JPH04134860U - 自動車用送風機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】通風抵抗、重量増加及び風切音等の課題を解決
し、絶縁基板上、電力素子近くに温度ヒューズを設けモ
ータロック等による事故防止策を図る。 【構成】耐熱性の絶縁基板（１）と、前記絶縁基板上に
送風機モータ（Ｍ）の回転を制御する電力素子（２）と
を備え、前記電力素子は前記絶縁基板上に形成された導
体パターン（３）により接続端子（４）に結合されてい
る。 【効果】通風抵抗の低減、重量軽減や投影面積低減によ
る風切音の解決、更にモータロック等、異常時には温度
ヒューズが速やかに作動し、自動車火災等を防止するの
に極めて優れ、制御装置のみの効果ばかりでなく通風抵
抗が低減されることから、送風機用モータの容量を小型
化できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車用送風機の制御装置に係り、特に自動車用送風機の回転制御 、就中、自動車冷暖房装置に使用される送風機に好適な自動車用送風機の制御装 置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、自動車用送風機への給電量を制御して、送風機の回転速度を調節す るために用いられる制御装置として実開平１―９７５６１号公報などに開示され た構造が知られている。 図７及び図８に示すように、この種の制御装置５０は、通常、送風機の出口部 もしくは送風機により発生した風を導くための樹脂製通風ダクト５１の内側に突 出するように設置され、送風機から送られる送風空気によって強制空冷されるも のである。

【０００３】 この種の制御装置は、給電量を制御するために用いられる電力用素子５２には 市販品のパワートランジスタ、例えば東芝製２ＳＤ１５２５、２ＳＤ１４６０等 を用い、放熱効果を得るために、ダイキャスト又は押出加工等によるアルミニウ ム製ヒートシンク組立体５３を備えている。なお、図７において電力用素子５２ は図示されていないがアルミニウム製ヒートシンク組立体５３内に収納されてい る。

【０００４】 そして、駆動回路、送風機用モータ等への接続を行なうための接続端子や、樹 脂製通風ダクト５１の内側に突出するよう取付をするための取付ベース５４を備 えている。 一方、送風機モータがモータロックを起こし過電流が流れた場合の事故防止策 については、実公平１―３４２６４号公報のような保護装置が知られている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

このヒートシンク組立体５３は通風路５５内に設置され、強制空冷されている 。本来は通風路５５内には通風の抵抗となるような物体は極力無い方が良い訳で ある。 その理由は、ヒートシンク組立体５３が大きくなるにつれて、通風抵抗が増加 するので、風の発生源である送風機モータの容量を大型化しなければ所望の通風 量が得られないからである。

【０００６】 このことは送風機モータ及び制御装置のコストアップや重量増加ばかりでなく 、制御装置に設けられたヒートシンク組立体を風が通過する際の風切音の発生に も悪影響を与える原因となっている。 一方、保護手段については、実公平１―３４２６４号公報に示されるような例 もあるが、電力素子モジュール（発熱源）と、温度ヒューズとは伝熱経路が長く 、伝熱途中で熱拡散してしまい、熱源と温度ヒューズが極めて短い距離にない限 り、有効な回路遮断が得られない欠点もある。

【０００７】

【考案の目的】

本考案は、叙上の難点に鑑みなされたもので放熱効果を有する絶縁基板上に、 電力用素子、例えばパワートランジスタを搭載し、従来の欠点であった、通風抵 抗、重量増加及び風切音等の課題を解決しようとするものである。 また、絶縁基板上、電力素子近くに温度ヒューズを設けモータロック等による 事故防止策を図るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するために、本考案の自動車用送風機の制御装置は、耐熱性の 絶縁基板と、絶縁基板上に送風機モータの回転を制御する電力素子とを備え、電 力素子は絶縁基板上に形成された導体パターンにより接続端子に結合されている 。

【０００９】 また、この自動車用送風機の制御装置に使用される電力素子はパワートランジ スタ及びＦＥＴの何れか１つのチップで構成されている。 さらに、この自動車用送風機の制御装置に使用される絶縁基板上には過電流に よる事故防止のための保護手段が設けられている。

【００１０】

【作用】

本考案の自動車用送風機の制御装置によれば、放熱効果を有する絶縁基板上に 電力素子を搭載することで、従来のヒートシンク組立体に置き換え、通風方向に 対する投影面積を低減させて、従来の欠点であった通風抵抗の軽減、風切音の低 減、更に制御装置の軽量化、送風機モータの小型化等の効果を呈するのみならず 、絶縁基板上電力素子近くに温度ヒューズを設けたことにより、発熱源と温度ヒ ューズが近接され、異常時には速やかに回路遮断が可能となり、保護効果に優れ ている。

