JPS6215043Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案は車両用空調装置の風量制御装置に係
り、詳しくは無安定マルチバイブレータによつて
ブロワモータの回転数を制御することにより、車
室内に吹き出される空気の量を無段階に制御し得
るようにした車両用空調装置の風量制御装置に関
するものである。

（従来技術） 車両用空調装置では、一般に、暖房装置や冷房
装置などの空気供給装置から供給される空気がダ
クトによつて吹出口まで導かれるようになつてお
り、その吹出口から車室内に吹き出される空気量
（風量）がダクト内に設けられた送風用フアンの
回転数に応じて増減せしめられるようになつてい
る。そのため、かかる車両用空調装置の風量制御
装置にあつては、通常、その送風用フアンを回転
駆動するブロワモータの回転数を制御することに
より、その風量を制御することが行なわれてい
る。

ところで、このような車両用空調装置の風量制
御装置では、近年、風量を連続的に調節できる構
成のものが望まれるようになつてきており、その
ために、ブロワモータの制御回路として、その回
転数を無段階で制御できる構成のものが多く採用
されるようになつてきている。そして、そのよう
な制御回路の中で特に、構成が簡単で信頼性が高
く、使用部品点数が少なくて経済的に有利な上、
コンパクトに構成できて専用スペースを小さくで
きる等といつた理由から、その制御回路として無
安定マルチバイブレータを使用した構成のものが
多く用いられている。

しかしながら、かかる無安定マルチバイブレー
タを使用した従来の制御回路では、一般に、第１
図に示されているような構成が採用されていたこ
とから、以下に述べるような種々の問題を内在し
ていた。

以下、第１図に示す制御回路についてその構造
を説明し、次いでその問題点について述べる。

すなわち、無安定マルチバイブレータを使用し
た従来の制御回路では、第１図に示されているよ
うに、無安定マルチバイブレータ２の出力（出力
信号）がパワートランジスタ４等の電流増幅機能
を有する素子や回路によつて増幅され、その増幅
された信号によつてブロワモータ６が駆動される
ようになつている。そして、無安定マルチバイブ
レータ２では、同図から明らかなように、一方の
トランジスタTR２の充電抵抗Ｒ２と充電コンデ
ンサＣ２、および他方のトランジスタTR４の充
電コンデンサＣ４が固定値とされている一方、ト
ランジスタTR４の充電抵抗が固定抵抗Ｒ４と可
変抵抗VR２との直列接続構造とされて、その抵
抗値が変化し得るようにされており、その可変抵
抗VR２による充電抵抗値の変化に伴つてその出
力信号のデユーテイ比が変化せしめられるように
なつている。そして、前記ブロワモータ６に対し
てこのような出力信号が制御信号として入力せし
められるようになつており、これによつてブロワ
モータ６の回転数（回転速度）、ひいては吹出口
から吹き出される空気量が制御せしめられるよう
になつている。なお、パワートランジスタ４の入
力端子は、トランジスタTR４のコレクタに接続
されている。

パワートランジスタ４に供給される無安定マル
チバイブレータ２の出力信号は、例えば第２図に
その一例が示されているように、ブロワモータ６
に駆動電流を流す期間であるオン期間Ｔ４と、該
モータ６への駆動電流の供給を停止する期間であ
るオフ期間Ｔ２とが交互に繰り返される波形とな
つている。そして、この出力波形において、その
周期Ｔ（＝Ｔ４＋Ｔ２）に占めるオン期間Ｔ４の
割合（デユーテイ比）が大きい程、ブロワモータ
６に流れる平均電流が多くなり、該モータ６の回
転数が多くなつて、車室内に吹き出される空気の
量（風量）が増えるのである。

従つて、車室内に吹き出される空気量を制御す
るには、デユーテイ比Ｔ４／Ｔの大きさを制御す
ればよく、また上記オフ期間Ｔ２およびオン期間
Ｔ４は、周知の如く、充電コンデンサＣ２及びＣ
４の容量値（素子と同一符号で示す。以下同じ）
と、各充電抵抗の抵抗値Ｒ２及び（Ｒ４＋VR
２）とによつて、それぞれ Ｔ２≒0.7×Ｃ２×Ｒ２ Ｔ４≒0.7×Ｃ４×（Ｒ４×VR２） と表わされることから、デユーテイ比Ｔ４／Ｔを
制御するには、可変抵抗VR２の抵抗値VR２を制
御すればよいのであり、従来では、この可変抵抗
VR２の抵抗値VR２を変化させることにより、ブ
ロワモータ６の回転数、ひいては車室内に吹き出
される空気の量を制御することが行なわれていた
のである。

