(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿って配設された磁気リードスイッチと、
この磁気リードスイッチを包囲し且つその中心に沿って配設されたスイッチ接点を構成する内導体と同心に配設された外導体と、
この外導体の外側にて磁気リードスイッチの長手方向に平行に配設されたコイルと、
上記外導体の外側と上記コイルとの間に配設された封止樹脂と、を備え、
上記外導体が、開口部を有するように、長手方向に垂直な断面にて少なくとも一つ以上の円弧状に形成されたガード電極により構成されており、
上記封止樹脂は誘電損失が大きい樹脂からなっていて、上記内導体に高周波信号が流れる際に、該内導体から上記外導体の上記開口部を通って外側に漏洩する高周波信号が該封止樹脂によって吸収されることを特徴とする、リードリレー。
【請求項２】
前記各ガード電極が、長手方向に平行に延びる分割線に沿って、互いに円周方向に分割されていることを特徴とする、請求項１に記載のリードリレー。
【請求項３】
前記各ガード電極が、長手方向に平行に延びるスリットにより、互いに円周方向に分離されていることを特徴とする、請求項１に記載のリードリレー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気リードスイッチを利用したリードリレーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高周波信号を取り扱う用途に使用されるリードリレーは、例えば図７及び図８に示すように構成されている。
図７において、リードリレー１は、長手方向に沿って配設された磁気リードスイッチ２と、この磁気リードスイッチ２を円周方向に包囲するように配設された外導体であるガードパイプ３と、ガードパイプ３の外側にて長手方向に平行に配設されたコイル４と、を含んでいる。
【０００３】
上記磁気リードスイッチ２は、図示の場合、中心に沿って配設された円筒状のガラス管２ａと、ガラス管２ａ内に封入され且つスイッチ接点を構成する内導体であるリード２ｂ，２ｃと、から構成されている。
【０００４】
また、上記ガードパイプ３は、磁気リードスイッチ２のガラス管２ａを包囲するように、そのリード２ｂ，２ｃに対して同心状に配設されており、金属製の円筒形ガードパイプから構成されている。
【０００５】
さらに、コイル４は、図示の場合、磁気リードスイッチ２を包囲するように形成されたボビン４ａに巻回されることにより、中空円筒状に形成されている。
【０００６】
このような構成のリードリレー１によれば、コイル４を通電することによりコイル４に磁界が発生する。そして、この磁界が磁気リードスイッチ２のリード２ｂ，２ｃに作用することにより、リード２ｂ，２ｃが相互に接触する。このようにして、リード２ｂ，２ｃ間が導通して、リード２ｂ，２ｃにそれぞれ接続された電極間が短絡され、スイッチオンされるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した構成のリードリレー１においては、上記磁気リードスイッチ２のリード２ｂ，２ｃそしてガードパイプ３とコイル４との間に、誘電損失の大きな物質が存在すると、リード２ｂ，２ｃとガードパイプ３との間に生ずるストレーキャパシティが増大することにより、高周波特性が劣化してしまう。
このため、従来は、リードリレー１は、ケース５内にて磁気リードスイッチ２とガードパイプ３そしてコイル４の間が、比誘電率及び誘電損失の小さな空気が満たされた中空構造に構成されている。
【０００８】
ここで、磁気リードスイッチ２のリード２ｂ，２ｃの径をａ，ガードパイプ３の内径をｂ，磁気リードスイッチ２のガラス管２ａの径をｃ，充填材（空気）の比誘電率をεとすると、リードリレー１の同軸回路のインピーダンスＺ0 は、一般に次式で表わされる。
【数１】
0004192263.tif 000002
この場合、ガードパイプ３の内径ｂは、ガラス管２ａの径ｃより小さくすることはできないので、ｂ≒ｃとすると、上記インピーダンスＺ0 は、実質的に磁気リードスイッチ２のリード２ｂ，２ｃの径ａとガラス管２ａの径ｃにより決定されることになる。
