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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-03
(45)【発行日】2024-12-11
(54)【発明の名称】リレー
(51)【国際特許分類】
H01H 50/12 20060101AFI20241204BHJP
【ＦＩ】
H01H50/12 G
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021059794
(22)【出願日】2021-03-31
(65)【公開番号】P2022156213
(43)【公開日】2022-10-14
【審査請求日】2024-02-27
(73)【特許権者】
【識別番号】000005348
【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ
(74)【代理人】
【識別番号】110000936
【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】附田 幸広
【審査官】内田 勝久
(56)【参考文献】
【文献】実開昭５０－００９６３５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０２０－０５３１９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１６５４０６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｈ ４５／００ － ４５／１４
Ｈ０１Ｈ ５０／００ － ５０／９２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に搭載される電源と電気負荷との間に接続されるリレーであって、接点部を有する固定端子と、
前記固定端子の前記接点部に対して近接または離間可能に設けられる接点部を有する可動端子と、
前記固定端子および前記可動端子の少なくとも一部を覆うカバーと、
前記カバーの内部に設けられる摩擦熱用固定板と、
前記カバーの内部において前記摩擦熱用固定板に対向して配置される摩擦熱用可動板と、
前記摩擦熱用可動板の面方向の両側に取り付けられ、前記摩擦熱用可動板を前記面方向に振動可能に支持する弾性部材と、
前記カバーの内部において前記摩擦熱用可動板に隣接して配置される熱変形部材と、
を備え、
前記熱変形部材の温度が氷点下の第１閾値以上である場合、前記熱変形部材の先端部は、前記摩擦熱用可動板から離隔した退避位置に配置され、
前記熱変形部材の温度が前記第１閾値未満である場合、前記熱変形部材が変形することにより、前記熱変形部材の先端部は、前記摩擦熱用可動板に当接して、前記摩擦熱用可動板を前記摩擦熱用固定板に向けて押圧する押圧位置に配置され、前記面方向に振動する前記摩擦熱用可動板と前記摩擦熱用固定板との間で摩擦熱を発生させる、リレー。
【請求項2】
前記熱変形部材の先端部が前記退避位置に配置されているとき、前記摩擦熱用固定板と前記摩擦熱用可動板は、互いに離隔して配置される、請求項１に記載のリレー。
【請求項3】
前記摩擦熱用固定板、前記摩擦熱用可動板および前記熱変形部材は、前記カバーの内部において前記固定端子側および前記可動端子側の双方に設けられる、請求項１または２に記載のリレー。
【請求項4】
前記摩擦熱用固定板、前記摩擦熱用可動板および前記熱変形部材は、前記カバーの内部において前記固定端子側に設けられる、請求項１または２に記載のリレー。
【請求項5】
前記弾性部材は、前記摩擦熱用可動板を、前記面方向のうち第１方向に振動可能に支持する一対の第１弾性部材と、
前記摩擦熱用可動板を、前記面方向のうち第２方向に振動可能に支持する一対の第２弾性部材と、
を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のリレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に搭載されるリレーに関する。
【背景技術】
【0002】
車両に搭載されるメインリレーは、例えば、車両各部の電気負荷と電源との間に接続され、電気負荷に対する電力の供給と遮断とを切り替えるためのスイッチとして利用される。このようなメインリレーとして、例えば、電磁リレーなどのメカニカルリレーが用いられる。電磁リレーは、励磁コイルの電磁誘導作用により可動端子を固定端子に対して近接または離間する方向に移動させることで、スイッチングを行う（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００７－１６５４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、従来のリレーでは、極低温環境下（例えば、外気温が－３０℃～－１０℃）において、リレー内部の可動端子と固定端子との接点部に結露水由来の氷結が発生して、当該接点部が接触不良となる場合がある。その結果、リレーのスイッチングをオンにしたとしても、リレーが通電しないため、車両各部の電気負荷に対して電力が供給されず、車両の始動性不良等の不具合が発生するおそれがある。
【0005】
この点、上記特許文献１には、リレーの凍結を防止するために、コントロールユニットが温度センサの検出値に基づいてリレー内の凍結の有無を判定し、リレーの筐体または凍結発生個所を振動させることで、凍結を解除する方法が記載されている。しかしながら、特許文献１に記載の凍結解除方法では、凍結解除のための振動発生装置とその制御装置が必要であるので、リレーの装置構成が複雑になり、既存車両に対する汎用性に欠け、コスト増にもつながるという問題があった。
【0006】
そこで、本発明は、制御装置を使用しない簡易な構造を用いて、低温環境下における氷結に起因するリレー端子接点の接触不良を回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係るリレーは、
車両に搭載される電源と電気負荷との間に接続されるリレーであって、
接点部を有する固定端子と、
前記固定端子の前記接点部に対して近接または離間可能に設けられる接点部を有する可動端子と、
前記固定端子および前記可動端子の少なくとも一部を覆うカバーと、
前記カバーの内部に設けられる摩擦熱用固定板と、
前記カバーの内部において前記摩擦熱用固定板に対向して配置される摩擦熱用可動板と、
前記摩擦熱用可動板の面方向の両側に取り付けられ、前記摩擦熱用可動板を前記面方向に振動可能に支持する弾性部材と、
前記カバーの内部において前記摩擦熱用可動板に隣接して配置される熱変形部材と、
を備え、
前記熱変形部材の温度が氷点下の第１閾値以上である場合、前記熱変形部材の先端部は、前記摩擦熱用可動板から離隔した退避位置に配置され、
前記熱変形部材の温度が前記第１閾値未満である場合、前記熱変形部材が変形することにより、前記熱変形部材の先端部は、前記摩擦熱用可動板に当接して、前記摩擦熱用可動板を前記摩擦熱用固定板に向けて押圧する押圧位置に配置され、前記面方向に振動する前記摩擦熱用可動板と前記摩擦熱用固定板との間で摩擦熱を発生させる。
車両に搭載される電源と電気負荷との間に接続されるリレーであって、
接点部を有する固定端子と、
前記固定端子の前記接点部に対して近接または離間可能に設けられる接点部を有する可動端子と、
前記固定端子および前記可動端子の少なくとも一部を覆うカバーと、
前記カバーの内部に設けられる摩擦熱用固定板と、
前記カバーの内部において前記摩擦熱用固定板に対向して配置される摩擦熱用可動板と、
前記摩擦熱用可動板の面方向の両側に取り付けられ、前記摩擦熱用可動板を前記面方向に振動可能に支持する弾性部材と、
前記カバーの内部において前記摩擦熱用可動板に隣接して配置される熱変形部材と、
を備え、
前記熱変形部材の温度が氷点下の第１閾値以上である場合、前記熱変形部材の先端部は、前記摩擦熱用可動板から離隔した退避位置に配置され、
前記熱変形部材の温度が前記第１閾値未満である場合、前記熱変形部材が変形することにより、前記熱変形部材の先端部は、前記摩擦熱用可動板に当接して、前記摩擦熱用可動板を前記摩擦熱用固定板に向けて押圧する押圧位置に配置され、前記面方向に振動する前記摩擦熱用可動板と前記摩擦熱用固定板との間で摩擦熱を発生させる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、制御装置を使用しない簡易な構造を用いて、低温環境下における氷結に起因するリレー端子接点の接触不良を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な寸法、材料、数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【0011】
