(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定鉄心装置と可動鉄心装置とコイルとを有するものであって、
上記固定鉄心装置は、第１ないし第４の鉄心を有し、
上記第１の鉄心は、環状鉄心部と嵌合部とを有し、上記嵌合部は上記環状鉄心部のｘ−ｙ−ｚの３軸座標系における上記ｘ軸方向に対向する対向部分にそれぞれ上記ｘ軸方向に突設された突設部によって上記環状鉄心部との間に形成されたものであり、
上記第２の鉄心は、環状鉄心部を有し、
上記第３及び第４の鉄心は、それぞれ分割鉄心部を有し、
上記第１と第２の鉄心とが、その各環状鉄心部が上記ｙ軸方向から見て重なるようにして上記ｙ軸方向に所定の対向間隙を置いて対向配置され、
上記第３と第４の鉄心とが、その各分割鉄心部にて合成環状鉄心部を形成するように上記ｘ軸方向に対向させるとともにこの合成環状鉄心部が上記第１及び第２の鉄心の環状鉄心部と上記ｙ軸方向から見て重なるようにして上記第１及び第２の鉄心の上記対向間隙に配設され、
上記第１及び第２の鉄心の上記各環状鉄心部と上記第３及び第４の鉄心の上記分割鉄心部にて形成される上記合成環状鉄心部とによって囲まれた収容部が形成され、
上記可動鉄心装置は、磁性材材にて形成された可動鉄心並びにこの可動鉄心に固着された第１及び第２の棒状部材を有し、
上記コイルは、巻線が巻回された巻枠を有し、上記巻枠は上記ｚ軸方向に突出した突出部を有し、
上記コイルは上記第１の鉄心の上記嵌合部に係合されて上記ｘ軸及びｚ軸方向の位置が規制されるとともに上記巻枠の突出部が上記第１及び第２の鉄心の上記対向間隙にあって上記第１及び第２の鉄心により上記ｙ軸方向に挟まれて上記ｙ軸方向の位置が規制され、上記可動鉄心装置はその可動鉄心が上記収容部に収容されるとともに上記固定鉄心装置に設けられた軸受部材に上記第１及び第２の棒状部材を介して上記ｚ軸方向に移動自在に支持されたものである
操作装置。
【請求項２】
固定鉄心装置と可動鉄心装置と軸受部材とを有するものであって、
上記固定鉄心装置は、第１ないし第４の鉄心を有し、
上記第１及び第２の鉄心は、環状鉄心部を有し、
上記第３及び第４の鉄心は、それぞれ分割鉄心部を有し、
上記第３と第４の鉄心とが、その各分割鉄心部にて合成環状鉄心部を形成するように上記ｘ軸方向に対向させるとともにこの合成環状鉄心部が上記第１及び第２の鉄心の上記環状鉄心部と上記ｙ軸方向から見て重なるようにして上記第１及び第２の鉄心の上記対向間隙に配設され、
上記第１及び第２の鉄心の上記各環状鉄心部と上記第３及び第４の鉄心の上記分割鉄心部にて形成される上記合成環状鉄心部とによって囲まれた収容部が形成され、
上記可動鉄心装置は、磁性材材にて形成された可動鉄心並びにこの可動鉄心に固着された第１及び第２の棒状部材を有し、
上記軸受部材は上記第３及び第４の鉄心の上記分割鉄心部によって上記ｘ軸方向に挟まれて保持されたものであり、
上記可動鉄心装置はその可動鉄心が上記収容部に収容されるとともに上記第１及び第２の棒状部材を介して上記軸受部材に上記ｚ軸方向に移動自在に支持されたものである
操作装置。
【請求項３】
上記第３及び第４の鉄心は上記分割鉄心部の互いに対向される端部に上記ｘ軸方向に凹設された凹設部を有するものであり、上記軸受部材は本体部とこの本体部から上記ｘ軸方向に突設された突設部とを有するものであり、上記軸受部材の上記本体部が上記第３及び第４の鉄心により上記ｘ軸方向から挟まれて保持されるとともに上記突設部が上記凹設部に嵌合されて上記ｚ軸方向及び上記ｙ軸方向の少なくとも一方の位置が規制されたものであることを特徴とする請求項２に記載の操作装置。
【請求項４】
上記凹設部は上記ｙ軸方向及び上記ｚ軸方向の少なくとも一方に延在する溝状部であり、上記突設部は上記溝状部に嵌合して上記軸受の上記ｚ軸方向及び上記ｙ軸方向の少なくとも一方の位置が規制されるものであることを特徴とする請求項３に記載の操作装置。
【請求項５】
上記第３及び第４の鉄心は、電磁鋼板が積層されて形成されたものであることを特徴とする請求項２に記載の操作装置。
【請求項６】
上記第１の鉄心は、上記突設部がそれぞれ上記環状鉄心部から上記ｘ軸方向に突設され上記ｘ軸方向に所定の間隙を設けて対向する一対の突設磁極とされたものであり、
上記第２の鉄心は、上記環状鉄心部の上記ｘ軸方向に対向する対向部分からそれぞれ上記ｘ軸方向に突設され上記ｘ軸方向に所定の間隙を設けて対向する一対の突設磁極を有し、
上記第３及び第４の鉄心は、上記分割鉄心部の内周部から上記ｘ軸方向に突設された突出磁極をそれぞれ有し、
上記第１及び第２の鉄心の上記一対の突設磁極の一方と上記第３の鉄心の上記突出磁極とによって一方の対向磁極が形成され上記第１及び第２の鉄心の上記一対の突設磁極の他方と上記第４の鉄心の上記突出磁極とによって上記一方の対向磁極と上記ｘ軸方向に対向する他方の対向磁極が形成され、
永久磁石が上記対向磁極と上記可動鉄心との間に設けられるとともに上記可動鉄心又は上記対向磁極に固定され、上記可動鉄心が上記ｚ軸方向における第１の位置及び第２の位置において上記永久磁石の磁力により保持されるとともに上記コイルを励磁することにより上記第１の位置から上記第２の位置へ及び上記第２の位置から上記−第１の位置へ駆動されるものである
ことを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
【請求項７】
上記永久磁石は、上記可動鉄心に設けられた凹設部に上記可動鉄心と面一になるようにして固着されたものであることを特徴とする請求項６に記載の操作装置。
【請求項８】
上記永久磁石の一つの面を覆うとともに上記可動鉄心又は上記対向磁極に固定されて上記対向磁極又は上記可動鉄心と摺動可能にされたサポート部材を設けたことを特徴とする請求項６に記載の操作装置。
【請求項９】
上記サポート部材は、上記ｚ軸方向の両端部が上記ｚ軸方向に延伸されるとともに上記永久磁石を挟む方向に曲げられた延長部を有するものであることを特徴とする請求項８に記載の操作装置。
【請求項１０】
上記軸受部材は上記第３及び第４の鉄心の上記分割鉄心部によって上記ｘ軸方向から挟まれて保持されたものであることを特徴とする請求項６に記載の操作装置。
【請求項１１】
上記第３及び第４の鉄心は上記分割鉄心部の互いに対向される端部に上記ｘ軸方向に凹設された凹設部を有し、上記軸受部材は本体部と突設部とを有し、上記軸受部材の上記本体部が上記第３及び第４の鉄心により上記ｘ軸方向から挟まれて保持されるとともに上記突設部が上記凹設部に嵌合されて上記ｚ軸方向の位置が規制されたものであることを特徴とする請求項１０に記載の操作装置。
【請求項１２】
上記収容部は上記永久磁石を上記ｙ軸方向から上記対向磁極と上記可動鉄心との間に挿入可能なものであることを特徴とする請求項１０に記載の操作装置。
【請求項１３】
上記固定鉄心装置は、第５の鉄心と永久磁石とを有するものであって、
上記第５の鉄心は、上記第１又は第３の鉄心の少なくとも一方の上記環状鉄心部の上記ｙ軸方向の外側にあってその端部が上記可動鉄心と上記ｙ軸方向に対向して配設され上記環状鉄心部から上記可動鉄心の中をその移動方向に通過して元の上記環状鉄心部へ戻る磁気回路を形成するものであり、
上記永久磁石は、上記磁気回路中に設けられたものであり、
上記可動鉄心は上記ｚ軸方向における第１の位置及び第２の位置において上記永久磁石の磁力により保持されるとともに上記コイルを励磁することにより上記第１の位置から上記第２の位置へ及び上記第２の位置から第１の位置へ駆動されるものである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の操作装置。
【請求項１４】
上記可動鉄心は上記ｚ軸方向に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成部とこの貫通孔形成部の中央部近傍に設けられた雌ねじ部とを有し、上記第１及び第２の棒状部材はそれぞれ表面が平滑な軸部と雄ねじが設けられた雄ねじ部とを有し、上記雄ねじ部が上記可動鉄心の上記雌ねじ部にそれぞれ螺合されたものであって上記第１の棒状部材の一方の端部と上記第２の棒状部材の一方の端部とが当接した状態にされたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の操作装置。
