JP2011175773A - Switch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチに関する。更に詳細には、本発明は、収容体と、該収容体の内部空間に離隔して配設され、外部回路に接続される一対の固定端子と、該収容体の内部空間に収容され、液体状又は半固体状の磁性接点材からなる可動端子と、該一対の固定端子と該可動端子との接触状態を制御する制御手段と備えたスイッチに関する。 The present invention relates to a switch. More specifically, the present invention relates to a container, a pair of fixed terminals that are spaced apart from the inner space of the container, and are connected to an external circuit, and are accommodated in the inner space of the container, The present invention relates to a switch provided with a movable terminal made of a magnetic contact material in the form of a semi-solid or semi-solid, and a control means for controlling the contact state between the pair of fixed terminals and the movable terminal.
従来、管状体と、前記管状体内にその両端から挿入されかつ所定のギャップをもって封止された磁性体からなる一対の端子と、前記管状体内の前記一対の端子間に封入された磁性粉末とからなる磁界応動スイッチが提案されている（特許文献１参照。）。 Conventionally, a tubular body, a pair of terminals made of a magnetic body inserted from both ends of the tubular body and sealed with a predetermined gap, and a magnetic powder sealed between the pair of terminals in the tubular body A magnetic field responsive switch is proposed (see Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献１に記載の磁界応動スイッチにおいては、（１）端子として磁性体を用いること、（２）主として磁性粉末を用いることを必須とするため、設計の自由度が低く、また、十分な導電性が得られていないという問題点があった。
However, in the magnetic field responsive switch described in
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。
そして、その目的とするところは、設計の自由度が向上し、導電性に優れたスイッチを提供することにある。
The present invention has been made in view of such problems of the prior art.
The object is to provide a switch with improved design freedom and excellent conductivity.
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた。
そして、その結果、収容体と、該収容体の内部空間に離隔して配設され、外部回路に接続される一対の固定端子と、該収容体の内部空間に収容され、液体状又は半固体状の磁性接点材からなる可動端子と、上記一対の固定端子と上記可動端子との接触状態を制御する制御手段とを備えた構成とすることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
The inventors of the present invention have made extensive studies in order to achieve the above object.
As a result, the container, a pair of fixed terminals that are arranged separately in the internal space of the container and connected to an external circuit, and are accommodated in the internal space of the container, are in a liquid or semi-solid state. It is found that the above object can be achieved by a configuration including a movable terminal made of a magnetic contact material and a control means for controlling a contact state between the pair of fixed terminals and the movable terminal. It came to be completed.
すなわち、本発明のスイッチは、収容体と、該収容体の内部空間に離隔して配設され、外部回路に接続される一対の固定端子と、該収容体の内部空間に収容され、液体状又は半固体状の磁性接点材からなる可動端子と、該可動端子の周囲の磁界を制御して、該一対の固定端子と該可動端子との接触状態を制御する磁界制御手段とを備えたことを特徴とする。 That is, the switch of the present invention is disposed in the container, the pair of fixed terminals connected to the external circuit, spaced apart from the inner space of the container, and housed in the inner space of the container. Or a movable terminal made of a semi-solid magnetic contact material and a magnetic field control means for controlling a magnetic field around the movable terminal to control a contact state between the pair of fixed terminals and the movable terminal. It is characterized by.
本発明によれば、収容体と、該収容体の内部空間に離隔して配設され、外部回路に接続される一対の固定端子と、該収容体の内部空間に収容され、液体状又は半固体状の磁性接点材からなる可動端子と、該一対の固定端子と該可動端子との接触状態を制御する制御手段とを備えた構成としたため、設計の自由度が向上し、導電性に優れたスイッチを提供することができる。 According to the present invention, the container, the pair of fixed terminals that are spaced apart from the internal space of the container and connected to the external circuit, and the liquid is received in the internal space of the container. Since it has a structure including a movable terminal made of solid magnetic contact material and a control means for controlling the contact state between the pair of fixed terminals and the movable terminal, the degree of freedom in design is improved and the conductivity is excellent. Switch can be provided.
以下、本発明の若干の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１（ａ）は、第１の実施形態に係るスイッチの開状態を示す説明図、図１（ｂ）は、第１の実施形態に係るスイッチの閉状態を示す説明図である。 FIG. 1A is an explanatory diagram showing an open state of the switch according to the first embodiment, and FIG. 1B is an explanatory diagram showing a closed state of the switch according to the first embodiment.
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係るスイッチ１は、収容体１１と、収容体１１の内部空間に離隔して配設された一対の固定端子１２と、収容体１１の内部空間に収容された可動端子１３と、収容体１１の外部側面に配設された磁界制御手段１４とを備えている。
そして、可動端子１３は、液体状の磁性接点材からなる液体状可動端子１３ａである。また、磁界制御手段１４は、可動端子１３の周囲の磁界を制御して、一対の固定端子１２と可動端子１３との接触状態を制御するものである。本実施形態においては、電磁石１４ａにより構成されている。
なお、固定端子１２は、外部回路に接続されているものである。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
The movable terminal 13 is a liquid
The
ここで、各構成について更に詳細に説明する。 Here, each configuration will be described in more detail.
収容体１１は、内部空間内に可動端子を収容することができれば、特に限定されるものではない。本実施形態においては、ガラス製の容器を適用しているが、例えば、プラスチック製の容器を適用することもできる。
なお、図示しないが、収容体の内部空間内には窒素、アルゴンなどの不活性ガスや、空気などを封入するようにしても良い。
また、収容体１１は、図１〜５に示すように、通常は閉鎖された系を有するものが使用されるが、開口部を有した開放された系を有するものを使用することもできる。
The
Although not shown, an inert gas such as nitrogen or argon, air, or the like may be enclosed in the internal space of the container.
In addition, as shown in FIGS. 1 to 5, a
一対の固定端子１２は、通常、電気回路で用いられている端子材料を適用したものを用いることができる。本実施形態においては、銅で作製した端子を適用しているが、例えば、金、銀、アルミニウム、合金類、及びこれらのメッキ被覆などで作製した端子を用いることもできる。
As the pair of
可動端子１３は、液体状の磁性接点材からなる液体状可動端子１３ａであれば、特に限定されるものではない。例えば、感温磁性粒子と、この感温磁性粒子が分散した分散媒とを含み、且つ液体状であるものを挙げることができる。
The movable terminal 13 is not particularly limited as long as it is a liquid
感温磁性粒子及び分散媒の好適例としては、感温磁性粒子が、下記式（１）で表される組成を有する粒子にシリカ被膜を形成して成るものであり、分散媒が、液体ガリウムであるものである。 As a suitable example of the temperature-sensitive magnetic particles and the dispersion medium, the temperature-sensitive magnetic particles are formed by forming a silica film on particles having a composition represented by the following formula (1), and the dispersion medium is liquid gallium. It is what is.
ＦｅｘＮｂｙＶｚＢｗ…（１）
（式中のｘは０．１＜ｘ＜０．９、ｙは０．０１＜ｙ＜０．１、ｚは０．０１＜ｚ＜０．１、ｗは０．０１＜ｗ＜０．５の関係を満足する。）
Fe x Nb y V z B w ... (1)
(Wherein x is 0.1 <x <0.9, y is 0.01 <y <0.1, z is 0.01 <z <0.1, and w is 0.01 <w <0. Satisfies the relationship 5)
ここで、ｘが０．１以下では磁化が低くなり、０．９以上では磁化の温度変化が低下する。また、ｙが０．０１以下では保磁力が大きく、０．１以上では磁化が低下する。
更に、ｚが０．０１以下では酸化力が大きく、０．１以上では磁化が低下する。更にまた、ｗが０．０１以下では酸化力が大きく、０．５以上では磁化が低下する。
Here, when x is 0.1 or less, the magnetization becomes low, and when it is 0.9 or more, the temperature change of magnetization decreases. Further, when y is 0.01 or less, the coercive force is large, and when y is 0.1 or more, the magnetization decreases.
