JP2000340853A - 防磁型磁歪アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁歪材料からなる駆動板部を磁歪変形させる
磁界を、駆動板部を含む閉磁路内に閉じ込めて外部に漏
洩させないようにする。 【解決手段】 外部磁界を受けて磁歪変形する磁歪材料
を薄板状に成形した磁歪素子１２が、励磁コイル１３が
巻回される駆動板部１２１と、駆動板部１２１から延出
して閉磁路を形成する閉磁路形成板部１２２とを有す
る。励磁コイル１３に発生する磁界をもって磁歪素子１
２を磁歪変形させたときに、駆動板部１２１を磁路とす
る磁束が外部に漏洩することは殆どなく、励磁コイル１
３への通電量に応じて発生する磁束の大半が駆動板部１
２１の変位に有効活用できるため、僅かな電流で大きな
駆動力を得ると同時に、周辺機器への磁気的な影響を抑
制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁歪材料からなる
駆動板部を磁歪変形させる磁界を、駆動板部を含む閉磁
路内に閉じ込めて外部に漏洩させないようにした防磁型
磁歪アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】チタン酸バリウム磁器のように電圧印加
を受けて変形する電歪材料は、ロッシェル塩のような圧
電物質（ＰＺＴ）とは外見上は同じように機能するた
め、一般に「圧電物質」と総称される。こうした圧電物
質は、印加電界の方向により圧電効果が変わることが知
られるが、ロッシェル塩が電界の方向に対して直角方向
に最も変形する圧電気横効果を示すのに対し、水晶やチ
タン酸バリウムは、電界の方向と同じ方向に最も変形す
る圧電気縦効果を示す。電歪効果を示すチタン酸バリウ
ム磁器は、粉末状のチタン酸バリウムを焼結して成型し
たものであるが、スピーカ等の変換器に用いた場合、振
動子の共振周波数が比較的高いため、専ら高音専用スピ
ーカ（トゥイータ）として使用され、低周波の振動子と
しての利用は期待できないのが現状であった。

【０００３】一方、Ｎｉ，Ｃｏなどの単体金属やＦｅ−
Ａｌ系合金或いはフェライトといった強磁性材料には、
外部磁界に応じて素子寸法が変化する磁歪現象を示すも
のがあり、応力を加えて変形させると磁気特性が変化し
たり、直交磁界が同時に加わったときに捩れ、捩れ応力
（トルク）によって素子の磁気（磁化）特性が変化する
ことが知られている。この種の磁歪材料を特定形状に加
工した磁歪素子は、振動子や音響素子或いは位置決め素
子のためのアクチュエータに利用されており、印加磁界
に応じて発生する応力や応力歪の大きな素子の開発が急
がれている。実際に、希土類−遷移金属よりなるラーベ
ス（Ｌａｖｅｓ）型の結晶構造をもつ磁性材料は、これ
までの強磁性材料の５０〜１００倍の変位を示し、圧電
物質（ＰＺＴ）に比べても２〜３倍の発生応力が得られ
ることが判っている。こうした磁性材料の一つである
（Ｔｂ０．３Ｄｙ０．７）Ｆｅ２に代表される磁歪素子
では、変位量が１０００ｐｐｍを越える磁歪変形を示す
ものが発見されており、通常の磁歪素子と区別するため
超磁歪素子などと呼ばれることがある。

