JPH081399B2 - 力学量検出素子およびその製造方法 - Google Patents
力学量検出素子およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH081399B2 JPH081399B2 JP61002130A JP213086A JPH081399B2 JP H081399 B2 JPH081399 B2 JP H081399B2 JP 61002130 A JP61002130 A JP 61002130A JP 213086 A JP213086 A JP 213086A JP H081399 B2 JPH081399 B2 JP H081399B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic alloy
- amorphous magnetic
- quantity detection
- stress
- mechanical quantity
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は非晶質磁性合金（アモルファス磁性合金）の
応力−磁気効果を利用する力学量検出素子、およびその
製造方法に関するものである。
応力−磁気効果を利用する力学量検出素子、およびその
製造方法に関するものである。
従来技術 力，トルクなどを計測する力学量センサにおいて、非
晶質磁性合金の応力−磁気効果を利用するセンサが、近
年注目されつつあり、この力学量センサによれば、力
の非接触検出が可能である，力の電気量への変換を直
接的に行うことができる，センサとしての装置構造が
簡単で、小型化が達成される，非晶質磁性合金は高強
度，高靭性材であって、耐食性に優れるとともに、完全
弾性体でもあるため、耐環境性に優れ、広範囲の使用条
件に耐え得る等の利点が得られる。
晶質磁性合金の応力−磁気効果を利用するセンサが、近
年注目されつつあり、この力学量センサによれば、力
の非接触検出が可能である，力の電気量への変換を直
接的に行うことができる，センサとしての装置構造が
簡単で、小型化が達成される，非晶質磁性合金は高強
度，高靭性材であって、耐食性に優れるとともに、完全
弾性体でもあるため、耐環境性に優れ、広範囲の使用条
件に耐え得る等の利点が得られる。
その一例として、応力−磁気効果が敏感な非晶質磁性
合金の薄帯01を回転軸02に巻き付け、トルクＴによって
回転軸02に生ずる“ひずみ”を薄帯01に導入せしめ、応
力−磁気効果による薄帯01の磁気特性の変化を検出し、
もってトルクＴを検出するトルクセンサが知られている
（第１図参照）。磁歪が正の非晶質磁性合金では、引張
り応力を与えると、引張り方向の磁気弾性エネルギーが
低下し、その方向で磁化が容易になる現象があり、この
現象を応力−磁気効果と称しているが、前記トルクセン
サにおいては、該応力−磁気効果を利用して、薄帯01の
全面に、周方向03に対する傾斜角α（α＞45゜）の方向
に一様な磁化容易軸（一軸磁気異方性）Kuを与えてい
る。しかるに、回転軸02にトルクＴが作用すると、第２
図図示の如く、回転軸02の軸心線方向に対して角度±45
゜の方向に式 （ただし、ｄは回転軸02の外径である）で表わされる応
力σが生じ、応力−磁気効果により、＋σの方向にも一
軸磁気異方性が誘導され、結果として合成された磁化容
易軸Ku′が与えられる。
合金の薄帯01を回転軸02に巻き付け、トルクＴによって
回転軸02に生ずる“ひずみ”を薄帯01に導入せしめ、応
力−磁気効果による薄帯01の磁気特性の変化を検出し、
もってトルクＴを検出するトルクセンサが知られている
（第１図参照）。磁歪が正の非晶質磁性合金では、引張
り応力を与えると、引張り方向の磁気弾性エネルギーが
低下し、その方向で磁化が容易になる現象があり、この
現象を応力−磁気効果と称しているが、前記トルクセン
サにおいては、該応力−磁気効果を利用して、薄帯01の
全面に、周方向03に対する傾斜角α（α＞45゜）の方向
に一様な磁化容易軸（一軸磁気異方性）Kuを与えてい
る。しかるに、回転軸02にトルクＴが作用すると、第２
図図示の如く、回転軸02の軸心線方向に対して角度±45
゜の方向に式 （ただし、ｄは回転軸02の外径である）で表わされる応