【請求項１５】
上記第１及び第２の棒状部材は、上記軸部が上記可動鉄心の上記貫通孔形成部に当接した状態にて支持されたものであることを特徴とする請求項１４に記載の操作装置。
【請求項１６】
上記第１及び第２の棒状部材は、ともに非磁性材料で形成されたものであることを特徴とする請求項１４に記載の操作装置。
【請求項１７】
上記第１ないし第４の鉄心及び上記可動鉄心のうちの少なくとも一つは、電磁鋼板が積層されて形成されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の操作装置。
【請求項１８】
次の工程を有する請求項１２に記載の操作装置の製造方法。
ア．上記可動鉄心に上記第１及び第２の棒状部材を固着する工程。
イ．上記第１及び第２の棒状部材に上記コイル及び上記軸受を挿通する工程。
ウ．上記第３及び第４の鉄心にて上記軸受を上記ｘ軸方向に挟んで保持する工程。
エ．上記第１及び第２の鉄心により上記コイルの上記突出部を上記ｙ軸方向に挟んでそのｙ軸方向の位置を規制する工程。
オ．上記永久磁石を上記ｙ軸方向から上記収容部に挿入し、上記可動鉄心又は上記対向磁極に固定する工程。
【請求項１９】
請求項１〜請求項１７のいずれか１項に記載の操作装置と、この操作装置の上記第１又は第２の棒状部材に開閉接点が連結されて開閉操作される開閉器とを備えた開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、操作装置、操作装置の製造方法及びこの操作装置を備えた開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
遮断器の操作装置の一つとして、永久磁石を用いた操作装置がある。この従来の操作装置は、例えば開閉装置の真空バルブ内に対向配置された開閉接点を直線方向に駆動して開閉するために用いられる。この操作装置は、四角形の継鉄に囲まれた収容部に、直方体状の可動子が収容されている。継鉄は、上下左右の各ヨーク部が四角形の四辺を構成しており、左右のヨーク部の中央部には内側に向かって突出した磁極が左右方向に所定の間隙を設けて対向している。
【０００３】
可動子は、上記対向する磁極の間に配設され、可動子の両側には軸受により上下方向に移動可能に支持された板状部材が設けられており、可動子はこの板状部材に挟まれる形で板状部材にねじ止めされ、上記軸受を介して継鉄に囲まれた収容部に上下方向に移動自在に支持されている。磁極には、可動子との間に微少なギャップがあるようにして永久磁石が固着されており、この永久磁石の起磁力により可動子が上ヨーク部に吸着された第１の位置と下ヨーク部に吸着された第２の位置において安定して保持される。
【０００４】
可動子を、一の安定位置から他の安定位置に移行させるために、継鉄にて形成される収容部に角形の内周部を有する２個の角形環状の励磁コイルが設けられており、可動子は第１と第２の安定位置間を移動するとき、対向する磁極の間のみならずこの磁極間を通り抜けて励磁コイルの角形の内周部内をも移動する。一の励磁コイルを励磁することにより一の位置において働いている永久磁石の磁力を打ち消すとともに可動子を他の安定位置へ吸引する磁力を発生させて他の安定位置に移動させる。
【０００５】
他の励磁コイルを励磁することにより他の位置において働いている永久磁石の磁力を打ち消すとともに可動子を一の安定位置へ吸引する磁力を発生させて一の安定位置に移動させる。このようにして、可動子を二つの安定な位置間を往復駆動し、上記可動子に板状部材を介して連結された真空バルブ内の可動接点を往復駆動し、真空バルブを開閉する（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
ドイツ国特許第ＤＥ  ４３０４９２１  Ｃ１号明細書（第３欄、第４欄及び図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の操作装置は以上のように構成されており、可動子は２個の励磁コイルに流す電流により制御され上下方向に往復運動をするが、このとき永久磁石及び励磁コイルの内周部と微少なギャップを有する状態を維持したまま移動するのが望ましいのであるが、現実は製作上の誤差などのために摺動する場合がある。特に、可動子が永久磁石と摺動すると永久磁石が摩耗し、発生した磁気を帯びた粉末が上記微少なギャップに入り込み、可動子の円滑な移動を妨げ、動作の信頼性を低下させるおそれがある。
【０００８】
また、継鉄に励磁コイルをしっかり固定しておかないと、可動子の動作や真空バルブの開閉操作による衝撃などにより移動して、やはり可動子の円滑な動作を妨げるおそれがある。さらに、可動子を永久磁石及び励磁コイルの内周部と微少なギャップを有する状態にて往復移動させるためには、可動子の移動方向に可動子を挟んで可動子を上下方向に移動自在に支持する一対の軸受を設けて支持ずるのが望ましい。このためには、上記一対の軸受を可動子の移動方向の軸に対して可能な限り同軸になるように配設しなければならない。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、小形安価でかつ動作の信頼性が高い電力用開閉装置の操作装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る操作装置においては、固定鉄心装置と可動鉄心装置とコイルとを有するものであって、固定鉄心装置は、第１ないし第４の鉄心を有し、第１の鉄心は、環状鉄心部と嵌合部とを有し、嵌合部は環状鉄心部のｘ−ｙ−ｚの３軸座標系におけるｘ軸方向に対向する対向部分にそれぞれｘ軸方向に突設された突設部によって環状鉄心部との間に形成されたものであり、第２の鉄心は、環状鉄心部を有し、第３及び第４の鉄心は、それぞれ分割鉄心部を有し、第１と第２の鉄心とが、その各環状鉄心部がｙ軸方向から見て重なるようにしてｙ軸方向に所定の対向間隙を置いて対向配置され、第３と第４の鉄心とが、その各分割鉄心部にて合成環状鉄心部を形成するようにｘ軸方向に対向させるとともにこの合成環状鉄心部が第１及び第２の鉄心の環状鉄心部とｙ軸方向から見て重なるようにして第１及び第２の鉄心の対向間隙に配設され、第１及び第２の鉄心の各環状鉄心部と第３及び第４の鉄心の分割鉄心部にて形成される環状鉄心部とによって囲まれた収容部が形成され、可動鉄心装置は、磁性材材にて形成された可動鉄心並びにこの可動鉄心に固着された第１及び第２の棒状部材を有し、コイルは、巻線が巻回された巻枠を有し、巻枠はｚ軸方向に突出した突出部を有し、コイルは第１の鉄心の嵌合部に係合されてｘ軸及びｚ軸方向の位置が規制されるとともに巻枠の突出部が第１及び第２の鉄心の対向間隙にあって第１及び第２の鉄心によりｙ軸方向に挟まれてｙ軸方向の位置が規制され、可動鉄心装置はその可動鉄心が収容部に収容されるとともに固定鉄心装置に設けられた軸受に第１及び第２の棒状部材を介してｚ軸方向に移動自在に支持されたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図７は、この発明の実施の一形態を示すものであり、図１（ａ）は操作装置の構成を示す断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の切断線Ｆ−Ｆにおける断面図である。図２は第１及び第２の鉄心の正面図及び側面図、図３は第３及び第４の鉄心の正面図及び側面図である。図４はコイルのボビンの構成図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は一部を示す平面図である。図５は永久磁石及びサポートを取り付けた可動鉄心の構成図、図６は軸受の構成図、図７は動作を説明するための説明図である。
【００１１】
