JP2005236115A - Super-magnetostriction unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超磁歪素子を用いたアクチュエータや圧力センサ等の超磁歪ユニットに関する。 The present invention relates to a giant magnetostrictive unit such as an actuator or a pressure sensor using a giant magnetostrictive element.
磁界の印加に応じて伸縮する磁歪素子は古くから知られているが、これまでの磁歪素子は変位が小さく、このため実用的に使用されることはほとんどなかった。ところが近年、1500ppm〜2000ppmといった非常に変位の大きな磁歪素子(超磁歪素子)が知られるようになり、現在、その様々な利用形態が提案されている。例えば、超磁歪素子が持つ応答性の高さや駆動力の大きさに注目して、これをアクチュエータとして利用するといった提案(特許文献1及び2参照)や、圧力センサとして利用するといった提案(特許文献3〜6参照)が数多くなされている。
Magnetostrictive elements that expand and contract in response to the application of a magnetic field have been known for a long time, but conventional magnetostrictive elements have a small displacement, and thus have been rarely used practically. However, in recent years, magnetostrictive elements (giant magnetostrictive elements) having a very large displacement of 1500 ppm to 2000 ppm have been known, and various usage forms thereof have been proposed. For example, paying attention to the high responsiveness and the magnitude of the driving force of the giant magnetostrictive element, a proposal to use it as an actuator (see
このような超磁歪ユニットは、基本的に、超磁歪素子とその径方向に配置されたコイルを備えている。したがって、コイルに所定の電流を流すことにより超磁歪素子を変位させれば、これをアクチュエータとして利用することが可能となり、逆に、外力による超磁歪素子の変位をコイル電流の変化として検出すれば、これを圧力センサとして利用することが可能となる。
しかしながら、超磁歪材料は一般に透磁率が低く(μ=6〜10程度)、このため磁気回路の設計によっては超磁歪素子中の磁束密度が不均一となりやすいという問題があった。超磁歪素子中の磁束密度が不均一であると、超磁歪素子の変位とコイル電流との間のリニアリティが低下し、その結果、超磁歪ユニットの出力に歪みが生じてしまうことから、超磁歪素子中の磁束密度はできる限り均一であることが望ましい。 However, the giant magnetostrictive material generally has a low magnetic permeability (about μ = 6 to 10), so that there is a problem that the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element tends to be uneven depending on the design of the magnetic circuit. If the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element is not uniform, the linearity between the displacement of the giant magnetostrictive element and the coil current is reduced, resulting in distortion in the output of the giant magnetostrictive unit. It is desirable that the magnetic flux density in the element be as uniform as possible.
したがって、本発明は、超磁歪素子中の磁束密度をより均一化し、これにより超磁歪ユニットの出力歪みを低減することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to make the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element more uniform, thereby reducing the output distortion of the giant magnetostrictive unit.
本発明による超磁歪ユニットは、超磁歪素子と、前記超磁歪素子の径方向に配置されたコイルと、前記超磁歪素子の軸方向に配置されたヨークとを備え、前記超磁歪素子の軸方向における長さと前記コイルの軸方向における長さが実質的に一致しており、前記ヨークの径が前記コイルの内径よりも大きいことを特徴とする。本発明によれば、超磁歪素子内の磁束密度の均一性が高いことから、超磁歪ユニットの出力歪みを効果的に低減することが可能となる。 A giant magnetostrictive unit according to the present invention includes a giant magnetostrictive element, a coil arranged in a radial direction of the giant magnetostrictive element, and a yoke arranged in the axial direction of the giant magnetostrictive element, and the axial direction of the giant magnetostrictive element. And the length in the axial direction of the coil substantially coincide with each other, and the diameter of the yoke is larger than the inner diameter of the coil. According to the present invention, since the uniformity of the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element is high, the output distortion of the giant magnetostrictive unit can be effectively reduced.
