JPS5852502A - 磁気トランスデユ−サ - 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】 本発明は磁性体のシートと非磁性体のシートな多数接着
して構成した積層体あるいはシートパッケージを有する
磁気歪みトランストラＺスデューサに関する。このシー
トパッケージには少くとも２つの巻線が配置され、その
うちの少くとも１つは励磁巻線であり、少くとも１つは
測定用巻線である。

現在知られている磁気歪みトランスデユーサはシートパ
ッケージを有し、励磁巻線の作用により、成る場あるい
は磁場の配置（ｆｉｅｌｄ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏ
ｎ）を検出する。トランスデユーサに機械的影響を与え
るとこの場装置が変化する。この変化は少くとも１つあ
る測定用巻線により検出される。前記巻線は開口部を通
しトランスデユーサの内部に設けられるか、あるいはト
ランスデユーサの周囲に設けられる。

前記磁気歪みトランスデユーサ（例えば日本国特許第２
２２，１０９号による）においては、大きな負荷に耐え
るよう設計されたトランスデユーサの場合、大重力を消
費する。この大電力の消費は、かなり大巾なトランスデ
ユーサの励磁が必要であるという事実により生じる。励
磁されるべき体積が大きい場合、比較的低い周波数の電
源が必要になるが、これは電源周波数が高くなると損失
もそれに伴い増大するという理由による。急速な力の変
化の測定においては高い周波数の電源が好ましく、さら
に、関連する電子装置に使用される部材、例えばコンデ
ンサもより安価なものを使うことができる。消費電力を
おさえる一つの方法は巻線用開口部の配置を変化させて
磁束配置を調整することである。しかしながらこの方法
は消費電力低減には比較的ささやかな効果しかもたない
。従来技術によるトランスデユーサの別な欠点としては
電源条件がトランスデユーサのサイズにより一定しない
、あるいはそのサイズに比例して変わることである。カ
ドランスデューサを一例にとると、そのサイズは力ある
いは負荷の公装置にほぼ比例し、従って、大きなトラン
スデユーサは大きな電力を必要とし電源装置も高価とな
る。処理されるべき信号レベルの変化量が太きければ、
また電源装置と信号処理はさらに複雑なものとなる。

使用する磁性体の体積を減じることにより、必要な電力
を減少することができる。２つの方法によりこの体積の
減少は可能となる。

一つの方法は、シートのうちのいくつかを非磁性体のシ
ートで置きかえることである。この方法は完全に実施可
能であり、９９．５％までのシートが非磁性体で置き換
えられることが証明されている。この方法はいくつかの
場所で述べられており、とりわけスエーデン国公開特許
出願第３３９，１２５号に述べられている。しかしなが
ら、例えばオーステナイトのステンレス鋼その他の非磁
性シートメタルは、その体積膨張係数が磁性（例えばシ
リコン）シートメタルのそれとかなり異なる。また両材
料の弾性係数も異なる。前記特許出願第３３９．１２５
号に述べられたような機械的に糾あげたシートパッケー
ジあるいは接着により貼り合わせたシートパッケージの
トランスデユーサにおいて、このことは中性点と感度の
両者に対し、非常に大きな温度依存性をもたらす結果と
なる。異った特性（弾性率、温度係数）のシートを接着
して構成−ｔ−るシートパッケージが負荷変動と温度変
動にさらされたとき割れを生じないためには、しかしな
がら、材料の弾性係数と温度係数が大きくは異ならない
ことが条件となる。置換材料の弾性係数については、使
っている磁性シリコンシートのそれの最大±２０％の差
までは許容されると考えられており、さらに体積膨張係
数についてはシリコンシートのそれの±２５チを超えて
ずれがあってはならないと考えられている。今日これら
の材料条件を満たす安価な置換材料を求めることは困難
である。インコネル（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金）とニモニ
ック合金（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔｉ合金）はこの用途に適した
材料の例であるが、しかしながらこれらは非常に高価で
ある。

