(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転する駆動回転体と、
前記駆動回転体と対向して設けられ、前記駆動回転体の回転軸の延長線を回転軸として回転する従動回転体と、
前記駆動回転体の前記従動回転体と対向する面上に、前記駆動回転体の回転軸を中心に描かれる仮想円の円周上に等間隔に設けられた少なくとも３つの駆動磁石と、
前記従動回転体の前記駆動回転体と対向する面上に、前記駆動回転体に描かれた仮想円と対応して前記従動回転体の回転軸を中心に描かれる仮想円の円周上に等間隔に設けられた前記駆動磁石と同数の従動磁石と、
を備えた磁気駆動装置において、
前記駆動磁石及び前記従動磁石は略同形状で形成され、互いに平行な対向面と、該対向面間の外周を覆う周側面とで囲まれた立体をしており、前記周側面の一面全面を一方の極の磁極とし、該周側面の一面と反対の面である他面全面を他方の極の磁極とする両面２極型磁石でそれぞれ構成され、
前記駆動磁石と前記従動磁石とを、前記駆動磁石と前記従動磁石との対向面同士が略平行で、異極直交型となるよう配置し、かつ前記駆動磁石の略平行な対向面の中央を共通に通る中央延長線と前記従動磁石の略平行な対向面の中央を共通に通る中央延長線とが一致するように対向して配置し、
このように配置した前記駆動磁石及び前記従動磁石を前記駆動回転体及び前記従動回転体にそれぞれ取り付け、
前記駆動回転体を前記駆動回転体の回転軸を中心に回転させると、前記駆動磁石と前記従動磁石との磁力により前記従動回転体が前記従動回転体の回転軸を中心に回転することを特徴とする磁気駆動装置。
【請求項２】
回転軸を中心に回転する駆動回転体と、
前記駆動回転体と対向して設けられ、前記駆動回転体の回転軸の延長線を回転軸として回転する従動回転体と、
前記駆動回転体の前記従動回転体と対向する面上に、前記駆動回転体の回転軸を中心に描かれる仮想円の円周上に等間隔に設けられた少なくとも３つの駆動磁石と、
前記従動回転体の前記駆動回転体と対向する面上に、前記駆動回転体に描かれた仮想円と対応して前記従動回転体の回転軸を中心に描かれる仮想円の円周上に等間隔に設けられた前記駆動磁石と同数の従動磁石と、
を備えた磁気駆動装置において、
前記駆動磁石及び前記従動磁石は略同形状で形成され、互いに平行な対向面と、該対向面間の外周を覆う周側面とで囲まれた立体をしており、前記周側面の一面全面を一方の極の磁極とし、該周側面の一面と反対の面である他面全面を他方の極の磁極とする両面２極型磁石でそれぞれ構成され、
前記駆動磁石と前記従動磁石とを、前記駆動磁石と前記従動磁石との対向面同士が略平行で、同極平行型となるよう配置し、かつ前記駆動磁石の略平行な対向面の中央を共通に通る中央延長線と前記従動磁石の略平行な対向面の中央を共通に通る中央延長線とが一致するように対向して配置し、
このように配置した前記駆動磁石及び前記従動磁石を前記駆動回転体及び前記従動回転体にそれぞれ取り付け、
前記駆動回転体を前記駆動回転体の回転軸を中心に回転させると、前記駆動磁石と前記従動磁石との磁力により前記従動回転体が前記従動回転体の回転軸を中心に回転することを特徴とする磁気駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の磁気駆動装置が、撹拌槽の内部の液体を撹拌する手段として用いられる撹拌装置であって、前記磁気駆動装置を構成する従動回転体に、前記撹拌槽内に設けた支持軸が挿通されて前記支持軸を中心に前記従動回転体を回転自在に軸支するための挿通孔と、前記従動回転体の回転により前記液体を撹拌するための撹拌翼とをそれぞれ設け、前記従動回転体を前記支持軸に軸支したとき、前記磁気駆動装置を構成する駆動回転体が、前記撹拌槽の槽壁を介して前記駆動回転体と対向するように前記撹拌槽の外部に配置されて、前記回転駆動体の回転により前記従動回転体が前記支持軸を中心に回転することを特徴とする撹拌装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撹拌装置が、混合対象の液体を流入させる所定数の液供給口と混合処理を終えた液体を排出する液排出口とを有する前記撹拌槽内に、該撹拌槽内の液体の混合状態を制御する手段として複数個用いられる混合装置。
【請求項５】
基板を処理する真空容器と、
前記真空容器内に鉛直回転軸を中心に回転自在に設けられ前記基板を保持する基板保持体と、
前記鉛直回転軸の上方から該鉛直回転軸に回転力を付与して前記基板保持体を回転させる回転駆動部と、
前記基板保持体の下方から該基板保持体をその重力に抗して浮上させつつ前記鉛直回転軸の振れを防止する軸振れ防止機構とを備えた基板処理装置において、
前記駆動回転部として請求項１又は２に記載の磁気駆動装置が用いられ、
前記磁気駆動装置を構成する従動回転体の回転軸に前記鉛直回転軸を連結することにより、前記従動回転体を前記鉛直回転軸を介して前記基板保持体に接続し、
前記磁気駆動装置を構成する駆動回転体を前記真空容器の上壁を介して前記回転従動体と対向するように前記真空容器の外部に配置して、前記駆動回転体の回転により前記従動回転体を介して前記基板保持体を前記鉛直回転軸を中心に回転させるように構成し、
前記軸振れ防止機構が、前記基板保持体に設けられた浮揚磁石と、前記真空容器の外部に前記真空容器の底壁を介して前記浮揚磁石と対向するように設けられる超電導体とを備えて、該超電導体を超電導臨界温度以下に冷却することによって、前記超電導体と前記浮揚磁石とのマイスナー効果により前記基板保持体を前記真空容器内で浮上させつつ前記鉛直回転軸をピン止め効果によりピン止めするようにしたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
撹拌すべき液体を収容する密閉型の撹拌槽と、
前記撹拌槽内に鉛直回転軸を中心に回転自在に設けられ前記液体を撹拌する撹拌翼と、
前記鉛直回転軸の上方から該鉛直回転軸に回転力を付与して前記撹拌翼を回転させる回転駆動部と、
前記撹拌翼の下方から該撹拌翼をその重力に抗して浮上させつつ前記鉛直回転軸の振れを防止する軸振れ防止機構とを備えた撹拌装置において、
前記回転駆動部として請求項１又は２に記載の磁気駆動装置が用いられ、前記磁気駆動装置を構成する従動回転体の回転軸に前記鉛直回転軸を連結することにより、前記従動回転体を前記鉛直回転軸を介して前記撹拌翼に接続し、前記磁気駆動装置を構成する駆動回転体を前記撹拌槽の上壁を介して前記回転従動体と対向するように前記撹拌槽の外部に配置して、前記駆動回転体の回転により前記従動回転体を介して前記撹拌翼を前記鉛直回転軸を中心に回転させるように構成し、
