JPH0658602U - Ｙｉｇ磁気回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁界を印加することにより共鳴発振するＹＩ
Ｇ素子を発振回路の共振器に用いることがある。このＹ
ＩＧ素子の共鳴発振はＹＩＧ素子に印加される磁界の大
きさにより変化するが、その磁界の大きさを電磁石で得
るようにするとき、その励磁のための電流を電流感度
（共鳴発振周波数／励磁電流）を特にあげることなく、
この励磁電流を下げてそのための消費電力を節約しよう
とすることが本考案の目的である。 【構成】 つぼ形磁気コア１１とその開放面を覆う板状
磁気コアとつぼ形磁気コアの中心にあるセンターポール
で構成される磁気回路のセンターポールの端面にできる
ギャップにＹＩＧ素子を設置するのであるが、この端面
の所に振動等でぶれないように永久磁石を設置して、こ
の永久磁石の磁界で励磁電流が零の状態であっても必要
なオフセット値を得る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、磁界を印加することにより共鳴発振するＹＩＧ素子（イットリウ ム・アンアン・ガーネット素子）を用い、この共鳴発振を利用した発振回路の共 振器や濾波器に用いられるＹＩＧデバイスの磁気回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この磁気回路はＹＩＧ磁気回路といわれるが、その構造は、その中央にセンタ ーポールのあるつぼ形磁気コアと、その開放面が板状の磁気コアで覆われている 構造をしている。その中央のセンターポールの中心を通る断面を図２にＹＩＧ発 振器磁気回路モデル図として示す。同図に示すように、つぼ形磁気コア１１のセ ンターポール１２と板状磁気コア１３との間にはギャップ４がＧａｐとして示さ れている。このギャップ４にＹＩＧ素子が置かれるようになる。

【０００３】 その磁気回路のギャップにＹＩＧ素子が置かれた従来の技術における装置の例 を図３にそのＹＩＧデバイスのほぼ中央断面図の形で示す。

【０００４】 この図３に示されるように、つぼ形磁気コア１１はその中心軸の位置にセンタ ーポール１２が磁気コア１１と一体に形成され、その開放面は板状磁気コア１３ で覆われ、いずれも磁性体、例えば４５ニッケル合金（Ｎｉが４５重量％残部が ＦｅのいわゆるＰＢ）で作られていて、その空間部にセンターポールを取り囲む 形で励磁コイル９が配置される。そして、図３には、そのギャップにＹＩＧ素子 を設置する手段の例が示されている。すなわち、ＹＩＧ素子１４は板状磁気コア １３の内面に平行な支持棒５の一端部にＹＩＧ素子が結合リング８を介して取り 付けられ、支持棒５の他端部は固定具６で板状磁気コア１３の内面に取り付けら れる。このようにＹＩＧ素子はセンターポールの中心軸上の位置に固定される。 そして、板状磁気コア１３の内面にはＨＩＣ基板すなわち混成集積回路基板７が 固定される。

【０００５】 回路基板７にＹＩＧ素子１４がセンターポールの中心部に位置するように半円 形の結合リング８を介して取り付けられ発振回路を構成するとすれば、結合リン グ８は回路基板７上に形成された、共鳴したＹＩＧ素子１４を共振器とする発振 回路（不図示）と接続される。その発振回路からの発振出力を増幅する増幅器も 回路基板７上に形成され、その増幅された発振出力は板状磁気コア１３に取り付 けられた同軸出力端子（コネクタ）２１を通じて外部へ導出されるようになって いる。さらに磁気回路を励磁する励磁コイルは、例えばバッテリー等の電源によ り通電されるように構成され、この通電を調節する装置等を含めて、全体として ＹＩＧデバイスを構成している。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

