実施の形態1.
 図1は、この発明の実施の形態1における電� �操作装置の構成を示す図である。電磁操作� �置は、大きくは、磁性材からなる固定ヨー� �10と、この固定ヨーク10内を、図では上下方� ��となる軸方向に往復動可能に取り付けられ� ��可動子20と、従来の永久磁石を使用するこ� �なく、通電することで可動子20を軸方向に駆 動する第1および第2のコイル31、32とから構成 されている。可動子20は、固定ヨーク10に形� �された貫通孔を挿通する駆動軸40に連結され ている。そして、この駆動軸40は、絶縁部を� ��して操作対象である開閉器(図示せず)の可� �接点に結合されている。
 なお、本願の各実施の形態では、駆動軸40� �対して左右対称に構成された場合を例示し� �おり、図中の符号や明細書の説明では、適� �、左右の一方を省略している。勿論、この� �明として、左右対称の構成が必ず要求され� �訳ではない。

 図1は、可動子20が上方になる、詳しくは、� ��動子20の第1の端部である可動子上端21が、� �定ヨーク10の第1の部位である上側ヨーク11に 最も接近した状態の第1の位置にある場合を� �している。上側ヨーク11の表面には、上側凹 部15が形成されこの上側凹部15の底面に非磁� �材からなる上側スペーサ51が取り付けられて いる。従って、可動子上端21が上側スペーサ5 1に当接することで、上述した上側ヨーク11に 最接近した状態となる。
 固定ヨーク10の第2の部位である下側ヨーク1 2の表面には下側凹部16が形成されこの下側凹 部16の底面に上側スペーサ51と同様の下側ス� �ーサ52が取り付けられている。図1に示す、� �動子20が第1の位置にあるとき、可動子20の第 2の端部である可動子下端22と下側スペーサ52� ��は、可動子20の移動距離であるストローク� �相当する寸法だけ離反した状態となる。

 後段で詳述するように、図1の状態から下方 の第1のコイル31に通電して励磁すると、可動 子20は、移動開始位置として、図示の第1の位 置から下降していき、移動終了位置となる第 2の位置まで移動する。この第2の位置では、� ��動子下端22が下側スペーサ52に当接して下側 ヨーク12に最接近した状態となる。
 可動子上端21と可動子下端22との間の可動子 20の側面に対向して磁極部である鉄磁極14が� �置されている。この鉄磁極14は、側部ヨーク 13に当接して取り付けられ、または、固定ヨ� ��ク10と一体に構成される。

 ここで、後述する磁気回路の構成要素と� ��る、各部の磁気ギャップについて説明する� ��図2は、可動子20が第1の位置にあるとき(図1) の、上側ヨーク11と可動子上端21との間の対� �部を拡大して示した図である。図2に示すよ� ��に、可動子上端21が上側スペーサ51に当接し て上側ヨーク11に最接近した第1の位置では、 可動子上端21が上側凹部15の内部に位置して� �る。従って、この対向部では、固定ヨーク10 と可動子20との間に、軸方向の磁気ギャップG 1と軸方向と直角の径方向の磁気ギャップG2と が形成される構成となる。磁気ギャップG1の� ��さは、非磁性材からなる上側スペーサ51の� �さが相当する。そしてこの発明では、(磁気� ��ャップG1の長さ>磁気ギャップG2の長さ)の� ��係が成立するようにこの対向部を構成する� ��

 図1に戻り、G3は、可動子20の側面と鉄磁� �14との間の磁気ギャップが相当し、その長さ は、可動子20の移動を補償する範囲で極力小� ��い値に設定される。Gstは、前述した可動子2 0のストロークに相当する寸法の磁気ギャッ� �である。

 次に、図3、4により動作について説明す� �。図3は、移動開始位置として第1の位置にあ る可動子20を、移動終了位置となる第2の位置 へ移動すべく第1のコイル31を通電励磁したと き、固定ヨーク10と可動子20とで形成される� �気回路に流れる磁束の状況を示したもので� �る。図4は、磁性材での磁気抵抗を無視して� ��3の磁束の流れを等価な電気回路で示したも のである。

