JP2014122713A - 電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】速やかにコンデンサの両端電圧を低減できる電気機器を提供する。
【解決手段】電源回路２０は電源によって充電されるコンデンサＣ２を有する。電力受給部２１，２２はコンデンサＣ２からスイッチＳ１を介して動作電圧が供給される。収納部は蓋を有し、電源回路を収納する。開閉検知部３０は当該蓋の開閉の状態を検知する。制御部２４は、開閉検知部３０が当該蓋の開状態を検知したときにスイッチＳ１を導通する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気機器に関し、特に開閉可能な収納部に収納された電源回路を有する電気機器に関する。

空気調和機では、リモートコントローラによって空調運転の開始／停止が指示される。この空気調和機において、電源プラグをコンセントに差し込んで室内機に電源が供給される。当該電源は室内機に収納される電源回路に供給される。電源回路は例えば平滑用にコンデンサを有し、当該コンデンサの両端電圧から各部へと電源が供給される。

このような空気調和機において、その停止中の消費電力を低減すべく、待機モードが採用される場合がある。かかる待機モードでは、室内機に備わる各部（例えば温度センサやファンなど）への電源供給が遮断される。これによって、待機モードにおける消費電力を低減する。

なお本願に関連する技術として特許文献１〜３が提示される。

特開２０１１−１９３６６７号公報 特開２００５−２０１５８７号公報 特開２００６−７８０４４号公報

しかしながら、電源プラグをコンセントから抜いた状態で、室内機に備わる電装ユニット（電源回路）を作業員が取り扱う場合、その電装ユニットをチェックするための測定器の耐電圧を低減するという観点で、コンデンサの両端電圧を低減することが望ましい。特に、作業効率を高める観点からは、この両端電圧を速やかに低減することが望まれている。しかるに、例えば待機モードが採用された状態で電源プラグがコンセントから抜かれると、消費電力が小さいので、コンデンサの両端電圧の低下速度が遅い。

そこで、本願は、速やかにコンデンサの両端電圧を低減できる電気機器を提供することを目的とする。

本発明にかかる電気機器の第１の態様は、電源によって充電されるコンデンサ（Ｃ２）を有する電源回路（２０）と、スイッチ（Ｓ１，Ｓ２）と、前記コンデンサから前記スイッチを介して動作電圧が供給される電力受給部（２１〜２３）と、蓋（１１）を有し、前記電源回路を収納する収納部（１）と、前記蓋の開閉の状態を検知する開閉検知部（３０）と、前記開閉検知部が前記蓋の開状態を検知したときに前記スイッチを導通する制御部（２４）とを備える。

本発明にかかる電気機器の第２の態様は、第１の態様にかかる電気機器であって、前記開閉検知部は前記電源の電圧よりも小さい電圧で動作する。

本発明にかかる電気機器の第３の態様は、第１または第２の態様にかかる電気機器であって、前記電力受給部（２３）は抵抗（Ｒ２）を備え、前記スイッチ（Ｓ２）と前記抵抗との一組が前記コンデンサ（Ｃ２）と並列に接続される。

本発明にかかる電気機器の第４の態様は、第１から第３のいずれか一つの態様にかかる電気機器であって、前記収納部（１）に収納され、前記電力受給部（２１〜２３）の前記動作電圧よりも高い第２動作電圧を受けて動作し、前記開閉検知部（３０）が前記蓋（１１）の開状態を検知したときに前記第２動作電圧の供給が停止される高電圧動作部（２６）を更に備える。

本発明にかかる電気機器の第５の態様は、第１から第４のいずれか一つの態様にかかる電気機器であって、前記電気機器は空気調和機、空気清浄機または給湯器である。

本発明にかかる電気機器の第１及び第５の態様によれば、蓋の開閉の状態を検知する検知部が開状態を検知すると、電力受給部へと動作電圧が供給される。よって例えば電源を電源回路から遮断した状態で蓋を開くと、コンデンサの電圧を速やかに低減することができる。

本発明にかかる電気機器の第２の態様によれば、開閉検知部は電源からの電圧よりも小さい電圧で動作する。一方、例えば従来のように電源電圧を検知する電圧検知部は、電源電圧が印加されて動作する。よって、従来に比して検知部の耐電圧を低減することができる。

