JP2015223018A - 過電流検出回路、空気調和機、サーミスタの取り付け構造、及び電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】過電流検出レベルを容易に設定することができる過電流検出回路を提供する。【解決手段】過電流検出回路は、導体ライン上に設けられる電流駆動型トランジスタＱ１と、前記電流駆動型トランジスタの制御端子に供給する制御電流の値を調整する調整部１０２、Ｒ１、Ｒ２、Ｃ２とを備え、前記導体ラインを流れる過電流を前記電流駆動型トランジスタの第１端子−第２端子間電圧に基づいて検出する。【選択図】図３

Description

本発明は、過電流検出回路、空気調和機、サーミスタの取り付け構造、及び電気機器に関する。なお、本発明に係る電気機器は、過電流検出回路及びサーミスタの取り付け構造の少なくとも一つを備える。

従来の空気調和機の要部構成例を図１８に示す。従来の空気調和機は、インバータ回路１０１と、マイクロコンピュータ１０２と、インバータ制御回路１０３と、圧縮機の三相交流モータ１０４と、リアクタＬ１と、ダイオードブリッジ回路ＤＢ１と、電解コンデンサＣ１と、シャント抵抗Ｒｄとを備えている。

商用交流電源１００から出力される商用交流電圧は、ダイオードブリッジ回路ＤＢ１により整流され、電解コンデンサＣ１によって平滑されて直流電圧となり、その直流電圧がインバータ回路１０１に供給される。リアクタＬ１によって力率が改善される。

インバータ回路１０１は、２つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が直接接続された直列回路を３つ並列接続している回路構成であり、各直列接続回路におけるＩＧＢＴ同士の接続ノードの電圧がインバータ回路１０１の各相出力電圧となる。なお、各ＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間にはエミッタからコレクタに向けて順方向となるようにダイオードが接続されている。インバータ回路１０１は直流電圧を三相正弦波状電圧に変換し、三相交流モータ１０４に供給する。

マイクロコンピュータ１０２は、センサによって検知される室内環境やユーザのリモコン操作により設定された運転状態に基づいて、インバータ制御回路１０３にインバータ回路１０１の駆動制御内容を指示する。

インバータ制御回路１０３は、マイクロコンピュータ１０２の指示に従ってインバータ回路１０１を駆動する。また、インバータ制御回路１０３は、インバータ回路１０１に流れ得る過電流をシャント抵抗Ｒｄの両端電位差を用いて検出する。インバータ制御回路１０３は、インバータ回路１０１及び圧縮機に過電流が流れていることを検出すると、インバータ回路１０１の全ＩＧＢＴをオフ状態に保持してインバータ回路１０１及び圧縮機の動作を停止させる。

また、空気調和機の据え付けにおいて、圧縮機やファンが正常に動作するかを点検するために、強制運転が行われる。強制運転は、引越しなどによる移設の際に熱交換器や配管内の冷媒を回収するためにも実施され、空気調和機が正常に機能していないときにも実施される。

室内機と室外機とを備える分離型の空気調和機では、強制運転の開始を指示するためのスイッチは通常室内機に設けられる。なお、特許文献２で提案されている空気調和機では、強制運転の開始を指示するためのスイッチを室外機に設け、作業性の向上を図っている。

また、従来、空気調和機に搭載される圧縮機が大型である場合には、圧縮機の上面から突出している端子をカバーする端子カバー部材の内部にサーミスタを固定する取り付けアングルが装備されており、そのアングルを用いて専用ばねでサーミスタを取り付け、圧縮機の上面の温度をサーミスタで検出していた。一方、空気調和機に搭載される圧縮機が大型でない場合には、端子カバー部材の内部に取り付けアングルが装備されていないため、圧縮機の吐出管にサーミスタをばねで取り付け、圧縮機の吐出管の温度をサーミスタで検出していた。

特許第４５８９４５３号公報 特開平２−１５０６４８号公報 特開昭６１−３９５０４号公報 特開平９−２１０３１１号公報

図１８に示す従来の空気調和機において、三相交流モータ１０４のステータコイルに電流が流れると、三相交流モータ１０４のステータ内に磁界が発生する。この磁界がロータに設置している磁石に作用し、ロータが回転する。

三相交流モータ１０４のステータコイルに大きな電流が流れると、三相交流モータ１０４のステータ内に発生する磁界も大きくなってしまう。この磁界が過大になると、三相交流モータ１０４のロータに設置している磁石の磁極が弱まってしまい、ロータがスムーズに回転しなくなる。

三相交流モータ１０４のロータに設置している磁石の種類には、着磁されているフェライトや希土類などがある。そして、ステータコイルに流れる電流が同じであっても、ロータに設置している磁石の種類によって磁極の弱化レベルが異なる。したがって、磁極の弱化を所定のレベル以下に抑えるためには、過電流の検出レベルをロータに設置している磁石の種類に応じて調整しなければならない。

また、インバータ回路で用いているパワー半導体素子（図１８に示す例ではインバータ回路１０１のＩＧＢＴ）の種類が異なれば、パワー半導体素子の最大定格電流値が異なってくる。

異なる種類の空気調和機において圧縮機やインバータ回路が共通化されている場合もあるが、空気調和機の種類に応じて、圧縮機の種類が複数存在し、インバータ回路で用いているパワー半導体素子の種類も複数存在する。このため、過電流の検出レベルも複数存在することになる。

