JP2002228196A - 制御装置及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機において、室外機の電路板と本体
ケーシングとの間の絶縁を確実にすることにある。また
作業者の安全を確保することにある。 【解決手段】 空気調和機の室外機に配置される制御装
置は、制御板と電路板と制御板・電路板を取り付け可能
な電装箱とを備えている。この制御装置では、電装箱の
本体ケーシングに近い側に電路板３３が縦置きに取り付
けられる。電装箱には、電路板３３の端子部を露出する
ように開口４４ａが設けられ、開口４４ａを開閉できる
ように蓋４４ｄが設けられ、さらに電路板３３に実装さ
れるＬＥＤを視認できるように開口４４ｅが設けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電路板、特に、空
気調和機に用いられる電路板に関する。また本発明は、
空気調和機、特に、室外機に配置される電路板を備える
空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】室内機と室外機とから構成されるセパレ
ート型の空気調和機では、リモコンからの信号（運転モ
ード・設定室温など）が室内機に受信されると、その信
号は、電気ケーブルを介して室外機の制御装置に送信さ
れる。制御装置は、受信した信号（運転モード・設定室
温など）に基づいて、冷媒回路を制御し、室内機から室
内に冷気又は暖気が供給される。また、室温が設定室温
になるように、冷気又は暖気の温度を調節する。

【０００３】制御装置は、制御板と電路板とこれらが取
り付けられる電装箱とを備えている。制御板は、室外機
の圧縮機・四方切換弁等に接続されており、これらを制
御する。また制御板は電路板に接続されており、電路板
は室内機及び商用電源と接続される端子部を有してい
る。制御板は電装箱に横置きにして取り付けられ、電路
板はその一端に縦置きに取り付けられている。電路板の
制御板に対向する面（内側面）は、部品実装面であり、
ノイズ除去回路やインターフェイス回路を構成する電子
部品が実装されている。一方、電路板の反対側の面（外
側面）は端子部を有している。内側面には、内側面から
外側面に貫通し内部の導体配線を露出する孔が複数形成
されている。この孔に電子部品のリードを挿入し、外側
面においてリードを導体配線に半田付けしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】電路板の外側面にはリ
ード及び半田が露出しており、空気調和機の運転時には
この半田部は高電圧となる。また電路板は、電装箱の端
部、即ち室外機の端部に配置されており、室外機本体ケ
ーシングと接近している。このため、電路板の半田部と
本体ケーシングとの間の絶縁距離が不足し、この間で電
気的に短絡するおそれがある。

【０００５】また空気調和機運転後にも電路板のコンデ
ンサ等には電荷が蓄積されていることがある。そのた
め、室外機をメンテナンスする際に作業者が誤ってこの
部分に触れ、感電するおそれもある。

【０００６】本発明の課題は、空気調和機において、電
路板と本体ケーシングとの間の絶縁を確実にすることに
ある。また本発明の別の課題は、空気調和機において、
作業者の安全を確保することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る制御装置
は、空気調和機に設けられる制御装置であって、制御板
と電路板と電装箱とを備えている。制御板は、室外機を
制御する。電路板は、制御板と電気的に接続され、室内
機及び商用電源が接続可能な端子部を有している。また
電路板は、ノイズ除去回路やインターフェイス回路を構
成する電子部品が実装されている。電装箱は、制御板及
び電路板を取り付け可能であり、電路板に実装される電
子部品の充電部を覆っている。例えば、制御板は、電装
箱に横置きに取り付けられる。その制御板の一端に、電
路板が縦置きに取り付けられる。電路板の制御板に対向
する面（内側面）は、部品実装面であり、電子部品が実
装される。電路板の反対側の面（外側面）は、半田面で
あり、電子部品のリード及び半田部が露出されている。
また外側面には、端子部が設けられている。

【０００８】請求項１に係る制御装置によれば、電路板
のリード及び半田部が電装箱に覆われるため、電路板と
室外機本体ケーシングとの絶縁距離を確保し易い。ま
た、室外機をメンテナンスする際に作業者が誤ってこの
部分に触れ、感電するのを防止することができる。

