JP2005119360A - 空調装置およびその送風量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コストの空調装置およびその送風量制御装置を提供する。
【解決手段】 送風量制御装置５を構成するパワートランジスタ７、これに付随する回路素子８、基板１０を樹脂モールドで封止してそれらの金属部分を防水し、送風量制御装置５を膨張弁の取り付け用に一体に形成されたエバポレータ１のエバポレータフランジ部２に取り付ける。そのとき、パワートランジスタ７の平らな取り付け接触面がエバポレータフランジ部２に直接接触するようにする。エバポレータ１およびそのエバポレータフランジ部２には、低温・低圧の冷媒が流れているため、エバポレータフランジ部２に取り付けられたパワートランジスタ７は、低温の冷媒によって冷却されることになる。したがって、パワートランジスタ７を放熱するための専用の放熱器が不要になり、これによって、低コストの空調装置を構成することが可能になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は空調装置およびその送風量制御装置に関し、特に自動車用の空調装置およびそのブロワの送風量を制御する送風量制御装置に関する。

自動車用空調装置は、ブロワが車室内の空気または外気を吸込んでエバポレータに送り、ここで熱交換された空気を直接またはヒータコアで加熱された空気と混合して車室内に吹き出すことにより、車室内を快適な温度状態に制御している。自動車用空調装置は、この車室内に吹き出す空気の温度の制御以外に、湿度、送風量、吹き出し口切替などの制御が行われている。

空気の送風量を制御するブロワは、一般に内外気切替ドアの下流側の通風ダクト内に配置されたブロワファン、このブロワファンを駆動するブロワモータ、およびコンピュータによって指示された送風量になるようブロワモータを制御する送風量制御装置を備えている。その送風量制御装置は、ブロワモータに直列に接続されたパワートランジスタを有しており、そのパワートランジスタにコンピュータから送風量に対応した信号を与えることによってブロワモータに流す電流を制御し、これによってブロワモータの回転数を変化させて、ブロワファンによってエバポレータに送風される空気の風量を制御するようにしている（たとえば、特許文献１参照。）。そのパワートランジスタは、負荷の大きなブロワモータを駆動するとき発熱するので、放熱器に取り付けられていて、ブロワモータを長時間駆動しても発熱によって熱破壊することがないようにしている。このため、送風量制御装置は、放熱器にパワートランジスタを取り付け、そのパワートランジスタをこれに付随する回路素子とともに基板に取り付けた形になっている。

図７は従来の送風量制御装置の取り付け状態を示す説明図である。
送風量制御装置１００は、その放熱器１０１の放熱フィンが通気ダクトを流れる空気に曝されるように通風ダクトを構成するケース１０２に取り付けられている。図示の例では、送風量制御装置１００の放熱器１０１は、通気ダクト内に配置された図示しないブロワファンとエバポレータ１０３との間のケース１０２に取り付けられ、エバポレータに送られる空気によって空冷されるようにしている。

送風量制御装置１００の下流側に設けられたエバポレータ１０３は、これに一体に形成されたエバポレータフランジ部１０４を介して温度式の膨張弁１０５が接続されており、その膨張弁１０５は配管フランジ部１０６を介して２本の配管に接続されている。配管の一方は、冷凍サイクルを構成するレシーバ・ドライヤに接続され、他方は、冷凍サイクルを構成する圧縮機に接続されている。これにより、レシーバ・ドライヤから供給された高温・高圧の液冷媒は、膨張弁１０５にて絞り膨張されることにより低温・低圧の冷媒にされてエバポレータ１０３に送り込まれる。エバポレータ１０３では、その低温の冷媒が通風ダクト内を流れる空気と熱交換されて蒸発され、蒸発されたガス冷媒が膨張弁１０５を介してコンプレッサに戻される。エバポレータ１０３に向けて流れる空気は、エバポレータ１０３を通過したときに冷やされ、その冷やされた空気が適当に温度調節されて車室内に吹き出されることで、車室内の温度が制御される。
特開平５−１９３３４０号公報（段落番号〔００１５〕〜〔００１７〕，図３）

