(57)【要約】【課題】可動子等の部品を専用に設計しなくても、接点装置に過電流、短絡電流等の異常電流が流れた際に接点装置をオフすることが可能な電磁継電器を提供する。【解決手段】電磁石装置３は、第１の励磁コイル３１への通電時に第１の固定子３３に可動子３２を吸引し、可動子３２を第２の位置から第１の位置へ移動させる。接点装置２は、可動子３２が第１の位置にあるときに閉状態となり、可動子３２が第２の位置にあるときおよび第３の位置にあるときに開状態となる。トリップ装置４は、可動子３２が第１の位置にある状態で接点装置２を通して流れる規定値以上の異常電流により第２の励磁コイル４１で生じる磁束によって第２の固定子４３に可動子３２を吸引し、可動子３２を第３の位置へ移動させる。トリップ装置４は、接点装置２および電磁石装置３と一方向に並べて配置され、電磁石装置３に対して接点装置２とは反対側に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の励磁コイルと可動子と第１の固定子とを有し、前記第１の励磁コイルへの通電時に当該第１の励磁コイルで生じる磁束によって前記第１の固定子に前記可動子を吸引し、前記可動子を第２の位置から第１の位置へ移動させる電磁石装置と、
固定接点および可動接点を有し、前記可動子の移動に伴って前記可動接点が移動することにより、前記可動子が前記第１の位置にあるときに前記可動接点が前記固定接点に接触する閉状態となり、前記可動子が前記第２の位置にあるときおよび第３の位置にあるときに前記可動接点が前記固定接点から離れた開状態となる接点装置と、
前記接点装置と直列に接続された第２の励磁コイルを有し、前記可動子が前記第１の位置にある状態で前記接点装置を通して流れる規定値以上の異常電流により前記第２の励磁コイルで生じる磁束によって、前記可動子を前記第３の位置へ移動させるトリップ装置とを備え、
前記接点装置と前記電磁石装置と前記トリップ装置とは一方向に並べて配置されており、前記トリップ装置は、前記電磁石装置に対して前記接点装置とは反対側に配置されている
ことを特徴とする電磁継電器。
【請求項２】
前記第２の励磁コイルは、前記トリップ装置における前記一方向の一部において、他の部位よりも巻き数が多くなるように、当該一部においては前記一方向に直交する方向に重ねて巻き回されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
【請求項３】
前記第２の励磁コイルは、巻き数が１ターン以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁継電器。
【請求項４】
前記トリップ装置は、前記可動子に対して前記第１の固定子とは反対側に配置された第２の固定子を有し、前記異常電流により前記第２の励磁コイルで生じる磁束によって前記第２の固定子に前記可動子を吸引し、前記可動子を前記第３の位置へ移動させるように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項５】
前記可動子が前記第３の位置にあるときの前記可動子と前記第２の固定子との対向面積は、前記可動子が前記第１の位置にあるときの前記可動子と前記第１の固定子との対向面積よりも大きい
ことを特徴とする請求項４に記載の電磁継電器。
【請求項６】
前記電磁石装置は、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記一方向に沿って前記可動子を直進移動させるように構成されている
ことを特徴とする請求項４または５に記載の電磁継電器。
【請求項７】
前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を前記可動子および前記第２の固定子と共に形成する継鉄を備え、
前記継鉄のうち前記可動子と磁気的に結合された部位は、前記第１の位置にある前記可動子に比べて前記一方向における前記第２の固定子との間隔が大きく設定されている
ことを特徴とする請求項６に記載の電磁継電器。
【請求項８】
前記第２の励磁コイルは、前記可動子の移動軸周りに巻かれており、少なくとも一部が、前記一方向に直交する方向において前記第１の位置にある前記可動子と重複するように配置されている
ことを特徴とする請求項６または７に記載の電磁継電器。
【請求項９】
前記可動子が前記第１の位置にある状態において、前記第２の励磁コイルで生じる磁束の一部が前記第１の固定子および前記可動子を通るように、前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路が形成されており、
前記第２の励磁コイルは、前記第１の固定子と前記可動子との間において、前記第１の励磁コイルとは逆向きの磁束を生じるように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項１０】
前記可動子が前記第１の位置にある状態において、前記第２の励磁コイルで生じる磁束の一部が前記第１の固定子および前記可動子を通るように、前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路が形成されており、
前記第２の励磁コイルは、前記第１の固定子と前記可動子との間において、前記第１の励磁コイルと同じ向きの磁束を生じるように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項１１】
前記接点装置は、前記可動子が前記第１の位置にあるときに、前記可動接点を前記固定接点に押し付ける向きの力を生じる接圧ばねを有する
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項１２】
前記規定値は、前記可動子が前記第１の位置にある状態で、前記接点装置を流れる電流によって前記可動接点を前記固定接点から引き離す向きに生じる電磁反発力が、前記接圧ばねのばね力とつり合うときの電流値より小さく設定されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の電磁継電器。
【請求項１３】
前記第２の励磁コイルは、導電性の金属板にて形成されている
ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項１４】
前記第１の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材は、前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材に比べて、磁路の断面積の最小値が小さくなるように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項１５】
前記第１の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材は、磁路の断面積の最小値が所定の上限値以下となるように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項１６】
前記可動子と前記第１の固定子との少なくとも一方は、他方との対向面に凹凸を有し、前記可動子が前記第１の位置にあるときに前記可動子と前記第１の固定子との間に前記凹凸による隙間を確保するように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項１７】
前記電磁石装置は、前記可動子と前記第１の固定子との間に非磁性材料からなる調整部材を有する
ことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項１８】
前記第１の励磁コイルは、投入用コイルと、同じ大きさの電流が流れたときに生じる磁束密度が前記投入用コイルより小さな保持用コイルとを有しており、
前記電磁石装置は、前記可動子を前記第２の位置から前記第１の位置へ移動させる投入期間には前記投入用コイルに通電され、前記可動子を前記第１の位置に保持する保持期間には前記保持用コイルに通電されるように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項１９】
前記電磁石装置は、前記第１の励磁コイルに流れる電流の大きさが、投入用電流と、前記投入用電流より小さな保持用電流とで切替可能であって、前記可動子を前記第２の位置から前記第１の位置へ移動させる投入期間には前記第１の励磁コイルに前記投入用電流が供給され、前記可動子を前記第１の位置に保持する保持期間には前記第１の励磁コイルに前記保持用電流が供給されるように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項２０】
前記第１の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を前記可動子および前記第１の固定子と共に形成する第１の継鉄と、前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を前記可動子と共に形成する第２の継鉄とを備え、
前記第１の継鉄と前記第２の継鉄とは別体である
ことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項２１】
前記第１の励磁コイルおよび前記第２の励磁コイルは、前記一方向に沿った同一軸周りに巻かれており、
前記第２の励磁コイルは、少なくとも一部が、前記一方向に直交する方向において前記第１の励磁コイルと重複するように配置されている
ことを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項２２】
前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材は、磁路の断面積の最小値が所定の下限値以上となるように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項２３】
前記第１の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材、および前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材の少なくとも一部は、前記固定接点に比べて電気抵抗率の大きい材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項２４】
前記可動子と前記第１の固定子との少なくとも一方は、表面が被覆部材で覆われている
ことを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項２５】
前記第１の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材、および前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材の少なくとも一部は、磁束に直交する断面の外周縁の一部に切欠部が形成されている
ことを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の電磁継電器。
【請求項２６】
前記第１の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材、および前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材の少なくとも一部には、磁束に直交する方向に複数の層が積層された積層構造を含んでいる
ことを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項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、電磁石装置によって接点装置を開閉する電磁継電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、可動子（プランジャー）を吸引駆動するコイル、可動子と対向配置され、且つ可動子を吸引保持する永久磁石を有し、可動子が永久磁石側に吸引駆動された際に接点装置がオン（閉成）する電磁継電器（電磁リレー）が記載されている。この電磁継電器は、コイルに電圧が印加されると可動子が動作し、これに伴い接点装置がオン状態になり、コイルの励磁が解除されても永久磁石の磁束により可動子が保持され、接点装置のオン状態が継続される。
【０００３】
さらに、特許文献１に記載の電磁継電器は、接点装置を含む電路内に過電流検出コイルを設け、接点装置に過電流、短絡電流等の異常電流が流れた際に過電流検出コイルで可動子を永久磁石とは逆向きに駆動し、接点装置をオフ（開成）するように構成されている。これにより、電磁継電器は、異常電流が流れた場合に生じる磁束を利用して可動子を強制的に復帰させるべく駆動するので、異常電流の発生を速やかに検出して電路を迅速に遮断できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−１６３９３９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、特許文献１に記載の構成では、過電流検出コイルは、可動子を吸引駆動するためのコイルと接点装置の接点ばねとの間に配置されているので、過電流検出コイルのない電磁継電器と可動子等の部品を共通化することが難しい。すなわち、過電流検出コイルを設けた電磁継電器は、過電流検出コイルを配置するためのスペースをコイルと接点装置との間に確保するだけでなく、過電流検出コイルで生じる磁束で吸引駆動されるように可動子についても専用の形状を採用する必要がある。
