JPH0738341B2 - 感熱磁石およびこれを用いたスイッチ装置 - Google Patents
感熱磁石およびこれを用いたスイッチ装置Info
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- JPH0738341B2 JPH0738341B2 JP24516087A JP24516087A JPH0738341B2 JP H0738341 B2 JPH0738341 B2 JP H0738341B2 JP 24516087 A JP24516087 A JP 24516087A JP 24516087 A JP24516087 A JP 24516087A JP H0738341 B2 JPH0738341 B2 JP H0738341B2
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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
- H01H37/00—Thermally-actuated switches
- H01H37/02—Details
- H01H37/32—Thermally-sensitive members
- H01H37/58—Thermally-sensitive members actuated due to thermally controlled change of magnetic permeability
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Thermally Actuated Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は特定の温度（臨界温度）以上の温度を検出して
磁界をオフからオンに変換して、磁界を検出して温度検
出を行なったり、磁界によって機器を制御するような装
置一般に利用可能な感熱磁石に関する。
磁界をオフからオンに変換して、磁界を検出して温度検
出を行なったり、磁界によって機器を制御するような装
置一般に利用可能な感熱磁石に関する。
従来の技術 従来、磁界をオン，オフ制御する方法としては、電磁石
に流す電流のオン，オフによる制御がよく知られてい
る。
に流す電流のオン，オフによる制御がよく知られてい
る。
発明が解決しようとする問題点 従来の電磁石による磁界のオン，オフ制御では、外部よ
り電流を流す必要があり、バッテリーあるいはAC電源な
どの電力源を必要とする。本発明はこのような特別な電
力源なしに温度変化により直接磁界をオン，オフされる
感熱磁石を提供するものである。
り電流を流す必要があり、バッテリーあるいはAC電源な
どの電力源を必要とする。本発明はこのような特別な電
力源なしに温度変化により直接磁界をオン，オフされる
感熱磁石を提供するものである。
問題点を解決するための手段 本発明は、磁石の周囲を超電導材料で被覆し、超電導臨
界温度以下の温度では該被覆外へ磁界を放出せず、臨界
温度以上の温度で前記被覆外へ磁界を放出するようにし
た感熱磁石である。
界温度以下の温度では該被覆外へ磁界を放出せず、臨界
温度以上の温度で前記被覆外へ磁界を放出するようにし
た感熱磁石である。
また本発明は、第１の磁石を臨界温度T1の超電導材で被
覆し、この第１の被覆された磁石と強さがほぼ同じで磁
化の方向の異なる第２の磁石を第１の磁石に密接させ、
前記第1,第２の磁石を臨界温度T2（T2＜T1）の超電導体
で被覆した感熱磁石である。
覆し、この第１の被覆された磁石と強さがほぼ同じで磁
化の方向の異なる第２の磁石を第１の磁石に密接させ、
前記第1,第２の磁石を臨界温度T2（T2＜T1）の超電導体
で被覆した感熱磁石である。
作用 磁石の周囲を超電導材料で被覆すると超電導臨界温度以
下の温度では超電導材料はマイスナー効果により永久磁
石の磁界を被覆内に綴じ込めてしまい外部には磁界を放
出せず被覆外から見れば磁石の性質を表わさない。
下の温度では超電導材料はマイスナー効果により永久磁
石の磁界を被覆内に綴じ込めてしまい外部には磁界を放
出せず被覆外から見れば磁石の性質を表わさない。
被覆を構成する超電導材料の温度が臨界温度以上に上れ
ば該被覆はマイスナー効果を示さなくなり、磁界は被覆
外に放出される。
ば該被覆はマイスナー効果を示さなくなり、磁界は被覆
外に放出される。
超電導の臨界温度は材料製法などによって異なるが、特
定の材料と製法によって作られた超電導材料は特定の臨
界温度を有し、特定の温度より低いか高いかによって磁
界をオフ，オンできる感熱型の磁石を構成することがで
きる。
