JPH01160065A - スイッチ素子 - Google Patents

スイッチ素子

Info

Publication number
JPH01160065A
JPH01160065A JP62319860A JP31986087A JPH01160065A JP H01160065 A JPH01160065 A JP H01160065A JP 62319860 A JP62319860 A JP 62319860A JP 31986087 A JP31986087 A JP 31986087A JP H01160065 A JPH01160065 A JP H01160065A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
generating means
ceramic superconductor
critical
field generating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62319860A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichi Iwasa
誠一 岩佐
Hiroshi Inoue
博史 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP62319860A priority Critical patent/JPH01160065A/ja
Publication of JPH01160065A publication Critical patent/JPH01160065A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 外部から印加される磁界によって超電導状態から常電導
状態に遷移するセラミック超電導体を使用したスイッチ
素子に関し、 接点を持たない固体スイッチで、かつ半導体スイッチの
ように極性を選ぶことなく、双方向の電流ON−OFF
を制御できるスイッチを実現することを目的とし、 電流のON−OFFを制御するスイッチ素子であって、 常電導状態から超電導状態へ遷移する臨界温度を有し、
かつ前記臨界温度以下の温度で超電導状態から常電導状
態へ遷移する臨界磁界を有するセラミック超電導体と、 前記セラミック超電導体に間隔をおいて配置された少な
くとも2個の電極と、 前記セラミック超電導体に対し、臨界磁界より大きい制
御磁界を印加する磁界発生手段と、をそれぞれ有するよ
うに構成する。
〔産業上の利用分野] 本発明は、外部から印加される磁界によって超電導状態
から常電導状態に遷移するセラミック超電導体を使用し
たスイッチ素子に関する。
〔従来の技術〕
電流のON−OFFを制御するスイッチは、最も基本的
な回路要素として広く用いられている。
時代の要求に従い、スイッチも接点を手動で開閉するも
のから電気的に開閉動作できるリレー、リードリレーへ
と発展してきた。また一方では機械的な接点を持たない
スイッチとして、サイリスク、トランジスタ等に代表さ
れる半導体スイッチがあり、計算機の演算素子として、
今日のエレクトロニクス時代を築く礎となっている。
〔発明が解決しようとする問題点] さて機械的スイッチおよび半導体スイッチについて考え
てみるに、前者には、■スイッチ速度がmsオーダと遅
い、■接点寿命があり、また振動衝撃に弱い等、信転性
が悪いという欠点がある。後者には、■極性がありON
−OFF制御する電流方向が一方向に制限される、■ス
イッチ部分での電力損失が生じる、という欠点がある。
本発明の技術的課題は、従来のスイッチ素子におけるこ
のような問題を解消し、接点を持たない固体スイッチで
、かつ半導体スイッチのように極性を選ぶことなく、双
方向の電流ON−〇FFを制御できるスイッチを実現す
ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図は本発明によるスイッチ素子の基本原理を説明す
る図である。本発明によるスイッチ素子は、常電導状態
から超電導状態へ遷移する臨界温度Tcを有し、かつ前
記臨界温度Tc以下の温度で超電導状態から常電導状態
へ遷移する臨界磁界110を有するセラミック超電導体
を使用し、このセラミック超電導体上に、間隔をおいて
少なくとも2個の電極を配置する。そしてこのセラミッ
ク超電導体に対し、臨界磁界Hoより大きい制御磁界を
印加する磁界発生手段を設ける。
〔作用〕
本発明は、イツトリウム、バリウム、酸化銅等を焼結し
たセラミックが、通常はほぼ無限大とみなせる抵抗を持
っており、また臨界温度以下では抵抗が0となる超電導
状態となり、更に該超電導゛ 状態が、外部から印加さ
れる磁界によって破壊され、常電導状態へと速かに移行
する現象を巧みに利用したものである。
第1図において、横軸に絶対温度、縦軸に磁界を取ると
、温度と磁界による状態変化は第1図に示すような関係
となる。TcおよびHo、 Ho’はそれぞれ臨界温度
