JP2007294326A - Switch, and power inverter using it - Google Patents

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JP2007294326A JP2006122854A JP2006122854A JP2007294326A JP 2007294326 A JP2007294326 A JP 2007294326A JP 2006122854 A JP2006122854 A JP 2006122854A JP 2006122854 A JP2006122854 A JP 2006122854A JP 2007294326 A JP2007294326 A JP 2007294326A
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Seiji Suzuki
誠二 鈴木
Hitoshi Hirano
均 平野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-reliability switch; and to provide a power inverter using it. <P>SOLUTION: This switch is provided with a board 1, a signal wire 2, a support base 3, a fixing member 4, a drive part 5 and a contact electrode 6. The signal wire 2 and the support base 3 are arranged in a predetermined region on the board 1. One end of the fixing member 4 is arranged on the support base 3, and the fixing member 4 extends up to the position of the signal wire 2 in a form parallel to the board 1. On the lower side (board 1 side) at the other end of the fixing member 4, the drive part 5 is arranged at a position facing to the signal wire 2, and the contact electrode 6 is further mounted on its lower side. The contact electrode 6 faces the signal wire 2 through a predetermined gap. In this case, the drive part 5 is formed of a stacked piezoelectric element, and has a characteristic extending or contracting from a state where a voltage is not applied thereto when the voltage is applied thereto. The contact electrode 6 displaces in conjunction with the extending direction of the drive part 5. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、スイッチおよびそれを用いた電力変換器に関する。   The present invention relates to a switch and a power converter using the switch.

従来、静電気力を発生させるとともに、その発生された静電気力を用いて、信号線に対して接触電極を接触させる機械式電気スイッチが知られている（たとえば、特許文献１参照）。   2. Description of the Related Art Conventionally, a mechanical electrical switch that generates an electrostatic force and uses a generated electrostatic force to bring a contact electrode into contact with a signal line is known (for example, see Patent Document 1).

図５は、上記特許文献１に開示された従来の機械式電気スイッチの構造を示した断面図である。図５に示されるように、従来の機械式電気スイッチでは、基板１１２上の所定領域に、アンカー構造１１４と、下部電極１１６と、信号線１１８とが設けられている。そして、アンカー構造１１４の上には片持ちアーム１２０が設けられ、この片持ちアーム１２０は、下部電極１１６を越えて信号線１１８の位置まで延在しており、これらと空間的な隙間を介して対向している。片持ちアーム１２０の上側には、上部電極１２４がアンカー構造１１４から下部電極１１６に対向する位置まで形成されている。また、片持ちアーム１２０の下側には、信号線１１８に対向する位置に接触電極１２２が設けられている。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional mechanical electric switch disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. 5, in the conventional mechanical electric switch, an anchor structure 114, a lower electrode 116, and a signal line 118 are provided in a predetermined region on the substrate 112. A cantilever arm 120 is provided on the anchor structure 114, and the cantilever arm 120 extends to the position of the signal line 118 beyond the lower electrode 116, with a spatial gap therebetween. Facing each other. On the upper side of the cantilever arm 120, the upper electrode 124 is formed from the anchor structure 114 to a position facing the lower electrode 116. A contact electrode 122 is provided below the cantilever arm 120 at a position facing the signal line 118.

