(57)【要約】【課題】アークを安定して遮断することができ、遮断能力を向上した電磁継電器を提供する。【解決手段】電磁継電器１は、固定接点保持体１２と、可動接点保持体１４と、電磁石装置Ａ１０と、磁石１７，１８とを備える。固定接点保持体１２は、所定の方向に延在し、固定接点１１を設けている。可動接点保持体１４は、所定の方向に延在し、可動接点１３を設けている。磁石は、固定接点１１と可動接点１３との開閉方向に直交する方向に配置されている。固定接点１１と可動接点１３との間で生じるアークが引き伸ばされる伸張空間Ｅ１が、所定方向における固定接点保持体１２と可動接点保持体１４の先端の先方に設けられている。さらに、伸張空間Ｅ１は、固定接点保持体１２の面１２ｂに、及び可動接点保持体１４の面１４ｂに、それぞれ面して設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に延在し、第１端部に固定接点を設けた固定接点保持体と、
前記所定の方向に延在し前記固定接点保持体に対向して設けられており、第２端部に可動接点を設けて、前記可動接点が前記固定接点に接触する閉位置と前記固定接点から離れる開位置との間で移動する可動接点保持体と、
前記可動接点が前記閉位置と前記開位置との間で移動するように前記可動接点保持体を変位させる電磁石装置と、
前記固定接点と前記可動接点との開閉方向に直交する方向に配置された磁石とを備え、
前記固定接点と前記可動接点との間で生じるアークが引き伸ばされる伸張空間が、前記所定方向における前記固定接点保持体と前記可動接点保持体の先端の先方に設けられ、かつ前記固定接点保持体の厚さ方向における２つの面のうち前記固定接点と前記可動接点とが接触する側の面とは反対側の面に、及び前記可動接点保持体の厚さ方向における２つの面のうち前記固定接点と前記可動接点とが接触する側の面とは反対側の面に、それぞれ面して設けられている
電磁継電器。
【請求項２】
前記磁石は、
前記所定の方向としての第１軸方向、及び前記固定接点保持体と前記可動接点保持体とが対向する第２軸方向の双方に直交する第３軸方向から見て、前記磁石の面に前記固定接点、前記可動接点、前記第１端部、及び前記第２端部が重なるように配設されている
請求項１に記載の電磁継電器。
【請求項３】
前記第３軸方向において、前記固定接点保持体及び前記可動接点保持体を挟むように、前記磁石としての第１磁石に対向するように配設された第２磁石を、さらに備え、
前記第３軸方向における前記第１磁石の２つの面のうち前記第２磁石に対向する面の極性と、前記第３軸方向における前記第２磁石の２つの面のうち前記第１磁石に対向する面の極性とは、異なる
請求項２に記載の電磁継電器。
【請求項４】
前記固定接点及び前記可動接点のうち少なくとも一方の接点は、前記固定接点保持体及び前記可動接点保持体のうち当該一方の接点が設けられた保持体の先端において、湾曲した湾曲部を有する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁継電器。
【請求項５】
前記一方の接点は、前記保持体の厚さ方向における２つの面のうち前記固定接点と前記可動接点とが接触する側の第１面に接合された第１接点部と、
前記保持体の厚さ方向における前記第１面とは反対側の第２面に接触された第２接点部とを、さらに有し、
前記第１接点部と、前記第２接点部とは、前記湾曲部を介して連続している
請求項４に記載の電磁継電器。
【請求項６】
前記一方の接点は、
前記一方の接点の表面の接線の傾きが、他方の接点と接触する位置から前記湾曲部の先端に亘って連続的に変化するように前記保持体に設けられている
請求項５に記載の電磁継電器。
【請求項７】
前記磁石は、前記アークに対して、前記固定接点と前記可動接点との間において前記所定の方向にローレンツ力が作用するように配置されている
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電磁継電器。
【請求項８】
前記一方の接点は外部直流電源の負極側と電気的に接続されており、他方の接点は前記外部直流電源の正極側と電気的に接続されている
請求項４〜７のいずれか一項に記載の電磁継電器。
【請求項９】
前記固定接点保持体、前記可動接点保持体及び前記電磁石装置を収納するケースを、更に備え、
前記ケースは、前記伸張空間と前記電磁石装置が収納される空間とを画成する内壁を有し、
前記電磁石装置は、コイルと、前記コイルへの通電時に生じる電磁力により変位する接極子と、を有しており、
前記可動接点保持体は、前記接極子に連動して変位され、
前記ケースの前記内壁が、前記可動接点保持体と前記接触子との間に設けられている
請求項１〜８のいずれかに記載の電磁継電器。
【請求項１０】
前記可動接点保持体は、前記接極子に連動し電気絶縁性を有するカードにより変位され、
前記カードは、前記可動接点保持体と前記接極子との間に設けられている
請求項９に記載の電磁継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁継電器に関し、より詳細には高電圧の直流電流を遮断する電磁継電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高電圧の直流電流を遮断する電磁継電器がある（特許文献１参照）。特許文献１で記載された電磁継電器は、固定接点と可動接点との間で発生したアークを接点ばねの幅方向（短手方向）に引き伸ばして、消弧している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４２１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、上述したように、固定接点と可動接点との間で発生したアークを接点ばねの幅方向（短手方向）に引き伸ばしている。このとき、アークは、接点ばねの幅方向に引き伸ばされるので、アークの経路として用いられる空間は、接点ばねの幅方向における接点ばね端部とケースとの間隔に設けられる。このような電磁継電器を高電圧の直流回路に用いる場合、アークを安定して遮断できない場合が生じ、電磁継電器の動作が不安定になる可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされ、アークを安定して遮断することができ、遮断能力を向上した電磁継電器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る第１の態様の電磁継電器は、固定接点保持体と、可動接点保持体と、電磁石装置と、磁石とを備える。前記固定接点保持体は、所定の方向に延在し、第１端部に固定接点を設けている。前記可動接点保持体は、前記所定の方向に延在し前記固定接点保持体に対向して設けられており、第２端部に可動接点を設けている。前記可動接点保持体は、前記可動接点が前記固定接点に接触する閉位置と前記固定接点から離れる開位置との間で移動する。前記電磁石装置は、前記可動接点が前記閉位置と前記開位置との間で移動するように前記可動接点保持体を変位させる。前記磁石は、前記固定接点と前記可動接点との開閉方向に直交する方向に配置されている。伸張空間は、前記所定方向における前記固定接点保持体と前記可動接点保持体の先端の先方に設けられている空間である。さらに、前記伸張空間が、前記固定接点保持体の厚さ方向における２つの面のうち前記固定接点と前記可動接点とが接触する側の面とは反対側の面に、及び前記可動接点保持体の厚さ方向における２つの面のうち前記固定接点と前記可動接点とが接触する側の面とは反対側の面に、それぞれ面して設けられている。前記伸張空間は、前記固定接点と前記可動接点との間で生じるアークが引き伸ばされる空間である。
【０００７】
第２の態様の電磁継電器では、第１の態様において、前記磁石は、第３軸方向から見て、前記磁石の面に前記固定接点、前記可動接点、前記第１端部、及び前記第２端部が重なるように配設されている。前記第３軸方向は、前記所定の方向としての第１軸方向、及び前記固定接点保持体と前記可動接点保持体とが対向する第２軸方向の双方に直交する方向である。
【０００８】
第３の態様の電磁継電器は、第２の態様において、前記第３軸方向において、前記固定接点保持体及び前記可動接点保持体を挟むように、前記磁石としての第１磁石に対向するように配設された第２磁石を、さらに備える。前記第３軸方向における前記第１磁石の２つの面のうち前記第２磁石に対向する面の極性と、前記第３軸方向における前記第２磁石の２つの面のうち前記第１磁石に対向する面の極性とは、異なる。
【０００９】
第４の態様の電磁継電器では、第１〜第３のいずれかの態様において、前記固定接点及び前記可動接点のうち少なくとも一方の接点は、前記固定接点保持体及び前記可動接点保持体のうち当該一方の接点が設けられた保持体の先端において、湾曲した湾曲部を有する。