力σが生じ、応力−磁気効果により、＋σの方向にも一
軸磁気異方性が誘導され、結果として合成された磁化容
易軸Ku′が与えられる。
しかして、一般に磁性体の透磁率は、磁界方向に対す
る磁化容易軸の方向によって変化することから、前記磁
化容易軸の変化（Ku→Ku′）を透磁率の変化として捉
え、トルクＴの大きさを検出することができる。
る磁化容易軸の方向によって変化することから、前記磁
化容易軸の変化（Ku→Ku′）を透磁率の変化として捉
え、トルクＴの大きさを検出することができる。
そこで、例えば励磁コイル（一次コイル）、検出コイ
ル（二次コイル）を用いて、透磁率（または磁束密度）
の変化を電圧変化として検出すると、第３図図示の如き
トルク−出力曲線が得られる。
ル（二次コイル）を用いて、透磁率（または磁束密度）
の変化を電圧変化として検出すると、第３図図示の如き
トルク−出力曲線が得られる。
発明が解決しようとする問題点 ところが、通常使用されている非晶質磁性合金では、
直線性（リニアリティ）が悪く、力学量検出可能範囲Ｉ
が狭いために、低トルク範囲の検出素子として利用され
るに留まっており、また該非晶質磁性合金の応力−出力
曲線は第４図図示の如くであり、応力＝０の近傍で曲線
の勾配が大きいために、その部分で感度が非常に高く、
第１図において、回転軸02の表面に薄帯01を接着剤接合
する際の接着力によって薄帯01に生ずる応力分布が均一
でないことに起因して、回転軸02に作用するトルクが零
である場合に、本来零になるはずの検出出力が、該回転
軸02の停止角度の違いによって比較的大きな値で検出さ
れてしまう。
直線性（リニアリティ）が悪く、力学量検出可能範囲Ｉ
が狭いために、低トルク範囲の検出素子として利用され
るに留まっており、また該非晶質磁性合金の応力−出力
曲線は第４図図示の如くであり、応力＝０の近傍で曲線
の勾配が大きいために、その部分で感度が非常に高く、
第１図において、回転軸02の表面に薄帯01を接着剤接合
する際の接着力によって薄帯01に生ずる応力分布が均一
でないことに起因して、回転軸02に作用するトルクが零
である場合に、本来零になるはずの検出出力が、該回転
軸02の停止角度の違いによって比較的大きな値で検出さ
れてしまう。
問題点を解決するための手段および作用 本発明の目的は、応力−磁気特性曲線の直線性が良好
で、力学量検出限界が拡大され、広範囲の力学量変化を
検知することが可能で、応力＝０近傍における該特性曲
線の勾配が緩やかなる力学量検出素子を提供する点にあ
る。
で、力学量検出限界が拡大され、広範囲の力学量変化を
検知することが可能で、応力＝０近傍における該特性曲
線の勾配が緩やかなる力学量検出素子を提供する点にあ
る。
この目的は、非晶質磁性合金部片に該非晶質磁性合金
部片よりも熱膨張係数の大きな他の材料を一体的に結合
し、該一体的結合関係で前記非晶質磁性合金部片に予め
圧縮ひずみを与えて成る力学量検出素子を得ることによ
って達成される。
部片よりも熱膨張係数の大きな他の材料を一体的に結合
し、該一体的結合関係で前記非晶質磁性合金部片に予め
圧縮ひずみを与えて成る力学量検出素子を得ることによ
って達成される。
この力学量検出素子は、該力学量検出素子の使用温度
範囲を越えた温度状態にて、非晶質磁性合金部片の表面
に該非晶質磁性合金部片よりも熱膨張係数の大きな他の
材料を一体的に結合させ、次いで前記非晶質磁性合金部
片および他の材料を前記使用温度範囲内まで冷却し、も
って前記非晶質合金部片に圧縮ひずみを付与することに
よって製造され得る。
範囲を越えた温度状態にて、非晶質磁性合金部片の表面
に該非晶質磁性合金部片よりも熱膨張係数の大きな他の
材料を一体的に結合させ、次いで前記非晶質磁性合金部
片および他の材料を前記使用温度範囲内まで冷却し、も
って前記非晶質合金部片に圧縮ひずみを付与することに
よって製造され得る。
例えば、高速回転する銅ドラム上に溶融合金を連続供
給して、これを超急冷し、薄帯（リボン）形状で提供さ
れる非晶質磁性合金は、その組織中に結晶粒界が存在せ
ず、従来の結晶質合金に比して機械的、化学的、電磁気
的に優れた強磁性材であって、特に鉄を主成分とする非
晶質磁性合金は、応力−磁気特性において優れた直線性
（リニアリティ）を示す。
給して、これを超急冷し、薄帯（リボン）形状で提供さ
れる非晶質磁性合金は、その組織中に結晶粒界が存在せ
