JP2673661B2 - 超磁歪変位拡大機構 - Google Patents
超磁歪変位拡大機構Info
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- JP2673661B2 JP2673661B2 JP6047710A JP4771094A JP2673661B2 JP 2673661 B2 JP2673661 B2 JP 2673661B2 JP 6047710 A JP6047710 A JP 6047710A JP 4771094 A JP4771094 A JP 4771094A JP 2673661 B2 JP2673661 B2 JP 2673661B2
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- JP
- Japan
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- giant magnetostrictive
- valve
- magnetostrictive element
- magnifying mechanism
- displacement magnifying
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速応答性を必要とす
る各種弁用アクチュエータや位置決めの為の超磁歪変位
拡大機構に関する。
る各種弁用アクチュエータや位置決めの為の超磁歪変位
拡大機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高速応答性の開閉弁として、例え
ば特開平３−２５７０９５号公報に開示された図８に示
すような開閉弁６０がある。この開閉弁６０は、有底筒
状のハウジング６１と、該ハウジング６１内に摺動自在
に嵌装した弁杆６２とで構成されている。前記ハウジン
グ６１の先端の底板６３にはオリフィス６４が穿設さ
れ、中間外周にはソレノイドコイル６５が嵌装されてい
る。
ば特開平３−２５７０９５号公報に開示された図８に示
すような開閉弁６０がある。この開閉弁６０は、有底筒
状のハウジング６１と、該ハウジング６１内に摺動自在
に嵌装した弁杆６２とで構成されている。前記ハウジン
グ６１の先端の底板６３にはオリフィス６４が穿設さ
れ、中間外周にはソレノイドコイル６５が嵌装されてい
る。
【０００３】一方、前記弁杆６２は、筒体６６の先端に
球体６７を形成したもので、球体６７を前記オリフィス
６４と対向させ、該球体６７でオリフィス６４の開閉を
行うようにすると共に、筒体６６の後端部６８を永久磁
石、鉄などで構成し、前記ソレノイドコイル６５で形成
される磁界の作用を受け得るようにしてある。そしてこ
の弁杆６２がコイルバネ６９で矢印７０の方向に付勢さ
れて、オリフィス６４を球体６７で閉じるようにしてあ
り、またソレノイドコイル６５を励磁した時に、弁杆６
２を矢印７１の方向に移動させて、オリフィス６４を開
放するようにしてある。図中、７２はソレノイドコイル
６５を駆動する直流電源、７３は直流電源７２の制御装
置である。
球体６７を形成したもので、球体６７を前記オリフィス
６４と対向させ、該球体６７でオリフィス６４の開閉を
行うようにすると共に、筒体６６の後端部６８を永久磁
石、鉄などで構成し、前記ソレノイドコイル６５で形成
される磁界の作用を受け得るようにしてある。そしてこ
の弁杆６２がコイルバネ６９で矢印７０の方向に付勢さ
れて、オリフィス６４を球体６７で閉じるようにしてあ
り、またソレノイドコイル６５を励磁した時に、弁杆６
２を矢印７１の方向に移動させて、オリフィス６４を開
放するようにしてある。図中、７２はソレノイドコイル
６５を駆動する直流電源、７３は直流電源７２の制御装
置である。
【０００４】前記ハウジング６１の開放端７４側には図
示せぬがストップバルブ、レギュレータ、ガスボンベで
構成されたガス導入系が接続されている。上記の通りこ
の開閉弁６０は、弁の駆動装置を電磁式とし、ソレノイ
