複合電磁継電器
【課題】第１の接点部と第２の接点部の接点開閉動作のタイミングを任意に設定し、接点開閉時におけるアーク放電による接点溶着および接点部の発熱を最適に抑える。
【解決手段】電磁石のコイル２２１に印加される第１の電圧に応じて開閉する第１の接点部４２１，４６１を有する第１電磁継電器１０１と、第２の電磁石のコイル２２２に印加される第２の電圧に応じて開閉する第２の接点部４２２，４６２を有する第２電磁継電器１０２とを備え、第１の接点部４２１，４６１と第２の接点部４２２，４６２が並列に接続される。制御部７は、第１の接点部４２１，４６１と第２の接点部４２２，４６２が閉じている状態で接点開信号が入力されると、第２の接点部４２２，４６２が開放した後に第１の設定部４２１，４６１が開放するように第１の電圧および第２の電圧を制御する。
【解決手段】電磁石のコイル２２１に印加される第１の電圧に応じて開閉する第１の接点部４２１，４６１を有する第１電磁継電器１０１と、第２の電磁石のコイル２２２に印加される第２の電圧に応じて開閉する第２の接点部４２２，４６２を有する第２電磁継電器１０２とを備え、第１の接点部４２１，４６１と第２の接点部４２２，４６２が並列に接続される。制御部７は、第１の接点部４２１，４６１と第２の接点部４２２，４６２が閉じている状態で接点開信号が入力されると、第２の接点部４２２，４６２が開放した後に第１の設定部４２１，４６１が開放するように第１の電圧および第２の電圧を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列に接続される複数の接点部を有する複合電磁継電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一対の可動接点と一対の固定接点とを並列に配置し、電磁石の作動に伴いカードを介して一対の可動接点を駆動し、一対の固定接点に接離するようにした電磁継電器が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の電磁継電器では、一対の可動接点のうち一方を耐アーク性に優れた材質により、他方を通電性に優れた材質によりそれぞれ構成し、各可動接点の位置を互いにずらしてカードに係合している。そして、一方の可動接点が一方の固定接点に接触した後に他方の可動接点が他方の固定接点に接触し、他方の可動接点が他方の固定接点から離間した後に一方の可動接点が一方の固定接点から離間するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６６４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の電磁継電器のように可動接点の位置をずらしてカードに係合するようにしたのでは、一方の可動接点に対する他方の可動接点の開閉動作のタイミングのずれが、接点開放時と接点閉成時において同一となる。したがって、接点開動作におけるタイミングのずれと接点閉動作におけるタイミングのずれを互いに異ならせる等、接点開閉動作のタイミングを最適に設定することが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、第１の電磁石と、該第１の電磁石のコイルに印加される第１の電圧に応じて開閉する第１の接点部とを有する第１の電磁継電器と、第２の電磁石と、該第２の電磁石のコイルに印加される第２の電圧に応じて開閉する第２の接点部とを有する第２の電磁継電器とを備え、第１の接点部と第２の接点部とが並列に接続されてなる複合電磁継電器であって、接点開閉信号の入力に応じて第１の電圧および第２の電圧を制御する制御部をさらに備え、制御部は、第１の接点部と第２の接点部が閉じている状態で接点開信号が入力されると、第２の接点部が開放した後に第１の設定部が開放するように第１の電圧および第２の電圧を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、第１の電磁継電器の電磁石のコイルに印加される電圧と第２の電磁継電器の電磁石のコイルに印加される電圧を制御部によって制御するので、第１の接点部に対する第２の接点部の開閉動作のタイミングのずれを任意の大きさに容易に設定することができ、接点開閉時におけるアーク放電による接点溶着や接点部の発熱を最適に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態に係る複合電磁継電器の外観形状を示す斜視図。
【図２】図１の電磁継電器の内部構成を示す分解斜視図。
【図３】図２の電磁継電器の組み立て構造を示す縦断面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る複合電磁継電器のリレー回路を示す電気回路図。
【図５】図４のコントロールユニットで実行される処理の一例を示すフローチャート。
【図６】本実施の形態に係る複合電磁継電器の動作を説明する図。
【図７】図４の変形例を示す図。
【図８】図４の別の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１〜図８を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る複合電磁継電器の外観形状を示す斜視図である。本実施の形態に係る複合電磁継電器は、プリント基板１００の上面に並列に実装された左右一対の電磁継電器（第１電磁継電器１０１，第２電磁継電器１０２）を備える。この複合電磁継電器は、例えば車載用電動パワーステアリング等の構成部品として用いられ、複合電磁継電器には全体として例えば６０Ａ程度の大電流が流れる。なお、以下では、便宜上、図示のように前後左右方向および上下方向を定義し、これに従い各部の構成を説明する。
【０００９】
図２は、第１電磁継電器１０１の内部構成を示す斜視図であり、図３は、その組立構造を示す縦断面図である。なお、第１電磁継電器１０１と第２電磁継電器１０２とは接点部の材質が互いに異なるものの他の構成は互いに同一であり、図２、３では第１電磁継電器１０１の内部構成のみを示す。第１電磁継電器１０１は、ベースブロック１と、ベースブロック１に組み込まれる電磁石２と、電磁石２により駆動される接極子３と、接極子３の移動に伴って開閉動作する接点部４と、接極子３の動きを接点部４に伝達するカード５とを備える。電磁石２と接極子３は電磁石装置を構成し、電磁石装置の作動に応じてカード５を介して接点部４が開閉する。
【００１０】
ベースブロック１は、電気絶縁性の樹脂部品であり、ベース部１０と、ベース部１０上の左右一端部から左右他端部にかけて略円弧状に立設され、電磁石１を部分的に包囲する筒状壁１１とを一体に有する。筒状壁１１の前端部は、電磁石１を組み込むために開放されている。一方、筒状壁１１の後端部には、図３に示すように電磁石１と接点部４との間に介在する端壁１２が形成され、端壁１２により電磁石１と接点部４との間の電気的絶縁が確保されている。
【００１１】
図２に示すように、電磁石２は、略円筒形状の巻枠２１と、巻枠２１の外周面に装着されたコイル２２と、巻枠２１の内部に挿入される鉄心２３とを有する。コイル２２の中心軸線と鉄心２３の中心軸線はそれぞれ前後方向を向いている。巻枠２１は、電気絶縁性の樹脂成形品であり、中空の胴部と、胴部の前後方向両端にそれぞれ設けられる鍔部２４ａ，２４ｂと、前方側の鍔部２４ｂから前方に突設される一対の端子支持部２４ｃとを一体に有する。各端子支持部２４ｃにはそれぞれコイル端子２５ａ，２５ｂが圧入され、コイル端子２５ａ，２５ｂにコイル２２を形成する巻線の両端がそれぞれ接続されている。コイル端子２５ａ，２５ｂは、電磁石２をベースブロック１に組み込む際に、ベースブロック１の前端に設けられた左右一対の溝部１３にそれぞれ圧入される。
【００１２】
