(57)【要約】      （修正有）【課題】永久磁石を用いることなく操作部材へ力覚を付与することが可能な力覚付与型操作装置を提供する。【解決手段】励磁コイル２１と第１の磁極部２８を有するステータ２２とを備える固定部２０と、第１の磁極部２８と対向可能な第２の磁極部３４を有し、回転可能な回転部３０と、回転部３０を回転操作する操作部材１２と、を備える。そして、第１の磁極部２８は、励磁コイル２１の断面を第２の磁極部３４と対向する部位を残して囲う形状を有し、第２の磁極部３４は、第１の磁極部２８と対向したときに、励磁コイル２１によって励磁されることで第１の励磁部２８と共同して励磁コイル２１の断面の周囲を囲むような磁気回路を形成する形状を有し、回転部３０の回転に伴って第１の磁極部２８から離れるように配置されている。【選択図】図２
2015072669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁力によって生じるトルクを利用して力覚を生じさせる力覚付与型操作装置であって、
固定部と、
前記固定部に対して回転可能な回転部と、
前記回転部を回転操作するための操作部材と、を備え、
前記固定部と前記回転部のうちの一方は、励磁コイルと前記励磁コイルによって励磁されたときに磁束線が集中する第１の磁極部とを有し、前記固定部と前記回転部のうちの他方は、前記第１の磁極部と対向可能な第２の磁極部を有し、
前記第１の磁極部は、励磁電流が流れる方向と直交する前記励磁コイルの断面を前記第２の磁極部と対向する部位を残して囲う形状を有し、
前記第２の磁極部は、前記第１の磁極部と対向したときに、前記励磁コイル及び前記第１の磁極部との間に前記対向する方向の間隔が形成され、且つ前記励磁コイルによって励磁されることで前記第１の励磁部と共同して前記励磁コイルの断面の周囲を囲むような磁気回路を形成する形状を有し、前記回転部の回転に伴って前記第１の磁極部から離れるように配置されている、力覚付与型操作装置。
【請求項２】
請求項１に記載の力覚付与型操作装置において、
前記励磁コイル及び前記第１の磁極部は、前記固定部に設けられ、
前記第２の磁極部は、前記回転部に設けられている、力覚付与型操作装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の力覚付与型操作装置において、
前記第１の磁極部は、前記回転部の回転周方向に間隔を空けて並ぶ複数の位置に設けられ、
前記第２の磁極部は、前記回転周方向に間隔を空けて並ぶ前記第１の磁極部と同数の位置に設けられ、
前記回転周方向に隣り合う第２の磁極部同士の間隔は、１つの第２の磁極部がこれに対応する第１の磁極部と対向したときに残りの各第２の磁極部がそれぞれ対応する第１の磁極部と対向するように、それぞれ設定されている、力覚付与型操作装置。
【請求項４】
請求項３に記載の力覚付与型操作装置において、
前記第２の磁極部が、これに対応する第１の磁極部から受ける磁気吸引力より、前記対応する第１の磁極部と隣り合う第１の磁極部から受ける磁気吸引力が小さい所定の角度範囲内でしか回転できないように、前記回転部の回転角度を制限する回転角制限部を、さらに備える、力覚付与型操作装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の力覚付与型操作装置において、
前記第１の磁極部と前記第２の磁極部との対向する方向が、前記回転部の回転方向に沿った円周の径方向である、力覚付与型操作装置。
【請求項６】
請求項５に記載の力覚付与型操作装置において、
前記回転部は、前記径方向の外側から前記固定部を回転方向に囲み、
前記操作部材は、前記回転部の外周面に取り付けられている、力覚付与型操作装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の力覚付与型操作装置において、
前記第１の磁極部と前記第２の磁極部との対向する方向が、前記回転部の回転軸方向であり、
前記第１の磁極部と前記第２の磁極部とは、前記回転軸方向において相対変位可能に設けられ、
前記力覚付与型操作装置は、前記回転軸方向における前記第１の磁極部と前記第２の磁極部との間の間隔を一定に維持する間隔維持機構をさらに備える、力覚付与型操作装置。
【請求項８】
請求項７に記載の力覚付与型操作装置において、
前記間隔維持機構は、前記回転軸方向において前記第１の磁極部と前記第２の磁極部との間に介在する非磁性の層と、前記回転軸方向において弾性変形可能であり、且つ、前記第１の磁極部と前記第２の磁極部とによって前記非磁性の層が挟み込まれた状態が保持されるように前記第１の磁極部と前記第２の磁極部のうちの一方の磁極部を他方の磁極部側へ付勢する付勢部材とを有する、力覚付与型操作装置。
【請求項９】
請求項８に記載の力覚付与型操作装置において、
前記非磁性の層は、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の摩擦係数よりも低い摩擦係数を有する、力覚付与型操作装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の力覚付与型操作装置において、
前記回転部の回転角を検出する回転角検出部と、
前記回転角検出部での検出結果に基づいて前記励磁コイルに供給する励磁電流を調整する制御部と、を備える、力覚付与型操作装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の力覚付与型操作装置において、
前記回転角検出部は、前記回転部に取り付けられる、力覚付与型操作装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の力覚付与型操作装置において、
当該力覚付与型操作装置によって操作される作業機械の被操作部の負荷を検出する負荷検出部をさらに備え、
前記制御部は、負荷検出部での検出結果に基づいて前記励磁コイルに供給する励磁電流を調整する、力覚付与型操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーン等の作業機械を操作するときに、操作部材を通じて当該操作部材を操作する操作者等に力覚提示を行う力覚付与型操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１に記載された力覚付与型操作装置（以下、単に「操作装置」とも称する。）が知られている。
【０００３】
図１８及び図１９に示されるように、この操作装置１００は、中心点ｃ周りに回転可能に支持された回転部１０１と、回転部１０１を回転操作する操作レバー１０３と、回転部１０１が回転可能な状態で当該回転部１０１の周囲を囲む固定部１０４と、を備える。
【０００４】
回転部１０１は中心点ｃから固定部１０４に向かって延びる磁極部１０２を有し、この磁極部１０２は永久磁石によって形成されている。固定部１０４は、中心点ｃに向かって延び且つ回転部１０１の回転方向に間隔を空けて並ぶ複数のステータ１０５、１０５、…と、これら複数のステータ１０５、１０５、…に導線が分布巻されることによって形成された励磁コイル１０６と、を有する。
【０００５】
