(57)【要約】【課題】信頼性の高い電磁継電器を提供する。【解決手段】電磁継電器１は、接点開状態のとき、鉄心４０、ヨーク５０、一対のアマチュア９１，９２により形成される磁気回路が閉状態となる。電磁石部３０は、接点開状態から接点閉状態へ切り替えるとき、可動接点６９ａ，６９ｂを固定接点７３ａ，７３ｂへ接近させる方向へアクチュエータ８０を駆動させる第１方向の起磁力Ｄを発生させ、接点閉状態から接点開状態へ切り替えるとき、可動接点６９ａ，６９ｂを固定接点７３ａ，７３ｂから離脱させる方向へアクチュエータ８０を駆動させる、第１方向とは反対の第２方向の起磁力Ｌを発生させる。【選択図】図１１
2018181495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点と、
前記固定接点に対する接近方向及び離脱方向に変位可能であり、前記固定接点と接触する接点閉状態と、前記固定接点から離れる接点開状態とに切り替え可能な可動接点と、
電磁石部と、
前記電磁石部の発生する磁界の作用によって前記可動接点を変位させるアクチュエータと、
を備え、
前記電磁石部は、コイルと、鉄心と、前記鉄心に連結されるヨークと、を有し、
前記アクチュエータは、一対のアマチュアと、前記一対のアマチュアにより挟まれる永久磁石とを有し、
前記接点開状態のとき、前記鉄心、前記ヨーク、前記一対のアマチュアにより形成される磁気回路が閉状態となり、前記接点閉状態のとき前記磁気回路が開状態となるよう構成され、
前記電磁石部は、前記接点開状態から前記接点閉状態へ切り替えるとき、前記可動接点を前記固定接点へ接近させる方向へ前記アクチュエータを駆動させる第１方向の起磁力を発生させ、前記接点閉状態から前記接点開状態へ切り替えるとき、前記可動接点を前記固定接点から離脱させる方向へ前記アクチュエータを駆動させる前記第１方向とは反対の第２方向の起磁力を発生させるよう構成される、
電磁継電器。
【請求項２】
前記第１方向の起磁力を発生させる際には、前記コイルに第１の方向の電流を印加し、
前記第２方向の起磁力を発生させる際には、前記コイルに前記第１の方向とは異なる第２の方向の電流を印加し、
前記第１の方向の電流を前記コイルに印加している状態で、前記コイルに前記第２の方向の電流を印加し、その後、前記第１の方向の電流の印加を停止する、
請求項１に記載の電磁継電器。
【請求項３】
前記固定接点が取り付けられた固定側端子と、
前記可動接点が取り付けられ、前記可動接点が前記固定接点から離れる方向に付勢され、前記アクチュエータの駆動に応じて前記可動接点を変位させる可動ばねと、
前記可動ばねが取り付けられた可動側端子と、
前記可動側端子に設けられ、前記可動側端子と前記可動ばねとの間にて前記固定接点から離れる方向に変位する前記可動接点を受け止めるバックストップを備える、
請求項１に記載の電磁継電器。
【請求項４】
前記固定接点が取り付けられた固定側端子と、
前記可動接点が取り付けられ、前記可動接点が前記固定接点から離れる方向に付勢され、前記アクチュエータの駆動に応じて前記可動接点を変位させる可動ばねと、
前記可動ばねが取り付けられた可動側端子と、
前記電磁石部、前記アクチュエータ、前記固定接点、前記可動接点、を収容する収容部を有する筐体を備え、
前記固定側端子及び前記可動側端子は、平板状の板部を有し、組み付け時に前記板部の一部が前記収容部に収容され、
前記固定側端子及び前記可動側端子の前記板部には、前記収容部の境界近傍の位置にて前記板部の全周に亘って溝部が形成される、
請求項１に記載の電磁継電器。
【請求項５】
固定接点と、
前記固定接点に対する接近方向及び離脱方向に変位可能であり、前記固定接点と接触する接点閉状態と、前記固定接点から離れる接点開状態とに切り替え可能な可動接点と、
電磁石部と、
前記電磁石部の発生する磁界の作用によって前記可動接点を変位させるアクチュエータと、
を備え、
前記電磁石部は、鉄心と、前記鉄心に連結されるヨークと、を有し、
前記アクチュエータは、一対のアマチュアと、前記一対のアマチュアにより挟まれる永久磁石とを有し、
前記接点開状態では、一方のアマチュアと前記鉄心とが接触し、他方のアマチュアと前記ヨークとが接触していることを特徴とする、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。
【背景技術】
【０００２】
大電流が発生する対象機器の通電および遮断を行うためには、リレー（電磁継電器）と比較して電流容量の大きいコンタクタ（電磁接触器）が適用される。一方、電磁継電器においても、例えば特許文献１のように、大電流の通電および遮断への適用と小型化とを両立させる構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４４９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電磁継電器を、大電流が発生する対象機器の通電および遮断に適用することができれば、コンタクタと比較して装置の小型化、軽量化が期待できる。しかしながら、特許文献１に記載の電磁継電器においては、より一層信頼性の高いものが求められている。
【０００５】
そこで本発明は、信頼性の高い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】
