温度センサ

概要

トーキン製温度センサ（キュリー温度利用温度制御素子）とは？

世の中にはさまざまな産業用、一般用機器類が存在しますが、こういった機器類の安定した運転の維持には、システムの温度制御あるいは異常温度検知が不可欠になっています。弊社は、こういった温度検知デバイスの1つとして、弊社開発の感温磁性材料“サーモライト®”を使用したキュリー温度利用温度制御素子を温度センサとして開発製造し、多くのユーザー様に提供させて頂いております。

温度センサ例

特長

長寿命・優れた耐環境性

温度センサ内のスイッチング素子には、リードスイッチを使用しています。リードスイッチとは、微小な隙間を開けた2枚の磁性体リード細板をスイッチ接点とし、さらに接点部分には、不活性ガスを充填しガラス封止を施した磁気反応型スイッチです。スイッチの接点部がガラス封止されているため、優れた耐塵粉性、防爆性、耐食性を有します。金属疲労等による劣化も極めて少なく、金属使用限界回数も50万回※1と長寿命です。（※1　弊社標準負荷条件下でのサーマルリードスイッチTRS®の試験値）

長寿命・耐環境性

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動作温度の任意設定可能・優れた温度精度

温度センサの構成部品は、主に、感温磁性体“サーモライト®”と永久磁石をリードスイッチから構成されています。（感温磁性体“サーモライト®”は、軟磁性の強磁性体であり、温度が上昇するに従い飽和磁束密度が減少し、キュリー温度に達すると常磁性体となる材料です。）温度センサ設計時には、任意の動作温度を可能にし、優れた温度精度を実現の為に、これら材料の材質・外形・形状を選定・決定することで最適化を図っております。同様な用途で使用されるバイメタルと比較しても、優れた製品特性を実現しております。

バイメタルとの比較

※1　TRSの限界回数。弊社標準負荷条件による。
※2　弊社独自の試験による。

安全規格取得※1

海外安全規格（UL, TUV, CSA）を取得しております※1。生産のグローバル化が進むなかで、拡大する海外市場に対応してまいります。（※1　但し、TRS,OHDの一部の仕様に限る）

原理と構造

原理

温度センサは、リング状の感温磁性体“サーモライト®”、永久磁石及びギャップスペーサを組み合わせ、リング中心の穴にリードスイッチを挿入することで構成されています。感温磁性体“サーモライト®”は、キュリー温度では軟磁性の強磁性体ですが、温度が上昇するに従い飽和磁束密度が減少し、キュリー温度に達すると常磁性体となる材料です。これら構成部品によって、周囲の温度に反応した“サーモライト®”が、磁場を変化（熱エネルギーを磁場エネルギーに変換）させることにより、スイッチの開閉動作を行なっています。

温度センサの原理

温度センサの構造

温度センサは、動作メカニズムにより大きく「ブレーク型」と「メーク型」に分類されます。動作温度（設定温度）より低い状態でスイッチON（閉）で、動作温度よりも高くなるとスイッチがOFF（開）になる「ブレーク型（常閉型）」温度センサと、動作温度より低い状態でスイッチOFF（開）で、動作温度よりも高くなるとスイッチがON（閉）になる「メーク型（常開型）」に分類されます。

「ブレーク型」の定義

「ブレーク型」センサ温度制御例

「メーク型」の定義

「メーク型」センサ温度制御例

製造時には、「ブレーク型」「メーク型」は、感温磁性体“サーモライト®”、永久磁石といった温度センサ構成素子の選定及び形状設計等で、作り分けています。「ブレーク型」はリング状の感温磁性体“サーモライト®”の両側をリング状の永久磁石で挟み、そのリング穴にリードスイッチを挿入した形状になっています。「メーク型」は「ブレーク型」に比べ、感温磁性体“サーモライト®”の中心部にギャップスペーサを挿入した内部構造をとります。

「ブレーク型」センサの基本構造

「メーク型」センサの基本構造

製品例

サーマルリードスイッチ“TRS®”

弊社温度センサの中で、主製品であるサーマルリードスイッチ“TRS®”は、国内および米国特許を得、省エネルギー時代の要求する高精度（±2.5℃、±1℃）、高信頼性の温度スイッチとして、国際リレー学会でも認められました。すでに累計使用実績は3.0億本を超え、UL, CSAなどの安全規格を取得した“TRS®”を揃え、充実した製品としてユーザー様の幅広い支持を受けております。

i. 電気定格・呼称法

「TRS®」の電気定格（標準）

呼称法

TRS○–△△ □ ◎ R ◇

○： リードスイッチ形式
△： 動作温度
□： 接点形式（B:ブレーク、Mメーク）
◎： 形状分類
C： ケージング、L：L型アルミフィン、
S： シーリング、T：チューブ、P：プロテクタ（金属ケース）
◇： 電圧表示
なし： 100V用、V.200V用

