JP2021088471A - 磁歪部材、磁歪部材の製造方法、及び、磁歪部材の評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】平行磁歪量が高く、部材間における平行磁歪量のばらつきが少ない磁歪部材及び磁歪部材の製造方法を提供すること。【解決手段】磁歪部材の製造方法は、磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなり、かつ、長手方向及び短手方向を有する形状の磁歪部材の製造方法であって、単結晶の磁区構造を取得することと、磁区の延びる方向が、磁歪部材の長手方向と平行になるように、単結晶を切断することと、を含む。【選択図】図４

Description

本発明は、磁歪部材、磁歪部材の製造方法、及び、磁歪部材の評価方法に関する。

磁歪材料は、機能性材料として注目されている。例えば、鉄系合金であるＦｅ−Ｇａ合金は、磁歪効果および逆磁歪効果を示す材料であり、１００〜３５０ｐｐｍ程度の大きな磁歪を示す。そのため、近年、エネルギーハーベスト分野の振動発電用材料として注目され、ウェアラブル端末やセンサ類などへの応用が期待されている。Ｆｅ−Ｇａ合金の単結晶の製造方法として、引き上げ法（チョクラルスキー法、以下「Ｃｚ法」と略記する）による単結晶の育成方法が知られている（例えば、特許文献１）。また、Ｃｚ法以外の製造方法として、垂直ブリッジマン法（ＶＢ法）や垂直温度勾配凝固法（ＶＧＦ法）が知られている（例えば、特許文献２、特許文献３）。

Ｆｅ−Ｇａ合金は、結晶の＜１００＞方位に磁化容易軸を持ち、この方位に大きな磁気歪みを現出させることができる。従来、Ｆｅ−Ｇａ合金の磁歪部材は、Ｆｅ−Ｇａ合金の多結晶から＜１００＞方位に配向した単結晶部分を所望サイズに切断することにより製造されているが（例えば、非特許文献１）、結晶方位は磁歪特性に大きく影響するため、磁歪部材の磁歪を必要とする方向と結晶の磁気歪みが最大となる＜１００＞方位とを一致させた単結晶が磁歪部材の材料として最適であると考えられる。

Ｆｅ−Ｇａ合金の単結晶は、単結晶の＜１００＞方位に対して平行に磁場を印加したとき、正の磁歪が現出する（以下、「平行磁歪量」と称す）。一方、＜１００＞方位に対して垂直に磁場を印加したとき、負の磁歪が現出する（以下、「垂直磁歪量」と称す）。印加する磁場の強度を徐々に強めていくと、平行磁歪量あるいは垂直磁歪量がそれぞれ飽和する。磁歪定数（３／２λ_１００）は、飽和した平行磁歪量と、飽和した垂直磁歪量の差で決定され、下記の式（１）によって求められる（例えば、特許文献４、非特許文献２）。

３／２λ_１００＝ε（／／）― ε（⊥） ・・・式（１）
３／２λ_１００：磁歪定数
ε（／／）：＜１００＞方向に対して平行に磁場をかけて飽和したときの平行磁歪量
ε（⊥） ：＜１００＞方向に対して垂直に磁場をかけて飽和したときの垂直磁歪量

Ｆｅ−Ｇａ合金の磁歪特性は、磁歪・逆磁歪効果および磁歪式振動発電デバイスの特性に影響を与えると考えられており、デバイス設計をする上で重要なパラメータとなる（例えば、非特許文献４）。特に、磁歪定数は、Ｆｅ−Ｇａ合金単結晶のＧａ組成に依存し、Ｇａ組成が１８〜１９ａｔ％と２７〜２８ａｔ％で磁歪定数が極大になることが知られており（例えば、非特許文献２）、このようなＧａ濃度のＦｅ−Ｇａ合金をデバイスに用いることが望ましいとされる。さらに近年、磁歪定数が大きいことに加えて、平行磁歪量が大きいほど出力電圧等のデバイス特性が高い傾向にあることが報告されている（例えば、非特許文献３）。

磁歪式振動発電デバイスは、例えば、コイルに巻かれたＦｅ−Ｇａ磁歪部材、ヨーク、界磁用永久磁石で構成されている（例えば、特許文献５、非特許文献４）。この磁歪式振動発電デバイスでは、デバイスの可動部のヨークを振動させると、ヨークの中央に固定したＦｅ−Ｇａ磁歪部材が連動して振動し、逆磁歪効果によってＦｅ−Ｇａ磁歪部材に巻かれたコイルの磁束密度が変化し、電磁誘導起電力が発生して発電する仕組みとなる。磁歪式振動発電デバイスでは、ヨークの長手方向に力が加わって振動が起こるため、デバイスに用いるためのＦｅ−Ｇａ磁歪部材は、磁化容易軸である＜１００＞を長手方向になるように加工することが望ましい。

特開２０１６−２８８３１号公報 特開２０１６−１３８０２８号公報 特開平４−１０８６９９号公報 特表２０１５−５１７０２４号公報 国際公開第２０１１／１５８４７３号

Ｅｔｒｅｍａ社，Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ Ａｒｔ ｏｆ Ｇａｌｆｅｎｏｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ． Ａ． Ｅ． Ｃｌａｒｋ ｅｔ ａｌ．， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． ９３（２００３）８６２１． Ｊｕｎｇ Ｊｉｎ Ｐａｒｋ， Ｓｕｏｋ−Ｍｉｎ Ｎａ， Ｇａｎｅｓｈ Ｒａｇｈｕｎａｔｈ， ａｎｄ Ａｌｉｓｏｎ Ｂ． Ｆｌａｔａｕ．， ＡＩＰ ＡＤＶＡＮＣＥＳ ６， ０５６２２１（２０１６）． 上野敏幸， 精密工学会誌 Ｖｏｌ． ７９， Ｎｏ．４， （２０１３） ３０５−３０８．

磁歪式振動発電デバイス等のデバイス特性は、磁歪部材の磁歪特性によって影響を受けるため、磁歪部材は、高い磁歪特性を有し、磁歪特性のばらつきの少ないものが要求される。このような中で、Ｆｅ−Ｇａ合金の単結晶の結晶方位が＜１００＞であり、Ｇａ濃度が均一であるならば、磁歪定数の均一な磁歪部材が得られると思われていた。しかし、非特許文献３に記載されるように、デバイス特性は、磁歪定数だけでなく平行磁歪量の影響があることが開示されている。本発明者の調査の結果、上記のように製造した磁歪部材は、磁歪定数が均一であっても平行磁歪量（あるいは垂直磁歪量）にばらつきがあることが判った。

そこで、本発明は、平行磁歪量が高く、部材間の平行磁歪量のばらつきが少ない磁歪部材を提供することを目的とする。

本発明の態様によれば、磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなり、かつ、長手方向及び短手方向を有する形状の磁歪部材の製造方法であって、単結晶の磁区構造を取得することと、磁区の延びる方向が、磁歪部材の長手方向と平行になるように、単結晶を切断することと、を含む、磁歪部材の製造方法が提供される。