上記課題を解決するために、本発明に係る電磁継電器は、固定接点と、前記固定接点に対する接近方向及び離脱方向に変位可能であり、前記固定接点と接触する接点閉状態と、前記固定接点から離れる接点開状態とに切り替え可能な可動接点と、電磁石部と、前記電磁石部の発生する磁界の作用によって前記可動接点を変位させるアクチュエータと、を備え、前記電磁石部は、コイルと、鉄心と、前記鉄心に連結されるヨークと、を有し、前記アクチュエータは、一対のアマチュアと、前記一対のアマチュアにより挟まれる永久磁石とを有し、前記接点開状態のとき、前記鉄心、前記ヨーク、前記一対のアマチュアにより形成される磁気回路が閉状態となり、前記接点閉状態のとき前記磁気回路が開状態となるよう構成され、前記電磁石部は、前記接点開状態から前記接点閉状態へ切り替えるとき、前記可動接点を前記固定接点へ接近させる方向へ前記アクチュエータを駆動させる第１方向の起磁力を発生させ、前記接点閉状態から前記接点開状態へ切り替えるとき、前記可動接点を前記固定接点から離脱させる方向へ前記アクチュエータを駆動させる前記第１方向とは反対の第２方向の起磁力を発生させるよう構成される。
【０００７】
同様に、上記課題を解決するために、本発明に係る電磁継電器は、固定接点と、前記固定接点に対する接近方向及び離脱方向に変位可能であり、前記固定接点と接触する接点閉状態と、前記固定接点から離れる接点開状態とに切り替え可能な可動接点と、電磁石部と、前記電磁石部の発生する磁界の作用によって前記可動接点を変位させるアクチュエータと、を備え、前記電磁石部は、鉄心と、前記鉄心に連結されるヨークと、を有し、前記アクチュエータは、一対のアマチュアと、前記一対のアマチュアにより挟まれる永久磁石とを有し、前記接点開状態では、一方のアマチュアと前記鉄心とが接触し、他方のアマチュアと前記ヨークとが接触している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、信頼性の高い電磁継電器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る電磁継電器の組立斜視図。
【図２】図１に示す電磁継電器の分解斜視図。
【図３】固定側端子を図２の背面側から視たときの斜視図。
【図４】電磁継電器の接点閉状態を示す図。
【図５】電磁継電器の接点開状態を示す図。
【図６】接点開状態から接点閉状態への切り替え動作の第１段階を示す図。
【図７】接点開状態から接点閉状態への切り替え動作の第２段階を示す図。
【図８】接点開状態から接点閉状態への切り替え動作の第３段階を示す図。
【図９】接点閉状態から接点開状態への切り替え動作の第１段階を示す図。
【図１０】接点閉状態から接点開状態への切り替え動作の第２段階を示す図。
【図１１】接点閉状態から接点開状態への切り替え動作の第３段階を示す図。
【図１２】接点閉状態から接点開状態への切り替え時のセット側パルス、リセット側パルス、接点通電の時間推移を示す図。
【図１３】電磁継電器の接続態様を示す模式図。
【図１４】バックストップの第１変形例の構成を示す斜視図。
【図１５】バックストップの第２変形例の構成を示す斜視図。
【図１６】コイル端子の変形例の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１１】
［実施形態］
図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態に係る電磁継電器１の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る電磁継電器１の組立斜視図である。図２は、図１に示す電磁継電器１の分解斜視図である。図３は、固定側端子７０を図２の背面側から視たときの斜視図である。図４は、電磁継電器１の接点閉状態を示す図である。図５は、電磁継電器１の接点開状態を示す図である。
【００１２】
本実施形態の電磁継電器１は、永久磁石９３を使用した有極電磁継電器であり、バスバー（母線）端子である可動側端子６０と固定側端子７０との間を導通させたり、遮断したりする。可動側端子６０と固定側端子７０には、例えば車載のエンジンスタータなどの対象機器に接続される。この場合、可動側端子６０と固定側端子７０との間には、エンジンスタータへの供給電流が流され、電磁継電器１は、エンジン始動時に可動側端子６０と固定側端子７０とを導通させてエンジンスタータに電流を供給する共に、始動後や緊急時にエンジンスタータへの電流の供給を遮断する働きをする。電磁継電器１は、例えば図１に示すように、ベース１０およびカバー１２０によって内部機器が密封され、対象機器と接続される可動側端子６０及び固定側端子７０の接続部６２，７２と、導通または遮断動作を制御する制御信号を入力するための複数のコイル端子３５ａ〜３５ｄとが露出している。
【００１３】
以下では、電磁継電器１の各構成要素の形状や位置関係の説明の際に、相互に直交する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）を基準とする。図２などに示すように、ｘ軸正方向（以下「＋ｘ方向」）は、固定接点７３ａ，７３ｂに対する可動接点６９ａ，６９ｂの接近方向であり、ｘ軸負方向（以下「−ｘ方向」）は、固定接点７３ａ，７３ｂに対する可動接点６９ａ，６９ｂの離脱方向である。ｙ軸正方向（以下「＋ｙ方向」）は、可動側端子６０及び固定側端子７０の板部６１，７１の接続部６２，７２が設けられる一端側の方向であり、ｙ軸負方向（以下「−ｙ方向」）は他端側の方向である。ｚ軸正方向（以下「＋ｚ方向」）はカバー１２０とベース１０の積層方向のうちカバー１２０側の方向であり、ｚ軸負方向（以下「−ｚ方向」）はベース１０側の方向である。例えば、ｚ軸が鉛直方向であり、ｘ軸およびｙ軸がｚ軸に直交する水平方向である。
