JPH05145139A - 磁歪アクチユエータ - Google Patents
磁歪アクチユエータInfo
- Publication number
- JPH05145139A JPH05145139A JP3329556A JP32955691A JPH05145139A JP H05145139 A JPH05145139 A JP H05145139A JP 3329556 A JP3329556 A JP 3329556A JP 32955691 A JP32955691 A JP 32955691A JP H05145139 A JPH05145139 A JP H05145139A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetostrictive material
- housing
- magnetostrictive
- fluid
- pressurizing chamber
- 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.)
- Pending
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】大きな動作量が得られ、構造も簡略化された小
形の磁歪アクチュエータを提供する。 【構成】ハウジング１１に磁歪材１４と巻線１２とを収
容する。ハウジング１１の片側に磁歪材１４の一端に係
合した固定部１５を設ける。ハウジング１１の他側に磁
歪材１４の他端に係合した可動部材１６を設ける。可動
部材１６とハウジング１１との間に磁歪材の変位により
加圧される流体２６を収容した加圧室１８を設ける。加
圧室１８を構成する部材に設けた穴部２０ａにシール材
２２を介して伝達ノブ２３を摺動自在に嵌合する。伝達
ノブ２３は加圧室１８の断面積より小さな流体の受圧断
面積を有する。磁歪材１４の変位により加圧室１８内の
流体が圧縮されることにより伝達ノブ２３が穴部２０ａ
に沿って移動する。磁歪材１４に定磁界を加える永久磁
石を設けても良い。
形の磁歪アクチュエータを提供する。 【構成】ハウジング１１に磁歪材１４と巻線１２とを収
容する。ハウジング１１の片側に磁歪材１４の一端に係
合した固定部１５を設ける。ハウジング１１の他側に磁
歪材１４の他端に係合した可動部材１６を設ける。可動
部材１６とハウジング１１との間に磁歪材の変位により
加圧される流体２６を収容した加圧室１８を設ける。加
圧室１８を構成する部材に設けた穴部２０ａにシール材
２２を介して伝達ノブ２３を摺動自在に嵌合する。伝達
ノブ２３は加圧室１８の断面積より小さな流体の受圧断
面積を有する。磁歪材１４の変位により加圧室１８内の
流体が圧縮されることにより伝達ノブ２３が穴部２０ａ
に沿って移動する。磁歪材１４に定磁界を加える永久磁
石を設けても良い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁界が加えられると変
位する磁歪材を使用した磁歪アクチュエータに関する。
位する磁歪材を使用した磁歪アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁歪材を使用した従来のアクチュエータ
は図５のように構成されている。すなわち、ハウジング
１内に巻線２を収容し、該巻線２を巻いたボビン３内
に、正磁歪材４をボビン３の軸線方向に伸縮自在に収容
し、該磁歪材４の一端をヨーク５を介してハウジング１
の端板１ａで受け、他端には伝達ノブ６の一端を当接さ
せる。該伝達ノブ６は先端をハウジング１の他方の端板
１ｂから突出させ、伝達ノブ６に設けた鍔８と端板１ｂ
との間に、戻しばね７を介在させる。
は図５のように構成されている。すなわち、ハウジング
１内に巻線２を収容し、該巻線２を巻いたボビン３内
に、正磁歪材４をボビン３の軸線方向に伸縮自在に収容
し、該磁歪材４の一端をヨーク５を介してハウジング１
の端板１ａで受け、他端には伝達ノブ６の一端を当接さ
せる。該伝達ノブ６は先端をハウジング１の他方の端板
１ｂから突出させ、伝達ノブ６に設けた鍔８と端板１ｂ
との間に、戻しばね７を介在させる。
【０００３】このアクチュエータは、巻線２に通電して
磁歪材４に磁界を加えることにより、磁歪材４を伸長さ
せ、これにより伝達ノブ６を押し出し、被作動体（図示
せず）を動かすものである。
