JPH08213245A - Variable inductance element - Google Patents
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- JPH08213245A JPH08213245A JP7015636A JP1563695A JPH08213245A JP H08213245 A JPH08213245 A JP H08213245A JP 7015636 A JP7015636 A JP 7015636A JP 1563695 A JP1563695 A JP 1563695A JP H08213245 A JPH08213245 A JP H08213245A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電気的に磁気回路を制
御可能な可変インダクタンス素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable inductance element capable of electrically controlling a magnetic circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、可変インダクタンス素子として
は、コア挿抜型可変インダクタンス素子や、磁束制御型
可変インダクタンス素子が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a variable inductance element, a core insertion / extraction type variable inductance element and a magnetic flux control type variable inductance element are known.
【０００３】図３は、従来のコア挿抜型可変インダクタ
ンス素子の概略構造図である。図３に示すように、コア
挿抜型可変インダクタンス素子は、コイル１０３の中空
部に、コア１０１が挿抜可能な構造となっており、コア
１０１の挿抜により、コイル１０３のインダクタンスを
調整可能としている。すなわち、コア１０１をコイル１
０３に対して挿入する方向に移動させることによって、
磁路の磁気抵抗が小さくなりインダクタンスが大きくな
る。逆に、コア１０１をコイル１０３に対して引き抜く
方向に移動させることによって、磁路の磁気抵抗が大き
くなりインダクタンスが小さくなる。コア１０１の位置
の調整には、ねじ（不図示）が用いられ、このねじを回
転することによって、コア１０１の位置が任意に調整さ
れる。この種の可変インダクタンス素子は、主に、電波
受信装置の同調器の調整に使用されている。FIG. 3 is a schematic structural diagram of a conventional core insertion / extraction type variable inductance element. As shown in FIG. 3, the core insertable / extractable variable inductance element has a structure in which the core 101 can be inserted / extracted into / from the hollow portion of the coil 103, and the inductance of the coil 103 can be adjusted by inserting / extracting the core 101. That is, the core 101 is replaced by the coil 1
By moving in the insertion direction with respect to 03,
The magnetic resistance of the magnetic path decreases and the inductance increases. On the contrary, by moving the core 101 in the pulling direction with respect to the coil 103, the magnetic resistance of the magnetic path increases and the inductance decreases. A screw (not shown) is used to adjust the position of the core 101, and the position of the core 101 is arbitrarily adjusted by rotating the screw. This type of variable inductance element is mainly used for adjusting a tuner of a radio wave receiver.
【０００４】図４は、従来の磁束制御型可変インダクタ
ンス素子の概略構造図である。図４に示すように、磁束
制御型可変インダクタンス素子は、コア１１１とコイル
１１３とは互いに位置関係が固定されており、このコイ
ル１１３とは別に、制御コイル１１６を有する構造とな
っている。制御コイル１１６に直流電流を流すと、コア
１１１に磁束が発生し、コア１１１が磁気飽和する。そ
の結果、コア１１１の透磁率が低下し、コイル１１３の
インダクタンスが小さくなる。FIG. 4 is a schematic structural diagram of a conventional magnetic flux control type variable inductance element. As shown in FIG. 4, the magnetic flux control type variable inductance element has a structure in which the core 111 and the coil 113 have a fixed positional relationship with each other, and a control coil 116 is provided separately from the coil 113. When a direct current is passed through the control coil 116, magnetic flux is generated in the core 111, and the core 111 is magnetically saturated. As a result, the magnetic permeability of the core 111 is reduced and the inductance of the coil 113 is reduced.
【０００５】また、特開昭６１−２６４７０４号公報に
は、図５に示すように、１次コイル１２３ａと２次コイ
ル１２３ｂとが巻かれた固定コア１２１ａに、形状記憶
合金で形成された駆動コイル１２２の変形によって動か
される可動コア１２１ｂを係止部１２７で係止した構成
の磁気回路が開示されている。例えば、常温では図５に
示す状態となり、高温になると駆動コイル１２２が縮む
ようにしておくと、駆動コイル１２２を加熱することに
よって可動コア１２１ｂが上方へ動かされて磁路が閉
じ、２次コイル１２３ｂの誘起電圧が上昇する。この例
において、固定コア１２１ａに巻かれるコイルを１つと
することで、可変インダクタンス素子が構成される。Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-264704, as shown in FIG. 5, a drive formed of a shape memory alloy is mounted on a fixed core 121a wound with a primary coil 123a and a secondary coil 123b. A magnetic circuit is disclosed in which a movable core 121b that is moved by deformation of the coil 122 is locked by a locking portion 127. For example, when the driving coil 122 is contracted at a high temperature at normal temperature and the driving coil 122 is heated at a high temperature, the movable core 121b is moved upward by closing the magnetic path of the secondary coil 123b by heating the driving coil 122. The induced voltage rises. In this example, the variable inductance element is configured by using one coil wound around the fixed core 121a.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の可変インダクタンス素子には、以下に示すよう
な問題点があった。However, the above-mentioned conventional variable inductance element has the following problems.
