(57)【要約】  本発明は、磁気化ユニット３２、３３と、制御用電流を流すことができる励起コイル３０を備えた電気スイッチ装置用の電磁アクチュエータに関し、前記コイルと前記磁気化ユニットは相互に移動自在であって、また固定ヨーク１０および可動部材２０を有し、前記可動部材は前記磁気化ユニットまたは前記コイルと一体化され、前記固定ヨークとの磁気エアギャップが第一位置で最小値、第二位置で最大値になる磁気回路を備える。前記アクチュエータは、コイル３０に固定された磁気分路部３５、３６を備え、前記第一位置では、前記磁気化ユニット３２，３３の磁場の一部を方向転換させるように、前記磁気分路部３５、３６の一部が前記コイル３０と前記磁気化ユニット３２，３３間に位置するように配置される。
2010519776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気化ユニット３２、３３、４２、４３と
制御用電流を流すことができる励起コイル３０、４４を備え、
前記コイルと前記磁気化ユニットは、第一位置と第二位置間で相互に移動自在であって、また固定ヨーク１０、４０および可動部材２０、４１を有し、前記可動部材は前記磁気化ユニットまたは前記コイルと一体化され、前記固定ヨークとの磁気エアギャップが前記第一位置で最小値、前記第二位置で最大値になる磁気回路を備えた電気スイッチ装置用の電磁アクチュエータであって、
コイル３０、４４に固定された磁気分路部３５、３６、３５’、３６’、４５、４６を備え、
前記第一位置において、磁気化ユニット３２、３３、４２、４３の磁場の一部を方向転換するように、前記磁気分路部の少なくとも一部が、相互に対向する前記コイル３０と前記磁気化ユニット３２、３３の表面で画定されるゾーン３７、３８内に位置し、  
第二位置において、前記磁気分路部の大部分が、前記ゾーン３７、３８外に位置することを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記第一位置では、前記磁気分路部３５、３６、３５’、３６’の大部分が、前記ゾーン３７、３８内に位置することを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３】
前記第一位置では、前記磁気分路部３５、３６、３５’、３６’の全部が、前記ゾーン３７、３８内に位置することを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項４】
前記第二位置では、前記磁気分路部３５、３６、３５’、３６’の全部が、前記ゾーン３７、３８外に位置することを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項５】
前記磁気化ユニット３２、３３は、前記固定ヨーク１０と一体化され、コイル３０は、前記磁気回路の可動部材２０と一体化されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項６】
前記固定ヨーク１０は、側部１２、１３および中央コア１５を有し、前記磁気化ユニットは、前記コイルの移動軸Ｘに対して対称的に、前記側部１２、１３に固定された二つの永久磁石３２、３３から構成され、前記磁気分路部は、強磁性材料からなり、かつ前記コイル３０の外部側面に固定された二つの部材３５、３６、３５’３６’から構成されることを特徴とする請求項５に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項７】
前記磁気分路部３５’、３６’は、前記第一位置において、前記磁気分路部と前記固定ヨークの側面部１２、１３間のエアギャップが、前記磁気分路部と磁気回路の可動部材２０間のエアギャップよりも小さくなるように配置されていることを特徴とする請求項６に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項８】
前記コイル４４は、前記固定ヨーク４０と一体化され、前記磁気化ユニット４２、４３は、前記磁気回路の前記可動部材４１と一体化されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項９】
