JPH0654817B2 - 変位発生素子 - Google Patents
変位発生素子Info
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- JPH0654817B2 JPH0654817B2 JP2044406A JP4440690A JPH0654817B2 JP H0654817 B2 JPH0654817 B2 JP H0654817B2 JP 2044406 A JP2044406 A JP 2044406A JP 4440690 A JP4440690 A JP 4440690A JP H0654817 B2 JPH0654817 B2 JP H0654817B2
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- Japan
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- displacement
- displacement generating
- magnetic field
- magnetostrictive
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は変位発生素子に関する。
（従来の技術） 近年、機械工作における加工精度の向上は目覚しくミク
ロンオーダーの次元からサブミクロンオーダーの次元に
入りつつあるが、このことは電子デバイスの分野では既
に珍しくない状況である。また、メカトロニクスの時代
を迎えるに及んで、超微細加工、微小変位制御にかかる
問題は上記した電子工学の分野のみならず機械工学の分
野でも重要視されるに到っている。
ロンオーダーの次元からサブミクロンオーダーの次元に
入りつつあるが、このことは電子デバイスの分野では既
に珍しくない状況である。また、メカトロニクスの時代
を迎えるに及んで、超微細加工、微小変位制御にかかる
問題は上記した電子工学の分野のみならず機械工学の分
野でも重要視されるに到っている。
すなわち、計測装置、各種の機械装置にあっては温度
変化による各構成部材の変位が不可避であり、例えば、
インバー形合金のような極端に熱膨張の小さい材料を用
いた場合は別にして、通常は１０ppm／℃程度の変位は
常に起り得ること、各種装置がフレキシブルな可動部
分（例えばジョイント）、回転部分（例えば歯車、モー
タ）を備えている場合には部材間の接触の遊びによる誤
差を不可避的に必要とすること、一般に金属は荷重下
の変形に対しては履歴を示すこと、各種設置を機械的
振動から自由にすることは限度があり、とくに装置その
ものが振動発生源を内蔵している場合、振動及びそれに
起因する距離変動を防止することは原理的に不可能であ
ること、などの問題からして、微小変位制御素子は必要
とされる。
変化による各構成部材の変位が不可避であり、例えば、
インバー形合金のような極端に熱膨張の小さい材料を用
いた場合は別にして、通常は１０ppm／℃程度の変位は
常に起り得ること、各種装置がフレキシブルな可動部
分（例えばジョイント）、回転部分（例えば歯車、モー
タ）を備えている場合には部材間の接触の遊びによる誤
差を不可避的に必要とすること、一般に金属は荷重下
の変形に対しては履歴を示すこと、各種設置を機械的
振動から自由にすることは限度があり、とくに装置その
ものが振動発生源を内蔵している場合、振動及びそれに
起因する距離変動を防止することは原理的に不可能であ
ること、などの問題からして、微小変位制御素子は必要
とされる。
更には、光情報処理、光記録機器の急速な発達に伴なっ
て、微小変位制御素子の必要性はますます高まってい
る。
て、微小変位制御素子の必要性はますます高まってい
る。
従来から、かかる微小変位制御素子としては、変位発生
部の態様によって第１表に示すような形式のものが提案
され実用に供されている。
部の態様によって第１表に示すような形式のものが提案
され実用に供されている。
第１表から明らかなように、従来の素子にはそれぞれ一
長一短があり必ずしも満足のいくものがなかった。