図１８に示す従来の空気調和機においては、過電流検出回路の過電流検出レベルを変更するには、シャント抵抗Ｒｄの抵抗値を変更する、すなわち使用するシャント抵抗Ｒｄの種類を変更する必要があり、過電流検出回路の過電流検出レベルを設定するのに手間がかかっていた。また、使用するシャント抵抗Ｒｄの種類を変更する必要があることから、過電流検出回路の標準化ができない状況になっていた。

なお、特許文献１で提案されている空気調和機は、過電流検出回路を用いて過熱保護を行っているが、過電流検出回路の過電流検出レベル（電流制限値）を変更するには感温抵抗素子の種類を変更する必要がある点で、図１８に示す従来の空気調和機と同様である。

また、強制運転に関して、上述した通り特許文献２で提案されている空気調和機では、強制運転の開始を指示するためのスイッチを室外機に設けている。しかしながら、特許文献２で提案されている空気調和機の構成では、強制運転の開始を指示するためのスイッチを室外機に追加する必要があるため、コストが上がるという問題があった。

また、サーミスタの取り付け構造に関して、圧縮機の吐出管にサーミスタをばねで取り付け、圧縮機の吐出管の温度をサーミスタで検出している構造において、冷媒を循環している場合は、圧縮機の上面の温度と圧縮機の吐出管の温度に若干の差はあるものの空気調和機を制御するのに問題のないレベルであった。しかしながら、冷媒を循環していない状態で圧縮機内部に搭載しているモータのステータ巻線に通電している場合、圧縮機の上面の温度は上昇するが圧縮機の吐出管の温度は殆ど上昇しないため、圧縮機の上面の温度と圧縮機の吐出管の温度に大きな差が生じ、圧縮機内部に設けられている巻線の温度を正確に検出することができなかった。このため、圧縮機内部に設けられている巻線が異常高温になるおそれがあった。

なお、特許文献３及び特許文献４で提案されているサーミスタの取り付け構造は、サーミスタを固定する取り付けアングルが装備されていない端子カバー部材が装着される圧縮機に適用しても、圧縮機の上面の温度を検出できない構造である。

上記の過電流検出回路に関する問題は空気調和機に限らず、過電流検出回路を備える電気機器全般に起こり得る問題である。また、上記のサーミスタの取り付けに関する問題は空気調和機に限らず、サーミスタ及び圧縮機を備える電気機器全般に起こり得る問題である。

本発明は、上記の状況に鑑み、過電流検出レベルを容易に設定することができる過電流検出回路及びそれを備えた電気機器を提供することを第１の目的とする。

本発明は、上記の状況に鑑み、低コストで強制運転を行うことができる空気調和機を提供することを第２の目的とする。

本発明は、上記の状況に鑑み、圧縮機内部に設けられている巻線の温度の検出精度が高いサーミスタの取り付け構造及びそれを備えた電気機器を提供することを第３の目的とする。

上記第１の目的を達成するために本発明に係る過電流検出回路は、導体ライン上に設けられる電流駆動型トランジスタと、前記電流駆動型トランジスタの制御端子に供給する制御電流の値を調整する調整部とを備え、前記導体ラインを流れる過電流を前記電流駆動型トランジスタの第１端子−第２端子間電圧に基づいて検出する構成（第１の構成）とする。

上記第１の構成の過電流検出回路において、前記調整部が、パルス電圧信号を出力するパルス回路と、前記パルス電圧信号を平滑する平滑回路とを備え、前記パルス電圧信号のオンデューティを調整して前記制御電流の値を調整する構成（第２の構成）とすることが望ましい。

上記第２の構成の過電流検出回路において、前記調整部が、前記平滑回路と前記電流駆動型トランジスタの制御端子との間に設けられる抵抗を備える構成（第３の構成）とすることが望ましい。

上記第２の目的を達成するために本発明に係る空気調和機は、プリント基板と、前記プリント基板を支持するプリント基板支持体と、前記プリント基板を前記プリント基板支持体に固定するための複数のねじと、前記複数のねじのうち所定の一つが取り外されているか否かを検出し、前記複数のねじのうち所定の一つが取り外されているか否かに応じて強制運転のオン／オフを切り替える制御部とを備える構成（第４の構成）とする。

上記第４の構成の空気調和機において、前記プリント基板が、第１の導電パターンと、第２の導電パターンとを有し、前記第１の導電パターンに所定の電圧が印加され、前記第２の導電パターンに前記制御部の検出用端子が接続されており、前記複数のねじのうち所定の一つが取り外されていない場合は前記第１の導電パターンと前記第２の導電パターンとが前記複数のねじのうち所定の一つを介して電気的に接続され、前記複数のねじのうち所定の一つが取り外されている場合は前記第１の導電パターンと前記第２の導電パターンとが電気的に接続されていない構成（第５の構成）とすることが望ましい。

上記第５の構成の空気調和機において、前記プリント基板が、前記第１の導電パターンの端部上に設けられる第１の導電体と、前記第２の導電パターンの端部上に設けられる第２の導電体とを有し、前記複数のねじのうち所定の一つが取り外されていない場合は、前記複数のねじのうち所定の一つの頭部が前記第１の導電体及び前記第２の導電体と接触する構成（第６の構成）とすることが望ましい。

上記第３の目的を達成するために本発明に係るサーミスタの取り付け構造は、サーミスタと、圧縮機と、前記圧縮機の上面から突出している端子をカバーする端子カバー部材と、前記端子カバー部材を前記圧縮機に固定するためのボルトとを備え、前記サーミスタが、感温部と、貫通孔が形成されている固定部と、前記感温部と前記固定部とを連結する連結部とを有し、前記ボルトが前記貫通孔を貫通し、前記ボルトにより前記サーミスタが前記圧縮機に固定され、前記サーミスタが前記圧縮機に固定されている状態において、前記感温部が前記圧縮機の上面に接触している構成（第７の構成）とする。

