JP2002260499A - 導電性流体を利用したスイッチ装置 - Google Patents
導電性流体を利用したスイッチ装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】導電性流体を用いたスイッチ装置で、動作の確
実さを高める。 【解決手段】スイッチ装置１０は、一対のチャンバ５
１、５２、その間を交差方向に延びるチャネル２、及び
チャネルの長さ方向に沿う離間した２位置とチャンバの
それぞれとを連結するサブチャネル４１、４２、が設け
られる。チャネル２は、サブチャネルと連結された２位
置間の位置に、電極３１、３２、３３を有する。電極の
それぞれの近傍には導電性流体１１、１２、１３が配置
される。第１の状態では、導電性流体１２、１３は相互
に結合され、電極３２、３３間の電気的導通が実現され
る。ヒータ６１が動作すると、チャンバ５１内で気体が
膨張し、導電性流体１２の一部は、他側の導電性流体１
１に結合する。ヒータ６１の動作が終了した後も、この
ラッチ状態は維持され、電極３１、３２間の電気的導通
が維持される。
実さを高める。 【解決手段】スイッチ装置１０は、一対のチャンバ５
１、５２、その間を交差方向に延びるチャネル２、及び
チャネルの長さ方向に沿う離間した２位置とチャンバの
それぞれとを連結するサブチャネル４１、４２、が設け
られる。チャネル２は、サブチャネルと連結された２位
置間の位置に、電極３１、３２、３３を有する。電極の
それぞれの近傍には導電性流体１１、１２、１３が配置
される。第１の状態では、導電性流体１２、１３は相互
に結合され、電極３２、３３間の電気的導通が実現され
る。ヒータ６１が動作すると、チャンバ５１内で気体が
膨張し、導電性流体１２の一部は、他側の導電性流体１
１に結合する。ヒータ６１の動作が終了した後も、この
ラッチ状態は維持され、電極３１、３２間の電気的導通
が維持される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性流体により
固体電極間の開閉を機械的に行うためのスイッチ装置
（電気接点開閉装置）及びその製造方法に関し、より詳
細には、集積可能な機械接点式の超小型リレー又は超小
型スイッチとして使用可能なスイッチ装置の構造に関す
る。
固体電極間の開閉を機械的に行うためのスイッチ装置
（電気接点開閉装置）及びその製造方法に関し、より詳
細には、集積可能な機械接点式の超小型リレー又は超小
型スイッチとして使用可能なスイッチ装置の構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】この種のスイッチ装置の例が、特開昭４
７−２１６４５号公報に開示される。開示されるスイッ
チ装置によれば、筒状体の内側に水銀等の液体からなる
導電性流体が移動可能に配置される。導電性流体は、そ
の両側に設定される気体の圧力差によって片側に移動す
ることができるよう構成される。導電性流体が移動する
ときに、それは筒状体の内部に延出するように設けられ
る電極に選択的に結合して電気的に接続され、これによ
り必要とされる電気パスが実現される。しかしながら、
この構成によれば、電極表面が経時的に変質して水銀と
接触したときに電気的接続特性が劣化してしまうという
欠点がある。更に、スイッチングの確実性を保証するこ
とも難しく、必ずしも実用的なものではなかった。
７−２１６４５号公報に開示される。開示されるスイッ
チ装置によれば、筒状体の内側に水銀等の液体からなる
導電性流体が移動可能に配置される。導電性流体は、そ
の両側に設定される気体の圧力差によって片側に移動す
ることができるよう構成される。導電性流体が移動する
ときに、それは筒状体の内部に延出するように設けられ
る電極に選択的に結合して電気的に接続され、これによ
り必要とされる電気パスが実現される。しかしながら、
この構成によれば、電極表面が経時的に変質して水銀と
接触したときに電気的接続特性が劣化してしまうという
欠点がある。更に、スイッチングの確実性を保証するこ
とも難しく、必ずしも実用的なものではなかった。
【０００３】更に他のスイッチ装置の例が、特開２００
０−１９５３８９号公報に開示される。開示されるスイ
ッチ装置は、やはり水銀等の導電性流体の移動によっ
て、電気パスを接続状態又は接続解除状態に選択的に変
更可能とされる。注目すべき点は、全ての電極に対して
常時導電性流体の一部が被着しており、導電性流体が一
体になるか又は分割されることによって電気パスの接続
状態又は接続解除状態が実現される点である。これによ
れば、特開昭４７−２１６４５号公報に開示される如き
スイッチ装置で問題とされるような経時的な変質に起因
する接続不良の問題は生じない。
０−１９５３８９号公報に開示される。開示されるスイ
ッチ装置は、やはり水銀等の導電性流体の移動によっ
て、電気パスを接続状態又は接続解除状態に選択的に変
更可能とされる。注目すべき点は、全ての電極に対して
常時導電性流体の一部が被着しており、導電性流体が一
体になるか又は分割されることによって電気パスの接続
状態又は接続解除状態が実現される点である。これによ
れば、特開昭４７−２１６４５号公報に開示される如き
スイッチ装置で問題とされるような経時的な変質に起因
する接続不良の問題は生じない。
【０００４】
【発明の解決すべき課題】 この種のスイッチ装置で重
要な点は、導電性流体のラッチの問題である。例えば、
気体を膨張させて（又は圧力を一時的に高め）導電性流
体を移動させた後、すぐに導電性流体がもとの位置に自
然に移動してしまうような構成では、電気的なスイッチ
ングのための素子としては実用的ではない。従って、こ
の種のスイッチ装置では、スイッチング動作の際に、導
電性流体をラッチして所定の位置に又はその変形状態を
維持することを可能にする構成が望まれており、本発明
はそのようなスイッチ装置を提供することを目的とす
る。
要な点は、導電性流体のラッチの問題である。例えば、
気体を膨張させて（又は圧力を一時的に高め）導電性流
体を移動させた後、すぐに導電性流体がもとの位置に自
然に移動してしまうような構成では、電気的なスイッチ
ングのための素子としては実用的ではない。従って、こ
の種のスイッチ装置では、スイッチング動作の際に、導
電性流体をラッチして所定の位置に又はその変形状態を
維持することを可能にする構成が望まれており、本発明
はそのようなスイッチ装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、導電性
