JP2015053816A - Bistable moving device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a reliable operation, and operate a device at a small amount of power.SOLUTION: A movable element 1 is held so that it can move in a movable shaft (Z-axis) direction, and block rotation around a movable shaft as a center. The movable element 1 is constituted by a first permanent magnet 1-1 and a second permanent magnet 1-2, and magnetic poles of the permanent magnets 1-1, 1-2 are arranged so that different poles are opposed to each other in the movable shaft direction. A ring-like permanent magnet is provided outside the movable element 1 as a rotor 4. The rotor 4 can rotate around the movable shaft as a center, and is held to block movement of the movable shaft direction. By rotating the rotor 4, arrangement of the magnetic poles on an inner periphery of the rotor 4 is switched between first arrangement (an S-pole is on an upper side, and an N-pole is on a lower side) and second arrangement (the N-pole is on the upper side, and the S-pole is on the lower side), and the movable element 1 is latched at a moving position on one side and the other side in the movable shaft direction.

Description

この発明は、可動子と回転子を用い、可動子を２つの位置の間で移動させ、そのどちらかの位置に保持する双安定移動装置に関するものである。   The present invention relates to a bistable moving device that uses a mover and a rotor, moves the mover between two positions, and holds the mover at either position.

従来より、この種の双安定移動装置として、遮断弁や電磁開閉器、電子ロックなどの様々な用途で、可動子が２つの位置の間を移動でき、そのどちらかの位置に保持する機構を備えた双安定ラッチ型のソレノイドが使用されている。   Conventionally, as a bistable moving device of this kind, there is a mechanism that allows the mover to move between two positions in various applications such as shut-off valves, electromagnetic switches, and electronic locks, and holds it in either position. The bistable latch type solenoid provided is used.

例えば、特許文献１には双安定型リニア電磁ソレノイドとして、特許文献２にはソレノイドアクチュエータとして、軸方向に移動可能な非磁性軸に固定されたプランジャ（可動子）が、プランジャを挟んで軸方向に対称に設置された固定コアを備えた１組の永久磁石（固定子）のどちらか一方にラッチされるように構成され、他端への移動はそれらを囲んで軸方向に対称に配置された１組の励磁コイルにより行う双安定移動装置が開示されている。   For example, as a bistable linear electromagnetic solenoid in Patent Document 1 and as a solenoid actuator in Patent Document 2, a plunger (movable element) fixed to a nonmagnetic shaft that can move in the axial direction has an axial direction across the plunger. It is configured to be latched by one of a set of permanent magnets (stator) having a fixed core placed symmetrically to each other, and movement to the other end is arranged symmetrically in the axial direction surrounding them. Also disclosed is a bistable moving device that uses a set of exciting coils.

また、特許文献１や特許文献２では、可動子が鉄心で固定子に磁石を配置しているのに対して、例えば、特許文献３に示された双方向ラッチングソレノイドは、逆に可動子が磁石で、固定子を鉄心のみで構成されているが、いずれにしても、従来の双安定移動装置は可動子と固定子のどちらか一方が鉄心（磁性体）で、他方が磁石という構成とされている。   In Patent Document 1 and Patent Document 2, the mover is an iron core and a magnet is arranged on the stator. On the other hand, for example, in the bidirectional latching solenoid shown in Patent Document 3, the mover is In any case, the conventional bistable moving device has a structure in which either the mover or the stator is an iron core (magnetic material) and the other is a magnet. Has been.

特開平８−２８８１２９号公報JP-A-8-288129 特開平７−３３５４３４号公報JP-A-7-335434 特開平２０１０−９８０３７号公報JP 2010-98037 A

しかしながら、上述した従来の双安定移動装置では、可動子と固定子のどちらか一方が鉄心（磁性体）で、他方が磁石という構成であるために、励磁コイルへの供給電流（励磁電流）を遮断した状態で１組の固定子のどちらか一方に可動子がラッチされている状態のときに、他方向への衝撃や過大力が掛かり、可動子が他方向へ移動してしまった場合は、可動子が他方向でラッチされてしまい、重大な誤動作となってしまう。特に、遮断弁や電磁開閉器、電子ロックなどでは、衝撃で開閉状態が逆になってしまうという致命的な問題となる。   However, in the conventional bistable moving device described above, since either the mover or the stator is an iron core (magnetic material) and the other is a magnet, the supply current (excitation current) to the excitation coil is reduced. When the mover is latched to either one of the pair of stators in the shut-off state, if an impact or excessive force is applied in the other direction and the mover moves in the other direction The mover is latched in the other direction, resulting in a serious malfunction. In particular, shut-off valves, electromagnetic switches, electronic locks, and the like become a fatal problem that the open / close state is reversed by an impact.

また、それを防止するためにラッチ用永久磁石の磁力を強くするなどして、ラッチ力を強くすると、ラッチの解除および他方向への移動に大きな電力が必要になる、という問題が生じる。   Further, if the latching force is increased by increasing the magnetic force of the latching permanent magnet to prevent this, a problem arises that a large amount of electric power is required for releasing the latch and moving in the other direction.

また、可動子の可動軸方向への移動の初期動作、つまり、最も離れた状態での可動子の吸引動作を電磁力で行うために、特に、ストローク（≒可動子と固定子間のギャップ）が大きい場合、電磁力は距離（ギャップ）のほぼ２乗に反比例するため、大きな電力が必要になる。   In addition, in order to perform the initial movement of the mover in the direction of the movable axis, that is, the attracting action of the mover in the most distant state with electromagnetic force, in particular, stroke (≈ gap between the mover and the stator) Is large, the electromagnetic force is inversely proportional to the square of the distance (gap), and thus a large amount of power is required.

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、可動子に他方向への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子が他方向へ移動してしまった場合でも、可動子が他方向でラッチされることがなく、可動子が元の方向でのラッチに自動的に復帰する、安全性が高く、確実な動作を得ることが可能な双安定移動装置を提供することにある。
また、従来のソレノイドで可動軸方向への移動の主動力に使われる場合よりも少ない電力で動作させることが可能な双安定移動装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem. The object of the present invention is to apply an impact or temporary excessive force to the mover in the other direction, and the mover moves in the other direction. If this happens, the mover will not be latched in the other direction, and the mover will automatically return to the latch in the original direction. It is to provide a stable moving device.
It is another object of the present invention to provide a bistable moving device that can be operated with less electric power than a conventional solenoid that is used as the main power for movement in the direction of the movable axis.

このような目的を達成するために本発明は、可動軸方向に移動可能で、かつ、可動軸を中心とした回転を阻止するように保持され、可動軸と直交する方向に可動軸を挟むように複数の磁極を配置した第１の永久磁石と、可動軸と直交する方向に可動軸を挟むように、かつ、第１の永久磁石の磁極に対して可動軸方向に異極同士が対向するように、複数の磁極を配置した第２の永久磁石とを備える可動子と、可動軸を中心として回転可能で、かつ、可動軸方向の移動を阻止するように保持され、一方の磁極の位置を可動軸を中心とする第１の円周上とし、他方の磁極の位置を第１の円周よりも大径の可動軸を中心とする第２の円周上とする複数の磁極対を、可動軸と直交する方向に可動子を挟むように配置した永久磁石を備える回転子と、回転子を回転させて、回転子の第１の円周上の磁極の配置を、第１の配置と第２の配置との間で入れ替える回転子回転手段とを備え、回転子は、第１の円周上の磁極の配置が第１の配置である場合、可動子の第１の永久磁石を磁気吸引保持する一方、可動子の第２の永久磁石を磁気反発させ、第１の円周上の磁極の配置が第２の配置である場合、可動子の第２の永久磁石を磁気吸引保持する一方、可動子の第１の永久磁石を磁気反発させることを特徴とする。   In order to achieve such an object, the present invention can move in the direction of the movable axis and is held so as to prevent rotation about the movable axis, and sandwich the movable axis in a direction perpendicular to the movable axis. The first permanent magnet having a plurality of magnetic poles disposed on the opposite sides of the first permanent magnet are opposed to each other in the direction of the movable axis so as to sandwich the movable axis in a direction perpendicular to the movable axis. As described above, a mover including a second permanent magnet having a plurality of magnetic poles disposed thereon, and can be rotated around the movable shaft and held so as to prevent movement in the movable shaft direction. A plurality of magnetic pole pairs having a first circumference centered on the movable axis and a second magnetic pole centered on the second circumference centered on the movable axis having a diameter larger than that of the first circumference. A rotor having permanent magnets arranged so as to sandwich the mover in a direction perpendicular to the movable axis, and rotation And a rotor rotating means for switching the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor between the first arrangement and the second arrangement, and the rotor has a first circle. When the arrangement of the magnetic poles on the circumference is the first arrangement, the first permanent magnet of the mover is magnetically attracted and held, while the second permanent magnet of the mover is magnetically repelled so as to be on the first circumference. When the arrangement of the magnetic poles is the second arrangement, the second permanent magnet of the mover is magnetically attracted and held, while the first permanent magnet of the mover is magnetically repelled.

本発明において、可動子は、可動軸方向に移動可能で、かつ、可動軸を中心とした回転を阻止するように保持され、可動軸と直交する方向に可動軸を挟むように複数の磁極を配置した第１の永久磁石と、可動軸と直交する方向に可動軸を挟むように、かつ、第１の永久磁石の磁極に対して可動軸方向に異極同士が対向するように、複数の磁極を配置した第２の永久磁石とで構成されており、回転子は、回転させることによって、第１の円周上の磁極の配置を第１の配置と第２の配置との間で入れ替えることができる。   In the present invention, the mover is movable in the direction of the movable axis and is held so as to prevent rotation about the movable axis, and a plurality of magnetic poles are sandwiched between the movable axes in a direction orthogonal to the movable axis. A plurality of first permanent magnets are arranged so as to sandwich the movable shaft in a direction orthogonal to the movable shaft, and opposite to each other in the movable shaft direction with respect to the magnetic pole of the first permanent magnet. It is comprised with the 2nd permanent magnet which has arrange | positioned the magnetic pole, and a rotor replaces the arrangement | positioning of the magnetic pole on a 1st circumference between 1st arrangement | positioning and 2nd arrangement | positioning by rotating. be able to.

本発明において、回転子を回転させ、回転子の第１の円周上の磁極の配置を第１の配置とすると、可動子の第１の永久磁石を磁気吸引保持する一方、可動子の第２の永久磁石を磁気反発させる。また、回転子を回転させ、回転子の第１の円周上の磁極の配置を第２の配置とすると、可動子の第２の永久磁石を磁気吸引保持する一方、可動子の第１の永久磁石を磁気反発させる。   In the present invention, when the rotor is rotated and the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor is the first arrangement, the first permanent magnet of the mover is magnetically attracted and held, while the first of the mover 2 permanent magnets are magnetically repelled. When the rotor is rotated and the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor is the second arrangement, the second permanent magnet of the mover is magnetically attracted and held, while the first of the mover is The permanent magnet is magnetically repelled.

すなわち、本発明において、回転子の第１の円周上の磁極の配置が第１の配置にあり、可動子の第１の永久磁石が回転子に磁気吸引されている場合に、回転子を回転させて回転子の第１の円周上の磁極の配置を第２の配置にすると、可動子の第１の永久磁石と回転子との間の磁気吸引力が消失し、第１の永久磁石と回転子との間に磁気反発力が発生する。これにより、第１の永久磁石が回転子を離れるとともに、第２の永久磁石が回転子に近づき、第２の永久磁石との間に生じる磁気吸引力との合力により、可動子が可動軸方向の一方側に移動し、可動子の第２の永久磁石が回転子によりラッチ（吸引・保持）される。   That is, in the present invention, when the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor is in the first arrangement, and the first permanent magnet of the mover is magnetically attracted to the rotor, the rotor is When the rotor is rotated to place the magnetic poles on the first circumference of the rotor in the second arrangement, the magnetic attractive force between the first permanent magnet of the mover and the rotor disappears, and the first permanent A magnetic repulsive force is generated between the magnet and the rotor. As a result, the first permanent magnet leaves the rotor, the second permanent magnet approaches the rotor, and the resultant force with the magnetic attractive force generated between the second permanent magnet and the mover moves in the direction of the movable axis. The second permanent magnet of the mover is latched (attracted and held) by the rotor.

また、本発明において、回転子の第１の円周上の磁極の配置が第２の配置にあり、可動子の第２の永久磁石が回転子に磁気吸引されている場合に、回転子を回転させて回転子の第１の円周上の磁極の配置を第１の配置にすると、可動子の第２の永久磁石と回転子との間の磁気吸引力が消失し、第２の永久磁石と回転子との間に磁気反発力が発生する。これにより、第２の永久磁石が回転子を離れるとともに、第１の永久磁石が回転子に近づき、第１の永久磁石との間に生じる磁気吸引力との合力により、可動子が可動軸方向の他方方側に移動し、可動子の第１の永久磁石が回転子によりラッチ（吸引・保持）される。   In the present invention, when the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor is in the second arrangement, and the second permanent magnet of the mover is magnetically attracted to the rotor, the rotor is When the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor is changed to the first arrangement by rotating the magnetic attraction force between the second permanent magnet of the mover and the rotor, the second permanent magnet is lost. A magnetic repulsive force is generated between the magnet and the rotor. As a result, the second permanent magnet leaves the rotor, the first permanent magnet approaches the rotor, and the resultant force with the magnetic attractive force generated between the first permanent magnet and the mover moves in the direction of the movable axis. The first permanent magnet of the mover is latched (attracted and held) by the rotor.

本発明において、例えば、回転子の第１の円周上の磁極の配置が第１の配置にあり、可動子の第１の永久磁石が回転子に磁気吸引されている場合に、可動軸方向の一方側への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子が可動軸方向の一方側へ移動してしまったとする。この場合、可動子は、回転子の第１の円周上の磁極の配置が第１の配置にある状態で、第１の永久磁石が回転子にラッチされている状態から、可動軸方向の一方側へ移動する。可動子の第２の永久磁石が回転子に近づくと、第２の永久磁石と回転子との間には磁気反発力が発生する。   In the present invention, for example, when the arrangement of magnetic poles on the first circumference of the rotor is in the first arrangement and the first permanent magnet of the mover is magnetically attracted to the rotor, the direction of the movable axis Suppose that an impact or temporary excessive force is applied to one side of the armature and the mover has moved to one side in the direction of the movable axis. In this case, the mover moves from the state in which the first permanent magnet is latched to the rotor in a state where the magnetic poles on the first circumference of the rotor are in the first arrangement, in the direction of the movable axis. Move to one side. When the second permanent magnet of the mover approaches the rotor, a magnetic repulsive force is generated between the second permanent magnet and the rotor.

これにより、第２の永久磁石が回転子から離れるとともに、第１の永久磁石が回転子に近づき、第１の永久磁石と回転子との間に生じる磁気吸引力との合力により、可動子が可動軸方向の他方側に戻される。すなわち、可動子が可動軸方向の一方側へ移動しても、可動子は可動軸方向の一方側に移動した位置ではラッチされずに、自動的に可動軸方向の他方側に移動した位置でのラッチ（元のラッチ状態）に復帰する。   As a result, the second permanent magnet moves away from the rotor, the first permanent magnet approaches the rotor, and the movable element is moved by the resultant force of the magnetic attraction force generated between the first permanent magnet and the rotor. Returned to the other side in the direction of the movable axis. That is, even if the mover moves to one side in the movable axis direction, the mover is not latched at the position moved to one side in the movable axis direction, and is automatically moved to the other side in the movable axis direction. Return to the original latch (original latch state).