【０００９】
これに対して、中空構造である同軸回路の分布定数線路は、図９に示す等価回路で表わされる。ここで、Ｌは単位長さあたりのインダクタンス，Ｃは単位長さあたりのキャパシタンス，Ｒは単位長さあたりの損失抵抗，Ｇは単位長さあたりの損失コンダクタンスである。
この場合、インピーダンスＺ0 は、一般に、次式で表される。
【数２】
0004192263.tif 000003
従って、損失抵抗Ｒと損失コンダクタンスＧが小さければ、ＬまたはＣの値を調整することにより、所望のインピーダンスＺ0 を得ることができる。
【００１０】
ところで、Ｃの値を大きくするためには、ｂ／ａを小さくする必要があるが、ガードパイプ３の内径ｂそしてガラス管２ａの径ｃを小さくするには限界があることから、設計の自由度が小さくなる。また、Ｌの値に関しては、リードリレー１の全長に依存する。その際、Ｌの値を小さくすることは、信号波形のオーバーシュートの発生を小さくする効果があるので、リードリレー１の全長はできるだけ短くすることが信号伝送上望ましい。
【００１１】
しかしながら、このような中空構造にすると、密封度が低いことから、例えばプリント基板への実装後の洗浄工程において、洗浄液がリードリレー１の内部に浸入してしまうおそれがある。従って、洗浄液による洗浄を行なうことができなかったり、あるいはプリント基板の洗浄のために特別な工程が必要になってしまう。
また、上述した構成のリードリレー１においては、長時間経過後における絶縁抵抗特性が劣化する可能性がある等、封止樹脂が充填された密封構造のリードリレーと比較して、取扱いの容易性及び信頼性に劣るという問題があった。
【００１２】
これに対して、金属製の円筒形ガードパイプを使用した同軸構造の高周波信号用リードリレー１において、例えばエポキシ樹脂やウレタン樹脂によりリードリレーのケース５内部を充填し、あるいはケース５を一体成形することにより、機械的な密封度は向上することになるが、これらの樹脂材料は、空気と比較して比誘電率や誘電損失が大きいことから、以下の問題が生ずる。
【００１３】
第一に、使用する磁気リードスイッチ２のリード２ａ，２ｂの線径及びガラス管２ａの管径と、充填または成形に用いる樹脂の比誘電率との関係から、外導体である金属製ガードパイプ３の内径サイズに制約が生ずることになり、リードリレー１の特性インピーダンスの設計の自由度が小さくなってしまう。
【００１４】
また、第二に、リードリレー１の小型化に伴って、内導体であるリード２ｂ，２ｃと外導体であるガードパイプ３の内径が接近すると共に、これらの間に空気と比較して比誘電率の大きい樹脂が介在することになり、信号の伝送路となる内導体であるリード２ｂ，２ｃと外導体である金属製ガードパイプ３との間のストレーキャパシタンスが増大する。即ち、樹脂充填した場合のリードリレー１は、図１０に示すストレーキャパシタンスＣｓを備えた等価回路で表わされ、ストレーキャパシタンスＣｓが増大することにより、インピーダンスＺ0 が小さくなってしまうと共に、この影響によって信号の立上り時間が遅くなり、信号伝送の高周波特性が劣化してしまう。
【００１５】
このようにして、ケース内が樹脂により密封された同軸構造のリードリレーにおいては、機械的信頼性には優れるが高周波特性に劣るという問題があった。
【００１６】
本発明は以上の点に鑑み、樹脂密封構造であって、高周波特性を向上させるようにしたリードリレーを提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、長手方向に沿って配設された磁気リードスイッチと、この磁気リードスイッチを包囲し且つその中心に沿って配設されたスイッチ接点を構成する内導体と同心に配設された外導体と、この外導体の外側にて磁気リードスイッチの長手方向に平行に配設されたコイルと、外導体の外側とコイルとの間に配設された封止樹脂と、を備え、上記外導体が、開口部を有するように、長手方向に垂直な断面にて少なくとも一つ以上の円弧状に形成されたガード電極により構成されており、封止樹脂は誘電損失が大きい樹脂からなっていて、内導体に高周波信号が流れる際に、内導体から外導体の開口部を通って外側に漏洩する高周波信号がこの封止樹脂によって吸収されるように構成したことを特徴としている。