図３に示すように、鉄心２３は前後方向に延在し、その前端部には平坦な端面を有する頭部（磁極部）２３ａが一体に形成され、この頭部２３ａは巻枠２１の鍔部２４ｂの外面上に露出している。一方、鉄心２３の後端部は、巻枠２１の鍔部２４ａから突出し、その突出部には、継鉄２６が、例えばかしめにより連結されている。
【００１３】
継鉄２６は、例えば磁性鋼から形成される略Ｌ字形状の板部材であり、その短尺部分が巻枠２の鍔部２４ａに沿って上下方向に延設され、長尺部分がコイル２２の外側を前後方向に延設されている。継鉄２６の長尺部分の前側末端部２６ａは、鉄心２３の頭部２３ａの鉛直下方に位置し、この末端部２６ａに接極子３が揺動可能に連結されている。継鉄２６は、電磁石２をベースブロック１に組み込む際に、図２に示すベースブロック１の溝部１３の内側に設けられた左右一対のレール状突起部１４の間に圧入される。
【００１４】
接極子３は、例えば磁性鋼から形成される平板状部材であり、略Ｌ字状の板ばね３１を介して継鉄２６に弾性的相対移動可能に連結されるとともに、鉄心２３の頭部２３ａに対向して配置される。接極子３と板ばね３１とは、例えば連結部３２においてかしめにより固定され、板ばね３１と継鉄２６とは、例えば連結部３３において係合固定される。板ばね３１は、継鉄２６と接極子３との間で弾性ヒンジとして機能し、それ自体のばね作用により、接極子３を鉄心２３の頭部２３ａから離れる方向（前方）に付勢する。
【００１５】
接極子３は、電磁石２（電磁石装置）の非作動時には、その下端部が板ばね３１のばね力によって継鉄２６の末端部２６ａに当接されることにより、図３に示すように鉄心２３の頭部２３ａから所定距離だけ離れた復帰位置に静止保持される。電磁石２（電磁石装置）が作動すると、その磁気吸引力により接極子３は、その下端部と継鉄２６の末端部２６ａとの係合部位を中心に、板ばね３１のばね力に抗して鉄心頭部２３ａに接近する方向（後方）へ揺動し、作動位置に静止保持される。
【００１６】
接点部４は、固定接点部と可動接点部とを有する。固定接点部は、導電性の板部材から所定形状に打ち抜いて構成される固定接点部材４１を有する。固定接点部材４１は、一体成形によりベースブロック１と一体に設けられ、筒状壁１１の端壁１２に対向して配置されている。より詳しく言うと、固定接点部材４１は略Ｌ字形状をなし、ベースブロック１のベース部１０の左端側を上下方向に貫通し、筒状壁１１の端壁１２に沿って立ち上がる第１平板部４１ａと、第１平板部４１ａの上端から右方向に延在する第２平板部４１ｂと、第１平板部４１ａに連設されてベースブロック１の下方に延在する端子部４１ｃとを有する。第２平板部４１ｂの先端部前面には固定接点４２が設けられている。
【００１７】
可動接点部は、ベースばね部材４３と、結合部４５を介して例えば溶接などによりベースばね部材４３に一体に結合される可動ばね部材４４とを有する。ベースばね部材４３および可動ばね部材４４は、導電性の薄板を所定形状に打ち抜いて構成される。ベースばね部材４３は、一体成形によりベースブロック１と一体に設けられ、筒状壁１１の端壁１２に対向して配置されている。より詳しく言うと、ベースばね部材４３は、端壁１２と固定接点部材４１との間で、ベースブロック１のベース部１０の右端側を上下方向に貫通し、筒状壁１１の端壁１２に沿って立ち上がる平板部４３ａと、平板部４３ａに連設されてベースブロック１の下方に延在する端子部４３ｂａとを有する。
【００１８】
可動ばね部材４４は、全体が略矩形状を呈し、その右下角部に結合部４５が設けられ、右上角部後面に、固定接点４２に対向して可動接点４６が設けられている。可動接点４６と結合部４５との間には左右方向に切り欠き４７が設けられ、さらに可動ばね部材４４は、切り欠き４７の下方において一部が折り曲げられている。このため、可動ばね部材４４は、結合部４５を支点にした前後方向への弾性変形が容易であり、この弾性変形により、可動接点４６を固定接点４２に接触および離間させることができ、接点部４の開閉動作が可能となる。なお、ベースばね部材４３と可動ばね部材４４を別々に形成した後に接合するのではなく、ベースばね部材４３と可動ばね部材４４を一体に形成してもよい。
【００１９】
カード５は、電気絶縁性の樹脂部品であり、前後方向に延在する左右一対の縦板５１と、左右方向に延在する前後一対の横板５２とにより、全体が略矩形の枠形状をなしている。カード５は、その枠の内側にベースブロック１の筒状壁１１の上部を収容した状態で、ベースブロック１の上方にベース部１０に対向して配置される。カード５の後端中央部には、後方に向けて連結部５３が突設されている。
【００２０】
図３に示すように、連結部５３の底面には、可動ばね部材４４の上端中央の凹部４８（図２）が圧入され、カード５と可動ばね部材４４とが一体に連結されている。なお、図２に示すように可動ばね部材４４の左上角部には貫通穴４９が開口され、この貫通穴４９に、カード５の後端部に設けられた図示しない突起部が挿入されることにより、カード５が可動ばね部材４４から離脱することが防止される。
【００２１】
カード５の前端部には、左右両側に係合爪５４が設けられている。係合爪５４には接極子３の左右側端部が係合し、カード５と接極子３とが一体に連結される。これによりカード５を介して接極子３と可動ばね部材４４とが一体化され、接極子３の前後方向の揺動に連動して可動ばね部材４４が前後方向に移動し、接点部４が開閉動作する。カード５は、ベースブロック１に電磁石２と接極子３と接点部４を取り付けた後に取り付けられる。カード５の取付後に、接着剤を介してベースブロック１に電気絶縁性の樹脂部品である略ボックス状のカバー６が取り付けられ、電磁継電器１０１の内部空間が密閉される。
【００２２】
電磁継電器１０１．１０２は以下のように動作する。すなわち、各電磁継電器１０１，１０２の電磁石２のコイル２２にそれぞれ作動電圧が印加されると、板ばね３１のばね力に抗して接極子３が鉄心２３に吸引される。これによりカード５が前方に移動し、可動ばね部材４４が弾性変形して可動接点４６が固定接点４２に当接し、電磁継電器１０１，１０２がそれぞれ動作状態となる。一方、コイル２２の印加電圧が開放電圧以下に下がると、図３に示すように板ばね３１のばね力により接極子３が鉄心２３から離間する。これによりカード５が前方に移動し、可動接点４６が固定接点４２から開放し、電磁継電器１０１，１０２がそれぞれ復帰状態となる。
【００２３】
第１電磁継電器１０１のコイル端子２５ａ，２５ｂおよび端子部４１ｃ，４３ｂと第２電磁継電器１０２のコイル端子２５ａ，２５ｂおよび端子部４１ｃ，４３ｂは、それぞれプリント基板１００（図１）にはんだ付けされ、リレー回路が構成される。図４は、リレー回路の構成を示す電気回路図である。なお、図中、４２１，４６１は、それぞれ第１電磁継電器１０１の固定接点（第１固定接点）および可動接点（第１可動接点）、４２２，４６２は、それぞれ第２電磁継電器１０２の固定接点（第２固定接点）および可動接点（第２可動接点）であり、２２１，２２２は、それぞれ第１電磁継電器１０１のコイル（第１コイル）および第２電磁継電器１０２のコイル（第２コイル）である。
【００２４】
図４に示すように、各電磁継電器１０１，１０２の端子部４３ｂはそれぞれ電源７０に接続され、端子部４１ｃはそれぞれ負荷７５に接続されている。すなわち、第１電磁継電器１０１と第２継電器１０２とは並列接続されている。負荷７５は、例えばパワーステアリングの操舵力をアシストするための電動モータであり、図の初期状態では負荷７５に電流が供給されず、操舵力アシスト機能がオフ（非作動）である。この状態から第１可動接点４６１および第２可動接点４６２が閉じると、並列リレー回路を介して電源７０から負荷７５に電流が流れ、操舵力アシスト機能がオン（作動）する。
【００２５】