【０００９】請求項２に係る制御装置は、請求項１に係
る制御装置において、電装箱は端子部を覆うことができ
る開閉可能な蓋をさらに有している。この制御装置で
は、蓋を開いて端子部に室内機又は商用電源からの電気
ケーブルを接続し、接続後は蓋を閉じて端子部を覆う。
請求項２に係る制御装置によれば、電気ケーブルの接続
時には端子部を露出し、その後は蓋により端子部を覆う
ことができる。これにより、電路板の充電部を全て覆う
ことができ、電路板と室外機本体との絶縁距離を確保し
易くなる。

【００１０】請求項３に係る制御装置は、請求項１又は
２に係る制御装置において、電装箱に電子部品を露出さ
せるための開口がさらに形成されている。例えば、室外
機の異常を知らせる発光ダイオードを露出させるための
開口を形成する。この場合、電路板を取り外さずに発光
ダイオードが点灯しているか視認することがすることが
できる。

【００１１】請求項４に係る制御装置は、請求項１から
３のいずれかに係る制御装置において、電装箱は風通し
のための孔をさらに有している。請求項４に係る制御装
置によれば、電装箱内部に配置される電子部品を効率良
く空冷することができる。

【００１２】請求項５に係る空気調和機は、室内機と冷
媒配管と室外機と制御装置とを備えている。室内機は、
室内空気を冷媒との間で熱交換させ、室内に冷気又は暖
気を供給する。冷媒配管は、室内機に一端が接続され、
冷媒を流通可能である。室外機は、冷媒配管の他端に接
続され、室内機及び冷媒配管と共に冷媒回路を構成し、
圧縮又は減圧した冷媒を冷媒配管を介して室内機に供給
する。制御装置は、冷媒回路を制御する請求項１から４
のいずれかに記載の制御装置である。請求項５に係る空
気調和機によれば、請求項１から４のいずれかに係る制
御装置の場合と同様の効果を奏する。

【００１３】

【発明の実施の形態】〔全体構成〕図１は、本発明の一
実施形態に係る空気調和機の概略構成を示すブロック図
である。本発明の空気調和機は、図１に示すように、冷
媒回路１と駆動回路２と制御回路３とを備えている。制
御回路３は、冷媒回路１及び駆動回路２を制御し、駆動
回路２からの出力によって冷媒回路１を駆動し、冷媒回
路１の冷媒の流れを制御して、室温を調節する。

【００１４】冷媒回路１の具体的な構成を図２に示す。
この冷媒回路１は、圧縮機１１と、圧縮機１１の吐出側
に接続された四方切換弁１２と、四方切換弁１２に接続
された室外熱交換器１３と、室外熱交換器１３に接続さ
れた減圧器（電動膨張弁）１４と、減圧器１４に接続さ
れた室内熱交換器１５と、アキュムレータ１６とを備え
ている。圧縮機１１、四方切換弁１２、室外熱交換器１
３、減圧器１４及びアキュムレータ１６は室外機に設け
られており、室内熱交換器１５は室内機に設けられてい
る。また室外機及び室内機には、室外熱交換器１３と室
内熱交換器１５とに空気流を供給するためのファンがそ
れぞれ配置されている。

【００１５】圧縮機１１は、吸入側から冷媒を吸引し、
冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒を吐出側から排出する装
置である。四方切換弁１２は、４つの配管接続部（Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ）を有しており、それぞれに接続される配管
をＡ−Ｂ間・Ｃ−Ｄ間（実線）又はＡ−Ｄ間・Ｂ−Ｃ間
（点線）で導通させ、流路を変更する装置である。室外
熱交換器１３は、冷媒配管を折り返して平面視Ｌ字形に
形成されている。平面視Ｌ字形にするのは、空気流との
接触面積を大きくするためである。減圧器１４は、冷媒
を減圧して排出する装置であり、例えば電動膨張弁が用
いられる。室内熱交換器１５は、平行に配列される複数
の平板状のフィンと、それらを貫通する冷媒配管とから
構成されている。空気と冷媒との熱交換効率を高めるた
めにフィンは、アルミニウム等の熱伝導性の良好な材質
で形成され、複数が平行に配列され、空気との接触面積
が大きくなるように構成されている。アキュムレータ１
６は、圧縮機１１の吸引側に接続され、圧縮機１１に液
状の冷媒が混入するのを防止するための装置である。

