(57)【要約】【課題】実使用時における破壊を防止することにより、長期間の使用に対する信頼性が高められたアクチュエータ用磁歪素子を提供する。【解決手段】柱状又は筒状を有し、長軸方向への変位によってアクチュエータを駆動するアクチュエータ用磁歪素子であって、直角度が２５μｍ以下かつ平行度が２０μｍ以下であることを特徴とする。本発明によれば、超磁歪素子の直角度が２５μｍ以下かつ平行度が２０μｍ以下であることから、高い圧縮破壊強度を得ることが可能となる。このため、長軸方向へ強い圧力が繰り返し印加された場合であっても、これによる超磁歪素子の破損が生じにくいため、これを用いたアクチュエータの信頼性を高めることが可能となる。【選択図】図３
2008021714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状又は筒状を有し、長軸方向への変位によってアクチュエータを駆動するアクチュエータ用磁歪素子であって、直角度が２５μｍ以下かつ平行度が２０μｍ以下であることを特徴とするアクチュエータ用磁歪素子。
【請求項２】
前記長軸方向における両端面の面粗度がいずれも８Ｓ以下であることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ用磁歪素子。
【請求項３】
前記長軸方向における両端面がいずれも面取りされており、面取り幅が３００μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ用磁歪素子。
【請求項４】
前記長軸方向における長さをＬ１とし、前記長軸と直交する方向における径をＬ２とした場合、
２．０≦Ｌ１／Ｌ２≦６．０
を満たしていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアクチュエータ用磁歪素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクチュエータ用磁歪素子に関し、特に、長期間の使用に対する信頼性が高められたアクチュエータ用磁歪素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁界の印加に応じて伸縮する磁歪素子は古くから知られているが、これまでの磁歪素子は変位が小さく、このため実用的に使用されることはほとんどなかった。ところが近年、１５００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍといった非常に変位の大きな磁歪素子（超磁歪素子）が知られるようになり、現在、その様々な利用形態が提案されている。例えば、特許文献１に記載されているように、液体や気体等の流体の圧力変化を検出する圧力センサとして超磁歪素子を利用するといった提案がなされている。
【特許文献１】特開平１１−２８７７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、一般に粉末冶金法によって作製される超磁歪素子は、強度が低く、圧縮破壊強度は８０００〜１００００ｋｇｆ／ｃｍ２程度に留まる。ところで、実際にこのような超磁歪素子を用いてアクチュエータを作製すると、通常はこれよりもはるかに低い圧力、例えば１０００ｋｇｆ／ｃｍ２程度以下でも破壊されてしまうケースがある。しかも、超磁歪素子を用いたアクチュエータは、実使用時において長軸方向へ強い圧力が繰り返し印加されることから、実使用時に超磁歪素子が破損することもあった。このように、超磁歪素子を用いた従来のアクチュエータは、長期間の使用に対する信頼性が必ずしも十分ではなかった。
【０００４】
このような問題は、いわゆる超磁歪素子及びこれを用いたアクチュエータだけでなく、広く磁歪素子及びこれを用いたアクチュエータ全般において生じる問題である。
【０００５】
本発明はこのような問題を解決すべくなされたものであって、実使用時における破壊を防止することにより、長期間の使用に対する信頼性が高められたアクチュエータ用磁歪素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるアクチュエータ用磁歪素子は、柱状又は筒状を有し、長軸方向への変位によってアクチュエータを駆動するアクチュエータ用磁歪素子であって、直角度が２５μｍ以下かつ平行度が２０μｍ以下であることを特徴とする。本発明によれば、超磁歪素子の直角度が２５μｍ以下かつ平行度が２０μｍ以下であることから、高い圧縮破壊強度を得ることが可能となる。このため、長軸方向へ強い圧力が繰り返し印加された場合であっても、これによる超磁歪素子の破損が生じにくいため、これを用いたアクチュエータの信頼性を高めることが可能となる。