【００１０】
第５の態様の電磁継電器では、第４の態様において、前記一方の接点は、第１接点部と、第２接点部とを有している。前記第１接点部は、前記保持体の厚さ方向における２つの面のうち前記固定接点と前記可動接点とが接触する側の第１面に接合されている。前記第２接点部は、前記保持体の厚さ方向における前記第１面とは反対側の第２面に接触している。前記第１接点部と、前記第２接点部とは、前記湾曲部を介して連続している。
【００１１】
第６の態様の電磁継電器では、第５の態様において、前記一方の接点は、前記一方の接点の表面の接線の傾きが、他方の接点と接触する位置から前記湾曲部の先端に亘って連続的に変化するように前記保持体に設けられている。
【００１２】
第７の態様の電磁継電器では、第１〜第６のいずれかの態様において、前記磁石は、前記アークに対して、前記固定接点と前記可動接点との間において前記所定の方向にローレンツ力が作用するように配置されている。
【００１３】
第８の態様の電磁継電器では、第４〜第７のいずれかの態様において、前記一方の接点は外部直流電源の負極と電気的に接続されており、他方の接点は前記外部直流電源の正極と電気的に接続されている。
【００１４】
第９の態様の電磁継電器は、第１〜第８のいずれかの態様において、前記固定接点保持体、前記可動接点保持体及び前記電磁石装置を収納するケースを、更に備える。前記ケースは、前記伸張空間と前記電磁石装置が収納される空間とを画成する内壁を有している。前記電磁石装置は、コイルと、前記コイルへの通電時に生じる電磁力により変位する接極子を有している。可動接点保持体は、前記接極子に連動して変位される。前記ケースの前記内壁が、前記可動接点保持体と前記接触子との間に設けられている。
【００１５】
第１０の態様の電磁継電器では、第９の態様において、前記可動接点保持体は、前記接極子に連動し電気絶縁性を有するカードにより変位される。前記カードは、前記可動接点保持体と前記接極子との間に設けられている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、アークを安定して遮断することができ、遮断能力を向上した電磁継電器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る電磁継電器の断面図である。
【図２】図２Ａは、同上の電磁継電器の一部の斜視図である。図２Ｂは、同上の電磁継電器の一部を平面視した際の断面図である。
【図３】図３Ａは、同上の電磁継電器の一部であって、接点装置のオン状態を示す断面図である。図３Ｂは、同上の電磁継電器の一部であって、接点装置のオフ状態を示す断面図である。
【図４】図４は、同上の電磁継電器の分解斜視図である。
【図５】図５は、同上の電磁継電器の接続構成の一例を示す図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｄは、固定接点を形成する際の工程を説明する図である。
【図７】図７は、同上の電磁継電器の一部であって、アークに作用するローレンツ力を説明する図である。
【図８】図８Ａは、同上の電磁継電器の一部であって接極子、カード、内壁の組立構成の平面図である。図８Ｂは、同上の組立機構を第３軸方向から見た正面図である。図８Ｃは、同上の組立機構を右方向から見た側面図である。図８Ｄは、同上の組立機構を斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に説明する実施形態及び変形例は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、実施形態及び変形例に限定されることなく、この実施形態及び変形例以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１９】
（実施形態）
本実施形態に係る電磁継電器１について、図１〜図８Ｄを用いて説明する。
【００２０】
以下では、図１において、可動接点１３と固定接点１１とが対向する方向を左右方向とする。固定接点保持体１２の端部１２２から固定接点１１へ向かう方向を上方、固定接点１１から端部１２２へ向かう方向を下方として説明する。
【００２１】
ここで、上下方向を第１軸方向、左右方向を第２軸方向、第１軸方向と第２軸方向の双方に直交する方向を第３軸方向とも称する。
【００２２】
なお、図１、図４には、これらの方向（上、下、左、右）を表す矢印を示すが、この矢印は、単に説明を補助する目的で記載しているに過ぎず、実体を伴わない。また、上記の方向の規定は、本実施形態の電磁継電器１の使用形態を限定する趣旨ではない。
【００２３】
［実施形態の全体構成］
電磁継電器１は、図１〜図４に示すように、固定接点１１を有する固定接点保持体１２と、可動接点１３を有する可動接点保持体１４と、第１端子板１５と、第２端子板１６と、コイル２０と、接極子６０と、カード８０とを備えている。
【００２４】
可動接点１３は、固定接点１１に接触する閉位置と、固定接点１１から離れた開位置との間を移動する（図３Ａ、図３Ｂ参照）。可動接点保持体１４は、一方向（ここでは、上方向）の端部１４１に可動接点１３が設けられている。固定接点保持体１２は、上方向の端部１２１に固定接点１１が設けられている。可動接点保持体１４が下方向の端部１４２を支点として弾性変形することで、可動接点１３が閉位置と開位置との間で移動する。可動接点１３の位置が開位置である場合において、固定接点１１と可動接点１３との間の距離（接点ギャップ）は、例えば０．５〜１．０ｍｍである。なお、この数値は一例であり、この数値に限定する趣旨ではない。
【００２５】
コイル２０の通電によって、接極子６０と後述する鉄芯４０との間、及び接極子６０と後述する継鉄５０との間に電磁力が発生する。この電磁力が作用することにより、接極子６０が変位する。カード８０は、接極子６０と可動接点保持体１４との間に設けられ、接極子６０の変位に連動して可動接点保持体１４を変位させる。
【００２６】
第１端子板１５と、固定接点保持体１２の下方向の端部１２２とは、端部１２２に設けられた凸部（ダボ）を固定接点保持体１２に設けられた孔に貫通させた状態でかしめることにより固定されることで電気的に接続されている。第１端子板１５は、直流電源２（以下、単に「電源２」という）の負極側に電気的に接続されている。
【００２７】
第２端子板１６と、可動接点保持体１４の下方向の端部１４２とは、端部１４２に設けられた凸部（ダボ）を可動接点保持体１４に設けられた孔に貫通させた状態でかしめることにより固定されることで電気的に接続されている。第２端子板１６は、直流の電源２の正極側に電気的に接続されている。
【００２８】
以下、本実施形態に係る電磁継電器１について詳細に説明する。
【００２９】
本実施形態の電磁継電器１は、例えば、直流電圧が２５０〜１０００Ｖ及び直流電流が１〜３０Ａで遮断を行う装置に用いられる。なお、これらの数値は一例であり、これらの数値に限定する趣旨ではない。そして、本実施形態では、図５に示すように、電磁継電器１が、電源２から負荷３（例えば、インバータ回路やＤＣ−ＤＣコンバータ回路）への直流電力の供給路に接点装置Ａ１（後述する）を挿入するように接続されて用いられる場合を例とする。このため、本実施形態の電磁継電器１では、接点装置Ａ１を開閉することで、電源２から負荷３への直流電力の供給状態についてオフ状態とオン状態の切り替えを行うことができる。
【００３０】
電源２は、例えば、発電装置（太陽電池など）または蓄電池（リチウムイオン電池など）を含む電圧を発生する装置である。
【００３１】
ここで、電源２の直流電力が電磁継電器１に供給されているとき、第１端子部１５１（第１端子板１５）と第２端子部１６１（第２端子板１６）のうち一方の端子部（端子板）の方の電圧が高い場合、一方の端子部が電源２の正極側と電気的に接続されており、他方の端子部が電源２の負極側と電気的に接続されていると言う。
【００３２】
本実施形態の電磁継電器１は、いわゆるヒンジ型リレーの一種である２巻線ラッチングリレーである。本実施形態の電磁継電器１は、図１、図４に示すように、接点装置Ａ１と、電磁石装置Ａ１０と、ケースＣ１と、カード８０とを備えている。
【００３３】
［接点装置Ａ１に関する説明］
接点装置Ａ１は、図４に示すように、固定接点１１が設けられる固定接点保持体１２と、可動接点１３が設けられる可動接点保持体１４と、第１端子板１５と、第２端子板１６と、磁石１７，１８とを備えている。なお、図１では、磁石１８は省略している。
【００３４】
第１端子板１５及び第２端子板１６は、導電性材料（例えば、銅合金）によって構成されて、左右方向（第２軸方向）を厚さ方向とする平板形状を有する。
