JPH0715053A - Magnetostriction actuator - Google Patents

Magnetostriction actuator

Info

Publication number
JPH0715053A
JPH0715053A JP5149980A JP14998093A JPH0715053A JP H0715053 A JPH0715053 A JP H0715053A JP 5149980 A JP5149980 A JP 5149980A JP 14998093 A JP14998093 A JP 14998093A JP H0715053 A JPH0715053 A JP H0715053A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
generating means
displacement
magnetostrictive actuator
magnetic
magnetic field
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
JP5149980A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Fujita
隆史 藤田
Hiroshi Katayama
洋 片山
Shigeru Fujimoto
滋 藤本
Tadahiko Kobayashi
忠彦 小林
Isao Sakai
勲 酒井
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 JP5149980A priority Critical patent/JPH0715053A/en
Publication of JPH0715053A publication Critical patent/JPH0715053A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a magnetostriction actuator wherein the output loss of an actuator is small and the size is not enlarged by a preload generating means. CONSTITUTION:The title magnetostriction actuator consists of the following; rod type magnetic material 11 having magnetostriction as a displacement generating means, a solenoid coil 12 as a magnetic field generating means which is arranged around the magnetic material 11, a driving rod 13 as a movable member for transferring the displacement output of a magnetostriction actuator linked with one end of the magnetic material 11, a fixing base connected with the other end of the magnetic material, and a cylindrical case 15 which is fixed to the fixing base 14 so as to surround the solenoid coil 12. The driving rod 13 is connected with the cylindrical case 15 by using a linkage member 17 with flexibility.

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、磁界の印加により磁歪
を生じる磁性体を備えた磁歪アクチュエータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetostrictive actuator provided with a magnetic body that produces magnetostriction by applying a magnetic field.

【0002】[0002]

【従来の技術】振動や変位発生用のアクチュエータとし
ては、従来から圧電材料を変位発生素子とし、この変位
発生素子に制御電圧を印加することにより振動及び変位
を発生させるようにした圧電アクチュエータが知られて
いる。また、スピーカの原理を用いた電磁アクチュエー
タや磁性体の磁歪現象を用いた磁歪アクチュエータも一
般に知られている。
2. Description of the Related Art As an actuator for generating vibration and displacement, there has been known a piezoelectric actuator in which a piezoelectric material is used as a displacement generating element and a vibration and displacement are generated by applying a control voltage to the displacement generating element. Has been. Further, an electromagnetic actuator that uses the principle of a speaker and a magnetostrictive actuator that uses the magnetostriction phenomenon of a magnetic material are generally known.

【0003】前記振動や変位発生用のアクチュエータに
おいては、小型で高出力、即ち、より大きい変位量及び
力が発生できるアクチュエータの開発が望まれている。
前記磁歪アクチュエータを構成する磁性体としては、従
来よりNi系合金、Fe−Al系合金、フェライト系合
金が主に用いられている。また、最近では、前記磁性体
に比べて1桁以上大きな変位の発生が可能な希土類金属
−遷移金属系超磁歪合金の開発も報告れている。
As for the actuator for generating vibration and displacement, it is desired to develop an actuator that is small in size and has a high output, that is, that can generate a larger displacement and force.
Conventionally, Ni-based alloys, Fe-Al-based alloys, and ferrite-based alloys have been mainly used as the magnetic material forming the magnetostrictive actuator. Further, recently, development of a rare earth metal-transition metal-based giant magnetostrictive alloy capable of generating a displacement larger than that of the magnetic material by one digit or more has been reported.

【0004】前記磁歪アクチュエータは、一般に前記磁
性体に制御電界を印加する手段を備えた構成になってい
る。前記磁界印加手段としては、制御電流の供給により
容易に磁界を制御することが可能な電磁石などを用いた
磁気回路が主に用いられる。
The magnetostrictive actuator is generally provided with a means for applying a control electric field to the magnetic body. As the magnetic field applying means, a magnetic circuit using an electromagnet or the like that can easily control the magnetic field by supplying a control current is mainly used.

【0005】図11に、従来の磁歪アクチュエータの一
例として、小型ポンプやパネルスピーカーとして使用可
能な振動子の概略断面図を示す。この振動子は、超磁歪
合金からなる棒状の磁性体1と、この磁性体1に制御磁
界を印加するために磁性体1の周囲に配置されるソレノ
イドコイル2と、前記磁性体1の両端にそれぞれ連結さ
れる駆動ロッド3及び固定盤4と、この固定盤4に取り
付けられ、前記ソレノイドコイル2を囲むように配置さ
れる筒状ケース5等から構成されている。駆動ロッド3
は筒状ケース5の一端に取り付けられている貫通板6に
設けられた軸受7を貫通して外部に露出し、磁性体1の
変形(磁歪)を磁歪アクチュエータの変位出力として取
り出すようになっている。なお、上記した磁性体1、駆
動ロッド3、貫通板6、筒状ケース5、及び固定盤4に
より、ソレノイドコイル2が発生する制御磁界の閉磁気
回路が構成されている。固定盤4には永久磁石8が取り
付けられ、この永久磁石8によって磁性体1に予めバイ
アス磁界が与えられる。また、貫通板6と駆動ロッド3
のフランジ9との間には、皿ばねやコイルばね、あるい
はゴムなどで構成される予荷重ばね10が挟み込まれ、
これにより、磁性体1に予荷重が加えられ、初期変位が
付与される。
FIG. 11 is a schematic sectional view of a vibrator usable as a small pump or a panel speaker as an example of a conventional magnetostrictive actuator. This vibrator includes a rod-shaped magnetic body 1 made of a giant magnetostrictive alloy, a solenoid coil 2 arranged around the magnetic body 1 for applying a control magnetic field to the magnetic body 1, and both ends of the magnetic body 1. The drive rod 3 and the fixed platen 4 are connected to each other, and the cylindrical case 5 and the like attached to the fixed platen 4 are arranged so as to surround the solenoid coil 2. Drive rod 3
Is exposed to the outside through a bearing 7 provided on a through plate 6 attached to one end of the tubular case 5, and the deformation (magnetostriction) of the magnetic body 1 is taken out as a displacement output of a magnetostrictive actuator. There is. The magnetic body 1, the drive rod 3, the penetrating plate 6, the cylindrical case 5, and the fixed plate 4 constitute a closed magnetic circuit of the control magnetic field generated by the solenoid coil 2. A permanent magnet 8 is attached to the stationary platen 4, and a bias magnetic field is applied to the magnetic body 1 in advance by the permanent magnet 8. In addition, the through plate 6 and the drive rod 3
A preload spring 10 made of a disc spring, a coil spring, or rubber is sandwiched between the flange 9 and the
As a result, a preload is applied to the magnetic body 1 and an initial displacement is given.

