JPS6058687A

JPS6058687A - 張力センサ−

Info

Publication number: JPS6058687A
Application number: JP58165881A
Authority: JP
Inventors: Koichi Mukasa; 幸一武笠
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1983-09-10
Filing date: 1983-09-10
Publication date: 1985-04-04

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】本発明は、例えばテープ状あるいは線状被測定物の張力
を電気信号として検出することのできる張力センサーに
関する。

近年、ビデオテープレコーダやオーディオテープデツキ
などの高級機種では、磁気テープの張力を検出するモニ
タ装置の装備が必要不可欠となってきた。ところでこの
モニタ装置の装備は、構造が複雑化し、コスト高を招く
ことになる６そのため、弾性を有し被測定物の張力が伝
達される個所に配置された軟磁性体と、その軟磁性体に
巻装された励磁コイルとを有し、被測定物の張力により
前記軟磁性体を弾性変形せしめたときの磁歪効果に基づ
き、被測定物の張力を電気信号として前記励磁コイルか
ら検出する張力センサーが提案された。

本発明は、この種の張力センサーを対象とするものであ
る。

本発明者らは、従来より超急冷合金の製造法とし知られ
ている液体急冷法を用いて第２相粒子分散型の超急冷磁
性合金を作成することに成功し。

この新しい複合材料がそれらの構成物質（超急冷磁性合
金と第２相粒子）の両者の優れた性質２機能を選択的に
兼備え、前記張力センサーの軟磁性体として非常に好適
であることを見出した。

すなわち１本発明は、非晶質、結晶質またはそれらの混
合相からなる超急冷合金マトリックス中に、第２相粒子
を少なくとも１種３次元的に均一分散させてなる複合材
料により張力センサーの軟磁性体を構成したことを特徴
とするものである。

本発明において超急冷合金マトリックスを構成する合金
母材としては、例えばコバルトを主成分とするコバルト
−鉄合金などのコバルト系合金、鉄を主成分とする麩−
ケイ素−ホウ素合金や鉄−モリブデン合金などの鉄系合
金、ニッケルを主成分とするニッケルーケイ素−ホウ素
合金などのニッケル系合金、あるいは銅−ジルコニウム
合金。

ジルコニウム−ニオブ合金などの各種の系の合金が用い
られる。

本発明において第２相粒子としては、例えばＣ２ＷＣ，
Ｔｉｃ、ＮｂＣなどの炭素または炭化物。

ＮｂＮやＴａＮなどの窒化物、Ｃｒｚ　Ｏｓ　、ＣｅＯ
ｚ　。

ＭｇＯ，Ｚｒ０ｚ　、Ｙ２０ｓ　、ＷＯｇ、Ｔｈ０ｚ　
。

ＡＱ２０：Ｉ　、Ｆｅｚ　Ｏ：ｌ　、ＺｎＯ，５ｉＣ）
ｚなどの酸化物、ＢＮなどのホウ化物、ＳｉＣなどのシ
リケイト＋　Ｔｉ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｗなどの金属等が用い
られる。

次に本発明に係るリボン（軟磁性体）の製造例について
説明する。第１図および第２図は第１の製造例を説明す
るための原理説明図で、第１図はインゴットを作る工程
を説明するための図、第２図はそのインゴットを用いて
リボンを作る工程を説明するための図である。

第１図において、超急冷合金マトリックスを構成する合
金母材１は、真空高周波溶解炉２によって加熱溶融され
、それがインゴットの鋳型３に注入される。一方、第２
相粒子４はプラズマ溶射用給粉器５により、鋳型３に注
入される途中の溶融合金母材１に対して強制的に噴射添
加され、そのまま冷却凝固されて第２相粒子４を均一に
分散保持したインゴットが得られる。第２相粒子４の噴
射分散には、ボンベ６中に充填されているアルゴンガス
などの不活性ガスからなる噴射媒体が用いられる。

噴射分散時における合金母材１の変質を避けるためには
、噴射媒体としてアルゴンガスなどの不活性ガスが好ま
しい。第２相粒子４を供給する給粉器としては、常に均
一に第２相粉子４が供給できること、噴射圧などの噴射
条件が比較的簡単に調整できること、ならびにノズルの
耐熱性が優れていることなどからプラズマ溶射用給粉器
が好適である。

超急冷法でリボン状のものを作成する方法としては、単
ロール法、双ロール法ならびに遠心法などがある。これ
らの超急冷法は合金組成の選択あるいは急冷速度などの
急冷条件を制御することにより、非晶質相、非平衡結晶
質層などの平衡状態図にない準安定物質、あるいは平衡
結晶質相などが得られる。

第２図は、双ロール法によってリボンを作成する製造工
程を示している。下端にノズルを有する石英ガラス製の
耐熱管７中に、前述の第２相粒子を均一に分散させたイ
ンゴット８が入れられ、管内がアルゴンガスなどの不活
性ガス９て十分に置換される。耐熱管７の外周には高周
波溶解炉工０が設置されており、インゴット８がこの溶
解炉１０によって第２相粒子が溶解しない程度に再溶融
される。その後ピストン１１を動作させて耐熱管７のノ
ズル先端を高速回転している２つのロール１２．１２の
接合部に可能な限り接近させ、耐熱管７内のガス圧を急
激に増加させる。再溶融したインゴット８は圧力上昇に
より、徐々にノズルから一様な連続噴流としてロール１
２．１２の接合部に供給される。ロール１２．１２は高
速で回転しているとともに常に圧接されているから、溶
融金属が噴出されると瞬時に冷却凝固されて、連続した
リボン１３が得られる。

