JPH05344767A - Magnetostrictive actuator mechanism - Google Patents

Magnetostrictive actuator mechanism

Info

Publication number
JPH05344767A
JPH05344767A JP4152575A JP15257592A JPH05344767A JP H05344767 A JPH05344767 A JP H05344767A JP 4152575 A JP4152575 A JP 4152575A JP 15257592 A JP15257592 A JP 15257592A JP H05344767 A JPH05344767 A JP H05344767A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
generating means
magnetostrictive
displacement generating
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4152575A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Aoyanagi
敏 青柳
Ryoichi Sugawara
良市 菅原
Akira Kudo
章 工藤
Akihiro Ishiguro
昭宏 石黒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4152575A priority Critical patent/JPH05344767A/en
Publication of JPH05344767A publication Critical patent/JPH05344767A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/34Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements

Abstract

PURPOSE:To provide various mechanisms in which service life and reliability can be enhanced through simple structure by employing a magnetostrictive actuator. CONSTITUTION:An air-core coil 6 is disposed, as a magnetic field applying means, in the vicinity of a columnar or square pillar section 2 formed in the center of a fixed yoke 1. Magnetostrictive rods 4, 5 are arranged in grooves 3 made at the opposite ends of the fixed yoke 1 while a movable yokes 7 is arranged oppositely to the fixed yoke 1 and inclinations of predetermined angle are formed at the opposite ends 12, 13 of the movable yoke contacting, respectively, with the magnetostrictive rods 4, 5 at the ends thereof.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、外部磁界の印加により
磁歪を生じる磁性体を備えた磁歪式アクチュエータ機構
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetostrictive actuator mechanism provided with a magnetic material that causes magnetostriction when an external magnetic field is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】変位発生用のアクチュエータにおいて
は、小型で高出力が得られる強力なアクチュエータの開
発が望まれている。かかる要望に応えるものとして、従
来より圧電材料を変位発生素子として、これに制御電圧
を印加して駆動する圧電アクチュエータが知られている
が、最近、圧電材料より剛性が大きい磁歪を有する磁性
体、つまり磁性材料を用いた磁歪式アクチュエータが注
目されている。
2. Description of the Related Art For actuators for generating displacement, it has been desired to develop a compact and powerful actuator that can obtain high output. In order to meet such a demand, a piezoelectric actuator is conventionally known in which a piezoelectric material is used as a displacement generating element and a control voltage is applied to the piezoelectric material to drive it. Recently, however, a magnetic body having a magnetostriction having a rigidity higher than that of the piezoelectric material, That is, a magnetostrictive actuator using a magnetic material has been attracting attention.

【0003】磁歪式アクチュエータに用いられる磁歪材
料としては、従来よりNi−Al系合金、フェライト系
合金が主に用いられている。さらに最近では、上記磁性
材料に比べて1桁以上大きな変位が得られる希土類金属
−遷移金属系超磁歪合金についての報告もある。また、
磁歪式アクチュエータは、一般に、磁性体に制御磁界を
印加する手段を備えた構成になっている。この磁界印加
手段としては、制御電流の供給で容易に磁界を制御する
ことができる電磁石などの磁気回路が主に用いられてい
る。
As the magnetostrictive material used in the magnetostrictive actuator, Ni--Al alloys and ferrite alloys have been mainly used conventionally. Furthermore, recently, there is also a report on a rare earth metal-transition metal-based giant magnetostrictive alloy that can obtain a displacement larger than that of the magnetic material by one digit or more. Also,
Magnetostrictive actuators are generally configured to include means for applying a control magnetic field to a magnetic body. As the magnetic field applying means, a magnetic circuit such as an electromagnet that can easily control the magnetic field by supplying a control current is mainly used.

【0004】現在、機械工学等の分野においては、多種
多様な機構が用いられており、それらの機構を構成する
変位発生用のアクチュエータとして、上記した磁歪式ア
クチュエータの応用が検討されている。従来の様々な機
構においては、その構造が複雑であったり、その構成上
機械的な駆動部分や摩擦摩耗部分が存在するため、その
寿命や信頼性に問題が生じる等の種々の欠点を有してい
た。 第一従来例
At present, a wide variety of mechanisms are used in the field of mechanical engineering and the like, and the application of the above-mentioned magnetostrictive actuator is being studied as an actuator for generating displacement that constitutes those mechanisms. The various conventional mechanisms have various drawbacks such as a complicated structure and a mechanical drive portion or frictional wear portion due to their structure, which causes problems in their life and reliability. Was there. First conventional example

【0005】半導体製造装置や微細加工用の工作機械の
ように微小変位を必要とするテーブル装置等に用いられ
る平行移動機構においては、従来、複数の変位用アチク
ュエータおよびそれを制御する複数の制御装置により構
成され、各アクチュエータの変位を検出して各制御装置
間の協調を取ることにより平行移動を行っていた。この
ため、各アクチュエータの動作の違いによる変位のばら
つきをなくすため、複数の制御装置を同時に制御しなけ
ればならず、制御機構が複雑になるといった欠点を有し
ており、効率的で制御性が良く低価格な平行移動機構を
提供することは困難であった。 第二従来例
In a parallel movement mechanism used in a table device or the like which requires a minute displacement such as a semiconductor manufacturing apparatus or a machine tool for fine processing, conventionally, a plurality of displacement attitulators and a plurality of control devices for controlling the same are used. The parallel movement is performed by detecting the displacement of each actuator and coordinating between the control devices. Therefore, in order to eliminate the variation in displacement due to the difference in the operation of each actuator, it is necessary to control a plurality of control devices at the same time, which has the disadvantage of complicating the control mechanism, which is efficient and controllable. It has been difficult to provide a good and low cost translation mechanism. Second conventional example

【0006】図20は、従来のブレーキ機構の代表的な
構造を示したものである。コイル201に通電すると、
フィールド202、ローター203およびアーマチュア
204の間に磁束が流れ、電磁力によりアーマチュア2
04がロータ203に吸引されることにより、両者の間
の摩擦力を利用してブレーキ動作を行う。励磁を切ると
磁束は消滅し、アーマチュア204は板ばね205の力
によって元の位置に復元されブレーキが解除される。ロ
ータ203には軸を通すための貫通孔206と図示しな
いキーによってトルクを伝達するためのキー溝207が
設けられている。また、ロータ203とアーマチュア2
04の間には適度な空隙208が設けられている。
FIG. 20 shows a typical structure of a conventional brake mechanism. When the coil 201 is energized,
A magnetic flux flows between the field 202, the rotor 203 and the armature 204, and the armature 2 is caused by electromagnetic force.
When 04 is attracted to the rotor 203, the braking operation is performed by utilizing the frictional force between the two. When the excitation is turned off, the magnetic flux disappears, the armature 204 is restored to its original position by the force of the leaf spring 205, and the brake is released. The rotor 203 is provided with a through hole 206 for passing a shaft and a key groove 207 for transmitting torque by a key (not shown). Also, the rotor 203 and the armature 2
An appropriate gap 208 is provided between 04.

【0007】上記したような回転軸等を制動するための
ブレーキ機構においては、ロータ203とアーマチュア
204との間に摩擦面が存在し、長期間の使用によりそ
の摩擦面が摩耗するため、機構全体の再調整が必要にな
ったり、動作が不能になったりする場合があった。ま
た、上記従来例においては、図示しない軸とロータ20
3とのトルク伝達をキーによって行わなければならず、
図示しないキーとキー溝207との間隙により回転方向
にガタが生じるといった問題もあった。 第三従来例
In the braking mechanism for braking the rotating shaft or the like as described above, there is a friction surface between the rotor 203 and the armature 204, and the friction surface is worn by long-term use, so that the entire mechanism is worn. There was a case where readjustment of was necessary or operation became impossible. Further, in the above-mentioned conventional example, the shaft and the rotor 20 not shown
Torque transmission with 3 must be done by key,
There is also a problem that play occurs in the rotational direction due to the gap between the key not shown and the key groove 207. Third conventional example

【0008】外部からの空気圧等を利用した静圧型エア
ーベアリング等の従来のベアリング機構においては、一
般に軸とベアリングとの半径隙間は、ベアリングの負荷
能力や部品加工の困難度などの条件から、通常約20ミ
クロンから40ミクロン程度に管理されている。この半
径隙間を得るためには、部品加工段階での寸法精度や形
状交差および仕上げ面の表面粗さなどの高精度な加工管
理が要求される。このため、適正な半径隙間を実現する
ためには、熟練を積んだ加工技術者のノウハウによると
ころが大きく、加工効率の向上を図る上での障害となっ
ていた。また、使用環境によるベアリングの負荷能力に
合わせて、半径隙間を設定することは困難であった。 第四従来例
In a conventional bearing mechanism such as a static pressure type air bearing which utilizes air pressure from the outside, the radial clearance between the shaft and the bearing is generally set in accordance with the load capacity of the bearing and the difficulty of machining parts. It is controlled to about 20 to 40 microns. In order to obtain this radial clearance, highly precise processing control such as dimensional accuracy, shape intersection, and surface roughness of the finished surface at the stage of processing parts is required. For this reason, in order to realize an appropriate radial gap, it depends largely on the know-how of a skilled processing engineer, which has been an obstacle to improving the processing efficiency. Further, it is difficult to set the radial clearance according to the load capacity of the bearing due to the usage environment. Fourth conventional example

【0009】液体を移送するための送液ポンプ機構とし
て、従来は、例えば薬液注入に利用されるピストン式送
液ポンプや人工心臓等に用いられるローラ式送液ポンプ
などが知られている。いずれの送液ポンプ機構も、液体
を押し出すようにして移送させる構造になっている。
Conventionally, as a liquid feed pump mechanism for transferring a liquid, for example, a piston type liquid feed pump used for injecting a liquid medicine, a roller type liquid feed pump used for an artificial heart, etc. are known. Both of the liquid feed pump mechanisms have a structure for pushing and transferring the liquid.

【0010】図21に示すピストン式送液ポンプにおい
ては、シリンダ211内に配置されたピストン212を
図示しない動力源により往復運動させることにより、液
体の注入および排出を行うとともに、このピストン21
2のストローク距離を調整することにより、その注入量
および排出量を調節する構造になっている。一方、図2
2に示すローラ式送液ポンプにおいては、高分子素材の
柔軟なチューブ213をローラ214で押しつぶし、ロ
ーラ214部分がロータ215の回転にともなって回転
移動することで内部の液体を押し出し、一定量の液体を
排出できるような構造となっている。
In the piston type liquid feed pump shown in FIG. 21, the piston 212 arranged in the cylinder 211 is reciprocated by a power source (not shown) to inject and discharge the liquid, and the piston 21
By adjusting the stroke distance of 2, the injection amount and the discharge amount are adjusted. On the other hand, FIG.
In the roller type liquid feeding pump shown in FIG. 2, the flexible tube 213 made of a polymer material is crushed by the roller 214, and the roller 214 part is rotated and moved with the rotation of the rotor 215 to push out the liquid inside, and a fixed amount of It has a structure that allows the liquid to be discharged.

【0011】上記したような送液ポンプ機構には、ピス
トン212の駆動部ならびにロータ215の回転駆動部
のような機械的な駆動部分やピストン212とシリンダ
211の間ならびにローラ214とチューブ213の間
などの摩擦摩耗部分が存在し、また、流体の外部への漏
れがないようにシール等を必要とするため、これらの寿
命や信頼性に問題が生じる場合があった。 第五従来例 管内を流れる流体の流量を調節するための機構として、
従来は図23に示すようなバタフライバルブや、図24
に示すような流量調節弁等が知られている。
In the liquid feed pump mechanism as described above, a mechanical drive part such as a drive part of the piston 212 and a rotary drive part of the rotor 215, or between the piston 212 and the cylinder 211 and between the roller 214 and the tube 213. Since there is a frictional wear portion such as the above, and a seal or the like is required to prevent the fluid from leaking to the outside, there may be a problem in the life or reliability of these. Fifth conventional example As a mechanism for adjusting the flow rate of the fluid flowing in the pipe,
Conventionally, a butterfly valve as shown in FIG.
A flow control valve and the like as shown in are known.

【0012】バタフライバルブにおいては、流体が通過
するパイプ221内に流体の流れを阻止するように流量
制御板222を配置し、この流量制御板222に駆動軸
223を設置し、この駆動軸223をパイプ221を貫
通させてその外部に引き出し、図示しないモータあるい
は電磁ソレノイド等でこの駆動軸223を回転駆動する
ことにより、パイプ221内の流量制御板222の角度
を変化させて、パイプ221内を通過する流体の流量を
調節する。
In the butterfly valve, a flow control plate 222 is arranged in a pipe 221 through which the fluid passes so as to prevent the flow of the fluid, a drive shaft 223 is installed on the flow control plate 222, and the drive shaft 223 is connected to the drive shaft 223. The pipe 221 is penetrated and pulled out, and the drive shaft 223 is rotationally driven by a motor, an electromagnetic solenoid, or the like (not shown) to change the angle of the flow rate control plate 222 in the pipe 221 and pass through the pipe 221. Adjust the flow rate of the fluid.

【0013】一方、流量調節弁においては、ステム23
1を手動あるいはモータや空圧アクチュエータなどで回
転駆動し、送りねじ232でステムチップ233を上下
することにより、弁本体234に開いた孔を開閉させて
流量を調節するものである。
On the other hand, in the flow control valve, the stem 23
1 is rotated manually by a motor or a pneumatic actuator, and the feed screw 232 moves the stem tip 233 up and down to open and close the hole opened in the valve body 234 to adjust the flow rate.

