JP2004190889A - 空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【課題】セパレート形空気調和機の消費電力を削減する。
【解決手段】外部から電源を供給される室外機１１と、室外機１１から電源を供給される複数の室内機２０Ａ，２０Ｂとを備えるセパレート形空気調和機において、室外機１１から室内機２０Ａおよび２０Ｂへの電源供給を制御するための電源スイッチ２００Ａ，２００Ｂを配置する。電源スイッチ２００Ａ，２００Ｂは、対応する室内機の非運転時に所定期間オフされる。室外機１１および室内機２０Ａ，２０Ｂの間で信号を授受するための送受信回路の内部電源回路１２０Ａ，１２０Ｂは、室外機１１に設けられる。対応する電源スイッチのオフ期間において、室内機２０Ａ，２０Ｂの内部回路群への動作電圧は、電源スイッチのオン期間に充電される電荷供給部２２０Ａ，２２０Ｂによって供給される。
【選択図】 図１
【解決手段】外部から電源を供給される室外機１１と、室外機１１から電源を供給される複数の室内機２０Ａ，２０Ｂとを備えるセパレート形空気調和機において、室外機１１から室内機２０Ａおよび２０Ｂへの電源供給を制御するための電源スイッチ２００Ａ，２００Ｂを配置する。電源スイッチ２００Ａ，２００Ｂは、対応する室内機の非運転時に所定期間オフされる。室外機１１および室内機２０Ａ，２０Ｂの間で信号を授受するための送受信回路の内部電源回路１２０Ａ，１２０Ｂは、室外機１１に設けられる。対応する電源スイッチのオフ期間において、室内機２０Ａ，２０Ｂの内部回路群への動作電圧は、電源スイッチのオン期間に充電される電荷供給部２２０Ａ，２２０Ｂによって供給される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気調和機に関し、より特定的には、室外機と室内機とを備えたセパレート形空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、室外機および室内機から構成されるセパレート形空気調和機では、室内機と室外機の一方が、外部の商用の交流（ＡＣ）電源と接続される。
【０００３】
図３は、従来のセパレート形空気調和機の構成を示す回路図である。
図３を参照して、従来のセパレート形空気調和機１０は、室外機１１と、室内機２０Ａ，２０Ｂと、端子板３０、４０、５０、６０および７０とを備える。端子板３０、４０および６０は、室外機１１内に実装され、端子板５０または７０は、端子板２０Ａまたは２０Ｂ内に実装されることもある。端子板３０は室外機１１に対して電源を供給するために設けられ、端子３１〜３３を含む。端子板４０および５０は、室外機１１と室内機２０Ｂとを電気的に接続するために設けられる。端子板４０は端子４１〜４４を含み、端子板５０は端子５１〜５４を含む。同様に、端子板６０および７０は、室外機１１と室内機２０Ａとの間を電気的に接続するために設けられる。端子板６０は端子６１〜６４を含み、端子板７０は端子７１〜７４を含む。
【０００４】
端子３１、４１、５１、６１および７１はアース端子であり、これらの端子群は互いに電気的に接続されてアースへ導かれる。端子板３０中の端子３２および３３は、外部の交流（ＡＣ）電源と接続されて、交流電源電圧を印加される。端子３２はニュートラル側の電源端子に相当し、端子３３はライブ側の電源端子に相当する。端子板４０〜７０中の端子４２、５２、６２および７２は、端子３２と電気的に接続される。同様に、端子板４０〜７０中の端子４３、５３、６３および７３は、端子３３は、電気的に接続される。
【０００５】
端子６４および７４は、室外機１１と室内機２０Ａとの間で信号を授受するために互いに電気的に接続される。同様に、端子４４および５４は、室外機１１と室内機２０Ｂとの間で信号を授受するために互いに電気的に接続されている。
【０００６】
室外機１１は、端子３２および３３に印加された外部ＡＣ電源を受けて、内部電圧Ｖ１（たとえば５Ｖ）を電源ノードＮｐ０に生成する内部電源回路８０を含む。室外機１１の内部回路群は、電源ノードＮｐ０から内部電圧Ｖ１の供給を受けて動作する。内部電源回路８０は、トランス８１と、整流回路８２と、平滑コンデンサ８３と、電源レギュレータＩＣ８４とを有する。
【０００７】
室内機２０Ａは、室外機１１から端子７２および７３へ供給された電源電圧を受けて、内部電圧Ｖ１（たとえば５Ｖ）を電源ノードＮｐＡに生成する内部電源回路９０Ａを含む。室内機２０Ａの内部回路群は、電源ノードＮｐＡから内部電圧Ｖ１の供給を受けて動作する。同様に、室内機２０Ｂは、室外機１１から端子５２および５３へ供給された電源電圧を受けて、内部電圧Ｖ１（たとえば５Ｖ）を電源ノードＮｐＢに生成する内部電源回路９０Ｂを含む。室内機２０Ｂの内部回路群は、電源ノードＮｐＢから内部電圧Ｖ１の供給を受けて動作する。内部電源回路９０Ａ，９０Ｂの構成は内部電源回路８０と同様である。
【０００８】
このように、セパレート形空気調和機１０においては、室外機１１が端子板３０を介して外部からＡＣ電源の供給を受けるとともに、室内機２０Ａ，２０Ｂへは端子板４０〜７０を介して室外機１１から電源が供給される構成となっている。
【０００９】
室外機１１は、電源ノードＮｐ０に生成された内部電圧Ｖ１を動作電圧とする室外制御部１００をさらに含む。同様に、室内機２０Ａは、電源ノードＮｐＡに生成された内部電圧Ｖ１を動作電圧とする室内制御部１１０Ａをさらに含み、室内機２０Ｂは、電源ノードＮｐＢに生成された内部電圧Ｖ１を動作電圧とする室内制御部１１０Ｂをさらに含む。室外制御部１００および室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂの各々は、たとえばマイコンによって構成される。室外制御部１００は、室外機１１の内部回路群の動作を制御し、室内制御部１１０Ａおよび１００Ｂは、室内機２０Ａおよび２０Ｂの内部回路群の動作をそれぞれ制御する。
【００１０】
さらに、室外制御部１００と室内制御部１１０Ａおよび１１０Ｂとの間で信号を授受するための送受信回路が設けられている。
【００１１】
室外制御部１００と室内制御部１１０Ａ（室内機２０Ａ）との間の送受信回路は、フォトカプラＦＣ１Ａ，ＦＣ２Ａ，ＦＣ３Ａ，ＦＣ４ＡおよびダイオードＤ５，Ｄ７を含む。これに対して、室外制御部１００と室内制御部１１０Ｂ（室内機２０Ｂ）との間の送受信回路は、フォトカプラＦＣ１Ｂ，ＦＣ２Ｂ，ＦＣ３Ｂ，ＦＣ４ＢおよびダイオードＤ６，Ｄ８を含む。フォトカプラＦＣ１Ａ，ＦＣ２Ａ，ＦＣ１Ｂ，ＦＣ２ＢおよびダイオードＤ５，Ｄ６は室外機１１内に設けられる。フォトカプラＦＣ３Ａ，ＦＣ４ＡおよびダイオードＤ７は室内機２０Ａに設けられ、フォトカプラＦＣ３Ｂ，ＦＣ４ＢおよびダイオードＤ８は室内機２０Ｂに設けられる。
【００１２】
さらに、室外制御部１００と室内制御部１１０Ａとの間の送受信回路の電源を供給するための内部電源回路１２０Ａが室内機２０Ａ内に設けられている。内部電源回路１２０Ａは、室外機１１から端子７２および７３に供給された電源電圧を受けて、端子７２（ニュートラル端子）を基準とする負電圧Ｖ２（たとえば−２４Ｖ）をノードＮｓＡに生成する。
【００１３】
同様に、室外制御部１００と室内制御部１１０Ｂとの間の送受信回路へ電源を供給するための内部電源回路１２０Ｂは、室内機２０Ｂ内に設けられている。内部電源回路１２０Ｂは、室外機１１から端子５２および５３に供給された電源電圧を受けて、ノードＮｓＢに端子５２（ニュートラル端子）を基準とする負電圧Ｖ２（たとえば−２４Ｖ）を生成する。
【００１４】
フォトカプラＦＣ１Ａ〜ＦＣ４Ａ，ＦＣ１Ｂ〜ＦＣ４Ｂの各々は、フォトトランジスタとフォトダイオードとの組で構成されている。各フォトカプラにおいて、フォトダイオードの電流通過（通電）に応答したフォトトランジスタがターンオンする。たとえば、フォトカプラＦＣ１ＡはフォトダイオードＤ１ＡおよびフォトトランジスタＴ１Ａで構成され、フォトダイオードＤ１Ａの電流通過時にフォトトランジスタＴ１Ａがターンオンする。その他のフォトカプラＦＣ２Ａ〜ＦＣ４Ａ，ＦＣ１Ｂ〜ＦＣ４Ｂは、フォトダイオードＤ２Ａ〜Ｄ４Ａ，Ｄ１Ｂ〜Ｄ４ＢおよびフォトトランジスタＴ２Ａ〜Ｔ４Ａ，Ｔ１Ｂ〜Ｔ４Ｂをそれぞれ有する。
【００１５】
これによって、室内機側と室外機側とを電気的に絶縁した状態で、両者の間で信号の授受を実行することができる。このような送受信回路によって、室外制御部１００と室内制御部１１０Ａおよび１１０Ｂとの間で、シリアルなパルス信号列を送受信することができる。たとえば、ワイヤレスリモコン１４０Ａおよび１４０Ｂからそれぞれ入力されたユーザ要求を、室内制御部１１０Ａおよび１１０Ｂによって所定のパルス信号列に変換し、当該パルス信号列を上記の送受信回路を介して、室外制御部１００へ伝送することができる。反対に、室外制御部１００からは室内機２０Ａおよび２０Ｂの動作を制御するための所定のパルス信号列を、室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂへ伝送することができる。