（問題点） ところで、このようなブロワモータ６に流れる
電流をオン・オフ制御する方式の風量制御装置に
あつては、ブロワモータ６からその制御信号の周
波数に等しい周波数の雑音が発生され、この雑音
がかなり耳障りであることから、その周波数を可
聴周波数範囲外、若しくはあまり耳障りとならな
い周波数の範囲内に設定して、その雑音があまり
耳障りとならないようにすることが望ましいので
あるが、上述のような無安定マルチバイブレータ
２を用いた従来の制御回路にあつては、可変抵抗
VR２の抵抗値の変化に伴い、ブロワモータ６の
制御信号であるバイブレータ２の出力信号のデユ
ーテイ比Ｔ４／Ｔだけでなく、その出力信号の周
期Ｔ、すなわちその逆数である周波数Ｆ（＝１／
Ｔ）が変動することが避け得ず、しかもその変動
が可聴周波数範囲も含むかなり広い範囲にわたる
ことが避け得なかつたことから、風量の設定量に
よつては、ブロワモータ６から発生される雑音が
著しく耳障りとなることが避け得ないといつた不
具合があつたのである。

また、上述のような無安定マルチバイブレータ
２を用いた従来の制御回路にあつては、風量を増
減制御するための可変抵抗VR２に対して固定抵
抗Ｒ４が直列に接続され、これら直列に接続され
た可変抵抗VR２と固定抵抗Ｒ４とからコンデン
サＣ４の充電抵抗が構成されていたため、たとえ
可変抵抗VR２の抵抗値VR２を“０”値に設定し
てもコンデンサＣ４の充電抵抗値を“０”値に設
定することができなかつたのであり、従つてブロ
ワモータ６を完全に停止させることもできなかつ
たのである。そしてそれ故、風量の皆無状態から
の無段階調節ができないといつた不具合があつた
のであり、また風量（可変抵抗VR２）のゼロ設
定状態において、電力がブロワモータ６で無駄に
消費されるといつた問題もあつたのである。

また、同様の理由から、前述の如き従来の制御
回路において、風量の制御範囲を広くしようとす
ると、可変抵抗VR２として最大抵抗値の大きな
ものを採用しなければならないといつた、設計上
の制約も生じていたのである。

なお、固定抵抗Ｒ４を省略し、コンデンサＣ４
の充電抵抗を可変抵抗VR２だけで構成するよう
にすれば、上述のような問題が解消若しくは緩和
されるのであるが、コンデンサＣ４の充電抵抗を
単に可変抵抗VR２だけで構成した場合には、そ
の可変抵抗VR２の抵抗値が“０”値に設定され
たとき、トランジスタTR４が破損される恐れが
あるのであり、それ故従来にあつては、上述のよ
うな問題を内在しているにも拘わらず、固定抵抗
Ｒ４を省略することができなかつたのである。

（解決手段） ここにおいて、本考案は、このような事情を背
景として為されたものであり、その要旨とすると
ころは、前述の如き、無安定マルチバイブレータ
からの出力信号を所定の増幅手段にて増幅してブ
ロワモータに入力することにより、該ブロワモー
タの回転数を無段階調節せしめ、車室内に強制的
に送り出される空気量を制御するようにした装置
において、該無安定マルチバイブレータの二つの
充電抵抗をそれぞれ可変抵抗器にて構成すると共
に、該二つの可変抵抗器の抵抗値の増減を互いに
逆となして、前記出力信号の周波数を実質的に変
えることなく、そのデユーテイ比が変化するよう
に為す一方、該無安定マルチバイブレータの二つ
のトランジスタの入力に対し、それぞれ前記充電
抵抗とは別個に、所定の保護抵抗を設けたことに
ある。