【０００７】
前記長軸方向における両端面の面粗度は、いずれも８Ｓ以下であることが好ましい。これによれば、面粗度の大きさに起因する強度の低下を効果的に抑制することが可能となる。
【０００８】
前記長軸方向における両端面は、いずれも面取りされ、面取り幅が３００μｍ以下であることが好ましい。これによれば、面取り形状に起因する強度の低下を効果的に抑制することが可能となる。
【０００９】
本発明によるアクチュエータ用磁歪素子は、前記長軸方向における長さをＬ１とし、前記長軸と直交する方向における径をＬ２とした場合、
２．０≦Ｌ１／Ｌ２≦６．０
を満たしていることが好ましい。これによれば、アクチュエータの大型化を抑制しつつ、超磁歪素子の形状に起因する強度の低下を効果的に抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
このように、本発明によれば、アクチュエータに用いる超磁歪素子の圧縮破壊強度が十分に高く保たれていることから、これを用いたアクチュエータの信頼性を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の好ましい実施形態による超磁歪素子を用いたアクチュエータの構造を示す略断面図である。
【００１３】
図１に示すアクチュエータ１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１内に設けられた超磁歪素子１２と、超磁歪素子１２に対して予荷重を与える予荷重スプリング１３と、超磁歪素子１２と予荷重スプリング１３との間に設けられた受圧プレート１４と、超磁歪素子１２に対して磁界を印加して超磁歪素子１２を伸張させるアクチュエートコイル１６と、超磁歪素子１２による伸縮に連動して上下動する振動子１７とを備えている。
【００１４】
超磁歪素子１２は、超磁歪材料で構成された部材であり、その形状については追って詳述する。
【００１５】
超磁歪材料は、外部から応力を加えると透磁率が変化し、外部から磁界を印加すると磁歪量が変化するという特性を有している。本実施形態においては、そのような超磁歪材料の特性を活かして、超磁歪材料を振動子駆動用のアクチュエータとして用いている。超磁歪材料としては、特に限定されるものではないが、Ｔｂ０．３４−Ｄｙ０．６６−Ｆｅ１．９０を中心組成とする材料を用いることができる。超磁歪素子１２の寸法については、目的とする磁歪量に応じて適宜選択すればよい。例えば１０００ｐｐｍ程度の磁歪量が得られる材料を用いて超磁歪素子１２を構成する場合において、１００μｍ程度の伸縮を得たい場合には、超磁歪素子１２の長さを１０ｃｍ程度にすればよい。
【００１６】
予荷重スプリング１３は、受圧プレート１４に係合しており、受圧プレート１４を介して超磁歪素子１２に予荷重を与えている。受圧プレート１４はその断面が凸状の金属部材であり、その突起部分１４ｂの直径は、予荷重スプリング１３の内径にほぼ等しく設定されており、予荷重スプリング１３を受圧プレート１４に嵌合しやすく構成されている。また、受圧プレート１４の突起部分１４ｂの中央には貫通孔１４ｃが形成されており、貫通孔１４ｃ内には振動子１７の後端部が挿入されている。また、突起部分１４ｂの内部は空洞になっており、その内壁面には吸音材１４ｄが付着されている。この吸音材１４ｄは、振動子１７の後端部が超磁歪素子１２の端面１２ａに衝突したときに発生する衝突音を吸収する役割を果たすものである。
【００１７】
アクチュエートコイル１６は、ボビン１６ａに巻回された状態で超磁歪素子１２の外周に配置されている。つまり、超磁歪素子１２は、アクチュエートコイル１６が巻回されたボビン１６ａの中空部に挿入されている。アクチュエートコイル１６はハウジング１１の底面に設けられた蓋板１１ｅを外して、超磁歪素子１２と共に電子部品収容部１１ａ内に収容される。蓋板１１ｅは、超磁歪素子１２の他方の端面１２ｂを固定する固定部材としての役割を果たす。
【００１８】
振動子１７は、超磁歪素子１２の伸縮に合わせて上下に移動する部材である。振動子１７の中間部にはフランジ部１７ａが形成されており、このフランジ部１７ａに振動子スプリング１７ｂが係合している。振動子１７はこの振動子スプリング１７ｂによって超磁歪素子１２が存在する方向に付勢されている。
【００１９】