本発明にかかる電気機器の第３の態様によれば、コンデンサが抵抗を介して放電するので、コンデンサの両端電圧を速やかに低減できる。

本発明にかかる電気機器の第４の態様によれば、一つの開閉検知部によって、複数の動作を行わせることができる。

空気調和機の概念的な構成の一例を示す図である。 前面パネルが開く様子の一例を概念的に示す図である。 室内機の電気的な概念的な構成の一例を示す図である。 室内機の電気的な概念的な構成の他の一例を示す図である。 室内機の電気的な概念的な構成の他の一例を示す図である。

第１の実施の形態．
図１は空気調和機の室内機１の概念的な概観の一例が示されている。ただし、本実施の形態は空気調和機に限定されず、例えば空気清浄機、給湯器又はヒートポンプ等の任意の電気機器に適用することができる。

図１の例示では、室内機１は室内の側壁に取り付けられる、いわゆる壁掛け式の室内機である。空調運転を実現するための室内機１の本来的な機能及び構成は、本実施の形態の本質とは異なるので詳細な説明は避けるものの、次に概説する。図１の例では、室内機１は水平方向に長尺の形状を有し、その上方に吸い込み口（不図示）が設けられ、その下方に吹き出し口１２が設けられる。室内機１は吸い込み口から室内の空気を取り入れ、不図示の室外機と協働して当該空気の温度または湿度などを調整し、調整後の空気を吹き出し口１２から吹き出す。これによって、室内の空気が整えられる。

また室内機１はリモートコントローラ５からの信号を受信する。リモートコントローラ５は例えば空調運転の開始／停止を指示する入力部、空調運転の種別（冷房／暖房／除湿／送風など）を指示する入力部、及び、温度若しくは湿度を入力する入力部などを有している。ユーザはリモートコントローラ５を操作して空調運転を指示する。

また図２に示すように、室内機１は前面パネル１１と、室内機本体１０とを備えている。前面パネル１１には吸い込み口用の貫通穴（不図示）が複数設けられている。かかる前面パネル１１は開閉可能に室内機本体１０に取り付けられる。図２の例示では、前面パネル１１の上部が室内機１の上部に対して回転可能に取り付けられ、前面パネル１１は当該上部を支点として開かれる。図２では、前面パネル１１が開かれた状態が示されている。

室内機本体１０には電装品ユニット２が収納される。電装品ユニット２には電源が供給される。図１の例示では、電装品ユニット２には電源プラグ４が接続されており、この電源プラグ４が室内のコンセント（不図示）に差し込まれることで、電装品ユニット２には商用電源電圧（例えば１００Ｖ系の交流電圧）が印加される。

電装品ユニット２は室内機１が備える後述の構成要素へと動作電圧を供給しつつ当該構成要素を適宜に制御し、また不図示の室外機と通信する。

また室内機１には開閉検知部３０が設けられる。開閉検知部３０は前面パネル１１の開閉状態を検知する。開閉検知部３０の具体的な例および、開閉検知部３０の検知に基づく動作については、電装品ユニット２とともに以下に詳述する。

図３に示すように、電装品ユニット２は電源回路２０と制御部２４とを備える。電源回路２０はコンデンサＣ２を有し、このコンデンサＣ２は電源プラグ４から供給される電力によって充電される。図３の例示では、電源回路２０は整流回路２０１を有し、コンデンサＣ２はこの整流回路２０１の出力側に設けられる。整流回路２０１は電源プラグ４からの交流電圧を受け取り、これを整流してコンデンサＣ２に印加する。図３の例示では、電源回路２０はコンデンサＣ２の両端電圧を出力する。

なお電源回路２０はコンデンサＣ２の両端電圧をそのまま出力してもよく、適宜に出力電圧を調整（降圧／昇圧）して出力してもよい。言い換えれば、電圧調整回路（昇圧回路または降圧回路など）の少なくとも一つが電源回路２０に設けられてもよい。図３の例示では、例えば電圧調整部２０２が設けられている。電圧調整部２０２はコンデンサＣ２の両端電圧を降圧して降圧後の直流電圧（例えば５Ｖ）を出力する。