ず、従来の結晶質合金に比して機械的、化学的、電磁気
的に優れた強磁性材であって、特に鉄を主成分とする非
晶質磁性合金は、応力−磁気特性において優れた直線性
（リニアリティ）を示す。
ところで、前記非晶質磁性合金は、液体構造を凍結す
ることによって得た材料であるから、その原子分布状態
が液相状態に類似し、結晶体（結晶合金）に比して低密
度であって、原子間引力は結晶体に比して大きいものと
想定される。この想定に従うならば、第４図に示した特
性曲線ａにおける応力＝０は、見掛け上の値であって、
例えば、第５図図示の如く、特性曲線ａに連なる曲線ｂ
が潜在すると考えることができ、この潜在曲線ｂ部分を
応力≧０の範囲に持ち来たし、第６図図示の特性曲線ｃ
を得ることができるならば、応力−磁気特性が著しく向
上する。
ることによって得た材料であるから、その原子分布状態
が液相状態に類似し、結晶体（結晶合金）に比して低密
度であって、原子間引力は結晶体に比して大きいものと
想定される。この想定に従うならば、第４図に示した特
性曲線ａにおける応力＝０は、見掛け上の値であって、
例えば、第５図図示の如く、特性曲線ａに連なる曲線ｂ
が潜在すると考えることができ、この潜在曲線ｂ部分を
応力≧０の範囲に持ち来たし、第６図図示の特性曲線ｃ
を得ることができるならば、応力−磁気特性が著しく向
上する。
本発明者等は、斯かる想定の下で、実験を行った結
果、非晶質磁性合金部片に予め圧縮ひずみ（圧縮応力）
を与えることによって前記特性曲線ｃを実現できること
を確認した。圧縮ひずみを与えるには、非晶質磁性合金
よりも熱膨張係数の大きな塗膜を該非晶磁性合金部片の
表面に付し、両層の一体的な結合関係に相対的に非晶質
磁性合金部片の熱変形を封ずる方法が簡単である。ここ
で留意すべきは、非晶質磁性合金の熱膨張特性である。
果、非晶質磁性合金部片に予め圧縮ひずみ（圧縮応力）
を与えることによって前記特性曲線ｃを実現できること
を確認した。圧縮ひずみを与えるには、非晶質磁性合金
よりも熱膨張係数の大きな塗膜を該非晶磁性合金部片の
表面に付し、両層の一体的な結合関係に相対的に非晶質
磁性合金部片の熱変形を封ずる方法が簡単である。ここ
で留意すべきは、非晶質磁性合金の熱膨張特性である。
参考のために、非晶質磁性合金であるアライド社製Me
tglas 2605SC（商品名）の熱膨張係数を調べたところ、
第７図図示の如き曲線（温度−熱膨張係数）が得られ
た。なお、該2605SCの薄帯は、単ロール法で形成したも
のを用いた。この薄帯は、その長尺方向に沿って急冷さ
れたものであるため、熱膨張係数の測定は、長尺方向に
ついてこれを測定した。それ故、例えば硬化温度93℃の
熱硬化性樹脂膜を塗布することによって該非晶質磁性合
金部片の少なくとも一部に圧縮ひずみを付与するのは好
適であり、熱硬化性樹脂膜を塗布した非晶質磁性合金部
片を、力学量検出素子の使用温度範囲（通常の力学量検
出素子は常温25℃で使用されており、それ故使用温度と
は、常温を基準として、それ以上、またはそれ以下の温
度を指す）を越える該樹脂硬化温度に加熱して硬化さ
せ、得られた被膜付き部片を、力学量検出素子として使
用する場合の使用温度に戻せば良い。常温においては、
非晶質磁性合金部片は本来第７図の熱膨張係数に従って
膨張するはずであるが、その膨張を熱硬化性樹脂膜によ
って抑えられているため、非晶質磁性合金部片に対して
圧縮ひずみが与えられる。なお、使用する熱硬化性樹脂
の硬化後のヤング率は大きいほど好ましい。
tglas 2605SC（商品名）の熱膨張係数を調べたところ、
第７図図示の如き曲線（温度−熱膨張係数）が得られ
た。なお、該2605SCの薄帯は、単ロール法で形成したも
のを用いた。この薄帯は、その長尺方向に沿って急冷さ
れたものであるため、熱膨張係数の測定は、長尺方向に
ついてこれを測定した。それ故、例えば硬化温度93℃の
熱硬化性樹脂膜を塗布することによって該非晶質磁性合
金部片の少なくとも一部に圧縮ひずみを付与するのは好
適であり、熱硬化性樹脂膜を塗布した非晶質磁性合金部
片を、力学量検出素子の使用温度範囲（通常の力学量検
出素子は常温25℃で使用されており、それ故使用温度と
は、常温を基準として、それ以上、またはそれ以下の温
度を指す）を越える該樹脂硬化温度に加熱して硬化さ
