(57)【要約】【課題】小型化及び高出力化を図り得る磁歪式アクチュエータを提供する。【解決手段】磁気を与えられることにより磁歪素子６が変位を発生すると、シャフト１１及びラッチ１７を介して変位出力部にその変位が伝達される。磁歪素子６に磁気が与えられなくなると、磁歪素子６は原形に復帰するとともに原位置に復帰する。その際、ラッチ２２が斜面１８とハウジング本体２の内周面とに挟み込まれることによって、変位出力部１０のハウジング１内への移動が阻止される。磁歪素子６に周期的に変動する磁気を与えて伸縮運動をさせることにより、上記の動作が繰り返されて、出力した変位が蓄積されていく。【選択図】      図１
2005033978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に、
磁気が与えられると変位を発生する磁歪素子を含む変位発生手段と、
前記変位発生手段の軸方向に周期的に変動する磁気を与える磁気発生手段と、
前記変位発生手段の変位を出力する変位出力部と、
前記変位出力部の出力方向の移動のみを許可する移動規制手段と
を備えたことを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記移動規制手段は、前記変位発生手段を中心として線対称状に複数備えられていることを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記移動規制手段は、
前記ハウジングの内周面と、
前記変位出力部の出力方向に向かうにつれて、前記ハウジングの内周面に近づくような斜面と、
その斜面と前記ハウジングの内周面とに接する当接部材と
を備えたことを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項４】
請求項３に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記移動規制手段の動作を解除する解除手段を備えたことを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項５】
請求項４に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記移動規制手段は、前記変位出力部の前記ハウジング外への移動を許可し、前記ハウジング内への移動を阻止する第１移動規制を行うものであることを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項６】
請求項５に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記移動規制手段は、前記第１移動規制に加えて、前記変位出力部の前記ハウジング内への移動を許可し、前記ハウジング外への移動を阻止する第２移動規制を行うものであり、その２つの移動規制は前記解除手段により、行う移動規制が選択されることを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項７】
請求項６に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記解除手段の動作時に、前記変位出力部を原位置に復帰させる初期化手段を設けたことを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項８】
請求項７に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記初期化手段は圧縮コイルばねであることを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記当接部材は、コイルばねの一端に球が取り付けられて構成されるラッチであることを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項９に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記解除手段は、
前記ラッチを支持する支持部と、
前記支持部に設けられた支持シャフトと、
前記ラッチを解除する方向へ前記支持シャフトを移動させる電磁石と
を備えたことを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項６に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記当接部材はローラであることを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記解除手段は、
前記ローラを連結するローラ支持棒と、
前記ローラ支持棒を前記ローラが回転可能な状態に解除される方向に移動させる電磁石と
を備えたことを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記移動規制手段の移動軌跡上に、前記変位出力部の移動範囲を制限する停止凸部を設けたことを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項１４】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記移動規制手段の移動軌跡上に、前記変位出力部の移動範囲を制限する停止段部を設けたことを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記変位発生手段が原形に復帰する際に、前記変位発生手段を原位置に復帰するように付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項１６】
請求項１５に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記付勢部材はコイルばねであることを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【請求項１７】
請求項１乃至１６に記載の磁歪式アクチュエータであって、
前記変位発生手段は、前記磁歪素子と磁性部材とを軸方向に複数枚積層させて形成されることを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁歪素子を用いた磁歪式アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁歪素子を用いた磁歪式アクチュエータは、例えば、特許文献１にて開示されているような構成としたものがある。この磁歪式アクチュエータは、磁歪特性を有する磁歪棒の周囲に磁界発生用空芯コイルと加熱用空芯コイルとを配設した構成となっている。
【０００３】
上記の構成の磁歪式アクチュエータは、磁界発生用空芯コイルに制御電流を流すことによって発生する磁界を磁歪棒に加えることにより、磁歪棒に軸方向の変位を発生させる。また、加熱用空芯コイルによる磁歪棒の加熱を行い、磁歪棒を熱膨張させることによっても、変位が得られるようにしている。
【特許文献１】特開平５−２８３７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１にて開示されている磁歪式アクチュエータでは、磁歪棒の変位は、磁界発生用空芯コイルからの磁界によって発生する変位と、加熱用空芯コイルからの加熱による変位とからしか得ることができなかった。従って、その磁歪式アクチュエータでは上記２つの変位による出力しか行うことができず、大きな変位を得ることが困難であるという問題点があった。
【０００５】
また、磁歪素子の変位量を大きくするためには、多量の磁気を与える必要があるため多量の電流を供給しなければない。そのためには巻線を太くしたり、巻線の巻数を増加させたりしなければならず、結果的に磁歪式アクチュエータの小型化を図りながら高出力を得ることが困難であるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、小型化及び高出力化を図り得る磁歪式アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するため、請求項１に記載の発明は、ハウジング内に、磁気が与えられると変位を発生する磁歪素子を含む変位発生手段と、前記変位発生手段の軸方向に周期的に変動する磁気を与える磁気発生手段と、前記変位発生手段の変位を出力する変位出力部と、前記変位出力部の出力方向の移動のみを許可する移動規制手段とを備えた。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記移動規制手段は、前記変位発生手段を中心として線対称状に複数備えた。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記移動規制手段は、前記ハウジングの内周面と、前記変位出力部の出力方向に向かうにつれて、前記ハウジングの内周面に近づくような斜面と、その斜面と前記ハウジングの内周面とに接する当接部材とを備えた。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記移動規制手段の動作を解除する解除手段を備えた。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記移動規制手段は、前記変位出力部の前記ハウジング外への移動を許可し、前記ハウジング内への移動を阻止する第１移動規制を行うものとした。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記移動規制手段は、前記第１移動規制に加えて、前記変位出力部の前記ハウジング内への移動を許可し、前記ハウジング外への移動を阻止する第２移動規制を行うものであり、その２つの移動規制は前記解除手段により、行う移動規制が選択される。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記解除手段の動作時に、前記変位出力部を原位置に復帰させる初期化手段を設けた。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記初期化手段は圧縮コイルばねとした。
【００１２】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記当接部材は、コイルばねの一端に球が取り付けられて構成されるラッチであるとした。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記解除手段は、前記ラッチを支持する支持部と、前記支持部に設けられた支持シャフトと、前記ラッチを解除する方向へ前記支持シャフトを移動させる電磁石とを備えた。
【００１３】
請求項１１に記載の発明は、請求項６に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記当接部材はローラとした。
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記解除手段は、前記ローラを連結するローラ支持棒と、前記ローラ支持棒を前記ローラが回転可能な状態に解除される方向に移動させる電磁石とを備えた。