また、本発明の態様によれば、磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなり、かつ、長手方向及び短手方向を有する形状の磁歪部材の製造方法であって、単結晶の磁区構造を取得することと、磁区の延びる方向が磁歪部材の長手方向と平行な領域の面積を調整することにより、平行磁歪量を所定量以上とした磁歪部材を得ることと、を備える、磁歪部材の製造方法が提供される。

また、磁区の延びる方向が磁歪部材の長手方向と平行な領域の面積は、領域を含む面において、領域を含む面の全体の面積に対して３０％以上である構成でもよい。また、磁歪部材は、単結晶の育成方向と平行な方向に切断して得られる構成でもよい。また、磁区構造の取得は、ビッター法により行う構成でもよい。また、鉄系合金の単結晶は、Ｆｅ−Ｇａ合金であり、磁歪部材の面の結晶の方位が｛１００｝である構成でもよい。また、複数の磁歪部材を得ることを含み、複数の磁歪部材は、平行磁歪量が２００ｐｐｍ以上である構成でもよい。また、複数の磁歪部材は、平行磁歪量のばらつきが１５％以内である構成でもよい。

本発明の態様によれば、磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなり、かつ、長手方向及び短手方向を有する形状の磁歪部材の評価方法であって、磁歪部材において、長手方向と平行な方向に延びる複数の磁区が並ぶ領域の面積が基準値を超える場合に、磁歪部材の平行磁歪量が良好であると評価することと、を含む、磁歪部材の評価方法が提供される。

また、本発明の態様によれば、磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなり、かつ、長手方向及び短手方向を有する形状の磁歪部材であって、長手方向と平行な方向に延びる複数の磁区が並ぶ領域を有し、領域は、平行磁歪量が所定量以上となる面積を有する、磁歪部材が提供される。

また、所定量が２００ｐｐｍである構成でもよい。また、領域は、領域を含む面において、領域を含む面の全体の面積に対して３０％以上である構成でもよい。また、鉄系合金の単結晶は、Ｆｅ−Ｇａ合金であり、磁歪部材の面の結晶の方位が｛１００｝である構成でもよい。また、領域は、ビッター法による磁区構造の観察においてストライプ状に検出される構成でもよい。

本発明の態様の磁歪部材の製造方法は、平行磁歪量が高く、部材間における平行磁歪量のばらつきが少ない磁歪部材を確実に製造することができる。本発明の態様の磁歪部材は、平行磁歪量が高く、部材間における平行磁歪量のばらつきが少ない。本発明の態様の磁歪部材の評価方法は、平行磁歪量が高位で、且つ部材間のばらつきが少ない磁歪部材を判別することができる。

実施形態に係る磁歪部材の一例を示す図である。 ビッター法による磁区構造の観察結果の一例を示す図である。 磁歪部材の他の例を示す図である。 実施形態に係る磁歪部材の製造方法の一例を示すフローチャートである。 単結晶及び薄板部材の第１の例を示す図である。 単結晶及び薄板部材の第２の例を示す図である。 単結晶及び薄板部材の第３の例を示す図である。 磁区構造取得工程の一例を示す図である。 磁区構造取得工程の一例を示す図である。 単結晶を育成方向に対し垂直方向に切断した部材における磁区構造の一例を模式的に示す図である。 単結晶を育成方向に対し平行方向に切断した部材における磁区構造の一例を模式的に示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、切断工程の一例を示す図である。 実施例で用いた歪みゲージ法を示す図である。 実施例及び比較例における領域Ｒ１と平行磁歪量との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して説明する。なお、各図面においては、適宜、一部又は全部が模式的に記載され、縮尺が変更されて記載される。

［実施形態］
以下、本実施形態の磁歪部材及び磁歪部材の製造方法について説明する。まず、本実施形態の磁歪部材について説明する。図１は、本実施形態の磁歪部材の例を示す斜視図である。

磁歪部材１は、例えば図１に示すように、長手方向Ｄ１及び短手方向Ｄ２を有する板状体である。板状体は、平面視において長方形状である。板状体は、表面（おもて面）４及び裏面５を有する。表面４及び裏面５は、互いに平行であるのが好ましいが、互いに平行でなくてもよい。

磁歪部材１は、鉄系合金の単結晶からなる。磁歪部材１に用いる結晶は、磁歪部材１の磁化容易方向の方位集積度を高め、磁歪材料としての特性を高めるために、多結晶よりも単結晶の使用することが好ましい。鉄系合金は、磁歪特性を有するものであれば、特に限定されない。磁歪特性とは、磁場を印加したときに形状の変化が生じる特性を意味する。鉄系合金は、例えば、Ｆｅ−Ｇａ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｔｂ−Ｆｅ、Ｔｂ−Ｄｙ−Ｆｅ、Ｓｍ−Ｆｅ、Ｐｄ−Ｆｅ等の合金である。これらの鉄系合金の中でも、Ｆｅ−Ｇａ合金は、他の合金と比較して磁歪特性が大きく加工も容易であるため、エネルギーハーベスト分野の振動発電用材料やウェアラブル端末やセンサ類などへ応用されている。以下の説明では、磁歪部材１の一例として、磁歪部材１がＦｅ−Ｇａ合金の単結晶からなる構成の例を説明する。

Ｆｅ−Ｇａ合金の単結晶は、体心立方格子構造を有しており、ミラー指数における方向指数のうち第１〜第３の＜１００＞軸（図５から図８参照）が等価であり、ミラー指数における面指数のうち第１〜第３の｛１００｝面（図５から図８参照）が等価（すなわち、（１００）、（０１０）および（００１）は等価）であることを基本とするものである。また、Ｆｅ−Ｇａ合金は、結晶の特定方位に大きな磁気歪みを現出させる特性を有する。この特性を磁歪式振動発電デバイスに利用する場合、デバイスにおいて磁歪部材１の磁歪を必要とする方向と、結晶の磁気歪みが最大となる方位（方向）とを一致させることが望ましい。具体的には、上述したように、単結晶における磁化容易方向である＜１００＞方向を、磁歪部材１の長手方向Ｄ１に設定することが、磁歪特性の観点から望ましい。また、磁歪部材１の面の結晶の方位を｛１００｝とするのが、磁歪特性の観点から好ましい。単結晶における磁化容易方向である＜１００＞方向を、磁歪部材１の長手方向Ｄ１とすること、及び、磁歪部材１の面の結晶の方位を｛１００｝とすることは、例えば、単結晶の結晶方位を公知の結晶方位解析により取得し、取得した単結晶の結晶方位に基づいて単結晶を切断することにより、実施することができる。

