スイッチング素子およびスライドトランス
【課題】サイズが小さくても大電流を流すことが可能なスイッチング素子を提供する。
【解決手段】粒子が分散された液体３中に一対の電極４１、４２を所定の対向間隔Ｄ１で対向させて配置する。一対の電極４１、４２間に高周波電圧を印加することにより、液体３中で粒子を誘電泳動させて、これらの電極４１、４２間を架橋して導通状態とする（図（ｂ））。一対の電極４１、４２間への高周波電圧の印加を停止することにより、粒子の誘電泳動を停止して、これらの電極４１、４２間の架橋を崩壊させて導通状態を解除する（図（ａ））。これにより、電極４１、４２に対する高周波電圧の印加の有無によってスイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えられる。
【解決手段】粒子が分散された液体３中に一対の電極４１、４２を所定の対向間隔Ｄ１で対向させて配置する。一対の電極４１、４２間に高周波電圧を印加することにより、液体３中で粒子を誘電泳動させて、これらの電極４１、４２間を架橋して導通状態とする（図（ｂ））。一対の電極４１、４２間への高周波電圧の印加を停止することにより、粒子の誘電泳動を停止して、これらの電極４１、４２間の架橋を崩壊させて導通状態を解除する（図（ａ））。これにより、電極４１、４２に対する高周波電圧の印加の有無によってスイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライドトランスなどの電気部品を構成するスイッチング素子と、このスイッチング素子を備えたスライドトランスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電圧が降下したときに電圧を上げるために、スライドトランス（例えば、株式会社東芝製のスライダック（登録商標）など）を使う場合がある。このスライドトランスにおいては、２次側の接点を機械的に摺動させることにより、変圧比を連続的に変えられるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−４８８５０号公報（段落〔００１２〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、こうしたスライドトランスにおいては、変圧時に接点を摺動させてスイッチングする構造となっているので、大電流を流すためには、接点その他の部品のサイズを大きくする必要があるという課題があった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑み、サイズが小さくても大電流を流すことが可能なスイッチング素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る第１のスイッチング素子（１）は、粒子が分散された液体（３）中に一対の電極（４１、４２）を所定の対向間隔（Ｄ１）で対向させて配置し、前記一対の電極間に高周波電圧を印加することにより、前記液体中で前記粒子を誘電泳動させて、これらの電極間を架橋して導通状態とするとともに、前記一対の電極間への高周波電圧の印加を停止することにより、前記粒子の誘電泳動を停止して、これらの電極間の架橋を崩壊させて導通状態を解除するように構成されているスイッチング素子としたことを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る第２のスイッチング素子（１）は、粒子が分散された液体（３）中に、複数の第１電極（５１）を所定の配置間隔（Ｄ２）で配置するとともに、これらの第１電極に所定の対向間隔（Ｄ１）で対向しうるように１つの第２電極（５２）を移動自在に配置し、前記第２電極を任意の位置まで移動させることにより、前記複数の第１電極のうち当該第２電極と対向させた第１電極について、当該第１電極と前記第２電極との間に高周波電圧を印加することにより、前記液体中で前記粒子を誘電泳動させて、当該第１電極と前記第２電極との間を架橋して導通状態とするとともに、当該第１電極と前記第２電極との間への高周波電圧の印加を停止することにより、前記粒子の誘電泳動を停止して、当該第１電極と前記第２電極との間の架橋を崩壊させて導通状態を解除するように構成されているスイッチング素子としたことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る第３のスイッチング素子（１）は、粒子が分散された液体（３）中に、複数の第１電極（５１）を所定の配置間隔（Ｄ２）で配置するとともに、これらの第１電極に所定の対向間隔（Ｄ１）で対向させて複数の第２電極（５２）を配置し、前記複数の第１電極および前記複数の第２電極のうち任意の対向している第１電極および第２電極について、当該第１電極と当該第２電極との間に高周波電圧を印加することにより、前記液体中で前記粒子を誘電泳動させて、当該第１電極と当該第２電極との間を架橋して導通状態とするとともに、当該第１電極と当該第２電極との間への高周波電圧の印加を停止することにより、前記粒子の誘電泳動を停止して、当該第１電極と当該第２電極との間の架橋を崩壊させて導通状態を解除するように構成されているスイッチング素子としたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るスライドトランスは、上記スイッチング素子（１）を備えているスライドトランスとしたことを特徴とする。
【０００９】
なお、ここでは、本発明をわかりやすく説明するため、実施の形態を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施の形態に限定されるものでないことは言及するまでもない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電極に対する高周波電圧の印加の有無によってスイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えられるため、サイズが小さくても大電流を流すことが可能なスイッチング素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態１に係る図である。
【００１３】
まず、構成を説明する。
【００１４】
この実施の形態１に係るスイッチング素子１は、図１（ａ）に示すように、六面体状の密閉容器２を有している。密閉容器２内には、絶縁性を有する所定の粘度の液体３が充填されており、液体３中には、多数の繊維状粒子であるカーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴｓ」と記載する。）９が分散されている。また、密閉容器２の下面２ｂおよび上面２ａには、一対の電極４１、４２が、いずれも液体３に浸漬された形で所定の対向間隔Ｄ１（例えば、Ｄ１＝１００μｍ）で互いに対向して配置されている。これらの電極４１、４２には、それぞれリード線６が密閉容器２の外側に突出する形で接続されている。
【００１５】
なお、絶縁性を有する液体３としては、（メタ）アクリル樹脂、ポリウレタン、チオウレタン、アクリルアミド、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリアセタール、ポリエステル、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、アルキド樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ケイ素樹脂などの比較的低粘度のものが望ましい。また、これらの樹脂の組み合わせを液体３として用いることもできる。
【００１６】
次に、作用について説明する。
【００１７】
スイッチング素子１は以上のような構成を有するので、このスイッチング素子１をＯＮにするときには、一対の電極４１、４２間にそれぞれのリード線６を介して高周波電圧を印加する。すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、図１（ｂ）に示すように、電極４１、４２間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して電極４１、４２が互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００１８】
逆に、このスイッチング素子１をＯＦＦにするときには、一対の電極４１、４２間への高周波電圧の印加を停止する。すると、ＣＮＴｓ９が、液体３中での誘電泳動を停止し、図１（ａ）に示すように、電極４１、４２間の架橋が崩壊する。その結果、それまで導通していた電極４１、４２が分断され、スイッチング素子１がＯＦＦとなる。