【0014】このように、バタフライバルブの流量制御
板222や流量調節弁のステム231は、外部回転駆動
源と機械的に連結されるため、パイプ221や弁本体2
34を貫通しなければならず、外部に流体が漏れないよ
うにパッキン235等でシールすることが不可欠となる
とともに、駆動部や軸受等を必要とするため、構造が複
雑になり、これらの寿命や信頼性に問題が生じる場合が
あった。また、使用できる流体の温度や圧力が、シール
材等によって制限されるという問題もあった。 第六従来例
As described above, since the flow control plate 222 of the butterfly valve and the stem 231 of the flow control valve are mechanically connected to the external rotary drive source, the pipe 221 and the valve body 2 are connected.
34 must be penetrated, and it is indispensable to seal with packing 235 or the like so as to prevent fluid from leaking to the outside, and since a drive unit, a bearing, etc. are required, the structure becomes complicated and the service life of these There was a problem in reliability. There is also a problem that the temperature and pressure of the fluid that can be used are limited by the sealing material and the like. Sixth conventional example

【0015】流体を外部に噴出させるために用いられる
従来の流体ノズルは、図25に示すように、流体の流路
用パイプ241とノズル242とから構成され、両者は
パッキン243によりシールされて、図示しないねじに
より着脱可能な構造になっている。このような流体ノズ
ルは、ノズル部で流体の圧力を降下させることにより、
ノズル出口での流速vを増加させる働きを有する。この
ため、流速vを変化させるためには、用途に応じた流路
口径Rを有するノズル242を複数個用意し、適宜交換
する必要があり、その都度交換して取り付けるという作
業上の不便さがあった。
As shown in FIG. 25, a conventional fluid nozzle used to eject a fluid to the outside is composed of a fluid passage pipe 241 and a nozzle 242, both of which are sealed by a packing 243, It has a detachable structure with a screw (not shown). Such a fluid nozzle reduces the pressure of the fluid at the nozzle,
It has a function of increasing the flow velocity v at the nozzle outlet. For this reason, in order to change the flow velocity v, it is necessary to prepare a plurality of nozzles 242 having a flow path diameter R according to the purpose and replace them appropriately, which is inconvenient to replace and install each time. there were.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
機械工学等の分野において利用されている従来の様々な
機構は、その構造が複雑であったり、機械的部分や摩擦
摩耗部分を有するためその寿命や信頼性に問題が生ずる
等の種々な欠点を有していた。そこで、本発明は、上記
欠点を除去し、以下に示すような種々の機構を提供する
ことを目的とする。
As described above,
Various conventional mechanisms used in fields such as mechanical engineering have various drawbacks such as a complicated structure and a problem in life and reliability due to having a mechanical portion and frictional wear portion. I had. Therefore, it is an object of the present invention to eliminate the above drawbacks and provide various mechanisms as described below.

【0017】第一に、簡単な構造で、安定かつ制御性に
優れた微小変位駆動が可能で、しかも低価格化を達成で
きる、磁歪式アクチュエータを用いた平行移動機構を提
供する。
First, there is provided a parallel displacement mechanism using a magnetostrictive actuator, which has a simple structure, can perform stable and excellent controllability for minute displacement drive, and can achieve cost reduction.

【0018】第二に、簡単な構造で、摩擦面の摩耗等に
より機構全体を再調整する必要がなく、また、動作不能
になるようなことのない磁歪式アクチュエータを用いた
ブレーキ機構を提供する。
Secondly, there is provided a brake mechanism having a simple structure which does not require readjustment of the entire mechanism due to abrasion of a friction surface or the like and which does not disable the operation. ..

【0019】第三に、簡単な構造で、部品加工段階での
寸法制度や形状公差および仕上げ面の表面粗さなどの高
精度な管理を比較的緩和することができ、軸と軸受との
半径隙間を変化させることが可能な磁歪式アクチュエー
タを用いたベアリング機構を提供する。
Thirdly, with a simple structure, it is possible to relatively relax the high-precision control of the dimensional accuracy, shape tolerance, surface roughness of the finished surface, etc. at the stage of machining parts, and the radius of the shaft and the bearing. A bearing mechanism using a magnetostrictive actuator capable of changing a gap.

【0020】第四に、簡単な構造で、機械的な駆動部や
シール材等の構成部品を必要とせず、機構全体の寿命や
信頼性を著しく向上させることが可能な、磁歪式アクチ
ュエータを用いた送液ポンプ機構を提供する。
Fourthly, a magnetostrictive actuator is used which has a simple structure and does not require a mechanical drive unit or a component such as a sealing material and can remarkably improve the life and reliability of the entire mechanism. The liquid feed pump mechanism is provided.

【0021】第五に、簡単な構造で、軸駆動部や軸受等
およびシールを必要としないため、これらの寿命や信頼
性の問題がなく、また、使用できる流体の温度や圧力の
制限を緩和できる、磁歪式アクチュエータを用いた流量
調節機構を提供する。第六に、簡単な構造で、流体ノズ
ルの流路口径を容易に変化させることが可能な、磁歪式
アクチュエータを用いた流体ノズル機構を提供する。
Fifth, since it has a simple structure and does not require a shaft drive portion, a bearing, etc. and a seal, there is no problem of life and reliability of these, and restrictions on the temperature and pressure of usable fluid are relaxed. A flow control mechanism using a magnetostrictive actuator is provided. Sixthly, the present invention provides a fluid nozzle mechanism using a magnetostrictive actuator, which has a simple structure and can easily change the flow path diameter of the fluid nozzle.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、以下に示すような手段を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.

【0023】上記第一の目的を達成する第一手段とし
て、磁歪を有する磁性体からなる変位発生手段と、この
変位発生手段に磁界を印加するための磁界印加手段と、
前記変位発生手段と接触し前記変位発生手段の変位方向
に移動可能な可動部材と、前記変位発生手段を固定し前
記可動部材とともに前記磁界印加手段による閉磁気回路
を構成する磁気回路構成部材とから構成され、前記変位
発生手段と前記可動部材との相互の接触面のうち少なく
とも一方の接触面に傾斜が形成されていることを特徴と
する磁歪式アクチュエータ機構を提供する。
As a first means for achieving the above first object, a displacement generating means made of a magnetic substance having magnetostriction, and a magnetic field applying means for applying a magnetic field to the displacement generating means,
A movable member which is in contact with the displacement generating means and is movable in the displacement direction of the displacement generating means; and a magnetic circuit constituent member which fixes the displacement generating means and constitutes a closed magnetic circuit by the magnetic field applying means together with the movable member. Provided is a magnetostrictive actuator mechanism, wherein at least one contact surface of the mutual contact surfaces of the displacement generating means and the movable member is inclined.

【0024】上記第一の目的を達成する第二手段とし
て、磁歪を有する磁性体からなる変位発生手段と、この
変位発生手段に磁界を印加するための磁界印加手段と、
前記変位発生手段と接触し前記変位発生手段の変位方向
に移動可能な可動部材と、前記変位発生手段を固定し前
記可動部材とともに前記磁界印加手段による閉磁気回路
を構成する磁気回路構成部材と、前記変位発生手段の一
部に接触し前記変位発生手段に印加される磁界の一部を
バイパスする磁界バイパス手段とを有することを特徴と
する磁歪式アクチュエータ機構を提供する。
As a second means for achieving the first object, a displacement generating means made of a magnetic material having magnetostriction, and a magnetic field applying means for applying a magnetic field to the displacement generating means,
A movable member which is in contact with the displacement generating means and is movable in the displacement direction of the displacement generating means; a magnetic circuit constituent member which fixes the displacement generating means and constitutes a closed magnetic circuit by the magnetic field applying means together with the movable member; A magnetostrictive actuator mechanism comprising: a magnetic field bypass unit that contacts a part of the displacement generating unit and bypasses a part of a magnetic field applied to the displacement generating unit.

【0025】上記第二および第三の目的を達成する第3
手段として、軸を通すための貫通孔を有し、この貫通孔
に前記軸が嵌合される際に前記隙間を調節するように変
位可能な、磁歪を有する磁性体からなる変位発生手段
と、この変位発生手段に磁界を印加するための磁界印加
手段とを有することを特徴とする磁歪式アクチュエータ
機構を提供する。
Third to achieve the above second and third objects
As a means, there is a through hole for passing a shaft, and the displacement generating means is made of a magnetic material having magnetostriction and is displaceable so as to adjust the gap when the shaft is fitted into the through hole, There is provided a magnetostrictive actuator mechanism characterized by comprising magnetic field applying means for applying a magnetic field to the displacement generating means.

【0026】上記第四の目的を達成する第四手段とし
て、内部を流体が流動可能な中空構造を有し、前記流体
を移送するように変位可能な、磁歪を有する磁性体から
なる変位発生手段と、この変位発生手段の外周に複数個
設けられ、前記変位発生手段に磁界を印加するための磁
界印加手段とを有することを特徴とする磁歪式アクチュ
エータ機構を提供する。
As a fourth means for achieving the above-mentioned fourth object, a displacement generating means having a hollow structure in which a fluid can flow and made of a magnetic substance having magnetostriction and displaceable so as to transfer the fluid. And a plurality of magnetic field applying means for applying a magnetic field to the displacement generating means, the magnetostrictive actuator mechanism being provided on the outer periphery of the displacement generating means.

【0027】上記第五の目的を達成する第五手段とし
て、内部を流体が流動可能な中空部材と、この中空部材
の内部に配設され前記流体の流量を調節するように変位
可能な、磁歪を有する磁性体からなる変位発生手段と、
この変位発生手段に磁界を印加するための磁界印加手段
とを有することを特徴とする磁歪式アクチュエータ機構
を提供する。
As a fifth means for achieving the above fifth object, a hollow member in which a fluid can flow, and a magnetostrictive member which is disposed inside the hollow member and is displaceable so as to adjust the flow rate of the fluid. A displacement generating means made of a magnetic material having
There is provided a magnetostrictive actuator mechanism characterized by comprising magnetic field applying means for applying a magnetic field to the displacement generating means.

【0028】上記第六の目的を達成する第六手段とし
て、内部を流体が流動可能な中空部材と、この中空部材
の先端に連結され、内部を流体が流動可能な貫通孔を有
し、前記貫通孔の断面形状が変化するように変位可能
な、磁歪を有する磁性体からなる変位発生手段と、この
変位発生手段に磁界を印加するための磁界印加手段とを
有することを特徴とする磁歪式アクチュエータ機構を提
供する。
As a sixth means for achieving the above-mentioned sixth object, a hollow member capable of flowing a fluid therein and a through hole which is connected to the tip of the hollow member and through which a fluid can flow are provided. Magnetostrictive system characterized by having a displacement generating means made of a magnetic substance having magnetostriction, which is displaceable so that the cross-sectional shape of the through hole changes, and a magnetic field applying means for applying a magnetic field to the displacement generating means. An actuator mechanism is provided.

【0029】[0029]

【作用】本発明では、上記した手段により以下に示すよ
うな作用が得られる。
In the present invention, the following actions can be obtained by the above means.

【0030】第一に、上記第一手段により、変位発生手
段の変位量にばらつきが生じた場合に、変位発生手段お
よび可動部材の相互の接触面の間に形成される空間の体
積の相違により、磁気抵抗に差が生じるため、変位発生
手段の変位量が補正され、可動部材を平行移動させるこ
とが可能となる。これにより、変位発生手段に磁界を印
加するための磁界印加手段のみを制御するだけで、所定
の微小変位駆動が可能な平行移動機構を提供することが
できる。
First, when the displacement amount of the displacement generating means varies due to the first means, the volume of the space formed between the mutual contact surfaces of the displacement generating means and the movable member is different. Since a difference occurs in magnetic resistance, the displacement amount of the displacement generating means is corrected and the movable member can be moved in parallel. Accordingly, it is possible to provide a parallel movement mechanism capable of performing a predetermined minute displacement drive only by controlling the magnetic field applying unit for applying a magnetic field to the displacement generating unit.

【0031】第二に、上記第二手段により、変位発生手
段の変位量にばらつきが生じた場合に、磁界バイパス手
段により変位発生手段の変位量の大きい部分の磁界をバ
イパスして磁界を弱め、変位発生手段の変位量を減少さ
せることにより、可動部材を平行移動させることが可能
となる。これにより、変位発生手段に磁界を印加するた
めの磁界印加手段のみを制御するだけで、所定の微小変
位駆動が可能な平行移動機構を提供することができる。
Secondly, when the displacement amount of the displacement generating means is varied by the second means, the magnetic field bypass means bypasses the magnetic field of the portion having a large displacement amount of the displacement generating means to weaken the magnetic field. By reducing the displacement amount of the displacement generating means, it becomes possible to move the movable member in parallel. Accordingly, it is possible to provide a parallel movement mechanism capable of performing a predetermined minute displacement drive only by controlling the magnetic field applying unit for applying a magnetic field to the displacement generating unit.

【0032】第三に、上記第三手段により、変位発生手
段とその貫通孔に嵌合された軸との間の隙間をゼロに
し、変位発生手段自体が直接軸を把持することによりブ
レーキ動作を行うことから、ガタの無いブレーキ機構と
することができるとともに、変位発生手段の変位量をコ
ントロールすることができるため、摩擦による摩耗によ
り軸と変位発生手段との間の空隙が変化した場合でも容
易にその調整をすることができ、機構全体の大がかりな
調整を行う必要がないブレーキ機構を提供することがで
きる。
Thirdly, by the above-mentioned third means, the gap between the displacement generating means and the shaft fitted in the through hole is made zero, and the displacement generating means itself directly grips the shaft to perform the braking operation. As a result, it is possible to make the brake mechanism free of rattling and to control the amount of displacement of the displacement generating means, so even if the gap between the shaft and the displacement generating means changes due to wear due to friction, it is easy. Therefore, it is possible to provide a brake mechanism that does not require large-scale adjustment of the entire mechanism.