ii. “TRS®”主な製品ラインアップ

1. 小型タイプ
   場所の制約がある、コンパクト化重視される方へ
   用途：電源、充電温度検知等
2. Cタイプ・Lタイプ
   弊社の標準品です。
   用途：炊飯器、ヨーグルト製造機、温水ヒータ、写真複写機
3. 高精度タイプ
   高い温度精度（±1℃）を実現。
   用途：炊飯器、温水ヒータ、サーモス式温水ヒータ
4. Sタイプ・Tタイプ
   湿気の高い場所、水滴飛散に対し耐性を持たせました。
   用途：エアコン、冷凍庫、自動販売機、冷蔵庫、凍結防止ヒータ等
5. Pタイプ
   金属ケース使用により、高い信頼性、耐性を実現。
   用途：水道凍結防止用ヒータ、温水ヒータ、ボイラ等
6. モールドTRSタイプ
   構成素子及びリードスイッチまで一体樹脂成型を行ないました。
   用途：凍結防止ヒータ、アクエリアヒータ
7. 海外安全規格取得タイプ
   UL、CSA等の規格取得モデルです。

他仕様、電気定格、外形寸法等の詳細に関しましては、PDFファイルをご参照ください。

サーマルガード“OHD®”

サーマルガード“OHD®”は、過熱防止センサとしてご好評頂いています。形状は小型・軽量であり、設定動作温度に対し単純かつ確実なＯＮ／ＯＦＦ動作を行ない、処理信号パワーも0.1mW〜6Wまで可能※1であるため、OHD取付をご検討の際には、回路設計を非常に簡単に行なうことが可能です。また、バイメタルと比較しても、応答性は約2倍※2に加え、スイッチング素子に接点がガラス封止されているリードスイッチを使用しているため耐粉塵性、防爆性、耐食性に優れています。また、UL, TUV, CSAといった海外規格を取得しており、拡大する海外市場に対応しております。（※1　OHD5S-○○B、OHD5D-○○B、OHD5R-○○Bは最大１W　／　※2　弊社独自試験による）

i. 電気定格・呼称法

取得規格
UL:E67648, CSA:LR50414,
TUV:OHD1・3 R9750955/OHD5R・5D R9750944

※1　弊社標準負荷条件による

呼称法

OHD○–△△ □

○： サーマルガード略号
△： 動作温度
□： 接点形式（B:ブレーク、Mメーク）

ii. “OHD®”主な製品ラインアップ

1. OHD1-（汎用型）
   汎用型で幅広くご使用いただけます。
   また、便利な取付金具“OHD1用取付金具”もご用意しております。（別売り）
2. OHD3-（リード線接続型）
   端子に穴空き端子を使用しており、リード線半田接続が容易です。
3. OHD5S-（小型SMD型）
   基板表面実装用に適しております。
4. OHD5D-（小型DIP型）
   半田デイップ基板固定に適しております。
5. OHD5R-（小型ラジアル型）
   縦長のＯＨＤです。2本のリード端子が共にモールド部片側に設置された形状のため、場所の制約がある場合に適しております。

他仕様、電気定格、外形寸法等の詳細に関しましては、PDFファイルをご参照ください。

アプリケーション

TRS

i. 適用例

TRSは炊飯器の米飯の保存、温水ポットの保温、冷蔵庫の温度維持、エアコン等のパワーデバイスの温度監視、熱帯魚の水温維持などサーモスタット、温度スイッチ等として幅広い用途に使用されております。写真は熱帯魚水槽用のヒータ内部の様子です。

TRS使用例　〜熱帯魚水槽用ヒータ〜

ii. TRS製品使用製品での温度調節メカニズム

「TRS®」適用例：炊飯器の保温コントロール

ご使用に際して

ご使用に際して

1. 鉄板や磁性体に取り付けると動作温度が変化及び誤動作します。
   対処方法：センサと取付部にシリコン、アルミニウム等の非磁性体のスペーサ−を入れると影響が小さくなります。
2. 外部磁界の影響（モーター、コイル近傍）で動作温度が変化及び誤動作します。
   対処方法：外部磁界方向にセンサを直角方向に設置すると影響が小さくなります。
3. センサを落下（30cm程度）、衝撃させてしまうと動作温度が変化及び誤動作します。
   対処方法：落下したセンサは使用しないで下さい。
4. 医療機器、原子力など人命に関わる設備装置、高信頼性を必要とする設備装置には使用しないで下さい。
5. お客様の最終製品で実機評価は必ず行なってください。
6. 製品をより正しく安全にご使用いただく為に、必ず納入仕様書をご請求の上、内容をご確認ください。