JPS6145465Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は一般的に言つてサーミスタを用いた温
度検出装置の改良に関するものであり、その用途
は特に限定されるものではないが、自動車用空調
装置における蒸発器吹出空気温度、蒸発器フイン
表面温度の検出に用いて好適なものである。

従来、自動車用空調装置においては蒸発器吹出
空気温度あるいは蒸発器フイン表面温度をサーミ
スタにて検出し、検出温度が設定温度以下に低下
すると、電磁クラツチを開離して圧縮機の運転を
停止し、これにより蒸発器のフロストを防ぐよう
にしている。

ところで、この種の空調装置では、上記のごと
く圧縮機の運転を断続するに伴なつて、蒸発器吹
出空気温度の制御温度差が８℃以上にも達し、そ
の結果車室内への吹出空気温度も大きく変動し、
空調フイーリングを損なうという問題があつた。

本考案者は上記問題点につき種々実験研究した
ところ、従来のものではサーミスタの素子形状が
大きいため、サーミスタを含めた検出装置全体の
熱容量がどうしても大きくなり、その結果急激な
温度変化に対する熱応答性を表わす熱時定数が約
60秒以上にもなり、これが原因となつて上記問題
が生じることが判明した。

また、サーミスタの外部回路接続用リード線を
介して、検出部以外の外部の熱がサーミスタに伝
達されることにより、上記問題がより一層助長さ
れることも判明した。

本考案は上記点に鑑みてなされたもので、急激
な温度変化に対しても敏感に応答できる熱応答性
に優れた温度検出装置を提供することを目的とす
る。

本考案では、検出素子部に、体積が２〓以下の
極小薄板形状を有するマイクロチツプサーミスタ
を用いることにより、検出素子部自身の熱応答性
の改良を図り、更に上記マイクロチツプサーミス
タと外部回路接続用リード線との間を線径が0.5
mm以下の細いリード線にて接続することにより、
外部の熱がリード線を介してサーミスタ部に伝達
されるのを極力防止し、もつて上記目的を達成し
ようとするものである。

以下本考案を図に示す実施例について説明す
る。第１図および第２図は本考案を適用する自動
車用空調装置の要部を示すもので、１はクーリン
グユニツトのケースで、その内部に冷凍サイクル
の蒸発器２を収容している。このケース１は通常
自動車の車室３内で計器盤４の下方位置等に設置
される。５はダツシユパネルで、自動車の車室３
とエンジンルーム６とを仕切るものである。

７は送風ブロワで、クーリングユニツトの上流
側に設置されるものであり、モータ７ａにて駆動
される。ブロワ７は図示しない内外気切替箱を通
して内気または外気を吸入して上記クーリングユ
ニツト内に送り、更に図示しないヒータユニツト
を通した後、上方吹出口、下方吹出口等から空調
空気を車室内へ吹出すようになつている。

８は自動車の電源バツテリ、９は自動車エンジ
ンのイグニツシヨンスイツチ、１０は電源リレー
で、コイル１０ａと接点１０ｂを有している。１
１はブロワモータ７ａの変速用レジスタ、１２は
空調装置の電源スイツチを兼ねるブロワスイツチ
で、本例のものは停止（OFF）、低速（Lo）、中
速（Me）、高速（Hi）の４位置に操作されるよう
になつている。上記電源リレー１０はスイツチ９
とスイツチ１２の両者がともに投入された時のみ
コイル１０ａに通電されて、接点１０ｂが破線側
に吸引される。

１３は冷凍サイクル作動スイツチで、１３ａは
その作動表示ランプである。１４は電子回路を有
する温度制御回路で、リレー接点１４ａを開閉す
ることにより電磁クラツチ１５の通電を断続する
ものである。電磁クラツチ１５は冷凍サイクルの
圧縮機１６と自動車エンジン（図示せず）との間
の動力伝達を断続するものである。１７はクーリ
ングユニツトのケース１内において蒸発器２の空
気出口部に設置され蒸発器吹出空気温度（あるい
は蒸発器フイン表面温度）を検出する温度検出装
置で、外部回路接続用リード線１７ａにより温度
制御回路１４に接続されている。