Further, when z is 0.01 or less, the oxidizing power is large, and when z is 0.1 or more, the magnetization is lowered. Furthermore, when w is 0.01 or less, the oxidizing power is large, and when it is 0.5 or more, the magnetization decreases.
上記感温磁性粒子は、フェライト系などの磁性粒子よりも、磁化の温度依存性や磁化の絶対値が大きく、感温磁性粒子として良好な特性を有している。
代表的には、常温における磁化が０．１〜０．６（Ｔ）程度であり、従来好適とされているＮｉ−Ｃａ−Ｚｎ系フェライトやＭｎ−Ｃａ−Ｚｎ系フェライトの２〜１０倍程度である。
また、磁化の温度依存性についても、常温〜８０℃の範囲内において、磁化の変化率は５〜１０×１０−４（Ｔ）程度であり、上記のＮｉ−Ｃａ−Ｚｎ系フェライトやＭｎ−Ｃａ−Ｚｎ系フェライトの５〜１０倍程度である。
The temperature-sensitive magnetic particles have higher temperature dependence of magnetization and absolute value of magnetization than magnetic particles such as ferrite, and have favorable characteristics as temperature-sensitive magnetic particles.
Typically, the magnetization at room temperature is about 0.1 to 0.6 (T), which is about 2 to 10 times that of Ni-Ca-Zn-based ferrite and Mn-Ca-Zn-based ferrite that are conventionally suitable. It is.
In addition, regarding the temperature dependence of magnetization, the rate of change of magnetization is about 5 to 10 × 10 −4 (T) in the range from room temperature to 80 ° C., and the above-described Ni—Ca—Zn ferrite and Mn— It is about 5 to 10 times the Ca-Zn ferrite.
上記感温磁性粒子は酸化物系の化合物ではなく、飽和磁化が大きく、磁化の温度変化が大きい点において、フェライト系やマグネタイト系の磁性粒子よりも有利である。 The temperature-sensitive magnetic particles are not oxide-based compounds, and are advantageous over ferrite-based and magnetite-based magnetic particles in that the saturation magnetization is large and the temperature change of magnetization is large.
また、上記感温磁性粒子を液体ガリウムに分散させる場合は、上記感温磁性粒子にシリカ被覆をしたものを好適を用いることができる。感温磁性粒子にシリカ被膜を施すことにより、液体ガリウムと感温磁性粒子との親和性（相溶性）を向上させることができる。
このようなシリカ被覆は、例えば、テトラアルキルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）を用いるゾル−ゲル法などにより、施すことができる。
In addition, when the temperature-sensitive magnetic particles are dispersed in liquid gallium, it is possible to use a material in which the temperature-sensitive magnetic particles are coated with silica. By applying a silica coating to the temperature-sensitive magnetic particles, the affinity (compatibility) between the liquid gallium and the temperature-sensitive magnetic particles can be improved.
Such a silica coating can be applied, for example, by a sol-gel method using tetraalkylorthosilicate (TEOS).
分散媒として液体ガリウムを用いる場合は、例えば、液体金属の一例である水銀を用いる場合として比較して、低毒性の観点から好適である。 In the case of using liquid gallium as the dispersion medium, for example, it is preferable from the viewpoint of low toxicity as compared with the case of using mercury which is an example of a liquid metal.
また、このような感温磁性粒子と分散媒との組合せにおいては、感温磁性粒子の含有量を１．０質量％未満とすることにより、十分な流動性を有し、導電性に優れた液体状の磁性接点材、すなわち液体状可動端子１３ａとなる。
Further, in such a combination of the temperature-sensitive magnetic particles and the dispersion medium, the content of the temperature-sensitive magnetic particles is less than 1.0% by mass, thereby having sufficient fluidity and excellent conductivity. It becomes a liquid magnetic contact material, that is, the liquid
一方、感温磁性粒子の含有量を１．０質量％以上とすること、好ましくは１．２質量％以上、５．０質量％以下とすることにより、室温２９７Ｋにおいて、導電性に優れた半固体状の磁性接点材となる。つまり、半固体状の磁性接点材からなる半固体状可動端子１３ｂとなる（図２、図４、図５参照。）。
なお、金属ガリウム中に微細なシリカ粒子を更に１質量％添加すると液体ガリウムの融点（高純度では融点３０２．８Ｋ）は低下し、２９３Ｋでも長時間、金属ガリウムを液体状態に維持することができる。
On the other hand, by making the content of the temperature-sensitive magnetic particles 1.0% by mass or more, preferably 1.2% by mass or more and 5.0% by mass or less, it is a semiconductive material having excellent conductivity at room temperature of 297K. It becomes a solid magnetic contact material. That is, the semi-solid
When 1% by mass of fine silica particles is further added to metallic gallium, the melting point of liquid gallium (melting point 302.8K in high purity) is lowered, and metallic gallium can be maintained in a liquid state for a long time even at 293K. .
更に、上記感温磁性粒子の粒径（平均一次粒子径）は、意図する用途や機能に応じて適宜変更することができるが、詳しくは後述する湿式法では、代表的に４〜１００ｎｍ程度、メカニカルアロイング法（乾式法）では、代表的に１００〜１００００ｎｍ程度である。
磁化の温度依存性に着目すれば、湿式法で得られる粒径範囲のものの方が良好な特性を示す傾向にある。
Furthermore, the particle diameter (average primary particle diameter) of the temperature-sensitive magnetic particles can be appropriately changed according to the intended use and function, but in detail, in the wet method described later, typically about 4 to 100 nm, In the mechanical alloying method (dry method), the thickness is typically about 100 to 10,000 nm.
If attention is paid to the temperature dependence of magnetization, the particle size range obtained by the wet method tends to exhibit better characteristics.
なお、上記感温磁性粒子における構成成分の機能については、必ずしも明確とは言えないが、ニオブ（Ｎｂ）が磁化の温度依存性（感温性）を担っており、バナジウム（Ｖ）が耐酸化性を担っているものと推測される。 In addition, although it cannot necessarily say clearly about the function of the component in the said thermosensitive magnetic particle, niobium (Nb) bears the temperature dependence (temperature sensitivity) of magnetization, and vanadium (V) is oxidation-resistant. Presumed to be responsible for sex.
磁界制御手段１４は、可動端子の周囲の磁界を制御して、一対の固体端子と可動端子との接触状態を制御することができれば、特に限定されるものではない。本実施形態においては、収容体の外部側面に配置した電磁石を適用しているが、例えば、収容体の外部側面に沿って移動可能な永久磁石を適用することもできる。 The magnetic field control means 14 is not particularly limited as long as it can control the magnetic field around the movable terminal to control the contact state between the pair of solid terminals and the movable terminal. In the present embodiment, the electromagnet disposed on the outer side surface of the container is applied. However, for example, a permanent magnet movable along the outer side surface of the container can be applied.
このような構成のスイッチは、具体的には以下のように動作させることができる。
図１（ａ）に示すように、磁界制御手段１４の一例である電磁石１４ａに通電させていない（若しくは所定値以上通電させていない）と、液体状可動端子１３ａと一対の固定端子１２とは接触せずにスイッチは開状態となる。
一方、図１（ｂ）に示すように、磁界制御手段１４の一例である電磁石１４ａに通電させる（若しくは所定値以上通電させる）と、液体状可動端子１３ａと一対の固定端子１２とは接触してスイッチは閉状態となる。
Specifically, the switch having such a configuration can be operated as follows.