【００１４】
請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記移動規制手段の移動軌跡上に、前記変位出力部の移動範囲を制限する停止凸部を設けた。
【００１５】
請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記移動規制手段の移動軌跡上に、前記変位出力部の移動範囲を制限する停止段部を設けた。
【００１６】
請求項１５に記載の発明は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の磁歪式アクチュエータにおいて前記変位発生手段が原形に復帰する際に、前記変位発生手段を原位置に復帰するように付勢する付勢部材を設けた。
【００１７】
請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記付勢部材はコイルばねとした。
請求項１７に記載の発明は、請求項１乃至１６に記載の磁歪式アクチュエータにおいて、前記変位発生手段は、前記磁歪素子と磁性部材とを軸方向に複数枚積層させて形成される。
【００１８】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、磁気発生手段によって変位発生手段に磁気が与えられると、変位発生手段は変位を発生する。その変位が変位出力部に伝達されて変位出力部は変位を出力する。磁気発生手段からの磁気が与えられなくなると、変位発生手段は原形に復帰する。その際、移動規制手段が変位出力部の出力方向とは逆の移動を阻止するため、変位出力部は変位出力後の位置に留まる。以上の動作を繰り返すことにより、変位出力部は変位を蓄積していく。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、複数の移動規制手段が、変位出力部をバランスよく保持する。
請求項３に記載の発明によれば、移動規制手段は、当接部材がハウジングの内周面と、変位出力部の出力方向に向かうにつれてハウジングの内周面に近づくような斜面とに接することで構成される。その容易な構成で変位出力部が出力方向と逆に移動するのを阻止する。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、解除手段を実行すると、変位出力部の移動方向が逆向きになる。
請求項５に記載の発明によれば、第１移動規制により、変位出力部のハウジング外への移動を許可し、ハウジング内への移動を阻止することが可能になる。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、第２移動規制により、変位出力部のハウジング内への移動を許可し、ハウジング外への移動を阻止することが可能になる。
請求項７に記載の発明によれば、解除手段実行時に、変位出力部は初期化手段によって原位置に復帰させられる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、解除手段実行時に、変位出力部は圧縮コイルばねによって原位置に復帰させられる。
請求項９に記載の発明によれば、当接部材は、コイルばねと球の簡単な構成で形成される。
【００２３】
請求項１０に記載の発明によれば、電磁石に外部から電流を供給すると、支持シャフトがラッチを解除する方向に移動させられ、ラッチが解除される。
請求項１１に記載の発明によれば、当接部材はローラであり、斜面及びハウジングの内周面若しくは変位発生手段の外周面に接するローラの外周面が、ローラの回転によって随時変化する。
【００２４】
請求項１２に記載の発明によれば、電磁石に外部から電流を供給すると、ローラ支持棒がローラを解除する方向に移動させられ、ローラが解除される。
請求項１３に記載の発明によれば、移動規制手段が停止凸部に接触すると、変位出力部の出力方向への移動が阻止される。
【００２５】
請求項１４に記載の発明によれば、移動規制手段が停止段部に接触すると、変位出力部の出力方向への移動が阻止される。
請求項１５に記載の発明によれば、変位発生手段が原形に復帰する際に、変位発生部材は付勢部材に付勢されて原位置に復帰する。
【００２６】
請求項１６に記載の発明によれば、コイルばねの機械的な力により変位発生部材は原位置に復帰する。
請求項１７に記載の発明によれば、磁歪素子と磁性部材とを軸方向に複数枚積層させて形成することによって、変位発生手段は、全てが磁歪素子で形成された変位発生手段よりも磁気抵抗が小さくなる。従って、各磁歪素子に与えられる磁気が多くなり、各磁歪素子はより大きな変位を発生させる。また、磁歪素子と磁性部材とを積層させて変位発生手段を形成すると、磁歪素子の使用量が減少するため、製造コストが削減される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、小型化及び高出力化を図り得る磁歪式アクチュエータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１は本第１実施形態における磁歪式アクチュエータの正断面図を示す。図１に示すように、ハウジング１は、円筒形のハウジング本体２とそのハウジング本体２の両端に固定されたエンドプレート３，４とで構成されている。前記エンドプレート４の中央には、第１出力孔４ａが設けられており、前記エンドプレート３の内側には、磁気発生手段としてのハイブリッド型磁石５が備えられている。
【００２９】
前記ハイブリッド型磁石５は、円筒形のヨーク５１と、前記ヨーク５１の両端に固定された２つのエンドプレート５２，５３と、前記ヨークの内周面に固定された円筒形の永久磁石５４と、前記永久磁石５４の内周面に装着された磁界発生用空芯コイル５５とからなる。前記ヨーク５１及びエンドプレート５２，５３は磁性体で形成されている。
【００３０】
前記エンドプレート５３の中央には、第２出力孔５３ａが設けられている。また、前記磁界発生用空芯コイル５５の中央には磁歪素子挿入孔５５ａが設けられており、その磁歪素子挿入孔５５ａには円柱形の磁歪素子６が挿入されている。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、前記永久磁石５４は一端面にＮ極を有しており、他端面にＳ極を有している。また、前記永久磁石５４の磁極を有する部分は、前記エンドプレート５２，５３に接している。
【００３２】
磁界発生用空芯コイル５５には外部の電流供給装置（図示しない）から励磁電流が供給され、磁歪素子６の軸方向に周期的に変動する磁気が与えられる。
前記ハイブリッド型磁石５の前記エンドプレート３と逆側には、プレート７が設けられている。前記プレート７は、前記ハウジング１の内部を２つに仕切るように、前記ハウジング本体２の内周面に固定されている。前記プレート７の中央には、シャフト挿入孔７ａが設けられており、前記プレート７の周縁部には、４つの挿入孔８ａ，８ｂが周方向に等角度間隔で設けられている（図１中では２つのみ図示している）。前記挿入孔８ａ，８ｂの前記エンドプレート３側の開口部には、電磁石９（図１中では２つのみ図示している）がそれぞれ固定されている。
【００３３】
前記プレート７のエンドプレート４側には、外部に変位を出力する変位出力部１０が備えられている。変位出力部１０は、円形の本体から、前記ハウジング１の径方向に張り出した張出部１０ａと、前記エンドプレート４側で軸方向に突出する突出部１０ｂとを有している。突出部１０ｂは、前記第１出力孔４ａを通って、前記ハウジング１の外部に突出している。また、変位出力部１０の中央にはシャフト挿入穴１２が設けられており、そのシャフト挿入穴１２にはシャフト１１が挿入されている。
【００３４】
前記シャフト挿入穴１２の底部には、付勢部材としてのコイルばね１３が備えられており、そのコイルばね１３は前記シャフト１１を付勢している。前記シャフト１１は、前記シャフト挿入孔７ａ及び前記第２出力孔５３ａを通り、前記磁歪素子６と固着されている。そのシャフト１１と磁歪素子６とは変位発生手段としての役割を果たす。
【００３５】
前記シャフト挿入穴１２の中央部付近には、円錐台形に形成されたラッチ収容凹部１４が設けられており、そのラッチ収容凹部１４は斜面１４ａを有している。前記ラッチ収容凹部１４には、当接部材としてのラッチ１７が前記シャフト１１を中心として線対称状に、詳しくは周方向に等角度間隔で４つ配設されている（図１中では２つのみ図示している）。尚、ラッチ１７は球１６とステンレス鋼で形成されたコイルばね１５とから構成される。球１６は、前記斜面１４ａと、前記シャフト１１の外周面とに常に接して、シャフト１１に伝達された磁歪素子６の変位を、シャフト１１とともに変位出力部１０に伝える役割を果たす。
【００３６】
前記張出部１０ａは、変位出力部１０がハウジング１外へ移動するときの移動方向に向かうにつれて、ハウジング本体２の内周面に近づくような斜面１８を有している。
前記張出部１０ａの前記プレート７側には、４つの支持部１９（図１中では２つのみ図示している）が前記シャフト１１を中心として線対称状に、詳しくは周方向に等角度間隔で設けられている。支持部１９の前記プレート７側には、磁性体で形成された支持シャフト２０がそれぞれ設けられている。その支持シャフト２０は、前記支持部１９と前記プレート７の間に設けられた圧縮コイルばね２１と、前記挿入孔８ａ，８ｂとを通って、前記電磁石９に挿入されている。電磁石９に外部の電流供給装置（図示しない）から励磁電流が供給されると、前記支持シャフト２０は電磁石９の方へ引き込まれる。
【００３７】
前記支持部１９のエンドプレート４側には、前記ラッチ１７と同様に構成されたラッチ２２がそれぞれ固定されており、このラッチ２２と前記斜面１８とハウジング本体２の内周面とは、変位出力部１０に対する移動規制手段としての役割を果たす。この移動規制手段は、前記変位出力部１０のハウジング１外への移動を許可し、ハウジング１内への移動を阻止する第１移動規制を行う。
【００３８】
また、前記支持部１９と、支持シャフト２０と、電磁石９とは、移動規制手段の動作を解除するための解除手段としての役割を果たす。
前記エンドプレート４と前記変位出力部１０との間には、初期化手段としての圧縮コイルばね２３が設けられている。
【００３９】
次に、上記のように構成された本第１実施形態の磁歪式アクチュエータの動作を説明する。
磁界発生用空芯コイル５５に励磁電流が供給されていない場合、図３（ａ）に示すように、永久磁石５４の磁束は、ヨーク５１及びエンドプレート５２，５３の間で閉磁路Ａを回る。従って、磁歪素子６には磁気が与えられないので、変位は発生しない。
【００４０】
図３（ｂ）に示すように、閉磁路Ｂを形成するように、磁界発生用空芯コイル５５に励磁電流を供給する。この場合、ヨーク５１において、閉磁路Ｂを回る磁束は閉磁路Ａを回る磁束と逆向きに回るように、尚かつ閉磁路Ａを回る磁束数よりも多量の磁束数を発生するように励磁電流を供給している。従って、閉磁路Ａを回る磁束は、閉磁路Ｂを回る磁束によって押し戻されて、閉磁路Ｃを回るようになる。その結果、磁界発生用空芯コイル５５の中心の軸方向に磁気を与えることとなり、磁歪素子６は磁化されて軸方向に伸びる。
【００４１】
