JPH0456752A - 大バルクハウゼン効果を有する合金材料及びそれを用いた磁性線パルサ用合金線材の製造方法 - 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］ 本発明は大バルクハウゼン効果を利用して磁気を検出し
、パルサあるいはセンサとして用いる大バルクハウゼン
効果を有する合金材料およびそれを用いた磁性線パルサ
用合金線材の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、大バルクハウゼン効果を利用する合金材料として
は、米国エリクソン社が１９７１年に発明したＦｅ−Ｎ
ｉ合金（ヴイガンドワイヤ）（特公昭５５−１５７９７
号公報）や、１９７７年に松下　昭ほかによって発明さ
れた磁性線パルサに用いられるＦｅ−Ｃｏ−Ｖ合金（特
公昭５９−１２１４２号公報）が知られている。これら
の材料は、いずれも線材に捻りを加えることにより、大
バルクハウゼン効果が発生し、外部の磁気を感知すると
磁化が反転して、検出コイルにパルス電流が発生する仕
組みとなっている。このような大バルクハウゼン効果と
は、強磁性体の磁化が多くの不連続的磁化を伴うこと（
直流Ｂ−Ｈ特性での大バルクハウゼン効果をΔＢ、バル
クハウゼンジャンプという。）を言う。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上述の磁性線パルサ用合金材料は、いずれも捻
りを開放すると大バルクハウゼン効果の減少あるいは消
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、原理が発明されて以来２０年近くを経過している
にも拘らずまだ実用化に至っていない。

第９図は従来のパルサ用合金の製造方法の一例を示す図
である。

第９図に示すように、従来のパルサ用合金は、初期材料
を熱間加工５１の後、線引き５２を行い、焼鈍５３を行
い、更に線引き５４を行い、数十口の右回転５５のひね
りを加え、その後、左回転（右回転の２倍の回転）５６
を行い、また、右回転（左回転の１／２倍の回転）５７
を行い、最後に通電による熱処理５８を行い、線材支持
等の部品化５９を行うものである。このように、従来の
パルサ用合金の製造は、非常に複雑な工程を必要とする
上に、パルサとして用いた場合に出力パルスが不安定で
あり、電圧も低くバラツキが多いという欠点を有した。

そこで、本発明の技術的課題は、捻りを開放しても大バ
ルクハウゼン効果が消滅せず、かつ大きなパルスを安定
して発生させうる磁性線パルサ合金用材料を実現できる
大バルクハウゼン効果を有する合金材料およびその合金
材料を用いたパルサ材料の製造方法を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、５〜２５　ｗ　ｔ％のＮｉ、ｌ〜１０
　ｗ　ｔ％のＣｕ、残部が実質的にＦｅからなることを
特徴とする大バルクハウゼン効果を有する合金材料が得
られる。

本発明によれば、前記合金材料を熱間加工および焼鈍の
後５０％以上の加工率となるようにダイスを用いて線引
きすることを含み、前記合金の線引き加工時に当該線材
にひねりを加えるかまたはダイスを回転させながら線引
きすることを特徴とする磁性線パルサ用合金線材の製造
方法が得られる。

ここで、本発明においては、熱間加工および焼鈍の後の
線引き加工率は５０％以上で、望ましくは８０〜９８％
の冷間加工が必要である。従って、塑性加工容易な組成
でなければならないが、本発明の合金材料において、そ
の組成を５〜２５％Ｎｉ、１〜１０ｗｔ％Ｃｕ、残部が
実質的にＦｅと限定したのは、本発明の合金材料におい
て、Ｎｉ量が５　ｗ　ｔ％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十分な
出力が得られないからである。また、前記合金において
、Ｃｕを添加しない場合は、捻りを開放すると大バルク
ハウゼン効果が消滅し、Ｃｕの添加量が１０　ｗ　ｔ％
を越えると、硬度が上昇し、磁性線パルサ用合金とする
に必要な冷間加工ができないからである。

即ち、本発明の合金材料において、Ｎｉ量については、
高い磁束密度と加工性とがら規定され、Ｃｕ量は角形比
とパルス安定性から規定される。

本発明においては、捻りながら線引きした線材について
は、単に引張り応力を加えただけで、大バルクハウゼン
効果が現れる。

また、本発明の合金材料においては、保磁力は数１０（
Ｏｅ）まで可変であるが、本発明の合金材料の保磁力は
、数Ｏｅ〜数＋Ｏｅが必要である。

尚、本発明の合金材料の製造方法において、時効温度が
６００℃以上になると磁束密度が低下し、さらに硬度が
増加するので好ましくない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

（実施例１） １２　ｗ　ｔ％Ｎｉ＊　　３　ＮＶ　ｔ％Ｃｕ残部Ｆｅ
からなる合金を真空溶解し、熱間加工により直径５■の
線材とした。その後、ダイスを用いて直径約１１となる
ように線引きし、この冷間加工硬化した線材に、その後
再び直径約３１となるように線引きする。このとき線材
に捻りを加えるためダイスを回転させながら線引きして
も良い。これらの線材に、４０　ｋ　ｇ／■■２の引張
り応力を加えながら、捻り応力（左右でちらの捻りでも
良い）として線材の中心から半径０．１５−厘の場所の
歪み量を最大歪み量とし、それが０．０３％になるよう
歪みを加えた。

