(57)【要約】【課題】過電流保護機能付き電磁リレー装置の小型化を図るとともに、電気回路に発生し得る逆起電圧に対する耐久性を確保できること。【解決手段】電磁リレー２０に過電流保護ブレーカ５０を備えた、過電流保護機能付き電磁リレー装置１０である。該過電流保護ブレーカは、該電磁リレーのリレー用継鉄２１に設けられたブレーカ用鉄心５１と、該ブレーカ用鉄心に巻かれたブレーカ用コイル５２とを含む。該電磁リレーの固定接点２４と可動接点２３とリレー用可動鉄片２２と該ブレーカ用コイルとによって、電磁リレーの接点系の電気回路８４が構成される。該ブレーカ用鉄心は、該ブレーカ用コイルに過電流が流れることによって発生した磁力により、該固定接点に対して該可動接点をオフする方向へ、該リレー用可動鉄片を吸引することが可能に位置している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁リレーに過電流保護ブレーカを備えた、過電流保護機能付き電磁リレー装置であって、
前記電磁リレーは、リレー用継鉄と、該リレー用継鉄にスイング可能に設けられたリレー用可動鉄片と、該リレー用可動鉄片に設けられた可動接点と、該可動接点を固定接点に対してオン、オフ作動するべく前記リレー用可動鉄片をスイング駆動するリレー用電磁石とを含み、
前記過電流保護ブレーカは、前記リレー用継鉄に設けられたブレーカ用鉄心と、該ブレーカ用鉄心に巻かれたブレーカ用コイルとを、含むブレーカ用電磁石によって構成され、
該ブレーカ用コイルが、前記リレー用可動鉄片に電気的に接続されることにより、前記固定接点と前記可動接点と前記リレー用可動鉄片と前記ブレーカ用コイルとによって、前記電磁リレーの接点系の電気回路が構成され、
前記ブレーカ用鉄心は、前記ブレーカ用コイルに過電流が流れることによって発生した磁力により、前記固定接点に対して前記可動接点をオフする方向へ、前記リレー用可動鉄片を吸引することが可能に位置していることを特徴とする過電流保護機能付き電磁リレー装置。
【請求項２】
前記過電流保護ブレーカは、前記過電流に従ってスイング駆動された前記リレー用可動鉄片を保持するためのラッチ機構と、該ラッチ機構のラッチ状態を解除駆動するための解除用電磁石とを、有していることを特徴とする請求項１記載の過電流保護機能付き電磁リレー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁リレーに過電流保護ブレーカを備えた、過電流保護機能付き電磁リレー装置の改良された技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車等の車両には、バッテリと種々の電気的な負荷とを接続するための、電源ハーネスが多数設けられている。各電源ハーネスには、電気的な負荷をオン、オフ制御するリレーや過電流保護用のヒューズが介在している。多数のリレーや多数のヒューズをボックスに収納した技術が、例えば特許文献１から知られている（特許文献１の図１１参照）。
【０００３】
該ボックスは、リレーやヒューズを多数収納するので、比較的大型にならざるを得ない。なかには、多数のリレーと多数のヒューズとを、別々のボックスに収納するものもある。いずれにしても、車両の狭いスペースに大型のボックスを配置するので、配置の自由度が低い。例えば、大型のボックスをエンジンルームに配置した場合には、エンジンを含む種々の機器の配置が制限されかねない。
【０００４】
この課題を解決するために、ヒューズをパワーＭＯＳＦＥＴ等の半導体に置換する技術の開発が、進められている。この技術は、特許文献１から知られている（特許文献１の図２参照）。特許文献１によって知られている技術は、該半導体を流れる電流に伴い発生する、該半導体の該発熱量をマイクロコンピュータによって解析するというものである。該マイクロコンピュータは、解析結果によって該半導体をオン、オフ制御する。
【０００５】
