(57)【要約】固定接点３２と、固定接点３２に接離する可動接点３３と、少なくとも電磁コイルを有し、固定接点３２に当接するように可動接点３３を駆動させる駆動手段とを備え、駆動手段は、可動接点３３と固定接点３２とを接触させるための第１の駆動力と可動接点３３と固定接点３２との接触状態を保持するための、第１の駆動力より大きい第２の駆動力とを発生させる。
2012176505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点と、
固定接点に接離する可動接点と、
少なくとも電磁コイルを有し、前記固定接点に当接するように前記可動接点を駆動させる駆動手段とを備え、
前記駆動手段は、
前記可動接点と前記固定接点とを接触させるための第１の駆動力と、前記可動接点と前記固定接点との接触状態を保持するための、前記第１の駆動力より大きい第２の駆動力とを発生させる
ことを特徴とする電磁継電器。
【請求項２】
前記電磁コイルは、少なくとも複数のコイルを有し、
前記第１の駆動力は、前記複数のコイルのうち一方のコイルのみに通電させることで発生し、
前記第２の駆動力は、前記複数のコイルのうち、前記一方のコイル及び他方のコイルに通電させることで発生する
ことを特徴とする請求項１記載の電磁継電器。
【請求項３】
前記固定接点と前記可動接点とを接離させる可動軸をさらに備え、
前記電磁コイルは、コイルの軸心を前記可動軸の軸心の位置に配置され、かつ、少なくとも複数のコイルを有し、
前記複数のコイルうち一方のコイルは、他方のコイルより内側に配置されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の電磁継電器。
【請求項４】
前記固定接点と前記可動接点とを接離させる可動軸をさらに備え、
前記電磁コイルは、少なくとも複数のコイルを有し、かつ、当該複数のコイルの軸心を前記可動軸の軸心の位置に配置され、
前記複数のコイルは、前記軸方向に並んで配置されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の電磁継電器。
【請求項５】
前記駆動手段は、
前記電磁コイルに第１の電流を流すことで前記第１の駆動力を発生させ、
前記電磁コイルに第１の電流より大きい第２の電流を流すことで前記第２の駆動力を発生させる
ことを特徴とする請求項１記載の電磁継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁継電器に関するものである。【０００２】
本出願は、２０１１年６月２０日に出願された日本国特許出願の特願２０１１―１３６１５１に基づく優先権を主張するものであり、文献の参照による組み込みが認められる指定国については、上記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
励磁コイルの内径側に摺動可能に挿入され、固定鉄心との間にエアギャップを有して対向するプランジャと、プランジャを反鉄心方向へ付勢するスプリングと、プランジャと一体に可動し、励磁コイルが通電されてプランジャが固定鉄心側へ吸引されると、固定接点に当接して通電回路を閉成する可動接点と、プランジャに取り付けられ、プランジャの反鉄心側端面よりストッパ面側へ突出する弾性部材とを有し、プランジャが固定鉄心側へ吸引された後、磁力の消滅によりスプリングの反力で反鉄心方向へ押し戻された時に、弾性部材がストッパ面に当接することで、プランジャの反鉄心側端面とストッパ面との衝突を防止するスタータ用電磁スイッチが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０７１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、可動接点が固定接点に当接する時に、固定接点と可動接点との間で発生する衝突エネルギーが大きいという問題があった。【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、固定接点と可動接点との間で発生する衝突エネルギーを抑制することができる電磁継電器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、可動接点と固定接点とを接触させるための第１の駆動力と、可動接点と固定接点との接触状態を保持するための、第１の駆動力より大きい第２の駆動力とを発生させる駆動手段を設けることによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、可動接点と固定接点とが接触する際には、可動接点と固定接点との間の接触圧力が小さくなり、可動接点と固定接点とが接触した後に、当該接触圧力が大きくなるため、可動接点と固定接点との間で発生する衝突エネルギーを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るリレースイッチを含む、バッテリパックのブロック図である。
【図２】図１のリレースイッチの断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るリレースイッチの断面図である。
