WO2014168236A1 - 双安定移動装置 - Google Patents

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WO2014168236A1
WO2014168236A1 PCT/JP2014/060476 JP2014060476W WO2014168236A1 WO 2014168236 A1 WO2014168236 A1 WO 2014168236A1 JP 2014060476 W JP2014060476 W JP 2014060476W WO 2014168236 A1 WO2014168236 A1 WO 2014168236A1
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WO
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permanent magnet
mover
stator
movable
bistable
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Application number
PCT/JP2014/060476
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English (en)
French (fr)
Inventor
上運天　昭司
光晴 田中
Original Assignee
アズビル株式会社
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/121—Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position
    • H01F7/122—Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position by permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/17—Pivoting and rectilinearly-movable armatures
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1872—Bistable or bidirectional current devices

Definitions

  • the present invention relates to a bistable moving device that uses a mover and a stator, moves the mover between two positions, and holds the mover at either position.
  • bistable moving device As a bistable moving device of this kind, there is a mechanism that allows the mover to move between two positions in various applications such as shut-off valves, electromagnetic switches, and electronic locks, and holds it in either position.
  • the bistable latch type solenoid provided is used.
  • a plunger (movable element) fixed to a nonmagnetic shaft that can move in the axial direction has an axial direction across the plunger. It is configured to be latched by one of a set of permanent magnets (stator) having a fixed core placed symmetrically to each other, and movement to the other end is arranged symmetrically in the axial direction surrounding them. Also disclosed is a bistable moving device that uses a set of exciting coils.
  • the mover is an iron core and a magnet is arranged on the stator.
  • the mover is In any case, the conventional bistable moving device has a structure in which either the mover or the stator is an iron core (magnetic material) and the other is a magnet. Has been.
  • the electromagnetic force is inversely proportional to the square of the distance (gap), and thus a large amount of power is required.
  • JP-A-8-288129 JP 7-335434 A Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-98037
  • the present invention has been made to solve such a problem, and the object of the present invention is that an impact in the other direction or a temporary excessive force is applied, and the mover has moved in the other direction. Even if the mover is not latched in the other direction, the mover automatically returns to the latch in the original direction, and a bistable movement device capable of obtaining a highly safe and reliable operation. Is to provide. It is another object of the present invention to provide a bistable moving device that can be operated with less electric power than a conventional solenoid that is used as the main power for movement in the direction of the movable axis.
  • the bistable movement device of the present invention is movable in the direction of the movable shaft and is held rotatably about the movable shaft, and the movable shaft is sandwiched in a direction perpendicular to the movable shaft.
  • a first stator including a permanent magnet that attracts and holds and moves the mover magnetically when the mover is at the second rotational angle position; and the mover is located on the other side in the direction of the movable shaft as viewed from the mover.
  • a second stator including a permanent magnet to magnetically repel the armature when the armature is in the first angular position.
  • the mover even when an impact or temporary excessive force is applied in the other direction and the mover moves in the other direction, the mover is not latched in the other direction, and the mover It automatically returns to the latch in the original direction, safety is improved, and a reliable operation can be obtained.
  • the rotational force for rotating the mover is used as pilot power only for exchanging the position of the magnetic pole, so for example, instantaneously from a position close to the permanent magnet of the mover. It is only necessary to apply a magnetic field to. For this reason, it becomes possible to operate with less electric power than when the conventional solenoid is used as the main power for movement in the direction of the movable axis.
  • FIG. 1A is a front view of a main part of a bistable moving device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a side view of the main part of the bistable moving device shown in FIG. 1A.
  • 1C is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1A (a cross-sectional view of the central portion of the movable shaft).
  • FIG. 2 is a front view showing a state in which the mover is magnetically attracted to the second stator in FIG. 1A.
  • FIG. 3A is a front view showing an example in which a yoke that connects a surface of the first and second stators opposite to the mover of the pair of permanent magnets in the bistable moving device shown in FIG. 1A is arranged.
  • FIG. 3B is a side view of the configuration shown in FIG. 3A.
  • FIG. 4A is a front view showing an example in which a yoke extending toward the movable shaft is disposed on the surface of the pair of permanent magnets of the first and second stators in the configuration shown in FIG. 3A. It is. 4B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4A.
  • FIG. 5 shows that in the bistable moving device shown in FIG. 1A, one set of permanent magnets of the first and second stators is a single permanent magnet and is arranged at a point symmetrical about the mover. It is a front view showing an example.
  • FIG. 1A shows that in the bistable moving device shown in FIG. 1A, one set of permanent magnets of the first and second stators is a single permanent magnet and is arranged at a point symmetrical about the mover. It is a front view showing an example.
  • FIG. 1A shows that in the bistable moving device shown in FIG. 1A
  • FIG. 6 is a front view showing an example in which a yoke extending to the movable shaft is arranged on the surface of the first and second stator permanent magnets opposite to the surface on the mover side in the configuration shown in FIG.
  • FIG. 7A is a front view of a main part of a bistable moving device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B is a side view of the main part of the bistable moving device shown in FIG. 7A.
  • FIG. 8A is a front view showing an example in which a yoke that connects a surface opposite to the movable shaft of a pair of permanent magnets of the first and second stators in the bistable moving device shown in FIG. 7A is arranged.
  • FIG. 8B is a side view of the configuration shown in FIG. 8A.
  • FIG. 9A shows the arrangement of the yoke shown in FIG. 8A, in which a yoke extending to the mover side in parallel to the moveable shaft is disposed on the face of the set of permanent magnets of the first and second stators. It is a front view which shows an example.
  • FIG. 9B is a side view of the configuration shown in FIG. 9A.
  • FIG. 10 shows an example in which the set of permanent magnets of the first and second stators is arranged as one permanent magnet in the configuration shown in FIG.
  • FIG. 11A is a front view of a main part of a bistable moving device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A shows the arrangement of the yoke shown in FIG. 8A, in which a yoke extending to the mover side in parallel to the moveable shaft is disposed on the face of the set of permanent magnets of the first and second stators. It is
  • FIG. 11B is a side view of a main part of the bistable moving device shown in FIG. 11A.
  • FIG. 11C is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 11B.
  • a mover rotating part is configured by a set of solenoid type electromagnetic coils arranged with one end of the core facing each other and a yoke connecting the other end of the core of the set of solenoid type electromagnetic coils. It is a front view which shows an example.
  • 12B is a side view of the configuration shown in FIG. 12A.
  • FIG. 13 shows a yoke that is opposed to the line L1 connecting the center of the permanent magnet constituting the stator and the movable axis in a direction orthogonal to the direction shown in FIG.
  • FIG. 14 shows a solenoid L1 that is opposed to the line L1 connecting the center of the permanent magnet constituting the stator and the movable axis in the direction orthogonal to the direction shown in FIG.
  • FIG. 15 shows an example in which the movable axis does not intersect the line L2 connecting the centers of the ends of the yokes facing each other with the movable element sandwiched from the direction substantially orthogonal to the movable axis in the configuration shown in FIG. 1B.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view (cross-sectional view of the movable shaft central portion (AA)).
  • FIG. 16 shows that the movable axis does not intersect the line L2 connecting the cores of the solenoid type electromagnetic coils facing each other across the mover from the direction substantially orthogonal to the movable axis in the configuration shown in FIG. 12B.
  • FIG. 6 is a diagram (a cross-sectional view of a movable shaft central portion (AA)) showing an example of the above.
  • FIG. 17 shows the configuration shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram (a cross-sectional view of a movable shaft central portion (AA)) showing an example of the above.
  • 18B is a side view of a solenoid type electromagnetic coil core that is opposed to the movable shaft in a direction perpendicular to the movable shaft in the configuration shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram (a cross-sectional view of the movable shaft central portion (AA)) showing an example in which the position is shifted to a position;
  • FIG. 19A is a front view showing an example in which a rotary lever is attached to a shaft and mechanical force (rotational torque) is applied from the outside to rotate the mover.
  • FIG. 19B is a side view of the configuration shown in FIG. 19A.
  • FIG. 20A is a front view showing an example in which a set of permanent magnets for generating rotational force is provided so as to be movable back and forth from a direction substantially orthogonal to the movable shaft with respect to the mover.
  • 20B is a side view of the configuration shown in FIG. 20A.
  • FIG. 21 is a front view showing a first example of an example in which the mover is composed of a plurality of permanent magnets.
  • FIG. 22 is a front view showing a second example of an example in which the mover is composed of a plurality of permanent magnets.
  • FIG. 23A is a front view showing a configuration when a cylindrical permanent magnet constituting the mover has four magnetic poles.
  • FIG. 23B is a DD cross-sectional view in FIG. 23A.
  • FIG. 23C is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 23A.
  • FIG. 24 is a diagram showing a configuration including a mechanism for transmitting the force in the movable axis direction of the mover to an external body to be operated.
  • FIG. 25 is a diagram showing a main part when the rotary sliding part is a bearing in the configuration shown in FIG.
  • FIG. 1A is a front view of a main part of a bistable moving device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a side view of the main part of the bistable moving device shown in FIG. 1A.
  • 1 (1A) is a mover, and shafts 2 (2-1, 2-2) are connected to both ends thereof.
  • the mover 1 is a permanent magnet
  • the shaft 2 is a non-magnetic material.
  • an integral body composed of the movable element 1 and the shaft 2 is referred to as a movable body and is denoted by reference numeral 3.
  • the movable body 3 is provided so as to be movable in the Z-axis direction indicated by a dashed line in the figure. That is, the movable body 3 (movable element 1) is provided so as to be movable in the movable axis direction with the Z-axis direction as the movable axis direction (direction parallel to the movable axis).
  • the movable body 3 (movable element 1) is held rotatably about the Z axis.
  • the Z axis is referred to as a movable axis.
  • the mover 1 has a cylindrical shape (cylindrical permanent magnet) and is magnetized in the radial direction.
  • magnetic poles facing each other across the movable axis Z are arranged in a direction orthogonal to the movable axis Z, and one surface side (upper side in the state of FIG. 1A) facing the movable axis Z is S.
  • the other side of the pole (the lower side in the state of FIG. 1A) is the N pole.
  • FIG. 1A 4 is a first stator provided on one side in the direction of the movable axis as viewed from the mover 1, and 5 is a second stator provided on the other side in the direction of the movable axis as viewed from the mover 1. is there.
  • the first stator 4 is composed of a set of permanent magnets 4-1 and 4-2 that are arranged so as not to contact the mover 1 in a direction perpendicular to the moveable axis Z with the moveable axis Z interposed therebetween. It is configured.
  • the permanent magnet 4-1 is a first permanent magnet
  • the permanent magnet 4-2 is a second permanent magnet.
  • the magnetic pole direction of the permanent magnets 4-1 and 4-2 is parallel to the movable axis Z, but the magnetic pole direction of the permanent magnet 4-1 is opposite to the magnetic pole direction of the permanent magnet 4-2.
  • the N pole of the permanent magnet 4-1 is the mover 1 side and the S pole is the opposite side of the mover 1.
  • the S pole of the permanent magnet 4-2 is the mover 1 side and the N pole is movable. It is the opposite side to the child 1.
  • the second stator 5 is composed of a pair of permanent magnets 5-1 and 5-2 which are arranged so as not to contact the mover 1 in a direction perpendicular to the moveable axis Z with the moveable axis Z interposed therebetween. It is configured.
  • the permanent magnet 5-1 is a third permanent magnet
  • the permanent magnet 5-2 is a fourth permanent magnet.
  • the magnetic pole directions of the permanent magnets 5-1 and 5-2 are parallel to the movable axis Z, but the magnetic pole direction of the permanent magnet 5-1 is opposite to the magnetic pole direction of the permanent magnet 5-2. .
  • the S pole of the permanent magnet 5-1 is the mover 1 side
  • the N pole is the opposite side of the mover 1
  • the N pole of the permanent magnet 5-2 is the mover 1 side
  • the S pole is movable. It is the opposite side to the child 1.
  • a set of permanent magnets 4-1 and 4-2 of the first stator 4 and a set of permanent magnets 5-1 and 5-2 of the second stator 5 are arranged on one side and the other side in the direction of the movable axis with the mover 1 interposed therebetween so that the magnetic poles facing each other in the direction of the movable axis of the permanent magnets are different from each other. That is, the permanent magnet 4-1 and the permanent magnet 5-1 are arranged on the same one side as viewed from the movable axis Z, and are arranged so that different magnetic poles face each other.
  • the permanent magnet 4-2 and the permanent magnet 5-2 are arranged on the same other side as viewed from the movable axis Z, and are arranged so that different magnetic poles face each other. “Opposite” means that the magnetic poles face each other directly if there is no mover rotating portion 8 to be described later.
  • the length l of the movable element 1 in the movable axis direction is a first fixed position arranged on one side and the other side in the movable axis direction across the movable element 1.
  • the distance between the opposing surfaces of the permanent magnets 4-1 and 4-2 constituting the child 4 and the permanent magnets 5-1 and 5-2 constituting the second stator 5 is set to be equal to or less than L.
  • the length l of the permanent magnet of the mover 1 in the movable axis direction is such that the surface of the permanent magnets 4-1 and 4-2 on the side of the mover 1 and the side of the permanent magnets 5-1 and 5-2 on the mover 1 side. Is less than or equal to the distance L.
  • reference numeral 8 (8A) designates a magnetic field in a normal / reverse direction to the mover 1 from a direction substantially orthogonal to the movable axis Z to rotate the mover 1, and the rotation angle position thereof is the first rotation angle position.
  • This is a mover rotating unit that switches the position of the opposing magnetic poles of the mover 1 (permanent magnet) by switching between the (0 ° position) and the second rotation angle position (180 ° position).
  • the mover rotating unit 8 includes a solenoid type electromagnetic coil 6 and an L-shaped yoke (first yoke) 7-1 having one end connected to or integrated with one end of the core of the solenoid type electromagnetic coil 6. And an L-shaped yoke (second yoke) 7-2 having one end connected or integrated with the other end of the core of the solenoid type electromagnetic coil 6.
  • the other end of the L-shaped yoke 7-1 is opposed to the L-shaped yoke 7-2 with the mover 1 sandwiched from a direction substantially perpendicular to the movable axis Z. is doing.
  • FIG. 1C shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 1A shows a state in which the mover 1 is rotated by the mover rotating unit 8 and the rotation angle position of the mover 1 is switched to the first rotation angle position (0 ° position).
  • the magnetic pole direction of the mover 1 (columnar permanent magnet) is the S pole on the upper side and the N pole on the lower side, as shown in FIG. 1A.
  • the first stator 4 magnetically holds the mover 1
  • the second stator 5 magnetically repels the mover 1. Thereby, the needle
  • the magnetic attractive force between the mover 1 and the first stator 4 disappears, and a magnetic repulsive force is generated between the mover 1 and the first stator 4.
  • the mover 1 leaves the first stator 4 and moves toward the second stator 5 due to the resultant magnetic attraction generated between the second stator 5 and the second stator 5.
  • 5 is magnetically attracted and latched on the second stator 5 side (see FIG. 2).
  • the force for moving the mover 1 from the first stator 4 side to the second stator 5 side is greater than twice the magnetic repulsion force by the magnetic attraction force.
