專利名稱：常關型保護元件以及具備該常關型保護元件的控制單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及具備常關型保護元件的控制單元，該常關型保護元件在平常時為關閉 型，而在溫度異常時觸點閉合，使保護對象電路的電流分支，對保護對象電路進行保護以避免過熱破損。
背景技術：
以往，通過空調的由制冷劑實現的冷卻系統以及汽車、特別是大型車輛的汽油發動機的冷卻系統進行的冷卻處理是采用熱交換器進行的，并且根據需要使風扇旋轉來對熱交換器進行強制冷卻。并且，使風扇旋轉的馬達的驅動控制是按照如下的單純的控制方法進行的基于來自熱交換器的溫度傳感器(汽油發動機的情況下為水溫傳感器等)的溫度檢測信號使馬達的驅動電路接通和斷開。在所使用的馬達為電刷馬達(brush motor)的情況下，風扇馬達的控制器能夠以有效電壓控制轉速。在該情況下，采用使用半導體的脈沖寬度調制(PWM，Pulse Width Modulation)控制。在脈沖寬度調制(PWM)控制中，通過改變接通和斷開的時間寬度(占空比)來對風扇馬達的轉速進行無級控制。這樣的控制采用控制單元進行。在控制單元側，除了根據熱交換器的制冷劑溫度控制風扇馬達的轉速，還具有保護功能，作為在單元內部的溫度較高的情況或者因風扇馬達鎖定等流過異常電流的情況等的保護動作，使電流減少至安全范圍。然而，近些年，隨著汽車的燃料消耗率改善，發動機變得大型化，消耗電力也增大了。消耗電力增大的話，其電流也較大，因此使得發生故障時的問題比以往更嚴重。由此， 為了更加準確地進行發動機的旋轉控制，近些年開始進行多級控制、更為精細的旋轉速度控制等系統保護優先控制。這樣的系統保護優先控制是指，例如，在配置于發動機冷卻系統的溫度傳感器檢測到異常時，發動機冷卻用的電動風扇控制裝置無視其他控制對電動馬達的控制，以最大轉速驅動電動馬達來維持發動機的冷卻，或者以與溫度傳感器的檢測溫度為低溫的正常時對應的控制轉速維持電動馬達的驅動(例如，參照專利文獻1)。圖10是簡要地示出這樣的發動機冷卻用的電動風扇控制裝置的結構的框圖。如該圖所示，電源電池1的電流被供給到驅動未圖示的發動機冷卻用風扇旋轉的馬達2和控制該馬達2的轉速的馬達控制裝置(發動機冷卻用電動風扇控制裝置)3。馬達控制裝置3具備控制器4和開關元件5。控制器4基于從外部輸入的控制信號6 (例如來自配置于發動機冷卻系統的熱交換器的溫度傳感器的溫度檢測信號或者來自其他控制單元的信息)，在預定溫度以上使馬達2旋轉，進而輸出根據溫度的高低控制馬達 2的轉速的PWM(脈沖寬度調制)控制信號。開關元件5具備常閉型的觸點部和脈沖控制部，并且具有如下功能基于上述控制器4的控制信號使電流接通和斷開，控制馬達2的轉速，使該圖中未示出的風扇旋轉，使熱交換器的制冷劑溫度下降。
此外，以與溫度傳感器的檢測溫度為低溫時對應的控制轉速驅動電動馬達是借助控制器4的控制進行的，而要無視由其他裝置的控制進行的對電動馬達的控制而以最大轉速驅動電動馬達維持發動機的冷卻，可以借助在開關元件5內使正極、負極的電路短路來容易地進行。專利文獻1 日本特開2006-291908號公報然而，當驅動發動機冷卻用風扇旋轉的馬達2為電刷馬達的情況下，由馬達控制裝置3的開關元件5進行的對馬達驅動的控制以脈沖寬度調制(PWM)控制為主流。發動機冷卻用風扇周圍的安全對策僅為馬達控制裝置3側的基于開關元件5的控制的安全對策。一般來說，馬達控制裝置3這樣的裝置具備保護開關，在異常時借助保護開關切斷流過電路的電流來保證裝置的安全。然而，在依照溫度工作的保護開關的情況下，作為切斷對象的電流在平常時流過保護開關，因此會因保護開關的內部電阻而產生焦耳熱。由此，相對于保護開關自身固有的工作溫度Tl，實際上保護開關工作的環境工作溫度T2并不是“T2 = Tl”，而是在保護開關的當前溫度T3(T3 < Tl)加上由上述產生的焦耳熱所產生的溫度Τ4得到的“Τ2 = Τ3+Τ4”，從而發生比系統設定的環境工作溫度Τ2(= Tl)低的現象。進而，馬達控制裝置處于如下環境內部溫度高達150°C左右，在使用環境為高溫的發動機室內且在安裝成與馬達大致一體化的馬達外部的框體內直接受到馬達的發熱的影響，處理電流較大等。根據這些情況，在要對冷卻用風扇馬達進行大電流通電的時候，即使由焦耳熱產生的溫度上升在50A時為100°C，仍需要將開關元件的工作溫度設定為250°C以上。此外，整體觀察馬達控制裝置，作為異常時的保護開關，在安裝平常時通電異常時切斷型的保護電路時，在通電路徑增加了多余的內部電阻，從而助長了馬達控制裝置的溫度上升。此外，即使開關元件的觸點之間的微小的接觸電阻的變動，觸點部的發熱也會作為溫度傳遞至保護開關，即使環境溫度在正常范圍，也會引起保護開關工作。作為馬達控制裝置，雖然像保護開關那樣在通電路徑存在機械式的觸點在考慮最終的安全時是必要的，然而在考慮作為馬達控制裝置的可靠性時，有著機械式的觸點不能容易地組裝的問題。像這樣，當使用電流較大時，即使是在電流低的范圍也存在使保護開關工作的溫度升高的傾向，保護開關如果是動作溫度容易因電流而受到影響的雙金屬片那樣的熱感應型保護開關的話，則難以進行穩定的動作。此外，也存在因控制器或構成開關元件的半導體的故障等使馬達控制裝置內的溫度異常地上升的情況，然而一般來說，系統保護優先控制是對冷卻用的風扇馬達進行的控制，并未考慮對上述那樣的溫度異常上升的馬達控制裝置內的電路的保護。此外，為了應對近些年的大電流，如上所述地，在近些年，馬達尺寸也存在大型化的傾向，作為這樣的應對大電流的馬達，大多采用無刷型馬達。并且，驅動無刷馬達需要三相逆變電路。然而，在三相逆變電路中，無法設定基于開關元件的短路的保護動作。因此，在系CN 102160276 A
說明書
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統的保護優先的控制系統的情況下，難以在系統中組裝無刷馬達。
發明內容