ここで、第１可動接点４６１および第１固定接点４２１は、耐アーク性能に優れた材質によって構成されている。これに対し、第２可動接点４６２および第２固定接点４２２は、低接触抵抗の材質であり、第１可動接点４６１および第１固定接点４２１よりも接触抵抗の小さい材質によって構成されている。例えば第１可動接点４６１および第１固定接点４２１は、ＡｇＳｎＩｎＯにより、第２可動接点４６２および第２固定接点４２２は、ＡｇＮｉにより、それぞれ構成されている。なお、第１可動接点４６１および第１固定接点４２１を耐アーク接点、第２可動接点４６２および第２固定接点４２２を低接触抵抗接点とも呼ぶ。
【００２６】
各電磁継電器１０１，１０２のコイル端子２５ａはそれぞれ電源７０に接続され、コイル端子２５ｂはそれぞれ第１スイッチ７１および第２スイッチ７２に接続されている。第１スイッチ７１および第２スイッチ７２は、例えばプリント基板１００に形成されたトランジスタ等の電子式スイッチによって構成され、スイッチ７１，７２の開閉はコントロールユニット７によって制御される。
【００２７】
コントロールユニット７は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。コントロールユニット７には、信号生成部７４が接続されている。信号生成部７４は、ステアリング操作に応じてパワステオン信号およびパワステオフ信号を出力し、操舵力アシスト機能の作動および非作動を指令する。この信号生成部７４からの入力信号に応じてコントロールユニット７は以下のような処理を実行する。
【００２８】
図５は、コントロールユニット７で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えばエンジンキースイッチのオンによって開始される。なお、初期状態では第１スイッチ７１および第２スイッチ７２がともに開放されている。ステップＳ１では、信号生成部７４からパワステオン信号が入力されたか否かを判定する。ステップＳ１が肯定されるとステップＳ２に進み、第１スイッチ７１に制御信号（閉信号）を出力し、第１スイッチ７１を閉じる。これにより第１コイル２２１に電源７０からのコイル電圧が印加され、第１コイル２２１が励磁されて、第１可動接点４６１が閉成する。
【００２９】
次いで、ステップＳ３で、第１スイッチ７１に閉信号を出力してから所定時間ｔａが経過したか否かを判定する。所定時間ｔａは、接点部４の材質や負荷電流の大きさ等を考慮して予め設定されるものであり、例えば１０ｍｓｅｃ程度に設定されている。ステップＳ３が肯定されるとステップＳ４に進み、第２スイッチ７２に制御信号（閉信号）を出力し、第２スイッチ７２を閉じる。これにより第２コイル２２２に電源７０からのコイル電圧が印加され、第２コイル２２２が励磁され、第２可動接点４６２が閉成する。
【００３０】
ステップＳ５では、信号生成部７４からパワステオフ信号が入力されたか否かを判定する。ステップＳ５が肯定されるとステップＳ６に進み、第２スイッチ７２に制御信号（開信号）を出力し、第２スイッチ７２を開く。これにより第２コイル２２２への電圧の印加が停止して第２コイル２２２が非励磁となり、第２可動接点４６２が開放する。
【００３１】
次いで、ステップＳ７で、第２スイッチ７２に開信号を出力してから所定時間ｔｂが経過したか否かを判定する。所定時間ｔｂは、接点部４の材質や負荷電流の大きさ等を考慮して予め設定されるものであり、例えば所定時間ｔａに等しい値に設定されている。ステップＳ７が肯定されるとステップＳ８に進み、第１スイッチ７２に制御信号（開信号）を出力し、第１スイッチ７２を開く。これにより第１コイル２２１への電圧の印加が停止して第１コイル２２１が非励磁となり、第１可動接点４６１が開放する。
【００３２】
本実施の形態に係る複合電磁継電器の動作をより具体的に説明する。図６は、各電磁継電器１０１，１０２の接点部４の開閉動作を示すタイミングチャートである。時点ｔ０では、コントロールユニット７にパワステオン信号が入力されておらず、各接点部４はともに開放（オフ）している。
【００３３】
時点ｔ１で、ステアリング操作に応じてコントロールユニット７にパワステオン信号が入力されると、第１コイル２２１が励磁され、第１可動接点４６１が閉成する（ステップＳ２）。これにより第１電磁継電器１０１を介して負荷（電動モータ）７５に電流が流れ、電動モータが作動する。ここで、第１固定接点４２１および第１可動接点４６１は、耐アーク性能に優れた材質ＡｇＳｎＩｎＯによって構成されているため、アーク放電による接点溶着を抑えることができ、接点寿命を延ばすことができる。
【００３４】
第１時点から所定時間ｔａが経過すると、時点ｔ２で、第２コイル２２２が励磁され、第２可動接点４６２が閉成する（ステップＳ４）。これにより第１電磁継電器１０１と第２電磁継電器１０２を介して負荷７５に電流が流れる。ここで、第２固定接点４２２および第２可動接点４６２は、低接触抵抗の材質ＡｇＮｉによって構成されているため、第１電磁継電器１０１よりも第２電磁継電器１０２に多くの電流が流れる。このように電気抵抗が小さい接点部４に、より多くの電流が流れることで、回路全体に大電流が流れる場合であっても、接点部４の発熱を抑えることができる。この場合、時点ｔ１〜ｔ２の間は第１電磁継電器１０１のみに電流が流れるが、この電流が流れる時間ｔａは短時間に設定されているため、この間の発熱は問題にならない。
【００３５】
その後、時点ｔ３で、コントロールユニット７にパワステオフ信号が入力されると、第２コイル２２１が非励磁となり、第２可動接点４６２が開放する（ステップＳ６）。さらに、その所定時間ｔｂ後の時点ｔ４で、第１コイルが非励磁となり、第１可動接点４６１が開放する（ステップＳ８）。これにより負荷７５への電流の流れが遮断され、パワステ用電動モータが非作動となる。この場合、第２可動接点４６２の開放後に第１可動接点４６１が開放するため、アーク放電は耐アーク性能に優れた第１可動接点４６１の開放時に生じることとなり、アーク放電による接点溶着を抑えることができる。また、第１可動接点４６１のみが閉成している時間ｔｂは短く設定されているため、第１電磁継電器１０１の接点部４の発熱も抑えることができる。
【００３６】
本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）第１可動接点４６１と第２可動接点４６２が開放している状態でパワステオン信号が入力されると、第１コイル２２１が励磁され、その所定時間ｔａ後に第２コイル２２２が励磁されるようにスイッチ７１，７２の切換を制御し、第１可動接点４６１と第２可動接点４６２が閉じている状態でパワステオフ信号が入力されると、第１コイル２２１が非励磁となり、その所定時間ｔｂ後に第２コイル２２２が非励磁となるようにスイッチ７１，７２の切換を制御するようにした。これにより第１可動接点４６１と第２可動接点４６２の開閉動作のタイミングのずれ（時間ｔａ，ｔｂ）を任意の値に容易に設定することができ、接点材質や負荷電流等を考慮して、アーク放電による影響を抑えつつ接点部４の発熱を抑えた最適な接点開閉動作が可能である。
（２）第１可動接点４６１および第１固定接点４２１を耐アーク性能に優れたＡｇＳｎＩｎＯにより構成し、第２可動接点４６２および第２固定接点４２２を低接触抵抗のＡｇＮｉにより構成するので、アーク放電による接点溶着を防止しつつ、大電流が負荷７５に流れる場合の接点部４における発熱を抑えることができる。
【００３７】
なお、上記実施の形態では、一対の電磁継電器１０１，１０２を並列に接続して各コイル２２１，２２２の印加電圧を制御するようにしたが、３個以上の電磁継電器を並列に接続して各コイルの印加電圧を制御してもよい。図７は、その一例として、３個の電磁継電器１０１〜１０３を並列に接続した場合の電気回路図である。
【００３８】
