| 【発明の名称】 |
空気調和機の制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】宮崎 浩
【氏名】田熊 順一
【氏名】金沢 秀俊
【氏名】佐藤 永治
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| 【要約】 |
【課題】空調能力や電源電圧仕様が相違する種々のモータ制御用ＰＣ板と、シングルタイプエアコンやマルチエアコン、冷媒加熱式エアコン等機能タイプの相違する種々のサイクル制御用ＰＣ板とを、各々モジュール化して、適宜組み合せることにより仕様の相違する種々の空気調和機の制御装置を迅速かつ容易に開発製造する。
【解決手段】空気調和機の制御装置を、少なくともコンプレッサモータ制御回路１３と室外ファンモータ制御回路２４とを１枚のプリント基板１６に形成してなるモータ制御用ＰＣ板１４と、少なくともセンサ回路２０、弁制御回路１８、室内機との通信回路を１枚のプリント基板２３に形成してなるサイクル制御用ＰＣ板１５とにより構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 コンプレッサモータ制御回路、ファンモータ制御回路、センサ回路、弁制御回路、室内機との通信回路を有する空気調和機の制御装置において、これら回路を、少なくとも上記コンプレッサモータ制御回路とファンモータ制御回路とを１枚のプリント基板に形成してなるモータ制御用ＰＣ板と、少なくとも上記センサ回路、弁制御回路、室内機との通信回路を１枚のプリント基板に形成してなるサイクル制御用ＰＣ板とにより構成したことを特徴とする空気調和機の制御装置。
【請求項２】 モータ制御用ＰＣ板は、異なる空調能力に対して、ＡＣ１００Ｖ用と、ＡＣ２００Ｖ／２３０Ｖ用等空調能力、電源電圧の異なるタイプ別にそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項１記載の空気調和機の制御装置。
【請求項３】 サイクル制御用ＰＣ板は、シングルタイプエアコン制御用、マルチエアコン制御用、冷媒加熱式エアコン用等機能の異なるタイプ別にそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機の制御装置。
【請求項４】 モータ制御用ＰＣ板は、そのプリント基板上に制御回路用電源回路を搭載しており、この電源回路からモータ制御用ＰＣ板とサイクル制御用ＰＣ板に電源を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項５】 モータ制御用ＰＣ板とサイクル制御用ＰＣ板は、それらの各プリント基板上にマイクロコントローラユニットをそれぞれ搭載しており、これらマイクロコントローラユニット同士間で通信するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項６】 モータ制御用ＰＣ板とサイクル制御用ＰＣ板は、制御器ボックス内にて上下に配設され、これら両ＰＣ板同士はリード線により電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項７】 サイクル制御用ＰＣ板は、制御器ボックス内にて、このサイクル制御用ＰＣ板と対向配置されるモータ制御用ＰＣ板との対向方向の投影上に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和機の制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷房専用エアコン、ヒートポンプ式エアコンおよびガスや石油による冷媒加熱式エアコン等の空気調和機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、空気調和機としては、冷凍サイクルの構成の相違等により、冷房専用エアコン、ヒートポンプ式エアコン、ガスエアコン、石油エアコンと称する冷媒加熱式エアコン等がある。また、接続可能な室内機の台数によりシングルタイプエアコンとマルチエアコンとに区別することができ、さらにまた、マルチエアコンとしては接続可能な室内機が２台の２室マルチエアコン、同３台の３室マルチエアコン等がある。さらに、これら空気調和機は空調能力や電源電圧の相違による各種仕様に分類することができる。