【０００４】図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、性能試験
用に試作した磁歪アクチュエータの一例を示す正面図、
側面図及び断面図である。同図に示した磁歪アクチュエ
ータ１は、アクチュエータ全体をコンパクト化するた
め、矩形薄板状に加工された磁歪素子２の周囲に、一対
の直巻コイル３Ｌ，３Ｒからなる励磁コイル３を互いに
所定間隔だけ離間させてそれぞれ密着巻きしたものであ
る。本例に示した磁歪アクチュエータ１は、磁歪素子２
の両端を固定した状態で励磁コイル３を通電励磁するた
め、直巻コイル３Ｌ，３Ｒ間の間隙部分の磁歪素子２が
最大変位する。従って、この間隙部分に接続片（図示せ
ず）を介して接続されたダイヤフラム等の駆動対象を、
磁歪素子２とともに前後方向に駆動することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記磁歪アクチュエー
タ１は、励磁コイル３をただ単に磁歪材料を矩形薄板状
に加工された磁歪素子２の表面に巻き付けて構成したも
のであり、励磁コイル３を通電励磁したときに、励磁コ
イル３を貫通する磁束が磁歪素子２の長手方向に流れ、
磁歪素子２の外部を迂回して戻る。この磁束の流れは、
磁歪素子２の内外に形成される環状の磁路に沿うもので
あり、試作した磁歪アクチュエータ１は、磁歪素子２の
一端側から外部に放射されて他端側に戻る磁束、すなわ
ち磁歪アクチュエータ１の外部に漏洩する外部漏洩磁束
が不可避的に発生する構成とされていた。しかしなが
ら、こうした外部漏洩磁束は、周辺の電気機器や電子機
器に与える磁気的な影響が軽視できない場合が多く、例
えば磁歪アクチュエータ１の近くにカラーＣＲＴディス
プレイを設置した場合、磁歪アクチュエータ１の外部に
漏洩する外部漏洩磁束が電子ビームに対して磁気障害を
及ぼす結果、コンバージェンスずれに基づく色ずれが発
生したりすることがあった。また、試作磁歪アクチュエ
ータ１の近くにボイスコイルを有するスピーカを設置し
た場合、磁歪アクチュエータ１の外部に漏洩する外部漏
洩磁束がボイスコイルの動作に悪影響を及ぼす結果、正
確な音声再生が阻害されることがある等の課題を抱える
ものであった。

【０００６】本発明は、上記課題を解決したものであ
り、磁歪材料からなる駆動板部を磁歪変形させる磁界
を、駆動板部を含む閉磁路内に閉じ込めて外部に漏洩さ
せないようにすることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る本発明は、駆動電流を通電されて磁
界を発生する励磁コイルと、外部磁界を受けて磁歪変形
する磁歪材料を薄板状に成形され、前記励磁コイルが巻
回される駆動板部及び該駆動板部から延出して閉磁路を
形成する閉磁路形成板部を有する磁歪素子とを具備する
ことを特徴とするものである。また、前記磁歪素子の閉
磁路形成板部が、前記駆動板部の左右両側端からそれぞ
れＴ字形に分岐する分岐板部と、前記一方の分岐板部か
ら前記駆動板部にほぼ平行に延び、先端が前記他方の分
岐板部に所定の間隙をもって対向する回廊板部とを有す
ることを特徴とするものである。

【０００８】また、請求項３に係る本発明は、駆動電流
を通電されて磁界を発生する励磁コイルと、外部磁界を
受けて磁歪変形する磁歪材料を薄板状に成形され、前記
励磁コイルが巻回される駆動板部と、該駆動板部から延
出して閉磁路を形成する磁性材料からなる閉磁路形成板
部とを具備することを特徴とするものである。また、前
記閉磁路形成板部が、前記駆動板部の一側端からＴ字形
に分岐する分岐板部と、該分岐板部から前記駆動板部に
ほぼ平行に延びる回廊板部と、前記駆動板部の他側端に
着脱可能に結合され、前記回廊板部に所定の間隙をもっ
て対向する側端板部とを有することを特徴とするもので
ある。或いはまた、前記閉磁路形成板部が、前記駆動板
部の左右両側端にそれぞれ着脱可能に結合される一対の
側端板部と、該一対の側端板部どうしを前記駆動板部を
迂回して連結する回廊板部とを有することを特徴とする
ものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１な
いし図６を参照して説明する。図１（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）は、それぞれ本発明の磁歪アクチュエータの一実
施形態を示す正面図、側面図及び断面図、図２は、図１
に示した磁歪素子の磁歪特性を示す図、図３（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、それぞれ本発明の防磁型磁
歪アクチュエータの変形例を示す左側面図、正面図、右
側面図及び断面図、図４は、図３に示した防磁型磁歪ア
クチュエータを分解して示す正面図、図５（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ本発明の防磁型磁歪アクチ
ュエータの他の変形例を示す正面図、側面図及び断面
図、図６は、図５に示した防磁型磁歪アクチュエータを
分解して示す正面図である。