振動子１７の後端部は、受圧プレート１４の貫通孔１４ｃに挿入されて超磁歪素子１２の端面１２ａまで達している。ただし、振動子１７の後端部と超磁歪素子１２の端面１２ａの上面とは接触しておらず、両者の間にはわずかな隙間が設けられている。この隙間は、受圧プレート１４の影響を受けることなく、振動子スプリング１７ｂの付勢力だけで振動子１７を確実に閉止できるようにするため、或いは、受圧プレート１４が振動や衝撃によって浮き上がったとしてもこれに連動して振動子が直ちに開いてしまわないようにするために確保されたクリアランスである。また、振動子１７の後端部は、受圧プレート１４の突起部分１４ｂに形成された空洞内に収容され、突起部分１４ｂの内壁面に設けられた吸音材１４ｄに囲まれているため、振動子１７が超磁歪素子１２の端面１２ａに衝突したときに発生する衝突音を低減することができる。
【００２０】
以上の構成において、アクチュエートコイル１６に電流を流して超磁歪素子１２に磁界を印加すると、超磁歪素子１２が伸張して受圧プレート１４が上方に押し上げられる。これにより、超磁歪素子１２の端面１２ａが振動子１７の後端部に当接し、振動子１７を上方に押し上げるので、振動子１７は上方に移動する。アクチュエートコイル１６への電流供給を停止すると、振動子スプリング１７ｂの付勢力によって振動子１７は元に位置に押し戻される。
【００２１】
次に、超磁歪素子１２の形状について詳述する。
【００２２】
本実施形態では、超磁歪素子１２は円柱形状を有しており、直角度が２５μｍ以下かつ平行度が２０μｍ以下に設定されている。ここで、「直角度」とは、長軸と直交する面に対して長軸方向における端面１２ａ，１２ｂがどの程度傾いているかを示す指標であり、図２に示すように、長軸ｘと直交する仮想線を想定した場合、超磁歪素子１２の端面１２ａと交差する最も離れた２つの仮想線ｐ１ａ，ｐ２ａがなす距離Ｄ１ａ、若しくは、端面１２ｂと交差する最も離れた２つの仮想線ｐ１ｂ，ｐ２ｂがなす距離Ｄ１ｂによって定義される。距離Ｄ１ａと距離Ｄ１ｂに実質的な差がある場合には、より大きな方を採用する。当然ながら、端面１２ａ，１２ｂが長軸ｘに対してより直角に近いほど距離Ｄ１ａ，距離Ｄ１ｂは小さくなり、端面１２ａ，１２ｂが長軸ｘに対して完全に直角であれば、距離Ｄ１ａ，距離Ｄ１ｂはゼロとなる。
【００２３】
直角度を示す距離Ｄ１ａ，Ｄ１ｂが大きいと、アクチュエータの駆動方向である長軸ｘ方向に力が加わった場合に、超磁歪素子１２の内部における応力分布が不均一となるため、圧縮破壊されやすくなる。したがって、直角度を示す距離Ｄ１ａ，Ｄ１ｂがゼロであることが理想的である。しかしながら、粉末冶金法の加工精度を考えれば、距離Ｄ１ａ，Ｄ１ｂをほぼゼロとすることは現実的に困難であるし、これを実現しようとすると極めて高いコストがかかってしまう。したがって、直角度の許容範囲は、求められる圧縮破壊強度と許容されるコストのバランスを考慮して設定する必要がある。
【００２４】
図３は、直角度と破壊応力との関係を示す模式的なグラフである。
【００２５】
図３に示すように、直角度と破壊応力との関係には強い相関があり、直角度が小さいほど（より直角に近いほど）、破壊応力は大きくなる。つまり、破壊しにくくなる。しかしながらその相関は一定ではなく、直角度がおよそ２５μｍ超である場合と、およそ２５μｍ以下である場合とでは、相関の度合いに差が生じている。具体的には、直角度がおよそ２５μｍ超の領域では、直角度が小さくなるにつれて破壊応力が大幅に高まるのに対し、直角度がおよそ２５μｍ以下の領域では、直角度がそれ以上小さくなっても破壊応力はそれほど高くならない。つまり、破壊応力に対する感度は、およそ２５μｍを境に変化する。
【００２６】
このような特性を考慮すれば、直角度を２５μｍ以下に設定することにより、十分な圧縮破壊強度が得られることが分かる。もちろん、直角度は小さければ小さいほど好ましいが、直角度を例えば１μｍ程度まで極端に小さくしても、得られる破壊応力はそれほど変わらない。したがって、２５μｍを目安とし、直角度がこれ以下となるよう設計すれば十分であると言える。
【００２７】
一方、「平行度」とは、両端面が互いにどの程度傾いているかを示す指標であり、図４に示すように、長軸方向における最も長い部分Ｌ１ｍａｘと長軸方向における最も短い部分Ｌ１ｍｉｎとの差Ｄ２によって定義される。当然ながら、両端面１２ａ，１２ｂが互いにより平行に近いほど差Ｄ２は小さくなり、両端面１２ａ，１２ｂが完全に平行であれば、差Ｄ２はゼロとなる。
【００２８】
平行度を示す差Ｄ２についても、これが大きいと、アクチュエータの駆動方向である長軸ｘ方向に力が加わった場合に、超磁歪素子１２の内部における応力分布が不均一となるため、圧縮破壊されやすくなる。したがって、平行度を示す差Ｄ２がゼロであることが理想的である。しかしながら、平行度をほぼゼロとすることはやはり現実的には困難である。したがって、平行度の許容範囲は、求められる圧縮破壊強度と許容されるコストのバランスを考慮して設定する必要がある。
【００２９】
