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JP2005289243A - Air volume control module for air-conditioner of automobile - Google Patents

Air volume control module for air-conditioner of automobile Download PDF

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JP2005289243A
JP2005289243A JP2004108657A JP2004108657A JP2005289243A JP 2005289243 A JP2005289243 A JP 2005289243A JP 2004108657 A JP2004108657 A JP 2004108657A JP 2004108657 A JP2004108657 A JP 2004108657A JP 2005289243 A JP2005289243 A JP 2005289243A
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JP
Japan
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circuit board
control module
volume control
power transistor
air volume
Prior art date
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Application number
JP2004108657A
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Japanese (ja)
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Michinori Hatada
道則 畑田
Shigeki Yagi
茂樹 八木
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact air volume control module for an air-conditioner of an automobile which need not any die, and manufactured at low cost. <P>SOLUTION: A porcelain-clad substrate 27 is used for a circuit substrate 22, and a heat radiation plate 23 formed of a metallic plate is used for a heat radiation member to cool a power transistor 24 mounted on the circuit substrate 22. A base housing 25 has a connector mounting part 25b which is hollow and opened downwardly. The circuit substrate 22 is mounted on the base housing 25 so as to expose an upper portion thereof with the power transistor 24. The heat radiation plate 23 is mounted on the circuit substrate 22 so as to be brought into surface contact with the body part of the power transistor 24. Since a metallic plate is used for the heat radiation member, the air volume control module is compact compared with a heat sink having a plurality of fins, unnecessary for any die, and manufactured at low cost. The power transistor 24 is directly cooled with air, and excellent cooling effect can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、パワートランジスタを実装した回路基板、及びパワートランジスタの放熱を行う放熱部材を備え、ブロワの通風路に設置される自動車空調機用風量制御モジュールに関する。   The present invention relates to a circuit board on which a power transistor is mounted, and an air volume control module for an automobile air conditioner that includes a heat radiating member that radiates heat from the power transistor and is installed in a ventilation passage of a blower.

自動車の空調機の風量を調整する風量制御モジュールは、パワートランジスタを実装した回路基板を備え、ブロワモータの電気回路に直列に設置されて、ブロワモータの回転数を制御するために使用される。図５は自動車の空調機ユニットを模式的に示すもので、１はブロワファン１ａ及びこれを駆動するブロワモータ１ｂを備えたブロワユニット、３は風量制御モジュール、４は熱交換機である。風量制御モジュール３は、ブロワユニット１の近傍やダクト５内等の通風路に設置され、パワートランジスタで発生する熱を放熱部３ａから逃がすことによりパワートランジスタを冷却しながら使用される。３ｂはワイヤハーネスのコネクタを装着するコネクタ装着部である。矢印は風の流れを示す。   An air volume control module for adjusting the air volume of an automobile air conditioner includes a circuit board on which a power transistor is mounted, and is installed in series with an electric circuit of a blower motor to be used for controlling the rotational speed of the blower motor. FIG. 5 schematically shows an air conditioner unit of an automobile, wherein 1 is a blower unit including a blower fan 1a and a blower motor 1b for driving the blower fan 1a, 3 is an air volume control module, and 4 is a heat exchanger. The air volume control module 3 is installed in the ventilation path such as in the vicinity of the blower unit 1 or in the duct 5, and is used while cooling the power transistor by releasing heat generated in the power transistor from the heat radiating portion 3a. 3b is a connector mounting portion for mounting the connector of the wire harness. Arrows indicate wind flow.