磁界発生用空芯コイル５５への励磁電流の供給が停止されると、図３（ａ）に示す状態に戻るため、磁歪素子６はもとの長さに戻る。
変位出力部１０をハウジング１外へ移動させるには、磁界発生用空芯コイル５５に励磁電流を供給する。図１において、磁界発生用空芯コイル５５に励磁電流が供給されると、磁歪素子６は上記のように磁化されて軸方向に延びる。磁歪素子６が軸方向に伸びると、シャフト１１が押し上げられる。このとき、シャフト１１はラッチ１７が斜面１４ａとシャフト１１の外周面とに挟み込まれる方向に移動するので、シャフト１１が移動するにつれて、変位出力部１０もシャフト１１と同じ方向に移動して変位を発生する。変位出力部１０は、図１に破線で示すように変位を出力する。
【００４２】
また、変位出力部１０が移動するのに合わせて、支持部１９も圧縮コイルばね２１に付勢されて同じ方向に移動する。
次に、磁界発生用空芯コイル５５への励磁電流の供給が停止されると、磁歪素子６は原形に復帰する。このとき、シャフト１１は、磁歪素子６が原形に復帰するのに合わせて、コイルばね１３に付勢されながら原位置に復帰する。シャフト１１が原位置に復帰する際に、挟み込まれていたラッチ１７は解除されるが、ラッチ２２はハウジング本体２の内周面と斜面１８との間に挟まれたままであるので、変位出力部１０がハウジング１内へ移動するのを阻止する。
【００４３】
磁界発生用空芯コイル５５に周期的に励磁電流が供給されることにより、上記の動作が繰り返され、変位出力部１０はハウジング１外へ移動していく。
図２に示すように、磁界発生用空芯コイル５５への励磁電流の供給が停止され
て、電磁石９に励磁電流が供給されると、支持シャフト２０は電磁石９の方へ引き込まれる。その結果、ハウジング本体２の内周面と斜面１８との間に挟まれていたラッチ２２は解除され、変位出力部１０は圧縮コイルばね２３に付勢されて原位置に復帰する。
【００４４】
上記したように、本第１実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）変位出力部１０をハウジング１の外部へ移動させる場合、ラッチ２２を設けたことにより、磁歪素子６及びシャフト１１が原位置に復帰しても、変位出力部１０はラッチ２２によって原位置に復帰するのを阻止される。また、コイルばね１３の機械的な力を利用して、磁歪素子６とシャフト１１とのみを原位置に復帰させる。その結果、変位出力部１０は変位を出力した状態のまま、次の変位を出力することができる。従って、磁歪素子６に磁気を与えて周期的に伸縮運動させると、変位が蓄積されていき、大きな変位を得られる。
【００４５】
（２）磁歪素子６を周期的に伸縮運動させることで、変位を発生させているため、磁歪素子６の伸縮量を調節したり、磁気を与える周期を調節したりすることで、任意の速度で任意の変位を得ることができる。
【００４６】
（３）ラッチ１７及び２２周方向に等角度間隔で４つ設けているため、変位出力部がバランスよく保持される。その結果、シャフト１１の軸方向に沿って出力されやすくなる。
（４）変位出力部１０に対する移動規制手段は、コイルばねと球とで形成されたラッチ２２と、斜面１８と、ハウジング本体２の内周面とで構成される簡単なものであるため、製造が容易である。
【００４７】
（５）電磁石９を用いて、斜面１８とハウジング本体２の内周面とに挟まれていたラッチ２２を移動させることにより、変位出力部１０がハウジング１の内部へ移動できるように解除している。そのため、電磁石９に励磁電流を供給する時期を調節することで、ラッチ２２を含む移動規制手段の動作を解除することができる。
【００４８】
（６）電磁石９に励磁電流が供給されて支持シャフト２０がラッチ２２を解除する方向へ移動させた際に、変位出力部１０は初期化手段としての圧縮コイルばね２３に付勢されて原位置に復帰する。その結果、再度、原位置から変位を出力することができるようになる。また、この初期化手段は、圧縮コイルばね２３という簡単な構成であるため、製造が容易である。
【００４９】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。尚、上記第１実施形態と同一構成部分には、上記第１実施形態と同一符号を付してその詳細説明を省略する。
【００５０】
図４は本第２実施形態における磁歪式アクチュエータの全体図を示す。
本第２実施形態は、上記第１実施形態の構成において、図１に示す電磁石９を４つから１つに減らして図４に示す電磁石２４のみとし、図１に示す支持部１９のプレート７側に、図４に示す支持リング２５を固定して支持部１９を連結したものである。前記電磁石２４には、磁性体で形成された支持シャフト２６の一端が挿入されている。
【００５１】
上記のように構成された本第２実施形態の磁歪式アクチュエータでは、上記第１実施形態と同様の動作をするが、上記第１実施形態と本第２実施形態とではラッチ２２を解除する際の動作が異なる。
【００５２】
本第２実施形態において、ラッチ２２を解除するには、電磁石２４に外部の電流供給装置（図示しない）から励磁電流を供給する。電磁石２４に励磁電流が供給されると、支持シャフト２６が電磁石２４の方へ引き込まれる。このとき、支持リング２５も支持シャフト２６とともに同方向へ移動する。支持リング２５には、４つの支持部１９が固定されているため、支持リング２５が移動すると、同時に支持部１９も移動する。その結果、ハウジング本体２の内周面と斜面１８との間に挟まれていたラッチ２２は、プレート７側に移動させられて解除され、変位出力部１０は圧縮コイルばね２３に付勢されて原位置に復帰する。
【００５３】
上記したように、本第２実施形態によれば、前記第１実施形態の（１）乃至（６）と同様の効果に加えて、以下の効果をも奏する。
（１）上記第１実施形態では、ラッチ２２を解除するために必要とする電磁石９は、４つ必要であった。しかし、本第２実施形態では支持リング２５を設けたことにより、１つの電磁石２４だけでラッチ２２を解除できるようになった。その結果、消費電流を低減することができる。また、上記第１実施形態では４つ取り付けていた電磁石９が本第２実施形態では電磁石２４の１つのみを取り付ければよいので、上記第１実施形態と比べて製造が容易になる。
【００５４】
（第３実施形態）
以下、本発明を具体化した第３実施形態を図面に従って説明する。
図５は本第３実施形態における磁歪式アクチュエータの全体図を示す。
【００５５】
図５に示すように、ハウジング３０は、鋼で形成された筒型の直方体であるハウジング本体３１と、２つのエンドプレート３２，３３とで構成されている。エンドプレート３３の中央には、出力孔３３ａが設けられている。また、エンドプレート３２の内側には、前記第１実施形態におけるハイブリッド型磁石５と同様のハイブリッド型磁石３４が備えられている。そのハイブリッド型磁石３４の中央には、前記第１実施形態における磁歪素子６と同様の磁歪素子３５が挿入されている。
【００５６】
ハイブリッド型磁石３４の磁界発生用空芯コイルには外部の電流供給装置（図示しない）から励磁電流が供給され、磁歪素子３５の軸方向に周期的に変動する磁気が与えられる。
【００５７】
前記ハウジング３０の内部には、変位出力部３６が備えられている。変位出力部３６は、前記エンドプレート３３の方へ突出した部分が設けられており、その突出した部分は前記出力孔３３ａを通って前記ハウジング３０の外部に突き抜けている。
【００５８】
前記変位出力部３６の中央部には、鋼で形成されたシャフト３７を収容するための収容凹部３８が設けられており、その収容凹部３８にはシャフト３７が収容されている。シャフト３７の変位出力部３６側の一端は、前記収容凹部３８の底部に設けられたコイルばね３９によって付勢されており、シャフト３７の他端は前記磁歪素子３５に固着されている。シャフト３７と磁歪素子３５とは変位発生手段としての役割を果たす。
【００５９】
前記変位出力部３６には、括部４０，４１が設けられている。その括部４０，４１には、中央に孔を持つ支持プレート４２，４３が、括部４０，４１の中央をその孔に通して備え付けられている。また、括部４０，４１には圧縮コイルばね４４，４５が設けられ、前記支持プレート４２，４３を付勢している。
【００６０】
前記変位出力部３６のハウジング本体３１側の側面と、前記収容凹部３８のシャフト３７側の側面とには、台形凹部６０〜６７が設けられている。前記台形凹部６０は、斜面６０ａ，６０ｂを有しており、同様に、台形凹部６１〜６７は斜面６１ａ〜６７ａ、及び斜面６１ｂ〜６７ｂを有している。斜面６０ａ，６１ａ，６６ａ，６７ａは、変位出力部３６がハウジング３０外へ移動するときの移動方向に向かうにつれてハウジング本体３１の内周面に近づくような斜面である。また、斜面６０ｂ，６１ｂ，６６ｂ，６７ｂは、変位出力部３６がハウジング３０内へ移動するときの移動方向に向かうにつれてハウジング本体３１の内周面に近づくような斜面である。
【００６１】
前記台形凹部６０〜６７には、鋼で形成された当接部材としての円筒形のローラ７０〜７７がそれぞれ設けられている。前記ローラ７０は、図８に示すように、ローラ軸方向の中央部に、貫通孔７８が設けられており、前記貫通孔７８には、ローラ軸７９が挿入されている。ローラ軸の両端は、磁性体で形成されたローラ支持棒８０及び８１に固定されている。ローラ７０以外の前記ローラ７１〜７７もローラ７０と同様の構成となっている。ローラ７０，７１、ローラ７２，７３、ローラ７４，７５、ローラ７６，７７はそれぞれ２本のローラ支持棒で支持されているが、図５では、ローラ支持棒８１〜８４の４本のみ図示している。
【００６２】
前記ローラ７０，７１，７６，７７と前記斜面６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂ，６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂと前記ハウジング本体３１の内周面とは、変位出力部３６に対する移動規制手段としての役割を果たす。この移動規制手段は、変位出力部３６のハウジング３０外への移動を許可し、ハウジング３０内への移動を阻止する第１移動規制と、変位出力部の３６のハウジング３０内への移動を許可し、ハウジング３０内への移動を許可する第２移動規制とを行う。
【００６３】
前記ローラ支持棒８１及び８２は、その一端が前記支持プレート４２に固定されている。ローラ支持棒８１は、支持プレート４２を突き抜け、前記変位出力部３６のハウジング本体３１の内周面且つエンドプレート３２側に設けられた電磁石８５に挿入されている。ローラ支持棒８３，８４、電磁石８６、支持プレート４３も同様の構成となっている。
【００６４】
前記支持プレート４２と、前記ローラ７０〜７３と、前記ローラ支持棒８１，８２とは、一体となって前記変位出力部３６に対してスライド可能になっている。同様に、前記支持プレート４３と、前記ローラ７４〜７７と、前記ローラ支持棒８３，８４とは、一体となって前記変位出力部３６に対してスライド可能になっている。
【００６５】
前記ローラ支持棒８１，８４と、電磁石８５，８６とは、移動規制手段の動作を解除する解除手段としての役割を果たす。前記電磁石８５，８６には外部の電流供給装置（図示しない）から励磁電流が供給され、それによってローラ支持棒８１，８４が電磁石８５，８６の方へ引き込まれる。電磁石８５，８６に励磁電流を供給したり、供給を停止したりすることで、第１移動規制が解除されたり、第２移動規制が解除されたりする。
