JPH0412636B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0412636B2 JPH0412636B2 JP59020496A JP2049684A JPH0412636B2 JP H0412636 B2 JPH0412636 B2 JP H0412636B2 JP 59020496 A JP59020496 A JP 59020496A JP 2049684 A JP2049684 A JP 2049684A JP H0412636 B2 JPH0412636 B2 JP H0412636B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetostrictive
- section
- detection
- wire
- magnetostrictive material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N35/00—Magnetostrictive devices
- H10N35/80—Constructional details
- H10N35/85—Magnetostrictive active materials
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は磁歪ポテンシヨメータなどで用いられ
る磁歪材料に関するものである。
る磁歪材料に関するものである。
磁歪線を伝播する超音波を利用した磁歪ポテン
シヨメータは本願出願人によつて開発され、その
開発された技術は特願昭53−22281号（特開昭53
−115172号公報）、特願昭53−22282号（特開昭53
−115173号公報）等として多数出願され、かつ横
河新技術リポート′79、P3（1979）等によつて発
表され、既に公知の状態にあるものである。この
ような公知の磁歪ポテンシヨメータを第１図に示
す。
シヨメータは本願出願人によつて開発され、その
開発された技術は特願昭53−22281号（特開昭53
−115172号公報）、特願昭53−22282号（特開昭53
−115173号公報）等として多数出願され、かつ横
河新技術リポート′79、P3（1979）等によつて発
表され、既に公知の状態にあるものである。この
ような公知の磁歪ポテンシヨメータを第１図に示
す。
第１図において、１０は磁歪線、２０は超音波
発生用の駆動コイル２１と永久磁石２２とで構成
した駆動部、３０は検出コイル３１と永久磁石３
２とで構成した検出部である。検出部３０は磁歪
線１０上を変位可能となつており、駆動部２０よ
り発生し磁歪線１０を伝播する超音波信号を受信
する。検出部３０の変位位置は駆動部２０より発
生した超音波信号が検出部３０に到達するまでの
時間を検出することにより求められる。このよう
な構成に係る第１図の装置は非接触のポテンシヨ
メータとして、例えば記録計の位置帰還要素等に
適用して好適なものである。
発生用の駆動コイル２１と永久磁石２２とで構成
した駆動部、３０は検出コイル３１と永久磁石３
２とで構成した検出部である。検出部３０は磁歪
線１０上を変位可能となつており、駆動部２０よ
り発生し磁歪線１０を伝播する超音波信号を受信
する。検出部３０の変位位置は駆動部２０より発
生した超音波信号が検出部３０に到達するまでの
時間を検出することにより求められる。このよう
な構成に係る第１図の装置は非接触のポテンシヨ
メータとして、例えば記録計の位置帰還要素等に
適用して好適なものである。
しかし、このような構成に係る第１図の装置を
記録計の位置帰還要素等に用いた場合、 (1) 測定したい範囲よりも長い構成が必要となる
為に、組み込む機器内での空間占有率が高くな
る。
記録計の位置帰還要素等に用いた場合、 (1) 測定したい範囲よりも長い構成が必要となる
為に、組み込む機器内での空間占有率が高くな
る。
(2) 各コイルの取付部及び長さが機器によつて異
なる為に、異なる機種にそのポテンシヨメータ
を適用する際には夫々再設計しなくてはならな
い。
なる為に、異なる機種にそのポテンシヨメータ
を適用する際には夫々再設計しなくてはならな
い。
等の欠点がある。
そこで、このような欠点を解決するものとし