前記軸振れ防止機構が、前記撹拌翼に設けられた浮揚磁石と、前記撹拌槽の外部に前記撹拌槽の底壁を介して前記浮揚磁石と対向するように設けられる超電導体とを備えて、該超電導体を超電導臨界温度以下に冷却することによって、前記超電導体と前記浮揚磁石とのマイスナー効果により前記撹拌翼を前記撹拌槽内で浮上させつつ前記鉛直回転軸をピン止め効果によりピン止めするようにしたことを特徴とする撹拌装置。
【請求項７】
撹拌すべき液体を収容する撹拌槽と、前記撹拌槽内の下方に回転自在に設けられる撹拌翼と、該撹拌翼を回転させる回転駆動部と、前記撹拌翼をその重力に抗して浮上させつつ前記撹拌翼の回転中心の振れを防止する軸振れ防止機構とを備えた撹拌装置において、
前記回転駆動部として請求項１又は２に記載の磁気駆動装置が用いられ、前記磁気駆動装置を構成する一方の従動回転体に前記撹拌翼を取り付け、前記磁気駆動装置を構成する他方の駆動回転体を前記撹拌槽の底壁を介して前記回転従動体と対向するように前記撹拌槽の外部に配置して、前記駆動回転体の回転により前記従動回転体を介して前記撹拌翼を前記従動回転体の回転軸を中心に回転させるように構成し、
前記軸振れ防止機構が、前記従動回転体の回転中心に設けられた浮揚磁石と、前記撹拌槽の外部に配置された前記駆動回転体の回転中心に、前記浮揚磁石と対向するように設けられた超電導体とを備えて、該超電導体を超電導臨界温度以下に冷却することによって、前記超電導体と前記浮揚磁石とのマイスナー効果により前記撹拌翼を前記撹拌槽内で浮上させつつ前記回転中心をピン止め効果によりピン止めするようにしたことを特徴とする撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、磁気駆動装置、撹拌装置、混合装置及び基板処理装置にかかるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撹拌子と対向して配置したＵ字型磁石を回転させ、両者の異極間の吸引作用のみで撹拌子を回転させるものとして、マグネチックスターラと呼ばれる磁気回転伝達装置が知られている。
【０００３】
その機構を図１２により説明すると、液体１１５を収容する容器１１４内に棒状の撹拌子１１２を配置し、容器１１４外の底壁近傍にＵ字型磁石１１１を対向配置し、駆動モータ１１３でＵ字型磁石１１１を回転させて撹拌子１１２を回転させるものである。
【０００４】
また、磁気カップリングと呼ばれる磁気回転伝達装置もあり、これにはラジアル型とアキシャル型とがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のマグネチックスターラは、撹拌子１１２とＵ字型磁石１１１との磁力により撹拌子１１２が回転するものである。このため、伝達トルクが小さく、撹拌子１１２が容易に脱離するという不具合がある。また、磁束の径が比較的小さい。
【０００６】
ところが、撹拌能力の向上という要請に応えるため、撹拌子１１２および対向するＵ字型磁石１１１の各磁力を強化し、異極間相互の吸引力のみを増大して、撹拌子１１２の回転能力を向上しようとしている。
【０００７】
しかし、このように単に異極間のみの吸引力を増大しようとすると、スラスト方向の負荷が増大してしまう。
【０００８】
駆動モータ１１３のスラスト方向の負荷増大により回転トルクの損失が生じたり、軸受の摩耗が生じたりする。また、撹拌子１１２の回転接触部の摩擦の増大により回転トルクの損失が生じたり、撹拌子１１２の回転接触部の摩耗が増大したり、さらには撹拌子１１２の回転接触部の摩擦音による騒音の増大が生じたりする。特に、撹拌子１１２の回転接触部が摩耗すると、その摩耗粉が容器内の液体に混入するため、好ましくない。
【０００９】
一方、上述した磁気カップリングにあっては、ラジアル型はアキシャル型に比べてスラスト力がかからないという利点があるものの、隔壁が複雑な形状となる欠点を有する。これに対してアキシャル型はラジアル型に比べて構造が簡単で、軸方向の長さを短くでき、隔壁形状を単純化できるという利点を有するものの、軸受部にスラスト力が働き、それが磁力に比例するという欠点を有していた。
【００１０】
なお、特許第２６７８５６９号による磁気回転伝達装置は、スラストを低減させるが、マイナスのスラストを得るには、至っていない。
【００１１】
また、上述した問題点は、マグネチックスターラに限らず、磁気駆動装置一般に共通し、駆動力の増大にともなって、スラストが増大してしまうというものである。
【００１２】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消して、駆動力の増大にともないスラストが低減する特性を持つ磁気駆動装置、撹拌装置、混合装置及び基板処理装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の発明は、
一方の磁石を駆動磁石とし他方の磁石を従動磁石として、前記駆動磁石と前記従動磁石とを非接触で磁気的に結合させ、前記駆動磁石の移動にともなって前記従動磁石を従動させる磁気駆動装置において、
前記駆動磁石及び前記従動磁石は略同形状で形成され、互いに略平行な対向面と、該対向面間の外周を覆う周側面とで囲まれた立体をしており、前記周側面の一面全面を一方の極の磁極とし、該周側面の一面と反対の面である他面全面を他方の極の磁極とする両面２極型磁石でそれぞれ構成され、
前記駆動磁石と前記従動磁石との対向面同士を略平行にし、かつ前記駆動磁石の略平行な対向面の中央を共通に通る中央延長線と、前記従動磁石の略平行な対向面の中央を共通に通る中央延長線とが一致するように前記駆動磁石と前記従動磁石とを対向して設け、
前記駆動磁石を、該駆動磁石の中央延長線と交差する方向に移動させることにより、その移動を前記駆動磁石の磁極と前記従動磁石の磁極間に生じる磁力で前記従動磁石に伝達するようにしたことを特徴とする磁気駆動装置である。
【００１４】
第２の発明は、
回転軸を中心に回転する駆動回転体と、
前記駆動回転体と対向して設けられ、前記駆動回転体の回転軸の延長線を回転軸として回転する従動回転体と、
前記駆動回転体の前記従動回転体と対向する面上に、前記駆動回転体の回転軸を中心に描かれる仮想円の円周上に等間隔に設けられた少なくとも３つの駆動磁石と、
前記従動回転体の前記駆動回転体と対向する面上に、前記駆動回転体に描かれた仮想円と対応して前記従動回転体の回転軸を中心に描かれる仮想円の円周上に等間隔に設けられた前記駆動磁石と同数の従動磁石と、
を備えた磁気駆動装置において、
前記駆動磁石及び前記従動磁石は略同形状で形成され、互いに平行な対向面と、該対向面間の外周を覆う周側面とで囲まれた立体をしており、前記周側面の一面全面を一方の極の磁極とし、該周側面の一面と反対の面である他面全面を他方の極の磁極とする両面２極型磁石でそれぞれ構成され、