この操作装置１００では、励磁コイル１０６に供給される励磁電流を制御することによって各ステータ１０５が固定部１０４側の磁極を構成し、これによって回転部１０１の磁極（永久磁石）１０２に磁気吸引力が働く。そして、この磁気吸引力によって回転部１０１に生じた中心点ｃ周りのトルクを、操作レバー１０３を操作するときに操作者等が知覚する力覚として利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＵＳ６，６６４，６６６Ｂ２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の操作装置１００では、大きな力覚（トルク）を得るために、永久磁石１０２としてネオジム磁石等の高価な磁石が用いられるため、コストが非常に高くなる。また、上記の操作装置１００では、短時間定格等において励磁コイル１０６に過電流を流して強い磁場を形成することによって永久磁石１０２が減磁する場合がある。また、励磁コイル１０６に過電流が流れて発熱したり、操作装置１００が高温雰囲気下で使用されたりすることによって永久磁石１０２が高温に曝され、これにより、永久磁石１０２が減磁又は消磁する場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、永久磁石を用いることなく操作部材へ力覚を付与することが可能な力覚付与型操作装置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】
【０００９】
上記課題を解消すべく、本発明は、磁力によって生じるトルクを利用して力覚を生じさせる力覚付与型操作装置であって、固定部と、前記固定部に対して回転可能な回転部と、前記回転部を回転操作するための操作部材と、を備える。そして、前記固定部と前記回転部のうちの一方は、励磁コイルと前記励磁コイルによって励磁されたときに磁束線が集中する第１の磁極部とを有し、前記固定部と前記回転部のうちの他方は、前記第１の磁極部と対向可能な第２の磁極部を有し、前記第１の磁極部は、励磁電流が流れる方向と直交する前記励磁コイルの断面を前記第２の磁極部と対向する部位を残して囲う形状を有し、
前記第２の磁極部は、前記第１の磁極部と対向したときに、前記励磁コイル及び前記第１の磁極部との間に前記対向する方向の間隔が形成され、且つ前記励磁コイルによって励磁されることで前記第１の励磁部と共同して前記励磁コイルの断面の周囲を囲むような磁気回路を形成する形状を有し、前記回転部の回転に伴って前記第１の磁極部から離れるように配置されている。
【００１０】
かかる構成によれば、固定部に対して回転部が回転して第１の磁極部と第２の磁極部との間隔が変わることによってこれら第１及び第２の磁極部間に磁気抵抗の増減が生じ、この磁気抵抗の増減を利用して回転部に回転方向の磁気吸引力を作用させることによって回転部にトルクを生じさせることができる。このため、永久磁石を用いなくても回転部に磁気吸引力に起因するトルクを生じさせて当該回転部を回転操作する操作部材に力覚を付与することができる。詳しくは、以下の通りである。
【００１１】
第１の磁極部と第２の磁極部とが対向した状態で励磁コイルに励磁電流が供給されると、励磁コイルの励磁によって生じた磁束線は、磁極部（第１の磁極部及び第２の磁極部）に集中するため、第１の磁極部と第２の磁極部とを通って励磁コイルを囲うような磁気回路が形成される（例えば、図３参照）。この状態では、第２の磁極部が第１の磁極部の正面位置（即ち、第１の磁極部と第２の磁極部とが対向する位置：例えば、図３参照）のときに第１及び第２の磁極部間の磁気抵抗が最小となる一方、回転部が回転して第２の磁極部が第１の磁極部から離れるのに伴ってこれら第１及び第２の磁極部間の磁気抵抗が大きくなる。このため、操作部材によって回転部を回転操作する（回転させる）ときに励磁コイルに励磁電流を供給して励磁させると、対応する第１及び第２の磁極部間の磁気吸引力が磁気抵抗の小さくなる方向に働くため、回転部には第２の磁極部が第１の磁極部の正面位置に向かう方向に磁気吸引力が作用し、回転部にトルクが生じて操作者等によって回転操作された操作部材に力覚が付与される。
【００１２】
このように、上記構成の力覚付与型操作装置によれば、永久磁石を用いることなく磁気吸引力を生じさせて回転部にトルクを発生させ、これにより、操作部材を通じた力覚提示が可能となる。
【００１３】
しかも、予定された電流より大きな励磁電流が励磁コイルに供給される電流暴走時においても、回転部には、第２の磁極部が前記正面位置に戻る方向のトルクしか生じないため、第２の磁極部が前記正面位置に戻ったときの位置に操作部材を停止させることができる。即ち、電流暴走時においても、意図しない方向に操作部材が動くのを防ぐことができる。
【００１４】
本発明に係る力覚付与型操作装置においては、前記励磁コイル及び前記第１の磁極部は、前記固定部に設けられ、前記第２の磁極部は、前記回転部に設けられていてもよい。
【００１５】
また、本発明に係る力覚付与型操作装置においては、前記第１の磁極部は、前記回転部の回転周方向に間隔を空けて並ぶ複数の位置に設けられ、前記第２の磁極部は、前記回転周方向に間隔を空けて並ぶ前記第１の磁極部と同数の位置に設けられ、前記回転方向に隣り合う第２の磁極部同士の間隔は、１つの第２の磁極部がこれに対応する第１の磁極部と対向したときに残りの各第２の磁極部がそれぞれ対応する第１の磁極部と対向するように、それぞれ設定されていることが好ましい。
【００１６】
かかる構成によれば、励磁コイルによって励磁されたときに、対応する第１の磁極部と第２の磁極部との組み毎に磁気吸引力がそれぞれ発生するため、回転部に大きなトルクを効率よく生じさせることができる。
【００１７】
この場合、前記第２の磁極部が、これに対応する第１の磁極部から受ける磁気吸引力より、前記対応する第１の磁極部と隣り合う第１の磁極部から受ける磁気吸引力が小さい所定の角度範囲内でしか回転できないように、前記回転部の回転角度を制限する回転角制限部を、さらに備えることによって、コギングの発生を抑えることができる。
【００１８】
また、前記力覚付与型操作装置では、前記第１の磁極部と前記第２の磁極部との対向する方向が、前記回転部の回転方向に沿った円周の径方向であってもよい。
【００１９】
かかる構成によれば、第１の磁極部と第２の磁極部との対向する方向が回転部の回転軸方向である場合に比べ、当該力覚付与型操作装置の前記回転軸方向の寸法を抑えることができる。
【００２０】
この場合、前記回転部は、前記径方向の外側から前記固定部を回転方向に囲み、前記操作部材は、前記回転部の外周面から径方向外側に延びることが好ましい。
【００２１】
かかる構成によれば、固定部の径方向内側に配置された回転部から固定部の外側まで操作部材を延ばす構成に比べ、操作部材の構成を簡素化することができる。
【００２２】
また、前記力覚付与型操作装置では、前記第１の磁極部と前記第２の磁極部との対向する方向が、前記回転部の回転軸方向であり、前記第１の磁極部と前記第２の磁極部とは、前記回転軸方向において相対変位可能に設けられ、前記力覚付与型操作装置は、前記回転軸方向における前記第１の磁極部と前記第２の磁極部との間の間隔を一定に維持する間隔維持機構をさらに備えていてもよい。
【００２３】
