JP2005243929A - 超磁歪ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 超磁歪素子11と、超磁歪素子11の径方向に配置されたコイル12と、コイル12の径方向に配置された永久磁石14とを備える。永久磁石14の軸方向における長さをa1、永久磁石14の中心径をb1とした場合、本発明では、
0.3≦b1/a1≦0.7
を満たしており、且つ、超磁歪素子11の軸方向における長さをa2とした場合、
1≦a1/a2≦2
を満たしている。これにより、超磁歪素子11に均一な磁気バイアスを与えることができることから、超磁歪ユニット10の出力歪みを効果的に低減することが可能となる。
【選択図】 図1
Description
0.3≦b1/a1≦0.7
を満たしており、且つ、前記超磁歪素子の軸方向における長さをa2とした場合、
1≦a1/a2≦2
を満たしていることを特徴とする。本発明によれば、超磁歪素子に均一な磁気バイアスを与えることができるため、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。
1≦b3/b1≦3
を満たしていることが好ましい。b3とb1との関係を上記の範囲に設定すれば、磁束密度の過度の低下を防止しつつ、磁束密度を十分に均一化することが可能となる。
1≦b3/b1≦3
を満たしていることが好ましく、これは、ヨーク13の径b3が永久磁石14の中心径b1に対して大きいほど、磁束密度が均一となると同時に磁束密度が低下する点を考慮したものである。つまり、b3とb1との関係を上記の範囲に設定すれば、磁束密度の過度の低下を防止しつつ、磁束密度を十分に均一化することが可能となる。
0.3≦b1/a1≦0.7
に設定されている。このように設定しているのは、超磁歪素子11に均一な磁気バイアスを与えるためであり、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、
b1/a1<0.3
であると、超磁歪素子11の中央部における磁気バイアスが不足するとともに、端部の磁気バイアスが中央部分よりも著しく強くなる一方、
b1/a1>0.7
であると、超磁歪素子11の端部における磁気バイアスが中央部分よりも大幅に弱くなってしまう。これに対し、a1とb1との関係を上記の範囲に設定すれば、超磁歪素子11中の磁気バイアスを端部から中央部に亘って均一とすることができる。具体的には、端部における磁気バイアス強度を中央部における磁気バイアス強度の80%以上、150%以下とすることが可能となる。ここで、中央部に対する端部の磁気バイアス強度差を正方向(100%超)に大きく許容しているのは、磁気バイアスが強すぎる場合に比べ、弱すぎる場合の方が問題が大きいからである。
0.45≦b1/a1≦0.55
に設定することが好ましい。
a1=a2
に設定されている。これにより、全体のサイズをできるだけ小型化しつつ、超磁歪素子11に均一な磁気バイアスを与えることが可能となる。これに対し、
a1<a2
とすると、超磁歪素子11中に磁気バイアスがほぼゼロとなる領域が生じることがあり、この場合には、極めて不均一な磁気バイアスとなってしまう。逆に、
a1>a2
であるケースについては後述する。
0.3≦b1/a1≦0.7
に設定され、且つ、永久磁石14の軸方向における長さa1と超磁歪素子11の軸方向における長さa2との関係が、
a1=a2
に設定されていることから、超磁歪素子11に均一な磁気バイアスを与えることが可能となる。さらに、本実施形態では、超磁歪素子11の軸方向にヨーク13を設け、その径b3と永久磁石14の中心径をb1との関係を、
1≦b3/b1≦3
に設定していることから、磁気バイアスによる磁束密度をより均一化することが可能となる。
1≦a1/a2≦2
の範囲内に設定する必要があり、これにより、磁束密度の過度の低下を防止しつつ、磁気バイアスをほぼ均一とすることが可能となる。
1≦a1/a2≦2
の範囲内に設定する必要がある。
b1/a1=0.35、且つ
a1/a2=1
である。
b1/a1=0.45、且つ
a1/a2=1
である。シミュレーションの結果は同じく図5に示されている。図5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、中央部の磁束密度(T1)に対する端部の磁束密度(T2)のずれは約+15.0%であることが確かめられた。また、中央部の磁束密度(T1)は0.2601Tであり、実施例1よりも高い値が得られた。
b1/a1=0.55、且つ
a1/a2=1
である。シミュレーションの結果は同じく図5に示されている。図5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、中央部の磁束密度(T1)に対する端部の磁束密度(T2)のずれは約−5.4%であることが確かめられた。また、中央部の磁束密度(T1)は0.2737Tであり、実施例2よりもさらに高い値が得られた。
b1/a1=0.65、且つ
a1/a2=1
である。シミュレーションの結果は同じく図5に示されている。図5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、中央部の磁束密度(T1)に対する端部の磁束密度(T2)のずれは約−18.0%であり、端部における磁束密度の落ち込みが認められたが、中央部の磁束密度(T1)は0.2776Tであり、実施例3と同等の高い値が得られた。
