(57)【要約】【課題】始動装置の小型化および低コスト化を図ることができる電磁開閉器を提供する。【解決手段】電磁石装置１は、励磁用巻線１０への通電状態に応じて、第１ポジション、第２ポジション、第３ポジションの間で直進移動する出力軸１４を有する。出力軸１４は、接点装置２の可動接点２０２に連結されている。出力軸１４が第１ポジションにある状態では、接点装置２は、第１〜第３の全接点部３１〜３３がオフしたオフモードとなる。出力軸１４が第２ポジションにある状態では、接点装置２は、第１の第１の接点部３１がオフし第２および第３の接点部３２，３３がオンしたプリチャージモードとなる。出力軸１４が第３ポジションにある状態では、接点装置２は、第１および第２の接点部３１，３２がオンし第３の接点部３３がオフした通電モードとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁用巻線および当該励磁用巻線への通電状態に応じて移動する可動部を有する電磁石装置と、前記可動部に連動して開閉する接点装置とを備え、
前記可動部は、前記励磁用巻線への通電状態に応じて第１ポジションと第２ポジションと第３ポジションとの間で移動し、
前記接点装置は、個別にオンオフする第１の接点部と第２の接点部と第３の接点部とを有しており、全ての前記接点部がオフする第１モードと、前記第１の接点部がオフするとともに前記第２の接点部および前記第３の接点部がオンする第２モードと、前記第１の接点部および前記第２の接点部がオンするとともに前記第３の接点部がオフする第３モードとが、前記可動部の位置によって切り替わることを特徴とする電磁開閉器。
【請求項２】
前記可動部は、一方向に並ぶ前記第１ポジションと前記第２ポジションと前記第３ポジションとの間を直進移動し、
前記第１の接点部と前記第２の接点部と前記第３の接点部との各々は、前記励磁用巻線に対して定位置に固定された固定接点と、前記可動部に連結され前記可動部の移動方向において前記固定接点と対向するように配置された可動接点とを具備しており、
前記接点装置は、前記可動部が前記第１ポジションのときに前記第１モード、前記可動部が前記第２ポジションのときに前記第２モード、前記可動部が前記第３ポジションのときに前記第３モードに切り替わり、前記可動部が前記第２ポジションから前記第３ポジションに移動する際に、前記第３の接点部と前記第１の接点部とが共にオンするオーバーラップ期間が生じるように、前記第１の接点部における前記固定接点および前記可動接点のギャップと、前記第３の接点部における前記固定接点および前記可動接点のギャップとのいずれもが、前記第２ポジションから前記第３ポジションへ移動する際の前記可動部の移動量よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁開閉器。
【請求項３】
バッテリと当該バッテリの出力を交流に変換するインバータとの間に接続され、前記インバータの入力端間に接続されるコンデンサと、前記バッテリの正極と前記コンデンサとの間に挿入された第１接点と、前記バッテリの負極と前記コンデンサとの間に挿入された第２接点と、前記第１接点に並列に接続された第３接点と抵抗器との直列回路とを備えた始動装置に用いられ、
前記第１の接点部が前記第１接点を構成し、前記第２の接点部が前記第２接点を構成し、前記第３の接点部が前記第３接点を構成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁開閉器。
【請求項４】
前記電磁石装置は、前記励磁用巻線が生じる磁束を通す磁路の一部を形成する第１の鉄芯および第２の鉄芯と、前記磁路を前記第１の鉄芯および前記第２の鉄芯と共に形成する継鉄とを有し、前記可動部は前記第１の鉄芯に固定され、前記第１の鉄芯は前記継鉄の一部に形成された当接部との間に前記第２の鉄芯を挟むように配置されており、
前記第１の鉄芯と前記第２の鉄芯との間には前記第１の鉄芯と前記第２の鉄芯とが離れる向きのばね力を有する第１の復帰ばねが設けられ、前記第２の鉄芯と前記当接部との間には前記第２の鉄芯と前記当接部とが離れる向きのばね力を有する第２の復帰ばねが設けられており、