【０００７】図３に示したコア挿抜型可変インダクタン
ス素子では、インダクタンスの調整はねじの回転によっ
て行うので、電気的な制御ができなかった。図４に示し
た磁束制御型可変インダクタンス素子では、インダクタ
ンスの調整は電気的に制御できるものの、制御コイルへ
の通電により行うので、電力損失が大きいものであっ
た。また、制御コイルを用いているので、重量が重く、
大きさも大きくなってしまう。図５に示した形状記憶合
金の変形を利用したものでは、駆動コイルを加熱および
冷却するための手段が必要となり、これも、小型化が難
しい。さらに、温度が所定の温度に達するまでには、あ
る程度の時間を要するので、応答性はよくない。In the core insertable / extractable variable inductance element shown in FIG. 3, the inductance is adjusted by rotating the screw, so that electrical control cannot be performed. In the magnetic flux control type variable inductance element shown in FIG. 4, although the inductance can be adjusted electrically, the power loss is large because it is performed by energizing the control coil. Moreover, since the control coil is used, the weight is heavy,
The size will also increase. The one using the deformation of the shape memory alloy shown in FIG. 5 requires a means for heating and cooling the drive coil, which is also difficult to miniaturize. Further, it takes a certain amount of time until the temperature reaches the predetermined temperature, so the responsiveness is not good.
【０００８】そこで本発明は、簡単な電気的制御により
応答性よくインダクタンスの調整が可能で、しかも、省
電力かつ小型の可変インダクタンス素子を提供すること
を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a variable inductance element which can adjust the inductance with good response by a simple electric control and which is power-saving and small.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の可変インダクタンス素子は、対向配置された２
つのコアと、前記２つのコアで形成される磁路に磁束を
発生させるためのコイルと、前記２つのコアが互いに当
接するように、前記２つのコアを付勢しつつ保持する保
持手段と、前記２つのコアに挟持され、電圧が印加され
ることで前記保持手段の付勢力に抗して前記２つのコア
を相対移動させ、前記磁路の磁気抵抗を変化させる圧電
アクチュエータとを有することを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, the variable inductance element of the present invention has two opposing elements.
One core, a coil for generating a magnetic flux in a magnetic path formed by the two cores, and a holding means for holding the two cores while urging the two cores so that the two cores come into contact with each other. And a piezoelectric actuator that is sandwiched between the two cores and moves the two cores relative to each other against the biasing force of the holding means when a voltage is applied, thereby changing the magnetic resistance of the magnetic path. Characterize.
【００１０】また、前記圧電アクチュエータは、電圧の
印加により前記２つのコアが互いに離間する方向に前記
２つのコアを相対移動させるように配置されているもの
であってもよく、この場合には、前記圧電アクチュエー
タは、磁性金属管に収められていてもよい。Further, the piezoelectric actuator may be arranged so as to relatively move the two cores in a direction in which the two cores are separated from each other by applying a voltage. In this case, The piezoelectric actuator may be housed in a magnetic metal tube.
【００１１】一方、前記圧電アクチュエータは、電圧の
印加により前記２つのコアの接触面積が変化する方向に
前記２つのコアを相対移動させるように配置されている
ものであってもよく、この場合には、前記２つのコアの
対向部の少なくとも一部に、それぞれ先端が平面となる
突起が形成され、前記突起が形成されている部位では、
前記２つのコアは前記突起の先端で互いに接触している
ものであってもよい。On the other hand, the piezoelectric actuator may be arranged so as to relatively move the two cores in a direction in which a contact area of the two cores is changed by application of a voltage. In this case, Means that at least a part of the facing parts of the two cores are formed with projections each having a flat tip, and at a portion where the projections are formed,
The two cores may be in contact with each other at the tips of the protrusions.