本発明において、例えば、回転子の第１の円周上の磁極の配置が第２の配置にあり、可動子の第２の永久磁石が回転子に磁気吸引されている場合に、可動軸方向の他方側への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子が可動軸方向の他方側へ移動してしまったとする。この場合、可動子は、回転子の第１の円周上の磁極の配置が第２の配置にある状態で、第２の永久磁石が回転子にラッチされている状態から、可動軸方向の他方側へ移動する。可動子の第１の永久磁石が回転子に近づくと、第１の永久磁石と回転子との間には磁気反発力が発生する。   In the present invention, for example, when the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor is in the second arrangement and the second permanent magnet of the mover is magnetically attracted to the rotor, the direction of the movable axis Suppose that an impact or temporary excessive force is applied to the other side of the armature and the mover has moved to the other side in the direction of the movable axis. In this case, the mover moves from the state in which the second permanent magnet is latched to the rotor in the state where the magnetic poles on the first circumference of the rotor are in the second arrangement, in the direction of the movable axis. Move to the other side. When the first permanent magnet of the mover approaches the rotor, a magnetic repulsive force is generated between the first permanent magnet and the rotor.

これにより、可動子の第１の永久磁石が回転子から離れるとともに、第２の永久磁石が回転子に近づき、第２の永久磁石と回転子との間に生じる磁気吸引力との合力により、可動子が可動軸方向の一方側に戻される。すなわち、可動子が可動軸方向の他方側へ移動しても、可動子は可動軸方向の他方側に移動した位置ではラッチされずに、自動的に可動軸方向の一方側に移動した位置でのラッチ（元のラッチ状態）に復帰する。   Thereby, while the 1st permanent magnet of a mover leaves | separates from a rotor, a 2nd permanent magnet approaches a rotor, By the resultant force with the magnetic attraction force produced between a 2nd permanent magnet and a rotor, The mover is returned to one side in the movable axis direction. In other words, even if the mover moves to the other side in the movable axis direction, the mover is not latched at the position moved to the other side in the movable axis direction, but is automatically moved to one side in the movable axis direction. Return to the original latch (original latch state).

このように、本発明では、回転子を回転させて回転子の第１の円周上の磁極の配置を入れ替えなければ、可動子の一方側に移動した位置から他方側に移動した位置へのラッチの切り換え、他方側に移動した位置から一方側に移動した位置へのラッチの切り換えを行うことができない。また、回転子の第１の円周上の磁極の配置を入れ替えない状態で、一方側に移動した位置にラッチされている可動子の他方側への移動、他方側に移動した位置にラッチされている可動子の一方側への移動が生じた場合、自動的に元のラッチ状態に復帰される。これは、可動子の可動軸方向の移動に、回転子の回転というロック機構を付加したことによるものであり、このロック機構を付加することによって、安全性が高められ、確実な動作を得ることが可能となる。   Thus, in the present invention, if the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor is not changed by rotating the rotor, the position moved from one side of the mover to the position moved to the other side is changed. Latch switching cannot be performed from the position moved to the other side to the position moved to the one side. Further, without changing the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor, the mover latched at the position moved to one side is moved to the other side and latched at the position moved to the other side. When the mover moving to one side occurs, the original latch state is automatically restored. This is due to the addition of a lock mechanism called the rotation of the rotor to the movement of the mover in the direction of the movable axis. By adding this lock mechanism, safety is improved and reliable operation is obtained. Is possible.

また、本発明では、可動子と回転子の両方に永久磁石を使用し、可動子を可動軸方向へ移動させるための主動力は、回転子（永久磁石）との間で働く、移動元側の可動子（永久磁石）の磁気反発力と、移動先側の可動子（永久磁石）の磁気吸引力の両方を同時に使用して行い、回転子を回転させるための回転力は、パイロット動力として、回転子の第１の円周上の磁極の配置を入れ替えるためにだけに使用されるので、例えば回転子（永久磁石）に近接した位置から瞬間的に磁界を与え、回転子の第１の円周上の磁極の配置を入れ替えるために必要な回転トルクを発生させるようにするだけでよく、従来のソレノイドで可動軸方向への移動の主動力に使われる場合よりも、（原理的に）少ない電力で動作させることが可能となる。なお、回転子を回転させるための回転力（回転トルク）は、必ずしも電磁力でなくてもよく、外部からの機械的な力であってもよい。   Further, in the present invention, a permanent magnet is used for both the mover and the rotor, and the main power for moving the mover in the direction of the movable axis is the source side that works with the rotor (permanent magnet). The magnetic repulsive force of the mover (permanent magnet) and the magnetic attraction force of the mover (permanent magnet) on the destination side are used simultaneously, and the rotational force for rotating the rotor is used as pilot power. , Because it is used only to change the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor, for example, a magnetic field is applied instantaneously from a position close to the rotor (permanent magnet), and the first rotor It is only necessary to generate the rotational torque necessary to change the arrangement of the magnetic poles on the circumference, and (in principle) compared to the case where the conventional solenoid is used as the main power for movement in the direction of the movable axis. It is possible to operate with less power. Note that the rotational force (rotational torque) for rotating the rotor does not necessarily have to be electromagnetic force, and may be mechanical force from the outside.

本発明において、可動子は、可動軸方向に移動可能で、かつ、可動軸を中心とした回転を阻止するように保持される必要がある。このために、例えば、可動子または可動子が接続されたシャフトなどに回転止め機構を設置するなどして、可動軸を中心とした回転を阻止するようにし、可動軸方向への移動のみを可能とする。一方、回転子は、可動軸を中心として回転可能で、かつ可動軸方向の移動を阻止するように保持される必要があり、例えば、環状の溝に配置するなどしてなどして、可動軸方向の移動を阻止するようにし、可動軸を中心とした回転のみを可能とする。   In the present invention, the mover needs to be held so as to be movable in the direction of the movable axis and to prevent rotation about the movable axis. For this purpose, for example, a rotation stop mechanism is installed on the mover or the shaft to which the mover is connected to prevent rotation around the moveable axis, and only movement in the moveable axis direction is possible. And On the other hand, the rotor needs to be able to rotate around the movable axis and be held so as to prevent movement in the direction of the movable axis. For example, the rotor is arranged in an annular groove, etc. The movement in the direction is prevented, and only rotation around the movable shaft is possible.

本発明において、可動子の永久磁石と回転子の永久磁石とを接触しないように配置すると、従来技術でラッチ時に発生する磁石への衝撃力や吸着音も抑制され、また、コンプライアンスを持ったラッチ状態に保持できるため、従来のソレノイドのようにメカ的な緩衝機構やバネ機構などを付加する必要がなくなるというメリットが生じる。   In the present invention, if the permanent magnet of the mover and the permanent magnet of the rotor are arranged so as not to contact each other, the impact force and the adsorption sound to the magnet generated at the time of latching in the prior art are suppressed, and the latch having compliance Since the state can be maintained, there is a merit that it is not necessary to add a mechanical shock-absorbing mechanism or a spring mechanism as in the conventional solenoid.

さらに、本発明において、回転子の永久磁石に外部から磁界を与えることにより回転子を回転させるような構成の場合は、回転子の永久磁石の第２の円周上に配置された磁極（外周側の磁極）を回転力発生用に使用し、回転子の永久磁石の第１の円周上に配置された磁極（内周側の磁極）を可動子の磁気吸引保持と磁気反発用に使用するようにして、可動子との間に発生する磁気吸引力に起因する内周側からの回転を妨げるトルクに対して、外周側からの弱い力で回転子を回転させることができるため、回転子回転手段の小型化と省電力化とが可能となる。   Furthermore, in the present invention, when the rotor is rotated by applying a magnetic field from the outside to the permanent magnet of the rotor, the magnetic poles (outer periphery) arranged on the second circumference of the permanent magnet of the rotor Side magnetic pole) is used for generating rotational force, and magnetic pole (inner peripheral side magnetic pole) arranged on the first circumference of the permanent magnet of the rotor is used for magnetic attraction holding and magnetic repulsion of the mover Thus, the rotor can be rotated with a weak force from the outer peripheral side against the torque that hinders the rotation from the inner peripheral side caused by the magnetic attractive force generated between the mover and the rotor. The child rotating means can be reduced in size and power can be saved.

また、本発明では、さらなる安全対策として、通常の保持状態では回転子が衝撃などで意図しない回転をしないように、回転子に回転力を与えるヨークや永久磁石との間の吸引力やレバーなどのメカ機構などで、回転子の外周側に回転保持力が働くようにしておくことが好ましい。   Further, in the present invention, as a further safety measure, in a normal holding state, an attractive force between a yoke or a permanent magnet, a lever, or the like that applies a rotational force to the rotor so that the rotor does not rotate unintentionally due to an impact or the like. It is preferable that a rotation holding force is exerted on the outer peripheral side of the rotor with a mechanical mechanism.

なお、本発明において、可動子の永久磁石（第１および第２の永久磁石）としては、最も単純な例として２磁極のものが考えられるが、４磁極（例えば、円柱径方向着磁（円筒の場合は、内周側にも磁極があるため８磁極））以上の多磁極でも同様に構成することが可能である。   In the present invention, as the permanent magnets (first and second permanent magnets) of the mover, two magnetic poles are considered as the simplest example, but four magnetic poles (for example, cylindrical radial magnetization (cylindrical) In this case, since there are also magnetic poles on the inner peripheral side, it is possible to similarly construct a multi-pole having eight magnetic poles)) or more.

本発明によれば、可動子を第１の永久磁石（可動軸と直交する方向に可動軸を挟むように複数の磁極を配置した永久磁石）と第２の永久磁石（可動軸と直交する方向に可動軸を挟むように、かつ、第１の永久磁石の磁極に対して可動軸方向に異極同士が対向するように、複数の磁極を配置した永久磁石）とを備えた構成とし、回転子を回転させることによって回転子の第１の円周上の磁極の配置を第１の配置と第２の配置との間で入れ替え、回転子の第１の円周上の磁極の配置が第１の配置である場合に、可動子の第１の永久磁石を磁気吸引保持する一方、可動子の第２の永久磁石を磁気反発させ、回転子の第１の円周上の磁極の配置が第２の配置である場合に、可動子の第２の永久磁石を磁気吸引保持する一方、可動子の第１の永久磁石を磁気反発させるようにしたので、可動子に他方向への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子が他方向へ移動してしまった場合でも、可動子が他方向でラッチされることがなく、可動子が元の方向でのラッチに自動的に復帰するものとなり、確実な動作を得ることが可能となり、安全性が高められる。   According to the present invention, the mover includes a first permanent magnet (a permanent magnet in which a plurality of magnetic poles are arranged so as to sandwich the movable shaft in a direction orthogonal to the movable axis) and a second permanent magnet (a direction orthogonal to the movable axis). And a permanent magnet having a plurality of magnetic poles arranged so that different poles face each other in the direction of the movable axis with respect to the magnetic pole of the first permanent magnet. By rotating the rotor, the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor is switched between the first arrangement and the second arrangement, and the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor is changed to the first one. In the case of the arrangement 1, the first permanent magnet of the mover is magnetically attracted and held, while the second permanent magnet of the mover is magnetically repelled so that the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor is In the second arrangement, the second permanent magnet of the mover is magnetically attracted and held, while the first permanent magnet of the mover is Since the mover is repelled, the mover may be latched in the other direction even if the mover is subjected to an impact or temporary excessive force in the other direction and the mover moves in the other direction. Therefore, the mover automatically returns to the latch in the original direction, so that a reliable operation can be obtained and safety is improved.

また、本発明によれば、回転子を回転させるための回転力は、パイロット動力として、回転子の第１の円周上の磁極の配置を入れ替えるためにだけに使用されるので、例えば回転子の永久磁石に近接した位置から瞬間的に磁界を与えるようにするだけでよく、従来のソレノイドで可動軸方向への移動の主動力に使われる場合よりも少ない電力で動作させることが可能となる。   In addition, according to the present invention, the rotational force for rotating the rotor is used only as a pilot power to change the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor. It is only necessary to apply a magnetic field instantaneously from a position close to the permanent magnet, and it is possible to operate with less power than that used for the main power of movement in the direction of the movable axis with a conventional solenoid. .

本発明に係る双安定移動装置の一実施の形態の要部の構成を示す図（可動子が可動軸方向の他方側に移動した状態でラッチされている状態を示す図）である。It is a figure which shows the structure of the principal part of one Embodiment of the bistable movement apparatus which concerns on this invention (The figure which shows the state latched in the state which the mover moved to the other side of the movable axis direction). 本発明に係る双安定移動装置の一実施の形態の要部の構成を示す図（可動子が可動軸方向の一方側に移動した状態でラッチされている状態を示す図）である。It is a figure which shows the structure of the principal part of one Embodiment of the bistable movement apparatus which concerns on this invention (The figure which shows the state latched in the state which the mover moved to the one side of the movable axis direction). 可動子の第１の永久磁石と第２の永久磁石とを離間して配置するようにした例を示す図（図１に対応する図）である。FIG. 3 is a diagram (a diagram corresponding to FIG. 1) illustrating an example in which a first permanent magnet and a second permanent magnet of a mover are arranged apart from each other. 可動子の第１の永久磁石と第２の永久磁石とを離間して配置するようにした例を示す図（図２に対応する図）である。FIG. 6 is a diagram (a diagram corresponding to FIG. 2) illustrating an example in which the first permanent magnet and the second permanent magnet of the mover are arranged apart from each other. 可動子および回転子の近接対向するエッジの両方に面取り部を形成するようにした例を示す図である。It is a figure which shows the example which formed the chamfering part in both the edge which adjoins and opposes a needle | mover and a rotor. 可動体の可動軸を中心とした回転を阻止する機構（回転止め機構）の要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of the mechanism (rotation stop mechanism) which prevents rotation centering on the movable axis of a movable body. ２つの永久磁石をその磁極方向が可動軸と直交するように可動子を挟むようにして配置した回転子を用いた例を示す図である。It is a figure which shows the example using the rotor which has arrange | positioned two permanent magnets so that the mover may be pinched so that the magnetic pole direction may be orthogonal to a movable axis. ２つの永久磁石をその磁極方向が可動軸と直交するように可動子を挟むようにして配置した回転子の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the rotor which has arrange | positioned two permanent magnets so that the needle | mover may be pinched | interposed so that the magnetic pole direction may be orthogonal to a movable axis. ２つの永久磁石をその磁極方向が可動軸と直交するように可動子を挟むようにして配置した回転子の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the rotor which has arrange | positioned two permanent magnets so that the movable element may be pinched | interposed so that the magnetic pole direction may be orthogonal to a movable axis. 可動軸を挟んでその軸芯をほゞ一致させてかつそのコアの一端を対向させて配置した１組の電磁コイルを用いた例を示す図である。It is a figure which shows the example using a set of electromagnetic coils arrange | positioned so that the axial center may be substantially corresponded on both sides of a movable axis | shaft, and the end of the core may be made to oppose. 可動軸とほゞ直交する方向から可動子を挟んで対向するヨークの他方の端部の形状を平坦面とした例を示す図である。It is a figure which shows the example which made the shape of the other edge part of the yoke which opposes a needle | mover in the direction substantially orthogonal to a movable axis | shaft into the flat surface. 可動軸とほゞ直交する方向から可動子を挟んで対向するヨークの他方の端部を部分的に接続または一体化させた例を示す図である。It is a figure which shows the example which connected or integrated the other edge part of the yoke which opposes on both sides of a needle | mover from the direction substantially orthogonal to a movable axis. 可動軸とほゞ直交する方向から可動子を挟んで対向するヨークの他方の端部の形状を非対称とした例を示す図である。It is a figure which shows the example which made the shape of the other edge part of the yoke which opposes a needle | mover across from the direction substantially orthogonal to a movable axis | shaft asymmetrical. 可動軸とほゞ直交する方向から可動子を挟んで対向するヨークの他方の端部にノッチを設けるようにした例を示す図である。It is a figure which shows the example which provided the notch in the other edge part of the yoke which opposes on both sides of a needle | mover from the direction substantially orthogonal to a movable axis | shaft. 可動軸とほゞ直交する方向から可動子を挟んで対向するヨークの端部の中心を結ぶ線と可動軸とを交わらせないようにした例を示す図である。It is a figure which shows the example which made the line which connects the center of the edge part of the yoke which opposes across a needle | mover from the direction substantially orthogonal to a movable axis, and a movable axis not cross. 可動軸とほゞ直交する方向から可動子を挟んで対向するヨーク端部の中心を可動軸に直交する面内で可動子の両側にずらすようにした例を示す図である。It is a figure which shows the example which shifted the center of the yoke end part which pinches | interposes a needle | mover from the direction substantially orthogonal to a movable axis to the both sides of a needle | mover within the plane orthogonal to a movable axis. 回転子に対し可動軸とほゞ直交する方向から進退自在として１組の回転力発生用の永久磁石を設けるようにした例を示す図（可動軸方向の他方側に移動した状態でラッチされている状態を示す図）である。A diagram showing an example in which a set of permanent magnets for generating a rotational force is provided so that the rotor can move forward and backward in a direction substantially orthogonal to the movable shaft (latched in a state of moving to the other side of the movable shaft). FIG. 回転子に対し可動軸とほゞ直交する方向から進退自在として１組の回転力発生用の永久磁石を設けるようにした例を示す図（可動軸方向の一方側に移動した状態でラッチされている状態を示す図）である。A diagram showing an example in which a set of permanent magnets for generating a rotational force is provided so that the rotor can advance and retreat from a direction substantially orthogonal to the movable shaft (latched in a state of being moved to one side of the movable shaft). FIG. 回転子に回転レバーを取り付けて外部から機械的な力（回転トルク）を与えて回転子を回転させるようにした例を示す図である。It is a figure which shows the example which attached the rotation lever to the rotor and gave the mechanical force (rotation torque) from the outside, and rotated the rotor. 可動体の可動軸を中心とした回転を阻止する機構（回転止め機構）の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the mechanism (rotation stop mechanism) which prevents rotation centering on the movable axis of a movable body. 回転止め機構の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of a rotation stop mechanism. 回転止め機構の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of a rotation stop mechanism. 回転止め機構の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of a rotation stop mechanism. 回転止め機構の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of a rotation stop mechanism. 可動体（可動子）および回転子の保持構造を例示（回転子を隔室に配置した例）する図である。It is a figure which illustrates the movable body (movable element) and the holding structure of the rotor (example in which the rotor is disposed in the compartment). 可動体（可動子）および回転子の保持構造を例示（回転子を隔室の外側に配置した例）する図である。It is a figure which illustrates the movable body (movable element) and the holding structure of the rotor (example in which the rotor is disposed outside the compartment). 可動子の第１および第２の永久磁石を４磁極とした場合の要部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part at the time of making the 1st and 2nd permanent magnet of a needle | mover into 4 magnetic poles. 可動子の第１および第２の永久磁石を４磁極とした場合の回転子回転手段を構成するヨークの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the yoke which comprises the rotor rotation means when the 1st and 2nd permanent magnet of a needle | mover is made into 4 magnetic poles. 可動子の第１および第２の永久磁石を４磁極とした場合に回転子における磁極対を上下だけの２方向とした例を示す図である。It is a figure which shows the example which made the magnetic pole pair in a rotor only two directions up and down when the 1st and 2nd permanent magnet of a needle | mover is made into 4 magnetic poles.