（作用・効果） かかる本考案に従う車両用空調装置の風量制御
装置によれば、無安定マルチバイブレータの二つ
の充電抵抗がそれぞれ可変抵抗器にて構成され、
しかもそれら二つの可変抵抗器の抵抗値が互いに
逆に増減されて、無安定マルチバイブレータの出
力信号の周期が略一定に保持されたまま、そのデ
ユーテイ比だけが大幅に変化せしめられるように
なつていることから、その周波数を、可聴周波数
範囲外の領域、若しくはあまり耳障りとならない
領域に設定することにより、耳障りな雑音を皆無
に、若しくは殆んど気にならないようにすること
ができるのである。

また、本考案に係る風量制御装置にあつては、
無安定マルチバイブレータの二つの充電抵抗が何
れも可変抵抗器で構成され、それらの抵抗値が何
れも“０”値から最大値まで連続的に変化し得る
ようにされていることから、それら可変抵抗器の
抵抗値を“０”値に設定することにより、無安定
マルチバイブレータからの出力信号のオン期間
（ブロワモータの駆動期間）を実質的に皆無とす
ることができるのであり、従つてブロワモータの
回転を実質的に停止させることができるのであ
る。そしてそれ故、無安定マルチバイブレータを
用いた従来の風量制御装置では困難であつた、風
量の皆無状態からの無段階制御が可能になつたの
であり、また風量のゼロ設定状態において、電力
が無駄に消費されることを良好に回避することが
可能になつたのである。なお、可変抵抗器は、そ
の抵抗値を“０”値に設定しても数Ωの残留抵抗
が残るのが普通であり、たとえ可変抵抗器によつ
て風量をゼロ設定しても、その可変抵抗器の残留
抵抗に基づいて極めて短いパルスが生じ、これに
よつてブロワモータが周期的に励起される恐れが
あるため、通常は、無安定マルチバイブレータか
らの出力信号の出力ラインに高周波成分除去用の
バイパスコンデンサが接続され、このバイパスコ
ンデンサによつてその残留抵抗に基づく短いパル
スが吸収せしめられることとなる。

さらに、本考案に従う風量制御装置によれば、
無安定マルチバイブレータの二つのトランジスタ
の入力に対する保護抵抗が充電抵抗とは別個に設
けられていることから、上述のように、充電抵抗
の抵抗値がたとえ“０”値に設定されても、それ
によつて無安定マルチバイブレータの二つのトラ
ンジスタが破壊されることがないのであり、従つ
てそれらトランジスタの保護抵抗の大きさによつ
て充電抵抗を構成する可変抵抗器の最大抵抗値の
大きさが制約されることもないのである。

なお、本考案に係る風量制御装置にあつては、
ブロワモータの回転数を制御して吹出口から吹き
出される空気の量を制御するために、上述のよう
に、無安定マルチバイブレータを用いた制御回路
を採用しているため、その構成が簡単で信頼性が
高く、使用部品数が少なくて経済的に有利な上、
その専有スペースを小さくできて狭いスペースに
も容易に設置できるといつた、無安定マルチバイ
ブレータを採用することに伴う種々の効果を享受
できる利点もあるのである。

（実施例） 以下、本考案をより一層具体的に明らかにする
ために、その一実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

先ず、第３図において、８は、自動車前部に設
けられた暖房装置や冷房装置などの空気供給装置
であり、この供給装置８と、車室内に向かつて開
口させられた吹出口１０との間に、その供給装置
８から吹出口１０まで空気を導くダクト１２が配
設されている。そして、そのダクト１２内に位置
して、ブロワモータ６の回転軸に取り付けられた
送風用のフアン１４が設けられており、制御回路
１６によつてブロワモータ６の回転数（回転速
度）が制御されることにより、そのフアン１４の
回転数、ひいては吹出口１０から吹き出される空
気の量（風量）が制御されるようになつている。

制御回路１６は、第４図に示されているよう
に、無安定マルチバイブレータ１８と、該バイブ
レータ１８の二つのトランジスタTR２、TR４の
うちの一方のトランジスタTR４のコレクタにそ
の入力端子（ベース）が接続されたパワートラン
ジスタ４とから成つており、そのパワートランジ
スタ４のコレクタと電源Ｖとの間に前記ブロワモ
ータ６が接続されている。