かかる構成によれば、温度変化により回転軸方向における固定部及び回転部の寸法変化が生じた場合でも、回転軸方向における第１の磁極部と第２の磁極部との間の間隔を一定に維持でき、温度変化の影響に起因する第１の磁極部と第２の磁極部との間の磁気抵抗の変動を阻止することができる。
【００２４】
この場合、前記間隔維持機構は、前記回転軸方向において前記第１の磁極部と前記第２の磁極部との間に介在する非磁性の層と、前記回転軸方向において弾性変形可能であり、且つ、前記第１の磁極部と前記第２の磁極部とによって前記非磁性の層が挟み込まれた状態が保持されるように前記第１の磁極部と前記第２の磁極部のうちの一方の磁極部を他方の磁極部側へ付勢する付勢部材とを有することが好ましい。
【００２５】
かかる構成によれば、第１の磁極部と第２の磁極部との間に回転軸方向において一定の幅で且つ非磁性の領域を前記非磁性の層により確保した状態を維持できる。
【００２６】
さらにこの場合、前記非磁性の層は、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の摩擦係数よりも低い摩擦係数を有することが好ましい。
【００２７】
かかる構成によれば、付勢部材によって第１の磁極部と第２の磁極部とが相互に押し付けられても、それら両磁極部の間の摩擦係数の低い非磁性の層により、両磁極部同士がスムーズに相対回転可能な状態を維持できる。
【００２８】
また、前記力覚付与型操作装置は、前記回転部の回転角を検出する回転角検出部と、前記回転角検出部での検出結果に基づいて前記励磁コイルに供給する励磁電流を調整する制御部と、を備えてもよい。
【００２９】
かかる構成によれば、操作部材による回転部の回転操作（回転量）に応じて、回転部に生じさせるトルクの大きさを調整することにより、操作部材に付与される力覚量を調整することができる。
【００３０】
この場合、前記回転角検出部が前記回転部に取り付けられる構成とすることで、回転角検出部の配置スペースを抑えることができる。また、回転角検出部として、汎用の廉価なエンコーダを使用することもできる。
【００３１】
また、前記力覚付与型操作装置は、当該力覚付与型操作装置によって操作される作業機械の被操作部の負荷を検出する負荷検出部をさらに備え、前記制御部が、負荷検出部での検出結果に基づいて前記励磁コイルに供給する励磁電流を調整してもよい。
【００３２】
かかる構成によれば、前記負荷に応じて回転部に生じさせるトルクの大きさを調整することにより、操作部材に付与される力覚量を調整することができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上より、本発明によれば、永久磁石を用いることなく操作部材への力覚の付与が可能な力覚付与型操作装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態に係る力覚付与型操作装置の斜視図である。
【図２】前記力覚付与型操作装置の分解斜視図である。
【図３】ステータ側磁極部とロータ側磁極部とが対向したときの磁束線の分布を示す図である。
【図４】ロータ部を説明するための図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ位置断面図である。
【図６】ロータ部と中立位置戻し部の動作を説明するための図である。
【図７】他実施形態に係る力覚付与型操作装置の斜視図である。
【図８】前記力覚付与型操作装置の分解斜視図である。
【図９】前記力覚付与型操作装置におけるロータ部の回転範囲を制限する機構を説明するための図である。
【図１０】他実施形態に係る力覚付与型操作装置の斜視図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ位置断面の模式図である。
【図１２】変形例による力覚付与型操作装置の斜視図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ位置断面図である。
【図１４】変形例による力覚付与型操作装置のステータ部とロータとの分解斜視図である。
【図１５】図１２中のＸＶ部分の拡大図である。
【図１６】他の変形例による力覚付与型操作装置の図１４相当図である。
【図１７】ステータ側磁極部とロータ側磁極部との他の配置例を説明するための模式図である。
【図１８】従来の力覚付与型操作装置の縦断面図である。
【図１９】前記力覚付与型操作装置の固定部に分布巻された励磁コイルを説明するための部分拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００３６】
力覚付与型操作装置（以下、単に「操作装置」とも称する。）は、作業機械等の操作を行うための装置であり、操作レバー等の操作部材の操作時に、操作者等に操作部材を通じて力覚提示を行う、即ち、操作者等に力覚情報を知覚させることができる。本実施形態の操作装置は、例えば、クレーンでの巻上げ操作等に用いられる。
【００３７】
この操作装置は、スイッチトリラクタンスモータ（Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ  Ｍｏｔｏｒ）の駆動原理を利用して発生させたトルクを利用して力覚提示を行う。図１に示されるように、操作装置１０は、ステータ部（固定部）２０と、回転軸Ｃ周りに回転可能なロータ部（回転部）３０と、操作レバー（操作部材）１２と、ホルダー部４０と、回転角検出部１４と、負荷検出部１６と、制御部１８と、を備える。以下の説明では、ロータ部３０の回転軸Ｃを単に「回転軸Ｃ」と称し、ロータ部３０の回転方向を単に「回転方向」又は「周方向」と称する。また、図１のように操作レバー１２が垂直上方を向いたときの各構成部材の位置を中立位置とする。
【００３８】
ステータ部２０は、励磁コイル２１と、ステータ（固定部本体）２２と、を有し、ホルダー部４０に固定される。
【００３９】
励磁コイル２１は、銅線等の導線を単純巻きして形成されたコイルであり、励磁電流が流れる（供給される）ことによってステータ２２を磁化する。尚、励磁コイル２１は、帯状の導線をフラットワイズに巻回した所謂パンケーキコイル等でもよい。
【００４０】
ステータ２２は、軸部２３と一対の大径部２４、２４とからなる。これら軸部２３と一対の大径部２４、２４とは一体に構成され、例えば、軟鉄等の透磁率の高い素材（軟磁性材料）によって形成されている。
【００４１】
軸部２３は、回転軸Ｃを中心軸とする円柱形状である。この軸部２３の外径は、励磁コイル２１の内径と同じである。大径部２４は、回転軸Ｃ方向における軸部２３の両端部から径方向に広がる部位である。各大径部２４には、周方向に等間隔に並ぶ複数の切欠き２５がそれぞれ形成されている。換言すると、各大径部２４では、径方向に突出する複数の突出部（隣り合う切欠き２５、２５間の部位）２６が周方向に等間隔に並んでいる。各突出部２６の先端面２７は、回転軸Ｃ方向視において、回転軸Ｃを中心とする共通の円周上に位置する。各大径部２４における突出部２６の数は同数であり、一対の大径部２４における対応する突出部２６、２６同士は、回転軸Ｃ方向に対向する（並んでいる）。本実施形態の各大径部２４において、突出部２６は、例えば、８つずつ設けられている。
【００４２】