磁歪材４に磁界を加えることにより、磁歪材４を伸長さ
せ、これにより伝達ノブ６を押し出し、被作動体（図示
せず）を動かすものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような磁歪アクチ
ュエータは、従来の巻線に通電して発生させる磁力によ
り磁性材を吸引する方式の電磁式アクチュエータに比較
して、速い応答が得られ、出力も大きいという長所を有
するものの、磁歪材の変形量が現在のところ最大で約
０．１５％程度しか得られないため、多きな動作量を得
ようとすれば、外部にてこ状の動作量増幅機構を設けた
り、長い磁歪材を用いなければならず、大形化が避けら
れないという問題点があった。
ュエータは、従来の巻線に通電して発生させる磁力によ
り磁性材を吸引する方式の電磁式アクチュエータに比較
して、速い応答が得られ、出力も大きいという長所を有
するものの、磁歪材の変形量が現在のところ最大で約
０．１５％程度しか得られないため、多きな動作量を得
ようとすれば、外部にてこ状の動作量増幅機構を設けた
り、長い磁歪材を用いなければならず、大形化が避けら
れないという問題点があった。
【０００５】本発明は、上記問題点に鑑み、大きな動作
量が得られ、構造も簡略化された小形の磁歪アクチュエ
ータを提供することを目的とする。
量が得られ、構造も簡略化された小形の磁歪アクチュエ
ータを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、磁歪材と、該磁歪材に加える磁界を発生さ
せる巻線と、前記磁歪材および巻線を収容したハウジン
グと、該ハウジングの片側にあって前記磁歪材の一端に
係合した固定部と、該ハウジングの他側にあって前記磁
歪材の他端に係合した可動部材と、該可動部材とハウジ
ングとの間に設けられ、前記磁歪材の変位により加圧さ
れる流体を収容した加圧室と、該加圧室の断面積より小
さな前記流体の受圧断面積を有し、前記加圧室を構成す
る部材に設けた穴部にシール材を介して摺動自在に嵌合
され、かつ前記磁歪材の変位により前記加圧室内の流体
が圧縮されることにより前記穴部に沿って移動する伝達
ノブと、該伝達ノブを復帰させる弾性材とにより磁歪ア
クチュエータを構成したことを特徴とする。
成するため、磁歪材と、該磁歪材に加える磁界を発生さ
せる巻線と、前記磁歪材および巻線を収容したハウジン
グと、該ハウジングの片側にあって前記磁歪材の一端に
係合した固定部と、該ハウジングの他側にあって前記磁
歪材の他端に係合した可動部材と、該可動部材とハウジ
ングとの間に設けられ、前記磁歪材の変位により加圧さ
れる流体を収容した加圧室と、該加圧室の断面積より小
さな前記流体の受圧断面積を有し、前記加圧室を構成す
る部材に設けた穴部にシール材を介して摺動自在に嵌合
され、かつ前記磁歪材の変位により前記加圧室内の流体
が圧縮されることにより前記穴部に沿って移動する伝達
ノブと、該伝達ノブを復帰させる弾性材とにより磁歪ア
クチュエータを構成したことを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明は、上記構成を有するので、巻線に通電
すると、磁性材が戻しばねに抗して変位し、これによ
り、前記加圧室が可動部材を介して圧縮され、その結
果、加圧室より狭い受圧面積を有する伝達ノブが穴部に
沿って変位する。この伝達ノブの変位量は、可動部材の
変位量に、前記加圧室の断面積：前記伝達ノブの受圧面
積の比を乗じた増幅されたものとなる。
すると、磁性材が戻しばねに抗して変位し、これによ
り、前記加圧室が可動部材を介して圧縮され、その結
果、加圧室より狭い受圧面積を有する伝達ノブが穴部に
沿って変位する。この伝達ノブの変位量は、可動部材の
変位量に、前記加圧室の断面積：前記伝達ノブの受圧面
積の比を乗じた増幅されたものとなる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明による引きアクチュエータの一
実施例を示す縦断面図、図２はそのＥ−Ｅ断面図であ
る。１１は筒形をなすハウジング、１２はボビン１３に
巻かれた筒形をなす巻線、１４はボビン１３の中心穴内
に軸線方向に伸縮自在に収容された筒形の正磁歪材であ
る。磁歪材１４の下端（図面上の下端であり、以下同様
の上下関係で記す）は、ハウジング１１の端板（固定受
け部）１５に当接している。
