JPH04207005A - 磁性皮膜を有するセンサおよびその製造法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、磁性皮膜を有するセンサの製造法に関し、詳
しくは、軸状の基材に加わるトルク、回転速度及び回転
角などを高精度で測定することかできるようにしたもの
に関する。

（従来の技術） 従来、磁性皮膜を有するセンサとしては、軸状の基材の
表面に磁性皮膜を形成し、その磁気特性を利用して、加
わるトルクを測定する方法が知られている。

例えば、特開昭６１−５３５０４号公報では、回転体シ
ャフトの表面に、溶解した磁性材料の溶液を噴出してコ
ートすることにより磁性皮膜を形成するようにしている
。

ところで、磁性材料が結晶体のままの粒子で用いられる
場合、結晶体に磁場を印加すると、その磁場の向きとほ
ぼ同じ向きに自発磁化されている磁区の体積を増加させ
るように磁壁が移動して、磁場の向きに結晶体の磁化が
増加することになる。

その場合、粒子は微細なほど結晶体の磁壁の数が多く、
結晶体全体の磁壁の移動には極めて強い磁場が印加され
ることになる。このため、磁場かゼロになっても一旦移
動した多数の磁壁により高い残留磁化が得られ、測定時
の再生出力が高められる上、残留磁化をゼロにするのに
必要な逆磁場つまり保磁力が高められる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記の如き結晶体のままの微細な粒子からな
る磁性材料を用いて磁壁を増加させるには限度があり、
磁性皮膜の磁壁をより効果的に増加させることにより、
多数の磁壁によるより高い残留磁化が得られるようにし
て、再生出力及び保磁力をより向上させたいという要求
がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、上記磁性皮膜に、その結晶体が持つ磁壁
を効果的に増加させる物質を分散混入することにより、
再生出力及び保磁力をより向上させようとするものであ
る。

また、磁性材料を特定することにより、磁性皮膜形成時
に磁壁を効果的に増加させる物質が生成されるようにし
て、再生出力及び保磁力をより向上させる磁性皮膜が容
易に形成されるようにすることも目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、請求項（１）に係る発明が講
じた解決手段は、磁性皮膜を有するセンサとして、基材
の表面に磁気信号の記録可能な磁性材料よりなる磁性皮
膜を形成するとともに、該磁性皮膜に非磁性物質を所定
量分散含有せしめる構成としたものである。

また、請求項（′２Ｊに係る発明が講じた解決手段は、
磁性皮膜を有するセンサとして、非磁性物質を少なくと
も酸化物、炭化物、窒化物及びほう化物のうちのＩＮと
し、これらの非磁性物質の磁性材料に対して含有される
比率を５〜６０重量％とする構成としたものである。

また、請求項（３）に係る発明が講じた解決手段は、磁
性皮膜を有するセンサとして、非磁性物質を少なくとも
チタニア、アルミナ、ジルコニア、酸化マグネシウム、
二酸化ケイ素及び酸化コバルトのうちの単体又はこれら
の混合体からなる酸化物とし、磁性皮膜を、この酸化物
を磁性材料中に分散含有せしめて基材の表面に溶射によ
り形成する構成としたものである。

また、請求項（４）に係る発明が講じた解決手段は、磁
性皮膜を有するセンサとして、非磁性物質を酸化コバル
トとする構成としたものである。

また、請求項（５）に係る発明が講じた解決手段は、磁
性皮膜を有するセンサとして、基材の表面に磁気信号の
記録可能なコバルト系の磁性材料よりなる磁性皮膜を形
成するとともに、上記磁性皮膜に、上記磁性材料に対し
て１０〜４０１ｒ量％の酸化コバルトを分散含有せしめ
る構成としたものである。

さらに、請求項（６）に係る発明が講じた解決手段は、
磁性皮膜を有する゛センサの製造法として、酸化コバル
ト系粒子を粒径１〜１０μｍに粉砕する第１工程と、該
第１工程の酸化コバルト系粒子を磁性材料中に所定量分
散混入したのち焼結して粒径１０〜７５μｍのコバルト
系焼結粉を造粒する　　　　　゛第２工程と、該第２工
程のコバルト系焼結粉を基材の表面に溶射して磁気信号
の記録可能な磁性皮膜を形成する第３工程とを有する構
成としたものである。