図６に従来の自動車空調機用風量制御モジュール１１を示す。この風量制御モジュール１１は、風量制御用の電子部品及びワイヤハーネスのコネクタと接続するための金属端子片１７を取り付けた回路基板１２を、放熱用の複数枚のフィン１３ａを持つヒートシンク１３の底面ａ（図では上面：フィン１３ａと反対側の面を底面と呼ぶ）に間隔をあけて取り付け、回路基板１２の下面に、リード１４ａを直角に折り曲げる形で実装したパワートランジスタ１４の本体部（パッケージ部）を、ヒートシンク１３の底面に固定ネジ１６により面接触状態で固定し、回路基板１２や金属端子片１７等を囲むプラスチックのケースであるベースハウジング１５を、ヒートシンク１３の底面に固定している。この風量制御モジュール１１は、風がヒートシンク１３のフィン１３ａ間を通るような向きで、取り付けられる。
回路基板１２はヒートシンク１３に設けた突出部１３ｂに取り付けられている。ベースハウジング１５の金属端子片１７を収容する中空部分は、ワイヤハーネスのコネクタを装着するコネクタ装着部１５ａを構成する。一般に、ヒートシンク１３にはアルミ材が使用され、回路基板１２にはガラスエポキシ基板が使用されている。ヒートシンク１３は、放熱性と設置スペースの要求から、形状は多種多様である。なお、回路基板１２の金属端子片１７は上面から見て縦横に２つずつ並ぶ態様で４つ取り付けられている。また、１８は回路基板１２の回路に接続された温度ヒューズであり、前記固定ネジ１６で一端を固定されたヒューズ押さえ１９の他端側で押さえられている。また、２０は回路基板１２に実装された電子部品を示す。
実開平５−４３５５２号 実開平７−３１０２号 FIG. 6 shows a conventional air volume control module 11 for an automobile air conditioner. The air volume control module 11 is configured such that a circuit board 12 to which a metal terminal piece 17 for connection with an electronic component for air volume control and a connector of a wire harness is attached is attached to a bottom surface a of a heat sink 13 having a plurality of fins 13a for heat dissipation. (In the figure, the upper surface: the surface opposite to the fin 13a is referred to as the bottom surface). The power transistor 14 is mounted on the lower surface of the circuit board 12 with the leads 14a bent at a right angle (package portion). ) Is fixed to the bottom surface of the heat sink 13 in a surface contact state with a fixing screw 16, and a base housing 15, which is a plastic case surrounding the circuit board 12, the metal terminal piece 17, and the like, is fixed to the bottom surface of the heat sink 13. The air volume control module 11 is attached in such a direction that the wind passes between the fins 13 a of the heat sink 13.
The circuit board 12 is attached to a protrusion 13 b provided on the heat sink 13. The hollow portion that accommodates the metal terminal piece 17 of the base housing 15 constitutes a connector mounting portion 15a for mounting the connector of the wire harness. Generally, an aluminum material is used for the heat sink 13 and a glass epoxy substrate is used for the circuit board 12. The heat sink 13 has a wide variety of shapes due to requirements for heat dissipation and installation space. Four metal terminal pieces 17 of the circuit board 12 are attached in such a manner that two metal terminal pieces 17 are arranged vertically and horizontally as viewed from above. Reference numeral 18 denotes a thermal fuse connected to the circuit of the circuit board 12 and is held by the other end of the fuse presser 19 having one end fixed by the fixing screw 16. Reference numeral 20 denotes an electronic component mounted on the circuit board 12.
Utility Kaihei 5-43552 Utility Kaihei 7-3102

上記従来の風量制御モジュール１１は、放熱部材であるヒートシンク１３が複数枚のフィン１３ａを持つ特殊な形状であるため、これを製造する金型の費用が特に高く、コストアップの要因になっている。
また、複数枚のフィン１３ａを持つヒートシンク１３の体積は大きく、設置スペース上の制約がある。また、輸送に占める１個あたりの占有体積が大きいため、輸送効率が悪いという問題もある。
また、部品として上記の通り、回路基板１２、ヒートシンク１３、パワートランジスタ１４、ベースハウジング１５、固定ネジ１６、電子部品２０が必要であり、また金属端子片１７が必要であり、さらに、従来手作業で設置している別部材の温度ヒューズ１８及び温度ヒューズ押さえ１９等が必要で、部品点数が多いため、部品点数を削減して安価に製造できるようにすることが望まれている。 The conventional air volume control module 11 has a special shape in which the heat sink 13 serving as a heat radiating member has a plurality of fins 13a. Therefore, the cost of a mold for manufacturing the heat sink 13 is particularly high, which causes an increase in cost. .
Moreover, the volume of the heat sink 13 having a plurality of fins 13a is large, and there is a restriction on installation space. In addition, since the occupied volume per piece in transportation is large, there is also a problem that transportation efficiency is poor.
Further, as described above, the circuit board 12, the heat sink 13, the power transistor 14, the base housing 15, the fixing screw 16, the electronic component 20 are necessary, and the metal terminal piece 17 is necessary. The temperature fuse 18 and the temperature fuse retainer 19 which are separate members installed in the above are required and the number of parts is large. Therefore, it is desired to reduce the number of parts so that they can be manufactured at low cost.

本発明は上記従来の欠点を解消するためになされたもので、金型が不要で安価に製造することができ、また部品点数が削減されてこの点でも安価に製造することができ、さらに、コンパクト化が図られて取り付けスペースを小さくしかつ輸送効率を向上させることができる自動車空調機用風量制御モジュールを提供することを目的とする。   The present invention was made to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks, can be manufactured at low cost without the need for a mold, and can be manufactured at low cost in this respect because the number of parts is reduced. An object of the present invention is to provide an air volume control module for an automobile air conditioner that can be made compact to reduce the installation space and improve the transportation efficiency.

上記課題を解決する本発明は、パワートランジスタを実装した回路基板と、この回路基板に設けた端子へのコネクタ装着部を持つベースハウジングと、前記パワートランジスタの放熱を行う放熱部材とを備えた自動車空調機用風量制御モジュールであって、
回路基板としてホーロー基板に導体ペーストを塗布し焼成して回路を形成した回路基板を用い、この回路基板を、端子を形成したその下部がベースハウジング内に収容されるようにベースハウジングに取り付け、金属平板からなる放熱板を、ベースハウジングの外で回路基板に対向させて平行に設けかつ回路基板のベースハウジング外の部分に実装されたパワートランジスタの本体部に面接触させたことを特徴とする。 The present invention for solving the above-described problems is an automobile including a circuit board on which a power transistor is mounted, a base housing having a connector mounting portion to a terminal provided on the circuit board, and a heat radiating member that radiates heat from the power transistor. An air volume control module for an air conditioner,
As a circuit board, a circuit board is formed by applying a conductive paste to a hollow substrate and firing to form a circuit. The circuit board is attached to the base housing so that the lower part where the terminals are formed is accommodated in the base housing, A heat sink made of a flat plate is provided in parallel to be opposed to the circuit board outside the base housing and is in surface contact with the main body of the power transistor mounted on the circuit board outside the base housing.

