JPH0273677A - スイッチング素子 - Google Patents
スイッチング素子Info
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- JPH0273677A JPH0273677A JP63225072A JP22507288A JPH0273677A JP H0273677 A JPH0273677 A JP H0273677A JP 63225072 A JP63225072 A JP 63225072A JP 22507288 A JP22507288 A JP 22507288A JP H0273677 A JPH0273677 A JP H0273677A
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- Pending
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
- H01H3/005—Mechanisms for operating contacts making use of superconductivity, e.g. levitation switch
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H51/00—Electromagnetic relays
- H01H51/28—Relays having both armature and contacts within a sealed casing outside which the operating coil is located, e.g. contact carried by a magnetic leaf spring or reed
Landscapes
- Thermally Actuated Switches (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は酸化物および合金系、金属系の超伝導材料を使
用し、その磁気的特性を利用した素子に関する。
用し、その磁気的特性を利用した素子に関する。
従来よりマグネットリードスイッチはマグネットもしく
はコイル並用し、キーボード等のスイッチとして広く用
いられてきた。特にその中で、フェライトの温度特性を
利用した、感温特性を持つサーマルリードスイッチがあ
る。これはフェライトの温度特性を利用し、付近の磁場
を制御することにより温度のスイッチとして用いるもの
である。
はコイル並用し、キーボード等のスイッチとして広く用
いられてきた。特にその中で、フェライトの温度特性を
利用した、感温特性を持つサーマルリードスイッチがあ
る。これはフェライトの温度特性を利用し、付近の磁場
を制御することにより温度のスイッチとして用いるもの
である。
しかし、このスイッチはフェライトのフェリ磁性−常磁
性転移を必要とするものであるが、その転移温度は比較
的高い。具体的には、２５０に以上の温度領域に転移温
度があるものが多く、低温で動作するものが少ない。さ
らに転移温度が不連続的であり、すなわち動作温度の変
更が難しい。
性転移を必要とするものであるが、その転移温度は比較
的高い。具体的には、２５０に以上の温度領域に転移温
度があるものが多く、低温で動作するものが少ない。さ
らに転移温度が不連続的であり、すなわち動作温度の変
更が難しい。
本発明はかかる問題を解決するため、超伝導性物質を用
いてサーマルリードスイッチを提供するものである。
いてサーマルリードスイッチを提供するものである。
本発明は、従来よりサーマルリードスイッチにおいてフ
ェライトを使用していた部分を超伝導体でおきかえ、そ
の常伝導−超伝導移転温度を動作温度とするスイッチを
作製しようとするものである。すなわち、従来のフェラ
イトによってリードスイッチの周囲の磁場を制御してい
たものを超伝導体の持つマイスナー効果を利用して制御
しようとするものである。
ェライトを使用していた部分を超伝導体でおきかえ、そ
の常伝導−超伝導移転温度を動作温度とするスイッチを
作製しようとするものである。すなわち、従来のフェラ
イトによってリードスイッチの周囲の磁場を制御してい
たものを超伝導体の持つマイスナー効果を利用して制御
しようとするものである。
本発明においては、超伝導体を外部磁場例えば永久磁石
よりの磁場中において使用し、転移温度以下で超伝導体
の完全反磁性により永久磁石から出る磁束の向きを変え
てスイッチング素子として利用するものである。
よりの磁場中において使用し、転移温度以下で超伝導体
の完全反磁性により永久磁石から出る磁束の向きを変え
てスイッチング素子として利用するものである。