前記励磁用巻線は、第１の巻線と第２の巻線とに分割されており、前記第１の巻線は、通電時に前記第１の鉄芯と前記第２の鉄芯との間に吸引力を生じ、前記第２の巻線は、通電時に前記第２の鉄芯と前記当接部との間に吸引力を生じるように配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電磁開閉器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁石装置および接点装置を備えた電磁開閉器に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばハイブリッド方式の車両においては、バッテリからの直流電力の供給を受け、モータを駆動させるインバータが設けられている。この種の車両においては、モータの始動時にバッテリとインバータとの間の接続関係を切り替えるべく、バッテリとインバータとの間に始動装置が設けられる。
【０００３】
たとえば、特許文献１に記載の構成では、バッテリの＋（プラス）側は、メインリレーの＋側リレーを介してインバータに接続され、バッテリの−（マイナス）側は、メインリレーの−側リレーを介してインバータに接続されている。さらに、プリチャージリレーとプリチャージ用の抵抗器とからなる直列回路が、＋側リレーに並列に接続されている。＋側リレー、−側リレー、プリチャージリレーのオンオフを制御する車両制御ユニットは、＋側リレーをオンするときには、まずプリチャージリレーをオンし、その後、＋側リレーをオンする。
【０００４】
上述したような構成においては、始動装置は、電磁開閉器からなる３つの接点部のオンオフ状態の組み合わせを３通りの状態間で切り替える必要がある。すなわち、全接点部がオフされた状態と、＋側リレーがオフされプリチャージリレーがオンした状態と、＋側リレーおよび−側リレーがオンしプリチャージリレーがオフされた状態とが切り替わる必要がある。また、プリチャージリレーの代わりに半導体スイッチング素子を用いることも提案されている（たとえば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１６４８５号公報（第００１３〜００１６段落）
【特許文献２】特開２０１０−１９３５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし従来の構成では、３つの接点部のオンオフ状態の組み合わせを上述したような３通りの状態間で切替可能とするために、個別の電磁開閉器あるいは半導体スイッチング素子を３つ用いる必要があり、始動装置の小型化が妨げられるという問題がある。また、個別の電磁開閉器を用いると、電磁開閉器ごとに電磁石装置および接点装置を設ける必要があり、部品点数が増えて始動装置の低コスト化の妨げにもなる。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、始動装置の小型化および低コスト化を図ることができる電磁開閉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】
本発明の電磁開閉器は、励磁用巻線および当該励磁用巻線への通電状態に応じて移動する可動部を有する電磁石装置と、前記可動部に連動して開閉する接点装置とを備え、前記可動部は、前記励磁用巻線への通電状態に応じて第１ポジションと第２ポジションと第３ポジションとの間で移動し、前記接点装置は、個別にオンオフする第１の接点部と第２の接点部と第３の接点部とを有しており、全ての前記接点部がオフする第１モードと、前記第１の接点部がオフするとともに前記第２の接点部および前記第３の接点部がオンする第２モードと、前記第１の接点部および前記第２の接点部がオンするとともに前記第３の接点部がオフする第３モードとが、前記可動部の位置によって切り替わることを特徴とする。
【０００９】
この電磁開閉器において、前記可動部は、一方向に並ぶ前記第１ポジションと前記第２ポジションと前記第３ポジションとの間を直進移動し、前記第１の接点部と前記第２の接点部と前記第３の接点部との各々は、前記励磁用巻線に対して定位置に固定された固定接点と、前記可動部に連結され前記可動部の移動方向において前記固定接点と対向するように配置された可動接点とを具備しており、前記接点装置は、前記可動部が前記第１ポジションのときに前記第１モード、前記可動部が前記第２ポジションのときに前記第２モード、前記可動部が前記第３ポジションのときに前記第３モードに切り替わり、前記可動部が前記第２ポジションから前記第３ポジションに移動する際に、前記第３の接点部と前記第１の接点部とが共にオンするオーバーラップ期間が生じるように、前記第１の接点部における前記固定接点および前記可動接点のギャップと、前記第３の接点部における前記固定接点および前記可動接点のギャップとのいずれもが、前記第２ポジションから前記第３ポジションへ移動する際の前記可動部の移動量よりも小さく設定されていることが望ましい。