【００１１】

【考案の実施例】

以下、本考案による自動車用送風機の制御装置の実施例について図面を参照し て詳しく説明する。 ［実施例１］ 図１及び図２において、自動車用送風機の制御装置に使用される耐熱性の絶縁 基板１としては、例えばセラミック基板、ホーロー基板等の放熱効果を得られる 基板が使用される。絶縁基板１は、メタルコア基板や金属基材銅張板等を用いて も良い。

【００１２】 この絶縁基板１上には送風機モータＭ（図５）の回転を制御する例えばパワー トランジスタ又はパワーＭＯＳ ＦＥＴ等の電力素子２が搭載されている。 この電力素子２の端子は絶縁基板１上に形成された導体パターン３により接続 端子４に結合されている。導体パターン３は薄膜、メッキもしくは厚膜印刷等で 形成されている。

【００１３】 そして、図２に示すように、絶縁基板１には電力素子２が取付ネジ６及び取付 ナット７で取付られている。 なお、絶縁基板１への放熱効果を高めるため電力素子２と絶縁基板１との間に は、シリコーングリス等を介在するとよい。 さらに、接続端子４は後述するように送風機モータＭ、蓄電池、駆動回路へ接 続されるコネクタ（図示せず）との接続を行うためのもので、導体パターン３と 接続端子４はハンダ付、リベットによるカシメ等の手段により結合されている。 この自動車用送風機の制御装置を送風機又は樹脂製通風ダクト５１（図７、図８ ）への取付けを行うための取付ベース５が設けられており、接続端子４は取付ベ ース５の溝５ａに圧入等により嵌合される。この嵌合状態で取付ベース５は樹脂 製通風ダクトにその内側に突出するようビス、ナットなどで取付され、その後で 接続端子４は上記コネクタと接続される。

【００１４】 このように構成された自動車用送風機の制御装置において、従来の制御装置の ヒートシンク組立体の通風方向に対する投影面積が約６cm²〜２０cm²であったの に対し、約２．５cm²と１／２．４〜１／８の低減が可能となった。 また、自動車用送風機の制御装置の重量においては、従来品が軽量のもので８ ０ｇ、重いものは２００ｇまで車種により様々であった。

【００１５】 一方、本考案によれば、どの車種においても約４５ｇ程度で対応でき、約１／ １.８〜１／４.４までに重量軽減ができた。 さらに、絶縁基板１へ形成された導体パターン３および電力素子２自体が通風 路５５（図７、図８）内に配置する構造により、温度上昇にも有利である。 ［実施例２］ 図３に示す自動車用送風機の制御装置は、電力素子に、パワートランジスタチ ップ又はパワーＭＯＳ ＦＥＴチップ等、チップ１０を絶縁基板１上に搭載し、 更に通風抵抗低減および放熱効果向上を可能にしたものである。

【００１６】 同図において、絶縁基板１上に形成された導体パターン３に電力素子チップ１ ０がダイスボンドされ、配線ワイヤー８にて、導体パターン３と接続されている 。ダイスボンドの際、電力素子チップ１０と絶縁基板１の間に、放熱効果向上お よび熱膨張係数の違いに基ずくクラック防止等によって金属等の板（図示せず） を介在させてもよい。更に好ましくは、周囲雰囲気からチップ１０を保護するた めに、樹脂モールド９を被覆形成したり、金属、樹脂等のカバーを溶接やカシメ にて形成してもよい。

【００１７】 この例は、実施例１の電力素子２に比べ、電力素子チップ１０の放熱効果が向 上し、絶縁基板１が小型化でき、通風抵抗、重量、風切音等も向上させることが できる。 ［実施例３］ 図４に示す自動車用送風機の制御装置は、制御装置にモータロック等、異常時 における火災事故等の事故防止手段、即ち過電流による事故防止のための保護手 段として、温度ヒューズを設けたものである。

【００１８】 同図において、電力素子チップ１０にパワートランジスタチップを用いたチッ プオンボード形式で、接続端子パターン３ａ〜３ｃのうちコレクタ端子パターン ３ａに温度ヒューズ１２を設けた例を示している。図示した温度ヒューズ１２に は、クリームはんだを印刷焼成した例を示すが、低融点合金等可溶片を取付けた り、実開平１―９７５６１号公報の例に開示されている板バネを用いても良い。 また、温度ヒューズ１２を設ける箇所は、図４に示すコレクタ端子パターン３ａ だけでなく、他の端子パターン３ｂ〜３ｃへ設けてもよい。

【００１９】 この実施例によれば、発熱源であるチップ１０が同一基板１上の近くに設けら れた温度ヒューズ１２に素早く熱伝導し回路を遮断して自動車火災等を防止させ ることができる。 実験によれば従来の装置に比べ１.５倍〜３倍の早さで温度ヒューズ１２が溶 断し、その遮断時間のバラツキも低減できた。

