JPS609643B2 - 温度センサ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温度センサーに係わるものであり、特に感温体
としてキュリー点近傍で飽和磁化および透磁率が急激に
変化する非品質磁性合金を用いた温度センサーに関する
ものである。

従来から感温磁性材料は炊飯の温度スイッチなどの温度
センサとして広く用いられている。

これは例えば第１図ａに示す如く熱センサとして用いる
磁心１を励磁し、ＮＬ巻線に謙起する電圧がキュリー点
以上で消失する性質を利用して設定温度の検出あるいは
回路保護などを行うためのものである。なお第１図ｂは
動作を示し、ｔｓは磁心１の温度がキュリー点となった
時を示す。この種の感温磁性材料として要求される特性
は、一般に飽和磁束密度が大きく、温度に対する飽和磁
束密度、保磁力、透磁率の値が設定温度で急変し、かつ
熱応答の遠いものが望ましい。設定温度としては通常材
料のキュリー点を利用する。従って材料の組成を変える
ことにより種々のキュリー点が得られることが望ましい
。従来、この種の感温磁性材料としては、一４０℃〜十
１５０午０のキュリー点を有するフェライトが用いられ
ている。しかしフェライトの磁束密度はせし、ぜし、５
５０鷹と小さく、キュリー点近傍の透磁率もせいぜい１
皿Ｈｚで７０００程度であり、このためにキュリー点で
の透磁率の変化が小さいものとなっていた。またフェラ
イトは熱伝導率が小さいため、熱応答が遅いという欠点
もある。また近年結晶構造を持たない非晶質金属が種々
の興味ある特性を有することから注目されている。

特にその磁気的性質が高い飽和磁化、高い透磁率、小さ
な保磁力を示すことから新規な軟質滋性材料としてその
応用が期待されている。これらの非晶質合金は、例えば
溶融した母合金を約１び℃／秒以上の冷却速度で急冷す
ることにより得られるものである。このうち遷移金属と
してＦｅまたはＣｏを主成分とし、半金属元素を含む非
晶質合金は磁性を示し高飽和磁化、高透磁率を有するこ
とが知られている。しかし非晶質合金は準安定状態であ
るため、一般に結晶化温度よりもかなり低い一定の温度
以上の加熱によりその特性が変化する。たとえば上司Ｆ
ｅあるいはＣｏを主成分とする非晶質合金では３００℃
以上の温度に長時間さらされると徐徐に結晶化が進行し
、機械的にもろくなってしまい非晶質合金特有の柔軟性
が矢なわれてしまう。またキュリー点が比較的高い非晶
質磁性合金では３００ｑｏ以下の温度で加熱されても透
磁率が著しく低下し、保磁力が増大するなど欧質磁気特
性が劣化するため感温体としては適さない。本発明はこ
のような点を鑑みなされたもので、繰り返しの使用に対
しても、迅速かつ確実に応答する温度センサーを提供す
ることを目的とするものである。からなる非晶質合金を
感温磁性材料として用いたことを特徴とする温度センサ
ーである。

つまり本発明は結晶構造を持たず準安定状態である非晶
質合金が特定温度（キュリー点）近傍までの加熱により
、その特性が変化する事に着目し、特に本発明の組成に
係る非晶質合金が、キュリー点近傍で透磁率および磁束
密度が大幅に変化し、さらに繰り返しの使用に対しても
迅速かつ確実に応答する感溢性を有することを見し、出
したものである。

本発明に用いる上記組成の非晶質磁性合金は磁束密度が
大きく、磁束密度および透磁率がキュリー点近傍で大き
く変化し繰り返しの使用に対しても、迅速かつ確実に応
答する。

なお本発明において、Ｃｒは熱的安定性を向上させ、さ
らに応答温度、つまりキュリー点を調整するのに有効な
元素であり、その量が０．０５未満では熱的安定性など
本発明効果を充分に発揮することができず、また０．２
０を越えると非晶質化が困難となる。

×は非晶質化に不可欠な元素であり、本発明の範囲外で
は非晶質化が困難となる。

さらにＸとして特にＢもしくはＢ十Ｓｉを用いた場合に
は製造上における非晶質化が容易となり、また熱的安定
性の向上、磁気特性の改善が画れるというものである。
さらに本発明において、好ましくはキュリー点が２００
午０以下になる如く組成を選択する事により繰り返しの
使用における熱的安定性、透磁率および磁束密度のキュ
リー点における変化が著しく大きい事が見いだされた。

以下本発明を具体的実施例を用いて詳細に説明する。実
施例 １ 第１表に示す組成から成る厚さ３０仏のの非晶質合金を
双ロール法を用いて作製した。

その一部を切り取り４００℃で１０分歪取り焼鎚後試料
振動型磁力計（ＶＳＭ）を用いて磁化の温度変化を測定
し、キュリー点（Ｔｃ）を求めた。このＴｃおよび仏．
〆のＴｃ近傍における値を求めた結果を合わせて第１表
に示す。仏，ｏｋの室温からＴｃまでの温度サイクルの
実験を行なった結果、Ｔｃが２００ｑｏ以下となる組成
の非晶質合金ではＴｃの変化および仏′，ｏｋの劣下が
事実上認められなかった。第１表＊△Ｔ：ム′ ，ｏｋ
の最大値を示す温度とキュリー点の温度差実施例 ２（
Ｆｅｏ．８ＮｉＭＣｒｏ．，ｏ）方Ｓｉ，ｏＢ５から成
る厚さ３０仏肌の非晶質合金を双ロール法を用いて作製
した。

その一部を切り取り直径２伽のセラミックボビンに２０
回巻いて１ぴだの直流磁場の下における磁束密度の温度
変化を測定した。その結果を従来の感温フェライト（曲
線ｂ）と比較して第２図に曲線ａとして示す。この結果
本発明に係る非晶質合金は飽和磁束密度が大きく、Ｔｃ
近傍での磁束の温度変化が大きいことがわかる。以上の
如く本発明に用いる非晶質磁性合金はキュリー点近傍の
透磁率の温度変化が大きく、かつその変化の温度領域が
狭いため急峻に透磁率を変化させられること、飽和磁化
が大きくかつＴｃ近傍でのその変化が急峻であること、
そして金属材料でしかも薄板であるために熱伝導が大き
く熱応答が遠いこと、さらには組成、特にＣｒ量を調整
することにより容易にキュリー点を変化させることが出
来、設定温度を２００℃以下の自由な温度に変えられる
ことなど優れた感温特性を有し、このような感温磁性材
料を用いた本発明温度センサーは、繰返しの使用に対し
ても、迅速かつ確実に応答するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は感温磁性材料を磁心に用いて温度制御を行う際
の構成例を示す原理図、第２図は１のｅの磁場の下にお
ける飽和磁束密度の温度変化を示す曲線図。 繁・図 繁２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （（Ｔ＿１＿−＿ｄＮｉ＿ｂ）＿１＿−＿ａＣｒ＿
   ａ）＿１＿０＿０＿−＿ｚＸ＿ｚただしＴ＝Ｆｅ、Ｃｏ
   の少なくとも１種Ｘ＝Ｐ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉの少なくとも１
   種 ▲数式、化学式、表等があります▼ からなる非晶質合金を感温磁性材料として用いたことを
   特徴とする温度センサー。 ２ 特許請求の範囲第１項において、ＸがＢまたはＢと
   Ｓｉ（ただしＳｉは２５原子％以下）である事を特徴と
   する温度センサー。