JPH0617308Y2 - トランジスタの保護装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、トランジスタから発生する熱を効率的に放熱
させ、当該トランジスタを保護するようにしたトランジ
スタの保護装置に関する。

（従来の技術） 一般的に、自動車用空気調和装置の電気回路中には種々
のトランジスタを多数組み込んでいるが、この電気回路
に組み込まれているトランジスタの内、自動車用空気調
和装置が有するファンの回転数を制御するトランジスタ
としては、比較的大容量のトランジスタであるパワート
ランジスタが使用されている。このパワートランジスタ
は、その自己発熱量が大きいので、例えば、特開昭６０
−１４８１５４号公報に示されているような技術を用い
て、その熱を効率的に放熱させ、パワートランジスタの
熱破壊を防止している。

第３図には、一般的な自動車用空気調和装置に用いられ
るファンの制御回路図が示してある。

同図に示す制御回路２は、ファンモータ３の回転速度を
制御するオートアンプ７と、温度設定抵抗４，内気温セ
ンサ５，外気温センサ６の各センサ及び固定抵抗器
Ｒ_２，Ｒ_３によって構成されるブリッジ回路と、このオ
ートアンプ７にファンモータ３の回転速度を設定させる
べき信号を出力するファンスイッチFSと、オートアンプ
７からの信号によってファンモータ３への流入電流を制
御するパワートランジスタ１と、このパワートランジス
タ１の回路を短絡するリレー８とから成っている。

このような構成を有する回路において、例えば、ファン
スイッチFSがAUTOの位置に設定されている場合には、設
定された車室内温度、すなわち、温度設定抵抗４（ポテ
ンショ・サーモ・コントロール）の抵抗値と内気温セン
サ５及び外気温センサ６で検出した合成抵抗との差に応
じて発生したＡ点の電圧と固定抵抗器Ｒ_２，Ｒ_３との差
に応じて発生したＣ点の電圧をオートアンプ７で検出
し、パワートランジスタ１のベース電圧を段階的あるい
は連続的に変化させ、ファンモータ３の回転速度を変え
て車室内への風量を自動的に制御している。

そして、このパワートランジスタ１は半導体であり、ま
たここには大電流が流れるので自己発熱を起こし、この
熱を放熱させないと熱破壊を起こすことになる。このた
め、パワートランジスタ１は第４図乃至第５図に示すよ
うに、多数の放熱体１０を底壁９から突設したヒートシ
ンク１１に固着し、このヒートシンク１１を自動車用空
気調和装置の送風ダクト内に設置し、この送風ダクト中
を流れる空気により強制的に冷却している。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、このような従来のトランジスタの保護装置に
あっては、第５図に示すように、垂下した足を有するパ
ワートランジスタ１を、フィン１０が突設されている底
壁面９ａ側に取付けていたために、底壁９の有する面積
は放熱面で有効に使用されておらず、放熱効率の向上を
妨げていた。このことは、底壁９におけるパワートラン
ジスタ１の取付部分にはフィン１０を設けることができ
ないということに起因している。また、パワートランジ
スタ１を絶縁するためには、例えばパワートランジスタ
１と底壁９の間に雲母板またはシリコーンシートを挿入
していたが、アルミニウムや銅などと比較して熱伝導率
が低いため放熱効率の向上の妨げとなっていた。

本考案は、このような従来の不具合を解決するためにな
されたものであり、小型で放熱効率の良いトランジスタ
の保護装置の提供にある。

［考案の構成］ （問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するための本考案は、良熱伝導体から成
る底壁の一方の面には、外部の機器の動作を制御する回
路基板に電気的に接続されているがこれとは分離されて
いるパワートランジスタのみを熱伝導性の良好なハンダ
でロー付けすると共にネジで固着させ、当該底壁の他方
の面には、前記一方の面に固着された前記パワートラン
ジスタからの放熱が速やかに行われるような最適形状の
フィンを不均一な密度の部分を含む最適密度で複数突設
したことを特徴とする。

（作用） 熱伝導率の良い半田によりトランジスタをロー付けし、
速やかにトランジスタで発生する熱をフィンに伝達させ
る。また、最適形状の複数のフィンを不均一に最適密度
で配置し無駄な空間の有効利用を図ることにより、放熱
面積を増加させ放熱効率を向上させる。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は、本考案に係るトランジスタの保護装置の斜視
図を示し、第２図は、第１図のII−II断面図を夫々示
す。