磁歪部材１は、例えばエネルギーハーベスト分野の振動発電デバイス用の材料（部品）、ウェアラブル端末やセンサ類などの材料（部品）として使用される。例えば、上記の特許文献５に示すような磁歪式振動発電デバイスは、コイル、コイルに巻かれたＦｅ−Ｇａ合金の磁歪部材、ヨーク、及び、界磁用永久磁石により構成されている。この磁歪式振動発電デバイスは、デバイスの可動部であるヨークを振動させると、ヨークの中央部に固定された磁歪部材が連動して振動し、逆磁歪効果によって磁歪部材に巻かれたコイルの磁束密度が変化し、電磁誘導起電力が発生することにより発電する仕組みとなっている。このような仕組みで用いられる場合、磁歪部材１の形状は、薄板状であり、平面視において細長い長方形状に設定されることが好ましい。磁歪部材１の形状及び大きさは、目的とするデバイスの大きさに応じて適宜設定される。例えば、磁歪部材１の大きさは、長手方向Ｄ１の長さ（寸法）Ｌ１が１６ｍｍ、短手方向Ｄ２の幅（寸法）Ｌ２が４ｍｍ、厚さが１ｍｍである。

なお、磁歪部材１の形状及び寸法は、それぞれ、特に限定されない。例えば、磁歪部材１は、平面視において長方形状でなくてもよく、例えば、磁歪部材１の形状は、平面視において、正方形状、楕円状、トラック状、不定形でもよい。また、磁歪部材１の形状は、板状体に限定されず、例えば円柱状でもよい。なお、磁歪部材１の形状が平面視において正方形状である場合等、長手方向Ｄ１と短手方向Ｄ２とが同じであってもよい。なお、磁歪部材１の形状が平面視において長方形状以外の場合等において、長手方向Ｄ１は長径方向、長軸方向等であり、短手方向Ｄ２は長手方向Ｄ１に直交する方向である。

次に、本発明の特徴である磁歪部材１の磁区構造３について説明する。発明者らは上述したように主面が｛１００｝面であり、磁化容易方向である＜１００＞方向を磁歪部材の長手方向とした平面視の形状が長方形である板状の磁歪部材を製作した。Ｇａ濃度の均一なＦｅ−Ｇａ合金の単結晶から切り出して作成した複数の磁歪部材について磁歪特性を確認した結果、磁歪定数のばらつきはほとんど見られなかったが、平行磁歪量にばらつきがあることが判った。特に、単結晶より磁歪部材を切り出す位置により平行磁歪量にばらつきがあることを見出した。さらに調査した結果、平行磁歪量のばらつきは、磁区構造３の影響を受けていることを見出した。本発明は、上記の知見を元になされたものである。

本実施形態の磁歪部材１は、図１に示すように、磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなり、かつ、長手方向Ｄ１及び短手方向Ｄ２を有する形状の磁歪部材であって、長手方向Ｄ１と平行な方向に延びる複数の磁区２が並ぶ領域Ｒ１を有することを特徴としている。

磁区構造３は、例えば、ビッター法を用いて取得する。ビッター法は、磁性コロイド粒子を用いて磁区構造３（磁区２）を観察する方法である。図２は、ビッター法による磁区構造３の観察結果の一例を示す図である。ビッター法は、磁区構造３を観察する簡易的な方法であるため好ましい。ビッター法としては、例えば、特開平１１−２１１８０５号公報に記載される方法等を用いることができる。この方法は、例えば、観察する面を鏡面状に加工し、鏡面状に加工した面に磁性粒子を含むコロイド液Ｌ（磁性コロイド液）を滴下し、カバーガラス等の薄いガラスの薄板を被せること等により、磁性コロイド液Ｌを薄く均一に塗布し、光学顕微鏡によってその磁性粒子の描く磁区の像を観察する方法である。ビッター法によりＦｅ−Ｇａ合金の単結晶を観察した場合、例えば図２に示すように、［１００］、［０１０］、［００１］方位のいずれかの方位に沿って、濃淡に現れるストライプ状（縞状）の像Ｉｍ（以下、「ストライプ像」と称す場合もある）が検出される。上記のストライプ状の像Ｉｍにおけるストライプが延びる方向は、磁区（磁壁）が延びる方向を意味する。図２に示す結果は、図の上下方向に延びる複数の磁区２がストライプ状に並ぶ磁区構造３であることを示す。なお、ストライプ状の像Ｉｍにおけるストライプが延びる方向（複数の磁区２が延びる方向）は、直線状でもよいし、曲線状でもよい。なお、図面においては、ストライプ像Ｉｍにおけるストライプ（縞）を模式的に、２点鎖線又は点線等で表している。

なお、以下の説明では、ストライプ像Ｉｍに対し濃淡が連続する方向を「ストライプ像の垂直方向」とし、ストライプ像の濃淡が一定である方向を「ストライプ像の平行方向」と称す。また、以下の説明では、磁歪部材１の面における磁区構造３を示すストライプ像Ｉｍの平行方向（複数の磁区２が並ぶ磁区構造３において複数の磁区２が延びる方向）が磁歪部材１の長手方向Ｄ１と平行な方向である領域Ｒ１を、「領域Ｒ１」と略すこともある。領域Ｒ１は、複数の磁区２が磁歪部材１の長手方向Ｄ１と平行な方向に延び、且つ、複数の磁区２が長手方向Ｄ１と直交する方向（短手方向Ｄ２）に並ぶ磁区構造３である。

本発明者らは、後述する実施例で説明するように、ビッター法によって、磁歪部材１の表裏面のうちの１面についての磁区構造３を観察し、磁区構造３を示すストライプ像Ｉｍの平行方向（複数の磁区２が並ぶ磁区構造３における複数の磁区２が延びる方向）が磁歪部材１の長手方向Ｄ１と平行な方向である領域Ｒ１の面積と磁歪部材１の表裏面のうちの１つの面全体の面積との比（以下、「領域Ｒ１の割合」と略すこともある）を求め、その磁歪部材１の平行磁歪量を測定した。その結果を表１及び図１４に示す。

本発明者らは、表１及び図１４等の結果から、磁歪部材１において、磁区構造３を示すストライプ像Ｉｍの平行方向（複数の磁区２が並ぶ磁区構造３における複数の磁区２が延びる方向）を磁歪部材１の長手方向Ｄ１と平行な方向に揃えることにより、平行磁歪量が高位で且つ部材間のばらつきが少なくなることを見出した。磁区構造３を示すストライプ像Ｉｍの平行方向を磁歪部材１の長手方向Ｄ１と平行な方向に揃えることにより、磁気モーメントが均一に配列して、平行磁歪量のばらつきが少なく均一化すると推測される。

また、本発明者らは、表１及び図１４等の結果から、磁歪部材１において、領域Ｒ１の割合と平行磁歪量とは相関関係があることを見出した。表１及び図１４に示すように、領域Ｒ１の割合が大きいほど、平行磁歪量が高位（２００ｐｐｍ以上）で安定するため、好ましい。磁歪部材１において、領域Ｒ１を含む面における領域Ｒ１の割合が、領域Ｒ１を含む面の全体の面積に対して３０％以上である場合、磁歪部材１の平行磁歪量を高位で且つばらつきの少なく安定して得られるので好ましく、７０％以上である場合、さらにばらつきが少なくなるためより好ましい。磁歪部材１において、領域Ｒ１を含む面における領域Ｒ１の割合が、領域Ｒ１を含む面の全体の面積に対して１０％未満の場合、磁歪部材１の平行磁歪量の値が安定せずばらつきが大きくなる。磁区構造３は、後述するように、育成された単結晶から磁歪部材を切り出す位置により変動することが確認されている（図１１、図１２参照）。単結晶から磁歪部材１を切り出す際の位置については後述する。

