JPH02187624A - 磁気スケールの製造方法 - Google Patents
磁気スケールの製造方法Info
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- JPH02187624A JPH02187624A JP669089A JP669089A JPH02187624A JP H02187624 A JPH02187624 A JP H02187624A JP 669089 A JP669089 A JP 669089A JP 669089 A JP669089 A JP 669089A JP H02187624 A JPH02187624 A JP H02187624A
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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。
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〉
この発明は、良好な性能を有する価格の安い磁気スケー
ルを安定して提供することが可能な、磁気スケールの簡
便な製造方法に関するものである。
ルを安定して提供することが可能な、磁気スケールの簡
便な製造方法に関するものである。
〈従来の技術〉
近年、例えばピストンロンド等の変位量や変位速度等を
測定するために使用されるようになった“磁気スゲ−ル
”は、金属材料等から成る基体表面に線状又は帯状の磁
気的変質部（透磁率変化部）を規則的に配列形成して目
盛部となした構成をと−２でおり、この目盛を磁気スケ
ール基体表面に近接対峙させた磁気センサーで読み取る
ことで該基体と磁気センサーとの相対変位が測定される
。
測定するために使用されるようになった“磁気スゲ−ル
”は、金属材料等から成る基体表面に線状又は帯状の磁
気的変質部（透磁率変化部）を規則的に配列形成して目
盛部となした構成をと−２でおり、この目盛を磁気スケ
ール基体表面に近接対峙させた磁気センサーで読み取る
ことで該基体と磁気センサーとの相対変位が測定される
。
ところで、磁気スケール基体上に透磁率が変化した目盛
部を形成する手段としては、現在、次のようなツノ？ノ
、が知られている。
部を形成する手段としては、現在、次のようなツノ？ノ
、が知られている。
ａ）強磁性体から成る磁気スケール基体に空隙溝を削り
出し、この空隙溝によって透磁率変化部を実現する方法
。
出し、この空隙溝によって透磁率変化部を実現する方法
。
ｂ）特殊な金属材料表面に高エネルギー線を照射して局
部的な熱処理を施し、これによって該部分を磁気的に変
質させ目盛部とする方法（特開昭５７−１６３０９号公
報）。
部的な熱処理を施し、これによって該部分を磁気的に変
質させ目盛部とする方法（特開昭５７−１６３０９号公
報）。
Ｃ） 金属材の表面に化学メツキに、ＬすＮｉ及びＰを
主成分とする薄膜（０，２〜０ 、３ ｍ＋ｉ厚）を形
成して磁気スケール基体とし、通電加熱やレーザー光等
による加熱にて前記基体上の薄膜に所定間隔を置いて部
分的な透磁率変化部を設ける方法（特開昭５８７５１７
号）。
主成分とする薄膜（０，２〜０ 、３ ｍ＋ｉ厚）を形
成して磁気スケール基体とし、通電加熱やレーザー光等
による加熱にて前記基体上の薄膜に所定間隔を置いて部
分的な透磁率変化部を設ける方法（特開昭５８７５１７
号）。
ｄ） 磁気スケール基体として“冷間加工誘起変態によ
るマルテンサイト組織を１０％以上含む強磁性体のオー
ステナイ）Ｍ”を用い、その表面部を局所的に溶融処理
することにより該部分を非磁性のオーステナイト組織に
して目盛部とする方法（特開昭６２−８３６２０号公報
）。
るマルテンサイト組織を１０％以上含む強磁性体のオー
ステナイ）Ｍ”を用い、その表面部を局所的に溶融処理
することにより該部分を非磁性のオーステナイト組織に
して目盛部とする方法（特開昭６２−８３６２０号公報
）。
（り 非硼ｆ１のオ ステリーイト集１を磁気スノノ