【００６６】
前記ハウジング本体３１の内側面には、前記変位出力部３６の移動範囲を制限する４つの停止凸部８７〜９０が、前記ローラ７０，７１，７６，７７の移動軌跡上に設けられている。
【００６７】
前記斜面６０ａと前記ハウジング本体３１の内周面とのなす角２θは、２θ＜５４°の範囲である。図１４に示すように、２θの角度をなす２つの平滑な斜面によって挟まれた球は、斜面から力Ｆを受けているため、斜面はＦｓｉｎθの力で、球を斜面から押し出そうとする。また、球に働いている摩擦力は乾燥摩擦時の摩擦係数μを用いてμＦと表せるので、２つの斜面が球を押し出そうとする力Ｆｓｉｎθに逆らう力はμＦｃｏｓθである。従って、球が滑って押し出されない為の条件はＦｓｉｎθ＜μＦｃｏｓθとなる。この条件より、ｔａｎθ＜μが導き出される。本第３実施形態では、ハウジング本体３１、シャフト３７、ローラ７０は鋼でできている。乾燥摩擦時の鋼材間の摩擦係数はμ＝０．５２であるので、上記条件より、θ＜２７°つまり２θ＜５４°となる。
【００６８】
斜面６０ａとハウジング本体３１の内周面とのなす角２θが、２θ＜５４°の範囲であるのと同様に、斜面６０ｂ，６１ａ，６１ｂ，６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂとハウジング本体３１の内周面とのなす角もそれぞれ２θ＜５４°の範囲である。また、斜面６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂとシャフト３７の外周面とのなす角も同様にそれぞれ２θ＜５４°の範囲である。
【００６９】
次に、上記のように構成された本第３実施形態の磁歪式アクチュエータの動作を説明する。
図５に示すように、ハイブリッド型磁石３４の磁界発生用空芯コイル及び電磁石８５，８６に励磁電流が供給されていないときは、磁歪素子３５に磁気が与えられないので、磁歪素子３５は変化しない。電磁石８５に励磁電流が供給されていないときは、ローラ７０，７１は斜面６０ａ，６１ａとハウジング本体３１の内周面とに、ローラ７２，７３は斜面６２ａ，６３ａとシャフト３７の外周面とに挟まれて、変位出力部３６がハウジング３０内へ移動するのを阻止している。また、電磁石８６に励磁電流が供給されていないときは、ローラ７４，７５は斜面６４ｂ，６５ｂとシャフト３７の外周面とに，ローラ７６，７７は斜面６６ｂ，６７ｂとハウジング本体３１の内周面とに挟まれて、変位出力部３６がハウジング３０外へ移動するのを阻止している。従って、ハイブリッド型磁石３４の磁界発生用空芯コイル及び電磁石８５，８６に励磁電流が供給されていないときは、変位出力部３６はハウジング３０内外のどちらの方向へも移動しない。
【００７０】
変位出力部３６をハウジング３０の外部へ移動させる場合には、ハイブリッド型磁石３４の磁界発生用空芯コイルと電磁石８６とに励磁電流を供給する。図６に示すように、電磁石８６に励磁電流を供給すると、ローラ支持棒８４が電磁石８６の方へ引き込まれる。このとき、支持プレート４３と、ローラ７４，７５，７６，７７と、ローラ支持棒８３，８４とは一体となっているため、ローラ支持棒８４が電磁石８６の方へ引き込まれるのと同時に、支持プレート４３、ローラ７４〜７７、ローラ支持棒８３も同方向へ移動する。この移動によって、ローラ７４は斜面６４ａとシャフト３７の外周面とに、ローラ７５は斜面６５ａとシャフト３７の外周面とに、ローラ７６は斜面６６ａとハウジング本体３１の内周面とに、ローラ７７は斜面６７ａとハウジング本体３１の内周面とに接することになる。その結果、第２移動規制は解除され、第１移動規制が行われる。
【００７１】
ハイブリッド型磁石３４の磁界発生用空芯コイルに励磁電流が供給されることによって、磁歪素子３５に磁気が与えられると、磁歪素子３５は軸方向に伸びてシャフト３７を押し上げる。シャフト３７が磁歪素子３５によって押し上げられると、ローラ７２〜７５は斜面６２ａ〜６５ａとシャフト３７の外周面とに滑って押し出されることなくそれぞれ挟み込まれて、シャフト３７が移動するのと同方向に変位出力部３６を移動させる。このとき、ローラ７０，７１，７６，７７は解除状態にあり、変位出力部３６の移動に合わせて、回転しながら移動していく。
【００７２】
ハイブリッド型磁石３４の磁界発生用空芯コイルへの励磁電流の供給が停止されると、磁歪素子３５に磁気が与えられなくなるため、磁歪素子３５は原形に復帰する。このとき、シャフト３７は、磁歪素子３５が原形に復帰するのに合わせて、コイルばね３９に付勢されながら原位置に復帰する。シャフト３７が原位置に復帰する際に、挟み込まれていたローラ７２〜７５は、解除され、シャフト３７の移動に合わせてその場で回転する。また、ローラ７０，７１，７６，７７は斜面６０ａ，６１ａ，６６ａ，６７ａとハウジング本体３１の内周面とにそれぞれ挟み込まれて、変位出力部３６がハウジング３０の内部へ移動するのを阻止する。
【００７３】
上記の動作を繰り返すことにより、変位出力部３６はハウジング３０外へ移動していく。ローラ７０，７６が停止凸部８７，８９に接触すると、変位出力部３６のハウジング３０の外部への移動が阻止される。
【００７４】
変位出力部３６をハウジング３０内に移動させる場合には、電磁石８６には励磁電流を供給せず、ハイブリッド型磁石３４の磁界発生用空芯コイルと電磁石８５とに励磁電流を供給する。図７に示すように、電磁石８５に励磁電流を供給すると、ローラ支持棒８１が電磁石８５の方へ引き込まれる。このとき、支持プレート４２と、ローラ７０〜７３と、ローラ支持棒８１，８２とは、一体となっているため、ローラ支持棒８１が電磁石８５の方へ引き込まれるのと同時に、支持プレート４２、ローラ７０〜７３、ローラ支持棒８２も同方向へ移動する。この移動によって、ローラ７０は斜面６０ｂとハウジング本体３１の内周面とに、ローラ７１は斜面６１ｂとハウジング本体３１の内周面とに、ローラ７２は斜面６２ｂとシャフト３７の外周面とに、ローラ７３は斜面６３ｂとシャフト３７の外周面とにそれぞれ接することになる。その結果、第２移動規制は解除され、第２移動規制が行われる。
【００７５】
ハイブリッド型磁石３４の磁界発生用空芯コイルに励磁電流が供給されることによって磁歪素子３５に磁気が与えられると、磁歪素子３５は軸方向に伸びてシャフト３７を押し上げる。このとき、ローラ７０，７１，７６，７７は斜面６０ｂ，６１ｂ，６６ｂ，６７ｂとハウジング本体３１の内周面とにそれぞれ挟み込まれて、変位出力部３６がハウジング３０外へ移動するのを阻止する。ローラ７２〜７５は、シャフト３７が磁歪素子３５に押し上げられることによって解除され、シャフト３７の移動に合わせてその場で回転する。
【００７６】
ハイブリッド型磁石３４の磁界発生用空芯コイルへの励磁電流の供給が停止されると、磁歪素子３５に磁気が与えられなくなり、磁歪素子３５は原形に復帰する。シャフト３７は、磁歪素子３５が原形に復帰するのに合わせて、コイルばね３９に付勢されながら原位置に復帰する。このとき、ローラ７２〜７５は斜面６２ｂ〜６５ｂとシャフト３７の外周面とにそれぞれ挟み込まれて、シャフト３７が移動するのと同方向に変位出力部３６を移動させる。ローラ７０，７１，７６，７７は解除状態にあり、変位出力部３６の移動に合わせて、回転しながら移動していく。
【００７７】
上記の動作を繰り返すことにより、変位出力部３６はハウジング３０内へ移動していく。ローラ７１，７７が停止凸部８８，９０に接触すると、変位出力部３６のハウジング３０内への移動が阻止される。
【００７８】
本第３実施形態では、電磁石８５，８６の両方に励磁電流を供給しない状態で得られる動作と、電磁石８５，８６の両方に励磁電流を供給した状態で得られる動作とは、同様のものである。
【００７９】
上記したように、本第３実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）電磁石８５，８６を制御し、ローラ７０〜７７の位置を変化させることで、第１移動規制と第２移動規制とを行うことが可能になった。従って、第１移動規制を行った場合には変位出力部３６のハウジング外への変位を、第２移動規制を行った場合には変位出力部のハウジング内への変位を蓄積することができる。その結果、磁歪素子３５の伸縮量を調節したり、磁気を与える周期を調節したりすることで、ハウジング内外どちらの方向へも、任意の長さを任意の速度で得ることができる。
【００８０】
（２）前記第１実施形態及び前記第２実施形態では、移動規制手段に球とコイルばねとで構成されたラッチ２２を用いていたが、本第３実施形態では移動規制手段にローラ７１〜７７を用いている。球は、ハウジング本体２の内周面及び斜面１８との当接面が常に一定であるが、ローラは回転することにより、ハウジング本体３１若しくはシャフト３７の外周面と斜面６０ａ〜６７ａ、６０ｂ〜６７ｂとに接する当接面が随時変化する。その結果、球よりもローラの方が傷みにくく、磁歪式アクチュエータの超寿命化を図ることができる。
【００８１】
（３）ローラ支持棒８１，８４と、電磁石８５，８６とで構成される解除手段を備えているため、電磁石８５，８６に励磁電流を供給するだけで、移動規制手段の動作が解除されるため、出力方向を簡単に変更することができる。また、電磁石８５，８６を用いているため、励磁電流を供給する時期を調節することで、任意の時期に出力方向を変更することができる。
【００８２】
（４）停止凸部８７〜９０を設けることで、変位出力部３６の移動範囲を制限することができる。その結果、変位出力部３６等がエンドプレート３３やハイブリッド型磁石３４等に接触して磁歪式アクチュエータが破損するのを防ぐことができる。
【００８３】
（第４実施形態）
以下、本発明を具体化した第４実施形態を図面に従って説明する。尚、上記第３実施形態と同一構成部分には、上記第３実施形態と同一符号を付してその詳細説明を省略する。
【００８４】
図９は本第４実施形態における磁歪式アクチュエータの全体図を示す。
本第４実施形態は、図５に示す上記第３実施形態の構成で、変位出力部３６の点対称であった部分を、図９に示すように、シャフト９１に対して変位出力部９２を線対称状に構成したものである。
【００８５】
電磁石９３及び９４のいずれか１つに励磁電流を供給した場合の、本第４実施形態の磁歪式アクチュエータの動作は、前記第３実施形態の図５に示す場合の動作と同様であり、変位出力部９２は、ハウジング３０内外のどちらの方向への移動も阻止される。
【００８６】
電磁石９３，９４の両方に励磁電流が供給されない場合の、本第４実施形態の磁歪式アクチュエータの動作は、前記第３実施形態の図６に示す場合の動作と同様であり、変位出力部９２をハウジング３０外へ移動させる。
【００８７】
電磁石９３，９４の両方に励磁電流が供給された場合の、本第４実施形態の磁歪式アクチュエータの動作は、前記第３実施形態の図７に示す場合の動作と同様であり、変位出力部９２をハウジング３０内へ移動させる。
【００８８】
上記したように、本題４実施形態によれば、前記第３実施形態の効果（１）乃至（４）と同様の効果に加えて、以下の効果をも奏する。
（１）変位出力部９２は、シャフト９１に対して線対称状にしているため、前記第３実施形態よりも変位出力部の加工が容易にできる。