【００１６】
図３に示した従来のセパレート形空気調和機１０の構成では、室内機２０Ａおよび２０Ｂの各々では、非運転時において、内部電源回路９０Ａ，９０Ｂ，１２０Ａ，１２０Ｂによる室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂおよび送受信回路への電源供給が継続された状態で、ワイヤレスリモコン１４０Ａ，１４０Ｂに対する運転要求等の指示入力を待つことなる。
【００１７】
したがって、室外機１１に外部から電源が供給されている間では、室内機２０Ａおよび２０Ｂの両方が非運転状態となる待機動作時においても、室外制御部１００および室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂが動作しているため、電力が消費され無駄な電気代が必要となる。
【００１８】
待機動作時における消費電力を低減するための構成としては、これまでに、たとえば待機中に室外機内のマイコン（室外制御部）への電源供給を遮断して待機電力を制御するセパレート形空気調和機（たとえば特許文献１を参照）や、待機状態における室外制御部への動作電力の供給を停止して省電力化を図るとともに、室外機のみの単独運転を可能とするセパレート形空気調和機（たとえば特許文献２を参照）が提案されている。
【００１９】
【特許文献１】
特開２０００−１１１１２３号公報（第１頁）
【００２０】
【特許文献２】
特開２００１−１２７８２号公報（第１頁）
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セパレート形空気調和機においては、１台の室外機に対して、多数の室内機が接続される構成が一般的である。したがって、待機動作時に室外機側への電源供給を遮断したとしても、室内機側での電力消費が低減されなければ、空気調和機全体としての消費電力の削減は効果が小さくなる。
【００２２】
また、同一の室外機に接続された多数の室内機のうち、すべてが運転状態とされることは少なく、１台もしくは２台を運転するケースが多いと考えられる。したがって、すべての室内機が非運転状態となる待機動作時のみならず、一部の室内機が運転状態である通常運転時にも、残りの非運転状態である室内機における電力消費を低減することが、空気調和機全体としての低消費電力化において重要である。
【００２３】
したがって、上述の特許文献１および特許文献２では、待機状態時における室内機側に対する電源供給が考慮されていないため、空気調和機全体としての低消費電力効果はそれほど大きくならないものと考えられる。
【００２４】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、セパレート形空気調和機の消費電力を削減することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
この発明に従う空気調和機は、外部から電源の供給を受ける室外機と、 室外機から電源の供給を受けて動作する複数の室内機とを備える。室外機は、複数の室内機にそれぞれ対応して設けられ、各々が室外機から対応する室内機への電源の供給を制御するためにオンまたはオフされる複数の電源供給スイッチと、外部から供給された電源によって動作して、複数の電源供給スイッチのオンおよびオフを制御する室外制御部とを含み、室外制御部は、複数の電源供給スイッチのそれぞれに対して、対応する室内機の非運転時には所定期間ターンオフを指示する。
【００２６】
好ましくは、室外制御部は、複数の電源供給スイッチのそれぞれに対して、対応する室内機の非運転時にはターンオフおよびターンオンを交互に指示する。
【００２７】
また好ましくは、複数の室内機の各々は、自身の動作を制御するための室内制御部を含み、空気調和機は、複数の室内機にそれぞれ含まれる室内制御部と室外制御部との間で信号をそれぞれ授受するための複数の送受信回路をさらに備える。室外機は、外部から供給された電源を受けて、複数の送受信回路の動作電圧を生成する内部電源回路をさらに含む。
【００２８】
さらに好ましくは、複数の送受信回路の各々は、室外機に設けられた第１の光結合素子と、対応する室内機に設けられた第２の光結合素子とを含む。
【００２９】
あるいは好ましくは、複数の室内機の各々は、自身の動作を制御するための室内制御部と、室内制御部へ所定の動作電圧を供給するための電荷供給部と、対応する電源供給スイッチのターンオン時に、電荷供給部を所定の動作電圧に充電する充電回路とを含む。
【００３０】
さらに好ましくは、電荷供給部は、電気二重層コンデンサで構成される。
あるいは好ましくは、室外制御部は、非運転状態であった室内機に対して運転要求が発せられた場合に、対応する電源供給スイッチにターンオンを指示する。
【００３１】
さらに好ましくは、複数の室内機の各々は、自身の動作を制御するための室内制御部を含み、空気調和機は、複数の室内機にそれぞれ含まれる室内制御部と室外制御部との間で信号をそれぞれ授受するための複数の送受信回路をさらに備え、複数の送受信回路の各々は、対応する室内制御部へ入力された運転要求を室外制御部へ伝送し、室外制御部は、伝送された運転要求に応答して、対応する電源供給スイッチにターンオンを指示する。
【００３２】
特にこのような構成においては、複数の室内機の各々は、運転要求の入力を検知するための受信回路と、受信回路および室内制御部へ所定電圧を動作電圧として供給するための電荷供給部と、対応する電源供給スイッチのターンオン時に、電荷供給部を所定電圧に充電する充電回路とを含む。
【００３３】
あるいは、このような構成においては、室外機は、外部から供給された電源を受けて、複数の送受信回路の動作電圧を生成する内部電源回路をさらに含む。
【００３４】
また好ましくは、室外制御部は、空気調和機の待機動作時において、複数の電源供給スイッチの各々に対して所定期間ターンオフを指示する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図１は、本発明の実施の形態に従うセパレート形空気調和機１０♯の構成を示す回路図である。
【００３７】
図１を参照して、実施の形態に従うセパレート形空気調和機１０♯は、図３に示した従来のセパレート形空気調和機１０と同様に、室外機１１と、室内機２０Ａ，２０Ｂと、端子板３０，４０，５０，６０，７０とを備える。端子板３０〜７０の配置および接続関係と、端子板３０中の端子３２および３３に外部からＡＣ電源が接続される点については、従来のセパレート形空気調和機１０と同様であるので詳細な説明は繰返さない。
【００３８】
なお、図１においては、１つの室外機に対して２つの室内機２０Ａ，２０Ｂが接続される構成を示しているが、同様の構成は、任意の複数個の室外機を備えたセパレート形構成の空気調和機に適用できる。
【００３９】
本発明に従うセパレート形空気調和機における室内機２０Ａおよび２０Ｂの構成について、まず説明する。室内機２０Ａおよび２０Ｂは、図３での構成と比較して、それぞれの内部回路群に内部電圧Ｖ１を供給するための電荷供給部２２０Ａおよび２２０Ｂをさらに含む。室内制御部１１０Ａおよびワイヤレスリモコンの受信回路１３０Ａは、電荷供給部２２０Ａから動作電圧（内部電圧Ｖ１）の供給を受け、室内制御部１１０Ｂおよびワイヤレスリモコンの受信回路１３０Ｂは、電荷供給部２２０Ｂから動作電源（内部電圧Ｖ１）の供給を受ける。
【００４０】
電荷供給部２２０Ａは、室外機１１から室内機２０Ａへの電源供給期間において、内部電源回路９０Ａによって内部電圧Ｖ１に充電される。室外機１１から室内機２０Ａへの電源供給が遮断された場合にも、電荷供給部２２０Ａによって、室内制御部１１０Ａおよびワイヤレスリモコンの受信回路１３０Ａ等の内部回路へ動作電源が供給される。同様に、電荷供給部２２０Ｂは、室外機１１から室内機２０Ｂへ電源供給期間において、内部電源回路９０Ｂによって内部電圧Ｖ１に充電される。室外機１１から室内機２０Ｂへの電源供給が遮断された場合にも、電荷供給部２２０Ｂによって、室内制御部１１０Ｂおよびワイヤレスリモコンの受信回路１３０Ｂ等の内部回路へ動作電源が供給される。
【００４１】