゛ ル基体とし、その表面へ局所的に高エネルギ 線
を照射しつつフェライト形成元素を添加して該部分を磁
性化する方法（特開昭６２−２２７０９５号公報）。
゛ ル基体とし、その表面へ局所的に高エネルギ 線
を照射しつつフェライト形成元素を添加して該部分を磁
性化する方法（特開昭６２−２２７０９５号公報）。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、従来知られていた」−記名方法はそれぞ
れ次のような問題点を有しており、その改善が望まれる
ものであった。即ち、 Ａ） 前記ａ）項に示した方法は、得られる磁気スケー
ルは空隙溝を削り出した構造となるので表面平滑性が要
求される場合（ピストンロンドや安定軸等のような摺動
軸として使用する場合）には採用できず、また機械的強
度トも問題がある一ヒ、製造コストの面でも不利である
。
れ次のような問題点を有しており、その改善が望まれる
ものであった。即ち、 Ａ） 前記ａ）項に示した方法は、得られる磁気スケー
ルは空隙溝を削り出した構造となるので表面平滑性が要
求される場合（ピストンロンドや安定軸等のような摺動
軸として使用する場合）には採用できず、また機械的強
度トも問題がある一ヒ、製造コストの面でも不利である
。
Ｂ） 前記ｂ）項にボした方法は製作Ｔ程自体は簡便−
（はあるも山の、 応のイ、−丁軸性が得られる磁気ス
ケールを得るためには、磁気スケール基体として２５％
Ｆｅ−７５％Ｎｉ合３等の非常に高価な磁性材料や特殊
なアルミューツム合金を適用する必要があり、製品が高
価になるばかりか強度や耐摩耗性の面でも余り高くは望
めない、ｌ 、、！−から用途−１１の制約が多い。
（はあるも山の、 応のイ、−丁軸性が得られる磁気ス
ケールを得るためには、磁気スケール基体として２５％
Ｆｅ−７５％Ｎｉ合３等の非常に高価な磁性材料や特殊
なアルミューツム合金を適用する必要があり、製品が高
価になるばかりか強度や耐摩耗性の面でも余り高くは望
めない、ｌ 、、！−から用途−１１の制約が多い。
Ｃ） 前記Ｃ）項に示した左法は作業性の良くない化学
メツキ工程が必要であるに、Ｎ１及びＰを主成分とする
メ２ツキ薄膜Ｃコ部分加）ノ（処理を施して磁気変質部
を形成した［１盛では’Ｓ／Ｎ比”が小さく°ζ読み取
り感度が低く、該感度を高めるためには薄膜の１！、さ
をかなり厚くしなｃすればならない等の経済的不利を余
儀無くされ、しかも耐摩耗性不十分や、加熱処理された
メツキ薄膜にクラック等の拶傷発生の恐れも懸念される
。
メツキ工程が必要であるに、Ｎ１及びＰを主成分とする
メ２ツキ薄膜Ｃコ部分加）ノ（処理を施して磁気変質部
を形成した［１盛では’Ｓ／Ｎ比”が小さく°ζ読み取
り感度が低く、該感度を高めるためには薄膜の１！、さ
をかなり厚くしなｃすればならない等の経済的不利を余
儀無くされ、しかも耐摩耗性不十分や、加熱処理された
メツキ薄膜にクラック等の拶傷発生の恐れも懸念される
。
Ｄ） 前記ｄ）項に示した方法は、磁気スケール基体が
加工誘起マルテンサイトを生成するオーステナイト鋼に
限られ、しかも高加工度の冷間加工工程が必要である等
の経済的不利を余儀無くされる。
加工誘起マルテンサイトを生成するオーステナイト鋼に
限られ、しかも高加工度の冷間加工工程が必要である等
の経済的不利を余儀無くされる。
Ｅ）前記ｄ）項に示した方法で↓ま合金元素添加のため
に精密な制御を必要とし、工業的に安定な手段とは言え
ない。
に精密な制御を必要とし、工業的に安定な手段とは言え
ない。
上述のように、従来知られていた磁気スケ ルの製造方
法には、何れも形態的な制限があったり、特殊な材料の
適用を必要としたり、或いは精密な合金元素添加制御を
要する等の問題点が指摘され、工業ト十分に満足できる
ものではなかった。
法には、何れも形態的な制限があったり、特殊な材料の
適用を必要としたり、或いは精密な合金元素添加制御を
要する等の問題点が指摘され、工業ト十分に満足できる
ものではなかった。
このようなことから、本発明の目的は、形態に制限され
ることがなく、性能的にも中し分のない安価な磁気スケ