【００１９】
このように、このスイッチング素子１では、一対の電極４１、４２に対する高周波電圧の印加の有無により、スイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができる。そのため、スイッチング素子１のサイズが小さくても電極４１、４２間に大電流（銅線の１，０００倍までの電流）を流すことが可能となる。しかも、液体３は絶縁性を有しているため、電極４１、４２間に大電流を流したときの放電を抑制することができる。
【００２０】
また、このスイッチング素子１では、接点を機械的に摺動させてスイッチングする従来品と異なり、スイッチングに伴う接点の融着や摩耗、劣化が起きないため、スイッチング素子１を半永久的に使用することができる。
［発明の実施の形態２］
【００２１】
図２および図３は、本発明の実施の形態２に係る図である。
【００２２】
まず、構成を説明する。
【００２３】
この実施の形態２に係るスイッチング素子１は、図２に示すように、六面体状の密閉容器２を有しており、この密閉容器２は、長方形皿状のトレー７と、このトレー７の上側にその開口部を塞ぐように載置された平板状の蓋体８とから構成されている。密閉容器２内には、図３（ａ）に示すように、絶縁性を有する所定の粘度の液体３が充填されており、液体３中には、多数のＣＮＴｓ９が分散されている。ここで、密閉容器２の下面２ｂ（トレー７の底部７ａ）には、３つの第１電極５１（５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ）が、いずれも液体３に浸漬された形で所定の配置間隔Ｄ２（例えば、Ｄ２＝１ｍｍ）で配置されて固定されている。また、密閉容器２の上面２ａ（蓋体８）には、１つの第２電極５２が、液体３に浸漬された形で３つの第１電極５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃに所定の対向間隔Ｄ１（例えば、Ｄ１＝５０μｍ）で対向しうるように矢印Ａ、Ｂ方向に移動自在に配置されている。なお、対向間隔Ｄ１は配置間隔Ｄ２より短くなるように設定されている。さらに、各第１電極５１および第２電極５２には、それぞれリード線６が密閉容器２の外側に突出する形で接続されている。
【００２４】
なお、絶縁性を有する液体３としては、上述した実施の形態１と同様なものを用いることができる。
【００２５】
次に、作用について説明する。
【００２６】
スイッチング素子１は以上のような構成を有するので、３つの第１電極５１のうち左側の第１電極５１Ａと第２電極５２とを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、図３（ａ）に示すように、第２電極５２が第１対向位置（左側の第１電極５１Ａに対向する位置）に位置決めされた状態で、各第１電極５１と第２電極５２との間にそれぞれのリード線６を介して高周波電圧を印加する。すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、図３（ｂ）に示すように、第１電極５１Ａ、第２電極５２間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ａ、第２電極５２が互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００２７】
また、３つの第１電極５１のうち中央の第１電極５１Ｂと第２電極５２とを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、各第１電極５１と第２電極５２との間に高周波電圧が印加された状態のまま、図３（ｃ）に示すように、第２電極５２を矢印Ｂ方向に移動させる。すると、左側の第１電極５１Ａと第２電極５２との距離が長くなるため、これら第１電極５１Ａ、第２電極５２間の架橋が崩壊する。その後、第２電極５２が第２対向位置（中央の第１電極５１Ｂに対向する位置）に達すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、図３（ｄ）に示すように、第１電極５１Ｂ、第２電極５２間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ｂ、第２電極５２が互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００２８】
さらに、３つの第１電極５１のうち右側の第１電極５１Ｃと第２電極５２とを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、各第１電極５１と第２電極５２との間に高周波電圧が印加された状態のまま、第２電極５２をさらに矢印Ｂ方向に移動させる。すると、中央の第１電極５１Ｂと第２電極５２との距離が長くなるため、これら第１電極５１Ｂ、第２電極５２間の架橋が崩壊する。その後、第２電極５２が第３対向位置（右側の第１電極５１Ｃに対向する位置）に達すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、図３（ｅ）に示すように、第１電極５１Ｃ、第２電極５２間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ｃ、第２電極５２が互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００２９】
逆に、このスイッチング素子１をＯＦＦにするときには、第２電極５２が第１対向位置、第２対向位置、第３対向位置のいずれに位置決めされているかを問わず、各第１電極５１と第２電極５２との間への高周波電圧の印加を停止する。すると、ＣＮＴｓ９が、液体３中での誘電泳動を停止し、第１電極５１、第２電極５２間の架橋が崩壊する。その結果、それまで導通していた第１電極５１、第２電極５２が分断され、スイッチング素子１がＯＦＦとなる。
【００３０】
このように、このスイッチング素子１では、第１電極５１、第２電極５２に対する高周波電圧の印加の有無により、スイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができる。そのため、スイッチング素子１のサイズが小さくても第１電極５１、第２電極５２間に大電流（銅線の１，０００倍までの電流）を流すことが可能となる。しかも、液体３は絶縁性を有しているため、第１電極５１、第２電極５２間に大電流を流したときの放電を抑制することができる。
【００３１】
さらに、このスイッチング素子１では、対向間隔Ｄ１が配置間隔Ｄ２より短いので、第１電極５１と第２電極５２との誤導通を回避することができる。すなわち、一般に、第１電極５１と第２電極５２との間に高周波電圧を印加したときの電界（電場）の強さは、第１電極５１と第２電極５２との距離が短いほど大きくなるので、第２電極５２は、３つの第１電極５１のうち最も近い第１電極５１との間でＣＮＴｓ９が架橋する。ところが、仮に対向間隔Ｄ１が配置間隔Ｄ２と同程度または配置間隔Ｄ２より長いと、第２電極５２は、第１電極５１と第２電極５２との距離以外の要因（例えば、液体３の粘度の偏差など）により、３つの第１電極５１のうち２番目に遠い第１電極５１との間でＣＮＴｓ９が架橋して誤導通を惹起する場合が考えられる。これに対して、対向間隔Ｄ１が配置間隔Ｄ２より短いと、第１電極５１と第２電極５２との距離が他の要因を凌駕して支配的となるため、所望の第１電極５１と第２電極５２とを正しく導通させ、誤導通を回避することが可能となる。
【００３２】
また、このスイッチング素子１では、接点を機械的に摺動させてスイッチングする従来品と異なり、スイッチングに伴う接点の融着や摩耗、劣化が起きないため、スイッチング素子１を半永久的に使用することができる。
［発明の実施の形態３］
【００３３】
図４および図５は、本発明の実施の形態３に係る図である。
【００３４】
まず、構成を説明する。
【００３５】
この実施の形態３に係るスイッチング素子１は、図４に示すように、ドーナツ状の密閉容器２を有している。密閉容器２内には、図５に示すように、絶縁性を有する所定の粘度の液体３が充填されており、液体３中には、多数のＣＮＴｓ９が分散されている。ここで、密閉容器２の外周面の内側には、４つの第１電極５１（５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ）が、いずれも液体３に浸漬された形で互いに等角度間隔（つまり、９０°間隔）で配置されている。また、密閉容器２の中心部には、図４に示すように、円柱状の軸部材１０が、その軸心ＣＴ１を中心として矢印Ｍ方向に回転自在に嵌着されており、軸部材１０の周面には、１つの第２電極５２が液体３に浸漬された形で配置されている。
