JPS60183613A - 多方向駆動形電磁式位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は多方向駆動形′祇磁式位置制釧）装置に関する
。木兄りＪの１立１＋￥“１１１す呻装置はレリえは自
動車のリモコンミソ−青の：３次元位１ｊ’ｆ、　ｆｔ
１ｌＪ帥装置ｆｆ　１　あるいは唄斜耐のような表示装
置などの用途かめる。

従来ゴ支ｅｉ：ｓ 従来、例えば自動屯のリモコンミラー等の３次元１）７
（α制御ｉ！４１装置においては、３次元位置の制御を
行うために１個の可逆転モータ、上下および左右方向切
→央え用の電４減クラッチ、および歯車列等を必費とし
、このため装置の捕造が復雑化するという１川題点があ
る。

また、１頃余１８１のような表示装置ａにおいては、１
頃４１の衣）１（は、ＩＬＩｌｌ狛を上下方向と左右方
向に分離し、その上下方向と左右方向の知４１をそれぞ
れ千間上での回転として六）」りすることしかできない
という問題点がある。

発明の１」的 不発明の目的は、上記の従来形における問題点にかんが
み、永久磁石内蔵の回転体を少なくとも２つの磁界発生
手段によって回転ｆｔｔｌｉ御するという着想に基づき
、比較的簡単な装置１゛１４成により的確な３次元位１
４制御を行うことにある。

発明の構成 本発明においては、互いに所定の角度をもって交わる磁
界を発生する少なくとも２つの磁界発生手段、および、
該磁界の交わる空間に位置されて規定された１点紫中心
に任意の方向へ回動可能に保持された永久磁石を有する
回転体が設けられ、該＋ｉ磁界発生手段よる磁界の発生
が無いときには該回転体が少なくとも１つの角度位１ｑ
へどな定化させられるようになっていること全特徴とす
る多方向＋駆動形′１（１磁式位置制御装置が提供され
る。

実ｈｆｆｉ　ｎ 本発明の１実施列としての多方向！パ動形屯（眼弐位１
６制御装置の外観斜視図が第１図に示される。

壕だ第１図装置の平面図が第２図に、第２図装置におけ
るｘ−ｘ’線断面図が第３図に示される。

第１〜３図において、ＤＪ動球体１はにすえはステンレ
ス鋼などの非磁性材料からなる半球体ｌａｙ’　ｂｋ　
＃、′３’ｆ：させて形成する。。」動球体ｌの内部に
ｔま円柱形の穴１ｉ１５が形成さ〕しており、この穴部
にはその円柱１１ｉｊｈ面に７．シ磁された円柱形の永
久磁石２が取り付けられる。′またこの可動球体ｌには
出力作３が固ノ晶される。

口」動球体１はクロスヨーク４の十字形中心部に形成さ
ノした、球状の内周面を有する球状穴部４１内に回動１
り能番ζ支持される。クロスヨーク４は略十字形状の鉄
製のクロスヨークを２枚上下に重ねてＪし成したもので
あシ、４つのアーム部４ａ〜４ｄを有し、ノックビン５
＆〜５ｄで位１イ決めされる。ｔ＝Ｊ動球体１が収容さ
れる球状穴部４１はクロスヨーク４の上面および１面に
開口部４３ａ。

４３ｂによりてｂｉｊ口されてお９、開口部４３ｍから
は出カイ拳３が突出される。

クロスヨーク４の中火部における球状穴部４１のさらに
外周部にをま、ｉ’ｉＡ坪状穴部４１の１１ｉ、径よシ
も大さい直１：？　”；＋：　・ｆｆする円柱形状の円
柱穴部４２がＩｆ；’ｇ　ＩＪ７３れる。この円柱穴部
４２内には、コの字形断面を有するテフロン製の軸受リ
ング６がはめ込′−！れる。軸受リング６は、球状穴部
に収容される可動球体１の内周面とコの字形断面の先端
部で線接触しておシ、それによシ可動球体ｌは球状穴部
４１の内周面と一定の空隙を保つて、規定された１点を
中心に任意の方向に回１ｊｆＩＩＩ’Ｊ　ｊｉヒに支持
される。