【００１０】図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す防磁型
磁歪アクチュエータ１１は、両端が固定される磁歪素子
１２と励磁コイル１３を組み合わせた両端固定型のアク
チュエータであり、磁歪素子１２の形状を工夫すること
で防磁型の構成とした点に特徴がある。磁歪素子１２
は、磁界の印加方向とはほぼ直交する方向に伸縮する磁
歪横効果を示す磁歪材料を薄板状に加工し、励磁コイル
１３が巻回される駆動板部１２１と、この駆動板部１２
１から延出して閉磁路を形成する閉磁路形成板部１２２
とを形成したものである。より詳しくは、閉磁路形成板
部１２２は、駆動板部１２１の左右両側端からそれぞれ
Ｔ字形に分岐する分岐板部１２２Ｌ，１２２Ｒと、一方
の分岐板部ここでは１２２Ｒの両端からそれぞれ駆動板
部１２１にほぼ平行に延び、先端が他方の分岐板部ここ
では１２２Ｌに間隙Ｇをもって対向する回廊板部１２２
Ｕ，１２２Ｄとから構成され、この間隙Ｇも閉磁路の一
部を構成している。この磁歪素子１２は、例えば磁歪材
料を矩形状に加工した薄板から、回廊板部１２２Ｕ，１
２２Ｄと駆動板部１２１の間の空隙Ｈと回廊板部１２２
Ｕ，１２２Ｄと他方の分岐板部１２２Ｌとの間の間隙Ｇ
を打ち抜くことで、簡単に一体成形することができる。

【００１１】励磁コイル１３は、互いに直列接続された
直巻コイル１３Ｌ，１３Ｒを駆動板部１２１の中点を挟
んで対峙する形で磁歪素子１２に巻回したものである。
磁歪コイル１３を一対の直巻コイル１３Ｌ，１３Ｒに２
分割したのは、左右の分岐板部１２２Ｌ，１２２Ｒを固
定し、駆動板部１２１の中点を最大変位が得られる駆動
点とするためであり、ダイヤフラム等の駆動対象は、駆
動板部１２１の中点に連結部材（図示せず）を介して連
結される。なお、駆動板部１２１への励磁コイル１３の
巻回は、磁歪素子１２を原型のまま裁縫の要領で一巻き
ずつ行うことでもできるが、回廊板部１２２Ｕ，１２２
Ｄを分岐板部１２２Ｒの根元の部分で跳ね上げる形に変
形し、回廊板部１２２Ｕ，１２２Ｄにコイルが絡まない
ようにして磁歪素子１２を自転させ、短時間で効率よく
巻回することも可能である。この方法は、励磁コイル１
３の巻回作業を終えた後、回廊板部１２２Ｕ，１２２Ｄ
の変形を解除して元の形状に戻すことが前提となるが、
磁歪素子１２の弾性変形域の範囲内で回廊板部１２２
Ｕ，１２２Ｄを変形させるため、作業後の磁歪素子１２
は簡単かつ確実に作業前の形状に戻すことができる。

【００１２】また、励磁コイル１３は駆動板１２１部の
外周に直に巻き付ける構成としたが、磁歪素子１２とそ
の周囲に筒状に巻回する励磁コイル１３との間に、磁歪
素子１２に対する励磁コイル１３の相対変位を許容する
ブチルゴムやビニールシート等のスペーサを密着介挿
し、駆動板部１２１の磁歪変形に対する励磁コイル１３
の束縛を低減することもできる。