【0033】第四に、上記第三手段により、変位発生手
段と、その貫通孔に嵌合された軸との間の隙間を変位発
生手段の変位量をコントロールすることに調整できるた
め、その値を常に適正値に設定することが可能となると
同時に、変位発生手段の部品加工段階での高精度な管理
を必要としないため、その加工効率を向上させることが
可能ベアリング機構を提供することができる。
Fourthly, since the gap between the displacement generating means and the shaft fitted in the through hole can be adjusted by controlling the displacement amount of the displacement generating means by the third means, the value thereof can be adjusted. Can be always set to an appropriate value, and at the same time, it is not necessary to manage the displacement generating means with high precision at the stage of processing the parts, so that it is possible to provide a bearing mechanism capable of improving the processing efficiency. ..

【0034】第五に、上記第四手段により、複数個の磁
界印加手段を順次励磁および励磁解除することによっ
て、変位発生手段を変位させることにより、変位発生手
段の内部の流体を移送させることができるため、機械的
な駆動部やシール材等を必要としない比較的簡単な構造
を有する送液ポンプ機構を提供することができる。
Fifth, the fourth means allows the displacement generating means to be displaced by sequentially exciting and de-exciting the plurality of magnetic field applying means, thereby transferring the fluid inside the displacement generating means. Therefore, it is possible to provide a liquid feed pump mechanism having a relatively simple structure that does not require a mechanical drive unit, a sealing material, or the like.

【0035】第六に、上記第五手段により、変位発生手
段の変形量をコントロールすることにより、パイプ内を
流動する流体の流量を変化させることができるため、軸
駆動部やシール等を必要としない流量調節機構を提供す
ることができる。
Sixth, since the flow rate of the fluid flowing in the pipe can be changed by controlling the amount of deformation of the displacement generating means by the fifth means, a shaft drive section, a seal, etc. are required. It is possible to provide a flow rate adjusting mechanism that does not.

【0036】第七に、上記第六手段により、変位発生手
段の変位量をコントロールすることにより、用途に応じ
て流路口径を変化させることができる流体ノズル機構を
提供することができる。
Seventhly, by controlling the displacement amount of the displacement generating means by the sixth means, it is possible to provide a fluid nozzle mechanism capable of changing the diameter of the flow passage according to the application.

【0037】[0037]

【実施例】本発明の実施例について、図面を参照しつつ
詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0038】実施例の説明に先立ち、各実施例で用いら
れる磁歪式アクチュエータを構成する磁歪材料について
簡単に説明する。磁性材料としては、従来から知られた
Ni系合金、Fe−Al系合金、フェライト系材料等が
あるが、変位発生用素子の小型化および高出力化を達成
する観点から、希土類金属−遷移金属系のラーベス型金
属間化合物からなる超磁歪合金を用いることが望まし
い。かかる超磁歪合金としては、原子比で、 R(Fe1-x-y Cox y z (ただし、式中のRはイットリウムを含む希土類元素か
ら選ばれる少なくとも1種の元素、MはNi,Mn,S
n,Mo,Al,およびBから選ばれる少なくとも1種
の元素を示し、x,y,zは0≦x≦0.95,0≦y
≦0.6,1.5≦z≦4.0を示す)を満足する組成
を有する合金が挙げられる。具体的には、Tb−Dy・
Fe系合金、Tb−Dy・Fe−Mn系合金が例示され
る。また、SmFe2 やErFe2 系などの負の磁歪を
有する磁歪合金の使用も可能である。一方、磁性体は、
円柱状、円筒状、角柱状、積層状等の各種形状のロッド
を用いることが可能である。 第一実施例
Prior to the description of the embodiments, the magnetostrictive material constituting the magnetostrictive actuator used in each embodiment will be briefly described. As the magnetic material, there are conventionally known Ni-based alloys, Fe-Al-based alloys, ferrite-based materials, and the like, but from the viewpoint of achieving miniaturization and high output of the displacement generating element, rare earth metal-transition metal It is desirable to use a giant magnetostrictive alloy composed of a Laves type intermetallic compound. Such super magnetostrictive alloy, in atomic ratio, R (Fe 1-xy Co x M y) z ( provided that at least one element of R in the formula selected from rare earth elements including yttrium, M is Ni, Mn , S
n, Mo, Al, and at least one element selected from B, and x, y, and z are 0 ≦ x ≦ 0.95, 0 ≦ y
Alloys having a composition satisfying ≦ 0.6 and 1.5 ≦ z ≦ 4.0) are mentioned. Specifically, Tb-Dy
Examples include Fe-based alloys and Tb-Dy.Fe-Mn-based alloys. It is also possible to use a magnetostrictive alloy having a negative magnetostriction such as SmFe 2 or ErFe 2 system. On the other hand, the magnetic material is
It is possible to use rods having various shapes such as a cylindrical shape, a cylindrical shape, a prismatic shape, and a laminated shape. First embodiment

【0039】図1は、本発明の第一実施例に係る磁歪式
アクチュエータを用いた平行移動テーブルを示す図であ
る。図中で、固定ヨーク1の中心には円柱状または角柱
状の中心部2が形成されている。この固定ヨーク1に
は、純鉄等の高透磁率の金属が用いられている。また、
この固定ヨーク1の両端に設けられた溝3には、磁歪を
有する磁性材料からなる磁歪棒4および磁歪棒5が配設
され、この磁歪棒4および磁歪棒5の一端と固定ヨーク
1とは接着剤により固定されている。磁歪棒4および磁
歪棒5は、超磁歪合金、例えばTb0.28Dy0.72Fe
1.95からなるものである。
FIG. 1 is a diagram showing a translation table using a magnetostrictive actuator according to the first embodiment of the present invention. In the figure, a cylindrical or prismatic central portion 2 is formed at the center of a fixed yoke 1. A metal having a high magnetic permeability such as pure iron is used for the fixed yoke 1. Also,
Magnetostrictive rods 4 and 5 made of a magnetic material having magnetostriction are disposed in the grooves 3 provided at both ends of the fixed yoke 1. One end of the magnetostrictive rods 4 and 5 and the fixed yoke 1 are It is fixed with an adhesive. The magnetostrictive rod 4 and the magnetostrictive rod 5 are made of a giant magnetostrictive alloy such as Tb 0.28 Dy 0.72 Fe.
It consists of 1.95 .

【0040】固定ヨーク1の中心部2の周辺には、磁歪
棒4および磁歪棒5を変位させるための磁界印加手段と
して空心コイル6が配設されている。この空心コイル6
は、固定ヨーク1の中心部2の一端から他端にわたっ
て、所定の空隙をあけて配置された多層一様巻き構造に
なっている。
An air-core coil 6 is arranged around the central portion 2 of the fixed yoke 1 as a magnetic field applying means for displacing the magnetostrictive rod 4 and the magnetostrictive rod 5. This air core coil 6
Has a multilayer uniform winding structure in which a predetermined gap is provided from one end to the other end of the central portion 2 of the fixed yoke 1.

【0041】磁歪棒4および磁歪棒5の固定ヨーク1と
接着固定されている側と反対側の一端には、可動ヨーク
7が配設されている。この可動ヨーク7には、固定ヨー
ク1と同様に、純鉄等の高透磁率の金属が用いられてい
る。可動ヨーク7の中心部には溝8が形成されており、
そこに固定ヨーク1の中心部2が嵌合され、ボルト9に
よって半固定されている。固定ヨーク1の中心部2と可
動ヨーク7の間およびボルト9の頭部と可動ヨーク7と
の間、すなわち、可動ヨーク7の溝8の内部には環状の
弾性部材10,11が介在している。可動ヨーク7は、
これらの弾性部材10,11の弾性力によって磁歪棒4
および磁歪棒5の変位方向に移動可能なように支持され
ている。なお、弾性部材10,11は、磁歪棒4および
磁歪棒5に比べて高透磁率の磁性体であるばね部材であ
ればどの様なものでも良く、コイルばねあるいはばね座
金等が例示される。
A movable yoke 7 is arranged at one end of the magnetostrictive rod 4 and the magnetostrictive rod 5 opposite to the side where the fixed yoke 1 is fixedly bonded. Like the fixed yoke 1, the movable yoke 7 is made of a metal having a high magnetic permeability such as pure iron. A groove 8 is formed at the center of the movable yoke 7,
The central portion 2 of the fixed yoke 1 is fitted therein, and is semi-fixed by bolts 9. Between the central portion 2 of the fixed yoke 1 and the movable yoke 7 and between the head of the bolt 9 and the movable yoke 7, that is, inside the groove 8 of the movable yoke 7, annular elastic members 10 and 11 are interposed. There is. The movable yoke 7 is
Due to the elastic force of these elastic members 10 and 11, the magnetostrictive rod 4 is
Also, the magnetostrictive rod 5 is supported so as to be movable in the displacement direction. The elastic members 10 and 11 may be any spring members that are magnetic bodies having a higher magnetic permeability than the magnetostrictive rods 4 and 5, and may be coil springs or spring washers.

【0042】ここで、ボルト9を締め付けることによ
り、可動ヨーク7は、固定ヨーク1の中心部2に加圧さ
れると同時に、可動ヨーク7の端部12および端部13
を介して磁歪棒4および磁歪棒5に加圧され、可動ヨー
ク7が磁歪棒4および磁歪棒5に対して一定の負荷を加
えることになる。磁歪材料の磁歪量は負荷依存性があ
り、無負荷の時よりも低負荷状態で用いた方が大きな磁
歪量が得られることが知られており、本実施例は、この
原理を利用しようとするものである。なお、ここでは、
ボルト9の締め込み量により、弾性部材10,11の歪
量に応じて、可動ヨーク7が磁歪棒4および磁歪棒5に
加える負荷を任意に設定することができる。
Here, by tightening the bolt 9, the movable yoke 7 is pressed against the central portion 2 of the fixed yoke 1 and, at the same time, the end portions 12 and 13 of the movable yoke 7.
The magnetostrictive rod 4 and the magnetostrictive rod 5 are pressed through the movable yoke 7 and the movable yoke 7 applies a constant load to the magnetostrictive rod 4 and the magnetostrictive rod 5. It is known that the amount of magnetostriction of the magnetostrictive material has load dependency, and that a larger amount of magnetostriction can be obtained when used in a low load state than when no load is applied, and this embodiment attempts to utilize this principle. To do. In addition, here
By the tightening amount of the bolt 9, the load applied to the magnetostrictive rod 4 and the magnetostrictive rod 5 by the movable yoke 7 can be arbitrarily set according to the strain amount of the elastic members 10 and 11.

【0043】また、図に示すように、磁歪棒4および磁
歪棒5の端部と接触する可動ヨークの端部12および端
部13には、所定の角度を持った傾斜が形成されてい
る。この傾斜角度は、可動ヨーク7の形状、寸法、なら
びに平行移動量等により決定されるものである。
Further, as shown in the drawing, the end portions 12 and 13 of the movable yoke which come into contact with the end portions of the magnetostrictive rod 4 and the magnetostrictive rod 5 are formed with an inclination having a predetermined angle. This inclination angle is determined by the shape and size of the movable yoke 7, the amount of parallel movement, and the like.

【0044】なお、固定ヨーク1、磁歪棒4、可動ヨー
ク7、弾性部材10,11および固定ヨーク1、磁歪棒
5、可動ヨーク7、弾性部材10,11は、それぞれ空
心コイル6による閉磁気回路を構成している。
The fixed yoke 1, the magnetostrictive rod 4, the movable yoke 7, the elastic members 10 and 11 and the fixed yoke 1, the magnetostrictive rod 5, the movable yoke 7 and the elastic members 10 and 11 are closed magnetic circuits each having an air-core coil 6. Is composed of.

【0045】図2は、上記した磁歪式アクチュエータを
用いた平行移動テーブルの動作を説明するための図であ
る。空心コイル6に電流を流し、磁界が発生すると、磁
場を与えられた磁歪棒4および磁歪棒5は磁歪によって
変位を生じる。このとき、磁歪棒4および磁歪棒5は、
それぞれの素材や材料、形状の違い、機械的な誤差、な
らびに磁束分布のばらつきなどによってその変位に差が
生じる。例えば、磁歪棒5の変位が磁歪棒4の変位より
大きい変位をとったとき、図に示すように、可動ヨーク
7の端部12と磁歪棒4の端部との間に形成される空間
の体積は小さくなり、反対に、可動ヨーク7の端部12
と磁歪棒5の端部との間に形成される空間の体積は大き
くなる。これにより、可動ヨーク7の端部12と磁歪棒
4の接触部における磁気抵抗が減少するため、磁歪棒4
の磁歪量は増大する。一方、可動ヨーク7の端部13と
磁歪棒5の接触部における磁気抵抗が増大するため、磁
歪棒5の磁歪量は減少する。すなわち、磁歪棒4と磁歪
棒5の変位は、これにより補正され、可動ヨーク7が移
動前の状態からほぼ平行移動した状態に収束する。この
作用は、磁歪棒4,5を構成する磁歪材料の透磁率が空
気のそれに比べて大きいほど有効である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the translation table using the above-mentioned magnetostrictive actuator. When a current is applied to the air-core coil 6 and a magnetic field is generated, the magnetostrictive rod 4 and the magnetostrictive rod 5 to which the magnetic field is applied are displaced by magnetostriction. At this time, the magnetostrictive rod 4 and the magnetostrictive rod 5 are
Differences in displacement occur due to differences in materials, materials, shapes, mechanical errors, and variations in magnetic flux distribution. For example, when the displacement of the magnetostrictive rod 5 is larger than the displacement of the magnetostrictive rod 4, as shown in the figure, the space formed between the end 12 of the movable yoke 7 and the end of the magnetostrictive rod 4 is The volume becomes smaller and, conversely, the end 12 of the movable yoke 7
The volume of the space formed between and the end of the magnetostrictive rod 5 becomes large. As a result, the magnetic resistance at the contact portion between the end portion 12 of the movable yoke 7 and the magnetostrictive rod 4 decreases, so that the magnetostrictive rod 4
The amount of magnetostriction increases. On the other hand, since the magnetic resistance at the contact portion between the end portion 13 of the movable yoke 7 and the magnetostrictive rod 5 increases, the magnetostriction amount of the magnetostrictive rod 5 decreases. That is, the displacements of the magnetostrictive rod 4 and the magnetostrictive rod 5 are corrected by this, and the movable yoke 7 converges from the state before the movement to the state in which the movable yoke 7 is substantially translated. This effect is more effective as the magnetic permeability of the magnetostrictive material forming the magnetostrictive rods 4 and 5 is larger than that of air.

