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磁歪膜、磁歪素子、トルクセンサ、力センサ、圧力センサおよびその製造方法 新技術説明会

国内特許コード P160012835
掲載日 2016年3月10日
出願番号 特願2010-537063
登録番号 特許第4707771号
出願日 平成22年7月30日(2010.7.30)
登録日 平成23年3月25日(2011.3.25)
国際出願番号 JP2010062928
国際出願日 平成22年7月30日(2010.7.30)
優先権データ
  • 特願2009-180848 (2009.8.3) JP
発明者
  • 本江 克次
  • 中島 浩二
  • 石川 智仁
  • 杉山 雅治
  • 五十嵐 貴教
  • 脇若 弘之
  • 牧野 彰宏
  • 井上 明久
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 磁歪膜、磁歪素子、トルクセンサ、力センサ、圧力センサおよびその製造方法 新技術説明会
発明の概要 ゼロ磁界付近で優れた磁歪特性を発揮できる磁歪膜およびその製造方法を提供する。磁歪膜は、被検体上に溶射形成され、ガラス遷移温度より低く且つ、キュリー点温度以上で熱処理されていることを特徴とした金属ガラスの膜で構成され、-15kA/m以上、+15kA/m以下の磁界範囲のうちの少なくとも一部の範囲内で、磁界と磁歪とが直線特性を示す。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要


磁歪材料は、トルクセンサなどとして利用され、例えば電動アシスト自転車の伝達軸におけるトルク検出などに利用されている。トルクセンサは、通常、薄膜状の磁歪材料をトルク伝達軸の表面に接着することにより構成される。トルクセンサは、回転トルクによる伝達軸の変形を、その変形によって歪む磁歪材料における透磁率の変化によって検出し、トルクの大きさ、方向を測定する。磁歪材料自身の透磁率の変化は、磁歪材料に対して非接触で配置されるソレノイドコイルのインダクタンスの変化によって検出されるようになっている。



磁歪材料として、アモルファス合金を利用した研究が知られている(特許文献1参照)。この磁歪材料は、単ロール液体急冷法によるアモルファス構造を有し、さらに熱処理によって析出した微結晶を有している。結晶構造の磁気異方性に比べて磁気的に等方性となるアモルファス構造の性質を利用したものである。

産業上の利用分野


本発明は金属ガラスを用いた磁性材料、特にゼロ磁界付近で優れた磁歪特性を発揮する磁性膜、磁歪素子、トルクセンサ、力センサ、圧力センサおよびこれらの製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
被検体上に溶射形成され、ガラス遷移温度より低く且つ、キュリー点温度以上で熱処理されていることを特徴とした金属ガラスの膜で構成され、
-15kA/m以上、+15kA/m以下の磁界範囲のうちの少なくとも一部の範囲内で、磁界と磁歪との直線特性を示すことを特徴とする磁歪膜。

【請求項2】
請求項1の磁歪膜において、前記金属ガラスがFeを主成分としてFe含有量が30~80原子%であることを特徴とする磁歪膜。

【請求項3】
請求項2記載の磁歪膜において、前記金属ガラスがFe・Si・B・M、又はFe・Si・B・P・C・M(M=Cr、Nb、Ta、W、Ni、Co、Hf、Mo、又はM=無し)であることを特徴とする磁歪膜。

【請求項4】
請求項3記載の磁歪膜において、前記金属ガラスはFe76Si5.79.53.8であることを特徴とする磁歪膜。

【請求項5】
請求項1~4のいずれかに記載の磁歪膜において、前記金属ガラスの膜は、高速フレーム溶射法、またはプラズマ溶射法で形成されることを特徴とする磁歪膜。

【請求項6】
請求項1~5のいずれかに記載の磁歪膜において、前記金属ガラスの膜の厚さは50μm以上であることを特徴とする磁歪膜。

【請求項7】
請求項1~6のいずれかに記載の磁歪膜を有して構成され、機械的エネルギーと磁気的エネルギーとを変換することを特徴とする磁歪素子。

【請求項8】
請求項1~7のいずれかに記載の磁歪膜または磁歪素子を用いたトルクセンサ。

【請求項9】
請求項1~7のいずれかに記載の磁歪膜または磁歪素子を用いた力センサ。

【請求項10】
請求項1~7のいずれかに記載の磁歪膜または磁歪素子を用いた圧力センサ。

【請求項11】
-15kA/m以上、+15kA/m以下の磁界範囲のうちの少なくとも一部の範囲内で、磁界と磁歪との直線特性を示す磁歪膜の製造方法であって、
被検体上に金属ガラスの膜を溶射形成し、
前記溶射形成は、高速フレーム溶射法またはプラズマ溶射法を用いて、
溶射形成の後、ガラス遷移温度より低く且つ、キュリー点温度以上で熱処理することを特徴とする磁歪膜の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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