【０００６】
したがって、接点装置に過電流、短絡電流等の異常電流が流れた際に接点装置をオフする機能を持つためには、電磁継電器は、接点装置の開閉という基本的な特性に関わる可動子等の部品を専用に設計する必要がある。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、可動子等の部品を専用に設計しなくても、接点装置に過電流、短絡電流等の異常電流が流れた際に接点装置をオフすることが可能な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】
【０００８】
本発明の電磁継電器は、第１の励磁コイルと可動子と第１の固定子とを有し、前記第１の励磁コイルへの通電時に当該第１の励磁コイルで生じる磁束によって前記第１の固定子に前記可動子を吸引し、前記可動子を第２の位置から第１の位置へ移動させる電磁石装置と、固定接点および可動接点を有し、前記可動子の移動に伴って前記可動接点が移動することにより、前記可動子が前記第１の位置にあるときに前記可動接点が前記固定接点に接触する閉状態となり、前記可動子が前記第２の位置にあるときおよび第３の位置にあるときに前記可動接点が前記固定接点から離れた開状態となる接点装置と、前記接点装置と直列に接続された第２の励磁コイルを有し、前記可動子が前記第１の位置にある状態で前記接点装置を通して流れる規定値以上の異常電流により前記第２の励磁コイルで生じる磁束によって、前記可動子を前記第３の位置へ移動させるトリップ装置とを備え、前記接点装置と前記電磁石装置と前記トリップ装置とは一方向に並べて配置されており、前記トリップ装置は、前記電磁石装置に対して前記接点装置とは反対側に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
この電磁継電器において、前記第２の励磁コイルは、前記トリップ装置における前記一方向の一部において、他の部位よりも巻き数が多くなるように、当該一部においては前記一方向に直交する方向に重ねて巻き回されていることが望ましい。
【００１０】
また、この電磁継電器において、前記第２の励磁コイルは、巻き数が１ターン以下であることが望ましい。
【００１１】
この電磁継電器において、前記トリップ装置は、前記可動子に対して前記第１の固定子とは反対側に配置された第２の固定子を有し、前記異常電流により前記第２の励磁コイルで生じる磁束によって前記第２の固定子に前記可動子を吸引し、前記可動子を前記第３の位置へ移動させるように構成されていることがより望ましい。
【００１２】
この電磁継電器において、前記可動子が前記第３の位置にあるときの前記可動子と前記第２の固定子との対向面積は、前記可動子が前記第１の位置にあるときの前記可動子と前記第１の固定子との対向面積よりも大きいことがより望ましい。
【００１３】
この電磁継電器において、前記電磁石装置は、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記一方向に沿って前記可動子を直進移動させるように構成されていることがより望ましい。
【００１４】
この電磁継電器において、前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を前記可動子および前記第２の固定子と共に形成する継鉄を備え、前記継鉄のうち前記可動子と磁気的に結合された部位は、前記第１の位置にある前記可動子に比べて前記一方向における前記第２の固定子との間隔が大きく設定されていることがより望ましい。
【００１５】
この電磁継電器において、前記第２の励磁コイルは、前記可動子の移動軸周りに巻かれており、少なくとも一部が、前記一方向に直交する方向において前記第１の位置にある前記可動子と重複するように配置されていることがより望ましい。
【００１６】
この電磁継電器において、前記可動子が前記第１の位置にある状態において、前記第２の励磁コイルで生じる磁束の一部が前記第１の固定子および前記可動子を通るように、前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路が形成されており、前記第２の励磁コイルは、前記第１の固定子と前記可動子との間において、前記第１の励磁コイルとは逆向きの磁束を生じるように構成されていることがより望ましい。
【００１７】
また、この電磁継電器において、前記可動子が前記第１の位置にある状態において、前記第２の励磁コイルで生じる磁束の一部が前記第１の固定子および前記可動子を通るように、前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路が形成されており、前記第２の励磁コイルは、前記第１の固定子と前記可動子との間において、前記第１の励磁コイルと同じ向きの磁束を生じるように構成されていることが望ましい。
【００１８】
この電磁継電器において、前記接点装置は、前記可動子が前記第１の位置にあるときに、前記可動接点を前記固定接点に押し付ける向きの力を生じる接圧ばねを有することがより望ましい。
【００１９】
この電磁継電器において、前記規定値は、前記可動子が前記第１の位置にある状態で、前記接点装置を流れる電流によって前記可動接点を前記固定接点から引き離す向きに生じる電磁反発力が、前記接圧ばねのばね力とつり合うときの電流値より小さく設定されていることがより望ましい。
【００２０】
この電磁継電器において、前記第２の励磁コイルは、導電性の金属板にて形成されていることがより望ましい。
【００２１】
この電磁継電器において、前記第１の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材は、前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材に比べて、磁路の断面積の最小値が小さくなるように構成されていることがより望ましい。
【００２２】
この電磁継電器において、前記第１の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材は、磁路の断面積の最小値が所定の上限値以下となるように構成されていることがより望ましい。
【００２３】
この電磁継電器において、前記可動子と前記第１の固定子との少なくとも一方は、他方との対向面に凹凸を有し、前記可動子が前記第１の位置にあるときに前記可動子と前記第１の固定子との間に前記凹凸による隙間を確保するように構成されていることがより望ましい。
【００２４】
この電磁継電器において、前記電磁石装置は、前記可動子と前記第１の固定子との間に非磁性材料からなる調整部材を有することがより望ましい。
【００２５】
この電磁継電器において、前記第１の励磁コイルは、投入用コイルと、同じ大きさの電流が流れたときに生じる磁束密度が前記投入用コイルより小さな保持用コイルとを有しており、前記電磁石装置は、前記可動子を前記第２の位置から前記第１の位置へ移動させる投入期間には前記投入用コイルに通電され、前記可動子を前記第１の位置に保持する保持期間には前記保持用コイルに通電されるように構成されていることがより望ましい。
【００２６】
また、この電磁継電器において、前記電磁石装置は、前記第１の励磁コイルに流れる電流の大きさが、投入用電流と、前記投入用電流より小さな保持用電流とで切替可能であって、前記可動子を前記第２の位置から前記第１の位置へ移動させる投入期間には前記第１の励磁コイルに前記投入用電流が供給され、前記可動子を前記第１の位置に保持する保持期間には前記第１の励磁コイルに前記保持用電流が供給されるように構成されていることが望ましい。
【００２７】
この電磁継電器において、前記第１の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を前記可動子および前記第１の固定子と共に形成する第１の継鉄と、前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を前記可動子と共に形成する第２の継鉄とを備え、前記第１の継鉄と前記第２の継鉄とは別体であることがより望ましい。
【００２８】
この電磁継電器において、前記第１の励磁コイルおよび前記第２の励磁コイルは、前記一方向に沿った同一軸周りに巻かれており、前記第２の励磁コイルは、少なくとも一部が、前記一方向に直交する方向において前記第１の励磁コイルと重複するように配置されていることがより望ましい。
【００２９】
この電磁継電器において、前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材は、磁路の断面積の最小値が所定の下限値以上となるように構成されていることがより望ましい。
【００３０】
この電磁継電器において、前記第１の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材、および前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材の少なくとも一部は、前記固定接点に比べて電気抵抗率の大きい材料で構成されていることがより望ましい。
【００３１】
この電磁継電器において、前記可動子と前記第１の固定子との少なくとも一方は、表面が被覆部材で覆われていることがより望ましい。
【００３２】
この電磁継電器において、前記第１の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材、および前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材の少なくとも一部は、磁束に直交する断面の外周縁の一部に切欠部が形成されていることがより望ましい。
【００３３】
この電磁継電器において、前記第１の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材、および前記第２の励磁コイルで生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材の少なくとも一部には、磁束に直交する方向に複数の層が積層された積層構造を含んでいることがより望ましい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、接点装置と電磁石装置とトリップ装置とは一方向に並べて配置されており、トリップ装置が、電磁石装置に対して接点装置とは反対側に配置されている。したがって、本発明は、可動子等の部品を専用に設計しなくても、接点装置に過電流、短絡電流等の異常電流が流れた際に接点装置をオフすることが可能である、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態１に係る電磁継電器を示す概略断面図である。
【図２】実施形態１に係る電磁継電器の接続例を示す概略回路図である。
【図３】実施形態１に係る電磁継電器を示す概略断面図である。
【図４】実施形態１に係る電磁継電器の要部を示す概略断面図である。
【図５】実施形態１に係る電磁継電器の動作の説明図である。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、実施形態１に係る電磁継電器の要部を示す概略断面図である。
【図７】実施形態１に係る電磁継電器の第２の励磁コイルの一例を示す概略図である。
【図８】実施形態１に係る第２の励磁コイルの配置例を示す概略断面図である。
【図９】実施形態１に係る電磁継電器の第１の変形例の要部を示す概略断面図である。
【図１０】実施形態１に係る電磁継電器の第１の変形例の動作の説明図である。
【図１１】実施形態１に係る電磁継電器の第２の変形例の要部を示す概略断面図である。
【図１２】図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ、図１２Ｄ、および図１２Ｅは、実施形態１に係る電磁継電器の第３の変形例の要部を示す断面図である。
【図１３】図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、図１３Ｄ、図１３Ｅ、および図１３Ｆは、実施形態１に係る電磁継電器の第４の変形例の要部を示す断面図である。
【図１４】実施形態２に係る電磁継電器の要部を示す概略断面図である。
【図１５】実施形態２に係る電磁継電器の動作の説明図である。
【図１６】実施形態３に係る電磁継電器の要部を示す概略断面図である。
【図１７】実施形態３に係る電磁継電器の動作の説明図である。
【図１８】実施形態４に係る電磁継電器の要部を示す概略断面図である。
【図１９】図１９Ａ、図１９Ｂ、図１９Ｃ、図１９Ｄ、および図１９Ｅは、実施形態４に係る電磁継電器の第１の変形例の要部を示す概略図である。
【図２０】実施形態４に係る電磁継電器の第２の変形例の要部を示す概略図である。
【図２１】図２１Ａおよび図２１Ｂは、第２の励磁コイルの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
（実施形態１）
本実施形態の電磁継電器１は、図１に示すように、接点装置２と、電磁石装置３と、トリップ装置４とを備えている。
【００３７】
電磁石装置３は、第１の励磁コイル３１と可動子３２と第１の固定子３３とを有し、第１の励磁コイル３１への通電時に第１の励磁コイル３１で生じる磁束によって第１の固定子３３に可動子３２を吸引し、可動子３２を第２の位置から第１の位置へ移動させる。
【００３８】