図５は、平行度と破壊応力との関係を示す模式的なグラフである。
【００３０】
図５に示すように、平行度と破壊応力との関係にも強い相関があり、平行度が小さいほど（より平行に近いほど）、破壊応力は大きくなる。しかしながら、直角度の場合と同様その相関は一定ではなく、平行度がおよそ２０μｍ超である場合と、およそ２０μｍ以下である場合とでは、相関の度合いに差が生じる。具体的には、平行度がおよそ２０μｍ超の領域では、平行度が小さくなるにつれて破壊応力が大幅に高まるのに対し、平行度がおよそ２０μｍ以下の領域では、平行度がそれ以上小さくなっても破壊応力はそれほど高くならない。つまり、破壊応力に対する感度は、およそ２０μｍを境に変化する。
【００３１】
このような特性を考慮すれば、平行度を２０μｍ以下に設定することにより、十分な圧縮破壊強度が得られることが分かる。もちろん、平行度は小さければ小さいほど好ましいが、平行度を例えば１μｍ程度まで極端に小さくしても、得られる破壊応力はそれほど変わらない。したがって、２０μｍを目安とし、平行度がこれ以下となるよう設計すれば十分であると言える。
【００３２】
さらに、本実施形態では、超磁歪素子１２の両端面１２ａ，１２ｂの面粗度がいずれも８Ｓ以下に設定されている。ここで、「面粗度」とは、物体表面の粗さを示す指標であり、図６に示すように、隣接する凸部同士の間隔Ｄ３の平均値によって定義される。この場合、面粗度の単位はμｍで表され、例えば面粗度が１Ｓの場合には、隣接する凸部同士の間隔の平均値が１μｍであることを意味する。当然ながら、端面１２ａ，１２ｂがより平滑であるほど距離Ｄ３は小さくなり、端面１２ａ，１２ｂが完全な平滑面であれば、距離Ｄ３はゼロとなる。
【００３３】
面粗度が大きいと、アクチュエータの駆動方向である長軸方向に力が加わった場合に、端面１２ａ，１２ｂに存在する凸部に応力が集中し、その結果、圧縮破壊されやすくなる。したがって、面粗度はゼロであることが理想的である。しかしながら、物性や加工精度を考えれば、面粗度をほぼゼロとすることは現実的に困難であるし、これを実現しようとすると極めて高いコストがかかってしまう。したがって、面粗度の許容範囲についても、求められる圧縮破壊強度と許容されるコストのバランスを考慮して設定することが好ましい。
【００３４】
図７は、面粗度と破壊応力との関係を示す模式的なグラフである。
【００３５】
図７に示すように、面粗度と破壊応力との関係にも強い相関があり、面粗度が小さいほど（より平滑であるほど）、破壊応力は大きくなる。しかしながら、直角度及び平行度の場合と同様その相関は一定ではなく、面粗度がおよそ８Ｓ超である場合と、およそ８Ｓ以下である場合とでは、相関の度合いに差が生じる。具体的には、面粗度がおよそ８Ｓ超の領域では、面粗度が小さくなるにつれて破壊応力が大幅に高まるのに対し、面粗度がおよそ８Ｓ以下の領域では、面粗度がそれ以上小さくなっても破壊応力はそれほど高くならない。つまり、破壊応力に対する感度は、およそ８Ｓを境に変化する。
【００３６】
このような特性を考慮すれば、面粗度を８Ｓ以下に設定することにより、十分な圧縮破壊強度が得られることが分かる。もちろん、面粗度は小さければ小さいほど好ましいが、面粗度を例えば１Ｓ程度まで極端に小さくしても、得られる破壊応力はそれほど変わらない。したがって、８Ｓを目安とし、面粗度がこれ以下となるよう設計すれば十分であると言える。
【００３７】
但し、実際に破壊応力を決める要因としては、面粗度よりも直角度及び平行度が支配的であり、面粗度を８Ｓ以下に設定しても、直角度や平行度が不十分であれば、高い圧縮破壊強度を得ることはできない。したがって、本発明において面粗度を８Ｓ以下に設定することは必須でない。
【００３８】
さらに、本実施形態では、超磁歪素子１２の両端面１２ａ，１２ｂがいずれも面取りされており、面取り幅が３００μｍ以下に設定されている。ここで、「面取り幅」とは、図８に示すように、超磁歪素子１２の外周面から両端面１２ａ，１２ｂの外周との径方向における距離Ｄ４ａ，Ｄ４ｂによって定義される。距離Ｄ４ａと距離Ｄ４ａに実質的な差がある場合には、より大きな方を採用する。このような面取りは、製造時において端面１２ａ，１２ｂの外周部に形成されるバリなどを除去するために行われる。
【００３９】
面取り幅Ｄ４が大きいと、超磁歪素子１２の端面１２ａ，１２ｂの面積がその分低減することから、アクチュエータの駆動方向である長軸方向に力が加わった場合に、単位面積当たりの圧力が実効的に高くなる。このため、面取り幅Ｄ４が大きいほど面取り部１２ｃの近傍に強い応力が加わり、その結果、圧縮破壊されやすくなる。
【００４０】
図９は、面取り幅と破壊応力との関係を示す模式的なグラフである。