請求項２は、請求項１において、放熱板を回路基板に固定したことを特徴とする。
請求項３は、請求項１又は２において、放熱板を、当該放熱板と回路基板とでパワートランジスタの本体部を挟み付けるようにして、ネジで回路基板に固定したことを特徴とする。 A second aspect is characterized in that, in the first aspect, the heat radiating plate is fixed to the circuit board.
A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect, the heat radiating plate is fixed to the circuit board with screws so that the main body portion of the power transistor is sandwiched between the heat radiating plate and the circuit board.

請求項４は、請求項１〜３において、回路基板の回路の途中に、面実装型の温度ヒューズを設けたことを特徴とする。
請求項５は、請求項１〜３において、回路基板の回路の途中に、導電ペーストで形成したヒューズベース上にヒューズはんだを設置した温度ヒューズを設けたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects, a surface mount type thermal fuse is provided in the middle of the circuit of the circuit board.
A fifth aspect of the present invention is characterized in that, in the first to third aspects, a thermal fuse in which a fuse solder is installed on a fuse base formed of a conductive paste is provided in the circuit of the circuit board.

本発明の自動車空調機用風量制御モジュールにおいて、パワートランジスタに発生した熱は、金属平板である放熱板に伝わり、その表面から逃げて、冷却される。
この風量制御モジュールによれば、放熱板が単なる１枚の金属平板であっても、従来ベースハウジング内に収容されていた発熱源であるパワートランジスタがベースハウジングの外に配置されて風が当たり、その風による直接的な冷却もなされるので、良好な放熱効果が得られる。また、金属平板に直接パワートランジスタを取り付けるので、放熱効率が良好である。これにより、従来のヒートシンクと同等ないしそれ以上の放熱効果が得られる。 In the air volume control module for an automotive air conditioner of the present invention, heat generated in the power transistor is transmitted to the heat radiating plate which is a metal flat plate, escapes from the surface and is cooled.
According to this air volume control module, even if the heat radiating plate is merely a single metal flat plate, the power transistor, which is a heat source that has been conventionally accommodated in the base housing, is arranged outside the base housing and wind is applied. Since direct cooling by the wind is also performed, a good heat dissipation effect can be obtained. Further, since the power transistor is directly attached to the metal flat plate, the heat dissipation efficiency is good. Thereby, the heat dissipation effect equivalent to or higher than that of the conventional heat sink can be obtained.

放熱部材として用いる金属平板は、アルミ板や銅板や鉄板など、市販の標準材を使用することができるので、コストを安くできる。特に、金型で製造する必要のある従来のヒートシンクと比べて、製品コストを大幅に下げることができる。   Since the metal flat plate used as the heat radiating member can use a commercially available standard material such as an aluminum plate, a copper plate, or an iron plate, the cost can be reduced. In particular, the product cost can be greatly reduced as compared with a conventional heat sink that needs to be manufactured by a mold.

放熱部材として金属平板を使用するため、ヒートシンクと比べて体積が著しく小さくなり、コンパクト化が図られる。これにより、風量制御モジュールの空間的な設置スペースを小さくすることができ、また、輸送効率も向上する。また、放熱板が平板状であるからべースハウジングの幅を小さくすることができ、このためブロワユニットヘの平面的な取付け寸法を小さくできる。
また、ベースハウジングは、回路基板の下部のみを収容すればよいので、回路基板全体を収容する従来のベースハウジングと比べて、コンパクトになる。 Since a metal flat plate is used as the heat dissipating member, the volume is remarkably smaller than that of the heat sink, and the size can be reduced. Thereby, the spatial installation space of the air volume control module can be reduced, and the transportation efficiency is also improved. Further, since the heat radiating plate has a flat plate shape, the width of the base housing can be reduced, so that the planar mounting dimension to the blower unit can be reduced.
Further, since the base housing only needs to accommodate the lower part of the circuit board, it is more compact than a conventional base housing that accommodates the entire circuit board.

また、ワイヤハーネスのコネクタが接続される端子が回路基板自体に形成されているので、従来回路基板に取り付けていた別部材の金属端子片が不要となる。これにより、部品点数が削減され、回路基板が簡潔な構造となり、また、回路基板の組み立てや取り扱いが容易になる。   Further, since the terminal to which the connector of the wire harness is connected is formed on the circuit board itself, a separate metal terminal piece attached to the conventional circuit board becomes unnecessary. Thereby, the number of parts is reduced, the circuit board has a simple structure, and the circuit board can be easily assembled and handled.

請求項２によれば、放熱板が回路基板に固定されるので、ベースハウジングを、放熱部材を別途取り付け可能な構造とする必要がなく、ベースハウジングの構造が簡略化される。その場合、請求項３のように、パワートランジスタを挟持する形で放熱板を回路基板に固定ネジで固定すると、構造が特に簡潔になり適切である。   According to the second aspect, since the heat radiating plate is fixed to the circuit board, the base housing does not need to have a structure to which the heat radiating member can be separately attached, and the structure of the base housing is simplified. In that case, if the heat dissipation plate is fixed to the circuit board with a fixing screw so as to sandwich the power transistor, the structure is particularly simple and appropriate.