【００３６】
なお、絶縁性を有する液体３としては、上述した実施の形態１と同様なものを用いることができる。
【００３７】
次に、作用について説明する。
【００３８】
スイッチング素子１は以上のような構成を有するので、軸部材１０を軸心ＣＴ１を中心として矢印Ｍ方向に適宜回転させることにより、第２電極５２を任意の第１電極５１と導通させてスイッチング素子１をＯＮにすることができる。
【００３９】
例えば、４つの第１電極５１のうち図４左側の第１電極５１Ａと第２電極５２とを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、図５（ａ）に示すように、軸部材１０を軸心ＣＴ１を中心として矢印Ｍ方向に回転させて、第２電極５２を第１電極５１Ａに対向する位置に位置決めする。この状態で、第１電極５１Ａと第２電極５２との間に高周波電圧を印加する。すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、第１電極５１Ａ、第２電極５２間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ａ、第２電極５２が互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００４０】
また、４つの第１電極５１のうち図４右側の第１電極５１Ｃと第２電極５２とを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、図４左側の第１電極５１Ａと第２電極５２との間への高周波電圧の印加を停止する。すると、ＣＮＴｓ９が、液体３中での誘電泳動を停止し、第１電極５１Ａ、第２電極５２間の架橋が崩壊する。その後、図５（ｂ）に示すように、軸部材１０を軸心ＣＴ１を中心として矢印Ｍ方向に１８０°回転させて、第２電極５２を第１電極５１Ｃに対向する位置に位置決めする。この状態で、第１電極５１Ｃと第２電極５２との間に高周波電圧を印加する。すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、第１電極５１Ｃ、第２電極５２間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ｃ、第２電極５２が互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００４１】
逆に、このスイッチング素子１をＯＦＦにするときには、第１電極５１と第２電極５２との間への高周波電圧の印加を停止する。すると、ＣＮＴｓ９が、液体３中での誘電泳動を停止し、第１電極５１、第２電極５２間の架橋が崩壊する。その結果、それまで導通していた第１電極５１、第２電極５２が分断され、スイッチング素子１がＯＦＦとなる。
【００４２】
このように、このスイッチング素子１では、第１電極５１、第２電極５２に対する高周波電圧の印加の有無により、スイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができる。そのため、スイッチング素子１のサイズが小さくても第１電極５１、第２電極５２間に大電流（銅線の１，０００倍までの電流）を流すことが可能となる。しかも、液体３は絶縁性を有しているため、第１電極５１、第２電極５２間に大電流を流したときの放電を抑制することができる。
【００４３】
さらに、このスイッチング素子１では、ドーナツ状の密閉容器２に対して円柱状の軸部材１０を回転させることにより、第２電極５２と導通させる第１電極５１を切り替える構造を有しているので、導通切替に際して密閉容器２の密閉状態を容易に維持することができる。そのため、スイッチング素子１としての実用性を高めることが可能となる。
【００４４】
また、このスイッチング素子１では、接点を機械的に摺動させてスイッチングする従来品と異なり、スイッチングに伴う接点の融着や摩耗、劣化が起きないため、スイッチング素子１を半永久的に使用することができる。
［発明の実施の形態４］
【００４５】
図６は、本発明の実施の形態４に係る図である。
【００４６】
まず、構成を説明する。
【００４７】
この実施の形態４に係るスイッチング素子１は、図６（ａ）に示すように、六面体状の密閉容器２を有している。密閉容器２内には、絶縁性を有する所定の粘度の液体３が充填されており、液体３中には、多数のＣＮＴｓ９が分散されている。ここで、密閉容器２の下面２ｂには、３つの第１電極５１（５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ）が、いずれも液体３に浸漬された形で所定の配置間隔Ｄ２（例えば、Ｄ２＝２ｍｍ）で配置されて固定されている。また、密閉容器２の上面２ａには、３つの第２電極５２（５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ）が、いずれも液体３に浸漬された形で３つの第１電極５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃに所定の対向間隔Ｄ１（例えば、Ｄ１＝１００μｍ）で対向して配置されている。なお、対向間隔Ｄ１は配置間隔Ｄ２より短くなるように設定されている。さらに、各第１電極５１および各第２電極５２には、それぞれリード線６が密閉容器２の外側に突出する形で接続されている。
【００４８】
なお、絶縁性を有する液体３としては、上述した実施の形態１と同様なものを用いることができる。
【００４９】
次に、作用について説明する。
【００５０】
スイッチング素子１は以上のような構成を有するので、左側の第１電極５１Ａと左側の第２電極５２Ａとを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、第１電極５１Ａと第２電極５２Ａとの間にそれぞれのリード線６を介して高周波電圧を印加する。すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、図６（ｂ）に示すように、第１電極５１Ａ、第２電極５２Ａ間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ａ、第２電極５２Ａが互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００５１】
また、中央の第１電極５１Ｂと中央の第２電極５２Ｂとを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、まず、第１電極５１Ａと第２電極５２Ａとの間への高周波電圧の印加を停止する。すると、ＣＮＴｓ９が、液体３中での誘電泳動を停止し、図６（ａ）に示すように、第１電極５１Ａ、第２電極５２Ａ間の架橋が崩壊する。その後、第１電極５１Ｂと第２電極５２Ｂとの間にそれぞれのリード線６を介して高周波電圧を印加する。すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、図６（ｃ）に示すように、第１電極５１Ｂ、第２電極５２Ｂ間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ｂ、第２電極５２Ｂが互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００５２】
さらに、右側の第１電極５１Ｃと右側の第２電極５２Ｃとを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、まず、第１電極５１Ｂと第２電極５２Ｂとの間への高周波電圧の印加を停止する。すると、ＣＮＴｓ９が、液体３中での誘電泳動を停止し、図６（ａ）に示すように、第１電極５１Ａ、第２電極５２Ａ間の架橋が崩壊する。その後、第１電極５１Ｃと第２電極５２Ｃとの間にそれぞれのリード線６を介して高周波電圧を印加する。すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、図６（ｄ）に示すように、第１電極５１Ｃ、第２電極５２Ｃ間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ｃ、第２電極５２Ｃが互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００５３】
逆に、このスイッチング素子１をＯＦＦにするときには、各第１電極５１と各第２電極５２との間への高周波電圧の印加を停止する。すると、ＣＮＴｓ９が、液体３中での誘電泳動を停止し、第１電極５１、第２電極５２間の架橋が崩壊する。その結果、それまで導通していた第１電極５１、第２電極５２が分断され、スイッチング素子１がＯＦＦとなる。