【００３５】
第１端子板１５の平板形状の部分は、第３軸方向を長尺方向としており、厚さ方向（左右方向）に凸形状である第１凸部が設けられる。第１凸部は長尺方向（第３軸方向）に２個並んで配置されている。一対の第１凸部を固定接点保持体１２に設けられた第１固定孔に貫通させた状態でかしめることによって、固定接点保持体１２は第１端子板１５に固定される。
【００３６】
第２端子板１６の平板形状の部分は、第３軸方向を長尺方向としており、厚さ方向（左右方向）に凸形状である第２凸部が設けられる。第２凸部は長尺方向（第３軸方向）に２個並んで配置されている。一対の第２凸部を可動接点保持体１４に設けられた第２固定孔に貫通させた状態でかしめることによって、可動接点保持体１４は第２端子板１６に固定される。
【００３７】
第１端子板１５及び第２端子板１６は、それぞれ第１端子部１５１及び第２端子部１６１を有している。第１端子部１５１は、第１端子板１５の下方向の一端から下方に突出している。第２端子部１６１は、第２端子板１６の下方向の一端から下方に突出している。第１端子部１５１は、電源２に接続される電路に電気的に接続される。第２端子部１６１は、負荷３に接続される電路に電気的に接続される。具体的には、第１端子部１５１は、電源２の負極と電気的に接続され、第２端子部１６１は、負荷３を介して電源２の正極と電気的に接続される（図５参照）。
【００３８】
固定接点保持体１２は、導電性材料で形成されている。固定接点保持体１４は、Ｔ字の板状に形成されている。固定接点保持体１２は、端部１２２の第３軸方向における長さが端部１２１の第３軸方向における長さよりも長く形成されている。端部１２１は、第３軸方向における端部１２２の中央部から、上方向に直線状に延在して形成されている。（図６Ｃ参照）。本実施形態では、固定接点保持体１２は、第１端子板１５から所定の方向（ここでは、上方）に延在するように、固定接点保持体１２の端部１２２が第１端子板１５に固定される。固定接点保持体１２の端部１２１に板状のテープ接点２００が接合されることで固定接点１１が設けられる。固定接点１１の固定接点保持体１２への接合については、後述する。
【００３９】
固定接点保持体１２の端部１２２（下端）には、厚さ方向（左右方向）に貫通する一対の第１固定孔が設けられている。固定接点保持体１２の端部１２２は、第１端子板１５に固定されている。具体的には、第１端子板１５の一対の第１凸部を固定接点保持体１２の一対の第１固定孔に挿入してかしめることにより、固定接点保持体１２が第１端子板１５に固定される（図１参照。ただし図１において第１固定孔は省略されている）。
【００４０】
可動接点保持体１４は、導電性材料で形成されている。可動接点保持体１４は、Ｔ字の板状に形成されている。可動接点保持体１４は、端部１４２の第３軸方向における長さが端部１４１の第３軸方向における長さよりも長く形成されている。端部１４１は、第３軸方向における端部１４２の中央部から、上方向に直線状に延在して形成されている。本実施形態では、可動接点保持体１４は、第２端子板１６から所定の方向（ここでは、上方）に延在するように、可動接点保持体１４の端部１４２が第２端子板１６に固定される。可動接点保持体１４の端部１４１には、可動接点１３を取付けるための取付孔が設けられている。可動接点１３は、厚さ方向（左右方向）から見て円形形状に設けられ、固定接点に近い部分ほど円形の直径が小さい形状である。可動接点１３において、固定接点１１と接触する面とは反対側の面（裏面）には、突出する軸が設けられている。可動接点１３の軸が可動接点保持体１４の取付孔に挿入される。そして、軸が可動接点保持体１４にかしめられることにより、可動接点１３が可動接点保持体１４に固定される。
【００４１】
可動接点保持体１４の端部１４２（下端）には、厚さ方向（左右方向）に貫通する一対の第２固定孔が設けられている。可動接点保持体１４の端部１４２は、第２端子板１６に固定されている。具体的には、第２端子板１６の一対の第２凸部を可動接点保持体１４の一対の第２固定孔に挿入してかしめることにより、可動接点保持体１４が第２端子板１６に固定される（図１参照。ただし図１において第２固定孔は省略されている）。
【００４２】
可動接点保持体１４と固定接点保持体１２とは、左右方向において間隔を空けて対向するように配置されている。したがって、可動接点保持体１４の可動接点１３は、左右方向において固定接点保持体１２の固定接点１１と対向している。
【００４３】
可動接点保持体１４は、電磁石装置Ａ１０の動作に伴い、端部１４１（上端）とは反対側の端部１４２（下端）を支点として弾性変形する。このとき可動接点保持体１４の自由端である端部１４１は左右方向に変位し、可動接点１３を閉位置と開位置との間で移動させる。ここで、閉位置は、可動接点１３が固定接点１１に接触する位置である（図３Ａ参照）。また、開位置は、可動接点１３が固定接点１１から離れた位置である（図３Ｂ参照）。
【００４４】
可動接点１３が閉位置にあるとき、つまり接点装置Ａ１のオン状態では、第１端子板１５と第２端子板１６とが可動接点保持体１４と固定接点保持体１２とを介して短絡する。したがって、接点装置Ａ１のオン状態では、第１端子板１５と第２端子板１６との間が導通し、電源２から負荷３へ直流電力が供給される。可動接点１３が開位置にあるとき、つまり接点装置Ａ１のオフ状態では、第１端子板１５と第２端子板１６との間で導通が遮断されるので、電源２から負荷３へ直流電力が供給されない。
【００４５】
本実施形態では、固定接点保持体１２の厚み（左右方向における長さ）は、可動接点保持体１４の端部１４２を支点として弾性変形を可能とする程度に薄くしている。可動接点保持体１４の厚みは、例えば８０μｍ〜１５０μｍである。なお、この数値は一例であり、この数値に限定する趣旨ではない。
【００４６】
本実施形態では、第１端子板１５の厚み（左右方向における長さ）は、固定接点保持体１２の厚みよりも厚い。第２端子板１６の厚み（左右方向における長さ）は、可動接点保持体１４の厚みよりも厚い。また、固定接点保持体１２の厚みは、可動接点保持体１４の厚みよりも厚い。固定接点保持体１２及び可動接点保持体１４のそれぞれの厚みよりも第１端子板１５及び第２端子板１６のそれぞれの厚みを厚くすることで、これらの部分における電気抵抗を小さくして、通電容量を高めることができる。また、固定接点保持体１２の厚みを可動接点保持体１４の厚みよりも厚くすることで、この部分における電気抵抗を小さくして、通電容量を高めることができる。  
【００４７】
固定接点保持体１２は、上述したように、端部１２２の第３軸方向における長さが端部１２１の長さよりも長いＴ字形状となっている。これにより、第１端子板１５と接触する接触面積が大きくなるので、接触部分における電気抵抗を低減し通電容量を向上することができる。また、端部１２２の第３軸方向における長さを長くすることで、一対の第１固定孔の間隔を広くすることができるので、固定接点保持体１２を第１端子板１５に固定した際の安定性が向上する。
【００４８】
可動接点保持体１４は、上述したように、端部１４２の第３軸方向における長さが端部１４１の長さよりも長いＴ字形状となっている。これにより、第２端子板１６と接触する接触面積が大きくなるので、接触部分における電気抵抗を低減し通電容量を向上することができる。また、端部１４２の第３軸方向における長さを長くすることで、一対の第２固定孔の間隔を広くすることができるので、可動接点保持体１４を第２端子板１６に固定した際の安定性が向上する。
【００４９】
磁石１７と磁石１８は、永久磁石である。磁石１７と磁石１８とは、固定接点１１と可動接点１３の開位置と閉位置とを結ぶ方向（開閉方向）に直交する方向に配置されている。具体的には、磁石１７と磁石１８とは、固定接点１１と可動接点１３との間で生じるアークに対して上方向（所定の方向）にローレンツ力Ｆ１が作用するように、第３軸方向において可動接点保持体１４と固定接点保持体１２とを挟むように対向して配設されている。より具体的には、磁石１７と磁石１８とは、第３軸方向における磁石１７の２つの面のうち磁石１８に対向する面１７ａの極性と、第３軸方向における磁石１８の２つの面のうち磁石１７に対向する面１８ａの極性とは、異なるように配設されている。本実施形態では、固定接点１１は、図５に示す電気回路において直流の電源２の負極側に、可動接点１３は電源２の正極側に、それぞれ電気的に接続されている。磁石１７の面１７ａはＳ極であり、磁石１７の面１７ａと対面する磁石１８の面１８ａはＮ極である。磁束密度Ｂ１は、磁石１７と磁石１８により生じた磁束密度を示している。可動接点１３と固定接点１１の間に流れるアークの電流Ｉ１の方向が、可動接点１３から固定接点１１に向う方向である場合には、電流Ｉ１に作用するローレンツ力Ｆ１の向きが上方向（所定の方向）となる（図２Ｂ参照）。
