JP2016192326A - リレー装置およびリレーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも消費電力や体格を抑制することができるリレー装置およびリレーシステムを提供する。【解決手段】リレー装置１１において、複数の電磁コイル（Ｌ１，Ｌ２，ＬＰ）には、近接して配置される第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２とを含み、第１電磁コイルＬ１に通電するに伴って、第１電磁コイルＬ１の中空部を通る第１コア１１９とヨークＹｋとに第１磁束が流れて形成される第１磁気回路と、第２電磁コイルＬ２に通電するに伴って、第２電磁コイルＬ２の中空部を通る第２コア１２９とヨークＹｋとに第２磁束が流れて第１磁気回路とは別個の経路で形成される第２磁気回路と、第１電磁コイルＬ１および第２電磁コイルＬ２の双方に通電するに伴って、第１コア１１９，第２コア１２９およびヨークＹｋに第３磁束が流れて形成される第３磁気回路ＭＣ３とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の電磁コイル，ヨーク，複数の可動子，複数の可動接点，複数の固定接点を有するリレー装置と、当該リレー装置を含むリレーシステムに関する。

従来では、複数のプランジャを所定の順序で吸引でき、かつ製造コストを低減することを目的とするソレノイド装置に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。このソレノイド装置は、第１電磁コイルを非通電状態から通電状態に切り替えた際に、第１磁気回路を流れる磁束は１つのギャップ（第１ギャップ）を通過し、第２磁気回路を流れる磁束は２つのギャップ（第１ギャップ及び第２ギャップ）を通過するよう構成されている。

特開２０１３−２１１５１４号公報

リレーでは、一般的に接点吸引時には大きな起磁力が必要であるが、吸引後の接点保持の際には、ソレノイドの磁気回路の磁気抵抗が小さくなるため、比較的小さな起磁力でも大きな磁束を流すことができる。しかし電源の電圧モニタや電圧検知等をしない場合、保持する際に必要な電流を流し続けるため、リレーを長時間ＯＮするシステムでは接点保持時に大きな電力がかかってしまう。特許文献１に記載の発明では磁性材料の非線形性を利用して、１つの電磁コイルで２個のプランジャ（接点）を吸引でき、その後は１個の電磁コイルで保持するため消費電力を５０％削減する方法が開示されている。

しかし、特許文献１にあるような２個のリレーを一体化した場合、消費電力を５０％以上削減することはできない。また、２つの磁気回路の磁束は第１電磁コイルが巻かれているコアに集中するため、コアの断面積を大きくすることが必要となる。必然的にその外側にまかれる電磁コイルの体格も大きくなるため、リレーの大型化、さらに銅線使用の増加による高コスト化につながる。さらに双方の接点では吸引力に差が生まれ、アンバランスなリレー仕様になる。

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、従来よりも消費電力や体格を抑制することができるリレー装置およびリレーシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、通電に伴って磁束が発生する複数の電磁コイル（Ｌ１，Ｌ２，ＬＰ）と、前記電磁コイルの中空部に配置されるコア（１１９，１２９，１３９）と、複数の前記電磁コイルを支持するとともに前記磁束が流れるヨークと、一部または全部が磁性体で形成されて進退動作する複数の可動子（１１１，１２１，１３１）と、複数の前記可動子に備える複数の可動接点（１１２，１２２，１３２）と、前記可動子の進退動作に応じて接触／非接触する複数の固定接点（１１４，１２４，１３４）とを有するリレー装置（１１）において、複数の前記電磁コイルには、近接して配置される第１電磁コイル（Ｌ１）と第２電磁コイル（Ｌ２）とを含み、前記第１電磁コイルに通電するに伴って、前記第１電磁コイルの中空部に配置される第１コア（１１９）と前記ヨークとに第１磁束（φ１，φ５，φ６）が流れて形成される第１磁気回路（ＭＣ１）と、前記第２電磁コイルに通電するに伴って、前記第２電磁コイルの中空部に配置される第２コア（１２９）と前記ヨークとに第２磁束（φ２，φ７，φ８）が流れて前記第１磁気回路とは別個の経路で形成される第２磁気回路（ＭＣ２）と、前記第１電磁コイルおよび前記第２電磁コイルの双方に通電するに伴って、前記第１コア，前記第２コアおよび前記ヨークに第３磁束（φ３）が流れて形成される第３磁気回路（ＭＣ３）とを有することを特徴とする。

この構成によれば、第１電磁コイルに通電すると第１磁気回路が形成され、第２電磁コイルに通電すると第２磁気回路が形成され、第１電磁コイルおよび第２電磁コイルの双方を通電すると第３磁気回路が形成される。第１磁気回路は、第１コアとヨーク（第１電磁コイルを囲む部位）とを流れる第１磁束で形成される。第２磁気回路は、第２コアとヨーク（第２電磁コイルを囲む部位）とを流れる第２磁束で形成される。第３磁気回路は、第１コア，第２コアおよびヨーク（第１電磁コイルと第２電磁コイルを橋渡しする部位）を流れる第３磁束で形成される。言い換えると、第１電磁コイルで生じる第１磁束の一部や、第２電磁コイルで生じる第２磁束の一部が第３磁束となる。第３磁気回路において、第１磁束に基づく第３磁束と、第２磁束に基づく第３磁束が同じ方向に流れる場合には強め合う関係になり、逆の方向に流れる場合には打ち消し合う関係になる。前者の強め合う関係になるように通電すると、接点の保持に必要な電流を従来よりも少なく抑えることができるので、リレー装置の消費電力を抑制できる。後者の打ち消し合う関係になるように通電すると、複数の電磁コイルのうちで一の電磁コイルによる磁束を打ち消すので、他の電磁コイルが誤作動する事態を防止することができる。

第２の発明は、前記第３磁気回路において、前記第１電磁コイルへの通電によって生じる前記第１磁束と、前記第２電磁コイルへの通電によって生じる前記第２磁束とが同じ方向に流れることを特徴とする。

この構成によれば、第３磁気回路において、第１磁束に基づく第３磁束と、第２磁束に基づく第３磁束が同じ方向に流れる場合には強め合う関係になる。強め合う関係では、磁束の流れが変わらないので、接点の保持に必要な電流を従来よりも少なく抑えることができ、リレー装置の消費電力を抑制できる。

第３の発明は、前記第３磁気回路において、前記第１電磁コイルへの通電によって生じる前記第１磁束と、前記第２電磁コイルへの通電によって生じる前記第２磁束とが逆の方向に流れることを特徴とする。

この構成によれば、第３磁気回路において、第１磁束に基づく第３磁束と、第２磁束に基づく第３磁束が逆の方向に流れる場合には打ち消し合う関係になる。複数の電磁コイルのうちで一の電磁コイルによる磁束を打ち消すので、他の電磁コイルが誤作動する事態を防止することができる。

第４の発明は、前記ヨークは、前記第３磁気回路を形成する磁束の流れを制限する磁気絞り部（Ｙｋａ，Ｙｋｆ，Ｙｋｇ，Ｙｋｉ）を有することを特徴とする。

第３磁気回路を形成する磁束が強すぎると、第１電磁コイルと第２電磁コイルのうちで一方の電磁コイルを励磁した場合、他方の電磁コイルにかかる可動子を進退動作する可能性がある。この構成によれば、磁気絞り部によって第３磁気回路を形成する磁束の流れを制限するので、意図しない可動子の進退動作を防止できる。

第５の発明は、電力を供給する電源部（Ｅ１）と、供給される電力を受けて作用する負荷（３０）との間に設けられ、前記電源部から前記負荷に供給線（Ｌｎ１，Ｌｎ２）を介して供給する電力の通電と遮断を切り替える請求項１から４のいずれか一項に記載のリレー装置（１１）と、複数の前記電磁コイルへの通電と遮断を切り替える制御を行う制御部（１２）とを有するリレーシステム（１０）において、複数の前記電磁コイルを個別に励磁するための第１スイッチ部（ＳＷ１，ＳＷ２）と、前記電磁コイルの相互間に介在して接続される第２スイッチ部（ＳＷ３）とを有し、前記制御部は、前記第１スイッチ部および前記第２スイッチ部のオン／オフを制御することにより、複数の前記電磁コイルを並列接続と直列接続とで切り替えを行うことを特徴とする。

リレーの接点は、可動子や、励磁コイルが巻かれるコアなどを有する。可動子とコアの間にはエアギャップがあるため、磁気回路の磁気抵抗値が高くて磁束が流れにくい。可動子の吸引時には大きな起磁力（励磁コイルに流す電流）が必要となるものの、磁気回路の磁気抵抗値が小さくて磁束が流れ易くなるため、コアに吸引した可動子を保持する場合は小さな起磁力で十分である。

