JP2003106605A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御装置収納部を共用化する。 【解決手段】 空気調和機の機能毎に駆動回路を設け、
各駆動回路毎の従プリント基板２４を作成し、機種毎に
必要な駆動回路の従プリント基板２４を選択できるよう
にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機の制御
に用いられる制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機の制御装置は、図８に
示すような倍電圧方式の電源回路を用いたり、図９に示
すような昇圧方式の電源回路を用いている。

【０００３】すなわち、倍電圧方式とは図８に示すよう
に商用電源１から入力した交流電源をダイオードブリッ
ジ２にて整流し、その整流した電荷を第１コンデンサ
３、第2コンデンサ４に蓄積し、第３コンデンサ５に第
１、第２コンデンサに印可された電圧の倍の電圧を生じ
させるものである。

【０００４】また昇圧方式とは図９に示すように商用電
源１から入力した交流電源をダイオードブリッジ２にて
整流し、昇圧用スイッチング素子６をＯＮ−ＯＦＦする
ことでリアクタ７にエネルギーを蓄積し、第４コンデン
サ８に所定の電圧を生じさせるものである。

【０００５】空気調和機は、上記第３、第４コンデンサ
５、８に生じた電圧でインバータ素子９を用いて疑似交
流波形を作り、圧縮機１０を駆動し、冷媒を圧縮してい
る。

【０００６】図１０、１１に倍電圧方式および昇圧方式
を用いた場合の制御装置の実装状態を示す。

【０００７】まず、倍電圧方式は図１０に示すように、
プリント基板１１上にダイオードブリッジ２を実装し、
プリント基板１１上に設けられたパターン１２にてダイ
オードブリッジ２と第１、第２コンデンサ３、４とは接
続されている。

【０００８】第２、３コンデンサ３、４は、パターン１
３およびリード線１４を介して第３コンデンサ１４と接
続され、インバータ素子９に電源電圧を供給している。

【０００９】そしてインバータ素子９の出力は、リード
線１５を介して圧縮機１０に印可されている。

【００１０】次に昇圧方式は、図１１に示すように、プ
リント基板１１上に設けられたダイオードブリッジ２と
リアクタ７をパターン１６、リード線１７を用いて接続
している。

【００１１】リアクタ７の出力は、リード線１７とパタ
ーン１８を介して昇圧用スイッチング素子６と整流用ダ
イオード１９に接続されている。

【００１２】昇圧用スイッチング素子６、リアクタ７、
整流用ダイオード１９によって生成された所定の電圧
は、倍電圧方式同様、インバータ素子９に電源電圧を供
給している。

【００１３】また、プリント基板１１上に設けられたコ
ントロール部２０により、圧縮機、ファンモータ、四方
弁（図示せず）などの制御を行っている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成において、使用される空気調和機に６畳用や１
２畳用といった能力の違いがある場合、諸回路の能力に
応じた最適な定数が異なったり、実装する部品の大きさ
が異なるなど、制御装置としての形状に差が生じること
がある。

【００１５】また、高級機または普及機というグレード
の違いによって搭載される機能が異なっている。

【００１６】すなわち、各グレードごとに豊かな機能、
エネルギー効率、コストなど異なる訴求ポイントを実現
するために、各機能を実現する回路や電源回路の方式、
冷凍サイクルを構成する各々の構成要素が異なってく
る。

【００１７】よって、各機種ごとの制御装置を設計し、
その制御装置を収納する制御装置収納部を個別に設計し
ていた。

【００１８】その結果、機種毎に制御装置収納部の形状
が異なるために、部材の共用化ができず、近年高まりを
見せている資源を有効利用しようとするリサイクルの流
れには対応できない、という課題を有していた。

【００１９】また、一部回路をＨＩＣのような素子と
し、プリント基板上のスペースを省スペース化しようと
するものもあるが、回路が汎用であるために、能力に応
じた最適回路定数を得ることができないという課題があ
った。

【００２０】さらにピン数の多いマイクロコンピュータ
を異なる従プリント基板に実装し、その従プリント基板
を主プリント基板に立てて実装することで主プリント基
板の実装面積を減らすというものもあるが、実装面積を
減らそうとする思想はあるが、回路を共用化しようとい
う思想まではない、という課題を有していた。

【００２１】また、図１２に示すように制御装置収納部
４０は、空気調和機の室外機３６内に、熱交換器３７、
圧縮機３８、ファン３９とともに設置される。

【００２２】よって、制御装置を共用化するために、す
べての機能を実装できるようなプリント基板を作成した
場合、制御装置収納部４０の容積が大きくなり、空気調
和機の基本性能であるエネルギー効率（ＣＯＰ）を悪化
させるという課題を有していた。

【００２３】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、空気調和機のＣＯＰを悪化させることな
く、異なる機能、電源回路を有する空気調和機でも同じ
制御装置収納部を用いることができる制御装置を提供す
ることを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、空気調和機の機能毎に駆動回路を設け、各
駆動回路毎の従プリント基板を作成し、機種毎に必要な
駆動回路の従プリント基板を選択できるようにしたもの
である。

