(57)【要約】【課題】電磁石部の大型化、消費電力の増大を招来することなく、高電圧化・高容量化を実現することのできる電磁継電器を提供する。【解決手段】電磁石部と、ヒンジばねによって継鉄に対して揺動自在に支持された接極子と、第１の接点と第２の接点とを有し、接極子の揺動に伴って接点閉の状態と接点開の状態とが切り替わると共に、接極子の揺動に伴って弾性変形する弾性部材により接点閉の状態における第１の接点と第２の接点との接触力を得る接点機構と、接極子を接点開に対応する接点開位置で保持するために利用される吸引力を生じる永久磁石と、を具備し、接極子が接点開位置にあるときにヒンジばねから接極子に加わる復元力と、永久磁石の吸引力との合成力により、接極子を接点開位置で保持する、電磁継電器である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと鉄心と該鉄心に連結された継鉄とを含む電磁石部と、
ヒンジばねによって前記継鉄に対して揺動自在に支持された接極子と、
第１の接点と第２の接点とを有し、前記接極子の揺動に伴って、前記第１の接点を前記第２の接点に接触させる接点閉の状態と、前記第１の接点を前記第２の接点に対して離間させる接点開の状態とが切り替わると共に、前記接極子の揺動に伴って弾性変形する弾性部材により前記接点閉の状態における前記第１の接点と前記第２の接点との接触力を得る接点機構と、
前記接極子を前記接点開に対応する接点開位置で保持するために利用される吸引力を生じる永久磁石と、を具備し、
前記接極子が前記接点開位置にあるときに前記ヒンジばねから前記接極子に加わる復元力と、前記永久磁石の前記吸引力との合成力により、前記接極子を前記接点開位置で保持する、
電磁継電器。
【請求項２】
ベースを更に具備し、
前記電磁石部は前記ベースの一端部側に配置され、
前記接点機構は、前記ベース上において前記一端部とは反対側の他端部側に配置され、
前記第１の接点は、前記弾性部材としての可動ばねを介して前記接極子に取り付けられた可動端子に形成され、
前記第２の接点は、前記ベースに取り付けられた固定端子に形成されている、
請求項１に記載の電磁継電器。
【請求項３】
前記コイルは軸線が前記ベースに垂直になるように前記ベース上に配置され、
前記継鉄は略Ｌ字状の断面形状を有し、前記コイルの前記鉄心の前記ベース側の一端に連結される下面部と、前記コイルの軸線方向に沿った側面に平行に延びる側面部とを有し、
前記永久磁石は、前記継鉄の前記側面部の前記接点機構側の面に接着され、
前記接極子は、略Ｌ字状の断面形状をなすと共に湾曲部において前記継鉄の前記側面部の先端部に揺動自在に係止され、
前記接極子は、前記コイルの前記鉄心の他端側に向かい合う上面部と、前記継鉄の前記側面部に沿う側面部とを有し、
前記永久磁石は、前記接点開の状態において前記接極子の前記側面部を吸引する、
請求項２に記載の電磁継電器。
【請求項４】
前記永久磁石は、前記継鉄の前記側面部の前記ベース寄りの部分であって、前記軸線方向に垂直な方向における両端部分の２箇所に配置され、
前記接極子の前記側面部は、前記接極子の前記上面部寄りの位置から前記ベース側に向かって延びる２本の腕部を有し、該２本の腕部の先端部分は、それぞれ前記継鉄の前記２箇所に配置された前記永久磁石に面している、請求項３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、電磁継電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の乗物に使用される電磁継電器（以下、リレーとも記す）において、運転時にリレーに加わる振動・衝撃による誤動作を防止する要求がある。特に、電磁石の作動により接点を閉じてその状態を保持する電流保持形リレーにおいては、電磁石が作動する接点閉の状態と比較して接点開の状態の場合に振動・衝撃に対する性能が劣る。