【図４】図３のコイル及び制御回路の等価回路である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るリレースイッチの断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るリレースイッチの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
《第１実施形態》
図１は本発明の実施形態に係る電磁継電器（以下リレースイッチと称す。）を含む、車両用のバッテリパックを示すブロック図である。リレースイッチ１００は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等のメインリレーとして用いられるが、他の車両のスイッチに適用してもよく、車両用のスイッチ以外のスイッチに適用してもよい。
【００１２】
図１に示すように、バッテリパック２００は、バッテリ２０１と、リレースイッチ１００と、コネクタ部２０２と、ヒューズ２０３ａ〜２０３ｄとを備えている。バッテリ２０１は、車両を駆動させるための駆動源であり、二次電池等の電池を直列又は並列に接続することで構成されている。バッテリ２０１の正極側の電源ライン及び負極側の電源ラインには、それぞれリレースイッチ１００が接続されている。正極側の電源ライン及び負極側の電源ラインは、バッテリパック２００の端子２０３を介して、インバータに接続されている。ヒューズ２０３ａ及びヒューズ２０３ｃは正極側の電源ラインにそれぞれ接続され、ヒューズ２０３ｂ及びヒューズ２０３ｄは負極側の電源ラインにそれぞれ接続されている。バッテリ２０１は、リレースイッチ１００、ヒューズ２０３ａ及びヒューズ２０３ｂを介して、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続され、リレースイッチ１００、ヒューズ２０３ｃ及びヒューズ２０３ｄを介して、エアーコンディショナー（Ａ／Ｃ）に接続されている。
【００１３】
次に、リレースイッチ１００の具体的な構成を、図２を用いて説明する。図２はリレースイッチ１００の断面図である。リレースイッチ１００は、図２に示すように、駆動部１０と接点部３０とを備えている。
【００１４】
駆動部１０は、コイル１１と、ボビン１２と、筐体部１３と、上板１４と、フランジャキャップ１５と、ゴムダンパ１６と、固定鉄芯１７と、可動鉄芯１８と、復帰バネ１９とを備えている。駆動部１０は、後述するように、シャフト３４を軸方向（図２の上下方向）に駆動させることで、可動接点３３と固定接点３２とを接離させる部材である。
【００１５】
コイル１１は、コイルを複数巻くことで円筒状に形成され、当該コイルに電流を流すことで磁束を発生させる。ボビン１２はコイル１１を保持するための部材であり、円筒状の壁部１２１と、当該円筒状の壁部１２１の両端からそれぞれ外方に、壁部１２１の垂直方向に延在する、一対の板部１２２とを備えている。コイル１１は、一対の板部１２２により狭持されている。コイル１１は、図示しない制御回路に接続され、当該制御回路から出力される電流により磁束を発生させる。
【００１６】
筐体部１３は、有底円筒状に形成され、底面部１３１と、当該底面部１３１の垂直方向に延在する壁部１３２とを備え、底面部１３１と対向する方向が開放されている。また底面部１３１の中心部分には、凹部１３３が設けられている。筐体部１３は、鉄などの金属の磁性材料で形成される。上板１４は、円筒状に形成され、上板部１４の中心部分には、後述するシャフトを貫通させる貫通孔１４１が形成されている。上板１４は、磁性材料で形成され、筐体部１３の蓋部分となり、底面部１３１と対向する方向から、筐体部１３の開口部を覆い、側壁１３２と、カシメ等により固定される。
【００１７】
フランジャキャップ１５は、有底円筒状に形成され、円筒状の筒部１５１と、筒部１５１の底面を覆う底面部１５２とを備えている。フランジャキャップ１５は、ボビン１２の壁部１２１及び凹部１３３で覆われる空洞部分に圧入され、凹部１３３及び壁部１２１の内側の表面を覆うように組み込まれている。これにより、コイル１１及びボビン１２は、筐体部１３、上板１４及びフランジャキャップ１５により収容される。また、フランジャキャップ１５の底面部１５２の上面には、ゴムダンパ１６が設けられ、ゴムダンパ１６は円筒状に弾性部材により形成されている。ゴムダンパ１６は、可動鉄芯１８とフランジャキャップ１５との間の衝突エネルギーを吸収するために設けられている。
【００１８】
固定鉄芯１７は、筒状の円筒部１７１と、円筒部１７１の外周と同じ大きさの外周である円筒部１７２とを一体にして形成されている。円筒部１７１及び円筒部１７２は、同軸状に配置され、それぞれの軸心には、後述するシャフト３４を挿入するための挿入孔１７１１、１７２１が設けられている。円筒部１７１の外壁面と円筒部１７２の外壁面は、面一になるように形成され、挿入孔１７１２の直径は、挿入孔１７１１の直径より大きくなるように形成されている。これにより、固定鉄芯１７には、円筒部１７２の底面から上方に向けて凹んだ凹部１７３が形成される。固定鉄芯１７は、例えば、鉄などの金属の積層鋼板により形成される。固定鉄芯１７は、フランジャキャップ１５の筒部１５２の内側に圧入され、フランジャキャップ１５の上部に密着している。また、挿入孔１７１１の直径は、シャフト３４の軸部３４１の直径より大きくなるように形成され、円筒部１７１の内側の表面とシャフト３４の軸部３４１の表面との間には隙間が形成されている。これにより、円筒部１７１の内側の表面が、シャフト３４を摺動させる摺動面となる。