【0006】かかる構成を有する磁歪アクチュエータに
おいては、変位発生手段である磁歪を有する磁性体1に
連結される駆動ロッド3を、軸受7で支持しているた
め、軸受7のすべり面における摩擦によってアクチュエ
ータの出力損失が大きくなる問題があった。
In the magnetostrictive actuator having such a structure, since the drive rod 3 connected to the magnetic substance 1 having a magnetostriction, which is a displacement generating means, is supported by the bearing 7, the actuator is caused by friction on the sliding surface of the bearing 7. There was a problem that the output loss of the

【0007】また、ソレノイドコイル2および永久磁石
8による制御磁界やバイアス磁界は、駆動ロッド3と軸
受7との間、あるいは軸受7を設置しない場合には駆動
ロッド3と筒状ケース5との間にギャップが存在してい
るために、上記した磁歪アクチュエータのように筒状ケ
ース5を用いた閉磁気回路により磁界発生手段を囲むよ
うな構成とした場合、該ギャップ部において磁気回路が
切断されるため、磁気回路の効率が低下し、アクチュエ
ータの出力損出の原因となっていた。また、該ギャップ
部において漏洩磁界が発生するため、このアクチュエー
タを電子機器等に用いた場合に、機器の誤動作の原因と
なるといった問題もあった。
The control magnetic field and bias magnetic field generated by the solenoid coil 2 and the permanent magnet 8 are between the drive rod 3 and the bearing 7, or between the drive rod 3 and the tubular case 5 when the bearing 7 is not installed. Since there is a gap in the magnetic field, when the magnetic field generating means is surrounded by a closed magnetic circuit using the cylindrical case 5 like the above-mentioned magnetostrictive actuator, the magnetic circuit is disconnected at the gap. As a result, the efficiency of the magnetic circuit is reduced, which is a cause of output loss of the actuator. Further, since a leakage magnetic field is generated in the gap portion, there is a problem in that when this actuator is used in an electronic device or the like, it causes malfunction of the device.

【0008】さらに、磁歪を有する磁性体1に予荷重を
与える手段として、たとえば皿ばねを用いた場合、皿ば
ねの合わせ面や固定面で摩擦が生じること、また、これ
をゴムとした場合は、ばね特性が非線形挙動を示すこと
等によってアクチュエータの出力損失が大きくなる問題
があった。また、皿ばね、コイルばねやゴムなどを用い
た予荷重発生手段をアクチュエータの内部に構成する
と、アクチュエータの全体構造が大きくなる問題があっ
た。
Further, when a disc spring is used as a means for applying a preload to the magnetic substance 1 having magnetostriction, friction occurs on the mating surface and the fixed surface of the disc spring, and when it is made of rubber, However, there is a problem that the output loss of the actuator becomes large due to the non-linear behavior of the spring characteristics. Further, if the preload generating means using a disc spring, a coil spring, rubber or the like is formed inside the actuator, there is a problem that the entire structure of the actuator becomes large.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の磁歪アクチュエータにおいては、出力損出やアクチュ
エータ自体の大型化等の種々の問題があった。本発明
は、上記事情に鑑みてなされたものであり、アクチュエ
ータの出力損失が小さく、かつ、予荷重発生手段によっ
ても大型化しない、磁歪アクチュエータを提供すること
をも目的とする。また、本発明は、効率の良い閉磁気回
路を構成し、かつ漏洩磁界の少ない磁歪アクチュエータ
を提供することを目的とする。
As described above, the conventional magnetostrictive actuator has various problems such as output loss and size increase of the actuator itself. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a magnetostrictive actuator in which the output loss of the actuator is small and the size is not increased even by the preload generation means. It is another object of the present invention to provide a magnetostrictive actuator which constitutes an efficient closed magnetic circuit and has a small leakage magnetic field.

【0010】[0010]

【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、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接続され該変位発生手段の
変位方向に移動可能な可動部材と、前記変位発生手段の
周囲に配設され該変位発生手段に磁界を印加する磁界発
生手段と、前記変位発生手段と前記磁界発生手段を収納
し閉磁気回路を構成する磁気回路構成部材とを具備して
なる磁歪アクチュエータにおいて、前記可動部材と前記
磁気回路構成部材とを連結する可撓性を有する連結部材
を有すること特徴とする磁歪アクチュエータ、及び前記
連結部材を予め変形させることにより前記変位発生手段
に予荷重が加えられてなることを特徴とする前記磁歪ア
クチュエータを提供する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a displacement generating means made of a magnetic material having magnetostriction and a displacement generating means connected to the displacement generating means are movable in the displacement direction of the displacement generating means. A movable member, a magnetic field generating means arranged around the displacement generating means for applying a magnetic field to the displacement generating means, and a magnetic circuit configuration for accommodating the displacement generating means and the magnetic field generating means to form a closed magnetic circuit. In a magnetostrictive actuator comprising a member, a magnetostrictive actuator characterized by having a flexible connecting member for connecting the movable member and the magnetic circuit component member, and by deforming the connecting member in advance. The magnetostrictive actuator is characterized in that a preload is applied to the displacement generating means.