請求項４あるいは請求項５のように、回路基板の回路の途中に面実装型の温度ヒューズあるいはヒューズはんだによる温度ヒューズを設置する場合、ヒューズ押さえが不要となるので、部品点数が削減される。また、抵抗やコンデンサの実装と一緒に一度に機械で設置することができるので、別途手作業で設置する部品としての温度ヒューズが不要となり、回路基板の作製の能率が向上する。   When a surface mount type thermal fuse or a thermal fuse using a fuse solder is installed in the circuit of the circuit board as in the fourth or fifth aspect, the fuse holder is not required, so the number of parts is reduced. Further, since it can be installed by a machine together with the mounting of a resistor and a capacitor, a thermal fuse as a part to be manually installed becomes unnecessary, and the efficiency of circuit board production is improved.

以下、本発明を実施した自動車空調機用風量制御モジュールについて、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an air volume control module for an automobile air conditioner embodying the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明の一実施例の自動車空調機用風量制御モジュール２１を示すもので、（イ）は正面断面図、（ロ）は平面図、図２は図１（イ）のＡ−Ａ断面図である。同図において、２２は自動車空調機の風量制御回路を形成した回路基板、２３は金属平板からなる放熱板、２４は回路基板２２に実装されたパワートランジスタ、２５はベースハウジングである。   FIG. 1 shows an air volume control module 21 for an automobile air conditioner according to an embodiment of the present invention. (A) is a front sectional view, (B) is a plan view, and FIG. It is sectional drawing. In the figure, 22 is a circuit board on which an air volume control circuit of an automobile air conditioner is formed, 23 is a heat radiating plate made of a metal flat plate, 24 is a power transistor mounted on the circuit board 22, and 25 is a base housing.

本発明では回路基板２２の基板として、鋼板等の金属板の表面にガラスを高温で融着させてガラス被覆を形成したホーロー基板２７を用いる。図３は回路２８を形成した回路基板２２の一例を示した拡大正面図で、この回路２８は、ホーロー基板２７に銀ペースト等の導体ペーストをスクリーン印刷し焼成して形成したものである。この回路基板２２には自動車空調機の風量制御回路が形成されており、図１、図２のようにパワートランジスタ２４を実装しており、さらに、面実装型の温度ヒューズ３２が実装され、異常時の保護を行うようになっている。但し、温度ヒューズ等を設けない場合もある。なお、３３は抵抗やコンデンサ等の電子部品であり、一例として示した。３４は電気絶縁や防水のための被覆であり、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等、電気絶縁性能、防水性能に合わせて選択されるが、金属酸化物等の充填材により熱伝導率を高めたものが望ましい。   In the present invention, a hollow substrate 27 in which a glass coating is formed by fusing glass on the surface of a metal plate such as a steel plate at a high temperature is used as the circuit board 22. FIG. 3 is an enlarged front view showing an example of the circuit board 22 on which the circuit 28 is formed. The circuit 28 is formed by screen-printing and baking a conductor paste such as silver paste on the enamel substrate 27. The circuit board 22 is formed with an air volume control circuit for an automobile air conditioner, and a power transistor 24 is mounted as shown in FIGS. 1 and 2, and a surface mount type thermal fuse 32 is mounted, which It is designed to protect time. However, there are cases where a thermal fuse or the like is not provided. Reference numeral 33 denotes an electronic component such as a resistor or a capacitor, which is shown as an example. 34 is a coating for electrical insulation and waterproofing, and is selected according to electrical insulation performance and waterproof performance, such as silicone resin and epoxy resin. desirable.

ベースハウジング２５はプラスチック製の中空状であり、上面部に前記回路基板２２を挿入する細長い矩形状の回路基板挿入口２５ａを持ち、下方がワイヤハーネスのコネクタを挿入するコネクタ装着部２５ｂとして開口している。また、上面部にダクト等に固定するための鍔部２５ｃを形成し、これに取付穴２５ｄをあけている。この風量制御モジュール２１は、ベースハウジング２５の前記取付穴２５ｄに通したネジで、ブロワユニット１内ないしダクト５（図５参照）等に固定することができる。
なお、ベースハウジング２５の材料としては、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリアミド＋ポリフェニレンオキサイド（ＰＡ＋ＰＰＯ）等のポリマーアロイ、あるいは、これらにタルク等充填材を混ぜたものを利用することができる。 The base housing 25 has a hollow shape made of plastic, has an elongated rectangular circuit board insertion port 25a for inserting the circuit board 22 on the upper surface portion, and opens below as a connector mounting portion 25b for inserting a connector of a wire harness. ing. Further, a flange portion 25c for fixing to a duct or the like is formed on the upper surface portion, and an attachment hole 25d is formed in this. The air volume control module 21 can be fixed to the inside of the blower unit 1 or the duct 5 (see FIG. 5) with screws passed through the mounting holes 25d of the base housing 25.
The material of the base housing 25 is a polyamide resin (PA), a polybutylene terephthalate resin (PBT), a polypropylene resin (PP), a polymer alloy such as polyamide + polyphenylene oxide (PA + PPO), or a filler such as talc. Can be used.