この構成によれば、電源部から負荷に電力を供給するにあたり、制御部は複数の電磁コイルを並列接続と直列接続とで切り替える。可動子の吸引時には複数のリレーを並列接続することで吸引に必要な起磁力を確保し、吸引状態の保持時には複数のリレーを直列接続することで保持に必要な起磁力を確保する。吸引状態の保持時は、吸引時よりも少ない電流で済むので、従来よりも消費電力を低減することができる。例えば複数のリレーに含まれる励磁コイルの抵抗値が同じならば、並列接続時を基準にすると、直列接続時は１／４の電流になる。よって直列接続時以降は、並列接続時と比べて１／４になり、消費電力を７５％低減することができる。

第６の発明は、前記制御部は、複数の前記電磁コイルのうち、起磁力（ＭＦ１，ＭＦ２）が他の前記電磁コイルよりも大きな前記電磁コイルを先に通電する制御を行うことを特徴とする。

この構成によれば、起磁力が大きな電磁コイルを先に通電することによって大きな磁束が生じるので、可動子の進退動作に必要な他の電磁コイルに流す電流を小さく抑制することができる。したがって、リレーシステム全体の消費電力を確実に抑えられる。

なお、電磁コイル，コア，可動子，可動接点，固定接点は「リレー」を構成する。この「リレー」は、特に明示しない限り、励磁の有無によって可動接点を動かして通電／遮断を行う電磁継電器である。「第３磁気回路」は、第１電磁コイルおよび第２電磁コイルのいずれか一方に通電しても形成され得るが、本発明では第１電磁コイルおよび第２電磁コイルの双方に通電して形成されるものと定義する。「電源部」は電力を供給できれば任意である。例えば、充放電が可能な二次電池や、電力の供給が可能な電力源（例えば太陽電池等）、商用電源を含む。「負荷」は、供給される電力を受けて作動すれば任意であり、回転電気，電装部品，充電可能な電源部等を含む。「回転電機」は、回転する部位（例えば軸やシャフト等）を有する機器であれば任意である。例えば、発電機，電動機，電動発電機等が該当する。「電装部品」は、主に車両（特にハイブリッド自動車や電気自動車等）に備えられる電気機器であるが、車両以外に備えられる電気機器でもよい。「第１スイッチ部」，「第２スイッチ部」，「第３スイッチ部」は、いずれも制御部によってオン／オフが制御可能であれば任意であり、例えば接点スイッチ，トランジスタ，半導体リレー（ＳＳＲ；Solid State Relay）等が該当する。「トランジスタ」は、オン／オフを制御可能な任意の半導体素子である。例えば、バイポーラトランジスタ（パワートランジスタを含む）、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などが該当する。「還流ダイオード」は、例えばダイオード，サイリスタ，ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）等のような整流器が該当し、ＭＯＳＦＥＴ等に形成される寄生ダイオードを含む。「ＭＯＳＦＥＴ」にはパワーＭＯＳＦＥＴやＣＭＯＳ等を含む。

リレー装置の第１構成例の断面を示す模式図である。 図１に示すII−II線から見たフレーム等の第１構成例を平面で示す模式図である。 一のリレーの接点をオンした状態を示す模式図である。 隣り合うリレーの接点を双方ともオンした状態を示す模式図である。 リレーシステムの第１構成例を示す模式図である。 制御部の第１構成例を示す模式図である。 接続切替制御処理の第１手続き例を示すフローチャート図である。 制御部の第２構成例を示す模式図である。 接続切替制御処理の第２手続き例を示すフローチャート図である。 リレー装置の第２構成例の断面を示す模式図である。 隣り合うリレーの接点を双方ともオンした状態を示す模式図である。 リレー装置の第３構成例の断面を示す模式図である。 リレーシステムの第２構成例を示す模式図である。 フレーム等の第２構成例を平面で示す模式図である。 フレーム等の第３構成例を平面で示す模式図である。 フレーム等の第４構成例を側面で示す模式図である。 第１構成例のリレーシステムを適用する例を示す模式図である。 第２構成例のリレーシステムを適用する例を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的に接続することを意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。

英数字の連続符号は記号「〜」を用いて略記する。例えば、「リレー装置１１Ａ〜１１Ｃ」は「リレー装置１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ」を意味する。符号の英文字は大文字と小文字とで別の要素を意味する。例えば、図６に示す制御部１２Ａと制御手段１２ａは別の要素である。各形態では、通電や導通は「オン」に相当し、遮断や非導通は「オフ」に相当する正論理を適用する。

〔実施の形態１〕
実施の形態１は図１〜図４を参照しながら説明する。図１に示すリレー装置１１Ａは、リレー装置１１の一例である。このリレー装置１１Ａは、複数のリレーＲＬ１，ＲＬ２やヨークＹｋなどをハウジングＨｓ（筐体）内に有する。

リレーＲＬ１は、弾性部材１１０，可動子１１１，絶縁部材１１３，固定子１１５，プランジャ１１６，弾性部材１１７，ホルダー１１８，第１コア１１９，第１電磁コイルＬ１などを有する。

弾性部材１１０と弾性部材１１７は、進退動作が可能に可動子１１１を保持する。この弾性部材１１０，１１７は、図示するような弦巻バネのほか、板バネでもよく、ゴムやゲル等の樹脂でもよい。可動子１１１は、一部または全部が磁性体で形成されて進退動作するとともに、通電のために導電材料で成形される。第１電磁コイルＬ１に電流を流さない図１の姿勢は、可動子１１１に設けられる可動接点１１２と、固定子１１５に設けられる固定接点１１４とが接触しない非導通状態である。第１電磁コイルＬ１に電流を流して励磁すると、図３や図４に示すように可動接点１１２と固定接点１１４とが接触する導通状態になる。すなわち可動接点１１２と固定接点１１４は、可動子１１１の進退動作に応じて接触／非接触する。可動子１１１，可動接点１１２，固定接点１１４，固定子１１５は、一点鎖線で示す接点ＣＳ１に相当する（図５をも参照）。

可動子１１１とプランジャ１１６は、絶縁部材１１３によって一体化される。プランジャ１１６は、弾性部材１１７を介してホルダー１１８に支持される。このプランジャ１１６は、第１電磁コイルＬ１に電流が流れると励磁された第１コア１１９に引き寄せられ、第１電磁コイルＬ１に電流が流れず非励磁になると弾性部材１１０，１１７の各弾性力によって第１コア１１９から離れた姿勢になる。

第１電磁コイルＬ１は、絶縁材で成形されるホルダー１１８に巻き付けられる。第１電磁コイルＬ１の中空部には、磁束が流れる磁性材で成形される第１コア１１９が配置される。第１電磁コイルＬ１，ホルダー１１８，第１コア１１９は、後述する第２電磁コイルＬ２，ホルダー１２８，第２コア１２９とともにヨークＹｋに支持（固定）される。

図２に平面図で示すヨークＹｋ（フレーム）の一部または全部は、磁束が流れる磁性材で成形される。このヨークＹｋは、磁気絞り部Ｙｋａ、貫通穴Ｙｋｂ，Ｙｋｃ、切欠部位Ｙｋｄなどを有する。切欠部位Ｙｋｄは、ヨークＹｋの一部を切り欠いた部位である。磁気絞り部Ｙｋａは、切欠部位Ｙｋｄによって磁路が狭くなり、磁束の流れが制限される部位である。貫通穴Ｙｋｂには、第１コア１１９の一部が非接触状態で配置される。貫通穴Ｙｋｃには、第２コア１２９の一部が非接触状態で配置される。

リレーＲＬ２は、弾性部材１２０，可動子１２１，絶縁部材１２３，固定子１２５，プランジャ１２６，弾性部材１２７，ホルダー１２８，第２コア１２９，第２電磁コイルＬ２などを有する。

このリレーＲＬ２は上述したリレーＲＬ１と同等の構成である。すなわち、弾性部材１２０，１２７は弾性部材１１０，１１７に対応する。可動子１２１は可動子１１１に対応する。絶縁部材１２３は絶縁部材１１３に対応する。固定子１２５は固定子１１５に対応する。プランジャ１２６はプランジャ１１６に対応する。ホルダー１２８はホルダー１１８に対応する。第２コア１２９は第１コア１１９に対応し、第２電磁コイルＬ２の中空部に配置される。第２電磁コイルＬ２は第１電磁コイルＬ１に対応する。

ホルダー１１８に巻き付ける第１電磁コイルＬ１の方向と、ホルダー１２８に巻き付ける第２電磁コイルＬ２の方向は、任意に設定してよい。凡例で示す方向に電流が流れるならば、同一方向に巻き付けてもよく、反対方向（逆方向）に巻き付けてもよい。

可動子１２１，可動接点１２２，固定接点１２４，固定子１２５は、一点鎖線で示す接点ＣＳ２に相当する（図５をも参照）。第１電磁コイルＬ１の起磁力ＭＦ１と、第２電磁コイルＬ２の起磁力ＭＦ２は任意に設定してよい。本形態では、起磁力ＭＦ２が起磁力ＭＦ１よりも大きく設定した場合（ＭＦ１＜ＭＦ２）について説明する。