このような構造をした機械式電気スイッチにおいて、接触電極１２２と信号線１１８との間には隙間が設けられている。このため、下部電極１１６に電圧が印加されない状態（オフ状態）では、信号線１１８に電流は流れない。ここで、上部電極１２４と下部電極１１６との間に電圧を印加すると、静電気力により上部電極１２４に基板方向（矢印１１１の下向き）に引力が働く。このため、片持ちアーム１２０が基板側に弾性変形し、接触電極１２２が信号線１１８と接触する。この結果、信号線１１８と接触電極１２２とが導通してスイッチがオン状態となる。さらに、オン状態から電圧の印加をなくすと、弾性変形している片持ちアーム１２０のばね復元力によって接触電極１２２が信号線１１８から開離する。この結果、信号線１１８と接触電極１２２とが非導通となりスイッチがオフ状態となる。
特開平９−１７３００号公報 In the mechanical electrical switch having such a structure, a gap is provided between the contact electrode 122 and the signal line 118. Therefore, no current flows through the signal line 118 when no voltage is applied to the lower electrode 116 (off state). Here, when a voltage is applied between the upper electrode 124 and the lower electrode 116, an attractive force acts on the upper electrode 124 in the substrate direction (downward in the direction of the arrow 111) due to electrostatic force. Therefore, the cantilever arm 120 is elastically deformed toward the substrate side, and the contact electrode 122 is in contact with the signal line 118. As a result, the signal line 118 and the contact electrode 122 are conducted and the switch is turned on. Further, when the voltage application is removed from the ON state, the contact electrode 122 is separated from the signal line 118 by the spring restoring force of the cantilever arm 120 that is elastically deformed. As a result, the signal line 118 and the contact electrode 122 become non-conductive and the switch is turned off.
JP-A-9-17300

しかしながら、従来の構成において、スイッチのオン／オフ状態の切り替えが繰り返された場合には、片持ちアーム１２０の弾性変形（撓み）が繰り返されるので、片持ちアーム１２０が疲労劣化し破損するという不都合が生じる。その結果、機械式電気スイッチの信頼性が低下するという問題がある。   However, in the conventional configuration, when the switching of the on / off state of the switch is repeated, the elastic deformation (bending) of the cantilever arm 120 is repeated, so that the cantilever arm 120 is fatigued and damaged. Occurs. As a result, there is a problem that the reliability of the mechanical electrical switch is lowered.

本発明は上記事情を踏まえてなされたものであり、その目的は、高信頼性のスイッチおよびそれを用いた電力変換器を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a highly reliable switch and a power converter using the switch.

上記目的を達成するために、この発明に係るスイッチは、電圧が印加されると、電圧が印加されない状態から伸長もしくは収縮する駆動部と、駆動部の伸縮方向に設けられ、この駆動部と連動して変位する接触電極と、接触電極と対峙する位置に設けられた信号線と、を備え、駆動部は圧電素子からなり、この圧電素子を駆動させることにより接触電極と信号線との間の接続を制御することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the switch according to the present invention is provided with a drive unit that expands or contracts from a state where no voltage is applied when a voltage is applied, and an extension direction of the drive unit, and interlocks with the drive unit. And a signal line provided at a position facing the contact electrode, and the drive unit is composed of a piezoelectric element, and the piezoelectric element is driven to drive between the contact electrode and the signal line. It is characterized by controlling the connection.

この発明によれば、接触電極と信号線との接続を、駆動部の弾性変形（撓み）によって
行うのではなく、駆動部の伸縮によって行うことができる。この駆動部の伸縮を圧電素子の自発分極に基づく歪による変位により行うため、従来の駆動部におけるオン／オフ動作の繰り返しに伴う変形疲労劣化を抑制することができる。したがって、スイッチの信頼性を向上させることができる。 According to this invention, the connection between the contact electrode and the signal line can be performed not by elastic deformation (bending) of the drive unit but by expansion and contraction of the drive unit. Since the expansion and contraction of the drive unit is performed by displacement due to strain based on the spontaneous polarization of the piezoelectric element, it is possible to suppress deformation fatigue deterioration due to repeated on / off operations in the conventional drive unit. Therefore, the reliability of the switch can be improved.

この発明に係る別のスイッチでは、駆動部は、所定の周波数を有する交流電圧によって駆動されていることを特徴とする。この場合、印加される交流電圧の周波数に対応して駆動部が繰り返し伸縮するので、所定の周波数での高速スイッチング（スイッチのオン／オフ動作）が行われる。このため、従来の駆動部におけるオン／オフ動作の繰り返しに伴う疲労劣化の抑制効果をより効果的に享受することができる。したがって、高速スイッチングが行われるスイッチの信頼性を向上させることができる。   Another switch according to the present invention is characterized in that the drive unit is driven by an AC voltage having a predetermined frequency. In this case, since the drive section repeatedly expands and contracts in accordance with the frequency of the applied AC voltage, high-speed switching (switch on / off operation) at a predetermined frequency is performed. For this reason, it is possible to more effectively enjoy the effect of suppressing fatigue deterioration associated with repeated ON / OFF operations in the conventional drive unit. Therefore, it is possible to improve the reliability of a switch that performs high-speed switching.

