(57)【要約】【課題】超小型の被作動材を、遠隔操作で回転作動させることができる駆動装置を提供することを課題としている。【解決手段】被作動材に付設され回転自在に支持される永久磁石１２と、前記永久磁石１２と非接触に配置される磁界発生用のコイル１１と、前記コイル１２に交流電圧を給電する電源手段１３とを備え、前記コイル１１に前記電源手段１３より給電を行い、前記被作動材の永久磁石１２との間に磁界を発生させて前記被作動材を回転させる構成としている。【選択図】図１
2008104324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被作動材に付設される永久磁石と、
前記永久磁石と非接触に配置される磁界発生用のコイルと、
前記コイルに交流電圧を給電する電源手段と、
を備え、
前記コイルに前記電源手段より給電を行い、前記永久磁石との間に磁界を発生させ前記被作動材を回転させる構成としていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記コイルはＵ相、Ｖ相、Ｗ相を備えた三相コイルであり、前記電源手段は三相交流電圧を前記コイルに給電するものである請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記コイルは２つの単相コイルからなり、前記各単相コイルは位相の異なる交流電圧を前記２つの単相コイルに給電するものである請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記被作動材の一側方に前記三相コイルあるいは前記２つの単相コイルの軸線方向の一端を並列配置すると共に、前記永久磁石を前記三相コイルあるいは前記２つの単相コイルの磁場範囲内に配置するものである請求項２または請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記コイルは１つの単相コイルからなり、前記電源手段は交流電圧を前記１つの単相コイルに給電するものであり、前記被作動部材の一側方に前記１つの単相コイルの軸線方向の片端を配置すると共に、前記永久磁石を前記１つの単相コイルの磁場範囲内に配置するものである請求項１に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記コイルは１つの単相コイルからなり、前記電源手段は交流電圧を前記１つの単相コイルに給電するものであり、前記被作動材の一側方に前記１つの単相コイルの軸線方向の両端を配置すると共に、前記永久磁石を前記１つの単相コイルの磁場範囲内に配置するものである請求項１に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記コイルは、第１巻線部と、前記第１巻線部に直列に接続して前記第１巻線部と巻線方向を逆にした第２巻線部からなり、前記電源手段は交流電圧を前記コイルに給電するものであり、前記被作動材の一側方に前記コイルの前記第１巻線部と前記第２巻線部の夫々の軸線方向の一端を配置すると共に、前記永久磁石を前記コイルの磁場範囲内に配置するものである請求項１に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記コイルは超電導コイルからなる請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記コイルを移動させる移動手段を備え、
前記コイルに追従して前記被作動材を移動させる構成としている請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記被作動材は切削加工機に用いられる切刃からなり、
前記被作動材は非磁性体の被加工物内に配置され、
前記被作動材を前記コイルに発生させる磁界により遠隔操作で回転・移動させる構成としている請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記被作動材は人体内に挿入される手術用鉗子からなり、
前記被作動材に付設する前記永久磁石は微小とすると共に前記永久磁石を非磁性樹脂からなる保持材中に埋設し、該保持材より前記手術用鉗子を突設しており、
前記コイルに発生させる磁界により遠隔操作で前記被作動材を人体内で回転・移動させる構成としている請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記被作動材は自動車のタイヤからなり、