【００５４】
このように、このスイッチング素子１では、第１電極５１、第２電極５２に対する高周波電圧の印加の有無により、スイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができる。そのため、スイッチング素子１のサイズが小さくても第１電極５１、第２電極５２間に大電流（銅線の１，０００倍までの電流）を流すことが可能となる。しかも、液体３は絶縁性を有しているため、第１電極５１、第２電極５２間に大電流を流したときの放電を抑制することができる。
【００５５】
さらに、このスイッチング素子１では、上述した実施の形態２と同様、対向間隔Ｄ１が配置間隔Ｄ２より短いので、第１電極５１と第２電極５２との誤導通を回避することができる。
【００５６】
また、このスイッチング素子１では、接点を機械的に摺動させてスイッチングする従来品と異なり、スイッチングに伴う接点の融着や摩耗、劣化が起きないため、スイッチング素子１を半永久的に使用することができる。
［発明のその他の実施の形態］
【００５７】
なお、上述した実施の形態１〜４では、液体３中にＣＮＴｓ９が分散されたスイッチング素子１について説明したが、ＣＮＴｓ９に化学修飾などの表面処理を施すことにより、或いは、液体３に界面活性剤（表面活性剤）を溶かして液体３の表面張力を減少させることにより、ＣＮＴｓ９の分散性を高めるようにしても構わない。
【００５８】
また、上述した実施の形態１〜４では、液体３中にＣＮＴｓ９が分散されたスイッチング素子１について説明したが、この液体３の粘度を設定してＣＮＴｓ９の泳動しやすさを適宜調整することにより、或いは、ＣＮＴｓ９の長さを適宜調整することにより、スイッチング素子１の応答速度を用途に応じて最適化することもできる。これにより、スイッチング素子１の汎用性を高めることが可能となる。
【００５９】
さらに、上述した実施の形態１〜４では、液体３中にＣＮＴｓ９を分散する場合について説明した。しかし、ＣＮＴｓ９以外の繊維状粒子（例えば、繊維状の金属フィラー、炭素繊維、またはこれらに導電性物質をコートした繊維状粒子など）を代用または併用することもできる。ここで、繊維状粒子とは、短軸に対する長軸の比（アスペクト比）が１０以上のものを意味する。さらに広げて、繊維状粒子以外の粒子（例えば、球状粒子、導電性カーボンブラック、球状の金属フィラー、またはこれらに導電性物質をコートした粒子など）を代用または併用することもできる。
【００６０】
また、上述した実施の形態２、３では、それぞれ３つ、４つの第１電極５１を備えたスイッチング素子１について説明したが、第１電極５１の個数は、複数（２つ以上）であれば何個でも構わない。
【００６１】
また、上述した実施の形態４では、３つの第１電極５１および３つの第２電極５２を備えたスイッチング素子１について説明したが、第１電極５１、第２電極５２の個数は、複数（２つ以上）であれば何個でも構わない。
【実施例１】
【００６２】
以下、本発明の実施例１について説明する。
【００６３】
単層カーボンナノチューブ（以下、「ＳＷＣＮＴｓ」と記載する。）２５ｍｇ及び３Ｍの硝酸を混合して、これを２０分間超音波攪拌した。次に、得られた混合物を多量の純水で希釈した後、１１０℃に加熱して水分を蒸発させ、乾燥させた。この処理により、表面がカルボキシル基によって化学修飾されたＳＷＣＮＴｓを得た。
【００６４】
上記化学修飾処理後のＳＷＣＮＴｓを、０．１質量％の濃度となるようにアクリル樹脂中に混ぜて、一時間超音波攪拌した。次いで、１０，０００ｒｐｍで３０分間の遠心分離を行い、樹脂中にＳＷＣＮＴｓが分散された原料混合物を得た。
【００６５】
この原料混合物を、図２に示すようなスイッチング素子１の密閉容器２に充填した。対向間隔Ｄ１は５０μｍであり、配置間隔Ｄ２は１ｍｍであった。
【００６６】
そして、第１電極５１、第２電極５２間に１００ｋＨｚ、２０Ｖｐｐの高周波交流を３０分間かけた。すると、対向する第１電極５１Ａ、第２電極５２間にＳＷＣＮＴｓが架橋した。
【００６７】
次に、第２電極５２を矢印Ｂ方向に移動させて、第２対向位置（中央の第１電極５１Ｂに対向する位置）に位置決めした。すると、先ほど架橋したＳＷＣＮＴｓは崩れてしまい、新たに、対向する第１電極５１Ｂ、第２電極５２間にＳＷＣＮＴｓが架橋した。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスイッチング素子の模式図であって、（ａ）はＯＦＦ状態を示す図、（ｂ）はＯＮ状態を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係るスイッチング素子の斜視図である。
【図３】同実施の形態２に係るスイッチング素子の模式図であって、（ａ）はＯＦＦ状態を示す図、（ｂ）は左側の第１電極と第２電極とが導通した状態図、（ｃ）は第２電極が第１対向位置から第２対向位置へ移動している途中の状態図、（ｄ）は中央の第１電極と第２電極とが導通した状態図、（ｅ）は右側の第１電極と第２電極とが導通した状態図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係るスイッチング素子の斜視図である。
【図５】同実施の形態３に係るスイッチング素子の模式図であって、（ａ）は左側の第１電極と第２電極とが導通した状態図、（ｂ）は右側の第１電極と第２電極とが導通した状態図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係るスイッチング素子の模式図であって、（ａ）はＯＦＦ状態を示す図、（ｂ）は左側の第１電極と左側の第２電極とが導通した状態図、（ｃ）は中央の第１電極と中央の第２電極とが導通した状態図、（ｄ）は右側の第１電極と右側の第２電極とが導通した状態図である。
【符号の説明】
【００６９】
１……スイッチング素子
２……密閉容器
２ａ……上面
２ｂ……下面
３……液体
６……リード線
７……トレー
７ａ……底部
８……蓋体
９……カーボンナノチューブ（繊維状粒子、粒子）
１０……軸部材
４１、４２……電極
５１……第１電極
５２……第２電極
Ｄ１……対向間隔
Ｄ２……配置間隔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライドトランスなどの電気部品を構成するスイッチング素子と、このスイッチング素子を備えたスライドトランスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電圧が降下したときに電圧を上げるために、スライドトランス（例えば、株式会社東芝製のスライダック（登録商標）など）を使う場合がある。このスライドトランスにおいては、２次側の接点を機械的に摺動させることにより、変圧比を連続的に変えられるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−４８８５０号公報（段落〔００１２〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、こうしたスライドトランスにおいては、変圧時に接点を摺動させてスイッチングする構造となっているので、大電流を流すためには、接点その他の部品のサイズを大きくする必要があるという課題があった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑み、サイズが小さくても大電流を流すことが可能なスイッチング素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る第１のスイッチング素子（１）は、粒子が分散された液体（３）中に一対の電極（４１、４２）を所定の対向間隔（Ｄ１）で対向させて配置し、前記一対の電極間に高周波電圧を印加することにより、前記液体中で前記粒子を誘電泳動させて、これらの電極間を架橋して導通状態とするとともに、前記一対の電極間への高周波電圧の印加を停止することにより、前記粒子の誘電泳動を停止して、これらの電極間の架橋を崩壊させて導通状態を解除するように構成されているスイッチング素子としたことを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る第２のスイッチング素子（１）は、粒子が分散された液体（３）中に、複数の第１電極（５１）を所定の配置間隔（Ｄ２）で配置するとともに、これらの第１電極に所定の対向間隔（Ｄ１）で対向しうるように１つの第２電極（５２）を移動自在に配置し、前記第２電極を任意の位置まで移動させることにより、前記複数の第１電極のうち当該第２電極と対向させた第１電極について