JPS5823159Y2 - 感温リ−ドスイツチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、飽和磁束密度が温度上昇とともに減少し、
キュリ一温度近傍において、その減少が著しく、やがて
磁性を失って常磁性体となる特性を有する感温磁性体に
よって、磁束の発生源である永久磁石からの磁束を制御
し、リードスイッチへの磁界の強さ、分布を変えること
により、接点をオン・オフさせる感温リードスイッチに
関するものである。

。感温リードスイッチは、ガラス管に接点部を封入した
リードスイッチ本体を用いるため、バイメタルなどに比
較して、接点摩耗、経年変化などが少なく、信頼性が高
い点が特徴である。

しかし、接点が動作したときの温度と、復帰した時の温
度との差、いわゆる温度ヒステリシスがバイメタルや液
体膨張式の温度スイッチなどに比して小さく、シたがっ
て、制御温度精度において優れているとはいうものの、
接点開閉の回数が非常に多くなる。

これは、結局、接点消耗、接触抵抗の変動などをもたら
し、やがて開離不良などの障害をともなう。

そこで、温度精度の許可範囲ならば、オン・オフ回数が
少なくなるように温度ヒステリシスの大きいものが選択
されるようになった。

これは接点寿命年数が長くなる点で有利である。

そこで、実公昭５１−２６２７９号にみられるような感
温リードスイッチが開発されたが、こ・では温度ヒステ
リシスを大きくすると、動作温度にバラツキが生ずると
いう問題を含んでいる。

そこで、改めて、感温リードスイッチの原理に戻って温
度ヒステリシスにつき考察を加えてみた。

第１図は感温磁性体である感温フェライトの温度と飽和
磁束密度の関係を示す図であり、温度上昇とともに飽和
磁束密度が減少し、キュリレ温度近傍においてその減少
が著しく、やがて磁性を失って常磁性体となることを示
している。

この特性は再現性を有し、温度下降に際しては温度上昇
の場合の道順を呈する。

第２図は、リードスイッチのアンペアターン（以下ＡＴ
と称す）特性を示す図で、リードスイッチのノード軸方
向に磁界をかけ、その強さを徐々に強くしていくと接点
がオフからオンに切換わるが、この時の磁界の強さをプ
ルインアンペアターン（以下ＰＩと称す）といい、２１
以上の磁界をかけてもオン状態を持続するが、一方、接
点のオン状態から磁界の強さを徐々に弱める時、ＰＩま
で磁界が弱くなってもオン状態に変化がなく、さらに磁
界を弱めないとオフ状態にならないが、この時の磁界の
強さをドロップアウトアンペアターン（以下り。

と称す）というものであって、ＤＯ以下に磁界を弱めて
もオフ状態が持続されるのである。

このＰＩとＤｏとの差をディファレンシャルアンペアタ
ーン（以下ｄＡＴと称す）という。

このｄＡＴが温度ヒステリシスと密接な関係を有するの
である。

第３図は、感温リードスイッチの従来例の代表的なもの
を示しており、図において、符号１は感温フェライト、
２はリードスイッチ、２−ａおよび２ｂはリード片、３
および４は永久磁石であり、感温フェライト１と永久磁
石とは円筒状をなしており、感温フェライト１及び永久
磁石３および４の内径、外径はほは゛同一寸法のものが
用いられている。

このような感温リードスイッチは第４図のような動作を
なす。

こ・で第４図ａは感温フェライト１の温度が動作設定温
度より低く、接点がオン、第４図すは感温フェライト１
の温度が動作設定温度より高く、接点がオフの状態にな
ることを示している。

温度上昇にともないリードスイッチ２の接点部を軸方向
に通過する磁束量が減少し、ＤＯに達すると接点がオン
からオフとなる。

次に温度下降にともないリードスイッチ２の接点部を軸
方向に通過する磁束量が増大し、ＰＩに達すると接点が
オフからオンとなる。

接点がオンからオフになるときの温度を動作温度、接点
がオフからオンになるときの温度を復帰温度とすると、
この温度差が温度とヒステリシスである。

以上の説明から、リードスイッチのｄＡＴと温度ヒステ
リシスとの間には密接な関係があることが理解されよう
。

このことから、ｄＡＴの大きいリードスイッチを使用す
れば、温度ヒステリシスの大きい感温リードスイッチが
得られる。

しかし、いくらでも大きいｄＡＴのものが得られるとい
うものではなく、また、必要とする温度ヒステリシスに
対応するｄＡＴを有するリードスイッチを選択するにし
ても、その供給量に限界があるので、ｄＡＴを選別して
温度ヒステリシスの大きい感温スイッチを得るにほおの
づから制限がある。