電荷供給部２２０Ａ，２２０Ｂとしては、電気二重層コンデンサが好適である。あるいは、充電可能な二次電池を電荷供給部２２０Ａ，２２０Ｂとして用いることもできる。電気二重層コンデンサは、アルミ電解コンデンサ等の一般のコンデンサと比較して大きな容量を得ることができるため、その電荷供給能力が高いことが特徴である。アルミ電解コンデンサの使用は、使用可能温度範囲が広い点、二次電池の適用時に必要となる充放電の制御回路が不要となる点、比較的急速な充電が可能である点および、数十万回以上の充放電が可能であり長期間の運転にも耐えられるという点で有利である。
【００４２】
さらに、室外制御部１００と室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂの間の送受信回路に対して動作電圧Ｖ２を供給するための内部電源回路１２０Ａおよび１２０Ｂは、室内機２０Ａ，２０Ｂ内ではなく、室外機１１内に設けられる。室内機２０Ａおよび２０Ｂに関するその他の部分の構成は、図３に示したと同様であるので詳細な説明は繰返さない。
【００４３】
次に、本発明に従うセパレート形空気調和機における室外機の構成について説明する。
【００４４】
室外機１１は、図３に示した構成と比較して、電源スイッチ２００Ａ，２００Ｂと、電源スイッチ制御回路２１０Ａ，２１０Ｂとをさらに含む点で異なる。さらに、既に述べたように、従来のセパレート形空気調和機１０では室内機２０Ａおよび２０Ｂに配置されていた内部電源回路１２０Ａ，１２０Ｂが、室外機１１の内部に設けられている。
【００４５】
電源スイッチ２００Ａは、室外機１１から室内機２０Ａへの電源供給を制御するために端子３３と端子６３との間に設けられ、電源スイッチ２００Ｂは、室外機１１から室内機２０Ｂへの電源供給を制御するために端子３３と端子４３との間に設けられる。電源スイッチ２００Ａおよび２００Ｂは、リレースイッチや、ＳＳＲ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｒｅｌａｙ）等の半導体スイッチで構成される。
【００４６】
電源スイッチ制御回路２１０Ａは、インバータ（トランジスタ）２１１Ａと、ダイオード２１２Ａと、リレーコイル２１５Ａとを含む。電源スイッチ２００Ａは、リレーコイル２１５Ａの通電時にオンし、それ以外ではオフする。同様に、電源スイッチ制御回路２１０Ｂは、インバータ（トランジスタ）２１１Ｂと、ダイオード２１２Ｂと、リレーコイル２１５Ｂとを含む。電源スイッチ２００Ｂは、リレーコイル２１５Ｂの通電時にオンし、それ以外ではオフする。
【００４７】
ダイオード２１２Ａは、インバータ（トランジスタ）２１１Ａの出力ノードから内部電圧Ｖ３へ向かう方向を順方向とするように接続される。内部電圧Ｖ３は、たとえば、室外機１１に設けられた図示しない内部電源回路によって生成される。ノードＮｃＡおよびＮｃＢの電圧レベルは、室外制御部１００によって、Ｌレベル（０Ｖ）およびＨレベル（５Ｖ）のいずれかに設定される。電源スイッチ制御回路２１０Ａにおいて、インバータ（トランジスタ）２１１Ａは、ノードＮｃＡの電圧レベル（Ｌレベル／Ｈレベル）を反転して、その出力ノードをＨレベル（１２Ｖ）およびＬレベル（０Ｖ）のいずれかに設定する。ダイオード２１２Ａおよびリレーコイル２１５Ａは、内部電圧Ｖ３（たとえば１２Ｖ）およびインバータ（トランジスタ）２１１Ａの出力ノードの間に並列接続される。
【００４８】
室外制御部１００がノードＮｃＡをＨレベルに設定すると、インバータ（トランジスタ）２１１Ａの出力がＬレベル（０Ｖ）となるので、リレーコイル２１５Ａが通電しこれに応答して電源スイッチ２００Ａがターンオンする。これに対して、ノードＮｃＡをＬレベルに設定すると、インバータ（トランジスタ）２１１Ａの出力がＨレベル（１２Ｖ）となることからリレーコイル２１５Ａには電流が流れず、電源スイッチ２００Ａはオフされる。
【００４９】
電流スイッチ制御回路２１０Ｂの構成および電流スイッチ２００Ｂのオン・オフ制御についても、同様であるので詳細な説明は繰返さない。この結果、室外制御部１００によるノードＮｃＡ，ＮｃＢの電圧設定に応じて、電源スイッチ２００Ａおよび２００Ｂのオン・オフを制御して、室外機１１から室内機２０Ａおよび２０Ｂのそれぞれへの電源供給を制御することができる。
【００５０】
図２は、図１に示された電源スイッチのオン・オフ制御を説明する概念図である。
【００５１】
図２では、電源スイッチ２００Ａによる室内機２０Ａへの電源供給制御について、代表的に説明する。図２を参照して、運転状態であった室内機２０Ａに対して、時刻ｔ１に停止指示が発せられ、その後の時刻ｔ４において、再び運転指示が発せられるものとする。
【００５２】
時刻ｔ１以前では、室内機２０Ａが運転状態であるので電源スイッチ２００Ａはオンされており、室外機１１から室内機２０Ａへ電源が供給されている。時刻ｔ１において、対応する室内機２０Ａが非運転状態となると、これに応答して電源スイッチ２００Ａはオフされて、室外機１１から室内機２０Ａへの電源供給が遮断される。
【００５３】
既に説明したように、電源スイッチ２００Ａのオフ期間においても、図１に示した電荷供給部２２０Ａによって、対応する室内機の内部回路群（室内制御部１１０Ａおよび受信回路１３０Ａ等）は動作可能な状態に維持される。しかしながら、時刻ｔ１以降において、電荷供給部２２０Ａによって供給される動作電圧は、内部回路群での電力消費に応じて、徐々に低下する。
【００５４】
したがって、電源スイッチ２００Ａのターンオフ（時刻ｔ１）から所定時間Ｔａ経過後の時刻ｔ２において、電荷供給部２２０Ａを充電して動作電圧レベルを復帰させるために、電源スイッチ２００Ａは再びターンオンされる。さらに、時刻ｔ２から所定時間Ｔｂ経過後の時刻ｔ３において、電源スイッチ２００Ａは、消費電力を削減するために再びターンオフされる。所定時間Ｔａは、非運転状態の室内機２０Ａにおける内部回路群の消費電力および電荷供給部２２０Ａの電荷供給力（コンデンサ容量）を考慮して、電荷供給部２２０Ａによる供給電圧の電圧降下が許容範囲を超えてしまうまでの時間に対応させて予め設定される。同様に、所定時間Ｔｂは、内部電源回路９０Ａの充電能力および電荷供給部２２０Ａの電荷蓄積力（コンデンサ容量）を考慮して、電荷供給部２２０Ａによる供給電圧が所定電圧に復帰するのに必要な時間に対応させて予め設定される。
【００５５】
所定時間Ｔａ，Ｔｂの経過は、たとえば、室外制御部１００，室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂを構成するマイコンのタイマ機能を用いて検知可能である。すなわち、室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂ側において所定時間Ｔａ，Ｔｂの経過を検知して、送受信回路を介して室外制御部１００に電源スイッチ２００Ａ，２００Ｂのオンまたはオフを要求する構成としてもよいし、室外制御部１００側のみで電源スイッチ２００Ａ，２００Ｂのオン・オフを制御する構成としてもよい。
【００５６】
なお、原理的には、室内機２０Ａにおいて、内部電圧Ｖ１の電圧降下を直接的に検知して、室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂから室外制御部１００へ電源スイッチ２００Ａのターンオン要求を発することも可能ではある。しかしながら、上述したように、所定時間の経過によって動作電圧の降下を予測的に検知する構成とすることによって、電圧降下を検出する専用回路を設ける必要がなくなるので、回路構成を簡素化できる。
【００５７】
以降、同様のオンおよびオフ動作が、対応する室内機が運転状態に復帰する時刻ｔ４まで交互に繰り返される。時刻ｔ４以降の運転状態時には、電源スイッチ２００Ａがオンして、室外機１１から室内機２０Ａへ電源が常時供給される。
【００５８】
電源スイッチ２００Ｂのオン・オフも、室内機２０Ｂの運転状態および非運転状態に応じて、電源スイッチ２００Ａと同様に制御される。すなわち、電源スイッチ２００Ａおよび２００Ｂは、室内機２０Ａおよび２０Ｂにそれぞれ対応して、独立に制御される。その結果、全ての室内機２０Ａ，２０Ｂが非運転状態となる待機動作時には、各電源スイッチ２００Ａ、２００Ｂはオフされる。
【００５９】
以上の説明から理解されるように、セパレート形空気調和機においては、運転状態時および非運転状態の各々において、室外機１１と室内機２０Ａ，２０Ｂとの間で、送受信回路によるパルス信号列の伝送が確保される必要がある。以下においては、本発明の実施の形態に従うセパレート形空気調和機１０における、送受信回路の構成および動作について説明する。
【００６０】
室外機１１および室内機２０Ａの間で信号を授受するために送受信回路を構成する、フォトカプラＦＣ１Ａ〜ＦＣ４ＡおよびダイオードＤ５，Ｄ７は、以下のように接続される。
【００６１】