図３は、複数のリレーＲＬ１，ＲＬ２のうちで、一方のリレー（例えばリレーＲＬ２）をオンし、他方のリレー（例えばリレーＲＬ１）をオフする状態を示す。第２コア１２９は、第２電磁コイルＬ２に凡例で示す方向に電流が流れて励磁される。この励磁によって、第２コア１２９→ヨークＹｋ（第２電磁コイルＬ２を囲む部位）→プランジャ１２６→第２コア１２９→…の順で第２磁束φ２が流れる。第２磁束φ２が流れる経路には、第２磁気回路ＭＣ２が形成される。なお、図３とは逆方向に第２電磁コイルＬ２に電流が流れる場合は、第２磁束φ２の流れる方向も逆になる。

第２コア１２９で生じる磁束は、上述した第２磁束φ２が生じるほか、第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２を橋渡す部位のヨークＹｋを介して第１コア１１９に流れる磁束φｂも生じる。磁束φｂは第２磁束φ２よりも小さい。このとき、可動子１１１が動かない程度に第１電磁コイルＬ１に電流を流すと、第１コア１１９の第３磁気回路ＭＣ３（図４を参照）において磁束φｂとは逆の向きに磁束φａが生じる。この磁束φａによって磁束φｂは打ち消される。図示を省略するが、リレーＲＬ１をオンして、リレーＲＬ２をオフする場合でも、第１コア１１９と第２コア１２９が逆になるだけであり、同様に磁束を打ち消すことができる。

リレーＲＬ１，ＲＬ２の双方をオンしている状態を図４に示す。第２電磁コイルＬ２に電流が流れて第２磁気回路ＭＣ２が形成される点は、図３と同じである。第１コア１１９は、第１電磁コイルＬ１に凡例で示す方向（図３とは逆方向）に電流が流れて励磁される。この励磁によって、第１コア１１９→ヨークＹｋ（第１電磁コイルＬ１を囲む部位）→プランジャ１１６→第１コア１１９→…の順で第１磁束φ１が流れる。第１磁束φ１が流れる経路には、第１磁気回路ＭＣ１が形成される。なお、図４とは逆方向に第１電磁コイルＬ１に電流が流れる場合は、第１磁束φ１の流れる方向も逆になる。

上述した第１磁束φ１と第２磁束φ２は同じ方向に流れるので、第３磁束φ３からなる第３磁気回路ＭＣ３が形成される。第３磁束φ３は、第２コア１２９→ヨークＹｋ（第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２を橋渡す部位）→第１コア１１９→プランジャ１１６→ヨークＹｋ（第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２を橋渡す部位）→プランジャ１２６→第２コア１２９→…の順で流れる。図４とは逆方向に第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２に電流が流れる場合は、第３磁束φ３の流れる方向も逆になる。

上述した第１磁気回路ＭＣ１，第２磁気回路ＭＣ２，第３磁気回路ＭＣ３は、別個に形成される。図示するように、第１コア１１９に流れる第１磁束φ１と、第２コア１２９に流れる第２磁束φ２は反対方向となる。また、第１コア１１９における第１磁束φ１と第３磁束φ３が同じ方向に流れ、第２コア１２９における第２磁束φ２と第３磁束φ３が同じ方向に流れる。第３磁気回路ＭＣ３において磁束を同じ方向に流すと、磁束を強め合う関係になる。第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２を並列接続から直列接続に切り替えても、磁束の流れは変わらないので、接点ＣＳ１，ＣＳ２のオン状態を保持できる。

〔実施の形態２〕
実施の形態２は図５〜図７を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。よって、主に実施の形態１と相違する点を説明する。

図５に示すリレーシステム１０Ａは、リレーシステム１０の一例である。このリレーシステム１０Ａは、電源部Ｅ１と負荷３０との間に設けられ、外部装置２０から伝達される制御情報ＣＩに基づいて電源部Ｅ１の電力を負荷３０に供給する機能を担う。電源部Ｅ１と負荷３０との間は、供給線Ｌｎ１，Ｌｎ２によって電力を供給可能に接続される。供給線Ｌｎ１と供給線Ｌｎ２の間には、電源部Ｅ１から供給される電力（特に電圧）を平滑にする平滑コンデンサＣ１を接続する。平滑コンデンサＣ１は、図示するようにリレーシステム１０Ａと負荷３０の間に設けてもよく、リレーシステム１０Ａの出力側（負荷３０側）に設けてもよい。

本形態の電源部Ｅ１には、二次電池（例えばリチウムイオン電池等）を適用する。本形態の負荷３０には、インバータ３１，回転電機３２，コンバータ３３，電装部品３４を適用する。インバータ３１とコンバータ３３は、リレーシステム１０Ａの出力側に並列接続される。インバータ３１およびコンバータ３３のうちで一方または双方は、外部装置２０との間で信号を伝達可能に構成してもよい。インバータ３１は、電源部Ｅ１から供給される電力を変換して回転電機３２に出力する。本形態の回転電機３２には、電動機能と発電機能を兼ねる電動発電機を適用する。コンバータ３３は、電源部Ｅ１から供給される電力を変換して電装部品３４に出力する。電装部品３４は、車両に備える電気機器として、計器、カーナビゲーションシステム、ランプ類（例えば前照灯，室内灯，尾灯等）、空調機器（エアコンやヒーター等）、ワイパー等の部材を作動させるモータなどが該当する。

図５に示す構成例のリレーシステム１０Ａは、複数のリレーＲＬ１，ＲＬ２、プリチャージリレーＲＬＰ、制御部１２Ａ、電流センサ１３などを有する。リレーＲＬ１は、接点ＣＳ１や第１電磁コイルＬ１などを有する。リレーＲＬ２は、接点ＣＳ２や第２電磁コイルＬ２などを有する。プリチャージリレーＲＬＰは、必要に応じて備えてよく、接点ＣＳＰやプリチャージ電磁コイルＬＰなどを有する。このプリチャージリレーＲＬＰの配置は、図１に示すハウジングＨｓの内外を問わない。接点ＣＳ１は、可動子やコアを含み、一方側が供給線Ｌｎ１によって電源部Ｅ１の一極（正極）側に接続され、他方側が供給線Ｌｎ１によって負荷３０の一極側に接続される。接点ＣＳ２は、可動子やコアを含み、一方側が供給線Ｌｎ２によって電源部Ｅ２の他極（負極）側に接続され、他方側が供給線Ｌｎ２によって負荷３０の他極側に接続される。第１電磁コイルＬ１および第２電磁コイルＬ２は、いずれも制御部１２Ａに接続されて励磁／非励磁が個別に制御される。

制御部１２Ａは、制御部１２の一例である。この制御部１２Ａは、複数のスイッチ部を含み、第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２について並列接続と直列接続を切り替える制御を行う。制御部１２Ａの具体的な構成例と制御例については後述する（図６を参照）。電流センサ１３は、供給線Ｌｎ１，Ｌｎ２に流れる電流Ｉ１を検出する。

図６に示す制御部１２Ａは、第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２、第２スイッチ部ＳＷ３、第４スイッチ部ＳＷ５、整流器Ｄ１，Ｄ２，Ｄ５、制御手段１２ａなどを有する。この図６では、第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２について接続形態（並列接続や直列接続）を分かり易くするため、リレーＲＬ１に含まれる第１電磁コイルＬ１と、リレーＲＬ２に含まれる第２電磁コイルＬ２は、二点鎖線で囲んで示す。第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２を二点鎖線で囲んで図示する点については、後述する図８でも同様である。なお、第４スイッチ部ＳＷ５と整流器Ｄ５はプリチャージリレーＲＬＰを備える場合に限る。プリチャージリレーＲＬＰを備えない構成では、第４スイッチ部ＳＷ５と整流器Ｄ５が不要になるので、後述する図７のステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１９も不要になる。

第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２、第２スイッチ部ＳＷ３、第４スイッチ部ＳＷ５は、いずれも制御手段１２ａから伝達される信号に基づいてオン（導通）／オフ（非導通）が制御可能な任意の素子や部品を適用してよい。例えば、接点スイッチ，トランジスタ，半導体リレー等が該当する。整流器Ｄ１，Ｄ２，Ｄ５は整流作用を有する素子、例えばダイオード，サイリスタ，ＭＯＳＦＥＴ等が該当する。本形態では、整流器Ｄ１，Ｄ２，Ｄ５としてダイオードを用いる。