この考案は、容易に得られる領域のｄＡＴのリードスイ
ッチを用いて、動作温度のバラツキが少く、温度ヒステ
リシスの大きい感温リードスイッチを提供しようとする
ものである。

以下、この考案を第５図の実施例にもとづいて具体的に
説明する。

図において符号１は円筒状の感温フィライトである。

２は接点部が対向するように長さ方向において接点部で
重なるように配置された一対のリード片２−ａ、２−ｂ
を有するリードスイッチである。

前記リードスイッチ２に沿って前記一対のリード片の一
方のリード片２−ａに対応する位置には、第１の円筒状
永久磁石３が配置され、前記リードスイッチ２に沿って
一対のリード片の他方のリード片２−ｂに対応する位置
には、前記第１の円筒状永久磁石３と内径、外径がほは
゛同一寸法であり、かつ、同一磁極方向をもった第２の
円筒状永久磁石４が配置されている。

前記第１および第２の円筒状永久磁石３，４の間には、
該永久磁石３，４と磁気的に結合され、かつ、前記リー
ドスイッチ２に沿って前記一対のリード片２−ａ、２ｂ
にわたって前記円筒状感温フェライト１が配置されてい
る。

こ・で、前記円筒状感温フェライト１、第１の円筒状永
久磁石３及び第２の円筒状永久磁石４の外径は、はぼ同
一寸法に形成し、内径は、円筒状感温フェライト１の方
を前記両永久磁石３及び４よりも大きく形威し、前記結
合部において内段差５が生じるように構成されている。

以上のような構成のものは、従来のような感温フェライ
ト１、永久磁石３，４の内外径がほぼ同一寸法のものに
比較して磁束量、分布が異なるのは当然のことといえる
。

本考案と従来の感温リードスイッチにおけるｄＡＴと温
度ヒステリシスの関係は、第７図にみられる通りである
。

この図によれば、例えばｄＡＴが２０〜２Ｓ ＡＴのリ
ードスイッチを使用した時、従来例のものでは、３．２
〜３．９℃の温度ヒステリシスのものが得られるのに対
し、この考案によるとＧＡＰ（内段差）＝Ｑ、５ｍ／ｍ
のもので約５．１〜６．５℃のものが、内段差＝ｌ、Ｑ
ｍ／ｍで約７．５〜９．５℃のものが得られる。

このように、本考案によれば、感温フェライトの内径を
永久磁石の内径よりも大きくして内段差がつくように構
成するだけで通常容易に得られる領域のｄＡＴのリード
スイッチを用いても、温度精度の許可範囲内で相当大き
な温度ヒステリシスの感温リードスイッチが得られる。

第６図は本考案による他の一実施例であるが、内段差５
部分に非磁性体６を入れたものであり、内径を整え接着
剤等の流れ込み性等を改善したものであるが、動作特性
は第５図のものと同一である。

【図面の簡単な説明】

第１図は感温フェライトの温度〜磁気特性を示す図、第
２図はリードスイッチのＡＴ特性を示す図、第３図は従
来例の感温リードスイッチの概略縦断側面図、第４図ａ
およびｂは従来例の動作原理説明図、第５図はこの考案
の一実施例を示す概略縦断側面図、第６図はこの考案の
他の実施例を示す概略縦断側面図、第７図はこの考案の
ＧＡＰをパラメータに取った温度ヒステリシスとｄＡＴ
との特性図である。 １・・・・・・感温フェライト、２・・・・・・リー
ドスイッチ、２ａ、２−ｂ・・・・・・リード片、３，
４・・・・・・永久磁石、５・・・・・・内段差、６・
・・・・・非磁性体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 接点部が対向するように長さ方向において接点部で重な
   るように配置された一対のリード片を有するリードスイ
   ッチと、該リードスイッチに沿って上記一対のリード片
   の一方に対応する位置に配置された第１の円筒状永久磁
   石と、上記リードスイッチに沿って一対のリード片の他
   方に対応する位置に上記第１の円筒状永久磁石と内・外
   径がほは゛同一寸法で、かつ、同一磁極方向をもって配
   置された第２の円筒状永久磁石と、上記第１および第２
   の円筒状永久磁石の間で磁気的に結合され、かつ、上記
   リードスイッチに沿って上記一対のリード片にわたって
   配置された円筒状感温フェライトとを有する感温リード
   スイッチにおいて、上記円筒状感温フェライトの内径が
   上記第１および第２の円筒状永久磁石の内径よりも大き
   く形成され上記結合部に内段差が生じるようにしたこと
   を特徴とする感温リードスイッチ。