【0011】一方、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接続され該変位発生手段
の変位方向に移動可能な可動部材と、前記変位発生手段
の周囲に配設され該変位発生手段に磁界を印加する磁界
発生手段と、前記変位発生手段と前記磁界発生手段を収
納し閉磁気回路を構成する磁気回路構成部材とを具備し
てなる磁歪アクチュエータにおいて、前記可動部材と前
記磁気回路構成部材とを連結するため、前記変位発生手
段の変位方向に対して並列に設けられる可撓性を有する
複数の連結部材と、これら複数の連結部材間に形成され
る領域のうち、少なくとも一箇所に封入される磁性流体
とを具備すること特徴とする磁歪アクチュエータ、及び
前記連結部材を予め変形させることにより前記変位発生
手段に予荷重が加えられてなることを特徴とする前記磁
歪アクチュエータをも併せて提供する。
On the other hand, a displacement generating means made of a magnetic substance having magnetostriction, a movable member connected to the displacement generating means and movable in the displacement direction of the displacement generating means, and disposed around the displacement generating means. A magnetostrictive actuator comprising magnetic field generating means for applying a magnetic field to displacement generating means, and a magnetic circuit constituent member for accommodating the displacement generating means and the magnetic field generating means to constitute a closed magnetic circuit, wherein the movable member and the At least one of a plurality of flexible connecting members provided in parallel with respect to the displacement direction of the displacement generating means for connecting with the magnetic circuit component member and a region formed between the plurality of connecting members. A magnetostrictive actuator comprising a magnetic fluid sealed in one place, and a preload is applied to the displacement generating means by deforming the connecting member in advance. It is provided together also the magnetostrictive actuator, characterized by comprising.

【0012】[0012]

【作用】上記したような構成を有する本発明によれば、
変位発生手段に接続される可動部材と、変位発生手段及
び磁界発生手段を収納し閉磁気回路を構成する磁気回路
構成部材とを連結する可撓性を有する連結部材を設ける
ことにより、従来問題となっていた可動部材とそれを支
持する軸受との間の摩擦の問題がなくなるとともに、可
動部材と磁気回路構成部材の間にギャップが存在しなく
なるため、磁気回路が切断されることがなく、効率の良
い閉磁気回路を磁性体を中心に構成することが可能とな
る。
According to the present invention having the above structure,
By providing a flexible connecting member that connects the movable member connected to the displacement generating means and the magnetic circuit constituent member that houses the displacement generating means and the magnetic field generating means and constitutes a closed magnetic circuit, the conventional problem is solved. The problem of friction between the movable member and the bearing that supports it has been eliminated, and since there is no gap between the movable member and the magnetic circuit constituent member, the magnetic circuit is not cut and the efficiency is improved. It is possible to form a closed magnetic circuit having good magnetic field around the magnetic body.

【0013】また、前記連結部材を予め変形させ、変位
発生手段に予荷重を加える構成とすることにより、予荷
重発生手段を磁歪アクチュエータの閉磁気回路を構成す
るケーシングの一部として構成できるので、予荷重発生
手段を新たに設置するための独立したスペースを必要と
せず、磁歪アクチュエータの小型化を図ることができ
る。
Further, by preliminarily deforming the connecting member and applying a preload to the displacement generating means, the preload generating means can be configured as a part of the casing constituting the closed magnetic circuit of the magnetostrictive actuator. The magnetostrictive actuator can be miniaturized without requiring an independent space for newly installing the preload generating means.

【0014】[0014]

【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。図1は、本発明に係る磁歪アクチュエ
ータの第1実施例を示す概略断面図でる。本実施例は、
変位発生手段たる磁歪を有する棒状の磁性体11と、こ
の磁性体11に制御磁界を印加するために、磁性体11
の周囲に配置される磁界発生手段たるソレノイドコイル
12と、前記磁性体11の一端に連結される磁歪アクチ
ュエータの変位出力を伝達する可動部材たる駆動ロッド
13と、前記磁性体の他端に連結される固定盤14と、
この固定盤14に取り付けられ、前記ソレノイドコイル
12を囲むように配置される筒状ケース15等から構成
されている。固定盤14には永久磁石16が取り付けら
れ、磁性体11にバイアス磁界を印加している。なお、
この永久磁石16は特に設けなくても良い。駆動ロッド
13と筒状ケース15とは、可撓性を有する連結部材1
7により連結されている。この連結部材17は、磁歪ア
クチュエータの駆動方向に関して柔で、同方向に直行す
る方向に関して剛となるように、駆動ロッド13及び筒
状ケース15に接続されている。ここで、連結部材17
の板厚は、磁歪アクチュエータの駆動方向に関する連結
部材17のばね剛性が、同方向に関する磁性体11のば
ね剛性より十分に柔となるように設定される。即ち、磁
歪アクチュエータの駆動時に連結部材17が磁性体11
の変位出力に影響を与えない構造となっている。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of a magnetostrictive actuator according to the present invention. In this example,
A rod-shaped magnetic body 11 having magnetostriction as a displacement generating means, and a magnetic body 11 for applying a control magnetic field to the magnetic body 11.
A solenoid coil 12 serving as a magnetic field generating means arranged around the magnetic body, a drive rod 13 serving as a movable member for transmitting a displacement output of a magnetostrictive actuator connected to one end of the magnetic body 11, and connected to the other end of the magnetic body. Fixed plate 14
It is composed of a cylindrical case 15 and the like which is attached to the stationary platen 14 and is arranged so as to surround the solenoid coil 12. A permanent magnet 16 is attached to the fixed platen 14 to apply a bias magnetic field to the magnetic body 11. In addition,
The permanent magnet 16 may not be provided. The drive rod 13 and the tubular case 15 have a flexible connecting member 1
7 are linked together. The connecting member 17 is connected to the drive rod 13 and the cylindrical case 15 so as to be flexible in the driving direction of the magnetostrictive actuator and rigid in the direction orthogonal to the driving direction. Here, the connecting member 17
The plate thickness is set such that the spring rigidity of the connecting member 17 in the driving direction of the magnetostrictive actuator is sufficiently softer than the spring rigidity of the magnetic body 11 in the same direction. That is, when the magnetostrictive actuator is driven, the connecting member 17 causes the magnetic body 11 to move.
The structure does not affect the displacement output of.