  • the magnetic attractive force between the mover 1 and the second stator 5 disappears, and a magnetic repulsive force is generated between the mover 1 and the second stator 5.
  • the mover 1 leaves the second stator 5, and moves toward the first stator 4 side by the resultant force with the magnetic attraction force generated between the first stator 4 and the first stator 4. 4 is magnetically attracted and latched on the first stator 4 side (see FIG. 1A).
  • the force that moves the mover 1 from the second stator 5 side to the first stator 4 side is greater than twice the magnetic repulsion force by the magnetic attraction force.
  • the mover 1 moves in the direction of the second stator 5 while being in the first rotation angle position.
  • a magnetic repulsive force is generated between the mover 1 and the second stator 5.
  • the mover 1 moves away from the second stator 5 and moves toward the first stator 4 by the resultant force with the magnetic attraction force generated between the first stator 4 and the first stator 4. 4 is magnetically attracted.
  • the bistable moving device 101 of the present embodiment even when the mover 1 is latched on the first stator 4 side and moves toward the second stator 5, The mover 1 is not latched on the second stator 5 side, but automatically returns to the latch on the first stator 4 side.
  • the mover 1 moves in the direction of the first stator 4 while being in the second rotation angle position.
  • a magnetic repulsive force is generated between the mover 1 and the first stator 4.
  • the mover 1 moves away from the first stator 4 and moves toward the second stator 5 by the resultant force with the magnetic attraction force generated between the second stator 5 and the second stator. 5 is magnetically attracted.
  • the bistable moving device 101 of the present embodiment even when the mover 1 is latched on the second stator 5 side and moves in the direction of the first stator 4, The mover 1 is not latched on the first stator 4 side, but automatically returns to the latch on the second stator 5 side.
  • the bistable moving device 101 of the present embodiment unless the position of the opposing magnetic poles of the mover 1 is changed by rotating the mover 1, 2 cannot be switched from the second stator 5 side to the first stator 4 side.
  • a lock mechanism called rotation is added to the movement of the mover 1 in the direction of the movable axis. By adding this lock mechanism, safety is improved and reliable. You can get the action.
  • the bistable moving device 101 of the present embodiment permanent magnets are used for both the mover 1 and the stators 4 and 5, and the main power for moving in the direction of the movable axis is the mover 1 (permanent magnet). ) Simultaneously using both the magnetic repulsive force of the moving source side stators 4 and 5 (permanent magnet) and the moving destination side stators 4 and 5 (permanent magnet). The rotational force for rotating 1 is used only as a pilot power to change the position of the magnetic poles.
  • a yoke 4a for connecting the surfaces of the set of permanent magnets 4-1 and 4-2 opposite to the mover 1 is provided with a set of permanent magnets 5 as shown in FIGS.
  • a yoke 5a that connects the surfaces of the -1 and 5-2 opposite to the movable element 1 may be disposed.
  • the yoke 4a is a first yoke
  • the yoke 5a is a second yoke.
  • yokes 4b and 4c extending to the movable shaft Z side on the surfaces of the pair of permanent magnets 4-1 and 4-2 on the movable element 1 side.
  • yokes 5b and 5c extending to the movable axis Z side may be arranged on the surfaces of the pair of permanent magnets 5-1 and 5-2 on the movable element 1 side.
  • the yokes 4b and 4c are referred to as a third yoke, and the yokes 5b and 5c are referred to as a fourth yoke.
  • 4B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 4A.
  • the yokes 4b, 4c and 5b, 5c transmit magnetic flux (or lines of magnetic force) generated from the permanent magnets 4-1, 4-2 and 5-1, 5-2 to the shaft 2 side (movable shaft). In the direction perpendicular to Z) so that the magnetic field acts efficiently on the mover 1 (permanent magnet) and perpendicular to the magnetic pole surfaces of the permanent magnets 4-1, 4-2 and 5-1, 5-2. This has the effect of suppressing leakage of magnetic flux to the direction (parallel to the movable axis Z) and surroundings.
  • the yokes 4a and 5a on the surface opposite to the movable element 1 are not necessarily provided.
  • the permanent magnet 4-1 is omitted from the first stator 4, only the permanent magnet 4-2 is used as the first stator 4, and the second The permanent magnet 5-2 may be omitted from the stator 5 and only the permanent magnet 5-1 may be used as the second stator 5.
  • the permanent magnet 4-2 is omitted from the first stator 4, only the permanent magnet 4-1 is used as the first stator 4, and the second stator 5 to the permanent magnet 5 is omitted. -1 may be omitted and only the permanent magnet 5-2 may be used as the second stator 5.
  • a permanent magnet whose magnetic pole direction is parallel to the movable axis Z is separated so as not to contact the movable element 1 in a direction orthogonal to the movable axis Z, and the movable element 1 is centered on both sides of the movable element 1 in the movable axis direction.
  • the magnetic poles may be arranged one at a substantially symmetrical position and the same magnetic pole with respect to the other.
  • yokes 4d and 4e extending toward the movable shaft 1 on the surface opposite to the surface on the mover 1 side of the permanent magnet 4-2 are replaced with permanent magnets.
  • the yokes 5d and 5e extending to the movable shaft 1 side may be arranged on the surface opposite to the surface on the movable element 1 side of 5-1.
  • only one of the yokes 4d and 4e may be arranged with respect to the permanent magnet 4-2, or any one of the yokes 5d and 5e with respect to the permanent magnet 5-1. Only one of them may be arranged.
  • the bistable moving device 101 of the first embodiment the direction of the magnetic poles of the pair of permanent magnets 4-1 and 4-2 in the first stator 4 and the pair of permanent magnets 5 in the second stator 5.
  • the magnetic pole directions of -1 and 5-2 were made parallel to the movable axis Z, respectively.
  • a pair of permanent magnets 4-1 and 4-2 magnetic poles in the first stator 4 is used.
  • the direction and the magnetic pole direction of the pair of permanent magnets 5-1 and 5-2 in the second stator 5 are directions orthogonal to the movable axis Z, respectively.
  • the first stator 4 is a set that is spaced apart so as not to contact the mover 1 in the direction perpendicular to the moveable axis Z with the moveable axis Z in between.
  • the permanent magnet 4-1 is a first permanent magnet
  • the permanent magnet 4-2 is a second permanent magnet.
  • the magnetic pole direction of the permanent magnets 4-1 and 4-2 is a direction orthogonal to the movable axis Z
  • the magnetic pole direction of the permanent magnet 4-1 is the same as the magnetic pole direction of the permanent magnet 4-2.
  • the N pole of the permanent magnet 4-1 is the movable axis Z side
  • the S pole of the permanent magnet 4-2 is the movable axis Z side.
  • the second stator 5 is a pair of permanent magnets 5-1 and 5-2 that are arranged so as not to contact the mover 1 in a direction perpendicular to the moveable axis Z across the moveable axis Z. It consists of and.
  • the permanent magnet 5-1 is a third permanent magnet
  • the permanent magnet 5-2 is a fourth permanent magnet.
  • the magnetic pole directions of the permanent magnets 5-1 and 5-2 are perpendicular to the movable axis Z, and the magnetic pole direction of the permanent magnet 5-1 is the same as the magnetic pole direction of the permanent magnet 5-2.
  • the south pole of the permanent magnet 5-1 is the movable axis Z side
  • the north pole of the permanent magnet 5-2 is the movable axis Z side.
  • the direction of the magnetic pole is different, but like the bistable moving device 101 of the first embodiment, a set of permanent magnets 4-1 of the first stator 4 is provided. 4-2 and the pair of permanent magnets 5-1 and 2 of the second stator 5 sandwich the mover 1 so that the magnetic poles facing each other in the direction of the movable axis of each permanent magnet are different from each other.
  • the permanent magnet 4-1 and the permanent magnet 5-1 are arranged on the same one side as viewed from the movable axis Z, and are arranged so that different magnetic poles face each other.
  • the permanent magnet 4-2 and the permanent magnet 5-2 are arranged on the same other side as viewed from the movable axis Z, and are arranged so that different magnetic poles face each other.
  • the length 1 of the movable element 1 in the movable axis direction constitutes the first stator 4 disposed on both sides of the movable axis direction with the movable element 1 interposed therebetween.
  • the distance between the opposed surfaces of the permanent magnets 4-1 and 4-2 and the permanent magnets 5-1 and 5-2 constituting the second stator 5 is equal to or less than L.
  • bistable moving device 101 of the first embodiment bistable moving device 101 of the first embodiment
  • bistable moving device 102 of the second embodiment is also omitted in the description, but the bistable moving device 102 of the first embodiment is omitted.
  • the same operation as that of the stable movement apparatus 101 is performed.
  • a set of permanent magnets 4-1 and 4-2 of the first stator 4 and a set of permanent magnets 5-1 and 5 of the second stator 5 are used.
  • a yoke 4a that connects the surfaces of the pair of permanent magnets 4-1 and 4-2 opposite to the movable shaft Z is provided with a pair of permanent magnets 5 as shown in FIGS.
  • a yoke 5a that connects the surfaces of the -1 and 5-2 opposite to the movable axis Z may be disposed.
  • the yoke 4a is a first yoke
  • the yoke 5a is a second yoke.
  • FIGS. 9A and 9B in the configuration shown in FIGS. 8A and 8B, the surfaces of the pair of permanent magnets 4-1 and 4-2 on the movable axis Z side are parallel to the movable axis Z.
  • the yokes 4b and 4c extending to the movable element 1 side are respectively connected to the movable axis Z-side surfaces of the pair of permanent magnets 5-1 and 5-2 and extending to the movable element 1 side in parallel with the movable axis Z. You may make it arrange
  • the yokes 4b and 4c are referred to as a third yoke, and the yokes 5b and 5c are referred to as a fourth yoke.
  • the yokes 4a and 5a that connect the surfaces in the direction opposite to the movable shaft Z are not necessarily provided.
  • the permanent magnet 4-1 is omitted from the first stator 4, only the permanent magnet 4-2 is used as the first stator 4, and the second stator 4 is used.
  • the permanent magnet 5-2 may be omitted from the stator 5 and only the permanent magnet 5-1 may be used as the second stator 5.
  • the permanent magnet 4-2 is omitted from the first stator 4, only the permanent magnet 4-1 is used as the first stator 4, and the second stator 5 to the permanent magnet 5 is omitted. -1 may be omitted and only the permanent magnet 5-2 may be used as the second stator 5.
  • the permanent magnet having the magnetic pole direction orthogonal to the movable axis Z is separated so as not to contact the movable element 1 in the direction orthogonal to the movable axis Z, and the movable element is arranged on both sides of the movable element 1 in the movable axis direction.
  • the magnetic poles for the other one may be arranged so that the magnetic poles with respect to the other are the same.
  • the first stator 4 is a set of permanent magnets 4-1 and 4-2, and the second stator 5 is a set of permanent magnets. 5-1 and 5-2.
  • the bistable moving apparatus 103 of the third embodiment as shown in FIGS. 11A and 11B, the first stator 4 is a cylindrical permanent magnet 4-0, and the second fixed The child 5 is a cylindrical permanent magnet 5-0.
  • FIG. 11C shows a CC cross-sectional view in FIG. 11B.
  • the first stator 4 is a first cylindrical permanent magnet 4-0.
  • the cylindrical permanent magnet 4-0 is arranged so that the center thereof substantially coincides with the movable axis Z.
  • the cylindrical permanent magnet 4-0 has an inner diameter that does not contact the mover 1, that is, an inner diameter larger than the outer diameter of the mover 1.
  • the cylindrical permanent magnet 4-0 is magnetized in the radial direction.
  • the upper surface of the inner diameter facing the movable axis Z of the cylindrical permanent magnet 4-0 is the N pole, and the lower surface is the S pole. .
  • the second stator 5 is a second cylindrical permanent magnet 5-0.
  • the cylindrical permanent magnet 5-0 is disposed so that the center thereof substantially coincides with the movable axis Z.
  • the cylindrical permanent magnet 5-0 has an inner diameter that does not contact the mover 1, that is, an inner diameter larger than the outer diameter of the mover 1.
  • the cylindrical permanent magnet 5-0 is magnetized in the radial direction.
  • the upper surface of the inner diameter facing the movable axis Z of the cylindrical permanent magnet 5-0 is the S pole, and the lower surface is the N pole. .
  • the cylinder of the first stator 4 is the same as the bistable moving devices 101 and 102 of the first and second embodiments.
  • the permanent magnet 4-0 having a cylindrical shape and the cylindrical permanent magnet 5-0 of the second stator 5 are arranged so that the magnetic poles facing each other in the direction of the movable axis of each permanent magnet have different polarities. It is arranged on one side and the other side in the direction of the movable axis with being sandwiched. That is, the cylindrical permanent magnet 4-0 and the cylindrical permanent magnet 5-0 are arranged so that different magnetic poles face each other.
  • the length l of the movable element 1 in the movable axis direction constitutes the first stator 4 disposed on both sides in the movable axis direction with the movable element 1 interposed therebetween.
  • the distance between the facing surfaces of the cylindrical permanent magnet 4-0 and the cylindrical permanent magnet 5-0 constituting the second stator 5 is equal to or less than L.
  • bistable moving devices 101 and 102 of the first and second embodiments are the same as those of the bistable moving devices 101 and 102 of the first and second embodiments, and the description of the bistable moving device 103 of the third embodiment is omitted. Operations similar to those of the bistable moving devices 101 and 102 of the second embodiment are performed.
  • the mover rotating portion 8 (8A) is connected to the solenoid type electromagnetic coil 6 and the L-shaped yokes 7-1, 7-.
  • the mover rotating portion 8 (8A) is connected to the solenoid type electromagnetic coil 6 and the L-shaped yokes 7-1, 7-.
  • such a configuration is not necessarily required.
  • the mover rotating portion 8 may be configured by a yoke 7 that connects one end of the core of the electromagnetic coil 6-1 and one end of the core of the solenoid type electromagnetic coil 6-2.
  • the other end of the core of the solenoid type electromagnetic coil 6-1 is sandwiched between the mover 1 from the direction orthogonal to the movable axis Z and the core of the solenoid type electromagnetic coil 6-2. Opposite the other end.
  • the solenoid type electromagnetic coil 6-1 is a first solenoid type electromagnetic coil
  • the solenoid type electromagnetic coil 6-2 is a second solenoid type electromagnetic coil.
  • the connecting line L2 may be crossed.
  • the crossing angle ⁇ is preferably in the range of 0 ° to 45 ° when viewed from the movable axis direction.
  • the center of the permanent magnets 5-1 and 5-2 (4-1 and 4-2) constituting the stator 5 (4) is movable.
  • a line L1 connecting the axes Z in a direction orthogonal to each other and a line L2 connecting the axes of the cores of the solenoid type electromagnetic coils 6-1 and 6-2 that are opposed to each other with the movable element 1 sandwiched from a direction substantially orthogonal to the movable axis Z. May be crossed.
  • the crossing angle ⁇ is preferably in the range of 0 ° to 45 ° when viewed from the movable axis direction.