実施例を示す縦断面図、図２はそのＥ−Ｅ断面図であ
る。１１は筒形をなすハウジング、１２はボビン１３に
巻かれた筒形をなす巻線、１４はボビン１３の中心穴内
に軸線方向に伸縮自在に収容された筒形の正磁歪材であ
る。磁歪材１４の下端（図面上の下端であり、以下同様
の上下関係で記す）は、ハウジング１１の端板（固定受
け部）１５に当接している。
【０００９】磁歪材１４の上端は、ハウジング１１内に
上下方向に移動可能に嵌め込まれた有底筒状の可動部材
となるシリンダ１６の下面突部１６ａに当接している。
シリンダ１６には摺動自在に蓋１７を嵌め、蓋１７とシ
リンダ１６との間にはシールゴム２１を介在させ、蓋１
７とシリンダ１６との間に加圧室１８を形成している。
蓋１７は、ハウジング１１の内面に設けたねじ溝１１ａ
にねじ込まれた押さえ板１９により、シールゴム２１の
弾性に抗して押圧している。
上下方向に移動可能に嵌め込まれた有底筒状の可動部材
となるシリンダ１６の下面突部１６ａに当接している。
シリンダ１６には摺動自在に蓋１７を嵌め、蓋１７とシ
リンダ１６との間にはシールゴム２１を介在させ、蓋１
７とシリンダ１６との間に加圧室１８を形成している。
蓋１７は、ハウジング１１の内面に設けたねじ溝１１ａ
にねじ込まれた押さえ板１９により、シールゴム２１の
弾性に抗して押圧している。
【００１０】蓋１７は中心に筒２０を有し、該筒２０の
穴部２０ａにシールリング２２を介して伝達ノブ２３が
嵌合されている。該伝達ノブ２３は、ハウジング１１の
上端にねじ込まれた端板２４の中心穴２４ａから外方に
突出しており、伝達ノブ２３の鍔２３ａと端板２４との
間には弾性材としてコイルばね２５を介在させている。
前記加圧室１８内には流体２６、好ましくは液体を封入
する。
穴部２０ａにシールリング２２を介して伝達ノブ２３が
嵌合されている。該伝達ノブ２３は、ハウジング１１の
上端にねじ込まれた端板２４の中心穴２４ａから外方に
突出しており、伝達ノブ２３の鍔２３ａと端板２４との
間には弾性材としてコイルばね２５を介在させている。
前記加圧室１８内には流体２６、好ましくは液体を封入
する。
【００１１】なお、前記ハウジング１１、端板１５、シ
リンダ１６を磁性材によって製作することにより、巻線
１２で発生した磁界の閉磁路を構成することが好まし
い。
リンダ１６を磁性材によって製作することにより、巻線
１２で発生した磁界の閉磁路を構成することが好まし
い。
【００１２】このアクチュエータは、巻線１２に通電す
ることにより、磁歪材１４が伸長するが、磁歪材１４の
下端は端板１５で受けられ、ハウジング１１に対して相
対的に上下移動が阻止されるが、磁歪材１４の上方のシ
リンダ１６はハウジング１１に対して相対的に上昇可能
であるから、シリンダ１６は押し上げられる。その結
果、加圧室１８内の流体２６が圧縮され、伝達ノブ２３
は加圧された流体により押し上げられる。巻線１２への
通電を停止すると、磁歪材１４は収縮し、コイルばね２
５により伝達ノブ２３が押し下げられて原位置に復帰
し、シリンダ１６も下降し原位置に復帰する。
ることにより、磁歪材１４が伸長するが、磁歪材１４の
下端は端板１５で受けられ、ハウジング１１に対して相
対的に上下移動が阻止されるが、磁歪材１４の上方のシ
リンダ１６はハウジング１１に対して相対的に上昇可能
であるから、シリンダ１６は押し上げられる。その結
果、加圧室１８内の流体２６が圧縮され、伝達ノブ２３
は加圧された流体により押し上げられる。巻線１２への
通電を停止すると、磁歪材１４は収縮し、コイルばね２
５により伝達ノブ２３が押し下げられて原位置に復帰
し、シリンダ１６も下降し原位置に復帰する。
【００１３】ここで、蓋１７の断面積をＳ、伝達ノブ２
３の加圧室１８に対面した受圧面積をｓ、磁歪材１４の
変位量をａ、伝達ノブ２３の変位量をＡとすると、 Ａ＝ａ×（Ｓ／ｓ） なる関係が成立し、伝達ノブ２３の動作量として、磁歪
材１４の変位量をＳ／ｓ倍増幅した大きな変位量が得ら
れる。
３の加圧室１８に対面した受圧面積をｓ、磁歪材１４の
変位量をａ、伝達ノブ２３の変位量をＡとすると、 Ａ＝ａ×（Ｓ／ｓ） なる関係が成立し、伝達ノブ２３の動作量として、磁歪
材１４の変位量をＳ／ｓ倍増幅した大きな変位量が得ら
れる。
【００１４】図３は前記磁歪材１４と永久磁石２７とを
積層し、永久磁石２７により、磁歪材１４にバイアス磁