b1/a1=0.25、且つ
a1/a2=1
である。シミュレーションの結果は同じく図5に示されている。図5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の端部において極端に盛り上がり、中央部の磁束密度(T1)に対する端部の磁束密度(T2)のずれは約+103.3%に達した。
b1/a1=0.75、且つ
a1/a2=1
である。シミュレーションの結果は同じく図5に示されている。図5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の端部において大きく落ち込み、中央部の磁束密度(T1)に対する端部の磁束密度(T2)のずれは約−25.8%に達した。
b1/a1=0.458、且つ
a1/a2=1.2
である。
b1/a1=0.464、且つ
a1/a2=1.4
であり、b1/a1の値は実施例5とほぼ同等である。シミュレーションの結果は同じく図7に示されている。図7に示すように、実施例6の構造では中央部の磁束密度(T1)に対する端部の磁束密度(T2)のずれは約+10.3%であり、磁気バイアスがより均一であったが、中央部の磁束密度(T1)は0.1859Tであり、実施例5より低かった。
b1/a1=0.469、且つ
a1/a2=1.6
であり、b1/a1の値は実施例5、6とほぼ同等である。シミュレーションの結果は同じく図7に示されている。図7に示すように、実施例7の構造では中央部の磁束密度(T1)に対する端部の磁束密度(T2)のずれは約+6.1%であり、磁気バイアスがより均一であったが、中央部の磁束密度(T1)は0.1627Tであり、実施例6より低かった。
b1/a1=0.472、且つ
a1/a2=1.8
であり、b1/a1の値は実施例5〜7とほぼ同等である。シミュレーションの結果は同じく図7に示されている。図7に示すように、実施例8の構造では中央部の磁束密度(T1)に対する端部の磁束密度(T2)のずれは約+2.6%であり、磁気バイアスがより均一であったが、中央部の磁束密度(T1)は0.1451Tであり、実施例7より低かった。
b1/a1=0.475、且つ
a1/a2=2
であり、b1/a1の値は実施例5〜8とほぼ同等である。シミュレーションの結果は同じく図7に示されている。図7に示すように、実施例9の構造では中央部の磁束密度(T1)に対する端部の磁束密度(T2)のずれは約+0.1%であり、磁気バイアスがより均一であったが、中央部の磁束密度(T1)は0.1312Tであり、実施例8より低かった。
b1/a1=0.55、
a1/a2=1、且つ、
b3/b1=1
である。
b1/a1=0.55、
a1/a2=1、且つ、
b3/b1=1.09
である。
b1/a1=0.55、
a1/a2=1、且つ、
b3/b1=2
である。
b1/a1=0.55、
a1/a2=1、且つ、
b3/b1=3
である。
b1/a1=0.438、且つ
a1/a2=0.8
である。
11 超磁歪素子
11a 中心軸
12 コイル
13 ヨーク
13a ヨークの第1の部分
13b ヨークの第2の部分
14 永久磁石
31 ギャップ
a1 永久磁石の軸方向における長さ
a2 超磁歪素子の軸方向における長さ
b1 永久磁石の中心径
b3 ヨークの径
Claims (7)
- 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、前記コイルの径方向に配置された永久磁石とを備え、前記永久磁石の軸方向における長さをa1、前記永久磁石の中心径をb1とした場合、
0.3≦b1/a1≦0.7
を満たしており、且つ、前記超磁歪素子の軸方向における長さをa2とした場合、
1≦a1/a2≦2
を満たしていることを特徴とする超磁歪ユニット。 - 前記超磁歪素子の軸方向に配置されたヨークをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の超磁歪ユニット。
- 前記ヨークの径をb3とした場合、
1≦b3/b1≦3
を満たしていることを特徴とする請求項2に記載の超磁歪ユニット。 - 前記ヨークと前記永久磁石との間には、軸方向に0.1mm以上のギャップが設けられていることを特徴とする請求項2又は3に記載の超磁歪ユニット。
- 前記ヨークの透磁率が100以上であることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の超磁歪ユニット。
- 前記ヨークの透磁率が1000以上であることを特徴とする請求項5に記載の超磁歪ユニット。
- 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いることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に超磁歪ユニット。
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WO2023158131A1 (ko) * | 2022-02-18 | 2023-08-24 | 삼성전자 주식회사 | 스피커를 포함하는 전자 장치 |
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