第３図は上記温度検出装置１７の詳細を示すも
ので、１７ｂは検出素子部であるマイクロチツプ
サーミスタで、後述する理由にてその体積を２〓
以下に設定した極小薄板形状に構成してある。こ
のマイクロチツプサーミスタ１７ｂは本例では第
４図に示すような矩形状のものであつて、辺Ｗ，
Ｌがともに２mm、厚さｔが0.5mmであり、これに
より体積は２×２×0.5＝２〓となる。サーミス
タ１７ｂの表裏両面には薄膜状の金電極（図示せ
ず）が形成してあり、この金電極には銅の単線か
らなる細いリード線１７ｃ，１７ｃの一端が共晶
半田付されている。この細いリード線１７ｃ，１
７ｃの線径は後述の理由にて0.5mm以下となるよ
うにしてある。この細いリード線１７ｃ，１７ｃ
の他端は外部回路接続用リード線１７ａ，１７ａ
の芯線１７ｄ，１７ｄ上に巻付けた後半田付けし
てある。この芯線１７ｄ，１７ｄは通常銅の撚線
よりなるものであつて、その線径は0.8mm程度で
ある。

１７ｅは樹脂コーテイング層で、各部の電気的
絶縁を図るとともに、サーミスタ１７ｂおよび細
いリード線１７ｃ，１７ｃを外力から保護するも
のである。この樹脂コーテイング層１７ｅの材料
としては例えばエポキシ樹脂が好適であり、樹脂
のコーテイングはサーミスタ１７ｂと細いリード
線１７ｃ，１７ｃとの半田付終了後にこれらの周
辺を被覆する第１回目のコーテイングと、リード
線１７ｃ，１７ｃとリード線１７ａ，１７ａの芯
線１７ｄ，１７ｄとの半田付終了後に第３図図示
のごとく全体を被覆する第２回目のコーテイング
とに分けて行なうのがよい。

本例では、外部回路接続用リード線１７ａ，１
７ａとして平行線を用いているため、細いリード
線１７ｃ，１７ｃを芯線１７ｄ，１７ｄに巻付け
る時、および樹脂コーテイングする時に細いリー
ド線１７ｃ，１７ｃとマイクロチツプサーミスタ
１７ｂとの半田付部に力が加わることがなく、こ
の半田付部を保護するのに有利である。

次に、上記構成において作動を説明する。温度
検出装置１７のサーミスタ１７ｂは負の抵抗温度
特性を有するもので、その検出信号は温度制御回
路１４に入力され、サーミスタ１７ｂの検出温度
が設定温度（例えば３℃）まで低下すると、温度
制御回路１４がリレー接点１４ａを開放して、電
磁クラツチ１５への通電を断ち、圧縮機１６を停
止する。これにより、蒸発器２のフロストが防止
され、その温度が徐々に上昇し、サーミスタ１７
ｂの検出温度が設定温度（例えば４℃）まで上昇
すると、温度制御回路１４がリレー接点１４ａを
閉じて、圧縮機１６を再び作動させる。

このように圧縮機１６の運転を断続することに
より、蒸発器２の吹出空気温度が設定温度以上に
維持されるように制御する。

ところで、サーミスタ１７ｂは上記のごとくそ
の検出温度によつて蒸発器吹出空気温度を制御し
ているため、温度変化に対するサーミスタの熱応
答性（本考案ではこれを熱時定数として表す）が
上記温度制御に大きな影響を及ぼすことになる。
つまり、制御温度差は理論的には前記４℃−３℃
＝１℃となるが、実際は上記熱応答性の遅れで大
きな値になつてしまう。

そこで、上記熱時定数と、蒸発器吹出空気温の
制御温度差との関係を実験したところ、第５図に
示すような結果が得られた。すなわち、熱時定数
が60秒以上（Ｘの領域）になると、制御温度差が
８℃以上にもなり、車室内への吹出空気温度に大
きな変動をもたらし、また熱時定数が25秒〜60秒
の領域Ｙでは制御温度差が５℃〜８℃となり、車
室内への空気吹出口で多少の温度差を感じる程度
となり、更に熱時定数が25秒以下の領域Ｚでは制
御温度差が５℃以下となり、車室内への空気吹出
口で温度差をほとんど感じないことが判明した。

