JP4671791B2 - 磁気ドライブ機構 - Google Patents

Description

本発明は、磁気ドライブ機構に関し、特にコイルによる駆動力を要しない駆動機構に関する。

磁気力を用いた駆動機構では、通常励磁コイルに電流を供給して磁気力を発生させ、この磁気力によってロータ磁石を回転させている。この駆動機構を例えば時計の駆動源とする場合には、上記構成からなるステッピングモータを水晶振動子などで発生した基準信号により間欠駆動させている（例えば、特許文献１参照）。

上記したような励磁コイルを用いる磁気ドライブ機構では、励磁コイルに駆動電流を流すための銅損が存在するため高いエネルギー効率が得られず、消費電力を低減することが難しいという問題がある。

また、励磁コイルを用いる磁気ドライブ機構では機構の大きさがコイル径で制限される。そのため、磁気ドライブ機構を小型化、薄型化するには、コイル径を小径とする必要があるが、コイル径を小さくするとトルクも低下するため、所定トルクを確保するには磁気ドライブ機構のサイズをある程度大きくせざるを得ないという問題もある。

上記したように、従来の磁気ドライブ機構は、消費電力、磁気飽和による磁束量の制限、コイル径による小型化、薄型化の制限等、駆動部分を励磁コイルとすることに起因する問題を有している。

上記の問題に鑑み、磁気スイッチング素子によって、永久磁石の磁束のステータへの流れを開閉する駆動装置が提案されている（特許文献２）。
特開２００２−９４０４７３号公報 特開昭５４−１２６９１７号公報

励磁コイルを駆動源とする磁気ドライブ機構は、前記したように、消費電力が大きい、コイル径により小型化、薄型化が制限されるといった、駆動源を励磁コイルとすることに起因する問題がある。

この問題を解決し、コイル駆動に代えて磁気抵抗スイッチング素子による磁束のオンフ制御による駆動が上記した特許文献２に提案されているが、この駆動方法では磁気抵抗スイッチング素子としてコイルを用いているため、十分な省電、小型化、薄型化の効果を得ることができないという問題がある。また、仮に、コイルを用いない磁気抵抗スイッチング素子を用いたとしても、特許文献２に提案されている構成は、永久磁石の磁束をステータに対して流すが流さないかを制御するオンオフ制御であるため、ロータへの磁束の流れは、単に２つの方向を切り換えるに過ぎない。このような磁束の切り換えは、駆動方向を自在に変更することが困難であるという問題があり、円滑な駆動制御を行う点で困難があるという問題がある。

また、磁束の切り替え時には、磁束はロータに行かずに永久磁石自身に戻るため、ロータの駆動に寄与することができず、高い駆動効率が得にくいという問題もある。

そこで、本発明は従来の問題を解決し、磁気ドライブ機構において励磁コイルを不要とする駆動機構を構成することを目的とする。

また、励磁コイルを不要とすることにより、励磁コイル等の銅損によるエネルギー消費を減少して消費電力を低減することを目的とし、また、コイル径に係わらず駆動機構を小型化し薄型化することを目的とする。

また、移動方向を自在に変更することを可能とすることを目的とし、保持力を高めて耐外乱性を向上させることを目的とする。

また、円滑に駆動制御することを目的とし、駆動効率を高めることを目的とする。

本発明の磁気ドライブ機構は、駆動原として励磁コイルに代えて永久磁石等の磁束発生源を用いる。励磁コイルを用いた磁気ドライブ機構では、励磁コイルに流す電流方向を切り替えることによって極を切り替えることができるが、永久磁石等の磁束発生源では、励磁コイルのように電流方向によって正極から負極あるいは負極から正極のように磁極の切り替えを行うことができない。そこで、本発明の磁気ドライブ機構では、磁束発生源からの磁束の流れを制御することによって磁極端に現れる各磁極の強弱のバランスを切り替え、これによって磁気部材を駆動する駆動機構を構成する。

本発明の磁気ドライブ機構は、磁束発生源を有する第１の磁気部材と第２の磁気部材とを備える。

第１の磁気部材は、第１の磁気部材の磁束発生源の両磁極を結ぶ磁気誘導路により磁気回路を形成する。磁気回路は磁束発生源の各磁極側に設けた分岐路と、この分岐路の分岐先の複数の磁極端とにより磁気的なブリッジを構成する。このブリッジは、磁気回路を流れる磁束の流れを制御する磁束制御手段を備える。

第２の磁気部材は、複数の磁極端の間に配置する。磁束制御手段は、磁気誘導路の磁気特性を制御することによって磁極端に対する磁束の流れを制御して、磁極端に現れる各磁極の正負の強弱のバランスを切り替える。磁極の正負の強弱のバランスの切り替えは、第２の磁気部材に対する磁束方向を変更し、第１の磁気部材と第２の磁気部材を相対的に移動駆動する。

本発明の磁気ドライブ機構は、磁束発生源からの磁束の流れを磁束制御手段による磁気誘導路の磁気特性を制御することによって行うため、励磁コイルを不要とすることができる。

本発明の磁気ドライブ機構は、磁束の流れを制御する構成として複数の形態とすることができる。また、回転運動や直線運動やスイッチング運動など種々の運動態様に適用することができる。

本発明の磁気ドライブ機構の第１の形態はブリッジ構成の磁気回路を切り替えることで磁束の流れを制御するものであり、第２の形態は複数の磁気回路を選択して切り替えることで磁束の流れを制御するものである。

本発明の磁気ドライブ機構の第１の形態は、回転子磁束発生源を有する回転子と、固定子磁束発生源及び固定子磁気誘導路を有する固定子と、固定子磁気誘導路の途中に設け、固定子磁気誘導路に流れる磁束を制御する磁束制御手段とを備える。固定子磁気誘導路は固定子磁束発生源の各極を複数に分流し、各分流先を磁気的に分離した単一磁極の磁極端とし、各磁極端を回転子の周囲に所定の角度位置で配置する。

磁束制御手段は、磁気誘導路の磁気特性を制御することによって磁極端に対する磁束の流れを制御して磁極端に現れる各磁極の正負の強弱のバランスを切り替える。この磁極の正負の強弱のバランスの切り替えは、回転子に対する磁束方向を変更し、回転子を固定子に対して回転駆動させる。

ここで、回転子の磁極対間の磁束方向と前記組の磁極端間の磁束方向とは、互いに直交成分を有するように配置する。上記両磁束方向は、互いに直交する位置関係に限らず、少なくとも直交成分が生じるような位置関係であればよく、これによって回転子を駆動する駆動力を生じさせることができる。

第１の形態において、固定子の空間配置は、立体的配置あるいは平面的配置で実現することができる。

立体的配置では、同極の磁極端をそれぞれ極毎に異なる平面上に配置して積層する。各磁極端間を通る磁束は、回転子を通って異なる平面間で磁路を形成する。

平面的配置では、各磁極端を同一平面上に平面配置する。各磁極端間を通る磁束は前記回転子の磁極対間の磁束と同一平面上を通って磁路を形成する。

この平面的配置は、固定子磁気誘導路の一部を立体的に公差させ、固定子の各磁極端を同一平面上において回転子の周囲に磁極特性を交互に配置することで実現することができる。

次に、本発明の磁気ドライブ機構の第２の形態は、第１の形態と同様に、回転子と固定子を備える。回転子は回転子磁束発生源を有する。固定子は、固定子磁束発生源、固定子磁気誘導路、及び固定子磁気誘導路の途中において固定子磁気誘導路に流れる磁束を制御する磁束制御手段を含む組みを複数有する。固定子磁気誘導路は固定子磁束発生源の各極を複数に分流し、各分流先を互いに磁気的に分離した単一磁極の磁極端とする。各磁極端は回転子の周囲に所定の角度位置で配置する。

磁束制御手段は、固定子磁気誘導路の磁気特性を制御することによって磁極端に対する磁束の流れを制御して、当該磁極端に現れる各磁極の正負の強弱のバランスを切り替える。

磁極の正負の強弱のバランスの切り替えは、回転子に対する磁束方向を変更し、回転子を固定子に対して回転駆動する。

本発明の磁気ドライブ機構は、回転子及び固定子を線上、２次元、あるいは３次元立体面上に複数配置する構成とすることができる。この構成では、固定子は、分岐した固定子磁気誘導路により隣接する回転子間で固定子磁束発生源を共用する。

第１の形態及び第２の形態において、回転子の周囲に設ける磁極端は、等間隔位置で配置することができる。

第１の形態及び第２の形態において、磁束制御手段は、磁気特性を可変とする可変磁気特性材と、この可変磁気特性材の磁気特性を制御する磁気特性制御手段とを備える。磁気特性制御手段は、可変磁気特性材に隣接または埋設、あるいは混在した状態で設けられる。

可変磁気特性材は、応力、温度、磁場のいずれかによって磁気特性が変化する素材である。磁気特性制御手段は、可変磁気特性材の応力、温度、磁場のいずれかを変えることによって磁気特性を変化させ、これにより、磁気回路を通る磁束量を変える。可変磁気特性材は、異方性を有する磁性材、磁歪材、樹脂をバインダーとして磁性粉体を混合した磁性材、樹脂をバインダーとして磁性粉体と圧電可能な誘電粉体とを混合した複合材、感温磁性材等とすることができる。

磁気特性制御手段は、可変磁気特性材に応力を印加することにより可変磁気特性材の磁気特性を制御する応力印加素子、可変磁気特性材の温度を変えることにより可変磁気特性材の磁気特性を制御する温度印加素子、可変磁気特性材に磁場を変えることにより可変磁気特性材の磁気特性を制御する磁場印加素子のいずれかとすることができる。

磁気特性制御手段は、制御信号によって応力、温度、磁場のいずれかの物理状態が変化する特性を備える。制御信号は磁気特性制御手段の応力、温度、磁場等の物理量を制御し、これにより可変磁気特性材の磁気特性を制御する。これにより、磁気回路中の磁束量を制御する。

可変磁気特性材は、応力の印加により磁気特性を可変とする磁歪材であり、磁気特性制御手段は、磁歪材を囲繞し磁歪材に応力を印加する応力印加素子とすることができる。

第１の形態及び第２の形態において、磁気ドライブ機構は、第２の磁気部材の移動方向を規定する移動方向規定手段を備える。移動方向規定手段は、第２の磁気部材周囲の磁気特性に非対称性を生じさせることにより移動方向を規定する。

移動方向規定手段の一形態は、第１の磁気部材の磁極端に形成した切り欠き部である。切り欠き部は、第２の磁気部材に対する磁気特性を非対称とすることにより移動方向を規定する。

また、移動方向規定手段の他の形態は、第２の磁気部材周囲に設けた可変磁気特性材と、この可変磁気特性材の磁気特性を制御する磁気特性制御手段とを備えた構成である。磁気特性制御手段は可変磁気特性材の磁気特性を選択的に異ならせ、第２の磁気部材に対する磁気特性を非対称とすることにより移動方向を規定する。

第１の形態及び第２の形態において、磁極端につながる磁気誘導路に流れる磁束強度を検出する磁束検出手段を備える。磁束検出手段は、磁極端から第２の磁気部材に流れる磁束のばらつきを検出する。磁束検出手段は、誘導コイル、磁気センサーのいずれかとすることができ、磁気誘導路に隣接又は埋設して設けることができる。

磁気ドライブ機構は、磁束検出手段の検出信号に基づいて、第１の磁気部材及び第２の磁気部材の相対移動の可否を判定する移動判定処理部を備える。

また、磁気ドライブ機構は、磁束検出手段の検出信号を基づいて、静止時における磁気誘導路の磁束バランスを調整する磁束調整手段を備える。磁束調整手段は、磁気誘導路の磁束バランスを調整することにより、トルクバランスや回転速度変化が一定となるように調整する。磁束調整手段は磁気特性制御手段を兼用する構成としても構わない。

本発明の磁気ドライブ機構の第３の形態は、ブリッジ構成の磁気回路の切り替えと、複数の磁気回路の選択による切り替えとの組み合わせによって磁束の流れを制御する。

本発明の磁気ドライブ機構の第３の形態は、回転子と固定子を備える。回転子は回転子磁束発生源を有する。固定子は、固定子磁束発生源と当該固定子磁束発生源からの磁束を前記回転子に導く固定子磁気誘導路とを一つの組とする複数の磁気ユニットと、複数の磁気ユニットを両側に挟んで磁気回路を形成する固定子磁気誘導部材と、固定子磁気誘導路の途中に設け、固定子磁気誘導路に流れる磁束を制御する複数の磁束制御手段とを有する。

複数の磁気ユニットは、積層させると共に、固定子磁束発生源の磁極の着磁方向を全ての磁気ユニットにおいて同方向とする。固定子磁気誘導路は、全ての固定子磁気誘導路を同一平面上に配置する。

第３の形態は、回転子の磁極の着磁方向を回転子の軸方向と直交させる形態であり、固定子磁束発生源の磁極の着磁方向と回転子の軸方向との関係で２つの態様とすることができる。一態様は、固定子磁束発生源の磁極の着磁方向と回転子の軸方向とを同方向とし、他の態様は直交させる。

固定子磁気誘導路は、固定子磁束発生源の各極を複数に分流して、各分流先を互いに磁気的に分離した単一磁極の磁極端とする。磁極端間の磁束方向ベクトルと回転子の磁極対間の磁束方向ベクトルとを同一平面上とする。

第３の形態においても、回転子の周囲に設ける磁極端は、等間隔位置で配置することができる。

磁束制御手段は、応力の印加により磁気特性を可変とする磁歪材と、磁歪材を囲繞して磁歪材に応力を印加する応力印加素子とを備える。

磁歪材の磁極対間の磁束方向と、固定子磁束発生源の磁極の着磁方向とを全て同方向とするように、磁束制御手段と前記固定子磁束発生源とを配置する。

また、応力印加素子の応力印加方向を磁歪材の磁極対間の方向と同方向とし、磁歪材に対し圧縮力が作用するように磁束制御手段を配置する。

磁束制御手段の一形態は、応力の印加方向において応力印加素子の長さは磁歪材の長さよりも長く、応力印加素子と磁歪材の両端を挟んで保持する一対の軟磁性材を備える。これによって、磁歪材に加える応力を大きくして発生歪みを大きくすることができる。

磁束制御手段の他の形態は、応力の印加方向において応力印加素子と磁歪材の両端を挟んで保持する一対の軟磁性材と、少なくとも一方の軟磁性材を介して応力の印加方向に与圧する非磁性材の弾性体を備える。この予圧は、磁歪材が持つ応力の初期特性での不感帯部を避けることができる。

さらに、磁束制御手段の別の形態では、磁束制御手段を応力の印加方向に複数積層し、各磁束制御手段を共通駆動、又は個別に制御自在とする。共通駆動する場合には、各応力印加素子を低い電圧で駆動することができる。また、磁束制御手段を個別に制御する場合には、磁束の流れをより細かく制御することができる。

本発明の磁気ドライブ機構の各形態において、磁極端は、隣接する磁極端と対向する面は凹面状とする。これにより、磁極端と回転子との間の磁気抵抗を低減させることができ、漏れ磁束を低減して駆動効率を高めることができる。

本発明によれば、磁気ドライブ機構において励磁コイルを不要とする駆動機構を構成することができる。

また、本発明によれば、励磁コイルを不要とすることにより、励磁コイル等の銅損によるエネルギー消費を減少して消費電力を低減することができる。

また、本発明によれば、励磁コイルを不要とすることにより、コイル径に係わらず駆動機構を小型化し薄型化することができる。

また、本発明によれば、円滑に駆動制御することができ、駆動効率を高めることができる。

また、本発明によれば、移動方向規定手段により、磁気部材周囲の磁気特性に非対称性を生じさせることにより、移動方向を自在に変更することを可能とすることができる。

また、本発明によれば、回転子と固定子でそれぞれ磁気材料を有するため、磁気回路全体での起磁力が増加し、保持力を高めて耐外乱性を向上させることができる。

以下、本発明の磁気ドライブ機構について図を用いて詳細に説明する。

はじめに、本発明の概略について図１を用いて説明する。本発明の磁気ドライブ機構１は磁気部材を相互に移動させることで駆動対象物を駆動する。磁気部材の移動は、回転運動、直線運動、ねじれ運動、スイッチング運動など種々の態様の運動とすることができる。

図１（ａ）において、磁気ドライブ機構１は第１の磁気部材４と第２の磁気部材７とを備え、両磁気部材を相互に移動させる。図１では、第１の磁気部材４に対して第２の磁気部材７を移動させる構成例を示しているが、第２の磁気部材７に対して第１の磁気部材４を移動させる構成とすることもできる。

図１（ａ）において、第１の磁気部材４は磁束発生源２と磁気誘導路３とによって磁気回路１０を形成する。この磁気回路１０上に磁気回路１０を流れる磁束の流れを制御する磁束制御手段８を備える。また、磁気回路１０の途中に複数の磁極端１２（１２Ａ，１２Ｂ）を設ける。この磁極端１２（１２Ａ，１２Ｂ）の間に第２の磁気部材７を移動自在に配置する。図示する磁気部材７は磁束発生源５を備え、磁極端１２（１２Ａ，１２Ｂ）間の磁束と磁束発生源５の磁束との相互作用によって駆動力を発生させる。なお、ここでは、第２の磁気部材７は回転体を例として示している。

第２の磁気部材７を連続して駆動させるには、磁気部材７の回転位置に応じて、磁極端１２（１２Ａ，１２Ｂ）の間の磁束の方向を変える必要がある。励磁コイルによれば励磁コイルに流す電流方向を切り替えることによって磁極を切り替えることができるが、永久磁石等の磁束発生源を用いる構成では、励磁コイルのように電流方向によって磁極の切り替えを行うことができない。そこで、本発明の磁気ドライブ機構では、磁束発生源からの磁束の流れを制御することによって磁極端での磁極の強弱のバランスを切り替え、これによって磁気部材を駆動する駆動機構を構成する。

本発明の磁気ドライブ機構１は、この磁極端１２（１２Ａ，１２Ｂ）の間の磁束の方向を磁気回路１０上に設けた磁束制御手段８によって切り替える。磁束制御手段８は、磁気誘導路の磁気特性を制御することによって磁極端１２（１２Ａ，１２Ｂ）に対する磁束の流れを制御し、磁極端１２（１２Ａ，１２Ｂ）に現れる各磁極の正負の強弱のバランスを切り替える。この磁極の正負の強弱のバランスの切り替えにより、第２の磁気部材７に対する磁束方向は変更され、第２の磁気部材７は第１の磁気部材４に対して相対的に移動する。

本発明の磁気ドライブ機構では、磁束制御手段８による磁気誘導路３の磁気特性を制御することによって磁束発生源２からの磁束の流れを制御する構成が、従来の磁気ドライブ機構が機構上必要としている励磁コイルを不要としている。制御する磁気特性としては、例えば磁気抵抗を用いることができる。応力や温度や磁場によって磁気特性可変磁気特性を制御することによって磁気回路の磁気抵抗を制御することができる。

図１（ｂ）は、磁束制御手段８によって通過する磁気量の増減や磁束方向を制御することで（図中の破線）、一方の磁極端１２Ａを正極（Ｎ極）とし、他方の磁極端１２Ｂを負極（Ｓ極）とした場合を示している。この切り替えにより、磁極端間には磁極端１２Ａから磁極端１２Ｂに向かう磁束の流れが形成され、第２の磁気部材７はこの磁束の向きに応じて移動する。

図１（ｃ）では、磁束制御手段８による、通過する磁束量の増減や磁束方向の制御（図中の破線）が、磁極端１２Ａを負極（Ｓ極）に磁極端１２Ｂを正極（Ｎ極）に切り替える。この切り替えは、磁極端間において前回とは逆方向となる磁極端１２Ｂから磁極端１２Ａに向かう磁束の流れを形成する。第２の磁気部材７はこの磁束の向きに応じて移動する。

図１（ｂ），図１（ｃ）の状態を繰り返して第２の磁気部材に対する有効な磁束量の増減を切り替えることによって、第２の磁気部材７は第１の磁気部材４に対して回転運動する。

なお、本発明の磁気ドライブ機構は、上記した回転運動に限らず、後述するように直線運動やねじれ運動やスイッチング運動など種々の運動態様に適用することができる。

また、上記の磁束の流れを制御する構成として複数の形態とすることができる。以下、ブリッジ構成の磁気回路を切り替えることで磁束の流れを制御する第１の形態と、複数の磁気回路を選択して切り替えることで磁束の流れを制御する第２の形態、及びこれらを組み合わせに相当する第３の形態について説明する。

はじめに、本発明の磁気ドライブ機構の第１の形態について説明する。第１の形態では、ブリッジ構成の磁気回路を切り替えることで磁束の流れを制御する。図２は第１の形態を説明するための概略図である。