 図3において、第1のコイル31の発生する起磁 力アンペアターンにより、第1の磁気回路MC1� �第2の磁気回路MC2と第3の磁気回路MC3とに磁束 が流れる。ここで、第1に磁気回路MC1は、下� �ヨーク12→G1→Gst→可動子20→G3→鉄磁極14→� ��部ヨーク13→下側ヨーク12の経路で形成され る。図4では、第1のコイル31による起磁力に� �当する電圧Eに接続された、磁気ギャップG1� �Gstに相当する抵抗R(G1+Gst)と磁気ギャップG3に 相当する抵抗R(G3)との直列回路が第1の磁気回 路MC1に対応する。
 また、第2の磁気回路MC2は、図3では、下側� �ーク12→G1→Gst→可動子20→G1→上側ヨーク11� ��側部ヨーク13→下側ヨーク12の経路で形成さ れる。図4では、磁気ギャップG1、Gstに相当す る抵抗R(G1+Gst)と磁気ギャップG1に相当する抵� ��R(G1)との直列回路が対応する。
 また、第3の磁気回路MC3は、図3では、下側� �ーク12→G1→Gst→可動子20→G2→上側ヨーク11� ��側部ヨーク13→下側ヨーク12の経路で形成さ れる。図4では、磁気ギャップG1、Gstに相当す る抵抗R(G1+Gst)と磁気ギャップG2に相当する抵� ��R(G2)との直列回路が対応する。

 図3において、可動子20が下降動作を開始す� ��ためには、可動子下端22と下側ヨーク12との 間の磁気吸引力F_dwが、可動子上端21と上側ヨ ーク11との間の磁気吸引力F_upより大きくなる 必要がある。このためには、可動子20の始点� ��である上端での磁束の軸方向(y)成分φy_upと� ��可動子20の終点側である下端での磁束の軸� �向(y)成分φy_dwとの間に以下の関係が成立す� �必要がある。
 φy_dw>φy_up

 ところで、図4の電気等価回路で判断する と、下端に流れる磁束は、抵抗R(G1+Gst)に流れ る電流が相当し、上端に流れる磁束は、抵抗 R(G1)とR(G2)とに流れる電流和に相当するので� �者が後者より大きくなり、可動子20の下降開 始条件が成立することになるが、背景技術で 説明した通り、下端の磁気ギャップ(Gst+G1)の� ��さは上端の磁気ギャップG1に比較して非常� �大きく、この下端の部分では磁束が軸方向� �直角の径方向に大きく広がり、可動子下端22 と下側ヨーク12との間の磁気吸引力F_dwに寄与 する、可動子下端22と下側ヨーク12との間の� �向部における磁束の軸方向成分φy_dwは、小� �な値に留まり可動子20は動かない。

 そこで、この発明の実施の形態1では、先 の図2で説明した通り、上端における磁気ギ� �ップとして、軸方向の磁気ギャップG1に加え 、軸方向と直角の径方向の磁気ギャップG2を� ��成する構成にすると共に、(磁気ギャップG1� ��長さ>磁気ギャップG2の長さ)の関係が成立 するようにしている。これは、図4の電気等� �回路で説明すると、第2の磁気回路MC2に属す� ��抵抗R(G1)と第3の磁気回路MC3に属する抵抗R(G2 )とに流れる電流の分流率を変化させること� �、抵抗R(G2)に流れる電流、従って磁気ギャッ プG2に流れる磁束を増大させ、逆に、抵抗R(G1 )に流れる電流、従って磁気ギャップG1に流れ る磁束を減少させることに相当する。

 以上のように、上端での磁束の軸方向成分� �y_upが減少し、下端での磁束の軸方向成分φy_ dwとの間に、(φy_dw>φy_up)の条件が成立し、� ��に大きな操作エネルギーを要することなく� ��動子20を下方へ動かすことができる。
 なお、磁気ギャップG1とは反対に、磁気ギ� �ップG2では磁束が増大してこの部分で大きな 磁気吸引力が発生するが、この磁気ギャップ G2での磁気吸引力は、軸方向と直角の径方向� ��力であり、可動子20が軸方向に移動する動� �に影響を及ぼさない。この固定ヨークと可� �子との対向部の構造を軸対称に形成するこ� �で、磁気ギャップG2に発生する磁気吸引力を 相殺することが出来る。