て、本願出願人は、特願昭58−186343号（特開昭
60−78318号公報）により、ほぼ円環状に巻回形
成された磁歪線を用いた回転型磁歪ポテンシヨメ
ータも提案している。
て、本願出願人は、特願昭58−186343号（特開昭
60−78318号公報）により、ほぼ円環状に巻回形
成された磁歪線を用いた回転型磁歪ポテンシヨメ
ータも提案している。
第２図はこのような回転型磁歪ポテンシヨメー
タの構成図である。第２図において、４０は磁歪
線で、この磁歪線はほぼ円環状に巻回形成されて
いる。５０は磁歪線４０を支持する支持部で、こ
の支持部は磁歪線４０の外周において一定の間隙
を隔てて、その外周に沿うようにほぼ円環状に巻
回形成されている。６１乃至６４は夫々磁歪線４
０と支持部５０とを繋ぐ繋部である。歪遅線４０
と支持部５０及び繋部６１乃至６４は、これら全
体を例えはNiのような磁歪特性の大きい金属の
板をエツチングにより抜くことにより成形したも
のである。このように繋部６１乃至６４をエツチ
ングにより成形しているので、これらの繋部を極
く細く（実施例では0.1mm…0.2mm）形成すること
ができる。支持部５０は固定部材（図示せず）に
その周面が取り付けられる。７０は超音波発生用
のコイル７１及び永久磁石（図示せず）を有する
駆動部である。この駆動部は磁歪線４０の一端４
１に固定的に取り付けられている。８０は回転
軸、９０は取付部材、１００は検出部である。検
出部１００は取付部材９０を介して回転軸８０に
取り付けられている。検出部１００において、１
０１，１０２は夫々コア、１０３は永久磁石であ
る。コア１０１には超音波を検出する検出コイル
１０４が巻回されている。コア１０１，１０２は
永久磁石１０３を挟んでコ字状に組み立てられ、
これにより検出ヘツドが構成されている。このよ
うな構成の検出部１００は、一方が開放された検
出ヘツド内に磁歪線４０が挿入されるように取付
部材９０を介して回転軸８０に取り付けられてい
る。これにより、回転軸８０を回転させると、検
出部１００はこの回転軸８０を軸として磁歪線４
０に沿つて円弧状に回転する。
タの構成図である。第２図において、４０は磁歪
線で、この磁歪線はほぼ円環状に巻回形成されて
いる。５０は磁歪線４０を支持する支持部で、こ
の支持部は磁歪線４０の外周において一定の間隙
を隔てて、その外周に沿うようにほぼ円環状に巻
回形成されている。６１乃至６４は夫々磁歪線４
０と支持部５０とを繋ぐ繋部である。歪遅線４０
と支持部５０及び繋部６１乃至６４は、これら全
体を例えはNiのような磁歪特性の大きい金属の
板をエツチングにより抜くことにより成形したも
のである。このように繋部６１乃至６４をエツチ
ングにより成形しているので、これらの繋部を極
く細く（実施例では0.1mm…0.2mm）形成すること
ができる。支持部５０は固定部材（図示せず）に
その周面が取り付けられる。７０は超音波発生用
のコイル７１及び永久磁石（図示せず）を有する
駆動部である。この駆動部は磁歪線４０の一端４
１に固定的に取り付けられている。８０は回転
軸、９０は取付部材、１００は検出部である。検
出部１００は取付部材９０を介して回転軸８０に
取り付けられている。検出部１００において、１
０１，１０２は夫々コア、１０３は永久磁石であ
る。コア１０１には超音波を検出する検出コイル
１０４が巻回されている。コア１０１，１０２は
永久磁石１０３を挟んでコ字状に組み立てられ、
これにより検出ヘツドが構成されている。このよ
うな構成の検出部１００は、一方が開放された検
出ヘツド内に磁歪線４０が挿入されるように取付
部材９０を介して回転軸８０に取り付けられてい
る。これにより、回転軸８０を回転させると、検
出部１００はこの回転軸８０を軸として磁歪線４
０に沿つて円弧状に回転する。
このような構成の磁歪ポテンシヨメータにおい
て、駆動部７０を構成する超音波発生用コイル７
１にパルス電流を供給すると、コイル７１の中の
磁歪線４０に局所的な磁場の変化が起こり、その
変化は磁歪効果により縦弾性波（超音波）に変換
されて磁歪線４０内を検出部１００に向かつて伝
播する。一方、検出部１００を構成する検出ヘツ
ドにより、永久磁石１０３で発生した磁束がコア
１０１→磁歪線４０→コア１０２を通つて再び永
久磁石１０３に戻る磁路が形成されている。この