図２（ａ）において、磁気ドライブ機構１は第１の磁気部材４と第２の磁気部材７とを備え、両磁気部材を相互に移動させる。

第１の磁気部材４は、第１の磁気部材４の磁束発生源２の両磁極を結ぶ磁気誘導路により磁気回路１０を形成する。この磁気回路１０は磁束発生源２の各磁極側に設けた分岐端１１Ａ，１１Ｂと両分岐端間を結ぶ結合端１３Ａ，１３Ｂとによりブリッジを構成する。このブリッジ上には、磁気回路１０を流れる磁束の流れを制御する磁束制御手段８（８ａ〜８ｄ）が設けられる。図２（ａ）では、磁束制御手段８ａは分岐端１１Ａと結合端１３Ａとを結ぶ磁気回路上に設けられ、磁束制御手段８ｂは分岐端１１Ａと結合端１３Ｂとを結ぶ磁気回路上に設けられ、磁束制御手段８ｃは分岐端１１Ｂと結合端１３Ａとを結ぶ磁気回路上に設けられ、磁束制御手段８ｄは分岐端１１Ｂと結合端１３Ｂとを結ぶ磁気回路上に設けられる。

第２の磁気部材７は、結合端１３Ａ，１３Ｂ間を結ぶ磁気回路上の途中に形成した磁極端１２Ａ，１２Ｂの間に配置する。磁束制御手段８（８ａ〜８ｄ）は、磁気誘導路の磁気特性を制御することによって磁極端１２Ａ，１２Ｂに対する磁束の流れを制御して、磁極端１２Ａ，１２Ｂの磁極端に現れる各磁極の正負の強弱のバランスを切り替える。

図２に示すブリッジ構成では、磁束制御手段８ａと磁束制御手段８ｄの組みと、磁束制御手段８ｂと磁束制御手段８ｃの組みとを交互に動作させる切り替え制御は、磁極端１２Ａ，１２Ｂの磁極端に現れる各磁極の正負の強弱のバランスを切り替える。

図２（ｂ）は一磁気回路状態を示している。この磁気回路状態では、磁束制御手段８ａ，８ｄ（あるいは磁束制御手段８ｂ，８ｃ）を制御することによって、分岐端１１Ａと結合端１３Ａの間の磁気回路及び分岐端１１Ｂと結合端１３Ｂの間の磁気回路を流れる磁束の量を減少させ、磁束発生源２のＮ極から分岐端１１Ａ，結合端１３Ｂ，磁極端１２Ｂ，磁極端１２Ａ，結合端１３Ａ，分岐端１１Ｂを通って磁束発生源２のＳ極に至る磁気回路を形成する。

この磁束量の増減の制御は、磁極端１２Ａを負極（Ｓ極）とし、磁極端１２Ｂを正極（Ｎ極）とし、磁極端間には磁極端１２Ｂから磁極端１２Ａに向かう磁束の流れを形成する。第２の磁気部材７はこの磁束の向きに応じて移動する。

次に、図２（ｃ）は他の磁気回路状態を示している。この磁気回路状態では、磁束制御手段８ｂ，８ｃ（あるいは磁束制御手段８ａ，８ｄ）を制御することによって、分岐端１１Ａと結合端１３Ｂの間の磁気回路及び分岐端１１Ｂと結合端１３Ａの間の磁気回路を流れる磁束の量を減少させ、磁束発生源２のＮ極から分岐端１１Ａ，結合端１３Ａ，磁極端１２Ａ，磁極端１２Ｂ，結合端１３Ｂ，分岐端１１Ｂを通って磁束発生源２のＳ極に至る磁気回路を形成する。

この磁束量の増減の制御は、磁極端１２Ａを正極（Ｎ極）とし、磁極端１２Ｂを負極（Ｓ極）とし、磁極端間には図２（ｂ）とは逆方向の磁極端１２Ａから磁極端１２Ｂに向かう磁束の流れを形成する。第２の磁気部材７はこの磁束の向きに応じて移動する。

図２（ｂ），（ｃ）の状態を繰り返して磁束方向を切り替えることによって、第２の磁気部材７は第１の磁気部材４に対して回転運動する。

図３は、他のブリッジ構成を説明するための図である。このブリッジ構成は、図２に示すブリッジ構成の結合端において相違し、その他の構成についてはほぼ同様である。

図３に示すブリッジ構成では、図２に示す例と同様に、磁束制御手段８ａと磁束制御手段８ｄの組みと、磁束制御手段８ｂと磁束制御手段８ｃの組みとを交互に動作させる切り替え制御によって、磁極端１２Ａ，１２Ｂの磁極端に現れる各磁極の正負の強弱のバランスを切り替える。このブリッジ構成において、結合端１３部分に形成したギャップ１４が磁気誘導路を磁気的に分離している。ギャップ１４の先端は、磁極端１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ｂｃ，１２Ｂｄを構成している。

図３（ｂ）はブリッジ構成による一磁気回路状態を示している。この磁気回路状態では、磁束制御手段８ａ，８ｄ（あるいは磁束制御手段８ｂ，８ｃ）を制御することによって、分岐端１１Ａと磁極端１２Ａａの間の磁気回路及び分岐端１１Ｂと磁極端１２Ｂｄの間の磁気回路を流れる磁束の量を減少させ、磁束発生源２のＮ極から分岐端１１Ａ，磁極端１２Ａｂ，磁極端１２Ｂｃ，分岐端１１Ｂを通って磁束発生源２のＳ極に至る磁気回路を形成する。

この磁束量の増減の制御は、磁極端１２Ｂｃを負極（Ｓ極）とし、磁極端１２Ａｂを正極（Ｎ極）とし、磁極端間には磁極端１２Ａｂから磁極端１２Ｂｃに向かう磁束の流れを形成する。第２の磁気部材７はこの磁束の向きに応じて移動する。

図３（ｃ）はブリッジ構成による他の磁気回路状態を示している。この磁気回路状態では、磁束制御手段８ｂ，８ｃ（あるいは磁束制御手段８ａ，８ｄ）を制御することによって、分岐端１１Ａと磁極端１２Ａｂの間の磁気回路及び分岐端１１Ｂと磁極端１２Ｂｃの間の磁気回路を流れる磁束の量を減少させ、磁束発生源２のＮ極から分岐端１１Ａ，磁極端１２Ａａ，磁極端１２Ｂｄ，分岐端１１Ｂを通って磁束発生源２のＳ極に至る磁気回路を形成する。

この磁束量の増減の制御は、磁極端１２Ａａを正極（Ｎ極）とし、磁極端１２Ｂｄを負極（Ｓ極）とし、磁極端間には図３（ｂ）とは逆方向の磁極端１２Ａａから磁極端１２Ｂｄに向かう磁束の流れを形成する。第２の磁気部材７はこの磁束の向きに応じて移動する。

図３（ｂ），（ｃ）の状態を繰り返して磁束方向を切り替えることによって、第２の磁気部材７は第１の磁気部材４に対して回転運動する。

ギャップ１４による磁気誘導路の磁気的な分離は、磁気誘導路間や磁極端間において、不要な磁束の漏れを削減し、磁束を有効に利用することができる。

図４，５は、第１の形態による磁気ドライブ機構の第１の構成例を説明するための図である。この第１の構成例は、図３に示したギャップを備える構成に基づくものである。

第１の構成例は、第１の磁気部材を固定子２４とし第２の磁気部材を回転子２７とするものである。固定子磁気誘導路を上下に層状に形成し、上下の層の間に固定子磁束発生源２２を挟む構成とする。図４は磁気ドライブ機構２１の上方部分を示し、図５は磁気ドライブ機構２１の下方部分を示している。なお、ここでは層状の構成を上下の構成で説明するが、この上下の関係は説明の便宜上から記載ものであって、物理的に上下の関係である必要はない。

なお、前記図３で示したブリッジ構成の磁気回路は、そのままの構成では各磁極端を同一平面上に配置しても、第２の磁気部材２を連続回転させることができないことに留意する必要がある。そのため、図４、図５に示すように同じ極の固定磁気誘導路及び磁極端を同一平面上に形成し、異なる極の平面を積層させた構成とすることによってブリッジ構成の磁気回路を実現することができ、第２の磁気部材２を連続回転させることができる様になる。

磁気ドライブ機構２１は、回転子磁束発生源２５を有する回転子２７と、固定子磁束発生源２２及び固定子磁気誘導路２３を有する固定子２４と、固定子磁気誘導路２３の途中に設けて固定子磁気誘導路２３に流れる磁束を制御する磁束制御手段２８とを備える。固定子磁気誘導路２３は固定子磁束発生源２２の各極を複数に分流して分流先を磁極端とし、異なる極の磁極端（ここでは上下の磁極端）を組みとし、この各組を回転子２７の異なる回転角度位置に配置している。

図４において、固定子２４の上面は、固定子磁束発生源２２のＮ極側を固定子磁気誘導路上面２３Ａｕと固定子磁気誘導路上面２３Ｂｕの二つに分岐し、この分岐先の両磁極端端の間に回転子２７を配置している。固定子磁気誘導路上面２３Ａｕ上には磁束制御手段２８Ａｕが設けられ、固定子磁気誘導路上面２３Ｂｕ上には磁束制御手段２８Ｂｕが設けられる。

また、図５において、固定子２４の下面は、固定子磁束発生源２２のＳ極側を固定子磁気誘導路下面２３Ａｄと固定子磁気誘導路下面２３Ｂｄの二つに分岐し、この分岐先の両磁極端端の間に回転子２７を配置している。固定子磁気誘導路下面２３Ａｄ上には磁束制御手段２８Ａｄが設けられ、固定子磁気誘導路下面２３Ｂｄ上には磁束制御手段２８Ｂｄが設けられる。

磁束制御手段２８Ａｕは、固定子磁気誘導路上面２３Ａｕを流れる磁束を制御する手段であり、可変磁気特性材２９Ａｕと磁気特性制御手段３０Ａｕから構成される。また、磁束制御手段２８Ａｄは、固定子磁気誘導路下面２３Ａｄを流れる磁束を制御する手段であり、可変磁気特性材２９Ａｄと磁気特性制御手段３０Ａｄから構成される。また、磁束制御手段２８Ｂｕ、２８Ｂｄも同様に構成される。

可変磁気特性材は、応力や温度や磁場等によって磁気抵抗等の磁気特性が変化する素材である。可変磁気特性材は、例えば、異方性を有する磁性材、磁歪材、樹脂をバインダーとして磁性粉体を混合した磁性材、樹脂をバインダーとして磁性粉体と圧電可能な誘電粉体とを混合した複合材、感温磁性材等により形成することができる。

また、磁束制御手段は、可変磁気特性材の磁気特性を変化させる手段であり、例えば、可変磁気特性材に応力を印加することにより可変磁気特性材の磁気特性を制御する応力印加素子、感温磁性材である可変磁気特性材の温度を変えることにより可変磁気特性材の磁気特性を制御する温度印加素子、可変磁気特性材に磁場を変えることにより可変磁気特性材の磁気特性を制御する磁場印加素子等とすることができる。応力印加素子は、例えば、積層タイプの圧電素子を用いることができる。磁束制御手段は、可変磁気特性材に隣接して設けたり、埋設したり、あるいは混在させるなど種々の形態で取り付けることができる。

上記図４，５の構成の磁気ドライブ機構による磁束の流れ及び磁束量の制御について図６，７を用いて説明し、この磁束量の増減の制御による駆動動作について図８を用いて説明する。

図６（ａ）は図３に示した磁気ドライブ機構の平面の概略構成を示し、図６（ｂ）は磁気ドライブ機構の断面の概略構成を示している。なお、図６（ｂ）に示す断面は、図６（ａ）中の一点鎖線に示す部分を示している。

図６（ａ）は固定子２４の一方の面（例えば、前記した上面）を示している。固定子磁束発生源２２からの磁束は固定子磁気誘導路２３Ａと固定子磁気誘導路２３Ｂの２つに分流される。この分流は、固定子２４の他方の面（例えば、前記した下面、図６（ａ）では背面であるため示されていない）においても形成される。

図６（ｂ）に示す断面において、固定子磁気誘導路上面２３Ａｕと固定子磁気誘導路下面２３Ａｄは固定子磁束発生源２２を挟んで層状に（図では上下方向）形成される。なお、図６（ｂ）は図６（ａ）中の一点鎖線で示す部分の断面を示しているため、固定子磁気誘導路上面２３Ｂｕ及び固定子磁気誘導路上面２３Ｂｄについては示されていない。

固定子磁気誘導路上面２３Ａｕ、固定子磁気誘導路下面２３Ａｄには、それぞれ途中に磁束制御手段２８Ａｕ，２８Ａｄが設けられる。磁束制御手段２８Ａｕ，２８Ａｄは、固定子磁束発生源２２から固定子磁気誘導路２３Ａｕ、２３Ａｄを通って各磁極端１２１Ａｕ，１２１Ａｄに流れる磁束量を制御する。磁束制御手段２８Ａｕ，２８Ａｄは、前記したように可変磁気特性材２９Ａｕ，２９Ａｄ及び磁気特性制御手段３０Ａｕ，３０Ａｄにより構成される。磁気特性制御手段３０Ａｕ，３０Ａｄは可変磁気特性材２９Ａｕ，２９Ａｄの磁気抵抗等の磁気特性を変え、固定子磁気誘導路２３Ａｕ、２３Ａｄを流れる磁束量を制御する。

上記した磁極端１２１Ａの組み（磁極端１２１Ａｕ，１２１Ａｄ）に対向して、固定子磁気誘導路２３Ｂの磁極端１２１Ｂの組み（磁極端１２１Ｂｕ，１２１Ｂｄ）を設け、これらの磁極端１２１Ａと１２１Ｂの各組の間に回転子２７を配置する。

上記構成において、磁気特性制御手段３０Ａｕ，３０Ａｄ及び図示していない磁気特性制御手段３０Ｂｕ，３０Ｂｄは、固定磁気誘導路を流れる磁束量を制御し、磁極端１２１Ａと１２１Ｂの磁極の強弱のバランスを切り替える。回転子２７は、磁極端１２１Ａと１２１Ｂの磁極の強弱のバランスの切り替えによる磁束の流れに応じて回転駆動する。

図７において、可変磁気特性材２９は固定子磁束発生源２２からの磁界によってある程度異方性を備えている。この可変磁気特性材２９の磁化方向は、隣接する磁気特性制御手段３０を駆動することによって傾く。磁束の通り易さは、磁化の傾きの程度によって変化する。固定子磁束発生源２２から発生する磁束量はほぼ一定であるため、ある固定子磁気誘導路の磁束量が減ると、連結する他の固定子磁気誘導路の磁束量が増える。これにより、磁束量が増えた固定子磁気誘導路側に現れる磁極の強さが増し、回転子側の対となっている磁極を引きつける。駆動する磁気特性制御手段３０を切り替えて上記動作を繰り返すことによって回転子は回転駆動する。

図７（ａ）は、磁気特性制御手段３０Ａｕ，３０Ａｄの制御が、可変磁気特性材２９Ａｕの磁気抵抗を高くし、可変磁気特性材２９Ａｄの磁気抵抗を低くした状態を示している。この場合には、固定子磁気誘導路下面２３Ａｄに磁束が流れ、磁極端１２１Ａｄは負極（Ｓ極）となる。一方、固定子磁気誘導路上面２３Ａｕには通過する磁束量が減るため、磁極端１２１Ａｕには磁極は弱まる。したがって、磁極端１２１Ａは負極（Ｓ極）が強くなる。

一方、図示していないが、同様にして、磁気特性制御手段３０Ｂｕ，３０Ｂｄの制御による、可変磁気特性材２９Ｂｄの磁気抵抗の上昇、及び可変磁気特性材２９Ｂｕの磁気抵抗を低下は、固定子磁気誘導路上面２３Ｂｕに磁束を流し、磁極端１２１Ｂｕを正極（Ｎ極）とする。一方、固定子磁気誘導路下面２３Ｂｄに通過する磁束量は減るため、磁極端１２１Ｂｄには磁極は弱まる。したがって、磁極端１２１Ｂは正極（Ｎ極）が強くなる。

上記した磁極の状態により、磁極端１２１Ｂから磁極端１２１Ａに向かう磁束の流れが形成される。

これに対して、図７（ｂ）は逆の磁束の流れを形成する状態を示している。図７（ｂ）の状態では、磁気特性制御手段３０Ａｕ，３０Ａｄを制御することによって、可変磁気特性材２９Ａｄの磁気抵抗を高くし、可変磁気特性材２９Ａｕの磁気抵抗を低くする。これにより、固定子磁気誘導路上面２３Ａｕに磁束が流れ、磁極端１２１Ａｕは正極（Ｎ極）となる。一方、固定子磁気誘導路下面２３Ａｄを通過する磁束量が減るため、磁極端１２１Ａｄには磁極は弱まる。したがって、磁極端１２１Ａは正極（Ｎ極）が強くなる。

一方、同様にして（図示していない）、磁気特性制御手段３０Ｂｕ，３０Ｂｄの制御は、可変磁気特性材２９Ｂｕの磁気抵抗を高くし、可変磁気特性材２９Ｂｄの磁気抵抗を低くする。これにより、固定子磁気誘導路下面２３Ｂｄに磁束が流れ、磁極端１２１Ｂｄは負極（Ｎ極）となる。一方、固定子磁気誘導路上面２３Ｂｕに通過する磁束量が減るため、磁極端１２１Ｂｕには磁極は弱まる。したがって、磁極端１２１Ｂは負極（Ｎ極）が強くなる。

上記した磁極の状態により、磁極端１２１Ａから磁極端１２１Ｂに向かう磁束の流れが形成される。

上記した磁極端に現れる磁極の強弱のバランスの切り替えは、磁極端間の磁束方向を切り換える。この磁束方向の切り替えは、第２の磁気部材に対する有効な磁束方向を切り替えい磁極端間に配置した回転子２７を回転駆動する。

図６，７に示すように、上記した第１の形態の第１の磁気部材と第２の磁気部材は、層状（図では上下方向）に形成された磁極端の組みを構成する。磁極端の間における磁束方向と回転子の磁極対間の磁束方向とが直交するよう配置する。

この配置構成は、第１の磁気部材の磁極端間（図の一方（右方あるいは左方）の磁極端から他方（左方あるいは右方）の磁極端間）を流れる磁束と回転子の磁極対間の磁束との間で交差する成分を生じさせる。この磁束の交差成分は、回転子を回転駆動する駆動力を生じさせる。

なお、上記構成では、第１の磁気部材の磁極端間（図の一方（右方あるいは左方）の磁極端から他方（左方あるいは右方）の磁極端間）を流れる磁束は、第１の磁気部材の磁極端間の厚みの分だけ斜め方向となる。この斜め方向の磁束は、回転駆動に寄与しない上下方向の成分となる。この上下方向の磁束成分は、回転子の回転軸を傾斜させる方向の作用力を発生するが、固定子磁束発生源を構成する永久磁石の厚さを薄くすることで、この作用力を低減させることができる。

したがって、上記構成では、磁極端間では一方の上面の磁極端から他方の下面の磁極端に向かって、あるいは逆に一方の下面の磁極端から他方の上面の磁極端に向かって磁束が流れる。この磁束は、回転子２７を回転させる駆動力を発生する。

図８は回転子２７を回転駆動する工程を説明するための図である。なお、図８に示す各工程は、固定子の上面及び下面における磁束の流れと断面から見た磁束の流れを示している。

はじめに、図８（ａ）に示すＳＴＥＰ１では、上面では磁束制御手段２８Ｂｕを駆動して図中の右方の磁気誘導路の磁束の流れを制限し、下面では磁束制御手段２８Ａｄを駆動して図中の左方の磁気誘導路の磁束の流れを制限する。これによって、上面の磁極端１２１ＡｕはＮ極となり、下面の磁極端１２１ＢｄはＳ極となり、断面図において左上方の磁極端から右下方の磁極端に向かう磁束が形成される。この磁束と回転子２７が発する磁束との相互作用によって、回転子２７に回転駆動力が生じる。

次に、図８（ｂ）に示すＳＴＥＰ２では、磁束制御手段２８Ａｕ，２８Ｂｕ，２８Ａｄ，２８Ｂｄを非駆動として、上面及び下面の磁気誘導路の磁束の流れを制限しない。これにより、上面の磁極端１２１Ａｕ及び１２１ＢｕはＮ極となり、下面の磁極端１２１Ａｄ及び１２１ＢｄはＳ極となり、断面図において左の磁極対間、及び右方の磁極対間を流れる磁束が形成される。この磁束と回転子２７が発する磁束とのつりあいにより、回転子２７には回転駆動力は生じない。