【００１０】
この電磁開閉器において、バッテリと当該バッテリの出力を交流に変換するインバータとの間に接続され、前記インバータの入力端間に接続されるコンデンサと、前記バッテリの正極と前記コンデンサとの間に挿入された第１接点と、前記バッテリの負極と前記コンデンサとの間に挿入された第２接点と、前記第１接点に並列に接続された第３接点と抵抗器との直列回路とを備えた始動装置に用いられ、前記第１の接点部が前記第１接点を構成し、前記第２の接点部が前記第２接点を構成し、前記第３の接点部が前記第３接点を構成することがより望ましい。
【００１１】
この電磁開閉器において、前記電磁石装置は、前記励磁用巻線が生じる磁束を通す磁路の一部を形成する第１の鉄芯および第２の鉄芯と、前記磁路を前記第１の鉄芯および前記第２の鉄芯と共に形成する継鉄とを有し、前記可動部は前記第１の鉄芯に固定され、前記第１の鉄芯は前記継鉄の一部に形成された当接部との間に前記第２の鉄芯を挟むように配置されており、前記第１の鉄芯と前記第２の鉄芯との間には前記第１の鉄芯と前記第２の鉄芯とが離れる向きのばね力を有する第１の復帰ばねが設けられ、前記第２の鉄芯と前記当接部との間には前記第２の鉄芯と前記当接部とが離れる向きのばね力を有する第２の復帰ばねが設けられており、前記励磁用巻線は、第１の巻線と第２の巻線とに分割されており、前記第１の巻線は、通電時に前記第１の鉄芯と前記第２の鉄芯との間に吸引力を生じ、前記第２の巻線は、通電時に前記第２の鉄芯と前記当接部との間に吸引力を生じるように配置されていることがより望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、１つの電磁石装置を用いて３つの接点部のオンオフ状態の組み合わせを３通りの状態間で切替可能であるから、この電磁開閉器を用いることによって始動装置の小型化および低コスト化を図ることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る電磁開閉器の構成を示す概略図である。
【図２】実施形態に係る電磁開閉器が用いられる始動装置を備えた車両を示す概略図である。
【図３】実施形態に係る電磁開閉器が用いられる始動装置の構成を示す概略回路図である。
【図４】実施形態に係る電磁開閉器が用いられる始動装置の動作を示す説明図である。
【図５】実施形態に係る電磁開閉器の電磁石装置の動作を示す説明図である。
【図６】実施形態に係る電磁開閉器の接点装置の動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態）
本実施形態の電磁開閉器は、図２に示すように、バッテリ５の出力で駆動されるモータ７を備えたハイブリッド方式の車両５０において、モータ７を始動するために設けられている始動装置４に用いられる。この始動装置４は、バッテリ５とインバータ６との間に接続される。インバータ６は、出力に交流モータからなるモータ７が接続され、始動装置４の出力端から印加される直流電圧を三相交流に変換してモータ７を駆動する。
【００１５】
図２の例において、バッテリ５は、たとえば充電スタンド５１からの供給電力によって充電される。車両５０は、充電端子５２が充電スタンド５１に接続された状態で、充電端子５２とバッテリ５との間に挿入されている第４の接点部３４、第５の接点部３５がオンすることによりバッテリ５が充電される。なお、車両５０には、バッテリ５の電力供給路上にメインスイッチ５３が設けられており、メインスイッチ５３がオフのときにはバッテリ５の出力は停止する。
【００１６】
始動装置４は、図３に示すように、インバータ６の入力端間に接続されるコンデンサ４１と、バッテリ５の正極とコンデンサ４１との間に挿入された第１の接点部３１と、バッテリ５の負極とコンデンサ４１との間に挿入された第２の接点部３２とを有している。さらに、始動装置４は、バッテリ５の正極とコンデンサ４１との間に挿入された第３の接点部３３とプリチャージ用の抵抗器４２との直列回路を有している。
【００１７】
