JP4040029B2 - Giant magnetostriction unit - Google Patents

Giant magnetostriction unit Download PDF

Info

Publication number
JP4040029B2
JP4040029B2 JP2004073960A JP2004073960A JP4040029B2 JP 4040029 B2 JP4040029 B2 JP 4040029B2 JP 2004073960 A JP2004073960 A JP 2004073960A JP 2004073960 A JP2004073960 A JP 2004073960A JP 4040029 B2 JP4040029 B2 JP 4040029B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
giant magnetostrictive
magnetic flux
flux density
yoke
magnetostrictive element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004073960A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005268250A (en
Inventor
周一 女部田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2004073960A priority Critical patent/JP4040029B2/en
Publication of JP2005268250A publication Critical patent/JP2005268250A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4040029B2 publication Critical patent/JP4040029B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

本発明は、超磁歪素子を用いたアクチュエータや圧力センサ等の超磁歪ユニットに関する。   The present invention relates to a giant magnetostrictive unit such as an actuator or a pressure sensor using a giant magnetostrictive element.

磁界の印加に応じて伸縮する磁歪素子は古くから知られているが、これまでの磁歪素子は変位が小さく、このため実用的に使用されることはほとんどなかった。ところが近年、1500ppm〜2000ppmといった非常に変位の大きな磁歪素子(超磁歪素子)が知られるようになり、現在、その様々な利用形態が提案されている。例えば、超磁歪素子が持つ応答性の高さや駆動力の大きさに注目して、これをアクチュエータとして利用するといった提案(特許文献1及び2参照)や、圧力センサとして利用するといった提案(特許文献3〜6参照)が数多くなされている。   Magnetostrictive elements that expand and contract in response to the application of a magnetic field have been known for a long time, but conventional magnetostrictive elements have a small displacement, and thus have been rarely used practically. However, in recent years, magnetostrictive elements (giant magnetostrictive elements) having a very large displacement of 1500 ppm to 2000 ppm have been known, and various usage forms thereof have been proposed. For example, paying attention to the high responsiveness and the magnitude of the driving force of the giant magnetostrictive element, a proposal to use it as an actuator (see Patent Documents 1 and 2) and a proposal to use as a pressure sensor (Patent Document) 3-6)).

このような超磁歪ユニットは、基本的に、超磁歪素子とその径方向に配置されたコイルを備えている。したがって、コイルに所定の電流を流すことにより超磁歪素子を変位させれば、これをアクチュエータとして利用することが可能となり、逆に、外力による超磁歪素子の変位をコイル電流の変化として検出すれば、これを圧力センサとして利用することが可能となる。
特開平10−145892号公報 特許第2523027号公報 特公平7−54282号公報 特開平11−139270号公報 特開平11−241955号公報 特開2000−114615号公報
Such a giant magnetostrictive unit basically includes a giant magnetostrictive element and a coil disposed in the radial direction thereof. Therefore, if the giant magnetostrictive element is displaced by flowing a predetermined current through the coil, it can be used as an actuator. Conversely, if the displacement of the giant magnetostrictive element due to an external force is detected as a change in the coil current. This can be used as a pressure sensor.
JP-A-10-145892 Japanese Patent No. 2523027 Japanese Patent Publication No. 7-54282 Japanese Patent Laid-Open No. 11-139270 Japanese Patent Laid-Open No. 11-241955 JP 2000-114615 A

しかしながら、超磁歪材料は一般に透磁率が低く(μ=6〜10程度)、このため磁気回路の設計によっては超磁歪素子中の磁束密度が不均一となりやすいという問題があった。超磁歪素子中の磁束密度が不均一であると、超磁歪素子の変位とコイル電流との間のリニアリティが低下し、その結果、超磁歪ユニットの出力に歪みが生じてしまうことから、超磁歪素子中の磁束密度はできる限り均一であることが望ましい。   However, the giant magnetostrictive material generally has a low magnetic permeability (about μ = 6 to 10), so that there is a problem that the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element tends to be uneven depending on the design of the magnetic circuit. If the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element is not uniform, the linearity between the displacement of the giant magnetostrictive element and the coil current is reduced, resulting in distortion in the output of the giant magnetostrictive unit. It is desirable that the magnetic flux density in the element be as uniform as possible.

したがって、本発明は、超磁歪素子中の磁束密度をより均一化し、これにより超磁歪ユニットの出力歪みを低減することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to make the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element more uniform, thereby reducing the output distortion of the giant magnetostrictive unit.

本発明による超磁歪ユニットは、超磁歪素子と、前記超磁歪素子の径方向に配置されたコイルと、ヨークとを備え、前記ヨークは、前記超磁歪素子と前記コイルとの間に設けられた第1の部分と、前記コイルの径方向外側に配置された第2の部分と、前記第1の部分と前記第2の部分とをつなぐ第3の部分とを有していることを特徴とする。かかる構成によれば、超磁歪素子内の磁束密度の均一性が高くなることから、超磁歪ユニットの出力歪みを効果的に低減することが可能となる。   A giant magnetostrictive unit according to the present invention includes a giant magnetostrictive element, a coil disposed in a radial direction of the giant magnetostrictive element, and a yoke, and the yoke is provided between the giant magnetostrictive element and the coil. It has a first portion, a second portion arranged on the outer side in the radial direction of the coil, and a third portion connecting the first portion and the second portion. To do. According to such a configuration, the uniformity of the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element is increased, so that the output distortion of the giant magnetostrictive unit can be effectively reduced.

本発明において、前記ヨークの前記第1の部分の内径が前記超磁歪素子の軸方向における長さの1/5以下であることが好ましい。このような設定すれば、超磁歪素子中の磁束密度をより均一とすることが可能となる。   In the present invention, it is preferable that an inner diameter of the first portion of the yoke is 1/5 or less of a length in the axial direction of the giant magnetostrictive element. With this setting, the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element can be made more uniform.

また、前記ヨークは、前記超磁歪素子の軸方向に配置された第4の部分をさらに有しており、前記ヨークの前記第3の部分と前記第4の部分との間にはギャップが設けられていることが好ましい。これによれば、超磁歪素子の端部における磁束密度の低下を抑制することが可能となる。   The yoke further includes a fourth portion arranged in the axial direction of the giant magnetostrictive element, and a gap is provided between the third portion and the fourth portion of the yoke. It is preferable that According to this, it is possible to suppress a decrease in magnetic flux density at the end of the giant magnetostrictive element.