【００１９】
可動鉄芯１８は、筒状の円筒部１８１と、円筒部１８１の外周と同じ大きさの外周である円筒部１８２とを一体にして形成されている。円筒部１８１及び円筒部１８２は、同軸状に配置され、それぞれの軸心には、後述するシャフト３４を挿入するための挿入孔１８１１、１８１２が設けられている。円筒部１８１の外壁面と円筒部１８２の外壁面は、面一になるように形成され、挿入孔１８１２の直径は、挿入孔１８１１の直径より大きくなるように形成されている。これにより、可動鉄芯１８には、円筒部１８２の上面から下方に向けて凹んだ凹部１８３が形成される。可動鉄芯１８は、例えば、鉄などの金属の積層鋼板により形成される。可動鉄芯１８は、フランジャキャップ１５の筒部１５２に挿入される。可動鉄芯１８の外周の直径は、筒部１５２の駆動部分の直径より小さくなるよう形成され、可動鉄芯１８の外側の表面と、筒部１５２の下部分における、内側の表面との間には、隙間が形成されている。また、シャフト３４の先端部分が円筒部１８１の挿入孔１８１１に圧入され、シャフト３４の先端部分と円筒部１８１が固定されている。これにより、可動鉄芯１８の外側の表面が、フランジャキャップ１５の内側の表面に対して摺動する摺動面となる。そして磁気回路は、筐体部１３、上板１４、固定鉄芯１７及び可動鉄芯１８により形成される。
【００２０】
復帰バネ１９は、シャフト３４の軸部３４１の外径より大きい内径を有するコイル状の弾性部材であり、軸部３４１の中心軸と同芯軸上に配置され、復帰バネ１９の空洞部分にシャフト３４が挿入される。復帰バネ１９の上端部分が凹部１７３に嵌り、復帰バネ１９の下端部分が凹部１８３に嵌ることで、固定鉄芯１７及び可動鉄芯１８にそれぞれ固定されている。復帰バネ１９は、可動接点３３を固定接点３２から乖離させる方向へ可動鉄芯１８を付勢する。
【００２１】
接点部３０は、ベースブロック３１と、一対の固定接点３２と、可動接点３３と、シャフト３４と、接圧バネ３５とを備えている。
【００２２】
ベースブロック３１は、絶縁性の部材で矩形状に形成され、天板３１１と、当該天板３１１の端部から垂直方向に延在する壁部３１２とを備え、天板３１１と対向する方向が開放されている。天板３１１には、一対の固定接点３２が挿入される挿入孔３１１１、３１１２が形成されている。壁部３１２の下方の端部は、上板１４に固定されている。そして、天板３１１、壁部３１２及び上板１４で形成される空間に、可動接点３３及びシャフト３４の上部が収容される。
【００２３】
固定接点３２は、例えば銅などの導電体で形成され、筒状の円筒部３２１と、円筒部３２１の外周より小さい外周である円筒部３２２とを一体して形成されている。円筒部３２２の外径は天板３１１に設けられた挿入孔３１１１、３１１２の径より若干大きくなるよう形成されている。固定接点３２は、下側である円筒部３２２が天板３１１の挿入孔３１１１、３１１２に挿入され、円筒部３２１がベースブロック３１から外方に突出した状態で、ベースブロック３１に固定されている。円筒部３２２の底面が、可動端子３３の表面との接点部分となる。
【００２４】
可動接点３３は、例えば銅などの導電体で形成され、平板状に形成されている。可動接点３３の中心には、シャフト３４を挿入するための挿入孔が設けられて、シャフト３４が当該挿入孔に圧入されることで、可動接点３３がシャフト３４に固定されている。可動接点３３の上方の表面が、固定接点３２との接点となる。
【００２５】
シャフト３４は、例えば非磁性材料により形成され、棒状の軸部３４１と、軸部３４１の一端に設けられる軸受け部３４２とを備える。軸部３４１は、可動接点３３の中心の挿入孔及び可動鉄芯１８の中心の挿入孔１８１１、１８１２に挿入され、可動接点３３及び可動鉄芯１８に固定されている。また軸部３４１は、接圧バネ３５の内側の空洞部分、上板１４の中心の挿入孔１４１、固定鉄芯１７の中心の挿入孔１７１１、１７１２、及び、復帰バネ１９の内側の空洞部分に移動自在に挿入されている。軸受け部３４２は、外径が可動接点３３の挿入孔の径より大きくなるように形成され、可動接点３３に固定されている。シャフト３４は、リレースイッチ１００のオン及びオフに伴い、軸部３４１の中心軸の軸方向（図２の上下方向）に可動し、当該中心軸の軸方向が、可動接点３３及び可動鉄芯１８の移動方向となる。
【００２６】
接圧バネ３５は、シャフト３４の軸部３４１の外径より大きい内径を有するコイル状の弾性部材であり、軸部３４１の中心軸と同芯軸上に配置され、可動接点３３と上板１４との間に設けられている。接圧バネ３５は、可動接点３３を固定接点３２に当接させる方向に、可動接点３３を付勢する。
【００２７】