（作用） 上記の構成により、請求項（１）に係る発明では、基材
の表面に形成された磁気信号の記録可能な磁性材料より
なる磁性皮膜には、非磁性物質が所定量分散含有せしめ
られているので、結晶体のままの微細な粒子からなる磁
性材料のみを用いて磁壁を増加させるものに比して磁性
皮膜の磁壁が非磁性物質により効果的に増加することに
なる。これ・、により、磁性皮膜に磁場を印加すると、
その磁場の向きとほぼ同じ向きに自発磁化されている磁
区の体積を増加させるように結晶体の多数の磁壁が移動
して、磁場の向きに結晶体全体の磁化が増加することに
なり、結晶体全体の磁壁を移動させるために極めて強い
磁場を印加した磁性皮膜は、磁場がゼロになっても一旦
移動した結晶体の多数の磁壁により高い残留磁化が得ら
れ、測定時の再生出力が向上する。

また、請求項（２）に係る発明では、非磁性物質は少な
くとも酸化物、炭化物、窒化物及びほう化物のうちから
１種が選ばれ、これらの非磁性物質の磁性材料に対して
含有される比率が５〜６０重量％であるので、非磁性物
質を磁性材料に対して含有すること（ミよって得られる
。非磁性物質による磁壁の増加効果が妨げられることが
なく、この非磁性物質の磁性材料に対する含有比率によ
って磁性皮膜の磁壁が効果的に増加し、より高い残留磁
化が確実に得られ、測定時の再生出力が確実に向上する
。

また、請求項（３）に係る発明では、非磁性物質は少な
くともチタニア、アルミナ、ジルコニア、酸化マグネシ
ウム、二酸化ケイ素及び酸化コバルトのうちの単体又は
これらの混合体からなる酸化物が選ばれ、磁性皮膜は、
この酸化物を磁性材料中に分散含有せしめて基材の表面
に溶射することにより形成されているので、磁性材料中
に分散含有された酸化物は溶射時の火炎によりそれ以上
酸化することなく、基材の表面に極めてムラの少ない磁
性皮膜が溶射により形成されることになる。

また、請求項（４）に係る発明では、非磁性物質は酸化
コバルトであるので、磁性材料としてコバルトを用いた
場合、酸化コバルトは溶射時の火炎によりコバルトが酸
化して容易に生成される。また、非磁性物質が、溶射時
の火炎により極めてムラの少ない磁性皮膜を形成する酸
化コバルトであることから、磁性皮膜の磁壁が酸化コバ
ルトにより効果的に増加し、この非磁性物質による磁壁
の増加効果により残留磁化特性がさらに高められ、磁性
皮膜に対する磁気信号の書込み周波数が高められて磁気
信号の経時変化が防止されて保磁力特性が向上する上、
測定時の再生出力が向上する。

また、請求項（５）に係る発明では、基材の表面に形成
されたコバルト系の磁性材料よりなる磁性皮膜には、上
記磁性材料に対して１０〜４０重量％の酸化コバルトが
分散含有せしめられているので、酸化コバルトを磁性材
料に対して含有することによって得られる。酸化コバル
トによる磁壁の増加効果が妨げられることがなく、この
酸化コバルトの磁性材料に対する含有比率によって磁性
皮膜の磁壁が効果的に増加し、特に残留磁化特性が確実
に高められる。

さらに、請求項（６）に係る発明では、粒径１〜１０μ
ｍに粉砕された酸化コバルト系粒子が磁性材料中に所定
量分散混入されて焼結により粒径１０〜７５μｍのコバ
ルト系焼結粉が造粒され、このコバルト系焼結粉が基材
の表面に溶射されて磁性皮膜が形成されるので、溶射時
の火炎により粒径が小さめのコバルト系焼結粉が酸化し
て所定量の酸化コバルトが容易に磁性皮膜中に生成され
ることになる。しかも、酸化コバルト系粒子が粒径１〜
１０μｍに粉砕されていることから、粒径１μｍ未満に
酸化コバルト系粒子を粉砕するよりも酸化コバルト系粒
子粉砕時の製造コストが安価である上、造粒時の焼結に
より酸化コバルト系粒子が酸化することが防止されて溶
射時の酸化コバルト系粒子の酸化によって磁性皮膜に所
定量以上の酸化コバルトが分散含有することが防止され
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

磁性皮膜を有するセンサを示す第１図において、１は周
知の磁性皮膜を有するセンサて、このセンサ１は、図示
しないトルクコンバータ装置内のアルミニウム製のター
ビンシャフト２（基材）に適用したものである。上記タ
ービンシャフト２の表面略中央部には、軸方向に所定間
隔隔てて互いに全周に及ぶ皮膜厚１００μｍの磁性皮膜
３．３が形成されている。上記磁性皮膜３．３は、第２
図に示すように、磁性機能を有する磁性材料Ａと、該磁
性材料Ａに対して分散含有される比率が５〜６０重量％
である非磁性機能を有する非磁性物質としての非磁性材
料Ｂとからなる。