せ、得られた被膜付き部片を、力学量検出素子として使
用する場合の使用温度に戻せば良い。常温においては、
非晶質磁性合金部片は本来第７図の熱膨張係数に従って
膨張するはずであるが、その膨張を熱硬化性樹脂膜によ
って抑えられているため、非晶質磁性合金部片に対して
圧縮ひずみが与えられる。なお、使用する熱硬化性樹脂
の硬化後のヤング率は大きいほど好ましい。
また、得られた力学量検出素子は、これを測定対象物
に貼着して使用できる他、単体として荷重検出装置，圧
力検出装置等で好適にこれを使用することができる。
に貼着して使用できる他、単体として荷重検出装置，圧
力検出装置等で好適にこれを使用することができる。
実施例１ 単ロール法によりアライド社製Metglas 2605SC（商品
名）で形成した非晶質磁性合金製薄帯（寸法400mm×7mm
×25μｍ）を用意した。
名）で形成した非晶質磁性合金製薄帯（寸法400mm×7mm
×25μｍ）を用意した。
該薄帯の片面全面に、チバガイギー社製エポキシ系樹
脂接着剤アラルダイトXN1244（商品名）（熱膨張係数10
×10-5/℃）を塗布し、温度150℃の恒温槽中に装入して
樹脂接着剤を硬化させた後、これを恒温槽から取り出し
て放冷した。
脂接着剤アラルダイトXN1244（商品名）（熱膨張係数10
×10-5/℃）を塗布し、温度150℃の恒温槽中に装入して
樹脂接着剤を硬化させた後、これを恒温槽から取り出し
て放冷した。
次に、先に述べた第３図図示の場合と同様にして、得
られた試験片の応力−磁気特性（応力−出力（電圧
Ｖ））を調べた。その結果を第８図に示す。
られた試験片の応力−磁気特性（応力−出力（電圧
Ｖ））を調べた。その結果を第８図に示す。
〈試験結果の評価〉 第８図の曲線形状は、第６図に示した曲線ｃとほぼ一
致しており、曲線ａ（第４図参照）と対比するならば圧
縮ひずみの付与が極めて有効であることが判る。
致しており、曲線ａ（第４図参照）と対比するならば圧
縮ひずみの付与が極めて有効であることが判る。
試験例２ 単ロール法によりアライド社製Metglas 2605SC（商品
名）で形成した非晶質磁性合金製薄帯Ｍ（寸法：幅50mm
×肉厚25μｍ）を用意した。この薄帯ＭにはスリットＳ
を形成してある（第９図参照）。
名）で形成した非晶質磁性合金製薄帯Ｍ（寸法：幅50mm
×肉厚25μｍ）を用意した。この薄帯ＭにはスリットＳ
を形成してある（第９図参照）。
該薄帯Ｍの片面全面に、チバガイギー社製樹脂接着剤
アラルダイトXN1244（商品名）を塗布し、第10図，第11
図図示の如く、直径27φmmのJIS SUS304（熱膨張係数17
×10-6/℃）製中実軸１の周囲に巻きつけて接着し、温
度150℃の恒温槽中に装入して樹脂接着剤を硬化させ
た。その後、軸１を恒温槽から取り出して放冷した。
アラルダイトXN1244（商品名）を塗布し、第10図，第11
図図示の如く、直径27φmmのJIS SUS304（熱膨張係数17
×10-6/℃）製中実軸１の周囲に巻きつけて接着し、温
度150℃の恒温槽中に装入して樹脂接着剤を硬化させ
た。その後、軸１を恒温槽から取り出して放冷した。
次に、第11図図示の如く、励磁コイル2,検出コイル3,
3を巻いた磁心2a,3a,3aを薄帯Ｍ面に対して直角に近接
して宛てがい、励磁コイル２に実効値100mAの高周波電
流を供給し、検出コイル3,3の端子線3Aに生ずる誘起電
圧を調べることとした（なお、第10図には、励磁コイル
2,検出コイル３の配置を概念的に示している）。この誘
起電圧は、前述の如く、薄帯Ｍの透磁率の変化、すなわ
ち軸１に与えられたトルクＴによって薄帯Ｍに導入され
る“ひずみ”の大，小によって変化し、誘起電圧を測定
することによってトルクＴの大きさを知ることが可能で
ある。
3を巻いた磁心2a,3a,3aを薄帯Ｍ面に対して直角に近接
して宛てがい、励磁コイル２に実効値100mAの高周波電
流を供給し、検出コイル3,3の端子線3Aに生ずる誘起電
圧を調べることとした（なお、第10図には、励磁コイル
2,検出コイル３の配置を概念的に示している）。この誘
起電圧は、前述の如く、薄帯Ｍの透磁率の変化、すなわ
ち軸１に与えられたトルクＴによって薄帯Ｍに導入され
る“ひずみ”の大，小によって変化し、誘起電圧を測定
することによってトルクＴの大きさを知ることが可能で
ある。