【０００３】
接点開の状態における耐振動・衝撃性能について永久磁石を使用することにより改善するように構成されたプランジャ形電磁継電器が知られている（特許文献１参照）。また、回転アーマチュアと永久磁石を使用した自己保持型（ラッチングタイプ）の電磁継電器も知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３０７７７９号公報
【特許文献２】特開２０１８−１０８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リレーの出力性能や充電性能の向上（高電圧化・高容量化）が求められる場合、負荷電流回路を２点で切断できるよう２接点を直列に接続した形状のプランジャ形リレーが採用されるが、プランジャ形リレーは、堅牢な構造である反面大形で消費電流も大きい。また自己保持型リレーは、消費電力を削減できるが、リレーとしてのＯＮ／ＯＦＦ状態が駆動電流のＯＮ／ＯＦＦに依存しないため接点故障状態の判別が難しい。
【０００６】
本発明は、電磁石の大型化、消費電力の増大を招来することなく、高電圧化・高容量化を実現することのできる電磁継電器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様は、コイルと鉄心と該鉄心に連結された継鉄とを含む電磁石部と、ヒンジばねによって前記継鉄に対して揺動自在に支持された接極子と、第１の接点と第２の接点とを有し、前記接極子の揺動に伴って、前記第１の接点を前記第２の接点に接触させる接点閉の状態と、前記第１の接点を前記第２の接点に対して離間させる接点開の状態とが切り替わると共に、前記接極子の揺動に伴って弾性変形する弾性部材により前記接点閉の状態における前記第１の接点と前記第２の接点との接触力を得る接点機構と、前記接極子を前記接点開に対応する接点開位置で保持するために利用される吸引力を生じる永久磁石と、を具備し、前記接極子が前記接点開位置にあるときに前記ヒンジばねから前記接極子に加わる復元力と、前記永久磁石の前記吸引力との合成力により、前記接極子を前記接点開位置で保持する、電磁継電器である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電磁石の大型化、消費電力の増大を招来することなく、高電圧化・高容量化を実現することのできる電磁継電器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の電磁継電器の斜視図である。
【図２】本実施形態の電磁継電器に用いられる接極子の斜視図である。
【図３】接極子に可動ばねおよび可動端子を組付けた状態を示す部分組立図である。
【図４】電磁継電器から図３の組立体およびヒンジばねを取り除いた状態の斜視図である。
【図５】本実施形態の電磁継電器の接点開時の断面図である。
【図６】本実施形態の電磁継電器の接点閉時の断面図である。
【図７】比較例の電磁継電器の斜視図である。
【図８】比較例における、接極子に可動ばねおよび可動端子を組付けた状態を示す部分組立図である。
【図９】接点開時における比較例の電磁継電器の側面図である。
【図１０】比較例の電磁継電器におけるばね負荷特性を示すグラフである。
【図１１】本実施形態に係る電磁継電器におけるばね負荷特性を示すグラフである。
【図１２】永久磁石の極性と継鉄内部の磁界を説明する図である。
【図１３】永久磁石の極性と継鉄内部の磁界を説明する図である。
【図１４】永久磁石の配置位置および接極子の変形例を表す図である。
【図１５】永久磁石の配置位置および接極子の別の変形例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。参照する図面において、同様の構成部分または機能部分には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面に示される形態は本発明を実施するための一つの例であり、本発明は図示された形態に限定されるものではない。