第３図はこのリボン１３の拡大断面図で、非晶質、結晶
質、またはそれらの混合相からなる超急冷合金マトリッ
クス１４中に、極めて微細な第２相粒子４が３次元的に
均一分散されている。リボン１３の厚さおよび幅などは
、ロール１２の周速度ならびに圧接力、溶融物の温度な
らびに噴出速度などを可変することによって調整するこ
とが可能である。

第２図を用いて説明した双ロール法は、得られるリボン
の厚さが均一で、両面とも表面粗さが小さく、しかも比
較的厚手のものも容易に製造できるなどの利点を有して
いる。

この製造例では双ロール法を用いたが、その代りに単ロ
ール法を適用することもできる。

第４図は、本発明に係るリボンの第２の製造例を説明す
るための原理説明図である。

下端にノズルを有する石英ガラス製の耐熱管７中に、超
急冷合金マトリックスを構成する合金母材１のインゴッ
トを入れ、管内をアルゴンガスなどの不活性ガス９で十
分置換する。耐熱管７の外周に高周波溶解炉４が設置さ
れ、合金母材１のインゴットがこの溶解炉４によって後
述の第２相粒子４が溶解しない程度に溶融される。その
後ピストン１１を作動させて耐熱管７のノズル先端を高
速回転しているローラ６の上周面に可能な限り接近させ
、耐熱管７内の不活性ガス圧を急激に増加させる。溶融
した合金母材１は圧力上昇により。

ノズルから細い一様な連続噴流としてロール６の周面に
供給される。

耐熱管７からの合金母材ｌの噴出流に対して、第２相粒
子４がプラズマ溶射用給ＰＢ器５によりアルゴンガスな
どの噴射媒体とともに強制的に噴射添加される。第２相
粒子４を添加された溶融状態にある合金母材ｌは、ロー
ル１２上で延ばされながら急冷凝固され、連続したリボ
ン１３が得られる。

このようにして得られたリボン１３も第３図に示したも
のと同様に、超急冷合金マトリックス１４中に極めて微
細な第２相粒子４が第３次元的に均一分散されている。

第４図を用いて説明した単ロール法は、比較的幅広で薄
膜状のものが得られ易いという利点を有している。なお
、この製造例では単ロール法を用いたが、その代りに双
ロール法を適用することも可能である。

第５図は１本発明に係るリボンの＠３の製造例を説明す
るための原理説明図である。

下端にノズルを有する石英ガラス製の耐熱管７中に、超
急冷合金マトリックスを構成する合金母材１のインゴッ
トを入り、管内をアルゴンガスなどの不活性ガス９で十
分置換する。耐熱管７の外周に高周波溶解炉１０が設置
され、合金母材１のインゴットがこの溶解炉ｌＯによっ
て後述の第２相粒子４が溶解しない程度に溶融される。

その後ピストン１１を作動させて耐熱管７内の不活性ガ
ス圧を急激に増加させ、溶融した合金母材ｌをその下に
配置している溶融金属溜め１５に江別する。

耐熱管７からの合金母材１の噴流に対して、プラズマ溶
射用給粉器５より第２相粒子４が強制的に噴射添加され
る。この溶融金属溜め１５の外周にも高周波溶解炉１６
が取り付けられ、合金母材１の溶融状態が維持される。

このようにして第２相粒子４を含有した合金母材１は、
図示していない不活性ガス（アルゴンガス）高圧装置に
よって溶融金属溜め１５の下部ノズルからロール１２．
１２の接合部に細い一様な連続噴流として供給され、前
記製造例と同様に超急冷されて連続したリボン１３が得
られる。

このリボン１３も第３図に示したものと同様に。

超急冷合金マトリックス１４中に極めて微細な第２相粒
子４が３次元的に均一分散されている。なお、この製造
例では双ロール法を用いたが、その代りに単ロール法を
適用することも可能である。

超急冷合金マトリックスを構成する合金母材のインゴッ
トを作る際、あるいはそのインゴットを超急冷のために
再溶融する際に、前述のような噴射分散法を用いないで
第′２相粒子を溶融状態の合金母材中に単に添加し、高
周波によって攪拌して、しかるのち超急冷して合金マト
リックス中に第２相粒子を３次元的に分散させることも
できる。

ところがこの方法では、適用できる第２相粒子の種類や
分散し得る量に制限がある。特に第２相粒子が例えばＣ
ｒｚＯｚやＣｅ０ｚなどの金属酸化物の場合は、鉄、コ
バルトならびにニッケルなどの金属溶融体に対する濡れ
性が悪く、極めて少量しか分散せず、しかも超急冷合金
マトリックスの表面層に偏在する傾向がある。

溶融状態にある合金母材に対して＠２２相子を添加２分
散せしめる際に生じる界面現象は、次の２段階に分けて
考えることができる。すなわち。

第１の段階として、第２相粒子が溶融状態の合金母材と
接触する段階で、このときには溶融合金母材の液相と第
２相粒子の同相とアルゴンガス（不活性ガス）などの気
相の３相系である。第２の段階として、第２相粒子が溶
融状態の合金母材中に懸濁する段階で、このときは溶融
合金母材の液相と第２相粒子の同相の２相系である。