図７に示すように、第１電磁継電器１０１の第１可動接点４６１、第２電磁継電器１０２の第２可動接点４６２および第３電磁継電器１０３の第３可動接点４６３はそれぞれ電源７０に接続され、第１電磁継電器１０１の第１固定接点４２１、第２電磁継電器１０２の第２固定接点４２２および第３電磁継電器１０３の第３固定接点４２３はそれぞれ負荷７５に接続されている。また、第１電磁継電器１０１の第１コイル２２１、第２電磁継電器１０２の第２コイル２２２および第３電磁継電器１０３の第３コイル２２３の各プラス側端子はそれぞれ電源７０に接続され、第１コイル２２１、第２コイル２２２、第３コイル２２３のマイナス側端子は第１スイッチ７１、第２スイッチ７２および第３スイッチ７にそれぞれ接続されている。第３可動接点４６３および第３固定接点４２３は、第２可動接点４６２および第２固定接点４２２と同一の材質により構成されている。
【００３９】
スイッチ７１〜７はコントロールユニット７により制御される。すなわち、スイッチ７１〜７が開状態で、コントロールユニット７にパワステオン信号が入力されると、第１スイッチ７１が閉じられ、その後所定時間ｔａが経過すると、第２スイッチ７２および第３スイッチ７が閉じられる。スイッチ７１〜７が閉状態で、コントロールユニット７にパワステオフ信号が入力されると、第２スイッチ７２および第３スイッチ７が開放され、その後所定時間ｔｂが経過すると、第１スイッチ７１が開放される。
【００４０】
これにより接点開閉時におけるアーク放電による接点溶着および接点部４の発熱を抑えることができる。この場合、電源７０からの電流が第１電磁継電器１０１および第２電磁継電器１０２だけでなく第３電磁継電器１０３にも流れるため、各電磁継電器１０１〜１０３を流れる電流を減少させることができ、大電流が流れる回路に用いて好適である。なお、第３可動接点４６３および第３固定接点４２３を、第１可動接点４６１および第２固定接点４２１と同一の材質により構成することもできる。この場合、パワステオン信号が入力されると、第１スイッチ７１および第３スイッチ７を閉じ、その所定時間ｔａ後に第２スイッチ７２を閉じるとともに、パワステオフ信号が入力されると、第２スイッチ７２を開放し、その所定時間ｔｂ後に第１スイッチ７１および第３スイッチ７を開放すればよい。４つ以上の電磁継電器を並列に接続する場合にも、同様に接点開閉動作のタイミングをずらすようにすればよい。
【００４１】
なお、上記実施の形態では、コントロールユニット７からの制御信号によりスイッチ７１，７２を切り換えることで、第１電磁継電器１０１と第２電磁継電器１０２の各接点４２，４６間の開閉動作のタイミングをずらすようにしたが、コイル２２の巻数や接点４２，４６間のギャップ等、電磁継電器１０１，１０２自体の構成を互いに異ならせることで、開閉動作のタイミングをずらすようにしてもよい。図８は、そのように電磁継電器１０１，１０２を構成した場合の電気回路図の一例である。図８では、図４と異なり、第１コイル２２１および第２コイル２２２のマイナス側端子はそれぞれ同一のスイッチ７６に接続されている。
【００４２】
スイッチ７６は、コントロールユニット７からの制御信号により制御される。すなわち、パワステオン信号が入力されると、スイッチ７６は閉じられ、パワステオフ信号が入力されると、スイッチ７６は開放される。この場合、第２可動接点４６２の開閉動作のタイミングを第１可動接点４６１の開閉動作のタイミングよりも遅らせるように各電磁継電器１０１，１０２のコイル巻数や接点間ギャップ等を調整することで、上述したのと同様の効果が得られる。
【００４３】
なお、上記実施の形態では、カード５を介して可動接点４６を駆動するようにしたが（図２、図３）、電磁石２と電磁石２のコイル２２に印加される電圧に応じて開閉する接点部４とを有するのであれば、電磁継電器の構成はいかなるものでもよく、第１電磁継電器１０１（第１の電磁継電器）、第２電磁継電器１０２（第２の電磁継電器）および第３電磁継電器１０３（第３の電磁継電器）の構成は上述したものに限らない。コイル２２の励磁により接点部４が開放し、非励磁により接点部４が閉成するようなものでもよい。第１可動接点４６１と第１固定接点４２１（第１の接点部）をＡｇＳｎＩｎＯにより構成し、第２可動接点４６２と第２固定接点４２２（第２の接点部）をＡｇＮｉにより構成したが、耐アーク接点および低接触抵抗接点の材質はこれに限らない。例えば第１の接点部をＡｇＳｎＯにより構成し、第２の接点部をＡｇにより構成してもよい。第３可動接点４６３と第３固定接点４２３（第３の接点部）についても同様に、ＡｇＳｎＯやＡｇにより構成してもよい。
【００４４】
上記実施の形態では、外部からのパワステオンオフ信号の入力に応じてコントロールユニット７からの制御信号によりスイッチ７１〜７３を切り換えることで、各コイル２２１〜２２３に印加される電圧を制御するようにしたが、制御部の構成はこれに限らない。図５のステップＳ３、ステップＳ７における所定時間ｔａ、ｔｂを同一の値に設定したが、互いに異なった値に設定してもよい。所定時間ｔｂを０として、アーク放電が顕著である第１可動接点４６１の接点開時におけるタイミングのみを遅らせるようにしてもよい。
【００４５】
上記実施の形態では、複合電磁継電器を電動パワーステアリングに用いるようしたが、他の電気部品にも同様に適用することができる。したがって、パワステオフ信号およびパワステオン信号以外を接点開信号および接点閉信号として用いることもできる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の複合電磁継電器に限定されない。
【符号の説明】
【００４６】
２ 電磁石
２２１ 第１コイル
２２２ 第２コイル
２２３ 第３コイル
４ 接点部
４２１ 第１固定接点
４２２ 第２固定接点
４２３ 第３固定接点
４６１ 第１可動接点
４６２ 第２可動接点
４６３ 第３可動接点
７ コントロールユニット
７１ 第１スイッチ
７２ 第２スイッチ
７３ 第３スイッチ
１０１ 第１電磁継電器
１０２ 第２電磁継電器
１０３ 第３電磁継電器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列に接続される複数の接点部を有する複合電磁継電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一対の可動接点と一対の固定接点とを並列に配置し、電磁石の作動に伴いカードを介して一対の可動接点を駆動し、一対の固定接点に接離するようにした電磁継電器が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の電磁継電器では、一対の可動接点のうち一方を耐アーク性に優れた材質により、他方を通電性に優れた材質によりそれぞれ構成し、各可動接点の位置を互いにずらしてカードに係合している。そして、一方の可動接点が一方の固定接点に接触した後に他方の可動接点が他方の固定接点に接触し、他方の可動接点が他方の固定接点から離間した後に一方の可動接点が一方の固定接点から離間するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６６４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の電磁継電器のように可動接点の位置をずらしてカードに係合するようにしたのでは、一方の可動接点に対する他方の可動接点の開閉動作のタイミングのずれが、接点開放時と接点閉成時において同一となる。したがって、接点開動作におけるタイミングのずれと接点閉動作におけるタイミングのずれを互いに異ならせる等、接点開閉動作のタイミングを最適に設定することが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、第１の電磁石と、該第１の電磁石のコイルに印加される第１の電圧に応じて開閉する第１の接点部とを有する第１の電磁継電器と、第２の電磁石と、該第２の電磁石のコイルに印加される第２の電圧に応じて開閉する第２の接点部とを有する第２の電磁継電器とを備え、第１の接点部と第２の接点部とが並列に接続されてなる複合電磁継電器であって、接点開閉信号の入力に応じて第１の電圧および第２の電圧を制御する制御部をさらに備え、制御部は、第１の接点部と第２の接点部が閉じている状態で接点開信号が入力されると、第２の接点部が開放した後に第１の設定部が開放するように第１の電圧および第２の電圧を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、第１の電磁継電器の電磁石のコイルに印加される電圧と第２の電磁継電器の電磁石のコイルに印加される電圧を制御部によって制御するので、第１の接点部に対する第２の接点部の開閉動作のタイミングのずれを任意の大きさに容易に設定することができ、接点開閉時におけるアーク放電による接点溶着や接点部の発熱を最適に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態に係る複合電磁継電器の外観形状を示す斜視図。