斯くして得られた薄帯Ｍのトルク−出力曲線を第12図
に示す。
に示す。
〈試験結果の評価〉 第12図を第３図と対比すると、トルクＴ＝０の近傍で
曲線の勾配や緩やかになっており、従来の同種のトルク
センサでは最大30Kg・ｍ程度のトルクしか測定できなか
ったところを、100Kg・ｍのトルクをも測定することが
可能となることが判る。
曲線の勾配や緩やかになっており、従来の同種のトルク
センサでは最大30Kg・ｍ程度のトルクしか測定できなか
ったところを、100Kg・ｍのトルクをも測定することが
可能となることが判る。
試験例３ 試験例２の項目，と同様にして得た試験片を温度
93℃の恒温槽内に装入して樹脂接着剤を硬化させた。そ
して、恒温槽から取り出して放冷した試験片を用いて、
試験例１と同様の方法で、第13図に示すトルク−出力曲
線を得た。
93℃の恒温槽内に装入して樹脂接着剤を硬化させた。そ
して、恒温槽から取り出して放冷した試験片を用いて、
試験例１と同様の方法で、第13図に示すトルク−出力曲
線を得た。
〈試験結果の評価〉 第13図の曲線は優れた直線性を示すとともに、試験例
１における場合と同様に大きなトルクを測定し得ること
が判る。試験例2,3の差異は、薄帯を固定する温度の相
違に起因し、薄帯に与えられる圧縮ひずみ量（圧縮応
力）の大きさ（試験例２＞試験例３）によって非晶質磁
性合金の応力−磁気特性が変化することが判る。
１における場合と同様に大きなトルクを測定し得ること
が判る。試験例2,3の差異は、薄帯を固定する温度の相
違に起因し、薄帯に与えられる圧縮ひずみ量（圧縮応
力）の大きさ（試験例２＞試験例３）によって非晶質磁
性合金の応力−磁気特性が変化することが判る。
試験例４ 試験例2,3と同様にして樹脂接着剤の硬化温度（恒温
槽の温度）を85℃にした場合について調べ、第14図に示
すトルク−出力曲線を得た。
槽の温度）を85℃にした場合について調べ、第14図に示
すトルク−出力曲線を得た。
〈試験結果の評価〉 第14図の曲線は、第13図の曲線に比して直線部分の勾
配が若干緩やかになるとともに、直線部分の範囲が若干
狭くなっており、また、第12図と対比すると、曲線が逆
向きに彎曲していることが判る。この場合も、従来のト
ルクセンサに比して直線性が良好で力学量検出限界の範
囲が拡大されており、広範囲のトルク範囲を測定し得る
ことが判る。
配が若干緩やかになるとともに、直線部分の範囲が若干
狭くなっており、また、第12図と対比すると、曲線が逆
向きに彎曲していることが判る。この場合も、従来のト
ルクセンサに比して直線性が良好で力学量検出限界の範
囲が拡大されており、広範囲のトルク範囲を測定し得る
ことが判る。
試験例５ 試験例2,3,4で使用した樹脂接着剤とは異なる樹脂接
着剤、すなわち常温（25℃）で硬化する樹脂剤（東亜合
成社製アロンアルファ201（商品名））を用い、硬化条
件以外の他の条件を試験例1,2,3と同様にして、第15図
に示すトルク−出力曲線を得た。
着剤、すなわち常温（25℃）で硬化する樹脂剤（東亜合
成社製アロンアルファ201（商品名））を用い、硬化条
件以外の他の条件を試験例1,2,3と同様にして、第15図
に示すトルク−出力曲線を得た。
〈試験結果の評価〉 樹脂接着剤によって薄帯を固定する温度が常温（25
℃）であるため、常温において薄帯に圧縮ひずみが付与
されることはなく、第３図図示の曲線と差異はない。
℃）であるため、常温において薄帯に圧縮ひずみが付与
されることはなく、第３図図示の曲線と差異はない。
以上の各試験例は、トルクセンサについてこれを実施
したが、非晶質磁性合金を利用した力学量検出素子は、
該非晶質磁性合金よりも熱膨張係数の大きな軸等の他の
部材に接着し、硬化させて使用されるだけでなく、前記
樹脂接着剤の如き他の材料を薄帯に塗布し、固化せしめ
てなる単体部片としても使用され、ガス圧，油圧等の流
体圧検出用素子、ひずみ量検出用素子等の他、機器制御
のための力学量→電気量変換用素子としても利用され得
る。
したが、非晶質磁性合金を利用した力学量検出素子は、
該非晶質磁性合金よりも熱膨張係数の大きな軸等の他の
部材に接着し、硬化させて使用されるだけでなく、前記
樹脂接着剤の如き他の材料を薄帯に塗布し、固化せしめ
てなる単体部片としても使用され、ガス圧，油圧等の流
体圧検出用素子、ひずみ量検出用素子等の他、機器制御