【００１２】[0012]
【作用】上記のとおり構成された本発明の可変インダク
タンス素子では、対向配置された２つのコアは、保持手
段により、互いに当接するように付勢されて保持され
る。また、２つのコアには圧電アクチュエータが挟持さ
れている。圧電アクチュエータに電圧を印加すると、２
つのコアは、保持手段の付勢力に抗して相対移動し、２
つのコアで形成される磁路の磁気抵抗が変化する。これ
により、コイルのインダクタンスが変化する。一方、圧
電アクチュエータへの通電を停止すると、２つのコアは
保持手段の付勢力により元の位置関係に戻る。すなわ
ち、圧電アクチュエータへの印加電圧を制御することに
より２つのコアの相対的な位置関係が制御され、これに
より、コイルのインダクタンスが任意に調整される。In the variable inductance element of the present invention configured as described above, the two cores arranged to face each other are biased and held by the holding means so as to come into contact with each other. A piezoelectric actuator is sandwiched between the two cores. When voltage is applied to the piezoelectric actuator, 2
The two cores move relative to each other against the biasing force of the holding means,
The magnetic resistance of the magnetic path formed by the two cores changes. As a result, the inductance of the coil changes. On the other hand, when the energization of the piezoelectric actuator is stopped, the two cores return to their original positional relationship by the biasing force of the holding means. That is, the relative positional relationship between the two cores is controlled by controlling the voltage applied to the piezoelectric actuator, and thus the inductance of the coil is arbitrarily adjusted.
【００１３】このように、２つのコアで形成される磁路
の磁気抵抗を変化させることでインダクタンスを調整し
ているので、圧電アクチュエータを、２つのコアが離間
する方向に移動するように配置したり、２つのコアの接
触面積が変化する方向に移動するように配置すれば、２
つのコアの移動により磁路の磁気抵抗が変化する。As described above, since the inductance is adjusted by changing the magnetic resistance of the magnetic path formed by the two cores, the piezoelectric actuator is arranged so that the two cores move in the direction in which they are separated from each other. Or, if the two cores are arranged so as to move in the direction in which the contact area changes,
The magnetic resistance of the magnetic path changes due to the movement of the two cores.
【００１４】特に、２つのコアが離間する方向に移動す
るように圧電アクチュエータを配置した場合には、２つ
のコアの間の距離に比例してインダクタンスが変化し、
２つのコアが離れると、磁束は圧電アクチュエータを通
過しやすくなる。従って、圧電アクチュエータを、磁性
金属管に収めることで、圧電アクチュエータを磁束が通
過することによる圧電アクチュエータの異常発振が防止
され、安定した動作が得られる。Particularly, when the piezoelectric actuator is arranged so that the two cores move in the direction in which they are separated from each other, the inductance changes in proportion to the distance between the two cores,
When the two cores are separated, the magnetic flux easily passes through the piezoelectric actuator. Therefore, by accommodating the piezoelectric actuator in the magnetic metal tube, abnormal oscillation of the piezoelectric actuator due to the passage of magnetic flux through the piezoelectric actuator is prevented, and stable operation is obtained.
【００１５】一方、２つのコアの接触面積が変化する方
向に移動するように圧電アクチュエータを配置した場合
には、２つのコアの接触面積に比例してインダクタンス
が変化する。従って、２つのコアの対向部の少なくとも
一部にそれぞれ突起を形成することで、必要なインダク
タンスの変化量に応じて両者の接触面積は任意に設定さ
れる。On the other hand, when the piezoelectric actuator is arranged so as to move in the direction in which the contact area of the two cores changes, the inductance changes in proportion to the contact area of the two cores. Therefore, by forming protrusions on at least a part of the facing portions of the two cores, the contact area between the two cores can be arbitrarily set according to the required amount of change in inductance.
【００１６】[0016]
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
【００１７】（第１実施例）図１は、本発明の可変イン
ダクタンス素子の第１実施例の概略構造図である。(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic structural view of a first embodiment of the variable inductance element of the present invention.
【００１８】図１に示すように、本実施例の可変インダ
クタンス素子は、保持手段であるプレッシャホルダ５に
保持されて対向配置された２つのコア１ａ、１ｂを有
し、２つのコア１ａ、１ｂで形成される磁路に磁束を発
生させるためのコイル３が、２つのコア１ａ、１ｂにま
たがって配置されている。プレッシャホルダ５は板ばね
等の弾性部材からなるもので、２つのコア１ａ、１ｂ
を、互いの対向面が当接するように付勢している。As shown in FIG. 1, the variable inductance element according to the present embodiment has two cores 1a and 1b which are held by a pressure holder 5 which is a holding means and which are opposed to each other, and two cores 1a and 1b. The coil 3 for generating a magnetic flux in the magnetic path formed in 1 is arranged over the two cores 1a and 1b. The pressure holder 5 is made of an elastic member such as a leaf spring and has two cores 1a and 1b.
Are urged so that the surfaces facing each other abut.