図３は、実施形態に係る磁歪部材１の他の例を示す図である。上記の結果から、本実施形態の磁歪部材１は、上記の領域Ｒ１とは異なる領域Ｒ２を含んでいても、平行磁歪量を高位で、ばらつきが少なくなることも判る。なお、領域Ｒ１以外の領域Ｒ２とは、領域Ｒ１に該当しない磁区構造３の領域を意味する。例えば、磁歪部材１において、領域Ｒ１以外の領域Ｒ２の面積が、領域Ｒ１を含む面において、領域Ｒ１を含む面の全体の面積に対して７０％未満の場合、平行磁歪量が高位で、且つばらつきが少なくなるため好ましく、３０％未満である場合、さらにばらつきが少なくなるためより好ましい。なお、領域Ｒ２の磁区構造３は、限定されない。また、上述の説明では、磁歪部材１において、領域Ｒ１が１つの連続した領域である例を説明したが、領域Ｒ１は、不連続の複数の領域であってもよい。

本発明者らは、上記した知見等から、本実施形態の磁歪部材１を、長手方向Ｄ１と平行な方向に延びる複数の磁区２が並ぶ領域Ｒ１を有する構成とし、領域Ｒ１の割合と平行磁歪量との相関関係に基づいて、領域Ｒ１を平行磁歪量が所定量以上となる面積に設定している。本実施形態の磁歪部材１は、上記の構成を備えることにより、平行磁歪量が高く、部材間における平行磁歪量のばらつきが少ない特性を有する。

なお、本実施形態では、磁歪部材１の長手方向Ｄ１と平行な方向に延びる複数の磁区２が並ぶ領域Ｒ１は、ビッター法による磁区構造３の観察においてストライプ状に検出される領域とする。上記したように、領域Ｒ１の割合及び平行磁歪量が所定量は、それぞれ、上記領域Ｒ１の割合と平行磁歪量とは相関関係に基づいて設定することができる。また、本実施形態において、領域Ｒ１における磁区構造３は、ビッター法による磁区構造３の観察においてストライプ状に検出される領域であれば、任意であり、例えば、磁区２の数及び磁区２の大きさ（ビッター法により観察されたストライプの数及び大きさ）等は、任意である。

また、上記の説明では、領域Ｒ１の割合と平行磁歪量との相関関係として、ＶＢ法で製造したＦｅ−Ｇａ単結晶における例を一例として示したが、領域Ｒ１の割合と平行磁歪量との相関関係は、上記以外の単結晶の成分及び単結晶の製造方法においても適用できる。領域Ｒ１の割合と平行磁歪量との相関関係は、例えば、実施例に示すような予備実験を行うことにより求めることができる。

また、本実施形態において、磁区構造３を示すストライプ像Ｉｍの平行方向が磁歪部材１の長手方向Ｄ１に延びる（複数の磁区２が磁歪部材１の長手方向Ｄ１に延びる）とは、ストライプ像Ｉｍの平行方向（複数の磁区２が並ぶ磁区構造３において複数の磁区２が延びる方向）が長手方向Ｄ１に対して±１０°以内の方向に延びることを意味する。なお、磁歪部材１の長手方向Ｄ１は、上記したように、磁歪部材１の磁化容易軸と平行であるのが好ましい。例えば、磁歪部材１がＦｅ−Ｇａ合金の単結晶で形成される場合、磁歪部材１の長手方向Ｄ１は、磁化容易軸である＜１００＞軸と平行な方向であるのが好ましい。

次に、本実施形態の磁歪部材１の特性について説明する。本実施形態の磁歪部材１は、上記の構成により、磁歪定数が２００ｐｐｍ以上、好ましくは２５０ｐｐｍ以上とすることができる。また、磁歪部材１は、上記の構成により、平行磁歪量が２００ｐｐｍ以上、好ましくは２５０ｐｐｍ以上とすることができる。磁歪部材１の磁歪定数及び平行磁歪量を上記の範囲にする場合、単結晶材料が有する磁歪特性の観点から、磁歪部材１をＦｅ−Ｇａ合金の単結晶で形成するのが好ましい。

なお、平行磁歪量は磁歪部材１の長手方向Ｄ１に対して平行な磁場を印加し、長手方向Ｄ１の磁歪量が飽和したときの磁歪量である。また、垂直磁歪量は磁歪部材１の短手方向Ｄ２に対して平行な磁場を印加し、短手方向Ｄ２の磁歪量が飽和したときの磁歪量である。本実施形態の磁歪部材１における磁歪定数、平行磁歪量、及び垂直磁歪量は、後に説明する実施例の記載の通りに求めた値であり、磁歪量は式（３）に従い実際の歪検出値をゲージ率で補正して求めた値であり、磁場方向が歪みゲージの長手方向に対して平行であるときの磁歪量を、平行磁歪量とし、磁場方向が歪みゲージ長手方向に対して垂直であるときの磁歪量を、垂直磁歪量とし、磁歪定数は式（１）に従い、平行磁歪量と垂直磁歪量の差で求めた値である。

また、本実施形態の磁歪部材１は、上記の構成により、１つの結晶から製造された複数の磁歪部材１の場合、複数の磁歪部材１における平行磁歪量のばらつきを１５％以内とすることができる。

なお、本実施形態において、複数の磁歪部材１における平行磁歪量等のばらつきは、下記の式（２）により算出した値である。
ばらつき（％）＝｜平均値と最大の外れ値との差｜／平均値・・・式（２）

以上のように、本実施形態の磁歪部材１は、磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなりかつ長手方向Ｄ１及び短手方向Ｄ２を有する形状の磁歪部材であって、長手方向Ｄ１と平行な方向に延びる複数の磁区２が並ぶ領域Ｒ１を有し、領域Ｒ１は、平行磁歪量が所定量以上となる面積を有する。なお、本実施形態の磁歪部材１において、上記以外の構成は任意の構成である。本実施形態の磁歪部材１は、平行磁歪量が高く、部材間の平行磁歪量のばらつきが少ない特性を有する。また、本実施形態の磁歪部材１は、磁区構造３に基づいて製造するため、従来の同一の単結晶から製造された磁歪部材における平行磁歪量のばらつきが抑制され、歩留まりが高く安定に生産することができる。