［１．リレーの用途、設置場所］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るメインリレーの用途、設置場所について説明する。図１は、本実施形態に係るメインリレー１０を備えた車両１を示す概略図である。
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るメインリレーの用途、設置場所について説明する。図１は、本実施形態に係るメインリレー１０を備えた車両１を示す概略図である。
【0012】
図１に示すように、車両１は、例えば、走行用の駆動源としてエンジン４が設けられたエンジン車両である。なお、車両１は、走行用の駆動源としてエンジンとモータとが駆動源として設けられたハイブリッド車両であってもよいし、走行用の駆動源としてモータが設けられた電動車両であってもよい。
【0013】
車両１の前部には、フロントパネル２の内部にエンジンルーム３が設けられる。エンジンルーム３には、エンジン４、ラジエータ５、トランスミッション（図示せず。）等の各種装置（駆動装置、冷却装置、空調装置、電源、制御装置、センサ等）が設置される。さらに、エンジンルーム３内には、本実施形態に係るメインリレー１０を収容するリレーボックス８も設置される。図１の例では、リレーボックス８は、エンジンルーム３内の左後方の上部側に配置されているが、エンジンルーム３内の他の場所に配置されてもよい。エンジンルーム３のリレーボックス８内にメインリレー１０を設置することにより、水分や粉塵等がメインリレー１０に浸入することを抑制できる。
【0014】
本実施形態に係るメインリレー１０は、本発明のリレーの一例である。メインリレー１０は、電気負荷６と電源７との間に接続されて、電源７から電気負荷６への電力供給のオンとオフ（電力の供給と遮断）を切り替えるスイッチング装置である。メインリレー１０は、例えば、エンジン４またはトランスミッション等の各種装置の制御に必要な電力の供給をオンまたはオフするために用いられる。
【0015】
電気負荷６は、例えば、エンジン４の空燃比、点火タイミング、電子制御式スロットルバルブ等を制御する制御装置（ＥＣＵ：エンジン コントロール ユニット）、トランスミッションを制御する制御装置（ＴＣＵ：トランスミッション コントロール ユニット）、その他各種の車載装置を制御する制御装置などである。また、電気負荷６は、車両駆動用モータ、その他のモータなどの駆動装置であってもよいし、補機、冷却装置、空調装置、センサ、カーナビゲーション装置、表示装置、音響装置、電動スライドドアなど、電力が必要な各種の車載電装部品であってもよい。
【0016】
電源７は、上記電気負荷６に供給する電力を蓄えるバッテリである。電源７は、車両１に搭載されるバッテリ、例えば、補機用バッテリで構成される。しかし、電源７は、かかる例に限定されず、ハイブリッド車両または電動車両の駆動用モータのためのメインバッテリなど、車両１に搭載される各種のバッテリ、または外部電源などであってもよい。
【0017】
【0018】
図２に示すように、メインリレー１０は、例えば、電磁リレーなどのメカニカルリレーで構成される。メカニカルリレーは、機械的に近接または離間する接点を有するリレーである。図２に示すメインリレー１０は、例えば、４つの外部端子を有する４極の電磁リレーで構成される。電磁リレーは、励磁コイル１１の電磁誘導作用により、固定端子２０の接点部２６に対して可動端子３０の接点部３６を近接または離間する方向に移動させることで、スイッチングを行う。これにより、上記の電源７と電気負荷６との通電の有無が切り替えられて、電源７から電気負荷６に電力が供給（リレーオン）または遮断（リレーオフ）される。
【0019】
メインリレー１０は、励磁コイル１１と、ヨーク１２と、鉄芯１３と、一対のコイル用端子１４と、ベース１５と、スプール１６と、カバー１７と、ストッパー１８と、固定端子２０と、可動端子３０とを備える。
【0020】
励磁コイル１１は、ボビンなどに巻回されている。励磁コイル１１に電流が流れると、その巻回中心および周囲に磁束が発生する。ヨーク１２は、鉄などの金属材料で形成される部品であり、電磁石の効果を高めるために磁路に設けられる。ヨーク１２は、励磁コイル１１の外周を覆うように配置されており、励磁コイル１１の通電時に磁気回路を形成する。鉄芯１３は、励磁コイル１１の巻回中心を通るように、ヨーク１２の内部に軸方向に挿通されている。励磁コイル１１は、ヨーク１２および鉄芯１３に対して絶縁されている。コイル用端子１４は、励磁コイル１１に電流を流すための端子である。図２の紙面垂直方向に並んで一対のコイル用端子１４が設けられており、当該一対のコイル用端子１４はそれぞれ励磁コイル１１の両端に接続されている。
【0021】
これら励磁コイル１１と、ヨーク１２と、鉄芯１３と、コイル用端子１４は、導電性を有する金属材料で形成されており、上記電磁誘導作用による磁力を用いて可動端子３０を動かすための電磁石として機能する。
【0022】
ベース１５およびスプール１６は、上記励磁コイル１１、ヨーク１２、鉄芯１３およびコイル用端子１４等からなる電磁石を支持する支持部材として機能する。ベース１５は、鉄芯１３およびスプール１６の下側に設けられ、ヨーク１２、鉄芯１３およびスプール１６を下方から支持する。また、ベース１５は、カバー１７の開口部を閉塞する。スプール１６は、励磁コイル１１の上側、下側および内周側に沿って配置されており、励磁コイル１１を鉄芯１３の周囲の所定位置に固定する。
【0023】
これらベース１５、スプール１６およびカバー１７は、導電性を有しない絶縁材料、例えば樹脂等で形成されている。かかる非導電性のベース１５、スプール１６を用いて、導電性を有する励磁コイル１１、ヨーク１２、鉄芯１３、コイル用端子１４、固定端子２０および可動端子３０などの金属製部品を支持することにより、これら金属製部品間の短絡を防止できる。
【0024】
カバー１７は、例えば、メインリレー１０の上部側（例えば、ベース１５より上側の部分）を覆うキャップであり、メインリレー１０内の各種部品を保護する。励磁コイル１１、ヨーク１２、鉄芯１３、ベース１５およびスプール１６と、固定端子２０および可動端子３０の上部は、カバー１７の内部に収容されている。一方、固定端子２０および可動端子３０の下部（端子部２２、端子部３２）と、一対のコイル用端子１４は、カバー１７の外部に露出している。これら４極の端子は、例えば、リレーボックス８内に設けられるコネクタ（図示せず。）に対して着脱可能に接続されている。ストッパー１８は、可動端子３０の接点部３６の上方に配置され、可動端子３０の可動範囲を規制する。
【0025】
固定端子２０は、メインリレー１０の一側（例えば、図２の左側）に配置される。可動端子３０は、メインリレー１０の他側（例えば、図２の右側）に配置される。固定端子２０および可動端子３０は、ベース１５により支持および固定されている。固定端子２０および可動端子３０は、導電性を有する材料、例えば、銅、鉄、りん青銅などの金属材料で形成されている。固定端子２０および可動端子３０は、上記電源７の電力を電気負荷６に供給するための電気回路の一部を構成する。
【0026】
固定端子２０は、メインリレー１０内に固定的に設置される端子であり、可動部を有していない。図示の例の固定端子２０は、例えば、１つの金属部品で一体構成されているが、複数部品を組み合せて構成されてもよい。
【0027】
固定端子２０は、ベース部２１と、端子部２２と、フランジ部２３と、接点部２６と、とを備える。
【0028】
ベース部２１は、固定端子２０の本体を構成する部分である。ベース部２１は、メインリレー１０内の一側（例えば、図２の左側）において、上下方向に延設される。ベース部２１の下部側には、端子部２２が設けられている。端子部２２は、ベース部２１から下方に延設されて、カバー１７の外部に露出する部分であり、上記コネクタ等に接続される。ベース部２１の上部側には、接点部２６を設置するためのフランジ部２３が設けられている。フランジ部２３は、例えば、ベース部２１の上端部を曲げて水平方向に延びるように設けられる。
【0029】
固定端子２０のフランジ部２３の上面には、接点部２６が設けられている。接点部２６は、後述する可動端子３０の接点部３６に対向する位置に配置される。接点部２６は、可動端子３０に対する固定端子２０の接点となる部分である。