【００５０】
なお、磁石１７と磁石１８の極性は、可動接点１３と固定接点１１の間の空間において、ローレンツ力Ｆ１のベクトルと電流Ｉ１のベクトルとの外積Ｆ１×Ｉ１の方向が磁束密度Ｂ１の方向と一致するように定められる。すなわち、固定接点１１が電源２の負極側であり、可動接点１３が正極側の場合には、ローレンツ力Ｆ１の向きが上方向となるように、磁石１７の面１７ａがＳ極であり、磁石１８の面１８ａがＮ極に設けられる。また、言い換えれば、所定の方向（上方向）のＡベクトルと、正極側に接続された接点から負極側に接続された接点に向かう方向をさすＢベクトルを考えたときに、接点間の磁束密度の方向がＡ×Ｂの方向と一致するように、磁石１７と磁石１８の極性は決定される。ここでＡ×ＢはＡベクトルとＢベクトルの外積をあらわすものとする。
【００５１】
また、図１、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、磁石１８から磁石１７の方向（第３軸方向）から見たときに、磁石１７の面１７ａに、固定接点１１、可動接点１３、固定接点保持体１２の端部１２１、及び可動接点保持体１４の端部１４１が重なるように配設されている。また、磁石１８から磁石１７の方向（第３軸方向）から見たときに、磁石１８の面１８ａは磁石１７の面１７ａに一致するように配設されている。
【００５２】
［電磁石装置Ａ２０に関する説明］
電磁石装置Ａ２０は、図１、図２Ａに示すように、コイル２０と、ボビン３０と、鉄芯４０と、継鉄５０と、接極子６０と、ヒンジばね７０と、磁石９０とを備えている。また、鉄芯４０と、継鉄５０と、接極子６０とは、いずれも磁性材料により形成されている（例えば電磁軟鉄等）。なお、図２Ａは、後述するカバーＣ１１が取り除かれた電磁継電器１の斜視図である。
【００５３】
コイル２０は、ボビン３０の外周面に電線（例えば、銅線）を巻き付けることで構成されている。コイル２０は、上方向から見たときに電線が時計回りにボビン３０の外周面に巻き付けられた第１巻線と、上方向から見たときに電線が反時計回りにボビン３０の外周面に巻き付けられた第２巻線とで構成されている。また、コイル２０は、図２Ａに示すように、３つのコイル端子２１，２２，２３を有している。第１巻線の一端がコイル端子２１に、他端がコイル端子２２にそれぞれ電気的に接続される。第２巻線の一端がコイル端子２３に、他端がコイル端子２２にそれぞれ電気的に接続される。
【００５４】
コイル２０は、コイル端子２２の電圧を０Ｖとして、コイル端子２１とコイル端子２２との間に電圧を印加することによって、コイル端子２１及びコイル端子２２を介して第１巻線に電流を供給し、下向きの磁束を発生する。また、コイル２０は、コイル端子２２の電圧を０Ｖとして、コイル端子２３とコイル端子２２との間に電圧を印加することによって、コイル端子２３及びコイル端子２２を介して第２巻線に電流を供給し、上向きの磁束を発生する。
【００５５】
ボビン３０は、例えば合成樹脂材料などの電気絶縁性を有する材料により円筒状に形成されている。ボビン３０は、その軸方向が上下方向と一致するように配置されている。
【００５６】
鉄芯４０は、上下方向に長い円柱状に形成されている。鉄芯４０は、その長尺方向（上下方向）の両端をボビン３０から露出させる形で、ボビン３０の中空部３１に挿入されている。鉄芯４０の長尺方向の第１端部（上端）は、中間部よりも径寸法が大きくなっており、接極子６０と対向している。以下では、鉄芯４０の第１端部を「鉄芯吸引部４１」という。また、鉄芯４０の長尺方向の第２端部（下端）は、継鉄５０の第１板５３（後述する）に設けられた挿入孔５５に挿入されている。
【００５７】
継鉄５０は、第１継鉄５１と第２継鉄５２とから構成されており、鉄芯４０、接極子６０及び磁石９０と共に、コイル２０の通電時に生じる磁束が通る磁路を形成する。第１継鉄５１は、上下方向に長い矩形状の板の中間部が左方向に折り曲げられることで、その断面がＬ字状となるように形成されている。第１継鉄５１は、第１板５３と、第２板５４とを有している。第１板５３及び第２板５４は、いずれも矩形板状に形成されている。第１板５３は、コイル２０の軸方向（上下方向）の一端側（下側）に設けられている。第１板５３には、厚さ方向（上下方向）に貫通する挿入孔５５が設けられている。挿入孔５５には、鉄芯４０の第２端部が挿入された状態でかしめられている。第２板５４は、コイル２０の右側に設けられている。第２継鉄５２は、コイル２０と、第１継鉄５１の第２板５４との間に設けられている。
【００５８】
接極子６０は、左右方向に長い矩形状の板の中間部６３が下方向に折り曲げられることで、その断面がＬ字状となるように形成されている。接極子６０の中間部６３における折り曲げ部の内側の角６４は、第１継鉄５１の上部の右側の角５６と接触している（図１参照）。接極子６０は、第１板６１と、第２板６２とを有している。第１板６１及び第２板６２は、いずれも矩形板状に形成されている。接極子６０の第１板６１の先端部は、図１に示すように、カード８０と当接している（図８Ｂ参照）。第１板６１は、第１継鉄５１の一部である継鉄吸引部５７と、ヒンジばね７０の下部７１を間に挟む形で対向している。すなわち、第１板６１と、継鉄吸引部５７との間に、ヒンジばね７０の下部７１が配置されている。第２板６２は、鉄芯４０の一部である鉄芯吸引部４１と対向している。
【００５９】
接極子６０は、その折り曲げ部の内側の角６４を支点として、第２板６２が鉄芯４０の鉄芯吸引部４１に接触する第１位置と、第２板６２が鉄芯４０の鉄芯吸引部４１から離れる第２位置との間で回転可能に構成されている。そして、接極子６０の第２板６２は、コイル２０の通電時に生じる電磁力により、鉄芯４０の鉄芯吸引部４１に対し吸引及び釈放される。接極子６０が第１位置にあるとき、第１板６１はヒンジばね７０の下部７１と離れている。そして、接極子６０が第１位置にあるとき、接極子６０の第１板６１は右方向に変位する。この接極子６０の変位にカード８０が連動して、カード８０を介して、可動接点保持体１４は右方向に弾性変形する。また、接極子６０が第２位置にあるとき、第１板６１はヒンジばね７０の下部７１と接触している。そして、接極子６０が第２位置にあるとき、接極子６０の第１板６１は左方向に移動し、可動接点保持体１４は図３Ｂに示すように第３軸方向から見て直線形状となる。
【００６０】
ヒンジばね７０は、上方の先端部が左側に曲がって、断面がＬ字状となるように形成されている。ヒンジばね７０と継鉄５０は、接極子６０の折り曲げ部の内側角６４を支点として第１位置と第２位置との間で接極子６０が回転可能となるように、接極子６０を保持する。接極子６０の折り曲げ部の内側角６４は、第１継鉄５１の上部の右側の角５６と接触している（図１参照）。
【００６１】
磁石９０は、第１継鉄５１と第２継鉄５２との間に、挟まれている。磁石９０の第２継鉄５２に対向する面（左側の面）がＳ極であり、第１継鉄５１に対向する面（右側の面）がＮ極である。磁石９０は、継鉄５０、接極子６０、鉄芯４０の内部、及び接極子６０の第１板６１と継鉄５０の継鉄吸引部５７との間、及び接極子６０の第２板６２と鉄芯４０の鉄芯吸引部４１との間に磁束を発生させる。磁石９０によって第１板６１と継鉄吸引部５７との間に発生する磁束は、第１板６１から継鉄吸引部５７に向かう向き（左向き）である。また、磁石９０によって第２板６２と鉄芯吸引部４１との間に発生する磁束は、第２板６２から鉄芯吸引部４１に向かう向き（下向き）である。これらの磁束のはたらきにより、第１板６１と継鉄吸引部５７との間、及び第２板６２と鉄芯吸引部４１との間に電磁力（吸引力）が発生する。これらの電磁力により、コイル２０に電流が流れなくても、接点装置Ａ１のオフ状態もしくはオン状態が保持される。このことにより、ラッチングリレーが実現される。
【００６２】
［カード８０に関する説明］
カード８０は、接極子６０と可動接点保持体１４との間に設けられ、接極子６０の変位に連動して可動接点保持体１４を変位させる。カード８０は、例えば絶縁性の合成樹脂で形成されている。カード８０の中間部では、可動接点保持体１４に向けて右方向に突出する第１接触部８３と、接極子６０に向けて左方向に突出する第２接触部８４とを有している。第１接触部８３の先端は可動接点保持体１４の一部である保持体接触部１４３に接触している。第２接触部８４は接極子６０の第１板６１と接触している。カード８０は、接極子６０が第１位置と第２位置との間で回転するのに伴い、下側の端部８２を支点として回転可能となっている。
【００６３】