本發明鑒于上述現有的實際情況，其目的在于提供一種常關型保護元件以及具備該常關型保護元件的控制單元，該常關型保護元件即使是在大電流的情況下動作溫度也不受影響，能夠對還包括冷卻用風扇馬達的驅動電路的保護對象電路進行保護以避免過熱破損，能夠轉移至安全溫度范圍。首先，本發明第一方面的具備常關型保護元件的控制單元為控制馬達的驅動的驅動單元，該馬達驅動使用了制冷劑和熱交換器的冷卻系統的熱交換器冷卻風扇旋轉，所述控制單元在內部至少具備控制馬達的驅動的開關元件和向該開關元件發送控制信號的控制器，其中，該控制單元具有常關型保護元件，所述常關型保護元件具備第一端子和第二端子，所述第一端子與連接于馬達的正負兩極的配線中一方的配線連接，所述第二端子不與正負兩極的配線中另一方的配線連接而是與接地配線直接連接；以及短路構件，所述短路構件配置于該常關型保護元件的內部，當由開關元件引起的過熱達到預定溫度以上時使第一端子和第二端子短路，通過在由開關元件引起的過熱達到預定溫度以上時短路構件使第一端子和第二端子短路，從而使流過開關元件的電流減少，使控制單元從由開關元件引起的過熱狀態轉移到安全的溫度范圍而不必使冷卻系統停止。在該具備常關型保護元件的控制單元中，例如構成為第一端子與開關元件的負載側配線連接，第二端子與開關元件的接地側配線連接。此外，上述短路構件例如包括熱感應元件和通電用彈性部件，所述熱感應元件在預定的溫度以上使翹曲方向反轉，所述通電用彈性部件根據該熱感應元件的反轉動作而使配設于該通電用彈性部件的自由端側的可動觸點相對于固定觸點接觸和離開，所述固定觸點固定配置于常關型保護元件的主體裝置框體內，第一端子是與可動觸點連結的端子，第二端子是與固定觸點連結的端子，熱感應元件構成為，在常溫范圍利用常溫時的翹曲形狀經由通電用彈性部件對可動觸點向離開固定觸點的位置施力，在異常溫度以上使翹曲形狀反轉，解除對通電用彈性部件的施力，借助通電用彈性部件的彈性使可動觸點與固定觸點抵接。此外，上述短路構件例如包括熱感應元件、通電用彈性部件和固定部件，所述熱感應元件在預定的溫度以上使翹曲方向反轉，所述通電用彈性部件卡合于該熱感應元件的兩端部從而根據該熱感應元件的反轉動作而反轉，該通電用彈性部件的一端以與一方的配線連接的方式固定在常關型保護元件的主體裝置框體內，該通電用彈性部件的另一端具備可動觸點，所述固定部件與當熱感應元件在預定溫度以上使翹曲方向反轉時借助該熱感應元件的反轉而翹曲成凸狀的凸部的大致中央抵接，熱感應元件構成為在常溫范圍利用常溫時的翹曲形狀經由通電用彈性部件對可動觸點向離開固定觸點的位置施力，在異常溫度以上使翹曲形狀反轉，對通電用彈性部件向與常溫時相反的方向施力，從而使可動觸點與固定觸點抵接，進而隨著通電用彈性部件的溫度上升，由反轉產生的翹曲進一步增大，以與固定部件的抵接點作為支點，由翹曲產生的對通電用彈性部件的作用力進一步增強，使該通電用彈性部件的上述可動觸點對上述固定觸點的抵接作用力進一步增強。此外，在該具備常關型保護元件的控制單元中，例如構成為，第一端子與正負兩極的配線的正極側連接，在發生由控制單元的內部元件的異常引起的過熱時，短路構件使第一端子與第二端子內部短路，使設于單元的外部的過電流切斷元件工作，使冷卻系統停止。此外，例如也可以構成為，第一端子與正負兩極的配線的正極側連接，第二端子經由設于控制單元的內部的過電流切斷元件而與接地配線連接，在發生由控制單元的內部元件的異常引起的過熱時，短路構件使第一端子與第二端子內部短路，使過電流切斷元件工作，使冷卻系統停止。此外，例如也可以是，開關元件由FET(場效應晶體管)構成，第一端子是漏極端子，第二端子是源極端子。此外，優選的是，例如，控制單 元是通上25A以上的電流通電的控制單元，常關型保護元件在接通時的內部電阻為控制單元或開關元件的內部電阻的1/2以下。接下來，本發明第二方面的具備常關型保護元件的控制單元構成為控制馬達的驅動的驅動單元，該馬達驅動冷卻系統的熱交換器冷卻風扇旋轉，并且該控制單元在內部至少具備控制馬達的驅動的開關元件和向該開關元件發送控制信號的控制器，其中，該控制單元具備保護元件，該保護元件具有第一端子，其連接于在平常時斷開的兩觸點中一方的觸點與配線之間，所述配線連接馬達和開關元件；第二端子，其連接在兩觸點中另一方的觸點與開關元件及控制器的接地側配線之間；以及第三端子，其經由過電流切斷元件連接在該第二端子和控制單元的接地端子之間，當發生由內部元件的異常引起的過熱時，使第一端子與第二端子之間短路，使流到開關元件的電流減少，抑制控制單元的過熱，進而在由電流引起的發熱超過允許值時，保護元件將第二端子與第三端子之間切斷以將控制單元從電源切斷，使控制單元轉移至安全溫度范圍。在該具備常關型保護元件的控制單元中，例如也可以構成為，將第一端子與控制器的正極側配線連接，在發生由內部元件的異常引起的過熱時，使第一端子與第二端子之間短路，使流到控制器和開關元件的電流減少，抑制控制單元的過熱，進而在由電流引起的發熱超過允許值時，保護元件將第二端子與第三端子之間切斷以將控制單元從電源切斷， 使控制單元轉移至安全溫度范圍。進而，本發明第三方面的常關型保護元件以驅動控制外部電路的控制電路為保護對象電路，其中，常關型保護元件具有第一端子，其在元件內部與兩觸點中一方的觸點連接，并且該第一端子延伸至元件外部以與保護對象電路的正負兩極的配線中一方的配線連接；第二端子，其在元件內部與兩觸點中另一方的觸點連接，并且該第二端子延伸至元件外部以與正負兩極的配線中另一方的配線連接；第三端子，其用于與元件外部的接地配線連接；以及溫度熔斷器，其配置于第二端子和第三端子之間并在預定溫度以上熔融，在平常時兩觸點斷開而形成為常關型，而在異常溫度下兩觸點閉合，使保護對象電路的電流在第一觸點和第二觸點之間分支，由此對保護對象電路進行保護以避免過熱破損，當進一步上升的異常溫度達到預定溫度以上時，溫度熔斷器熔解，將第一觸點與第三觸點之間以及第二觸點與第三觸點之間的電流路切斷，從而將保護對象電路和外部電路的電流切斷。在該常關型保護元件中，例如也可以構成為，溫度熔斷器在第二端子和第三端子之間設置端子部件的局部截面積的最小部，并且該溫度熔斷器通過使在高溫區域共晶合金化的組成中的至少兩種金屬材料層疊來構成包括該最小部的區域。在該情況下，優選的是，例如溫度熔斷器的端子部件為銅，端子部件的局部截面積的最小部的周圍由銀的包覆材料構成。根據本發明，能夠提供一種常關型保護元件以及具備該常關型保護元件的控制單元，即使是在大電流的情況下工作溫度也不受影響，能夠對還包括冷卻用風扇馬達的驅動電路的保護對象電路進行保護以避免過熱破損，能夠轉移至安全溫度范圍。