【0030】
可動端子３０は、ベース部３１と、端子部３２と、可動部３３とを備える。可動部３３は、板バネ３４と、可動板３５と、接点部３６とからなる。
【0031】
ベース部３１は、可動端子３０の本体を構成する部分である。ベース部３１は、メインリレー１０内の他側（固定端子２０のベース部２１とは反対側。例えば、図２の右側）において、上下方向に延設される。ベース部３１の下部側には、端子部３２が設けられている。端子部３２は、ベース部３１から下方に延設されて、カバー１７の外部に露出する部分であり、上記コネクタ等に接続される。ベース部３１の上端には、例えば鉤型に湾曲した係止部３１ａが設けられている。係止部３１ａは、可動部３３の可動板３５の一端部を抱え込むようにして係止する。
【0032】
可動部３３は、メインリレー１０のスイッチを開閉（即ち、リレーオンまたはオフ）するための可動部材である。可動部３３は、メインリレー１０内の上部において、左右方向に延びるように配置される。可動部３３は、例えば、ベース部３１の係止部３１ａを支点として、回動可能に設けられる。
【0033】
可動部３３は、板バネ３４により可動板３５と接点部３６とが連結された構造を有する。板バネ３４の基端は、上記ベース部３１の係止部３１ａに固定されている。板バネ３４の先端は、自由端であり、固定端子２０の接点部２６の上方に配置される。板バネ３４は、例えば、りん青銅などのように、電気抵抗が小さく、ある程度の剛性を有する金属材料で形成される。
【0034】
可動板３５は、例えば、板バネ３４よりも厚い平板状の金属板で構成され、板バネ３４の下面側に取り付けられる。可動板３５の一端部は、ベース部３１の係止部３１ａにより係止される。可動部３３が回動したときに板バネ３４が撓みすぎないように、可動板３５は、板バネ３４を補強する機能を有する。
【0035】
可動部３３の先端部（例えば、板バネ３４の先端部）には、接点部３６が設けられている。接点部３６は、前述の固定端子２０の接点部２６の上方において、当該接点部２６に対向する位置に配置される。接点部３６は、固定端子２０に対する可動端子３０の接点となる部分である。
【0036】
固定端子２０の接点部２６と、可動端子３０の接点部３６は、例えば、銅などの耐熱性を有する金属材料で形成されることが好ましい。これにより、通電時における接点部２６および接点部３６の焼き付きを抑制することができる。
【0037】
以上のような構成のメインリレー１０によれば、電磁石の磁力により、可動端子３０の接点部３６を固定端子２０の接点部２６に対して近接または離間させて、メインリレー１０のスイッチを開閉（即ち、リレーオンまたはオフ）することができる。
【0038】
具体的には、励磁コイル１１の非通電時（リレーオフ時）には、励磁コイル１１の電磁誘導作用が生じず、励磁コイル１１、ヨーク１２、鉄芯１３等からなる電磁石に磁力が発生しない。このため、可動端子３０の可動部３３は、板バネ３４の付勢力により上方に回動した状態となり、可動端子３０の接点部３６と固定端子２０の接点部２６とは離間して、非接触状態となる（図２の実線で示す状態。）。この結果、可動端子３０と固定端子２０が通電せず、メインリレー１０のスイッチがオフの状態となり、電気負荷６と電源７とが電気的に切り離されて、電気負荷６に対する電力供給が遮断される。
【0039】
なお、リレーオフ時に、上方に向けて移動した可動端子３０の接点部３６は、当該接点部３６の上方に配置されたストッパー１８に当接する。これにより、当該接点部３６の上方への移動量がストッパー１８により規制される。
【0040】
一方、励磁コイル１１の通電時（リレーオン時）には、励磁コイル１１の電磁誘導作用により、上記電磁石は、可動端子３０の可動部３３を固定端子２０に近づける方向の磁力を発生させる。この磁力により、板バネ３４の付勢力に抗して、可動端子３０の可動部３３を下方に回動させる力が作用する。これにより、可動端子３０の可動部３３が固定端子２０に向けて下方に移動して、可動端子３０の接点部３６と固定端子２０の接点部２６とが接触する接触状態となる（図２の二点鎖線で示す状態。）。この結果、可動端子３０と固定端子２０とが通電して、メインリレー１０のスイッチがオンの状態となり、電気負荷６と電源７とが電気的に接続されて、電気負荷６に対して電力が供給される。
【0041】
なお、可動端子３０の板バネ３４は、ある程度の柔軟性および弾性を有する薄い金属板で形成されている。このため、リレーオン時に、可動端子３０の接点部３６と固定端子２０の接点部２６とが接触状態となるとき、板バネ３４により接点部３６が接点部２６に押し付けられる。これにより、両接点部２６、３６間の寸法差や設置誤差等を吸収して、両接点部２６、３６同士を安定的に接触させることができる。
【0042】
［３．リレーの氷結対策構造の背景と目的］
次に、本実施形態に係るメインリレー１０の特徴である氷結対策構造５０の背景と目的について説明する。
次に、本実施形態に係るメインリレー１０の特徴である氷結対策構造５０の背景と目的について説明する。
【0043】
上述したように、メインリレー１０は、励磁コイル１１に対する通電が制御されることにより、可動端子３０の接点部３６を固定端子２０の接点部２６に対して近接または離間させる方向に移動させて、メインリレー１０のスイッチングのオンとオフを切り替える。
【0044】
このようなメインリレー１０では、寒冷地または早朝等の低温環境下（例えば、外気温が氷点下）、特に極低温環境下（例えば、外気温が－３０℃～－１０℃）において、固定端子２０の接点部２６と可動端子３０の接点部３６（以下、「リレー端子接点」と総称する場合もある。）に、結露水由来の氷結が発生して、リレー端子接点間の接触不良の問題が生じることがある。例えば、外気温の変化や湿度の変化の激しい極低温環境下では、メインリレー１０のカバー１７内における空気雰囲気（以下、「リレー内部雰囲気」と称する場合もある。）中の水分などが結露して、固定端子２０の接点部２６または可動端子３０の接点部３６に対して付着および氷結する。このため、当該結露水の氷結により接点部２６、３６の表面に氷結層が形成されてしまい、接点部２６、３６が接触不良となることがある。その結果、メインリレー１０のスイッチングをオンにしたとしても、氷結層によりリレー端子接点が通電しないため、エンジン、モータの制御装置等の電気負荷６に対して電力が供給されず、始動性不良等の不具合が発生する場合がある。
【0045】
特に、例えば図２に示すような構造のメインリレー１０では、固定端子２０の構成部品数は可動端子３０よりも少なく、固定端子２０の部品長は可動端子３０よりも短い。このため、メインリレー１０のカバー１７外に露出した端子部２２が極低温の外気に晒されると、端子部２２からベース部２１を通じた冷却熱の伝熱により、固定端子２０の接点部２６は、可動端子３０の接点部３６よりも低温になりやすく、氷結の可能性が高くなる。したがって、リレー内部雰囲気よりも低温化した固定端子２０の接点部２６を覆うようにして、結露水の氷結層が形成されやすい。この結果、固定端子２０の接点部２６と可動端子３０の接点部３６との間に接触不良が生じ、スイッチとしての機能を適切に発揮することが困難になってしまう。
【0046】
ここで、リレー端子接点における氷結形成条件と氷結形成メカニズムの具体例について、より詳細に説明する。
【0047】
例えば、極低温環境下において車両１を初始動し、短時間走行した後に、所定時間ソーク（エンジン停止）した場合、リレー端子接点に氷結層が形成されて、接触不良が生じやすい。このような極低温環境における走行条件下では、車両１の走行時の走行風により、メインリレー１０の固定端子２０および可動端子３０は、極低温に冷却される。一方、リレー内部雰囲気は、エンジン４の熱により加熱されて、極低温の外気よりも高い温度を有する。このため、上記ソーク中は、リレー端子接点の温度Ｔ１よりも、リレー内部雰囲気の温度Ｔ２が高くなっており（Ｔ２>Ｔ１）、リレー端子接点の温度Ｔ１とリレー内部雰囲気の温度Ｔ２との間に温度差ΔＴ１（ΔＴ１＝Ｔ２－Ｔ１）が生じる。例えば、寒冷地では、温度差ΔＴ１が１０℃以上になる場合もある。
【0048】
したがって、上記ソーク中において、当該温度差ΔＴ１が所定の閾値（例えば、約６℃）以上になった場合、リレー内部雰囲気中の水分が結露してリレー端子接点に付着し、さらに、当該結露水が冷却されて氷結し、リレー端子接点の表面に氷結層が形成されてしまう。この際、上述したように、可動端子３０の構成部品は多く、走行風による冷却熱の伝達を低減しやすい構造であるため、可動端子３０の接点部３６よりも固定端子２０の接点部２６の方が氷結しやすい。