本発明において前記ヨークの径は、前記コイルの外径と同じかこれよりも大きいことが好ましい。これによれば、超磁歪素子内の磁束密度をより均一化することが可能となる。 In the present invention, the diameter of the yoke is preferably equal to or larger than the outer diameter of the coil. According to this, it becomes possible to make the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element more uniform.
本発明において前記ヨークは、前記超磁歪素子の軸方向に設けられた第1及び第2の部分と、前記超磁歪素子の径方向に設けられ前記第1及び第2の部分をつなぐ第3の部分とを含んでいることが好ましい。これによれば、超磁歪素子内の磁束密度を均一でより高くすることが可能となる。 In the present invention, the yoke includes a first and second portion provided in the axial direction of the giant magnetostrictive element, and a third portion provided in the radial direction of the giant magnetostrictive element and connecting the first and second portions. It is preferable that the portion is included. According to this, the magnetic flux density in the giant magnetostrictive element can be made uniform and higher.
本発明による超磁歪ユニットは永久磁石をさらに備えていることが好ましく、この永久磁石は、前記コイルの径方向または前記超磁歪素子の軸方向に配置することができる。永久磁石を備えることにより、超磁歪ユニットに磁気バイアスを付与することができる。 The giant magnetostrictive unit according to the present invention preferably further comprises a permanent magnet, which can be arranged in the radial direction of the coil or in the axial direction of the giant magnetostrictive element. By providing a permanent magnet, a magnetic bias can be applied to the giant magnetostrictive unit.
本発明において前記ヨークの透磁率は100以上であることが好ましく、1000以上であることがより好ましい。これは、ヨークの透磁率が高いほど、超磁歪素子の端部における磁束密度の低下を抑制でき、その結果、磁束密度がより均一化されるからである。 In the present invention, the magnetic permeability of the yoke is preferably 100 or more, and more preferably 1000 or more. This is because the higher the magnetic permeability of the yoke, the lower the magnetic flux density at the end of the giant magnetostrictive element can be suppressed, and as a result, the magnetic flux density is made more uniform.
このように、本発明による超磁歪ユニットは超磁歪素子内における磁束密度の均一性が高いことから、これをアクチュエータとして用いた場合、或いは、圧力センサとして用いた場合のいずれにおいても、出力歪みを大幅に低減することが可能となる。 As described above, since the giant magnetostrictive unit according to the present invention has high uniformity of magnetic flux density in the giant magnetostrictive element, the output strain can be reduced when the actuator is used as an actuator or as a pressure sensor. It can be greatly reduced.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の好ましい実施形態による超磁歪ユニット10の構造を示す略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a giant