このように構成されるステータ２２では、一対の大径部２４、２４間において軸部２３を囲むように励磁コイル２１が配置される。この状態で、励磁コイル２１に励磁電流が供給されると、軟磁性材料によって形成されたステータ２２が磁化される。このとき、ステータ２２において、図３に示されるように、軸部２３を挟んで対向する一対の突出部２６、２６を含み且つ励磁コイル２１におけるロータ部３０と対向する部位を残して当該励磁コイル２１の三方を囲う領域に磁束線が集中する。この領域がステータ２２の磁極部（ステータ側磁極部）２８を構成する。そして、各突出部２６の先端面２７は、ステータ側磁極部２８の磁極面（ステータ側磁極面）を構成する。
【００４３】
ロータ部３０は、ロータ３１と、一対の側面プレート３２、３２と、を有する。このロータ部３０は、ホルダー部４０に対して回転軸Ｃ周りに回転可能に取り付けられる。即ち、ロータ部３０は、ホルダー部４０に固定されたステータ部２０に対して回転可能である。
【００４４】
ロータ３１は、図４及び図５にも示されるように、ロータ本体３３と、複数のロータ側磁極部（第２の磁極部）３４、３４、…と、を有し、例えば、軟鉄等の透磁率の高い素材（軟磁性材料）によって形成されている。
【００４５】
ロータ本体３３は、ステータ部２０と径方向に間隔を空けた状態で当該ステータ部２０を外側から周方向に囲む。本実施形態のロータ本体３３は、円筒形状であり、回転軸Ｃ方向の長さ寸法は、ステータ部２０と略同じである。
【００４６】
各ロータ側磁極部３４は、ロータ本体３３からステータ２２（回転軸Ｃ）に向けて突出すると共に、回転軸Ｃ方向に延びる突条形状である。各ロータ側磁極部３４は、その先端（回転軸Ｃ側の端部）に、ステータ側磁極部２８と対向したときにステータ側磁極面２７と所定の間隔を空けて平行となるロータ側磁極面３５を有する。これにより、ロータ３１が回転してロータ側磁極面３５がステータ側磁極面２７の正面位置になったときに、ロータ側磁極部３４は、回転軸Ｃ、ステータ側磁極部２８、及びロータ側磁極部３４を通る平面（励磁電流が流れる方向と直交する励磁コイル２１の断面を含む平面）において、ステータ側磁極部２８及び励磁コイル２１と径方向に間隔を空けた状態で、ステータ側磁極部２８と共同して励磁コイル２１の四方（周囲）を囲う。これにより、励磁コイル２１によって励磁されたときに、前記平面上において、励磁コイル２１の前記断面を囲うような磁気回路が形成される。
【００４７】
このように構成されるロータ側磁極部３４は、ステータ側磁極部２８（ステータ部２０の突出部２６）と同じ数となるように設けられ、周方向に等間隔で並んでいる。ロータ側磁極部３４がこのように配置されることで、１つのロータ側磁極面３５が、対応するステータ側磁極面２７と対向したときに、残りの各ロータ側磁極面３５がそれぞれ対応するステータ側磁極面２７と対向する。
【００４８】
一対の側面プレート３２、３２は、ロータ３１を回転可能にホルダー部４０に取り付ける部材であり、ロータ３１を回転軸Ｃ方向から挟み込むように配置される。各側面プレート３２は、回転軸Ｃと直交する方向に広がり、ロータ本体３３と同じ外径の円形の輪郭を有する円板形状である。また、各側面プレート３２には、回転軸Ｃ（中心）を挟んで対向する位置に一対の円弧状のガイド穴（円弧状ガイド穴）３７、３７が形成されると共に、中心部に円形の穴（円形穴）３９が形成されている。この円弧状ガイド穴３７は、側面プレート３２の直径の略半分の直径の円周上に形成されている。
【００４９】
これら一対の円弧状ガイド穴３７、３７に、ホルダー部４０の対応する位置に設けられたプレート係合部４５がそれぞれ挿通（係合）されることによって（図２及び図５参照）、ロータ部３０がホルダー部４０に対して回転できる。
【００５０】
操作レバー１２は、ロータ３１の外周面から径方向に延びる。回転軸Ｃを回転中心にして操作レバー１２を回転操作（倒す）することで、ロータ部３０がステータ部２０に対して回転する。
【００５１】
また、中立位置のロータ３１の外周面下端には、下方に延び、且つ後述する中立位置戻し部４４と係合する中立位置戻し用係合部１３が取り付けられている。中立位置戻し用係合部１３は、その下端に回転軸Ｃと平行な軸ｃを回転中心に回転可能なローラ部１３ａを有する。
【００５２】
ホルダー部４０は、ステータ部２０及びロータ部３０を保持するホルダー本体４１と、ロータ部３０を中立位置に戻す中立位置戻し部４４と、を有する。
【００５３】
ホルダー本体４１は、一対の支持プレート４２、４２と、一対の支持プレート４２、４２の間隔を維持する複数の間隔維持部材４３、４３、…と、を有する。
【００５４】
一対の支持プレート４２、４２は、回転軸Ｃと直交する方向に広がり、回転軸Ｃ方向においてステータ部２０及びロータ部３０がその間に位置するような間隔を空けて互いに平行に立設された板状の部材である。本実施形態の支持プレート４２は、回転軸Ｃ方向視において、略矩形状の本体部４２ａと、本体部４２ａの上端部両側から水平方向に延びる延出部４２ｂ、４２ｂと、からなる。各本体部４２ａ上端の水平方向の中央位置には、回転軸Ｃ及びその周辺を避けるように下方に窪む切欠き４２ｃがそれぞれ設けられている。
【００５５】
また、各支持プレート４２における円弧状ガイド穴３７と対応する位置であって回転軸Ｃを挟んで対向する位置に、一対のプレート係合部４５、４５が設けられている。各プレート係合部４５は、支持プレート４２の内側面（ロータ部３０側の面）から対向する支持プレート４２に向けて突出する円柱状の部材である。このプレート係合部４５の外径は、円弧状ガイド穴３７の幅と略同一である。これら各プレート係合部４５が各側面プレート３２の対応する円弧状ガイド穴３７に挿通されることで、ロータ部３０がホルダー部４０（支持プレート４２）に対して回転可能となる。
【００５６】
各間隔維持部材４３は、回転軸Ｃ方向に延び、一対の支持プレート４２、４２の上端両側部（両延出部４２ｂ、４２ｂ）間と、下端両側部間とにそれぞれ配置されている。下端両側部間に設けられた間隔維持部材４３は、中立位置戻し部４４を支持する。
【００５７】
中立位置戻し部４４は、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）にも示されるように、ガイド部材４４１と、戻し部本体４４２と、付勢部材４４４と、を有する。この中立位置戻し部４４は、中立位置に戻る方向にロータ部３０を付勢する。
【００５８】
ガイド部材４４１は、回転軸Ｃと直交する水平方向に延び、支持プレート４２の下端両端部に設けられた間隔維持部材４３、４３間に架け渡されている。本実施形態では、２本のガイド部材４４１、４４１が回転軸Ｃ方向に間隔を空けて平行に並んでいる。
【００５９】
戻し部本体４４２は、上部の中央位置に、下方に窪み且つ回転軸Ｃ方向に延びて中立位置戻し用係合部１３が嵌り込む係合溝４４３を有する。ガイド部材４４１が戻し部本体４４２の下部を挿通する。これにより、戻し部本体４４２がガイド部材４４１にガイドされて当該ガイド部材４４１の軸方向に往復動する。
【００６０】