流体が移動可能なチャネルは、長さ方向の離間した位置
に複数の電極を備えて、そのそれぞれの近傍に導電性流
体の表面エネルギーを低くする（即ち、導電性流体がそ
の位置から取り除かれる移動に対して抵抗を大きくす
る）ことのできる流体維持部分を有する。気体加熱手段
を有するチャンバは、サブチャネルを介して流体維持部
分の間の位置でチャネルに連結される。サブチャネルは
それぞれ単一の独立したチャンバに連通する。チャネル
は、サブチャネルと連結される位置の近傍位置に、流体
維持部分に比較して導電性流体の表面エネルギーを高く
する（即ち、導電性流体がその位置から除去される移動
に対して抵抗を小さくする）流体移動部分を含む。気体
加熱手段の動作により気体が加熱されるとき、導電性流
体はチャネル内の流体維持部分で電極に接触する状態で
維持され、流体移動部分でのみチャネルの長さ方向に移
動するよう構成される。これによって、複数の流体維持
部分に維持される導電性流体は相互に連結された状態又
は連結が解除された状態のいずれかに選択的に置かれ
る。導電性流体が、連結された状態は、サブチャネルの
両側に位置する流体維持部分の導電性流体が、流体移動
部分に位置する導電性流体と連結された状態であり、こ
の状態は導電性流体自身の表面張力により維持され、ラ
ッチ状態となる。
流体が移動可能なチャネルは、長さ方向の離間した位置
に複数の電極を備えて、そのそれぞれの近傍に導電性流
体の表面エネルギーを低くする（即ち、導電性流体がそ
の位置から取り除かれる移動に対して抵抗を大きくす
る）ことのできる流体維持部分を有する。気体加熱手段
を有するチャンバは、サブチャネルを介して流体維持部
分の間の位置でチャネルに連結される。サブチャネルは
それぞれ単一の独立したチャンバに連通する。チャネル
は、サブチャネルと連結される位置の近傍位置に、流体
維持部分に比較して導電性流体の表面エネルギーを高く
する（即ち、導電性流体がその位置から除去される移動
に対して抵抗を小さくする）流体移動部分を含む。気体
加熱手段の動作により気体が加熱されるとき、導電性流
体はチャネル内の流体維持部分で電極に接触する状態で
維持され、流体移動部分でのみチャネルの長さ方向に移
動するよう構成される。これによって、複数の流体維持
部分に維持される導電性流体は相互に連結された状態又
は連結が解除された状態のいずれかに選択的に置かれ
る。導電性流体が、連結された状態は、サブチャネルの
両側に位置する流体維持部分の導電性流体が、流体移動
部分に位置する導電性流体と連結された状態であり、こ
の状態は導電性流体自身の表面張力により維持され、ラ
ッチ状態となる。
【０００６】特に本発明は、ＳＰＤＴ(Single Pole Dou
ble Throw)スイッチへの応用が容易である。このスイッ
チは、回路図で示すと図１のように、１つの入力端子
（または出力端子）が２つの出力端子（または入力端
子）の間で切り替わる形態である。本発明によれば、こ
のようなＳＰＤＴスイッチの形態を単純な構造にして、
且つ比較的小型寸法にして形成できる。また、扱える信
号の周波数もある程度の限界を有する。
ble Throw)スイッチへの応用が容易である。このスイッ
チは、回路図で示すと図１のように、１つの入力端子
（または出力端子）が２つの出力端子（または入力端
子）の間で切り替わる形態である。本発明によれば、こ
のようなＳＰＤＴスイッチの形態を単純な構造にして、
且つ比較的小型寸法にして形成できる。また、扱える信
号の周波数もある程度の限界を有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して本発明
の好適実施形態となるスイッチ装置について詳細に説明
する。図２乃至図４によれば、特開２０００−１９５３
８９号公報に類似する、導電性流体を用いたスイッチ装
置１０の構成が示される。図２は、導電性流体が第１の
状態に置かれるスイッチ装置の概略平面図であり、図３
（ａ）、（ｂ）は、図２中の特に線Ａ−Ａに沿う位置の
断面の例をそれぞれ示す断面図である。また、図４は、
図２のスイッチ装置１０が動作することにより導電性流
体の一部が移動した後の第２の状態を示すスイッチ装置
の概略平面図である。尚、これらに示されるスイッチ装
置は、図１のＳＰＤＴスイッチを構成する。
の好適実施形態となるスイッチ装置について詳細に説明
する。図２乃至図４によれば、特開２０００−１９５３
８９号公報に類似する、導電性流体を用いたスイッチ装
置１０の構成が示される。図２は、導電性流体が第１の
状態に置かれるスイッチ装置の概略平面図であり、図３
（ａ）、（ｂ）は、図２中の特に線Ａ−Ａに沿う位置の
断面の例をそれぞれ示す断面図である。また、図４は、
図２のスイッチ装置１０が動作することにより導電性流
体の一部が移動した後の第２の状態を示すスイッチ装置
の概略平面図である。尚、これらに示されるスイッチ装
置は、図１のＳＰＤＴスイッチを構成する。
【０００８】図２に示すように、スイッチ装置１０は、
導電性流体１１、１２、１３を含む単一の細長いチャネ
ル２、ヒータ（気体加熱手段）６１、６２を含む1対の
チャンバ５１、５２、チャンバ５１、５２とチャネル２
とをそれぞれ相互に連結させるサブチャネル４１、４２
を有する。更に、チャネル２の長さ方向に沿って離間し
た３箇所には、電極３１、３２、３３が形成される。図
示されるように、サブチャネル４１、４２は、チャネル
２の長さ方向の離間した位置でチャネル２に対してそれ
ぞれ連結される。連結位置はそれぞれ２つの電極３１、
３２の間、及び電極３２、３３の間の位置とされる。
尚、導電性流体１１、１２、１３は、全て同一の材料か
ら成るが、便宜上、各電極３１、３２、３３のそれぞれ
の近傍に位置するもの個別の参照番号を付して説明す
る。また、図示しないが、電極３１、３２、３３のそれ
ぞれは、基板７１、７２のいずれかの側に形成される導
電配線により、外部の回路と接続される。
導電性流体１１、１２、１３を含む単一の細長いチャネ
ル２、ヒータ（気体加熱手段）６１、６２を含む1対の
チャンバ５１、５２、チャンバ５１、５２とチャネル２
とをそれぞれ相互に連結させるサブチャネル４１、４２
を有する。更に、チャネル２の長さ方向に沿って離間し
た３箇所には、電極３１、３２、３３が形成される。図
示されるように、サブチャネル４１、４２は、チャネル
２の長さ方向の離間した位置でチャネル２に対してそれ
ぞれ連結される。連結位置はそれぞれ２つの電極３１、
３２の間、及び電極３２、３３の間の位置とされる。
尚、導電性流体１１、１２、１３は、全て同一の材料か
