JPH0645850B2 - 磁歪作動体の製造法 - Google Patents
磁歪作動体の製造法Info
- Publication number
- JPH0645850B2 JPH0645850B2 JP3221190A JP3221190A JPH0645850B2 JP H0645850 B2 JPH0645850 B2 JP H0645850B2 JP 3221190 A JP3221190 A JP 3221190A JP 3221190 A JP3221190 A JP 3221190A JP H0645850 B2 JPH0645850 B2 JP H0645850B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetostriction
- magnetostrictive
- magnetostrictive actuator
- magnetic field
- cobalt
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は荷重計、圧力、張力等を測定する力計等に用い
られる磁気ひずみ式センサーの素子、超音波発生用の磁
歪振動体用素子あるいは磁歪バイメタル等縦磁歪を利用
する構成体の素子として有用な、大きな縦磁歪を有する
磁歪作動体の製造法に関するものである。
られる磁気ひずみ式センサーの素子、超音波発生用の磁
歪振動体用素子あるいは磁歪バイメタル等縦磁歪を利用
する構成体の素子として有用な、大きな縦磁歪を有する
磁歪作動体の製造法に関するものである。
（従来の技術） 近年、金属磁歪材料を用いた力計測の分野では、種々の
工程や装置の自動化、小型化、省力化等の急速な進展に
ともなって、センサーの信頼性の向上、高精度化、小型
化が要望されるようになった。これらの多様なニーズに
対応できる磁歪材料としては第１に大なる静磁歪を有し
ている大なる信号出力が得られること、第２に冷間加工
性が良好で所要の形状に成形し得ること、第３に低磁場
におけるひずみ量の発現が大なることが必要である。
工程や装置の自動化、小型化、省力化等の急速な進展に
ともなって、センサーの信頼性の向上、高精度化、小型
化が要望されるようになった。これらの多様なニーズに
対応できる磁歪材料としては第１に大なる静磁歪を有し
ている大なる信号出力が得られること、第２に冷間加工
性が良好で所要の形状に成形し得ること、第３に低磁場
におけるひずみ量の発現が大なることが必要である。
（発明が解決しようとする課題） 従来、力計測に利用されている磁歪材料としては、Ｎ
ｉ，Ｆe−Ｎi 合金，Ｆe−Ｓi 合金あるいはＦe−Ａｌ
合金等の金属や合金が目的に応じて使用されている。こ
れらの磁歪材料の飽和磁歪値はＮi の｜｜ｌ／ｌ≒−35
×10-6（ｌ＝長さ）程度あるいはそれよりも小さな値で
あり、合金の場合には冷間加工性にえしいものもある。
ｉ，Ｆe−Ｎi 合金，Ｆe−Ｓi 合金あるいはＦe−Ａｌ
合金等の金属や合金が目的に応じて使用されている。こ
れらの磁歪材料の飽和磁歪値はＮi の｜｜ｌ／ｌ≒−35
×10-6（ｌ＝長さ）程度あるいはそれよりも小さな値で
あり、合金の場合には冷間加工性にえしいものもある。
本発明においてはパラジウム−コバルト系合金の特定組
成において、従来の磁歪材料の静磁歪値をはるかに超え
る大なる静磁歪特性が簡易な熱処理または加工によって
発現し得ることを見出したものであって、その目的とす
るところは、冷間加工が容易であって、縦磁歪が−40〜
−170 ×10-6の値で、磁歪作動体としての用途に充分適
合する新規な材料を提供することにある。
成において、従来の磁歪材料の静磁歪値をはるかに超え
る大なる静磁歪特性が簡易な熱処理または加工によって
発現し得ることを見出したものであって、その目的とす
るところは、冷間加工が容易であって、縦磁歪が−40〜
−170 ×10-6の値で、磁歪作動体としての用途に充分適
合する新規な材料を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は、重量比にてパラジウム40〜80％およびコバル
ト60〜20％から成り、少量の不純物を含む合金を、900
℃以上1400℃以下の温度で熱間加工し、次いで冷間加工
により線材あるいは薄板材などの所望形状とした後、空
気中、不活性ガス中あるいは真空中において900 ℃以上
融点以下の温度で１分間以上加熱し、ついで任意の速度
で徐冷し、縦磁歪が−40〜−170 ×10-6である磁歪作動
体を得ることを特徴とする磁歪作動体の製造法にある。
ト60〜20％から成り、少量の不純物を含む合金を、900
℃以上1400℃以下の温度で熱間加工し、次いで冷間加工