前記被作動材を前記コイルに発生させる磁界により遠隔操作で回転・移動させる構成としている請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置に関し、詳しくは、小型の被作動材をコイルが発生する磁界によって非接触で回転作動させるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転力を得る駆動手段としてはモータが用いられる。モータの構造は、例えば特開２００５−２３７１７５号公報（特許文献１）に示すように固定子と回転子からなり、電機子巻線が巻かれた固定子に電流を流すことで、回転磁界を発生させて回転子を回転させている。
これらのモータは円環状の固定子の内部に回転子を配置する構成であり、固定子から発生する回転磁界により効率よく回転子を回転させることができるように、固定子と回転子の間のギャップを非常に小さくして、固定子と回転子を一体として形成している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３７１７５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、実際に回転駆動する被作動材は回転子であるが、回転子だけを取り出して、遠隔操作で駆動力を得るということはできず、小型化が困難であるという問題がある。
一方、回転子だけを取り出して駆動力を得ることができるモータとしてリニアモータがある。リニアモータは固定子部に対向して被作動材（モータの回転子に相当）を配置するので、固定子部と被作動材が一体とはならず、被作動材を小型化できる。
しかし、リニアモータは固定子部に沿った推進力を発生させるものであり、回転力を発生させることはできないという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、被作動材を小型化しながら、該被作動材を遠隔操作で回転駆動させることができる駆動装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、被作動材に付設される永久磁石と、
前記永久磁石と非接触に配置される磁界発生用のコイルと、
前記コイルに交流電圧を給電する電源手段と、
を備え、
前記コイルに前記電源手段より給電を行い、前記被作動材の永久磁石との間に磁界を発生させて前記被作動材を回転させる構成としていることを特徴とする駆動装置を提供している。
【０００７】
前記コイルとしては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を並列に並べて結線した三相コイル、２つの単相コイル、１個の単相コイルのいずれでもよい。
【０００８】
前記コイルとして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を並列に並べて結線した三相コイルとした場合、前記電源手段は三相交流電圧を前記コイルに給電して、前記コイルに移動磁界を発生させている。該三相コイルは、前記被作動材の一側方に軸線方向の一端を並列配置すると共に、前記永久磁石を前記三相コイルの磁場範囲内に配置している。
前記永久磁石は、例えば棒状とし、前記コイルとは非接触であるが移動磁界によって駆動力を発生することができるコイルの磁場範囲内に対向して配置し、さらに、回転自在であるが移動磁界に吸引されて前記コイルと接触しないように支持することが好ましい。
【０００９】
前記構成とすると、コイルに移動磁界を発生させると、永久磁石を回転駆動させることができる。即ち、永久磁石のＳ極が移動磁界の磁極に吸引されると、永久磁石のＳ極はコイルと最も近い位置まで回転移動する。移動磁界の磁極は移動するので、永久磁石のＳ極も移動磁界の磁極の移動方向に合わせて移動する。しかし、永久磁石は支持されているので、永久磁石のＳ極は移動磁界に合わせて移動磁界の進行方向に移動しつづけることはできず、永久磁石のＳ極はコイルから離れて回転する。一方、永久磁石のＳ極がコイルから離れると、Ｎ極はコイルに近づくので、Ｎ極は移動磁界の次の磁極に吸引されて、Ｓ極と同様に移動磁界の磁極に吸引され、移動磁界の磁極の移動方向に合わせて移動する。
このように、永久磁石のＳ極とＮ極をコイルの磁極に吸引または反発させることで、永久磁石を回転駆動することができる。よって、同期機と同様の原理で、永久磁石が回転することとなる。
【００１０】
このように、永久磁石とコイルとを非接触に分離して配置し、永久磁石を遠隔操作で回転させることで、該永久磁石を付設した被作動材を回転させることができ、被作動材をコイルと分離していることで小型化できる。
【００１１】
永久磁石の極間（Ｎ極とＳ極の間）の長さは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルを１相ずつ並列に並べた場合の長さとほぼ同じとすることが好ましい。
三相コイルの磁極間の長さを永久磁石の極間の長さとほぼ同じとすることで、永久磁石はもっとも強く吸引され、効率良く永久磁石を回転させることができる。