【００１４】
図２に示すように、電磁継電器１は、ｚ軸正方向に向かって開口した箱状のベース１０（筐体）を有している。ベース１０は、樹脂モールド製であり、矩形上の中央部１１と、ｘ軸負方向側の外壁１４に沿ってｙ軸方向両側に突出する延長部１２，１３を備える平面形状を有している。延長部１２はｙ軸負方向側に、延長部１３はｙ軸正方向側に突出している。延長部１２の内部空間は中央部１１と一体的に形成され、後述する電磁石部３０やアクチュエータ８０などを収容する収容部１７となっている。また、延長部１３の内部空間は、内壁１５によって収容部１７と区分されている。
【００１５】
ベース１０の開口部は、樹脂モールド製の板状のカバー１２０によって覆われている。カバー１２０は、ベース１０の中央部１１と延長部１２とを覆う概ねＬ字状の形状を有している。カバー１２０の延長部１３側には、可動側端子６０および固定側端子７０の、後述する板部６１，７１の上縁を溝１５ａ，１５ｂの位置にてそれぞれ抑えるように突出した突起１２１，１２２が形成されている。
【００１６】
可動側端子６０は、ベース１０の外壁１４の内面に沿って延びる平板状の板部６１を有している。ベース１０の中央部１１と延長部１３とを区分する内壁１５には、可動側端子６０の板部６１の厚みよりも少し狭い幅の溝１５ａが形成されており、可動側端子６０は溝１５ａ内に圧入される。板部６１のｙ軸負方向側の端部は、ベース１０の延長部１２の端部まで延びている。
【００１７】
固定側端子７０は、ベース１０の内壁１５に形成された溝１５ｂ内に圧入される平板状の板部７１を有する。
【００１８】
可動側端子６０及び固定側端子７０のｙ軸正方向側の端部には、板部６１，７１から屈曲させられてｘ軸正方向に水平に延びる接続部６２，７２がそれぞれ形成されている。接続部６２，７２は、対象機器の給電線などと接続するのに好適な構造を有するものとすることができる。本実施形態では、接続部６２，７２には円形の開口部６２ａ，７２ａが形成され、可動側端子６０及び固定側端子７０をボルトによって給電側の対象機器に連結できるようになっている。
【００１９】
固定側端子７０のｙ軸負方向側の端部は、ベース１０の中央付近までしか延びていない。ベース１０内には、固定側端子７０に沿って延びる内壁１６が形成されている。内壁１６にはｚ軸方向に延びる溝１６ａが形成されており、固定側端子７０の端部が溝１６ａ内に圧入される。
【００２０】
図２、図３に示すように、可動側端子６０の板部６１及び固定側端子７０の板部７１には、それぞれｙ軸まわりの全周に亘って溝部６５，７４が形成されている。溝部６５，７４は、図４、図５に示すように、可動側端子６０及び固定側端子７０がベース１０に取り付けられたときにそれぞれの板部６１，７１が圧入される内壁１５のｙ軸正方向側の近傍に配置されるように形成されている≪溝部６５，７４は内壁１５の延長部１３側にあります≫。溝部６５，７４は、板部６１，７１の主面（プレス面）だけでなく、これらのプレス面をつなぐ板厚側の面（破断面）にも形成されている。溝部６５，７４には各端子のベースへの取り付け時に密閉用の接着剤が塗布される。板部６１，７１の全周に亘って溝部６５、７４が形成されているため、この溝部６５，７４に接着剤を塗布することによって、可動側端子６０及び固定側端子７０の組み付け後に電磁継電器１の密封性を向上できる。
【００２１】
図２に示すように、板部６１のｙ軸負方向側端部付近には、ｚ軸方向に並んで配置された２つの孔部６１ａ，６１ｂが形成されている。同様の孔部６３ａ，６３ｂが一端付近に形成された平編線６３と、孔部６４ａ，６４ｂが形成された可動ばね６４が、可動側端子６０の板部６１の主面側に配置されている。平編線６３と可動ばね６４は、孔部６１ａ，６１ｂ，６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂに通された２つのリベット６７ａ，６７ｂによって、可動側端子６０に取り付けられている。
【００２２】
平編線６３と可動ばね６４の、孔部６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂとは反対側の端部付近にも、鉛直方向に並んで配置された円形の２つずつの孔部６３ｃ，６３ｄ，６４ｃ，６４ｄがそれぞれ形成されている。孔部６３ｃ，６３ｄ，６４ｃ，６４ｄに通された２つのリベット状の可動接点６９ａ，６９ｂをかしめて取り付けることによって、平編線６３と可動ばね６４はｙ軸正方向側の端部でも連結されている。
【００２３】
可動接点６９ａ，６９ｂは、板部７１のｙ軸負方向側の端部に対面する位置に配置されている。固定側端子７０の可動接点６９ａ，６９ｂに対面する位置には、孔部７１ａ，７１ｂに通されたリベット状の固定接点７３ａ，７３ｂが取り付けられている。可動接点６９ａ，６９ｂと固定接点７３ａ，７３ｂは、後述するように、互いに接触している状態（接点閉状態）と、互いに離れている状態（接点開状態）とに切り替えられ、可動側端子６０と固定側端子７０とを導通状態と非導通状態とに切り替えるための接点として機能する。
【００２４】