により線材あるいは薄板材などの所望形状とした後、空
気中、不活性ガス中あるいは真空中において900 ℃以上
融点以下の温度で１分間以上加熱し、ついで任意の速度
で徐冷し、縦磁歪が−40〜−170 ×10-6である磁歪作動
体を得ることを特徴とする磁歪作動体の製造法にある。
（作 用） 次に本発明合金の製法について説明する。
まず上記の組成範囲のパラジウムとコバルトとを、空気
中または不活性ガス中または真空中において通常の溶解
炉によって溶解したのち、充分に撹拌して組成的に均一
な溶融合金を造る。次にこれを鋳型に注入して鋳塊をつ
くり、さらにこれを900 ℃以上1400℃以下の温度で鍛
造、圧延あるいはスウェージ等の熱間加工を施した後、
常温あるいは常温以上で冷間加工して、用途に適合する
形状の素材を形成する。この成形体は900 ℃以上融点以
下の温度、例えば1000℃において１分間以上、通常１時
間程度加熱保持したのち徐冷して製品とするのである。
中または不活性ガス中または真空中において通常の溶解
炉によって溶解したのち、充分に撹拌して組成的に均一
な溶融合金を造る。次にこれを鋳型に注入して鋳塊をつ
くり、さらにこれを900 ℃以上1400℃以下の温度で鍛
造、圧延あるいはスウェージ等の熱間加工を施した後、
常温あるいは常温以上で冷間加工して、用途に適合する
形状の素材を形成する。この成形体は900 ℃以上融点以
下の温度、例えば1000℃において１分間以上、通常１時
間程度加熱保持したのち徐冷して製品とするのである。
ここで静磁歪について述べると、静磁歪は縦磁歪と、横
磁歪との２種類があり縦磁歪とは、磁場方向の変わらな
い静磁歪をかけて磁場方向に平行な資料の長さの変化を
縦磁歪という。
磁歪との２種類があり縦磁歪とは、磁場方向の変わらな
い静磁歪をかけて磁場方向に平行な資料の長さの変化を
縦磁歪という。
また、横磁歪とは静磁歪の磁場方向と直角な方向での資
料の長さの変化を横磁歪という。
料の長さの変化を横磁歪という。
また、静磁歪は磁場方向の変わらない静磁歪中で測定し
た磁歪をいうが、磁場方向が振動して変わる動磁場中で
測定した磁歪を動磁歪という。
た磁歪をいうが、磁場方向が振動して変わる動磁場中で
測定した磁歪を動磁歪という。
本発明で、実測したのは上記の縦磁歪であるので、静磁
歪を縦磁歪に限定して以下に説明する。
歪を縦磁歪に限定して以下に説明する。
次に本発明の実施例について述べる。
実施例 パラジウムおよびコバルトをタンマン炉（電気抵抗炉）
を用い、内径約10mmのアルミナるつぼ中でアルゴンガス
を通じながら溶解し、溶湯をよく撹拌したのち、内径約
３mmの石英管中に吸い上げて冷却した。次にそれを常温
においてスウェージング加工を施して直径２mmの丸棒に
し、この丸棒から長さ約10 cm の試料を切り取った。つ
いでそれを1000℃で１時間加熱後、100 ℃／時間の速度
で冷却して測定試料とした。試料の長手方向の縦磁歪の
測定は、２本の回転子を有する光学梃子方式による装置
を用いて行った。一方、溶融合金を鋳型に注入して造っ
た鋳塊を、熱間鍛造、冷間圧延によって約0.2 mmの薄板
とした。この薄板から内径33mm、外径45mmの環状試料を
打ち抜き、それに丸棒試料の場合と同じ熱処理を施し
て、動磁歪特性測定試料とした。動磁歪特性の測定は、
通常のマックスウエルブリッジ方式による装置を用いて
行った。
を用い、内径約10mmのアルミナるつぼ中でアルゴンガス
を通じながら溶解し、溶湯をよく撹拌したのち、内径約
３mmの石英管中に吸い上げて冷却した。次にそれを常温
においてスウェージング加工を施して直径２mmの丸棒に
し、この丸棒から長さ約10 cm の試料を切り取った。つ
いでそれを1000℃で１時間加熱後、100 ℃／時間の速度
で冷却して測定試料とした。試料の長手方向の縦磁歪の
測定は、２本の回転子を有する光学梃子方式による装置
を用いて行った。一方、溶融合金を鋳型に注入して造っ
た鋳塊を、熱間鍛造、冷間圧延によって約0.2 mmの薄板
とした。この薄板から内径33mm、外径45mmの環状試料を
打ち抜き、それに丸棒試料の場合と同じ熱処理を施し
て、動磁歪特性測定試料とした。動磁歪特性の測定は、
通常のマックスウエルブリッジ方式による装置を用いて
行った。
第１表に本発明例の印加磁場Ｈex＝1.2 ＫＯe に於ける
縦磁歪の値と３種の従来合金の飽和磁歪の値とを示し
た。
縦磁歪の値と３種の従来合金の飽和磁歪の値とを示し
た。
第１図には測定結果のうち、パラジウムおよびコバルト
の重量割合が57％：43％，77％：23％，80％：20％の各
組成になる合金ならびに比較例としてニッケルについて
の縦磁歪値と印加磁場Ｈexとの関係が示してある。これ
らの結果から縦磁歪については本発明の磁歪作動体はす