さらに前述の３相系の界面現象は、付着濡れ、拡張濡れ
、浸漬濡れの３つに大別できる。付着濡れが生じる際の
仕事をＷａ、拡張濡れが生じる際の仕事量をＷｓｔ浸漬
濡れが生じる際の仕事量をＷｉとすれば、次にように定
義される。

Ｗａ＝　Ｖｓｖ−’）’ＳＬ　＋　７　Ｌ　Ｖ　−（１
）Ｗ　ｓ　＝γｓｖ−γ５Ｌ−γＬＶ　−（２）Ｗｉ＝
γｓｖ−γ５Ｌ　＝−（３）但し式中γＳＬ：固相−液相界面張力 γＳＬ：固相の界面張力 γＬｖ：液相の界面張力気相−固相および液相−固相界面においては、固相の表
面はほとんど変形しないと考えられるから、液相との接
触角をθとすれば次の（４）式が成立する。

γＳＶ　−’）’ＩＩＬ　”　’／　Ｌ　Ｖ　’　Ｃｏ
ｓθ　−Ｃ４）これをそれぞれ前記（１）　、　（２）
　、　（３＞式に代入すると次のような式になる。

Ｗａ＝　７　Ｌ　（ｃｏｓθ＋１）　−（５）Ｗｓ＝　
γＬ　（ｃｏｓθ−１）　・（６）Ｗｉ＝γＬ　Ｖ　’
　Ｃａ２Ｏ−（７）これらの式でＷが正のときにそれぞ
れ濡れ性を生じる。前述の式（５）〜（７）から明らか
なように、第２相粒子が溶融状態の合金母材と接触する
第１の段階では、合金母材に対する第２相粒子の接触角
θが濡れ性に大きくを関与している。鉄、コバルトなら
びにニッケルなどの金属溶融体に対して、一般に金属酸
化物は接触角θが大きく、従って濡れ性が悪い。

そのため第２相粒子を溶融状態の合金母材に単に添加し
高周波をかけて攪拌した程度では、所謂合金母材と第２
相粒子のなじみが悪く、合金母材の表面層側に第２相粒
子が偏在しやすい。このようなことから第２相粒子とし
て金属酸化物を用いた場合には１合金母材中に分散し得
る量としては高々０．１体積％程度で１分散量が極めて
少なく、第２相粒子の添加効果が十分に発揮できない。

この点前述のように、合金母材のインゴットを作る際、
あるいはそのインゴットを超急冷するために溶融する際
、噴射分散法を用いて第２相粒子を溶融状態の合金母材
中に添加する方法を採用すれば、強い噴射エネルギーに
よって第２相粒子が合金母材中に機械的に押し込まれる
状態になる。

そのため１合金母材に対する濡れ性の悪い第２相粒子で
も強性的に均一分散させることができ、適用できる第２
相粒子の種類や分散し得る量にも裕度が出て、コア材の
性質２機能の向上に大きく寄与する。

金属溶融体に対する固相の接触角の一例を次の表１に示
す。

この表から明らかなように、金属酸化物は他の同相に比
べて一般に接触角が大きく、金属溶融体に対し′Ｃ濡れ
性が悪い。

次に本発明の実施例について説明する。

実施例１（Ｃｏｙ　ｏ、５Ｆｅ（５ｓｉｘ　ｓｅｘ　ｏ　）ｓ　
ｓ、ｒ＋　（ＶＣ）ｏ、ｓ（ＣＯ７ｏ、５Ｆｅ４．５ｓ
ｉｘ　５ＢＩＯ）！　！！　（ｗＣ）１（ＣＯ７ｏ、５
Ｆｅ４５Ｓｉｘ　ＳＢ１０　）９　［！　（ＶＣ）２（
Ｃｏ７ｏ４Ｆｅ４，１ｓｉｘ　５Ｂｘ　ａ）ｓ　Ｓ（Ｖ
Ｃ）＋＝（ＣＯ７ｏ、５ＦｅＡ５ｓｉｘ　ｇＢｘ　Ｏ）
９０　（ＩＪＣｈ。

上記組成式の第２相粒子分散型超急冷合金からなるリボ
ンをそれぞれ作成する。」二記組成式中左（）中に超急
冷合金の組成を示し、それの各元素右下の数字は原子％
を示し、組成式中布（）中に第２相粒子構成物を示す。

両（）の右下の数字はそれぞれの体積％を表わしている
。他の実施例もこオｂと同様の表示方法を採用した。

次に具体的な作成手順シこついて説明する。まず所望の
超急冷合金の組成を得るべく構成金属Ｇｏ。

Ｆｅ、Ｓｉ、ＢをＣｏ　４２０．９ｇ　、　Ｆｅ　２２
．５ｇ　、　５ｉ４２．７ｇ、　８１１０ｇとなるよう
にそれぞれ秤量し。

これらを真空高周波溶解炉２（第２図参照）で互に溶融
せしめて、溶融状態の合金母材ｌをつくる。

この合金母材１は、そのまま鋳型３に注入される。

一方、ＷＣ微粉末（第２相粒子４）が予めプラズマ溶射
用給粉器５に充填されており、ボンベ６からの高圧アル
ゴンガスによって、前記合金母材１の鋳型注入流に向け
て噴射される。なお、ＷＣ微粉末の噴射量は１合金母材
ｌに対して前述の組成式で示される体積％になるように
給粉器５で調整される。鋳型３に注入されるときの合金
母材１の温度は、それの溶融状態を保ち、しかも第２相
粒子であるＷＣ微粉末は溶融しない温度、すなわち約１
２００℃になるように調整されている。