電源手段が印加する三相交流は周波数を変化させてもよい。三相交流の周波数を変化させることで、永久磁石の回転速度を調節することができる。
また、電源手段が印加する三相交流は各相の位相を変化させてもよい。位相を調節することで、永久磁石の回転ムラを少なくすることができる。
【００１２】
前記コイルを２つの単相コイルから構成する場合、前記各単相コイルに位相の異なる交流電圧を給電している。
この場合も、被作動材の一側方に、前記２つの単相コイルを軸線方向の一端を並列配置すると共に、前記永久磁石を前記２つの単相コイルの磁場範囲内に配置している。
【００１３】
前記２つの単相コイルとした場合、位相の異なる交流電流が２つの単相コイルに給電されるので、夫々の単相コイルの一端には異なる磁極が現れ、磁界の強さも時間により変化する。
被作動材に付設された永久磁石のＳ極が一方の単相コイルの一端のＮ極に吸引されると、永久磁石は支持されているので、永久磁石のＳ極は一方のコイルと最も近い位置まで回転移動する。一方のコイルの一端の磁極がＳ極となると永久磁石のＳ極は反発して、さらに回転する。一方で、各単相コイルには位相の異なる交流電圧が給電されるので、他方のコイルの一端の磁極がＮ極となり永久磁石のＳ極を吸引する。
このように、永久磁石のＳ極とＮ極を交互に各単相コイルの一端の磁極に吸引反発させることで、永久磁石を回転駆動することができる。永久磁石が回転する原理は、三相コイルの場合と同様に、同期機と同じ原理である。
【００１４】
前記コイルを１つの単相コイルから構成した場合、前記電源手段は交流電圧を前記１つの単相コイルに給電し、かつ、前記被作動材の一側方に、前記１つの単相コイルの軸線方向の片端を配置すると共に、前記永久磁石を前記１つの単相コイルの磁場範囲内に配置している。
前記構成とすることで、単相コイルの軸線方向の片端には時間の変化により異なる磁極が現れ、被作動材に付設された永久磁石のＳ極とＮ極は交互に単相コイルの片端の磁極に吸引もしくは反発して、被作動材を回転させることができる。
あるいは、前記コイルを１つの単相コイルから構成した場合、前記電源手段は交流電圧を前記１つの単相コイルに給電し、前記被作動材の一側方に前記１つの単相コイルの軸線方向の両端を配置すると共に、前記永久磁石を前記１つの単相コイルの磁場範囲内に配置している。
前記構成とすることで、単相コイルの軸線方向の両端には異なる磁極が現れ、被作動材に付設された永久磁石のＳ極とＮ極は単相コイルの両端部の磁極にそれぞれ吸引反発され、被作動材を回転させることができる。被作動材が回転する原理は前述した２つの単相コイルの場合と同様である。
【００１５】
さらに、前記コイルは、第１巻線部と、前記第１巻線部に直列に接続して前記第１巻線部と巻線方向を逆にした第２巻線部からなるもので構成してもよい。
この場合、前記電源手段は交流電圧を前記コイルに給電し、前記被作動材の一側方に、前記コイルの前記第１巻線部と前記第２巻線部の夫々の軸線方向の一端を配置すると共に、前記永久磁石を前記コイルの磁場範囲内に配置している。
第１巻線部と第２巻線部は巻線方向が逆であるため、被作動材と対向した第１巻線部と第２巻線部の一端には異なる磁極が現れ、被作動材に付設された永久磁石のＳ極とＮ極は単相コイルの磁極にそれぞれ吸引される。被作動材が回転する原理は前述した２つの単相コイルの場合と同様である。
【００１６】
なお、交流電圧とは、電圧が時間とともに正極から負極へ正弦波状に変化するものだけでなく、一定値の電圧（直流電圧）が所定時間ごとに正極又は負極に切り替わるものも含む。
【００１７】
前記コイルは超電導コイルからなることが好ましい。
永久磁石が回転するためには磁界が必要であり、磁界はコイルと永久磁石との間のギャップに反比例して弱くなる。コイルを超電導コイルにすると、コイルは強力な移動磁界を発生させることができ、コイルと永久磁石との間のギャップを大きくすることができる。
なお、コイルは常電導コイルであってもよい。この場合、コイルに鉄心を備えたものとすることが好ましい。
【００１８】
さらに、前記コイルを移動させる移動手段を備え、
前記コイルに追従して前記被作動材が移動する構成としていることが好ましい。
【００１９】
コイルに交流電圧を印加しつつ前記移動手段で移動させると、永久磁石を付設した被作動材はコイルにより発生する磁界に吸引され、被作動材は回転しながら、コイルの移動に追従して移動する。
このように、永久磁石をコイルに追従して移動させることで、被作業材を移動させるための装置を必要とせず、駆動装置の構成が簡単になる。
【００２０】
本発明の駆動装置は、切削加工機の駆動装置とすることができる。
その場合、前記被作動材は切削加工機に用いられる切刃とし、該被作動材を非磁性体の被加工物内に配置し、前記被作動材を前記コイルによる遠隔操作で回転・移動させる構成としている。
【００２１】