図３にも示すように、前記回路基板２２の下部は櫛歯状にされ、櫛歯の各歯に回路２８の一部である端子２８ａが形成されている。すなわち、この端子２８ａは、前述した導体ペーストのスクリーン印刷、焼成による回路２８の形成の際に同時に形成する。回路基板２２は、その下部がベースハウジング２５内に収容されるようにベースハウジング２５に取り付けられている。図示例では、回路基板２２を回路基板挿入口２５ａからベースハウジング２５内に差し込んだ時に、回路基板２２にあけた係合穴２２ａにベースハウジング２５の内部に設けた爪２５ｅが係合して、ベースハウジング２５に取り付けられるようになっている。回路基板２２の回路基板挿入口２５ａへの入口部周囲には、シリコーン樹脂等のシール材２６が充填されており、ブロワユニツト又はダクト内の水分やほこりが、回路基板２２と回路基板挿入口２５ａとの隙間からベースハウジング２５内に入らないようにシールしている。なお、シールしない構造も考えられる。
ベースハウジング２５は、上記の通り、回路基板２２の下部のみを収容するものなので、従来のベースハウジングと比べてコンパクトにできる。 As shown in FIG. 3, the lower portion of the circuit board 22 has a comb-tooth shape, and a terminal 28 a that is a part of the circuit 28 is formed on each tooth of the comb tooth. That is, the terminal 28a is formed at the same time as the circuit 28 is formed by screen printing and baking of the above-described conductor paste. The circuit board 22 is attached to the base housing 25 so that the lower part thereof is accommodated in the base housing 25. In the illustrated example, when the circuit board 22 is inserted into the base housing 25 from the circuit board insertion opening 25a, the claw 25e provided inside the base housing 25 is engaged with the engagement hole 22a formed in the circuit board 22, It can be attached to the base housing 25. A seal material 26 such as a silicone resin is filled around the entrance portion of the circuit board 22 to the circuit board insertion opening 25a, and moisture and dust in the blower unit or the duct are transferred to the circuit board 22 and the circuit board insertion opening 25a. Is sealed so as not to enter the base housing 25 from the gap. A structure that does not seal is also conceivable.
Since the base housing 25 accommodates only the lower part of the circuit board 22 as described above, the base housing 25 can be made more compact than a conventional base housing.

前記放熱板２３は矩形状の金属平板からなっている。放熱板２３として純アルミ板又はアルミ合金板を用いることができる。また、アルミ板に限らず、銅板、鉄板等の種々の金属平板を用いることができるが、熱伝導率の高いものが好ましい。
この放熱板２３は、当該放熱板２３と回路基板２２とでパワートランジスタ２４の本体部（パッケージ部）を挟み付けるようにして、固定ネジ３１で回路基板２２に固定されている。図示の固定ネジ３１はタッピンネジであり、回路基板２２及びパワートランジスタ２４を貫通して放熱板２３にねじ込まれる。図３の符号２２ｂは回路基板２２にあけた固定ネジ挿通穴を示す。パワートランジスタ２４は回路基板２２にリード２４ａが接続されて実装されているが、その本体部（パッケージ部分）は、放熱板２３に面接触している。
上記のように、放熱板２３が回路基板２２に固定されているので、ベースハウジング２５は、放熱部材を別途取り付け可能な構造とする必要がなく、ベースハウジング２５の構成が簡略化される。
なお、放熱板２３の回路基板２２への取り付けは、パワートランジスタ２４を貫通しない固定ネジで行ってもよい。また、ネジによらずに、放熱板２３と回路基板２２とを、両者が互いに係合する形状として、両者２２、２３間にパワートランジスタ２４が挟持される構造でもよい。また、放熱板２３は、実施例のように回路基板２２に取り付けるのが適切であるが、例えば、放熱板２３にあけた取付穴をベースハウジング２５側に設けた爪に係合させる等の構造によって、ベースハウジング２５に直接取り付けることも可能である。この場合でも、放熱板２３は、回路基板２２に対向させて平行に設け、かつ、パワートランジスタ２４の本体部に面接触させる。
また、放熱板２３は、金属平板からなるが、全体が平面状であることは必ずしも必要としない。例えば、回路基板２２への取り付け個所等との関係で、部分的に折り曲げた形状とすることも考えられる。 The heat radiating plate 23 is made of a rectangular metal flat plate. A pure aluminum plate or an aluminum alloy plate can be used as the heat sink 23. Moreover, although not only an aluminum plate but various metal flat plates, such as a copper plate and an iron plate, can be used, a thing with high heat conductivity is preferable.
The heat sink 23 is fixed to the circuit board 22 with fixing screws 31 so that the main body (package part) of the power transistor 24 is sandwiched between the heat sink 23 and the circuit board 22. The fixing screw 31 shown in the figure is a tapping screw and passes through the circuit board 22 and the power transistor 24 and is screwed into the heat sink 23. Reference numeral 22 b in FIG. 3 indicates a fixing screw insertion hole formed in the circuit board 22. The power transistor 24 is mounted on the circuit board 22 with the leads 24 a connected thereto, but its main body (package portion) is in surface contact with the heat sink 23.
As described above, since the heat radiating plate 23 is fixed to the circuit board 22, the base housing 25 does not need to have a structure to which a heat radiating member can be separately attached, and the configuration of the base housing 25 is simplified.
The heat sink 23 may be attached to the circuit board 22 with a fixing screw that does not penetrate the power transistor 24. Further, the power transistor 24 may be sandwiched between the heat sink 23 and the circuit board 22 so that they are engaged with each other without using screws. Further, it is appropriate that the heat radiating plate 23 is attached to the circuit board 22 as in the embodiment. It is also possible to attach directly to the base housing 25. Even in this case, the heat radiating plate 23 is provided in parallel to face the circuit board 22 and is in surface contact with the main body of the power transistor 24.
Moreover, although the heat sink 23 consists of a metal flat plate, it is not necessarily required that the whole is planar. For example, a partially bent shape may be considered in relation to an attachment location on the circuit board 22 or the like.

