JPS631480B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電動送風機の制御装置に係り、特に車
両用空調装置に好適な電動送風機の制御装置に関
する。

本発明の目的は送風機駆動用電動機の制御回路
の出力トランジスタを含む制御回路素子を効果的
に冷却するようにした電動送風機の制御装置を提
供するにある。

本発明の特徴は電動送風機のフアン周囲を囲む
フアンスクロールに穴を開け、該穴を送風機駆動
用電動機の制御回路素子を配設した制御回路基板
で覆うようにして取付けると共に、制御回路基板
の風道側に取付脚を延設し、該取付脚の端部に出
力トランジスタを固設した放熱板を取付け、もつ
て送風機の送風通路内に出力トランジスタを臨ま
せ、制御装置の取付シール性を上げて出力トラン
ジスタを同時に冷却できるようにした点にある。

以下本発明を自動車用空気調和装置に用いられ
る電動送風機に利用した一実施例を詳説する。

第１図において電動機Ｍは出力トランジスタ９
のエミツタ、コレクタを介して直流電源Ｅに直列
に接続され、三者で閉回路を構成している。

１と２は差動増幅器を構成する制御トランジス
タでエミツタは共通の抵抗３を介して電線ｄに接
続されている。

前記制御トランジスタ１のコレクタは電流制限
用抵抗１２を介して前記出力トランジスタ９のベ
ースに接続され、他の制御トランジスタ２のコレ
クタは逆流防止用ダイオード１０を介して前記出
力トランジスタ９のコレクタに接続されている。

前記制御トランジスタ１と２のベースは差動増
幅器の入力端子を形成している。ポテンシヨメー
タ５と固定抵抗１１とは電源端子間に直列に接続
され、電源電圧の分圧回路を構成している。

前記ポテンシヨメータ５に並列に接続されたツ
エナーダイオード４はポテンシヨメータ５の両端
の電圧を定電圧にし、ポテンシヨメータ５の摺動
端子ｂに接続された制御トランジスタ１のベー
ス、即ち差動増幅器の一方の入力端に定電圧が加
わるように働く。

半固定抵抗６とダイオード７及び可変抵抗８の
直列回路は電動機の端子電圧を分圧する分圧回路
を構成し、半固定抵抗６とダイオード７との接続
点ｃに接続された制御トランジスタ２のベース、
即ち差動増幅器のもう一方の入力端に、電動機の
端子電圧の変動分が加わるように構成されてい
る。

一方点線で示した可変抵抗器８は外部の調整機
構（図示せず）によつて調整され、制御トランジ
スタ２のベース電位を設定する。

１３は操作スイツチ、１４は逆流防止用ダイオ
ードで、電動機Ｍが電源に直接接続されるのに対
し、制御回路Ａはスイツチ１３、ダイオード１４
を介して電源に接続される。

これは、電動機Ｍの大きな電流を直接スイツチ
１３で切るより、制御回路側の微小電流を切るよ
うにした方が、スイツチ１３の容量を小さくで
き、寿命がのびるからである。

制御回路Ａは一枚の基板上に配線された差動増
幅器を構成する制御トランジスタ１，２と、これ
とは別体に構成した可変抵抗器８等とからなり、
出力トランジスタと組合わせて、送風機のフアン
スクロール内側に臨むように固定されている。

前記可変抵抗器８は、車室内のインストルメン
トパネル部に取付けられる空調機用コントロール
ボツクスに設置され、手動レバーあるいはパワー
サーボ等の外部の調整機構によつてその量を調整
される。

ダイオード７と１０は、前記操作スイツチ１３
を切つたときに、電動機Ｍの慣性による回転で生
じた電流が制御トランジスタ２のベース、エミツ
タ及びコレクタ、エミツタを介して逆流し、ある
いはａ点を経て制御トランジスタ１のエミツタベ
ースに流れ、該制御トランジスタ１のエミツタ、
コレクタ電流が流れて出力トランジスタ９を作動
させるのを防止するものである。