上記第７の構成のサーミスタの取り付け構造において、前記感温部が、前記連結部によって前記固定部と連結される外装部と、前記外装部に対して着脱可能な内装部とを有する構成（第８の構成）とすることが望ましい。

上記第１及び第３の少なくとも一つの目的を達成するために本発明に係る電気機器は、上記第１〜第３のいずれかの構成の過電流検出回路、上記第７〜第８のいずれかの構成のサーミスタの取り付け構造を少なくとも一つ備える構成（第９の構成）とする。

本発明に係る過電流検出回路及びそれを備えた電気機器によると、調整部が制御電流の値をソフトウェア的に調整することで、同一部品（同一ハードウェア）を使用したまま過電流検出レベルを変更することができる。これにより、過電流検出レベルを容易に設定することができるとともに、過電流検出回路の標準化が行える。

本発明に係る空気調和機によると、プリント基板をプリント基板支持体に固定するための複数のねじのうち所定の一つが取り外されているか否かに応じて強制運転のオン／オフを切り替えるので、複数のねじのうち所定の一つが強制運転のオン／オフを切り替えるためのスイッチを兼ねることになる。これより、低コストで強制運転を行うことができる。

本発明に係るサーミスタの取り付け構造及びそれを備えた電気機器によると、サーミスタの感温部が圧縮機の上面に接触した状態で、端子カバー部材を圧縮機に固定するためのボルトを用いてサーミスタを圧縮機に固定することができる。これにより、冷媒を循環していない状態で圧縮機内部に搭載しているモータのステータ巻線に通電している場合に圧縮機内部に設けられている巻線の温度との温度差が大きい圧縮機の吐出管の温度ではなく、温度差が小さい圧縮機の上面の温度が検出されるので、圧縮機内部に設けられている巻線の温度を精度良く検出することができる。

本発明の各実施形態に係る空気調和機の外観斜視図である。 本発明の各実施形態に係る空気調和機の冷凍サイクルを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る空気調和機の要部構成図である。 パルス電圧信号及びアナログ電流信号の波形図である。 パルス電圧信号及びアナログ電流信号の波形図である。 本発明の第２実施形態に係る空気調和機の要部構成図である。 本発明の第３実施形態に係る空気調和機の要部構成図である。 本発明の第３実施形態におけるプリント基板の部分上面図である。 本発明の第３実施形態におけるプリント基板の部分上面図である。 図８の一点鎖線で切断した本発明の第３実施形態におけるプリント基板の部分断面図である。 本発明の第３実施形態における等価回路図である。 本発明の第４実施形態に係る空気調和機が備える圧縮機の正面図である。 本発明の第４実施形態に係る空気調和機が備える圧縮機の上面図である。 圧縮機に装着される端子カバー部材の上面図である。 従来のサーミスタの上面図である。 本発明の第４実施形態で用いられるサーミスタの上面図である。 本発明の第４実施形態で用いられるサーミスタの正面図である。 本発明の第４実施形態で用いられる他のサーミスタの正面図である。 従来例の空気調和機の要部構成図である。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図１は、本発明の各実施形態に係る空気調和機の外観斜視図である。本発明の各実施形態に係る空気調和機は、室内機１と室外機２とを備える分離型の空気調和機である。本発明の各実施形態に係る空気調和機は、室内機１と室外機２との間で電力及び制御信号を伝送するためのＶＡ線３と、室内機１と室外機２との間で冷媒を循環させるための冷媒配管４及び５と、水を排出するドレイン管６と、室内機１から延出する電源コードの端部に設けられる電源プラグ７とを備えている。なお、図１においては図示を省略しているが、通常、ＶＡ線３と、冷媒配管４及び５と、ドレイン管６とは化粧カバーによってまとめて覆われる。

図２は、本発明の各実施形態に係る空気調和機の冷凍サイクルを示す図である。なお、図２において図１と同一の部分には同一の符号を付す。

室外機２内には、圧縮機１１と、四方弁１２と、室外熱交換器１３と、膨張弁１４と、室外ファン１５とが設けられる。室内機１内には、室内熱交換器１６と、室内ファン１７とが設けられる。

圧縮機１１は、冷媒管１８内に冷媒を流通させ冷凍サイクルを運転する。冷媒管１８の一部が、室内機１と室外機２との間で冷媒を循環させるための冷媒配管４及び５に該当する。

室外熱交換器１３及び室内熱交換器１６は、冷媒管１８に近接する多数のフィン（不図示）を有しており、フィン間を通過する空気と熱交換を行う。

圧縮機１１には四方弁１２及び冷媒管１８を介して室外熱交換器１３及び室内熱交換器１６の各一端が接続される。室外熱交換器１３及び室内熱交換器１６の他端同士は膨張弁１４及び冷媒管１８を介して接続される。

室外ファン１５は室外熱交換器１３に対向配置される。室外ファン１５の駆動によって室外の空気が室外熱交換器１３に供給され、室外熱交換器１３と室外の空気との熱交換が促進される。室外熱交換器１３と熱交換した空気は室外ファン１５に面して室外機２の正面に開口する排気口（図１参照）を介して外部に排気される。

室内熱交換器１６及び室内ファン１７は室内機１に設けた送風通路（不図示）内に配される。室内ファン１７の駆動によって室内の空気が送風通路に流入して室内熱交換器１６に供給され、送風通路を流通する空気と室内熱交換器１６とが熱交換される。室内熱交換器１６と熱交換した空気は室内機１の正面下方に運転状態において開口し運転停止状態において閉口する吹出口（図１参照）を介して室内に送出される。