【００１８】
本発明によるリードリレーは、好ましくは、上記各ガード電極が、長手方向に平行に延びる分割線に沿って互いに円周方向に分割されている。
【００１９】
本発明によるリードリレーは、好ましくは、上記各ガード電極が、長手方向に平行に延びるスリットにより互いに円周方向に分離されている。
【００２０】
本発明の上記構成によれば、外導体が、少なくとも一つの円弧状の断面を有するガード電極により構成されていることにより、開口部を備えている。従って、磁気リードスイッチのリードを高周波信号が流れる際に、リードから外導体を構成するガイド電極間を通って外側に漏洩する高周波信号は、外導体の外側に配設された誘電損失の大きい封止樹脂により吸収されることになり、高周波信号の内部反射が小さくなる。また、外導体の表面積の低減によりストレーキャパシタンスが低減されるので、信号の立上り時間が遅くなるようなことはなく、信号伝送の高周波特性の劣化が低減され得る。
【００２１】
上記各ガード電極が、長手方向に平行に延びる分割線に沿って、互いに円周方向に分割されている場合には、各ガード電極を磁気リードスイッチの外周に沿って並べることにより外導体を構成し、各ガード電極を相互に接続することにより容易に外導体を構成することができる。
【００２２】
上記各ガード電極が、長手方向に平行に延びるスリットにより互いに円周方向に分離されている場合には、各ガード電極がスリットにより互いに分離されることによって外導体全体が一体に構成されているので、部品点数が少なくて済み、組立てが容易に行なわれることになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。
図１及び図２は本発明によるリードリレーの第一の実施形態を示している。
図１において、リードリレー１０は、長手方向に沿って配設された磁気リードスイッチ１１と、この磁気リードスイッチ１１を円周方向に包囲するように配設された外導体であるガードパイプ１２と、ガードパイプ１２の外側にて長手方向に平行に配設されたコイル１３と、ガードパイプ１２とコイル１３との間に配設された封止樹脂１４と、を含んでいる。
【００２４】
上記磁気リードスイッチ１１は、中心に沿って配設された円筒状のガラス管１１ａと、ガラス管１１ａ内に封入され且つスイッチ接点を構成する内導体であるリード１１ｂ，１１ｃと、から構成されている。
【００２５】
上記ガードパイプ１２は金属から構成されており、磁気リードスイッチ１１のガラス管１１ａを包囲するように、そのリード１１ｂ，１１ｃに対して同心状に配設されている。
【００２６】
上記コイル１３は、磁気リードスイッチ１１を包囲するように形成されたボビン１３ａに巻回されることにより、中空円筒状に形成されている。
【００２７】
上記封止樹脂１４は、例えばエポキシ樹脂またはウレタン樹脂であって、リードリレー１０のケース（図示せず）内に充填されることにより、ガードパイプ１２とコイル１３との間に配設されるようになっている。
【００２８】
以上の構成は、従来の樹脂密封構造のリードリレーと同様の構成であるが、本発明実施形態によるリードリレー１０においては、以下の点で異なる構成になっている。
即ち、上記ガードパイプ１２は、図２に示すように、長手方向に延びる分割線１２ａに沿って、長手方向に垂直な断面にて二つの円弧状のガード電極１２ｂに分割されている。これにより、上記ガードパイプ１２は開口部１２ｃを備えることになり、その表面積が低減されている。
【００２９】
本発明によるリードリレー１０は以上のように構成されており、コイル１３が通電されてコイル１３に磁界が発生する。そして、この磁界が磁気リードスイッチ１１のリード１１ｂ，１１ｃに作用することにより、リード１１ｂ，１１ｃが相互に接触する。このようにして、リード１１ｂ，１１ｃ間が導通して、リード１１ｂ，１１ｃにそれぞれ接続された電極間が短絡され、スイッチオンされるようになっている。
【００３０】