本発明に使用される超伝導材料は酸化物、合金、金属の
いずれでもよいが、使用する超伝導材料は必要とする動
作温度によって変えることが可能である。ただし、理想
的には、転移温度をスイッチング温度とするため、その
転移はシャープである材料がよりこのましい。
いずれでもよいが、使用する超伝導材料は必要とする動
作温度によって変えることが可能である。ただし、理想
的には、転移温度をスイッチング温度とするため、その
転移はシャープである材料がよりこのましい。
第１図に本発明によるスイッチング素子の概略図を示す
。同図（１）は永久磁石を、（２）は超伝導体を、（３
）は強磁性体よりなるリードで（４）は常磁性体又は反
磁性体よりなるリードを示す。動作原理を簡単に示す。
。同図（１）は永久磁石を、（２）は超伝導体を、（３
）は強磁性体よりなるリードで（４）は常磁性体又は反
磁性体よりなるリードを示す。動作原理を簡単に示す。
（２）の超伝導体は転移温度をＴｃとすると温度がＴｃ
より高いとき、永久磁石からの磁界はリードまで到達せ
ず（３）。
より高いとき、永久磁石からの磁界はリードまで到達せ
ず（３）。
（４）のリードは互いに接している。温度が下がりＴｃ
よりも低くなると（２）の超伝導体の反磁性効果により
（１）の永久磁石から出る磁束が内側にのびる現象が現
れ、さらに（２）の反磁性効果が直接働くことによる効
果もあり、磁界が（３）に到達し磁場の力を受けてリー
ド（３）はリード（４）より離れスイッチとすることが
できる。
よりも低くなると（２）の超伝導体の反磁性効果により
（１）の永久磁石から出る磁束が内側にのびる現象が現
れ、さらに（２）の反磁性効果が直接働くことによる効
果もあり、磁界が（３）に到達し磁場の力を受けてリー
ド（３）はリード（４）より離れスイッチとすることが
できる。
このような構造のスイッチング素子を作製することによ
り、従来に比べて低温でのリードスイッチの動作が可能
になり、またその動作温度を使用する材料を選ぶことに
より比較的容易に選択可能な素子となる。
り、従来に比べて低温でのリードスイッチの動作が可能
になり、またその動作温度を使用する材料を選ぶことに
より比較的容易に選択可能な素子となる。
〔実施例１〕
この実施例は、第１図の構造による。
（３）のリードには、Ｎｉ５２％−Ｆｅ合金を用い（４
）のリードには反磁性体である合同を使用した。リード
先端の接点部には金メツキを施して電気的な接続をより
確実なものとした、なお（６）の空間にはＨｅガスを封
入して、室温状態でリードが接した状態にして密封を行
なった。（５）は本実施例ではガラスを用いたが、特に
ガラスである必要はなくリードがＯＮ、ＯＦＦのために
開閉できる空間を提供できるものであれば何でもよいが
磁石よりの磁場を遮蔽するものは使用できない。
）のリードには反磁性体である合同を使用した。リード
先端の接点部には金メツキを施して電気的な接続をより
確実なものとした、なお（６）の空間にはＨｅガスを封
入して、室温状態でリードが接した状態にして密封を行
なった。（５）は本実施例ではガラスを用いたが、特に
ガラスである必要はなくリードがＯＮ、ＯＦＦのために
開閉できる空間を提供できるものであれば何でもよいが
磁石よりの磁場を遮蔽するものは使用できない。
（２）の超伝導体材料としては酸化物超伝導体のうちＹ
系のＹＢａ、Ｃｕ＋０ｔ−８を使用した。この系では０
の量を容易にコントロール可能であるからである。すな
わちＯの量をコントロールすることでスイッチングの動
作温度を任意に変えることができる。焼成条件はＹ２Ｏ
１、ＢａＣ０，、ＣｕＯの粉末を混合し、９００度で１
２時間焼成後加圧成形し９００度で３時間焼成後徐冷を
行なって作成した。この徐冷の速さを変えて酸、素の含
有量を変えた２種のサンプルを作製した。このサンプル
の抵抗温度特性を第２図（ａ） （ｂ）に示す。以後（
ａ）に示す特性のサンプルをＡ、（ｂ）に示す特性のサ
ンプルをＢとする。抵抗のふるまいから、Ａのサンプル
は転移温度９３に、 Ｂのサンプルは８８にであった
。
系のＹＢａ、Ｃｕ＋０ｔ−８を使用した。この系では０
の量を容易にコントロール可能であるからである。すな
わちＯの量をコントロールすることでスイッチングの動
作温度を任意に変えることができる。焼成条件はＹ２Ｏ
１、ＢａＣ０，、ＣｕＯの粉末を混合し、９００度で１
２時間焼成後加圧成形し９００度で３時間焼成後徐冷を
行なって作成した。この徐冷の速さを変えて酸、素の含
有量を変えた２種のサンプルを作製した。このサンプル
の抵抗温度特性を第２図（ａ） （ｂ）に示す。以後（
ａ）に示す特性のサンプルをＡ、（ｂ）に示す特性のサ
ンプルをＢとする。抵抗のふるまいから、Ａのサンプル
は転移温度９３に、 Ｂのサンプルは８８にであった
。
