JP3146421B2

JP3146421B2 - 磁性線パルサ用材料

Info

Publication number: JP3146421B2
Application number: JP16994090A
Authority: JP
Inventors: 睦生徳吉; 彰松本; 盛一山田
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 2001-03-19
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: JPH0459947A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は大バルクハウゼン効果を利用して磁気を検出
し、交流磁界を印加して逆ヴィガンド効果によりパルス
を発生させるパルサあるいはセンサとして用いる磁性材
料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の材料としては、米国エクソン社が1971
年に発明したFe−Ni合金（ヴィーガントワイヤ）あるい
は、1977年に発明された磁性線パルサにはFe−Co−Ｖ合
金が用いられた。

【０００３】これらの材料はいずれも線材にひねりを加えることに
より、バルクハウゼン効果が発生し外部の磁気を感知す
ると磁化が反転し検出コイルにパルス電圧が発生して電
流が流れる仕組みとなっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

しかし、これらの材料はいずれもひねりが開放される
と大バルクハウゼン効果が減少あるいは消滅し、センサ
ーあるいはパルサーとしての機能をなくすため、この原
理が発明されて以来20年近くを経過しているにもかかわ
らず、いまだに実用化に至っていない。

【０００５】そこで、本発明の技術的課題は、ひねりが開放されて
も大バルクハウゼン効果が消滅せず、かつ、大きなパル
スを安定して発生させ得る材料を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本発明によれば、逆ヴィガンド効果によりパルスを発
生させる素子に用いる材料であって、Fe−Ni（Ni:5〜25
wt％）を合金に、Ｘ（１〜5wt％）（ただし、Ｘは、A
l、Moの内、少なくとも１種類）を添加することによ
り、塑性加工を容易としたことを特徴とする磁性線パル
サ用材料が得られる。

【０００７】

【作用】

本発明の特徴を列挙するとつぎの通りである。

【０００８】（ア）パルス電圧発生を確実且つ安定させるためには保
磁力は数Oe〜数十Oeが必要である。

【０００９】（イ）50％以上望ましくは80〜98％の冷間加工が必要で
あるため塑性加工が容易な組成でなければならない。

【００１０】（ウ）ひねりが開放されても大きなパルス電圧を得る為
には磁束密度を出来るだけ大きくするとともに、パルス
電圧時間とピーク値との比、即ち、角形比を大きくする
必要がある。

【００１１】（エ）製造が容易であるとともに熱的に安定している。

【００１２】以上の特徴は本発明の構成によってのみ達成されるも
のである。即ち、高い磁束密度と加工性からNi量が規定
され、角形比とパルス安定性、及び冷間加工における加
工性より、Ｘ量が規定される（ただし、Ｘ＝Al及びMoの
内、少なくとも１種類）。

【００１３】

【発明の実施の形態】

次に本発明の実施例について説明する。

【００１４】（実施例１） Ni＝12wt％、Mo＝2wt％、残部Feからなる合金を真空
に溶解し、熱間加工により5mmφの線材とする。その後
ダイスを用いて、約1mmφとなるよう線引きする。冷間
加工により硬化したこの線材に焼鈍を施し、軟化させ
る。その後再びダイスを用い0.3mmφとなるよう線引き
する。

【００１５】この線材に40kg/mm²の引張り応力を加えながら線材に
ひねり応力（左右どちらのひねりでも良い）として線の
中心から半径0.15mmの場所（線材の最外部）の歪量を最
大歪量として、それが0.03％になるよう歪を加えると図
１に示すようなバルクハウゼン効果があらわれる。さら
にこれらの応力をとり除くと従来例の合金は図２（ｂ）
に示すように大バルクハウゼン効果を示さないが、本発
明の実施例は、図２（ａ）に示すように明らかに大バル
クハウゼン効果を示している。これは、Fe−Ni合金にMo
を添加したことによるものである。さらにこれらの線材
に約70（Oe）の交流磁界を与えると、図３に示すような
三角状パルス電圧が得られる。この三角状パルス電圧の
ピーク電圧は２〜3V（図示されているのは約2V）にも及
びパルサーとして充分実用に供しうるものである。一
方、ひねりながら線引きした線材は単に引張り応力を加
えただけで、図１に示すような大バルクハウゼン効果が
同様にあらわれる。