ような磁路に磁歪信号が入つて来ると、逆磁歪効
果により磁路のパーミアンスが変化して磁束の変
化を生じ、その結果検出コイル１０４に検出部１
００の変位位置に応じたパルス電圧が発生する。
て、駆動部７０を構成する超音波発生用コイル７
１にパルス電流を供給すると、コイル７１の中の
磁歪線４０に局所的な磁場の変化が起こり、その
変化は磁歪効果により縦弾性波（超音波）に変換
されて磁歪線４０内を検出部１００に向かつて伝
播する。一方、検出部１００を構成する検出ヘツ
ドにより、永久磁石１０３で発生した磁束がコア
１０１→磁歪線４０→コア１０２を通つて再び永
久磁石１０３に戻る磁路が形成されている。この
ような磁路に磁歪信号が入つて来ると、逆磁歪効
果により磁路のパーミアンスが変化して磁束の変
化を生じ、その結果検出コイル１０４に検出部１
００の変位位置に応じたパルス電圧が発生する。
ここで、駆動部７０を構成する超音波発生用コ
イル７１にパルス電流を印加してから検出部１０
０に検出パルス信号が発生するまでの時間、すな
わち、コイル７１からの直接波と、磁歪線４０の
端面４２で反射して戻つてくる反射波とを検出部
１００が検出するに要する時間t1、t2を測定する
ことにより、可動部である検出部１００の変位位
置を検出することができる。下式(1)はt1、t2の演
算内容を示したもので、このような演算をするこ
とにより、音速の影響が除去された変位位置信号
を得ることができる。
イル７１にパルス電流を印加してから検出部１０
０に検出パルス信号が発生するまでの時間、すな
わち、コイル７１からの直接波と、磁歪線４０の
端面４２で反射して戻つてくる反射波とを検出部
１００が検出するに要する時間t1、t2を測定する
ことにより、可動部である検出部１００の変位位
置を検出することができる。下式(1)はt1、t2の演
算内容を示したもので、このような演算をするこ
とにより、音速の影響が除去された変位位置信号
を得ることができる。
（t2−t1）／（t2＋t1）
＝d2／（d1＋d2） ……(1)
ここに、
t1＝d1／ｃ
t2＝（2d2＋d1）／ｃ
d1＝駆動部７０と検出部１００までの距離
d2＝検出部１００と磁歪線４０の端面４２の距
離 ｃ＝音速 すなわち、遅延時間t1、t2の和と差の比が可動
部である検出部１００の変位位置を表わす信号と
なる。
離 ｃ＝音速 すなわち、遅延時間t1、t2の和と差の比が可動
部である検出部１００の変位位置を表わす信号と
なる。
ところで、従来、このような磁歪線１０あるい
は４０としては、例えば圧延磁歪材シートをエツ
チングにより所定の形状に形成したり、パイプ状
の部材を所定の形状に形成したものが用いられて
いる。
は４０としては、例えば圧延磁歪材シートをエツ
チングにより所定の形状に形成したり、パイプ状
の部材を所定の形状に形成したものが用いられて
いる。
しかし、このような圧延磁歪性シートをエツチ
ングにより所定の形状に形成したものやパイプ状
の部材を所定の形状に形成したものをそのまま用
いた場合には、縦弾性波信号の伝播損失は少なく
なるものの、伝播速度に異方性があつたり、電気
−機械結合係数が小さいことから出力信号が小さ
くなつてしまうなどの問題がある。これらの欠点
は、例えば熱処理を施して異方性を取り除いた
り、電気−機械結合係数を大きくすることにより
大きな出力信号が得られるが、縦弾性波信号の伝
播損失も大きくなると共に硬度が非常に低下して
取り扱いが困難になるなどの欠点がでてくる。
ングにより所定の形状に形成したものやパイプ状
の部材を所定の形状に形成したものをそのまま用
いた場合には、縦弾性波信号の伝播損失は少なく
なるものの、伝播速度に異方性があつたり、電気
−機械結合係数が小さいことから出力信号が小さ
くなつてしまうなどの問題がある。これらの欠点
は、例えば熱処理を施して異方性を取り除いた
り、電気−機械結合係数を大きくすることにより
大きな出力信号が得られるが、縦弾性波信号の伝
播損失も大きくなると共に硬度が非常に低下して
取り扱いが困難になるなどの欠点がでてくる。
〔発明の目的〕
本発明はこのような問題点を改善する為になさ
れたもので、大きさ出力信号が得られ、縦弾性波
信号の伝播損失が少なく、機械的強度も優れた磁
歪材料を得ることを目的としたものである。
れたもので、大きさ出力信号が得られ、縦弾性波