定の材料と製法によって作られた超電導材料は特定の臨
界温度を有し、特定の温度より低いか高いかによって磁
界をオフ，オンできる感熱型の磁石を構成することがで
きる。
実施例 第１図に本発明の実施例を示す。
第１図ａは永久磁石１の周囲を超電導材料２で覆ったも
のであり、超電導材料をスパッタ法などによって電磁石
の周囲に薄膜状に構成する方法あるいは超電導薄板で覆
う方法等で構成することができる。超電導体の厚さは、
0.1μｍ程度（ロンドンの磁界浸入深さ）以上あればよ
くスパッタ法によっても容易に構成できる。
のであり、超電導材料をスパッタ法などによって電磁石
の周囲に薄膜状に構成する方法あるいは超電導薄板で覆
う方法等で構成することができる。超電導体の厚さは、
0.1μｍ程度（ロンドンの磁界浸入深さ）以上あればよ
くスパッタ法によっても容易に構成できる。
第１図ｂは永久磁石１のまわりに空間を作った状態で超
電導ケース２で覆ったものであり、超電導体ケースが閉
じた空間を作っておればａと同じ効果があり、周囲温度
は永久磁石の大きな熱容量に左右されることなく超電導
体に素早く伝わる効果があり熱変化に対する応答が早く
なるというメリットを有する。
電導ケース２で覆ったものであり、超電導体ケースが閉
じた空間を作っておればａと同じ効果があり、周囲温度
は永久磁石の大きな熱容量に左右されることなく超電導
体に素早く伝わる効果があり熱変化に対する応答が早く
なるというメリットを有する。
第１図ｃは微小な磁石１の囲りを超電導材２で覆ったも
のであり、例えば大きさ１μｍ程度の微小磁石を超電導
薄膜で被ったようなものが構成できる。
のであり、例えば大きさ１μｍ程度の微小磁石を超電導
薄膜で被ったようなものが構成できる。
第２図〜第４図は本発明による感熱磁石の応用例であ
る。
る。
第２図において、磁石１を超電導体２で被覆した感熱磁
石を配置したスイッチSW1を構成する。超電導体の臨界
温度以下では感熱磁石は磁石の性質を示さず、SW1は、
入力端子３と出力端子４を導通状態に保っている。超電
導体の温度が臨界温度以上に上ると超電導体は常電導に
なり感熱磁石は磁石の働きをする。従ってSW1の接片が
駆動され端子３と４の間はオフ状態になる。
石を配置したスイッチSW1を構成する。超電導体の臨界
温度以下では感熱磁石は磁石の性質を示さず、SW1は、
入力端子３と出力端子４を導通状態に保っている。超電
導体の温度が臨界温度以上に上ると超電導体は常電導に
なり感熱磁石は磁石の働きをする。従ってSW1の接片が
駆動され端子３と４の間はオフ状態になる。
このように周囲温度の変化によって、特別なエネルギー
を必要とすることなくスイッチを切り換えることができ
るとともに小型化もでき、また磁石を強力にすることに
よって強力な駆動力を得ることができる。このような感
熱磁石は磁石の強度に応じて、外部からのエネルギーを
必要としないで、直接種々の装置を駆動するのに応用で
きることは明らかである。
を必要とすることなくスイッチを切り換えることができ
るとともに小型化もでき、また磁石を強力にすることに
よって強力な駆動力を得ることができる。このような感
熱磁石は磁石の強度に応じて、外部からのエネルギーを
必要としないで、直接種々の装置を駆動するのに応用で
きることは明らかである。
第３図は第２図にさらに弱い磁石５を追加した構成であ
る。この場合磁石５の磁力は単独ではスイッチSW2をOFF
状態に駆動できない程度の弱さにしておき、感熱磁石が
動作してSW2が駆動されてOFFになった状態においては、
感熱磁石が再び磁気を失なってもSW2をOFFの状態に保持
するに充分な強さに設定される。従って、この場合、周
囲温度が臨界温度以下の状態から臨界温度以上に上ると
SW2はOFFになり、周囲温度が再び臨界温度以下に下って
もSW2はOFFの状態を保持しており、再び強制的にSW2をO
NにしないかぎりOFFの状態に保持する。従ってこのスイ
ッチは感熱ブレーカーの動作をすることになる。
る。この場合磁石５の磁力は単独ではスイッチSW2をOFF
状態に駆動できない程度の弱さにしておき、感熱磁石が
動作してSW2が駆動されてOFFになった状態においては、
感熱磁石が再び磁気を失なってもSW2をOFFの状態に保持
するに充分な強さに設定される。従って、この場合、周
囲温度が臨界温度以下の状態から臨界温度以上に上ると
SW2はOFFになり、周囲温度が再び臨界温度以下に下って
もSW2はOFFの状態を保持しており、再び強制的にSW2をO
NにしないかぎりOFFの状態に保持する。従ってこのスイ
ッチは感熱ブレーカーの動作をすることになる。
第４図は、第３図の例の応用であり、スイッチに流れる
電流が過大になった場合に自動的にOFFになるブレーカ