【００１９】また、各コア１ａ、１ｂの図示右端部に
は、それぞれ突状部が形成され、これら突状部に、磁性
金属管４に収められ伸縮方向が図示上下方向となるよう
に配置された圧電アクチュエータ２が、挟まれて支持さ
れている。圧電アクチュエータ２には、信号線８を介し
て電圧が印加され、これにより圧電アクチュエータ２が
伸び、プレッシャホルダ５の付勢力に抗して２つのコア
１ａ、１ｂを離間させる構成となっている。なお、磁性
金属管４としては、珪素鋼板や鉄板等の、ある程度透磁
率が高く、加工性のよい材料で形成されたものを用いる
ことが好ましい。Further, projecting portions are formed at the right end portions of the cores 1a and 1b in the drawing, and the projecting portions are housed in the magnetic metal tube 4 and arranged so that the expansion / contraction direction is the vertical direction in the figure. The piezoelectric actuator 2 is sandwiched and supported. A voltage is applied to the piezoelectric actuator 2 through the signal line 8, whereby the piezoelectric actuator 2 extends and resists the biasing force of the pressure holder 5 to separate the two cores 1a and 1b. The magnetic metal tube 4 is preferably made of a material such as a silicon steel plate or an iron plate having a high magnetic permeability to some extent and good workability.
【００２０】上記構成に基づき、圧電アクチュエータ２
に通電していないときには、プレッシャホルダ５の付勢
力により２つのコア１ａ、１ｂは互いに当接している。
この状態では、２つのコア１ａ、１ｂの間のギャップは
ゼロとなり、磁路の磁気抵抗が最小となるのでコイル３
のインダクタンスは最大となる。一方、圧電アクチュエ
ータ２に通電すると、圧電アクチュエータ２が伸び、プ
レッシャホルダ５の付勢力に抗して２つのコア１ａ、１
ｂの間のギャップを押し広げる。これにより、磁路の磁
気抵抗が大きくなり、コイル３のインダクタンスが小さ
くなる。Based on the above configuration, the piezoelectric actuator 2
When not energized, the two cores 1a and 1b are in contact with each other by the biasing force of the pressure holder 5.
In this state, the gap between the two cores 1a and 1b becomes zero, and the magnetic resistance of the magnetic path becomes the minimum, so that the coil 3
Has the maximum inductance. On the other hand, when the piezoelectric actuator 2 is energized, the piezoelectric actuator 2 expands and resists the urging force of the pressure holder 5, and the two cores 1 a, 1
widen the gap between b. As a result, the magnetic resistance of the magnetic path increases and the inductance of the coil 3 decreases.
【００２１】例えば、圧電アクチュエータ２に０Ｖから
１００Ｖ程度の直流電圧を連続的または段階的に印加
し、圧電アクチュエータ２の長さを数十μｍ伸ばすこと
によって、２つのコア１ａ、１ｂの間のギャップをゼロ
から数十μｍまで押し広げる。これによりコイル３のイ
ンダクタンスが変化するが、その値は、概ねギャップの
大きさに比例したものとなる。For example, a direct current voltage of about 0 V to 100 V is applied to the piezoelectric actuator 2 continuously or stepwise to extend the length of the piezoelectric actuator 2 by several tens of μm so that the gap between the two cores 1a and 1b is increased. Spread from zero to several tens of μm. As a result, the inductance of the coil 3 changes, but its value is approximately proportional to the size of the gap.
【００２２】すなわち、圧電アクチュエータ２の電気的
またはソフトウエア的制御により２つのコア１ａ、１ｂ
の間のギャップを調整し、これによりコイル３のインダ
クタンスを任意に調整することができる。インダクタン
スの変化率を大きくするには、各コア１ａ、１ｂの材料
として、フェライト等の透磁率が大きいものを用い、各
コア１ａ、１ｂの当接面が十分に平坦になっていること
が望ましい。この場合、５０％程度の変化率が得られ
る。That is, the two cores 1a, 1b are controlled by controlling the piezoelectric actuator 2 electrically or by software.
By adjusting the gap between them, the inductance of the coil 3 can be arbitrarily adjusted. In order to increase the rate of change of the inductance, it is desirable that the cores 1a and 1b are made of a material having a high magnetic permeability such as ferrite, and the contact surfaces of the cores 1a and 1b are sufficiently flat. . In this case, a change rate of about 50% can be obtained.