本実施形態では、接極子６０が第２位置から第１位置へと回転すると、カード８０は端部８２を支点として時計回りに回転する。この回転により、第１接触部８３は右側に移動し、これに伴って可動接点保持体１４の保持体接触部１４３も右側に移動する。その結果、可動接点保持体１４は図３Ａに示すように右方向に弾性変形し、可動接点１３と固定接点１１とが接触する。
【００６４】
接極子６０が第１位置から第２位置へと回転すると、カード８０は端部８２を支点として反時計回りに回転する。この回転により、第１接触部８３は左側に移動し、これに伴って可動接点保持体１４の保持体接触部１４３も左側に移動する。その結果、可動接点保持体１４は図３Ｂに示すように直線形状となり、可動接点１３と固定接点１１とが離れる。
【００６５】
［ケースＣ１に関する説明］
ケースＣ１は、例えば合成樹脂などの電気絶縁性を有する材料により形成されている。ケースＣ１は、カバーＣ１１とベースＣ１２とを、例えば熱硬化型樹脂の接着剤等で結合することにより構成されている。ケースＣ１は、接点装置Ａ１及び電磁石装置Ａ１０、カード８０を収納する。なお、図１に示すように、接点装置Ａ１のうち第１端子板１５の第１端子部１５１と、第２端子板１６の第２端子部１６１とは、ベースＣ１２の下面から外部に露出している。また、図１に示すように、電磁石装置Ａ２０のうちコイル端子２１，２２，２３の各々の一部は、ボビン３０の下面から外部に露出している。
【００６６】
カバーＣ１１は、内壁Ｃ２１〜Ｃ２３を有している（図２Ｂ参照）。また、ベースＣ１２は内壁Ｃ２５を有している（図１及び図２Ａ参照）。なお、図１では、内壁Ｃ２２，Ｃ２３を省略している。内壁Ｃ２１と内壁Ｃ２５とで挿入孔Ｃ２４が形成されている。カード８０の第１接触部８３が挿入孔Ｃ２４に挿入されている（図８Ａ，図８Ｃ，図８Ｄ参照）。これにより、カード８０が回転することで、第１接触部８３が左右方向に移動可能となる。
【００６７】
カバーＣ１１とベースＣ１２とが結合することで、内壁Ｃ２１〜Ｃ２３及び内壁Ｃ２５とカバーＣ１１とにより空間Ｄ１と空間Ｄ２とが形成される。空間Ｄ１は、固定接点１１、固定接点保持体１２、可動接点１３及び可動接点保持体１４を収納するための空間である。空間Ｄ２は、電磁石装置Ａ１０を収納するための空間である。空間Ｄ１と空間Ｄ２とは、内壁Ｃ２１と内壁Ｃ２５とによって区画して形成される（画成される）。また、カバーＣ１１の外壁と内壁Ｃ２１，Ｃ２２とで磁石１７を収納する空間Ｄ３が、カバーＣ１１の外壁と内壁Ｃ２１，Ｃ２３とで磁石１８を収納する空間Ｄ４が、それぞれ形成されている。
【００６８】
空間Ｄ１における伸張空間Ｅ１は、アークが伸張される空間である。伸張空間Ｅ１は、閉位置と開位置間で動作するときの固定接点１１と可動接点１３との間の空間を含む。さらに、伸張空間Ｅ１は、固定接点保持体１２の厚さ方向（左右方向）における２つの面１２ａ，１２ｂのうち固定接点１１と可動接点１３とが接触する側の面１２ａとは反対側の面１２ｂに面する空間を含む。また、伸張空間Ｅ１は、可動接点保持体１４の厚さ方向（左右方向）における２つの面１４ａ，１４ｂのうち固定接点１１と可動接点１３とが接触する側の面１４ａとは反対側の面１４ｂに面する空間を含む。伸張空間Ｅ１は、上下方向における固定接点保持体１２と可動接点保持体１４の先端の先方の空間を含む。伸張空間Ｅ１において、面１４ｂに面する空間の下端は、カード８０の中間部から右方向に突出する第１接触部８３によって画成される。伸張空間Ｅ１において、面１２ｂに面する空間の下端は、ベースＣ１２によって画成される。これらの空間が設けられることで、ローレンツ力Ｆ１の作用により引き伸ばされたアークが固定接点保持体１２の面１２ｂ、及び可動接点保持体１４の面１４ｂに、それぞれ回り込むことが可能となる。固定接点保持体１２の面１２ｂ、及び可動接点保持体１４の面１４ｂのそれぞれに回り込んだアークは、伸張空間Ｅ１の下端まで延長すること（引き延ばすこと）ができる。つまり、ローレンツ力Ｆ１の作用によりアークが引き伸ばされる伸張空間Ｅ１は、固定接点保持体１２の面１２ｂに、及び可動接点保持体１４の面１４ｂに、それぞれ面して設けられている。これにより、アークの長さを引き延ばすために十分な距離を確保することができるので、遮断性能を高くすることができる。なお、遮断する電流もしくは電圧が小さい場合には、アークが伸張空間Ｅ１の下端に到達する前にアークが遮断される可能性がある。この場合においても、伸張空間Ｅ１が大きいために、アークが引き伸ばされる際に、気体の流れが伸張空間Ｅ１を画成する壁部によって妨げられる影響が小さいので、アークの遮断が安定して行われる効果がある。
【００６９】
［テープ接点２００に関する説明］
次に、テープ接点２００を固定接点保持体１２に接合して、固定接点１１を形成する工程について、図６Ａ〜図６Ｄを用いて説明する。
【００７０】
テープ接点２００は、第１層２０１、第２層２０２及び第３層２０３の３層からなる。第１層２０１は、最上位層であり、銀合金で形成されている。第２層２０２は、中間層であり、銅合金で形成されている。第３層は、最下位層であり、ロウ材で形成されている。第１層２０１の厚みと、第２層２０２の厚みとは、略同一であり、例えば２００μｍ以上で３００μｍ以下の値である。第３層２０３の厚みは、他の層に比べて非常に薄く、例えば第１層２０１の厚みの２０分の１程度の厚さである。なお、これらの数値は一例であり、これらの数値に限定する趣旨ではない。
【００７１】
テープ接点２００の両端のうち一端部を含む部位２１０の第３層２０３を固定接点保持体１２の端部１２１における面１２ａに重ねる。そして、熱を加えることで第３層２０３であるロウ材が溶け、テープ接点２００の一端部を含む部位２１０が固定接点保持体１２の面１２ａに接合される（図６Ａ、図６Ｂ参照）。その後、テープ接点２００において固定接点保持体１２の先端と当接する部位２１２を支点としてテープ接点２００を曲げ、部位２１１の第３層２０３を固定接点保持体１２の端部１２１における面１２ｂに接触させる。（図６Ｃ、図６Ｄ参照）。結果、固定接点１１が形成される。固定接点１１は、図１、図６Ｄに示すように、面１２ａに接合された第１接点部１１ａと、部位２１２を支点として曲げられた湾曲部１１ｂと、面１２ｂに接触する第２接点部１１ｃとで構成されている。つまり、固定接点１１において、第１接点部１１ａと第２接点部１１ｃとは、湾曲部１１ｂを介して連続している。ここで、接点装置Ａ１がオン状態であるときに、第１接点部１１ａが可動接点１３と接触する。
【００７２】
テープ接点２００を固定接点保持体１２に接合するために、ロウ材を用いている。テープ接点２００の第２層２０２と固定接点保持体１２の面１２ａとの間は、溶けたロウ材で埋められた形で接合される。このため、テープ接点２００の第２層２０２と固定接点保持体１２の面１２ａとの間は広い面で接合されることができるために、この接合を強固にできるという特徴がある。このことにより、部位２１２を支点としてテープ接点２００を曲げる際に接合がはがれることを防止できる。
【００７３】
固定接点１１において、第１接点部１１ａ（特に可動接点１３との接触部位５）から湾曲部１１ｂの上端（先端）までは連続しているので、所定の方向（ここでは、上方向）に対して滑らかな形状になっている。ここで、所定の方向に対して滑らかとは、固定接点１１（第１接点部１１ａ）の表面の接線の傾きが、接触部位５から湾曲部１１ｂの先端に亘って連続的に変化することである。この滑らかな形状は、接触部位５を含み第３軸方向に垂直な面による固定接点１１の断面においては、接触部位５と湾曲部１１ｂの先端の表面とを結ぶ曲線の接線の傾きが連続的に変化した形状となっている。
【００７４】
また、別の表現をすると、所定の方向に対して滑らかとは、上下方向に対する第１接点部１１ａと湾曲部１１ｂとの断面において、少なくとも湾曲部１１ｂの先端の断面形状が曲線で形成されていることである。
【００７５】
従来、固定接点は、固定接点保持体にかしめられて固定接点保持体に固定されている。この構成の場合、固定接点保持体の厚み方向における２つの面のうち一の面から他の面へとアークが移動する際に、その移動経路上には、固定接点と固定接点保持体との２つの部材が存在し、かつ固定接点の縁と固定接点保持体との間に隙間が存在する。そのため、アークが移動する際に、アークの端点が固定接点の縁と固定接点保持体との間の隙間で止まる可能性がある。
【００７６】
一方、本実施形態では、固定接点１１は、固定接点保持体１２の厚み方向における２つの面のうち面１２ａから面１２ｂに亘って、湾曲部１１ｂを介して隙間なく連続している。そのため、アークが移動する際に、アークの端点の移動が止まる可能性を低くすることができる。また、第１接点部１１ａから湾曲部１１ｂの上端（先端）までは、所定の方向（上方向）に対して滑らかな形状となっているので、アークの移動がスムーズに行われる。