 以上では、第1のコイル31に通電すること� ��、可動子20を、図の上端の第1の位置を移動� ��始位置、図の下端の第2の位置を移動終了位 置として第1の位置から第2の位置へ移動させ� ��場合の動作について説明したが、可動子20� �第2の位置に移動した後、第2のコイル32を通� ��することで、可動子20を、第2の位置を移動� ��始位置、第1の位置を移動終了位置として第 2の位置から第1の位置へ移動させる場合の動� ��も全く同様の原理であり、説明は重複する� ��で省略する。

 以上のように、この発明の実施の形態1で は、固定ヨーク10の対向部を構成する部分に� ��動子20の外径より大きい内径を有する凹部15 、16を形成し、可動子20が移動開始位置とな� �第1または第2のいずれかの位置にあるとき可 動子20の軸方向先端が凹部15、16内に位置する ようにすることで、可動子20が移動開始位置� ��なる第1または第2のいずれかの位置にある� �き、対向部が磁気ギャップで形成され、軸� �向と直角の方向における可動子20と固定ヨー ク10との間の磁気ギャップG2の長さが軸方向� �おける可動子20と固定ヨーク10との間の磁気� ��ャップG1の長さより小さくなるようにした� �で、可動子20の始点側の磁気ギャップにおけ る磁束の軸方向成分を可動子20の終点側の磁� ��ギャップにおける磁束の軸方向成分より小� ��くすることが可能となり、特に大きな操作� ��ネルギーを要することなく可動子を移動開� ��位置から移動終了位置へ動かすことができ� ��。

実施の形態2.
 図5は、この発明の実施の形態2における電� �操作装置の構成を示す図である。先の実施� �形態1では、上側ヨーク11および下側ヨーク12 にそれぞれ凹部15、16を形成したが、この実� �の形態2においては、凹部に替わって、上側� ��ーク11および下側ヨーク12の表面から軸方向 に所定の長さの追加磁性材17を配置している� ��従って、追加磁性材17は、磁気的には固定� �ーク10と一体となる。拡大図の図示は省略し ているが、可動子20が図5に示す第1の位置に� �るとき、可動子上端21は追加磁性材17の長さ� ��範囲内に位置するよう構成する。

 そして、先の図2で示したように、この対 向部において、固定ヨーク10と可動子20との� �に、軸方向の磁気ギャップG1と軸方向と直角 の径方向の磁気ギャップG2とが形成される構� ��とするとともに、(磁気ギャップG1の長さ> 磁気ギャップG2の長さ)の関係が成立するよう に構成することで、先の実施の形態1で説明� �たと同様の効果を奏する。

 なお、図5では、上側ヨーク11と下側ヨー� ��12の両方に追加磁性材17を配置したが、いず れか一方のみに追加磁性材17を配置し、他の� ��方には、先の形態での凹部を形成する構成� ��してもよい。

実施の形態3.
 図6は、この発明の実施の形態3における電� �操作装置の構成を示す図である。ここでは� �コイル31および32を、それぞれ互いに並列接� ��された2個のコイル31A、31Bおよび32A、32Bで構 成している。並列接続することにより、電源 から見たコイル抵抗が小さくなり、電源の電 圧が同一とした場合、より大きな電流を流す ことが出来る。従って、同じアンペアターン で考えると、コイル線径を小さく(コイル抵� �は大きくなる)でき、コイルを小型化できる� ��
 このコイルを並列コイルで構成することは� ��後段の各形態例においてもそのまま適用す� ��ことが出来る。

実施の形態4.
 図7は、この発明の実施の形態4における電� �操作装置の構成を示す図である。先の形態� �では、第1のコイル31を通電することで可動� �20を第1の位置から第2の位置(図1では上端位� �から下端位置)に移動させ、第2のコイル32を� ��電することで可動子20を第2の位置から第1の 位置(図1では下端位置から上端位置)に移動さ せていたが、ここでは、可動子20の一方向へ� ��移動のみをコイルの通電によって行う方式� ��採用している。
 即ち、図7に示すように、可動子20と連結さ� ��可動子20の移動に応じて機械的エネルギー� �蓄勢放勢を行う蓄勢手段であるバネ53を備え ている。コイルとしては、第1のコイル31のみ を備えている。