始動装置４は、イグニッションキーのオンオフに連動するイグニッション信号と、コンデンサ４１の充電レベルが所定値（たとえば９０％）に達したときに発生するプリチャージ信号とを受けて、コンデンサ４１とバッテリ５との接続関係を決定する。具体的には、始動装置４は以下のように動作する。なお、図４では、（ａ）が第１の接点部３１のオンオフ、（ｂ）が第２の接点部３２のオンオフ、（ｃ）が第３の接点部３３のオンオフ、（ｄ）がイグニッション信号、（ｅ）がプリチャージ信号を表す。
【００１８】
すなわち、始動装置４は、図４に示すように、イグニッションキーがオンになると（時刻ｔ１）、まず第２の接点部３２と第３の接点部３３とを同時にオンさせ、抵抗器４２を通してバッテリ５の出力でコンデンサ４１を充電（プリチャージ）する。始動装置４は、コンデンサ４１の充電レベルが所定値に達すると（時刻ｔ２）、第１の接点部３１をオンさせ、バッテリ５をインバータ６に直接接続する。さらに、始動装置４は、第１の接点部３１がオンした後、第３の接点部３３をオフし、イグニッションキーがオフになると（時刻ｔ３）、第１の接点部３１と第２の接点部３２とを同時にオフする。
【００１９】
このように、始動装置４は、イグニッション信号およびプリチャージ信号に基づいて、第１〜第３の接点部３１〜３３のオンオフ状態の組み合わせを３通りの状態間で切り替える必要がある。つまり、始動装置４は、全接点部３１〜３３がオフした「オフモード」と、第１の接点部３１がオフし第２および第３の接点部３２，３３がオンした「プリチャージモード」と、第１および第２の接点部３１，３２がオンし第３の接点部がオフした「通電モード」とを切り替える。要するに、第１〜第３の接点部３１〜３３は、イグニッション信号がオフのときにオフモード、イグニッション信号が生じるとプリチャージ信号が生じるまでプリチャージモード、プリチャージ信号が生じると通電モードに切り替わる必要がある。
【００２０】
本実施形態では、上記始動装置４の第１〜第３の接点部３１〜３３を構成する電磁開閉器について説明する。
【００２１】
本実施形態の電磁開閉器は、電磁石装置と接点装置とからなる内器を、絶縁材料からなるケース内に備えている。以下、内器の概略構成を示す図１を参照し、内器の構成について説明する。ここでは、図１の上下左右を上下左右として説明するが、電磁開閉器の取り付けの向きを限定する趣旨ではない。
【００２２】
電磁石装置１は、円筒状のコイルボビン（図示せず）に巻装された励磁用巻線１０と、励磁用巻線１０により生じる磁束を通す磁路の一部を形成する第１の鉄芯１１および第２の鉄芯１２とを備えている。さらに、電磁石装置１には、磁性金属材料からなり、励磁用巻線１０により生じる磁束を通す磁路を、第１および第２の鉄芯１１，１２と共に形成する継鉄１３が設けられている。
【００２３】
本実施形態では、励磁用巻線１０は、第１の巻線１０１と第２の巻線１０２とに分割されており、第１および第２の各巻線１０１，１０２は個別に励磁可能となるように駆動回路（図示せず）に接続される。第１の巻線１０１と第２の巻線１０２とは、第１の巻線１０１が左側、第２の巻線１０２が右側となるように、コイルボビンの軸方向（左右方向）に並んで配置されている。
【００２４】
継鉄１３は、矩形板状に形成された第１〜第３の板部１３１〜１３３を有している。第１〜第３の板部１３１〜１３３は、互いに平行になるように、左から第１の板部１３１、第２の板部１３２、第３の板部１３３の順で左右方向に並べて配置されている。第１〜第３の板部１３１〜１３３は、上端縁同士が第１の側壁部１３４によって連結され、下端縁同士が第２の側壁部１３５によって連結されている。
【００２５】
ここで、継鉄１３は、第１の板部１３１と第２の板部１３２との間に第１の巻線１０１を挟むとともに、第２の板部１３２と第３の板部１３３との間に第２の巻線１０２を挟んでいる。これにより、励磁用巻線１０は、第１の板部１３１と第３の板部１３３と第１の側壁部１３４と第２の側壁部１３５とで包囲されるとともに、第１の巻線１０１と第２の巻線１０２との間が第２の板部１３２で仕切られることになる。
【００２６】
第１および第２の各板部１３１，１３２の中央部には、それぞれコイルボビンが挿通される挿通孔１３６，１３７が形成されており、第３の板部１３３の中央部には、第２の板部１３２側（左側）に凸となる当接部１３８が形成されている。コイルボビンは、挿通孔１３６に挿通された状態で継鉄１３に対して位置固定される。さらに、当接部１３８の中心には、左右方向に貫通し後述の出力軸１４が挿通される透孔（図示せず）が形成されている。
【００２７】