前記構成とすると、被作動材とする切刃には永久磁石を取り付けるだけでよく、被作動材はコイルと一体ではなく非接触であるため、被作動材を小型とすることができ、精密切削が可能となる。
また、金型等では被加工物の外部の形状しか加工を行うことができないが、本発明の駆動装置を用いると被作動材を被加工物の内部に配置して内部加工を行うことができる。
なお、被加工物は非磁性体に限られる。これは、磁性体であればコイルが発生する磁界で被加工物に渦電流が発生し、永久磁石が回転できないことによる。
【００２２】
また、本発明の駆動装置は、人体の挿入される手術用鉗子の駆動装置とすることができる。
その場合、前記被作動材を人体内に挿入される手術用鉗子とし、該被作動材に付設する前記永久磁石は微小とすると共に前記永久磁石を非磁性樹脂からなる保持材中に埋設し、該保持材より前記手術用鉗子を突設し、前記コイルにより遠隔操作で前記被作動材を人体内で回転・移動させる構成としている。
【００２３】
前記被作動材の手術用鉗子には微小の永久磁石を付設するだけであるため、全体として微小とでき、よって、人体の血管などに挿入可能となり、コレステロールや血栓を除去するなどの手術用に用いることができる。
【００２４】
さらに、本発明の駆動装置は、自動車のタイヤの駆動装置とすることができる。
その場合、前記被作動材をタイヤとし、車体に設けた前記コイルに発生させる磁界により遠隔操作で回転・移動させる構成としている。
タイヤをコイルにより回転させているので、従来の自動車と比べてエンジンの動力をタイヤに伝えるギアなどが不要となるため、自動車の駆動効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
前述したように、本発明の駆動装置によれば、被作動材に付設される永久磁石とコイルとを分離して非接触に配置することで、被作動材を小型化することができる。また、永久磁石がコイルの移動磁界によって回転するので被作動材を回転駆動させることができる。
さらに、これらの駆動装置を切削加工機や手術用の鉗子の駆動、自動車のタイヤの駆動に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図４に本発明の第１実施形態を示す。
図１は本発明の駆動装置１０の概略的な構成を示し、駆動装置１０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の超電導コイルを結線した三相コイル１１と、永久磁石１２と、三相コイル１１に接続した三相交流電源１３からなる。前記永久磁石１２は被作動材１００に固定して付設している。該被作動材１００は任意の被回転材からなり、図中、簡略化して示している。
【００２７】
永久磁石１２は棒状とし、長手方向の中心線と長手方向に垂直の方向の中心線との交差点付近に貫通穴をあけ、該貫通穴に支持棒１５を貫通させ、支持棒１５を支点として永久磁石１２を回転可能に支持し、該永久磁石１２を回転させることで、該永久磁石１２に固定した被作動材１００を回転させるようにしている。
前記永久磁石１２は三相コイル１１と非接触とし、かつ三相コイル１１が発生させる磁界の影響を受ける範囲（磁場範囲）に配置している。
三相コイル１１は本実施形態では台車１４からなる移動手段に取り付けている。
【００２８】
次に、駆動装置１０の作動原理について、図２（Ａ）〜（Ｅ）に基づいて説明する。
三相コイル１１に三相交流電源１３から三相交流電圧を印加すると、三相コイル１１には移動磁界が発生する。図２では移動磁界をＵ字永久磁石２０に模擬して示している。
【００２９】
図２（Ａ）に示すように、第１Ｕ字永久磁石２０Ａの両端の一方をＳ極，他方をＮ極とし、永久磁石１２のＮ極を第１Ｕ字永久磁石２０ＡのＳ極の近くに配置し、図２（Ｂ）のように第１Ｕ字永久磁石２０Ａを少し右方向に移動すると、第１Ｕ字永久磁石２０ＡのＳ極と永久磁石１２のＮ極とが吸引し、回転磁石は反時計方向（右方向）に回転する。
さらに、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）のように第１Ｕ字永久磁石２０Ａを右方向に移動すると、永久磁石１２のＮ極は第１Ｕ字永久磁石２０ＡのＳ極に吸引されて反時計方向に回転する。
さらに、図２（Ｅ）に示すように、第２Ｕ字永久磁石２０Ｂを第１Ｕ字永久磁石２０Ａと並列に配置することで、永久磁石１２のＳ極を吸引し、永久磁石１２は反時計方向に回転する。このようにＵ字永久磁石２０の移動により、永久磁石１２は回転する。図２において、第１Ｕ字永久磁石２０Ａが移動する反時計方向が三相コイル１１が発生させる移動磁界の移動方向となる。
【００３０】
前述した駆動装置１０の原理は、同期機の回転原理と同じである。すなわち、同期機では固定子が円環状であり、回転子が固定子に発生する回転磁界と同期して回転するが、本発明では、同期機の固定子に相当する三相コイル１１が直線状に移動磁界を発生し、永久磁石は移動磁界に同期して回転する。