室外機１１において、フォトトランジスタＴ１Ａは、電源ノードＮｐ０およびノードＮ１Ａの間に接続され、フォトダイオードＤ２Ａは、電源ノードＮｐ０およびノードＮ２Ａの間に接続される。さらに、ダイオードＤ５、フォトダイオードＤ１ＡおよびフォトトランジスタＴ２Ａは、端子６４およびノードＮｓＡ♯の間に直列に接続される。また、室内機２０Ａにおいて、ダイオードＤ７、フォトダイオードＤ３ＡおよびフォトトランジスタＴ４Ａは端子７２および端子７４の間に直列に接続される。さらに、フォトトランジスタＴ３ＡおよびフォトダイオードＤ４Ａは、電源ノードＮｐＡとノードＮ３ＡおよびＮ４Ａとの間にそれぞれ接続されている。
【００６２】
なお、本実施の形態において、フォトカプラは光結合素子の代表例として示されるものとする。
【００６３】
内部電源回路１２０Ａは、図１に示したのと同様の構成を有し、端子６２（ニュートラル端子）を基準とする負電圧Ｖ２をノードＮｓＡ♯に生成する。同様に、内部電源回路１２０Ｂは、端子４２（ニュートラル端子）を基準とする負電圧Ｖ２をノードＮｓＢ♯に生成する。
【００６４】
次に、室外制御部１００および室内制御部１１０Ａの間の送受信回路の動作について代表的に説明する。
【００６５】
送受信回路においては、室内機側から室外機側へ信号を伝送する第１のモードと、室外機側から室内機側へ信号を伝送するための第２のモードとが交互に周期的に設定されている。
【００６６】
上記第１のモードにおいては、受信側の室外制御部１００は、ノードＮ２Ａの電圧をＬレベル（０Ｖ）に固定して、フォトダイオードＤ２Ａを通電させる。これにより、フォトトランジスタＴ２Ａがオンする。この結果、第１のモードでは、端子７２−ダイオードＤ７−フォトダイオードＤ３Ａ−フォトトランジスタＴ４Ａ−端子７４−端子６４−ダイオードＤ５−フォトダイオードＤ１Ａ−フォトトランジスタＴ２Ａ−ノードＮｓＡ♯の経路（以下、「信号伝達経路」と称する）に電流が流れるか否かは、室内機２０Ａ側のフォトトランジスタＴ４Ａがオンするか否かに依存することになる。
【００６７】
送信側の室内制御部１１０Ａは、Ｈレベル信号の送信期間においては、ノードＮ４ＡをＬレベル（０Ｖ）に設定してフォトダイオードＤ４Ａを導通させることにより、上記信号伝達経路に電流を流す。一方、Ｌレベル信号の送信期間においては、ノードＮ４ＡがＨレベル（５Ｖ）に設定されてフォトダイオードＤ４Ａは非導通とされ、上記信号伝達経路に電流は流れない。
【００６８】
信号伝達経路に電流が流れると、室外機１１において、フォトダイオードＤ１Ａの導通に応答してフォトトランジスタＴ１Ａがオンするので、ノードＮ１ＡはＨレベル（５Ｖ）に設定される。反対に、信号伝達経路に電流が流れないとフォトトランジスタＴ１Ａはオフするので、ノードＮ１ＡはＬレベル（０Ｖ）に設定される。すなわち、受信側の室外制御部１００は、ノードＮ１Ａの電圧レベルに応じて、室内制御部１１０Ａが設定したノードＮ４Ａの電圧レベルを検知できる。この結果、ノードＮ４Ａの電圧レベル（Ｈレベル／Ｌレベル）遷移に相当するパルス信号が、室内制御部１１０Ａから室外制御部１００へ伝送される。
【００６９】
反対に、室外機側から室内機側へ信号を伝送するための第２のモードにおいては、受信側の室内制御部１１０Ａは、ノードＮ４ＡをＬレベル（０Ｖ）に固定して、フォトトランジスタＴ４Ａをオンさせる。この結果、信号伝達経路に電流が流れる否かは、室外機１１側のフォトトランジスタＴ２Ａがオンするか否か、すなわち室外制御部１００に設定されたノードＮ２Ａの電圧レベルに依存することになる。したがって、受信側の室内制御部１１０Ａは、ノードＮ３Ａの電圧レベルに応じて、室内制御部１１０Ａが設定したノードＮ２Ａの電圧レベルを検知できる。この結果、ノードＮ２Ａの電圧レベル（Ｈレベル／Ｌレベル）遷移に相当するパルス信号が、室外制御部１００から室内制御部１１０Ａへ伝送される。
【００７０】
フォトカプラＦＣ１Ｂ〜ＦＣ４ＢおよびダイオードＤ６およびＤ８によって構成される、室外機１１および室内機２０Ｂの間の送受信回路についても、上述した室外機１１および室内機２０Ａの間の送受信回路と同様に構成される。また、室外機１１および室内機２０Ｂとの間におけるパルス信号の伝送についても同様に実行されるので詳細な説明は繰返さない。
【００７１】
これらの送受信回路に電源を供給する内部電源回路１２０Ａ，１２０Ｂを室外機に設けることにより、対応する電源スイッチがオフされて室内機側への電源供給が遮断された期間にも、非運転状態の室内機と室外機との間で、パルス信号の授受による情報伝達が可能となる。
【００７２】
これにより、特に、非運転状態の室内機を再び運転状態とする要求がワイヤレスリモコン１４０Ａ，１４０Ｂへ入力された場合に、当該要求を室外制御部１００に伝送し、対応する電源スイッチをターンオンして、室内機への電源供給を再開する経路を確保できる。
【００７３】
以上説明したように、本発明の実施の形態に従うセパレート形空気調和機においては、非運転状態の室内機に対する室外機からの電源供給を遮断するため、非運転状態の室内機における消費電力が削減できる。さらに、非運転状態の室内機においても、内部回路への動作電源の供給および室内機との間の情報伝達が正常に実行されるので、非運転状態の室内機をスムーズに運転状態へ復帰させることができる。
【００７４】
したがって、すべての室内機が非運転状態となる待機動作時において、複数の室内機の各々における電力消費を削減できるので、空気調和機全体の消費電力を効果的に低減することができる。また、一部の室内機が運転状態である場合にも、残りの非運転状態の室内機の消費電力を削減できるので、空気調和機全体の消費電力を有効に低減することができる。
【００７５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００７６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、外部から電源を供給される室外機と、室外機から電源を供給される複数の室内機とを備えたセパレート形空気調和機において、非運転状態の室内機に対する室外機からの電源供給を遮断するため、空気調和機全体の消費電力を有効に低減することができる。
【００７７】
さらに、室外機と室内機との間で信号を授受する送受信回路の電源回路を室外機側に設けるので、非運転状態の室内機においても、室内機との間の情報伝達が正常に実行される。この結果、非運転状態の室内機をスムーズに運転状態へ復帰させることができる。
【００７８】
また、非運転状態の室内機において、所定時間の経過に応じて電源スイッチをオフまたはオンさせるので、室内機側に電圧降下を検知する専用回路を設けることなく、内部回路への動作電源の供給が正常に実行される。したがって、非運転状態の室内機をスムーズに運転状態へ復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に従うセパレート形空気調和機の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示された電源スイッチのオン・オフ制御を説明する概念図である。
【図３】従来のセパレート形空気調和機の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１０，１０♯ セパレート形空気調和機、１１ 室外機、２０Ａ，２０Ｂ 室内機、３０，４０，５０，６０，７０ 端子板、８０，９０Ａ，９０Ｂ 内部電源回路（内部回路用）、１００ 室外制御部（マイコン）、１１０Ａ，１１０Ｂ室内制御部（マイコン）、１２０Ａ，１２０Ｂ 内部電源回路（送受信回路用）、１４０Ａ，１４０Ｂ ワイヤレスリモコン、２００Ａ，２００Ｂ 電源スイッチ、２１０Ａ，２１０Ｂ 電源スイッチ制御回路、２１５Ａ，２１５Ｂ リレーコイル、２２０Ａ，２２０Ｂ 電荷供給部（電気二重層コンデンサ）、ＦＣ１Ａ〜ＦＣ４Ａ，ＦＣ１Ｂ〜ＦＣ４Ｂ フォトカプラ（光結合素子）、Ｔａ，Ｔｂ所定時間、Ｖ１〜Ｖ３ 内部電圧。
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気調和機に関し、より特定的には、室外機と室内機とを備えたセパレート形空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、室外機および室内機から構成されるセパレート形空気調和機では、室内機と室外機の一方が、外部の商用の交流（ＡＣ）電源と接続される。
【０００３】
図３は、従来のセパレート形空気調和機の構成を示す回路図である。