接点装置２は、固定接点２２および可動接点２１を有する。接点装置２は、可動子３２の移動に伴って可動接点２１が移動することにより、可動子３２が第１の位置にあるときに可動接点２１が固定接点２２に接触する閉状態となる。接点装置２は、可動子３２が第２の位置にあるときおよび第３の位置にあるときに可動接点２１が固定接点２２から離れた開状態となる。
【００３９】
トリップ装置４は、接点装置２と直列に接続された第２の励磁コイル４１を有している。トリップ装置４は、可動子３２が第１の位置にある状態で接点装置２を通して流れる規定値以上の異常電流により第２の励磁コイル４１で生じる磁束によって、可動子３２を第３の位置へ移動させる。
【００４０】
接点装置２と電磁石装置３とトリップ装置４とは一方向に並べて配置されており、トリップ装置４は、電磁石装置３に対して接点装置２とは反対側に配置されている。
【００４１】
ここで、トリップ装置４は、可動子３２に対して第１の固定子３３とは反対側に配置された第２の固定子４３をさらに有することが好ましい。この場合、トリップ装置４は、異常電流により第２の励磁コイル４１で生じる磁束によって第２の固定子４３に可動子３２を吸引し、可動子３２を第３の位置へ移動させるように構成される。
【００４２】
以下、本実施形態の電磁継電器１について詳しく説明する。ただし、以下に説明する電磁継電器１は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、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。
【００４３】
本実施形態においては、電磁継電器１が、電気自動車（ＥＶ）に搭載され、図２に示すように走行用のバッテリ１０１から負荷（たとえばインバータ）１０２への直流電力の供給路上に接点装置２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。この電磁継電器１の第１の励磁コイル３１は、電気自動車のＥＣＵ（電子制御ユニット）１０３からの制御信号に応じてオンとオフとが切り替わるスイッチング素子１０４を介して、励磁用電源１０５に接続されている。これにより、電磁継電器１は、ＥＣＵ１０３からの制御信号に応じて接点装置２が開閉し、走行用のバッテリ１０１から負荷１０２への直流電力の供給状態を切り替えることができる。
【００４４】
本実施形態では、接点装置２は、図１に示すように、一対の固定接点２２と、一対の可動接点２１と、各固定接点２２を支持する一対の接点台１１，１２と、両可動接点２１を支持する可動接触子１３と、接圧を確保するための接圧ばね１４とを有している。接点装置２の構成について詳しくは後述するが、接点装置２は、固定接点２２および可動接点２１を一対ずつ備えることにより、接点装置２が閉じた状態で一対の接点台１１，１２間が可動接触子１３を介して短絡する。したがって、接点装置２は、走行用のバッテリ１０１（図２参照）からの直流電力が、一対の接点台１１，１２および可動接触子１３を通して負荷１０２（図２参照）へ供給されるように、バッテリ１０１と負荷１０２との間に挿入される。なお、接点装置２は、バッテリ１０１の出力端間において負荷１０２と直列に接続されていればよく、バッテリ１０１の負極（マイナス極）と負荷１０２との間に挿入されていてもよい。
【００４５】
本実施形態に係る電磁継電器１は、図１に示すように、上述した接点装置２、電磁石装置３、トリップ装置４に加えて、シャフト１５と、ケース１６と、連結体１７とを備えている。さらに、電磁継電器１は、走行用のバッテリ１０１（図２参照）から負荷１０２（図２参照）への直流電力の供給路上に挿入される一対の出力端子５１，５２と、励磁用電源１０５に接続される一対の入力端子５３，５４（図２参照）とを備えている。
【００４６】
電磁石装置３は、第１の励磁コイル３１、可動子３２、第１の固定子３３の他に、第１の継鉄３４と、復帰ばね３５と、筒体３６とを有している。なお、電磁石装置３は、合成樹脂製であって第１の励磁コイル３１が巻き付けられるコイルボビン（図示せず）を有していてもよい。
【００４７】
第１の継鉄３４は、第１の固定子３３および可動子３２と共に、第１の励磁コイル３１の通電時に生じる磁束が通る磁路を形成する。そのため、第１の継鉄３４と第１の固定子３３と可動子３２とはいずれも磁性材料から形成されている。
【００４８】
本実施形態においては、第１の継鉄３４は、第１の励磁コイル３１の中心軸方向の両側に設けられて互いに対向する継鉄上板３４１および継鉄下板３４２を具備している。以下では、第１の励磁コイル３１の中心軸方向を上下方向とし、第１の励磁コイル３１から見て継鉄上板３４１側を上方、継鉄下板３４２側を下方として説明するが、電磁継電器１の使用形態を限定する趣旨ではない。
【００４９】
第１の継鉄３４は、継鉄上板３４１と継鉄下板３４２との周縁部同士を連結する継鉄側板３４３と、継鉄下板３４２の上面の中央部から上方に突出する形の円筒状に形成されたブッシュ３４４とをさらに具備している。ここでは、継鉄上板３４１および継鉄下板３４２はそれぞれ矩形板状に形成されている。継鉄側板３４３は、継鉄上板３４１の下面において互いに対向する一対の辺と、継鉄下板３４２の上面における互いに対向する一対の辺とを連結するように、一対設けられている。これらの継鉄側板３４３と継鉄下板３４２とは１枚の板から連続一体に形成されている。継鉄下板３４２の中央部には保持孔（図示せず）が形成されており、ブッシュ３４４は、その下端部が継鉄下板３４２の保持孔に嵌合している。
【００５０】
第１の励磁コイル３１は、これら継鉄上板３４１と継鉄下板３４２と継鉄側板３４３とで囲まれた空間に配置されており、その内側にブッシュ３４４と第１の固定子３３と可動子３２とが配置されている。第１の励磁コイル３１は、その両端が一対の入力端子５３，５４（図２参照）に接続されている。
【００５１】
第１の固定子３３は、継鉄上板３４１の下面の中央部から下方に突出する形の円筒状に形成された固定鉄芯であって、その上端部が第１の継鉄（継鉄上板３４１）３４に固定されている。具体的には、継鉄上板３４１の中央部には嵌合孔（図示せず）が形成されており、第１の固定子３３は、その上端部が継鉄上板３４１の嵌合孔に嵌合している。第１の固定子３３の外径は、ブッシュ３４４の内径よりも小さく形成されている。さらに、第１の固定子３３の下端面とブッシュ３４４の上端面との間には、上下方向においてギャップ（隙間）が確保されている。
【００５２】
可動子３２は、円柱状に形成された可動鉄芯であって、第１の固定子３３の下方において、その上端面を第１の固定子３３の下端面に対向させるように配置されている。可動子３２の外径は第１の固定子３３の外径と同一に（つまりブッシュ３４４の内径よりも小さく）形成され、可動子３２はブッシュ３４４の内側をブッシュ３４４の内周面に沿って上下方向に移動する。言い換えれば、可動子３２は、その上端面が第１の固定子３３の下端面に接触した第１の位置と、その上端面が第１の固定子３３の下端面から離れた第２の位置との間で移動可能に構成されている。本実施形態では、可動子３２は第２の位置よりもさらに下方の第３の位置まで移動可能であるが、この点については後述する。
【００５３】
復帰ばね３５は、第１の固定子３３の内側に配置されており、可動子３２を下方（第２の位置）へ付勢するコイルばねである。具体的には、第１の固定子３３は、その内径が第１の固定子３３における上端部以外の部位で上端部より大きく形成されている。このように形成された第１の固定子３３の上端部以外の内側は、復帰ばね３５を収納するための収納空間３３１を構成している。これにより、復帰ばね３５は、可動子３２が第１の固定子３３に吸引されて第２の位置から第１の位置へと移動する際、圧縮されながら収納空間３３１に収まるため、可動子３２は第１の固定子３３に接触可能である。
【００５４】
筒体３６は、非磁性材料から上面が開口した有底円筒状に形成されており、第１の固定子３３および可動子３２を収納する。筒体３６は、上端部（開口周部）が継鉄上板３４１に固定され、下部がブッシュ３４４の内側に嵌合する。筒体３６は、その底面から第１の固定子３３の下端面までの距離が可動子３２の上下方向の寸法よりも十分に大きくなるように、その深さ寸法が設定されている。とくに、本実施形態では、可動子３２が第１の固定子３３から離れた第２の位置にある状態でさらに可動子３２の下端面と筒体３６の底面との間に隙間が生じるように、筒体３６はその深さ寸法が設定されている。
【００５５】
これにより、可動子３２は、筒体３６内において、第１の固定子３３に接触した第１の位置から、第２の位置を通って第３の位置まで移動可能となる。可動子３２は、第１の位置にあるとき、その下端面と筒体３６の底面との間にギャップＧ１を生じ、第３の位置にあるとき、その上端面と第１の固定子３３の下端面との間にギャップＧ２（図３参照）を生じる。ここで、筒体３６は、可動子３２の移動方向を上下方向に制限し、且つ可動子３２の第３の位置を規定する。
【００５６】
なお、電磁石装置３は、第１の励磁コイル３１とブッシュ３４４と第１の固定子３３と可動子３２とが全て上下方向に沿った同一直線上に中心軸を有するように構成されている。
【００５７】
上述した構成により、可動子３２は、第１の励磁コイル３１に通電されていないとき（非通電時）には、第１の固定子３３との間に磁気吸引力が生じないため、復帰ばね３５のばね力によって第２の位置に位置することになる。一方、第１の励磁コイル３１に通電されると、可動子３２は、第１の固定子３３との間に磁気吸引力が生じるため、復帰ばね３５のばね力に抗して上方に引き寄せられ第１の位置に移動する。
【００５８】
言い換えれば、電磁石装置３は、第１の励磁コイル３１の通電時には、第１の継鉄３４と第１の固定子３３と可動子３２とで形成される磁気回路に第１の励磁コイル３１が磁束を生じるので、この磁気回路の磁気抵抗が小さくなるように可動子３２を移動させる。具体的には、電磁石装置３は、第１の励磁コイル３１の通電時、磁気回路のうち第１の固定子３３の下端面とブッシュ３４４の上端面との間のギャップを可動子３２で埋めるように、可動子３２を第２の位置から第１の位置へ移動させる。
【００５９】
要するに、電磁石装置３は、第１の励磁コイル３１への通電時に第１の励磁コイル３１で生じる磁束によって第１の固定子３３に可動子３２を吸引し、可動子３２を第２の位置から第１の位置へ移動させる。そして、第１の励磁コイル３１への通電が継続している間、電磁石装置３は、第１の固定子３３と可動子３２との間に吸引力を生じ続けるので、可動子３２を第１の位置へ保持する。また、第１の励磁コイル３１への通電が停止すると、電磁石装置３は、復帰ばね３５のばね力によって可動子３２を、可動子３２を第１の位置から第２の位置へ移動させる。このように、電磁石装置３は、第１の励磁コイル３１の通電状態の切り替えにより可動子３２に作用する吸引力を制御し、可動子３２を上下方向に移動させることにより、接点装置２の開状態と閉状態とを切り替えるための駆動力を発生する。
【００６０】
ここにおいて、第１の励磁コイル３１の非通電時に、可動子３２が移動範囲の下端となる第３の位置ではなく、移動範囲の中間位置である第２の位置に位置するのは、復帰ばね３５のばね力と接圧ばね１４のばね力との力のつり合いによる。すなわち、可動子３２には、復帰ばね３５のばね力が下向きに作用し、接圧ばね１４のばね力が後述するように可動接触子１３およびシャフト１５を介して上向きに作用する。そのため、第１の励磁コイル３１の非通電時には、復帰ばね３５から可動子３２に作用する力と、接圧ばね１４から可動子３２に作用する力がつり合ったところ（第２の位置）で、可動子３２は止まることになる。
【００６１】
接点装置２における一対の接点台１１，１２は、電磁石装置３の上方において上下方向に直交する平面内の一方向に並ぶように配置されており、各々、当該平面内での断面形状が円形状となる円柱状に形成されている。これら一対の接点台１１，１２は、電磁石装置３の第１の継鉄３４や第１の固定子３３との位置関係が固定されている。
【００６２】
具体的には、一対の接点台１１，１２は、第１の継鉄３４に接合されたケース１６に対して固定されている。ケース１６は、下面が開口した箱状に形成されており、継鉄上板３４１との間に固定接点２２および可動接点２１を収納する。ケース１６は、たとえばセラミックなどの耐熱性材料より形成されており、その開口周部が継鉄上板３４１の上面の周縁部に対して、連結体１７を介して接合されている。一対の接点台１１，１２は、このケース１６の底板（上壁）１６１に形成された丸孔（図示せず）に挿通された形でケース１６に接合されている。
【００６３】
なお、ケース１６と連結体１７と継鉄上板３４１と筒体３６とは、内部に気密空間を形成する気密容器を形成することが望ましく、この場合、気密容器内には水素を主体とする消弧ガスが封入されていることが望ましい。これにより、気密容器内に収納されている固定接点２２および可動接点２１において開極する際にアークが発生したとしても、アークは消弧ガスによって急速に冷却され迅速に消弧可能になる。ただし、固定接点２２および可動接点２１は気密容器に収納される構造に限らない。
【００６４】
一対の接点台１１，１２は、導電性材料から形成されており、各々の下端部には固定接点２２が設けられている。一対の接点台１１，１２の各々は、その外径が各接点台１１，１２における上端部以外の部位に比べて上端部で大きく形成されている。一対の接点台１１，１２のうち第１の接点台１１は、その上端部に第１の出力端子５１が第２の励磁コイル４１を介して接続されている。一方、一対の接点台１１，１２のうち第２の接点台１２は、その上端部に第２の出力端子５２が接続されている。つまり、トリップ装置４の第２の励磁コイル４１は、第１の接点台１１と第１の出力端子５１との間に挿入されている。言い換えれば、第２の励磁コイル４１は、図２に示すように一対の出力端子５１，５２間において接点装置２と直列に接続されている。