本発明による装置は、前記諸問題をもたらすことなく磁
性体を削減することを目的とする。

本発明による複合シートは、１枚の薄いシリコンシート
のコアと、この両外側に接着されたシートメタルを有す
る構造であり、このシートメタルの例としては、より安
価なオーステナイト鋼がある。この６層は、例えば圧延
のごとき手段で金属接合されなけれがならない、これら
の非磁性オーステナイト狗コ４；誉茫鋼の層はそれぞれ
複合シートの６分の１以下の厚さであることが好ましく
、また複合シートは典型的にはおおよそ０．５ｙａｖｔ
である。磁性体層の厚さの最低限界は材料の粒子のサイ
ズで限定され、今日の材料では１００μｍが典型的であ
る。

この構造はいくつかの利点を持つ。活性な磁性シリコン
層を不活性な非磁性層に金属接合することにより、シリ
コンシートの磁性層が十分薄い場合、複合材すなわち複
合シートの体積膨張係数αは完全に不活性の非磁性シー
トのそれに対し、最少のずれでおさまる。従って接着等
の従来技術により数パーセントの小部分を占めるところ
の活性な複合シートを、大部分を占めるところの非磁性
体に結合しパッケージを構成できる。前述の実施例と比
較して、この方法の利点は大部分を占めるところの充て
ん部が安価なシートメタルで構成され、一方高価な活性
シート部は非常に小さな割合しか占めないという点であ
る。

上に述べた装置と共通に本発明による装置がもう１つの
利点は活性シートの数を自由に選ぶことができるため、
小さめのトランスデユーサでも活性材料部の割合を比較
的大きくとるよう構成できることである。このようにし
て供給電源と出力信号の公称値もまだトランスデユーサ
の大きさとは本質的に独立して維持できる。後者により
必要な電子装置はより安価となる。

以下で添付した図面を参照しながら、本発明につき詳細
に説明する。

励磁巻線（図示せず）に電流が供給されると複合シート
の中の磁化可能なコアのみが磁化される。

その他の材料部は磁化されないままである。

図面から明らかなように磁化される部分の占める体積は
大巾に削減されているので消費電力もまだ、この体積減
少とほぼ同じ割合で減少する。

複合シートを構成する６つの層の１０．１１と１２を図
に示す。中心には磁性体の層１１が配置され、これをは
さむ両側に非磁性鋼１０，１２０層が配置される。なお
この層１１の磁性材料は例えば、今日トランスデユーサ
で使用されているところの材料である。不活性非磁性シ
ート２は例えば、複合シートの外側の層と同じ材料であ
る。

異なった種類の材料を金属接合することにより、材料に
関する諸問題はかなりの程度に解消し、この場合弾性係
数と温度に対する体積膨張係数が前記範囲におさまるこ
とはそれほどの重要性を持たない。異なる種類の材料間
の均一な金属接合により、境界層に発生する温度変動に
よるストレスは、その面のあらゆる方向に均一である。

本明細書に記載する発明はトランスデユーサの形状には
ほとんど無関係であり、またトランスデユーサへの励磁
巻線と測定用巻線の配置方法にも無関係である。従って
、本発明は今日知られている磁気歪みトランスデユーサ
のすべてに適用でき・・る。

複合シートを構成する材料が、弾性係数と体積膨張係数
αの両者においてかなり異なるにもかかわらず、完成品
のシートにおいてはその特性が不活性の充てん材のそれ
に非常に近似している。従って、複合シートと充てん材
は従来方法で結合することが可能であり、特に大きな問
題を生じることがない。

【図面の簡単な説明】

図面は非磁性材２のシートのパッケージ中に１つ１つ分
配された多数の複合シート１を有するシートハラケージ
の一部分を示したものである。 符号の説明 １・・・複合シート　　　２・・・非磁性シート１０．
１２・・・非磁性層　１１・・・磁性層代理人　浅　村
　　　皓 外４名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数のシー）（１，２）を接着により貼り合わせ
   て構成したシートパッケージと、前記シートパッケージ
   に配置された少（とも１つの励磁巻線と少くとも１つの
   測定巻線を備えた磁気トランスデユーサであって、前記
   シート（１，２）が非磁性体のシート（２）と複合形シ
   ート（１）とを有することを特徴とするトランスデユー
   サ。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の装置であって、各
   々の複合シート（１）が、磁性体力・らなるコア（１１
   ）と、非磁性体からなる部材（１０，１２）とを有し、
   前記コア（１１）をＧマさみその外１１０に前記部材（
   １０）と（１２）が配置されることを特徴とするトラン
   スデユーサ。