べての組成においてニッケルのそれよりも大きく、特に
パラジウム80％、コバルト20％の磁歪作動体の値は1100
Ｏe の磁場において、ニッケルの約５倍の−167 ×10-6
という大きな値を示すことがわかる。
の重量割合が57％：43％，77％：23％，80％：20％の各
組成になる合金ならびに比較例としてニッケルについて
の縦磁歪値と印加磁場Ｈexとの関係が示してある。これ
らの結果から縦磁歪については本発明の磁歪作動体はす
べての組成においてニッケルのそれよりも大きく、特に
パラジウム80％、コバルト20％の磁歪作動体の値は1100
Ｏe の磁場において、ニッケルの約５倍の−167 ×10-6
という大きな値を示すことがわかる。
第２図には本発明の組成範囲における各種磁歪作動体
に、100 Ｏe 、200 Ｏe および1200Ｏe の印加磁場を作
用させたときの縦磁歪値が示してある。すなわち、いず
れの印加磁場においてもコバルト15〜20％において最大
となっている。
に、100 Ｏe 、200 Ｏe および1200Ｏe の印加磁場を作
用させたときの縦磁歪値が示してある。すなわち、いず
れの印加磁場においてもコバルト15〜20％において最大
となっている。
第３図には本発明の磁歪作動体の縦磁歪と印加磁場との
比の最大値（λ／Ｈex）max と濃度との関係が示してあ
る。ここで、（λ／Ｈex）max はコバルト含有量10〜20
％の合金では−1.1〜−1.5×10-6Ｏe-1で、ニッケルの
それと比較して同程度かあるいはそれ以上の値となって
いる。特にコバルト含有量が20％の合金では縦磁歪が−
167 ×10-6Ｏe -1で、ニッケルの約4.6 倍の大きさであ
る。なお、磁歪振動子においては、性能指数である電気
機械結合係数ｋの値も重要なので、これをパラジウム80
％、コバルト20％の合金について測定した結果が第４図
に示してある。図にみるように本発明の磁歪作動体のｋ
はニッケルと比較すると、直流偏倚磁場が約35Ｏe 以下
では小さいが、それを超えるとニッケルのｋより大きく
なっている。
比の最大値（λ／Ｈex）max と濃度との関係が示してあ
る。ここで、（λ／Ｈex）max はコバルト含有量10〜20
％の合金では−1.1〜−1.5×10-6Ｏe-1で、ニッケルの
それと比較して同程度かあるいはそれ以上の値となって
いる。特にコバルト含有量が20％の合金では縦磁歪が−
167 ×10-6Ｏe -1で、ニッケルの約4.6 倍の大きさであ
る。なお、磁歪振動子においては、性能指数である電気
機械結合係数ｋの値も重要なので、これをパラジウム80
％、コバルト20％の合金について測定した結果が第４図
に示してある。図にみるように本発明の磁歪作動体のｋ
はニッケルと比較すると、直流偏倚磁場が約35Ｏe 以下
では小さいが、それを超えるとニッケルのｋより大きく
なっている。
以上詳細に説明したように、本発明の磁歪作動体は磁歪
振動体用素子としても利用し得るものである。また、本
発明の磁歪作動体は非常に大きな飽和磁歪値を示すばか
りでなく、面心立方晶の単一固溶体からなっているか
ら、冷間あるいは熱間加工がまことに容易で、任意の形
状の成形体を得ることが可能である。このことは磁歪振
動体や、磁歪バイメタル等の薄板を製造する際にも大き
な利点である。
振動体用素子としても利用し得るものである。また、本
発明の磁歪作動体は非常に大きな飽和磁歪値を示すばか
りでなく、面心立方晶の単一固溶体からなっているか
ら、冷間あるいは熱間加工がまことに容易で、任意の形
状の成形体を得ることが可能である。このことは磁歪振
動体や、磁歪バイメタル等の薄板を製造する際にも大き
な利点である。
最後に、本発明においてパラジウム40〜80％と限定した
理由はパラジウム40％未満および80％を超すと静磁歪の
飽和値の絶対値が所期の目的とする40×10-6以上の値よ
りも小さくなるからである。
理由はパラジウム40％未満および80％を超すと静磁歪の
飽和値の絶対値が所期の目的とする40×10-6以上の値よ
りも小さくなるからである。
第１図はパラジウム−コバルト系磁歪作動体の縦磁歪と
印加磁場との関係を示した特性曲線図、 第２図はパラジウム−コバルト系磁歪作動体の100 ，20
0 および1200Ｏe の印加磁場における縦磁歪と合金濃度
との関係を示した特性曲線図、 第３図はパラジウム−コバルト系磁歪作動体の（λ／Ｈ
ex）max と合金濃度との関係を示した特性曲線図、 第４図はパラジウム80％、コバルト20％の磁歪作動体の
電気機械結合係数と直流偏倚磁場との関係を示した特性
曲線図である。
印加磁場との関係を示した特性曲線図、 第２図はパラジウム−コバルト系磁歪作動体の100 ，20
0 および1200Ｏe の印加磁場における縦磁歪と合金濃度