暖房運転時には室外ファン１５及び室内ファン１７が駆動され、四方弁１２が図中、実線で示すように切り替えられる。これにより、圧縮機１１の駆動によって矢印Ａに示す方向に冷媒が流通し、圧縮機１１により圧縮された高温高圧の冷媒は室内熱交換器１６で放熱しながら凝縮する。

高温の冷媒は膨張弁１４で低温低圧となり、室外熱交換器１３に送られる。室外熱交換器１３に流入する冷媒は吸熱しながら蒸発して低温のガス冷媒となり、圧縮機１１に送られる。この冷凍サイクルにより、冷凍サイクルの高温部となる室内熱交換器１６と熱交換した空気が室内ファン１７により室内に送出され、室内の暖房が行われる。また、冷凍サイクルの低温部となる室外熱交換器１３と熱交換した空気が室外ファン１５により外部に排気される。

冷房運転時には室外ファン１５及び室内ファン１７が駆動され、四方弁１２が図中、破線で示すように切り替えられる。これにより、圧縮機１１の駆動によって矢印Ａと逆方向に冷媒が流通し、室内熱交換器１６が冷凍サイクルの低温部となるとともに室外熱交換器１３が冷凍サイクルの高温部となる。室内熱交換器１６と熱交換した空気が室内ファン１７により室内に送出され、室内の冷房が行われる。室内熱交換器１６と熱交換した空気の水蒸気の凝集によって発生する水はドレイン管６（図１参照）から外部に排出される。また、冷凍サイクルの高温部となる室外熱交換器１３と熱交換した空気が室外ファン１５により外部に排気される。

＜第１実施形態＞
図３は、本発明の第１実施形態に係る空気調和機の要部構成図である。なお、図３において図１８と同一の部分には同一の符号を付す。本実施形態においては、電流駆動型ＮＰＮバイポーラトランジスタＱ１（以下、「トランジスタＱ１」と略す）が請求項に記載されている「電流駆動型トランジスタ」に対応しており、マイクロコンピュータ１０２、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２からなる平滑回路、及び抵抗Ｒ２が請求項に記載されている「調整部」に対応しており、トランジスタＱ１のコレクタ、エミッタ、ベースが請求項に記載されている「第１端子」、「第２端子」、「制御端子」にそれぞれ対応しており、マイクロコンピュータ１０２が請求項に記載されている「パルス回路」に対応している。

本実施形態に係る空気調和機が図１８に示す従来の空気調和機と異なる点は、シャント抵抗Ｒｄの代わりにトランジスタＱ１を設け、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２からなる平滑回路と、電圧信号を電流信号に変換するための抵抗Ｒ２と、トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間にエミッタからコレクタに向けて順方向となるように接続されるダイオードＤ１とを追加している点である。なお、インバータ回路１０１のスイッチング素子はＩＧＢＴ以外のパワースイッチング素子であってもよい。

本実施形態では、マイクロコンピュータ１０２はパルス電圧信号Ｓ１を生成する機能及びパルス電圧信号Ｓ１のオンデューティをソフトウェア的に調整する機能を有している。マイクロコンピュータ１０２はパルス電圧信号Ｓ１を抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２からなる平滑回路に出力する。

抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２からなる平滑回路は、パルス電圧信号Ｓ１を、パルス電圧信号Ｓ１のオンデューティに応じた値のアナログ電圧信号Ｓ２に変換する。

抵抗Ｒ２は、アナログ電圧信号Ｓ２をアナログ電流信号Ｓ３に変換して、アナログ電流信号Ｓ３をトランジスタＱ１のベースに供給する。なお、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２からなる平滑回路とトランジスタＱ１のベースとの間の線路抵抗で抵抗Ｒ２を代用できる場合には、抵抗Ｒ２を設けなくてよい。

トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間電圧は、トランジスタＱ１のベースに供給されるアナログ電流信号Ｓ３と、インバータ回路１０１及び圧縮機を流れトランジスタＱ１のコレクタに供給される電流とに応じて変化する。

インバータ制御回路１０３は、トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間電圧が所定値以上であるときに、インバータ回路１０１及び圧縮機に過電流が流れていることを検出し、インバータ回路１０１の全ＩＧＢＴをオフ状態に保持してインバータ回路１０１及び圧縮機の動作を停止させる。

マイクロコンピュータ１０２は、使用している圧縮機の減磁電流やインバータ回路のパワー半導体素子の定格電流などを考慮して定められる最大過電流以上の電流が圧縮機やインバータ回路に流れないように、パルス電圧信号Ｓ１のオンデューティを調整する。

過電流検出レベルを低く設定する場合は、図４Ａに示すように、パルス電圧信号Ｓ１のオンデューティを小さくし、アナログ電流信号Ｓ３の電流値を小さくする。これにより、トランジスタＱ１のベース電流が小さくなり、結果的にインバータ回路１０１及び圧縮機を流れトランジスタＱ１のコレクタに供給される電流が小さい状態でトランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間電圧が大きくなるので、過電流検出レベルが低くなる。

一方、過電流検出レベルを高く設定する場合は、図４Ｂに示すように、パルス電圧信号Ｓ１のオンデューティを大きくし、アナログ電流信号Ｓ３の電流値を大きくする。これにより、トランジスタＱ１のベース電流が大きくなり、結果的にインバータ回路１０１及び圧縮機を流れトランジスタＱ１のコレクタに供給される電流がある程度大きくなるまではトランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間電圧が大きくならないので、過電流検出レベルが高くなる。