しかし、車両の電源ハーネスには、電動モータや各種のコイルが発生した逆起電圧を起因とする、高電圧が発生する。特許文献１によって知られている技術では、半導体の動作信頼性を確保するための、十分な配慮が必要となる。しかも、特許文献１によって知られている技術では、マイクロコンピュータによる熱解析を行うシステムを採用するので、小型ではあるものの、複雑なシステムにならざるを得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５１５８９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、過電流保護機能付き電磁リレー装置の小型化を図るとともに、電気回路に発生し得る逆起電圧に対する耐久性を確保できる技術を、提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、電磁リレーに過電流保護ブレーカを備えた、過電流保護機能付き電磁リレー装置である。前記電磁リレーは、リレー用継鉄と、該リレー用継鉄にスイング可能に設けられたリレー用可動鉄片と、該リレー用可動鉄片に設けられた可動接点と、該可動接点を固定接点に対してオン、オフ作動するべく前記リレー用可動鉄片をスイング駆動するリレー用電磁石とを含む。前記過電流保護ブレーカは、前記リレー用継鉄に設けられたブレーカ用鉄心と、該ブレーカ用鉄心に巻かれたブレーカ用コイルとを、含むブレーカ用電磁石によって構成される。該ブレーカ用コイルが、前記リレー用可動鉄片に電気的に接続されることにより、前記固定接点と前記可動接点と前記リレー用可動鉄片と前記ブレーカ用コイルとによって、前記電磁リレーの接点系の電気回路が構成される。前記ブレーカ用鉄心は、前記ブレーカ用コイルに過電流が流れることによって発生した磁力により、前記固定接点に対して前記可動接点をオフする方向へ、前記リレー用可動鉄片を吸引することが可能に位置していることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記過電流保護ブレーカは、前記過電流に従ってスイング駆動された前記リレー用可動鉄片を保持するためのラッチ機構と、該ラッチ機構のラッチ状態を解除駆動するための解除用電磁石とを、有している。
【発明の効果】
【００１０】
一般に、電磁リレーの電気回路は、リレー用電磁石のコイルに通電するリレー制御系の電気回路と、該電磁リレーの各接点に通電する接点系（負荷系）の電気回路とから成る。請求項１に係る発明では、該接点系の電気回路は、該電磁リレーの固定接点、可動接点及びリレー用可動鉄片と、ブレーカ用コイルとによって構成されている。該接点系の電気回路に過電流が流れた場合に、該過電流はブレーカ用コイルを流れる。ブレーカ用鉄心は、該ブレーカ用コイルに過電流が流れることによって発生した磁力により、リレー用可動鉄片を吸引する。このため、固定接点に対して可動接点はオフする。この結果、該接点系の電気回路は、緊急に遮断される。
【００１１】
このように、接点系の電気回路に所定以下の通常電流が流れている、いわゆる通常時には、リレー用電磁石によってリレー用可動鉄片をスイング駆動することにより、電磁リレーの可動接点をオン、オフ作動させる。この結果、接点系の電気回路は開閉される。一方、接点系の電気回路に過電流が流れた異常時には、過電流保護ブレーカ、つまりブレーカ用電磁石によって該リレー用可動鉄片を緊急に吸引することにより、電磁リレーの可動接点をオフ作動させる。この結果、接点系の電気回路を遮断することができる。
【００１２】
つまり、リレー用電磁石とブレーカ用電磁石とによって、単一のリレー用可動鉄片をスイング駆動する。電磁リレーのリレー用可動鉄片を、過電流保護ブレーカに利用することができる。このため、電磁リレーと過電流保護ブレーカとを別々に設ける場合に比べて、過電流保護機能付き電磁リレー装置を、部品数が少なく且つ小型にできる。従って、該過電流保護機能付き電磁リレー装置の設置スペースを低減することができる。
【００１３】
さらには、過電流保護ブレーカは、リレー用継鉄に設けられたブレーカ用鉄心と、該ブレーカ用鉄心に巻かれたブレーカ用コイルとを、含むブレーカ用電磁石によって構成されている。つまり、該過電流保護ブレーカは、電気回路に発生し得る逆起電圧に対する耐久性を確保できるコイル（ブレーカ用コイル）を採用している。このため、電動モータや各種のコイルが発生した逆起電圧を起因とする、高電圧が発生した場合であっても、電流保護機能付き電磁リレー装置の動作信頼性を、十分に確保することができる。しかも、該ブレーカ用コイルのインダクタンス成分によって、電源系の突入電流や高周波ノイズを抑制することができる。さらには、該過電流保護ブレーカは、特殊な製造技術を必要としないブレーカ用電磁石によって構成される。このため、該過電流保護ブレーカを安価に生産することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明では、過電流に従って過電流保護ブレーカによりスイング駆動されたリレー用可動鉄片は、そのままスイング変位した状態に、ラッチ機構によって保持される。