板部６１の可動ばね６４および平編線６３が接続される面には、可動側端子６０と可動接点６９ａ，６９ｂとの間に配置されるようにバックストップ６６が設けられている。バックストップ６６は、図２に示すように段差状に屈曲される平板部材であり、ｚ軸方向の幅は平編線６３及び可動ばね６４と同等である。バックストップ６６は、その一端が可動側端子６０に取り付けられる固定端６６ａであり、他端が自由端６６ｂである。バックストップ６６は、固定接点７３ａ，７３ｂから可動接点６９ａ，６９ｂが離脱したときに、可動接点６９ａ，６９ｂのかしめられた締結部分を自由端６６ｂ受け止めることによって、可動ばね６４を可動側端子６０側へそれ以上移動させないようにして、可動ばね６４の振動を抑制することができるよう構成されている。これにより、可動ばね６４の振動によって可動接点６９ａ，６９ｂが固定接点７３ａ，７３ｂ側へ揺り戻されて再度固定接点７３ａ，７３ｂと接触することを回避できる。
【００２５】
図２、図４、図５に示すように、ベース１０の収容部１７の、固定側端子７０よりｘ軸正方向側には、樹脂モールド製のボビン２０、鉄製の鉄心４０およびヨーク５０が組み合わされた電磁石部３０が圧入されている。
【００２６】
ボビン２０は、図２に示すように、ｘ軸方向の両端にフランジ２２，２３が形成された筒部２１を有している。筒部２１上には、図４、図５に示すようにコイル３１が巻かれている。本実施の形態では、コイル３１は２巻線タイプであり、２本の巻線がボビン２０に巻かれている。一方の巻線は接点を開状態から閉状態へ切り替えるコイルとして作用し、他方の巻線は接点閉状態から接点開状態へのり替えるコイルとして作用する。図２では、わかりやすくするためにコイル３１の図示は省略している。フランジ２２，２３は矩形であり、それらの下辺がベース１０の底面に当接しボビン２０が所定の姿勢で取り付けられるようになっている。
【００２７】
ボビン２０には、筒部２１およびフランジ２２，２３を通る貫通孔２４が形成されており、貫通孔２４内に鉄心４０の棒部４１が通されている。貫通孔２４と棒部４１は、互いに対応する矩形の断面形状を有しており、棒部４１を貫通孔２４に挿入することによって、鉄心４０はボビン２０に対して所定の姿勢となるように保持されている。
【００２８】
鉄心４０の棒部４１のフランジ２２側の端部には、フランジ２２に対して平行に延びる板部４２が結合されている。板部４２は、ｙ軸負方向側にフランジ２２を越えて延びている。
【００２９】
ヨーク５０は、フランジ２３に平行に延びる基端板部５１を有している。基端板部５１には、鉄心４０の棒部４１の先端部が嵌合する穴５４が形成される。穴５４と棒部４１の先端部とは、互いに対応する矩形の断面形状を有しており、棒部４１を穴５４に挿入することによって、ヨーク５０は鉄心４０に対して所定の姿勢となるように保持されている。
【００３０】
基端板部５１は、ｙ軸負方向側のフランジ２３を越えて延びた部分が、ｘ軸負方向側に折れ曲がって、鉄心４０の棒部４１に平行に延びる中間板部５２に続いている。中間板部５２は、再びｙ軸負方向側に折れ曲がって、フランジ２２，２３に平行に延びる先端板部５３に続いている。
【００３１】
ヨーク５０の先端板部５３は、鉄心４０の板部４２の端部と対面している（図６など参照）。コイル３１によって磁界を発生したときに、磁束が鉄心４０とヨーク５０を介して伝達され、板部４２と先端板部５３の間に磁界が発生するようになっている。
【００３２】
コイル３１には、４つのコイル端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが接続されており、コイル端子３５ａと３５ｃ、コイル端子３５ｂと３５ｄとがそれぞれ対になっている。一方の巻線はコイル端子３５ａとコイル端子３５ｃとに、他方の巻線はコイル端子３５ｂと３５ｄとにそれぞれ接続される。コイル３１は、コイル端子のうちの一対（３５ａ，３５ｃ）に電流を流すと一方向（ｘ軸正方向）に磁界を発生し、他の一対（３５ｂ，３５ｄ）に電流を流すと反対方向（ｘ軸負方向）に磁界を発生するように、各コイル端子に接続されている。詳細については図６〜図１２を参照して後述する。
【００３３】
ボビン２０には、コイル端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが取り付けられる端子保持部２５が一体に形成されている。端子保持部２５は、ボビン２０の、フランジ２３の上縁（ｚ軸正方向の縁端）からｘ軸正方向側に突出しており、ｘ軸正方向側の端面に各コイル端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの基端がそれぞれ挿入される。各コイル端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの先端部は、ｚ軸負方向に屈曲して延在しており、ベース１０の底面に形成された開口部を通ってベース１０の外部に突出している。
【００３４】
図２、図４、図５に示すように、電磁継電器１は、電磁石部３０によって発生する磁力によって動作させられ、可動側端子６０と固定側端子７０とを導通状態と非導通状態との間で切り替えるアクチュエータ８０をさらに有している。アクチュエータ８０は樹脂モールド製であり、Ｌ字状の平面形状を有し、Ｌ字の一端に当たる位置にｚ軸方向に延びるシャフト８１を有する。シャフト８１はベース１０に回動可能に取り付けられるため、アクチュエータ８０はシャフト８１を中心として旋回可能になっている。アクチュエータ８０もベース１０の収容部１７に収容される。
【００３５】
アクチュエータ８０のシャフト８１とは反対側の端部８２には、一対のアマチュア９１，９２が取り付けられている。アマチュア９１，９２は鉄製の板部材であり、これらが、アクチュエータ８０の端部８２に形成された穴８３，８４に嵌合して保持されることによって、互いに平行に、かつ鉛直に延びるように配置される（図６など参照）。アマチュア９１，９２は、端部８２のシャフト８１側の面から挿入され、シャフト８１と反対側の面から突出する突出部９１ａ，９２ａを有している。アマチュア９１，９２の、突出部９１ａ，９２ａと反対側の端部には、ｚ軸方向両側に突出する拡大部９１ｂ，９２ｂが形成され、これらがアクチュエータ８０の穴８３，８４の不図示の拡大部に嵌ることによって、アマチュア９１，９２がアクチュエータ８０に固定される。