図３を参照して、従来のセパレート形空気調和機１０は、室外機１１と、室内機２０Ａ，２０Ｂと、端子板３０、４０、５０、６０および７０とを備える。端子板３０、４０および６０は、室外機１１内に実装され、端子板５０または７０は、端子板２０Ａまたは２０Ｂ内に実装されることもある。端子板３０は室外機１１に対して電源を供給するために設けられ、端子３１〜３３を含む。端子板４０および５０は、室外機１１と室内機２０Ｂとを電気的に接続するために設けられる。端子板４０は端子４１〜４４を含み、端子板５０は端子５１〜５４を含む。同様に、端子板６０および７０は、室外機１１と室内機２０Ａとの間を電気的に接続するために設けられる。端子板６０は端子６１〜６４を含み、端子板７０は端子７１〜７４を含む。
【０００４】
端子３１、４１、５１、６１および７１はアース端子であり、これらの端子群は互いに電気的に接続されてアースへ導かれる。端子板３０中の端子３２および３３は、外部の交流（ＡＣ）電源と接続されて、交流電源電圧を印加される。端子３２はニュートラル側の電源端子に相当し、端子３３はライブ側の電源端子に相当する。端子板４０〜７０中の端子４２、５２、６２および７２は、端子３２と電気的に接続される。同様に、端子板４０〜７０中の端子４３、５３、６３および７３は、端子３３は、電気的に接続される。
【０００５】
端子６４および７４は、室外機１１と室内機２０Ａとの間で信号を授受するために互いに電気的に接続される。同様に、端子４４および５４は、室外機１１と室内機２０Ｂとの間で信号を授受するために互いに電気的に接続されている。
【０００６】
室外機１１は、端子３２および３３に印加された外部ＡＣ電源を受けて、内部電圧Ｖ１（たとえば５Ｖ）を電源ノードＮｐ０に生成する内部電源回路８０を含む。室外機１１の内部回路群は、電源ノードＮｐ０から内部電圧Ｖ１の供給を受けて動作する。内部電源回路８０は、トランス８１と、整流回路８２と、平滑コンデンサ８３と、電源レギュレータＩＣ８４とを有する。
【０００７】
室内機２０Ａは、室外機１１から端子７２および７３へ供給された電源電圧を受けて、内部電圧Ｖ１（たとえば５Ｖ）を電源ノードＮｐＡに生成する内部電源回路９０Ａを含む。室内機２０Ａの内部回路群は、電源ノードＮｐＡから内部電圧Ｖ１の供給を受けて動作する。同様に、室内機２０Ｂは、室外機１１から端子５２および５３へ供給された電源電圧を受けて、内部電圧Ｖ１（たとえば５Ｖ）を電源ノードＮｐＢに生成する内部電源回路９０Ｂを含む。室内機２０Ｂの内部回路群は、電源ノードＮｐＢから内部電圧Ｖ１の供給を受けて動作する。内部電源回路９０Ａ，９０Ｂの構成は内部電源回路８０と同様である。
【０００８】
このように、セパレート形空気調和機１０においては、室外機１１が端子板３０を介して外部からＡＣ電源の供給を受けるとともに、室内機２０Ａ，２０Ｂへは端子板４０〜７０を介して室外機１１から電源が供給される構成となっている。
【０００９】
室外機１１は、電源ノードＮｐ０に生成された内部電圧Ｖ１を動作電圧とする室外制御部１００をさらに含む。同様に、室内機２０Ａは、電源ノードＮｐＡに生成された内部電圧Ｖ１を動作電圧とする室内制御部１１０Ａをさらに含み、室内機２０Ｂは、電源ノードＮｐＢに生成された内部電圧Ｖ１を動作電圧とする室内制御部１１０Ｂをさらに含む。室外制御部１００および室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂの各々は、たとえばマイコンによって構成される。室外制御部１００は、室外機１１の内部回路群の動作を制御し、室内制御部１１０Ａおよび１００Ｂは、室内機２０Ａおよび２０Ｂの内部回路群の動作をそれぞれ制御する。
【００１０】
さらに、室外制御部１００と室内制御部１１０Ａおよび１１０Ｂとの間で信号を授受するための送受信回路が設けられている。
【００１１】
室外制御部１００と室内制御部１１０Ａ（室内機２０Ａ）との間の送受信回路は、フォトカプラＦＣ１Ａ，ＦＣ２Ａ，ＦＣ３Ａ，ＦＣ４ＡおよびダイオードＤ５，Ｄ７を含む。これに対して、室外制御部１００と室内制御部１１０Ｂ（室内機２０Ｂ）との間の送受信回路は、フォトカプラＦＣ１Ｂ，ＦＣ２Ｂ，ＦＣ３Ｂ，ＦＣ４ＢおよびダイオードＤ６，Ｄ８を含む。フォトカプラＦＣ１Ａ，ＦＣ２Ａ，ＦＣ１Ｂ，ＦＣ２ＢおよびダイオードＤ５，Ｄ６は室外機１１内に設けられる。フォトカプラＦＣ３Ａ，ＦＣ４ＡおよびダイオードＤ７は室内機２０Ａに設けられ、フォトカプラＦＣ３Ｂ，ＦＣ４ＢおよびダイオードＤ８は室内機２０Ｂに設けられる。
【００１２】
さらに、室外制御部１００と室内制御部１１０Ａとの間の送受信回路の電源を供給するための内部電源回路１２０Ａが室内機２０Ａ内に設けられている。内部電源回路１２０Ａは、室外機１１から端子７２および７３に供給された電源電圧を受けて、端子７２（ニュートラル端子）を基準とする負電圧Ｖ２（たとえば−２４Ｖ）をノードＮｓＡに生成する。
【００１３】
同様に、室外制御部１００と室内制御部１１０Ｂとの間の送受信回路へ電源を供給するための内部電源回路１２０Ｂは、室内機２０Ｂ内に設けられている。内部電源回路１２０Ｂは、室外機１１から端子５２および５３に供給された電源電圧を受けて、ノードＮｓＢに端子５２（ニュートラル端子）を基準とする負電圧Ｖ２（たとえば−２４Ｖ）を生成する。
【００１４】
フォトカプラＦＣ１Ａ〜ＦＣ４Ａ，ＦＣ１Ｂ〜ＦＣ４Ｂの各々は、フォトトランジスタとフォトダイオードとの組で構成されている。各フォトカプラにおいて、フォトダイオードの電流通過（通電）に応答したフォトトランジスタがターンオンする。たとえば、フォトカプラＦＣ１ＡはフォトダイオードＤ１ＡおよびフォトトランジスタＴ１Ａで構成され、フォトダイオードＤ１Ａの電流通過時にフォトトランジスタＴ１Ａがターンオンする。その他のフォトカプラＦＣ２Ａ〜ＦＣ４Ａ，ＦＣ１Ｂ〜ＦＣ４Ｂは、フォトダイオードＤ２Ａ〜Ｄ４Ａ，Ｄ１Ｂ〜Ｄ４ＢおよびフォトトランジスタＴ２Ａ〜Ｔ４Ａ，Ｔ１Ｂ〜Ｔ４Ｂをそれぞれ有する。
【００１５】
これによって、室内機側と室外機側とを電気的に絶縁した状態で、両者の間で信号の授受を実行することができる。このような送受信回路によって、室外制御部１００と室内制御部１１０Ａおよび１１０Ｂとの間で、シリアルなパルス信号列を送受信することができる。たとえば、ワイヤレスリモコン１４０Ａおよび１４０Ｂからそれぞれ入力されたユーザ要求を、室内制御部１１０Ａおよび１１０Ｂによって所定のパルス信号列に変換し、当該パルス信号列を上記の送受信回路を介して、室外制御部１００へ伝送することができる。反対に、室外制御部１００からは室内機２０Ａおよび２０Ｂの動作を制御するための所定のパルス信号列を、室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂへ伝送することができる。
【００１６】
図３に示した従来のセパレート形空気調和機１０の構成では、室内機２０Ａおよび２０Ｂの各々では、非運転時において、内部電源回路９０Ａ，９０Ｂ，１２０Ａ，１２０Ｂによる室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂおよび送受信回路への電源供給が継続された状態で、ワイヤレスリモコン１４０Ａ，１４０Ｂに対する運転要求等の指示入力を待つことなる。
【００１７】
したがって、室外機１１に外部から電源が供給されている間では、室内機２０Ａおよび２０Ｂの両方が非運転状態となる待機動作時においても、室外制御部１００および室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂが動作しているため、電力が消費され無駄な電気代が必要となる。
【００１８】
待機動作時における消費電力を低減するための構成としては、これまでに、たとえば待機中に室外機内のマイコン（室外制御部）への電源供給を遮断して待機電力を制御するセパレート形空気調和機（たとえば特許文献１を参照）や、待機状態における室外制御部への動作電力の供給を停止して省電力化を図るとともに、室外機のみの単独運転を可能とするセパレート形空気調和機（たとえば特許文献２を参照）が提案されている。
【００１９】
【特許文献１】
特開２０００−１１１１２３号公報（第１頁）
【００２０】
【特許文献２】
特開２００１−１２７８２号公報（第１頁）
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セパレート形空気調和機においては、１台の室外機に対して、多数の室内機が接続される構成が一般的である。したがって、待機動作時に室外機側への電源供給を遮断したとしても、室内機側での電力消費が低減されなければ、空気調和機全体としての消費電力の削減は効果が小さくなる。
【００２２】
また、同一の室外機に接続された多数の室内機のうち、すべてが運転状態とされることは少なく、１台もしくは２台を運転するケースが多いと考えられる。したがって、すべての室内機が非運転状態となる待機動作時のみならず、一部の室内機が運転状態である通常運転時にも、残りの非運転状態である室内機における電力消費を低減することが、空気調和機全体としての低消費電力化において重要である。