【００７７】
［電磁継電器１の動作に関する説明］
ここで、本実施形態の電磁継電器１の動作について図３Ａ、図３Ｂを用いて説明する。なお、以下の説明では、接点装置Ａ１のオフ状態における可動接点保持体１４の状態を「元の状態」という。
【００７８】
接点装置Ａ１のオフ状態において、コイル２０の第１巻線に通電を行うと、コイル２０が磁束を発生する。このときの磁束の向きは下向きであり、接極子６０の第２板６２と鉄芯４０の鉄芯吸引部４１との間の下向きの磁束が強められる。この結果、第２板６２と鉄芯吸引部４１とがお互いを強い吸引力で引き寄せあう。これにより、接極子６０が反時計回りに回転し、第２位置から第１位置に移動する。接極子６０の第１位置への移動に伴って、接極子６０の第１板６１とカード８０の第２接触部８４とが右方向に移動する。このとき、カード８０は、下側の端部８２を支点として時計回りに回転する。これに伴い、カード８０の第１接触部８３及び可動接点保持体１４の保持体接触部１４３が右方向に移動する。これらの結果、可動接点保持体１４は、端部１４２（下端）を支点として右方向に弾性変形し、可動接点１３は固定接点１１に接触する閉位置へと移動する（図３Ａ参照）。よって、接点装置Ａ１がオン状態となり、第１端子板１５と第２端子板１６との間が導通可能となる。
【００７９】
なお、磁石９０を設けていることにより、コイル２０の第１巻線の通電を解除しても磁石９０の磁力によって接点装置Ａ１におけるオン状態を維持することができる。
【００８０】
次に、接点装置Ａ１のオン状態において、コイル２０の第２巻線に通電を行うと、コイル２０が磁束を発生する。このときの磁束向きは上向きであり、接極子６０の第１板６１と継鉄５０の継鉄吸引部５７との間の左向きの磁束が強められる。この結果、第１板６１と継鉄吸引部５７とがお互いを強い吸引力で引き寄せあう。これにより、接極子６０が時計回りに回転し、第１位置から第２位置に移動する。接極子６０の第２位置への移動に伴って、接極子６０の第１板６１とカード８０の第２接触部８４とが左方向に移動する。このとき、カード８０は、下側の端部８２を支点として反時計回りに回転する。これに伴い、カード８０の第１接触部８３及び可動接点保持体１４の保持体接触部１４３が左方向に移動する。これらの結果、可動接点保持体１４は、右方向に弾性変形した状態から「元の状態」に遷移して、可動接点１３は固定接点１１から離れた開位置へと移動する（図３Ｂ参照）。よって、接点装置Ａ１がオフ状態となり、第１端子板１５と第２端子板１６との間の導通が遮断されて非導通となる。
【００８１】
なお、コイル２０の第２巻線の通電を解除しても磁石９０の磁力により接点装置Ａ１におけるオフ状態を維持することができる。
【００８２】
［遮断能力及び電気的耐久性に関する説明］
接点装置Ａ１がオン状態からオフ状態へと切り替わる際に、固定接点１１と可動接点１３との間（図３Ａで示す接触部位５）でアークが発生する。本実施形態の接点装置Ａ１は、アークの長さを大きく引き伸ばすことによってアークを遮断することができる。そのために、固定接点１１と可動接点１３との接点間に高電圧が印加されている場合、若しくは高電流が流れている場合であっても、接点間に発生するアークを遮断して接点装置Ａ１をオン状態からオフ状態に切り替えることができる。すなわち、電磁継電器１の遮断能力を向上することができる。
【００８３】
本実施形態において、接点間に発生したアークは、図１に示すように、ローレンツ力Ｆ１の作用により、上向きに引き伸ばされながら、アークが発生した位置から上方向に移動する。そして、アークの一端は、湾曲部１１ｂの先端（上端）に達すると、その後、面１２ｂ側へ移動する。アークの他端は、可動接点保持体１４の先端（上端）に達すると、その後、面１４ｂ側へ移動する。このようにして、発生したアークは例えば、図１に示すアーク６，６ａ，６ｂ，６ｃの順に移動する。アークが図１の６ｂの状態にあるときには、アークの各部において図７のＦ２〜Ｆ１０で示す方向のローレンツ力が作用する。この結果、アークは伸張空間Ｅ１を囲む壁部に向かってさらに大きく引き伸ばされて、図１の６ｃの状態となる。以上で説明したように、本実施形態の方法によれば、発生したアークが、可動接点保持体１４の左側、及び固定接点保持体１２の右側を含む大きなアーク伸張空間Ｅ１内を移動して引き伸ばされることにより、アーク長さが十分大きく延長され、アークを遮断することができる。
【００８４】
ところで、アークは、熱電界放出により陰極から陽極へと電子が放出されることで発生すると考えられている。アークの端点が移動している場合、接点と、接点を保持している保持体との間で隙間が生じていると、その隙間の影響で、アークの端点の移動が止まる可能性が高い。例えば、接点を保持体にかしめることで接点を保持体に固定する場合、接点の縁と、保持体との間で僅かながら隙間が生じるので、この隙間によってアークの端点の移動が阻害されて、アークの端点の移動がとまる可能性が高い。特にこの隙間が、アークの陰極側の端点、すなわち、電子を放出する側に存在した場合に、アークの端点の移動が止まる可能性が高い。陰極側において隙間の部分でアークの端点の移動が止まる可能性が高い理由は、隙間により熱が伝わりにくいためと考えられる。すなわち、アークの陰極側の端点が接点の縁にある場合、その縁に隣接する接点保持体に熱が伝わりにくいため、接点保持体から新たに熱電子放出を開始しない可能性が高い。結果として、アークの陰極側の端点は接点保持体に移動せず、接点の縁に止まったままとなる可能性が高い。一方、アークの陽極側は、電子を受け取る側であるので、アークの端点が移動するためにその周りに熱が伝わる必要がないと考えられる。このため、アークの陽極側においては、接点の縁と接点保持体との間に隙間が存在する場合であっても、アークの端点の移動がとまる可能性が低いと考えられる。アークの両端のうち少なくとも一端においてアークの移動が止まると、アークの長さが十分に長く延長されないので、接点間に高電圧が印加されている場合、もしくは、高電流が流れている場合に、接点間に発生するアークを遮断できずに、接点装置をオン状態からオフ状態に切り替えることができない問題が生じる。
【００８５】
さらに、アークの陰極側の端点が接点の縁で止まった場合には、アークが弧絡する可能性が高まる。ここでアークの弧絡は、アークの長さが延長された後に、再びアークの長さが短い状態に遷移する現象をあらわすものと定義する。アークの弧絡が発生すると、アーク遮断に必要な時間が長くなるために、接点消耗が進み、電磁継電器の電気的耐久性（接点を開閉させたときの寿命回数）が劣化するという問題が生じる。アークの陰極側の端点が接点の縁で止まった場合にアークの弧絡の発生する可能性が高くなる原因は以下のように考えられる。すなわち、アークの陰極側の端点が接点の縁にとどまると、接点付近においてアークの陰極から発生する金属蒸気の濃度が高くなる。金属蒸気が存在する空間は、金属蒸気が存在しない空間よりも、アークによる電気伝導が起こりやすいと考えられる。これらの結果、アークが陰極側の端点に止まった場合に、接点付近における金属蒸気の濃度が高くなる影響のために、接点間でのアークの弧絡が発生する可能性が高くなると考えられる。  
【００８６】
一方、本実施形態では、電源２の負極と電気的に接続された固定接点１１は、テープ接点であり、アークの移動方向である可動接点１３との接触部位５から湾曲部１１ｂの先端（上端）までは滑らかな形状となっている。つまりアークが移動する方向（上方向）において、固定接点１１と固定接点保持体１２との間に隙間が存在しない。このため、陰極側におけるアークの移動は湾曲部１１ｂの先端まで止まる可能性を小さくできる。さらには、湾曲部１１ｂの先端から第２接点部１１ｃの先端（下端）までの部分も滑らかな形状となっているので、陰極側におけるアークの移動は湾曲部１１ｂの先端から第２接点部１１ｃの先端まで止まる可能性を小さくできる。したがって、ローレンツ力Ｆ１及びＦ２〜Ｆ１０の作用によってアークを引き延ばす伸張空間Ｅ１として確保された空間において、アークを引き延ばすことが可能となり、アークの長さを十分に長く延長することができる。この結果、電磁継電器１は、アークを遮断できる。さらに、本実施形態では、アークの陰極側の端点は接点の縁で止まることなく、湾曲部１１ｂの先端を通って、第２接点部１１ｃの先端（下端）まですばやく移動することができる。このような移動は、アークの陰極側の端点が接点付近からすばやく遠ざかるので、接点付近における金属蒸気の濃度が低い値に保たれることによると考えられる。この結果、本実施形態の電磁継電器１は、アークの弧絡の発生を抑制して、短時間でアーク遮断することができるので、接点消耗を低減でき、電磁継電器の電気的耐久性（接点を開閉させたときの寿命回数）を向上することができる。
