JP6097185B2

JP6097185B2 - Shut-off valve

Info

Publication number: JP6097185B2
Application number: JP2013190258A
Authority: JP
Inventors: 上運天　昭司; 昭司上運天; 光晴田中
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-09-13
Also published as: JP2015055330A; WO2015037450A1

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手段を用いた遮断弁に関するものである。 The present invention relates to a shut-off valve using a bistable moving means that uses a mover and a rotor, moves the mover between two positions, and holds the mover at either position.

従来より、都市ガスやＬＰガスの供給管路やガスメータ内に設置されるガス緊急遮断装置として、電気的に遮断／復帰（閉弁／開弁）の双方向動作が可能なソレノイド式やステッピングモータ式の電池駆動の遮断弁がある。 Conventionally, as a gas emergency shut-off device installed in city gas and LP gas supply pipes and gas meters, solenoid type and stepping motors that can be electrically shut off / returned (closed / opened) bidirectionally There is a battery-driven shut-off valve of the type.

例えば、特許文献１には、閉弁方向の付勢にスプリング（圧縮バネ）、開弁状態の保持に永久磁石の吸引力を用い、開弁状態から遮断（閉弁）する時には、永久磁石と逆の磁界を電磁コイルで与えて永久磁石が接続された固定鉄心とプランジャとの間の吸着力を打ち消し、固定鉄心からプランジャを引き離してスプリングの付勢力による遮断を行い、復帰（開弁）時には、電磁コイルでガス圧とスプリングの付勢力に打ち勝つ吸引力を与えてプランジャを引き戻して永久磁石が接続されている固定鉄心に吸着保持させる双方向動作が可能な自己保持型電磁ソレノイド式の遮断弁が開示されている。 For example, in Patent Document 1, a spring (compression spring) is used for urging in the valve closing direction, a permanent magnet attraction is used for holding the valve open state, and a permanent magnet is used when shutting off (valve closed) from the valve open state. Applying a reverse magnetic field with an electromagnetic coil cancels the attractive force between the fixed iron core to which the permanent magnet is connected and the plunger, pulls the plunger away from the fixed iron core, and shuts off by the spring's urging force. Self-holding solenoid solenoid type shut-off valve capable of bidirectional operation that attracts and holds the fixed iron core to which the permanent magnet is connected by applying an attractive force that overcomes the gas pressure and spring biasing force by the electromagnetic coil and pulling back the plunger Is disclosed.

また、例えば、特許文献２には、ステッピングモータで駆動されるリードスクリューを用いて弁体の移動を行い、弁の開閉と状態保持を行う自己保持型ステッピングモータ式の遮断弁が開示されている。 For example, Patent Document 2 discloses a self-holding stepping motor type shut-off valve that moves a valve element using a lead screw driven by a stepping motor to open and close the valve and maintain its state. .

特開平７−７１６３７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-71637 特開平１１−２３５１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-2351

しかしながら、上述した特許文献１に記載されているような自己保持型電磁ソレノイド式の遮断弁では、弁体が開弁状態に保持されているとき、ガスの流れや機械的な衝撃などにより永久磁石の吸引保持力よりも大きい力がかり、プランジャが固定鉄心から離れてスプリング（圧縮バネ）の付勢力により弁体およびプランジャが遮断（閉弁）方向へ移動して遮断（閉弁）してしまうという問題がある。なお、実際の使用条件では起こりにくいが、上述の逆で閉弁から開弁状態になってしまうことも考えられる。 However, in the self-holding electromagnetic solenoid type shut-off valve described in Patent Document 1 described above, when the valve body is held in the open state, a permanent magnet is generated due to gas flow or mechanical shock. A force larger than the suction holding force is applied, the plunger moves away from the fixed iron core, and the urging force of the spring (compression spring) moves the valve body and the plunger in the shut-off (closed) direction to shut off (close the valve). There's a problem. Although it is unlikely to occur under actual use conditions, it is conceivable that the valve is opened from the closed state in the reverse manner described above.

また、上述した特許文献１に記載されているような自己保持型電磁ソレノイド式の遮断弁では、閉弁状態の弁体を開弁状態に復帰する場合、プランジャが固定鉄心から最も離れた状態において、ガス圧とスプリングの付勢力に打ち勝つ吸引力を電磁コイルで発生させ、プランジャを引き戻さなければならないが、電磁力は距離のほぼ２乗に反比例するため、大きな電力が必要であるという問題もある。 Further, in the self-holding electromagnetic solenoid type shut-off valve described in Patent Document 1 described above, when the valve body in the closed state is returned to the open state, the plunger is in the state farthest from the fixed iron core. In addition, the electromagnetic coil must generate a suction force that overcomes the gas pressure and the biasing force of the spring, and the plunger must be pulled back. However, since the electromagnetic force is inversely proportional to the square of the distance, there is a problem that a large amount of power is required. .

一方、特許文献２に記載されているような自己保持型ステッピングモータ式の遮断弁では、弁体がリードスクリューで機械的に拘束されているため原理的に耐衝撃性が高く、上述した電磁ソレノイド式における誤開閉の問題については解決されるが、駆動電圧１パルス当たりの弁体の移動距離が非常に小さいため、遮断／復帰（閉弁／開弁）動作には長い時間にわたって多くのパルス印加が必要であり、消費電力が大きくなるという問題がある。 On the other hand, the self-holding stepping motor type shut-off valve as described in Patent Document 2 has high impact resistance in principle because the valve body is mechanically restrained by a lead screw, and the electromagnetic solenoid described above. Although the problem of erroneous opening and closing in the equation is solved, since the moving distance of the valve body per pulse of the driving voltage is very small, many pulses are applied over a long time for the shut-off / return (valve closing / opening) operation There is a problem that power consumption becomes large.

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、弁体が開弁状態に保持されているとき、ガスの流れや機械的な衝撃などによる過大力がかり、弁体が遮断（閉弁）方向へ移動した場合でも、遮断（閉弁）せずに自動的に開弁状態に（速やかに）復帰する、逆に、弁体が閉弁状態から開弁方向に移動した場合でも、開弁状態を維持せずに自動的に閉弁状態に（速やかに）復帰する遮断弁を提供することを目的とする。
また、特許文献１に対して、復帰（開弁）動作に必要な電力が（原理的に）小さく、さらに、特許文献２に対して、遮断／復帰（閉弁／開弁）動作に必要な消費電力が小さい遮断弁を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem. When the valve body is held in an open state, an excessive force is applied due to gas flow or mechanical shock, and the valve body is shut off ( Even if the valve body moves in the valve closing direction, it automatically returns to the valve open state (swiftly) without being shut off (closed). Conversely, even if the valve element moves from the valve closed state to the valve opening direction. An object of the present invention is to provide a shut-off valve that automatically returns (closely) to a closed state without maintaining the open state.
Further, the electric power required for the return (opening) operation is smaller (in principle) than that of Patent Document 1, and further, it is necessary for the shut-off / return (valve closing / opening) operation of Patent Document 2. An object is to provide a shut-off valve with low power consumption.

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に設けられた弁体と、開口部を有するフランジと、一端がフランジの開口部と連通し、他端が閉じられた隔室と、隔室内に配置され、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双安定移動手段と、双安定移動手段の可動子の動力をフランジの開口部を通して弁体に伝え、弁体を開または閉の位置に動作させる動力伝達手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention provides a valve body movably provided in a movable axis direction, a flange having an opening, one end communicating with the opening of the flange, and the other end being closed. A plurality of compartments arranged in the compartment, movable in the direction of the movable axis, held to prevent rotation about the movable axis, and sandwiching the movable axis in a direction perpendicular to the movable axis In order to sandwich the movable shaft in the direction orthogonal to the movable axis and the first permanent magnet in which the magnetic pole is arranged, and so that the different poles face each other in the movable axis direction with respect to the magnetic pole of the first permanent magnet, A mover comprising a second permanent magnet having a plurality of magnetic poles and a movable element that is rotatable about the movable axis and that is prevented from moving in the direction of the movable axis. On the first circumference, and the other magnetic pole is at the first circumference. A rotor including a permanent magnet in which a plurality of magnetic pole pairs on the second circumference centering on a movable shaft having a large diameter are arranged so as to sandwich the mover in a direction perpendicular to the movable shaft; and Rotor rotation means for rotating and replacing the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor between the first arrangement and the second arrangement, the rotor comprising the first circumference When the upper magnetic pole is arranged in 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 to provide magnetic poles on the first circumference. When the arrangement 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, and the bistable movement means is movable. Power transmission means for transmitting the power of the child to the valve body through the opening of the flange and operating the valve body to the open or closed position. And wherein the Rukoto.

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。 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.

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。この可動子の動力は、フランジの開口部を通して弁体に伝えられ、弁体を例えば閉の位置に動作（閉弁）させる。 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. The power of the mover is transmitted to the valve body through the opening of the flange, and the valve body is operated (closed) to a closed position, for example.

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。 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.

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。この可動子の動力は、フランジの開口部を通して弁体に伝えられ、弁体を例えば開の位置に動作（開弁）させる。 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. The power of the mover is transmitted to the valve body through the opening of the flange, and the valve body is operated (opened) to an open position, for example.

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（例えば、閉弁側）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（例えば、開弁側）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 (for example, the valve closing side) in the movable axis direction, the mover is not latched at the position moved to one side in the movable axis direction, and automatically moves in the movable axis direction. It returns to the latch (original latch state) at the position moved to the other side (for example, the valve opening side).

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、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（例えば、開弁側）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（例えば、閉弁側）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 first permanent magnet moves away from the rotor, the second permanent magnet approaches the rotor, and the movable element is moved by the resultant force of the magnetic attraction force generated between the second permanent magnet and the rotor. Returned to one side in the direction of the movable axis. That is, even if the mover moves to the other side in the movable axis direction (for example, the valve opening side), the mover is not latched at the position moved to the other side in the movable axis direction, and automatically moves in the movable axis direction. It returns to the latch (original latch state) at the position moved to one side (for example, the valve closing side).