上記構成において、交流電圧の周波数は、圧電素子の共振周波数であってもよい。この場合、共振周波数で駆動する圧電素子の伸縮量が最も大きくなる。このため、オフ状態における接触電極と信号線との隙間（間隔）をさらに開けて配置することができるので、高い耐電圧を有するスイッチを得ることが可能となる。   In the above configuration, the frequency of the AC voltage may be the resonance frequency of the piezoelectric element. In this case, the expansion / contraction amount of the piezoelectric element driven at the resonance frequency is the largest. For this reason, a gap (interval) between the contact electrode and the signal line in the off state can be further opened, and a switch having a high withstand voltage can be obtained.

さらにこの発明に係る電力変換器は、上記記載のスイッチを含むことを特徴とする。従来の電力変換器では機械式電気スイッチより信頼性の高い半導体スイッチが使用されていたが、この発明によれば、信頼性の向上したスイッチ（機械式電気スイッチ）を用いて電力変換器を構成するので、高信頼性な電力変換器が提供される。また、上記スイッチは半導体スイッチよりも導通抵抗が低く、導通損による発熱が低減されるので、電力変換器に搭載される他の電子部品への熱の影響が抑制される。この結果、スイッチを含む電子部品の搭載間隔を狭めることが可能となり、従来に比べ電力変換器の小型化が実現される。   Furthermore, a power converter according to the present invention includes the switch described above. Conventional power converters use semiconductor switches that are more reliable than mechanical electrical switches, but according to the present invention, power converters are configured using switches with improved reliability (mechanical electrical switches). Therefore, a highly reliable power converter is provided. In addition, the switch has a conduction resistance lower than that of the semiconductor switch, and heat generation due to conduction loss is reduced, so that the influence of heat on other electronic components mounted on the power converter is suppressed. As a result, it is possible to reduce the mounting interval of the electronic components including the switch, and the power converter can be downsized as compared with the conventional case.

本発明によれば、高信頼性のスイッチおよびそれを用いた電力変換器を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a highly reliable switch and a power converter using the same can be provided.

以下、本発明を具現化した実施形態について図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

図１は、本発明の実施形態に係る機械式電気スイッチの構成を示す概略上面図であり、図２は、図１の機械式電気スイッチのＡ−Ａ’線に沿った断面図である。   FIG. 1 is a schematic top view showing a configuration of a mechanical electrical switch according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of the mechanical electrical switch of FIG. 1.

機械式電気スイッチは、基板１、信号線２、支持台３、固定部材４、駆動部５、及び接触電極６を備える。   The mechanical electrical switch includes a substrate 1, a signal line 2, a support base 3, a fixing member 4, a drive unit 5, and a contact electrode 6.

基板１は、機械式電気スイッチの基板となる。基板１には、たとえば、単結晶シリコン基板やＧａＡｓ基板などが用いられ、その上面には該基板の酸化物もしくは絶縁膜（図示せず）が形成されている。   The substrate 1 is a substrate for a mechanical electrical switch. As the substrate 1, for example, a single crystal silicon substrate or a GaAs substrate is used, and an oxide or insulating film (not shown) of the substrate is formed on the upper surface thereof.

信号線２は、基板１の上の所定領域において、所定の配線パターンを有する。ここでは、図１に示すように、２つの信号線２が所定のギャップ（スペース間隔）で配置されている。信号線２の材料は、特に限定されないが、たとえば金や金コバルト合金などの貴金属系高融点金属が好適である。   The signal line 2 has a predetermined wiring pattern in a predetermined region on the substrate 1. Here, as shown in FIG. 1, the two signal lines 2 are arranged with a predetermined gap (space interval). The material of the signal line 2 is not particularly limited, but a noble metal refractory metal such as gold or gold-cobalt alloy is suitable.