また電源回路２０は、整流回路２０１の入力側にコンデンサを有していてもよい。かかるコンデンサも電源電圧によって充電され、例えばフィルタコンデンサとして機能する。

電源回路２０は電力受給部２１，２２、制御部２４および通信部２５へとそれぞれ動作電圧を出力する。電力受給部２１は例えば室内機１の吸い込み口の近傍に設けられて室内の温度または湿度を検出するセンサである。電力受給部２２は例えば室内機１に設けられるアクチュエータであり、その具体例として室内機ファンまたはフラップ制御用のステッピングモータなどが挙げられる。フラップとは、吹き出し口１２に設けられる板状部材であって、風向きを調整するためのものである。ステッピングモータはかかるフラップの角度を制御する。室内機ファンは冷媒回路の熱交換器へと送風して熱交換後の空気を室内に吹き出させる。これらの電力受給部２１，２２はコンデンサＣ２を介して動作電圧を受け取る。以下では、電力受給部２１をセンサ２１とも呼び、電力受給部２２をアクチュエータ２２とも呼ぶ。

例えば電源回路２０は、電圧調整部２０２を介して降圧後の直流電圧（例えば５Ｖなど）をセンサ２１、制御部２４および通信部２５へと供給し、コンデンサＣ２の両端電圧をそのままアクチュエータ２２へと供給する。

通信部２５はリモートコントローラ５から送信される信号を受信し、これを制御部２４へと出力する。

制御部２４は室内機１を統括的に制御する。例えばセンサ２１から検出値を受け取り、これに基づいてアクチュエータ２２を制御する。また不図示の室外機とも通信することができる。これらの制御の具体的な内容および通信は本実施の形態の本質とは無関係であるので、詳細な説明は省略する。

また制御部２４はセンサ２１およびアクチュエータ２２の各々への動作電圧の供給／遮断を制御する。図３の例示では、スイッチＳ１，Ｓ１１が設けられる。スイッチＳ１は電源回路２０とセンサ２１との間に設けられ、スイッチＳ１１は電源回路２０とアクチュエータ２２との間に設けられる。制御部２４はスイッチＳ１，Ｓ１１を制御することにより、当該動作電圧の供給／遮断をセンサ２１およびアクチュエータ２２毎に制御する。なお、センサ２１およびアクチュエータ２２の各々についてスイッチを設けているものの、センサ２１およびアクチュエータ２２に共通の直流電源ライン（例えば低電位ライン）を設け、これに一つのスイッチを設け、このスイッチによってセンサ２１及びアクチュエータ２２への動作電圧の供給／遮断を共通に制御してもよい。また、センサ２１およびアクチュエータ２２の両方の動作電圧の供給／遮断を制御する必要はなく、いずれか一方のみにスイッチを設けてもよい。

制御部２４は例えばスイッチＳ１，Ｓ１１を次のように制御することができる。即ち、制御部２４がリモートコントローラ５から空調運転の停止指示を受け取り、その後の所定期間においてリモートコントローラ５からの信号を受け取らない場合、制御部２４はスイッチＳ１，Ｓ１１を非導通とする。これによって、制御部２４及び通信部２５への動作電圧の供給を維持しつつセンサ２１およびアクチュエータ２２への動作電圧の供給が停止され、以後の消費電力を低減することができる。このようなモードはいわゆる待機モードと呼ばれる。そして、待機モードにおいて制御部２４がリモートコントローラ５から通信部２５を介して空調運転の指示を受け取ると、制御部２４はスイッチＳ１，Ｓ１１を導通させた上で、即ち待機モードを解除した上で、室内機１を制御して空調運転を実行する。

さて、待機モードが採用された状態で電源が遮断されると（電源プラグ４がコンセントから抜かれると）、消費電力が小さいので、コンデンサＣ２の両端電圧は低下しにくい。そこで、本実施の形態では、コンデンサＣ２の両端電圧を速やかに低減することを企図するのである。

制御部２４は開閉検知部３０と接続され、前面パネル１１の開閉状態についての情報を受け取る。また開閉検知部３０は例えば電源回路２０から動作電圧を受け取る。ここでは、電源回路２０は電源プラグ４から入力される電源電圧よりも小さい動作電圧（例えば５Ｖ）を生成して、これを開閉検知部３０へと出力する。図３の例示では、電圧調整部２０２が当該動作電圧を出力する。開閉検知部３０は例えば、当該動作電圧の高電位端と低電位端との間で、互いに直列に接続されるパネルスイッチと抵抗とを備える。このパネルスイッチは例えば前面パネル１１が開いたときに導通し、前面パネル１１が閉じたときに導通する。開閉検知部３０はパネルスイッチもしくは抵抗の両端電圧を制御部２４に出力する。当該両端電圧は前面パネル１１の開閉状態を表すこととなる。