【００４１】
図９に示すように、面取り幅と破壊応力との関係にも強い相関があり、面取り幅が小さいほど、破壊応力は大きくなる。しかしながら、直角度、平行度及び面粗度の場合と同様、その相関は一定ではなく、面取り幅がおよそ３００μｍ超である場合と、およそ３００μｍ以下である場合とでは、相関の度合いに差が生じる。具体的には、面取り幅がおよそ３００μｍ超の領域では、面取り幅が小さくなるにつれて破壊応力が大幅に高まるのに対し、面取り幅がおよそ３００μｍ以下の領域では、面取り幅がそれ以上小さくなっても破壊応力はそれほど高くならない。つまり、破壊応力に対する感度は、およそ３００μｍを境に変化する。
【００４２】
このような特性を考慮すれば、面取り幅を３００μｍ以下に設定することにより、十分な圧縮破壊強度が得られることが分かる。一方で、面取り幅を例えば１０μｍ程度まで極端に小さくすると、面取りの本来の目的であるバリの除去などが不完全となるおそれがあるばかりでなく、面取り加工に非常に高い精度が要求されてしまう。したがって、３００μｍを目安とし、面取り幅がこれ以下となるよう設計すれば十分であると言える。
【００４３】
但し、実際に破壊応力を決める要因としては、面取り幅よりも直角度及び平行度が支配的であり、面取り幅を３００μｍ以下に設定しても、直角度や平行度が不十分であれば、高い圧縮破壊強度を得ることはできない。したがって、本発明において面取り幅を３００μｍ以下に設定することは必須でない。
【００４４】
さらに、本実施形態では、図１０に示すように、超磁歪素子１２の長軸方向における長さをＬ１とし、超磁歪素子１２の径をＬ２とした場合、
２．０≦Ｌ１／Ｌ２≦６．０
に設定されている。上述の通り、超磁歪素子１２の長軸方向における長さは、最も長い部分Ｌ１ｍａｘと最も短い部分Ｌ１ｍｉｎとが存在するが、ここでいう長さＬ１は、Ｌ１ｍａｘとＬ１ｍｉｎの間であれば、いずれの値を採用しても構わない。また、径Ｌ２についても、製造ばらつきなどにより径の大きい部分と小さい部分が存在する場合は、径の最も大きい部分と最も小さい部分の間の値であれば、いずれの値を採用しても構わない。
【００４５】
尚、本実施形態では超磁歪素子１２の形状が円柱状であるが、本発明において超磁歪素子の形状がこれに限定されるものではなく、柱状又は筒状であればどのような形状であっても構わない。したがって、超磁歪素子が角柱（例えば六角柱）である場合は、図１１に示すように、径の最も大きい部分Ｌ２ｍａｘと最も小さい部分Ｌ２ｍｉｎとのの間に大きな差が生じるが、この場合もＬ２としては、これら範囲内の値であればいずれの値を採用しても構わない。
【００４６】
超磁歪素子１２の長さＬ１と径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）は、値が大きいほどアクチュエータの駆動方向に細長くなることから、小型で且つ大きな変位量を得ることができる。その反面、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）が大きいと、アクチュエータの駆動方向である長軸方向に力が加わった場合に、圧縮破壊されやすくなる。したがって、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）は、アクチュエータに求められるサイズ及び駆動能力と、求められる圧縮破壊強度とのバランスを考慮して設定する必要がある。
【００４７】
図１２は、長さＬ１と径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）と破壊応力との関係を示す模式的なグラフである。
【００４８】
図１２に示すように、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）と破壊応力との関係にも強い相関があり、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）が小さいほど、破壊応力は大きくなる。しかしながら、直角度、平行度、面粗度及び面取り幅の場合と同様、その相関は一定ではなく、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）がおよそ６．０超である場合と、およそ６．０以下である場合とでは、相関の度合いに差が生じる。具体的には、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）がおよそ６．０超の領域では、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）が小さくなるにつれて破壊応力が大幅に高まるのに対し、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）がおよそ６．０以下の領域では、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）がそれ以上小さくなっても破壊応力はそれほど高くならない。つまり、破壊応力に対する感度は、およそ６．０を境に変化する。