支持台３は、信号線２の近傍の基板１の上に設けられ、後述する駆動部５および接触電極６を所定の高さに設置するための土台となる。支持台３の材料は、特に限定されないが、たとえば、ポリシリコン膜などが好適である。   The support base 3 is provided on the substrate 1 in the vicinity of the signal line 2 and serves as a base for installing a driving unit 5 and a contact electrode 6 described later at a predetermined height. Although the material of the support base 3 is not specifically limited, For example, a polysilicon film etc. are suitable.

固定部材４は、一端が支持台３の上に設けられ、基板１に平行な状態で信号線２の位置まで延在している。支持台３の材料は、特に限定されないが、たとえば、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などが好適である。   One end of the fixing member 4 is provided on the support base 3 and extends to the position of the signal line 2 in a state parallel to the substrate 1. Although the material of the support base 3 is not specifically limited, For example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, etc. are suitable.

駆動部５は、固定部材４の他端の下側（基板側）に設けられ、信号線２のギャップ部分の上方に位置している。駆動部５は、積層型圧電素子からなり、電圧が印加されると、電圧が印加されない状態から矢印７の方向に伸長もしくは収縮する特性を有する。この伸縮（伸長もしくは収縮）は、圧電材料の自発分極に基づく歪による変位を利用している。一般に弾性変形（撓み）では、塑性変形が生じる降伏点よりも小さな応力であっても、材料に繰り返し荷重や交番負荷による負荷を長時間作用させると疲労が発生し、破壊することが知られている。これに対して圧電材料によって生じる変位（伸縮）は、自発分極に起因する材料固有の現象である。つまり、電気エネルギーを直接的に機械エネルギーに変換する電気機械変換効率が高いため、材料そのものに掛かる負荷は先に述べた弾性変形（撓み）における負荷よりも小さく、応力負荷に対する信頼性が高い。また、圧電素子は、電圧印加した際の自発分極の応答速度が速いため、駆動部として高速で動作する。圧電素子を構成する材料としては、たとえば水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデンなどが採用され、この中で特にチタン酸ジルコン酸鉛が好適である。ここでは、駆動部５として、約０．１ｍｍ〜約１ｍｍの厚みの積層型圧電素子（変位量０．１％程度）を用いた。なお、圧電素子の構成と材料を適宜選択することによって、数十μｍ以上の延伸もしくは収縮が可能である。   The drive unit 5 is provided on the lower side (substrate side) of the other end of the fixing member 4 and is located above the gap portion of the signal line 2. The drive unit 5 is composed of a laminated piezoelectric element, and has a characteristic of expanding or contracting in the direction of an arrow 7 from a state where no voltage is applied when a voltage is applied. This expansion / contraction (elongation or contraction) utilizes displacement due to strain based on spontaneous polarization of the piezoelectric material. In general, it is known that in elastic deformation (bending), even if the stress is lower than the yield point at which plastic deformation occurs, fatigue occurs and breaks when a load caused by repeated or alternating loads is applied to the material for a long time. Yes. In contrast, the displacement (stretching) caused by the piezoelectric material is a phenomenon inherent to the material due to spontaneous polarization. That is, since the electromechanical conversion efficiency for directly converting electrical energy into mechanical energy is high, the load applied to the material itself is smaller than the load in the elastic deformation (deflection) described above, and the reliability against the stress load is high. In addition, since the piezoelectric element has a high response speed of spontaneous polarization when a voltage is applied, the piezoelectric element operates as a drive unit at a high speed. Examples of the material constituting the piezoelectric element include quartz, lithium niobate, barium titanate, lead titanate, lead zirconate titanate, lead metaniobate, and polyvinylidene fluoride. Among them, zirconate titanate is particularly preferable. Lead is preferred. Here, a multilayer piezoelectric element (displacement amount of about 0.1%) having a thickness of about 0.1 mm to about 1 mm was used as the drive unit 5. In addition, it is possible to extend or shrink several tens of μm or more by appropriately selecting the configuration and material of the piezoelectric element.