【００１３】本実施形態に用いた磁歪素子１２は、１ｃ
ｍ当たりコイル数２０のサンプルについて、下記の性質
を有する磁歪素子が用いられ、前述した１０００ｐｐｍ
を越える磁歪変形を示す（Ｔｂ０．３Ｄｙ０．７）Ｆｅ
２に代表される超磁歪素子に比べ１０数倍の磁歪変形を
示す極超磁歪素子と言うことができる。 ［電気特性］ ・電気抵抗 ；（２０〜３０）×１０^-8 Ω・ｍ ・比透磁率 ；１００〜３００ ・保持力 ；１〜２ Ｏｅ ［機械特性］ ・ヤング率 ；（１５〜２０）×１０¹⁰ ｎ／ｍ² ・引張強度 ；（１０〜４０）×１０⁷ Ｐａ ［熱特性］ ・熱膨張係数；（１０〜１２） ｐｐｍ／℃

【００１４】なお、上記の諸特性を有する極超磁歪素子
１２は、例えば複数の原料合金を粉砕し、磁場中で成形
し、焼結後に加工・コーティングする粉末冶金法や、原
料合金を低圧鋳造し、単結晶育成した後でアニール処理
し、加工・コーティングするブリッジマン法、或いはこ
れらを改良した製法、さらにはこれとは全く異なる製法
により製造することができる。ただし、こうした極超磁
歪素子１２は、原料合金の成分比や配合の仕方によって
磁歪特性が左右されやすく、実験室段階での製造から実
用段階の製造にはさらに様々な試行錯誤を重ねる必要が
ある。ただし、従来の超磁歪素子と呼ばれる素子と比較
したときに、十数倍の磁歪変形能力を秘めたものである
ことが、例えば図２に示す試験結果等から確認されてい
る。同図は、２８ｃｍの長さの磁歪素子１２の一端を固
定して磁界を印加したときの、磁界に対する他端の変位
をプロットしたものである。この試験結果から、磁歪素
子１２に対し４０エールステッド（Ｏｅ）の磁界を印加
したときに、最大８ｍｍに近い磁歪横効果を発揮したこ
とが判るが、磁歪素子１２の両端を固定して磁界を印加
した場合でも、磁歪素子１２の中央部示す最大変位は、
４０エールステッド（Ｏｅ）磁界印加時に６ｍｍに近い
ものであることが確認されている。

【００１５】本実施形態に示した防磁型磁歪アクチュエ
ータ１１は、左右の分岐板部１２２Ｒ，１２２Ｌを固定
して使用するため、駆動板部１２１の中点が最大変位を
示す駆動点となるが、励磁コイル１３は交流電流により
通電励磁されるため、励磁コイル１３の通電方向に応じ
た極性の磁界が発生する。ここで、図１（Ａ）中の点線
で示す矢印方向に磁界を発生させると、駆動板部１２１
と分岐板部１２２Ｌと間隙Ｇと回廊板部１２２Ｕと分岐
板部１２２Ｒとを一巡する閉磁路と、駆動板部１２１と
分岐板部１２２Ｌと間隙Ｇと回廊板部１２２Ｄと分岐板
部１２２Ｒとを一巡する閉磁路を図示の矢印の向きに磁
束が流れる。すなわち、いずれの閉磁路も磁歪素子１２
そのものの形状に沿って形成され、アクチュエータ１１
の外部に殆ど磁束が漏洩しないため、外部機器或いは周
辺機器が磁気障害を蒙る恐れは殆どない。また、磁歪素
子１２から外部に漏れる外部漏洩磁束が殆ど存在しない
ため、励磁コイルへ１３の通電量に応じて発生する磁束
の大半を駆動板部１２１の変位に有効活用することがで
き、発生磁力が有効活用できることで、僅かな電流でも
って大きな駆動力を得ることができる。

【００１６】このように、上記防磁型磁歪アクチュエー
タ１１によれば、駆動板部１２１を通る磁路を閉磁路形
成板部１２２が閉じ、磁歪素子１２そのものが閉磁路を
形成する構成であるため、励磁コイル１３に発生する磁
界をもって磁歪素子１２を磁歪変形させたときに、駆動
板部１２１を磁路とする磁束が外部に漏洩することは殆
どなく、励磁コイル１３への通電量に応じて発生する磁
束の大半が駆動板部１２１の変位に有効活用されるた
め、僅かな電流でもって大きな駆動力を得ることがで
き、しかも外部漏洩磁束が周辺機器に磁気障害を引き起
こす恐れが殆どないので、陰極線管式テレビジョン受像
機やボイスコイル型スピーカ等を周辺で安心して使用す
ることができる。