【００１１】
ヒンジ形リレーは、一般的には、電磁石部と、電磁石部の作動により移動する可動部と、可動部の移動に伴って接触／非接触状態が切り替わる接点機構部とを具備する。このような構成を有するヒンジ形リレーは、プランジャ形リレーや自己保持形リレーと比較してよりシンプルな構造で部品点数も少ないため、主に基板搭載される小型のものに採用されてきた。ここで、ヒンジ形リレーを高電圧化・高容量化することを考えると、可動端子等の断面積を大きくする必要性から、それに対応するために電磁石部の電磁力を増大させる必要が生じ、電磁石部の大型化・消費電力の増大を招来するという課題があった。以下で説明する本開示の一実施形態に係る電磁継電器は、電磁石部の大型化、消費電力の増大を招来することなく、高電圧化・高容量化を実現することができる。
【００１２】
一実施形態に係る電磁継電器１の構成は図１から図６に図示されている。以下で詳細に説明するように、本実施形態に係る電磁継電器１は、永久磁石を利用することにより、接点開時にヒンジばねの復元力と永久磁石の吸引力とを合成した力により接極子を保持できる構成となっている。これにより、ヒンジばねの復元力のみによって接点開時に接極子を保持する構成と比較すると、電磁継電器１は、接点開時の耐振動・耐衝撃性能を維持しながらも接点閉時の性能を向上（高電圧化・高容量化）できる構成となっている。電磁継電器１の構成および性能の理解を助けるため、ヒンジばねの復元力のみによって接点開時に接極子を保持する構成の電磁継電器１０１を比較例として図７から図９を参照し後述する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る電磁継電器１の斜視図である。図２は、電磁継電器１に用いられる接極子３１の斜視図である。図３は、接極子３１に可動ばね３３および可動端子３２を組付けた状態を示す部分組立図である。なお、図３にはヒンジばね３４も図示されている。図４は、永久磁石５１の配置を示すために、電磁継電器１から図３の組立体およびヒンジばね３４を取り除いた状態の斜視図を表している。図５および図６は、それぞれ電磁継電器１の接点開時断面図、接点閉時断面図である。なお、以下では、説明の便宜のため、図１に示すようにベース２の長手方向を前後方向と定義し、また、この前後方向を基準とし左右方向および上下方向を図１の通り定義する。一例として、電磁継電器１は、数十〜数百ボルトの直流電圧、数十〜数百アンペアの電流を通電可能なリレーである。なお、電磁継電器１は交流を通電するために用いられても良い。
【００１４】
図１に示される電磁継電器１は、電磁石部１０をＯＮ／ＯＦＦ制御して接極子３１を駆動することによって、可動端子３２を２つの固定端子２１に対して接触或いは離間させる構成となっている。図１に示すように、電磁継電器１は、樹脂製のベース２の前端側に電磁石部１０が搭載され、ベース２の後端側に接点機構２０を構成する可動端子３２および２つの固定端子２１が配置される。電磁石部１０は、コイル１１と、コイル１１の内部に配置された鉄心（不図示）と、継鉄１２とを有する。継鉄１２は、側面視略Ｌ字状の形状を有し、コイル１１の鉄心の下端に連結されると共にコイル１１の下面に沿って後方に向かって延びる下面部１２ａと、下面部１２ａの後方側端部から上方に向かって湾曲しコイル１１の側面に平行に延びる側面部１２ｂとを有する（図５参照）。
【００１５】
ベース２の前端部には、コイル１１の両端が接続される２つの端子が配置されている。図１では１本の端子１１ａのみを示している。また、ベース２上には、電磁石部１０の上面の周縁部、および電磁石部１０の後方側の側面部を覆うように形成された絶縁カバー３が配置される。
【００１６】