クロスヨーク４のアーム部４ａ〜４ｄには、鉄製のサイ
ドヨーり７ａ〜７ｄがネジ８ａ〜８ｄによってそれぞれ
固着される。このサイトヨーク７ａ〜７ｄには、コイル
９ａ〜９ｄが巻回されたグラスチック製のコイルボビン
１０ａ〜１０ｄがそれぞれはめ込まｉする。サイト１ヨ
ーク７ａ〜７ｄ下端に坏り１ｌａ−１１ｄにより−Ｃ訣
衷のｉｙ　）ムヨーク１２に固ン膚される。

コイル９８〜９ｄはそれぞれ巻初め端９ａｓ〜９ｄｓと
巻終シ端９ａｏ〜９ｄｅ全イ１しでおり、コイル９ａと
９ｃ、およびコイル９ｂと９ｄはそれぞれ直列に接続さ
れる。これによシコイル９ａと９Ｃに通ｔｌを行りたと
きには第２図におけろｘ　−ｘ’線に旧うＸ！ｋ１１方
向の磁束がクロスヨーク４内（／Ｃ９シ生され、コイル
９ｂと９ｄに通成金行ったときにはＹ　−Ｙ’線に旧う
Ｘ軸方向の磁束が発生される。したがって、前記の球状
穴部４１においてＸ軸方向およびＸ軸方向の磁界が交わ
ることになる。

ト１！１〜３図に示される装置制御装置の作用が第４〜
６図をｋｌ！ｕしつつ以下に説明される。まず、上４、
己の位Ｉｌ【市’ＪＩＡｊ　装置におし）ては、コイル
９ａ〜９ｄのＮｊｌ’ｉ　Ａｎ　’＋’Ｌｉ：時にはｉ
ｊＪ動球体１はその内紙する永久１匹石２の（ｌｔｉ他
方向がＺ　−Ｚ’に暗うＺ軸方向を向く位１・菫に安定
比させらり、る〇 すなわち、コイル無通１区時の可動球体１の安定位１ｉ
ｆｆｉは、ｉＪＪ！１１）Ｊ球体１内の永久磁石３から
見た磁気抵抗が最も小さくなる位１ｊｆ　％侠ぽすれは
ポテンシャルエネルＡ’−Ｕｏが最小となる位１．ｆｆ
ｉである。第１図のイＳ’Ｌ　ｂ’ｉ冒間ｌｌ１ＩＩ装
置４においでは、永久磁石２の磁束ＩＬｌｌ！１１は４
１２ｔ＋１Ｍ　２つｉ９　Ｄ、１つはりＣ１スヨーク４
、サイドヨーク７ａ〜７ｄ１および、Ｗ　）ムヨーク１
５ｆ　Ｊｌ…るイ献路Ａであり、もう１つは円柱穴部４
２の外１１１１４クロスヨーク４の上４１１１１から下
１１４１１へと辿る磁に４Ｂである。ここで円柱穴部４
２の直径およびその幅を適当な大きさに選ぶことによシ
、永久磁石２から見た磁路Ｂの磁気抵抗の方が磁路Ａの
磁気抵抗よシも小さくすることができる。クロスヨ〜り
４ｍ−４ｃ方向をＸ軸、クロスヨーク４ｂ−４ｄ方向ｔ
−Ｙ軸とすると装置のＸ　−Ｘ’断面およびＹ−Ｙ′断
面は互いに対称となるから、永久磁石２はその磁極方向
がＸ軸およびＹ軸と互いに直交するＺ軸方向を向く位置
で安定する。