【０００３】そして、従来では、これら種々の空気調和機を開発製造する場合には、その冷凍サイクルの構成の仕様や空調能力、電源電圧等の種々の仕様にそれぞれ適合した種々の制御装置の全回路をそれぞれ新たに設計して、開発し、製造している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来の種々の空気調和機では、空調能力や入力電源電圧、接続可能な室内機の台数等の仕様が相違する空気調和機を開発する場合には、変更箇所が少ない場合でも制御装置の全回路を初めから再設計して、新たにＰＣ板から開発する必要があるので、多くの時間と人手を要するという課題がある。
【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、空調能力や電源電圧仕様が相違する種々のモータ制御用ＰＣ板と、シングルタイプエアコンやマルチエアコン、あるいは冷房専用エアコン、ヒートポンプ式エアコン、冷媒加熱式エアコン等の相違する種々のサイクル制御用ＰＣ板とを、各々モジュール化して、適宜組み合せることにより仕様の相違する種々の空気調和機の制御装置を迅速かつ容易に開発製造することができる空気調和機の制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る空気調和機の制御装置は、コンプレッサモータ制御回路、ファンモータ制御回路、センサ回路、弁制御回路、室内機との通信回路を有する空気調和機の制御装置において、これら回路を、少なくとも上記コンプレッサモータ制御回路とファンモータ制御回路とを１枚のプリント基板に形成してなるモータ制御用ＰＣ板と、少なくとも上記センサ回路、弁制御回路、室内機との通信回路を１枚のプリント基板に形成してなるサイクル制御用ＰＣ板とにより構成したことを特徴とする。
【０００７】この発明によれば、空調能力や電源電圧等の仕様が相違する種々のモータ制御用ＰＣ板と、シングルタイプエアコンやマルチエアコン、冷媒加熱式エアコン等の相違する種々のサイクル制御用ＰＣ板とがモジュール化されているので、それら両ＰＣ板を適宜組み合せることにより、仕様の相違する種々の制御装置を迅速かつ容易に開発製造することができる。
【０００８】請求項２の発明に係る空気調和機の制御装置は、モータ制御用ＰＣ板は、異なる空調能力に対して、ＡＣ１００Ｖ用と、ＡＣ２００Ｖ／２３０Ｖ用等空調能力、電源電圧の異なるタイプ別にそれぞれ構成されていることを特徴とする。
【０００９】この発明によれば、請求項１の発明の作用に加えて、モータ制御用ＰＣ板にはＡＣ１００Ｖ用とＡＣ２００Ｖ／２３０Ｖ用等があるので、入力電源電圧がＡＣ１００ＶとＡＣ２００Ｖ／２３０Ｖの仕様の空気調和機に対しては、その仕様に適合したモータ制御用ＰＣ板を選択使用することにより、制御装置の全回路を初めから再設計して新たにＰＣ板から開発する必要がなく、迅速かつ容易に開発製造することができる。
【００１０】請求項３の発明に係る空気調和機の制御装置は、サイクル制御用ＰＣ板は、シングルタイプエアコン制御用、マルチエアコン制御用、冷媒加熱式エアコン用等機能の異なるタイプ別にそれぞれ構成されていることを特徴とする。
【００１１】この発明によれば、請求項１または２の発明の作用に加えて、サイクル制御用ＰＣ板には、シングルタイプエアコン制御用、マルチエアコン制御用、冷媒加熱式エアコン制御等があるので、これら各エアコン制御用に適合したサイクル制御用ＰＣ板を選択使用することにより、制御装置の全回路を初めから再設計して新たにＰＣ板から開発する必要がなく、迅速かつ容易に開発製造することができる。
【００１２】請求項４の発明に係る空気調和機の制御装置は、モータ制御用ＰＣ板は、そのプリント基板上に制御回路用電源回路を搭載しており、この電源回路からモータ制御用ＰＣ板とサイクル制御用ＰＣ板に電源を供給するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】この発明によれば、請求項１〜３のいずれか１項の発明の作用に加えて、モータ制御用ＰＣ板の制御回路用電源回路からこのモータ制御用ＰＣ板とサイクル制御用ＰＣ板に電源を供給することができるので、これら両制御用ＰＣ板の組み合せを種々変えても、モータ制御用ＰＣ板とサイクル制御用ＰＣ板には電源を供給することができる。このために、仕様の相違する空気調和機にも新規に制御回路用電源回路を開発する必要がなくなるので、制御装置を迅速かつ容易に開発製造することができる。
【００１４】請求項５の発明に係る空気調和機の制御装置は、モータ制御用ＰＣ板とサイクル制御用ＰＣ板は、それらの各プリント基板上にマイクロコントローラユニットをそれぞれ搭載しており、これらマイクロコントローラユニット同士間で通信するように構成されていることを特徴とする。
