(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路基板（２６）に設けられる温度ヒューズ装置において、
所定温度以上になると電気的な導通を遮断する温度ヒューズ部（４１）と、
前記電気回路基板（２６）の縁部（４４）に挟み込み自在なＵ字バネ形状を呈するクリップ部（４５）と、を有し、
前記温度ヒューズ部（４１）は、前記電気回路基板（２６）における電気回路の一部をなす第１端子（５１）上に溶融金属（１５）により接着可能な先端（４１ａ）と、前記クリップ部（４５）に連続して設けられ、前記第１端子（５１）との間に導通遮断部（５３）を有して設けられた第２端子（５２）上に接着可能な基端（４１ｂ）とを有し、
前記温度ヒューズ部（４１）および前記クリップ部（４５）は、弾性を有する材料を折り曲げ加工して一体的に形成されていることを特徴とする温度ヒューズ装置。
【請求項２】
前記クリップ部（４５）の入口寸法は、前記電気回路基板（２６）の厚さよりも小さい寸法に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の温度ヒューズ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の温度ヒューズ装置が設けられてなる電気回路基板。
【請求項４】
前記温度ヒューズ部（４１）の前記先端（４１ａ）は、前記溶融金属（１５）により、前記第１端子（５１）上に接着され、前記温度ヒューズ部（４１）の前記基端（４１ｂ）は、前記溶融金属（１５）よりも融点の高いハンダ（１６）により、前記第２端子（５２）上に接着されていることを特徴とする請求項３に記載の電気回路基板。
【請求項５】
前記温度ヒューズ部（４１）の前記先端（４１ａ）は、溶融金属（１５）により、前記第１端子（５１）上に接着され、前記温度ヒューズ部（４１）の前記基端（４１ｂ）は、前記溶融金属（１５）よりも前記電気回路基板（２６）に垂直な軸の延長方向から見た投影面積が大きいハンダ（１６）により、前記第２端子（５２）上に接着されていることを特徴とする請求項３に記載の電気回路基板。
【請求項６】
前記クリップ部（４５）を位置決めするための凹所（５５）が前記縁部（４４）に設けられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の電気回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気回路基板に設けられる温度ヒューズ装置の改良に係り、特に、電気回路基板への仮止め機能を備えた温度ヒューズ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車用空気調和装置には、送風ファンを回転駆動するモータの回転数を制御するため、所定の抵抗値を有する複数の抵抗体パターンが形成された電気回路基板を備える送風制御装置が組み込まれている。送風制御装置では、総抵抗値を変化させることによってモータに供給する電力レベルを段階的に切り替え、モータの高速回転、中速回転および低速回転の切り替えを行っている。この種の送風制御装置にあっては、電気回路基板の抵抗体パターンの途上に、所定温度以上になると電気的な導通を遮断する温度ヒューズ部を備える温度ヒューズ装置が設けられている。
【０００３】
従来の温度ヒューズ装置には、図７（Ａ）（Ｂ）に示すようなものがある。この温度ヒューズ装置１０は、抵抗体パターンの一部をなす第１端子１１と第２端子１２との間に設けられた導通遮断部１３を架橋する温度ヒューズ部１４を有している。温度ヒューズ部１４は、半円弧形状部を有するように弾性を有する材料から折り曲げ形成されている。温度ヒューズ部１４の先端１４ａは、所定温度以上になると溶融する溶融金属１５により第１端子１１上に接着され、基端１４ｂは、前記溶融金属１５よりも融点の高いハンダ１６により第２端子１２上に接着されている。前記基端１４ｂには、電気回路基板１７に形成された通孔１８に差し込まれる脚部１４ｃが設けられ、電気回路基板１７の裏面から突出した脚部１４ｃをかしめることにより、基端１４ｂを電気回路基板１７に固定している。
【０００４】
そして、モータロックなどにより温度ヒューズ部１４を介して第１、第２端子１１、１２間に過電流が流れて温度ヒューズ部１４が所定温度以上になると、温度ヒューズ装置１０が作動して、モータへの電力供給を強制的に遮断して当該モータを保護する。すなわち、所定温度以上になり溶融金属１５が溶融すると、温度ヒューズ部１４が、仮想線で示すように、弾性力によって先端１４ａが第１端子１１から離間して、第１端子１１と第２端子１２との間の電気的な導通を遮断する。