従つて、上記実験結果から、吹出空気の温度差
を僅小にして快適な空調フイーリングを得るに
は、熱時定数を25秒以下にすることが必要とな
る。

そこで、本考案では検出素子であるサーミスタ
素子自身の体積と熱時定数との関係に着目して、
これを実験的に確認したところ第６図に示すよう
な結果が得られた。すなわち、第６図において、
ａは本考案によるマイクロチツプサーミスタ１７
ｂであつて、２mm×１mm×0.5mm＝２〓のもので
あり、熱時定数は約25秒であつた。ｂ，ｃは比較
例のサーミスタ素子であつて、サーミスタ素子ｂ
は直径４mm、厚さ0.6mmの丸形のものであり、体
積は約7.54〓で、熱時定数は40秒であつた。サー
ミスタ素子ｃは直径５mm、厚さ１mmの丸形のもの
であり、対積は約19.63〓で、熱時定数は60秒で
あつた。

第６図の実験に用いた本考案によるマイクロチ
ツプサーミスタ１７ｂでは線径0.3mmの細いリー
ド線１７ｃ，１７ｃを接続している。これはリー
ド線１７ｄ，１７ｄを経て伝達される外部の熱が
サーミスタ素子に影響を及ぼすのを避けるために
必要なことであつて、本考案の実験によれば細い
リード線１７ｃ，１７ｃの線径を0.5mm以下に設
定することにより、上記外部熱の伝達の影響を非
常に小さくできることが判明している。

特に自動車用空調装置では、外部回路接続用リ
ード線１７ａが第２図に示すようにケース１の外
側に位置して、外部の熱の影響を受けやすいた
め、上記のごとき細いリード線１７ｃの使用が重
要となる。

なお、細いリード線１７の長さｌはやはり適度
の長さを有することが外部熱の影響を一層少なく
するために有効であり、本考案の実験によれば、
第７図に示すように長さｌは５mm以上設けること
が好ましい。しかし、この長さｌは装置全体の形
状の小型化という見地から10mm以上長くすること
は実用的でない。

なお、本考案は上述した実施例に限定されるこ
となく種々変形可能であつて、その用途は自動車
用に限らず、種々の分野に適用可能であることは
自明である。

また、マイクロチツプサーミスタ１７ｂの形状
は矩形の他に丸形等でもよい。

また、細いリード線１７ｃは単線でなく撚線で
もよい。

上述したように本考案では、温度検出装置の構
造を改良して熱時定数を小さくしているから、温
度検出の応答性を大幅に向上でき、これにより空
調装置等における温度制を良好に行なうことがで
きるという効果が大である。

また、本考案によれば、全体形状の小形化を図
ることができるので、狭い場所への設置が容易に
なるという効果がある。

また、樹脂による一体コーテイングを施すこと
によつてマイクロチツプサーミスタ、細いリード
線等を構造的に補強し、同時に外部の力から保護
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の説明に供するもので、第１図は
自動車用空調装置の電気回路図、第２図は第１図
図示のクーリングユニツト部の自動車への搭載状
態を示す概略断面図、第３図は第１図図示の温度
検出装置１７の詳細を示す断面図、第４図は第３
図図示のサーミスタ１７ｂの斜視図、第５図、第
６図および第７図は本考案の実施例を示すグラフ
である。 １７…温度検出装置、１７ａ…外部回路接続用
リード線、１７ｂ…マイクロチツプサーミスタ、
１７ｃ…細いリード線、１７ｅ…樹脂コーテイン
グ層。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 検出素子部に、体積が２〓以下の極小薄板形
   状を有するマイクロチツプサーミスタを用い、
   このマイクロチツプサーミスタと外部回路接続
   用リード線との間を線径が0.5mm以下の細いリ
   ード線にて接続するとともに、このマイクロチ
   ツプサーミスタと細いリード線と外部回路接続
   用リード線の一部を樹脂にて一体コーテイング
   したことを特徴とする温度検出装置。 (2) 前記細いリード線が５mm以上の長さを有する
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の温度検出装置。