前記駆動磁石と前記従動磁石の対向面同士を略平行にし、かつ前記駆動磁石の対向面の中央を通る中央延長線と、前記従動磁石の対向面の中央を通る中央延長線とが平行になるように前記駆動磁石及び前記従動磁石を前記駆動回転体及び前記従動回転体にそれぞれ取り付け、
前記駆動回転体を前記駆動回転体の回転軸を中心に回転させると、前記駆動磁石と前記従動磁石との磁力により前記従動回転体が前記従動回転体の回転軸を中心に回転することを特徴とする磁気駆動装置である。
【００１５】
第３の発明は、
従動移動体に従動磁石を設け、前記従動磁石を駆動磁石の移動にともなって従動させることにより、前記従動移動体を走行させる磁気駆動装置において、
前記駆動磁石及び前記従動磁石は略同形状で形成され、互いに略平行な対向面と、該対向面間の外周を覆う周側面とで囲まれた立体をしており、前記周側面の一面全面を一方の極の磁極とし、該周側面の一面と反対の面である他面全面を他方の極の磁極とする両面２極型磁石でそれぞれ構成され、
前記従動移動体に設けられる前記従動磁石が、前記駆動磁石に対して対向面同士が略平行で、かつ前記駆動磁石の略平行な対向面の中央を共通に通る中央延長線に対して、前記従動磁石の略平行な対向面の中央を共通に通る中央延長線が平行になるように配置され、
前記駆動磁石を該駆動磁石の中央延長線を交差する方向に移動させたとき、前記駆動磁石と前記従動磁石との磁力により、前記従動移動体が任意軌道上を走行することを特徴とする磁気駆動装置である。
【００１６】
第４の発明は、
第２の発明に記載の磁気駆動装置が、撹拌槽の内部の液体を撹拌する手段として用いられる撹拌装置であって、
前記磁気駆動装置を構成する従動回転体に、前記撹拌槽内に設けた支持軸が挿通されて前記支持軸を中心に前記従動回転体を回転自在に軸支するための挿通孔と、前記従動回転体の回転により前記液体を撹拌するための撹拌翼とをそれぞれ設け、
前記従動回転体を前記支持軸に軸支したとき、前記磁気駆動装置を構成する駆動回転体が、前記撹拌槽の槽壁を介して前記駆動回転体と対向するように前記撹拌槽の外部に配置されて、前記回転駆動体の回転により前記従動回転体が前記支持軸を中心に回転することを特徴とする撹拌装置である。
【００１７】
第５の発明は、
第４の発明に記載の撹拌装置が、混合対象の液体を流入させる所定数の液供給口と混合処理を終えた液体を排出する液排出口とを有する前記撹拌槽内に、該撹拌槽内の液体の混合状態を制御する手段として複数個用いられる混合装置である。
【００１８】
第６の発明は、
基板を処理する真空容器と、前記真空容器内に鉛直回転軸を中心に回転自在に設けられ前記基板を保持する基板保持体と、前記鉛直回転軸の上方から該鉛直回転軸に回転力を付与して前記基板保持体を回転させる回転駆動部と、前記基板保持体の下方から該基板保持体をその重力に抗して浮上させつつ前記鉛直回転軸の振れを防止する軸振れ防止機構とを備えた基板処理装置において、
前記駆動回転部として第２の発明に記載の磁気駆動装置が用いられ、前記磁気駆動装置を構成する従動回転体の回転軸に前記鉛直回転軸を連結することにより、前記従動回転体を前記鉛直回転軸を介して前記基板保持体に接続し、前記磁気駆動装置を構成する駆動回転体を前記真空容器の上壁を介して前記回転従動体と対向するように前記真空容器の外部に配置して、前記駆動回転体の回転により前記従動回転体を介して前記基板保持体を前記鉛直回転軸を中心に回転させるように構成し、
前記軸振れ防止機構が、前記基板保持体に設けられた浮揚磁石と、前記真空容器の外部に前記真空容器の底壁を介して前記浮揚磁石と対向するように設けられる超電導体とを備えて、該超電導体を超電導臨界温度以下に冷却することによって、前記超電導体と前記浮揚磁石とのマイスナー効果により前記基板保持体を前記真空容器内で浮上させつつ前記鉛直回転軸をピン止め効果によりピン止めするようにしたことを特徴とする基板処理装置である。
【００１９】
第７の発明は、
撹拌すべき液体を収容する密閉型の撹拌槽と、前記撹拌槽内に鉛直回転軸を中心に回転自在に設けられ前記液体を撹拌する撹拌翼と、前記鉛直回転軸の上方から該鉛直回転軸に回転力を付与して前記撹拌翼を回転させる回転駆動部と、前記撹拌翼の下方から該撹拌翼をその重力に抗して浮上させつつ前記鉛直回転軸の振れを防止する軸振れ防止機構とを備えた撹拌装置において、
前記回転駆動部として第２の発明に記載の磁気駆動装置が用いられ、前記磁気駆動装置を構成する従動回転体の回転軸に前記鉛直回転軸を連結することにより、前記従動回転体を前記鉛直回転軸を介して前記撹拌翼に接続し、前記磁気駆動装置を構成する駆動回転体を前記撹拌槽の上壁を介して前記回転従動体と対向するように前記撹拌槽の外部に配置して、前記駆動回転体の回転により前記従動回転体を介して前記撹拌翼を前記鉛直回転軸を中心に回転させるように構成し、
前記軸振れ防止機構が、前記撹拌翼に設けられた浮揚磁石と、前記撹拌槽の外部に前記撹拌槽の底壁を介して前記浮揚磁石と対向するように設けられる超電導体とを備えて、該超電導体を超電導臨界温度以下に冷却することによって、前記超電導体と前記浮揚磁石とのマイスナー効果により前記撹拌翼を前記撹拌槽内で浮上させつつ前記鉛直回転軸をピン止め効果によりピン止めするようにしたことを特徴とする撹拌装置である。
【００２０】
第８の発明は、
撹拌すべき液体を収容する撹拌槽と、前記撹拌槽内の下方に回転自在に設けられる撹拌翼と、該撹拌翼を回転させる回転駆動部と、前記撹拌翼をその重力に抗して浮上させつつ前記撹拌翼の回転中心の振れを防止する軸振れ防止機構とを備えた撹拌装置において、
前記回転駆動部として第２の発明に記載の磁気駆動装置が用いられ、前記磁気駆動装置を構成する一方の従動回転体に前記撹拌翼を取り付け、前記磁気駆動装置を構成する他方の駆動回転体を前記撹拌槽の底壁を介して前記回転従動体と対向するように前記撹拌槽の外部に配置して、前記駆動回転体の回転により前記従動回転体を介して前記撹拌翼を前記従動回転体の回転軸を中心に回転させるように構成し、
前記軸振れ防止機構が、前記従動回転体の回転中心に設けられた浮揚磁石と、前記撹拌槽の外部に配置された前記駆動回転体の回転中心に、前記浮揚磁石と対向するように設けられた超電導体とを備えて、該超電導体を超電導臨界温度以下に冷却することによって、前記超電導体と前記浮揚磁石とのマイスナー効果により前記撹拌翼を前記撹拌槽内で浮上させつつ前記回転中心をピン止め効果によりピン止めするようにしたことを特徴とする撹拌装置である。
【００２１】
【本発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる磁気駆動装置の実施例を、図面に基づいて説明する。