【００１７】また、駆動板部１２１を流れる磁束は駆動
板部１２１の左右の両端から分岐板部１２２Ｒ，１２２
Ｌを介して回廊板部１２２Ｕ，１２２Ｄに導かれ、間隙
Ｇを介して駆動板部１２１に戻るので、駆動板部１２１
に巻回された励磁コイル１３により発生する磁界を、磁
歪素子１２自体が形成する閉磁路内に効果的に閉じ込め
ることができる。しかも、回廊板部１２２Ｕ，１２２Ｄ
と他方の分岐板部１２２Ｒとの間に間隙Ｇが形成してあ
るため、励磁コイル１３を駆動板部１２１に巻回するさ
いに回廊板部１２２Ｕ，１２２Ｄを弾性変形させて励磁
コイル１３が絡まないようにすることで、短時間で効率
よく巻回することができる。

【００１８】また、励磁コイル１３が、磁界印加方向に
互いに所定の間隔をもって離間させた一対の直巻コイル
１３Ｌ，１３Ｒからなるので、磁歪素子１２の磁歪変形
に伴って励磁コイル１３に要求される変形を個々の直巻
コイル１３Ｌ，１３Ｒが分担し、従って直巻コイル１３
Ｌ，１３Ｒを継ぎ合わせた分の全長を有する一括巻き励
磁コイルを用いた磁歪アクチュエータのごとく、励磁コ
イルの全長に亙って過大な応力が発生することはなく、
繰り返し行われる磁歪変形によって早期に励磁コイル１
３が塑性変形したり或いは破断に至るといった不都合を
防止できる。また、一対の直巻コイル１３Ｌ，１３Ｒは
互いに直列に接続されているため、励磁コイル１３の両
端に電圧を印加するだけで各直巻コイル１３Ｌ，１３Ｒ
に巻数に応じた磁界を発生させることができる。

【００１９】なお、上記実施形態では、駆動板部１２１
と閉磁路形成板部１２２とが一体形成された磁歪素子１
２を用いた場合を例にとったが、図３（Ａ）〜（Ｄ）に
示す防磁型磁歪アクチュエータ２１のごとく、閉磁路形
成板部２２２を２分割できる構成とすることもできる。
この閉磁路形成板部２２２は、駆動板部２２１の一側端
からＴ字形に分岐する分岐板部２２２Ｒ及びこの分岐板
部２２２Ｒから駆動板部２２１にほぼ平行に延びる回廊
板部２２２Ｕ，２２２Ｄと、駆動板部２２１の他側端に
着脱可能に結合され、回廊板部２２２Ｕ，２２２Ｄに所
定の間隙Ｇをもって対向する側端板部２２２Ｌとから構
成される。すなわち、側端板部２２２Ｌが駆動板部２２
１に対し着脱できるため、防磁型磁歪アクチュエータ２
１の組み立てに際しては、駆動板部２２１に側端部２２
２Ｌを結合する前に、予め巻型（図示せず）を用いて所
定形状に巻回した励磁コイル１３を、巻型から抜き取っ
て駆動板部２２１に移装でき、励磁コイル１３を駆動板
部２２１に移装巻回した後、図４に示したように、側端
板部２２２Ｌを接着或いは係着等により駆動板部２２１
に結合するだけで製造することができる。従って、回廊
板部２２２Ｕ，２２２Ｄの存在がコイル巻回作業の邪魔
をすることはなく、励磁コイル１３の巻回作業を含めた
組立作業を非常に能率良く行うことができる。また、側
端板部２２２Ｌは、一般の磁性材料で構成できるため、
使用素材の使い分けによる製造コストの切り下げも可能
である