付勢部材４４４は、戻し部本体４４２を中立位置に向けて付勢する。本実施形態の付勢部材４４４は、２つの圧縮コイルバネ４４４ａ、４４４ｂであり、各圧縮コイルバネ４４４ａ、４４４ｂは、ガイド部材４４１がそのコイル軸に沿って挿通された状態で当該ガイド部材４４１に取り付けられている。具体的には、一方の圧縮コイルバネ４４４ａは、例えば、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）において、奥側のガイド部材４４１における戻し部本体４４２の下部中央の押圧部４４５と右側の間隔維持部材４３との間に配置される。この押圧部４４５は、戻し部本体４４２の下部中央において、ガイド部材４４１の軸方向と直交する方向に広がる板状の部位であり、その中央部を２本のガイド部材４４１、４４１が貫通している。一方の圧縮コイルバネ４４４ａは、戻し部本体４４２が中立位置から右側に移動することでその移動距離に応じて圧縮され、この圧縮に起因する弾発力によって押圧部４４５を中央側（中立位置に向けて）に付勢する。また、他方の圧縮コイルバネ４４４ｂは、手前側のガイド部材４４１における押圧部４４５と左側の間隔維持部材４３との間に配置される。そして、この他方の圧縮コイルバネ４４４ｂは、戻し部本体４４２が中立位置から左側に移動することでその移動距離に応じて圧縮され（図６（Ａ）参照）、この圧縮に起因する弾発力によって押圧部４４５を中央側（中立位置側）に付勢する。
【００６１】
この戻し部本体４４２は、図６（Ｂ）に示されるように、ロータ部３０が回転することで係合溝４４３内に嵌め込まれた中立位置戻し用係合部１３下端のローラ部１３ａに押されてガイド部材４４１に沿って移動する。そして、ロータ部３０が中立位置から所定角度回転したときに、戻し部本体４４２の端部が間隔維持部材４３に当接してその移動が制限され、これによってロータ部３０のそれ以上の回転が制限される。このように、ガイド部材４４１の軸方向（図６（Ａ）の左右方向）における戻し部本体４４２の幅寸法は、ロータ部３０の回転が許容される範囲（許容回転範囲）に基づいて設定されている。本実施形態の許容回転範囲は、中立位置から、例えば、±１１°である。この角度は、ロータ側磁極面３５（例えば、図６（Ｂ）の３５Ａ参照）の回転方向中央位置Ｃ１が、当該ロータ側磁極面３５Ａと対応するステータ側磁極面（例えば、図６（Ｂ）の２７Ａ参照）の回転方向側の端部Ｅ１と径方向に重なる位置、又は、これよりも中立位置側の位置となるような範囲である。これにより、ロータ側磁極部（例えば、図６（Ｂ）の３４Ａ）がこれに対応するステータ側磁極部（例えば、図６（Ｂ）の２８Ａ参照）から受ける磁気吸引力より、前記対応するステータ側磁極部２８Ａと隣り合うステータ側磁極部（例えば、図６（Ｂ）の２８Ｂ）から受ける磁気吸引力が確実に小さくなる。その結果、当該操作装置１０では、コギングの発生を確実に抑えることができる。
【００６２】
回転角検出部１４は、中立位置からのロータ部３０の回転角を検出し、検出結果に応じた回転角信号を制御部１８に出力する。この回転角検出部１４は、一方の側面プレート３２の中心部において円形穴３９を跨ぐように取り付けられている。このように、回転角検出部１４が側面プレート３２（ロータ部３０）に取り付けられることで、別途、回転角検出部を配置するための部材や配置スペースが不要になる。
【００６３】
回転角検出部１４は、側面プレート３２（ロータ部３０）と共に回転したときに、円形穴３９から露出しているステータ部２０に対するロータ部３０の回転角を検出する。本実施形態の回転角検出部１４は、例えば、ロータリエンコーダである。
【００６４】
負荷検出部１６は、クレーンの旋回部に加わる負荷、例えば、前記旋回部を旋回させる旋回油圧モータの負荷等を検出し、この負荷に応じた負荷信号を制御部に出力する。
【００６５】
制御部１８は、回転角検出部１４からの回転角信号及び負荷検出部１６からの負荷信号が入力され、これらの信号に基づいて、励磁コイル２１に供給する励磁電流を調整する。本実施形態の制御部１８は、例えば、回転角検出部１４によって検出された回転角の大きさと、負荷検出部１６によって検出された負荷の大きさと、に基づき、予め決めておいた出力変換表（ルックアップテーブル）に従って、励磁コイル２１に供給される励磁電流を所定の割合で大きくする。
【００６６】
以上のような操作装置１０では、以下のようにして、操作レバー１２を操作する操作者等に対し、力覚提示が行われる。
【００６７】
操作者等が、クレーンの旋回を行うために、例えば、図６（Ａ）の矢印Ａ方向に操作レバー１２を倒す（回転操作する）。このとき、回転角検出部１４がロータ部３０の回転角を検出し、検出結果に応じた回転角信号を制御部１８に出力すると、回転角信号が入力された制御部１８は、検出されたロータ部３０の回転角に応じた大きさの励磁電流を励磁コイル２１に供給する。これにより、ロータ部３０に中立位置方向のトルクが生じ、操作者等は、操作レバー１２を通じて前記トルクを力覚として知覚する。詳しくは、以下の通りである。
【００６８】
励磁コイル２１が励磁した状態でロータ部３０がステータ部２０に対して中立位置から回転すると、ステータ側磁極部２８とロータ側磁極部３４との間の磁気抵抗が増加し、この磁気抵抗の増加によってロータ部３０に当該ロータ部の回転方向と逆向きの磁気吸引力が作用する。このため、当該操作装置１０では、永久磁石を用いなくてもロータ部３０にトルクを生じさせ、これにより、当該ロータ部３０を回転操作する操作レバー１２に力覚を付与することができる。より詳しくは、以下の通りである。
【００６９】
励磁コイル２１に励磁電流が供給されると、励磁コイル２１の励磁によって生じた磁束線は、各磁極部（ステータ側磁極部２８及びロータ側磁極部３４）に集中するため、ステータ側磁極部２８とロータ側磁極部３４とを通って励磁コイル２１を囲うような磁気回路が形成される（図３参照）。この磁気回路が形成された状態でロータ部３０が回転すると、ロータ側磁極面３５がステータ側磁極面２７の正面位置（対向する位置：図６（Ａ）参照）のときにロータ側磁極部３４とステータ側磁極部２８との間の磁気抵抗が最小となり、ロータ部３０が回転してロータ側磁極部３４がステータ側磁極部２８から離れるのに伴ってこれら磁極部２８、３４間の磁気抵抗が大きくなる。このとき、磁気抵抗が小さくなる方向に磁気吸引力が働くため、中立位置から回転させたロータ部３０には、中立位置に戻る方向（即ち、ロータ側磁極部３４がステータ側磁極部２８の正面位置に向かう方向）の磁気吸引力が作用してトルクが生じる。これにより、操作者等によって回転操作された操作レバー１２に回転操作方向と逆向き（図６（Ｂ）の矢印Ｂ方向）の力（前記トルク）が加わり、これが操作者等に力覚として知覚される。
【００７０】
また、本実施形態での操作装置１０では、ロータ部３０に生じるトルクの大きさは操作レバー１２を倒す（回転操作する）角度が大きい程大きくなる。また、クレーンの旋回の際の負荷が大きい（例えば、クレーンで吊り上げる荷が重い）程、励磁コイル２１に供給される励磁電流が大きくなる。このため、操作レバーを倒す程、また、クレーンの旋回負荷が大きい程、ロータ部３０により大きなトルクが生じる。これにより、操作レバー１２を一度に大きく倒し難くなるため、クレーンでの急旋回による危険を防ぐことができる。また、荷が重い程、操作レバー１２を倒し難くなるため、クレーンでの重い荷の急旋回を防いで、旋回機構に大きな負荷が急激に加わるのを防ぎ、これにより、この急激な負荷に起因する前記機構の損傷等を防ぐことができる。