このようにコイル９ａ〜９ｄの無通亀時に、可動球体１
には内部永久磁石２の磁極方向６ｚ軸と一致させる方向
へ磁気スノリングカが発生する。

この磁気スプリング力のＸ軸方向成分子（ＸＯ）は、永
久磁石２の磁気モーメントＭとＸ軸とがなす角度をθと
すると、次式（すであられされる。

Ｔ（ＸＯ）＝α−Ｍ”Ｓｉｒ＋２０　・・・（すただし
、αは定数 また磁気スグリングカのＸ軸方向成分子（ＹＯ）は、永
久磁石の磁気モーメン）ＭとＹＩｉ４１１＋がなす角度
をψとすると、次式（２）であられされる。

Ｔ（ＹＯ）＝α・Ｍ−８１ｎ２ψ　−（２）永久磁石２
ずｌわら−ｒｉＪ動球体１にかかるトルクｒ、ｔ、ＣＪ
Ｌラノ成分子（ＸＯ）、　ｒ（ｙｏ）ｏ合成力Ｔ（０）
ｆ心す、ｉＩ′′テンシャル・エネルギーＵＯはこの合
成力’ｉ”　（ｏ）の積分とｌｌ：る。い−１＝、”Ｊ
動球体１の占める球ノ：：　１ｉｉｌ　’＋ｊＸＹ平面
上に投影し、Ｘ−Ｙ平面に直交す／：、）方向に・」ヒ
テン／ヤルエネルギーＵｏｋとると第：３図に示す９４
１１図のようになり、中心で安定することがよく分る。

仄ｐｊニコイル９ａ〜９ｄに直流通電を行って可動Ｙホ
１本１を多方向に位置制御する〕助合について説明する
。コイル９ａと９Ｃは通電時にクロスヨーク４において
Ｘ輛の同一方向に磁束を発生するように相互にＩａ　４
７ｅされており、またコイル９ｂと９ｄはＹ　ＩＩ＋１
＋の同一方向に磁束を発生するように相互に接続されて
いる。ここではコイル９ｂ、９ｄにはノＪす屯を行わず
にコイル９ａ、９ｅに通’ＩＩＬを行ったときの動作を
１況明する＠ コイル９ａ、９ｃに直流電流Ｉｘの通ｊはを行うと、こ
れらのコイル９ａ、９ｃによりて・サイド３−クフａ１
クロスヨーク４のアーム部４　ａ　、アーム部４ｃ、サ
イドヨーク７ｃ、およびボトムヨーク１２を経る磁路を
通る主磁束Φ（Ｉｘ）が発生する。

永久磁石２にはこの主磁束Φ（１，）により生じた（磁
界Ｈ（Ｉｘ）が作用する。このとぎ、この直昇１（（Ｉ
　ｘ　）により永久磁石２の磁気モーメントＭ　Ｋ：発
生するトルクＴ（Ｉｘ）は次式（３）であら、ｂはね、
る。

Ｔ（Ｉｘ）＝　Ｍ−Ｈ（Ｉｘ）　・ｓｉｎθ　・・・（
３）ここでイ蝕界Ｈ（Ｉｘ）はコイルを流れる’１ｉＬ
１５ｉｊ　Ｉ　ｘに比例するから、式（３）はさらに、
次式（４）となる。

Ｔ（Ｉｘ）＝β＠　Ｍ　・Ｉｘ　−５ｉｎθ　・・・（
４）ただし、βは定数 したがって、永久磁石２には、無通′！［Ｉ、時にクロ
スヨーク４との間に生ずる両式（］、）のディテント・
トルクＴ　（ＸＯ）と、電流Ｉｘによって生ずる両式（
４）の。