図１は本実施例の２つの磁石を組合わせて構成した磁気駆動装置の原理的な説明図であって、磁石間の組合わせ配置の仕方から、磁気駆動装置を、以下便宜的に、（ａ）を同極直交型、（ｂ）を異極直交型、（ｃ）を同極平行型、（ｄ）を異極平行型と呼ぶことにする。同図において（イ）は平面図、（ロ）は正面図を示す。
【００２２】
上記（ａ）〜（ｃ）に示した磁気駆動装置は、つぎのような共通した構成をもつ。
磁気駆動装置は、２つの永久磁石から構成される。２つの永久磁石はその磁極を特定方向に向けて上下方向に重ねられる。なお、重ねる方向は左右、斜め等であっても良い。また、上下の永久磁石の向きの組合わせは、上述したように４種類ある（（ａ）〜（ｃ））。その向きについては後述する。
【００２３】
下方の磁石を駆動側の駆動磁石１１とし、上方の磁石を従動側の従動磁石１２とする。駆動磁石１１と従動磁石１２とは適宜間隔を開けて非接触で磁気的に結合させ、駆動磁石１１を紙面と平行な矢印方向Ｃに移動させることによって従動磁石１２を同方向に従動させるようになっている。
【００２４】
駆動磁石１１及び従動磁石１２は略同形状の立体、例えば直方体で形成される。直方体をした駆動磁石１１及び従動磁石１２は長手方向を水平に向けて重ねてある。直方体では、互いに略平行な対向面は、上下面１１ａ，１１ｂ、および１２ａ，１２ｂとなる。また、上下面１１ａ，１１ｂ、および１２ａ，１２ｂ間の外周を覆う周側面は、長手方向に平行な２側面１１ｃ，１１ｄ、および１２ｃ，１２ｄと、短手方向に平行な２側面との計４つの側面となる、長手方向に平行な一面となる１側面１２ｃの全面を一方の極の磁極Ｎとする。１側面１２ｃと反対の面である他面１２ｄの全面を他方の極の磁極Ｓとする。このような両面２極型磁石で駆動磁石１１及び従動磁石１２はそれぞれ構成される。
【００２５】
駆動磁石１１の上面１１ａと従動磁石１２の下面１２ｂ同士を略平行にし、かつ駆動磁石１１の上下面１１ａ、１１ｂの中央を共通に通る中央延長線１３と、従動磁石１２の上下面１２ａ、１２ｂの中央を共通に通る中央延長線１３とが一致するように駆動磁石１１と従動磁石１２とを対向して設ける。
【００２６】
そして、駆動磁石１１を、駆動磁石１１の中央延長線１３と交差する方向、例えば前述した矢印方向Ｃに移動させることにより、駆動磁石１１と従動磁石１２の向きを維持したまま、駆動磁石１１の磁極ＮＳと従動磁石１２の磁極ＮＳ間に生じる磁力で同方向の移動を従動磁石１２に伝達するようにしている。
【００２７】
また、上記（ａ）〜（ｂ）に示した磁気駆動装置は、つぎのような異なる構成をもつ。先に便宜的に呼ぶこととした（ａ）の同極直交型は、駆動磁石１１と従動磁石１２とを直交させ、直交させた駆動磁石１１と従動磁石１２の各磁極ＮＳを、平面視で同じ側に向けて配置したものである。したがって同極直交型の同極とは、駆動磁石１１と従動磁石１２との直交を崩して向きを一致させて重ねたとき、駆動磁石１１と従動磁石１２の対向磁極が同極となっていることを意味する。
【００２８】
また、（ｂ）の異極直交型の意味は、駆動磁石１１と従動磁石１２とを直交させるが、直交させた駆動磁石１１と従動磁石１２の各磁極ＮＳを、平面視で反対側の異なる方向に向けて配置したものである。したがって異極直交型の異極とは、駆動磁石１１と従動磁石１２との直交を崩して向きを一致させて重ねたとき、駆動磁石１１と従動磁石１２の対向磁極が異極となっていることを意味する。図示例の（ｂ）のものは、（ａ）において上方の従動磁石１２に対して下方の駆動磁石１１を、中央延長線１３を中心に１８０度回転させると実現できる。
【００２９】
（ｃ）の同極平行型の意味は、駆動磁石１１と従動磁石１２とを長手方向（短手方向）を一致させ、一致させた駆動磁石１１と従動磁石１２の各磁極ＮＳを、平面視で同じ側に向けて配置したものである。すなわち、駆動磁石１１と従動磁石１２とが同極で平行配置されたものである。平面視（イ）で、駆動磁石１１は、従動磁石１２に隠れて見えなくなっている。
【００３０】
（ｄ）の異極平行型の意味は、駆動磁石１１と従動磁石１２とを長手方向（短手方向）を一致させるが、一致させた駆動磁石１１と従動磁石１２の各磁極ＮＳを、平面視で反対側の異なる方向に向けて配置したものである。すなわち、駆動磁石１１と従動磁石１２とを、異極で平行配置されたものである。平面視（イ）で、駆動磁石１１は、従動磁石１２に隠れて見えなくなっている。
なお、上述した組み合せの磁極ＮＳの方向は図示例に限定されず、組単位で磁極ＮＳを入れ替えても良い。
【００３１】
磁石１１、１２の配置の仕方で４種類の組合わせをもつ磁気駆動装置は、駆動磁石１１を、駆動磁石１１の中央延長線１３と交差する方向、例えば前述した矢印方向Ｃに移動させることにより、駆動磁石１１と従動磁石１２の向きを維持したまま、駆動磁石１１の磁極ＮＳと従動磁石１２の磁極ＮＳ間に生じる磁力で同方向の移動を従動磁石１２に伝達する。ここで駆動磁石１１の中央延長線１３と交差する方向には、中央延長線１３と直交する方向、中央延長線１３と斜めに交わる方向、及びこれらの組合わせ方向などが含まれる。しかし、中央延長線１３を中心とする回転方向や、中央延長線１３と重なる同じ方向、及び中央延長線１３と平行な方向は含まれない。また、（ａ）ないし（ｄ）の状態をそれぞれ保持したまま移動させる以外に、ある場面では、（ａ）の状態で、他の場面では（ｂ）の状態で、次の場面では（ｃ）の状態で、さらには異なる場面では（ｄ）の状態というように、任意に状態を推移させて使用するという組合わせも可能である。
【００３２】
上述した磁気駆動装置の駆動磁石１１を、中央延長線１３と直交する方向に移動させると、従動磁石１２が水平方向にずれて移動する。このとき磁力線も従動磁石がある方向、すなわち水平方向にずれるので、磁力線の水平成分が大きくなり、垂直成分が小さくなる。すなわち駆動方向の引力が大きくなり、垂直方向の引力は小さくなる。したがって従動磁石１２の移動力が大きくなり、従動磁石１２の駆動磁石１１に対するスラストが小さくなる。
【００３３】
さて、上述した４種類の組合わせをもつ磁気駆動装置の特性を説明すれば次の通りである。共通特性としては、駆動磁石１１に対する従動磁石１２のずれ量１５が増加すると、従動磁石１２の移動力が増加するとともに、スラストが増加ではなく低減することである。ここで、ずれ量とは、駆動磁石１１を矢印方向Ｃに移動したとき、従動磁石１２が移動遅れ又は移動進みを生じるが、その従動磁石１２の駆動磁石Ｌ１１対する遅れ量又は進み量である。なお、図において、二点鎖線で示す符号１１ｅは移動後の駆動磁石を示す。
【００３４】
また、個別特性は、後述する図９を参考にして説明すれば、概略次の通りである。
（ａ）の同極直交型では、ずれ量の増加に伴い、移動力もスラストも共に比較的低率で増加し、低減する特性をもつ。移動力はそれほど大きくはならない。またスラストの低減幅も少ない。