【００２０】また、上記防磁型磁歪アクチュエータ２１
は、側端板部２２３が駆動板部２２１に対し着脱可能な
２分割構造を採用したが、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す防
磁型磁歪アクチュエータ３１のごとく、閉磁路形成板部
３２２全体が駆動板部３２１に対し着脱可能な構成とす
ることもできる。すなわち、本実施形態に示した閉磁路
形成板部３２２は、駆動板部３２１の左右両側端にそれ
ぞれ着脱可能に結合される一対の側端板部３２２Ｌ，３
２２Ｒと、これら一対の側端板部３２２Ｌ，３２２Ｒど
うしを駆動板部３２１を迂回して連結する回廊板部３２
２Ｕ，３２２Ｄとからなる。この場合、回廊板部３２２
Ｕ，３２２Ｄと左右の側端板部３２２Ｌ，３２２Ｒは一
体であり、前記各実施形態に示した間隙Ｇは存在しない
が、駆動板部３２１に閉磁路形成板部３２２を結合する
前に、励磁コイル１３を通常の方法で駆動板部３２１に
外周に巻回するか、或いは例えば予め巻型（図示せず）
に巻いて所定形状に巻回した励磁コイル１３を巻型から
駆動板部３２１に移し替えることで、励磁コイル１３を
駆動板部３２１に簡単に巻回することができる。なお、
閉磁路形成板部３２２内に間隙Ｇが存在しないことで、
こうした間隙からの磁束漏洩を完全に排除することがで
き、より効率的な磁気利用が可能である。また、組立工
程上からも、防磁型磁歪アクチュエータ３１は、励磁コ
イル１３を巻回し終えた駆動板部３２１の両端に、図６
に示したように、接着或いは係着等により閉磁路形成板
部３２２の側端板部３２２Ｌ，３２２Ｒを結合するだけ
で製造できるため、回廊板部３２２Ｕ，３２２Ｄの存在
がコイル巻回作業を邪魔することはなく、励磁コイル１
３の巻回作業を含めた組立作業を非常に能率良く行うこ
とができる。

【００２１】また、上記各実施形態では、駆動板部１２
１，２２１，３２１に一対の直巻コイル１３Ｌ，１３Ｒ
を直巻する構成としたが、駆動板部１２１，２２１，３
２１に３個以上の励磁コイルを直巻する構成とすること
もできる。また、上記各実施形態では、一対の分岐板部
１２２Ｌ，１２２Ｒ或いは側端板部２２２Ｌと分岐板部
２２２Ｒ或いは側端板部３２２Ｌ，３２２Ｒを固定し、
駆動板部１２１，２２１，３２１の中点部分を最大変形
させる両端固定型を例にとったが、分岐板部１２２Ｌや
側端板部２２２Ｌ，３２２Ｌだけを固定して片持ち梁状
態とし、分岐板部１２２Ｒや分岐板部２２２Ｒ或いは側
端板部３２２Ｒを最大変形させる片端固定型の構成とす
ることもできる。この場合、防磁型磁歪アクチュエータ
１１や２１では、回廊板部１２２Ｕ，１２２Ｄと分岐板
部１２２Ｌとの間或いは回廊板部２２２Ｕ，２２２Ｄと
側端板部２２２Ｌとの間に間隙Ｇが形成してあるため、
回廊板部１２２Ｕ，１２２Ｄ或いは２２２Ｕ，２２２Ｄ
が駆動板部１２１や２２１の変位を抑制することはな
く、駆動板部１２１，２２１を大きく変位させることが
できる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る本
発明によれば、駆動板部を通る磁路を閉磁路形成板部が
閉じ、磁歪素子そのものが閉磁路を形成する構成である
ため、励磁コイルに発生する磁界をもって磁歪素子を磁
歪変形させたときに、駆動板部を磁路とする磁束が外部
に漏洩することは殆どなく、励磁コイルへの通電量に応
じて発生する磁束の大半が駆動板部の変位に有効活用さ
れるため、僅かな電流でもって大きな駆動力を得ること
ができ、しかも外部漏洩磁束が周辺機器に磁気障害を引
き起こす恐れが殆どないので、陰極線管式テレビジョン
受像機やボイスコイル型スピーカ等を周辺で安心して使
用することができる等の優れた効果を奏する。