ドコイル６５にパルス電流を印加して弁開するが、この
パルス電流の波形制御によって高速応答を図り、１ｍｓ
ｅｃを達成している。
示せぬがストップバルブ、レギュレータ、ガスボンベで
構成されたガス導入系が接続されている。上記の通りこ
の開閉弁６０は、弁の駆動装置を電磁式とし、ソレノイ
ドコイル６５にパルス電流を印加して弁開するが、この
パルス電流の波形制御によって高速応答を図り、１ｍｓ
ｅｃを達成している。
【０００５】然し乍ら、前記特開平３−２５７０９５号
に開示されるガスソースＭＢＥにおけるガス導入方法お
よびガス導入装置と同種の装置を今後さらに発展して、
次世代半導体の超微細構造等の製造を可能とする為に
は、弁に要求される高速応答性が、μｓｅｃオーダーと
なってくるが、従来例の開閉弁６０のような電磁方式で
は追従が難しい。その他に高速応答性を得るための弁用
アクチュエータとして考えられているものに、圧電方式
や超磁歪方式がある。
に開示されるガスソースＭＢＥにおけるガス導入方法お
よびガス導入装置と同種の装置を今後さらに発展して、
次世代半導体の超微細構造等の製造を可能とする為に
は、弁に要求される高速応答性が、μｓｅｃオーダーと
なってくるが、従来例の開閉弁６０のような電磁方式で
は追従が難しい。その他に高速応答性を得るための弁用
アクチュエータとして考えられているものに、圧電方式
や超磁歪方式がある。
【０００６】圧電方式では積層型ＰＺＴがよく知られ、
実用化が進んでいるが、駆動の為には比較的高電圧が必
要となり、湿度などによる絶縁破壊が起り易く、耐久性
不足が問題となる。超磁歪方式は、超磁歪素子が高速応
答性、発生力及び低電力駆動の点で圧電方式に勝ってお
り、この応用が期待されている。変位素子性能として
は、超磁歪素子の歪率が向上し、圧電方式の積層型ＰＺ
Ｔを超えるものとなっている。しかし、実用的な弁開閉
ストロークを素子変位から直接得るには、また歪率が１
０００〜１５００ｐｐｍ程度と小さく、元の素子の長さ
を必要とする。
実用化が進んでいるが、駆動の為には比較的高電圧が必
要となり、湿度などによる絶縁破壊が起り易く、耐久性
不足が問題となる。超磁歪方式は、超磁歪素子が高速応
答性、発生力及び低電力駆動の点で圧電方式に勝ってお
り、この応用が期待されている。変位素子性能として
は、超磁歪素子の歪率が向上し、圧電方式の積層型ＰＺ
Ｔを超えるものとなっている。しかし、実用的な弁開閉
ストロークを素子変位から直接得るには、また歪率が１
０００〜１５００ｐｐｍ程度と小さく、元の素子の長さ
を必要とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、アク
チュエータの高速応答性をより向上させることを目的と
し、超磁歪素子に磁界を加えて発生する歪を拡大して実
用的な変位が得られる超磁歪変位拡大機構を提供しよう
とするものである。
チュエータの高速応答性をより向上させることを目的と
し、超磁歪素子に磁界を加えて発生する歪を拡大して実
用的な変位が得られる超磁歪変位拡大機構を提供しよう
とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の超磁歪変位拡大機構は、中空円筒状に作成し
た超磁歪素子を軸上に支持し、超磁歪素子上に中空円筒
状のコイルボビンを嵌装の上、該コイルボビンに冷却水
チューブを巻装し、さらにソレノイドコイルを巻装し、
前記超磁歪素子の両端を前記軸上に支持せる両側の中空
円筒状の挟持部材にて挟持し、両側の挟持部材に弓形で
その弓形の曲率が変化し得る弾性部材の両端を連結し、
両側の挟持部材をケーシングにて拘束して成り、前記超
磁歪素子に磁界を加えて発生した軸方向の歪みを挟持部
材を介して弓形弾性部材に伝えることにより、軸方向歪
みを半径方向に拡大変位することを特徴とするものであ
る。
の本発明の超磁歪変位拡大機構は、中空円筒状に作成し
た超磁歪素子を軸上に支持し、超磁歪素子上に中空円筒
状のコイルボビンを嵌装の上、該コイルボビンに冷却水
チューブを巻装し、さらにソレノイドコイルを巻装し、