前記磁気回路の前記可動部材は、可動中央コア４１を有し、前記磁気化ユニットは、前記コイルの移動軸Ｘに対して対称的に、前記可動中央コア４１に固定された二つの永久磁石４２、４３から構成され、前記磁気分路部は、強磁性材料からなり、かつ前記コイル４４の内側に固定された二つの部材４５、４６から構成されることを特徴とする請求項８に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項１０】
前記磁気分路部は、前記第一位置において、前記磁気分路部と前記可動中央コア４１間のエアギャップが、前記磁気分路部と前記固定ヨーク４０間のエアギャップよりも小さくなるように配置されていることを特徴とする請求項９に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項１１】
電気負荷の電源を切り替えるために可動接点と接触する固定接点を有する電気スイッチ装置において、前記可動接点を作動させるために、上記の少なくとも一項に記載の電磁アクチュエータを備えることを特徴とする電気スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気スイッチ装置、特にリレー、コンタクタ、コンタクタ・ブレーカーなどの装置に使用される電磁アクチュエータに関する。本発明はまた、このようなアクチュエータを使用して、可動接点を動作させるスイッチ装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
このような電気スイッチ装置は通常、装置の下流側に接続された、例えば電動機などの電気負荷または受電器を切り替えるために使用される。そのため、スイッチ装置は、可動接点と接触する固定接点、および可動接点が固定接点に当接することによって電気負荷に電源電流を流す閉路位置と、固定接点が接点から離れることによって当該負荷の電源を切断する開路位置との間で可動接点を移動させる電磁アクチュエータを備える。
【０００３】
アクチュエータには、各種の磁気および／または電磁特性による様々な動作システムを使用できる。例えば、コンタクタに一般に使用される動作システムとしては、電磁石タイプのリラクタンス型システムがある。リラクタンス型システムは、制御用電流が流れる励起コイル、および固定部材と可動部材を有する可変インダクタンスを有する強磁性回路を備える。当該システムは、永久磁石を加えることによって極性化できる。
【０００４】
リラクタンス型システムは主に、磁気回路の閉路位置と開路位置間のエアギャップの変化に伴うリラクタンスの変化によって磁力を発生させる。この磁力は、磁気エアギャップ値の２乗に反比例する。従って閉路位置では、エアギャップ値が最低値になる時に最大の動力が発生する。この場合、コイルに微弱な維持電流が流れると、リターン手段（リターンバネ、接点圧力バネなど）の抵抗力に対抗するのに十分な接点圧力となり、システムを閉路位置に保持する。
【０００５】
しかしながら、リラクタンス型システムが大きな動力を発生させられる移動行程は通常、数ミリ以下と非常に短い。開路位置では磁気回路のエアギャップ値は最大である。従って、可動接点を開路位置から閉路位置へ移動させる閉路移動を開始するためには、磁気回路の可動部材を引き付けるのに十分な動力を発生させるよう、コイルに大きな突入電流を流さなければならない。これにより、該コイルに大きな突入電流が必要になるため、システム全体（磁気回路およびコイル）をかなり大きく設計することもある。
【０００６】
動電型と呼ばれる作動システムは、固定した強磁性回路、磁気化されたユニット、この磁気化ユニットに対して可動であるコイルを備える。これは、固定磁石と可動コイル（例えば音声コイル）または可動磁石と固定コイル（可動磁石型の電磁石）であってもよい。このような動電型のアクチュエータにおいて、磁力は主に、磁気化ユニットとコイルとの相互インダクタンスの変化によるラプラス力である。この磁力は、コイルを流れる電流、磁気化ユニットによって発生する磁気誘導、磁気化ユニットによって発生した磁場が垂直に通ったコイルの長さに比例する。従って、係るシステムでは、一定の磁束およびコイル電流に対しては、開路位置と閉路位置間の全移動行程にわたって、直線性の良い動力を供給する。