 そして、可動子20が、図7(a)に示す第1の位置 (上端位置)にあるとき、第1のコイル31を通電� ��ると、先の実施の形態1で説明したと同様の 原理で可動子20は下方へ移動し、同時に、バ� ��53を蓄勢する。可動子20が第2の位置(下端位� ��)に到達した図7(b)の位置で、バネ53の蓄勢エ ネルギーは最大となる。
 逆に、可動子20を第2の位置(下端位置)から� �1の位置(上端位置)へ移動させる場合は、図7( b)の状態から第1のコイル31への通電を停止す� ��。これにより、バネ53は放勢し、その放勢� �ネルギーで可動子20を押し上げ、図7(a)の状� �に戻る。

 なお、第1のコイル31による励磁で可動子2 0を下方へ移動させる駆動力を得るため、先� �実施の形態1で詳述した上側凹部15を上側ヨ� �ク11に形成している。一方、往路の駆動はバ ネ53によるので、第2のコイル32は不要で、下� ��ヨーク12には凹部も形成していない。

 図7では、第1のコイル31のみを備え、この 第1のコイルの励磁で、可動子20の第1の位置� �ら第2の位置への移動を行うようにしたが、� ��対に、第2のコイル32のみを備え、この第2の コイル32の励磁で、可動子20の第2の位置から� ��1の位置への移動を行うようにしてもよい。 この場合は、下側ヨーク12に下側凹部16を形� �し、上側凹部15は不要である。

 図8は、図7の変形例で、図7と異なるのは、� ��側ヨーク12に下側凹部16を形成した点のみで ある。
 上側ヨーク11の形成した上側凹部15は、既述 した通り、第1のコイル31の励磁で可動子20を� ��方へ駆動するために必要な構成であるが、� ��の図8における、下側ヨーク12に形成した下� ��凹部16は、以下の効果を期待したものであ� �。
 即ち、第1のコイル31の励磁で可動子20が下� �をはじめ、第2の位置である下端位置に近づ� ��過程において、可動子下端22と下側ヨーク12 との間の磁気ギャップが、下側ヨーク12に凹� ��が形成されていない場合に比較して、実質� ��により早い段階から低減していく傾向とな� ��、その分、この可動子下端22と下側ヨーク12 との間の磁気吸引力がスムーズに増大してい く傾向となり、可動子20の駆動がより円滑に� ��されるという効果がある。

実施の形態5.
 図9は、この発明の実施の形態5における電� �操作装置の構成を示す図である。電磁操作� �置は、磁性材からなる固定ヨーク10と、この 固定ヨーク10内を、図では上下方向となる軸� ��向に往復動可能に取り付けられた可動子20� �、従来の永久磁石を使用することなく、通� �することで可動子20を軸方向に駆動する第1� �よび第2のコイル31、32とから構成されている 、という点で、先の実施の形態1と共通する� �但し、ここでは、固定ヨーク10は、図に示す ように、磁気的抵抗部である磁気ギャップG4� ��介して上下に分割されており、側部ヨーク1 3Aと13Bとが磁気ギャップG4を間にして対向し� �いる。また、ここでは、可動子20の側部と対 向する磁極部は、側部ヨーク13A、13Bと一体に 構成されている。なお、この磁気ギャップG4� ��は、非磁性材を配置する構成としてもよい� ��
 その他の部分は、先に実施の形態1と同様で あり、個々の説明は省略する。

 次に、図10、11により動作について説明す る。図10は、移動開始位置として第1の位置に ある可動子20を、移動終了位置となる第2の位 置へ移動すべく第1のコイル31を通電励磁した とき、固定ヨーク10と可動子20とで形成され� �磁気回路に流れる磁束の状況を示したもの� �ある。図11は、磁性材での磁気抵抗を無視し て図10の磁束の流れを等価な電気回路で示し� ��ものである。