としての応用例である。第３図と同じ番号は同じ動作を
する部分であり、発熱体６が超電導体に接触して取りつ
けてある（電気的には絶縁されている）。スイッチSW3
を通った電流は発熱体（例えば抵抗）を通して出力端子
４に導かれる。一たび過大電流が流れ発熱体が所定の温
度以上に上ると感熱磁石が動作しスイッチはOFFにな
り、以降補助磁石５によってOFF状態が保持され、再び
強制的に投入しないかぎりOFF状態を保持する。
電流が過大になった場合に自動的にOFFになるブレーカ
としての応用例である。第３図と同じ番号は同じ動作を
する部分であり、発熱体６が超電導体に接触して取りつ
けてある（電気的には絶縁されている）。スイッチSW3
を通った電流は発熱体（例えば抵抗）を通して出力端子
４に導かれる。一たび過大電流が流れ発熱体が所定の温
度以上に上ると感熱磁石が動作しスイッチはOFFにな
り、以降補助磁石５によってOFF状態が保持され、再び
強制的に投入しないかぎりOFF状態を保持する。
このような感熱磁石に応用できる超電導材の臨界温度は
材料の選びかたと、製法によって種々の温度のものが可
能である。
材料の選びかたと、製法によって種々の温度のものが可
能である。
第５図は本発明の感熱磁石の他の実施例を示す図であ
る。第５図において、1,3はほぼ同じ強さの磁石、2,4は
超電導体である。磁石１は第１の超電導体２で周囲が被
覆され、それと密接して磁化の方向を逆方向にした磁石
３が配され、さらにその周囲を第２の超電導体４で被覆
する。ここに用いる超電導体２と４は互いに臨界温度の
異なるものを用いる。例えば４の臨界温度をT1,2の臨界
温度をT2（T1＜T2）とすると、周囲温度ｔがｔ＜T1では
その素子は磁石の性質を示さず、T1＜ｔ＜T2では被覆４
は常電導、被覆２は超伝導を示すから磁石３の性質が現
れ、T2＜ｔでは被覆4,2ともに超電導が破れるが磁石1,3
は互いに逆方向に密接して配置されているため外部には
ほとんど磁束はもれず、再び磁石の性質を失なうことに
なる。従って温度ｔがT1＜ｔ＜T2のときのみ磁石の性質
を持つ感熱磁石ができる。
る。第５図において、1,3はほぼ同じ強さの磁石、2,4は
超電導体である。磁石１は第１の超電導体２で周囲が被
覆され、それと密接して磁化の方向を逆方向にした磁石
３が配され、さらにその周囲を第２の超電導体４で被覆
する。ここに用いる超電導体２と４は互いに臨界温度の
異なるものを用いる。例えば４の臨界温度をT1,2の臨界
温度をT2（T1＜T2）とすると、周囲温度ｔがｔ＜T1では
その素子は磁石の性質を示さず、T1＜ｔ＜T2では被覆４
は常電導、被覆２は超伝導を示すから磁石３の性質が現
れ、T2＜ｔでは被覆4,2ともに超電導が破れるが磁石1,3
は互いに逆方向に密接して配置されているため外部には
ほとんど磁束はもれず、再び磁石の性質を失なうことに
なる。従って温度ｔがT1＜ｔ＜T2のときのみ磁石の性質
を持つ感熱磁石ができる。
第５図に示した実施例では２つの異なる臨界温度の超電
導体と２つの磁石を用いて特定の温度範囲で磁性を示す
感熱磁石の例を示したが、さらに多くの種類の臨界温度
の異なる超伝導材と複数の磁石の組合せで、複数の温度
領域で磁性を示す感熱磁石を構成することができる。
導体と２つの磁石を用いて特定の温度範囲で磁性を示す
感熱磁石の例を示したが、さらに多くの種類の臨界温度
の異なる超伝導材と複数の磁石の組合せで、複数の温度
領域で磁性を示す感熱磁石を構成することができる。
発明の効果 本発明のような構成素子によって、温度変化によって素
子が磁石状態と非磁石状態に切りかわる。従って次のよ
うな効果が期待できる。
子が磁石状態と非磁石状態に切りかわる。従って次のよ
うな効果が期待できる。
（１）素子の周囲磁界がオフからオン（又はオンからオ
フ）に変化する点を検出することによって特定の温度
（超電導材の材料や製法による）を精度よく安定に検出
できる。
フ）に変化する点を検出することによって特定の温度
（超電導材の材料や製法による）を精度よく安定に検出
できる。
（２）素子の温度が超電導臨界温度より低い温度から臨
界温度より高い温度に変化すると素子内部の磁石のエネ
ルギーを被覆外より利用することができる。例えば臨界
温度より低い温度から臨界温度より高い温度に変化する
とその変化時に磁気エネルギーが被覆外に取り出せ、磁
石を強力なものにしておくと温度変化によって電力源な
しで大きな仕事をさせることができる（例えばソレノイ
ドと同じ動作）。
界温度より高い温度に変化すると素子内部の磁石のエネ
ルギーを被覆外より利用することができる。例えば臨界
温度より低い温度から臨界温度より高い温度に変化する