【図２】図１の電磁継電器の内部構成を示す分解斜視図。
【図３】図２の電磁継電器の組み立て構造を示す縦断面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る複合電磁継電器のリレー回路を示す電気回路図。
【図５】図４のコントロールユニットで実行される処理の一例を示すフローチャート。
【図６】本実施の形態に係る複合電磁継電器の動作を説明する図。
【図７】図４の変形例を示す図。
【図８】図４の別の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１〜図８を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る複合電磁継電器の外観形状を示す斜視図である。本実施の形態に係る複合電磁継電器は、プリント基板１００の上面に並列に実装された左右一対の電磁継電器（第１電磁継電器１０１，第２電磁継電器１０２）を備える。この複合電磁継電器は、例えば車載用電動パワーステアリング等の構成部品として用いられ、複合電磁継電器には全体として例えば６０Ａ程度の大電流が流れる。なお、以下では、便宜上、図示のように前後左右方向および上下方向を定義し、これに従い各部の構成を説明する。
【０００９】
図２は、第１電磁継電器１０１の内部構成を示す斜視図であり、図３は、その組立構造を示す縦断面図である。なお、第１電磁継電器１０１と第２電磁継電器１０２とは接点部の材質が互いに異なるものの他の構成は互いに同一であり、図２、３では第１電磁継電器１０１の内部構成のみを示す。第１電磁継電器１０１は、ベースブロック１と、ベースブロック１に組み込まれる電磁石２と、電磁石２により駆動される接極子３と、接極子３の移動に伴って開閉動作する接点部４と、接極子３の動きを接点部４に伝達するカード５とを備える。電磁石２と接極子３は電磁石装置を構成し、電磁石装置の作動に応じてカード５を介して接点部４が開閉する。
【００１０】
ベースブロック１は、電気絶縁性の樹脂部品であり、ベース部１０と、ベース部１０上の左右一端部から左右他端部にかけて略円弧状に立設され、電磁石１を部分的に包囲する筒状壁１１とを一体に有する。筒状壁１１の前端部は、電磁石１を組み込むために開放されている。一方、筒状壁１１の後端部には、図３に示すように電磁石１と接点部４との間に介在する端壁１２が形成され、端壁１２により電磁石１と接点部４との間の電気的絶縁が確保されている。
【００１１】
図２に示すように、電磁石２は、略円筒形状の巻枠２１と、巻枠２１の外周面に装着されたコイル２２と、巻枠２１の内部に挿入される鉄心２３とを有する。コイル２２の中心軸線と鉄心２３の中心軸線はそれぞれ前後方向を向いている。巻枠２１は、電気絶縁性の樹脂成形品であり、中空の胴部と、胴部の前後方向両端にそれぞれ設けられる鍔部２４ａ，２４ｂと、前方側の鍔部２４ｂから前方に突設される一対の端子支持部２４ｃとを一体に有する。各端子支持部２４ｃにはそれぞれコイル端子２５ａ，２５ｂが圧入され、コイル端子２５ａ，２５ｂにコイル２２を形成する巻線の両端がそれぞれ接続されている。コイル端子２５ａ，２５ｂは、電磁石２をベースブロック１に組み込む際に、ベースブロック１の前端に設けられた左右一対の溝部１３にそれぞれ圧入される。
【００１２】
図３に示すように、鉄心２３は前後方向に延在し、その前端部には平坦な端面を有する頭部（磁極部）２３ａが一体に形成され、この頭部２３ａは巻枠２１の鍔部２４ｂの外面上に露出している。一方、鉄心２３の後端部は、巻枠２１の鍔部２４ａから突出し、その突出部には、継鉄２６が、例えばかしめにより連結されている。
【００１３】
継鉄２６は、例えば磁性鋼から形成される略Ｌ字形状の板部材であり、その短尺部分が巻枠２の鍔部２４ａに沿って上下方向に延設され、長尺部分がコイル２２の外側を前後方向に延設されている。継鉄２６の長尺部分の前側末端部２６ａは、鉄心２３の頭部２３ａの鉛直下方に位置し、この末端部２６ａに接極子３が揺動可能に連結されている。継鉄２６は、電磁石２をベースブロック１に組み込む際に、図２に示すベースブロック１の溝部１３の内側に設けられた左右一対のレール状突起部１４の間に圧入される。
【００１４】
接極子３は、例えば磁性鋼から形成される平板状部材であり、略Ｌ字状の板ばね３１を介して継鉄２６に弾性的相対移動可能に連結されるとともに、鉄心２３の頭部２３ａに対向して配置される。接極子３と板ばね３１とは、例えば連結部３２においてかしめにより固定され、板ばね３１と継鉄２６とは、例えば連結部３３において係合固定される。板ばね３１は、継鉄２６と接極子３との間で弾性ヒンジとして機能し、それ自体のばね作用により、接極子３を鉄心２３の頭部２３ａから離れる方向（前方）に付勢する。
【００１５】
接極子３は、電磁石２（電磁石装置）の非作動時には、その下端部が板ばね３１のばね力によって継鉄２６の末端部２６ａに当接されることにより、図３に示すように鉄心２３の頭部２３ａから所定距離だけ離れた復帰位置に静止保持される。電磁石２（電磁石装置）が作動すると、その磁気吸引力により接極子３は、その下端部と継鉄２６の末端部２６ａとの係合部位を中心に、板ばね３１のばね力に抗して鉄心頭部２３ａに接近する方向（後方）へ揺動し、作動位置に静止保持される。
【００１６】
接点部４は、固定接点部と可動接点部とを有する。固定接点部は、導電性の板部材から所定形状に打ち抜いて構成される固定接点部材４１を有する。固定接点部材４１は、一体成形によりベースブロック１と一体に設けられ、筒状壁１１の端壁１２に対向して配置されている。より詳しく言うと、固定接点部材４１は略Ｌ字形状をなし、ベースブロック１のベース部１０の左端側を上下方向に貫通し、筒状壁１１の端壁１２に沿って立ち上がる第１平板部４１ａと、第１平板部４１ａの上端から右方向に延在する第２平板部４１ｂと、第１平板部４１ａに連設されてベースブロック１の下方に延在する端子部４１ｃとを有する。第２平板部４１ｂの先端部前面には固定接点４２が設けられている。
【００１７】
可動接点部は、ベースばね部材４３と、結合部４５を介して例えば溶接などによりベースばね部材４３に一体に結合される可動ばね部材４４とを有する。ベースばね部材４３および可動ばね部材４４は、導電性の薄板を所定形状に打ち抜いて構成される。ベースばね部材４３は、一体成形によりベースブロック１と一体に設けられ、筒状壁１１の端壁１２に対向して配置されている。より詳しく言うと、ベースばね部材４３は、端壁１２と固定接点部材４１との間で、ベースブロック１のベース部１０の右端側を上下方向に貫通し、筒状壁１１の端壁１２に沿って立ち上がる平板部４３ａと、平板部４３ａに連設されてベースブロック１の下方に延在する端子部４３ｂａとを有する。
【００１８】