第１スイッチ部ＳＷ１と整流器Ｄ１は直列接続される（第１直列接続部）。第２電磁コイルＬ２，第２スイッチ部ＳＷ３，第１電磁コイルＬ１は直列接続される（第２直列接続部）。整流器Ｄ２と第１スイッチ部ＳＷ２は直列接続される（第３直列接続部）。これらの第１直列接続部，第２直列接続部，第３直列接続部は、並列接続されるとともに、電源部Ｅ２に接続される。第４スイッチ部ＳＷ５とプリチャージ電磁コイルＬＰは直列接続される（第４直列接続部）。プリチャージ電磁コイルＬＰと整流器Ｄ５は並列接続される。第４直列接続部は、上述した第１直列接続部，第２直列接続部，第３直列接続部とともに並列接続され、電源部Ｅ２に接続される。電源部Ｅ２は、図５に示す電源部Ｅ１とは別個に備えられ、電源部Ｅ１よりも低い電力（特に電圧）を供給する。本形態の電源部Ｅ２には、二次電池（例えば鉛蓄電池等）を適用する。

第１スイッチ部ＳＷ１と整流器Ｄ１の間は、第２スイッチ部ＳＷ３と第１電磁コイルＬ１との間に接続される。第２電磁コイルＬ２と第２スイッチ部ＳＷ３の間は、整流器Ｄ２と第１スイッチ部ＳＷ２の間に接続される。

制御手段１２ａは、第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２、第２スイッチ部ＳＷ３および第４スイッチ部ＳＷ５について、個別にオン（導通）／オフ（非導通）を制御できれば任意に構成してよい。この制御手段１２ａの一部または全部は、ソフトウェアで実現してもよく、ハードウェアで実現してもよい。例えば、ＣＰＵ（ワンチップＣＰＵを含む）や制御回路等が該当する。

制御手段１２ａにおいて実行される接続切替制御処理の一例を図７に示す。この接続切替制御処理は、制御手段１２ａが作動する際に繰り返し実行される。なお、ステップＳ１１，Ｓ１２は必要に応じて実行してよい。

図７において、まず負荷３０に電力を供給し始めるための供給条件（開始条件）を満たすか否かを判別する〔ステップＳ１０〕。供給条件は任意に設定してよい。図５の例では、車両の走行等で回転電機３２を回転させる場合や、車両の計器等の電装部品３４を作動させる場合などが該当する。もし、既に電力を供給している場合を含めて、供給条件を満たさない場合は（ＮＯ）、後述するステップＳ２０に進む。

一方、供給条件を満たす場合は（ＹＥＳ）、リレーＲＬ１，ＲＬ２（具体的には接点ＣＳ１，ＣＳ２）が故障しているか否かを検査する故障検査処理を実行する〔ステップＳ１１〕。リレーＲＬ１，ＲＬ２の故障には、接点ＣＳ１，ＣＳ２の溶着を含む。故障検査処理は、第１スイッチ部ＳＷ１だけをオン（導通）にすることで第１電磁コイルＬ１だけを励磁して、接点ＣＳ１をオンして供給線Ｌｎ１を導通する。もし供給線Ｌｎ２に電流Ｉ１が流れる場合は（Ｉ１＞０）、リレーＲＬ２が故障していると判別する。また、第１スイッチ部ＳＷ２だけをオン（導通）にすることで第２電磁コイルＬ２だけを励磁して、接点ＣＳ２をオンして供給線Ｌｎ２を導通する。もし供給線Ｌｎ２に電流Ｉ１が流れる場合は（Ｉ１＞０）、リレーＲＬ１が故障していると判別する。さらに、第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２の双方をオフ（非導通）にすることで第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２について双方を非励磁にし、供給線Ｌｎ２に電流Ｉ１が流れる場合は（Ｉ１＞０）、リレーＲＬ１，ＲＬ２の双方が故障していると判別する。

リレーＲＬ１，ＲＬ２の一方または双方が故障している判別した場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、リレーシステム１０Ａの全スイッチ部をオフにして〔ステップＳ２１〕、接続切替制御処理を終了（リターンを含む）する。この場合には、リレーＲＬ１，ＲＬ２の修理や交換などを行う。

リレーＲＬ１，ＲＬ２の双方とも正常であると判別した場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、第４スイッチ部ＳＷ５をオン（導通）にして、プリチャージ電磁コイルＬＰを流して励磁する〔ステップＳ１３〕。プリチャージ電磁コイルＬＰが励磁されると接点ＣＳＰがオン（導通）になる。

また、第４スイッチ部ＳＷ５をオンにする以後（同時を含む）、第１スイッチ部ＳＷ２をオン（導通）にすることで第２電磁コイルＬ２を励磁する〔ステップＳ１４〕。ステップＳ１４の実行によって、図６に示すように第２電磁コイルＬ２には電流Ｉｃが流れ、図３に示す状態（姿勢）になる。本形態は起磁力ＭＦ２が起磁力ＭＦ１よりも大きいので、第２電磁コイルＬ２に対応する第１スイッチ部ＳＷ２を先にオンするとよい。

上述した第４スイッチ部ＳＷ５と第１スイッチ部ＳＷ２の双方がオンになると、電源部Ｅ１から電流が電流制限抵抗Ｒ１を流れて平滑コンデンサＣ１に蓄電される。よって、平滑コンデンサＣ１のプリチャージを行うことができる。

また、第４スイッチ部ＳＷ５をオンにすることで行う平滑コンデンサＣ１へのプリチャージは、蓄電条件を満たすまで継続する（ステップＳ１５でＮＯ）。蓄電条件は任意に設定してよい。例えば、第４スイッチ部ＳＷ５をオンしてから所定時間が経過すること、平滑コンデンサＣ１の蓄電電圧が所定電圧に達したこと、電流制限抵抗Ｒ１を流れる電流が所定電流に達したことなどが該当する。所定時間，所定電圧，所定電流は、いずれも平滑コンデンサＣ１への蓄電を終了する条件であれば任意の数値を設定してよい。

蓄電条件を満たすと（ステップＳ１５でＹＥＳ）、第１スイッチ部ＳＷ１をオン（導通）にすることで第１電磁コイルＬ１を励磁する〔ステップＳ１６〕。このとき、図６に示すように第１電磁コイルＬ１には電流Ｉａが流れ、図４に示す状態（姿勢）になる。電流Ｉａと上記電流Ｉｂは、同一または異なる電流値であり、例えば５００[mA]である。

第１スイッチ部ＳＷ１をオンにした後、第４スイッチ部ＳＷ５をオフにしてプリチャージ電磁コイルＬＰを非励磁にする〔ステップＳ１７〕。このとき、プリチャージ電磁コイルＬＰが非励磁になると接点ＣＳＰがオフ（非導通）になるので、平滑コンデンサＣ１へのプリチャージを終える。

第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２の双方をオンにすると、図６に示すように第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２は並列接続される。また、第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２の双方に電流を流して励磁されている間は接点ＣＳ１，ＣＳ２もオン（導通）になるので、負荷３０に電力が供給される。

そして第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２について並列接続を解除するため、第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２を同時にオフ（非導通）にして第１電磁コイルＬ１および第２電磁コイルＬ２を非励磁にする〔ステップＳ１８〕。このとき、一時的にサージ電流Ｉｓ（図６に図示する二点鎖線）が流れた後に消失する。第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２を同時にオフすればよいので、時間制約がなく、システム的に使いやすい。

第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２をオフにした後、第２スイッチ部ＳＷ３をオン（導通）にすることで第１電磁コイルＬ１および第２電磁コイルＬ２を励磁する〔ステップＳ１９〕。このとき図６に示すように、第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２が直列接続に切り替えられて電流Ｉｂが流れ、負荷３０に電力が供給される。

負荷３０に電力を供給するのを停止するための停止条件を満たすか否かを判別する〔ステップＳ２０〕。停止条件は任意に設定してよい。例えば、車両が停止（一時停止を含む）等して回転電機３２の回転を停止させる場合や、車両の駐車等で電装部品３４を停止させる場合などが該当する。

もし停止条件を満たす場合は（ＹＥＳ）、リレーシステム１０Ａの全スイッチ部をオフにして〔ステップＳ２１〕、接続切替制御処理を終了する。すなわち、第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２、第２スイッチ部ＳＷ３および第４スイッチ部ＳＷ５を全てオフにする。一方、停止条件を満たさない場合は（ステップＳ２０でＮＯ）、何も行わずに接続切替制御処理を終了する。

〔実施の形態３〕
実施の形態３は図８，図９を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態１，２で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。よって、主に実施の形態１，２と相違する点を説明する。

図８に示す制御部１２Ｂは、制御部１２の一例であり、図６に示す制御部１２Ａに代えて適用する。この制御部１２Ｂは、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ５、第３スイッチ部ＳＷ４、整流器Ｄ３、制御手段１２ａなどを有する。なお、トランジスタＱ５はプリチャージリレーＲＬＰを備える場合に限る。プリチャージリレーＲＬＰを備えない構成では、トランジスタＱ５が不要になるので、後述する図９のステップＳ３０，Ｓ１４，Ｓ３５も不要になる。

トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ５は、それぞれトランジスタＱの一例であり、本形態ではＭＯＳＦＥＴを適用する。トランジスタＱ１は第１スイッチ部ＳＷ１に相当し、トランジスタＱ２は第１スイッチ部ＳＷ２に相当し、トランジスタＱ５は第４スイッチ部ＳＷ５に相当する。本形態のトランジスタＱ１，Ｑ２（ＭＯＳＦＥＴ）は、還流ダイオードとなる寄生ダイオードを含む。当該寄生ダイオードは、便宜的に整流器Ｄ１，Ｄ２で図示する。なお、寄生ダイオードの有無にかかわらず、トランジスタＱ１，Ｑ２のうちで一方または双方には別個の整流器を並列接続してもよい。

第２電磁コイルＬ２，整流器Ｄ３，第１電磁コイルＬ１，第３スイッチ部ＳＷ４は直列接続される（第５直列接続部）。第５直列接続部は、電源部Ｅ２の両端に接続される。トランジスタＱ１は、電源部Ｅ２の正極と、整流器Ｄ３と第１電磁コイルＬ１との間に接続される。トランジスタＱ２は、第２電磁コイルＬ２と整流器Ｄ３の間と、第２電磁コイルＬ２と第３スイッチ部ＳＷ４の間に接続される。

トランジスタＱ５とプリチャージ電磁コイルＬＰは直列接続される（第６直列接続部）。プリチャージ電磁コイルＬＰと整流器Ｄ５は並列接続される。第６直列接続部は、第５直列接続部（第２電磁コイルＬ２，整流器Ｄ３，第１電磁コイルＬ１，第３スイッチ部ＳＷ４）とともに並列接続され、電源部Ｅ２に接続される。

制御手段１２ａは、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ５と第３スイッチ部ＳＷ４のオン／オフを制御する。制御手段１２ａにおいて実行される接続切替制御処理の一例を図９に示す。図９に示す接続切替制御処理は、制御手段１２ａが作動する際に繰り返し実行される。図９は、図７のステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１６〜Ｓ１９に代えて、ステップＳ３０〜Ｓ３５を実行する点が相違する。

ステップＳ１１の故障検査処理は、リレーＲＬ１，ＲＬ２が故障（特に溶着）しているか否かを検査する。具体的には、図７のステップＳ１１において、第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２をそれぞれトランジスタＱ１，Ｑ２に読み替えて実行すればよい。

リレーＲＬ１，ＲＬ２の双方とも正常であると判別した場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、トランジスタＱ５をオン（導通）にして電流Ｉｐを流し、プリチャージ電磁コイルＬＰを励磁する〔ステップＳ３０〕。また、トランジスタＱ２をオン（導通）にすることで第２電磁コイルＬ２を励磁する〔ステップＳ３１〕。トランジスタＱ５，Ｑ２の双方がオンになると、平滑コンデンサＣ１へのプリチャージが行える。平滑コンデンサＣ１へのプリチャージは、蓄電条件を満たすまで継続する（ステップＳ１５でＮＯ）。

トランジスタＱ５，Ｑ２の双方をオンにした後、第３スイッチ部ＳＷ４をオンにする〔ステップＳ３２〕。このとき、図８に示すように第２電磁コイルＬ２とトランジスタＱ２には電流Ｉｆが流れ、図３に示す状態（姿勢）になる。本形態は起磁力ＭＦ２が起磁力ＭＦ１よりも大きいので、第２電磁コイルＬ２に対応する第１スイッチ部ＳＷ２を先にオンするとよい。

蓄電条件を満たすと（ステップＳ１５でＹＥＳ）、トランジスタＱ１をオン（導通）にすることで第１電磁コイルＬ１を励磁する〔ステップＳ３３〕。このとき、図８に示す整流器Ｄ３の両端に印加される電圧は順方向電圧降下よりも低いので、電流Ｉｄ，Ｉｆが並行して流れる。そのため、第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２は並列接続された状態になる。図８に示すように、トランジスタＱ１と第１電磁コイルＬ１には電流Ｉｄが流れ、図４に示す状態（姿勢）になる。電流Ｉｄと上記電流Ｉｆは、同一または異なる電流値であり、例えば５００[mA]である。第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２の双方に電流が流れて励磁される間は接点ＣＳ１，ＣＳ２もオン（導通）になるので、負荷３０に電力が供給される。

トランジスタＱ１をオンにした後、トランジスタＱ５をオフにしてプリチャージ電磁コイルＬＰを非励磁にする〔ステップＳ３４〕。このとき、プリチャージ電磁コイルＬＰが非励磁になると接点ＣＳＰがオフ（非導通）になるので、平滑コンデンサＣ１へのプリチャージを終える。

そして、第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２について並列接続を直列接続に切り替えるため、トランジスタＱ１，Ｑ２を同時にオフ（非導通）にする〔ステップＳ３５〕。このとき、第５直列接続部（第２電磁コイルＬ２，整流器Ｄ３，第１電磁コイルＬ１，第３スイッチ部ＳＷ４）に電流Ｉｅが流れ、第１電磁コイルＬ１および第２電磁コイルＬ２が励磁される。トランジスタＱ１，Ｑ２を同時にオフすればよいので、時間制約がなく、システム的に使いやすい。この励磁と並行して、整流器Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に沿って一時的にサージ電流Ｉｓ（図８に図示する二点鎖線）が流れた後に消失する。第１電磁コイルＬ１および第２電磁コイルＬ２が励磁されると接点ＣＳ１，ＣＳ２もオン（導通）になるので、負荷３０に電力が供給される。

その後、トランジスタＱ５をオフ（非導通）にしてプリチャージ電磁コイルＬＰを非励磁にする〔ステップＳ３５〕。そして、停止条件を満たす場合は（ステップＳ２０でＹＥＳ）、リレーシステム１０Ａの全スイッチ部をオフにして〔ステップＳ２１〕、接続切替制御処理を終了する。すなわち、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ５および第３スイッチ部ＳＷ４を全てオフにする。一方、停止条件を満たさない場合は（ステップＳ２０でＮＯ）、何も行わずに接続切替制御処理を終了する。

〔実施の形態４〕
実施の形態４は図１０，図１１を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態１〜３で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。よって、主に実施の形態１〜３と相違する点を説明する。

図１０に示すリレー装置１１Ｂは、リレー装置１１の一例である。このリレー装置１１Ｂは、複数のリレーＲＬ１，ＲＬ２やヨークＹｋなどをハウジングＨｓ（筐体）内に有する。図１に示すリレー装置１１Ａは、リレーＲＬ１，ＲＬ２を水平方向（左右方向）に隣り合って配置し、かつ、垂直方向（上下方向）における各要素の配置を同じにする。これに対してリレー装置１１Ｂは、リレーＲＬ１，ＲＬ２を垂直方向に隣り合って配置し、かつ、垂直方向における各要素の配置を逆にする。この配置に伴って、図１０に示すヨークＹｋは図１に示すヨークＹｋと異なる形状で成形される。

図４と同様にして、リレーＲＬ１，ＲＬ２の双方をオンしている状態を図１１に示す。第１コア１１９は、第１電磁コイルＬ１に凡例で示す方向に電流が流れて励磁される。この励磁によって第１磁束φ５，φ６が流れる。第１磁束φ５，φ６は、いずれも第１コア１１９→プランジャ１１６→ヨークＹｋ（第１電磁コイルＬ１を囲む部位）→第１コア１１９→…の順で流れる。第１磁束φ５が流れる経路には第１磁気回路ＭＣ５が形成され、第１磁束φ６が流れる経路には第１磁気回路ＭＣ６が形成される。第１磁束φ５と第１磁束φ６の違いは、磁束が流れるヨークＹｋの部位（図面左側部位または図面右側部位）である。なお、図１１とは逆方向に第１電磁コイルＬ１に電流が流れる場合は、第１磁束φ５，φ６の流れる方向も逆になる。

また、第２コア１２９は、第２電磁コイルＬ２に凡例で示す方向に電流が流れて励磁される。この励磁によって第２磁束φ７，φ８が流れる。第２磁束φ７，φ８は、いずれも第２コア１２９→プランジャ１２６→ヨークＹｋ（第２電磁コイルＬ２を囲む部位）→第２コア１２９→…の順で流れる。第２磁束φ７が流れる経路には第２磁気回路ＭＣ７が形成され、第２磁束φ８が流れる経路には第２磁気回路ＭＣ８が形成される。第２磁束φ７と第２磁束φ８の違いは、磁束が流れるヨークＹｋの部位（図面左側部位または図面右側部位）である。なお、図１１とは逆方向に第２電磁コイルＬ２に電流が流れる場合は、第２磁束φ７，φ８の流れる方向も逆になる。

