JP2009252463A - 微小電気機械スイッチ - Google Patents
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Abstract
【課題】可動接点部と固定接点部との接触信頼性を向上することができる微小電気機械スイッチを提供することにある。
【解決手段】微小電気機械スイッチは、ベース基板1の一表面1a側に形成された固定接点部2と、ベース基板1の一表面1a側において固定接点部2に対向配置された可動接点部3とを備え、可動接点部3は、ベース基板1の一表面1aの法線方向を中心軸O方向とし、中心軸O方向に直交する直交面内における外周形状が正円形状に形成され、固定接点部2は、上記直交面内において中心軸Oを中心とする円の径方向に沿った方向において、可動接点部3の外周面3aに弾接される接触面20aを有した3つの接触部20を有してなり、各接触部20それぞれは、上記直交面内において、3回回転対称となる形に配置される。
【選択図】図1
【解決手段】微小電気機械スイッチは、ベース基板1の一表面1a側に形成された固定接点部2と、ベース基板1の一表面1a側において固定接点部2に対向配置された可動接点部3とを備え、可動接点部3は、ベース基板1の一表面1aの法線方向を中心軸O方向とし、中心軸O方向に直交する直交面内における外周形状が正円形状に形成され、固定接点部2は、上記直交面内において中心軸Oを中心とする円の径方向に沿った方向において、可動接点部3の外周面3aに弾接される接触面20aを有した3つの接触部20を有してなり、各接触部20それぞれは、上記直交面内において、3回回転対称となる形に配置される。
【選択図】図1
Description
本発明は、MEMSスイッチやNEMSスイッチなどの微小電気機械スイッチに関するものである。
従来から、MEMSスイッチや、NEMSスイッチなどの微小電気機械スイッチが種々提案されている。この種の微小電気機械スイッチとしては、例えば特許文献1に示すようなRF用マイクロリレーが挙げられる。特許文献1に示すものは、図12(a)に示すように、一対の接点(固定接点部)100と、一対の固定接点部100間を短絡する短絡接点(可動接点部)200と、可動接点部200を各固定接点部100と接触あるいは各固定接点部100から離間するように移動させるアクチュエータ300とがハウジング400に収納される。各固定接点部100それぞれにおける可動接点部200との対向面には、複数本(図示例では4本)の台形台状(底面が長方形の角錐台状)の歯部110が形成される。一方、可動接点部200における各固定接点部100それぞれとの対向面には、台形台状の短絡歯部210が複数本ずつ(図示例では3本ずつ)形成される。
特許文献1に示すものでは、アクチュエータ300を駆動することで、可動接点部200が各固定接点部100側に移動する。可動接点部200が固定接点部100側に移動した際には、図12(b)に示すように、可動接点部200の短絡歯部210と、固定接点部100の歯部110とが、各固定接点部100の隣接する歯部110間の隙間に、可動接点部200の各短絡歯部210が入り込む形(すなわち、噛合する形)で接触して、一対の固定接点部100同士が可動接点部200により電気的に接続される。
特表2004−513496号公報
しかしながら、上述した特許文献1に示すものでは、一つの短絡歯部210が2つの歯部110と接触するので、短絡歯部210と2つの歯部110それぞれとの間の接圧に偏りが生じやすく、一方の歯部110と短絡歯部210とが過剰な接圧で接触することがあり、この場合、オン抵抗の悪化や、スティッキングが生じることがある。そのため、特許文献1に示すものでは、可動接点部200と固定接点部100との接触信頼性が悪いという問題があった。また、接触信頼性を向上するために、短絡歯部210を4つの歯部110で囲み、短絡歯部210の4つの側面それぞれを4つの歯部110それぞれに接触させることが考えられる。この場合には、可動接点部200と固定接点部100とを安定して接触させるために、4つの歯部110を、一対の歯部110の対向方向が互いに直交する形に配置することが好ましい。しかしながら、一対の歯部110の対向方向が互いに直交していては、一の歯部110が短絡歯部210を押圧する力は、当該一の歯部110に対向する他の歯部110でしか受けることができない。そうすると、短絡歯部210を4つの歯部110で囲むようにした場合には、可動接点部200と固定接点部100との接触面積を増やすことはできるが、接触信頼性は、一つの短絡歯部210が2つの歯部110と接触するものとほとんど差異がなく、接触信頼性が悪いという問題は依然として残ったままであった。
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、可動接点部と固定接点部との接触信頼性を向上することができる微小電気機械スイッチを提供することにある。
上述の課題を解決するために、請求項1の発明では、ベース基板の一表面側に形成された固定接点部と、ベース基板の上記一表面側において固定接点部に対向する部位に可動接点部が形成された可撓部を有しベース基板の上記一表面側に固定された可動接点支持部と、可動接点部が固定接点部に接触するように可動接点支持部の可撓部を変形させるアクチュエータとを備え、可動接点部は、ベース基板の上記一表面の法線方向を中心軸の方向とし、固定接点部は、上記中心軸の方向に直交する直交面内において上記中心軸を中心とする円の径方向に沿った方向において、可動接点部の外周面に弾接される接触面を有した複数の接触部を有してなり、接触部の数は3の整数倍の数であり、各接触部それぞれは、上記直交面内において、上記中心軸を回転軸とし接触部の数だけ回転位置を有する回転対称となる形に配置されていることを特徴とする。
請求項1の発明によれば、接触部が可動接点部を押圧する力の向きは、可動接点部の中心軸方向に交差する方向であり、各接触部それぞれは、上記直交面内において、可動接点部の中心軸を回転軸とし接触部の数だけ回転位置を有する回転対称となる形に配置されているので、接触部が可動接点部を押圧する力の大きさが等しければ、各接触部それぞれと可動接点部との間の接圧はいずれも等しくなり、また、接触部の数を3の整数倍の数としているので、一の接触部が可動接点部を押圧する力を、複数の他の接触部で受けることができて、接触部が可動接点部を押圧する力に偏りがある場合であっても、接触部の数が2つや4つであるような場合に比べれば、可動接点部に各接触部を均等な接圧で接触させることができるから、可動接点部と固定接点部との接触状態が安定し、その結果、オン抵抗の悪化や、スティッキングの発生などを抑制することができるようになり、可動接点部と固定接点部との接触信頼性を向上することができる。
請求項2の発明では、請求項1の発明において、上記可動接点部の上記外周面は、上記ベース基板の上記一表面から離れるにつれて上記中心軸から離れる形に傾斜していることを特徴とする。
請求項2の発明によれば、可動接点部の外周面が接触面上を滑りやすくなるから、アクチュエータの消費電力を低減することができ、また、可動接点部の外周面と接触部の接触面との接触部分の面積を増やすことができるから、接触抵抗を低くすることができて、オン抵抗の悪化や、スティッキングの発生などを抑制することができる。
請求項3の発明では、請求項1または2の発明において、上記各接触部それぞれの上記接触面は、上記ベース基板の上記一表面から離れるにつれて上記中心軸から離れる形に傾斜していることを特徴とする。