コンデンサ１５はノイズ消去用で、電源Ｅにの
つてきたノイズが増幅されて出力トランジスタ９
の出力がパルス状に変動するのを防止するもので
ある。

電源電圧は車両のバツテリであるから一般に
12Vであるため、この電圧を分圧してツエナーダ
イオード４で6Vの基準電源を得る。

前記可変抵抗器８の最小値は零、最大値は1k
Ωで、可変抵抗器の値をこの最小値に調整した状
態で、ポテンシヨメータ５を摺動させて制御トラ
ンジスタ１のベースに2Vの電圧が加わるように
調整し制御トランジスタ１へ分流する電流を最小
になるようにして抵抗５を固定するようにしてい
る。

逆に可変抵抗器８の値を最大にしたとき、制御
トランジスタ２のベースに10Vの電圧が加わるよ
うに半固定抵抗６を調整し、制御トランジスタ１
へ分流する電流が最大になるようにして抵抗６を
固定する。

第２図は可変抵抗器８の値R₈を零から1kΩま
で比例的に変えて行つた時の出力トランジスタ９
のベース電流I_Bの変化、同コレクタ、エミツタ間
の電圧V_CEの変化、電動機の端子電圧V_Mの変化、
電動機を流れる電流（出力トランジスタのコレク
タ電流）I_M及び出力トランジスタ２のコレクタ電
流I₂の変化をそれぞれ示す。15V、12V、10Vの
各パラメータは電源電圧を示す。

前述の様にして調整すると、電源電圧が12Vの
ときは、可変抵抗器８の比例的変化によつて制御
トランジスタ２のコレクタ電流が曲線I₂で示す如
く変化するので出力トランジスタ９のベース電流
は曲線I_Bの如く変化し、出力トランジスタのI_B−
I_C特性に従つて増幅されたコレクタ電流（電動機
電流I_M）は曲線I_M（12V）に示される如く、2Aか
ら約15Aまで略比例的に変化する。

一方、出力トランジスタ９のエミツタ、コレク
タ間の電圧降下が、電流I_Mの変化に従つて曲線
V_CE（12V）で示す如く、略10Vから略2Vまでマ
イナスの傾きを持つて比例的に変化するので、電
動機の端子電圧V_Mは曲線V_Mに示す如く電圧降下
V_CEとちようど逆の傾き、即ち正の傾きをもつて
比例的に変化する。

電動機の回転数は電動機の誘起起電力（電動機
の端子電圧から巻線抵抗による電圧降下分を引い
たもの）に比例するから、結局、実施例のように
構成すれば、可変抵抗器８の値を比例的に変化さ
せることによつて電動機の回転数を比例的に且つ
連続的に変化させることができる。

第３図は、前記制御回路Ａを組込んだ回路用ケ
ース組体を示すもので、２０は椀状のケースで内
側に段部２０１を有し、制御回路基板２１はこの
段部に支持される。

該制御回路基板２１のケース開口側面上には前
述した差動増幅器部を構成する素子等が配設され
る。前記した微調整用ポテンシヨメータは、制御
回路基板２１に配設固定され、ケース２０に設け
た小孔５１，６１を介して、外部から調整つまみ
を回わせるように構成されている。

３０は制御回路基板を貫通するボールト３０２
と、ナツト３０１により固定された脚で、該脚の
まわりは円筒絶縁物３０３で被覆されている。こ
の脚は制御回路板上に２本植設されており、前記
ケース２０の開口側に延設されている。

前記脚３０の他端には断面略Ｕ字状の放熱板４
０と該放熱板の内側に重ねて配置される断面略Ｕ
字状の放熱板４１と、その両翼の間の底部上に重
ねられて配置されたトランジスタ９のフランジ部
９１とが座金３０４を介して取付け固定されてい
る。

９２は出力トランジスタ９の端子で、制御回路
基板２１まで延びている。２５は前記ケース２０
の底部外側に固定されたコネクタ取付板で、電動
機Ｍとの接続リード線２６、可変抵抗器８との接
続コネクタ２７が、ねじ２８で取付け固定されて
いる。