可動ばね部材４４は、全体が略矩形状を呈し、その右下角部に結合部４５が設けられ、右上角部後面に、固定接点４２に対向して可動接点４６が設けられている。可動接点４６と結合部４５との間には左右方向に切り欠き４７が設けられ、さらに可動ばね部材４４は、切り欠き４７の下方において一部が折り曲げられている。このため、可動ばね部材４４は、結合部４５を支点にした前後方向への弾性変形が容易であり、この弾性変形により、可動接点４６を固定接点４２に接触および離間させることができ、接点部４の開閉動作が可能となる。なお、ベースばね部材４３と可動ばね部材４４を別々に形成した後に接合するのではなく、ベースばね部材４３と可動ばね部材４４を一体に形成してもよい。
【００１９】
カード５は、電気絶縁性の樹脂部品であり、前後方向に延在する左右一対の縦板５１と、左右方向に延在する前後一対の横板５２とにより、全体が略矩形の枠形状をなしている。カード５は、その枠の内側にベースブロック１の筒状壁１１の上部を収容した状態で、ベースブロック１の上方にベース部１０に対向して配置される。カード５の後端中央部には、後方に向けて連結部５３が突設されている。
【００２０】
図３に示すように、連結部５３の底面には、可動ばね部材４４の上端中央の凹部４８（図２）が圧入され、カード５と可動ばね部材４４とが一体に連結されている。なお、図２に示すように可動ばね部材４４の左上角部には貫通穴４９が開口され、この貫通穴４９に、カード５の後端部に設けられた図示しない突起部が挿入されることにより、カード５が可動ばね部材４４から離脱することが防止される。
【００２１】
カード５の前端部には、左右両側に係合爪５４が設けられている。係合爪５４には接極子３の左右側端部が係合し、カード５と接極子３とが一体に連結される。これによりカード５を介して接極子３と可動ばね部材４４とが一体化され、接極子３の前後方向の揺動に連動して可動ばね部材４４が前後方向に移動し、接点部４が開閉動作する。カード５は、ベースブロック１に電磁石２と接極子３と接点部４を取り付けた後に取り付けられる。カード５の取付後に、接着剤を介してベースブロック１に電気絶縁性の樹脂部品である略ボックス状のカバー６が取り付けられ、電磁継電器１０１の内部空間が密閉される。
【００２２】
電磁継電器１０１．１０２は以下のように動作する。すなわち、各電磁継電器１０１，１０２の電磁石２のコイル２２にそれぞれ作動電圧が印加されると、板ばね３１のばね力に抗して接極子３が鉄心２３に吸引される。これによりカード５が前方に移動し、可動ばね部材４４が弾性変形して可動接点４６が固定接点４２に当接し、電磁継電器１０１，１０２がそれぞれ動作状態となる。一方、コイル２２の印加電圧が開放電圧以下に下がると、図３に示すように板ばね３１のばね力により接極子３が鉄心２３から離間する。これによりカード５が前方に移動し、可動接点４６が固定接点４２から開放し、電磁継電器１０１，１０２がそれぞれ復帰状態となる。
【００２３】
第１電磁継電器１０１のコイル端子２５ａ，２５ｂおよび端子部４１ｃ，４３ｂと第２電磁継電器１０２のコイル端子２５ａ，２５ｂおよび端子部４１ｃ，４３ｂは、それぞれプリント基板１００（図１）にはんだ付けされ、リレー回路が構成される。図４は、リレー回路の構成を示す電気回路図である。なお、図中、４２１，４６１は、それぞれ第１電磁継電器１０１の固定接点（第１固定接点）および可動接点（第１可動接点）、４２２，４６２は、それぞれ第２電磁継電器１０２の固定接点（第２固定接点）および可動接点（第２可動接点）であり、２２１，２２２は、それぞれ第１電磁継電器１０１のコイル（第１コイル）および第２電磁継電器１０２のコイル（第２コイル）である。
【００２４】
図４に示すように、各電磁継電器１０１，１０２の端子部４３ｂはそれぞれ電源７０に接続され、端子部４１ｃはそれぞれ負荷７５に接続されている。すなわち、第１電磁継電器１０１と第２継電器１０２とは並列接続されている。負荷７５は、例えばパワーステアリングの操舵力をアシストするための電動モータであり、図の初期状態では負荷７５に電流が供給されず、操舵力アシスト機能がオフ（非作動）である。この状態から第１可動接点４６１および第２可動接点４６２が閉じると、並列リレー回路を介して電源７０から負荷７５に電流が流れ、操舵力アシスト機能がオン（作動）する。
【００２５】
ここで、第１可動接点４６１および第１固定接点４２１は、耐アーク性能に優れた材質によって構成されている。これに対し、第２可動接点４６２および第２固定接点４２２は、低接触抵抗の材質であり、第１可動接点４６１および第１固定接点４２１よりも接触抵抗の小さい材質によって構成されている。例えば第１可動接点４６１および第１固定接点４２１は、ＡｇＳｎＩｎＯにより、第２可動接点４６２および第２固定接点４２２は、ＡｇＮｉにより、それぞれ構成されている。なお、第１可動接点４６１および第１固定接点４２１を耐アーク接点、第２可動接点４６２および第２固定接点４２２を低接触抵抗接点とも呼ぶ。
【００２６】
各電磁継電器１０１，１０２のコイル端子２５ａはそれぞれ電源７０に接続され、コイル端子２５ｂはそれぞれ第１スイッチ７１および第２スイッチ７２に接続されている。第１スイッチ７１および第２スイッチ７２は、例えばプリント基板１００に形成されたトランジスタ等の電子式スイッチによって構成され、スイッチ７１，７２の開閉はコントロールユニット７によって制御される。
【００２７】
コントロールユニット７は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。コントロールユニット７には、信号生成部７４が接続されている。信号生成部７４は、ステアリング操作に応じてパワステオン信号およびパワステオフ信号を出力し、操舵力アシスト機能の作動および非作動を指令する。この信号生成部７４からの入力信号に応じてコントロールユニット７は以下のような処理を実行する。
【００２８】
図５は、コントロールユニット７で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えばエンジンキースイッチのオンによって開始される。なお、初期状態では第１スイッチ７１および第２スイッチ７２がともに開放されている。ステップＳ１では、信号生成部７４からパワステオン信号が入力されたか否かを判定する。ステップＳ１が肯定されるとステップＳ２に進み、第１スイッチ７１に制御信号（閉信号）を出力し、第１スイッチ７１を閉じる。これにより第１コイル２２１に電源７０からのコイル電圧が印加され、第１コイル２２１が励磁されて、第１可動接点４６１が閉成する。
【００２９】
次いで、ステップＳ３で、第１スイッチ７１に閉信号を出力してから所定時間ｔａが経過したか否かを判定する。所定時間ｔａは、接点部４の材質や負荷電流の大きさ等を考慮して予め設定されるものであり、例えば１０ｍｓｅｃ程度に設定されている。ステップＳ３が肯定されるとステップＳ４に進み、第２スイッチ７２に制御信号（閉信号）を出力し、第２スイッチ７２を閉じる。これにより第２コイル２２２に電源７０からのコイル電圧が印加され、第２コイル２２２が励磁され、第２可動接点４６２が閉成する。
【００３０】
ステップＳ５では、信号生成部７４からパワステオフ信号が入力されたか否かを判定する。ステップＳ５が肯定されるとステップＳ６に進み、第２スイッチ７２に制御信号（開信号）を出力し、第２スイッチ７２を開く。これにより第２コイル２２２への電圧の印加が停止して第２コイル２２２が非励磁となり、第２可動接点４６２が開放する。
【００３１】
次いで、ステップＳ７で、第２スイッチ７２に開信号を出力してから所定時間ｔｂが経過したか否かを判定する。所定時間ｔｂは、接点部４の材質や負荷電流の大きさ等を考慮して予め設定されるものであり、例えば所定時間ｔａに等しい値に設定されている。ステップＳ７が肯定されるとステップＳ８に進み、第１スイッチ７２に制御信号（開信号）を出力し、第１スイッチ７２を開く。これにより第１コイル２２１への電圧の印加が停止して第１コイル２２１が非励磁となり、第１可動接点４６１が開放する。