との関係を示した特性曲線図、 第３図はパラジウム−コバルト系磁歪作動体の（λ／Ｈ
ex）max と合金濃度との関係を示した特性曲線図、 第４図はパラジウム80％、コバルト20％の磁歪作動体の
電気機械結合係数と直流偏倚磁場との関係を示した特性
曲線図である。
Claims (1)
- 【請求項１】重量比にてパラジウム40〜80％およびコバ
ルト60〜20％から成り、少量の不純物を含む合金を、90
0 ℃以上1400℃以下の温度で熱間加工し、次いで冷間加
工により線材あるいは薄板材などの所望形状とした後、
空気中、不活性ガス中あるいは真空中において900 以上
融点以下の温度で１分間以上加熱し、ついで任意の速度
で徐冷し、縦磁歪が−40〜−170 ×10-6である磁歪作動
体を得ることを特徴とする磁歪作動体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3221190A JPH0645850B2 (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 磁歪作動体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3221190A JPH0645850B2 (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 磁歪作動体の製造法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57035048A Division JPS58153743A (ja) | 1982-03-08 | 1982-03-08 | 磁歪作動体用パラジウム−コバルト系合金とその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0317248A JPH0317248A (ja) | 1991-01-25 |
| JPH0645850B2 true JPH0645850B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=12352585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3221190A Expired - Lifetime JPH0645850B2 (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 磁歪作動体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645850B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2563161Y2 (ja) * | 1991-07-05 | 1998-02-18 | 淡路技建 株式会社 | 床支持脚およびそれを用いた二重床構造 |
| JP2602667Y2 (ja) * | 1992-02-17 | 2000-01-24 | 富泰 本多 | 床板支持装置 |
| KR100417332B1 (ko) * | 2001-02-20 | 2004-02-05 | 김대관 | 척추 보호대 |
| WO2004053175A2 (en) * | 2002-09-27 | 2004-06-24 | University Of Utah Research Foundation | Control of engineering processes using magnetostrictive alloy compositions |
| US20060078457A1 (en) * | 2004-10-12 | 2006-04-13 | Heraeus, Inc. | Low oxygen content alloy compositions |
| JP2006110179A (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Fuairudo Kk | 腰部加圧用ベルト |
| WO2015083821A1 (ja) * | 2013-12-06 | 2015-06-11 | 国立大学法人弘前大学 | 磁歪材料の製造方法および磁歪量増加方法 |
-
1990
- 1990-02-13 JP JP3221190A patent/JPH0645850B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0317248A (ja) | 1991-01-25 |
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