とその変化時に磁気エネルギーが被覆外に取り出せ、磁
石を強力なものにしておくと温度変化によって電力源な
しで大きな仕事をさせることができる（例えばソレノイ
ドと同じ動作）。
（３）臨界温度の異なる２種以上の超電導材と複数の磁
磁の組合せで特定の温度範囲でのみ磁性を示す感熱磁石
をつくることができる。
磁の組合せで特定の温度範囲でのみ磁性を示す感熱磁石
をつくることができる。
第１図は本発明による感熱磁石の種々の実施例を示す断
面図、第２図，第３図，第４図は感熱磁石の応用例を示
す構成図、第５図は本発明の感熱磁石の他の実施例を示
す断面図である。 １……磁石、２……（超電導材の）被覆。
面図、第２図，第３図，第４図は感熱磁石の応用例を示
す構成図、第５図は本発明の感熱磁石の他の実施例を示
す断面図である。 １……磁石、２……（超電導材の）被覆。
Claims (4)
- 【請求項１】磁石の周囲を超電導材料で被覆し、超電導
臨界温度以下の温度で磁界を前記被覆外に放出せず、臨
界温度以上の温度で前記被覆外に磁界を放出するように
した感熱磁石。 - 【請求項２】第１の磁石を、臨界温度T1の超電導材で被
覆し、この第１の被覆された磁石と強さがほぼ同じで磁
化の方向の異なる第２の磁石を前記第１の磁石に密接さ
せ、前記第1,第２の磁石を臨界温度T2（T2＜T1）の超電
導体で被覆したことを特徴とする感熱磁石。 - 【請求項３】磁石の周囲を超電導材料で被覆し、超電導
臨界温度以下の温度で磁界を前記被覆外に放出せず、臨
界温度以上の温度で前記被覆外に磁界を放出する感熱磁
石と、磁界の有無によって動作する可動物とを有し、前
記臨界温度以下の状態と前記臨界温度以上の状態で前記
可動物が異なる状態に駆動されることを特徴とするスイ
ッチ装置。 - 【請求項４】第１の磁石を、臨界温度T1の超電導材で被
覆し、この第１の被覆された磁石と強さがほぼ同じで磁
化の方向の異なる第２の磁石を前記第１の磁石に密接さ
せ、前記第1,第２の磁石を臨界温度T2（T2＜T1）の超電
導体で被覆した感熱磁石と、磁界の有無によって動作す
る可動物とを用い、前記臨界温度以下から臨界温度以上
に変ったとき又は以上から以下に下がったときに前記可
動物が異なる状態に駆動されるとともに、その状態が保
持され再び臨界温度以下に下がっても又は臨界温度以上
に上がっても一度変化した状態に保持されることを特徴
とするスイッチ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24516087A JPH0738341B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 感熱磁石およびこれを用いたスイッチ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24516087A JPH0738341B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 感熱磁石およびこれを用いたスイッチ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6489301A JPS6489301A (en) | 1989-04-03 |
| JPH0738341B2 true JPH0738341B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=17129505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24516087A Expired - Lifetime JPH0738341B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 感熱磁石およびこれを用いたスイッチ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738341B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH082903Y2 (ja) * | 1988-05-09 | 1996-01-29 | 株式会社トーキン | 温度スイッチ |
-
1987
- 1987-09-29 JP JP24516087A patent/JPH0738341B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6489301A (en) | 1989-04-03 |
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