圖1是作為實施例1的控制冷卻用風扇馬達的驅動的控制單元的框圖。圖2的(a)是示出構成實施例1中的控制單元的保護元件的開關部的常關型開關的具體結構的一個例子的透視俯視圖，圖2的(b)是其側剖視圖。圖3的(a)是示出構成實施例1中的控制單元的保護元件的開關部的常關型開關的具體結構的另一例子的透視俯視圖，圖3的(b)是其平常溫度時的剖視圖，圖3的(c)是其異常溫度時的剖視圖。圖4是圖3所示的常關型開關的分解立體圖。圖5是示出作為實施例2的冷卻系統的結構的框圖。圖6是示出作為實施例3的冷卻系統和控制單元的結構的框圖。圖7是作為實施例4的控制冷卻用風扇馬達的驅動的控制單元的框圖。圖8是作為實施例5的控制冷卻用風扇馬達的驅動的控制單元的框圖。圖9的(a)是示出構成實施例4或實施例5中的控制單元的保護元件的開關部的常關型開關的具體結構的一個例子的透視俯視圖，圖9的(b)是其側剖視圖。圖10是簡要地示出現有的發動機冷卻用的電動風扇控制裝置的結構的框圖。圖11是示出對圖1中的馬達和開關元件相對于電源和接地的連接方式進行更換的結構的圖。圖12是示出對圖5中的馬達和開關元件相對于電源和接地的連接方式進行更換的結構的圖。圖13是示出對圖6中的馬達和開關元件相對于電源和接地的連接方式進行更換的結構的圖。圖14是示出對圖7中的馬達和開關元件相對于電源和接地的連接方式進行更換的結構的圖。圖15是示出對圖8中的馬達和開關元件相對于電源和接地的連接方式進行更換的結構的圖。
具體實施例方式下面，基于附圖詳細地說明本發明的實施方式圖1是實施例1中的控制冷卻用風扇馬達的驅動的控制單元的框圖。圖1所示的控制單元10是對馬達11的驅動進行控制的控制單元，該馬達11驅動作為使用了制冷劑和熱交換器的冷卻系統的、例如車載用發動機冷卻系統的熱交換器冷卻風扇(未圖示)旋轉。如圖1所示，控制單元10在內部具備開關元件12，其控制馬達11的驅動；控制器 13，其向該開關元件12發送控制信號；以及常關型保護元件14 (以下簡稱為保護元件14)。此外，該控制單元10具備正極端子16，其與電源15的正極配線連接；接地端子17，其與電源15的負極配線(接地配線)連接；驅動控制端子18，其與馬達11的負極側連接；以及信號輸入端子19，其接收來自外部的控制信號。 控制器13連接于正極端子16和接地端子17以被供給電力，并且基于接收經由信號輸入端子19從外部輸入的控制信號、或者基于控制器13中程序化的控制信息，向開關元件12輸出對馬達11的驅動信號。開關元件12連接在信號輸出端子18 (負載側配線b)和接地端子17 (接地側配線 c)之間，并且基于來自控制器13的控制信號以預定的周期開閉內部的開關(未圖示)，由此，控制從電源15供給至馬達11并從驅動控制端子18回流的驅動電流，從而控制馬達11 的轉速。保護元件14具備第一端子12和第二端子22。第一端子21與從電源15連接到馬達11的正負兩極的配線a和b中一方的配線b (馬達11與開關元件12之間的配線)連接。 并且，第二端子22并不與正負兩極的配線a和b中另一方的配線即正極側配線a連接，而是與接地配線c直接連接。換言之，保護元件14與開關元件12相對于電源15的供電配線a( = b)和c并聯連接。并且，該保護元件14在內部具備作為短路構件的開關部23，該開關部23在由開關元件12引起的過熱達到預定溫度以上時使第一端子21與第二端子22短路。該開關部23由在后面詳細描述的可動觸點32和固定觸點34機械地構成，當由開關元件12引起的過熱達到預定溫度以上時，開關部23的可動觸點32與固定觸點34閉合， 使第一端子21與第二端子22短路。由此，如上所述，保護元件14與開關元件12相對于供電路并聯連接，因此使電流分流至保護元件14側，使流過開關元件12的電流減少，則無需使冷卻系統20停止就能夠使控制單元10從由開關元件12引起的過熱狀態轉移至安全的溫度范圍。圖2的(a)是示出具備開關部23作為常關型開關的保護元件14的具體的一個構成例的透視俯視圖，圖2的(b)示出了圖2(a)的側剖視圖。另外，在圖2的(a)、(b)中，對與圖1所示的框圖的結構具有相同的功能的構成部分標以與圖1相同的符號示出。如圖2的(a)、(b)所示，保護元件14(下面，以符號14a示出)具備外殼27，該外殼27由箱狀的殼體25和密封該殼體25的開口部(圖中為右方的端部)的絕緣性填充材料26形成。外殼27具備圖1所示的第一端子21，其以貫通箱狀的殼體25內外的方式固定設置；以及圖1所示的第二端子22，其以貫通絕緣性填充材料26內外的方式固定設置。在此，與第一端子21連接的導線端子b(18)和與第二端子22連接的導線端子 c (17)分別示出的是用于與圖1中的信號輸出端子18 (負載側配線b)和接地端子17 (接地側配線c)連接的導線端子。圖2的(a)、(b)所示的外殼27在內部具備作為熱感應元件的雙金屬片28，其在預定的溫度以上使翹曲方向反轉；以及作為導電性的通電用彈性部件的可動板29，其與該雙金屬片28的反轉動作對應地上下動作。雙金屬片28是大致圓形的熱感應元件，其任意的直徑方向的一端嵌入并支承于固定設置在外殼27內的絕緣性部件31a的支承部，而另一端則同樣地與絕緣性部件31b的支承部抵接從而端部下方被支承。雙金屬片觀被配置成在平常時的溫度形成為圖示那樣的向上凸出的凸狀。可動板四以與雙金屬片觀對置的方式配置于雙金屬片觀的上方，并且該可動板 29的與雙金屬片觀的一端處于相同方向的一端以與第一端子21連接的方式固定在外殼 27內，而在另一端即自由端側的下表面通過焊接安裝有可動觸點32。并且，在可動板四，在固定于外殼27內的一端和自由端之間，在與雙金屬片觀的凸狀的大致中央對置的位置形成有凹部33，該凹部33通過沖裁模具等形成。此外，在與可動板四的可動觸點32對置并離開的位置，在外殼27固定有與第二端子22連接的固定觸 ；34 ο圖2的(a)、(b)所示的各部分的狀態是平常時即常溫時的狀態，在該狀態下，雙金屬片觀為圖2所示的向上凸出的翹曲形狀。并且，可動板四的凹部33為朝下凸出的凸狀，該凸狀的下表面大致中央與雙金屬片觀的呈向上的凸狀的上表面的大致中央接觸。