【００７１】
尚、本実施形態では、ロータ部３０が中立位置から回転したときには、中立戻し部４４がロータ部３０を中立位置方向に常に付勢するため、この付勢力もロータ部３０に生じたトルクと共に力覚として操作者等に知覚される。また、中立戻し部４４は、圧縮コイルバネ４４４ａ、４４４ｂの弾発力を用いてロータ部３０を付勢しているため、励磁コイル２１に励磁電流が供給されていない状態であっても、ロータ部３０を中立位置に戻す方向に付勢する。即ち、本実施形態の操作装置１０では、電力が供給されていない状態でも、操作レバー１２が中立位置に保たれる。
【００７２】
以上のように、本実施形態の操作装置１０によれば、永久磁石を用いることなく、ロータ部３０にトルクを生じさせ、操作レバー１２に力覚を付与することができる。
【００７３】
しかも、この操作装置１０では、励磁コイル２１に予定された電流よりも大きな電流が供給される電流暴走時においても、ロータ部３０には、正面位置に戻る方向のトルクしか生じないため、中立位置で操作レバー１２を停止させることができる。即ち、電流暴走時においても、意図しない方向に操作レバー１２が動くのを防ぐことができる。
【００７４】
また、本実施形態の操作装置１０では、対応するステータ側磁極部２８とロータ側磁極部３４との組み毎に磁気吸引力がそれぞれ発生するため、ロータ部３０に大きなトルクを効率よく発生させることができる。
【００７５】
尚、本発明の力覚付与型操作装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００７６】
上記実施形態の操作装置１０では、径方向内側にステータ部２０が配置され、その外側にロータ部３０が配置されているが、図７及び図８に示される操作装置１０Ａのように、ロータ部３０が径方向内側、ステータ部２０が径方向外側に配置されてもよい。具体的には、以下で説明するが、上記実施形態の操作装置１０と同じ働きをする構成には同じ符号を付している。
【００７７】
この操作装置１０Ａでは、ロータ部３０は、その中心側の部位であるロータ本体３３と、ロータ本体３３の周縁部から径方向外側に突出し且つ周方向に間隔を空けて並ぶ複数のロータ側磁極部３４、３４、…とを備える。また、ステータ部２０は、ステータ本体２００と、複数のステータ側磁極部２８、２８、…と、励磁コイル２１とを備える。ステータ本体２００は、ロータ部３０と径方向に間隔を空けて当該ロータ部３０を外側から周方向に囲う。各ステータ側磁極部２８、２８、…は、ステータ本体２００から回転軸Ｃ（ロータ部３０）に向かって径方向に延び且つ周方向に間隔を空けて並ぶ。励磁コイル２１は、ステータ本体２００の内周面側であって、回転軸Ｃ方向におけるステータ側磁極部２８の中央部に設けられた溝内に配置さている。
【００７８】
この操作装置１０Ａでは、操作レバー１２は、延長部材５０の先端部から径方向に延びている。延長部材５０は、ロータ部３０側面の中心部から前記側面に沿って径方向に延びる第１部位５０Ａと、第１部位５０Ａ先端からステータ部２０の外周面と所定の間隔を空けて回転軸Ｃ方向に延びる第２部位５０Ｂとからなる。操作レバー１２は、第２部位５０Ｂの先端部に取り付けられている。
【００７９】
また、中立位置戻し部４４は、ロータ部３０の外周面下端とホルダー部４０の下端とに接続されたつるまきバネによって構成されている。
【００８０】
また、この操作装置１０Ａにおけるロータ部３０の許容回転範囲を規定する機構は、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）にも示されるように、ロータ部３０の外周面にもうけられた周方向に延びる摺動溝５２と、第２部位５０Ｂ先端の摺動溝５２と対応する位置から摺動溝５２内に延びる摺動部材５４と、によって構成されている。この機構では、ロータ部３０が回転することによって摺動部材５４が摺動溝５２内を周方向に摺動（移動）し、図９（Ｂ）に示されるように摺動溝５２の端部に摺動部材５４が当接することによって、ロータ部３０のそれ以上の回転が制限される。即ち、摺動溝５２の長さ（周方向の長さ）によってロータ部３０の許容回転範囲が決定される。尚、ロータ部３０の許容回転範囲を規定するための機構の具体的な構成は限定されない。
【００８１】
また、上記実施形態の操作装置１０又は図７に示す操作装置１０Ａでは、ロータ側磁極部３４とステータ側磁極部２８とが径方向に離間した、いわゆるラジアルギャップ型のスイッチトリラクタンスモータの駆動原理を利用した構成であるが、この構成に限定されない。例えば、図１０及び図１１に示される操作装置１０Ｂのように、ロータ側磁極部３４０とステータ側磁極部２８０とが回転軸Ｃ方向（回転軸Ｃの延びる方向）に離間した、いわゆるアキシャルギャップ型のスイッチトリラクタンスモータの駆動原理を利用した構成であってもよい。具体的には、以下の通りである。尚、上記実施形態の操作装置１０及び上述の操作装置１０Ａと同じ働きをする構成には同じ符号を付している。
【００８２】
操作装置１０Ｂでは、ステータ部２０とロータ部３０とが回転軸Ｃ方向に並ぶ（対向する）。そして、複数のロータ側磁極部３４０、３４０、…は、ロータ部３０のステータ部２０と対向する面の周縁部において、周方向に等間隔に並んでいる。各ロータ側磁極部３４０は、ステータ部２０に向かってそれぞれ延びている。また、複数のステータ側磁極部２８０、２８０、…は、ステータ部２０のロータ部３０と対向する面の周縁部において、周方向に等間隔に並んでいる。各ステータ側磁極部２８０は、ロータ部３０に向かってそれぞれ延びている。各ステータ側磁極部２８０には、回転軸Ｃ方向における当該ステータ側磁極部２８０の中央部に励磁コイル２１が配置される溝２８２がそれぞれ形成されている。ステータ側磁極部２８０の数は、ロータ側磁極部３４０の数と同じである。ステータ部２０に対して、ロータ部３０は回転軸Ｃ周りに回転可能である。また、各ロータ側磁極部３４０先端のロータ側磁極面３５は、回転軸Ｃと直交する共通の面上にそれぞれ位置し、各ステータ側磁極部２８０先端のステータ側磁極面２７は、回転軸Ｃと直交する共通の面上にそれぞれ位置する。そして、ロータ側磁極部３４０がステータ側磁極部２８０の正面位置になったときに、各ロータ側磁極面３５と対応するステータ側磁極面２７との間には、中心軸Ｃ方向のギャップ（隙間）が形成される。
【００８３】
この操作装置１０Ｂにおいても、励磁コイル２１が励磁されることによって、対応するロータ側磁極部３４０とステータ側磁極部２８０との間に磁気吸引力が働き、これにより、中立位置に戻る方向のトルクがロータ部３０に生じる。そして、操作装置１０Ｂは、このように生じたトルクを力覚として操作者等に操作レバー１２を通じて知覚させる。
【００８４】
また、アキシャルギャップ型のスイッチトリラクタンスモータの駆動原理を利用した操作装置のさらなる変形例が図１２〜図１４に示されている。
【００８５】
この変形例による操作装置１０Ｃは、図１２に示すように、外観としては、図１に示した上記実施形態の操作装置１０と同様である。操作装置１０Ｃは、ステータ部（固定部）２０（図１３及び図１４参照）と、回転軸Ｃ周りに回転可能なロータ部（回転部）３０と、操作レバー（操作部材）１２と、間隔維持機構３６０（図１３及び図１４参照）と、ホルダー部４０と、回転角検出部１４と、負荷検出部１６と、制御部１８と、を備える。