ら成るが、便宜上、各電極３１、３２、３３のそれぞれ
の近傍に位置するもの個別の参照番号を付して説明す
る。また、図示しないが、電極３１、３２、３３のそれ
ぞれは、基板７１、７２のいずれかの側に形成される導
電配線により、外部の回路と接続される。
【０００９】上述したように、導電性流体の参照番号１
１、１２、１３は、それぞれ電極３１、３２、３３の近
傍に位置する導電性流体を示すが、特に図２に示す状態
では導電性流体１１と導電性流体１２とが連結し、導電
性流体１３が導電性流体１２から分離された第１の状態
を示している。この状態では、電極３１、３２間のみで
の電気的な導通が実現される。そのスイッチング動作に
ついては後述する。導電性流体は、水銀、ガリウム、又
はナトリウムカリウム等の材料から選択される。チャン
バ５１、５２内、サブチャネル４１、４２内、及びチャ
ネル２内の導電性流体１１、１２、１３が占める部分以
外の空間には、窒素、アルゴン又はヘリウム等の不活性
気体又はそれと同様の作用をする非導電性流体が充填さ
れる。
１、１２、１３は、それぞれ電極３１、３２、３３の近
傍に位置する導電性流体を示すが、特に図２に示す状態
では導電性流体１１と導電性流体１２とが連結し、導電
性流体１３が導電性流体１２から分離された第１の状態
を示している。この状態では、電極３１、３２間のみで
の電気的な導通が実現される。そのスイッチング動作に
ついては後述する。導電性流体は、水銀、ガリウム、又
はナトリウムカリウム等の材料から選択される。チャン
バ５１、５２内、サブチャネル４１、４２内、及びチャ
ネル２内の導電性流体１１、１２、１３が占める部分以
外の空間には、窒素、アルゴン又はヘリウム等の不活性
気体又はそれと同様の作用をする非導電性流体が充填さ
れる。
【００１０】図３（ａ）、（ｂ）に例示するように、ス
イッチ装置１０は、厚さ方向に重ねて結合されるところ
の、絶縁体から成る１対の基板８１、８２；８３、８４
を有する。図３（ａ）の例によれば、底側の基板８１は
平板状とされ、頂側の基板８２の内面には、略三角形の
溝８５が形成される。この例では、頂側の基板８２は例
えばシリコン基板から成り、溝８５は例えば異方性エッ
チングにより形成される。更に、図３（ａ）によれば、
スイッチ装置１０は、溝８５の内周に沿って延びる金属
膜９４、９５から成る電極３２を有する。金属膜９４は
平板状の基板に形成され、一方金属膜９３は溝８５の内
面に沿って延びるよう形成され、基板８１、８２が張り
合わされるときに、チャネル２の断面の内周方向にわた
って延びる電極３２が完成する。図３（ａ）は、図２中
のＡ−Ａに沿う位置を示すものとして説明したが、電極
３１、３３の位置、即ち、線Ｂ−Ｂ或いは線Ｃ−Ｃに沿
う位置でも同様の構成を有することができる。電極３
１、３２、３３のそれぞれは、基板７１、７２のいずれ
かの側に予め形成される導電配線により、外部の回路と
接続され得る。
イッチ装置１０は、厚さ方向に重ねて結合されるところ
の、絶縁体から成る１対の基板８１、８２；８３、８４
を有する。図３（ａ）の例によれば、底側の基板８１は
平板状とされ、頂側の基板８２の内面には、略三角形の
溝８５が形成される。この例では、頂側の基板８２は例
えばシリコン基板から成り、溝８５は例えば異方性エッ
チングにより形成される。更に、図３（ａ）によれば、
スイッチ装置１０は、溝８５の内周に沿って延びる金属
膜９４、９５から成る電極３２を有する。金属膜９４は
平板状の基板に形成され、一方金属膜９３は溝８５の内
面に沿って延びるよう形成され、基板８１、８２が張り
合わされるときに、チャネル２の断面の内周方向にわた
って延びる電極３２が完成する。図３（ａ）は、図２中
のＡ−Ａに沿う位置を示すものとして説明したが、電極
３１、３３の位置、即ち、線Ｂ−Ｂ或いは線Ｃ−Ｃに沿
う位置でも同様の構成を有することができる。電極３
１、３２、３３のそれぞれは、基板７１、７２のいずれ
かの側に予め形成される導電配線により、外部の回路と
接続され得る。
【００１１】チャネル２の断面は、図３（ａ）に示すよ
うに、略三角形の形状のものに限られない。図３（ｂ）
に示す他の例によれば、底側の基板８３は平板状とさ
れ、頂側の基板の内面には、略半楕円形状の溝８５が形
成される。この例では、頂側の基板８４は例えばガラス
基板から成り、溝８６は、例えばアルミナ粒子を使用し
たサンドブラスト法によって略半楕円形の断面を持つよ
うに形成される。一例によれば、溝８６の寸法は、幅が
０．１乃至０．２ｍｍ程度、深さが０．１ｍｍ程度とさ
れる。また、この例によれば、基板８３の頂面上で溝８
５に重なる位置に印刷法等の方法により電極９５が形成
される。図示しないが線Ｂ−Ｂ或いは線Ｃ−Ｃに沿う位
置の構成も、図３（ｂ）の構成と同様とすることができ
る。
うに、略三角形の形状のものに限られない。図３（ｂ）
に示す他の例によれば、底側の基板８３は平板状とさ
れ、頂側の基板の内面には、略半楕円形状の溝８５が形
成される。この例では、頂側の基板８４は例えばガラス
基板から成り、溝８６は、例えばアルミナ粒子を使用し
たサンドブラスト法によって略半楕円形の断面を持つよ
うに形成される。一例によれば、溝８６の寸法は、幅が
０．１乃至０．２ｍｍ程度、深さが０．１ｍｍ程度とさ
れる。また、この例によれば、基板８３の頂面上で溝８
５に重なる位置に印刷法等の方法により電極９５が形成
される。図示しないが線Ｂ−Ｂ或いは線Ｃ−Ｃに沿う位
置の構成も、図３（ｂ）の構成と同様とすることができ
る。
【００１２】チャネル２は、その他従来の一般的なチャ
ネルの製造方法によって様々な形状にして形成され得
る。例えば、シリコンの異方性エッチングや、その他の
ドライエッチング、或いはドライフィルムを貼りつける
等の方法によって、そのチャネル断面の形状は、更に正
方形、長方形、台形、或いは半円形等とすることもでき
る。
ネルの製造方法によって様々な形状にして形成され得
る。例えば、シリコンの異方性エッチングや、その他の
ドライエッチング、或いはドライフィルムを貼りつける
等の方法によって、そのチャネル断面の形状は、更に正
方形、長方形、台形、或いは半円形等とすることもでき
る。
【００１３】本実施形態で特に注目すべき点は、電極３
１、３２、３３を構成する金属膜９３、９４；９５は、
導電性流体１１、１２、１３に対して大きな濡れ性を有
する点である。この濡れ性によって、導電性流体１１、
１２、１３は、各電極３１、３２、３３のそれぞれの近
傍位置７１、７２、７３に効果的に維持され、このこと
は、スイッチ装置１０のスイッチング動作に極めて有利