溶融合金母材ｌの鋳型注入流に向けて強制的に噴射され
たＷＣｉＩＩＩ粉末は、合金母材１中で魂とならず個々
に微細化した状態で分散され、しかも相互の粒子間隔が
短い。このように粗大化することなく、微細化した状態
で分散されたＷＣ微粉末は合金母材１中で浮上速度が遅
く、従って合金母材１が鋳型３中で凝固するときに偏析
するようなことがなく１分散状態が安定している。この
ようなことから、ＷＣ微粉末が均一分散したＧｏ−Ｆｅ
−５ｉ−Ｂ　系合金からなるインゴット８が得られる。

次にこのインゴット８は第２図に示すように石英ガラス
製の耐熱管７の中に入れられ、管内をアルゴンガス９で
十分置換し、その後高周波溶解炉１０でインゴット８を
溶解する。このときもＷＣ微粉末が溶解しない程度、す
なわち約１２００℃に保持さｈる。ついでピストン１１
を作動させて耐熱管７の下端ノズルを高速回転している
２つのローラ１２，１２の接合部に可能な限り接近させ
、耐熱管７内のアルゴンガス圧を急激に高め、インゴッ
ト８をノズルから一様な連続噴流としてロール１２．１
２の接合部に供給される。ロール１２゜】２は冷却され
ながら高速回転しているとともに常に互に圧接されてい
るから、噴出された合金母材は瞬時に冷却凝固されて幅
４０ｍｖｎ、厚さ３０μｍ。

長さ５ｍのリボン状のコア材１３が得られる。

このリボン１３の表面ならびに厚さ方向の切断面を走査
型電子顕微鏡でｉ１１祭したところ、ＷＣ微粉末が超急
冷合金マトリックス中に短い粉子間隔で、ＷＣ微粉末が
互に集合して粗大化することなく個々に微粉子のまま均
一に分散しており、孔が全く存在していない。このこと
からＷＣ微粉末は合金マトリックス中において３次元的
に均一に分散していることが確認できた。またこの超急
冷合金マトリックス合金は、Ｘ線回折により非晶質であ
ることを確認した。

このリボン１３を第６図に示すようにリング状に曲げ、
それの両端部を保持部材１７に保持せしめる。１８は励
磁コイルで、リボン１３の弾性変形を妨げないようにリ
ボン１３の一部に巻装されている。励磁コイル１８は、
リード線１９を介してインダクタンス測定装置２０に接
続されている。

２１は被測定物である磁気テープで、前記リボン１３は
この磁気テープ２１の張力が伝達される個所に配置され
、磁気テープ２１の張力に応じてリボン１３が弾性変形
するようになっている。

励磁コイル１８への通電によってリボン１３は励磁され
ているから、リボン１３の弾性変形で内部応力が生じる
と、磁歪効果に基づき、それがインダクタンスの変化と
しで呪われ、この状態をインダクタンス測定装Ｗ２０で
期視すれば、磁気テープ２１の張力の有無や張力の大き
さを検知することができる。

実施例２（Ｎｉｙ　ｅ　５ｉｌｏ　Ｂ　ｘ　：ａ　）　ｓ　ｙ　
（Ｗｅ）３（Ｎｉｙ　ｓ　Ｓｉｘ　ｏ　Ｂ　ｘ　ｚ　）
　ｇｚ　（ＷＣ）ｔａ（Ｎｉ７ａ　Ｓｉｘ　ｏ　Ｂｘ　
ｚ　）　ｅ　２　（ＷＣ）ｉ　ｓ上記組成式の第２相粒
子分散型超急冷合金からなるリボンをそれぞれ作成する
。

次に具体的な作成手順について説明する。まず所望の超
急冷合金の組成を得るべき構成金属Ｎ　ｉ　。

Ｓｉ、ＢをＮｉ４５９ｇ、５１２８ｇ、Ｂ１３ｇとなる
ようにそれぞれ秤量し、これらを真空高周波溶解炉で溶
融して合金母材をつくり、これを鋳型に注入する。

この合金母材Ｉの注入流に対し、プラズマ溶射用給粉器
からＷＣ微粉末（第２相粒子）が高圧アルゴンガスとと
もに噴射され、その後冷却してＷＣ微粉末を均一分散し
たＮｉ−８ｉ−Ｂ系合金からなるインゴットをつくる。

ＷＣ微粉末を噴射分散せしめるときの合金母材の温度が
約１２００℃になるように調整しておけば、添加された
ＷＣ微粉末は合金母材中に溶解せず、微粒子のまま均一
分散される。

１つのロールの真上に配置された耐熱管に前記インゴッ
トを入れ、管内をアルゴンガスで十分置換する。ついで
耐熱管の外周に設けられた高周波溶解炉によって約１２
００℃に加熱保持され、合金母材のみが再溶融される。

しかるのち耐熱管内のアルゴンガス圧が急激に高められ
、耐熱管の下部ノズルからＷＣ微粉末を含んだ溶融合金
母材が、２０００ｒ、ｐ、＋ｏで回転しているロール上
に噴出される。