長一短があり必ずしも満足のいくものがなかった。
このうち磁歪型は、磁性体を磁化した場合内部磁気配列
の変化に応じて該磁性体の長さが変化するという磁歪現
象を利用したものである。この現象は、従来から磁歪フ
ィルタ、磁歪センサ、超音波遅延線、磁歪振動子などの
デバイスに利用されている。
の変化に応じて該磁性体の長さが変化するという磁歪現
象を利用したものである。この現象は、従来から磁歪フ
ィルタ、磁歪センサ、超音波遅延線、磁歪振動子などの
デバイスに利用されている。
この場合、これらデバイスの磁歪に基づく変位を発生さ
せる部材には、ニッケル基合金、鉄−コバルト合金、フ
ェライトなどの磁性合金が用いられている。
せる部材には、ニッケル基合金、鉄−コバルト合金、フ
ェライトなどの磁性合金が用いられている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来知られている磁性合金を用いた変位
発生素子ではその変位の線形性が十分ではなく、したが
ってミクロンオーダー又はサブミクロンイオーダーのよ
うな変位を制御する変位発生部材としては満足のいくも
のではなかった。
発生素子ではその変位の線形性が十分ではなく、したが
ってミクロンオーダー又はサブミクロンイオーダーのよ
うな変位を制御する変位発生部材としては満足のいくも
のではなかった。
本発明は、変位の線形性に優れた磁歪型の変位発生素子
の提供を目的とする。
の提供を目的とする。
［発明の概要］ （課題を解決するための手段及び作用） 本発明の変位発生素子は、ラーベス型金属間化合物から
なる変位発生部材と、該変位発生部材に駆動用の磁界を
印加する励磁部材と、該変位発生部材にバイアス磁界を
印加するバイアス磁界発生部を備え、前記バイアス磁界
の中に前記励磁部材を、さらにその中に前記変位発生部
材を形成し、かつ前記バイアス磁界は前記励磁部材より
軸方向に長いことを特徴とする。
なる変位発生部材と、該変位発生部材に駆動用の磁界を
印加する励磁部材と、該変位発生部材にバイアス磁界を
印加するバイアス磁界発生部を備え、前記バイアス磁界
の中に前記励磁部材を、さらにその中に前記変位発生部
材を形成し、かつ前記バイアス磁界は前記励磁部材より
軸方向に長いことを特徴とする。
まず、本発明の変位発生素子を、好ましい構造例を示し
た第１図に則して説明する。
た第１図に則して説明する。
第１図で１は棒状の変位発生部材（磁歪合金）、２は該
変位発生部を磁化して長さ変位を発生させるための励磁
コイル（励磁部材）である。励磁コイル２は所定径の導
線（例えばホルマル銅線）を必要回数巻回しその内部を
中空にして構成される。このときのコイルの巻回数は、
変位発生部材１に作用させるべき磁界の強さとの関係か
ら決められる。励磁コイル２の中空部には、所定長さを
有する磁性合金の棒材が同軸的に挿入されて変位発生部
材１を構成する。このときの該変位発生部材１の長さ
は、制御すべき変位の大きさ及び該部材の磁歪の大きさ
との関係から決められる。また、変位発生部材１は、励
磁コイル２の中空部の中では潤滑性に富む例えばボール
ベアリング、黒鉛材、テフロン材のような軸受材３によ
って支持されていて、軸方向の変位が生じた場合でも容
易に滑動できるようになっている。変位発生部材１の変
位量は、該部材の端部に当接して配設される例えば軟磁
鉄製の第１の変位伝達軸４及びつづいて該伝達軸４の端
部に当接する例えば非磁性ステンレススチール製の第２
の変位伝達軸５を介して系外に伝達される。
変位発生部を磁化して長さ変位を発生させるための励磁
コイル（励磁部材）である。励磁コイル２は所定径の導
線（例えばホルマル銅線）を必要回数巻回しその内部を
中空にして構成される。このときのコイルの巻回数は、
変位発生部材１に作用させるべき磁界の強さとの関係か
ら決められる。励磁コイル２の中空部には、所定長さを
有する磁性合金の棒材が同軸的に挿入されて変位発生部
材１を構成する。このときの該変位発生部材１の長さ
は、制御すべき変位の大きさ及び該部材の磁歪の大きさ
との関係から決められる。また、変位発生部材１は、励