図1に示すように、本実施形態による超磁歪ユニット10は、円柱状の超磁歪素子11と、超磁歪素子11の径方向に配置された円筒状のコイル12と、超磁歪素子11の軸方向に配置された円盤状のヨーク13と、コイル12の径方向に配置された円筒状の永久磁石14とを備えている。本実施形態による超磁歪ユニット10は、コイル12に所定の電流を流すことにより超磁歪素子11を変位させるアクチュエータとして利用することが可能であり、さらに、外力による超磁歪素子11の変位をコイル電流の変化として検出する圧力センサとして利用することも可能である。
As shown in FIG. 1, the giant
超磁歪素子11は、磁界の印加に応じて変位するとともに、外力による変位に応じて透磁率が変化する超磁歪材料によって構成された円柱状の素子である。使用する超磁歪材料としては、特に限定されるものではないがTb0.34−Dy0.66−Fe1.90を中心組成とする超磁歪材料等を用いることができる。超磁歪素子11のサイズについては、目的とする超磁歪ユニット10の用途や出力に応じて適宜選択すれば良い。
The giant
コイル12は、その中空部に超磁歪素子11が挿入されており、超磁歪素子11と磁気結合する電磁変換手段として用いられる。したがって、図示しない駆動回路より所定の電流をコイル12に供給すると、コイル12はこれに基づく磁界を超磁歪素子11に印加し、これにより得られる超磁歪素子11の変位をヨーク13の第1の部分13aから取り出すことができる。つまり、この場合は超磁歪ユニット10がアクチュエータとして機能する。逆に、ヨーク13の第1の部分13aに加えられた外力によって超磁歪素子11が伸縮し、これによって超磁歪素子11の透磁率が変化すると、コイル12はこれにより生じる電流を図示しない検出回路へと供給する。つまり、この場合は超磁歪ユニット10が圧力センサとして機能する。
The coil 12 has a giant
図1に示すように、本実施形態による超磁歪ユニット10では、超磁歪素子11の軸方向における長さとコイル12の軸方向における長さが実質的に一致している。これは、超磁歪素子11中の磁束密度を均一化するためであり、かかる構成により超磁歪ユニット10の出力歪みが低減されている。つまり、超磁歪素子11の軸方向における長さがコイル12の軸方向における長さよりも短い場合には、超磁歪素子11の端部における磁束密度が中央部分よりも高くなる一方、超磁歪素子11の軸方向における長さがコイル12の軸方向における長さよりも長い場合には、超磁歪素子11の端部における磁束密度が中央部分よりも低くなってしまう。これに対し、これらの軸方向における長さを実質的に一致させれば、超磁歪素子11中の磁束密度は端部から中央部に亘ってほぼ均一となり、具体的には、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差を10%以下とすることが可能となる。
As shown in FIG. 1, in the giant
ヨーク13は、図1に示すように、超磁歪素子11の一方の端部側に設けられた第1の部分13aと、他方の端部側に設けられた第2の部分13bによって構成されている。ヨーク13の第1の部分13aは、超磁歪素子11の変位を取り出し、或いは、超磁歪素子11に外力を伝える入出力部として機能し、ヨーク13の第2の部分13bは実質的に固定される。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態では、ヨーク13の径X1がコイル12の外径X2よりも大きく設定されている。本発明において、ヨーク13の径X1をコイル12の外径X2よりも大きくすることは必須ではないが、少なくとも、ヨーク13の径X1をコイル12の内径X3よりも大きくする必要がある。これは、ヨーク13の径X1がコイル12に対して大きいほど、磁束密度を均一化する効果が高くなるからであり、本実施形態のように、ヨーク13の径X1をコイル12の外径X2よりも大きく設定すれば、超磁歪ユニット10の出力歪みを非常に小さくすることが可能となる。これに対し、ヨーク13の径X1がコイル12の内径X3以下であると、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差が10%を超え、出力歪みが増大してしまう。
In the present embodiment, the diameter X1 of the
ヨーク13の材料としては、できる限り透磁率の高い材料を用いることが好ましく、具体的には、透磁率(μ)が100以上であることが好ましく、1000以上であることがより好ましい。これは、ヨーク13の透磁率が高いほど、超磁歪素子11の端部における磁束密度の低下を抑制する効果が高くなるからであり、ヨーク13の材料として透磁率が100以上である材料を用いれば、本実施形態の構成と相まって、よりいっそう磁束密度を均一化することが可能となる。特に、ヨーク13の材料として透磁率が1000以上である材料を用いれば、本実施形態の構成と相まって、磁束密度をほぼ均一とすることが可能となる。好ましい具体的な材料としては、純鉄(μ=5000以上)、けい素鉄(μ=6000以上)、電磁ステンレス(μ=4000以上)、パーマロイ(μ=30000以上)、フェライト(μ=1000以上)等を挙げることができる。
As the material of the
永久磁石14は、コイル12の外側を取り囲む筒状体であり、超磁歪素子11に磁気バイアスを印加する役割を果たす。これは、磁気バイアスのない状態では、超磁歪素子11の変位が磁界の向きに対して方向性がないからである。
The