図１において、固定鉄心装置１０は第１〜第４の鉄心１１〜１４を有する。なお、図１において、互いに直交するｘ−ｙ−ｚの３軸を有する直角座標系を図示のように定める。すなわち、図１（ａ）における上下方向をｘ軸、紙面に垂直な方向をｙ軸、左右方向をｚ軸とする。図１（ｂ）において、第１の鉄心１１と第２の鉄心１２とは、ｙ軸方向に所定の対向間隙に設けて対向している。第３の鉄心１３及び第４の鉄心１４は、第１の鉄心１１と第２の鉄心１２とが対向する対向間隙に位置し、支持軸４５，４６（後述）を中心にして図１の上下方向であるｘ軸方向に対向している。
【００１２】
第１の鉄心１１は、環状鉄心部１１ａと突設磁極部１１ｆとを有する。環状鉄心部１１ａは、左右のヨーク部１１ｂと、上下のヨーク部１１ｄとが一体に四角形の枠形に形成されたものである。突設磁極部１１ｆは、環状鉄心部１１ａの図１（ａ）における上下のヨーク部１１ｄからそれぞれ内側に突出して各ヨーク部１１ｄと一体に形成され、ｘ軸方向に所定の間隙を設けて対向している。なお、突設磁極部１１ｆと左右のヨーク部１１ｂとにより、後述のコイル２０及び３０と嵌合する嵌合部１１ｅが形成されている。嵌合部１１ｅは、図１（ａ）のｘ軸方向に対向する一対の嵌合部１１が、ｚ軸方向に所定の間隔を設けて２箇所配置されている。
【００１３】
第１の鉄心１１は、打ち抜きにて角形の窓枠状に製作された電磁鋼板１５（図２参照）を所定枚数積層して、取り扱いの便のために電磁鋼板１５間を軽く接着して角形環状のブロック状にしたものである。第２の鉄心１２は、第１の鉄心１１と同じ形状のものであり、電磁鋼板１６を所定枚数積層して角形環状のブロック状にしたものであり、同様の環状鉄心部１２ａと嵌合部１２ｅと突設磁極部１２ｆとを有する。環状鉄心部１２ａは、左右のヨーク部１２ｂと、上下のヨーク部１２ｄとが一体に四角形の枠形にされて構成されたものである（図２参照）。
【００１４】
第３の鉄心１３は、図３に示すように分割鉄心部であるコ状鉄心部１３ａと突極部１３ｆと溝状部１３ｋを有する。第３の鉄心１３は、第１の鉄心１１を図２における水平方向におよそ半分に分割したような形状で、コ状鉄心部１３ａの両端部が突極部１３ｆより長くＥ状の形状を有する。溝状部１３ｋは、後述の軸受８０の鍔状部８０ｂと嵌合するためのものである。第３の鉄心１３は、電磁鋼板１７を所定枚数積層して、電磁鋼板１７間を軽く接着してブロック状にしたものである。
【００１５】
溝状部１３ｋは、コ状鉄心部１３ａの両端部にｘ軸方向に凹設されたものであり、電磁鋼板１７を打ち抜いて製作する時に溝状部１３ｋを形成するために少し短くしてしておき、この電磁鋼板１７を積層すれば溝状部１３ｋが形成される。第４の鉄心１４は、第３の鉄心１３と同様のものであり、電磁鋼板１８を積層してブロック状にしたものであり、同様のコ状鉄心部１４ａと突極部１４ｆと溝状部１４ｋとを有する（図３参照）。
【００１６】
上記のようなＥ状の第３及び第４の鉄心１３，１４は、第１及び第２の鉄心１１，１２の対向間隙に、図１（ｂ）におけるｘ軸方向に対向するようにして配置されている。第３及び第４の鉄心のコ状鉄心部１３ａ，１４ａにて合成環状鉄心部が形成され、この合成環状鉄心部と第１及び第２の鉄心１１，１２の環状鉄心部１１ａ，１２ａとがｙ軸方向から見て重なるようにされており、これら環状鉄心部及び合成環状鉄心部にて固定鉄心装置１０の環状鉄心１０ａが形成されている。そして、第１及び第２の鉄心１１，１２並びに第３及び第４の鉄心１３，１４にて、固定鉄心装置１０が構成されている。そして、環状鉄心１０ａに囲まれた収容部１０ｂが形成されている。
【００１７】
また、収容部１０ｂ内に設けられた突設磁極部１１ｆ，１２ｆ並びに第３及び第４の鉄心１３，１４の突極部１３ｆ，１４ｆにて、図１（ａ）におけるｘ軸方向に所定の対向間隙を設けて対向する対向磁極１０ｃ、１０ｄが構成されている。なお、収容部１０ｂは、ｙ軸方向の両側が開放されており、この収容部１０ｂ内であって上記対向磁極１０ｃ，１０ｄ間に、後述の可動鉄心４１と永久磁石５０とを収容する。
【００１８】
コイル２０は、ボビン２１と、ボビン２１に巻回された巻線２５とを有する。ボビン２１は、図４（ａ）のように、角形板状の側板部２２及び側板部２３と、筒部２４とを有する。筒部２４は、側板部２２と側板部２３とをその内周部において連結している。側板部２２は、その外側の上下二箇所にボビン２１の軸方向（ｚ軸方向）に突出した矩形状の突出部２２ａを有する。同様に、側板部２３は、外側の上下二箇所にボビン２１の軸方向に突出した矩形状の突出部２３ａとを有する。筒部２４は、内周部にて矩形状の孔を形成している。これらは、樹脂材で一体に成形され、ボビン２１を形成している。
【００１９】
コイル３０は、コイル２０と同様のもので、ボビン３１と、ボビン３１に巻回された巻線３５とを有する。ボビン３１は、ボビン２１と同様のもので、側板部３２、側板部３３及びこれらを連結する筒状部３４を有する。側板部３２及び側板部３３は、上下２箇所にそれぞれ突出部３２ａ及び突出部３３ａを有する。コイル２０及びコイル３０は、図１（ａ）に示すように、そのボビン２１，３１の外周部が第１の鉄心１１及び第２の鉄心１２の各嵌合部１１ｅ，１２ｅと嵌合することにより図１（ａ）におけるｘ軸及びｚ軸方向の位置が規制される。
【００２０】
コイル２０は、そのボビン２１の突出部２２ａ及び２３ａが第１及び第２の鉄心１１，１２の環状鉄心部１１ａ，１２ａにより図１（ｂ）の左右方向（図４（ｂ）における左右方向）から挟持固定され、そのｙ軸方向の位置が規制されている。図１（ｂ）に示すように、第１の鉄心１１及び第２の鉄心１２により突出部２２ａ及び２３ａが図１（ｂ）の左右方向（図４（ｂ）における左右方向）から挟持固定され、その位置が規制されている。コイル３０は、そのボビン３１の突出部３２ａ及び３３ａが第１及び第２の鉄心１１，１２の環状鉄心部１１ａ，１２ａにより図１（ｂ）の左右方向（図４（ｂ）における左右方向）から挟持固定され、そのｙ軸方向の位置が規制されている。なお、第３及び第４の鉄心１３，１４は、コイル２０及び３０の外周部とは若干の間隙を有している状態にあり、第１及び第２の鉄心によりコイル２０及び３０の位置を決める際に妨げとならないようにされている。
【００２１】
可動鉄心装置４０は、可動鉄心４１、支持軸４５，４６を有する。なお、支持軸４５，４６がこの発明における棒状部材及び操作部材である。可動鉄心４１は、図１におけるｚ軸方向に貫通する貫通孔形成部４１ａと、その中央部に設けられた雌ねじ部４１ｂとを有する。可動鉄心４１は、磁性鋼材で角ブロック状に形成されている。支持軸４５は、非磁性のステンレス鋼で製作され、雄ねじが形成された雄ねじ部４５ａと表面が滑らかな、ねじの切られていない軸部４５ｂとを有する。
【００２２】
そして、雄ねじ部４５ａが可動鉄心４１の雌ねじ部４１ｂに螺合し固定されるとともに、貫通孔形成部４１ａに軸部４５ｂが支持されている。支持軸４６は、非磁性のステンレス鋼で製作され、雄ねじが形成された雄ねじ部４６ａと表面が滑らかなねじの切られていない軸部４６ｂとを有し、雄ねじ部４６ａが可動鉄心４１の雌ねじ部４１ｂに螺合し固定されるとともに、貫通孔形成部４１ａに軸部４６ｂが支持されている。
【００２３】
永久磁石５０は、例えばフェライトで厚板矩形状に形成されている。サポート部材６０は、図５に示すように直角に折り曲げられた折り曲げ部６０ａを有し磁性材料にてＬ状に製作されている。サポート部材６０は、可動鉄心４１の側面に止めねじ６８にて固定されており、対向磁極１０ｃ，１０ｄとの間に微少な間隙が設けられている。永久磁石５０は、可動鉄心４１の上下の各面にその磁力により吸着するとともに、永久磁石５０の外側の面を覆うサポート部材６０により押圧されて固定されている。なお、永久磁石５０は、幅（図１（ｂ）の左右方向）は可動鉄心４１とほぼ同じで、長さ（図１（ａ）の左右方向）は、可動鉄心４１より短く、可動鉄心４１の図示のような位置に固着されている。
【００２４】
軸受部材としての軸受８０は、図６に示すように、本体部である直方体部８０ａとこの直方体部８０ａから図６の上下方向に突設された突設部である平板状の鍔状部８０ｂとを有し、中心部に支持軸４５あるは４６が貫通する断面円形の貫通孔を形成する貫通孔形成部８０ｃが設けられている。軸受８０は、非磁性材である銅合金系の焼結メタルにて一体に成形されている。直方体部８０ａは、図１（ｂ）におけるｙ軸方向の寸法が、第３及び第４の鉄心１３，１４のｙ軸方向の寸法と同じにされている。