請求項3の発明によれば、可動接点部の外周面が接触面上を滑りやすくなるから、アクチュエータの消費電力を低減することができ、また、可動接点部の外周面と接触部の接触面との接触部分の面積を増やすことができるから、接触抵抗を低くすることができて、オン抵抗の悪化や、スティッキングの発生などを抑制することができる。
請求項4の発明では、請求項1〜3のうちいずれか1項の発明において、上記固定接点部は、上記接触部の上記接触面を上記可動接点部の上記外周面に弾接させる接圧バネ部を、上記各接触部それぞれに対して複数備えてなることを特徴とする。
請求項4の発明によれば、接触部に対して1つの接圧バネ部を設ける場合に比べれば、接触部の接触面が可動接点部の外周面に、可動接点部の中心軸に直交する直交面内において中心軸を中心とする円の径方向に沿った方向で弾接し易くなるから、接触信頼性が向上する。
請求項5の発明では、請求項1〜4のうちいずれか1項の発明において、上記固定接点部は、上記直交面内において上記径方向に直交する方向において上記接触部を挟み込むガイド部を備えることを特徴とする。
請求項5の発明によれば、接触部が、可動接点部の中心軸に直交する直交面内において中心軸を中心とする円の径方向に沿った方向以外の方向に変位し難くなるので、接触部の接触面が可動接点部の外周面に、上記径方向に沿った方向で弾接し易くなるから、接触信頼性が向上する。
本発明は、可動接点部に固定接点部の各接触部を均等な接圧で接触させることができるから、可動接点部と固定接点部との接触状態が安定し、その結果、オン抵抗の悪化や、スティッキングの発生などを抑制することができるようになり、可動接点部と固定接点部との接触信頼性を向上することができるという効果を奏する。
(実施形態1)
本実施形態の微小電気機械スイッチは、例えば、高周波信号の伝送に使用されるMEMSスイッチであり、図1および図2に示すように、ガラスなどの絶縁材料により形成されたベース基板1の一表面1a側(図1(b)における上面側)に形成された固定接点部2と、ベース基板1の一表面1a側において固定接点部2に対向する部位に可動接点部3が形成された可撓部40を有しベース基板1の一表面1a側に固定された可動接点支持部4と、可動接点部3が固定接点部2に接触するように可動接点支持部4の可撓部40を変形させる駆動手段となるアクチュエータ5を備える。なお、図1(b)では可動接点支持部4の図示を省略している。
本実施形態の微小電気機械スイッチは、例えば、高周波信号の伝送に使用されるMEMSスイッチであり、図1および図2に示すように、ガラスなどの絶縁材料により形成されたベース基板1の一表面1a側(図1(b)における上面側)に形成された固定接点部2と、ベース基板1の一表面1a側において固定接点部2に対向する部位に可動接点部3が形成された可撓部40を有しベース基板1の一表面1a側に固定された可動接点支持部4と、可動接点部3が固定接点部2に接触するように可動接点支持部4の可撓部40を変形させる駆動手段となるアクチュエータ5を備える。なお、図1(b)では可動接点支持部4の図示を省略している。
ベース基板1の一表面1aは平坦な面に形成されており、当該一表面1a側には、図2に示すように、一対の信号線6が形成される。一方の信号線6(以下、必要に応じて符号6Aで表す)は、固定接点部2に接続され、他方の信号線6(以下、必要に応じて符号6Bで表す)は、可動接点部3に電気的に接続される。したがって、可動接点部3が固定接点部2に接触することによって、信号線6A,6B間が電気的に接続される。また、信号線6Bには、上記の可動接点支持部4が接合される接合部6aが形成される。なお、ベース基板1は、ガラスに限らず、セラミックスなどにより形成されたものであってもよい。
可撓部40は、例えばシリコン基板よりなる基部40aを備える。基部40aは、可撓性が得られるように、厚みが薄い矩形の帯状に形成される。可撓部40の長手方向の寸法(本実施形態の場合、基部40aの長手方向の寸法に等しい)は、その一端部が接合部6aに、他端部が固定接点部2にそれぞれ対向可能な長さに設定される。
基部40aの厚み方向の一面(図2における下面)の全面には、金属薄膜(例えばAu薄膜)よりなる導体部40bが形成される。導体部40bにおける基部40a側とは反対側(図2における下面側)の長手方向の一端側(図2における左側)には、金属材料(例えばAu)よりなる角柱状の支持部41が形成され、長手方向の他端側(図2における右側)には可動接点部3が設けられる。
支持部41は、可撓部40とベース基板1との間に所定の隙間が形成されるように、可撓部40をベース基板1の一表面1a側において支持するものである。上述した可動接点支持部4は、可撓部40と支持部41とを有した断面L字形に形成されており、支持部41の先端面(図2における下端面)を、信号線6Bの接合部6aの表面(図2における上面)に接合することで、ベース基板1の一表面1a側に固定される。これによって、可撓部40は、導体部40bをベース基板1側に向けるとともに、厚み方向がベース基板1の厚み方向と同方向となる形で、ベース基板1の一表面1a側に配置される。また、可動接点部3と信号線6Bとが、導体部40bおよび支持部41を通じて電気的に接続される。
なお、支持部41と可動接点部3との距離は、可撓部40の変形時に、可動接点部3がその中心軸O方向に沿って移動するとみなせるように、可動接点部3と固定接点部2との距離よりも十分に長くしている。
アクチュエータ5は、静電引力(クーロン力)を利用して可撓部40を変形させるものであり、ベース基板1の一表面1a側において、固定接点部2と信号線6Bとの間に形成された固定電極50を備える。本実施形態の微小電気機械スイッチでは、可動接点支持部4の導体部40bを、固定電極50に対応する可動電極として用いる。したがって、導体部40bと固定電極50との間に所定の駆動電圧を印加することで、導体部40bが固定電極50側に移動し、これによって、可撓部40を、その先端部(長手方向の他端部)が固定接点部2に近付くように変形させる。
可動接点部3は、図1(b)および図2に示すように、ベース基板1の一表面1aの法線方向(本実施形態の場合、ベース基板1の厚み方向に等しい)を中心軸O方向とする円錐台状に形成される。したがって、本実施形態における可動接点部3は、中心軸Oに直交する直交面内における外周形状が正円形状である。また、可動接点部3は、直径が大きいほうの一底面(図2における上底面)が可撓部40側、直径が小さいほうの他底面(図2における下底面)がベース基板1側となる形で、可撓部40に固定される。そのため、可動接点部3の外周面3aは、ベース基板1の一表面1aから離れるにつれて中心軸Oから離れる形に傾斜している。
上述した可動接点部3および可動接点支持部4の形成方法について図3を参照して説明する。なお、以下の説明では、導体部40b、支持部41、および可動接点部3の材料としてAuを用いた例について説明する。