第１図はこのとき得られた合金材料の大バルクハウゼン
効果を示す図である。比較の為に、従来合金も同様にし
て歪みを加えた。第１図において、本発明の実施例１に
係る合金の大パルクツＸウゼンジャンプΔＢ２．ΔＢ８
が見られる。

さらに、線材に加えた引張り応力を取り除くと、従来の
合金は第２図（ｂ）に示すように大バルクハウゼン効果
を示さないが、本発明では第２図（ａ）に示すように、
明らかに大バルクハウゼン効果を示す。これは、Ｆｅ−
Ｎｉ合金にＣｕを添加したことによるものと推定される
。

さらに、これらの線材に約７０（Ｏｅ）の交流磁界を与
えると、第３図に示すようなパルスが得られた。このパ
ルス電圧は、１．５〜３Ｖにも及び、パルサー用合金材
料として十分実用に供し得るものであった。

第４図はＦ　ｅ　、　Ｎ　ｉＳＣｕの三元合金系におけ
る各組成と本発明の合金材料の領域を示す図である。第
４図において、本発明合金材料は実線で囲まれた領域で
示される。本発明合金材料の場合、Ｎ１ｊｉが５　ｗ　
ｔ％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、本発明合金材料において、Ｃｕを添加しない場合は
、ひねりを開放すると大バルクハウゼン効果が消滅し、
１０　ｗ　ｔ％以上では硬度が上り、必要な冷間加工が
できない。

一方、本発明合金材料において、捻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、第５図に示す
ように、大バルクハウゼン効果が現れる。これらの線材
は、保磁力を調整するためには、時効処理することもで
きる。

第６図は本発明の実施例に係る線材の時効処理と磁気特
性との関係を示す図である。

第６図から明らなように、保磁力は数１００ｅまで可変
であるが、時効処理温度が６００℃以上になると磁束密
度が低下し、さらに硬度が増加するので好ましくない。

（実施例２） Ｎｉ：１６ｗｔ％、Ｃｕ：２ｗｔ％残部Ｆｅからなる合
金を実施例１と同様に、真空溶解し、熱間加工により直
径５１■の線材とした。その後、ダイスを用いて直径約
１■ｍとなるように線引きする。

冷間加工したこの線材に焼鈍を施し、軟化させる。

その後、再びダイスを用いて直径約０．３＋ａｍとなる
ように、ダイスを回転させながら線引きした。

この線材に４０ｋｇ／ｍｓ２の引張り応力を加えると第
１図に示すものと同様に、大バルクハウゼン効果が現れ
る。この応力を取り除いても、第７図に示すように、実
施例１と同様に大バルクハウゼン効果が認められた。さ
らに、これらの線材に約７０（Ｏｅ）の交流磁界を与え
ると、第８図に示すようなパルスが得られ、このパルス
電圧は、１〜３Ｖに及び、実施例１と比較して若干低下
するものの、本発明の実施例２に係る合金は十分実用で
きる値であった。

［発明の効果］ 以上、説明したように本発明によれば、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合金材料を
実現できる大バルクハウゼン効果を有する合金材料およ
びそれを用いた磁性線パルサ用合金材料の製造方法を提
供することができる。

本発明の材料の用途は、回転センサ、車速センサ、近接
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するも
のであり、その有効性は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１に係る磁性線パルサ用合金材
料の大バルクハウゼン効果を示す直流のＢ−Ｈ特性図、
第２図（ａ）応力開放後でも大バルクハウゼン効果を示
す直流のＢ−Ｈ特性、第２図（ｂ）は応力開放後でも大
バルクハウゼン効果を示している直流のＢ−Ｈ特性図、
第３図は線材に約７０（Ｏｅ）の交流磁界を与えたとき
の出力パルスを示す図である。第４図は本発明の合金材
料の範囲と範囲を限定した理由の説明に供する図、第５
図は本発明による捻りながら線引きした線材に単に引張
り応力のみ加えたものの大バルクハウゼン効果を示す直
流のＢ−Ｈ特性図である。第６図は本発明の実施例に係
る線材の時効処理と磁気特性の関係を示す図である。第
７図は実施例２の大バルクハウゼン効果を示す直流のＢ
−Ｈ特性である。第８図は本発明の実施例２に係る合金
に約７０　（Ｏｅ）の交流磁界を与えたときの出力パル
スを示す図である。第９図は従来のＦｅ−Ｃｏ−■合金
を用いた磁性線パルサ用合金材料の製造工程の一例を示
す図である。 第 ２図（Ｑ） ＊ΔＢ−・−バルクハウゼンジャンプ Ｎ１図 ＊ΔＢ バルクハウゼルヤノブ 第３図 本発明合金材料 第５図 末ΔＢ−９＋バルクハウゼンジャンプ 第６図 Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕ合金における時効時間と磁気特性の変
化（４間知工率ｔｏ％１時効１ｙ１ｇｓｏ℃）第７図 木ΔＢ ・バルクハウゼンジャンプ 第８図 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）５〜２５ｗｔ％のＮｉ、１〜１０ｗｔ％のＣｕ、
   残部が実質的にＦｅからなることを特徴とする大バルク
   ハウゼン効果を有する合金材料。
2. （２）第１の請求項記載の合金材料を熱間加工および焼
   鈍の後５０％以上の加工率となるようにダイスを用いて
   線引きすることを含み、前記合金の線引き加工時に当該
   線材にひねりを加えるかまたはダイスを回転させながら
   線引きすることを特徴とする磁性線パルサ用合金線材の
   製造方法。