【０００７】
しかし、このシステムでは、スイッチ装置の可動接点が十分な圧力で固定接点に確実に接触するように、閉路位置の付近で十分な追加動力を供給することができない。従って閉路位置では、コイルに流れる電流を大幅に増加させる必要があるため、大量の電力を消費し、場合によっては熱的問題が生じる。
【０００８】
リラクタンス型システムと動電型システムの特長を組み合わせたハイブリッドアクチュエータは既に存在し、コンタクタ型装置においては、アクチュエータの動力曲線を可動接点の抵抗力曲線に合わせることができる。例えば、特許文献１は、このようなハイブリッド電磁アクチュエータを記載しており、アクチュエータの可動部材の位置により、リラクタンスモードまたは動電モードで作動する。このようなアクチュエータにおいて、動電型システムは主に、可動接点が移動して接近する際に必要な動力を供給し、リラクタンス型システムは主に、閉路移動の終点において可動接点を効果的に固定接点に接触させ、そこに保持するための追加の動力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第１６５５７５５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、係るハイブリッドアクチュエータの欠点は、動電型の動作からリラクタンス型の動作への切り替えが、十分鋭敏でない場合があることである。アクチュエータの動力の移動行程を最適化するためには、一つの動作型から他の動作型への切り替えをある程度速やかに行うことが好ましい。
【００１１】
このように、接点の閉路行程の終点においてエアギャップ値が最低値に近づく際、永久磁石の磁場はまだコイルを通っているため、動電型の動作が維持され、これがリラクタンス型の動作の障害になり得る。
【００１２】
また、この磁石は常に引力を発生しているため、コイルに電流が流れていなくても、エアギャップを最低値に保持してしまう。結果として、アクチュエータの開路時には、より大がかりな弾性リターン手段が必要になり、当然ながら、アクチュエータの抵抗力も大きくなるため、この作用は障害になる。
従って、本発明の目的は、上記の欠点なく、アクチュエータ可動部材の位置により、動電モードまたはリラクタンスモードで動作できるハイブリッド型の電磁アクチュエータを設計することにある。従って本発明は、アクチュエータの動力の移動行程を最適化し、電力消費を最低限に抑え、アクチュエータのリラクタンス部の最小化を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このため、本発明は、電気スイッチ装置用の電磁アクチュエータであって、磁気化ユニットと制御用電流を流すことのできる励起コイルを備え、前記コイルと前記磁気化ユニットは、第一位置と第二位置間で相互に移動自在であって、また固定ヨークおよび可動部材を有し、前記可動部材は磁気化ユニットまたはコイルと一体化されており、前記固定ヨークとのエアギャップが第一位置で最小値、第二位置で最大値になる磁気回路を備えた電磁アクチュエータを記載する。前記アクチュエータは、第一位置において、前記磁気化ユニットの磁場の一部を方向転換させるように、少なくとも一部がコイルと磁気化ユニット間に位置するように配置され、コイルに固定された磁気分路部を備えることを特徴とする。
【００１４】
一つの態様によれば、第一位置において、前記磁気分路部の大部分は相互に対向するコイルと磁気化ユニットの表面によって画定されるゾーン内に位置し、第二位置において、磁気分路部の大部分は前記ゾーン外に位置する。
【００１５】
別の態様によれば、第一位置において、前記磁気分路部の全部が前記ゾーン内に位置する。別の態様によれば、第二位置において、磁気分路部の全部が前記ゾーン外に位置する。
【００１６】
第一実施形態によれば、前記磁気化ユニットは前記固定ヨークと一体化され、前記コイルは前記磁気回路の可動部材と一体化される。第二実施形態によれば、コイルは固定ヨークと一体化され、磁気化ユニットは磁気回路の可動部材と一体化される。