【０００５】
ところで、電気回路基板１７上には複数の電子素子が設けられるが、これら電子素子の静電対策や、電波ノイズ対策などを行うため、電子素子やシールド板は、電気回路基板のＧＮＤに電気的に接続され、アースされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の温度ヒューズ装置１０にあっては、温度ヒューズ部１４を電気回路基板１７に取り付ける際には、温度ヒューズ部１４の脚部１４ｃを電気回路基板１７の通孔１８に差し込み、その後、突出した脚部１４ｃをかしめるなどの作業が必要であり、基板１７に対する温度ヒューズ部１４の装着が容易でない。
【０００７】
しかも、温度ヒューズ部１４の基端１４ｂに脚部１４ｃを突出形成したり、当該脚部１４ｃを差し込むための通孔１８を電気回路基板１７に形成したりしなければならず、温度ヒューズ部１４および基板１７の加工作業が煩雑である。特に、基板１７の通孔１８をプレス加工で形成することは難しく、ドリル加工によらなければならないので、基板１７の加工作業が著しく煩雑である。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、電気回路基板に対する温度ヒューズ部の装着の容易化を図ると共に温度ヒューズ部および電気回路基板の加工の簡素化を図り得る温度ヒューズ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、電気回路基板に設けられる温度ヒューズ装置において、
所定温度以上になると電気的な導通を遮断する温度ヒューズ部と、
前記電気回路基板の縁部に挟み込み自在なＵ字バネ形状を呈するクリップ部と、を有し、
前記温度ヒューズ部は、前記電気回路基板における電気回路の一部をなす第１端子上に溶融金属により接着可能な先端と、前記クリップ部に連続して設けられ、前記第１端子との間に導通遮断部を有して設けられた第２端子上に接着可能な基端とを有し、
前記温度ヒューズ部および前記クリップ部は、弾性を有する材料を折り曲げ加工して一体的に形成されていることを特徴とする温度ヒューズ装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係るアース機能を備えた温度ヒューズ装置を取り付けた電気回路基板を含むファンモータユニットを一部切り欠いて示す正面図、図２は、図１の要部を示す拡大図、図３は、図２のＡ矢視図、図４は、図１〜図３に示されるアース機能を備えた温度ヒューズ装置を示す斜視図である。
【００１２】
図１に示すファンモータユニット２０は、アッパケース２１とロワケース２２とから構成されるユニットケーシング２３と、図示しない遠心式多翼ファンを回転駆動するモータ２４と、前記ユニットケーシング２３内に取り付けられると共にモータ２４の回転数を制御するファンコントロールアンプ２５の電気回路基板２６と、を有する。
【００１３】
電気回路基板２６の上には、モータ２４の回転数を制御する複数の電子素子や電気部品、温度ヒューズ装置が設けられている。電子素子として、例えば、ＭＯＳ形電界効果トランジスタ（ＭＯＳ  ＦＥＴ）２７がある。各トランジスタ２７で生じるジュール熱を効率的に放熱すべく、各トランジスタ２７の側面にはアルミ製のヒートシンク２８が取り付けられている。ヒートシンク２８の上面に形成される放熱フィン２９は、ユニットケーシング２３の外部に臨んでいる。このヒートシンク２８は電気回路基板２６には直接固定されておらず、電気回路基板２６に取り付けた各トランジスタ２７のみによって支持されている。
【００１４】
また、ロワケース２２の底部内面には、電波ノイズの対策のため、電気回路基板２６の下面側を覆うように、金属製のシールド板３０が取り付けられている。
【００１５】
本実施形態の温度ヒューズ装置４０は、アース機能を備えており、図２〜図４にも示すように、所定温度以上になると電気的な導通を遮断する温度ヒューズ部４１と、アースが必要な被アース部品２８、３０に接触する２つのアース部４２、４３と、電気回路基板２６の縁部４４に挟み込み自在なクリップ部４５と、を有している。これら温度ヒューズ部４１、２つのアース部４２、４３およびクリップ部４５は、弾性を有する材料（例えば、バネ用りん青銅）を折り曲げ加工して一体的に形成してある。ヒートシンク２８およびシールド板３０が被アース部品に相当している。
【００１６】