次に、磁歪部材の製造方法について説明する。本実施形態の磁歪部材の製造方法は、上記した本実施形態の磁歪部材１の製造方法である。本実施形態の磁歪部材の製造方法は、磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなりかつ長手方向Ｄ１及び短手方向Ｄ２を有する磁歪部材１の製造方法であって、単結晶の磁区構造３を取得することと、磁区２の延びる方向が、磁歪部材１の長手方向Ｄ１と平行になるように、単結晶を切断することと、を含む。なお、以下の説明では、Ｆｅ−Ｇａ合金の単結晶のインゴットから磁歪部材１を製造する方法を一例として説明するが、本実施形態の磁歪部材の製造方法は、以下の説明に限定されない。また、本明細書中の記載のうち、本実施形態の磁歪部材の製造方法に適用可能なものは、本実施形態の磁歪部材の製造方法でも適用されるとする。

図４は、本実施形態に係る磁歪部材の製造方法の一例を示すフローチャートである。図５から図７は、単結晶及び薄板部材の第１から第３の例を示す図である。図８及び図９は、磁区構造取得工程の一例を示す図である。本実施形態の磁歪部材の製造方法は、単結晶用意工程（ステップＳ１）、単結晶切断工程（ステップＳ２）、磁区構造取得工程（ステップＳ３）、及び、切断工程（ステップＳ４）を備える。

本実施形態の磁歪部材の製造方法では、まず、結晶用意工程（ステップＳ１）において、磁歪特性を有する鉄系合金の結晶を用意する。用意する結晶は、単結晶が好ましい。また、用意する結晶は、育成したものでもよいし、市販品を用いてもよい。例えば、結晶用意工程では、Ｆｅ−Ｇａ合金の単結晶を用意する。Ｆｅ−Ｇａ合金の単結晶の育成方法は、特に限定はない。Ｆｅ−Ｇａ合金の単結晶の育成方法は、例えば、引き上げ法や一方向凝固法等でもよい。例えば、引き上げ法ではＣｚ法、一方向凝固法ではＶＢ法、ＶＧＦ法およびマイクロ引き下げ法等を用いることができる。

Ｆｅ−Ｇａ合金の単結晶は、ガリウムの含有量を１８．５ａｔ％又は２７．５ａｔ％にすることで磁歪定数が極大になる。このため、Ｆｅ−Ｇａ合金の単結晶は、ガリウムの含有量が１６．０〜２０．０ａｔ％または２５．０〜２９．０ａｔ％、好ましくは１７．０〜１９ａｔ％または２６．０〜２８．０ａｔ％になるように育成されたものが好ましい。育成された単結晶の形状は、特に限定はなく、例えば、円柱状でもよいし、四角柱状でもよい。なお、育成した単結晶は、必要に応じて種結晶、増径部または肩部（種結晶から所定の単結晶の径まで増やす部分）等を切断装置で切断することによって、円柱状の単結晶にしてもよい。育成する単結晶の大きさは、磁歪部材１が確保できる大きさであれば、特に限定はない。Ｆｅ−Ｇａ合金単結晶を育成する場合、単結晶の育成軸の方向が＜１００＞になるように種結晶の上面又は下面を｛１００｝面に加工した種結晶を使用して育成する。育成されるＦｅ−Ｇａ合金単結晶は、種結晶の上面又は下面に対し垂直方向に結晶が育成され、かつ種結晶の方位が継承される。

結晶用意工程（ステップＳ１）の次に、結晶切断工程（ステップＳ２）を実施する。結晶切断工程は、結晶を切断し薄板部材を作成する工程である。薄板部材は、本実施形態の磁歪部材１の材料となる部材である。結晶切断工程は、例えば、磁歪特性を有するＦｅ−Ｇａ合金の単結晶を切断装置を用いて切断し、｛１００｝面を主面とする薄板部材を作製する工程である。切断装置は、ワイヤー放電加工機、内周刃切断装置、ワイヤーソー等の切断装置を用いることができる。中でも、特にマルチワイヤーソーを使用することが、同時に複数の薄板部材を切断することができるため好ましい。単結晶の切断方向は、Ｆｅ−Ｇａ合金の単結晶の場合、＜１００＞であり、切断面すなわち薄板部材の主面が｛１００｝面となるように切断するのが、磁歪特性を向上させる観点から好ましい。単結晶の切断方向は、例えば、図５から図７に示すように、単結晶の育成方向（結晶が育成される方向）に対し、垂直方向でもよいし、平行方向でもよいが、単結晶の切断方向は、育成方向（結晶が育成される方向）に対し平行方向に切断することが好ましい。この詳細は後述する。

結晶切断工程（ステップＳ２）の次に、磁区構造取得工程（ステップＳ３）を実施する。磁区構造取得工程は、薄板部材（単結晶）の磁区構造３を取得する工程である。磁区構造取得工程は、例えば、ビッター法により行う。ビッター法は、簡易的な方法であるため好ましい。なお、磁区構造３の取得は、ビッター法以外の方法により行ってもよく、例えば、Ｋｅｒｒ効果顕微鏡による磁区構造３の観察方法、電子顕微鏡による磁区構造３の観察方法等により行ってもよい。また、磁区構造３の取得は、所定の方法及び所定の実験結果等に基づいて予測した磁区構造３を取得することにより行ってもよい。また、磁区構造３の取得は、予め取得された単結晶の磁区構造３の情報を取得してもよく、例えば、他によって取得された単結晶の磁区構造３の情報を取得してもよい。

以下、磁区構造取得工程における磁区構造の取得をビッター法により行う例を説明する。図８及び図９は、ビッター法を用いた磁区構造取得工程の一例を示す図である。

磁区構造取得工程は、例えば、薄板部材（単結晶）を所定の厚さで鏡面状に加工し、その後、ビッター法等により磁区構造３を観察することにより実施する。上記薄板部材の鏡面状の加工は、薄板部材（単結晶）において磁区構造３を観察する面に対して実施する。上記薄板部材の鏡面状の加工は、薄板部材（単結晶）の一面において実施してもよいし、薄板部材の表裏面において実施してもよい。なお、上記薄板部材を鏡面状にする加工の方法は、薄板部材の一面を鏡面状にすることが可能な方法であれば、特に限定されない。例えば、上記薄板部材の鏡面状の加工は、鏡面研磨加工により実施してもよいし、電解研磨により実施してもよい。鏡面研磨加工は、例えば、コロイダルシリカ等を用いて実施してもよいし、バフ研磨仕上げにより実施してもよい。なお、鏡面研磨加工の前に、両面ラップ装置、平面研削盤等を使用して研削加工を行い、薄板部材の厚みや表面状態を整えてもよい。上記のような処理によって薄板部材の面を鏡面状に加工した後、ビッター法による磁区構造３の観察を行う。ビッター法では、例えば、図８に示すように鏡面状に加工した薄板部材の面に磁性粒子を含むコロイド液Ｌ（磁性コロイド液）を滴下し、図９に示すようにカバーガラス等の薄いガラス板Ｇを被せて磁性コロイド液Ｌを薄く均一に塗布する。そして、図９に示すように、光学顕微鏡ＭＳによってその磁性粒子の描く磁区の像を観察する。