【００１７】
本発明によれば、磁気分路部によって、磁気化ユニットによって発生した、コイルを通る磁場の全部または一部を所定の方向へ分路し、導くことができるため、閉路位置の付近では磁場によるリラクタンス型システムへの障害を少なくし、アクチュエータの開路時には、コイルに電流が流れていない場合にこの磁場によって発生する引力を減少させる。
【００１８】
また本発明は、電気負荷の電源を切り替えるために、可動接点と接触する固定接点を有し、前記可動接点を作動させる、係る電磁アクチュエータを少なくとも一つ備えた電気スイッチ装置に関する。
【００１９】
また別の特徴と利点については、例として図面に示す実施形態を参照する詳細な説明で明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】磁気スイッチを備えていない既知のハイブリッドアクチュエータの断面図を示す。
【図２】閉路位置にある本発明によるハイブリッドアクチュエータの第一実施形態の断面図を示す。
【図３】開路位置にある図２のアクチュエータの断面図を示す。
【図４】図２のアクチュエータの変形例を示す。
【図５】閉路位置にある本発明によるハイブリッドアクチュエータの第二実施形態の断面図を示す。
【図６】開路位置にある本発明によるハイブリッドアクチュエータの第二実施形態の断面図を示す。
【図７】本発明によるハイブリッドアクチュエータの動力曲線を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、コンタクタ、コンタクタ・ブレーカー、リレーの電気スイッチ装置に使用される、既知の電磁ハイブリッドアクチュエータの一例を示す。上述のように、係るアクチュエータは、リラクタンス型システムおよび動電型システムのそれぞれの特長を組み合わせて、アクチュエータの動力曲線の特性を抵抗力曲線の特性に最適化する。
【００２２】
係るアクチュエータは、一つの固定ヨーク１０および一つの可動部材２０を有する、強磁性材料からなる磁気回路を備える。前記固定ヨーク１０は、二つの側面部１２、１３によって形成される側面部および一つの中央コア１５を有し、これらすべてが共用ベース１４によって支持されている。前記中央コア１５は、その全体または一部分を、制御用電流が通る時に縦方向の移動軸Ｘに従って並進移動する励起コイル３０に周囲されている。中央コア１５およびコイル３０の横断面は、正方形または円形のいずれであってもよい。電気装置は、固定接点と接触し、アクチュエータによって移動する可動接点を備える。
【００２３】
磁気回路の可動部材２０は、例えば単純な可動板２０から構成される。上記と等しく、多くのコンタクタに見られるように、この可動部材２０は固定ヨークに類似した構成であり、側面部および一つの中央コアを有し、固定ヨークと対向するように配置される。前記可動板２０は、ここでは詳述しない従来の各種結合手段によって、コイル３０に機械的に連結されている。装置の可動接点（図略）は可動板２０と機械的に連結されている。従って、可動板２０とコイル３０は、可動接点が固定接点に当接する第一閉路位置と装置の固定接点から可動接点が離れている第二開路位置との間で、軸Ｘに沿って移動する。磁気回路は、可動板２０と固定ヨーク１０の相互に対向する表面間の空間で形成される磁気エアギャップＥを有する。このエアギャップは、開路位置では最高値になり、閉路位置では最低値になる。
【００２４】
図示しないリターン手段（例えばバネなど）によって、アクチュエータは閉路位置から開路位置へ移動できる。また、コイルに電流を反対方向に流すことによって、この開路移動を促進することも可能である。
【００２５】
また、アクチュエータは、コイル３０の縦方向の移動軸Ｘに対して対称であって、かつコイル３０に対向している、それぞれの側面部１２、１３の内壁に固定されたそれぞれの磁石３２、３３から構成される磁化ユニットを備える。前記磁石３２、３３の磁化軸は、軸Ｘに対して対称かつ垂直であって、軸Ｘへ向かって、または軸Ｘと反対方向に配置される。前記磁石３２、３３の磁化方向およびコイルに流れる電流の方向は、「コイル３０＋可動板２０」のユニットが所望の動きをするように選択される。