【００３１】
さらに、台車１４により三相コイル１１の配置位置を左右方向に移動させると、永久磁石１２と三相コイル１１との間には吸引力が働いているため、永久磁石１２も三相コイル１１に追従して左右方向に移動する。一方で、三相コイル１１は移動磁界を発生しているため、永久磁石１２は回転駆動も継続する。これにより、永久磁石１２を固定した被作動材１００を回転させながら、移動させることができる。
【００３２】
なお、図３に示すように、永久磁石１２の支持棒１５を中心とした仮想円Ｃ上に三相コイル１１のＵ相１１ａ、Ｖ相１１ｂ、Ｗ相１１ｃをそれぞれ配置してもよい。永久磁石１２の支持棒１５から三相コイル１１のＵ相１１ａ、Ｖ相１１ｂ、Ｗ相１１ｃまでの距離がそれぞれ等しくなり、永久磁石１２の両端のＳ極、Ｎ極は三相コイル１１の各相が発生させる磁界の影響を等しく受けるため、永久磁石１２をより滑らかに回転させることができる。
【００３３】
図４に本発明の第２実施形態を示す。
図４は第２実施形態の駆動装置１０の概略的な構成を示し、駆動装置１０は、超電導コイルからなる２つの単相コイル１１Ａ、１１Ｂと、永久磁石１２と、単相コイル１１Ａ、１１Ｂに接続した単相交流電源１３Ａ，１３Ｂからなる。
永久磁石１２は単相コイル１１Ａ、１１Ｂの磁場範囲内に配置している。
各単相コイル１１Ａ、１１Ｂは、永久磁石１２の一側方に、前記各単相コイル１１Ａ、１１Ｂの軸線方向の一方の端部１１ｄを並列に配置している。
単相交流電源１３Ａ，１３Ｂは位相の異なる交流電圧を各単相コイル１１Ａ、１１Ｂに給電している。
【００３４】
単相コイル１１Ａ、１１Ｂに位相の異なる交流電圧を給電することで、単相コイル１１Ａ、１１Ｂの端部１１ｄには異なる磁極が現れ、磁界の強さも時間により変化するので、永久磁石のＳ極とＮ極を交互に各単相コイル１１Ａ、１１Ｂの端部１１ｄに吸引もしくは反発させることで、図２の三相交流電圧を三相コイルに給電した場合と同様の原理で永久磁石を回転駆動することができる。
なお、図示していないが永久磁石１２に被作動材を固定している構成は第１実施形態と同様であり、かつ、他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
図５に本発明の第３実施形態を示す。
図５は第３実施形態の駆動装置１０の概略的な構成を示し、駆動装置１０は、超電導コイルからなる１つの単相コイル１１と、永久磁石１２と、単相コイル１１に接続した単相交流電源１３からなる。
永久磁石１２は単相コイル１１の磁場範囲内に配置している。
単相コイル１１は、永久磁石１２の一側方に、前記各単相コイル１１の軸線方向の両端部１１ｅ、１１ｆが位置するように配置している。
単相交流電源１３は交流電圧を各単相コイル１１に給電している。
【００３６】
単相コイル１１に交流電圧を給電することで、単相コイル１１の端部１１ｅ、１１ｆには異なる磁極が現れ、磁界の強さも時間により変化するので、永久磁石１２のＳ極とＮ極は単相コイル１１の両端部１１ｅ、１１ｆにそれぞれ吸引もしくは反発され、永久磁石１２を回転させることができる。永久磁石１２が回転する原理は第１実施形態の場合と同様である。
なお、第２実施形態と同様に永久磁石１２は被作動材に付設しており、かつ、他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
図６に本発明の第４実施形態を示す。
図６は第４実施形態の駆動装置１０の概略的な構成を示し、駆動装置１０は超電導コイルからなる１つの単相コイル１１と、永久磁石１２と、単相コイル１１に接続した単相交流電源１３からなる。
前記永久磁石１２はモータの回転子となる被作動部材１０１に付設し、該被作動部材１０１の一側方に、前記１つの単相コイル１１の軸線方向の片端１１ｄを配置すると共に、該単相コイル１１の磁場範囲内に前記永久磁石１２を配置している。
【００３８】
単相コイル１１に交流電圧を給電することで、単相コイル１１の片端１１ｄには、時間の変化により異なる磁極が現れる。永久磁石１２のＳ極とＮ極は交互に片端１１ｄの磁極に吸引もしくは反発して、永久磁石を回転させることができる。
なお、本実施形態では永久磁石は２極であるため、単相コイルの軸線に対して垂直方向に永久磁石のＳ極とＮ極が位置したときは永久磁石は単相コイルから吸引力もしくは反発力を受けることがないが、永久磁石は既に回転しているので、永久磁石の慣性により回転を続けることができる。
なお、他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
図７は本発明の第５実施形態を示す。
図７は第５実施形態の駆動装置１０の概略的な構成を示し、駆動装置１０は、超電導コイルからなる単相コイル１１と、永久磁石１２と、単相コイル１１に接続した単相交流電源１３からなる。