のための力学量→電気量変換用素子としても利用され得
る。
なおまた、例えば筒状体の内壁に沿って薄帯を設ける
場合には必ずしも接着を必要とせず、加熱した筒状体内
に同じく筒状に形成した薄帯を嵌挿して冷却すれば、薄
帯に対して圧縮ひずみを与えることができる。
場合には必ずしも接着を必要とせず、加熱した筒状体内
に同じく筒状に形成した薄帯を嵌挿して冷却すれば、薄
帯に対して圧縮ひずみを与えることができる。
発明の効果 以上の説明から明らかな様に、本発明の力学量検出素
子は、薄帯よりも熱膨張係数の大きな他の材料を該薄帯
に一体的に結合させ、該一体的結合関係で薄帯の少なく
とも一部に予め圧縮ひずみを付与したものであり、圧縮
ひずみを与えることによって、製造状態（例、単ロール
法で得たそのままの状態）の非晶質磁性合金の応力−磁
気特性が著しく改善され、その特性曲線は、直線性が良
好で、力学量検出限界の範囲が拡大されているため、広
範囲の応力を検出することができる。
子は、薄帯よりも熱膨張係数の大きな他の材料を該薄帯
に一体的に結合させ、該一体的結合関係で薄帯の少なく
とも一部に予め圧縮ひずみを付与したものであり、圧縮
ひずみを与えることによって、製造状態（例、単ロール
法で得たそのままの状態）の非晶質磁性合金の応力−磁
気特性が著しく改善され、その特性曲線は、直線性が良
好で、力学量検出限界の範囲が拡大されているため、広
範囲の応力を検出することができる。
【図面の簡単な説明】 第１図，第２図は非晶質磁性合金製薄帯を軸の周囲に接
合して、軸に与えられるトルクを検出する場合の原理を
説明する図、第３図は非晶質磁性合金製力学量検出素子
を用いたトルクセンサによる軸トルク測定例としてのト
ルク−出力曲線を示すグラフ、第４図は非晶質磁性合金
の応力−磁気特性を示すグラフ、第５図，第６図は本発
明の原理を説明するための応力−磁気特性を示すグラ
フ、第７図は非晶質磁性合金2605SC（商品名）の温度に
よる熱膨張係数変化を示すグラフ、第８図は圧縮ひずみ
を付与された前記非晶質磁性合金2605SCの応力−磁気特
性を示すグラフ、第９図は該非晶質磁性合金製薄帯を示
す図、第10図は該薄帯を軸周囲に巻きつけてなるトルク
センサを示す図、第11図はその斜視図、第12図は前記薄
帯用樹脂接着剤の硬化温度を相対的に高温に設定した場
合に得られるトルク−出力曲線を示すグラフ、第13図，
第14図はそれぞれ前記樹脂接着剤の硬化温度を第11図図
示の場合に比して相対的に低くした場合の第11図と同様
なグラフ（ただし、硬化温度は第13図の場合が第14図の
場合に比して高い）、第15図は他の樹脂接着剤を用いて
常温で軸周囲に薄帯を接合した場合のトルク−出力曲線
を示すグラフである。 １……軸、２……励磁コイル、３……検出コイル。
合して、軸に与えられるトルクを検出する場合の原理を
説明する図、第３図は非晶質磁性合金製力学量検出素子
を用いたトルクセンサによる軸トルク測定例としてのト
ルク−出力曲線を示すグラフ、第４図は非晶質磁性合金
の応力−磁気特性を示すグラフ、第５図，第６図は本発
明の原理を説明するための応力−磁気特性を示すグラ
フ、第７図は非晶質磁性合金2605SC（商品名）の温度に
よる熱膨張係数変化を示すグラフ、第８図は圧縮ひずみ
を付与された前記非晶質磁性合金2605SCの応力−磁気特
性を示すグラフ、第９図は該非晶質磁性合金製薄帯を示
す図、第10図は該薄帯を軸周囲に巻きつけてなるトルク
センサを示す図、第11図はその斜視図、第12図は前記薄
帯用樹脂接着剤の硬化温度を相対的に高温に設定した場
合に得られるトルク−出力曲線を示すグラフ、第13図，
第14図はそれぞれ前記樹脂接着剤の硬化温度を第11図図
示の場合に比して相対的に低くした場合の第11図と同様
なグラフ（ただし、硬化温度は第13図の場合が第14図の
場合に比して高い）、第15図は他の樹脂接着剤を用いて
常温で軸周囲に薄帯を接合した場合のトルク−出力曲線
を示すグラフである。 １……軸、２……励磁コイル、３……検出コイル。
Claims (3)
- 【請求項１】非晶質磁性合金の応力−磁気効果を利用す
る力学量検出素子において、 非晶質磁性合金部片に該非晶質磁性合金部片よりも熱膨
張係数の大きな他の材料が、一体的に結合され、該一体
的結合関係で前記非晶質磁性合金部片に予め圧縮ひずみ