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、すなわち遮断弁の開閉状態の変更に、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、開弁／閉弁状態を確実に維持することが可能となり、安全性が高められる。 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 movement of the mover in the direction of the movable axis, that is, to change the open / close state of the shut-off valve, by adding a lock mechanism called rotation of the rotor, and by adding this lock mechanism, the valve is opened. / The valve closed state can be reliably maintained, and safety is improved.

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（特許文献１）やステッピングモータ（特許文献２）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。特に、特許文献２に対しては、電圧（パルス）印加時間が大幅に短くなるため、省電力化が実現できる。よって、電池駆動の遮断弁には好適である。 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 the main movement in the direction of the movable axis by the conventional solenoid (Patent Document 1) or the stepping motor (Patent Document 2). (In principle) less than if used for power There it is possible to operate the power. In particular, with respect to Patent Document 2, since the voltage (pulse) application time is significantly shortened, power saving can be realized. Therefore, it is suitable for a battery-driven shut-off valve.

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。なお、この回転止め機構は、動力伝達手段に含ませたり、弁体に含ませたりするが、双安定移動手段に含ませてもよい。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 The rotation stopping mechanism is included in the power transmission means or the valve body, but may be included in the bistable moving means. 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、動作時や状態保持にも磁石に機械的な衝撃が加わらないため、磁石の特性劣化を抑制でき、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省略することもでき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, no mechanical shock is applied to the magnet during operation or state maintenance, so that deterioration of the magnet characteristics can be suppressed, Since the impact force and the attracting sound to the magnet are suppressed and the state can be maintained in compliance, there is a merit that a mechanical shock-absorbing mechanism or a spring mechanism can be omitted as in a 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ことにより、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 By doing so, 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 rotor and the rotor. The 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回転子回転手段により、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。例えば、回転子回転手段が電磁コイルとヨーク、または、永久磁石から構成される場合は、ヨークまたは永久磁石と回転子との間の磁気吸引力によって回転子の外周側に回転保持力が働くようにし、回転子回転手段がレバーなどのメカ機構の場合は、そのメカ機構によって回転子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 the normal holding state, the rotor is rotated to the outer peripheral side of the rotor by a rotor rotating means for applying 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 the holding force works. For example, when the rotor rotating means is composed of an electromagnetic coil and a yoke, or a permanent magnet, the rotational holding force acts on the outer peripheral side of the rotor by the magnetic attractive force between the yoke or the permanent magnet and the rotor. In the case where the rotor rotating means is a mechanical mechanism such as a lever, it is preferable that a rotational holding force acts on the rotor by the 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（閉弁方向あるいは開弁方向）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、開弁／閉弁状態を確実に維持す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 Even if the mover has moved in the other direction due to impact in the other direction (valve closing direction or valve opening direction) or temporary excessive force applied to the mover, the mover is repelled. Is not latched in the other direction, and the mover automatically returns to the latch in the original direction, so that the valve open / close state can be reliably maintained, 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回転子の第２の円周上の磁極に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（特許文献１）やステッピングモータ（特許文献２）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。特に、特許文献２に対しては、電圧（パルス）印加時間が大幅に短くなるため、省電力化が実現できる。これにより、特許文献１に対して、復帰（開弁）動作に必要な電力が（原理的に）小さく、さらに、特許文献２に対して、遮断および復帰（閉弁および開弁）動作に必要な消費電力が小さい遮断弁を提供す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 instantaneously apply a magnetic field to the magnetic poles on the second circumference of the rotor from a position close to the permanent magnet, using a conventional solenoid (Patent Document 1) or a stepping motor (Patent Document 2). It is possible (in principle) to operate with less electric power than when used as the main power for movement in the direction of the movable axis. In particular, with respect to Patent Document 2, since the voltage (pulse) application time is significantly shortened, power saving can be realized. Thereby, the electric power required for the return (opening) operation is smaller (in principle) than that of Patent Document 1, and further, it is necessary for the shutoff and return (valve closing and opening) operations of Patent Document 2. It is possible to provide a shut-off valve with low power consumption.

本発明に係る遮断弁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（開弁状態）を示す図）である。It is a figure which shows the structure of the principal part of one Embodiment of the cutoff valve which concerns on this invention (The figure which shows the state (valve-opening state) latched in the state which the needle | mover moved to the other side of the movable-axis direction). . 本発明に係る遮断弁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（閉弁状態）を示す図）である。It is a figure which shows the structure of the principal part of one Embodiment of the cutoff valve which concerns on this invention (The figure which shows the state (valve closing state) latched in the state which the needle | 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. 可動子の可動範囲を制限するようにした例を示す図である。It is a figure which shows the example which restricted the movable range of the needle | mover. 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. 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. 隔室内に回転子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 rotor in the compartment. 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. 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. 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は本発明に係る遮断弁の一実施の形態の要部の構成を示す図（図１（ａ）は側面断面図、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 shutoff valve according to the present invention (FIG. 1 (a) is a side sectional view, and FIG. 1 (b) is a sectional view taken along line AA in FIG. 1 (a). Figure).

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。また、シャフト２−１および２−２には、円筒状の摺動体（非磁性部材）３−１および３−２が挿通され固定（圧入）されている。以下では、この可動子１とシャフト２−１，２−２と円筒状の摺動体３−１，３−２からなる一体物を可動体と呼び、符号４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. Further, cylindrical sliding bodies (nonmagnetic members) 3-1 and 3-2 are inserted and fixed (press-fitted) into the shafts 2-1 and 2-2. Hereinafter, an integral body including the movable element 1, the shafts 2-1 and 2-2, and the cylindrical sliding bodies 3-1 and 3-2 is referred to as a movable body and is denoted by reference numeral 4.

可動体４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４（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 4 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 4 (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４（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４（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Ｚと呼ぶ。 The movable body 4 (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 4 (movable element 1) around the Z axis will be described later. Hereinafter, the Z axis is referred to as a movable axis Z.

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（閉弁側）に設けられ、永久磁石１−２が可動軸方向の他方側（開弁側）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 (the valve closing side) in the movable axis direction, and the permanent magnet 1-2 is provided. It is provided on the other side (the valve opening side) in the movable axis direction.

また、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。 Further, 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 (FIG. 1). The upper side in the state is the S pole, and the other side (the lower side in the state of FIG. 1) is the N 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。 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 the N pole, and the other surface side (lower side in the state of FIG. 1) is the S 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、永久磁石１−１および１−２の磁極の方向は、図１（ｂ）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。 As shown in FIG. 1B, the direction of the magnetic poles of the permanent magnets 1-1 and 1-2 is the reference direction when the direction of the vertical line L1 orthogonal to the movable axis Z is the reference direction. It is inclined by θ with respect to the direction.

また、可動体４は、フランジ（非磁性部材）５とシール管（非磁性部材）６とで作られる隔室、すなわち一端がフランジ５の開口部５ａと連通し、他端が閉じられた隔室７内に配置されており、可動体４のシャフト２−１がフランジ５の開口部５ａを通して隔室７の外側に延びている。なお、シール管６は、フランジ５の開口部５ａと一端が連通するように、一体、または気密接続され、他端が閉じられている。また、フランジ５は、その鍔面が流路への取付部とされる。 The movable body 4 is a compartment formed by a flange (nonmagnetic member) 5 and a seal tube (nonmagnetic member) 6, that is, a space where one end communicates with the opening 5 a of the flange 5 and the other end is closed. The shaft 2-1 of the movable body 4 extends outside the compartment 7 through the opening 5 a of the flange 5. The seal tube 6 is integrally or hermetically connected so that one end thereof communicates with the opening 5a of the flange 5, and the other end is closed. Further, the flange 5 has a flange surface as an attachment portion to the flow path.

図１において、８は可動子１の可動軸方向の力を受けてその表面側に配置された弁ゴムと流路に形成された弁座（図示しない）との間の接触・離間により流路の開閉を行う弁体であり、この弁体８に可動体４のシャフト２−１の先端が接続（固定）されている。弁体８には、その裏面側にガイド用の複数の孔８ａが形成されており、この孔８ａのそれぞれにフランジ５に設けられたピン９が差し込まれている。弁体８は、このフランジ５に設けられたピン９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を中心とする回転がピン９によって規制（阻止）される。 In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a flow path due to contact / separation between a valve rubber disposed on the surface side of the movable element 1 in the direction of the movable axis and a valve seat (not shown) formed in the flow path. The tip of the shaft 2-1 of the movable body 4 is connected (fixed) to the valve body 8. The valve body 8 has a plurality of guide holes 8a formed on the back side thereof, and pins 9 provided on the flange 5 are inserted into the holes 8a. The valve body 8 is guided to move in the direction of the movable axis by using a pin 9 provided on the flange 5 as a guide, and the rotation about the movable axis Z is restricted (blocked) by the pin 9.

また、ピン９によって弁体８の回転が規制（阻止）されることによって、可動体４（可動子１）の可動軸Ｚを中心とした回転が阻止される。すなわち、可動体４（可動子１）のシャフト２−１の先端が弁体８に接続（固定）されているので、弁体８の回転が規制されると、可動体４（可動子１）の回転も規制される。この弁体８の回転を規制する機構が可動体４（可動子１）の可動軸Ｚ軸を中心とした回転を阻止する回転止め機構（回転止め手段）となっている。 Further, the rotation of the valve body 8 is restricted (blocked) by the pin 9, whereby the rotation of the movable body 4 (movable element 1) around the movable axis Z is blocked. That is, since the tip of the shaft 2-1 of the movable body 4 (mover 1) is connected (fixed) to the valve body 8, when the rotation of the valve body 8 is restricted, the movable body 4 (move 1). Is also restricted. The mechanism that restricts the rotation of the valve body 8 is a rotation stop mechanism (rotation stop means) that prevents rotation of the movable body 4 (movable element 1) around the movable axis Z axis.