まず、基部40aの基礎となるシリコン基板70の厚み方向の一面側に、導体部40bの基礎となる導体層71をスパッタ法により形成する。導体層71を形成した後には、導体層71上にレジスト層72を形成する。レジスト層72には、可動接点部3を形成するための開口72aが形成される。この開口72aは、導体層71から離れるにつれて内径が小さく形成される(開口72aの内側面が逆テーパ状に形成される)。また、レジスト層72には、支持部41を形成するための矩形状の開口(図示せず)が形成される。このようにレジスト層72を形成した後には、導体層71をシード層として用いてAuを、電気メッキ法により、可動接点部3用の開口72aおよび支持部41用の上記開口それぞれの内部が隙間なく埋め込まれるように析出させて、可動接点部3および支持部41を形成する。その後に、レジスト層72の除去し、シリコン基板70および導体層71を所望の形状に加工することにより、可動接点部3が可撓部40に形成された可動接点支持部4が得られる。
固定接点部2は、図1(a)に示すように、上記直交面内において上記径方向に沿った方向において、可動接点部3の外周面3aに弾接される後述の接触面20aを有した複数(本実施形態では3つ)の接触部20を備える。各接触部20は、ベース基板1の一表面1aへの可動接点部3の投影領域Pを囲う空洞部21aを有した枠体部21に支持される。なお、図示例では枠体部21の外周形状は正方形状であるが、これは枠体部21を外周形状が正方形状のものに限定する趣旨ではない。
空洞部21aは、上記直交面内において中心軸Oを中心とする円の径方向を長手方向とする長方形状の複数(図示例では3つ)の第1空間部21bと、複数の第1空間部21bを相互に連通させる第2空間部21cとで構成される。第2空間部21cは中心軸Oを中心とし可動接点部3の外径(可撓部40側の底面の外径)より大きい内径を有する円形状に形成される。この空洞部21aにおいて、上記直交面内における隣接する第1空間部21bの中心線間の角度は何れも等しい(本実施形態の場合、第1空間部21bの数が3つであるから、120度)。したがって、上記直交面内における空洞部21aの形状は、3回回転対称となっている。
接触部20は、直方体状に形成されており、図1(a)に示すように、長手方向を第1空間部21bの長手方向(すなわち、上記直交面内において中心軸Oを中心とする円の径方向)に沿わせ、かつ長手方向の一端側が第2空間部21cに長手方向の他端側が第1空間部21bに存在する形で、空洞部21の内側に配置される。すなわち、各接触部20それぞれは、上記直交面内において、中心軸Oを回転軸とし接触部20の数だけ回転位置を有する回転対称(すなわち、本実施形態では接触部20の数が3であるから、3回回転対称)となる形に配置されている。
この接触部20は、その長手方向の一端側(すなわち中心軸O側)の側面が上述の接触面20aとして用いられる。当該接触面20aは、図1(b)に示すように、ベース基板1の一表面1aから離れるにつれて中心軸Oから離れる形に傾斜している。この接触面20aの傾斜角度θ(図1(b)参照)は、可動接点部3の外周面3aの傾斜角度φ(図1(b)参照)と略等しくすることが好ましい。また、上記直交面内における接触面20aの曲率は、上記直交面内における外周面3aの曲率よりやや大きい値とすることが好ましい。このようにすれば、接触面20aが外周面3aに弾接した際の接触面積を増やすことができる。一方、接触部20の幅寸法(上記直交面内において上記径方向に直交する方向における寸法)は、第1空間部21bの幅寸法(上記直交面内において上記径方向に直交する方向における寸法)よりやや小さくなっている。これによって、第1空間部21bの幅方向における両内側面が、接触部20を挟み込むガイド部を構成する。当該ガイド部によれば、接触部20が上記径方向以外の方向に移動しようとしても、接触部20がガイド部に当たることで、接触部20の規定方向(上記径方向)以外への移動が阻害され、接触部20は、上記径方向に沿った方向へ移動させられる。
上述した接触部20の長手方向の他端側の側面と、当該側面に対向する第1収納部21bの内面との間は、接圧バネ部22によって一体に連結される。
接圧バネ部22は、上記径方向に沿った方向において伸縮可能な形(弾性を有する形)に形成される。そのため、接触部20は、上記径方向に沿った方向に進退可能な形で枠体部21に支持される。また、接圧バネ部22の自然長(接圧バネ部22に負荷がかけられていないときの上記径方向に沿った方向の長さ)は、中心軸O方向において接触部20の接触面20aと可動接点部3の外周面3aとが重なる位置に、接触部20を配置できる長さに設定される。
ところで、本実施形態における固定接点部2では、図1(a)に示すように、一つの接触部20に対して接圧バネ部22が2つずつ設けられる。2つの接圧バネ部22同士は、上記直交面内において、上記径方向に直交する方向に離間しており、これによって、接触部20が、上記径方向以外の方向に移動し難くしている。なお、本実施形態における接圧バネ部22は、上記直交面内において、上記径方向に直交する方向に凸となった弧状(弓状)に形成されているが、この形状に限定されず、上記径方向に沿った方向において伸縮可能な形に形成されていればよい。
上述した固定接点部2では、接触部20を上記径方向に沿った方向に移動可能とするために、図1(b)に示すように、接触部20および接圧バネ部22とベース基板1の一表面1aとの間に隙間Sを形成する必要がある。
以下、ベース基板1の一表面1aとの間に隙間Sを有するような固定接点部2の形成方法について図4を参照して説明する。なお、以下の説明では、ベース基板1としてガラス基板、固定接点部2の材料としてAuを用いた例について説明する。
まず、ベース基板1の一表面1a側に、CVD法などを用いて犠牲層80を形成する(図4(a)参照)。なお、犠牲層80の材料としては、Cuなどを用いることができる。次に、CVD法などを用いて、犠牲層80を覆う形でAuよりなるシード層81を形成し、図4(b)に示す構造を得る。シード層81を形成した後には、シード層81上にレジスト層82を形成し、このレジスト層82を、フォトリソグラフィ技術を利用して、所望の形状にパターニングした(所望の固定接点部2の形状が得られるようにパターニングした)後に、電気メッキ法によりAuをシード層81に析出させることによりAuよりなるメッキ層83を形成し、図4(c)に示す構造を得る。メッキ層83を形成した後には、エッチング技術を利用して、レジスト層82を除去してから、シード層81の不要部分(メッキ層83より露出するシード層81の部分)81aを除去して、犠牲層80を露出させる(図4(d)参照)。最後に、犠牲層81を除去することで、図4(e)に示すように、ベース基板1の一表面1aとの間に隙間Sを有した固定接点部2が得られる。なお、固定接点部2の形成と同時に、信号線6や、固定電極50を形成するようにしてもよい。
また、固定接点部2の形成方法の他例について図5を参照して説明する。まず、ベース基板1aの一表面1a側に、サンドブラスト技術やエッチング技術などを用いて、凹部1bを形成する(図5(a)参照)。その後に、ベース基板1の凹部1b内にCVD法などを用いて犠牲層80を形成し、続いて犠牲層80の表面(図5(b)における上面)がベース基板1の一表面1aと同一平面上に位置するようにCMPによる平坦化処理を行い、図5(b)に示す構造を得る。その後に、上述した方法と同様の方法にて、シード層81を形成し(図5(c)参照)、レジスト層82およびメッキ層83を形成し(図5(d)参照)、レジスト層82およびシード層81の不要部分81aを除去し(図5(e)参照)、犠牲層81を除去することで、図5(f)に示すように、ベース基板1の一表面との間に隙間Sを有した固定接点部2が得られる。なお、このような固定接点部2は、上述した方法に限定されず、周知のマイクロマシニング技術(例えばバルクマイクロマシニング技術)を利用して形成することができる。