【００８９】
（第５実施形態）
以下、本発明を具体化した第５実施形態を図面に従って説明する。尚、上記第３及び第４実施形態と同一構成部分には、上記第３及び第４実施形態と同一符号を付してその詳細説明を省略する。
【００９０】
図１０は本実施形態における磁歪式アクチュエータの全体図を示す。
図１０に示す本第５実施形態は、上記第４実施形態において図９に示す電磁石９３，９４の部分を変形させたものである。
【００９１】
図１０に示すように、ローラ支持棒９５，９６のハイブリッド型磁石側の一端に、鉄よりなる移動部材９７，９８が固着されている。変位出力部９９は、ハイブリッド型磁石３４側にＬ字型部１００，１０１を有しており、そのＬ字型部１００，１０１の前記移動部材９７，９８と対向する位置に、電磁石１０２，１０３が固定されている。電磁石１０２，１０３には外部の電流供給装置（図示しない）から励磁電流が供給される。
【００９２】
上記のように構成された本第５実施形態の磁歪式アクチュエータの動作について説明する。
電磁石１０２に励磁電流が供給されると、移動部材９７は電磁石１０２の方へ引きつけられるため、ローラ支持棒９５も移動部材９７と同方向へ移動する。同様に、電磁石１０３に励磁電流が供給されると、移動部材９８が電磁石１０３の方引きつけられて、ローラ支持棒９６も移動部材９８と同方向へ移動する。
【００９３】
電磁石１０２及び１０３のいずれか１つに励磁電流が供給された場合の本第５実施形態の動作は、前記第４実施形態において電磁石９３及び９４のいずれか１つに励磁電流が供給された場合の動作と同様であり、変位出力部９９は、ハウジング３０内外のどちらの方向へも移動しない。
【００９４】
電磁石１０２及び１０３の両方に励磁電流が供給されない場合の本第５実施形態の動作は、前記第４実施形態において電磁石９３及び９４の両方に励磁電流が供給されない場合の動作と同様であり、変位出力部９９をハウジング３０外へ移動させる。
【００９５】
電磁石１０２及び１０３の両方に励磁電流が供給された場合の本第５実施形態の動作は、前記第４実施形態において電磁石９３及び９４の両方に励磁電流が供給された場合の動作と同様であり、変位出力部９９をハウジング３０内へ移動させる。
【００９６】
上記したように、本第５実施形態によれば、前記第３実施形態及び前記第４実施形態と同様の効果を奏する。
（第６実施形態）
以下、本発明を具体化した第６実施形態を図面に従って説明する。
【００９７】
図１１は本第６実施形態における磁歪式アクチュエータの全体図を示す。
図１１に示す本第５実施形態のハウジング１１０及びハイブリッド型磁石１１４は、前記第１実施形態及び前記第２実施形態のハウジング及びハイブリッド型磁石と同様の構成である。図１１に示すように、ハウジング１１０は円筒形のハウジング本体１１１と、２枚のエンドプレート１１２，１１３とで構成されている。
【００９８】
前記ハウジング１１０の内部には、前記エンドプレート１１３側に変位出力部１１５が備えられている。変位出力部１１５は、前記エンドプレート１１３の中央に設けられた出力孔１１３ａからハウジング１１０の外部へ突出する部分を有するとともに、２つの円錐台部１１６，１１７と、鍔１１８，１１９とを有している。前記円錐台部１１６と１１７とは、互いに逆向きになっており、斜面１１６ａ、１１７ａを有している。また、前記鍔１１８，１１９は、前記円錐台部１１６，１１７の狭くなる方向に設けられている。
【００９９】
前記斜面１１７ａは、変位出力部１１５がハウジング１１０外へ移動するときの移動方向へ向かうにつれてハウジング本体１１１の内周面に近づくような部分を有している。同様に、前記斜面１１６ａは、変位出力部１１５がハウジング１１０内へ移動するときの移動方向へ向かうにつれてハウジング本体１１１の内周面に近づくような部分を有している。
【０１００】
前記鍔１１８には、２つの挿入孔１１８ａ，１１８ｂが設けられており、その挿入孔１１８ａ，１１８ｂの前記円錐台部１１６と逆側の開口部には、電磁石１２０，１２１が固定されている。
【０１０１】
前記挿入孔１１８ａ，１１８ｂには、前記円錐台部１１６側から、磁性体で形成された支持シャフト１２２，１２３が挿入されている。支持シャフト１２２，１２３の前記円錐台部１１６側の一端には、支持部１２４，１２５が設けられており、その支持部１２４，１２５の支持シャフト１２２，１２３と逆側の面１２４ａ，１２５ａはその一部が前記円錐台部１１６と接している。前記鍔１１８と前記支持部１２４との間には、圧縮コイルばね１２６が設けられており、その圧縮コイルばね１２６は前記支持部１２４を付勢している。同様に、前記鍔１１８と前記支持部１２５との間にも、圧縮コイルばね１２７が設けられており、前記圧縮コイルばね１２７は前記支持部１２５を付勢している。
【０１０２】
前記面１２４ａには、ステンレス鋼で形成されたコイルばね１２８と高炭素鋼クロムで形成された球１２９とで構成される当接部材としてのラッチ１３０が固定されている。同様に、前記面１２５ａにはラッチ１３１が固定されている。
【０１０３】
上記と同様に、鍔１１９側に挿入孔１１９ａ，１１９ｂ、電磁石１３２，１３３、支持シャフト１３４，１３５、支持部１３６，１３７、圧縮コイルばね１３８，１３９、ラッチ１４０，１４１が構成されている。
【０１０４】
前記変位出力部１１５の中央には、収容凹部１４２が設けられ、その収容凹部１４２の底部には、コイルばね１４３が設けられている。シャフト１４４は、一端を前記コイルばね１４３に接し、他端は前記ハイブリッド型磁石１１４の中央に挿入された磁歪素子１４５に固着されており、磁歪素子１４５とともに変位発生手段としての役割を果たす。
【０１０５】
前記ラッチ１３０，１４０と斜面１１６ａ，１１７ａとハウジング本体１１１の内周面とは、前記変位出力部１１５に対する移動規制手段としての役割を果たす。また、支持部１２４，１２５，１３６，１３７と、前記支持シャフト１２２，１２３，１３４，１３５と、電磁石１２０，１２１，１３２，１３３とは移動規制手段の動作を解除する解除手段としての役割を果たす。詳しくは、前記電磁石１２０，１２１，１３２，１３３に、外部の電流供給装置（図示しない）から励磁電流が供給され、それによって、支持シャフト１２２，１２３，１３４，１３５が電磁石１２０，１２１，１３２，１３３の方へ引き込まれて移動規制手段が解除される。
【０１０６】
前記ハウジング１１０の内周面で、前記ラッチ１３０及び１４０の移動軌跡上に、前記変位出力部１１５の移動範囲を制限する、移動範囲制限手段としての停止凸部１４６，１４７が設けられている。
【０１０７】
上記のように構成された、本第６実施形態の磁歪式アクチュエータの動作について説明する。
電磁石１３２，１３３に励磁電流が供給されていない場合、ラッチ１４０は斜面１１７ａとハウジング本体１１１の内周面とに、ラッチ１４１は斜面１１７ａとシャフト１４４の外周面とにそれぞれ挟まれることにより、変位出力部１１５がハウジング１１０内へ移動するのを阻止する（第１移動規制）。また、電磁石１２０，１２１に励磁電流が供給されていない場合、ラッチ１３０は斜面１１６ａとハウジング本体１１１の内周面とに、ラッチ１３１は斜面１１６ａとシャフト１４４の外周面とにそれぞれ挟まれることにより、変位出力部１１５がハウジング１１０外へ移動するのを阻止する（第２移動規制）。従って、変位出力部１１５はハウジング１１０内外のどちらの方向へも移動しない。
【０１０８】
変位出力部１１５をハウジング１１０の外部へ移動させるには、ハイブリッド型磁石１１４の磁界発生用空芯コイル及び電磁石１２０，１２１に励磁電流を供給する。電磁石１２０，１２１に励磁電流が供給されると、図１２に示すように支持シャフト１２２，１２３が電磁石１２０，１２１の方へ引き込まれるため、ラッチ１３０，１３１は解除される。
【０１０９】
ハイブリッド型磁石１１４の磁界発生用空芯コイルに励磁電流が供給されると、磁歪素子１４５に磁気が与えられ、磁歪素子１４５は軸方向に伸びてシャフト１４４を押し上げる。このときシャフト１４４は、ラッチ１４１が斜面１１７ａとシャフト１４４の外周面とに挟み込まれる方向に移動するので、シャフト１４４が移動するにつれて、変位出力部１１５もシャフト１４４と同じ方向に移動して変位を発生する。
【０１１０】
また、変位出力部１１５が移動するのに合わせて、支持部１３６も圧縮コイルばね１３９に付勢されて同じ方向に移動する。
電磁石１２０，１２１には励磁電流が供給されたまま、ハイブリッド型磁石１１４の磁界発生用空芯コイルへの励磁電流が供給を停止されると、磁歪素子１４５は原形に復帰する。このとき、シャフト１４４は、磁歪素子１４５が原形に復帰するのに合わせて、コイルばね１４３に付勢されながら原位置に復帰する。シャフト１４４が原位置に復帰する際に、挟み込まれていたラッチ１４１は解除されるが、ラッチ１４０は斜面１１７ａとハウジング本体１１１の内周面との間に挟まれたままであるので第１移動規制が行われて、変位出力部１１５がハウジング１１０内へ移動するのを阻止する。
【０１１１】
上記の動作を繰り返すことにより、変位出力部１１５はハウジング１１０外へ移動していく。ラッチ１４０が停止凸部１４７に接触すると、変位出力部１１５のハウジング１１０の外部への移動が阻止される。
【０１１２】
変位出力部１１５をハウジング１１０の内部へ移動させるには、ハイブリッド型磁石１１４の磁界発生用空芯コイル及び電磁石１３２，１３３に励磁電流を供給する。電磁石１３２，１３３に励磁電流が供給されると、支持シャフト１３４，１３５が電磁石１３２，１３３の方へ引き込まれるため、ラッチ１４０，１４１は解除される。
【０１１３】
ハイブリッド型磁石１１４の磁界発生用空芯コイルに励磁電流が供給されると、磁歪素子１４５に磁気が与えられ、磁歪素子１４５は軸方向に伸びてシャフト１４４を押し上げる。このとき、ラッチ１３１は解除されており、ラッチ１３０が斜面１１６ａとハウジング本体１１１の内周面とに挟み込まれて第２移動規制が行われる。その結果変位出力部１１５のハウジング１１０外へ移動が阻止される。
【０１１４】
ハイブリッド型磁石１１４の磁界発生用空芯コイルへの励磁電流の供給が停止されると、磁歪素子１４５は原形に復帰するので、シャフト１４４は磁歪素子１４５が原形に復帰するのに合わせて、コイルばね１４３に付勢されながら原位置に復帰する。このときシャフト１４４は、ラッチ１３１が斜面１１６ａとシャフト１４４の外周面とに挟み込まれる方向に移動するので、シャフト１４４が移動するにつれて、変位出力部１１５もシャフト１４４と同じ方向に移動して変位を発生する。また、変位出力部１１５が移動するのに合わせて、支持部１２４も圧縮コイルばね１２６に付勢されて同じ方向に移動する。
【０１１５】
上記の動作を繰り返すことにより、変位出力部１１５はハウジング１１０内へ移動していく。ラッチ１３０が停止凸部１４６に接触すると、変位出力部１１５のハウジング１１０の外部への移動が阻止される。
【０１１６】
上記したように、本第６実施形態によれば、前記第１実施形態の（１）乃至（５）、及び前記第３実施形態の（４）と同様の効果に加えて、以下の効果をも奏する。