【００８７】
なお、本実施形態では、接点ギャップを大きくすることで、よりアークが引き伸ばされやすくなるので、遮断能力を向上させることができる。接点ギャップを大きくすると、可動接点１３において開位置から閉位置までの距離が長くなるので接極子６０の回転を大きくする必要がある。そのため、鉄芯４０の鉄芯吸引部４１と、接極子６０の第２板６２との距離を大きくする必要がある。この場合、通常よりも大きな吸引力が必要となる。そこで、鉄芯４０の鉄芯吸引部４１の径を、例えばコイル２０に挿入された鉄心４０の径に対して約２．５倍となるように大きくしている。これにより、鉄芯吸引部４１と第２板６２との距離が大きい状態において通常よりも大きな吸引力を得ることができる。この結果、鉄芯４０の鉄芯吸引部４１と、接極子６０の第２板６２との距離を大きくなった場合であっても、接点装置Ａ１をオフ状態からオン状態に確実に変化させることができる。
【００８８】
また、一般的にリレー（電磁継電器）の周囲温度が高くなったときにはコイル抵抗が高くなりコイルに流れる電流が低下する現象が生じる。しかしながら、本実施形態では、鉄芯吸引部４１と第２板６２との間の吸引力が通常よりも大きな値であるために、例えば電磁継電器１の周囲温度が高くなりコイル２０に流れる電流が低下した場合等においても接点装置Ａ１をオフ状態からオン状態に確実に変化させることができる。したがって、本実施形態では、接点ギャップを通常よりも大きくすることによって接点装置Ａ１をオン状態からオフ状態に遷移させる際の遮断能力を向上することができて、さらに、接点吸引部４１の径を大きくすることによって接点装置Ａ１をオフ状態からオン状態に遷移させる際の動作の信頼性を増すことができる。
【００８９】
［接点装置と電磁石装置との間の絶縁に関する説明］
本実施形態では、空間Ｄ１は、内壁Ｃ２１〜Ｃ２３と内壁Ｃ２５、及びケースＣ１に囲まれている。空間Ｄ１には、固定接点１１、固定接点保持体１２、可動接点１３及び可動接点保持体１４が収納されている。内壁Ｃ２１と内壁Ｃ２５とは、電磁石装置Ａ１０が収納された空間Ｄ２と空間Ｄ１とを画成している。内壁Ｃ２１は可動接点保持体１４の先端（上端）に対向している。内壁Ｃ２５は、可動接点保持体１４の端部１４２と対向している。そして、伸張空間Ｅ１における可動接点保持体１４の裏面側における空間が、内壁Ｃ２１及びカード８０の右方向へ突出する第１接触部８３によって囲まれているため、アークが伸張する際に、アークが伸張空間Ｅ１から空間Ｄ１に放出されることを防止している。この結果、固定接点１１と可動接点１３との間でアークが発生した場合に、接点装置Ａ１と電磁石装置Ａ２０とで短絡が生じることを防止できる。すなわち、接点装置Ａ１と電磁石装置Ａ２０との間の絶縁の信頼性を向上できる。
【００９０】
内壁Ｃ２１は可動接点保持体１４とカード８０との間に配置され、カード８０は可動接点保持体１４と接極子６０との間に配置される。さらに、カード８０は、内壁Ｃ２１と接触子６０との間に設けられている。そのため、可動接点１３と接極子６０との間に異常な高電圧が発生した際にも、アークが接極子６０まで到達することを防止でき、接点装置Ａ１と電磁石装置Ａ２０との間の絶縁を確実にすることができる。
【００９１】
また、接点装置Ａ１からの最短距離となる接極子６０の第１板６１が、第２軸方向から見て、カード８０と内壁Ｃ２１と内壁Ｃ２５の何れかに含まれるように設けられることが好ましい。この構成により、接点装置Ａ１と電磁石装置Ａ２０との間の絶縁の信頼性を向上できる。
【００９２】
（変形例）
以下に、変形例について列記する。なお、以下に説明する変形例は、上記実施形態と適宜組み合わせて適用可能である。
【００９３】
上記実施形態では、テープ接点は、固定接点１１にのみに用いる構成としたが、この構成に限定されない。可動接点１３にのみテープ接点を適用してもよいし、固定接点１１及び可動接点１３の双方にテープ接点を適用してもよい。つまり、テープ接点は、固定接点１１及び可動接点１３のうち少なくとも一方の接点に適用されていればよい。固定接点１１及び可動接点１３のうち一方の接点にテープ接点が適用された場合には、テープ接点が適用された接点に電源２の負極を電気的に接続することが好ましい。
【００９４】
上記実施形態では、電磁継電器１は、上向きのローレンツ力Ｆ１を発生させるために２つの磁石１７，１８を備える構成としたが、この構成に限定されない。上向きのローレンツ力Ｆ１を発生させるための磁石は１つであってもよい。この場合、磁石と対向し、固定接点保持体１２及び可動接点保持体１４を第３軸方向において挟むように磁性体を配設してもよい。この場合、磁石と、それに対向する磁性体を、磁性体の一部もしくは別の磁性体によって接続してもよい。この構成により、１個の磁石を単体で用いた場合に比べて、接点付近により大きな磁束密度を発生することができる。このことによって、１個の磁石を単体で用いた場合に比べて、より大きなローレンツ力を発生し、アークの遮断を促進することができる。磁性体は、例えば、電磁軟鉄などを用いることができる。
【００９５】
また、上記実施形態では、磁石１７の上下方向の長さは、磁石１７を第３軸方向から見て、磁石１７の面１７ａに固定接点１１、可動接点１３、固定接点保持体１２の端部１２１、及び可動接点保持体１４の端部１４１が重なるように規定されていればよい。同様に、磁石１８の上下方向の長さは、磁石１８を第３軸方向から見て、磁石１８の面１８ａに固定接点１１、可動接点１３、固定接点保持体１２の端部１２１、及び可動接点保持体１４の端部１４１が重なるように規定されていればよい。
【００９６】
上記実施形態では、固定接点保持体１２と第１端子板１５とは個別に形成されるが、一体型で形成されてもよい。同様に、可動接点保持体１４と第２端子板１６とは一体型で形成されてもよい。
【００９７】
上記実施形態では、電磁継電器１として２巻線ラッチングリレーを一例として用いて説明したが、これに限定されない。１巻線ラッチングリレーに本実施形態の電磁継電器１の接点装置Ａ１を適用してもよいし、シングルステーブルリレーに本実施形態の電磁継電器１の接点装置Ａ１を適用してもよい。
【００９８】
上記実施形態では、電磁継電器１が、電磁石装置Ａ１０とカード８０とを含む構成として説明したが、電磁継電器１が、カード８０を含まない構成であってもよい。この構成の場合には、接極子６０と可動接点保持体１４とが絶縁体を介して固定された構成としてもよい。
【００９９】
（まとめ）
以上説明したように、第１の態様の電磁継電器１は、固定接点保持体１２と、可動接点保持体１４と、電磁石装置Ａ１０と、磁石（例えば、磁石１７，１８のうち少なくとも１つの磁石）とを備える。固定接点保持体１２は、所定の方向に延在し、第１端部（端部１２１）に固定接点１１を設けている。可動接点保持体１４は、所定の方向に延在し固定接点保持体１２に対向して設けられており、第２端部（端部１４１）に可動接点１３を設けている。可動接点保持体１４は、可動接点１３が固定接点１１に接触する閉位置と固定接点１１から離れる開位置との間で移動する。電磁石装置Ａ１０は、可動接点１３が閉位置と開位置との間で移動するように可動接点保持体１４を変位させる。磁石は、固定接点１１と可動接点１３との開閉方向に直交する方向に配置されている。伸張空間Ｅ１が、所定方向における固定接点保持体１２と可動接点保持体１４における先端の先方に設けられている空間である。さらに伸張空間Ｅ１は、固定接点保持体１２の厚さ方向における２つの面１２ａ，１２ｂのうち固定接点１１と可動接点１３とが接触する側の面１２ａとは反対側の面１２ｂに、及び可動接点保持体１４の厚さ方向における２つの面１４ａ，１４ｂのうち固定接点１１と可動接点１３とが接触する側の面１４ａとは反対側の面１４ｂに、それぞれ面して設けられている。伸張空間Ｅ１は、固定接点１１と可動接点１３との間で生じるアークが引き伸ばされる空間である。
【０１００】
この構成によると、電磁継電器１は、固定接点保持体１２と可動接点保持体１４の先端の先方の空間、及び固定接点保持体１２の面１２ｂ及び可動接点保持体１４の面１４ｂに面した空間において、各保持体が延設されるアークが伸張するように、伸張空間Ｅ１を設けている。これにより、保持体の幅方向に伸張空間を設ける場合よりも、アークを安定した状態で切断するために十分なアークの長さを確保することができる。したがって、アークを安定して遮断することができ、電磁継電器１の遮断能力を向上することができる。
【０１０１】
第２の態様の電磁継電器１では、第１の態様において、磁石は、第３軸方向から見て、磁石の面に固定接点１１、可動接点１３、第１端部、及び第２端部が重なるように配設されている。第３軸方向は、所定の方向としての第１軸方向、及び固定接点保持体１２と可動接点保持体１４とが対向する第２軸方向の双方に直交する方向である。
