JPH044776A - 磁歪素子駆動装置 - Google Patents
磁歪素子駆動装置Info
- Publication number
- JPH044776A JPH044776A JP2107093A JP10709390A JPH044776A JP H044776 A JPH044776 A JP H044776A JP 2107093 A JP2107093 A JP 2107093A JP 10709390 A JP10709390 A JP 10709390A JP H044776 A JPH044776 A JP H044776A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- temperature
- magnetic field
- magnetostrictive element
- field generating
- Prior art date
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- Pending
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は磁歪素子駆動装置に係り、特に、電気的エネル
ギーを機械エネルギーに変換するアクチュエータとして
磁歪素子を使用するようにしたものに用いて好適なもの
である。
ギーを機械エネルギーに変換するアクチュエータとして
磁歪素子を使用するようにしたものに用いて好適なもの
である。
〈従来の技術〉
磁界によって歪む性質を持つ磁歪素子が知られており、
このような磁歪素子は例えば、電気的エネルギーを機械
エネルギーに変換するアクチュエータとして利用されて
いる。磁歪素子は、第２図の動作原理説明図に示すよう
に、磁歪素子１の周囲に磁界発生用コイル２を直接巻装
したり、又は、第３図の動作原理説明図に示すように、
磁歪素子１で磁気回路を構成し、その磁気回路に磁界発
生用コイル２を巻いた形で使用される。
このような磁歪素子は例えば、電気的エネルギーを機械
エネルギーに変換するアクチュエータとして利用されて
いる。磁歪素子は、第２図の動作原理説明図に示すよう
に、磁歪素子１の周囲に磁界発生用コイル２を直接巻装
したり、又は、第３図の動作原理説明図に示すように、
磁歪素子１で磁気回路を構成し、その磁気回路に磁界発
生用コイル２を巻いた形で使用される。
いずれの場合も、コイル２に駆動電圧Ｅを印加して駆動
電流ｉを流すことによって磁界Ｈを発生させて磁歪素子
１に加える。これによって、磁歪素子１はその長さ文が
Δ文だけ長くなり、この伸び量Δすを機械的な仕事に利
用する。
電流ｉを流すことによって磁界Ｈを発生させて磁歪素子
１に加える。これによって、磁歪素子１はその長さ文が
Δ文だけ長くなり、この伸び量Δすを機械的な仕事に利
用する。
第４図は、従来の駆動装置の一例を示す構成図で、コイ
ル２に電気エネルギーを供給するためのスイッチング回
路３２は、制御部３３から供給されるタイミング信号に
応じて、ＤＣ′Ｉｔ＠ｔ３１の電圧をスイッチングして
、磁歪素子の周囲に巻いたコイル２に印加する。コイル
２に印加する電圧の波形は、第５図の波形図に示すよう
に、方形波が使用されることが多く、この場合、コイル
２に流れる電流波形は、第６図の波形図に示すようにな
る。
ル２に電気エネルギーを供給するためのスイッチング回
路３２は、制御部３３から供給されるタイミング信号に
応じて、ＤＣ′Ｉｔ＠ｔ３１の電圧をスイッチングして
、磁歪素子の周囲に巻いたコイル２に印加する。コイル
２に印加する電圧の波形は、第５図の波形図に示すよう
に、方形波が使用されることが多く、この場合、コイル
２に流れる電流波形は、第６図の波形図に示すようにな
る。
ここで、印加電圧をＥ、コイル抵抗をＲ，インダクタン
スをＬとすると、電圧を印加している間となる。
スをＬとすると、電圧を印加している間となる。
一方、磁歪素子の歪量Δ旦と磁界の強さＨの関係は、第
７図の特性図に示すようになり、磁界の強さＨは、コイ
ル電流ｉに比例する。すなわち、電流値ｉに応じた歪量
６文が得られる。
７図の特性図に示すようになり、磁界の強さＨは、コイ
ル電流ｉに比例する。すなわち、電流値ｉに応じた歪量