【００３６】
永久磁石９３は、アマチュア９１，９２の拡大部９１ｂ，９２ｂの間に挟み込まれ、また、端部８２のシャフト８１側の面に形成された溝に嵌合させられて保持される。アマチュア９１，９２は永久磁石９３の各極に接続されており、アマチュア９１，９２の突出部９１ａ，９２ａ間には、一定の磁界が常に形成されている。
【００３７】
アマチュア９２は、その突出部９２ａが鉄心４０の板部４２とヨーク５０の先端板部５３の間に位置するように配置されている（図６など参照）。アマチュア９１は、その突出部９１ａがヨーク５０の先端板部５３に対して鉄心４０の板部４２と反対側に位置するように配置されている。
【００３８】
永久磁石９３によってアマチュア９１，９２の突出部９１ａ，９２ａの間に発生する磁界と、コイル３１によって鉄心４０の板部４２とヨーク５０の先端板部５３の間に発生する磁界との相互作用によって、アマチュア９１，９２に力が加わる。それによって、アマチュア９１，９２を介してアクチュエータ８０に力が加わり、アクチュエータ８０が旋回する。コイル３１によって発生する磁界の向きを、コイル３１への通電方向を変えることによって、アマチュア９１，９２に加わる力の向きをｘ軸正方向またはｘ軸負方向のいずれかとすることができる。詳細な動作については図６〜図１２を参照して後述する。
【００３９】
アクチュエータ８０には、その動作を可動接点６９ａ，６９ｂに伝達するカード１００が取り付けられている。カード１００は、アクチュエータ８０の突出部９１ａ，９２ａが突出している面にてアクチュエータ８０に取り付けられている。カード１００は、縁端部１０１からｘ軸方向に併設されると共にｚ軸負方向に平行に延びる２つの鉛直片１０２，１０３を有する。カード１００のアクチュエータ８０への組み付け時には、これらの２つの鉛直片１０２，１０３の間に可動ばね６４の−ｙ側の端部が挟み込まれて保持される。
【００４０】
このように、アクチュエータ８０に取り付けられたカード１００によって可動ばね６４が挟み込まれることによって、アクチュエータ８０の旋回に応じて可動ばね６４が変位する。これにより、可動ばね６４に取り付けられた可動接点６９ａ，６９ｂも可動ばね６４と同方向に移動する。その結果、アクチュエータ８０が図４に示すセット位置にあるときには、可動接点６９ａ，６９ｂが固定接点７３ａ，７３ｂに接触し、可動側端子６０と固定側端子７０との間が導通状態（接点閉状態）となる。一方、アクチュエータ８０が図５に示すリセット位置にあるときには、可動接点６９ａ，６９ｂが固定接点７３ａ，７３ｂから離れ、可動側端子６０と固定側端子７０との間が非導通状態（接点開状態）となる。
【００４１】
次に図６〜図１２を参照して本実施形態に係る電磁継電器１の動作について説明する。上述のように電磁継電器１は、接点閉状態（アクチュエータ８０がセット位置）と接点開状態（アクチュエータ８０がリセット位置）とを適宜切り替えることができるよう構成されている。まず図６〜図８を参照して、接点を開状態から閉状態へ切り替える動作について説明する。なお、図６〜図１１では、アクチュエータ８０のうちアマチュア９１，９２及び永久磁石９３のみを図示している。
【００４２】
図６に示すように、電磁継電器１が作動する前には、アクチュエータ８０の永久磁石９３の磁束によりアクチュエータ８０がリセット位置に保持されている。このとき、アマチュア９１はヨーク５０に、アマチュア９２は鉄心４０にそれぞれ接触している。
【００４３】
図６に示す接点開状態のとき、図６に矢印Ａで示すように、永久磁石９３→アマチュア９１→ヨーク５０→鉄心４０→アマチュア９２→永久磁石９３の向きに永久磁石９３による磁束ループが形成され、鉄心４０、ヨーク５０、一対のアマチュア９１，９２により形成される磁気回路が閉状態となる。
【００４４】
磁束ループＡにより、アマチュア９１とヨーク５０との接触状態、およびアマチュア９２と鉄心４０との接触状態が保持され、アクチュエータ８０がリセット位置に保持される。すなわち、アマチュア９１とヨーク５０との接触状態が保持され、かつ、アマチュア９２と鉄心４０との接触状態が保持される。このため、図６の状態が安定的に維持される。アクチュエータ８０がリセット位置に保持されることにより、アクチュエータ８０に組み込まれているカード１００が、図６に矢印Ｂで示すように可動ばね６４に変位を与える。これにより可動接点６９ａ，６９ｂが固定接点７３ａ，７３ｂから離される。
【００４５】
次に、図７に示すように、コイル端子３５ａ，３５ｃに電圧を印加することで、コイル３１に電流が通電される。このとき、図７に矢印Ｃで示すように、ｘ軸負方向から視たときに、鉄心４０の周囲を時計回り方向にコイル３１に電流が通電される。
【００４６】
このようにコイル３１に電流Ｃ（第１の方向の電流）が通電されることにより、図７に矢印Ｄで示すように、鉄心４０→ヨーク５０→アマチュア９１→永久磁石９３→アマチュア９２→鉄心４０の向きに起磁力が発生する。すなわち、永久磁石９３による磁束ループＡとは逆向きのループが発生する。起磁力ループＤ（第１方向の起磁力）によって、アマチュア９１とヨーク５０との接触部Ｅおよびアマチュア９２と鉄心４０との接触部Ｇに反発力が発生し、アマチュア９２とヨーク５０との間のエリアＦに吸引力が発生する。