（ｂ）の異極直交型にあっては、ずれ量がピーク近くに達すると、スラストがマイナスになる領域がある。
（ｃ）の同極平行型では、ずれ量の増加に伴い、移動力が直線的に増加するが、移動力の増加率に比べてスラストの低減率が比較的小さい特性をもつ。スラストはマイナスにはならない。駆動磁石１１と従動磁石１２間の磁力の及ぶ距離が最も大きい。
（ｄ）の異極平行型では、ずれ量が僅かなうちに、移動力が急激に増加するが、スラストの絶対値は比較的大きいままである。磁力の及ぶ範囲が最も小さい。
【００３５】
上述した特性及び特性の差異が生じる理由は、必ずしも明確ではないが、上述した移動力とスラストの特性から推測して、駆動磁石１１が中央延長線１３と交差する方向に移動したとき、磁力線の中央延長線１３と直角の成分は増大し、中央延長線１３と平行の成分は減少したためだと考えられる。また、両面２極型磁石の対向面左右でそれぞれ４極が共存し、吸引作用と同時に反発作用が発生するからであると考えられる。
【００３６】
なお、磁気駆動装置は、駆動磁石１１を中央延長線１３と交差する方向に移動させることにより、従動磁石１２が移動するものであればよい。したがって、それぞれの磁石は、まったく同じ形状でなくてもよく、また、厳密な立方体でなくてもよい。さらに中央延長線１３が完全に一致してなくてもよい。駆動磁石上面１１ａと従動磁石下面１２ｂとの間に設けた適宜の隙間の大きさは、駆動磁石１１を移動させると磁石間の磁力が及ぶ範囲であって、それにより従動磁石１２が移動すればよい。
【００３７】
次に、上述した磁気駆動装置を回転磁気駆動装置に適用した第１実施例を図２を用いて説明する。この回転磁気駆動装置は、図１で説明した１組の磁石から構成された磁気駆動装置を、上下の回転体上に４組同心上に組み込んで構成したものである。回転体は円盤で構成される。
【００３８】
図２は回転磁気駆動装置の平面図を示し、磁石間の組合わせ配置の仕方から、図１と同様に、（ａ）を同極直交型、（ｂ）を異極直交型、（ｃ）を同極平行型、（ｄ）を異極平行型と呼ぶことにする。上記（ａ）〜（ｂ）に示した回転磁気駆動装置は、つぎのような共通した構成をもつ。
【００３９】
回転磁気駆動装置は、２枚の回転体２２、２３を備える。２枚の回転体は、例えば同一径の円板で構成され、上下方向に重ねられる。重なって図では見えないが、下方の回転体を駆動回転体２２とし、上方の回転体を従動回転体２３とする。駆動回転体２２は、回転軸２１を中心に回転する。この駆動回転体２２と対向して設けられた従動回転体２３は、駆動回転体２２の回転軸２１の延長線上に回転軸２１が存在し、すなわち軸心が一致しており、その回転軸２１を中心に回転する。
【００４０】
駆動回転体２２の従動回転体２３と対向する上面上であって、駆動回転体２２の回転軸２１を中心に描かれる仮想円の円周上に等間隔に４つの駆動磁石１１が取り付けられる。また、従動回転体２３の駆動回転体２２と対向する下面上であって、駆動回転体２２に描かれた仮想円と対応して従動回転体２３の回転軸２１を中心に描かれる仮想円の円周上に等間隔に駆動磁石２２と同数の従動磁石１２とが取り付けられる。これら磁石１１、１２の回転体２２、２３に対する取り付けは、ねじ止めや溶着等による固着とする。回転体２２、２３上に取り付ける磁石１１、１２の数は、図示例では各４つであるが、これに限定されない。駆動回転体２２に対して従動回転体２３を面的に安定支持するために、少なくとも３つあればよい。
【００４１】
上記駆動磁石２２及び従動磁石２３は、図１に説明した両面２極型磁石で構成される。すなわち、略同形状で形成され、互いに平行な上下面１１ａ，１１ｂおよび１２ａ，１２ｂと、上下面間の外周を覆う４側面とで囲まれた直方体をしており、４側面の一側面１２ｃ全面を一方の極の磁極Ｎとし、上記一側面１２ｃと反対の面である他側面１２ｄ全面を他方の極の磁極Ｓとする両面２極型磁石でそれぞれ構成される（図１参照）。
【００４２】
これらの駆動磁石１１と従動磁石１２とは、それらの対向面同士を略平行にし、かつ駆動磁石１１の対向面の中央を通る中央延長線と、従動磁石１２の対向面の中央を通る中央延長線とが平行になるように、駆動回転体２２及び従動回転体２３にそれぞれ取り付けられる。そして駆動回転体２２を、駆動回転体２２の回転軸２１を中心に回転させると、駆動磁石１１と従動磁石１２との磁力により従動回転体２３が従動回転体２３の回転軸２１を中心に回転する。
【００４３】
次に、上記図２（ａ）〜（ｂ）に示した磁気駆動装置は、つぎのような異なる構成をもつ。異なる構成は磁石配置にある。また、同図に示す駆動磁石１１、従動磁石１２間の相対位置は、回転体２２、２３同士が磁力により釣り合っている平衡状態を示す。
【００４４】
図２（ａ）の同極直交型は、その磁石配置が次のようになっている。
駆動回転体２２では、駆動回転体２２の上面が、直交する２つの直径で４つの領域に仮想的に等分される。４つの領域にそれぞれ１個の両面２極型磁石からなる駆動磁石１１を取り付ける。各領域では、両面２極型磁石は、その一方の極の磁極Ｎが径方向内方を向き、他方の極の磁極Ｓが径方向外方を向くようにする。さらに、磁極Ｎが形成された長手方向に平行な面を一方の直径と平行に、短手方向に平行な面を他方の直径と平行に配置する。すなわち、両面２極型磁石は、その中心を通る直径に対して長手方向に平行な面が４５度傾けて取り付けられている。両面２極型磁石は、その中心が仮想円の円周上に存在し、また領域の中心に存在する。対向する領域にそれぞれ取り付けられた両面２極型磁石は点対称に配置される。
【００４５】
従動回転体２３では、基本的には駆動回転体２２と同様な構成になっている。すなわち、従動回転体２３の上面が４つの領域に当分され、各領域に１個の両面２極型磁石が取り付けられ、その中心が仮想円の円周上に存在し、領域の中心に存在し、点対称に配置される点も同一である。異なる点は、従動磁石１２の取り付け方向である。従動磁石１２は、長手方向に平行な面が駆動磁石１１に対して４５度ずれている。すなわち、駆動回転体２２又は従動回転体２３を回転して、それらに取り付けられた従動磁石１２と駆動磁石１１との中心を重ねたときは、駆動磁石１１は従動磁石１２に対して直交配置されるように取り付けられる。
【００４６】
そして、図２（ａ）に示すように、駆動回転体２２の回転方向が時計方向である場合において、駆動回転体２２に設けられた駆動磁石１１に対して、従動回転体２３に設けられた前記駆動磁石１１に対応した従動磁石１２が４５度遅れているときに、４つの駆動磁石１１と４つの従動磁石１２間の磁力相互作用で、駆動回転体２２と従動回転体２３とは平衡状態になる。
【００４７】
図２（ｂ）の異極直交型は、その磁石配置が、図２（ａ）の同極直交型と異なる点は、磁極の向きが異なっている点である。これにより、駆動磁石１１と従動磁石１２とが、これらの中心を重ねて直交しているときに、４つの駆動磁石１１と４つの従動磁石１２間の磁力相互作用で、駆動回転体２２と従動回転体２３とは平衡状態になる。