図示するように、第１コア１１９を流れる第１磁束φ５，φ６と、第２コア１２９を流れる第２磁束φ７，φ８はともに同じ方向（図１１では図面上方向）となる。磁束が同じ方向に流れると磁束を強め合う関係になるので、第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２を直列接続にして、各コイルに印加する電圧を下げても、接点ＣＳ１，ＣＳ２のオン状態（導通状態）を保持することができる。各コイルに印加する電圧を下げると、各コイルに流れる電流も下がるので、結果として消費電力を抑制することができる。

図１０，図１１に示すように、リレーＲＬ１とリレーＲＬ２は互いに反対方向に設けられる。例えば、接点ＣＳ１，ＣＳ２がオフ（非導通）のとき、外部要因でリレーＲＬ１，ＲＬ２に外力が加わっても、意図せずに接点ＣＳ１，ＣＳ２が両方ともオン（導通）になって負荷３０に電力を供給する事態を防止することができる。すなわち、接点ＣＳ１と接点ＣＳ２は対向しているので、外力を受けて一方の接点（例えば接点ＣＳ１）がオンになったとしても、他方の接点（例えば接点ＣＳ２）はオフの状態を維持するので、結果として負荷３０に電力を供給しないからである。

上述した構成におけるリレーＲＬ１，ＲＬ２（さらにはプリチャージリレーＲＬＰ）の制御は、実施の形態３，４と同様に行える（図５〜図９を参照）。すなわち、実施の形態３，４に示すリレー装置１１Ａをリレー装置１１Ｂに読み替えて適用すればよい。よって、実施の形態３，４と同様の作用効果を得ることができる。

〔実施の形態５〕
実施の形態５は図１２，図１３を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態１〜４で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。よって、主に実施の形態１〜４と相違する点を説明する。

図１２に示すリレー装置１１Ｃは、リレー装置１１の一例である。このリレー装置１１Ｃは、リレーＲＬ１，ＲＬ２とともに、プリチャージリレーＲＬＰやヨークＹｋなどをハウジングＨｓ内に有する。図１に示すリレー装置１１Ａとの相違は、プリチャージリレーＲＬＰを追加した点である。

プリチャージリレーＲＬＰは、弾性部材１３０，可動子１３１，絶縁部材１３３，固定子１３５，プランジャ１３６，弾性部材１３７，ホルダー１３８，第３コア１３９，プリチャージ電磁コイルＬＰなどを有する。可動子１３１，可動接点１３２，固定接点１３４，固定子１３５は、一点鎖線で示す接点ＣＳＰに相当する（図１３をも参照）。

プリチャージリレーＲＬＰはリレーＲＬ１，ＲＬ２と同等の構成である。すなわち、弾性部材１３０，１３７は弾性部材１１０，１１７，１２０，１２７に対応する。可動子１３１は可動子１１１，１２１に対応する。絶縁部材１３３は絶縁部材１１３，１２３に対応する。固定子１３５は固定子１１５，１２５に対応する。プランジャ１３６はプランジャ１１６，１２６に対応する。ホルダー１３８はホルダー１１８，１２８に対応する。第３コア１３９は第１コア１１９や第２コア１２９に対応する。プリチャージ電磁コイルＬＰは、第１電磁コイルＬ１や第２電磁コイルＬ２に対応する。

図１３に示すリレーシステム１０Ｂは、リレーシステム１０の一例である。このリレーシステム１０Ｂは、実施の形態３，４に示すリレーシステム１０Ａと同様に、電源部Ｅ１の電力を負荷３０に供給する機能を担う。リレーシステム１０Ｂは、図５に示すリレーシステム１０Ａのリレー装置１１Ａに代えて、図１２のリレー装置１１Ｃを用いる点が相違する。

上述した構成におけるリレーＲＬ１，ＲＬ２（さらにはプリチャージリレーＲＬＰ）の制御は、実施の形態３，４と同様に行える（図５〜図９を参照）。すなわち、実施の形態３，４に示すリレー装置１１Ａをリレー装置１１Ｃに読み替えて適用すればよい。よって、実施の形態３，４と同様の作用効果を得ることができる。

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１〜５に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。

上述した実施の形態１〜５において、磁束の流れを制限する磁気絞り部Ｙｋａは、ヨークＹｋの一部を、角を丸めた四角形状の切欠部位Ｙｋｄで切り欠いて構成した（図２を参照）。この形態に代えて、磁束の流れを制限する他の形態で構成してもよい。例えば、図１４に示すように、ヨークＹｋの一部を三角形状の切欠部位Ｙｋｅで切り欠いて構成する磁気絞り部Ｙｋａとしてもよい。図示しないが、四角形状や三角形状以外の形状を切り欠くことで磁気絞り部Ｙｋａを構成してもよい。図１５に示すように、ヨークＹｋの一部に穴部位Ｙｋｈを設けて構成する二箇所の磁気絞り部Ｙｋｆ，Ｙｋｇとしてもよい。図１６に示すように、ヨークＹｋの一部に凹状部位Ｙｋｊ（窪み）を設けて構成する磁気絞り部Ｙｋｉとしてもよい。磁気絞り部Ｙｋａ，Ｙｋｆ，Ｙｋｇ，Ｙｋｉを二以上で組み合わせて構成してもよい。いずれの構成にせよ、第３磁気回路ＭＣ３を形成する磁束の流れを制限するので、意図しない可動子１１１，１２１，１３１の進退動作を防止できる。なお、図１４と図１５は図２と同様に平面図であるが、図１６は側面図である。

上述した実施の形態１〜５では、電源部Ｅ１の電力を負荷３０に供給する構成とした（図５，図１３を参照）。すなわち、電源部Ｅ１から放電される電力を利用した。この形態に代えて（あるいは加えて）、図１７や図１８に示すように、商用電源４０を電源部とし、電源部Ｅ１を負荷３０とし、商用電源４０から供給される電力を電源部Ｅ１に供給する構成としてもよい。図１７には図５に対応する構成例を示し、図１８には図１３に対応する構成例を示す。これらの構成では、電源部Ｅ１への蓄電（充電）を行う。商用電源４０とリレーシステム１０の間には、電源部Ｅ１への充電を制御する充電部５０を介在させる。電源部Ｅ１を負荷３０とする場合でも、電力を供給する際に第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２について並列接続と直列接続を切り替えるので、リレーシステム１０全体の消費電力を従来よりも低減することができる。

上述した実施の形態３では、第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２として、寄生ダイオードが形成されるＭＯＳＦＥＴのトランジスタＱ１，Ｑ２を適用する構成とした（図８を参照）。この形態に代えて、寄生ダイオードが形成されないＭＯＳＦＥＴや、バイポーラトランジスタ（パワートランジスタを含む）、ＭＯＳＦＥＴ以外のＦＥＴ、ＩＧＢＴなどを適用してもよい。整流器Ｄ１，Ｄ２が別個に必要となる点を除けば、実施の形態３と同様の作用効果を得ることができる。トランジスタＱ５についても同様である。

上述した実施の形態３では、第１スイッチ部ＳＷ１にトランジスタＱ１を適用し、かつ、第１スイッチ部ＳＷ２にトランジスタＱ２を適用する構成とした（図８を参照）。この形態に代えて、第１スイッチ部ＳＷ１にトランジスタＱ１を適用し、第１スイッチ部ＳＷ２に接点スイッチや半導体リレーなどを適用する構成としてもよい。また、第１スイッチ部ＳＷ２にトランジスタＱ２を適用し、第１スイッチ部ＳＷ１に接点スイッチや半導体リレーなどを適用する構成としてもよい。トランジスタ以外の素子や部品を用いても、実施の形態３と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜５では、通電や導通は「オン」に相当し、遮断や非導通は「オフ」に相当する正論理を適用する構成とした（図３，図４，図６，図８，図１１を参照）。この形態に代えて、オンとオフが逆になる負論理を適用してもよい。すなわち、制御手段１２ａが伝達する信号が「オフ」のときに通電や導通を行い、「オン」のときに遮断や非導通を行う。正論理か負論理かの相違に過ぎないので、実施の形態１〜５と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜５では、第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２を並列接続してから直列接続に切り替える第１切替手段で構成とした（図７のステップＳ１５〜Ｓ１８、図９のステップＳ３１〜Ｓ３４を参照）。この形態に代えて、第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２を直列接続してから並列接続に切り替える第２切替手段で構成としてもよい。例えば、電源部Ｅ１の状態（供給する電圧や電流）を監視し、接点ＣＳ１，ＣＳ２のオン状態（導通状態）を保持できる閾値（最低電圧や最低電流等）が記録媒体（メモリ等）に記録されているシステムを仮定する。当該システムにおいて、第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２を直列接続したとき、電源部Ｅ１の電圧や電流が上記閾値を下回れば、第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２を並列接続に切り替える制御を行う。この制御によって、第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２の接続形態にかかわらず、確実にオン状態を保持することができる。接続形態が相違するに過ぎないので、実施の形態１〜５と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜４では、リレー装置１１に２つのリレーＲＬ１，ＲＬ２を備える構成とした（図１，図３，図４，図５，図１０，図１１を参照）。また、実施の形態５では、リレー装置１１に３つのリレーＲＬ１，ＲＬ２およびプリチャージリレーＲＬＰを備える構成とした（図１２を参照）。この形態に代えて、リレー装置１１に４以上のリレーを備える構成としてもよい。リレーシステム１０として、４以上のリレーを備える構成としてもよい。リレーの数が相違するに過ぎないので、実施の形態１〜５と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜５では、本発明をリレー装置１１に適用する構成とした（図１，図３，図４，図５，図１０，図１１を参照）。この形態に代えて、本発明をソレノイド装置に適用することもできる。言い換えると、ソレノイド装置に接点（例えば接点ＣＳ１，ＣＳ２）を付加したものがリレー装置１１であり、接点以外の要素は同じである。接点の有無に過ぎないので、実施の形態１〜５と同様の作用効果を得ることができる。