さらに詳述すれば、温度ヒューズ部４１は、電気回路の一部をなす第１端子５１と第２端子５２との間に設けられた導通遮断部５３を架橋する半円弧形状を呈している。温度ヒューズ部４１の先端４１ａは、溶融金属１５により第１端子５１上に接着され、基端４１ｂは、前記溶融金属１５よりも融点の高いハンダ１６あるいは接着剤により第２端子５２上に接着される。第２端子５２は、ＧＮＤ回路５４の一部をなしている。
【００１７】
クリップ部４５は、温度ヒューズ部４１の基端４１ｂに連続して設けられ、Ｕ字バネ形状を呈している。クリップ部４５の入口寸法Ｌ（図５（Ａ）参照）は、基板厚さよりも小さい寸法に設定されている。但し、前記入口寸法Ｌは、基板２６への挿入力が大きくなり過ぎず、かつ、簡単に脱落しない程度の挟持力を持つ寸法とされている。なお、基板２６の縁部４４には、クリップ部４５を位置決めするための凹所５５が設けられている。この凹所５５は、プレスによって基板２６を打ち抜く際に同時に加工することができ、基板２６の加工の簡素化が図られる。
【００１８】
図示するアース部４２、４３には、基板２６の図中上方に向けて湾曲して伸びる第１アース部４２と、基板２６の図中下方に向けて湾曲して伸びる第２アース部４３とがある。第１アース部４２の接触部４２ａは、ヒートシンク２８の下面に弾性を持って接触し、当該ヒートシンク２８の静電気をアースしている。一方、第２アース部４３の接触部４３ａは、シールド板３０の上面に弾性を持って接触し、当該シールド板３０をアースしている。
【００１９】
各アース部４２、４３の略中央部から先端にかけてはスリット４６を形成して２分割され、また、ヒートシンク２８またはシールド板３０に接触する接触部４２ａ、４３ａは線接触となるようにＲ形状とされている。このような形状とすることにより、アース部４２、４３とヒートシンク２８やシールド板３０との確実な接触を確保でき、信頼性を向上することができる。
【００２０】
図５を参照して、アース機能を備えた温度ヒューズ装置４０を電気回路基板２６に固定する手順を説明する。
【００２１】
まず、図５（Ａ）に示すように、温度ヒューズ装置４０のクリップ部４５を基板２６の凹所５５に合わせ、第１アース部４２を仮想線で示される無負荷状態から若干押し下げつつ、クリップ部４５を前記凹所５５内に横方向から挿入する。クリップ部４５はＵ字バネの機能により基板２６を圧縮しているので、温度ヒューズ装置４０全体が基板２６に対して仮止めされる。また、クリップ部４５が凹所５５内に位置することから、温度ヒューズ装置４０全体は、仮止め状態であっても位置がずれることはない。このように、簡単な構造で、電気回路基板２６に対する温度ヒューズ部４１の装着が容易なものとなる。
【００２２】
第１アース部４２の押し下げを解除すれば、図５（Ｂ）に示すように、第１アース部４２自身が有するバネ性により、その接触部４２ａはヒートシンク２８の下面に適正な圧力の下で確実に接触する。
【００２３】
その後、図５（Ｃ）に示すように、温度ヒューズ部４１の先端４１ａを溶融金属１５により第１端子５１上に接着し、基端４１ｂをハンダ１６により第２端子５２上に接着すれば、温度ヒューズ装置４０の電気回路基板２６への固定が完了する。
【００２４】
図２を参照して、温度ヒューズ装置４０が固定された電気回路基板２６をユニットケーシング２３内の位置決めボス５６上に載置すると、第２アース部４３は、仮想線で示される無負荷状態から若干押し上げられ、第２アース部４３自身が有するバネ性により、その接触部４３ａはシールド板３０の上面に適正な圧力の下で確実に接触する。
【００２５】
本実施形態の作用を説明する。
【００２６】
モータ２４ロックなどにより温度ヒューズ部４１を介して第１、第２端子５１、５２間に過電流が流れると、温度ヒューズ部４１が所定温度以上になって溶融金属１５が溶融し、温度ヒューズ部４１自身が有するバネ性により、その先端４１ａが第１端子５１から離間する。これにより第１端子５１と第２端子５２との間の電気的な導通が遮断され、モータ２４が保護される。
【００２７】
また、第１アース部４２を介してヒートシンク２８の静電気が除去されるので、ヒートシンク２８からの静電気によってトランジスタ２７の作動が不安定になったり、故障したりすることが防止される。
【００２８】
さらに、第２アース部４３を介してシールド板３０がアースされるので、電波ノイズの発生が防止される。
【００２９】