【0015】本実施例によれば、従来問題となっていた
駆動ロッド13とそれを支持する軸受との間の摩擦の問
題がない。また、駆動ロッド13と筒状ケース15との
間にギャップが存在しないため、磁気回路が切断される
ことがなく、効率の良い閉磁気回路を磁性体11を中心
に構成することができる。したがって、磁歪アクチュエ
ータの変位出力の損失を大幅に低減することが可能とな
る。また、磁歪アクチュエータ外部への漏洩磁界を減少
させることができるため、磁歪アクチュエータを電子機
器等に搭載した際にも、機器が誤動作するおそれがなく
なる。
According to this embodiment, there is no problem of friction between the drive rod 13 and the bearing that supports it, which has been a problem in the past. Further, since there is no gap between the drive rod 13 and the cylindrical case 15, the magnetic circuit is not cut, and an efficient closed magnetic circuit can be constructed around the magnetic body 11. Therefore, the loss of displacement output of the magnetostrictive actuator can be significantly reduced. Further, since the leakage magnetic field to the outside of the magnetostrictive actuator can be reduced, even when the magnetostrictive actuator is mounted on an electronic device or the like, there is no possibility that the device malfunctions.

【0016】一方、図示しないが、バイアス磁界を印加
する永久磁石16を磁性体11の両側に取付けた場合で
も同様な効果が得られる。図2は、本発明に係る磁歪ア
クチュエータの第2実施例を示す概略断面図である。本
実施例は、上記した第1実施例における連結部材17よ
りも板厚の薄い複数の連結部材18が、連結部材17よ
りも磁性体11側に配設され、駆動ロッド13と筒状ケ
ース15とを連結するように取付けられた構造となって
いる。ここで、磁歪アクチュエータの駆動方向に関する
複数の連結部材17,18からなる連結部23のばね剛
性は、同方向に関する磁性体11のばね剛性より十分に
柔となるように設定されている。
On the other hand, although not shown, similar effects can be obtained even when the permanent magnets 16 for applying a bias magnetic field are attached to both sides of the magnetic body 11. FIG. 2 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention. In the present embodiment, a plurality of connecting members 18 having a plate thickness smaller than that of the connecting member 17 in the first embodiment described above are arranged closer to the magnetic body 11 than the connecting member 17, and the drive rod 13 and the tubular case 15 are provided. It has a structure that is attached so as to connect with. Here, the spring rigidity of the connecting portion 23 including the plurality of connecting members 17 and 18 in the driving direction of the magnetostrictive actuator is set to be sufficiently softer than the spring rigidity of the magnetic body 11 in the same direction.

【0017】本実施例によれば、駆動ロッド13及び筒
状ケース15と連結部23との接触面積が大きくなり、
閉磁気回路の効率が向上し、磁性体12への磁界の印加
効率が良くなるため、磁歪アクチュエータの出力損失を
一層低減することができる。また、磁歪アクチュエータ
外部への漏洩磁界を一層減少させることも可能となる。
According to this embodiment, the contact area between the drive rod 13, the tubular case 15 and the connecting portion 23 is increased,
Since the efficiency of the closed magnetic circuit is improved and the efficiency of applying the magnetic field to the magnetic body 12 is improved, the output loss of the magnetostrictive actuator can be further reduced. It is also possible to further reduce the leakage magnetic field to the outside of the magnetostrictive actuator.

【0018】図3及び図4は、それぞれ、本発明に係る
磁歪アクチュエータの第3実施例を示す全体断面図及び
部分断面図である。本実施例においては、上記した連結
部材17が略平行に2枚設けられ、各連結部材17a,
17bの外周側は筒状ケース15の端部に接続される固
定リング19に、内周側は駆動ロッド13にそれぞれ接
続されている。これら二枚の連結部材17a,17bで
囲まれた領域には、固定リング19に設けられる注入口
20より磁性流体21が封入されている。また、磁歪ア
クチュエータの駆動方向に関する連結部材17a,17
b及び磁性流体21からなる連結部24のばね剛性は、
同方向に関する磁性体11のばね剛性より十分に柔に設
定されている。即ち、磁歪アクチュエータの駆動時に連
結部24が磁性体11の変位出力に影響を与えない構造
となっている。
3 and 4 are an overall sectional view and a partial sectional view, respectively, showing a third embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention. In the present embodiment, two connecting members 17 described above are provided substantially in parallel, and each connecting member 17a,
The outer peripheral side of 17b is connected to the fixed ring 19 connected to the end of the cylindrical case 15, and the inner peripheral side is connected to the drive rod 13. A magnetic fluid 21 is enclosed in a region surrounded by these two connecting members 17a and 17b from an injection port 20 provided in the fixing ring 19. In addition, the connecting members 17a, 17 relating to the driving direction of the magnetostrictive actuator
The spring rigidity of the connecting portion 24 composed of b and the magnetic fluid 21 is
It is set sufficiently softer than the spring rigidity of the magnetic body 11 in the same direction. That is, the connecting portion 24 does not affect the displacement output of the magnetic body 11 when the magnetostrictive actuator is driven.

【0019】本実施例によれば、第1実施例と同様に、
駆動ロッド13と軸受との間の摩擦の問題がない。ま
た、駆動ロッド13と筒状ケース15との間にギャップ
が存在しないため、磁気回路が切断されることがなく、
効率の良い閉磁気回路を磁性体11を中心に構成するこ
とができる。したがって、磁歪アクチュエータの出力損
失を大幅に低減することが可能となる。また、磁歪アク
チュエータ外部への漏洩磁界を減少させることができる
ため、磁歪アクチュエータを電子機器等に搭載した際に
も、機器が誤動作するおそれがなくなる。さらに、連結
部材18に囲まれる領域に磁性流体21が封入されてい
るため、駆動ロッド13及びケース15と連結部24と
の接触面積が大きくなるため、第2実施例と同様に、閉
磁気回路の効率が向上し、磁性体12への磁界の印加効
率が一層良くなるため、磁歪アクチュエータの出力を向
上させることができる。
According to this embodiment, as in the first embodiment,
There is no problem of friction between the drive rod 13 and the bearing. Further, since there is no gap between the drive rod 13 and the cylindrical case 15, the magnetic circuit is not cut off,
An efficient closed magnetic circuit can be constructed around the magnetic body 11. Therefore, it is possible to significantly reduce the output loss of the magnetostrictive actuator. Further, since the leakage magnetic field to the outside of the magnetostrictive actuator can be reduced, even when the magnetostrictive actuator is mounted on an electronic device or the like, there is no possibility that the device malfunctions. Further, since the magnetic fluid 21 is enclosed in the region surrounded by the connecting member 18, the contact area between the drive rod 13 and the case 15 and the connecting portion 24 becomes large, so that the closed magnetic circuit as in the second embodiment. Efficiency is improved and the efficiency of applying a magnetic field to the magnetic body 12 is further improved, so that the output of the magnetostrictive actuator can be improved.

【0020】図5は、本発明に係る磁歪アクチュエータ
の第4実施例を示す概略断面図である。本実施例は、本
発明の第1実施例において連結部材17の外周部を固定
リング19に固定し、筒状ケース15の長さを短くし
て、固定リング19の筒状ケース15端部との接続位置
を固定盤14側へ移動させることにより、連結部材17
に予め曲げ変形を与えるように構成されている。連結部
材17に曲げ変形を与えることにより、その復元力で駆
動ロッド13が磁性体11側へ押圧され、磁性体11の
軸方向に予荷重が加えられる構造となっている。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a fourth embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention. In the present embodiment, the outer peripheral portion of the connecting member 17 is fixed to the fixing ring 19 in the first embodiment of the present invention, and the length of the tubular case 15 is shortened so that the end portion of the tubular case 15 of the fastening ring 19 is fixed. By moving the connection position of the connection member to the fixed platen 14 side, the connecting member 17
Is preliminarily subjected to bending deformation. By applying bending deformation to the connecting member 17, the drive rod 13 is pressed toward the magnetic body 11 by its restoring force, and a preload is applied in the axial direction of the magnetic body 11.

【0021】本実施例によれば、従来は独立した構造と
して予荷重発生手段を構成していたものを、磁歪アクチ
ュエータの閉磁気回路の一部として構成しているので、
予荷重発生手段を新たに設置するための独立したスペー
スを必要とせず、磁歪アクチュエータの小型化を図るこ
とができるとともに、効率の良い閉磁気回路を構成する
ことができる。また、固定リング22の設置位置を移動
させることによって、予荷重量を変化させることが可能
である。
According to this embodiment, since the preload generating means is conventionally constructed as an independent structure, it is constructed as a part of the closed magnetic circuit of the magnetostrictive actuator.
An independent space for newly installing the preload generating means is not required, the magnetostrictive actuator can be downsized, and an efficient closed magnetic circuit can be configured. Further, it is possible to change the preload amount by moving the installation position of the fixing ring 22.

【0022】なお、図示しないが、連結部材17a,1
7bの初期形状を平板とせず円錐状や湾曲状とした場合
も同様の効果が得られる。図6は、本発明に係る磁歪ア
クチュエータの第5実施例を示す概略断面図である。本
実施例は、本発明の第4実施例において固定リング19
に二枚の連結部材17a,17bを配置し接続すること
により、駆動ロッド13を軸方向において二箇所で支持
した構造となっている。
Although not shown, the connecting members 17a, 1a
Similar effects can be obtained when the initial shape of 7b is not a flat plate but a conical shape or a curved shape. FIG. 6 is a schematic sectional view showing a fifth embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention. This embodiment is the same as the fixing ring 19 in the fourth embodiment of the present invention.
By arranging and connecting the two connecting members 17a and 17b to the drive rod 13, the drive rod 13 is supported at two positions in the axial direction.

【0023】本実施例によれば、駆動ロッド15に曲げ
方向の外力が加わった場合でも、二枚の連結部材17
a,17bによってその外力を支持することができるた
め、外力による磁歪アクチュエータの変位出力への影響
を低減することが可能となる。その他の効果に関して
は、第4実施例と同様である。
According to this embodiment, even if an external force in the bending direction is applied to the driving rod 15, the two connecting members 17 are connected.
Since the external force can be supported by a and 17b, it is possible to reduce the influence of the external force on the displacement output of the magnetostrictive actuator. Other effects are similar to those of the fourth embodiment.

【0024】なお、本実施例において、連結部材の枚数
は二枚に限定されず、複数枚にすれば同様の効果が得ら
れる。図7は、本発明に係る磁歪アクチュエータの第6
実施例を示す概略断面図である。本実施例は、本発明の
第5実施例において、二枚の連結部材17a,17bに
囲まれる領域に、固定リング19に設けられた注入口2
0より磁性流体21を封入した構成を有する。
In this embodiment, the number of connecting members is not limited to two, and a plurality of connecting members can achieve the same effect. FIG. 7 is a sixth view of the magnetostrictive actuator according to the present invention.
It is a schematic sectional drawing which shows an Example. This embodiment is the same as the fifth embodiment of the present invention, except that the injection port 2 provided in the fixing ring 19 is provided in the region surrounded by the two connecting members 17a and 17b.
The magnetic fluid 21 is sealed from zero.

【0025】本実施例によれば、第5実施例と同様に、
予荷重発生手段を新たに設置するための独立したスペー
スを必要とせず、磁歪アクチュエータの小型化が可能と
なるとともに、小型で効率の良い閉磁気回路を構成する
ことができ、軸受やばね構造等の摩擦の問題もない。ま
た、固定リング19の設置位置を移動させることによっ
て、予荷重量を変化させることが可能である。さらに、
第3実施例と同様に、連結部材17a,17bに囲まれ
る領域に磁性流体21が封入されているため、駆動ロッ
ド13及びケース15と連結部24との接触面積が大き
くなるため、閉磁気回路の効率が向上し、磁性体12へ
の磁界の印加効率が一層良くなるため、磁歪アクチュエ
ータの出力を向上させることができる。
According to this embodiment, as in the fifth embodiment,
The magnetostrictive actuator can be downsized without the need for an independent space for newly installing the preload generation means, and a small and efficient closed magnetic circuit can be configured, such as a bearing or a spring structure. There is no problem of friction. Further, it is possible to change the preload amount by moving the installation position of the fixing ring 19. further,
Similar to the third embodiment, since the magnetic fluid 21 is enclosed in the area surrounded by the connecting members 17a and 17b, the contact area between the drive rod 13 and the case 15 and the connecting portion 24 becomes large, so that the closed magnetic circuit is formed. Efficiency is improved and the efficiency of applying a magnetic field to the magnetic body 12 is further improved, so that the output of the magnetostrictive actuator can be improved.

【0026】図8は、本発明に係る磁歪アクチュエータ
の第7実施例を示す概略断面図である。本実施例は、本
発明の第6実施例において磁性体11の両端に駆動ロッ
ド13a,13b及び連結部24a,24bを設け、固
定盤及びバイアス磁界を印加するための永久磁石を設け
ない構成としたものである。ここで、連結部24a(2
4b)は、駆動ロッド13a(13b)と筒状ケース1
5とを連結する可撓性を有する2枚の連結部材17a
(17b),18a(18b)と、その間に封入される
磁性流体21a(21b)とからなる。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing a seventh embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention. In this embodiment, the drive rods 13a and 13b and the connecting portions 24a and 24b are provided at both ends of the magnetic body 11 in the sixth embodiment of the present invention, and the fixed plate and the permanent magnet for applying the bias magnetic field are not provided. It was done. Here, the connecting portion 24a (2
4b) is the drive rod 13a (13b) and the cylindrical case 1
Two flexible connecting members 17a for connecting with 5
(17b), 18a (18b) and a magnetic fluid 21a (21b) enclosed between them.

【0027】本実施例によっても、磁歪アクチュエータ
の閉磁気回路の一部を予荷重発生手段として構成できる
とともに、予荷重発生手段による摩擦がなく、小型で効
率の良い閉磁気回路を構成することができる。また、図
示しないが、ここに永久磁石を設けることによりバイア
ス磁界を印加する構成とした場合でも同様な効果が得ら
れる。
Also in this embodiment, a part of the closed magnetic circuit of the magnetostrictive actuator can be constructed as the preload generating means, and a small and efficient closed magnetic circuit can be constructed without friction by the preload generating means. it can. Although not shown, the same effect can be obtained even when a bias magnetic field is applied by providing a permanent magnet here.

【0028】図9は、本発明に係る磁歪アクチュエータ
の第8実施例を示す概略断面図である。本実施例は、本
発明の第4実施例における磁性体11の固定盤14側の
固定方法を変化させたものである。本実施例において
は、筒状ケース15の固定盤14側にも連結部材25が
設けられており、二箇所の連結部材17,25を介して
磁性体11を支持するとともに、固定盤14の中央に設
置した押しねじ26によって磁性体11を駆動ロッド1
3側に押し出すことにより、磁性体11に所定の予荷重
を加える構造としている。
FIG. 9 is a schematic sectional view showing an eighth embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention. The present embodiment is a modification of the fixing method of the magnetic body 11 on the side of the fixed plate 14 in the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, a connecting member 25 is also provided on the side of the stationary plate 14 of the tubular case 15 to support the magnetic body 11 via the connecting members 17 and 25 at two places, and at the center of the stationary plate 14. The magnetic body 11 is driven by the push screw 26 installed on the drive rod 1
A structure is adopted in which a predetermined preload is applied to the magnetic body 11 by pushing it out to the 3 side.

【0029】本実施例によれば、押しねじ26による押
し出し量を調節することにより、小型で簡易な構造によ
って予荷重量を容易に変化させることが可能であるとと
もに、予荷重発生手段による摩擦がなく、小型で効率の
良い閉磁気回路を構成することができる。また、重量物
の積載等にによって磁性体11に軸力が加わる場合で
も、予荷重を所定の値に調整することができる。さら
に、固定盤14側の連結部材25の板厚を厚くすれば変
位出力の反力側の支持構造の剛性を高めることができ
る。
According to this embodiment, by adjusting the pushing amount by the push screw 26, the preload amount can be easily changed with a small and simple structure, and the friction caused by the preload generating means can be reduced. In addition, a small and efficient closed magnetic circuit can be configured. Further, even when an axial force is applied to the magnetic body 11 due to loading of a heavy object or the like, the preload can be adjusted to a predetermined value. Further, if the plate thickness of the connecting member 25 on the fixed platen 14 side is increased, the rigidity of the support structure on the reaction force side of the displacement output can be increased.

【0030】図10は、本発明に係る磁歪アクチュエー
タの第9実施例を示す概略断面図である。本実施例は、
本発明の第6実施例における磁性体12の固定盤14側
の固定方法を変化させたものである。筒状ケース15の
固定盤14側にも連結部材17が設けられており、二箇
所の連結部材17を介して磁性体11を支持するととも
に、固定盤14の中央に設置した押しねじ26によって
磁性体11を駆動側に押し出すことにより、磁性体11
に所定の予荷重を加える構造としている。
FIG. 10 is a schematic sectional view showing a ninth embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention. In this example,
The fixing method of the magnetic body 12 on the side of the fixed plate 14 in the sixth embodiment of the present invention is changed. A connecting member 17 is also provided on the stationary plate 14 side of the cylindrical case 15, and the magnetic body 11 is supported via the connecting members 17 at two locations, and a magnetic force is provided by a push screw 26 installed in the center of the stationary plate 14. By pushing the body 11 to the driving side, the magnetic body 11
The structure is such that a predetermined preload is applied to.

【0031】本実施例によれば、上記した第8実施例と
同様に、押しねじ25による押し出し量を調節すること
により、小型で簡易な構造によって予荷重量を容易に変
化させることが可能であるとともに、予荷重発生手段に
よる摩擦がなく、小型で効率の良い閉磁気回路を構成す
ることができる。また、重量物の積載等にによって磁性
体12に軸力が加わる場合でも、予荷重を所定の値に調
整することができる。さらに、固定盤14側の連結部材
25の板厚を厚くすれば変位出力の反力側の支持構造の
剛性を高めることができる。
According to this embodiment, as in the case of the above-mentioned eighth embodiment, by adjusting the pushing amount by the push screw 25, the preload amount can be easily changed with a small and simple structure. In addition, there is no friction due to the preload generation means, and it is possible to configure a small and efficient closed magnetic circuit. Further, even when an axial force is applied to the magnetic body 12 due to loading of a heavy object or the like, the preload can be adjusted to a predetermined value. Further, if the plate thickness of the connecting member 25 on the fixed platen 14 side is increased, the rigidity of the support structure on the reaction force side of the displacement output can be increased.

【0032】以上説明した、本発明にあっては、その要
旨を変更しない範囲内で、種々の変形並びに組み合わせ
(例えば、第2実施例と第3実施例の組み合わせ等)が
可能であることは言うまでもない。
In the present invention described above, various modifications and combinations (for example, a combination of the second embodiment and the third embodiment) are possible within the scope of the invention. Needless to say.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
効率の良い閉磁気回路を構成することにより、磁歪アク
チュエータの変位出力の損失を大幅に低減することが可
能となるとともに、磁歪アクチュエータ外部への漏洩磁
界を減少させることができるため、磁歪アクチュエータ
を電子機器等に搭載した際にも、機器が誤動作するおそ
れがなくなる。また、予荷重発生手段を新たに設置する
ための独立したスペースを必要とせず、磁歪アクチュエ
ータの小型化を図ることが可能となる。
As described above, according to the present invention,
By constructing an efficient closed magnetic circuit, it is possible to significantly reduce the loss of displacement output of the magnetostrictive actuator and to reduce the leakage magnetic field to the outside of the magnetostrictive actuator. Even when mounted on a device or the like, there is no risk of the device malfunctioning. Further, it is possible to reduce the size of the magnetostrictive actuator without requiring an independent space for newly installing the preload generating means.

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

【図1】本発明に係る磁歪アクチュエータの第1実施例
を示す概略断面図。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of a magnetostrictive actuator according to the present invention.

【図2】本発明に係る磁歪アクチュエータの第2実施例
を示す概略断面図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention.

【図3】本発明に係る磁歪アクチュエータの第3実施例
を示す全体断面図。
FIG. 3 is an overall sectional view showing a third embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention.

【図4】本発明に係る磁歪アクチュエータの第3実施例
を示す部分断面図。
FIG. 4 is a partial sectional view showing a third embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention.

【図5】本発明に係る磁歪アクチュエータの第4実施例
を示す概略断面図。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a fourth embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention.

【図6】本発明に係る磁歪アクチュエータの第5実施例
を示す概略断面図。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a fifth embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention.

【図7】本発明に係る磁歪アクチュエータの第6実施例
を示す概略断面図。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a sixth embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention.

【図8】本発明に係る磁歪アクチュエータの第7実施例
を示す概略断面図。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing a seventh embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention.

【図9】本発明に係る磁歪アクチュエータの第8実施例
を示す概略断面図。
FIG. 9 is a schematic sectional view showing an eighth embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention.

【図10】本発明に係る磁歪アクチュエータの第9実施
例を示す概略断面図。
FIG. 10 is a schematic sectional view showing a ninth embodiment of the magnetostrictive actuator according to the present invention.

【図11】従来の磁歪アクチュエータを示す概略断面
図。
FIG. 11 is a schematic sectional view showing a conventional magnetostrictive actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11 磁性体(変位発生手段) 2,12 ソレノイドコイル(磁界発生手段) 3,13 駆動ロッド(可動部材) 4,14 固定盤 5,15 筒状ケース(磁気回路構成部材) 6,16 永久磁石 10 予荷重ばね 17,18 連結部材 19 固定リング 20 注入口 21 磁性流体 1,11 Magnetic material (displacement generating means) 2,12 Solenoid coil (magnetic field generating means) 3,13 Driving rod (movable member) 4,14 Fixed platen 5,15 Cylindrical case (magnetic circuit constituent member) 6,16 Permanent Magnet 10 Preload spring 17, 18 Connecting member 19 Fixing ring 20 Pouring port 21 Magnetic fluid

フロントページの続き (72)発明者 小林 忠彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 酒井 勲 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内Front Page Continuation (72) Inventor Tadahiko Kobayashi 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Corporation R & D Center (72) Inventor Isao Sakai 1 Komukai-shiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Incorporated company Toshiba Research and Development Center

Claims (4)

【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接続され該変位発生手段の変
位方向に移動可能な可動部材と、前記変位発生手段の周
囲に配設され該変位発生手段に磁界を印加する磁界発生
手段と、前記変位発生手段と前記磁界発生手段を収納し
閉磁気回路を構成する磁気回路構成部材とを具備してな
る磁歪アクチュエータにおいて、前記可動部材と前記磁
気回路構成部材とを連結する可撓性を有する連結部材を
有すること特徴とする磁歪アクチュエータ。
1. A displacement generating means made of a magnetic material having magnetostriction, a movable member connected to the displacement generating means and movable in a displacement direction of the displacement generating means, and arranged around the displacement generating means. A magnetostrictive actuator comprising magnetic field generating means for applying a magnetic field to displacement generating means, and a magnetic circuit constituent member for accommodating the displacement generating means and the magnetic field generating means to constitute a closed magnetic circuit, wherein the movable member and the A magnetostrictive actuator comprising a flexible connecting member for connecting a magnetic circuit constituent member.
【請求項2】 前記連結部材を予め変形させることによ
り前記変位発生手段に予荷重が加えられてなることを特
徴とする請求項1または請求項2記載の磁歪アクチュエ
ータ。
2. The magnetostrictive actuator according to claim 1, wherein a preload is applied to the displacement generating means by deforming the connecting member in advance.
【請求項3】 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接続され該変位発生手段の変
位方向に移動可能な可動部材と、前記変位発生手段の周
囲に配設され該変位発生手段に磁界を印加する磁界発生
手段と、前記変位発生手段と前記磁界発生手段を収納し
閉磁気回路を構成する磁気回路構成部材とを具備してな
る磁歪アクチュエータにおいて、前記可動部材と前記磁
気回路構成部材とを連結するため、前記変位発生手段の
変位方向に対して並列に設けられる可撓性を有する複数
の連結部材と、これら複数の連結部材間に形成される領
域のうちの少なくとも一箇所に封入される磁性流体とを
具備すること特徴とする磁歪アクチュエータ。
3. A displacement generating means made of a magnetic material having magnetostriction, a movable member connected to the displacement generating means and movable in the displacement direction of the displacement generating means, and disposed around the displacement generating means. A magnetostrictive actuator comprising magnetic field generating means for applying a magnetic field to displacement generating means, and a magnetic circuit constituent member for accommodating the displacement generating means and the magnetic field generating means to constitute a closed magnetic circuit, wherein the movable member and the At least one of a plurality of flexible connecting members provided in parallel with the displacement direction of the displacement generating means for connecting with the magnetic circuit constituent member, and at least one of regions formed between the plurality of connecting members. A magnetostrictive actuator, comprising: a magnetic fluid sealed in one place.
【請求項4】 前記連結部材を予め変形させることによ
り前記変位発生手段に予荷重が加えられてなることを特
徴とする請求項3記載の磁歪アクチュエータ。
4. The magnetostrictive actuator according to claim 3, wherein a preload is applied to the displacement generating means by deforming the connecting member in advance.
JP5149980A 1993-06-22 1993-06-22 Magnetostriction actuator Pending JPH0715053A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5149980A JPH0715053A (en) 1993-06-22 1993-06-22 Magnetostriction actuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5149980A JPH0715053A (en) 1993-06-22 1993-06-22 Magnetostriction actuator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0715053A true JPH0715053A (en) 1995-01-17

Family

ID=15486840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5149980A Pending JPH0715053A (en) 1993-06-22 1993-06-22 Magnetostriction actuator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0715053A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000158375A (en) * 1998-09-24 2000-06-13 Moritex Corp Manipulator head
JP2006165483A (en) * 2004-12-10 2006-06-22 Opt Kk Super-magnetostrictive actuator
US7456530B2 (en) 2004-03-19 2008-11-25 Sony Corporation Magnetostrictive actuator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000158375A (en) * 1998-09-24 2000-06-13 Moritex Corp Manipulator head
US7456530B2 (en) 2004-03-19 2008-11-25 Sony Corporation Magnetostrictive actuator
JP2006165483A (en) * 2004-12-10 2006-06-22 Opt Kk Super-magnetostrictive actuator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11025149B2 (en) Linear vibration motor and electronic device
JPH10145892A (en) Supermagnetostrictive actuator and supermagnetostrictive speaker using the same
US3323090A (en) Fluid seal for a torque motor
US20060175912A1 (en) Magnetostrictive actuator
JPH0715053A (en) Magnetostriction actuator
US4223290A (en) Electromagnetic device of the flat package type
US20240048915A1 (en) Linear motor magnet assembly and loudspeaker unit
US6084488A (en) Compact high current relay
JP5811217B2 (en) Lens driving device, camera and camera-equipped mobile phone
JPH0928090A (en) Magnetostriction-type actuator
JPH08334708A (en) Shape variable mirror
JP2006238575A (en) Actuator
JPH04229085A (en) Magnetostrictive actuator
JP4376052B2 (en) Giant magnetostrictive actuator
JP2523027B2 (en) Magnetostrictive actuator
JPH07240547A (en) Actuator
JP3286927B2 (en) Actuator
JPH07163121A (en) Linear motor
JPH05282044A (en) Magnetostrictive actuator
JP3120360B2 (en) Housing structure of coil spring for prestress of electromagnetic strain actuator
JPS62107688A (en) Small-sized actuator
JPH1154813A (en) Frame rigidity controller
JP2006302937A (en) Magnetostrictive element actuator
JPH03285577A (en) Magnetostriction type vibrating fan
JPH04334986A (en) Magnetostrictive type actuator