接触電極６は、駆動部５の下側（基板側）に凸形状を有するように設けられ、信号線２のギャップ部分の上方であって、且つ、信号線２と所定の隙間（間隔）をあけて対向している。ここでは、所定の隙間（間隔）を約１〜約１０μｍとなるように設定した。また、接触電極６は、駆動部５の伸縮方向に連動して変位するように設置されている。接触電極６の材料は、特に限定されないが、たとえば金や金コバルト合金などの貴金属系高融点金属が好適である。   The contact electrode 6 is provided so as to have a convex shape on the lower side (substrate side) of the drive unit 5, is above the gap portion of the signal line 2, and has a predetermined gap (interval) from the signal line 2. Open and face each other. Here, the predetermined gap (interval) was set to be about 1 to about 10 μm. Further, the contact electrode 6 is installed so as to be displaced in conjunction with the expansion / contraction direction of the drive unit 5. Although the material of the contact electrode 6 is not particularly limited, for example, a noble metal refractory metal such as gold or gold-cobalt alloy is suitable.

この実施形態での機械式電気スイッチにおいて、通常の状態では、接触電極６と信号線２との間には隙間（間隔）が設けられている。このため、駆動部５に電圧が印加されない状態（オフ状態）では、信号線２に電流は流れない。ここで、リード線（図示せず）などによって駆動部５を構成する圧電素子に電圧を印加すると、逆圧電効果（プラスイオンとマイナスイオンの中心が平衡位置から変位して、伸び縮みの変形などが発生する現象）によって駆動部５が基板方向（矢印７の下向き）に伸長する。このため、これに連動して接触電極６が信号線２と接触することになる。この結果、信号線２と接触電極６とが導通してスイッチがオン状態となる。さらに、オン状態から電圧の印加をなくすと、伸長している駆動部５が元の状態に戻り接触電極６が信号線２から開離する。この結果、信号線２と接触電極６とが非導通となりスイッチがオフ状態となる。   In the mechanical electric switch according to this embodiment, a gap (interval) is provided between the contact electrode 6 and the signal line 2 in a normal state. Therefore, no current flows through the signal line 2 in a state where no voltage is applied to the drive unit 5 (off state). Here, when a voltage is applied to the piezoelectric element constituting the drive unit 5 by a lead wire (not shown) or the like, the inverse piezoelectric effect (the center of the positive ion and the negative ion is displaced from the equilibrium position, and the deformation of expansion and contraction, etc.) The phenomenon in which the drive unit 5 extends in the substrate direction (downward of the arrow 7). For this reason, the contact electrode 6 comes into contact with the signal line 2 in conjunction with this. As a result, the signal line 2 and the contact electrode 6 are conducted and the switch is turned on. Further, when the voltage application is removed from the ON state, the extending drive unit 5 returns to the original state, and the contact electrode 6 is separated from the signal line 2. As a result, the signal line 2 and the contact electrode 6 become non-conductive and the switch is turned off.