  • the angle formed by the line L2 connecting the axis of the core of -1 and the axis of the core of the solenoid type electromagnetic coil 6-2 may be in the range of 0 ° to 45 ° when viewed from the movable axis direction.
  • the ends of L-shaped yokes 7-1 and 7-2 facing each other with the movable element 1 sandwiched from the direction substantially orthogonal to the movable axis Z The center of the portion may be shifted to both sides of the mover 1 within a plane orthogonal to the movable axis Z. That is, the center of the end of the yoke 7-1 (the end facing the yoke 7-2) is the center of the end of the yoke 7-2 (the end facing the yoke 7-1) and the movable axis Z. You may make it locate in a different side with respect to the vertical plane containing. The same applies to the configurations shown in FIGS.
  • the cores of solenoid type electromagnetic coils 6-1 and 6-2 that are opposed to each other with the movable element 1 sandwiched from the direction substantially orthogonal to the movable axis Z. May be shifted to both sides of the mover 1 within a plane orthogonal to the movable axis Z. That is, the axis of the core of the solenoid type electromagnetic coil 6-1 may be located on a different side from the axis of the core of the solenoid type electromagnetic coil 6-2 with respect to the vertical plane including the movable axis Z. .
  • FIGS. 14 and 16 The same applies to the configurations shown in FIGS. 14 and 16.
  • a rotation lever 9 is attached to the shaft 2, and a mechanical force (rotation torque) is applied to the rotation lever 9 from the outside to rotate the mover 1. You may make it replace the position of the opposing magnetic pole.
  • the mover rotating portion 8 (8C) is configured by the rotating lever 9 and means for applying a mechanical force to the rotating lever 9 from the outside.
  • an actuator such as a manual motor or a motor is conceivable as means for applying a mechanical force to the rotary lever 9 from the outside.
  • the same magnetic poles are arranged so as to face each other with the mover 1 interposed therebetween, and a set of rotational force generation that can advance and retreat in a direction substantially orthogonal to the movable axis Z is provided.
  • Permanent magnets 10-1 and 10-2 may be provided.
  • the permanent magnet 10-1 for generating rotational force is the first permanent magnet for generating rotational force
  • the permanent magnet 10-2 for generating rotational force is the second permanent magnet for generating rotational force.
  • the permanent magnet 10-1 for generating a rotational force is provided on the upper side of the mover 1 with the S pole as the side of the mover 1, and the permanent magnet 10-2 for generating a rotational force is provided on the S.
  • the pole is provided on the lower side of the mover 1 as the mover 1 side.
  • the permanent magnet 10-1 for generating the rotational force By attaching the push button 11-1 and the coil spring 12-1 to the permanent magnet 10-1 for generating the rotational force, the permanent magnet 10-1 for generating the rotational force can be moved forward and backward with respect to the mover 1, and By attaching the button 11-2 and the coil spring 12-2 to the permanent magnet 10-2 for generating rotational force, the permanent magnet 10-2 for generating rotational force can be moved forward and backward with respect to the mover 1.
  • the rotating force is generated when the mover 1 is magnetically attracted to the first stator 4.
  • the permanent magnet 10-1 for use is brought close to the mover 1, the magnetic pole (S pole) facing the mover 1 of the permanent magnet 10-1 for generating rotational force and one of the movers 1 (S pole) ) And magnetic attraction with the other magnetic pole (N pole), the mover 1 rotates and its rotation angle position changes from the first rotation angle position (0 ° position) to the second rotation angle. Switch to position (180 ° position).
  • the permanent magnet 10- for generating rotational force is used.
  • the mover 1 is rotated by the magnetic repulsion between the magnetic pole (S pole) facing the mover 1 and the one magnetic pole (S pole) of the mover 1 and the magnetic attraction of the other magnetic pole (N pole). Then, the rotation angle position is switched from the second rotation angle position (180 ° position) to the first rotation angle position (0 ° position).
  • the mover 1 (1A) is configured by one permanent magnet (columnar permanent magnet), but the mover 1 is configured by a plurality of permanent magnets. You may do it.
  • mover 1 by the some permanent magnet is shown in FIG. 21 and FIG.
  • the mover 1 is composed of three columnar permanent magnets 1-1, 1-2, 1-3, and the length (the length in the direction of the movable axis, A long permanent magnet (first permanent magnet) 1-1 is arranged at the center of the movable axis direction, and a short permanent magnet is placed on both sides of the permanent magnet 1-1. 1-2 and 1-3 are arranged. That is, the permanent magnet (second permanent magnet) 1-2 is disposed on one side in the movable axis direction with respect to the permanent magnet 1-1, and the permanent magnet (third permanent magnet) 1-3 is disposed on the permanent magnet 1-1. On the other side in the direction of the movable axis.
  • the permanent magnet 1-1 and the permanent magnets 1-2 and 1-3 have the same diameter (length in the opposite magnetic pole direction), and the permanent magnet 1-1 and the permanent magnet 1-2 is coupled with the nonmagnetic coupling portion 1a interposed therebetween, and the permanent magnet 1-1 and the permanent magnet 1-3 are coupled with the nonmagnetic coupling portion 1b interposed therebetween.
  • the mover 1 when the mover 1 is composed of a plurality of permanent magnets, it is possible to reduce the volume of the permanent magnets and reduce the cost and weight when the length and diameter of the permanent magnets are large.
  • the central permanent magnet 1-1 is a permanent magnet for rotating the mover, and the permanent magnets 1-2 and 1-3 on both sides are moved in the direction of the movable axis of the mover. Permanent magnet for holding.
  • the mover 1 is composed of three cylindrical permanent magnets 1-1, 1-2, and 1-3, and the permanent magnet having a long length (length in the movable axis direction) is used.
  • 1-1 is arranged at approximately the center in the direction of the movable axis, and short permanent magnets 1-2 and 1-3 are arranged on both sides of the permanent magnet 1-1.
  • the permanent magnet 1-1 and the permanent magnets 1-2 and 1-3 have different diameters (lengths in the direction of the opposing magnetic poles), and the diameter of the permanent magnet 1-1 is the permanent magnet. It is larger than the diameters of 1-2 and 1-3. Then, the permanent magnet 1-1 and the permanent magnet 1-2 are coupled with the nonmagnetic coupling portion 1a ′ interposed therebetween, and the permanent magnet 1-1 and the permanent magnet 1-3 are coupled with the nonmagnetic coupling portion 1b ′ interposed therebetween. Are combined.
  • the central permanent magnet 1-1 is a permanent magnet for rotating the mover, and the permanent magnets 1-2 and 1-3 on both sides are used for moving and holding the mover in the movable axis direction.
  • the permanent magnets 1-2 and 1-3 are used for moving and holding the mover in the movable axis direction.
  • the mover 1 can be rotated (magnetic pole reversal) with a small force.
  • the permanent magnet constituting the mover 1 is a columnar magnet.
  • the permanent magnet is not necessarily a columnar magnet, and may be a cylindrical permanent magnet or a square magnet. It is good.
  • the permanent magnets 1-1, 1-2, and 1-3 that constitute the mover 1 (1C) are cylindrical permanent magnets, the same as the columnar permanent magnets.
  • the diameters of the magnetic poles may be different, but in the case of a square magnet, the distance between the opposing magnetic poles (the length in the opposite magnetic pole direction) is made different.
  • the permanent magnet constituting the mover 1 has two magnetic poles.
  • four or more magnetic poles for example, cylindrical radial magnetization (in the case of a cylinder, there are also magnetic poles on the inner peripheral side). Therefore, a multi-pole permanent magnet of 8 magnetic poles) may be used.
  • FIGS. 23A to 23C show a configuration in which the movable element 1 is a cylindrical permanent magnet, and the cylindrical permanent magnet has four magnetic poles.
  • 23A is a front view
  • FIG. 23B is a DD sectional view (suction / latch side) in FIG. 23A
  • FIG. 23C is an EE sectional view (repulsive side) in FIG. 23A.
  • the shaft 2 and the mover rotating portion 8 shown in FIGS. 1A and 1B are omitted.
  • the circumferential direction of the mover 1 is divided into four, and magnetic poles are formed on adjacent circumferential surfaces at intervals of 90 °.
  • an S pole is formed on the first circumferential surface (upper surface in FIG. 23B) S1 and an N pole is formed on the second surface (left surface in FIG. 23B) S2 adjacent to each other at 90 ° intervals.
  • the S pole is formed on the third surface (lower surface in FIG. 23B) S3, and the N pole is formed on the fourth surface (right surface in FIG. 23B) S4.
  • the magnetic pole directions of the permanent magnets 4-1 and 4-2 in the first stator 4 are the same with respect to the other.
  • the magnetic pole directions of the permanent magnets 5-1 and 5-2 are set in the same direction with respect to the other.
  • permanent magnets 4-3 and 4-4 are added to the first stator 4, and permanent magnets 5-3 and 5-4 are added to the second stator 5. You may make it do. Also in this case, the magnetic pole directions of the permanent magnets 4-3 and 4-4 and the magnetic pole directions of the permanent magnets 5-3 and 5-4 are the same with respect to the other.
  • the different poles are within 90 ° when they are moved in the other direction due to an impact. It is easy to rotate with respect to 180 °, and it is easy to latch by mistake in the other direction.
  • FIG. 24 shows a configuration including a mechanism for transmitting the force in the movable axis direction applied to the mover 1 to an external driven body.
  • the first stator 4, the second stator 5, and the mover rotating portion 8 shown in FIGS. 1A and 1B are omitted.
  • reference numerals 13-1 and 13-2 denote bushes that define the movable axis direction of the movable element 1 and rotatably hold the movable element 1 about the movable axis Z.
  • the shaft connected to the movable element 1 2 is supported.
  • the positions of the bushes 13-1 and 13-2 are fixed.
  • Reference numeral 14 denotes an externally operated body (for example, a valve body of a shut-off valve) that receives a force in the direction of the movable axis of the mover 1, and a plurality of pins provided on the back side of the holder 15 that holds the bush 13-1.
  • the movement in the direction of the movable axis is guided using 16 as a guide, and the movement in the rotational direction about the movable axis Z is regulated by the pin 16.
  • the shaft 2 (2-1) connected to one side of the mover 1 passes through the bush 13-1, passes through the through hole 14 a in the center of the operated body 14, and reaches the inside of the operated body 14. , A retaining ring 17 is attached to the tip thereof to form a rotating sliding portion.
  • the shaft 2 (2-2) connected to the other side of the mover 1 passes through the bush 13-2, and a stopper member 18 is fixed to the tip thereof.
  • the stopper member 18 is provided with a movement range restricting member 19 that restricts the movement range of the stopper member 18 in the direction of the movable axis in one direction and the other.
  • the state shown in FIG. 24 is a state in which the rotation angle position of the mover 1 is at the second rotation angle position (180 ° position), and the mover 1 is magnetically attracted to the second stator 5. Is shown. *
  • the tip of the shaft 2 (2-1) connected to the mover 1 rotates inside the driven body 14 as a rotating sliding portion, so that the rotation about the movable axis Z applied to the mover 1 is performed. Transmission of force to the driven body 14 is suppressed. That is, even if the shaft 2 (2-1) connected to the mover 1 rotates, the operated body 14 does not rotate.
  • the movement of the actuated body 14 is stopped when the stopper member 18 fixed to the tip of the shaft 2 (2-2) abuts on the restriction surface 19a on one side of the movement range restriction member 19 in the movable axis direction. . That is, the movable range of the movable element 1 toward one side (left direction) in the movable axis direction is limited.
  • the tip of the shaft 2 (2-1) connected to the mover 1 rotates inside the driven body 14 as a rotating sliding portion, so that the rotation about the movable axis Z applied to the mover 1 is performed. Transmission of force to the driven body 14 is suppressed. That is, even if the shaft 2 (2-1) connected to the mover 1 rotates, the operated body 14 does not rotate.
  • the retaining ring 17 is attached to the tip of the shaft 2 (2-1) to form a rotary sliding part.
  • the permanent magnet is made of, for example, a rare earth magnet such as neodymium or samarium cobalt, or a ferrite magnet.
  • the yoke is made of a soft magnetic material (for example, an electromagnetic steel plate, electromagnetic soft iron, permalloy, etc.) having a large saturation magnetic flux density and magnetic permeability, a small coercive force and a small magnetic hysteresis.
  • the nonmagnetic shaft is made of, for example, aluminum, SUS316 (L), brass, or the like.
  • the above-described embodiment is movable with a permanent magnet that is movable in the direction of the movable axis, is held rotatably about the movable axis, and has magnetic poles facing each other across the movable axis in a direction orthogonal to the movable axis Movable to rotate the position of the opposing magnetic pole of the permanent magnet of the mover by rotating the mover and the mover and switching the rotation angle position between the first rotation angle position and the second rotation angle position
  • the mover is located on one side of the movable axis direction with the mover interposed between the mover and the mover is at the first rotation angle position, the mover is magnetically held and the mover is moved to the second rotation angle position.
  • the first stator composed of a member including a permanent magnet that magnetically repels the mover, and the other side in the movable axis direction across the mover, and the mover is at the second rotational angle position. If the mover is magnetically attracted and held, When in the first rotational angular position, characterized in that it comprises a second stator made of a member including a permanent magnet to magnetically repel the mover.
  • the movable element can be rotated to switch the rotation angle position between the first rotation angle position and the second rotation angle position.
  • the mover is switched from the first rotation angle position to the second rotation angle position, and the mover is switched from the second rotation angle position to the first rotation angle position.
  • the positions of the opposing magnetic poles of the permanent magnet are switched.
  • the first stator is composed of a member including a permanent magnet, is located on one side of the movable axis direction with the mover interposed therebetween, and the mover is at the first rotation angle position.
  • the mover is magnetically attracted and held, and when the mover is at the second rotational angle position, the mover is magnetically repelled.
  • the second stator is made of a member including a permanent magnet, and is located on the other side in the movable axis direction with the mover interposed therebetween, and the mover is at the second rotational angle position. In this case, the mover is magnetically attracted and held, and when the mover is at the first rotation angle position, the mover is magnetically repelled.
  • the mover when the mover is at the first rotation angle position and the mover is magnetically attracted to the first stator, the mover is rotated to the second rotation angle position. Then, the magnetic attractive force between the mover and the first stator disappears, and a magnetic repulsive force is generated between the mover and the first stator. As a result, the mover leaves the first stator and moves toward the second stator due to the resultant magnetic attraction force generated between the first stator and the second stator, and is magnetically attracted to the second stator.
  • the magnetic attraction force is larger than the magnetic repulsion force for moving the mover from the first stator side to the second stator side.
  • the mover when the mover is at the second rotation angle position and the mover is magnetically attracted to the second stator, the mover is rotated to the first rotation angle position.
  • the magnetic attractive force between the mover and the second stator disappears, and a magnetic repulsive force is generated between the mover and the second stator.
  • the mover leaves the second stator and moves toward the first stator due to the resultant magnetic attraction force generated between the mover and the first stator, and is magnetically attracted to the first stator.
  • the magnetic attraction force is larger than the magnetic repulsion force for moving the mover from the second stator side to the first stator side.
  • the first stator side of the mover is moved to the second stator side.