しかしながら、従来の空調装置において、送風量制御装置は、パワートランジスタの放熱のために、通常、アルミニウムでできた専用の放熱器を使用しているが、この放熱器が高価であって空調装置のコストを高くしているという問題点があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、低コストの空調装置およびその送風量制御装置を提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、ブロワモータを制御する送風量制御装置を備えた空調装置において、冷凍サイクル内で低温の冷媒が流れる低温部に、前記送風量制御装置のパワートランジスタを取り付けて放熱するようにしたことを特徴とする空調装置が提供される。

このような空調装置によれば、ブロワモータを制御する送風量制御装置のパワートランジスタを低温の冷媒が流れる低温部に取り付けたことで、低温の冷媒によってパワートランジスタを冷却することができるため、パワートランジスタを放熱するための専用の放熱器が不要になり、これによって、低コストの空調装置を構成することが可能になる。

また、本発明では、ブロワモータを制御する空調装置の送風量制御装置において、ブロワモータを制御するパワートランジスタおよびこれに付随する回路素子を実装した基板を、冷凍サイクル内で低温の冷媒が流れる低温部への取り付け面の側にパワートランジスタの平らな取り付け接触面が露出するように配置された状態で、樹脂モールドによって防水するようにしている。

パワートランジスタおよびこれに付随する回路素子の金属部が樹脂モールドによって防水されていることにより、低温の冷媒が流れることによって結露が発生することがある低温部へパワートランジスタの平らな取り付け接触面を接触させた状態で送風量制御装置を取り付けることが可能となる。

本発明の空調装置は、ブロワモータを制御する送風量制御装置のパワートランジスタの放熱を、冷凍サイクル内を流れる低温の冷媒によって行うように構成しているので、パワートランジスタを放熱する専用の放熱器が不要になることから、空調装置を低コストで構成することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は送風量制御装置の第１の取り付け形態を示す部分断面図、図２は送風量制御装置の第１の取り付け形態を示す側面図である。

エバポレータ１には、その冷媒の出入口の位置にエバポレータフランジ部２が一体に形成されている。このエバポレータフランジ部２は、図の下側に、冷媒入口３を有し、図の上側に冷媒出口４を有し、空調装置を組み立てるときには、そのエバポレータフランジ部２に膨張弁が取り付けられる。

エバポレータフランジ部２は、その側面に送風量制御装置５がねじ６によって取り付けられている。送風量制御装置５は、パワートランジスタ７、これに付随する回路素子８、ターミナル９、およびこれらを実装した基板１０を備え、さらにその基板１０を樹脂でインサート成形することにより、コネクタハウジング１１を一体に形成している。ここで、パワートランジスタ７は、伝熱用金属板を持たない樹脂モールドのトランジスタが用いられ、その平らな取り付け接触面が取り付け面の側に露出するように配置されている。また、パワートランジスタ７は、その端子が樹脂でモールドされていることにより、取り付け面の側に金属部が露出することがないようにしている。これにより、自動車用空調装置の運転状態によっては、エバポレータ１は結露する場合があるが、たとえエバポレータ１が結露したとしても、送風量制御装置５を構成する電子部品の金属部が樹脂によって覆われることで防水されているため、その金属部が結露によって短絡したり、腐食したりすることがない。

送風量制御装置５をエバポレータフランジ部２の側面に取り付けることにより、パワートランジスタ７が巨大な放熱器として機能するエバポレータフランジ部２に熱結合されることになり、しかも、エバポレータフランジ部２はその中を流れる低温の冷媒によって冷却されているので、エバポレータ１によってパワートランジスタ７による発熱を十分に放熱することができる。

図３は送風量制御装置の第２の取り付け形態を示す部分断面図、図４は送風量制御装置の第２の取り付け形態を示す側面図である。なお、これらの図において、図１および図２に示した構成要素と同じ要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略してある。

この例では、送風量制御装置５が膨張弁１２のボディの側面にねじ６によって取り付けられている。この膨張弁１２は、弁体を収容するボディにエバポレータから戻ってきた低温・低圧のガス冷媒を通過させる低圧通路１３が貫通形成され、その低圧通路１３が開口している一方の側面に高温・高圧の液冷媒が供給される入口ポート１４が設けられ、他方の側面に内部で高温・高圧の液冷媒が絞り膨張さることによって低温・低圧になった冷媒をエバポレータに供給する出口ポートが設けられ、さらに低圧通路１３を通過したガス冷媒の温度および圧力を感知して弁体のリフト量を制御するパワーエレメント１５が設けられている。送風量制御装置５のボディへの取り付け場所は、低圧通路１３が開口していないボディ側面であって、高温・高圧の液冷媒が供給される入口ポート１４からはできるだけ離れた位置にしている。