次に、図８（ｃ）に示すＳＴＥＰ３では、上面では磁束制御手段２８Ａｕを駆動して図中の左方の磁気誘導路の磁束の流れを制限し、下面では磁束制御手段２８Ｂｄを駆動して図中の右方の磁気誘導路の磁束の流れを制限する。これによって、上面の磁極端１２１ＢｕはＮ極となり、下面の磁極端１２１ＡｄはＳ極となり、断面図において右上方の磁極端から左下方の磁極端に向かう磁束が形成される。この磁束と回転子２７が発する磁束との相互作用によって、回転子２７に回転駆動力が生じる。

さらに、図８（ｄ）に示すＳＴＥＰ４では、磁束制御手段２８Ａｕ，２８Ｂｕ，２８Ａｄ，２８Ｂｄを非駆動として、上面及び下面の磁気誘導路の磁束の流れを制限しない。これにより、上面の磁極端１２１Ａｕ及び１２１ＢｕはＮ極となり、下面の磁極端１２１Ａｄ及び１２１ＢｄはＳ極となり、断面図において左の磁極対間、及び右方の磁極対間を流れる磁束が形成される。この磁束と回転子２７が発する磁束とのつりあいにより、回転子２７には回転駆動力は生じない。

上記ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ４により回転子２７は１回転し、この工程を繰り返すことによって回転子を連続させることができる。

なお、上記ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ４において、ＳＴＥＰ２，４をスキップしてＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ３を繰り返すことによって回転子２７を回転駆動してもよい。

なお、上記した構成において、第１の磁気部材は磁極端間を分離して形成しているが、磁極端間を連結して一体構造の構成としてもよい。図９は、磁極端間を連結する構成例を説明するための図である。

図９は連結例を示す図面であり、磁極端１２１Ａと磁極端Ｂとの間にギャップを設け、このギャップを非磁性材１３０により連結する。連結に用いる非磁性材１３０には例えば真鍮を用いることができる。また、樹脂を用いて接着する構成とすることもできる。さらに、この磁性材１３０に代えて、低透磁率材として例えばニッケルクロムを用い、この低透磁率材を溶接により接続する構成とすることもできる。

次に、駆動方向（回転方向）を定める移動方向規定手段について説明する。回転子を停止状態から回転させる際、あるいは反転させる際には、回転方向を所定方向に定める必要がある。

移動方向規定手段の第１の形態は、第２の磁気部材周囲の磁気特性に非対称性を生じさせて、第２の磁気部材の移動方向を規定する構成である。この構成例は、例えば、図４，５において、磁極端に形成した切り欠き部１１０とすることができる。切り欠き部１１０は、第２の磁気部材である固定磁気誘導路、特に磁極端での磁気特性を非対称とすることによって、回転子２７に作用する磁束に偏りを形成して、回転方向を定める。

切り欠き部１１０の位置や大きさは、磁極端の形状等によって設定される。また、磁気特性に非対称性を形成する構成としては切り欠き部に限らず、回転子２７に作用する磁束に偏りを形成する構成であれば良い。そこで、磁極端の一部に非磁性材や磁気特性の異なる素材を埋め込んだり、磁気部材内と混合させた構成としてもよい。また、磁極端の端面に非磁性材の塗料を塗布する構成としてもよい。

移動方向規定手段の第２の形態は、第２の磁気部材周囲に設けた可変磁気特性材と、この可変磁気特性材の磁気特性を制御する磁気特性制御手段とを備えた構成である。移動方向規定手段を磁極端の近傍に配置して、磁極端付近の磁束の流れに偏りを形成する。磁気特性制御手段は可変磁気特性材の磁気特性を選択的に異ならせて、第２の磁気部材に対する磁気特性を非対称とすることで、第２の磁気部材の移動方向を規定する。

図１０は、移動方向規定手段の第２の形態の構成例を示している。図１０に示す構成例では、磁極端に周囲に移動方向規定手段１４０を配置する。移動方向規定手段１４０は、可変磁気特性材１４１と磁気特性制御手段１４２とを組み合わせて構成する。図１０では、可変磁気特性材１４１を配置する位置は、各磁極端において対称な位置であり、回転子２７に対して対向する位置である。磁気特性制御手段１４２は、この可変磁気特性材１４１の磁気特性を個別に変化可能な位置に配置する。

図１０では、各磁極端において対称な位置に配置した複数の可変磁気特性材１４１の間をつなぐ。これにより、複数の磁気特性制御手段１４２の環状体を構成する。

ここで、例えば、磁気特性制御手段１４２が圧電素子等の応力印加素子で構成される場合には、回転子２７に対して一方の対向する可変磁気特性材１４１に圧縮応力を加え、他方の対向する可変磁気特性材１４１を、そのままあるいは引っ張り応力を加える。この圧縮応力や引っ張り応力は透磁率を変える。この透磁率変化を用いて磁極端周り（ステータ穴周り）の磁気特性に非対称性を生じさせることによって回転方向を定める。なお、回転子２７に対して対向する２組の可変磁気特性材１４１において、一方の対向する可変磁気特性材１４１に引っ張りを加え、他方の対向する可変磁気特性材１４１を、そのままあるいは圧縮応力を加えてもよい。

この移動方向規定手段の第２の形態によれば、磁気特性制御手段１４２を駆動する位置を変更することによって回転方向を選択し、また、回転方向を反転させることができる。

次に、ブリッジ構成の磁気回路を切り替えることで磁束の流れを制御する第１の形態において、第２の構成例を図１１〜図１５を用いて説明する。

図２で示したように、第１の構成例はブリッジ構成によって対向する２つの磁極端を形成する構成例であるのに対して、第２の構成例はブリッジ構成によって３つの磁極端を形成する構成例であり、３つの磁極端を所定の角度間隔で配置する。

図１１は第２の構成例を説明するための概略図である。

図１１（ａ）において、磁気ドライブ機構１は図２に示す第１の構成例と同様に、第１の磁気部材４と第２の磁気部材７とを備え、両磁気部材を相互に移動させる。

第１の磁気部材４は、第１の磁気部材４の磁束発生源２の両磁極を結ぶ磁気誘導路により磁気回路１０を形成する。この磁気回路１０は磁束発生源２の各磁極側に設けた３つに分岐する分岐端１１Ａ，１１Ｂと、３つの分岐の内の２つを結ぶ結合端１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃとによりブリッジを構成し、このブリッジ上に磁気回路１０を流れる磁束の流れを制御する磁束制御手段８（８ａ〜８ｆ）を備える。

図１１（ａ）では、分岐端１１Ａと結合端１３Ａとを結ぶ磁気回路上に磁束制御手段８ａを設け、分岐端１１Ａと結合端１３Ｃとを結ぶ磁気回路上に磁束制御手段８ｂを設け、分岐端１１Ａと結合端１３Ｂとを結ぶ磁気回路上に磁束制御手段８ｃを設け、分岐端１１Ｂと結合端１３Ａとを結ぶ磁気回路上に磁束制御手段８ｄを設け、分岐端１１Ｂと結合端１３Ｃとを結ぶ磁気回路上に磁束制御手段８ｅを設け、分岐端１１Ｂと結合端１３Ｂとを結ぶ磁気回路上に磁束制御手段８ｆを設けている。

第２の磁気部材７は、結合端１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ間を結ぶ磁気回路上の途中に形成した磁極端１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃで囲まれる位置に配置する。磁束制御手段８（８ａ〜８ｆ）は、磁気誘導路の磁気特性を制御することによって磁極端１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに対する磁束の流れを制御して、磁極端１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの正負の強弱のバランスを切り替える。

図１１に示すブリッジ構成では、磁束制御手段８ａ〜磁束制御手段８ｆを順次切り替えることによって３つの磁極端１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの正負の強弱のバランスの切り替えを行う。

図１１（ｂ）は、磁束制御手段８ｂ，８ｃ，８ｄ（あるいは磁束制御手段８ａ，８ｅ，８ｆ）を制御することによって、分岐端１１Ａと結合端１３Ｃの間の磁気回路、分岐端１１Ｂと結合端１３Ａの間の磁気回路、及び分岐端１１Ａと結合端１３Ｂの間の磁気回路の各磁気回路を流れる磁束の量を減少させ、磁束発生源２のＮ極から分岐端１１Ａ，結合端１３Ａ，磁極端１２Ａ，磁極端１２Ｂ，結合端１３Ｂ，分岐端１１Ｂを通って磁束発生源２のＳ極に至る磁気回路、及び磁束発生源２のＮ極から分岐端１１Ａ，結合端１３Ａ，磁極端１２Ａ，磁極端１２Ｃ，結合端１３Ｃ，分岐端１１Ｂを通って磁束発生源２のＳ極に至る磁気回路を流れる磁束の量を増加させる。

この磁束量の増減の制御により、磁極端１２Ａは正極（Ｎ極）となり、磁極端１２Ｂ及び磁極端１２Ｃは負極（Ｓ極）となる。磁極端間には磁極端１２Ａから磁極端１２Ｂ，１２Ｃに向かう磁束の流れが形成され、第２の磁気部材７はこの磁束の向きに応じて移動する。

また、図１１（ｃ）において、磁束制御手段８ａ，８ｂ，８ｆ（あるいは磁束制御手段８ｃ，８ｄ，８ｅ）を制御することによって、分岐端１１Ａと結合端１３Ａの間の磁気回路、分岐端１１Ｂと結合端１３Ｂの間の磁気回路、及び分岐端１１Ａと結合端１３Ｃの間の磁気回路を流れる磁束の量を減少させ、磁束発生源２のＮ極から分岐端１１Ａ，結合端１３Ｂ，磁極端１２Ａ，磁極端１２Ｃ，結合端１３Ｃ，分岐端１１Ｂを通って磁束発生源２のＳ極に至る磁気回路、及び磁束発生源２のＮ極から分岐端１１Ａ，結合端１３Ｂ，磁極端１２Ｂ，磁極端１２Ａ，結合端１３Ａ，分岐端１１Ｂを通って磁束発生源２のＳ極に至る磁気回路を流れる磁束の量を増加させる。

この磁束量の増減の制御により、磁端１２Ｂは正極（Ｎ極）となり、磁極端１２Ａ及び磁極端１２Ｃは負極（Ｓ極）となり、磁極端間には磁極端１２Ｂから磁極端１２Ａ，１２Ｃに向かう磁束の流れが形成され、第２の磁気部材７はこの磁束の向きに応じて移動する。

同様にして、磁束方向の切り替えを繰り返すことによって、第２の磁気部材７は第１の磁気部材４に対して回転運動する。

なお、上記した例では、３つの磁極端の内で１つをＮ極とし、他の２つの磁極端をＳ極としているが、３つの磁極端の内の１つをＳ極とし、他の２つの磁極端をＮ極とする構成としてもよい。この場合には、磁束制御手段の動作の組み合わせは、磁極端に形成する磁極の極性に応じて変更される。

図１２は、第１の形態による磁気ドライブ機構の第２の構成例の一具体例を説明するための図である。

第２の構成例の磁気ドライブ機構３１は、第１の磁気部材を固定子３４とし第２の磁気部材を回転子３７とする。固定子磁気誘導路３３ｕ，３３ｄを上下の層状に形成し、上下の層の間に固定子磁束発生源３２を挟む構成である。図１２（ａ）は磁気ドライブ機構３１の上方部分（固定子磁気誘導路３３ｕ）を示し、図１２（ｂ）は図１２（ａ）中のＡ−Ａで示される部分の断面を示している。なお、磁気ドライブ機構３１の下方部分（固定子磁気誘導路３３ｕ）については図１２（ａ）には示していない。

磁気ドライブ機構３１は、回転子磁束発生源３５を有する回転子３７と、固定子磁束発生源３２及び固定子磁気誘導路３３を有する固定子３４と、固定子磁気誘導路３３の途中に設けて固定子磁気誘導路３３に流れる磁束を制御する磁束制御手段３８とを備える。固定子磁気誘導路３３は固定子磁束発生源３２の各極を複数に分流して分流先を磁極端とし、異なる極の磁極端（ここでは上下の磁極端）を組みとし、この各組を回転子３７の異なる回転角度位置に配置している。

第２の構成例の一具体例は３つの磁極端とする構成である。図１２において、固定子３４の上面は、固定子磁束発生源３２のＮ極側を固定磁気誘導路上面３３ｕとし、Ｓ極側を固定磁気誘導路下面３３ｄとする。各固定磁気誘導路面において、磁気回路的に三つに分岐し、各分岐の端部に磁極端を形成し、これらを環状に配置する。この環状内に、回転子３７を配置する。図１２では、三個の固定子磁束発生源３２を等角度間隔で配置した構成例を示しているが、固定子磁束発生源３２の個数は任意とすることができ、一個とすることもできる。

固定磁気誘導路上面３３ｕ及び固定磁気誘導路下面３３ｄには、それぞれ複数の磁束制御手段３８Ａ〜３８Ｃが設けられる。

磁束制御手段３８Ａ〜３８Ｃは、固定磁気誘導路３３と各磁極端１２１Ａ〜１２１Ｃとの間に設けられる。図１２において、磁束制御手段３８Ａは磁極端１２１Ａに流れる磁束を制御し、磁束制御手段３８Ｂは磁極端１２１Ｂに流れる磁束を制御し、磁束制御手段３８Ｃは磁極端１２１Ｃに流れる磁束を制御する。

図１２（ｂ）に示すように、固定子磁束発生源３２の磁極の方向が、固定磁気誘導路上面３３ｕ側をＮ極とし固定磁気誘導路下面３３ｄ側をＳ極とした場合には、固定磁気誘導路上面３３ｕ側の磁極端の磁極方向は常にＮ極であり、固定磁気誘導路上面３３ｕ側の磁極方向は常にＳ極となる。

したがって、上記構成では、それぞれ複数ある磁極端の内で何れの磁極端に磁極を発生させるかは、駆動する磁束制御手段３８Ａ〜３８Ｃを選択することによって定めることができる。

磁束制御手段３８Ａ〜３８Ｃは、それぞれ可変磁気特性材３９と磁気特性制御手段４０から構成される。可変磁気特性材３９は、前記した例と同様に、応力や温度や磁場等によって磁気抵抗等の磁気特性が変化する素材であり、例えば、異方性を有する磁性材、磁歪材、樹脂をバインダーとして磁性粉体を混合した磁性材、樹脂をバインダーとして磁性粉体と圧電可能な誘電粉体とを混合した複合材等により形成することができる。

また、磁束制御手段３８Ａ〜３８Ｃは、前記した例と同様に、可変磁気特性材３９の磁気特性を変化させる手段であり、例えば、応力印加素子、温度印加素子、磁場印加素子等とすることができる。磁束制御手段は、可変磁気特性材に隣接して設けたり、埋設したり、あるいは混在させて形成することができる。

図１２に示す構成例は、前記した２つの磁極端の構成例とほぼ同様であり、固定磁気誘導路上面３３ｕ側の磁極端から固定磁気誘導路下面３３ｄ側の磁極端に向かう磁束の流れと、固定磁気誘導路下面３３ｄ側の磁極端から固定磁気誘導路上面３３ｕ側の磁極端に向かう磁束の流れを切り替えることによって、回転子３７の周囲に配置した磁極端の磁極の極性を順次切り替え、回転子３７に駆動力を与える。

したがって、図１２に示す構成例では、駆動する磁気特性制御手段４０の組み合わせにより回転方向を切り替えることができ、また、駆動する磁気特性制御手段４０の切り替える速度を変えることによって回転速度を変更することができる。

以下、図１２に示す磁気ドライブ機構の動作例を図１３〜図１５を用いて説明する。

図１３（ａ）に示すＳＴＥＰ１において、上面では磁束制御手段３８Ｂｕ，３８Ｃｕを駆動して磁極端１２１Ｂｕ，１２１Ｃｕに流れる磁束の流れを制限し、下面では磁束制御手段３８Ａｄを駆動して磁極端１２１Ａｄに流れる磁束の流れを制限する。これによって、上面の磁極端１２１ＡｕはＮ極となり、下面の磁極端１２１Ｂｄ，１２１ＣｄはＳ極となり、上面の磁極端１２１Ａｕから下面の磁極端１２１Ｂｄ，１２１Ｃｄに向かう磁束が形成される。

図１３（ｂ）に示すＳＴＥＰ２において、上面では磁束制御手段３８Ｃｕを駆動して磁極端１２１Ｃｕに流れる磁束の流れを制限し、下面では磁束制御手段３８Ａｄ，３８Ｂｄを駆動して磁極端１２１Ａｄ，１２１Ｂｄに流れる磁束の流れを制限する。これによって、上面の磁極端１２１Ａｕ，１２１ＢｕはＮ極となり、下面の磁極端１２１ＣｄはＳ極となり、上面の磁極端１２１Ａｕ、１２１Ｂｕから下面の磁極端１２１Ｃｄに向かう磁束が形成される。

図１４（ａ）に示すＳＴＥＰ３において、上面では磁束制御手段３８Ａｕ，３８Ｃｕを駆動して磁極端１２１Ａｕ，１２１Ｃｕに流れる磁束の流れを制限し、下面では磁束制御手段３８Ｂｄを駆動して磁極端１２１Ｂｄに流れる磁束の流れを制限する。これによって、上面の磁極端１２１ＢｕはＮ極となり、下面の磁極端１２１Ａｄ，１２１ＣｄはＳ極となり、上面の磁極端１２１Ｂｕから下面の磁極端１２１Ａｄ，１２１Ｃｄに向かう磁束が形成される。

図１４（ｂ）に示すＳＴＥＰ４において、上面では磁束制御手段３８Ａｕを駆動して磁極端１２１Ａｕに流れる磁束の流れを制限し、下面では磁束制御手段３８Ｂｄ，３８Ｃｄを駆動して磁極端１２１Ｂｄ，１２１Ｃｄに流れる磁束の流れを制限する。これによって、上面の磁極端１２１Ｂｕ，１２１ＣｕはＮ極となり、下面の磁極端１２１ＡｄはＳ極となり、上面の磁極端１２１Ｂｕ，１２１Ｃｕから下面の磁極端１２１Ａｄに向かう磁束が形成される。

図１５（ａ）に示すＳＴＥＰ５において、上面では磁束制御手段３８Ａｕ，３８Ｂｕを駆動して磁極端１２１Ａｕ，１２１Ｂｕに流れる磁束の流れを制限し、下面では磁束制御手段３８Ｃｄを駆動して磁極端１２１Ｃｄに流れる磁束の流れを制限する。これによって、上面の磁極端１２１ＣｕはＮ極となり、下面の磁極端１２１Ａｄ，１２１ＢｄはＳ極となり、上面の磁極端１２１Ｃｕから下面の磁極端１２１Ａｄ，１２１Ｂｄに向かう磁束が形成される。

図１５（ｂ）に示すＳＴＥＰ６において、上面では磁束制御手段３８Ｂｕを駆動して磁極端１２１Ｂｕに流れる磁束の流れを制限し、下面では磁束制御手段３８Ａｄ，３８Ｃｄを駆動して磁極端１２１Ａｄ，１２１Ｃｄに流れる磁束の流れを制限する。これによって、上面の磁極端１２１Ａｕ，１２１ＣｕはＮ極となり、下面の磁極端１２１ＢｄはＳ極となり、上面の磁極端１２１Ａｕ，１２１Ｃｕから下面の磁極端１２１Ｂｄに向かう磁束が形成される。

したがって、ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６によって、上面ではＮ極が６０度毎に回転し、下面ではＳ極が６０度毎に回転することになる。上記した磁束の変化と回転子３７が発する磁束との相互作用によって、回転子３７には回転駆動力が生じる。

なお、上記ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６において、ＳＴＥＰ１，ＳＴＥＰ３，ＳＴＥＰ５の工程、あるいはＳＴＥＰ２，ＳＴＥＰ４，ＳＴＥＰ６の工程を繰り返すことによっても回転子を回転駆動させることができる。この場合には、上面及び下面の磁極は工程毎に１２０度回転し、この回転磁束により回転子が駆動される。

次に、第１の形態における種々の変形例について図１６〜図１８を用いて説明する。

図１６は、上面の固定子磁気誘導路２３ｕと下面の固定子磁気誘導路２３ｄに対して共通する磁気特性制御手段３０を設け、一つの磁気特性制御手段３０によって、二つの固定子磁気誘導路２３ｕと固定子磁気誘導路２３ｄの磁束の流れを制御する構成例である。

図１６（ａ）において、磁気特性制御手段３０を上面の固定子磁気誘導路２３ｕと下面の固定子磁気誘導路２３ｄの間に挟んで取り付け、上面の固定子磁気誘導路２３ｕと下面の固定子磁気誘導路２３ｄのそれぞれに圧縮力と張力の逆方向の応力を印加する。これによって、上面の固定子磁気誘導路２３ｕと下面の固定子磁気誘導路２３ｄには逆方向の磁束変化を与えることができる。