  • the latch cannot be switched from the second stator side to the first stator side.
  • the mover that is latched on the first stator side is moved to the second stator side, and the second stator side is moved.
  • the latched mover moves to the first stator side, it automatically returns to the latch on the original stator side. This is due to the addition of a lock mechanism called rotation to the movement of the mover in the direction of the movable axis.
  • permanent magnets are used for both the mover and the stator, and the main power for moving in the direction of the movable axis is the movement-side stator (permanent magnet).
  • the magnetic repulsive force of the permanent magnet) and the magnetic attraction force of the stator (permanent magnet) on the destination side are used at the same time, and the rotational force for rotating the mover is the pilot power. Used only to replace For this reason, for example, it is only necessary to apply a magnetic field instantaneously from a position close to the mover (permanent magnet), and with less power than that used for the main power of movement in the direction of the movable axis with a conventional solenoid. It becomes possible to operate.
  • the rotational force (rotational torque) for rotating the mover does not necessarily have to be an electromagnetic force, and may be a mechanical force from the outside.
  • the magnetic pole direction is parallel to the movable axis, each magnetic pole direction is opposite to the other, and does not contact the mover in a direction perpendicular to the movable axis across the movable axis.
  • a pair of permanent magnets arranged apart from each other is provided, and one set of permanent magnets of the first stator and one set of permanent magnets of the second stator are arranged in the direction of the movable axis of each permanent magnet.
  • the movable poles are arranged on one side and the other side of the movable axis so that the opposing magnetic poles have different polarities.
  • the magnetic pole direction is a direction orthogonal to the movable axis
  • the magnetic pole directions are the same direction, and are separated so as not to contact the mover in a direction orthogonal to the movable axis across the movable axis.
  • a set of permanent magnets arranged in the above manner is provided, and the set of permanent magnets of the first stator and the set of permanent magnets of the second stator are opposed to each other in the direction of the movable axis of each permanent magnet.
  • the magnetic poles are arranged on one side and the other side in the movable axis direction with the mover interposed therebetween so that the magnetic poles are different from each other.
  • a cylindrical permanent magnet is provided that is arranged with the movable shaft and the center approximately aligned and has an inner diameter that does not contact the mover.
  • One of the cylindrical permanent magnet and the cylindrical permanent magnet of the second stator is moved in the direction of the movable axis with the mover interposed therebetween so that the magnetic poles facing each other in the direction of the movable axis of the permanent magnet are different from each other. It is arranged on the side and the other side.
  • the permanent magnet of the mover and the permanent magnet of the stator are arranged so as not to come into contact with each other, so that the impact force and adsorption sound to the permanent magnet that is generated at the time of latching in the prior art is also suppressed. In addition, it is possible to hold the latched state with compliance.
  • the mover is configured to include the permanent magnet in which the magnetic poles opposed to each other with the movable shaft sandwiched in the direction orthogonal to the movable shaft, and on one side of the movable shaft direction with the mover interposed therebetween.
  • the mover is magnetically held by holding, and when the mover is at the second rotation angle position, the mover is constituted by a member including a permanent magnet that magnetically repels the mover.
  • the movable element is located on the other side in the movable axis direction with the movable element sandwiched between and the movable element is at the second rotational angle position, the movable element is magnetically attracted and held.
  • a second stator composed of a member including a permanent magnet that magnetically repels the mover
  • the mover rotating portion is rotated by the mover rotating portion to determine the rotation angle position.
  • Switching between the first rotation angle position and the second rotation angle position By, and to swap the positions of the opposite magnetic poles of the permanent magnets of the mover. For this reason, even if an impact or temporary excessive force is applied in the other direction and the mover moves in the other direction, the mover is not latched in the other direction, and the mover is in the original direction. Therefore, it is possible to automatically return to the latch in step S3, thereby improving the safety and obtaining a reliable operation.
  • the rotational force for rotating the mover is used only as a pilot power to change the position of the magnetic pole, so that, for example, a position close to the permanent magnet of the mover It is only necessary to apply a magnetic field instantaneously. For this reason, it becomes possible to operate with less electric power than when the conventional solenoid is used as the main power for movement in the direction of the movable axis.

Abstract

　径方向に着磁した円柱状の永久磁石を可動子（１）とする。可動子（１）を挟んで可動軸方向の一方側に固定子（４）を、他方側に固定子（５）を設ける。固定子（４）を２つの永久磁石（４－１，４－２）で構成し、永久磁石（４－１）のＮ極を可動子（１）側、永久磁石（４－２）のＳ極を可動子（１）側とする。固定子（５）を２つの永久磁石（５－１，５－２）で構成し、永久磁石（５－１）のＳ極を可動子（１）側、永久磁石（５－２）のＮ極を可動子（１）側とする。ラッチ位置を切り換える場合、可動子回転部（８）により、可動子（１）に磁界を与えて、可動子（１）を回転させ、磁極の位置を入れ替える。これにより、安全性が高く、確実な動作が可能な双安定移動装置（１０１）を得られる。

Description

双安定移動装置
　この発明は、可動子と固定子とを用い、可動子を２つの位置の間で移動させ、そのどちらかの位置に保持する双安定移動装置に関するものである。
　従来より、この種の双安定移動装置として、遮断弁や電磁開閉器、電子ロックなどの様々な用途で、可動子が２つの位置の間を移動でき、そのどちらかの位置に保持する機構を備えた双安定ラッチ型のソレノイドが使用されている。
　例えば、特許文献１には双安定型リニア電磁ソレノイドとして、特許文献２にはソレノイドアクチュエータとして、軸方向に移動可能な非磁性軸に固定されたプランジャ（可動子）が、プランジャを挟んで軸方向に対称に設置された固定コアを備えた１組の永久磁石（固定子）のどちらか一方にラッチされるように構成され、他端への移動はそれらを囲んで軸方向に対称に配置された１組の励磁コイルにより行う双安定移動装置が開示されている。
　また、特許文献１や特許文献２では、可動子が鉄心で固定子に磁石を配置しているのに対して、例えば、特許文献３に示された双方向ラッチングソレノイドは、逆に可動子が磁石で、固定子を鉄心のみで構成されているが、いずれにしても、従来の双安定移動装置は可動子と固定子のどちらか一方が鉄心（磁性体）で、他方が磁石という構成とされている。
　しかしながら、上述した従来の双安定移動装置では、可動子と固定子のどちらか一方が鉄心（磁性体）で、他方が磁石という構成であるために、励磁コイルへの供給電流（励磁電流）を遮断した状態で１組の固定子のどちらか一方に可動子がラッチされている状態のときに、他方向への衝撃や過大力が掛かり、可動子が他方向へ移動してしまった場合は、可動子が他方向でラッチされてしまい、重大な誤動作となってしまう。特に、遮断弁や電磁開閉器、電子ロックなどでは、衝撃で開閉状態が逆になってしまうという致命的な問題となる。
　また、それを防止するためにラッチ用永久磁石の磁力を強くするなどして、ラッチ力を強くすると、ラッチの解除および他方向への移動に大きな電力が必要になる、という問題が生じる。
　また、可動子の可動軸方向への移動の初期動作、つまり、最も離れた状態での可動子の吸引動作を電磁力で行うために、特に、ストローク（≒可動子と固定子間のギャップ）が大きい場合、電磁力は距離（ギャップ）のほぼ２乗に反比例するため、大きな電力が必要になる。
特開平８－２８８１２９号公報 特開平７－３３５４３４号公報 特開平２０１０－９８０３７号公報
　本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、他方向への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子が他方向へ移動してしまった場合でも、可動子が他方向でラッチされることがなく、可動子が元の方向でのラッチに自動的に復帰する、安全性が高く、確実な動作を得ることが可能な双安定移動装置を提供することにある。
　また、従来のソレノイドで可動軸方向への移動の主動力に使われる場合よりも少ない電力で動作させることが可能な双安定移動装置を提供することにある。