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る双安定移動装置の一実施の形態の要部の構成を示す図（図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図）である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of an embodiment of a bistable moving device according to the present invention (FIG. 1 (a) is a front view, FIG. 1 (b) is an AA line in FIG. 1 (a). FIG.

図１において、１（１Ａ）は可動子であり、その両端にはシャフト２−１，２−２が接続されている。シャフト２−１，２−２は非磁性体とされている。以下では、この可動子１とシャフト２−１，２−２とからなる一体物を可動体と呼び、符号３で示す。   In FIG. 1, 1 (1A) is a mover, and shafts 2-1 and 2-2 are connected to both ends thereof. The shafts 2-1 and 2-2 are non-magnetic materials. In the following, an integrated body composed of the movable element 1 and the shafts 2-1 and 2-2 is referred to as a movable body and is denoted by reference numeral 3.

可動体３は、シャフト２−１，２−２の軸方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられている。すなわち、可動体３（可動子１）は、Ｚ軸方向を可動軸方向とし、この可動軸方向に移動可能に設けられている。   The movable body 3 is provided so as to be movable in the axial direction (Z-axis direction) of the shafts 2-1 and 2-2. That is, the movable body 3 (movable element 1) is provided so as to be movable in the movable axis direction with the Z-axis direction as the movable axis direction.

また、可動体３（可動子１）は、Ｚ軸を中心とした回転を阻止するように保持されている。このＺ軸を中心とした可動体３（可動子１）の回転を阻止する機構（回転止め機構）については後述する。以下、Ｚ軸を可動軸と呼ぶ。   The movable body 3 (movable element 1) is held so as to prevent rotation about the Z axis. A mechanism (rotation stop mechanism) for preventing the rotation of the movable body 3 (movable element 1) around the Z axis will be described later. Hereinafter, the Z axis is referred to as a movable axis.

可動子１は、円柱状の第１の永久磁石１−１と第２の永久磁石１−２とから構成され、永久磁石１−１および１−２は径方向に着磁されている。本実施の形態において、永久磁石１−１と１−２とは一体とされており、永久磁石１−１が可動軸方向の一方側に設けられ、永久磁石１−２が可動軸方向の他方側に設けられている。   The mover 1 is composed of a cylindrical first permanent magnet 1-1 and a second permanent magnet 1-2, and the permanent magnets 1-1 and 1-2 are magnetized in the radial direction. In the present embodiment, the permanent magnets 1-1 and 1-2 are integrated, the permanent magnet 1-1 is provided on one side of the movable axis direction, and the permanent magnet 1-2 is the other side of the movable axis direction. On the side.

また、この例において、永久磁石１−１は、可動軸Ｚと直交する方向に可動軸Ｚを挟むように２つの磁極を配置した構成とされ、可動軸Ｚを挟んで対向する一方の面側（図１の状態では上側）がＮ極、他方の面側（図１の状態では下側）がＳ極とされている。   Further, in this example, the permanent magnet 1-1 has a configuration in which two magnetic poles are arranged so as to sandwich the movable axis Z in a direction orthogonal to the movable axis Z, and one surface side facing the movable axis Z The upper side in the state of FIG. 1 is the N pole, and the other side (the lower side in the state of FIG. 1) is the S pole.

また、永久磁石１−２も、永久磁石１−１と同様に、可動軸Ｚと直交する方向に可動軸Ｚを挟むように２つの磁極を配置した構成とされ、可動軸Ｚを挟んで対向する一方の面側（図１の状態では上側）がＳ極、他方の面側（図１の状態では下側）がＮ極とされている。   Similarly to the permanent magnet 1-1, the permanent magnet 1-2 has a configuration in which two magnetic poles are arranged so as to sandwich the movable axis Z in a direction orthogonal to the movable axis Z, and is opposed to each other with the movable axis Z interposed therebetween. One surface side (upper side in the state of FIG. 1) is an S pole, and the other surface side (lower side in the state of FIG. 1) is an N pole.

すなわち、この例において、永久磁石１−１と１−２とは、可動軸方向に異極同士が対向するように、可動軸Ｚと直交する方向に可動軸Ｚを挟むように１対の磁極が配置された構成とされている。   That is, in this example, the permanent magnets 1-1 and 1-2 are a pair of magnetic poles so that the movable axis Z is sandwiched in a direction orthogonal to the movable axis Z so that the different poles face each other in the movable axis direction. Is arranged.

なお、この例において、永久磁石１−１および１−２の磁極の方向は、図１（ａ）に示されるように、可動軸Ｚと直交する垂直方向の線Ｌ１の方向を基準方向とした場合、この基準方向に対してθだけ傾けられている。   In this example, the direction of the magnetic poles of the permanent magnets 1-1 and 1-2 is, as shown in FIG. 1A, the direction of the vertical line L1 orthogonal to the movable axis Z as a reference direction. In this case, it is inclined by θ with respect to this reference direction.

図１において、４（４Ａ）は回転子であり、可動軸Ｚを中心として回転可能で、かつ、可動軸方向の移動を阻止するように保持されている。回転子４は、径方向に着磁されたリングまたは円筒状の永久磁石（この例では、リング状の永久磁石）とされており、このリング状の永久磁石の中空部４ａを通して可動軸方向に移動可能に可動体３（可動子１）が設けられている。   In FIG. 1, reference numeral 4 (4 </ b> A) denotes a rotor, which can be rotated around the movable axis Z and is held so as to prevent movement in the movable axis direction. The rotor 4 is a ring magnetized in the radial direction or a cylindrical permanent magnet (in this example, a ring-shaped permanent magnet), and moves in the direction of the movable axis through the hollow portion 4a of the ring-shaped permanent magnet. A movable body 3 (movable element 1) is provided so as to be movable.

回転子４において、リング状の永久磁石の内周面は、可動軸Ｚを挟んで対向する一方の面側（図１の状態では上側）がＳ極、他方の面側（図１の状態では下側）がＮ極とされており、リング状の永久磁石の外周面は、可動軸Ｚを挟んで対向する一方の面側（図１の状態では上側）がＮ極、他方の面側（図１の状態では下側）がＳ極とされている。   In the rotor 4, the inner peripheral surface of the ring-shaped permanent magnet is such that one surface side (upper side in the state of FIG. 1) facing the movable shaft Z is the S pole and the other surface side (in the state of FIG. 1). The lower surface is the N pole, and the outer peripheral surface of the ring-shaped permanent magnet is the N pole on the one surface side (the upper side in the state of FIG. 1) facing the movable axis Z (the other surface side). In the state of FIG. 1, the lower side is the S pole.

すなわち、回転子４には、可動軸Ｚを中心とする第１の円周（内周面）上をＳ極の位置とし、可動軸Ｚを中心とする第１の円周よりも大径の第２の円周（外周面）上をＮ極の位置とする第１の磁極（上側の磁極対）対と、可動軸Ｚを中心とする第１の円周（内周面）上をＮ極の位置とし、可動軸Ｚを中心とする第１の円周よりも大径の第２の円周（外周面）上をＳ極の位置とする第２の磁極対（下側の磁極対）とが、可動軸Ｚを直交する方向に可動子１を挟むように配置されている。   That is, the rotor 4 has a position of the S pole on the first circumference (inner circumferential surface) centered on the movable axis Z and has a larger diameter than the first circumference centered on the movable axis Z. A first magnetic pole (upper magnetic pole pair) pair having an N-pole position on the second circumference (outer peripheral surface) and N on the first circumference (inner peripheral surface) centered on the movable axis Z The second magnetic pole pair (the lower magnetic pole pair) having the S pole position on the second circumference (outer peripheral surface) having a diameter larger than the first circumference centered on the movable axis Z. Are arranged so as to sandwich the mover 1 in a direction perpendicular to the movable axis Z.

なお、この例において、可動子１の永久磁石１−１，１−２は、同一の形状、同一のサイズとされている。また、可動子１の永久磁石１−１，１−２の可動軸方向の長さｌは、回転子４の可動軸方向の長さＬ以上とされている。   In this example, the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 have the same shape and the same size. The length l of the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 in the movable axis direction is equal to or longer than the length L of the rotor 4 in the movable axis direction.

図１において、７（７Ａ）は、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から回転子４に正逆方向の磁界を与えて回転子４を回転（１８０゜回転）させて、回転子４の内周面上の磁極の配置を、第１の配置と第２の配置との間で入れ替える回転子回転手段である。   In FIG. 1, reference numeral 7 (7A) designates a magnetic field in the forward / reverse direction to the rotor 4 from a direction substantially orthogonal to the movable axis Z to rotate the rotor 4 (rotate 180 °). Rotor rotating means for switching the arrangement of the magnetic poles on the circumferential surface between the first arrangement and the second arrangement.

この回転子回転手段７は、電磁コイル５と、この電磁コイル５のコアの一端および他端にその一方の端部が接続または一体化されたヨーク６−１および６−２とから構成されている。   The rotor rotating means 7 includes an electromagnetic coil 5 and yokes 6-1 and 6-2 in which one end is connected to or integrated with one end and the other end of the core of the electromagnetic coil 5. Yes.

この回転子回転手段７において、ヨーク６−１および６−２の他方の端部は、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から回転子４を挟んで対向している。すなわち、回転子４の外周面の隣り合う１対の磁極にほゞ対向している。また、このヨーク６−１および６−２の他方の端部は、その形状が回転子４の外周面の形状に合わせて円弧状とされている。この円弧の形状は、回転子４の外周と同心円状に形成するのが回転効率を向上させるために好ましい。   In this rotor rotating means 7, the other ends of the yokes 6-1 and 6-2 are opposed to each other across the rotor 4 from a direction substantially orthogonal to the movable axis Z. That is, they are generally opposed to a pair of adjacent magnetic poles on the outer peripheral surface of the rotor 4. The other ends of the yokes 6-1 and 6-2 have an arc shape in accordance with the shape of the outer peripheral surface of the rotor 4. The arc is preferably formed concentrically with the outer periphery of the rotor 4 in order to improve the rotation efficiency.

〔通常のラッチ動作〕
図１の状態は、回転子回転手段７によって回転子４を回転させ、回転子４の内周面上の磁極の配置を第１の配置（上側がＳ極、下側がＮ極）に切り替えた状態を示している。 [Normal latch operation]
In the state of FIG. 1, the rotor 4 is rotated by the rotor rotating means 7, and the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4 is switched to the first arrangement (the S pole on the upper side and the N pole on the lower side). Indicates the state.

この第１の配置において、回転子４（リング状の永久磁石）の内周面の磁極は図１に示されているように、上側がＳ極、下側がＮ極となる。この状態において、回転子４は、可動子１の永久磁石１−１を磁気吸引している。すなわち、中空部４ａ内に可動子１の永久磁石１−１を引き込んで、ラッチ（吸引・保持）している。   In this first arrangement, as shown in FIG. 1, the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4 (ring-shaped permanent magnet) have an S pole on the upper side and an N pole on the lower side. In this state, the rotor 4 magnetically attracts the permanent magnet 1-1 of the mover 1. That is, the permanent magnet 1-1 of the mover 1 is drawn into the hollow portion 4a and latched (attracted / held).

なお、図１の状態は、回転子回転手段７によって回転子４を回転させた後、すなわち電磁コイル５への通電を行った後、電磁コイル５への通電を遮断した状態（非励磁状態）を示している。   In the state shown in FIG. 1, the rotor 4 is rotated by the rotor rotating means 7, that is, after the electromagnetic coil 5 is energized, the energization of the electromagnetic coil 5 is cut off (non-excited state). Is shown.

この電磁コイル５の非励磁状態において、回転子４は、可動子１の永久磁石１−１との間の磁気吸引力によって、可動子１の永久磁石１−１の磁極の方向に沿って、その磁極の方向をほゞθだけ傾けた状態で静止している。   In the non-excited state of the electromagnetic coil 5, the rotor 4 is moved along the direction of the magnetic pole of the permanent magnet 1-1 of the mover 1 by the magnetic attractive force between the rotor 4 and the permanent magnet 1-1 of the mover 1. The magnetic pole is stationary with the direction of the magnetic field tilted by about θ.

この状態から、回転子回転手段７によって回転子４を回転（１８０゜回転）させ、回転子４の内周面上の磁極の配置を第２の配置に切り替えたとする。すなわち、回転子４の内周面の磁極の位置を入れ替え、下側をＳ極、上側をＮ極にしたとする。すると、可動子１の永久磁石１−１と回転子４との間の磁気吸引力が消失し、永久磁石１−１と回転子４との間に磁気反発力が発生する。   From this state, it is assumed that the rotor 4 is rotated (rotated 180 °) by the rotor rotating means 7 and the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4 is switched to the second arrangement. That is, it is assumed that the positions of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4 are changed so that the lower side is the S pole and the upper side is the N pole. Then, the magnetic attractive force between the permanent magnet 1-1 of the mover 1 and the rotor 4 disappears, and a magnetic repulsive force is generated between the permanent magnet 1-1 and the rotor 4.

これにより、永久磁石１−１が回転子４を離れるとともに、永久磁石１−２が回転子４に近づき、永久磁石１−２との間に生じる磁気吸引力との合力により、可動子１が可動軸方向の一方側（図１（ｂ）に示す左方向）に移動し、可動子１の永久磁石１−２が回転子４によりラッチされる（図２参照）。   Thereby, while the permanent magnet 1-1 leaves the rotor 4, the permanent magnet 1-2 approaches the rotor 4, and the mover 1 is moved by the resultant force with the magnetic attractive force generated between the permanent magnet 1-2. The permanent magnet 1-2 of the mover 1 is latched by the rotor 4 (see FIG. 2).