前記超磁歪素子の両端を前記軸上に支持せる両側の中空
円筒状の挟持部材にて挟持し、両側の挟持部材に弓形で
その弓形の曲率が変化し得る弾性部材の両端を連結し、
両側の挟持部材をケーシングにて拘束して成り、前記超
磁歪素子に磁界を加えて発生した軸方向の歪みを挟持部
材を介して弓形弾性部材に伝えることにより、軸方向歪
みを半径方向に拡大変位することを特徴とするものであ
る。
【０００９】
【作用】上記のように構成された本発明の超磁歪変位拡
大機能によれば、超磁歪素子に磁界を加えて軸方向に伸
ばすと、その両端を挟持する挟持部材の間隔が大きくな
るので、これらに連結された弓形弾性部材の曲率は小さ
くなる。この弓形弾性部材の曲率の変化は、弓形の弧の
長さが一定な為に、弧の高さの変化となる。こうして超
磁歪素子の軸方向の歪が、弓形の弧の高さ変位となる
時、その量は拡大されて伝わる。この変位拡大機構によ
り歪率１０００ｐｐｍ程度の超磁歪素子を用いてその歪
を１０数倍に拡大できるので、機構部分を大きくするこ
となく、実用的な変位量を得ることができる。
大機能によれば、超磁歪素子に磁界を加えて軸方向に伸
ばすと、その両端を挟持する挟持部材の間隔が大きくな
るので、これらに連結された弓形弾性部材の曲率は小さ
くなる。この弓形弾性部材の曲率の変化は、弓形の弧の
長さが一定な為に、弧の高さの変化となる。こうして超
磁歪素子の軸方向の歪が、弓形の弧の高さ変位となる
時、その量は拡大されて伝わる。この変位拡大機構によ
り歪率１０００ｐｐｍ程度の超磁歪素子を用いてその歪
を１０数倍に拡大できるので、機構部分を大きくするこ
となく、実用的な変位量を得ることができる。
【００１０】
【実施例】本発明の超磁歪変位拡大機構をメタルダイヤ
フラム弁に応用した一実施例を図によって説明すると、
図１において、１は弁箱で、流体入口通路２、流体出口
通路３を有していて、流体出口通路３の入口周縁に弁座
シート４が設けられている。５は超磁歪変位拡大機構よ
りなる弁開閉操作部で、この弁開閉操作部５と前記弁箱
１の内部とはメタルダイヤフラム６により隔離されてい
る。メタルダイヤフラム６は、一枚ないし複数枚重合さ
れて、その周縁部が弁箱１の円筒凹部７内に装入された
ボンネット８の下面と、円筒凹部７の底面周縁の上向突
起９との間に締付挟持されており、加圧されない通常の
状態では上方に膨出した形で弁座シート４から離れて弁
が開かれるものである。本実施例では、通常弁が閉じて
いる形式の為、メタルダイヤフラム６はダイヤフラムピ
ース１０によって下方に押し込まれて弁を閉じた状態に
ある。
フラム弁に応用した一実施例を図によって説明すると、
図１において、１は弁箱で、流体入口通路２、流体出口
通路３を有していて、流体出口通路３の入口周縁に弁座
シート４が設けられている。５は超磁歪変位拡大機構よ
りなる弁開閉操作部で、この弁開閉操作部５と前記弁箱
１の内部とはメタルダイヤフラム６により隔離されてい
る。メタルダイヤフラム６は、一枚ないし複数枚重合さ
れて、その周縁部が弁箱１の円筒凹部７内に装入された
ボンネット８の下面と、円筒凹部７の底面周縁の上向突
起９との間に締付挟持されており、加圧されない通常の
状態では上方に膨出した形で弁座シート４から離れて弁
が開かれるものである。本実施例では、通常弁が閉じて
いる形式の為、メタルダイヤフラム６はダイヤフラムピ
ース１０によって下方に押し込まれて弁を閉じた状態に
ある。
【００１１】弁開閉操作部５について説明すると、ケー
シング１１とケーシング１２の内部に貫通した軸１３
に、中空円筒状の希土類鉄系合金よりなる、本例ではＴ
ｂ0.27ＤＹ0.73Ｆｅ2 よりなる超磁歪素子１４を嵌装
し、この超磁歪素子１４にコイルボビン１５を嵌装し、
コイルボビン１５には冷却水チューブ１６及びソレノイ
ドコイル１７を巻装し、超磁歪素子１４の両端には軸１
３上で超磁歪素子１４を挟持する挟持部材１８，１９を
設けている。挟持部材１９は、超磁歪素子１４の伸縮に
追従して軸１３上を移動できるようになっている。また
挟持部材１９は、軸１３上に配した複数枚の皿ばね２０
