(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ又はＣｏの1種または２種と、Ｂ又はＳｉの1種又は２種、からなる合金であって、Ｂ又はＳｉの1種又は２種の合計量が１０〜３０原子％である合金組成のアモルファス合金片をベ−ス材に接触させ、アモルファス合金片とベ−ス材のそれぞれに電極を接触させ、接触電極による通電時間３００μｓ以下の瞬時通電で上記アモルファス合金片を溶融させ、通電遮断後、この溶融金属を電極からの放熱で急冷固化して再度アモルファス化することを特徴とするアモルファス合金薄帯層の形成方法。
【請求項２】
Ｆｅ又はＣｏの1種または２種と、Ｂ又はＳｉの1種又は２種、からなる合金であって、Ｂ又はＳｉの1種又は２種の合計量が１０〜３０原子％である合金組成の未アモルファス合金材料をベ−ス材に接触させ、未アモルファス合金材料とベ−ス材のそれぞれに電極を接触させ、接触電極による通電時間３００μｓ以下の瞬時通電で上記未アモルファス合金材料を溶融させ、通電遮断後、この溶融金属を電極からの放熱で急冷固化してアモルファス化することを特徴とするアモルファス合金薄帯層の形成方法。
【請求項３】
合金組成がＣｏ７０．５Ｂ１５Ｓｉ１０Ｆｅ４．５である請求項１または請求項２記載のアモルファス合金薄帯層の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はベ−ス金属材にアモルファス合金薄帯層を形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アモルファス合金はVillari効果を有し、この効果を利用して歪検出、更には捩れトルク⇒歪変換により回転軸に加わるトルクを検出することが公知である。すなわち、直径ｄの軸に捩れトルクＴが作用すると、軸表面に式▲１▼で示される剪断応力τが発生し、
τ＝１６Ｔ／（πｄ3）                         ▲１▼
また、モ−ルの応力円から明らかなように、剪断方向に対し４５°の方向に主応力が発生する。
【０００３】
而して、軸表面にアモルファス合金薄帯を固着しておくと、上記の主応力方向に一軸磁気異方性が呈され、その異方性エネルギ−Ｋｕは、飽和磁歪定数をλｓ、アモルファス合金薄帯の捩じれヤング率をＧａ、軸の捩じれヤング率をＧｓとすると、
Ｋｕ＝４８λｓＧａ／（πｄ3Ｇｓ）              ▲２▼
で与えられる。
従って、軸に磁界を作用させ、上記アモルファス合金薄帯を通る磁気回路の比導磁率μｒの変化からトルクＴの検出が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上記方法によりトルク検出を行うには、予め成形したアモルファス合金薄帯を回転軸にエポキシ樹脂等の接着剤で貼着している。
而るに、この貼着時の曲げ歪や薄帯成形時の加工歪のために、ある方向の一軸磁気異方性の付随が避けられず、この付随一軸磁気異方性の異方性エネルギ−Ｋｂが上記トルクに基づく主応力方向の異方性エネルギ−Ｋｕに重畳され、この重畳異方性エネルギ−のトルクに対する変動性が緩やかになり、Ｋｂが高くなるほど検出感度の低下が余儀なくされる。
【０００５】
本発明の目的は、ベ−ス金属材にアモルファス合金薄帯層を固着して、ベ−ス金属材に発生する歪をアモルファス合金薄帯のVillari効果により検出する場合、検出しようとする歪以外の付随歪の影響を排除して高感度の歪検出を保障できるアモルファス合金薄帯層を形成する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るアモルファス合金薄帯層の形成方法は、Ｆｅ又はＣｏの1種または２種と、Ｂ又はＳｉの1種又は２種、からなる合金であって、Ｂ又はＳｉの1種又は２種の合計量が１０〜３０原子％である合金組成のアモルファス合金片をベ−ス材に接触させ、アモルファス合金片とベ−ス材のそれぞれに電極を接触させ、接触電極による通電時間３００μｓ以下の瞬時通電で上記アモルファス合金片を溶融させ、通電遮断後、この溶融金属を電極からの放熱で急冷固化して再度アモルファス化することを特徴とする。
請求項２に係るアモルファス合金薄帯層の形成方法は、Ｆｅ又はＣｏの1種または２種と、Ｂ又はＳｉの1種又は２種、からなる合金であって、Ｂ又はＳｉの1種又は２種の合計量が１０〜３０原子％である合金組成の未アモルファス合金材料をベ−ス材に接触させ、未アモルファス合金材料とベ−ス材のそれぞれに電極を接触させ、接触電極による通電時間３００μｓ以下の瞬時通電で上記未アモルファス合金材料を溶融させ、通電遮断後、この溶融金属を電極からの放熱で急冷固化してアモルファス化することを特徴とする。
請求項３に係るアモルファス合金薄帯層の形成方法は、請求項１または請求項２記載のアモルファス合金薄帯層の形成方法において、合金組成がＣｏ７０．５Ｂ１５Ｓｉ１０Ｆｅ４．５であることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
本発明を実施するには、まず、図１の（イ）に示すように、ベ−ス金属材１にアモルファス合金片２を接触させ、更に、ベ−ス金属材１及びアモルファス合金片２にそれぞれ電極３１，３２を加圧接触させる。