次に、リレースイッチ１００の動作を、図２を用いて説明する。コイル１１に電流を流していない状態では、固定接点３２及び可動接点３３は、間に隙間を設けて対向している。まず、固定接点３２と可動接点３３が乖離している状態から、コイル１１に接触電流（Ｉ１）を流す。接触電流（Ｉ１）は、シャフト３４を駆動させて、固定接点３２と可動接点３３との間の少なくとも一部が接触するように設定された最小限の電流である。接触電流（Ｉ１）は後述する保持電流（Ｉ２）より低い電流であり、リレースイッチ１００のオン状態を継続的に保つためには、当該接触電流（Ｉ１）は十分な電流値ではない。
【００２８】
コイル１１に接触電流（Ｉ１）を流すと、コイル１１が励磁し、可動鉄芯１８が固定鉄芯１７に引きつけられ、可動鉄芯１８に固定されたシャフト３４が軸部３４１の軸方向に駆動され、可動接点３３が固定接点３２に当接する。そして、コイル１１に接続された制御回路（図示しない）が、コイル１１と当該制御回路との間の配線の電圧等を検出することで、コイル１１の導通を確認した後、コイル１１に保持電流（Ｉ２）を流す。ここで、保持電流（Ｉ２）は、固定接点３２と可動接点３３との接触状態を保持するために予め設定された電流である。保持電流（Ｉ２）は、接触電流（Ｉ１）より高い電流であり、固定接点３２と可動接点３３における吸着をさらに強くすることで、リレースイッチ１００のオン状態を継続的に保つための電流である。保持電流（Ｉ２）がコイル１１に流れると、可動接点３３と固定接点３３との間の接触圧力は、接触電流（Ｉ１）をコイル１１に流した時の接触圧力と比較して大きくなるため、可動接点３３が固定接点３２に接触後、固定接点３２と可動接点３３との保持力が大きくなる。
【００２９】
すなわち、本例では、リレースイッチ１００をオンにする場合には、始めに、コイル１１に接触電流（Ｉ１）を流し、シャフト３４に小さな駆動力（Ｐ１）を加えることで、固定接点３２と可動接点３３との間の接触圧力を小さくしつつ、固定接点３２と可動接点３３とを接触させる。リレースイッチ１００をオンにする時には、車両は止まっており、リレースイッチ１００に加わる振動は少ないため、固定接点３２と可動接点３３が接触していればよく、大きな駆動力を必要としない。そのため本例では、リレースイッチ１００をオンにする時には、小さな駆動力で、可動接点３２を駆動させる。
【００３０】
そして、固定接点３２と可動接点３３が接触した後に、コイル１１に保持電流（Ｉ２）を流し、シャフト３４に上記の駆動力（Ｐ１）より大きい駆動力（Ｐ２）を加えることで、固定接点３２と可動接点３３との間の接触圧力を大きくしつつ、固定接点３２と可動接点３３との間の接触状態を保持させる。固定接点３２と可動接点３３が接触した後は、車両が走行を開始することで、リレースイッチ１００に大きい振動が加わる可能性があり、固定接点３２と可動接点３３が乖離することを防ぐために、シャフト３４に対して大きい駆動力が必要となる。そのため、本例では、リレースイッチ１００をオンにした後には、大きな駆動力（Ｐ２）で、可動接点３３を駆動させる。
【００３１】
一方、固定接点３２と可動接点３３が接触している状態から、コイル１１への通電を停止すると、復帰バネ１９により、可動接点３３が固定接点３２から乖離し、リレースイッチ１００がオフになる。
【００３２】
上記のように、本例は、コイル１１に流す電流を設定して、固定鉄芯１７及び可動鉄芯１８を磁化させ、シャフト３４を駆動させることで、固定接点３２に当接するように可動接点３３を駆動させ、リレースイッチ１００をオンにするために、当該可動接点３３を駆動させる際に、駆動力（Ｐ１）により可動接点３３と固定接点３２とを接触させ、駆動力（Ｐ２）により可動接点３３と固定接点３２との接触状態を保持する。これにより、可動接点３３と固定接点３２とが接触する際には、可動接点３３と固定接点３２との間の接触圧力が小さくなり、可動接点３３と固定接点３２とが接触した後に、当該接触圧力が大きくなるため、リレースイッチ１００をオンにする際に、可動接点３３と固定接点３２との間で発生する衝突エネルギーを抑制することができる。
【００３３】
ところで、本例とは異なり、可動接点３３と固定接点３２とが乖離している状態から、可動接点３３と固定接点３２を接触させるために、シャフト３４に大きな駆動力をかけて、可動接点３３を駆動させた場合には、可動接点３３と固定接点３２との両接点、及び、可動鉄芯１８と固定鉄芯１７との接触点において、衝突する際に、大きな音が発生したり接触部分の寿命が短くなったりする場合がある。
【００３４】
また、固定接点３２と可動接点との間に弾性体を設けた場合には、当該弾性体の弾性係数は、弾性体の劣化や外部の環境温度により変化するため、安定して、衝突エネルギーを減少させることができない、可能性もある。
【００３５】
一方、本例では、リレースイッチ１００をオンにする場合に、駆動力（Ｐ１）により可動接点３３と固定接点３２とを接触させ、駆動力（Ｐ２）により可動接点３３と固定接点３２との接触状態を保持する。そのため、可動接点３３と固定接点３２との接触部分、及び、可動鉄芯１８と固定鉄芯１７との接触部分における、衝突エネルギーを減少させ、接触部分における異音を防ぎ、摩耗を抑制することができる。