【００２３】
したがって、上述の特許文献１および特許文献２では、待機状態時における室内機側に対する電源供給が考慮されていないため、空気調和機全体としての低消費電力効果はそれほど大きくならないものと考えられる。
【００２４】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、セパレート形空気調和機の消費電力を削減することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
この発明に従う空気調和機は、外部から電源の供給を受ける室外機と、 室外機から電源の供給を受けて動作する複数の室内機とを備える。室外機は、複数の室内機にそれぞれ対応して設けられ、各々が室外機から対応する室内機への電源の供給を制御するためにオンまたはオフされる複数の電源供給スイッチと、外部から供給された電源によって動作して、複数の電源供給スイッチのオンおよびオフを制御する室外制御部とを含み、室外制御部は、複数の電源供給スイッチのそれぞれに対して、対応する室内機の非運転時には所定期間ターンオフを指示する。
【００２６】
好ましくは、室外制御部は、複数の電源供給スイッチのそれぞれに対して、対応する室内機の非運転時にはターンオフおよびターンオンを交互に指示する。
【００２７】
また好ましくは、複数の室内機の各々は、自身の動作を制御するための室内制御部を含み、空気調和機は、複数の室内機にそれぞれ含まれる室内制御部と室外制御部との間で信号をそれぞれ授受するための複数の送受信回路をさらに備える。室外機は、外部から供給された電源を受けて、複数の送受信回路の動作電圧を生成する内部電源回路をさらに含む。
【００２８】
さらに好ましくは、複数の送受信回路の各々は、室外機に設けられた第１の光結合素子と、対応する室内機に設けられた第２の光結合素子とを含む。
【００２９】
あるいは好ましくは、複数の室内機の各々は、自身の動作を制御するための室内制御部と、室内制御部へ所定の動作電圧を供給するための電荷供給部と、対応する電源供給スイッチのターンオン時に、電荷供給部を所定の動作電圧に充電する充電回路とを含む。
【００３０】
さらに好ましくは、電荷供給部は、電気二重層コンデンサで構成される。
あるいは好ましくは、室外制御部は、非運転状態であった室内機に対して運転要求が発せられた場合に、対応する電源供給スイッチにターンオンを指示する。
【００３１】
さらに好ましくは、複数の室内機の各々は、自身の動作を制御するための室内制御部を含み、空気調和機は、複数の室内機にそれぞれ含まれる室内制御部と室外制御部との間で信号をそれぞれ授受するための複数の送受信回路をさらに備え、複数の送受信回路の各々は、対応する室内制御部へ入力された運転要求を室外制御部へ伝送し、室外制御部は、伝送された運転要求に応答して、対応する電源供給スイッチにターンオンを指示する。
【００３２】
特にこのような構成においては、複数の室内機の各々は、運転要求の入力を検知するための受信回路と、受信回路および室内制御部へ所定電圧を動作電圧として供給するための電荷供給部と、対応する電源供給スイッチのターンオン時に、電荷供給部を所定電圧に充電する充電回路とを含む。
【００３３】
あるいは、このような構成においては、室外機は、外部から供給された電源を受けて、複数の送受信回路の動作電圧を生成する内部電源回路をさらに含む。
【００３４】
また好ましくは、室外制御部は、空気調和機の待機動作時において、複数の電源供給スイッチの各々に対して所定期間ターンオフを指示する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図１は、本発明の実施の形態に従うセパレート形空気調和機１０♯の構成を示す回路図である。
【００３７】
図１を参照して、実施の形態に従うセパレート形空気調和機１０♯は、図３に示した従来のセパレート形空気調和機１０と同様に、室外機１１と、室内機２０Ａ，２０Ｂと、端子板３０，４０，５０，６０，７０とを備える。端子板３０〜７０の配置および接続関係と、端子板３０中の端子３２および３３に外部からＡＣ電源が接続される点については、従来のセパレート形空気調和機１０と同様であるので詳細な説明は繰返さない。
【００３８】
なお、図１においては、１つの室外機に対して２つの室内機２０Ａ，２０Ｂが接続される構成を示しているが、同様の構成は、任意の複数個の室外機を備えたセパレート形構成の空気調和機に適用できる。
【００３９】
本発明に従うセパレート形空気調和機における室内機２０Ａおよび２０Ｂの構成について、まず説明する。室内機２０Ａおよび２０Ｂは、図３での構成と比較して、それぞれの内部回路群に内部電圧Ｖ１を供給するための電荷供給部２２０Ａおよび２２０Ｂをさらに含む。室内制御部１１０Ａおよびワイヤレスリモコンの受信回路１３０Ａは、電荷供給部２２０Ａから動作電圧（内部電圧Ｖ１）の供給を受け、室内制御部１１０Ｂおよびワイヤレスリモコンの受信回路１３０Ｂは、電荷供給部２２０Ｂから動作電源（内部電圧Ｖ１）の供給を受ける。
【００４０】
電荷供給部２２０Ａは、室外機１１から室内機２０Ａへの電源供給期間において、内部電源回路９０Ａによって内部電圧Ｖ１に充電される。室外機１１から室内機２０Ａへの電源供給が遮断された場合にも、電荷供給部２２０Ａによって、室内制御部１１０Ａおよびワイヤレスリモコンの受信回路１３０Ａ等の内部回路へ動作電源が供給される。同様に、電荷供給部２２０Ｂは、室外機１１から室内機２０Ｂへ電源供給期間において、内部電源回路９０Ｂによって内部電圧Ｖ１に充電される。室外機１１から室内機２０Ｂへの電源供給が遮断された場合にも、電荷供給部２２０Ｂによって、室内制御部１１０Ｂおよびワイヤレスリモコンの受信回路１３０Ｂ等の内部回路へ動作電源が供給される。
【００４１】
電荷供給部２２０Ａ，２２０Ｂとしては、電気二重層コンデンサが好適である。あるいは、充電可能な二次電池を電荷供給部２２０Ａ，２２０Ｂとして用いることもできる。電気二重層コンデンサは、アルミ電解コンデンサ等の一般のコンデンサと比較して大きな容量を得ることができるため、その電荷供給能力が高いことが特徴である。アルミ電解コンデンサの使用は、使用可能温度範囲が広い点、二次電池の適用時に必要となる充放電の制御回路が不要となる点、比較的急速な充電が可能である点および、数十万回以上の充放電が可能であり長期間の運転にも耐えられるという点で有利である。
【００４２】
さらに、室外制御部１００と室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂの間の送受信回路に対して動作電圧Ｖ２を供給するための内部電源回路１２０Ａおよび１２０Ｂは、室内機２０Ａ，２０Ｂ内ではなく、室外機１１内に設けられる。室内機２０Ａおよび２０Ｂに関するその他の部分の構成は、図３に示したと同様であるので詳細な説明は繰返さない。
【００４３】
次に、本発明に従うセパレート形空気調和機における室外機の構成について説明する。
【００４４】
室外機１１は、図３に示した構成と比較して、電源スイッチ２００Ａ，２００Ｂと、電源スイッチ制御回路２１０Ａ，２１０Ｂとをさらに含む点で異なる。さらに、既に述べたように、従来のセパレート形空気調和機１０では室内機２０Ａおよび２０Ｂに配置されていた内部電源回路１２０Ａ，１２０Ｂが、室外機１１の内部に設けられている。
【００４５】
電源スイッチ２００Ａは、室外機１１から室内機２０Ａへの電源供給を制御するために端子３３と端子６３との間に設けられ、電源スイッチ２００Ｂは、室外機１１から室内機２０Ｂへの電源供給を制御するために端子３３と端子４３との間に設けられる。電源スイッチ２００Ａおよび２００Ｂは、リレースイッチや、ＳＳＲ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｒｅｌａｙ）等の半導体スイッチで構成される。
【００４６】
電源スイッチ制御回路２１０Ａは、インバータ（トランジスタ）２１１Ａと、ダイオード２１２Ａと、リレーコイル２１５Ａとを含む。電源スイッチ２００Ａは、リレーコイル２１５Ａの通電時にオンし、それ以外ではオフする。同様に、電源スイッチ制御回路２１０Ｂは、インバータ（トランジスタ）２１１Ｂと、ダイオード２１２Ｂと、リレーコイル２１５Ｂとを含む。電源スイッチ２００Ｂは、リレーコイル２１５Ｂの通電時にオンし、それ以外ではオフする。
【００４７】