【００２５】また、定数変更可能な従プリント基板とし
たことで、能力毎に最適な定数を実装できるようにした
ものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】上記の課題を解決するために本発
明は、ダイオードブリッジからコンデンサを接続するパ
ターンに少なくとも１ヶ所以上の電路切替部を設けたも
のである。また本発明は電源回路の駆動回路を従プリン
ト基板上に設けたものである。

【００２７】また本発明は、ファンモータの駆動回路を
従プリント基板上に設けたものである。

【００２８】さらに本発明は、冷凍サイクルの絞り部を
制御する駆動回路を従プリント基板上に設けたものであ
る。

【００２９】このようにダイオードブリッジからコンデ
ンサを接続するパターンに少なくとも１ヶ所以上の電路
切替部を設けることにより、異なる電源方式を同一のプ
リント基板上に実現することができる。

【００３０】また、各機能毎に駆動回路を従プリント基
板に実装することにより、異なる機能を有する機種の異
なる空気調和機どうしでも、必要な従プリント基板を選
択することにより、制御装置を共用化することができ
る。

【００３１】以下本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００３２】なお、従来例と同一の機能を有するものに
ついては、同一の符号を付与し、説明を省略する。 （実施の形態１）図１は、本発明の空気調和機の制御装
置を説明する説明図である。

【００３３】図中、プリント基板２１上に、電路切替部
２２が設けられている。

【００３４】この電路切替部２２を切り替えることによ
り、同一プリント基板で倍電圧方式と昇圧方式との共用
化を実現することができる。

【００３５】すなわち、図２は倍電圧方式の制御装置で
ある。

【００３６】図１の電路切替部２２に代えて第１、第２
コンデンサ３、４を実装する。

【００３７】また、第１、第２コンデンサ３、４を接続
する連絡路、及びダイオードブリッジ２の入力端の一端
と第１、２コンデンサ３、４とを接続する連絡路はあら
かじめプリント基板２１上に設けられたパターンでもよ
く、リード線でもよい。

【００３８】次に図３に、同じプリント基板２１を用い
て、昇圧方式の制御装置を実装する場合の実施例を示
す。

【００３９】電路切替部２２の一方をリアクタ７へ接続
するリード線とする。

【００４０】他方をプリント基板２１上に残し、昇圧用
スイッチング素子６と製流用ダイオード１９をプリント
基板２１上に実装する。

【００４１】このとき、リアクタ７の出力端と、昇圧用
スイッチング素子６及び製流用ダイオード１９とをリー
ド線およびパターンで接続する。

【００４２】上記図２、３の構成により、倍電圧方式及
び昇圧方式の制御装置を同一プリント基板上に実現する
ことができる。

【００４３】また、昇圧方式の電源回路を制御する駆動
回路は、コントロール部２４に実装されており、プリン
ト基板２１に従プリント基板として実装されることで昇
圧用スイッチング素子６を制御している。

【００４４】なお、倍電圧方式のコントロール部２３
は、従プリント基板としたが、電源回路を駆動する回路
を有していないので、プリント基板２１に実装されてい
てもよい。 （実施の形態２）図４、５を用いてファンモータ駆動部
を従プリント基板に設けた場合の実施例を説明する。

【００４５】空気調和機用のファンモータはＡＣモータ
を用いる場合とＤＣモータを用いる場合がある。

【００４６】まず、図４に示すように、ダイオードブリ
ッジ２の入力側よりパターンまたはリード線を用いてフ
ァンモータ２５までの電路２６を設け、さらにファンモ
ータ２５のコントロール部として２７が設けられてい
る。

【００４７】このような構成により、空気調和機の制御
に必要なファンモータ２５の回転数を、コントロール部
２７が電路２６に設けられた開閉スイッチ２８をＯＮ−
ＯＦＦすることで制御する。

【００４８】次に図５に示すように、ダイオードブリッ
ジ２の出力側よりパターンまたはリード線を用いてファ
ンモータ２９までの電路３０を設け、さらにファンモー
タ２９のコントロール部として３１が設けられている。

【００４９】このような構成により、空気調和機の制御
に必要なファンモータ２９の回転数を、コントロール部
３１がファンモータ２９内に設けられた制御回路に送信
することにより、制御する。

【００５０】なお、本実施例では、電源回路は倍電圧方
式、昇圧方式を問わない。 （実施の形態３）次に、絞り部を制御するコントロール
部を従プリント基板に設けた場合の実施例を説明する。

【００５１】図６中、３２は冷凍サイクルの構成要素の
ひとつ、絞り部をなす膨張弁である。３３は膨張弁３２
を制御するコントロール部であり、ダイオードブリッジ
２の出力側よりパターンまたはリード線を用いた電路３
４により電源を供給されている。