以上説明した第１実施形態の機械式電気スイッチによれば、以下のような効果を得ることができるようになる。
（１）接触電極６と信号線２との接続を、従来の駆動部の弾性変形（撓み）によって行うのではなく、駆動部５の伸縮によって行うことができる。駆動部５の伸縮を圧電素子の自発分極に基づく歪による変位により行うため、従来の駆動部におけるオン／オフ動作の繰り返しに伴う変形疲労劣化を抑制することができる。したがって、機械式電気スイッチの信頼性を向上させることができる。
（２）駆動部５の伸縮が圧電素子の自発分極に基づく歪による変位により行われるため、駆動部５の伸縮を精度よく、且つ、従来の静電気力による変形に比べ、高速で実現することできる。
（３）所定の周波数を有する交流電圧によって駆動部５を駆動する場合、印加される交流電圧の周波数に対応して駆動部５が繰り返し伸縮するので、所定の周波数での高速スイッチング（スイッチのオン／オフ動作）が行われる。このため、従来の駆動部におけるオン／オフ動作の繰り返しに伴う疲労劣化の抑制効果をより効果的に享受することができる。したがって、高速スイッチングが行われる機械式電気スイッチの信頼性を向上させることができる。
（４）交流電圧の周波数が圧電素子の共振周波数である場合、共振周波数で駆動する圧電素子（駆動部５）の伸縮量が最も大きくなる。このため、オフ状態における接触電極６と信号線２との隙間（間隔）をさらに開けて配置することができるので、高い耐電圧を有する機械式電気スイッチを得ることが可能となる。
（５）機械式電気スイッチのスイッチング動作を圧電素子の伸縮によって制御したので、従来の駆動部（駆動アーム）の弾性変形による制御に比べ、高速スイッチング動作が可能となる。
（６）従来の構成における静電気力を発生させるための上部および下部電極が不要となるため、従来に比べ、機械式電気スイッチの省面積化を実現することが可能となる。
（７）この機械式電気スイッチは、従来の半導体スイッチよりも導通抵抗が低いので、導通損による発熱を低減することができる。
（変形例）
図３は、本実施形態の変形例に係る機械式電気スイッチの構成を示す概略上面図であり、図４は、図３の機械式電気スイッチのＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。先の実施形態と異なる箇所は、駆動部５および接触電極６を所定の高さに設置するための支持台３ａが信号線２を挟みこむように両側に設けられ、それぞれの上に固定部材４が設けられていることである。それ以外については、先の実施形態と同様である。 According to the mechanical electrical switch of the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The connection between the contact electrode 6 and the signal line 2 can be performed not by elastic deformation (deflection) of the conventional drive unit but by expansion and contraction of the drive unit 5. Since the expansion and contraction of the drive unit 5 is performed by displacement due to strain based on the spontaneous polarization of the piezoelectric element, it is possible to suppress deformation fatigue deterioration due to repeated on / off operations in the conventional drive unit. Therefore, the reliability of the mechanical electrical switch can be improved.
(2) Since the expansion / contraction of the drive unit 5 is performed by displacement due to strain based on the spontaneous polarization of the piezoelectric element, the expansion / contraction of the drive unit 5 can be realized with high accuracy and at a higher speed than the deformation by the conventional electrostatic force. .
(3) When the driving unit 5 is driven by an AC voltage having a predetermined frequency, the driving unit 5 repeatedly expands and contracts in accordance with the frequency of the applied AC voltage. / Off operation) is performed. For this reason, it is possible to more effectively enjoy the effect of suppressing fatigue deterioration associated with repeated ON / OFF operations in the conventional drive unit. Therefore, it is possible to improve the reliability of the mechanical electrical switch that performs high-speed switching.
(4) When the frequency of the AC voltage is the resonance frequency of the piezoelectric element, the expansion / contraction amount of the piezoelectric element (drive unit 5) driven at the resonance frequency is the largest. For this reason, since the gap (interval) between the contact electrode 6 and the signal line 2 in the off state can be further opened, it is possible to obtain a mechanical electrical switch having a high withstand voltage.
(5) Since the switching operation of the mechanical electrical switch is controlled by the expansion and contraction of the piezoelectric element, a high-speed switching operation is possible as compared with the conventional control by elastic deformation of the drive unit (drive arm).
(6) Since the upper and lower electrodes for generating the electrostatic force in the conventional configuration are not necessary, it is possible to realize a reduction in the area of the mechanical electrical switch as compared with the conventional case.
(7) Since this mechanical electrical switch has a lower conduction resistance than a conventional semiconductor switch, heat generation due to conduction loss can be reduced.
(Modification)
FIG. 3 is a schematic top view showing a configuration of a mechanical electrical switch according to a modification of the present embodiment, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of the mechanical electrical switch of FIG. . The difference from the previous embodiment is that support bases 3a for installing the drive unit 5 and the contact electrode 6 at a predetermined height are provided on both sides so as to sandwich the signal line 2, and a fixing member 4 is provided on each of them. It is provided. About other than that, it is the same as that of previous embodiment.