図２に示されるように、接極子３１は側面視略Ｌ字状をなし、上面部３１ａと、上面部３１ａの一端部から下方に湾曲するように形成された側面部３１ｂと、側面部３１ｂの左右方向両側部から下方に延びるように形成された２つの腕部３１ｄとを有する。側面部３１ｂは、上面部３１ａに対して直角よりやや大きな角度を成している。接極子３１の上面部３１ａの左右方向両側面には切欠部３１ｃが形成され、また、上面部３１ａと側面部３１ｂとの間の湾曲部にはヒンジばね３４を挿通および配置させる開口部３１ｅが形成されている。２つの切欠部３１ｃは、接極子３１が組み付けられた状態で継鉄１２の上端部の２つの突起部１２ｃと係合する（図１、図５参照）。
【００１７】
図３に示されるように、接極子３１の側面部３１ｂの前方側の面には、可動ばね３３の一端が固定される。可動ばね３３は、側面部３１ｂに固定された一端部を基準として弾性変形する。また、可動ばね３３の後方側の２つの腕部３１ｄの間の部分には可動端子３２が固定されている。可動端子３２は、その端部３２ａ、３２ｂにそれぞれ可動接点３２ｃ、３２ｄを有する。この構成において、電磁石部１０がＯＮされ、接極子３１の上面部３１ａが電磁石部１０に吸引されると（図６参照）、腕部３１ｄは側面部３１ｂと共に後方側に揺動し、それにより可動端子３２が固定端子２１と接触する。可動端子３２が固定端子２１と接触すると、可動ばね３３は弾性変形し、可動端子３２を固定端子２１に接触させる接点接触力を生じさせる。２つの可動接点３２ａ、３２ｂが固定端子２１の固定接点２１ａ、２１ｂと接触することで、２つの固定接点２１を導通させる。
【００１８】
図３を参照してヒンジばね３４を説明する。ヒンジばね３４は、側面視略Ｌ字状に曲げ加工された形状を有し、上面部３４ａと、上面部３４ａの前端から下方に延びる側面部３４ｂとを有している。側面部３４ｂは、その中央部分に切り抜き加工された中央部３４ｂ１を有する。中央部３４ｂ１は、その上端部に、接極子３１を前方方向に押さえつける係止部３４ｃを有している。また、側面部３４ｂは、中央部３４ｂ１の両側部において下端部分から上方に延びて上面部３４ａと連続する２つの側部３４ｂ２を有している。中央部３４ｂ１と側部３４ｂ２とは下端部分で連続している。また、中央部３４ｂ１の略中央部分には中央部３４ｂ１と連結した下端部３４ｆ１を基準位置として後方側に倒れるように形成された抜け止め３４ｆを有している。ヒンジばね３４は、上方より接極子３１の開口部３１ｅを通して継鉄１２と絶縁カバー３との間に挿入され、絶縁カバー３に設けられた突起に抜け止め３４ｆの両肩部３４ｆｂが引っ掛けられ、固定される（図５参照）。また、ヒンジばね３４が組付けられた状態では、上面部３４ａが、接極子３１の開口部３１ｅを形成する下側の端部３１ｆより突出した突起３１ｆ１と当接する。なお、ヒンジばね３４が組付けられた状態では、絶縁カバー３に設けられた突起に、抜け止め３４ｆの両肩部３４ｆｂが引っ掛けられている。上述の構成により、接極子３１は、ヒンジばね３４によって継鉄１２に対して揺動可能に支持される。ヒンジばね３４が組付けられた状態では、接極子３１に対してヒンジばね３４による復元力が作用する。ヒンジばね３４による復元力は、接極子３１が接点開に対応する位置（図５参照）から接点閉に対応する位置（図６参照）に向かうほど大きくなる。
【００１９】
図４に示されるように、継鉄１２の側面部１２ｂの下部には２つの永久磁石５１、５１が接着されている（図４においては右側部の永久磁石５１のみを図示）。永久磁石５１は、絶縁カバー３の側面３ａに形成された貫通孔３ｃを貫通して、後方側に露出している。
【００２０】