【００２６】
前記可動板２０の軸Ｘに沿った固定ヨーク１０への移動が、アクチュエータの開路位置と閉路位置との間の移動行程になる。開路位置から閉路位置へ移動するには、コイル３０に電流を流す。この時、下記のように磁束が発生する。
アクチュエータのリラクタンス効果によって第一磁束Ｂｒが発生する。このリラクタンス磁束Ｂｒは、磁気回路のエアギャップ表面Ｓにおいて、コイル３０によって供給されるアンペア回数ｎ×ｌに比例し、かつ、このエアギャップからなる距離Ｅの２乗に反比例して可動板を移動する動力Ｆｒを発生させる。従って、この動力はアクチュエータの移動行程に従って、非直線的となる。当然ながら、この動力は閉路位置に近づいて距離Ｅが最短となる時、かなり大幅に増大する。
アクチュエータの動電効果によって第二磁束Ｂｅが発生する。この磁束Ｂｅは、コイルを軸Ｘに沿って移動させるように働くラプラス力Ｆｅを発生させる。この動力Ｆｅは、コイル３０に流れる電流の大きさＩ、磁石３２、３３により発生する磁場Ｂ、磁石の磁場が垂直に通るコイルの長さＬに比例する。従って、この動力は、アクチュエータの移動行程に従って直線的になり、アクチュエータの全移動行程にわたり比較的一定となる。
【００２７】
図１に、閉路位置での磁気磁束Ｂｒ、Ｂｅを示す。この位置でエアギャップは、アクチュエータの飽和を避けるために、構成上残っているエアギャップに対応して、最低の値Ｅになる。磁束Ｂｒは、アクチュエータのエアギャップＥを通って、アクチュエータの可動ヨーク２０と固定ヨーク１５、１４、１２（または１３）との間に流れる。磁束Ｂｅは、磁石３２（または３３）のＳ・Ｎ磁極を介して移動軸Ｘと垂直にコイル３０を通ってから、一方はアクチュエータの部分１５、１４、１２（または１３）を介して、他方はアクチュエータの部分１５、Ｅ、２０、Ｅ、１２（または１３）を介してループを成す。
【００２８】
図１に示すように、閉路位置では、アクチュエータの可動ヨーク２０で、磁束Ｂｅは磁束Ｂｒと反対方向になり得るが、これは可動接点の接点圧力の効果を弱めてしまう。また、コイルに電流が流れていない時でも、永久磁石３２、３３の磁場は、可動ヨーク２０と固定ヨーク（中央コア１５および側面部１２、１３）間のエアギャップＥを最低値に維持する引力を発生させるため、アクチュエータの開路移動時にこの引力に打ち勝つ必要がある。また、閉路位置では、一部のリラクタンス磁束Ｂｒは磁石３２、３３を通るが、エアギャップＥを通らないため、コイル３０のアンペア回数ｎ×Iの効果を弱めてしまう。
【００２９】
従って、本発明は、係るハイブリッドアクチュエータに、励起コイルに固定された、強磁性材料（例えばミューメタルまたは鉄）からなる磁気分路部を加えることを提案する。この磁気分路部は、アクチュエータの閉路位置で磁場の全部または一部を方向転換させ、特にこの磁場がコイルを通らないようにするためのものである。
【００３０】
図２、３で第一実施形態を示すが、この場合、磁気分路部は、軸Ｘに対して対称的に、可動コイル３０の外壁に固定された二つの平板３５、３６から構成される。この二つの平板３５、３６は、コイル３０と共に移動する。図示するアクチュエータは、図１と同じタイプである。本発明によれば、アクチュエータの閉路位置（図２参照）に相当する第一位置において、磁気分路部の一部は、磁気化ユニット３２、３３とコイル３０との間に位置するように設置されている。
【００３１】
この第一位置において、磁気分路部は主にコイルと磁気化ユニット間に位置され、即ち磁気分路部３５（または３６）の大部分が、相互に対向するコイル３０と磁気化ユニット３２（または３３）のそれぞれの表面で画定されるゾーン３７（または３８）内に位置する。好ましくは、アクチュエータの閉路位置において、磁気分路部３５（または３６）の全部がゾーン３７（または３８）内に位置する。
【００３２】
逆に、アクチュエータの開路位置に相当する第二位置（図３参照）において、磁気分路部は主にコイルと磁気化ユニット間に位置されていない、即ち磁気分路部３５（または３６）の大部分が、相互に対向するコイル３０と磁気化ユニット３２（または３３）のそれぞれの表面で画定されるゾーン３７（または３８）外に位置する。好ましくは、アクチュエータの開路位置において、磁気分路部３５（または３６）の全部がゾーン３７（または３８）外に位置する。