また、この構成によれば、磁気特性制御手段３０が各固定子磁気誘導路２３の外側に突出することがないため、磁気ドライブ機構の厚さを薄くすることができるという効果を奏することができる。

図１６（ｂ），図１６（ｃ）は、磁極端を回転子の軸方向に沿って延長し、磁極対の他方の磁極端側に延ばした構成例である。なお、図１６（ｃ）は図１６（ｂ）中のＡ方向から見た図である。図１６（ｂ）において、上面の固定子磁気誘導路２３ｕ側のＮ極の磁極端１２２ｕは、磁極対を構成する下面の固定子磁気誘導路２３ｄの磁極端方向に延ばす。また、下面の固定子磁気誘導路２３ｄ側のＳ極の磁極端１２２ｄは、磁極対を構成する上面の固定子磁気誘導路２３ｕの磁極端方向に延ばす。延長した磁極端１２２ｕ及び１２２ｄは、図１６（ｃ）に示すように、櫛歯状に形成され交互に配置することができる。

この構成によれば、磁極端は回転子の軸方向に沿って設けることができるため、磁極端が回転子の軸方向の片側に配置されることによる作用力の偏りを解消し、回転子の軸の倒れ方向に働くモーメントの影響を低減させることができる。

図１６（ｄ），図１６（ｅ）は、前記した構成例と同様に、磁極端を回転子の軸方向に沿って延長し、磁極対の他方の磁極端側に延ばす構成例である。磁極端対を構成している上面の固定子磁気誘導路２３ｕ側の磁極端（Ｎ極）と下面の固定子磁気誘導路２３ｄ側の磁極端（Ｓ極）との間に磁性体１２３ｕ，１２３ｄを設けることによって、磁極端を回転子の軸方向に延長させる。なお、他方の磁極端との間は、非磁性材１３２を挟んで対向させている。磁性体１２３ｕ，１２３ｄは、図１６（ｅ）に示すように、櫛歯状に形成され交互に配置することができる。

この構成によれば、前記した構成と同様に、磁極端は回転子の軸方向に沿って設けることができるため、磁極端が回転子の軸方向の片側に配置されることにより生じる作用力の偏りを解消し、回転子の軸の倒れ方向に働くモーメントの影響を低減させることができる。

図１６（ｆ）は、回転子磁束発生源２５の着磁方向を回転軸方向とする構成である。回転子の着磁方向が回転軸方向である場合には回転駆動力が発生しない。そこで、この構成例では、回転子磁束発生源２５の外周部分に回転子磁気誘導路１３３を設け、これによって、回転子の外側に現れる磁束方向を回転軸方向に対して直交させ、固定子側からの磁束との間で回転駆動力が発生する角度関係とする。

この構成によれば、回転子磁束発生源２５と固定子磁束発生源２２の着磁方向を同方向とすることができるため、製造ラインで回転子と固定子を組み立てた後、回転子と固定子とを同時に着磁することができ、組み立て工程を簡略化し、組み立てに要するコストを低減させることができる。

図１６（ｇ）は、磁気ドライブ機構の径方向の長さを短縮する構成である。この構成とするために、固定子側の磁極端部分を回転軸方向に湾曲させる形状としている。

図１６（ｈ）は、固定子磁束発生源２２の着磁方向と回転子磁束発生源２５の着磁方向とを同じ方向に揃える構成である。図示する構成では、固定子磁束発生源２２を上面あるいは下面の固定子磁気誘導路２３に設け、回転子２７の回転子磁束発生源２５と同方向に着磁する。

この構成によれば、回転子磁束発生源２５と固定子磁束発生源２２の着磁方向を同方向とすることができるため、製造ラインで回転子と固定子を組み立てた後、回転子と固定子とを同時に着磁することができ、組み立て工程を簡略化し、組み立てに要するコストを低減させることができる。また、応力による影響が緩和されるため、耐性が向上する。

前記図６に示した構成例は磁化方向の傾きを変えることで透磁率μを制御して、磁束量を制御する構成例である。一般に、磁束量は、磁気誘導路の透磁率μ、長さＬ、及び面積Ｓを制御することによって変化させることができる。

以下、磁気誘導路の長さＬを制御することによって磁束量を変化させる構成例を図１７を用いて説明し、磁気誘導路の面積Ｓを制御することによって磁束量を変化させる構成例を図１８を用いて説明する。

図１７に示す構成例は、前記図７に示した構成例において、磁気誘導路の透磁率μ及び／又は磁気誘導路の長さＬを制御するものである。この制御を行うために、可変磁気特性材を異なる態様で固定する。この構成例では、磁束量変化を大きくし、電力消費を低減させる。

図１７（ａ），図１７（ｂ）及び図１７（ｃ），図１７（ｄ）に示す構成例では、固定子磁気誘導路上面２３Ａｕ上に設けた可変磁気特性材２９Ａｕ及び、固定子磁気誘導路下面２３Ａｄ上に設けた可変磁気特性材２９Ａｄを、それぞれ応力伝達緩衝手段１３５を介して保持する。この応力伝達緩衝手段１３５は、固定子磁気誘導路２３と可変磁気特性材２９との間に隙間を設けることによって大きな磁束量変化を生成し、これによって消費電力を低減するものである。

前記した図７の構成では可変磁気特性材２９を固定子磁気誘導路２３に対して固定子磁気誘導路の長さ方向で固定するのに対して、図１７の構成では可変磁気特性材２９を固定子磁気誘導路の側面幅方向で固定する構成としている。

可変磁気特性材２９の固定は応力伝達緩衝手段１３５によって行う。応力伝達緩衝手段１３５は、可変磁気特性材２９が縮小した場合に固定子磁気誘導路２３との間に隙間を形成し、これによって漏れ磁束量を増やすと共に磁気抵抗を増加させて、磁束を通したい側の固定子磁気誘導路の磁束量と、磁束を通したくない側の固定子磁気誘導路の磁束量との差を、図７に示した構成よりも大きくすることができる。

図１７（ａ），図１７（ｂ）は、シリコンやウレタンなどからなる応力伝達緩衝手段１３５により、固定子磁気誘導路上面２３Ａｕと固定子磁気誘導路下面２３Ａｄとの間に設けた非磁性材１３４のみに固定する構成例である。図１６（ｃ），図１６（ｄ）は、応力伝達緩衝手段１３５を、固定子磁気誘導路上面２３Ａｕと固定子磁気誘導路下面２３Ａｄとの間に設けた非磁性材１３４に設けられた突起部に対して、可変磁気特性材２９Ａｕ、２９Ａｄの中央部のみを固定する構成例である。

図１７（ａ），図１７（ｃ）は、固定子磁気誘導路下面２３Ａｄ側の可変磁気特性材２９Ａｄを伸張させ、固定子磁気誘導路上面２３Ａｕ側の可変磁気特性材２９Ａｕを縮小させた状態を示している。このとき、伸張した可変磁気特性材２９Ａｄは応力伝達緩衝手段１３５によって固定子磁気誘導路上面２３Ａｕとの間に隙間が形成される。この隙間によって、固定子磁気誘導路上面２３Ａｕ側の磁束の減少量と、固定子磁気誘導路下面２３Ａｄ側の磁束の増加量との差を大きくすることができる。

図１７（ｂ），図１７（ｄ）は、固定子磁気誘導路下面２３Ａｄ側の可変磁気特性材２９Ａｄを縮小させ、固定子磁気誘導路上面２３Ａｕ側の可変磁気特性材２９Ａｕを伸張させた状態を示している。このとき、縮小した可変磁気特性材２９Ａｄは応力伝達緩衝手段１３５によって固定子磁気誘導路下面２３Ａｄとの間に隙間が形成される。この隙間によって、固定子磁気誘導路上面２３Ａｕ側の磁束の増加量と、固定子磁気誘導路下面２３Ａｄ側の磁束の減少量との差を大きくすることができる。

図１８に示す構成例は、前記図７に示した構成例において、磁気誘導路の透磁率μに代えて磁気誘導路の面積Ｓを制御するものである。この磁気誘導路の面積Ｓを制御する構成は、磁気誘導路の一部に磁気特性制御手段３０ｂを設けて磁気飽和を生じさせる構成とすることができる。図１８では、磁気特性制御手段３０ｂとしてコイル機構を備える例を示している。磁気特性制御手段３０ｂのコイル機構は、磁気誘導路上の可変磁気特性材２９の一部を磁気飽和させる。

コイル機構を駆動しない場合には、可変磁気特性材２９は磁気飽和していらず、固定子磁束発生手段２２からの磁束は面積Ａの部分を流れる。これに対して、コイル機構を駆動した場合には、可変磁気特性材２９は磁気飽和し（図中のＢの部分）、固定子磁束発生手段２２からの磁束が流れる部分の面積はＣとなり、磁気誘導路の面積Ｓの制御が行われる。これによって、磁気誘導路を流れる磁束量を制御することができる。

図１８に示す構成例によれば、可変磁気特性材として、固定子磁気誘導路に用いるパーマロイ等と同じ材質により一体部品で構成することができるため、形成を容易とすることができる他、コストを低減させることができる。

次に、本発明の磁気ドライブ機構の第２の形態について説明する。第２の形態では、複数の磁気回路を選択して切り替えることで磁束の流れを制御する。図１９は第２の形態を説明するための概略図である。

図１９（ａ）において、磁気ドライブ機構１は第１の磁気部材４と第２の磁気部材７とを備え、両磁気部材を相互に移動させる。

第１の磁気部材４は、第１の磁気部材４の磁束発生源２の両磁極を結ぶ磁気誘導路により、複数の磁気回路９（９Ａ，９Ｂ）を形成する。ここでは、２つの磁気回路９Ａ，９Ｂを備える例を示している。

各磁気回路９は磁束発生源２の磁極間を結ぶ２つの磁気誘導路からなる。一方の磁気誘導路は一対の磁極端を有し、両磁極端間に第２の磁気部材７を配置すると共に、その磁気誘導路を流れる磁束の流れを制御する磁束制御手段８を備える。なお、他方の磁気誘導路は、磁束発生源２からの磁束を前記磁気誘導路と振り分けることにより、他の部分への漏れ磁束の影響を低減させる。

一方の磁気回路９Ａは、磁束発生源２Ａの磁極間を結ぶ２つの磁気誘導路３Ａ，３ａを備える。一方の磁気誘導路３Ａは途中に一対の磁極端を有してこの磁極端間に第２の磁気部材７を配置し、磁束制御手段８Ａａ，８Ａｂを備える。また、他方の磁気誘導路３ａ（図中では破線で示す）は磁束発生源２Ａの磁極間を結んでいる。

磁束制御手段８Ａａ，８Ａｂは第２の磁気部材７を通る磁気回路の形成を制御し、磁気回路を形成することで第２の磁気部材７に磁束を流し、磁気回路中の磁気抵抗が強まることで第２の磁気部材７への磁束の通過量が減少する。

また、他方の磁気回路９Ｂについても同様に、磁束発生源２Ｂの磁極間を結ぶ２つの磁気誘導路３Ｂ，３ｂを備え、一方の磁気誘導路３Ｂは途中に一対の磁極端を有してこの磁極端間に第２の磁気部材を配置すると共に磁束制御手段８Ｂａ，８Ｂｂを備え、他方の磁気誘導路３ｂ（図中では破線で示す）は磁束発生源２Ｂの磁極間を結ぶ。なお、磁束発生源２Ａと２Ｂに磁極方向が逆方向となるように設定しておく。

磁束制御手段８Ｂａ，８Ｂｂは第２の磁気部材７を通る磁気回路の形成を制御し、磁気回路を形成することで第２の磁気部材７に磁束を流し、磁気回路中の磁気抵抗が強まることで第２の磁気部材７への磁束の通過量が減少する。

上記構成において、第２の磁気部材７は２つの磁気回路９Ａと磁気回路９Ｂとに共通に配置され、磁束制御手段８（８Ａａ〜８Ｂｄ）による磁気回路の切り替えによって、第２の磁気部材７に作用する磁束の切り替えを行う。このとき、切り替える磁束の方向を異ならせておくことによって、第２の磁気部材７に作用する磁極の方向（正極及び負極）を切り替えることができる。

図１９（ｂ）は磁気回路９Ａの磁束を第２の磁気部材７に流す切り替え例を示し、図１９（ｃ）は磁気回路９Ｂの磁束を第２の磁気部材７に流す切り替え例を示している。

図１９（ｂ）では、磁気回路９Ｂ側の磁束制御手段８Ｂａ〜８Ｂｂにより磁気誘導路３Ｂに流れる磁束の流れを制限すると共に、磁気回路９Ａ側の磁束制御手段８Ａａ〜８Ａｂにより磁気誘導路３Ａに磁束を流して、磁束発生源２Ａからの磁束に基づいて磁極端に図に示す方向（上方の磁極端をＮ極とし下方の磁極端をＳ極とする）の磁極を形成する。

なお、このとき、磁気回路９Ｂでは、磁束発生源２Ｂからの磁束を、磁気誘導路３ｂ（破線で示す）を通る磁気回路に流すことによって、漏れ磁束が第２の磁気部材７に影響を与えないようにすることができる。

また、図１９（ｃ）では、磁気回路９Ａ側の磁束制御手段８Ａａ〜８Ａｂにより磁気誘導路３Ａに流れる磁束の流れを制限すると共に、磁気回路９Ｂ側の磁束制御手段８Ｂａ〜８Ｂｂにより磁気誘導路３Ｂに磁束を流して、磁束発生源２Ｂからの磁束に基づいて磁極端に図に示す方向（上方の磁極端をＳ極とし下方の磁極端をＮ極とする）の磁極を形成する。

なお、このとき、磁気回路９Ａにおいても図１９（ｂ）と同様に、磁束発生源２Ａからの磁束を磁気誘導路３ａ（破線で示す）を通る磁気回路に流すことによって、漏れ磁束が第２の磁気部材７に影響を与えないようにすることができる。

ここで、磁束発生源２Ａと磁束発生源２Ｂの磁極方向を逆方向としておくことによって、第２の磁気部材７に流れる磁束の方向は、磁気回路９Ａと磁気回路９Ｂを切り替える毎に切り替えられる。これにより、図１９（ｂ），図１９（ｃ）を繰り返して磁束方向を切り替えることにより、第２の磁気部材７は第１の磁気部材４に対して回転運動する。

図２０は第２の形態の一具体例である。磁気ドライブ機構４１は、固定子磁気誘導路４３Ａと固定子磁気誘導路４３Ｂとを備え、回転体４７を間に挟む一対の磁極端を共通に持っている。

固定子磁気誘導路４３Ａは固定子磁束発生源４２Ａを持ち、一対の磁極端との間に磁束制御手段４８Ａａと磁束制御手段４８Ａｂを備える。この磁束制御手段４８Ａａと磁束制御手段４８Ａｂを制御することによって磁束の流れを制御する。また、固定子磁気誘導路４３Ｂは固定子磁束発生源４２Ｂを持ち、一対の磁極端との間に磁束制御手段４８Ｂａと磁束制御手段４８Ｂｂを備える。この磁束制御手段４８Ｂａと磁束制御手段４８Ｂｂを制御することによって磁束の流れを制御する。

ここで、固定子磁束発生源４２Ａの磁極と固定子磁束発生源４２Ｂの磁極を逆方向に配置しておくことで、上記磁束の流れの制御により磁極端に生じる磁極方向の切り替えを行うことができる。

図２０（ａ）では、磁束制御手段４８Ａａ，４８Ａｂにより固定子磁束発生源４２Ａと磁極端との間の固定子磁気誘導路４３Ａを流れる磁束を制限し、他方、磁束制御手段４８Ｂａ，４８Ｂｂにより固定子磁束発生源４２Ｂと磁極端との間の固定子磁気誘導路４３Ｂを磁束が流れるようにする（図２０（ａ）中の矢印）。これによって、回転子４７に対して上方の磁極端はＮ極となり、下方の磁極端はＳ極となる。

図２０（ｂ）は図２０（ａ）のＡ−Ａ部分の断面を示している。磁束制御手段４８Ａは、可変磁気特性材４９Ａとこの可変磁気特性材４９Ａの磁気特性を制御する磁気特性制御手段５０Ａとを備える。また、磁束制御手段４８Ｂは、可変磁気特性材４９Ｂとこの可変磁気特性材４９Ｂの磁気特性を制御する磁気特性制御手段５０ＢＡとを備える。

図２１は、複数の磁気回路を選択して切り替えることで磁束の流れを制御する態様において、ギャップを備える構成例を説明するための概略図である。また、図２２はギャップを備える構成の具体例である。

図２１，図２２の構成は、図１９、図２０に示す構成の結合端において相違し、その他の構成についてはほぼ同様である。以下、相違する構成についてのみ説明し、共通する構成については説明を省略する。

この構成では、結合端において、ギャップを設ける構成や、磁極端の配置構成によって、磁気的に分離する。この磁気的分離は、磁気誘導路間や磁極端間において、不要な磁束の漏れを削減し、磁束を有効に利用することができる。

図２１において、磁気ドライブ機構は、互いに磁気的に分離された磁気回路９Ａと磁気回路９Ｂを備える。

磁気回路９Ａは分岐された磁気誘導路３Ａと磁気誘導路３ａを備える。磁気回路９Ａは磁束制御手段８Ａａ、８Ａｂを介して磁極端１２Ａａ、１２Ａｂを形成する。磁気誘導路３Ａは磁気抵抗１５ａを備える。

同様に、磁気回路９Ｂは分岐された磁気誘導路３Ｂと磁気誘導路３ｂを備える。磁気回路９Ｂは磁束制御手段８Ｂａ、８Ｂｂを介して磁極端１２Ｂｃ、１２Ｂｄを形成する。磁気誘導路３Ｂは磁気抵抗１５ｂを備える。なお、前記図１９の構成においても、磁気誘導路３ａ，３ｂは磁気抵抗１５ａ、１５ｂを備えることができる。

磁気回路９Ａと磁気回路９Ｂを磁気的に分離することにより、図２１（ｂ）及び図２１（ｃ）に示す状態において、第２の磁気部材７に対向する磁極端を互いに磁気的に分離し、磁束漏れによる駆動力の低下を抑制することができる。

図２２は、図２０とほぼ同様の構成であり、磁極端につながる磁気誘導路中にギャップ４４が設けられる。これによって、各固定子磁束発生源４２Ａ，４２Ｂにつながる磁気誘導路間、及び磁極端を磁気的に分離する。

また、固定子磁束発生源４２Ａ，４２Ｂには磁気抵抗４５が設けられる。この磁気抵抗４５は、磁束制御手段４８Ａ、４８Ｂが駆動した際に、回転子４７に流れる磁束量を調整する。

次に、複数の磁気回路を選択して切り替えることで磁束の流れを制御する第２の形態の他の構成例について、図２３，２４を用いて説明する。

図１９〜図２２で示したように、第１の構成例は２つの磁気回路を備える構成例であるのに対して、この構成例は３つの磁気回路を備える構成例である。３つの磁気回路は、それぞれ３つの磁極端を所定の角度間隔で配置する。

図２３は第２の構成例を説明するための概略図である。

図２３（ａ）において、磁気ドライブ機構１は図１７に示す第１の構成例と同様に、第１の磁気部材４と第２の磁気部材７とを備え、両磁気部材を相互に移動させる。

第１の磁気部材４は、各固定子磁束発生源２Ａ，２Ｂ，２Ｃの両磁極を結ぶ磁気誘導路により３つの磁気回路９Ａ，９Ｂ，９Ｃを形成する。

各磁気回路９は磁束発生源２の磁極間を結ぶ２つの磁気誘導路からなる。一方の磁気誘導路は一対の磁極端を有し、両磁極端間に第２の磁気部材７を配置すると共に、その磁気誘導路を流れる磁束の流れを制御する磁束制御手段８を備える。なお、他方の磁気誘導路は、磁束発生源２からの磁束を前記磁気誘導路と振り分けることにより、他の部分への漏れ磁束の影響を低減させる。

例えば、磁気回路９Ａは、磁束発生源２Ａの磁極間を結ぶ２つの磁気誘導路３Ａ，３ａを備える。一方の磁気誘導路３Ａは途中に一対の磁極端を有してこの磁極端間に第２の磁気部材７を配置し、磁束制御手段８Ａａ，８Ａｂを備える。また、他方の磁気誘導路３ａ（図中では破線で示す）は磁束発生源２の磁極間を結んでいる。