 図10において、第1のコイル31の発生する起� �力アンペアターンにより、第1の磁気回路MC1� ��第2の磁気回路MC2と第3の磁気回路MC3とに磁� �が流れる。ここで、第1に磁気回路MC1は、下� ��ヨーク12→Gst→可動子20→G3→側部ヨーク13B� ��下側ヨーク12の経路で形成される。図11では 、第1のコイル31による起磁力に相当する電圧 Eに接続された、磁気ギャップGstに相当する� �抗R(Gst)と磁気ギャップG3に相当する抵抗R(G3)� ��の直列回路が第1の磁気回路MC1に対応する。
 また、第2の磁気回路MC2は、図10では、下側� ��ーク12→Gst→可動子20→G1→上側ヨーク11→� �部ヨーク13A→G4→側部ヨーク13B→下側ヨーク 12の経路で形成される。図11では、磁気ギャ� �プGstに相当する抵抗R(Gst)と磁気ギャップG1に 相当する抵抗R(G1)と磁気ギャップG4に相当す� �抵抗R(G4)との直列回路が対応する。
 なお、図10において、可動子上端21と上側ヨ ーク11との間には特にスペーサ等を介在させ� ��いないので、その間の磁気ギャップG1の長� �は極小さい値となる。

 また、第3の磁気回路MC3は、図10では、下� ��ヨーク12→Gst→可動子20→G3→側部ヨーク13A� ��G4→側部ヨーク13B→下側ヨーク12の経路で形 成される。図11では、磁気ギャップGstに相当� ��る抵抗R(Gst)と磁気ギャップG3に相当する抵� �R(G3)と磁気ギャップG4に相当する抵抗R(G4)と� �直列回路が対応する。

 図10において、可動子20が下降動作を開始す るためには、可動子下端22と下側ヨーク12と� �間の磁気吸引力F_dwが、可動子上端21と上側� �ーク11との間の磁気吸引力F_upより大きくな� �必要がある。このためには、可動子20の始点 側である上端での磁束の軸方向(y)成分φy_upと 、可動子20の終点側である下端での磁束の軸� ��向(y)成分φy_dwとの間に以下の関係が成立す� ��必要がある。
 φy_dw>φy_up

 図11において、下端に流れる磁束は、抵� �R(Gst)に流れる電流に相当し、等価回路上は� �第1~第3の磁気回路MC1~MC3に流れる磁束の総和� ��なり一見大きな値となるが、先の実施の形� ��1の図4で説明した通り、下端の磁気ギャッ� �(Gst)の長さは上端の磁気ギャップG1に比較し� ��非常に大きく、この下端の部分では磁束が� ��方向と直角の径方向に大きく広がり、可動� ��下端22と下側ヨーク12との間の磁気吸引力F_d wに寄与する、可動子下端22と下側ヨーク12と� ��間の対向部における磁束の軸方向成分φy_dw� ��、小さな値に留まる。

 そこで、この実施の形態5においては、上端 の磁束を決定する第2の磁気回路MC2に、その� �さが充分大きい磁気ギャップG4が直列に挿入 される構成とすることで、第2の磁気回路MC2� �流れる磁束を大きく低減させるわけである� �
 この場合、磁気ギャップG4を挿入しても、� �端の磁束は第1の磁気回路MC1の磁気抵抗で決� ��されるので、その値はほとんど変化しない� ��
 以上のように、上端での磁束の軸方向成分� �y_upが減少し、下端での磁束の軸方向成分φy_ dwとの間に、(φy_dw>φy_up)の条件が成立し、� ��に大きな操作エネルギーを要することなく� ��動子20を下方へ動かすことができる。

 以上では、第1のコイル31に通電すること� ��、可動子20を、図の上端の第1の位置を移動� ��始位置、図の下端の第2の位置を移動終了位 置として第1の位置から第2の位置へ移動させ� ��場合の動作について説明したが、可動子20� �第2の位置に移動した後、第2のコイル32を通� ��することで、可動子20を、第2の位置を移動� ��始位置、第1の位置を移動終了位置として第 2の位置から第1の位置へ移動させる場合の動� ��も全く同様の原理であり、説明は重複する� ��で省略する。