磁コイル２の中空部の中では潤滑性に富む例えばボール
ベアリング、黒鉛材、テフロン材のような軸受材３によ
って支持されていて、軸方向の変位が生じた場合でも容
易に滑動できるようになっている。変位発生部材１の変
位量は、該部材の端部に当接して配設される例えば軟磁
鉄製の第１の変位伝達軸４及びつづいて該伝達軸４の端
部に当接する例えば非磁性ステンレススチール製の第２
の変位伝達軸５を介して系外に伝達される。
励磁コイル２の外周には、変位発生部材１に磁界を印加
したときその両端部からの磁束もれを防止するために、
更には、変位発生部材１に生起する反磁界を抑制若しく
は消去して励磁コイル２の作用効率を高めるために、例
えば軟磁鉄で構成したヨークを配設することが好まし
い。
したときその両端部からの磁束もれを防止するために、
更には、変位発生部材１に生起する反磁界を抑制若しく
は消去して励磁コイル２の作用効率を高めるために、例
えば軟磁鉄で構成したヨークを配設することが好まし
い。
更には、励磁コイル２で変位発生部１を磁化するに先立
ち、予め該変位発生部材１をある程度磁化してその線形
性が良好な磁歪特性領域で使用するために、励磁コイル
２の外周に変位発生部材より軸方向に長いバイアスコイ
ル６を（バイアス磁界発生部）を配設する。この構成で
線形性を改善できる。このとき、バイアス磁界が変位発
生部材より軸方向に長い領域に印加されていればよい。
従って、バイアス磁界発生部は必ずしもコイルである必
要はなく、永久磁石でも良い。また、励磁部材とバイア
ス磁界発生部を一つにし、バイアス磁界発生用の電流に
変位制御用の電流を重畳させても良い。
ち、予め該変位発生部材１をある程度磁化してその線形
性が良好な磁歪特性領域で使用するために、励磁コイル
２の外周に変位発生部材より軸方向に長いバイアスコイ
ル６を（バイアス磁界発生部）を配設する。この構成で
線形性を改善できる。このとき、バイアス磁界が変位発
生部材より軸方向に長い領域に印加されていればよい。
従って、バイアス磁界発生部は必ずしもコイルである必
要はなく、永久磁石でも良い。また、励磁部材とバイア
ス磁界発生部を一つにし、バイアス磁界発生用の電流に
変位制御用の電流を重畳させても良い。
本発明の変位発生素子は以上のようにして構成されてい
るが、磁歪合金としてはＦｅ２５〜４０重量％、Ｍｎ0.
01〜１５重量％、Ｔｂ0.1〜２５重量％、残部は実質的
にＤｙから成る磁歪合金を用いることが好ましい。
るが、磁歪合金としてはＦｅ２５〜４０重量％、Ｍｎ0.
01〜１５重量％、Ｔｂ0.1〜２５重量％、残部は実質的
にＤｙから成る磁歪合金を用いることが好ましい。
以下に該磁歪合金につき詳細に説明する。
希土類磁歪合金は一般にＲ1-xＴｘ（0.2≦ｘ≦0.95，
Ｒ：Ｌａ〜Ｌｕの希土類元素，Ｔ：，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｍｎなどの遷移金属）で示される。特に磁歪合金は
限定しないが、以下に示すＴｂ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｍｎ系は
好適である。
Ｒ：Ｌａ〜Ｌｕの希土類元素，Ｔ：，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｍｎなどの遷移金属）で示される。特に磁歪合金は
限定しないが、以下に示すＴｂ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｍｎ系は
好適である。
まず、Ｔｂ，Ｄｙは極めて大きい結晶異方性を有する希
土類元素であって、磁性合金の磁歪特性を高めるために
必須な成分である。しかしながら、Ｔｂ単体、Ｄｙ単体
又はＴｂとＤｙのみから成る合金は、いずれも低温領域
では優れた磁歪特性を示すけれども、室温以上の温度領
域では磁歪を示さないという問題点を有する。
土類元素であって、磁性合金の磁歪特性を高めるために
必須な成分である。しかしながら、Ｔｂ単体、Ｄｙ単体
又はＴｂとＤｙのみから成る合金は、いずれも低温領域
では優れた磁歪特性を示すけれども、室温以上の温度領