【００６５】
可動接触子１３は、導電性材料から矩形板状に形成されており、その長手方向の両端部を一対の接点台１１，１２の下端部に対向させるように一対の接点台１１，１２の下方に配置されている。可動接触子１３のうち、各接点台１１，１２に設けられている固定接点２２に対向する各部位には、可動接点２１がそれぞれ設けられている。
【００６６】
可動接触子１３は、電磁石装置３によって上下方向に駆動される。これにより、可動接触子１３に設けられている各可動接点２１は、それぞれ対応する固定接点２２に接触する閉位置と、固定接点２２から離れた開位置との間で移動することになる。可動接点２１が閉位置にあるとき、つまり接点装置２が閉じた状態では、第１の接点台１１と第２の接点台１２とは可動接触子１３を介して短絡する。したがって、接点装置２が閉じた状態では、第１の出力端子５１と第２の出力端子５２との間は第２の励磁コイル４１を介して導通し、走行用のバッテリ１０１から負荷１０２へ第２の励磁コイル４１を介して直流電力が供給されることになる。
【００６７】
接圧ばね１４は、第１の固定子３３と可動接触子１３との間に配置されており、可動接触子１３を上方へ付勢するコイルばねである。接圧ばね１４のばね力は復帰ばね３５のばね力よりも小さく設定されている。
【００６８】
シャフト１５は、非磁性材料にて上下方向に延びた丸棒状に形成されており、電磁石装置３で発生した駆動力を、電磁石装置３の上方に設けられている接点装置２へ伝達する。シャフト１５は、その上端部に、シャフト１５における上端部以外の部位に比べて外径の大きな鍔部１５１が形成されている。可動接触子１３の中央部にはシャフト１５の外径よりも小径の透孔（図示せず）が形成されており、シャフト１５は、鍔部１５１を可動接触子１３の上面における透孔の周辺に接触させるように可動接触子１３の透孔に挿通される。さらに、シャフト１５は、接圧ばね１４と第１の固定子３３と復帰ばね３５との内側を通って、その下端部が可動子３２に固定されている。
【００６９】
これにより、電磁石装置３で発生した駆動力はシャフト１５にて可動接触子１３へと伝達され、可動子３２が上下方向に移動するのに伴い可動接触子１３が上下方向に移動する。
【００７０】
次に、上述した構成の電磁継電器１の基本的な動作について図１を参照して簡単に説明する。
【００７１】
第１の励磁コイル３１の非通電時においては、電磁石装置３の可動子３２が第１の位置（図１に示す位置）と第３の位置（図３に示す位置）との中間位置である第２の位置に位置するため、シャフト１５は、電磁石装置３によって下方に引き下げられている。このとき、シャフト１５は、その上端部に設けられている鍔部１５１にて可動接触子１３を下方に押し下げることになる。そのため、可動接触子１３は、シャフト１５の鍔部１５１によって上方への移動が規制され、一対の可動接点２１を一対の固定接点２２から離れた開位置に位置させる。この状態では、接点装置２は開いた状態にあるので、一対の接点台１１，１２間は非導通であり、一対の出力端子５１，５２間が非導通となる。
【００７２】
なお、詳しくは後述するが、図３に示すように電磁石装置３の可動子３２が第３の位置に位置する場合も、第２の位置する場合と同様に、シャフト１５は、電磁石装置３によって下方に引き下げられている。そのため、可動接触子１３は、一対の可動接点２１を一対の固定接点２２から離れた開位置に位置させ、接点装置２は開いた状態となる。
【００７３】
一方、図１は第１の励磁コイル３１の通電時における電磁継電器１の状態を示している。この状態では、電磁石装置３の可動子３２が第１の位置に位置するため、シャフト１５は、電磁石装置３によって上方に押し上げられている。このとき、シャフト１５は、その上端部に設けられている鍔部１５１を上方へ移動させることになる。そのため、可動接触子１３は、鍔部１５１による上方への移動規制が解除され、接圧ばね１４のばね力によって上方に押し上げられ、一対の可動接点２１を一対の固定接点２２に接触する閉位置に位置させる。
【００７４】
このとき、シャフト１５は、可動接点２１が固定接点２２に接触した後さらに押し上げられており、適当なオーバトラベルが設定されている。可動接触子１３は、接圧ばね１４によって上方へ付勢されているので、一対の可動接点２１と一対の固定接点２２との間の接圧（接触圧）を確保することができる。この状態（図１の状態）では、接点装置２は閉じた状態にあるので、一対の接点台１１，１２間は導通し、一対の出力端子５１，５２間が導通する。
【００７５】
次に、トリップ装置４について説明する。
【００７６】
トリップ装置４は、図１に示すように、可動子３２に対して第１の固定子３３とは反対側（下方）に配置された第２の固定子４３に可動子３２を吸引することにより、可動子３２に対して、第１の固定子３３とは逆向きの吸引力を作用させる。すなわち、トリップ装置４は、第２の励磁コイル４１への通電時に第２の励磁コイル４１で生じる磁束によって可動子３２を第３の位置へ移動させ、これにより、接点装置２を強制的に開状態にする。以下では、トリップ装置４が強制的に接点装置２を開状態にする動作を「トリップ」という。
【００７７】
ここでいう第３の位置は、第１の位置と第２の位置とを結ぶ可動子３２の移動軸の延長線上にあり、第２の位置に対して第１の位置とは反対側（下方）の位置である。言い換えれば、第２の位置は第１の位置と第３の位置との間の位置（中間位置）である。トリップ装置４が作動していない状態においては、可動子３２は、第１の励磁コイル３１の通電時に第１の位置に位置し、第１の励磁コイル３１の非通電時に第２の位置に位置する。トリップ装置４が作動してトリップすると、図３に示すように可動子３２は第３の位置に位置する。つまり、可動子３２が第１の位置にある状態でトリップ装置４が作動することにより、可動子３２は、第１の位置から第２の位置を通って第３の位置まで移動することになる。
【００７８】
トリップ装置４は、接点装置２と直列に接続された第２の励磁コイル４１、および可動子３２に対して第１の固定子３３とは反対側に配置された第２の固定子４３を有している。トリップ装置４は、可動子３２が第１の位置にある状態で接点装置２を通して流れる規定値以上の異常電流により第２の励磁コイル４１で生じる磁束によって第２の固定子４３に可動子３２を吸引し、図３に示すように可動子３２を第３の位置へ移動させる。
【００７９】
本実施形態では、トリップ装置４は、図１に示すように、第２の励磁コイル４１、第２の固定子４３の他、電磁石装置３の第１の継鉄３４に対応する第２の継鉄４４をさらに有している。
【００８０】
第２の継鉄４４は、第２の固定子４３および可動子３２と共に、第２の励磁コイル４１の通電時に生じる磁束が通る磁路を形成する。そのため、第２の継鉄４４と第２の固定子４３とはいずれも磁性材料から形成されている。
【００８１】
本実施形態においては、第１の継鉄３４の継鉄下板３４２およびブッシュ３４４が第２の継鉄４４の上板として兼用されており、第２の継鉄４４は、第２の励磁コイル４１の下方に設けられて第１の継鉄３４の継鉄下板３４２に対向する下板４４２を具備している。以下では、第２の継鉄４４の上板として兼用される継鉄下板３４２およびブッシュ３４４については、第１の継鉄３４の一部としてだけでなく、第２の継鉄４４の一部を構成する部材として説明する。
【００８２】
第２の継鉄４４は、継鉄下板３４２と下板４４２との周縁部同士を連結する側板４４３をさらに具備している。ここでは、継鉄下板３４２および下板４４２はそれぞれ矩形板状に形成されているので、側板４４３は、継鉄下板３４２の下面において互いに対向する一対の辺と、下板４４２の上面における互いに対向する一対の辺とを連結するように、一対設けられている。これらの側板４４３と下板４４２とは１枚の板から連続一体に形成されている。
【００８３】
第２の励磁コイル４１は、第２の継鉄（継鉄下板３４２とブッシュ３４４と下板４４２と側板４４３）４４で囲まれた空間に配置されており、その内側に第２の固定子４３が配置されている。さらに、第２の励磁コイル４１の内側には筒体３６の下端部が配置されている。つまり、筒体３６は、第１の継鉄３４の継鉄下板３４２を貫通しており、その下端部が第２の励磁コイル４１内側まで延びている。
【００８４】
第２の固定子４３は、下板４４２の上面の中央部から上方に突出する形の円柱状に形成された固定鉄芯であって、その下端部が下板４４２の中央部に形成された保持孔（図示せず）に嵌合することにより、第２の継鉄４４に固定されている。第２の固定子４３の外径は、可動子３２の外径と同一（つまり第１の固定子３３の外径と同一）に形成されている。なお、第２の固定子４３の外径は、可動子３２の外径と同一に限らず、可動子３２の外径よりも大きくあるいは小さく形成されていてもよい。
【００８５】
ここで、第２の固定子４３は、その上端面を筒体３６の下面に接触させるように配置されている。これにより、可動子３２が第１の位置にある状態（図１の状態）で、第２の固定子４３は、その上端面と可動子３２の下端面との間に、ギャップＧ１に筒体３６の底板の厚み寸法を加えた大きさのギャップを生じる。また、可動子３２が第３の位置にある状態（図３の状態）で、第２の固定子４３は、その上端面と可動子３２の下端面との間に、筒体３６の底板の厚み寸法分のギャップを生じる。なお、第２の固定子４３の上端面が筒体３６の下面に接触することは必須ではなく、第２の固定子４３は、その上端面と筒体３６の下面との間に隙間を有していてもよい。
【００８６】
ここで、トリップ装置４は、可動子３２と第２の励磁コイル４１と第２の固定子４３とが全て上下方向に沿った同一直線上に中心軸を有するように構成されている。
【００８７】
上記構成のトリップ装置４は、接点装置２および電磁石装置３と一方向（上下方向）に並べて配置されており、且つ電磁石装置３に対して接点装置２とは反対側に配置されている。つまり、トリップ装置４は、電磁石装置３の下方に配置されている。
【００８８】
ここにおいて、第２の励磁コイル４１は、上述したように一対の出力端子５１，５２間において接点装置２と直列に接続されている。本実施形態では、第２の励磁コイル４１は、第１の接点台１１と第１の出力端子５１との間に接続されている。これにより、第２の励磁コイル４１は、接点装置２が閉じた状態で、走行用のバッテリ１０１から負荷１０２へ供給される負荷電流の経路の一部を形成し、この負荷電流によって励磁される。
【００８９】
なお、第２の励磁コイル４１以外の経路でも負荷電流を流すことができるように、第２の励磁コイル４１には、電気的に並列にバイパス経路６（図２参照）が接続されていてもよい。バイパス経路６を設けることで、電磁継電器１は、走行用のバッテリ１０１から負荷１０２へ供給される負荷電流の一部をバイパス経路６に流すことができ、第２の励磁コイル４１での損失を抑えることができる。
【００９０】
トリップ装置４は、このとき第２の励磁コイル４１の生じる磁束によって、可動子３２と第２の固定子４３との間に磁気吸引力を生じ、可動子３２に対して第２の固定子４３から下向きの吸引力を作用させる。つまり、トリップ装置４は、第２の継鉄４４と第２の固定子４３と可動子３２とで形成される磁気回路に第２の励磁コイル４１が磁束を生じるので、この磁気回路の磁気抵抗が小さくなるように可動子３２を移動させる向きの吸引力を、可動子３２に作用させる。言い換えれば、トリップ装置４は、磁気回路のうち第２の固定子４３の上端面とブッシュ３４４の下端面との間のギャップを可動子３２で埋めるように、第１の位置から第３の位置へ移動させる向きの吸引力を可動子３２に作用させる。
【００９１】
その結果、上記構成の電磁継電器１は、第１の励磁コイル３１に通電されており接点装置２が閉じた状態、つまり可動子３２が第１の位置にある状態において、可動子３２には図４に示すような力が作用する。すなわち、可動子３２には、第１の固定子３３との間の磁気吸引力である第１の力Ｆ１が上向きに作用し、ばね力である第２の力Ｆ２、および第２の固定子４３との間の磁気吸引力である第３の力Ｆ３が下向きに作用する。
【００９２】
第１の力Ｆ１は、電磁石装置３において、第１の励磁コイル３１の通電時に第１の励磁コイル３１で生じる磁束によって第１の固定子３３から可動子３２に作用する吸引力である。第２の力Ｆ２は、復帰ばね３５から可動子３２に作用するばね力と、接圧ばね１４から可動接触子１３およびシャフト１５を介して可動子３２に作用するばね力とを合成した力である。つまり、第２の力Ｆ２は、復帰ばね３５から可動子３２に対し下向きに作用する力から、接圧ばね１４から可動子３２に対し上向きに作用する力を差し引いた力である。第３の力Ｆ３は、トリップ装置４において、第２の励磁コイル４１の通電時に第２の励磁コイル４１で生じる磁束によって第２の固定子４３から可動子３２に作用する吸引力である。
【００９３】
第３の力（第２の固定子４３から可動子３２に作用する吸引力）Ｆ３は、次式で表される。
【００９４】
【数１】
2015046377.tif 000003
【００９５】
ここで、「Ｎ」は第２の励磁コイル４１の巻き数、「Ｉ」は第２の励磁コイル４１を流れる電流の大きさ、「Ｓ」は可動子３２における第２の固定子４３との対向面積、「μ０」は真空の透磁率、「ｇ」は可動子３２−第２の固定子４３間のギャップである。
【００９６】
電磁継電器１は、可動子３２が第１の位置にある状態において、図４に示す力の関係がＦ１＜Ｆ２＋Ｆ３の条件を満たしたときに、トリップ装置４によって可動子３２が第３の位置に移動し、接点装置２が強制的に開状態となる（トリップする）。要するに、可動子３２は、上向きに作用する第１の力Ｆ１が下向きに作用する第２の力Ｆ２と第３の力Ｆ３との和以上である間は第１の位置にあり、第２の力Ｆ２と第３の力Ｆ３との和が第１の力Ｆ１を上回ると第３の位置に移動する。