【００４７】
次に、起磁力ループＤにより発生した反発力および吸引力によって、アクチュエータ８０が図８に矢印Ｈで示す方向に駆動される。これにより、アマチュア９１がヨーク５０から離れ、アマチュア９２が鉄心４０から離れてヨーク５０と接触する状態に変わって、アクチュエータ８０がセット位置に切り替わる。コイル３１に電流Ｃが通電されている間は、アクチュエータ８０は図８に示すセット位置に保持される。なお、図８の状態では、アマチュア９１はヨーク５０などの他の要素には接触していない。
【００４８】
このようなアクチュエータ８０のリセット位置からセット位置への駆動によって、アクチュエータ８０に組み込まれているカード１００が、可動ばね６４に図８に矢印Ｉで示す方向への変位を与え、可動ばね６４とかしめられている可動接点６９ａ，６９ｂもカード１００及び可動ばね６４と同方向に変位し、この結果、可動接点６９ａ，６９ｂが固定接点７３ａ，７３ｂに接近して接触し接点閉状態となる。その際、可動ばね６４がｘ軸負方向に付勢されているため、矢印Ｊで示す方向に復帰力が発生するが、起磁力Ｄによる力が上回るため接点閉状態が維持される。すなわち、コイル端子３５ａ，３５ｃにセット電圧を印加中は、接点閉状態が保持される。
【００４９】
図８に示す接点開状態のとき、永久磁石９３による磁束ループＡが形成されず、鉄心４０、ヨーク５０、一対のアマチュア９１，９２により形成される磁気回路が閉状態となる。
【００５０】
次に図９〜図１２を参照して、図８の接点を閉状態から開状態へ切り替える動作について説明する。
【００５１】
まず、図８のコイル端子３５ａ，３５ｃに電圧が印加された状態で、図９に示すようにさらにコイル端子３５ｂ，３５ｄにも電圧を印加する。これにより、図９に矢印Ｋで示すように、ｘ軸負方向から視たときに鉄心４０の周囲を反時計回り方向（すなわち電流Ｃとは逆方向）にコイル３１に電流が通電される。すなわち、図９に示す状態は、図６〜図８を参照して説明した、アクチュエータ８０をセット位置へ駆動させる電圧（セット側パルス）と、アクチュエータ８０をリセット位置へ駆動させる電圧（リセット側パルス）の両方が同時に印加されているオーバーラップ状態である。
【００５２】
ここで図１２を参照してオーバーラップ状態について説明する。図１２は、接点閉状態から接点開状態への切り替え時のセット側パルス、リセット側パルス、接点通電の時間推移を示す。図１２では、接点通電のグラフが正方向に立ち上がっている期間が接点閉状態を表す。図１２では、セット側パルスが立ち上がっており接点が通電している時刻ｔ１においてリセット側パルスが立ち上がり、その後の時刻ｔ２においてセット側パルスの供給が停止し、リセット側パルスの作用によりアクチュエータ８０が動作して接点が非通電となる。すなわち、本実施形態では、接点を閉状態から開状態へ切り替える際には、図１２の期間ｔ１〜ｔ２のように、セット側パルスとリセット側パルスとが同時に立ち上がっているオーバーラップ状態を設けている。
【００５３】
図９に示すオーバーラップ状態では、アクチュエータ８０は、永久磁石９３の磁束Ａによってセット位置に保持されている。一方、電流Ｃによりコイルに発生する磁力と、電流Ｋによりコイルに発生する磁力とは、２つの磁力の大きさにもよるがほぼ相殺された状態になる。
【００５４】
図１２の時刻ｔ２を過ぎてセット側パルスを停止すると、コイル３１には電流Ｋ（第２の方向の電流）のみが通電されるので、図１０に矢印Ｌで示すように、鉄心４０→アマチュア９２→永久磁石９３→アマチュア９１→ヨーク５０→鉄心４０の向きに起磁力が発生する。すなわち、図９に示す起磁力ループＤとは逆向きのループが発生する。
【００５５】
起磁力ループＬ（第２方向の起磁力）によって、アマチュア９１とヨーク５０との間のエリアＥおよびアマチュア９２と鉄心４０との間のエリアＧに吸引力が発生し、アマチュア９２とヨーク５０との接触部Ｆに反発力が発生する。
【００５６】
次に、図１１に示すように、起磁力ループＬにより発生した反発力および吸引力と、可動ばね６４の反力Ｊとによって、アクチュエータ８０が図１１に矢印Ｍで示す方向に駆動される。これにより、アマチュア９１がヨーク５０と接触し、アマチュア９２がヨーク５０から離れて鉄心４０と接触する状態に変わって、アクチュエータ８０がセット位置からリセット位置に切り替わる。
【００５７】
このようなアクチュエータ８０のセット位置からリセット位置への駆動によって、アクチュエータ８０に組み込まれているカード１００が、可動ばね６４に対して図１１に矢印Ｂで示す方向への変位を与える。可動ばね６４の変位Ｂにより、可動ばね６４とかしめられている可動接点６９ａ，６９ｂも可動ばね６４と同方向に変位し、可動接点６９ａ，６９ｂが固定接点７３ａ，７３ｂから離脱して、接点開状態となる。このとき、図１１に示すように、ｘ軸負方向側へ駆動された可動接点６９ａ，６９ｂはバックストップ６６により受け止められ、可動ばね６４及び可動接点６９ａ，６９ｂの振動が抑制される。
【００５８】
その後、コイル端子３５ｂ，３５ｄへの電圧を遮断することで、コイル３１に電流Ｋが通電されなくなる。これにより起磁力ループＬも無くなって図６の状態へ戻る。図６の状態では、上述したように、永久磁石９３による磁束ループＡによってアクチュエータ８０がリセット位置に保持されるので、可動接点６９ａ，６９ｂは固定接点７３ａ，７３ｂと離れている状態が保持される。つまり、コイル端子３５ａ〜３５ｄにセット側、リセット側のいずれの制御パルスも印加されない状態の間は、永久磁石９３の磁束Ａによって接点が開状態に安定的に保持される。これにより、電磁継電器１は外部振動衝撃に強くなり、振動衝撃などによって意図せずに接点が開状態から閉状態になってしまうような誤動作を防止できる。