第１および第２の鉄芯１１，１２は、コイルボビンの軸方向（左右方向）に並ぶようにコイルボビンの内側に収容されている。ここでは、第１の鉄芯１１が第１の巻線１０１側（左側）となり、第２の鉄芯１２が第２の巻線１０２側（右側）となるように配置される。本実施形態では、第１および第２の各鉄芯１１，１２はそれぞれ円柱状に形成されている。これら第１および第２の鉄芯１１，１２は、外径がコイルボビンの内径よりもやや小さく形成されており、コイルボビン内をコイルボビンの軸方向に移動可能である。
【００２８】
ここにおいて、第１の鉄芯１１は、非磁性材料からなる棒状の出力軸１４を介して接点装置２に連結される。出力軸１４は、透孔を通して第３の板部１３３を貫通しており、一端部（左端部）が第２の鉄芯１２に形成された貫通孔（図示せず）を通して第１の鉄芯１１に固定され、他端部（右端部）が接点装置２につながる。第２の鉄芯１２と出力軸１４とは相対的に固定されてはおらず、第２の鉄芯１２は第１の鉄芯１１とは独立して移動可能である。
【００２９】
また、第１の鉄芯１１と第２の鉄芯１２との間には、コイルばねからなり第１の鉄芯１１と第２の鉄芯１２とが離れる向きのばね力を有する第１の復帰ばね（図示せず）が設けられている。さらに、第２の鉄芯１２と当接部１３８との間には、コイルばねからなり第２の鉄芯１２と当接部１３８とが離れる向きのばね力を有する第２の復帰ばね（図示せず）が設けられている。第１の復帰ばねは、第２の鉄芯１２における貫通孔の周囲に形成されている凹部（図示せず）内に一部が収まっており、第１の鉄芯１１と第２の鉄芯１２とが当接した状態では、圧縮されて全体が凹部内に収納される。同様に、第２の復帰ばねは、第２の鉄芯１２における貫通孔の周囲に形成されている凹部（図示せず）内に一部が収まっており、第２の鉄芯１２と当接部１３８とが当接した状態では、圧縮されて全体が凹部内に収納される。
【００３０】
上記構成の電磁石装置１によれば、第１の鉄芯１１は、励磁用巻線１０への通電状態に応じて、出力軸１４の軸方向（左右方向）に沿って図５の（ａ）に示す位置、（ｂ）に示す位置、（ｃ）に示す位置の間で直進移動する。
【００３１】
すなわち、第１および第２の巻線１０１，１０２のいずれにも通電されていない状態では、第２の鉄芯１２は第２の復帰ばねのばね力によって当接部１３８から離れ、第１の鉄芯１１は第１の復帰ばねのばね力によって第２の鉄芯１２から離れた位置に位置する。したがって、第１および第２の巻線１０１，１０２のいずれにも通電されていない状態では、第１の鉄芯１１は図５（ａ）に示すように可動範囲の左端に位置する。
【００３２】
また、第１の巻線１０１が通電されており、第２の巻線１０２が通電されていない状態では、第１の巻線１０１で生じる磁力により第１の鉄芯１１は第２の鉄芯１２に吸引されることになる。言い換えれば、第１の巻線１０１の通電時には、第１および第２の鉄芯１１，１２が磁路の一部を形成するので、当該磁路の磁気抵抗を小さくするように、第１の鉄芯１１は第２の鉄芯１２に当接する。したがって、第１の巻線１０１のみ通電されている状態では、第１の鉄芯１１は図５（ｂ）に示すように可動範囲の中間に位置する。
【００３３】
また、第１および第２の巻線１０１，１０２の両方に通電されている状態では、両巻線１０１，１０２で生じる磁力により第１の鉄芯１１は第２の鉄芯１２に吸引され、且つ第２の鉄芯１２は当接部１３８に吸引されることになる。言い換えれば、両巻線１０１，１０２の通電時には、第１および第２の鉄芯１１，１２と当接部１３８とが磁路の一部を形成するので、当該磁路の磁気抵抗を小さくするように、第１の鉄芯１１は第２の鉄芯１２に当接し、第２の鉄芯１２は当接部１３８に当接する。したがって、両巻線１０１，１０２に通電されている状態では、第１の鉄芯１１は図５（ｃ）に示すように可動範囲の右端に位置することになる。
【００３４】
その結果、第１の鉄芯１１に固定されている出力軸１４は、励磁用巻線１０への通電状態に応じて、第１の鉄芯１１の移動に伴い軸方向（左右方向）に直進移動する可動部として機能する。以下では、第１の鉄芯１１が左端にあるときの出力軸１４の位置を「第１ポジション」、第１の鉄芯１１が中間にあるときの出力軸１４の位置を「第２ポジション」、第１の鉄芯１１が右端にあるときの出力軸１４の位置を「第３ポジション」という。つまり、出力軸１４は、いずれの巻線１０１，１０２にも通電されていなければ「第１ポジション」に位置し、第１の巻線１０１のみ通電されていれば「第２ポジション」に位置し、両巻線１０１，１０２に通電されていれば「第３ポジション」に位置する。