ビッター法により磁区構造３を観察した場合、図２に示すような、［１００］、［０１０］、［００１］方位のいずれかに沿って濃淡のストライプ状の像（ストライプ像）が見える。なお、磁区構造３の観察は、薄板部材の両面を行ってもよいが、薄板部材の厚みは薄く磁区構造３は表裏ほぼ同一であるため薄板部材の表裏面のうち１面のみ観察すれば、薄板部材の磁区構造３を十分把握できる。また、磁区構造３の取得（観察）は、薄板部材のうち１枚毎に行ってもよい。また、磁区構造３の取得（観察）は、単結晶における複数の異なる位置から得られた複数枚の薄板部材の磁区構造３を取得し、その結果から単結晶全体の磁区構造３を予測してもよい。例えば、単結晶を複数の薄板部材としたときに、所定の間隔でサンプリングした薄板部材の磁区構造３を取得し、その結果から単結晶全体の磁区構造３を予測してもよい。

ここで、ＶＢ法で育成した円柱形状の単結晶を、育成方向に対し垂直方向に切断した薄板部材と、育成方向に対し平行方向に切断した薄板部材とを作製し、それぞれビッター法により磁区構造の観察を行った結果の例を示す。

図１０は、単結晶を育成方向に対し垂直方向に切断した薄板部材における磁区構造の一例を模式的に示す図である。ビッター法による観察では、単結晶の育成方向に対して垂直方向に切断した薄板部材の面における磁区構造３Ａ（３）は、例えば図１０に示すように、磁区境界Ｂ１に隔てられる複数の領域Ｍ１〜Ｍ５が見られる。磁区境界Ｂ１は、平面視において、薄板部材の中央部に四角形状の核を形成する境界と、前記四角形の４つの角のそれぞれから放射方向に４方に延びる形状の境界と、薄板部材の外縁の内側に位置し且つ薄板部材と同心円状の境界と、を有する。領域Ｍ１は、平面視において四角形状である。領域Ｍ２〜Ｍ５は、それぞれ、略扇形の形状である。各領域Ｍ１〜Ｍ５では、それぞれ、図１０に示すような［１００］、［０１０］、［００１］方位のいずれかの方位に沿って、濃淡が現れるストライプ像Ｉｍ１〜Ｉｍ５（Ｉｍ）が見られる。

図１１は、単結晶を育成方向に対し平行方向に切断した薄板部材における磁区構造の一例を模式的に示す図である。ビッター法による観察では、単結晶の育成方向に対して平行方向に切断した薄板部材の面における磁区構造３Ｂ（３）は、例えば図１１に示すように、磁区境界Ｂ２に隔てられる複数の領域Ｍ６、Ｍ７が見られる。磁区境界Ｂ１は、平面視において、薄板部材の中央部に四角形状の境界を有する。領域Ｍ６は、四角形状の領域Ｍ７の外側に形成される。各領域Ｍ６、Ｍ７では、それぞれ、図１１に示すような［１００］、［０１０］、［００１］方位のいずれかの所定の方位に沿って、濃淡が現れるストライプ像Ｉｍ６〜Ｉｍ７（Ｉｍ）が見られる。

上記したＧａ濃度の均一なＦｅ−Ｇａ合金の単結晶から切り出して作成した複数の磁歪部材に関する平行磁歪量のばらつきは、図１０及び図１１に示すような不均一な磁区構造が単結晶に存在するためであると推定される。

磁区構造取得工程（ステップＳ３）の次に、切断工程（ステップＳ４）を実施する。切断工程は、薄板部材を切断して、上記した本実施形態の磁歪部材１を得る工程である。切断工程は、磁区構造取得工程において取得した単結晶（薄板部材）の磁区構造３に基づいて行う。切断工程は、例えば、切断装置を用いて行う。切断装置は、特に限定されず、例えば、外周刃切断装置、ワイヤー放電加工機、ワイヤーソー等使用できる。

切断工程では、磁歪部材１の長手方向Ｄ１が磁化容易軸に対して平行となるように、薄板部材を切断することが、磁歪特性の観点から好ましい。切断工程により得る磁歪部材１の形状は、本発明の趣旨を逸脱しないものであれば、特に限定されず、例えば、平面視において長方形状又は正方形状でもよいし、全体の形状が板状、円柱状、不定形のいずれでもよい。磁歪部材１の形状は、平面視において長方形状である板状であるのが、磁歪特性の観点から好ましい。また、切断工程により得る磁歪部材１の大きさも、本発明の趣旨を逸脱しないものであれば、特に限定されない。

切断工程では、上述の通り、薄板部材（単結晶）の磁区構造に対して、磁歪部材を採取する方向が重要となる。切断工程では、複数の磁区２の延びる方向が磁歪部材１の長手方向Ｄ１と平行になるように、薄板部材を切断する。切断工程では、磁歪部材１の長手方向Ｄ１と平行な方向に延びる複数の磁区２が並ぶ領域Ｒ１を含む磁歪部材１を得るように、薄板部材を切断する。切断工程では、磁歪部材１の平行磁歪量が所定量以上となるような領域Ｒ１の割合（面積）を有する磁歪部材１を得るように、薄板部材を切断するのが好ましい。上記したように、磁歪部材１において、領域Ｒ１の割合と平行磁歪量とは相関関係がある。上記領域Ｒ１の割合及び平行磁歪量が所定量は、それぞれ、領域Ｒ１の割合と平行磁歪量とは相関関係に基づいて設定することができる。例えば、切断工程では、領域Ｒ１を含む面において領域Ｒ１の割合が、領域Ｒ１を含む面の全体の面積に対して好ましくは３０％以上、より好ましくは７０％以上となる磁歪部材１を得るように、薄板部材を切断することにより、平行磁歪量が高位で、部材間のばらつきの少ない磁歪部材１を得ることができる。また、薄板部材（単結晶）から磁歪部材を採取する位置は、磁区構造取得工程により取得した磁区構造に基づいて設定することができる。本実施形態では、磁区構造取得工程により取得した磁区構造に基づいて薄板部材を切断することにより、上記のような複数の磁区２の延びる方向が長手方向Ｄ１と平行な磁歪部材１、及び、所定の領域Ｒ１を有する磁歪部材１を確実に得ることができる。

図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、切断工程の例を示す図である。図１２（Ａ）は、図１０に示した単結晶の育成方向に対し平行方向に切断した部材を切断して、磁歪部材１を得る例を示す。図１２（Ｂ）は、図１０に示した単結晶の育成方向に対し垂直に切断した部材を切断して、磁歪部材１を得る例を示す。