上述した本実施形態の微小電気機械スイッチは、アクチュエータ5を駆動していない常時は、可動接点部3と固定接点部2とが離間しており、一対の信号線6A,6B間は遮断される(オフ状態)。そして、アクチュエータ5を駆動すると、上述したように可撓部40が変形させられて、可動接点部3が固定接点部2側(図1(b)における下側)に移動する。これによって、可動接点部3は、各接触部20それぞれの接触面20aで囲まれた空間部に入り込む。接触部20の接触面20aは、中心軸O方向において可動接点部3の外周面3aと重なっているから、可動接点部3の外周面3aは、各接触部20の接触面20aそれぞれに当接する。
この状態からさらに可動接点部3が移動すると(図1(b)における下側に移動すると)、可動接点部3の外周面3aが接触面20a上を摺動するのであるが、可動接点部3の外周面3aおよび接触面20aそれぞれはベース基板1の一表面1aから離れるにつれて中心軸Oから離れる形に傾斜しているから、可動接点部3がベース基板1側に移動するにつれて、接触部20は、投影領域Pより退出するように(第1空間部21b側に)移動させられる。このように接触部20が第1空間部21b側に移動することによって、接圧バネ部22が圧縮されるから、接触部20は、接圧バネ部22の復元力に応じた力が可動接点部3を押圧する。
ここで、接触部20が可動接点部3を押圧する力の向きは、上記直交面内において中心軸Oを中心とする円の径方向に沿った方向(可動接点部3の中心軸O方向に交差する方向)になる。また、各接触部20それぞれは、上記直交面内において、可動接点部3の中心軸Oを回転軸とし接触部20の数だけ回転位置を有する回転対称(本実施形態では3回回転対称)となる形に配置されているので、接触部20が可動接点部3を押圧する力の単位方向ベクトルの総和はゼロベクトルとなり、接触部20が可動接点部3を押圧する力の大きさが等しければ、各接触部20それぞれと可動接点部3との間の接圧はいずれも等しくなる。また、接触部20の数は3つであるから、一の接触部20が可動接点部3を押圧する力を、2つの他の接触部20で受けることができて、接触部20が可動接点部3を押圧する力に偏りがある場合であっても、接触部20の数が2つや4つであるような場合に比べれば、可動接点部3に各接触部20を均等な接圧で接触させることができる。
上述したようにして、可動接点部3の外周面3aに各接触部20それぞれの接触面20aが弾接することによって、可動接点部3と固定接点部2との間が導通し、これによって、信号線6A,6B間が、固定接点部2、可動接点部3、導体部40b、および支持部41により電気的に接続される(オン状態)。
この後に、アクチュエータ5の駆動を停止すると、可撓部40が変形前の形状に復帰し(図2参照)、可動接点部3が固定接点部2から離れる方向に移動し、その結果、可動接点部3が固定接点部2より離間して、一対の信号線6A,6B間が遮断される(オフ状態)。
以上述べたように、本実施形態の微小電気機械スイッチによれば、接触部20が可動接点部3を押圧する力の大きさが等しければ、各接触部20それぞれと可動接点部3との間の接圧はいずれも等しくなり、また、接触部20が可動接点部3を押圧する力に偏りがある場合であっても、接触部20の数が2つや4つであるような場合に比べれば、可動接点部3に各接触部20を均等な接圧で接触させることができるから、可動接点部3と固定接点部2との接触状態が安定し、その結果、オン抵抗の悪化や、スティッキングの発生などを抑制することができるようになり、可動接点部3と固定接点部2との接触信頼性を向上することができる。
ところで、可動接点部3の移動方向と、可動接点部3と固定接点部2との接触方向とが略同方向である場合には、可動接点部3と固定接点部2との接圧は、可動接点部3を固定接点部2側に移動させる力(アクチュエータ5の駆動力)の大きさに依存し、接圧を高くするためには、駆動力を大きくする必要があり、例えば、本実施形態のようにアクチュエータ5として静電引力を利用したものを採用した場合には、比較的高い駆動電圧を印加する必要があり、比較的消費電力が大きいという問題があった。かかる問題に対して、本実施形態の微小電気機械スイッチでは、可動接点部3の移動方向と、可動接点部3に固定接点部2の接触部20が接触する方向とが略直交(交差)しているので、可動接点部3と接触部20との接圧は、接圧バネ部の復元力によってのみ決まり、この復元力は、可動接点部3の位置によって決まる。そのため、可動接点部3を所定位置まで移動させることができれば、所望の接圧を得ることが可能であるから、可動接点部3の移動方向と、可動接点部3と固定接点部2との接触方向とが略同方向である場合に比べれば、低消費電力化を図ることができる。また、可動接点部3の外周面3aと接触部20の接触面20aとの間の摩擦力が小さくすれば、可動接点部3を所定位置まで移動させるために必要な駆動力をより小さくすることができるから、さらなる低消費電力化を図ることができる。
さらに、本実施形態の微小電気機械スイッチでは、可動接点部3の外周面3aは、ベース基板1の一表面1aから離れるにつれて中心軸Oから離れる形に傾斜しており、また各接触部20それぞれの接触面20aも、ベース基板1の一表面1aから離れるにつれて中心軸Oから離れる形に傾斜している。そのため、可動接点部3が固定接点部2において接触部20で囲まれた空間部に入り込み易くなり、また外周面3aが接触面20a上を滑りやすくなる(摺動性が向上する)から、アクチュエータ5の消費電力を低減することができる。しかも、微視的には、可動接点部3の外周面3aと接触部20の接触面20aとが平行しているので、可動接点部3の外周面3aと接触部20の接触面20aとの接触部分の面積を増やすことができるから、接触抵抗を低くすることができ、オン抵抗の悪化や、スティッキングの発生などを抑制することができる。なお、このような効果は、可動接点部3の外周面3aと接触部20それぞれの接触面20aとのいずれか一方を、ベース基板1の一表面1aから離れるにつれて中心軸Oから離れる形に傾斜させることで得ることができるが、両方を上記のように傾斜させたほうがより有効である。
また、本実施形態では、外周面3aの傾斜角度と、接触面20aの傾斜角度とを等しい角度としているので、外周面3aが接触面20a上をさらに滑りやすくなり、また、可動接点部3の外周面3aと接触部20の接触面20aとの接触部分の面積をさらに増やすことができる。なお、可動接点部3における固定接点部2との対向面側の角部を、面取り、あるいはR状に形成することで、可動接点部3が固定接点部2において接触部20で囲まれた空間部にさらに入り込み易くなり、また、上記角部が接触面20aに当たることによって可動接点部3の移動が阻害されてしまうことを抑制することができる。
また、本実施形態の微小電気機械スイッチでは、固定接点部2は、接触部20の接触面20aを可動接点部3の外周面3aに弾接させる接圧バネ部22を、各接触部20それぞれに対して複数備えて(本実施形態では2つ備えて)なるので、接触部20に対して1つの接圧バネ部22だけを設ける場合に比べれば、接触部20の接触面20aが可動接点部3の外周面3aに、上記直交面内において上記径方向に沿った方向で弾接し易くなるから、接触信頼性が向上する。さらに、上記のガイド部を設けたことによって、接触部20が、上記直交面内において上記径方向に沿った方向以外の方向に変位し難くなるので(上記径方向に沿って移動させられるので)、接触部20の接触面20aが可動接点部3の外周面3aに、上記径方向に沿った方向で弾接し易くなるから、接触信頼性が向上する。