上記磁性材料Ａは、粒径１〜１０μｍに粉砕された磁性
１次粒子からなる。一方、非磁性材料Ｂは磁性皮膜３．
３中に所定量分散混入されるよう。

上記磁性１次粒子を分散含有し、これらの磁性１次粒子
をバインダすることにより粒径１０〜７５μｍの２次位
子Ｃを溶射粉末として造粒し、この２次位子Ｃをタービ
ンシャフト２に対してプラズマ溶射法により吹付けるこ
とによって形成される。

また、上記タービンシャフト２の外方には、磁性皮膜３
，３に対応する一対の磁気信号読取りヘッド４，４が配
置されている。この場合、タービンシャフト２の磁性皮
膜３，３への磁気信号の書込ミハ、６００　ｒｐｍ、で
回転するタービンシャフト２の磁性皮膜３，３に対応し
て接触する一対の磁気信号記録ヘッド（図示せず）によ
り、第３図に示すような矩形パルス信号（記録信号Ａ及
び記録信号Ｂ）が全周に亘って１５Ｖで書込まれ、その
後、磁気信号記録ヘッドに代えて磁気信号読取りヘッド
４，４が配置される。

そして、タービンシャフト２にトルクが作用すると、第
４図に示すように、磁気信号読取りヘッド４，４により
検出されたそれぞれの検出信号（記録信号Ａ、　　Ｂ）
は、信号処理部１１に送られる。この信号処理部１１内
において、磁気信号読取りヘッド４．４の検出信号が個
別の信号処理手段１２．１２によりそれぞれ信号処理さ
れた後、位相差演算手段１３により磁気信号読取りヘッ
ド４．４間（磁性皮膜３，３間）の位相差信号が算出さ
れ、次いで、トルク演算手段１４によって磁気信号読取
りヘッド４，４間の位相差を解消するに必要なトルクが
算出され、このトルクが出力されて、変速時のトルクシ
ョックが緩和されるようにしている。

ここで、上記磁性材料Ａとしては、磁性機能を有するコ
バルト粉及び酸化鉄粉などから適宜選択される。また、
上記磁性材料Ａは、結晶体のままで粒径１〜１０μｍの
磁性１次粒子として微細に粉砕される。

一方、上記非磁性材料Ｂとしては、アルミナ（Ａ１２０
３）、チタニア（Ｔ　ｔ　０２　）、ジルコニア（Ｚｒ
Ｏｚ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）。

二酸化ケイ素（Ｓｉｎ；）、酸化コバルｈ（Ｃ。

Ｏ）等のうちの単体又は複合体からなる酸化物、Ｃｒ３
’Ｃ２、Ｔｉ　Ｃ，ＷＣ，Ｂ４　　Ｃ，Ｓ　　ｉ　Ｃ，
ＺｒＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、５ｉ３Ｎａ　。

ＢＮなどの窒化物、ＴｉＢ２．ＭｏＢ２．ＺｒＢ２など
のホウ化物などの中から一種のみ適宜選択される。また
、上記非磁性材料Ｂのうち、酸化コバルトを除く非磁性
材料Ｂは、上記１次粒子を分散混入して粒径１０〜７５
μｍの二次粒子Ｃとして、アトマイズ法、造粒法、粉砕
法などにより造粒される。

次に、上記磁性皮膜３．３の製造法の１例について説明
する。

先ず、第１工程において、上述する磁性材料よりなる磁
性１次粒子を結晶体のままで粒径１〜１０μｍに微細に
粉砕する。この磁性１次粒子を粉砕する方法としては、
粉砕法などが利用される。

次いで、第２工程において、上記第１工程で粉砕した微
細な磁性１次粒子中に、上述する非磁性材料を分散混入
してバインダにより造粒した後、この造粒粉を分級処理
して粒度分布が１０〜７５μｍとなる２次粒子を溶射粉
末として生成する。