ールを簡便な工程で製造できる手段の提供に置かれた。
ることがなく、性能的にも中し分のない安価な磁気スケ
ールを簡便な工程で製造できる手段の提供に置かれた。
〈課題を解決するための手段〉
そこで、本発明者は前記目的を達成すべく種々の実験を
繰り返しながら研究を重ねた結果、以下に示すような知
見を得るに至った。
繰り返しながら研究を重ねた結果、以下に示すような知
見を得るに至った。
即ち、第１図に示すように、安価な炭素鋼を含む汎用の
機械構造用鋼等の如き強磁性体金属材１の表面にレーザ
ー光線等の高エネルギー線２を照射すると、照射部３は
局所的に加熱され膨張するが周囲の基体は加熱されない
ので、前記加熱部が圧縮されて圧縮塑性歪を発生する現
象が起きる。
機械構造用鋼等の如き強磁性体金属材１の表面にレーザ
ー光線等の高エネルギー線２を照射すると、照射部３は
局所的に加熱され膨張するが周囲の基体は加熱されない
ので、前記加熱部が圧縮されて圧縮塑性歪を発生する現
象が起きる。
そして、その後に高エネルギー線照射を停止すると、今
度は照’ｌ＝１部は冷却し収縮するため、室温まで冷却
が完了した時点では第２図に示す如く照射部に引張応力
が発生し残留する。そのため、この応力によって照射部
には弾性の引張歪が加わるが、このように引張歪が加わ
ると、第３図で示す如く該部分の透磁率が歪のない基体
に比べて増加するので、照射部と周囲の基体とは透磁率
の変化で十分に区別されることとなり、磁気目盛として
の特性を満足するようになる。
度は照’ｌ＝１部は冷却し収縮するため、室温まで冷却
が完了した時点では第２図に示す如く照射部に引張応力
が発生し残留する。そのため、この応力によって照射部
には弾性の引張歪が加わるが、このように引張歪が加わ
ると、第３図で示す如く該部分の透磁率が歪のない基体
に比べて増加するので、照射部と周囲の基体とは透磁率
の変化で十分に区別されることとなり、磁気目盛として
の特性を満足するようになる。
本発明は、」−記知見等に基づいてなされたものであり
、 １強磁性体からなるスケール基体表面に高エネルギー線
の局所的照射を行−３て該部分を加熱・冷却することに
より、その高エネルギ 綿閘射部に引張残留応力を生ξ
； 、、ｄ、 ｊ、めＣ透磁・♀仝増ＩＩ［Ｉさ−（シ
目盛部とするこよで、Ｐ１能０＞ Ｊ’、：好なｉ７＋
、気〕、））−、＋ｊ・４簡便かつ安価に製造し得る」
″うにしだ巧に特徴を有するものである１゜ つまり、従来知られ−ζいたパ磁気スろ ルＷ体に対し
て透磁率か変化した目盛部を形成する１段”の中には残
留応力による透磁イ′変化４刊川１、たｔ。
、 １強磁性体からなるスケール基体表面に高エネルギー線
の局所的照射を行−３て該部分を加熱・冷却することに
より、その高エネルギ 綿閘射部に引張残留応力を生ξ
； 、、ｄ、 ｊ、めＣ透磁・♀仝増ＩＩ［Ｉさ−（シ
目盛部とするこよで、Ｐ１能０＞ Ｊ’、：好なｉ７＋
、気〕、））−、＋ｊ・４簡便かつ安価に製造し得る」
″うにしだ巧に特徴を有するものである１゜ つまり、従来知られ−ζいたパ磁気スろ ルＷ体に対し
て透磁率か変化した目盛部を形成する１段”の中には残
留応力による透磁イ′変化４刊川１、たｔ。
のはなく、そのため従来法こは磁気スケール基体として
特殊な材料を用いたり磁気ツう−ル基体に好ましくない
空隙部を削成するごとを要するか、又は基体局所への精
密な合金元素添加制御がＪ、 ’Ｌ！’であったりした
のに対して、本発明に係る方法Ｇこよると、通常の炭素
鋼等を恭体とした場合でも極めて簡便に透磁率変化部の
付与が可能となるが、続いて上述のような透磁率変化部
の磁気Ｖ１盛部としての作用をより詳細に説明する。
特殊な材料を用いたり磁気ツう−ル基体に好ましくない
空隙部を削成するごとを要するか、又は基体局所への精
密な合金元素添加制御がＪ、 ’Ｌ！’であったりした
のに対して、本発明に係る方法Ｇこよると、通常の炭素
鋼等を恭体とした場合でも極めて簡便に透磁率変化部の
付与が可能となるが、続いて上述のような透磁率変化部
の磁気Ｖ１盛部としての作用をより詳細に説明する。