なお、本実施形態の微小電気機械スイッチは、あくまでも本発明の一実施形態に過ぎないものであって、本発明の技術的範囲を本実施形態のものに限定する趣旨ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変更は当然に行える。例えば、接触部20の数は3つに限定されず、3の整数倍(3n;ただしnは1以上の整数)の本数であってもよい。この場合、各接触部20それぞれが、上記直交面内において、中心軸Oを回転軸とし接触部20の数(すなわち3n)だけ回転位置を有する回転対称(すなわち3n回回転対称)となる形に配置されていれば、同様の効果が得られる。また、可動接点部3の外周形状は、接触部20の数の等倍、あるいは整数倍の数の辺を有する正多角形状(例えば、本実施形態のように接触部20の数が3であれば、正三角形状、正六角形状など)であってもよい。
また、本実施形態の微小電気機械スイッチでは、アクチュエータ5として静電引力を利用したものを例示しているが、アクチュエータ5としては、圧電効果を利用したものを採用することもできる。圧電効果を利用したアクチュエータ5は、可撓部40に、下部電極(図示せず)と、圧電材料部(図示せず)と、上部電極(図示せず)とを順次積層することで形成することができ、上部電極と下部電極との間に所定の駆動電圧を印加することによって、可撓部40を変形させる。このような圧電効果を利用したアクチュエータ5は従来周知のものを採用できるから詳細な説明は省略する。
このような圧電効果を利用するアクチュエータ5は、静電引力を利用するものに比べて、消費電力を低く抑えながらも可撓部40の変形量を大きくすることができる。例えば、静電引力を利用するものでは30V程度の電圧が必要である場合でも、圧電効果を利用するものでは、5〜10V程度の電圧で可撓部40を同程度に変形させることが可能になる。そのため、圧電効果を利用したアクチュエータ5を用いることで、消費電力を低く抑えながらも、可動接点部3と固定接点部2との間隔を広げて信号の漏れを低減することができ、アイソレーション特性の向上が図れる。なお、圧電材料部は、例えば、鉛系圧電材料であれば、PZTや、PZTに不純物を添加したもの、PMN−PZTなどを採用することができる。また、圧電材料部の材料は、鉛系圧電材料に限らず、例えば、KNN(ニオブ酸カリウムナトリウム)や、KN(KNbO3)、NN(NaNbO3)、KNNに不純物(例えば、Li、Nb、Ta、Sb、Cuなど)を添加したものなどの鉛フリーの圧電材料(無鉛圧電セラミックス)を採用することができる。ここで、上述の鉛系圧電材料や、KNN、KN、NNなどは、AlNやZnOなどに比べて圧電定数が大きい。そのため、圧電材料部の材料として、上述の鉛系圧電材料や、KNN、KN、NNなどを用いれば、駆動電圧の値が同じであっても、AlNやZnOなどを用いた場合に比べれば、可撓部40の変形量を大きくすることができる。また、圧電材料部の材料としてKNNなどの鉛フリーの圧電材料を用いれば、環境負荷を低減することができる。
また、アクチュエータ5は、圧電効果を利用した主駆動手段(図示せず)と、静電引力を利用した副駆動手段(図示せず)とを有するハイブリッド型のものであってもよい。このようなアクチュエータ5を用いる場合、接点を閉じる際には、まず主駆動手段を駆動して、可動接点部3を固定接点部2側に移動させて、可動接点部3を固定接点部2に接触させた後に、副駆動手段を駆動し、可動接点部3の位置を調整することで、可動接点部3と接触部20との間の接圧を所望の値に調整することができる。
また、上記の例では、固定接点部2、可動接点部3、導体部40b、固定電極50、および信号線6の材料としてAuを例示しているが、Auの他に、Ni、Ag、Cu、Pd、Rh、Ru、Pt、Ir、Osや、これらのなかの少なくとも1種を含む合金を採用することができる。また、固定接点部2、可動接点部3、導体部40b、固定電極50、および信号線6は、複数の金属材料を用いて形成されたものであってもよい。この点は、後述する実施形態2、および参考例1,2においても同様である。
(実施形態2)
本実施形態の微小電気機械スイッチは、図6および図7に示すように、主として固定接点部2の構成が実施形態1と異なっており、その他の構成は実施形態1と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。なお、図7(b)では可動接点支持部4の図示を省略している。
本実施形態の微小電気機械スイッチは、図6および図7に示すように、主として固定接点部2の構成が実施形態1と異なっており、その他の構成は実施形態1と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。なお、図7(b)では可動接点支持部4の図示を省略している。
本実施形態における固定接点部2は、図6に示すように、ベース基板1の一表面1a側に形成された略正方形状の基台部23を備える。基台部23におけるベース基板1側とは反対側(図6における上面側)には、枠体部21が形成される。本実施形態における枠体部21は、円形状の空洞部21aを有しており、外周形状は基台部23の外周形状と同形状である。
そして、図7(a),(b)に示すように、空洞部21a内に露出する基台部23の部位に、接触部20が複数(本実施形態では3つ)突設される。本実施形態における接触部20は、十分な可撓性(弾性)を有するように厚み(上記直交面内において上記径方向に沿った方向における寸法)が薄くされた壁状に形成されており、上記直交面に平行する面における断面形状は弧状(円弧状)である。各接触部20それぞれは、凹面を中心軸O側に向けるとともに、上記直交面内において、中心軸Oを回転軸とし接触部20の数だけ回転位置を有する回転対称(すなわち、本実施形態では接触部20の数が3であるから、3回回転対称)となる形に配置される。なお、このような固定接点部2は、例えば周知のマイクロマシニング技術(例えばバルクマイクロマシニング技術)などを利用して形成することができる。
したがって、本実施形態における接触部20では、凹面が可動接点部3との接触面20aとなる。なお、接触部20の接触面(上記凹面)20aの上記直交面内における曲率は、可動接点部3の外周面3aの曲率に等しくしてあり、また、接触部20の接触面20aと中心軸Oとの距離は、可動接点部3の上記他底面の半径より大きく、上記一底面の半径より小さくしている。換言すれば、本実施形態における接触部20は、可動接点部3の上記他底面の直径より大きく、上記一底面の直径より小さい内径を有する円筒を、その周方向に3分割した形である。
上述した本実施形態の微小電気機械スイッチは、アクチュエータ5を駆動していない常時は、可動接点部3と固定接点部2とが離間しており、一対の信号線6A,6B間は遮断される(オフ状態)。そして、アクチュエータ5を駆動すると、可動接点部3が固定接点部2側(図7(b)における下側)に移動するように可撓部40が変形する。その結果、可動接点部3は、各接触部20それぞれの接触面20aで囲まれた空間部に入り込む。