由于可動板四以本來的自由配置形狀水平地將上述的一端固定于外殼27，因此， 該可動板四在圖2的(a)、(b)所示的與雙金屬片28的接觸部處被雙金屬片28向上方按壓，可動板四被從作為自由的配置形狀的水平位置朝向上方施力。這樣，雙金屬片觀在平常時經由可動板四對可動觸點32朝向離開固定觸點34的位置施力。在此，作為圖1所示的短路構件的開關部23在圖2的(a)、(b)中由雙金屬片28、 可動板四、可動觸點32以及固定觸點34構成。即，平常時，如上所述，可動觸點32與固定觸點；34處于斷開狀態。并且，當達到異常溫度以上時，雙金屬片觀使翹曲形狀反轉。由此，由雙金屬片觀的此前呈凸狀的上表面與可動板四的呈向下的凸狀的下表面的接觸實現的對可動部四向上方的作用力被解除，可動部四借助其彈力，以回到本來的配置形狀即水平位置的方式使具有可動觸點32的自由端側向下方移動。由此，可動觸點32壓接于固定觸點34，從而在可動觸點32和固定觸點34形成電通路，第一端子21和第二端子22短路。由此，當將圖2的(a)、(b)所示的保護元件1 作為保護元件14配設于圖1所示的控制單元10的預定位置時，實現了圖1所說明的功能。S卩，在圖2的(a)、(b)所示的結構中，當由開關元件12引起的過熱達到預定溫度以上時，保護元件Ha的第一端子21和第二端子22短路，使流過開關元件12的電流減少， 實現了無需使冷卻系統20停止就能夠使控制單元10從由開關元件12引起的過熱狀態轉移至安全的溫度范圍的功能。圖3的(a)是示出構成控制單元10的保護元件14的開關部23的常關型開關的具體結構的另一構成例的透視俯視圖，圖3的(b)是其平常溫度時的剖視圖，圖3的(c)是其異常溫度時的剖視圖。圖4是圖3的(a)、(b)、(c)所示的常關型開關的分解立體圖。另外，在圖3的 (a)、(b)、(c)和圖4中，對與圖1所示的框圖的結構和圖2所示的結構具有相同的功能的構成部分標以與圖1相同的符號示出。如圖3的(a)、(b)、(c)和圖4所示，保護元件14 (下面，以符號14b示出)具備外殼27，該外殼27由箱狀的殼體25和密封該殼體25的開口部(圖中為右方的端部)的絕緣性填充材料26形成。
圖3的(a)、(b)、(c)所示的保護元件14b以如下方式完成在將圖4所示的內部的各構成部件一體地組裝成為內部單元后，將該內部單元插入殼體25內，然后將殼體25的開口部(圖中為右方的端部)利用絕緣性填充材料26密封。在此，先對圖4進行說明。如圖4從上到下所示，內部單元35由作為固定部件的下表面凸狀部件36、作為熱感應元件的雙金屬片37、作為通電用彈性部件的導電性彈性板狀部件38以及完成端子安裝的絕緣性固定用部件39構成。絕緣性固定用部件39由截面形成為橫向較長的二字的部件構成。在該絕緣性固定用部件39中，在長邊方向的一方的端部(在圖4中為左斜下方，二字形的開口部)以沿水平方向嵌入的狀態固定有第一端子用部件41，該第一端子用部件41向外部方向凸出形成有第一端子21。在該第一端子用部件41的第一端子21側的寬度較寬的端部形成兩個鉚接用凸起 42，在它們的相反側的尖細的端部，以將尖細的端部向上彎折的形狀凸出設置有一個定位用凸起43。 此外，絕緣性固定用部件39的長邊方向的另一端(在圖4中為右斜上方端部)以沿水平方向嵌入的狀態固定有第二端子用部件42，該第二端子用部件42向外部方向凸出形成有第二端子22。另外，在第二端子部件44的第二端子22的相反側形成有與第二端子22形狀相同的空端子45。在圖3的(a)所示的形狀中，導線端子c(17)與第二端子22連接，但即使取而代之將導線端子c (17)與空端子45連接，作為保護元件14b的功能也沒有變化。導線端子c(17)與哪一個連接是任意的。在該第二端子用部件44的內側端部附近形成有固定觸點34。與形成有該固定觸點34的第二端子用部件44的內側對應的絕緣性固定用部件39的上表面形成為具有比二字形的開口部側高的階梯差。并且，在分布于絕緣性固定用部件39的二字形的開口部側的兩側的低的階梯差部的上表面分別形成各兩個共計四個的長孔46(46a、46b、46c、46d)。此外，在低的階梯差部的兩個長孔46a和46b之間以及46c和46d之間的內壁面形成有圓弧狀的缺口部47 (47a、 47b)。在如此構成的絕緣性固定用部件39的上述兩個鉚接用凸起42，分別嵌合形成于導電性彈性板狀部件38的長邊方向的一方的端部(圖中左斜下方的端部)的兩個止動孔 48，對鉚接用凸起42進行鉚接，從而將導電性彈性板狀部件38的一方的端部固定于絕緣性固定用部件39。在導電性彈性板狀部件38的長邊方向的另一方的端部(圖的右斜上方端部)，在下表面焊接連接有可動端子32。此外，在導電性彈性板狀部件38的大致中央形成有供第一端子用部件41的定位用凸起43自由出入的孔49，在以該孔49為中心沿長邊方向大致對稱的位置，通過切入和彎折形成有朝向孔49的方向的爪部51 (5la、5lb)。雙金屬片37在平常溫度下使形成為凸狀的面朝下，S卩，在平常溫度下為向上呈凹狀的形態，使該雙金屬片37的直徑方向的任意的對置的端部與導電性彈性板狀部件38的兩個爪部51a、51b卡合，從而相對于導電性彈性板狀部件38在長邊方向的移動受到限制， 并且，通過與兩個爪部51a和51b的卡合，使導電性彈性板狀部件38向上翹曲。
此外，雙金屬片37的與卡合于爪部51a和51b的直徑正交的直徑方向配置在圓弧狀的缺口部47a和47b之間，所述圓弧狀的缺口部47a和47b形成于分布在絕緣性固定用部件39的二字形的兩側的低的階梯差部的內壁面，由此，雙金屬片37上下擺動自如且相對于導電性彈性板狀部件38向短邊方向的移動受到限制。在到此為止的組裝狀態下，對于絕緣性固定用部件39，將具有止動孔48的一方的端部固定于絕緣性固定用部件39，且通過與雙金屬片37卡合而以向上翹曲的方式被施力， 因此，安裝有可動觸點32的另一方的端部被向上方提升，在平常溫度時，可動觸點32維持在與固定觸點34分離的位置。在該狀態下，下表面凸狀部件36安裝于絕緣性固定用部件39。下表面凸狀部件36 在大致四邊形狀的板狀主體中央部形成有利用沖模等形成的呈向下凸出的形狀的凸狀部 52，在四邊形狀的四角形成有插入部53 (53a、53b、53c、53d)，所述插入部53 (53a、53b、53c、 53d)通過相對于主體部件表面呈直角地向下折彎而形成。