となる。以下に、このスイッチ装置１０の動作について
説明する。
１、３２、３３を構成する金属膜９３、９４；９５は、
導電性流体１１、１２、１３に対して大きな濡れ性を有
する点である。この濡れ性によって、導電性流体１１、
１２、１３は、各電極３１、３２、３３のそれぞれの近
傍位置７１、７２、７３に効果的に維持され、このこと
は、スイッチ装置１０のスイッチング動作に極めて有利
となる。以下に、このスイッチ装置１０の動作について
説明する。
【００１４】図２に示すように、第１の状態では、部分
７７の位置で導電性流体１１と導電性流体１２とが連結
し、部分７６の位置では導電性流体１３が導電性流体１
２から分離される。この状態では、電極３１、３２間の
みで電気的な導通が実現され、電極３３は電極３１、３
２とは電気的な導通は無い。導電性流体１１と導電性流
体１２との連結は、流体自身の有する張力によって平衡
状態にして維持される。
７７の位置で導電性流体１１と導電性流体１２とが連結
し、部分７６の位置では導電性流体１３が導電性流体１
２から分離される。この状態では、電極３１、３２間の
みで電気的な導通が実現され、電極３３は電極３１、３
２とは電気的な導通は無い。導電性流体１１と導電性流
体１２との連結は、流体自身の有する張力によって平衡
状態にして維持される。
【００１５】この状態で、ヒータ６２によりチャンバ５
２内の気体（又は同様に作用する導電性流体）を加熱す
ると、チャンバ５２内の気体が膨張しようとし、これに
より導電性流体１１と導電性流体１２との間の部分７６
における連結が解除される。このとき、導電性流体１１
は、電極３１に対して十分な濡れ性を有し移動されにく
い状態にあることに加え、チャネル２の一端８側に充填
されて置かれており導電性流体１１の端８側への移動は
制止されるので、導電性流体１１、１２間を連結してい
た部分７６の体積に対応する導電性流体１２は導電性流
体１３側に向けて移動する。この結果、図４に示すよう
に、導電性流体１２と導電性流体１３との間の間隙が消
失して部分７７で両者が連結され、電極３２と電極３３
とが電気的に導通する第２の状態が実現される。
２内の気体（又は同様に作用する導電性流体）を加熱す
ると、チャンバ５２内の気体が膨張しようとし、これに
より導電性流体１１と導電性流体１２との間の部分７６
における連結が解除される。このとき、導電性流体１１
は、電極３１に対して十分な濡れ性を有し移動されにく
い状態にあることに加え、チャネル２の一端８側に充填
されて置かれており導電性流体１１の端８側への移動は
制止されるので、導電性流体１１、１２間を連結してい
た部分７６の体積に対応する導電性流体１２は導電性流
体１３側に向けて移動する。この結果、図４に示すよう
に、導電性流体１２と導電性流体１３との間の間隙が消
失して部分７７で両者が連結され、電極３２と電極３３
とが電気的に導通する第２の状態が実現される。
【００１６】ヒータ６２による加熱は、一時的なもので
あるので、チャンバ５２内の温度は直ぐに加熱温度から
通常の温度に戻るが、このとき導電性流体１１と導電性
流体１３との間は、流体の張力により連結状態を維持す
べく作用するので、導電パスの変更が行われた後も、電
気的導通状態はスイッチング後の状態、即ち電極３２、
３３が導通した第２の状態に維持される。
あるので、チャンバ５２内の温度は直ぐに加熱温度から
通常の温度に戻るが、このとき導電性流体１１と導電性
流体１３との間は、流体の張力により連結状態を維持す
べく作用するので、導電パスの変更が行われた後も、電
気的導通状態はスイッチング後の状態、即ち電極３２、
３３が導通した第２の状態に維持される。
【００１７】逆の動作として、図４に示す第２状態でヒ
ータ６１を動作させてチャンバ５１を加熱させることに
より、図２に示す第１状態に復帰させることができる。
即ち、ヒータ６１によりチャンバ５１内の気体を加熱す
ると、チャンバ５１内の気体が膨張しようとし、これに
より部分７７における導電性流体１２と導電性流体１３
との間の連結が解除される。このとき、導電性流体１３
は、電極３３に対して十分な濡れ性を有し移動されにく
い状態にあることに加え、チャネル２の他端９側に充填
されて置かれており導電性流体１１の端９側への移動が
制止されるので、導電性流体１２、１３間を連結してい
た部分７７の体積に対応する導電性流体１２は導電性流
体１１側に向けて移動する。この結果、図２に示すよう
に、導電性流体１２と導電性流体１３との間の間隙が消
失して部分７６で両者が連結され、電極３２と電極３３
とが電気的に導通する第１の状態に復帰する。この状態
で、導電性流体１１と導電性流体１３との間は、流体の
張力により連結され、電極３２、３３が導通した安定状
態に維持される。
ータ６１を動作させてチャンバ５１を加熱させることに
より、図２に示す第１状態に復帰させることができる。
即ち、ヒータ６１によりチャンバ５１内の気体を加熱す
ると、チャンバ５１内の気体が膨張しようとし、これに
より部分７７における導電性流体１２と導電性流体１３
との間の連結が解除される。このとき、導電性流体１３
は、電極３３に対して十分な濡れ性を有し移動されにく
い状態にあることに加え、チャネル２の他端９側に充填
されて置かれており導電性流体１１の端９側への移動が
制止されるので、導電性流体１２、１３間を連結してい
た部分７７の体積に対応する導電性流体１２は導電性流
体１１側に向けて移動する。この結果、図２に示すよう
に、導電性流体１２と導電性流体１３との間の間隙が消
失して部分７６で両者が連結され、電極３２と電極３３
とが電気的に導通する第１の状態に復帰する。この状態
で、導電性流体１１と導電性流体１３との間は、流体の
張力により連結され、電極３２、３３が導通した安定状
態に維持される。
【００１８】従って、上述の実施形態のスイッチ装置１
０によれば、ヒータ５１、５２にエネルギーを与えるこ
とによりＳＰＤＴ(Single Pole Double Throw)スイッチ
のスイッチング動作が実現され、このスイッチング動作
は、導電性流体１１、１２、１３の主要部を略所定の部
分７１、７２、７３の位置に維持する一方で、導電性流
体１１、１２、１３の主要部間の隣り合う２つの間の部
分７６、７７に気体又は非導電性流体による間隙を形成
するか又は導電性流体によって間隙を埋めるかを制御す
ることにより行なわれることが理解される。従って、ス
イッチ装置１０の製造工程では、導電性流体１１、１
２、１３は、チャネル２内で、電極３１、３２、３３の
近傍の部分７１、７２、７３及びそれらのうち隣り合う