過電流検出レベルを高く設定する利点は、圧縮機を高回転させた際や電源変動などによってインバータ回路１０１及び圧縮機を流れる電流が変動した際に簡単に過電流によって運転が停止しなくなることである。要するに、使用している圧縮機の減磁電流やインバータ回路のパワー半導体素子の定格電流などを考慮して定められる最大過電流以上の電流が圧縮機やインバータ回路に流れない条件下で、できるだけ過電流検出レベルを高くすることが望ましい。

本実施形態に係る空気調和機によると、マイクロコンピュータ１０２がトランジスタＱ２のベース電流の値をソフトウェア的に調整することで、同一部品（同一ハードウェア）を使用したまま過電流検出レベルを変更することができる。これにより、過電流検出レベルを容易に設定することができるとともに、過電流検出回路の標準化が行える。

＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係る空気調和機の要部構成図である。なお、図５において図３と同一の部分には同一の符号を付す。

本実施形態に係る空気調和機が本発明の第１実施形態に係る空気調和機と異なる点は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２からなる平滑回路を備えておらず、マイクロコンピュータ１０２が直流電圧信号を抵抗Ｒ２に供給する点である。

マイクロコンピュータ１０２は、使用している圧縮機の減磁電流やインバータ回路のパワー半導体素子の定格電流などを考慮して定められる最大過電流以上の電流が圧縮機やインバータ回路に流れないように、上記直流電圧信号の電圧値を調整する。

抵抗Ｒ２は、上記直流電圧信号をアナログ電流信号Ｓ３に変換して、アナログ電流信号Ｓ３をトランジスタＱ１のベースに供給する。なお、マイクロコンピュータ１０２とトランジスタＱ１のベースとの間の線路抵抗で抵抗Ｒ２を代用できる場合には、抵抗Ｒ２を設けなくてよい。

したがって、本実施形態に係る空気調和機も本発明の第１実施形態に係る空気調和機と同様に、マイクロコンピュータ１０２がトランジスタＱ２のベース電流の値をソフトウェア的に調整することで、同一部品（同一ハードウェア）を使用したまま過電流検出レベルを変更することができる。これにより、過電流検出レベルを容易に設定することができるとともに、過電流検出回路の標準化が行える。ただし、本発明の第１実施形態に係る空気調和機とは異なり、マイクロコンピュータ１０２を多値の直流電圧信号を出力することができるハードウェア構成にする必要があり、ハードウェア構成が若干複雑になる。

＜第３実施形態＞
図６は、本発明の第３実施形態に係る空気調和機の室外機の要部透過正面図である。なお、図６において図２と同一の部分には同一の符号を付す。本実施形態においては、電装ボックス１０９が請求項に記載されている「プリント基板支持体」に対応しており、マイクロコンピュータ１１７が請求項に記載されている「制御部」に対応しており、第１の銅箔パターン１１０が請求項に記載されている「第１の導電パターン」に対応しており、第２の銅箔パターン１１１が請求項に記載されている「第２の導電パターン」に対応しており、第１の半田層１１２が請求項に記載されている「第１の導電体」に対応しており、第２の半田層１１３が請求項に記載されている「第２の導電体」に対応している。

室外機２には、圧縮機１１、室外熱交換器１３、室外ファン１５、室外ファン１５の回転によって生じた風を排気口（図１参照）に導く導風器１０５、室外ファン１５の設置空間と圧縮機１１の設置空間とを遮蔽する遮蔽版１０６、及びインバータ回路や力率改善回路等の構成部品である電装部品１０７が実装されるプリント基板１０８の一部を格納する電装ボックス１０９が設けられている。

プリント基板１０８の周縁には複数の貫通孔が設けられており、電装ボックス１０９の側壁にはプリント基板１０８の貫通孔に対応するねじ孔が設けられている。これにより、複数のねじを用いてプリント基板１０８を電装ボックス１０９に固定することができる。

図７に示すプリント基板１０８の部分上面図のように、複数のねじのうちの所定の一つに対応する貫通孔１１４がプリント基板１０８に設けられており、プリント基板１０８上に形成される第１の銅箔パターン１１０の端部とプリント基板１０８上に形成される第２の銅箔パターン１１１の端部とが貫通孔１１４を介して向かい合っている。更に、第１の銅箔パターン１１０の端部上には第１の半田層１１２が形成され、第２の銅箔パターン１１１の端部上には第２の半田層１１３が形成されている。

図７に示すように複数のねじのうちの所定の一本が貫通孔１１４及び貫通孔１１４に対応する電装ボックス１０９のねじ孔から取り外されている場合は、第１の銅箔パターン１１０と第２の導電パターン１１１とが電気的に接続されていない。

一方、図８及び図９に示すように複数のねじのうちの所定の一本（頭部１１５及び軸部１１６からなるねじ）が取り外されていない場合は第１の銅箔パターン１１０と第２の銅箔パターン１１１とが頭部１１５及び軸部１１６からなるねじを介して電気的に接続される。頭部１１５及び軸部１１６からなるねじは導電性が高いことが望ましく、例えば真鍮製のねじにすればよい。なお、第１の銅箔パターン１１０とねじの頭部１１５とが厚みがあり比較的柔らかい第１の半田層１１２を介して電気的に接続されるので、電気的接続が強固になる。同様に、第２の銅箔パターン１１１とねじの頭部１１５とが厚みがあり比較的柔らかい第２の半田層１１３を介して電気的に接続されるので、電気的接続が強固になる。