ここで、接触部20の凹面と中心軸Oとの距離は、可動接点部3の上記他底面の半径より大きく、上記一底面の半径より小さいから、各接触部20それぞれの接触面20aで囲まれた空間部の内径は、可動接点部3の上記他底面の直径より大きく、上記一底面の直径より小さい。そのため、可動接点部3がベース基板1側に移動するにつれて、接触部20は、中心軸O側とは反対側に倒れるように変形し、これによって、可動接点部3の外周面3aは、各接触部20の接触面20aそれぞれに当接する。このように接触部20が変形すると、接触部20は自身の復元力によって元の形に戻ろうとするから、この復元力に応じた接圧が、接触面20aと外周面3aとの間に生じる。したがって、接触部20の接触面20aは、上記直交面内において、上記径方向に沿った方向より、可動接点部3の外周面3aに弾接する。
このように、接触部20が可動接点部3を押圧する力の向きは、上記直交面内において中心軸Oを中心とする円の径方向に沿った方向(可動接点部3の中心軸O方向に交差する方向)になる。また、各接触部20それぞれは、上記直交面内において、可動接点部3の中心軸Oを回転軸とし接触部20の数だけ回転位置を有する回転対称(本実施形態では3回回転対称)となる形に配置されているので、接触部20が可動接点部3を押圧する力の単位方向ベクトルの総和はゼロベクトルとなり、接触部20が可動接点部3を押圧する力の大きさが等しければ、各接触部20それぞれと可動接点部3との間の接圧はいずれも等しくなる。また、接触部20の数は3つであるから、一の接触部20が可動接点部3を押圧する力を、2つの他の接触部20で受けることができて、接触部20が可動接点部3を押圧する力に偏りがある場合であっても、接触部20の数が2つや4つであるような場合に比べれば、可動接点部3に各接触部20を均等な接圧で接触させることができる。
上述したようにして、可動接点部3の外周面3aに各接触部20それぞれの接触面20aが弾接することによって、可動接点部3と固定接点部2との間が導通し、これによって、信号線6A,6B間が、固定接点部2、可動接点部3、導体部40b、および支持部41により電気的に接続される(オン状態)。
この後に、アクチュエータ5の駆動を停止すると、可撓部40が変形前の形状に復帰し(図6参照)、可動接点部3が固定接点部2から離れる方向に移動し、その結果、可動接点部3が固定接点部2より離間して、一対の信号線6A,6B間が遮断される(オフ状態)。
以上述べたように、本実施形態の微小電気機械スイッチによれば、上記実施形態1と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、接触部20が接圧バネ部22を兼ねているので、実施形態1のものに比べて固定接点部2を簡単な形状とすることができ、固定接点部2を容易に形成することが可能になる。
(参考例1)
本参考例の微小電気機械スイッチは、図8および図9に示すように、主として固定接点部2の構成が実施形態1と異なっており、その他の構成は実施形態1と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。なお、図9(b)では可動接点支持部4の図示を省略している。
本参考例の微小電気機械スイッチは、図8および図9に示すように、主として固定接点部2の構成が実施形態1と異なっており、その他の構成は実施形態1と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。なお、図9(b)では可動接点支持部4の図示を省略している。
本参考例における固定接点部2は、図9(a)に示すように、上記直交面内において中心軸Oを中心とする円の径方向に沿った方向において、可動接点部3の外周面3aに弾接される接触面20aを有した複数(本参考例では2つ)の接触部20を備える。各接触部20は、ベース基板1の一表面1aへの可動接点部3の投影領域Pを囲う空洞部21aを有した枠体部21に支持される。なお、図示例では枠体部21の外周形状は正方形状であるが、これは枠体部21を外周形状が正方形状のものに限定する趣旨ではない。
本参考例における空洞部21aは、上記直交面内において中心軸Oを中心とする略正方形状に形成される(すなわち枠体部21は正方形の枠よりなる)。
本参考例における接触部20は、直方体状に形成されており、短手方向(長さ方向、図9(a)における左右方向)を上記直交面内において中心軸Oを中心とする円の径方向に沿わせた形で、空洞部21aの内側に配置されており、その短手方向の一端側(すなわち中心軸O側)に接触面20aが形成される。また、2つの接触部20は、上記直交面内において中心軸Oに対して点対称となる位置に配置される。すなわち、各接触部20それぞれは、上記直交面内において、中心軸Oを回転軸とし接触部20の数だけ回転位置を有する回転対称(すなわち、本参考例では接触部20の数が2であるから、2回回転対称)となる形に配置される。
また、接触部20の接触面20aは、図9(b)に示すように、ベース基板1の一表面1aから離れるにつれて中心軸Oから離れる形に傾斜している。この接触面20aの傾斜角度θは、可動接点部3の外周面3aの傾斜角度φと略等しい値とすることが好ましく、また、上記直交面内における接触面20aの曲率は、上記直交面内における外周面3aの曲率よりやや大きい値とすることが好ましい。このようにすれば、接触面20aが外周面3aに弾接した際の接触面積を増やすことができる。
このような接触部20は、接圧バネ部22によって枠体部21に一体に連結される。接圧バネ部22は、上記直交面内において、上記径方向に直交する方向を長手方向とする帯状に形成されており、接触部20の短手方向の他端部における長手方向(幅方向、図9(a)における上下方向)の両側面それぞれと、当該側面それぞれに対向する空洞部21aの内側面との間を一体に連結する(図9(a)参照)。
したがって、本参考例における接触部20は、上記径方向に沿った方向に進退可能な形で枠体部21に支持される。また、接圧バネ部22の形状は、中心軸O方向において接触部20の接触面20aと可動接点部3の外周面3aとが重なる位置に、接触部20を配置できる形に設定される。上述した本参考例の固定接点部2は、実施形態1で述べた方法(図4,5に示す方法)の他、周知のマイクロマシニング技術(例えばバルクマイクロマシニング技術)を利用して形成することができる。
上述した本参考例の微小電気機械スイッチは、アクチュエータ5を駆動していない常時は、可動接点部3と固定接点部2とが離間しており、一対の信号線6A,6B間は遮断される(オフ状態)。そして、アクチュエータ5を駆動すると、可動接点部3が固定接点部2側(図9(b)における下側)に移動するように可撓部40が変形する。これによって、可動接点部3は、各接触部20それぞれの接触面20aで囲まれた空間部に入り込む。接触部20の接触面20aは、中心軸O方向において可動接点部3の外周面3aと重なっているから、可動接点部3の外周面3aは、各接触部20の接触面20aそれぞれに当接する。
この状態からさらに可動接点部3が移動すると(図9(b)における下側に移動すると)、可動接点部3の外周面3aが接触面20a上を摺動する。このとき、可動接点部3の外周面3aおよび接触面20aそれぞれはベース基板1の一表面1aから離れるにつれて中心軸Oから離れる形に傾斜しているから、可動接点部3がベース基板1側に移動するにつれて、接触部20は、投影領域Pより退出するように移動させられるから、接圧バネ部22が変形する。そのため、接触部20は、接圧バネ部22の復元力に応じた力で可動接点部3を押圧する。