【００５９】
次に、本実施形態に係る電磁継電器１の効果について説明する。
【００６０】
対象機器が大電流を発生する場合、特に対象機器が巨大な突入電流を生じる場合（エンジンスタータの場合には１５００Ａ程度）、突入電流が接点を流れると、突入電流及びそのとき発生するアーク熱によって接点の接触面が溶融して、可動接点６９ａ，６９ｂと固定接点７３ａ，７３ｂとが溶着する場合がある。同様に、電源電圧低下での不完全動作によるチャタリングや、コイル電圧の低下によるバイブレーションによる高頻度開閉での連続したアークによっても、溶着が発生する場合がある。
【００６１】
接点が溶着すると、可動ばね６４の付勢力によって接点同士を離そうとしても、溶着力が付勢力を上回る場合には可動接点６９ａ，６９ｂが固定接点７３ａ，７３ｂから離脱できない。この場合、接点開状態への切り替えを行うことが困難な復帰不良となり、電磁継電器の寿命短縮や動作の信頼性低下を招く。
【００６２】
これに対して本実施形態の電磁継電器１では、接点を開状態から閉状態へ切り替えるときだけでなく、閉状態から開状態に切り替えるときにも、切り替え動作を促進させる方向にアクチュエータ８０を駆動するように電磁石部３０のコイル３１を通電し、発生する起磁力Ｌによって可動接点６９ａ，６９ｂに力を付与し、復帰力を増大できる。特にオーバーラップ期間を設定し、セット側パルスを印加した状態でリセット側パルスも印加するため、セット側パルスが停止した際に、印加されているリセット側パルスの作用によって素早く且つ強い力でアクチュエータを動作させることが可能となる。これにより、接点が溶着している場合でも、溶着力に対して十分に大きな復帰力を発生させ、可動接点６９ａ，６９ｂを固定接点７３ａ，７３ｂから引き剥がすことを容易にできる。この結果、接点の復帰不良の発生を低減できるので、装置の長寿命化を図ることができ、動作の信頼性を向上できる。
【００６３】
さらに、本実施形態の電磁継電器１では、永久磁石９３による磁気回路によって接点の開状態を保持するので、電磁石部３０に電圧印加の無い状態では接点開状態を確実に保持でき、接点開状態を安定化させることができる。つまり、本実施形態の電磁継電器１では、永久磁石９３の磁力により形成される磁束ループＡが、接点開状態を保持するための自己保持回路として機能する。
【００６４】
このように、本実施形態の電磁継電器１は、接点間に溶着が発生し得る大電流を発生させる対象機器に用いる場合でも、接点の開閉動作を安定かつ長寿命で行うことができ、また、接点開状態を安定して保持できるので、このような対象機器に適用する場合でも誤動作や故障の可能性を低減でき、この結果、信頼性を高くできる。
【００６５】
また、本実施形態の電磁継電器１は、可動側端子６０と可動ばね６４との間にて固定接点７３ａ，７３ｂから離れる方向に変位する可動接点６９ａ，６９ｂを受け止めるバックストップ６６を備える。
【００６６】
この構成により、接点を開状態に切り替える際に、固定接点７３ａ，７３ｂから引き離された可動接点６９ａ，６９ｂが可動ばね６４の振動によって固定接点７３ａ，７３ｂ側へ揺れ動いて固定接点７３ａ，７３ｂと再度接触することを回避できるので、接点の開閉動作の信頼度を向上できる。バックストップ６６あるいは同様の機能をもつ要素を筐体のベースブロックや、電磁石部３０のボビン２０などの樹脂部品に嵌合させる構成では、バックストップ取り付けの位置精度を高めることが出来ない可能性がある。これに対して本実施形態では、バックストップ６６は金属製の可動側端子６０にかしめられるので、位置精度を高めることができる。また、可動側端子６０と可動ばね６４との空間にバックストップ６６を配置できるので、電磁継電器内部にバックストップ６６を配置するスペースを新たに設ける必要がなく、省スペース化を図ることができる。
【００６７】
また、本実施形態の電磁継電器１は、可動側端子６０及び固定側端子７０の板部６１，７１には、収容部１７の境界近傍の位置にて板部６１，７１の全周に亘って溝部６５，７４がそれぞれ形成される。
【００６８】
可動側端子６０及び固定側端子７０の平板状の板部６１，７１はプレス成型により製造されるので、本実施形態では、この溝部６５，７４を板部６１，７１の破断面も含めて全周に亘って設けられている。板部の破断面に溝部が無い場合には、部分的に密着強度が弱くなり、接着剤の剥離や密封性の破壊が発生する可能性があるが、板部の全周に溝部を設けることで、破断面部の接着剤密着強度が高まり密封性が向上される。
【００６９】
図１３は、本実施形態の電磁継電器１の制御基板ＢＤに対する接続態様を示す模式図である。図１３（ａ）に示すように、本実施形態では、ベース１０の表面側から露出するようにコイル端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄがベース１０に実装されるので、コイル端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを、例えばはんだ接合などによって制御基板ＢＤへ直接実装できる。このため、図１３（ｂ）に示す比較例のように、コネクタＣＮ及びハーネスＨＮにより制御基板ＢＤと接続する場合と比べて、接続の工数を削減して、接続作業をより容易なものとすることができ、また、省スペース化も可能である。
【００７０】