As shown in FIG. 1A, when the
On the other hand, as shown in FIG. 1B, when the
図２（ａ）は、第２の実施形態に係るスイッチの開状態を示す説明図、図２（ｂ）は、第２の実施形態に係るスイッチの閉状態を示す説明図である。また、第１の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 2A is an explanatory diagram illustrating an open state of the switch according to the second embodiment, and FIG. 2B is an explanatory diagram illustrating a closed state of the switch according to the second embodiment. Moreover, about the thing equivalent to what was demonstrated in 1st Embodiment, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係るスイッチ１は、可動端子の構成と磁界制御手段の構成が、上述した第１の実施形態に係るスイッチと相違している。
すなわち、本実施形態においては、可動端子１３が液体状可動端子１３ａではなく、半固体状可動端子１３ｂである。また、磁界制御手段１４の一例である電磁石１４ａの配置位置が、収容体１１の外部側面ではなく外部頂面となっている。
なお、このような構成のスイッチも、第１の実施形態と同様に動作させることができる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
That is, in this embodiment, the movable terminal 13 is not a liquid
The switch having such a configuration can be operated in the same manner as in the first embodiment.
図３（ａ）は、第３の実施形態に係るスイッチの閉状態を示す説明図、図３（ｂ）は、第３の実施形態に係るスイッチの開状態を示す説明図である。また、第１の実施形態及び第２の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 3A is an explanatory diagram illustrating a closed state of the switch according to the third embodiment, and FIG. 3B is an explanatory diagram illustrating an open state of the switch according to the third embodiment. Moreover, about the thing equivalent to what was demonstrated in 1st Embodiment and 2nd Embodiment, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係るスイッチ１は、磁界制御手段の構成と温度制御手段の構成が、上述した第１の実施形態に係るスイッチと相違している。
すなわち、本実施形態においては、磁界制御手段１４が電磁石１４ａではなく永久磁石１４ｂとなっている。また、本実施形態においては、温度制御手段１５を更に備えている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
That is, in this embodiment, the magnetic field control means 14 is not the
温度制御手段１５は、可動端子の周囲（場合によっては、可動端子自体）の温度を制御して、一対の固定端子と可動端子との接触状態を制御することができるものであれば、特に限定されるものではない。本実施形態においては、収容体の外部側面に巻回させ配置した電熱コイルを適用している。
The
このような構成のスイッチは、具体的には以下のように動作させることができる。
図３（ａ）に示すように、温度制御手段１５の一例である電熱コイルに通電させていないと、液体状可動端子１３ａと一対の固定端子１２とは接触してスイッチは閉状態となる。
一方、図３（ｂ）に示すように、温度制御手段１５の一例である電熱コイルに通電にさせると、液体状可動端子１３ａと一対の固定端子１２とは接触せずにスイッチは開状態となる。
つまり、液体状可動端子１３ａが、感温磁性粒子とこの感温磁性粒子が分散した分散媒とを含む感温磁性接点材である場合に、液体状可動端子１３ａの中心温度が高くなり感温磁性粒子のキュリー点付近に到達すると、磁化が低下して重力に抗しきれなくなり、落下する。これにより、スイッチは開状態になる。一方、液体状可動端子１３ａの中心温度が低くなり感温磁性粒子のキュリー点付近から離れると、磁化が回復して重力に抗して、上部へ移動する。これにより、スイッチは閉状態になる。
Specifically, the switch having such a configuration can be operated as follows.
As shown in FIG. 3A, when the electric heating coil as an example of the temperature control means 15 is not energized, the liquid
On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the electric heating coil which is an example of the temperature control means 15 is energized, the liquid
That is, when the liquid
このような構成のスイッチは、第１の実施形態のスイッチと同様の作用効果を得ることができるものである。 The switch having such a configuration can obtain the same operational effects as the switch of the first embodiment.
図４（ａ）は、第４の実施形態に係るスイッチの閉状態を示す説明図、図４（ｂ）は、第４の実施形態に係るスイッチの開状態を示す説明図である。また、第１の実施形態、第２の実施形態及び第３の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 4A is an explanatory diagram illustrating a closed state of the switch according to the fourth embodiment, and FIG. 4B is an explanatory diagram illustrating an open state of the switch according to the fourth embodiment. Moreover, about the thing equivalent to what was demonstrated in 1st Embodiment, 2nd Embodiment, and 3rd Embodiment, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係るスイッチ１は、可動端子の構成と磁界制御手段の構成と温度制御手段の構成が、上述した第１の実施形態に係るスイッチと相違している。
すなわち、本実施形態においては、可動端子１３が液体状可動端子１３ａではなく、半固体状可動端子１３ｂである。また、本実施形態においては、磁界制御手段１４の配置位置が、収容体１１の外部側面ではなく外部頂面となっている。更に、本実施形態においては、温度制御手段１５を更に備えている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
That is, in this embodiment, the movable terminal 13 is not a liquid
このような構成のスイッチは、具体的には以下のように動作させることができる。
図４（ａ）に示すように、磁界制御手段１４の一例である電磁石１４ａに通電させ（若しくは所定値以上通電させ）、更に温度制御手段１５の一例である電熱コイルに通電させていないと、半固体状可動端子１３ｂと一対の固定端子１２とは接触して、スイッチは閉状態となる。
一方、図４（ｂ）に示すように、磁界制御手段１４の一例である電磁石１４ａに通電させ（若しくは所定値以上通電させ）、更に温度制御手段１５の一例である電熱コイルに通電させると、半固体状可動端子１３ｂと一対の固定端子１２とは接触せずにスイッチは開状態となる。
つまり、半固体状可動端子１３ｂが、感温磁性粒子とこの感温磁性粒子が分散した分散媒とを含む感温磁性接点材である場合に、半固体状可動端子１３ｂの中心温度が高くなり感温磁性粒子のキュリー点付近に到達すると、磁化が低下して重力に抗しきれなくなり、落下する。これにより、スイッチは開状態になる。一方、半固体状可動端子１３ｂの中心温度が低くなり感温磁性粒子のキュリー点付近から離れると、磁化が回復して重力に抗して、上部へ移動する。これにより、スイッチは閉状態になる。
Specifically, the switch having such a configuration can be operated as follows.
As shown in FIG. 4A, the
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the
That is, when the semi-solid
このような構成のスイッチは、第１の実施形態のスイッチと同様の作用効果を得ることができるものである。 The switch having such a configuration can obtain the same operational effects as the switch of the first embodiment.
図５（ａ）は、第５の実施形態に係るスイッチの開状態を示す説明図、図５（ｂ）は、第５の実施形態に係るスイッチの閉状態を示す説明図である。また、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態及び第４の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 5A is an explanatory diagram illustrating an open state of the switch according to the fifth embodiment, and FIG. 5B is an explanatory diagram illustrating a closed state of the switch according to the fifth embodiment. Moreover, about the thing equivalent to what was demonstrated in 1st Embodiment, 2nd Embodiment, 3rd Embodiment, and 4th Embodiment, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係るスイッチ１は、固定端子の構成と可動端子の構成と磁界制御手段の構成とせん断力制御手段の構成が、上述した第１の実施形態に係るスイッチと相違している。
すなわち、本実施形態においては、固定端子１２は、固定端子１２と可動端子１３とが接触し易いように、収容体１１の内部側面全体を覆うような形状・配置となっている。また、可動端子１３が液体状可動端子１３ａではなく、半固体状可動端子１３ｂである。更に、本実施形態においては、磁界制御手段１４の一例である電磁石１４ａの配置位置が、収容体１１の外部側面ではなく外部頂面となっている。更にまた、本実施形態においては、せん断応力制御手段１６の一例である回転用モータを備えている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
In other words, in the present embodiment, the fixed
このような構成のスイッチは、具体的には以下のように動作させることができる。
図５（ａ）に示すように、せん断力制御手段１６の一例である回転モータを稼働させていないと、半固体状可動端子１３ｂは収容体１１の内部空間の一箇所に位置し、半固体状可動端子１３ｂと一対の固定端子１２とは接触せずにスイッチは開状態となっている。
そして、図５（ｂ）に示すように、せん断力制御手段１６の一例である回転モータを稼働させると、図示しないプーリーなどの動力伝達部位を介して、収容体１１が回転し、半固体状可動端子１３ｂにせん断力が作用して、半固体状可動端子１３ｂと一対の固定端子１２とが接触してスイッチは閉状態となる。
また、収容体１１の回転を止めると共に、電磁石１４ａに通電する（若しくは所定値以上通電させる）ことにより、半固体状可動端子１３ｂが所定の位置に戻り、スイッチが再び開状態となる。
なお、スイッチを開状態から閉状態にするときは、電磁石１４ａに通電させないことが好ましい。
Specifically, the switch having such a configuration can be operated as follows.