一対の部分７６、７７のいずれか一方のみを埋める分の
体積だけ注入される必要がある点に注目すべきである。
０によれば、ヒータ５１、５２にエネルギーを与えるこ
とによりＳＰＤＴ(Single Pole Double Throw)スイッチ
のスイッチング動作が実現され、このスイッチング動作
は、導電性流体１１、１２、１３の主要部を略所定の部
分７１、７２、７３の位置に維持する一方で、導電性流
体１１、１２、１３の主要部間の隣り合う２つの間の部
分７６、７７に気体又は非導電性流体による間隙を形成
するか又は導電性流体によって間隙を埋めるかを制御す
ることにより行なわれることが理解される。従って、ス
イッチ装置１０の製造工程では、導電性流体１１、１
２、１３は、チャネル２内で、電極３１、３２、３３の
近傍の部分７１、７２、７３及びそれらのうち隣り合う
一対の部分７６、７７のいずれか一方のみを埋める分の
体積だけ注入される必要がある点に注目すべきである。
【００１９】また、上述の実施形態では、十分な濡れ性
を有する金属膜９３、９４；９５を電極３１、３２、３
３と兼ねて使用したが、そのような金属膜９３、９４；
９５は電極３１、３２、３３とは別個に設けても良い。
また、金属膜は、図３（ａ）の如く必ずしも内周面の全
面に形成される必要は無く、図３（ｂ）の如く、その一
部、例えばスイッチ装置１０を構成すべく張り合わせる
一対の基板のうちで一方のみに形成されても良い。
を有する金属膜９３、９４；９５を電極３１、３２、３
３と兼ねて使用したが、そのような金属膜９３、９４；
９５は電極３１、３２、３３とは別個に設けても良い。
また、金属膜は、図３（ａ）の如く必ずしも内周面の全
面に形成される必要は無く、図３（ｂ）の如く、その一
部、例えばスイッチ装置１０を構成すべく張り合わせる
一対の基板のうちで一方のみに形成されても良い。
【００２０】図５及び図６は、本発明による第２の実施
形態となるスイッチ装置１１０をそれぞれスイッチング
の第１の状態及び第２の状態にして示す概略平面図であ
る。第１の実施形態との相違点は、第２の実施形態では
濡れ性を有する金属膜を必要とせず、その代わりに導電
性流体１１１、１１２、１１３のそれぞれを所定位置に
維持するべく必要なラッチのための部分１７１、１７
２、１７３で導電性流体１１１、１１２、１１３に接触
する表面積を大きくしている点である。
形態となるスイッチ装置１１０をそれぞれスイッチング
の第１の状態及び第２の状態にして示す概略平面図であ
る。第１の実施形態との相違点は、第２の実施形態では
濡れ性を有する金属膜を必要とせず、その代わりに導電
性流体１１１、１１２、１１３のそれぞれを所定位置に
維持するべく必要なラッチのための部分１７１、１７
２、１７３で導電性流体１１１、１１２、１１３に接触
する表面積を大きくしている点である。
【００２１】図５に示すように、スイッチ装置１１０
は、同一の材料から成る導電性流体１１１、１１２、１
１３を含む単一の細長いチャネル１０２、ヒータ（気体
加熱手段）１６１、１６２を含む1対のチャンバ１５
１、１５２、チャンバ１５１、１５２とチャネル１０２
とをそれぞれ相互に連結させるサブチャネル１４１、１
４２を有する。チャネル１０２の長さ方向に沿って離間
した３箇所に電極１３１、１３２、１３３が形成され
る。図示されるように、サブチャネル１４１、１４２は
チャネル１０２の長さ方向の離間した位置に連結され
る。その連結位置はそれぞれ２つの電極１３１、１３
２、及び電極１３２、１３３の間のくびれた部分１７
６、１７７の位置とされる。スイッチ装置１１０は例え
ば、１対のガラス基板を張り合わせることにより実現さ
れる。
は、同一の材料から成る導電性流体１１１、１１２、１
１３を含む単一の細長いチャネル１０２、ヒータ（気体
加熱手段）１６１、１６２を含む1対のチャンバ１５
１、１５２、チャンバ１５１、１５２とチャネル１０２
とをそれぞれ相互に連結させるサブチャネル１４１、１
４２を有する。チャネル１０２の長さ方向に沿って離間
した３箇所に電極１３１、１３２、１３３が形成され
る。図示されるように、サブチャネル１４１、１４２は
チャネル１０２の長さ方向の離間した位置に連結され
る。その連結位置はそれぞれ２つの電極１３１、１３
２、及び電極１３２、１３３の間のくびれた部分１７
６、１７７の位置とされる。スイッチ装置１１０は例え
ば、１対のガラス基板を張り合わせることにより実現さ
れる。
【００２２】第１の実施形態の場合と異なり、チャネル
１０２は単純な同径の筒状ではなく、各電極１３１、１
３２、１３３の近傍に、その内面が曲面となるよう膨ん
だ形状の部分１７１、１７２、１７３を有する。導電性
流体１１１、１１２、１１３は、それぞれの部分１７
１、１７２、１７３の内面と略接触して置かれる。導電
性流体１１１、１１２、１１３とチャネル１０２を構成
するガラスとは十分大きな濡れ性を有する訳ではない
が、上述の如く曲面を含む部分１７１、１７２、１７３
を構成することにより、導電性流体１１１、１１２、１
１３が濡れの効果によってそれぞれの部分１７１、１７
２、１７３内に維持される。
１０２は単純な同径の筒状ではなく、各電極１３１、１
３２、１３３の近傍に、その内面が曲面となるよう膨ん
だ形状の部分１７１、１７２、１７３を有する。導電性
流体１１１、１１２、１１３は、それぞれの部分１７
１、１７２、１７３の内面と略接触して置かれる。導電
性流体１１１、１１２、１１３とチャネル１０２を構成
するガラスとは十分大きな濡れ性を有する訳ではない
が、上述の如く曲面を含む部分１７１、１７２、１７３
を構成することにより、導電性流体１１１、１１２、１
１３が濡れの効果によってそれぞれの部分１７１、１７
２、１７３内に維持される。
【００２３】図５に示す第１の状態では、導電性流体１
１１と導電性流体１１２とが連結し、導電性流体１１３
が導電性流体１１２から分離される。この状態では、電
極１３１、１３２間のみで電気的な導通が実現され、電
極１３３と電極１３１、１３２との電気的な導通は無
い。導電性流体１１１と導電性流体１１２との連結は、
流体自身の有する張力によって平衡状態にして維持され
る。尚、図５及び図６に関連して、チャネル１０２の断
面図は示されないが、例えば略円形又は略楕円形の形状
とされ得る。従って部分１７１、１７２、１７３は比較
的大きな径の断面を有し、それらの間の中間部分１７
６、１７７は比較的小さな径の断面を有する。
１１と導電性流体１１２とが連結し、導電性流体１１３
が導電性流体１１２から分離される。この状態では、電
極１３１、１３２間のみで電気的な導通が実現され、電