【００３３】
磁気分路部３５の大部分がゾーン３７外に位置する時、磁石３２の磁場の磁力線は磁気分路部３５の存在により、ほとんどあるいは全く方向転換されないので、ハイブリッドアクチュエータの動作にはほとんど影響を及ぼさない。つまり、開路位置において、図２、３のアクチュエータの動作は、図１の動作とほぼ同一である。このように図３では、開路位置の場合、エアギャップ値Ｅが大きいので、主な動力は、コイル３０に電流が流れる時に「コイル３０＋可動板２０」のユニットを移動させるラプラス力を発生させる、部材３２／３３、３０、１５、１４、１２／１３を通る動電磁束Ｂｅによるものである。
【００３４】
これに対して、磁気分路部３５の大部分がゾーン３７内に位置する時は、磁石３２の磁場の多くの磁力線を、磁力線を所定の方向へ、即ち最も近傍の磁気材料へ向かって方向転換させるが、この場合は実際、可動ヨーク２０へ方向転換させるため、磁気分路部が飽和しない限り、３２、３０、１５、１４、１２というルートを通る磁束Ｂｅの部分はごくわずかになる。従って、多くの磁束Ｂｅはコイル３０を垂直に通らなくなるため、ラプラス力Ｆｅは大幅に低下する。従って、閉路位置では、可動ヨーク２０にかかる動力のほとんどは、リラクタンス力Ｆｒになる。
【００３５】
また、磁気分路部３５（または３６）によって、永久磁石３２（または３３）の磁場は、中央コア１５と可動ヨーク２０間のエアギャップを通らなくなる。よって、コイル電流がない場合の磁気化ユニットによる引力は、同型であるが磁気分路部を有しないハイブリッドアクチュエータの場合に比べて低い。
【００３６】
図４では、図２のアクチュエータの変形例を示す。この変形例において、磁気分路部は、軸Ｘに対して対称的に可動コイル３０の外壁に固定された強磁性材料からなる二つの部材３５’、３６’から構成される。部材３５’（または３６’）の形状は、図２の平板３５（または３６）とは異なり、固定ヨーク１０の側面部１２（または１３）の方に磁気分路部ができるだけ接近することができるようなフランジをさらに有する。
【００３７】
このフランジの目的は、閉路位置において、磁気分路部３５（または３６）を磁気回路の可動板２０よりも固定ヨーク１０の側面部１２（または１３）に接近させることである。即ち、閉路位置において、磁気分路部３５（または３６）と側面部１２（または１３）間のエアギャップは、磁気分路部３５（または３６）と可動板２０間のエアギャップよりも小さい。
【００３８】
このように、この変形例によれば、磁気分路部は可動板２０を通らずに、磁気化ユニットの磁場を直接、固定ヨーク１０の方へ方向転換してループさせることができる。この場合、磁場は短絡するため、中央コア１５と可動ヨーク２０間のエアギャップも可動ヨーク２０と側面部１２、１３間のエアギャップも通らない。コイル電流が無い場合、磁気化ユニットの引力はさらに低下し、アクチュエータの開路移動はその分容易になる。
【００３９】
図５、６は、本発明によるハイブリッドアクチュエータの第二実施形態を示す。このアクチュエータは、固定ヨーク４０および、縦方向の移動軸Ｘに沿って並進移動できる中央プランジャーコア型の可動部材４１から構成され、強磁性材料からなる磁気回路を備える。固定励起コイル４４は、固定ヨーク４０の側面部内部に配置される。可動コア４１およびコイル４４の横断面は、正方形または円形のいずれであってもよい。
【００４０】
アクチュエータは、縦方向の移動軸Ｘに対して対称に、可動コア４１の側面に固定された磁石４２、４３から構成される磁気化ユニットを備える。磁石４２、４３の磁化軸は軸Ｘに対して対称かつ垂直であって、軸Ｘへ向かってまたは軸Ｘと反対方向に配置される。従って、磁気回路の可動部材４１は、磁気化ユニット４２、４３と一体になる。
【００４１】
このように、この二つの実施形態両方において、コイルは磁気化ユニットに対して可動である。しかしながら、この第二実施形態において、コイル４４は固定されており、磁石４２、４３は可動である。この構成によれば、コイルが固定されているため、電気接続が単純になるという利点がある。
【００４２】
