JPH06204015A - 複合線材及びその製造方法 - Google Patents

複合線材及びその製造方法

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JPH06204015A
JPH06204015A JP4349242A JP34924292A JPH06204015A JP H06204015 A JPH06204015 A JP H06204015A JP 4349242 A JP4349242 A JP 4349242A JP 34924292 A JP34924292 A JP 34924292A JP H06204015 A JPH06204015 A JP H06204015A
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JP
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composite wire
wire
magnetic
composite
core
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JP4349242A
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English (en)
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Kazumitsu Endo
和光 遠藤
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/0302Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity characterised by unspecified or heterogeneous hardness or specially adapted for magnetic hardness transitions
    • H01F1/0304Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity characterised by unspecified or heterogeneous hardness or specially adapted for magnetic hardness transitions adapted for large Barkhausen jumps or domain wall rotations, e.g. WIEGAND or MATTEUCCI effect

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定したパルスが得られる複合線材及びその
製造方法を提供するものである。 【構成】 芯部が磁性材料であると共に、この芯部の外
周部が非磁性材料である複合線材に対し、捻り加工装置
を用いて捻りピッチ,張力を所定に定めた条件下でその
芯部にバルクハウゼン効果を有する磁性部分を形成する
捻り加工において、磁性部分を芯部の一箇所のみに形成
する。更に、この複合線材を熱処理工程にてその複合線
材を成す磁性材料の再結晶温度未満の温度条件下にて熱
処理する。このようにして製造された複合線材をパルス
発生装置に用いると、高いパルス電圧が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バルクハウゼン効果
(磁気材料に作用する磁化力を変化させると、磁化の不
連続な変化が連続して生じること)を有する複合線材に
関し、特に芯部が保磁力10〜500[Oe]付近の半
硬質磁性材料から成る複合線材及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、複合線材の芯部等に用いられる磁
性材料は、主としてリードスイッチ等に使用されている
磁性材料と同等なものである。特公昭55−15979
号公報や、特公昭61−28196号公報に開示されて
いる如く、こうした複合線材の芯部に捻りを加えると、
磁化の状態が変化してバルクハウゼン効果を有する複合
線材を製造することができる。このような磁性材料の状
態変化に応じて生じるバルクハウゼン効果は、J・R・
ウィーガントにより見い出されたものである。
【0003】このバルクハウゼン効果を有する磁性材料
に生じる磁化の跳び(バルクハウゼン跳躍と呼ばれる)
をコイルで検出すると、コイルの両端にパルス状の電圧
が得られる。そこで、この磁性材料による磁性線材を磁
石等を備えた磁気回路に組み込むと、パルス状電圧を誘
発するパルス発生装置として利用できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したバルクハウゼ
ン効果を有する磁性線材の場合、コイルに誘発されるパ
ルスを大きくしようとすれば、例えば正磁場を+150