【００２５】
そして、所定間隔を置いて上下に対向する第３及び第４の鉄心１３,１４の端部が、各軸受８０の本体部８０ａに当接することにより軸受８０のｘ軸方向の位置が決まり、各鉄心１３，１４の溝状部１３ｋ，１４ｋが、軸受８０の鍔状部８０ｂと上下方向から嵌合することにより軸受８０のｚ軸方向の位置を規制している。また、第１及び第２の鉄心１１，１２により軸受８０をｙ軸方向に挟むことによりｙ軸方向の位置を決めている。なお、溝状部１３ｋ，１４ｋと軸受８０の鍔状部８０ｂとの間には、ｘ軸方向に若干の間隙が存在する状態にされており、軸受８０は、全体として、第３及び第４の鉄心１３，１４の端部にて本体部８０ａをｘ軸方向に強く挟持されている。
【００２６】
このとき、図１に示すように、ｙ軸方向から見て、第３の鉄心１３のコ状鉄心部１３ａは第１及び第２の鉄心１１，１２の環状鉄心部１１ａ，１２ａとほぼ完全に重なり、第４の鉄心１４のコ状鉄心部１４ａは第１及び第２の鉄心１１，１２の環状鉄心部１１ａ，１２ａとほぼ完全に重なった状態になる。また、ｙ軸方向から見て、第３の鉄心１３の突極部１３ｆと第１及び第２の鉄心の突設磁極部１１ｆ、１２ｆとがほぼ完全に重なった状態となり、第４の鉄心１４の突極部１４ｆと第１及び第２の鉄心の突設磁極部１１ｆ、１２ｆとがほぼ完全に重なった状態となる。
【００２７】
軸受８０の直方体部８０ａは、可動鉄心装置４０を、その支持軸４５，４６を介してｚ軸方向に移動自在に支持している。そして、理想的には、サポート部材６０と、対向磁極１０ｃと１０ｄ、コイル２０及びコイル３０、との間にはｘ軸方向に所定の微少な空隙が存する状態になっている。しかし、サポート部材６０を設けているので、サポート部材６０と対向磁極１０ｃ，１０ｄやコイル２０，３０のボビン２１，３１の内周部とが摺動しても支障はなく、その摺動抵抗が問題とならないようにしている。
【００２８】
第１の鉄心１１及び第２の鉄心１２は、ボビン２１の上下に設けられた突出部２２ａ，２３ａ並びにボビン３１の上下に設けられた突出部３２ａ，３３ａを図４（ｂ）の左右方向から締め付けｙ軸方向の位置を規制した状態にて、６箇所をボルト１９にて締付けられ一体化されている（図１（ａ）の固定鉄心１０の６箇所の孔参照）。なお、ボビン２１，３１は、第１及び第２の鉄心の各嵌合部１１ｅ，１２ｅと上下方向に嵌合しており、仮にボビン２１，３１の枯れ等により第１及び第２の鉄心１１，１２とボビン２１，３１の各突出部２２ａ，２３ａ，３２ａ，３３ａとの間のｘ軸あるいはｚ軸方向の摩擦力が無くなったとしても、ｘ軸及びｙ軸方向にはきわめて小さい所定の寸法以上は動かないようにされている。
【００２９】
もちろん、ｙ軸方向についても、ボビン２１，３１の枯れ等により第１及び第２の鉄心による突出部２２ａ，２３ａ，３２ａ，３３ａをｙ軸方向に挟み付ける力が無くなったしても、第１及び第２の鉄心１１，１２により突出部２２ａ，２３ａ，３２ａ，３３ａの動きが規制される。これにより、ボビン２１，３１は、ｘ，ｙ，ｚの３軸方向の位置が正確に規制され、経年変化によりボビンに枯れが生じても、所定寸法以上動くことはない。
【００３０】
なお、これらの組立は、次のようにして行う。可動鉄心４１に支持軸４５，４６を螺合させた後、支持軸４５にコイル２０及び一方の軸受８０を、支持軸４６にコイル３０及び他方の軸受８０を、それぞれ通す。この時点では、可動鉄心４１に永久磁石５０は取り付けられていない。次に、コイル２０及びコイル３０の図１におけるｚ軸方向の概略の位置を決めるとともに、各軸受８０の鍔状部８０ｂを第３の鉄心１３の溝状部１３ｋ及び第４の鉄心１４の溝状部１４ｋにそれぞれ嵌合させ、位置決めする。
【００３１】
さらに、第１の鉄心１１及び第２の鉄心１２にて図１（ｂ）における左右方向から挟むとともに、各嵌合部１１ｅ，１２ｅとボビン２１，３１の外周部とを嵌合させ、ボビン２１の突出部２２ａ及び突出部２３ａ、並びにボビン３１の側板部３２の突出部３２ａ及び突出部３３ａを左右方向から締め付け固定する。これにより、第１〜第４の鉄心１１〜１４により、収容部１０ｂが形成され、この収容部１０ｂに可動鉄心４１が収容された状態になる。可動鉄心４１にまだ永久磁石５０が取り付けられていないので、可動鉄心４１を収容部１０ｂに組み込むとき対向磁極１０ｄ，１０ｄに吸着されることがないので、軸受８０の位置を容易かつ正確に決めることができる。
【００３２】
次に、Ｌ状のサポート部材６０（図６（ｂ）参照）とそれぞれ一体化して着磁された上下二つの永久磁石５０を図１（ｂ）の例えば左方から水平に挿入し、可動鉄心４１の上面及び下面にそれぞれ、その磁力により吸着させる。この状態で、その折り曲げ部６０ａを可動鉄心４１の側面に止めねじ６８にて固定する（図６参照）。
【００３３】
以上のようにして組み立てることにより、コイル２０、コイル３０、軸受８０、支持軸４５，４６が螺着された可動鉄心４１、などの位置決めを、容易かつ高精度に決定でき、可動鉄心の円滑動作を確保でき、信頼性の高い操作装置とすることができる。
【００３４】
次に、動作を説明する。コイル２０，３０を励磁していない場合、永久磁石５０は図７の矢印Ａに示すような磁気回路を形成し磁束が流れている。従って、可動鉄心４１は図７において左方向に移動して環状鉄心１０ａすなわち第１及び第２の鉄心の環状鉄心部１１ａ，１２ａ及び第３及び第４の鉄心のコ状鉄心部１３ａ，１４ａの左方の内周部に当接した状態で保持されている。次に、励磁コイル３０を励磁すると図７の矢印Ｂの方向に磁束が発生し、固定鉄心装置１０の左方の内周部と可動鉄心４１との間に作用している永久磁石による磁束が打ち消されるとともに、可動鉄心４１と固定鉄心装置１０の右方の内周部との間で吸引力が発生して、可動鉄心４１は所定距離、右方向に移動し、環状鉄心１０ａの右方の内周部に当接して停止する。この状態で励磁コイル３０の励磁を断つと永久磁石５０の磁束により、可動鉄心４１はその位置に保持される。
【００３５】
次に、励磁コイル２０を励磁すると同様な原理で可動鉄心４１は左方向へ移動して、図７の状態に戻る。なお、励磁コイル２０及び励磁コイル３０の励磁方向を考慮して同時に励磁するようにして、可動鉄心４１の移動速度を高速にすることもできる。以上のように、可動鉄心４１が駆動されることにより、駆動軸４５あるいは駆動軸４６に連結された図示しない電力用開閉装置例えば真空スイッチを開閉する。
【００３６】
以上のように、この実施の形態によれば、ボビン２１，３１は、その突出部２２ａ，２３ａ，３２ａ，３３ａが第１及び第２鉄心１１，１２により挟まれてｙ軸方向の位置が規制され、かつボビン２１，３１は第１及び第２の鉄心１１，１２の嵌合部１１ｅ，１２ｅと嵌合しており、仮に第１及び第２の鉄心による挟持力が無くなったとしても、ｘ軸及びｙ軸方向にきわめて小さい寸法しか動かないようにされている。これにより、ボビン２１，３１は、ｘ，ｙ，ｚの各軸方向の位置が正確に規制されるのでコイルの位置決めを容易に行うことができ、可動鉄心の動作時の衝撃や、経年変化により絶縁物製のボビンに枯れが生じたとしても、所定寸法以上動くことはない。このため、ボビン２１、３１の内周部の寸法を小さくでき、コイルの所要アンペアターンを少なくして、小形軽量化を図ることができる。
【００３７】
そして、サポート部材６０を設けているので、サポート部材６０と対向磁極１０ｃ，１０ｄやコイル２０，３０のボビン２１，３１の内周部とが摺動しても支障はなく、その摺動抵抗が問題とならないようにしている。従って、この点からも、ボビン２１，３１の内周部の寸法を小さくできる。また、サポート部材６０と、対向磁極１０ｃ，１０ｄとの空隙を小さくして多少摺動することがあっても、その動作を阻害されるおそれはない。従って、コイルの所要アンペアターンをさらに少なくでき、一層小形軽量化を図ることができる。
【００３８】
また、支持軸４５，４６は非磁性材料にて製作されている。これにより、コイル２０及びコイル３０にて発生する磁束通路の磁気抵抗は、周囲の固定鉄心１０よりも非常に大きくなり、支持軸４５，４６への漏れ磁束を低減でき、コイル２０及びコイル３０の励磁アンペアターンを小さくできる。