極１３３と電極１３１、１３２との電気的な導通は無
い。導電性流体１１１と導電性流体１１２との連結は、
流体自身の有する張力によって平衡状態にして維持され
る。尚、図５及び図６に関連して、チャネル１０２の断
面図は示されないが、例えば略円形又は略楕円形の形状
とされ得る。従って部分１７１、１７２、１７３は比較
的大きな径の断面を有し、それらの間の中間部分１７
６、１７７は比較的小さな径の断面を有する。
【００２４】本実施形態によれば、導電性流体１１１、
１１２、１１３は第１の実施形態同様に所定の領域に略
維持され、中央の導電性流体１１２の一部のみが移動さ
れることによりスイッチング動作が可能となる。即ち、
図５に示す第１の状態で、ヒータ１６２によりチャンバ
１５２内の気体を加熱すると、チャンバ１５２内の気体
が膨張しようとし、これにより導電性流体１１１と導電
性流体１１２との間の部分１７６での連結が解除され
る。このとき、導電性流体１１１は、部分１７１との濡
れ性によって移動されにくい状態にあり、更に部分１７
１のチャネル２の一端１０８側に充填されて置かれてお
り導電性流体１１１の端１０８側への移動は制止される
ので、導電性流体１１１、１１２間の中間部分１７６に
位置していた導電性流体１１２は、その体積に相当する
分だけ導電性流体１１３側に向けて移動する。この結
果、図６に示すように、導電性流体１１２と導電性流体
１１３との間で中間部分１７７に存在していた間隙が消
失して両者が連結され、電極１３２と電極１３３とが電
気的に導通する第２の状態が実現される。
１１２、１１３は第１の実施形態同様に所定の領域に略
維持され、中央の導電性流体１１２の一部のみが移動さ
れることによりスイッチング動作が可能となる。即ち、
図５に示す第１の状態で、ヒータ１６２によりチャンバ
１５２内の気体を加熱すると、チャンバ１５２内の気体
が膨張しようとし、これにより導電性流体１１１と導電
性流体１１２との間の部分１７６での連結が解除され
る。このとき、導電性流体１１１は、部分１７１との濡
れ性によって移動されにくい状態にあり、更に部分１７
１のチャネル２の一端１０８側に充填されて置かれてお
り導電性流体１１１の端１０８側への移動は制止される
ので、導電性流体１１１、１１２間の中間部分１７６に
位置していた導電性流体１１２は、その体積に相当する
分だけ導電性流体１１３側に向けて移動する。この結
果、図６に示すように、導電性流体１１２と導電性流体
１１３との間で中間部分１７７に存在していた間隙が消
失して両者が連結され、電極１３２と電極１３３とが電
気的に導通する第２の状態が実現される。
【００２５】ヒータ１６２による加熱は、一時的なもの
であるので、チャンバ１５２内の温度は直ぐに加熱温度
から通常の温度に戻るが、このとき導電性流体１１１と
導電性流体１１３との間は、流体の張力により連結状態
を維持すべく作用するので、導電パスの変更が行われた
後も、電気的導通状態はスイッチング後の状態、即ち電
極１３２、１３３が導通した状態に維持される。
であるので、チャンバ１５２内の温度は直ぐに加熱温度
から通常の温度に戻るが、このとき導電性流体１１１と
導電性流体１１３との間は、流体の張力により連結状態
を維持すべく作用するので、導電パスの変更が行われた
後も、電気的導通状態はスイッチング後の状態、即ち電
極１３２、１３３が導通した状態に維持される。
【００２６】逆の動作として、図６に示す第２状態にあ
るときにヒータ１６１を動作させてチャンバ１５１を加
熱させることにより、図２に示す第１状態に復帰させる
ことができる。即ち、ヒータ１６１によりチャンバ１５
１内の気体を加熱すると、チャンバ１５１内の気体が膨
張しようとし、これにより導電性流体１１２と導電性流
体１１３との間の部分１７７での連結が解除される。こ
のとき、導電性流体１１３は、部分１７３に対する濡れ
性によって移動されにくい状態にあり、更にチャネル１
０２の他端１０９側に充填されて置かれており導電性流
体１１１の端１０９側への移動が制止されるので、導電
性流体１１２、１１３間を連結していた部分の体積に対
応する導電性流体１１２は導電性流体１１１側に向けて
移動する。この結果、図２に示すように、導電性流体１
１２と導電性流体１１３との間の中間部分１４６に存在
していた間隙が消失して両者が連結され、電極１３２と
電極１３３とが電気的に導通する第１の状態に復帰す
る。この状態で、導電性流体１１１と導電性流体１１３
との間は、流体の張力により連結され、電極１３２、１
３３が導通した安定状態に維持される。
るときにヒータ１６１を動作させてチャンバ１５１を加
熱させることにより、図２に示す第１状態に復帰させる
ことができる。即ち、ヒータ１６１によりチャンバ１５
１内の気体を加熱すると、チャンバ１５１内の気体が膨
張しようとし、これにより導電性流体１１２と導電性流
体１１３との間の部分１７７での連結が解除される。こ
のとき、導電性流体１１３は、部分１７３に対する濡れ
性によって移動されにくい状態にあり、更にチャネル１
０２の他端１０９側に充填されて置かれており導電性流
体１１１の端１０９側への移動が制止されるので、導電
性流体１１２、１１３間を連結していた部分の体積に対
応する導電性流体１１２は導電性流体１１１側に向けて
移動する。この結果、図２に示すように、導電性流体１
１２と導電性流体１１３との間の中間部分１４６に存在
していた間隙が消失して両者が連結され、電極１３２と
電極１３３とが電気的に導通する第１の状態に復帰す
る。この状態で、導電性流体１１１と導電性流体１１３
との間は、流体の張力により連結され、電極１３２、１
３３が導通した安定状態に維持される。
【００２７】尚、図５及び図６に示す実施形態では、電
極１３１、１３２、１３３は、概念的に矩形にして示さ
れるが、これらは、スイッチ装置１１０を構成する一対
の基板のそれぞれにパターン形成された電極であっても
良い。また、そのパターンは、第１の実施形態によるも
のと同様に、外周にわたって延びるよう形成されても良
い。
極１３１、１３２、１３３は、概念的に矩形にして示さ
れるが、これらは、スイッチ装置１１０を構成する一対
の基板のそれぞれにパターン形成された電極であっても
良い。また、そのパターンは、第１の実施形態によるも
のと同様に、外周にわたって延びるよう形成されても良
い。
【００２８】上述のような好適実施形態として示される
スイッチ装置によれば、スイッチング動作の際には、サ
ブチャネルに近接する一部の導電性流体のみが移動し、
チャネル内面との相互作用により所定の場所を占めて移