【0049】
上記のような氷結形成条件およびメカニズム等によって、極低温環境下において、リレー端子接点に結露水由来の氷結が発生して、リレー端子接点の接触不良の問題が生じることがある。
【0050】
そこで、かかる問題を解決するために、本実施形態に係るメインリレー１０は、極低温環境下の熱（冷却熱）を利用した氷結対策構造５０を用いて、極低温環境下における氷結に起因するリレー端子接点の接触不良を回避することを目的としている。
【0051】
本実施形態に係るメインリレー１０は、制御装置等を使用しない簡易な機械的構造からなる氷結対策構造５０を有しており、極低温環境下における冷却熱を利用して、氷結対策構造の熱変形部材５８を熱変形させることを特徴とする。即ち、本実施形態に係る氷結対策構造５０は、極低温環境下において熱変形部材５８が熱変形することにより、メインリレー１０内の摩擦部品を擦り合わせて摩擦熱を発生させる。この摩擦熱により、固定端子２０と可動端子３０を加熱することにより、固定端子２０や可動端子３０の氷結に起因する接触不良を回避する。このように、本実施形態に係る氷結対策構造５０は、固定端子２０の接点部２６および可動端子３０の接点部３６（リレー端子接点）が氷結することを抑制することにより、氷結によるリレー端子接点の接触不良の問題を回避する。
【0052】
［４．リレーの氷結対策構造］
次に、図２、図３を参照して、本実施形態に係るメインリレー１０の氷結対策構造５０の構成について説明する。図２は、本実施形態に係る通常環境下におけるメインリレー１０の状態を示す縦断面図である。図３は、本実施形態に係る極低温環境下におけるメインリレー１０の状態を示す縦断面図である。
次に、図２、図３を参照して、本実施形態に係るメインリレー１０の氷結対策構造５０の構成について説明する。図２は、本実施形態に係る通常環境下におけるメインリレー１０の状態を示す縦断面図である。図３は、本実施形態に係る極低温環境下におけるメインリレー１０の状態を示す縦断面図である。
【0053】
図２、図３に示すように、本実施形態に係るメインリレー１０は、上記のように極低温環境下においてリレー端子接点が氷結により接触不良になるという問題の対策として、氷結対策構造５０を備える。氷結対策構造５０は、極低温環境下で熱変形部材５８が冷却熱を利用して変形することにより、摩擦熱を発生させて、固定端子２０および可動端子３０を加熱し、リレー端子接点の接触不良を回避するためのものである。
【0054】
本実施形態に係るメインリレー１０の氷結対策構造５０は、摩擦熱用固定板５２と、摩擦熱用可動板５４と、スプリング５６と、熱変形部材５８とを備える。
【0055】
摩擦熱用固定板５２（以下、単に「固定板５２」と称する場合もある。）は、メインリレー１０のカバー１７内部において摩擦熱を発生させるための固定式の板状部材である。固定板５２は、カバー１７内部の所定箇所に固定的に設置される。摩擦熱用可動板５４（以下、単に「可動板５４」と称する場合もある。）は、メインリレー１０のカバー１７内部において摩擦熱を発生させるための可動式の板状部材である。可動板５４は、カバー１７内部の所定箇所に振動可能に設置される。
【0056】
固定板５２および可動板５４の材質は、熱伝導性を有し、摩擦熱を発生させることが可能な材質であれば、任意の材質であってよい。固定板５２および可動板５４の材質は、摩擦熱を発生させるために適度な摩擦係数を有するとともに、摩擦しにくい材質であることが好ましい。例えば、固定板５２および可動板５４の材質は、鉄、銅などの金属材料であってもよいし、樹脂材料であってもよい。固定板５２および可動板５４の材質を金属材料にすることで、金属板である固定板５２および可動板５４の耐摩擦性や伝熱性を向上できる。また、固定板５２および可動板５４の材質は、例えば、繊維基材と樹脂基材とを組み合わせた有機系摩擦材または無機系摩擦材等の摩擦材、あるいはその他の複合材料であってもよい。これにより、固定板５２と可動板５４との間の摩擦係数をある程度大きくすることができ、摩擦熱を効率的に発生させることが可能になる。
【0057】
また、固定板５２と可動板５４の材質は、同一の材質であってもよいし、相互に異なる材質であってもよい。固定板５２と可動板５４が相互に異なる材質であれば、固定板５２と可動板５４が摩擦したときに、両者が溶着することを抑制できる。
【0058】
固定板５２および可動板５４は、例えば、矩形平板状を有し、相互に平行に対向配置される。固定板５２の表裏両面のうち可動板５４に対して対向する面は、摩擦面となる。同様に、可動板５４の表裏両面のうち固定板５２に対して対向する面も、摩擦面となる。固定板５２の摩擦面と固定板５２の摩擦面とは、相互に平行に対向配置される平坦面である（図２参照。）。図３に示すように、固定板５２の摩擦面と可動板５４の摩擦面とが相互に擦り合わされることにより、両者の摩擦により摩擦熱が発生する（図３参照。）。
【0059】
固定板５２の面方向とは、固定板５２の摩擦面に対して平行な方向である。同様に、可動板５４の面方向とは、可動板５４の摩擦面に対して平行な方向である。固定板５２の摩擦面と可動板５４の摩擦面とは、相互に平行であるので、固定板５２の面方向と可動板５４の面方向とも、相互に平行である。図２の例では、固定板５２および可動板５４の面方向は、メインリレー１０の上下方向に対して平行な方向である。すなわち、固定板５２０と可動板５４は、上下方向に平行に配置され、かつ、相互に平行に配置される。
【0060】
なお、固定板５２と可動板５４は、相互に擦り合わせることが可能な摩擦面を有する板状部材であれば、それらの形状は問わない。固定板５２と可動板５４の形状は、上記の矩形平板状以外にも、例えば、円板状、楕円板状、多角形板状、帯状、ブロック状など、任意の形状であってもよい。
【0061】
固定板５２および可動板５４は、メインリレー１０のカバー１７の内部に設けられる。固定板５２および可動板５４の配置は、カバー１７の内部であれば任意の位置であってよい。固定端子２０および可動端子３０を摩擦熱により効率的に加熱するためには、固定板５２および可動板５４は、固定端子２０または可動端子３０の一方もしくは双方に隣接して配置されることが好ましい。
【0062】
図２の例では、カバー１７の内部において固定端子２０側および可動端子３０側の双方に、２組の氷結対策構造５０、５０（固定板５２、可動板５４、スプリング５６および熱変形部材５８の組合せ）が設けられている。具体的には、カバー１７の内部の一側（例えば、図２の左側）において、固定端子２０に隣接して、１組の固定板５２、可動板５４、スプリング５６および熱変形部材５８（第１氷結対策構造５０）が設置されている。さらに、カバー１７の内部の他側（例えば、図２の右側）において、可動端子３０に隣接して、１組の固定板５２、可動板５４、スプリング５６および熱変形部材５８（第２氷結対策構造５０）が設置されている。これにより、２組の氷結対策構造５０、５０により固定端子２０および可動端子３０の双方を同時に加熱できる。
【0063】
固定板５２は、カバー１７の一側の側壁の内面に固定的に取り付けられ、上下方向に対して平行に配置される。可動板５４は、カバー１７の内部において、固定板５２に対向して配置される。固定板５２と可動板５４は、相互に平行に配置される。図２に示す通常環境下では、固定板５２と可動板５４は、対向方向（例えば左右方向）に相互に隙間を空けて対向配置される。このため、通常環境下では、固定板５２と可動板５４は、相互に接触していない非接触状態となる。一方、図３に示す極低温環境下では、固定板５２と可動板５４は、後述する熱変形部材５８の押圧力により対向方向（例えば左右方向）に押圧されて、相互の摩擦面が面接触する。このため、極低温環境下では、固定板５２と可動板５４、相互には接触する接触状態となる。
【0064】
可動板５４は、上記の面方向（摩擦面に対して平行な方向：図２の例の上下方向）に振動可能に設けられる。可動板５４を振動可能に設置するために、スプリング５６が用いられる。
【0065】
スプリング５６は、可動板５４を振動可能に支持する弾性部材の一例である。図示の例のスプリング５６は、コイルバネで構成されているが、板バネ、ゴムばね等の他のバネ部材で構成されてもよい。スプリング５６は、弾力性を有する。スプリング５６は、鉄、銅等の金属で形成されるが、金属以外の材料で形成されてもよい。なお、弾性部材は、図２スプリング５６以外にも、ゴム等の他の弾性部材で構成されてもよい。
【0066】