送風量制御装置５を膨張弁１２の側面に取り付けることにより、パワートランジスタ７は、膨張弁１２の中の低圧通路１３を流れる低温の冷媒によって冷却されることになる。なお、送風量制御装置５は、冷媒の温度および圧力を感知するパワーエレメント１５の近傍に配置されているため、パワーエレメント１５がパワートランジスタ７による発熱の影響を受けて温度エラーを生じる可能性がある。しかし、膨張弁１２を通過する冷媒の熱容量がパワートランジスタ７の発生する熱の容量に比べて極端に大きいので、パワートランジスタ７の発熱が膨張弁１２のパワーエレメント１５の感知動作に対して実質的に影響を受けることはない。

図５は送風量制御装置の第３の取り付け形態を示す部分断面図、図６は送風量制御装置の第３の取り付け形態を示す側面図である。これらの図において、図１ないし図４に示した構成要素と同じ要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略してある。

この例では、送風量制御装置５が配管フランジ部１６の側面にねじ６によって取り付けられている。この配管フランジ部１６は、レシーバ・ドライヤから高温・高圧の液冷媒を膨張弁に供給する配管１７と、エバポレータから膨張弁を介して流出してきた低温・低圧のガス冷媒をコンプレッサへ戻す配管１８との先端を保持して、それぞれ膨張弁に接続し固定するものである。もちろん、送風量制御装置５の配管フランジ部１６への取り付け場所は、低温・低圧のガス冷媒が流れる配管１８を保持している側である。

配管１８を保持している側の配管フランジ部１６は、配管１８の中を流れる低温の冷媒によって冷却されており、その配管フランジ部１６の側面に送風量制御装置５を取り付けることにより、パワートランジスタ７は、冷却されることになる。

送風量制御装置の第１の取り付け形態を示す部分断面図である。 送風量制御装置の第１の取り付け形態を示す側面図である。 送風量制御装置の第２の取り付け形態を示す部分断面図である。 送風量制御装置の第２の取り付け形態を示す側面図である。 送風量制御装置の第３の取り付け形態を示す部分断面図である。 送風量制御装置の第３の取り付け形態を示す側面図である。 従来の送風量制御装置の取り付け状態を示す説明図である。

符号の説明

１ エバポレータ
２ エバポレータフランジ部
３ 冷媒入口
４ 冷媒出口
５ 送風量制御装置
６ ねじ
７ パワートランジスタ
８ 回路素子
９ ターミナル
１０ 基板
１１ コネクタハウジング
１２ 膨張弁
１３ 低圧通路
１４ 入口ポート
１５ パワーエレメント
１６ 配管フランジ部
１７，１８ 配管

Claims (6)

1. ブロワモータを制御する送風量制御装置を備えた空調装置において、
   冷凍サイクル内で低温の冷媒が流れる低温部に、前記送風量制御装置のパワートランジスタを取り付けて放熱するようにしたことを特徴とする空調装置。
2. 前記低温部は、膨張弁を取り付けるように一体に形成されたエバポレータのフランジ部であることを特徴とする請求項１記載の空調装置。
3. 前記低温部は、低温・低圧の冷媒が通過する低圧通路が開口している膨張弁のボディ側面であることを特徴とする請求項１記載の空調装置。
4. 前記低温部は、高温・高圧の冷媒が流れる第１の配管および低温・低圧の冷媒が流れる第２の配管を膨張弁に取り付ける配管フランジ部の、前記第２の配管を保持している部分であることを特徴とする請求項１記載の空調装置。
5. ブロワモータを制御する空調装置の送風量制御装置において、
   前記ブロワモータを制御するパワートランジスタおよびこれに付随する回路素子を実装した基板を、冷凍サイクル内で低温の冷媒が流れる低温部への取り付け面の側に前記パワートランジスタの平らな取り付け接触面が露出するように配置された状態で、樹脂モールドによって防水したことを特徴とする空調装置の送風量制御装置。
6. 前記基板に実装されたターミナルを囲うようにコネクタハウジングが前記樹脂モールドによって一体に形成されていることを特徴とする請求項５記載の空調装置の送風量制御装置。
   
   

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