動しない導電性流体の主要部分に対して自身の張力によ
って結合されることにより、ラッチ状態が維持されるよ
う構成されるので、スイッチングの確実性が保証され
る。また、上述のように、スイッチング動作の際には、
確実なスイッチングのために最低限必要となる量の導電
性流体が移動又は変形することによって電気的スイッチ
ング動作を行うよう構成されるので、ヒータ加熱による
各キャビティの一時的な圧力上昇を導電性流体の移動又
は変形のために効率良く利用することができ、素早く且
つエネルギー効率の良い（低消費電力の）スイッチング
動作が可能となる。
スイッチ装置によれば、スイッチング動作の際には、サ
ブチャネルに近接する一部の導電性流体のみが移動し、
チャネル内面との相互作用により所定の場所を占めて移
動しない導電性流体の主要部分に対して自身の張力によ
って結合されることにより、ラッチ状態が維持されるよ
う構成されるので、スイッチングの確実性が保証され
る。また、上述のように、スイッチング動作の際には、
確実なスイッチングのために最低限必要となる量の導電
性流体が移動又は変形することによって電気的スイッチ
ング動作を行うよう構成されるので、ヒータ加熱による
各キャビティの一時的な圧力上昇を導電性流体の移動又
は変形のために効率良く利用することができ、素早く且
つエネルギー効率の良い（低消費電力の）スイッチング
動作が可能となる。
【００２９】本発明によるスイッチ装置を上述の実施形
態に即して説明すると、本発明のスイッチ装置（１０，
１１０）は、導電性流体（１１，１２，１３）と気体と
が充填される直線方向に延びる細長のチャネル（２，１
０２）、気体加熱手段（６１，６２；１６１，１６２）
を含み前記気体が充填されるチャンバ（５１，５２；１
５１，１５２）、及び該チャンバと前記チャネルとを連
結し前記気体が充填されるサブチャネル（４１，４２；
１４１，１４２）とを有し、前記気体加熱手段で前記気
体を加熱して前記気体を膨張させることにより前記導電
性流体を前記チャネル内で移動又は変形させ、該導電性
流体を含む電気パスを開閉するようスイッチングするス
イッチ装置において、前記チャネルは、長さ方向の離間
した位置に複数の電極（３１，３２，３３；１３１，１
３２，１３３）を備えて該複数の電極のそれぞれの近傍
に前記導電性流体の表面エネルギーを低くすることので
きる複数の流体維持部分（７１、７２、７３；１７１、
１７２、１７３）を有し、前記流体維持部分の間で前記
サブチャネルと連結され、連結位置近傍に前記導電性流
体の表面エネルギーを高くすることのできる流体移動部
分（７６、７７；１７６、１７７）を有し、前記気体加
熱手段の動作により前記気体が加熱されるとき、前記導
電性流体は前記チャネル内で前記流体維持部分で前記電
極に接触して維持される一方、前記流体移動部分でのみ
前記チャネルの長さ方向に移動され、これにより前記流
体維持部分に維持される前記導電性流体を相互に連結又
は解除できるよう構成されることを特徴とする。
態に即して説明すると、本発明のスイッチ装置（１０，
１１０）は、導電性流体（１１，１２，１３）と気体と
が充填される直線方向に延びる細長のチャネル（２，１
０２）、気体加熱手段（６１，６２；１６１，１６２）
を含み前記気体が充填されるチャンバ（５１，５２；１
５１，１５２）、及び該チャンバと前記チャネルとを連
結し前記気体が充填されるサブチャネル（４１，４２；
１４１，１４２）とを有し、前記気体加熱手段で前記気
体を加熱して前記気体を膨張させることにより前記導電
性流体を前記チャネル内で移動又は変形させ、該導電性
流体を含む電気パスを開閉するようスイッチングするス
イッチ装置において、前記チャネルは、長さ方向の離間
した位置に複数の電極（３１，３２，３３；１３１，１
３２，１３３）を備えて該複数の電極のそれぞれの近傍
に前記導電性流体の表面エネルギーを低くすることので
きる複数の流体維持部分（７１、７２、７３；１７１、
１７２、１７３）を有し、前記流体維持部分の間で前記
サブチャネルと連結され、連結位置近傍に前記導電性流
体の表面エネルギーを高くすることのできる流体移動部
分（７６、７７；１７６、１７７）を有し、前記気体加
熱手段の動作により前記気体が加熱されるとき、前記導
電性流体は前記チャネル内で前記流体維持部分で前記電
極に接触して維持される一方、前記流体移動部分でのみ
前記チャネルの長さ方向に移動され、これにより前記流
体維持部分に維持される前記導電性流体を相互に連結又
は解除できるよう構成されることを特徴とする。
【００３０】好ましくは、前記複数の電極は、前記チャ
ネルに沿って長さ方向に離間する３個の電極を含み、該
３個の電極のうち隣り合う２個の電極間位置のそれぞれ
に前記流体移動部分が設けられる。
ネルに沿って長さ方向に離間する３個の電極を含み、該
３個の電極のうち隣り合う２個の電極間位置のそれぞれ
に前記流体移動部分が設けられる。
【００３１】 好ましくは、単一の前記サブチャネル
は、独立した単一の前記チャンバに連通するよう構成さ
れる。
は、独立した単一の前記チャンバに連通するよう構成さ
れる。
【００３２】好ましくは、前記流体維持部分は、前記チ
ャネルの内面に沿って設けられる、前記導電性流体に対
して濡れ性の良い金属膜を有する。
ャネルの内面に沿って設けられる、前記導電性流体に対
して濡れ性の良い金属膜を有する。
【００３３】好ましくは、前記金属膜は、前記電極と共
通とされる。
通とされる。
【００３４】好ましくは、前記金属膜は、前記流体維持
部分で前記チャネルの内周に沿って延びる。
部分で前記チャネルの内周に沿って延びる。
【００３５】好ましくは、前記流体維持部分は、前記チ
ャネルの内面に沿って形成される凹面を含む。
ャネルの内面に沿って形成される凹面を含む。
【００３６】好ましくは、前記サブチャネルは前記チャ
ネルよりも小さな断面積を有する。
ネルよりも小さな断面積を有する。
【００３７】好ましくは、前記流体維持部分のうちで、
前記チャネルの長さ方向の両端側に位置する２つは、前
記チャネルの両端の壁により前記導電性流体の外側への
移動を阻止する構成とされる。
前記チャネルの長さ方向の両端側に位置する２つは、前
記チャネルの両端の壁により前記導電性流体の外側への
移動を阻止する構成とされる。
【００３８】好ましくは、前記導電性流体は、水銀、ガ
リウム、又はナトリウムカリウムから選択される。
リウム、又はナトリウムカリウムから選択される。
【図１】ＳＰＤＴ(Single Pole Double Throw)スイッチ
の概略回路図である。
の概略回路図である。