尚、２次粒子を造粒する方法としては、アトマイズ法、
造粒法、粉砕法などが利用される。

そして、第３工程において、上記第２工程で生成した２
次粒子を、タービンシャフト２の表面略中央部の軸方向
に所定間隔隔てた部位に対して、プラズマ溶射により全
周に及ぶようにそれぞれ吹付けて結晶体を有した磁性１
次粒子が多数混在し且つ非磁性材料Ｂが磁性材料に対し
て５〜６０重量％の比率で分散含有された磁性皮膜３．
３を形成する。尚、タービンシャフトの表面に磁性皮膜
を形成する方法としては、プラズマ溶射法の他、塗布法
、めっき法などがある。

この場合、磁性材料としてコバルト系１次粒子などを用
いれば、このコバルト系１次粒子中に非磁性材料を分散
混入する必要のないことがあり、その際、磁性１次粒子
をバインダにより造粒した造粒粉を焼結処理して２炭粒
子Ｃとしての焼結造粒粉を生成し、この焼結造粒粉をプ
ラズマ溶射することにより、その火炎でコバルトが酸化
して非磁性材料としての酸化コバルトを生成して磁性皮
膜中の磁性材料に対して所望する１０〜４０重量％の比
率で酸化コバルトが分散含有されるがらである。

その際、磁性１次粒子の粒径を１μｍ以上としたのは、
磁性１次粒子を１μｍ以下にすることにより、２次粒子
Ｃ中に分散する磁性１次粒子の数を多くして結晶体の持
つ磁壁を増加させ、極めて強い磁場を印加させて磁性１
次粒子中の結晶体の磁壁を移動させることて、磁場をゼ
ロにした際に磁性皮膜の残留磁化を高めて、測定時の再
生出力を高めつつ、残留磁化をゼロにするのに必要な逆
磁場つまり保磁力を高めるためである。

また、２炭粒子Ｃの大きさを１０〜７５μｍ以上とした
のは、２次粒子が１０ａｍ以下では、プラズマ溶射法で
用いる溶射粉末としては軽すぎて火炎などに吹き飛ばさ
れてうまくタービンシャフトの表面に密着しないからで
あり、一方、７５μｍ以上では、２次粒径に差があり過
ぎてタービンシャフトに対して均一な厚みの磁性皮膜が
形成され難いからである。

また、上述した磁性皮膜３は、自動車、工作機械及び産
業用ロボットなどのメカトロニクス分野で幅広く用いら
れる。

したかって、上記の如く磁性皮膜３，３によれば、ター
ビンシャフト２の表面略中央部の軸方向に所定間隔隔て
た部位に形成された磁気信号の記録可能な磁性材料Ａよ
りなる磁性皮膜３．３には、非磁性材料Ｂか所定量分散
含有せしめられているので、結晶体のままの微細な粒子
からなる磁性材料のみを用いて磁壁を増加させるものに
比して磁性皮膜３，３の磁壁が非磁性材料Ｂにより効果
的に増加することになる。これにより、磁性皮膜３゜３
に磁場を印加すると、その磁場の向きとほぼ同じ向きに
自発磁化されている磁区の体積を増加させるように結晶
体の多数の磁壁が移動して、磁場の向きに結晶体全体の
磁化が増加することになり、結晶体全体の磁壁を移動さ
せるために極めて強い磁場を印加した磁性皮膜３．３は
、磁場がゼロになっても一旦移動した結晶体の多数の磁
壁により高い残留磁化が得られて、測定時の再生出力を
効果的に向上させることができる。

また、非磁性材料は少なくとも酸化物、炭化物、窒化物
及びほう化物のうちから１種が選ばれ、これらの非磁性
材料Ｂの磁性材料Ａに対して含有される比率が５〜６０
重量％であるので、非磁性材料Ｂを磁性材料Ａに対して
含有することによって得られる。非磁性材料Ｂにょる磁
壁の増加効果が妨げられることがなく、この非磁性材料
Ｂの磁性材料Ａに対する含有比率によって磁性皮膜３．
３の磁壁が効果的に増加し、より高い残留磁化が確実に
得られて、測定時の再生出力を効果的且つ確実に向上さ
せることができる。

さらに、非磁性材料Ｂとして少なくともチタニア、アル
ミナ、ジルコニア、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素及
び酸化コバルトのうちの単体又は混合体からなる酸化物
が選ばれ、磁性皮膜が、この酸化物を磁性材料中に分散
含有せしめてタービンシャフトの表面に溶射することに
より形成されていると、磁性材料中に分散含有された酸
化物は溶射時の火炎によりそれ以上酸化することなく、
タービンシャフトの表面に極めてムラの少ない磁性皮膜
が溶射により形成されることになり、磁壁が満遍なく効
果的に増加した磁性皮Ｈ３，３にょり検出精度を高める
ことができる。