【００１５】この発明によれば、請求項１〜４のいずれか１項の発明の作用に加えて、モータ制御用ＰＣ板とサイクル制御用ＰＣ板とは、これら各マイクロコントローラユニット（以下ＭＣＵという）同士によりデータの授受を行なうことができる。したがって、例えばモータ制御用ＰＣ板に搭載されたＭＣＵからコンプレッサモータやファンモータ等の回転数、または電流値等のデータをサイクル制御用ＰＣ板のＭＣＵへ伝送する一方、このサイクル制御用ＰＣ板のＭＣＵからモータ回転数の目標値等のデータをモータ制御用ＰＣ板のＭＣＵへ伝送することができる。
【００１６】請求項６の発明に係る空気調和機の制御装置は、モータ制御用ＰＣ板とサイクル制御用ＰＣ板は、制御器ボックス内にて上下に配設され、これら両ＰＣ板同士はリード線により電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１７】この発明によれば、請求項１〜５のいずれか１項の発明の作用に加えて、制御器ボックス内にてモータ制御用ＰＣ板とサイクル制御用ＰＣ板とを上下に配設しているので、これら両ＰＣ板の設置スペースの節約を図ることができる。このために、制御器ボックスの小型化を図ることができると共に、これら両ＰＣ板間を接続するリード線の短縮を図ることができる。
【００１８】請求項７の発明に係る空気調和機の制御装置は、サイクル制御用ＰＣ板は、制御器ボックス内にて、このサイクル制御用ＰＣ板と対向配置されるモータ制御用ＰＣ板との対向方向の投影上に配置されていることを特徴とする。
【００１９】この発明によれば、請求項１〜５のいずれか１項の発明の作用に加えて、制御器ボックス内にてモータ制御用ＰＣ板とサイクル制御用ＰＣ板とを重ねるように配設しているので、これら両ＰＣ板の設置スペースの節約を図ることができる。このために、制御器ボックスの小型化を図ることができると共に、これら両ＰＣ板間を接続するリード線の短縮を図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。なお、これらの図中、同一または相当部分には同一符号を付している。
【００２１】図１は本発明の第１の実施形態に係る空気調和機の室外制御装置の全体構成を示す平面図、図２は図１で示す室外制御装置を具備した空気調和機の冷凍サイクル図である。
【００２２】図２に示すようにこの空気調和機は圧縮機１、四方弁２、室内ファン３を備えた室内熱交換器４、電動膨張弁５、室外ファン６を備えた室外熱交換器７を、冷媒配管８により順次連通させて、冷媒を循環させる閉じた冷凍サイクルを構成している。なお、図１中、９は室内ユニット、１０は室外ユニット、１１は外気温を検出する外気温センサーである。
【００２３】室外制御装置１２には図中点線で示す信号線により，圧縮機１の回転数を制御するコンプレッサモータ制御回路１３、四方弁２、電動膨張弁５、室外ファンモータ６ａをそれぞれ電気的に接続している。
【００２４】室外制御装置１２は図示しないリモコン等からの制御指令信号を受けて、四方弁２を切換操作して冷媒を、図中破線矢印方向に冷凍サイクルを循環させることにより冷房運転し、図中実線矢印方向に冷凍サイクルを循環させることにより暖房運転するようになっている。
【００２５】また、室外制御装置１２は、コンプレッサファンモータ制御回路１３を介して圧縮機１の回転数を制御し、または室外ファンモータ６ａの回転数を制御し、あるいは電動膨張弁５の開度を制御し、さらに図示しない通信回路により図示しない室内制御装置と双方向でデータ通信し得るように構成されている。
【００２６】図１はこの室外制御装置１２の全体構成を示す平面図である。この室外制御装置１２はサイクル制御用ＰＣ板１４とモータ制御用ＰＣ板１５とから構成されている。
【００２７】サイクル制御用ＰＣ板１４は、その１枚のプリント基板（ＰＣ板）１６に、図２で示す四方弁２、電動膨張弁５や図示しない開閉弁等種々の弁１７の切換制御、開度ないし開閉制御を行なう弁制御回路１８と、図２で示す外気温センサ１１等のセンサ１９を駆動する一方、その温度検出値を読み込むセンサ回路２０、図示しない室内制御装置と双方向でデータ通信可能の図示しない通信回路およびコネクタ２１等をそれぞれ形成している。
【００２８】また、サイクル制御用ＰＣ板１４は、そのＰＣ板１６上に、サイクル制御用ＭＣＵ（マイクロ・コントローラ・ユニット）２２を搭載し、このＭＣＵ２２の入出力ポートをプリント基板１６の図示しない回路パターンにより上記弁制御回路１８、センサ回路２０、通信回路およびコネクタ２１にそれぞれ電気的に接続している。