ダイオード２１２Ａは、インバータ（トランジスタ）２１１Ａの出力ノードから内部電圧Ｖ３へ向かう方向を順方向とするように接続される。内部電圧Ｖ３は、たとえば、室外機１１に設けられた図示しない内部電源回路によって生成される。ノードＮｃＡおよびＮｃＢの電圧レベルは、室外制御部１００によって、Ｌレベル（０Ｖ）およびＨレベル（５Ｖ）のいずれかに設定される。電源スイッチ制御回路２１０Ａにおいて、インバータ（トランジスタ）２１１Ａは、ノードＮｃＡの電圧レベル（Ｌレベル／Ｈレベル）を反転して、その出力ノードをＨレベル（１２Ｖ）およびＬレベル（０Ｖ）のいずれかに設定する。ダイオード２１２Ａおよびリレーコイル２１５Ａは、内部電圧Ｖ３（たとえば１２Ｖ）およびインバータ（トランジスタ）２１１Ａの出力ノードの間に並列接続される。
【００４８】
室外制御部１００がノードＮｃＡをＨレベルに設定すると、インバータ（トランジスタ）２１１Ａの出力がＬレベル（０Ｖ）となるので、リレーコイル２１５Ａが通電しこれに応答して電源スイッチ２００Ａがターンオンする。これに対して、ノードＮｃＡをＬレベルに設定すると、インバータ（トランジスタ）２１１Ａの出力がＨレベル（１２Ｖ）となることからリレーコイル２１５Ａには電流が流れず、電源スイッチ２００Ａはオフされる。
【００４９】
電流スイッチ制御回路２１０Ｂの構成および電流スイッチ２００Ｂのオン・オフ制御についても、同様であるので詳細な説明は繰返さない。この結果、室外制御部１００によるノードＮｃＡ，ＮｃＢの電圧設定に応じて、電源スイッチ２００Ａおよび２００Ｂのオン・オフを制御して、室外機１１から室内機２０Ａおよび２０Ｂのそれぞれへの電源供給を制御することができる。
【００５０】
図２は、図１に示された電源スイッチのオン・オフ制御を説明する概念図である。
【００５１】
図２では、電源スイッチ２００Ａによる室内機２０Ａへの電源供給制御について、代表的に説明する。図２を参照して、運転状態であった室内機２０Ａに対して、時刻ｔ１に停止指示が発せられ、その後の時刻ｔ４において、再び運転指示が発せられるものとする。
【００５２】
時刻ｔ１以前では、室内機２０Ａが運転状態であるので電源スイッチ２００Ａはオンされており、室外機１１から室内機２０Ａへ電源が供給されている。時刻ｔ１において、対応する室内機２０Ａが非運転状態となると、これに応答して電源スイッチ２００Ａはオフされて、室外機１１から室内機２０Ａへの電源供給が遮断される。
【００５３】
既に説明したように、電源スイッチ２００Ａのオフ期間においても、図１に示した電荷供給部２２０Ａによって、対応する室内機の内部回路群（室内制御部１１０Ａおよび受信回路１３０Ａ等）は動作可能な状態に維持される。しかしながら、時刻ｔ１以降において、電荷供給部２２０Ａによって供給される動作電圧は、内部回路群での電力消費に応じて、徐々に低下する。
【００５４】
したがって、電源スイッチ２００Ａのターンオフ（時刻ｔ１）から所定時間Ｔａ経過後の時刻ｔ２において、電荷供給部２２０Ａを充電して動作電圧レベルを復帰させるために、電源スイッチ２００Ａは再びターンオンされる。さらに、時刻ｔ２から所定時間Ｔｂ経過後の時刻ｔ３において、電源スイッチ２００Ａは、消費電力を削減するために再びターンオフされる。所定時間Ｔａは、非運転状態の室内機２０Ａにおける内部回路群の消費電力および電荷供給部２２０Ａの電荷供給力（コンデンサ容量）を考慮して、電荷供給部２２０Ａによる供給電圧の電圧降下が許容範囲を超えてしまうまでの時間に対応させて予め設定される。同様に、所定時間Ｔｂは、内部電源回路９０Ａの充電能力および電荷供給部２２０Ａの電荷蓄積力（コンデンサ容量）を考慮して、電荷供給部２２０Ａによる供給電圧が所定電圧に復帰するのに必要な時間に対応させて予め設定される。
【００５５】
所定時間Ｔａ，Ｔｂの経過は、たとえば、室外制御部１００，室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂを構成するマイコンのタイマ機能を用いて検知可能である。すなわち、室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂ側において所定時間Ｔａ，Ｔｂの経過を検知して、送受信回路を介して室外制御部１００に電源スイッチ２００Ａ，２００Ｂのオンまたはオフを要求する構成としてもよいし、室外制御部１００側のみで電源スイッチ２００Ａ，２００Ｂのオン・オフを制御する構成としてもよい。
【００５６】
なお、原理的には、室内機２０Ａにおいて、内部電圧Ｖ１の電圧降下を直接的に検知して、室内制御部１１０Ａ，１１０Ｂから室外制御部１００へ電源スイッチ２００Ａのターンオン要求を発することも可能ではある。しかしながら、上述したように、所定時間の経過によって動作電圧の降下を予測的に検知する構成とすることによって、電圧降下を検出する専用回路を設ける必要がなくなるので、回路構成を簡素化できる。
【００５７】
以降、同様のオンおよびオフ動作が、対応する室内機が運転状態に復帰する時刻ｔ４まで交互に繰り返される。時刻ｔ４以降の運転状態時には、電源スイッチ２００Ａがオンして、室外機１１から室内機２０Ａへ電源が常時供給される。
【００５８】
電源スイッチ２００Ｂのオン・オフも、室内機２０Ｂの運転状態および非運転状態に応じて、電源スイッチ２００Ａと同様に制御される。すなわち、電源スイッチ２００Ａおよび２００Ｂは、室内機２０Ａおよび２０Ｂにそれぞれ対応して、独立に制御される。その結果、全ての室内機２０Ａ，２０Ｂが非運転状態となる待機動作時には、各電源スイッチ２００Ａ、２００Ｂはオフされる。
【００５９】
以上の説明から理解されるように、セパレート形空気調和機においては、運転状態時および非運転状態の各々において、室外機１１と室内機２０Ａ，２０Ｂとの間で、送受信回路によるパルス信号列の伝送が確保される必要がある。以下においては、本発明の実施の形態に従うセパレート形空気調和機１０における、送受信回路の構成および動作について説明する。
【００６０】
室外機１１および室内機２０Ａの間で信号を授受するために送受信回路を構成する、フォトカプラＦＣ１Ａ〜ＦＣ４ＡおよびダイオードＤ５，Ｄ７は、以下のように接続される。
【００６１】
室外機１１において、フォトトランジスタＴ１Ａは、電源ノードＮｐ０およびノードＮ１Ａの間に接続され、フォトダイオードＤ２Ａは、電源ノードＮｐ０およびノードＮ２Ａの間に接続される。さらに、ダイオードＤ５、フォトダイオードＤ１ＡおよびフォトトランジスタＴ２Ａは、端子６４およびノードＮｓＡ♯の間に直列に接続される。また、室内機２０Ａにおいて、ダイオードＤ７、フォトダイオードＤ３ＡおよびフォトトランジスタＴ４Ａは端子７２および端子７４の間に直列に接続される。さらに、フォトトランジスタＴ３ＡおよびフォトダイオードＤ４Ａは、電源ノードＮｐＡとノードＮ３ＡおよびＮ４Ａとの間にそれぞれ接続されている。
【００６２】
なお、本実施の形態において、フォトカプラは光結合素子の代表例として示されるものとする。
【００６３】
内部電源回路１２０Ａは、図１に示したのと同様の構成を有し、端子６２（ニュートラル端子）を基準とする負電圧Ｖ２をノードＮｓＡ♯に生成する。同様に、内部電源回路１２０Ｂは、端子４２（ニュートラル端子）を基準とする負電圧Ｖ２をノードＮｓＢ♯に生成する。
【００６４】
次に、室外制御部１００および室内制御部１１０Ａの間の送受信回路の動作について代表的に説明する。
【００６５】
送受信回路においては、室内機側から室外機側へ信号を伝送する第１のモードと、室外機側から室内機側へ信号を伝送するための第２のモードとが交互に周期的に設定されている。
【００６６】
上記第１のモードにおいては、受信側の室外制御部１００は、ノードＮ２Ａの電圧をＬレベル（０Ｖ）に固定して、フォトダイオードＤ２Ａを通電させる。これにより、フォトトランジスタＴ２Ａがオンする。この結果、第１のモードでは、端子７２−ダイオードＤ７−フォトダイオードＤ３Ａ−フォトトランジスタＴ４Ａ−端子７４−端子６４−ダイオードＤ５−フォトダイオードＤ１Ａ−フォトトランジスタＴ２Ａ−ノードＮｓＡ♯の経路（以下、「信号伝達経路」と称する）に電流が流れるか否かは、室内機２０Ａ側のフォトトランジスタＴ４Ａがオンするか否かに依存することになる。
【００６７】
送信側の室内制御部１１０Ａは、Ｈレベル信号の送信期間においては、ノードＮ４ＡをＬレベル（０Ｖ）に設定してフォトダイオードＤ４Ａを導通させることにより、上記信号伝達経路に電流を流す。一方、Ｌレベル信号の送信期間においては、ノードＮ４ＡがＨレベル（５Ｖ）に設定されてフォトダイオードＤ４Ａは非導通とされ、上記信号伝達経路に電流は流れない。
【００６８】
信号伝達経路に電流が流れると、室外機１１において、フォトダイオードＤ１Ａの導通に応答してフォトトランジスタＴ１Ａがオンするので、ノードＮ１ＡはＨレベル（５Ｖ）に設定される。反対に、信号伝達経路に電流が流れないとフォトトランジスタＴ１Ａはオフするので、ノードＮ１ＡはＬレベル（０Ｖ）に設定される。すなわち、受信側の室外制御部１００は、ノードＮ１Ａの電圧レベルに応じて、室内制御部１１０Ａが設定したノードＮ４Ａの電圧レベルを検知できる。この結果、ノードＮ４Ａの電圧レベル（Ｈレベル／Ｌレベル）遷移に相当するパルス信号が、室内制御部１１０Ａから室外制御部１００へ伝送される。