【００３６】
また、可動接点３３と固定接点３２が接触した後には、駆動力（Ｐ２）により可動接点３３と固定接点３２との接触状態を保持するため、車両の走行中に受ける振動や衝撃などで接点部分が乖離することを防ぐことができ、その結果として、当該接点部分が乖離した場合に生じる、接点部分の温度上昇や、接点部分の固着を防ぐことができる。
【００３７】
また本例は、コイル１１に接触電流（Ｉ１）を流すことで駆動力（Ｐ１）を発生させ、コイル１１に保持電流（Ｉ２）を流すことで駆動力（Ｐ２）を発生させる。これにより、コイル１１に流す電流値を変化させることで、駆動力（Ｐ１）及び駆動力（Ｐ２）を発生させることができるため、少なくとも１個のコイルを構成とすればよく、リレースイッチ１００のコストを抑制することができる。
【００３８】
なお、少なくともコイル１１を有し、固定鉄芯１７及び可動鉄芯１８に係る構成が本発明の「駆動手段」に相当し、コイル１１が「電磁コイル」に、駆動力（Ｐ１）が「第１の駆動力」に、駆動力（Ｐ２）が「第２の駆動力」に、接触電流（Ｉ１）が「第１の電流」に、保持電流（Ｉ２）が「第２の電流」に相当する。
【００３９】
《第２実施形態》
図３は、発明の他の実施形態に係るリレースイッチ１００の断面図である。本例では上述した第１実施形態に対して、コイル１１及びボビン１２の構成が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであるため、その記載を適宜、援用する。
【００４０】
図３に示すように、コイル１１は、コイル１１１とコイル１１２とを備え、コイル１１１及びコイル１１２は、互いの軸心及びシャフト３４の軸部３４１の軸心が同一の位置になるよう、配置されている。コイル１１１は、コイル１１２の内側に配置され、ボビン１２の壁部１２１と壁部１２３に狭持されている。コイル１１２は、壁部１２３と筐体部１３の壁部１３２に狭持されている。コイル１１１及びコイル１１２の軸心方向の長さが等しくなるように、コイル１１１及びコイル１１２が形成されている。
【００４１】
ボビン１２は、壁部１２１と、一対の板部１２２と、壁部１２３とを備えている。壁部１２３は、一対の板部１２２の間で、壁部１２１と平行になるよう設けられる。壁部１２１と壁部１２３との間には、コイル１１１を収容するための空間が設けられ、壁部１２３と壁部１３２との間に、コイル１１２を収容するための空間が設けられている。
【００４２】
次に、リレースイッチ１００の動作を、図３及び図４を用いて説明する。図４はコイル１１及び制御回路３００の等価回路である、コイル１１１とコイル１１２との直列回路を示す。固定接点３２と可動接点３３が乖離している状態から、コイル１１１に接触電流（Ｉ１）を流し、コイル１１２には接触電流（Ｉ１）を流さない。接触電流（Ｉ１）は、コイル１１１に電流を流すことで、シャフト３４を駆動させて、固定接点３２と可動接点３３との間の少なくとも一部を接触するように設定された最小限の電流である。
【００４３】
コイル１１１に接触電流（Ｉ１）を流すと、コイル１１２は励磁しないが、コイル１１１が励磁し、シャフト３４に小さな駆動力（Ｐ１）が発生し、可動鉄芯１８が固定鉄芯１７に引きつき、シャフト３４が軸方向に駆動し、可動接点３３が固定接点３２に当接する。そして、コイル１１１及びコイル１１２に接続された制御回路３００が、コイル１１１と制御回路３００との間の電圧等を検出することで、コイル１１１の導通を確認した後、コイル１１１及びコイル１１２に保持電流（Ｉ２）を流す。ここで、保持電流（Ｉ２）は、固定接点３２と可動接点３３との接触状態を保持するために予め設定された電流であり、固定接点３２及び可動接点３３における吸着をさらに強くすることで、リレースイッチ１００のオン状態を継続的に保つための電流である。保持電流（Ｉ２）の大きさは、接触電流（Ｉ１）と同じ大きさでもよい。
【００４４】
保持電流（Ｉ２）がコイル１１１及びコイル１１２に流れると、コイル１１１及びコイル１１２が励磁するため、コイル１１１のみに接触電流（Ｉ１）を流す場合と比較して、リレースイッチ１００の磁気回路と共に作用する磁束が強くなる。そのため、シャフト３４に大きな駆動力（Ｐ２）が発生し、可動接点３３と固定接点３２との間の接触圧力は、コイル１１１のみに接触電流（Ｉ１）を流す場合と比較して大きくなるため、可動接点３３が固定接点３２に接触後、固定接点３２と可動接点３３との間の保持力が大きくなる。
【００４５】
上記のように、本例は、コイル１１を、複数のコイルである、コイル１１１とコイル１１２により構成し、コイル１１１に接触電流（Ｉ１）を流して、コイル１１１を通電させることで駆動力（Ｐ１）を発生させ、コイル１１１及びコイル１１２に保持電流（Ｉ２）を流して、コイル１１１及びコイル１１２を通電させることで駆動力（Ｐ２）を発生させる。これにより、必ずしも電流値を制御することでシャフト３４への駆動力を変化させなくてもよいため、制御回路３００の回路構成が複雑になることを回避することができる。
【００４６】