本発明による素子において、動作を確実に行なうために
は、超伝導体は永久磁石に対して、それほど厚くない方
が良い。これはＴｃより高い温度で、左右の永久磁石間
の磁束が広がらない方が良いためである。
は、超伝導体は永久磁石に対して、それほど厚くない方
が良い。これはＴｃより高い温度で、左右の永久磁石間
の磁束が広がらない方が良いためである。
以上のように素子を電気的に接触の有無を測定すること
によって行なった。具体的にはリード両端に電流を流し
、何度のときに端子間に電流が流れるか否かで判断を行
なった。
によって行なった。具体的にはリード両端に電流を流し
、何度のときに端子間に電流が流れるか否かで判断を行
なった。
結果は次のように示す。
ただしＯＮ→ＯＦＦはＴｃより高温側から低温側に冷却
したとき逆にＯＦＦ→ＯＮはＴｃより低温側から高温側
に温度を上昇させたときの動作温度である。
したとき逆にＯＦＦ→ＯＮはＴｃより低温側から高温側
に温度を上昇させたときの動作温度である。
〔実施例２〕
本実施例は第３図に示す構造の素子を作成した。
本実施例の場合、強磁性体よりなる一対のリード（３）
としてＮｉ−Ｆｅ合金を用い、このリード（３）をはさ
むように超伝導体（２）を間にはさんだ永久磁石（１）
を設けた。
としてＮｉ−Ｆｅ合金を用い、このリード（３）をはさ
むように超伝導体（２）を間にはさんだ永久磁石（１）
を設けた。
超伝導体としては実施例１と同じ方法で作成しサンプル
Ｂと同じ特性の物を使用した。その他の条件は実施例１
と同じである。
Ｂと同じ特性の物を使用した。その他の条件は実施例１
と同じである。
本実施例の場合各々のリードを両側に設けた永久磁石と
超伝導体との組合わせによりひき寄せることができ、よ
り確実なスイッチ−とすることができた。
超伝導体との組合わせによりひき寄せることができ、よ
り確実なスイッチ−とすることができた。
以上の実施例においては超伝導体がマイスナー特性を示
さない場合はスイッチがＯＮ状態となる場合を示したが
第４図に示すように外部磁場（１）と超伝導体（２）と
リード（３）との位置関係を変更しマイスナー効果を超
伝導体が示さない時はリードが接続せずＯＦＦ状態とな
るように外部磁場がリードに達しないようにした構造も
同様に考えられる。
さない場合はスイッチがＯＮ状態となる場合を示したが
第４図に示すように外部磁場（１）と超伝導体（２）と
リード（３）との位置関係を変更しマイスナー効果を超
伝導体が示さない時はリードが接続せずＯＦＦ状態とな
るように外部磁場がリードに達しないようにした構造も
同様に考えられる。
以上のようにＹ Ｂ ａ＝ Ｃｕ３０ ？−Ｘ超伝導体
の場合の結果、スイッチング特性が確認された。他の酸
化物系、合金系、金属系、超伝導体を使用しても同様の
ことが期待できる。
の場合の結果、スイッチング特性が確認された。他の酸
化物系、合金系、金属系、超伝導体を使用しても同様の
ことが期待できる。
〔効果］
本発明により従来より低い温度域でのサーマルリードス
イッチを提供することができた。また動作温度は使用す
る超伝導体の特性により任意の値に調整可能である。
イッチを提供することができた。また動作温度は使用す
る超伝導体の特性により任意の値に調整可能である。
また外部磁場、超伝導体とリードの相対的な位置を変更
することによりノーマルＯＮ、ノーマルＯＦＦどちらの
モードの素子も容易に作成することができた。
することによりノーマルＯＮ、ノーマルＯＦＦどちらの
モードの素子も容易に作成することができた。
第１図、第３図、第４図は、超伝導材料を用いたサーマ
ルリードスイッチの概略を示す。 第２図（ａ） （ｂ）は、使用した超伝導材料ＹＢａｚ
Ｃｕｓ０７−Ｘの抵抗速度特性を示す。 １・・・・外部磁場発生手段 ２・・・・超伝導体 ３．４・・リード
ルリードスイッチの概略を示す。 第２図（ａ） （ｂ）は、使用した超伝導材料ＹＢａｚ
Ｃｕｓ０７−Ｘの抵抗速度特性を示す。 １・・・・外部磁場発生手段 ２・・・・超伝導体 ３．４・・リード
Claims (3)
- １．磁界発生手段と前記磁界発生手段により発生した磁
界中に設けられた超伝導体と常磁性体又は反磁性体より
なる第１のリードと前記第１のリードと前記超伝導体が
設けられた付近で電気的に接続可能な強磁性体よりなる
第２のリードとを有するスイッチング素子。 - ２．磁界発生手段と前記磁界発生手段により発生した磁
界中に設けられた超伝導体と強磁性体よりなる一対の電
気的接点を有するリードを有するスイッチング素子。 - ３．特許請求の範囲第１項及び第２項において前記超伝
導体の持つマイスナー効果により周囲の磁場を制御して
リードの電気接点のＯＮ又はＯＦＦを行うスイッチング