【００４９】
このような特性を考慮すれば、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）を６．０以下に設定することにより、十分な圧縮破壊強度が得られることが分かる。一方で、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）の設定が小さすぎると、超磁歪素子１２がアクチュエータの駆動方向に太く短い形状となることから、アクチュエータ全体が必要以上に大型化してしまう。この点を考慮すれば、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）を２．０未満に設定することは不適切である。したがって、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）は、
２．０≦Ｌ１／Ｌ２≦６．０
となるよう設計することが好ましいと言える。
【００５０】
但し、実際に破壊応力を決める要因としては、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）よりも直角度及び平行度が支配的であり、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）を６．０以下に設定しても、直角度や平行度が不十分であれば、高い圧縮破壊強度を得ることはできない。したがって、本発明において上記の比（Ｌ１／Ｌ２）を２．０〜６．０の範囲に設定することは必須でない。
【００５１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００５２】
例えば、本発明によるアクチュエータの構造としては、上記実施形態のような構造に限定されるものではなく、他の構造を有していても構わない。
【００５３】
また、上記実施形態では超磁歪素子を挙げているが、本発明の対象がこれに限定されるものではなく、通常の磁歪素子も本発明の対象に含まれる。
【実施例１】
【００５４】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５５】
［実施例１］
【００５６】
互いに直角度の異なる円柱状の超磁歪素子を複数用意し、これら超磁歪素子について圧縮破壊試験を行った。試験の結果を図１３に示す。
【００５７】
図１３に示すように、直角度と破壊応力との関係は直線的ではなく、破壊応力に対する感度は、２５μｍ近傍を境として変化が確認された。また、直角度が２５μｍ以下の場合には、実用上、十分な破壊応力である４０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の破壊応力が得られていることが分かる。さらに、破壊されたサンプルを目視にて確認したところ、直角度の小さいサンプルほど細かく粉砕されており、応力がほぼ一様に印加されていたことが推察された。
【００５８】
［実施例２］
【００５９】
互いに平行度の異なる円柱状の超磁歪素子を複数用意し、これら超磁歪素子について圧縮破壊試験を行った。試験の結果を図１４に示す。
【００６０】
図１４に示すように、平行度と破壊応力との関係も直線的ではなく、破壊応力に対する感度は、２０μｍ近傍を境として変化が確認された。また、平行度が２０μｍ以下の場合には、実用上、十分な破壊応力である４０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の破壊応力が得られていることが分かる。さらに、破壊されたサンプルを目視にて確認したところ、平行度の小さいサンプルほど細かく粉砕されており、応力がほぼ一様に印加されていたことが推察された。
【００６１】
［実施例３］
【００６２】
互いに面粗度の異なる円柱状の超磁歪素子を複数用意し、これら超磁歪素子について圧縮破壊試験を行った。試験の結果を図１５に示す。
【００６３】
図１５に示すように、面粗度と破壊応力との関係は直線的ではなく、破壊応力に対する感度は、およそ８Ｓを境として変化が確認された。また、面粗度が８Ｓ以下の場合には、実用上、十分な破壊応力である４０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の破壊応力が得られていることが分かる。さらに、破壊されたサンプルを目視にて確認したところ、面粗度の小さいサンプルほど細かく粉砕されており、応力集中が生じていなかったことが推察された。