と、軸ガイド２１、ワッシャー２２及び軸１３の先端の
ねじ部２３に螺合するナット２４によって超磁歪素子１
４に押し付けられており、皿ばね２０のばね荷重を適宜
に設定して、超磁歪素子１４を予圧することができるよ
うにしている。この超磁歪素子１４の予圧は、歪量向上
に有効である。２５はカバーで、軸ガイド２１に螺合さ
れている。２６はソレノイドコイル１７の冷却水チュー
ブ１６をケーシング１２の外に引き出した上、冷却水配
管と接続するための管継手である。
シング１１とケーシング１２の内部に貫通した軸１３
に、中空円筒状の希土類鉄系合金よりなる、本例ではＴ
ｂ0.27ＤＹ0.73Ｆｅ2 よりなる超磁歪素子１４を嵌装
し、この超磁歪素子１４にコイルボビン１５を嵌装し、
コイルボビン１５には冷却水チューブ１６及びソレノイ
ドコイル１７を巻装し、超磁歪素子１４の両端には軸１
３上で超磁歪素子１４を挟持する挟持部材１８，１９を
設けている。挟持部材１９は、超磁歪素子１４の伸縮に
追従して軸１３上を移動できるようになっている。また
挟持部材１９は、軸１３上に配した複数枚の皿ばね２０
と、軸ガイド２１、ワッシャー２２及び軸１３の先端の
ねじ部２３に螺合するナット２４によって超磁歪素子１
４に押し付けられており、皿ばね２０のばね荷重を適宜
に設定して、超磁歪素子１４を予圧することができるよ
うにしている。この超磁歪素子１４の予圧は、歪量向上
に有効である。２５はカバーで、軸ガイド２１に螺合さ
れている。２６はソレノイドコイル１７の冷却水チュー
ブ１６をケーシング１２の外に引き出した上、冷却水配
管と接続するための管継手である。
【００１２】超磁歪素子１４の挟持部材１８，１９を連
結する形で弓形弾性部材２７がボルト２８により固定さ
れている。この弓形弾性部材２７の中心に穿けた穴２９
には、上部ロッド３０が止め輪３１及び複数枚の皿ばね
３２によって僅かな首振りだけが可能な状態で取り付け
られている。上部ロッド３０の下端には左ねじが刻設さ
れてターンバックル３３が螺合され、ターンバックル３
３には上部に右ねじが刻設された下部ロッド３４が螺合
されている。ターンバックル３３は、ロッドの全長を調
節設定するもので、長さを設定した後、止めねじ３５で
固定される。上部ロッド３０と下部ロッド３４に設けた
貫通穴３６及び３７は、ターンバックル３３を回転する
際にロッドが共回りしないように別途用意する治具を差
し込む為のものである。下部ロッド３４の下部には０リ
ング溝が設けられ、シェル３８の底のガイド穴との間で
０リング３９が装着されている。シェル３８は、弁開閉
操作部５のケーシング１１及び１２とボルト４０で接続
され、さらに弁箱１ともボルト４１で接続されている。
このボルト４１でシェル３８を弁箱１と接続したことに
より、ボンネット９を介してメタルダイヤフラム６の外
周は締付け固定される。
結する形で弓形弾性部材２７がボルト２８により固定さ
れている。この弓形弾性部材２７の中心に穿けた穴２９
には、上部ロッド３０が止め輪３１及び複数枚の皿ばね
３２によって僅かな首振りだけが可能な状態で取り付け
られている。上部ロッド３０の下端には左ねじが刻設さ
れてターンバックル３３が螺合され、ターンバックル３
３には上部に右ねじが刻設された下部ロッド３４が螺合
されている。ターンバックル３３は、ロッドの全長を調
節設定するもので、長さを設定した後、止めねじ３５で
固定される。上部ロッド３０と下部ロッド３４に設けた
貫通穴３６及び３７は、ターンバックル３３を回転する
際にロッドが共回りしないように別途用意する治具を差
し込む為のものである。下部ロッド３４の下部には０リ
ング溝が設けられ、シェル３８の底のガイド穴との間で
０リング３９が装着されている。シェル３８は、弁開閉
操作部５のケーシング１１及び１２とボルト４０で接続
され、さらに弁箱１ともボルト４１で接続されている。
このボルト４１でシェル３８を弁箱１と接続したことに
より、ボンネット９を介してメタルダイヤフラム６の外
周は締付け固定される。
【００１３】このように構成された実施例の超磁歪変位