次に、電磁継電器１の動作を説明する。電磁石部１０がＯＦＦの状態では、図５に示されるように、ヒンジばね３４の復元力により接極子３１の側面部３１ｂおよび腕部３１ｄが継鉄１２の側面部１２ｂに向かって付勢されるとともに、接極子３１の腕部３１ｄの下端部が永久磁石５１の吸引力により吸引される。したがって、接点開時には、腕部３１ｄが永久磁石５１と接触した状態で接極子３１が保持される。以上述べたように、電磁継電器１においては、ヒンジばね３４の復元力と永久磁石５１による吸引力の合成により、接点開時の状態が保持される。
【００２１】
他方、電磁石部１０がＯＮの状態では、図６に示されるように、接極子３１の上面部３１ａが電磁石部１０に吸引され、接極子３１は接点開時の保持力に抗して図６図示反時計回りに揺動する。これにより、腕部３１ｄは永久磁石５１から離れ、可動接点３２ｃ、３２ｄが２つの固定接点２１ａ、２１ｂと接触し、接点閉の状態となる。なお、図６では、図示の便宜上固定端子２１を省略している。電磁石部１０がＯＮである間、接点閉の状態が保持される。
【００２２】
図１に示されるように、２つの固定端子２１の間には、その内部に永久磁石を有する磁石部４０を配置しても良い。磁石部４０は、可動端子３２が固定端子２１から離間するとき、可動接点３２ａと固定接点２１ａの間、または可動接点３２ｂと固定接点２１ｂとの間に発生したアークを、フレミングの左手の法則に従い引き伸ばして消弧する。
【００２３】
以下、図７から図９を参照し比較例の電磁継電器１０１を説明する。電磁継電器１０１は、接点開時に接極子を吸引する永久磁石を有さず、接点開時にはヒンジばねの復元力のみにより接極子を保持する構成である。電磁継電器１０１は、接点開時のヒンジばねの復元力が、電磁継電器１における接点開時の接極子３１の保持力と同じとなるように、ヒンジばねにかかる負荷の状態が設定されている。なお、電磁継電器１０１においても、電磁継電器１で用いられたヒンジばね３４と同じものが用いられる。
【００２４】
図７は、電磁継電器１０１の斜視図である。図８は、接極子１３１に可動ばね１３３および可動端子１３２を組付けた状態を示す部分組立図である。図８にはヒンジばね３４も図示されている。図９は、接点開時における電磁継電器１０１の側面図である。なお、以下では、説明の便宜のため、図１の場合と同様に、電磁継電器１０１に対する前後方向、左右方向、および上下方向を定義する（図７参照）。
【００２５】
図７に示されるように、電磁継電器１０１はベース１０２の前端側に電磁石部１１０が搭載され、ベース１０２の後端側に接点機構１２０を構成する可動端子１３２および２つの固定端子１２１が配置される構成となっている。電磁石部１１０は、コイル１１１と、コイル１１１の内部に配置された鉄心（不図示）と、継鉄１１２とを有する。継鉄１１２は側面視略Ｌ字状の形状を有し、鉄心の下端に連結されると共にコイル１１１の下面に沿って後方に向かって延びる底面部（不図示）と、底面部の後方側端部から上方に向かって湾曲してコイル１１１の側面に平行に延びる側面部１１２ｂとを有する（図９参照）。
【００２６】
ベース１０２の前端部には、コイル１１１の両端が接続される２つの端子が配置されている（図７中には１本の端子１１１ａのみを示している）。また、ベース１０２上には、電磁石部１１０の上面の周縁部、および電磁石部１１０の後方側の側面部を覆う絶縁カバー１０３が配置される。
【００２７】
図８に示されるように、接極子１３１は側面視略Ｌ字状をなし、上面部１３１ａと、上面部１３１ａの一端部から下方に湾曲する側面部１３１ｂとを有する。また、接極子１３１の上面部１３１ａの左右方向両側面には切欠部１３１ｃが形成され、また、上面部１３１と側面部１３１ｂとの間の湾曲部にはヒンジばね３４を挿通させる開口部１３１ｅが形成されている。２つの切欠部１３１ｃは、接極子１３１が組付けられた状態で継鉄１１２の上端部の２つの突起部１１２ｃと係合する。接極子１３１は、接極子３１から腕部３１ｄを除いたような形状となっている。
【００２８】
