JPH0228719B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば冷暖房装置における送風機の
回転数を、この送風機を駆動する電動機の電流制
限抵抗器によつて調整する送風機制御装置におい
て、電動機の短絡事故等が生じた場合にこれを警
報する警報装置に関するものである。

従来この種の制御装置において、電流制限抵抗
器としてチタン酸バリウム等の所定温度で抵抗値
が急激に増大する正の抵抗温度特性を有した半導
体素子を用いることが知られている（実公昭46−
22764号公報）。

この従来のものは半導体素子が送風系路に設置
してあり、電動機が例えばロツクすると、半導体
素子に風が送られてこないので放熱が行なわれな
くなり、半導体素子が加熱されるものの所定温度
になると半導体素子の抵抗値が急増して半導体素
子の過熱が防止されるようになつている。

しかしながら、半導体素子の抵抗値が急激に増
大して半導体素子の過熱が防止されるものの、半
導体素子の自然放熱に相当する電流が半導体素子
に流れて電動機にも通電されることになる。

従つて、電動機の内部部品を痛めやすく、寿命
の低下を招いたり、また無駄な電力を消費するこ
とになる。

また、風の流れの影響あるいは電流制限抵抗器
の抵抗値の違いにより電流制限抵抗器の冷却が良
好に行われず電動機の回転速度にばらつきが生じ
たりする問題があつた。

そこで本発明は上述の点に鑑み、警報器と簡単
な回路とを組合せることにより、電動機の回転速
度を良好に調整するとともに電動機のロツク等の
異常を正確かつ確実に警報せしめる警報装置を提
供することを目的とするものである。

以下本発明を図に示す実施例にて説明する。第
１図は本発明を自動車用冷暖房送風機回路に適用
した場合を示すもので、１は軸載のバツテリ、２
はイグニツシヨンスイツチ、３はリレーであり、
３ａは常開接点である。励磁コイル３ｂは板状の
リレー端子３ｃが接地された時に通電される。４
は送風機用電動機、５は電流制限抵抗器部であ
り、６はチタン酸バリウム等からなり、所定温度
で抵抗値が急増する正の抵抗温度特性を有する半
導体素子である。

５′は切換スイツチ部であり、８は高速接点、
９は中速接点、１０は低速接点、１１は開放接
点、１２は板状の接地接点であり、１２′は各接
点を電気的に切換えるための可動導体片である。
１３はダイオードであり、発光ダイオード１４を
保護するためのものである。尚、ダイオード１３
と発光ダイオード１４は直列接続されていれば左
右どちらにあつてもよい。１５と１６は両者の接
続点であるＡ点の電位を決定するための分圧抵抗
である。この２つの分圧抵抗の直列回路は、半導
体素子６と電動機４との直列回路に並列接続して
ある。前記発光ダイオード１４は、半導体素子６
と電動機４との接続点であるＡ点と前記Ｂ点との
間に接続してあり、カソード側がＡ点アノード側
がＢ点に接続してある。尚、ダイオード１３もカ
ソード側Ａ点、アノード側がＢ点に接続してあ
る。Ａ点の電位は、電動機４が正常に作動して送
風フアンを回転させている時はＢ点の電位よる高
くしてある。一方、電動機４が例えばロツクして
送風フアンの回転が停止するとＢ点の電位がＡ点
の電位より高くなつて発光ダイオード１４が点灯
するようになつている。

次に、抵抗器部５の具体的構造を第３図乃至第
５図により説明する。上記半導体素子６は、多数
の正四角形状の貫通孔１８を互いに隔置して設け
たハニカム状構造を有している。この半導体素子
６の貫通孔１８が開口している両端面のうち一方
の端面（格子状部）にはその全面にオーム性接触
を有する薄膜状電極１９が設けてある。また、半
導体素子６の他方の端面には、第３図のごとく細
かい斜線部分を境に互いに短絡しないように面積
の異なるオーム性接触の２つの薄膜状電極２０，
２１が設けてある。これら電極１９，２０，２１
は例えば銀ペースト焼付等の方法により設けてあ
り、また電極２０，２１はジグザグ状のマスク板
で半導体素子６をマスキングして設けてある。２
２は半導体素子６の側面に設けた溝である。２
３，２４，２５は黄銅等の導電性材料より成る板
状の電極板で、電極板２３，２４の一端には半導
体素子６の溝２２に嵌まるツメ部２３ａ，２４ａ
およびコ字状の支持部２３ｂ，２４ｂが設けてあ
り、他端には取付片２３ｃ，２４ｃおよび端子２
３ｄ，２４ｄが設けてある。また、電極板２３，
２４の中間部には、それぞれ半導体素子６の電極
２０，２１に弾圧接触する接触子２３ｅ，２４ｅ
が設けてある。