プリント基板１０８に実装されるマイクロコンピュータ１１７の検出用端子１１８は、図１０に示すように第２の銅箔パターン１１１に接続されている。また、第２の銅箔パターン１１１にはプルダウン抵抗１１９も接続されている。第１の銅箔パターン１１０には所定の電圧（例えばＤＣ５Ｖ）が印加されている。

頭部１１５及び軸部１１６からなるねじが取り外されていない場合は、ねじの頭部と等価であるスイッチＳＷ１がオンになり、マイクロコンピュータ１１７の検出用端子１１８に所定の電圧が印加される。一方、頭部１１５及び軸部１１６からなるねじが取り外されている場合は、ねじの頭部１１５と等価であるスイッチＳＷ１がオフになり、マイクロコンピュータ１１７の検出用端子１１８はグランド電位になる。

マイクロコンピュータ１１７は、検出用端子１１８が所定の電圧である場合に強制運転をオフにし、検出用端子１１８がグランド電位である場合に強制運転をオンにする。強制運転の内容は特に限定されないが、例えば所定の回数で圧縮機内部のモータを回転させる運転などを挙げることができる。

頭部１１５及び軸部１１６からなるねじの取り付け及び取り外しは、特殊な工具を必要とせず、汎用の工具（ドライバ）を用いて簡単に実施することができる。

頭部１１５及び軸部１１６からなるねじを取り外す場合には、感電防止のため電源を抜いてからねじを取り外すことが推奨される。ねじを取り外した後に、電源を再投入して強制運転を実施すればよい。このとき、固定用のねじが１本不足することになるが、プリント基板１０８が多少ぐらつく程度であり、強制運転は安全に実施することができる。

頭部１１５及び軸部１１６からなるねじを再度取り付ける場合にも、感電防止のため電源を抜いてからねじを取り付けることが推奨される。

本実施形態に係る空気調和機によると、プリント基板１０８を電装ボックス１０９に固定するための複数のねじのうち所定の一つが取り外されているか否かに応じて強制運転のオン／オフを切り替えるので、複数のねじのうち所定の一つが強制運転のオン／オフを切り替えるためのスイッチを兼ねることになる。これより、低コストで強制運転を行うことができる。

なお、本実施形態では室外機２において本発明を適用したが、室内機１にもプリント基板及び当該プリント基板支持体（例えば室内機１の筐体フレームなど）が設けられているので、室内機１において本発明を適用してもよい。通常、室内機１には強制運転のオン／オフを切り替えるための専用スイッチが設けられているが、室内機１において本発明を適用する場合には当該専用スイッチを廃止して低コスト化を図ることが望ましい。

＜第４実施形態＞
図１１は本発明の第４実施形態に係る空気調和機が備える圧縮機の正面図であり、図１２は本発明の第４実施形態に係る空気調和機が備える圧縮機の上面図である。図１３は圧縮機に装着される端子カバー部材の上面図である。

圧縮機の上面１２０から端子１２１と吐出管１２２が突出している。端子カバー部材１２４の貫通孔１２５にボルト１２３を貫通させ、ボルト１２３を圧縮機のねじ孔に取り付けることで、端子カバー部材１２４が圧縮機に装着される。

端子カバー部材１２４にはサーミスタを固定する取り付けアングルが装備されていない。そのため、図１４に示すような直方体形状の感温部１２６と、当該感温部から延びるリード線とを備える従来のサーミスタを用いた場合、感温部１２６と圧縮機の上面１２０とを接触させた状態でサーミスタを圧縮機に固定することができなかった。

そこで、本実施形態では、図１５及び図１６に示すようなサーミスタ１２７を用いる。サーミスタ１２７は、感温部１２８と、平板状の固定部１３０と、感温部１２８と固定部１３０とを連結する連結部１３１とを有している。固定部１３０には貫通孔１２９が形成されている。

端子カバー部材１２４の貫通孔１２５とサーミスタ１２７の貫通孔１２９にボルト１２３を貫通させ、ボルト１２３を圧縮機のねじ孔に取り付けることで、端子カバー部材１２４及びサーミスタ１２７を圧縮機に装着することができる。そして、固定部１３０と感温部１２８との間にサーミスタ１２７の厚さ方向の段差があり、サーミスタ１２７が圧縮機に固定されている状態において感温部１２８が圧縮機の上面１２０に接触するように上記段差の値（連結部１３１の形状）が設計される。

これにより、冷媒を循環していない状態で圧縮機内部に搭載しているモータのステータ巻線に通電している場合に圧縮機内部に設けられている巻線の温度との温度差が大きい圧縮機の吐出管１２２の温度ではなく、温度差が小さい圧縮機の上面１２０の温度が検出されるので、圧縮機内部に設けられている巻線の温度を精度良く検出することができる。なお、冷媒を循環していない状態で圧縮機内部に搭載しているモータのステータ巻線に通電している場合でも、圧縮機内部に設けられている巻線の温度と圧縮機の上面１２０の温度との差はせいぜい５〜１０℃程度である。

図１５及び図１６に示すようなサーミスタ１２７を用いる代わりに、図１７に示すサーミスタ１２７を用いてもよい。図１７に示すサーミスタ１２７では、感温部１２８が、連結部１３１によって固定部１３０と連結される外装部１３２と、外装部１３２に対して着脱可能な内装部１３３とを有している。

図１７に示すサーミスタ１２７では、内装部１３３に図１４に示す従来のサーミスタを用いることができるので、低コスト化を図ることができる。なお、より一層の低コスト化を図るために、固定部１３０、連結部１３１、及び外装部１３２は一体形成されることが望ましい。