また本例は、コイル１１に流れる電流を一定にしてもよい。これにより、電流値を変化させずに、リレースイッチ１００をオンにする際に、可動接点３３と固定接点３２との間で発生する衝突エネルギーを抑制することができる。
【００４７】
また本例は、コイル１１１の軸心及びコイル１１２の軸心を、シャフト３４の軸心と同じ位置になるよう配置し、コイル１１１の外側にコイル１１２を配置する。これにより、シャフト３４の可動範囲に、電流に応じた電磁力を加えることができるため、シャフト３４の可動速度を制御しやすくすることができる。
【００４８】
また本例は、コイル１１１及びコイル１１２の軸心方向の長さが等しくなるように形成されている。これにより、シャフト３４の可動範囲に、電流に応じた電磁力を加えることができるため、シャフト３４の可動速度を制御しやすくすることができる。
【００４９】
なお本例は、シャフト３４に対して、外側のコイルであるコイル１１２に通電させることで、駆動力（Ｐ１）を発生させてもよい。これにより、コイル１１２がコイル１１１の外側で、磁気回路に対して遠い位置に配置されているため、コイル１１１に同じ接触電流（Ｉ１）を流す場合と比較して、駆動力（Ｐ１）を小さくすることができるため、可動接点３３と固定接点３２との間で発生する衝突エネルギーを抑制することができる。
【００５０】
なお、コイル１１は、必ず２個のコイルにより構成する必要はなく、３個以上のコイルで構成してもよく、コイル１１１及びコイル１１２の軸方向の長さは必ずしも同一にしなくてもよい。
【００５１】
上記の「シャフト３４」が本発明の「可動軸」に相当し、コイル１１１及びコイル１１２が「複数のコイル」に相当する。
【００５２】
《第３実施形態》
図５は、発明の他の実施形態に係るリレースイッチの断面図である。本例では上述した第１実施形態に対して、コイル１１及びボビン１２の構成が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであり、第１実施形態及び第２実施形態の記載を適宜、援用する。
【００５３】
図５に示すように、コイル１１は、コイル１１３とコイル１１４とを備え、コイル１１３及びコイル１１４は、互いの軸心及びシャフト３４の軸部３４１の軸心が同一の位置になるよう、配置されている。コイル１１３は、軸心の軸方向において、コイル１１４の上側に配置され、ボビン１２の上側の板部１２２と板部１２４に狭持されている。コイル１１４は、板部１２４と下側の板部１２２に狭持されている。コイル１１３は、コイル１１４より、可動接点３３に近い方に配置され、コイル１１４は、コイル１１３より、可動接点３３から遠い方に配置されている。
【００５４】
ボビン１２は、壁部１２１と、一対の板部１２２と、板部１２４とを備えている。板部１２４は、一対の板部１２２の間で、板部１２２と平行になるよう設けられている。上側の板部１２２と板部１２４との間には、コイル１１３を収容するための空間が設けられ、下側の板部１２２と板部１２４との間には、コイル１１４を収容するための空間が設けられている。
【００５５】
次に、リレースイッチ１００の動作を、図５を用いて説明する。固定接点３２と可動接点３３が乖離している状態から、コイル１１４に接触電流（Ｉ１）を流し、コイル１１３には接触電流（Ｉ１）を流さない。接触電流（Ｉ１）は、コイル１１４に電流を流すことで、シャフト３４を駆動させて、固定接点３２と可動接点３３との間の少なくとも一部を接触するように設定された最小限の電流である。
【００５６】
コイル１１４に接触電流を流すと、コイル１１３は励磁しないが、コイル１１４が励磁し、シャフト３４に小さな駆動力（Ｐ１）が発生し、可動鉄芯１８が固定鉄芯１７に引きつけられ、シャフト３４が軸方向に駆動し、可動接点３３が固定接点３２に当接する。そして、コイル１１４及びコイル１１３に接続された制御回路（図示しない）が、コイル１１４と当該制御回路との間の電圧等を検出することで、コイル１１４の導通を確認した後、コイル１１３及びコイル１１４に保持電流（Ｉ２）を流す。ここで、保持電流（Ｉ２）は、固定接点３２と可動接点３３との接触状態を保持するために予め設定された電流であり、固定接点３２と可動接点３３における吸着をさらに強くすることで、リレースイッチ１００のオン状態を継続的に保つための電流である。保持電流（Ｉ２）の大きさは、接触電流（Ｉ１）と同じ大きさであってもよい。
【００５７】
保持電流（Ｉ２）がコイル１１３及びコイル１１４に流れると、コイル１１３及びコイル１１４が励磁するため、コイル１１４のみに接触電流（Ｉ１）を流す場合と比較して、リレースイッチ１００の磁気回路と共に作用する磁束が強くなる。そのため、シャフト３４に大きな駆動力（Ｐ２）が発生し、可動接点３３と固定接点３２との間の接触圧力は、コイル１１４のみに接触電流（Ｉ１）を流す場合と比較して大きくなるため、可動接点３３が固定接点３２に接触後、固定接点３２と可動接点３３との間の保持力が大きくなる。
【００５８】
上記にように、本例は、コイル１１３の軸心及びコイル１１４の軸心を、シャフト３４の軸心と同じ位置になるよう配置し、コイル１１３とコイル１１４を軸方向に並んで配置する。これにより、シャフト３４の可動範囲に、電流に応じた電磁力を加えることができるため、シャフト３４の可動速度を制御しやすくすることができる。