一方、電極板２５には、半導体素子６の電極１
９に弾圧接触する接触子２５ａ、取付片２５ｂ、
および端子２５ｃが設けてある。２６は耐熱樹脂
より構成した基板で、この基板２６には半導体素
子６を位置決めする枠２６ａが一体に設けてあ
り、かつ上記電極板２３，２４，２５の各取付片
２３ｃ，２４ｃ，２５ｃが挿通される穴２６ｂが
一体に設けてある。

上記電極板２３，２４，２５は基板２６の穴２
６ｂに挿通した各取付片２３ｃ，２４ｃ，２５ｂ
を基板２６の底部側へ折り曲げることで基板２６
に固定されている。この固定状態において上記半
導体素子６を基板２６の枠２６ａ内に位置決め
し、電極板２３，２４のツメ部２３ａ，２４ａを
半導体素子６の溝２２に嵌め、接触子２３ｅ，２
４ｅをそれぞれ半導体素子６の電極２０，２１に
接触させる。また、半導体素子６の電極１９に電
極板２５接触子２５ａを接触させる。かかる構造
によつて半導体素子６の電極１９は電極板２５の
端子２５ｃに、電極２０は電極板２３の端子２５
ｄに、電極２１は電極板２４の端子２４ｄにそれ
ぞれ電気的に導通している。

なお、上記各端子２３ｄ，２４ｄ，２５ｃはそ
れぞれ第１図の低速接点１０、高速接点８、中送
接点９に電気的に接続してある。

第６図は上記電流制限抵抗器部５の具体的設置
場所を例示するもので、２７は自動車用冷暖房装
置の樹脂製ケースであり、電動機４により駆動さ
れる送風機４ａによつて矢印のごとく冷暖房空気
が送風される通風路をなす。電流制限抵抗器部５
はケース２７内の適宜位置に設置される送風機４
ａの送風空気により強制空冷されるようにしてあ
る。２８は吸入空気の内外気切換ダンパ、２９は
冷房用蒸発器、３０は暖房用過熱器、３１は温度
調整用冷暖気混合ダンパ、３２は車室内への吹出
口である。３３は外気口、３４は内気口である。

上記構成において、次の作動を説明する。第１
図の送風機回転制御スイツチ５′の可動片１２′を
低速接点１０に接続すると、リレー３の励磁コイ
ル３ｂに通電され接点３ａはとじる。そして電流
は電極板２３の端子２３ｄおよび接触子２３ｅを
経て半導体素子６の電極２０に流れ、この半導体
素子６を通つて電極１９に流れ、更に半導体素子
６を通り電極２１から電極板２４の接触子２４ｅ
および素子２４ｄを経て電動機４へ流れる。従つ
て、半導体素子６の電圧降下により電動機４の回
転速度は低速になる。

また、可動片１２′を中速接点９に接続した場
合は、リレー３の励磁コイル３ｂに通電され、接
点３ａはとじる。そして電流は電極板２５を経て
半導体素子６の電極１９に流れ、半導体素子６を
通り電極２１に流れ、かつ電極板２４を経て電動
機４に流れる。この場合、半導体素子６の実質的
な抵抗値は上記の場合よりも低くなるので、電動
機４の回転速度は中速となる。

さらに可動片１２′を高速接点８に接続すると、
電流は直接に電動機４に流れ、電動機４の速度は
高速となる。なお、可動片１２′を開放接点１１
に接続すると、リレー３の励磁コイル３ｂへ通電
されず接点３ａは開き電動機４の回転は停止す
る。このように、１つの半導体素子６を用いて、
その一端面の電極２０，２１を分割して切換接続
することにより、電動機回転数を自由に変化でき
るものである。

ところで、電動機４に流れる電流は正の抵抗温
度特性を持つた半導体素子６に通つて流れるが、
定常時には送風機４ａの回転による風が前記半導
体素子６の多数の貫通孔１ａを流れるため、半導
体素子６は良好に冷却されてその温度は第２図の
キユーリー点Tc以下の低い温度に保たれる。従
つて半導体素子６の抵抗値は充分小さくなつてい
る。しかし、なんらかの不具合、例えば電動機４
の短絡、ロツク、送風機回転軸の緩み等により半
導体素子６に電流が流れても、この素子６に風が
送風されてこない場合には、半導体素子６は風に
よる放熱がなくなり、その温度が第２図のTc以
上の高温となるため、その抵抗値は急増しＢ点の
電位は上昇し、Ａ点の電位より高くなる。その結
果、発光ダイオード１４に電流が流れ、発光ダイ
オード１４は点灯し、ドライバーに警告を与える
ことができる。