しかも、磁性材料Ａとしてコバルトが用いられていると
、酸化コバルトは溶射時の火炎によりコバルトが酸化し
て非磁性材料Ｂとしての酸化コバルトを容易に生成でき
る。また、磁性材料Ａとしてコバルトが用いられている
と、非磁性材料Ｂが、溶射時の火炎により極めてムラの
少ない磁性皮膜３．３が形成されて、磁性皮膜３，３の
磁壁が酸化コバルトにより効果的に増加し、この酸化コ
バルトによる磁壁の増加効果によって残留磁化かさらに
高められ、磁性皮膜３．３に対する磁気信号の書込み周
波数が高められて、磁気信号の経時変化を防止して保磁
力特性をさらに向上させる上、測定時の再生出力を向上
させることができる。

さらにまた、磁性材料Ａとしてコバルトが用いられ、こ
のコバルト系の磁性材料よりなる磁性皮膜に、磁性材料
に対して１０〜４０重量％の酸化コバルトが分散含有せ
しめられていると、酸化コバルトを磁性材料に対して含
有することによって得られる。酸化コバルトによる磁壁
の増加効果か妨げられることがなく、この酸化コバルト
の磁性材料に対する含有比率によって磁性皮膜の磁壁か
効果的に増加し、特に残留磁化特性を確実に向上させる
ことができる。

しかも、粒径１〜１０μｍに粉砕された酸化コバルト系
磁性１次粒子が磁性材料中に所定量分散混入されて焼結
により粒径１０〜７５μｍのコバルト系焼結粉を造粒し
、このコバルト系焼結粉がタービンシャフトの表面に溶
射されて磁性皮膜が形成されるようにすれば、溶射時の
火炎により粒径か小さめのコバルト系焼結粉が酸化して
、磁性材料に対して所望する１０〜４０重量％の比率の
酸化コバルトが容易に磁性皮膜中に生成されることにな
り、再生出力及び保磁力をより向上させる磁性皮膜を容
易に形成することができる。しかも、酸化コバルト系粒
子が粒径１〜１０μｍに粉砕されていることから、粒径
１μｍ未満に酸化コバルト系粒子を粉砕するよりも酸化
コバルト系粒子粉砕時の製造コストを安価にできる上、
造粒時の焼結により酸化コバルト系粒子が酸化すること
が防止されて溶射時の酸化コバルト系粒子の酸化によっ
て磁性皮膜に所定量以上の酸化コバルトが分散含有する
ことを確実に防止できる。

次に、上記磁性皮膜３，３の効果を確認するために行っ
た第１試験について説明する。

先ず、酸化鉄系磁性１次粒子中に、チタニア単体及びア
ルミナ単体の酸化物からなる非磁性材料Ａ、Ｂ、並びに
窒化ボロン（ＢＮ）の窒化物からなる非磁性材料Ｃを、
ｊＯ，２０，４０，６０゜７０重量％の比率で適宜分散
混合して造粒した後、この造粒粉を用いて、表１に示す
溶射条件に基づくプラズマ溶射法により、直径３０ｍｍ
のアルミニウム製のシャフト部材の表面に皮膜厚１００
μｍの磁性皮膜を形成した。その後、ファンクションジ
ェネレータ（磁気信号記録ヘッド）を用いて、磁気信号
記録ヘッドを、毎分６００　ｒｐＩｌｌ、で回転するシ
ャフト部材の磁性皮膜に接触させた状態で矩形波を１５
Ｖにて書き込む。

表１ そして、磁気信号記録ヘッドに代えて磁気信号読取りヘ
ッドを磁性皮膜に対応するように配置し、この磁気信号
読取りヘッドにより、表２に示す測定条件に基づいて磁
性皮膜の磁気信号を測定し、第５図に示す結果を得た。

表２ このように、非磁性材料として酸化物を用いた磁性皮膜
の再生出力向上率がチタニア、アルミナの順で高く、窒
化物（窒化ボロン）を用いた磁性皮膜の再生出力向上率
が上記２者に比べて小さく、非磁性材料としては酸化物
が適していることが確認できた。

また、非磁性材料として酸化物及び窒化物の磁性材料に
対して分散混在される比率は、１０重量％以前、例えば
５重量％から磁性皮膜の再生出力向上率が高くなり始め
、６０重量％を越えると磁性皮膜の再生出力向上率が低
下することが確認できた。