【００３９】
そして、支持軸４５，４６は、雌ねじ部４１ｂに螺合するとともに、支持軸４５，４６の雄ねじの設けられていない軸部４５ｂ，４６ｂが可動鉄心４１の貫通孔形成部４１ａに嵌合支持されている。これにより、支持軸４５，４６に横方向の力が加わっても、雄ねじ部４５ａ，４６ａの谷部における過大な応力の発生を防止できる。
【００４０】
また、軸部４５ｂ，４６ｂは、可動鉄心４１と螺合する雄ねじ部４５ａ，４６ａよりもせん断応力が１０倍程度大きく、衝撃を受けた時の曲げによるせん断を防止できる。さらに、支持軸４５，４６は、可動鉄心４１の軸方向両側からねじ込み、その先端部同士が当接している。これにより、軸方向の動作によりお互いが圧縮力を受けた場合に、雌ねじ部４１ｂと螺合する雄ねじ部４５ａ，４６ａにおいて、がたが発生するのを抑制できる。これにより、操作装置の動作の信頼性を向上させることができる。
【００４１】
また、第３及び第４の鉄心１３，１４のコ状鉄心部１３ａ，１４ａに溝状部１３ｋ，１４ｋを設けて軸受８０の鍔状部８０ｂと嵌合させるとともに、第１及び第２の鉄心１１，１２にて図１（ｂ）のｙ軸方向から軸受８０を挟むことにより軸受８０のｘ，ｙ，ｚ軸方向の位置を決めているので、二つの軸受８０の同軸度を高い精度で出すことができる。従って、可動鉄心４１と対向磁極１０ｃ，１０ｄ、コイル１０，３０のボビン２１，３１の内周部と間隙を小さくでき、コイルの励磁容量を低減できる。
【００４２】
なお、積層された鉄心に軸受を装着するための孔を設けることも考えられるが、精度良く孔開け加工を行うためには、治具を用いて鉄心の変形を防止ししつつ慎重に加工しなければならない。これに対し、この実施の形態においては、精度良く打ち抜き加工された電磁鋼板１７，１８を積層して第３及び第４の鉄心１３，１４を形成しているので、上述のように精度良く容易に軸受を組み込むことができる。
【００４３】
また、分割された形の第３及び第４の鉄心１３，１４により、軸受を挟んで保持するようにしているので、可動鉄心４１に棒状部材４５，４６を螺合させてから、これに軸受８０を挿通して組み立てることができるので、組立が容易である。また、棒状部材４５，４６の代わりに一本の丸棒部材を使用して、可動鉄心をその軸方向に貫通させるとともに可動鉄心を溶接等にて固着したものを用いることもできる。
【００４４】
なお、この実施の形態では、コイル２０及び３０を第１及び第２の鉄心の嵌合部１１ｅ，１２ｅに嵌合させてｘ軸及びｚ軸方向の位置を規制するものを示したが、第１の鉄心１１にだけ嵌合部１１ｅを設けて、コイル２０及び３０と嵌合させてその位置を規制するようにしてもよい。この場合、第２の鉄心１２において突設磁極１２ｆと左右のヨーク部材１１ｂとにより形成される嵌合部１２ｅの寸法精度は低くて良いので、製作費を低減できる。
【００４５】
実施の形態２．
図８は、この発明の他の実施の形態を示す操作装置の要部を示す拡大図である。図８において、サポート部材６２は、磁性材で製作され、折り曲げ部６２ａ及び延長部としての湾曲部６２ｂを有する。折り曲げ部６２ａは、図５に示したサポート部材６０の折り曲げ部６０ａと同様のものであり、止めねじにて可動鉄心４１に固定するためのものである。
【００４６】
湾曲部６２ｂは、図５のサポート部材６０の両端部を移動方向（可動鉄心４１の軸方向）に延長して永久磁石５０をｚ軸方向左右から挟むような形で内側に折り曲げて湾曲部６２ｂとしたものである。この場合、永久磁石５０の長さを可動鉄心４１の長さよりも短くして、その分の空間を湾曲部６２ｂのスペースとし、可動鉄心４１が軸方向に駆動され環状鉄心１０ａに当接するとき湾曲部６２ｂが邪魔にならないようにしている。そして、折り曲げ部６１ａを介して可動鉄心４１に止めねじ６８にて固定されたサポート部材６２により永久磁石５０を可動鉄心４１に固定している。可動鉄心４１に固定され永久磁石５０の外側の面を覆うサポート部材６２は、図１（ａ）における下方側において対向磁極１０ｃや１０ｄ、ボビン２１及びボビン３１の内周部と摺動可能である。
【００４７】
サポート部材６２が、対向磁極１０ｃ，１０ｄ、ボビン２１及びボビン３１の内周部と摺動しても摺動摩擦抵抗が小さく、湾曲部６２ｂがガイドの役目を果たすので円滑に摺動することができる。また、湾曲部６２ｂを有するサポート部材６２にて摺動させることにより、対向磁極１０ｃ，１０ｄとの間の空隙をきわめて小さくでき、吸引力の発生効率を向上させることができる。これにより、コイルの所要アンペアターンを減らして小形化でき、操作装置の小形化、価格低減を図り、また動作の信頼性を向上させることができる。
【００４８】
実施の形態３．
図９は、さらにこの発明の他の実施の形態を示す操作装置の要部拡大図である。以上の実施の形態では、永久磁石５０は可動鉄心４１の表面から突出したものを示したが、図９に示すように図１の可動鉄心よりも上下方向の厚さを厚くした角ブロック状の可動鉄心４２とし、この可動鉄心４２に凹設部を設け、埋込永久磁石５１を埋め込み、その外側に磁性材でなるサポート部材６３を、可動鉄心４２の表面と面一になるようにして設けてもよい。なお、サポート部材６３は、図８に示すサポート部材６２と同様の形状を有しており、埋込永久磁石５１が埋め込まれた可動鉄心４２の軸方向の全体を覆うとともに、その両端部に図８の湾曲部６２ｂと同様の湾曲部が設けられているものである。
【００４９】
なお、可動鉄心４２は、貫通孔形成部４２ａと、その中央部に設けられた雌ねじ部４２ｂとを有する。これら貫通孔形成部４２ａと雌ねじ部４２ｂとは、図１の実施の形態における可動鉄心４１の貫通孔形成部４１ａと雌ねじ部４１ｂと同様のものである。サポート部材６３はＬ状に形成し、その折り曲げ部を図５のサポート部材６０と同様に止めねじにて可動鉄心４２に固定する。この場合も、サポート部材６３と、対向磁極１０ｃや１０ｄ、ボビン２１及びボビン３１の内周部とが摺動しても、摺動摩擦抵抗を抑制できる。
【００５０】
実施の形態４．
図１０は、さらにこの発明の他の実施の形態を示す操作装置の構成図である。図１０において、角ブロック状の可動鉄心４３は、図１の可動鉄心４１より上下方向の厚さが厚く形成されている。なお、可動鉄心４３は、貫通孔形成部４３ａと、その中央部に設けられた雌ねじ部４３ｂとを有する。これら貫通孔形成部４３ａと雌ねじ部４３ｂとは、図１の実施の形態における可動鉄心４１の貫通孔形成部４１ａと雌ねじ部４１ｂと同様のものである。固定永久磁石５２は、図１の対向磁極１０ｃ，１０ｄの対向する間隙を大きくし、対向磁極１０ｃ，１０ｄの可動鉄心４１と対向する面に固定永久磁石５２及びサポート部材６４を固定したものである。
【００５１】
なお、サポート部材６４は、図８に示すサポート部材６２と同様の形状を有しており、永久磁石５２の対向磁極１０ｃ，１０ｄと対向する各面を覆うとともに、その両端部に図８の湾曲部６２ｂと同様の湾曲部が設けられているものである。但し、湾曲部の湾曲方向は可動鉄心４３から遠ざかる方向であり、永久磁石５２の軸方向両側を挟む方向である。この場合、図１０における上方のサポート部材６４は、第１の鉄心１１に固着されており、固定永久磁石５２はサポート部材６４により対向磁極１０ｃに押圧された状態で固着されており、下方の固定永久磁石５２はサポート部材６４により対向磁極１０ｄに押圧された状態で固定されている。この場合も、サポート部材６４はＬ状に形成し、その折り曲げ部を図５のサポート部材６０と同様に止めねじにて第１の鉄心１１に固定する。
【００５２】
実施の形態５．
図１１〜図１６は、さらにこの発明の他の実施の形態を示すものであり、図１１は操作装置の構成を示す分解図、図１２は操作装置の斜視図、図１３は操作装置の詳細構成を示す断面図、図１４は図１３の切断線Ｆ−Ｆにおいてコイルを取り去って示した断面図である。図１５は図１１の第１及び第２の鉄心の正面図及び側面図、図１６は図１１の第３及び第４の鉄心の正面図及び側面図である。
【００５３】