【図２】導電性流体が第１のスイッチング状態にして示
される第１の実施形態となるスイッチ装置の概略平面図
である。
される第１の実施形態となるスイッチ装置の概略平面図
である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、それぞれチャネルの断面の
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図４】図２のスイッチ装置が動作して、第１のスイッ
チング状態から導電性流体の一部が移動した後の第２の
スイッチング状態を示すスイッチ装置の概略平面図であ
る。
チング状態から導電性流体の一部が移動した後の第２の
スイッチング状態を示すスイッチ装置の概略平面図であ
る。
【図５】導電性流体が第１のスイッチング状態にして示
される第２の実施形態となるスイッチ装置の概略平面図
である。
される第２の実施形態となるスイッチ装置の概略平面図
である。
【図６】図５のスイッチ装置が動作して、第１のスイッ
チング状態から導電性流体の一部が移動した後の第２の
スイッチング状態を示すスイッチ装置の概略平面図であ
る。
チング状態から導電性流体の一部が移動した後の第２の
スイッチング状態を示すスイッチ装置の概略平面図であ
る。
２、１０２
チャネル １０、１１０
スイッチ装置 １１、１２、１３；１１１、１１２、１１３
導電性流体 ３１、３２、３３；１３１、１３２、１３３
電極 ４１、４２；１４１、１４２
サブチャネル ５１、５２；１５１、１５２
チャンバ ６１、６２；１６１、１６２
ヒータ（気体加熱手段） ７１、７２、７３；１７１、１７２、１７３
流体維持部分 ７６、７７；１７６、１７７
流体移動部分
チャネル １０、１１０
スイッチ装置 １１、１２、１３；１１１、１１２、１１３
導電性流体 ３１、３２、３３；１３１、１３２、１３３
電極 ４１、４２；１４１、１４２
サブチャネル ５１、５２；１５１、１５２
チャンバ ６１、６２；１６１、１６２
ヒータ（気体加熱手段） ７１、７２、７３；１７１、１７２、１７３
流体維持部分 ７６、７７；１７６、１７７
流体移動部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 竹中 勉 東京都八王子市高倉町９番１号 アジレン ト・テクノロジー株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】導電性流体と気体とが充填される直線方向
に延びる細長のチャネル、気体加熱手段を含み前記気体
が充填されるチャンバ、及び該チャンバと前記チャネル
とを連結し前記気体が充填されるサブチャネルとを有
し、前記気体加熱手段で前記気体を加熱して前記気体を
膨張させることより前記導電性流体を前記チャネル内で
移動又は変形させ、該導電性流体を含む電気パスを開閉
するようスイッチングするスイッチ装置において、 前記チャネルは、長さ方向の離間した位置に複数の電極
を備えて該複数の電極のそれぞれの近傍に前記導電性流
体の表面エネルギーを低くする複数の流体維持部分を有
し、前記流体維持部分の間で前記サブチャネルと連結さ
れ、連結位置近傍に前記導電性流体の表面エネルギーを
高くする流体移動部分を有し、前記気体加熱手段の動作
により前記気体が加熱されるとき、前記導電性流体は前
記チャネル内で前記流体維持部分で前記電極に接触して
維持される一方、前記流体移動部分でのみ前記チャネル
の長さ方向に移動され、これにより前記流体維持部分に
維持される前記導電性流体を相互に連結又は解除できる
よう構成されることを特徴とするスイッチ装置。 - 【請求項２】前記複数の電極は、前記チャネルに沿って
長さ方向に離間する３個の電極を含み、該３個の電極の
うち隣り合う２個の電極間位置のそれぞれに前記流体移
動部分が設けられることを特徴とする請求項１のスイッ
チ装置。 - 【請求項３】 単一の前記サブチャネルは、独立した単
一の前記チャンバに連通するよう構成されることを特徴
とする請求項２のスイッチ装置。 - 【請求項４】前記流体維持部分は、前記チャネルの内面
に沿って設けられる、前記導電性流体に対して濡れ性の
良い金属膜を有することを特徴とする請求項１のスイッ
チ装置。 - 【請求項５】前記金属膜は、前記電極と共通とされるこ
とを特徴とする請求項４のスイッチ装置。 - 【請求項６】前記金属膜は、前記流体維持部分で前記チ
ャネルの内周に沿って延びることを特徴とする請求項４
のスイッチ装置。 - 【請求項７】前記流体維持部分は、前記チャネルの内面
に沿って形成される凹面を含むことを特徴とする請求項
１のスイッチ装置。 - 【請求項８】前記サブチャネルは前記チャネルよりも小
さな断面積を有することを特徴とする請求項１のスイッ
チ装置。 - 【請求項９】前記流体維持部分のうちで、前記チャネル
の長さ方向の両端側に位置する２つは、前記チャネルの
両端の壁により前記導電性流体の外側への移動を阻止す
る構成であることを特徴とする請求項３のスイッチ装
置。 - 【請求項１０】前記導電性流体が、水銀、ガリウム、又
はナトリウムカリウムから選択されることを特徴とする
請求項１のスイッチ装置。
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| JP2001049481A JP2002260499A (ja) | 2001-02-23 | 2001-02-23 | 導電性流体を利用したスイッチ装置 |
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- 2001-02-23 JP JP2001049481A patent/JP2002260499A/ja active Pending
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- 2002-02-21 US US10/080,643 patent/US6717495B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-25 EP EP02251271A patent/EP1235238B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-25 DE DE60213693T patent/DE60213693T2/de not_active Expired - Fee Related
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