域では磁歪を示さないという問題点を有する。
一方、Ｔｂ，ＤｙはＦｅ，Ｍｎなどの遷移金属とラーベ
ス（Labes）型金属間化合物を形成するが、このことに
よって、Ｔｂ，Ｄｙ，Ｔｂ−Ｄｙ合金の優れた磁歪特性
を室温まで持ち来たすことができる。これは、広義の強
磁性相がラーベス型金属間化合物に包摂される形で室温
まで安定化されるためである。例えば、Ｄｙにおいてそ
の強磁性相の消失する温度は１７９゜Ｋ（−９４℃）で
あるが、ＤｙとＦｅとのラーベス型金属間化合物ＤｙＦ
ｅｘの場合には６３５゜Ｋ（３５８℃）である。
ス（Labes）型金属間化合物を形成するが、このことに
よって、Ｔｂ，Ｄｙ，Ｔｂ−Ｄｙ合金の優れた磁歪特性
を室温まで持ち来たすことができる。これは、広義の強
磁性相がラーベス型金属間化合物に包摂される形で室温
まで安定化されるためである。例えば、Ｄｙにおいてそ
の強磁性相の消失する温度は１７９゜Ｋ（−９４℃）で
あるが、ＤｙとＦｅとのラーベス型金属間化合物ＤｙＦ
ｅｘの場合には６３５゜Ｋ（３５８℃）である。
各種の希土類元素とＦｅとのラーベス型金属間化合物の
室温（２５℃）における飽和磁歪値（λ）は第２表に示
すとおりである。
室温（２５℃）における飽和磁歪値（λ）は第２表に示
すとおりである。
第２表から明らかなように、これらラーベス型金属間化
合物の飽和磁歪値は、従来の典型的な磁歪金属であるＮ
ｉのそれ（３０×１０-6）に比べて桁違いに大きい。
合物の飽和磁歪値は、従来の典型的な磁歪金属であるＮ
ｉのそれ（３０×１０-6）に比べて桁違いに大きい。
しかしながら、上記したラーベス型金属間化合物は、そ
れが単相である場合、その機械的特性、とくに加工性、
靭性が極めて劣悪であって実用性の点で問題がある。更
には、第２表に示した飽和磁歪値を得るためには数＋ｋ
Ｏｅという強磁場を必要とし、例えば１００Ｏｅ／Ａ程
度のソレノイド型マグネットを用いて電気−磁気変換操
作を行った場合、１００Ａ以上の大電流が必要となって
数十ｋＷの電力消費を不可避とするので、実用性の点で
の障害は大である。
れが単相である場合、その機械的特性、とくに加工性、
靭性が極めて劣悪であって実用性の点で問題がある。更
には、第２表に示した飽和磁歪値を得るためには数＋ｋ
Ｏｅという強磁場を必要とし、例えば１００Ｏｅ／Ａ程
度のソレノイド型マグネットを用いて電気−磁気変換操
作を行った場合、１００Ａ以上の大電流が必要となって
数十ｋＷの電力消費を不可避とするので、実用性の点で
の障害は大である。
本発明者らは、Ｔｂ，Ｄｙ，Ｔｂ−Ｄｙ合金の磁歪特性
が優れること、そしてこれら元素とＦｅ，Ｍｎとのラー
ベス型金属間化合物は室温での安定な磁歪特性を保障し
得ること、という２点を前提として後述する種々の検討
を加えることにより、微小変位制御素子の変位発生部材
として有用な合金組成を見出すに到った。
が優れること、そしてこれら元素とＦｅ，Ｍｎとのラー
ベス型金属間化合物は室温での安定な磁歪特性を保障し
得ること、という２点を前提として後述する種々の検討
を加えることにより、微小変位制御素子の変位発生部材
として有用な合金組成を見出すに到った。
まず、（ＴｂｙＤｙ(1-y)）1.33（Ｆｅ1-xＭｎｘ）
２（ｘ，ｙはそれぞれＭｎ濃度、Ｔｂ濃度を表わす。）
で示される合金につき、そのｘ，ｙをそれぞれ変動させ
たときの磁歪特性を測定した。その結果の一部を第２図
及び第３図に示す。図で磁歪特性の次元はｘ＝０，ｙ＝
０のものすなわち、Ｄｙ1.33Ｆｅ２のラーベス型金属間
化合物の室温における磁歪特性を１０としたときの相対
値で示してある。
２（ｘ，ｙはそれぞれＭｎ濃度、Ｔｂ濃度を表わす。）
で示される合金につき、そのｘ，ｙをそれぞれ変動させ
たときの磁歪特性を測定した。その結果の一部を第２図
及び第３図に示す。図で磁歪特性の次元はｘ＝０，ｙ＝
０のものすなわち、Ｄｙ1.33Ｆｅ２のラーベス型金属間
化合物の室温における磁歪特性を１０としたときの相対
値で示してある。
第２図から明らかなように、Ｍｎの合金化は、室温、低
磁場側（２ｋＯｅ以下）での磁歪特性において、ｙ＝0.