【0046】上記した実施例においては、磁歪棒4およ
び磁歪棒5と可動ヨーク7の端部12および端部13と
の接触部分において、可動ヨーク7の端部12,13側
に角度をつけているが、逆に磁歪棒4,5側に傾斜を形
成しても同様の効果が得られる。あるいは、磁歪棒4,
5および可動ヨーク7の端部12,13の双方に傾斜を
形成しても同様の効果が得られる。 第二実施例
In the embodiment described above, the contact portions of the magnetostrictive rods 4 and 5 with the end portions 12 and 13 of the movable yoke 7 are angled toward the end portions 12 and 13 of the movable yoke 7. However, conversely, the same effect can be obtained even if the magnetostrictive rods 4 and 5 are inclined. Alternatively, the magnetostrictive rod 4,
5 and the end portions 12 and 13 of the movable yoke 7 are inclined, the same effect can be obtained. Second embodiment

【0047】図3は、本発明の第二実施例に係る磁歪式
アクチュエータを用いた平行移動テーブルを示す図であ
る。図中で、円柱形の固定ヨーク21の中心には溝22
が形成されている。この固定ヨーク21には、純鉄等の
高透磁率の金属が用いられている。溝22には円柱形の
磁歪棒23が配設され、この磁歪棒23と固定ヨーク2
1とは接着剤により固定されている。磁歪棒23は、超
磁歪合金、例えばTb0.28Dy0.72Fe1.95からなるも
のである。
FIG. 3 is a diagram showing a translation table using a magnetostrictive actuator according to the second embodiment of the present invention. In the figure, a groove 22 is formed at the center of a cylindrical fixed yoke 21.
Are formed. The fixed yoke 21 is made of a metal having a high magnetic permeability such as pure iron. A cylindrical magnetostrictive rod 23 is arranged in the groove 22, and the magnetostrictive rod 23 and the fixed yoke 2 are arranged.
1 is fixed by an adhesive. The magnetostrictive rod 23 is made of a giant magnetostrictive alloy, for example, Tb 0.28 Dy 0.72 Fe 1.95 .

【0048】また、磁歪棒23の周囲には、この磁歪棒
23を変位させるための磁界印加手段として、空心コイ
ル24が配設されている。この空心コイル24は、磁歪
棒23の一端から他端にわたって、所定の空隙をあけて
配置された多層一様巻き構造になっている。
An air-core coil 24 is arranged around the magnetostrictive rod 23 as a magnetic field applying means for displacing the magnetostrictive rod 23. The air-core coil 24 has a multi-layer uniform winding structure in which a predetermined gap is provided from one end to the other end of the magnetostrictive rod 23.

【0049】固定ヨーク21の外周端部には環状溝25
が形成され、この環状溝25には円筒状の磁歪筒26が
配設されている。磁歪筒26と固定ヨーク21とは接着
剤により固定されている。一方、磁歪筒26の固定ヨー
ク21と接着固定されている側と反対側の一端には、可
動ヨーク27が配設されている。この可動ヨーク27に
は、固定ヨーク21と同様に、純鉄等の高透磁率の金属
が用いられている。なお、磁歪棒23、固定ヨーク2
1、磁歪筒26、可動ヨーク27は、空心コイル24に
よる閉磁気回路を構成している。
An annular groove 25 is formed at the outer peripheral end of the fixed yoke 21.
And a cylindrical magnetostrictive cylinder 26 is disposed in the annular groove 25. The magnetostrictive cylinder 26 and the fixed yoke 21 are fixed by an adhesive. On the other hand, a movable yoke 27 is arranged at one end of the magnetostrictive cylinder 26 opposite to the side where it is fixedly bonded to the fixed yoke 21. Similar to the fixed yoke 21, the movable yoke 27 is made of a metal having a high magnetic permeability such as pure iron. The magnetostrictive rod 23 and the fixed yoke 2
1, the magnetostrictive cylinder 26, and the movable yoke 27 form a closed magnetic circuit including the air-core coil 24.

【0050】固定ヨーク21の外周側面にはねじが切っ
てあり、この固定ヨーク21の外周には磁界バイパス用
円筒28が螺合されている。この磁界バイパス用円筒2
8は、図中の矢印に示す方向に移動可能となっている。
なお、この磁界バイパス用円筒28には、磁歪棒23お
よび磁歪筒26に比べて透磁率の高い金属が用いられ
る。磁歪筒26の外周にはケース29が配設されてい
る。このケース29は非磁性金属からなり、磁歪筒26
の保護に供される。
A thread is cut on the outer peripheral side surface of the fixed yoke 21, and a magnetic field bypass cylinder 28 is screwed onto the outer peripheral surface of the fixed yoke 21. This magnetic field bypass cylinder 2
8 is movable in the direction shown by the arrow in the figure.
The magnetic field bypass cylinder 28 is made of a metal having a higher magnetic permeability than the magnetostrictive rod 23 and the magnetostrictive cylinder 26. A case 29 is arranged on the outer circumference of the magnetostrictive cylinder 26. The case 29 is made of a non-magnetic metal and has a magnetostrictive tube 26.
Be used for the protection of.

【0051】磁歪棒23および磁歪筒26に同じ磁性材
料を使用した場合、空心コイル24で発生した磁界は磁
歪棒23および磁歪筒26を通過するが、磁歪棒23お
よび磁歪筒26の形状の違い、機械的な誤差、ならびに
磁束分布のばらつきなどによって両者の変位に差が生じ
る。このため、可動ヨーク27と磁歪棒23との接触面
30あるいは可動ヨーク27と磁歪筒26との接触面3
1のいずれかに間隙が生じ、可動ヨーク27の平行移動
が不可能になる場合がある。
When the same magnetic material is used for the magnetostrictive rod 23 and the magnetostrictive cylinder 26, the magnetic field generated by the air-core coil 24 passes through the magnetostrictive rod 23 and the magnetostrictive cylinder 26, but the shapes of the magnetostrictive rod 23 and the magnetostrictive cylinder 26 differ. , Mechanical errors, variations in magnetic flux distribution, and the like cause a difference in displacement between the two. Therefore, the contact surface 30 between the movable yoke 27 and the magnetostrictive rod 23 or the contact surface 3 between the movable yoke 27 and the magnetostrictive tube 26.
There is a case where a gap is generated in any one of the No. 1 and the movable yoke 27 cannot be moved in parallel.

【0052】そこで、磁歪棒23より磁歪筒26の変位
量を予め大きく設定する。図に示すように、上記した磁
界バイパス用円筒28の内周の一部は磁歪筒26の外周
の一部に接触しており、空心コイルにより発生した磁界
の一部はこの磁界バイパス用円筒28を通過することに
なる。このため、磁界バイパス用円筒28により磁歪筒
26内の磁界を弱めることができ、その変位量を減少さ
せることが可能となる。つまり、磁界バイパス円筒28
と磁歪筒26との接触面積を変化させることにより、磁
歪棒23の伸縮に合わせて、磁歪筒26の伸縮を調節す
ることができる。この結果、磁歪棒23の変位量と磁歪
筒26の変位量を同じにすることができ、可動ヨーク2
7を平行に移動させることが可能となる。なお、磁歪筒
26は、磁束分布や渦電流損失等を考慮して可能な限り
薄くすることが望ましい。
Therefore, the displacement amount of the magnetostrictive cylinder 26 is set to be larger than that of the magnetostrictive rod 23 in advance. As shown in the figure, a part of the inner circumference of the magnetic field bypass cylinder 28 is in contact with a part of the outer circumference of the magnetostrictive cylinder 26, and a part of the magnetic field generated by the air-core coil is present in the magnetic field bypass cylinder 28. Will pass through. Therefore, the magnetic field bypass cylinder 28 can weaken the magnetic field in the magnetostrictive cylinder 26, and the amount of displacement thereof can be reduced. That is, the magnetic field bypass cylinder 28
By changing the contact area between the magnetostrictive cylinder 26 and the magnetostrictive cylinder 26, the expansion and contraction of the magnetostrictive cylinder 26 can be adjusted according to the expansion and contraction of the magnetostrictive rod 23. As a result, the amount of displacement of the magnetostrictive rod 23 and the amount of displacement of the magnetostrictive cylinder 26 can be made the same, and the movable yoke 2
It is possible to move 7 in parallel. It is desirable that the magnetostrictive cylinder 26 be as thin as possible in consideration of the magnetic flux distribution, eddy current loss, and the like.

【0053】図4は、本実施例の変形例に係る平行移動
テーブルを示す図である。なお、図中で、図3に示した
部分と同一部分に関しては、同一番号を付すことにより
重複説明を省略することとする。
FIG. 4 is a diagram showing a translation table according to a modification of this embodiment. In the figure, the same parts as those shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted.

【0054】図に示すように、固定ヨーク21の中心に
は円柱状または角柱状の中心部32が形成されている。
この固定ヨーク21の中心部32の一端33は、可動ヨ
ーク27の中心部に設けられた溝34に配設されてお
り、高透磁率を有する弾性部材35,36を介して、ボ
ルト37により半固定されている。このボルト37を締
め付けることにより、可動ヨーク27は固定ヨーク21
の中心部32に加圧されると同時に、可動ヨーク27と
磁歪筒26との接触面31を介して磁歪筒26に加圧さ
れる。ここで、ボルト37の締め込み量により、弾性部
材35,36の歪量に応じて、可動ヨーク27が磁歪筒
36に対して及ぼす作用力を任意に設定することが可能
である。なお、固定ヨーク21、磁歪筒26、可動ヨー
ク27、弾性部材35,36は、空心コイル24による
閉磁気回路を構成している。
As shown in the figure, a cylindrical or prismatic central portion 32 is formed at the center of the fixed yoke 21.
One end 33 of the central portion 32 of the fixed yoke 21 is disposed in a groove 34 provided in the central portion of the movable yoke 27, and is half-mounted by a bolt 37 via elastic members 35 and 36 having high magnetic permeability. It is fixed. By tightening the bolt 37, the movable yoke 27 is fixed.
At the same time as the central portion 32 is pressed, the magnetostrictive cylinder 26 is pressed through the contact surface 31 between the movable yoke 27 and the magnetostrictive cylinder 26. Here, by the tightening amount of the bolt 37, it is possible to arbitrarily set the acting force exerted by the movable yoke 27 on the magnetostrictive cylinder 36 in accordance with the strain amount of the elastic members 35 and 36. The fixed yoke 21, the magnetostrictive cylinder 26, the movable yoke 27, and the elastic members 35 and 36 form a closed magnetic circuit including the air-core coil 24.

【0055】このような構成においては、磁歪筒26の
円筒加工時の厚みの誤差や、固定ヨーク21との接触面
における磁気抵抗のばらつき等により、磁歪筒26の円
周各部における変位に差が生じ、可動ヨーク27を平行
移動させることが困難なることが考えられる。そこで、
図5(a),(b)に示すような特殊形状の磁界バイパ
ス用円筒38を使用することにより、磁歪筒26の変位
量が大きい部分の磁界をバイパスして、磁歪筒26の円
周各部における変位量を均一化を図る。図に示すよう
に、磁界バイパス用円筒38は円周部分の一部が突出し
た回転自在の可動部38aと、この可動部38aを支持
すするとともに固定ヨーク21の外周部に螺合される固
定部38bとから構成されている。ここで、可動部38
aの突出部分を磁歪円筒26の変位量が大きい部分に接
するように配置することにより、その部分の磁界の一部
をバイパスし、その部分の磁界を弱めることにより、そ
の変位量を減少させることができる。この結果、可動ヨ
ーク27を平行に移動させることが可能となる。
In such a structure, there is a difference in the displacement at each portion of the circumference of the magnetostrictive cylinder 26 due to an error in the thickness of the magnetostrictive cylinder 26 during the cylindrical processing, variations in the magnetic resistance on the contact surface with the fixed yoke 21, and the like. It may be difficult to move the movable yoke 27 in parallel. Therefore,
By using a magnetic field bypass cylinder 38 having a special shape as shown in FIGS. 5A and 5B, the magnetic field of the portion of the magnetostrictive cylinder 26 where the displacement amount is large is bypassed, and each portion of the circumference of the magnetostrictive cylinder 26 is bypassed. To make the amount of displacement uniform. As shown in the figure, the magnetic field bypass cylinder 38 has a rotatable movable portion 38a with a part of the circumferential portion protruding, and a fixed portion that supports the movable portion 38a and is screwed to the outer peripheral portion of the fixed yoke 21. And part 38b. Here, the movable part 38
By arranging the protruding portion of a so as to contact the portion of the magnetostrictive cylinder 26 where the displacement amount is large, a part of the magnetic field of that portion is bypassed, and the displacement amount is reduced by weakening the magnetic field of that portion. You can As a result, the movable yoke 27 can be moved in parallel.

【0056】なお、この特殊形状を有する磁界バイパス
用円筒38の形状は、図5に示したものに限られず、上
記したような効果が得られるものであればどの様なもの
でも良い。
The shape of the magnetic field bypass cylinder 38 having this special shape is not limited to that shown in FIG. 5, and may be any shape as long as the above-mentioned effects can be obtained.