磁束制御手段８Ａａ，８Ａｂは第２の磁気部材７を通る磁気回路の形成を制御する。磁気回路は第２の磁気部材７に磁束を流す。磁気回路中の磁気抵抗が強まると、第２の磁気部材７への磁束の通過量は減少する。他の磁気回路９Ｂ．９Ｃについても同様である。

上記構成において、第２の磁気部材７は３つの磁気回路９Ａ，９Ｂ，９Ｃに共通に配置される。磁束制御手段８（８Ａａ，８Ａｂ，８Ｂａ，８Ｂｂ，８Ｃａ，８Ｃｂ）による磁気回路の切り替えは、第２の磁気部材７に作用する磁束の切り替えを行う。このとき、切り替える磁束の方向を異ならせることによって、第２の磁気部材７に作用する磁極の方向（正極及び負極）を切り替えることができる。

図２３（ｂ）は磁気回路９Ａの磁束を第２の磁気部材７に流す切り替え例を示し、図２３（ｃ）は磁気回路９Ｂの磁束を第２の磁気部材７に流す切り替え例を示している。なお、磁気回路９Ｃの磁束を第２の磁気部材７に流す切り替える例は省略している。

図２３（ｂ）では、磁気回路９Ｂ側の磁束制御手段８Ｂａ〜８Ｂｂにより磁気誘導路３Ｂに流れる磁束の流れを制限し、また、磁気回路９Ｃ側の磁束制御手段８Ｃａ〜８Ｃｂにより磁気誘導路３Ｃに流れる磁束の流れを制限する。

さらに、磁気回路９Ａ側の磁束制御手段８Ａａ〜８Ａｂにより磁気誘導路３Ａに磁束を流す。磁束発生源２Ａからの磁束は、磁極端に図に示す方向（上方の磁極端をＮ極とし下方の磁極端をＳ極とする）の磁極を形成する。

なお、このとき、磁気回路９Ｂでは磁束発生源２Ｂからの磁束は磁気誘導路３ｂ（破線で示す）を通る磁気回路に流し、磁気回路９Ｃでは磁束発生源２Ｃからの磁束は磁気誘導路３ｃ（破線で示す）を通る磁気回路に流すことによって、漏れ磁束が第２の磁気部材７に影響を与えないようにすることができる。

また、図２３（ｃ）では、磁気回路９Ａ側の磁束制御手段８Ａａ〜８Ａｂにより磁気誘導路３Ａに流れる磁束の流れを制限し、また、磁気回路９Ｃ側の磁束制御手段８Ｃａ〜８Ｃｂにより磁気誘導路３Ｃに流れる磁束の流れを制限する。さらに、磁気回路９Ｂ側の磁束制御手段８Ｂａ〜８Ｂｂにより磁気誘導路３Ｂに磁束を流す。磁束発生源２Ｂからの磁束は、磁極端に図に示す方向（上方の磁極端をＳ極とし下方の磁極端をＮ極とする）の磁極を形成する。

なお、このとき、磁気回路９Ａ，９Ｃにおいても、図２３（ｂ）と同様に、磁束発生源２Ａからの磁束は磁気誘導路３ａ（破線で示す）を通る磁気回路に流し、磁束発生源２Ｃからの磁束は磁気誘導路３ｂ（破線で示す）を通る磁気回路に流すことによって、漏れ磁束が第２の磁気部材７に影響を与えないようにすることができる。

ここで、磁束発生源２Ａ，２Ｂ，２Ｃの磁極方向を順（例えば、時計方向あるいは反時計方法）に設定しておく。これによって、第２の磁気部材７に流れる磁束の方向は、磁気回路９Ａ，９Ｂ，９Ｃを切り替える毎に切り替えられる。これを繰り返すことによる磁束量の増減の制御によって、第２の磁気部材７は第１の磁気部材４に対して回転運動する。

図２４は第２の形態の第２の構成の一具体例である。磁気ドライブ機構５１は、３つの固定子磁気誘導路５３Ａ〜５３Ｃと３つの固定子磁束発生源５２Ａ〜５２Ｃと６個の磁束制御手段５８Ａ１，５８Ａ２，５８Ｂ１，５８Ｂ２，５８Ｃ１，５８Ｃ２を備え、回転体５７の周囲に３つの磁極端を備える。

磁束制御手段５８Ａ１〜５８Ｃ２を制御することによって磁束の流れを制御し、磁極端に生じる磁極方向の切り替えを行う。

図２４（ｂ）は、磁束制御の一状態を示している。磁束制御手段５８Ｂ１，５８Ｂ２，５８Ｃ１，５８Ｃ２の制御によって、固定子磁束発生源５２Ｂと磁極端との間の固定子磁気誘導路５３Ａ，５３Ｂを流れる磁束、及び固定子磁束発生源５２Ｃと磁極端との間の固定子磁気誘導路５３Ｂ，５３Ｃを流れる磁束を制限し、磁束制御手段５８Ａ１，５８Ａ２の制御により固定子磁束発生源５２Ａと磁極端との間の固定子磁気誘導路５３Ａ及び５３Ｃに磁束が流れるようにする。これによって、回転子５７に対して図中の上方の磁極端はＮ極となり、図中の左側の磁極端はＳ極となる。

なお、図２２に示したと同様に、磁極端につながる磁気誘導路中にギャップが設けても構わない。これによって、各固定子磁束発生源５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃにつながる磁気誘導路間、及び磁極端を磁気的に分離する。

また、固定子磁束発生源５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃには磁気抵抗が設けられる。この磁気抵抗は、磁束制御手段５８Ａ１，５８Ａ２、５８Ｂ１，５８Ｂ２、５８Ｃ１，５８Ｃ２が駆動した際に、回転子５７に流れる磁束量を調整する。

上記では、磁気部材を回転動作させる構成例について説明しているが、他の動作態様とすることもできる。

前記図３で示したブリッジ構成の磁気回路は、そのままの構成では各磁極端を同一平面上に配置しても、第２の磁気部材２を連続回転させることができない。そのため、前記した例では、図４，５で示したように同じ極の固定磁気誘導路及び磁極端を同一平面上に形成し、異なる極の平面を積層させた構成とすることによってブリッジ構成の磁気回路を実現している。

以下に、このブリッジ構成の磁気回路を同一の平面上に形成する構成について、図２５〜図２８を用いて説明する。

図２５及び図２６は、ブリッジ構成の磁気回路を同一の平面上に形成する構成例を説明するための概略図である。なお、図２６は磁極端を回転子の回転方向に９０度の角度間隔で配置した例を示している。また、ここでは、ギャップを備える構成について示している。

図２５，図２６に示すブリッジ構成は、図３に示すブリッジ構成において、磁気誘導路を交差させる構成で相違し、その他の構成についてはほぼ同様である。

図２５，図２６に示すブリッジ構成では、図３に示す例と同様に、磁束制御手段８ａと磁束制御手段８ｄの組みと、磁束制御手段８ｂと磁束制御手段８ｃの組みとを交互に動作させる切り替え制御によって、磁極端１２Ａ，１２Ｂの磁極端に現れる各磁極の正負の強弱のバランスを切り替える。このブリッジ構成において、磁気誘導路の一部を交差部１６において交差させている。

この交差部１６によって、前記図３の磁極端１２Ａｂと磁極端１２Ｂｄの順が移動し、第２の磁気部材７の周囲には、磁極端１２Ａａ（Ｎ極）、１２Ｂｄ（Ｓ極）、１２Ａｂ（Ｎ極）、１２Ｂｃ（Ｓ極）の順に配置される。なお、図３の例では、第２の磁気部材７の周囲には、磁極端１２Ａａ（Ｎ極）、１２Ａｂ（Ｎ極）、１２Ｂｃ（Ｓ極）、１２Ｂｄ（Ｓ極）の順で配置されるため、Ｓ極の磁極端が配置された平面とＮ極の磁極端が配置された平面を積層させる構成としている。この構成例では、磁気誘導路の一部を交差部１６において交差させることによって、全ての磁極端を同一平面上に配置することができる。

図２５（ｂ）はブリッジ構成による一磁気回路状態を示している。この磁気回路状態では、磁束制御手段８ａ，８ｄ（あるいは磁束制御手段８ｂ，８ｃ）を制御することによって、分岐端１１Ａと磁極端１２Ａａの間の磁気回路及び分岐端１１Ｂと磁極端１２Ｂｄの間の磁気回路を流れる磁束の量を減少させ、磁束発生源２のＮ極から分岐端１１Ａ，磁極端１２Ａｂ，磁極端１２Ｂｃ，分岐端１１Ｂを通って磁束発生源２のＳ極に至る磁気回路を形成する。

この磁束量の増減の制御は、磁極端１２Ａｂを正極（Ｎ極）とし、磁極端１２Ｂｃを負極（Ｓ極）とし、磁極端間には磁極端１２Ａｂから磁極端１２Ｂｃに向かう磁束の流れを形成する。第２の磁気部材７はこの磁束の向きに応じて移動する。

図２５（ｃ）はブリッジ構成による他の磁気回路状態を示している。この磁気回路状態では、磁束制御手段８ｂ，８ｃ（あるいは磁束制御手段８ａ，８ｄ）を制御することによって、分岐端１１Ａと磁極端１２Ａｂの間の磁気回路及び分岐端１１Ｂと磁極端１２Ｂｃの間の磁気回路を流れる磁束の量を減少させ、磁束発生源２のＮ極から分岐端１１Ａ，磁極端１２Ａａ，磁極端１２Ｂｄ，分岐端１１Ｂを通って磁束発生源２のＳ極に至る磁気回路を形成する。

この磁束量の増減の制御は、磁極端１２Ａａを正極（Ｎ極）とし、磁極端１２Ｂｄを負極（Ｓ極）とし、磁極端間には図３（ｂ）とは逆方向の磁極端１２Ａａから磁極端１２Ｂｄに向かう磁束の流れを形成する。第２の磁気部材７はこの磁束の向きに応じて移動する。

図３（ｂ），（ｃ）の状態を繰り返して磁束方向を切り替えることによって、第２の磁気部材７は第１の磁気部材４に対して回転運動する。

また、図２６（ｂ）に示す磁気回路状態では、磁束制御手段８ａ，８ｃ（あるいは磁束制御手段８ｂ，８ｄ）を制御することによって、分岐端１１Ａと磁極端１２Ａａの間の磁気回路及び分岐端１１Ｂと磁極端１２Ｂｃの間の磁気回路を流れる磁束の量を減少させ、磁束発生源２のＮ極から分岐端１１Ａ，磁極端１２Ａｂ，磁極端１２Ｂｄ，分岐端１１Ｂを通って磁束発生源２のＳ極に至る磁気回路を形成する。

この磁束量の増減の制御は、磁極端１２Ｂｄを負極（Ｓ極）とし、磁極端１２Ａｂを正極（Ｎ極）とし、磁極端間には磁極端１２Ａｂから磁極端１２Ｂｄに向かう磁束の流れを形成する。第２の磁気部材７はこの磁束の向きに応じて移動する。

図２６（ｃ）に示す磁気回路状態では、磁束制御手段８ｂ，８ｃ（あるいは磁束制御手段８ａ，８ｄ）を制御することによって、分岐端１１Ａと磁極端１２Ａｂの間の磁気回路及び分岐端１１Ｂと磁極端１２Ｂｃの間の磁気回路を流れる磁束の量を減少させ、磁束発生源２のＮ極から分岐端１１Ａ，磁極端１２Ａａ，磁極端１２Ｂｄ，分岐端１１Ｂを通って磁束発生源２のＳ極に至る磁気回路を形成する。

この磁束量の増減の制御は、磁極端１２Ｂｄを負極（Ｓ極）とし、磁極端１２Ａａを正極（Ｎ極）とし、磁極端間には磁極端１２Ａａから磁極端１２Ｂｄに向かう磁束の流れを形成する。第２の磁気部材７はこの磁束の向きに応じて移動する。

図２６（ｄ）に示す磁気回路状態では、磁束制御手段８ｂ，８ｄ（あるいは磁束制御手段８ａ，８ｄ）を制御することによって、分岐端１１Ａと磁極端１２Ａｂの間の磁気回路及び分岐端１１Ｂと磁極端１２Ｂｄの間の磁気回路を流れる磁束の量を減少させ、磁束発生源２のＮ極から分岐端１１Ａ，磁極端１２Ａａ，磁極端１２Ｂｃ，分岐端１１Ｂを通って磁束発生源２のＳ極に至る磁気回路を形成する。

この磁束量の増減の制御は、磁極端１２Ｂｃを負極（Ｓ極）とし、磁極端１２Ａａを正極（Ｎ極）とし、磁極端間には磁極端１２Ａａから磁極端１２Ｂｃに向かう磁束の流れを形成する。第２の磁気部材７はこの磁束の向きに応じて移動する。図２６に示す構成は、磁極端を第２の磁気部材７の周囲に９０度の角度間隔で配置する構成であるため、第２の磁気部材７の回転を円滑とすることができる。

図２７は、回転子を駆動する際の磁束の流れを説明するための図であり、通常のＰＭ（パルスモジュレーション）型のステッピングモータと比較して示している。なお、図２７中の○で囲ったＮ極及びＳ極は、○で囲んでいない極よりも大きな極強度であることを示している。また、図２７（ｂ）〜図２７（ｄ）は本発明の磁気ドライブ機構による磁束を示し、図２７（ｅ）〜図２７（ｈ）はステッピングモータによる磁束を示し、それぞれ同一の回転位置について対応させて示している。

図２７（ａ）は静止状態を示している。図２７（ｂ）〜図２７（ｄ）は、それぞれ図２６（ｂ）〜図２６（ｄ）に示した磁極状態に相当し、Ｎ極からＳ極への磁束の方向が、回転子の周囲に沿って順に切り替わる状態を示している。回転子は、この磁束方向の変化に基づいて回転駆動する。

上記したように、極数が偶数であるとき、固定子の磁極端をＮ極とＳ極をペアとしていて交互に等角度で配置することによって、固定子からの磁束量において、無効磁束量に対する有効磁束量の割合を高めることができる。なお、無効磁束量は、もれ磁束成分や回転子の回転力以外の力作用成分に用いられる磁束量であり、有効磁束量は回転子の回転に有効に用いられる磁束量である。

図２８は、図２６に示した構成例の具体例を示している。固定子磁束発生源２の両極からは固定子誘導路が延びている。Ｎ極側の固定子誘導路は分岐し、一方は磁束制御手段８ａを介して一方のＮ極の磁極端となり、他方は磁束制御手段８ｂを介して他方の対向した配置されたＮ極の磁極端となる。また、Ｓ極側の固定子誘導路は分岐し、一方は磁束制御手段８ｃを介して一方のＳ極の磁極端となり、他方は磁束制御手段８ｄを介して他方の対向した配置されたＳ極の磁極端となる。

ここで、Ｎ極の磁極端につながる一方の固定子誘導路とＳ極の磁極端につながる一方の固定子誘導路は、交差部１６において上下方向に交差する。この固定子誘導路の交差配置は、Ｎ極とＳ極をペアとして回転子の周囲に順に配置することを可能としている。

本発明の磁気ドライブ機構は、複数の回転子及び固定子を線状に配列する他、２次元的に平面上に配列する構成や、３次元的に立体に配列する構成とすることもできる。

図２９は、複数の回転子及び固定子を線状に配列する例を示している。

磁気ドライブ機構は、回転子7-1，7-2，…と、固定子磁束発生源2-1，2-2，…と、固定子誘導路6-1U，6-2U，…，6-1D，6-2D，…を線状に並べて構成される。各回転子7-1，7-2，…の周囲には４つの磁極端が設けられる。この４つの磁極端の内の２つの磁極端は、一方の側で隣接する固定子磁束発生源2-1，2-2から固定子誘導路6-1U，6-2U，…，6-1D，6-2D，…を介して磁束が流れ、残りの２つの磁極端は、他方の側で隣接する固定子磁束発生源2-1，2-2から固定子誘導路6-1U，6-2U，…，6-1D，6-2D，…を介して磁束が流れる。

例えば、回転子7-2の図中の右上方の磁極端（Ｓ極）と右下方の磁極端（Ｎ極）は、固定子誘導路6-2U，6-2Dを介して図中の右隣の固定子磁束発生源2-2から磁束が流れる。また、回転子7-2の図中の左上方の磁極端（Ｎ極）と左下方の磁極端（Ｓ極）は、固定子誘導路6-1U，6-1Dを介して図中の左隣の固定子磁束発生源2-１から磁束が流れる。

したがって、回転子7-2の周囲に設けられた磁極端の近傍に設けた磁束制御手段8-1U，8-2U，8-1D，8-2Dは、固定子誘導路6-1U，6-2U，6-1D，6-2Dに流れる磁束を制御する。隣接する回転子についても同様である。したがって、隣接する回転子は、両回転子の間の設けた固定子磁束発生源を共有する。なお、図２９は直線状に並べる構成を示しているが、線状配列は直線に限らず曲線としてもよい。

図３０は、複数の回転子及び固定子を２次元に配列する例を示している。

磁気ドライブ機構は、回転子7-1，7-2，…と、固定子磁束発生源2-1，2-2，…とを２次元に配列し、固定子磁束発生源と各磁極端との間は、同じく２次元配列する固定子誘導路6-1，6-2，…によって接続している。この２次元配列は、図２９の線状配列を並列に並べることで形成することができる。

図３０に示す構成では、固定子磁束発生源は、縦方向については磁極方向を同方向となるように配列し、横方向については磁極方向を互いに逆方向となるように配列する。これによって、回転子の周囲には、Ｓ磁とＮ極を交互に配列することができる。

図３１は、複数の回転子及び固定子を２次元に配列する別の例を示している。

磁気ドライブ機構は、回転子7-1，7-2，…と、固定子磁束発生源2-1，2-2，…とを２次元に配列し、固定子磁束発生源と各磁極端との間は、同じく２次元配列する固定子誘導路6-1，6-2，…によって接続している。この２次元配列は、回転子の周囲に正六角形の線分位置に固定子磁束発生源を配列することで形成することができる。この構成では、隣接する回転子は、両回転子の間の設けた固定子磁束発生源を共有する。

図３２は、複数の回転子及び固定子を３次元に配列する別の例を示している。

磁気ドライブ機構は、回転子7-1，7-2，…と、固定子磁束発生源2-1，2-2，…とを２次元に配列し、固定子磁束発生源と各磁極端との間は、同じく３次元配列する固定子誘導路6-1，6-2，…によって接続している。図３２に示す３次元配列は、立方体の各面の中心の回転子を配し、各辺の位置に固定子磁束発生源を配列することで形成することができる。

図３２に示す構成は３次元配列の１単位を示している。この単位を３次元方向に隣接させることで、さらに大きな３次元配列を構成することができる。

次に、上記した各形態で示した磁極端において、磁束漏れを減らす構成例を用いて示す。図３３（ａ）は回転子の周囲に配置する磁極端の一例を示している。この配置例では、隣接する例えば磁極端間での磁束は、一方の磁極端（例えば磁極端12-3）の回転子と対向する面から出射した磁束は回転子を通過して、他方の磁極端（例えば磁極端12-4）の回転子と対向する面から入射する。

このとき、磁束は、磁極端の回転子との対向面以外の面を通して流れる場合がある。例えば、磁極端が隣接する磁極端との間において周方向で対向する面間で磁束が流れる場合がある。この場合の漏れ磁束は、回転子駆動に寄与しないため、駆動効率を低下させる要因となる。

そこで、図３３（ｂ）に示すように、磁極端12-1〜12-4が隣接する磁極端との間において周方向で対向する面１７を凹状とする。この凹状とすることで隣接する磁極端との間において周方向で対向する面間の距離が長くなる。この磁極端の面間の距離を長くすることで、磁気抵抗を増加させて漏れ磁束を低減させる。これにより、磁極端の回転子との対向面との間を通る磁束量は相対的に増加し、回転子駆動に用いられる磁束量が増加する。

また、磁極端12-1〜12-4の回転子との対向面を凸状に形成してもよい。この凸状部１８は、磁極端と回転子との間の隙間を狭めることで、磁気抵抗を低下させる他に、漏れ磁束を低減させることができる。

次に、以下に、ブリッジ構成の磁気回路を切り替えることで磁束の流れを制御する第１の態様による他の動作態様について図３４〜図４１を用いて説明し、複数の磁気回路を選択して切り替えることで磁束の流れを制御する第２の形態による他の動作態様について図４２，４３を用いて説明する。

はじめに、第１の態様の直線動作の態様（図３４〜図３７）、スイッチング動作の態様（図３８，図３９）、ねじれ動作の態様（図４０，図４１）について説明する。

図３４に示す直線動作の態様において、磁気ドライブ機構６１は、固定側の第１の磁気部材６４と移動側の第２の磁気部材６７を備え、第２の磁気部材６７を固定側の第１の磁気部材６４に対して直線駆動する。