本発明による超磁歪ユニットは、前記超磁歪素子の軸方向に配置された永久磁石をさらに備えることが好ましい。永久磁石を備えることにより、超磁歪ユニットに磁気バイアスを付与することができる。   The giant magnetostrictive unit according to the present invention preferably further comprises a permanent magnet disposed in the axial direction of the giant magnetostrictive element. By providing a permanent magnet, a magnetic bias can be applied to the giant magnetostrictive unit.

本発明において前記ヨークの透磁率は100以上であることが好ましく、1000以上であることがより好ましい。これは、ヨークの透磁率が高いほど、超磁歪素子の端部における磁束密度の低下を抑制でき、その結果、磁束密度がより均一化されるからである。   In the present invention, the magnetic permeability of the yoke is preferably 100 or more, and more preferably 1000 or more. This is because the higher the magnetic permeability of the yoke, the lower the magnetic flux density at the end of the giant magnetostrictive element can be suppressed, and as a result, the magnetic flux density is made more uniform.

さらに本発明においては、前記超磁歪素子の軸方向における長さが前記ヨークの軸方向における長さと等しいか、これよりも短いことが好ましい。これによれば、超磁歪素子内の磁束密度を均一とすることができ、超磁歪ユニットの出力歪みを効果的に低減することが可能となる。   In the present invention, it is preferable that the length of the giant magnetostrictive element in the axial direction is equal to or shorter than the length of the yoke in the axial direction. According to this, the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element can be made uniform, and the output distortion of the giant magnetostrictive unit can be effectively reduced.

このように、本発明による超磁歪ユニットは超磁歪素子内における磁束密度の均一性が高いことから、これをアクチュエータとして用いた場合、或いは、圧力センサとして用いた場合のいずれにおいても、出力歪みを大幅に低減することが可能となる。   As described above, since the giant magnetostrictive unit according to the present invention has high uniformity of magnetic flux density in the giant magnetostrictive element, the output strain can be reduced when the actuator is used as an actuator or as a pressure sensor. It can be greatly reduced.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の好ましい実施形態による超磁歪ユニット10の構造を示す略断面図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a giant magnetostrictive unit 10 according to a preferred embodiment of the present invention.

図1に示すように、本実施形態による超磁歪ユニット10は、円柱状の超磁歪素子11と、超磁歪素子11の径方向に配置された円筒状のコイル12と、超磁歪素子11及びコイル12を取り囲むように設けられたヨーク13(13a〜13d)と、超磁歪素子11の軸方向に配置された永久磁石14とを備えている。本実施形態による超磁歪ユニット10は、コイル12に所定の電流を流すことにより超磁歪素子11を変位させるアクチュエータとして利用することが可能であり、さらに、外力による超磁歪素子11の変位をコイル電流の変化として検出する圧力センサとして利用することも可能である。   As shown in FIG. 1, the giant magnetostrictive unit 10 according to the present embodiment includes a cylindrical giant magnetostrictive element 11, a cylindrical coil 12 arranged in the radial direction of the giant magnetostrictive element 11, a giant magnetostrictive element 11, and a coil. 12, a yoke 13 (13 a to 13 d) provided so as to surround 12, and a permanent magnet 14 disposed in the axial direction of the giant magnetostrictive element 11. The giant magnetostrictive unit 10 according to the present embodiment can be used as an actuator for displacing the giant magnetostrictive element 11 by causing a predetermined current to flow through the coil 12. Further, the displacement of the giant magnetostrictive element 11 due to an external force can be used as a coil current. It is also possible to use it as a pressure sensor that detects the change in the pressure.

超磁歪素子11は、磁界の印加に応じて変位するとともに、外力による変位に応じて透磁率が変化する超磁歪材料によって構成された円柱状の素子である。使用する超磁歪材料としては、特に限定されるものではないがTb0.34−Dy0.66−Fe1.90を中心組成とする超磁歪材料等を用いることができる。超磁歪素子11のサイズについては、目的とする超磁歪ユニット10の用途や出力に応じて適宜選択すれば良い。超磁歪素子11の軸方向における長さは、ヨーク13の軸方向における長さと等しいか、それよりも短いことが望ましい。これは、超磁歪素子11の軸方向における長さが、ヨーク13の軸方向における長さよりも長いと、磁束が超磁歪素子11の端部を通過しにくくなり、その結果、当該端部において磁束密度の均一性が得られなくなるからである。 The giant magnetostrictive element 11 is a cylindrical element made of a giant magnetostrictive material that is displaced in accordance with application of a magnetic field and whose permeability changes in accordance with displacement due to an external force. The giant magnetostrictive material to be used is not particularly limited, and a giant magnetostrictive material having a central composition of Tb 0.34 -Dy 0.66 -Fe 1.90 can be used. The size of the giant magnetostrictive element 11 may be appropriately selected according to the intended use and output of the giant magnetostrictive unit 10. The length of the giant magnetostrictive element 11 in the axial direction is preferably equal to or shorter than the length of the yoke 13 in the axial direction. This is because if the length of the giant magnetostrictive element 11 in the axial direction is longer than the length of the yoke 13 in the axial direction, the magnetic flux hardly passes through the end of the giant magnetostrictive element 11, and as a result, the magnetic flux at the end This is because density uniformity cannot be obtained.

コイル12は、その中空部に超磁歪素子11が挿入されており、超磁歪素子11と磁気結合する電磁変換手段として用いられる。したがって、図示しない駆動回路より所定の電流をコイル12に供給すると、コイル12はこれに基づく磁界を超磁歪素子11に印加し、これにより得られる超磁歪素子11の変位を入出力ロッド15から取り出すことができる。つまり、この場合は超磁歪ユニット10がアクチュエータとして機能する。逆に、入出力ロッド15に加えられた外力によって超磁歪素子11が伸縮し、これによって超磁歪素子11の透磁率が変化すると、コイル12はこれにより生じる電流を図示しない検出回路へと供給する。つまり、この場合は超磁歪ユニット10が圧力センサとして機能する。   The coil 12 has a giant magnetostrictive element 11 inserted in a hollow portion thereof, and is used as electromagnetic conversion means that is magnetically coupled to the giant magnetostrictive element 11. Therefore, when a predetermined current is supplied to the coil 12 from a drive circuit (not shown), the coil 12 applies a magnetic field based on this to the giant magnetostrictive element 11, and the displacement of the giant magnetostrictive element 11 obtained thereby is taken out from the input / output rod 15. be able to. That is, in this case, the giant magnetostrictive unit 10 functions as an actuator. On the contrary, when the magnetostrictive element 11 expands and contracts due to an external force applied to the input / output rod 15 and the permeability of the super magnetostrictive element 11 changes thereby, the coil 12 supplies a current generated thereby to a detection circuit (not shown). . That is, in this case, the giant magnetostrictive unit 10 functions as a pressure sensor.