、当該第１電極と前記第２電極との間に高周波電圧を印加することにより、前記液体中で前記粒子を誘電泳動させて、当該第１電極と前記第２電極との間を架橋して導通状態とするとともに、当該第１電極と前記第２電極との間への高周波電圧の印加を停止することにより、前記粒子の誘電泳動を停止して、当該第１電極と前記第２電極との間の架橋を崩壊させて導通状態を解除するように構成されているスイッチング素子としたことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る第３のスイッチング素子（１）は、粒子が分散された液体（３）中に、複数の第１電極（５１）を所定の配置間隔（Ｄ２）で配置するとともに、これらの第１電極に所定の対向間隔（Ｄ１）で対向させて複数の第２電極（５２）を配置し、前記複数の第１電極および前記複数の第２電極のうち任意の対向している第１電極および第２電極について、当該第１電極と当該第２電極との間に高周波電圧を印加することにより、前記液体中で前記粒子を誘電泳動させて、当該第１電極と当該第２電極との間を架橋して導通状態とするとともに、当該第１電極と当該第２電極との間への高周波電圧の印加を停止することにより、前記粒子の誘電泳動を停止して、当該第１電極と当該第２電極との間の架橋を崩壊させて導通状態を解除するように構成されているスイッチング素子としたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るスライドトランスは、上記スイッチング素子（１）を備えているスライドトランスとしたことを特徴とする。
【０００９】
なお、ここでは、本発明をわかりやすく説明するため、実施の形態を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施の形態に限定されるものでないことは言及するまでもない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電極に対する高周波電圧の印加の有無によってスイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えられるため、サイズが小さくても大電流を流すことが可能なスイッチング素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態１に係る図である。
【００１３】
まず、構成を説明する。
【００１４】
この実施の形態１に係るスイッチング素子１は、図１（ａ）に示すように、六面体状の密閉容器２を有している。密閉容器２内には、絶縁性を有する所定の粘度の液体３が充填されており、液体３中には、多数の繊維状粒子であるカーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴｓ」と記載する。）９が分散されている。また、密閉容器２の下面２ｂおよび上面２ａには、一対の電極４１、４２が、いずれも液体３に浸漬された形で所定の対向間隔Ｄ１（例えば、Ｄ１＝１００μｍ）で互いに対向して配置されている。これらの電極４１、４２には、それぞれリード線６が密閉容器２の外側に突出する形で接続されている。
【００１５】
なお、絶縁性を有する液体３としては、（メタ）アクリル樹脂、ポリウレタン、チオウレタン、アクリルアミド、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリアセタール、ポリエステル、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、アルキド樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ケイ素樹脂などの比較的低粘度のものが望ましい。また、これらの樹脂の組み合わせを液体３として用いることもできる。
【００１６】
次に、作用について説明する。
【００１７】
スイッチング素子１は以上のような構成を有するので、このスイッチング素子１をＯＮにするときには、一対の電極４１、４２間にそれぞれのリード線６を介して高周波電圧を印加する。すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、図１（ｂ）に示すように、電極４１、４２間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して電極４１、４２が互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００１８】
逆に、このスイッチング素子１をＯＦＦにするときには、一対の電極４１、４２間への高周波電圧の印加を停止する。すると、ＣＮＴｓ９が、液体３中での誘電泳動を停止し、図１（ａ）に示すように、電極４１、４２間の架橋が崩壊する。その結果、それまで導通していた電極４１、４２が分断され、スイッチング素子１がＯＦＦとなる。
【００１９】
このように、このスイッチング素子１では、一対の電極４１、４２に対する高周波電圧の印加の有無により、スイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができる。そのため、スイッチング素子１のサイズが小さくても電極４１、４２間に大電流（銅線の１，０００倍までの電流）を流すことが可能となる。しかも、液体３は絶縁性を有しているため、電極４１、４２間に大電流を流したときの放電を抑制することができる。
【００２０】
また、このスイッチング素子１では、接点を機械的に摺動させてスイッチングする従来品と異なり、スイッチングに伴う接点の融着や摩耗、劣化が起きないため、スイッチング素子１を半永久的に使用することができる。
［発明の実施の形態２］
【００２１】
図２および図３は、本発明の実施の形態２に係る図である。
【００２２】
まず、構成を説明する。
【００２３】
この実施の形態２に係るスイッチング素子１は、図２に示すように、六面体状の密閉容器２を有しており、この密閉容器２は、長方形皿状のトレー７と、このトレー７の上側にその開口部を塞ぐように載置された平板状の蓋体８とから構成されている。密閉容器２内には、図３（ａ）に示すように、絶縁性を有する所定の粘度の液体３が充填されており、液体３中には、多数のＣＮＴｓ９が分散されている。ここで、密閉容器２の下面２ｂ（トレー７の底部７ａ）には、３つの第１電極５１（５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ）が、いずれも液体３に浸漬された形で所定の配置間隔Ｄ２（例えば、Ｄ２＝１ｍｍ）で配置されて固定されている。また、密閉容器２の上面２ａ（蓋体８）には、１つの第２電極５２が、液体３に浸漬された形で３つの第１電極５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃに所定の対向間隔Ｄ１（例えば、Ｄ１＝５０μｍ）で対向しうるように矢印Ａ、Ｂ方向に移動自在に配置されている。なお、対向間隔Ｄ１は配置間隔Ｄ２より短くなるように設定されている。さらに、各第１電極５１および第２電極５２には、それぞれリード線６が密閉容器２の外側に突出する形で接続されている。
【００２４】
なお、絶縁性を有する液体３としては、上述した実施の形態１と同様なものを用いることができる。
【００２５】
次に、作用について説明する。
【００２６】
スイッチング素子１は以上のような構成を有するので、３つの第１電極５１のうち左側の第１電極５１Ａと第２電極５２とを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、図３（ａ）に示すように、第２電極５２が第１対向位置（左側の第１電極５１Ａに対向する位置）に位置決めされた状態で、各第１電極５１と第２電極５２との間にそれぞれのリード線６を介して高周波電圧を印加する。すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、図３（ｂ）に示すように、第１電極５１Ａ、第２電極５２間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ａ、第２電極５２が互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００２７】