この板２５と前記ケース２０には前記コネクタ
２７と制御回路基板２１とを接続するリード線の
通し孔（図示せず）が形成されている。

２０２はケース組立をフアンスクロールに取付
け固定する為のねじ穴で開口つば部に形成されて
いる。一方、フアンスクロール３５は第４図に示
す如く形成されている。

３６は電動機取付挿入用穴で、穴のまわりには
ねじ金具３９がモールド固定されている。

３７は空気導入用通口で、電動機取付挿入用穴
３６に対応してスクロール３５の側面中心に形成
されている。

３８はスクロール側面に突設したリブで、電動
機のブラケツトを案内する役目を持つている。

４５は回路用ケース組体を取付ける穴で、第３
図に示した回路ケース組体を放熱板４０側からス
クロール内部に挿入すると前記ケース２０のフラ
ンジ部が、スクロール壁４７に当接し、ケース２
０のフランジ部に設けたねじ穴２０２とスクロー
ル壁４７に設けたねじ穴４８とが対応する位置に
くるから、これをねじ止めしてケース組体をスク
ロール側壁に取付ける。この取付はスクロールの
側面に限らず、上面でもまた下面でもよい。

３５１は、スクロール３５の吹出口である。

第５図、第６図に制御回路板ケース組体及び電
動機をスクロール３５に取付けた状態を示す。

１３０は電動機で、その外周に弾性ゴム１２３
を介してブラケツト１２１が固定されている。

電動機の軸端にはフアン１３１が固定されてい
て、フアンをスクロール３５の側面の穴から内部
へ挿入して、ブラケツト１２１を第４図に示すね
じ金具３９の部分にねじ止めする。このとき、リ
ブ３８はブラケツト１２１の外形に合わせてある
ので、ブラケツト１２１をリブ側に押しつけると
ちようど、前記ねじ金具３９とブラケツト１２１
のねじ穴とが対応する位置にくるように働き、電
動機１３０の組付け作業をやりやすくしている。

前記リブ３８の部分にねじ４９で固定されたケ
ース２０内の制御回路は、リード線２６、コネク
タ２９を介して電動機１３０と電気的に接続さ
れ、一方コネクタ２７は図示しないリード線によ
りインストルメントパネル側の可変抵抗器８と接
続される。

スクロール３５の吹出口側から送風機の内部を
見ると、（第６図参照）スクロール側面から放熱
板４０，４１が通風路１２０に突出しているが、
放熱板４０，４１の両翼は風の流れに沿うように
配設され、通風抵抗を増すことのないように留意
されている。

通風路１２０に突出しているのは放熱板４０，
４１とこれに取付けられた出力トランジスタ９だ
けであるが、放熱板４０の背面を流れる風は回路
素子を固定した制御回路基板２１の表面も冷却す
る。

実施例では、ケース２０と制御回路基板２１及
び放熱板４０を含む出力トランジスタ９が一体に
組合されるので部品点数が多いにもかかわらず組
付管理が楽である。

第１図にもどつて、スイツチ１３がONされる
と、抵抗３を介して制御トランジスタ１と２とに
電流が流れる。

インストルメントパネルに設けた可変抵抗器８
を操作すると、第２図の曲線I₂に沿つて制御トラ
ンジスタ１のコレクタ電流が変化し、それに伴つ
て制御トランジスタ２の電流は曲線I_Bに沿つて変
化する。

その結果出力トランジスタ９のコレクタ電流、
即ち電動機電機子電流I_Mは第２図の曲線I_Mに沿つ
て調整され、電動機端子電圧V_Mは連続的に変え
ることができるので回転数を無段階に調整でき
る。