過電流の状態が解消した場合には、該ラッチ機構のラッチ状態は、解除用電磁石によって解除することができる。例えば、制御部の自己判断機能や、操作者の遠隔操作によって、該解除用電磁石を操作することにより、該ラッチ機構のラッチ状態を容易に且つ簡単に解除することができる。このため、過電流保護機能付き電磁リレー装置が配置されている現場で、操作者がブレーカを手動復帰させる作業や、ヒューズの交換作業をする必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１に係る過電流保護機能付き電磁リレー装置の模式図である。
【図２】図１に示されるラッチ機構と解除用電磁石の構成図兼作用図である。
【図３】図１に示される過電流保護機能付き電磁リレー装置の回路図である。
【図４】本発明の実施例２に係る過電流保護機能付き電磁リレー装置の模式図である。
【図５】図４に示される過電流保護機能付き電磁リレー装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例１】
【００１７】
実施例１に係る過電流保護機能付き電磁リレー装置について図１〜図３に基づき説明する。
【００１８】
図１に示されるように、過電流保護機能付き電磁リレー装置１０は、電磁リレー２０に過電流保護ブレーカ５０を備えた構成、つまり組み合わせた複合的な構成であり、ケース１１に収納されている。以下、該過電流保護機能付き電磁リレー装置１０のことを、適宜「リレー装置１０」と略称する。
【００１９】
該電磁リレー２０は、リレー用継鉄２１と、該リレー用継鉄２１にスイング可能に設けられたリレー用可動鉄片２２と、該リレー用可動鉄片２２に設けられた可動接点２３と、該可動接点２３を固定接点２４に対してオン、オフ作動するべく該リレー用可動鉄片２２をスイング駆動するリレー用電磁石２５とを含む。
【００２０】
該リレー用継鉄２１は、略Ｌ字状に折り曲げ形成された金属板により構成されており、横板２１ａと、該横板２１ａの一端から折り曲げられた縦板２１ｂとから成る。該リレー用継鉄２１は、鋼板等の磁性材料によって構成される。該縦板２１ｂの上端部２１ｃは、ピン支持部２６を有する。
【００２１】
該リレー用可動鉄片２２は、略逆Ｌ字状に折り曲げ形成された鋼板により構成されており、横板２２ａと、該横板２２ａの一端から折り曲げられた縦板２２ｂとから成る。該リレー用可動鉄片２２は、磁性及び導電性を有している。該リレー用可動鉄片２２は、該リレー用継鉄２１の上を覆うように位置している。つまり、該リレー用可動鉄片２２の縦板２２ｂは、該リレー用継鉄２１の縦板２１ｂの背面に対し、間隔を有して対向している。該リレー用可動鉄片２２の横板２２ａは、該リレー用継鉄２１の縦板２１ｂの上端部２１ｃ側に位置するとともに、該リレー用継鉄２１の横板２１ａに対向している。
【００２２】
該リレー用可動鉄片２２は、逆Ｌ字のコーナ部分にヒンジアーム２７を有する。該ヒンジアーム２７は、ヒンジピン２８によってピン支持部２６にスイング可能に支持されている。この結果、該リレー用可動鉄片２２は、該リレー用継鉄２１にスイング可能に設けられる。つまり、該リレー用可動鉄片２２の横板２２ａは、該リレー用継鉄２１の横板２１ａに対し接近、離反する方向にスイング可能である。
【００２３】
該リレー用可動鉄片２２の横板２２ａの一端部（ヒンジアーム２７とは反対側の部位）には、該可動接点２３が設けられている。該可動接点２３は、該横板２２ａに対し、該リレー用継鉄２１の横板２１ａとは反対側に位置しており、該固定接点２４に対して接触可能に対向している。なお、該可動接点２３は、該リレー用可動鉄片２２に対して、直接に設けられ又は可撓性を有した可動接片を介して設けられる。該固定接点２４は、第１の外部端子３１に設けられている。
【００２４】
該リレー用可動鉄片２２の該横板２２ａは、該リレー用継鉄２１の横板２１ａに対して離反する方向に、付勢部材３２（鉄片用付勢部材３２）により付勢されている。つまり、該鉄片用付勢部材３２は、該固定接点２４に対して該可動接点２３を常に接触するように、該リレー用可動鉄片２２を付勢している。このように、該可動接点２３は、該固定接点２４に常に接触する、いわゆる常閉接点である。該鉄片用付勢部材３２は、例えばヒンジピン２８に巻かれた「ねじりコイルばね」によって構成される。
【００２５】