トルクＴ（Ｉｘ）との合成トルクＴ（のが生じ、この合
成トルクＴ（のは次式（５）であられされる。

Ｔ（の＝β−Ｍ・Ｉｘ−ｓｋ＋θ十α・５Ｌｎ２θ　・
・・（５）Ｘ軸およびＹ　＋１ｌＩｌが磁気モーメント
Ｍとなす角度θ、ψの関係が第５図に示される。角度θ
、ψに何れもその原点を、永久磁石のＮ極と通’ｌｊ−
；、によりてＯＪ動球体１に対向するクロスヨーク４の
球面に生ずるＮ（ツとが対向する位置とする。トルクは
回転角すなわち１′Ｊ度θ、ψが増す方向ケ正としてお
り、したがって正トルクｔま回転角が増すトルク、負ト
ルクは回転角が減るトルクとなる。無通電時ＶＣは１１
Ｊ記した飾゛気スプリングカにより、角度θおよびψが
ともに９０°の位ＩＫ　ｓすなわちＺ　’１ｑｉｌ方向
ＶＣ永久磁石２の磁極方向が向く。

第６図には、角度θに対する合成トルクＴ（ののｌ（゛
「性曲線が″川流Ｉｘヲ・ぞラメータとしてＪＩｉｉか
ｉする。

第６図においてｄ従軸は合１．＋ｋ　トルクＴ（θ）イ
あられ［７゜４３：＋４１１ＪＩは１内度θ〒あられす
。谷、比ひ化１直にχ・ｊ応するトルク曲線は略正弦波
状をなして：；＝ｘ　ｑａ　Ｔ＜の＝０と交わる。永久
磁わ２の安定位Ｉ１１は合成トルクＴ（のが苓となると
ころであるから、第６図における谷トルク曲線がＴ（θ
）＝Ｏの線と交わる点（４ｉ、％九点）の回転角θが各
′電流ｌｘにおける永久磁石２０安定点となる。したが
って、′μ”　’　Ｘｋ　’Ａ−えることにより回％に
角θ？１：変えることかでさる。

−ｌ二ｉｉ己しこ、ｂ・い’Ｃｉ：ｉ：、コイル９ｂ、
９ｄにＣまノｌｌ　’ｔ４が行われていないので、ψ方
向Ｕこ対するトルクは両式（２）に示されたディテント
・トルクＴ　（ＹＯ）となる。

コイル９ｂ、９ｄに直流′電流Ｉｙを通電すると上記と
全く同様にして角度ψに対する下記の合１戊トルクＴ（
ψ）が生ずる。

Ｔ（ψ戸β・Ｍ−Ｉｙ−８ｈ１ψ十α・ｓｉｎ　２　（
ｆ’　−（Ｇ）結果、として可動球体１にはＴ（のとＴ
（ψ）との合成トルクが１動くことになる。したがって
、コイル９ａ、９ｃに流すｌｔＩ、流Ｌｘとコイル９ｂ
、９ｄにυ１しずトル流ｒｙとの組合せによシ永久磁石
２すなわちｏＪ’１、ｌｉｊ球体１の女定位置か−、に
的に定まり、１つの、駆動装置６で３次元回鵠角１１ｊ
ｌＪ帥（立体用ｔＤＩＪ御）を行うことができる。

以下余白 本発明の実施にあたっては、前述の実施例のほかに独々
の変形形態が可能である。例えば、コイルに供給する電
流の制御手段、制御用磁界を発生する磁界発生手段、可
動球体を（ロ）動可能に支持する支持手段、コイル無通
電時に可動球Ｇトを所定位置に保持する安定力付与手段
等において柚々の変形形＋ｍが可能である。これらの変
形形態が以下に説明さノＬる。

まず、コイルに供給するｆＩｉ流の制御手段として、前
述の実施例ではコイル９３〜９ｄへの通′亀電流に直流
パ亀流を用いて制御を行ったが、このほかに例えは・臂
ルス電流を通電してその・にルス電流のデユーティ比（
衝撃係数）を変えることにより位置決めのヒステリシス
を減小させた位置制御を行うことが可能である。また、
単にｊＪＪ？定角度へのオン−オフ動作的な位ｉｉ？、
　１ｌｉｌＪ　ＩＩｔｌを行う場合には電圧印加のスイ
ッチングを行うだけであってもよい。

さらに、例えはホール素子などにより可動球体１の回転
位１θ−を検出しその検出住方″、に応じて通電箱、ｂ
ｉｔの大きさを７、ｆ−トノ々ツク制御することも可能
であり、それによりより止Ｍｂな位ｌｅｉ、　：１ｉｌ
制御が可能になる。