上記回路基板２２に設けた温度ヒューズ温度ヒューズ３２は面実装型の温度ヒューズであるが、図４に示すようなヒューズはんだによる温度ヒューズ３５を設けてもよい。この温度ヒューズ３５について説明すると、図４（イ）に示すように、ホーロー基板２７上の回路２８の途中に導電ペーストによるヒューズベース２８ｂを形成し、ヒューズベース２８ｂの近傍を除く基板回路面を回路保護用の保護ガラス２９で被覆した後、保護ガラス２９の開口２９ａ内のヒューズベース２８ｂの上に図４（ロ）、（ハ）に示すようにヒューズはんだ３０を設置する。ヒューズベース２８ｂは、溶融したはんだの中に溶け込み易い金属すなわちはんだ溶食現象を生じ易い金属のペーストで形成する。図示例のヒューズベース２８ｂは、左右の幅広部２８’ｂとそれをつなぐ細い幅狭部２８”ｂとからなっている。
何らかの異常でホーロー基板２７の温度が上昇した時、その熱でヒューズはんだ３０が溶融し、ヒューズベース２８ｂを溶食して消失させるとともに、溶融はんだが表面張力ないし界面張力で丸まった状態となることで、回路を遮断する。
この温度ヒューズ３５は、抵抗やコンデンサ等の他の電子部品と一緒に一度に機械により設置できる。したがって、このヒューズはんだによる温度ヒューズ３５、あるいは前述の面実装型の温度ヒューズ３２によれば、手作業で設置する従来の温度ヒューズ１８と比べて、回路基板の作製の能率が向上する。また、伴いヒューズ押さえも不要となるので、部品点数が削減される。 The thermal fuse 32 provided on the circuit board 22 is a surface mount type thermal fuse, but a thermal fuse 35 using fuse solder as shown in FIG. 4 may be provided. The thermal fuse 35 will be described. As shown in FIG. 4 (a), a fuse base 28b made of a conductive paste is formed in the middle of the circuit 28 on the enamel substrate 27, and the substrate circuit surface excluding the vicinity of the fuse base 28b is a circuit. After covering with the protective glass 29 for protection, a fuse solder 30 is installed on the fuse base 28b in the opening 29a of the protective glass 29 as shown in FIGS. The fuse base 28b is formed of a metal paste that easily dissolves in the molten solder, that is, a metal paste that easily causes a solder corrosion phenomenon. The illustrated fuse base 28b includes left and right wide portions 28'b and narrow narrow portions 28 "b connecting the wide portions 28'b.
When the temperature of the enamel substrate 27 rises due to some abnormality, the fuse solder 30 is melted by the heat, and the fuse base 28b is eroded and disappeared, and the molten solder becomes rounded by surface tension or interfacial tension. Shut off the circuit.
This thermal fuse 35 can be installed by a machine together with other electronic components such as a resistor and a capacitor. Therefore, according to the thermal fuse 35 using the fuse solder or the surface mount type thermal fuse 32 described above, the efficiency of the circuit board production is improved as compared with the conventional thermal fuse 18 that is manually installed. In addition, since the fuse presser is not necessary, the number of parts is reduced.

上記の風量制御モジュール２１において、放熱板２３が単なる１枚の金属平板であっても、従来ベースハウジング内に収容されていた発熱源であるパワートランジスタがベースハウジングの外に配置されて風が当たり、その風による直接的な冷却もなされるので、また、金属平板（放熱板２３）に直接パワートランジスタ２４を取り付けるので、放熱効率が良好であり、次に述べる試験結果の通り、従来のヒートシンクと同等ないしそれ以上の放熱効果が得られる。   In the air volume control module 21 described above, even if the heat radiating plate 23 is a simple metal flat plate, the power transistor, which is a heat source that has been housed in the base housing, is disposed outside the base housing and is exposed to the wind. Since the direct cooling by the wind is also performed, and the power transistor 24 is directly attached to the metal flat plate (heat radiating plate 23), the heat radiation efficiency is good. Equivalent or better heat dissipation effect can be obtained.