該リレー用電磁石２５は、鉄心４１と、該鉄心４１に巻かれたコイル４２（リレー用コイル４２）とを含む。該鉄心４１の一端面は、該リレー用可動鉄片２２の縦板２２ｂの背面側、つまり該リレー用継鉄２１の縦板２１ｂとは反対側の面に近接している。
【００２６】
該過電流保護ブレーカ５０は、リレー用継鉄２１に設けられたブレーカ用鉄心５１と、該ブレーカ用鉄心５１に巻かれたブレーカ用コイル５２とを含む、ブレーカ用電磁石によって構成されている。詳しく述べると、該過電流保護ブレーカ５０は、該リレー用継鉄２１の横板２１ａに設けられており、該可動接点２３と該固定接点２４との間に過電流が流れたときに、該接点２３，２４間を遮断する機能を有する。
【００２７】
該ブレーカ用鉄心５１は、該リレー用継鉄２１の横板２１ａから、該リレー用可動鉄片２２の横板２２ａへ向かって延びている。該ブレーカ用鉄心５１の先端面は、該リレー用可動鉄片２２の横板２２ａに近接している。
【００２８】
該ブレーカ用コイル５２は、被覆線を巻いて作られており、該リレー用可動鉄片２２に電気的に接続されている。詳しく述べると、該ブレーカ用コイル５２の一端部は、該リレー用可動鉄片２２に電線５４によって電気的に接続されている。該ブレーカ用コイル５２の他端部は、リレー用継鉄２１と絶縁されている第２の外部端子５５に、電線５６によって電気的に接続されている。従って、該リレー用可動鉄片２２と該可動接点２３と該固定接点２４と該ブレーカ用コイル５２とによって、電磁リレー２０の接点系の電気回路８４が構成される。
【００２９】
ブレーカ用鉄心５１は、ブレーカ用コイル５２に該過電流が流れることによって発生した磁力により、固定接点２４に対して可動接点２３をオフ（off）する方向へ、リレー用可動鉄片２２を吸引することが可能に位置している。従って、該ブレーカ用鉄心５１に発生した所定以上の大きい磁力により、該リレー用可動鉄片２２の横板２２ａを吸引することによって、該固定接点２４から該可動接点２３を離反する方向に、該リレー用可動鉄片２２をスイング駆動することができる。
【００３０】
ここで、該ブレーカ用鉄心５１に発生した磁力により、該リレー用可動鉄片２２を吸引して、該可動接点２３を固定接点２４から引き離す力のことを、接点遮断力という。該接点遮断力は、該過電流から電気的な負荷９４（図３参照）を保護することが可能な電流値を基準として設定されており、該鉄片用付勢部材３２の付勢力を勘案して設定される。
【００３１】
さらに、過電流保護ブレーカ５０は、該過電流に従ってスイング駆動されたリレー用可動鉄片２２を保持するためのラッチ機構６０と、該ラッチ機構６０のラッチ状態を解除駆動するための解除用電磁石７０とを、有している。
【００３２】
図１及び図２（ａ）に示されるように、該リレー用可動鉄片２２の縦板２２ｂの下端面（横板２２ａ側とは反対の面）は、尖り先状に形成されている。以下、該尖り先状の部位２２ｃのことを「係止突起２２ｃ」という。該ラッチ機構６０は、該係止突起２２ｃの下方に位置し、例えばケース１１に収納されている。
【００３３】
該ラッチ機構６０は、支持ピン６１とラッチ用カム６２と付勢部材６３とストッパ６４とから成る。該支持ピン６１は、該係止突起２２ｃの下方に位置するとともに、前記ヒンジピン２８に対して平行に位置して、ケース１１に取り付けられている。該ラッチ用カム６２は、該支持ピン６１にスイング可能に支持されている。該付勢部材６３（ラッチ用付勢部材６３）は、該ラッチ用カム６２を該係止突起２２ｃに掛け止める方向Ｒ１、つまりラッチ方向Ｒ１へ付勢する。該ラッチ用付勢部材６３は、例えば該支持ピン６１に巻かれた「ねじりコイルばね」によって構成される。該ストッパ６４は、該ラッチ用カム６２がラッチ方向Ｒ１にスイングするときの、スイング角を規制するものであり、該支持ピン６１に対して平行に位置し、ケース１１に取り付けられている。
【００３４】
より詳しく述べると、該ラッチ用カム６２は、ラッチ部６２ａと被駆動部６２ｂとを有する。
【００３５】
該ラッチ部６２ａは、該支持ピン６１の軸方向から見て略山形状のカム山であって、該ラッチ用カム６２に一体に形成されている。以下、該カム山の頂点６２ｃのことを、「ラッチ部６２ａの頂部６２ｃ」という。
【００３６】
該可動接点２３が該固定接点２４に接触している状態において、該ラッチ部６２ａと該係止突起２２ｃとの関係は、次の通りである。第１に、該ラッチ部６２ａの該頂部６２ｃは、該係止突起２２ｃに対し、該リレー用継鉄２１の縦板２１ｂとは反対側に位置している。第２に、該頂部６２ｃと該係止突起２２ｃとは、該リレー用可動鉄片２２の横板２２ａ側にオーバーラップしている。第３に、該ラッチ部６２ａと該係止突起２２ｃとの間は、離間している（若干の隙間を有する）。