【００９７】
ここで、トリップ装置４は、単に第２の励磁コイル４１に負荷電流が流れるだけでトリップするのではなく、第２の固定子４３から可動子３２に作用する吸引力である第３の力Ｆ３が上記の条件（Ｆ１＜Ｆ２＋Ｆ３）を満たして初めてトリップすることになる。第２の固定子４３から可動子３２に作用する吸引力は、第２の励磁コイル４１を流れる電流（負荷電流）の大きさに応じて変化する。そこで、トリップ装置４は、第２の励磁コイル４１を流れる電流が、規定値以上の異常電流となったときに、第２の固定子４３から可動子３２に作用する吸引力である第３の力Ｆ３が上記の条件（Ｆ１＜Ｆ２＋Ｆ３）を満たすように構成される。
【００９８】
すなわち、トリップ装置４は、過電流や短絡電流等のように、規定値以上の異常電流が接点装置２を流れたときに、可動子３２を第３の位置に移動させる。具体的には、トリップ装置４は、規定値以上の電流が第２の励磁コイル４１を流れたときに、上記の条件を満たす第３の力Ｆ３で第２の固定子４３に可動子３２を吸引するように、第２の励磁コイル４１の巻き数やギャップＧ１（図４参照）などが設定される。ここで、トリップ装置４が動作を開始する規定値は、たとえば電磁継電器１の定格電流に対して十分に大きな過電流となる値、あるいは短絡電流となる値に設定される。ここでいう過電流は、たとえば定格電流の５倍から１０倍程度の大きさの電流であって、短絡電流は、たとえば定格電流の数十倍程度の大きさの電流である。
【００９９】
これにより、電磁継電器１は、過電流や短絡電流等の異常電流が接点装置２を通して流れた場合、トリップ装置４により可動子３２を第３の位置へ移動させ、接点装置２を強制的に開状態とすることができる。電磁継電器１は、接点装置２が閉状態にあるとき、第１の励磁コイル３１の生じる磁束により第１の固定子３３に可動子３２が吸引されているが、この吸引力を第２の力Ｆ２と第３の力Ｆ３との和が上回れば、可動子３２は第２の固定子４３に吸い寄せられる。さらに、電磁継電器１は、可動子３２が第２の固定子４３に近くなる程、第２の固定子４３と可動子３２との間の吸引力が大きくなるので、トリップする際において、接点装置２の開く速度は徐々に速くなる。
【０１００】
その結果、電磁継電器１は、異常電流が流れた場合に生じる磁束を利用して可動子３２を強制的に復帰させるべく駆動するので、異常電流の発生を速やかに検出して電路（接点装置２）を迅速に遮断できる。
【０１０１】
ここにおいて、第２の励磁コイル４１で生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材は、磁路の断面積の最小値が所定の下限値以上となるように構成されることが望ましい。ここでいう第２の磁路部材は、可動子３２と第２の固定子４３と第２の継鉄（継鉄下板３４２とブッシュ３４４と下板４４２と側板４４３）４４とを含んでいる。すなわち、トリップ装置４は、上記磁路の断面積を大きくとることにより、短絡電流のように過大な電流が第２の励磁コイル４１に流れても、磁気飽和が生じにくくなる、という利点がある。
【０１０２】
また、第１の励磁コイル３１で生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材は、第２の励磁コイル４１で生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材に比べて、磁路の断面積の最小値が小さくなるように構成されていることが望ましい。ここでいう第１の磁路部材は、可動子３２と第１の固定子３３と第１の継鉄（継鉄上板３４１と継鉄下板３４２と継鉄側板３４３とブッシュ３４４）３４とを含んでいる。この場合、第１の磁路部材は、少なくとも一部（たとえば第１の固定子３３）の径が、第２の磁路部材の一部（たとえば第２の固定子４３）の径に比べて絞り込まれた形に形成される。
【０１０３】
これにより、第１の励磁コイル３１で生じる磁束が通る磁気回路の磁気抵抗は、第２の励磁コイル４１で生じる磁束が通る磁気回路の磁気抵抗に比べて相対的に高くなるため、可動子３２と第２の固定子４３との間に生じる吸引力が大きくなる。したがって、トリップする際に接点装置２が開く速度は速くなり、電磁継電器１は、異常電流が流れた場合に生じる磁束を利用して、電路（接点装置２）を迅速に遮断できる。
【０１０４】
さらにまた、第１の励磁コイル３１で生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材は、磁路の断面積の最小値が所定の上限値以下となるように構成されていることが望ましい。つまり、この場合、第１の磁路部材は、少なくとも一部（たとえば第１の固定子３３）の径が、第２の磁路部材の一部（たとえば第２の固定子４３）の径に比べて絞り込まれた形に形成される。
【０１０５】
これにより、第１の励磁コイル３１で生じる磁束が通る磁路は磁気飽和しやすくなり、可動子３２と第１の固定子３３との間に生じる吸引力が小さくなる。したがって、トリップするために必要な可動子３２の吸引力が小さくなり、トリップ装置４は、比較的小さな力でトリップすることが可能になる。その結果、トリップする際に接点装置２が開く速度は速くなり、電磁継電器１は、異常電流が流れた場合に生じる磁束を利用して、電路（接点装置２）を迅速に遮断できる。
【０１０６】
次に、電磁継電器１が上述したようなトリップ装置４を備えることにより、接点装置２の閉状態から異常電流に応答して電路を速やかに遮断できる点について、図５を参照して簡単に説明する。図５では、横軸を時間、縦軸を電流として、バッテリ１０１と負荷１０２との間の電路（接点装置２）を流れる負荷電流を表している。ここでは、時刻ｔ０において負荷１０２で短絡が発生した場合を想定しており、「Ｘ１」がトリップ装置４を備えた本実施形態の電磁継電器１を用いた場合、「Ｘ２」がトリップ装置４のない電磁継電器１を用いた場合の負荷電流を表している。
【０１０７】
トリップ装置４がない場合、電磁継電器１は、時刻ｔ０で短絡が発生し、負荷電流Ｘ２が上昇して時刻ｔ１で規定値Ｉ１に達しても、すぐには接点装置２を開状態とすることはできない。この場合、負荷電流Ｘ２は、ＥＣＵ１０３が保護機能により異常電流の発生を検知し制御信号によってスイッチング素子１０４をオフし、第１の励磁コイル３１の通電が停止された時刻ｔ３から低下し始める。固定接点２２−可動接点２１間のアークが消弧され、負荷電流Ｘ２が遮断されるまでにはさらに遮断時間Ｔ２を要するため、負荷電流Ｘ２は、時刻ｔ０から時間Ｔ２０が経過した時刻ｔ４で遮断されることになる。
【０１０８】
一方、トリップ装置４がある場合、電磁継電器１は、時刻ｔ０で短絡が発生し、負荷電流Ｘ１が上昇して時刻ｔ１で規定値Ｉ１に達すると、電磁継電器１自身でトリップ装置４により接点装置２を開状態とする。そのため、この場合、負荷電流Ｘ１は、規定値に達した時刻ｔ１から低下し始める。固定接点２２−可動接点２１間のアークが消弧され、負荷電流Ｘ１が遮断されるまでにはさらに遮断時間Ｔ１を要するが、負荷電流Ｘ１は、時刻ｔ０から時間Ｔ１０（＜Ｔ２０）が経過した時刻ｔ２で遮断されることになる。
【０１０９】
なお、トリップ装置４を備える電磁継電器１は、負荷電流を利用してトリップ装置４がトリップするので、第１の励磁コイル３１の通電が停止される時刻ｔ３までは、負荷電流が遮断された後で再び接点装置２が閉状態となり、チャタリングを生じる可能性がある。このチャタリングによる負荷電流を図５では「Ｘ３」で示している。また、図５で示す負荷電流Ｘ１は概念的な波形であって、実際には、トリップ装置４で所定の吸引力が発生するまでに負荷電流Ｘ１にオーバーシュートが生じることもあり、本実施形態の電磁継電器１で得られる波形は図５に示す通りの波形に限らない。
【０１１０】
また、電磁継電器１は、トリップ装置４を備えることで負荷電流の上昇を抑えることができるという利点もある。つまり、トリップ装置４がなければ、電磁継電器１は、負荷電流Ｘ２が過電流（過負荷電流）に達してもすぐには接点装置２が開かないので、負荷電流Ｘ２が上昇し続けて短絡電流（＞過電流）まで達する可能性がある。これに対して、トリップ装置４があれば、電磁継電器１は、負荷電流Ｘ１が過電流に達するとすぐに接点装置２が開くので、短絡電流まで上昇する前に負荷電流Ｘ１を遮断可能となる。なお、ここでいう過電流は、たとえば定格電流の５倍から１０倍程度の大きさの電流であって、短絡電流は、たとえば定格電流の数十倍程度の大きさの電流である。
【０１１１】
以上説明した本実施形態の電磁継電器１によれば、トリップ装置４が、接点装置２を通して流れる規定値以上の異常電流により第２の励磁コイル４１で生じる磁束によって可動子３２を吸引し、可動子３２を第３の位置へ移動させる。したがって、この電磁継電器１は、接点装置２に過電流、短絡電流等の異常電流が流れた際に接点装置２を速やかにオフすることができる。
【０１１２】
また、接点装置２と電磁石装置３とトリップ装置４とは一方向に並べて配置されており、トリップ装置４は、電磁石装置３に対して接点装置２とは反対側に配置されている。そのため、電磁継電器１は、電磁石装置３および接点装置２の外側にトリップ装置４が付加された構成となり、トリップ装置４のない電磁継電器と可動子３２等の部品を共通化することが可能である。その結果、電磁継電器１は、可動子３２等の部品を専用に設計しなくても、接点装置２に過電流、短絡電流等の異常電流が流れた際に接点装置２をオフすることが可能である、という利点がある。
【０１１３】
さらに、本実施形態では、トリップ装置４は、可動子３２に対して第１の固定子３３とは反対側に配置された第２の固定子４３を有し、第２の固定子４３に可動子３２を吸引することで可動子３２を第３の位置へ移動させるように構成されている。したがって、電磁継電器１は、第２の固定子４３がない場合に比べて、可動子３２を第３の位置へ移動させる際に可動子３２に作用する吸引力が大きくなり、可動子３２を速やかに第３の位置へ移動させることができる。その結果、この電磁継電器１は、接点装置２に過電流、短絡電流等の異常電流が流れた際に接点装置２を速やかにオフすることができる。なお、第２の固定子４３は必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
【０１１４】
ところで、本実施形態の電磁継電器１は、可動子３２が第１の位置にある状態において、第２の励磁コイル４１で生じる磁束の一部が第１の固定子３３および可動子３２を通るように、第２の励磁コイル４１で生じる磁束を通す磁路が形成されている。すなわち、図６Ａ，図６Ｂに示すように、可動子３２が第１の位置にある状態で、第２の励磁コイル４１で生じる磁束φ２の一部は第１の固定子３３および可動子３２を通る。
【０１１５】
本実施形態では、第２の励磁コイル４１は、図６Ａに示すように、第１の固定子３３と可動子３２との間において、第１の励磁コイル３１とは逆向きの磁束を生じるように構成されている。つまり、第２の励磁コイル４１は、通電時に図６Ａに示す向きの磁束φ２を生じるように巻き方向が設定されている。この構成によれば、第１の固定子３３と可動子３２との間において、第２の励磁コイル４１が生じた磁束φ２は、第１の励磁コイル３１が生じた磁束φ１を打ち消すように作用する。
【０１１６】
したがって、第１の励磁コイル３１による第１の固定子３３と可動子３２との間の吸引力（図４の第１の力Ｆ１）が、第２の励磁コイル４１の生じる磁束φ２によって弱められ、トリップ装置４は、比較的小さな力で可動子３２を第２の固定子４３に吸引できる。そのため、トリップ装置４は第２の励磁コイル４１の巻き数を少なく抑えることができる。
【０１１７】
本実施形態の他の構成例として、第２の励磁コイル４１は、図６Ｂに示すように、第１の固定子３３と可動子３２との間において、第１の励磁コイル３１と同じ向きの磁束を生じるように構成されていてもよい。つまり、第２の励磁コイル４１は、通電時に図６Ｂに示す向きの磁束φ２を生じるように巻き方向が設定されている。この構成によれば、第１の固定子３３と可動子３２との間において、第２の励磁コイル４１が生じた磁束φ２は、第１の励磁コイル３１による第１の固定子３３と可動子３２との間の吸引力（図４の第１の力Ｆ１）を強めるように作用する。
【０１１８】
したがって、トリップ装置４は、第２の励磁コイル４１の巻き数が同じであれば、図６Ａの構成に比べて、トリップする電流値（規定値）は大きくなるが、トリップする際に第２の固定子４３と可動子３２との間に作用する吸引力は大きくなる。そのため、電磁継電器１は、トリップする電流値（規定値）が大きく設定される場合には、図６Ｂの構成を作用することで、トリップする際の接点装置２の開く速度が速くなるという利点がある。
【０１１９】
また、本実施形態では、電磁石装置３は、上述したように第１の位置と第２の位置との間で一方向（上下方向）に沿って可動子３２を直進移動させるように構成された、所謂プランジャ型の電磁石装置である。そのため、電磁石装置３とトリップ装置４とは、可動子３２に対して互いに反対向きの吸引力を作用させればよく、吸引力を効率的に作用させることができる。ここで、第２の継鉄（継鉄下板３４２とブッシュ３４４と下板４４２と側板４４３）４４は、第２の励磁コイル４１で生じる磁束を通す磁路を可動子３２および第２の固定子４３と共に形成する継鉄である。
【０１２０】
この場合において、第２の継鉄４４のうち可動子３２と磁気的に結合された部位は、第１の位置にある可動子３２に比べて一方向における第２の固定子４３との間隔が大きく設定されていることが望ましい。つまり、第２の継鉄４４のうち、可動子３２と磁気的に結合された部位である継鉄下板３４２およびブッシュ３４４は、第１の位置にある可動子３２に比べて第２の固定子４３との間隔が大きく設定される。言い換えれば、可動子３２は、図４に示すように第１の位置にある状態で、その下端面が、継鉄下板３４２およびブッシュ３４４の下端面から第２の固定子４３側（下方）に所定量Ｌ１だけ飛び出すように構成される。
