JP2014233672A - 超磁歪アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】従来の超磁歪アクチュエータの場合、コイルに入力された信号に従いコイルの中に挿入されている可動ロッドが振動すると、その反動で本体コイル部分が揺れて無駄にエネルギーが消費されてしまう。この問題を解決するのを課題とする。【解決手段】筒状ボビン（１）の長さ方向の真ん中の位置の筒内に設置されている中蓋部（２）を中心にして、ちょうど対称的に上ロッド（３）と下ロッド（４）が設置されている事を特徴とする超磁歪アクチュエータを構築する。【選択図】図１

Description

超磁歪素子を利用したアクチュエータに関する発明である。

最近、振動発生させるアクチュエータ発振子として超磁歪素子を利用したものに注目が集まっている。

特開Ｈ１０−１４５８９２

従来の超磁歪アクチュエータの場合、コイルに入力された信号に従いコイルの中に挿入されている可動ロッドが振動すると、その反動で本体コイル部分が揺れて無駄にエネルギーが消費されてしまう。この問題を解決するのを課題とする。

図１のような構造の超磁歪アクチュエータを構築する。

筒状ボビン（１）の長さ方向の真ん中の位置の筒内に設置されている中蓋部（２）を中心にして、ちょうど対称的に上ロッド（３）と下ロッド（４）が設置されている事を特徴とする超磁歪アクチュエータを構築する。

中空で筒状の図２で示すボビン（１）には変形上蓋部（５）と変形下蓋部（６）が設置されてその周りにはコイル（７）が巻かれていて、長さ方向の真ん中の筒内には中蓋部（２）が設置されている。

上ロッド（３）下ロッド（４）はそれぞれ中蓋部（２）から近い順にバイアス磁石１（７）、超磁歪ロッド（９）バイアス磁石２（８）と接続されて円柱状を形成し、その先の接続部（１０）が出ている。つまり、上ロッド（３）と下ロッド（４）は、中蓋部（２）を中心に上下対称の形態を成している。ただし、全バイアス磁石の磁界の方向は対称ではなく同じ向きになるように設置する。又、バイアス磁石（７）の位置は従来のアクチュエータ同様コイル（７）の近くに設置する事も一案である。

この時、中蓋部（２）はより大きな力に耐えられるように強化された材質の部材にすることも一案である。

中蓋部（２）を境に設置された上ロッド（３）と下ロッド（４）とは入力された信号に対して、互いに逆方向へ伸縮し、全体として上ロッド（３）と下ロッド（４）が一つの伸縮運動することになる。
この時、上ロッド（３）と下ロッド（４）が振動する事による起きる反動は中蓋部（２）に集中すると同時に互いに打ち消しあうので、ボビン（１）及びコイル（７）が反動で揺れたりしてエネルギーを無駄に消費する事は無い。

これを使用するには振動を与えたい対象物で直接、或いは接続具などを介して上下の接続部（１０）を挟む形で与圧を与えながら接続する。

この他、本願発明は形態が特殊なので、新規なデザインのアクチュエータとして、あるいは既存特許の回避の場面、又あるいは今後新たな使い方の場面が想定されるものであろう。

先行技術文献との比較
特許文献１における超磁歪ロッド１１は、磁界発生コイル５に入力された信号に従い伸縮するけれど、超磁歪ロッド１１が振動した事により今度は逆に自戒発生コイル５、円盤状ヨーク７、外筒１５、ハウジング３などの本体部分が反動で揺れてしまい無駄にエネルギーが消費されてしまう。

この点、本願発明の場合、上ロッド（３）と下ロッド（４）が振動する事による起きる反動は中蓋部（２）に集中すると同時に互いに打ち消しあうので、ボビン（１）及びコイル（７）が反動で揺れたりしてエネルギーを無駄に消費する事は無いので、特許文献１より効率良く振動が発生する。

は、実施例１の断面図 は、実施例１のボビン立体図 は、実施例２の断面図 は、実施例３の断面図 は、実施例４の断面図 は、実施例４の立体図 は、実施例４のボビン組立立体図 は、実施例５の背面立体図と側面立体図 は、実施例６の背面立体図 は、実施例７の立体図 は、実施例８の立体図

これを使用するには、振動を与えたい対象物で直接、或いは接続具などを介して上下の接続部（１０）を挟みながら与圧を加えるので、中蓋部（２）で支えられたボビン（１）及びコイル（７）は特に固定具などを必要としなくても安定して固定される。

本願発明のアクチュエータの基本形態断面図１に、又この実施例のボビンの立体図を図２に示す。

実施例１の対称的に設置してある上ロッド（３）下ロッド（４）に共振作用を得て諸特性を改善すべく弾性体（１２）を追加構成した例の断面図を図３に示した。
この例では各ロッドに一つの弾性体（１２）を設置したが、この他のパーツとパーツの間に、あるいは接続部（１０）の先等に設置、あるいは追加設置しても良い。
この弾性体（１２）の素材としては板バネ、プラスチックゴムなどを利用できる。

実施例１のアクチュエータを上蓋下蓋有円筒状の本体（１１）に組み込んだ例の断面図を図４に示す。上下の接続部（１０）へは本体（１１）から与圧を受ける形で構成されている。

これを使用するには振動を与えたい対象物を本体（１１）のいずれかの部分に接触させる。

本体（１１）の形態を片側板無の開口箱形状として、続いて、固定具などを接続設置することが可能になるように、ボビンケース（１２）の中に実施例１のボビンを挿入した形態のボビン（１）で構成した実施例の断面図を図５に、立体図を図６に、又この実施例のボビンの組立立体図７を示す。

これを使用するには本体（１１）を振動を与えたい対象物に接触させる。
又、アクチュエータ本体を支え固定する必要がある時はボビン（１）に固定具を接続するなどで対応できる。

実施例４のボビン（１）にスタンド（１５）を接続設置し、本願アクチュエータ（１３）に振動板（１４）を接続設置して構成したスピーカーシステムの背面立体図と側面立体図を図８に示す。

実施例４の本願アクチュエータ（１３）で構成したスタンド式スピーカー例の背面立体図を図９に示す。

振動を与えるべき対象物（１６）に本願アクチュエータ（１３）を設置具（１７）で取り付けた実施例の立体図を図１０に示す。
本願アクチュエータ（１３）は設置具（１７）の取り付け方で与圧が加えられている。

振動を与えるべき対象物（１６）に箱型の凹部を設置し、その中にシュリンクフィットで本願アクチュエータ（１３）を、直接設置構成した実施例の立体図を図１１に示した。

振動を与えるべき対象物（１６）とは、例えば石油掘削設備の場合の時はドリルパイプ、スピーカーの場合は振動板、など、振動を与えるべき対象物に直接本願アクチュエータを設置する。

１ ボビン
２ 中蓋部
３ 上ロッド
４ 下ロッド
５ 上蓋部
６ 下蓋部
７ バイアス磁石１
８ バイアス磁石２
９ 超磁歪ロッド
１０ 接続部
１１ 本体
１２ ボビンケース
１３ 本願アクチュエータ
１４ 振動板
１５ スタンド
１６ 振動を与えるべき対象物
１７ 設置具

Claims (1)

1. 筒状ボビン（１）の長さ方向の真ん中の位置の筒内に設置されている中蓋部（２）を中心にして、ちょうど対称的に上ロッド（３）と下ロッド（４）が設置されている事を特徴とする超磁歪アクチュエータ。