　このような目的を達成するために、本発明の双安定移動装置は、可動軸の方向に移動可能でかつ可動軸を中心として回転可能に保持され、可動軸と直交する方向に可動軸を挟んで相対する磁極が配置された永久磁石含む可動子と、可動子を回転させて、可動子の回転角度位置を第１の回転角度位置と第２の回転角度位置との間で切り換えることによって、可動子の永久磁石の相対する磁極の位置を入れ替える可動子回転部と、可動子からみて可動軸の方向の一方側に位置し、可動子が第１の回転角度位置にあるとき可動子を磁気吸引保持し、可動子が第２の回転角度位置にあるとき可動子を磁気反発させる永久磁石を含む第１の固定子と、可動子からみて可動軸の方向の他方側に位置し、可動子が第２の回転角度位置にあるとき可動子を磁気吸引保持し、可動子が第１の回転角度位置にあるとき可動子を磁気反発させる永久磁石を含む第２の固定子とを備えている。
　本発明によれば、他方向への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子が他方向へ移動してしまった場合でも、可動子が他方向でラッチされることがなく、可動子が元の方向でのラッチに自動的に復帰するものとなり、安全性が高められ、確実な動作を得ることが可能となる。
　また、本発明によれば、可動子を回転させるための回転力は、パイロット動力として、磁極の位置を入れ替えるためにだけに使用されるので、例えば可動子の永久磁石に近接した位置から瞬間的に磁界を与えるようにするだけでよい。このため、従来のソレノイドで可動軸方向への移動の主動力に使われる場合よりも少ない電力で動作させることが可能となる。
図１Ａは、本発明の第１の実施の形態である双安定移動装置の要部の正面図である。 図１Ｂは、図１Ａに示した双安定移動装置の要部の側面図である。 図１Ｃは、図１ＡにおけるＡ－Ａ断面図（可動軸中央部の断面図）である。 図２は、図１Ａにおいて可動子が第２の固定子に磁気吸引されている状態を示す正面図である。 図３Ａは、図１Ａに示した双安定移動装置において第１および第２の固定子の１組の永久磁石の可動子と反対側の面を連結するヨークを配置するようにした例を示す正面図である。 図３Ｂは、図３Ａに示した構成の側面図である。 図４Ａは、図３Ａに示した構成において第１および第２の固定子の１組の永久磁石の可動子側の面に可動軸側に延びたヨークを配置するようにした例を示す正面図である。 図４Ｂは、図４ＡにおけるＢ－Ｂ断面図である。 図５は、図１Ａに示した双安定移動装置において第１および第２の固定子の１組の永久磁石を１つの永久磁石とし可動子を中心にしてほゞ点対称な位置に配置するようにした例を示す正面図である。 図６は、図５に示した構成において第１および第２の固定子の永久磁石の可動子側の面と反対側の面に可動軸に延びたヨークを配置するようにした例を示す正面図である。 図７Ａは、本発明の第２の実施の形態である双安定移動装置の要部の正面図である。 図７Ｂは、図７Ａに示した双安定移動装置の要部の側面図である。 図８Ａは、図７Ａに示した双安定移動装置において第１および第２の固定子の１組の永久磁石の可動軸と反対側の面を連結するヨークを配置するようにした例を示す正面図である。 図８Ｂは、図８Ａに示した構成の側面図である。 図９Ａは、図８Ａに示した構成において第１および第２の固定子の１組の永久磁石の可動軸側の面に可動軸と平行に可動子側に延びたヨークを配置するようにした例を示す正面図である。 図９Ｂは、図９Ａに示した構成の側面図である。 図１０は、図７Ａに示した構成において第１および第２の固定子の１組の永久磁石を１つの永久磁石とし可動子を中心にしてほゞ点対称な位置に配置するようにした例を示す正面図である。 図１１Ａは、本発明の第３の実施の形態である双安定移動装置の要部の正面図である。 図１１Ｂは、図１１Ａに示した双安定移動装置の要部の側面図である。 図１１Ｃは、図１１ＢにおけるＣ－Ｃ断面図である。 図１２Ａは、コアの一端を対向させて配置した１組のソレノイド型電磁コイルとこの１組のソレノイド型電磁コイルのコアの他端を連結するヨークとで可動子回転部を構成するようにした例を示す正面図である。 図１２Ｂは、図１２Ａに示した構成の側面図である。 図１３は、図１Ｂに示された構成において固定子を構成する永久磁石の中心と可動軸を直交する方向に結ぶ線Ｌ１と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Ｌ２とを交差させるようにした例を示す側面図である。 図１４は、図１２Ｂに示された構成において固定子を構成する永久磁石の中心と可動軸を直交する方向に結ぶ線Ｌ１と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ソレノイド型電磁コイルのコアの軸芯を結ぶ線Ｌ２とを交差させるようにした例を示す側面図である。 図１５は、図１Ｂに示された構成において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Ｌ２と可動軸とを交わらせないようにした例を示す図（可動軸中央部（Ａ－Ａ）の断面図）である。 図１６は、図１２Ｂに示された構成において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ソレノイド型電磁コイルのコアの軸芯を結ぶ線Ｌ２と可動軸とを交わらせないようにした例を示す図（可動軸中央部（Ａ－Ａ）の断面図）である。 図１７は、図１Ｂに示された構成において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（可動軸中央部（Ａ－Ａ）の断面図）である。 図１８は、図１２Ｂに示された構成において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ソレノイド型電磁コイルのコアの軸芯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（可動軸中央部（Ａ－Ａ）の断面図）である。 図１９Ａは、シャフトに回転レバーを取り付けて外部から機械的な力（回転トルク）を与えて可動子を回転させるようにした例を示す正面図である。 図１９Ｂは、図１９Ａに示した構成の側面図である。 図２０Ａは、可動子に対し可動軸とほゞ直交する方向から進退自在として１組の回転力発生用の永久磁石を設けるようにした例を示す正面図である。 図２０Ｂは、図２０Ａに示した構成の側面図である。 図２１は、可動子を複数の永久磁石で構成した例の第１例を示す正面図である。 図２２は、可動子を複数の永久磁石で構成した例の第２例を示す正面図である。 図２３Ａは、可動子を構成する円柱状の永久磁石を４磁極とした場合の構成を示す正面図である。 図２３Ｂは、図２３ＡにおけるＤ－Ｄ断面図である。 図２３Ｃは、図２３ＡにおけるＥ－Ｅ断面図である。 図２４は、可動子の可動軸方向の力を外部の被動作体へ伝える機構を含む構成を示す図である。 図２５は、図２４に示した構成において回転摺動部をベアリングとした場合の要部を示す図である。
　以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
　図１Ａは、本発明の第１の実施の形態である双安定移動装置の要部の正面図である。図１Ｂは、図１Ａに示した双安定移動装置の要部の側面図である。
　図１Ａにおいて、１（１Ａ）は可動子であり、その両端にはシャフト２（２－１，２－２）が接続されている。可動子１は永久磁石とされ、シャフト２は非磁性体とされている。以下では、この可動子１とシャフト２とからなる一体物を可動体と呼び、符号３で示す。
　可動体３は、図示一点鎖線で示すＺ軸方向に移動可能に設けられている。すなわち、可動体３（可動子１）は、Ｚ軸方向を可動軸方向（可動軸に平行な方向）とし、この可動軸方向に移動可能に設けられている。また、可動体３（可動子１）は、Ｚ軸を中心として回転可能に保持されている。以下、Ｚ軸を可動軸と呼ぶ。
　可動子１は、円柱状（円柱状の永久磁石）とされ、径方向に着磁されている。この例では、可動軸Ｚと直交する方向に可動軸Ｚを挟んで相対する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１Ａの状態では上側）がＳ極、他方の面側（図１Ａの状態では下側）がＮ極とされている。
　図１Ａにおいて、４は可動子１からみて可動軸方向の一方側に設けられた第１の固定子、５は可動子１からみて可動軸方向の他方側に設けられた第２の固定子である。
　第１の固定子４は、可動軸Ｚを挟んで可動軸Ｚと直交する方向に可動子１と接触しないように離間して配置された１組の永久磁石４－１と４－２とから構成されている。永久磁石４－１を第１の永久磁石、永久磁石４－２を第２の永久磁石とする。永久磁石４－１，４－２の磁極方向は可動軸Ｚと平行とされているが、永久磁石４－１の磁極方向は永久磁石４－２の磁極方向に対して逆向きとされている。この例では、永久磁石４－１のＮ極が可動子１側、Ｓ極が可動子１と反対側とされており、永久磁石４－２のＳ極が可動子１側、Ｎ極が可動子１と反対側とされている。
　第２の固定子５は、可動軸Ｚを挟んで可動軸Ｚと直交する方向に可動子１と接触しないように離間して配置された１組の永久磁石５－１と５－２とから構成されている。永久磁石５－１を第３の永久磁石、永久磁石５－２を第４の永久磁石とする。永久磁石５－１，５－２の磁極方向は可動軸Ｚと平行とされているが、永久磁石５－１の磁極方向は永久磁石５－２の磁極方向に対して逆向きとされている。この例では、永久磁石５－１のＳ極が可動子１側、Ｎ極が可動子１と反対側とされており、永久磁石５－２のＮ極が可動子１側、Ｓ極が可動子１と反対側とされている。
　この実施の形態の双安定移動装置１０１において、第１の固定子４の１組の永久磁石４－１，４－２と第２の固定子５の１組の永久磁石５－１，２とは、それぞれの永久磁石の可動軸方向に対向する磁極が異極になるように、可動子１を挟んで可動軸方向の一方側と他方側とに配置されている。すなわち、永久磁石４－１および永久磁石５－１は、可動軸Ｚからみて同じ一方側に配置され、かつ、互いに異なる磁極が対向するように配置されている。また、永久磁石４－２および永久磁石５－２は、可動軸Ｚからみて同じ他方側に配置され、かつ、互いに異なる磁極が対向するように配置されている。「対向」とは、後述する可動子回転部８がなければ、磁極同士が直接向かい合うことを意味する。
　なお、この実施の形態の双安定移動装置１０１において、可動子１の可動軸方向の長さｌは、可動子１を挟んで可動軸方向の一方側および他方側に配置された第１の固定子４を構成する永久磁石４－１，４－２および第２の固定子５を構成する永久磁石５－１，５－２の対向面間距離Ｌ以下とされている。言い換えると、可動子１の永久磁石の可動軸方向の長さｌは、永久磁石４－１，４－２の可動子１側の面と永久磁石５－１，５－２の可動子１側の面との間の距離Ｌ以下である。
　図１Ｂにおいて、８（８Ａ）は、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から可動子１に正逆方向の磁界を与えて可動子１を回転させ、その回転角度位置を第１の回転角度位置（０゜位置）と第２の回転角度位置（１８０゜位置）との間で切り換えることによって、可動子１（永久磁石）の相対する磁極の位置を入れ替える可動子回転部である。
　この可動子回転部８は、ソレノイド型電磁コイル６と、ソレノイド型電磁コイル６のコアの一端に一方の端部が接続または一体化されたＬ字型のヨーク（第１のヨーク）７－１と、ソレノイド型電磁コイル６のコアの他端に一方の端部が接続または一体化されたＬ字型のヨーク（第２のヨーク）７－２とから構成されている。この可動子回転部８において、Ｌ字型のヨーク７－１の他方の端部は、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から可動子１を挟んで、Ｌ字型のヨーク７－２と対向している。図１Ｃに図１ＡにおけるＡ－Ａ断面図（可動軸中央部の断面図）を示す。
〔通常のラッチ動作〕
　図１Ａの状態は、可動子回転部８によって可動子１を回転させ、可動子１の回転角度位置を第１の回転角度位置（０゜位置）に切り換えた状態を示している。この第１の回転角度位置において、可動子１（円柱状の永久磁石）の磁極方向は図１Ａに示されているように、上側がＳ極、下側がＮ極となる。この可動子１の第１の回転角度位置において、第１の固定子４は、可動子１を磁気吸引保持し、第２の固定子５は可動子を磁気反発させる。これにより、可動子１は、第１の固定子４側でラッチされる。
　この可動子１が第１の固定子４側にラッチされている状態から、可動子回転部８によって可動子１を回転させ、可動子１の回転角度位置を第２の回転角度位置（１８０゜位置）に切り換えたとする。すなわち、可動子１（円柱状の永久磁石）の相対する磁極の位置を入れ替え、下側をＳ極、上側をＮ極にしたとする。
　すると、可動子１と第１の固定子４との間の磁気吸引力が消失し、可動子１と第１の固定子４との間に磁気反発力が発生する。これにより、可動子１が第１の固定子４を離れるとともに、第２の固定子５との間に生じる磁気吸引力との合力により第２の固定子５側に向かい、第２の固定子５に磁気吸引され、第２の固定子５側でラッチされる（図２参照）。この場合、可動子１を第１の固定子４側から第２の固定子５側に動かす力は、磁気吸引力の方が磁気反発力の２倍以上大きい。
　次に、この可動子１が第２の固定子５側にラッチされている状態から、可動子回転部８によって可動子１を回転させ、可動子１の回転角度位置を第１の回転角度位置に切り換えたとする。すなわち、可動子１（円柱状の永久磁石）の相対する磁極の位置を入れ替え、上側をＳ極、下側をＮ極に戻したとする。
　すると、可動子１と第２の固定子５との間の磁気吸引力が消失し、可動子１と第２の固定子５との間に磁気反発力が発生する。これにより、可動子１が第２の固定子５を離れるとともに、第１の固定子４との間に生じる磁気吸引力との合力により第１の固定子４側に向かい、第１の固定子４に磁気吸引され、第１の固定子４側でラッチされる（図１Ａ参照）。この場合、可動子１を第２の固定子５側から第１の固定子４側に動かす力は、磁気吸引力の方が磁気反発力の２倍以上大きい。
〔ラッチ状態で他の方向への衝撃や一時的な過大力が掛かった場合〕
　今、可動子１が第１の回転角度位置にあり、可動子１が第１の固定子４に磁気吸引されている場合に（図１Ａ参照）、第２の固定子５への方向への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子１が第２の固定子５の方向へ移動してしまったとする。
　この場合、可動子１は、第１の回転角度位置にある状態で、第２の固定子５の方向へ移動する。可動子１が第２の固定子５に近づくと、可動子１と第２の固定子５との間には磁気反発力が発生する。これにより、可動子１が第２の固定子５から離れるとともに、第１の固定子４との間に生じる磁気吸引力との合力により第１の固定子４側に向かい、第１の固定子４に磁気吸引される。
　このようにして、本実施の形態の双安定移動装置１０１では、可動子１が第１の固定子４側にラッチされている状態で、第２の固定子５の方向へ移動しても、可動子１は第２の固定子５側でラッチされずに、自動的に第１の固定子４側でのラッチに復帰する。
　今、可動子１が第２の回転角度位置にあり、可動子１が第２の固定子５に磁気吸引されている場合に（図２参照）、第１の固定子４への方向への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子１が第１の固定子４の方向へ移動してしまったとする。
　この場合、可動子１は、第２の回転角度位置にある状態で、第１の固定子４の方向へ移動する。可動子１が第１の固定子４に近づくと、可動子１と第１の固定子４との間には磁気反発力が発生する。これにより、可動子１が第１の固定子４から離れるとともに、第２の固定子５との間に生じる磁気吸引力との合力により第２の固定子５側に向かい、第２の固定子５に磁気吸引される。
　このようにして、本実施の形態の双安定移動装置１０１では、可動子１が第２の固定子５側にラッチされている状態で、第１の固定子４の方向へ移動しても、可動子１は第１の固定子４側でラッチされずに、自動的に第２の固定子５側でのラッチに復帰する。
　このように、本実施の形態の双安定移動装置１０１では、可動子１を回転させて可動子１の相対する磁極の位置を入れ替えなければ、可動子１の第１の固定子４側から第２の固定子５側へのラッチの切り換え、第２の固定子５側から第１の固定子４側へのラッチの切り換えを行うことができない。
　また、可動子１の相対する磁極の位置を入れ替えない状態で、第１の固定子４側にラッチされている可動子１の第２の固定子５側への移動、第２の固定子５側にラッチされている可動子１の第１の固定子４側への移動が生じた場合、自動的に元の固定子側でのラッチに復帰される。