なお、抵抗が急増するため、半導体素子６に流
れる電流が非常に小さくなり、半導体素子６の発
熱量増加は停止してしまう。

従つて半導体素子６の温度は第２図のTcを若
干上回る温度までしか上昇せず、それ故前記Tc
が120℃程度の素子を半導体素子６として使用す
れば、半導体素子６の温度がケース２７の樹脂材
を発火させるまでに至ることはない。

また、上記実施例では、半導体素子６の２つの
電極２０，２１を分割する部分がジグザグ状にな
つているため、上記の中速接点９の接続時のごと
く電源９と電極２１との間にのみ通電している場
合でも、通電時の熱は半導体素子６の電極２０部
分まで伝達され放熱性が良くなるので、上記通電
時の半導体素子６の抵抗値を略一定にでき、電動
機４の回転速度に変調を来たすことはない。

なお、本発明は上記実施例に限定されることな
く、以下のようにしても同様な効果が得られる。

(1) 半導体素子６の貫通孔１８は三角でも六角で
も丸でもよい。

(2) 本発明は自動車用冷暖房装置に限定されず、
家庭用冷暖房装置にも適用できる。

以上詳述したように本発明は電流制限抵抗器と
して所定温度で抵抗値が急増する正の抵抗温度特
性を有し、複数の貫通孔を有してハニカム状に形
成された半導体素子を用い、この半導体素子は半
導体素子の端面にその一部として、互いに面積が
異なりジグザグ状に入り組んで形成された複数の
薄膜状電極を有することにより、電動機の回転速
度を良好に調整することができるとともに、電動
機のロツク時等の電流制限抵抗器の過熱が防止で
き、かつ発光ダイオード両端の電位差を大小によ
り発光ダイオードへ流れる電流を制御しているか
ら、何ら特別なセンサとか回路の必要なしに異常
検知が簡単にかつ安価に確実に行なうことができ
る。

また、保護用ダイオードにより発光ダイオード
を保護することにより電動機の異常を確実に検知
することができるため運転車に正確に電動機の異
常を知らせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す電気結線
図、第２図は本発明装置に用いた半導体素子の特
性図、第３図は第１図図示の電流制限抵抗器部に
おける半導体素子を示す斜視図、第４図は第１図
図示の電流制限抵抗器の斜視図、第５図は第３図
の分解斜視図、第６図は電流制限抵抗器部の設置
場所を例示する自動車用冷暖房装置の模式的な配
置断面図である。 ４……電動機、４ａ……送風機、６……半導体
素子、１４……発光ダイオード、１５，１６……
分圧抵抗、２７……ケース。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空気送風用送風機を駆動する電動機の通電回
   路に電流制限抵抗器を直列に配置するとともに、
   前記送風機による風が送られてくる場所に配置し
   て前記電動機の回転数を調整する送風機制御装置
   において、 前記抵抗器として用いられ、所定温度で抵抗値
   が急増する正の抵抗温度特性を有し、複数の貫通
   孔を有してハニカム状に形成された半導体素子
   と、 この半導体素子の端面に形成されるとともに、
   この半導体素子の一部を成し、互いに面積が異な
   るとともに、ジグザグ状に入り組んで形成された
   複数の薄膜状電極と、 この薄膜状電極を選択して抵抗値を切り替える
   とともに、前記電動機の最大回転速度時に前記半
   導体素子を短絡して、前記電動機への印加電圧を
   調節して前記電動機の回転速度を調節する切り替
   えスイツチと、 直列回路を成し、前記半導体素子と前記電動機
   との直列回路に並列接続された２つの分圧抵抗
   と、 この２つの分圧抵抗の接続点にカソード側が接
   続され、前記半導体素子と前記電動機との接続点
   にアノード側が接続され、前記電動機の通電回路
   に過大電流が流れた際に前記両接続点間の電位差
   により通電され発光して警報する発光ダイオード
   と、 この発光ダイオードと直列接続されると共に、
   前記２つの分圧抵抗の接続点にカソード側が接続
   され、前記半導体素子と前記電動機との接続点に
   アノード側が接続され、前記発光ダイオードより
   も高い耐電圧を有し、前記切り替えスイツチによ
   り前記半導体素子が短絡して前記電動機の回転数
   が最大になつた際、前記発光ダイオードを保護す
   る保護用ダイオードと、 を備える送風機制御装置の警報装置。