界となる定磁界ΔＨ（この磁界強度は、磁歪材１４の伸
長量が最大伸長量の約半分程度に相当する強度である）
を加えておき、巻線１２でこれに加える磁界ΔＨあるい
は−ΔＨを加えて相殺させる磁界を発生させる電流を流
すことにより、磁歪材１４を伸縮させるようにしたもの
であり、巻線１２に流す電流を小とすることができ、小
形化が達成できるという効果が得られる。
積層し、永久磁石２７により、磁歪材１４にバイアス磁
界となる定磁界ΔＨ（この磁界強度は、磁歪材１４の伸
長量が最大伸長量の約半分程度に相当する強度である）
を加えておき、巻線１２でこれに加える磁界ΔＨあるい
は−ΔＨを加えて相殺させる磁界を発生させる電流を流
すことにより、磁歪材１４を伸縮させるようにしたもの
であり、巻線１２に流す電流を小とすることができ、小
形化が達成できるという効果が得られる。
【００１５】図４（Ａ）は本発明の他の実施例を示す縦
断面図、同（Ｂ）はそのＦ−Ｆ断面図であり、本実施例
は加圧室１８をハウジング１１の端部に設け、磁歪材１
４を筒状に形成し、磁歪材１４中に伝達ノブ２３を入
れ、蓋１７を可動部材とし、端板２４を磁歪材１４を受
ける固定部とし、端板２４と伝達ノブ２３の鍔２３ａと
の間にコイルばね２５を介在させたものである。
断面図、同（Ｂ）はそのＦ−Ｆ断面図であり、本実施例
は加圧室１８をハウジング１１の端部に設け、磁歪材１
４を筒状に形成し、磁歪材１４中に伝達ノブ２３を入
れ、蓋１７を可動部材とし、端板２４を磁歪材１４を受
ける固定部とし、端板２４と伝達ノブ２３の鍔２３ａと
の間にコイルばね２５を介在させたものである。
【００１６】本実施例においては、巻線１２に通電する
ことにより蓋１７が押され、加圧室１８内の流体が加圧
され、伝達ノブ２３が押し上げられ、前記実施例で説明
したように、蓋１７と伝達ノブ２３の受圧面積の比によ
って増幅量が決定される動作量が得られる。なお、本実
施例においても、磁歪材１４にバイアス磁界を加える永
久磁石を設けても良い。
ことにより蓋１７が押され、加圧室１８内の流体が加圧
され、伝達ノブ２３が押し上げられ、前記実施例で説明
したように、蓋１７と伝達ノブ２３の受圧面積の比によ
って増幅量が決定される動作量が得られる。なお、本実
施例においても、磁歪材１４にバイアス磁界を加える永
久磁石を設けても良い。
【００１７】本発明において、磁歪材の形状、構造とし
ては、上記以外に種々のものが採用可能であり、例えば
円孤を分割した断面形状の複数個の磁歪材を組合わせて
も良く、複数本のロッド状磁歪材あるいは板状磁歪材を
組合わせても良い。また、磁界を加えることによって収
縮する負特性の磁歪材を用いることも可能である。その
他、ハウジング１１を複数本のロッドと端板との結合に
より構成する等、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て、種々の変更、付加が可能である。
ては、上記以外に種々のものが採用可能であり、例えば
円孤を分割した断面形状の複数個の磁歪材を組合わせて
も良く、複数本のロッド状磁歪材あるいは板状磁歪材を
組合わせても良い。また、磁界を加えることによって収
縮する負特性の磁歪材を用いることも可能である。その
他、ハウジング１１を複数本のロッドと端板との結合に
より構成する等、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て、種々の変更、付加が可能である。
【００１８】
【発明の効果】請求項１によれば、磁歪材により圧縮さ
れる加圧室と、加圧室を構成する部材に設けた穴部に嵌
合した伝達ノブとの断面積の差により、動作量を増幅す
る構成としたので、大きな動作量が得られ、また、てこ
等の動作量増幅機構を用いたものに比較し、構造も簡略
化された小形の磁歪アクチュエータが提供できる。
れる加圧室と、加圧室を構成する部材に設けた穴部に嵌
合した伝達ノブとの断面積の差により、動作量を増幅す
る構成としたので、大きな動作量が得られ、また、てこ
等の動作量増幅機構を用いたものに比較し、構造も簡略
化された小形の磁歪アクチュエータが提供できる。
【００１９】請求項２によれば、巻線で発生する磁界を
小さくできるので、巻線を小形化でき、全体形状を小形
化できる。
小さくできるので、巻線を小形化でき、全体形状を小形
化できる。