図１において、１０（１０Ａ）は回転子であり、隔室７の外側に設けられている。回転子１０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）とされている。回転子１０は、円筒状に構成された保持部材（非磁性部材）１１の摺動溝１１ａに回転可能、かつ、可動軸方向の移動を阻止するように保持されており、可動軸Ｚを中心として回転する。可動体４（可動子１）は、隔室７内において、回転子（リング状の永久磁石）１０の中空部１０ａを通して可動軸方向に移動する。なお、回転子１０と保持部材（非磁性部材）１１の摺動溝１１ａの接触面（摺動面）の片方または両方には、例えば、フッ素樹脂系などの乾性被膜潤滑剤による個体潤滑コーティングが施されている。また、保持部材（非磁性部材）１１をテフロン（登録商標）やポリアセタールなどの摺動用材料で構成してもよい。 In FIG. 1, 10 (10 </ b> A) is a rotor and is provided outside the compartment 7. The rotor 10 is a ring magnetized in the radial direction or a cylindrical permanent magnet (in this example, a ring-shaped permanent magnet). The rotor 10 is held in a sliding groove 11a of a holding member (nonmagnetic member) 11 configured in a cylindrical shape so as to be rotatable and prevent movement in the direction of the movable axis. Rotate as The movable body 4 (movable element 1) moves in the direction of the movable axis through the hollow portion 10 a of the rotor (ring-shaped permanent magnet) 10 in the compartment 7. One or both of the contact surface (sliding surface) of the sliding groove 11a of the rotor 10 and the holding member (nonmagnetic member) 11 is solid lubricated with a dry film lubricant such as a fluororesin. It has been subjected. The holding member (nonmagnetic member) 11 may be made of a sliding material such as Teflon (registered trademark) or polyacetal.

回転子１０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Ｎ極、他方の面側（図１の状態では下側）がＳ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。 In the rotor 10, the inner peripheral surface of the ring-shaped permanent magnet has an N-pole on one side (upper side in the state of FIG. 1) facing the movable axis Z and the other side (in the state of FIG. 1). The lower surface is the S pole, and the outer peripheral surface of the ring-shaped permanent magnet has one surface side (upper side in the state of FIG. 1) facing the movable axis Z as the S pole and the other surface side ( In the state of FIG. 1, the lower side is the N pole.

すなわち、回転子１０には、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１の磁極対（上側の磁極対）と、可動軸Ｚを中心とする第１の円周（内周面）上をＳ極の位置をとし、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 10 has a position of the N 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 pair (upper magnetic pole pair) having an S pole position on the second circumference (outer circumferential surface) and an S circumference on the first circumference (inner circumferential surface) centered on the movable axis Z. A second magnetic pole pair (lower magnetic pole) having the position of the pole and the position of the N pole 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 movable element 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１０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 direction of the movable axis is equal to or longer than the length L of the rotor 10 in the direction of the movable axis.

図１において、１４は、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から回転子１０に正逆方向の磁界を与えて回転子１０を回転（１８０゜回転）させて、回転子１０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 14 denotes a magnetic field on the inner circumferential surface of the rotor 10 by rotating the rotor 10 by applying a magnetic field in the forward / reverse direction to the rotor 10 from a direction substantially orthogonal to the movable axis Z (rotating 180 °). The rotor rotation means replaces the arrangement of the magnetic poles between the first arrangement and the second arrangement.

この回転子回転手段１４は、電磁コイル１２と、この電磁コイル１２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１３−１および１３−２とから構成されている。 The rotor rotating means 14 is composed of an electromagnetic coil 12 and yokes 13-1 and 13-2 in which one end is connected to or integrated with one end and the other end of the core of the electromagnetic coil 12. Yes.

この回転子回転手段１４において、ヨーク１３−１および１３−２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１０を挟んで対向している。すなわち、回転子１０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１３−１および１３−２の他方の端部は、その形状が回転子１０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１０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 14, the other ends of the yokes 13-1 and 13-2 are opposed to each other with the rotor 10 interposed therebetween 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 10. Further, the other ends of the yokes 13-1 and 13-2 have an arc shape in accordance with the shape of the outer peripheral surface of the rotor 10. The arc shape is preferably formed concentrically with the outer periphery of the rotor 10 in order to improve the rotation efficiency.

〔通常のラッチ動作（開弁／閉弁動作）〕
図１の状態は、回転子回転手段１４によって回転子１０を回転させ、回転子１０の内周面上の磁極の配置を第１の配置（上側がＮ極、下側がＳ極）に切り替えた状態を示している。 [Normal latch operation (valve open / close operation)]
In the state of FIG. 1, the rotor 10 is rotated by the rotor rotating means 14, and the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 10 is switched to the first arrangement (the N pole on the upper side and the S pole on the lower side). Indicates the state.

この第１の配置において、回転子１０（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Ｎ極、下側がＳ極となる。この状態において、回転子１０は、隔室７の外側から、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１０ａ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。これにより、弁体８は、可動軸方向の他方側（図１（ａ）に示す右方向）に移動した状態、すなわち開弁側に移動した状態で停止（開弁状態を維持）している。 In this first arrangement, as shown in FIG. 1, the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 10 (ring-shaped permanent magnet) have an N pole on the upper side and an S pole on the lower side. In this state, the rotor 10 magnetically attracts the permanent magnet 1-1 of the mover 1 from the outside of the compartment 7. That is, the permanent magnet 1-1 of the mover 1 is drawn into the hollow portion 10a and latched (attracted / held). As a result, the valve body 8 is stopped (maintains the open state) in a state where it has moved to the other side in the movable axis direction (right direction shown in FIG. 1A), that is, in a state where it has moved to the valve opening side. .

なお、図１の状態は、回転子回転手段１４によって回転子１０を回転させた後、すなわち電磁コイル１２への通電を行った後、電磁コイル１２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 of FIG. 1, the rotor 10 is rotated by the rotor rotating means 14, that is, after energization of the electromagnetic coil 12 is performed, the energization of the electromagnetic coil 12 is cut off (non-excited state). Is shown.

この電磁コイル１２の非励磁状態において、回転子１０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 12, the rotor 10 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 10 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１４によって回転子１０を回転（１８０゜回転）させ、回転子１０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１０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１−１と回転子１０との間の磁気吸引力が消失し、永久磁石１−１と回転子１０との間に磁気反発力が発生する。 From this state, it is assumed that the rotor 10 is rotated (rotated 180 °) by the rotor rotating means 14 and the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 10 is switched to the second arrangement. In other words, it is assumed that the positions of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 10 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 1-1 of the mover 1 and the rotor 10 disappears, and a magnetic repulsive force is generated between the permanent magnet 1-1 and the rotor 10.

これにより、永久磁石１−１が回転子１０を離れるとともに、永久磁石１−２が回転子１０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（ａ）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１０によりラッチされる（図２参照）。 Thereby, while the permanent magnet 1-1 leaves the rotor 10, the permanent magnet 1-2 approaches the rotor 10, and the mover 1 is moved by the resultant force with the magnetic attractive force generated between the permanent magnet 1-2. It moves to one side of the movable axis direction (left direction shown in FIG. 1A), and the permanent magnet 1-2 of the movable element 1 is latched by the rotor 10 (see FIG. 2).

この可動子１の動力は、シャフト２−１によって弁体８に伝えられ、弁体８を可動軸方向の一方側（閉弁側）に移動させる。すなわち、弁体８を閉の位置に動作させる。そして、回転子１０による可動子１の永久磁石１−２のラッチにより、弁体８を閉の位置に留める（閉弁状態を維持する）。 The power of the mover 1 is transmitted to the valve body 8 by the shaft 2-1, and the valve body 8 is moved to one side (valve closing side) in the movable axis direction. That is, the valve body 8 is moved to the closed position. Then, the valve body 8 is held in the closed position by the latch of the permanent magnet 1-2 of the mover 1 by the rotor 10 (the valve closed state is maintained).

なお、図２の状態は、回転子回転手段１４によって回転子１０を回転させた後、すなわち電磁コイル１２への通電を行った後、電磁コイル１２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１０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。 2 is a state in which the energization of the electromagnetic coil 12 is interrupted after the rotor 10 is rotated by the rotor rotating means 14, that is, the energization of the electromagnetic coil 12 is performed (non-excited state). Is shown. Also in this case, the rotor 10 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 attractive force between the rotor 10 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１４によって回転子１０を回転（１８０゜回転）させ、回転子１０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１０の内周面の磁極の位置を入れ替え、下側をＳ極、上側をＮ極に戻したとする。すると、可動子１の永久磁石１−２と回転子１０との間の磁気吸引力が消失し、永久磁石１−２と回転子１０との間に磁気反発力が発生する。 Next, from this state (the state of FIG. 2), the rotor 10 is rotated (rotated 180 °) by the rotor rotating means 14, and the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 10 is switched to the first arrangement. Suppose. That is, it is assumed that the position of the magnetic pole on the inner peripheral surface of the rotor 10 is changed and the lower side is returned to the S pole and the upper side is returned to the N pole. Then, the magnetic attractive force between the permanent magnet 1-2 of the mover 1 and the rotor 10 disappears, and a magnetic repulsive force is generated between the permanent magnet 1-2 and the rotor 10.

これにより、永久磁石１−２が回転子１０を離れるとともに、永久磁石１−１が回転子１０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（ａ）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１０によりラッチされる（図１参照）。 Thereby, while the permanent magnet 1-2 leaves the rotor 10, the permanent magnet 1-1 approaches the rotor 10, 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. 2A), and the permanent magnet 1-1 of the movable element 1 is latched by the rotor 10 (see FIG. 1).