噴出されると瞬時に冷却凝固されて、Ｉ！　４０　ｍｍ
。

厚さ３０μｍ、長さ５ｍのリボンが得られる。

このリボンの表面ならびに厚さ方向の切断面を走査型電
子顕微鏡で観察したところ、前記実施例と同様にＷＣ微
粉末が超急冷合金マトリックス中に微粒子のまま均一に
分散している。またこの超急冷合金マトリックスは、Ｘ
線回折により非晶質であることを確認した。

このリボンを用いて第６図に示すような張力センサーを
製作する手順は前記実施例と同様であるので、それらの
説明は省略する。

実施例３（Ｃａｒ　ｏ、５Ｆｅ４．＝；Ｓｉｘ　ｇＢｘ　Ｏ）ｇ
　Ｏ４（Ｃｒ２０３）ｏ、ｘ（Ｃ（ＩＦ　ｏ、ｇＦｅａ
、５ｓｉｘ　ｇＢｚ　Ｏ）９　ｓ、ｙ　（ＣｒｚＯｉ）
。３（Ｃｏｙ　ｏ　５Ｆｅａ、ｒ、ｓｉｘ　ｓｅｌ　ｏ
）ｇ　ｚ、ｓ　（ＣｒｚＯｓ　）ｏ　５（Ｃｏｙｏ、５
Ｆｅａ、５ｓｉｘ！ＩＢｘｏ）！１Ｉ９（Ｃｒｚ（ｈ）
ｘ（Ｃｏ？ｏ、ｓＦｅａ５ＳｉｉＳＢｚｏ）ｇｚ（Ｃｒ
ｚ（ｈ）ｉ上記組成式の第２相粒子分散型超急冷合金か
らなるリボンを用い、前記実施例と同様に張力センサー
を組立てる。

実施例４（ＣＯ７ｏ、５Ｆｅ４５ｓｉ」ｓＢｘ　Ｏ）９　タ、９
　（Ｃｅ０ｚ）ｏ４（ＣＯ２ｏ、ｓＦｅ、＋、＋５ｉ１
ｓＢｚ　ｏ）ｓ　ｓ、ｙ　（Ｃｅ０ｚ　）ｏ、ｉ　ｌ（
ＣＯ２ｏ、５Ｆｅ４．ｇｓｉ１５Ｂｚ　ｏ）ｓ　ｃａ、
！；（Ｃｅ０ｚ　）ｏ、ｓ　１（Ｃｏ−ｐ　ｏ、５Ｆｅ
（ｓｓｉｌｓＢｌｏ）＠９　（Ｃｅ０２）１（Ｃｏｙｏ
、ｇＦｅａ、５ｓｉｘ　１ＩＢｔｏ）９７　（ＣｅＯｚ
）ｉ上記組成式の第２相粒子分散型超急冷合金からなる
リボンを用い、前記実施例と同様に張力センサーを組立
てる。

実施例５（Ｃｏｙ　ｏ、ｇＦｅａ　ｇｓｉｘ　ｓｅｘ　ｏ）ｓ　
ｑ、ｇ（ＷＯ３）ｏ、ｘ（ＣＯ７ｏ、５Ｆｅａ、５Ｓｉ
ｘ　ｓＢｘ　Ｏ）９　９．７　（ＷＯ：ｌ　）。３（Ｃ
ｏｙ　ｏ、ｓ　Ｆｅ４．ｓ　Ｓｉｘ　ｓＢｘ　Ｏ）９　
９ｊ　（ＷＯ：Ｉ　）ｏ　５（Ｃｏｙ　ｏ、５Ｆｅｊ、
ｌｌ５ｉｘ　ｇＢｘ　ｏ）ｓ　ｓ　ＣＷＯ３）ｘ（Ｃｏ
ｙｏ、５Ｆｅａ、５ｓｉｘ　５Ｂｘｏ）ｌＩ　ｙ　（Ｗ
ｏｗ）３上記組成式の第２相粒子分散型超急冷合金から
なるリボンを用い、前記実施例と同様に張力センサーを
組立てる。

実施例６ＣＣｏｙ　ｏ、５Ｆｅ４．５ｓｉｉ　５Ｂ１　ｏ）９９
．９　（ＺｒＯｚ）ｏ、ｘ’、　Ｃｏｙ　ｏ、５Ｆｅ４
．ｇｓｉｘ　５Ｂ１ｏ）ｓ　ｇｚ（ＺｒＯｚ）ｏｇ’、
　Ｃｏｙ　ｏ、ｓ　Ｆｅａ、ｓ　５ｉｉｓ　ＢＩ　Ｑ　
）９　ｇ５（ＺｒＯｚ　）ｏ、５Ｃｏｙ　ｏ　ｇＦｅａ
、５ｓｉｘ　ｓｅｘ　ｏ）ｅ　ｇ　（ＺｒＯｚ）ｚＣｏ
ｙｏ、５Ｆｅ４．ｓＳｉｌｇＢｘｏ）Ｏ７（ＺｒＯｚ）
ｉ上記組成式の第２相粒子分散型超急冷合金からなるす
ボンを用い、前記実施例と同様に張力センサーを組立て
る。