第１の磁気部材６４は、固定子磁束発生源６２及び固定子磁気誘導路６３Ａｕ，６３Ａｄ，６３Ｂｕ，６３Ｂｄを備え、磁束制御手段６８Ａｕ，６８Ａｄ，６８Ｂｕ，６８Ｂｄを制御することによって、直線状に配列した磁極端に順に磁極を生じさせることによって、第２の磁気部材６７を駆動する。

この構成によれば、駆動する磁束制御手段６８を選択することによって、移動方向を変更する他、移動速度を制御することができる。

図３５は、図３４の磁気ドライブ機構６１の駆動例であり、磁束制御手段６８の制御による磁極端に生じる磁極例を示している。例えば図３５（ａ）では、下方の磁極端の磁極を生じさせない状態とすることにより、第２の磁気部材６７の上方のＮ極は、上方の磁極端のＮ極により押されると共にＳ極により引かれて駆動される。次に、図３５（ｂ）では、移動方向の上方の磁極端の磁極を生じさせない状態とすることにより、第２の磁気部材６７の下方のＳ極は、下方の磁極端のＳ極により押されると共にＮ極により引かれて駆動される。上記動作を繰り返すことで図３５（ａ）〜図３５（ｄ）に示すように一方向（図中の右方向）に直線移動させる。なお、図３５（ｅ），図３５（ｆ）は、移動方向を反転させた状態を示している。

図３６に示す直線動作の態様において、磁気ドライブ機構７１は、固定側の第１の磁気部材７４と移動側の第２の磁気部材７７を備え、第２の磁気部材７７を固定側の第１の磁気部材７４に対して直線駆動する。

第１の磁気部材７４は、固定子磁束発生源７２を磁極方向を順に変えながら配列して形成され、また、第２の磁気部材７７は、移動子磁束発生源７５を挟んで移動子磁気誘導路７６を設け磁極端を形成している。移動子磁気誘導路７６上に設けた磁束制御手段７８を制御することによって、直線状に配列した磁極端に順に磁極を生じさせることによって、第２の磁気部材７７を駆動する。

この構成によれば、駆動する磁束制御手段７８を選択することによって、移動方向を変更する他、移動速度を制御することができる。

図３７は、図３６の磁気ドライブ機構７１の駆動例であり、磁束制御手段７８の制御による磁極端に生じる磁極例を示している。例えば図３７（ａ）では、第２の磁気部材７７において、図中の左上の磁極端をＮ極とし右下の磁極端の磁極をＳ極とすることにより、それぞれ対向する第１の磁気部材７４の固定子磁束発生源７２の同極により押されると共に異極により引かれて駆動される。次に、図３７（ｂ）では、第２の磁気部材７７において、図中の右上の磁極端をＮ極とし左下の磁極端の磁極をＳ極とすることにより、図中の右方に移動させる。上記動作を繰り返すことで図３７（ａ）〜図３７（ｄ）に示すように一方向（図中の右方向）に直線移動させる。なお、図３７（ｅ），図３７（ｆ）は、移動方向を反転させた状態を示している。

図３８に示すスイッチング動作の態様において、磁気ドライブ機構８１は、前記磁気誘導路２１と同様に構成とすることができ、固定側の第１の磁気部材８４と移動側の第２の磁気部材８７を備え、第２の磁気部材８７を固定側の第１の磁気部材８４に対して２方向に移動可能に支持することで２つの状態を切り替え駆動する。

第１の磁気部材８４は、固定子磁気誘導路８３上に設けた磁束制御手段８８を制御することによって、対向する磁極端の何れか一方に磁極を生じさせることによって、第２の磁気部材８７を何れか一方の側に駆動する。

この構成によれば、駆動する磁束制御手段８８を選択することによって、２つの状態を選択した変更することができる。

図３９は、図３８の磁気ドライブ機構８１の駆動例である。図３９（ａ），図３９（ｂ）は第２の磁気部材８７を一方向（図中の左側）に移動させた状態において、固定子磁気誘導路８３の上側及び下側を示している。ここでは、磁束制御手段８８Ｂｕ、８８Ｂｄにより固定子磁気誘導路８３Ｂｕ、８３Ｂｄの磁束の流れを制限し、磁束制御手段８８Ａｕ、８８Ａｄにより固定子磁気誘導路８３Ａｕ、８３Ａｄの磁束量を増やすことによって、第２の磁気部材８７を固定子磁気誘導路８３Ａ側の磁極端に引きつけ、図中の左方に移動させる。

また、図３９（ｃ），図３９（ｄ）は第２の磁気部材８７を一方向（図中の右側）に移動させた状態において、固定子磁気誘導路８３の上側及び下側を示している。ここでは、磁束制御手段８８Ａｕ、８８Ａｄにより固定子磁気誘導路８３Ａｕ、８３Ａｄの磁束の流れを制限し、磁束制御手段８８Ｂｕ、８８Ｂｄにより固定子磁気誘導路８３Ｂｕ、８３Ｂｄの磁束量を増やすことによって、第２の磁気部材８７を固定子磁気誘導路８３Ｂ側の磁極端に引きつけ、図中の右方に移動させる。

なお、上記動作例では、磁極端に第２の磁気部材８７と異なる磁極を発生させて引きつけることで動作させているが、磁極端に第２の磁気部材８７と同じ磁極を発生させて反発させることで動作させてもよい。

図４０に示すねじれ動作の態様において、磁気ドライブ機構９１は、前記磁気誘導路６１（図３４）と同様に構成とすることができ、固定側の第１の磁気部材９４と移動側の第２の磁気部材９７を備え、第２の磁気部材９７を固定側の第１の磁気部材９４に対して一端を固定し磁極端間の位置において変形可能に支持することで、ねじれ動作の２つの状態を切り替え駆動する。

第１の磁気部材９４は、固定子磁気誘導路９３上に設けた磁束制御手段９８を制御することによって、対角線上にある磁極端を交互に磁極を生じさせることによって、第２の磁気部材９７を何れか一方の側に駆動する。

この構成によれば、駆動する磁束制御手段９８を選択することによって、ねじれ動作の２つの状態を選択した変更することができる。

図４０は、図３９の磁気ドライブ機構９１の駆動例である。図４０（ａ）は磁極端に磁極を生じさせない状態を示し、図４０（ｂ）は磁極端に磁極を生じさせて一方のねじれ位置とした状態を示している。図４０（ｂ）では、図中の左下の磁極端をＮ極とし、右上の磁極端をＳ極とすることで、第２の磁気部材９７の固定子磁束発生源９５の磁極との間で反発力を生じさせ、第２の磁気部材９７をねじれ駆動する。

図４１は、図４０の磁気ドライブ機構９１の駆動例である。図４１（ａ）〜図４１（ｃ）は磁極の反発力により第２の磁気部材９７をねじれ駆動させる例であり、図４１（ｄ）〜図４１（ｆ）は磁極の吸引力により第２の磁気部材９７をねじれ駆動させる例である。

図４１（ｂ）は、図中の左下の磁極端をＮ極とし、右上の磁極端をＳ極とすることで、第２の磁気部材９７の固定子磁束発生源９５の磁極との間で反発力を生じさせて、第２の磁気部材９７をねじれ駆動させる状態を示している。図４１（ｃ）は、図中の左上の磁極端をＮ極とし、右下の磁極端をＳ極とすることで、第２の磁気部材９７の固定子磁束発生源９５の磁極との間で反発力を生じさせて、第２の磁気部材９７をねじれ駆動させる状態を示している。

また、図４１（ｅ）は、図中の左上の磁極端をＮ極とし、右下の磁極端をＳ極とすることで、第２の磁気部材９７の固定子磁束発生源９５の磁極との間で吸引力を生じさせて、第２の磁気部材９７をねじれ駆動させる状態を示している。図４１（ｆ）は、図中の左下の磁極端をＮ極とし、右上の磁極端をＳ極とすることで、第２の磁気部材９７の固定子磁束発生源９５の磁極との間で吸引力を生じさせて、第２の磁気部材９７をねじれ駆動させる状態を示している。

次に、複数の磁気回路を選択して切り替えることで磁束の流れを制御する第２の態様の直線動作の態様（図４２，図４３）について説明する

図４２に示す直線動作の態様において、磁気ドライブ機構１０１は、固定側の複数の第１の磁気部材１０４と移動側の第２の磁気部材１０７を備え、第２の磁気部材１０７を固定側の第１の磁気部材１０４に対して直線駆動する。なお、第２の磁気部材１０７は移動子磁束発生源１０５を備える。

各第１の磁気部材１０４は、固定子磁束発生源１０２を挟んで固定子磁気誘導路１０３ｕと固定子磁気誘導路１０３ｄを備え、各固定子磁気誘導路１０３ｕ，１０３ｄ上には磁束制御手段１０８ｕ，１０８ｄが設けられる。磁束制御手段１０８ｕ，１０８ｄを制御することによって各磁極端において磁極の発生を制御し、直線状に配列した磁極端に順に磁極を生じさせることによって、第２の磁気部材１０７を駆動する。

この構成によれば、駆動する磁束制御手段１０８を選択することによって、移動方向を変更する他、移動速度を制御することができる。

なお、図４２（ａ）は、磁極端間に磁極を形成しない場合に、固定子磁束発生源１０２の磁束を流す磁路を備えない構成例を示し、図４２（ｂ）は、磁極端間に磁極を形成しない場合に、固定子磁束発生源１０２の磁束を流す磁路を備える構成例を示している。

図４３は、図４２で示す磁気ドライブ機構１０１の駆動例を示している。図４３（ａ）では、第２の磁気部材１０７は、第２の磁気部材１０７の磁極と第１の磁気部材１０４側の磁極との間で生じる反発力及び吸引力によって矢印方向に移動する。図４３（ｂ）では、２対の磁極端に磁極を形成しない状態とすることで、第２の磁気部材１０７は反発力によって矢印方向に移動する。さらに、図４３（ｃ）では、第２の磁気部材１０７は、１対の磁極端に磁極を形成しない状態とすることで、第２の磁気部材１０７の磁極と第１の磁気部材１０４側の磁極との間で生じる反発力及び吸引力によって矢印方向に移動する。

これを繰り返すことによって、図４３（ａ）〜図４３（ｄ）により図中の右方向の移動を行う。また、磁極端の磁極の変化順を変更することにより移動方向を反転させることができる（図４３（ｅ），図４３（ｆ））。

第２の態様は、上記直線動作の他に、スイッチング動作の態様や、ねじれ動作の態様についても適用させることができる。

次に、磁気誘導路に流れる磁束強度を検出し、検出した磁束強度により移動の可否を判定したり、静止時における磁気誘導路の磁束バランスを調整することができる。

以下、磁気誘導路に流れる磁束強度を検出する磁束検出手段、移動の可否を判定する移動判定処理手段、磁気誘導路の磁束バランスを調整する磁束調整手段を備える磁気ドライブ機構の構成例について、図４４を用いて説明する。

なお、図４４では前記図１に示した概略構成を用いて説明している。磁気ドライブ機構１は、第１の磁気部材の磁気誘導路３を流れる磁束の磁束強度を検出する磁束検出手段１５０と、磁束検出手段１５０で検出した磁束強度を入力して磁気誘導路の磁束バランスを調整する磁束調整手段１６０と、磁束検出手段１５０で検出した磁束強度を入力して移動の可否を判定する移動判定処理手段１７０を備える。

磁束検出手段１５０は、コイルによる起電力を検出する構成や、ホール素子やＭＲ素子等の磁気センサーを用いることができ、磁気誘導路の外側に取り付ける他、磁気誘導路内に埋設させることができる。

磁束調整手段１６０は、磁束検出手段１５０で検出した磁束強度を入力し、静止状態における各磁気誘導路に流れる磁束量を比較し、各磁気誘導路に流れる磁束量が所定量となるように調整する。磁束量の調整は、磁気誘導路に設けた磁束制御手段を用いることができる。例えば、磁気特性制御手段によって可変磁気特性材の磁気抵抗等を調整することができ、前記した磁気部材の移動に用いる磁気特性制御手段と別個に設ける構成の他、同磁気特性制御手段を兼用することもできる。

移動判定処理手段１７０は、磁束検出手段１５０で検出した磁束強度を入力し、磁束の強度や磁束の磁気誘導路に流れる磁束量のバランスに基づいて、回転運動や直線移動が可能であるか、所定方向への回転や移動が可能であるかを判定する。判定結果は、図示しない表示手段に表示する他、図示しない制御装置や、磁気ドライブ機構を用いる装置に伝送することができる。

次に、本発明の磁気ドライブ機構の第３の形態について説明する。第３の形態は、ブリッジ構成の磁気回路の切り替えと、複数の磁気回路の選択による切り替えとの組み合わせによって磁束の流れを制御する。

以下、本発明の磁気ドライブ機構の第３の形態の構成例および作用について図４５（ａ）、図４５（ｂ）を用いて説明する。図４５（ａ）、図４５（ｂ）は、本発明の磁気ドライブ機構の第２の態様の第３の構成例を示す図面であり、図４５（ａ）は磁気ドライブ機構の組立図を示し、図４５（ｂ）は磁気ドライブ機構の展開図を示している。

本発明の磁気ドライブ機構１１１ａは、図４５（ａ）、図４５（ｂ）に示す様に、回転子１１２と固定子１１３により構成されている。ここで、回転子１１２は、回転子磁束発生源１１２Ａにより構成されている。以下の説明では、この回転子１１２を回転子磁束発生源１１２Ａにより説明をする。この回転子磁束発生源１１２Ａには、後述する動作原理に基づいて任意の回転方向及び、固定子磁束発生源と回転子磁束発生源の磁束で定まる範囲内の任意の大きさの回転動力が加えられる。この駆動動作を制御することにより、回転子の回転を制御する。

固定子１１３は、固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍと、この固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍからの磁束をそれぞれ回転子磁束発生源１１２Ａに導く固定子磁気誘導路１１３Ａｒ、１１３Ａｌ、１１３Ｂｒ、１１３Ｂｌと組み合わせて構成される複数の磁気ユニット１１３Ａ、１１３Ｂと、この複数の磁気ユニット１１３Ａ，１１３Ｂの各組をつないで磁気回路を形成する磁気誘導部材１１３Ｃと、固定子磁気誘導路１１３Ａｒ、１１３Ａｌ、１１３Ｂｒ、１１３Ｂｌの途中に設けられその固定子磁気誘導路１１３Ａｒ、１１３Ａｌ、１１３Ｂｒ、１１３Ｂｌに流れる磁束を制御する複数の磁束制御手段１１３Ｄａ〜１１３Ｄｄを備えた構成となっている。

また、この固定子１１３は、図４５（ｂ）の展開図に示すように、複数の磁気ユニット１１３Ａ、１１３Ｂの間に磁気誘導部材１１３Ｃを挟み、かつ固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍの磁極の着磁方向が同じ方向を向くように積層して配置されている。また、複数の磁気ユニット１１３Ａ、１１３Ｂの各固定子磁気誘導路１１３Ａｌ，１１３Ａｒ，１１３Ｂｌ，１１３Ｂｒの全てが同一平面上となるように配置する。

回転子１１２の磁極の着磁方向を回転子の軸方向と直交させ、固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍの磁極の着磁方向を回転子１１２の軸方向と同方向となるよう配置する。

固定子磁気誘導路１１３Ａｒ、１１３Ａｌ、１１３Ｂｒ、１１３Ｂｌは、固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍの各極を複数に分流して、各分流先を互いに磁気的に分離した単一磁極の磁極端とする。異なる極の磁極端１１４ａと１１４ｃ、及び磁極端１１４ｂと１１４ｄとを組とし、この各組の磁極端１１４ａと１１４ｃ、及び磁極端１１４ｂと１１４ｄ間の磁束方向ベクトルと、回転子磁束発生源１１２Ａの磁極対間の磁束方向ベクトルとが同一平面上となるように配置している。

図４５（ａ）、図４５（ｂ）では、磁極端１１４ａと１１４ｂをＮ極とし、磁極端１１４ｃと１１４ｄをＳ極とし、これらの磁極端間において磁束方向ベクトルが形成される。一方、回転子１１２は、回転子の軸方向が上記関係にあることから、互いの磁束方向ベクトルは、平行となる状態を除いた回転位置において直交成分を取り得ることができる。磁束方向ベクトル間に生じる直交成分は、回転子に対して回転駆動力を印加する。

また、両磁束ベクトルを同一平面上とすることにより、回転駆動に寄与しない回転軸の垂直な成分が発生しないようにすることができ、回転力の損失を低減することができる。

この様に構成された磁気ドライブ機構１１１ａは、磁束制御手段１１３Ｄａ〜１１３Ｄｄによって固定子磁気誘導路１１３Ａｒ、１１３Ａｌ、１１３Ｂｒ、１１３Ｂｌを流れる磁束量を制御して、磁極端の組である磁極端１１４ａと１１４ｃ、磁極端１１４ｂと１１４ｄにおける磁極の強弱のバランスを切り替える。その結果、回転子磁束発生源１１２Ａを通過して各磁極端１１４ａ〜１１４ｄ間を流れる磁束分布が切り替わり、磁極端１１４ａ〜１１４ｄ間に配置した回転子磁束発生源１１２Ａを回転駆動する駆動力が発生する。

この様に、本発明の磁気ドライブ機構１１１ａでは、従来の構成が要していた励磁コイルを不要とする駆動機構とすることができる。また、本機構は、励磁コイルを不要とすることにより、励磁コイル等の銅損によるエネルギー消費を減少して消費電力を低減することができる。また、励磁コイルを不要とすることにより、駆動機構の大きさはコイル径に依存しなくなり、駆動機構を小型化し薄型化することができる。

次に、本発明の磁気ドライブ機構１１１ａにおける、具体的な構成例についてさらに詳細に説明をする。

本発明の磁気ドライブ機構１１１ａは、図４５（ａ）、図４５（ｂ）に示すように、固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍの各極を複数に分流して分流先の磁極端１１４ａ〜１１４ｄとし、異なる極の磁極端１１４ａと１１４ｃ、磁極端１１４ｂと１１４ｄとを組とし、各組の磁極端１１４ａ，１１４ｃ、磁極端１１４ｂ，１１４ｄ間の磁束方向ベクトルと回転子磁束発生源１１２Ａの磁極対間の磁束方向ベクトルとが同一平面上となる様に構成している。

ここで、図４６〜図４８を用いて、磁気ドライブ機構１１１ａにおいて、回転子磁束発生源１１２Ａを回転駆動するための各工程（ＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ６）を詳細に説明する。なお、この構成は、本発明の第２の形態の第３の構成例に相当するものである。

図４６〜図４８は、本発明の磁気ドライブ機構１１１ａの動作原理を説明するための図面であり、複数の磁束制御手段３Ｄａ〜３Ｄｄの動作順序を示している。

図４６（ａ）、図４７（ａ）、図４８（ａ）は正面図におけるＡ−Ａ断面図を示し、図４６（ｂ）、図４７（ｂ）、図４８（ｂ）は、本発明の磁気ドライブ機構１ａの正面図に示している。なお、各図は、磁極端１１４ａ〜１１４ｄに強くあらわれる磁極と回転子磁束発生源１１２Ａの磁極との関係を示している。また、固定子を構成する各磁気ユニット１１３Ａ，１１３Ｂを固定配置するためには、保持部材が必要となるが、ここでは示していない。

図４６（ａ）、図４６（ｂ）はＳＴＥＰ１を示している。ＳＴＥＰ１は、全ての磁束制御手段１１３Ｄａ〜１１３Ｄｄを動作させていない静止安定状態を示している。この状態ではどの磁束制御手段１１３Ｄａ〜１１３Ｄｄも動作させていないため、固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍからの磁束量は、固定子磁気誘導路１１３Ａｒ、１１３Ａｌ、１１３Ｂｒ、１１３Ｂｌを等しく流れ、磁極端１１４ａ、１１４ｂにはＮ極、磁極端１１４ｃ、１１４ｄにはＳ極が、それぞれ等しい大きさであらわれる。そのため、回転子磁束発生源１１２Ａは、図４６（ｂ）に示す位置で釣り合い、静止することとなる。その後、以降のＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ６までの工程を経た後、再びＳＴＥＰ１の状態に戻る。各工程を順番に繰り返すことで回転子磁束発生源２Ａの連続回転駆動が可能となる。