【００８６】
ステータ部２０は、ホルダー部４０の一方の支持プレート４２に固定されている。ステータ部２０は、図１３に示すように、ステータ本体２２と、そのステータ本体２２に設けられた励磁コイル２１とを有する。
【００８７】
ステータ本体２２は、複数のステータ側磁極部２８０と、ステータ基部２８１と、一対の支持部２８３とを有する。
【００８８】
複数のステータ側磁極部２８０は、上記の操作装置１０Ｂにおける複数のステータ側磁極部２８０と同様に構成されている。
【００８９】
ステータ基部２８１は、図１４に示すように環状に形成されており、その軸心が回転軸Ｃと一致する状態で設けられている。ステータ基部２８１は、各ステータ側磁極部２８０を接続する。すなわち、各ステータ側磁極部２８０が、回転軸Ｃ方向におけるステータ基部２８１の一方側の面から突出している。各ステータ側磁極部２８０は、ステータ基部２８１の周方向に等間隔に並んでいる。各ステータ側磁極部２８０先端のステータ側磁極面２９０は、回転軸Ｃに対して直交する平面となるように配置されている。
【００９０】
一対の支持部２８３（図１３参照）は、支持プレート４２に固定されてその支持プレート４２に対してステータ基部２８１を支持する部分である。各支持部２８３は、ステータ基部２８１のうちステータ側磁極部２８０と反対側の面からステータ側磁極部２８０と反対側へ延びている。各支持部２８３は、側面プレート３２に形成された各円弧状ガイド穴３７に対応する位置にそれぞれ設けられている。
【００９１】
各支持部２８３は、対応する円弧状ガイド穴３７に挿通されて係合する係合部２８４を有する。係合部２８４は、円弧状ガイド穴３７の幅と略同一の外径を有する円柱状に形成されている。各支持部２８３は、その係合部２８４からステータ基部２８１と反対側へ延びる部分、すなわち対応する側面プレート３２から外側へ突出する部分を有する。この部分が支持プレート４２に固定されている。
【００９２】
励磁コイル２１は、図１３及び図１４に示すようにステータ本体２２に取り付けられている。この励磁コイル２１は、上記操作装置１０Ｂでの励磁コイル２１の取付構造と同様の構造で、ステータ本体２２のステータ側磁極部２８０に取り付けられている。
【００９３】
ロータ部３０は、ステータ部２０に対して回転軸Ｃ回りに回転可能となっている。ロータ部３０は、筒体３３０と、一対の側面プレート３２と、軸部３３２と、ロータ３３４とを有する。
【００９４】
筒体３３０は、円筒状の部材である。筒体３３０は、一対の側面プレート３２，３２間に挟み込まれた状態でそれらの側面プレート３２，３２と固定されている。筒体３３０及び一対の側面プレート３２，３２は、それらの軸心が回転軸Ｃと一致するように配置されている。
【００９５】
筒体３３０の内側には、ステータ基部２８１、ステータ側磁極部２８０及び一対の支持部２８３のうち係合部２８４とステータ基部２８１との間の部分が挿嵌されている。この状態で、筒体３３０は、その内周面がステータ基部２８１の外周面、各ステータ側磁極部２８０の外側面及び各支持部２８３の外面に摺接しながら回転軸Ｃ回りにステータ基部２８１及び各ステータ側磁極部２８０に対して回動可能となっている。換言すれば、筒体３３０は、ステータ部２０のステータ基部２８１、各ステータ側磁極部２８０及び各支持部２８３によって内側から支持されながら回転軸Ｃ回りに回転可能となっている。この筒体３３０の構成と各支持部２８３の係合部２８４が対応する円弧状ガイド穴３７に挿通された構成とによって、ロータ部３０がホルダー部４０（支持プレート４２）及びステータ部２０に対して回転可能となっている。この筒体３３０の外周面から径方向に操作レバー１２（図１２参照）が延びている。ロータ部３０の外側で筒体３３０と関わる構造については、上記実施形態の操作装置１０のロータ部３０の外側でロータ３１と関わる構造が同様に適用される。
【００９６】
軸部３３２は、一対の側面プレート３２，３２を貫通しているとともに、筒体３３０を通って回転軸Ｃにその軸心が一致するように配置されている。軸部３３２の両端部は、それぞれ対応する側面プレート３２に結合されている。
【００９７】
ロータ３３４は、上述の操作装置１０Ｂのロータ部３０と基本的に同様の構成を有する。ロータ３３４は、その軸心が筒体３３０の軸心に一致するように筒体３３０内に収容されている。ロータ３３４は、筒体３３０の軸方向、すなわち回転軸Ｃ方向に変位可能となるように筒体３３０の内周面によって保持されている。すなわち、ロータ３３４は、回転軸Ｃ方向において筒体３３０に対して摺動可能となっている。ロータ３３４は、ロータ基部３３８と、ロータ基部３３８から突出する複数のロータ側磁極部３４０とを有する。
【００９８】
ロータ基部３３８は、環状に形成されており、その軸心が回転軸Ｃと一致する状態で設けられている。各ロータ側磁極部３４０は、ロータ基部３３８のうちステータ部２０側を向く面から突出している。ロータ側磁極部３４０は、ロータ基部３３８の周方向に等間隔に並んでいる。各ロータ側磁極部３４０先端のロータ側磁極面３５０は、回転軸Ｃに対して直交する平面となるように配置されている。この各ロータ側磁極部３４０のロータ側磁極面３５０は、回転軸Ｃ方向において後述する非磁性層３６１及びステータ側磁極面２９０と向き合う。
【００９９】
また、ロータ３３４は、回転軸Ｃ回りには筒体３３０と一体的に回動可能となっている。具体的に、ロータ３３４は、ロータ基部３３８の外周面から径方向外側へ突出する図略の突起部を有しており、その突起部が筒体３３０の内周面に回転軸Ｃ方向へ延びるように形成された図略の溝部に係合している。この溝部とロータ３３４の突起部との係合によって、ロータ３３４が筒体３３０と一体的に回動可能となっている。また、ロータ３３４が回転軸Ｃ方向へ変位するときには、ロータ３３４の突起部が筒体３３０の溝部内を摺動してその回転軸Ｃ方向への変位が案内されるようになっている。
【０１００】
間隔維持機構３６０は、回転軸Ｃ方向（回転軸Ｃの延びる方向）におけるステータ側磁極部２８０とロータ側磁極部３４０との間の間隔を一定に維持するものである。具体的には、間隔維持機構３６０は、回転軸Ｃ方向における各ステータ側磁極面２９０と対向する各ロータ側磁極面３５０との間の間隔を一定に維持する。
【０１０１】
間隔維持機構３６０は、各ステータ側磁極面２９０と各ロータ側磁極面３５０との間に介在する非磁性層３６１と、回転軸Ｃ方向において弾性変形可能であり且つステータ側磁極面２９０とロータ側磁極面３５０とによって非磁性層３６１が挟み込まれた状態が保持されるようにロータ３３４をステータ部２０側へ付勢する複数の付勢部材３６２とを有する。
【０１０２】
非磁性層３６１は、回転軸Ｃ方向におけるステータ側磁極面２９０とロータ側磁極面３５０との間に介在することにより、ステータ側磁極面２９０とロータ側磁極面３５０との間に非磁性の領域、すなわち磁気的な空隙（アキシャルギャップ）を形成する。
【０１０３】