【０１０２】
この構成によると、電磁継電器１は、固定接点１１と可動接点１３との間で発生するアークに対して磁石によって、アークが伸張空間Ｅ１の上下端及び左右端に向かって拡大してアーク長さを十分に延長することができる。この結果、電磁継電器１の遮断能力をさらに向上することができる。
【０１０３】
第３の態様の電磁継電器１は、第２の態様において、第３軸方向において、固定接点保持体１２及び可動接点保持体１４を挟むように、磁石としての第１磁石（例えば磁石１７）に対向するように配設された第２磁石（例えば磁石１８）を、さらに備える。第３軸方向における第１磁石の２つの面１７ａ，１７ｂのうち第２磁石に対向する面１７ａの極性と、第３軸方向における第２磁石の２つの面１８ａ，１８ｂのうち第１磁石に対向する面１８ａの極性とは、異なる。
【０１０４】
この構成によると、第１磁石が発生する磁束と、第２磁石が発生する磁束が同じ方向であり、お互いを強め合うために、アークに作用するローレンツ力を大きくすることができる。この結果、電磁継電器１の遮断能力をさらに向上することができる。また、第１磁石の面１７ａの極性と、第２磁石の面１８ａの極性とが異なっているので、磁束が外部に漏れる可能性を低くすることができる。そのため、発生する磁束が他の部品（例えば、電磁石装置Ａ１０）の動作に影響を与える可能性を低くすることができる。
【０１０５】
第４の態様の電磁継電器１では、第１〜第３のいずれかの態様において、固定接点１１及び可動接点１３のうち少なくとも一方の接点（例えば、固定接点１１）は、固定接点保持体１２及び可動接点保持体１４のうち当該一方の接点が設けられた保持体（ここでは、固定接点保持体１２）の先端において、湾曲した湾曲部１１ｂを有する。
【０１０６】
この構成によると、電磁継電器１は、アークが発生した保持体の面から反対側の面へ湾曲部１１ｂを介してアークの端点を移動させることができる。このため、アークが発生した保持体の面と反対側の面に面する伸張空間Ｅ１の部分にアークを伸張することができる。この結果、アーク長さを十分に延長することができるので、電磁継電器１の遮断能力をさらに向上することができる。
【０１０７】
第５の態様の電磁継電器１では、第４の態様において、一方の接点（例えば、固定接点１１）は、第１接点部１１ａと、第２接点部１１ｃとを有している。第１接点部１１ａは、保持体（ここでは、固定接点保持体１２）の厚さ方向における２つの面１２ａ，１２ｂのうち固定接点１１と可動接点１３とが接触する側の第１面（面１２ａ）に接合されている。第２接点部１１ｃは、保持体の厚さ方向における第１面とは反対側の第２面（面１２ｂ）に接触している。第１接点部１１ａと、第２接点部１１ｃとは、湾曲部１１ｂを介して連続している。
【０１０８】
この構成によると、電磁継電器１は、アークが発生した保持体の第１面から反対側の第２面へ湾曲部１１ｂを介してアークの端点を移動し、さらに、アーク端点を第２接点部１１ｃの下端まで移動させることができる。このため、アークが発生した保持体の面と反対側の面に面する伸張空間Ｅ１の部分において、第２接点部１１ｃの下端を含む伸張空間Ｅ１の部分にアークを伸張することができる。この結果、アーク長さを十分に延長することができるので、電磁継電器１の遮断能力をさらに向上することができる。
【０１０９】
第６の態様の電磁継電器１では、第５の態様において、一方の接点（例えば、固定接点１１）は、一方の接点の表面の接線の傾きが、他方の接点（ここでは、可動接点１３）と接触する位置（接触部位５）から湾曲部１１ｂの先端に亘って連続的に変化するように保持体（ここでは、固定接点保持体１２）に設けられている。
【０１１０】
この構成によると、電磁継電器１は、アークが発生した保持体の第１面から反対側の第２面へ湾曲部１１ｂを介してスムーズにアークの端点を移動させることができる。このため、アーク長さを十分に延長することができるので、電磁継電器１の遮断能力をさらに向上することができる。
【０１１１】
第７の態様の電磁継電器１では、第１〜６の態様において、前記磁石は、アークに対して、固定接点１１と可動接点１３との間において前記所定の方向にローレンツ力が作用するように配置されている。
【０１１２】
この構成によると、電磁継電器１は、固定接点１１と可動接点１３のとの間において発生したアークが、ローレンツ力によって固定接点保持体１２および可動接点保持体１４の先端方向に移動し、その後、アークが固定接点保持体１２および可動接点保持体１４の裏面側に回り込むので、アークを伸張空間Ｅ１に誘引し伸張することができる。この結果、電磁継電器１の遮断能力をさらに向上することができる。
【０１１３】
第８の態様の電磁継電器１では、第４〜第７のいずれかの態様において、一方の接点（例えば、固定接点１１）は外部直流電源（直流電源２）の負極と電気的に接続されており、他方の接点（ここでは、可動接点１３）は外部直流電源の正極と電気的に接続されている。
【０１１４】
この構成によると、アークが放出される（電子が放出される）負極側の接点において、アークが発生した保持体の面から反対側の面へ湾曲部１１ｂを介してアークの端点を移動させることができる。このことにより、アークを伸張する際にアークの弧絡の発生を抑制し、短時間でアークを遮断することができ、接点消耗を低減して電磁継電器１の電気的耐久性を向上することができる。また、アーク長さを十分に延長することができるので、電磁継電器１の遮断能力をさらに向上することができる。
【０１１５】
第９の態様の電磁継電器１は、第１〜第８のいずれかの態様において、固定接点保持体１２、可動接点保持体１４及び電磁石装置Ａ１０を収納するケースＣ１を、更に備える。ケースＣ１には内壁Ｃ２１を有し、内壁Ｃ２１は、伸張空間Ｅ１と電磁石装置Ａ１０が収納される空間Ｄ２とを画成する。電磁石装置Ａ１０は、コイル２０と、コイル２０への通電時に生じる電磁力により変位する接極子６０とを有している。可動接点保持体１４は、接極子６０に連動して変位される。ケースＣ１の内壁Ｃ２１が、可動接点保持体１４と接触子６０との間に設けられている。
【０１１６】
この構成によると、電磁継電器１は、接点間で発生したアークが伸張される際に、内壁Ｃ２１によって、アークが接極子まで到達することを防止できる。また、可動接点１３と接極子６０との間に異常な高電圧が発生した際にも、絶縁破壊することを防止できる。これらの結果、接点と電磁石との間で絶縁を確実に行うことができる。
【０１１７】
第１０の態様の電磁継電器１では、第９の態様において、可動接点保持体１４は、接極子６０に連動し電気絶縁性を有するカード８０により変位されている。カード８０は、可動接点保持体１４と接極子６０との間に設けられている。
【０１１８】
この構成によると、電磁継電器１は、接点間で発生したアークが伸張される際に、カード８０によって、アークが接極子まで到達することを防止できる。また、可動接点１３と接極子６０との間に異常な高電圧が発生した際にも、絶縁破壊することを防止できる。これらの結果、接点と電磁石装置Ａ１０との間で絶縁を確実に行うことができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１    電磁継電器
２    直流電源（外部直流電源）
３    負荷
６，６ａ，６ｂ，６ｃ  アーク
１１    固定接点（接点）
１１ａ  第１接点部
１１ｂ  湾曲部
１１ｃ  第２接点部
１２    固定接点保持体
１２ａ  面（第１面）
１２ｂ  面（第２面）
１３    可動接点（接点）
１４    可動接点保持体
１４ａ  面（第１面）
１４ｂ  面（第２面）
１７，１８    磁石
１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ  面
２０    コイル
３０    ボビン
４０    鉄芯
５０    継鉄
６０    接極子
７０    ヒンジばね
８０    カード
９０    磁石
１２１    端部（第１端部）
１４１    端部（第２端部）
１４２    端部
Ｂ１    電磁石装置
Ｃ１    ケース
Ｃ１１    カバー
Ｃ１２    ベース
Ｃ２１〜Ｃ２３    内壁
Ｃ２５  内壁
Ｆ１〜Ｆ１０  ローレンツ力
Ｄ１    空間
Ｅ１    伸張空間
【図１】
2018170257.tif 000003
【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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【図８】
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