永久磁石１２は単相コイル１１の磁場範囲内に配置している。
コイル１１は、第１巻線部１１ｇと、第１巻線部１１ｇに直列に接続されて第１巻線部１１ｇと巻線方向を逆にした第２巻線部１１ｈからなり、永久磁石１２の一側方に、第１巻線部１１ｇと第２巻線部１１ｈの軸線方向の一方の端部１１ｄを並列配置している。
単相交流電源１３Ａ，１３Ｂは位相の異なる交流電圧を各単相コイル１１Ａ、１１Ｂに給電している。
【００４０】
第１巻線部１１ｇと第２巻線部１１ｈは巻線方向が逆であるため、コイル１１に交流電圧を給電することで、各巻線部の端部１１ｄには異なる磁極が現れ、磁界の強さも時間により変化する。このため、永久磁石１２のＳ極とＮ極は単相コイルの磁極にそれぞれ吸引反発され、永久磁石１２を回転させることができる。永久磁石１２が回転する原理は第１実施形態の場合と同様である。
なお、第２実施形態と同様に永久磁石１２は被作動材に付設しており、かつ、他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４１】
図８および図９に、前記本発明の第１実施形態の駆動装置１０を切削加工機３０として用いている第６実施形態を示す。
切削加工機３０は、台座３１の上にコラム３２を取り付け、コラム３２の上部に水平に支持板３３を取り付けている。前記台座３１、支持板３３、コラム３２それぞれに平行にガイド棒３４を取り付けている。ガイド棒３４には移動自在に移動部材３５を取り付け、移動部材３５には回転体３６を挟んでワーク収容体３７を取り付け、回転体３６を回転させることでワーク収容体３７を回転させる構成としている。
前記ワーク収容体３７には、樹脂等の非磁性体からなる被加工物のワーク３８を固定して収容している。
【００４２】
前記台座３１の内部には、内部の上面に近い位置に三相コイル１１を収容した収容器３９を配置している。三相コイル１１は超電導コイルで形成し、収容器３９内に保持している。該収容器３９内には冷媒を充填し、三相コイル１１を超電導温度に保持している。
該三相コイル１１の収容器３９は台座３１の内部で平面に移動自在としている。また、三相コイル１１は三相交流電源１３に接続している。
【００４３】
前記ワーク３８の内部に、被作動材となる切刃４０を配置している。図９に示すように、切刃４０は円錐状の刃４１と、円錐状の刃４１と連続して円筒状の鉄心の円周に設けた刃４２からなり、円筒状の鉄心の底辺４２ａには永久磁石１２を付設している。
【００４４】
前記構成とした切削加工機３０における駆動装置１０において、三相コイル１１に三相交流電圧を印加すると、三相コイル１１には移動磁界が発生し、永久磁石１２が付設された切刃４０が回転してワーク３８を切削する。このとき、永久磁石１２と三相コイル１１との間に吸引力が働くので、切刃４０は三相コイル１１側に吸引されながらワーク３８の切削を行う。すなわち、本実施形態では常に下向きに切刃４０を押し付けながら切削を行う。
切削の方向を変えたい場合には、ワーク収容体３７を回転させたり、ワーク収容体３７を台座３１または支持板３３のガイド棒３４に取り付けたりすることで、切削の方向が下向きになるようにする。
【００４５】
このように、切削加工機３０の駆動装置１０では、被作動材となる切刃４０に永久磁石１２を取り付けるだけよいため、切刃４０は小型になり精密切削加工が可能となる。また、金型等では被加工物の外部の形状しか加工を行うことができないが、本発明の駆動装置１０を用いると切刃４０をワーク３８の内部に配置して内部加工を行うことができる。
なお、本実施形態では三相コイル１１を超電導コイルとしたが、超電導ではない常電導コイルを用いても良い。
また、第６実施形態では第１実施形態の駆動装置１０を用いたが、第２〜第５実施形態の駆動装置１０を用いてもよい。
【００４６】
図１０乃至図１２に、本発明の第１実施形態の駆動装置１０を人体５２内に挿入される手術用鉗子駆動装置５０に用いている第６実施形態を示す。
台５１に乗せた人体５２を中央に収納できる円筒状のカプセル５３を設け、カプセル５３の外側の側面５３ａと内側の側面５３ｂの間の空間（側面空間５４と称する）に三相コイル１１を収容した三相コイル収容体５５を配置している。
三相コイル収容体５５はカプセル５３の側面空間５４内で移動自在とし、カプセル５３外に設けた三相交流電源１３に接続している。
【００４７】
人体５２内には被作動材である手術用鉗子材６０を挿入している。
手術用鉗子材６０は図１１に示すように、手術用鉗子６１を円筒状の保持材６２の先端から突出させている。保持材６２は非磁性樹脂からなり、保持材６２の直径は１ｍｍ以下としている。さらに、微小の永久磁石１２を保持材６２内にモールドし、該保持材６２を介して手術用鉗子６１と一体化している。
【００４８】