実施例７（Ｃｏ７ｏ、５Ｆｅａ　５ｓｉｉ　５Ｂ１０　）９９．
９　（Ｙ２０：ｌ　）ｏ、ｉ（ＣＯ７ｏ、５Ｆｅａ　５
ｓｉ１ｓＢｘ　Ｏ）！　！１．７　（Ｙ２０：Ｉ）ｏ、
ｚ（Ｃｏｙ　ｏ、５Ｆｅ４Ｓｓｉｘ　！ｌＢｔ　ｏ）ｓ
　ｇ、ｓ　（Ｙ２０ｓ）ｏ、ｓ（Ｃｏ７ｏ３Ｆｅａ　５
ｓｉｉ　ｓＢｉ　ｏ）ｓ　９　（Ｙ２０ｓ　）ｘ（Ｃｏ
ｙ　ｏ＝、Ｆｅａ　５ｓｉ１５ＢＩ　Ｑ）！＋　？　（
’Ｙ２０：ｌ）ｓ上記組成式の第２相粒子分散型超急冷
合金からなるリボンを用い、前記実施例と同様に張力セ
ンサーを組立てる。

実施例８（Ｎｉｙ　ｅ　Ｓｉｘ　ｏ　Ｂｘ　２　）ｓ　ｏ　（Ｔ
ｈ０２）１゜（Ｎｉ　７　日　Ｓｉ　１　ｏ　Ｂ：Ｌ　
２）ＩＩ　Ｏ（ＴｈＯｚ）ｚ　。

上記組成式の第２相粒子分散型超急冷合金からなるリボ
ンを用い、前記実施例と同様に張力センサーを組立てる
。

実施例９（Ｎｉ７ｓ　５ｉ１ｏ　Ｂ　ｘ　ｓ　）ｓ　ｓ　（Ｔｉ
Ｃ）５（Ｎｉｙ　ｓ　５ｉ１ｏ　Ｂ　ｚ　ｇ）ｓ　ｏ　
（ＴｉＣ：）ｘ　。

上記組成式の第２相粒子分散型超急冷合金からなるリボ
ンを用い、前記実施例と同様に張力センサーを組立てる
。なお、走査型電子顕微鏡観察により、ＴｉＣがＮｉ−
５ｔ−Ｂ系の超急冷合金マトリックス中に３次元的に均
一分散し、孔もなく、さらにその合金マトリックスはＸ
線回折により非晶質であることを確認した。

実施例１０（Ｆｅｚ　９．４　ＭＯＳ　Ｃｘ、ａ　）！Ｉ　ｓ　（
ＮｂＣ）ｚ（Ｆｅｓ　９．Ｊ　ＭＯＳ　Ｃ１，ａ　）　
ｓ　ｓ　（ＮｂＣ）ＳＣＦｅ３！１．４　ＭＯＳ　Ｃｘ
、ａ　）ｓ　ｏ　（ＮｂＣ）ｉ　。

上記組成式の第２相粒子分散型超急冷合金からなるリボ
ンを用い、前記実施例と同様に張力センサーを組立てる
。なお、走査型電子顕微鏡観察により、ＮｂＣがＦｅ−
Ｍｏ−Ｃ系の超急冷合金マトリックス中に３次元的に均
一分散し、孔もなく、Ｘ線回折により合金マトリックス
が超微細結晶粒の組織をもつ非平衡γ−オーステナイト
単相であることを確認した。この非平衡γ−オーステナ
イト相は結晶質合金であるため、非晶質合金よりも熱的
安定性が高い。

実施例１１（Ｃｕ６ｏ　Ｚｒ４０　）９０　（ＳｉＣ）ｉ　。

（Ｃｕ６ｏ　Ｚｒａ　ｏ　）−、ｏ　（ＳｉＣ）ｉ　。

上記組成式の第２相粒子分散型超急冷合金からなるリボ
ンを用い、前記実施例と同様に張力センサーを組立てる
。なお、走査型電子顕微鏡ｗｔ察により、ＳｉＣがＣｕ
−Ｚｒ系の超急冷合金マトリックス中に３次元的に均一
分散し、孔もなく、Ｘ線回折により合金マトリックスが
非晶質であることを確認した。

実施例１２（Ｎｉｙ　ｅ　Ｓｉｘ　ｏ　Ｂ１２）９０　（ＢＮ）ｚ
　。

（Ｎｉｙ　ｅ　Ｓｉｌ　ｏ　Ｂｘ　ｚ）ｅ　０（ＢＮ）
２　０上記組成式の第２相粒子分散型超急冷合金からな
るリボンを用い、前記実施例と同様に張力センサーを組
立てる。なお、定歪型電子顕微鏡ａｌｌ察により、ＢＮ
がＮｉ−３ｉ−Ｂ系の超急冷合金マトリックス中に３次
元的に均一分散し、孔も多く、Ｘ線回折により合金マト
リックスが非晶質であることを確認した。

実施例１３（Ｚｒ４　ｓ　Ｎｂ４　ｏ　Ｓｉｘ　５）ｓ　ｏ　（Ｎ
ｂＮ）ｚ　。

上記組成式の第２相粒子分散型超急冷合金からなるリボ
ンを用い、前記実施例と同様に張力センサーを組立てる
。なお、走査型電子顕微鏡観察により、ＮｂＮがＺｒ−
Ｎｂ−８ｉ系の超急冷合金マトリックス中に３次元的に
均一分散し、孔もなく、Ｘ線回折により合金マトリック
スが非晶質であることを確認した。