以上の構成を有する超磁歪ユニット10は、上述のとおり、超磁歪素子11の軸方向における長さとコイル12の軸方向における長さが実質的に一致しているとともに、ヨーク13の径X1がコイル12の外径X2よりも大きく設定されていることから、超磁歪素子11内の磁束密度の均一性が非常に高くなる。これにより、本実施形態の超磁歪ユニット10をアクチュエータとして用いた場合、或いは、圧力センサとして用いた場合のいずれにおいても、出力歪みを大幅に低減することが可能となる。
As described above, the giant
尚、「コイルの軸方向における長さ」とは、ボビンのように電磁変換機能を持たない部分の長さを除き、巻線により構成される本体部分のみの長さを意味する。したがって、コイル12がボビンに巻回されている場合には、図2に示すように、ボビン12aの肉厚に相当する凹部15をヨーク13に設ければ、超磁歪素子11の軸方向における長さとコイル12の軸方向における長さを実質的に一致させつつ、ヨーク13によってボビン12aを狭持することが可能となる。
The “length in the axial direction of the coil” means the length of only the main body portion constituted by the windings, excluding the length of a portion having no electromagnetic conversion function such as a bobbin. Therefore, when the coil 12 is wound around the bobbin, as shown in FIG. 2, if the
図3は、本発明の好ましい他の実施形態による超磁歪ユニット20の構造を示す略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a giant
本実施形態による超磁歪ユニット20は、ヨーク13がコイル12の径方向外側に設けられた第3の部分13cをさらに有し、これにより第1の部分13aと第2の部分13bが繋がっているとともに、永久磁石21が超磁歪素子11の軸方向に配置されている点において、上記実施形態と相違している。かかる構造により、本実施形態では超磁歪素子11とヨーク13(第1、第2及び第3の部分13a、13b、13c)によって閉磁路が形成されている。また、本実施形態ではヨーク13が一体化されているため、第1の部分13aから超磁歪素子11の変位を直接取り出し、或いは、第1の部分13aを介して超磁歪素子11に外力を直接伝えることはできない。このため、本実施形態では、ヨーク13の第1の部分13aに貫通孔が設けられ、ここに入出力ロッド22が配置されている。したがって、本実施形態では、入出力ロッド22を介して超磁歪素子11の変位が取り出され、或いは、入出力ロッド22を介して外力が超磁歪素子11へ伝えられる。入出力ロッド22は、少なくとも第1の部分13aに取り囲まれた領域がヨーク材で構成されていることが好ましい。この場合、入出力ロッド22全体がヨーク材で構成されていてても構わないし、第1の部分13aに取り囲まれた領域のみがヨーク材によって構成されていても構わない。これによれば、より確実に閉磁路を形成することができる。
In the giant
尚、磁気結合が密である限り、第1、第2及び第3の部分13a、13b、13cからなるヨーク13が一体的である必要はなく、これらの一部又は全部が別部品であっても構わない。
As long as the magnetic coupling is dense, the
本実施形態においても、超磁歪素子11の軸方向における長さとコイル12の軸方向における長さは実質的に一致しており、且つ、ヨーク13の径X1がコイル12の外径X2よりも大きく設定されている。これにより、上記実施形態と同様、超磁歪素子11内の磁束密度をほぼ均一とすることが可能となる。尚、本実施形態では、永久磁石21が超磁歪素子11の軸方向に配置されていることから、図3に示すように、永久磁石21の厚みに相当する凹部23をヨーク13に設けることにより、超磁歪素子11の軸方向における長さとコイル12の軸方向における長さを実質的に一致させつつ、ヨーク13によってコイル12を狭持することが可能となる。
Also in this embodiment, the length in the axial direction of the giant
また、図4に示すようにコイル12がボビン12aに巻回されている場合には、凹部23の深さを永久磁石21の厚みからボビン12aの肉厚を減じた深さとすればよい。図示しないが、永久磁石21の厚みよりもボビン12aの肉厚の方が厚い場合には、逆に、ヨーク13に突起を設け、その高さをボビン12aの肉厚から永久磁石21の厚みを減じた高さに設定すればよい。
Further, as shown in FIG. 4, when the coil 12 is wound around the bobbin 12 a, the depth of the
本実施形態による超磁歪ユニット20は、上記実施形態による超磁歪ユニット10の効果に加え、ヨーク13の第3の部分13cによって第1の部分13aと第2の部分13bが繋がっていることから、超磁歪素子11内の磁束密度が均一なだけでなく、磁束密度自体を高めることが可能となる。これにより、上記実施形態による超磁歪ユニット10と比べ、より高い電磁変換効率を得ることが可能となる。
In addition to the effect of the giant
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say.