図1に示すように、本実施形態による超磁歪ユニット10では、超磁歪素子11の軸方向における長さとコイル12の軸方向における長さが実質的に一致している。但し、本発明において、超磁歪素子11の軸方向における長さとコイル12の軸方向における長さを実質的に一致させることは必須でない。   As shown in FIG. 1, in the giant magnetostrictive unit 10 according to the present embodiment, the length in the axial direction of the giant magnetostrictive element 11 and the length in the axial direction of the coil 12 substantially coincide. However, in the present invention, it is not essential to substantially match the length of the giant magnetostrictive element 11 in the axial direction with the length of the coil 12 in the axial direction.

ヨーク13は、図1に示すように、超磁歪素子11とコイル12との間に設けられた第1の部分13aと、コイル12の径方向外側に配置された第2の部分13bと、コイル12の軸方向に設けられ、第1の部分13aと第2の部分13bとをつなぐ第3の部分13cと、超磁歪素子11の軸方向に配置された第4の部分13dとを有している。このように、ヨーク13は超磁歪素子11及びコイル12を取り囲むように配置されている。但し、このことは、ヨーク13によって超磁歪素子11及びコイル12を密閉状態とする必要があることを意味するのではなく、第1の部分13aと第2の部分13bが第3の部分13cによって繋がっている限り、第1〜第3の部分13a〜13c自体が隙間を有する構造であっても構わない。このような構成により、本実施形態による超磁歪ユニット10では良好な閉磁気回路を構成することが可能となる。   As shown in FIG. 1, the yoke 13 includes a first portion 13 a provided between the giant magnetostrictive element 11 and the coil 12, a second portion 13 b disposed on the radially outer side of the coil 12, and a coil 12 has a third portion 13c that is provided in the axial direction and connects the first portion 13a and the second portion 13b, and a fourth portion 13d that is disposed in the axial direction of the giant magnetostrictive element 11. Yes. Thus, the yoke 13 is arranged so as to surround the giant magnetostrictive element 11 and the coil 12. However, this does not mean that the giant magnetostrictive element 11 and the coil 12 need to be sealed by the yoke 13, but the first portion 13a and the second portion 13b are formed by the third portion 13c. As long as it is connected, the first to third portions 13a to 13c themselves may have a gap. With such a configuration, it is possible to configure a good closed magnetic circuit in the giant magnetostrictive unit 10 according to the present embodiment.

本実施形態では、ヨーク13の第1の部分13aの内径をa、超磁歪素子11の軸方向における長さをbとした場合、
a/b≦1/5
に設定されている。本発明において、ヨーク13の第1の部分13aの内径aと超磁歪素子11の軸方向における長さbとの関係を上記の範囲に設定することは必須ではないが、a/bの値を小さくするほど、磁束密度を均一化する効果が高くなる。このため、本実施形態のように、ヨーク13の第1の部分13aの内径aと超磁歪素子11の軸方向における長さbとの比を
a/b≦1/5
に設定すれば、超磁歪素子11中の磁束密度が非常に均一となり、その結果、超磁歪ユニット10の出力歪みを非常に小さくすることが可能となる。具体的には、超磁歪素子11の端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差を20%以下とすることが可能となる。
In the present embodiment, when the inner diameter of the first portion 13a of the yoke 13 is a and the length in the axial direction of the giant magnetostrictive element 11 is b,
a / b ≦ 1/5
Is set to In the present invention, it is not essential to set the relationship between the inner diameter a of the first portion 13a of the yoke 13 and the length b in the axial direction of the giant magnetostrictive element 11 within the above range, but the value of a / b is The smaller it is, the higher the effect of making the magnetic flux density uniform. Therefore, as in this embodiment, the ratio between the inner diameter a of the first portion 13a of the yoke 13 and the length b in the axial direction of the giant magnetostrictive element 11 is a / b ≦ 1/5.
Is set, the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element 11 becomes very uniform. As a result, the output distortion of the giant magnetostrictive unit 10 can be made very small. Specifically, the difference between the magnetic flux density at the end of the giant magnetostrictive element 11 and the magnetic flux density at the center can be made 20% or less.

より好ましくは、ヨーク13の第1の部分13aの内径aと超磁歪素子11の軸方向における長さbとの比を
a/b≦1/10
とすればよい。このような範囲に設定すれば、超磁歪素子11中の磁束密度は極めて均一となり、具体的には、超磁歪素子11の端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差を2%以下とすることが可能となる。
More preferably, the ratio between the inner diameter a of the first portion 13a of the yoke 13 and the length b in the axial direction of the giant magnetostrictive element 11 is a / b ≦ 1/10.
And it is sufficient. If set in such a range, the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element 11 becomes extremely uniform. Specifically, the difference between the magnetic flux density at the end of the giant magnetostrictive element 11 and the magnetic flux density at the central part is 2% or less. It becomes possible.

また、本実施形態では、ヨーク13の第3の部分13cと第4の部分13dとの間にはギャップ16が設けられおり、したがって両者は直接接していない。本発明において、ヨーク13が第4の部分13dを有していることは必須でないが、これを設けることにより超磁歪素子11の端部における磁束密度の低下を抑制することが可能となる。また、ヨーク13の第3の部分13cと第4の部分13dとが直接接していると、超磁歪素子11の端部における磁束密度が過度に高くなる可能性があることから、このような超磁歪素子11の端部における磁束密度の過度の盛り上がりを抑制するためには、本実施形態のように、ヨーク13の第3の部分13cと第4の部分13dとの間にはギャップ16を設けることが好ましい。超磁歪素子11の端部における磁束の強度は、ギャップ16の幅によって調節することができ、ギャップ16を狭くするほど、超磁歪素子11の端部における磁束密度を高くすることができる。   Further, in the present embodiment, the gap 16 is provided between the third portion 13c and the fourth portion 13d of the yoke 13, so that they are not in direct contact with each other. In the present invention, it is not essential that the yoke 13 has the fourth portion 13d. However, by providing this, it is possible to suppress a decrease in magnetic flux density at the end of the super magnetostrictive element 11. Further, if the third portion 13c and the fourth portion 13d of the yoke 13 are in direct contact with each other, the magnetic flux density at the end of the giant magnetostrictive element 11 may become excessively high. In order to suppress an excessive rise in the magnetic flux density at the end of the magnetostrictive element 11, a gap 16 is provided between the third portion 13c and the fourth portion 13d of the yoke 13 as in the present embodiment. It is preferable. The strength of the magnetic flux at the end of the giant magnetostrictive element 11 can be adjusted by the width of the gap 16, and the narrower the gap 16, the higher the magnetic flux density at the end of the giant magnetostrictive element 11.