 以上のように、この発明の実施の形態5では 、可動子20の両端部間の側面に対向する磁極� ��となる側部ヨーク13A、13Bを固定ヨーク10に� �け、可動子20が移動開始位置となる第1また� �第2の位置にあってコイル31または32に通電し たとき、コイル31または32の通電による起磁� �で磁束が流れる磁気回路が、下側ヨーク12ま たは上側ヨーク11のいずれかと可動子下端22� �たは可動子上端21のいずれかとの間の対向部 と側部ヨーク13A、13Bとを経由する第1の磁気� �路と、側部ヨーク13A、13Bを経由せず上側ヨ� �ク11と可動子上端21との間の対向部および下� ��ヨーク12と可動子下端22との間の対向部の双 方を経由する第2の磁気回路とから構成され� �ようにし、
 固定ヨーク10に、第1の磁気回路の磁気抵抗� ��ほとんど増大させることなく第2の磁気回路 の磁気抵抗を増大させる磁気的抵抗部として の磁気ギャップG4を形成したので、可動子20� �始点側の磁気ギャップにおける磁束の軸方� �成分を可動子20の終点側の磁気ギャップにお ける磁束の軸方向成分より小さくすることが 可能となり、特に大きな操作エネルギーを要 することなく可動子を移動開始位置から移動 終了位置へ動かすことができる。

 図12は、図9の変形例で、図9と異なるのは、 上側ヨーク11に上側凹部15および下側ヨーク12 に下側凹部16を形成した点のみである。
 先の図8で説明したと同じ理由により、これ ら凹部15、16を形成することで、可動子20の駆 動がより円滑になされるという効果がある。

実施の形態6.
 図13は、この発明の実施の形態6における電� ��操作装置の構成を示す図である。先の実施� ��形態4の図7で説明したと同様の考え方を適� �したもので、詳しい説明は省略するが、可� �子20の一方向への移動のみをコイルの通電に よって行う方式である。
 即ち、図13に示すように、可動子20と連結さ れ可動子20の移動に応じて機械的エネルギー� ��蓄勢放勢を行う蓄勢手段であるバネ53を備� �ている。コイルとしては、第1のコイル31の� �を備えている。

 そして、可動子20が、図13(a)に示す第1の位� �(上端位置)にあるとき、第1のコイル31を通電 すると、先の実施の形態5で説明したと同様� �原理で可動子20は下方へ移動し、同時に、バ ネ53を蓄勢する。可動子20が第2の位置(下端位 置)に到達した図13(b)の位置で、バネ53の蓄勢� ��ネルギーは最大となる。
 逆に、可動子20を第2の位置(下端位置)から� �1の位置(上端位置)へ移動させる場合は、図13 (b)の状態から第1のコイル31への通電を停止す る。これにより、バネ53は放勢し、その放勢� ��ネルギーで可動子20を押し上げ、図13(a)の状 態に戻る。

 図14は、図13の変形例で、先の図8や図12で 説明したと同じ理由により、凹部16を形成す� ��ことで、可動子20の駆動がより円滑になさ� �るという効果がある。

実施の形態7.
 図15は、この発明の実施の形態7における電� ��操作装置の構成を示す図である。先の実施� ��形態6の図12の変形例で、図12では、磁気的� �抗部を、固定ヨーク10の軸方向と直角な断面 の全体を占め、軸方向に所定の長さを有する 磁気ギャップG4で構成したが、この図15では� �図に示すように、磁気的抵抗部を、断面の� �部(狭隘部18)を除く面積を占める磁気ギャッ� ��G4で構成している。

 この狭隘部18の断面積を十分小さく設定す� �ことにより、固定ヨーク10に磁束が流れると 、比較的低レベルの磁束でこの狭隘部が磁気 飽和し、磁気回路としては、先の実施の形態 5と同様の特性となり、従って、コイル31、32� ��通電で可動子20の駆動が可能となる。
 一方、固定ヨーク10が狭隘部18で連なる一体 構造となるので、磁気ギャップG4の高精度の� ��成が容易になるとともに、可動子20と固定� �ーク10との寸法調整アライメントが容易とな る。

 図16は、図15の変形例で、図15と異なるのは� ��上側ヨーク11に上側凹部15および下側ヨーク 12に下側凹部16を形成した点のみである。
 先の図8、図12で説明したと同じ理由により� ��これら凹部15、16を形成することで、可動子 20の駆動がより円滑になされるという効果が� ��る。