【００３７】
該被駆動部６２ｂは、該解除用電磁石７０の吸引力よってスイング駆動される面であり、該ラッチ用カム６２に一体に形成されている。
【００３８】
該解除用電磁石７０は、鉄心７１と該鉄心７１に巻かれたコイル７２（解除用コイル７２）とを含む。該鉄心７１の一端面は、該ラッチ部６２ａの該被駆動部６２ｂに近接している。
【００３９】
図３に示されるように、該リレー装置１０の電気回路８０は、電磁リレーの電気回路８１とラッチ解除系の電気回路８２とから成る。該電磁リレーの電気回路８１は、該電磁リレー２０のリレー用コイル４２に通電する「リレー制御系の電気回路８３」と、該電磁リレー２０の各接点２３，２４に通電する「接点系（負荷系）の電気回路８４」とから成る。
【００４０】
該リレー制御系の電気回路８３は、第１の電源９１の正極と、第１のスイッチ９２と、該リレー用コイル４２と、アースとが、この順に直列に接続された構成である。
【００４１】
該接点系の電気回路８４は、第２の電源９３の正極と、該第１の外部端子３１と、該固定接点２４と、該可動接点２３と、該リレー用可動鉄片２２と、該ブレーカ用コイル５２と、該第２の外部端子５５と、該電気的な負荷９４と、アースとが、この順に直列に接続された構成である。該電気的な負荷９４は、例えば自動車等の車両に搭載されている各種の負荷（例えば電動モータ）である。
【００４２】
該ラッチ解除系の電気回路８２は、第３の電源９５の正極と、第２のスイッチ９６と、該解除用コイル７２と、アースとが、この順に直列に接続された構成である。
【００４３】
該第１のスイッチ９２と該リレー用コイル４２との第１接続点９７は、逆流防止用のダイオード９８を介して、該第２のスイッチ９６と該解除用コイル７２との第２接続点９９に接続されている。このため、該第１のスイッチ９２がオン状態のときにのみ、該第１の電源９１の正極から該第１のスイッチ９２とダイオード９８とを介して、該解除用コイル７２へ流れる。
【００４４】
該第１の電源９１と該第２の電源９３と該第３の電源９５とは、互いに別々の電源の構成の他に、全てを単一の電源（バッテリ等）によって構成してもよく、又はいずれか２つを単一の電源（バッテリ等）に構成してもよい。
【００４５】
該第１のスイッチ９２は、該電気的な負荷９４をオン、オフするための負荷作動スイッチである。該第２のスイッチ９６は、ラッチ機構６０を解除するためのラッチ解除スイッチである。
【００４６】
該第１のスイッチ９２と該第２のスイッチ９６は、通常時にオフ状態となる常開接点式のスイッチであって、人力操作スイッチや自動スイッチによって構成される。該人力操作スイッチは、例えば自動車等の車両のインストルメントパネルに配置される。該自動スイッチは、例えば自動車等の車両の制御スイッチや各種センサによって構成される。また、該第１のスイッチ９２と該第２のスイッチ９６によって、該リレー装置１０を遠隔操作することも可能である。
【００４７】
次に、実施例１のリレー装置１０の作用を説明する。図１及び図３に示されるように、通常時において、該第１のスイッチ９２と該第２のスイッチ９６は、共にオフ（off）状態にある。該第１のスイッチ９２がオフ状態なので、該リレー用コイル４２に通電していない。このため、該リレー用電磁石２５は磁力を発生しない。該リレー用可動鉄片２２が該鉄片用付勢部材３２によって付勢されているので、該可動接点２３は該固定接点２４に接触して、オン（on）状態にある。この結果、第２の電源９３の正極からの電流は、該ブレーカ用コイル５２を通って該電気的な負荷９４へ流れる。該電気的な負荷９４は作動する。
【００４８】
該ブレーカ用コイル５２に流れる電流の大きさに従って、該過電流保護ブレーカ５０には磁力が発生する。しかし、通常状態における該電流値は、過大なものではないので、該過電流保護ブレーカ５０に発生する磁力も小さい。該ブレーカ用鉄心５１が該リレー用可動鉄片２２を吸引する吸引力は小さい。該可動接点２３は、該固定接点２４に接触したオン（on）状態を維持する。
【００４９】
また、該第２のスイッチ９６がオフ状態にあるので、該解除用コイル７２には通電されていない。このため、該解除用電磁石７０は磁力を発生しない。
【００５０】