　本実施の形態の双安定移動装置１０１では、可動子１の可動軸方向の移動に、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、安全性が高められ、確実な動作を得ることができている。
　また、本実施の形態の双安定移動装置１０１では、可動子１と固定子４，５の両方に永久磁石を使用し、可動軸方向へ移動させるための主動力は、可動子１（永久磁石）に対する、移動元側の固定子４，５（永久磁石）の磁気反発力と、移動先側の固定子４，５（永久磁石）の磁気吸引力の両方を同時に使用して行い、可動子１を回転させるための回転力は、パイロット動力として、磁極の位置を入れ替えるためにだけに使用される。これにより、可動子１（永久磁石）に近接した位置から瞬間的に磁界を与えるようにするだけでよく、従来のソレノイドで可動軸方向への移動の主動力に使われる場合よりも少ない電力で動作させることができている。
　なお、図１Ａおよび図１Ｂに示した構成において、第１の固定子４の１組の永久磁石４－１，４－２および第２の固定子５の１組の永久磁石５－１，５－２に、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、１組の永久磁石４－１，４－２のそれぞれの可動子１と反対側の面を連結するヨーク４ａを、１組の永久磁石５－１，５－２のそれぞれの可動子１と反対側の面を連結するヨーク５ａを配置するようにしてもよい。ヨーク４ａを第１のヨーク、ヨーク５ａを第２のヨークとする。
　また、図４Ａに示すように、図３Ａに示した構成において、１組の永久磁石４－１，４－２のそれぞれの可動子１側の面に可動軸Ｚ側に延びたヨーク４ｂ，４ｃを、１組の永久磁石５－１，５－２のそれぞれの可動子１側の面に可動軸Ｚ側に延びたヨーク５ｂ，５ｃを配置するようにしてもよい。ヨーク４ｂ，４ｃを第３のヨーク、ヨーク５ｂ，５ｃを第４のヨークとする。なお、図４Ｂは図４ＡにおけるＢ－Ｂ断面図を示す。
　図４Ａに示した構成において、ヨーク４ｂ，４ｃおよび５ｂ，５ｃは、永久磁石４－１，４－２および５－１，５－２から発生する磁束（または磁力線）をシャフト２側（可動軸Ｚと直交する方向）に向け、可動子１（永久磁石）に効率良く磁界が働くようにし、また、永久磁石４－１，４－２および５－１，５－２の磁極面に直交する方向（可動軸Ｚに平行方向）や周囲への磁束漏えいを抑制するという効果を持つ。なお、図４Ａに示した構成において、可動子１側と反対側の面のヨーク４ａ，５ａは必ずしも設けなくてもよい。
　また、図５に示すように、図１Ａに示した構成において、第１の固定子４から永久磁石４－１を省略し、永久磁石４－２のみを第１の固定子４とし、第２の固定子５から永久磁石５－２を省略し、永久磁石５－１のみを第２の固定子５としてもよい。
　また、図示してはいないが、第１の固定子４から永久磁石４－２を省略し、永久磁石４－１のみを第１の固定子４とし、第２の固定子５から永久磁石５－１を省略し、永久磁石５－２のみを第２の固定子５としてもよい。
　すなわち、その磁極方向が可動軸Ｚと平行な永久磁石を、可動軸Ｚと直交する方向に可動子１と接触しないように離間して、可動子１の可動軸方向両側に可動子１を中心にしてほゞ点対称な位置にそれぞれ１つずつ、他方に対する磁極を同極にして配置するようにしてもよい。
　また、図６に示すように、図５に示した構成において、永久磁石４－２の可動子１側の面と反対側の面に可動軸１側に延びたヨーク４ｄ，４ｅを、永久磁石５－１の可動子１側の面と反対側の面に可動軸１側に延びたヨーク５ｄ，５ｅを配置するようにしてもよい。なお、図６に示した構成において、永久磁石４－２に対してヨーク４ｄ，４ｅの何れか一方のみを配置するようにしてもよく、永久磁石５－１に対してヨーク５ｄ，５ｅの何れか一方のみを配置するようにしてもよい。
〔第２の実施の形態〕
　第１の実施の形態の双安定移動装置１０１では、第１の固定子４における１組の永久磁石４－１と４－２の磁極方向および第２の固定子５における１組の永久磁石５－１と５－２の磁極方向をそれぞれ可動軸Ｚと平行とするようにした。
　これに対して、第２の実施の形態の双安定移動装置１０２では、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、第１の固定子４における１組の永久磁石４－１と４－２の磁極方向および第２の固定子５における１組の永久磁石５－１と５－２の磁極方向をそれぞれ可動軸Ｚと直交する方向とする。
　この実施の形態の双安定移動装置１０２において、第１の固定子４は、可動軸Ｚを挟んで可動軸Ｚと直交する方向に可動子１と接触しないように離間して配置された１組の永久磁石４－１と４－２とから構成されている。永久磁石４－１を第１の永久磁石、永久磁石４－２を第２の永久磁石とする。永久磁石４－１，４－２の磁極方向は可動軸Ｚと直交する方向とされ、永久磁石４－１の磁極方向は永久磁石４－２の磁極方向と同じ向きとされている。この例では、永久磁石４－１のＮ極が可動軸Ｚ側、永久磁石４－２のＳ極が可動軸Ｚ側とされている。
　また、第２の固定子５は、可動軸Ｚを挟んで可動軸Ｚと直交する方向に可動子１と接触しないように離間して配置された１組の永久磁石５－１と５－２とから構成されている。永久磁石５－１を第３の永久磁石、永久磁石５－２を第４の永久磁石とする。永久磁石５－１，５－２の磁極方向は可動軸Ｚと直交する方向とされ、永久磁石５－１の磁極方向は永久磁石５－２の磁極方向と同じ向きとされている。この例では、永久磁石５－１のＳ極が可動軸Ｚ側、永久磁石５－２のＮ極が可動軸Ｚ側とされている。
　この実施の形態の双安定移動装置１０２においても、磁極の方向は異なるが、第１の実施の形態の双安定移動装置１０１と同様、第１の固定子４の１組の永久磁石４－１，４－２と第２の固定子５の１組の永久磁石５－１，２とが、それぞれの永久磁石の可動軸方向に対向する磁極が異極になるように、可動子１を挟んで可動軸方向の一方側と他方側とに配置されている。すなわち、永久磁石４－１および永久磁石５－１は、可動軸Ｚからみて同じ一方側に配置され、かつ、互いに異なる磁極が対向するように配置されている。また、永久磁石４－２および永久磁石５－２は、可動軸Ｚからみて同じ他方側に配置され、かつ、互いに異なる磁極が対向するように配置されている。
　また、第２の実施の形態の構成においても、可動子１の可動軸方向の長さｌは、可動子１を挟んで可動軸方向の両側に配置された第１の固定子４を構成する永久磁石４－１，４－２と第２の固定子５を構成する永久磁石５－１，５－２の対向面間距離Ｌ以下とされている。
　他の構成は第１の実施の形態の双安定移動装置１０１と同じであり、第２の実施の形態の双安定移動装置１０２においても、説明は省略するが、第１の実施の形態の双安定移動装置１０１と同様の動作が行われる。
　なお、図７Ａおよび図７Ｂに示した構成において、第１の固定子４の１組の永久磁石４－１，４－２および第２の固定子５の１組の永久磁石５－１，５－２に、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、１組の永久磁石４－１，４－２のそれぞれの可動軸Ｚと反対側の面を連結するヨーク４ａを、１組の永久磁石５－１，５－２のそれぞれの可動軸Ｚと反対側の面を連結するヨーク５ａを配置するようにしてもよい。ヨーク４ａを第１のヨーク、ヨーク５ａを第２のヨークとする。
　また、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、図８Ａおよび図８Ｂに示した構成において、１組の永久磁石４－１，４－２のそれぞれの可動軸Ｚ側の面に可動軸Ｚと平行に可動子１側に延びたヨーク４ｂ，４ｃを、１組の永久磁石５－１，５－２のそれぞれの可動軸Ｚ側の面に可動軸Ｚと平行に可動子１側に延びたヨーク５ｂ，５ｃを配置するようにしてもよい。ヨーク４ｂ，４ｃを第３のヨーク、ヨーク５ｂ，５ｃを第４のヨークとする。なお、図９Ａおよび図９Ｂに示した構成において、可動軸Ｚと反対方向の面を連結するヨーク４ａ，５ａは必ずしも設けなくてもよい。
　また、図１０に示すように、図７Ａに示した構成において、第１の固定子４から永久磁石４－１を省略し、永久磁石４－２のみを第１の固定子４とし、第２の固定子５から永久磁石５－２を省略し、永久磁石５－１のみを第２の固定子５としてもよい。
　また、図示してはいないが、第１の固定子４から永久磁石４－２を省略し、永久磁石４－１のみを第１の固定子４とし、第２の固定子５から永久磁石５－１を省略し、永久磁石５－２のみを第２の固定子５としてもよい。
　すなわち、その磁極方向を可動軸Ｚと直交する方向とした永久磁石を、可動軸Ｚと直交する方向に可動子１と接触しないように離間して、可動子１の可動軸方向両側に可動子１を中心にしてほゞ点対称な位置にそれぞれ１つずつ、他方に対する磁極を同極にして配置するようにしてもよい。
〔第３の実施の形態〕
　第１，第２の実施の双安定移動装置１０１，１０２では、第１の固定子４を１組の永久磁石４－１，４－２とし、第２の固定子５を１組の永久磁石５－１，５－２とした。これに対して、第３の実施の形態の双安定移動装置１０３では、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、第１の固定子４を円筒状の永久磁石４－０とし、第２の固定子５を円筒状の永久磁石５－０とする。図１１Ｃに図１１ＢにおけるＣ－Ｃ断面図を示す。
　この実施の形態の双安定移動装置１０３において、第１の固定子４は、第１の円筒状の永久磁石４－０とされている。円筒状の永久磁石４－０は、その中心が可動軸Ｚとほゞ一致するように配置されている。円筒状の永久磁石４－０は、可動子１と接触しないような内径、すなわち可動子１の外径よりも大きい内径を持つ。円筒状の永久磁石４－０は、径方向に着磁されている。この例では、図１１Ｃに示されているように、円筒状の永久磁石４－０の可動軸Ｚ側に面する内径の上側の面がＮ極、下側の面がＳ極とされている。
　また、第２の固定子５は、第２の円筒状の永久磁石５－０とされている。円筒状の永久磁石５－０は、その中心が可動軸Ｚとほゞ一致するように配置されている。円筒状の永久磁石５－０は、可動子１と接触しないような内径、すなわち可動子１の外径よりも大きい内径を持つ。円筒状の永久磁石５－０は、径方向に着磁されている。この例では、図１１Ｃに示されているように、円筒状の永久磁石５－０の可動軸Ｚ側に面する内径の上側の面がＳ極、下側の面がＮ極とされている。
　すなわち、この実施の形態の双安定移動装置１０３において、永久磁石の形状は異なるが、第１，第２の実施の形態の双安定移動装置１０１，１０２と同様、第１の固定子４の円筒状の永久磁石４－０と第２の固定子５の円筒状の永久磁石５－０とは、それぞれの永久磁石の可動軸方向に対向する磁極が異極となるように、可動子１を挟んで可動軸方向の一方側と他方側とに配置されている。すなわち、円筒状の永久磁石４－０と円筒状の永久磁石５－０は、互いに異なる磁極が対向するように配置されている
　また、第３の実施の形態の構成においても、可動子１の可動軸方向の長さｌは、可動子１を挟んで可動軸方向の両側に配置された第１の固定子４を構成する円筒状の永久磁石４－０と第２の固定子５を構成する円筒状の永久磁石５－０の対向面間距離Ｌ以下とされている。
　他の構成は第１，第２の実施の形態の双安定移動装置１０１，１０２と同じであり、第３の実施の形態の双安定移動装置１０３においても、説明は省略するが、第１，第２の実施の形態の双安定移動装置１０１，１０２と同様の動作が行われる。
〔可動子回転部について〕
　第１，第２，第３の実施の形態の双安定移動装置１０１，１０２，１０３では、可動子回転部８（８Ａ）をソレノイド型電磁コイル６とＬ字型のヨーク７－１，７－２とから構成されたものとしたが、必ずしもこのような構成でなくてもよい。
　例えば、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、可動軸Ｚを挟んでそれぞれの軸芯がほゞ一致するように配置された１組のソレノイド型電磁コイル６－１，６－２と、ソレノイド型電磁コイル６－１のコアの一端とソレノイド型電磁コイル６－２のコアの一端とを連結するヨーク７とで可動子回転部８を構成するようにしてもよい。この可動子回転部８（８Ｂ）では、ソレノイド型電磁コイル６－１のコアの他端は、可動軸Ｚと直交する方向から可動子１を挟んで、ソレノイド型電磁コイル６－２のコアの他端と対向している。なお、ソレノイド型電磁コイル６－１を第１のソレノイド型電磁コイル、ソレノイド型電磁コイル６－２を第２のソレノイド型電磁コイルとする。
　また、図１３に示すように、図１Ａおよび図１Ｂに示された構成において、固定子５（４）を構成する永久磁石５－１，５－２（４－１，４－２）の中心と可動軸Ｚを直交する方向に結ぶ線Ｌ１と、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から可動子１を挟んで対向するＬ字型のヨーク７－１，７－２の端部の中心を結ぶ線Ｌ２とを交差させるようにしてもよい。この場合、その交差角度θは、可動軸方向からみて０゜～４５゜の範囲とすることが好ましい。すなわち、固定子５の永久磁石５－１，５－２（または固定子４の永久磁石４－１，４－２）の中心を通り可動軸Ｚと直交する線Ｌ１と、ヨーク７－１の端部（ヨーク７－２と対向する端部）の中心とヨーク７－２の端部（ヨーク７－１と対向する端部）の中心とを結ぶ線Ｌ２とのなす角度θを、可動軸方向からみて０゜～４５゜の範囲としてもよい。
　また、図１４に示すように、図１２Ｂに示された構成においても、固定子５（４）を構成する永久磁石５－１，５－２（４－１，４－２）の中心と可動軸Ｚを直交する方向に結ぶ線Ｌ１と、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から可動子１を挟んで対向するソレノイド型電磁コイル６－１，６－２のコアの軸芯を結ぶ線Ｌ２とを交差させるようにしてもよい。この場合も、その交差角度θは、可動軸方向からみて０゜～４５゜の範囲とすることが好ましい。すなわち、固定子５の永久磁石５－１，５－２（または固定子４の永久磁石４－１，４－２）の中心を通り可動軸Ｚと直交する線Ｌ１と、ソレノイド型電磁コイル６－１のコアの軸芯とソレノイド型電磁コイル６－２のコアの軸芯とを結ぶ線Ｌ２とのなす角度を、可動軸方向からみて０゜～４５゜の範囲としてもよい。
　また、図１５に示すように、図１Ｂに示された構成において、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から可動子１を挟んで対向するＬ字型のヨーク７－１，７－２の端部（互いに対向する端部）の中心を結ぶ線Ｌ２と可動軸Ｚとを交わらせないようにしてもよい。図１３に示した構成でも同様である。
　また、図１６に示すように、図１２Ｂに示された構成においても、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から可動子１を挟んで対向するソレノイド型電磁コイル６－１，６－２のコアの軸芯を結ぶ線Ｌ２と可動軸Ｚとを交わらせないようにしてもよい。図１４に示した構成でも同様である。
　また、図１７に示すように、図１Ｂに示された構成において、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から可動子１を挟んで対向するＬ字型のヨーク７－１，７－２の端部の中心を、可動軸Ｚに直交する面内で可動子１の両側にずらすようにしてもよい。すなわち、ヨーク７－１の端部（ヨーク７－２と対向する端部）の中心が、ヨーク７－２の端部（ヨーク７－１と対向する端部）の中心と、可動軸Ｚを含む鉛直面に対して異なる側に位置するようにしてもよい。図１３、図１５に示された構成でも同様である。
　また、図１８に示すように、図１２Ｂに示された構成においても、可動軸Ｚとほゞ直交する方向から可動子１を挟んで対向するソレノイド型電磁コイル６－１，６－２のコアの軸芯を、可動軸Ｚに直交する面内で可動子１の両側にずらすようにしてもよい。すなわち、ソレノイド型電磁コイル６－１のコアの軸芯が、ソレノイド型電磁コイル６－２のコアの軸芯と、可動軸Ｚを含む鉛直面に対して異なる側に位置するようにしてもよい。図１４、図１６に示された構成でも同様である。
　また、図１９Ａおよび図１９Ｂに示すように、シャフト２に回転レバー９を取り付け、この回転レバー９に外部から機械的な力（回転トルク）を与えて可動子１を回転させ、可動子１の相対する磁極の位置を入れ替えるようにしてもよい。この構成では、回転レバー９と、この回転レバー９に外部から機械的な力を与える手段によって、可動子回転部８（８Ｃ）が構成される。なお、図１９Ａには示していないが、回転レバー９に外部から機械的な力を与える手段として、手動やモータ等のアクチュエータなどが考えられる。