拡大機構を応用したメタルダイヤフラム弁は、初めに弁
が開いた状態で組立て、その後シェル３８内のターンバ
ックル３３を上部ロッド３０と下部ロッド３４との間隔
を広げる方向に回し、ダイヤフラムピース１０を加圧し
てメタルダイヤフラム６を弁座シート４に押当てて、弁
が閉じた状態とする。そしてターンバックル３３の止め
ねじ３５を回してターンバックル３３と上部ロッド３０
及び下部ロッド３４とを固定する。これで弁が閉じた状
態のロッド長さが設定される。
拡大機構を応用したメタルダイヤフラム弁は、初めに弁
が開いた状態で組立て、その後シェル３８内のターンバ
ックル３３を上部ロッド３０と下部ロッド３４との間隔
を広げる方向に回し、ダイヤフラムピース１０を加圧し
てメタルダイヤフラム６を弁座シート４に押当てて、弁
が閉じた状態とする。そしてターンバックル３３の止め
ねじ３５を回してターンバックル３３と上部ロッド３０
及び下部ロッド３４とを固定する。これで弁が閉じた状
態のロッド長さが設定される。
【００１４】弁開閉操作部５の駆動は、ソレノイドコイ
ル１７に所定のパルス電流を印加して発生する磁界によ
って超磁歪素子１４は軸方向に伸び、それによって超磁
歪素子１４を挟持する挟持部材１８と１９との間隔が広
げられる。これを図２及び図３の弁開閉操作部５の内部
断面図によって説明する。図２はソレノイドコイル１７
に電流を印加する前の状態を示し、また図３はソレノイ
ドコイル１７に電流を印加した状態を示している。超磁
歪素子１４が伸び、この伸び量がｂとすると、弓形弾性
部材２７の円弧部の弧寸法ａはａ＋ｂ＝ａ′となるが、
弓形弾性部材２７の円弧の長さは変らないので、弧の曲
率が変化する。この時図２に示す弓形弾性部材２７の最
下部位置ｅが図３に示すようにｄの距離だけ移動する。
その結果図１に示される上部ロッド３０が持ち上げら
れ、同時にターンバックル３３及び下部ロッド３４も上
がり、ダイヤフラムピース１０は押圧力が解消され、メ
タルダイヤフラム６は自由状態で上方に膨出した形に復
元すると共に、その弾性力によってダイヤフラムピース
１０を上方に持ち上げ、弁座シート４から離れて弁は開
く。
ル１７に所定のパルス電流を印加して発生する磁界によ
って超磁歪素子１４は軸方向に伸び、それによって超磁
歪素子１４を挟持する挟持部材１８と１９との間隔が広
げられる。これを図２及び図３の弁開閉操作部５の内部
断面図によって説明する。図２はソレノイドコイル１７
に電流を印加する前の状態を示し、また図３はソレノイ
ドコイル１７に電流を印加した状態を示している。超磁
歪素子１４が伸び、この伸び量がｂとすると、弓形弾性
部材２７の円弧部の弧寸法ａはａ＋ｂ＝ａ′となるが、
弓形弾性部材２７の円弧の長さは変らないので、弧の曲
率が変化する。この時図２に示す弓形弾性部材２７の最
下部位置ｅが図３に示すようにｄの距離だけ移動する。
その結果図１に示される上部ロッド３０が持ち上げら
れ、同時にターンバックル３３及び下部ロッド３４も上
がり、ダイヤフラムピース１０は押圧力が解消され、メ
タルダイヤフラム６は自由状態で上方に膨出した形に復
元すると共に、その弾性力によってダイヤフラムピース
１０を上方に持ち上げ、弁座シート４から離れて弁は開
く。
【００１５】このメタルダイヤフラム弁は、集中的に連
続した開閉動作を繰り返す使い方をする為、ソレノイド
コイル１７からの発熱は避けられない。超磁歪素子１４
の性能は、温度によって大きく影響されるので、冷却水
チューブ１６によってソレノイドコイルド１７と超磁歪
素子１４との断熱がなされる。尚、超磁歪素子１４の変
位特性は、磁界−歪の制御性が優れているので、精密な
流量調整弁用アクチュエータとして適している。この場
合、変位特性の直線性が制御の上で重要となるが、図１
において挟持部材１８及び１９を適宜な永久磁石材料で
作成して超磁性材にバイアス磁界を加えてやると、変位
特性の直線性が得られる。
続した開閉動作を繰り返す使い方をする為、ソレノイド
コイル１７からの発熱は避けられない。超磁歪素子１４
の性能は、温度によって大きく影響されるので、冷却水