【００２３】また、磁歪素子の閉磁路形成板部が、駆動
板部の左右両側端からそれぞれＴ字形に分岐する分岐板
部と、一方の分岐板部から前記駆動板部にほぼ平行に延
び、先端が他方の分岐板部に間隙をもって対向する回廊
板部とを有するので、駆動板部を流れる磁束は駆動板部
の左右の両端から分岐板部を介して回廊板部に導かれ、
間隙を介して駆動板部に戻るため、駆動板部に巻回され
た励磁コイルにより発生する磁界を、磁歪素子自体が形
成する閉磁路内に効果的に閉じ込めることができ、しか
も回廊板部と他方の分岐板部との間に間隙が形成してあ
るため、励磁コイルを駆動板部に巻回するさいに回廊板
部を一方の分岐板部の根元の部分で跳ね上げる形に弾性
変形し、回廊板部にコイルが絡まないようにして磁歪素
子を自転させ、短時間で効率よく巻回することもでき、
一方また他方の分岐部を固定して片持ち状態で駆動板部
を振動駆動させた場合、回廊板部が駆動板部の変位を抑
制することがないので、駆動板部を大きく変位させるこ
とができ、さらにまた磁歪素子は、磁歪材料を矩形状に
加工した薄板から回廊板部と駆動板部の間の空隙と回廊
板部と他方の分岐板部との間の間隙を打ち抜くようにし
て一体成形できるので、製造も容易である等の優れた効
果を奏する。

【００２４】また、請求項３に係る本発明によれば、外
部磁界を受けて磁歪変形する磁歪材料を薄板状に成形し
た駆動板部に励磁コイルを巻回するとともに、磁性材料
からなる閉磁路形成板部を駆動板部から延出させて閉磁
路を形成する構成としたから、励磁コイルに発生する磁
界をもって駆動板部を磁歪変形させたときに、駆動板部
を磁路とする磁束が外部に漏洩することは殆どなく、励
磁コイルへの通電量に応じて発生する磁束の大半が駆動
板部の変位に有効活用されるため、僅かな電流でもって
大きな駆動力を得ることができ、しかも外部漏洩磁束が
周辺機器に磁気障害を引き起こす恐れが殆どないので、
陰極線管式テレビジョン受像機やボイスコイル型スピー
カ等を周辺で安心して使用することができ、また少なく
とも駆動板部だけを磁歪材料で形成するようにできるの
で、駆動板部から延出する閉磁路形成板部は磁歪材料以
外の一般の磁性材料で構成し、使用材料の使い分けによ
る製造コストの切り下げが可能である等の効果を奏す
る。

【００２５】また、前記閉磁路形成板部が、前記駆動板
部の一側端からＴ字形に分岐する分岐板部と、該分岐板
部から前記駆動板部にほぼ平行に延びる回廊板部と、前
記駆動板部の他側端に着脱可能に結合され、前記回廊板
部に所定の間隙をもって対向する側端板部とを有するの
で、側端板部が駆動板部に対し着脱できることを利用
し、防磁型磁歪アクチュエータの組み立てに際し、駆動
板部に側端板部を結合する前に、予め巻型（図示せず）
を用いて所定形状に巻回した励磁コイルを、巻型から抜
き取って駆動板部に移装することができ、励磁コイルを
駆動板部に移装巻回した後、側端部を駆動板部に結合す
るだけで製造することができ、回廊板部の存在がコイル
巻回作業を邪魔しないため、励磁コイルの巻回作業を含
めた組立作業を非常に能率良く行うことができる等の効
果を奏する。