この場合、外導体であるガードパイプ１２を構成するガード電極１２ｂが、その間に開口部１２ｃを画成しているので、リード１１ｂ，１１ｃを高周波信号が流れる際に、リード１１ｂ，１１ｃからガードパイプ１２を構成するガード電極１２ｂ間の開口部１２ｃを通って外側に漏洩する高周波信号は、ガードパイプ１２の外側に配設された誘電損失の大きい封止樹脂１４により吸収される。
【００３１】
これにより、リードリレー１０においては、高周波信号の内部反射が小さくなり、また、ガードパイプの表面積の低減によりストレーキャパシタンスが低減されるので、信号の立上り時間が遅くなるようなことはなく、信号伝送の高周波特性の劣化が低減され得る。
このようにして、樹脂封止構造により洗浄が容易に行なわれ得ると共に、高周波特性に優れたリードリレーが得られることになる。
【００３２】
図３及び図４は本発明によるリードリレーの第二の実施形態を示している。図３において、リードリレー２０は、図１及び図２に示したリードリレー１０とほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる構成になっている。
即ち、リードリレー２０においては、ガードパイプ１２の代わりに、ガードパイプ２１が設けられている。このガードパイプ２１は、図４に示すように、長手方向に延びる分割線２１ａに沿って、長手方向に垂直な断面にて四つの円弧状のガード電極２１ｂに分割されている。
これにより、上記ガードパイプ２１は、開口部２１ｃを備えることになり、その表面積が低減されている。
【００３３】
このような構成のリードリレー２０によれば、図１及び図２に示したリードリレー１０と同様に作用して、コイル１３の通電により、磁気リードスイッチ１１がスイッチオンされると共に、外導体であるガードパイプ２１を構成するガード電極２１ｂが、その間に開口部２１ｃを画成しているので、リード１１ｂ，１１ｃを高周波信号が流れる際に、リード１１ｂ，１１ｃからガードパイプ２１を構成するガイド電極２１ｂ間の開口部２１ｃを通って外側に漏洩する高周波信号は、ガードパイプ２１の外側に配設された誘電損失の大きい封止樹脂１４により吸収される。
これにより、リードリレー２０においては、高周波信号の内部反射が小さくなり、また、ガードパイプの表面積の低減によりストレーキャパシタンスが低減されるので、信号の立上り時間が遅くなるようなことはなく、信号伝送の高周波特性の劣化が低減され得る。
【００３４】
図５及び図６は本発明によるリードリレーの第三の実施形態を示している。図５において、リードリレー３０は、図１及び図２に示したリードリレー１０とほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる構成になっている。
即ち、リードリレー３０においては、ガードパイプ１２の代わりに、ガードパイプ３１が設けられている。このガードパイプ３１は、図２に示すリードリレー１０におけるガード電極１２ｂと同様に、長手方向に垂直な断面にて円弧状の唯一つのガード電極３１ａを備えている。
これにより、上記ガードパイプ３１は、大きな開口部３１ｂを備えることになり、その表面積が大幅に低減されている。
【００３５】
このような構成のリードリレー３０によれば、図１及び図２に示したリードリレー１０と同様に作用して、コイル１３の通電により、磁気リードスイッチ１１がスイッチオンされると共に、外導体であるガードパイプ３１を構成するガード電極３１ａが、その間に開口部３１ｂを画成しているので、リード１１ｂ，１１ｃを高周波信号が流れる際に、リード１１ｂ，１１ｃからガードパイプ３１の開口部３１ｂを通って外側に漏洩する高周波信号は、ガードパイプ３１の外側に配設された誘電損失の大きい封止樹脂１４により吸収される。
これにより、リードリレー３０においては、高周波信号の内部反射が小さくなり、また、ガードパイプの表面積の低減によりストレーキャパシタンスが低減されるので、信号の立上り時間が遅くなるようなことはなく、信号伝送の高周波特性の劣化が低減され得る。
【００３６】
このようにして、上述した各実施形態によるリードリレー１０，２０，３０においては、外導体であるガードパイプ１２，２１，３１がそれぞれ開口部１２ｃ，２１ｃ，３１ｂを備えているので、リード１１ｂ，１１ｃからこれらの開口部１２ｃ，２１ｃ，３１ｂを通って外側に漏洩する高周波信号は、外導体の外側に配設された誘電損失の大きい封止樹脂１４によって吸収される。