以下、本発明の効果を実証すべく、静磁場解析装置を用いた静磁場シミュレーションの結果について説明する。 Hereinafter, the results of a static magnetic field simulation using a static magnetic field analyzer will be described in order to verify the effects of the present invention.
[実施例1] [Example 1]
まず、図5に示す断面を持った超磁歪ユニットを想定し、超磁歪素子11の中心軸11aに沿った磁束密度をシミュレーションした。超磁歪素子11の透磁率(μ)は6とし、軸方向における長さについては20mm、径については2mmとした。また、コイル12の軸方向における長さについても20mmとし、内径及び外径についてはそれぞれ4mm、8mmとした。ヨーク13の透磁率(μ)は1000とし、その径はコイル12の外径と一致させた(8mm)。
First, assuming a giant magnetostrictive unit having a cross section shown in FIG. 5, the magnetic flux density along the central axis 11a of the giant
そして、コイル12にコイル電流(A:アンペア)とコイル巻数(T:巻数)の積が500A・Tである電流を流した場合の中心軸11aに沿った磁束密度をシミュレーションした。シミュレーションの結果を図6に示す。 And the magnetic flux density along the central axis 11a when the electric current whose product of a coil electric current (A: ampere) and a coil turn number (T: turn number) is 500A * T was sent to the coil 12 was simulated. The result of the simulation is shown in FIG.
図6に示すように、中心軸11aに沿った磁束密度は、超磁歪素子11の軸方向にほぼ均一であり、端部(末端から約2mmの領域、以下同様)における磁束密度と中央部における磁束密度との差(絶対値、以下同様)が約6.2%であることが確かめられた。
As shown in FIG. 6, the magnetic flux density along the central axis 11a is substantially uniform in the axial direction of the giant
[比較例1] [Comparative Example 1]
図7に示す断面を持った超磁歪ユニットを想定し、コイル12の軸方向における長さを18mmとし、ヨーク13の断面形状をコの字型とすることによって、超磁歪素子11の端部とコイル12の端部をヨーク13に当接させた。その他の条件については実施例1と同一として、中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。
Assuming the giant magnetostrictive unit having the cross section shown in FIG. 7, the length of the coil 12 in the axial direction is 18 mm, and the sectional shape of the
シミュレーションの結果は図6に示されている。図6に示すように、比較例1の構造では超磁歪素子11の端部において磁束密度の低下が見られ、その結果、磁束密度が超磁歪素子11の軸方向に不均一となることが確かめられた。具体的には、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約12.8%であった。
The result of the simulation is shown in FIG. As shown in FIG. 6, in the structure of Comparative Example 1, it was confirmed that a decrease in magnetic flux density was observed at the end of the super
[比較例2] [Comparative Example 2]
コイル12の軸方向における長さを16mmとし、ヨーク13の形状をこれに合わせた他は、比較例1と同一条件にて磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果は図6に示されており、比較例2の構造では超磁歪素子11の端部における磁束密度の低下がより著しくなることが確かめられた。具体的には、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約14.7%であった。
The magnetic flux density was simulated under the same conditions as in Comparative Example 1 except that the length of the coil 12 in the axial direction was set to 16 mm and the shape of the
[比較例3] [Comparative Example 3]
図8に示す断面を持った超磁歪ユニットを想定し、コイル12の軸方向における長さを22mmとし、ヨーク13の断面形状をT字型とすることによって、超磁歪素子11の端部とコイル12の端部をヨーク13に当接させた。その他の条件については実施例1と同一として、中心軸11aに沿った磁束密度のシミュレーションを行った。
Assuming the giant magnetostrictive unit having the cross section shown in FIG. 8, the length of the coil 12 in the axial direction is 22 mm, and the sectional shape of the