【００２３】また、圧電アクチュエータ２は電圧に対す
る応答性がよいため、圧電アクチュエータ２により２つ
のコア１ａ、１ｂの間のギャップを調整することで、コ
イル３のインダクタンスの調整も応答性がよいものとな
る。さらに、コイル３のインダクタンスを調整するため
に使用される電圧は圧電アクチュエータ２に印加する電
圧だけでよく、しかも、圧電アクチュエータ２やプレッ
シャホルダ５は容積的にも大きくはないので、従来の磁
束制御型可変インダクタンス素子に比べて、省電力で、
かつ小型の可変インダクタンス素子となる。Further, since the piezoelectric actuator 2 has a good responsiveness to the voltage, the inductance of the coil 3 can be adjusted with good responsiveness by adjusting the gap between the two cores 1a and 1b by the piezoelectric actuator 2. Become. Further, the voltage used for adjusting the inductance of the coil 3 is only the voltage applied to the piezoelectric actuator 2, and the piezoelectric actuator 2 and the pressure holder 5 are not large in volume, so that the conventional magnetic flux control is performed. Power saving compared to type variable inductance element,
And it becomes a small variable inductance element.
【００２４】加えて、圧電アクチュエータ２を磁性金属
管４に収めることにより、圧電アクチュエータ２を磁束
が通過し、この磁束により圧電アクチュエータ２の電極
に渦電流が発生するのが防止される。その結果、圧電ア
クチュエータ２の異常発振は発生せず、動作が安定す
る。なお、圧電アクチュエータ２には、伸縮寿命を向上
させる目的で、アルミチューブに封入されたものも存在
する。この場合には、アルミチューブにより上記効果が
期待できるが、その程度は小さいので、アルミチューブ
に封入された圧電アクチュエータ２を用いた場合にも、
圧電アクチュエータ２を磁性金属管４に収めたほうがよ
い。In addition, by housing the piezoelectric actuator 2 in the magnetic metal tube 4, it is possible to prevent a magnetic flux from passing through the piezoelectric actuator 2 and to generate an eddy current in the electrode of the piezoelectric actuator 2 due to the magnetic flux. As a result, abnormal oscillation of the piezoelectric actuator 2 does not occur, and the operation is stable. Some piezoelectric actuators 2 are enclosed in an aluminum tube for the purpose of extending the expansion / contraction life. In this case, the above effect can be expected with an aluminum tube, but since the degree is small, even when the piezoelectric actuator 2 enclosed in the aluminum tube is used,
It is better to house the piezoelectric actuator 2 in the magnetic metal tube 4.
【００２５】本実施例では、圧電アクチュエータ２に電
圧が印加されていない場合に、２つのコア１ａ、１ｂが
互いに当接している例を示したが、２つのコア１ａ、１
ｂの当接面の間に、予めギャップスペーサ（不図示）を
挟み込んでいてもよい。この場合、インダクタンスの変
化率は小さくなる。また、コイルを安定させるために、
インダクタンス素子には一般的に含浸処理が施される
が、本実施例においては、コイル３の部分のみに行う。In this embodiment, the two cores 1a and 1b are in contact with each other when no voltage is applied to the piezoelectric actuator 2, but the two cores 1a and 1b are in contact with each other.
A gap spacer (not shown) may be sandwiched in advance between the contact surfaces of b. In this case, the rate of change of inductance becomes small. Also, to stabilize the coil,
The inductance element is generally impregnated, but in this embodiment, it is applied only to the coil 3.
【００２６】（第２実施例）図２は、本発明の可変イン
ダクタンス素子の第２実施例の概略構造図である。(Second Embodiment) FIG. 2 is a schematic structural diagram of a second embodiment of the variable inductance element of the present invention.
【００２７】本実施例では、磁路を形成する２つのコア
１１ａ、１１ｂは互いに接触しており、両者の接触を保
つために、保持手段であるプレッシャホルダ１５は、２
つのコア１１ａ、１１ｂで構成されるブロックのほぼ対
角線上を互いに中心部に向けて付勢するように、２つの
コア１１ａ、１１ｂを保持している。In this embodiment, the two cores 11a and 11b forming the magnetic path are in contact with each other, and in order to keep the contact between them, the pressure holder 15 as the holding means is
The two cores 11a and 11b are held so that the blocks formed by the two cores 11a and 11b are urged toward each other in a substantially diagonal direction toward the center.