【０１２１】
この構成によれば、第２の励磁コイル４１の生じる磁束において、可動子３２を通らずに第２の固定子４３と継鉄下板３４２あるいはブッシュ３４４との間を通過する漏れ磁束を低減することができる。そのため、第２の励磁コイル４１の生じる磁束は、可動子３２と第２の固定子４３との間に集中し、可動子３２と第２の固定子４３との間に作用する吸引力が大きくなる。したがって、トリップ装置４は、トリップする電流値（規定値）が同じであれば第２の励磁コイル４１の巻き数を少なく抑えることができ、第２の励磁コイル４１の巻き数が同じであればトリップする電流値を小さくできる。
【０１２２】
また、この場合において、第２の励磁コイル４１は、可動子３２の移動軸周りに巻かれており、少なくとも一部が、前記一方向（上下方向）に直交する方向において第１の位置にある可動子３２と重複するように配置されていることが望ましい。つまり、第２の励磁コイル４１は、その内側に、第１の位置にある可動子３２の下端部が挿入されるように構成される。言い換えれば、可動子３２は、図４に示すように第１の位置にある状態で、その下端面が、第２の励磁コイル４１の上端面より第２の固定子４３側（下方）に所定量Ｌ２だけ飛び出すように構成される。
【０１２３】
この構成によれば、可動子３２は、第２の励磁コイル４１の外側よりも磁束密度が大きくなる第２の励磁コイル４１の内側にその一部（下端部）が配置されるので、第２の固定子４３との間に作用する吸引力が大きくなる。したがって、トリップする電流値（規定値）が同じであれば第２の励磁コイル４１の巻き数を少なく抑えることができ、第２の励磁コイル４１の巻き数が同じであればトリップする電流値を小さくできる。
【０１２４】
さらにまた、電磁継電器１は、第２の固定子４３と第１の位置にある可動子３２との間の距離が極力短くなるような構成であることが望ましい。これにより、電磁継電器１は、可動子３２が第１の位置にあるとき、つまり接点装置２が閉状態にあるときの、第２の固定子４３と可動子３２との間のギャップが小さくでき、トリップするために必要な可動子３２の吸引力が小さくなる。そのため、トリップ装置４は、比較的小さな力でトリップすることが可能になる。
【０１２５】
また、本実施形態の電磁継電器１において、第２の励磁コイル４１は、図７に示すように巻き数が１ターン以下であることが望ましい。第２の励磁コイル４１の起磁力は、第２の励磁コイル４１を流れる電流の大きさと、第２の励磁コイル４１の巻き数（ターン数）との積で表される。第２の励磁コイル４１で生じる磁束が必要になるのは、過電流や短絡電流などの過大な異常電流が第２の励磁コイル４１を流れる場合である。たとえば数千Ａの短絡電流を想定すれば、第２の励磁コイル４１は、１ターン以下の巻き数であっても十分な起磁力を生じることができる。
【０１２６】
第２の励磁コイル４１には、走行用のバッテリ１０１から負荷１０２へ供給される負荷電流が流れるので、第２の励磁コイル４１での損失（銅損）を小さく抑えるように、コイル線（銅線）の線径を大きく且つ線長を短くすることが望ましい。第２の励磁コイル４１の巻き数を１ターン以下に抑えれば、第２の励磁コイル４１は、コイル線の線径を大きく且つ線長を短くすることができる。さらに、第２の励磁コイル４１は、コイル線の線長を短くすることで、低コスト化および小型化を図ることもできる。
【０１２７】
さらに、本実施形態の電磁継電器１において、第２の励磁コイル４１は、導電性の金属板にて形成されていることが望ましい。つまり、第２の励磁コイル４１は、金属板に打ち抜き加工や曲げ加工等の加工を施すことによって形成することができる。この場合、第２の励磁コイル４１は、図７のような１ターン以下の巻き数であってもよいし、２ターンより大きい巻き数となるように渦巻状や螺旋状に形成されていてもよい。
【０１２８】
第１の励磁コイル３１および第２の励磁コイル４１は、一方向（上下方向）に沿った同一軸周りに巻かれており、第２の励磁コイル４１は、少なくとも一部が、上下方向に直交する方向において第１の励磁コイル３１と重複するように配置されていてもよい。具体的には、第２の励磁コイル４１は、図８に示すように、その上端部が第１の励磁コイル３１の下端部の周囲に巻かれるように配置されていてもよい。図８の例では、第２の励磁コイル４１は、上側１ターン分が第１の継鉄３４の外周に巻かれ、残りは第２の継鉄４４の内側に巻かれている。これにより、電磁継電器１は、トリップ装置４を付加したことによる上下方向の寸法の増加分を小さく抑えることができ、上下方向について小型化を図ることができる。
【０１２９】
また、本実施形態では、接点装置２は、可動子３２が第１の位置にあるときに、可動接点２１を固定接点２２に押し付ける向きの力を生じる接圧ばね１４を有する。そのため、接点装置２は、可動子３２が第１の位置にあれば、可動接点２１と固定接点２２との間に十分な接圧を確保することができる。
【０１３０】
この場合において、規定値は、可動子３２が第１の位置にある状態で、接点装置２を流れる電流によって可動接点２１を固定接点２２から引き離す向きに生じる電磁反発力が、接圧ばね１４のばね力とつり合うときの電流値より小さく設定されていることが望ましい。すなわち、電磁継電器１は、トリップする電流値（規定値）の設定に当たっては、電磁反発力と接圧ばね１４のばね力とを加味して規定値が設定されることが望ましい。
【０１３１】
さらに詳しく説明すると、電磁継電器１は、第１の励磁コイル３１の通電時において、可動接触子１３には、一対の接点台１１，１２の一方から他方に向けて可動接触子１３を通して流れる電流に起因して発生する電磁反発力が下向きに作用する。つまり、一対の接点台１１，１２の一方から他方へ可動接触子１３を通して電流が流れると、この電流によって可動接触子１３の周辺に磁束が生じる。この磁束と可動接触子１３を流れる電流とによって、可動接触子１３には、可動接点２１を固定接点２２から離す向き（下向き）のローレンツ力（電磁反発力）が作用することになる。
【０１３２】
この電磁反発力は、通常時には接圧ばね１４のばね力よりも小さいので、可動接触子１３は、接圧ばね１４から上向きの力を受け、可動接点２１を固定接点２２に接触させた状態を維持している。ただし、接点装置２を流れる電流が短絡電流などの大電流になると、可動接触子１３に作用する電磁反発力が接圧ばね１４のばね力を上回って、可動接点２１が固定接点２２から離れる可能性がある。このように電磁反発力が接圧ばね１４のばね力を上回る状態では、電磁継電器１は、可動接点２１と固定接点２２との間にアークが発生して接点溶着を生じる可能性がある。仮に、接点溶着が生じると、可動接点２１を固定接点２２から離すように可動接触子１３を移動させるために必要な力が大きくなるので、電磁継電器１は、トリップに必要な力が大きくなってしまう。
【０１３３】
そこで、電磁継電器１は、トリップする電流値（規定値）が、上述したような電磁反発力が、接圧ばね１４のばね力とつり合うときの電流値より小さく設定されていることが望ましい。これにより、電磁継電器１は、接点装置２を流れる電流が大きくなっても、電磁反発力が接圧ばね１４のばね力を上回る前にトリップすることができ、電磁反発力に起因した接点溶着を生じにくくなる。
【０１３４】
ところで、本実施形態の第１の変形例として、図９に示すように、電磁石装置３は、可動子３２と第１の固定子３３との間に非磁性材料からなる調整部材１８を有していてもよい。図９の例では、調整部材１８は、リング状に形成されたレシジュアル（スペーサ）であって、可動子３２の上面に配置され、シャフト１５が挿通されている。ここでは、調整部材１８は、その外径が可動子３２と同一に形成され、且つ可動子３２と一体となって移動するように可動子３２に取り付けられて（接着されて）いる。ただし、調整部材１８は、その外径が可動子３２と同一でなくてもよく、リング状以外の形状であってもよく、また、可動子３２ではなく第１の固定子３３に取り付けられていてもよい。
【０１３５】
第１の変形例によれば、電磁継電器１は、可動子３２−第１の固定子３３間に介在する調整部材１８により、可動子３２が第１の位置にあっても可動子３２が第１の固定子３３に接触しないように構成されている。つまり、この電磁継電器１は、接点装置２が閉状態にあっても、可動子３２が第１の固定子３３から離間しており、可動子３２と第１の固定子３３との間に作用する吸引力が小さくなる。
【０１３６】
すなわち、電磁継電器１は、図１０に示すように、可動子３２と第１の固定子３３との間の距離が大きくなるほど、可動子３２に第１の固定子３３から作用する吸引力（図４に示す第１の力Ｆ１）が小さくなる。なお、図１０では、横軸を可動子３２−第１の固定子３３間の距離、縦軸を力として、可動子３２に第１の固定子３３から作用する吸引力を「Ｘ１」で表している。また、図１０では、可動子３２に作用するばね力（図４に示す第２の力Ｆ２）を「Ｘ２」（調整部材１８なし）の場合、「Ｘ３」（調整部材１８ありの場合）で表している。
【０１３７】
図９に示す構成によれば、電磁継電器１は、第１の位置にある可動子３２と第１の固定子３３との間に調整部材１８の厚みに相当する間隔Ｄ１が生じることで、可動子３２に作用する吸引力Ｘ１が「Ｆ１１」から「Ｆ１２」まで低下することになる。このとき、トリップに必要な可動子３２−第２の固定子４３間の吸引力（図４に示す第３の力Ｆ３）は、Ｆ１２−αより大きければよいので、調整部材１８がない場合（Ｆ１１−α）より小さくなる。なお、αは、可動子３２が第１の位置にあるときのばね力であって、調整部材１８があってもなくても同値であると仮定する。
【０１３８】
また、本実施形態の第２の変形例として、電磁継電器１は、図１１に示すように、第１の励磁コイル３１で生じる磁束を通す第１の継鉄３４と、第２の励磁コイル４１で生じる磁束を通す第２の継鉄４４とが別体であってもよい。第１の継鉄３４は、第１の励磁コイル３１で生じる磁束を通す磁路を可動子３２および第１の固定子３３と共に形成し、第２の継鉄４４は、第２の励磁コイル４１で生じる磁束を通す磁路を可動子３２および第２の固定子４３と共に形成する。
【０１３９】
図１１の例では、第１の継鉄３４は、上記実施形態と同様に、継鉄上板３４１と継鉄下板３４２と継鉄側板３４３とブッシュ３４４とを具備している。一方、第２の継鉄４４は、第１の継鉄３４の一部（継鉄下板３４２およびブッシュ３４４）を上板として兼用するのではなく、第１の継鉄３４とは分離された上板４４１と下板４４２と側板４４３とを具備している。
【０１４０】
上記実施形態のように、第１の継鉄３４の一部を第２の継鉄４４の一部に兼用する構成では、第２の励磁コイル４１で生じた磁束の一部は、第１の継鉄３４に回り込み、第１の励磁コイル３１で生じた磁束と干渉することがある（図６参照）。これに対して、図１１に示す構成では、第２の励磁コイル４１で生じた磁束の、第１の継鉄３４への回り込みを少なくでき、トリップ装置４は、より小さな電流でトリップ可能になる。また、第１の励磁コイル３１の生じる磁束用の磁気回路と、第２の励磁コイル４１の生じる磁束用の磁気回路とを、両者の干渉を考慮せずに設計できるので、各磁気回路の設計が容易になるという利点もある。
【０１４１】
また、本実施形態の第３の変形例として、電磁継電器１は、可動子３２が第３の位置にあるときの可動子３２と第２の固定子４３との対向面積が、可動子３２が第１の位置にあるときの可動子３２と第１の固定子３３との対向面積よりも大きくてもよい。
【０１４２】
具体的には、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ、および図１２Ｄに示すように、可動子３２と第２の固定子４３との各対向部位を、互いに嵌り合う凹凸形状とすることで、第３の位置にある可動子３２と第２の固定子４３との対向面積を大きくできる。ここで、凹凸形状は、図１２Ａ、図１２Ｃおよび図１２Ｄのように、第２の固定子４３が凸であってもよいし、図１２Ｂに示すように可動子３２が凸であってもよい。
【０１４３】
さらに、図１２Ｅに示すように、第２の固定子４３の外径を第１の固定子３３よりも大きくし、且つ可動子３２における第２の固定子４３側の端部（下端部）を拡径することでも、第３の位置にある可動子３２と第２の固定子４３との対向面積を大きくできる。なお、図１２Ａ〜図１２Ｅは、いずれも可動子３２および第２の固定子４３の形状を表す概略図であって、可動子３２および第２の固定子４３以外の図示を省略している。
【０１４４】
第３の変形例によれば、可動子３２が第１の固定子３３と第２の固定子４３との中間に位置する状態では、可動子３２に対し第２の固定子４３から作用する吸引力は、可動子３２に対し第１の固定子３３から作用する吸引力に比べて相対的に大きくなる。したがって、トリップする際に接点装置２が開く速度は速くなり、電磁継電器１は、異常電流が流れた場合に生じる磁束を利用して、電路（接点装置２）を迅速に遮断できる。
【０１４５】
さらに、第４の変形例として、可動子３２と第１の固定子３３との少なくとも一方は、他方との対向面に凹凸を有し、可動子３２が第１の位置にあるときに可動子３２と第１の固定子３３との間に上記凹凸による隙間を確保するように構成されていてもよい。
【０１４６】