１つの可動板５４に対して少なくとも一対のスプリング５６、５６が取り付けられる。一対のスプリング５６、５６は、可動板５４の面方向（例えば上下方向）の両側にそれぞれ取り付けられる。図２の例では、可動板５４の上端面に１つのスプリング５６が取り付けられ、可動板５４の下端面に、もう１つのスプリング５６が取り付けられている。上側のスプリング５６は、可動板５４の上端面と、カバー１７の上壁の内面との間に懸架されている。下側のスプリング５６は、可動板５４の下端面と、ベース１５の上面との間に懸架されている。なお、可動板５４の面方向の両側に複数対のスプリング５６、５６が設けられてもよい。
【0067】
このように、上下一対のスプリング５６、５６により可動板５４の面方向の両端を弾性的に支持することにより、可動板５４は、その面方向（例えば上下方向）に沿って自由振動することが可能となる。このため、車両１の各種の動作に伴う振動源からの外部振動がメインリレー１０に伝達されたとき、メインリレー１０の内部で、可動板５４も当該外部振動に応じて振動する。ここで、振動源からの外部振動は、例えば、車両１のエンジン４、モータ等の駆動源で発生する振動、または車両１の走行振動などである。かかる外部振動を利用することにより、別途の振動発生装置や振動制御装置等を設置することなく、可動板５４を面方向に振動させることができる。
【0068】
以下では、可動板５４の面方向のうち可動板５４が振動する方向を振動方向と称する。図２の例では、可動板５４の振動方向は、メインリレー１０の上下方向（例えば、車両１の上下方向に相当する。）である。しかし、かかる例に限定されず、可動板５４の振動方向は、車両１の前後方向、左右方向、上下方向、または斜め方向など、任意の方向であってよい。ここで、可動板５４の振動方向は、メインリレー１０に伝達され得る複数種類の外部振動のうち、メインの振動の振動方向に合わせることが好ましい。メインの振動は、例えば、複数種類の外部振動のうち、振幅が最も大きい振動、周波数が最も高い振動、または振動継続時間が最も長い振動など、振動エネルギーが比較的大きい振動である。例えば、エンジン４からの外部振動が、振動エネルギーが最も大きいメインの振動である場合、可動板５４の振動方向を当該エンジン４からのメインの外部振動の方向に合わせることが好ましい。これにより、可動板５４を好適に振動させて、摩擦熱を効率的に発生させることができる。
【0069】
可動板５４に対する一対のスプリング５６、５６の取付位置と取付方向を調整することにより、可動板５４が振動可能な方向を調整することがである。例えば、図２の例では、可動板５４の上下方向の両端に一対のスプリング５６、５６を取り付けているため、可動板５４の振動方向は上下方向となる。これに替えて、例えば、可動板５４の左右または前後方向の両端に一対のスプリング５６、５６を取り付ければ、可動板５４の振動方向を左右または前後方向とすることができる。
【0070】
また、固定板５２の摩擦面と可動板５４の摩擦面は、摩擦熱を発生させやすい表面性状を有することが好ましい。当該摩擦面の表面粗さが大きすぎると、固定板５２と可動板５４との間の摩擦力により可動板５４の振動が停止してしまい、固定板５２と可動板５４の間で摩擦熱が発生しなくなる。一方、当該摩擦面の表面粗さが小さすぎると、固定板５２と可動板５４を擦り合わせたとしても、摩擦熱を効率的に発生させることが困難になる。したがって、固定板５２に対する可動板５４の振動を継続でき、かつ、両者間で摩擦熱を好適に発生できるように、固定板５２の摩擦面と可動板５４の摩擦面の表面粗さを適切なに調整することが好ましい。
【0071】
このように、本実施形態に係る氷結対策構造５０は、所定の振動方向に振動する可動板５４を、固定配置された固定板５２に対して擦り合わせて、両者の摩擦面の間で摩擦熱を発生させる構造である。このため、固定板５２の摩擦面の面積は、可動板５４の摩擦面の面積よりも大きく、かつ、可動板５４の振動方向（例えば図２の上下方向）の長さよりも、固定板５２の振動方向の長さの方が長い方が好ましい。これにより、振動する可動板５４の摩擦面の全体を、固定板５２の摩擦面に対して擦り合わせる続けることができる。
【0072】
熱変形部材５８は、氷結対策構造５０による摩擦熱の発生の有無を切り替える機能を有する。具体的には、図２に示すように通常環境下においては、熱変形部材５８は、可動板５４を押圧しないことにより、可動板５４を固定板５２から離間させて、固定板５２と可動板５４の摩擦を解除し、摩擦熱の発生を停止させる。一方、図３に示すように極低温環境下においては、熱変形部材５８は、可動板５４を固定板５２に押し付けて、固定板５２と可動板５４とを摩擦させて摩擦熱を発生させる。
【0073】
熱変形部材５８は、例えば、板状の金属部材で構成される。熱変形部材５８は、メインリレー１０のカバー１７の内部において、可動板５４に隣接して配置される。熱変形部材５８は、可動板５４を挟んで固定板５２とは反対側に配置される。本実施形態では、メインリレー１０内の左右両側に２つの熱変形部材５８、５８が設けられており、それぞれの熱変形部材５８は、固定端子２０、可動端子３０に取り付けられている。具体的には、一側（例えば、図２の左側）の熱変形部材５８は、固定端子２０のベース部２１に固定されている。他側（例えば、図２の右側）の熱変形部材５８は、可動端子３０のベース部３１に固定されている。ここで、熱変形部材５８の全体が固定端子２０または可動端子３０に固定されるのではなく、熱変形部材５８の一部（一側の基端部）のみが固定端子２０または可動端子３０に固定されている。熱変形部材５８の他側の先端部５８ａは、固定端子２０または可動端子３０に固定されておらず、自由に変形可能になっている。
【0074】
熱変形部材５８は、自身の温度Ｔに応じて自律的に熱変形する部材である。熱変形部材５８は、温度Ｔに応じて熱変形する特性を有する金属材料、例えば、バイメタル、形状記憶合金などで形成される。バイメタルは、熱膨張率が異なる２枚の金属板を貼り合わせた板状の金属部材である。バイメタルは、２枚の金属板の熱膨張の差により、温度変化に応じて所定方向に反るように湾曲する特性を有する。即ち、バイメタルの温度が高くなるにつれ、熱膨張率が大きい方の金属板が熱膨張率が小さい方の金属板より延びる。このため、バイメタルは、熱膨張率が大きい方の金属板が外側、熱膨張率が小さい方の金属板が内側になって反るように、湾曲変形する。また、形状記憶合金は、所定の温度（変態点）以上では、変形を受けても元の形状に回復する性質を有する合金である。
【0075】
このように、熱変形部材５８をバイメタルまたは形状記憶合金などで形成することにより、熱変形部材５８の温度Ｔに応じて、熱変形部材５８を所定方向に湾曲するように熱変形させることができる。これにより、熱変形部材５８の温度Ｔの所定の閾値ＴＡ（第１閾値）を基準として、熱変形部材５８の形状を、所定方向に湾曲した湾曲形状、または直線状に延びる直線形状のいずれかに変形させることができる。
【0076】
図２に示すように、通常環境下において、熱変形部材５８の温度Ｔが閾値ＴＡ以上である場合、熱変形部材５８の先端部５８ａが略上下方向に真っすぐ延びるように、熱変形部材５８が熱変形する。この結果、熱変形部材５８の形状が、略上下方向に真っすぐ延びた直線形状になる。これにより、熱変形部材５８の先端部５８ａは、可動板５４から離隔した退避位置に配置され、可動板５４に対して非接触状態となる。このように、熱変形部材５８の先端部５８ａが退避位置に配置されているときは、熱変形部材５８は、可動板５４を固定板５２に向けて押圧しない。したがって、固定板５２と可動板５４は、左右方向に隙間を開けて相互に離間して配置される。よって、可動板５４が面方向（例えば上下方向）に振動したとしても、可動板５４と固定板５２とが摩擦されず、摩擦熱は発生しない。
【0077】
一方、図３に示すように、極低温環境下において、熱変形部材５８の温度Ｔが閾値ＴＡ未満である場合、熱変形部材５８の先端部５８ａが可動板５４に向けて反るように、熱変形部材５８が熱変形する。この結果、熱変形部材５８の形状が、可動板５４に向けて湾曲した湾曲形状になる。これにより、熱変形部材５８の先端部５８ａは、可動板５４に当接して、可動板５４を固定板５２に向けて押圧する押圧位置に配置され、可動板５４に対して接触状態となる。この結果、熱変形部材５８により可動板５４が押圧されて、固定板５２に向けて左右方向に移動し、可動板５４の摩擦面と固定板５２の摩擦面とが面接触する。よって、面方向（例えば上下方向）に振動する可動板５４と、固定された固定板５２とが面方向に摩擦されて、固定板５２と可動板５４との間で摩擦熱が発生する。
【0078】
