(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点と、固定接点に接離する可動接点と、円弧状の軌道に沿って可動接点を移動させる可動接点移動手段と、前記軌道の径方向に沿って可動接点を弾性変位自在に支持する支持手段とを備え、
固定接点及び可動接点のうちの少なくとも何れか一方の接点は、前記径方向と交差する溝によって当該径方向に分断された複数の接点部からなり、
前記複数の接点部は、前記径方向に沿って内側に位置する接点部ほど前記軌道に沿った厚み寸法が大きくなるように形成されていることを特徴とする接点開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁リレーのような接点開閉装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の接点開閉装置として、例えば、特許文献１に記載されているマイクロリレーがある。以下、図４及び図５を参照して特許文献１に記載されている従来例（マイクロリレー）について説明する。
【０００３】
このマイクロリレーは、ヨーク２０に巻回されたコイル２２，２２への励磁電流に応じて磁束を発生する電磁石装置２と、矩形板状のガラス基板からなり厚み方向の一面側において長手方向の両端部それぞれに各一対の固定接点１４が設けられたベース基板１と、ベース基板１の上記一表面側に固着される矩形枠状のフレーム部３１およびフレーム部３１の内側に配置されて４本の支持ばね部３２を介してフレーム部３１に回動自在に支持され電磁石装置２により駆動されるアーマチュア３０およびアーマチュア３０にそれぞれ２本の接圧ばね部３５を介して支持されそれぞれ可動接点３９が設けられた２つの可動接点基台部３４を有するアーマチュアブロック３と、アーマチュアブロック３におけるベース基板１とは反対側で周部がフレーム部３１に固着された矩形板状のガラス基板からなるカバー４とを備えている。
【０００４】
電磁石装置２におけるヨーク２０は、２つのコイル２２，２２が直接巻回される細長の矩形板状のコイル巻回部２０ａと、コイル巻回部２０ａの長手方向の両端部それぞれからアーマチュア３０に近づく向きに延設されコイル２２，２２への励磁電流に応じて互いの先端面が異極に励磁される一対の脚片２０ｂ，２０ｂと、ヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｂの間でコイル巻回部２０ａの長手方向の中央部に重ねて配置された矩形板状の永久磁石２１と、細長の矩形板状であってヨーク２０のコイル巻回部２０ａにおける永久磁石２１との対向面とは反対側でコイル巻回部２０ａと直交するようにコイル巻回部２０ａに固着されるプリント基板２３とを備えている。
【０００５】
永久磁石２１は、コイル巻回部２０ａとの重ね方向（厚み方向）の両面それぞれの磁極面２１ａ，２１ｂが異極に着磁されており、一方の磁極面２１ｂがヨーク２０のコイル巻回部２０ａに当接し、他方の磁極面２１ａがヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｂの先端面と同一平面上に位置するように厚み寸法を設定してある。
【０００６】
ベース基板１は、パイレックス（登録商標）のような耐熱ガラスにより形成されており、外周形状が矩形状であって、中央部には厚み方向に貫通し電磁石装置２を収納する収納孔１６が貫設され、四隅の各近傍には厚み方向に貫通するスルーホール（図示せず）が貫設されている。また、ベース基板１の厚み方向の両面であって各スルーホールそれぞれの周縁にはランド（図示せず）が形成されている。ここに、ベース基板１の厚み方向において重なるランド同士はスルーホールの内周面に被着された導電性材料（例えば、Ｃｕ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｕ，あるいはこれらの合金など）からなる導体層（図示せず）により電気的に接続されている。また、ベース基板１の厚み方向の他表面側の各ランドにはバンプ（図示せず）が適宜固着されており、バンプをランドに固着することによって、ベース基板１の上記他表面側ではスルーホールの開口面がバンプにより覆われる。スルーホールの開口面は円形状であって、ベース基板１の上記一表面には、それぞれスルーホールの開口面およびランドを覆う４枚のシリコン薄膜からなる蓋体１９が固着されている。
【０００７】
また、各一対の固定接点１４は、ベース基板１の長手方向の両端部においてベース基板１の短手方向に離間して形成された２つのスルーホールの間で上記短手方向に並設されており、上記短手方向において隣り合うスルーホールの周縁に形成されたランドと導電パターン１８を介して電気的に接続されている。
【０００８】