具体的には、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、図１３Ｄ、図１３Ｅ、および図１３Ｆに示すように、可動子３２と第１の固定子３３との各対向面に凹凸を形成することで、第１の位置にある可動子３２と第１の固定子３３との間に隙間を確保できる。ここで、図１３Ａ、図１３Ｄ、および図１３Ｆのように対向面のうち中央部が凸であってもよいし、図１３Ｂ、図１３Ｃ、および図１３Ｅのように対向面のうち外周部が凸であってもよい。
【０１４７】
さらに、凹凸は、図１３Ａ〜図１３Ｆの例では可動子３２と第１の固定子３３との両方に設けられているが、可動子３２と第１の固定子３３との少なくとも一方に設けられていればよく、可動子３２のみ、あるいは第１の固定子３３のみに設けられていてもよい。なお、図１３Ａ〜図１３Ｆは、いずれも可動子３２および第１の固定子３３の形状を表す概略図であって、可動子３２および第１の固定子３３以外の図示を省略している。
【０１４８】
第４の変形例によれば、可動子３２が第１の位置にある状態で、可動子３２に対し第１の固定子３３から作用する吸引力は、凹凸による隙間がない場合に比べて相対的に小さくなる。したがって、トリップするために必要な可動子３２の吸引力が小さくなり、トリップ装置４は、比較的小さな力でトリップすることが可能になる。その結果、トリップする際に接点装置２が開く速度は速くなり、電磁継電器１は、異常電流が流れた場合に生じる磁束を利用して、電路（接点装置２）を迅速に遮断できる。
【０１４９】
なお、上記第１〜４の変形例の構成は、適宜組み合わせて採用することが可能である。
【０１５０】
（実施形態２）
本実施形態の電磁継電器１は、図１４に示すように、第１の励磁コイル３１が、投入用コイル３１１と保持用コイル３１２とを有している点で、実施形態１の電磁継電器１と相違する。保持用コイル３１２は、同じ大きさの電流が流れたときに生じる磁束密度が投入用コイル３１１より小さなコイルである。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
【０１５１】
図１４の例では、投入用コイル３１１と保持用コイル３１２とは同一軸周りに巻かれており、投入用コイル３１１の外周に保持用コイル３１２が重なるように二重巻きにされている。
【０１５２】
本実施形態において、電磁石装置３は、可動子３２を第２の位置から第１の位置へ移動させる投入期間には投入用コイル３１１に通電され、可動子３２を第１の位置に保持する保持期間には保持用コイル３１２に通電されるように構成されている。具体的には、たとえばＥＣＵ１０３は、電磁継電器１の接点装置２を閉じる際において、所定長さの投入期間にだけ投入用コイル３１１に通電し、投入期間が経過すると投入用コイル３１１への通電を停止し保持用コイル３１２への通電に切り替える。
【０１５３】
ここにおいて、電磁継電器１は、図１５に示すように、可動子３２と第１の固定子３３との間の距離が大きくなるほど、可動子３２に第１の固定子３３から作用する吸引力（図４に示す第１の力Ｆ１）が小さくなる。なお、図１５では、横軸を可動子３２−第１の固定子３３間の距離、縦軸を力としている。また、図１５では、投入用コイル３１１の通電時に可動子３２に第１の固定子３３から作用する吸引力を「Ｘ１」、保持用コイル３１２の通電時に可動子３２に第１の固定子３３から作用する吸引力を「Ｘ２」で表している。さらに、図１５では、可動子３２に作用するばね力（図４に示す第２の力Ｆ２）を「Ｘ３」で表している。
【０１５４】
ここで、電磁継電器１は、開状態の接点装置２を閉じる際には、可動子３２に上向きに作用する吸引力Ｘ１が可動子３２に下向きに作用するばね力Ｘ３を上回る必要がある。保持用コイル３１２の通電時（保持期間）に可動子３２に作用する吸引力Ｘ２は、ばね力Ｘ３を下回る区間があるので、電磁継電器１は、保持用コイル３１２に通電されても開状態の接点装置２を閉じることができない。これに対して、投入用コイル３１１は保持用コイル３１２よりも大きな磁束密度を生じるので、投入用コイル３１１の通電時（投入期間）に可動子３２に作用する吸引力Ｘ１は、全区間においてばね力Ｘ３を上回る。そのため、電磁継電器１は、投入用コイル３１１に通電されたときには開状態の接点装置２を閉じることができる。
【０１５５】
一方で、電磁継電器１は、接点装置２が閉状態になり、投入期間から保持期間に切り替えられると、可動子３２に作用する吸引力が「Ｘ１」の「Ｆ１１」から「Ｘ２」の「Ｆ１３」まで低下することになる。ただし、保持期間における吸引力Ｘ２（Ｆ１３）は、可動子３２を第１の位置に保持する必要があるので、少なくともばね力Ｘ３を上回るように設定される。このとき、トリップに必要な可動子３２−第２の固定子４３間の吸引力（図４に示す第３の力Ｆ３）は、Ｆ１３−αより大きければよいので、投入期間における吸引力（Ｆ１１−α）より小さくなる。なお、αは、可動子３２が第１の位置にあるときのばね力であって、投入期間でも保持期間でも同値である。
【０１５６】
以上説明した本実施形態の構成によれば、投入期間よりも保持期間において、可動子３２が第１の位置にある状態で第１の固定子３３−可動子３２間に作用する吸引力が小さくなるので、トリップに必要な吸引力を小さくできるという利点がある。さらに、保持用コイル３１２の消費電力は投入用コイル３１１よりも小さく抑えることができるので、電磁継電器１は、保持期間の消費電力を投入期間に比べて小さく抑えることができる。
【０１５７】
ところで、本実施形態の変形例として、上述したように第１の固定子３３−可動子３２間に作用する吸引力が投入期間よりも保持期間にて小さくなる構成を、単一の第１の励磁コイル３１で実現することも可能である。
【０１５８】
この変形例では、電磁石装置３は、第１の励磁コイル３１に流れる電流の大きさが、投入用電流と、投入用電流より電流値の小さな保持用電流とで切替可能である。さらに、電磁石装置３は、投入期間には第１の励磁コイル３１に投入用電流が供給され、保持期間には第１の励磁コイル３１に保持用電流が供給されるように構成されている。ここでいう投入期間は、上述したように可動子３２を第２の位置から第１の位置へ移動させる期間であって、保持期間は、上述したように可動子３２を第１の位置に保持する期間である。
【０１５９】
具体的には、たとえばＥＣＵ１０３は、電磁継電器１の接点装置２を閉じる際において、所定長さの投入期間にだけ投入用電流を第１の励磁コイル３１に流し、投入期間が経過すると第１の励磁コイル３１に保持用電流を流すように、電流を切り替える。
【０１６０】
この構成によれば、上記実施形態と同様に、投入期間よりも保持期間において、可動子３２が第１の位置にある状態で第１の固定子３３−可動子３２間に作用する吸引力が小さくなるので、トリップに必要な吸引力を小さくできるという利点がある。さらに、第１の励磁コイル３１の消費電力は、投入期間よりも保持期間において小さく抑えることができるので、電磁継電器１は、保持期間の消費電力を投入期間に比べて小さく抑えることができる。しかも、第１の励磁コイル３１は単一のコイルでよいので、第１の励磁コイル３１として複数のコイルが用いられる場合に比べて、電磁継電器１の低コスト化および小型化を図ることができる。
【０１６１】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【０１６２】
（実施形態３）
本実施形態の電磁継電器１は、図１６に示すように、第２の励磁コイル４１が、トリップ装置４における一方向（上下方向）の一部において、他の部位よりも巻き数が多くなるように、当該一部においては一方向に直交する方向に重ねて巻き回されている。その他の構成および機能は実施形態１と同様であるため、以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
【０１６３】
図１６の例では、第２の励磁コイル４１は、第２の継鉄４４に囲まれた空間において、コイル線（銅線）が筒体３６の外周に巻き回されて構成されている。ここでは、第２の励磁コイル４１のターン数（巻き数）は３ターンであって、そのうち２ターン分が継鉄下板３４２の下面に沿って巻き回されている。つまり、第２の励磁コイル４１は、トリップ装置４における一方向（上下方向）の上端部において、一方向に直交する方向（筒体３６の径方向）に重ねて巻き回されることにより、上端部の巻き数が他の部位よりも多くなっている。
【０１６４】
そのため、第２の励磁コイル４１の通電時に第２の励磁コイル４１の内側の空間に生じる磁束は、一方向（上下方向）において、第２の励磁コイル４１の巻き数が他より多い部位に集中的に生じることになる。そのため、第２の励磁コイル４１の内側の空間の磁束密度は、一方向（上下方向）において第２の励磁コイル４１の巻き数が他より多い部位で最大となる。したがって、トリップ装置４は、第２の励磁コイル４１の巻き数が一方向（上下方向）の全体に亘って均一である場合に比べ、トリップする際に第１の位置にある可動子３２を通る磁束が増え、可動子３２に作用する吸引力が大きくなる。
【０１６５】
さらに詳しく説明すると、トリップ装置４が作動することによって可動子３２に作用する力には、大きく分けて以下の２種類の力がある。１つ目は、第２の固定子４３から可動子３２に作用する吸引力（第３の力Ｆ３）、２つ目は、空間中に生じる磁束によって可動子３２に作用する力である。このうち、第２の固定子４３から可動子３２に作用する吸引力である第３の力Ｆ３は、上記数１の式で表されるように、可動子３２−第２の固定子４３間のギャップの二乗に反比例する。トリップの開始時には、可動子３２が第１の位置にあり、可動子３２−第２の固定子４３間のギャップは比較的大きいので、可動子３２に作用する力は、１つ目の力（第３の力Ｆ３）よりも２つ目の力が支配的になる。
【０１６６】
そして、２つ目の力は可動子３２中の磁束密度が大きくなるほどに大きくなるので、上述したように第２の励磁コイル４１の内側の空間の一部に磁束が集中することにより、２つ目の力も大きくなる。その結果、トリップする際に接点装置２が開く速度は速くなり、電磁継電器１は、異常電流が流れた場合に生じる磁束を利用して、電路（接点装置２）を迅速に遮断できる。
【０１６７】
次に、電磁継電器１が上述したような第２の励磁コイル４１を備えることにより、接点装置２の閉状態から異常電流に応答して電路を速やかに遮断できる点について、図１７を参照して簡単に説明する。図１７では、横軸を時間、縦軸を電流として、バッテリ１０１と負荷１０２との間の電路（接点装置２）を流れる負荷電流を表している。ここでは、時刻ｔ０において負荷１０２で短絡が発生した場合を想定しており、「Ｘ１」が実施形態１の電磁継電器１を用いた場合、「Ｘ３」が本実施形態の電磁継電器１を用いた場合の負荷電流を表している。「Ｘ２」はトリップ装置４のない従来の電磁継電器１を用いた場合の負荷電流を表している。なお、図１７では、接点装置２のチャタリングによる負荷電流の図示は省略している。
【０１６８】
実施形態１の電磁継電器１を用いた場合、およびトリップ装置４がない場合については、実施形態１にて図５を参照して説明した通りであるから、ここでは説明を省略する。
【０１６９】
一方、本実施形態の電磁継電器１は、時刻ｔ０で短絡が発生し、負荷電流Ｘ３が上昇して時刻ｔ１１で規定値Ｉ２に達すると、トリップ装置４により接点装置２を迅速に開状態とする。ここで、本実施形態の電磁継電器１は、第２の励磁コイル４１に同じ大きさの負荷電流が流れた場合に、実施形態１の電磁継電器１に比べて、可動子３２に作用する吸引力が大きくなるため、トリップを開始する際の負荷電流（規定値）は小さくなる。そのため、本実施形態の電磁継電器１は、実施形態１の電磁継電器１の負荷電流Ｘ１が規定値Ｉ１に達する時刻ｔ１よりも、時間Ｔ１だけ早い時刻ｔ１１においてトリップを開始する。
【０１７０】
しかも、本実施形態の電磁継電器１は、実施形態１に比べて、可動子３２に作用する吸引力が大きくなるので、トリップする際に接点装置２が開く速度は速くなる。そのため、本実施形態の電磁継電器１は、実施形態１の電磁継電器１の負荷電流Ｘ１が遮断される時刻ｔ２よりも、時間Ｔ２だけ早い時刻ｔ１２において負荷電流Ｘ３を遮断することができる。
【０１７１】
また、本実施形態の電磁継電器１は、負荷電流の上昇をより抑えることができるという利点もある。つまり、本実施形態の電磁継電器１は、短絡が生じてから負荷電流Ｘ３が遮断されるまでの時間を短縮できるので、負荷電流Ｘ３にオーバーシュートが生じたとしても、短絡電流まで上昇する前に負荷電流Ｘ３を遮断可能となる。なお、ここでいう短絡電流は、たとえば定格電流の数倍から数十倍程度の大きさの電流である。
【０１７２】
以上説明した本実施形態の電磁継電器１によれば、トリップ装置４が、接点装置２を通して流れる規定値以上の異常電流により第２の励磁コイル４１で生じる磁束によって可動子３２を吸引し、可動子３２を第３の位置へ迅速に移動させることができる。したがって、この電磁継電器１は、接点装置２に過電流、短絡電流等の異常電流が流れた際に接点装置２をより速やかにオフすることができる。
【０１７３】
このような効果は、図１６の例のように、第２の励磁コイル４１の少なくとも一部が、一方向（上下方向）に直交する方向において第１の位置にある可動子３２と重複するように配置されている場合でも奏するが、重複しない場合にはより顕著である。つまり、第２の励磁コイル４１の少なくとも一部が、一方向（上下方向）に直交する方向において第１の位置にある可動子３２と重複しない場合には、上記２つ目の力は、大半が可動子３２を第３の位置に移動させる向き（下向き）に作用する。したがって、電磁継電器１は、接点装置２に過電流、短絡電流等の異常電流が流れた際に接点装置２をより速やかにオフすることができる。
【０１７４】