これにより、高周波信号の内部反射が小さくなり、また、ガードパイプの表面積の低減によりストレーキャパシタンスが低減されるので、信号の立上り時間が遅くなるようなことはなく、信号伝送の高周波特性の劣化が低減されることができる。
【００３７】
上述した実施形態において、各リードリレー１０，２０は、そのガードパイプ１２，２１が、長手方向に延びる分割線１２ａ，２１ａにより円周方向に関して分割されているが、これに限らず、円筒状のガードパイプに長手方向に関してほぼ全長に亘って延びるスリットを形成することにより、開口部１２ｃ，２１ｃを備えるようにしてもよい。
これにより、各スリット間に形成されるガード電極部が、前述した分割線１２ａ，２１ａにより分割されたガード電極１２ｂ，２１ｂと同様に作用すると共に、各スリットが開口部１２ｃ，２１ｃと同様に作用することになる。さらに、各スリットがガードパイプの例えば一端付近には備えられないことにより、ガードパイプ全体が一体に形成されるので、部品点数が少なくて済み、組立てが容易に行なわれる。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、外導体が、少なくとも一つの円弧状の断面を有するガード電極により構成されていることにより、開口部を備えている。従って、磁気リードスイッチのリードを高周波信号が流れる際に、リードから外導体を構成するガイド電極間を通って外側に漏洩する高周波信号は、外導体の外側に配設された誘電損失の大きい封止樹脂で吸収されることになり、高周波信号の内部反射が小さくなる。また、ガードパイプの表面積の低減によりストレーキャパシタンスが低減されるので、信号の立上り時間が遅くなるようなことはなく、信号伝送の高周波特性の劣化が低減される。
このようにして、本発明によれば、樹脂密封構造であって、高周波特性を向上させるようにした極めて優れたリードリレーが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリードリレーの第一の実施形態の構成を示す断面図である。
【図２】図１のリードリレーにおける磁気リードスイッチ及びガードパイプを示す概略斜視図である。
【図３】本発明によるリードリレーの第二の実施形態の構成を示す断面図である。
【図４】図３のリードリレーにおける磁気リードスイッチ及びガードパイプを示す概略斜視図である。
【図５】本発明によるリードリレーの第三の実施形態の構成を示す断面図である。
【図６】図５のリードリレーにおける磁気リードスイッチ及びガードパイプを示す概略斜視図である。
【図７】従来の中空構造のリードリレーの一例の構成を示す長手方向の断面図である。
【図８】図７のリードリレーの縦断面図である。
【図９】図７の中空構造のリードリレーの等価回路を示す回路図である。
【図１０】従来の樹脂密封構造のリードリレーの等価回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０    リードリレー
１１      磁気リードスイッチ
１１ａ    ガラス管
１１ｂ，１１ｃ    リード
１２，２１，３１  ガードパイプ
１２ａ，２１ａ    分割線
１２ｂ，２１ｂ，３１ａ    ガード電極
１２ｃ，２１ｃ，３１ｂ    開口部
１３      コイル
１３ａ    ボビン
１４      封止樹脂
【図１】
0004192263.tif 000004
【図２】
0004192263.tif 000005
【図３】
0004192263.tif 000006
【図４】
0004192263.tif 000007
【図５】
0004192263.tif 000008
【図６】
0004192263.tif 000009
【図７】
0004192263.tif 000010
【図８】
0004192263.tif 000011
【図９】
0004192263.tif 000012
【図１０】
0004192263.tif 000013