【００６９】
反対に、室外機側から室内機側へ信号を伝送するための第２のモードにおいては、受信側の室内制御部１１０Ａは、ノードＮ４ＡをＬレベル（０Ｖ）に固定して、フォトトランジスタＴ４Ａをオンさせる。この結果、信号伝達経路に電流が流れる否かは、室外機１１側のフォトトランジスタＴ２Ａがオンするか否か、すなわち室外制御部１００に設定されたノードＮ２Ａの電圧レベルに依存することになる。したがって、受信側の室内制御部１１０Ａは、ノードＮ３Ａの電圧レベルに応じて、室内制御部１１０Ａが設定したノードＮ２Ａの電圧レベルを検知できる。この結果、ノードＮ２Ａの電圧レベル（Ｈレベル／Ｌレベル）遷移に相当するパルス信号が、室外制御部１００から室内制御部１１０Ａへ伝送される。
【００７０】
フォトカプラＦＣ１Ｂ〜ＦＣ４ＢおよびダイオードＤ６およびＤ８によって構成される、室外機１１および室内機２０Ｂの間の送受信回路についても、上述した室外機１１および室内機２０Ａの間の送受信回路と同様に構成される。また、室外機１１および室内機２０Ｂとの間におけるパルス信号の伝送についても同様に実行されるので詳細な説明は繰返さない。
【００７１】
これらの送受信回路に電源を供給する内部電源回路１２０Ａ，１２０Ｂを室外機に設けることにより、対応する電源スイッチがオフされて室内機側への電源供給が遮断された期間にも、非運転状態の室内機と室外機との間で、パルス信号の授受による情報伝達が可能となる。
【００７２】
これにより、特に、非運転状態の室内機を再び運転状態とする要求がワイヤレスリモコン１４０Ａ，１４０Ｂへ入力された場合に、当該要求を室外制御部１００に伝送し、対応する電源スイッチをターンオンして、室内機への電源供給を再開する経路を確保できる。
【００７３】
以上説明したように、本発明の実施の形態に従うセパレート形空気調和機においては、非運転状態の室内機に対する室外機からの電源供給を遮断するため、非運転状態の室内機における消費電力が削減できる。さらに、非運転状態の室内機においても、内部回路への動作電源の供給および室内機との間の情報伝達が正常に実行されるので、非運転状態の室内機をスムーズに運転状態へ復帰させることができる。
【００７４】
したがって、すべての室内機が非運転状態となる待機動作時において、複数の室内機の各々における電力消費を削減できるので、空気調和機全体の消費電力を効果的に低減することができる。また、一部の室内機が運転状態である場合にも、残りの非運転状態の室内機の消費電力を削減できるので、空気調和機全体の消費電力を有効に低減することができる。
【００７５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００７６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、外部から電源を供給される室外機と、室外機から電源を供給される複数の室内機とを備えたセパレート形空気調和機において、非運転状態の室内機に対する室外機からの電源供給を遮断するため、空気調和機全体の消費電力を有効に低減することができる。
【００７７】
さらに、室外機と室内機との間で信号を授受する送受信回路の電源回路を室外機側に設けるので、非運転状態の室内機においても、室内機との間の情報伝達が正常に実行される。この結果、非運転状態の室内機をスムーズに運転状態へ復帰させることができる。
【００７８】
また、非運転状態の室内機において、所定時間の経過に応じて電源スイッチをオフまたはオンさせるので、室内機側に電圧降下を検知する専用回路を設けることなく、内部回路への動作電源の供給が正常に実行される。したがって、非運転状態の室内機をスムーズに運転状態へ復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に従うセパレート形空気調和機の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示された電源スイッチのオン・オフ制御を説明する概念図である。
【図３】従来のセパレート形空気調和機の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１０，１０♯ セパレート形空気調和機、１１ 室外機、２０Ａ，２０Ｂ 室内機、３０，４０，５０，６０，７０ 端子板、８０，９０Ａ，９０Ｂ 内部電源回路（内部回路用）、１００ 室外制御部（マイコン）、１１０Ａ，１１０Ｂ室内制御部（マイコン）、１２０Ａ，１２０Ｂ 内部電源回路（送受信回路用）、１４０Ａ，１４０Ｂ ワイヤレスリモコン、２００Ａ，２００Ｂ 電源スイッチ、２１０Ａ，２１０Ｂ 電源スイッチ制御回路、２１５Ａ，２１５Ｂ リレーコイル、２２０Ａ，２２０Ｂ 電荷供給部（電気二重層コンデンサ）、ＦＣ１Ａ〜ＦＣ４Ａ，ＦＣ１Ｂ〜ＦＣ４Ｂ フォトカプラ（光結合素子）、Ｔａ，Ｔｂ所定時間、Ｖ１〜Ｖ３ 内部電圧。
Claims (11)
- 外部から電源の供給を受ける室外機と、
前記室外機から前記電源の供給を受けて動作する複数の室内機とを備え、
前記室外機は、
前記複数の室内機にそれぞれ対応して設けられ、各々が前記室外機から対応する室内機への前記電源の供給を制御するためにオンまたはオフされる複数の電源供給スイッチと、
前記外部から供給された電源によって動作して、前記複数の電源供給スイッチのオンおよびオフを制御する室外制御部とを含み、
前記室外制御部は、前記複数の電源供給スイッチのそれぞれに対して、対応する前記室内機の非運転時には所定期間ターンオフを指示する、空気調和機。 - 前記室外制御部は、前記複数の電源供給スイッチのそれぞれに対して、前記対応する室内機の非運転時にはターンオフおよびターンオンを交互に指示する、請求項１記載の空気調和機。
- 前記複数の室内機の各々は、自身の動作を制御するための室内制御部を含み、
前記空気調和機は、前記複数の室内機にそれぞれ含まれる前記室内制御部と前記室外制御部との間で信号をそれぞれ授受するための複数の送受信回路をさらに備え、
前記室外機は、前記外部から供給された電源を受けて、前記複数の送受信回路の動作電圧を生成する内部電源回路をさらに含む、請求項１または請求項２記載の空気調和機。 - 前記複数の送受信回路の各々は、前記室外機に設けられた第１の光結合素子と、前記対応する室内機に設けられた第２の光結合素子とを含む、請求項３記載の空気調和機。
- 前記複数の室内機の各々は、
自身の動作を制御するための室内制御部と、
前記室内制御部へ所定の動作電圧を供給するための電荷供給部と、
対応する前記電源供給スイッチのターンオン時に、前記電荷供給部を前記所定の動作電圧に充電する充電回路とを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。 - 前記電荷供給部は、電気二重層コンデンサで構成される、請求項５記載の空気調和機。
- 前記室外制御部は、非運転状態であった前記室内機に対して運転要求が発せられた場合に、対応する前記電源供給スイッチにターンオンを指示する、請求項１または請求項２記載の空気調和機。
- 前記複数の室内機の各々は、自身の動作を制御するための室内制御部を含み、
前記空気調和機は、前記複数の室内機にそれぞれ含まれる前記室内制御部と前記室外制御部との間で信号をそれぞれ授受するための複数の送受信回路をさらに備え、
前記複数の送受信回路の各々は、対応する前記室内制御部へ入力された前記運転要求を前記室外制御部へ伝送し、
前記室外制御部は、伝送された前記運転要求に応答して、前記対応する電源供給スイッチにターンオンを指示する、請求項７記載の空気調和機。 - 前記複数の室内機の各々は、
前記運転要求の入力を検知するための受信回路と、
前記受信回路および前記室内制御部へ所定電圧を動作電圧として供給するための電荷供給部と、
対応する前記電源供給スイッチのターンオン時に、前記電荷供給部を前記所定電圧に充電する充電回路とを含む、請求項８記載の空気調和機。 - 前記室外機は、前記外部から供給された電源を受けて、前記複数の送受信回路の動作電圧を生成する内部電源回路をさらに含む、請求項８記載の空気調和機。
- 前記室外制御部は、前記空気調和機の待機動作時において、前記複数の電源供給スイッチの各々に対して前記所定期間ターンオフを指示する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の空気調和機。
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