上記のパルス電流を用いる場合のコイルへの印加電流の
制御回路の１具体例が第７図に示される。

第７図において、制御回路は、Ｉ）Ｎｉ）形トラン・シ
スタフ０１．７０２，７０３および７０４、ＮＰＮ形ト
ランノスタ７０５，７０６，７０７および７０８、イン
バータ７０９．７１０、入力端子７１１゜７１２、出力
端子７１３，７１４，７１５お上び７１６を含み構成さ
れる。トラン・シスタフ０１と７０５、トランジスタ７
０２と７０６、トランジスタ７０３と７０７、およびト
ランジスタ７０４と７０８のそれぞれは、コレクタを共
通接続することにより直列接続された形で、′屯稼′屯
圧とアースとの間に接続してあり、該コレクタに４２・
ける共通接続点からは出力端子７］３，７１４，７１５
および７１６をそれぞれ導き出す。入力端子７１．１ハ
トランジスタフ０１と７０５のベースＫ　ｍ　続スると
ともに、インバータ７０９を介してトランジスタ７０２
と７０６のベースに接続する。同様に入力端子７１２は
トランジスタ７０３と７０７のベースに接続するととも
に、インバータ７１０を介してトランジスタ７０４と７
０８のベースに接にウシする。また、出力端子７１３，
７１４には前述の実施例における直列接続されたコイル
９ａ＋９０の巻初め端９ａｓ　、　９ｃｓを接続し、出
力端子７１５．７１６には直列接続されたコイル９ｂ。

９ｄの巻初め端９ｂｓ　、　９ｄｓを接続する。

この第７図の制御回路を用いての位置制御につい−Ｃ以
下に説明する。入力端子７１１，７１２にはデユーティ
比を可変制御できる独立したデユーティ信号８１．８２
がそれぞれ印加される。デユー７４１６号Ｓ１が印加さ
れると、デユーティ信号Ｓ１が「０」レベルのときにト
ランジスタ７０１、コイル９ａ、９ｃ、）ランジスタフ
０６を経て電源から電流が流れ、デー−ティ信号Ｓ１が
「１」レベルのときにトランジスタ７０２、コイル９Ｃ
２９ａ１　トランジスタ７０５を経てコイル９ａと９ｃ
に上記とは逆方向の電流が流れる。デユーティ’ＩＢ　
”Ｆ　Ｓ　２の印加の場合も上記と同様にしてコイル９
ｂ、９ｄに電流が流れる。

したがりて、デーーティ侶号８１．８２が所定の周波数
、例えば２００Ｈｚでデユーティ比５０％であるとする
と、コイル９ａと９ｃ、およびコイル９ｂと９ｄに流れ
る平均電流はともに零となり無通電時と同じ角度に可動
球体１は位１置する。そしてデー−ティ信号８１．８２
のデユーティ比をそれぞれ独立に変えることによりコイ
ルの平均電ｉ＋ＩＩＸを変えることができ、デユーティ
信号８１　、８２の組合せによシ可動球体１を任意の角
度位置に位１７ｆｆｉ　ｆｔ＋ｌＪ御できる。また、デ
ユーティ化ＪｒｙＳ１．Ｓ２の周波数を適当な所定周波
数とすることにより、可動球体１が動摩擦状態となり、
位置決めのヒステリシスを小さくできる。

制御用の磁界を発生する巻線手段の棟々の変形例が第８
〜ｌＯ図を参照しつつ説明さ扛る。第８図は、第１図装
置における４つのコイル９ａ〜９ｄをサイドヨーク８ａ
〜８ｄに巻回する代わりにクロスヨーク４のアーム部４
ａ〜４ｄに巻回するとともにクロスヨーク４の周囲にネ
・ゾ８１ａ〜８１ｄによって閉磁路形成用リング８２を
取り付けた変形例を、クロスヨーク４部分での横断面図
により示したものである。