シミュレーションの結果は同じく図6に示されている。図6に示すように、比較例3の構造では超磁歪素子11の端部において磁束密度の盛り上がりが見られ、その結果、磁束密度が超磁歪素子11の軸方向に不均一となることが確かめられた。具体的には、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約11.7%であった。
The result of the simulation is also shown in FIG. As shown in FIG. 6, in the structure of Comparative Example 3, it was confirmed that a rise in the magnetic flux density was observed at the end of the super
[比較例4] [Comparative Example 4]
コイル12の軸方向における長さを24mmとし、ヨーク13の形状をこれに合わせた他は、比較例3と同一条件にて磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果は図6に示されており、比較例4の構造では超磁歪素子11の端部における磁束密度の盛り上がりがより著しくなることが確かめられた。具体的には、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約46.3%であった。
The magnetic flux density was simulated under the same conditions as in Comparative Example 3 except that the length of the coil 12 in the axial direction was set to 24 mm and the shape of the
[実施例2] [Example 2]
超磁歪素子11とヨーク13の中心軸を合わせたまま、ヨーク13の径を12mm(コイル12の外径の1.5倍)とした他は、実施例1と同一条件にて磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果を図9に示す。尚、図9には、実施例1の結果も併せて示されている。図9に示すように、ヨーク13の径をコイル12の外径の1.5倍まで大きくすると、中心軸11aに沿った磁束密度がより均一となるとともに、磁束密度自体も高くなることが確かめられた。端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約2.5%であった。
The magnetic flux density simulation was performed under the same conditions as in Example 1 except that the diameter of the
[実施例3] [Example 3]
超磁歪素子11とヨーク13の中心軸を合わせたまま、ヨーク13の径を20mm(コイル12の外径の2.5倍)とした他は、実施例1と同一条件にて磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果は同じく図9に示されており、ヨーク13の径をコイル12の外径の2.5倍まで大きくすると、中心軸11aに沿った磁束密度がさらに均一となるとともに、磁束密度自体も高くなることが確かめられた。端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約0.5%であった。
Simulation of magnetic flux density under the same conditions as in Example 1 except that the diameter of the
[実施例4] [Example 4]
超磁歪素子11とヨーク13の中心軸を合わせたまま、ヨーク13の径を40mm(コイル12の外径の5倍)とした他は、実施例1と同一条件にて磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果は同じく図9に示されており、ヨーク13の径をコイル12の外径の5倍まで大きくすると、中心軸11aに沿った磁束密度がよりいっそう均一となるとともに、磁束密度自体も高くなることが確かめられた。端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約0.1%であった。
The magnetic flux density was simulated under the same conditions as in Example 1 except that the diameter of the
[実施例5] [Example 5]
超磁歪素子11とヨーク13の中心軸を合わせたまま、ヨーク13の径を6mm(コイル12の外径と内径の中間値)とした他は、実施例1と同一条件にて磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果は同じく図9に示されており、ヨーク13の径をコイル12の外径と内径の中間値に設定した場合、中心軸11aに沿った磁束密度は実施例1よりも劣るものの、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約9.6%にとどまった。
The magnetic flux density simulation was performed under the same conditions as in Example 1 except that the diameter of the
[比較例5] [Comparative Example 5]
超磁歪素子11とヨーク13の中心軸を合わせたまま、ヨーク13の径を4mm(コイル12の内径と一致)とした他は、実施例1と同一条件にて磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果は同じく図9に示されており、ヨーク13の径をコイル12の内径と同じ値に設定すると、超磁歪素子11の端部において磁束密度の低下が見られ、その結果、磁束密度が超磁歪素子11の軸方向にやや不均一となることが確かめられた。具体的には、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約13.6%であった。
The magnetic flux density was simulated under the same conditions as in Example 1 except that the diameter of the