【００３５】
一方、接点装置２は、それぞれ個別に回路を開閉する第１の開閉部２１と第２の開閉部２２と第３の開閉部２３と第４の開閉部２４とから構成されている。ここで、第１の開閉部２１、第２の開閉部２２はそれぞれ独立した第１の接点部３１、第２の接点部３２を構成し、第３の開閉部２３と第４の開閉部２４とは直列に接続されて第３の接点部３３を構成する。
【００３６】
第１〜第４の各開閉部２１〜２４は、ケース（図示せず）の定位置に固定された固定接点と、固定接点に対して接離する可動接点とを有している。以下、第１の開閉部２１の固定接点２１１、第２の開閉部２２の固定接点２２１、第３の開閉部２３の固定接点２３１、第４の開閉部２４の固定接点２４１を特に区別しないときにはまとめて「固定接点２０１」という。また、第１の開閉部２１の可動接点２１２、第２の開閉部２２の可動接点２２２、第３の開閉部２３の可動接点２３２、第４の開閉部２４の可動接点２４２を特に区別しないときにはまとめて「可動接点２０２」という。
【００３７】
ここにおいて、固定接点２０１および可動接点２０２からなる各開閉部２１〜２４が、励磁用巻線１０への通電状態に応じて開閉されるように、各開閉部２１〜２４の可動接点２０２は図１に示すように出力軸１４を介して第１の鉄芯１１に連結されている。本実施形態では、各開閉部２１〜２４は、固定接点２０１および可動接点２０２を一対ずつ有している。各開閉部２１〜２４における一対の可動接点２０２は、板状に形成された導電性の可動接触子２１３，２２３，２３３，２４３（以下、各々を特に区別しないときにはまとめて「可動接触子２０３」という）の一面に設けられている。つまり、各開閉部２１〜２４は、一対の固定接点２０１に対して一対の可動接点２０２を接触させることにより、一対の固定接点２０１の間が可動接触子２０３を介して導通する所謂２点切りの接点構成を採用している。
【００３８】
次に、本実施形態における各開閉部２１〜２４の構成について、図６を参照して説明する。
【００３９】
第１の開閉部２１においては、可動接点２１２が第１の鉄芯１１側（左側）、固定接点２１１が第１の鉄芯１１とは反対側（右側）となるように、固定接点２１１と可動接点２１２とが出力軸１４の軸方向（左右方向）に対向して配置されている。これにより、可動接点２１２は、出力軸１４が第１ポジションから第２ポジション、さらに第２ポジションから第３ポジションに移動するに従って、固定接点２１１に近づく向きに移動することになる。可動接触子２１３の固定接点２１１とは反対側（左側）には、コイルばねからなる接圧ばね（図示せず）が設けられ、可動接触子２１３は接圧ばねを介して出力軸１４に連結されている。これにより、可動接点２１２と固定接点２１１との間の接圧は接圧ばねによって確保される。
【００４０】
ここでは、出力軸１４が第１ポジションあるいは第２ポジションにある状態では、可動接点２１２は固定接点２１１から離れており、出力軸１４が第３ポジションにある状態で、可動接点２１２は固定接点２１１に接触する。つまり、出力軸１４が第１ポジションから第２ポジションに移動しても、可動接点２１２と固定接点２１１との間隔は狭まるものの第１の開閉部２１がオンすることはなく、出力軸１４が第３ポジションまで移動して初めて第１の開閉部２１がオンする。
【００４１】
また、第２の開閉部２２においては、可動接点２２２が第１の鉄芯１１側（左側）、固定接点２２１が第１の鉄芯１１とは反対側（右側）となるように、固定接点２２１と可動接点２２２とが出力軸１４の軸方向（左右方向）に対向して配置されている。これにより、可動接点２２２は、出力軸１４が第１ポジションから第２ポジション、さらに第２ポジションから第３ポジションに移動するに従って、固定接点２２１に近づく向きに移動することになる。可動接触子２２３の固定接点２２１とは反対側（左側）には、コイルばねからなる接圧ばね（図示せず）が設けられ、可動接触子２２３は接圧ばねを介して出力軸１４に連結されている。これにより、可動接点２２２と固定接点２２１との間の接圧は接圧ばねによって確保される。
【００４２】