また前述の実施例では４個のコイル９ａ〜９ｄを用いて
Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁束を発生させているが、コ
イルの数は必ずしも４個必要ではなく、例えばコイル９
ａと９ｂの２１向であってもよい。また、このようなコ
イル形式を用いずに、第９図に示されるように、？トム
ヨークを十字形のヨーク９１で形成してこのヨーク９１
の交差部に２つの巻線９２．９３を互いに直交するよう
に巻回する変形例も可能である。さらにε■１０図に示
されるように、ＥＪ動球犀１が支持されるクロスヨーク
４の交差部に２つの巻線１０１．１０２を互いに直交す
るように巻回する変形例も可能であり、この変形例では
第８図と同（ボの閉磁路形成用リング１０３が用いられ
ている。

このように磁界発生ゴ・段は、クロスヨーク内の可動球
体に所定の角度をもって発生される少なくとも２柚類の
独立磁界を発生ずる手段であれは、他のいかなる手段に
よってもよい。

可動球体の支持手段、および無通電時の安定力付加手段
の変形例が第１１図および第１２図に示される。第１１
図にはこの変形例装置の外観斜視図が示されており、第
１２図にはこの変形例装置における可動球体支持手段の
分解構成図が示される。

この変形例装置における可動球体支軸手段は、第１２図
に示されるように、低摩擦係数の非磁性材料からなる回
転球１２１に円柱形状の中空穴部を形成し、該中空穴部
に円柱形の永久磁石１２２をはめ込み、出力棒３を取り
付け、回転球１２１の上下に強磁性栃料よシなる球殻片
１２３ａ。

１２３ｂを面接解させて回動可能に支持したものである
。球殻片１２３ａ、１２３ｂは、第１１図に示されるよ
うに、相互間に空隙部１１１を有するようにしてヨーク
片１１２ａ〜１１２ｄに面接触により固定する。あるい
は球殻片１２３ａ。

１２３ｂとヨーク片１１２ａ−１１２ｄを一体成形する
ことも可能である。ヨーク片１１２ａ〜１１２ｄには空
隙部１１３ａ〜１１３ｄを形成する。サイドヨーク７ａ
〜７ｄ、コイル９ａ〜９ｄ１コイル？ビン１０ａ〜１０
ｄ１ボトムヨーク１２の構成は第１図装置と同様である
。ボトムヨーク１２の中央部には外周にイ・ジ心を設け
たセンタヨーク１２４、固定永久磁石ｌｚ５、磁、部片
１２６を績み重ねて取り付ける。

第１１図の位置制１ｉ１１１装置６においてを」１、回
転球１２１は、コイル９ａ〜９ｄに無通′屯時に、固定
永久磁石１２５による４７．気吸引力により、赴よび、
ヨーク片１１２ａ　〜１１２ｄと架１％４（ｉｌｉ　１
１３−　＋１１３　ａ　−１１，３ｄで発生される第１
図装置ｉと同４５１２な磁気スノ゛リングカにより、回
転永久磁石１２２の極軸が２軸方向を向くようなイシ元
力を父（１）て安定化される。コイル９　ａ　＊　９　
ｃに剋奄をイエうと、ヨーク片１１２ａ−１１２ｃ方向
すなわちＸ　１１１１方向に磁界が発生し、コイル９ｂ
　＋　９　ｃに通電を行うと、ヨーク片１１２ｂ−］１
２ｄ方向すなわちＹ　ｌ１ｊ１１方向に磁界が発生する
。永久磁石１２２、したがって回転坏１２１はこれらの
合成磁界によシトルクを受け、上記の無通電時の復元力
と平衡する位置に静止する。したがって、出力棒３は破
線Ｓで示される空間内の任意の位（６に制ｖ１Ｎ＋され
る。

′また、この第１１図の位置制御装置において、例えば
固定永久磁石１２５の位置に少なくとも２個のホール素
子を設置して回転球１２１の位めをフィードバック１ｔ
ｌＪ　Ｙ卸することができる。