また、３つの第１電極５１のうち中央の第１電極５１Ｂと第２電極５２とを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、各第１電極５１と第２電極５２との間に高周波電圧が印加された状態のまま、図３（ｃ）に示すように、第２電極５２を矢印Ｂ方向に移動させる。すると、左側の第１電極５１Ａと第２電極５２との距離が長くなるため、これら第１電極５１Ａ、第２電極５２間の架橋が崩壊する。その後、第２電極５２が第２対向位置（中央の第１電極５１Ｂに対向する位置）に達すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、図３（ｄ）に示すように、第１電極５１Ｂ、第２電極５２間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ｂ、第２電極５２が互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００２８】
さらに、３つの第１電極５１のうち右側の第１電極５１Ｃと第２電極５２とを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、各第１電極５１と第２電極５２との間に高周波電圧が印加された状態のまま、第２電極５２をさらに矢印Ｂ方向に移動させる。すると、中央の第１電極５１Ｂと第２電極５２との距離が長くなるため、これら第１電極５１Ｂ、第２電極５２間の架橋が崩壊する。その後、第２電極５２が第３対向位置（右側の第１電極５１Ｃに対向する位置）に達すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、図３（ｅ）に示すように、第１電極５１Ｃ、第２電極５２間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ｃ、第２電極５２が互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００２９】
逆に、このスイッチング素子１をＯＦＦにするときには、第２電極５２が第１対向位置、第２対向位置、第３対向位置のいずれに位置決めされているかを問わず、各第１電極５１と第２電極５２との間への高周波電圧の印加を停止する。すると、ＣＮＴｓ９が、液体３中での誘電泳動を停止し、第１電極５１、第２電極５２間の架橋が崩壊する。その結果、それまで導通していた第１電極５１、第２電極５２が分断され、スイッチング素子１がＯＦＦとなる。
【００３０】
このように、このスイッチング素子１では、第１電極５１、第２電極５２に対する高周波電圧の印加の有無により、スイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができる。そのため、スイッチング素子１のサイズが小さくても第１電極５１、第２電極５２間に大電流（銅線の１，０００倍までの電流）を流すことが可能となる。しかも、液体３は絶縁性を有しているため、第１電極５１、第２電極５２間に大電流を流したときの放電を抑制することができる。
【００３１】
さらに、このスイッチング素子１では、対向間隔Ｄ１が配置間隔Ｄ２より短いので、第１電極５１と第２電極５２との誤導通を回避することができる。すなわち、一般に、第１電極５１と第２電極５２との間に高周波電圧を印加したときの電界（電場）の強さは、第１電極５１と第２電極５２との距離が短いほど大きくなるので、第２電極５２は、３つの第１電極５１のうち最も近い第１電極５１との間でＣＮＴｓ９が架橋する。ところが、仮に対向間隔Ｄ１が配置間隔Ｄ２と同程度または配置間隔Ｄ２より長いと、第２電極５２は、第１電極５１と第２電極５２との距離以外の要因（例えば、液体３の粘度の偏差など）により、３つの第１電極５１のうち２番目に遠い第１電極５１との間でＣＮＴｓ９が架橋して誤導通を惹起する場合が考えられる。これに対して、対向間隔Ｄ１が配置間隔Ｄ２より短いと、第１電極５１と第２電極５２との距離が他の要因を凌駕して支配的となるため、所望の第１電極５１と第２電極５２とを正しく導通させ、誤導通を回避することが可能となる。
【００３２】
また、このスイッチング素子１では、接点を機械的に摺動させてスイッチングする従来品と異なり、スイッチングに伴う接点の融着や摩耗、劣化が起きないため、スイッチング素子１を半永久的に使用することができる。
［発明の実施の形態３］
【００３３】
図４および図５は、本発明の実施の形態３に係る図である。
【００３４】
まず、構成を説明する。
【００３５】
この実施の形態３に係るスイッチング素子１は、図４に示すように、ドーナツ状の密閉容器２を有している。密閉容器２内には、図５に示すように、絶縁性を有する所定の粘度の液体３が充填されており、液体３中には、多数のＣＮＴｓ９が分散されている。ここで、密閉容器２の外周面の内側には、４つの第１電極５１（５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ）が、いずれも液体３に浸漬された形で互いに等角度間隔（つまり、９０°間隔）で配置されている。また、密閉容器２の中心部には、図４に示すように、円柱状の軸部材１０が、その軸心ＣＴ１を中心として矢印Ｍ方向に回転自在に嵌着されており、軸部材１０の周面には、１つの第２電極５２が液体３に浸漬された形で配置されている。
【００３６】
なお、絶縁性を有する液体３としては、上述した実施の形態１と同様なものを用いることができる。
【００３７】
次に、作用について説明する。
【００３８】
スイッチング素子１は以上のような構成を有するので、軸部材１０を軸心ＣＴ１を中心として矢印Ｍ方向に適宜回転させることにより、第２電極５２を任意の第１電極５１と導通させてスイッチング素子１をＯＮにすることができる。
【００３９】
例えば、４つの第１電極５１のうち図４左側の第１電極５１Ａと第２電極５２とを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、図５（ａ）に示すように、軸部材１０を軸心ＣＴ１を中心として矢印Ｍ方向に回転させて、第２電極５２を第１電極５１Ａに対向する位置に位置決めする。この状態で、第１電極５１Ａと第２電極５２との間に高周波電圧を印加する。すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、第１電極５１Ａ、第２電極５２間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ａ、第２電極５２が互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００４０】
また、４つの第１電極５１のうち図４右側の第１電極５１Ｃと第２電極５２とを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、図４左側の第１電極５１Ａと第２電極５２との間への高周波電圧の印加を停止する。すると、ＣＮＴｓ９が、液体３中での誘電泳動を停止し、第１電極５１Ａ、第２電極５２間の架橋が崩壊する。その後、図５（ｂ）に示すように、軸部材１０を軸心ＣＴ１を中心として矢印Ｍ方向に１８０°回転させて、第２電極５２を第１電極５１Ｃに対向する位置に位置決めする。この状態で、第１電極５１Ｃと第２電極５２との間に高周波電圧を印加する。すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、第１電極５１Ｃ、第２電極５２間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ｃ、第２電極５２が互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００４１】
逆に、このスイッチング素子１をＯＦＦにするときには、第１電極５１と第２電極５２との間への高周波電圧の印加を停止する。すると、ＣＮＴｓ９が、液体３中での誘電泳動を停止し、第１電極５１、第２電極５２間の架橋が崩壊する。その結果、それまで導通していた第１電極５１、第２電極５２が分断され、スイッチング素子１がＯＦＦとなる。
【００４２】
このように、このスイッチング素子１では、第１電極５１、第２電極５２に対する高周波電圧の印加の有無により、スイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができる。そのため、スイッチング素子１のサイズが小さくても第１電極５１、第２電極５２間に大電流（銅線の１，０００倍までの電流）を流すことが可能となる。しかも、液体３は絶縁性を有しているため、第１電極５１、第２電極５２間に大電流を流したときの放電を抑制することができる。
【００４３】
さらに、このスイッチング素子１では、ドーナツ状の密閉容器２に対して円柱状の軸部材１０を回転させることにより、第２電極５２と導通させる第１電極５１を切り替える構造を有しているので、導通切替に際して密閉容器２の密閉状態を容易に維持することができる。そのため、スイッチング素子１としての実用性を高めることが可能となる。
【００４４】