【0057】以上説明した本発明の第一実施例および第
二実施例に係る平行移動機構によれば、磁歪式アクチュ
エータを駆動するための磁界を発生させる磁界印加手段
のみを制御すればよく簡単な構造の平行移動機構を提供
することができるとともに、安定かつ制御性に優れた微
小変位駆動が可能で、しかも低価格化を達成することが
できる。 第三実施例
According to the parallel movement mechanism according to the first and second embodiments of the present invention described above, it suffices to control only the magnetic field applying means for generating the magnetic field for driving the magnetostrictive actuator. It is possible to provide a parallel movement mechanism of a structure, and it is possible to perform a minute displacement drive that is stable and has excellent controllability, and at the same time, it is possible to achieve cost reduction. Third embodiment

【0058】図6は、本発明の第三実施例である、磁歪
式アクチュエータを用いたブレーキ機構を示す図であ
る。図に示すように、本実施例は、磁歪を有する磁性体
からなるハウジング41の中心に、磁界発生手段である
空心コイル42が埋設された構造を有する。このハウジ
ング41の中心部には貫通孔43があいており、そこに
は回転軸44が嵌合されている。貫通孔43の内側面に
は、摩擦力を高めるため並びに回転軸44の保護のため
に、摩擦材45が装着されている。また、回転軸44と
摩擦材45との間には所定の空隙46が設けられてい
る。
FIG. 6 is a diagram showing a brake mechanism using a magnetostrictive actuator, which is a third embodiment of the present invention. As shown in the drawing, this embodiment has a structure in which an air-core coil 42, which is a magnetic field generating means, is embedded in the center of a housing 41 made of a magnetic material having magnetostriction. A through hole 43 is formed at the center of the housing 41, and a rotary shaft 44 is fitted therein. A friction material 45 is attached to the inner surface of the through hole 43 in order to increase the frictional force and protect the rotary shaft 44. Further, a predetermined space 46 is provided between the rotary shaft 44 and the friction material 45.

【0059】制御回路47から空心コイル42に電流が
供給されると磁界が発生し、ハウジング41に磁歪が生
じ、貫通孔43の内形寸法が小さくなるようにハウジン
グ41自体が変形する。これにより、ハウジング41が
直接回転軸44を把持することにより、ブレーキ動作が
行われる。励磁を切ると磁界は消滅し、ハウジング41
は元の状態に復元するため、ブレーキが解除される。
When a current is supplied from the control circuit 47 to the air-core coil 42, a magnetic field is generated, magnetostriction occurs in the housing 41, and the housing 41 itself deforms so that the internal dimension of the through hole 43 becomes smaller. As a result, the housing 41 directly grips the rotating shaft 44, so that the braking operation is performed. When the excitation is turned off, the magnetic field disappears and the housing 41
Is restored to its original state and the brake is released.

【0060】このように、ハウジング41自体が変形し
て直接ブレーキ動作を行うためガタの無いブレーキ機構
となる。また、制御回路47により空心コイル42に供
給する電流を調節することにより、ハウジング41の変
形量をコントロールすることができるため、摩擦による
摩耗等により空隙46が変化した場合でも容易にその調
節をすることができ、機構全体の大がかりな再調整を行
う必要がない。
In this way, the housing 41 itself is deformed to directly perform the braking operation, so that the brake mechanism has no play. Further, since the amount of deformation of the housing 41 can be controlled by adjusting the current supplied to the air-core coil 42 by the control circuit 47, even if the air gap 46 changes due to abrasion due to friction or the like, the adjustment can be easily performed. Therefore, it is not necessary to carry out a large readjustment of the entire mechanism.

【0061】なお、ここでは回転軸を制動するためのブ
レーキ機構を例に説明したが、本発明は、この場合のみ
に限られず、たとえば直線運動する軸の制動にも応用が
可能である。さらに、軸の断面形状も円形だけに限られ
ない。
Although the brake mechanism for braking the rotating shaft has been described as an example here, the present invention is not limited to this case, and can be applied to, for example, braking of a shaft that moves linearly. Further, the sectional shape of the shaft is not limited to the circular shape.

【0062】このようなブレーキ機構を用いて次に示す
ような装置を構築することができる。図7は、本発明を
回転速度自動調節装置に応用した例を示す。外部商用電
源が得られない山間地や離島などにおいては、風力や水
力などの流体を利用して動力を得ることにより機械負荷
を駆動している。このような装置においては、回転速度
を制御する機構がなければ、流体の速度変化がそのまま
機械の運動速度の変化となり、安定した機械動作が得ら
れない。本実施例は、このような問題を解決するための
ものである。
The following device can be constructed by using such a brake mechanism. FIG. 7 shows an example in which the present invention is applied to an automatic rotation speed adjusting device. In mountainous areas and remote islands where an external commercial power source is not available, a mechanical load is driven by obtaining power using fluid such as wind power or hydraulic power. In such an apparatus, if there is no mechanism for controlling the rotation speed, the change in the fluid speed directly changes the movement speed of the machine, and stable machine operation cannot be obtained. The present embodiment is for solving such a problem.

【0063】風や水などの流体51の力を得て回転する
回転体52に回転軸53が連結され、機械負荷54を駆
動する。回転軸53上にはタコジェネレータ55と上記
実施例で示した磁歪式ブレーキ56が配設されている。
タコジェネレータ55の発電力は制御回路57を介して
電流値として磁歪式ブレーキ56に入力される。
A rotating shaft 53 is connected to a rotating body 52 that rotates by receiving the force of a fluid 51 such as wind or water, and drives a mechanical load 54. A tacho generator 55 and the magnetostrictive brake 56 shown in the above embodiment are arranged on the rotating shaft 53.
The power generated by the tacho generator 55 is input to the magnetostrictive brake 56 as a current value via the control circuit 57.

【0064】このような構成においては、流体51の速
度変化にともなう回転軸53の回転速度の変化により、
タコジェネレータ55の発電力が変化し、それにともな
って磁歪式ブレーキ56への入力電流が変化するため、
磁歪式ブレーキ56が回転軸53に及ぼす制動力がコン
トロールされる。ここで、流体51の速度が機械負荷5
4の動作に必要な所定値よりも大きければ、磁歪式ブレ
ーキ56により回転軸53が制動され、その回転速度が
適正値に維持されるため、機械負荷54には常に一定の
回転力が伝達されることになり、安定した機械動作を得
ることが可能となる。ただし、流体51の速度が機械負
荷54の動作に必要な所定値に満たない場合は、磁歪式
ブレーキ56は完全に解除された状態になり、機械負荷
54も当然動作しない。 第四実施例
In such a structure, due to the change in the rotation speed of the rotating shaft 53 with the change in the speed of the fluid 51,
Since the power generated by the tacho generator 55 changes and the input current to the magnetostrictive brake 56 changes accordingly,
The braking force exerted on the rotating shaft 53 by the magnetostrictive brake 56 is controlled. Here, the speed of the fluid 51 is equal to the mechanical load 5
If it is larger than the predetermined value required for the operation of No. 4, the rotating shaft 53 is braked by the magnetostrictive brake 56 and its rotating speed is maintained at an appropriate value, so that a constant rotating force is always transmitted to the mechanical load 54. As a result, stable mechanical operation can be obtained. However, when the velocity of the fluid 51 is less than the predetermined value required for the operation of the mechanical load 54, the magnetostrictive brake 56 is completely released, and the mechanical load 54 naturally does not operate. Fourth embodiment

【0065】図8は、本発明の第四実施例に係る磁歪式
アクチュエータを用いた静圧型エアーベアリングを示し
た図である。図に示すように、本実施例はスピンドル軸
受タイプの静圧型エアーベアリングであり、磁歪を有す
る磁性体からなるハウジング61内に外部から空気を供
給し、ハウジング61の内周面内に複数個設けられた給
気孔62から空気を吹き出すことにより、スラスト方向
およびラジアル方向に軸63を浮上させることができ
る。その際、軸63はカップリング64を介してモータ
65により回転されている。
FIG. 8 is a diagram showing a static pressure type air bearing using a magnetostrictive actuator according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the present embodiment is a spindle bearing type static pressure type air bearing, in which air is supplied from the outside into a housing 61 made of a magnetic substance having magnetostriction, and a plurality of air bearings are provided on the inner peripheral surface of the housing 61. The air can be blown out from the air supply hole 62 so that the shaft 63 can be levitated in the thrust direction and the radial direction. At that time, the shaft 63 is rotated by the motor 65 via the coupling 64.

【0066】一方、ハウジング61の外側には、磁界印
加手段である空心コイル66が設けられており、制御回
路67により供給される電流によって磁界が発生し、ハ
ウジング61に磁歪が生じることにより、ハウジング6
1の内周面と軸63との半径隙間Gを変化させることが
できる。さらに、ギャップセンサ68を取り付け、半径
隙間Gに関するギャップ信号を制御回路67にフィード
バックすることにより、空心コイル66に供給される電
流を調節し、ハウジング61の磁歪による変形をコント
ロールすることにより、半径隙間Gを常に適正値に設定
することが可能となる。
On the other hand, an air-core coil 66, which is a magnetic field applying means, is provided outside the housing 61, and a magnetic field is generated by the current supplied by the control circuit 67, and magnetostriction is generated in the housing 61. 6
The radial gap G between the inner peripheral surface of No. 1 and the shaft 63 can be changed. Further, by mounting a gap sensor 68 and feeding back a gap signal relating to the radial gap G to the control circuit 67, the current supplied to the air-core coil 66 is adjusted and the deformation of the housing 61 due to magnetostriction is controlled, whereby the radial gap is controlled. It is possible to always set G to an appropriate value.

【0067】これにより、従来は部品加工段階での高精
度な管理を必要とし、熟練を積んだ加工技術者のノウハ
ウによるところが大きかったエアーベアリングの製作
も、例えば、半径隙間Gを適正値よりも予め大きめに加
工して使用する際に調整することが可能となり、その加
工効率を向上させることができる。また、使用環境によ
るエアーベアリングの負荷能力に合わせた半径隙間Gの
設定等も容易に行うことができる。
As a result, even in the manufacture of air bearings, which conventionally required high-precision control at the part processing stage, and which depended on the know-how of a skilled processing engineer, for example, the radial gap G was set to a value larger than an appropriate value. It is possible to adjust the size when it is processed to a larger size in advance, and the processing efficiency can be improved. Further, it is possible to easily set the radial gap G according to the load capacity of the air bearing depending on the use environment.

【0068】図9は、図8に示したものとほぼ同様の構
成を有する静圧型エアーベアリングの変形例を示したも
のである。ここで、図8に示した部分と同一部分に関し
ては、同一符号を付すことにより重複説明を省略する。
FIG. 9 shows a modified example of the static pressure type air bearing having substantially the same structure as that shown in FIG. Here, the same parts as those shown in FIG. 8 are designated by the same reference numerals to omit redundant description.

【0069】本変形例においては、軸63は回転せず、
軸63とエアーベアリングとが相対運動する場合を想定
している。例えば、軸63が往復運動する場合や、本エ
アーベアリングを有するスライダ等が軸63上を直線運
動する場合等が例示される。エアーベアリングを構成す
る各部の説明は図8におけるものと同様であるので省略
する。なお、この場合、軸63の断面形状は円形に限定
されず、正方形等の他の多角形でも良い。図10
(a),(b)は、それぞれ軸63の断面形状が円形並
びに正方形である場合の本実施例にかかるエアーベアリ
ングの略断面図を示したものである。図中の矢印は、ハ
ウジング61が磁歪により変形する際の伸縮方向を示し
たものである。
In this modification, the shaft 63 does not rotate,
It is assumed that the shaft 63 and the air bearing move relative to each other. For example, the case where the shaft 63 reciprocates, the case where a slider or the like having the present air bearing moves linearly on the shaft 63, and the like are illustrated. The description of each part constituting the air bearing is the same as that in FIG. In this case, the cross-sectional shape of the shaft 63 is not limited to a circle, and may be another polygon such as a square. Figure 10
(A) and (b) are schematic cross-sectional views of the air bearing according to the present embodiment when the cross-sectional shape of the shaft 63 is circular and square, respectively. The arrow in the figure indicates the direction of expansion and contraction when the housing 61 is deformed by magnetostriction.

【0070】以上本実施例においては、外部からの空気
圧を利用したエアーベアリング機構について説明した
が、本発明は本実施例に限定されず、例えば油圧等によ
る他のベアリング機構にも応用が可能である。 第五実施例
Although the air bearing mechanism utilizing the air pressure from the outside has been described in the present embodiment, the present invention is not limited to this embodiment and can be applied to other bearing mechanisms such as hydraulic pressure. is there. Fifth embodiment

【0071】図11(a)は、本発明の第五実施例であ
る、磁歪式アクチュエータを用いた送液ポンプ機構を示
した図である。図中に示すパイプ71の側端部Bが液体
中に挿入されており、パイプ71の外周には、磁界印加
手段である複数個の空心コイル72が配設されている。
なお、パイプ71は磁歪を有する磁性体により構成され
ている。
FIG. 11A is a view showing a liquid feed pump mechanism using a magnetostrictive actuator, which is a fifth embodiment of the present invention. A side end portion B of a pipe 71 shown in the figure is inserted into the liquid, and a plurality of air-core coils 72, which are magnetic field applying means, are arranged on the outer periphery of the pipe 71.
The pipe 71 is made of a magnetic material having magnetostriction.

【0072】図11(b)は、図11(a)に示すA−
A断面図を示したものである。パイプ71の内壁面は、
空心コイル72により磁界が加えられ、パイプ71が磁
歪を生じて変形した際に、パイプ71の内部空間を密閉
できるように、図に示すような形状を有する。なお、こ
の内壁面形状は、図に示したものに限定されず、上記効
果が得られるものであればどの様なものでも良いことは
いうまでもない。
FIG. 11B shows the line A- shown in FIG.
It is what showed the A sectional drawing. The inner wall surface of the pipe 71 is
A magnetic field is applied by the air-core coil 72, and when the pipe 71 is deformed due to magnetostriction, it has a shape as shown in the figure so that the internal space of the pipe 71 can be sealed. It is needless to say that the shape of the inner wall surface is not limited to that shown in the drawing, and may be any shape as long as the above effects can be obtained.