チューブ１６によってソレノイドコイルド１７と超磁歪
素子１４との断熱がなされる。尚、超磁歪素子１４の変
位特性は、磁界−歪の制御性が優れているので、精密な
流量調整弁用アクチュエータとして適している。この場
合、変位特性の直線性が制御の上で重要となるが、図１
において挟持部材１８及び１９を適宜な永久磁石材料で
作成して超磁性材にバイアス磁界を加えてやると、変位
特性の直線性が得られる。
【００１６】次に本発明の超磁歪変位拡大機構を精密位
置決めテーブルへ応用した他の実施例を図によって説明
すると、図４、図５において、５０は本発明の超磁歪変
位拡大機構を示し、その内部は図６に示すように前記実
施例の場合と同様に構成されている。同図中、１４は超
磁歪素子、１８，１９は超磁歪素子１４を挟持する挟持
部材で、ケーシング１１とケーシング１２の内部に貫通
した軸１３上に嵌装され、超磁歪素子１４にコイルボビ
ン１５が嵌装され、コイルボビン１５に冷却水チューブ
１６とソレノイドコイル１７が巻装されている。挟持部
材１９は、超磁歪素子１４の伸縮に追従して軸１３上を
移動できるようになっており、また軸１３上に配した複
数枚の皿ばね２０と軸ガイド２１、ワッシャー２２及び
軸１３の先端のねじ部２３に螺合したナット２４によっ
て超磁歪素子１４に押し付けられている。２５はカバー
で、軸ガイド２１に螺合されている。図４、図５におい
て、２６はソレノイドコイル１７の冷却水チューブ１６
をケーシング１２外に引き出した上、冷却水配管と接続
するための管継手である。２７は前記挟持部材に連結し
た弓形弾性部材で、図７に示すような形状をしている。
５１は移動されるテーブルで、これを貫通する２本のガ
イドシャフト５２が各々ベースプレート５８上に固定さ
れたシャフトホルダー５３，５４に固定されている。移
動テーブル５１の中間にブラケット５５が固設され、こ
のブラケット５５の下側に設けた溝５６に、弓形弾性部
材２７の先端部上面に設けた突起５７が図５に示すよう
に係合されている。
置決めテーブルへ応用した他の実施例を図によって説明
すると、図４、図５において、５０は本発明の超磁歪変
位拡大機構を示し、その内部は図６に示すように前記実
施例の場合と同様に構成されている。同図中、１４は超
磁歪素子、１８，１９は超磁歪素子１４を挟持する挟持
部材で、ケーシング１１とケーシング１２の内部に貫通
した軸１３上に嵌装され、超磁歪素子１４にコイルボビ
ン１５が嵌装され、コイルボビン１５に冷却水チューブ
１６とソレノイドコイル１７が巻装されている。挟持部
材１９は、超磁歪素子１４の伸縮に追従して軸１３上を
移動できるようになっており、また軸１３上に配した複
数枚の皿ばね２０と軸ガイド２１、ワッシャー２２及び
軸１３の先端のねじ部２３に螺合したナット２４によっ
て超磁歪素子１４に押し付けられている。２５はカバー
で、軸ガイド２１に螺合されている。図４、図５におい
て、２６はソレノイドコイル１７の冷却水チューブ１６
をケーシング１２外に引き出した上、冷却水配管と接続
するための管継手である。２７は前記挟持部材に連結し
た弓形弾性部材で、図７に示すような形状をしている。
５１は移動されるテーブルで、これを貫通する２本のガ
イドシャフト５２が各々ベースプレート５８上に固定さ
れたシャフトホルダー５３，５４に固定されている。移
動テーブル５１の中間にブラケット５５が固設され、こ
のブラケット５５の下側に設けた溝５６に、弓形弾性部
材２７の先端部上面に設けた突起５７が図５に示すよう
に係合されている。
【００１７】このように構成された実施例の超磁歪変位
拡大機構を応用した精密位置決めテーブル５１の上部に
直接又は間接的に取り付けた品物を精密に微小移動する
には、ソレノイドコイル１７に所定のパルス電流を印加
して発生する磁界によって超磁歪素子１４を軸方向に伸
ばし、それによって挟持部材１８，１９の間隔を広げ
て、これにより弓形弾性部材２７の弧の曲率を変化させ
て突起５７を移動する結果、突起５７が係合しているブ
ラケット５５を介して位置決めテーブル５１は微小且つ
正確に移動することになるので、位置決めテーブル５１