〔作用効果〕
上述した実施の形態１〜５および他の実施の形態によれば、以下に示す各効果を得ることができる。

（１）リレー装置１１（１１Ａ〜１１Ｃ）において、複数の電磁コイル（第１電磁コイルＬ１，第２電磁コイルＬ２，プリチャージ電磁コイルＬＰ）には、近接して配置される第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２とを含み、第１電磁コイルＬ１に通電するに伴って、第１電磁コイルＬ１の中空部を通る第１コア１１９とヨークＹｋとに第１磁束φ１，φ５，φ６が流れて形成される第１磁気回路ＭＣ１，ＭＣ５，ＭＣ６と、第２電磁コイルＬ２に通電するに伴って、第２電磁コイルＬ２の中空部を通る第２コア１２９とヨークＹｋとに第２磁束φ２，φ７，φ８が流れて第１磁気回路ＭＣ１，ＭＣ５，ＭＣ６とは別個の経路で形成される第２磁気回路ＭＣ２，ＭＣ７，ＭＣ８と、第１電磁コイルＬ１および第２電磁コイルＬ２の双方に通電するに伴って、第１コア１１９，第２コア１２９およびヨークＹｋに第３磁束φ３が流れて形成される第３磁気回路ＭＣ３とを有する構成とした（図１，図４，図１１を参照）。この構成によれば、第３磁気回路ＭＣ３において磁束が同じ方向に流れる場合には強め合う関係になり、接点ＣＳ１，ＣＳ２の保持に必要な電流を従来よりも少なく抑えることができる。よって、リレー装置１１の消費電力を抑制できる。第３磁気回路ＭＣ３において磁束が逆の方向に流れる場合には打ち消し合う関係になり、一方の電磁コイル（例えば第１電磁コイルＬ１）による磁束の影響によって他方の電磁コイル（例えば第２電磁コイルＬ２）が作動する事態を防止することができる。

（２）第３磁気回路ＭＣ３において、第１電磁コイルＬ１への通電によって生じる第１磁束φ１，φ５，φ６と、第２電磁コイルＬ２への通電によって生じる第２磁束φ２，φ７，φ８とが同じ方向に流れる構成とした（図４を参照）。この構成によれば、第３磁気回路ＭＣ３において磁束が同じ方向に流れる場合には強め合う関係になり、磁束の流れが変わらない。よって、接点ＣＳ１，ＣＳ２の保持に必要な電流を従来よりも少なく抑えることができ、リレー装置１１の消費電力を抑制できる。

（３）第３磁気回路ＭＣ３において、第１電磁コイルＬ１への通電によって生じる第１磁束φ１，φ５，φ６と、第２電磁コイルＬ２への通電によって生じる第２磁束φ２，φ７，φ８とが逆の方向に流れる構成とした（図３を参照）。この構成によれば、第３磁気回路ＭＣ３において磁束が逆の方向に流れる場合には打ち消し合う関係になる。よって、複数の電磁コイルのうちで一の電磁コイル（例えば第２電磁コイルＬ２）による磁束を打ち消すので、他の電磁コイル（例えば第１電磁コイルＬ１）が誤作動する事態を防止することができる。

（４）ヨークＹｋは、第３磁気回路ＭＣ３を形成する磁束の流れを制限する磁気絞り部Ｙｋａ，Ｙｋｆ，Ｙｋｇ，Ｙｋｉを有する構成とした（図２，図１４〜図１６を参照）。この構成によれば、磁気絞り部Ｙｋａ，Ｙｋｆ，Ｙｋｇ，Ｙｋｉによって第３磁気回路ＭＣ３を形成する磁束の流れを制限するので、意図しない可動子１１１，１２１，１３１の進退動作を防止できる。

（５）リレーシステム１０（１０Ａ〜１０Ｄ）において、複数の電磁コイルを個別に励磁するための第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２と、電磁コイルの相互間に介在して接続される第２スイッチ部ＳＷ３とを有し、制御部１２は、第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２および第２スイッチ部ＳＷ３のオン／オフを制御することにより、複数の電磁コイルを並列接続と直列接続とで切り替えを行う構成とした（図５，図６，図８を参照）。この構成によれば、接点ＣＳ１，ＣＳ２に含まれる可動子の吸引時には複数のリレーＲＬ１，ＲＬ２を並列接続することで吸引に必要な起磁力を確保し、吸引状態の保持時には複数のリレーＲＬ１，ＲＬ２を直列接続することで保持に必要な起磁力を確保する。吸引状態の保持時は、吸引時よりも少ない起磁力（電流）で済むので、従来よりも消費電力を低減することができる。例えば、リレーＲＬ１に含まれる第１電磁コイルＬ１の抵抗値と、リレーＲＬ２に含まれる第２電磁コイルＬ２の抵抗値が同じならば、並列接続時を基準にすると、直列接続時は１／４の電流になる。よって複数の電磁コイル（第１電磁コイルＬ１や第２電磁コイルＬ２等）を直列接続する時以降は、消費電力を７５％低減することができる。

（６）制御部１２（１２Ａ，１２Ｂ）は、複数の電磁コイルのうち、起磁力ＭＦ１，ＭＦ２が他の電磁コイルよりも大きな電磁コイル（例えば第２電磁コイルＬ２）を先に通電する制御を行う構成とした（図７のステップＳ１５，Ｓ１６、図９のステップＳ３１，Ｓ３２を参照）。この構成によれば、起磁力ＭＦ１，ＭＦ２が大きな電磁コイルを先に通電することによって大きな磁束が生じるので、可動子１１１，１２１，１３１の進退動作に必要な他の電磁コイルに流す電流を小さく抑制することができる。したがって、リレーシステム１０全体の消費電力を確実に抑えられる。

（７）電源部Ｅ１から負荷３０に流れる電流Ｉ１を検出する電流センサ１３と、電磁コイルと直列接続される第３スイッチ部ＳＷ４とを有し、制御部１２は、第３スイッチ部ＳＷ４と所定の第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２をオンにして、電流センサ１３で検出される電流Ｉ１に基づいて、可動接点１１２，１２２と固定接点１１４，１２４との溶着を検出する構成とした（図５，図１３，図１７，図１８を参照）。この構成によれば、電流Ｉ１を電流センサ１３で検出するだけで、容易に可動接点１１２，１２２と固定接点１１４，１２４との溶着を検出することができる。

（８）リレー装置１１に並列接続されるプリチャージリレーＲＬＰと、プリチャージリレーＲＬＰに直列接続されるとともに、リレー装置１１に並列接続される電流制限抵抗Ｒ１と、供給線Ｌｎ１，Ｌｎ２の相互間に接続される平滑コンデンサＣ１とを有し、制御部１２は、リレー装置１１を作動させる前に、プリチャージリレーＲＬＰをオンして平滑コンデンサＣ１に蓄電する制御を行う構成とした（図５，図１３，図１７，図１８を参照）。この構成によれば、プリチャージリレーＲＬＰのオン／オフにかかわらず、負荷３０に対して確実に電力を供給することができる。

（９）第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２および第２スイッチ部ＳＷ３のうちで一方または双方は、導通／非導通を制御可能なトランジスタＱ１，Ｑ２である構成とした（図８を参照）。この構成によれば、第１スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２や第２スイッチ部ＳＷ３にトランジスタＱ１，Ｑ２を用いる。トランジスタＱ１，Ｑ２は導通／非導通を容易に制御可能であるので、複数のリレーＲＬ１，ＲＬ２について第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２の並列接続と直列接続との切り替えも容易に行える。

〔他の発明の態様〕
以上では発明の実施の形態について説明したが、当該実施の形態には特許請求の範囲に記載した発明の態様のみならず他の発明の態様を含む。この発明の態様を以下に列挙するとともに、必要に応じて関連説明を行う。