信号の伝播損失が少なく、機械的強度も優れた磁
歪材料を得ることを目的としたものである。
このような目的を達成する本発明は、純度の高
い電鋳ニツケルシートよりなる磁歪材と、この磁
歪材の表面に被着されたリンを含むニツケル化学
メツキ層とで構成され、高温の熱処理が施された
ことを特徴とする。
い電鋳ニツケルシートよりなる磁歪材と、この磁
歪材の表面に被着されたリンを含むニツケル化学
メツキ層とで構成され、高温の熱処理が施された
ことを特徴とする。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
第３図は本発明の一実施例を示す断面図であ
り、Ａは純度の高い磁歪材、Ｂは磁歪材Ａの表面
に被着された磁歪材Ａと同材質でリンを含む化学
メツキ層である。ここで、磁歪材Ａとしては例え
ば電鋳Niを用い、その表面に薄く（20μｍ程度）
化学メツキ層ＢとしてNiを被着している。そし
て、熱処理としては、例えば約650℃で30分程度
の加熱を行う。なお、これら化学メツキおよび熱
処理は、電鋳Niシートを所定の形状にエツチン
グした後に行うようにする。
り、Ａは純度の高い磁歪材、Ｂは磁歪材Ａの表面
に被着された磁歪材Ａと同材質でリンを含む化学
メツキ層である。ここで、磁歪材Ａとしては例え
ば電鋳Niを用い、その表面に薄く（20μｍ程度）
化学メツキ層ＢとしてNiを被着している。そし
て、熱処理としては、例えば約650℃で30分程度
の加熱を行う。なお、これら化学メツキおよび熱
処理は、電鋳Niシートを所定の形状にエツチン
グした後に行うようにする。
このように構成することにより、内部の純Ni
材Ａは焼き鈍まされて硬度が低下すると共に電気
−機械結合係数は高くなり、表面のNiメツキ層
Ｂはリンを含んでいるために熱処理により硬度が
高くなつて構造材および縦波の伝播材として良好
なものが得られる。実験例によれば、電鋳Niシ
ートを所定の形状にエツチングしただけの磁歪線
では出力電圧が80ｍＶで対数減衰率が0.0012
（１／mm）であつたものが、前述の熱処理のみを
施す場合には出力電圧は150ｍＶに増加するもの
の対数減衰率も0.006（１／mm）と大きくなり、化
学メツキ層Ｂを被着した後熱処理を施す場合には
出力電圧は205ｍＶとさらに増加すると共に対数
減衰率は0.0005（１／mm）と低下し、本発明によ
り特性の優れた磁歪材料を実現できることが確認
できた。
材Ａは焼き鈍まされて硬度が低下すると共に電気
−機械結合係数は高くなり、表面のNiメツキ層
Ｂはリンを含んでいるために熱処理により硬度が
高くなつて構造材および縦波の伝播材として良好
なものが得られる。実験例によれば、電鋳Niシ
ートを所定の形状にエツチングしただけの磁歪線
では出力電圧が80ｍＶで対数減衰率が0.0012
（１／mm）であつたものが、前述の熱処理のみを
施す場合には出力電圧は150ｍＶに増加するもの
の対数減衰率も0.006（１／mm）と大きくなり、化
学メツキ層Ｂを被着した後熱処理を施す場合には
出力電圧は205ｍＶとさらに増加すると共に対数
減衰率は0.0005（１／mm）と低下し、本発明によ
り特性の優れた磁歪材料を実現できることが確認
できた。
なお、第２図における磁歪線４０の反射端部４
２をポテンシヨメータの円環の円周よりも長く延
長形成することにより、有効回転検出角度を広く
することができる。この場合、反射端部４２は円
周と同一平面に延長形成してもよいし、円周方向
と交わるように延長形成してもよい。
２をポテンシヨメータの円環の円周よりも長く延
長形成することにより、有効回転検出角度を広く
することができる。この場合、反射端部４２は円
周と同一平面に延長形成してもよいし、円周方向
と交わるように延長形成してもよい。
また、磁歪線の一端に超音波信号を受信する検
出部を設け移動体に超音波信号を発生する駆動部
を設けるようにしてもよい。
出部を設け移動体に超音波信号を発生する駆動部
を設けるようにしてもよい。
また、駆動部または検出部のいずれかを複数個
設けて縦弾性波の検出部への到達時間の差から回
転角を演算するようにしてもよい。
設けて縦弾性波の検出部への到達時間の差から回
転角を演算するようにしてもよい。
また、縦弾性波を発生させるのにあたつては、
電歪素子を用いてもよい。
電歪素子を用いてもよい。