その後、該第１のスイッチ９２がオン（on）になると、該リレー用コイル４２に通電するとともに、該解除用コイル７２に通電する。該リレー用電磁石２５は磁力を発生して、該リレー用可動鉄片２２の縦板２２ｂを吸引する。該リレー用可動鉄片２２は、鉄片用付勢部材３２の付勢力に抗してスイングし、該可動接点２３を該固定接点２４から離して、オフ（off）にする。該ブレーカ用コイル５２及び該電気的な負荷９４は非通電状態となる。該電気的な負荷９４は停止する。
【００５１】
その後、該第１のスイッチ９２が再びオフ（off）になると、該可動接点２３は該固定接点２４に再び接触して、オン（on）になる。この結果、該ブレーカ用コイル５２及び該電気的な負荷９４は、再び通電状態となる。
【００５２】
このように、接点系の電気回路８４に所定以下の通常電流が流れている、いわゆる通常時には、該第１のスイッチ９２のオン、オフ作動に従って、該ブレーカ用コイル５２及び該電気的な負荷９４は、通電状態と非通電状態とを繰り返す。
【００５３】
上述のように、該第１のスイッチ９２がオン（on）状態のときには、該リレー用コイル４２と同時に、該解除用コイル７２にも通電する。該解除用電磁石７０は磁力を発生して、該ラッチ用カム６２の被駆動部６２ｂを吸引する。図２（ａ）に示されるように、該ラッチ用カム６２は、ラッチ用付勢部材６３の付勢力に抗して、図２（ａ）の反時計回り方向Ｒ２、つまりラッチ解除方向Ｒ２にスイングする。該ラッチ解除方向Ｒ２は、該ラッチ部６２ａが該リレー用可動鉄片２２の係止突起２２ｃから離れる方向である。
【００５４】
その後、該第１のスイッチ９２が再びオフ（off）になると、該ラッチ部６２ａはラッチ用付勢部材６３の付勢力によって、元の位置に復帰する。従って、該リレー用可動鉄片２２のスイング運動は、該ラッチ部６２ａによって規制されることなく、円滑に行われる。
【００５５】
次に、図３に示されるように、該第１のスイッチ９２と該第２のスイッチ９６が、共にオフ（off）状態にあるときに、該接点系の電気回路８４に該過電流が流れた場合は、次の通りである。
【００５６】
例えば、該電気的な負荷９４に過負荷等の異常状態が発生した場合には、該接点系の電気回路８４に過電流が流れる。つまり、該ブレーカ用コイル５２に該過電流が流れる。この場合には、該過電流に従った過大な磁力が該過電流保護ブレーカ５０に発生する。該ブレーカ用鉄心５１は、該ブレーカ用コイル５２に該過電流が流れることによって発生した大きい磁力により、該リレー用可動鉄片２２を吸引する。吸引された該リレー用可動鉄片２２は、該鉄片用付勢部材３２の付勢力に抗して、該固定接点２４から該可動接点２３を引き離す方向にスイングする。このため、固定接点２４に対して可動接点２３はオフ（off）する。この結果、該接点系の電気回路８４は、緊急に遮断される。該電気的な負荷９４は、緊急に停止する。
【００５７】
該リレー用可動鉄片２２が緊急にスイングした場合には、図２（ａ）に実線によって示される該係止突起２２ｃは、図時計回り方向にスイングして想像線によって示されるように、該ラッチ部６２ａを押す。該ラッチ用カム６２は、該ラッチ用付勢部材６３の付勢力に抗して、該ラッチ解除方向Ｒ２にスイングする。
【００５８】
その後、該係止突起２２ｃは該ラッチ部６２ａの頂部６２ｃから外れる。該ラッチ用カム６２は、該ラッチ用付勢部材６３の付勢力により、該ラッチ解除方向Ｒ２とは反対方向Ｒ１にスイングして、図２（ｂ）に示されるように、元の位置に復帰する。この結果、該係止突起２２ｃは該ラッチ部６２ａに係止される。図３に示される、固定接点２４に対して、可動接点２３はオフ（off）状態を維持する。該接点系の電気回路８４は遮断状態を維持する。該電気的な負荷９４は、停止状態を維持する。
【００５９】
その後、図３に示される、該接点系の電気回路８４に過電流が流れる原因を除去して、該第２のスイッチ９６がオン（on）状態になると、該解除用コイル７２に通電される。図２（ｂ）に示されている該解除用電磁石７０は磁力を発生して、該ラッチ用カム６２の被駆動部６２ｂを吸引する。該ラッチ用カム６２は、ラッチ用付勢部材６３の付勢力に抗して、該ラッチ解除方向Ｒ２にスイングする。ラッチ部６２ａは、該係止突起２２ｃを押してスイングさせる。
【００６０】