【００２９】そして、サイクル制御用ＭＣＵ２１は弁制御回路１８を介して四方弁２や電動膨張弁５等の弁１７の実際の切換角や開度等を読み込む一方、これら切換角や開度を制御することができると共に、センサ回路２０を介してセンサ１９により検出された温度検出値等の所要のデータを読み込み、メモリに蓄積することができるようになっている。
【００３０】一方、モータ制御用ＰＣ板１５は、その１枚のプリント基板２３に、室外ファンモータ６ａの回転数を制御する室外ファンモータ制御回路２４、外部交流（ＡＣ）電源に電気的に接続されて、交流を所定電圧の直流に変換する制御回路用電源回路２５、コンプレッサモータ制御回路１３およびコネクタ２６をそれぞれ形成している。
【００３１】また、モータ制御用ＰＣ板１５は、そのプリント基板２３上に、モータ制御用ＭＣＵ２７を搭載し、このＭＣＵ２７の入出力ポートを、プリント基板２３の図示しない回路パターンにより上記室外ファンモータ制御回路２４、制御回路用電源回路２５、コンプレッサモータ制御回路１３およびコネクタ２６にそれぞれ電気的に接続している。なお、図１中、符号３０は電解コンデンサ、３１はジャイアントトランジタ（Ｇ−Ｔｒ）である。
【００３２】そして、モータ制御用ＭＣＵ２７は室外ファンモータ制御回路２４を介して室外ファンモータ６ａの実際の回転数を読み込む一方で、その回転数を制御することができると共に、コンプレッサモータ制御回路１３を介して圧縮機１の実際の回転数を読み込む一方、その回転数を適宜制御し得るようになっている。
【００３３】また、このモータ制御用ＰＣ板１５のコネクタ２６とサイクル制御用ＰＣ板１４のコネクタ２１とを、リード線である２本一対の通信ケーブル２８と２本一対の電源線２９とにより電気的に接続し、モータ制御用ＭＣＵ２７とサイクル制御用ＭＣＵ２２とで双方向のデータ通信が可能であり、かつモータ制御用ＰＣ板１５の制御回路用電源回路２５からモータ制御用ＰＣ板１５とサイクル制御用ＰＣ板１４とに電源を供給し得るように構成されている。
【００３４】例えばモータ制御用ＭＣＵ２７は、室外ファンモータ６ａの実際の回転数を室外ファンモータ制御回路２４を介して読み込むと共に、コンプレッサモータ制御回路１３を介して圧縮機１の実際の回転数を読み込み、これら実際の回転数をサイクル制御用ＰＣ板１４のＭＣＵ２２に伝送することができる。
【００３５】一方、サイクル制御用ＭＣＵ２２は、そのメモリに蓄積されている室外ファンモータ６ａや圧縮機１のモータ目標回転数等の所要のデータをモータ制御用ＭＣＵ２７に伝送することができるようになっている。
【００３６】図３はこのように構成されたサイクル制御用ＰＣ板１４とモータ制御用ＰＣ板１６の種類とそれらの組合せの数例を示す一覧表である。
【００３７】例えばモータ制御用ＰＣ板１５の種類としては、入力電源電圧（Ｖ）と空調能力（クラス）により、１φ（相）１００Ｖで４０クラス用の同ＰＣ板１５Ａ、１φ２００Ｖで４０／５０クラス用の同ＰＣ板１５Ｂ、３φ２００Ｖで４０／５０クラス用の同ＰＣ板１５Ｃ、輸出国の電源電圧に適合した電源電圧と所要の空調能力の仕様のワールドワイドインバータ用の同ＰＣ板１５Ｄ等がある。
【００３８】一方、サイクル制御用ＰＣ板１４の種類としては、接続する室内機が２台の２室マルチエアコン用の同ＰＣ板１４Ａ、接続する室内機が３台の３室マルチエアコン用の同ＰＣ板１４Ｂ、冷媒加熱器の燃料がガスであるガスエアコン用の同ＰＣ板１４Ｃ、冷媒加熱器の燃料が石油である石油エアコン用の同ＰＣ板１４Ｄ、、接続する室内機１が１台のシングルタイプエアコン等、上記以外のその他のエアコン用の同ＰＣ板１４Ｅ等がある。
【００３９】したがって、この図３の組合せによれば、４種類のモータ制御用ＰＣ板１５Ａ〜１５Ｄについて、５種類のサイクル制御用ＰＣ板１４Ａ〜１４Ｅをそれぞれ組み合せることができるので、２０通りの組合せが可能である。
【００４０】したがって、入力電源電圧および空調能力仕様と冷凍サイクル構成が相違する上記２０通りの室外制御装置１１については、その開発の都度、全制御回路を再設計して新たにＰＣ板を開発する必要がなく、多くの時間と人手を節約することができる。また、これらＰＣ板１４Ａ〜１４Ｅ，１５Ａ〜１５Ｄは上記種類に限定されるものではなく、その種類を適宜増加ないし減少させてもよい。