また、収納孔１６の開口面は十字状であって、ベース基板１の上記一表面側には、収納孔１６を閉塞するシリコン薄膜からなる蓋体１７が固着されている。すなわち、電磁石装置２は、ヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｂの各先端面が蓋体１７と対向する形で収納孔１６に挿入される。なお、本実施形態では、収納孔１６の内周面と蓋体１７とで囲まれる空間が電磁石装置２を収納する収納部を構成しており、電磁石装置２０は、永久磁石２１がベース基板１の厚み寸法内でアーマチュア３０とヨーク２０とにより形成される磁路中に設けられ、プリント基板２３における絶縁基板２３ａの表面がベース基板１の上記他表面と略面一となっている。
【０００９】
アーマチュアブロック３は、シリコン基板からなる半導体基板を半導体微細加工プロセスにより加工することによって、上述の矩形枠状のフレーム部３１と、上述の４本の支持ばね３２と、フレーム部３１の内側に配置されアーマチュア３０の一部を構成する矩形板状の可動基台部３０ａと、上述の４本の接圧ばね３５と、上述の２つの可動接点基台部３４とを形成してあり、可動基台部３０ａと、可動基台部３０ａにおけるベース基板１との対向面に固着された磁性体からなる矩形板状の磁性体部（図示せず）とでアーマチュア３０を構成している。したがって、アーマチュア３０が４本の支持ばね部３２を介してフレーム部３１に回動自在に支持されている。なお、可動基台部３０ａはフレーム部３１よりも薄肉であり、アーマチュア３０の厚み寸法は、アーマチュアブロック３とベース基板１とを固着した状態においてアーマチュア３０の磁性体部と蓋体１７との間に所定のギャップが形成されるように設定されている。
【００１０】
上述の支持ばね部３２は、可動基台部３０ａの短手方向の両側面側で可動基台部３０ａの長手方向に離間して２箇所に形成されている。各支持ばね部３２は、一端部がフレーム部３１に連続一体に連結され他端部が可動基台部３０ａに連続一体に連結されている。
【００１１】
また、可動基台部３０ａは、短手方向の両側縁の中央部から矩形状の突片３６が連続一体に延設され、フレーム部３１の内周面において突片３６に対応する部位からも矩形状の突片３７が連続一体に延設されている。すなわち、可動基台部３０ａから延設された突片３６とフレーム部３１から延設された突片３７とは互いの先端面同士が対向している。なお、アーマチュア３０の同一の側縁側に配設される２つの支持ばね部３２は、突片３６の両側に位置している。
【００１２】
また、アーマチュアブロック３は、アーマチュア３０の長手方向においてアーマチュア３０の両端部とフレーム部３１との間にそれぞれ可動接点基台部３４が配置されており、各可動接点基台部３４におけるベース基板１との対向面に導電性材料からなる可動接点３９が固着されている。ここに、可動接点基台部３４は上述の２本の接圧ばね部３５を介して可動基台部３０ａに支持されている。なお、可動基台部３０ａは上述のように矩形板状に形成されており、磁性体部の変位量を制限するストッパ部３３が四隅それぞれから連続一体に延設されており、接圧ばね部３５の平面形状は、ストッパ部３３の外周縁の３辺に沿ったコ字状に形成されている。このストッパ部３３は、ベース基板１の上記一表面と接触することにより磁性体部の変位量を制限する。なお、アーマチュアブロック３は、上述の説明から分かるように、フレーム部３１、可動基台部３０ａ、支持ばね部３２、可動接点保持部３４、接圧ばね部３５が上述の半導体基板の一部により構成されている。
【００１３】
カバー４は、パイレックス（登録商標）のような耐熱ガラスにより構成されており、アーマチュアブロック３との対向面にアーマチュア３０の揺動空間を確保する凹所（図示せず）が形成されている。
【００１４】
次に、上述のマイクロリレーの動作について説明する。
【００１５】
このマイクロリレーでは、コイル２２，２２への通電が行われると、磁化の向きに応じて磁性体部の長手方向の一端部がヨーク２０の一方の脚片２０ｂに吸引されてアーマチュア３０が回動しアーマチュア３０の一端側の可動接点基台部３４に固着された可動接点３９がアーマチュア３０の長手方向中央部を支点とする円弧状の軌道Ｘを移動し、当該軌道Ｘに沿って対向する一対の固定接点１４，１４に所定の接点圧で接触する（つまり、一対の固定接点１４，１４間が可動接点３９を介して短絡される）。この状態で通電を停止しても、永久磁石２１の発生する磁束により、吸引力が維持され、そのままの状態が保持される。
【００１６】
また、コイル２２，２２への通電方向を逆向きにすると、アーマチュア３０の磁性体部がヨーク２０の他方の脚片２０ｂに吸引されてアーマチュア３０が回動しアーマチュア３０の他端側の可動接点基台部３４に保持された可動接点３９が対向する一対の固定接点１４，１４に所定の接点圧で接触する。この状態で通電を停止しても、永久磁石２１の発生する磁束により、吸引力が維持され、そのままの状態が保持される。