【００１６】冷媒回路１を駆動する駆動回路２の構成を
図３に示す。駆動回路２は、主に、整流回路２１とイン
バータ２２とを備えている。整流回路２１は、ダイオー
ドブリッジや大容量のアルミ電解コンデンサ等から構成
され、入力側が商用電源２０に接続されている。インバ
ータ２２は、ＦＥＴやＩＧＢＴ等のパワー素子で構成さ
れるブリッジ回路であり、制御回路３からのドライブ信
号によって駆動される。この駆動回路では、商用電源２
０からの電力が整流回路２１に入力されると、整流回路
２１のダイオードブリッジによって整流され、アルミ電
解コンデンサによって平滑される。この整流及び平滑さ
れた電力がインバータ２２に入力される。インバータ２
２のパワー素子が、制御回路３からのドライブ信号によ
って駆動されると、整流回路２１からの出力が所定周波
数の電力信号に変換されて圧縮機１１のモータ１１ａに
出力される。このようにして圧縮機１１が駆動される。
また、制御回路３からのドライブ信号の周波数を調節す
ることによって圧縮機１１の回転周波数を調節し、冷房
又は暖房の能力を調節する。

【００１７】図４には、制御回路３の構成を示す。制御
回路３は、主に、制御部３０、メモリ３１、センサ３
２、電路板３３、室内機マイコン５１、Ｉ／Ｆ５２、受
信部５３及びセンサ５４を備えている。室内機マイコン
５１、Ｉ／Ｆ５２、受信部５３及びセンサ５４は、室内
機５０に備えられている。また、制御部３０、メモリ３
１、センサ３２及び駆動回路２は、後述するように、室
外機４０の制御板４５に実装されている。

【００１８】制御部３０は、冷媒回路１及び駆動回路２
を制御するための構成である。制御部３０は、予め定め
られた制御手順のプログラムを実行して冷媒回路１及び
駆動回路２を制御するマイクロプロセッサや、駆動回路
２に出力するドライブ信号を発生させるためのドライブ
回路で構成されている。メモリ３１は、設定室温、設定
湿度、運転モードや制御手順のプログラム等を格納して
いる。メモリ３１は、図４のように制御部３０と別途設
けても良いし、マイクロプロセッサに内蔵してもよい。
センサ３２は、外気温を検出する温度センサや冷媒配管
温度を検出する温度センサを含んでいる。電路板３３
は、駆動回路２、制御部３０、商用電源２０及びＩ／Ｆ
５２に接続されている。電路板３３は、Ｉ／Ｆ５２から
の電気信号及び商用電源２０に含まれるノイズを除去す
るノイズ除去回路や、Ｉ／Ｆ５２からの電気信号を制御
部３０が受信可能な電気信号に変換するインターフェー
ス回路を含んでいる。室内機マイコン５１は、受信部５
３、センサ５４からの電気信号をＩ／Ｆ５２を介して電
路板３３に送信する。Ｉ／Ｆ５２は、室内機マイコン５
１からの電気信号を所定レベルの電気信号に変換して電
路板３３に出力する。受信部５３は、リモコン等からの
信号を受信して室内機マイコン５１に出力する。センサ
５４は、室温を検出する温度センサや室内湿度を検出す
る湿度センサを含んでいる。