なお、上記熱変形部材５８の熱変形の基準となる温度Ｔの閾値ＴＡ（第１閾値）は、固定端子２０の接点部２６や可動端子３０の接点部３６が氷結し得る氷点下の所定温度に設定されることが好ましい。閾値ＴＡは、熱変形部材５８の材質、形状、変形特性や、熱変形部材５８と可動板５４と固定板５２の配置関係、車両１が使用される温度環境等に応じて、適切な温度に適宜調整されてもよい。閾値ＴＡは、０℃未満、－１０℃以上の範囲内の所定温度に設定されることが好ましく、例えば、約－６℃に設定することができる。上記のように、リレー端子接点の温度Ｔ１とリレー内部雰囲気の温度Ｔ２との間の温度差ΔＴ１が６℃以上になると、リレー端子接点が氷結しやすいことを考慮すると、例えば、閾値ＴＡを－６℃程度に設定することが好適である。
【0079】
これにより、極低温環境下でリレー端子接点に、結露水由来の氷結層が形成されるおそれがある場合には、冷却熱により熱変形部材５８が熱変形して、熱変形部材５８の先端部５８ａが退避位置から押圧位置に自律的に移動する。これにより、振動する可動板５４と固定板５２とを摩擦させて摩擦熱を発生させることができる。
【0080】
【0081】
（１）通常環境下（熱変形部材５８の温度Ｔ≧閾値ＴＡ）
まず、図２を参照して、通常環境下（例えば、外気温が－１０℃超）におけるメインリレー１０の状態と動作を説明する。図２は、本実施形態に係る通常環境下におけるメインリレー１０の状態を示す縦断面図である。この図２の状態では、熱変形部材５８の先端部５８ａは、例えば上方に真っすぐ延びて退避位置に配置されている。
まず、図２を参照して、通常環境下（例えば、外気温が－１０℃超）におけるメインリレー１０の状態と動作を説明する。図２は、本実施形態に係る通常環境下におけるメインリレー１０の状態を示す縦断面図である。この図２の状態では、熱変形部材５８の先端部５８ａは、例えば上方に真っすぐ延びて退避位置に配置されている。
【0082】
図２に示すように、通常環境下では、外気温およびリレー内部雰囲気の温度Ｔ２が比較的高いため、リレー端子接点の温度Ｔ１とリレー内部雰囲気の温度Ｔ２との間の温度差ΔＴ１が、所定の閾値（例えば、約６℃）以上である。このため、メインリレー１０の内部において、結露水が発生せず、リレー端子接点である固定端子２０の接点部２６も氷結しない。したがって、特段の氷結対策は不要である。
【0083】
したがって、図２の通常環境下では、メインリレー１０は、一般的なメインリレーと同様に動作して、リレーをオンまたはオフする。具体的には、図２に示すリレーオフ時には、可動端子３０の可動部３３は、固定端子２０の接点部２６から上方に離間した離間位置（図２の実線で示す位置）に配置されており、可動端子３０の接点部３６と固定端子２０の接点部２６は非接触状態である。よって、固定端子２０と可動端子３０は通電せず、電源７から電気負荷６への電力供給が遮断されている。
【0084】
そして、リレーをオンにする時には、励磁コイル１１が通電される。すると、電磁石の電磁誘導作用により、可動端子３０の可動部３３が固定端子２０の接点部２６に向けて下方に回動して接触位置（図２の二点鎖線で示す位置）に配置され、可動端子３０の接点部３６が固定端子２０の接点部２６に近接して接触する。この結果、固定端子２０と可動端子３０とが通電し、電源７から電気負荷６へ電力が供給される。
【0085】
このような通常環境下におけるリレーオフおよびリレーオンのいずれの場合でも、熱変形部材５８の温度Ｔが閾値ＴＡ以上であるので、熱変形部材５８の先端部５８ａは、上方に真っすぐ延びて退避位置に配置されている。このため、熱変形部材５８は可動板５４を押圧しないので、固定板５２と可動板５４は非接触状態である。したがって、可動板５４が上下方向に振動したとしても、固定板５２と可動板５４の間で摩擦熱は発生しない。
【0086】
（２）極低温環境下（熱変形部材５８の温度Ｔ<閾値ＴＡ）
次に、図３を参照して、極低温環境下（例えば、外気温が－３０°～－１０℃）におけるメインリレー１０の状態と動作を説明する。図３は、本実施形態に係る極低温環境下におけるメインリレー１０の状態を示す縦断面図である。この図３の状態では、熱変形部材５８の先端部５８ａは、可動板５４に向けて湾曲するように変形して、可動板５４を押圧する押圧位置に配置されている。
次に、図３を参照して、極低温環境下（例えば、外気温が－３０°～－１０℃）におけるメインリレー１０の状態と動作を説明する。図３は、本実施形態に係る極低温環境下におけるメインリレー１０の状態を示す縦断面図である。この図３の状態では、熱変形部材５８の先端部５８ａは、可動板５４に向けて湾曲するように変形して、可動板５４を押圧する押圧位置に配置されている。
【0087】
極低温環境下においては、リレー端子接点の温度Ｔ１とリレー内部雰囲気の温度Ｔ２との間の温度差ΔＴ１が、所定の閾値（例えば、約６℃）未満となる場合がある。この場合、当該温度差ΔＴ１により、メインリレー１０の内部で結露水が発生して、固定端子２０の接点部２６が氷結する可能性がある。もし仮に固定端子２０の接点部２６が氷結してしまうと、リレーオン時に可動端子３０の可動部３３が下方に回動したとしても、可動端子３０の接点部３６と固定端子２０の接点部２６との間に氷結層が介在するため、両接点部２６、３６は通電できない。したがって、極低温環境下では、本実施形態に係る氷結対策構造５０により摩擦熱を発生させて、固定端子２０の接点部２６と可動端子３０の接点部３６を加熱し、氷結を抑制することが求められる。
【0088】
そこで、図３に示すように、本実施形態に係る氷結対策構造５０では、上記の極低温環境下において、熱変形部材５８に冷却熱が伝達されて、熱変形部材５８の温度Ｔが閾値ＴＡ以上未満になると、熱変形部材５８が自律的に変形する。すると、熱変形部材５８の先端部５８ａは、可動板５４に向けて側方に湾曲した押圧位置に配置される。これにより、熱変形部材５８の先端部５８ａは、可動板５４の面方向（例えば上下方向）に振動する可動板５４に当接して、当該可動板５４を固定板５２に向けて押圧する。この結果、振動する可動板５４と固定板５２とが面接触して、相互の摩擦面が擦り合わされるため、可動板５４と固定板５２の間で摩擦熱が発生する。
【0089】
そうすると、当該発生した摩擦熱は、相互に接触している固定板５２、可動板５４および熱変形部材５８を通じて、固定端子２０のベース部２１および可動端子３０のベース部３１に伝達される。さらに、当該摩擦熱は、固定端子２０および可動端子３０の内部を、ベース部２１、３１から接点部２６、３６に伝達される。かかる摩擦熱の伝熱により、固定端子２０の接点部２６および可動端子３０の接点部３６（リレー端子接点）が加熱される。よって、当該リレー端子接点の結露および氷結を抑制できるので、リレーオン時に、リレー端子接点の接触不良を回避でき、可動端子３０と固定端子２０とが好適に通電可能になる。
【0090】
以上のように、本実施形態によれば、リレー端子接点が氷結しない通常環境下（図２）では、熱変形部材５８の温度Ｔが閾値ＴＡ（第１閾値）以上である（Ｔ≧ＴＡ）。したがって、熱変形部材５８の先端部５８ａは、上下方向に真っ直ぐに延びる直線形状となり、可動板５４を押圧しない退避位置に配置される。この結果、振動する可動板５４と固定板５２とは接触しないので、両者の間で摩擦熱が発生しない。
【0091】
一方、リレー端子接点が氷結し得る極低温環境下（図３）では、熱変形部材５８は、固定端子２０、可動端子３０等を通じて伝達される冷却熱により冷却される。この結果、熱変形部材５８温度Ｔが閾値ＴＡ未満となったときに（Ｔ<ＴＡ）、熱変形部材５８の先端部５８ａは、可動板５４に向けて湾曲した湾曲形状になり、可動板５４に当接して、可動板５４を固定板５２に向けて押圧する押圧位置に配置される。この結果、振動する可動板５４が固定板５２に擦り合わされるため、可動板５４と固定板５２との間で摩擦熱が発生し、当該摩擦熱の伝熱によりリレー端子接点が加熱される。
【0092】
このように、自身の温度Ｔに応じて熱変形部材５８が熱変形することによって、熱変形部材５８が、摩擦熱の発生の有無を自動的に切り替えるスイッチとして機能する。したがって、極低温環境下においてリレー端子接点が氷結する前に、摩擦熱によりリレー端子接点を自動的に加熱できる。したがって、リレー端子接点の氷結を防止でき、リレー端子接点の接触不良を未然に回避することができる。
【0093】