【００１６】従来のパルサ用合金では、このようなパルスを得るた
めには、図４を示すように歪印加後非常に複雑な熱処理
工程を必要とする上に、パルスが不安定であり、電圧も
低くバラツキが大きかったが、本発明により、歪印加後
の工程が簡単になり、しかも安定した高電圧パルスが得
られた。

【００１７】（実施例２） Ni＝15wt％、Ｘ（３、４、５、6wt％）（6wt％は比較
例）（ただし、ＸはAl、Moをそれぞれ単一に添加）、残
部Feからなる合金を真空溶解し、熱間加工により5mmφ
の線材とする。その後、ダイスを用いて約1mmφとなる
よう線引きする。冷間加工により硬化したこの線材に焼
鈍を施し、軟化させる。その後、再びダイスを用い、0.
3mmφとなるよう線引きする。この線材に、実施例１と
同様に、40kg/mm²の引張り応力を加えながら、線材にひ
ねり応力として最大歪量0.03％加える。その後、応力を
取り除き、直流のＢ−Ｈ特性を測定した。特性を図１に
示す。大バルクハウゼンジャンプをΔB_mとし、各組成系
における添加元素量ΔB_mの関係を調べた。

【００１８】その結果を図５に示す。これによると、Al、Moを添加
することで、ΔB_mが９〜12（kG）の特性が得られてお
り、また、添加量の増加とともに、ΔB_mが上昇する傾向
を示した。しかし、添加元素の添加量を6wt％（比較
例）とすると、硬化が著しく、冷間加工が困難となり、
測定用試料を作製することができなかった。

【００１９】本発明の場合、Ni量が5wt％以下では保磁力が小さ
く、また、25wt％以上では磁束密度が急激に降下し、充
分な出力が得られない。また、添加元素のAl、Moを添加
しない場合は、ひねりを開放すると、ΔB_mが消滅し、6w
t％以上では硬度が上り必要な冷間加工が出来ない。

【００２０】これにより、本発明の磁性線パルス用材料では、Fe−
Ni（Ni:5〜25wt％）を主成分とする合金にAl、Moを少な
くとも１種類添加する（添加量１〜5wt％）ことにより
室温での応力印加により応力開放後も、大バルクハウゼ
ン効果の特性が得られた。

【００２１】以上のことにより、図６の本発明の特許請求の範囲に
おける材料のwt％の範囲を模式的にあらわした図が得ら
れる。

【００２２】

【発明の効果】

以上述べたように本発明によれば、Al、Moの内、少な
くとも１種類を積極的に添加することにより、塑性加工
が容易な材料が得られるという効果を奏する。そのた
め、安価ですぐれた特性を有する磁気センサあるいはパ
ルサー用材料を提供でき、回転センサ、車速センサ、近
傍スイッチ等、自動車工業、自動化装置工業等多くの産
業分野に利用できるセンサ、パルサを量産可能となり、
その有効性は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】大バルクハウゼン効果を示す直流のＢ−Ｈ特性図であ
る。

【図２】（ａ）は応力開放後でもバルクハウゼン効果を示してい
る直流のＢ−Ｈ特性図であり、（ｂ）は応力開放後に大
バルクハウゼン効果が消滅した直流のＢ−Ｈ特性図であ
る。

【図３】線材に約70（Oe）の交流磁界を与えた時の出力パルスを
示す図である。

【図４】 Fe−Co−Ｖ合金を用いた磁性線パルサの従来の製造工程
を示す図である。

【図５】添加元素（Al、Mo）量とΔB_m（大バルクハウゼンジャン
プ）の関係を示す図である。

【図６】本発明の特許請求の範囲における材料の範囲を模式的に
あらわした図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−181179（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 H03K 3/49

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】逆ヴィガンド効果によりパルスを発生させ
る素子に用いる材料であって、Fe−Ni（Ni:5〜25wt％）
を合金に、Ｘ（１〜5wt％）（ただし、Ｘは、Al及びMo
の内、少なくとも１種類）を添加することにより、塑性
加工を容易としたことを特徴とする磁性線パルサ用材
料。