【００３２】
本実施の形態に係る複合電磁継電器の動作をより具体的に説明する。図６は、各電磁継電器１０１，１０２の接点部４の開閉動作を示すタイミングチャートである。時点ｔ０では、コントロールユニット７にパワステオン信号が入力されておらず、各接点部４はともに開放（オフ）している。
【００３３】
時点ｔ１で、ステアリング操作に応じてコントロールユニット７にパワステオン信号が入力されると、第１コイル２２１が励磁され、第１可動接点４６１が閉成する（ステップＳ２）。これにより第１電磁継電器１０１を介して負荷（電動モータ）７５に電流が流れ、電動モータが作動する。ここで、第１固定接点４２１および第１可動接点４６１は、耐アーク性能に優れた材質ＡｇＳｎＩｎＯによって構成されているため、アーク放電による接点溶着を抑えることができ、接点寿命を延ばすことができる。
【００３４】
第１時点から所定時間ｔａが経過すると、時点ｔ２で、第２コイル２２２が励磁され、第２可動接点４６２が閉成する（ステップＳ４）。これにより第１電磁継電器１０１と第２電磁継電器１０２を介して負荷７５に電流が流れる。ここで、第２固定接点４２２および第２可動接点４６２は、低接触抵抗の材質ＡｇＮｉによって構成されているため、第１電磁継電器１０１よりも第２電磁継電器１０２に多くの電流が流れる。このように電気抵抗が小さい接点部４に、より多くの電流が流れることで、回路全体に大電流が流れる場合であっても、接点部４の発熱を抑えることができる。この場合、時点ｔ１〜ｔ２の間は第１電磁継電器１０１のみに電流が流れるが、この電流が流れる時間ｔａは短時間に設定されているため、この間の発熱は問題にならない。
【００３５】
その後、時点ｔ３で、コントロールユニット７にパワステオフ信号が入力されると、第２コイル２２１が非励磁となり、第２可動接点４６２が開放する（ステップＳ６）。さらに、その所定時間ｔｂ後の時点ｔ４で、第１コイルが非励磁となり、第１可動接点４６１が開放する（ステップＳ８）。これにより負荷７５への電流の流れが遮断され、パワステ用電動モータが非作動となる。この場合、第２可動接点４６２の開放後に第１可動接点４６１が開放するため、アーク放電は耐アーク性能に優れた第１可動接点４６１の開放時に生じることとなり、アーク放電による接点溶着を抑えることができる。また、第１可動接点４６１のみが閉成している時間ｔｂは短く設定されているため、第１電磁継電器１０１の接点部４の発熱も抑えることができる。
【００３６】
本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）第１可動接点４６１と第２可動接点４６２が開放している状態でパワステオン信号が入力されると、第１コイル２２１が励磁され、その所定時間ｔａ後に第２コイル２２２が励磁されるようにスイッチ７１，７２の切換を制御し、第１可動接点４６１と第２可動接点４６２が閉じている状態でパワステオフ信号が入力されると、第１コイル２２１が非励磁となり、その所定時間ｔｂ後に第２コイル２２２が非励磁となるようにスイッチ７１，７２の切換を制御するようにした。これにより第１可動接点４６１と第２可動接点４６２の開閉動作のタイミングのずれ（時間ｔａ，ｔｂ）を任意の値に容易に設定することができ、接点材質や負荷電流等を考慮して、アーク放電による影響を抑えつつ接点部４の発熱を抑えた最適な接点開閉動作が可能である。
（２）第１可動接点４６１および第１固定接点４２１を耐アーク性能に優れたＡｇＳｎＩｎＯにより構成し、第２可動接点４６２および第２固定接点４２２を低接触抵抗のＡｇＮｉにより構成するので、アーク放電による接点溶着を防止しつつ、大電流が負荷７５に流れる場合の接点部４における発熱を抑えることができる。
【００３７】
なお、上記実施の形態では、一対の電磁継電器１０１，１０２を並列に接続して各コイル２２１，２２２の印加電圧を制御するようにしたが、３個以上の電磁継電器を並列に接続して各コイルの印加電圧を制御してもよい。図７は、その一例として、３個の電磁継電器１０１〜１０３を並列に接続した場合の電気回路図である。
【００３８】
図７に示すように、第１電磁継電器１０１の第１可動接点４６１、第２電磁継電器１０２の第２可動接点４６２および第３電磁継電器１０３の第３可動接点４６３はそれぞれ電源７０に接続され、第１電磁継電器１０１の第１固定接点４２１、第２電磁継電器１０２の第２固定接点４２２および第３電磁継電器１０３の第３固定接点４２３はそれぞれ負荷７５に接続されている。また、第１電磁継電器１０１の第１コイル２２１、第２電磁継電器１０２の第２コイル２２２および第３電磁継電器１０３の第３コイル２２３の各プラス側端子はそれぞれ電源７０に接続され、第１コイル２２１、第２コイル２２２、第３コイル２２３のマイナス側端子は第１スイッチ７１、第２スイッチ７２および第３スイッチ７にそれぞれ接続されている。第３可動接点４６３および第３固定接点４２３は、第２可動接点４６２および第２固定接点４２２と同一の材質により構成されている。
【００３９】
スイッチ７１〜７はコントロールユニット７により制御される。すなわち、スイッチ７１〜７が開状態で、コントロールユニット７にパワステオン信号が入力されると、第１スイッチ７１が閉じられ、その後所定時間ｔａが経過すると、第２スイッチ７２および第３スイッチ７が閉じられる。スイッチ７１〜７が閉状態で、コントロールユニット７にパワステオフ信号が入力されると、第２スイッチ７２および第３スイッチ７が開放され、その後所定時間ｔｂが経過すると、第１スイッチ７１が開放される。
【００４０】
これにより接点開閉時におけるアーク放電による接点溶着および接点部４の発熱を抑えることができる。この場合、電源７０からの電流が第１電磁継電器１０１および第２電磁継電器１０２だけでなく第３電磁継電器１０３にも流れるため、各電磁継電器１０１〜１０３を流れる電流を減少させることができ、大電流が流れる回路に用いて好適である。なお、第３可動接点４６３および第３固定接点４２３を、第１可動接点４６１および第２固定接点４２１と同一の材質により構成することもできる。この場合、パワステオン信号が入力されると、第１スイッチ７１および第３スイッチ７を閉じ、その所定時間ｔａ後に第２スイッチ７２を閉じるとともに、パワステオフ信号が入力されると、第２スイッチ７２を開放し、その所定時間ｔｂ後に第１スイッチ７１および第３スイッチ７を開放すればよい。４つ以上の電磁継電器を並列に接続する場合にも、同様に接点開閉動作のタイミングをずらすようにすればよい。
【００４１】
なお、上記実施の形態では、コントロールユニット７からの制御信号によりスイッチ７１，７２を切り換えることで、第１電磁継電器１０１と第２電磁継電器１０２の各接点４２，４６間の開閉動作のタイミングをずらすようにしたが、コイル２２の巻数や接点４２，４６間のギャップ等、電磁継電器１０１，１０２自体の構成を互いに異ならせることで、開閉動作のタイミングをずらすようにしてもよい。図８は、そのように電磁継電器１０１，１０２を構成した場合の電気回路図の一例である。図８では、図４と異なり、第１コイル２２１および第２コイル２２２のマイナス側端子はそれぞれ同一のスイッチ７６に接続されている。
【００４２】
スイッチ７６は、コントロールユニット７からの制御信号により制御される。すなわち、パワステオン信号が入力されると、スイッチ７６は閉じられ、パワステオフ信号が入力されると、スイッチ７６は開放される。この場合、第２可動接点４６２の開閉動作のタイミングを第１可動接点４６１の開閉動作のタイミングよりも遅らせるように各電磁継電器１０１，１０２のコイル巻数や接点間ギャップ等を調整することで、上述したのと同様の効果が得られる。
【００４３】