図８に示されるように、接極子１３１の側面部１３１ｂの前方側の面には、可動ばね１３３が固定される。可動ばね１３３は、側面部１３１ｂに固定された一端部を基準として弾性変形する。また、可動ばね１３３の後方側の左右方向における中央部には可動端子１３２が固定されている。可動端子１３２は、その両端部１３２ａ、１３２ｂに２つの可動接点１３２ｃ、１３２ｄを有する。この構成において、電磁石部１１０がＯＮされ、上面部１３１ａが電磁石部１１０に吸引されると、側面部１３１ｂは後方側に揺動し、それにより可動端子１３２が固定端子１２１と接触する。２つの可動接点１３２ａ、１３２ｂが固定接点１２１ａ、１２１ｂと接触することで、２つの固定接点１２１を導通させる。
【００２９】
ヒンジばね３４は、上方より接極子１３１の開口部１３１ｅを通して継鉄１１２と絶縁カバー１０３との間に挿入され、絶縁カバー１０３に設けられた突起に抜け止め３４ｆの両肩部３４ｆｂが引っ掛けられ、固定される。
【００３０】
次に、電磁継電器１０１の動作を説明する。電磁石部１１０がＯＦＦの状態では、図９に示されるように、ヒンジばね３４の復元力により接極子１３１の側面部１３１ｂが継鉄１１２の側面部１１２ｂに向かって付勢され、接点開時の状態が保持される。電磁継電器１０１においては、ヒンジばね３４の復元力により接点開時の状態が保持される。
【００３１】
他方、電磁石部１１０がＯＮの状態では、上面部１３１ａが電磁石部１１０に吸引され、接極子１３１は接点開時の上述の保持力に抗して図９図示反時計回りに揺動する。これにより、可動接点１３２ｃ、１３２ｄが固定接点１２１ａ、１２１ｂと接触し、接点閉の状態となる。電磁石部１１０がＯＮである間、接点閉の状態が保持される。
【００３２】
図７に示されるように、２つの固定端子１２１の間には、その内部に永久磁石を有する磁石部１４０が配置されていても良い。磁石部１４０は、可動端子１３２が固定端子１２１から離間するとき、可動接点１３２ａと固定接点１２１ａの間、または可動接点１３２ｂと固定接点１２１ｂとの間に発生するアークをフレミングの左手の法則に従い引き伸ばして消弧する。
【００３３】
次に、本実施形態に係る電磁継電器１および比較例の電磁継電器１０１それぞれについて、接極子にかかるばね負荷と接極子の変位との関係（以下「ばね負荷特性」ともいう）を図１０および図１１を参照して説明する。図１０は、電磁継電器１０１におけるばね負荷特性を示すグラフである。図１１は、電磁継電器１におけるばね負荷特性を示すグラフである。図１０および図１１のグラフにおいて、横軸は接極子の変位を表し、縦軸は接極子にかかるばね負荷（ヒンジばねと可動ばねによる負荷）を表している。また、グラフの横軸において、原点位置Ｐ0は、接極子が電磁石に吸引され図５や図９において反時計方向に最も変位した接点閉状態に対応し、右側の変位位置Ｐkは、電磁石がＯＦＦとなり接極子が図５や図９において時計回りに最も変位した接点開状態に対応している。
【００３４】
図１０において、実線のグラフＴは比較例の電磁継電器１０１における接極子１３１にかかるばね負荷を表し、太線のグラフＡは電磁石１１０による吸引力を表している。位置Ｐkではヒンジばね３４の復元力によって接極子１３１の状態が保持される。この時の保持力を接極子保持力Ｔ1と定義する。接極子保持力Ｔ1は、電磁継電器１０１の接点開時の耐振動・耐衝撃性能を表している。電磁継電器１０１に加わる振動・衝撃等の外力が接極子保持力Ｔ1以下であれば、接点開の状態が安定して維持される。
【００３５】