実施例１４（Ｃｏｙ　ｏ、ｓ　Ｆｅａ　５　Ｓｉｘ　ｓ　Ｂ　Ｉ　
Ｏ）９　９　（Ｃ）ｘ（Ｃｏｙ　ｏ、；　Ｆｅａ、ｓ　
Ｓｉｘ　ｇ　Ｂ　ｘ　ｏ　）ｇ５（Ｃ）Ｓ（ＣＯ７０，
！ｌ　Ｆｅａ　Ｓ　Ｓｉｘ　ｇ　Ｂｌ　ｏ）ｓ　ｏ　（
Ｃ）ｚ　。

上記組成式の第２相粒子分散型超急冷合金からなるリボ
ンを用い、前記実施例と同様に張力センサーを組立てる
。なお、走査型電子顕微＊観ｍにより、ＣがＣｏ−Ｆｅ
−８ｉ−Ｂ系の超急冷合金マトリックス中に３次元的に
均一分散し、孔もなく。

Ｘ線回折により合金マトリックスが非晶質であることを
確認した。

実施例１５（Ｆｅｓ　ｚ　Ｂ１　、ｊ）＊　、（Ｆｅ）ｚ（ＦｅＧ
ｚ　Ｂ　ｘ　ｅ　）ｉ　ｅ　（Ｆａ）ｚ上記組成式の第
２相粒子分散型超急冷合金からなるリボンを用い、前記
実施例と同様に張力センサーを組立てる。なお、走査型
電子顕ｆ＃、鏡観察によに３次元的に均一分散し、Ｘ＠
回折により合金７１−リツクスが非晶質のインバー合金
であることを確認し・た。

Ｎ５７図は超急冷合金マトリックス中における第２相粒
子の粒度分布図で、同図（ａ）はＴｉＣ，同図（ｂ）は
ＷＣ，同図（ｃ）はＣｒｚＯ３，同図（ｄ）はＺｒ０ｚ
をそれぞれ第２相粒子として用い、噴射分散を人により
Ｃｏｙ　ｏ、ｇＦａＪ　ａ　Ｓｉｘ　ｓ　Ｂ　ｘ　ｏ系
の超急冷合金７１−リツクス中に分散せしめ、電子顕微
鏡で粒径を測定したものである。これらの各第２相粒子
の平均粒径はいずれも約０．０６７ｚ＋ｎであった。こ
れら各図から明らかなように、分散され“Ｃいる第２相
粒子のうち約７０％以上のものの粒子径が約０．１μ剤
未満となっており、このように第２相粒子を超微粒子の
状態で分散させるためには、添加前の第２相粒子の粒径
やそれの噴射条件を適宜調整する必要がある。

次の表２は、超急冷合金マトリックス（Ｃｏｙ　ｏ、ｓ　Ｆｅａ、ｓ　５１１ｇ　Ｂ　ｘ　ｏ
　）中における他の第２相粒子の平均粒径を示す表であ
る。

表　２このようにほとんどの第２相粒子が超微粒子になってお
れば、ｍａした合金母材中でも第２相粒子の分散状態が
安定している。すなわち、第２相粒子が溶融状態の合金
母材中に懸濁する段階では、合金母材を分散媒、第２相
粒子を分散質とする分散系が存在する。この分散系は熱
力学的に不安定であるから、第２相粒子の分散あるいは
凝集には自由エネルギー変化ΔＦが大きく関与する。一
般に自由エネルギー変化ΔＦには、界面自由エネルギー
の変化と化学反応による変化とがある。ところで溶融状
態の合金母材と第２相粒子とが平衡状態にある場合は、
化学反応による自由エネルギー変化が零であると考えら
れるから、第２相粒子の゛分散状態は界面自由エネルギ
ーの変化に支配されることになる。

溶融合金母材中での第２相粒子の分散は、同相（第２相
粒子）−固相（第２相粒子）界面がなくなり、面相（第
２相粒子）一液相（溶融合金母材）界面が形成される変
化である。従ってこのときの界面自由エネルギーの変化
ΔＦｓは次の（８）式のように定義される。なお式中の
γｓｇは固相−固相界面の界面張力である。

ΔＦｓ＝２γＳＬ−γｓｓ　’・（８）この式よりΔＦ
ｓの値が負であれば第２相粒子は溶融合金母材中で分散
あるいは自然懸濁し、正であれば凝集することになる。

この固相−同相界面から固相一液相界面に変化するとき
の界面自由エネルギーの変化ΔＦ’ｓを負にするために
は、第２相粒子の粒径を可能な限り小さくする必要があ
り、前述のように分散されている第２相粒子のうちの約
７０％以上のもの、好ましくは９０％以上のものの粒子
径が約０．１μｍ未満であれば、第２相粒子は互に凝集
することなく１分散状態が安定しており、均一に分散す
る。