2、すなわちＴｂ１３重量％以下の領域で磁歪特性の顕
著な向上が見られる。とくに、ｘ＝0.2，ｙ＝0.2の合
金；（Ｔｂ0.2Ｄｙ0.8）1.33（Ｆｅ0.8Ｍｎ0.2）２は、
現在磁歪特性が最大のものとして知られている、Ｔｂ
0.3Ｄｙ0.7Ｆｅ２の値を上回り、しかもその靭性が著し
く改善されていることが判明した。
磁場側（２ｋＯｅ以下）での磁歪特性において、ｙ＝0.
2、すなわちＴｂ１３重量％以下の領域で磁歪特性の顕
著な向上が見られる。とくに、ｘ＝0.2，ｙ＝0.2の合
金；（Ｔｂ0.2Ｄｙ0.8）1.33（Ｆｅ0.8Ｍｎ0.2）２は、
現在磁歪特性が最大のものとして知られている、Ｔｂ
0.3Ｄｙ0.7Ｆｅ２の値を上回り、しかもその靭性が著し
く改善されていることが判明した。
また、第３図から明らかなように、ｘの大小によらずＤ
ｙのＴｂによる合金化に伴い得られた合金はその磁歪特
性が著しく向上している。とくにｘ＝0.2においてＴｂ
合金化の効果は顕著である。
ｙのＴｂによる合金化に伴い得られた合金はその磁歪特
性が著しく向上している。とくにｘ＝0.2においてＴｂ
合金化の効果は顕著である。
本発明にかかる磁性合金は、以上の実験経過を背景に開
発されたＴｂ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｍｎ系のものである。
発されたＴｂ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｍｎ系のものである。
該磁性合金において、Ｆｅ，ＭｎはＴｂ，Ｄｙとラーベ
ス型金属間化合物を形成してＴｂ，Ｄｙ，Ｔｂ−Ｄｙ合
金の優れた磁性特性を室温以上の温度領域で安定化・向
上せしめる。そのとき、Ｆｅの組成比が２５重量％未満
の場合には充分な磁歪特性が得られず、また、４０重量
％を越えると合金の靭性が著しく劣化して脆弱となって
しまう。Ｍｎはその組成比0.01重量％以上から磁歪特性
向上の効果を発揮するがその組成比が２５重量％を超え
ると逆に磁歪特性の劣化を招く。
ス型金属間化合物を形成してＴｂ，Ｄｙ，Ｔｂ−Ｄｙ合
金の優れた磁性特性を室温以上の温度領域で安定化・向
上せしめる。そのとき、Ｆｅの組成比が２５重量％未満
の場合には充分な磁歪特性が得られず、また、４０重量
％を越えると合金の靭性が著しく劣化して脆弱となって
しまう。Ｍｎはその組成比0.01重量％以上から磁歪特性
向上の効果を発揮するがその組成比が２５重量％を超え
ると逆に磁歪特性の劣化を招く。
ＴｂはＤｙと合金化することにより、Ｄｙ単独の場合よ
りも全体の磁歪特性を高める。組成比が０．１重量％以
上からその効果を発揮するが、２５重量％を超えると逆
に磁性特性の劣化を招いてしまう。
りも全体の磁歪特性を高める。組成比が０．１重量％以
上からその効果を発揮するが、２５重量％を超えると逆
に磁性特性の劣化を招いてしまう。
本発明にかかる磁性合金において、その残部はＤｙで構
成されるが、合金調整時に不可避的に付随する微量の混
入物（例えば、Ｃ，Ｏ，Ｎ，希土類，Ｙ，Ｌａ）が存在
しても何らの不都合はない。
成されるが、合金調整時に不可避的に付随する微量の混
入物（例えば、Ｃ，Ｏ，Ｎ，希土類，Ｙ，Ｌａ）が存在
しても何らの不都合はない。
本発明にかかる変位発生部材は、上記した組成の合金素
材を例えば真空誘導加熱法で溶解した後インゴットに
し、このインゴットを例えばブリッヂマン炉で適宜なＧ
値（固液界面相での温度勾配）で一方向凝固させ、つい
で得られた素材に所定の切除加工を施して作成すること
ができる。また熱間，冷間加工を施したり、更には合金
粉砕後、磁場中プレスし焼結するといった処理を施して
も良い。
材を例えば真空誘導加熱法で溶解した後インゴットに
し、このインゴットを例えばブリッヂマン炉で適宜なＧ
値（固液界面相での温度勾配）で一方向凝固させ、つい
で得られた素材に所定の切除加工を施して作成すること
ができる。また熱間，冷間加工を施したり、更には合金
粉砕後、磁場中プレスし焼結するといった処理を施して
も良い。
この部材を第１図に示したコイル部と組合せることによ
って本発明の変位発生素子が製造される。
って本発明の変位発生素子が製造される。
（実施例） 以下に本発明の実施例を説明する。
第３表に示した組成の、３０種類の合金試料を用意し、
これらをそれぞれ真空誘導加熱炉で溶解した、容湯を冷
却してインゴットした後、これを内径１２mm長さ２５０
mmのアルミナ管の中に装入し、タンタルヒータを備えた
改良ブリッヂマン炉により、アルゴン雰囲気中、６０mm
／hrの低速度で一方向凝固させた。なお、この速度は１
０mm／min〜１００mm／hr程度に変化できる。このとき
の固液界面近傍におけるＧ値は約８０℃／cmであった。
これらをそれぞれ真空誘導加熱炉で溶解した、容湯を冷
却してインゴットした後、これを内径１２mm長さ２５０
mmのアルミナ管の中に装入し、タンタルヒータを備えた