在將下表面凸狀部件36安裝于絕緣性固定用部件39時，上述四個插入部53 (53a、 53b、53c、53d)分別插入絕緣性固定用部件39的四個長孔46 06a、妨b、46c、46d)。由此，完成內部單元35的各部件的組裝。此后，將導線端子c(17)連接于第二端子22，將內部單元35插入圖3的(a)、(b)、(c)所示的殼體25內，在第一端子21從預先形成于殼體25的進深部的孔凸出到外部的狀態下，向殼體25的開口部填充絕緣性填充材料 26以密封殼體內部。這樣，完成圖3的(a)、(b)、(c)所示的保護元件14b。另外，在圖3的(a)、(b)、 (c)中，僅對被認為是需要說明的部分標以圖4中說明的各部分的標號并示出。如圖3的(b)的平常溫度時的剖視圖所示，在平常溫度時的保護元件14b中，與導電性彈性板狀部件38的兩個爪部51a和51b卡合的雙金屬片37在平常溫度下呈向上凹進的狀態，由此，使導電性彈性板狀部件38向上翹曲。此外，在該狀態下，定位用凸起43穿過導電性彈性板狀部件38的孔49而與雙金屬片37的凸面大致中央抵接，由此，該導電性彈性板狀部件38的安裝有可動觸點32的端部側以定位用凸起43為支點，以向離開固定觸點34的上方翹曲更大的方式被施力，所述導電性彈性板狀部件38的安裝有可動觸點32的端部的相反側端部利用止動孔48和鉚接用凸起42固定在絕緣性固定用部件39側。由此，不存在因輕微的振動等使可動觸點32與固定觸點34閉合的情況。并且，當保護元件14b的環境溫度達到預定的異常溫度以上時，雙金屬片37使翹曲方向反轉，形成為圖3的(c)所示的向上的凸狀。下表面凸狀部件36的凸狀部52抵接于形成為向上的凸狀的雙金屬片37的上表面大致中央。由此，使翹曲方向反轉后的雙金屬片37的作用力以雙金屬片37的上表面中央部與下表面凸狀部件36的凸狀部52的抵接點為支點，并以固定導電性彈性板狀部件38側的爪部51a為力點，根據杠桿原理，作用于導電性彈性板狀部件38的安裝有可動觸點32的端部側，使可動觸點32與固定觸點34抵接。在該保護元件14b的結構中，不僅根據環境溫度的上升，還根據由導電性彈性板狀部件38的通電引起的溫度上升，使雙金屬片37的基于反轉的翹曲進一步增大。由此，雙金屬片37以與下表面凸狀部件36的凸狀部52的抵接點為支點，使由翹曲產生的對導電性彈性板狀部件38的作用力進一步增強，從而經由導電性彈性板狀部件 38使可動觸點32對固定觸點34的抵接作用力進一步增強。這樣，在本例的其他構成例中，在之前的構成例的作用、效果的基礎上，由于除了導電性彈性板狀部件38的接觸壓力之外還通過追加雙金屬片37增加了按壓力，因此強化了觸點之間的接觸壓力。此外，萬一在因觸點部處的接觸電阻的增加而在觸點部產生多余的焦耳熱的情況下，雙金屬片37感知該溫度，而發生向進一步加大翹曲的方向變位。由此，進一步增強了接觸壓力，并且在觸點的接觸部發生摩擦接觸動作，觸點的接觸部向穩定的方向轉移。即，根據其他的構成例，能夠具有自行修正觸點的接觸部的不良情況的功能。一般地，向上述的開關元件12那樣的半導體開關元件實現了低電阻化，然而仍然具有數πιΩ至ΙΟπιΩ的電阻值。對此，本例的保護元件14在以下，并且根據尺寸不同還可以構成內部電阻在ΙπιΩ左右的保護元件。因此，本例中的保護元件14處于接通時的內部電阻在控制單元10或者開關元件 12的內部電阻的1/2以下。此外，該控制單元10是能夠通上25Α以上的電流的控制單元。 此外，這些情況在以下的實施例2 5中也是同樣的。當保護元件14工作時，實際上使開關元件12短路了，不過保護元件14的內部電阻為ΙπιΩ左右，與此相對，FET(場效應晶體管)等開關元件12的內部電阻至少是保護元件的內部電阻的數倍。因此，由于電流的流動是與該電阻的比的倒數相應的，因此在低電阻的保護元件14側流過更多的電流，而開關元件12的電流則減少至幾分之一以下。其結果是，開關元件12等發生故障的部件的發熱減少至安全范圍。這樣，以內部電阻比開關元件12的內部電阻小的保護元件14使電路短路，以保護元件14形成分流電路，使電流的大部分分流至保護元件14側，由此，使流過故障部件(控制器13或者開關元件12)的電流減少，從而能夠從危險的溫度范圍轉移至設計上安全的溫度范圍。此外，對于雙金屬片觀的動作溫度，通過以在預定的環境下不復原的方式設定復原溫度，實質上能夠使其僅動作一次。由此，能夠防止例如在車輛的行駛中再動作，即使在車輛的行駛中有電流流過時也不再動作，因此更為安全。本例的保護元件14在正常時并不通電，因此完全不會對正常動作產生不良影響。 作為安全對策安裝保護元件，從而能夠維持高可靠性。此外，通過保護元件14的工作，利用開關部23使對馬達11的PWM(脈沖寬度調制)控制短路，其結果是，冷卻系統成為常時接通狀態，馬達11成為額定的全速旋轉狀態， 這樣無需使風扇馬達停止，也不會使冷卻系統停止，因此，本例的結構作為例如行駛中的車輛的發動機的冷卻系統的安全對策是非常重要的。另外，在發生上述那樣的異常的情況下，也能夠通過顯示等向車輛的駕駛者告知故障狀態，然而由于馬達11 (風扇馬達)常時全速旋轉，因此，駕駛者能夠容易地察覺到異常的發生。此外，由于風扇馬達常時全速旋轉直到車輛的運行停止，因此冷卻系統能夠在安全側停止功能。這樣，在本發明中，通過將保護元件構成為常關型·異常時短路型的結構，即使存在高溫下的大電流，在正常時由于沒有電流直接流到保護元件，因此不會伴隨由通電引起的溫度上升，即，不存在由電流引起的工作溫度的變化，能夠按照設計時設定的正確的工作溫度進行穩定的工作。此外，由于并未插入到冷卻系統的主體電路的通電路徑，因此，在正常動作時也不會成為阻礙電流本來的功能的主要因素。因此，容易與控制單元的具有可靠性的設計對應， 是能夠兼顧可靠性和安全性的唯一結構。另外，在上述實施例1中，通常，在保護元件14工作的時候全部電流都不流過保護元件14，因此，保護元件14側的溫度上升不大。然而，在馬達11全速旋轉、制冷劑溫度降低，控制單元56或59的通電停止、或者開關元件12形成斷開的情況下，形成全部電流流過保護元件14的狀態。在該情況下，存在因長時間的大電流通電使溫度大幅上升從而保護元件14破損的可能性。在這樣的情況下，最終不得不將冷卻系統與電源切斷。