以上説明したように本実施形態では、温度ヒューズ部４１とアース部４２、４３とを一体化してアース機能を備えた温度ヒューズ装置４０としたので、電子素子２７に接触しているヒートシンク２８や、シールド板３０のアースのために別個独立した部品を製造する必要はなく、部品点数の削減を通して、作業の簡素化や費用の低減を図ることができる。
【００３０】
さらに、バネ性を有するクリップ部４５を基板２６に差し込んで当該基板２６を挟み込む構造としたので、電気回路基板２６に対する温度ヒューズ部４１およびアース部４２、４３の装着の容易化を達成できる。
【００３１】
また、アース機能を備えた温度ヒューズ装置４０を仮止めできることから、自動ハンダ付けラインにおいて温度ヒューズ部４１の基端４１ｂへのハンダ付けを他の部位のハンダ付けと同時に行うこともできる。このため、溶融金属１５による温度ヒューズ部先端４１ａの接着だけを他の加工ラインで行えばよいので、温度ヒューズ装置４０の固定作業に要する時間を短縮することができる。
【００３２】
図６は、本発明の実施形態２の要部を示す図である。
【００３３】
この実施形態２は、第１アース部６２の形状を改変した点で実施形態１と相違している。
【００３４】
実施形態１で示した電気回路基板２６は、アース機能を備えた温度ヒューズ装置４０を装着する以前に既に、ヒートシンク２８が各トランジスタ２７を介して基板２６の上方に支持された状態となっている。
【００３５】
そこで、実施形態２では、第１アース部６２の形状を、アース機能を備えた温度ヒューズ装置６０の挿入方向に沿って前側に凸となるようにしてある。かかる形状にすれば、クリップ部４５を凹所５５に挿入するにつれて、第１アース部６２を押し下げなくとも、当該第１アース部６２は基板２６上面とヒートシンク２８下面との間の隙間に滑らかに挿入され、第１アース部６２の接触部６２ａがヒートシンク２８下面に確実に接触することになる。
【００３６】
なお、実施形態１および２では、温度ヒューズ部４１とアース部４２（６２）、４３とをクリップ部４５とともに一体化し、アース機能を併せ持つ温度ヒューズ装置４０、６０について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではない。例えば、温度ヒューズ部とクリップ部とを備え温度ヒューズ機能のみとした温度ヒューズ装置でもよい。
【００３７】
また、アース機能を発揮するアース部を２個備えた場合を図示したが、少なくとも１つのアース部があればよい。また、クリップ部の挿入方向と平行にアース部を伸ばす必要はなく、被アース部品の配置位置に応じて自由に定めることができる。例えば、前記挿入方向に対して直交する方向や斜め方向にアース部を伸ばすことができる。また、クリップ部に対して上下それぞれにアース部を伸ばした場合を図示したが、上下いずれか一方に複数個のアース部を伸ばすことも可能である。
【００３８】
さらに、被アース部品がヒートシンク２８やシールド板３０に限定されないことは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または２に記載の発明によれば、電気回路基板に対する温度ヒューズ部の装着の容易化を図ると共に温度ヒューズ部および電気回路基板の加工の簡素化を図り得る温度ヒューズ装置を提供できる。
【００４０】
また、請求項３〜６のいずれか１つに記載の発明によれば、本発明にかかる温度ヒューズ装置を適用した電気回路基板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るアース機能を備えた温度ヒューズ装置を取り付けた電気回路基板を含むファンモータユニットを一部切り欠いて示す正面図である。
【図２】  図１の要部を示す拡大図である。
【図３】  図２のＡ矢視図である。
【図４】  図１〜図３に示されるアース機能を備えた温度ヒューズ装置を示す斜視図である。
【図５】  図５（Ａ）〜（Ｃ）は、アース機能を備えた温度ヒューズ装置を電気回路基板に固定する手順を説明する図である。
【図６】  本発明の実施形態２の要部を示す図である。
【図７】  図７（Ａ）（Ｂ）は、従来の温度ヒューズ装置を示す図である。
【符号の説明】
２６…電気回路基板
２７…電子素子
２８…ヒートシンク
３０…シールド板
４０…温度ヒューズ装置
４１…温度ヒューズ部
４２、４３、６２…アース部
４４…電気回路基板の縁部
４５…クリップ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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