【００５９】
なお本例は、軸心の軸方向において上側に配置されているコイル１１３に通電させることでも、駆動力（Ｐ１）を発生させて同じ効果を得ることができる。
【００６０】
上記のコイル１１１及びコイル１１２が本発明の「複数のコイル」に相当する。
【００６１】
《第４実施形態》
図６は、発明の他の実施形態に係るリレースイッチの断面図である。本例では上述した第１実施形態に対して、駆動力（Ｐ２）をアクチュエータ２０で発生している点が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであり、第１〜第３実施形態の記載を適宜、援用する。なお、図６は、固定接点３２と可動接点３３とが当接している状態の断面図を示している。
【００６２】
図６に示すように、駆動部１０は、アクチュエータ２０を備えている。アクチュエータ２０は、天板３１１、壁部３１２及び上板１４で形成される空間内に設けられ、天板１４と可動接点３３との間に設けられている。アクチュエータ２０は、シャフト３４の軸心の軸方向に、可動接点３３を押圧するための押圧部材である。アクチュエータ２０は、シャフト３４及び接圧バネ３５を所定の間隔を空けつつ覆うように、筒状の形状に形成されている。アクチュエータ２０は、内蔵された機械的な機構により、筒状の形状がシャフト３４の軸方向に伸び縮みするようにすることで、シャフト３４の軸方向に応力を発生する。
【００６３】
アクチュエータ２０は、本例のリレースイッチを制御する制御回路（図示しない）に接続されており、当該制御回路からの信号で駆動し、可動接点３３を固定接点３２に向けて押し上げる。アクチュエータ２０による、可動接点３３及びシャフト３４への駆動力（Ｐ２）は、接触電流（Ｉ１）をコイル１１に流すことで発生する駆動力（Ｐ１）より大きい力である。
【００６４】
リレースイッチがオフ状態の時、言い換えると、固定接点３２と可動接点３３が接触していない状態では、アクチュエータ２００は駆動力（Ｐ２）を発生せず、可動接点３３と対向するアクチュエータ２００の上端部が、天板１４に近づくように、シャフト３４の軸方向に下がる。これにより、可動接点３３は固定接点３２から離れる。
【００６５】
次に、リレースイッチ１００の動作を説明する。コイル１１に電流を流していない状態では、固定接点３２及び可動接点３３は、間に隙間を設けて対向している。まず、固定接点３２と可動接点３３が乖離している状態から、コイル１１に接触電流（Ｉ１）を流す。接触電流（Ｉ１）は、シャフト３４を駆動させて、固定接点３２と可動接点３３との間の少なくとも一部が接触するように設定された最小限の電流である。接触電流（Ｉ１）はリレースイッチ１００のオン状態を継続的に保つためには、十分な電流値ではない。
【００６６】
コイル１１に接触電流（Ｉ１）を流すと、コイル１１が励磁し、駆動力（Ｐ１）が発生し、可動鉄芯１８が固定鉄芯１７に引きつけられ、可動鉄芯１８に固定されたシャフト３４が軸部３４１の軸方向に駆動され、可動接点３３が固定接点３２に当接する。この時点で、アクチュエータ２０は応力を発生していない。
【００６７】
そして、コイル１１に接続された制御回路（図示しない）が、コイル１１と当該制御回路との間の配線の電圧等を検出することで、コイル１１の導通を確認した後、制御回路はアクチュエータ２０を駆動させる。アクチュエータ２０は駆動力（Ｐ２）を発生し、固定接点３２と可動接点３３における吸着がさらに強くなり、リレースイッチ１００のオン状態が継続的に保たれる。アクチュエータ２０が駆動すると、可動接点３３と固定接点３３との間の接触圧力は、接触電流（Ｉ１）をコイル１１に流すことで駆動力（Ｐ１）のみで可動接点３３を駆動させた時の接触圧力と比較して大きくなるため、可動接点３３が固定接点３２に接触後、固定接点３２と可動接点３３との保持力が大きくなる。
【００６８】
上記のように、本例は、コイル１１に流す電流を設定して、固定鉄芯１７及び可動鉄芯１８を磁化させ、シャフト３４を駆動させることで、固定接点３２に当接するように可動接点３３を駆動させ、リレースイッチ１００をオンにするために、駆動力（Ｐ１）により可動接点３３と固定接点３２とを接触させ、アクチュエータ２０の駆動力（Ｐ２）により可動接点３３と固定接点３２との接触状態を保持する。これにより、可動接点３３と固定接点３２とが接触する際には、可動接点３３と固定接点３２との間の接触圧力が小さくなり、可動接点３３と固定接点３２とが接触した後に、当該接触圧力が大きくなるため、リレースイッチ１００をオンにする際に、可動接点３３と固定接点３２との間で発生する衝突エネルギーを抑制することができる。
【００６９】
また、可動接点３３と固定接点３２が接触した後には、駆動力（Ｐ２）により可動接点３３と固定接点３２との接触状態を保持するため、車両の走行中に受ける振動や衝撃などで接点部分が乖離することを防ぐことができ、その結果として、当該接点部分が乖離した場合に生じる、接点部分の温度上昇や、接点部分の固着を防ぐことができる。
【００７０】
なお、本例において、アクチュエータ２０は、油圧により駆動する機構でもよく、コンプレッサなどの空圧により駆動する機構であってもよく、または、内蔵モータにより駆動する機構であってもよい。