【００５２】このような構成により、冷凍サイクルの状
況に合わせた開度を、コントロール部３３が膨張弁３２
に指示する。

【００５３】図７は、絞り部にキャピラリチューブ３５
を用いた場合である。

【００５４】この場合、キャピラリチューブを制御する
ことはないため、特にコントロール部は必要としない。

【００５５】また、上記実施例にて説明したコントロー
ル部２３、２４、２７、３１、３３は、いずれも目的に
応じて定数を変更できるプリント基板であるため、搭載
する空気調和機の能力が異なる場合でも、実装する定数
を変更するだけでよく、制御装置の外形形状は、略同一
となる。

【００５６】さらに、空気調和機のグレードが異なる場
合でも、上記コントロール部２３、２４、２７、３１、
３３の実装、非実装で対応可能となり、主プリント基板
であるプリント基板２１は、多種の空気調和機に共通し
た基板として使用することができる。

【００５７】よって、上記実施例の制御装置を収納する
制御装置収納部も共用化することが可能となる。

【００５８】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
１に記載の発明は、ダイオードブリッジからコンデンサ
を接続するパターンに少なくとも１ヶ所以上の電路切替
部を設けたものである。

【００５９】また本発明は電源回路の駆動部をサブ基板
上に設けたものである。

【００６０】上記構成を用いることにより、異なる電源
回路の方式であっても同一プリント基板上に実装可能と
なり、制御装置収納部を共用化することができる。

【００６１】また本発明は、ファンモータの駆動部をサ
ブ基板上に設けたものである。

【００６２】上記構成を用いることにより、異なる制御
方法のファンモータを用いる空気調和機でも同一プリン
ト基板を使用することが可能となり、制御装置収納部を
共用化することができる。

【００６３】さらに本発明は、冷凍サイクルの絞り部を
制御する駆動部をサブ基板上に設けたものである。

【００６４】上記構成を用いることにより、異なる絞り
部を用いる冷凍サイクルでも同一プリント基板を使用す
ることが可能となり、制御装置収納部を共用化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における空気調和機の電源
回路の構成図

【図２】同電源回路の構成図

【図３】同電源回路の構成図

【図４】同電源回路の構成図

【図５】同電源回路の構成図

【図６】同電源回路の構成図

【図７】同電源回路の構成図

【図８】従来の空気調和機における電源回路の回路図

【図９】他の従来例における電源回路の回路図

【図１０】同電源回路の構成図

【図１１】同電源回路の構成図

【図１２】従来の空気調和機室外機の構成図

【符号の説明】

１ 商用電源 ２ ダイオードブリッジ ５ コンデンサ ６ 昇圧用スイッチング素子 ７ リアクタ ８ コンデンサ １９ 整流用ダイオード ２２ 電路切替部 ２３ コントロール部 ２４ コントロール部 ２５ ファンモータ ２７ コントロール部 ２８、３０ 電路 ２９ ファンモータ ３１ コントロール部 ３２ 絞り部 ３３ コントロール部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 宏持 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3L060 EE02 EE04 5H006 CA07 CB01 CC08 HA05 HA83

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源を整流して直流電源に変換する
   ダイオードブリッジと、このダイオードブリッジの出力
   電圧を平滑するコンデンサとを設け、前記ダイオードブ
   リッジとコンデンサを接続する電路に電流の流れる方向
   を切り替えることができる電路切替部を設けた空気調和
   機の制御装置。
2. 【請求項２】 電路切替部にリアクタと整流素子とを直
   列接続し、前記リアクタと整流素子との接点に一端を接
   続し、他端をコンデンサの負極に接続する昇圧用スイッ
   チング素子とを設け、前記昇圧用スイッチング素子を制
   御する駆動回路を前記電路切替部が設けられた主プリン
   ト基板とは異なる従プリント基板に設け、この従プリン
   ト基板を前記主プリント基板に実装した請求項１に記載
   の空気調和機の制御装置。
3. 【請求項３】 商用電源を整流して直流電源に変換する
   ダイオードブリッジを主プリント基板上に設け、この主
   プリント基板上に前記ダイオードブリッジの入力側を一
   端、他端を前記主プリント基板の外に設けられたファン
   モータへ連絡する第１の電路と、前記主プリント基板上
   に前記ダイオードブリッジの出力側を一端、他端を前記
   主プリント基板の外に設けられたファンモータへ連絡す
   る第２の電路とを設け、前記ファンモータを制御する駆
   動回路を前記主プリント基板とは異なる従プリント基板
   に設け、この従プリント基板を前記主プリント基板に実
   装した空気調和機の制御装置。
4. 【請求項４】 冷凍サイクルを構成する絞り部と、この
   絞り部を制御する駆動回路を主プリント基板とは異なる
   従プリント基板に設け、この従プリント基板を前記主プ
   リント基板に実装した請求項１〜３いずれかに記載の空
   気調和機の制御装置。
5. 【請求項５】 能力に応じて定数を変更可能とした従プ
   リント基板を設けた請求項２〜４いずれかに記載の空気
   調和機の制御装置。