この変形例の機械式電気スイッチによれば、以下のような効果を得ることができるようになる。
（８）固定部材４の一端にかかる負荷を両側に分散させることができるので、固定部材４と支持台３（３ａ）との接着面積を小さくすることが可能となる。このため、従来に比べ、機械式電気スイッチの省面積化をさらに図ることができる。 According to the mechanical electrical switch of this modification, the following effects can be obtained.
(8) Since the load applied to one end of the fixing member 4 can be dispersed on both sides, the bonding area between the fixing member 4 and the support base 3 (3a) can be reduced. For this reason, it is possible to further reduce the area of the mechanical electric switch as compared with the conventional case.

なお、上記実施形態では、機械式電気スイッチ単体での例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、スイッチング電源やインバータなどの電力変換器のスイッチ素子にも適用可能である。この場合、信頼性の向上したスイッチ素子を用いて電力変換器が構成されるので、高信頼性な電力変換器が提供される。また、従来の電力変換器で使用されている半導体スイッチよりも導通抵抗の小さなスイッチ素子を用いることが可能となり、導通損による発熱が低減され、従来に比べ小型の電力変換器を構成することができる。この電力変換器の小型化による効果の例としては、たとえば、ノート型パソコンや携帯電話などのＡＣアダプタを機器に内蔵できるようになる。   In the above embodiment, an example in which a mechanical electric switch is used alone has been shown. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a switching element of a power converter such as a switching power supply or an inverter. In this case, since the power converter is configured using the switching element with improved reliability, a highly reliable power converter is provided. In addition, it is possible to use a switch element having a conduction resistance smaller than that of a semiconductor switch used in a conventional power converter, and heat generation due to conduction loss is reduced, so that a smaller power converter can be configured compared to the conventional one. it can. As an example of the effect of downsizing the power converter, for example, an AC adapter such as a notebook personal computer or a mobile phone can be built in the device.

本発明の実施形態に係る機械式電気スイッチの構成を示す概略上面図である。It is a schematic top view which shows the structure of the mechanical electrical switch which concerns on embodiment of this invention. 図１の機械式電気スイッチのＡ−Ａ’線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the A-A 'line of the mechanical electric switch of FIG. 本実施形態の変形例に係る機械式電気スイッチの構成を示す概略上面図である。It is a schematic top view which shows the structure of the mechanical electrical switch which concerns on the modification of this embodiment. 図３の機械式電気スイッチのＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the B-B 'line of the mechanical electric switch of FIG. 従来の機械式電気スイッチの構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the conventional mechanical electrical switch.

符号の説明Explanation of symbols

１ 基板
２ 信号線
３ 支持台
４ 固定部材
５ 駆動部（圧電素子）
６ 接触電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate 2 Signal line 3 Support stand 4 Fixing member 5 Drive part (piezoelectric element)
6 Contact electrode

Claims (4)

電圧が印加されると、電圧が印加されない状態から伸長もしくは収縮する駆動部と、
前記駆動部の伸縮方向に設けられ、この駆動部と連動して変位する接触電極と、
前記接触電極と対峙する位置に設けられた信号線と、
を備え、
前記駆動部は圧電素子からなり、この圧電素子を駆動させることにより前記接触電極と前記信号線との間の接続を制御するスイッチ。 When a voltage is applied, a drive unit that expands or contracts from a state in which no voltage is applied; and
A contact electrode that is provided in the expansion / contraction direction of the drive unit and is displaced in conjunction with the drive unit;
A signal line provided at a position facing the contact electrode;
With
The drive unit includes a piezoelectric element, and controls the connection between the contact electrode and the signal line by driving the piezoelectric element. 前記駆動部は、所定の周波数を有する交流電圧によって駆動されていることを特徴とした請求項１に記載のスイッチ。   The switch according to claim 1, wherein the driving unit is driven by an AC voltage having a predetermined frequency. 前記交流電圧の周波数は、前記圧電素子の共振周波数であることを特徴とした請求項２に記載のスイッチ。   The switch according to claim 2, wherein the frequency of the AC voltage is a resonance frequency of the piezoelectric element. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のスイッチを含むことを特徴とした電力変換器。   The power converter characterized by including the switch as described in any one of Claims 1-3.
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