【００４８】
図２（ｃ）の同極平行型は、図２（ａ）の同極直交型と磁極の向きにおいては同じである。異なる点は、駆動回転体２２及び従動回転体２３に取り付けられた両面２極型磁石が、その中心を通る直径に対して長手方向に平行な面が４５度傾いておらず、前記直径と平行に取り付けられている点である。すなわち、全ての両面２極型磁石は、放射状に取り付けられる。これにより、駆動磁石１１が従動磁石１２間の真ん中に位置するとき、または従動磁石１２が駆動磁石１１間の真ん中に位置するときに、４つの駆動磁石１１と４つの従動磁石１２間の磁力相互作用で、駆動回転体２２と従動回転体２３とは平衡状態になる。
【００４９】
図２（ｄ）の異極平行型は、図２（ｃ）と磁極の向きが異なり、駆動磁石１１と従動磁石１２とで反対になっている点である。これにより、駆動磁石１１が従動磁石１２と重なるときに、４つの駆動磁石１１と４つの従動磁石１２間の磁力相互作用で、駆動回転体２２と従動回転体２３とは平衡状態になる。
【００５０】
上述した図２（ａ）〜図２（ｄ）の平衡状態にある各回転体２２、２３の磁石１１、１２間の交差角度をそれぞれθa、θb、θc、θdとしたとき、θa＝４５度、θb＝０度、θc＝４５度、θd＝０度である。また、平衡状態を破って駆動回転体２２を回転すると、それに伴って従動回転体２３も回転するが、このときの駆動回転体２２と従動回転体２３間の平衡状態からのずれ量をずれ角θという。
【００５１】
次に、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示す回転磁気駆動装置の上記ずれ角に対する各磁気特性（トルク特性及びスラスト特性）を図９を用いて説明する。この磁気特性は図１１に示す磁気測定装置で測定した。回転体に取り付けたテスト磁石は、希土類磁石で磁力は３８０ｍＴである。寸法は、２５ｍｍ×１５ｍｍ×１０ｍｍで、磁極面が２５ｍｍ×１５ｍｍ、対向面が１０ｍｍ×１５ｍｍ、磁石間距離は７ｍｍ、磁石の中心の回転半径は４０ｍｍである。トルクの単位は×１０Ｎｃｍで、スラストの単位はＮ（ｋｇｆ）である。トルク測定には、株式会社山崎精機研究所製回転トルクメーターＳＳ−１Ｒ（トルク測定範囲０〜９８Ｎｃｍ（０〜１０ｋｇｃｍ））、スラストの測定には、株式会社大場計器製作所製丸型バネ式テンションゲージ置針式（測定範囲０〜１９６Ｎ（０〜２０ｋｇｆ））を使用した。
【００５２】
上述した磁気測定装置によるトルク及びスラストの測定方法を説明する。回転ハンドル９５により、駆動回転体２２を回転させ保持する。駆動回転体２２の回転角度が角度目盛板Ａ１００に示される。従動回転体２３が、磁力により、回転する。従動回転体２３の回転角度が角度目盛版Ｂ１０１に示される。角度目盛板Ａ１００と角度目盛板Ｂ１０１の示す値の差が、駆動回転体２２と従動回転体２３とのずれ角である。このずれ角を保持した状態で、まずトルクメーターの値を読む。
【００５３】
従動回転体２３には、移動台９９を駆動回転体２２方向へ、スライドさせようとするスラストが働いている。移動体９９の移動をストッパー１０３により制限することで、駆動回転体２２と従動回転体２３との距離は一定に保たれている。その状態から、移動台引っ張りネジ１０２を回すことにより、従動回転体２３を駆動回転体２２から離す方向へ引っ張る。引っ張る力が、バネ秤９２に示される。引っ張る力が、従動回転体２３に働くスラストを超えた瞬間に、移動台９９はストッパー１０３から一気に離れる。バネ秤９２の指針は、置針になっていて常に最大値を示すので、離れた瞬間の値を示している。そのときのバネ秤９２の示す値であるスラストを読む。
【００５４】
スラストが負のとき、すなわち従動回転体２３が駆動回転体２２から離れる方向にスラストが働いているときは、ストッパー１０３から離れた移動台９９を、移動台引っ張りネジ１０２を逆に回すことにより、ストッパー１０３の位置までもどす。そのときのバネ秤９２の値が、スラストである。
【００５５】
上述した方法により測定した図９に示すトルク及びスラスト特性を説明する。１）同極直交型磁気特性（図９（ａ））
図２（ａ）に対応する特性であり、ずれ角θが増すにつれて、トルクは増大するが、逆にスラストは減少する。ずれ角２０度をすぎると反発磁界に入り測定不能になった。しかし、この測定不能域でマイナストルクになり、反発によるスラストが０近傍になる位置が観測された。
【００５６】
平衡状態でトルクは０、スラストは１６．１７（１．６５ｋｇｆ）である。ずれ角θが１０度の時トルクは１．６と増大し始め、スラストは１４．７（１．５ｋｇｆ）とやや減少傾向に入った。ずれ角θが増すにつれトルクは増大しスラストは減少する。ずれ角２０度付近で、最大トルク２．７、最小スラスト１０．２９（１．０５ｋｇｆ）になる。
【００５７】
回転磁気駆動装置では、トルクは大きい程よく、スラストは小さい程よい。トルクが最大のときに、スラストが最小になるので、好ましい。トルク最大のときのスラストは、吸引作用の分力であると考察する。
【００５８】
２）異極直交型磁気特性
図２（ｂ）に対応する特性であり、平衡状態でトルクは０、スラストは３．２３４（０．３３ｋｇｆ）である。ずれ角θが４度の時トルクは１．８と増大し始め、スラストは２．４５（０．２５ｋｇｆ）と減少傾向に入った。ずれ角θが増すにつれトルクは増大しスラストは減少する。ずれ角８度付近になるとスラストは０になる。さらに、ずれ角θを増やしていくと１２度付近でスラストは負の値−２．２５４（−０．２３ｋｇｆ）を示した。１６度付近で、最大トルク４．６、最小スラスト−４．９（−０．５ｋｇｆ）になる。
【００５９】
トルクが最大のときにスラストがマイナスになるので、好ましい。平衡状態でのスラスト３．２３４（０．３３ｋｇｆ）は、磁力線がねじられたときの分力成分と考えられる。平衡状態から駆動回転体２２を回転させると、異極同士の吸引作用が減少し、同極同士の反発作用が増大する。このことから、ずれ角１６度付近では、磁気浮上して負のスラストが発生したと考えられる。
【００６０】
３）同極平行型磁気特性
図２（ｃ）に対応する特性であり、平衡状態でトルクは０、スラストは１６．１７（１．６５ｋｇｆ）である、ずれ角θが１０度の時トルクは２．５と増大し始め、スラストは１５．６８（１．６０ｋｇｆ）と減少傾向に入った。ずれ角θが増すにつれトルクは増大しスラストは減少する。ずれ角２５度付近で、最大トルク７．６、最小スラスト６．３７（０．６５ｋｇｆ）になる。
【００６１】