【0073】次に、本実施例により、液体を移送する方
法について説明する。パイプ71の外周に配設された空
心コイル72をパイプ71の側端面Bから順次励磁して
いき、パイプ71の他方の側端部Cまですべての空心コ
イル72を励磁することにより、パイプ71の内部に完
全に空間がなくなるようにした後、空心コイル72の励
磁を側端面Bから順次励磁を解除する。これにより、パ
イプ71の内部に減圧状態の空間が生じ、この空間に側
端面Bから液体が吸い込まれる。すべての空心コイル7
2の励磁が解除されパイプ71内の全空間が液体で満た
された状態で、再び側端部Bから順次励磁することによ
り、パイプ71内部の液体が側端部Cから押し出され、
パイプ71内部の空間容積分の液体が移送される。
Next, a method of transferring a liquid according to this embodiment will be described. The air-core coils 72 arranged on the outer periphery of the pipe 71 are sequentially excited from the side end surface B of the pipe 71, and all the air-core coils 72 up to the other side end C of the pipe 71 are excited. After completely eliminating the space inside, the excitation of the air-core coil 72 is sequentially released from the side end surface B. As a result, a decompressed space is created inside the pipe 71, and the liquid is sucked into the space from the side end surface B. All air core coils 7
When the excitation of No. 2 is released and the entire space inside the pipe 71 is filled with the liquid, the liquid inside the pipe 71 is pushed out from the side end C by sequentially exciting from the side end B again.
The liquid of the space volume inside the pipe 71 is transferred.

【0074】これにより、比較的簡単な構造で、機械的
な駆動部やシール材等の構成部品を必要とせず、機構全
体の寿命や信頼性を著しく向上させることができ、小型
化も容易な送液ポンプ機構を提供することができる。ま
た、空心コイル72を励磁するパターンを変化させるこ
とにより、液滴から高速流の移送までさまざまな送液制
御を比較的簡単に実現することが可能となる。図12お
よび図13は、上記第五実施例である送液ポンプ機構の
変形例を示したものである。
As a result, with a relatively simple structure, mechanical components such as a drive unit and a sealing material are not required, the life and reliability of the entire mechanism can be remarkably improved, and the size can be easily reduced. A liquid feed pump mechanism can be provided. Further, by changing the pattern for exciting the air-core coil 72, it becomes possible to relatively easily implement various liquid transfer controls from droplets to high-speed flow transfer. 12 and 13 show a modified example of the liquid feed pump mechanism according to the fifth embodiment.

【0075】図12に示す変形例においては、磁歪を有
する中空円筒構造のパイプ73の内部に、パイプ73が
同心円状に収縮するとパイプ73内部が密閉されるよう
な形状を有する柔軟な高分子部材74が挿入された構成
になっている。パイプ73の外周には、同様に磁界印加
手段である複数個の空心コイル75が配設されており、
この空心コイル75を順次励磁および励磁解除すること
により上記したものと同様の送液機能が達成できる。
In the modification shown in FIG. 12, a flexible polymer member having a shape such that when the pipe 73 concentrically contracts inside the pipe 73 of a hollow cylindrical structure having magnetostriction, the inside of the pipe 73 is sealed. 74 is inserted. On the outer circumference of the pipe 73, a plurality of air-core coils 75, which are magnetic field applying means, are similarly arranged.
By sequentially energizing and de-energizing the air-core coil 75, a liquid transfer function similar to that described above can be achieved.

【0076】図13に示す変形例においては、磁歪を有
する中空円筒構造のパイプ76の中空部に、非磁性体の
丸棒77が挿入された構成になっている。ここで、パイ
プ76の内壁面と丸棒77の外壁面との間には、パイプ
76が磁歪により同心円状に収縮したとき両壁面が密着
する程度の空間が設けられている。パイプ76の外周に
は、同様に複数個の磁界発生用の空心コイル78が配設
されており、この空心コイル78を順次励磁および励磁
解除することにより上記したものと同様の送液機能が達
成できる。 第六実施例
In the modification shown in FIG. 13, a non-magnetic round bar 77 is inserted in the hollow portion of a pipe 76 having a hollow cylindrical structure having magnetostriction. Here, a space is provided between the inner wall surface of the pipe 76 and the outer wall surface of the round bar 77 such that both wall surfaces are in close contact when the pipe 76 contracts concentrically due to magnetostriction. Similarly, a plurality of air-core coils 78 for generating a magnetic field are arranged on the outer periphery of the pipe 76. By sequentially exciting and de-energizing the air-core coils 78, a liquid transfer function similar to that described above is achieved. it can. Sixth Example

【0077】図14(a)は、本発明の第六実施例であ
る、磁歪式アクチュエータを用いた流量調節機構を示し
た図である。流体が通過する中空円筒構造のパイプ81
の内部には、磁歪を有する円柱状の磁性体82が配設さ
れている。この磁性体82の両端近傍にはストッパ8
3,84が配置されており、磁性体82が移動しないよ
うになっている。なお、磁性体82の外径は、中空パイ
プ81の内径とほぼ同じ寸法を有し、パイプ81の内壁
面と、磁性体82の外壁面との隙間は極力小さくなるよ
うにしてある。また、パイプ81の外周部の磁性体82
に隣接した位置には、ヨーク85,86が設置されてい
る。このヨーク85,86には、純鉄等の高透磁率の材
料が用いられる。
FIG. 14 (a) is a diagram showing a flow rate adjusting mechanism using a magnetostrictive actuator, which is a sixth embodiment of the present invention. Pipe 81 of hollow cylindrical structure through which fluid passes
A columnar magnetic body 82 having magnetostriction is disposed inside the. Stoppers 8 are provided near both ends of the magnetic body 82.
3, 84 are arranged so that the magnetic body 82 does not move. The outer diameter of the magnetic body 82 is approximately the same as the inner diameter of the hollow pipe 81, and the gap between the inner wall surface of the pipe 81 and the outer wall surface of the magnetic body 82 is made as small as possible. In addition, the magnetic body 82 on the outer peripheral portion of the pipe 81
The yokes 85 and 86 are installed in a position adjacent to. A material having a high magnetic permeability such as pure iron is used for the yokes 85 and 86.

【0078】図14(b)は、図14(a)に示すA−
A断面図である。図に示すように、ヨーク85,86は
パイプ81を挟み込むように配設されており、両者の他
端には鉄心87がボルト88,89によって固定されて
いる。鉄心87の外周には、磁界印加手段である空心コ
イル90が配設されている。この空心コイル90は、図
15に示すように、駆動電源91に接続され、この駆動
電源91により電流が供給されるようになっている。ま
た、空心コイル90に供給される電流を制御するための
制御回路92も設けられている。
FIG. 14B shows the line A- shown in FIG.
FIG. As shown in the drawing, the yokes 85 and 86 are arranged so as to sandwich the pipe 81, and an iron core 87 is fixed to the other ends of both by bolts 88 and 89. An air-core coil 90, which is a magnetic field applying means, is arranged on the outer periphery of the iron core 87. As shown in FIG. 15, this air-core coil 90 is connected to a drive power supply 91, and an electric current is supplied from this drive power supply 91. Further, a control circuit 92 for controlling the current supplied to the air-core coil 90 is also provided.

【0079】このように、鉄心87、ヨーク85,86
および磁性体82は閉磁気回路を構成しており、制御回
路92において設定された電流が駆動電源91より空心
コイル90に供給される。その結果、空心コイル90で
発生した磁界はヨーク85,86を経由して磁性体82
を通過する。これにより、磁性体82は磁歪を生じ、図
14(b)の矢印に示す方向に変形する。これにより、
パイプ81の内壁面と磁性体82の外壁面との間に空間
が生じ、その空間を流体が通過する。制御回路92によ
り空心コイル90へ供給する電流を制御することによ
り、磁性体82の変形量を調節することができるため、
パイプ81を通過する流体の流量を任意に設定すること
が可能となる。
In this way, the iron core 87, the yokes 85, 86
The magnetic body 82 and the magnetic body 82 form a closed magnetic circuit, and the current set in the control circuit 92 is supplied from the drive power source 91 to the air-core coil 90. As a result, the magnetic field generated by the air-core coil 90 passes through the yokes 85 and 86 and the magnetic substance 82.
Pass through. As a result, the magnetic body 82 causes magnetostriction and is deformed in the direction shown by the arrow in FIG. This allows
A space is created between the inner wall surface of the pipe 81 and the outer wall surface of the magnetic body 82, and the fluid passes through the space. By controlling the current supplied to the air-core coil 90 by the control circuit 92, the deformation amount of the magnetic body 82 can be adjusted,
The flow rate of the fluid passing through the pipe 81 can be set arbitrarily.

【0080】図16(a)は、本発明である磁歪式アク
チュエータを用いた流量調節機構の他の実施例を示した
図である。また、図16(b)は、図16(a)に示す
A−A断面図である。流体が通過する中空円筒構造のパ
イプ101の内部には、磁歪を有する円柱状の磁性体1
02が配設されている。この磁性体102の一端は流体
が通過するための貫通孔103を有する隔壁104に固
定され、他端は自由になっている。なお、磁性体102
の自由端側は端部先端に向かって細くなるテーパ状に成
形されている。パイプ101の外周には磁界印加手段で
ある空心コイル105およびヨーク106が配設されて
おり、磁性体102とヨーク106は閉磁気回路を構成
している。空心コイル105に制御回路107より電流
が供給されることにより磁界が発生し、磁性体102を
磁束が通過すると磁性体102は磁歪を生じ、パイプ1
01の軸方向に変位する。この変位により、磁性体10
2の自由端側に設けられた隔壁108の貫通孔109が
開閉され、パイプ101内を通過する流体の流量を調節
することができる。なお、流量の調節は、制御回路10
7により空心コイル105へ供給する電流を制御するこ
とにより、磁性体82の変位量を調節することにより行
う。
FIG. 16A is a diagram showing another embodiment of the flow rate adjusting mechanism using the magnetostrictive actuator according to the present invention. 16B is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. Inside the hollow cylindrical pipe 101 through which the fluid passes, a columnar magnetic body 1 having magnetostriction 1
02 is provided. One end of this magnetic body 102 is fixed to a partition wall 104 having a through hole 103 through which a fluid passes, and the other end is free. The magnetic material 102
The free end side of is shaped into a taper that becomes thinner toward the tip of the end. An air-core coil 105, which is a magnetic field applying unit, and a yoke 106 are arranged around the pipe 101, and the magnetic body 102 and the yoke 106 form a closed magnetic circuit. When a current is supplied to the air-core coil 105 from the control circuit 107, a magnetic field is generated, and when the magnetic flux passes through the magnetic body 102, the magnetic body 102 undergoes magnetostriction and the pipe 1
It is displaced in the axial direction of 01. Due to this displacement, the magnetic body 10
The through-hole 109 of the partition wall 108 provided on the free end side of 2 can be opened and closed to adjust the flow rate of the fluid passing through the pipe 101. The flow rate is adjusted by the control circuit 10
By controlling the current supplied to the air-core coil 105 by 7, the displacement amount of the magnetic body 82 is adjusted.

【0081】上記したような二つの実施例のような構成
によれば、簡単な構造で、しかも軸駆動部や軸受等およ
びシールを必要としないため、寿命や信頼性の大幅な向
上を図ることができる。また、使用できる流体の温度や
圧力の制限を緩和することも可能である。 第七実施例
According to the configurations of the two embodiments as described above, since the structure is simple and the shaft driving portion, the bearing and the like and the seal are not required, the life and reliability can be greatly improved. You can It is also possible to relax restrictions on the temperature and pressure of the fluid that can be used. Seventh Example

【0082】図17(a)は、本発明の第七実施例に係
る磁歪式アクチュエータを用いた流体ノズル機構を示し
た図である。また、図17(b)は、図17(a)に示
すA−A断面図である。流体を外部に噴出させるために
用いられる流体ノズルは、図17(a)に示すように、
流体の流路用パイプ111と、磁歪を有する磁性体から
なるノズル112とから構成され、両者はパッキン11
3によりシールされて、図示しないねじにより着脱可能
な構造になっている。ノズル112の外周には、磁界印
加手段である空心コイル114が配設されている。この
空心コイル114に制御回路115より電流が供給され
ることにより磁界が発生し、ノズル112は磁歪を生
じ、図17(b)の矢印に示す方向に変形する。これに
より、ノズル112の流路口径Rを変化させることがで
きるため、ひとつのノズル112で、ノズル出口での流
速vを変化させることが可能となる。なお、流速vの調
節は、制御回路115により空心コイル114へ供給す
る電流を制御することにより、ノズル112の流路口径
Rを調節することにより行う。
FIG. 17A is a diagram showing a fluid nozzle mechanism using a magnetostrictive actuator according to the seventh embodiment of the present invention. 17B is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. The fluid nozzle used for ejecting the fluid to the outside is, as shown in FIG.
It is composed of a fluid flow pipe 111 and a nozzle 112 made of a magnetic substance having magnetostriction.
It is sealed by 3 and has a structure that can be attached and detached by a screw (not shown). An air-core coil 114, which is a magnetic field applying unit, is arranged on the outer periphery of the nozzle 112. When a current is supplied to the air-core coil 114 from the control circuit 115, a magnetic field is generated and the nozzle 112 undergoes magnetostriction and is deformed in the direction shown by the arrow in FIG. 17B. As a result, since the flow path diameter R of the nozzle 112 can be changed, it is possible to change the flow velocity v at the nozzle outlet with one nozzle 112. The flow velocity v is adjusted by controlling the current supplied to the air-core coil 114 by the control circuit 115 to adjust the flow passage port diameter R of the nozzle 112.