電磁石１１０がＯＮされ電磁石１１０の吸引力が作用しはじめると、接極子１３１が図９において反時計回りに揺動し、変位位置がＰkから横軸に沿って左側に移動する。それに伴い、接極子１３１にかかるヒンジばね３４によるばね負荷Ｔが上昇する。そして、接極子１３１が位置ＰSに達すると可動端子１３２が固定端子１２１に接触する（位置ＰS）。接極子１３１に対する電磁石１１０からの吸引力の増加に伴い、接極子１３１が図９においてさらに反時計回りに揺動し、接極子１３１が位置Ｐ0に到達するまで可動端子１３２は後方側にさらに押し込まれる。接極子１３１が位置ＰSから位置Ｐ0に移動する範囲では、接極子１３１に対してばね負荷として可動ばね１３３による負荷が作用するため、ばね負荷の上昇率は位置Ｐkから位置ＰSの範囲よりも大きくなる。接極子１３１の位置ＰSでのばね負荷をＴ2と定義し、接極子１３１の変位位置Ｐ0でのばね負荷をＴ3と定義すると、Ｔ3−Ｔ2で表される力が、可動端子１３２が固定端子１２１に接触した状態に維持するための可動ばね１３３による接点接触力に対応する。接点閉の状態において電磁継電器１０１に加わる振動・衝撃等の外力が接点接触力以下であれば接点閉の状態が安定して維持される。なお、位置ＰSからＰ0に至る変位範囲は、可動端子１３２が固定端子１２１に接触した時点から、接極子１３１の上面部１３１ａが電磁石１１０の鉄心の上端部に密着するまでの接点追従とも称される接極子変位である。
【００３６】
次に図１１を参照して本実施形態の電磁継電器１のばね負荷特性について説明する。図１１において、実線のグラフＴXは接極子３１にかかるばね負荷を表し、太線のグラフＡは電磁石１０による吸引力を表している。電磁継電器１における電磁石１０による吸引力の特性（図１１のグラフＡ）は、電磁継電器１０１における電磁石１１０による吸引力の特性（図１０のグラフＡ）と等しいものとする。また、図１１において、一点鎖線のグラフＭは永久磁石５１により接極子３１に作用する吸引力を表している。
【００３７】
図１１から理解されるように、電磁継電器１においては、位置Ｐkでは、ヒンジばね３４の復元力と永久磁石５１の吸引力とを合成した力が図１０における接極子保持力Ｔ1と等しくなるように、ヒンジばね３４の設置状態と永久磁石５１の磁力が設定される。つまり、電磁継電器１では、変位位置Ｐkにおいてヒンジばね３４にかかる負荷、言い換えるとヒンジばね３４の復元力を、電磁継電器１０１と比較して低い状態に設定することができる。
【００３８】
電磁石１０がＯＮされ電磁石１０の吸引力が作用しはじめると、接極子３１が図５において反時計回りに揺動し、変位位置がＰkから横軸に沿って左側に移動する。それに伴い、接極子３１にかかるヒンジばね３４によるばね負荷ＴXが上昇しはじめる。そして、接極子３１が位置ＰSに達すると、可動端子３２が固定端子２１に接触する。電磁石１０の吸引力がさらに増加すると、接極子３１が図５においてさらに反時計回りに揺動し、接極子３１が位置Ｐ0に到達するまで可動端子３２は後方側にさらに押し込まれる。接極子３１が位置ＰSから位置Ｐ0に移動する範囲では、接極子３１に対するばね負荷には可動ばね３３による負荷が加わるため、ばね負荷の上昇率は位置Ｐkから位置ＰSの範囲よりも大きくなる。
【００３９】
図１１の位置ＰSにおけるヒンジばね３４によるばね負荷Ｔ22は、図１０の位置ＰSでの負荷Ｔ2よりも小さい。Ｔ3−Ｔ22で表される力は、可動端子３２が固定端子２１に接触した状態を維持するための接点接触力に対応する。図１１と図１０との比較により理解されるように、本実施形態の電磁継電器１では、比較例の電磁継電器１０１よりも大きな接点保持力を確保することができる。電磁継電器１では、位置Ｐ0における可動端子３２を固定端子２１に押し付ける可動ばね３３による接点接触力を、（Ｔ3−Ｔ22）−（Ｔ3−Ｔ2）に相当する大きさだけ、電磁継電器１０１の場合よりも強くすることができる。
【００４０】
したがって、本実施形態によれば、接点開時の接極子保持力を比較例と同等に維持しながらも接点閉時の性能を向上できる。本実施形態では、接点接触力を大きくすることができるので、接点での発熱が低減され、より大きな負荷電流を流せるようになる。すなわち、本実施形態によれば、接点開時の接極子保持力を比較例と同等に維持しながらも高電圧化・高容量化を実現することができる。また、接点接触力を大きくすることで、耐振動・耐衝撃性能向上を向上させることができる。