具有這樣的功能的控制單元的構成例作為實施例2和3在以下說明。實施例2相對于如上所述的實施例1的另一構成例的具有具備自行修正型的開關部的保護 元件14b的控制單元10，還可以構成為具有如下功能即使電流進一步增大、萬一保護元件14b (14a也是同樣的)的通電路徑過熱，也能夠應對該危險，使冷卻系統的電通路熔斷， 使冷卻系統的最終狀態以斷開的狀態結束。對此作為實施例2在以下說明。圖5是示出作為實施例2的冷卻系統的結構的框圖。另外，在圖5中，對與圖1所示的結構相同的構成部分或者相同的功能部分標以與圖1相同的符號并示出。如圖5所示，在本例的冷卻系統55中，控制單元56與圖1所示的控制單元10的不同點為，保護元件14的第一端子21與從電源15連接至控制單元56的正負兩極的配線的、從正極端子16向控制器13供電的正極側連接。此外，在控制單元56的外部配置有作為過電流切斷元件的熔斷器57，該熔斷器57 安裝于正極端子16與電源15之間。在圖5所示的冷卻系統55的結構中，如圖1至圖4所說明的，保護元件14 (14a或 14b)的作為短路構件的開關部23在發生由控制單元56的內部元件(控制器13、開關元件 12等)的異常引起的過熱時，使第一端子32和第二端子34(參照圖2或圖3的(a)、(b)、 (c))內部短路。由此，在本例中，熔斷器57串聯連接在與保護元件14的第一端子21連接的控制單元56的正極端子16和電源15之間，該熔斷器57感應到流過保護元件14的短路電路的電流，從而將從電源15向整個電路送出的電流路在正極側切斷，使冷卻系統55整體停止。這樣，在本例這樣的常關型的保護元件中，還可以配置熔斷器57作為外部的切斷構件，通過強制地使該外部的切斷構件工作來維持電路的保護。實施例3在上述實施例2中，將作為過電流切斷元件的熔斷器57配置于控制單元56的外部，不過將熔斷器配置于控制單元的內部也能夠發揮與上述相同的作用。對此作為實施例 3在以下說明。圖6是示出作為實施例3的冷卻系統和控制單元的結構的框圖。另外，圖6所示的冷卻系統58的整體結構除了熔斷器57的配置位置以外，與圖5所示的冷卻系統55的整體結構相同，因此僅對需要說明的構成部分標以與圖5相同的標號并示出。如圖6所示，在本例的冷卻系統58中，與圖5所示的冷卻系統55的不同點為，熔斷器57連接于保護元件14的第二端子22與接地端子17 (接地側配線c)之間。在該圖6所示的冷卻系統58的結構中，如圖1至圖4所說明的，保護元件14(1 或14b)的作為短路構件的開關部23在發生由控制單元59的內部元件(控制器13、開關元件12等)的異常引起的過熱時，使第一端子32和第二端子34(參照圖2或圖3的(a)、 (b)、(c))內部短路。由此，在本例中，熔斷器57連接于保護元件14的第二端子22與控制單元59內部的接地端子17 (接地側配線c)之間，該熔斷器57感應到流過保護元件14的短路電路的電流，從而將由電源15供給并從整個電路集中到接地側的電流路切斷，使冷卻系統58整體停止。另外，在上述的實施例2或實施例3中，熔斷器57可以是電流熔斷器，也可以采用繼電器等操作型的電流切斷裝置。實施例4圖7是示出作為實施例4的控制冷卻用風扇馬達的驅動的控制單元的框圖。另外， 在圖7所示的冷卻系統60的結構中，對與圖1所示的冷卻系統20的結構相同的構成部分標以與圖1相同的符號并示出。在圖7所示的冷卻系統60中，控制單元61的保護元件62的結構與圖1所示的冷卻系統20的控制單元10的保護元件14不同。除該不同的部分以外的結構的功能和作用與圖1的情況相同，因此省略在此的說明。在圖7所示的保護元件62中，保護元件62除了第一端子21和第二端子22之外還具備第三端子63。在該保護元件62中，第一端子21與從電源15連接到馬達11的正負兩極的配線 a和b中一方的配線b (連接馬達11與開關元件12之間的配線)連接這一點，以及第二端子22與控制器13和開關元件12的接地側配線d連接這一點與圖1的情況是相同的。此外，第二端子22與開關部23的固定觸點34連接這一點與圖1的情況是相同的。 只是在本例中，第二端子22還與固定觸點34 —起經由作為過電流切斷元件的熔斷器64而與第三端子63連接，第三端子63與接地配線c直接連接。換言之，控制器13和開關元件 12的接地側經由第二端子22、熔斷器64和第三端子63而與接地配線c連接。該控制單元61在發生由內部元件(控制器13、開關元件12等)的異常引起的過熱時，在保護元件62的開關部23中使可動觸點32與固定觸點34閉合，使第一端子21與第二端子22之間短路，使流過控制器13和開關元件12等的電流減少，抑制控制單元61的過熱，從而轉移至安全溫度范圍。但是，當保護元件62進一步因電流引起的發熱而超過允許值時，將第二端子22與第三端子63之間的熔斷器64熔斷。由此，切斷第二端子22與第三端子63之間的電流，將控制單元61從電源15切斷，使控制單元61轉移至安全溫度范圍。另外，此時，冷卻系統60 也停止動作。實施例5
圖8是示出作為實施例5的控制冷卻用風扇馬達的驅動的控制單元的框圖。另外， 在圖8所示的冷卻系統65的結構中，對與圖7所示的冷卻系統60的結構相同的構成部分標以與圖7相同的符號并示出。在 圖8所示的冷卻系統65中，控制單元66的保護元件62的其他構成部分的連接方法與圖7的情況不同。除該不同的部分以外的結構的功能和作用與圖7的情況相同，因此省略在此的說明。在圖8的保護元件62中，第一端子21的連接位置與圖7的情況不同。S卩，在圖8 中，保護元件62的第一端子21與從電源15連接到控制單元66的正負兩極的配線中的、從正極端子16向控制器13供電的正極側連接。在本例的情況下，該控制單元66在發生由內部元件(控制器13、開關元件12等) 的異常引起的過熱時，在保護元件62的開關部23中使可動觸點32與固定觸點34閉合，使第一端子21與第二端子22之間短路，使流過控制器13和開關元件12等的電流減少，抑制控制單元61的過熱，從而轉移至安全溫度范圍。另外，當保護元件62進一步因電流引起的發熱而超過允許值時，將第二端子22與第三端子63之間的熔斷器64熔斷。由此，切斷第二端子22與第三端子63之間的電流，將控制單元61從電源15切斷，使控制單元61轉移至安全溫度范圍。