【0083】上記したように、本実施例に示す流体ノズ
ルによれば、用途に応じた流路口径Rを有するノズルを
用意し、その都度交換して取り付けるという作業上の不
便さを解消することができる。以下では、磁歪式アクチ
ュエータを用いたその他の機構について説明する。 第八実施例
As described above, according to the fluid nozzle according to the present embodiment, it is possible to eliminate the inconvenience of work of preparing a nozzle having a flow path diameter R according to the application and replacing it each time to install it. You can Other mechanisms using the magnetostrictive actuator will be described below. Eighth Example

【0084】図18は、磁歪式アクチュエータを用いた
歩進移動機構を示したものである。図に示すように、本
実施例は、移動軸121上に2個のチャック用アクチュ
エータ122,124と1個の歩進用アクチュエータ1
23が配設されている。各アクチュエータは、それぞ
れ、移動軸121に嵌合された磁歪を有する磁性体12
5,126,127およびそれに外接したヨーク12
8,129,130からなり、各ヨークには磁界印加手
段である空心コイル131,132,133が設けられ
ている。各空心コイルは、それぞれ駆動電源134,1
35,136に接続され、これらの駆動電源により電流
が供給されるようになっている。また、各空心コイルに
供給される電流を制御するための制御回路137,13
8,139も設けられている。
FIG. 18 shows a stepwise moving mechanism using a magnetostrictive actuator. As shown in the figure, in this embodiment, two chuck actuators 122 and 124 and one stepping actuator 1 are mounted on a moving shaft 121.
23 are provided. Each actuator has a magnetostrictive magnetic body 12 fitted to the moving shaft 121.
5,126,127 and the yoke 12 circumscribing it
8, 129, 130, and each yoke is provided with air-core coils 131, 132, 133 which are magnetic field applying means. Each air-core coil has a drive power supply 134, 1 respectively.
35 and 136, and current is supplied from these drive power supplies. In addition, control circuits 137, 13 for controlling the current supplied to each air-core coil
8,139 is also provided.

【0085】次に、この歩進移動機構の動作について説
明する。まず、チャック用アクチュエータ122のチャ
ック制御回路137により、駆動電源134から空心コ
イル131に電流を供給し磁界を発生させる。磁性体1
25は磁束が通過することにより磁歪を生じ、移動軸1
21を把持するように変形する。
Next, the operation of this step moving mechanism will be described. First, the chuck control circuit 137 of the chuck actuator 122 supplies a current from the driving power supply 134 to the air-core coil 131 to generate a magnetic field. Magnetic body 1
The magnetic flux 25 causes magnetostriction when the magnetic flux passes, and the moving shaft 1
21 is deformed so as to be gripped.

【0086】続いて、歩進用アクチュエータ123の歩
進制御回路138により、駆動電源135から空心コイ
ル132に電流を供給し磁界を発生させる。磁性体12
6は磁束が通過することにより磁歪を生じ、移動軸12
1方向に伸びる。
Then, the step control circuit 138 of the step actuator 123 supplies a current from the driving power supply 135 to the air-core coil 132 to generate a magnetic field. Magnetic body 12
6 causes magnetostriction due to the passage of magnetic flux, and the moving shaft 12
It extends in one direction.

【0087】さらに、チャック用アクチュエータ124
のチャック制御回路138により、駆動電源136から
空心コイル133に電流を供給し磁界を発生させる。磁
性体127は磁束が通過することにより磁歪を生じ、移
動軸121を把持するように変形する。
Further, the chuck actuator 124
The chuck control circuit 138 supplies a current from the driving power supply 136 to the air-core coil 133 to generate a magnetic field. The magnetic substance 127 causes magnetostriction due to the passage of the magnetic flux, and is deformed so as to hold the moving shaft 121.

【0088】その後、空心コイル131,132に供給
されていた電流を遮断することにより、チャック用アク
チュエータ122の磁性体125は移動軸121から離
れ、歩進用アクチュエータ123の磁性体126が収縮
することにより、チャック用アクチュエータ122がチ
ャック用アクチュエータ124側へ引き寄せられる。以
上の動作を繰り返すことにより、移動軸121上を歩進
運動することが可能となる。
After that, by shutting off the current supplied to the air-core coils 131 and 132, the magnetic body 125 of the chuck actuator 122 is separated from the moving shaft 121, and the magnetic body 126 of the stepping actuator 123 contracts. As a result, the chuck actuator 122 is pulled toward the chuck actuator 124 side. By repeating the above operation, it is possible to make a step motion on the moving shaft 121.

【0089】本実施例に係る歩進移動機構の特徴は、圧
電式アクチュエータを用いた同様の機構に比べて、耐荷
重性を大幅に向上させることができる点にある。また、
上記したような構成によれば、互いに隣り合う二組の空
心コイル(131と132および132と133)によ
る磁界の方向が相互に直角方向となることから、ヨーク
128,129,130に高透磁率の材料を用いること
により、漏れ磁束による機構全体への影響を小さくする
ことができる。 第9実施例
A feature of the stepping movement mechanism according to the present embodiment is that the load resistance can be greatly improved as compared with a similar mechanism using a piezoelectric actuator. Also,
According to the above-described configuration, the directions of the magnetic fields generated by the two pairs of air-core coils (131 and 132 and 132 and 133) adjacent to each other are perpendicular to each other, so that the yokes 128, 129, and 130 have high magnetic permeability. By using this material, the influence of the leakage magnetic flux on the entire mechanism can be reduced. Ninth embodiment

【0090】次に、磁歪式アクチュエータを遮断器に応
用した実施例について説明する。熱動・電磁式遮断器に
おいては、通常、バイメタルや電磁石を用いて電流を検
出している。例えば、設定値の100%の電流では動作
せず125%の電流では2時間以内で動作するような熱
動動作においては、バイメタルにより過電流を検出しす
る。また、例えば、設定値の200%以上の電流で瞬時
に動作するような電磁動作においては、主電流によって
励磁される電磁石により過電流を検出している。このよ
うに、従来の遮断器においては、2種類の過電流検出機
構を用いて遮断器のスイッチ動作を行っており、遮断器
全体の構成が複雑化し、かつ、遮断器の小型化の要請に
対しても自ずから限界があった。
Next, an embodiment in which the magnetostrictive actuator is applied to a circuit breaker will be described. In a thermal / electromagnetic circuit breaker, a bimetal or electromagnet is usually used to detect the current. For example, in a thermal operation in which a current of 100% of a set value does not operate and a current of 125% operates within 2 hours, an overcurrent is detected by a bimetal. Further, for example, in an electromagnetic operation in which the current instantaneously operates at a current of 200% or more of a set value, an overcurrent is detected by an electromagnet excited by a main current. As described above, in the conventional circuit breaker, the switch operation of the circuit breaker is performed by using the two types of overcurrent detection mechanisms, which complicates the entire structure of the circuit breaker and reduces the size of the circuit breaker. On the contrary, there was a limit naturally.

【0091】これに対して、本実施例に示す磁歪式アク
チュエータを用いた遮断器においては、磁歪を有する磁
性体により過電流検出機構を構成することにより、熱動
動作および電磁動作の両方をひとつの機構で実現するこ
とが可能となる。
On the other hand, in the circuit breaker using the magnetostrictive actuator shown in the present embodiment, by constructing the overcurrent detection mechanism by the magnetic substance having magnetostriction, one of the thermal operation and the electromagnetic operation is obtained. Can be realized by the mechanism of.

【0092】図19に、本実施例に係る遮断器の動作原
理を示したものである。図19(a)は遮断動作前、図
19(b)は遮断動作後の状態をそれぞれ示している。
磁歪を有する磁性体141は、外部から磁界を加える
と、その強度に応じて伸縮する特性を有する。そこで、
磁性体に磁界を加える磁界印加手段として、空心コイル
142を用い、これに主電流を供給することにより、主
電流がある値以上になると磁歪を生じた磁性体141が
トリガーレバー143を駆動し、引き外しレバー144
を外すことにより、作動バネ145の作用によって開閉
接触部146を解放することにより遮断動作を行う。こ
のような構成にすることにより、遮断器の電磁動作を行
わせることができる。
FIG. 19 shows the operating principle of the circuit breaker according to this embodiment. 19A shows the state before the breaking operation, and FIG. 19B shows the state after the breaking operation.
The magnetic body 141 having magnetostriction has a property of expanding and contracting according to its strength when an external magnetic field is applied. Therefore,
An air-core coil 142 is used as a magnetic field applying unit that applies a magnetic field to the magnetic body, and a main current is supplied to the air-core coil 142. When the main current exceeds a certain value, the magnetic body 141 that is magnetostrictive drives the trigger lever 143. Release lever 144
Is removed, the opening / closing contact portion 146 is released by the action of the actuating spring 145 to perform the shutoff operation. With such a configuration, the circuit breaker can be electromagnetically operated.

【0093】一方、磁歪を有する磁性体141は、一般
材料に比べて熱膨張係数が大きい。この特性を利用し
て、空心コイル142に過電流が長時間流れた場合に発
生する熱に伴う熱膨張により磁性体141が変形した場
合にも、上記した動作と同様の遮断動作を行えるように
構成することにより、電磁動作とともに熱動動作をも行
わせることが可能となる。
On the other hand, the magnetic substance 141 having magnetostriction has a larger coefficient of thermal expansion than that of a general material. By utilizing this characteristic, even when the magnetic body 141 is deformed by thermal expansion due to heat generated when an overcurrent flows through the air-core coil 142 for a long time, the same interruption operation as the above-described operation can be performed. With the configuration, it becomes possible to perform the thermal operation as well as the electromagnetic operation.

【0094】上記したような構成によれば、ひとつの過
電流検出機構で電磁動作および熱動動作の両方を行うこ
とができ、簡単な構造でかつ小型化の可能な遮断器を提
供することが可能である。
According to the above-mentioned structure, it is possible to provide a circuit breaker having a simple structure and capable of performing both electromagnetic operation and thermal operation with a single overcurrent detection mechanism. It is possible.

【0095】[0095]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下に示すような効果が得られれる。
As described above, according to the present invention,
The following effects can be obtained.

【0096】第一に、簡単な構造で、安定かつ制御性に
優れた微小変位駆動が可能で、しかも低価格化を達成で
きる、磁歪式アクチュエータを用いた平行移動機構を提
供することができる。
First, it is possible to provide a parallel displacement mechanism using a magnetostrictive actuator, which has a simple structure, can perform stable and excellent controllability for minute displacement drive, and can achieve cost reduction.

【0097】第二に、簡単な構造で、摩擦面の摩耗等に
より機構全体を再調整する必要がなく、また、動作不能
になるようなことのない磁歪式アクチュエータを用いた
ブレーキ機構を提供することができる。
Secondly, there is provided a brake mechanism having a simple structure, which does not require readjustment of the entire mechanism due to abrasion of a friction surface or the like and which does not disable the operation. be able to.

【0098】第三に、簡単な構造で、部品加工段階での
寸法制度や形状公差および仕上げ面の表面粗さなどの高
精度な管理を比較的緩和することができ、軸と軸受との
半径隙間を変化させることが可能な磁歪式アクチュエー
タを用いたベアリング機構を提供することができる。
Thirdly, with a simple structure, it is possible to relatively relax the high-precision control of the dimensional accuracy, shape tolerance, surface roughness of the finished surface, etc. at the stage of machining the parts, and the radius of the shaft and the bearing. A bearing mechanism using a magnetostrictive actuator that can change the gap can be provided.

【0099】第四に、簡単な構造で、機械的な駆動部や
シール材等の構成部品を必要とせず、機構全体の寿命や
信頼性を著しく向上させることが可能な、磁歪式アクチ
ュエータを用いた送液ポンプ機構を提供することができ
る。
Fourthly, a magnetostrictive actuator is used which has a simple structure and does not require mechanical drive parts or structural components such as a sealant and can remarkably improve the life and reliability of the entire mechanism. It is possible to provide a liquid feeding pump mechanism that has been used.

【0100】第五に、簡単な構造で、軸駆動部や軸受等
およびシールを必要としないため、これらの寿命や信頼
性の問題がなく、また、使用できる流体の温度や圧力の
制限を緩和できる、磁歪式アクチュエータを用いた流量
調節機構を提供することができる。第六に、簡単な構造
で、流体ノズルの流路口径を容易に変化させることが可
能な、磁歪式アクチュエータを用いた流体ノズル機構を
提供することができる。
Fifth, since it has a simple structure and does not require a shaft drive portion, a bearing, etc., and a seal, there is no problem of life and reliability of these components, and restrictions on the temperature and pressure of the fluid that can be used are relaxed. A flow rate adjusting mechanism using a magnetostrictive actuator can be provided. Sixth, it is possible to provide a fluid nozzle mechanism using a magnetostrictive actuator, which has a simple structure and can easily change the flow path diameter of the fluid nozzle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一実施例である平行移動テーブルを
示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a translation table which is a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第一実施例である平行移動テーブルの
動作を説明するための断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the operation of the parallel movement table that is the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第二実施例である平行移動テーブルを
示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a translation table which is a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第二実施例の変形例である平行移動テ
ーブルを示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a translation table which is a modified example of the second embodiment of the present invention.

【図5】第二実施例の変形例における特殊形状の磁界バ
イパス用円筒を示す図。
FIG. 5 is a view showing a specially shaped magnetic field bypass cylinder according to a modification of the second embodiment.

【図6】本発明の第三実施例であるブレーキ機構を示す
断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a brake mechanism that is a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第三実施例を応用した装置の概略系統
図。
FIG. 7 is a schematic system diagram of an apparatus to which a third embodiment of the present invention is applied.