その後、図２（ｃ）に示されるように、該係止突起２２ｃは該ラッチ部６２ａの頂部６２ｃから外れる。つまり、該係止突起２２ｃは該ラッチ部６２ａから外れる。この結果、図１に示されるように、該リレー用可動鉄片２２は該鉄片用付勢部材３２の付勢力によりスイングして、元の位置に復帰する。該可動接点２３は該固定接点２４に接触して、オン（on）状態に復帰する。図３に示される、第２の電源９３の正極からの電流は、該ブレーカ用コイル５２を通って該電気的な負荷９４へ流れる。該電気的な負荷９４は再び作動する。
【００６１】
上記実施例１の構成をまとめると、次の通りである。図１及び図３に示されるように、該接点系の電気回路８４に所定以下の通常電流が流れている、いわゆる通常時には、該リレー用電磁石２５によって該リレー用可動鉄片２２をスイング駆動することにより、該電磁リレー２０の可動接点２３をオン、オフ作動させる。この結果、該接点系の電気回路８４は開閉される。一方、該接点系の電気回路８４に該過電流が流れた異常時には、過電流保護ブレーカ５０、つまりブレーカ用電磁石５０によって該リレー用可動鉄片２２を緊急に吸引することにより、該電磁リレー２０の可動接点２３をオフ（off）作動させる。この結果、該接点系の電気回路８４を遮断することができる。
【００６２】
つまり、該リレー用電磁石２５と該過電流保護ブレーカ５０とによって、単一のリレー用可動鉄片２２をスイング駆動する。該電磁リレー２０のリレー用可動鉄片２２を、該過電流保護ブレーカ５０に利用することができる。このため、該電磁リレー２０と該過電流保護ブレーカ５０とを別々に設ける場合に比べて、該リレー装置１０を、部品数が少なく且つ小型にできる。従って、該リレー装置１０の設置スペースを低減することができる。
【００６３】
さらには、該過電流保護ブレーカ５０は、該リレー用継鉄２１に設けられた該ブレーカ用鉄心５１と、該ブレーカ用鉄心５１に巻かれた該ブレーカ用コイル５２とを、含む該ブレーカ用電磁石によって構成されている。つまり、該過電流保護ブレーカ５０は、電気回路に発生し得る逆起電圧に対する耐久性を確保できるコイル（該ブレーカ用コイル５２）を採用している。このため、電動モータや各種のコイルが発生した逆起電圧を起因とする、高電圧が発生した場合であっても、該リレー装置１０の動作信頼性を、十分に確保することができる。しかも、該ブレーカ用コイル５２のインダクタンス成分によって、電源系８４の突入電流や高周波ノイズを抑制することができる。
【００６４】
さらには、該過電流保護ブレーカ５０は、特殊な製造技術を必要としない該ブレーカ用電磁石５０によって構成される。このため、該過電流保護ブレーカ５０を安価に生産することができる。
【００６５】
さらには、該過電流に従って、該過電流保護ブレーカ５０によりスイング駆動された該リレー用可動鉄片２２は、そのままスイング変位した状態に、該ラッチ機構６０によって保持される。該過電流の状態が解消した場合には、該ラッチ機構６０のラッチ状態は、該解除用電磁石７０によって解除することができる。例えば、制御部の自己判断機能や、操作者の遠隔操作によって、該解除用電磁石７０を操作することにより、該ラッチ機構６０のラッチ状態を容易に且つ簡単に解除することができる。このため、該リレー装置１０が配置されている現場で、操作者がブレーカを手動復帰させる作業や、ヒューズの交換作業をする必要はない。
【実施例２】
【００６６】
実施例２に係る過電流保護機能付き電磁リレー装置について図４〜図５に基づき説明する。図４は、図１に対応して表されている。図５は、図３に対応して表されている。実施例２の過電流保護機能付き電磁リレー装置１０Ａは、上記図１〜図３に示されている実施例１の電磁リレー２０を、図４〜図５に示される電磁リレー２０Ａに変更したことを特徴とし、他の構成については上記図１〜図３に示される構成と同じなので、説明を省略する。
【００６７】
具体的には、実施例２の電磁リレー２０Ａの構成は、次の通りである。図４に示されるように、該鉄片用付勢部材３２は、該固定接点２４に対して該可動接点２３を常に非接触とするように、該リレー用可動鉄片２２を付勢している。該可動接点２３は、該固定接点２４から常に離れている、いわゆる常開接点である。該リレー用電磁石２５は、該リレー用可動鉄片２２の横板２２ａに対し、該過電流保護ブレーカ５０とは反対側に位置している。
【００６８】
図５に示されるように、該第１接続点９７と該第２接続点９９との間は、電気的に接続されていない。
【００６９】