実施の形態8.
 図17は、この発明の実施の形態8における電� ��操作装置の構成を示す図である。先の実施� ��形態5では、磁気的抵抗部を固定ヨーク10に� ��けた場合を示したが、この実施の形態8では 、可動子20の中央に、磁気的抵抗部として絶� ��体23(磁気ギャップG5)を設けている。図17で� �、絶縁体23を可動子20の軸方向と直角な断面� ��全体を占めるように配置しているが、先の� ��施の形態7で示したように、断面の一部を狭 隘部としてその残りの面積を占めるように配 置してもよい。

 次に、図18、19により動作について説明す る。図18は、移動開始位置として第1の位置に ある可動子20を、移動終了位置となる第2の位 置へ移動すべく第1のコイル31を通電励磁した とき、固定ヨーク10と可動子20とで形成され� �磁気回路に流れる磁束の状況を示したもの� �ある。図19は、磁性材での磁気抵抗を無視し て図18の磁束の流れを等価な電気回路で示し� ��ものである。

 図18において、第1のコイル31の発生する起� �力アンペアターンにより、第1の磁気回路MC1� ��第2の磁気回路MC2とに磁束が流れる。ここで 、第1に磁気回路MC1は、下側ヨーク12→Gst→可 動子20→G3→鉄磁極14→側部ヨーク13→下側ヨ� ��ク12の経路で形成される。図19では、第1の� �イル31による起磁力に相当する電圧Eに接続� �れた、磁気ギャップGstに相当する抵抗R(Gst)� �磁気ギャップG3に相当する抵抗R(G3)との直列� ��路が第1の磁気回路MC1に対応する。
 また、第2の磁気回路MC2は、図18では、下側� ��ーク12→Gst→可動子20→G5→可動子20→G1→上 側ヨーク11→側部ヨーク13→下側ヨーク12の経 路で形成される。図19では、磁気ギャップGst� ��相当する抵抗R(Gst)と磁気ギャップG1に相当� �る抵抗R(G1)と磁気ギャップG5に相当する抵抗R (G5)との直列回路が対応する。
 なお、図18において、可動子上端21と上側ヨ ーク11との間には特にスペーサ等を介在させ� ��いないので、その間の磁気ギャップG1の長� �は極小さい値となる。

 図18において、可動子20が下降動作を開始す るためには、可動子下端22と下側ヨーク12と� �間の磁気吸引力F_dwが、可動子上端21と上側� �ーク11との間の磁気吸引力F_upより大きくな� �必要がある。このためには、可動子20の始点 側である上端での磁束の軸方向(y)成分φy_upと 、可動子20の終点側である下端での磁束の軸� ��向(y)成分φy_dwとの間に以下の関係が成立す� ��必要がある。
 φy_dw>φy_up

 図19において、下端に流れる磁束は、抵� �R(Gst)に流れる電流に相当し、等価回路上は� �第1、第2の磁気回路MC1、MC2に流れる磁束の総 和となり一見大きな値となるが、先の実施の 形態1の図4で説明した通り、下端の磁気ギャ� ��プ(Gst)の長さは上端の磁気ギャップG1に比較 して非常に大きく、この下端の部分では磁束 が軸方向と直角の径方向に大きく広がり、可 動子下端22と下側ヨーク12との間の磁気吸引� �F_dwに寄与する、可動子下端22と下側ヨーク12 との間の対向部における磁束の軸方向成分φy _dwは、小さな値に留まる。

 そこで、この実施の形態8においては、上端 の磁束を決定する第2の磁気回路MC2の可動子20 の部分に、その長さが充分大きい磁気ギャッ プG5が直列に挿入される構成とすることで、� ��2の磁気回路MC2に流れる磁束を大きく低減さ せている。
 この場合、磁気ギャップG5を挿入しても、� �端の磁束は第1の磁気回路MC1の磁気抵抗で決� ��されるので、その値はほとんど変化しない� ��
 以上のように、上端での磁束の軸方向成分� �y_upが減少し、下端での磁束の軸方向成分φy_ dwとの間に、(φy_dw>φy_up)の条件が成立し、� ��に大きな操作エネルギーを要することなく� ��動子20を下方へ動かすことができる。