【００４１】
永久磁石５１の極性について説明する。図１２に示すように、２つの永久磁石５１が同極性となるように配置した場合、図中矢印で示すように継鉄１２内に下方向の磁界が発生する。この場合、継鉄１２が磁気的な極性を持つこととなるため、コイル１１の通電方向によりリレーとしての感動電圧に差が生じ得る。よって、この場合には、コイル１１の通電方向の極性を指定することが好ましい。
【００４２】
他方、図１３に示すように、永久磁石５１が異極性となるように配置すると、図中矢印で示すように継鉄１２内には下向きと上向きの磁界が発生する為、継鉄１２に磁気的な極性は発生しない。よって、この場合、コイル１１の通電方向に極性を指定する必要はない。
【００４３】
以上、典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、上述の各実施形態に変更及び種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。
【００４４】
実施形態における永久磁石５１の配置位置や個数は一例であり、実施形態で説明した構成に限定されるものではない。また、接極子１３１の形状も実施形態で説明した構成に限定されるものではない。
【００４５】
図１４は、永久磁石５１の配置位置および接極子の形状に関する変形例である。図１４の例では、永久磁石５１は側面部１２ｂの上端部分に配置されている。この場合、接極子として接極子１３１を用いることができる。本変形例の場合、接点開時、永久磁石５１は接極子１３１の側面部１３１ｂを吸引する。
【００４６】
図１５は、永久磁石５１の配置位置に関するさらに別の変形例を示している。本変形例の場合にも、接極子として接極子１３１を用いることができる。本変形例においては、永久磁石５１は、側面部１２ｂの、接極子１３１に接続された可動ばね３３の下端部に対向する位置に配置される。永久磁石５１は、接点開時に、接極子１３１に固定された可動ばね３３を吸引する。なお、本変形例では、可動ばね３３は磁性体で形成される。
【００４７】
継鉄１２の側面部１２ｂに接着される永久磁石５１の数が１つである場合には、接極子３１は、側面部３１ｂから２つの腕部３１ｄが伸びるような形状に代えて、側面部３１ｂから一つの板状の延長部が延びるように形成することができる。この場合、永久磁石は延長部を吸引する。
【００４８】
上述の実施形態の構成は様々なタイプの電磁継電器に適用できる。例えば、上述の実施形態は、接極子３１により可動端子３２を固定端子２１に対して接触、離間させる構成であるが、接極子に連動して移動するカードを用いて接点を開閉動作させる構成の電磁継電器にも本発明を適用できる。この場合、接点機構は、一例として、カードの移動に伴って揺動する可動接点ばねと固定接点ばねとから構成することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１    電磁継電器
２    ベース
１０    電磁石部
１１    コイル
１１ａ    端子
１２    継鉄
１２ａ    下面部
１２ｂ    側面部
２０    接点機構
２１    固定端子
２１ａ、２１ｂ    固定接点
３１    接極子
３１ａ    上面部
３１ｂ    側面部
３１ｃ    切欠部
３１ｄ    腕部
３１ｅ    開口部
３２    可動端子
３２ａ、３２ｂ    端部
３２ｃ、３２ｄ    可動接点
３３    可動ばね
３４    ヒンジばね
３４ａ    上面部
３４ｂ    側面部
３４ｃ    係止部
３４ｆ    中央押え部
４０      磁石部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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