トルクが最大のときにスラストが最小になるので、好ましい。ただし、スラストが負の値で、最大のトルクを得るには、異極直行型磁気特性がよい。負のスラストを得る必要がなければ、この特性がよい。最小スラストに対する最大トルクの比率  （比率）＝（最大トルク）／（最小スラスト）を大きくしたければ、この特性がいちばんよい。平衡状態でスラスト１６．１７（１．６５ｋｇｆ）が発生している。この成分は、異極間吸引力の分力成分と考えられる。
【００６２】
４）異極平行型磁気特性
図２（ｄ）対応する特性であり、平衡状態でトルク０のときスラストは８８．２（９ｋｇｆ）と大きく、ずれ角θが進むに従いトルクは大きくなるがスラストの減少傾向はわずかである。ずれ角７度付近で、最大トルク９．０、最小スラスト８０．３６（８．２ｋｇｆ）になる。
【００６３】
トルクが最大のときに、スラストが最小になるが、最小スラストの値は、上記４つの磁気特性のうち最も大きい。
【００６４】
上述した４つの型の特性をまとめると、
0004087593.tif 000002
となる。
【００６５】
なお、上述した回転磁気駆動装置では、駆動回転板及び従動回転板上に４つの磁石を取り付けた場合を説明したが、これに限定されない。少なくとも３つの磁石を備えればよい。面は３点支持によって安定するからである。
【００６６】
また、上述した磁石の形状は直方体の場合について説明したが、実用に合わせて色々な立方形状をとることができる。図１０は、回転体に取り付けた駆動磁石１２１，１２３，１２５，１２７及び従動磁石１２２，１２４，１２６，１２８の実用的ないろいろの形状を示す平面図である。なお、これらを取り付ける回転体２２、２３の中央部には、後述する軸に挿通するための挿通孔１２０を設けてある。
【００６７】
図１０（ａ）は、断面が扇形をした扇柱型の磁石１２１、１２２を４個配置した図である。限られたスペースで強力な磁力を得る場合に有利である。図１０（ｂ）は、略直方体をしており、その径方向内方側の短手方向に平行な内面、及び径方向外方側の短手方向に平行な外面が、前記挿通孔１２０及び回転板２２、２３の外周にそれぞれ沿う曲面で構成された磁石１２３、１２４を４個配置した図である。実施時はこの形が実用向きである。図１０（ｃ）は、立方体の磁石１２５、１２６を４個配置した図である。実施時はこの形が実用向きである。図１０（ｄ）は、円柱型の磁石１２７、１２８を８個配置した図である。実施時はこの形が実用向きである。磁石の形状は、上記に述べた以外に磁気作用及び実施形態に応じて任意の形状を選ぶことができる。
【００６８】
なお、それぞれの回転体の形状は、必ずしも円盤でなくてもよい。例えば、十字型や正三角形などでもよく、回転軸を中心に回転させたとき安定に回転することが可能な形状であればよい。
【００６９】
次に、図３を用いて第２実施例を説明する。これは図１で説明した磁気駆動装置をリニア磁気駆動装置に適用したものである。このリニア磁気駆動装置は、上下の移動体上に１組の磁石を組み込んで構成したものである。図３（ａ）〜（ｂ）に示したリニア磁気駆動装置は、つぎのような共通した構成をもつ。
【００７０】
リニア磁気駆動装置は、任意軌道３４上を走行する駆動移動体３２の移動にともなって、従動移動体３３を従動させることにより、従動移動体３３を任意軌道３４を走行させる。駆動移動体３２は例えば板状のもので構成され、車輪を有し、任意軌道３４上で移動可能である。また、従動移動体３３も例えば板状のもので構成され、車輪を有し、任意軌道３４上で移動可能である。従動移動体３３の任意軌道は、例えば、駆動移動体３２の存在する空間と、従動移動体３３の存在する空間とを仕切る隔壁などで構成される。
【００７１】
前述したように、駆動磁石１１及び従動磁石１２は略同形状で形成され、互いに略平行な対向面と、対向面間の外周を覆う周側面とで囲まれた立体をしており、周側面の一面全面を一方の極の磁極Ｎとし、周側面の一面と反対の面である他面全面を他方の極の磁極Ｓとする両面２極型磁石でそれぞれ構成される。
【００７２】
従動移動体３３に設けられる従動磁石１２が、駆動磁石１１に対して対向面同士が略平行で、かつ駆動磁石１１の略平行な対向面の中央を共通に通る中央延長線に対して、従動磁石１２の略平行な対向面の中央を共通に通る中央延長線が平行になるように配置される。
【００７３】
駆動磁石１１を駆動磁石１１の中央延長線を交差する方向、例えば直交する方向に移動させたとき、駆動磁石１１と従動磁石１２との磁力により、従動移動体３３が隔壁などの軌道３４上を走行する。
【００７４】
また、図３に示したリニア磁気駆動装置は、回転磁気駆動装置と同様に、４種類の組合わせ（（ａ）〜（ｄ））が考えられる。
図３（ａ）に示す同極直交型はあまり実用向きでない。図３（ｂ）に示す異極直交型は摺動軸受けに最適な磁気特性があり、スラストが０または浮上力となって重量物の重さを軽くすることができる。図３（ｃ）に示す同極平行型は異極直交型に比較して推力があり、転がり軸受け型で大型装置に向いている。図３（ｄ）に示す異極平行型はずれ量が小さいので移動体を正確に一定位置に停止する装置に最適である。
【００７５】
なお、リニア磁気駆動装置の移動方向は、必ずしも水平方向でなく、中央延長線１３と交差している方向であればよい。
【００７６】
また、従動移動体３３が、その場で自転してしまうと、すべての磁気特性は磁石の特性上、異極平行型へ移行してしまうので、それが好ましくない場合は、駆動移動体３２と従動移動体３３はレールやガイドのようなものの上を移動させる。つまり、移動方向に対する、駆動磁石１１と従動磁石１２の角度は、常に一定を保たせる必要がある。
【００７７】
また、図３では、それぞれの駆動磁石１１は、すべて従動磁石１２と中央延長線を一致させて位置しているが、（ａ）同極直交型と（ｃ）同極平行型については、磁力の反発により従動移動体が、図３で示した位置より少し右か左にずれた状態で安定する。
【００７８】
図４に、上述した駆動回転体２２と従動回転体２３を備えた、材料４５の撹拌を行う撹拌装置を示す。撹拌槽４４の底部を隔壁として駆動回転体２２と従動回転体２３を対向して取り付ける。駆動回転体２２中央に挿通孔を設け、撹拌槽４４外部に、モーター４１の軸に固定し、モーター４１は支持体４６で隔壁４７に適宜すき間をあけて設置する。従動回転体２３の中央にも挿通孔を設け、撹拌翼４３を備える。従動回転体２３の挿通孔を撹拌槽４４内部底壁に備えられた支持軸４２に回転自在に挿通する。上記、駆動回転体２２を回転手段により回転させ、磁力により従動回転体２３を回転させ撹拌翼により撹拌する構成を撹拌体４８とする。
【００７９】
なお、撹拌体４８は必ずしも底部のみでなく、上部、側面部、または撹拌に適したどの位置でもよいが、上述した異極直交型磁気特性で構成し、撹拌槽４４の底部に備えることが好ましい。従動回転体２３の自重と、マイナスのスラストによる浮力が打ち消しあい、従動回転体２３が支持軸４２の軸受けに接することなく回転するので、軸受けとの磨耗が発生しない。したがって、粉塵の発生を抑えることができるので、材料４５を高純度で撹拌することができる。