另外，此時，冷卻系統60 也停止動作。圖9的(a)是示出在上述實施例4和實施例5中，具備作為開關部23的常關型開關的保護元件62的具體的一個構成例的透視俯視圖，圖9的(b)是其側剖視圖。另外，在圖9的(a)、(b)中，對與圖7和圖8所示的框圖的結構具有相同的功能的構成部分，僅對在此需要說明的構成部分標以與圖7和圖8相同的符號并示出，并省略必要的說明以外的說明。此外，基本來說，圖9的(a)、(b)所示的結構為，在圖2所示的結構中，新安裝有經由過電流熔斷部67而與第一端子21連通的第三端子63。因此，對與圖2所示的結構相同的功能 構成部分，僅對在此需要說明的結構標以與圖2相同的符號示出，并省略必要的說明以外的說明。在圖9的(a)、(b)所示的本例的保護元件62的結構中，作為構成溫度熔斷器的過電流熔斷部67在第一和第三端子之間連接專用的溫度熔斷器部件的話，不僅結構變得大型化，而且組裝技術的難度也提高了。因此，本例的過電流熔斷部67以如下方式形成將連結第一端子21和第三端子 63的端子部件68的一部分的截面積形成得最小，使其盡可能容易地在高溫時熔斷。然而，在像本例那樣流過25A之類的大電流的保護元件的情況下，為了使電流路低電阻化，不得不采用銅作為端子部件，然而由于銅的熔點高達1083°C，因而需要使熔斷點降低。要使熔斷點降低，優選使在高溫區域共晶合金化的組成中的至少兩種金屬材料層疊而構成。具體來說，由于如上所述不得不采用銅作為端子部件，因此，在該由銅構成的端子部件68的局部截面積最小的部分的周圍包覆熔點為960°C的銀69。于是，通過實驗確認到在高溫區域，在銅與銀的界面發生擴散，共晶組織生長，由此，熔點降低至780°C。
此外，銅和銀都是導電率(IACS%)高的材料，銅為100%，銀為105%，不過共晶結構(銀了？^^銅觀^)的導電率則降低至77%。因此，在過電流熔斷部67設定最小的截面積部，在異常時的200°C左右的環境溫度和30A至50A左右的大電流流過的狀況下，通過上述的擴散反應、共晶組織的生長，高溫部的固有電阻一下子提高并形成熔斷，通過進行這樣的設定，能夠實現圖7或圖8所示的控制單元61或66的功能。另外，在上述的實施例1 5中，因控制單元的內部元件的異常而工作的保護元件可以構成為，使其雙金屬片的復原溫度在預定的環境溫度以下，從而通過動作后的通電部的溫度而限制復原。在該情況下，根據設定為環境溫度以下的設定溫度不同，也可以設定為在設想的環境下僅動作一次。另外，在上述的各實施例中，在控制單元的電路結構中，均是將馬達的正極側與電源的正極側直接連接，并將馬達的負極側經由開關元件與接地側連接的結構，不過，當然也可以構成為馬達的正極側經由開關元件與電源連接，而馬達的負極側直接與接地側連接。這些馬達和開關元件相對于電源和接地的連接方式進行更換的結構具體在圖 11 圖15示出。圖11是與圖1對應的變更圖，圖12是與圖5對應的變更圖，圖13是與圖 6對應的變更圖，圖14是與圖7對應的變更圖，圖15是與圖8對應的變更圖。產業上的可利用性本發明能夠用于具備保護元件的控制單元，其中所述保護元件在平常時為關閉型，在溫度異常時使觸點閉合來對保護對象電路進行保護以避免過熱破損。標號說明1 電源電池；2 馬達；3 馬達控制裝置(發動機冷卻用電動風扇控制裝置)；4 控制器；5 開關元件；6 控制信號；10 控制單元；11 馬達；12 開關元件；13 控制器； 14(14aU4b)常關型保護元件(保護元件)；15 電源；16 正極端子；17 接地端子；18 驅動控制端子；19 信號輸入端子；20 冷卻系統；21 第一端子；22 第二端子；23 開關部； 25 箱狀的殼體；26 絕緣性填充材料；27 外殼；28 雙金屬片；29 可動板；31a、31b 絕緣性部件；32 可動觸點；33 凹部；34 固定觸點；25 殼體；26 絕緣性填充材料；27 外殼； 35 內部單元；36 下表面凸狀部件；37 雙金屬片；38 導電性彈性板狀部件；39 絕緣性固定用部件；41 第一端子用部件；42 鉚接用凸起；43 定位用凸起；44 第二端子用部件； 45 空端子；46(46a、46b、46c、46d)長孔；47(47a、47b)圓弧狀的缺口部；48 止動孔；49 孔；51 (51a,51b)爪部；52 凸狀部；53 (53a、53b、53c、53d)插入部；55 冷卻系統；56 控制單元；57 熔斷器；58 冷卻系統；59 控制單元；60 冷卻系統；61 控制單元；62 保護元件；63 第三端子；64 熔斷器；65 冷卻系統；66 控制單元；67 過電流熔斷部；68 端子部件；69 銀。
權利要求
1.一種具備常關型保護元件的控制單元，該控制單元控制馬達的驅動，該馬達驅動使用了制冷劑和熱交換器的冷卻系統的熱交換器冷卻風扇旋轉，所述控制單元在內部至少具備控制上述馬達的驅動的開關元件和向該開關元件發送控制信號的控制器，其特征在于，該控制單元具有常關型保護元件，所述常關型保護元件具備第一端子和第二端子，所述第一端子與連接于上述馬達的正負兩極的配線中一方的配線連接，所述第二端子不與上述正負兩極的配線中另一方的配線連接而是直接連接于接地配線；以及短路構件，所述短路構件配置于該常關型保護元件的內部，當由上述開關元件引起的過熱達到預定溫度以上時，該短路構件使上述第一端子和上述第二端子短路，通過在由上述開關元件引起的過熱達到預定溫度以上時上述短路構件使上述第一端子和上述第二端子短路，從而使流過上述開關元件的電流減少，使上述控制單元從由上述開關元件引起的過熱狀態轉移到安全的溫度范圍而不必使上述冷卻系統停止。
2.根據權利要求1所述的具備常關型保護元件的控制單元，其特征在于，上述第一端子與上述開關元件的負載側配線連接，上述第二端子與上述開關元件的接地側配線連接。
3.根據權利要求1所述的具備常關型保護元件的控制單元，其特征在于，上述短路構件包括熱感應元件和通電用彈性部件，所述熱感應元件在預定的溫度以上使翹曲方向反轉，所述通電用彈性部件根據該熱感應元件的反轉動作而使配設于該通電用彈性部件的自由端側的可動觸點相對于固定觸點接觸和離開，所述固定觸點固定配置于上述常關型保護元件的主體裝置框體內，上述第一端子是與上述可動觸點連結的端子， 上述第二端子是與上述固定觸點連結的端子，上述熱感應元件構成為，在常溫范圍利用常溫時的翹曲形狀經由上述通電用彈性部件對上述可動觸點向離開上述固定觸點的位置施力，在異常溫度以上使翹曲形狀反轉，解除對上述通電用彈性部件的上述施力，借助上述通電用彈性部件的彈性使上述可動觸點與上述固定觸點抵接。