切断工程では、図１２（Ａ）に示すように単結晶の育成方向に対し平行方向に切断した部材を切断して磁歪部材１を得てもよいし、図１２（Ｂ）に示すように単結晶の育成方向に対し垂直方向に切断した部材を切断して磁歪部材１を得てもよい。中でも、単結晶の育成方向に対し平行方向に切断した部材を切断して磁歪部材１を得ることが好ましい。この理由は、以下の通りである。単結晶の育成軸方向に対して平行に切断した部材の磁区構造は、図１２（Ａ）に示すように単結晶の育成軸方向において（図の上下方向において）２段様の構造となる領域Ｍ６、Ｍ７に分離される。このため、上段の部分を含む領域Ｍ６においては磁歪部材１の長手方向Ｄ１が単結晶の育成軸方向（図の上下方向）になるように単結晶（薄板部材）を切断し、下段部分を含む領域Ｍ７においては磁歪部材１の長手方向Ｄ１が単結晶の育成軸方向と直交する方向（図の左右方向、横方向）になるように単結晶（薄板部材）を切断すると、磁歪部材１の大きさにもよるが、単結晶の育成軸方向に対して平行に切断した薄板部材の方が、上記した２段様の構造の領域Ｍ６、Ｍ７のそれぞれの磁区構造３に対して、磁歪部材１における複数の磁区２の延びる方向を長手方向Ｄ１に設定しやすくなるため、磁歪部材１を効率よく薄板部材から採取できる。

以上のように、本実施形態の磁歪部材の製造方法は、磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなりかつ長手方向Ｄ１及び短手方向Ｄ２を有する形状の磁歪部材１の製造方法であって、単結晶の磁区構造３を取得することと、磁区２の延びる方向が、磁歪部材１の長手方向Ｄ１と平行になるように、単結晶を切断することと、を含む。なお、本実施形態の磁歪部材の製造方法において、上記以外の構成は任意の構成である。本実施形態の磁歪部材の製造方法は、平行磁歪量が高く、部材間の平行磁歪量のばらつきが少ない特性を有する磁歪部材１を製造することができる。

従来、同一の単結晶から採取した磁歪部材において、単結晶からの磁歪部材の採取位置によって、平行磁歪量のばらつきがあり、平行磁歪量が高位の磁歪部材を選定していたが、本実施形態の磁歪部材の製造方法では、磁区構造を取得し、取得した磁区構造に基づいて、磁歪部材を製造するため、平行磁歪量が高く且つ部材間における平行磁歪量のばらつきが少ない特性を有する磁歪部材を、歩留まりが高く確実に生産することができる。

次に、磁歪部材の製造方法の他の例について説明する。なお、本明細書中の記載のうち、他の例に係る磁歪部材の製造方法に適用可能なものは、他の例に係る磁歪部材の製造方法でも適用されるとする。

他の例に係る磁歪部材の製造方法は、磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなり、かつ、長手方向及び短手方向を有する形状の磁歪部材の製造方法であって、単結晶の磁区構造を取得することと、複数の磁区２の延びる方向が磁歪部材１の長手方向Ｄ１と平行な領域Ｒ１の面積（割合）を調整することにより、平行磁歪量を所定量以上とした磁歪部材１を得ることと、を含む。

複数の磁区２の延びる方向が磁歪部材１の長手方向Ｄ１と平行な領域Ｒ１の面積を調整することにより、平行磁歪量を所定量以上とした磁歪部材１を得ることは、上記した領域Ｒ１の割合と平行磁歪量との相関関係に基づいて、上記したステップＳ４の切断工程を行うことによって、実施することができ、例えば、磁歪部材１における領域Ｒ１の割合を、上述のように、領域Ｒ１を含む面の全体の面積に対して好ましくは３０％以上、より好ましくは７０％以上となる磁歪部材１を得るように調整して、薄板部材を切断することで実施することができる。なお、上記所定量は、上記した領域Ｒ１の割合と平行磁歪量との相関関係に基づいて設定される値であれば、任意である。

他の例に係る磁歪部材の製造方法においても、平行磁歪量が高く、部材間の平行磁歪量のばらつきが少ない特性を有する本実施形態の磁歪部材１を得ることができる。

次に、磁歪部材の評価方法について説明する。なお、本明細書中の記載のうち、磁歪部材の評価方法に適用可能なものは、磁歪部材の評価方法でも適用されるとする。

本実施形態に係る磁歪部材の評価方法は、磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなり、かつ、長手方向及び短手方向を有する形状の磁歪部材の評価方法であって、磁歪部材において、長手方向Ｄ１と平行な方向に延びる複数の磁区２が並ぶ領域Ｒ１の面積が基準値を超える場合に、磁歪部材の平行磁歪量が良好であると評価することと、を備える。

磁歪部材において、長手方向Ｄ１と平行な方向に延びる複数の磁区２が並ぶ領域Ｒ１の面積が基準値を超える場合に、磁歪部材の平行磁歪量が良好であると評価することは、上記した領域Ｒ１の割合と平行磁歪量との相関関係に基づいて実施することができ、例えば、領域Ｒ１の割合と平行磁歪量との相関関係に基づいて上記の基準値を３０％として、磁歪部材１における領域Ｒ１の割合が、基準値である３０％を超える場合に、磁歪部材の平行磁歪量が良好であると評価することができる。なお、領域Ｒ１の割合は、上記したビッター法等による磁区構造３の観察方法により求めることができる。なお、上記基準値は、上記した領域Ｒ１の割合と平行磁歪量との相関関係に基づいて設定される値であれば、任意である。

本実施形態に係る磁歪部材の評価方法によれば、平行磁歪量が高位で、且つ部材間のばらつきが少ない磁歪部材を判別することができる。

以下、本発明の実施例を用いて具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない

［実施例１］
化学量論比で鉄とガリウムの比率８１：１９で原料を調整し、垂直ブリッジマン（ＶＢ）法で育成した円柱状のＦｅ−Ｇａ合金の単結晶を用意した。単結晶の育成軸方向は＜１００＞とした。結晶育成軸方向に垂直な単結晶の上面または下面の｛１００｝面をＸ線回折により方位確認した。なお、この時、島津シーケンシャル形プラズマ発光分析装置（ＩＣＰＳ−８１００）で結晶の上面及び下面サンプルを測定した結果、単結晶の濃度は、ガリウムの含有量が１７．５〜１９．０ａｔ％であった。

次のようにして、育成した単結晶から磁歪部材を製造した。初めに、遊離砥粒式ワイヤーソー装置を用いて、単結晶育成方向に対し平行方向（＜１００＞方位に対して平行）に単結晶を切断し、切断面すなわち主面が｛１００｝である薄板部材を作製した。次いで、得られた薄板部材に対して、平面研削盤により平面研削加工を施し、薄板部材の厚み及び表面を整えた。次いで、平面研削加工を施した薄板部材の両面に対して、コロイダルシリカを用いた鏡面研磨加工を施した。

鏡面研磨加工を施した薄板部材の磁区構造を観察し取得した。磁区構造の観察は、ビッター法により行った。ビッター法は、株式会社シグマハイケミカル製の磁性粒子を含むコロイド液を用いて行った。ビッター法による磁区構造の観察により、図１１に示すような、薄板部材上に上方が＜１００＞方位に沿って配列したストライプ像、下方が＜１００＞方位に対し垂直方向に沿って配列したストライプ像を確認した。確認したストライプ像に磁歪部材の長手方向が沿うように長手方向の寸法１６ｍｍ×短手の寸法４ｍｍ×厚み１ｍｍの大きさの磁歪部材を切り出した。