次いで、電流を瞬時通電して、図１の（ロ）に示すようにアモルファス合金片を溶融させる。２０は溶融金属を示している。
【０００８】
この場合、アモルファス合金片２の電気抵抗（ベ−ス金属材１との接触抵抗を含めた電気抵抗）をベ−ス金属材１や電極３１，３２に較べて充分に高くしてあり、ジュ−ル熱が実質上、アモルファス合金片２（ベ−ス金属材１との接触界面を含む）のみに発生する。また、電流の通電時間を充分に短時間としてあり、上記ジュ−ル熱が発生したアモルファス合金片から、この通電時間内に逃げる熱量は無視できる。従って、アモルファス合金片の熱容量をＣ、アモルファス合金片の電気抵抗をＲ、平均電流値をＩ、通電時間をΔｔとすれば、アモルファス合金片の上昇温度ΔＴは、ほぼ
ΔＴ＝ＲＩ2Δｔ／Ｃ                             ▲３▼
で与えられ、アモルファス合金片の融点をＴｍ、常温をＴ0とすれば、通電電流Ｉは、ほぼ
Ｉ＝〔Ｃ（Ｔｍ−Ｔ0）／（ＲΔｔ）〕1/2 ▲４▼
で与えられる。
【０００９】
上記電流値ＩのΔｔ時間の通電中、ジュ−ル熱が発生したアモルファス合金片２から電極３２やベ−ス金属材１への熱伝達量は実質上零であり、電極３２及びベ−ス金属材１（アモルファス合金片との接触界面を除いたベ−ス金属材の大部分）が常温のままに保持されているから、通電遮断後はアモルファス合金片の熱が急速に電極３２及びベ−ス金属材１に逃げて溶融金属２０が冷却固化される。この溶融金属の冷却において、結晶の成長を妨げるように、すなわち、凝集潜熱を奪い、結晶になるための原子の拡散を妨げるように急冷すれば、固化金属を再度アモルファス化でき、ベ−ス金属材表面にアモルファス合金薄帯層を形成できる。
而るに、本発明においては、アモルファス合金片を短時間で通電溶融し、その間、通電発熱量を電極３２及びベ−ス金属材１に移動させずに電極及びベ−ス金属材温度をほぼ常温に保持できるから、通電遮断後、溶融金属の熱が電極３２及びベ−ス金属材１に急速に移動し溶融金属が急冷されて再度のアモルファス化が保証される。
【００１０】
本発明において、アモルファス合金片の合金組成としてはＦｅやＣｏ等の遷移金属とＢやＳｉ等の非金属との合金で非金属量が１０〜３０原子％の組成系に限定されたもの、例えば、Ｃｏ70．5Ｂ15Ｓｉ10Ｆｅ4．5（添字は原子％を示す。以下、同じ）やＦｅ75Ｓｉ10Ｂ15が、結晶化する臨界冷却速度が比較的遅いので、上記の再アモルファス化上有利である。
また、ベ−ス金属材としては、トルク⇒歪変換によりトルク検出が行われる回転軸、歪検出が要求される構造部材等が対象とされる。
【００１１】
アモルファス合金片に代え、未アモルファス合金材料、例えば、Ｃｏ粉末７０．５％、Ｂ粉末１５％、Ｓｉ粉末１０％、Ｆｅ粉末４．５％の混合材料、または、Ｆｅ粉末７５％、Ｓｉ粉末１０％、Ｂ粉末１５％の混合材料等、溶融・急冷によってアモルファス合金になる混合粉末材料の外、元素箔の積層物も使用できる。
更に通電時間は、３００μｓ以下とされ、通電電流は溶融過剰による蒸発瀑飛を生じない電流値以下とされる。
【００１２】
【実施例】
〔実施例〕
アモルファス合金片には、Ｃｏ70．5Ｂ15Ｓｉ10Ｆｅ4．5細線の切断片を使用し、ベ−ス金属材には、厚み０．２ｍｍのＦｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金板を使用し、通電時間を６０μｓ、通電ピ−ク電流を７００アンペアとした。
〔比較例〕
通電時間を９５０μｓ、通電ピ−ク電流を５００アンペアとした以外、実施例と同じとした。
これらの実施例品及び比較例品について、一軸磁気異方性を検査したところ、実施例では一軸磁気異方性を有していたが、比較例では冷却速度が遅くアモルファス化が達成されず一軸磁気異方性が認められなかった。
【００１３】
【発明の効果】
本発明に係るアモルファス合金薄帯層の形成方法においては、アモルファス合金片または未アモルファス合金材料を溶融し、急冷してアモルファス化しているから、アモルファス合金片に加工歪が残留していても、溶融のために除去される。また、アモルファス合金薄帯を曲げて貼着する場合とは異なり、曲げ歪を排除できる。
尤も、急冷により熱収縮歪が付随するが、その歪は曲げ歪と薄帯加工歪との合計量に較べ充分に少なくできる。
更に、急冷によるアモルファス化のための特別の装置を必要としないので装置も簡単である。
従って、本発明によれば、検出しようとする歪以外の付随歪の影響を排除して高感度かつ簡単な歪検出を保障できるアモルファス合金薄帯層を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアモルファス合金薄帯層の形成方法を示す説明図であり、図１の（イ）はアモルファス合金の溶融前の状態を、図１の（ロ）は同じく溶融後の状態をそれぞれ示している。
【符号の説明】
１            ベ−ス金属材
２            アモルファス合金片
３１          電極
３２          電極
【図１】
0003898253.tif 000002