従来においては磁気コアの磁性体として４５ニッケル合金いわゆるＰＢが用い られたとしても図２、図３に示すように、ＹＩＧ素子を設置する所は必ずギャッ プ４を形成しなければならない為、ある共鳴発振の一定の周波数を得るためには 、オフセット値として励磁電流をかなり流す必要があった。（一例をあげれば、 電流感度２０ＭＨｚ／ｍＡ、周波数４ＧＨｚを得るのに励磁電流２００ｍＡ、周 波数８ＧＨｚを得るのに励磁電流４００ｍＡ）この電流値を下げて電力を節約す るために電流感度を上げることも考えられる。そのための手段としてギャップを 小さくすることが考えられるが、ＹＩＧ球及びＨＩＣ基板をそのギャップに置か なければならないことから考えるとこれは困難なことである。

【０００７】 また、一方、電流感度を上げすぎるとＹＩＧ発振器をＳＰＡ本体に組み込んだ とき、周波数の微調を行なうのが難しいという欠点が生ずる。

【０００８】 そこで、本考案は、電流感度は上げることなく従来と同じとしても、励磁電流 を少なくして、もって励磁のための電力を少なくして、しかも同じ共鳴発振周波 数が得られるようにすることが本考案の重要な目的とする。

【０００９】 この目的が達成できると、通常、この装置は電源としてＡＣ１００Ｖを使用し ているが従来よりも少電力で必要な発振周波数を得ることができるので、バッテ リー電源の使用が可能となる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記のつぼ形磁気コアのセンターポールの開放端面の上に永久磁石を乗せて固 定して、この永久磁石の磁力で必要なオフセット値を与えるようにする。つまり 、永久磁石で上記のオフセット値を得るようにして励磁電流を少なくする。

【００１１】 もっとも、永久磁石を設置する位置はセンターポールの端面とは限らず、ギャ ップに置かれたＹＩＧ素子がその磁力の磁場の下にあるようにすればよいが、実 際にはセンターポールの端面又はその近くに配置するのがよい。

【００１２】 かくして設置された永久磁石は振動により位置ずれを起してはＹＩＧ素子に与 える磁力が狂うため、工合の悪いことになる。特に、上記のセンターポールの開 放端面上に永久磁石を設置した場合は、振動等のぶれを起し易いので、このぶれ を防ぎ、耐振動特性をよくすることも、本考案の目的を達成する上で重要なこと である。

【００１３】 そこで、本考案の第２の目的は上記のセンターポールの開放端面上に設置した 永久磁石の耐振動対策を低費用で効率よく実施することにある。そのため、非磁 性体のリングを用い上の場所に設置した永久磁石を包囲してこのリングを例えば 上記のセンターポールの周辺と合せて、一緒に固定すれば、永久磁石を接着剤な どで固定するという磁気回路に悪い影響を与えず、簡単な手段で永久磁石を安定 的に固定でき、かつ非磁性体のリングであるから、磁束を整え、かつ永久磁石の 磁力を減ずるような働きも与えないですむ。

【００１４】

【作用】

永久磁石による磁力がＹＩＧ素子に与えられるため、励磁コイルに流す励磁電 流が零であっても、例えばＹＩＧ素子は４ＧＨｚで発振するようにできて、電流 感度は使用し易い例えば２０ＭＨｚ／ｍＡのままであって２００ｍＡの励磁電流 で８ＧＨｚの発振周波数を得ることができて、励磁電流は永久磁石を用いた分だ け少なくすることができるということになる。

【００１５】

【実施例】

図１に示したものが本考案のＹＩＧ磁気回路の実施例を斜視図をもって示した ものである。同図にはＹＩＧ素子は描かれていないが、図示のつぼ型の磁性体の なかにあるセンターポールの端面の上近くに置かれる。このつぼ型の磁気回路は センターポール、更にはこの上に覆われる不図示の板状コアも含めて、４５ニッ ケル合金（Ｎｉが４５重量％、残部がＦｅのいわゆるＰＢ）で作られている。そ して同図のセンターポールの先端近くに黒い円板状のものが永久磁石であって、 その上に更にＰＢのうすい円板状のシムと呼ばれるものをのせて永久磁石で発生 する磁束の均一化を画るようにしている。そしてこの永久磁石を安定的にセンタ ーポール上に固定するための０．５ｍｍ程度の厚みのある板状アルミをリングに したアルミリングで永久磁石を囲う様子が図示されている。ここに用いた永久磁 石はサマリウムコバルト磁石を用いている。一般の永久磁石もそうであるがサマ リウムコバルトはその表面を均一に仕上げる困難であるため、上記したようにそ の上にＰＢの円板であるシムを乗せてこれによりＹＩＧに与える磁場の均一を図 っている。