ヨーク13の材料としては、できる限り透磁率の高い材料を用いることが好ましく、具体的には、透磁率(μ)が100以上であることが好ましく、1000以上であることがより好ましい。これは、ヨーク13の透磁率が高いほど、超磁歪素子11の端部における磁束密度の低下を抑制する効果が高くなるからであり、ヨーク13の材料として透磁率が100以上である材料を用いれば、本実施形態の構成と相まって、よりいっそう磁束密度を均一化することが可能となる。特に、ヨーク13の材料として透磁率が1000以上である材料を用いれば、本実施形態の構成と相まって、磁束密度をほぼ均一とすることが可能となる。好ましい具体的な材料としては、純鉄(μ=5000以上)、けい素鉄(μ=6000以上)、電磁ステンレス(μ=4000以上)、パーマロイ(μ=30000以上)、フェライト(μ=1000以上)等を挙げることができる。   As the material of the yoke 13, it is preferable to use a material having as high a permeability as possible. Specifically, the permeability (μ) is preferably 100 or more, and more preferably 1000 or more. This is because the higher the magnetic permeability of the yoke 13, the higher the effect of suppressing the decrease in magnetic flux density at the end of the super magnetostrictive element 11, and a material having a magnetic permeability of 100 or more is used as the material of the yoke 13. Thus, in combination with the configuration of the present embodiment, the magnetic flux density can be made more uniform. In particular, if a material having a magnetic permeability of 1000 or more is used as the material of the yoke 13, the magnetic flux density can be made substantially uniform in combination with the configuration of the present embodiment. Preferred specific materials include pure iron (μ = 5000 or more), silicon iron (μ = 6000 or more), electromagnetic stainless steel (μ = 4000 or more), permalloy (μ = 30000 or more), ferrite (μ = 1000 or more). And the like.

永久磁石14は、超磁歪素子11の軸方向両側に配置されており、超磁歪素子11に磁気バイアスを印加する役割を果たす。これは、磁気バイアスのない状態では、超磁歪素子11の変位が磁界の向きに対して方向性がないからである。   The permanent magnets 14 are disposed on both sides in the axial direction of the giant magnetostrictive element 11 and play a role of applying a magnetic bias to the giant magnetostrictive element 11. This is because in the state where there is no magnetic bias, the displacement of the giant magnetostrictive element 11 is not directional with respect to the direction of the magnetic field.

以上の構成を有する超磁歪ユニット10は、上述のとおり、ヨーク13が第1〜第3の部分13a〜13cを備えていることから、良好な閉磁気回路を構成することができ、その結果、超磁歪素子11内の磁束密度の均一性が非常に高くなる。これにより、本実施形態の超磁歪ユニット10をアクチュエータとして用いた場合、或いは、圧力センサとして用いた場合のいずれにおいても、出力歪みを大幅に低減することが可能となる。尚、ヨーク13の第1の部分13a及び第3の部分13cは、いわゆるコイル12のボビンを兼用することができる。   As described above, since the yoke 13 includes the first to third portions 13a to 13c, the giant magnetostrictive unit 10 having the above configuration can configure a good closed magnetic circuit. The uniformity of the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element 11 becomes very high. As a result, the output distortion can be greatly reduced when the giant magnetostrictive unit 10 of the present embodiment is used as an actuator or as a pressure sensor. Note that the first portion 13 a and the third portion 13 c of the yoke 13 can also serve as a so-called bobbin of the coil 12.

しかも、本実施形態では、ヨーク13の第1の部分13aの内径をa、超磁歪素子11の軸方向における長さをbとした場合、
a/b≦1/5
に設定されていることから、超磁歪素子11中の磁束密度をより均一とすることが可能となる。また、本実施形態では、ヨーク13に第4の部分13dが含まれており、第3の部分13cと第4の部分13dとの間にギャップ16が設けられていることから、超磁歪素子11の端部における磁束密度の低下を抑制することが可能となる。
Moreover, in the present embodiment, when the inner diameter of the first portion 13a of the yoke 13 is a, and the axial length of the giant magnetostrictive element 11 is b,
a / b ≦ 1/5
Therefore, the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element 11 can be made more uniform. In the present embodiment, since the yoke 13 includes the fourth portion 13d and the gap 16 is provided between the third portion 13c and the fourth portion 13d, the giant magnetostrictive element 11 is provided. It is possible to suppress a decrease in magnetic flux density at the end of the.

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。   The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say.

以下、本発明の効果を実証すべく、静磁場解析装置を用いた静磁場シミュレーションの結果について説明する。   Hereinafter, the results of a static magnetic field simulation using a static magnetic field analyzer will be described in order to verify the effects of the present invention.

[実施例1]   [Example 1]

まず、図2に示す断面を持った超磁歪ユニットを想定し、超磁歪素子11の中心軸11aに沿った磁束密度をシミュレーションした。超磁歪素子11の透磁率(μ)は6とし、軸方向における長さbについては20mm、径については2mmとした。また、コイル12の軸方向における長さについても20mmとし、内径及び外径についてはそれぞれ6mm、10mmとした。ヨーク13の透磁率(μ)は1000、肉厚を1mmとし、軸方向における長さを22mm、内径aを2mm、外径cを12mmとした。実施例1では、
a/b=1/10
である。
First, assuming a giant magnetostrictive unit having a cross section shown in FIG. 2, the magnetic flux density along the central axis 11a of the giant magnetostrictive element 11 was simulated. The magnetic permeability (μ) of the giant magnetostrictive element 11 was 6, the length b in the axial direction was 20 mm, and the diameter was 2 mm. The length of the coil 12 in the axial direction was 20 mm, and the inner diameter and outer diameter were 6 mm and 10 mm, respectively. The yoke 13 had a magnetic permeability (μ) of 1000, a thickness of 1 mm, an axial length of 22 mm, an inner diameter a of 2 mm, and an outer diameter c of 12 mm. In Example 1,
a / b = 1/10
It is.

そして、コイル12にコイル電流(A:アンペア)とコイル巻数(T:巻数)の積が500A・Tである電流を流した場合の中心軸11aに沿った磁束密度をシミュレーションした。シミュレーションの結果を図3に示す。   And the magnetic flux density along the central axis 11a when the electric current whose product of a coil electric current (A: ampere) and a coil turn number (T: turn number) is 500A * T was sent to the coil 12 was simulated. The result of the simulation is shown in FIG.