６文が得られる。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、コイル２に連続して通電した場合、コイル２
の温度が上昇してコイル抵抗Ｒは大きくなる０例えば温
度Ｔｏ、Ｔ、のときのコイル抵抗をぞれぞれＲＯ，Ｒ］
とすると、Ｔｏ ＜Ｔ、の場合Ｒｏ ＜Ｒ，である
から、Ｔｏ、Ｔ、におけるコイル電流ｉｏ、ｉ＋は、第
８図の電源波形図に示すように、ｉｌ＜ｉｏ となる。
の温度が上昇してコイル抵抗Ｒは大きくなる０例えば温
度Ｔｏ、Ｔ、のときのコイル抵抗をぞれぞれＲＯ，Ｒ］
とすると、Ｔｏ ＜Ｔ、の場合Ｒｏ ＜Ｒ，である
から、Ｔｏ、Ｔ、におけるコイル電流ｉｏ、ｉ＋は、第
８図の電源波形図に示すように、ｉｌ＜ｉｏ となる。
したがって前に説明したように、電流ｉの大きさに、磁
歪素子１の歪量６文は比例するから、従来の駆動装置で
磁歪素子を駆動した場合には温度によって、歪量が変化
してしまう不都合があった。このことは、磁歪素子をア
クチュエータとして使用する際に、大きな問題となって
いた。
歪素子１の歪量６文は比例するから、従来の駆動装置で
磁歪素子を駆動した場合には温度によって、歪量が変化
してしまう不都合があった。このことは、磁歪素子をア
クチュエータとして使用する際に、大きな問題となって
いた。
本発明は上述の問題点に鑑み、磁歪素子の駆動時に磁界
発生用コイルの温度が変動してもそれによって磁歪素子
の歪量が変化しないようにすることを目的とする。
発生用コイルの温度が変動してもそれによって磁歪素子
の歪量が変化しないようにすることを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉
本発明の磁歪素子駆動装置は、供給された電気エネルギ
ーに応じた磁界を発生させて磁歪素子に加える磁界発生
用コイルと、上記磁界発生用の電気工ネルキーを上記磁
界発生用コイルに供給する駆動回路部と、上記磁界発生
用コイルの温度を検出するための感温素子と、上記感温
素子によって検出された上記磁界発生用コイルの温度に
基いて上記駆動回路部の動作を制御する電源制御部とを
具備している。
ーに応じた磁界を発生させて磁歪素子に加える磁界発生
用コイルと、上記磁界発生用の電気工ネルキーを上記磁
界発生用コイルに供給する駆動回路部と、上記磁界発生
用コイルの温度を検出するための感温素子と、上記感温
素子によって検出された上記磁界発生用コイルの温度に
基いて上記駆動回路部の動作を制御する電源制御部とを
具備している。
〈作用〉
駆動時には磁界発生用コイルの温度を常に検出し、上記
磁界発生用コイルに印加する電圧の大きさを上記検出し
た温度に基いて制御する。これにより、磁界発生用コイ
ルの温度が変化することによって上記コイルの抵抗値が
変化しても、この抵抗値の変化に合わせて印加電圧の大
きさを変えることにより、コイル電流の大きさが変動し
ないように補償することができ、磁界発生用コイルの温
度変動に起因して磁歪素子の歪量が変動しないようにす
ることができる。
磁界発生用コイルに印加する電圧の大きさを上記検出し
た温度に基いて制御する。これにより、磁界発生用コイ
ルの温度が変化することによって上記コイルの抵抗値が
変化しても、この抵抗値の変化に合わせて印加電圧の大
きさを変えることにより、コイル電流の大きさが変動し
ないように補償することができ、磁界発生用コイルの温
度変動に起因して磁歪素子の歪量が変動しないようにす
ることができる。
〈実施例〉
第１図は本発明の一実施例を示す磁歪素子駆動装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
磁歪素子ｌの周囲には、磁界発生用コイル２が巻かれ、
コイル２の端子は駆動回路３に接続されている。駆動回
路３は、電［３１，スイッチング回路３２．制御部３３
で構成される。以上の構成及び動作は、従来例で説明し
たものと同じである。
コイル２の端子は駆動回路３に接続されている。駆動回
路３は、電［３１，スイッチング回路３２．制御部３３
で構成される。以上の構成及び動作は、従来例で説明し
たものと同じである。
一方コイル２に、近接してサーミスタ４が設けられ、こ
のサーミスタ４で検出したコイル２の温度情報が電源制
御部５に与えられる。電源制御部５は温度検出回路５１