【図１】本発明によるアクチュエータの一実施例を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】図１のＥ−Ｅ断面図である。
【図３】本発明の磁歪材の他の構成例を示す縦断面図で
ある。
ある。
【図４】（Ａ）は本発明によるアクチュエータの他の実
施例を示す縦断面図、（Ｂ）はそのＦ−Ｆ断面図であ
る。
施例を示す縦断面図、（Ｂ）はそのＦ−Ｆ断面図であ
る。
【図５】従来の歪アクチュエータを示す縦断面図であ
る。
る。
１１ ハウジング １２ 巻線 １３ ボビン １４ 正磁歪材 １５、２４ 端板 １６ シリンダ １７ 蓋 １８ 加圧室 １９ 押さえ板 ２０ａ 穴部 ２１ シールゴム ２２ シールリング ２３ 伝達ノブ ２５ コイルばね ２６ 流体 ２７ 永久磁石
Claims (2)
- 【請求項１】磁歪材と、該磁歪材に加える磁界を発生さ
せる巻線と、前記磁歪材および巻線を収容したハウジン
グと、該ハウジングの片側にあって前記磁歪材の一端に
係合した固定部と、該ハウジングの他側にあって前記磁
歪材の他端に係合した可動部材と、該可動部材とハウジ
ングとの間に設けられ、前記磁歪材の変位により加圧さ
れる流体を収容した加圧室と、該加圧室の断面積より小
さな前記流体の受圧断面積を有し、前記加圧室を構成す
る部材に設けた穴部にシール材を介して摺動自在に嵌合
され、かつ前記磁歪材の変位により前記加圧室内の流体
が圧縮されることにより前記穴部に沿って移動する伝達
ノブと、該伝達ノブを復帰させる弾性材とからなること
を特徴とする磁歪アクチュエータ。 - 【請求項２】請求項１において、前記磁歪材に定磁界を
加える永久磁石を備えたことを特徴とする磁歪アクチュ
エータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3329556A JPH05145139A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 磁歪アクチユエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3329556A JPH05145139A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 磁歪アクチユエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05145139A true JPH05145139A (ja) | 1993-06-11 |
Family
ID=18222679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3329556A Pending JPH05145139A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 磁歪アクチユエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05145139A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4407962C1 (de) * | 1994-03-10 | 1995-06-01 | Continental Ag | Stell- oder Antriebselement |
| US5992296A (en) * | 1996-12-19 | 1999-11-30 | Akebono Brake Industry Co., Ltd. | Hydraulic pump |
-
1991
- 1991-11-18 JP JP3329556A patent/JPH05145139A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4407962C1 (de) * | 1994-03-10 | 1995-06-01 | Continental Ag | Stell- oder Antriebselement |
| US5992296A (en) * | 1996-12-19 | 1999-11-30 | Akebono Brake Industry Co., Ltd. | Hydraulic pump |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001219 |