図3に示すように、中心軸11aに沿った磁束密度は、超磁歪素子11の軸方向にほぼ均一であり、端部(末端から約2mmの領域、以下同様)における磁束密度と中央部における磁束密度との差(絶対値、以下同様)が約1.9%であることが確かめられた。   As shown in FIG. 3, the magnetic flux density along the central axis 11a is substantially uniform in the axial direction of the giant magnetostrictive element 11, and the magnetic flux density at the end portion (about 2 mm from the end, the same applies hereinafter) and at the central portion. It was confirmed that the difference from the magnetic flux density (absolute value, the same applies hereinafter) was about 1.9%.

[比較例1]   [Comparative Example 1]

図4に示すように、図2に示す超磁歪ユニットからヨーク13の第1の部分13aを削除した構成を有する超磁歪ユニットを想定し、中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。   As shown in FIG. 4, assuming a giant magnetostrictive unit having a configuration in which the first portion 13 a of the yoke 13 is deleted from the giant magnetostrictive unit shown in FIG. 2, a simulation of the magnetic flux density along the central axis 11 a was performed.

シミュレーションの結果は同じく図3に示されている。図3に示すように、比較例1の構造では、実施例1と比べて磁束密度の平坦性がやや低下することが確かめられた。   The result of the simulation is also shown in FIG. As shown in FIG. 3, in the structure of Comparative Example 1, it was confirmed that the flatness of the magnetic flux density was slightly lowered as compared with Example 1.

[比較例2]   [Comparative Example 2]

図5に示すように、図2に示す超磁歪ユニットからヨーク13の第2の部分13bを削除した構成を有する超磁歪ユニットを想定し、中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。   As shown in FIG. 5, assuming a giant magnetostrictive unit having a configuration in which the second portion 13b of the yoke 13 is deleted from the giant magnetostrictive unit shown in FIG. 2, a simulation of the magnetic flux density along the central axis 11a was performed.

シミュレーションの結果は同じく図3に示されている。図3に示すように、比較例2の構造では、極めて低い磁束密度しか得られなかった。   The result of the simulation is also shown in FIG. As shown in FIG. 3, in the structure of Comparative Example 2, only a very low magnetic flux density was obtained.

[比較例3]   [Comparative Example 3]

図6に示すように、図2に示す超磁歪ユニットからヨーク13の第3の部分13cを削除した構成を有する超磁歪ユニットを想定し、中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。   As shown in FIG. 6, assuming a giant magnetostrictive unit having a configuration in which the third portion 13c of the yoke 13 is deleted from the giant magnetostrictive unit shown in FIG. 2, the magnetic flux density along the central axis 11a was simulated.

シミュレーションの結果は同じく図3に示されている。図3に示すように、比較例3の構造でも、極めて低い磁束密度しか得られなかった。   The result of the simulation is also shown in FIG. As shown in FIG. 3, even in the structure of Comparative Example 3, only a very low magnetic flux density was obtained.

[実施例2]   [Example 2]

図7に示す断面を持った超磁歪ユニットを想定し、ヨーク13の内径aを3mm、外径cを13mmとし、これに合わせてコイル12の内径及び外径をそれぞれ7mm、11mmとした他は、実施例1と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。実施例2では、
a/b=3/20
である。シミュレーションの結果を図8に示す。尚、図8には、実施例1の結果も併せて示されている。図8に示すように、磁束密度は比較的均一であったが、実施例1と比べると全体的に磁束密度が低く、また、超磁歪素子11の端部において磁束密度がやや低下することが確認された。具体的には、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約14.5%であった。
Assuming a giant magnetostrictive unit having the cross section shown in FIG. 7, the inner diameter a of the yoke 13 is 3 mm, the outer diameter c is 13 mm, and the inner diameter and the outer diameter of the coil 12 are 7 mm and 11 mm, respectively. The magnetic flux density along the central axis 11a was simulated under the same conditions as in Example 1. In Example 2,
a / b = 3/20
It is. The result of the simulation is shown in FIG. In FIG. 8, the results of Example 1 are also shown. As shown in FIG. 8, the magnetic flux density was relatively uniform. However, the magnetic flux density was generally lower than that of Example 1, and the magnetic flux density slightly decreased at the end of the giant magnetostrictive element 11. confirmed. Specifically, the difference between the magnetic flux density at the end portion and the magnetic flux density at the central portion was about 14.5%.

[実施例3]   [Example 3]

ヨーク13の内径aを4mm、外径cを14mmとし、これに合わせてコイル12の内径及び外径をそれぞれ8mm、12mmとした他は、実施例2と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。実施例3では、
a/b=1/5
である。シミュレーションの結果は同じく図8に示されている。図8に示すように、磁束密度は比較的均一であったが、実施例2よりも全体的に磁束密度が低く、超磁歪素子11の端部において磁束密度がさらに低下した。具体的には、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約19.8%であった。
The inner diameter a of the yoke 13 was 4 mm, the outer diameter c was 14 mm, and the inner diameter and outer diameter of the coil 12 were adjusted to 8 mm and 12 mm, respectively. The magnetic flux density was simulated. In Example 3,
a / b = 1/5
It is. The result of the simulation is also shown in FIG. As shown in FIG. 8, the magnetic flux density was relatively uniform, but the magnetic flux density was lower overall than in Example 2, and the magnetic flux density further decreased at the end of the giant magnetostrictive element 11. Specifically, the difference between the magnetic flux density at the end portion and the magnetic flux density at the central portion was about 19.8%.

[実施例4]   [Example 4]

ヨーク13の内径aを6mm、外径cを16mmとし、これに合わせてコイル12の内径及び外径をそれぞれ10mm、14mmとした他は、実施例2と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。実施例4では、
a/b=3/10
である。シミュレーションの結果は同じく図8に示されている。図8に示すように、実施例4の構造では、実施例3よりも全体的に磁束密度が低く、超磁歪素子11の端部において磁束密度がさらに低下した。具体的には、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約22.8%であった。
The inner diameter a of the yoke 13 is 6 mm, the outer diameter c is 16 mm, and the inner diameter and the outer diameter of the coil 12 are 10 mm and 14 mm, respectively. The magnetic flux density was simulated. In Example 4,
a / b = 3/10
It is. The result of the simulation is also shown in FIG. As shown in FIG. 8, in the structure of Example 4, the overall magnetic flux density was lower than in Example 3, and the magnetic flux density further decreased at the end of the giant magnetostrictive element 11. Specifically, the difference between the magnetic flux density at the end portion and the magnetic flux density at the central portion was about 22.8%.