As shown in FIG. 5A, when the rotary motor which is an example of the shear force control means 16 is not operated, the semi-solid
Then, as shown in FIG. 5B, when the rotary motor which is an example of the shearing force control means 16 is operated, the
Further, by stopping rotation of the
When the switch is changed from the open state to the closed state, it is preferable not to energize the
このような構成のスイッチは、第１の実施形態のスイッチと同様の作用効果を得ることができるものである。 The switch having such a configuration can obtain the same operational effects as the switch of the first embodiment.
次に、本発明において用いる感温磁性粒子の製造方法について説明する。
この感温磁性粒子の製造方法は、湿式法と乾式法（メカニカルアロイング）とに大別される。
Next, a method for producing temperature-sensitive magnetic particles used in the present invention will be described.
The method for producing the temperature-sensitive magnetic particles is roughly classified into a wet method and a dry method (mechanical alloying).
（湿式法）
湿式法においては、まず、（１）ハロゲン化ニオブ化合物の水溶液と、メタバナジウム酸塩化合物の酸性水溶液と、第一鉄塩化合物の水溶液を混合して、酸性混合水溶液を調製する。
次に、（２）この酸性混合水溶液にテトラヒドロホウ酸塩化合物の水溶液を添加して、アルカリ性混合水溶液を調製する。
そして、（３）得られたアルカリ性混合水溶液を攪拌して反応させ、生成した沈殿を濾過し、洗浄し、乾燥することにより、感温磁性粒子を得る。
(Wet method)
In the wet method, first, (1) an aqueous solution of a niobium halide compound, an acidic aqueous solution of a metavanadate compound, and an aqueous solution of a ferrous salt compound are mixed to prepare an acidic mixed aqueous solution.
Next, (2) an aqueous solution of a tetrahydroborate compound is added to this acidic mixed aqueous solution to prepare an alkaline mixed aqueous solution.
(3) The obtained alkaline mixed aqueous solution is stirred and reacted, and the produced precipitate is filtered, washed, and dried to obtain temperature-sensitive magnetic particles.
ここで、ハロゲン化ニオブ化合物としては、フッ化ニオブや塩化ニオブ等を挙げることができ、水に難溶な塩化ニオブはアルコールや塩酸を用いて溶解することができる。メタバナジウム酸塩化合物としては、メタバナジウム酸アンモニウム、メタバナジウム酸カリウム、メタバナジウム酸ナトリウム及びメタバナジウム酸リチウム等を挙げることができる。なお、これらの酸性水溶液としては、硫酸水溶液、塩酸水溶液及び硝酸塩水溶液等を例示できる。
第一鉄塩化合物としては、塩化第一鉄、硫酸第一鉄及び硝酸第一鉄を挙げることができ、テトラヒドロホウ酸塩化合物としては、水素化ホウ素ナトリウムや水素化ホウ素リチウム等を挙げることができる。
Here, examples of the halogenated niobium compound include niobium fluoride and niobium chloride. Niobium chloride which is hardly soluble in water can be dissolved using alcohol or hydrochloric acid. Examples of the metavanadate compound include ammonium metavanadate, potassium metavanadate, sodium metavanadate, and lithium metavanadate. In addition, as these acidic aqueous solution, sulfuric acid aqueous solution, hydrochloric acid aqueous solution, nitrate aqueous solution, etc. can be illustrated.
Examples of ferrous salt compounds include ferrous chloride, ferrous sulfate and ferrous nitrate, and examples of tetrahydroborate compounds include sodium borohydride and lithium borohydride. it can.
また、工程（２）においては、テトラヒドロホウ酸塩化合物、例えば水素化ホウ素ナトリウム水溶液を短時間で一度に添加することが好ましく、具体的には、数秒〜数十秒で添加することが好ましい。
かかる添加手法を採用することにより、還元し易くなるという利点が得られ易くなる。
なお、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）等のテトラヒドロホウ酸塩化合物の添加量は、化学量論比よりも多量とすることが好ましく、典型的には、Ｆｅ：Ｂが１：４程度（モル比）となるようにすることが好ましい。
かかる多量添加により、還元し易くなるという利点が得られ易くなる。
In the step (2), it is preferable to add a tetrahydroborate compound, for example, an aqueous sodium borohydride solution at a time in a short time, and specifically, it is preferable to add in several seconds to several tens of seconds.
By adopting such an addition method, the advantage of being easily reduced can be easily obtained.
The amount of tetrahydroborate compound such as sodium borohydride (NaBH 4 ) added is preferably larger than the stoichiometric ratio, and typically Fe: B is about 1: 4 (moles). Ratio).
Such a large amount of addition makes it easy to obtain the advantage of easy reduction.
各水溶液の具体的な配合量としては、ハロゲン化ニオブ化合物としてフッ化ニオブ（ＮｂＦ５）、メタバナジウム酸塩化合物としてバナジウム酸アンモニウム（ＮＨ４ＶＯ３）、第一鉄塩化合物として塩化鉄（ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ）、テトラヒドロホウ酸塩化合物として水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）を用いる場合、フッ化ニオブ（ＮｂＦ５）と、バナジウム酸アンモニウム（ＮＨ４ＶＯ３）と、塩化鉄（ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ）と、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）とをモル基準で、ＮｂＦ５：ＮＨ４ＶＯ３：ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ：ＮａＢＨ４＝０．０１〜０．１：０．０１〜０．１：０．１〜０．９：０．０１〜０．５の割合とすることができる。 Specific amounts of each aqueous solution include niobium fluoride (NbF 5 ) as a niobium halide compound, ammonium vanadate (NH 4 VO 3 ) as a metavanadate compound, and iron chloride (FeCl) as a ferrous salt compound. 2 · 4H 2 O), the case of using sodium borohydride (NaBH 4) as tetrahydroborate salt compound, a niobium fluoride (NbF 5), ammonium vanadate (NH 4 VO 3), iron chloride (FeCl 2 4H 2 O) and sodium borohydride (NaBH 4 ) on a molar basis, NbF 5 : NH 4 VO 3 : FeCl 2 .4H 2 O: NaBH 4 = 0.01 to 0.1: 0.01 It can be set as the ratio of -0.1: 0.1-0.9: 0.01-0.5.
ＮｂＦ５Ｏの配合量が上記の範囲を逸脱すると、保磁力が大きくなったり磁化が低下することがあり、ＮＨ４ＶＯ３の配合量が上記の範囲を逸脱すると、酸化し易くなったり磁化が低下することがあり、ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏの配合量が上記の範囲を逸脱すると、磁化が低下したり磁化の温度変化が低下することがある。また、ＮａＢＨ４の配合量が上記の範囲を逸脱すると、酸化力が低下したり磁化が低下することがある。 If the blending amount of NbF 5 O deviates from the above range, the coercive force may increase or the magnetization may decrease. If the blending amount of NH 4 VO 3 deviates from the above range, it tends to oxidize or become magnetized. If the blending amount of FeCl 2 · 4H 2 O deviates from the above range, the magnetization may decrease or the temperature change of the magnetization may decrease. Further, when the blending amount of NaBH 4 deviates from the above range, the oxidizing power may be lowered or the magnetization may be lowered.
