JPS60260468A - 複合感温フエライト材料 - 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】 ■　発明の背景 技術分野 本発明は、複合感温フェライト材料に関し、さらに詳し
くは、複数のキュリ一点の異なるフェライトの板状体を
積層して一体化してなる複合感温フェライト材料に関す
る。

先行技術とその問題点 フェライＩ・のキュリ一点を利用した、いわゆる感温フ
ェライトが知られており、各種温度センサーとして用い
られる。

例えば、感温リードスイッチ（特公昭５〇−４０２３１
号、特公昭５８−４０８０９号等・）、温度表示装置（
／実公昭４０−３０８７２号、特開昭５４−８５０８０
号等）、感熱弁（実公昭５７−９５７０号等）などであ
る。

これらのうち、特に感熱弁等、設定温度にて機器を機械
的ないし電磁気的に作動させる温度アクチュエータとし
ては、シャワーの湯量調節等、所定温度帯域にて、Ｉ！
１！統的に温度に応した作動を行う心安があるものがあ
る。

しかし、感温フェライトは、キュリ一点の近傍において
磁束密度の急激な変化を示すので、午独では、単一温度
での開閉動作しかおこなわない。

これに対し、実公昭５７−９５７０号に記載された弁は
、複数のキュリ一点の異なるフェライ］・を、別個独立
に配置し、各フェライトの温度に応じた作動によって複
数の弁座を閉しるものであり、ステンプ状の開閉動作で
あるので、温度の微調整がむずかしく、微調整を行うた
めにはＪＴが複雑な機構となり、かつ大型化してしまう
という欠点がある。

この場合、複数のキュリ一点の異なるフェライトを貼り
合わせ一体化し、この一体化体の磁場中での温度に応じ
た作動により、流量を調整することもできるが、このと
きもステンブ状の流量調整であるので、同様の欠点があ
る。

＋１　発明の目的 本発明の目的は、特に温度アクチュエータとして用いた
とき、所定温度帯域にて連続的な温度検知と作動とを行
うことができる複合感温フェライＩ・材料を提供するこ
とにある。

このような目的は、下記の本発明によって達成される。

すなわち本発明は、 複数のキュリ一点の異なるフェライトの板状体を積層一
体化して焼成してなる複合感温フ。

ライト材料において、 材料全体として、各板状体の固有の磁束密度の温度特性
が実質的に消失し、連続的な磁束密度の温度変化が発現
するように、板状体間に成分拡散を生じさせたことを特
徴とする複合感温フェライト材料である。

■　発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明の複合感温フェライト材料は、キュリ一点の異な
るフェライ（・の板状体を積層して・体化してなる。

各板状体を構成するフェライト材料は、Ｍｎ系、Ｎｉ−
Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｃｕ−Ｚｎ系等公知の種々のソフトフェ
ライト組成が使用できる。

この場合、フェライトのキュリ一点は、主成分の種類と
その比率によって定まるものである。

例えば、Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎ系、 ＭｎＯＺｎＯＦｅ２　０３　Ｘ Ｚ （ただし、ｘ＋ｙ＋Ｚ＝ｌｏｏ） では、キュリ一点Ｔｃ（”Ｃ）は、下記で与えられる。

Ｔｃ＝　１　２　．８　（ｘ−２ｚ／３）−３５８そし
て、このような式は、他のｌＡＩ成においｒも知られて
おり、これらから任Ｕのキコリー人２・をもつフェライ
ト組成が決定される。

なお、これら各フェライト組成は、公知の種々の不純物
を含有するものであってよい。

各界なるキュリ一点をもつフェライ］・の板状体を作製
するには、種々の方法によればよいが、本発明の複合材
料の作製が容易となる心、では、バインダーと混合した
シートとすることが好ましい。

この場合、パインターとしては１種々の樹脂が可能であ
るが、例えばポリヒニルプチラール、エチルセルロース
等かｔｌｆ適である。　そして、へインター混合比は３
〜１０％程度とする。