ここで、接触部20が可動接点部3を押圧する力の向きは、上記直交面内において中心軸Oを中心とする円の径方向に沿った方向になる。また、各接触部20それぞれは、上記直交面内において、可動接点部3の中心軸Oを回転軸とし接触部20の数だけ回転位置を有する回転対称(本参考例では2回回転対称)となる形に配置されているので、接触部20が可動接点部3を押圧する力の単位方向ベクトルの総和はゼロベクトルとなり、接触部20が可動接点部3を押圧する力の大きさが等しければ、各接触部20それぞれと可動接点部3との間の接圧はいずれも等しくなり、可動接点部3に各接触部20を均等な接圧で接触させることができる。
上述したようにして、可動接点部3の外周面3aに各接触部20それぞれの接触面20aが弾接することによって、可動接点部3と固定接点部2との間が導通し、これによって、信号線6A,6B間が、固定接点部2、可動接点部3、導体部40b、および支持部41により電気的に接続される(オン状態)。
この後に、アクチュエータ5の駆動を停止すると、可撓部40が変形前の形状に復帰し(図8参照)、可動接点部3が固定接点部2から離れる方向に移動し、その結果、可動接点部3が固定接点部2より離間して、一対の信号線6A,6B間が遮断される(オフ状態)。
以上述べたように、本参考例の微小電気機械スイッチによれば、接触部20が可動接点部3を押圧する力の大きさが等しければ、各接触部20それぞれと可動接点部3との間の接圧はいずれも等しくなり、可動接点部3に各接触部20を均等な接圧で接触させることができるから、可動接点部3と固定接点部2との接触状態が安定し、その結果、オン抵抗の悪化や、スティッキングの発生などを抑制することができるようになり、可動接点部3と固定接点部2との接触信頼性を向上することができる。
また、本参考例においても、可動接点部3の移動方向と、接触部20が可動接点部3に接触する方向とが略直交(交差)しているので、可動接点部3の移動方向と、接触部20が可動接点部3に接触する方向とが略同方向である場合に比べれば、低消費電力化を図ることができる。また、可動接点部3の外周面3aと接触部20の接触面20aとの間の摩擦力が小さくすることで、さらなる低消費電力化を図ることができる。
また、本参考例の微小電気機械スイッチでは、固定接点部2は、接触部20の接触面20aを可動接点部3の外周面3aに弾接させる接圧バネ部22を、各接触部20それぞれに対して複数備えて(本参考例では2つ備えて)なるので、接触部20に対して1つの接圧バネ部22だけを設ける場合に比べれば、接触部20の接触面20aと可動接点部3の外周面3aとが、可動接点部3の中心軸Oに直交する直交面内において中心軸Oを中心とする円の径方向に沿った方向において接触し易くなり、接触安定性をより向上することができる。
(参考例2)
本参考例の微小電気機械スイッチは、図10および図11に示すように、主として固定接点部2の構成が実施形態1と異なっており、その他の構成は実施形態1と同様であるから、同様の構成については同一の符合を付して説明を省略する。なお、図11(b)では可動接点支持部4の図示を省略している。
本参考例の微小電気機械スイッチは、図10および図11に示すように、主として固定接点部2の構成が実施形態1と異なっており、その他の構成は実施形態1と同様であるから、同様の構成については同一の符合を付して説明を省略する。なお、図11(b)では可動接点支持部4の図示を省略している。
本参考例における固定接点部2は、ベース基板1の一表面1aの法線方向を中心軸方向とするコイル状(中心軸方向に沿った方向において、内径が一定な螺旋状、常螺旋状ともいう)に形成される。また、固定接点部2の内径は、図11(a),(b)に示すように、可動接点部3の上記一底面(図11(b)における上底面)の直径より大きく、上記他底面(図11(b)における下底面)の直径より小さい。そのため、固定接点部2の内周面2aが、可動接点部3との接触面となる。このような固定接点部2は、その中心軸が、可動接点部3の中心軸と一致するようにして、信号線6A上に形成される。なお、このような固定接点部2は、例えば周知のマイクロマシニング技術(例えばバルクマイクロマシニング技術)などを利用して形成することができる。
上述した本参考例の微小電気機械スイッチは、アクチュエータ5を駆動していない常時は、可動接点部3と固定接点部2とが離間しており、一対の信号線6A,6B間は遮断される(オフ状態)。そして、アクチュエータ5を駆動すると、上述したように可撓部40が変形するため、可動接点部3は固定接点部2側(図11(b)における下側)に移動させられる。ここで、固定接点部2の中心軸は、可動接点部3の中心軸Oに一致しており、固定接点部2の内径は、可動接点部3の上記他底面の直径より大きく、上記一底面の直径より小さい。そのため、可動接点部3は、固定接点部2の内側に容易に入り込む。そして、可動接点部3の外周面3aが固定接点部2の内周面2aに当接することで、可動接点部3と固定接点部2とが接触し、ここからさらに可動接点部3をベース基板1側に移動させると、可動接点部3により固定接点部2が押し広げられ、これによって、可動接点部3の外周面3aに、固定接点部2の内周面2aが、その全周に亘って弾接する。
上述したようにして、可動接点部3の外周面3aに固定接点部2の内周面2aが弾接することによって、可動接点部3と固定接点部2との間が導通し、これによって、信号線6A,6B間が、固定接点部2、可動接点部3、導体部40b、および支持部41により電気的に接続される(オン状態)。
この後に、アクチュエータ5の駆動を停止すると、可撓部40が変形前の形状に復帰し(図10参照)、可動接点部3が固定接点部2から離れる方向に移動し、その結果、可動接点部3が固定接点部2より離間して、一対の信号線6A,6B間が遮断される(オフ状態)。
以上述べたように、本参考例の微小電気機械スイッチによれば、固定接点部2は、コイル状に形成されており、可動接点部3が内側に位置した状態で、固定接点部2の内周面2aが可動接点部3の外周面3aに、全周に亘って当接するので、可動接点部3に固定接点部2を均等な接圧で接触させることができるから、可動接点部3と固定接点部2との接触状態が安定し、その結果、オン抵抗の悪化や、スティッキングの発生などを抑制することができるようになり、可動接点部3と固定接点部2との接触信頼性を向上することができる。また、本参考例では、実施形態1に比べて固定接点部2を簡単な形状とすることができ、固定接点部2を容易に形成することが可能になる。
また、本参考例の微小電気機械スイッチでは、可動接点部3の移動方向と、可動接点部3に固定接点部2の内周面2aが接触する方向とが略直交(交差)しているので、可動接点部3と固定接点部2との接圧は、固定接点部2の復元力によってのみ決まり、この復元力は、可動接点部3の位置によって決まる。そのため、可動接点部3を所定位置まで移動させることができれば、所望の接圧を得ることが可能であるから、可動接点部3の移動方向と、可動接点部3が固定接点部2に接触する方向とが略同方向である場合に比べれば、低消費電力化を図ることができる。また、可動接点部3の外周面3aと固定接点部2の内周面2aとの間の摩擦力が小さくすれば、可動接点部3を所定位置まで移動させるために必要な駆動力をより小さくすることができるから、さらなる低消費電力化を図ることができる。