なお、工程（３）におけるアルカリ性混合水溶液の攪拌は、通常は常温で２〜３分間程度行えば十分である。
また、沈殿の洗浄は、水洗とアルコール（例えばエタノール）洗浄によって行うことができ、水洗後にエタノール洗浄を数回行えば十分である。なお、乾燥は常温で行うことができる。
この湿式法においては、液相で合成反応を実行するため、迅速に多量に合成でき、生成物の酸化にあまり注意を払う必要はなく、便利である。
In addition, stirring of the alkaline mixed aqueous solution in the step (3) is usually sufficient for about 2 to 3 minutes at room temperature.
Moreover, precipitation can be washed by washing with water and alcohol (for example, ethanol), and it is sufficient to carry out ethanol washing several times after washing with water. In addition, drying can be performed at normal temperature.
In this wet method, since the synthesis reaction is performed in the liquid phase, it can be synthesized in a large amount quickly, and it is not necessary to pay much attention to the oxidation of the product, which is convenient.
（メカニカルアロイング）
メカニカルアロイングによる上記感温磁性粒子の製造については、従来公知の手法を適用することができる。
具体的には、化学量論比に従って原料元素粉末を混合し、この混合粉末を不活性雰囲気（窒素ガスやＡｒガスなど）下に例えば遊星ミルで長時間（１２０時間程度）粉砕混合することにより、上記感温磁性粒子を得ることができる。
(Mechanical alloying)
Conventionally known methods can be applied to the production of the temperature-sensitive magnetic particles by mechanical alloying.
Specifically, the raw material element powder is mixed according to the stoichiometric ratio, and this mixed powder is pulverized and mixed for a long time (about 120 hours) in, for example, a planetary mill under an inert atmosphere (nitrogen gas, Ar gas, etc.). The temperature-sensitive magnetic particles can be obtained.
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to these Examples.
（実施例１）
［感温磁性粒子の作製］
ＮｂＦ５を３ｍｍｏｌ含むフッ化ニオブ水溶液と、ＮＨ４ＶＯ３を４ｍｍｏｌ含むバナジウム酸アンモニウムの硫酸酸性水溶液と、ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏを８４ｍｍｏｌ含む塩化鉄水溶液を混合し、酸性混合水溶液を得た。
次いで、この酸性混合水溶液に、ＮａＢＨ４を３３６ｍｍｏｌ含む水素化ホウ素ナトリウム水溶液を数秒程度で一度に添加し、アルカリ性混合水溶液を得た。
得られたアルカリ性混合水溶液を常温で約５分間攪拌して合成反応を行い、生成した沈殿を濾過し、水洗した後、更にエタノールで２〜３回洗浄し、常温で乾燥することにより、本例で用いる感温磁性粒子を得た。
Example 1
[Preparation of temperature-sensitive magnetic particles]
An aqueous niobium fluoride solution containing 3 mmol of NbF 5 , an acidic aqueous solution of ammonium vanadate containing 4 mmol of NH 4 VO 3 , and an aqueous iron chloride solution containing 84 mmol of FeCl 2 .4H 2 O were mixed to obtain an acidic mixed aqueous solution.
Next, to this acidic mixed aqueous solution, an aqueous sodium borohydride solution containing 336 mmol of NaBH 4 was added at once in about several seconds to obtain an alkaline mixed aqueous solution.
The obtained alkaline mixed aqueous solution is stirred at room temperature for about 5 minutes to carry out a synthesis reaction, and the formed precipitate is filtered, washed with water, further washed with ethanol 2 to 3 times, and dried at room temperature. The temperature-sensitive magnetic particles used in 1 were obtained.
［化学分析］
本例で用いる感温磁性粒子を溶解させてＩＣＰ法による元素分析に供し、得られた結果を表１に示す。本例で用いる感温磁性粒子は、Ｆｅ０．８０３Ｎｂ０．０２８Ｖ０．０３８Ｂ０．１３１の組成を有することが分かった。
また、本例で用いる感温磁性粒子のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンを図６に、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を図７に示す。ここで、図７（ａ）は合成したＦｅＮｂＶＢ粒子を示しており、図７（ｂ）は下記要領でシリカ被覆したＦｅＮｂＶＢ粒子を示している。なお、この感温磁性粒子の粒径は１０〜５０ｎｍ程度であることが分かった。
[Chemical analysis]
The temperature-sensitive magnetic particles used in this example are dissolved and subjected to elemental analysis by the ICP method, and the obtained results are shown in Table 1. It was found that the temperature-sensitive magnetic particles used in this example had a composition of Fe 0.803 Nb 0.028 V 0.038 B 0.131 .
FIG. 6 shows an X-ray diffraction (XRD) pattern of the temperature-sensitive magnetic particles used in this example, and FIG. 7 shows a transmission electron microscope (TEM) photograph. Here, FIG. 7A shows synthesized FeNbVB particles, and FIG. 7B shows FeNbVB particles coated with silica in the following manner. In addition, it turned out that the particle size of this temperature-sensitive magnetic particle is about 10-50 nm.
［磁性接点材の作製］
得られたＦｅＮｂＶＢ合金粒子（感温磁性粒子）２ｇと、エタノール８０ｍｌと、ＣＨ３ＣＯＯＮＨ４を４ｇ含む酢酸アンモニウム水溶液２０ｍｌを混合し、更にテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）９ｍｍｏｌを添加し、５０℃で約１時間攪拌した。
生成した沈殿を濾過し、エタノールで５回洗浄し、乾燥し、シリカ被覆を有するＦｅＮｂＶＢ合金粒子を得た（図７（ｂ）参照）。
このシリカ被覆付き合金粒子の平均一次粒子径は１０〜５０ｎｍ（最頻値は５０ｎｍ）であり、シリカ被覆の厚みは５〜１０ｎｍであった。
得られたシリカ被覆付き合金粒子を液体ガリウムに対して１．５質量％の割合で添加し、３０℃で攪拌・分散させ、本例で用いる磁性接点材を得た。
この磁性接点材は、粘度が３０℃において１０００ｍＰａ・ｓであり、比重ρは６．０５であった。この磁性接点材は、半固体状（ゲル状）であり、通常のＭＲ流体と異なり、磁界の印加による粘度上昇が少ない。
[Production of magnetic contact materials]
2 g of the obtained FeNbVB alloy particles (temperature-sensitive magnetic particles), 80 ml of ethanol, and 20 ml of an aqueous solution of ammonium acetate containing 4 g of CH 3 COONH 4 were mixed, and 9 mmol of tetraethyl orthosilicate (TEOS) was further added, and about 50 ° C. was added. Stir for 1 hour.
The produced precipitate was filtered, washed 5 times with ethanol, and dried to obtain FeNbVB alloy particles having a silica coating (see FIG. 7B).
The average primary particle diameter of the silica-coated alloy particles was 10 to 50 nm (mode is 50 nm), and the thickness of the silica coating was 5 to 10 nm.
The obtained silica-coated alloy particles were added at a ratio of 1.5 mass% with respect to liquid gallium, and stirred and dispersed at 30 ° C. to obtain a magnetic contact material used in this example.
This magnetic contact material had a viscosity of 1000 mPa · s at 30 ° C. and a specific gravity ρ of 6.05. This magnetic contact material is semi-solid (gel), and unlike a normal MR fluid, there is little increase in viscosity due to application of a magnetic field.
［感温性の評価］
本例で用いる感温磁性粒子の感温性、即ち磁化の温度変化を測定し、得られた結果を図８に示す。なお、この測定に際し、印加磁場の磁束密度は０．９Ｔで一定に保持した。
図８から明らかなように、本例で用いる感温磁性粒子は、常温での磁化が大きく、また磁化の温度変化も大きく、優れた感温性を有していることが分かる。
[Evaluation of temperature sensitivity]
The temperature sensitivity of the thermosensitive magnetic particles used in this example, that is, the temperature change of the magnetization was measured, and the obtained results are shown in FIG. In this measurement, the magnetic flux density of the applied magnetic field was kept constant at 0.9T.