なお、シートの作製は常Ｉノ、に従えばよい。

この場合、シート作製に際して、スラリー化に用いる溶
剤はトルエン、キシレン、インプロピルアルコール等が
好適である。　そして、スラリ−粘性が１０００〜３０
００ｃｐ程度になるよう、用いる粉体、バインダーに応
じて溶剤源１Ｋを選定する。　フェライト粉体では、添
加量を、材料の３０〜６０％とするのが良い。

そして、このスラリーから常法に従いシートを作製する
。

このような板状体は、通常、０．１〜２ｍｍ程度の厚さ
とされる。

用いる複数のフェライト板状体は、必要とされる検知温
度範囲を包含する温度範囲内にて、それぞれ、異なるキ
ュリ一点をもつように選択される。

この場合、キュリ一点の分ｌｒｉ＠囲は、通常、検知温
度範囲の−２０〜−５０℃から、＋２０〜＋・５０℃程
度とする。　そして、各フェライト板状体のキュリ一点
は、通常、２〜５°Ｃづつ異なるようにする。

このような各フェライト板状体は、通常、キュリ一点の
高低の順に配置され、積層一体化される。

この場合、各フェライト板状体の厚さおよび充填率は、
互いに同一であっても、異なっていてもよい。

各フェライト板状体の積層一体化は、後述の成分拡散が
生じるように行われる。

すなわち、焼成による一体化を行うことになる。

上述のように板状体は、好ましくはフェライトとバイン
ダーとの混合物からなるシーＩ・から構成されるので、
このときには、各板状体の積層物を熱ローラー中で加熱
融着し、さらに必要であれば、こののち熱処理を行えば
よい。

このような加熱融着は、５００〜１２００℃にて行えば
よい。

焼成によって板状体間には、成分拡散が生じる。　その
結果、複合材料全体の磁束密度（特に飽和磁束密度）の
温度特性を測定したとき、特性曲線北には、第１図に曲
線ａとして示されるように、各、板状体に固有のキュリ
一点（Ｔｃ１　、Ｔｅ３　、Ｔｃ３　、Ｔｃ４　）に基
づ、〈ステップ状の肩部で特徴づけられる温度特性が実
質的に消失し、なだらかな直線に近い連続的な特性曲線
をえかくようになる。

これに対し、上記の各板状体を単に貼りあわせたときに
は、第１図に曲□線ｂ、として示されるように、各板状
体のキュリ一点（Ｔｃ１　。

Ｔｃ２　、Ｔｃ３　、Ｔｃ４　）における飽和磁束密度
の急しゅんなステップ状変化が重畳したステンプ状ない
し折れ線状の特性曲線をえかくも−のである。

そして、このときには、アクチュエータとしてステップ
状の温度検知と作動とを行うことに・なる。

このような場合、本発明の複合材料では、特性曲線の傾
きは、検知温度範囲において、−１０〜−５００Ｇ／℃
とすることができる。

また、傾きの変動巾は、検知温度範囲内で、３０％以下
とすることができる。

このような磁性密度の温度特性は、複合材料全体として
、マクロに発現すればよいものであって、例えば、板状
体の積層方向と直角な方向に磁化を行って、板状体の厚
さよりも格段と小さい分解能で磁束変化を測定したとき
、板状体の中央部が固有の温度特性を保持しているか否
かは問わないものである。

このようなミクロな視野での磁束密度の温度特性は、板
状体間の成分拡散の進行度合に依存するものである。′ そして、成分拡散の進行度合が低く、各板状体の中央部
が、板状体固有のキュリ一点を保持していても、複合材
料全体としては、上記したようななだらかな温度特性を
もっことがあ　、′る。

このような場合には、板状体の積層方向と直角な方向に
磁化を行って、ホール素子などの分　□解能の高いセン
サを用いれば、複合材料の積層方向と直角な方向の磁場
印加に対し、その磁化の変化を場所的に把えることがで
き、いわゆるデジタル的な温度検知が可能となる。