上記の風量制御モジュール２１における放熱板２３の冷却効果及びパワートランジスタ２４に直接風が当たることによる冷却効果は、金属平板である放熱板２３の厚み、面積、及び放熱板部を流れる風量により変わり、パワートランジスタ２４の温度は、これらの冷却効果とパワートランジスタ２４の発熱量によって決まる。放熱板２３としてアルミ板を用いて上記の風量制御モジュール２１を試作し、冷却効果を試験したが、表１に示す通り、パワートランジスタ２４に要求される冷却効果が得られることを確認した。
試作品の放熱板は、試料１が厚み３ｍｍ、試料２が厚み５ｍｍで、いずれも幅６５ｍｍ×高さ１００ｍｍの純アルミ板である。いずれも回路基板２２の被覆３４がない状態で試験した。また、パワートランジスタは市販品でその出力は５５Ｗである。ブロワ送風の風の温度は２６℃、風速は１３ｍ／秒である。比較例１は、この市販のパワートランジスタに装着されていたヒートシンクである。
パワートランジスタの温度上昇は、試料１では４２．２℃、試料２では３８．１℃という結果が得られた。これに対して、比較例のヒートシンクの場合の温度上昇が５１．９℃であった。試験に用いた国内製パワートランジスタのメーカー仕様は許容温度上昇が９０℃であり、許容温度以下である。なお、海外製品では雰囲気温度６０℃での許容温度上昇が１１５℃という例もあり、アルミ板からなる放熱板がパワートランジスタの放熱部材として有効であるといえる。 The cooling effect of the heat radiating plate 23 in the air flow control module 21 and the cooling effect due to direct air hitting the power transistor 24 vary depending on the thickness and area of the heat radiating plate 23 which is a metal flat plate, and the air flow flowing through the heat radiating plate portion. The temperature of the power transistor 24 is determined by these cooling effects and the amount of heat generated by the power transistor 24. The air volume control module 21 was prototyped using an aluminum plate as the radiator plate 23 and the cooling effect was tested. As shown in Table 1, it was confirmed that the cooling effect required for the power transistor 24 was obtained.
The heat sink of the prototype is a pure aluminum plate having a thickness of 65 mm and a height of 100 mm, with sample 1 having a thickness of 3 mm and sample 2 having a thickness of 5 mm. In either case, the test was performed without the coating 34 on the circuit board 22. The power transistor is a commercial product and its output is 55W. The temperature of the blower air is 26 ° C., and the wind speed is 13 m / sec. Comparative Example 1 is a heat sink that was mounted on this commercially available power transistor.
The temperature rise of the power transistor was 42.2 ° C. for sample 1 and 38.1 ° C. for sample 2. On the other hand, the temperature rise in the case of the heat sink of the comparative example was 51.9 ° C. The manufacturer's specifications for domestic power transistors used for the test show that the allowable temperature rise is 90 ° C., which is below the allowable temperature. In overseas products, there is an example in which the allowable temperature rise at an atmospheric temperature of 60 ° C. is 115 ° C., and it can be said that a heat radiating plate made of an aluminum plate is effective as a heat radiating member of the power transistor.

Figure 2005289243
Figure 2005289243

放熱部材（放熱板２３）として用いる金属平板は、アルミ板や銅板や鉄板など、市販の標準材を使用することができるので、コストを安くできる。特に、金型で製造する必要のある従来のヒートシンクと比べて、製品コストを大幅に下げることができる。
放熱部材（放熱板２３）として金属平板を使用するため、ヒートシンクと比べて体積が著しく小さくなり、コンパクト化が図られる。これにより、風量制御モジュールの空間的な設置スペースを小さくすることができ、また、輸送効率も向上する。また、放熱板が平板状であるからべースハウジングの幅を小さくすることができ、このためブロワユニットヘの平面的な取付け寸法を小さくできる。
また、ワイヤハーネスのコネクタが接続される端子２８ａが回路基板２２自体に形成されているので、従来回路基板に取り付けていた別部材の金属端子片が不要となる。これにより、部品点数が削減され、回路基板が簡潔な構造となり、また、回路基板の組み立てや取り扱いが容易になる。 Since the metal flat plate used as the heat radiating member (heat radiating plate 23) can use a commercially available standard material such as an aluminum plate, a copper plate or an iron plate, the cost can be reduced. In particular, the product cost can be greatly reduced as compared with a conventional heat sink that needs to be manufactured by a mold.
Since a metal flat plate is used as the heat dissipating member (heat dissipating plate 23), the volume is remarkably reduced as compared with the heat sink, thereby achieving a compact size. Thereby, the spatial installation space of the air volume control module can be reduced, and the transportation efficiency is also improved. Further, since the heat radiating plate has a flat plate shape, the width of the base housing can be reduced, so that the planar mounting dimension to the blower unit can be reduced.
Further, since the terminal 28a to which the connector of the wire harness is connected is formed on the circuit board 22 itself, a separate metal terminal piece attached to the conventional circuit board becomes unnecessary. Thereby, the number of parts is reduced, the circuit board has a simple structure, and the circuit board can be easily assembled and handled.