次に、上記磁性皮膜３，３の効果を確認するために行っ
た第２試験について説明する。

先ず、上記第１試験と同一の酸化鉄系磁性１次粒子中に
、チタニア単体及びアルミナ単体の酸化物からなる非磁
性材料Ａ、Ｂ、並びに窒化ボロン（ＢＮ）の窒化物から
なる非磁性材料Ｃを、１０゜２０．４０．６０．７０重
量％の比率で適宜分散混合して造粒した造粒粉に加え、
酸化鉄系磁性１次粒子中に、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４
）の窒化物からなる非磁性材料りを、１０．　２０．４
０゜６０．７０重量％の比率で適宜分散混合して造粒し
た造粒粉を用いて、塗布法により、直径３０ｍｍのアル
ミニウム製のシャフト部材の表面に皮膜厚１００μｍの
磁性皮膜を形成した。この場合、造粒粉は、酸化鉄系磁
性１次粒子中に非磁性材料Ａ、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄを個
別に加えたちの１に対し、アクリルウレタン系バインダ
を４の比率で分散混合して生成され、この造粒粉をスプ
レーによりシャフト部材の表面に噴射させた後乾燥させ
て磁性皮膜を形成する。

その後、ファンクションジェネレータ（磁気信号記録ヘ
ッド）を用いて、磁気信号記録ヘッドを、毎分６００　
ｒｐＩｌｌ、で回転するシャフト部材の磁性皮膜に接触
させた状態で矩形波を１５Ｖにて書き込む。そして、磁
気信号記録ヘッドに代えて磁気信号読取りヘッドを磁性
皮膜に対応するように配置し、この磁気信号読取りヘッ
ドにより、上記表２に示した測定条件に基づいて磁性皮
膜の磁気信号を測定し、第６図に示す結果を得た。

このように、非磁性材料として酸化物を用いた磁性皮膜
の再生出力向上率がチタニア、アルミナの順で高く、次
いで、窒化物を用いた磁性皮膜の再生出力向上率が上記
２者に比べて小さく、非磁性材料としては酸化物が適し
ていることが上記第１試験と同様に確認できた。

また、非磁性材料として酸化物及び窒化物の磁性材料に
対して分散混在される比率は、１０重量％から磁性皮膜
の再生出力向上率が高くなり始め、６０重量％を越える
と磁性皮膜の再生出力向上率が低下することが上記第１
試験と同様に確認できた。

次に、上記磁性皮膜３，３の効果を確認するために行っ
た第３試験について説明する。

先ず、試料Ａでは、溶射粉末としてアトマイズ法により
造粒した粒径１７７μｍ以下のコバルト粉を用いて、表
３に示す溶射条件■に基づくプラズマ溶射により、縦１
０ｍｍｘ横２ｍｍＸ厚さ１ｍｍのアルミニウム製の板材
の表面に皮膜厚１１０μｍの磁性皮膜を形成した。

表３ また、試料Ｂでは、溶射粉末としてアトマイズ法により
造粒した粒径１７７μｍ以下のコバルト粉を用いて、上
記表３に示す溶射条件■に基づくプラズマ溶射により、
上記試料Ａと同一の板材の表面に皮膜厚１１０μｍの磁
性皮膜Ｂを形成した。

また、試料Ｃでは、溶射粉末として粒径が１〜１０μｍ
の磁性１次粒子を造粒法により造粒したのち焼結した粒
径１ｏ〜７５μｍのコバルト粉を用いて、上記表３に示
す溶射条件■に基づくブラズマ溶射により、上記試料Ａ
と同一の板材の表面に皮膜厚１１０μｍの磁性皮膜Ｃを
形成した。

また、試料りでは、溶射粉末として粒径が１〜１０μｍ
の磁性１次粒子を造粒法により造粒した（７）ｔ、焼結
した粒径１０〜７５μｍのコバルト粉ヲ用いて、上記表
３に示す溶射条件■に基づくプラズマ溶射により、上記
試料Ａと同一の板材の表面に皮膜厚１１０μｍの磁性皮
膜りを形成した。

また、試料Ｅでは、溶射粉末として粒径が１〜８μｍの
磁性１次粒子を造粒法により造粒した粒径１０〜７５μ
ｍのコバルト粉を用いて、上記表３に示す溶射条件■に
基づくプラズマ溶射により、上記試料Ａと同一の板材の
表面に皮膜厚１１０μｍの磁性皮膜Ｅを形成した。