【００２８】一方のコア１１ａのプレッシャホルダ１５
との当接側端部（図示右端部）の上面、および他方のコ
ア１１ｂのプレッシャホルダ１５との当接側端部（図示
左端部）の上面には、それぞれ突状部が形成され、これ
ら突状部間に、伸縮方向が図示左右方向となるように配
置された圧電アクチュエータ１２が挟まれて支持されて
いる。これにより、圧電アクチュエータ１２に電圧を印
加すると、圧電アクチュエータ１２が伸び、プレッシャ
ホルダ１５の付勢力に抗して、一方のコア１１ａが他方
のコア１１ｂに対して図示右方向に移動される構成とな
っている。また、コイル１３は、他方のコア１１ｂに設
けられている。Pressure holder 15 for one core 11a
Projecting portions are formed on the upper surface of the end portion (the right end portion in the figure) that abuts with and the upper surface of the end portion (the left end portion in the figure) that abuts the pressure holder 15 of the other core 11b. A piezoelectric actuator 12, which is arranged so that the expansion and contraction direction is the left-right direction in the drawing, is sandwiched and supported between the protrusions. As a result, when a voltage is applied to the piezoelectric actuator 12, the piezoelectric actuator 12 expands and resists the biasing force of the pressure holder 15 to move one core 11a to the right in the figure with respect to the other core 11b. Has become. The coil 13 is provided on the other core 11b.
【００２９】２つのコア１１ａ、１１ｂの接触部のう
ち、図示右側の接触部においては、各コア１１ａ、１１
ｂに、それぞれ先端が平面となった櫛歯状の複数の突起
１９ａ、１９ｂが形成され、２つのコア１１ａ、１１ｂ
は、これら各突起１９ａ、１９ｂの先端面で接触してい
る。図２に示した状態は、圧電アクチュエータ１２に電
圧が印加されていない状態であり、この状態では、一方
のコア１１ａの突起１９ａの先端面の位置は、他方のコ
ア１１ｂの突起１９ｂの先端面の位置と一致している。
すなわち、２つのコア１１ａ、１１ｂの接触面積が最大
となっている。Of the contact portions of the two cores 11a and 11b, the contact portions on the right side of the figure have cores 11a and 11b, respectively.
b, a plurality of comb-shaped projections 19a and 19b each having a flat tip end are formed, and two cores 11a and 11b are formed.
Are in contact with the tip surfaces of these protrusions 19a and 19b. The state shown in FIG. 2 is a state in which no voltage is applied to the piezoelectric actuator 12, and in this state, the position of the tip surface of the protrusion 19a of one core 11a is the same as the tip surface of the protrusion 19b of the other core 11b. It matches the position of.
That is, the contact area between the two cores 11a and 11b is the maximum.
【００３０】上記構成に基づき、圧電アクチュエータ１
２に通電していないときには、プレッシャホルダ１５の
付勢力により２つのコア１１ａ、１１ｂの接触面積は最
大となっており磁路の磁気抵抗は最小となっているの
で、コイル１３のインダクタンスは最大となる。一方、
圧電アクチュエータ１２に通電すると、圧電アクチュエ
ータ１２が伸び、プレッシャホルダ１５の付勢力に抗し
て一方のコア１１ａが他方のコア１１ｂに対して図示右
方に移動される。これにより、他方のコア１１ｂの突起
１９ｂに対する一方のコア１１ａの突起１９ａの位置が
ずれて２つのコア１１ａ、１１ｂの接触面積が小さくな
る。その結果、磁路の磁気抵抗が大きくなり、コイル１
３のインダクタンスが小さくなる。Based on the above configuration, the piezoelectric actuator 1
When 2 is not energized, the contact area between the two cores 11a and 11b is maximum due to the urging force of the pressure holder 15 and the magnetic resistance of the magnetic path is minimum, so that the inductance of the coil 13 is maximum. Become. on the other hand,
When the piezoelectric actuator 12 is energized, the piezoelectric actuator 12 expands, and one core 11a is moved rightward in the figure with respect to the other core 11b against the biasing force of the pressure holder 15. As a result, the position of the protrusion 19a of the one core 11a is displaced with respect to the protrusion 19b of the other core 11b, and the contact area between the two cores 11a and 11b is reduced. As a result, the magnetic resistance of the magnetic path increases and the coil 1
The inductance of 3 becomes small.
【００３１】例えば、圧電アクチュエータ１２に０Ｖか
ら１００Ｖ程度の直流電圧を連続的または段階的に印加
し、圧電アクチュエータ１２の長さを数十μｍ伸ばすこ
とによって、一方のコア１１ａを数十μｍ移動させる。
これによりコイル１３のインダクタンスが変化するが、
その値は、概ね２つのコア１１ａ、１１ｂの接触面積に
比例したものとなる。For example, a DC voltage of about 0 V to 100 V is continuously or stepwise applied to the piezoelectric actuator 12 to extend the length of the piezoelectric actuator 12 by several tens of μm, thereby moving one core 11a by several tens of μm. .
This changes the inductance of the coil 13, but
The value is approximately proportional to the contact area between the two cores 11a and 11b.