[実施例5]   [Example 5]

ヨーク13の内径aを8mm、外径cを18mmとし、これに合わせてコイル12の内径及び外径をそれぞれ12mm、16mmとした他は、実施例2と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。実施例5では、
a/b=2/5
である。シミュレーションの結果は同じく図8に示されている。図8に示すように、実施例5の構造では、実施例4よりも全体的に磁束密度が低く、超磁歪素子11の端部において磁束密度がさらに低下した。具体的には、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約23.8%であった。
The inner diameter a of the yoke 13 was 8 mm, the outer diameter c was 18 mm, and the inner diameter and outer diameter of the coil 12 were set to 12 mm and 16 mm, respectively. The magnetic flux density was simulated. In Example 5,
a / b = 2/5
It is. The result of the simulation is also shown in FIG. As shown in FIG. 8, in the structure of Example 5, the magnetic flux density was lower overall than in Example 4, and the magnetic flux density further decreased at the end of the giant magnetostrictive element 11. Specifically, the difference between the magnetic flux density at the end portion and the magnetic flux density at the central portion was about 23.8%.

[実施例6]   [Example 6]

ヨーク13の内径aを10mm、外径cを20mmとし、これに合わせてコイル12の内径及び外径をそれぞれ14mm、18mmとした他は、実施例2と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。実施例6では、
a/b=1/2
である。シミュレーションの結果は同じく図8に示されている。図8に示すように、実施例6の構造では、実施例5よりも全体的に磁束密度が低く、超磁歪素子11の端部において磁束密度がさらに低下した。具体的には、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約24.1%であった。
The inner diameter a of the yoke 13 is 10 mm, the outer diameter c is 20 mm, and the inner diameter and the outer diameter of the coil 12 are 14 mm and 18 mm, respectively. The magnetic flux density was simulated. In Example 6,
a / b = 1/2
It is. The result of the simulation is also shown in FIG. As shown in FIG. 8, in the structure of Example 6, the magnetic flux density was generally lower than that of Example 5, and the magnetic flux density further decreased at the end of the giant magnetostrictive element 11. Specifically, the difference between the magnetic flux density at the end portion and the magnetic flux density at the central portion was about 24.1%.

[実施例7]   [Example 7]

ヨーク13の内径aを2mmに維持したまま外径cを16mmとし、これに合わせてコイル12の内径及び外径をそれぞれ10mm、14mmとした他は、実施例1と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果、磁束密度分布は実施例1と実質的に差がなかった。   While maintaining the inner diameter a of the yoke 13 at 2 mm, the outer diameter c is set to 16 mm, and the inner diameter and outer diameter of the coil 12 are set to 10 mm and 14 mm, respectively. The magnetic flux density along the line was simulated. As a result of the simulation, the magnetic flux density distribution was not substantially different from that of Example 1.

[実施例8]   [Example 8]

ヨーク13の内径aを2mmに維持したまま外径cを20mmとし、これに合わせてコイル12の内径及び外径をそれぞれ14mm、18mmとした他は、実施例1と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果、磁束密度分布は実施例1と実質的に差がなかった。   While maintaining the inner diameter a of the yoke 13 at 2 mm, the outer diameter c is set to 20 mm, and the inner diameter and outer diameter of the coil 12 are set to 14 mm and 18 mm, respectively. The magnetic flux density along the line was simulated. As a result of the simulation, the magnetic flux density distribution was not substantially different from that of Example 1.

[実施例9]   [Example 9]

ヨーク13の内径aを2mmに維持したまま外径cを24mmとし、これに合わせてコイル12の内径及び外径をそれぞれ18mm、22mmとした他は、実施例1と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果、磁束密度分布は実施例1と実質的に差がなかった。   While maintaining the inner diameter a of the yoke 13 at 2 mm, the outer diameter c is set to 24 mm, and the inner diameter and outer diameter of the coil 12 are set to 18 mm and 22 mm, respectively. The magnetic flux density along the line was simulated. As a result of the simulation, the magnetic flux density distribution was not substantially different from that of Example 1.

[実施例10]   [Example 10]

図9に示す断面を持った超磁歪ユニットを想定し、ヨーク13の内径aを2mm、外径cを24mmとし、コイル12の内径及び外径をそれぞれ4mm、8mmとした他は、実施例1と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果、磁束密度分布は実施例1と実質的に差がなかった。   Assuming a giant magnetostrictive unit having a cross section shown in FIG. 9, the inner diameter a of the yoke 13 is 2 mm, the outer diameter c is 24 mm, and the inner diameter and the outer diameter of the coil 12 are 4 mm and 8 mm, respectively. The magnetic flux density along the central axis 11a was simulated under the same conditions. As a result of the simulation, the magnetic flux density distribution was not substantially different from that of Example 1.

[実施例11]   [Example 11]

図10に示す断面を持った超磁歪ユニットを想定し、ヨーク13の内径aを2mm、外径cを24mmとし、コイル12の軸方向における長さを4mm、コイル12の内径及び外径をそれぞれ8mm、16mmとした他は、実施例1と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果、磁束密度分布は実施例1と実質的に差がなかった。   Assuming the giant magnetostrictive unit having the cross section shown in FIG. 10, the inner diameter a of the yoke 13 is 2 mm, the outer diameter c is 24 mm, the length of the coil 12 in the axial direction is 4 mm, and the inner diameter and outer diameter of the coil 12 are respectively The simulation of the magnetic flux density along the central axis 11a was performed under the same conditions as in Example 1 except that the thickness was set to 8 mm and 16 mm. As a result of the simulation, the magnetic flux density distribution was not substantially different from that of Example 1.

[実施例12]   [Example 12]

図11に示す断面を持った超磁歪ユニットを想定し、ヨーク13の軸方向における長さを26mmとした他は、実施例2(図7参照)と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果を図12に示す。尚、図12には、実施例2の結果も併せて示されている。図12に示すように、磁束密度の均一性は実施例2とほぼ同じであったが、全体的に磁束密度が低くなった。   Assuming the giant magnetostrictive unit having the cross section shown in FIG. 11, the magnetic flux along the central axis 11a is the same as in the second embodiment (see FIG. 7) except that the length of the yoke 13 in the axial direction is 26 mm. A density simulation was performed. The result of the simulation is shown in FIG. FIG. 12 also shows the results of Example 2. As shown in FIG. 12, the uniformity of the magnetic flux density was almost the same as in Example 2, but the magnetic flux density was lowered overall.