制御部２４は、前面パネル１１の開閉状態に基づいてスイッチＳ１，Ｓ１１の動作を制御する。即ち、開閉検知部３０が前面パネル１１の開状態を検知したときに、スイッチＳ１，Ｓ１１を導通させる。なお、スイッチＳ１，Ｓ１１の両方を導通する必要はなく、その何れか一方のみを導通してもよい。

このスイッチＳ１またはスイッチＳ１１の導通によって、前面パネル１１が開いた状態での消費電力を増大させることができる。例えば作業員が電源プラグ４をコンセントから抜いて前面パネル１１を開けば、コンデンサＣ２を比較的速やかに放電してコンデンサＣ２の両端電圧を零にすることができる。なお電源プラグ４がコンセントから抜かれた直後（前面パネル１１が開かれる前）では、両端電圧の低下は緩やかであるため、開閉検知部３０へと動作電圧を供給することができる。

以上のように、電源を遮断し且つ前面パネル１１を開いたときに、コンデンサＣ２の急速な放電が実行されてコンデンサＣ２の両端電圧が零に至る。作業員が電源ユニットを取り扱うときには前面パネル１１が開かれるので、このときコンデンサＣ２の急速な放電が実施される。したがって、コンデンサＣ２の両端電圧が低い状態で作業員が電装品ユニット２を取り扱うことができ、電装品ユニット２に用いる測定器の耐電圧を低減することができる。

また特許文献１では、電源を遮断する度に、コンデンサＣ２の急速な放電が行われてその両端電圧が零に至る。一方で本実施の形態では上述のように、電源を遮断し且つ前面パネル１１が開くときに、コンデンサＣ２の急速な放電が行われてその両端電圧が零にいたる。よって、特許文献１に比して、コンデンサＣ２が急速に放電してその両端電圧が零に至る回数を低減することができる。コンデンサＣ２が急速に放電して零に至ることは、コンデンサＣ２の寿命を短縮する要因となるので、この点で本実施の形態は望ましい。

またここでは、開閉検知部３０の動作電圧は電源プラグ４に入力される電源電圧の振幅よりも小さい。一方、特許文献１では電圧検知部は電源電圧を検出するので、電源電圧の振幅以上の耐電圧が要求される。したがって、本開閉検知部３０によれば、従来に比して要求される耐電圧を低減することができる。

また空調運転において開閉検知部３０に流れる電流が、空調運転において特許文献１の電圧検知部に流れる電流と同程度以下であれば、空調運転における開閉検知部３０の消費電力は特許文献１の電圧検知部の空調運転における消費電力よりも小さい。しかも、ここではパネルスイッチは前面パネル１１が閉じた状態では非導通するので、空調運転における開閉検知部３０の消費電力はほぼ零である。

なお第１の実施の形態では前面パネル１１が開いたときにスイッチＳ１，Ｓ１１を導通しているが、開閉検知の対象は必ずしも前面パネル１１に限定されない。例えば電源回路２０を収納する電装品ユニット２に蓋をもうけ、当該蓋が開いたときにスイッチＳ１，Ｓ１１を導通させてもよい。要するに、作業員が電源回路２０を取り扱う際に開くべき蓋に開閉検知部３０を設け、この蓋が開いたときにスイッチＳ１，Ｓ１１を導通させればよい。

第２の実施の形態．
第２の実施の形態については第１の実施の形態と異なる部分を述べる。図４に例示すように、第１の実施の形態と比較して、電力受給部の一例たる放電回路２３と、スイッチＳ２とが設けられる。放電回路２３は例えば電装品ユニット２に設けられ、抵抗Ｒ２を備える。抵抗Ｒ２とスイッチＳ２とは互いに直列に接続される。また抵抗Ｒ２とスイッチＳ２との一組は、コンデンサＣ２と並列に接続される。

スイッチＳ２は制御部２４によって制御される。より詳細には、開閉検知部３０が前面パネル１１の開状態を検知したときに、制御部２４はスイッチＳ２を導通させる。これによって、前面パネル１１が開いた状態での消費電力を向上することができる。よって第１の実施の形態と同様に、例えば作業員が電源プラグ４をコンセントから抜いた状態で前面パネル１１を開けば、コンデンサＣ２を比較的速やかに放電して、蓄積された電荷をほぼ零にすることができる。また第１の実施の形態と同様に、開閉検知部３０が電源プラグ４に入力される交流電圧の振幅よりも小さい動作電圧で動作すれば、電力受給部への動作電圧の供給の契機となる検知部（開閉検知部３０）の耐圧を低減することができる。