（作用〉
前記第１図に示す如＜、磁気スケール基体たる強磁性体
金属材（例えば炭素鋼丸鋼材）１に高エネルギ 線（例
えばし ザー光線）２を集光し、線状に−・定間隙で加
熱すると、このときの図中のＸ軸（金属材軸方向に平行
な直線）トのΦ方向（円周方ｌ１ｉｌ ） Ｌ、：は、
加熱部では降伏応力又はそれに近い値の引張り方向応力
が発生し、加熱部と隣接した部分には若−トの圧縮応力
か発生する（前記第２図参照）、 そこで、第４図で示すように、高エネルギー線ｌ（／ｊ
射郡部３で円周方向と４５°の角度を成す方向に交流磁
束発生用磁路４を設置して交流磁束を発生させると、前
記照射部３には円周方向の引張応力が存在して透磁率が
増加しているので、発生する磁束は第５図で示した如く
応力方向に偏る。そのため、上記の交流磁束発生用磁路
４と直交させて検出用磁路５を設置すると、上述した偏
りにより磁束の−・部が検出用（１磁路５を通るので、
該検出用磁路５コイルを巻いておくと、誘導起電力が生
じる。従って、この起電力を検出することにより残留応
力の存在が検出が可能で、前述した残留応力の付与は磁
気スケールの目盛形成法に十分応用可能である。なお、
第４図における符号６は交流電源を、７は検出用コイル
を、そして８は電圧計をそれぞれ示している。
金属材（例えば炭素鋼丸鋼材）１に高エネルギ 線（例
えばし ザー光線）２を集光し、線状に−・定間隙で加
熱すると、このときの図中のＸ軸（金属材軸方向に平行
な直線）トのΦ方向（円周方ｌ１ｉｌ ） Ｌ、：は、
加熱部では降伏応力又はそれに近い値の引張り方向応力
が発生し、加熱部と隣接した部分には若−トの圧縮応力
か発生する（前記第２図参照）、 そこで、第４図で示すように、高エネルギー線ｌ（／ｊ
射郡部３で円周方向と４５°の角度を成す方向に交流磁
束発生用磁路４を設置して交流磁束を発生させると、前
記照射部３には円周方向の引張応力が存在して透磁率が
増加しているので、発生する磁束は第５図で示した如く
応力方向に偏る。そのため、上記の交流磁束発生用磁路
４と直交させて検出用磁路５を設置すると、上述した偏
りにより磁束の−・部が検出用（１磁路５を通るので、
該検出用磁路５コイルを巻いておくと、誘導起電力が生
じる。従って、この起電力を検出することにより残留応
力の存在が検出が可能で、前述した残留応力の付与は磁
気スケールの目盛形成法に十分応用可能である。なお、
第４図における符号６は交流電源を、７は検出用コイル
を、そして８は電圧計をそれぞれ示している。
ところで、本発明において、磁気スケール基体の形状は
前述した丸鋼材に限らず板材等であっても良く、特に制
約はない。
前述した丸鋼材に限らず板材等であっても良く、特に制
約はない。
また、加熱部の形状は目盛の間隙及び磁気検出器の測定
面積により決定されるものであり、これも原理的には何
らの制約もない。しかし、前記第２図に示したように加
熱部の周囲に圧縮応力が発生するため、目盛のピッチ（
第１図中のＰ）に対して加熱部の幅（第１図中のｈ）が
大きいと（ｈ／Ｐが大であると）、隣接して次の目盛部
の加熱を行ったとき既に生成していた折角の引張応力が
減少することがある。従って、上記ｈ／Ｐは０．７以下
に調整するのが望ましい。
面積により決定されるものであり、これも原理的には何
らの制約もない。しかし、前記第２図に示したように加
熱部の周囲に圧縮応力が発生するため、目盛のピッチ（
第１図中のＰ）に対して加熱部の幅（第１図中のｈ）が
大きいと（ｈ／Ｐが大であると）、隣接して次の目盛部
の加熱を行ったとき既に生成していた折角の引張応力が
減少することがある。従って、上記ｈ／Ｐは０．７以下
に調整するのが望ましい。
なお、加熱部に引張応力を発生させるには、加熱時に周
囲の未加熱部の拘束による圧縮歪発生が必要である。従
って、上記圧縮歪を十分に発生させるべく加熱温度は６
００℃以上とするのが望ましく、また加熱手段はレーザ
ー光線や電子線等の局部的に高温加熱できる高エネルギ
ー線によるものであればその種類を問うものではない。
囲の未加熱部の拘束による圧縮歪発生が必要である。従