次に、図４６（ｃ）、図４６（ｄ）はＳＴＥＰ２を示している。ＳＴＥＰ２は、磁束制御手段１１３Ｄｂ、１１３Ｄｄを動作させて、固定子磁気誘導路１１３Ａｌ、１１３Ｂｌの磁気回路中の磁気抵抗を増加させる。固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍは一定磁束発生源であるため、磁束は主に固定子磁気誘導路１１３Ａｒ、１１３Ｂｒを流れ、Ｎ極としては磁極端１１４ｂより磁極端１１４ａが強く、Ｓ極としては磁極端１１４ｄより磁極端１１４ｃが強くあらわれる。

その結果、主に磁極端１１４ａ，１１４ｃに現れる磁束が回転子磁束発生源１１２Ａに作用する。この磁束は回転子磁束発生源１１２Ａを図４６（ｄ）に示すＳＴＥＰ２のつりあい状態まで回転中心１１２Ｂを中心に回転（図４６（ｄ）では反時計周りに回転）させる。

次に、図４７（ａ）、図４７（ｂ）はＳＴＥＰ３を示している。ＳＴＥＰ３は、磁束制御手段１１３Ｄｂ、１１３Ｄｃを動作させて、固定子磁気誘導路１１３Ｂｒ、１１３Ａｌの磁気回路中の磁気抵抗を増加させる。固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍは一定磁束発生源であるため、磁束は主に固定子磁気誘導路１１３Ａｒ、１１３Ｂｌを流れ、Ｎ極としては磁極端１１４ｂより磁極端１１４ａが強く、Ｓ極としては磁極端１１４ｃより磁極端１１４ｄが強くあらわれる。

その結果、主に磁極端１１４ａ，１１４ｄに現れる磁束が回転子磁束発生源１１２Ａに作用する。この磁束は回転子磁束発生源１１２Ａを図４７（ｂ）に示すＳＴＥＰ３のつりあい状態まで回転中心１１２Ｂを中心に回転（図４７（ｄ）では反時計周りに回転）させる。

次に、図４７（ｃ）、図４７（ｄ）はＳＴＥＰ４を示している。ＳＴＥＰ４は、全ての磁束制御手段１１３Ｄａ〜１１３Ｄｄを動作させていない回転子磁束発生源１１２Ａの静止安定状態を示している。この状態では全ての磁束制御手段１１３Ｄａ〜１１３Ｄｄは動作していないため、固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍからの磁束量は、固定子磁気誘導路１１３Ａｒ、１１３Ａｌ、１１３Ｂｒ、１１３Ｂｌを等しく流れ、磁極端１１４ａ、１１４ｂにはＮ極、磁極端１１４ｃ、１１４ｄには、Ｓ極がそれぞれ等しい大きさであらわれる。そのため、回転子磁束発生源１１２Ａは、図４７（ｃ）、図４７（ｄ）に示す位置でつりあって静止する。なお、この状態は、図４６（ａ）、図４６（ｂ）のＳＴＥＰ１からは回転子磁束発生源１１２Ａが回転中心１１２Ｂを中心に１８０度回転した状態となっている。

次に、図４８（ａ）、図４８（ｂ）はＳＴＥＰ５を示している。ＳＴＥＰ５は、磁束制御手段１１３Ｄａ、１１３Ｄｃを動作させて、固定子磁気誘導路１１３Ａｒ、１１３Ｂｒの磁気回路中の磁気抵抗を増加させる。固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍは一定磁束発生源であるため、磁束は主に固定子磁気誘導路１１３Ａｌ、１１３Ｂｌを流れ、Ｎ極としては磁極端１１４ａより磁極端１１４ｂが強く、Ｓ極としては磁極端１１４ｃより磁極端１１４ｄが強くあらわれる。

その結果、主に磁極端１１４ｂ，１１４ｄに現れる磁束が回転子磁束発生源１１２Ａに対して作用する。この磁束は、回転子磁束発生源１１２Ａを図４８（ａ）、図４８（ｂ）に示すＳＴＥＰ５のつりあい状態まで回転中心１１２Ｂを中心に回転（図では反時計周りに回転）させる。

次に、図４８（ｃ）、図４８（ｄ）はＳＴＥＰ６を示している。ＳＴＥＰ６は、磁束制御手段１１３Ｄａ、１１３Ｄｄを動作させて、固定子磁気誘導路１１３Ａｒ、１１３Ｂｌの磁気回路中の磁気抵抗を増加させる。固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍは一定磁束発生源であるため、磁束は主に固定子磁気誘導路１１３Ａｌ、１１３Ｂｒを流れ、Ｎ極としては磁極端１１４ａより磁極端１１４ｂが強く、Ｓ極としては磁極端１１４ｄより磁極端１１４ｃが強くあらわれる。

その結果、主に磁極端１１４ｂ，１１４ｃに現れる磁束が回転子磁束発生源１１２Ａに対して作用する。この磁束は、回転子磁束発生源１１２Ａを図４８（ｃ）、図４８（ｄ）に示すＳＴＥＰ６のつりあい状態まで回転中心１１２Ｂを中心に回転（図では反時計周りに回転）させることができる。

以上説明してきた様に、ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６を繰り返して作用させることにより、回転子磁束発生源１１２Ａは回転動作する。

次に、本発明の磁気ドライブ機構１１１ａにおける磁束制御手段の構成と作用について説明をする。図４９（ａ）、図４９（ｂ）に、磁束制御手段１１３Ｄａ〜１１３Ｄｄの具体的な構成例を示す。なお、これら磁束制御手段１１３Ｄａ〜１１３Ｄｄは全て同じ構成としている。

この磁束制御手段１１３Ｄａ〜１１３Ｄｄは、応力の印加により磁気特性を可変とする磁歪材１１５と、この磁歪材１１５に応力を印加する応力印加素子１１６とを備えた構成となっている。磁歪材１１５は、柱状（例えば円柱状）に形成する。応力印加素子１１６は、圧電素子などの電気信号により応力を発生する材料によって筒状（例えば円筒状）に形成し、磁歪材１１５を囲繞するように隣接させて配置する。

また、磁歪材１１５と固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍとは、強磁性材である磁歪材１１５の持つ磁極対間の磁束方向と、固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍの磁極端間の磁束方向が全て同じ方向を向くように配置している。

また、応力印加素子１１６の応力印加方向は、強磁性材である磁歪材１１５の磁極対間の方向と同じ方向とし、磁歪材１１５に対し圧縮力が作用するように配置する。この応力印加素子１１６の応力方向及び応力の大きさは、制御信号によって制御することができる。

次に、磁束制御手段１１３Ｄｂ、１１３Ｄｄを例にとって磁束制御手段１１３Ｄｂ、１１３Ｄｄによる磁気抵抗の変化の様子を説明する。図４９（ｂ）は、図４６（ｃ）に示すＳＴＥＰ２の状態の磁気ユニット１１３Ａ，１１３Ｂの拡大断面図を示している。

図４９に示すように、応力印加素子１１６による圧縮力は磁歪材１１５に作用した圧縮する。圧縮された磁歪材１１５は透磁率が変化する。磁歪材５を通過する磁気回路の磁気抵抗は、ビラリ効果として知られる透磁率変化によって増加する。固定子磁気誘導路１１３Ａｌ、１１３Ｂｌは、それぞれ保持部材１１３Ａｈ、１１３Ｂｈに形成された凹部に嵌合して接合させている。ここで、磁束制御手段１１３Ｄｂ、１１３Ｄｄが応力印加素子１１６の動作によって縮小すると、固定子磁気誘導路１１３Ａｌ、１１３Ｂｌと磁束制御手段１１３Ｄｂ、１１３Ｄｄとの間に、微小隙間１１７が生じる。その結果、透磁率変化による磁気抵抗の増加に加えて、磁歪材１１５を通過する磁気回路の磁気抵抗は更に増加する。

一定の磁束量を持つ閉じた磁気回路において、固定子磁気誘導路１１３Ａｌ、１１３Ｂｌの磁気抵抗を増加させると、磁気抵抗が増加していない他の固定子磁気誘導路１１３Ａｒ，１１３Ｂｒの磁束量は増加する。また、ここでは図示しないが、磁束制御手段１１３Ｄａ、１１３Ｄｃを同様に制御することにより、固定子磁気誘導路１１３Ａｒ，１１３Ｂｒの磁束量を小さくすることによって、固定子磁気誘導路１１３Ａｌ，１１３Ｂｌの磁束量を増加させることもできる。

上記構成により、磁束制御手段１１３Ｄａ〜１１３Ｄｄを制御することにより固定子磁気誘導路１１３Ａｌ，１１３Ｂｌ，１１３Ａｒ，１１３Ｂｒへ流れる磁束量を制御することが可能となる。本発明の磁気ドライブ機構１１１ａは、この磁束量制御により、励磁コイルを不要とする駆動機構を構成する。また、この様に励磁コイルを不要とすることは、励磁コイル等の銅損によるエネルギー消費を減少させ、消費電力を低減する。また、励磁コイルを不要とすることにより、コイル径に係わらずに駆動機構を設計することができ、小型化、薄型化が容易となる。

また、上述した形態による特有の効果として下記事項を挙げることができる。

本発明の磁気ドライブ機構１１１ａは、固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍである永久磁石の磁極の着磁方向が同じであり、かつ平板を積層した構成であるため、固定子の組立工程が容易となり、固定子用の着磁工程も簡易化することができる。

また、各組の磁極端１１４ａと１１４ｃ、及び磁極端１１４ｂと１１４ｄ間の磁束方向ベクトルと回転子磁束発生源１１２Ａの磁極対間の磁束方向ベクトルとを同一平面上となるような磁気ユニット１１３Ａ，１１３Ｂの配置は、回転子の駆動に寄与する磁束を全て同一平面上とすることができ、回転駆動に寄与しない上下方向の成分が存在しなくなる。そのため、回転子磁束発生源１１２Ａの回転軸を傾斜させる方向の作用力が発生せず、この作用力による摩擦ロスも発生しない。そのため、本発明の磁気ドライブ機構１１１ａは、駆動に必要なエネルギー量を更に低く抑えることが出来る。

また、本発明の磁気ドライブ機構１１１ａは、磁束制御手段１１３Ｄａ〜１１３Ｄｄにおいて、応力印加素子１１６を磁歪材１１５を囲繞するように隣接して配置するというユニークな構成としている。このユニークな構成によって、磁歪材１１５に対して応力を均一に印加することが可能となり、効率的にビラリ効果を発生させることが出来る。

また、磁歪材１１５の磁極対間の着磁方向も、固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍの磁極対間の方向と同じとなっているので、固定子を構成する際に、全ての強磁性の磁極対方向がそろい、固定子用の着磁工程を１回で済ますことが出来る。

また、脆性材である磁歪材１１５に対し、応力印加素子１１６により引張力ではなく圧縮力を作用させることで、これを構成する材料の破壊を大幅に遅らせることもできる。それと同時に、ビラリ効果と微小隙間１１７による両方の磁気抵抗変化により更に効率的に磁束量を制御することも可能となる。

次に、本発明の磁気ドライブ機構の他の構成例（第４の構成例）について説明をする。図５０は本発明の磁気ドライブ機構の他の構成例を示す図面である。図５０（ａ）は、この磁気ドライブ機構の組立図を示し、図５０（ｂ）は、この磁気ドライブ機構の展開図を示している。

図５０（ａ）、図５０（ｂ）に示すように、本構成例では、固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍの各極を複数に分流して分流先の磁極端１１４ａ〜１１４ｄとし、各分流先を互いに磁気的に分離した単一磁極の磁極端とし、異なる極の磁極端１１４ａと１１４ｃ、及び磁極端１１４ｂと１１４ｄを組とし、各組の磁極端１１４ａと１１４ｃ、及び磁極端１１４ｂと１１４ｄ間の磁束方向ベクトルと、回転子磁束発生源１１２Ａの磁極対間の磁束方向ベクトルとを同一平面上とする構成だけでなく、回転子１１２の磁極の着磁方向を回転子の軸方向と直交させ、固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍの磁極の着磁方向を回転子１１２の軸方向と直交させる構成とする。

この構成によって、回転子磁束発生源１１２Ａの磁極対間の磁束方向が、固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍの磁極の着磁方向と同じ方向を向く回転位置ととることができる。

この構成は、磁歪材１１５の磁極対間の方向と、固定子磁束発生源１１３Ａｍ、１１３Ｂｍの磁極対間の方向と、回転子磁束発生源１１２Ａの磁極対間の磁束方向とを、全て同じとすることができる。この配置は、磁気ドライブ機構１１１ｂを構成する全ての強磁性の磁極対方向を同方向に揃えた状態での着磁を可能とする。したがって、磁気ドライブ機構１１１ｂ用の着磁工程を１回で済ませることができる。

なお、この構成例において、回転子磁束発生源１１２Ａを回転駆動するための各工程は、図４５〜図４９に示した例の工程と同様であるので、ここでの説明は割愛する。

上記構成により、磁束制御手段１１３Ｄａ〜１１３Ｄｄにより固定子磁気誘導路１１３Ａｌ，１１３Ａｒ，１１３Ｂｌ，１１３Ｂｒへの磁束を制御することが可能となり、図４５〜図４９で示した例と同様に、本発明の磁気ドライブ機構１１１ｂに励磁コイルを不要とすることができる。また、励磁コイルが不要な構成は、励磁コイル等の銅損によるエネルギー消費を減少させ、消費電力を低減させる効果を生じさせる。また、励磁コイルが不要な構成は、コイル径に係わらない駆動機構の設計、及び小型化、薄型化を可能とする。

次に、上記態様で用いた磁束制御手段の第１構成例〜第３の構成例について、図５１〜図５３を用いて説明する。

磁束制御手段は、応力の印加により磁気特性を可変とする磁歪材と、磁歪材を囲繞して磁歪材に応力を印加する応力印加素子とを備える。応力印加素子の応力印加方向と磁歪材の磁極対間の方向とを同方向とし、応力印加素子が発生した応力は磁歪材に対して圧縮力を印加する。磁歪材は、応力印加素子により印加された応力によって、その磁気特性が可変する。したがって、応力印加素子が印加する応力を調整することによって、磁気回路中の磁気抵抗を制御し、流れる磁束量を制御することができる。

図５１は磁束制御手段の第１構成例を示している。磁束制御手段２００は、磁歪材２０５と、この磁歪材２０５を囲繞して磁歪材２０５に応力を印加する応力印加素子２０６を備える。応力印加素子２０６は、例えば圧縮応力発生用の圧電材とすることができる。

第１の構成例では、応力の印加方向（図５１中の上下方向）において、応力印加素子２０６の長さを磁歪材２０５の長さよりも長くし、応力印加素子２０６と磁歪材２０５の両端を一対の軟磁性材２０２Ｕ、２０２Ｄで挟んで保持する。軟磁性材２０２Ｕ、２０２Ｄは、磁気誘導路２０１を介して磁気回路が形成される。

図５１（ａ）は、応力印加素子２０６は磁歪材２０５に応力を印加せず、磁歪材２０５は非圧縮の状態を示している。このとき、磁歪材２０５の透磁率は高い状態にあるため磁気抵抗は小さくなり、軟磁性材２０２Ｕ、磁歪材２０５、及び軟磁性材２０２Ｄを通る磁束量の低下は少ない。

これに対して、図５１（ｂ）は、応力印加素子２０６は磁歪材２０５に応力を印加し、磁歪材２０５は圧縮された状態を示している。このとき、磁歪材２０５の透磁率は低い状態となるため磁気抵抗は大きくなり、軟磁性材２０２Ｕ、磁歪材２０５、及び軟磁性材２０２Ｄを通る磁束量の低下は大きくなる。

さらに、この磁歪材２０５が圧縮された状態では、軟磁性材２０２Ｕ（あるいは軟磁性材２０２Ｄ）と磁気誘導路２０１との間に隙間２０９が発生する。この隙間２０９の磁気抵抗は通常高いため、磁束量をより大きく低下させることができる。

また、応力印加素子２０６の長さを磁歪材２０５の長さよりも長くすることによって、応力印加素子２０６が磁歪材２０５に加える応力を大きくして発生歪みを大きくすることができる。

第２構成例と第３構成例は、磁歪材を与圧する与圧手段を備える構成である。この与圧手段は、磁歪材に応力を印加することによって、磁歪材が持つ応力の初期特性での不感帯部を避けることができる。

図５２は磁束制御手段の第２構成例を示している。磁束制御手段２１０は、磁歪材２０５と、この磁歪材２０５を囲繞して磁歪材２０５に応力を印加する応力印加素子２０６を備え、さらに磁歪材２０５を予め与圧する与圧手段２０７を備える。与圧手段２０７は、例えば、座金等の弾性体とすることができ、軟磁性材２０２Ｕ（あるいは軟磁性材２０２Ｄ）と磁気誘導路２０１との間に配置し、磁歪材２０５を与圧する。

図５２（ａ）は、応力印加素子２０６は磁歪材２０５に応力を印加せず、磁歪材２０５には与圧手段２０７のみによって圧縮された状態を示している。このとき、磁歪材２０５の透磁率は与圧手段２０７による応力に応じて多少低下し、磁気抵抗も多少高くなり、軟磁性材２０２Ｕ、磁歪材２０５、及び軟磁性材２０２Ｄを通る磁束量は多少低下する。

これに対して、図５２（ｂ）は、応力印加素子２０６は磁歪材２０５に応力を印加し、磁歪材２０５は与圧手段２０７による応力と共に圧縮された状態を示している。このとき、磁歪材２０５の透磁率は低い状態となるため磁気抵抗は大きくなり、軟磁性材２０２Ｕ、磁歪材２０５、及び軟磁性材２０２Ｄを通る磁束量の低下は大きくなる。

図５３は磁束制御手段の第３構成例を示している。磁束制御手段２２０は、磁歪材２０５と、この磁歪材２０５を囲繞して磁歪材２０５に応力を印加する応力印加素子２０６を備え、さらに磁歪材２０５を予め与圧する与圧手段２０８を備える。与圧手段２０８は、例えば、伸び発生用の圧電材とすることができ、軟磁性材２０２Ｕ（あるいは軟磁性材２０２Ｄ）と磁気誘導路２０１との間に配置し、磁歪材２０５を与圧する。

図５３（ａ）は、応力印加素子２０６は磁歪材２０５に応力を印加せず、磁歪材２０５には与圧手段２０８のみによって圧縮された状態を示している。このとき、磁歪材２０５の透磁率は与圧手段２０８による応力に応じて多少低下し、磁気抵抗も多少高くなり、軟磁性材２０２Ｕ、磁歪材２０５、及び軟磁性材２０２Ｄを通る磁束量は多少低下する。

これに対して、図５３（ｂ）は、応力印加素子２０６は磁歪材２０５に応力を印加し、磁歪材２０５は与圧手段２０８による応力と共に圧縮された状態を示している。このとき、磁歪材２０５の透磁率は低い状態となるため磁気抵抗は大きくなり、軟磁性材２０２Ｕ、磁歪材２０５、及び軟磁性材２０２Ｄを通る磁束量の低下は大きくなる。

与圧手段２０８は、圧電材に印加する電圧によって与圧力を調整して磁束量を制御することができる。

なお、第２構成例及び第３構成においても、第１構成例と同様に、磁歪材２０５が圧縮された状態では、軟磁性材２０２Ｕ（あるいは軟磁性材２０２Ｄ）と磁気誘導路２０１との間に隙間２０９が発生する。この隙間２０９の磁気抵抗は通常高いため、磁束量をより大きく低下させることができる

前記第２構成例及び第３構成例の磁束制御手段は、積層配置して用いることもできる。図５４は第２構成例の磁束制御手段を積層配置した構成を示し、図５５は第３構成例の磁束制御手段を積層配置した構成を示している。なお、図５４、図５５では、４つの磁束制御手段２１０ａ〜２１０ｄ、２２０ａ〜２２０ｄを積層した例を示しているが、積層数は４つに限らない。

図５４（ａ）は磁束制御手段２１０ａ〜２１０ｄの何れも圧縮させていない状態を示し、図５４（ｂ）は磁束制御手段２１０ａ〜２１０ｄの全てを圧縮させた状態を示し、図５４（ｃ）は磁束制御手段２１０ａのみを圧縮させた状態を示し、図５４（ｄ）は磁束制御手段２１０ａと２１０ｂを圧縮させた状態を示している。

また、図５５（ａ）は磁束制御手段２２０ａ〜２２０ｄの何れも圧縮させていない状態を示し、図５５（ｂ）は磁束制御手段２２０ａ〜２２０ｄの全てを圧縮させた状態を示し、図５５（ｃ）は磁束制御手段２２０ａのみを圧縮させた状態を示し、図５５（ｄ）は磁束制御手段２２０ａと２２０ｂを圧縮させた状態を示している。