（１）ラッチ１４０が斜面１１７ａとハウジング本体１１１の内周面とに挟み込まれることによって、変位出力部１１５のハウジング外への移動を阻止する第２移動規制を行うことができるようになった。従って、変位出力部１１５がハウジング１１０内へ移動する場合にも、磁歪素子１４５の伸縮量を調節したり、磁気を与える周期を調節したりすることで、任意の速度で任意の変位を得ることができる。
【０１１７】
（第７実施形態）
以下、本発明を具体化した第７実施形態を図面に従って説明する。
図１３は本第７実施形態における磁歪式アクチュエータの全体図を示す。
【０１１８】
図１３に示すように、鋼で形成された直方体で有底筒型のハウジング１５０の開口部側に、エンドプレート１５１が固定されている。前記エンドプレート１５１の前記ハウジング１５０側には、上記各実施形態と同様のハイブリッド型磁石１５２が固定されている。
【０１１９】
前記ハウジング１５０の底部中央には、出力孔１５０ａが設けられている。また、前記ハウジング１５０の底部には、停止段部１５３ａを有する収容凹部１５３が設けられており、その収容凹部１５３には圧縮コイルばね１５４が設けられている。
【０１２０】
前記ハウジング１５０の内部には、変位出力部１５５が前記圧縮コイルばね１５４に付勢されるように設けられている。変位出力部１５５には、８箇所に三角形凹部１５６〜１６３が設けられている。三角形凹部１５６は２つの斜面１５６ａ，１５６ｂで構成されている。同様に、三角形凹部１５７〜１６３は斜面１５７ａ〜１６３ａ，１５７ｂ〜１６３ｂでそれぞれ構成されている。前記各三角形凹部には、前記第３乃至第５実施形態と同様のローラ１６６〜１７３が設けられている。
【０１２１】
前記斜面１５６ａ，１５７ａ，１６２ａ，１６３ａは、変位出力部１５５がハウジング１５０外へ移動するときの移動方向に向かうにつれてハウジング１５０の内周面に近づくような斜面である。また、斜面１５６ｂ，１５７ｂ，１６２ｂ，１６３ｂは、変位出力部１５５がハウジング１５０内へ移動するときの移動方向に向かうにつれてハウジング１５０の内周面に近づくような斜面である。
【０１２２】
前記斜面１５６ａ，１５６ｂ，１５７ａ，１５７ｂ，１６２ａ，１６２ｂ，１６３ａ，１６３ｂとハウジング１５０の内周面のなす角２θは、前記第３乃至第５実施形態と同様に、２θ＜５４°の範囲である。同様に、前記斜面１５８ａ〜１６１ａ，１５８ｂ〜１６１ｂとシャフト１９８の外周面とのなす角２θも２θ＜５４°の範囲である。
【０１２３】
前記斜面１５６ａ，１５６ｂ，１５７ａ，１５７ｂ，１６２ａ，１６２ｂ，１６３ａ，１６３ｂと前記各ローラ１６６，１６７，１７２，１７３と前記ハウジング１５０の内周面とは、変位出力部１５５に対する移動規制手段としての役割を果たす。
【０１２４】
前記ローラ１６６，１６７は、２本のローラ支持棒１７４（図１３中では１本のみ図示している）によって連結されている。同様に、前記ローラ１６８，１６９はローラ支持棒１７５に、前記ローラ１７０，１７１はローラ支持棒１７６に、前記ローラ１７２，１７３はローラ支持棒１７７によって連結されている。
【０１２５】
前記変位出力部１５５の前記ハイブリッド型磁石１５２側には、前記ローラ支持棒１７４〜１７７と対をなす位置に孔を有する鍔１７８〜１８１が設けられている。前記ローラ支持棒１７４〜１７７の一端は、前記鍔１７８〜１８１に設けられた孔にそれぞれ挿入されている。また、前記ローラ支持棒１７４〜１７７のそれぞれ１本はその一端が前記鍔１７８〜１８１に設けられた孔から突き出し、その先端に鉄よりなる移動部材１８２〜１８５が取り付けられている。
【０１２６】
前記ローラ１６７と鍔１７８との間には、圧縮コイルばね１８６が設けられており、その圧縮コイルばね１８６は前記ローラ１６７を付勢している。前記ローラ１６９と鍔１７９と圧縮コイルばね１８７、及び前記ローラ１７１と鍔１８０と圧縮コイルばね１８８、及び前記ローラ１７３と鍔１８１と圧縮コイルばね１８９も同様の構成となっている。
【０１２７】
前記変位出力部１５５のハイブリッド型磁石１５２側には、方向変更部材１９０，１９１が連結部材１９２，１９３によって前記変位出力部１５５に連結されている。方向変更部材１９０は、前記移動部材１８２及び１８３と対向する部分を有しており、同様に方向変更部材１９１は前記移動部材１８４及び１８５と対をなす部分を有している。
【０１２８】
前記方向変更部材１９０の移動部材１８３寄りの部分には、電磁石１９４が方向変更部材１９０を芯として設けられている。同様の構成で、前記方向変更部材１９１の移動部材１８４寄りの部分に電磁石１９５が設けられている。
【０１２９】
前記電磁石１９４，１９５には外部の電流供給装置（図示しない）から励磁電流が供給され、それによって前記移動部材１８２〜１８５は前記方向変更部材１９０，１９１の対抗する部分にそれぞれ引きつけられる。
【０１３０】
前記変位出力部１５５の中央には、停止段部１９６ａを有する収容凹部１９６が設けられており、前記停止段部１５３ａは、変位出力部１５５の移動範囲を制限する移動範囲制限手段としての役割を果たす。前記収容凹部１９６にはコイルばね１９７が設けられており、前記コイルばね１９７の一端はシャフト１９８の一端と接している。前記シャフト１９８の他端は、前記ハイブリッド型磁石１５２の中央に挿入された磁歪素子１９９の一端と固着されており、シャフト１９８と磁歪素子１９９は変位発生手段としての役割を果たす。
【０１３１】
上記のように構成された、本第７実施形態の磁歪式アクチュエータの動作について説明する。
電磁石１９４及び１９５のいずれか１つに励磁電流が供給された場合の、本第７実施形態の磁歪式アクチュエータの動作は、前記第３実施形態の図５に示す場合の動作と同様であり、変位出力部１５５は、ハウジング１５０内外のどちらの方向への移動も阻止される。
【０１３２】
電磁石１９４，１９５の両方に励磁電流が供給されない場合の、本第４実施形態の磁歪式アクチュエータの動作は、前記第３実施形態の図６に示す場合の動作と同様であり、変位出力部１５５をハウジング１５０外へ移動させる。
【０１３３】
停止段部１５３ａに変位出力部１５５が接触すると、変位出力部１５５はそれ以上ハウジング１５０外へ移動することができない。
電磁石１９４，１９５の両方に励磁電流が供給された場合の、本第７実施形態の磁歪式アクチュエータの動作は、前記第３実施形態の図７に示す場合の動作と同様であり、変位出力部１５５をハウジング１５０内へ移動させる。
【０１３４】
停止段部１９６ａにシャフト１９８が接触すると、変位出力部１５５はそれ以上ハウジング１５０内へ移動することができない。
上記したように、本第７実施形態によれば、前記第３実施形態の効果の（１）乃至（３）及び前記第４実施形態の効果の（１）と同様の効果に加えて、以下の効果をも奏する。
【０１３５】
（１）収容凹部１５３に停止段部１５３ａを設けたことにより、変位出力部１５５が必要以上に１５０の外部へ移動するのを防ぐことができる。従って、収容凹部１５３に停止段部１５３ａを設けるだけの簡単な構成で、変位出力部１５５のハウジング１５０の外部への移動によって磁歪式アクチュエータが破損させられるのを抑制することができる。
【０１３６】
同様に、収容凹部１９６に停止段部１９６ａを設けるだけの簡単な構成で、変位出力部１５５の内部への移動によって、磁歪式アクチュエータが破損させられるのを抑制することができる。
【０１３７】
（第８実施形態）
以下、本発明を具体化した第８実施形態を図面に従って説明する。
図１５は本第８実施形態の磁歪式アクチュエータ２００の正断面図を示す。図１５に示すように、ハウジング２０１は、有底円筒状のハウジング本体２０２と、該ハウジング本体２０２の開口部２０２ａを閉塞するエンドプレート２０３とから構成される。ハウジング２０１内には、ハイブリッド型磁石としての駆動部２０４が収容されている。この駆動部２０４は、磁気発生手段としての役割を果たす。
【０１３８】
駆動部２０４は、上部中央に開口部２０５ａを有する略コの字状のヨーク２０５と、該ヨーク２０５のコの字の内部に備えられる磁界発生用空芯コイル２０６と、ヨーク２０５の一側壁（図１５において左側）に固定される永久磁石２０７とを備えている。そして、磁界発生用空芯コイル２０６の中央に形成される挿入孔２０６ａには、板状の磁歪素子２０８と磁性材料よりなる磁性部材としての継鉄２０９とを軸方向に複数枚積層させて（図１５では、磁歪素子２０８を４枚、継鉄２０９を３枚積層させている）形成される変位発生手段としての変位発生部材２１０が挿入されている。尚、ヨーク２０５は変位発生部材２１０よりも磁気抵抗が小さく形成されている。
【０１３９】
図１７（ａ）に示すように、永久磁石２０７は、一端面にＮ極を有しており、他端面にＳ極を有している。そして、永久磁石２０７の磁極を有する部分は、それぞれヨーク２０５に当接している。磁界発生用空芯コイル２０６には外部の電流供給装置（図示しない）から励磁電流が供給され、周期的に変動する磁気が変位発生部材２１０の軸方向に与えられる。
【０１４０】
図１５に示すように、駆動部２０４の上部には、出力体２１１が備えられている。出力体２１１は、ヨーク２０５の開口部２０５ａからヨーク２０５のコの字の内部に挿入される変位伝達部２１２を有している。変位伝達部２１２の下端面は、前記変位発生部材２１０の上端面と当接している。また、変位伝達部２１２にはヨーク２０５のコの字の内部で径方向外側に突出する保持凸部２１２ｂが形成され、該保持凸部２１２ｂと、ヨーク２０５の開口部２０５ａが形成された上部内側面との間には圧縮された状態の弾性体２１３が備えられている。
【０１４１】
出力体２１１の上部には、ヨーク部２１４ａと磁界発生用空芯コイル２１５とを備える解除手段としての規制解除部２１４が備えられている。出力体２１１と一体に形成されるヨーク部２１４ａは、上部に向かって開口される開口部２１４ｂを備えるとともに、該開口部２１４ｂからさらに出力体２１１の下側へ凹む収容凹部２１４ｃを備えている。該収容凹部２１４ｃには、前記磁界発生用空芯コイル２１５が収容され、該磁界発生用空芯コイル２１５の中央に形成される挿入孔２１５ａには、２枚の板状の前記磁歪素子２０８と１枚の前記継鉄２０９とを軸方向に交互に積層させて形成される変位発生部材２１６が挿入されている。磁界発生用空芯コイル２１５には外部の電流供給装置（図示しない）から励磁電流が供給される。そして、収容凹部２１４ｃの底部には該収容凹部２１４ｃから後述の連結孔２２４を越えてさらに下側に凹む収容部２１７が形成され、該収容部２１７には、変位伝達軸２１８が、その下端を収容部２１７の底部に収容された弾性部材２１９によって上方に付勢されながら、上端を変位発生部材２１６に当接させて収容されている。
【０１４２】
収容凹部２１４ｃを構成する２つの側壁のうち、一側壁（図１５において左側）には永久磁石２２０が固定されている。永久磁石２２０は、前記永久磁石２０７と同様に、一端面にＮ極を有しており、他端面にＳ極を有している。そして、永久磁石２２０の磁極を有する部分は、それぞれヨーク部２１４ａと当接している。尚、ヨーク部２１４ａは、変位発生部材２１６よりも磁気抵抗が低く形成されている。
【０１４３】
前記開口部２１４ｂには、開口部２１４ｂを閉塞するように変位出力部２２１が固定され、該変位出力部２２１はハウジング本体２０２の上部に形成された挿通孔２０２ｂに備えられる軸受２２２に支持されるとともに挿通孔２０２ｂからハウジング２０１外へ突出可能となっている。また、変位出力部２２１の下端面と出力体２１１の上端面とが当接するように、前記弾性部材２１９が、前記変位伝達軸２１８を介して変位発生部材２１６を変位出力部２２１の下端側へ付勢している。