また、このスイッチング素子１では、接点を機械的に摺動させてスイッチングする従来品と異なり、スイッチングに伴う接点の融着や摩耗、劣化が起きないため、スイッチング素子１を半永久的に使用することができる。
［発明の実施の形態４］
【００４５】
図６は、本発明の実施の形態４に係る図である。
【００４６】
まず、構成を説明する。
【００４７】
この実施の形態４に係るスイッチング素子１は、図６（ａ）に示すように、六面体状の密閉容器２を有している。密閉容器２内には、絶縁性を有する所定の粘度の液体３が充填されており、液体３中には、多数のＣＮＴｓ９が分散されている。ここで、密閉容器２の下面２ｂには、３つの第１電極５１（５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ）が、いずれも液体３に浸漬された形で所定の配置間隔Ｄ２（例えば、Ｄ２＝２ｍｍ）で配置されて固定されている。また、密閉容器２の上面２ａには、３つの第２電極５２（５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ）が、いずれも液体３に浸漬された形で３つの第１電極５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃに所定の対向間隔Ｄ１（例えば、Ｄ１＝１００μｍ）で対向して配置されている。なお、対向間隔Ｄ１は配置間隔Ｄ２より短くなるように設定されている。さらに、各第１電極５１および各第２電極５２には、それぞれリード線６が密閉容器２の外側に突出する形で接続されている。
【００４８】
なお、絶縁性を有する液体３としては、上述した実施の形態１と同様なものを用いることができる。
【００４９】
次に、作用について説明する。
【００５０】
スイッチング素子１は以上のような構成を有するので、左側の第１電極５１Ａと左側の第２電極５２Ａとを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、第１電極５１Ａと第２電極５２Ａとの間にそれぞれのリード線６を介して高周波電圧を印加する。すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、図６（ｂ）に示すように、第１電極５１Ａ、第２電極５２Ａ間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ａ、第２電極５２Ａが互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００５１】
また、中央の第１電極５１Ｂと中央の第２電極５２Ｂとを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、まず、第１電極５１Ａと第２電極５２Ａとの間への高周波電圧の印加を停止する。すると、ＣＮＴｓ９が、液体３中での誘電泳動を停止し、図６（ａ）に示すように、第１電極５１Ａ、第２電極５２Ａ間の架橋が崩壊する。その後、第１電極５１Ｂと第２電極５２Ｂとの間にそれぞれのリード線６を介して高周波電圧を印加する。すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、図６（ｃ）に示すように、第１電極５１Ｂ、第２電極５２Ｂ間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ｂ、第２電極５２Ｂが互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００５２】
さらに、右側の第１電極５１Ｃと右側の第２電極５２Ｃとを導通させてスイッチング素子１をＯＮにするときには、まず、第１電極５１Ｂと第２電極５２Ｂとの間への高周波電圧の印加を停止する。すると、ＣＮＴｓ９が、液体３中での誘電泳動を停止し、図６（ａ）に示すように、第１電極５１Ａ、第２電極５２Ａ間の架橋が崩壊する。その後、第１電極５１Ｃと第２電極５２Ｃとの間にそれぞれのリード線６を介して高周波電圧を印加する。すると、密閉容器２内の多数のＣＮＴｓ９が、液体３中を誘電泳動し、図６（ｄ）に示すように、第１電極５１Ｃ、第２電極５２Ｃ間を架橋する。その結果、これらのＣＮＴｓ９を介して第１電極５１Ｃ、第２電極５２Ｃが互いに導通し、スイッチング素子１がＯＮとなる。
【００５３】
逆に、このスイッチング素子１をＯＦＦにするときには、各第１電極５１と各第２電極５２との間への高周波電圧の印加を停止する。すると、ＣＮＴｓ９が、液体３中での誘電泳動を停止し、第１電極５１、第２電極５２間の架橋が崩壊する。その結果、それまで導通していた第１電極５１、第２電極５２が分断され、スイッチング素子１がＯＦＦとなる。
【００５４】
このように、このスイッチング素子１では、第１電極５１、第２電極５２に対する高周波電圧の印加の有無により、スイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができる。そのため、スイッチング素子１のサイズが小さくても第１電極５１、第２電極５２間に大電流（銅線の１，０００倍までの電流）を流すことが可能となる。しかも、液体３は絶縁性を有しているため、第１電極５１、第２電極５２間に大電流を流したときの放電を抑制することができる。
【００５５】
さらに、このスイッチング素子１では、上述した実施の形態２と同様、対向間隔Ｄ１が配置間隔Ｄ２より短いので、第１電極５１と第２電極５２との誤導通を回避することができる。
【００５６】
また、このスイッチング素子１では、接点を機械的に摺動させてスイッチングする従来品と異なり、スイッチングに伴う接点の融着や摩耗、劣化が起きないため、スイッチング素子１を半永久的に使用することができる。
［発明のその他の実施の形態］
【００５７】
なお、上述した実施の形態１〜４では、液体３中にＣＮＴｓ９が分散されたスイッチング素子１について説明したが、ＣＮＴｓ９に化学修飾などの表面処理を施すことにより、或いは、液体３に界面活性剤（表面活性剤）を溶かして液体３の表面張力を減少させることにより、ＣＮＴｓ９の分散性を高めるようにしても構わない。
【００５８】
また、上述した実施の形態１〜４では、液体３中にＣＮＴｓ９が分散されたスイッチング素子１について説明したが、この液体３の粘度を設定してＣＮＴｓ９の泳動しやすさを適宜調整することにより、或いは、ＣＮＴｓ９の長さを適宜調整することにより、スイッチング素子１の応答速度を用途に応じて最適化することもできる。これにより、スイッチング素子１の汎用性を高めることが可能となる。
【００５９】
さらに、上述した実施の形態１〜４では、液体３中にＣＮＴｓ９を分散する場合について説明した。しかし、ＣＮＴｓ９以外の繊維状粒子（例えば、繊維状の金属フィラー、炭素繊維、またはこれらに導電性物質をコートした繊維状粒子など）を代用または併用することもできる。ここで、繊維状粒子とは、短軸に対する長軸の比（アスペクト比）が１０以上のものを意味する。さらに広げて、繊維状粒子以外の粒子（例えば、球状粒子、導電性カーボンブラック、球状の金属フィラー、またはこれらに導電性物質をコートした粒子など）を代用または併用することもできる。
【００６０】
また、上述した実施の形態２、３では、それぞれ３つ、４つの第１電極５１を備えたスイッチング素子１について説明したが、第１電極５１の個数は、複数（２つ以上）であれば何個でも構わない。
【００６１】
また、上述した実施の形態４では、３つの第１電極５１および３つの第２電極５２を備えたスイッチング素子１について説明したが、第１電極５１、第２電極５２の個数は、複数（２つ以上）であれば何個でも構わない。
【実施例１】
【００６２】
以下、本発明の実施例１について説明する。
【００６３】
単層カーボンナノチューブ（以下、「ＳＷＣＮＴｓ」と記載する。）２５ｍｇ及び３Ｍの硝酸を混合して、これを２０分間超音波攪拌した。次に、得られた混合物を多量の純水で希釈した後、１１０℃に加熱して水分を蒸発させ、乾燥させた。この処理により、表面がカルボキシル基によって化学修飾されたＳＷＣＮＴｓを得た。
【００６４】
上記化学修飾処理後のＳＷＣＮＴｓを、０．１質量％の濃度となるようにアクリル樹脂中に混ぜて、一時間超音波攪拌した。次いで、１０，０００ｒｐｍで３０分間の遠心分離を行い、樹脂中にＳＷＣＮＴｓが分散された原料混合物を得た。
【００６５】
この原料混合物を、図２に示すようなスイッチング素子１の密閉容器２に充填した。対向間隔Ｄ１は５０μｍであり、配置間隔Ｄ２は１ｍｍであった。
【００６６】
そして、第１電極５１、第２電極５２間に１００ｋＨｚ、２０Ｖｐｐの高周波交流を３０分間かけた。すると、対向する第１電極５１Ａ、第２電極５２間にＳＷＣＮＴｓが架橋した。