【特許文献１】特開２００５−２１６５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、上述のような従来例では、図５（ａ）に示すように可動接点移動手段たるアーマチュア３０が円弧状の軌道Ｘに沿って可動接点３９を移動させて固定接点１４に接触させる際、図５（ｂ）に示すように可動接点３９における径方向の外側（図５（ｂ）における左側）の角部が固定接点１４に衝突することで当該角部に損傷や変形あるいは硬化などの不具合が生じて可動接点３９と固定接点１４との接触抵抗が不安定になる虞があった。さらに、支持手段たる接圧ばね部３５で支持されている可動接点３９は、図５（ｃ）に示すように前記径方向（図５における左右方向）に弾性変位するため、可動接点３９と固定接点１４との間に生じる摩擦力によって摩耗粉（金属粉や炭素粉など）Ｙが発生する。そして、可動接点３９と固定接点１４との接触・開離を繰り返すうちに当該摩耗粉が接点３９，１４の表面に拡がってしまうことで接触抵抗が不安定になる虞がある。
【００１８】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、固定接点に対して可動接点が摺動することで生じる摩耗粉の拡がりを防いで接点の接触信頼性を向上することができる接点開閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、固定接点と、固定接点に接離する可動接点と、円弧状の軌道に沿って可動接点を移動させる可動接点移動手段と、前記軌道の径方向に沿って可動接点を弾性変位自在に支持する支持手段とを備え、固定接点及び可動接点のうちの少なくとも何れか一方の接点は、前記径方向と交差する溝によって当該径方向に分断された複数の接点部からなり、前記複数の接点部は、前記径方向に沿って内側に位置する接点部ほど前記軌道に沿った厚み寸法が大きくなるように形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１の発明によれば、接点（固定接点又は可動接点）を複数の接点部に分断する溝によって摩耗粉の拡がりを防いで接点の接触信頼性を向上することができる。しかも、固定接点と可動接点が接触する際は径方向に沿って外側に位置する接点部同士が先に接触するために当該外側に位置する接点部に摩耗粉が発生し易く、かかる摩耗粉によって径方向に沿って内側に位置する可動接点側の接点部の移動が妨げられたとしても、内側に位置する接点部ほど前記軌道に沿った厚み寸法が大きくなっているので、当該接点部を確実に接触させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、固定接点に対して可動接点が摺動することで生じる摩耗粉の拡がりを防いで接点の接触信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、従来例として例示したマイクロリレーに本発明の技術思想を適用した実施形態について説明する。但し、本発明の技術思想が適用可能な接点開閉装置は本実施形態のマイクロリレーに限定されるものではなく、固定接点に対して可動接点が摺動することで摩耗粉が生じる接点開閉装置全般に本発明の技術思想を適用することかできる。また、マイクロリレーの基本構成については図４及び図５に示した従来例と共通であるので、以下の各実施形態では本発明の要旨である固定接点１４又は可動接点３９の構造についてのみ図示し、従来例と共通の構成要素については適宜図示並びに説明を省略する。
【００２９】
（実施形態１）
本実施形態は、図１に示すように可動接点３９の軌道Ｘの径方向（図１における左右方向）と交差する溝１５によって固定接点１４が複数（図示例では２つ）の接点部１４Ａ，１４Ｂに分断されている点に特徴がある。尚、以下の説明では前記径方向における外側（図１における左側）に位置する接点部１４Ａを第１接点部と呼び、内側（図１における右側）に位置する接点部１４Ｂを第２接点部と呼ぶことにする。
【００３０】
従来技術で説明したように、可動接点移動手段たるアーマチュア３０が円弧状の軌道Ｘに沿って可動接点３９を移動させて固定接点１４に接触させる際、図１（ａ）に示すように可動接点３９における径方向の外側（図１（ａ）における左側）の角部が固定接点１４の第１接点部１４Ａと先に接触し、さらに、支持手段たる接圧ばね部３５で支持されている可動接点３９が前記径方向（図１における左右方向）に弾性変位して第１接点部１４Ａに対して摺動するため、可動接点３９と固定接点１４の第１接点部１４Ａとの間に生じる摩擦力によって摩耗粉Ｙが発生する。しかしながら、固定接点１４の第１接点部１４Ａと第２接点部１４Ｂとの間に溝１５が存在しているため、この溝１５に遮られることで第１接点部１４Ａに生じた摩耗粉Ｙが第２接点部１４Ｂにまで拡がることがなく、その結果、図１（ｂ）に示すように固定接点１４の第２接点部１４Ｂを可動接点３９と確実に接触させることができる。