前記実施例１によって得られた（Ｃｏｙ　ｏ、ｓ　Ｆｅａ、ｇ　Ｓｉｘ　ｓ　Ｂｉ　ｏ
　）ａ　Ｚ　（ＷＣ）ｘ　ｅのリボンのヤング率は約２
００００　ｋｇ　／　ｎｎ”で、第２相粒７子を含まな
い同組成の非晶質合金、すなわち（Ｃｏｙ　ｏ、５Ｆｅ
Ａ、−、Ｓｉｘ　ｓ　Ｂｘ　ｏ　）の合金のヤング率（
９２５０ｋｇ／圃２）の約２．１６倍高い。このように
ヤング率、すなわち弾性係数が高いと、被測定物の張力
に応じて鋭敏に弾性変形するうえ、ヤング率が高いと優
れた磁歪効果が発揮できることから、検出精度の高い張
力センサーが提供できる。また本発明の複合材料は、耐
摩耗性ならびに耐腐食性などにおいても優れており、張
力センサーの耐久性も合わせて向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係るリボンの第１の製造
例を示す原理説明図、第３図は製造されたリボンの拡大
断面図、第４図は本発明に係るリボンの第２の製造例を
示す原理説明図、第５図は本発明に係るリボンの第３の
製造例を示す原理説明図、第６図は本発明の実施例１に
係る張力センサーの概略構成図、第７図（ａ）　、　（
ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）は合金マトリックス中に
おける第２相粒子の粒度分布図である。 ■・・・合金母材、４・・・第２相粒子、１３・・・リ
ボン、１４・・・超急冷合金マトリックス、１８・・・
励磁コイル、２０・・・インダクタンス測定装置、２１
・・・磁気第３図１４第４図第５図手続補正書（方式）昭和５９年　２月１０日特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 ■　事件の表示特願昭５８−１６５８８１号２Ｊ！明の名称張力センサー３　補正をする者事件との関係　出願人住　所　東京都大田区雪谷大塚町１番７号名　称　（Ａ
Ｏ９）アルプス電気株式会社代表者　片　岡　勝　人　
部４　代理人住　所　〒１０５東京都港区西新橋１丁目６番１３号６
　補正の対象（１）明細書の図面の簡単な説明の欄７　補正の内容別紙記載の通り（１）明細書３５ペ一ジ１３行の「第７図・・・・・・
・・・・・（ｄ）はＪを「第７図はＪに補正します。

Claims

【特許請求の範囲】（１）弾性を有し被測定物の張力が伝達される個所に配
置された軟磁性体と、その軟磁性体に巻装された励磁コ
イルとを有し、被測定物の張力により前記軟磁性体を弾
性変形せしめたときの磁歪効果により、被測定物の張力
を電気信号として前記励磁コイルから検出するように構
成した張力センサーにおいて、前記軟磁性体が非晶質、
結晶質またはそれらの混合相からなる超急冷合金マトリ
ックス中に、第２相粒子を少なくとも１種３次元的に均
一分散させてなる複合材料により構成したことを特徴と
する張力センサー。（２）前記超急冷合金マトリックスがコバルトを主成分
とするコバルト系非晶質合金であることを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項記載の張力センサー。（３）　前記超急冷合金マトリックスがニッケルを主成
分とするニッケル系非晶質合金であることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項記載の張力センサー。（４）前記超急冷合金マトリックスが鉄を主成分とする
鉄系非晶質合金であることを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の張力センサー。（５）前記第２相粒子が炭化物であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の張力センサー。（６）前記第２相粒子が炭化タングステンであることを
特徴とする特許請求の範囲第（５）項記載の張力センサ
ー。（７）　前記第２相粒子が炭素であることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項記載の張力センサー。（８）前記第２相粒子が酸化物であることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項記載の張力センサ（９）前記
第２相粒子が酸化クロムであることを特徴とする特許請
求の範囲第（８）項記載の張力センサー。（１０）前記第２相粒子が窒化物であることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の張力センサ（１１）
前記第２相粒子がシリケイトであることを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項記載の張力センサー。（１２）　前記第２相粒子が金属であることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の張力センサー。（１３）前記超急冷合金マトリックス中に均一分散され
た第２相粒子のうち、約７０％以上の第２相粒子の粒径
が約０．１μｍ未満であることを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項記載の張力センサー。（１４）　前記複合材料が、前記超急冷合金マトリック
スを構成する合金母材を加熱溶融したのち、その合金母
材が凝固する前に、不活性ガスからなる噴射媒体ととも
に前記第２相粒子を前記合金母材に対して噴射分散せし
め、その後冷却して第２相粒子を均一分散したインゴッ
トをつくり、このインゴットを第２相粒子が溶解しない
程度に再溶融して超急冷凝固せしめて得られた複合材で
あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
張力センサー。（１５）　前記複合材料が、前記超急冷合金マトリック
スを構成する合金母材を前記第２相粒子が溶解しない程
度に加熱溶融し、この合金母材が凝固する前に、不活性
ガスからなる噴射媒体とともに第２相粒子を前記合金母
材に対して噴射分散せしめ、その後超急冷凝固せしめて
得られた複合材であることを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の張力センサー。（１６）　前記第２相粒子が前記超急冷合金マトリック
スを二対して濡九性の悪い金属であることを特徴とする
特許請求の範囲第（１４）項あるいは第（１５）項記載
の張力センサー。（Ｉ７）　前記第２相粒子が酸化クロムであることを特
徴とする特許請求の範囲第（１６）項記載の張力センサ
ー。（１８）前記超急冷合金マトリックス中に均一分散され
た第２相粒子のうち、約７０％以上の第２相粒子の粒径
が約０．１μｍ未満であることを特徴とする特許請求の
範囲第（１４）項あるいは第（１５）項記載の張力セン
サー。