また、試料Ｆでは、溶射粉末として粒径が１〜８μｍの
磁性１次粒子を造粒法により造粒した粒径５〜４５μｍ
のコバルト粉を用いて、上記表３に示す溶射条件■に基
づくプラズマ溶射により、上記試料Ａと同一の板材の表
面に皮膜厚１１０μｍの磁性皮膜Ｆを形成した。

そして、ＶＳＭ装置（振動型磁力計）を用いて、試料Ａ
−Ｆの各磁性皮膜Ａ−Ｆの磁気特性、つまり保磁力及び
残留磁化特性、並びに各磁性皮膜Ａ〜Ｆ中に分散含有さ
れる非磁性材料としての酸化コバルトの含有量をそれぞ
れ測定し、第７図及び第８図、並びに表４に示す結果を
得た。尚、■ＳＭ装置の印加磁場は５ｋＯｅとする。

表４ このように、非磁性材料としての酸化コバルトの磁性皮
膜に対して分散含有される比率（酸化コバルト量）が増
加するに従い保磁力が増加していることが確認できた。

また、酸化コバルトの磁性皮膜に対して分散含有される
比率は、１０重量％から磁性皮膜の残留磁化が高くなり
始め、４０重量％を越えると磁性皮膜の残留磁化が横這
い状態になることが確認できた。

尚、上記実施例及び試験例では、アルミニウム製のター
ビンシャフト２及びシャフト部材をそれぞれ用いたが、
鉄系などの磁性材料からなるタービンシャフト及びシャ
フト部材を用いても良く、この場合には、表面にアルミ
ニウムなどの非磁性材料の非、磁性皮膜を形成した後、
その非磁性皮膜の上から磁性皮膜が形成されることにな
る。

（発明の効果） 以上の如く、請求項（１）に係る発明の磁性皮膜を有す
るセンサによれば、基材の表面に、非磁性物質を所定量
分散含有せしめた磁性材料よりなる磁性皮膜を形成した
ので、磁性皮膜の磁壁が非磁性物質により効果的に増加
することになり、この増加した磁壁を極めて強い磁場の
印加により移動させて多数の磁壁による高い残留磁化が
得られ、測定時の再生出力をより向上させることかでき
る。

また、請求項（２）に係る発明の磁性皮膜を有するセン
サによれば、少なくとも酸化物、炭化物、窒化物及びほ
う化物のうちから１種選んだ非磁性物質の磁性材料に対
して含有される比率を５〜６０重量％としたので、非磁
性物質の磁性材料に対する含有比率により磁壁の増加効
果を妨げることなく磁性皮膜の磁壁を効果的に増加させ
て、より高い残留磁化が確実に得られ、測定時の再生出
力をより確実に向上させることができる。

また、請求項（３）に係る発明の磁性皮膜を有するセン
サによれば、少なくともチタニア、アルミナ、ジルコニ
ア、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素及び酸化コバルト
のうちの単体又は混合体からなる酸化物のうちから選ん
だ非磁性物質を磁性材料中に分散含有せしめて基材の表
面に溶射することにより磁性皮膜を形成したので、磁性
材料中に分散含有された酸化物は溶射時の火炎によるそ
れ以上の酸化を防止しつつ、基材の表面に極めてムラの
少ない磁性皮膜を溶射により形成することができ、磁壁
か満遍なく効果的に増加した磁性皮膜により検出精度を
高めることかできる。

また、請求項（４）に係る発明の磁性皮膜を有するセン
サによれば、非磁性物質を酸化コバルトとしたので、磁
性材料としてコバルトを用いれば、溶射時の火炎により
コバルトか酸化して酸化コバルトを容易に生成すること
ができる。しかも、非磁性物質を、溶射時の火炎により
極めてムラの少ない磁性皮膜を形成する酸化コバルトと
したので、磁性皮膜の磁壁を酸化コバルトにより効果的
に増加させて、この非磁性物質による磁壁の増加効果に
よって残留磁化がさらに高められ、磁性皮膜に対する磁
気信号の書込み周波数を高めて磁気信号の経時変化を防
止して保磁力特性を向上させつつ、測定時の再生出力を
さらに向上させることかできる。

また、請求項（５）に係る発明の磁性皮膜を有するセン
サによれば、磁性皮膜に、コバルト系の磁性材料に対し
て１０〜４０重量％の酸化コバルトを分散含有せしめた
ので、磁性材料に対して含有した酸化コバルトによる磁
壁の増加効果を妨げることなく、酸化コバルトの磁性材
料に対する含有比率によって磁性皮膜の磁壁が効果的に
増加し、特に残留磁化特性を確実に向上させることがで
きる。