4.根據權利要求1所述的具備常關型保護元件的控制單元，其特征在于，上述短路構件包括熱感應元件、通電用彈性部件和固定部件，所述熱感應元件在預定的溫度以上使翹曲方向反轉，所述通電用彈性部件卡合于該熱感應元件的兩端部從而根據該熱感應元件的反轉動作而反轉，該通電用彈性部件的一端以與上述一方的配線連接的方式固定在上述常關型保護元件的主體裝置框體內，該通電用彈性部件的另一端具備可動觸點，所述固定部件與當上述熱感應元件在預定溫度以上使翹曲方向反轉時借助該熱感應元件的反轉而翹曲成凸狀的凸部大致中央抵接， 上述熱感應元件構成為，在常溫范圍利用常溫時的翹曲形狀經由上述通電用彈性部件對上述可動觸點向離開上述固定觸點的位置施力，在異常溫度以上使翹曲形狀反轉，對上述通電用彈性部件向與常溫時相反的方向施力，從而使上述可動觸點與上述固定觸點抵接，進而，隨著上述通電用彈性部件的溫度上升，由上述反轉產生的翹曲進一步增大，以與上述固定部件的抵接點作為支點，由翹曲產生的對上述通電用彈性部件的作用力進一步增強，使該通電用彈性部件的上述可動觸點對上述固定觸點的抵接作用力進一步增強。
5.根據權利要求1所述的具備常關型保護元件的控制單元，其特征在于， 上述第一端子與上述正負兩極的配線的正極側連接，在發生由上述控制單元的內部元件的異常引起的過熱時，上述短路構件使上述第一端子與上述第二端子內部短路，使設于上述單元的外部的過電流切斷元件工作，使上述冷卻系統停止。
6.根據權利要求1所述的具備常關型保護元件的控制單元，其特征在于， 上述第一端子與上述正負兩極的配線的正極側連接，上述第二端子經由設于上述控制單元的內部的過電流切斷元件而與上述接地配線連接，在發生由上述控制單元的內部元件的異常引起的過熱時，上述短路構件使上述第一端子與上述第二端子內部短路，使上述過電流切斷元件工作，使上述冷卻系統停止。
7.根據權利要求1、5或6所述的具備常關型保護元件的控制單元，其特征在于，上述開關元件由FET (場效應晶體管)構成，上述第一端子是漏極端子，上述第二端子是源極端子。
8.根據權利要求1、5或6所述的具備常關型保護元件的控制單元，其特征在于， 上述控制單元是通上25A以上的電流的控制單元，上述常關型保護元件在接通時的內部電阻為上述控制單元或上述開關元件的內部電阻的1/2以下。
9.一種具備常關型保護元件的控制單元，該控制單元控制馬達的驅動，該馬達驅動冷卻系統的熱交換器冷卻風扇旋轉，所述控制單元在內部至少具備控制上述馬達的驅動的開關元件和向該開關元件發送控制信號的控制器，其特征在于，該控制單元具備保護元件， 該保護元件具有第一端子，該第一端子連接于在平常時斷開的兩觸點中一方的觸點與配線之間，所述配線連接上述馬達和上述開關元件；第二端子，該第二端子連接于上述兩觸點中另一方的觸點與上述開關元件及上述控制器的接地側配線之間；以及第三端子，該第三端子經由過電流切斷元件連接在該第二端子和上述控制單元的接地端子之間，當發生由內部元件的異常引起的過熱時，該保護元件使上述第一端子與上述第二端子之間短路，使流到上述開關元件的電流減少，以抑制上述控制單元的過熱，進而在由電流引起的發熱超過允許值時，上述保護元件將上述第二端子與上述第三端子之間切斷以將上述控制單元從電源切斷，使該控制單元轉移至安全溫度范圍。
10.根據權利要求9所述的具備常關型保護元件的控制單元，其特征在于， 上述第一端子與上述控制器的正極側配線連接，在發生上述由內部元件的異常引起的過熱時，使上述第一端子與上述第二端子之間短路，使流到上述控制器和上述開關元件的電流減少，以抑制上述控制單元的過熱，進而在由電流引起的發熱超過允許值時，上述保護元件將上述第二端子與上述第三端子之間切斷以將上述控制單元從電源切斷，使該控制單元轉移至安全溫度范圍。
11.一種常關型保護元件，其以驅動控制外部電路的控制電路為保護對象電路，其特征在于，該常關型保護元件具有第一端子，該第一端子在元件內部與兩觸點中一方的觸點連接，并且該第一端子延伸至元件外部，以與上述保護對象電路的正負兩極的配線中一方的配線連接；第二端子，該第二端子在元件內部與上述兩觸點中另一方的觸點連接，并且該第二端子延伸至元件外部，以與上述正負兩極的配線中另一方的配線連接；第三端子，其用于與元件外部的接地配線連接；以及溫度熔斷器，該溫度熔斷器配置于上述第二端子和上述第三端子之間并在預定溫度以上熔融，在平常時上述兩觸點斷開而形成為常關型，而在異常溫度下上述兩觸點閉合，使上述保護對象電路的電流在上述第一觸點和上述第二觸點之間分支，由此對上述保護對象電路進行保護以避免過熱破損，當進一步上升的異常溫度達到上述預定溫度以上時，上述溫度熔斷器熔解，將上述第一觸點與上述第三觸點之間以及上述第二觸點與上述第三觸點之間的電流路切斷，由此，將上述保護對象電路和上述外部電路的電流切斷。
12.根據權利要求11所述的常關型保護元件，其特征在于，上述溫度熔斷器在上述第二端子和上述第三端子之間設置端子部件的局部截面積的最小部，通過使在高溫區域共晶合金化的組成中的至少兩種金屬材料層疊來構成包括該最小部的區域。
13.根據權利要求12所述的常關型保護元件，其特征在于，上述溫度熔斷器的端子部件為銅，端子部件的局部截面積的最小部的周圍由銀的包覆材料構成。
全文摘要
控制單元的保護元件的第一端子與馬達和開關元件間的配線連接，第二端子直接與控制器和開關元件共用的接地側配線連接。保護元件在內部具備由可動觸點和固定觸點構成的常關型的開關部，當由開關元件產生的過熱達到預定溫度以上時可動觸點與固定觸點閉合，使第一端子和第二端子短路，使電流分流至保護元件側，使流到開關元件的電流減少，使控制單元從由開關元件引起的過熱狀態轉移至安全的溫度范圍而不必使冷卻系統停止。
文檔編號H02H5/04GK102160276SQ200980136648
公開日2011年8月17日 申請日期2009年7月9日 優先權日2008年9月30日
發明者武田秀昭 申請人:打矢恒溫器株式會社