【００７１】
上記のアクチュエータ２０が本発明の「駆動手段」に相当する。
【符号の説明】
【００７２】
１００…リレースイッチ
１０…駆動部
１１…コイル
１１１〜１１４…コイル
１２…ボビン
１２１、１２３…壁部
１２２、１２４…板部
１３…筐体部
１３１…底面部
１３２…壁部
１３３…凹部
１４…上板
１４１…挿入孔
１５…フランジャキャップ
１５１…筒部
１５２…底面部
１６…ゴムダンパ
１７…固定鉄芯
１７１、１７２…円筒部
１７３…凹部
１７１１、１７１２…挿入孔
１８…可動鉄芯
１８１、１８２…円筒部
１８３…凹部
１８１１、１８１２…挿入孔
１９…復帰バネ
２０…アクチュエータ
３０…接点部
３１…ベースブロック
３１１…天板
３１１１、３１１２…挿入孔
３１２…壁部
３２…固定接点
３２１、３２２…円筒部
３３…可動接点
３４…シャフト
３４１…軸部
３４２…軸受け部
３５…接圧バネ
２００…バッテリパック
２０１…バッテリ
２０２…コネクタ部
２０３ａ〜２０３ｄ…ヒューズ
３００…制御回路
【図１】
2012176505.tif 000003
【図２】
2012176505.tif 000004
【図３】
2012176505.tif 000005
【図４】
2012176505.tif 000006
【図５】
2012176505.tif 000007
【図６】
2012176505.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月16日(2012.8.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点と、
固定接点に接離する可動接点と、
少なくとも電磁コイルを有し、前記固定接点に当接するように前記可動接点を駆動させる駆動手段とを備え、
前記駆動手段は、
前記可動接点と前記固定接点とを接触させるための第１の駆動力と、前記可動接点と前記固定接点との接触状態を保持するための、前記第１の駆動力より大きい第２の駆動力とを発生させ、
前記可動接点と前記固定接点が接触した後に、前記第１の駆動力から前記第２の駆動力を発生させる
ことを特徴とする電磁継電器。
【請求項２】
前記電磁コイルは、少なくとも複数のコイルを有し、
前記第１の駆動力は、前記複数のコイルのうち一方のコイルのみに通電させることで発生し、
前記第２の駆動力は、前記複数のコイルのうち、前記一方のコイル及び他方のコイルに通電させることで発生する
ことを特徴とする請求項１記載の電磁継電器。
【請求項３】
前記固定接点と前記可動接点とを接離させる可動軸をさらに備え、
前記電磁コイルは、コイルの軸心を前記可動軸の軸心の位置に配置され、かつ、少なくとも複数のコイルを有し、
前記複数のコイルうち一方のコイルは、他方のコイルより内側に配置されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の電磁継電器。
【請求項４】
前記固定接点と前記可動接点とを接離させる可動軸をさらに備え、
前記電磁コイルは、少なくとも複数のコイルを有し、かつ、当該複数のコイルの軸心を前記可動軸の軸心の位置に配置され、
前記複数のコイルは、前記軸方向に並んで配置されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の電磁継電器。
【請求項５】
固定接点に接離する可動接点と、
少なくとも電磁コイルを有し、前記固定接点に当接するように前記可動接点を駆動させる駆動手段とを備え、
前記駆動手段は、
前記可動接点と前記固定接点とを接触させるための第１の駆動力と、前記可動接点と前記固定接点との接触状態を保持するための、前記第１の駆動力より大きい第２の駆動力とを発生させ、
前記駆動手段は、
前記電磁コイルに第１の電流を流すことで前記第１の駆動力を発生させ、
前記電磁コイルに第１の電流より大きい第２の電流を流すことで前記第２の駆動力を発生させる
ことを特徴とする電磁継電器。
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月29日(2013.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点に接離する可動接点と、
少なくとも電磁コイルを有し、前記固定接点に当接するように前記可動接点を駆動させる駆動手段とを備え、
前記駆動手段は、
前記可動接点と前記固定接点とを接触させるための第１の駆動力と、前記可動接点と前記固定接点との接触状態を保持するための、前記第１の駆動力より大きい第２の駆動力とを発生させ、
前記駆動手段は、
前記電磁コイルに第１の電流を流すことで前記第１の駆動力を発生させ、
前記電磁コイルに第１の電流より大きい第２の電流を流すことで前記第２の駆動力を発生させる
ことを特徴とする電磁継電器。
【国際調査報告】
2012176505.tif 000009
2012176505.tif 000010
2012176505.tif 000011
2012176505.tif 000012