なお、図２の状態は、回転子回転手段７によって回転子４を回転させた後、すなわち電磁コイル５への通電を行った後、電磁コイル５への通電を遮断した状態（非励磁状態）を示している。この場合も、回転子４は、可動子１の永久磁石１−２との間の磁気吸引力によって、可動子１の永久磁石１−２の磁極の方向に沿って、その磁極の方向をほゞθだけ傾けた状態で静止する。   In the state of FIG. 2, the rotor 4 is rotated by the rotor rotating means 7, that is, after the energization of the electromagnetic coil 5 is performed, the energization of the electromagnetic coil 5 is cut off (non-excited state). Is shown. Also in this case, the rotor 4 changes the direction of the magnetic pole along the direction of the magnetic pole of the permanent magnet 1-2 of the mover 1 by the magnetic attraction force between the rotor 4 and the permanent magnet 1-2 of the mover 1. Stand still with a tilt of ゞ θ.

次に、この状態（図２の状態）から、回転子回転手段７によって回転子４を回転（１８０゜回転）させ、回転子４の内周面上の磁極の配置を第１の配置に切り替えたとする。すなわち、回転子４の内周面の磁極の位置を入れ替え、下側をＮ極、上側をＳ極にしたとする。すると、可動子１の永久磁石１−２と回転子４との間の磁気吸引力が消失し、永久磁石１−２と回転子４との間に磁気反発力が発生する。   Next, from this state (the state shown in FIG. 2), the rotor 4 is rotated (rotated 180 °) by the rotor rotating means 7, and the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4 is switched to the first arrangement. Suppose. In other words, it is assumed that the positions of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4 are changed so that the lower side is the N pole and the upper side is the S pole. Then, the magnetic attractive force between the permanent magnet 1-2 of the mover 1 and the rotor 4 disappears, and a magnetic repulsive force is generated between the permanent magnet 1-2 and the rotor 4.

これにより、永久磁石１−２が回転子４を離れるとともに、永久磁石１−１が回転子４に近づき、永久磁石１−１との間に生じる磁気吸引力との合力により、可動子１が可動軸方向の他方側（図２（ｂ）に示す右方向）に移動し、可動子１の永久磁石１−１が回転子４によりラッチされる（図１参照）。   Thereby, while the permanent magnet 1-2 leaves the rotor 4, the permanent magnet 1-1 approaches the rotor 4, and the mover 1 is moved by the resultant force with the magnetic attractive force generated between the permanent magnet 1-1. It moves to the other side of the movable axis direction (the right direction shown in FIG. 2B), and the permanent magnet 1-1 of the movable element 1 is latched by the rotor 4 (see FIG. 1).

このようにして、回転子回転手段７によって回転子４を回転させることによって、可動子１が回転子４と非接触で移動し、可動子１の一方側でのラッチ、他方側でのラッチが行われる。この場合、回転子４の外周面の磁極を回転力発生用に使用し、回転子４の内周面の磁極を可動子１の磁気吸引保持と磁気反発用に使用することから、可動子１との間に発生する磁気吸引力に起因する内周側からの回転を妨げるトルクに対して、外周側からの弱い力で回転子４を回転させることができる。これにより、回転子回転手段７の小型化と省電力化とが可能となる。   In this way, by rotating the rotor 4 by the rotor rotating means 7, the mover 1 moves in a non-contact manner with the rotor 4, and the latch on one side of the mover 1 and the latch on the other side are latched. Done. In this case, the magnetic pole on the outer peripheral surface of the rotor 4 is used for generating a rotational force, and the magnetic pole on the inner peripheral surface of the rotor 4 is used for magnetic attraction holding and magnetic repulsion of the movable element 1. The rotor 4 can be rotated with a weak force from the outer peripheral side against the torque that hinders the rotation from the inner peripheral side caused by the magnetic attractive force generated between the rotor 4 and the outer peripheral side. Thereby, size reduction and power saving of the rotor rotation means 7 are attained.

また、回転子４は、電磁コイル５の非励磁状態において、その磁極の方向がほゞθだけ傾けられて静止しているので、回転子回転手段７からの電磁力を受けて効率よく回転する。   Further, since the magnetic pole 5 is tilted by about θ in the non-excited state of the electromagnetic coil 5 and the rotor 4 is stationary, the rotor 4 is efficiently rotated by receiving the electromagnetic force from the rotor rotating means 7. .

すなわち、電磁コイル５の非励磁状態において、ヨーク６−１の他方の端部の中心と可動軸Ｚとを直交するように結ぶ線とヨーク６−１の他方の端部とほゞ対向する回転子４の外周面の磁極の中心と可動軸Ｚとを結ぶ線との交差角をθとして、またヨーク６−２の他方の端部の中心と可動軸Ｚとを直交するように結ぶ線とヨーク６−２の他方の端部とほゞ対向する回転子４の外周面の磁極の中心と可動軸Ｚとを結ぶ線との交差角をθとして生じさせていることから、電磁コイル５を励磁状態とした時に発生する電磁力が回転子４の回転に効率よく作用する。なお、上述の交差角をθをつけていない場合は、つまり、θ＝０の場合は、電磁力を受けても右回りと左回り（時計方向と反時計方向）の回転力がバランスしてしまうため回転しにくい。   That is, when the electromagnetic coil 5 is in a non-excited state, the rotation connecting the center of the other end of the yoke 6-1 and the movable shaft Z so as to be orthogonal to the other end of the yoke 6-1. A line connecting the center of the magnetic pole on the outer peripheral surface of the child 4 and the line connecting the movable axis Z with θ, and a line connecting the center of the other end of the yoke 6-2 and the movable axis Z perpendicular to each other. Since the crossing angle of the line connecting the center of the magnetic pole on the outer peripheral surface of the rotor 4 and the other end of the yoke 6-2 and the movable axis Z is defined as θ, the electromagnetic coil 5 is The electromagnetic force generated when the excitation state is established acts efficiently on the rotation of the rotor 4. When the above crossing angle is not θ, that is, when θ = 0, the clockwise and counterclockwise (clockwise and counterclockwise) rotational forces are balanced even when subjected to electromagnetic force. Therefore, it is difficult to rotate.

これにより、回転子４を回転させ易くなり、低電力で回転させることができ、回転子回転手段７の小電力化が可能となる。また、回転子４が一方向に回転する。なお、この場合の交差角θは、０゜より大きく、９０゜より小さい範囲とすることが好ましい。   Thereby, it becomes easy to rotate the rotor 4, it can rotate with low electric power, and the electric power reduction of the rotor rotation means 7 is attained. Further, the rotor 4 rotates in one direction. In this case, the crossing angle θ is preferably in a range larger than 0 ° and smaller than 90 °.

〔ラッチ状態で他方向への衝撃や一時的な過大力が掛かった場合〕
今、回転子４の内周面上の磁極の配置が第１の配置とされ、可動子１の永久磁石１−１が回転子４に磁気吸引されている場合に（図１参照）、可動軸方向の一方側への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子１が可動軸方向の一方側へ移動してしまったとする。 [When impact in the other direction or temporary excessive force is applied in the latched state]
Now, when the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4 is the first arrangement, and the permanent magnet 1-1 of the mover 1 is magnetically attracted to the rotor 4 (see FIG. 1), it is movable. It is assumed that an impact or temporary excessive force is applied to one side in the axial direction and the mover 1 has moved to one side in the movable axis direction.

この場合、可動子１は、回転子４の内周面上の磁極の配置が第１の配置にある状態で、永久磁石１−１が回転子４にラッチされている状態から、可動軸方向の一方側へ移動する。可動子１の永久磁石１−２が回転子４に近づくと、永久磁石１−２と回転子４との間には磁気反発力が発生する。   In this case, the mover 1 moves from the state in which the permanent magnet 1-1 is latched to the rotor 4 in the state in which the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4 are in the first arrangement. Move to one side of When the permanent magnet 1-2 of the mover 1 approaches the rotor 4, a magnetic repulsive force is generated between the permanent magnet 1-2 and the rotor 4.

これにより、永久磁石１−２が回転子４から離れるとともに、永久磁石１−１が回転子４に近づき、永久磁石１−１と回転子４との間に生じる磁気吸引力との合力により、可動子１が可動軸方向の他方側に戻される。   Thereby, while the permanent magnet 1-2 separates from the rotor 4, the permanent magnet 1-1 approaches the rotor 4, and the resultant force of the magnetic attractive force generated between the permanent magnet 1-1 and the rotor 4 The mover 1 is returned to the other side in the movable axis direction.

すなわち、可動軸方向の一方側への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子１が可動軸方向の一方側へ移動しても、可動子１は可動軸方向の一方側に移動した位置ではラッチされずに、自動的に可動軸方向の他方側に移動した位置でのラッチ（元のラッチ状態）に復帰する。   That is, even if an impact or temporary excessive force is applied to one side in the movable axis direction and the mover 1 moves to one side in the movable axis direction, the mover 1 moves to one side in the movable axis direction. Then, without being latched, it automatically returns to the latch (original latch state) at the position moved to the other side in the movable axis direction.

今、回転子４の内周面上の磁極の配置が第２の配置とされ、可動子１の永久磁石１−２が回転子４に磁気吸引されている場合に（図２参照）、可動軸方向の他方側への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子１が可動軸方向の他方側へ移動してしまったとする。   Now, when the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4 is the second arrangement and the permanent magnet 1-2 of the mover 1 is magnetically attracted to the rotor 4 (see FIG. 2), it is movable. It is assumed that an impact on the other side in the axial direction or a temporary excessive force is applied and the mover 1 has moved to the other side in the movable axial direction.

この場合、可動子１は、回転子４の内周面上の磁極の配置が第２の配置にある状態で、永久磁石１−２が回転子４にラッチされている状態から、可動軸方向の他方側へ移動する。可動子１の永久磁石１−１が回転子４に近づくと、永久磁石１−１と回転子４との間には磁気反発力が発生する。   In this case, the mover 1 moves from the state in which the permanent magnet 1-2 is latched to the rotor 4 in a state where the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4 are in the second arrangement, in the direction of the movable axis. Move to the other side. When the permanent magnet 1-1 of the mover 1 approaches the rotor 4, a magnetic repulsive force is generated between the permanent magnet 1-1 and the rotor 4.

これにより、永久磁石１−１が回転子４から離れるとともに、永久磁石１−２が回転子４に近づき、永久磁石１−２と回転子４との間に生じる磁気吸引力との合力により、可動子１が可動軸方向の一方側に戻される。   As a result, the permanent magnet 1-1 moves away from the rotor 4, and the permanent magnet 1-2 approaches the rotor 4, and due to the resultant force of the magnetic attractive force generated between the permanent magnet 1-2 and the rotor 4, The mover 1 is returned to one side in the movable axis direction.

すなわち、可動軸方向の他方側への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子１が可動軸方向の他方側へ移動しても、可動子１は可動軸方向の他方側に移動した位置ではラッチされずに、自動的に可動軸方向の一方側に移動した位置でのラッチ（元のラッチ状態）に復帰する。   That is, even when an impact or temporary excessive force is applied to the other side in the movable axis direction and the mover 1 moves to the other side in the movable axis direction, the mover 1 moves to the other side in the movable axis direction. Then, without being latched, it automatically returns to the latch (original latched state) at the position moved to one side in the movable axis direction.

このように、本実施の形態の双安定移動装置では、回転子４を回転させて回転子４の内周面上の磁極の配置を入れ替えなければ、可動子１の一方側に移動した位置から他方側に移動した位置へのラッチの切り換え、他方側に移動した位置から一方側に移動した位置へのラッチの切り換えを行うことができない。また、回転子４の内周面上の磁極の配置を入れ替えない状態で、一方側に移動した位置にラッチされている可動子１の他方側への移動、他方側に移動した位置にラッチされている可動子１の一方側への移動が生じた場合、自動的に元のラッチ状態に復帰する。   As described above, in the bistable moving device of the present embodiment, unless the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4 is changed by rotating the rotor 4, the position is moved from one position of the mover 1. Switching the latch to the position moved to the other side and switching the latch from the position moved to the other side to the position moved to one side cannot be performed. Further, without changing the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4, the mover 1 latched at the position moved to one side is moved to the other side, and is latched at the position moved to the other side. When the mover 1 is moved to one side, it automatically returns to the original latched state.

本実施の形態の双安定移動装置では、可動子１の可動軸方向の移動に、回転子４の回転というロック機構を付加しており、このロック機構を付加することによって、確実な動作を得ることが可能となり、安全性が高められる。   In the bistable moving device of the present embodiment, a lock mechanism called rotation of the rotor 4 is added to the movement of the mover 1 in the direction of the movable axis, and a reliable operation is obtained by adding this lock mechanism. And safety is increased.

また、本実施の形態の双安定移動装置では、可動子１と回転子４の両方に永久磁石を使用し、可動子１を可動軸方向へ移動させるための主動力は、回転子（永久磁石）４との間で働く、移動元側の可動子１（永久磁石）の磁気反発力と、移動先側の可動子１（永久磁石）の磁気吸引力の両方を同時に使用して行い、回転子４を回転させるための回転力は、パイロット動力として、回転子４の内周面上の磁極の配置を入れ替えるためにだけに使用される。これにより、回転子（永久磁石）４に近接した位置から瞬間的に磁界を与え、回転子４の内周面上の磁極の配置を入れ替えるために必要な回転トルクを発生させるようにするだけでよく、従来のソレノイドで可動軸方向への移動の主動力に使われる場合よりも、（原理的に）少ない電力で動作させることができる。   Further, in the bistable moving device of the present embodiment, permanent magnets are used for both the mover 1 and the rotor 4, and the main power for moving the mover 1 in the direction of the movable axis is the rotor (permanent magnet). ) It works by using both the magnetic repulsive force of the mover 1 (permanent magnet) on the source side and the magnetic attraction force of the mover 1 (permanent magnet) on the destination side, rotating between The rotational force for rotating the child 4 is used as pilot power only for replacing the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4. As a result, a magnetic field is instantaneously applied from a position close to the rotor (permanent magnet) 4 to generate a rotational torque necessary to change the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4. Well, it can be operated with (in principle) less power than the conventional solenoid used for the main power of movement in the direction of the movable axis.

〔可動子について〕
図１に示した構成では、可動子１の永久磁石１−１，１−２を円柱状としたが、円筒状とするなどしてもよい。可動子１の永久磁石１−１，１−２を円柱状としたり、円筒状としたりすることにより、外側に配置される回転子４の内周面との距離を近く設定することができるため、磁気的な効率が良く、小型化にも都合がよい。さらに、円筒状の場合は、体積や磁極間距離に応じて磁力は弱くなるが、内側にシャフトを通して固定できるので、軸合わせやシャフトとの接続が容易になり組立やすくなる。可動子１の永久磁石１−１，１−２は、角型としてもよいが、円柱または円筒状とすることが、磁気的およびスペース的な効率が最も良い形状であると言える。 [About the mover]
In the configuration shown in FIG. 1, the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 are columnar, but may be cylindrical. By making the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 columnar or cylindrical, the distance from the inner peripheral surface of the rotor 4 arranged on the outside can be set close. It is magnetically efficient and convenient for miniaturization. Further, in the case of a cylindrical shape, the magnetic force becomes weaker depending on the volume and the distance between the magnetic poles, but since it can be fixed through the shaft on the inside, the shaft alignment and connection with the shaft are facilitated and the assembly is facilitated. The permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 may be rectangular, but it can be said that a cylindrical or cylindrical shape has the best magnetic and space efficiency.