図１１において、固定鉄心装置１１０は第１〜第４の鉄心１１１〜１１４を有する。第１の鉄心１１１と第２の鉄心１１２とは、ｙ軸方向に所定の対向間隙に設けて対向している。第３の鉄心１１３及び第４の鉄心１１４は、第１の鉄心１１１と第２の鉄心１１２とが対向する対向間隙に位置し、支持軸４５，４６を中心にして図１３の上下方向であるｘ軸方向に対向している（図１４も参照）。なお、この実施の形態においては、第１及び第２鉄心１１１，１１２には、図１で示した突設磁極部１１ｆ、１２ｆに相当する磁極は設けられていない。
【００５４】
第１の鉄心１１１は、環状鉄心部１１１ａと突設部１１１ｆとを有する。環状鉄心部１１１ａは、左右のヨーク部１１１ｂと、上下のヨーク部１１１ｄとが一体に四角形の枠形に形成されたものである。突設部１１１ｆは、環状鉄心部１１１ａの図１３における上下のヨーク部１１１ｄからそれぞれ内側に突出して各ヨーク部１１１ｄと一体に形成されている。そして、この突設部１１１ｆと左右のヨーク部１１１ｂとの間にコイル２０及び３０の外周部と嵌合する嵌合部１１１ｅが形成されている。
【００５５】
第１の鉄心１１１は、打ち抜きにて角形の窓枠状に製作された電磁鋼板１１５（図１５参照）を所定枚数積層して、取り扱いの便のために電磁鋼板１１５間を軽く接着して角形環状のブロック状にしたものである。第２の鉄心１１２は、第１の鉄心１１１と同じ形状のものであり、電磁鋼板１１６を所定枚数積層して角形環状のブロック状にしたものであり、同様の環状鉄心部１１２ａと嵌合部１１１２ｅと突設部１１２ｆとを有する。環状鉄心部１１２ａは、左右のヨーク部１１２ｂと、上下のヨーク部１１２ｄとが一体に四角形の枠形に形成されて構成されたものである（図１５）。
【００５６】
第３の鉄心１１３は、図３に示すように分割鉄心部であるコ状鉄心部１１３ａと溝状部１１３ｋとを有する。第３の鉄心１１３は、第１の鉄心１１１を図２における上下方向におよそ半分に分割したような形状で、中央部に突設部がなく、またコイルと嵌合する嵌合部も設けられていない。コ状鉄心部１１３ａの両端部に軸受８０の鍔状部８０ｂと嵌合する溝状部１１３ｋが設けられている。
【００５７】
第３の鉄心１１３は、電磁鋼板１１７を所定枚数積層して、電磁鋼板１１７間を軽く接着してブロック状にしている。なお、溝状部１１３ｋは、コ状鉄心部１１３ａの両端部にｘ軸方向に凹設されたものであり、電磁鋼板１１７を打ち抜いて製作する時に溝状部１１３ｋを形成するために当該部の長さを少し短くしておき、この電磁鋼板１１７を積層すれば溝状部１１３ｋが形成される。第４の鉄心１１４は、第３の鉄心１１３と同様のものであり、電磁鋼板１１８を積層してブロック状にしたものであり、同様のコ状鉄心部１１４ａと溝状部１１４ｋとを有する（図１６）。
【００５８】
上記のようなコ状の第３及び第４の鉄心１１３，１１４は、第１及び第２の鉄心１１１，１１２の対向間隙に、図１３，図１４において上下方向（ｘ軸方向）に対向するようにして配置されている。第３及び第４の鉄心のコ状鉄心部１１３ａ，１１４ａにて合成環状鉄心部が形成され、この合成環状鉄心部と第１及び第２の鉄心１１１，１１２の環状鉄心部１１１ａ，１１２ａとがｙ軸方向から見て重なるようにされており、これら環状鉄心部及び合成環状鉄心部にて固定鉄心装置１１０の環状鉄心１１０ａが形成されている。
【００５９】
そして、第１及び第２の鉄心１１１，１１２並びに第３及び第４の鉄心１１３，１１４にて、固定鉄心装置１１０が構成されている。そして、環状鉄心１１０ａに囲まれた収容部１１０ｂが形成されている。この収容部１１０ｂは、直方体状でｙ軸方向の両側が開放されており、可動鉄心４１が収容されている。
【００６０】
図１１において、第５の鉄心２２１は、磁性材料にて角棒状に形成されており、その一辺の中央部に直方体の永久磁石２３１が図示しないねじにて固定されている。そして、永久磁石２３１が固着された第５の鉄心を図１１に示すように縦にして矢印Ｃのようにｙ軸方向から第１及び第２の鉄心の環状鉄心部１１ａ，１２ａに装着し、図示しないねじにて固定する。このとき、永久磁石２３１は、可動鉄心４１とｙ軸方向に所定の隙間を有する状態にて対向する状態になる。その他の構成については、図１に示した実施の形態１と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
【００６１】
まず、コイル２０，３０を励磁したときにできる磁気回路は、図１３において固定鉄心装置１１０の環状鉄心１１０ａの左方の中央部から可動鉄心４１を軸方向に通過して環状鉄心１１０ａの右方の中央部へ戻る第１の磁気回路がある。また、第５の鉄心２２１及び永久磁石２３１を設けることにより、例えば第１の鉄心１１１側においては、第１の鉄心１１１の環状鉄心部１１１ａの左右のヨーク部１１１ｂから第５の鉄心２２１、永久磁石２３１、可動鉄心４１をその軸方向に通過して再び環状鉄心部１１１ａの左右のヨーク部１１１ｂに戻る第２の磁気回路が形成される。
【００６２】
そして、この永久磁石２３１により、可動鉄心４１は、図１３のｚ軸方向の第１及び第２の位置である可動鉄心４１の左方の端部が左のヨーク部１１１ｂに当接した位置と、可動鉄心４１の右方の端部が右のヨーク部１１１ｂに当接した位置との二つの位置において、安定して保持される。また、コイル２０，３０の励磁電流の方向の制御することにより、第１の磁気回路に磁束が発生し永久磁石の磁束を打ち消すとともに、上記第１と第２の位置の間を往復駆動されるのは、実施の形態１に示したものと同様である。なお、第５の鉄心２２１及び永久磁石２３１は、第１あるいは第２の鉄心の一方にだけ設けてもよい。また、コイル２０，３０はどちらか一方だけであってもよい。
【００６３】
この実施の形態における操作装置は、第１の磁気回路とは別に、第１及び第２の鉄心の環状鉄心部１１１ａ，１１２ａと第５の鉄心２２１と永久磁石２３１と可動鉄心４１にて形成される第２の磁気回路を設けたので、コイル励磁時に磁路に発生する渦電流を低減することができ、それに伴い操作装置の制御特性が向上する。さらにコイル励磁電源の容量を小さくできる。
【００６４】
実施の形態６．
図１７は、さらにこの発明の他の実施の形態である操作装置の構成を示す斜視図である。図１７において、第５の鉄心２２２は、磁性材料にて断面が矩形状で三脚のＥ状に形成されており、その中央部の脚に板状の永久磁石２３２が接着剤にて固定されている。この永久磁石２３２が固定された第５の鉄心２２２が、図１１にて示した第５の鉄心２２１と同様に永久磁石２２２と図示しない可動鉄心との間に所定の間隙があるようにして、第１の鉄心１１１の環状鉄心部１１１ａの側方に固定される。
【００６５】
実施の形態７．
図１８、図１９は、さらにこの発明の他の実施の形態である操作装置を示すもので、図１８は分解図、図１９は斜視図である。図１８において、第５の鉄心２２３は、磁性材料にて断面が矩形状で三脚のＥ状に形成されており、その中央部の脚に板状の永久磁石２３３が図示しないねじにて固定されている。この永久磁石２３３が固定された第５の鉄心２２３が、図１８に示すように、第５の鉄心２２３の長さ方向を可動鉄心の移動方向に合わせて、第１及び第２の鉄心の環状鉄心部１１１ａ，１１２ａの側方から、永久磁石２２３と図示しない可動鉄心との間に所定の間隙があるようにして固定され、図１９に示すようになる。
【００６６】
実施の形態８．
図２０は、さらにこの発明の他の実施の形態である第５の鉄心と永久磁石の組み合わせを示す構成図である。図２０（ａ）〜（ｆ）に示すような形状の第５の鉄心２４１〜２４８に、永久磁石２５１〜２５８を組み合わせたものを、図１１、図１７、図１８に示したものの代わりに用いることができる。なお、以上に示した各実施の形態では、第５の鉄心は、第１の鉄心１１１の環状鉄心部１１１ａや第２の鉄心１１２の環状鉄心部１１２ａの左右両方のヨーク部に跨るもの、あるいは上下両方のヨーク部に跨るものを示したが、この実施の形態の図２０（ｅ）に示すような第５の鉄心２４５と永久磁石２５５とを組み合わせたものを用いて可動鉄心と上下左右のヨーク部のうちのいずれか一つとの間を結ぶものであってもよい。
【００６７】
実施の形態９．