、臨界磁界と呼ばれ、曲線Ho’ −Tcの内側が超電
導状態、外側が常電導状態となる。
本発明は、臨界温度Tc以下のA点の状態を、外部磁界
を印加することによってB点へと移行させること、また
B点の状態を、外部磁界を取り去ることによってA点の
状態へと移行させることを動作原理としている。
6一 超電導セラミックの臨界磁界は数Oe〜数十〇e程度で
あり、その程度の磁界は数mA〜数十mAの電流で容易
に発生することができる。常電導状態におけるセラミッ
クは絶縁体であり、その抵抗値は実質的に無限大とみな
され、また超電導状態における抵抗は0であるため、本
発明により理想的な無接点スイッチ素子が実現できる。
〔実施例〕
次に本発明によるスイッチ素子が実際上どのように具体
化されるかを実施例で説明する。第2図に本発明による
第1の実施例を示す。両端に電極1および電極2を配し
たセラミック超電導体3と、該セラミック超電導体3に
対して、制御磁界を印加する電磁石5とで構成される。
この電磁石は、鉄心にコイル6を巻いてなり、制御端子
4に印加される制御信号に従って磁界を発生し、セラミ
ック超電導体3に印加する。
第2図に示す装置を、臨界温度以下例えば77゜Kに冷
却すると、セラミック超電導体3は超電導状態(すなわ
ち第1図のA点)となり、電極1.2間の抵抗はOとな
る(スイッチON状態)。次に制御端子4に電流を加え
、セラミック超電導体3に対し、臨界磁界より大きい制
御磁界を印加する。セラミック超電導体の臨界磁界は数
Oe〜数十Oeであり、高々数十mAの電流により容易
に発生できる。
臨界磁界以上の制’+B磁界が印加されると、超電導状
態が破れ、速かに常電導状態(第1図のB点)に移行す
る。この時電極l・2間はセラミック超電導体の常電導
状態での抵抗値、すなわち数メグオーム以上の抵抗値と
なり、OFF状態が実現できる。
上記実施例では電極の数を2つとしたが、これを3個以
上とすることもできることは言うまでもない。
第3図に本発明による第2の実施例を示す。この実施例
は、セラミック超電導体3にコイル7を巻いて、磁界発
生手段としたものである。第1実施例のような大型の鉄
心を必要としないので、小型になる。
第4図(a)(b)に第3の実施例を示す。8はプリン
ト板平面コイルであり、(b)に示すように、絶縁板1
0上に導体パターン9を形成してなり、(a)に示すよ
うに、セラミック超電導体3上に実装される。
この実施例は、スイッチ素子の薄型化が可能となる。
第5図に第4の実施例を示す。臨界磁界より大きい第一
の磁界を与える手段11と、該第−の磁界と方向が反対
となる第二の磁界を与える手段12とを有し、第一およ
び第二の磁界の合成磁界が臨界磁界より小さくなるよう
に構成されている。すなわち、一対の永久磁石11.1
1で第一の磁界発生手段とし、両永久磁石11.11間
に、セラミック超電導体3を内蔵し、該セラミック超電
導体3に第二の磁界発生手段(コイル)12を実装した
構造になっている。なお13は、両永久磁石11.11
間の磁路を構成する高透磁率材のヨーク、14.15は
セラミック超電導体3の電極に接続された引き出し線で
ある。
第1図で説明すれば、通常は第一の磁界発生手段11で
発生する磁界により、B点の状態(オフ状態)となって
いる。次に第二の磁界発生手段12に通電して、第一の
磁界とは方向が反対である第二の磁界を与えると、合成
磁界は臨界磁界より小さくなるから、0点の状態(オン
)状態となり、セラミック超電導体3は超電導状態とな
る。
第1〜第3の実施例では、通常ON状態のスイッチを、
制御信号によりOFFとする方式であったが、本実施例
では、第二の磁界を制御磁界とすることにより、通常O
FFであるスイッチを、制御信号によりONとする方式
のスイッチを実現することができる。
第6図に第5の実施例を示す。この実施例では、セラミ
ック超電導体が、3a、3bのように複数個あり、共通
のコイル7中に内蔵されている。複数個のセラミック超
電導体3a、3bが、単一の磁界発生手段で制御される
ので、多回路スイッチを実現できる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によるスイッチ素子は、セラミック
超電導体と磁界発生手段とで構成されるため、機械的な
接点機構が存在せず、動作速度が速く、かつ信軌性の高
い、無接点スイッチが実現される。また従来の無接点ス
イッチと違って、極性の制限がなく、電力損失も無い、
汎用性に冨んだ無接点スイッチ素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるスイッチ素子の基本原理を説明す
る図、第2図から第6図は本発明によるスイッチ素子の
各種実施例を示す図である。 図において、3.3a、3bはセラミック超電導体、5
ば電磁石、7はコイル、8はプリント板平面コイル、1
1は第一の磁界発生手段(永久磁石)、12は第二の磁
界発生手段(コイル)をそれぞれ示す。 特許出願人     富士通株式会社 復代理人 弁理士  福 島 康 文 !\ 偽へ N1擾 煉