上の品物は精密に微小移動される。このように超磁歪変
位拡大機構を応用した精密位置決めテーブルは、微小且
つ正確に移動制御することができると共に高速応答性に
も優れているので、種々の用途に対応できる。
拡大機構を応用した精密位置決めテーブル５１の上部に
直接又は間接的に取り付けた品物を精密に微小移動する
には、ソレノイドコイル１７に所定のパルス電流を印加
して発生する磁界によって超磁歪素子１４を軸方向に伸
ばし、それによって挟持部材１８，１９の間隔を広げ
て、これにより弓形弾性部材２７の弧の曲率を変化させ
て突起５７を移動する結果、突起５７が係合しているブ
ラケット５５を介して位置決めテーブル５１は微小且つ
正確に移動することになるので、位置決めテーブル５１
上の品物は精密に微小移動される。このように超磁歪変
位拡大機構を応用した精密位置決めテーブルは、微小且
つ正確に移動制御することができると共に高速応答性に
も優れているので、種々の用途に対応できる。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明で判るように本発明の超磁歪
変位拡大機構は、超磁歪素子に磁界を加えて発生する歪
を拡大して実用的な変位を得ることができ、しかも高速
応答性に優れるので、各種弁用のアクチュエータや位置
決め用装置等に応用して、機能や性能の著しい向上を図
ることができる。
変位拡大機構は、超磁歪素子に磁界を加えて発生する歪
を拡大して実用的な変位を得ることができ、しかも高速
応答性に優れるので、各種弁用のアクチュエータや位置
決め用装置等に応用して、機能や性能の著しい向上を図
ることができる。
【図１】本発明の超磁歪変位拡大機構をメタルダイヤフ
ラム弁のアクチュエータに応用した一実施例を示す縦断
面図である。
ラム弁のアクチュエータに応用した一実施例を示す縦断
面図である。
【図２】本発明の超磁歪変位拡大機構の実施例を説明す
るための図１の要部断面図で変位前の状態を示す。
るための図１の要部断面図で変位前の状態を示す。
【図３】本発明の超磁歪変位拡大機構の実施例を説明す
るための図１の要部断面図で変位後の状態を示す。
るための図１の要部断面図で変位後の状態を示す。
【図４】本発明の超磁歪変位拡大機構を精密位置決めテ
ーブルに応用した他の実施例を示す平面図である。
ーブルに応用した他の実施例を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線矢視側面図である。
【図６】図４における超磁歪変位拡大機構の横断平面図
である。
である。
【図７】図６の超磁歪変位拡大機構に於ける弓形弾性部
材の斜視図である。
材の斜視図である。
【図８】従来の高速応答性の電磁式開閉弁を示す断面図
である。
である。
１ 弁箱 ４ 弁座シート ５ 弁開閉操作部（超磁歪変位拡大機構） ６ メタルダイヤフラム ９ ボンネット １０ ダイヤフラムピース １３ 軸 １４ 超磁歪素子 １５ ソレノイドボビン １６ 冷却水チューブ １７ ソレノイドコイル １８，１９ 挟持部材 ２７ 弓形弾性部材 ３０ 上部ロッド ３３ ターンバックル ３４ 下部ロッド ３８ シェル ５０ 超磁歪変位拡大機構 ５１ 位置決めテーブル ５２ ガイドシャフト ５３，５４ シャフトホルダー ５５ ブラケット ５６ 溝 ５７ 突起
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 康彦 東京都大田区山王２丁目５番13号 株式 会社ベンカン内 (72)発明者 妹尾 哲到 東京都大田区山王２丁目５番13号 株式 会社ベンカン内 (56)参考文献 特開 平４−36401（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−5394（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−9162（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】 中空円筒状に作成した超磁歪素子を軸上