素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63225072A JPH0273677A (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | スイッチング素子 |
| US07/403,341 US5095295A (en) | 1988-09-08 | 1989-09-06 | Superconducting switching device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63225072A JPH0273677A (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | スイッチング素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0273677A true JPH0273677A (ja) | 1990-03-13 |
Family
ID=16823585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63225072A Pending JPH0273677A (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | スイッチング素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5095295A (ja) |
| JP (1) | JPH0273677A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5095295A (en) * | 1988-09-08 | 1992-03-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Superconducting switching device |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2544121Y2 (ja) * | 1991-09-27 | 1997-08-13 | 日本ヒューレット・パッカード株式会社 | リード・リレー及びこれを用いたスイッチ・マトリクス装置 |
| DE29613790U1 (de) * | 1996-08-09 | 1996-09-26 | Festo Kg | Mikroschalter |
| US20170076899A1 (en) * | 2015-09-15 | 2017-03-16 | Boise State University | Self-resetting power breaker |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6364230A (ja) * | 1986-09-04 | 1988-03-22 | 株式会社トーキン | 温度検出素子 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63281330A (ja) * | 1987-05-13 | 1988-11-17 | Hitachi Ltd | 電磁駆動式スイッチ |
| JPH0273677A (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | スイッチング素子 |
-
1988
- 1988-09-08 JP JP63225072A patent/JPH0273677A/ja active Pending
-
1989
- 1989-09-06 US US07/403,341 patent/US5095295A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6364230A (ja) * | 1986-09-04 | 1988-03-22 | 株式会社トーキン | 温度検出素子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5095295A (en) * | 1988-09-08 | 1992-03-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Superconducting switching device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5095295A (en) | 1992-03-10 |
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