って、上記圧縮歪を十分に発生させるべく加熱温度は６
００℃以上とするのが望ましく、また加熱手段はレーザ
ー光線や電子線等の局部的に高温加熱できる高エネルギ
ー線によるものであればその種類を問うものではない。
勿論、弾１７１応力により透磁率が変化する現象は強磁
性体に現われるものであるため、磁気スケル基体は強磁
性体に限られるが、その種類にも格別な制限はない。
性体に現われるものであるため、磁気スケル基体は強磁
性体に限られるが、その種類にも格別な制限はない。
続いて、本発明の効果を実施例によって更に具体的に説
明する。
明する。
〈実施例〉
まず、直径が６０鰭で長さが１０００ｍｍのＪＩＳＧ
４０５１に５２０Ｃとして規格されている機械構造用炭
素鋼丸鋼材を準備し、その表面に第１図に示した要領で
レーザー光線照射を行い、局所的に引張残留応力を発生
させた。
４０５１に５２０Ｃとして規格されている機械構造用炭
素鋼丸鋼材を準備し、その表面に第１図に示した要領で
レーザー光線照射を行い、局所的に引張残留応力を発生
させた。
なお、このときのレーザー光照射条件は次の通りであっ
た。
た。
レーザー光の種別： Ｃｏ、レーザー光出カニ ］
ｋＷ 照射速度： ２ｍ／分 焦点位Ｗ： 鋼材表面より５ ａｍ上。
ｋＷ 照射速度： ２ｍ／分 焦点位Ｗ： 鋼材表面より５ ａｍ上。
集光レンズ焦点距離： １２７ｍｍ。
照射部のピッチ：２ｍｍ
照射長さ： 丸鋼材の全周。
次に、上記処理を施された丸鋼材につき、第４図に示し
たものと同様の構造を有する磁化式応力指示計（二・７
コーシ■製のシグマトロンＣＰ ３０００（商品名））
を用いて円周方向残留応力の軸方向分布を測定したとこ
ろ、第６図に示したような結果が得られた。
たものと同様の構造を有する磁化式応力指示計（二・７
コーシ■製のシグマトロンＣＰ ３０００（商品名））
を用いて円周方向残留応力の軸方向分布を測定したとこ
ろ、第６図に示したような結果が得られた。
第６図に示した結果からも明らかな如く、」−記方法に
より応力分布の差異を磁気特性（透磁率）の変化として
十分明瞭に測定することが可能であり、応力分布の異な
る局所部を規則的に形成した１−記鋼材が磁気スケール
として十分に満足できるものであることを確認できる。
より応力分布の差異を磁気特性（透磁率）の変化として
十分明瞭に測定することが可能であり、応力分布の異な
る局所部を規則的に形成した１−記鋼材が磁気スケール
として十分に満足できるものであることを確認できる。
く効果の総括〉
以上に説明した如く、この発明によれば、汎用されてい
る−・般的な機械構造用調料を使用し、その形状Ｑご格
別な変化を加えることのない簡便な手段で性能が良好な
磁気スケールを安価に製造することか１＋Ｊ能となるな
と、産業−１−極めて有用な効果がもたらされる。
る−・般的な機械構造用調料を使用し、その形状Ｑご格
別な変化を加えることのない簡便な手段で性能が良好な
磁気スケールを安価に製造することか１＋Ｊ能となるな
と、産業−１−極めて有用な効果がもたらされる。
第１図は、本発明に係る磁気スケールの製造方法の１例
を小した概念図である。 第２図番、１１、商工フルギー線照射を受けた磁気スゲ
−ル基体の残留応力発生状況を説明するグラフである。 第３図は 磁気スケール基体の歪量と透磁率との関係を
示すグラフである。 第４図は、透磁率変化部の検出方法を説明した概念図で
ある。 第５図は、透磁率変化部における磁束の偏りを説明した
板弐図である。 第６図は、実施例における残留応力測定結果を示したグ
ラフである。 図面において、 ・・・強磁性体金属材。 ・・・照射部、 ４ ・・・検出用磁路 ・・・検出用コイル。 ２・・・高エネルギー線 ・・・交流磁束発生用磁路。 ６・・・交流電源。 ８・・・電圧旧。
を小した概念図である。 第２図番、１１、商工フルギー線照射を受けた磁気スゲ
−ル基体の残留応力発生状況を説明するグラフである。 第３図は 磁気スケール基体の歪量と透磁率との関係を
示すグラフである。 第４図は、透磁率変化部の検出方法を説明した概念図で