また、図１に示した構成では、可動子１の永久磁石１−１，１−２を同一の形状、同一のサイズとしたが、必ずしも同一の形状、同一のサイズとしてなくてもよい。同一の形状、同一のサイズとすることにより、双方向の動作特性を均一にすることができる。なお、逆に永久磁石１−１，１−２の形状やサイズを変えることにより、双方向の動作特性を非対称にすることも可能である。   Further, in the configuration shown in FIG. 1, the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 have the same shape and the same size, but they do not necessarily have the same shape and the same size. By making the same shape and the same size, bidirectional operation characteristics can be made uniform. On the contrary, by changing the shape and size of the permanent magnets 1-1 and 1-2, the bidirectional operation characteristics can be asymmetrical.

また、図１に示した構成では、可動子１の永久磁石１−１，１−２の可動軸方向の長さｌを回転子４の可動軸方向の長さＬ以上としているが、必ずしもｌ≧Ｌとしなくてもよい。ｌ≧Ｌとすることにより、可動子１のストロークを大きくすることができる。   In the configuration shown in FIG. 1, the length l of the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 in the movable axis direction is equal to or longer than the length L of the rotor 4 in the movable axis direction. ≧ L may not be satisfied. By setting l ≧ L, the stroke of the mover 1 can be increased.

また、図１に示した構成では、可動子１の永久磁石１−１，１−２を一体としているが、必ずしも一体としてなくてもよく、永久磁石１−１，１−２を別部材として磁力や接着などにより接続しても良い。可動子１の永久磁石１−１，１−２を一体とすることにより、すなわち多磁極着磁で同一部材に永久磁石１−１，１−２を形成することにより、組立を容易とすることができる。   Further, in the configuration shown in FIG. 1, the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 are integrated. However, the permanent magnets 1-1 and 1-2 are not necessarily integrated. You may connect by magnetic force or adhesion. By assembling the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 into one body, that is, by forming the permanent magnets 1-1 and 1-2 on the same member by multi-pole magnetization, the assembly can be facilitated. Can do.

図３に、可動子１の永久磁石１−１と永久磁石１−２とを離間して配置するようにした例（図１に対応する図）を示す。図３に示した例では、可動子１を永久磁石１−１と永久磁石１−２とで構成し、この永久磁石１−１と永久磁石１−２との間（可動軸方向）を非磁性の部材（シャフトなど）１−３で連結している。このような可動子１Ｂを用いることにより、可動子のストロークをさらに大きくすることができる。図４に図２に対応する図を示す。   FIG. 3 shows an example (a diagram corresponding to FIG. 1) in which the permanent magnet 1-1 and the permanent magnet 1-2 of the mover 1 are arranged apart from each other. In the example shown in FIG. 3, the mover 1 is composed of a permanent magnet 1-1 and a permanent magnet 1-2, and a gap (in the movable axis direction) between the permanent magnet 1-1 and the permanent magnet 1-2 is not. It is connected with a magnetic member (shaft or the like) 1-3. By using such a mover 1B, the stroke of the mover can be further increased. FIG. 4 shows a diagram corresponding to FIG.

〔可動子の可動範囲の規制〕
図３に可動子１の可動範囲を制限するようにした例を示す。この例では、可動軸方向の一方側にストッパ８−１を、可動軸方向の他方側にストッパ８−２を設けて、ストッパ８−１により可動体３（可動子１）の可動軸方向の一方側への移動を規制し、ストッパ８−２により可動体３（可動子１）の可動軸方向の他方側への移動を規制し、これにより可動体３（可動子１）の可動軸方向の可動範囲を制限するようにしている。 [Control of movable range of mover]
FIG. 3 shows an example in which the movable range of the mover 1 is limited. In this example, a stopper 8-1 is provided on one side in the movable axis direction, and a stopper 8-2 is provided on the other side in the movable axis direction, and the movable body 3 (movable element 1) is moved in the movable axis direction by the stopper 8-1. The movement to one side is restricted, and the movement of the movable body 3 (movable element 1) to the other side in the movable axis direction is restricted by the stopper 8-2, thereby the movable axis direction of the movable body 3 (movable element 1). The range of movement is limited.

また、図３に示されるような構成とする場合、可動子１Ｂの永久磁石１−１，１−２が回転子４の中空部４ａ内に入らないように、可動子１Ｂの永久磁石１−１，１−２の内側の端面付近で止まるように可動子１Ｂの可動範囲を制限すると、回転子４の回転を妨げる永久磁石１−１，１−２と回転子４の内周側の磁極との間の吸引力の可動軸Ｚと垂直方向のベクトル成分が大きくなるのを抑制できるので、回転子４を回転させやすくなる。また、可動子１Ｂの永久磁石１−１，１−２の内側の端面が回転子４の中空部４ａ内にわずかに（例えば、回転子４が外径１３ｍｍ、内径８ｍｍ程度のリング状永久磁石であれば、０．５ｍｍ程度）入ったところで止まるように可動子１Ｂの可動範囲を制限すると、さらに回転子４を回転させやすくなる。これは、可動子１Ｂの永久磁石１−１，１−２の回転子４に接近している方の永久磁石の磁極と、回転子４の内周側の磁極との間（異極同士）に発生する吸引力の他に、回転子４の外周側の磁極との間（同極同士）に発生する反発力の影響も受けるためお互いの力がバランスし、回転子４が可動子１Ｂの永久磁石１−１，１−２の回転子４に接近している方の永久磁石から受ける合力として、回転子４の回転を妨げる力が弱くなるためである。   Further, in the case of the configuration shown in FIG. 3, the permanent magnet 1-1 of the mover 1 </ b> B is prevented so that the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 </ b> B do not enter the hollow portion 4 a of the rotor 4. If the movable range of the mover 1B is limited so as to stop near the inner end face of 1, 1-2, the permanent magnets 1-1, 1-2 that interfere with the rotation of the rotor 4 and the magnetic poles on the inner peripheral side of the rotor 4 It is possible to prevent the vector component in the direction perpendicular to the movable axis Z of the suction force between the rotor 4 and the rotor 4 from being increased. Further, the inner end faces of the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1B are slightly in the hollow portion 4a of the rotor 4 (for example, the rotor 4 is a ring-shaped permanent magnet having an outer diameter of about 13 mm and an inner diameter of about 8 mm). If it is about 0.5 mm), if the movable range of the movable element 1B is limited so as to stop when it enters, the rotor 4 can be further rotated. This is between the magnetic pole of the permanent magnet approaching the rotor 4 of the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1B and the magnetic pole on the inner peripheral side of the rotor 4 (different poles). In addition to the attractive force generated at the same time, it is also affected by the repulsive force generated between the magnetic poles on the outer periphery side of the rotor 4 (same poles), so that the forces balance each other and the rotor 4 This is because the force that impedes the rotation of the rotor 4 is weakened as a resultant force received from the permanent magnet 1-1 and 1-2 that are closer to the rotor 4.

また、図３に示されるような構成とする場合、可動子１および回転子４の近接対向するエッジの両方または片方に面取り部を形成するようにしてもよい。図５に、可動子１および回転子４の近接対向するエッジの両方に面取り部を形成するようにした例を示す。図５（ａ）は要部の側面断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）を左方向から見た図、図５（ｃ）は図５（ａ）を右方向から見た図である。   Further, in the case of the configuration shown in FIG. 3, chamfered portions may be formed on both or one of the adjacent edges of the movable element 1 and the rotor 4. FIG. 5 shows an example in which chamfered portions are formed at both the edges of the movable element 1 and the rotor 4 that are close to each other. 5A is a side sectional view of the main part, FIG. 5B is a view of FIG. 5A viewed from the left direction, and FIG. 5C is a view of FIG. 5A viewed from the right direction. It is a figure.

図５に示した例では、可動子１の永久磁石１−１および１−２の回転子４に近接対向するエッジに、面取り部１ａおよび１ｂを形成している。また、回転子４の可動子１の永久磁石１−１および１−２に近接対向するエッジに、面取り部４ｂおよび４ｃを形成している。   In the example shown in FIG. 5, chamfered portions 1 a and 1 b are formed at the edges of the permanent magnet 1-1 of the mover 1 and the rotor 4 of the 1-2 that are close to and opposed to the rotor 4. Further, chamfered portions 4b and 4c are formed on edges of the rotor 4 that are close to and opposed to the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 of the rotor 4.

可動子１と回転子４のエッジ部が近接した時、急激に磁気吸引力が高くなり、可動子１に発生する力の特性が急変するとともに、回転を妨げる可動軸Ｚと直交する方向の力も大きくなる。可動子１および回転子４の近接対向するエッジの両方または片方に面取り部を形成することにより、特性変化が滑らかになるため、固体間によるばらつきが小さくなり、可動軸Ｚと直交する方向の力も弱くなり、回転を妨げるトルクも小さくなるため、回転子回転手段７における低電力化が可能となる。また、可動軸Ｚと平行な方向の力成分が大きくなるため、可動子１の発生力が向上する。   When the edges of the mover 1 and the rotor 4 are close to each other, the magnetic attractive force suddenly increases, the characteristics of the force generated in the mover 1 change suddenly, and the force in the direction perpendicular to the movable axis Z that prevents rotation is also present. growing. By forming chamfers on both or one of the adjacent edges of the mover 1 and the rotor 4, the characteristic change becomes smooth, so that the variation between solids is reduced, and the force in the direction perpendicular to the movable axis Z is also Since the torque becomes weaker and the torque that hinders the rotation is reduced, the power of the rotor rotating means 7 can be reduced. Further, since the force component in the direction parallel to the movable axis Z is increased, the generated force of the mover 1 is improved.

〔回転止め機構について〕
図６に可動体３（可動子１）の可動軸Ｚを中心とした回転を阻止する機構（回転止め機構）の一例の要部を示す。図６（ａ）は要部の側面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。なお、図６において、回転子４や回転子回転手段７などは省略している。 [Rotation stop mechanism]
FIG. 6 shows a main part of an example of a mechanism (rotation stop mechanism) that prevents the movable body 3 (mover 1) from rotating about the movable axis Z. Fig.6 (a) is a side view of the principal part, FIG.6 (b) is a BB sectional drawing in Fig.6 (a). In FIG. 6, the rotor 4, the rotor rotating means 7 and the like are omitted.

この例において、可動子１の一端に接続されたシャフト２−１はブッシュ（リニアガイド）９−１に挿通され、可動子１の他端に接続されたシャフト２−２はブッシュ（リニアガイド）９−２に挿通されている。ブッシュ（リニアガイド）９−１，９−２は固定されており、このブッシュ（リニアガイド）９−１，９−２を可動体３（可動子１）が可動軸方向に移動する。   In this example, a shaft 2-1 connected to one end of the mover 1 is inserted into a bush (linear guide) 9-1, and a shaft 2-2 connected to the other end of the mover 1 is a bush (linear guide). It is inserted through 9-2. The bushes (linear guides) 9-1 and 9-2 are fixed, and the movable body 3 (movable element 1) moves in the movable axis direction along the bushes (linear guides) 9-1 and 9-2.

ブッシュ（リニアガイド）９−１，９−２の内周面には、突起９ａ，９ｂが形成されており、この突起９ａ，９ｂにシャフト２−１，２−２の外周面に可動軸方向に沿って形成されている溝２ａ，２ｂを係合させて、シャフト２−１，２−２をブッシュ（リニアガイド）９−１，９−２に挿通させている。   Protrusions 9a and 9b are formed on the inner peripheral surfaces of the bushes (linear guides) 9-1 and 9-2. The protrusions 9a and 9b are arranged in the direction of the movable axis on the outer peripheral surfaces of the shafts 2-1 and 2-2. The shafts 2-1 and 2-2 are inserted into bushes (linear guides) 9-1 and 9-2 by engaging the grooves 2 a and 2 b formed along

この突起９ａ，９ｂと溝２ａ，２ｂとの係合によって、可動体３（可動子１）の可動軸Ｚを中心とした回転が阻止される。また、この突起９ａ，９ｂと溝２ａ，２ｂとの係合によって、つまり、ブッシュ（リニアガイド）９−１，９−２の固定角度によって、可動体３（可動子１）の可動軸Ｚを中心とする回転角度が設定され、この回転角度の設定によって可動子１の永久磁石１−１および１−２の磁極の方向の傾きθが設定される。   Due to the engagement between the protrusions 9a and 9b and the grooves 2a and 2b, the rotation of the movable body 3 (movable element 1) around the movable axis Z is prevented. Further, the movable shaft 3 of the movable body 3 (movable element 1) is moved by the engagement between the protrusions 9a and 9b and the grooves 2a and 2b, that is, by the fixed angle of the bushes (linear guides) 9-1 and 9-2. A central rotation angle is set, and the inclination θ in the direction of the magnetic poles of the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 is set by setting the rotation angle.

〔回転子について〕
図１に示した構成では、回転子４をリングまたは円筒状の永久磁石としたが、リング状や円筒状の永久磁石に限られるものではなく、図７に示すように、１対の磁極を持つ永久磁石４−１，４−２を、その磁極方向が可動軸Ｚと直交するように、可動子１を挟むようにして配置した構成としてもよい。 [About rotor]
In the configuration shown in FIG. 1, the rotor 4 is a ring or a cylindrical permanent magnet. However, the rotor 4 is not limited to a ring or a cylindrical permanent magnet. As shown in FIG. It is good also as a structure which has arrange | positioned the permanent magnets 4-1 and 4-2 which have so that the needle | mover 1 may be pinched | interposed so that the magnetic pole direction may orthogonally cross the movable axis Z.

図７に示した構成では、半リングまたは半円筒状の保持部材（非磁性部材）４−３と４−４の端部間に矩形状の永久磁石４−１，４−２を挟んで、全体の形状をリングまたは円筒状とした回転子４（４Ｂ）を用いている。   In the configuration shown in FIG. 7, rectangular permanent magnets 4-1 and 4-2 are sandwiched between the ends of half-ring or semi-cylindrical holding members (non-magnetic members) 4-3 and 4-4, A rotor 4 (4B) having an overall shape of a ring or a cylinder is used.

この回転子４Ｂでは、永久磁石４−１のＳ極および永久磁石４−２のＮ極の位置を回転子４Ｂの内周面上（第１の円周上）とし、永久磁石４−１のＮ極および永久磁石４−２のＳ極の位置を回転子４Ｂの外周面上（第２の円周上）としている。すなわち、１対の磁極を持つ永久磁石４−１，４−２を、その磁極方向が可動軸Ｚと直交するように、可動子１を挟むようにして配置した構成としている。   In this rotor 4B, the positions of the S pole of the permanent magnet 4-1 and the N pole of the permanent magnet 4-2 are on the inner circumferential surface (first circumference) of the rotor 4B, and the permanent magnet 4-1 The positions of the N pole and the S pole of the permanent magnet 4-2 are set on the outer peripheral surface of the rotor 4B (on the second circumference). That is, the permanent magnets 4-1 and 4-2 having a pair of magnetic poles are arranged so that the mover 1 is sandwiched so that the magnetic pole direction is orthogonal to the movable axis Z.

なお、図８に示すように、円板状の保持部材（非磁性部材）４−５上に矩形状の永久磁石４−１，４−２を設けるようにしてもよく、図９に示すように、リングまたは円筒状の保持部材（非磁性部材）４−６の外周面に矩形状の永久磁石４−１，４−２を嵌め込むようにしてもよい。図７〜図９に示すような保持部材４−３〜４−６を用いることにより、磁石材料の使用量を削減することができ、摺動部を一体化するなど、設計の自由度が広がる。   In addition, as shown in FIG. 8, you may make it provide the rectangular-shaped permanent magnets 4-1 and 4-2 on the disk-shaped holding member (nonmagnetic member) 4-5, as shown in FIG. In addition, the rectangular permanent magnets 4-1 and 4-2 may be fitted into the outer peripheral surface of the ring or cylindrical holding member (nonmagnetic member) 4-6. By using the holding members 4-3 to 4-6 as shown in FIGS. 7 to 9, the amount of magnet material used can be reduced, and the degree of freedom in design can be expanded, for example, by integrating sliding parts. .