次に、切り出した磁歪部材について磁歪特性を測定した。磁歪特性の測定は、歪みゲージ法で実施した。図１３に示すように、製造した磁歪部材の主面である｛１００｝面に、歪みゲージ（共和電業株式会社製）を接着剤により接着した。なお、歪みゲージの長手方向が磁歪の検出方向となるため、歪みゲージの長手方向を、磁歪部材の長手方向ならびに＜１００＞方位と平行になるように接着した。

磁歪測定器（共和電業株式会社製）は、ネオジム系の永久磁石、ブリッジボックス、コンパクトレコーディングシステム、ストレインユニット、ダイナミックデータ集録ソフトウェアで構成した。

磁歪量は、実際の歪検出値をゲージ率で補正して決定した。
なお、ゲージ率は、下式の式（３）とした。
ε＝２．００／Ｋｓ × εｉ ・・・式（３）
（ε：ゲージ率, εｉ：測定ひずみ値, Ｋｓ：使用ゲージのゲージ率）

また、磁場方向が歪みゲージの長手方向に対して平行であるときの磁歪量を、平行磁歪量とした。一方で、磁場方向が歪みゲージ長手方向に対して垂直であるときの磁歪量を、垂直磁歪量とした。磁歪定数は式（１）に従い、平行磁歪量と垂直磁歪量の差で決定した。その結果、磁歪部材の平行磁歪量は２８９ｐｐｍであった。なお、磁歪定数は２９４ｐｐｍであった。領域Ｒ１の割合及び平行磁歪量の結果を表１及び図１４に示す。

また、得られた磁歪部材の表面（１つの面）の面積に対しての磁区構造を示すストライプ像の平行方向が磁歪部材の長手方向である面積の割合（領域Ｒ１の割合）を計測し算出した。その結果、領域Ｒ１の割合は、７８．６％であった。

［実施例２〜１３、比較例１〜３］
磁歪部材と同様、薄板部材より採取する位置を変更し実施例２〜１３、比較例１〜３の磁歪部材を切り出し、磁区構造観察と磁歪測定を実施した。領域Ｒ１の割合及び平行磁歪量の結果を表１及び図１４に示す。なお、磁歪定数は２００ｐｐｍ以上であった。また、実施例２〜１３の平行磁歪量のばらつきを求めた。その結果を表２に示す。

この結果より、領域Ｒ１の割合が全体の面積の約３０％以上であれば、平行磁歪量の高く、部材間のばらつきが少ない磁歪部材であることが確認された。

［まとめ］
実施例及び比較例の結果から、本実施形態の磁歪部材の製造方法は、平行磁歪量が高く、部材間における平行磁歪量のばらつきが少ない磁歪部材を製造することができることが確認される。また、実施例及び比較例の結果から、本実施形態の磁歪部材は、平行磁歪量が高く、部材間における平行磁歪量のばらつきが少ないことが確認される。また、実施例及び比較例の結果から、磁歪部材において、領域Ｒ１の割合と平行磁歪量との相関関係があることが確認される。

なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態等で説明した態様に限定されない。上述の実施形態等で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態等で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態等で引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。

１・・・磁歪部材
２・・・磁区
３、３Ａ、３Ｂ・・・磁区構造
４・・・表面
５・・・裏面
Ｉｍ、Ｉｍ１〜Ｉｍ７・・・ストライプ像
Ｒ１、Ｍ１〜Ｍ７・・・領域
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２・・・磁区境界
Ｄ１・・・長手方向
Ｄ２・・・短手方向
ＭＳ・・・光学顕微鏡
Ｓ１・・・結晶用意工程
Ｓ２・・・結晶切断工程
Ｓ３・・・磁区構造取得工程
Ｓ４・・・切断工程

Claims (14)

1. 磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなり、かつ、長手方向及び短手方向を有する形状の磁歪部材の製造方法であって、
   前記単結晶の磁区構造を取得することと、
   複数の磁区の延びる方向が、前記磁歪部材の前記長手方向と平行になるように、前記単結晶を切断することと、を含む、磁歪部材の製造方法。
2. 前記複数の磁区の延びる方向が前記磁歪部材の前記長手方向と平行な領域の面積は、前記領域を含む面において、前記領域を含む面の全体の面積に対して３０％以上である、請求項１に記載の磁歪部材の製造方法。
3. 前記磁歪部材は、前記単結晶の育成方向と平行な方向に切断して得られる、請求項１又は請求項２に記載の磁歪部材の製造方法。
4. 前記磁区構造の取得は、ビッター法により行う、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の磁歪部材の製造方法。
5. 前記鉄系合金の単結晶は、Ｆｅ−Ｇａ合金であり、
   前記磁歪部材の面の結晶の方位は｛１００｝である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の磁歪部材の製造方法。
6. 複数の前記磁歪部材を得ることを含み、
   前記複数の磁歪部材は、平行磁歪量が２００ｐｐｍ以上である、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の磁歪部材の製造方法。
7. 前記複数の磁歪部材は、平行磁歪量のばらつきが１５％以内である、請求項６に記載の磁歪部材の製造方法。
8. 磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなり、かつ、長手方向及び短手方向を有する形状の磁歪部材の製造方法であって、
   前記単結晶の磁区構造を取得することと、
   磁区の延びる方向が前記磁歪部材の前記長手方向と平行な領域の面積を調整することにより、平行磁歪量を所定量以上とした前記磁歪部材を得ることと、を備える、磁歪部材の製造方法。
9. 磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなり、かつ、長手方向及び短手方向を有する形状の磁歪部材の評価方法であって、
   前記磁歪部材において、前記長手方向と平行な方向に延びる複数の磁区が並ぶ領域の面積が基準値を超える場合に、前記磁歪部材の平行磁歪量が良好であると評価することと、を備える、磁歪部材の評価方法。
10. 磁歪特性を有する鉄系合金の単結晶からなり、かつ、長手方向及び短手方向を有する形状の磁歪部材であって、
    前記長手方向と平行な方向に延びる複数の磁区が並ぶ領域を有し、
    前記領域は、平行磁歪量が所定量以上となる面積を有する、磁歪部材。
11. 前記所定量は、２００ｐｐｍである、請求項１０に記載の磁歪部材。
12. 前記領域は、前記領域を含む面において、前記領域を含む面の全体の面積に対して３０％以上である、請求項１１に記載の磁歪部材。
13. 前記鉄系合金の単結晶は、Ｆｅ−Ｇａ合金であり、
    前記磁歪部材の面の結晶の方位は｛１００｝である、請求項１１又は請求項１２に記載の磁歪部材。
14. 前記領域は、ビッター法による磁区構造の観察においてストライプ状に検出される、請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載の磁歪部材。

Images