この可動子１の動力は、シャフト２−１によって弁体８に伝えられ、弁体８を可動軸方向の他方側（開弁側）に移動させる。すなわち、弁体８を開の位置に動作させる。そして、回転子１０による可動子１の永久磁石１−１のラッチにより、弁体８を開の位置に留める（開弁状態を維持する）。 The power of the mover 1 is transmitted to the valve body 8 by the shaft 2-1, and moves the valve body 8 to the other side (the valve opening side) in the movable axis direction. That is, the valve body 8 is moved to the open position. Then, the valve body 8 is held in the open position by the latch of the permanent magnet 1-1 of the mover 1 by the rotor 10 (the valve open state is maintained).

このようにして、回転子回転手段１４によって回転子１０を回転させることによって、可動子１が回転子１０と非接触で移動し、可動子１の一方側でのラッチ（閉弁状態の維持）、他方側でのラッチ（開弁状態の維持）が行われる。この場合、回転子１０の外周面の磁極を回転力発生用に使用し、回転子１０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１０を回転させることができる。これにより、回転子回転手段１４の小型化と省電力化とが可能となる。 Thus, by rotating the rotor 10 by the rotor rotating means 14, the mover 1 moves in a non-contact manner with the rotor 10, and is latched on one side of the mover 1 (maintaining the valve closed state). The other side is latched (maintenance of the valve open state). In this case, the magnetic pole on the outer peripheral surface of the rotor 10 is used for generating a rotational force, and the magnetic pole on the inner peripheral surface of the rotor 10 is used for magnetic attraction holding and magnetic repulsion of the movable element 1. The rotor 10 can be rotated with a weak force from the outer peripheral side against the torque that hinders the rotation from the inner peripheral side due to the magnetic attractive force generated between the rotor 10 and the outer peripheral side. Thereby, size reduction and power saving of the rotor rotation means 14 are attained.

また、回転子１０は、電磁コイル１２の非励磁状態において、その磁極の方向がθだけ傾けられて静止しているので、回転子回転手段１４からの電磁力を受けて効率よく回転する。すなわち、電磁コイル１２の非励磁状態において、ヨーク１３−１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１３−１の他方の端部とほゞ対向する回転子１０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１３−２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１３−２の他方の端部とほゞ対向する回転子１０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１２を励磁状態とした時に発生する電磁力が回転子１０の回転に効率よく作用する。なお、上述の交差角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。 Further, since the magnetic pole 12 is tilted by θ in the non-excited state of the electromagnetic coil 12 and the rotor 10 is stationary, the rotor 10 is efficiently rotated by receiving the electromagnetic force from the rotor rotating means 14. That is, when the electromagnetic coil 12 is in a non-excited state, the line that connects the center of the other end of the yoke 13-1 and the movable axis Z so as to be orthogonal to the other end of the yoke 13-1 is substantially opposed. A line connecting the center of the magnetic pole on the outer peripheral surface of the child 10 and the line connecting the movable axis Z with θ, and a line connecting the center of the other end of the yoke 13-2 and the movable axis Z perpendicular to each other. Since the crossing angle of the line connecting the center of the magnetic pole of the outer peripheral surface of the rotor 10 and the other end of the yoke 13-2 and the movable axis Z is defined as θ, the electromagnetic coil 12 is The electromagnetic force generated when the excitation state is established acts efficiently on the rotation of the rotor 10. When the above-mentioned intersection angle θ is not applied, 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１０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１４の省電力化が可能となる。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 10, it can rotate with low electric power, and the power saving of the rotor rotation means 14 is attained. 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１０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１０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 10 is the first arrangement, and the permanent magnet 1-1 of the mover 1 is magnetically attracted to the rotor 10 (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１０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１０にラッチされている状態から、可動軸方向の一方側（閉弁側）へ移動する。可動子１の永久磁石１−２が回転子１０に近づくと、永久磁石１−２と回転子１０との間には磁気反発力が発生する。この際、回転子１０とヨーク１３−１および１３−２の他方の端部との間、および、回転子１０と永久磁石１−１との間には磁気吸引力が働いているので、回転子１０の回転は規制（阻止）されており、永久磁石１−２との間の磁気反発力は可動軸方向のみの動作として現れる。（なお、回転子１０と永久磁石１−２の磁極方向（角度）がほぼ一致しているため、回転力自体も発生しにくい。）これにより、永久磁石１−２が回転子１０から離れるとともに、永久磁石１−１が回転子１０に近づき、永久磁石１−１と回転子１０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（開弁側）に戻される。 In this case, the mover 1 moves from the state in which the permanent magnet 1-1 is latched to the rotor 10 in a state where the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 10 are in the first arrangement. Move to one side (valve closing side). When the permanent magnet 1-2 of the mover 1 approaches the rotor 10, a magnetic repulsive force is generated between the permanent magnet 1-2 and the rotor 10. At this time, a magnetic attraction force acts between the rotor 10 and the other ends of the yokes 13-1 and 13-2 and between the rotor 10 and the permanent magnet 1-1. The rotation of the child 10 is restricted (blocked), and the magnetic repulsive force with the permanent magnet 1-2 appears as an operation only in the movable axis direction. (In addition, since the magnetic pole directions (angles) of the rotor 10 and the permanent magnet 1-2 are substantially the same, the rotational force itself is not easily generated.) As a result, the permanent magnet 1-2 is separated from the rotor 10. The permanent magnet 1-1 approaches the rotor 10, and the resultant force of the magnetic attractive force generated between the permanent magnet 1-1 and the rotor 10 causes the mover 1 to move to the other side (opening side) in the movable axis direction. Returned to

すなわち、可動軸方向の一方側（閉弁側）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（開弁側）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 (valve closing side) in the movable axis direction, and the movable element 1 moves to one side in the movable axis direction, the movable element 1 remains in one of the movable axis directions. Instead of being latched at the position moved to the side, it automatically returns to the latch (original latched state) at the position moved to the other side (the valve opening side) in the movable axis direction.

今、回転子１０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１０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 10 is the second arrangement, and the permanent magnet 1-2 of the mover 1 is magnetically attracted to the rotor 10 (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１０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１０にラッチされている状態から、可動軸方向の他方側（開弁側）へ移動する。可動子１の永久磁石１−１が回転子１０に近づくと、永久磁石１−１と回転子１０との間には磁気反発力が発生する。この際、回転子１０とヨーク１３−１および１３−２の他方の端部との間、および、回転子１０と永久磁石１−２との間には磁気吸引力が働いているので、回転子１０の回転は規制（阻止）されており、永久磁石１−１との間の磁気反発力は可動軸方向のみの動作として現れる。（なお、回転子１０と永久磁石１−１の磁極方向（角度）がほぼ一致しているため、回転力自体も発生しにくい。）これにより、永久磁石１−１が回転子１０から離れるとともに、永久磁石１−２が回転子１０に近づき、永久磁石１−２と回転子１０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（閉弁側）に戻される。 In this case, the mover 1 moves from the state in which the permanent magnet 1-2 is latched to the rotor 10 in a state where the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 10 are in the second arrangement, Move to the other side (open side). When the permanent magnet 1-1 of the mover 1 approaches the rotor 10, a magnetic repulsive force is generated between the permanent magnet 1-1 and the rotor 10. At this time, a magnetic attractive force acts between the rotor 10 and the other ends of the yokes 13-1 and 13-2 and between the rotor 10 and the permanent magnet 1-2. The rotation of the child 10 is restricted (blocked), and the magnetic repulsive force with the permanent magnet 1-1 appears as an operation only in the movable axis direction. (Note that since the magnetic pole directions (angles) of the rotor 10 and the permanent magnet 1-1 are substantially the same, the rotational force itself is not easily generated.) As a result, the permanent magnet 1-1 is separated from the rotor 10. The permanent magnet 1-2 approaches the rotor 10, and due to the resultant force of the magnetic attraction generated between the permanent magnet 1-2 and the rotor 10, the mover 1 is moved to one side (valve closing side) in the movable axis direction. Returned to

すなわち、可動軸方向の他方側（開弁側）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（閉弁側）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 (the valve opening side) in the movable axis direction and the movable element 1 moves to the other side in the movable axis direction, the movable element 1 remains in the other direction in the movable axis direction. Instead of being latched at the position moved to the side, it automatically returns to the latch (original latched state) at the position moved to one side (valve closing side) in the movable axis direction.

このように、本実施の形態の遮断弁では、回転子１０を回転させて回転子１０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１０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 shut-off valve of the present embodiment, the rotor 10 is rotated and the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 10 is not changed. It is not possible to switch the latch to the position moved to, and to switch the latch from the position moved to the other side to the position moved to one side. In addition, without changing the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 10, the mover 1 latched at the position moved to one side is latched at the position moved to the other side and moved to the other side. When the mover 1 is moved to one side, it automatically returns to the original latched state.

本実施の形態の遮断弁では、可動子１の可動軸方向の移動に、すなわち遮断弁の開閉状態の変更に、回転子１０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、開弁／閉弁状態を確実に維持することが可能となり、安全性が高められる。 In the shut-off valve of the present embodiment, a lock mechanism called rotation of the rotor 10 is added to the movement of the mover 1 in the movable axis direction, that is, to change the open / close state of the shut-off valve, and this lock mechanism is added. As a result, the valve open / closed state can be reliably maintained, and safety is improved.