無安定マルチバイブレータ１８は、上述のよう
に、二つのトランジスタTR２およびTR４を備え
ており、それらトランジスタTR２，TR４の各ベ
ースには、それぞれ電圧降下用のダイオードＤ２
とトランジスタ保護用の抵抗Ｒ６とが直列に接続
されている。そして、トランジスタTR２側の保
護抵抗Ｒ６のベース側とは反対側の端に、充電コ
ンデンサＣ６と、充電抵抗としての可変抵抗（可
変抵抗器）VR４が接続されており、一方、トラ
ンジスタTR４側の保護用抵抗Ｒ６の同じ位置
に、充電コンデンサＣ８と、充電抵抗としての可
変抵抗（可変抵抗器）VR６が接続されている。

これら二つの可変抵抗VR４およびVR６は、例
えば１本のレバーによつて双方の抵抗値が連動し
て変化せしめられる一つの連動抵抗器として一体
に構成されている。そして、第５図に示されてい
るように、図示しない風量制御用の操作レバーの
移動操作に伴つて一方の可変抵抗VR６の抵抗値
VR６が増加し、他方の可変抵抗VR４の抵抗値
VR４が減小するようにされている。

なお、第４図に示されているように、トランジ
スタTR２およびTR４の各コレクタと電源との間
には、それぞれバイアス用の抵抗Ｒ８が接続され
ており、パワートランジスタ４の入力端子（ベー
ス）とアース間には、高周波成分除去用のバイパ
スコンデンサＣ１０が接続されている。また、ブ
ロワモータ６に対して並列に、ブロワモータ保護
用のダイオードＤ４が接続されている。

このような本実施例装置にあつては、無安定マ
ルチバイブレータ１８からパワートランジスタ４
に供給される出力信号のオフ期間Ｔ２、オン期間
Ｔ４および周期Ｔ（＝Ｔ２＋Ｔ４）は、それぞ
れ、充電コンデンサＣ６，Ｃ８の容量値Ｃ６，Ｃ
８および可変抵抗VR４，VR６の抵抗値VR４，
VR６により、 Ｔ２≒0.7×Ｃ６×VR４ Ｔ４≒0.7×Ｃ８×VR６ Ｔ≒0.7×（Ｃ６×VR４＋Ｃ８×VR６） で表される。

いま、理解を容易にするために、容量値Ｃ６と
Ｃ８とを等しいものとし、また二つの可変抵抗
VR４およびVR６の和：（VR４＋VR６）が操作
レバーの移動位置に拘わらず一定であるとすれ
ば、上記周期Ｔは、 Ｔ≒0.7×Ｃ６（VR４×VR６） となつて一定となるため、その周波数Ｆも一定と
なる。

一方、その出力信号のデユーテイ比：Ｔ４／Ｔ
は、 Ｔ４／Ｔ＝VR６／（VR４＋VR６） となり、その分母が一定であることから、可変抵
抗VR６の抵抗値VR６に比例して大きくなり、こ
れに伴つてブロワモータ６の回転数も多くなり、
車室内に吹き込まれる空気の量も多くなる。

つまり、操作レバーの移動量が少なく、抵抗値
VR６が小さい時には、第６図Ｂに示されている
ように、そのオン期間Ｔ４が周期Ｔに比べて短い
ため、ブロワモータ６に流れる平均電流が少な
く、車室内に吹き出される空気量が少ないのであ
るが、操作レバーの移動量を多くした場合には、
抵抗値VR６も大きくなり、第６図Ｃに示されて
いるように、その周期Ｔは変わらないまま、オン
期間Ｔ４のみが長くなり、これによつてブロワモ
ータ６に流れる電流、ひいては車室内に吹き出さ
れる空気の量が多くなるのである。

