JPH01267399A - 超電導冷却フアン - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷却用ファンに係り、特に、ＩＣなど電子要
素の冷却に好適な小型のファンに関する。

〔従来の技術〕

従来は、「圧電／電歪アクチュエータ」森北出版Ｐ１９
３〜Ｐ１９４に記載のように、圧電素子の薄板二枚を接
合した圧電バイモルフを用いた圧電ファンがある。これ
は圧電素子バイモルフを振動させバイモルフ上端に取り
付けた付加重量、および、フレキシブルブレードを振動
させ気体を流動させ冷却するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、冷却ファンのブレード（送風板）屈曲
運動を起こす主要構成要素として圧電バイモルフを用い
ているため、その変位は原理的に小さい。そこで、ブレ
ードの変位を大きくシ、冷却効率を上げるため、圧電バ
イモ・ルフに高周波数電圧を印加し、ブレードを共振さ
せて変位を大きくしていた。そのため周波数発振器が必
要であり、冷却ファンの制御を難しくしていた。

大発明の目的は、制御の簡単な小型の冷却ファンを提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

圧電素子は応答性に優れてレミるが、変位自体が小さい
ことが問題となる。従って、この課題を解決するために
は同等以上の応答性をもち変位の大きな手段を採ればよ
い。

そこで、本発明では、超電導体のマイスナ効果による磁
石との反応を用いる。これにより応答性が良く変位の大
きい冷却ファンブレードが構成できる。

〔作用〕

本発明の動作原理を第２図により説明する。

ある温度Ｔの条件下で、超電導体に電流を流す場合、臨
界電流密度Ｊｃ　（Ｔ）以下の電流では超電導体は超電
導状態を示し、臨界電流密度Ｊｃ（Ｔ）を超える電流を
流すと超電導状態から常な導状態に転移する。超電導状
態では、超電導体はマイスナ効果を示し、磁性体との間
に反発力が働き、超電導体が超電導状態から常電導状態
に転移すると。

マイスナ効果に起因する反発力は消滅する。この反発力
のオン、オフにより冷却ファンのブレードを駆動し、気
体の駆動源とすることにより、小型で摺動部のない冷却
ファンが得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図に示す。

支持基板３に、超電導体ブレード１．及び、磁性体ブレ
ード２を固定する。磁性体ブレードは。

超電導体ブレードに対峙する側をＮ極（あるいは５ｔｉ
）、その裏面をＳ極（あるいはＮ極）となるように配置
する０本発明の駆動電源は、第５図に示すように、正弦
波電源を用いた。超電導体ブレードの電極７と抵抗Ｒを
直列接続し、第５図に示した回路を構成し、第５図下の
ような正弦波電圧を印加する６その結果、流れる電流が
超電導体の臨界電流密度となる電圧をＶＣとすれば、Ｖ
ｃ＝Ｊｃ　（Ｔ）　・Ｓ−Ｒ−（１）Ｊｃ（Ｔ）：超電
導体の電流密度 Ｓ：　　′　　の断面積（通電面￥ｌ１）Ｒ：抵抗 で表わせる。従って、印加電圧がＶｃ未満では超電導体
ブレードは超電導状態となり、マイスナ効果により、磁
性体ブレードとの間に反発力が働き第１図（ａ）に示す
ように弾性変形し、支持基板に固定されていない１，２
のブレード端の間の距離かはなされる。印加電圧がＶｃ
を超えると超電導体ブレードは、常電導状態となり、マ
イスナ効果は消失し、第１図（ｂ）のように加工時の形
状に復元する。正弦波電圧の印加により超電導状態にお
ける反発力による弾性変形と常電導状態における復元の
繰り返しにより、風を送ることができる。本発明では正
弦波電圧をファンの駆動源として用いたが、Ｖｃ以上の
電圧をステップ状に印加してもよい。本発明により、モ
ータなどの摺動部のない小型で制御の容易なファンを提
供できる。

第３図に本発明の変形例を示す。この発明は、弾性変形
の容易なフレキシブルブレード４の表面に超電導体５の
薄膜を形成したものである。薄膜超電導体５の形成法に
はスパッタリング法を用いた。

本実施例によれば、超電導体の厚さを薄くできるため、
（１）式においてＶｃを小さくでき低消費電力化の効果
がある。

第４図に他の変形例を示す。本発明は、ブレードの変位
を大きくするため、付加質量をもうけたものである０本
発明によりブレードの変位を太きくでき、冷却効率を上
げることができる。

尚、本発明では超電導状態と常電導状態の転移を臨界電
流密度を超える電流を流すかどうかで制御したが、パル
ス的に熱を与える方法（例えば。

レーザなどの光を照射する）や臨界磁界を印加する方法
でも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、小型で、また、摺動部がないため長寿
命の冷却ファンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は臨界電流
の特性図、第３図、第４図は本発明の他の実施例の説明
図、第５図は本発明の駆動電源回路図および特性図であ
る。 １・・・超電導体ブレード、２・・・磁性体ブレード、
３・・・支持基板、４・・・フレキシブルブレード、５
・・・超電導体薄改、７・・・電極、８・・・ベンダ、
９・・・付加質第１図 と　　　　と （り 第２図 電え区度Ｊ 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のブレードを具備した冷却ファンにおいて、 超電導体と磁性体との反発力を駆動源として前記ブレー
   ドを駆動させることを特徴とする超電導冷却ファン。 ２、特許請求の範囲第１項において、 前記超電導体に流す電流を前記超電導体の臨界電流密度
   以上から臨界電流密度未満まで繰返して変化させ、前記
   ブレードの駆動を制御することを特徴とする超電導冷却
   ファン。