また、本実施の形態の遮断弁では、可動子１と回転子１０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）１０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１０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１０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）１０に近接した位置から回転子１０の外周上の磁極に瞬間的に磁界を与え、回転子１０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（特許文献１）やステッピングモータ（特許文献２）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。特に、特許文献２に対しては、電圧（パルス）印加時間が大幅に短くなるため、省電力化が実現できる。よって、電池駆動の遮断弁には好適である。 In the shut-off valve of the present embodiment, permanent magnets are used for both the mover 1 and the rotor 10, and the main power for moving the mover 1 in the direction of the movable axis is the rotor (permanent magnet) 10. The magnetic repulsive force of the mover 1 (permanent magnet) on the movement source side and the magnetic attractive force of the mover 1 (permanent magnet) on the movement destination side are used simultaneously, and the rotor 10 The rotational force for rotating is used as pilot power only to replace the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 10. Thereby, a magnetic field is instantaneously applied to the magnetic poles on the outer periphery of the rotor 10 from a position close to the rotor (permanent magnet) 10, and the rotation necessary to change the arrangement of the magnetic poles on the inner peripheral surface of the rotor 10. It is only necessary to generate torque, which is less (in principle) than the case where the conventional solenoid (Patent Document 1) or stepping motor (Patent Document 2) is used as the main power for movement in the direction of the movable axis. It can be operated with electric power. In particular, with respect to Patent Document 2, since the voltage (pulse) application time is significantly shortened, power saving can be realized. Therefore, it is suitable for a battery-driven shut-off valve.

また、本実施の形態の遮断弁では、開弁と閉弁で電気的（および動作シーケンス的）な仕様はほゞ同じでよいため、コントール回路の構成も簡素化できる。すなわち、特許文献１の技術では、開弁時のみ大きなコンデンサを備えた昇圧回路が必要であり、特許文献２の技術では、ステップモータ用ドライバ回路が必要であり、コントロール回路の構成が複雑となる。これに対して、本実施の形態の遮断弁では、基本的にトランジスタのスイッチング回路のみで可能であり、コントール回路の構成を簡素化することができる。 Further, in the shut-off valve of the present embodiment, the electrical (and operation sequence) specifications for opening and closing may be almost the same, so the configuration of the control circuit can be simplified. That is, the technique of Patent Document 1 requires a booster circuit having a large capacitor only when the valve is opened, and the technique of Patent Document 2 requires a step motor driver circuit, which complicates the configuration of the control circuit. . On the other hand, the shut-off valve of the present embodiment is basically possible only with a transistor switching circuit, and the configuration of the control circuit can be simplified.

〔可動体について〕
本実施の形態において、可動体４は、隔室７内を移動する。このため、可動子１やシャフト２−１，２−２などの移動で隔室７内の圧力が変化して可動子１の動作を妨げることがないように、摺動体３−１，３−２やシャフト２−１，２−２、永久磁石１−１，２−２などにスリットや面取り加工などを行ってガスの流通路を作り、ガスの流動を可能としている。 [About movable body]
In the present embodiment, the movable body 4 moves in the compartment 7. For this reason, the sliding bodies 3-1, 3 and 3 do not interfere with the movement of the mover 1 by the movement of the mover 1, the shafts 2-1 and 2-2, etc., and the pressure in the compartment 7 changes. 2 and shafts 2-1, 2-2, permanent magnets 1-1 and 2-2 are slit or chamfered to create a gas flow path, thereby enabling gas flow.

なお、図１に示した構成では、小型化のために、シャフト２−１，２−２に摺動体３−１，３−２を設けて、摺動体３−１，３−２の外面と隔室７の内面とで可動体４の移動を案内させるようにしているが、隔室７内にブッシュ（リニアガイド）を設置（固定）して、シャフト２−１，２−２の外周面とブッシュ（リニアガイド）の内周面とで可動体４を案内する一般的な構成としてもよい。 In the configuration shown in FIG. 1, for the purpose of downsizing, the sliding bodies 3-1 and 3-2 are provided on the shafts 2-1 and 2-2, and the outer surfaces of the sliding bodies 3-1 and 3-2 are arranged. The movement of the movable body 4 is guided with the inner surface of the compartment 7, but a bush (linear guide) is installed (fixed) in the compartment 7, and the outer peripheral surfaces of the shafts 2-1 and 2-2. It is good also as a general structure which guides the movable body 4 with the inner peripheral surface of a bush (linear guide).

〔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１０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。また、円筒状の場合は、シャフトも管状にすることにより隔室７内のガスの流通路としてガスの流動を可能とし、上述したような可動体４の動作を妨げる可動体４の移動による隔室７内の圧力変化を抑制することもできる。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 10 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. In the case of a cylindrical shape, the shaft is also tubular so that the gas can flow as a gas flow path in the compartment 7, and the separation due to the movement of the movable body 4 that hinders the operation of the movable body 4 as described above. The pressure change in the chamber 7 can also be suppressed. 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１０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 10 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、構成が簡素になり、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 integrating the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1, that is, by forming the permanent magnets 1-1 and 1-2 on the same member by multi-pole magnetization, the configuration is simplified. Assembly can be facilitated.

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）１ａで連結している。このような可動子１（１Ｂ）を用いることにより、可動子１のストロークをさらに大きくすることができる。なお、双安定移動手段の動作に悪影響を与えないように、永久磁石１−１，１−２の連結には非磁性の部材を使用している。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. They are connected by a magnetic member (such as a shaft) 1a. By using such a mover 1 (1B), the stroke of the mover 1 can be further increased. In order not to adversely affect the operation of the bistable moving means, non-magnetic members are used to connect the permanent magnets 1-1 and 1-2. FIG. 4 shows a diagram corresponding to FIG.

図３に示されるような構成とする場合、可動子１（１Ｂ）の永久磁石１−１，１−２が回転子１０の中空部１０ａ内に入らないように、可動子１（１Ｂ）の永久磁石１−１，１−２の内側（非磁性の部材１ａ側）の端面付近で止まるように可動子１（１Ｂ）の可動範囲を制限すると、回転子１０の回転を妨げる永久磁石１−１，１−２と回転子１０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１０を回転させやすくなる。また、可動子１（１Ｂ）の永久磁石１−１，１−２の内側の端面が回転子１０の中空部１０ａ内にわずかに（例えば、回転子１０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１（１Ｂ）の可動範囲を制限すると、さらに回転子１０を回転させやすくなる。これは、可動子１（１Ｂ）の永久磁石１−１，１−２の回転子１０に接近している方の永久磁石の磁極と、回転子１０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１０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１０が可動子１（１Ｂ）の永久磁石１−１，１−２の回転子１０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１０の回転を妨げる力が弱くなるためである。 In the case of the configuration shown in FIG. 3, the mover 1 (1 </ b> B) has the permanent magnets 1-1 and 1-2 so that the permanent magnets 1-1 and 1-2 do not enter the hollow portion 10 a of the rotor 10. If the movable range of the mover 1 (1B) is limited so as to stop near the end face on the inner side (non-magnetic member 1a side) of the permanent magnets 1-1 and 1-2, the permanent magnet 1 that prevents the rotor 10 from rotating. Since it is possible to suppress an increase in the vector component in the direction perpendicular to the movable axis Z of the attractive force between 1, 1-2 and the magnetic pole on the inner peripheral side of the rotor 10, the rotor 10 can be easily rotated. Further, the inner end surfaces of the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 (1B) are slightly in the hollow portion 10a of the rotor 10 (for example, the rotor 10 is a ring having an outer diameter of about 13 mm and an inner diameter of about 8 mm). If the movable range of the movable element 1 (1B) is limited so that it stops when it enters, it becomes easier to rotate the rotor 10. This is because between the magnetic pole of the permanent magnet approaching the rotor 10 of the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 (1B) and the magnetic pole on the inner peripheral side of the rotor 10 (different from each other). In addition to the attractive force generated between the poles), the repulsive force generated between the magnetic poles on the outer periphery of the rotor 10 (same poles) is also affected, so that the forces balance each other and the rotor 10 is movable. This is because the force that prevents the rotation of the rotor 10 is weakened as the resultant force received from the permanent magnets 1 and 1 of the child 1 (1B) closer to the rotor 10 of the permanent magnets 1-1 and 1-2.

〔可動子の可動範囲の規制〕
図５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、可動子１の可動軸方向の一方側（閉弁側）への移動を、弁体８が着座する弁座１５をメカ的なストッパとして規制し、可動子１の可動軸方向の他方側（開弁側）への移動を、シール管６の端面（閉塞面）に設けたスペーサ１６をメカ的なストッパとして規制し、これによって可動子１の可動範囲を制限するようにしている。 [Control of movable range of mover]
FIG. 5 shows an example in which the movable range of the mover 1 is limited. In this example, the movement of the mover 1 to the one side (valve closing side) in the direction of the movable axis is regulated by using the valve seat 15 on which the valve body 8 is seated as a mechanical stopper, The movement to the other side (valve opening side) is restricted by using a spacer 16 provided on the end face (closed face) of the seal tube 6 as a mechanical stopper, thereby restricting the movable range of the mover 1. .

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１０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６に、可動子１および回転子１０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６（ａ）は要部の側面断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）を左方向から見た図、図６（ｃ）は図６（ａ）を右方向から見た図である。なお、図６において、回転子回転手段１４やシール管６などは省略している。 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 mover 1 and the rotor 10. FIG. 6 shows an example in which chamfered portions are formed at both the edges of the movable element 1 and the rotor 10 that are close to each other. 6A is a side cross-sectional view of the main part, FIG. 6B is a view of FIG. 6A viewed from the left direction, and FIG. 6C is a view of FIG. 6A viewed from the right direction. It is a figure. In FIG. 6, the rotor rotating means 14 and the seal tube 6 are omitted.

図６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１０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１０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１０ｂおよび１０ｃを形成している。 In the example shown in FIG. 6, chamfered portions 1 a and 1 b are formed on edges of the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 that are close to and opposed to the rotor 10. Further, chamfered portions 10b and 10c are formed at edges of the rotor 10 that are close to and opposed to the permanent magnets 1-1 and 1-2 of the mover 1 of the rotor 10.

可動子１と回転子１０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１０Ａ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るため、回転を妨げるトルクも小さくなり、回転子回転手段１４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 mover 1 and the edge of the rotor 10 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 chamfered portions on both or one of the adjacent edges of the movable element 1 and the rotor 10A, the characteristic change becomes smooth, so the variation between solids is reduced, and the force in the direction perpendicular to the movable axis Z is also Since the torque is weakened, the torque that hinders the rotation is also reduced, and the power of the rotor rotating means 14 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.