【００８０】
図５に、材料を効率よく混合する混合装置を示す。容器５１は、供給口５２と吐出口５３とを備え、上述した撹拌体４８を容器５１内に対向して２組備えている。供給口５２ａから液体Ａ、供給口５２ｂから液体Ｂを供給する。モーター４１によって、駆動回転体２２を回転させ、従動回転体２３と一体になった撹拌翼４３を駆動させる。供給された液体Ａと液体Ｂは、撹拌翼４３により、混合され、吐出口５３より吐出される。
【００８１】
実施によると、モーター４１の回転を同じ方向にして、かつ、容器５１内の対向した位置に設置すると、撹拌翼４３の回転方向は異なるため、効率の良い撹拌ができる。数種類の混合する液体を連続に供給すると容器５１の中で瞬時に混合し、混合された材料は連続に吐出される。
【００８２】
なお、撹拌体４８を対向して設置する際に、容器５１の上下に設置する場合は、下側の撹拌体４８は、異極直交型で構成することで、負のスラストと自重が打ち消し合い、軸受けとの磨耗が発生せず、上側は、それ以外の磁気特性で構成した撹拌体４８を備えることで、正のスラストと自重が打ち消し合い、軸受けとの磨耗が発生しないので好ましい。
【００８３】
また、撹拌に限らずポンプの役目を果たすことも可能である。撹拌体４８の設置位置と撹拌翼４８の形状を適宜選ぶことで、液体を供給口５２から吐出口５３方向に送ることができる。
【００８４】
図６に、撹拌体４８と浮揚磁石６５を備えた基板処理装置の概略を示す。
【００８５】
真空容器６６内の鉛直回転軸６７は、上部に従動回転体２３、下部基板保持体６８と浮揚磁石６５を備える。真空容器６６上方には、駆動回転体２２が備えられ、モーター４１により回転する。真空容器６６底部外壁中央には、超電導体６４が接合されている。超電導体６４は、超低温冷凍体６１の先端である超冷凍部６２に接合されている。霜付き防止と断熱効果のため、超冷凍部６２と超電導体６４は、低温真空容器６３に蔽われている。超電導体６４を超電導臨界温度まで下げると、磁気浮上磁石６５はマイスナー効果により浮上しピン止め効果によりピン止めされ、鉛直回転軸６７の軸振れを防止する。
【００８６】
モーター４１が回転すると隔壁を介して従動回転体２３が回転し、鉛直回転軸６７を中心に基板保持体６８が回転する。鉛直回転軸６７と基板保持体６８は真空容器６６に接触せずに回転する。したがって回転磨耗の塵埃発生は起こらない。また、鉛直回転軸６７は、上部と下部で２点支持されことで、安定して回転することができる。
【００８７】
鉛直回転軸６７に備えられた基板保持体６８上に、ウェーハを置き成膜時に回転させることで、均一に成膜することができる。その他、半導体産業のスパッタリング、フォトレジスト塗布、現像処理等の非接触回転装置に効果がある。
【００８８】
図７に液体の撹拌を行う撹拌装置を示す。図６の説明に付け加えれば、密閉撹拌槽７０は液体の撹拌を行う目的のものである。鉛直回転軸６７に撹拌の目的に応じた撹拌翼７１を設ける。磁気浮上した鉛直回転軸６７に回転を与えると非接触で塵埃発生の起こらない高純度な撹拌をおこなうことができる。また、鉛直回転軸６７は、上部と下部で２点支持されことで、安定して回転することができる。
【００８９】
図８に、その他の撹拌装置を示す。図７の説明に付け加えれば、鉛直回転軸６７を有さず、撹拌体４８が超電導体６４の近傍にある。駆動回転体２２は、低温真空容器６３を軸として回転する。駆動回転体２２は同時に被駆動プーリーとして機能する。駆動プーリー８１がモーター４１により回転すると、回転力は、ベルト８２により駆動回転体２２へ伝えられる。図８では、紙面手前側部分のベルト８２を省略して示している。磁気浮上撹拌翼８５は従動回転体２３を密封内蔵している。従動回転体の回転中心に浮揚磁石６５を備える。超電導効果により浮上し、ピン止めされている磁気浮上撹拌翼８５は、撹拌体４８で回転を与えられると磁気浮上したまま非接触で撹拌ができる。超電導体６４と撹拌体４８それぞれの磁気回路が影響しないように、適度の距離を設けたり磁気遮蔽壁を設ける。
【００９０】
回転駆動部と超電導体を密閉撹拌槽７０の底部に備えたので、上部には、備える必要がなく、構造が簡単である。また鉛直回転軸６７を有していない分、構造が簡単で、メンテナンスも容易である。
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動力の増大にともないスラストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施例にかかる磁気駆動装置の平面図と正面図である。
【図２】  本実施例にかかる回転体の平面図である。
【図３】  本実施例にかかる移動体の正面図である。
【図４】  本実施例にかかる撹拌体を備えた撹拌装置の側断面図である。
【図５】  本実施例にかかる撹拌体を複数備えた混合装置の側断面図である。
【図６】  本実施例にかかる基板処理装置の側断面図である。
【図７】  本実施例にかかる超伝導体を備えた撹拌装置の側断面図である。
【図８】  本実施例にかかるその他の撹拌装置である。
【図９】  本実施例にかかる回転体のずれ角と、トルクおよびスラストとの関係を示すグラフである。
【図１０】  本実施例にかかる回転体に備える磁気駆動装置の磁石の形状例である。
【図１１】  本実施例にかかる回転体のずれ角と、トルクおよびスラストとの関係を測定する測定機の概略図である。
【図１２】  従来のマグネチックスターラの側断面図である。
【符号の説明】
１１    駆動磁石
１１ａ  駆動磁石の上面
１１ｂ  駆動磁石の下面
１１ｃ  駆動磁石のＮ極面
１１ｄ  駆動磁石のＳ極面
１２    従動磁石
１２ａ  従動磁石の上面
１２ｂ  従動磁石の下面
１２ｃ  従動磁石のＮ極面
１２ｄ  従動磁石のＳ極面
１３    中央延長線
Ｃ    矢印方向（移動方向）
Ｎ    一方の極の磁極
Ｓ    他方の極の磁極
【図１】
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【図２】
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【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】
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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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