〔回転子回転手段について〕
図１に示した構成では、回転子回転手段７（７Ａ）を電磁コイル５とヨーク６−１，６−２とから構成し、ヨーク６−１および６−２の他方の端部を可動軸Ｚとほゞ直交する方向から回転子４を挟んで対向させるようにしているが、必ずしもこのような構成でなくてもよい。 [About rotor rotation means]
In the configuration shown in FIG. 1, the rotor rotating means 7 (7A) includes an electromagnetic coil 5 and yokes 6-1, 6-2, and the other ends of the yokes 6-1 and 6-2 are movable shafts. Although it is made to oppose on both sides of the rotor 4 from the direction substantially orthogonal to Z, such a structure is not necessarily required.

例えば、図１０に示すように、可動軸Ｚを挟んでその軸芯をほゞ一致させてかつそのコアの一端を対向させて配置した１組の電磁コイル５−１，５−２と、この１組の電磁コイル５−１，５−２のコアの一端にその一方の端部が接続または一体化されたヨーク６−３，６−４と、この１組の電磁コイル５−１，５−２のコアの他端を連結するヨーク６−５とで回転子回転手段７を構成するようにしてもよい。   For example, as shown in FIG. 10, a set of electromagnetic coils 5-1 and 5-2, which are arranged with the axis of the movable shaft Z substantially aligned and with one end of the core facing each other, Yokes 6-3 and 6-4, one end of which is connected to or integrated with one end of the core of one set of electromagnetic coils 5-1, 5-2, and one set of electromagnetic coils 5-1, 5 The rotor rotating means 7 may be constituted by the yoke 6-5 that connects the other end of the core -2.

この回転子回転手段７（７Ｂ）では、１組の電磁コイル５−１，５−２のコアの一端にその一方の端部を接続または一体化したヨーク６−３，６−４の他方の端部を、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から可動子１を挟んで対向させている。また、ヨーク６−３および６−４の他方の端部の形状を回転子４の外周面の形状に合わせて円弧状としている。この円弧の形状は、回転子４の外周と同心円状に形成するのが回転効率を向上させるために好ましい。   In this rotor rotating means 7 (7B), the other end of the yokes 6-3 and 6-4, in which one end portion is connected to or integrated with one end of the core of the set of electromagnetic coils 5-1, 5-2. The ends are opposed to each other with the mover 1 sandwiched from a direction substantially orthogonal to the movable axis Z. Further, the shape of the other end of each of the yokes 6-3 and 6-4 is arcuate to match the shape of the outer peripheral surface of the rotor 4. The arc is preferably formed concentrically with the outer periphery of the rotor 4 in order to improve the rotation efficiency.

また、図１に示した構成では、ヨーク６−１および６−２の他方の端部の形状を回転子４の外周面の形状に合わせて円弧状としているが、図１１に示すように、ヨーク６−１および６−２の他方の端部の形状を平坦面としてもよい。ヨーク６−１および６−２の他方の端部の形状を円弧状とすると、回転力の発生効率が良くなる（低磁束（低電力）で回転させることができる）。なお、それぞれ対向するヨーク６−１および６−２の円弧の両端部分は、断面積を小さく（磁気抵抗を高く）し、近接して対向させることが回転力を大きくするために好ましい。   Further, in the configuration shown in FIG. 1, the shape of the other end of the yokes 6-1 and 6-2 is an arc shape in accordance with the shape of the outer peripheral surface of the rotor 4, but as shown in FIG. The shape of the other end of the yokes 6-1 and 6-2 may be a flat surface. If the shape of the other end of the yokes 6-1 and 6-2 is an arc, the generation efficiency of the rotational force is improved (it can be rotated with low magnetic flux (low power)). In order to increase the rotational force, it is preferable that both ends of the arcs of the opposing yokes 6-1 and 6-2 have a small cross-sectional area (high magnetic resistance) and face each other close to each other.

また、図１に示した構成では、ヨーク６−１および６−２の他方の端部の突き合わせ部に空間を設けているが、図１２に示すように、突き合わせ部に空間を設けずに接続または一体化するようにしてもよい。ヨーク６−１および６−２の他方の端部の突き合わせ部を接続または一体化すると、すなわちヨーク６−１および６−２の他方の端部を部分的に接続または一体化すると、回転力の発生効率は低下するが、位置合わせや組み付けが容易となる。   Further, in the configuration shown in FIG. 1, a space is provided in the abutting portion of the other end of the yokes 6-1 and 6-2. However, as shown in FIG. Alternatively, they may be integrated. When the butted portions of the other ends of the yokes 6-1 and 6-2 are connected or integrated, that is, when the other ends of the yokes 6-1 and 6-2 are partially connected or integrated, Although the generation efficiency decreases, alignment and assembly become easy.

また、図１に示した構成では、電磁コイル５の非励磁状態における交差角θの設定を可動子１の可動軸Ｚを中心とする回転角度の設定によって行うようにしているが、ヨーク６−１および６−２の非対称な形状または配置で行うようにしてもよい。図１３，図１４にその一例を示す。   In the configuration shown in FIG. 1, the setting of the crossing angle θ in the non-excited state of the electromagnetic coil 5 is performed by setting the rotation angle about the movable axis Z of the mover 1. You may make it carry out by the asymmetrical shape or arrangement | positioning of 1 and 6-2. An example is shown in FIGS.

図１３に示した例では、ヨーク６−１および６−２の他方の端部の形状を非対称とすることにより、電磁コイル５の非励磁状態において、回転子４とヨーク６−１および６−２の他方の端部との間に働く吸引力によって回転子４の回転角度がバランスする安定位置を設定することにより交差角θを生じさせるようにしている。   In the example shown in FIG. 13, by making the shape of the other end of the yokes 6-1 and 6-2 asymmetric, the rotor 4 and the yokes 6-1 and 6-6 are not excited in the electromagnetic coil 5. The crossing angle θ is generated by setting a stable position where the rotation angles of the rotor 4 are balanced by the attractive force acting between the other end portions of the two.

図１４に示した例では、ヨーク６−１および６−２の他方の端部にノッチ６ａおよび６ｂを設けることにより、電磁コイル５の非励磁状態において、回転子４とヨーク６−１および６−２の他方の端部との間に働く吸引力によって回転子４の回転角度がバランスする安定位置を設定することにより交差角θを生じさせるようにしている。   In the example shown in FIG. 14, the notches 6 a and 6 b are provided at the other ends of the yokes 6-1 and 6-2, so that the rotor 4 and the yokes 6-1 and 6-6 are in the non-excited state of the electromagnetic coil 5. The crossing angle θ is generated by setting a stable position where the rotation angle of the rotor 4 is balanced by the attractive force acting between the other end portion of −2.

このように、ヨーク６−１および６−２の非対称な形状または配置で交差角θの設定を行うようにすると、回転子４を所定の角度位置に保持する保持トルクが働くため、電磁コイルの励磁以外の要因による回転を妨げ、誤動作を防止することが可能となる。   As described above, when the crossing angle θ is set with the asymmetric shapes or arrangements of the yokes 6-1 and 6-2, a holding torque for holding the rotor 4 at a predetermined angular position works. It is possible to prevent rotation due to factors other than excitation and prevent malfunction.

なお、図１３および図１４に示した例において、可動子１の磁極の方向は図示されていないが、可動子１の可動軸Ｚ方向の発生力を最大にするために、可動子１の磁極の方向も回転子４の磁極の方向と合わせるように回転止め機構によって設定することが好ましい。   In the example shown in FIGS. 13 and 14, the direction of the magnetic pole of the mover 1 is not shown, but in order to maximize the generated force in the direction of the movable axis Z of the mover 1, the magnetic pole of the mover 1 Is preferably set by a rotation stopping mechanism so as to match the direction of the magnetic pole of the rotor 4.

また、図１５に示すように、図１１に示した構成において、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から可動子１を挟んで対向するヨーク６−１，６−２の端部の中心を結ぶ線と可動軸Ｚとを交わらせないようにしてもよい。   As shown in FIG. 15, in the configuration shown in FIG. 11, the centers of the ends of the yokes 6-1 and 6-2 facing each other with the mover 1 sandwiched from the direction substantially orthogonal to the movable axis Z are connected. The line and the movable axis Z may not be crossed.

また、図１６に示すように、図１１に示した構成において、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から可動子１を挟んで対向するヨーク６−１，６−２の端部の中心を、可動軸Ｚに直交する面内で可動子１の両側にずらすようにしてもよい。   Further, as shown in FIG. 16, in the configuration shown in FIG. 11, the centers of the ends of the yokes 6-1 and 6-2 facing each other with the movable element 1 sandwiched from the direction substantially orthogonal to the movable axis Z are You may make it shift to the both sides of the needle | mover 1 within the surface orthogonal to the movable axis Z. FIG.

図１５，図１６に示すような構成とすると、図１１に示した構成に比べて電磁コイル５の励磁で回転し易くなるため、低電力で回転させることができ、回転子回転手段７の 省電力化が可能となる。   15 and 16 makes it easier to rotate with the excitation of the electromagnetic coil 5 than in the configuration shown in FIG. 11, so that it can be rotated with low power and the rotor rotating means 7 can be saved. Electricity becomes possible.

また、図１７に示すように、回転子４に対し可動軸Ｚとほゞ直交する方向から進退自在として、１組の回転力発生用の永久磁石１０−１，１０−２を設けるようにしてもよい。   In addition, as shown in FIG. 17, a set of permanent magnets 10-1 and 10-2 for generating rotational force is provided so that the rotor 4 can be moved forward and backward from a direction substantially orthogonal to the movable axis Z. Also good.

図１７に示した例では、回転力発生用の円弧状の永久磁石１０−１をＳ極を回転子４側として回転子４の上側に設け、回転力発生用の円弧状の永久磁石１０−２をＳ極を回転子４側として回転子４の下側に設け、押ボタン１１−１とコイルバネ１２−１とを回転力発生用の永久磁石１０−１に付設することによって、回転力発生用の永久磁石１０−１を回転子４に対して進退自在とし、押ボタン１１−２とコイルバネ１２−２とを回転力発生用の永久磁石１０−２に付設することによって、回転力発生用の永久磁石１０−２を回転子４に対して進退自在としている。   In the example shown in FIG. 17, an arc-shaped permanent magnet 10-1 for generating rotational force is provided on the upper side of the rotor 4 with the south pole as the rotor 4 side, and an arc-shaped permanent magnet 10- for generating rotational force. 2 is provided on the lower side of the rotor 4 with the S pole as the rotor 4 side, and the push button 11-1 and the coil spring 12-1 are attached to the permanent magnet 10-1 for generating the rotational force, thereby generating the rotational force. The permanent magnet 10-1 for rotation can be moved forward and backward with respect to the rotor 4, and the push button 11-2 and the coil spring 12-2 are attached to the permanent magnet 10-2 for generating rotational force, thereby generating rotational force. The permanent magnet 10-2 is movable forward and backward with respect to the rotor 4.

この回転力発生用の永久磁石１０−１，１０−２を用いた回転子回転手段７（７Ｃ）では、可動子１の永久磁石１−１が回転子４に磁気吸引されている場合に、押ボタン１１−２が押され、回転力発生用の永久磁石１０−２が回転子４に近づけられると、回転力発生用の永久磁石１０−２の回転子４に対向する磁極（Ｓ極）と回転子４の外周面の磁極（Ｓ極）との間の磁気反発および他方の磁極（Ｎ極）との磁気吸引によって、回転子４が回転してその内周面上の磁極の配置が第１の配置から第２の配置に切り換えられる。これにより、可動体３が可動軸方向の一方側に移動し、可動子１の永久磁石１−２が回転子４にラッチされる（図１８参照）。   In the rotor rotating means 7 (7C) using the permanent magnets 10-1 and 10-2 for generating the rotational force, when the permanent magnet 1-1 of the mover 1 is magnetically attracted to the rotor 4, When the push button 11-2 is pressed and the permanent magnet 10-2 for generating rotational force is brought close to the rotor 4, the magnetic pole (S pole) facing the rotor 4 of the permanent magnet 10-2 for generating rotational force. And the magnetic repulsion between the outer peripheral surface of the rotor 4 and the magnetic pole (S pole) and the magnetic attraction with the other magnetic pole (N pole), the rotor 4 rotates and the magnetic poles are arranged on the inner peripheral surface. The first arrangement is switched to the second arrangement. Thereby, the movable body 3 moves to one side in the movable axis direction, and the permanent magnet 1-2 of the movable element 1 is latched by the rotor 4 (see FIG. 18).

また、可動子１の永久磁石１−２が回転子４に磁気吸引されている場合（図１８参照）に、押ボタン１１−１が押され、回転力発生用の永久磁石１０−１が回転子４に近づけられると、回転力発生用の永久磁石１０−１の回転子４に対向する磁極（Ｓ極）と回転子４の外周面の磁極（Ｓ極）との間の磁気反発および他方の磁極（Ｎ極）との磁気吸引によって、回転子４が回転してその内周面上の磁極の配置が第２の配置から第１の配置に切り換えられる。これにより、可動体３が可動軸方向の他方側に移動し、可動子１の永久磁石１−１が回転子４にラッチされる（図１７参照）。   Further, when the permanent magnet 1-2 of the mover 1 is magnetically attracted to the rotor 4 (see FIG. 18), the push button 11-1 is pressed, and the permanent magnet 10-1 for generating rotational force rotates. When approached to the rotor 4, the magnetic repulsion between the magnetic pole (S pole) facing the rotor 4 of the permanent magnet 10-1 for generating rotational force and the magnetic pole (S pole) on the outer peripheral surface of the rotor 4 and the other Due to magnetic attraction with the magnetic pole (N pole), the rotor 4 rotates and the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface is switched from the second arrangement to the first arrangement. Thereby, the movable body 3 moves to the other side in the movable axis direction, and the permanent magnet 1-1 of the movable element 1 is latched by the rotor 4 (see FIG. 17).

図１に示した構成や図１７に示した構成では、回転子４に外部から磁界を与えるようにしているが、図１９に示すように、回転子４に回転レバー１３（１３−１，１３−２）を取り付け、この回転レバー１３に外部から機械的な力（回転トルク）を与えて回転子４を回転させ、回転子４の内周面上の磁極の配置を入れ替えるようにしてもよい。   In the configuration shown in FIG. 1 or the configuration shown in FIG. 17, a magnetic field is applied to the rotor 4 from the outside. However, as shown in FIG. 19, the rotary lever 13 (13-1, 13) is applied to the rotor 4. -2), a mechanical force (rotational torque) is applied to the rotary lever 13 from the outside to rotate the rotor 4, and the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 4 may be changed. .

この構成では、回転レバー１３と、この回転レバー１３に外部から機械的な力を与える手段によって、回転子回転手段７（７Ｄ）が構成される。なお、図１９には示していないが、回転レバー１３に外部から機械的な力を与える手段として、手動やモータ等のアクチュエータなどが考えられる。   In this configuration, the rotor rotating means 7 (7D) is configured by the rotating lever 13 and means for applying a mechanical force to the rotating lever 13 from the outside. Although not shown in FIG. 19, an actuator such as a manual motor or a motor is conceivable as means for applying a mechanical force to the rotary lever 13 from the outside.

回転子４に外部から磁界を与えるようにすると、非磁性の遮蔽物を通して、回転子４を駆動することが可能である。例えば、管の中の防爆領域にある回転子４を非接触で駆動することが可能となる。   When a magnetic field is applied to the rotor 4 from the outside, the rotor 4 can be driven through a nonmagnetic shield. For example, the rotor 4 in the explosion-proof area in the tube can be driven without contact.

〔回転止め機構の他の例〕
図１に示した構成では、図６に示したように、ブッシュ（リニアガイド）９−１，９−２に回転止めの突起９ａ，９ｂを設けることによって、可動体３（可動子１）の可動軸Ｚを中心とした回転を阻止するようにしたが、必ずしもこのような回転止め機構としなくてもよい。 [Other examples of rotation stop mechanism]
In the configuration shown in FIG. 1, as shown in FIG. 6, by providing protrusions 9 a and 9 b for rotation prevention on bushes (linear guides) 9-1 and 9-2, the movable body 3 (movable element 1). Although the rotation around the movable axis Z is prevented, such a rotation stopping mechanism is not necessarily required.