さらに、請求項（６）に係る発明では、粒径１〜１０μ
ｍに粉砕された酸化コノ１ルト系粒子を磁性材料中に所
定量分散混入して焼結により粒径１０〜７５μｍのコバ
ルト系焼結粉を造粒し、このコバルト系焼結粉を基材の
表面に溶射して磁性皮膜を形成したので、溶射時の火炎
により粒径か小さめのコバルト系焼結粉が酸化して所定
量の酸化コバルトが容易に磁性皮膜中に生成されること
になり、再生出力及び保磁力をより向上させる磁性皮膜
を容易に形成することができる。しかも、酸化コバルト
系粒子を粒径１〜１０μｍに粉砕したことにより、酸化
コバルト系粒子粉砕時の製造コストを安価にてきる上、
造粒時の焼結による酸化コバルト系粒子の酸化を防止し
て磁性皮膜に所定量以上の酸化コバルトを分散含有させ
ることを確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は磁性皮Ｍ
を有するセンサのシステム説明図、第２図は溶射粉体の
説明図、第３図は一対の磁気信号記録ヘッドにより記録
した磁性皮膜の磁気信号を示す図、第４図はトルク作用
時に一対の磁気信号読取りヘッドにより読取った磁性皮
膜の磁気信号を示す図、第５図は溶射により形成される
磁性皮膜中に分散含有された非磁性材料添加量に対する
再生出力向上率の特性を示す特性図、第６図は塗布によ
り形成される磁性皮膜中に分散含有された非磁性材料添
加量に対する再生出力向上率の特性を示す特性図、第７
図は酸化コバルト量に対する保磁力特性を示す特性図、
第８図は酸化コバルト量に対する残留磁化特性を示す特
性図である。 １・・・センサ ２・・タービンシャフト（基材） ３・・・磁性皮膜 Ａ・・・磁性材料 Ｂ・・・非磁性材料 特　許　出　願　人　　　　　マツダ株式会社冨−代　
　　　理　　　　人　　　　　　　前　１）　　弘　　
　−ばか１名 ニーセンサ ２・ターピノシャフト（基材） ３・磁性皮膜 八−磁性材料 Ｂ・・非磁性ｔオ料 第１ｍ Ｊ　２　Ｍ 第３図 第４ｒＩ！Ｊ ２０　　　　ｌ４ｏ６０　　　　８０　　　１００非、
ｄａミオ掌斗Δシ刀口ｉＩ（中１１ｚ）第５図 非ＴＪｍ（’ｆ７オ筆斗ｍ７１［］（（１１ｉＳ）第６
ＷＪ 霞四叩Ｐず 詰

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）基材の表面に磁気信号の記録可能な磁性材料より
   なる磁性皮膜が形成されており、上記磁性材料中には非
   磁性物質が所定量分散含有されていることを特徴とする
   磁性皮膜を有するセンサ。
2. （２）非磁性物質は少なくとも酸化物、炭化物、窒化物
   及びほう化物のうちの１種からなり、これらの非磁性物
   質の磁性材料に対して含有される比率が５〜６０重量％
   である請求項（１）記載の磁性皮膜を有するセンサ。
3. （３）非磁性物質は少なくともチタニア、アルミナ、ジ
   ルコニア、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素及び酸化コ
   バルトのうちの単体又はこれらの混合体からなる酸化物
   であり、磁性皮膜は、この酸化物が磁性材料中に分散含
   有されて基材の表面に溶射により形成されている請求項
   （２）記載の磁性皮膜を有するセンサ。
4. （４）非磁性物質は酸化コバルトである請求項（３）記
   載の磁性皮膜を有するセンサ。
5. （５）基材の表面に磁気信号の記録可能なコバルト系の
   磁性材料よりなる磁性皮膜が形成されており、上記磁性
   皮膜には、磁性材料に対して１０〜４０重量％の酸化コ
   バルトが分散含有されていることを特徴とする磁性皮膜
   を有するセンサ。
6. （６）酸化コバルト系粒子を粒径１〜１０μｍに粉砕す
   る第１工程と、該第１工程の酸化コバルト系粒子を磁性
   材料中に所定量分散混入したのち焼結して粒径１０〜７
   ５μｍのコバルト系焼結粉を造粒する第２工程と、該第
   ２工程のコバルト系焼結粉を基材の表面に溶射して磁気
   信号の記録可能な磁性皮膜を形成する第３工程とを有し
   ていることを特徴とする磁性皮膜を有するセンサの製造
   法。