しかも可変抵抗器８の比例変化に対応して比例
的に回転数を調整でき、なめらかな回転数制御が
行われる。

その時、出力トランジスタ９のエミツタ、コレ
クタ電圧と電機子電流I_Mとの積に比例した熱がエ
ミツタ・コレクタ接合部に発生し、この熱は、出
力トランジスタ９のベース、コレクタ電流特性を
変化させて、前述した可変抵抗８の変化に対する
電動機端子電圧との比例関係をくずす恐れがあ
る。

しかし本実施例では、出力トランジスタ９がフ
アンの風によつて冷却されている為、上記温度に
よる影響を打消することができる。

即ち、電動機の端子電圧が上昇するに従つて、
比例的に電機子電流が増大する一方、出力トラン
ジスタのコレクタ電圧は比例的に減少してその積
は、端子電圧が７〜８ボルトの間で最大となり、
この時トランジスタ接合部の温度は120度を越え
る。

しかるに、フアンの回転も電動機端子電圧の上
昇と共に比例的に増大し、その冷却効果も比例的
に増加し、この冷却効果は出力トランジスタ９の
ベース、コレクタ電流特性の変化を妨げるように
作用し、両者が互いに打消し合つて、全電流領域
において可変抵抗８と電動機端子電圧V_Mとの間
になめらかな比例関係を生ずる。

又、微調整用のポテンシヨメータ５，６は、スク
ロール３５に取付けたケース２０の外部から調整
できるようになつているから、電動機の調整の作
業能率が向上する。

更に、送風機と制御回路とが組付けられた状態
で梱包できるので、梱包作業の能率も改善され
る。

特に本発明では、制御回路板のシール性を考慮
しながら取付、出力トランジスタと制御トランジ
スタをバランスして冷却するように構成されてい
るため、冷却性が極めて良好となる。

又、フアンからの風は自動車用空気調和装置に
おいてはもつとも温度的に安定した風であり、即
ち、外気か、空気調和された内気かのどちらかが
通るところであり、外気の場合極端に高い場合
や、低い場合は内気導入に切換えられるし、一方
内気は一旦空調された空気であるから平均的な温
度となつており、そうした意味で非常に安定して
いる。

その為、制御回路の差動増幅回路部が極端な温
度変化を受けないので、安定した制御特性が得ら
れると共に、熱変動による素子の劣下が少ない利
点がある。

以上説明したように本発明によれば、フアン駆
動用電動機の制御回路を送風機のスクロールに臨
設して取付けると共に、制御回路基板と放熱板と
のわずかなすき間より間接風を導入してあるため
出力トランジスタだけでなく、制御トランジスタ
も冷却され、両者の冷却が適度にバランスして行
われる。又制御回路基板で微風も完全にシールさ
れるので高性能の電動送風機の制御装置が提供さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した自動車用空気調和装
置の送風機速度制御回路を示す回路図、第２図は
この送風機の運転特性を示すグラフ、第３図は制
御回路を取付ける為のケース組体の構成を示す図
面、第４図はケース組体を取付ける送風機のスク
ロールを示す図面、第５図は送風機スクロールに
電動機と、制御回路のケース組体とを取付けたと
ころを示す図面、第６図は送風機の吹出口側から
見た図である。 Ｍ，１３０……送風機駆動用電動機、Ａ……制
御回路、５……ポテンシヨメータ、６……半固定
抵抗、８……可変抵抗、９……出力トランジス
タ、２０……椀状ケース、２１……制御回路基
板、４０，４１……放熱板、３５……スクロー
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内側に段部を形成し、開口側つば部をフアン
   スクロールの穴の周囲に固定した椀状のケース
   と、前記段部に気密的に固定され、上面に回路素
   子を配設した制御回路基板と、該制御回路基板に
   植設固定され、前記フアンスクロールの通風路に
   向けて延設された複数本の取付脚と、該取付脚の
   先端に、両翼が冷却風の流れに沿うように配置固
   定された断面略Ｕ字状の放熱板と、該放熱板の底
   部に固設された出力トランジスタとから構成され
   ていることを特徴とする電動送風機の制御装置。