【００４１】図４は上記モータ制御用ＰＣ板１５とサイクル制御用ＰＣ板１４とを制御器ボックス３２内にて上下に並設した状態を示す制御器ボックス３２の縦断面図であり、図５はこの制御器ボックス３２の平断面を下底面から仰視したときの平断面図、図６は図５の側断面図である。
【００４２】制御器ボックス３２は、室外ユニット１０に配設されるものであり、外側面にヒートシンク３３を形成する一方、内部の固定用モールド３４には長方形板状のサイクル制御用ＰＣ板１４を固定している。
【００４３】そして、図４に示すように制御器ボックス３２の上端部内面に、サイクル制御用ＰＣ板１４よりも大きい長方形板状のモータ制御用ＰＣ板１５を固定し、これをサイクル制御用ＰＣ板１４よりも上方に配設している。これら両ＰＣ板１４，１５はこれらの各コネクタ２１，２６に装着された通信ケーブル２８と電源線２９のリード線により電気的に接続されている。なお、図５，図６中、符号２５はＳＬコネクタ取付部である。
【００４４】したがって、この実施形態によれば、空調能力や電源電圧等の仕様が相違する種々のモータ制御用ＰＣ板１５と、シングルタイプやマルチエアコン、冷媒加熱式エアコン等の相違する種々のサイクル制御用ＰＣ板１４とがモジュール化されているので、これら両ＰＣ板を適宜組み合せることにより、仕様の相違する種々の制御装置を迅速かつ容易に開発製造することができる。
【００４５】また、モータ制御用ＰＣ板１５にはＡＣ１００Ｖ用とＡＣ２００Ｖ／２３０Ｖ用等があるので、入力電源電圧がＡＣ１００ＶとＡＣ２００Ｖ／２３０Ｖの仕様の空気調和機に対しては、その仕様に適合したモータ制御用ＰＣ板１５を選択使用することにより、制御装置１１の全回路を初めから再設計して新たにＰＣ板から開発する必要がなく、迅速かつ容易に開発製造することができる。
【００４６】さらに、サイクル制御用ＰＣ板１４にはマルチエアコン制御用、ガスエアコン制御用、石油エアコン制御用等があるので、これら各エアコン制御用に適合したサイクル制御用ＰＣ板を選択使用することにより、制御装置１１の全回路を初めから再設計して新たにＰＣ板を開発する必要がない。
【００４７】さらにまた、モータ制御用ＰＣ板１５の制御回路用電源回路２５からサイクル制御用ＰＣ板に電源を供給することができるので、これら両制御用ＰＣ板１４，１５の組み合せを種々変えても、サイクル制御用ＰＣ板１４には電源を供給することができる。このために、仕様の相違する空気調和機にも新規に制御回路用電源回路２５を開発する必要がなくなるので、制御装置１１を迅速かつ容易に開発製造することができる。
【００４８】また、モータ制御用ＰＣ板１５とサイクル制御用ＰＣ板１４とは、これらの各ＭＣＵ２２，２７同士によりデータの授受を行なうことができる。したがって、例えばモータ制御用ＰＣ板１５に搭載されたＭＣＵ２７からコンプレッサモータや室外ファンモータ６ａ等の回転数、または電流値等のデータをサイクル制御用ＰＣ板１４のＭＣＵ２２へ伝送する一方、このサイクル制御用ＰＣ板１４のＭＣＵ２２からモータ回転数の目標値等のデータをモータ制御用ＰＣ板１５のＭＣＵ２７へ伝送することができる。
【００４９】そして、制御器ボックス３２内にてモータ制御用ＰＣ板１５とサイクル制御用ＰＣ板１４とを上下に配設しているので、これら両ＰＣ板１５，１４の設置スペースの節約を図ることができる。このために、制御器ボックス３２の小型化を図ることができると共に、これら両ＰＣ板１５，１４間を接続する通信ケーブル２８と電源線２９の短縮を図ることができる。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、空調能力や電源電圧等の仕様が相違する種々のモータ制御用ＰＣ板と、シングルタイプやマルチエアコン、冷媒加熱式エアコン等機能タイプの相違する種々のサイクル制御用ＰＣ板とをモジュール化しているので、それら両ＰＣ板を適宜組み合せることにより、仕様の相違する種々の制御装置を迅速かつ容易に開発製造することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月１５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】波多野 久 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１１８２２９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２８２３７４ |
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