に支持し、超磁歪素子上に中空円筒状のコイルボビンを
嵌装の上、該コイルボビンに冷却水チューブを巻装し、
さらにソレノイドコイルを巻装し、前記超磁歪素子の両
端を前記軸上に支持せる両側の中空円筒状の挟持部材に
て挟持し、両側の挟持部材に弓形でその弓形の曲率が変
化し得る弾性部材の両端を連結し、両側の挟持部材をケ
ーシングにて拘束して成り、前記超磁歪素子に磁界を加
えて発生した軸方向の歪みを挟持部材を介して弓形弾性
部材に伝えることにより、軸方向歪みを半径方向に拡大
変位することを特徴とする超磁歪変位拡大機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6047710A JP2673661B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 超磁歪変位拡大機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6047710A JP2673661B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 超磁歪変位拡大機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07236291A JPH07236291A (ja) | 1995-09-05 |
| JP2673661B2 true JP2673661B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=12782870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6047710A Expired - Fee Related JP2673661B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 超磁歪変位拡大機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2673661B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109756149B (zh) * | 2019-03-23 | 2024-04-26 | 内蒙古科技大学 | 一种超磁致伸缩致动装置 |
| CN111457832B (zh) * | 2020-05-18 | 2021-06-29 | 上海凯佛自动化仪表有限公司 | 一种抬升式磁致伸缩位移变送器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02237477A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-09-20 | Toyota Motor Corp | 磁歪アクチュエータ |
| JPH0436401A (ja) * | 1990-06-01 | 1992-02-06 | Toshiba Corp | 超磁歪材料の製造方法 |
| JPH065394U (ja) * | 1992-06-24 | 1994-01-21 | 阿部 康夫 | 超磁歪棒を用いた駆動装置 |
| JPH069162U (ja) * | 1992-07-02 | 1994-02-04 | 日本電子機器株式会社 | 超磁歪式アクチュエータ |
-
1994
- 1994-02-22 JP JP6047710A patent/JP2673661B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07236291A (ja) | 1995-09-05 |
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|---|---|---|---|
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