なお、コイル端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを基板のスルーホールへの挿入方向と直交する方向に端子の形状を広げてバネ性を持たせたプレスフィット形状とすることで、制御基板ＢＤへの取り付けをさらに容易にできる。プレスフィット形状の端子を基板のスルーホールに圧入し、電気的接続と機械的保持の機能を同時に持たせることにより、半田付け等の接続工程が不要となる。
【００７１】
［変形例］
図１４〜図１６を参照して上記実施形態の変形例について説明する。
【００７２】
図１４は、バックストップの第１変形例の構成を示す斜視図である。上記実施形態では、バックストップ６６の自由端６６ｂが平編線６３及び可動ばね６４と同等の幅寸法であり、可動接点６９ａ，６９ｂの裏側を自由端６６ｂで受け止める構成としたが、バックストップ６６は可動接点６９ａ，６９ｂを受け止めることができれば他の形状でもよい。例えば図１４に示すバックストップ１６６のように、ｚ軸方向の幅を可動接点６９ａ，６９ｂの間隙と同等にして、自由端１６６ｂが可動接点６９ａ，６９ｂの間隙から平編線６３の表面と当接可能な構成としてもよい。この場合、固定接点７３ａ，７３ｂから可動接点６９ａ，６９ｂが離脱したときに、図１４に示すように、バックストップ１６６は、可動接点６９ａ，６９ｂの間隙に進入して平編線６３の表面と接触することにより、可動接点６９ａ，６９ｂを受け止める。
【００７３】
図１５は、バックストップの第２変形例の構成を示す斜視図である。上記実施形態では、バックストップ６６は可動側端子６０と別部材で、可動側端子６０に固設される構成を例示したが、例えば図１５に示すように、バックストップ２６６が可動側端子６０と一体的に形成される構成としてもよい。この場合、図１５に示すように、板部６１の一部を切り出してｘ軸正方向に突出するように屈曲させることで、バックストップ６６と同様の機能を有するバックストップ２６６とすることができる。バックストップ２６６を可動側端子６０と一体成型することで、部品点数を低減でき、製造コスト低減、組み立て容易性向上を図ることができる。
【００７４】
図１６は、コイル端子の変形例の構成を示す斜視図である。上記実施形態では、コイル端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄがベース１０から露出して、制御基板ＢＤへ直接取り付ける構成を例示したが、図１６に示すように、ベース１０の表面のうちコイル端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの露出部分近傍をコネクタ形状とし、複数のコイル端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄがコネクタＣＮ２のコンタクト（オス端子）として用いられる構成としてもよい。この構成により、制御基板ＢＤがコネクタにより接続するタイプの場合でも接続可能となるので、本実施形態の電磁継電器１を様々なタイプの制御基板ＢＤと接続させることができる。
【００７５】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【００７６】
上記実施形態では、接点開状態から接点閉状態へ切り替える動作と、接点閉状態から接点開状態へ切り替える動作とを実行するために、電磁石部３０のコイル３１に逆方向の電流Ｃ，Ｋを通電する構成を例示したが、発生する起磁力ループＤ，Ｌを逆方向にできれば他の形態でもよい。また、上記実施形態では２巻線タイプのコイル３１について説明したが、コイルを１巻線タイプとし、互いに逆方向の電流をコイルに流すようにしてもよい。但し、この場合には、回路を保護するための措置が必要となる。
【符号の説明】
【００７７】
１    電磁継電器
１０    ベース（筐体）
１７    収容部
３０    電磁石部
３１    コイル
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ    コイル端子
４０    鉄心
５０    ヨーク
６０    可動側端子
６１    板部
６２    接続部
６４    可動ばね
６５    溝部
６６，２６６    バックストップ
６９ａ，６９ｂ    可動接点
７０    固定側端子
７１    板部
７２    接続部
７３ａ，７３ｂ    固定接点
７４    溝部
８０    アクチュエータ
９１，９２    アマチュア
９３    永久磁石    
【図１】
2018181495.tif 000003
【図２】
2018181495.tif 000004
【図３】
2018181495.tif 000005
【図４】
2018181495.tif 000006
【図５】
2018181495.tif 000007
【図６】
2018181495.tif 000008
【図７】
2018181495.tif 000009
【図８】
2018181495.tif 000010
【図９】
2018181495.tif 000011
【図１０】
2018181495.tif 000012
【図１１】
2018181495.tif 000013
【図１２】
2018181495.tif 000014
【図１３】
2018181495.tif 000015
【図１４】
2018181495.tif 000016
【図１５】
2018181495.tif 000017
【図１６】
2018181495.tif 000018