改良ブリッヂマン炉により、アルゴン雰囲気中、６０mm
／hrの低速度で一方向凝固させた。なお、この速度は１
０mm／min〜１００mm／hr程度に変化できる。このとき
の固液界面近傍におけるＧ値は約８０℃／cmであった。
得られた一方向凝固材の凝固方位は、それぞれ立方晶ラ
ーベス化合物の結晶方位にして略〔１１１〕磁化容易軸
であった。結晶配向していた方が磁歪量が大きい。
ーベス化合物の結晶方位にして略〔１１１〕磁化容易軸
であった。結晶配向していた方が磁歪量が大きい。
各一方向凝固材に８００℃で１２０時間均一化処理を施
した後、直径８mm長さ１００mmの丸棒を切削加工して変
位発生部材とした。試料番号１〜１４が本発明にかかる
実施例で他は比較例である。
した後、直径８mm長さ１００mmの丸棒を切削加工して変
位発生部材とした。試料番号１〜１４が本発明にかかる
実施例で他は比較例である。
これら丸棒を用いて、第１図に示した構造の微小変位制
御素子を組立て、各素子の特性を調べた。
御素子を組立て、各素子の特性を調べた。
ここでは、軸受材は外径１０mm内径８mm長さ１００mmの
テフロン製の筒、励磁コイルは直径１mmのホルマル銅線
をテフロン筒の外周に２万回／ｍで巻回し、全直流抵抗
値５Ω、励磁能力２５０Ｏｅ／Ａのもの、その外周に配
設されたバイアスコイルは１万回／ｍの巻回数で励磁能
力１２５Ｏｅ／Ａのものであった。
テフロン製の筒、励磁コイルは直径１mmのホルマル銅線
をテフロン筒の外周に２万回／ｍで巻回し、全直流抵抗
値５Ω、励磁能力２５０Ｏｅ／Ａのもの、その外周に配
設されたバイアスコイルは１万回／ｍの巻回数で励磁能
力１２５Ｏｅ／Ａのものであった。
変位発生素子の特性評価は、バイアスコイルに１Ａの電
流を流し１２５Ｏｅのバイアス磁場下で行った。
流を流し１２５Ｏｅのバイアス磁場下で行った。
この状態で励磁コイルに0.5Ａ（入力電力６Ｗ）の駆動
電流を流し、このときの棒材の変位量（μｍ）を測定し
た。その結果を第３表に示した。
電流を流し、このときの棒材の変位量（μｍ）を測定し
た。その結果を第３表に示した。
実施例９の変位発生部材、比較例２９，３０の変位発生
部材をそれぞれ組み込んだ微小変位制御素子につき、実
施例１〜１４のバイアス磁場下で各種の駆動電流を流
し、そのときの変位量から歪み値（ε：Δ／）を算
出した。結果を第４図に示した。
部材をそれぞれ組み込んだ微小変位制御素子につき、実
施例１〜１４のバイアス磁場下で各種の駆動電流を流
し、そのときの変位量から歪み値（ε：Δ／）を算
出した。結果を第４図に示した。
図から明らかなように、本発明にかかる磁性合金は、励
磁コイルへの駆動電流が大きくなくても（すなわち、使
用電力が小さくても）歪み値が大きい。またその線形性
も優れている。
磁コイルへの駆動電流が大きくなくても（すなわち、使
用電力が小さくても）歪み値が大きい。またその線形性
も優れている。
第１図の素子の変位発生部材として なる組成の電歪材料、ジルコン酸鉛（ＰＺＴ−８）の圧
電材料を用いてその歪み値を測定した。その結果を第５
図に示した。
電材料を用いてその歪み値を測定した。その結果を第５
図に示した。
［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明の変位発生素子
は、磁歪合金を用いた素子として線形性に優れており有
効である。
は、磁歪合金を用いた素子として線形性に優れており有
効である。
また、前記磁歪合金を用いることで、歪み量が大きい。
小さい入力電力で作動することができる。歪み量が大き
いことにより素子全体を小型化することができるなどの
利点を有しているので、サブミクロンオーダーの精密制
御を必要とする光情報処理、光記録機器、精密工作機器
の分野での有用性は極めて大である。
小さい入力電力で作動することができる。歪み量が大き
いことにより素子全体を小型化することができるなどの
利点を有しているので、サブミクロンオーダーの精密制
御を必要とする光情報処理、光記録機器、精密工作機器
の分野での有用性は極めて大である。
第１図は本発明の微小変位制御素子の好ましい１例を示
す一部切欠模式図である。第２図、第３図はそれぞれ
（ＴｂｙＤｙ(1-y)）1.33（Ｆｅ1-xＭｎｘ）２のｘ，ｙ
と磁性特性との関係図である。第４図は駆動電流と歪み
量との関係図、第５図は比較のために示した電歪材料、
圧電材料の電界の大きさと歪み量との関係図である。 １……変位発生部材、２……励磁コイル、３……軸受
材、４，５……変位伝達軸、６……バイアスコイル。
す一部切欠模式図である。第２図、第３図はそれぞれ
（ＴｂｙＤｙ(1-y)）1.33（Ｆｅ1-xＭｎｘ）２のｘ，ｙ
と磁性特性との関係図である。第４図は駆動電流と歪み
量との関係図、第５図は比較のために示した電歪材料、
圧電材料の電界の大きさと歪み量との関係図である。 １……変位発生部材、２……励磁コイル、３……軸受
材、４，５……変位伝達軸、６……バイアスコイル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−134150（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−86290（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−64798（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−162497（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】希土類鉄系ラーベス型金属間化合物からな
る変位発生部材と、該変位発生部材に駆動用の磁界を印
加する励磁部材と、該変位発生部材にバイアス磁界を印
加するバイアス磁界発生部を備え、前記バイアス磁界の
中に前記励磁部材を、さらにその中に前記変位発生部材
を形成し、かつ前記バイアス磁界は前記変位発生部材よ
り軸方向に長いことを特徴とする変位発生素子。 - 【請求項２】前記金属間化合物がＴｂ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｍ
ｎ系ラーベス型金属間化合物である特許請求の範囲第１
項記載の変位発生素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2044406A JPH0654817B2 (ja) | 1983-03-01 | 1990-02-27 | 変位発生素子 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58031792A JPS59158574A (ja) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | 磁歪合金 |
| JP2044406A JPH0654817B2 (ja) | 1983-03-01 | 1990-02-27 | 変位発生素子 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58031792A Division JPS59158574A (ja) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | 磁歪合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02237085A JPH02237085A (ja) | 1990-09-19 |
| JPH0654817B2 true JPH0654817B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=26370308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2044406A Expired - Lifetime JPH0654817B2 (ja) | 1983-03-01 | 1990-02-27 | 変位発生素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654817B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004298751A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Tdk Corp | 超音波振動子及びこれを用いた超音波振動装置 |
| US20110156501A1 (en) * | 2007-12-11 | 2011-06-30 | Industrial Technology Research Institute | Reciprocating power generating module |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5364798A (en) * | 1976-11-19 | 1978-06-09 | Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan | Electric magntostrictive convertor |
| JPS59158574A (ja) * | 1983-03-01 | 1984-09-08 | Toshiba Corp | 磁歪合金 |
-
1990
- 1990-02-27 JP JP2044406A patent/JPH0654817B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02237085A (ja) | 1990-09-19 |
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