図２１〜図２３は、さらにこの発明の他の実施の形態を示すものであり、図２１は第３及び第４の鉄心の外形図である。図２２は軸受の外形図であり、図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。図２３は第３及び第４の鉄心及び軸受周りの要部を示す側面図である。図２１において、第３の鉄心５１３は、コ状鉄心部５１３ａと溝状部５１３ｋと第２の溝状部５１３ｍとを有する。溝状部５１３ｋは、図１６に示す溝状部１１３ｋと同様のものであり、図２１（ａ）の紙面に垂直な方向に所定幅の溝が形成されている。第２の溝状部５１３ｍは、第３の鉄心５１３の端部にあってその電磁鋼板５１７の積層方向中心部に所定幅の図２１（ａ）における左右方向に突き抜ける溝が形成されている。そして、溝状部５１３ｋと第２の溝状部５１３ｍにて、十字に交差する溝が形成されている。
【００６８】
第４の鉄心５１４は、コ状鉄心部５１４ａと溝状部５１４ｋと第２の溝状部５１４ｍとを有する。溝状部５１４ｋは、図１６に示す溝状部１１４ｋと同様のものであり、図２１（ａ）の紙面に垂直な方向に所定幅の溝が形成されている。第２の溝状部５１４ｍは、第３の鉄心５１４の端部にあってその電磁鋼板５１８の積層方向中心部に所定幅の図２１（ａ）における左右方向に突き抜ける溝が形成されている。そして、溝状部５１４ｋと第２の溝状部５１４ｍにて、十字に交差する溝が形成されている。
【００６９】
軸受５８０は、図２２に示すように、本体部である直方体部５８０ａと鍔状部５８０ｂと貫通孔形成部５８０ｃと突設部５８０ｄを有する。突設部としての鍔状部５８０ａは直方体部５８０ａの一方の端部から図２２（ｃ）の上下方向に突設された平板状のものである。直方体部５８０ａは、後述の図２３に示すように、図２３における左右方向の寸法が第３及び第４の鉄心５１３，５１４の積層厚さよりも若干小さくされている。突設部５８０ｄは、同じく図２２（ｃ）の上下方向に突設された平板状のものであり、その突出高さは鍔状部５８０ｂの高さと同じである。鍔状部５８０ｂと突設部５８０ｃとは、図２２（ａ）のように上部から見たとき全体としてＴ状をなす突設部を構成している。その他の構成については、図１３、図１４に示した実施の形態と同様に構成されている。
【００７０】
以上のように構成された第３及び第４の鉄心５１３，５１４にて、軸受５８０の本体部５８０ａを図２３の上下方向から挟み、第３及び第４の鉄心５１３，５１４の各溝状部５１３ｋ，５１４ｋと軸受５８０の鍔状部５８０ｂとを嵌合させ、各第２の溝状部５１３ｍ，５１４ｍと軸受５８０の突設部５８０ｄとを嵌合させ、軸受５８０のｚ軸及びｙ軸方向の位置を規制している。なお、溝状部５１３ｋ，５１４ｋと軸受５８０の鍔状部５８０ｂとの間、並びに第２の溝状部５１３ｍ，５１４ｍと軸受５８０の突設部５８０ｄとの間には、ｘ軸方向に若干の間隙が存する状態にされており、軸受５８０は、全体として、第３及び第４の鉄心５１３，５１４の端部にて本体部５８０ａをｘ軸方向に強く挟持されている。
【００７１】
また、図２３に示すように、軸受５８０の左右（ｙ軸）方向の幅は、第３及び第４の鉄心５１３，５１４の積層厚さよりも若干小さくされており、図示しない第１及び第２の鉄心１１１，１１２にて第３及び第４の鉄心が図２３の左右方向から挟まれたときに、第１及び第２の鉄心１１１，１１３（図１３、図１４参照）との間に間隙を有する状態にて、第１及び第２の鉄心１１１，１１３に依存することなく第３及び第４の鉄心５１３，５１４にて固定されている。
【００７２】
以上のように、この実施の形態によれば、第３及び第４の鉄心５１３，５１４に、第２の溝状部５１３ｍ，５１４ｍを設け、軸受５８０の突設部５８０ｄを嵌合させるようにしたので、第１及び第２の鉄心１１１，１１２に依存することなく、図２３における左右方向すなわち図１３におけるｙ軸方向の位置を容易に規制することができる。
【００７３】
実施の形態１０．
図２４〜図２６は、さらにこの発明の他の実施の形態を示すものであり、図２４は第３及び第４の鉄心の外形図である。図２５は軸受の外形図であり、図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。図２６は第３及び第４の鉄心及び軸受周りの要部を示す側面図である。図２４において、第３の鉄心６１３は、コ状鉄心部６１３ａと第２の溝状部６１３ｍとを有する。第２の溝状部６１３ｍは、図２１の第２の溝状部５１３ｍと同様のものであり、第３の鉄心６１３の端部にあってその電磁鋼板６１７の積層方向中心部に所定幅の図２４（ａ）における左右方向に突き抜ける溝が形成されている。
【００７４】
第４の鉄心６１４は、コ状鉄心部６１４ａと第２の溝状部６１４ｍとを有する。第２の溝状部６１４ｍは、図２１の第２の溝状部５１４ｍと同様のものであり、第４の鉄心６１３の端部にあってその電磁鋼板６１８の積層方向中心部に所定幅の図２４（ａ）における左右方向に突き抜ける溝が形成されている。
【００７５】
軸受６８０は、図２５に示すように、本体部である直方体部６８０ａと鍔状部６８０ｂと貫通孔形成部６８０ｃと突設部６８０ｄを有する。突設部としての鍔状部６８０ａは直方体部６８０ａの一方の端部から図２５（ｃ）の上下方向に突設された平板状のものである。直方体部６８０ａは、後述の図２６に示すように、図２６における左右方向の寸法が第３及び第４の鉄心６１３，６１４の積層厚さよりも若干小さくされている。突設部６８０ｄは、同じく図２５（ｃ）の上下方向に突設された平板状のものであり、その突出高さは鍔状部６８０ｂの高さと同じである。鍔状部６８０ｂと突設部６８０ｃとは、図２５（ａ）のように上部から見たとき全体としてＴ状をなす突設部を構成している。その他の構成については、図１３、図１４に示した実施の形態と同様に構成されている。
【００７６】
以上のように構成された第３及び第４の鉄心６１３，６１４にて、軸受６８０の本体部６８０ａを図２６の上下方向から挟み、第３及び第４の鉄心６１３，６１４の各第２の溝状部６１３ｍ，６１４ｍと軸受６８０の突設部６８０ｄとを嵌合させ、軸受６８０のｙ軸方向（図２６における左右方向）の位置を規制している。また、軸受６８０のｚ軸方向の位置は、その鍔状部６８０ｂを第３及び第４の鉄心６１３，６１４に当接させることにより決定される。なお、軸受６８０のｚ軸方向の移動止めは、軸受６８０と第３及び第４の鉄心６１３，６１４と接着したり、ねじを用いて固定する等により行う。なお、溝状部６１３ｍ，６１４ｍと、軸受６８０の突設部６８０ｄとの間には、ｘ軸方向（図２６の上下方向）に若干の間隙が存する状態にされており、軸受６８０は、全体として、第３及び第４の鉄心６１３，６１４の端部にて本体部６８０ａをｘ軸方向に強く挟持されている。
【００７７】
また、図２６に示すように、軸受６８０の左右（ｙ軸）方向の幅は、第３及び第４の鉄心６１３，６１４の積層厚さよりも若干小さくされており、図示しない第１及び第２の鉄心１１１，１１２にて第３及び第４の鉄心が図２６の左右方向から挟まれたときに、第１及び第２の鉄心１１１，１１３（図１３、図１４参照）との間に間隙を有する状態にて、第１及び第２の鉄心１１１，１１３に依存することなく第３及び第４の鉄心６１３，６１４にて固定されている。
【００７８】
以上のように、この実施の形態によれば、第３及び第４の鉄心６１３，６１４に、第２の溝状部６１３ｍ，６１４ｍを設け、軸受６８０の突設部６８０ｄを嵌合させるようにしたので、第１及び第２の鉄心１１１，１１２に依存することなく、図２６における左右方向すなわち図１３におけるｙ軸方向の位置を容易に規制することができる。
【００７９】
上記各実施の形態では、第１〜第４の鉄心１１〜１４や第５の鉄心２２１等は電磁鋼板を積層して形成したものを示したが、磁性材にてブロック状に形成されたものであっても、同様の効果を奏する。また、可動鉄心は電磁鋼板を積層したものであってもよい。さらに、例えば図１におけるサポート部材６０や永久磁石５０を可動鉄心４１に固定するのに、これらの間を互いに接着剤にて接着したり、ねじにて固定したりしてもよい。この場合、サポート部材はＬ状であることを要せず、平板状のものでよい。