ここでは、出力軸１４が第１ポジションにある状態では、可動接点２２２は固定接点２２１から離れており、出力軸１４が第２ポジションあるいは第３ポジションにある状態で、可動接点２２２は固定接点２２１に接触する。つまり、出力軸１４が第３ポジションから第２ポジションに移動しても、可動接点２２２と固定接点２２１との間の接圧は小さくなるものの第２の開閉部２２がオフすることはなく、出力軸１４が第１ポジションまで移動して初めて第２の開閉部２２がオフする。言い換えれば、出力軸１４が第２ポジションから第３ポジションに移動する際に、可動接点２２２は固定接点２２１に接触した状態で固定接点２２１側にさらに押し込まれることとなり、このときの押し込み量が第２の開閉部２２のオーバートラベル量となる。
【００４３】
また、第３の開閉部２３においても、第２の開閉部２２と同様の構成を採用している。つまり、出力軸１４が第３ポジションから第２ポジションに移動しても、可動接点２３２と固定接点２３１との間の接圧は小さくなるものの第３の開閉部２３がオフすることはなく、出力軸１４が第１ポジションまで移動して初めて第３の開閉部２３がオフする。
【００４４】
また、第４の開閉部２４においては、固定接点２４１が第１の鉄芯１１側（左側）、可動接点２４２が第１の鉄芯１１とは反対側（右側）となるように、固定接点２４１と可動接点２４２とが出力軸１４の軸方向（左右方向）に対向して配置されている。これにより、可動接点２４２は、出力軸１４が第１ポジションから第２ポジション、さらに第２ポジションから第３ポジションに移動するに従って、固定接点２４１から離れる向きに移動することになる。可動接触子２４３の固定接点２４１とは反対側（右側）には、コイルばねからなる接圧ばね（図示せず）が設けられ、可動接触子２４３は接圧ばねを介して出力軸１４に連結されている。これにより、可動接点２４２と固定接点２４１との間の接圧は接圧ばねによって確保される。
【００４５】
ここでは、出力軸１４が第１ポジションあるいは第２ポジションにある状態では、可動接点２４２は固定接点２４１に接触しており、出力軸１４が第３ポジションにある状態で、可動接点２４２は固定接点２４１から離れる。つまり、出力軸１４が第１ポジションから第２ポジションに移動しても、可動接点２４２と固定接点２４１との間の接圧は小さくなるものの第４の開閉部２４がオフすることはなく、出力軸１４が第３ポジションまで移動して初めて第４の開閉部２４がオフする。言い換えれば、出力軸１４が第２ポジションから第１ポジションに移動する際に、可動接点２４２は固定接点２４１に接触した状態で固定接点２４１側にさらに押し込まれることとなり、このときの押し込み量が第４の開閉部２４のオーバートラベル量となる。
【００４６】
上記構成の接点装置２によれば、電磁石装置１の出力軸１４が第１ポジションにある状態では、図６（ａ）に示すように第１の開閉部２１、第２の開閉部２２、第３の開閉部２３はいずれもオフし、第４の開閉部２４のみがオンする。このとき、第１の開閉部２１が形成する第１の接点部３１、第２の開閉部２２が形成する第２の接点部３２、第３および第４の開閉部２３，２４が形成する第３の接点部３３のいずれもがオフすることになる。つまり、電磁石装置１の出力軸１４が第１ポジションにあれば、始動装置４は第１〜第３の全接点部３１〜３３がオフした「オフモード」となる。
【００４７】
一方、電磁石装置１の出力軸１４が第２ポジションにある状態では、図６（ｂ）に示すように第１の開閉部２１のみがオフし、第２の開閉部２２、第３の開閉部２３、第４の開閉部２４はいずれもオンする。このとき、第１の接点部３１はオフし、第２の接点部３２および第３の接点部３３はオンする。つまり、電磁石装置１の出力軸１４が第２ポジションにあれば、始動装置４は第１の第１の接点部３１がオフし第２および第３の接点部３２，３３がオンした「プリチャージモード」となる。
【００４８】
また、電磁石装置１の出力軸１４が第３ポジションにある状態では、図６（ｃ）に示すように第１の開閉部２１、第２の開閉部２２、第３の開閉部２３はいずれもオンし、第４の開閉部２４のみがオフする。このとき、第１の接点部および第２の接点部３１，３２はオンし、第３の接点部３３はオフする。つまり、電磁石装置１の出力軸１４が第３ポジションにあれば、始動装置４は第１および第２の接点部３１，３２がオンし第３の接点部３３がオフした「通電モード」となる。
【００４９】
そこで、電磁開閉器は、始動装置４に用いられる場合、第１の巻線１０１への通電・非通電がイグニッション信号に応じて制御され、第２の巻線１０２への通電・非通電がプリチャージ信号に応じて制御されるように接続される。これにより、第１〜第３の接点部３１〜３３は、イグニッション信号がオフのときにオフモード、イグニッション信号が生じるとプリチャージ信号が生じるまでプリチャージモード、プリチャージ信号が生じると通電モードに切り替わることになる。