また、磁歪材料はNiに限るものではなく、そ
の他の磁歪材料であつてもよい。
の他の磁歪材料であつてもよい。
さらに、上記実施例では、磁歪材料を用いて磁
歪ポテンシヨメータを構成する例を示したが、こ
れに限るものではなく、各種の磁歪装置に用いる
ことができる。
歪ポテンシヨメータを構成する例を示したが、こ
れに限るものではなく、各種の磁歪装置に用いる
ことができる。
以上説明したように、本発明によれば、大きさ
出力信号が得られ、縦弾性波信号の伝播損失が少
なく、機械的強度も優れた磁歪材料を得ることが
できる。
出力信号が得られ、縦弾性波信号の伝播損失が少
なく、機械的強度も優れた磁歪材料を得ることが
できる。
第１図および第２図は従来の磁歪ポテンシヨメ
ータの構成図、第３図は本発明の一実施例を示す
断面図である。 ４０……磁歪線、５０……支持部、６１〜６４
……繋部、７０……駆動部、８０……回転軸、９
０……取付部材、１００……検出部、Ａ……磁歪
材、Ｂ……化学メツキ層。
ータの構成図、第３図は本発明の一実施例を示す
断面図である。 ４０……磁歪線、５０……支持部、６１〜６４
……繋部、７０……駆動部、８０……回転軸、９
０……取付部材、１００……検出部、Ａ……磁歪
材、Ｂ……化学メツキ層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 純度の高い電鋳ニツケルシートよりなる磁歪
材と、 この磁歪材の表面に被着されたリンを含むニツ
ケル化学メツキ層とで構成され、 高温の熱処理が施されたことを特徴とする磁歪
材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020496A JPS60164375A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 磁歪材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020496A JPS60164375A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 磁歪材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60164375A JPS60164375A (ja) | 1985-08-27 |
| JPH0412636B2 true JPH0412636B2 (ja) | 1992-03-05 |
Family
ID=12028766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59020496A Granted JPS60164375A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 磁歪材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60164375A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60254678A (ja) * | 1984-05-30 | 1985-12-16 | Nissan Motor Co Ltd | トルク検出装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6053476B2 (ja) * | 1977-11-11 | 1985-11-26 | 三島光産株式会社 | 磁歪振動伝播媒体用材料 |
| US4236230A (en) * | 1977-12-19 | 1980-11-25 | International Business Machines Corporation | Bistable magnetostrictive device |
-
1984
- 1984-02-07 JP JP59020496A patent/JPS60164375A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60164375A (ja) | 1985-08-27 |
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