本発明の一実施例の自動車空調機用風量制御モジュールを示すもので、（イ）は正面断面図、（ロ）は平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The air volume control module for motor vehicle air conditioners of one Example of this invention is shown, (A) is front sectional drawing, (B) is a top view. 図１（イ）のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 回路基板の導体パターンを示した拡大正面図である。It is the enlarged front view which showed the conductor pattern of the circuit board. 回路基板に形成した温度ヒューズを説明するもので、（イ）はヒューズはんだを設置する前の状態の平面図、（ロ）はヒューズはんだを設置した後の温度ヒューズの平面図、（ハ）は（ロ）のＢ−Ｂ断面図である。The thermal fuse formed on the circuit board will be described. (A) is a plan view of the state before the fuse solder is installed, (b) is a plan view of the thermal fuse after the fuse solder is installed, (c) is It is BB sectional drawing of (b). 本発明及び従来例に共通の図で、自動車の空調機ユニットを模式的に示した図である。It is a figure common to this invention and a prior art example, and is the figure which showed typically the air conditioner unit of the motor vehicle. 従来の自動車空調機用風量制御モジュールの正面断面図である。It is front sectional drawing of the conventional air volume control module for motor vehicle air conditioners.

符号の説明Explanation of symbols

２１ 風量制御モジュール（自動車空調機用風量制御モジュール）
２２ 回路基板
２２ａ 係合穴
２２ｂ 固定ネジ挿通穴
２３ 放熱板
２４ パワートランジスタ
２４ａ リード
２５ ベースハウジング
２５ａ 回路基板挿入口
２５ｂ コネクタ装着部
２５ｃ 鍔部
２５ｄ 取付穴
２５ｅ 爪
２６ シール材
２７ ホーロー基板
２８ 回路
２８ａ 端子
２８ｂ ヒューズベース
２９ 保護ガラス
３０ はんだ
３１ 固定ネジ
３２、３５ 温度ヒューズ
３３ 電子部品
３４ 被覆 21 Air volume control module (Air volume control module for automobile air conditioners)
22 circuit board 22a engagement hole 22b fixing screw insertion hole 23 heat sink 24 power transistor 24a lead 25 base housing 25a circuit board insertion port 25b connector mounting part 25c flange part 25d mounting hole 25e claw 26 sealing material 27 enamel board 28 circuit 28a terminal 28b Fuse base 29 Protective glass 30 Solder 31 Fixing screw 32, 35 Thermal fuse 33 Electronic component 34 Covering

Claims (5)

パワートランジスタを実装した回路基板と、この回路基板に設けた端子へのコネクタ装着部を持つベースハウジングと、前記パワートランジスタの放熱を行う放熱部材とを備えた自動車空調機用風量制御モジュールであって、
回路基板としてホーロー基板に導体ペーストを塗布し焼成して回路を形成した回路基板を用い、この回路基板を、端子を形成したその下部がベースハウジング内に収容されるようにベースハウジングに取り付け、金属平板からなる放熱板を、ベースハウジングの外で回路基板に対向させて平行に設けかつ回路基板のベースハウジング外の部分に実装されたパワートランジスタの本体部に面接触させたことを特徴とする自動車空調機用風量制御モジュール。 An air volume control module for an automotive air conditioner, comprising: a circuit board on which a power transistor is mounted; a base housing having a connector mounting portion to a terminal provided on the circuit board; and a heat radiating member that radiates heat from the power transistor. ,
As a circuit board, a circuit board is formed by applying a conductive paste to a hollow substrate and firing to form a circuit. The circuit board is attached to the base housing so that the lower part where the terminals are formed is accommodated in the base housing, An automobile characterized in that a heat sink made of a flat plate is provided in parallel to face the circuit board outside the base housing, and is in surface contact with the main body of the power transistor mounted on the portion of the circuit board outside the base housing Air volume control module for air conditioners. 前記放熱板を回路基板に固定したことを特徴とする請求項１記載の自動車空調機用風量制御モジュール。   The air volume control module for an automobile air conditioner according to claim 1, wherein the heat radiating plate is fixed to a circuit board. 前記放熱板を、当該放熱板と回路基板とでパワートランジスタの本体部を挟み付けるようにして、ネジで回路基板に固定したことを特徴とする請求項１記載の自動車空調機用風量制御モジュール。   2. The air volume control module for an automobile air conditioner according to claim 1, wherein the heat radiating plate is fixed to the circuit board with a screw so that the main body of the power transistor is sandwiched between the heat radiating plate and the circuit board. 前記回路基板の回路の途中に、面実装型の温度ヒューズを設けたことを特徴とする請求項１〜３記載の自動車空調機用風量制御モジュール。   4. The air volume control module for an automotive air conditioner according to claim 1, wherein a surface mount type thermal fuse is provided in the circuit of the circuit board. 前記回路基板の回路の途中に、導電ペーストで形成したヒューズベース上にヒューズはんだを設置して構成した温度ヒューズを設けたことを特徴とする請求項１〜３記載の自動車空調機用風量制御モジュール。   4. The air volume control module for an automotive air conditioner according to claim 1, wherein a temperature fuse is provided in the circuit of the circuit board by installing a fuse solder on a fuse base formed of a conductive paste. .
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