【０１４４】
出力体２１１とハウジング本体２０２の挿通孔２０２ｂが形成された上部内側面との間には、出力体２１１を下方へ付勢する圧縮コイルばね２２３が備えられている。
出力体２１１には、前記変位伝達部２１２と前記規制解除部２１４との間にハウジング本体２０２の径方向に沿った連結孔２２４が形成されており、連結孔２２４は前記収容部２１７を通って出力体２１１を貫通している。連結孔２２４には、連結孔２２４内部で変位伝達軸２１８と連結される連結部材２２５が挿入されている。連結部材２２５は、その両端が、円筒形の保持部材２２６に形成される固定孔２２６ａに嵌入され、該保持部材２２６を固定している。
【０１４５】
前記出力体２１１の保持部材２２６と対向する該出力体２１１の両側面の下端には下方に向かうにつれてハウジング本体２０２の内周面から遠ざかるような斜面２２７が形成されており、保持部材２２６には、その斜面２２７と対向する位置に保持孔２２６ｂが形成されている。保持孔２２６ｂには、斜面２２７及びハウジング本体２０２の内周面に当接する当接部材としての回転体２２８と、該回転体２２８の下部において該回転体２２８を上方へ付勢し、該回転体２２８を保持する弾性体である保持コイルばね２２９と、該保持コイルばね２２９を収納する収納ボックス２２９ａとの３つの部品が収容されている。これら３つの部品が収納される保持孔２２６ｂ付近の様子を図１６（ａ）〜（ｅ）に示す。上端に回転体２２８が載置された保持コイルばね２２９が収納ボックス２２９ａに収納された状態を示す正面図を図１６（ａ）に、正断面図を図１６（ｂ）に、側面図を図１６（ｃ）に、側断面図を図１６（ｄ）に示している。さらに、図１６（ｅ）は上端に回転体２２８が載置された保持コイルばね２２９が収納された状態の収納ボックス２２９ａが保持孔２２６ｂに収容固定される様子を示す斜視図である。収納ボックス２２９ａには、保持コイルばね２２９を収納するための収納穴２２９ｂが形成されており、該収納穴２２９ｂには、上端に回転体２２８を載置した保持コイルばね２２９の下端が収納される。そして、収納ボックス２２９ａの外周側には、保持コイルばね２２９が外周側に外れないように収納ボックス２２９ａの上端面から軸方向に突出した壁構造２２９ｃが形成されている。この収納ボックス２２９ａは円筒状の保持部材２２６の内周及び外周と一致するように湾曲形状をなしている。収納ボックス２２９ａは湾曲形状をなしていることから、保持部材２２６が収納ボックス２２９ａを保持するための保持力が向上する。因みに、収納ボックス２２９ａは湾曲形状をなさずに直線形状としてもよい。この場合、保持部材２２６が収納ボックス２２９ａを保持する保持力が多少低下するが、収納ボックス２２９ａの製造が容易になる。
【０１４６】
このような収納ボックス２２９ａを保持部材２２６に取り付けるには、まず、保持コイルばね２２９の上端に回転体２２８を載置して、該保持コイルばね２２９の下端側を収納ボックス２２９ａの収納穴２２９ｂに挿入することにより、３つの部品を組み付けた保持セットを準備する。そして、予め準備しておいた３つの部品よりなる保持セットが保持部材２２６の保持孔２２６ｂに収容固定される。この時、保持コイルばね２２９は圧縮された状態で保持孔２２６ｂに収容固定される。保持部材２２６は、保持セットが保持孔２２６ｂに収容固定された後に、ハウジング本体２０２へ挿入される。この結果、回転体２２８を含めた保持セットの取り付けが容易に行われる。
【０１４７】
回転体２２８と、ハウジング本体２０２の内周面と、斜面２２７とは、変位出力部２２１の移動方向を規制する移動規制手段としての役割を果たす。そして、回転体２２８はハウジング本体２０２の内周面と斜面２２７とに挟み込まれることによって、出力体２１１の下方への移動、つまりは変位出力部２２１のハウジング２０１内への移動を阻止する第１移動規制を行う。
【０１４８】
また、前記駆動部２０４の保持部材２２６の内周面に沿った両側面の下端には、下方に向かうにつれてハウジング本体２０２の内周面から遠ざかるような斜面２３０が形成されており、保持部材２２６には、その斜面２３０と対向する位置に保持孔２２６ｃが形成されている。尚、保持孔２２６ｃは、保持部材２２６の下端部で開口を有するように形成されている。保持孔２２６ｃには、斜面２３０及びハウジング本体２０２の内周面に当接する回転体２３１と、該回転体２３１の下部において該回転体２３１を上方へ付勢し、該回転体２３１を保持する弾性体である保持コイルばね２３２と、該保持コイルばね２３２を収納する収納ボックス２３２ａとの３つの部品が収容されている。図１６（ａ）〜（ｅ）に示すように、回転体２３１は前記回転体２２８と同様であり、保持コイルばね２３２も前記保持コイルばね２２９と同様である。さらに、収納ボックス２３２ａも、前記収納ボックス２２９ａと同様の形状に形成され、収納穴２２９ｂ及び壁構造２３２ｃを備えている。そして、これら回転体２３１、保持コイルばね２３２、及び収納ボックス２３２ａは、前記回転体２２８、前記保持コイルばね２２９、及び前記収納ボックス２２９ａと同様の順序で保持部材２２６に取り付けられる。尚、回転体２３１はハウジング本体２０２の内周面と斜面２３０とに挟み込まれることによって、駆動部２０４の下方への移動を阻止する。
【０１４９】
尚、ハウジング本体２０２の内周面、斜面２２７，２３０、及び回転体２２８，２３１において、それぞれが接触する面には、磁歪式アクチュエータ２００作動時の音及び振動、又は摩耗等を低減するために、トラクショングリース等の潤滑オイルが介在されている。
【０１５０】
次に上記のように構成された磁歪式アクチュエータ２００の動作を説明する。
磁界発生用空芯コイル２０６に励磁電流が供給されていない場合、図１７（ａ）に示すように、永久磁石２０７の磁束は、変位発生部材２１０より磁気抵抗の小さい駆動部２０４及び出力体２１１の間で閉磁路αを回る。従って、変位発生部材２１０には磁気が与えられないので、変位は発生しない。
【０１５１】
一方、磁界発生用空芯コイル２０６に励磁電流が供給されると、図１７（ｂ）に示すように、磁界発生用空芯コイル２０６の両側のヨーク２０５を回るような閉磁路βが形成される。この時、閉磁路βを回る磁束は、永久磁石２０７の磁束を誘導して、変位発生部材２１０を軸方向に通って回る閉磁路γを形成させる。従って、永久磁石２０７の磁束と、磁界発生用空芯コイル２０６の磁束とが変位発生部材２１０中を軸方向に通るため、変位発生部材２１０の各磁歪素子２０８がそれぞれ磁化されて変位を発生する。その結果、変位発生部材２１０は軸方向に伸びる。そして、磁界発生用空芯コイル２０６への励磁電流の供給が停止されると、図１７（ａ）に示す状態に戻る。従って、各磁歪素子２０８が原形に復帰するため、変位発生部材２１０は原形に復帰する。
【０１５２】
尚、磁界発生用空芯コイル２１５に励磁電流を供給した場合も、図示しないが、磁界発生用空芯コイル２１５が発生させる磁界によって、永久磁石２２０の磁束は変位発生部材２１６の軸方向を通るように誘導される。従って、永久磁石２２０の磁束と、磁界発生用空芯コイル２１５の磁束とが変位発生部材２１６中を軸方向に通るため、変位発生部材２１６の各磁歪素子２０８がそれぞれ磁化されて変位を発生する。その結果、変位発生部材２１６は軸方向に延びて変位を発生する。そして、磁界発生用空芯コイル２１５への励磁電流の供給が停止されると、永久磁石２２０の磁束はヨーク部２１４ａ及び変位出力部２２１を通る閉磁路を回るため、各磁歪素子２０８が原形に復帰し、変位発生部材２１６は原形に復帰する。
【０１５３】
変位出力部２２１をハウジング２０１外へ移動させるには、磁界発生用空芯コイル２１５には励磁電流を供給せずに磁界発生用空芯コイル２０６に励磁電流を供給する。図１５において、磁界発生用空芯コイル２０６に励磁電流が供給されると、変位発生部材２１０は前述したように磁化されて軸方向に伸びて、変位伝達部２１２を押し上げる。この時、回転体２３１がハウジング本体２０２の内周面と斜面２３０とに挟み込まれて駆動部２０４の下方への移動を阻止している。従って、弾性体２１３と圧縮コイルばね２２３とを圧縮しながら出力体２１１が上方へ移動し、その結果変位出力部２２１がハウジング２０１から突出する。出力体２１１の移動とともに、連結部材２２５によって保持部材２２６が上方へ移動される。回転体２２８はハウジング本体２０２の内周面と斜面２２７とに当接しながら保持コイルばね２２９に付勢されつつ上方へ移動するが、回転体２３１は駆動部２０４の下方への移動を阻止するためにハウジング本体２０２の内周面と斜面２３０とに挟み込まれているため移動しない。従って、保持部材２２６は保持コイルばね２３２を縮めながら上方へ移動する。
【０１５４】
次に、磁界発生用空芯コイル２０６への励磁電流の供給が停止されると、変位発生部材２１０は原形に復帰する。この時、回転体２２８がハウジング本体２０２の内周面と斜面２２７とに挟み込まれることによって、出力体２１１の下方への移動（変位出力部２２１のハウジング２０１内への移動）が阻止される。そして、変位発生部材２１０が原形に復帰するとともに、駆動部２０４は弾性体２１３に押し上げられて上方へ移動する。駆動部２０４の上方への移動とともに、回転体２３１はハウジング本体２０２の内周面と斜面２３０とに当接しながら保持コイルばね２３２に付勢されて上方へ移動する。
【０１５５】
そして、磁界発生用空芯コイル２０６が周期的に励磁電流が供給されることにより、上記の動作が繰り返され、変位発生部材２１０の変位が蓄積されて該変位発生部材２１０の変位量よりも大きな所定変位量だけ変位出力部２２１はハウジング２０１外へ移動する。
【０１５６】
これに対し、変位出力部２２１をハウジング２０１内へ移動させるには、磁界発生用空芯コイル２０６には励磁電流を供給せずに、磁界発生用空芯コイル２１５に励磁電流を供給する。磁界発生用空芯コイル２１５に励磁電流が供給されると、変位発生部材２１６が磁化されて軸方向に伸びて、弾性部材２１９を縮めながら変位伝達軸２１８を押し下げる。従って、変位伝達軸２１８と連結されている連結部材２２５が押し下げられて、連結部材２２５の両端に固定されている保持部材２２６も押し下げられる。その結果、ハウジング本体２０２の内周面と斜面２２７とに挟み込まれて出力体２１１の下方への移動を阻止していた回転体２２８が解除されて出力体２１１の下方への移動が可能になる。また、ハウジング本体２０２の内周面と斜面２３０とに挟み込まれて駆動部２０４の下方への移動を阻止していた回転体２３１が解除されて駆動部２０４の下方への移動が可能になる。よって、出力体２１１は圧縮コイルばね２２３によって押し下げられて原位置に復帰し、同時に駆動部２０４も出力体２１１によって押し下げられて原位置に復帰する。
【０１５７】
出力体２１１に固定される変位出力部２２１、及び駆動部２０４が原位置に復帰した後、磁界発生用空芯コイル２１５への励磁電流の供給を停止すると、変位発生部材２１６は磁束が与えられなくなるため、変位発生部材２１６は原形に復帰する。その際、変位発生部材２１６が原形に復帰するのに合わせて、弾性部材２１９が変位伝達軸２１８を押し上げるため、連結部材２２５も変位伝達軸２１８とともに上方へ移動して原位置に復帰する。その結果、回転体２２８，２３１はそれぞれ斜面２２７，２３０とハウジング本体２０２の内周面とに当接して出力体２１１及び駆動部２０４の下方への移動を阻止する。