【００５０】
以上説明したように構成される本実施形態の電磁開閉器によれば、１つの電磁石装置１を用いて、３つの接点部３１〜３３のオンオフ状態の組み合わせを上述したような３通りの状態（モード）間で切替可能となる。これにより、第１〜第３の接点部３１〜３３として個別の電磁開閉器あるいは半導体スイッチング素子を３つ用いる場合に比べて、始動装置４の小型化を図ることができ、また、電磁石装置１や接点装置２の部品の共用による低コスト化を図ることができる。
【００５１】
さらに、イグニッション信号とプリチャージ信号との２つの信号に基づいて３つの接点部３１〜３３のオンオフ状態の組み合わせを切り替えるためには、従来は、論理回路を用いて２つの信号の組み合わせを３つの出力に変換する必要があった。これに対して、本実施形態の電磁開閉器では、２つの信号の出力に応じて第１および第２の各巻線１０１，１０２への通電状態を制御するだけで、３つの接点部３１〜３３のオンオフ状態の組み合わせを切り替えることができるので、論理回路が不要になる。
【００５２】
ところで、電磁開閉器は、接点部３１〜３３のオンオフ状態の組み合わせがプリチャージモードから通電モードへ切り替わる際には、第３の接点部３３と第１の接点部３１とが共にオンするオーバーラップ期間が設けられていることが望ましい。すなわち、プリチャージ用の第３の接点部３３は、第１の接点部３１がオンするのと同時にオフするのではなく、第１の接点部３１がオンした後で、オフするようにすることが望ましい。
【００５３】
具体的には、図６（ｂ）に示すプリチャージモードから図６（ｃ）に示す通電モードに切り替わる際、第１の開閉部２１がオンした後、第４の開閉部２４がオフするように、第１の開閉部２１のギャップ、第４の開閉部２４のギャップが設定される。本実施形態の場合、第２ポジションから第３ポジションへ移動する際の出力軸１４のストローク量（移動量）に比べて、プリチャージモードでの第１の開閉部２１のギャップ、および通電モードでの第４の開閉部２４のギャップが小さく設定される。
【００５４】
これにより、出力軸１４が第２ポジションから第３ポジションへ移動する際、まず第１の開閉部２１のギャップが埋まって第１の開閉部２１がオンし、その後、第４の開閉部２４がオフして第４の開閉部２４にギャップが生じることになる。したがって、第１の開閉部２１がオンしてから第４の開閉部２４がオフするまでの期間は、第３の接点部３３と第１の接点部３１とが共にオンするオーバーラップ期間となる。
【００５５】
このようにオーバーラップ期間を設けた構成によれば、始動装置４において、プリチャージモードから通電モードへの切り替え時の衝撃が小さく抑えられるという利点がある。
【００５６】
また、上述した本実施形態は一例に過ぎず、電磁開閉器の具体的な構成を限定する趣旨ではない。たとえば、電磁開閉器は、本実施形態では各開閉部２１〜２４が固定接点２０１および可動接点２０２を一対ずつ備えた２点切りの接点構成を採用しているが、１点切りの接点構成でもよい。さらにまた、電磁開閉器は、永久磁石を用いた有極リレーであってもよい。また、電磁石装置１は、励磁用巻線１０の通電状態に応じて、出力軸１４が第１ポジション、第２ポジション、第３ポジションの間で移動する構成であればよく、図１の構成に限らない。
【００５７】
なお、本実施形態の電磁開閉器を用いた始動装置４は、ハイブリッド方式の車両に限らず、電気自動車（ＥＶ）や燃料電池車等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  電磁石装置
２  接点装置
４  始動装置
５  バッテリ
６  インバータ
１０  励磁用巻線
１１  第１の鉄芯
１２  第２の鉄芯
１３  継鉄
１４  出力軸（可動部）
２０１，２１１，２２１，２３１，２４１  固定接点
２０２，２１２，２２２，２３２，２４２  可動接点
３１  第１の接点部（第１接点）
３２  第２の接点部（第２接点）
３３  第３の接点部（第３接点）
４１  コンデンサ
４２  抵抗器
１０１  第１の巻線
１０２  第２の巻線
１３８  当接部
【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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