第１図に示すように、底壁９の底壁面９ａには、棒状の
放熱体である放熱体１０を所定間隔隔てて底壁面９の全
面に突設して設けてある。そして、この底壁面９ａの裏
面である底壁面９ｂには、トランジスタを含む各種の部
品を収納するケース２０が取付けられている。

第２図に示すように、パワートランジスタ１は、良熱伝
導体である低温ペーストハンダ１４によってロー付さ
れ、かつ、ネジ１５によってヒートシンク１１の底壁９
に固定されている。そして、このパワートランジスタ１
に設けられている３本の足１３には、各種の部品を装着
したプリント基板１２がハンダ付けされており、これに
よってプリント基板１２がケース２０内で固定されてい
る。

このように構成された本考案に係るトランジスタの保護
装置は、次のようにしてパワートランジスタ１の発生し
た熱を放熱することになる。

パワートランジスタ１から発生した熱は、図中点線矢印
で示すように、ヒートシンク１１を構成するフィン１０
の低温方向部に向かって伝導し、このフィン１０に接触
する空気との熱伝達によって放熱される。

ところで、ヒートシンク１１としての放熱効率の良否
は、パワートランジスタ１からのフィン１０への熱伝導
の容易性とフィン１０から空気への熱伝達の容易性との
両要因によって決定される。

したがって、本実施例のように、パワートランジスタ１
を良熱伝導体である低温ペーストハンダ１４で底壁９に
固定すると、パワートランジスタ１で発生した熱が速や
かに底壁９に伝達され、フィン１０への熱伝導率が向上
する。さらに、棒状の放熱体であるフィン１０を所定間
隔隔てて底壁面９の全面に突設すると、パワートランジ
スタ１の発熱部の裏にもフィン１０を設けることがで
き、熱伝導も良好となり、しかもフィン１０の配設本数
が増えた分だけヒートシンク１１全体としての表面積が
増え、放熱効率が向上する。

また、パワートランジスタ１は、ケース２０内に収容さ
れていても十分冷却される。そのため、空気調和装置の
ファンによって導入される空気中の埃や水滴も付着せ
ず、電気部品としての耐久性、信頼性も向上する。

なお、本実施例では、フィン１０の高さを均一にし、か
つ、規則的に配置したが、この高さをヒートシンク１１
の中心方向に向かって高くするようにしても良い。ま
た、本実施例では形状の異なるフィン１０を大きく中心
部と縁部に分け不均一に配置したが、放熱効率を最高効
率とするように無駄な空間の有効利用を図るため、形の
異なるフィンを中心部と縁部に区別することなく全体的
に不均一に配置しても良い。

［考案の効果］ 以上の説明により明らかなように、本考案によれば、熱
伝導率の良い半田によりフィンにパワートランジスタを
ロー付けすることによってパワートランジスタで発熱す
る熱を速やかにフィンに伝達し、さらに、最適形状の複
数のフィンを不均一に最適密度で配置することにより無
駄な空間の有効利用を図り、放熱面積を増加させ放熱効
率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係るトランジスタの保護装置の斜視
図、第２図は、第１図のII−II線断面図、第３図は、一
般的な自動車用空気調和装置のファンの制御回路図、第
４図は、従来のトランジスタの保護装置の斜視図、第５
図は、第４図のＶ−Ｖ線断面図である。 １……トランジスタ、９……底壁、 １０……フィン、１１……ヒートシンク、 １３……トランジスタの足、 １４……低温ペーストハンダ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】良熱伝導体から成る底壁(9)の一方の面(9
   b)には、外部の機器の動作を制御する回路基板に電気的
   に接続されているがこれとは分離されているパワートラ
   ンジスタ(1)のみを熱伝導性の良好なハンダ(14)でロー
   付けすると共にネジ(15)で固着させ、当該底壁(9)の他
   方の面(9a)には、前記一方の面(9b)に固着された前記パ
   ワートランジスタ(1)からの放熱が速やかに行われるよ
   うな最適形状のフィン(10)を不均一な密度の部分を含む
   最適密度で複数突設したことを特徴とするトランジスタ
   の保護装置。