[Oe],負磁場を−18.8[Oe]とする場合の如
く、非対称の交流磁場を磁性線材に与えなければならな
い。このような非対称の交流磁場を与えた条件下におい
ては、正側のパルスのみが大きくなる。
【0005】即ち、磁性線材に対しては非対称の交流磁
場を与えない限り、大きなパルスを得ることができな
い。換言すれば、非対称の交流磁場以外の条件下では、
例えば特公昭61−28196号公報に開示されている
如く、磁性線材から大きなパルスを得ることができな
い。
【0006】一般に、バルクハウゼン効果を有する磁性
線材をパルス発生装置に用いる場合、永久磁石と組み合
わせて使用するため、永久磁石が発生する磁場を正確に
磁性線材に与えなければならない。
【0007】このように、正磁場と負磁場とが非対称な
交流磁場を必要とする理由は、バルクハウゼン効果を有
する磁性線材において、磁化の不連続な変化を生じるバ
ルクハウゼン跳躍が2箇所に存在するためである。即
ち、この2箇所のバルクハウゼン跳躍が相互に影響し合
うことにより、非対称な交流磁場を与えた場合に最も大
きなパルスを生じるようになっている。
【0008】そこで、本発明者等はこの2箇所のバルク
ハウゼン跳躍に留意し、既に特願平3−319296
号,特願平4−174510号にて出願した技術におい
て、バルクハウゼン跳躍を1箇所とし得る磁性線材及び
その製造方法を提案している。ここで製造される磁性線
材は、数10[Oe]以上の交流磁場が与えられること
によって安定したパルスが得られる。
【0009】又、特願平3−319296号にて提案さ
れた技術に関しては、バルクハウゼン跳躍が発生する条
件を磁性線材に与えた張力と張力によって発生する塑性
歪とにあることを見い出している。従って、これらの張
力及び塑性歪を所定なものにすると、バルクハウゼン跳
躍が1箇所の磁性線材が提供可能になる。
【0010】しかしながら、複合線材を対象にした場
合、依然として安定したパルスを得ることができないと
いう問題が残っている。
【0011】本発明はかかる問題点を解消すべくなされ
たもので、その技術的課題は、安定したパルスが得られ
る複合線材及びその製造方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、芯部が
磁性材料であって、且つ該芯部の外周部が非磁性材料で
ある複合線材において、複合線材は、バルクハウゼン効
果を有する磁性部分が芯部の一箇所のみに形成された複
合線材が得られる。
【0013】又、本発明によれば、芯部が磁性材料であ
って、且つ該芯部の外周部が非磁性材料である複合線材
を捻って該芯部にバルクハウゼン効果を有する磁性部分
を一箇所のみに形成する複合線材の製造方法が得られ
る。
【0014】更に、本発明によれば、上記複合線材の製
造方法において、更に複合線材を成す磁性材料の再結晶
温度未満の温度条件下にて、複合線材を熱処理する熱処
理工程を含む複合線材の製造方法が得られる。
【0015】加えて、本発明によれば、上記何れかの複
合線材の製造方法により製造された複合線材が得られ
る。
【0016】
【作用】本発明は、複合線材を対象として安定したパル
スを得るため、バルクハウゼン跳躍をその芯部の1箇所
に有する複合線材を製造している。線材製造装置とし
て、既に本発明者等により特願平3−26613号にて
提案された製造装置を使用している。この製造装置は、
一方向に捻りを加えることにより2箇所のバルクハウゼ
ン跳躍を有する磁性線材を製造するものであるが、同時
にこの製造装置は線材に対して連続的に捻りを加えるこ
とができる。そこで、本発明ではこの製造装置を用いて
複合線材に連続的捻り加工を施すことにより、バルクハ
ウゼン跳躍を1箇所に有する複合線材を得ている。この
捻り加工の場合、複合線材の芯部(磁性材料)にその外
周部(非磁性材料)によって圧縮応力を加えることがで
きる。この圧縮応力は、複合線材の長さ方向に対して張
力と同じ方向に働く。
【0017】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明の複合線材及び
その製造方法について図面を参照して詳細に説明する。
【0018】最初に、本発明の複合線材の製造方法につ
いて、その概要を簡単に説明する。本発明では、芯部が
磁性材料であると共に、この芯部の外周部が非磁性材料
である複合線材を捻り、その芯部にバルクハウゼン効果
を有する磁性部分を形成する捻り加工を含む複合線材の
製造方法において、捻り加工で磁性部分を芯部の一箇所
のみに形成するものである。又、この複合線材は、熱処
理工程によってその複合線材を成す磁性材料の再結晶温
度未満の温度条件下にて熱処理することによってパルス
電圧を高め得るようにしている。
【0019】次に、幾つかの実施例を挙げ、複合線材の
製造方法を具体的に説明する。
【0020】[実施例1]実施例1では、複合線材の材
料として、芯部には10V−50Co−残部Fe[wt
%],その芯部の外周部には13V−50Co−残部F
e[wt%]を用いるものとする。