【００２６】また、前記閉磁路形成板部が、前記駆動板
部の左右両側端にそれぞれ着脱可能に結合される一対の
側端板部と、該一対の側端板部どうしを前記駆動板部を
迂回して連結する回廊板部とを有するので、駆動板部に
閉磁路形成板部を結合する前に、励磁コイルを通常の方
法で駆動板部に外周に巻回するか、或いは例えば予め巻
型（図示せず）に巻いて所定形状に巻回した励磁コイル
を巻型から駆動板部に移し替えることで、励磁コイルを
駆動板部に簡単に巻回することができ、励磁コイルを巻
回し終えた駆動板部の両端に閉磁路形成板部の分岐板部
を結合するだけで製造できるので、励磁コイルの巻回作
業を含めた組立作業を非常に能率良く行うことができ、
また閉磁路形成板部内に間隙が存在しないため、間隙か
らの磁束漏洩を完全に排除し、より効率的な磁気利用が
可能である等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ本発
明の防磁型磁歪アクチュエータの一実施形態を示す正面
図、側面図及び断面図である。

【図２】図１に示した磁歪素子の磁歪特性を示す図であ
る。

【図３】図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、それ
ぞれ本発明の防磁型磁歪アクチュエータの変形例を示す
左側面図、正面図、右側面図及び断面図である。

【図４】図３に示した防磁型磁歪アクチュエータを分解
して示す正面図である。

【図５】図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ本発
明の防磁型磁歪アクチュエータの他の変形例を示す正面
図、側面図及び断面図である。

【図６】図５に示した防磁型磁歪アクチュエータを分解
して示す正面図である。

【図７】図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ試作
した磁歪アクチュエータの一例を示す正面図、側面図及
び断面図である。

【符号の説明】

１１，２１．３１ 防磁型磁歪アクチュエータ １２ 磁歪素子 １２２，２２２，３２２ 閉磁路形成板部 １２２Ｌ，１２２Ｒ，２２２Ｒ 分岐板部 ２２２Ｌ，３２２Ｌ，３２２Ｒ 側端板部 １２２Ｕ，１２２Ｄ，２２２Ｕ，２２２Ｄ，３２２Ｕ，
３２２Ｄ 回廊板部 １３ 励磁コイル １３Ｌ，１３Ｒ 直巻コイル Ｇ 間隙 Ｈ 空隙

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動電流を通電されて磁界を発生する励
   磁コイルと、外部磁界を受けて磁歪変形する磁歪材料を
   薄板状に成形され、前記励磁コイルが巻回される駆動板
   部及び該駆動板部から延出して閉磁路を形成する閉磁路
   形成板部を有する磁歪素子とを具備することを特徴とす
   る防磁型磁歪アクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記磁歪素子の閉磁路形成板部は、前記
   駆動板部の左右両側端からそれぞれＴ字形に分岐する分
   岐板部と、前記一方の分岐板部から前記駆動板部にほぼ
   平行に延び、先端が前記他方の分岐板部に所定の間隙を
   もって対向する回廊板部とを有することを特徴とする請
   求項１記載の防磁型磁歪アクチュエータ。
3. 【請求項３】 駆動電流を通電されて磁界を発生する励
   磁コイルと、外部磁界を受けて磁歪変形する磁歪材料を
   薄板状に成形され、前記励磁コイルが巻回される駆動板
   部と、該駆動板部から延出して閉磁路を形成する磁性材
   料からなる閉磁路形成板部とを具備することを特徴とす
   る防磁型磁歪アクチュエータ。
4. 【請求項４】 前記閉磁路形成板部は、前記駆動板部の
   一側端からＴ字形に分岐する分岐板部と、該分岐板部か
   ら前記駆動板部にほぼ平行に延びる回廊板部と、前記駆
   動板部の他側端に着脱可能に結合され、前記回廊板部に
   所定の間隙をもって対向する側端板部とを有することを
   特徴とする請求項３記載の防磁型磁歪アクチュエータ。
5. 【請求項５】 前記閉磁路形成板部は、前記駆動板部の
   左右両側端にそれぞれ着脱可能に結合される一対の側端
   板部と、該一対の側端板部どうしを前記駆動板部を迂回
   して連結する回廊板部とを有することを特徴とする請求
   項３記載の防磁型磁歪アクチュエータ。