例えば、寒冷地等の極低温環境下では、車両１の走行中のリレー端子接点（接点部２６、３６等）の温度Ｔ１と、リレー内部雰囲気の温度Ｔ２との温度差ΔＴ１が、１０°以上になることもある。しかし、本実施形態によれば、氷結対策構造５０により発生させた摩擦熱により、リレー端子接点を好適に加熱できる。したがって、リレー端子接点の温度Ｔ１と、リレー内部雰囲気の温度Ｔ２との温度差ΔＴ１を、所定の閾値（例えば６°）以内に抑えることができるので、リレー端子接点に対する結露および氷結を好適に抑制できる。よって、極低温環境下においても、リレーオン時に、固定端子２０と可動端子３０とが好適に通電可能になる。
【0094】
また、本実施形態によれば、熱変形部材５８が、自身の温度Ｔに応じて自律的に熱変形して、その先端部５８ａの位置が、退避位置と押圧位置との間で自動的に変更される。また、車両１の振動源からメインリレー１０に伝達する外部振動をエネルギー源として、可動板５４を振動させて、摩擦熱を発生させることができる。よって、別途の加熱装置や振動発生装置、制御装置等を用いることなく、低コストで簡易な装置構成の氷結対策構造５０を用いて、リレー端子接点を自動的に加熱することができる。
【0095】
なお、極低温環境下において、熱変形部材５８は、可動板５４の振動が停止しない程度の適切な押圧力で、可動板５４を固定板５２に対して押し付けることが好ましい。これにより、振動する可動板５４と固定板５２とを継続的に擦り合わせて、十分な摩擦熱を発生させることができる。
【0096】
また、本実施形態によれば、熱変形部材５８により可動板５４を固定板５２に押し付けているときには、熱変形部材５８の先端部５８ａも、可動板５４と当接している。このため、振動する固定板５２と熱変形部材５８との間でも、摩擦熱を発生させることができる。ただし、可動板５４と熱変形部材５８との間の接触面積よりも、可動板５４と固定板５２との間の接触面積の方が広いので、後者の方が大きな摩擦熱を発生させることができる。
【0097】
また、本実施形態によれば、極低温環境以外の通常環境下や高温環境下では、熱変形部材５８により可動板５４を押圧しないので、固定板５２と可動板５４は非接触状態となり、固定板５２と可動板５４の間で摩擦熱は発生しない。したがって、氷結が生じない環境下では、摩擦熱によるリレー端子接点の不要な加熱を自動的に行わないようにすることができる。よって、例えば、夏季の最高気温が約４０℃以上なる地域など、熱害が厳しい高温環境下において、メインリレー１０が高温化することを抑制できる。
【0098】
【0099】
上述した第１の実施形態に係る氷結対策構造５０によれば、図２、図３に示すように、メインリレー１０のカバー１７の内部において、可動板５４と固定板５２がカバー１７側（外側）に配置され、熱変形部材５８が固定端子２０または可動端子３０側（内側）に配置されている。これにより、熱変形部材５８よりも広い設置スペースが必要な可動板５４と固定板５２を、設置スペースに余裕のあるカバー１７側に配置することができる。よって、固定板５２や可動板５４の形状、配置等の自由度を高めて、設置スペースの制約を緩和することができる。
【0100】
しかしながら、氷結対策構造５０の配置は、図２、図３に示す第１の実施形態の例に限定されない。例えば、図４に示す第２の実施形態のように、氷結対策構造５０の配置を変更してもよい。図４は、第２の実施形態に係る極低温環境下におけるメインリレーの状態を示す縦断面図である。
【0101】
図４に示すように、第２の実施形態に係る氷結対策構造５０では、メインリレー１０のカバー１７の内部において、可動板５４と固定板５２が固定端子２０または可動端子３０側（内側）に配置され、熱変形部材５８がカバー１７側（外側）に配置されている。カバー１７の両側の側壁の内面にそれぞれ、熱変形部材５８が取り付けられ、固定端子２０のベース部２１と可動端子３０のベース部３１にそれぞれ、固定板５２が取り付けられている。
【0102】
このような第２の実施形態に係る氷結対策構造５０の配置によっても、上記第１の実施形態と同様に、極低温環境下において熱変形した熱変形部材５８により可動板５４を固定板５２に向けて押圧して、可動板５４と固定板５２との間で摩擦熱を好適に発生させることができる。さらに、第２の実施形態によれば、固定板５２が固定端子２０または可動端子３０に対して広い面積で面接触しているので、摩擦熱の主たる発生源である可動板５４と固定板５２との摩擦により発生させた摩擦熱を、固定板５２から固定端子２０および可動端子３０に対して直接的かつ効率的に伝熱することができる。よって、当該摩擦熱により固定端子２０の接点部２６および可動端子３０の接点部３６を、より効率的に加熱することができる。
【0103】
また、上記第１の実施形態によれば、図２、図３に示すように、メインリレー１０のカバー１７の内部において、２組の氷結対策構造５０（固定板５２、可動板５４、スプリング５６および熱変形部材５８の組合せ）が、固定端子２０側（左側）および可動端子３０側（右側）の双方に設けられている。これにより、２組の氷結対策構造５０により、固定端子２０および可動端子３０の双方を同時に加熱することができるので、固定端子２０および可動端子３０の氷結をより確実に抑制できる。
【0104】
しかしながら、氷結対策構造５０の設置数は、図２、図３に示す第１の実施形態の例に限定されない。例えば、図５に示す第３の実施形態のように、氷結対策構造５０の設置数を変更してもよい。図５は、第３の実施形態に係る極低温環境下におけるメインリレーの状態を示す縦断面図である。
【0105】
第３の実施形態に係る氷結対策構造５０では、メインリレー１０のカバー１７の内部において、１組の氷結対策構造５０（固定板５２、可動板５４、スプリング５６および熱変形部材５８の組合せ）が、固定端子２０側（左側）、または可動端子３０側（右側）のいずれか一方にのみ設けられる。特に、図５に示すように、１組の氷結対策構造５０が、固定端子２０側（左側）のみに設けられることが好ましい。固定端子２０は、可動端子３０よりも、構成部品数が少なく、部品長も短い。このため、走行風等による冷却熱が、固定端子２０の端子部２２から接点部２６に伝達されやすく、接点部２６が氷結しやすい。そこで、図５に示すように、氷結対策構造５０を固定端子２０側に設けることにより、氷結しやすい固定端子２０の接点部２６の氷結をより確実に抑制できる。
【0106】
また、上記第１の実施形態によれば、図２、図３に示すように、上下一対のスプリング５６、５６により、可動板５４が、面方向のうちの１つの方向（上下方向）に振動可能に支持されている。そして、可動板５４の振動方向をメインの外部振動の方向に合わせている。これにより、メインの外部振動の振動エネルギーを効率的に利用して、当該外部振動の方向に可動板５４を振動させることができるので、摩擦熱を効率的に発生させることができる。
【0107】
しかしながら、可動板５４の振動方向は、図２、図３に示す第１の実施形態の例に限定されない。例えば、図６に示す第４の実施形態のように、複数対の弾性部材（例えばスプリング５６）を可動板５４に取り付けて、相異なる２以上の方向に可動板５４を振動可能に支持してもよい。図６は、第４の実施形態に係るメインリレー１０において、複数対のスプリング５６、５６により可動板５４を複数方向に振動可能に支持する状態を示す側面図である。
【0108】
図６に示すように、第４の実施形態によれば、可動板５４は、可動板５４の面方向のうち第１方向（例えば上下方向）と、当該第１方向に交差する第２方向（例えば左右方向）に振動可能に支持されている。具体的には、可動板５４の上下両端面には、一対のスプリング５６Ａ、５６Ａ（第１弾性部材）が取り付けられている。さらに、上下両端面よりも相対的に長い可動板５４の左右両端面には、二対のスプリング５６Ｂ、５６Ｂ（第２弾性部材）が取り付けられている。スプリング５６Ａ、５６Ａはそれぞれ、可動板５４の上端面、下端面と、カバー１７の上壁の内面、ベース１５の上面との間に懸架されている。スプリング５６Ｂ、５６Ｂはそれぞれ、可動板５４の左端面、右端面と、カバー１７の側壁の内面との間に懸架されている。
【0109】
このように、第４の実施形態によれば、複数対のスプリング５６Ａ、５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｂを用いて、例えば上下及び左右の２方向に可動板５４を弾性的に支持する。これににより、可動板５４は当該２方向に振動方向に好適に振動可能となる。したがって、車両１の各種の振動源から複数方向の外部振動がメインリレー１０に伝達される場合に、当該複数方向の外部振動に合わせて可動板５４を二次元的に振動させて、摩擦熱を効率的に発生させることができる。
【0110】