と電圧調整回路５２とで構成され、電源制御部５から出
力される信号Ｓ２により電源３１の出力電圧の大きさが
制御される。すなわ′ち、サーミスタ４の抵抗値はコイ
ル２の温度に応じて変化する。このサーミスタ４の抵抗
値を温度検出回路５１によって検出し、温度検出信号Ｓ
１を電圧調整回路５２に出力する。そして、電圧調整回
路５２が与えられた温度検出信号Ｓ１の大きさに基いて
駆動回路部３の電源３１から出力される電圧の大きさを
増減する。
のサーミスタ４で検出したコイル２の温度情報が電源制
御部５に与えられる。電源制御部５は温度検出回路５１
と電圧調整回路５２とで構成され、電源制御部５から出
力される信号Ｓ２により電源３１の出力電圧の大きさが
制御される。すなわ′ち、サーミスタ４の抵抗値はコイ
ル２の温度に応じて変化する。このサーミスタ４の抵抗
値を温度検出回路５１によって検出し、温度検出信号Ｓ
１を電圧調整回路５２に出力する。そして、電圧調整回
路５２が与えられた温度検出信号Ｓ１の大きさに基いて
駆動回路部３の電源３１から出力される電圧の大きさを
増減する。
ここで、磁界発生用コイル２の温度Ｔｏ、ＴＩにおける
サーミスタ抵抗値をそれぞれＲＴＯ、Ｒ１１コイル抵抗
値をＲＯ＋ Ｒ］ とする。
サーミスタ抵抗値をそれぞれＲＴＯ、Ｒ１１コイル抵抗
値をＲＯ＋ Ｒ］ とする。
Ｔｏ ＜ＴＩのとき、Ｒｏ ＜ Ｒ１、ＲＴＯ＞Ｒ１
であるから、サーミスタ抵抗値Ｒ１が小さくなったら高
い電源電圧を出力させるように電圧調整回路５２の動作
を設定しておくようにする。
であるから、サーミスタ抵抗値Ｒ１が小さくなったら高
い電源電圧を出力させるように電圧調整回路５２の動作
を設定しておくようにする。
すなわち、コイル２の温度が低いときには、電源電圧を
低くするとともに、コイル２の温度が高いときには、電
源電圧を高くするように制御する。このように自動調整
することにより、コイル２の温度が変化してもそれによ
って発生磁界が変化しないようにすることができ、温度
特性が優れた電気エネルギー／機械エネルギー変換用ア
クチュエータが得られる。
低くするとともに、コイル２の温度が高いときには、電
源電圧を高くするように制御する。このように自動調整
することにより、コイル２の温度が変化してもそれによ
って発生磁界が変化しないようにすることができ、温度
特性が優れた電気エネルギー／機械エネルギー変換用ア
クチュエータが得られる。
〈発明の効果〉
本発明は上述したように、磁歪素子駆動用の磁界を発生
させるコイルの温度を検出し、上記温度に応じて上記コ
イルに印加する電圧の大きさを制御するようにしたので
、駆動時に上記コイルの温度が変化してコイル抵抗が変
わっても、上記磁界発生用コイルに所定の大きさの駆動
電流を常に供給して発生磁界が変化しないようにするこ
とができる。したがって、磁界発生用コイルの温度変化
によって磁歪素子の歪量が変化するのを有効に防止する
ことができ、磁歪素子の温度特性を大幅に向上させるこ
とができる。
させるコイルの温度を検出し、上記温度に応じて上記コ
イルに印加する電圧の大きさを制御するようにしたので
、駆動時に上記コイルの温度が変化してコイル抵抗が変
わっても、上記磁界発生用コイルに所定の大きさの駆動
電流を常に供給して発生磁界が変化しないようにするこ
とができる。したがって、磁界発生用コイルの温度変化
によって磁歪素子の歪量が変化するのを有効に防止する
ことができ、磁歪素子の温度特性を大幅に向上させるこ
とができる。
第１図は、本発明の一実施例を示す磁歪素子駆動装置の
ブロー７り図、 第２図は、磁歪素子を動作させるための駆動装置の基本
的な構成図、 第３図は、第２図と異なる例を示す磁歪素子駆動装置の
基本的な構成図、 第４図は、従来の磁歪素子駆動装置の一例を示すブロッ
ク図、 第５図は、磁界発生用コイルに印加される電圧の一例を
示す波形図、 第６図は、磁界発生用コイルに流れる電流の一例を示す
波形図、 第７図は、磁界の強さと磁歪素子の歪量との関係を示す
特性図、 第８図は、磁界発生用コイルの温度と駆動電流との関係
を示す波形図である。 ｌ・・・磁歪素子、 ２・・・磁界発生用コイル。 ３・・・駆動回路部、 ４・・・サーミスタ。 ５・・・電源制御部、５１・・・温度検出回路。 ５２・・・電圧調整回路、３１・・・ＤＣｔ源。 ３２・・・スイッチング回路、３３・・・制御部。