無通電時の安ボカイ（」加手段は、コイルを付勢しない
ときに可動球体の位１ｆ’ｔ、を安に化させる手段であ
ればよく、前述の例のほかに、例えば第１図装置におけ
る可動球体を下方向に引っ張る１１．ｌＩｌい・々ネ等
の機械的スゲリング手段によることも司１１シである０
才だ粘性の高いシリコンオイルまたはグリス等を可動球
体周囲の空隙部に充填することによυ得られる機械的摩
擦を利用して安定化を図る変形例も可能であり、この機
械的摩擦力は可動球体動作時のトルクよりも小さく設定
される。この変形例の場合には可動球体を所定位置に戻
す復元力は働かないので、所定角度への位置制御を行う
ためには、前述の実施例のように復元力と合成トルクと
の・１′−麹により：ｉＪ火り球体の位置ｆｉｌｌ師を
行うのではなく、例えばコ・イルへの］１ｎ′屯時間を
変えることによりｌブ１定角、１！【への位ｉＷ制御を
行う。

本イ（シ明による多方向駆動形′電磁式位置制御装置は
１・；丸々の用途に用いられる。例えをよ前述の実施例
に」・・りる出力（”＋＜３にミラーを取シ付りること
により【旧１功沖のリモコンミラーに応用することが可
能である。また、他の用途として、第１３図に示さ〕す
る、Ｌ　９に、ｆｌ’シ１図装置ｉ′７、の出力棒３の
代わりに可Ｉｒｂ月Ｓ体１にｊ１通孔１３１を形成して
その中に光ファ・ｒ−ぐ−１３２をｆ＋ｕ直すれば、光
源１３３からの出力光の照射方向を３次元空間内におり
る任意の方向に制御することが可能となる。

さらに他の用途として、可動球体ｌから出力棒：うを取
り除いて例えばゴルフ日？−ル表面のようなディンプル
状の小穴を配列し、開口部外側に設けた外部可動体と接
触させ、この外部可動体に上記ディンプル状の小穴より
若干小さい径の突起を配列することによシ、可動球体１
の回転出力を外部可動体の減速または増速された回転出
力に変換して取り出すことも可能である。

さらにまた他の用途として、前述の実施例における出力
棒をジョイステックとして用いることにより本発明装置
を例えばリモコンカー等のリモコン“装置として用いる
ことも可能である。すなわら、本発明装置に前述したよ
うな可動球体の回転位置検出用ホール素子を設け、外部
から操作者が出力棒（すなわちノヨイステンク）を操作
して可動球体を回転させ、その回転位置をホール素子に
より検出して該検出位置に応じて制御対象を制御する。

この際に制御対象の状態に応じて本発明装置のコイルに
印加する電流値を変えることにより、出力棒にｊ＆！ｊ
御対象の状態に応じた可変反力を鋤かぜることができる
。例えばリモコンカーのリモコン装置の場合、リモコン
カーが壁に突き当って前進できない状態にあるとき、こ
の状態を何らかの手段で検知し、その検知情報に応じて
リモコン装置のコイルに′電流を流して出力棒を前進位
置に倒した場合に出力棒に反力が働くようにしておけば
、リモコンカーの状態に応じた手ごたえのあるり七コン
操縦を楽しむことができる。