このように、本実施例装置によれば、パワート
ランジスタ４に供給される無安定マルチバイブレ
ータ１８の出力信号の周波数Ｆを一定に保ちつ
つ、そのデユーテイ比：Ｔ４／Ｔのみを変化させ
て、ブロワモータ６の回転数、ひいては車室内に
吹き出される空気の量を制御することができるの
であり、従つて上記周波数Ｆを可聴周波数範囲
外、若しくは耳障りとならない周波数に設定する
ことにより、従来耳障りであつたブロワモータ６
の発生する雑音を皆無に、若しくは殆んど耳障り
とならないようにすることができるのである。そ
して、本実施例の風量制御装置では、そのような
効果が無安定マルチバイブレータ１８を採用した
制御回路を用いて達成されていることから、その
構成が簡単で信頼性が高く、使用部品点数が少な
くて経済的に有利である上、専有スペースを小さ
くできることから、自動車のインストルメントパ
ネル部等の狭いスペースにも容易に設置できると
いつた効果をも享受できるのである。

また、本実施例の風量制御装置にあつては、無
安定マルチバイブレータ１８の各トランジスタ
TR２，TR４を保護するための保護抵抗Ｒ６，Ｒ
６が、それぞれ充電抵抗とは別個に設けられてい
ることから、各充電抵抗を構成する可変抵抗VR
４、VR６の抵抗値VR４，VR６を“０”値に設
定してもトランジスタTR２、TR４がそれによつ
て破壊されることが良好に防止されるのであり、
従つて各充電抵抗（可変抵抗VR４，VR６）の抵
抗値を“０”値からその最大値まで支障なく連続
的に変化させることができるのである。

そしてそれ故、可変抵抗VR６の抵抗値VR６を
“０”値に設定することにより、第６図Ａに示さ
れているように、パワートランジスタ４のオン期
間Ｔ４を全く無くして、ブロワモータ６を完全に
停止させることが可能となつたのであり、そのゼ
ロ設定状態から操作レバーを移動して可変抵抗
VR６の抵抗値VR６を連続的に変化させることに
より、従来の無安定マルチバイブレータ使用の風
量制御装置では困難であつた、風量の皆無状態か
らの無段階調節が可能になつたのである。

また、同様の理由から、従来の無安定マルチバ
イブレータ使用の風量制御装置では困難であつ
た、風量（可変抵抗）のゼロ設定状態におけるブ
ロワモータ６への電流の流入を皆無とすることが
可能となつたのであり、従つて風量のゼロ設定状
態における電流の無駄な消費を無くして、経済性
をより向上させることが可能にもなつたのであ
る。

さらに、従来の無安定マルチバイブレータ使用
の風量制御装置にあつては、その風量の制御範囲
を広くするためには、トランジスタ保護用の固定
抵抗との関係から、その風量制御用の可変抵抗の
最大抵抗値を極めて大きくする必要があつたので
あるが、本実施例においては、無安定マルチバイ
ブレータ１８の二つの充電抵抗が何れも可変抵抗
VR４およびVR６で構成されていると共に、可変
抵抗VR６の抵抗値VR６の増加に伴い、可変抵抗
VR４の抵抗値VR４が減少するようになつている
ことから、従来装置のように、可変抵抗VR４，
VR６の抵抗値をそれ程大きくしなくても風量の
制御範囲を充分大きくすることができるのであ
り、従つてその分、設計上の自由度が向上するこ
とになつたのである。なお、本実施例では、第６
図Ｄに示されているように、操作レバーの移動量
を最大にして可変抵抗VR４の抵抗値VR４を
“０”値に設定することにより、全期間をオン期
間Ｔ４とすることができることから、ブロワモー
タ６の回転数、ひいては風量を、従来装置に比べ
て、より広い範囲で制御できることにもなつたの
である。

加えて、本実施例では、パワートランジスタ４
の入力端子に高周波成分除去用のバイパスコンデ
ンサＣ１０が接続され、風量のゼロ設定状態にお
いて、たとえ可変抵抗VR６の残留抵抗に起因す
る短いパルスが発生しても、そのパルスがこのバ
イパスコンデンサＣ１０で除去されるようになつ
ているため、ブロワモータ６の回転停止時におけ
る制御がより安定して行なわれるといつた長所も
あるのであり、またブロワモータ６の回転駆動時
にあつても、各パルスの立ち上がりがこのコンデ
ンサＣ１０によつて緩やかにされ、ブロワモータ
６に対して電流が急激に流れることが良好に防止
されることから、ブロワモータ６の回転がより滑
らかに行なわれるといつた効果も得られるのであ
る。