【００１９】〔空調運転〕このような空気調和機では、
受信部５３が運転モード、設定室温等を受信すると、こ
の指示の信号がマイコン５１からＩ／Ｆ５２に出力さ
れ、所定レベルの電気信号に変換されて電路板３３に出
力される。この電気信号（運転モード、設定室温）は、
電路板３３のノイズ除去回路でノイズを取り除かれ、イ
ンターフェース回路でマイコンが受信可能な電気信号に
変換される。そして、これらの指令（運転モード、設定
室温）は、制御部３０によりメモリ３１の所定領域に格
納される。制御部３０は、この指令（運転モード、設定
室温）及びメモリ３１に格納されているプログラムに基
づいて、冷媒回路１を制御し、駆動回路２にドライブ信
号を出力する。具体的には、制御部３０は、四方切換弁
１２を切り換え、減圧器１４の弁を所定の開度に調節す
る。また、商用電源２０から電路板３３を介して駆動回
路２に入力される電力を所定周波数の電力信号に変換し
て、冷媒回路１の圧縮機１１を駆動する。

【００２０】以下、冷房時及び暖房時における冷媒回路
１での冷媒の流れを、図２を参照して説明する。冷房運
転時には、四方切換弁１２を実線の位置とし、減圧器１
４を所定の開度に絞り、圧縮機１１を起動する。圧縮機
１１から吐出される高圧冷媒は、室外熱交換器１３で凝
縮した後、減圧器１４で減圧される。減圧された低圧冷
媒は、室内熱交換器１５で蒸発した後、四方切換弁１
２、アキュムレータ１６を介して圧縮機１１に戻る。室
内熱交換器１５で冷媒が蒸発する際に、室内空気は冷媒
に熱を奪われ、この熱を奪われた室内空気が冷気として
働く。暖房運転時には、四方切換弁１２を点線の位置と
し、減圧器１４を所定の開度に絞り、圧縮機１１を起動
する。圧縮機１１から吐出される高圧冷媒は、室内熱交
換器１５で凝縮した後、減圧器１４によって減圧され
る。減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１３で蒸発し
た後、四方切換弁１２、アキュムレータ１６を介して圧
縮機１１の吐出側に戻る。室内熱交換器１５で冷媒が凝
縮する際に、室内空気に熱を放出するため、この熱を吸
収した室内空気が暖気として働く。

【００２１】〔制御装置〕図５は、本実施形態に係る空
気調和機の室内機４０及び室外機５０の斜視図である。
図６は、室外機４０の内部の斜視図である。室外機４０
は、屋外に後面を建物に向けて設置され、プロペラファ
ン（図示せず）により後面から吸い込んだ外気を室外熱
交換器１３に接触させ、前面より排出する。室内機５０
は、上方から吸い込んだ室内空気を室内熱交換器１５と
接触させ、クロスフローファン（図示せず）により吹き
出し口から室内に供給する。

【００２２】室内機５０は、上述した室内熱交換機１
５、室内機マイコン５１、Ｉ／Ｆ５２、受信部５３及び
センサ５４が本体ケーシング５５の内部に設けられてい
る。室外機４０は図５に示すように本体ケーシング４１
を備えており、本体ケーシング４１は閉鎖弁カバー４２
を有している。そして本体ケーシング４１の内部には、
図６に示すように、室外熱交換器１３と機械室４３と電
装箱４４とを備えている。

【００２３】機械室４３には、圧縮機１１、四方切換弁
１２、減圧器１４及びアキュムレータ１６が設けられて
いる。これらの圧縮機１１、四方切換弁１２、減圧器１
４及びアキュムレータ１６と室外熱交換器１３とは、そ
れぞれ図２に示すように冷媒配管により接続され、さら
に配管４６，４７によって室内熱交換器１５に接続され
ている。