As can be seen from FIG. 8, the temperature-sensitive magnetic particles used in this example have a large magnetization at normal temperature and a large temperature change of the magnetization, and have excellent temperature sensitivity.
得られた磁性接点材を用いて、図４に示すようなスイッチを構築して、スイッチの開閉を行った。
まず、温度制御を行わず、磁界制御によってスイッチの開閉を行った。
その結果、得られた半固体状の磁性接点材からなる可動端子を用いたスイッチは、電流を電磁石に流すことにより、磁束密度が生じて可動端子は上部へ移動し、スイッチが閉状態となり、電流を電磁石に流すのを止めると、磁束密度がなくなり可動端子は下部へ落下し、スイッチが開状態となった。
次に、温度制御によってスイッチの開閉を行った。
その結果、得られた半固体状の磁性接点材からなる可動端子を用いたスイッチは、電流を電磁石に流すことにより、磁束密度が生じて可動端子は上部へ移動し、スイッチが閉状態となった。次いで、電熱コイルに通電して、可動端子の温度がキュリー点に近づくと可動端子は下部へ落下し、スイッチが開状態となった。また、電熱コイルへの通電を中止し、可動端子の温度がキュリー点付近から下がり離れていくと可動端子は上部へ移動し、スイッチが閉状態となった。
Using the obtained magnetic contact material, a switch as shown in FIG. 4 was constructed, and the switch was opened and closed.
First, the switch was opened and closed by magnetic field control without performing temperature control.
As a result, the obtained switch using a movable terminal made of a semi-solid magnetic contact material causes a magnetic flux density to be generated by flowing a current through an electromagnet, the movable terminal moves upward, and the switch is closed. When the flow of current through the electromagnet was stopped, the magnetic flux density disappeared and the movable terminal dropped to the bottom, and the switch was opened.
Next, the switch was opened and closed by temperature control.
As a result, in the obtained switch using a movable terminal made of a semi-solid magnetic contact material, a current is passed through the electromagnet, so that a magnetic flux density is generated and the movable terminal moves upward, and the switch is closed. It was. Next, when the electric heating coil was energized and the temperature of the movable terminal approached the Curie point, the movable terminal dropped to the lower part and the switch was opened. Further, when the energization of the electric heating coil was stopped and the temperature of the movable terminal decreased from the vicinity of the Curie point, the movable terminal moved upward, and the switch was closed.
（実施例２）
ＮｂＦ５含量を０．３ｍｍｏｌ、ＮＨ４ＶＯ３含量を６ｍｍｏｌ、ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ含量を７２ｍｍｏｌとした以外は、実施例１の感温磁性粒子の作製と同様の操作を繰り返し、本例で用いる磁性粒子を得た。
実施例１と同様の化学分析（ＴＥＭ分析を除く）及び感温性評価に供し、得られた結果を表１、図６及び図８に示す。
なお、本例で用いる磁性粒子の組成は、Ｆｅ０．７１６Ｎｂ０．００３Ｖ０．０６２Ｂ０．２１９であった。
(Example 2)
Except that the NbF 5 content was 0.3 mmol, the NH 4 VO 3 content was 6 mmol, and the FeCl 2 .4H 2 O content was 72 mmol, the same operation as in the preparation of the temperature-sensitive magnetic particles of Example 1 was repeated. The magnetic particles used were obtained.
It used for the chemical analysis (except TEM analysis) and temperature-sensitive evaluation similar to Example 1, and the obtained result is shown in Table 1, FIG. 6, and FIG.
The composition of the magnetic particles used in this example was Fe 0.716 Nb 0.003 V 0.062 B 0.219 .
得られた磁性粒子を用いて、実施例１と同様な方法で、液体ガリウムに対し３．０質量％の半固体状の磁性接点材を得た。そして、図４に示すようなスイッチを構築して、スイッチの開閉を行った。
まず、温度制御を行わず、磁界制御によってスイッチの開閉を行った。
その結果、得られた半固体状の磁性接点材からなる可動端子を用いたスイッチは、電流を電磁石に流すことにより、磁束密度が生じて可動端子は上部へ移動し、スイッチが閉状態となり、電流を電磁石に流すのを止めると、磁束密度がなくなり可動端子は下部へ落下し、スイッチが開状態となった。
次に、温度制御によってスイッチの開閉を行った。
その結果、得られた半固体状の磁性接点材からなる可動端子を用いたスイッチは、電流を電磁石に流すことにより、磁束密度が生じて可動端子は上部へ移動し、スイッチが閉状態となった。次いで、電熱コイルに通電して、可動端子の温度がキュリー点に近づくと可動端子は下部へ落下し、スイッチが開状態となった。また、電熱コイルへの通電を中止し、可動端子の温度がキュリー点付近から下がり離れていくと可動端子は上部へ移動し、スイッチが閉状態となった。
Using the obtained magnetic particles, a semi-solid magnetic contact material of 3.0% by mass with respect to liquid gallium was obtained in the same manner as in Example 1. Then, a switch as shown in FIG. 4 was constructed, and the switch was opened and closed.
First, the switch was opened and closed by magnetic field control without performing temperature control.
As a result, the obtained switch using a movable terminal made of a semi-solid magnetic contact material causes a magnetic flux density to be generated by flowing a current through an electromagnet, the movable terminal moves upward, and the switch is closed. When the flow of current through the electromagnet was stopped, the magnetic flux density disappeared and the movable terminal dropped to the bottom, and the switch was opened.
Next, the switch was opened and closed by temperature control.
As a result, in the obtained switch using a movable terminal made of a semi-solid magnetic contact material, a current is passed through the electromagnet, so that a magnetic flux density is generated and the movable terminal moves upward, and the switch is closed. It was. Next, when the electric heating coil was energized and the temperature of the movable terminal approached the Curie point, the movable terminal dropped to the lower part and the switch was opened. Further, when the energization of the electric heating coil was stopped and the temperature of the movable terminal decreased from the vicinity of the Curie point, the movable terminal moved upward, and the switch was closed.
（実施例３）
ＮｂＦ５含量を８ｍｍｏｌ、ＮＨ４ＶＯ３含量を０．４ｍｍｏｌ、ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ含量を７７ｍｍｏｌとした以外は、実施例１の感温磁性粒子の作製と同様の操作を繰り返し、本例で用いる磁性粒子を得た。
実施例１と同様の化学分析（ＴＥＭ分析を除く）及び感温性評価に供し、得られた結果を表１、図６及び図８に示す。
なお、本例で用いる磁性粒子の組成は、Ｆｅ０．７６８Ｎｂ０．０７４Ｖ０．００４Ｂ０．１５７であった。
(Example 3)
Except that the NbF 5 content was 8 mmol, the NH 4 VO 3 content was 0.4 mmol, and the FeCl 2 · 4H 2 O content was 77 mmol, the same operation as in the preparation of the temperature-sensitive magnetic particles of Example 1 was repeated, The magnetic particles used were obtained.
It used for the chemical analysis (except TEM analysis) and temperature-sensitive evaluation similar to Example 1, and the obtained result is shown in Table 1, FIG. 6, and FIG.
The composition of the magnetic particles used in this example was Fe 0.768 Nb 0.074 V 0.004 B 0.157 .
得られた磁性粒子を用いて、実施例１と同様な方法で、液体ガリウムに対し０．５質量％の液体状の磁性接点材を得た。そして、電磁石ではなく永久磁石を使った図３に示すようなスイッチを構築して、スイッチの開閉を行った。
まず、磁界制御によってスイッチの開閉を行い、その後に温度制御によりスイッチの開閉を行った。
その結果、得られた液体状の磁性接点材からなる可動端子を用いたスイッチは、永久磁石により可動端子は上部へ移動し、スイッチが閉状態となった。次いで、電熱コイルに通電して、可動端子の温度がキュリー点に近づくと可動端子は下部へ落下し、スイッチが開状態となった。また、電熱コイルへの通電を中止し、可動端子の温度がキュリー点付近から下がり離れていくと可動端子は上部へ移動し、スイッチが閉状態となった。
Using the obtained magnetic particles, a liquid magnetic contact material of 0.5 mass% with respect to liquid gallium was obtained in the same manner as in Example 1. Then, a switch as shown in FIG. 3 using a permanent magnet instead of an electromagnet was constructed, and the switch was opened and closed.