次に、手術用鉗子６１の駆動について説明する。
カプセル５３内の人体５２の血管５２ａに対して手術用鉗子材６０を挿入する。三相コイル１１に三相交流電圧を印加すると永久磁石１２が回転し、永久磁石１２の回転により連動して手術用鉗子材６０が回転する。この手術用鉗子６１の回転作動で血管５２ａの壁面に付着しているコレステロールを除去する等の手術を行う。
【００４９】
図１２はカプセル５３と人体５２内の血管５２ａの断面図である。図１２では人体５２を図示しておらず、血管５２ａを拡大して図示している。
血管５２ａに対して手術用鉗子材６０が小さい場合には、三相コイル収容体５５の位置により血管５２ａ内の手術用鉗子材６０の位置が決まる。永久磁石１２と三相コイル収容体５５の間には吸引力が働くので、三相コイル収容体５５が血管５２ａに対して上方にあれば、手術用鉗子材６０も血管５２ａの上方に位置し、三相コイル収容体５５が血管５２ａに対して下方にあれば、手術用鉗子材６０も血管５２ａの下方に位置する。従って、三相コイル収容体５５を血管５２ａの周方向の任意の位置に配置することで、血管５２ａ内での手術用鉗子材６０の位置を制御することができる。
【００５０】
また、手術用鉗子材６０は三相コイル収容体５５に追従しながら移動する。このため、例えば手術用鉗子材６０を人体５２の頭側から足側へ移動させたい場合には、三相コイル収容体５５をカプセル５３の側面空間５４で頭側から足側へ移動することにより、手術用鉗子材６０を必要とする場所まで移動させることができる。
【００５１】
前記のように、三相コイル収容体５５を移動させると、手術用鉗子材６０は回転しながら移動する。手術用鉗子材６０が所要位置まで移動する際に、手術用鉗子材６０を回転させたくない場合には、三相コイル１１のうち一相だけに電圧を印加し、移動磁界を発生させず、永久磁石１２の回転を停止している。このように、一相だけに電圧を印加すると、保持材６２に固定した永久磁石１２と三相コイル収容体５５との間には吸引力が働くので、手術用鉗子材６０を回転させずに手術用鉗子材６０を所要位置まで移動させることができる。所要位置まで手術用鉗子材６０が移動した後に回転させたい場合には、三相コイル１１に三相交流電圧を印加して手術用鉗子材６０を回転作動させている。
【００５２】
なお、三相コイル１１に代えて、移動用永久磁石をカプセル５３の側面空間５４に配置し、移動用永久磁石により手術用鉗子材６０を移動させてもよい。この場合、移動用永久磁石では移動磁界は発生しないので、手術用鉗子材６０は回転せず、保持材６２に固定した永久磁石１２とカプセル５３に配置した移動用永久磁石の吸引力により、手術用鉗子材６０を移動させることができる。
カプセル５３の移動用永久磁石により手術用鉗子材６０を回転させずに手術用鉗子材６０を必要とする位置まで移動させると、三相コイル収容体５５を手術用鉗子材６０に近い位置にまで移動し、三相コイル１１に三相交流電圧を印加すると、手術用鉗子材６０を所要位置で回転させることができる。
なお、他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
また、第６実施形態では第１実施形態の駆動装置１０を用いたが、第２〜第５実施形態の駆動装置１０を用いてもよい。
【００５３】
図１３は前記第７実施形態の変形例を示す。
被作動材となる手術用鉗子材６０は、円筒状の保持材６２内に永久磁石１２を回転自在に埋没し、該永久磁石１２に手術用鉗子６１の基端を固定し、該手術用鉗子６１の全体を保持材６２内に収容している。保持材６２の一端面６２ａは手術用鉗子６１の先端の鉗子部分と対向する面としている。該一端面６２ａは破断しやすい易破断面として成形することが好ましい。保持材６２の他端面６２ｂには移動紐６３を取り付けている。
【００５４】
前記手術用鉗子材６０は、移動紐６３により保持材６２を引っ張たり、押したりすることで所要位置まで移動させる。
次に、三相コイル収容体５５をカプセル５３の側面空間５４内で手術用鉗子材６０付近まで移動し、三相交流電圧を印加する。すると、永久磁石１２と固定した手術用鉗子６１は保持材６２内で回転する。保持材６２に取り付けた移動紐６３を少し永久磁石１２の方向に引っ張ると、手術用鉗子６１は保持材６２より突出する。図１３（Ｂ）に示すように、手術用鉗子６１は保持材６２の易破断面の一端面６２ａを突き破ってもよい。この突出した手術用鉗子６１を用いて、血管５２ａのコレステロールなどを除去する等の手術を行う。
手術用鉗子材６０は所要位置に移動されるまでは保持材６２の内部に収容されているため、移動途中に血管５２ａなどを傷つけることを防止できる。
なお、他の構成および作用効果は第６実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図１４に、本発明の第２実施形態の駆動装置１０を自動車７１の駆動装置７０に用いている第８実施形態を示す。