【００２４】電装箱４４には、制御板４５及び電路板３
３が設けられている。制御板４５は、上述したように、
制御部３０、メモリ３１、センサ３２及び駆動回路２を
備えている。駆動回路２の出力が圧縮機１１に接続され
ており、制御部３０が四方切換弁１２及び減圧器１４に
接続されている。電路板３３は、図６に示すように制御
板４５の一端に並んで配置されており、制御板４５上の
制御部３０及び駆動回路２の入力側と電気的に接続され
ている。また電路板３３は、電気ケーブル４８を介して
商用電源２０及び室内機５０と接続されている。電路板
３３は、薄厚金属の導体配線の配線パターンを形成して
おき、その導体配線を絶縁樹脂で固めた装置である。こ
の電路板３３は、図６に示すように、ほぼ直方体の形状
をしている。

【００２５】電路板３３の制御板４５に対向する面の拡
大図（以下、表面という）を図７に、電路板３３の制御
板４５に対向しない面（以下、裏面という）の拡大図を
図８に示す。電路板３３の表面は図７に示すように部品
実装面であり、ノイズ除去回路及びインターフェイス回
路等を構成する電子部品が実装されている。電路板３３
の表面には、電子部品のリードを挿入するための接続孔
が多数形成されている。この接続孔は、電路板３３の裏
面まで貫通しており、内部において導体配線が露出して
いる。電子部品のリードは、この接続孔に挿入され、導
体配線と接触して裏面に貫通される。そして、電路板３
３の裏面からリードが導体配線に半田付けされて、電子
部品が電路板３３に実装される。また電路板３３の表面
には接続孔６１とハーネス６２とが設けられている。接
続孔６１はケーブルを介して制御板４５上の制御部３０
に電気的に接続され、ハーネス６２はケーブルを介して
駆動回路２に電気的に接続されている。

【００２６】電路板３３の裏面には、図８に示すよう
に、複数の端子部からなる端子台６３が設けられてい
る。この端子台６３には、商用電源２０及び室内機５０
からの電気ケーブルの先端がネジ止めにより固定され、
商用電源２０及び室内機５０と電気的に接続されてい
る。また電路板３３の裏面には、上述した電子部品のリ
ードを挿入する孔が貫通しており、この孔から現れるリ
ードが半田付けされている。

【００２７】図５及び図６に示したように、電路板３３
は、本体ケーシング４１（閉鎖弁カバー４２）の側に裏
面を向けて配置されている。このため、電路板３３の充
電部と本体ケーシング４１との絶縁距離が問題となる。
そこで、本実施形態では図９に示すような電装箱４４に
よりこれを解決する。図９は、電路板３３が取り付けら
れた電装箱４４の拡大図である。電装箱４４は、一側面
に開口４４ａが形成されており、この開口４４ａにより
電路板３３の端子台６３のみを露出している。一方、電
路板３３裏面の他の部分は電装箱４４に覆われており、
電子部品のリード及び半田が露出されないようにしてい
る。したがって、電子部品の充電部が電装箱４４に覆わ
れて露出しないので、電路板３３と本体ケーシング４１
との絶縁を確保することができる。また、端子台６３の
部分は開口４４ａにより露出されているので、商用電源
２０及び室内機５０からの電気ケーブルを端子台６３に
接続することができる。

【００２８】〔他の実施形態〕 （ａ）本発明の他の実施形態に係る電装箱４４を図１０
に示す。この実施形態では、電装箱４４の一側面に開口
４４ａを設けるとともに蓋４４ｄを設けており、さらに
開口４４ｅを設けている。蓋４４ｄは、開口４４ａの上
端部付近の両端部４４ｂ及び４４ｃにおいて回転可能に
電装箱４４に装着されている。これにより蓋４４ｄは、
開口４４ａを開閉することができる。開口４４ｅは、電
路板３３に実装される発光ダイオードが露出されるよう
に形成されている。前述したように発光ダイオードは電
路板３３の表面に実装されるが、電路板３３の発光ダイ
オード実装位置には貫通孔を形成し、裏面から発光ダイ
オードを視認できるようにしている。