First, the switch was opened and closed by magnetic field control, and then the switch was opened and closed by temperature control.
As a result, in the obtained switch using a movable terminal made of a liquid magnetic contact material, the movable terminal was moved upward by the permanent magnet, and the switch was closed. Next, when the electric heating coil was energized and the temperature of the movable terminal approached the Curie point, the movable terminal dropped to the lower part and the switch was opened. Further, when the energization of the electric heating coil was stopped and the temperature of the movable terminal decreased from the vicinity of the Curie point, the movable terminal moved upward, and the switch was closed.
（実施例４）
Ｆｅ粉末、Ｎｂ粉末、Ｖ粉末及びＢ粉末をモル組成で８４Ｆｅ−３Ｎｂ−４Ｖ−９Ｂとなるように秤取し、得られた混合粉末を遊星ミルに投入し、Ａｒ雰囲気下で粉砕を１１５時間行った。
なお、粉砕開始２時間、６時間、１０時間、１２時間、１６時間、２０時間、２４時間、３６時間、４８時間、９６時間、１１５時間経過後に、サンプリングを行い、ＴＥＭ分析をＸＲＤ分析を行った。
粉砕開始２時間経過後、１２時間経過後及び３６時間経過後のＴＥＭ写真を、それぞれ図９、図１０及び図１１に示す。また、各時間経過後のＸＲＤパターンを図１２に示す。
Example 4
Fe powder, Nb powder, V powder and B powder were weighed so as to have a molar composition of 84Fe-3Nb-4V-9B, and the resulting mixed powder was put into a planetary mill and pulverized in an Ar atmosphere for 115 hours. went.
Sampling was performed after lapse of 2 hours, 6 hours, 10 hours, 12 hours, 16 hours, 20 hours, 24 hours, 36 hours, 48 hours, 96 hours, and 115 hours, and TEM analysis was performed with XRD analysis. It was.
TEM photographs after 2 hours from the start of pulverization, after 12 hours and after 36 hours are shown in FIGS. 9, 10 and 11, respectively. Moreover, the XRD pattern after progress of each time is shown in FIG.
［感温性の評価］
１１５時間経過後のサンプリングにより得られた感温磁性粒子を、実施例１と同様に評価し、得られた結果を図１３に示した。但し、磁場の磁束密度は０．８７Ｔとした。
本例で用いる感温磁性粒子は、常温における磁化が大きいことが分かる。また、Ｖが含有されており、耐酸化性に優れていることも分かる。
[Evaluation of temperature sensitivity]
The temperature-sensitive magnetic particles obtained by sampling after elapse of 115 hours were evaluated in the same manner as in Example 1, and the obtained results are shown in FIG. However, the magnetic flux density of the magnetic field was 0.87T.
It can be seen that the temperature-sensitive magnetic particles used in this example have a large magnetization at room temperature. It can also be seen that V is contained and the oxidation resistance is excellent.
得られた感温磁性粒子を用いて、実施例１と同様な方法で、液体ガリウムに対し１．５質量％の半固体状の磁性接点材を得た。そして、図２に示すようなスイッチを構築して、スイッチの開閉を行った。
磁界制御によってスイッチの開閉を行った。
その結果、得られた半固体状の磁性接点材からなる可動端子を用いたスイッチは、電流を電磁石に流すことにより、磁束密度が生じて可動端子は上部へ移動し、スイッチが閉状態となり、電流を電磁石に流すのを止めると、磁束密度がなくなり可動端子は下部へ落下し、スイッチが開状態となった。
By using the obtained temperature-sensitive magnetic particles, a semi-solid magnetic contact material of 1.5 mass% with respect to liquid gallium was obtained in the same manner as in Example 1. Then, a switch as shown in FIG. 2 was constructed, and the switch was opened and closed.
The switch was opened and closed by magnetic field control.
As a result, the obtained switch using a movable terminal made of a semi-solid magnetic contact material causes a magnetic flux density to be generated by flowing a current through an electromagnet, the movable terminal moves upward, and the switch is closed. When the flow of current through the electromagnet was stopped, the magnetic flux density disappeared and the movable terminal dropped to the bottom, and the switch was opened.
（実施例５）
塩化鉄（ＦｅＣｌ３・Ｈ２Ｏ）水溶液と、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）水溶液と、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２・Ｈ２Ｏ）水溶液と、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）水溶液を、モル比でＮｉ：Ｃａ：Ｚｎ：Ｆｅ＝０．３：０．１：０．６：２となるように混合した。
得られた混合水溶液に６Ｍ−ＮａＯＨを添加してｐＨを１２．５に調整し、９５℃で１時間攪拌を行い、合成反応を行った。
生成した沈殿を数回水洗し、永久磁石を用いて分別回収し、本例で用いる磁性粒子を得た。
(Example 5)
A molar ratio of an aqueous solution of iron chloride (FeCl 3 · H 2 O), an aqueous solution of nickel chloride (NiCl 2 · 6H 2 O), an aqueous solution of calcium chloride (CaCl 2 · H 2 O), and an aqueous solution of zinc chloride (ZnCl 2 ). And mixed so that Ni: Ca: Zn: Fe = 0.3: 0.1: 0.6: 2.
6M-NaOH was added to the obtained mixed aqueous solution to adjust the pH to 12.5, and the mixture was stirred at 95 ° C. for 1 hour to carry out a synthesis reaction.
The produced precipitate was washed with water several times and separated and collected using a permanent magnet to obtain magnetic particles used in this example.
［分析及び感温性の評価］
本例で用いる磁性粒子の組成は、Ｃａ０．１Ｎｉ０．３Ｚｎ０．６Ｆｅ２Ｏ４であった。
また、実施例１と同様の感温性評価を行い、得られた結果を表１及び図１４に示した。
[Analysis and evaluation of temperature sensitivity]
The composition of the magnetic particles used in this example was Ca 0.1 Ni 0.3 Zn 0.6 Fe 2 O 4 .
Moreover, the temperature sensitivity evaluation similar to Example 1 was performed, and the obtained result was shown in Table 1 and FIG.
得られた磁性粒子を用いて、実施例１と同様な方法で、液体ガリウムに対し０．５質量％の液体状の磁性接点材を得た。そして、図１に示すようなスイッチを構築して、スイッチの開閉を行った。
磁界制御によってスイッチの開閉を行った。
その結果、得られた液体状の磁性接点材からなる可動端子を用いたスイッチは、電流を電磁石に流すことにより、磁束密度が生じて可動端子は上部へ移動し、スイッチが閉状態となり、電流を電磁石に流すのを止めると、磁束密度がなくなり可動端子は下部へ落下し、スイッチが開状態となった。
Using the obtained magnetic particles, a liquid magnetic contact material of 0.5 mass% with respect to liquid gallium was obtained in the same manner as in Example 1. Then, a switch as shown in FIG. 1 was constructed, and the switch was opened and closed.
The switch was opened and closed by magnetic field control.
As a result, in the obtained switch using a movable terminal made of a liquid magnetic contact material, a current is passed through the electromagnet, so that a magnetic flux density is generated, the movable terminal moves upward, the switch is closed, and the current is When the flow through the electromagnet was stopped, the magnetic flux density disappeared and the movable terminal dropped to the bottom, and the switch was opened.