[実施例13]   [Example 13]

ヨーク13の軸方向における長さを30mmとした他は、実施例12と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果は同じく図12に示されている。図12に示すように、ヨーク13の第3の部分13cとコイル12との間隔を軸方向に広げると、磁束密度が全体的にさらに低くなることが確認された。但し、磁束密度の均一性は実施例2とほぼ同じであった。   The simulation of the magnetic flux density along the central axis 11a was performed under the same conditions as in Example 12 except that the length of the yoke 13 in the axial direction was 30 mm. The result of the simulation is also shown in FIG. As shown in FIG. 12, it was confirmed that when the distance between the third portion 13c of the yoke 13 and the coil 12 is increased in the axial direction, the magnetic flux density is further lowered as a whole. However, the uniformity of the magnetic flux density was almost the same as in Example 2.

[実施例14]   [Example 14]

図13に示す断面を持った超磁歪ユニットを想定し、超磁歪素子11の軸方向にヨーク13の第4の部分13dを設け、ヨーク13の第3の部分13cと第4の部分13dとの間のギャップを0.1mmとした他は、実施例2(図7参照)と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果を図14に示す。尚、図14には、第4の部分13dを持たない実施例2の結果も併せて示されている。図14に示すように、超磁歪素子11の軸方向にヨーク13の第4の部分13dを設けると、超磁歪素子11の端部における磁束密度の低下が抑制され、より均一性が高まることが確認された。   Assuming the giant magnetostrictive unit having the cross section shown in FIG. 13, the fourth portion 13d of the yoke 13 is provided in the axial direction of the giant magnetostrictive element 11, and the third portion 13c and the fourth portion 13d of the yoke 13 are provided. A simulation of the magnetic flux density along the central axis 11a was performed under the same conditions as in Example 2 (see FIG. 7) except that the gap between them was 0.1 mm. The simulation results are shown in FIG. FIG. 14 also shows the result of Example 2 that does not have the fourth portion 13d. As shown in FIG. 14, when the fourth portion 13d of the yoke 13 is provided in the axial direction of the giant magnetostrictive element 11, the decrease in magnetic flux density at the end of the giant magnetostrictive element 11 is suppressed, and the uniformity is further improved. confirmed.

[実施例15]   [Example 15]

ヨーク13の第3の部分13cと第4の部分13dとの間のギャップを0.2mmとした他は、実施例14と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果は同じく図14に示されている。図14に示すように、実施例14と比べて超磁歪素子11の端部における磁束密度が若干低下している。このように、ギャップの広さによって、超磁歪素子11の端部における磁束密度を調節できることが分かる。   A simulation of the magnetic flux density along the central axis 11a was performed under the same conditions as in Example 14 except that the gap between the third portion 13c and the fourth portion 13d of the yoke 13 was set to 0.2 mm. The result of the simulation is also shown in FIG. As shown in FIG. 14, the magnetic flux density at the end of the giant magnetostrictive element 11 is slightly lower than that in Example 14. Thus, it can be seen that the magnetic flux density at the end of the giant magnetostrictive element 11 can be adjusted by the width of the gap.

[実施例16]   [Example 16]

ヨーク13の第3の部分13cと第4の部分13dとの間のギャップを0.5mmとした他は、実施例14と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果は同じく図14に示されている。図14に示すように、実施例15と比べて超磁歪素子11の端部における磁束密度が若干低下している。このように、ギャップの広さによって、超磁歪素子11の端部における磁束密度を調節できることが分かる。   A simulation of the magnetic flux density along the central axis 11a was performed under the same conditions as in Example 14 except that the gap between the third portion 13c and the fourth portion 13d of the yoke 13 was 0.5 mm. The result of the simulation is also shown in FIG. As shown in FIG. 14, the magnetic flux density at the end of the giant magnetostrictive element 11 is slightly lower than that in the fifteenth embodiment. Thus, it can be seen that the magnetic flux density at the end of the giant magnetostrictive element 11 can be adjusted by the width of the gap.

[実施例17]   [Example 17]

ヨーク13の第3の部分13cと第4の部分13dとの間のギャップをゼロとした他は、実施例14と同一条件にて中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果は同じく図14に示されている。図14に示すように、ギャップをゼロとすると、超磁歪素子11の末端において磁束密度が高くなった。このことからも、ギャップの広さによって、超磁歪素子11の端部における磁束密度を調節できることが分かる。   A simulation of the magnetic flux density along the central axis 11a was performed under the same conditions as in Example 14 except that the gap between the third portion 13c and the fourth portion 13d of the yoke 13 was set to zero. The result of the simulation is also shown in FIG. As shown in FIG. 14, when the gap was zero, the magnetic flux density increased at the end of the giant magnetostrictive element 11. This also shows that the magnetic flux density at the end of the giant magnetostrictive element 11 can be adjusted by the width of the gap.

本発明の好ましい実施形態による超磁歪ユニット10の構造を示す略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a giant magnetostrictive unit 10 according to a preferred embodiment of the present invention. 実施例1及び7〜9の静磁場シミュレーションにおいて想定した超磁歪ユニットの断面構造である。It is the cross-sectional structure of the giant magnetostriction unit assumed in the static magnetic field simulation of Example 1 and 7-9. 実施例1及び比較例1〜3のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of Example 1 and Comparative Examples 1-3. 比較例1の静磁場シミュレーションにおいて想定した超磁歪ユニットの断面構造である。3 is a cross-sectional structure of a giant magnetostrictive unit assumed in a static magnetic field simulation of Comparative Example 1. 比較例2の静磁場シミュレーションにおいて想定した超磁歪ユニットの断面構造である。3 is a cross-sectional structure of a giant magnetostrictive unit assumed in a static magnetic field simulation of Comparative Example 2. 比較例3の静磁場シミュレーションにおいて想定した超磁歪ユニットの断面構造である。10 is a cross-sectional structure of a giant magnetostrictive unit assumed in a static magnetic field simulation of Comparative Example 3. 実施例2〜6の静磁場シミュレーションにおいて想定した超磁歪ユニットの断面構造である。It is the cross-sectional structure of the giant magnetostriction unit assumed in the static magnetic field simulation of Examples 2-6. 実施例1〜6のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of Examples 1-6. 実施例10の静磁場シミュレーションにおいて想定した超磁歪ユニットの断面構造である。10 is a cross-sectional structure of a giant magnetostrictive unit assumed in a static magnetic field simulation of Example 10. 実施例11の静磁場シミュレーションにおいて想定した超磁歪ユニットの断面構造である。12 is a cross-sectional structure of a giant magnetostrictive unit assumed in a static magnetic field simulation of Example 11. 実施例12及び13の静磁場シミュレーションにおいて想定した超磁歪ユニットの断面構造である。It is the cross-sectional structure of the giant magnetostriction unit assumed in the static magnetic field simulation of Examples 12 and 13. 実施例2、12及び13のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of Example 2, 12, and 13. FIG. 実施例14〜17の静磁場シミュレーションにおいて想定した超磁歪ユニットの断面構造である。It is the cross-sectional structure of the giant magnetostriction unit assumed in the static magnetic field simulation of Examples 14-17. 実施例2、14〜17のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of Example 2, 14-17.