 以上では、第1のコイル31に通電すること� ��、可動子20を、図の上端の第1の位置を移動� ��始位置、図の下端の第2の位置を移動終了位 置として第1の位置から第2の位置へ移動させ� ��場合の動作について説明したが、可動子20� �第2の位置に移動した後、第2のコイル32を通� ��することで、可動子20を、第2の位置を移動� ��始位置、第1の位置を移動終了位置として第 2の位置から第1の位置へ移動させる場合の動� ��も全く同様の原理であり、説明は重複する� ��で省略する。

 以上のように、この発明の実施の形態8では 、可動子20の両端部間の側面に対向する鉄磁� ��14を固定ヨーク10に設け、可動子20が移動開� ��位置となる第1または第2の位置にあってコ� �ル31または32に通電したとき、コイル31また� �32の通電による起磁力で磁束が流れる磁気回 路が、下側ヨーク12または上側ヨーク11のい� �れかと可動子下端22または可動子上端21のい� ��れかとの間の対向部と鉄磁極14とを経由す� �第1の磁気回路と、鉄磁極14を経由せず上側� �ーク11と可動子上端21との間の対向部および� ��側ヨーク12と可動子下端22との間の対向部の 双方を経由する第2の磁気回路とから構成さ� �るようにし、
 可動子20に、第1の磁気回路の磁気抵抗をほ� ��んど増大させることなく第2の磁気回路の磁 気抵抗を増大させる磁気的抵抗部としての磁 気ギャップG5を形成したので、可動子20の始� �側の磁気ギャップにおける磁束の軸方向成� �を可動子20の終点側の磁気ギャップにおける 磁束の軸方向成分より小さくすることが可能 となり、特に大きな操作エネルギーを要する ことなく可動子を移動開始位置から移動終了 位置へ動かすことができる。

 図20は、図17の変形例で、図17と異なるのは� ��上側ヨーク11に上側凹部15および下側ヨーク 12に下側凹部16を形成した点のみである。
 先の図8等で説明したと同じ理由により、こ れら凹部15、16を形成することで、可動子20の 駆動がより円滑になされるという効果がある 。

実施の形態9.
 図21は、この発明の実施の形態9における電� ��操作装置の構成を示す図である。先の実施� ��形態4の図7等で説明したと同様の考え方を� �用したもので、詳しい説明は省略するが、� �動子20の一方向への移動のみをコイルの通電 によって行う方式である。
 即ち、図21に示すように、可動子20と連結さ れ可動子20の移動に応じて機械的エネルギー� ��蓄勢放勢を行う蓄勢手段であるバネ53を備� �ている。コイルとしては、第1のコイル31の� �を備えている。

 そして、可動子20が、図21(a)に示す第1の位� �(上端位置)にあるとき、第1のコイル31を通電 すると、先の実施の形態8で説明したと同様� �原理で可動子20は下方へ移動し、同時に、バ ネ53を蓄勢する。可動子20が第2の位置(下端位 置)に到達した図21(b)の位置で、バネ53の蓄勢� ��ネルギーは最大となる。
 逆に、可動子20を第2の位置(下端位置)から� �1の位置(上端位置)へ移動させる場合は、図21 (b)の状態から第1のコイル31への通電を停止す る。これにより、バネ53は放勢し、その放勢� ��ネルギーで可動子20を押し上げ、図21(a)の状 態に戻る。

 図22は、図21の変形例で、先の図8や図12等 で説明したと同じ理由により、凹部16を形成� ��ることで、可動子20の駆動がより円滑にな� �れるという効果がある。

 なお、以上の磁気的抵抗部を、先の実施の� ��態5~7では固定ヨーク10に磁気ギャップG4とし て設け、先の実施の形態8、9では可動子20に� �気ギャップG5(絶縁体23)として設けたが、磁� �的抵抗部を、固定ヨーク10と可動子20の双方� ��設けてもよい。
 更に、以上の磁気的抵抗部を設ける実施の� ��態5~9の方式と、凹部や追加磁性材を設ける� ��の実施の形態1~4の方式とを併用することも� ��能であることは勿論である。