【００３２】すなわち、圧電アクチュエータ１２の電気
的またはソフトウエア的制御により２つのコア１１ａ、
１１ｂの相対位置を移動させ、結果的に両者の接触面積
を調整することで、コイル１３のインダクタンスを任意
に調整することができる。インダクタンスの変化率を大
きくするには、各コア１１ａ、１１ｂの材料として、フ
ェライト等の透磁率が大きいものを用い、各コア１１
ａ、１１ｂの当接面が十分に平坦になっていることが望
ましい。２つのコア１１ａ、１１ｂの最大接触面積と最
小接触面積の比率は、圧電アクチュエータ１２の変位量
と各コア１１ａ、１１ｂの加工精度に左右され、２０％
程度の変化量を得るためには、各コア１１ａ、１１ｂの
加工精度が１００μｍ程度の単位であればよい。That is, the two cores 11a are controlled by controlling the piezoelectric actuator 12 electrically or by software.
The inductance of the coil 13 can be arbitrarily adjusted by moving the relative position of 11b and consequently adjusting the contact area between the two. In order to increase the rate of change of the inductance, a material having a high magnetic permeability such as ferrite is used as the material of each core 11a, 11b,
It is desirable that the contact surfaces of a and 11b are sufficiently flat. The ratio of the maximum contact area and the minimum contact area of the two cores 11a and 11b depends on the displacement amount of the piezoelectric actuator 12 and the processing accuracy of each core 11a and 11b, and is 20%.
In order to obtain the degree of change, it is sufficient that the processing accuracy of each core 11a, 11b is a unit of about 100 μm.
【００３３】また、インダクタンスの値は２つのコア１
１ａ、１１ｂの接触面積に比例することは先に述べた
が、このことから、インダクタンスの可変範囲は各突起
１９ａ、１９ｂの形状や大きさにより任意に設定でき
る。すなわち各突起は、２つのコア１１ａ、１１ｂの接
触面積の変化する範囲を所定の範囲とするために形成し
たものであり、各突起１９ａ、１９ｂを形成しなくても
インダクタンスの変化に必要な接触面積が得られる場合
には、必ずしも各突起１９ａ、１９ｂを形成する必要は
なく、２つのコア１１ａ、１１ｂの接触面が平坦であっ
てもよい。The value of the inductance is two cores 1
Although it is described above that it is proportional to the contact area of 1a and 11b, the variable range of the inductance can be arbitrarily set according to the shape and size of the protrusions 19a and 19b. That is, each protrusion is formed in order to set the range in which the contact area of the two cores 11a and 11b changes to a predetermined range, and the contact required to change the inductance without forming each protrusion 19a and 19b. When the area is obtained, the protrusions 19a and 19b are not necessarily formed, and the contact surfaces of the two cores 11a and 11b may be flat.
【００３４】以上説明したように、圧電アクチュエータ
１２を利用して２つのコア１１ａ、１１ｂの接触面積を
変えてコイル１３のインダクタンスを調整しているの
で、第１実施例と同様に、応答性がよく、省電力で、し
かも小型の可変インダクタンス素子が得られる。As described above, since the piezoelectric actuator 12 is used to change the contact area of the two cores 11a and 11b to adjust the inductance of the coil 13, the responsiveness is the same as in the first embodiment. It is possible to obtain a small variable inductance element which is good in power consumption and small in size.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように本発明の可変インダ
クタンス素子は、対向配置された２つのコアを互いに当
接するように付勢しつつ保持する保持手段と、保持手段
の付勢力に抗して２つのコアを相対移動させる圧電アク
チュエータとを有することで、圧電アクチュエータの電
気的またはソフトウエア的制御により、応答性よくコイ
ルのインダクタンスを調整することができる。しかも、
インダクタンスの調整のための制御は圧電アクチュエー
タの制御だけでよく、また、圧電アクチュエータや保持
手段としても大型のものは必要ないので、結果的に、省
電力で、かつ、小型の可変インダクタンス素子とするこ
とができる。As described above, in the variable inductance element of the present invention, the holding means for holding the two cores arranged opposite to each other while biasing them so as to abut against each other, and the biasing force of the holding means. By having the piezoelectric actuator that relatively moves the two cores, the inductance of the coil can be adjusted with good responsiveness by electrical or software control of the piezoelectric actuator. Moreover,
The control for adjusting the inductance only needs to control the piezoelectric actuator, and a large-sized piezoelectric actuator or holding means is not required, resulting in a power-saving and small-sized variable inductance element. be able to.