　また、図２０Ａおよび図２０Ｂに示すように、可動子１を挟んで同じ磁極が対向するように配置され、可動軸Ｚとほゞ直交する方向に進退自在な、１組の回転力発生用の永久磁石１０－１，１０－２を設けるようにしてもよい。回転力発生用の永久磁石１０－１を第１の回転力発生用の永久磁石、回転力発生用の永久磁石１０－２を第２の回転力発生用の永久磁石とする。
　図２０Ａおよび図２０Ｂに示した例では、回転力発生用の永久磁石１０－１をＳ極を可動子１側として可動子１の上側に設け、回転力発生用の永久磁石１０－２をＳ極を可動子１側として可動子１の下側に設けている。押ボタン１１－１とコイルバネ１２－１とを回転力発生用の永久磁石１０－１に付設することによって、回転力発生用の永久磁石１０－１を可動子１に対して進退自在とし、押ボタン１１－２とコイルバネ１２－２とを回転力発生用の永久磁石１０－２に付設することによって、回転力発生用の永久磁石１０－２を可動子１に対して進退自在としている。
　この回転力発生用の永久磁石１０－１，１０－２を用いた可動子回転部８（８Ｄ）では、可動子１が第１の固定子４に磁気吸引されている場合に、回転力発生用の永久磁石１０－１が可動子１に近づけられた場合、回転力発生用の永久磁石１０－１の可動子１に対向する磁極（Ｓ極）と可動子１の一方の磁極（Ｓ極）との間の磁気反発および他方の磁極（Ｎ極）との磁気吸引によって、可動子１が回転してその回転角度位置が第１の回転角度位置（０゜位置）から第２の回転角度位置（１８０゜位置）に切り換えられる。
　また、可動子１が第２の固定子５に磁気吸引されている場合に、回転力発生用の永久磁石１０－２が可動子１に近づけられた場合、回転力発生用の永久磁石１０－２の可動子１に対向する磁極（Ｓ極）と可動子１の一方の磁極（Ｓ極）との間の磁気反発および他方の磁極（Ｎ極）との磁気吸引によって、可動子１が回転してその回転角度位置が第２の回転角度位置（１８０゜位置）から第１の回転角度位置（０゜位置）に切り換えられる。
〔可動子について〕
　上述した第１，第２，第３の実施の形態では、可動子１（１Ａ）を１つの永久磁石（円柱状の永久磁石）によって構成したが、複数の永久磁石で可動子１を構成するようにしてもよい。可動子１を複数の永久磁石で構成した例を図２１および図２２に示す。
　図２１に示した例では、可動子１を３つの円柱状の永久磁石１－１，１－２，１－３で構成するものとし、長さ（可動軸方向の長さ、相対する磁極の方向の長さ）の長い永久磁石（第１の永久磁石）１－１を可動軸方向のほゞ中央に配置し、この永久磁石１－１を挟んでその両側に、長さの短い永久磁石１－２と１－３とを配置している。すなわち、永久磁石（第２の永久磁石）１－２を永久磁石１－１に対し可動軸方向の一方側に配置し、永久磁石（第３の永久磁石）１－３を永久磁石１－１に対し可動軸方向の他方側に配置している。
　この可動子１（１Ｂ）において、永久磁石１－１と永久磁石１－２および１－３とはその直径（相対する磁極方向の長さ）が同じとされ、永久磁石１－１と永久磁石１－２とが非磁性の連結部１ａを挟んで結合され、永久磁石１－１と永久磁石１－３とが非磁性の連結部１ｂを挟んで結合されている。
　このように、可動子１を複数の永久磁石で構成とすると、永久磁石の長さや径が大きい場合などに、永久磁石の体積を減らして低コスト化や軽量化などを図ることが可能となる。なお、この可動子１（１Ｂ）において、中央の永久磁石１－１は可動子の回転用の永久磁石とされ、両側の永久磁石１－２，１－３は可動子の可動軸方向の移動保持用の永久磁石とされる。
　図２２に示した例でも、可動子１を３つの円柱状の永久磁石１－１，１－２，１－３で構成するものとし、長さ（可動軸方向の長さ）の長い永久磁石１－１を可動軸方向のほゞ中央に配置し、この永久磁石１－１を挟んでその両側に、長さの短い永久磁石１－２と１－３とを配置している。
　この可動子１（１Ｃ）において、永久磁石１－１と永久磁石１－２および１－３とはその直径（相対する磁極方向の長さ）が異なり、永久磁石１－１の直径が永久磁石１－２および１－３の直径よりも大きくされている。そして、永久磁石１－１と永久磁石１－２とを非磁性の連結部１ａ’を挟んで結合し、永久磁石１－１と永久磁石１－３とを非磁性の連結部１ｂ’を挟んで結合している。
　この可動子１（１Ｃ）において、中央の永久磁石１－１は可動子の回転用の永久磁石とされ、両側の永久磁石１－２，１－３は可動子の可動軸方向の移動保持用の永久磁石とされる。この場合、永久磁石１－２，１－３の直径に比べて永久磁石１－１の直径が大きくされているので、可動子１を少ない力で回転（磁極反転）させることができる。
　例えば、図１Ａに示された構成において、可動子１（１Ａ）の可動軸方向の保持力を大きくすると、可動子１を回転させるのにも大きな力が必要になる。このため、図２２に示したような構成の可動子１（１Ｃ）として、省エネルギーを図る。
　なお、上述した各実施の形態では、可動子１を構成する永久磁石を円柱状の磁石としているが、必ずしも円柱状の磁石としなくてもよく、円筒状の永久磁石としたり、角型の磁石としてもよい。
　例えば、図２２に示した構成において、可動子１（１Ｃ）を構成する永久磁石１－１，１－２，１－３を円筒状の永久磁石とする場合、円柱状の永久磁石と同様にしてその直径を異ならせればよいが、角型の磁石とする場合には、その対向する磁極間の距離（相対する磁極方向の長さ）を異ならせるようにする。
　また、上述した各実施の形態では、可動子１を構成する永久磁石を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。
　図２３Ａ～図２３Ｃに、可動子１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を示す。図２３Ａは正面図であり、図２３Ｂは図２３ＡにおけるＤ－Ｄ断面図（吸引・ラッチ側）であり、図２３Ｃは図２３ＡにおけるＥ－Ｅ断面図（反発側）である。なお、図２３Ａ～図２３Ｃにおいて、図１Ａおよび図１Ｂに示されているシャフト２や可動子回転部８などは省略している。
　この例では、可動子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２３Ｂでは上側の面）Ｓ１にＳ極を、第２の面（図２３Ｂでは左側の面）Ｓ２にＮ極を形成し、第３の面（図２３Ｂでは下側の面）Ｓ３にＳ極を、第４の面（図２３Ｂでは右側の面）Ｓ４にＮ極を形成している。
　この４磁極の可動子１（１Ｄ）を用いる場合、第１の固定子４において、永久磁石４－１，４－２の磁極方向は、それぞれの磁極方向を他方に対して同じ向きとする。第２の固定子５においても同様に、永久磁石５－１，５－２の磁極方向は、それぞれの磁極方向を他方に対して同じ向きとする。
　なお、図２３Ｂおよび図２３Ｃに点線で示すように、第１の固定子４に永久磁石４－３，４－４を、第２の固定子５に永久磁石５－３，５－４を追加するようにしてもよい。この場合も、永久磁石４－３，４－４の磁極方向、永久磁石５－３，５－４の磁極方向は、それぞれの磁極方向を他方に対して同じ向きとする。
　但し、可動子１の永久磁石を４磁極以上の多磁極とした構成では、衝撃で他方向へ移動してしまった場合に、異極が９０゜以内のところにあるので、２磁極の場合の１８０゜に対して、自力で回転しやすくなり、他方向で誤ってラッチしてしまいやすくなるので注意が必要であるが、構成は可能である。
〔その他〕
　図２４に可動子１にかかる可動軸方向の力を外部の被動作体へ伝える機構を含む構成を示す。図２４において、図１Ａおよび図１Ｂに示されている第１の固定子４、第２の固定子５、可動子回転部８は省略している。
　図２４において、１３－１および１３－２は可動子１の可動軸方向を規定し、可動軸Ｚを中心として可動子１を回転可能に保持するブッシュであり、可動子１に接続されたシャフト２を軸支する。ブッシュ１３－１および１３－２の位置は固定されている。１４は可動子１の可動軸方向の力を受ける外部の被動作体（例えば、遮断弁の弁体など）であり、ブッシュ１３－１を保持するホルダ１５の裏面側に設けられた複数のピン１６をガイドとしてその可動軸方向への動きが案内されると共に、可動軸Ｚを中心とする回転方向の動きがピン１６によって規制される。
　可動子１の一方側に接続されたシャフト２（２－１）は、ブッシュ１３－１を貫通し、被動作体１４の中央部の貫通孔１４ａを抜けて、被動作体１４の内部に達し、その先端に止め輪１７が装着され、回転摺動部とされている。また、可動子１の他方側に接続されたシャフト２（２－２）は、ブッシュ１３－２を貫通し、その先端にストッパ部材１８が固定されている。ストッパ部材１８に対しては、このストッパ部材１８の可動軸方向の一方および他方への移動範囲を規制する移動範囲規制部材１９が設けられている。
　図２４に示された状態は、可動子１の回転角度位置が第２の回転角度位置（１８０゜位置）にある状態とされ、可動子１が第２の固定子５に磁気吸引された状態を示している。　
　この状態から、可動子回転部８を作動させ、可動子１を可動軸Ｚを中心として回転させると、すなわち可動子１を第２の回転角度位置（１８０゜位置）から第１の回転角度位置（０゜位置）に戻すと、可動子１と第２の固定子５との間に磁気反発力が発生し、可動子１が第２の固定子５から離れるとともに、第１の固定子４との間に発生する磁気吸引力と合わせて、可動子１が可動軸方向の一方側（左方向）へ移動し始める。
　この時、可動子１に接続されたシャフト２（２－１）の先端は、回転摺動部として被動作体１４の内部において回転するので、可動子１にかかる可動軸Ｚを中心とする回転力が被動作体１４へ伝達されることが抑制される。すなわち、可動子１に接続されたシャフト２（２－１）が回転しても、被動作体１４が回転することはない。
　可動子１が第２の固定子５から離れ、可動軸方向の一方側（左方向）へ移動し始めると、シャフト２（２－１）の先端に押されて、被動作体１４がピン１６に案内されながら左方向へ動く。すなわち、可動子１の可動軸方向の一方側（左方向）への力がシャフト２（２－１）を介して外部の被動作体１４に伝えられ、被動作体１４がピン１６に案内されながら可動軸方向の一方側（左方向）へ動く。
　この被動作体１４の動きは、シャフト２（２－２）の先端に固定されたストッパ部材１８が移動範囲規制部材１９の可動軸方向の一方側の規制面１９ａに当接することによって、止められる。すなわち、可動子１の可動軸方向の一方側（左方向）への可動範囲が制限される。
　この状態から、可動子回転部８を作動させ、可動子１を可動軸Ｚを中心として回転させると、すなわち可動子１を第１の回転角度位置（０゜位置）から第２の回転角度位置（１８０゜位置）に戻すと、可動子１と第１の固定子４との間に磁気反発力が発生し、可動子１が第１の固定子４から離れるとともに、第２の固定子５との間に発生する磁気吸引力と合わせて、可動子１が可動軸方向の他方側（右方向）へ移動し始める。
　この時、可動子１に接続されたシャフト２（２－１）の先端は、回転摺動部として被動作体１４の内部において回転するので、可動子１にかかる可動軸Ｚを中心とする回転力が被動作体１４へ伝達されることが抑制される。すなわち、すなわち、可動子１に接続されたシャフト２（２－１）が回転しても、被動作体１４が回転することはない。
　可動子１が第１の固定子４から離れ、可動軸方向の他方側（右方向）へ移動し始めると、シャフト２（２－１）の先端に装着された止め輪１７に押されて、被動作体１４がピン１６に案内されながら右方向へ動く。すなわち、可動子１の可動軸方向の他方側（右方向）への力がシャフト２（２－１）を介して外部の被動作体１４に伝えられ、被動作体１４がピン１６に案内されながら可動軸方向の他方側（右方向）へ動く。
　この被動作体１４の動きは、シャフト２（２－２）の先端に固定されたストッパ部材１８が移動範囲規制部材１９の可動軸方向の他方側の規制面１９ｂに当接することによって、止められる。すなわち、可動子１の可動軸方向の他方側（右方向）への可動範囲が制限される。
　なお、図２４においては、シャフト２（２－１）の先端に止め輪１７を装着して回転摺動部としたが、図２５に示すようにベアリング２０を装着して回転摺動部としてもよい。　
　また、上述した各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などからなる。ヨークは、飽和磁束密度や透磁率が大きく、保磁力が小さく、磁気ヒステリシスの小さい軟磁性材料（例えば、電磁鋼板、電磁軟鉄、パーマロイなど）からなる。また、非磁性シャフトは、例えば、アルミ、ＳＵＳ３１６（Ｌ）、真鍮などからなる。
〔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。
〔付記〕
　上述した実施の形態は、可動軸方向に移動可能で、かつ可動軸を中心として回転可能に保持され、可動軸と直交する方向に可動軸を挟んで相対する磁極を配置した永久磁石を備える可動子と、可動子を回転させて、その回転角度位置を第１の回転角度位置と第２の回転角度位置との間で切り換えることによって、可動子の永久磁石の相対する磁極の位置を入れ替える可動子回転部と、可動子を挟んで可動軸方向の一方側に位置し、可動子が第１の回転角度位置にある場合、可動子を磁気吸引保持し、可動子が第２の回転角度位置にある場合、可動子を磁気反発させる永久磁石を含む部材で構成された第１の固定子と、可動子を挟んで可動軸方向の他方側に位置し、可動子が第２の回転角度位置にある場合、可動子を磁気吸引保持し、可動子が第１の回転角度位置にある場合、可動子を磁気反発させる永久磁石を含む部材で構成された第２の固定子とを備えることを特徴とする。
　上述した実施の形態において、可動子は、回転させることによって、その回転角度位置を第１の回転角度位置と第２の回転角度位置との間で切り換えることができる。この場合、可動子が第１の回転角度位置から第２の回転角度位置に切り換えられることによって、また可動子が第２の回転角度位置から第１の回転角度位置に切り換えられることによって、可動子の永久磁石の相対する磁極の位置が入れ替えられる。
　上述した実施の形態において、第１の固定子は、永久磁石を含む部材で構成され、可動子を挟んで可動軸方向の一方側に位置し、可動子が第１の回転角度位置にある場合、可動子を磁気吸引保持し、可動子が第２の回転角度位置にある場合、可動子を磁気反発させる。第２の固定子も、第１の固定子と同様、永久磁石を含む部材で構成され、可動子を挟んで可動軸方向の他方側に位置し、可動子が第２の回転角度位置にある場合、可動子を磁気吸引保持し、可動子が第１の回転角度位置にある場合、可動子を磁気反発させる。
　すなわち、上述した実施の形態において、可動子が第１の回転角度位置にあり、可動子が第１の固定子に磁気吸引されている場合に、可動子を回転させて第２の回転角度位置にすると、可動子と第１の固定子との間の磁気吸引力が消失し、可動子と第１の固定子との間に磁気反発力が発生する。これにより、可動子が第１の固定子を離れるとともに、第２の固定子との間に生じる磁気吸引力との合力により第２の固定子側に向かい、第２の固定子に磁気吸引される。この場合、可動子を第１の固定子側から第２の固定子側に動かす力は、磁気吸引力の方が磁気反発力よりも大きい。
　また、上述した実施の形態において、可動子が第２の回転角度位置にあり、可動子が第２の固定子に磁気吸引されている場合に、可動子を回転させて第１の回転角度位置にすると、可動子と第２の固定子との間の磁気吸引力が消失し、可動子と第２の固定子との間に磁気反発力が発生する。これにより、可動子が第２の固定子を離れるとともに、第１の固定子との間に生じる磁気吸引力との合力により第１の固定子側に向かい、第１の固定子に磁気吸引される。この場合、可動子を第２の固定子側から第１の固定子側に動かす力は、磁気吸引力の方が磁気反発力よりも大きい。
　上述した実施の形態において、例えば、可動子が第１の回転角度位置にあり、可動子が第１の固定子に磁気吸引されている場合に、第２の固定子への方向への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子が第２の固定子の方向へ移動してしまったとする。この場合、可動子は、第１の回転角度位置にある状態で、第２の固定子の方向へ移動する。可動子が第２の固定子に近づくと、可動子と第２の固定子との間には磁気反発力が発生する。これにより、可動子が第２の固定子から離れるとともに、第１の固定子との間に生じる磁気吸引力との合力により第１の固定子側に向かい、第１の固定子に磁気吸引される。すなわち、可動子が第２の固定子の方向へ移動しても、可動子は第２の固定子側でラッチされずに、自動的に第１の固定子側でのラッチに復帰する。