図２０に回転止め機構の他の例を示す。図２０（ａ）は要部の側面図であり、図２０（ｂ）は図２０（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。なお、図２０において、回転子４や回転子回転手段７などは省略している。   FIG. 20 shows another example of the rotation stopping mechanism. Fig.20 (a) is a side view of the principal part, FIG.20 (b) is CC sectional view taken on the line in Fig.20 (a). In FIG. 20, the rotor 4, the rotor rotating means 7 and the like are omitted.

この例において、ブッシュ（リニアガイド）９−１，９−２には回転止めの突起は設けられておらず、可動子１に接続されたシャフト２−１および２−２を直動および回転可能に軸支する。ブッシュ（リニアガイド）９−１，９−２は固定されている。この例において、ブッシュ（リニアガイド）９−１は、ベース部材（非磁性部材）１４に固定（圧入）されている。ブッシュ（リニアガイド）９−２は他の部材に固定（圧入）されている。   In this example, the bushes (linear guides) 9-1 and 9-2 are not provided with a rotation-preventing projection, and the shafts 2-1 and 2-2 connected to the mover 1 can be linearly moved and rotated. To support. The bushes (linear guides) 9-1 and 9-2 are fixed. In this example, the bush (linear guide) 9-1 is fixed (press-fitted) to a base member (nonmagnetic member) 14. The bush (linear guide) 9-2 is fixed (press-fit) to another member.

１５は可動子１の可動軸方向の力を受ける外部の被動作体であり、ベース部材１４に設けられた複数のピン１６をガイドとしてその可動軸方向への動きが案内されると共に、可動軸Ｚを中心とする回転方向の動きがピン１６によって規制される。   Reference numeral 15 denotes an external driven body that receives a force in the direction of the movable axis of the mover 1. The movement of the movable member in the direction of the movable axis is guided using a plurality of pins 16 provided on the base member 14 as a guide. The movement in the rotation direction around Z is restricted by the pin 16.

シャフト２−１の先端は被動作体１５に接続（固定）されており、ブッシュ（リニアガイド）９−１，９−２によって案内される可動軸方向の可動体３（可動子１）の動きが、被動作体１５に伝達される。また、ピン１６によって被動作体１５の回転が規制されることにより、可動体３（可動子１）の可動軸Ｚを中心とした回転が阻止される。   The tip of the shaft 2-1 is connected (fixed) to the driven body 15, and the movement of the movable body 3 (movable element 1) in the movable axis direction guided by bushes (linear guides) 9-1 and 9-2. Is transmitted to the actuated body 15. Further, the rotation of the driven body 15 is restricted by the pin 16, so that the rotation about the movable axis Z of the movable body 3 (mover 1) is prevented.

図２１〜図２４に回転止め機構の別の例を示す。図２１に示した例では、ベース部材１４に設けられた複数のピン１６を被動作体１５（例えば、遮断弁の弁体など）に設けられた孔１５ａに挿入することにより、被動作体１５の可動軸方向への動きを案内すると共に、被動作体１５の可動軸Ｚを中心とする回転方向の動きを規制（可動体３（可動子１）の可動軸Ｚを中心とした回転を阻止）するようにしている。   21 to 24 show another example of the rotation stop mechanism. In the example shown in FIG. 21, a plurality of pins 16 provided on the base member 14 are inserted into holes 15a provided on the operated body 15 (for example, a valve body of a shut-off valve), whereby the operated body 15 The movement of the movable body 15 around the movable axis Z is regulated (the rotation of the movable body 3 (movable element 1) around the movable axis Z is prevented). )

図２２に示した例では、被動作体１５の裏面側に設けられた複数のピン１７をベース部材１４に設けられた孔１４ａに挿入することにより、被動作体１５の可動軸方向への動きを案内すると共に、被動作体１５の可動軸Ｚを中心とする回転方向の動きを規制（可動体３（可動子１）の可動軸Ｚを中心とした回転を阻止）するようにしている。   In the example shown in FIG. 22, the movement of the driven body 15 in the direction of the movable axis is performed by inserting a plurality of pins 17 provided on the back side of the driven body 15 into the holes 14 a provided in the base member 14. The movement of the driven body 15 in the rotational direction around the movable axis Z is restricted (rotation around the movable axis Z of the movable body 3 (movable element 1) is prevented).

図２３に示した例では、被動作体１５の裏面側に設けられた複数の凸部１５ｂとベース部材１４に設けられた複数の凸部１４ａとを噛み合わせることにより、被動作体１５の可動軸方向への動きを案内すると共に、被動作体１５の可動軸Ｚを中心とする回転方向の動きを規制（可動体３（可動子１）の可動軸Ｚを中心とした回転を阻止）するようにしている。   In the example shown in FIG. 23, the movable body 15 can be moved by engaging a plurality of convex portions 15 b provided on the back side of the driven body 15 with a plurality of convex portions 14 a provided on the base member 14. While guiding the movement in the axial direction, the movement of the driven body 15 around the movable axis Z is restricted (rotation of the movable body 3 (movable element 1) around the movable axis Z is prevented). I am doing so.

図２４に示した例では、被動作体１５の裏面側に設けられた柱状の凸部１５ｃをベース部材１４に設けられた角孔１４ｂに挿入することにより、被動作体１５の可動軸方向への動きを案内すると共に、被動作体１５の可動軸Ｚを中心とする回転方向の動きを規制（可動体３（可動子１）の可動軸Ｚを中心とした回転を阻止）するようにしている。   In the example shown in FIG. 24, the columnar convex portion 15 c provided on the back side of the operated body 15 is inserted into the square hole 14 b provided in the base member 14, thereby moving the operated body 15 in the direction of the movable axis. The movement of the driven body 15 in the rotational direction around the movable axis Z is restricted (rotation of the movable body 3 (movable element 1) around the movable axis Z is prevented). Yes.

図２１〜図２４に示すような構成とすることにより、被動作体１５に何らかの外力（可動軸Ｚを中心とした回転力）が加わってしまった場合の誤動作を防止することができると共に、回転止めをシャフト側に設けないようにすることが可能となる。   The configuration as shown in FIG. 21 to FIG. 24 can prevent malfunction when some external force (rotational force about the movable axis Z) is applied to the actuated body 15 and rotation. It is possible not to provide a stop on the shaft side.

図２５および図２６に可動体３（可動子１）および回転子４の保持構造を例示する。なお、図２５および図２６において、回転子回転手段７や可動体３（可動子１）の回転止め機構などは省略している。   FIG. 25 and FIG. 26 illustrate the holding structure of the movable body 3 (movable element 1) and the rotor 4. In FIG. 25 and FIG. 26, the rotor rotating means 7, the rotation stopping mechanism of the movable body 3 (movable element 1), and the like are omitted.

図２５に示した例では、ベース部材（非磁性部材）１４（１４Ａ）と管状部材（非磁性部材）２１（２１Ａ）とによって作られる隔室２２内に、可動体３（可動子１）と、回転子４とを設けている。可動体３のシャフト２−１は、ベース部材１４Ａに固定（圧入）されたブッシュ（リニアガイド）９−１に挿通され、可動体３のシャフト２−２は、管状部材２１Ａの管内に固定（圧入）されたブッシュ（リニアガイド）９−２に挿通されている。回転子４は、ベース部材１４Ａと管状部材２１Ａとで挟まれた隔室２２内の空間に、可動軸Ｚを中心として回転可能に、かつ可動軸方向の移動を阻止するように保持されている。   In the example shown in FIG. 25, the movable body 3 (movable element 1) and the compartment 22 formed by the base member (nonmagnetic member) 14 (14 A) and the tubular member (nonmagnetic member) 21 (21 A) are provided. The rotor 4 is provided. The shaft 2-1 of the movable body 3 is inserted into a bush (linear guide) 9-1 fixed (press-fitted) to the base member 14A, and the shaft 2-2 of the movable body 3 is fixed in the pipe of the tubular member 21A ( The bush (linear guide) 9-2 is press-fitted. The rotor 4 is held in a space in the compartment 22 sandwiched between the base member 14A and the tubular member 21A so as to be rotatable about the movable axis Z and to prevent movement in the movable axis direction. .

図２６に示した例では、ベース部材１４（１４Ｂ）と管状部材２１（２１Ｂ）とによって作られる内部の隔室２２に、可動体３（可動子１）を設けている。可動体３のシャフト２−１は、ベース部材１４Ｂに固定（圧入）されたブッシュ（リニアガイド）９−１に挿通され、可動体３のシャフト２−２は、管状部材２１Ｂの管内に固定（圧入）されたブッシュ（リニアガイド）９−２に挿通されている。回転子４は、管状部材２１Ｂの外側設けられた溝２３に、可動軸Ｚを中心として回転可能に、かつ可動軸方向の移動を阻止するように保持されている。   In the example shown in FIG. 26, the movable body 3 (movable element 1) is provided in an internal compartment 22 formed by the base member 14 (14B) and the tubular member 21 (21B). The shaft 2-1 of the movable body 3 is inserted into a bush (linear guide) 9-1 fixed (press-fitted) to the base member 14B, and the shaft 2-2 of the movable body 3 is fixed in the pipe of the tubular member 21B ( The bush (linear guide) 9-2 is press-fitted. The rotor 4 is held in a groove 23 provided outside the tubular member 21B so as to be rotatable about the movable axis Z and to prevent movement in the movable axis direction.

〔可動子の永久磁石について〕
図１に示した構造では、可動子１を構成する永久磁石１−１，１−２を２磁極としているが、４磁極以上（例えば、円柱径方向着磁（円筒の場合は、内周側にも磁極があるため８磁極））の多磁極の永久磁石としてもよい。 [About the permanent magnet of the mover]
In the structure shown in FIG. 1, the permanent magnets 1-1 and 1-2 constituting the mover 1 have two magnetic poles, but four or more magnetic poles (for example, cylindrical radial magnetization (in the case of a cylinder, the inner peripheral side) Since there are also magnetic poles, a multi-pole permanent magnet of 8 magnetic poles)) may be used.

図２７に、可動子１の永久磁石１−１，１−２を円柱状の永久磁石とし、この円柱状の永久磁石を４磁極とした場合の構成図を示す。図２７（ａ）は要部の側面断面図であり、図２７（ｂ）は図２７（ａ）を左方向から見た図、図２７（ｃ）は図２７（ａ）を右方向から見た図である。なお、図２７において、図１に示されている回転子回転手段７などは省略している。   FIG. 27 shows a configuration diagram when the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 are cylindrical permanent magnets, and the cylindrical permanent magnets have four magnetic poles. 27A is a side sectional view of the main part, FIG. 27B is a view of FIG. 27A viewed from the left direction, and FIG. 27C is a view of FIG. 27A viewed from the right direction. It is a figure. In FIG. 27, the rotor rotating means 7 and the like shown in FIG. 1 are omitted.

この例では、可動子１の永久磁石１−１の円周方向を４分割し、９０゜間隔で隣接する周方向の面に磁極を形成している。この例では、９０゜間隔で隣接する周方向の第１の面（図２７（ｂ））では上側の面）にＳ極を、第２の面（図２７（ｂ）では左側の面）にＮ極を形成し、第３の面（図２７（ｂ）では下側の面）にＳ極を、第４の面（図２７（ｂ）では右側の面）にＮ極を形成している。   In this example, the circumferential direction of the permanent magnet 1-1 of the mover 1 is divided into four, and magnetic poles are formed on adjacent circumferential surfaces at 90 ° intervals. In this example, the S pole is on the first circumferential surface (the upper surface in FIG. 27B) that is adjacent at 90 ° intervals, and the second surface (the left surface in FIG. 27B). The N pole is formed, the S pole is formed on the third surface (the lower surface in FIG. 27B), and the N pole is formed on the fourth surface (the right surface in FIG. 27B). .

同様に、可動子１の永久磁石１−２の円周方向を４分割し、９０゜間隔で隣接する周方向の面に磁極を形成している。この例では、９０゜間隔で隣接する周方向の第１の面（図２７（ｃ））では上側の面）にＮ極を、第２の面（図２７（ｃ）では左側の面）にＳ極を形成し、第３の面（図２７（ｃ）では下側の面）にＮ極を、第４の面（図２７（ｃ）では右側の面）にＳ極を形成している。   Similarly, the circumferential direction of the permanent magnet 1-2 of the mover 1 is divided into four, and magnetic poles are formed on adjacent circumferential surfaces at 90 ° intervals. In this example, the N pole is on the first circumferential surface (the upper surface in FIG. 27C) that is adjacent at 90 ° intervals, and the second surface (the left surface in FIG. 27C). The S pole is formed, the N pole is formed on the third surface (the lower surface in FIG. 27C), and the S pole is formed on the fourth surface (the right surface in FIG. 27C). .

また、これに伴い、回転子４もその内周面を４磁極、外周面を４磁極、合計８磁極のリング状の永久磁石としている。すなわち、回転子４の内周面の円周方向を４分割し、９０゜間隔で隣接する周方向の面に磁極を形成している。この例では、９０゜間隔で隣接する周方向の第１の面（図２７（ｂ））では上側の面）にＮ極を、第２の面（図２７（ｂ）では左側の面）にＳ極を形成し、第３の面（図２７（ｂ）では下側の面）にＮ極を、第４の面（図２７（ｂ）では右側の面）にＳ極を形成している。   Accordingly, the rotor 4 is also made into a ring-shaped permanent magnet having a total of 8 magnetic poles, with 4 magnetic poles on the inner peripheral surface and 4 magnetic poles on the outer peripheral surface. That is, the circumferential direction of the inner peripheral surface of the rotor 4 is divided into four, and magnetic poles are formed on adjacent circumferential surfaces at 90 ° intervals. In this example, the N pole is formed on the first circumferential surface (the upper surface in FIG. 27B) adjacent to each other at an interval of 90 °, and the second surface (the left surface in FIG. 27B). The S pole is formed, the N pole is formed on the third surface (the lower surface in FIG. 27B), and the S pole is formed on the fourth surface (the right surface in FIG. 27B). .

同様に、回転子４の外内周面の円周方向を４分割し、９０゜間隔で隣接する周方向の面に磁極を形成している。この例では、９０゜間隔で隣接する周方向の第１の面（図２７（ｂ））では上側の面）にＳ極を、第２の面（図２７（ｂ）では左側の面）にＮ極を形成し、第３の面（図２７（ｂ）では下側の面）にＳ極を、第４の面（図２７（ｂ）では右側の面）にＮ極を形成している。   Similarly, the circumferential direction of the outer inner circumferential surface of the rotor 4 is divided into four, and magnetic poles are formed on adjacent circumferential surfaces at 90 ° intervals. In this example, the S pole is on the first circumferential surface (the upper surface in FIG. 27B) that is adjacent at 90 ° intervals, and the second surface (the left surface in FIG. 27B). The N pole is formed, the S pole is formed on the third surface (the lower surface in FIG. 27B), and the N pole is formed on the fourth surface (the right surface in FIG. 27B). .

なお、図２７に示した構造において、回転子回転手段７を設ける場合には、図２８に示すように、ヨーク６−１および６−２の他方の端部は、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から回転子４の永久磁石の外周面上の隣り合う１対の磁極にほゞ対向するように配置する。   In the structure shown in FIG. 27, when the rotor rotating means 7 is provided, the other ends of the yokes 6-1 and 6-2 are substantially orthogonal to the movable axis Z as shown in FIG. The rotor 4 is arranged so as to be substantially opposed to a pair of adjacent magnetic poles on the outer peripheral surface of the permanent magnet.