【００２９】この実施形態では、商用電源２０及び室内
機５０からの電気ケーブルを端子台６３に接続する場合
には蓋４４ｄを開けて開口４４ａを開放し、その後は蓋
４４ｄを閉じて開口４４ａを閉鎖する。これにより、電
気ケーブル接続時以外には、端子台６３も蓋４４ｄに覆
われるので、電路板３３と本体ケーシング４１との絶縁
がさらに確実となる。またこの実施形態では、開口４４
ｅを通じて発光ダイオードを視認することができる。こ
れにより、例えば制御板４５上の電子回路に異常がある
か否かを確認することができる。 （ｂ）また上記２つの実施形態において、電装箱４４の
開口４４ａ以外の部分に風通し用の孔を設けても良い。
風通し用の孔は、高電圧となるリード及び半田の部分を
さけて形成する。この場合、電装箱４４内部の電子部品
を効率良く空冷することができる。

【００３０】

【発明の効果】請求項１に係る制御装置によれば、電路
板のリード及び半田部が電装箱に覆われるため、電路板
と室外機本体ケーシングとの絶縁距離を確保し易い。ま
た、室外機をメンテナンスする際に作業者が誤ってこの
部分に触れ、感電するのを防止することができる。

【００３１】請求項２に係る制御装置によれば、電気ケ
ーブルの接続時には端子部を露出し、その後は蓋により
端子部を覆うことができる。これにより、電路板の充電
部を全て覆うことができ、電路板と室外機本体との絶縁
距離を確保し易くなる。

【００３２】請求項３に係る制御装置によれば、電路板
を取り外さずに発光ダイオードが点灯しているか視認す
ることがすることができる。請求項４に係る制御装置に
よれば、電装箱内部に配置される電子部品を効率良く空
冷することができる。

【００３３】請求項５に係る空気調和機によれば、請求
項１から４のいずれかに係る制御装置の場合と同様の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による空気調和機の概略ブ
ロック図。

【図２】その冷媒回路。

【図３】その駆動回路。

【図４】その制御回路。

【図５】本発明の一実施形態による空気調和機の斜視
図。

【図６】その室外機の内部。

【図７】その電路板の部品実装面。

【図８】その電路板の端子接続面。

【図９】電装箱に取り付けられた電路板の拡大図。

【図１０】電装箱に取り付けられた電路板の拡大図（他
の実施形態）。

【符号の説明】

１ 冷媒回路 ３３ 電路板 ４０ 室外機 ４４ 電装箱 ４４ａ，４４ｅ 開口 ４４ｂ，４４ｃ 開口の上端部付近の両端 ４４ｄ 蓋 ４５ 制御板 ４６，４７ 冷媒配管 ５０ 室内機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江平 伸次 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ ダイキン工業株式会社滋賀製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気調和機に設けられる制御装置であっ
   て、 前記室外機を制御する制御板と、 前記制御板と電気的に接続され、前記室内機及び商用電
   源が接続可能な端子部を有し、電子部品が実装される電
   路板と、 前記制御板及び電路板を取り付け可能であり、前記電路
   板に実装される電子部品の充電部を覆う電装箱と、を備
   える制御装置。
2. 【請求項２】前記電装箱は、前記端子部を覆うことがで
   きる開閉可能な蓋をさらに有する、請求項１に記載の制
   御装置。
3. 【請求項３】前記電装箱は、前記電子部品を露出させる
   ための開口がさらに形成されている、請求項１又は２に
   記載の制御装置。
4. 【請求項４】前記電装箱は風通しのための孔をさらに有
   する、請求項１から３のいずれかに記載の制御装置。
5. 【請求項５】室内空気を冷媒との間で熱交換させ、室内
   に冷気又は暖気を供給する室内機と、 前記室内機に一端が接続され、冷媒を流通可能な冷媒配
   管と、 前記冷媒配管の他端に接続され、前記室内機及び冷媒配
   管と共に冷媒回路を構成し、圧縮又は減圧した冷媒を前
   記冷媒配管を介して前記室内機に供給するための室外機
   と、 前記冷媒回路を制御する請求項１から４のいずれかに記
   載の制御装置と、を備える空気調和機。