【0021】複合線材の製造方法としては、先ず10V
−50Co−残部Fe[wt%]と13V−50Co−
残部Fe[wt%]とから成る2種の合金材料を用意
し、これらの合金材料をそれぞれ真空中にて高周波溶解
した後、熱間加工によりそれぞれ外径を10V−50C
o−残部Fe[wt%]合金材料に関するものは12m
m,13V−50Co−残部Fe[wt%]合金材料に
関するものは25mmとして2種の棒状に加工した。
【0022】次に、外径25mmの13V−50Co−
残部Fe[wt%]合金棒に対しては、内径12mmの
空芯を設けてパイプ状に加工した後、この空芯に外径1
2mmの10V−50Co−残部Fe[wt%]合金棒
を挿入することによって複合棒を製造した。
【0023】更に、この複合棒に対して熱間加工と引き
抜き加工とを施すことにより、線径φが0.25mm,
芯部の直径φが約0.12mmの複合線材体を得た。引
き続き、この複合線材体を水素中にて950[℃]の温
度条件で焼鈍を行って複合線材の素線を得た。尚、この
950[℃]の熱処理によって複合線材体の外周部の1
3V−50Co−残部Fe[wt%]は非磁性合金とな
る。
【0024】次に、複合線材の素線に対して一方向に捻
りを連続的に加え、芯部の一箇所にバルクハウゼン跳躍
を有する磁性部分が形成されるように捻り加工を行う。
ここで使用する捻り加工装置は、図1(a)にその上面
図を,図1(b)にその側面図を示すような構成になっ
ている。
【0025】即ち、この捻り加工装置においては、モー
タ10の回転を回転軸7により伝達し、その回転により
固定部平歯車1の周りを回転部平歯車2が回転する。更
にこの回転によって回転伝達用軸11に設けられたウォ
ーム歯車3を通して送りドラム駆動用歯車4に取り付け
られた送りドラム5が回転し、複合線材16を一定速度
で送り出す。送り出される複合線材16は、回転部ガイ
ドローラ8により回転体中心に合わせられる。ここで、
複合線材16はV溝付回転部捻り用ガイドローラ9によ
り固定され、捻り用ゴムローラ12を通して回転部本体
(送り出し機構部)6の回転により捻りが加えられる。
捻りが加えられた複合線材16は、保持用ゴムローラ1
3にて保持される。又、複合線材16の巻き取りは、一
定の張力で巻き取りを行い得るトルク制御モータ17を
備えた巻き取りドラム14を用いて行う。因みに、熱処
理は捻りが一定に保持される捻り用ゴムローラ12及び
保持用ゴムローラ13の間で熱処理炉15を用いて行わ
れるが、実施例1ではこの熱処理を行わない。
【0026】この捻り加工装置を使用しての捻り工程に
おける捻り加工条件は、捻りピッチを1,2,4[m
m]とし、複合線材に対する張力を15[kg/m
2 ]としている。因みに、張力の条件はトルク制御モ
ータ17によって与えられるものである。
【0027】引き続き、捻り加工を施した後の複合線材
を長さ20[mm]ずつに切断し、パルス発生装置用の
複合線型磁気ワイヤ(複合線材)として加工した。
【0028】図2は、この複合線型磁気ワイヤを含み、
パルス電圧測定器が接続された状態のパルス発生装置を
示したものである。ここでは電源22及び抵抗21に接
続された励磁コイル18により、検出コイル19が巻回
された状態の複合線型磁気ワイヤ20に磁場を印加し、
複合線型磁気ワイヤ20のバルクハウゼン跳躍により誘
発されるパルスをオシロスコープ23にて測定可能とし
ている。
【0029】図3は図2に示す測定装置により、0〜±
100[Oe],変動数1[Hz]の対称交流磁場条件
下で複合線型磁気ワイヤからのパルス電圧の測定を行っ
た結果を示したものである。図3からは、何れの捻りピ
ッチで捻り加工した複合線型磁気ワイヤにおいても、±
50[Oe]以上であれば正負のパルス電圧が安定して
得られることが判る。
【0030】[実施例2]実施例2では、図1に示した
捻り加工装置における捻り用ゴムローラ12及び保持用
ゴムローラ13の間で熱処理炉15を用いて温度条件2
00,300,400,500[℃]で熱処理工程を行
う以外は、実施例1と同様な手順に従うものとして、長
さ20[mm]ずつに切断された複合線型磁気ワイヤ
(複合線材)を得た。但し、捻り工程における捻り条件
である捻りピッチを1[mm]とし、熱処理工程におけ
る熱条件をその複合線型磁気ワイヤを成す磁性材料の再
結晶温度未満としている。
【0031】ここで得られた複合線型磁気ワイヤに対し
ても、図2に示す測定装置により±100[Oe],変
動数1[Hz]の対称交流磁場条件下でパルス電圧の測
定を行った。
【0032】図4は、熱処理温度に対するパルス電圧の
測定結果を示したものである。但し、図4には実施例1
で説明した熱処理工程を行わずに捻りピッチを1[m
m]として製造した複合線型磁気ワイヤに関する測定結
果も比較として示されている。
【0033】図4からは、捻り加工の後に熱処理を行う
と、先の実施例1の複合線型磁気ワイヤよりも高いパル
ス電圧が得られることが判る。又、特に温度条件400