さらに、実施の形態５〜７示したものに、永久磁石と可動鉄心が摺動しても良いように永久磁石の表面をカバーするサポート部材を設けてもよい。
【００８０】
上記各実施の形態においては、第１〜第４の鉄心は、図１（ａ）のｙ軸方向から見たとき矩形状の形状のものを示したが、この発明の目的を損なわない範囲で他の形状であってもよい。また、第５の鉄心は直線状やＥ状のものに限らず、Ｃ状その他の形状のものであってもよい。
さらに、操作装置は電力用開閉装置の開閉に用いる例を示したが、これに限らず、例えば気体や液体用のバルブの開閉や、ドアの開閉等に適用できる。
【００８１】
【発明の効果】
この発明の操作装置は、以上説明したように、固定鉄心装置と可動鉄心装置とコイルとを有するものであって、固定鉄心装置は、第１ないし第４の鉄心を有し、第１の鉄心は、環状鉄心部と嵌合部とを有し、嵌合部は環状鉄心部のｘ−ｙ−ｚの３軸座標系におけるｘ軸方向に対向する対向部分にそれぞれｘ軸方向に突設された突設部によって環状鉄心部との間に形成されたものであり、第２の鉄心は、環状鉄心部を有し、第３及び第４の鉄心は、それぞれ分割鉄心部を有し、第１と第２の鉄心とが、その各環状鉄心部がｙ軸方向から見て重なるようにしてｙ軸方向に所定の対向間隙を置いて対向配置され、第３と第４の鉄心とが、その各分割鉄心部にて合成環状鉄心部を形成するようにｘ軸方向に対向させるとともにこの合成環状鉄心部が第１及び第２の鉄心の環状鉄心部とｙ軸方向から見て重なるようにして第１及び第２の鉄心の対向間隙に配設され、第１及び第２の鉄心の各環状鉄心部と第３及び第４の鉄心の分割鉄心部にて形成される環状鉄心部とによって囲まれた収容部が形成され、可動鉄心装置は、磁性材材にて形成された可動鉄心並びにこの可動鉄心に固着された第１及び第２の棒状部材を有し、コイルは、巻線が巻回された巻枠を有し、巻枠はｚ軸方向に突出した突出部を有し、コイルは第１の鉄心の嵌合部に係合されてｘ軸及びｚ軸方向の位置が規制されるとともに巻枠の突出部が第１及び第２の鉄心の対向間隙にあって第１及び第２の鉄心によりｙ軸方向に挟まれてｙ軸方向の位置が規制され、可動鉄心装置はその可動鉄心が収容部に収容されるとともに固定鉄心装置に設けられた軸受に第１及び第２の棒状部材を介してｚ軸方向に移動自在に支持されたものであるので、
コイルは第１の鉄心の嵌合部に係合されてｘ軸及びｚ軸方向の位置が規制されるとともに巻枠の突出部が第１及び第２の鉄心の対向間隙にあって第１及び第２の鉄心によりｙ軸方向に挟まれてｙ軸方向の位置が規制されるので、コイルの位置決めが容易でかつ衝撃等により移動しないように固定できる。また、経年変化により巻枠の寸法が縮小したとしても、所定寸法以上動くことはない。このため、巻枠の内周部の寸法を小さくでき、コイルの所要アンペアターンを少なくして、小形軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の一形態を示すものであり、図１（ａ）は操作装置の構成を示す断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の切断線Ｆ−Ｆにおける断面図である。
【図２】  図１の第１及び第２の鉄心の正面図及び側面図である。
【図３】  図１の第３及び第４の鉄心の正面図及び側面図である。
【図４】  図１のコイルのボビンの構成図である。
【図５】  図１の永久磁石及びサポートを取り付けた可動鉄心の構成図である。
【図６】  図１の軸受の構成図である。
【図７】  動作を説明するための説明図である。
【図８】  この発明の他の実施の形態を示す操作装置の要部を示す拡大図である。
【図９】  さらに、この発明の他の実施の形態を示す操作装置の要部拡大図である。
【図１０】  さらに、この発明の他の実施の形態を示す操作装置の構成図である。
【図１１】  さらにこの発明の他の実施の形態である操作装置の構成を示す分解図である。
【図１２】  図１１の操作装置の斜視図である。
【図１３】  図１１の操作装置の詳細構成を示す断面図である。
【図１４】  図１３の切断線Ｆ−Ｆにおいてコイルを取り去って示した断面図である。
【図１５】  図１１の第１及び第２の鉄心の正面図及び側面図である。
【図１６】  図１１の第３及び第４の鉄心の正面図及び側面図である。
【図１７】  さらに、この発明の他の実施の形態である操作装置の構成を示す斜視図である。
【図１８】  さらに、この発明の他の実施の形態である操作装置の分解図である。
【図１９】  図１８の操作装置の斜視図である。
【図２０】  さらに、この発明の他の実施の形態である第５の鉄心と永久磁石の組み合わせを示す構成図である。
【図２１】  さらに、この発明の他の実施の形態である第３及び第４の鉄心の外形図である。
【図２２】  図２１の実施の形態における軸受の外形図であり、図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図２３】  図２１の実施の形態における第３及び第４の鉄心及び軸受周りの要部を示す側面図である。
【図２４】  さらに、この発明の他の実施の形態である第３及び第４の鉄心の外形図である。
【図２５】  図２４の実施の形態における軸受の外形図であり、図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図２６】  図２４の実施の形態における第３及び第４の鉄心及び軸受周りの要部を示す側面図である。
【符号の説明】
１０  固定鉄心装置、１０ｂ  収容部、１０ｃ，１０ｄ  対向磁極、
１１〜１４  第１〜第４の鉄心、１３ｋ，１４ｋ  溝状部、
２０，３０  コイル、２１，３１  ボビン、２２，２３，３２，３３  側板部、
２２ａ，２３ａ，３２ａ，３３ａ  突出部、４０  可動鉄心装置、
４１  可動鉄心、４１ａ  貫通孔形成部、４１ｂ  雌ねじ部、４２  可動鉄心、
４３  可動鉄心、４５，４６  支持軸、５０  永久磁石、
５１  埋込永久磁石、５２  固定永久磁石、
６０，６２，６３，６４  サポート部材、６２ｂ  湾曲部、
７３，７４  第３及び第４の鉄心、８０，５８０，６８０  軸受、
８０ａ，５８０ａ，６８０ａ  直方体部、
８０ｂ，５８０ｂ，６８０ｂ  鍔状部、
１１０  固定鉄心装置、１１０ｂ  収容部、
１１１〜１１４  第１〜第４の鉄心、１１３ｋ，１１４ｋ  溝状部、
２２１〜２２３  第５の鉄心、２３１〜２３３  永久磁石、
５１３，６１３  第３の鉄心、５１４，６１４  第４の鉄心。
【図１】
0003723174.tif 000002
【図２】
0003723174.tif 000003
【図３】
0003723174.tif 000004
【図４】
0003723174.tif 000005
【図５】
0003723174.tif 000006
【図６】
0003723174.tif 000007
【図７】
0003723174.tif 000008
【図８】
0003723174.tif 000009
【図９】
0003723174.tif 000010
【図１０】
0003723174.tif 000011
【図１１】
0003723174.tif 000012
【図１２】
0003723174.tif 000013
【図１３】
0003723174.tif 000014
【図１４】
0003723174.tif 000015
【図１５】
0003723174.tif 000016
【図１６】
0003723174.tif 000017
【図１７】
0003723174.tif 000018
【図１８】
0003723174.tif 000019
【図１９】
0003723174.tif 000020
【図２０】
0003723174.tif 000021
【図２１】
0003723174.tif 000022
【図２２】
0003723174.tif 000023
【図２３】
0003723174.tif 000024
【図２４】
0003723174.tif 000025
【図２５】
0003723174.tif 000026
【図２６】
0003723174.tif 000027