【００２０】 ［実施例４］ この自動車用送風機の制御装置１１は図５に示すように、電力素子２（電力素 子チップ１０）、温度ヒューズ１２、送風機モータＭ、蓄電池Ｅで直列回路を構 成している。電力素子２（電力素子チップ１０）のベース・コレクタ間に接続さ れたツェナダイオードＤ、コンデンサＣは何等かの理由で発生する高電圧対策用 のサージ吸収のための素子である。また、電力素子２（電力素子チップ１０）の ベース・エミッタ間に接続された抵抗Ｒはノイズによる誤作動防止に用いられる 。 この電力素子２（電力素子チップ１０）のベースには駆動回路１５が接続さ れている。制御装置１１はこの駆動回路１５により制御される。駆動回路１５は 風量制御のための日射センサ、室温センサ、外気温センサ（図示せず）およびマ ニュアル操作（その手段は図示せず）により制御される。先に述べた接続端子パ ターン３ａ〜３ｃは電力素子２（電力素子チップ１０）のコレクタ、ベース、エ ミッタの各端子に接続される。これらの周辺素子を銅張プリント配線板上に組込 んだ例がある（実開平１―９７５６１号公報）。

【００２１】 本考案によるこの実施例４は、制御装置にこれらの周辺素子を組込んだ例であ って、この制御装置は、電力素子２（電力素子チップ１０）と共に、これら周辺 素子１３（ツェナダイオードＤ、コンデンサＣ、抵抗Ｒ、温度ヒューズ１２）を 絶縁基板１上に図６のように実装できる。 更に好ましくは、これらの素子を周囲雰囲気から保護するために、水ガラス、 シリコーンワニス等コーティング剤を塗布したり、金属、樹脂などのカバーを溶 接、カシメなどにより取付けてもよい。

【００２２】 この実施例の効果としては、一枚の絶縁基板１上に周辺素子を形成できるため 、従来のあったプリント配線板は不要になった。

【００２３】

【考案の効果】

以上の説明からも明らかなように、本考案の自動車用送風機の制御装置によれ ば、パワートランジスタ、ＦＥＴ等の電力素子を絶縁基板上に搭載することによ り、更に温度ヒューズを直接形成することにより、通風抵抗の低減、重量軽減や 投影面積低減による風切音の解決、更にモータロック等、異常時には温度ヒュー ズが速やかに作動し、自動車火災等を防止するのに極めて優れている。

【００２４】 また、制御装置のみの効果ばかりでなく通風抵抗が低減されることから、送風 機用モータの容量を小型化できるという重量的、経済的効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による自動車用送風機の制御装置で電力
素子を用いた実施例を分解的に表す斜視図

【図２】図１における制御装置の電力素子等の組付を示
す図

【図３】本考案による自動車用送風機の制御装置で電力
素子にチップを用いた実施例を示す説明図

【図４】図３に示す制御装置に温度ヒューズを設けた場
合の説明図

【図５】本考案による自動車用送風機の制御装置の電気
回路図

【図６】図５に示す電気回路を具体化した制御装置の説
明図

【図７】従来の制御装置の取付例を通風ダクトを断面に
して表す図

【図８】従来の制御装置の取付例を通風ダクトを断面に
して表す図

【符号の説明】

１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・絶縁基板 ２‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥電力素子 ３、３ａ〜３ｃ‥‥‥‥‥導体パターン ４‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥接続端子 ５‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥取付ベース ６‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥素子取付ネジ ７‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥素子取付ナット ８‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥配線ワイヤ ９‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥モールド樹脂 １０‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥電力素子チップ １１‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥制御装置 １２‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥温度ヒューズ １３‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥周辺素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 前田 豊 埼玉県秩父郡吉田町大字下吉田6972 株式 会社タイセー内 (72)考案者 浅見 隆 埼玉県秩父郡吉田町大字下吉田6972 株式 会社タイセー内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】耐熱性の絶縁基板（１）と、前記絶縁基板
   上に送風機モータ（Ｍ）の回転を制御する電力素子
   （２）とを備え、前記電力素子は前記絶縁基板上に形成
   された導体パターン（３）により接続端子（４）に結合
   されていることを特徴とする自動車用送風機の制御装
   置。
2. 【請求項２】前記電力素子はパワートランジスタ及びパ
   ワーＭＯＳ ＦＥＴの何れか１つのチップ（１０）であ
   ることを特徴とする請求項１記載の自動車用送風機の制
   御装置。
3. 【請求項３】前記絶縁基板上には過電流による事故防止
   のための保護手段（１２）が設けられていることを特徴
   とする請求項１および請求項２の何れか１項記載の自動
   車用送風機の制御装置。