なお、本実施例では、理解を容易にするため
に、無安定マルチバイブレータ１８の二つの充電
コンデンサＣ６，Ｃ８の各容量値Ｃ６，Ｃ８を互
いに等しいものとすると共に、二つ充電抵抗の抵
抗値の和：VR４＋VR６が一定値に保持されるも
のとして説明したが、それらコンデンサＣ６，Ｃ
８の容量値や可変抵抗VR４，VR６の抵抗値（抵
抗変化特性を含む）は必ずしもそのような関係を
もつて設定されている必要はなく、無安定マルチ
バイブレータ１８の出力信号の周波数の変動を所
定の範囲内に抑え、さらにその範囲内で変動する
出力信号の周波数を、可変周波数の範囲外、若し
くは耳障りとならない周波数の範囲内に設定し得
る、という条件を満たす範囲内において、種々の
値や特性のものを採用することが可能である。

また、本実施例では、無安定マルチバイブレー
タ１８の可変抵抗VR４とVR６とが一つの連動抵
抗器として一体に構成されている例について述べ
たが、それら可変抵抗VR４，VR６を別個に設
け、それぞれの操作用レバーを一つの操作用ノブ
で同時に操作する構成とすることも可能である。

さらに、本実施例では、無安定マルチバイブレ
ータ１８の出力信号を増幅する増幅手段としてパ
ワートランジスタ４が使用されていたが、増幅手
段としては他の電流増幅素子や増幅回路等を使用
することも可能である。また、本実施例では、自
動車用空調装置における風量制御装置に対して本
考案を適用した例について述べたが、本考案はこ
れに限定されるものでなく、他の車両用空調装置
の風量制御装置についても適用することが可能で
ある。

その他、一々列挙はしないが、本考案が、その
趣旨を逸脱しない範囲内において、当業者の有す
る知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等
を施した態様で実施できることは、言うまでもな
いところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の車両用空調装置の風量制御装
置におけるブロワモータ制御用の制御回路の一例
を示す回路図であり、第２図は、第１図の制御回
路における無安定マルチバイブレータの出力波形
の一例を示す図である。第３図は、本考案を自動
車用空調装置の風量制御装置に適用した場合の一
例を示す概略図であり、第４図は、第３図におけ
る制御回路の一例を示す回路図であり、第５図
は、第４図における無安定マルチバイブレータの
充電抵抗としての可変抵抗器の抵抗値と操作レバ
ーの移動量との関係を示す図であり、第６図はそ
の無安定マルチバイブレータの出力信号の波形例
を示すものであつて、Ａ，Ｂ，ＣおよびＤはそれ
ぞれ操作レバーの移動量が０、小、大および最大
のときに対応する出力信号の波形を示すものであ
る。 TR２，TR４：トランジスタ、VR４，VR６：
可変抵抗、Ｒ６：保護抵抗、Ｃ６，Ｃ８：充電コ
ンデンサ、Ｃ１０：バイパスコンデンサ、４：パ
ワートランジスタ、６：ブロワモータ、８：空気
供給装置、１０：吹出口、１２：ダクト、１４：
送風用フアン、１６：制御回路、１８：無安定マ
ルチバイブレータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 無安定マルチバイブレータからの出力信号を
   所定の増幅手段にて増幅してブロワモータに入
   力することにより、該ブロワモータの回転数を
   無段階調節せしめ、車室内に強制的に送り出さ
   れる空気量を制御するようにした装置にして、
   該無安定マルチバイブレータの二つの充電抵抗
   をそれぞれ可変抵抗器にて構成すると共に、該
   二つの可変抵抗器の抵抗値の増減を互いに逆と
   なして、前記出力信号の周波数を実質的に変え
   ることなく、そのデユーテイ比が変化するよう
   に為す一方、該無安定マルチバイブレータの二
   つのトランジスタの入力に対し、それぞれ前記
   充電抵抗とは別個に、所定の保護抵抗を設けた
   ことを特徴とする車両用空調装置の風量制御装
   置。 (2) 前記無安定マルチバイブレータからの出力信
   号の出力ラインに高周波成分除去用のバイパス
   コンデンサが接続されていることを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の風量制御
   装置。