なお制御部２４は空調運転においてもスイッチＳ２を非導通に維持する。この点でスイッチＳ１，Ｓ１１とは相違する。また第２の実施の形態では、スイッチＳ２の導通によって第１の実施の形態と同様に上述の効果を招来するので、スイッチＳ１，Ｓ１１は必須要件ではない。

第３の実施の形態．
第３の実施の形態について第１及び第２の実施の形態と相違する部分について述べる。図５に例示するように、第１および第２の実施の形態と比較して、高電圧動作部２６が設けられる。なお、図５において、電力受給部２１〜２３とスイッチＳ１，Ｓ１１，Ｓ２と電圧調整部２０２については図示を省略する。高電圧動作部２６は室内機１に収納され、電力受給部２１，２２の動作電圧よりも高い動作電圧が供給される。例えば高電圧動作部２６は集塵装置であって、吸い込み口から吸い込まれる空気の埃または花粉など（以下、集塵対象物と呼ぶ）を集める。例えば集塵装置２６は、集塵対象物を帯電させる帯電部と、帯電された集塵対象物とは異なる極性に帯電した繊維によって形成されるフィルタとを備える。これによって、効率よく集塵対象物を集塵することができる。

この帯電部は集塵対象物へと電圧をかけて帯電させるものであり、比較的高い動作電圧で動作する。この動作電圧は例えば電源プラグ４から入力される電源電圧よりも高い。かかる動作電圧は公知の昇圧回路によって生成される。

開閉検知部３０は例えばパネルスイッチを有する。当該パネルスイッチは、前面パネル１１が閉じることで機械的に導通し、前面パネル１１が開くことで機械的に非導通する。開閉検知部３０は電源回路２０と集塵装置２６との間に設けられ、集塵装置２６への動作電圧の供給／遮断を制御する。これにより、前面パネル１１が開いたときに集塵装置２６の動作を停止させることができる。

また開閉検知部３０は前面パネル１１の開閉状態を制御部２４に出力する。言い換えればパネルスイッチの導通／非導通の状態を制御部２４に出力する。これは、例えば集塵装置２６へと流れる電流を検出して開閉検知部３０の導通／非導通を検出し、これを制御部２４へと出力することで実現できる。かかる電流検出部は電源プラグ４から入力される電源電圧よりも小さい動作電圧で動作する。

第３の実施の形態では、共通の開閉検知部３０に基づいて異なる２つの動作を行わせることができる。よって、別個の開閉検知部を設ける場合に比して、製造コストを抑制することができる。

２０ 電源回路
２１〜２３，２６ 電力受給部
２４ 制御部
３０ 開閉検知部
Ｃ２ コンデンサ
Ｒ２ 抵抗
Ｓ２ スイッチ

Claims (5)

1. 電源によって充電されるコンデンサ（Ｃ２）を有する電源回路（２０）と、
   スイッチ（Ｓ１，Ｓ２）と、
   前記コンデンサから前記スイッチを介して動作電圧が供給される電力受給部（２１〜２３）と、
   蓋（１１）を有し、前記電源回路を収納する収納部（１）と、
   前記蓋の開閉の状態を検知する開閉検知部（３０）と、
   前記開閉検知部が前記蓋の開状態を検知したときに前記スイッチを導通する制御部（２４）と
   を備える、電気機器。
2. 前記開閉検知部は前記電源の電圧よりも小さい電圧で動作する、請求項１に記載の電気機器。
3. 前記電力受給部（２３）は抵抗（Ｒ２）を備え、
   前記スイッチ（Ｓ２）と前記抵抗との一組が前記コンデンサ（Ｃ２）と並列に接続される、請求項１または２に記載の電気機器。
4. 前記収納部（１）に収納され、前記電力受給部（２１〜２３）の前記動作電圧よりも高い第２動作電圧を受けて動作し、前記開閉検知部（３０）が前記蓋（１１）の開状態を検知したときに前記第２動作電圧の供給が停止される高電圧動作部（２６）を更に備える、請求項１から３のいずれか一つに記載の電気機器。
5. 前記電気機器は空気調和機、空気清浄機または給湯器である、請求項１から４のいずれか一つに記載の電気機器。

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