JPS6244351Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は永久磁石と感温磁性体と感磁性半導体
とで温度検出を行なうようにした感温素子に関す
る。

永久磁石と感温磁性体とリードスイツチとを組
合せた感温素子は安価でかつ高い信頼性をもつて
いるので多くの産業分野に使われている。しかし
リードスイツチの構造からくる欠点がある。すな
わち接点部をガラス管で封入する構造であるため
ガラス割れを発生させないよう製造時および使用
時の取扱いに注意を払わねばならず、チヤタリン
グが発生してノイズの原因となり、また小型化に
も限界がある。

本考案は上述の欠点を解決した、取扱い容易
な、ノイズ発生のない小型の感温素子を提供しよ
うとするもので、永久磁石、感温磁性体および感
磁性半導体を組合せたことを特徴とする。

以下、図面にもとづいて本考案の実施例を説明
する。

第１図は本考案の原理を説明するための図で、
棒状永久磁石１の両磁極面にＬ字形状の感温磁性
体３，３の一端部をそれぞれ接合し、感温磁性体
３，３の他端部の端面は所定間隔をおいて互いに
対向するように組立て、対向端面間に感磁性素子
２を配設した構成である。感磁性素子２としては
ホール素子、磁気抵抗素子、ホールIC、マグネ
トダイオード等がありいずれを利用しても良い
が、ここではホール素子を例にとつて機能を説明
する。

ホール素子は、第２図に示すように素子に供給
される電源電流に対して垂直な方向に加えられる
磁束密度Ｂとホール効果により生ずるホール電圧
Ｖ_Hとの間に直線的関係がある。第１図に示した
感温磁性体３の温度がそのキユリー点未満の時永
久磁石１からの磁束は感温磁性体３を通るので、
ホール素子２に作用する磁界の強さが大で第２図
に示すように磁束密度Ｂ_Lに対応して高いホール
電圧Ｖ_HLが得られる。周囲温度が上昇して感温磁
性体３がそのキユリー点に達すると常磁性を呈す
るので、永久磁石１によつてホール素子２に作用
する磁束密度は、第２図にＢ_Hで示すように小と
なり得られるホール電圧はＶ_HHで示すように急激
に低下する。周囲温度が低下し感温磁性体３がキ
ユリー点未満になり強磁性体に戻ると再びホール
電圧Ｖ_HLが得られる。したがつて温度とホール電
圧の関係が第３図に示すように変化することにな
り、この電圧変化を検出することにより温度Ｔ_c
を被検出温度とする温度検出素子として使用でき
る。

第４図および第５図は永久磁石と感温磁性体と
の組立体を二組用いた本考案の一実施例の構成お
よび特性を示す図である。

第４図において、永久磁石４の両磁極面に接合
された略Ｌ字形の感温磁性体５，５のキユリー点
をＴ_c1とし、永久磁石６の両磁極面に接合された
略Ｌ字形の感温磁性体７，７のキユリー点をＴ_c2
としている。また、感温磁性体５，５の対向端部
と感温磁性体７，７の対向端部とを近接させると
ともに、両対向端面間に介在するように感磁性素
子２を配設している。更に、永久磁石４と６と
は、周囲温度がキユリー点Ｔ_c1，Ｔ_c2より低い時
感磁性素子２を通過する磁束が互に打消し合うよ
うに配列している。

感磁性素子２がホール素子の場合、第５図に示
すように特定温度範囲でのみ高いホール電圧Ｖ_HM
を示す。すなわちＴ_c1＜Ｔ_c2の時、低温側感温磁
性体５のキユリー点Ｔ_c1未満の低温域では、ホー
ル素子２の第４図中左側の部分で低温側感温磁性
体５を介して図中下向きに作用する永久磁石４か
らの磁束により正方向の電圧が発生すると仮定す
ると、図中右側の部分では高温側感温磁性体７を
介して図中上向きに作用する永久磁石６からの磁
束により逆方向の電圧が発生し、その大きさはほ
ぼ等しいのでホール素子２の電圧端子にはその僅
かな電圧差だけが生じる。温度が上昇して低温側
感温磁性体５のキユリー点Ｔ_c1以上かつ高温側感
温磁性体７のキユリー点Ｔ_c2未満の中温域では、
低温側感温磁性体５は常磁性体となるので永久磁
石５からの磁束はホール素子２に作用しない。一
方、高温側感温磁性体７が強磁性を呈しているの
で、ホール素子２の第４図中右側の部分だけに図
中上向きの磁束が作用して電圧Ｖ_HMが発生する。
さらに温度が上昇して高温側感温磁性体７のキユ
リー点Ｔ_c2以上に達すると、すべての感温磁性体
は常磁性を呈してホール素子２には磁界が殆んど
作用せずホール電圧は発生しない。このような素
子は、電圧Ｖ_HMを検出することにより特定の温度
領域でのみ動作あるいは不動作状態を維持するこ
とが要求される機器の帯域動作型温度検出素子と
して最適である。

第６図は感磁性素子の他の一例、MOSホール
ICの特性を示し、これを用いて第１図の感温素
子を構成した場合の特性を参考例として第７図に
示す。この素子は、感温磁性体３のキユリー点Ｔ
_Cをこえる温度域で直流出力電圧Ｖ_pが高くなる。

以上説明したように、本考案による感温素子は
リードスイツチを使用しないので堅牢で取扱い易
く、小型で、高い信頼性を持つ長寿命の感温素子
である。ところでこの感温素子の動作温度範囲は
勿論、感磁性半導体の使用温度範囲に限られるが
近年その温度特性の平坦なものや容量の大きいも
のが開発されており、従来の感温素子より性能、
寸法、価格などの点で優れた感温素子が提供でき
る。

なお、本考案は実施例に限定されるものではな
く、感温磁性体と永久磁石との組立体の数は任意
であり、永久磁石の磁極方向や感温磁性体のキユ
リー点等も種々変更可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の動作原理を説明するための感
温素子の一構成図、第２図はホール素子の特性
図、第３図は第１図の素子にこのホール素子を用
いた場合の動作特性の一例、第４図および第５図
はそれぞれ本考案の第１の実施例を示す構成図お
よび動作特性図、第６図及び第７図はそれぞれ感
磁性素子の他の特性図およびそれを用いた感温素
子の動作特性図である。 図中、１，４，６は永久磁石、２は感磁性素
子、３，５，７は感温磁性体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 棒状永久磁石の両磁極面にそれぞれ略Ｌ形の感
   温磁性体の一端を接合し、これら感温磁性体の他
   端部の端面を所定間隔をおいて対向させた組立体
   を少なくとも２組有し、前記感温磁性体は組立体
   毎にキユリー点が異つており、しかも前記各組立
   体の所定間隔の対向部を隣接配置すると共に、各
   組立体の前記対向部に一部ずつ介在するように一
   つの感磁性半導体を配設し、しかも各組立体の磁
   石により前記感磁性半導体を通過する磁束が、前
   記感温磁性体の各キユリー点より低い雰囲気下で
   は互いに打消し合うように構成したことを特徴と
   する感温素子。