駆動装置７０は、自動車７１のボディ内であって各タイヤＴの上方に２つの単相コイル１１Ａ、１１Ｂを収容したコイル収容体７２を配置している。単相コイル１１Ａ、１１Ｂはそれぞれ自動車７１のボディ内に備えた単相交流電源１３Ａ、１３Ｂに接続している。なお、単相交流電源１３Ａ，１３Ｂは直流電源の正極又は負極を所定の時間ごとに切り替えるものであってもよい。
被作動材であるタイヤＴの内部には永久磁石１２を付設し、タイヤＴの回転中心点Ｐが永久磁石１２の回転の中心点Ｐとなるようにしている。タイヤＴはサスペンション（図示せず）を介して車体と接続しており、タイヤＴとコイル収容体７２は単相コイル１１Ａ、１１Ｂの磁場範囲内に非接触に配置している。
【００５６】
コイル収容体７２に収容した２つの単相コイル１１にそれぞれ位相の異なる交流電圧を供給すると、単相コイル１１Ａ、１１ＢのタイヤＴと対向した端部１１ｄには異なる磁極が現れると共に、磁界の強さも時間により変化する。永久磁石１２のＳ極とＮ極を交互に各単相コイル１１Ａ、１１Ｂの端部１１ｄに吸引させることで、永久磁石１２を付設したタイヤＴを回転駆動することができ、自動車７１を駆動することができる。
なお、他の構成および作用効果は第２実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
なお、第８実施形態では第２実施形態の駆動装置１０を用いたが、第１実施形態、第３〜第５実施形態の駆動装置１０を用いてもよい。
【００５７】
図１５に第９実施形態の変形例を示す。
左右のタイヤＴ同士をシャフト７３で接続し、左右のタイヤＴはシャフト７３の回転により回転駆動している。シャフト７３には永久磁石１２を付設しており、永久磁石１２とタイヤＴの回転中心点Ｐにシャフト７３を接続している。自動車７１のボディ内であって永久磁石１２の上方にはコイル収容体７２を配置している。
永久磁石とコイル収容体７２をそれぞれ1つずつ設けることで、自動車を駆動することができるので、部品点数を削減することができる。
【００５８】
なお、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の特許請求の範囲内の種々の形態が含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態の駆動装置の概略的な構成を示す図である。
【図２】駆動装置の動作原理の説明図である。
【図３】三相コイルの配置の説明図である。
【図４】第２実施形態の駆動装置の概略的な構成を示す図である。
【図５】第３実施形態の駆動装置の概略的な構成を示す図である。
【図６】第４実施形態の駆動装置の概略的な構成を示す図である。
【図７】第５実施形態の駆動装置の概略的な構成を示す図である。
【図８】切削加工機に本発明の駆動装置を用いた第６実施形態の断面図である。
【図９】切削加工機に用いる切刃の斜視図である。
【図１０】手術用鉗子駆動装置に本発明の駆動装置を用いた第７実施形態の斜視図である。
【図１１】手術用鉗子材の斜視図である。
【図１２】手術用鉗子駆動装置の断面図である。
【図１３】第７実施形態の変形例を示し、（Ａ）は配置位置の移動時の手術用鉗子材の斜視図、（Ｂ）は回転駆動した時の手術用鉗子材の斜視図である。
【図１４】自動車のタイヤに本発明の駆動装置を用いた第８実施形態の斜視図である。
【図１５】第８実施形態の変形例である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  駆動装置
１１  コイル
１２  永久磁石
１３  交流電源
１４  台車
３０  切削加工機
３４  ガイド棒
３７  ワーク収容体
３８  ワーク
３９  収容器
４０  切刃（被作動材）
５０  手術用鉗子駆動装置
５２  人体
５２ａ  血管
５３  カプセル
５４  側面空間
６０  手術用鉗子材（被作動材）
６１  手術用鉗子
６２  保持材
７０  自動車駆動装置
７２  コイル収容体
１００  被作動材
Ｐ  回転中心点
Ｔ  タイヤ（被作動材）
【図１】
2008104324.tif 000003
【図２】
2008104324.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008104324.tif 000009
【図８】
2008104324.tif 000010
【図９】
2008104324.tif 000011
【図１０】
2008104324.tif 000012
【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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