このように、この積層構成によれば、各磁束制御手段を共通駆動する他に、個別に制御自在とすることができる。共通駆動して場合には、同じ磁束量変化を生じさせるために、各応力印加素子の駆動電圧を、単独の磁束制御手段の応力印加素子を駆動するに要する電圧よりも低い電圧とすることができる。

また、磁束制御手段を個別に制御することによって、磁束量の微調整を可能とし、磁束の流れをより細かく制御することができる。

本発明の磁気ドライブ機構は、回転運動の他、直線運動、スイッチング運動、ねじれ運動等種々の運動態様に適用することができる。

本発明の概略を説明するための図である。 本発明の第１の形態の概略を説明するための図である。 本発明の他のブリッジ構成を説明するための図である。 本発明の第１の形態による磁気ドライブ機構の第１の構成例を説明するための図である。 本発明の第１の形態による磁気ドライブ機構の第１の構成例を説明するための図である。 本発明の第１の形態による磁気ドライブ機構による磁束の流れ及び切り替えを説明するための図である。 本発明の第１の形態による磁気ドライブ機構による磁束の流れ及び切り替えを説明するための図である。 本発明の第１の形態による磁気ドライブ機構による磁束の流れの切り替えによる駆動動作を説明するための図である。 本発明の磁気ドライブ機構の磁極端間を連結する構成例を説明するための図である。 本発明の磁気ドライブ機構の移動方向規定手段の第２の形態の構成例を示す図である。 本発明の第１の形態による磁気ドライブ機構の第２の構成例を説明するための概略図である。 本発明の第１の形態による磁気ドライブ機構の第２の構成例の一具体例を説明するための図である。 本発明の第１の形態による磁気ドライブ機構の第２の構成例の一具体例の動作例を説明するための図である。 本発明の第１の形態による磁気ドライブ機構の第２の構成例の一具体例の動作例を説明するための図である。 本発明の第１の形態による磁気ドライブ機構の第２の構成例の一具体例の動作例を説明するための図である。 本発明の第１の形態による磁気ドライブ機構の変形例を説明するための図である。 本発明の第１の形態による磁気ドライブ機構の磁気誘導路の長さを制御する構成例を説明するための図である。 本発明の第１の形態による磁気ドライブ機構の磁気誘導路の面積を制御する構成例を説明するための図である。 本発明の第２の形態の概略を説明するための図である。 本発明の第２の形態による磁気ドライブ機構の一具体例の動作例を説明するための図である。 本発明の第２の形態において、ギャップを備える構成例を説明するための概略図である。 本発明の第２の形態による磁気ドライブ機構のギャップを備える一具体例の動作例を説明するための図である。 本発明の第２の形態の第２の構成例を説明するための図である。 本発明の第２の形態の第２の構成の一具体例を説明するための図である。 ブリッジ構成の磁気回路を同一の平面上に形成する構成例を説明するための概略図である。 ブリッジ構成の磁気回路を同一の平面上に形成する構成例を説明するための概略図である。 回転子を駆動する際の磁束の流れを説明するための図である。 ブリッジ構成の磁気回路を同一の平面上に形成する構成例の具体例を示す図である。 複数の回転子及び固定子を線状に配列する例を示す図である。 複数の回転子及び固定子を２次元に配列する例を示す図である。 複数の回転子及び固定子を２次元に配列する別の例を示す図である。 複数の回転子及び固定子を３次元に配列する別の例を示す図である。 磁極端の構成例を示す図である。 本発明の第１の態様の直線動作の態様を説明するための図である。 本発明の第１の態様の直線動作の態様を説明するための図である。 本発明の第１の態様の直線動作の態様を説明するための図である。 本発明の第１の態様の直線動作の態様を説明するための図である。 発明の第１の態様のスイッチング動作の態様の態様を説明するための図である。 発明の第１の態様のスイッチング動作の態様の態様を説明するための図である。 発明の第１の態様のねじれ動作の態様を説明するための図である。 発明の第１の態様のねじれ動作の態様を説明するための図である。 本発明の第２の態様の直線動作の態様を説明するための図である。 本発明の第２の態様の直線動作の態様を説明するための図である。 本発明の磁束検出手段、移動判定処理手段、磁束調整手段を説明するための図である。 本発明の磁気ドライブ機構の構成例を示す組立図面及び展開図面である。 本発明の磁気ドライブ機構の動作原理を説明するための図面である。 本発明の磁気ドライブ機構の動作原理を説明するための図面である。 本発明の磁気ドライブ機構の動作原理を説明するための図面である。 本発明の磁気ドライブ機構における磁束制御手段の構成を説明するための透過図及び拡大断面図である。 本発明の磁気ドライブ機構の他の構成例を説明するための組立図面及び展開図面である。 本発明の磁束制御手段の第１構成例を説明するための図である。 本発明の磁束制御手段の第２構成例を説明するための図である。 本発明の磁束制御手段の第３構成例を説明するための図である。 本発明の第２構成例の磁束制御手段を積層配置した構成を示す図である。 本発明の第３構成例の磁束制御手段を積層配置した構成を示す図である。

符号の説明

１ 磁気ドライブ機構
２ 磁束発生源
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３ａ，３ｂ，３ｃ 磁気誘導路
４ 第１の磁気部材
５ 磁束発生源
６ 磁気誘導路
７ 第２の磁気部材
８，８Ａａ，８Ａｂ，８Ｂａ，８Ｂｂ 磁束制御手段
９，９Ａ，９Ｂ 磁気回路
１０ 磁気回路
１１ 分岐端
１２ 磁極端
１３ 結合端
１４ ギャップ
１５ 磁気抵抗
１６ 交差部
１７ 凹部
１８ 凸部
２１ 磁気ドライブ機構
２２ 固定子磁束発生源
２３ 固定子磁気誘導路
２３Ａｕ，２３Ｂｕ 固定子磁気誘導路上面
２３Ａｄ，２３Ｂｄ 固定子磁気誘導路下面
２４ 第１の磁気部材
２５ 回転子磁束発生源
２７ 回転子
２８Ａｕ，２８Ｂｕ，２８Ａｄ，２８Ｂｄ 磁束制御手段
２９Ａｕ，２９Ｂｕ，２９Ａｄ，２９Ｂｄ 可変磁気特性材
３０Ａｕ，３０Ｂｕ，３０Ａｄ，３０Ｂｄ 磁気特性制御手段
３１ 磁気ドライブ機構
３２ 固定子磁束発生源
３３ 固定子磁気誘導路
３３ｕ 固定子磁気誘導路上面
３３ｄ 固定子磁気誘導路下面
３４ 第１の磁気部材
３５ 回転子磁束発生源
３７ 回転子
３８Ａｕ，３８Ｂｕ，２８Ｃｕ，３８Ａｄ，３８Ｂｄ，３８Ｃｄ 磁束制御手段
４１ 磁気ドライブ機構
４２Ａ，４２Ｂ 固定子磁束発生源
４３Ａ，４３Ｂ 固定子磁気誘導路
４４ ギャップ
４５ 磁気抵抗
４８Ａａ，４８Ｂａ，４８Ａｂ，４８Ｂｂ 磁束制御手段
４９Ａ，４９Ｂ 可変磁気特性材
５０Ａ，５０Ｂ 磁気特性制御手段
５１ 磁気ドライブ機構
５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ 固定子磁束発生源
５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ 固定子磁気誘導路
５７ 回転子
６１ 磁気ドライブ機構
６２ 固定子磁束発生源
６３ 固定子磁気誘導路
６４ 固定子
６５ 移動子磁束発生源
６６ 移動子磁気誘導路
６７ 移動子
７１ 磁気ドライブ機構
７２ 固定子磁束発生源
７４ 固定子
７５ 移動子磁束発生源
７６ 移動子磁気誘導路
７７ 移動子
８１ 磁気ドライブ機構
８２ 固定子磁束発生源
８３ 固定子磁気誘導路
８４ 固定子
８５ 移動子磁束発生源
８６ 移動子磁気誘導路
８７ 移動子
９１ 磁気ドライブ機構
９２ 固定子磁束発生源
９３ 固定子磁気誘導路
９４ 固定子
９５ 移動子磁束発生源
９６ 移動子磁気誘導路
９７ 移動子
１０１ 磁気ドライブ機構
１０２ 固定子磁束発生源
１０３ 固定子磁気誘導路
１０４ 磁気部材
１０５ 移動子磁束発生源
１０７ 磁気部材
１０８ 磁束制御手段
１１０ 切り欠き部
１１１ａ，１１１ｂ 磁気ドライブ機構
１１２Ａ 回転子磁束発生源
１１２Ｂ 回転中心
１１３Ａ，１１３Ｂ 磁気ユニット
１１３Ａｍ，１１３Ｂｍ 固定子磁束発生源
１１３Ａｒ，１１３Ａｌ，１１３Ｂｒ，１１３Ｂｌ 固定子磁気誘導路
１１３Ａｈ，１１３Ｂｈ 保持部材
１１３Ｃ 磁気誘導部材
１１３Ｄａ，１１３Ｄｂ，１１３Ｄｃ，１１３Ｄｄ 磁束制御手段
１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ 磁極端
１１５ 磁歪材
１１６ 応力印加素子
１１７ 微小隙間
１２１，１２２，１２３ 磁極端
１３０ 非磁性材
１３１ 結合部
１３２ 非磁性材
１３３ 回転子磁気誘導路
１３４ 非磁性材
１３５ 応力伝達緩衝手段
１４０ 移動方向規定手段
１４１ 可変磁気特性材
１４２ 磁気特性制御手段
１５０ 磁束検出手段
１６０ 磁束調整手段
１７０ 移動判定処理手段

Claims (32)

1. 磁束発生源を有する第１の磁気部材と第２の磁気部材とを備え、
   前記第１の磁気部材は、当該第１の磁気部材の磁束発生源の両磁極を結ぶ磁気誘導路により磁気回路を形成し、当該磁気回路は磁束発生源の各磁極側に設けた分岐路と、当該分岐路の分岐先の複数の磁極端とにより磁気的なブリッジを構成し、
   前記ブリッジ上に当該磁気回路を流れる磁束の流れを制御する磁束制御手段を備え、
   前記第２の磁気部材は、前記複数の磁極端の間に配置し、
   前記磁束制御手段は、前記磁気誘導路の磁気特性を制御することによって前記磁極端に対する磁束の流れを制御して、当該磁極端に現れる各磁極の正負の強弱のバランスを切り替え、
   当該磁極の正負の強弱のバランスの切り替えにより、第２の磁気部材に対する磁束方向を変更することによって、第１の磁気部材と第２の磁気部材を相対的に移動駆動することを特徴とする磁気ドライブ機構。
2. 回転子磁束発生源を有する回転子と、
   固定子磁束発生源及び固定子磁気誘導路を有する固定子と、
   前記固定子磁気誘導路の途中に設け、当該固定子磁気誘導路に流れる磁束を制御する磁束制御手段とを備え、
   前記固定子磁気誘導路は前記固定子磁束発生源の各極を複数に分流し、各分流先を磁気的に分離した単一磁極の磁極端とし、
   この各磁極端を前記回転子の周囲に所定の角度位置で配置し、
   前記磁束制御手段は、前記固定子磁気誘導路の磁気特性を制御することによって前記磁極端に対する磁束の流れを制御して、当該磁極端に現れる各磁極の正負の強弱のバランスを切り替え、
   当該磁極の正負の強弱のバランスの切り替えにより、回転子に対する磁束方向を変更することによって、回転子を固定子に対して回転駆動することを特徴とする磁気ドライブ機構。
3. 前記固定子は、同極の磁極端をそれぞれ極毎に異なる平面上に配置して積層し、
   各磁極端間を通る磁束は前記回転子を通って異なる平面間で磁路を形成することを特徴とする請求項２に記載の磁気ドライブ機構。
4. 前記固定子の各磁極端を同一平面上に平面配置し、各磁極端間を通る磁束は前記回転子の磁極対間の磁束と同一平面上を通って磁路を形成することを特徴とする請求項２に記載の磁気ドライブ機構。
5. 前記固定子磁気誘導路の一部を立体的に公差させ、前記固定子の各磁極端を同一平面上において回転子の周囲に磁極特性を交互に配置することを特徴とする請求項４に記載の磁気ドライブ機構。
6. 回転子磁束発生源を有する回転子と、
   固定子磁束発生源、固定子磁気誘導路、及び当該固定子磁気誘導路の途中において固定子磁気誘導路に流れる磁束を制御する磁束制御手段を含む組みを複数有する固定子とを備え、
   前記固定子磁気誘導路は前記固定子磁束発生源の各極を複数に分流し、各分流先を互いに磁気的に分離した単一磁極の磁極端とし、
   この各磁極端を前記回転子の周囲に所定の角度位置で配置し、
   前記磁束制御手段は、前記固定子磁気誘導路の磁気特性を制御することによって前記磁極端に対する磁束の流れを制御して、当該磁極端に現れる各磁極の正負の強弱のバランスを切り替え、
   当該磁極の正負の強弱のバランスの切り替えにより、回転子に対する磁束方向を変更することによって、回転子を固定子に対して回転駆動することを特徴とする磁気ドライブ機構。
7. 前記回転子及び固定子を線上、２次元、あるいは３次元立体面上に複数配置し、
   前記固定子は、分岐した固定子磁気誘導路により隣接する回転子間で固定子磁束発生源を共用することを特徴とする、請求項６に記載の磁気ドライブ機構。
8. 前記回転子の周囲に設けた各磁極端は、等間隔位置で配置されてなることを特徴とする請求項２または６に記載の磁気ドライブ機構。
9. 前記磁束制御手段は、
   磁気特性を可変とする可変磁気特性材と、当該可変磁気特性材の磁気特性を制御する磁気特性制御手段とを備え、
   前記磁気特性制御手段は、前記可変磁気特性材に隣接または埋設、あるいは混在されることを特徴とする請求項１、２、６のいずれか一つに記載の磁気ドライブ機構。
10. 前記可変磁気特性材は、
    応力、温度、磁場のいずれかによって磁気特性が変化することを特徴とする請求項９に記載の磁気ドライブ機構。
11. 前記可変磁気特性材は、
    異方性を有する磁性材、磁歪材、樹脂をバインダーとして磁性粉体を混合した磁性材、樹脂をバインダーとして磁性粉体と圧電可能な誘電粉体とを混合した複合材、感温磁性材のいずれかであることを特徴とする請求項９に記載の磁気ドライブ機構。
12. 前記磁気特性制御手段は、
    可変磁気特性材に応力を印加することにより前記可変磁気特性材の磁気特性を制御する応力印加素子、
    可変磁気特性材の温度を変えることにより前記可変磁気特性材の磁気特性を制御する温度印加素子、
    可変磁気特性材に磁場を変えることにより前記可変磁気特性材の磁気特性を制御する磁場印加素子、
    のいずれかであり、
    前記各印加素子は制御信号による物理量変化により磁気特性を制御することを特徴とする請求項９に記載の磁気ドライブ機構。
13. 前記可変磁気特性材は、応力の印加により磁気特性を可変とする磁歪材であり、
    前記磁気特性制御手段は、前記磁歪材を囲繞し当該磁歪材に応力を印加する応力印加素子であることを特徴とする請求項９に記載の磁気ドライブ機構。
14. 前記回転子の周囲の磁気特性に非対称性を生じさせて、回転子の回転方向を規定する移動方向規定手段を備えることを特徴とする請求項２又は６に記載の磁気ドライブ機構。
15. 前記移動方向規定手段は前記固定子の磁極端に形成した切り欠き部であり、
    当該切り欠き部により、前記回転子に対する磁気特性を非対称とすることを特徴とする請求項１４に記載の磁気ドライブ機構。
16. 前記移動方向規定手段は、
    前記回転子の周囲に設けた可変磁気特性材と、当該可変磁気特性材の磁気特性を制御する磁気特性制御手段とを備え、
    当該磁気特性制御手段により可変磁気特性材の磁気特性を選択的に異ならせて、前記回転子に対する磁気特性を非対称とすることを特徴とする請求項１４に記載の磁気ドライブ機構。
17. 前記磁極端につながる固定子磁気誘導路に流れる磁束強度を検出する磁束検出手段を備え、当該磁極端から前記回転子に流れる磁束のばらつきを検出することを特徴とする請求項２又は６に記載の磁気ドライブ機構。
18. 前記磁束検出手段は、誘導コイル、磁気センサーのいずれかであり、前記固定子磁気誘導路に隣接又は埋設して設けることを特徴とする請求項１７に記載の磁気ドライブ機構。
19. 前記磁束検出手段の検出信号を基づいて、回転子の回転の可否を判定する移動判定処理部を備えることを特徴とする請求項１７に記載の磁気ドライブ機構。
20. 前記磁束検出手段の検出信号を基づいて、静止時における固定子磁気誘導路の磁束バランスを調整する磁束調整手段を備えることを特徴とする請求項１７に記載の磁気ドライブ機構。
21. 前記磁束調整手段は前記磁気特性制御手段を兼用することを特徴とする請求項２０に記載の磁気ドライブ機構。
22. 回転子と固定子とを備え、
    前記回転子は回転子磁束発生源を有し、
    前記固定子は、固定子磁束発生源と当該固定子磁束発生源からの磁束を前記回転子に導く固定子磁気誘導路とを一つの組とする複数の磁気ユニットと、当該複数の磁気ユニットを両側に挟んで磁気回路を形成する固定子磁気誘導部材と、前記固定子磁気誘導路の途中に設け、当該固定子磁気誘導路に流れる磁束を制御する複数の磁束制御手段とを有し、
    前記複数の磁気ユニットは積層させると共に、固定子磁束発生源の磁極の着磁方向を全ての磁気ユニットにおいて同方向として、
    前記固定子磁気誘導路は、全ての固定子磁気誘導路を同一平面上に配置することを特徴とする、磁気ドライブ機構。
23. 前記回転子の磁極の着磁方向を回転子の軸方向と直交させ、
    前記固定子磁束発生源の磁極の着磁方向を回転子の軸方向と同方向とし、
    前記固定子磁気誘導路は、固定子磁束発生源の各極を複数に分流して、各分流先を互いに磁気的に分離した単一磁極の磁極端とし、
    前記磁極端間の磁束方向ベクトルと前記回転子の磁極対間の磁束方向ベクトルとを同一平面上とすることを特徴とする、請求項２２に記載の磁気ドライブ機構。
24. 前記回転子の磁極の着磁方向を回転子の軸方向と直交させ、
    前記固定子磁束発生源の磁極の着磁方向を回転子の軸方向と直交させ、
    前記固定子磁気誘導路は、固定子磁束発生源の各極を複数に分流し、各分流先を互いに磁気的に分離した単一磁極の磁極端とし、
    前記磁極端間の磁束方向ベクトルと前記回転子の磁極対間の磁束方向ベクトルとは同一平面上とすることを特徴とする、請求項２２に記載の磁気ドライブ機構。
25. 前記各磁極端は、前記回転子の周囲に等角度位置で配置されてなることを特徴とする請求項２３または２４に記載の磁気ドライブ機構。
26. 前記磁束制御手段は、
    応力の印加により磁気特性を可変とする磁歪材と、
    当該磁歪材を囲繞し当該磁歪材に応力を印加する応力印加素子とを備えることを特徴とする請求項２２から２４のいずれか一項に記載の磁気ドライブ機構。
27. 前記磁歪材の磁極対間の磁束方向と、前記固定子磁束発生源の磁極の着磁方向とを全て同方向とするように、前記磁束制御手段と前記固定子磁束発生源とを配置することを特徴とする請求項２６に記載の磁気ドライブ機構。
28. 前記応力印加素子の応力印加方向を前記磁歪材の磁極対間の方向と同方向とし、
    前記磁歪材に対し圧縮力が作用するように前記磁束制御手段を配置することを特徴とする請求項２７に記載の磁気ドライブ機構。
29. 前記磁束制御手段は、前記応力の印加方向において応力印加素子の長さは磁歪材の長さよりも長く、
    前記応力印加素子と磁歪材の両端を挟んで保持する一対の軟磁性材を備えることを特徴とする請求項２７に記載の磁気ドライブ機構。
30. 前記磁束制御手段は、前記応力の印加方向において応力印加素子と磁歪材の両端を挟んで保持する一対の軟磁性材と、少なくとも一方の軟磁性材を介して応力の印加方向に与圧する非磁性材の弾性体を備えることを特徴とする請求項２７に記載の磁気ドライブ機構。
31. 前記磁束制御手段を応力の印加方向に複数積層し、各磁束制御手段を共通駆動、又は個別に制御自在とすることを特徴とする請求項２８乃至請求項３０の何れか一つに記載の磁気ドライブ機構。
32. 前記磁極端は、隣接する磁極端と対向する面は凹面状であることを特徴とする請求項１，２，６，２２の何れかに記載の磁気ドライブ機構。