また、非磁性層３６１は、ステータ側磁極部２８０及びロータ側磁極部３４０に比べて非常に小さい摩擦係数を有する。本実施形態では、非磁性層３６１は、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）樹脂がステータ側磁極面２９０（図１５参照）にコーティングされて焼き付けられることによって形成された薄い樹脂膜である。なお、非磁性層３６１の素材としては、ＰＴＦＥ樹脂以外にも、樹脂滑り軸受に用いられるＰＯＭ（Ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）又はナイロン等の摩擦係数の小さい樹脂材料を用いることが可能である。ただし、それらの樹脂材料の中でも、ＰＴＦＥ樹脂が固体では摩擦係数が最も低いことから、非磁性層３６１の素材として最適である。
【０１０４】
各付勢部材３６２は、圧縮コイルバネである。各付勢部材３６２は、回転軸Ｃ方向に弾性変形可能（伸縮可能）で且つその弾発力（付勢力）の発する方向が回転軸Ｃ方向に一致するようにロータ部３０内（筒体３３０内）に設けられている。そして、各付勢部材３６２は、一対の側面プレート３２のうち回転軸Ｃ方向においてステータ部２０から離間した方の側面プレート３２とロータ３３４のロータ基部３３８との間に介装されている。また、複数の付勢部材３６２は、ロータ３３４の周方向において等間隔に配置されている。具体的には、各ロータ側磁極部３４０に対応する部位毎に１つずつ付勢部材３６２が設けられている。各付勢部材３６２は、回転軸Ｃ方向においてロータ３３４をステータ部２０側（ステータ側磁極部２８０側）へ付勢（押圧）する。
【０１０５】
各付勢部材３６２によりロータ３３４がステータ部２０側へ付勢されることによって、各ロータ側磁極部３４０のロータ側磁極面３５０が非磁性層３６１に押圧される。これにより、回転軸Ｃ方向における各ステータ側磁極部２９０と各ロータ側磁極部３４０との間に非磁性層３６１の厚み分の非磁性の間隔が維持される。また、温度の上昇によりステータ部２０やロータ３３４が回転軸Ｃ方向において熱膨張した場合でも、各付勢部材３６２が回転軸Ｃ方向において縮むことによりその熱膨張が吸収される。また、温度の低下によりステータ部２０やロータ３３４が回転軸Ｃ方向において収縮した場合でも、各付勢部材３６２が回転軸Ｃ方向において伸長してロータ３３４のステータ部２０側への押圧を維持することにより、各ステータ側磁極部２９０と各ロータ側磁極部３４０との間の非磁性層３６１の厚み分の間隔が維持される。
【０１０６】
操作装置１０Ｃの上記以外の部分の構成は、上記操作装置１０，１０Ａ，１０Ｂの対応する部分の構成と同様である。
【０１０７】
以上の変形例による操作装置１０Ｃの構成では、温度変化により回転軸Ｃ方向におけるステータ部２０及びロータ３３４の寸法変化が生じた場合でも、回転軸Ｃ方向におけるステータ側磁極部２８０とロータ側磁極部３４０との間の間隔を一定に維持できる。具体的には、ステータ側磁極面２９０とロータ側磁極面３５０との間に介在する非磁性の非磁性層３６１の厚みの分だけステータ側磁極部２８０とロータ側磁極部３４０との間に回転軸Ｃ方向における磁気的な空隙（非磁性の間隔）が確保された状態が、付勢部材３６２によるロータ３３４のステータ部２０側への付勢により維持される。このため、温度変化の影響によるステータ側磁極部２８０とロータ側磁極部３４０との間の磁気抵抗の変動を阻止することができる。
【０１０８】
また、非磁性層３６１は摩擦係数が低いため、付勢部材３６２によってロータ３３４がステータ側磁極部２８０側へ押し付けられても、ステータ部２０に対してロータ３３４がスムーズに相対回転可能な状態を維持できる。
【０１０９】
なお、上記操作装置１０Ｃでは、付勢部材３６２として圧縮コイルバネが用いられているが、圧縮コイルバネ以外の付勢部材を用いてもよい。例えば、図１５に示すように、皿バネの一種であるダイヤフラムスプリングからなる付勢部材３７２を用いてもよい。ダイヤフラムスプリングは、圧縮コイルバネに比べて付勢方向における寸法が小さい。このため、このダイヤフラムスプリングからなる付勢部材３７２を回転軸Ｃ方向において弾性変形可能に且つロータ３３４をステータ部２０側へ付勢するように設けることにより、回転軸Ｃ方向における操作装置の小型化を図ることができる。
【０１１０】
また、付勢部材としては、回転軸Ｃ方向において弾性変形可能で且つロータ３３４をステータ部２０側へ付勢可能であれば、圧縮コイルバネやダイヤフラムスプリング以外に公知の各種付勢部材を用いることが可能である。例えば、ゴム等の弾性材料からなる弾性部材を付勢部材として用いてもよい。
【０１１１】
また、非磁性層３６１は、ステータ側磁極面２９０上に形成する代わりに、ロータ側磁極面３５０上に形成してもよい。また、非磁性層として、摩擦係数の低い材料によってステータ部２０及びロータ３３４とは別体に形成されたスペーサをステータ側磁極部２８０とロータ側磁極部３４０との間に介装してもよい。
【０１１２】
上述の操作装置１０、１０Ａ、１０Ｂでは、複数のステータ側磁極部と複数のロータ側磁極部とが、それぞれ円周方向に等間隔に並ぶように配置されているが、この配置に限定されない。例えば、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示されるように、ステータ部２０Ａ、２０Ｂでは、円周の一部のみに複数のステータ側磁極部２８、…が配置され、ロータ部３０Ａ、３０Ｂでは、各ステータ側磁極部２８に対応する数及び位置に複数のロータ側磁極部３４、…がそれぞれ配置されていてもよい。
【０１１３】
また、ステータ側磁極部２８と、これに対応するロータ側磁極部３４とが、１つずつ配置される構成等であってもよい。
【０１１４】
また、励磁コイルは、ロータ側に設けられていてもよい。この場合には、その励磁コイルによって励磁されたときに磁束線が集中するロータ側磁極部が本発明の第１の磁極部に相当し、そのロータ側磁極部と対向可能なステータ側磁極部が本発明の第２の磁極部に相当する。
【符号の説明】
【０１１５】
１０、１０Ａ、１０Ｂ    力覚付与型操作装置
１２    操作レバー（操作部材）
１４    回転角検出部
１６    負荷検出部
１８    制御部
２０、２０Ａ、２０Ｂ    ステータ部（固定部）
２１    励磁コイル
２２    ステータ（固定部本体）
２８、２８Ａ、２８Ｂ、２８０    ステータ側磁極部（第１の磁極部）
３０、３０Ａ、３０Ｂ    ロータ部（回転部）
３４、３４Ａ、３４０    ロータ側磁極部（第２の磁極部）
３６０  間隔維持機構
３６１  非磁性層
３６２  付勢部材
Ｃ      回転軸
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【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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【図１８】
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【図３】
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【図１９】
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