[比較例6] [Comparative Example 6]
超磁歪素子11とヨーク13の中心軸を合わせたまま、ヨーク13の径を2mm(超磁歪素子11の径と一致)とした他は、実施例1と同一条件にて磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果は同じく図9に示されており、ヨーク13の径を超磁歪素子11の径と同じ値に設定すると、超磁歪素子11の端部における磁束密度の低下がより著しくなることが確かめられた。具体的には、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約18.2%であった。
The magnetic flux density was simulated under the same conditions as in Example 1 except that the diameter of the
[比較例7] [Comparative Example 7]
ヨーク13を削除した他は、実施例1と同一条件にて磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果は同じく図9に示されており、ヨーク13を削除すると超磁歪素子11の端部における磁束密度の低下がよりいっそう著しくなることが確かめられた。具体的には、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約26.4%であった。
The magnetic flux density was simulated under the same conditions as in Example 1 except that the
[実施例6] [Example 6]
両端のヨーク13をつなぎ、図10に示す断面構造を想定した他は、実施例1と同一条件にて磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果は同じく図9に示されており、両端のヨーク13を接続すると、中心軸11aに沿った磁束密度がよりいっそう均一となるとともに、磁束密度自体も非常に高くなることが確かめられた。端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約0.1%であった。
The magnetic flux density was simulated under the same conditions as in Example 1 except that the
[実施例7] [Example 7]
ヨーク13の透磁率(μ)を100とした他は、実施例6と同一条件にて磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果を図11に示す。尚、図11には、実施例6の結果も併せて示されている。図11に示すように、ヨーク13の透磁率(μ)を100とすると、中心軸11aに沿った磁束密度は実施例6よりも僅かに劣るものの、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約1.1%にとどまった。
The magnetic flux density was simulated under the same conditions as in Example 6 except that the magnetic permeability (μ) of the
[実施例8] [Example 8]
ヨーク13の透磁率(μ)を10とした他は、実施例6と同一条件にて磁束密度のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果は同じく図11に示されており、ヨーク13の透磁率(μ)を10とすると、中心軸11aに沿った磁束密度は実施例7よりもさらに劣るものの、端部における磁束密度と中央部における磁束密度との差は約8.3%にとどまった。
The magnetic flux density was simulated under the same conditions as in Example 6 except that the permeability (μ) of the
10,20 超磁歪ユニット
11 超磁歪素子
11a 中心軸
12 コイル
12a ボビン
13 ヨーク
13a ヨークの第1の部分
13b ヨークの第2の部分
13c ヨークの第3の部分
14,21 永久磁石
15,23 凹部
22 入出力ロッド
X1 ヨークの径
X2 コイルの外径
X3 コイルの内径
10, 20 Giant
Claims (7)
The giant magnetostrictive unit according to claim 6, wherein the yoke has a magnetic permeability of 1000 or more.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004044755A JP2005236115A (en) | 2004-02-20 | 2004-02-20 | Super-magnetostriction unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004044755A JP2005236115A (en) | 2004-02-20 | 2004-02-20 | Super-magnetostriction unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005236115A true JP2005236115A (en) | 2005-09-02 |
Family
ID=35018733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004044755A Pending JP2005236115A (en) | 2004-02-20 | 2004-02-20 | Super-magnetostriction unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005236115A (en) |
-
2004
- 2004-02-20 JP JP2004044755A patent/JP2005236115A/en active Pending
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