ブロー７り図、 第２図は、磁歪素子を動作させるための駆動装置の基本
的な構成図、 第３図は、第２図と異なる例を示す磁歪素子駆動装置の
基本的な構成図、 第４図は、従来の磁歪素子駆動装置の一例を示すブロッ
ク図、 第５図は、磁界発生用コイルに印加される電圧の一例を
示す波形図、 第６図は、磁界発生用コイルに流れる電流の一例を示す
波形図、 第７図は、磁界の強さと磁歪素子の歪量との関係を示す
特性図、 第８図は、磁界発生用コイルの温度と駆動電流との関係
を示す波形図である。 ｌ・・・磁歪素子、 ２・・・磁界発生用コイル。 ３・・・駆動回路部、 ４・・・サーミスタ。 ５・・・電源制御部、５１・・・温度検出回路。 ５２・・・電圧調整回路、３１・・・ＤＣｔ源。 ３２・・・スイッチング回路、３３・・・制御部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 供給された電気エネルギーに応じた磁界を発生させて
磁歪素子に加える磁界発生用コイルと、上記磁界発生用
の電気エネルギーを上記磁界発生用コイルに供給する駆
動回路部と、 上記磁界発生用コイルの温度を検出するための感温素子
と、 上記感温素子によって検出された上記磁界発生用コイル
の温度に基いて上記駆動回路部の動作を制御する電源制
御部とを具備することを特徴とする磁歪素子駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2107093A JPH044776A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 磁歪素子駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2107093A JPH044776A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 磁歪素子駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH044776A true JPH044776A (ja) | 1992-01-09 |
Family
ID=14450283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2107093A Pending JPH044776A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 磁歪素子駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH044776A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6720684B2 (en) * | 2000-03-22 | 2004-04-13 | Siemens Automotive Corporation | Method of control for a self-sensing magnetostrictive actuator |
| JP2016513445A (ja) * | 2013-02-06 | 2016-05-12 | グレート プレインズ ディーゼル テクノロジーズ，エル．シー． | 磁歪アクチュエータ |
-
1990
- 1990-04-23 JP JP2107093A patent/JPH044776A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6720684B2 (en) * | 2000-03-22 | 2004-04-13 | Siemens Automotive Corporation | Method of control for a self-sensing magnetostrictive actuator |
| JP2016513445A (ja) * | 2013-02-06 | 2016-05-12 | グレート プレインズ ディーゼル テクノロジーズ，エル．シー． | 磁歪アクチュエータ |
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