（実施例６）
塩化鉄（ＦｅＣｌ３・Ｈ２Ｏ）水溶液と、塩化マンガン（ＭｎＣｌ２・４Ｈ２Ｏ）水溶液と、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２・Ｈ２Ｏ）水溶液と、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）水溶液を、モル比でＭｎ：Ｃａ：Ｚｎ：Ｆｅ＝０．３：０．１：０．６：２となるように混合した。
得られた混合水溶液に６Ｍ−ＮａＯＨを添加してｐＨを１２．５に調整し、９５℃で１時間攪拌を行い、合成反応を行った。
生成した沈殿を数回水洗し、永久磁石を用いて分別回収し、本例で用いる磁性粒子を得た。
(Example 6)
A molar ratio of an aqueous solution of iron chloride (FeCl 3 · H 2 O), an aqueous solution of manganese chloride (MnCl 2 · 4H 2 O), an aqueous solution of calcium chloride (CaCl 2 · H 2 O), and an aqueous solution of zinc chloride (ZnCl 2 ). And mixed so that Mn: Ca: Zn: Fe = 0.3: 0.1: 0.6: 2.
6M-NaOH was added to the obtained mixed aqueous solution to adjust the pH to 12.5, and the mixture was stirred at 95 ° C. for 1 hour to carry out a synthesis reaction.
The produced precipitate was washed with water several times and separated and collected using a permanent magnet to obtain magnetic particles used in this example.
［分析及び感温性の評価］
本例で用いる磁性粒子の組成は、Ｃａ０．１Ｍｎ０．３Ｚｎ０．６Ｆｅ２Ｏ４であった。
また、実施例１と同様の感温性評価を行い、得られた結果を表１及び図１４に示した。
[Analysis and evaluation of temperature sensitivity]
The composition of the magnetic particles used in this example was Ca 0.1 Mn 0.3 Zn 0.6 Fe 2 O 4 .
Moreover, the temperature sensitivity evaluation similar to Example 1 was performed, and the obtained result was shown in Table 1 and FIG.
図８、図１３及び図１４に示した結果から、湿式法で合成したＦｅＮｂＶＢ合金粒子が常温付近での温度依存性による磁化の変化が最も大きいことが分かる。 From the results shown in FIG. 8, FIG. 13 and FIG. 14, it can be seen that the FeNbVB alloy particles synthesized by the wet method have the largest change in magnetization due to temperature dependence near room temperature.
得られた磁性粒子を用いて、実施例１と同様な方法で、液体ガリウムに対し３．０質量％の半固体状の磁性接点材を得た。そして、図５に示すようなスイッチを構築して、スイッチの開閉を行った。
まず、磁界制御を行わず、回転モータによるせん断応力制御によってスイッチの開閉を行った。
その結果、得られた半固体状の磁性接点材からなる可動端子を用いたスイッチは、電流を回転モータに流すことにより、回転が生じて可動端子は楕円形状に変形し、一対の固定端子と接触し、スイッチが閉状態となった。
次に、磁界制御によってスイッチの開閉を行った。
その結果、電流を回転モータに流すのを止め、電流を電磁石に流すことにより、磁束密度が生じて磁性接点材は引き寄せられ元の形に戻って一対の固定端子と接触しなくなり、スイッチが開状態となった。
Using the obtained magnetic particles, a semi-solid magnetic contact material of 3.0% by mass with respect to liquid gallium was obtained in the same manner as in Example 1. Then, a switch as shown in FIG. 5 was constructed, and the switch was opened and closed.
First, the magnetic field control was not performed, and the switch was opened and closed by shear stress control by a rotary motor.
As a result, the obtained switch using a movable terminal made of a semi-solid magnetic contact material is rotated by passing a current through the rotary motor, and the movable terminal is deformed into an elliptical shape. Touching the switch closed.
Next, the switch was opened and closed by magnetic field control.
As a result, by stopping the flow of current to the rotary motor and flowing the current to the electromagnet, magnetic flux density is generated, the magnetic contact material is attracted and returns to its original shape, and does not contact the pair of fixed terminals, and the switch is opened. It became a state.
以上、本発明を若干の実施形態によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by some embodiment, this invention is not limited to these, A various deformation | transformation is possible within the range of the summary of this invention.
例えば、上述した各実施形態に記載した構成は、各実施形態毎に限定されるものではなく、例えば磁性制御手段や温度制御手段、せん断力制御手段などの構成の細部を変更したり、各実施形態の構成を上述した各実施形態以外の組み合わせにしたりすることができる。 For example, the configuration described in each embodiment described above is not limited to each embodiment. For example, the configuration details such as the magnetic control unit, the temperature control unit, and the shear force control unit may be changed, or The configuration of the form may be a combination other than the above-described embodiments.
１ スイッチ
１１ 収容体
１２ 固定端子
１３ 可動端子
１３ａ 液体状可動端子
１３ｂ 半固体状可動端子
１４ 磁界制御手段
１４ａ 電磁石
１４ｂ 永久磁石
１５ 温度制御手段（電熱コイル）
１６ せん断応力制御手段（回転モータ）
DESCRIPTION OF
16 Shear stress control means (rotary motor)
Claims (7)
上記収容体の内部空間に離隔して配設され、外部回路に接続される一対の固定端子と、
上記収容体の内部空間に収容され、液体状又は半固体状の磁性接点材からなる可動端子と、
上記可動端子の周囲の磁界を制御して、上記一対の固定端子と上記可動端子との接触状態を制御する磁界制御手段と、
を備えたことを特徴とするスイッチ。 A containing body;
A pair of fixed terminals that are spaced apart in the internal space of the container and connected to an external circuit;
A movable terminal housed in the internal space of the container, made of a liquid or semi-solid magnetic contact material;
Magnetic field control means for controlling the magnetic field around the movable terminal to control the contact state between the pair of fixed terminals and the movable terminal;
A switch characterized by comprising.
上記分散媒が、液体ガリウムであることを特徴とする請求項２に記載のスイッチ。 The magnetic particles are formed by forming a silica coating,
The switch according to claim 2, wherein the dispersion medium is liquid gallium.
ＦｅｘＮｂｙＶｚＢｗ…（１）
（式中のｘは０．１＜ｘ＜０．９、ｙは０．０１＜ｙ＜０．１、ｚは０．０１＜ｚ＜０．１、ｗは０．０１＜ｗ＜０．５の関係を満足する。）で表される組成を有する感温磁性粒子である、ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つの項に記載のスイッチ。 The magnetic particles are represented by the following formula (1)
Fe x Nb y V z B w ... (1)
(Wherein x is 0.1 <x <0.9, y is 0.01 <y <0.1, z is 0.01 <z <0.1, and w is 0.01 <w <0. The switch according to any one of claims 2 to 4, wherein the switch is a temperature-sensitive magnetic particle having a composition represented by 5).
上記収容体の内部空間に離隔して配設され、外部回路に接続される一対の固定端子と、
上記収容体の内部空間に収容され、液体状又は半固体状の磁性接点材からなる可動端子と、
上記可動端子の周囲の磁界を制御して、上記一対の固定端子と上記可動端子との接触状態を制御する磁界制御手段と、
上記可動端子に加わるせん断力を制御して、上記一対の固定端子と上記可動端子との接触状態を制御するせん断力制御手段と、
を備えたことを特徴とするスイッチ。 A containing body;
A pair of fixed terminals that are spaced apart in the internal space of the container and connected to an external circuit;
A movable terminal housed in the internal space of the container, made of a liquid or semi-solid magnetic contact material;
Magnetic field control means for controlling the magnetic field around the movable terminal to control the contact state between the pair of fixed terminals and the movable terminal;
A shearing force control means for controlling a shearing force applied to the movable terminal to control a contact state between the pair of fixed terminals and the movable terminal;
A switch characterized by comprising.
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5180667U (en) * | 1974-12-23 | 1976-06-26 | ||
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| JPS61156615A (en) * | 1984-12-28 | 1986-07-16 | 株式会社東芝 | Thermosensitive switch |
| JPS6243434U (en) * | 1985-09-03 | 1987-03-16 |
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2010
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