【００６７】
次に、第２電極５２を矢印Ｂ方向に移動させて、第２対向位置（中央の第１電極５１Ｂに対向する位置）に位置決めした。すると、先ほど架橋したＳＷＣＮＴｓは崩れてしまい、新たに、対向する第１電極５１Ｂ、第２電極５２間にＳＷＣＮＴｓが架橋した。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスイッチング素子の模式図であって、（ａ）はＯＦＦ状態を示す図、（ｂ）はＯＮ状態を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係るスイッチング素子の斜視図である。
【図３】同実施の形態２に係るスイッチング素子の模式図であって、（ａ）はＯＦＦ状態を示す図、（ｂ）は左側の第１電極と第２電極とが導通した状態図、（ｃ）は第２電極が第１対向位置から第２対向位置へ移動している途中の状態図、（ｄ）は中央の第１電極と第２電極とが導通した状態図、（ｅ）は右側の第１電極と第２電極とが導通した状態図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係るスイッチング素子の斜視図である。
【図５】同実施の形態３に係るスイッチング素子の模式図であって、（ａ）は左側の第１電極と第２電極とが導通した状態図、（ｂ）は右側の第１電極と第２電極とが導通した状態図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係るスイッチング素子の模式図であって、（ａ）はＯＦＦ状態を示す図、（ｂ）は左側の第１電極と左側の第２電極とが導通した状態図、（ｃ）は中央の第１電極と中央の第２電極とが導通した状態図、（ｄ）は右側の第１電極と右側の第２電極とが導通した状態図である。
【符号の説明】
【００６９】
１……スイッチング素子
２……密閉容器
２ａ……上面
２ｂ……下面
３……液体
６……リード線
７……トレー
７ａ……底部
８……蓋体
９……カーボンナノチューブ（繊維状粒子、粒子）
１０……軸部材
４１、４２……電極
５１……第１電極
５２……第２電極
Ｄ１……対向間隔
Ｄ２……配置間隔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子が分散された液体中に一対の電極を所定の対向間隔で対向させて配置し、
前記一対の電極間に高周波電圧を印加することにより、前記液体中で前記粒子を誘電泳動させて、これらの電極間を架橋して導通状態とするとともに、前記一対の電極間への高周波電圧の印加を停止することにより、前記粒子の誘電泳動を停止して、これらの電極間の架橋を崩壊させて導通状態を解除するように構成されていることを特徴とするスイッチング素子。
【請求項２】
粒子が分散された液体中に、複数の第１電極を所定の配置間隔で配置するとともに、これらの第１電極に所定の対向間隔で対向しうるように１つの第２電極を移動自在に配置し、
前記第２電極を任意の位置まで移動させることにより、前記複数の第１電極のうち当該第２電極と対向させた第１電極について、当該第１電極と前記第２電極との間に高周波電圧を印加することにより、前記液体中で前記粒子を誘電泳動させて、当該第１電極と前記第２電極との間を架橋して導通状態とするとともに、当該第１電極と前記第２電極との間への高周波電圧の印加を停止することにより、前記粒子の誘電泳動を停止して、当該第１電極と前記第２電極との間の架橋を崩壊させて導通状態を解除するように構成されていることを特徴とするスイッチング素子。
【請求項３】
粒子が分散された液体中に、複数の第１電極を所定の配置間隔で配置するとともに、これらの第１電極に所定の対向間隔で対向させて複数の第２電極を配置し、
前記複数の第１電極および前記複数の第２電極のうち任意の対向している第１電極および第２電極について、当該第１電極と当該第２電極との間に高周波電圧を印加することにより、前記液体中で前記粒子を誘電泳動させて、当該第１電極と当該第２電極との間を架橋して導通状態とするとともに、当該第１電極と当該第２電極との間への高周波電圧の印加を停止することにより、前記粒子の誘電泳動を停止して、当該第１電極と当該第２電極との間の架橋を崩壊させて導通状態を解除するように構成されていることを特徴とするスイッチング素子。
【請求項４】
前記対向間隔は、前記配置間隔より短いことを特徴とする請求項２または３に記載のスイッチング素子。
【請求項５】
前記粒子は、繊維状粒子を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスイッチング素子。
【請求項６】
前記繊維状粒子は、カーボンナノチューブを含むことを特徴とする請求項５に記載のスイッチング素子。
【請求項７】
前記液体は、絶縁性を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のスイッチング素子。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のスイッチング素子を備えていることを特徴とするスライドトランス。
【請求項１】
粒子が分散された液体中に一対の電極を所定の対向間隔で対向させて配置し、
前記一対の電極間に高周波電圧を印加することにより、前記液体中で前記粒子を誘電泳動させて、これらの電極間を架橋して導通状態とするとともに、前記一対の電極間への高周波電圧の印加を停止することにより、前記粒子の誘電泳動を停止して、これらの電極間の架橋を崩壊させて導通状態を解除するように構成されていることを特徴とするスイッチング素子。
【請求項２】
粒子が分散された液体中に、複数の第１電極を所定の配置間隔で配置するとともに、これらの第１電極に所定の対向間隔で対向しうるように１つの第２電極を移動自在に配置し、
前記第２電極を任意の位置まで移動させることにより、前記複数の第１電極のうち当該第２電極と対向させた第１電極について、当該第１電極と前記第２電極との間に高周波電圧を印加することにより、前記液体中で前記粒子を誘電泳動させて、当該第１電極と前記第２電極との間を架橋して導通状態とするとともに、当該第１電極と前記第２電極との間への高周波電圧の印加を停止することにより、前記粒子の誘電泳動を停止して、当該第１電極と前記第２電極との間の架橋を崩壊させて導通状態を解除するように構成されていることを特徴とするスイッチング素子。
【請求項３】
粒子が分散された液体中に、複数の第１電極を所定の配置間隔で配置するとともに、これらの第１電極に所定の対向間隔で対向させて複数の第２電極を配置し、
前記複数の第１電極および前記複数の第２電極のうち任意の対向している第１電極および第２電極について、当該第１電極と当該第２電極との間に高周波電圧を印加することにより、前記液体中で前記粒子を誘電泳動させて、当該第１電極と当該第２電極との間を架橋して導通状態とするとともに、当該第１電極と当該第２電極との間への高周波電圧の印加を停止することにより、前記粒子の誘電泳動を停止して、当該第１電極と当該第２電極との間の架橋を崩壊させて導通状態を解除するように構成されていることを特徴とするスイッチング素子。
【請求項４】
前記対向間隔は、前記配置間隔より短いことを特徴とする請求項２または３に記載のスイッチング素子。
【請求項５】
前記粒子は、繊維状粒子を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスイッチング素子。
【請求項６】
前記繊維状粒子は、カーボンナノチューブを含むことを特徴とする請求項５に記載のスイッチング素子。
【請求項７】
前記液体は、絶縁性を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のスイッチング素子。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のスイッチング素子を備えていることを特徴とするスライドトランス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１０３８１２（Ｐ２０１０−１０３８１２Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７４１２１（Ｐ２００８−２７４１２１）
【出願日】平成２０年１０月２４日（２００８．１０．２４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２４日（２００８．１０．２４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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