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電流のON−OFFを制御するスイッチ素子であ
    って、 常電導状態から超電導状態へ遷移する臨界温度Tcを有
    し、かつ前記臨界温度Tc以下の温度で超電導状態から
    常電導状態へ遷移する臨界磁界Hoを有するセラミック
    超電導体と、 前記セラミック超電導体に間隔をおいて配置された少な
    くとも2個の電極と、 前記セラミック超電導体に対し、臨界磁界Hoより大き
    い制御磁界を印加する磁界発生手段と、をそれぞれ有す
    ることを特徴とするスイッチ素子。
  2. (2)前記の磁界発生手段は、 前記のセラミック超電導体に対し、臨界磁界Hoより大
    きい磁界を印加する第1の磁界発生手段と、該第1の磁
    界発生手段による磁界と反対方向でかつ第1の磁界発生
    手段による磁界との合成磁界が前記臨界磁界Hoより小
    さい磁界となる第2の磁界発生手段と、 から構成されることを特徴とする特許請求の範囲第(1
    )項記載のスイッチ素子。
  3. (3)前記の磁界発生手段が、強磁性体コアと該コアに
    巻回されたコイルから構成されることを特徴とする特許
    請求の範囲第(1)項または第(2)項記載のスイッチ
    素子。
  4. (4)前記の磁界発生手段が、前記セラミック超電導体
    を囲むように巻回されたコイルであることを特徴とする
    特許請求の範囲第(1)項または第(2)項記載のスイ
    ッチ素子。
  5. (5)前記の磁界発生手段が、プリント板上に形成され
    た平面コイルであることを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項または第(2)項記載のスイッチ素子。
  6. (6)前記のセラミック超電導体は、1個の磁界発生手
    段に対し複数個配設されたものであることを特徴とする
    特許請求の範囲第(1)項または第(2)項記載のスイ
    ッチ素子。
JP62319860A 1987-12-16 1987-12-16 スイッチ素子 Pending JPH01160065A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62319860A JPH01160065A (ja) 1987-12-16 1987-12-16 スイッチ素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62319860A JPH01160065A (ja) 1987-12-16 1987-12-16 スイッチ素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01160065A true JPH01160065A (ja) 1989-06-22

Family

ID=18115043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62319860A Pending JPH01160065A (ja) 1987-12-16 1987-12-16 スイッチ素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01160065A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09233693A (ja) * 1996-02-23 1997-09-05 Agency Of Ind Science & Technol インピーダンス可変型要素器およびインピーダンス可変型限流器ならびにインピーダンス可変型超電導変換装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6417339A (en) * 1987-07-10 1989-01-20 Nec Corp Opening/closing method for electric circuit
JPH01102821A (ja) * 1987-10-15 1989-04-20 Mitsubishi Electric Corp 永久電流スイッチ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6417339A (en) * 1987-07-10 1989-01-20 Nec Corp Opening/closing method for electric circuit
JPH01102821A (ja) * 1987-10-15 1989-04-20 Mitsubishi Electric Corp 永久電流スイッチ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09233693A (ja) * 1996-02-23 1997-09-05 Agency Of Ind Science & Technol インピーダンス可変型要素器およびインピーダンス可変型限流器ならびにインピーダンス可変型超電導変換装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3014102A (en) Electro magnetic switch apparatus
US2995637A (en) Electrical switching devices
CA2109700A1 (en) Electromagnetic actuator
US2929895A (en) Switching device
JPH01160065A (ja) スイッチ素子
JP2623673B2 (ja) 電磁継電器
EP0327683B1 (en) Superconducting switching device
US3952271A (en) Electromagnetic device using hermetically sealed contacts
US3439301A (en) Electromagnetic switch matrix
JPS63268204A (ja) 超電導マグネツト
US5095295A (en) Superconducting switching device
US3486138A (en) Electromagnetic switches utilizing remanent magnetic material
US4135127A (en) Direct current transformer
US4109219A (en) Electromagnetic switching device
US3188425A (en) Electromechanical switch for use as a crosspoint for conversation circuits
JPH04176174A (ja) 永久電流スイッチ
US3018456A (en) Switching devices
CN116387093A (zh) Mems开关继电器及其控制方法与功率设备
US3261940A (en) Electrically controlled switching device
JPH01122535A (ja) 感温スイッチ
JPS63281330A (ja) 電磁駆動式スイッチ
JPS6258526A (ja) トランスフア−型リ−ドスイツチ
CA1115792A (en) Direct current transformer
US3657687A (en) Switching apparatus
KR840005268A (ko) 전자식 소형 릴레이