[℃]で熱処理した複合線型磁気ワイヤからは、最も高
いパルス電圧が得られることが判った。
【0034】[実施例3]実施例3では、熱処理炉15
を用いて温度条件400[℃]で熱処理工程を行う以外
は実施例1と同様な手順に従うものとして、長さ20
[mm]ずつに切断された複合線型磁気ワイヤ(複合線
材)を得た。但し、捻り加工条件である張力を10[k
g/mm2 ]としている。
【0035】ここで得られた複合線型磁気ワイヤに対し
ても、図2に示す測定装置により+100[Oe],0
〜−100[Oe],変動数1[Hz]の非対称な交流
磁場条件下でパルス電圧の測定を行った。
【0036】図5は、非対称な交流磁場の負磁場0〜−
100[Oe]におけるパルス電圧の測定結果を示した
ものである。但し、図5には複合線材ではない10V−
50Co−残部Fe[wt%]合金材料の単磁性線材を
対象とし、捻り加工条件である捻りピッチを1[m
m],張力を15[kg/mm2 ]として実施例1で説
明した手順に従って製造した単線型磁気ワイヤに関する
測定結果も比較例として示されている。
【0037】図5からは、この実施例の複合線型磁気ワ
イヤの場合、負磁場−60[Oe]以上で正負のパルス
が安定して得られることが判る。これに対し、比較例の
単線型磁気ワイヤの場合、負磁場−30〜−40[O
e]にて正のパルスのみが高いパルス電圧となることが
判る。又、この複合線型磁気ワイヤの場合と単線型磁気
ワイヤとの間のパルス電圧値は、ほぼ同程度となってい
る。
【0038】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、芯部に
半硬質磁性材料を使用すると共に、その芯部の外周部に
非磁性材料を使用した複合線材を対象として捻り加工を
施すことにより、芯部の一箇所にバルクハウゼン跳躍を
有する磁性部分を形成しているので、この複合線材を切
断した上でパルス発生装置用の複合線型磁気ワイヤとし
て使用すると、正負共に数10[Oe]以上の交流磁場
が与えられることで安定したパルスが得られるようにな
る。又、捻り加工後に熱処理を施して更に高いパルス電
圧を得られるようにしているので、パルス発生装置の基
本性能の向上に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複合線材の製造に要する捻り加工装置
を示したもので、(a)はその上面図、(b)はその側
面図である。
【図2】図1に示す捻り加工装置により捻り加工した複
合線材を切断することにより得られる複合線型磁気ワイ
ヤを含むと共に、パルス電圧測定器が接続された状態の
パルス発生装置を示したものである。
【図3】本発明の一実施例に係る複合線型磁気ワイヤ
(複合線材)から対称交流磁場条件下にて誘発されるパ
ルス電圧の測定結果を示したものである。
【図4】本発明の他の実施例に係る複合線型磁気ワイヤ
(複合線材)から対称交流磁場条件下にて誘発されるパ
ルス電圧の測定結果を熱処理温度に対する関係で示した
ものである。
【図5】本発明の別の実施例に係る複合線型磁気ワイヤ
(複合線材)から非対称交流磁場条件下にて誘発される
パルス電圧の測定結果を示したものである。
【符号の説明】
1 固定部平歯車 2 回転部平歯車 3 ウォーム歯車 4 送りドラム駆動用歯車 5 送りドラム 6 回転部本体 7 回転軸 8 V溝付回転部ガイドローラ 9 V溝付回転部捻り用ガイドローラ 10 モータ 11 回転伝達用軸 12 捻り用ゴムローラ 13 捻り保持用ゴムローラ 14 巻き取りドラム 15 熱処理炉 16 複合線材 17 トルク制御モータ 18 励磁コイル 19 検出コイル 20 複合線型磁気ワイヤ 21 抵抗 22 電源 23 オシロスコープ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芯部が磁性材料であって、且つ該芯部の
    外周部が非磁性材料である複合線材において、前記複合
    線材は、バルクハウゼン効果を有する磁性部分が前記芯
    部の一箇所のみに形成されたことを特徴とする複合線
    材。
  2. 【請求項2】 芯部が磁性材料であって、且つ該芯部の
    外周部が非磁性材料である複合線材を捻って該芯部にバ
    ルクハウゼン効果を有する磁性部分を一箇所のみに形成
    することを特徴とする複合線材の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の複合線材の製造方法にお
    いて、更に前記複合線材を成す磁性材料の再結晶温度未
    満の温度条件下にて、前記複合線材を熱処理する熱処理
    工程を含むことを特徴とする複合線材の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3記載の複合線材の製造方
    法により製造されたことを特徴とする複合線材。
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