　上述した実施の形態において、例えば、可動子が第２の回転角度位置にあり、可動子が第２の固定子に磁気吸引されている場合に、第１の固定子への方向への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子が第１の固定子の方向へ移動してしまったとする。この場合、可動子は、第２の回転角度位置にある状態で、第１の固定子の方向へ移動する。可動子が第１の固定子に近づくと、可動子と第１の固定子との間には磁気反発力が発生する。これにより、可動子が第１の固定子から離れるとともに、第２の固定子との間に生じる磁気吸引力との合力により第２の固定子側に向かい、第２の固定子に磁気吸引される。すなわち、可動子が第１の固定子の方向へ移動しても、可動子は第１の固定子側でラッチされずに、自動的に第２の固定子側でのラッチに復帰する。
　このように、上述した実施の形態では、可動子を回転させて可動子の永久磁石の相対する磁極の位置を入れ替えなければ、可動子の第１の固定子側から第２の固定子側へのラッチの切り換え、第２の固定子側から第１の固定子側へのラッチの切り換えを行うことができない。また、可動子の永久磁石の相対する磁極の位置を入れ替えない状態で、第１の固定子側にラッチされている可動子の第２の固定子側への移動、第２の固定子側にラッチされている可動子の第１の固定子側への移動が生じた場合、自動的に元の固定子側でのラッチに復帰される。これは、可動子の可動軸方向の移動に、回転というロック機構を付加したことによるものであり、このロック機構を付加することによって、安全性が高められ、確実な動作を得ることが可能となる。
　また、上述した実施の形態では、可動子と固定子の両方に永久磁石を使用し、可動軸方向へ移動させるための主動力は、可動子（永久磁石）に対する、移動元側の固定子（永久磁石）の磁気反発力と、移動先側の固定子（永久磁石）の磁気吸引力の両方を同時に使用して行い、可動子を回転させるための回転力は、パイロット動力として、磁極の位置を入れ替えるためにだけに使用される。このため、例えば可動子（永久磁石）に近接した位置から瞬間的に磁界を与えるようにするだけでよく、従来のソレノイドで可動軸方向への移動の主動力に使われる場合よりも少ない電力で動作させることが可能となる。なお、可動子を回転させるための回転力（回転トルク）は、必ずしも電磁力でなくてもよく、外部からの機械的な力であってもよい。
　上述した実施の形態において、第１の固定子および第２の固定子の構成として、次のような構成例が考えられる。
　第１の構成例として、その磁極方向が可動軸と平行とされ、それぞれの磁極方向が他方に対して逆向きとされ、可動軸を挟んで可動軸と直交する方向に可動子と接触しないように離間して配置された１組の永久磁石を設け、第１の固定子の１組の永久磁石と第２の固定子の１組の永久磁石とを、それぞれの永久磁石の可動軸方向に対向する磁極が異極になるように、可動子を挟んで可動軸方向の一方側と他方側とに配置するようにする。
　第２の構成例として、その磁極方向が可動軸と直交する方向とされ、それぞれの磁極方向が同じ向きとされ、可動軸を挟んで可動軸と直交する方向に可動子と接触しないように離間して配置された１組の永久磁石を設け、第１の固定子の１組の永久磁石と第２の固定子の１組の永久磁石とを、それぞれの永久磁石の可動軸方向に対向する磁極が異極になるように、可動子を挟んで可動軸方向の一方側と他方側とに配置するようにする。
　第３の構成例として、可動軸と中心をほゞ合わせて配置され、可動子と接触しないような内径を持つ径方向に着磁された円筒状の永久磁石を設け、第１の固定子の円筒状の永久磁石と第２の固定子の円筒状の永久磁石とを、それぞれの永久磁石の可動軸方向に対向する磁極が異極となるように、可動子を挟んで可動軸方向の一方側と他方側とに配置するようにする。　
　このような構成とすると、可動子の永久磁石と固定子の永久磁石とは、接触しないように配置されているため、従来技術でラッチ時に発生する永久磁石への衝撃力や吸着音も抑制され、また、コンプライアンスを持ったラッチ状態に保持することが可能となる。
　また、上述した実施の形態において、可動子からの可動軸方向の力のみを主に外部の被動作体へ伝え、可動子の可動軸を中心とする回転力は、被動作体との間にすべりや転がり機構を設置するなどして、被動作体への伝達を抑制することが好ましい。
　上述した実施の形態によれば、可動子を可動軸と直交する方向に可動軸を挟んで相対する磁極を配置した永久磁石を備えた構成とし、可動子を挟んで可動軸方向の一方側に位置し、可動子が第１の回転角度位置にある場合、可動子を磁気吸引保持し、可動子が第２の回転角度位置にある場合、可動子を磁気反発させる永久磁石を含む部材で構成された第１の固定子と、可動子を挟んで可動軸方向の他方側に位置し、可動子が第２の回転角度位置にある場合、可動子を磁気吸引保持し、可動子が第１の回転角度位置にある場合、可動子を磁気反発させる永久磁石を含む部材で構成された第２の固定子とを設け、可動子回転部によって、可動子を回転させて、その回転角度位置を第１の回転角度位置と第２の回転角度位置との間で切り換えることによって、可動子の永久磁石の相対する磁極の位置を入れ替えるようにした。このため、他方向への衝撃や一時的な過大力が掛かり、可動子が他方向へ移動してしまった場合でも、可動子が他方向でラッチされることがなく、可動子が元の方向でのラッチに自動的に復帰するものとなり、安全性が高められ、確実な動作を得ることが可能となる。
　また、上述した実施の形態によれば、可動子を回転させるための回転力は、パイロット動力として、磁極の位置を入れ替えるためにだけに使用されるので、例えば可動子の永久磁石に近接した位置から瞬間的に磁界を与えるようにするだけでよい。このため、従来のソレノイドで可動軸方向への移動の主動力に使われる場合よりも少ない電力で動作させることが可能となる。
　１（１Ａ～１Ｄ）…可動子、１－１～１－３…永久磁石、１ａ，１ｂ，１ａ’，１ｂ’…連結部、２（２－１，２－２）…シャフト、３…可動体、４…第１の固定子、４－０～４－４…永久磁石、４ａ～４ｅ…ヨーク、５…第２の固定子、５－０～５－４…永久磁石、５ａ～５ｅ…ヨーク、６，６－１，６－２…ソレノイド型電磁コイル、７，７－１，７－２…ヨーク、８（８Ａ～８Ｄ）…可動子回転部、９…回転レバー、１０－１，１０－２…回転力発生用の永久磁石、１１－１，１１－２…押ボタン、１２－１，１２－２…コイルバネ、１３－１，１３－２…ブッシュ、１４…被動作体、１５…ホルダ、１６…ピン、１７…止め輪、１８…ストッパ部材、１９…移動範囲規制部材、１９ａ，１９ｂ…規制面、２０…ベアリング、１０１，１０２，１０３…双安定型移動装置。

Claims (25)

  1. 　可動軸の方向に移動可能でかつ前記可動軸を中心として回転可能に保持され、前記可動軸と直交する方向に前記可動軸を挟んで相対する磁極が配置された永久磁石含む可動子と、
    　前記可動子を回転させて、前記可動子の回転角度位置を第１の回転角度位置と第２の回転角度位置との間で切り換えることによって、前記可動子の永久磁石の相対する磁極の位置を入れ替える可動子回転部と、
    　前記可動子からみて前記可動軸の方向の一方側に位置し、前記可動子が第１の回転角度位置にあるとき前記可動子を磁気吸引保持し、前記可動子が第２の回転角度位置にあるとき前記可動子を磁気反発させる永久磁石を含む第１の固定子と、
    　前記可動子からみて前記可動軸の方向の他方側に位置し、前記可動子が第２の回転角度位置にあるとき前記可動子を磁気吸引保持し、前記可動子が第１の回転角度位置にあるとき前記可動子を磁気反発させる永久磁石を含む第２の固定子と
    　を備える双安定移動装置。
  2. 　前記可動子に接続され、前記可動軸の方向に移動可能でかつ前記可動軸を中心として回転可能に保持された非磁性シャフト
    　をさらに備える請求項１に記載された双安定移動装置。
  3. 　前記可動子の永久磁石の形状は、円柱状または円筒状である
    　請求項１に記載された双安定移動装置。
  4. 　前記第１の固定子の永久磁石は、前記可動軸を挟んで前記可動軸と直交する方向に前記可動子と離間して配置された第１の永久磁石および第２の永久磁石を含み、前記第１の永久磁石の磁極方向および前記第２の永久磁石の磁極方向は前記可動軸と平行であり、前記第１の永久磁石の磁極方向は前記第２の永久磁石の磁極方向と逆向きであり、
    　前記第２の固定子の永久磁石は、前記可動軸を挟んで前記可動軸と直交する方向に前記可動子と離間して配置された第３の永久磁石および第４の永久磁石を含み、前記第３の永久磁石の磁極方向および前記第４の永久磁石の磁極方向は前記可動軸と平行であり、前記第３の永久磁石の磁極方向は前記第４の永久磁石の磁極方向と逆向きであり、
    　前記第１の永久磁石および前記第３の永久磁石は、前記可動軸からみて同じ一方側に配置され、かつ、互いに異なる磁極が対向するように配置され、
    　前記第２の永久磁石および前記第４の永久磁石は、前記可動軸からみて同じ他方側に配置され、かつ、互いに異なる磁極が対向するように配置され、
    　請求項１に記載された双安定移動装置。
  5. 　前記第１の固定子は、前記第１の永久磁石の前記可動子と反対側の面と前記第２の永久磁石の前記可動子と反対側の面とを連結する第１のヨークをさらに含み、
    　前記第２の固定子は、前記第３の永久磁石の前記可動子と反対側の面と前記第４の永久磁石の前記可動子と反対側の面とを連結する第２のヨークをさらに含む
    　請求項４に記載された双安定移動装置。
  6. 　前記第１の固定子は、前記第１の永久磁石および前記第２の永久磁石のそれぞれの前記可動子の側の面に配置され、前記可動軸の側に延びる第３のヨークをさらに含み、
    　前記第２の固定子は、前記第３の永久磁石および前記第４の永久磁石のそれぞれの前記可動子の側の面に配置され、前記可動軸の側に延びる第４のヨークをさらに含む
    　請求項４記載された双安定移動装置。
  7. 　前記第１の固定子の永久磁石は、前記可動軸を挟んで前記可動軸と直交する方向に前記可動子と離間して配置された第１の永久磁石および第２の永久磁石を含み、前記第１の永久磁石の磁極方向および前記第２の永久磁石の磁極方向は前記可動軸と直交する方向であり、前記第１の永久磁石の磁極方向は前記第２の永久磁石の磁極方向と同じ向きであり、
    　前記第２の固定子の永久磁石は、前記可動軸を挟んで前記可動軸と直交する方向に前記可動子と離間して配置された第３の永久磁石および第４の永久磁石を含み、前記第３の永久磁石の磁極方向および前記第４の永久磁石の磁極方向は前記可動軸と直交する方向であり、前記第３の永久磁石の磁極方向は前記第４の永久磁石の磁極方向と同じ向きであり、
    　前記第１の永久磁石および前記第３の永久磁石は、前記可動軸からみて同じ一方側に配置され、かつ、互いに異なる磁極が対向するように配置され、
    　前記第２の永久磁石および前記第４の永久磁石は、前記可動軸からみて同じ他方側に配置され、かつ、互いに異なる磁極が対向するように配置され、
    　請求項１に記載された双安定移動装置。
  8. 　前記第１の固定子は、前記第１の永久磁石の前記可動子と反対側の面と前記第２の永久磁石の前記可動子と反対側の面とを連結する第１のヨークをさらに含み、
    　前記第２の固定子は、前記第３の永久磁石の前記可動子と反対側の面と前記第４の永久磁石の前記可動子と反対側の面とを連結する第２のヨークをさらに含む
    　請求項７に記載された双安定移動装置。
  9. 　前記第１の固定子の永久磁石は、前記可動軸を中心に合わせて配置され、前記可動子の外径よりも大きい内径を持ち、径方向に着磁された第１の円筒状の永久磁石を含み、
    　前記第２の固定子の永久磁石は、前記可動軸を中心に合わせて配置され、前記可動子の外径よりも大きい内径を持ち、径方向に着磁された第２の円筒状の永久磁石を含み、
    　前記第１の円筒状の永久磁石と前記第２の円筒状の永久磁石は、互いに異なる磁極が対向するように配置されている
    　請求項１に記載された双安定移動装置。
  10. 　前記可動子の永久磁石の前記可動軸の方向の長さは、前記第１の固定子の永久磁石の前記可動子の側の面と前記第２の固定子の永久磁石の前記可動子の側の面との間の距離以下である
    　請求項１に記載された双安定移動装置。
  11. 　前記可動子回転部は、前記可動子の外部から機械的な力を与えて前記可動子を回転させるように構成されている
    　請求項１に記載された双安定移動装置。
  12. 　前記可動子回転部は、前記可動子の永久磁石に前記可動軸と直交する方向の磁界を与えて前記可動子を回転させるように構成されている
    　請求項１に記載された双安定移動装置。
  13. 　前記可動子回転部は、
    　ソレノイド型電磁コイルと、
    　前記ソレノイド型電磁コイルのコアの一端に一方の端部が接続または一体化された第１のヨークと
    　前記ソレノイド型電磁コイルのコアの他端に一方の端部が接続または一体化された第２のヨークと
    　を含み、
    　前記第１のヨークの他方の端部は、前記可動軸と直交する方向から前記可動子の永久磁石を挟んで、前記第２のヨークの他方の端部と対向している
    　請求項１２に記載された双安定移動装置。
  14. 　前記可動子回転部は、
    　前記可動軸を挟んでそれぞれの軸芯が一致するように配置された第１のソレノイド型電磁コイルおよび第２のソレノイド型電磁コイルと、
    　前記第１のソレノイド型電磁コイルのコアの一端と前記第２のソレノイド型電磁コイルのコアの一端とを連結するヨークと
    　を含み、
    　前記第１のソレノイド型電磁コイルのコアの他端は、前記可動軸と直交する方向から前記可動子の永久磁石を挟んで、前記第２のソレノイド型電磁コイルのコアの他端と対向している
    　請求項１２に記載された双安定移動装置。
  15. 　前記可動子回転部は、前記可動子の永久磁石を挟んで同じ磁極が対向するように配置され、前記可動軸と直交する方向に進退自在に設けられた第１の回転力発生用の永久磁石および第２の回転力発生用の永久磁石を含む
    　請求項１に記載された双安定移動装置。
  16. 　前記第１の固定子の永久磁石または前記第２の固定子の永久磁石の中心を通り前記可動軸と直交する線と、前記第１のヨークの他方の端部の中心と前記第２のヨークの他方の端部の中心とを結ぶ線とのなす角度が、前記可動軸の方向からみて０゜～４５゜の範囲である
    　請求項１３に記載された双安定移動装置。
  17. 　前記第１の固定子の永久磁石または前記第２の固定子の永久磁石の中心を通り前記可動軸と直交する線と、前記第１のソレノイド型電磁コイルのコアの軸芯と前記第２のソレノイド型電磁コイルのコアの軸芯とを結ぶ線とのなす角度が、前記可動軸の方向からみて０゜～４５゜の範囲である
    　請求項１４に記載された双安定移動装置。
  18. 　前記第１のヨークの他方の端部の中心と前記第２のヨークの他方の端部の中心とを結ぶ線が前記可動軸と交わらない
    　請求項１３に記載された双安定移動装置。
  19. 　前記第１のソレノイド型電磁コイルのコアの軸芯と前記第２のソレノイド型電磁コイルのコアの軸芯とを結ぶ線が前記可動軸と交わらない
    　請求項１４に記載された双安定移動装置。
  20. 　前記第１のヨークの他方の端部の中心が、前記第２のヨークの他方の端部の中心と、前記可動軸を含む鉛直面に対して異なる側に位置している
    　請求項１３に記載された双安定移動装置。
  21. 　前記第１のソレノイド型電磁コイルのコアの軸芯が、前記第２のソレノイド型電磁コイルのコアの軸芯と、前記可動軸を含む鉛直面に対して異なる側に位置している
    　請求項１４に記載された双安定移動装置。
  22. 　前記可動子の永久磁石は、前記可動軸と直交する方向に前記可動軸を挟んで相対する磁極が配置された複数の永久磁石を含む
    　請求項１に記載された双安定移動装置。
  23. 　前記複数の永久磁石は、
    　第１の永久磁石と、
    　前記第１の永久磁石に対し前記可動軸の方向の一方側に配置された第２の永久磁石と、
    　前記第１の永久磁石に対し前記可動軸の方向の他方側に配置された第３の永久磁石と
    　を含み、
    　前記第１の永久磁石の相対する磁極の方向の長さは、前記第２の永久磁石の相対する磁極の方向の長さおよび前記第２の永久磁石の相対する磁極の方向の長さよりも長い
    　請求項２２に記載された双安定移動装置。
  24. 　前記可動子にかかる前記可動軸の方向の力を外部の被動作体へ伝える一方、前記可動子にかかる前記可動軸を中心とする回転力が前記被動作体へ伝達されることを抑制する機構
    　を更に備える請求項１に記載された双安定移動装置。
  25. 　前記可動子の前記可動軸の方向の可動範囲を制限する機構
    　を更に備える請求項１に記載された双安定移動装置。
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