【００３１】
ここで、固定接点１４を構成する第１接点部１４Ａと第２接点部１４Ｂのうちで、可動接点３９と先に接触（衝突）する第１接点部１４Ａを、後から接触する第２接点部１４Ｂと比較して相対的に硬い材料で形成すれば、可動接点３９が第１接点部１４Ａに接触（衝突）する際に生じる衝撃力によって第１接点部１４Ａに損傷や変形が生じ難くなり、しかも、第２接点部１４Ｂが相対的に硬くない（軟らかい）材料で形成されているために安定した接触抵抗を確保することができる。
【００３２】
また、第２接点部１４Ｂを白金族系の材料で形成するとともに、第１接点部１４Ａを第２接点部１４Ｂと比較して相対的に耐摩耗性の高い材料（例えば、白金族系以外の金属材料）で形成すれば、摩耗粉の発生を抑制するとともに接触抵抗の安定性を確保することができる。
【００３３】
（実施形態２）
本実施形態は、図２に示すように第２接点部１４Ｂの厚み寸法（図２における上下方向の高さ寸法）を第１接点部１４Ａの厚み寸法よりも大きくしている点に特徴がある。
【００３４】
而して、第１接点部１４Ａに発生した摩耗粉Ｙによって可動接点３９の回動が妨げられたとしても、第２接点部１４Ｂの厚み寸法が第１接点部１４Ａの厚み寸法よりも大きくしてあるために可動接点３９を確実に第２接点部１４Ｂと接触させることができる。
【００３５】
（実施形態３）
本実施形態は、図３に示すように可動接点３９の軌道Ｘの径方向と交差する溝３８によって可動接点３９が複数（図示例では２つ）の接点部（第１接点部３９Ａ及び第２接点部３９Ｂ）に分断されている点に特徴がある。
【００３６】
而して、本実施形態のように可動接点３９の方に溝３８を設けた場合においても、固定接点１４の方に溝１５を設けた実施形態１，２と同様に、可動接点３９の第１接点部３９Ａと第２接点部３９Ｂとの間に溝３８が存在しているため、この溝３８に遮られることで固定接点１４に生じた摩耗粉Ｙが第２接点部３９Ｂにまで拡がることがなく、その結果、図３（ｂ）に示すように可動接点３９の第２接点部３９ｂを固定接点１４と確実に接触させることができる。
【００３７】
ここで、可動接点３９を構成する第１接点部３９Ａと第２接点部３９Ｂのうちで、固定接点１４と先に接触（衝突）する第１接点部３９Ａを、後から接触する第２接点部３９Ｂと比較して相対的に硬い材料で形成すれば、第１接点部３９Ａが固定接点１４と接触（衝突）する際に生じる衝撃力によって第１接点部３９Ａの角部に損傷や変形が生じ難くなり、しかも、第２接点部３９Ｂが相対的に硬くない（軟らかい）材料で形成されているために安定した接触抵抗を確保することができる。
【００３８】
また、第２接点部３９Ｂを白金族系の材料で形成するとともに、第１接点部３９Ａを第２接点部３９Ｂと比較して相対的に耐摩耗性の高い材料（例えば、白金族系以外の金属材料）で形成すれば、摩耗粉の発生を抑制するとともに接触抵抗の安定性を確保することができる。
【００３９】
さらに、第２接点部３９Ｂの厚み寸法（図３における上下方向の高さ寸法）を第１接点部３９Ａの厚み寸法よりも大きくすれば、固定接点１４と第１接点部３９Ａの間に発生した摩耗粉Ｙによって可動接点３９の回動が妨げられたとしても、第２接点部３９Ｂの厚み寸法が第１接点部３９Ａの厚み寸法よりも大きくしてあるために可動接点３９の第２接点部３９ｂを確実に固定接点１４と接触させることができる。
【００４０】
尚、上述した実施形態１〜３では固定接点１４と可動接点３９の一方のみに溝１５，３８を設けていたが、固定接点１４と可動接点３９の両方に溝１５，３８を設けても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の実施形態１を示す一部省略した要部断面図である。
【図２】本発明の実施形態２を示す一部省略した要部断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は本発明の実施形態３を示す一部省略した要部断面図である。
【図４】従来の接点開閉装置（マイクロリレー）を示す分解斜視図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は同上の一部省略した要部断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１４  固定接点
１４Ａ  第１接点部
１４Ｂ  第２接点部
１５  溝
３０  アーマチュア（可動接点移動手段）
３５  接圧ばね部（支持手段）
３９  可動接点
【図１】
0005022304.tif 000002
【図２】
0005022304.tif 000003
【図３】
0005022304.tif 000004
【図４】
0005022304.tif 000005
【図５】
0005022304.tif 000006