【０１５８】
上記したように、本第８実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）ハイブリッド型磁石構造をなす駆動部２０４は、変位発生部材２１０の軸方向に、磁界発生用空芯コイル２０６と永久磁石２０７との両方の磁束を与えることができる。従って、磁界発生用空芯コイル２０６以外に変位発生部材２１０に変位を発生させるための手段として、加熱用空芯コイル等を設ける必要がないため、磁歪式アクチュエータ２００の小型化を図ることができる。
【０１５９】
（２）変位出力部２２１をハウジング２０１外へ移動させる際、移動規制手段としての回転体２２８、ハウジング本体２０２の内周面、及び斜面２２７が、出力体２１１、つまりは変位出力部２２１のハウジング２０１内への移動を阻止する第１移動規制を行う。従って、磁歪式アクチュエータ２００は、変位発生部材２１０から得た変位を蓄積させて大きな変位を得ることができる。
【０１６０】
（３）磁歪式アクチュエータ２００は規制解除部２１４を備えていることから、変位出力部２２１はハウジング２０１内へ移動することができる。
（４）変位発生部材２１０は磁歪素子２０８と継鉄２０９とを軸方向に積層させて形成されるものである。従って、本来、磁歪素子は磁気抵抗が大きく、磁束を通しにくい物質であるが、磁歪素子２０８の間に磁性を有する継鉄２０９を介在させることによって変位発生部材２１０の軸方向の磁気抵抗は磁歪素子のみで形成された場合より小さくなり、磁束が通りやすくなる。その結果、各磁歪素子２０８に与えられる磁束が多くなり、各磁歪素子２０８はより大きな変位を発生させることができる。よって、変位発生部材２１０は軸方向に、前記各実施形態の磁歪素子６，３５，１４５，１９９と同等若しくはそれ以上の変位量を発生させることができる。また、変位発生部材２１０を磁歪素子２０８のみでなく、継鉄２０９を積層させて形成したことから、高価な磁歪素子２０８の使用量を減らすことができ、製造コストの低減を図ることができる。
【０１６１】
（５）ハウジング本体２０２の内周面、斜面２２７，２３４、及び回転体２２８，２３１において、それぞれが接触する面には、トラクショングリース等の潤滑オイルが介在されているため、磁歪式アクチュエータ２００作動時の音及び振動、又は摩耗等を低減することができる。
【０１６２】
尚、本発明の上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記各実施形態では、磁歪素子のハイブリッド磁石側の一端は、ハイブリッド型磁石に固定されていないが、その一端をハイブリッド磁石に固定してもよい。この場合、シャフトを付勢しているコイルばねを省くことが可能になり、磁歪式アクチュエータの小型化に貢献する。
【０１６３】
○上記第１実施形態、上記第２実施形態及び上記第３実施形態では、ステンレス鋼で形成されたコイルばねと高炭素鋼クロムで形成された球とで構成されるラッチ用いているが、そのラッチの代わりに、ローラを用いてもよい。この場合、ローラは回転するため、接面が変化する。その結果、磁歪式アクチュエータの超寿命化を図ることができる。
【０１６４】
○上記第１及び第２実施形態では、ラッチは、ハウジングの内周面に接しているものとシャフトの外周面に接しているものとが各４つずつ設けられていたが、それぞれ４つずつでなくてもよい。ラッチを２つ若しくは３つずつ設ける場合は、磁歪式アクチュエータの軽量化を図ることができ、ラッチを４つ以上設ける場合は、変位出力部に対する移動規制をより確実に行うことができる。
【０１６５】
また、ハウジングの内周面に接しているラッチの数と、シャフトの外周面に接しているラッチの数は、同数でなくてもよい。この場合も上記第１及び第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１６６】
○上記第２実施形態では、支持部を支持リングで連結しているが、支持部をリング状に構成してもよい。この場合、部品が減るため、製造が容易になる。
○上記第３乃至第５実施形態及び上記第７実施形態において、ローラの数を変更してもよい。ローラの数を減らした場合には、磁歪式アクチュエータの小型化及び軽量化を図ることができ、ローラの数を増やした場合には、変位出力部に対する移動規制をより確実に行うことができる。
【０１６７】
○上記第６実施形態では、支持部はそれぞれ独立しているが、リング状に連結してもよい。この場合、電磁石を減らすことができ、消費エネルギを削減できるほか、製造も容易になる。
【０１６８】
○上記第１及び第２実施形態では、停止凸部を設けていないが、停止凸部を設けてもよい。この場合、変位出力部がハウジングの外部へ移動する際の移動範囲を制限でき、変位出力部がハウジング等に接触することによる磁歪式アクチュエータの破損を防ぐことができる。
【０１６９】
○上記第３乃至第６実施形態では、移動範囲の制限をするために、停止凸部を設けているが、停止凸部に代えて、上記第７実施形態のような停止段部を設けてもよい。この場合も、停止凸部を設けたときと同様に、変位出力部の移動範囲を制限し、変位出力部がハウジングやハイブリッド型磁石等に接触することによる磁歪式アクチュエータの破損を防ぐことができる。
【０１７０】
○上記第１乃至第７実施形態において、磁歪素子６，３５，１４５，１９９に換えて上記第６実施形態の変位発生部材２１０を用いてもよい。逆に、上記第８実施形態において、変位発生部材２１０，２１６に換えて、上記第１乃至第７実施形態の磁歪素子６，３５，１４５，１９９を用いてもよい。
【０１７１】
○上記第８実施形態において、変位発生部材２１０は磁歪素子２０８を４枚、継鉄２０９を３枚軸方向に積層させて形成されているが、この限りでない。ヨーク２０５よりも磁気抵抗が大きくならない範囲内で、磁歪素子２０８及び継鉄２０９の枚数を設定すればよい。変位発生部材２１６についても同様にヨーク部２１４ａよりも磁気抵抗が大きくならない範囲内で、磁歪素子２０８及び継鉄２０９の枚数を設定すればよい。
【０１７２】
上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）請求項１６又は請求項１７のいずれか１項に記載の磁歪式アクチュエータであって、変位出力部が変位伝達手段に対して線対称状に形成したことを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【０１７３】
このように構成すると、製造が容易になり製造費の低減を図ることができる。
（ロ）請求項１７に記載の磁歪式アクチュエータであって、解除手段は、ローラ支持棒と、ローラ支持棒の一端に取り付けられた移動部材と、前記移動部材を引きつけるような磁界を発生する電磁石とを備えたことを特徴とする磁歪式アクチュエータ。
【０１７４】
このように構成しても、移動規制手段の解除を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】第１実施形態における磁歪式アクチュエータの正断面図。
【図２】第１実施形態におけるラッチ解除時の磁歪式アクチュエータの正断面図。
【図３】（ａ）は電流供給前のハイブリッド型磁石の正断面図、（ｂ）は電流供給時のハイブリッド型磁石の正断面図。
【図４】第２実施形態における磁歪式アクチュエータの正断面図。
【図５】第３実施形態における磁歪式アクチュエータの正断面図。
【図６】第３実施形態における第１移動規制時の磁歪式アクチュエータの正断面図。
【図７】第３実施形態における第２移動規制時の磁歪式アクチュエータの正断面図。
【図８】ローラの断面図。
【図９】第４実施形態における磁歪式アクチュエータの正断面図。
【図１０】第５実施形態における磁歪式アクチュエータの正断面図。
【図１１】第６実施形態における磁歪式アクチュエータの正断面図。
【図１２】第６実施形態における第１移動規制時の磁歪式アクチュエータの正断面図。
【図１３】第７実施形態における磁歪式アクチュエータの正断面図。
【図１４】２つの斜面に挟まれた球を示す図。
【図１５】第８実施形態における磁歪式アクチュエータの正断面図。
【図１６】上端に回転体が載置されたコイルばねが挿入された収納ボックスにおいて、（ａ）は正面図、（ｂ）は正断面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は側断面図、（ｅ）は斜視図。
【図１７】（ａ）は電流供給前の移動体の様子を示す図、（ｂ）は電電流供給時の移動体の様子を示す図。
【符号の説明】
【０１７６】
１，３０，１１０，１５０，２０１…ハウジング、６，３５，１４５，１９９，２０８…磁歪素子、５，３４，１１４，１５２…ハイブリッド型磁石、１１，３７，９１，１４４，１９８…シャフト、１０，３６，９２，９９，１１５，１５５，２２１…変位出力部、１３，１５，３９，１２８，１４３，１９７…コイルばね、２３，１５４、２２３…圧縮コイルばね、１８，６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂ，６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂ，１１６ａ，１１７ａ，１５６ａ，１５６ｂ，１５７ａ，１５７ｂ，１６２ａ，１６２ｂ，１６３ａ，１６３ｂ、２２７…斜面、１６，１２９…球、２２，１３０，１４０…ラッチ、７０，７１，７６，７７，１６６，１６７，１７２，１７３…ローラ、１９，１２４，１２５，１３６，１３７…支持部、２０，２６，１２２，１２３，１３４，１３５…支持シャフト、８０〜８４，９５，９６，１７４〜１７７…ローラ支持棒、９，２４，８５，８６，９３，９４，１０２，１０３，１２０，１２１，１３２，１３３，１９４，１９５…電磁石、８７〜９０，１４６，１４７…停止凸部、１５３ａ，１９６ａ…停止段部、２００…磁歪式アクチュエータ、２０４…駆動部、２０９…継鉄、２１０…変位発生部材、２１４…規制解除部、２２８…回転体。
【図１】
2005033978.tif 000003
【図２】
2005033978.tif 000004
【図３】
2005033978.tif 000005
【図４】
2005033978.tif 000006
【図５】
2005033978.tif 000007
【図６】
2005033978.tif 000008
【図７】
2005033978.tif 000009
【図８】
2005033978.tif 000010
【図９】
2005033978.tif 000011
【図１０】
2005033978.tif 000012
【図１１】
2005033978.tif 000013
【図１２】
2005033978.tif 000014
【図１３】
2005033978.tif 000015
【図１４】
2005033978.tif 000016
【図１５】
2005033978.tif 000017
【図１６】
2005033978.tif 000018
【図１７】
2005033978.tif 000019