なお、上記実施の形態では、カード５を介して可動接点４６を駆動するようにしたが（図２、図３）、電磁石２と電磁石２のコイル２２に印加される電圧に応じて開閉する接点部４とを有するのであれば、電磁継電器の構成はいかなるものでもよく、第１電磁継電器１０１（第１の電磁継電器）、第２電磁継電器１０２（第２の電磁継電器）および第３電磁継電器１０３（第３の電磁継電器）の構成は上述したものに限らない。コイル２２の励磁により接点部４が開放し、非励磁により接点部４が閉成するようなものでもよい。第１可動接点４６１と第１固定接点４２１（第１の接点部）をＡｇＳｎＩｎＯにより構成し、第２可動接点４６２と第２固定接点４２２（第２の接点部）をＡｇＮｉにより構成したが、耐アーク接点および低接触抵抗接点の材質はこれに限らない。例えば第１の接点部をＡｇＳｎＯにより構成し、第２の接点部をＡｇにより構成してもよい。第３可動接点４６３と第３固定接点４２３（第３の接点部）についても同様に、ＡｇＳｎＯやＡｇにより構成してもよい。
【００４４】
上記実施の形態では、外部からのパワステオンオフ信号の入力に応じてコントロールユニット７からの制御信号によりスイッチ７１〜７３を切り換えることで、各コイル２２１〜２２３に印加される電圧を制御するようにしたが、制御部の構成はこれに限らない。図５のステップＳ３、ステップＳ７における所定時間ｔａ、ｔｂを同一の値に設定したが、互いに異なった値に設定してもよい。所定時間ｔｂを０として、アーク放電が顕著である第１可動接点４６１の接点開時におけるタイミングのみを遅らせるようにしてもよい。
【００４５】
上記実施の形態では、複合電磁継電器を電動パワーステアリングに用いるようしたが、他の電気部品にも同様に適用することができる。したがって、パワステオフ信号およびパワステオン信号以外を接点開信号および接点閉信号として用いることもできる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の複合電磁継電器に限定されない。
【符号の説明】
【００４６】
２ 電磁石
２２１ 第１コイル
２２２ 第２コイル
２２３ 第３コイル
４ 接点部
４２１ 第１固定接点
４２２ 第２固定接点
４２３ 第３固定接点
４６１ 第１可動接点
４６２ 第２可動接点
４６３ 第３可動接点
７ コントロールユニット
７１ 第１スイッチ
７２ 第２スイッチ
７３ 第３スイッチ
１０１ 第１電磁継電器
１０２ 第２電磁継電器
１０３ 第３電磁継電器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電磁石と、該第１の電磁石のコイルに印加される第１の電圧に応じて開閉する第１の接点部とを有する第１の電磁継電器と、
第２の電磁石と、該第２の電磁石のコイルに印加される第２の電圧に応じて開閉する第２の接点部とを有する第２の電磁継電器とを備え、
前記第１の接点部と前記第２の接点部とが並列に接続されてなる複合電磁継電器であって、
接点開閉信号の入力に応じて前記第１の電圧および前記第２の電圧を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第１の接点部と前記第２の接点部が閉じている状態で接点開信号が入力されると、前記第２の接点部が開放した後に前記第１の設定部が開放するように前記第１の電圧および前記第２の電圧を制御することを特徴とする複合電磁継電器。
【請求項２】
請求項１に記載の複合電磁継電器において、
前記制御部は、さらに前記第１の接点部と前記第２の接点部が開放している状態で接点閉信号が入力されると、前記第１の接点部が閉じた後に前記第２の接点部が閉じるように前記第１の電圧および前記第２の電圧を制御することを特徴とする複合電磁継電器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の複合電磁継電器において、
前記第１の接点部は、ＡｇＳｎＩｎＯにより、前記第２の接点部は、ＡｇＮｉによりそれぞれ構成されていることを特徴とする複合電磁継電器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合電磁継電器において、
第３の電磁石と、該第３の電磁石のコイルに印加される第３の電圧に応じて開閉する第３の接点部とを有する第３の電磁継電器をさらに備え、
前記第１の接点部、前記第２の接点部および前記第３の接点部は互いに並列に接続され、
前記制御部は、前記第１の接点部、前記第２の接点部および前記第３の接点部が閉じている状態で前記接点開信号が入力されると、前記第２の接点部および前記第３の接点部が開放した後に前記第１接点部が開放し、あるいは前記第２の接点部が開放した後に前記第１の接点部および前記第３の接点部が開放するように前記第１の電圧、前記第２の電圧および前記第３の電圧を制御することを特徴とする複合電磁継電器。
【請求項１】
第１の電磁石と、該第１の電磁石のコイルに印加される第１の電圧に応じて開閉する第１の接点部とを有する第１の電磁継電器と、
第２の電磁石と、該第２の電磁石のコイルに印加される第２の電圧に応じて開閉する第２の接点部とを有する第２の電磁継電器とを備え、
前記第１の接点部と前記第２の接点部とが並列に接続されてなる複合電磁継電器であって、
接点開閉信号の入力に応じて前記第１の電圧および前記第２の電圧を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第１の接点部と前記第２の接点部が閉じている状態で接点開信号が入力されると、前記第２の接点部が開放した後に前記第１の設定部が開放するように前記第１の電圧および前記第２の電圧を制御することを特徴とする複合電磁継電器。
【請求項２】
請求項１に記載の複合電磁継電器において、
前記制御部は、さらに前記第１の接点部と前記第２の接点部が開放している状態で接点閉信号が入力されると、前記第１の接点部が閉じた後に前記第２の接点部が閉じるように前記第１の電圧および前記第２の電圧を制御することを特徴とする複合電磁継電器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の複合電磁継電器において、
前記第１の接点部は、ＡｇＳｎＩｎＯにより、前記第２の接点部は、ＡｇＮｉによりそれぞれ構成されていることを特徴とする複合電磁継電器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合電磁継電器において、
第３の電磁石と、該第３の電磁石のコイルに印加される第３の電圧に応じて開閉する第３の接点部とを有する第３の電磁継電器をさらに備え、
前記第１の接点部、前記第２の接点部および前記第３の接点部は互いに並列に接続され、
前記制御部は、前記第１の接点部、前記第２の接点部および前記第３の接点部が閉じている状態で前記接点開信号が入力されると、前記第２の接点部および前記第３の接点部が開放した後に前記第１接点部が開放し、あるいは前記第２の接点部が開放した後に前記第１の接点部および前記第３の接点部が開放するように前記第１の電圧、前記第２の電圧および前記第３の電圧を制御することを特徴とする複合電磁継電器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１９８９９９（Ｐ２０１２−１９８９９９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０７４１（Ｐ２０１１−６０７４１）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（５０１３９８６０６）富士通コンポーネント株式会社 (848)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（５０１３９８６０６）富士通コンポーネント株式会社 (848)
【Ｆターム（参考）】
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