ある。 第５図は、透磁率変化部における磁束の偏りを説明した
板弐図である。 第６図は、実施例における残留応力測定結果を示したグ
ラフである。 図面において、 ・・・強磁性体金属材。 ・・・照射部、 ４ ・・・検出用磁路 ・・・検出用コイル。 ２・・・高エネルギー線 ・・・交流磁束発生用磁路。 ６・・・交流電源。 ８・・・電圧旧。
Claims (1)
- 強磁性体からなるスケール基体表面に高エネルギー線の
局所的照射を行って該部分を加熱・冷却することにより
、その高エネルギー線照射部に引張残留応力を生じせし
めて透磁率を増加させ目盛部とすることを特徴とする、
磁気スケールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP669089A JPH02187624A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 磁気スケールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP669089A JPH02187624A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 磁気スケールの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02187624A true JPH02187624A (ja) | 1990-07-23 |
Family
ID=11645348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP669089A Pending JPH02187624A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 磁気スケールの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02187624A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012226063A (ja) * | 2011-04-19 | 2012-11-15 | Canon Inc | 光学装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58211604A (ja) * | 1982-06-04 | 1983-12-09 | Inoue Japax Res Inc | 磁気スケ−ル |
| JPS6459123A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-06 | Japan Atomic Energy Res Inst | Manufacture of heat resistant magnetic scale |
-
1989
- 1989-01-13 JP JP669089A patent/JPH02187624A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58211604A (ja) * | 1982-06-04 | 1983-12-09 | Inoue Japax Res Inc | 磁気スケ−ル |
| JPS6459123A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-06 | Japan Atomic Energy Res Inst | Manufacture of heat resistant magnetic scale |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012226063A (ja) * | 2011-04-19 | 2012-11-15 | Canon Inc | 光学装置 |
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