符号の説明Explanation of symbols

10 超磁歪ユニット
11 超磁歪素子
11a 中心軸
12 コイル
13 ヨーク
13a ヨークの第1の部分
13b ヨークの第2の部分
13c ヨークの第3の部分
13d ヨークの第4の部分
14 永久磁石
15 入出力ロッド
16 ギャップ
a ヨークの第1の部分の内径
b 超磁歪素子の軸方向における長さ
c ヨークの第2の部分の外径
10 Giant Magnetostrictive Unit 11 Giant Magnetostrictive Element 11a Center Axis 12 Coil 13 Yoke 13a Yoke First Part 13b Yoke Second Part 13c Yoke Third Part 13d Yoke Fourth Part 14 Permanent Magnet 15 I / O Rod 16 Gap a Inner diameter b of the first part of the yoke b Length in the axial direction of the giant magnetostrictive element c Outer diameter of the second part of the yoke

Claims (7)

超磁歪素子と、前記超磁歪素子の径方向に配置されたコイルと、ヨークとを備え、前記ヨークは、前記超磁歪素子と前記コイルとの間に設けられた第1の部分と、前記コイルの径方向外側に配置された第2の部分と、前記第1の部分と前記第2の部分とをつなぐ第3の部分とを有していることを特徴とする超磁歪ユニット。   A giant magnetostrictive element, a coil disposed in a radial direction of the giant magnetostrictive element, and a yoke, the yoke including a first portion provided between the giant magnetostrictive element and the coil, and the coil A giant magnetostrictive unit comprising: a second portion disposed radially outward of the first portion; and a third portion connecting the first portion and the second portion. 前記ヨークの前記第1の部分の内径が前記超磁歪素子の軸方向における長さの1/5以下であることを特徴とする請求項1に記載の超磁歪ユニット。   2. The giant magnetostrictive unit according to claim 1, wherein an inner diameter of the first portion of the yoke is 1/5 or less of an axial length of the giant magnetostrictive element. 前記ヨークは、前記超磁歪素子の軸方向に配置された第4の部分をさらに有しており、前記ヨークの前記第3の部分と前記第4の部分との間にはギャップが設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の超磁歪ユニット。   The yoke further includes a fourth portion disposed in the axial direction of the giant magnetostrictive element, and a gap is provided between the third portion and the fourth portion of the yoke. The giant magnetostrictive unit according to claim 1, wherein the unit is a giant magnetostrictive unit. 前記超磁歪素子の軸方向に配置された永久磁石をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の超磁歪ユニット。   The giant magnetostrictive unit according to any one of claims 1 to 3, further comprising a permanent magnet disposed in an axial direction of the giant magnetostrictive element. 前記ヨークの透磁率が100以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の超磁歪ユニット。   The giant magnetostrictive unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the yoke has a magnetic permeability of 100 or more. 前記ヨークの透磁率が1000以上であることを特徴とする請求項5に記載の超磁歪ユニット。   6. The giant magnetostrictive unit according to claim 5, wherein the magnetic permeability of the yoke is 1000 or more. 前記超磁歪素子の軸方向における長さが前記ヨークの軸方向における長さと等しいか、これよりも短いことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に超磁歪ユニット。
The giant magnetostrictive unit according to any one of claims 1 to 6, wherein a length of the giant magnetostrictive element in the axial direction is equal to or shorter than a length of the yoke in the axial direction.
JP2004073960A 2004-03-16 2004-03-16 Giant magnetostriction unit Expired - Fee Related JP4040029B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004073960A JP4040029B2 (en) 2004-03-16 2004-03-16 Giant magnetostriction unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004073960A JP4040029B2 (en) 2004-03-16 2004-03-16 Giant magnetostriction unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005268250A JP2005268250A (en) 2005-09-29
JP4040029B2 true JP4040029B2 (en) 2008-01-30

Family

ID=35092531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004073960A Expired - Fee Related JP4040029B2 (en) 2004-03-16 2004-03-16 Giant magnetostriction unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4040029B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112097965B (en) * 2020-09-29 2022-05-06 江门市润宇传感器科技有限公司 Pressure detector based on magnetostrictive material

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005268250A (en) 2005-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7584672B2 (en) Magnetostrictive torque sensor
JP2004282073A (en) Cpp-gmr reproducing head, its manufacturing method, ferromagnetic free layer and method for controlling its magnetostriction
JP6257533B2 (en) Compact direct drive actuator that generates constant force
JP2008256415A (en) Magnetic sensor apparatus
CN104919328A (en) Magnetic sensor and production method therefor
JP4080438B2 (en) Giant magnetostriction unit
JPH11101699A (en) Torque detection apparatus
JP2020067365A (en) Magnetic sensor
US8008813B2 (en) Systems and methods for an improved linear motor
JP4040029B2 (en) Giant magnetostriction unit
JPH05198863A (en) Magnetostrictive element
JP5038067B2 (en) Magnetic transistor
JP2005257605A (en) Thin-film magnetic sensor and rotation sensor
JP5898986B2 (en) Magnetic sensor and manufacturing method thereof
JPH0544609B2 (en)
JP2004519981A (en) Long stroke linear voice coil actuator with proportional solenoid characteristics
JP4202958B2 (en) Magnetoresistive effect element
JP2006300540A (en) Thin-film magnetometric sensor
JP2004354181A (en) Thin-film magnetic sensor
JP2005236115A (en) Super-magnetostriction unit
JP2005245103A (en) Supermagnetostrictive unit
JP2005274160A (en) Torque sensor
JP2006073974A (en) Magnetic sensor
JP2006174616A (en) Linear actuator
WO2015146558A1 (en) Soft magnetic component for torque sensor, and torque sensor using same

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071026

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071106

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071106

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101116

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees