JPH03243832A - Magnetic circuit using magnetostrictive pulse generating element - Google Patents
Magnetic circuit using magnetostrictive pulse generating elementInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
技術分野
この発明は、磁歪パルス発生素子を用いた磁気回路に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic circuit using a magnetostrictive pulse generating element.
従来技術とその問題点
磁歪パルス発生素子は永久磁石等から与えられる磁界の
方向が変化することにより電圧が誘起され電気信号を出
力するものである。磁歪パルス発生素子の具体例として
は、パーマロイ(50Ni −50Fe)等のいわゆる
ウィーガンド効果デイバイス、大バルクハウゼン効果ま
たはマチウシ(Matteucci )効果を生じさせ
るアモルファス磁歪ワイヤ等がある。Prior art and its problems A magnetostrictive pulse generating element outputs an electric signal by inducing a voltage by changing the direction of a magnetic field applied from a permanent magnet or the like. Specific examples of the magnetostrictive pulse generating element include a so-called Wiegand effect device such as permalloy (50Ni-50Fe), an amorphous magnetostrictive wire that produces a large Barkhausen effect or a Matteucci effect, and the like.
ウィーガンド効果デイバイスの一例としてウィーガンド
・ワイヤを挙げることができる。このウィーガンド・ワ
イヤは半硬質磁性材を伸延しながら熱処理し、内心部と
外殻部とで保磁力を異ならせることによって得られる。A Wiegand wire is an example of a Wiegand effect device. This Wiegand wire is obtained by heat-treating a semi-hard magnetic material while stretching it, and making the coercive force different between the inner core and the outer shell.
そしてウィーガンド・ワイ・ヤの周囲に検出用コイルを
巻回すると、ウィーガンド・ワイヤの磁界を反転させた
ときに検出コイルの両端に正負のパルス信号が発生する
。このような磁歪パルス発生素子においてパルスを発生
させるには、従来は飽和用とリセット用の2個の永久磁
石を用いて磁界を反転することによって行なっている。When a detection coil is wound around the Wiegand wire, positive and negative pulse signals are generated at both ends of the detection coil when the magnetic field of the Wiegand wire is reversed. Conventionally, pulses are generated in such a magnetostrictive pulse generating element by reversing the magnetic field using two permanent magnets, one for saturation and one for reset.
しかしながら、2個の磁石が必要なため割高となるとと
もに、小型化を図ることは困難である。However, since two magnets are required, it is relatively expensive and it is difficult to achieve miniaturization.
発明の概要
発明の目的
この発明は、1個の永久磁石を用い小型化か可能な磁歪
パルス発生素子を用いた磁気回路を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION OBJECTS OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetic circuit using a magnetostrictive pulse generating element that uses one permanent magnet and can be miniaturized.
発明の構成1作用および効果
この発明による磁歪パルス発生素子を用いた磁気回路は
、磁歪パルス発生素子、上記磁歪パルス発生素子を中心
にその外側に間隔をあけて配置され、それぞれの一端が
上記磁歪パルス発生素子の一端に結合されている複数の
ヨーク、および上記磁歪パルス発生素子の他端側に間隔
をあけて相対的に移動自在に配置され、相対位置に応じ
て上記磁歪パルス発生素子および上記ヨークの少なくと
も1つに磁界を与える永久磁石を備えていることを特徴
とする。Structure 1 of the Invention Functions and Effects A magnetic circuit using the magnetostrictive pulse generating element according to the present invention includes a magnetostrictive pulse generating element, which is arranged at intervals outside the magnetostrictive pulse generating element, and one end of each of which is arranged outside the magnetostrictive pulse generating element at intervals. A plurality of yokes coupled to one end of the pulse generating element and the other end of the magnetostrictive pulse generating element are arranged so as to be relatively movable at intervals, and the magnetostrictive pulse generating element and the above are connected according to relative positions. It is characterized by comprising a permanent magnet that applies a magnetic field to at least one of the yokes.
この発明によると、永久磁石から発生する磁界が磁歪パ
ルス発生素子および永久磁石の相対位置に応じたヨーク
に与えられることにより磁歪パルス発生素子とヨークと
によって磁路が形成される。複数のヨークによって複数
の磁路の形成が可能であり、永久磁石の位置に応じて選
択的に形成される。そして永久磁石が磁歪パルス発生素
子およびヨークに対して相対的に変能すると、形成され
る磁路が変わり、磁歪パルス発生素子の磁化の向きが変
わる。これにより磁歪パルス発生素子からパルス信号が
出力される。According to this invention, a magnetic field generated from a permanent magnet is applied to a yoke corresponding to the relative position of the magnetostrictive pulse generating element and the permanent magnet, so that a magnetic path is formed by the magnetostrictive pulse generating element and the yoke. A plurality of magnetic paths can be formed by the plurality of yokes, and are selectively formed depending on the position of the permanent magnet. When the permanent magnet changes relative to the magnetostrictive pulse generating element and the yoke, the magnetic path formed changes, and the direction of magnetization of the magnetostrictive pulse generating element changes. As a result, a pulse signal is output from the magnetostrictive pulse generating element.
この発明によると、1つの永久磁石ですむので、安価に
提供でき、かつ小型化に有利であるとともに1外部力に
よる変位/出力特性の設定が容易かつ自由度が高くなる
。According to the present invention, since only one permanent magnet is required, it can be provided at low cost and is advantageous for miniaturization, and the displacement/output characteristics by one external force can be easily set and the degree of freedom is increased.
また、ヨークを用いて磁歪パルス発生素子の磁路を形成
し、磁路中における磁界の向きが反転することによって
磁歪パルス発生素子からパルス信号か出力するように構
成しているので、 磁歪パルス発生素子を磁気シールド
することができ磁気外乱に強くなる。さらに永久磁石の
相対変位が微小変位であってもパルス信号出力が得られ
るので変位を高精度に検出できる。In addition, the magnetic path of the magnetostrictive pulse generating element is formed using a yoke, and the magnetostrictive pulse generating element is configured to output a pulse signal by reversing the direction of the magnetic field in the magnetic path, so that magnetostrictive pulse generation is possible. The element can be magnetically shielded, making it resistant to magnetic disturbances. Furthermore, even if the relative displacement of the permanent magnet is minute, a pulse signal output can be obtained, so displacement can be detected with high precision.
この発明による磁気回路は、変位センサ、振動センサ、
無接点スイッチ等に広く応用することかできる。The magnetic circuit according to this invention can be used for displacement sensors, vibration sensors,
It can be widely applied to non-contact switches, etc.
実施例の説明 第1図はこの発l明の実施例を示す斜視図である。Description of examples FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of this invention.
磁気回路は第1のヨーク21.第2のヨーク22゜ウィ
ーガンド素子10および永久磁石1から構成されている
。The magnetic circuit is the first yoke 21. The second yoke 22 is composed of a Wiegand element 10 and a permanent magnet 1.
第1のヨーク21と第2のヨーク22とは所定距離離れ
て平行に配置されており、それらの一端において相互に
結合されている。第1のヨーク21と第2のヨーク22
の他端は開放されている。The first yoke 21 and the second yoke 22 are arranged parallel to each other with a predetermined distance apart, and are connected to each other at one end. First yoke 21 and second yoke 22
The other end is open.
ウィーガンド素子10は、第1のヨーク21と第2のヨ
ーク22との間に間隔をおいて平行に設けられている。The Wiegand element 10 is provided in parallel with the first yoke 21 and the second yoke 22 with an interval between them.
これらのヨーク21.22の結合部において、ウィーガ
ンド素子lOの一端が結合されている。ウィーガンド素
子10の他端はヨーク21.22の他端付近までのびて
いる。One end of the Wiegand element IO is coupled to the coupling portion of these yokes 21 and 22. The other end of the Wiegand element 10 extends to near the other end of the yoke 21, 22.
ウィーガンド素子(磁歪パルス発生素子)10は内芯部
(コア) 11とその外側を囲む外殻部(クラッド)
12とから構成され、外殻部12の方が保磁力か大きく
設定されている。磁歪パルス発生素子の具体例としては
、たとえばパイカロイ(IOV52Co−38Fe)(
商品名:ウィーガンド・ワイヤ)、パーマロイ(50N
i −50Fe )等のいわゆるウィーガンド効果デイ
バイス1大バルクハウゼン効果またはマチウシ(Mat
teucci )効果を生じさせるアモルファス磁歪ワ
イヤ等を挙げることができる。Wiegand element (magnetostrictive pulse generating element) 10 has an inner core 11 and an outer shell (cladding) surrounding the inner core 11
12, and the outer shell portion 12 has a larger coercive force. As a specific example of the magnetostrictive pulse generating element, for example, Picaloy (IOV52Co-38Fe) (
Product name: Wiegand wire), permalloy (50N
The so-called Wiegand effect devices such as i-50Fe), the Barkhausen effect, and Mat
Examples include amorphous magnetostrictive wires that produce the teucci effect.
このようなウィーガンド素子lOの周囲には、磁極が反
転するときに生じる電圧パルスを取出すために、コイル
13が巻回されている。電圧パルスを取出す仕方として
は、コイル13を巻回する以外にも種々ある。A coil 13 is wound around such a Wiegand element 1O in order to extract a voltage pulse generated when the magnetic pole is reversed. There are various ways to extract the voltage pulses other than winding the coil 13.
ウィーガンド素子10ならびにヨーク21および22の
他端前方に永久磁石1が配置されている。永久磁石1は
図示しない支持機構によって支持され。Permanent magnet 1 is arranged in front of the other ends of Wiegand element 10 and yokes 21 and 22. The permanent magnet 1 is supported by a support mechanism (not shown).
矢印で示すように上下に移動可能となっている。It can be moved up and down as shown by the arrow.
第2図(A) 、 (B)は第1図に示す磁気回路を側
面からみたものであり、第3図(A) 、 (B)は基
2図(A) 、 (B)の状態にウィーガンド素子1
0の内芯部11の磁化方向が反転したときに検出コイル
13ニ発生するパルスをそれぞれ示している。Figures 2 (A) and (B) are side views of the magnetic circuit shown in Figure 1, and Figures 3 (A) and (B) are views of the magnetic circuit shown in Figure 2 (A) and (B). Wiegand element 1
The pulses generated in the detection coil 13 when the magnetization direction of the inner core portion 11 of 0 is reversed are shown.
第2図(B)に示すように、ウィーガンド素子1゜は内
芯部11.外殻部12とも同一方向に磁化されているも
のとする。As shown in FIG. 2(B), the Wiegand element 1° has an inner core portion 11. It is assumed that both the outer shell portion 12 are magnetized in the same direction.
この状態において、第2図(A)に示すように。In this state, as shown in FIG. 2(A).
上向きの外力か磁石1に与えられ磁石1のN極が第1の
ヨーク21に近づくと、ヨーク21とウィーガンド素子
10を通して磁路が形成され、内芯部11の磁化方向が
急激に反転する。外殻部12は、その保磁力の強さのた
めに反転されない。これにより第3図(A)に示すよう
に検出コイル13内に電圧パルスが誘起される。When an upward external force is applied to the magnet 1 and the N pole of the magnet 1 approaches the first yoke 21, a magnetic path is formed through the yoke 21 and the Wiegand element 10, and the magnetization direction of the inner core 11 is rapidly reversed. The outer shell 12 is not inverted due to its strong coercive force. This induces a voltage pulse in the detection coil 13 as shown in FIG. 3(A).
次に、第2図(B)に示すように下向きの外力が永久磁
石1に与えられ永久磁石1のS極が第2のヨーク22に
近づくと、下側のヨーク22とウィーガンド素子lOに
よって磁路か形成され、内芯部11の磁化方向が急激に
元の状態に戻る。これにより第3図(B)に示すように
第3図(A)に示す電圧パルスと逆向きの電圧パルスが
誘起される。Next, as shown in FIG. 2(B), when a downward external force is applied to the permanent magnet 1 and the S pole of the permanent magnet 1 approaches the second yoke 22, the lower yoke 22 and the Wiegand element lO generate a magnetic field. A path is formed, and the magnetization direction of the inner core portion 11 suddenly returns to its original state. As a result, as shown in FIG. 3(B), a voltage pulse in the opposite direction to the voltage pulse shown in FIG. 3(A) is induced.
第4図は他の実施例を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment.
この実施例では、ウィーガンド素子lOの上下。In this example, the top and bottom of the Wiegand element IO.
左右の位置に第1のヨーク21.第2のヨーク22゜第
3のヨーク23および第4のヨーク24が配置されてい
る。これらのヨーク21〜24およびウィーガンド素子
10はその一端で結合している。またウィーガンド素子
10ならびにヨーク21.22.23および24の他端
前方に支持されている永久磁石1はこれらのヨーク21
〜24に対応して多数のN極とS極をもっている。この
永久磁石1も図示しない支持機構によって支持され、か
つ矢印で示すように上下、左右方向に移動可能となって
いる。The first yoke 21. is located at the left and right positions. The second yoke 22°, the third yoke 23, and the fourth yoke 24 are arranged. These yokes 21 to 24 and Wiegand element 10 are coupled at one end thereof. Furthermore, the permanent magnet 1 supported in front of the other ends of the Wiegand element 10 and the yokes 21, 22, 23 and 24 is
It has a large number of north and south poles corresponding to ~24. This permanent magnet 1 is also supported by a support mechanism (not shown), and is movable vertically and horizontally as shown by arrows.
永久磁石1が外力に応じて上下、左右のいずれかの方向
に移動すると、ヨーク21.22.23および24のう
ちいずれか1つのヨークと磁歪パルス発生素子lOとが
磁路を形成する。これによりパルス発生素子10の内芯
部での磁化の反転が生じ上述した実施例と同様に検出コ
イル13から電圧パルスを取出すことができる。When the permanent magnet 1 moves vertically or horizontally in response to an external force, one of the yokes 21, 22, 23 and 24 and the magnetostrictive pulse generating element 10 form a magnetic path. As a result, the magnetization in the inner core of the pulse generating element 10 is reversed, and a voltage pulse can be extracted from the detection coil 13 in the same manner as in the embodiment described above.
上述の実施例においては永久磁石が移動可能でウィーガ
ンド素子が固定されているが、永久磁石を固定してウィ
ーガンド素子を移動可能なように構成してもよい。In the embodiments described above, the permanent magnet is movable and the Wiegand element is fixed, but the permanent magnet may be fixed and the Wiegand element movable.
第1図はこの発明の実施例を示す斜視図、第2図(A)
、 (B)はウィーガンド素子の動作を説明するた
めの側面図、第3図(A) 、 (B)は第2図(A)
、 (B)に示す磁化変化によってそれぞれ発生する
パルスを示す波形図である。
第4図は他の実施例を示す斜視図である。
1・・・永久磁石。
10・・・ウィーガンド素子。
21、 22. 23. 24・・・ヨーク。
以 上
第2図
(A)
1
CB)
1
と2
第3図
(A)
CB)Figure 1 is a perspective view showing an embodiment of this invention, Figure 2 (A)
, (B) is a side view for explaining the operation of the Wiegand element, Figure 3 (A), (B) is Figure 2 (A)
FIG. 2 is a waveform diagram showing pulses generated by the magnetization changes shown in FIGS. FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment. 1...Permanent magnet. 10... Wiegand element. 21, 22. 23. 24...York. Above Figure 2 (A) 1 CB) 1 and 2 Figure 3 (A) CB)
Claims (1)
にその外側に間隔をあけて配置され、それぞれの一端が
上記磁歪パルス発生素子の一端に結合されている複数の
ヨーク、および上記磁歪パルス発生素子の他端側に間隔
をあけて相対的に移動自在に配置され、相対位置に応じ
て上記磁歪パルス発生素子および上記ヨークの少なくと
も1つに磁界を与える永久磁石、を備えた磁歪パルス発
生素子を用いた磁気回路。a magnetostrictive pulse generating element, a plurality of yokes arranged at intervals outside the magnetostrictive pulse generating element, each having one end coupled to one end of the magnetostrictive pulse generating element; A magnetostrictive pulse generating element is used, the magnetostrictive pulse generating element having a permanent magnet disposed at the other end so as to be relatively movable with an interval, and applying a magnetic field to at least one of the magnetostrictive pulse generating element and the yoke depending on the relative position. magnetic circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3855790A JPH03243832A (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Magnetic circuit using magnetostrictive pulse generating element |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP3855790A JPH03243832A (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Magnetic circuit using magnetostrictive pulse generating element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03243832A true JPH03243832A (en) | 1991-10-30 |
Family
ID=12528595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3855790A Pending JPH03243832A (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Magnetic circuit using magnetostrictive pulse generating element |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03243832A (en) |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP3855790A patent/JPH03243832A/en active Pending
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