〔回転子について〕
図１に示した構成では、回転子１０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１０−１，１０−２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 10 is a ring or a cylindrical permanent magnet. However, the rotor 10 is not limited to a ring or a cylindrical permanent magnet, and a pair of magnetic poles is used as shown in FIG. The permanent magnets 10-1 and 10-2 may be configured so as to sandwich the mover 1 so that the magnetic pole direction thereof is orthogonal to the movable axis Z.

図７に示した構成では、環状の保持部材（非磁性部材）１０−３の外周面に矩形状の永久磁石１０−１，１０−２を嵌め込んで、全体の形状をリングまたは円筒状とした回転子１０（１０Ｂ）を用いている。 In the configuration shown in FIG. 7, the rectangular permanent magnets 10-1 and 10-2 are fitted on the outer peripheral surface of the annular holding member (nonmagnetic member) 10-3 so that the overall shape is a ring or a cylindrical shape. The rotor 10 (10B) is used.

この回転子１０（１０Ｂ）では、永久磁石１０−１のＮ極および永久磁石１０−２のＳ極の位置を回転子１０（１０Ｂ）のほゞ内周面上（第１の円周上）とし、永久磁石１０−１のＳ極および永久磁石１０−２のＮ極の位置を回転子１０（１０Ｂ）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１０−１，１０−２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 10 (10B), the positions of the N pole of the permanent magnet 10-1 and the S pole of the permanent magnet 10-2 are on the inner peripheral surface (on the first circumference) of the rotor 10 (10B). The positions of the south pole of the permanent magnet 10-1 and the north pole of the permanent magnet 10-2 are on the outer peripheral surface (second circumference) of the rotor 10 (10B). That is, the permanent magnets 10-1 and 10-2 having a pair of magnetic poles are arranged so as to sandwich the mover 1 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）１０−４上に矩形状の永久磁石１０−１，１０−２を設けるようにしてもよく、図９に示すように、半リングまたは半円筒状の保持部材（非磁性部材）１０−５と１０−６の端部間に矩形状の永久磁石１０−１，１０−２を挟むようにしてもよい。図７〜図９に示すような保持部材１０−３〜１０−６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 10-1 and 10-2 on the disk-shaped holding member (nonmagnetic member) 10-4, as shown in FIG. In addition, the rectangular permanent magnets 10-1 and 10-2 may be sandwiched between the ends of the semi-ring or semi-cylindrical holding members (non-magnetic members) 10-5 and 10-6. By using the holding members 10-3 to 10-6 as shown in FIG. 7 to FIG. 9, the amount of magnet material used can be reduced, and the degree of freedom of design can be expanded, for example, by integrating sliding parts. .

また、図１に示した構成では、回転子１０を隔室７の外側に設けるようにしたが、例えば図１０に示すように隔室７内に回転子１０を設けるようにしてもよい。図１０に示した例では、フランジ５とシール管６に挟まれた隔室７内の空間（溝状の空間）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回転子１０を保持させている。 Further, in the configuration shown in FIG. 1, the rotor 10 is provided outside the compartment 7. However, for example, the rotor 10 may be provided in the compartment 7 as shown in FIG. 10. In the example shown in FIG. 10, the space (groove-shaped space) in the compartment 7 sandwiched between the flange 5 and the seal tube 6 is rotatable about the movable axis Z and is prevented from moving in the movable axis direction. Thus, the rotor 10 is held.

〔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１２とヨーク１３−１，１３−２とから構成し、ヨーク１３−１および１３−２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１０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 12 and yokes 13-1 and 13-2, and the other ends of the yokes 13-1 and 13-2 are movable shafts. Although it is made to oppose on both sides of the rotor 10 from the direction substantially orthogonal to Z, such a structure is not necessarily required.

例えば、図示してはいないが、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組の電磁コイルを用い、この１組の電磁コイルのコアの他端を連結するヨークとで回転子回転手段を構成するようにしてもよい。 For example, although not shown in the figure, a set of electromagnetic coils arranged with the axis of the movable shaft Z approximately coincident with each other and one end of the core facing each other is used. You may make it comprise a rotor rotation means with the yoke which connects the other end of a core.

また、図１に示した構成では、ヨーク１３−１および１３−２の他方の端部の形状を回転子１０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１３−１および１３−２の他方の端部の形状を平坦面としてもよい。なお、ヨーク１３−１および１３−２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）。また、それぞれ対向するヨーク１３−１および１３−２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。さらに、この円弧の形状は、回転子１０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。 Moreover, in the structure shown in FIG. 1, although the shape of the other edge part of yoke 13-1 and 13-2 is made into circular arc shape according to the shape of the outer peripheral surface of the rotor 10, as shown in FIG. The shape of the other end of the yokes 13-1 and 13-2 may be a flat surface. In addition, when the shape of the other end of the yokes 13-1 and 13-2 is an arc, the generation efficiency of the rotational force is improved (they can be rotated with a low magnetic flux (low power)). Further, it is preferable that both end portions of the arcs of the opposing yokes 13-1 and 13-2 have a small cross-sectional area (high magnetic resistance) and face each other in close proximity to increase the rotational force. Further, it is preferable that the arc shape is formed concentrically with the outer periphery of the rotor 10 in order to improve the rotation efficiency.

また、図１に示した構成では、ヨーク１３−１および１３−２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１３−１および１３−２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１３−１および１３−２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やや低下するが、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 13-1 and 13-2. However, as shown in FIG. Alternatively, they may be integrated. When the butted portions at the other ends of the yokes 13-1 and 13-2 are connected or integrated, that is, when the other ends of the yokes 13-1 and 13-2 are partially connected or integrated, Although the generation efficiency is slightly reduced, alignment and assembly are facilitated.

また、図１に示した構成では、電磁コイル１２の非励磁状態における回転子１０の交差角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１３−１および１３−２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 of the rotor 10 when the electromagnetic coil 12 is not excited is performed by setting the rotation angle around the movable axis Z of the mover 1. The yokes 13-1 and 13-2 may be asymmetrically shaped or arranged. An example is shown in FIGS.

図１３に示した例では、ヨーク１３−１および１３−２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１２の非励磁状態において、回転子１０とヨーク１３−１および１３−２の他方の端部との間に働く吸引力によって回転子１０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, the shape of the other end of the yokes 13-1 and 13-2 is asymmetrical, so that the rotor 10 and the yokes 13-1 and 13-are in the non-excited state of the electromagnetic coil 12. The crossing angle θ is generated by setting a stable position where the rotation angle of the rotor 10 is balanced by the attractive force acting between the other two end portions.

図１４に示した例では、ヨーク１３−１および１３−２の他方の端部にノッチ１３ａおよび１３ｂを設けることにより、電磁コイル１２の非励磁状態において、回転子１０とヨーク１３−１および１３−２の他方の端部との間に働く吸引力によって回転子１０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, by providing notches 13 a and 13 b at the other ends of the yokes 13-1 and 13-2, the rotor 10 and the yokes 13-1 and 13 are in the non-excited state of the electromagnetic coil 12. The crossing angle θ is generated by setting a stable position where the rotation angle of the rotor 10 is balanced by the suction force acting between the other end portion of -2.

このように、ヨーク１３−１および１３−２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１０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 asymmetrical shapes or arrangements of the yokes 13-1 and 13-2, a holding torque for holding the rotor 10 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、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１０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 the same as the direction of the magnetic pole of the mover 1 in order to maximize the generated force in the direction of the movable axis Z of the mover 1. It is preferable to set by a rotation stopping mechanism so as to match the direction of the 10 magnetic poles.

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回転子１０を挟んで対向するヨーク１３−１，１３−２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 13-1 and 13-2 that face each other across the rotor 10 are connected from the direction substantially orthogonal to the movable axis Z. 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回転子１０を挟んで対向するヨーク１３−１，１３−２の端部の中心を、可動軸Ｚに直交する面内で回転子１０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 13-1 and 13-2 facing each other with the rotor 10 sandwiched from the direction substantially orthogonal to the movable axis Z are You may make it shift to the both sides of the rotor 10 within the plane orthogonal to the movable axis Z.

図１５や図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１２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１４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 12, compared to the configuration shown in FIG. 11, it can be rotated with low power, and the rotor rotating means 14 can be saved. Electricity becomes possible.

〔回転止め機構の他の例〕
図１７に可動体４（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）の他の例を示す。図１７（ａ）は要部の側面断面図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）におけるＤ−Ｄ線断面図である。 [Other examples of rotation stop mechanism]
FIG. 17 shows another example of a mechanism (rotation stop mechanism) that prevents the movable body 4 (mover 1) from rotating about the movable axis Z. FIG. 17A is a side cross-sectional view of the main part, and FIG. 17B is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG.

この例では、摺動体３−１の外周面に突起３ａ，３ｂを設け、フランジ５に溝５ｂ，５ｃを設け、摺動体３−１の突起３ａ，３ｂをフランジ５の溝５ｂ，５ｃに係合させることによって、可動体４（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。また、この突起３ａ，３ｂと溝５ｂ，５ｃとの係合によって、つまり、フランジ５の溝５ｂ，５ｃの可動軸Ｚを中心とした回転角度の設定によって、可動体４（可動子１）の可動軸Ｚを中心とする回転角度を設定し、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を設定している。 In this example, the protrusions 3a and 3b are provided on the outer peripheral surface of the sliding body 3-1, the grooves 5b and 5c are provided on the flange 5, and the protrusions 3a and 3b of the sliding body 3-1 are engaged with the grooves 5b and 5c of the flange 5. By combining them, rotation of the movable body 4 (movable element 1) around the movable axis Z is prevented. Further, the engagement of the protrusions 3a, 3b and the grooves 5b, 5c, that is, the setting of the rotation angle about the movable axis Z of the grooves 5b, 5c of the flange 5, the movable body 4 (movable element 1). A rotation angle about the movable axis Z is set, and the inclination θ in the direction of the magnetic poles of the permanent magnet 1-1 and 1-2 of the mover 1 is set by setting the rotation angle.