また、図１５及び図１６に示すようなサーミスタ１２７及び図１７に示すサーミスタ１２７において、サーミスタ１２７が圧縮機に固定されている状態において連結部１３１が弾性変形しており、当該弾性変形により感温部１２８が圧縮機の上面１２０に押しつけられる方向に付勢力が生じていることが望ましい。これにより、感温部１２８と圧縮機の上面１２０との接触が確実になる。

＜まとめ＞
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。例えば、上記の第１実施形態、第２実施形態、第４実施形態では、過電流検出回路、サーミスタの取り付け構造をそれぞれ空気調和機に搭載したが、冷蔵庫などの他の電気機器に搭載してもよい。また、本発明の各実施形態の少なくとも二つを適宜組み合わせて実施してもよい。

以上説明した過電流検出回路は、導体ライン上に設けられる電流駆動型トランジスタ（Ｑ１）と、前記電流駆動型トランジスタ（Ｑ１）の制御端子に供給する制御電流（Ｓ３）の値を調整する調整部（１０２、Ｒ１、Ｃ２、Ｒ２）とを備え、前記導体ラインを流れる過電流を前記電流駆動型トランジスタ（Ｑ１）の第１端子−第２端子間電圧に基づいて検出する構成（第１の構成）である。

このような構成によると、調整部が電流駆動型トランジスタの制御電流の値をソフトウェア的に調整することで、同一部品（同一ハードウェア）を使用したまま過電流検出レベルを変更することができる。これにより、過電流検出レベルを容易に設定することができるとともに、過電流検出回路の標準化が行える。

上記第１の構成の過電流検出回路において、前記調整部が、パルス電圧信号（Ｓ１）を出力するパルス回路（１０２）と、前記パルス電圧信号（Ｓ１）を平滑する平滑回路（Ｒ１、Ｒ２）とを備え、前記パルス電圧信号（Ｓ１）のオンデューティを調整して前記制御電流（Ｓ３）の値を調整する構成（第２の構成）とすることが望ましい。

このような構成によると、パルス電圧信号（Ｓ１）のオンデューティを調整のみで制御電流を連続的に調整することができるので、制御電流の調整レベルを多数設けた場合でも調整部のハードウェア構成が簡単になる。

上記第２の構成の過電流検出回路において、前記調整部が、前記平滑回路と前記電流駆動型トランジスタの制御端子との間に設けられる抵抗を備える構成（第３の構成）とすることが望ましい。

このような構成によると、制御電流を確実に発生させることができる。

また、以上説明した空気調和機は、プリント基板（１０８）と、前記プリント基板（１０８）を支持するプリント基板支持体（１０９）と、前記プリント基板（１０８）を前記プリント基板支持体（１０９）に固定するための複数のねじと、前記複数のねじのうち所定の一つ（１１５、１１６）が取り外されているか否かを検出し、前記複数のねじのうち所定の一つ（１１５、１１６）が取り外されているか否かに応じて強制運転のオン／オフを切り替える制御部（１１７）とを備える構成（第４の構成）である。

このような構成によると、プリント基板をプリント基板支持体に固定するための複数のねじのうち所定の一つが取り外されているか否かに応じて強制運転のオン／オフを切り替えるので、複数のねじのうち所定の一つが強制運転のオン／オフを切り替えるためのスイッチを兼ねることになる。これより、低コストで強制運転を行うことができる。

上記第４の構成の空気調和機において、前記プリント基板（１０８）が、第１の導電パターン（１１０）と、第２の導電パターン（１１１）とを有し、前記第１の導電パターン（１１０）に所定の電圧が印加され、前記第２の導電パターン（１１１）に前記制御部（１１７）の検出用端子が接続されており、前記複数のねじのうち所定の一つ（１１５、１１６）が取り外されていない場合は前記第１の導電パターン（１１０）と前記第２の導電パターン（１１１）とが前記複数のねじのうち所定の一つ（１１５、１１６）を介して電気的に接続され、前記複数のねじのうち所定の一つ（１１５、１１６）が取り外されている場合は前記第１の導電パターン（１１０）と前記第２の導電パターン（１１１）とが電気的に接続されていない構成（第５の構成）とすることが望ましい。

このような構成によると、検出用端子に印加される電圧に基づいて制御部が強制運転のオン／オフを切り替えることができる。

上記第５の構成の空気調和機において、前記プリント基板（１０８）が、前記第１の導電パターン（１１０）の端部上に設けられる第１の導電体（１１２）と、前記第１の導電パターン（１１０）の端部上に設けられる第２の導電体（１１３）とを有し、前記複数のねじのうち所定の一つ（１１５、１１６）が取り外されていない場合は、前記複数のねじのうち所定の一つの頭部（１１５）が前記第１の導電体（１１２）及び前記第２の導電体（１１３）と接触する構成（第６の構成）とすることが望ましい。

このような構成によると、複数のねじのうち所定の一つの頭部と第１の導電パターン及び第２の導電パターンとの電気的接続を第１の導電体及び第２の導電体によって強固にすることができる。