〔態様１〕
通電に伴って磁束が発生する複数の電磁コイル（Ｌ１，Ｌ２，ＬＰ）と、前記電磁コイルの中空部に配置されるコア（１１９，１２９，１３９）と、複数の前記電磁コイルを支持するとともに前記磁束が流れるヨークと、一部または全部が磁性体で形成されて進退動作する複数の可動子（１１１，１２１，１３１）と、複数の前記可動子に備える複数の可動接点（１１２，１２２，１３２）とを有するソレノイド装置（１１）において、
複数の前記電磁コイルには、近接して配置される第１電磁コイル（Ｌ１）と第２電磁コイル（Ｌ２）とを含み、
前記第１電磁コイルに通電するに伴って、前記第１電磁コイルの中空部に配置される第１コア（１１９）と前記ヨークとに第１磁束（φ１，φ５，φ６）が流れて形成される第１磁気回路（ＭＣ１）と、
前記第２電磁コイルに通電するに伴って、前記第２電磁コイルの中空部に配置される第２コア（１２９）と前記ヨークとに第２磁束（φ２，φ７，φ８）が流れて前記第１磁気回路とは別個の経路で形成される第２磁気回路（ＭＣ２）と、
前記第１電磁コイルおよび前記第２電磁コイルの双方に通電するに伴って、前記第１コア，前記第２コアおよび前記ヨークに第３磁束（φ３）が流れて形成される第３磁気回路（ＭＣ３）とを有することを特徴とするソレノイド装置。

〔態様１の関連説明〕
態様１の構成によれば、第１電磁コイルＬ１に通電すると第１磁気回路ＭＣ１，ＭＣ５，ＭＣ６が形成され、第２電磁コイルＬ２に通電すると第２磁気回路ＭＣ２，ＭＣ７，ＭＣ８が形成され、第１電磁コイルＬ１および第２電磁コイルＬ２の双方を通電すると第３磁気回路ＭＣ３が形成される。第１磁気回路ＭＣ１，ＭＣ５，ＭＣ６は、第１コア１１９とヨークＹｋ（第１電磁コイルＬ１を囲む部位）とを流れる第１磁束φ１，φ５，φ６で形成される。第２磁気回路ＭＣ２，ＭＣ７，ＭＣ８は、第２コア１２９とヨークＹｋ（第２電磁コイルＬ２を囲む部位）とを流れる第２磁束φ２，φ７，φ８で形成される。第３磁気回路ＭＣ３は、第１コア１１９，第２コア１２９およびヨークＹｋ（第１電磁コイルＬ１と第２電磁コイルＬ２を橋渡しする部位）を流れる第３磁束φ３で形成される。言い換えると、第１電磁コイルＬ１で生じる第１磁束φ１，φ５，φ６の一部（磁束φａ）や、第２電磁コイルＬ２で生じる第２磁束φ２，φ７，φ８の一部（磁束φｂ）が第３磁束φ３となる。第３磁気回路ＭＣ３において、第１磁束φ１，φ５，φ６に基づく第３磁束φ３と、第２磁束φ２，φ７，φ８に基づく第３磁束φ３が同じ方向に流れる場合には強め合う関係になり、逆の方向に流れる場合には打ち消し合う関係になる。前者の強め合う関係になるように通電すると、可動子１１１，１２１の保持に必要な電流を従来よりも少なく抑えることができる。よって、ソレノイド装置の消費電力を抑制できる。後者の打ち消し合う関係になるように通電すると、一方の電磁コイル（例えば第１電磁コイルＬ１）による磁束の影響によって他方の電磁コイル（例えば第２電磁コイルＬ２）が作動する事態を防止することができる。

１０（１０Ａ〜１０Ｄ） リレーシステム
１１（１１Ａ〜１１Ｃ） リレー装置
１１１，１２１，１３１ 可動子
１１９ 第１コア
１２９ 第２コア
φ１，φ５，φ６ 第１磁束
φ２，φ７，φ８ 第２磁束
Ｌ１ 第１電磁コイル
Ｌ２ 第２電磁コイル
ＬＰ プリチャージ電磁コイル
ＭＣ１，ＭＣ５，ＭＣ６ 第１磁気回路
ＭＣ２，ＭＣ７，ＭＣ８ 第２磁気回路
Ｙｋ ヨーク

Claims (9)

1. 通電に伴って磁束が発生する複数の電磁コイル（Ｌ１，Ｌ２，ＬＰ）と、前記電磁コイルの中空部に配置されるコア（１１９，１２９，１３９）と、複数の前記電磁コイルを支持するとともに前記磁束が流れるヨークと、一部または全部が磁性体で形成されて進退動作する複数の可動子（１１１，１２１，１３１）と、複数の前記可動子に備える複数の可動接点（１１２，１２２，１３２）と、前記可動子の進退動作に応じて接触／非接触する複数の固定接点（１１４，１２４，１３４）とを有するリレー装置（１１）において、
   複数の前記電磁コイルには、近接して配置される第１電磁コイル（Ｌ１）と第２電磁コイル（Ｌ２）とを含み、
   前記第１電磁コイルに通電するに伴って、前記第１電磁コイルの中空部に配置される第１コア（１１９）と前記ヨークとに第１磁束（φ１，φ５，φ６）が流れて形成される第１磁気回路（ＭＣ１）と、
   前記第２電磁コイルに通電するに伴って、前記第２電磁コイルの中空部に配置される第２コア（１２９）と前記ヨークとに第２磁束（φ２，φ７，φ８）が流れて前記第１磁気回路とは別個の経路で形成される第２磁気回路（ＭＣ２）と、
   前記第１電磁コイルおよび前記第２電磁コイルの双方に通電するに伴って、前記第１コア，前記第２コアおよび前記ヨークに第３磁束（φ３）が流れて形成される第３磁気回路（ＭＣ３）とを有することを特徴とするリレー装置。
2. 前記第３磁気回路において、前記第１電磁コイルへの通電によって生じる前記第１磁束と、前記第２電磁コイルへの通電によって生じる前記第２磁束とが同じ方向に流れることを特徴とする請求項１に記載のリレー装置。
3. 前記第３磁気回路において、前記第１電磁コイルへの通電によって生じる前記第１磁束と、前記第２電磁コイルへの通電によって生じる前記第２磁束とが逆の方向に流れることを特徴とする請求項１に記載のリレー装置。
4. 前記ヨークは、前記第３磁気回路を形成する磁束の流れを制限する磁気絞り部（Ｙｋａ，Ｙｋｆ，Ｙｋｇ，Ｙｋｉ）を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のリレー装置。
5. 電力を供給する電源部（Ｅ１）と、供給される電力を受けて作用する負荷（３０）との間に設けられ、前記電源部から前記負荷に供給線（Ｌｎ１，Ｌｎ２）を介して供給する電力の通電と遮断を切り替える請求項１から４のいずれか一項に記載のリレー装置（１１）と、
   複数の前記電磁コイルへの通電と遮断を切り替える制御を行う制御部（１２）とを有するリレーシステム（１０）において、
   複数の前記電磁コイルを個別に励磁するための第１スイッチ部（ＳＷ１，ＳＷ２）と、
   前記電磁コイルの相互間に介在して接続される第２スイッチ部（ＳＷ３）とを有し、
   前記制御部は、前記第１スイッチ部および前記第２スイッチ部のオン／オフを制御することにより、複数の前記電磁コイルを並列接続と直列接続とで切り替えを行うことを特徴とするリレーシステム。
6. 前記制御部は、複数の前記電磁コイルのうち、起磁力（ＭＦ１，ＭＦ２）が他の前記電磁コイルよりも大きな前記電磁コイルを先に通電する制御を行うことを特徴とする請求項５に記載のリレーシステム。
7. 前記電源部から前記負荷に流れる電流（Ｉ１）を検出する電流センサ（１３）と、
   前記電磁コイルと直列接続される第３スイッチ部（ＳＷ４）とを有し、
   前記制御部は、前記第３スイッチ部と所定の前記第１スイッチ部をオンにして、前記電流センサで検出される電流に基づいて、前記可動接点と前記固定接点との溶着を検出することを特徴とする請求項５または６に記載のリレーシステム。
8. 前記リレー装置に並列接続されるプリチャージリレーと、
   前記プリチャージリレーに直列接続されるとともに、前記リレー装置に並列接続される電流制限抵抗（Ｒ１）と、
   前記供給線の相互間に接続される平滑コンデンサ（Ｃ１）とを有し、
   前記制御部は、前記リレー装置を作動させる前に、前記プリチャージリレーをオンして前記平滑コンデンサに蓄電する制御を行うことを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載のリレーシステム。
9. 前記第１スイッチ部および前記第２スイッチ部のうちで一方または双方は、導通／非導通を制御可能なトランジスタ（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ５）であることを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載のリレーシステム。

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