【図8】本発明の第四実施例である静圧型エアーベアリ
ングを示す図。
FIG. 8 is a view showing a static pressure type air bearing which is a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第四実施例の変形例である静圧型エア
ーベアリングを示す図。
FIG. 9 is a view showing a static pressure type air bearing which is a modified example of the fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第四実施例の変形例にかかるエアー
ベアリングの略断面図
FIG. 10 is a schematic sectional view of an air bearing according to a modification of the fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第五実施例である送液ポンプ機構を
示す図。
FIG. 11 is a view showing a liquid feed pump mechanism that is a fifth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第五実施例の変形例である送液ポン
プ機構を示す図。
FIG. 12 is a view showing a liquid feed pump mechanism that is a modification of the fifth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第五実施例の変形例である送液ポン
プ機構を示す図。
FIG. 13 is a view showing a liquid delivery pump mechanism that is a modification of the fifth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第六実施例である流量調節機構を示
す図。
FIG. 14 is a view showing a flow rate adjusting mechanism which is a sixth embodiment of the present invention.

【図15】第六実施例における制御回路および駆動電源
の構成を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a control circuit and a driving power supply in a sixth embodiment.

【図16】本発明の第六実施例である流量調節機構の他
の実施例を示す図。
FIG. 16 is a view showing another embodiment of the flow rate adjusting mechanism which is the sixth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第七実施例である流体ノズル機構を
示す図。
FIG. 17 is a diagram showing a fluid nozzle mechanism according to a seventh embodiment of the present invention.

【図18】磁歪式アクチュエータを用いた歩進移動機構
を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing a stepwise movement mechanism using a magnetostrictive actuator.

【図19】磁歪式アクチュエータを用いた遮断器を示す
図。
FIG. 19 is a diagram showing a circuit breaker using a magnetostrictive actuator.

【図20】従来のブレーキ機構を示す図。FIG. 20 is a view showing a conventional brake mechanism.

【図21】従来のピストン式送液ポンプを示す図。FIG. 21 is a view showing a conventional piston type liquid feed pump.

【図22】従来のローラ式送液ポンプを示す図。FIG. 22 is a view showing a conventional roller type liquid feed pump.

【図23】従来の流量調節バルブを示す図。FIG. 23 is a view showing a conventional flow control valve.

【図24】従来の流量調節弁を示す図。FIG. 24 is a view showing a conventional flow control valve.

【図25】従来の流体ノズルを示す図。FIG. 25 is a view showing a conventional fluid nozzle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21 固定ヨーク 2,32 固定ヨークの中心部 3 固定ヨーク両端の溝 4,5,23 磁歪棒 6,24,42,66,72,75,78,90,10
5,114,131,132,133,142 空心コ
イル 7,27 可動ヨーク 8,34 可動ヨーク中心部の溝 9,37,88,89 ボルト 10,11,35,36 弾性部材 12,13 可動ヨークの端部 22 固定ヨーク中心部の溝 25 環状溝 26 磁歪筒 28,38 磁界バイパス用円筒 29 ケース 30 可動ヨークと磁歪棒との接触面 31 可動ヨークと磁歪筒との接触面 33 固定ヨークの中心部の端部 41,61 ハウジング 43,103 貫通孔 44,53 回転軸 45 ブレーキライニング 46 空隙 47,57,67,92,107,115,137,1
38,139 制御回路 51 流体 52 回転体 54 機械負荷 55 タコジェネレータ 56 磁歪式ブレーキ 62 給気孔 63 軸 64 カップリング 65 モータ 68 ギャップセンサ 71,73,76,81,101,111 パイプ 74 高分子部材 77 丸棒 82,102,125,126,127、141 磁性
体 83,84 ストッパ 85,86,106,128,129,130 ヨーク 87 鉄心 91,134,135,136 駆動電源 104,108 隔壁 109 オリフィス 112 ノズル 113 パッキン 121 移動軸 122,124 チャック用アクチュエータ 123 歩進用アクチュエータ 143 トリガーレバー 144 引き外しレバー 145 作動バネ 146 開閉接触部
1, 21 Fixed yoke 2, 32 Central part of fixed yoke 3 Grooves at both ends of fixed yoke 4, 5, 23 Magnetostrictive rods 6, 24, 42, 66, 72, 75, 78, 90, 10
5,114,131,132,133,142 Air-core coil 7,27 Movable yoke 8,34 Groove in central part of movable yoke 9,37,88,89 Bolt 10,11,35,36 Elastic member 12,13 Of movable yoke End portion 22 Groove at center of fixed yoke 25 Annular groove 26 Magnetostrictive tube 28, 38 Magnetic field bypass cylinder 29 Case 30 Contact surface between movable yoke and magnetostrictive rod 31 Contact surface between movable yoke and magnetostrictive tube 33 Central portion of fixed yoke End portion 41,61 housing 43,103 through hole 44,53 rotating shaft 45 brake lining 46 void 47,57,67,92,107,115,137,1
38,139 Control circuit 51 Fluid 52 Rotating body 54 Mechanical load 55 Tacho generator 56 Magnetostrictive brake 62 Air supply hole 63 Shaft 64 Coupling 65 Motor 68 Gap sensor 71,73,76,81,101,111 Pipe 74 Polymer member 77 Round bar 82, 102, 125, 126, 127, 141 Magnetic material 83, 84 Stopper 85, 86, 106, 128, 129, 130 Yoke 87 Iron core 91, 134, 135, 136 Drive power supply 104, 108 Partition wall 109 Orifice 112 Nozzle 113 Packing 121 Moving Axis 122, 124 Chuck Actuator 123 Stepping Actuator 143 Trigger Lever 144 Tripping Lever 145 Actuating Spring 146 Opening / Closing Contact Part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石黒 昭宏 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akihiro Ishiguro 1 Komukai Toshiba-cho, Kouki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock company Toshiba Research Institute

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁歪を有する磁性体からなる変位発生手
段と、この変位発生手段に磁界を印加するための磁界印
加手段と、前記変位発生手段と接触し前記変位発生手段
の変位方向に移動可能な可動部材と、前記変位発生手段
を固定し前記可動部材とともに前記磁界印加手段による
閉磁気回路を構成する磁気回路構成部材とから構成さ
れ、前記変位発生手段と前記可動部材との相互の接触面
のうち少なくとも一方の接触面に傾斜が形成されている
ことを特徴とする磁歪式アクチュエータ機構。
1. Displacement generating means made of a magnetic substance having magnetostriction, magnetic field applying means for applying a magnetic field to the displacement generating means, and movable in the displacement direction of the displacement generating means in contact with the displacement generating means. A movable member and a magnetic circuit constituent member which fixes the displacement generating means and constitutes a closed magnetic circuit by the magnetic field applying means together with the movable member, and a mutual contact surface between the displacement generating means and the movable member. A magnetostrictive actuator mechanism, wherein at least one of the contact surfaces is inclined.
【請求項2】 磁歪を有する磁性体からなる変位発生手
段と、この変位発生手段に磁界を印加するための磁界印
加手段と、前記変位発生手段と接触し前記変位発生手段
の変位方向に移動可能な可動部材と、前記変位発生手段
を固定し前記可動部材とともに前記磁界印加手段による
閉磁気回路を構成する磁気回路構成部材と、前記変位発
生手段の一部に接触し前記変位発生手段に印加される磁
界の一部をバイパスする磁界バイパス手段とを有するこ
とを特徴とする磁歪式アクチュエータ機構。
2. Displacement generating means made of a magnetic substance having magnetostriction, magnetic field applying means for applying a magnetic field to the displacement generating means, and movable in the displacement direction of the displacement generating means in contact with the displacement generating means. A movable member, a magnetic circuit constituent member which fixes the displacement generating means and constitutes a closed magnetic circuit by the magnetic field applying means together with the movable member, and a part of the displacement generating means is contacted and applied to the displacement generating means. And a magnetic field bypass means for bypassing a part of the magnetic field.
【請求項3】 軸を通すための貫通孔を有し、この貫通
孔に前記軸が嵌合される際に前記隙間を調節するように
変位可能な、磁歪を有する磁性体からなる変位発生手段
と、この変位発生手段に磁界を印加するための磁界印加
手段とを有することを特徴とする磁歪式アクチュエータ
機構。
3. A displacement generating means having a magnetostrictive magnetic body, which has a through hole for passing a shaft, and is displaceable so as to adjust the clearance when the shaft is fitted in the through hole. And a magnetic field applying means for applying a magnetic field to the displacement generating means.
【請求項4】 内部を流体が流動可能な中空構造を有
し、前記流体を移送するように変位可能な、磁歪を有す
る磁性体からなる変位発生手段と、この変位発生手段の
外周に複数個設けられ、前記変位発生手段に磁界を印加
するための磁界印加手段とを有することを特徴とする磁
歪式アクチュエータ機構。
4. A displacement generating means made of a magnetic substance having a magnetostriction, which has a hollow structure capable of allowing a fluid to flow inside, and is displaceable so as to transfer the fluid, and a plurality of displacement generating means on the outer periphery of the displacement generating means. A magnetostrictive actuator mechanism, comprising: a magnetic field applying means for applying a magnetic field to the displacement generating means.
【請求項5】 内部を流体が流動可能な中空部材と、こ
の中空部材の内部に配設され、前記流体の流量を調節す
るように変位可能な、磁歪を有する磁性体からなる変位
発生手段と、この変位発生手段に磁界を印加するための
磁界印加手段とを有することを特徴とする磁歪式アクチ
ュエータ機構。
5. A hollow member inside which a fluid can flow, and a displacement generating means disposed inside the hollow member and made of a magnetic substance having magnetostriction and displaceable so as to adjust the flow rate of the fluid. A magnetostrictive actuator mechanism comprising: a magnetic field applying means for applying a magnetic field to the displacement generating means.
【請求項6】 内部を流体が流動可能な中空部材と、こ
の中空部材の先端に連結され、内部を流体が流動可能な
貫通孔を有し、前記貫通孔の断面形状が変化するように
変位可能な、磁歪を有する磁性体からなる変位発生手段
と、この変位発生手段に磁界を印加するための磁界印加
手段とを有することを特徴とする磁歪式アクチュエータ
機構。
6. A hollow member which allows a fluid to flow inside, and a through hole which is connected to the tip of the hollow member and through which a fluid can flow, and which is displaced so that the cross-sectional shape of the through hole changes. A magnetostrictive actuator mechanism comprising a possible displacement generating means made of a magnetic material having magnetostriction and a magnetic field applying means for applying a magnetic field to the displacement generating means.
JP4152575A 1992-06-12 1992-06-12 Magnetostrictive actuator mechanism Pending JPH05344767A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4152575A JPH05344767A (en) 1992-06-12 1992-06-12 Magnetostrictive actuator mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4152575A JPH05344767A (en) 1992-06-12 1992-06-12 Magnetostrictive actuator mechanism

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05344767A true JPH05344767A (en) 1993-12-24

Family

ID=15543475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4152575A Pending JPH05344767A (en) 1992-06-12 1992-06-12 Magnetostrictive actuator mechanism

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05344767A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100242673A1 (en) * 2009-03-25 2010-09-30 Eto Magnetic Gmbh Actuator apparatus
JP5342081B1 (en) * 2013-05-18 2013-11-13 丸山 徹 Strain vibration generation system
JP2014128125A (en) * 2012-12-26 2014-07-07 Fuji Electric Co Ltd Power generation device
JP2016502386A (en) * 2012-10-22 2016-01-21 コミサリア ア レネルジ アトミクエ オウ エネルジ アルタナティヴ Generator
CN110707894A (en) * 2019-10-31 2020-01-17 南京理工大学 Vibration energy collector based on multiple magnetic phase change alloys

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100242673A1 (en) * 2009-03-25 2010-09-30 Eto Magnetic Gmbh Actuator apparatus
US8378532B2 (en) * 2009-03-25 2013-02-19 Eto Magnetic Gmbh Actuator apparatus responsive to electrical activation
JP2016502386A (en) * 2012-10-22 2016-01-21 コミサリア ア レネルジ アトミクエ オウ エネルジ アルタナティヴ Generator
JP2014128125A (en) * 2012-12-26 2014-07-07 Fuji Electric Co Ltd Power generation device
JP5342081B1 (en) * 2013-05-18 2013-11-13 丸山 徹 Strain vibration generation system
CN110707894A (en) * 2019-10-31 2020-01-17 南京理工大学 Vibration energy collector based on multiple magnetic phase change alloys
CN110707894B (en) * 2019-10-31 2021-10-15 南京理工大学 Vibration energy collector based on multiple magnetic phase change alloys

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4071042A (en) Electromagnetic actuator, notably for hydraulic servo-control valve
CA2862416C (en) Electro-hydraulic servo valve
US10087962B2 (en) Electro hydrostatic actuators
JP5566390B2 (en) Valve actuator and method for operating the same
WO2014104313A1 (en) Damping device and damping apparatus for structure
US8740183B2 (en) Actively controlled valve and method for operating an actively controlled valve
JPS6383468A (en) Sluice valve
US5451824A (en) Linear actuating device
JP4788091B2 (en) Shift actuator for transmission
CN106369207A (en) Micro flow proportional control valve
US5701043A (en) High resolution actuator
US6802488B1 (en) Electro-mechanical coaxial valve
US20190003551A1 (en) Disengageable damping assemblies for moving aerodynamic surfaces
US20030007865A1 (en) Vane actuator
JPH05344767A (en) Magnetostrictive actuator mechanism
US6332451B1 (en) Rotary valve actuator arrangement
US20030141155A1 (en) Industrial robot with an actuated brake system, which cooperate with the robot's control system
JP2003106446A (en) Variable speed operation device
JP2005048922A (en) Valve
JPH0237484B2 (en)
CN2376137Y (en) Super magnetostriction material high-speed strong microdisplacement mechanism
US4530487A (en) Direct drive servovalve and fuel control system incorporating same
JPH03265473A (en) Cylinder unit employing ultrasonic wave motor
WO2009034007A1 (en) Control valve having resonant magnetic actuator system
WO1983002142A1 (en) Ball nut having adjustable preloading