ところで、本実施形態の電磁継電器１は、第２の励磁コイル４１が、トリップ装置４における一方向（上下方向）の一部において、他の部位よりも巻き数が多くなるように、当該一部においては一方向に直交する方向に重ねて巻き回されていればよい。そのため、第２の励磁コイル４１は、図１６の例のように、トリップ装置４の上端部において、一方向に直交する方向（筒体３６の径方向）に重ねて巻き回される構成に限らず、一方向の任意の一部において筒体３６の径方向に重ねて巻き回されていればよい。
【０１７５】
たとえば、第２の励磁コイル４１は、トリップ装置４における一方向（上下方向）の中央部や下端部において、一方向に直交する方向（筒体３６の径方向）に重ねて巻き回されていてもよい。さらに、第２の励磁コイル４１の巻き数は適宜変更可能である。
【０１７６】
また、第２の励磁コイル４１は、トリップ装置４における一方向（上下方向）の一部において多重巻きになっていればよく、他の部位における第２の励磁コイル４１の巻き数は０（ゼロ）であってもよい。つまり、第２の励磁コイル４１は、トリップ装置４における一方向の一部にのみ巻き回されていてもよい。そして、トリップ装置４における一方向の一部においては、第２の励磁コイル４１は、上記一方向に複数段に分かれて巻き回されていてもよい。この場合、複数段の各々における第２の励磁コイル４１の巻き数は、同一であってもよい。つまり、たとえば第２の励磁コイル４１のターン数（巻き数）が４ターンであれば、第２の励磁コイル４１は、３ターンと１ターンとに分けて巻き回れることが好ましいが、２ターンずつ２段に分けて巻き回されていてもよい。
【０１７７】
すなわち、本実施形態の電磁継電器１は、第２の励磁コイル４１が、トリップ装置４における一方向の一部において、他の部位よりも巻き数が多くなるように、当該一部においては一方向に直交する方向に重ねて巻き回された構成であればよい。これにより、電磁継電器１は、実施形態１に比べて可動接点３２を迅速に移動させることができるのであって、上記他の部位に第２の励磁コイル４１を巻くか否か、あるいは上記一部における第２の励磁コイル４１の巻き方などは適宜変更可能である。
【０１７８】
なお、本実施形態で説明した構成は、実施形態１に限らず、実施形態２とも適宜組み合わせて適用可能である。
【０１７９】
（実施形態４）
本実施形態の電磁継電器１は、第１の励磁コイル３１で生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材、および第２の励磁コイル４１で生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材の少なくとも一部について、渦電流の発生を抑制する構成を採用している。その他の構成および機能は実施形態１と同様であるため、以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
【０１８０】
ここでいう第１の磁路部材は、可動子３２と第１の固定子３３と第１の継鉄（継鉄上板３４１と継鉄下板３４２と継鉄側板３４３とブッシュ３４４）３４とを含んでいる。また、第２の磁路部材は、可動子３２と第２の固定子４３と第２の継鉄（継鉄下板３４２とブッシュ３４４と下板４４２と側板４４３）４４とを含んでいる。
【０１８１】
本実施形態では、第１の磁路部材および第２の磁路部材の少なくとも一部は、固定接点２２に比べて電気抵抗率の大きい材料で構成されている。具体的には、可動子３２および第１の固定子３３は、固定接点２２に比べて電気抵抗率の大きい材料で構成されている。ここで、可動子３２および第１の固定子３３の材料としては、たとえば電磁ＳＵＳ（ステンレス鋼）、磁性紛体（磁性粉末）、フェライトなどが用いられる。磁性粉末を用いる場合、可動子３２および第１の固定子３３は、磁性粉末と合成樹脂などの絶縁材料とを混合し、成型、熱硬化することによって形成される。
【０１８２】
このように、本実施形態の電磁継電器１は、第１の磁路部材および第２の磁路部材の少なくとも一部に、固定接点２２に比べて電気抵抗率の大きい材料が用いられることにより、当該一部における渦電流の発生を抑制している。
【０１８３】
ここで、本実施形態においては、図１８に示すように、可動子３２は表面が被覆部材３２１で覆われており、第１の固定子３３は表面が被覆部材３３２で覆われている。ここで、被覆部材３２１，３３２は、たとえば合成樹脂などの弾性あるいは可塑性を有する材料を用いて構成されていることが望ましい。
【０１８４】
このように、可動子３２および第１の固定子３３の表面が被覆部材３２１，３３２で覆われている（コーティングされている）ことで、電磁継電器１は、可動子３２が第１の固定子３３に衝突する際の衝撃を緩和（緩衝）することができる。その結果、衝突時の衝撃により、可動子３２や第１の固定子３３に歪み等が生じることを回避でき、電磁継電器１の信頼性向上につながる。とくに、可動子３２および第１の固定子３３が、固定接点２２に比べて電気抵抗率の大きい材料で構成される場合には、可動子３２および第１の固定子３３の強度が低下しやすいので、被覆部材３２１，３３２によって補強を図ることができる。
【０１８５】
なお、可動子３２と第１の固定子３３とは、少なくとも一方の表面が被覆部材で覆われていればよく、可動子３２および第１の固定子３３の両方の表面が被覆部材で覆われていることは必須の構成ではない。
【０１８６】
以上説明した本実施形態の構成によれば、第１の励磁コイル３１で生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材、および第２の励磁コイル４１で生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材の少なくとも一部について、渦電流の発生を抑制できる。すなわち、本実施形態の電磁継電器１は、第１の励磁コイル３１あるいは第２の励磁コイル４１に流れる電流の変化時（立ち上がり時）に、第１の磁路部材および第２の磁路部材に電磁誘導によって生じる渦電流を抑制することができる。このような渦電流が新たな磁束を生じると、第１の励磁コイル３１や第２の励磁コイル４１で生じる磁束と反発することで、可動子３２に作用する吸引力が低下する可能性がある。本実施形態では、渦電流の発生を抑制することによって、結果的に、可動子３２に作用する吸引力の低下を抑制できる。
【０１８７】
ところで、本実施形態の第１の変形例として、図１９Ａ、図１９Ｂ、図１９Ｃ、図１９Ｄ、および図１９Ｅに示すように、第１の磁路部材および第２の磁路部材の少なくとも一部は、磁束に直交する断面の外周縁の一部に切欠部３２２が形成されていてもよい。図１９Ａ、図１９Ｂ、図１９Ｃ、図１９Ｄ、および図１９Ｅの例では、切欠部３２２は、可動子３２における磁束に直交する断面の外周縁の一部に形成されている。なお、図１９Ａ〜図１９Ｅは、いずれも上方から見た可動子３２の断面形状を表す概略図である。
【０１８８】
第１の変形例によれば、第１の磁路部材および第２の磁路部材の少なくとも一部において、切欠部３２２を設けたことで、渦電流の流れる方向における電気抵抗が高くなるため、渦電流の発生を抑制することができる。とくに、導体は表皮効果により表面付近の電流密度が比較的高くなるので、外周縁に切欠部３２２を設けることで、第１の磁路部材および第２の磁路部材の表面を流れる渦電流への影響は大きくなる。
【０１８９】
また、本実施形態の第２の変形例として、電磁継電器１は、図２０に示すように、第１の磁路部材および第２の磁路部材の少なくとも一部には、磁束に直交する方向に複数の層３３３，３３４が積層された積層構造を含んでいてもよい。図２０の例では、第１の固定子３３は、径方向に複数の層３３３，３３４が積層された積層構造を含んでいる。ここで、複数の層３３３，３３４は、同一材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。また、複数の層３３３，３３４が積層される方向は、第１の固定子３３の径方向に限らない。なお、図２０は下方から見た第１の固定子３３の断面形状を表す概略図である。
【０１９０】
第２の変形例によれば、第１の磁路部材および第２の磁路部材の少なくとも一部を積層構造とすることで、渦電流の流れる方向における電気抵抗が高くなるため、渦電流の発生を抑制することができる。なお、積層構造は、図２０のように２層に限らず、３層以上であってもよい。
【０１９１】
なお、本実施形態で説明した構成は、実施形態１に限らず、実施形態２，３とも適宜組み合わせて適用可能である。
【０１９２】
ところで、上記各実施形態では、トリップ装置４が作動していない通常の接点装置２の開状態にあっては、可動子３２は第２の位置に位置し、トリップ装置４が作動すると可動子３２は第２の位置とは別の第３の位置に位置する場合を例示した。ただし、第２の位置と第３の位置とは同じであってもよい。この場合、電磁継電器１は、上記各実施形態における第３の位置を第２の位置としても利用し、第１の励磁コイル３１の非通電時にあっても可動子３２が第３の位置（図３に示す位置）に位置する構成であることが望ましい。この構成では、トリップ装置４が作動していない通常の接点装置２の開状態と、トリップ装置４が作動した状態とのいずれにあっても、可動子３２は同じ位置（図３に示す位置）に位置することになる。
【０１９３】
また、上記各実施形態において、第２の継鉄（図１では下板４４２および側板４４３、図１０では、上板４４１と下板４４２と側板４４３）４４は、第２の固定子４３と同様に、必須の構成ではなく適宜省略可能である。
【０１９４】
また、第１の励磁コイル３１および第２の励磁コイル４１に用いられるコイル線（銅線）は、断面円（真円）形状の線材に限らず、たとえば断面多角形状の線材であってもよい。図２１Ａは、第２の励磁コイル４１に断面矩形状の平角線を用いた例を示し、図２１Ｂは、第２の励磁コイル４１に断面楕円形状の線材を用いた例を示す。これにより、第１の励磁コイル３１および第２の励磁コイル４１は、コイル線の密度が高くなり、同じ巻き数であればさらなる小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【０１９５】
１  電磁継電器
１４  接圧ばね
１８  調整部材
２  接点装置
２１  可動接点
２２  固定接点
３  電磁石装置
３１  第１の励磁コイル
３１１  投入用コイル
３１２  保持用コイル
３２  可動子
３２１  被覆部材
３２２  切欠部
３３  第１の固定子
３３２  被覆部材
３３３，３３４  層
３４  第１の継鉄
４  トリップ装置
４１  第２の励磁コイル
４３  第２の固定子
４４  第２の継鉄
φ１、φ２  磁束
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年7月24日(2014.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
要するに、電磁石装置３は、第１の励磁コイル３１への通電時に第１の励磁コイル３１で生じる磁束によって第１の固定子３３に可動子３２を吸引し、可動子３２を第２の位置から第１の位置へ移動させる。そして、第１の励磁コイル３１への通電が継続している間、電磁石装置３は、第１の固定子３３と可動子３２との間に吸引力を生じ続けるので、可動子３２を第１の位置へ保持する。また、第１の励磁コイル３１への通電が停止すると、電磁石装置３は、復帰ばね３５のばね力によって、可動子３２を第１の位置から第２の位置へ移動させる。このように、電磁石装置３は、第１の励磁コイル３１の通電状態の切り替えにより可動子３２に作用する吸引力を制御し、可動子３２を上下方向に移動させることにより、接点装置２の開状態と閉状態とを切り替えるための駆動力を発生する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
シャフト１５は、非磁性材料にて上下方向に延びた丸棒状に形成されており、電磁石装置３で発生した駆動力を、電磁石装置３の上方に設けられている接点装置２へ伝達する。シャフト１５は、その上端部に、シャフト１５における上端部以外の部位に比べて外径の大きな鍔部１５１が形成されている。可動接触子１３の中央部にはシャフト１５の鍔部１５１の外径よりも小径の透孔（図示せず）が形成されており、シャフト１５は、鍔部１５１を可動接触子１３の上面における透孔の周辺に接触させるように可動接触子１３の透孔に挿通される。さらに、シャフト１５は、接圧ばね１４と第１の固定子３３と復帰ばね３５との内側を通って、その下端部が可動子３２に固定されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
したがって、トリップ装置４は、第２の励磁コイル４１の巻き数が同じであれば、図６Ａの構成に比べて、トリップする電流値（規定値）は大きくなるが、トリップする際に第２の固定子４３と可動子３２との間に作用する吸引力は大きくなる。そのため、電磁継電器１は、トリップする電流値（規定値）が大きく設定される場合には、図６Ｂの構成を採用することで、トリップする際の接点装置２の開く速度が速くなるという利点がある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７９】
（実施形態４）
本実施形態の電磁継電器１は、図１８に示すように、第１の励磁コイル３１で生じる磁束を通す磁路を形成する第１の磁路部材、および第２の励磁コイル４１で生じる磁束を通す磁路を形成する第２の磁路部材の少なくとも一部について、渦電流の発生を抑制する構成を採用している。その他の構成および機能は実施形態１と同様であるため、以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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