この場合でも、材料全体として、前記の磁束密度の温度
特性が発現すればよし１ものである。

他方、成分拡散の進行度合が高くなり、各板状体の中央
部が、板状体固有のキュｌＪ、＋７．を保持しなくなる
こともあるが、この場合でも、前記した材料全体として
のなだらかな温度特性を示すかぎり、なんら不都合はな
し）。

■　発明の具体的作用効果 本発明の複合材料は、材料全体として、磁束Ｆ：ｆ、７
　ｆｆｆ７・ｆ三７そ、−４ｄりｔで・４′ちり・イ・
カーブをもつので、温度アクチュエータとして用いたと
き、必要な検知温度範囲において、温度に応した連続的
な作動を行うことができる。

第２図、第３図には、温水シャワーの感熱弁に本発明の
材料を用いぢ例が示される。

両図において、温水の流路３中には、弁筺路４が形成さ
れる。　そして、弁筺路４には永久磁石２が配置され、
この磁界内に、弁筺路を直行して移動可能なように本発
明の複合材料１が配置される。

いま、流路３中の水温が検知温度範囲より低いときには
、複合材料ｌは、永久磁石２に吸引され、弁筺路４を閉
塞する。

水温が上昇し、検知温度範囲内となると、複合材料ｌは
、永久磁石２からの引力と、重力のバランスで、弁筺路
４を所定長開閉するものである。

この他、温度アクチュエータしては５種々の態様での使
用が可能である。　そして、このような機械的な作動の
みでなく、複合材料の゛市磁気的信号の変化を用いて他
の部材を作動させてもよい。

さらには、前記したように、各板状体の中央部に成分拡
散が生じていないときには、デジタル的な検知も可能で
ある。

本発明者らは、本発明の効果を確認するため種々の実験
を行った。

以下にその１例を示す。

実験例 ＭｎＯＺｎＯＦｅ２　０３　Ｘ Ｚ （ｘ＋ｙ＋ｚ＝ｌｏＯ） において、ｘ、ｚを変更し、Ｔｃ＝０　、３　。

５．８，１０，１３．１５．１８，２０゜２３．２５，
２８，３０，３３．３．５，３８゜４０．４３，４５，
４８，５０，５３，５５゜５８．６０℃の２５個のシー
トをえた。

各シートは、ポリヒニルブチラール（ＰＶＢ）およびエ
チルセルロース（ＥＣ）をパインターとし、バインダー
混合比は、ＰＶＢ３．５％、ＥＣ１，５％とし、厚さは
、１．０ｍｍとした。

これら各シートを８０℃で熱融着し、その後、焼成して
、本発明の複合材料とした。

この複合材料の飽和磁束密度の温度特性曲線は、その傾
きが１０℃〜５０℃において、３５〜６５Ｇ／’Ｃ！で
あり、またその変動率は３０％であった・ これを第２図、第３図に示される弁にとりつけたところ
、きわめて良好な湯温調節を行うことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の複合感温フェライ］・材ネ４の飽和
磁束密度の温度変化を説明するためのグラフであり、第
２図および第３図は１本発明の複合感温フェライト材料
を用いた温度アクチュエータを説明するための断面図で
ある。 ｌ・・・・複合感温フェライト材ネ；１゜２・・・・永
久磁石。 ３・・・・流路。 ４・・・・弁筺路 出願人　ティーディーケイ株式会ン＋ 代理人　弁理−ト　石　ノ］　陽 第１図 溢　崖 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１’）　Ｉ数のキュリ一点の異なるフェライトの板状
   体を積層一体化して焼成してなる複合感温フェライト材
   料において、 材料全体として、各板状体の固有の磁束密度の温度特性
   が実質的に消失し、連続的な磁束密度の温度変化が発現
   するように、板状体間に成分拡散を生じさせたことを特
   徴とする複合感温フェライト材料。 （２）　板状体の厚さが０．１〜５＋ｗ＋ａである特許
   請求の範囲第１項に記載の複合感温フェライト材料。