また、図６の例では、１つの固定板５２に対応して１つの可動板５４を複数の振動方向に振動させているが、かかる例に限定されない。例えば、図示はしないが、１つの固定板に対応して複数の可動板（第１方向に振動する第１可動板と、第２方向に振動する第２可動板など）を設け、当該複数の可動板を１つの固定板に同時に擦り合せて、摩擦熱を発生させてもよい。
【0111】
［７．まとめ］
以上説明したように、本実施形態によれば、
車両１に搭載される電源７と電気負荷６との間に接続されるリレー（メインリレー１０）であって、
接点部２６を有する固定端子２０と、
前記固定端子２０の前記接点部２６に対して近接または離間可能に設けられる接点部３６を有する可動端子３０と、
前記固定端子２０および前記可動端子３０の少なくとも一部を覆うカバー１７と、
前記カバー１７の内部に設けられる摩擦熱用固定板５２と、
前記カバー１７の内部において前記摩擦熱用固定板５２に対向して配置される摩擦熱用可動板５４と、
前記摩擦熱用可動板５４の面方向（即ち、前記摩擦熱用可動板５４の摩擦面に対して平行な方向）の両側に取り付けられ、前記摩擦熱用可動板５４を前記面方向に振動可能に支持する弾性部材（スプリング５６）と、
前記カバー１７の内部において前記摩擦熱用可動板５４に隣接して配置される熱変形部材５８と、
を備え、
前記熱変形部材５８の温度Ｔが氷点下の第１閾値ＴＡ以上である場合（例えば、通常環境下のとき）、前記熱変形部材５８の先端部５８ａは、前記摩擦熱用可動板５４から離隔した退避位置に配置され、
前記熱変形部材５８の温度Ｔが前記第１閾値ＴＡ未満である場合（例えば、極低温環境下のとき）、前記熱変形部材５８が変形することにより、前記熱変形部材５８の先端部５８ａは、前記摩擦熱用可動板５４に当接して、前記摩擦熱用可動板５４を前記摩擦熱用固定板５２に向けて押圧する押圧位置に配置され、前記面方向に振動する前記摩擦熱用可動板５４と前記摩擦熱用固定板５２との間で摩擦熱を発生させる、リレーが提供される。
以上説明したように、本実施形態によれば、
車両１に搭載される電源７と電気負荷６との間に接続されるリレー（メインリレー１０）であって、
接点部２６を有する固定端子２０と、
前記固定端子２０の前記接点部２６に対して近接または離間可能に設けられる接点部３６を有する可動端子３０と、
前記固定端子２０および前記可動端子３０の少なくとも一部を覆うカバー１７と、
前記カバー１７の内部に設けられる摩擦熱用固定板５２と、
前記カバー１７の内部において前記摩擦熱用固定板５２に対向して配置される摩擦熱用可動板５４と、
前記摩擦熱用可動板５４の面方向（即ち、前記摩擦熱用可動板５４の摩擦面に対して平行な方向）の両側に取り付けられ、前記摩擦熱用可動板５４を前記面方向に振動可能に支持する弾性部材（スプリング５６）と、
前記カバー１７の内部において前記摩擦熱用可動板５４に隣接して配置される熱変形部材５８と、
を備え、
前記熱変形部材５８の温度Ｔが氷点下の第１閾値ＴＡ以上である場合（例えば、通常環境下のとき）、前記熱変形部材５８の先端部５８ａは、前記摩擦熱用可動板５４から離隔した退避位置に配置され、
前記熱変形部材５８の温度Ｔが前記第１閾値ＴＡ未満である場合（例えば、極低温環境下のとき）、前記熱変形部材５８が変形することにより、前記熱変形部材５８の先端部５８ａは、前記摩擦熱用可動板５４に当接して、前記摩擦熱用可動板５４を前記摩擦熱用固定板５２に向けて押圧する押圧位置に配置され、前記面方向に振動する前記摩擦熱用可動板５４と前記摩擦熱用固定板５２との間で摩擦熱を発生させる、リレーが提供される。
【0112】
これにより、極低温環境下において、固定端子２０の接点部２６や可動端子３０の接点部３６（リレー端子接点）が氷結し得る場合には、冷却熱により熱変形部材５８が自律的に変形することで、摩擦熱用可動板５４を前記摩擦熱用固定板５２に向けて押圧する。これにより、面方向に振動する摩擦熱用可動板５４と摩擦熱用固定板５２との間で摩擦熱を発生させる。そして、当該摩擦熱を熱変形部材５８を通じて固定端子２０、可動端子３０のリレー端子接点に伝熱して、リレー端子接点を加熱できる。したがって、リレー端子接点の結露および氷結を抑制できるので、固定端子２０と可動端子３０の接触不良を回避することができる。よって、制御装置を使用しない簡易な氷結対策構造５０を用いて、極低温環境下における氷結に起因するリレー端子接点の接触不良を回避することができる。
【0113】
前記熱変形部材５８の先端部が前記退避位置に配置されているとき、前記摩擦熱用固定板５２と前記摩擦熱用可動板５４は、互いに離隔して配置されるようにしてもよい。
これにより、摩擦熱用固定板５２と摩擦熱用可動板５４は接触しないので、摩擦熱用可動板５４が振動したとしても摩擦熱は発生しない。よって、リレー端子接点の氷結が生じない通常環境時は、不要な摩擦熱の発生を防止できる。
これにより、摩擦熱用固定板５２と摩擦熱用可動板５４は接触しないので、摩擦熱用可動板５４が振動したとしても摩擦熱は発生しない。よって、リレー端子接点の氷結が生じない通常環境時は、不要な摩擦熱の発生を防止できる。
【0114】
前記摩擦熱用固定板５２、前記摩擦熱用可動板５４および前記熱変形部材５８は、前記カバー１７の内部において前記固定端子２０側および前記可動端子３０側の双方に設けられるようにしてもよい。
これにより、固定端子２０側および可動端子３０側の双方で摩擦熱を発生させて、固定端子２０および可動端子３０の双方を同時に加熱できるので、固定端子２０および可動端子３０の氷結をより確実に抑制できる。
これにより、固定端子２０側および可動端子３０側の双方で摩擦熱を発生させて、固定端子２０および可動端子３０の双方を同時に加熱できるので、固定端子２０および可動端子３０の氷結をより確実に抑制できる。
【0115】
前記摩擦熱用固定板５２、前記摩擦熱用可動板５４および前記熱変形部材５８は、前記カバー１７の内部において前記固定端子２０側に設けられるようにしてもよい。
これにより、氷結しやすい固定端子２０側で摩擦熱を発生させて、固定端子２０を重点的に加熱できるので、固定端子２０の氷結をより確実に抑制できる。
これにより、氷結しやすい固定端子２０側で摩擦熱を発生させて、固定端子２０を重点的に加熱できるので、固定端子２０の氷結をより確実に抑制できる。
【0116】
前記弾性部材（スプリング５６）は、
前記摩擦熱用可動板５４を、前記面方向のうち第１方向に振動可能に支持する一対の第１弾性部材（スプリング５６Ａ）と、
前記摩擦熱用可動板５４を、前記面方向のうち第２方向に振動可能に支持する一対の第２弾性部材（スプリング５６Ｂ）と、
を含むようにしてもよい。
これにより、車両１の振動源から複数方向の外部振動がメインリレー１０に伝達される場合に、当該複数方向に摩擦熱用可動板５４を振動させて、摩擦熱を効率的に発生させることができる。
前記摩擦熱用可動板５４を、前記面方向のうち第１方向に振動可能に支持する一対の第１弾性部材（スプリング５６Ａ）と、
前記摩擦熱用可動板５４を、前記面方向のうち第２方向に振動可能に支持する一対の第２弾性部材（スプリング５６Ｂ）と、
を含むようにしてもよい。
これにより、車両１の振動源から複数方向の外部振動がメインリレー１０に伝達される場合に、当該複数方向に摩擦熱用可動板５４を振動させて、摩擦熱を効率的に発生させることができる。
【0117】
以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0118】
例えば、上記実施形態では、車両１に搭載される各種装置の制御装置に対する電力供給をオンまたはオフするためのメインリレー１０に適用する例について説明したが、かかる例に限定されない。本発明のリレーは、上記メインリレー１０の例以外にも、エンジンルーム３内に設置される各種のリレーに好適に適用可能であり、エンジンルーム３以外にも、車両１の各場所（例えば、車室、トランクルーム、フロア下など）に設置される他のリレーにも適用されうる。
【符号の説明】
【0119】
１ 車両
６ 電気負荷
７ 電源
８ リレーボックス
１０ メインリレー
２０ 固定端子
２６ 接点部
３０ 可動端子
３３ 可動部
３４ 板バネ
３５ 可動板
３６ 接点部
５０ 氷結対策構造
５２ 摩擦熱用固定板
５４ 摩擦熱用可動板
５６、５６Ａ、５６Ｂ スプリング
５８ 熱変形部材
５８ａ 先端部
６ 電気負荷
７ 電源
８ リレーボックス
１０ メインリレー
２０ 固定端子
２６ 接点部
３０ 可動端子
３３ 可動部
３４ 板バネ
３５ 可動板
３６ 接点部
５０ 氷結対策構造
５２ 摩擦熱用固定板
５４ 摩擦熱用可動板
５６、５６Ａ、５６Ｂ スプリング
５８ 熱変形部材
５８ａ 先端部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】