が与えられており、力学量検出限界の範囲が拡大された
応力−磁気特性を有する力学量検出素子。 - 【請求項２】前記他の材料は熱硬化性樹脂であり、該熱
硬化性樹脂は前記非晶質磁性合金部片に一体的に硬化結
合されたことを特徴とする前記第１項記載の力学量検出
素子。 - 【請求項３】非晶質磁性合金の応力−磁気効果を利用す
る力学量検出素子の製造方法において、 該力学量検出素子の使用温度範囲を越えた温度状態に
て、非晶質磁性合金部片の表面に該非晶質磁性合金部片
よりも熱膨張係数の大きな他の材料を一体的に結合さ
せ、次いで前記非晶質磁性合金部片および他の材料を前
記使用温度範囲内まで冷却し、もって前記非晶質合金部
片に圧縮ひずみを付与することを特徴とする力学量検出
素子の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002130A JPH081399B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 力学量検出素子およびその製造方法 |
| DE87300080T DE3787100T2 (de) | 1986-01-10 | 1987-01-07 | Sensorelement für mechanische Eigenschaft und Verfahren zu dessen Herstellung. |
| EP87300080A EP0229688B1 (en) | 1986-01-10 | 1987-01-07 | Mechanical property sensor element and method for making the same |
| US07/001,406 US4784003A (en) | 1986-01-10 | 1987-01-08 | Mechanical quantity sensor element |
| CA000527038A CA1270905A (en) | 1986-01-10 | 1987-01-09 | Mechanical quantity sensor element and method for making the same |
| US07/251,802 US4985108A (en) | 1986-01-10 | 1988-09-30 | Method of mounting a mechanical quantity sensor element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002130A JPH081399B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 力学量検出素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62182630A JPS62182630A (ja) | 1987-08-11 |
| JPH081399B2 true JPH081399B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=11520756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61002130A Expired - Fee Related JPH081399B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 力学量検出素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081399B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6420678A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-24 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Torque sensor |
| JPH0251574A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-21 | Honda Motor Co Ltd | 力学量検出素子と被検出物との接着構造 |