ところで、本参考例における固定接点部2は、その中心軸方向に沿った方向において、内径が一定な螺旋状に形成されているが、固定接点部2の中心軸方向に沿った方向においてベース基板1側に近付くにつれて、内径が徐々に小さくなるような螺旋状に形成されていてもよい。このようにすれば、可動接点部3が固定接点部2の内側に入り込み易くなり、また外周面3aが内周面2a上を滑りやすくなるから、さらに接触信頼性が向上する。しかも、微視的には、可動接点部3の外周面3aと固定接点部2の内周面2aとが平行し、外周面3aと内周面2aとの接触面積を増やすことができるから、接触抵抗を低くすることができ、オン抵抗の悪化や、スティッキングの発生などを抑制することができる。この場合、可動接点部3の中心軸Oを含む平面においては、外周面3aの傾斜角度と、内周面2aの傾斜角度とを等しい角度とすることが好ましく、このようにすれば、外周面3aが内周面2a上をさらに滑りやすくなり、また、外周面3aと接触面20aとの接触面積をさらに増やすことができる。
1 ベース基板
1a 一表面
2 固定接点部
3 可動接点部
3a 外周面
4 可動接点支持部
5 アクチュエータ
20 接触部
20a 接触面
22 接圧バネ部
40 可撓部
O 中心軸
1a 一表面
2 固定接点部
3 可動接点部
3a 外周面
4 可動接点支持部
5 アクチュエータ
20 接触部
20a 接触面
22 接圧バネ部
40 可撓部
O 中心軸
Claims (5)
- ベース基板の一表面側に形成された固定接点部と、ベース基板の上記一表面側において固定接点部に対向する部位に可動接点部が形成された可撓部を有しベース基板の上記一表面側に固定された可動接点支持部と、可動接点部が固定接点部に接触するように可動接点支持部の可撓部を変形させるアクチュエータとを備え、
可動接点部は、ベース基板の上記一表面の法線方向を中心軸の方向とし、
固定接点部は、上記中心軸の方向に直交する直交面内において上記中心軸を中心とする円の径方向に沿った方向において、可動接点部の外周面に弾接される接触面を有した複数の接触部を有してなり、
接触部の数は3の整数倍の数であり、
各接触部それぞれは、上記直交面内において、上記中心軸を回転軸とし接触部の数だけ回転位置を有する回転対称となる形に配置されていることを特徴とする微小電気機械スイッチ。 - 上記可動接点部の上記外周面は、上記ベース基板の上記一表面から離れるにつれて上記中心軸から離れる形に傾斜していることを特徴とする請求項1記載の微小電気機械スイッチ。
- 上記各接触部それぞれの上記接触面は、上記ベース基板の上記一表面から離れるにつれて上記中心軸から離れる形に傾斜していることを特徴とする請求項1または2記載の微小電気機械スイッチ。
- 上記固定接点部は、上記接触部の上記接触面を上記可動接点部の上記外周面に弾接させる接圧バネ部を、上記各接触部それぞれに対して複数備えてなることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項記載の微小電気機械スイッチ。
- 上記固定接点部は、上記直交面内において上記径方向に直交する方向において上記接触部を挟み込むガイド部を備えることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項記載の微小電気機械スイッチ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008097564A JP2009252463A (ja) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | 微小電気機械スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008097564A JP2009252463A (ja) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | 微小電気機械スイッチ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009252463A true JP2009252463A (ja) | 2009-10-29 |
Family
ID=41312994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008097564A Withdrawn JP2009252463A (ja) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | 微小電気機械スイッチ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009252463A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8149489B2 (en) | 2005-01-05 | 2012-04-03 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Mirror device, mirror array, optical switch, mirror device manufacturing method, and mirror substrate manufacturing method |
-
2008
- 2008-04-03 JP JP2008097564A patent/JP2009252463A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8149489B2 (en) | 2005-01-05 | 2012-04-03 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Mirror device, mirror array, optical switch, mirror device manufacturing method, and mirror substrate manufacturing method |
US8462410B2 (en) | 2005-01-05 | 2013-06-11 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Mirror device, mirror array, optical switch, mirror device manufacturing method, and mirror substrate manufacturing method |
US8582189B2 (en) | 2005-01-05 | 2013-11-12 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Mirror device, mirror array, optical switch, mirror device manufacturing method, and mirror substrate manufacturing method |
US8634121B2 (en) | 2005-01-05 | 2014-01-21 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Mirror device, mirror array, optical switch, mirror device manufacturing method, and mirror substrate manufacturing method |
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