【００１６】 図示されたアルミニウムのリングは、センターポールの上からかぶせて、永久 磁石もその上に乗せたＰＢの円板シムも同時にセンターポールの上端固定できる ようにする。アルミリングのあいている所をエポキシで接着して固定してしまう 。

【００１７】 このアルミニウムはこれに限ったものでなく、非磁性体であれは磁束を漏らさ ずにすむが金属ではアルミは軽量で割合加工しやすいので、アルミニウムを選択 したが、収縮性のゴムチューブをこのアルミニウムのリングに代って用いれば、 より製作は簡単になり、単価はより安価にでき、製作の時のハンドリングがより 容易になり、アルミニウムのリングより一層便利になる。

【００１８】

【考案の効果】

上記したように永久磁石を磁気回路中に入れたので、励磁コイルに流す電流を 大幅に節約でき、電力の節約、特に励磁電流の電源として使用されるバッテリー の節約に有効である。そして、その永久磁石をセンターポールの開放端に設置す るため、その設置は容易であるが、その永久磁石を耐振動構成を設けなければな らないが、非磁性体のリングで永久磁石を動かないようにセットしたので磁束は 漏れず、容易に磁力の耐振動特性を向上させることができた。またこの非磁性体 のリングをアルミニウムで作れば軽量でかつ容易に製作することができる。更に 、このリングを収縮性のゴムチューブを用いれば更に永久磁石のセットを容易に 行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例を示す斜視図。

【図２】ＹＩＧ発振器磁気回路のモデル図。

【図３】従来の磁気回路を有するＹＩＧデバイスを示す
断面図。

【符号の説明】

１ 永久磁石 ２ アルミリング ３ ＰＢでできたシム ４ ギャップ ５ 支持棒 ６ 固定具 ７ 回路基板 ８ 結合リング ９ 励磁コイル １０ 同軸出力端子 １１ つぼ形磁気コア １２ センターポール １３ 板状磁気コア １４ ＹＩＧ素子

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 端面のあるセンターポールを有するつぼ
   形磁気コアの開放面を覆う板状磁気コアとからなる磁気
   装置を励磁電流で励磁するようにし、センターポールの
   端面のギャップにＹＩＧ素子を配し、該ＹＩＧ素子を通
   るＹＩＧ磁気回路中に永久磁石を設けて、励磁電流が零
   においてもＹＩＧ素子を通るＹＩＧ磁気回路に磁束が存
   在するようにして、ＹＩＧ素子にオフセットの磁力を与
   えるようにしたことを特徴とするＹＩＧ素子を共振させ
   るためのＹＩＧ磁気回路。
2. 【請求項２】 上記のＹＩＧ磁気回路中に設ける永久磁
   石として、センターポールの端面又はその近傍に設けた
   ことを特徴とする請求項１記載のＹＩＧ磁気回路。
3. 【請求項３】 上記の永久磁石のセンターポールとは反
   対側に磁性体板を該永久磁石に接して設け、ＹＩＧ素子
   に与える磁場の均一化を図ったことを特徴とする請求項
   ２記載のＹＩＧ磁気回路。
4. 【請求項４】 上記の永久磁石又は永久磁石とこれに接
   する磁性体板とをセンターポールに固定するための非磁
   性体リングを設けて、永久磁石又は永久磁石と磁性体板
   とをセンターポールへ該非磁性体リングで固定したこと
   を特徴とする請求項２又は３記載のＹＩＧ磁気回路。
5. 【請求項５】 上記の非磁性体リングの材質がアルミニ
   ウムのリングから成る又はゴム質等からなる弾性体リン
   グから成ることを特徴とする請求項４記載のＹＩＧ磁気
   回路。