図２８に示すようにヨーク６−１，６−２を配置する場合も、電磁コイル５の非励磁状態において、ヨーク６−１の他方の端部の中心と可動軸Ｚとを直交するように結ぶ線とヨーク６−１の他方の端部とほゞ対向する回転子４の永久磁石の外周面上の磁極の中心と可動軸Ｚとを直交するように結ぶ線との交差角をθとして、またヨーク６−２の他方の端部の中心と可動軸Ｚとを直交するように結ぶ線とヨーク６−２の他方の端部とほゞ対向する回転子４の永久磁石の外周面上の磁極の中心と可動軸Ｚとを直交するように結ぶ線との交差角をθとして、生じさせるようにすることが望ましい。   28, when the yokes 6-1 and 6-2 are arranged, the center of the other end of the yoke 6-1 and the movable axis Z are orthogonal to each other when the electromagnetic coil 5 is not excited. Let θ be the intersection angle between the connecting line and the line connecting the center of the magnetic pole on the outer peripheral surface of the permanent magnet of the rotor 4 substantially opposite to the other end of the yoke 6-1 and the movable axis Z. Further, on the outer peripheral surface of the permanent magnet of the rotor 4 that is substantially opposite to the other end of the yoke 6-2 and a line connecting the center of the other end of the yoke 6-2 and the movable axis Z so as to be orthogonal to each other. It is desirable that the crossing angle between a line connecting the center of the magnetic pole and the movable axis Z so as to be orthogonal is θ, and to be generated.

なお、例えば、可動子１を構成する永久磁石１−１，１−２を４磁極とする場合、図２９に示すように、回転子４における磁極対は上下だけの２方向でもよい。但し、磁極対を上下だけの２方向とした場合、同極対向となるので、コイル（電磁力）による回転は困難となるが、構成は可能である。   For example, when the permanent magnets 1-1 and 1-2 constituting the mover 1 have four magnetic poles, as shown in FIG. 29, the magnetic pole pairs in the rotor 4 may be in only two directions. However, when the magnetic pole pair is in only two directions, ie, up and down, they are opposite to each other, so that rotation by a coil (electromagnetic force) becomes difficult, but a configuration is possible.

また、上述した実施の形態において、永久磁石は、例えば、ネオジムやサマリウムコバルトなどの希土類磁石またはフェライト磁石、あるいは、それらの磁性体粉末に樹脂を混合して成形したボンド磁石などからなる。ヨークは、飽和磁束密度や透磁率が大きく、保磁力が小さく、磁気ヒステリシスの小さい軟磁性材料（例えば、電磁鋼板、電磁軟鉄、パーマロイなど）からなる。また、シャフトなどの非磁性部材は、例えば、アルミ、ＳＵＳ３１６（Ｌ）、真鍮、樹脂などからなる。なお、非磁性部材は、上述のような非磁性材料の代わりに、わずかに磁性を持つ材料（例えば、ＳＵＳ３０４など）でも構成は可能であり、性能は低くなるがコストなどの観点から選択することも考えられる。   In the above-described embodiment, the permanent magnet is made of, for example, a rare earth magnet such as neodymium or samarium cobalt or a ferrite magnet, or a bonded magnet formed by mixing a resin with a magnetic powder thereof. The yoke is made of a soft magnetic material (for example, an electromagnetic steel plate, electromagnetic soft iron, permalloy, etc.) having a large saturation magnetic flux density and magnetic permeability, a small coercive force, and a small magnetic hysteresis. The nonmagnetic member such as the shaft is made of, for example, aluminum, SUS316 (L), brass, resin, or the like. The non-magnetic member can be made of a slightly magnetic material (for example, SUS304) instead of the non-magnetic material as described above, and the performance is lowered, but should be selected from the viewpoint of cost. Is also possible.

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 [Extension of the embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.

１（１Ａ，１Ｂ）…可動子、１−１，１−２…永久磁石、２−１，２−２…シャフト、３…可動体、４（４Ａ，４Ｂ）…回転子、４−１，４−２…永久磁石、５…電磁コイル、６−１，６−２…ヨーク、７（７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ）…回転子回転手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 (1A, 1B) ... Movable element, 1-1, 1-2 ... Permanent magnet, 2-1, 2-2 ... Shaft, 3 ... Movable body, 4 (4A, 4B) ... Rotor, 4-1, 4-2 ... Permanent magnet, 5 ... Electromagnetic coil, 6-1, 6-2 ... Yoke, 7 (7A, 17B, 17C) ... Rotor rotating means.

Claims (22)

可動軸方向に移動可能で、かつ、前記可動軸を中心とした回転を阻止するように保持され、前記可動軸と直交する方向に前記可動軸を挟むように複数の磁極を配置した第１の永久磁石と、前記可動軸と直交する方向に前記可動軸を挟むように、かつ、前記第１の永久磁石の磁極に対して前記可動軸方向に異極同士が対向するように、複数の磁極を配置した第２の永久磁石とを備える可動子と、
前記可動軸を中心として回転可能で、かつ、前記可動軸方向の移動を阻止するように保持され、一方の磁極の位置を前記可動軸を中心とする第１の円周上とし、他方の磁極の位置を前記第１の円周よりも大径の前記可動軸を中心とする第２の円周上とする複数の磁極対を、前記可動軸と直交する方向に前記可動子を挟むように配置した永久磁石を備える回転子と、
前記回転子を回転させて、前記回転子の第１の円周上の磁極の配置を、第１の配置と第２の配置との間で入れ替える回転子回転手段とを備え、
前記回転子は、
前記第１の円周上の磁極の配置が第１の配置である場合、前記可動子の第１の永久磁石を磁気吸引保持する一方、前記可動子の第２の永久磁石を磁気反発させ、
前記第１の円周上の磁極の配置が前記第２の配置である場合、前記可動子の第２の永久磁石を磁気吸引保持する一方、前記可動子の第１の永久磁石を磁気反発させる
ことを特徴とする双安定移動装置。 A first magnetic pole that is movable in the direction of the movable axis, is held so as to prevent rotation about the movable axis, and has a plurality of magnetic poles sandwiching the movable axis in a direction perpendicular to the movable axis. A plurality of magnetic poles such that the permanent magnet is sandwiched between the movable shaft in a direction orthogonal to the movable shaft and opposite poles are opposed to each other in the movable shaft direction with respect to the magnetic pole of the first permanent magnet. A mover comprising a second permanent magnet with
It is rotatable about the movable shaft and is held so as to prevent movement in the direction of the movable shaft, and the position of one magnetic pole is on the first circumference centered on the movable shaft, and the other magnetic pole A plurality of magnetic pole pairs whose positions are on a second circumference centered on the movable shaft having a diameter larger than that of the first circumference so as to sandwich the mover in a direction perpendicular to the movable shaft A rotor with permanent magnets arranged;
Rotator rotating means for rotating the rotor to change the arrangement of magnetic poles on the first circumference of the rotor between the first arrangement and the second arrangement;
The rotor is
When the arrangement of the magnetic poles on the first circumference is the first arrangement, the first permanent magnet of the mover is magnetically attracted and held, while the second permanent magnet of the mover is magnetically repelled,
When the arrangement of the magnetic poles on the first circumference is the second arrangement, the second permanent magnet of the mover is magnetically attracted and held, while the first permanent magnet of the mover is magnetically repelled. A bistable moving device characterized by that. 請求項１に記載された双安定移動装置において、
前記可動子の第１および第２の永久磁石は、円柱または円筒状とされている
ことを特徴とする双安定移動装置。 The bistable moving device according to claim 1, wherein
The first and second permanent magnets of the mover are columnar or cylindrical. 請求項１又は２に記載された双安定移動装置において、
前記可動子の第１および第２の永久磁石は、同一の形状、同一のサイズとされている
ことを特徴とする双安定移動装置。 The bistable moving device according to claim 1 or 2,
The bistable movement device characterized in that the first and second permanent magnets of the mover have the same shape and the same size. 請求項１〜３の何れか１項に記載された双安定移動装置において、
前記可動子の第１および第２の永久磁石は、前記可動軸方向の長さが前記回転子の可動軸方向の長さ以上とされている
ことを特徴とする双安定移動装置。 In the bistable movement apparatus as described in any one of Claims 1-3,
The first and second permanent magnets of the mover have a length in the movable axis direction that is equal to or greater than a length in the movable axis direction of the rotor. 請求項１〜４の何れか１項に記載された双安定移動装置において、
前記可動子の第１および第２の永久磁石は、一体とされている
ことを特徴とする双安定移動装置。 In the bistable movement apparatus as described in any one of Claims 1-4,
The bistable movement device characterized in that the first and second permanent magnets of the mover are integrated. 請求項１〜４の何れか１項に記載された双安定移動装置において、
前記可動子の第１および第２の永久磁石は、離間して配置されている
ことを特徴とする双安定移動装置。 In the bistable movement apparatus as described in any one of Claims 1-4,
The bistable movement device characterized in that the first and second permanent magnets of the mover are spaced apart. 請求項６に記載された双安定移動装置において、
前記可動子の第１および第２の永久磁石は、非磁性の部材で接続されている
ことを特徴とする双安定移動装置。 The bistable movement device according to claim 6, wherein
The bistable movement apparatus characterized by the 1st and 2nd permanent magnet of the said needle | mover being connected by the nonmagnetic member. 請求項６又は７に記載された双安定移動装置において、
前記可動子および前記回転子の近接対向するエッジの両方または片方に面取り部が形成されている
ことを特徴とする双安定移動装置。 The bistable moving device according to claim 6 or 7,
A chamfered portion is formed on both or one of the adjacent edges of the movable element and the rotor. 請求項１〜８の何れか１項に記載された双安定移動装置において、
前記可動子は、
前記可動軸方向に移動可能で、かつ、前記可動軸を中心とした回転を阻止するように保持された非磁性シャフトの可動軸方向に接続されている
ことを特徴とする双安定移動装置。 In the bistable movement apparatus as described in any one of Claims 1-8,
The mover is
A bistable movement device characterized in that it is connected in the direction of the movable axis of a non-magnetic shaft that is movable in the direction of the movable axis and is held so as to prevent rotation about the movable axis. 請求項１〜８の何れか１項に記載された双安定移動装置において、
前記可動子は、
前記可動軸方向に移動可能に保持された非磁性シャフトの可動軸方向に接続され、前記非磁性シャフトは、前記可動軸を中心とした回転を阻止する手段に接続されている
ことを特徴とする双安定移動装置。 In the bistable movement apparatus as described in any one of Claims 1-8,
The mover is
The nonmagnetic shaft is movably held in the movable axis direction and is connected to the movable axis direction, and the nonmagnetic shaft is connected to a means for preventing rotation about the movable axis. Bistable moving device. 請求項１〜１０の何れか１項に記載された双安定移動装置において、
前記回転子は、径方向に着磁されたリングまたは円筒状の永久磁石で形成されている
ことを特徴とする双安定移動装置。 In the bistable movement apparatus as described in any one of Claims 1-10,
The rotor is formed of a ring magnetized in the radial direction or a cylindrical permanent magnet. 請求項１〜１０の何れか１項に記載された双安定移動装置において、
前記回転子は、
１対の磁極を持つ複数の永久磁石を、その磁極方向が前記可動軸と直交するように、前記可動子を挟むようにして配置した構成とされている
ことを特徴とする双安定移動装置。 In the bistable movement apparatus as described in any one of Claims 1-10,
The rotor is
A bistable moving device characterized in that a plurality of permanent magnets having a pair of magnetic poles are arranged so as to sandwich the mover so that the magnetic pole direction is perpendicular to the movable axis. 請求項１〜１２の何れか１項に記載された双安定移動装置において、
前記回転子回転手段は、
外部から機械的な力を与えることにより前記回転子を回転させる
ことを特徴とする双安定移動装置。 In the bistable movement apparatus as described in any one of Claims 1-12,
The rotor rotating means includes
A bistable moving device characterized in that the rotor is rotated by applying a mechanical force from the outside. 請求項１〜１２の何れか１項に記載された双安定移動装置において、
前記回転子回転手段は
前記回転子の永久磁石に外部から磁界を与えることにより前記回転子を回転させる
ことを特徴とする双安定移動装置。 In the bistable movement apparatus as described in any one of Claims 1-12,
The rotator rotating means rotates the rotor by applying a magnetic field from the outside to the permanent magnet of the rotor. 請求項１４に記載された双安定移動装置において、
前記回転子回転手段は
前記可動軸とほゞ直交する方向から永久磁石を近づけて、前記回転子の永久磁石に逆方向の磁界を与えることにより前記回転子を回転させる
ことを特徴とする双安定移動装置。 The bistable moving device according to claim 14,
The rotator rotating means rotates the rotor by bringing a permanent magnet closer to the movable shaft from a direction substantially perpendicular to the movable shaft and applying a reverse magnetic field to the permanent magnet of the rotor. Mobile equipment. 請求項１４に記載された双安定移動装置において、
前記回転子回転手段は
電磁コイルと、この電磁コイルのコアの一端および他端にその一方の端部が接続または一体化された第１および第２のヨークとを備え、
前記第１および第２のヨークの他方の端部は、
前記可動軸とほゞ直交する方向から前記回転子の永久磁石の第２の円周上の隣り合う１対の磁極にほゞ対向するように配置されている
ことを特徴とする双安定移動装置。 The bistable moving device according to claim 14,
The rotor rotating means includes an electromagnetic coil, and first and second yokes having one end connected to or integrated with one end and the other end of the core of the electromagnetic coil,
The other ends of the first and second yokes are
A bistable moving device arranged so as to be substantially opposed to a pair of adjacent magnetic poles on a second circumference of the permanent magnet of the rotor from a direction substantially orthogonal to the movable shaft. . 請求項１６に記載された双安定移動装置において、
前記第１のヨークの他方の端部の中心と前記可動軸とを直交するように結ぶ線と前記第１のヨークの他方の端部とほゞ対向する前記回転子の永久磁石の第２の円周上の磁極の中心と前記可動軸とを直交するように結ぶ線との交差角、および前記第２のヨークの他方の端部の中心と前記可動軸とを直交するように結ぶ線と前記第２のヨークの他方の端部とほゞ対向する前記回転子の永久磁石の第２の円周上の磁極の中心と前記可動軸とを直交するように結ぶ線との交差角が、前記電磁コイルの非励磁状態において、前記可動軸方向からみて０゜より大きく、９０゜より小さい範囲とされている
ことを特徴とする双安定移動装置。 The bistable movement device according to claim 16,
A line connecting the center of the other end of the first yoke and the movable shaft so as to be orthogonal to a second end of the permanent magnet of the rotor that is generally opposed to the other end of the first yoke. A crossing angle between the center of the magnetic pole on the circumference and the line connecting the movable axis perpendicularly, and a line connecting the center of the other end of the second yoke and the movable axis orthogonally An intersection angle between a line connecting the movable axis and the center of the magnetic pole on the second circumference of the permanent magnet of the rotor, which is substantially opposite to the other end of the second yoke, is A bistable moving device characterized in that when the electromagnetic coil is in a non-excited state, the range is larger than 0 ° and smaller than 90 ° when viewed from the movable axis direction. 請求項１７に記載された双安定移動装置において、
前記交差角度の設定が、前記可動子の前記可動軸を中心とする回転角度の設定によって行われている
ことを特徴とする双安定移動装置。 The bistable movement device according to claim 17,
The crossing angle is set by setting a rotation angle about the movable axis of the mover. 請求項１７に記載された双安定移動装置において、
前記交差角度の設定が、前記第１および第２のヨークを非対称な形状または配置にすることによって行われている
ことを特徴とする双安定移動装置。 The bistable movement device according to claim 17,
The crossing angle is set by making the first and second yokes have an asymmetric shape or arrangement. 請求項１６〜１９の何れか１項に記載された双安定移動装置において、
前記第１および第２のヨークは、前記他方の端部の形状が円弧状とされている
ことを特徴とする双安定移動装置。 In the bistable movement apparatus as described in any one of Claims 16-19,
The bistable movement device characterized in that the first and second yokes have an arc shape at the other end. 請求項１６〜２０の何れか１項に記載された双安定移動装置において、
前記第１および第２のヨークは、前記他方の端部が部分的に接続または一体化されている
ことを特徴とする双安定移動装置。 In the bistable movement apparatus as described in any one of Claims 16-20,
The bistable movement device characterized in that the other end of the first and second yokes is partially connected or integrated. 請求項１〜２１の何れか１項に記載された双安定移動装置において、
前記可動子の可動軸方向の可動範囲を制限する手段を備えている
ことを特徴とする双安定移動装置。 In the bistable movement apparatus as described in any one of Claims 1-21,
A bistable moving device comprising means for limiting a movable range of the movable element in a movable axis direction.
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