| US7127797B1 (en) * | 2000-04-20 | 2006-10-31 | Kilmartin Brian D | Imparting compressive hoop stress into a bonded magnetoelastic element by means of diameter reduction of the underlying shaft |
-
1986
- 1986-01-10 JP JP61002130A patent/JPH081399B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62182630A (ja) | 1987-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2914526B2 (ja) | 円形の磁極化された非接触式トルク検出装置及びそれを使用してトルクを測定する方法 | |
| JP2818522B2 (ja) | 対象体に作用するトルクまたは軸方向応力を測定する方法 | |
| US4823617A (en) | Torque sensor | |
| Garshelis | A torque transducer utilizing a circularly polarized ring | |
| JP3654513B2 (ja) | 磁気弾性ロードセル | |
| US4891992A (en) | Torque detecting apparatus | |
| JPH05196517A (ja) | トルク検出装置及びそのトルク測定方法 | |
| US4931729A (en) | Method and apparatus for measuring strain or fatigue | |
| Rękas et al. | A measuring setup for testing the mechanical stress dependence of magnetic properties of electrical steels | |
| Al-Hajjeh et al. | Characteristics of a magnetostrictive composite stress sensor | |
| Atulasimha et al. | Sensing behavior of varied stoichiometry single crystal Fe-Ga | |
| US4985108A (en) | Method of mounting a mechanical quantity sensor element | |
| JPH081399B2 (ja) | 力学量検出素子およびその製造方法 | |
| Szewczyk et al. | Influence of nanocrystalization on magnetoelastic Villari effect in Fe73. 5Nb3Cu1Si13. 5B9 alloy | |
| Kellogg et al. | Blocked-force characteristics of Terfenol-D transducers | |
| JPS63297545A (ja) | トルクセンサ用被測定軸 | |
| US4872350A (en) | Mechanical quantity sensor element | |
| JPH0710010B2 (ja) | 力学量検出素子の固定方法 | |
| JPS62206421A (ja) | トルクセンサ | |
| JP2002156296A (ja) | トルク変換器 | |
| JPH0710009B2 (ja) | 力学量検出素子の固定方法 | |
| JPH0817255B2 (ja) | 積層構造の力学量検出素子の製造方法 | |
| JPS63182535A (ja) | トルクセンサ | |
| JPH05203507A (ja) | 磁歪式トルクセンサ | |
| JPH01209773A (ja) | トルクセンサーを一体に備えた回転軸 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |