JPS63262076A - 光熱回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スピン再配列特性を示す磁性体に磁界中にお
いて、加熱、冷却を繰り返すことによって、物体を運動
させることのできるアクチュエータに関する。

〔従来の技術と問題点〕

ネオジューム・コバルト（ｎｅｏｄｙｍｌｕｍ　ｃｏｂ
ａｌｔ）Ｎ　ｄ　Ｃｏ　ｓやディスプロジューム・コバ
ルト（ｄｙｓｐｏｓｌｕｍ　　ｃｏｂａｌｔ）　Ｄ　ｙ
　Ｃｏ　５のような希土類金属を含むコバルト合金の中
には、磁化容易軸方向が温度によって変化するものがあ
る。

従来、このように温度によって、磁化容易軸方向が変化
する材料、すなわち、スピン再配列特性を示す磁性体の
加熱、冷却を利用したモータに関するものはあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

冷却については、強制的でなく、自然空冷に頼っていた
。

このため、加熱に比べて冷却の効率が悪く、所定の温度
に保持できないので、一度、高温になった磁性体が回転
して、再び、高温にしなければならない位置に来たとき
に十分冷えていないので、回転数が高くできないだけで
なく、時間による回転力の強弱を生じる。

その結果、回転数やトルクが変動し、さらに回転数も高
くならないという欠点がある。

ここにおいて本発明は、従来例の難点を克服し、磁性体
の冷却にベルチェ効果を応用した熱電素子を用いること
によって、所定の時間内に所定の温度まで冷却を行なう
ことができる光熱回転駆動装置を提供することを、その
目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明は、 回転子に温度によって、磁化容易軸方向が変化するスピ
ン再配列特性を示す磁性体をとりつけ、その冷却法とし
ては、熱電素子を設置し、磁性体と熱電索子をとりつけ
たカバーとの間の熱の対流と輻射を利用して、熱電索子
の低温側で冷却を行なう方法とし、所定の方向に回転子
を回転させるようにした 光熱回転駆動装置である。

熱電素子は、ベルチェ効果、すなわち、結合した異種金
属の部分に直流電流を流すことにより、接合金属の種類
、電流方向により接合部に加熱。

冷却の現象を生じる効果を利用したもので、材料として
は、Ｚｎ５ｂ、ＰｂＴｅ、ｕ型 Ｓ　１２Ｔｅ３　（ＴｅＳｅ）等の合金が用いられる。

〔作　用〕

本発明は、回転子にスピン再配列特性を示す磁性体を取
りつけ、その冷却方法としてベルチェ効果を利用した熱
電素子が使用される。

一方の加熱は、従来通りレーザやハロゲンランプ等から
の磁性体に照射する方法として、磁性体を極く短時間で
所定温度まで加熱する。

他方、冷却は、熱電素子へ直流出力を与えてベルチェ効
果によって、アルミニウム合金や銅のような熱伝導性の
よい材料からなるカバーを冷却し、カバーと磁性体間の
微小な隙間を介して、磁性体より熱を吸収する。

このように、加熱だけでなく、冷却効率も大きく、回転
する移動子の回転数、トルクを安定することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。

一実施例における正面図を第１図に表わし、その一部を
切り欠いた側面図を第２図に示す。

まず、回転自在に支承された回転軸１０に嵌合固着し、
回転軸１０に直交する平面をなす円板状で軽く剛性の強
い移動子２を設ける。

一実施例では、Ｎ　ｄ　Ｃｏ　５のような磁化容易軸方
向が変化するスピン再配列特性を示す磁性体１を、磁化
容易軸方向について、低温側では紙面に対して垂直な方
向（第２図矢印１２）に向き、逆に高温では矢印１］の
方向を向くように回転する移動子２の円周部にとりつけ
る。

また、磁極対３は、スピン再配列磁性体ｌが高温となっ
たとき、磁極対３によって発生する磁界勾配に基づき第
１図中のＡからＢ点までの磁界中ではスピン再配列磁性
体１に矢印４の方向に力が働き、Ｂ点から０点までの磁
界中では逆に矢印５の方向に力が働くように設置する。

これによって、加熱するスピン再配列磁性体１の場所に
よって、矢印４と５のいずれかの方向へ、任意に回転す
る移動子１の回転方向を変えることができる。

いま、矢印５の方向に回転している場合について考える
。

従来のもののように、冷却方法を考慮しないと、磁性体
が十分冷えずに、Ａ−８間に移動するため低速回転しか
できないので、そこで、本発明ではベルチェ効果を利用
した熱電素子を使って、冷却を行なう。

６がスピン再配列磁性体１の冷却のために低温を発生す
る熱電素子で、その低温側をアルミニウム合金や銅のよ
うな熱伝導性の良い材料でできたカバー７にとりつけ、
カバー７中に密着する側の熱電素子６の表面が吸熱面（
低温側）となり、その反対側が放熱面（高温側）となる
ように、熱電素子６に直流電圧を印加する。

レーザやハロゲンランプ等からの光を集光し、直接、ま
たは光ファイバなどを使って導くことによって、磁性体
に光熱照射部８より照射し、スピン再配列磁性体１を例
えばＢの位置で加熱する。

Ｂの位置で極く短時間で高温となった磁性体は、それ自
身のもつスピン再配列特性と磁極対３による磁界勾配に
より、５の反時計方式回転方向へ力を受け、回転する移
動子２が５の方向へ回転する。

この回転にともなって、高温となったスピン再配列磁性
体１は、移動して冷却用カバー７の中に入る。

スピン再配列磁性体１がカバー７の中を通るときは、カ
バー７とスピン再配列磁性体１間の微小な隙間を介して
、スピン再配列磁性体１は低温に冷却されたカバー７に
より吸熱され、冷却される。

熱電索子６によって吸収された熱は１．＋！ｌ電素子６
への通電により発生するジュール熱と一緒になって熱電
素子６の高温側へ伝播して、そこから外部へと放熱され
る。

このようにして、スピン再配列磁性体１は低温側の磁化
容易軸方向１２を示す程度の温度まで冷却される。

冷却されたスピン再配列磁性体１はカバー７から外へ出
て、再び、Ｂ点で加熱され、５の反時計方式回転方向へ
力を発生する。

これを繰り返すことによって、移動子２が回転する。

設置するカバー７の大きさや、温度、熱電素子の個数や
、直流入力の大きさ、さらに、加熱に用いられる光のパ
ワーなどは、回転しているスピン再配列磁性体１の加熱
、冷却が最もよいタイミング、すなわちスピン再配列磁
性体１の２，１度が、その磁性体の磁化容易軸方向が礎
化する温度に最も効率よく昇降できるように設定する。

また、磁極対３の形状を考慮し、スピン再配列磁性体１
の加熱位置を変更できるようにすれば、回転する移動子
２の回転方向を逆にすることも可能である。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、レーザなどの光熱を利用して
加熱されたスピン再配列特性を示す磁性体の冷却を熱電
素子を使って行なうことによって、磁性体を温度応答性
よく、所定の温度まで加熱冷却することができる。

この手段により、従来よりも高速回転が可能で回転数、
トルクともに安定した光熱回転駆動装置が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の正面図、第２図はその一部
を断面で表わした側面図である。 １・・・スピン再配列特性を示す磁性体（例えばＮ　ｄ
　Ｃｏ　５） １１・・・高温磁化容易軸方向 １２・・・低温磁化容易軸方向 ２・・・回転する移動子 ３・・・磁極対 ４・・・回転方向（時＝１°方向） ５・・・回転方向（反時計方向） ６・・・熱電索子 ７・・・冷却用カバー ８・・・光熱照射部 ９・・・軸受 １０・・・回転軸。 出願人代理人　　佐　　ル　　−　　雄第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、温度変化によって磁化容易軸方向が可逆的に変化す
   るスピン再配列特性を示す磁性体を円周部にもつ回転す
   る移動子と、 その回転する移動子をはさんで対向する少なくとも１対
   以上の磁極対と、 レーザ等によって加熱された磁性体を冷却する熱電素子
   と、 その熱電素子と磁性体との熱エネルギの授受を効率よく
   行うための熱伝導性のよい材料でつくったカバーと、 から成ることを特徴とする光熱回転駆動装置。 ２、回転自在に支承された回転軸に嵌合固着し回転軸の
   長さ方向に直角な平面をなす円板の円周端面上に、等間
   隔に、同じ形状のスピン再配列磁性体を貼付配設した 特許請求の範囲第１項記載の光熱回転駆動装置。