また、以上説明したサーミスタの取り付け構造は、サーミスタ（１２７）と、圧縮機と、前記圧縮機の上面（１２０）から突出している端子（１２１）をカバーする端子カバー部材（１２４）と、前記端子カバー部材（１２４）を前記圧縮機に固定するためのボルト（１２３）とを備え、前記サーミスタ（１２７）が、感温部（１２８）と、貫通孔（１２９）が形成されている固定部（１３０）と、前記感温部（１２８）と前記固定部（１３０）とを連結する連結部（１３１）とを有し、前記ボルト（１２３）が前記貫通孔（１２９）を貫通し、前記ボルト（１２３）により前記サーミスタ（１２７）が前記圧縮機に固定され、前記サーミスタ（１２７）が前記圧縮機に固定されている状態において、前記感温部（１２８）が前記圧縮機の上面（１２０）に接触している構成（第７の構成）である。

このような構成によると、サーミスタの感温部が圧縮機の上面に接触した状態で、端子カバー部材を圧縮機に固定するためのボルトを用いてサーミスタを圧縮機に固定することができる。これにより、冷媒を循環していない状態で圧縮機内部に搭載しているモータのステータ巻線に通電している場合に圧縮機内部に設けられている巻線の温度との温度差が大きい圧縮機の吐出管の温度ではなく、温度差が小さい圧縮機の上面の温度が検出されるので、圧縮機内部に設けられている巻線の温度を精度良く検出することができる。

上記第７の構成のサーミスタの取り付け構造において、前記感温部（１２８）が、前記連結部（１３１）によって前記固定部（１３０）と連結される外装部（１３２）と、前記外装部（１３２）に対して着脱可能な内装部（１３３）とを有する構成（第８の構成）とすることが望ましい。

このような構成によると、内装部に従来のサーミスタを用いることができるので、低コスト化を図ることができる。

また、以上説明した電気機器は、上記第１〜第３のいずれかの構成の過電流検出回路、上記第７〜第８のいずれかの構成のサーミスタの取り付け構造を少なくとも一つ備える構成（第９の構成）である。

１０２、１１７ マイクロコンピュータ
１０３ インバータ制御回路
１０８ プリント基板
１０９ 電装ボックス
１１０ 第１の銅箔パターン
１１１ 第２の銅箔パターン
１１２ 第１の半田層
１１３ 第２の半田層
１１５ ねじの頭部
１１６ ねじの軸部
１１８ 検出用端子
１２０ 圧縮機の上面
１２１ 端子
１２３ ボルト
１２４ 端子カバー部材
１２７ サーミスタ
１２８ 感温部
１２９ 貫通孔
１３０ 固定部
１３１ 連結部
１３２ 外装部
１３３ 内装部
Ｃ２ コンデンサ
Ｑ１ 電流駆動型ＮＰＮバイポーラトランジスタ
Ｒ１ 抵抗

Claims (9)

1. 導体ライン上に設けられる電流駆動型トランジスタと、
   前記電流駆動型トランジスタの制御端子に供給する制御電流の値を調整する調整部とを備え、
   前記導体ラインを流れる過電流を前記電流駆動型トランジスタの第１端子−第２端子間電圧に基づいて検出することを特徴とする過電流検出回路。
2. 前記調整部が、パルス電圧信号を出力するパルス回路と、前記パルス電圧信号を平滑する平滑回路とを備え、前記パルス電圧信号のオンデューティを調整して前記制御電流の値を調整する請求項１に記載の過電流検出回路。
3. 前記調整部が、前記平滑回路と前記電流駆動型トランジスタの制御端子との間に設けられる抵抗を備える請求項２に記載の過電流検出回路。
4. プリント基板と、
   前記プリント基板を支持するプリント基板支持体と、
   前記プリント基板を前記プリント基板支持体に固定するための複数のねじと、
   前記複数のねじのうち所定の一つが取り外されているか否かを検出し、前記複数のねじのうち所定の一つが取り外されているか否かに応じて強制運転のオン／オフを切り替える制御部とを備えることを特徴とする空気調和機。
5. 前記プリント基板が、第１の導電パターンと、第２の導電パターンとを有し、
   前記第１の導電パターンに所定の電圧が印加され、前記第２の導電パターンに前記制御部の検出用端子が接続されており、
   前記複数のねじのうち所定の一つが取り外されていない場合は前記第１の導電パターンと前記第２の導電パターンとが前記複数のねじのうち所定の一つを介して電気的に接続され、
   前記複数のねじのうち所定の一つが取り外されている場合は前記第１の導電パターンと前記第２の導電パターンとが電気的に接続されていないことを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。
6. 前記プリント基板が、前記第１の導電パターンの端部上に設けられる第１の導電体と、前記第２の導電パターンの端部上に設けられる第２の導電体とを有し、
   前記複数のねじのうち所定の一つが取り外されていない場合は、前記複数のねじのうち所定の一つの頭部が前記第１の導電体及び前記第２の導電体と接触することを特徴とする請求項５に記載の空気調和機。
7. サーミスタと、圧縮機と、前記圧縮機の上面から突出している端子をカバーする端子カバー部材と、前記端子カバー部材を前記圧縮機に固定するためのボルトとを備え、
   前記サーミスタが、感温部と、貫通孔が形成されている固定部と、前記感温部と前記固定部とを連結する連結部とを有し、
   前記ボルトが前記貫通孔を貫通し、前記ボルトにより前記サーミスタが前記圧縮機に固定され、
   前記サーミスタが前記圧縮機に固定されている状態において、前記感温部が前記圧縮機の上面に接触していることを特徴とするサーミスタの取り付け構造。
8. 前記感温部が、前記連結部によって前記固定部と連結される外装部と、前記外装部に対して着脱可能な内装部とを有することを特徴とする請求項７に記載のサーミスタの取り付け構造。
9. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の過電流検出回路及び請求項７〜８のいずれか一項に記載のサーミスタの取り付け構造を少なくとも一つ備えることを特徴とする電気機器。

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