図１８に可動体４（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）の別の例を示す。図１８（ａ）は要部の側面図であり、図１８（ｂ）は図１８（ａ）におけるＥ−Ｅ線断面図である。 FIG. 18 shows another example of a mechanism (rotation stop mechanism) that prevents the movable body 4 (mover 1) from rotating about the movable axis Z. 18A is a side view of the main part, and FIG. 18B is a cross-sectional view taken along the line EE in FIG.

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）１７−１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）１７−２に挿通されている。ブッシュ（リニアガイド）１７−１，１７−２は隔室７内に固定されており、このブッシュ（リニアガイド）１７−１，１７−２内を可動体４（可動子１）が可動軸方向に移動する。この場合、可動体４は、可動子１（１Ａ）とシャフト２−１と２−２とから構成される。 In this example, a shaft 2-1 connected to one end of the mover 1 is inserted into a bush (linear guide) 17-1, and a shaft 2-2 connected to the other end of the mover 1 is a bush (linear guide). It is inserted through 17-2. The bushes (linear guides) 17-1 and 17-2 are fixed in the compartment 7, and the movable body 4 (movable element 1) is moved in the movable shaft direction in the bushes (linear guides) 17-1 and 17-2. Move to. In this case, the movable body 4 includes the movable element 1 (1A) and the shafts 2-1 and 2-2.

ブッシュ（リニアガイド）１７−１，１７−２の内周面には、突起１７ａ，１７ｂが形成されており、この突起１７ａ，１７ｂ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）１７−１，１７−２に挿通させている。 Protrusions 17a and 17b are formed on the inner peripheral surfaces of the bushes (linear guides) 17-1 and 17-2. The protrusions 17a and 17b 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 the bushes (linear guides) 17-1 and 17-2 by engaging the grooves 2 a and 2 b formed along

この突起１７ａ，１７ｂと溝２ａ，２ｂとの係合によって、可動体４（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１７ａ，１７ｂ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）１７−１，１７−２の突起１７ａ，１７ｂの可動軸Ｚを中心とした回転角度の設定によって、可動体４（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 17a and 17b and the grooves 2a and 2b, the rotation of the movable body 4 (movable element 1) around the movable axis Z is prevented. Further, by engaging the protrusions 17a and 17b with the grooves 2a and 2b, that is, by setting a rotation angle around the movable axis Z of the protrusions 17a and 17b of the bushes (linear guides) 17-1 and 17-2. A rotation angle about the movable axis Z of the movable body 4 (mover 1) is set, and the inclination θ in the direction of the magnetic poles of the permanent magnet 1-1 and 1-2 of the mover 1 is set by setting the rotation angle. Is set.

図１９〜図２２に回転止め機構のさらに別の例を示す。図１９に示した例では、弁体８の裏面側に設けられた複数のピン１８をフランジ５に設けられた孔５ｄに挿入することにより、弁体８の可動軸方向への動きを案内すると共に、弁体８の可動軸Ｚを中心とする回転方向の動きを規制（可動体４（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。 19 to 22 show still another example of the rotation stopping mechanism. In the example shown in FIG. 19, the movement of the valve body 8 in the direction of the movable axis is guided by inserting a plurality of pins 18 provided on the back surface side of the valve body 8 into the holes 5 d provided in the flange 5. At the same time, the movement of the valve body 8 in the rotational direction about the movable axis Z is restricted (rotation about the movable axis Z of the movable body 4 (movable element 1) is prevented).

図２０に示した例では、シャフト２−１に円板状のガイド１９を固定し、このガイド１９にフランジ５に設けられた複数のピン２０を係合させることによって、弁体８の可動軸方向への動きを案内すると共に、弁体８の可動軸Ｚを中心とする回転方向の動きを規制（可動体４（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. 20, a disc-shaped guide 19 is fixed to the shaft 2-1, and a plurality of pins 20 provided on the flange 5 are engaged with the guide 19, thereby moving the movable shaft of the valve body 8. In addition to guiding the movement in the direction, the movement of the valve body 8 in the rotational direction around the movable axis Z is restricted (rotation of the movable body 4 (movable element 1) around the movable axis Z is prevented). ing.

図２１に示した例では、弁体８の裏面側に設けられた複数の凸部８ｂとフランジ５に設けられた複数の凸部５ｄとを噛み合わせることにより、弁体８の可動軸方向への移動を案内すると共に、弁体８の可動軸Ｚを中心とする回転方向の動きを規制（可動体４（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. 21, by engaging a plurality of convex portions 8 b provided on the back surface side of the valve body 8 and a plurality of convex portions 5 d provided on the flange 5, the valve body 8 moves in the direction of the movable axis. The movement of the valve body 8 in the rotational direction around the movable axis Z is regulated (rotation of the movable body 4 (movable element 1) around the movable axis Z is prevented). .

図２２に示した例では、弁体８の裏面側に設けられた柱状の凸部８ｃをフランジ５に設けられた角孔５ｅに挿入することにより、弁体８の可動軸方向への動きを案内すると共に、弁体８の可動軸Ｚを中心とする回転方向の動きを規制（可動体４（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 columnar convex portion 8 c provided on the back surface side of the valve body 8 is inserted into the square hole 5 e provided in the flange 5, thereby moving the valve body 8 in the movable axis direction. In addition to guiding, the movement of the valve body 8 in the rotation direction around the movable axis Z is restricted (rotation around the movable axis Z of the movable body 4 (movable element 1) is prevented).

図１９〜図２２に示すような構成（図１に示した構成も同じ）とすることにより、弁体８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。 19 to FIG. 22 (the same is true for the configuration shown in FIG. 1), so that a malfunction occurs when some external force (rotational force about the movable axis Z) is applied to the valve body 8. It is possible to prevent the rotation from being provided on the shaft side.

〔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２３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２３（ａ）は要部の側面断面図であり、図２３（ｂ）は図２３（ａ）を左方向から見た図、図２３（ｃ）は図２３（ａ）を右方向から見た図である。なお、図２３において、図１に示されている回転子回転手段１４やシール管６などは省略している。 FIG. 23 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. 23A is a side sectional view of the main part, FIG. 23B is a view of FIG. 23A viewed from the left direction, and FIG. 23C is a view of FIG. 23A viewed from the right direction. It is a figure. In FIG. 23, the rotor rotating means 14 and the seal tube 6 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２３（ｂ））では上側の面）にＳ極を、第２の面（図２３（ｂ）では左側の面）にＮ極を形成し、第３の面（図２３（ｂ）では下側の面）にＳ極を、第４の面（図２３（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. 23B) that is adjacent at 90 ° intervals, and the second surface (the left surface in FIG. 23B). The N pole is formed, the S pole is formed on the third surface (the lower surface in FIG. 23B), and the N pole is formed on the fourth surface (the right surface in FIG. 23B). .

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２３（ｃ））では上側の面）にＮ極を、第２の面（図２３（ｃ）では左側の面）にＳ極を形成し、第３の面（図２３（ｃ）では下側の面）にＮ極を、第４の面（図２３（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 formed on the first circumferential surface (the upper surface in FIG. 23C) adjacent to each other at an interval of 90 °, and the second surface (the left surface in FIG. 23C). The S pole is formed, the N pole is formed on the third surface (the lower surface in FIG. 23C), and the S pole is formed on the fourth surface (the right surface in FIG. 23C). .

また、これに伴い、回転子１０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１０の内周面を円周方向に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２３（ｂ））では上側の面）にＮ極を、第２の面（図２３（ｂ）では左側の面）にＳ極を形成し、第３の面（図２３（ｂ）では下側の面）にＮ極を、第４の面（図２３（ｂ）では右側の面）にＳ極を形成している。 Accordingly, the rotor 10 also has a ring-shaped permanent magnet with 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 inner peripheral surface of the rotor 10 is divided into four in the circumferential direction, 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. 23B) that is adjacent at 90 ° intervals, and the second surface (the left surface in FIG. 23B). The S pole is formed, the N pole is formed on the third surface (the lower surface in FIG. 23B), and the S pole is formed on the fourth surface (the right surface in FIG. 23B). .

なお、図２３に示した構造において、回転子回転手段１４を設ける場合には、図２４に示すように、ヨーク１３−１および１３−２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１０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. 23, when the rotor rotating means 14 is provided, the other ends of the yokes 13-1 and 13-2 are substantially orthogonal to the movable axis Z as shown in FIG. The rotor 10 is arranged so as to face the pair of adjacent magnetic poles on the outer peripheral surface of the permanent magnet of the rotor 10 from the direction in which the rotor 10 is positioned.

このようなヨーク１３−１，１３−２の配置とする場合も、電磁コイル１２の非励磁状態において、ヨーク１３−１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１３−１の他方の端部とほゞ対向する回転子１０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１３−２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１３−２の他方の端部とほゞ対向する回転子１０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、位置させるようにすることが望ましい。 Even when the yokes 13-1 and 13-2 are arranged as described above, a line connecting the center of the other end of the yoke 13-1 and the movable axis Z so as to be orthogonal when the electromagnetic coil 12 is not excited. And the angle of intersection between the center of the magnetic pole on the outer peripheral surface of the permanent magnet of the rotor 10 and the other end of the yoke 13-1 and the line connecting the movable axis Z so as to be orthogonal, and θ A line connecting the center of the other end of the yoke 13-2 and the movable axis Z so as to be orthogonal to each other, and a magnetic pole on the outer peripheral surface of the permanent magnet of the rotor 10 that is generally opposed to the other end of the yoke 13-2. It is desirable that the crossing angle of the line connecting the center and the movable axis Z to be orthogonal is set as θ.