【００６４】
［実施例４］
【００６５】
互いに面取り幅の異なる円柱状の超磁歪素子を複数用意し、これら超磁歪素子について圧縮破壊試験を行った。試験の結果を図１６に示す。
【００６６】
図１６に示すように、面取り幅と破壊応力との関係は直線的ではなく、破壊応力に対する感度は、およそ３００μｍを境として変化が確認された。また、面取り幅が３００μｍ以下の場合には、実用上、十分な破壊応力である４０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の破壊応力が得られていることが分かる。さらに、破壊されたサンプルを目視にて確認したところ、面取り幅の小さいサンプルほど細かく粉砕されており、応力集中が生じていなかったことが推察された。
【００６７】
［実施例５］
【００６８】
長さＬ１と径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が互いに異なる円柱状の超磁歪素子を複数用意し、これら超磁歪素子について圧縮破壊試験を行った。試験の結果を図１７に示す。
【００６９】
図１７に示すように、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）と破壊応力との関係は直線的ではなく、破壊応力に対する感度は、６．０近傍を境として変化が確認された。また、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）が６．０以下の場合には、実用上、十分な破壊応力である４０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の破壊応力が得られていることが分かる。さらに、破壊されたサンプルを目視にて確認したところ、上記の比（Ｌ１／Ｌ２）の小さいサンプルほど細かく粉砕されていた。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の好ましい実施形態による超磁歪素子を用いたアクチュエータの構造を示す略断面図である。
【図２】直角度の定義を説明するための模式図である。
【図３】直角度と破壊応力との関係を示す模式的なグラフである。
【図４】平行度の定義を説明するための模式図である。
【図５】平行度と破壊応力との関係を示す模式的なグラフである。
【図６】面粗度の定義を説明するための模式図である。
【図７】面粗度と破壊応力との関係を示す模式的なグラフである。
【図８】面取り幅の定義を説明するための模式図である。
【図９】面取り幅と破壊応力との関係を示す模式的なグラフである。
【図１０】超磁歪素子１２の長さＬ１と幅Ｌ２の定義を説明するための模式図である。
【図１１】六角柱である超磁歪素子１２の断面図である。
【図１２】長さＬ１と径Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）と破壊応力との関係を示す模式的なグラフである。
【図１３】実施例１の結果を示すグラフである。
【図１４】実施例２の結果を示すグラフである。
【図１５】実施例３の結果を示すグラフである。
【図１６】実施例４の結果を示すグラフである。
【図１７】実施例５の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
１０      アクチュエータ
１１      ハウジング
１１ａ    電子部品収容部
１１ｅ    蓋板
１２      超磁歪素子
１２ａ，１２ｂ    端面
１２ｃ    面取り部
１３      予荷重スプリング
１４      受圧プレート
１４ｂ    突起部分
１４ｃ    貫通孔
１４ｄ    吸音材
１６      アクチュエートコイル
１６ａ    ボビン
１７      振動子
１７ａ    フランジ部
１７ｂ    振動子スプリング
【図１】
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【図２】
2008021714.tif 000004
【図３】
2008021714.tif 000005
【図４】
2008021714.tif 000006
【図５】
2008021714.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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