図４〜図５に示されるように、通常状態において、該第１のスイッチ９２はオフ（off）状態にある。該第１のスイッチ９２がオン（on）になると、該リレー用コイル４２に通電する。該リレー用電磁石２５は磁力を発生して、該リレー用可動鉄片２２の横板２２ａを吸引する。該リレー用可動鉄片２２は、鉄片用付勢部材３２の付勢力に抗してスイングし、該可動接点２３を該固定接点２４に接触させて、オン（on）にする。この結果、第２の電源９３の正極からの電流は、該ブレーカ用コイル５２を通って該電気的な負荷９４へ流れる。該電気的な負荷９４は作動する。
【００７０】
その後、該第１のスイッチ９２がオフ（off）になると、該リレー用コイル４２は非通電になる。該電気的な負荷９４は非通電状態となり、停止する。
【００７１】
このように、接点系の電気回路８４に所定以下の通常電流が流れている、いわゆる通常時には、該第１のスイッチ９２のオン、オフ作動に従って、該ブレーカ用コイル５２及び該電気的な負荷９４は、通電状態と非通電状態とを繰り返す。
【００７２】
実施例２では、図４に示されるように、該第１のスイッチ９２がオフ（off）状態にあるときに、該リレー用可動鉄片２２の係止突起２２ｃは、該ラッチ用カム６２のラッチ部６２ａよりも該リレー用継鉄２１の縦板２１ｂ側に位置している。しかも、該係止突起２２ｃがラッチ部６２ａに接触することによって、該可動接点２３が該固定接点２４から離れた状態を維持している。
【００７３】
次に、図５に示されるように、該第１のスイッチ９２がオン（on）状態で、且つ該第２のスイッチ９６がオフ（off）状態にあるときに、該接点系の電気回路８４に該過電流が流れた場合は、次の通りである。
【００７４】
該ブレーカ用コイル５２に該過電流が流れることによって、該過電流に従った過大な磁力が該過電流保護ブレーカ５０に発生する。該ブレーカ用鉄心５１は、該ブレーカ用コイル５２に該過電流が流れることによって発生した大きい磁力により、該リレー用可動鉄片２２を吸引する。吸引された該リレー用可動鉄片２２は、該鉄片用付勢部材３２の付勢力に抗して、該固定接点２４から該可動接点２３を引き離す方向にスイングする。このため、固定接点２４に対して可動接点２３はオフ（off）する。この結果、該接点系の電気回路８４は、緊急に遮断される。該電気的な負荷９４は、緊急に停止する。
【００７５】
該リレー用可動鉄片２２が緊急にスイングした場合には、上記図２（ｂ）に示された上記実施例１と同様に、該係止突起２２ｃは該ラッチ部６２ａに係止される。
【００７６】
その後、図５に示される、該接点系の電気回路８４に過電流が流れる原因を除去して、該第２のスイッチ９６がオン（on）状態になると、該解除用コイル７２に通電される。この結果、図２（ｂ）〜（ｃ）に示されるように、該係止突起２２ｃは該ラッチ部６２ａから外れる。従って、図４に示されるように、該リレー用可動鉄片２２は該鉄片用付勢部材３２の付勢力によりスイングして、元の位置に復帰する。該可動接点２３は該固定接点２４に接触して、オン（on）状態に復帰する。第２の電源９３の正極からの電流は、該ブレーカ用コイル５２を通って該電気的な負荷９４へ流れる。該電気的な負荷９４は再び作動する。
【００７７】
実施例２の過電流保護機能付き電磁リレー装置１０Ａは、上記実施例１と同様の効果を発揮する。
【００７８】
本発明では、該鉄片用付勢部材３２及び該ラッチ用付勢部材６３は、「ねじりコイルばね」の構成に限定されるものではなく、例えば引張コイルばねや圧縮コイルばねによって構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の過電流保護機能付き電磁リレー装置１０，１０Ａは、各種の車両に搭載するのに好適である。
【符号の説明】
【００８０】
１０    過電流保護機能付き電磁リレー装置
１０Ａ  過電流保護機能付き電磁リレー装置
２０    電磁リレー
２０Ａ  電磁リレー
２１    リレー用継鉄
２２    リレー用可動鉄片
２３    可動接点
２４    固定接点
２５    リレー用電磁石
５０    過電流保護ブレーカ（ブレーカ用電磁石）
５１    ブレーカ用鉄心
５２    ブレーカ用コイル
６０    ラッチ機構
７０    解除用電磁石
８４    電磁リレーの接点系の電気回路
【図１】
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【図２】
2015220085.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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