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２５に示すように、回転子１０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）による回転は難しくなるが、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, the magnetic pole pair in the rotor 10 may be in only two directions, as shown in FIG. 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では、可動体４（可動子１）と回転子１０と回転子回転手段１４とで双安定移動手段が構成されているが、この双安定移動手段は、可動子１が可動軸方向の一方側に移動した位置（第１の位置）でラッチされているときと、可動軸方向の他方側に移動した位置（第２の位置）でラッチされているときで、可動軸方向に対称な構造や特性にするのが一般的であるが、その用途や仕様に応じて、第１と第２の位置に関係する永久磁石のサイズ、形状、配置などのバランスを変えて、遮断/復帰（閉弁/開弁）動作の特性を変えてもよい。例えば、遮断弁では閉弁状態において弁体に弁体を閉弁する方向にガス圧（背圧）がかかっているため、開弁時は閉弁時よりも大きな力が必要であり、力特性を非対称にした方が効率がよい。なお、図５に示したような可動子１の可動範囲を制限する手段の設定で設定することも可能である。 In the above-described embodiment, the movable body 4 (movable element 1), the rotor 10, and the rotor rotating means 14 constitute a bistable moving means. Is movable when it is latched at the position moved to one side in the movable axis direction (first position) and when it is latched at the position moved to the other side in the movable axis direction (second position). Generally, the structure and characteristics are symmetrical in the axial direction, but the balance of the size, shape, and arrangement of the permanent magnets related to the first and second positions is changed according to the application and specifications. The characteristics of the shutoff / return (close / open) operation may be changed. For example, in a shut-off valve, gas pressure (back pressure) is applied in the valve closing direction in the closed state, so a greater force is required when opening the valve than when the valve is closed. It is more efficient to make asymmetrical. It is also possible to set by means of means for limiting the movable range of the mover 1 as shown in FIG.

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。ヨークやコアは、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。弁体は、単弁構造でも、パイロット弁（逃がし弁）を有する副弁構造でもよい。上述した実施の形態では、弁体８は回転しないような構成にしたが、可動体４側に回転止め機構があれば、弁体８を回転可能に構成してもよい。その場合は、弁体８とシャフト２−１との間に回転摺動機構やベアリングなどの回転力の伝達を抑制する手段を設けることが好ましい。また、都市ガスやＬＰガスの供給管路やガスメータ内に設置されるガス緊急遮断装置に限られるものではなく、他の用途の遮断弁にも適用可能である。 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 and core are made of a soft magnetic material (for example, electromagnetic steel sheet, 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. The valve body may be a single valve structure or a sub-valve structure having a pilot valve (relief valve). In the above-described embodiment, the valve body 8 is configured not to rotate. However, if the rotation stop mechanism is provided on the movable body 4 side, the valve body 8 may be configured to be rotatable. In that case, it is preferable to provide means for suppressing transmission of rotational force such as a rotary sliding mechanism or a bearing between the valve body 8 and the shaft 2-1. Moreover, it is not restricted to the gas emergency shut-off device installed in the supply line of city gas or LP gas, or a gas meter, but can be applied to shut-off valves for other purposes.

〔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、３−１，３−２…摺動体、４…可動体、５…フランジ、６…シール管、７…隔室、８…弁体、１０（１０Ａ，１０Ｂ）…回転子、１０−１，１０−２…永久磁石、１２…電磁コイル、１３−１，１３−２…ヨーク、１４…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, 3-1, 3-2 ... Sliding body, 4 ... Movable body, 5 ... Flange , 6 ... seal tube, 7 ... compartment, 8 ... valve body, 10 (10A, 10B) ... rotor, 10-1, 10-2 ... permanent magnet, 12 ... electromagnetic coil, 13-1, 13-2 ... Yoke, 14 ... rotor rotating means.

Claims

可動軸方向に移動可能に設けられた弁体と、
開口部を有するフランジと、
一端が前記フランジの開口部と連通し、他端が閉じられた隔室と、
前記隔室内に配置され、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、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双安定移動手段と、
前記双安定移動手段の可動子の動力を前記フランジの開口部を通して前記弁体に伝え、前記弁体を開または閉の位置に動作させる動力伝達手段と
を備えることを特徴とする遮断弁。 A valve body movably provided in the direction of the movable axis;
A flange having an opening;
A compartment with one end communicating with the opening of the flange and the other end closed;
Plural so as to be disposed in the compartment, movable in the direction of the movable axis, held so as to prevent rotation around the movable axis, and sandwiching the movable axis in a direction perpendicular to the movable axis The first permanent magnets having the magnetic poles arranged in a direction perpendicular to the movable axis and the poles of the first permanent magnet are different from each other in the movable axis direction. A movable element including a second permanent magnet having a plurality of magnetic poles arranged so as to face each other, and capable of rotating around the movable axis and being held so as to prevent movement in the movable axis direction; And the position of the other magnetic pole is on the second circumference centering on the movable axis having a diameter larger than that of the first circumference. The movable element is sandwiched in a direction perpendicular to the movable axis. A rotor having permanent magnets arranged on the rotor and rotating the rotor to change the arrangement of the magnetic poles on the first circumference of the rotor between the first arrangement and the second arrangement. And a rotor rotating means, wherein the rotor magnetically holds and holds the first permanent magnet of the mover when the arrangement of the magnetic poles on the first circumference is the first arrangement. When the second permanent magnet of the child is magnetically repelled and 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, Bistable moving means for magnetically repelling the first permanent magnet of the mover;
A shutoff valve comprising: power transmission means for transmitting the power of the movable element of the bistable moving means to the valve body through the opening of the flange, and operating the valve body to an open or closed position.

請求項１に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 The shut-off valve according to claim 1, wherein
The rotor rotating means includes
A shut-off valve, wherein the rotor is rotated by applying a magnetic field to a permanent magnet of the rotor.

請求項２に記載された遮断弁において、
前記回転子回転手段は、
前記隔室の外側に配置され、
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
ことを特徴とする遮断弁。 The shut-off valve according to claim 2,
The rotor rotating means includes
Arranged outside the compartment,
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
The shut-off valve, which is disposed 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３に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 The shut-off valve according to claim 3,
In the first and second yokes, the other end has a circular arc shape.

請求項３又は４に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 In the shut-off valve according to claim 3 or 4,
The first and second yokes are configured such that the other end is partially connected or integrated.

請求項３〜５の何れか１項に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 In the shut-off valve according to any one of claims 3 to 5,
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 shutoff valve 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 direction of the movable shaft.

請求項６に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 The shut-off valve according to claim 6,
The crossing angle is set by setting a rotation angle about the movable axis of the mover.

請求項６に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 The shut-off valve according to claim 6,
The crossing angle is set by making the first and second yokes have an asymmetric shape or arrangement.

請求項１〜８の何れか１項に記載された遮断弁において、
前記可動子の永久磁石は、円柱または円筒状とされている
ことを特徴とする遮断弁。 In the shut-off valve according to any one of claims 1 to 8,
The shutoff valve, wherein the permanent magnet of the mover is formed in a columnar shape or a cylindrical shape.

請求項１〜９の何れか１項に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 In the shut-off valve according to any one of claims 1 to 9,
The first and second permanent magnets of the mover have the same shape and the same size.

請求項１〜１０の何れか１項に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 In the shut-off valve according to any one of claims 1 to 10,
The first and second permanent magnets of the mover have a length in the movable axis direction that is greater than or equal to the length of the rotor in the movable axis direction.

請求項１〜１１の何れか１項に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 In the shut-off valve according to any one of claims 1 to 11,
The shut-off valve, wherein the first and second permanent magnets of the mover are integrated.

請求項１〜１１の何れか１項に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 In the shut-off valve according to any one of claims 1 to 11,
The shut-off valve, wherein the first and second permanent magnets of the mover are spaced apart.

請求項１３に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 The shut-off valve according to claim 13,
The shut-off valve, wherein the first and second permanent magnets of the mover are connected by a nonmagnetic member.

請求項１〜１４の何れか１項に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 The shut-off valve according to any one of claims 1 to 14,
The mover is
A shutoff valve characterized by being 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１〜１４の何れか１項に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 The shut-off valve according to any one of claims 1 to 14,
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. Shut-off valve.

請求項１〜１６の何れか１項に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 In the shut-off valve according to any one of claims 1 to 16,
The rotor is formed of a ring magnetized in the radial direction or a cylindrical permanent magnet.

請求項１〜１６の何れか１項に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 In the shut-off valve according to any one of claims 1 to 16,
The rotor is
A shut-off valve, wherein 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１３又は１４に記載された遮断弁において、
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
ことを特徴とする遮断弁。 The shut-off valve according to claim 13 or 14,
A chamfered portion is formed on both or one of the adjacent edges of the movable element and the rotor.

請求項１〜１９の何れか１項に記載された遮断弁において、
前記弁体は、前記可動軸を中心とした回転を阻止する回転止め手段を備える
ことを特徴とする遮断弁。 In the shut-off valve according to any one of claims 1 to 19,
The said valve body is provided with the rotation stop means which blocks | prevents rotation centering on the said movable shaft. The cutoff valve characterized by the above-mentioned.

請求項１〜２０の何れか１項に記載された遮断弁において、
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る
ことを特徴とする遮断弁。 In the shutoff valve according to any one of claims 1 to 20,
A shut-off valve, comprising means for limiting a movable range of the movable element in a movable axis direction.

請求項１〜２１の何れか１項に記載された遮断弁において、
前記弁体を閉の位置に動作させる場合の力特性と前記弁体を開の位置に動作させる場合の力特性とが非対称とされている
ことを特徴とする遮断弁。 In the shut-off valve according to any one of claims 1 to 21,
A shut-off valve, wherein a force characteristic when the valve body is operated to a closed position and a force characteristic when the valve body is operated to an open position are asymmetric.