また、アクチュエータは、コイル４４の内壁に固定された、強磁性材料（例えばミューメタルまたは鉄）からなる二つの部材４５、４６から構成される磁気分路部を備える。第一実施形態と同様に、第一位置、即ち閉路位置では、磁気分路部４５（または４６）の大部分が、相互に対向するコイル４４と磁気化ユニット４２（または４３）のそれぞれの表面で画定されるゾーン内に位置する。逆に、第二位置、即ち開路位置では、磁気分路部４５（または４６）の大部分が、相互に対向するコイル４４と磁気化ユニット４２（または４３）のそれぞれの表面で画定されるゾーン外に位置する。
【００４３】
図５、６で示す実施例は、閉路位置において、磁気分路部４５（または４６）の形状により、磁気分路部４５（または４６）が、磁気回路の固定ヨーク４０よりも、可動コア４１に接近するという利点を有する。即ち、閉路位置において、磁気分路部４５（または４６）と可動コア４１間のエアギャップは、磁気分路部４５（または４６）と固定ヨーク４０間のエアギャップよりも小さくなるので、開路移動の際に、磁石４２、４３の磁場の影響を減らす。
【００４４】
開路位置において、アクチュエータは動電アクチュエータとして動作し、図６に示すように、コイル４４を垂直に通り、固定ヨーク４０、中央コア４１、磁石４２、４３を経由する磁束Ｂｅを有する。閉路位置において、固定ヨーク４０と中央コア４１間の磁気エアギャップは最小であって、リラクタンス磁束Ｂｒは固定ヨーク４０および中央コア４１を通る。しかし、磁石４２、４３の多くの磁場は、磁気分路部４５、４６によって、コイル４４および固定ヨーク４０と中央コア４１間のエアギャップを通らずに、中央コア４１へ直接方向転換してループされる。
【００４５】
本発明によれば、磁気回路の可動部材の移動行程Ｘにより、アクチュエータによって発生する動力曲線を電気装置の抵抗力にできるだけ合わせるように最適化できる。係る曲線を図７で例示し、この図面において移動行程Ｘによる各種の動力Ｆを示す。曲線Ｆ１は、従来のコンタクタまたはリレーのスイッチ装置の抵抗力を示す。抵抗力Ｆ１は、開路位置（移動行程Ｘが最長になる時、図７ではＯｆｆ）では最低値になり、装置の可動接点と固定接点の接触に対応する閾位置まで徐々に強くなり、その後、可動接点の接触圧力バネの圧縮に対応して移動行程Ｘが短くなるにつれ（閉路位置まで、図７でＯｎ）、急速に増大し続ける。
【００４６】
曲線Ｆ２は、従来の動電アクチュエータの動力を示す。この動力Ｆ２は、可動部材の全移動行程にわたって一定であるが、閉路位置に接近する際の追加抵抗力に打ち勝つ大きさではない。曲線Ｆ３は、従来のリラクタンス型アクチュエータの動力を示す。この動力Ｆ３は、閉路位置付近では極めて大きくなるが、アクチュエータの磁気回路のエアギャップが大きくなるにつれ急に小さくなる。曲線Ｆ４は、本発明によるハイブリッドアクチュエータの動力を示すが、これは、開路位置付近での動力Ｆ２（大きなエアギャップがあるため、Ｆ３の影響はごくわずか）および閉路位置付近での動力Ｆ３（磁気分路部の使用によるもの）を組み合わせたものである。
【００４７】
磁気化ユニットおよび磁気分路部の形状、寸法、配置の調整によって、リラクタンス型動作と動電型動作の切り替え時と進行性を正確に調節できる。この調整は、係るアクチュエータを備えた電気装置の所望の動作に合わせて行う必要がある。
【００４８】
また、磁石磁束の分路部を付けることで、ハイブリッドアクチュエータの各部分を、その動作ゾーン、即ちリラクタンス部には曲線Ｆ３、音声コイル部には曲線Ｆ２として、それぞれ独立してサイズを決め、最適化できる。
【００４９】
また、本発明によれば、アクチュエータの全移動行程にわたり一定であるコイル制御用電流によって、動力Ｆ４の移動行程が抵抗力曲線Ｆ１に対して最適化されるため、コイルの制御電子技術を単純化できる。
【００５０】
言うまでもなく、本発明の範囲にそむくことなく、他の変形や変更または均等手段の使用を想像することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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