【００３６】また、２つのコアが離間する方向に移動す
るように圧電アクチュエータを配置した場合には、圧電
アクチュエータを、磁性金属管に収めることで、圧電ア
クチュエータを磁束が通過することによる圧電アクチュ
エータの異常発振を防止し、安定した動作を得ることが
できる。When the piezoelectric actuator is arranged so that the two cores move in the direction in which the two cores move away from each other, the piezoelectric actuator is housed in a magnetic metal tube so that the magnetic flux passes through the piezoelectric actuator. It is possible to prevent abnormal oscillation and obtain stable operation.
【００３７】一方、２つのコアの接触面積が変化する方
向に移動するように圧電アクチュエータを配置した場合
には、２つのコアの対向部の少なくとも一部にそれぞれ
突起を形成することで、両者の接触面積を、必要なイン
ダクタンスの変化量に応じて設定することができる。On the other hand, when the piezoelectric actuator is arranged so as to move in the direction in which the contact area of the two cores changes, by forming protrusions on at least a part of the facing portions of the two cores, both The contact area can be set according to the required amount of change in inductance.
【図１】本発明の可変インダクタンス素子の第１実施例
の概略構造図である。FIG. 1 is a schematic structural diagram of a first embodiment of a variable inductance element of the present invention.
【図２】本発明の可変インダクタンス素子の第２実施例
の概略構造図である。FIG. 2 is a schematic structural diagram of a second embodiment of the variable inductance element of the present invention.
【図３】従来のコア挿抜型可変インダクタンス素子の概
略構造図である。FIG. 3 is a schematic structural diagram of a conventional core insertion / extraction type variable inductance element.
【図４】従来の磁束制御型可変インダクタンス素子の概
略構造図である。FIG. 4 is a schematic structural diagram of a conventional magnetic flux control type variable inductance element.
【図５】形状記憶合金を利用して磁路の磁気抵抗を可変
とした従来の磁気回路の概略構造図である。FIG. 5 is a schematic structural diagram of a conventional magnetic circuit in which the magnetic resistance of a magnetic path is variable by using a shape memory alloy.
１ａ、１ｂ、１１ａ、１１ｂ コア ２、１２ 圧電アクチュエータ ３、１３ コイル ４ 磁性金属管 ５、１５ プレッシャホルダ ８ 信号線 １９ａ、１９ｂ 突起 1a, 1b, 11a, 11b Core 2, 12 Piezoelectric actuator 3, 13 Coil 4 Magnetic metal tube 5, 15 Pressure holder 8 Signal line 19a, 19b Protrusion
Claims (5)
めのコイルと、 前記２つのコアが互いに当接するように、前記２つのコ
アを付勢しつつ保持する保持手段と、 前記２つのコアに挟持され、電圧が印加されることで前
記保持手段の付勢力に抗して前記２つのコアを相対移動
させ、前記磁路の磁気抵抗を変化させる圧電アクチュエ
ータとを有することを特徴とする可変インダクタンス素
子。1. Two cores arranged to face each other, a coil for generating a magnetic flux in a magnetic path formed by the two cores, and the two cores so that the two cores come into contact with each other. A holding unit that holds the unit while biasing it, and a magnetic resistance of the magnetic path that is sandwiched between the two cores and relatively moves the two cores against the biasing force of the holding unit when a voltage is applied. A variable inductance element, comprising:
により前記２つのコアが互いに離間する方向に前記２つ
のコアを相対移動させるように配置されている請求項１
に記載の可変インダクタンス素子。2. The piezoelectric actuator is arranged so as to relatively move the two cores in a direction in which the two cores are separated from each other by applying a voltage.
The variable inductance element according to 1.
に収められている請求項２に記載の可変インダクタンス
素子。3. The variable inductance element according to claim 2, wherein the piezoelectric actuator is housed in a magnetic metal tube.
により前記２つのコアの接触面積が変化する方向に前記
２つのコアを相対移動させるように配置されている請求
項１に記載の可変インダクタンス素子。4. The variable inductance element according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator is arranged so as to relatively move the two cores in a direction in which a contact area of the two cores is changed by applying a voltage.
部には、それぞれ先端が平面となる突起が形成され、前
記突起が形成されている部位では、前記２つのコアは前
記突起の先端で互いに接触している請求項４に記載の可
変インダクタンス素子。5. At least a part of the facing portions of the two cores are each formed with a protrusion having a flat tip, and at the portion where the protrusion is formed, the two cores are formed at the tips of the protrusions. The variable inductance element according to claim 4, which are in contact with each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7015636A JP2817647B2 (en) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | Variable inductance element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7015636A JP2817647B2 (en) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | Variable inductance element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08213245A true JPH08213245A (en) | 1996-08-20 |
| JP2817647B2 JP2817647B2 (en) | 1998-10-30 |
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ID=11894213
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
| JP (1) | JP2817647B2 (en) |
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