発明の効果 本発明によれば、永久磁石内蔵の回転体を少なくとも２
つの磁界発生手段によって回転制御することができ、比
較的簡単な装置構成により的確な３次元位置制御を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例としての多方内組動形電磁式
位置制御装置の外観が［視図、第２図は第１図装置の平
面図、第３図は第２図装置におけるｘ−ｘ’線断面図、
第４図は第１〜３図装置における可動球体のポテンシャ
ルエネルギー分布図、第５図は第１〜３図装置における
可動球体の回転角度０、ψの関係を説明する図、第６図
は第１〜３図装置ｈ１における可動球体回転角度θに対
する合成トルクＴ（θ）の特性図、第７図は第１〜３図
装置のコイルを励磁するだめの変形例としての制御回路
図、第８〜１０図は本発明に係る位置制御装置における
磁界発生用巻線手段の変形例をそれぞれ示す図、第１１
図は本発明に係る位置制御装置における可動球体支持手
段および安定力付与手段の変形例を示す外観斜視図、第
１２図は第１〜図装置ｉｔにおける可動球体支持手段の
分解構成図、第１３図は本発明の位置制御装置の用途を
示す図である。 ｌ・・・回転体（可動球体）、２・・・永久磁石、３・
・・出力棒、４・・・十字形強磁性体（クロスヨーク）
、４８〜４ｄ・・・腕（アーム部）、６・・・軸受リン
グ、７ａ〜７ｄ・・・サイドヨーク、９ａ〜９ｄ・・・
磁界発生手段（コイル）、１０ａ〜１０ｄ・・・コイル
ボビン、１２・・・ボトムヨーク、４１・・・磁界の交
わる空間（球状穴部）、７０１〜７０８・・・トランジ
スタ、７０９．７１０・・・インバータ、８２．１０３
・・・閉磁路形成用リング、９２，９３，１０１，１０
２・・・磁界発生手段（巻線）、１１２ａ〜１１２ｄ・
・・ヨーク片、１１４・・・センタヨーク、１１５・・
・固定永久磁石、１１６・・・磁極片、１２１・・・回
転体（回転球）、１２２　・・・永久磁石、１２３ａ、
１２３ｂ・・・球殻片、１３２・・・光ファイバ、１３
３・・・光ＴＪｋ　。 ’ｉｔ！　Ｉ　猾 ↑ １３４図 １ｕ。 植５０ ｂ −エ１ θ 姐８図 ４ｃｌ　＋ｕｌ 塙１２１Ｎ・−１ 易１３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　互いにツタ「定の角度をもって交わる磁界を発生
   する少なくとも２つの磁界発生手段、および、該磁界の
   交わる空間に位置されて規定された１点を中心に任意の
   方向へ回ｍｌ　ｒ＋Ｊ叱に保持された永久磁８に有する
   回転体が設けられ、該磁界発生手段によるる」界の元生
   力槽楓いときには該回転体が少なくとも１つの角度位１
   ｄへ安定化させられるようになっていることをｔ時機と
   する多方向駆動形亀（臓式％式％） ２、該イ社界発生手段はコイルを巻回した強磁性体から
   なり、該強磁性体内における２方向の磁界が父わるＩＸ
   Ｌｂ工には該２方向の磁界の双方に直交する少なくとも
   １方回に開口したほぼ球状の空間が形成され、該回転体
   は該はぼ球状のを量的に１鯛”Ｊ’　ｒｉ：に配置され
   ている、特ボｌ’ｉｉ＋ｎ求の範囲第１項記戦の装置１
   イ。 ３、濱回転体の該安定化は、磁気的スプリング作用によ
   る所定の少なくとも１つの角度位置への安定比である、
   特許、請求の１ｊｊｊ囲第１項第１或の装置。 ４、該回転体の該安定比は保磁的スゲリング作用による
   所定の少なくとも１つの角度位置への安定比である、特
   許請求の範囲第１項記戦の装置Ｆｆ　。 ５、該回転体の該安定比は、粘性等を利用した倣械的摩
   漫による安定化である、Ｃ１８許請求の範囲第１項記載
   の装置。 ６、該コイルはほぼ十字形強磁性体の互いに呵り合った
   少なくとも２つの腕位置に巻回されてなる、特ｉｔ’ｌ
   −請求の範囲第２項記載の装置。 ７、該コイルは略十字形強磁性体の父差部分に２つのコ
   イルが互いに直交するように重ねて巻回されたものであ
   る、特許請求の範囲第２項記載の装置。 ８、該少くとも２つの磁界発生→・段は、独立にｒニー
   ティ比制御される、特許請求の範囲第１項記載の装置。