JP2018028414A

JP2018028414A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2018028414A
Application number: JP2016161065A
Authority: JP
Inventors: 真一郎原田; Shinichiro Harada
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2018-02-22

Abstract

【課題】交流電源に接続されるノイズフィルタ回路を備えた空気調和機で、直列に接続されたコンデンサが入力電圧間に接続され、このコンデンサ同士の接続点をアースするコモンモードノイズフィルタ回路を備えた構成において、この接続点とアースとの間に流れる漏洩電流を低減しつつ、ノイズフィルタ回路の部品コスト、又は組立コストの上昇を抑えたノイズフィルタ回路を備えた空気調和機を提供する。
【解決手段】室内機１２は、単相交流電源が接続される入力端３１ａと入力端３１ｂと、入力端３１ａと入力端３１ｂとの間に、直列に接続されたコンデンサ３９ａとコンデンサ３９ｂが接続されこれらの接続点が室内機１２のアースに接続されるコモンモードノイズフィルタ基板３２と、共通端子３５ａが入力端３１ａに、ノーマルオープン端子３５ｂが室外機出力端３６に接続され、空気調和機１が待機状態の時に単相交流電源の供給を切断するリレー３５を備えた。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気調和機に係わり、より詳細には、室内機と室外機のノイズフィルタ回路において待機時に流れる漏洩電流の低減対策に関する。

従来、空気調和機における待機時の漏洩電流の低減対策としては、例えば特許文献１に開示されている技術がある。
図６のブロック図に示す空気調和機は、交流電源１０１に接続される室内機１００と、同室内機１００を経由して電源の供給を受ける室外機２０１で構成されている。
室内機１００には電源を室外機２０１に供給する一方のラインにリレーＭＲＹ１が備えられており、空気調和機が待機状態の時に室内機１００がリレーＭＲＹ１をオフとすることで室外機２０１への電源供給を絶つようになっている。

室外機２０１にはフィルタ基板４Ａが内蔵されており、室外機２０１で発生するノイズの交流電源１０１側への流出を低減させるようになっている。フィルタ基板４Ａは電源入力側と電源出力側の間にノイズ用のチョークコイルＬ１が直列に接続されている。また、電源出力側のライン間には、直列に接続されたコンデンサＣ３とコンデンサＣ４が接続されている。

このコンデンサＣ３とコンデンサＣ４の接続点はリレーＲＹ１を介してアースに接続されるようになっており、コモンモードノイズを低減させるようになっている。リレーＲＹ１は室外機２０１が待機中の時、つまり、室内機１００によってリレーＭＲＹ１がオフとなった時、リレーＲＹ１もオフとなり、コンデンサＣ４を介して交流電源１０１からアースに流れる漏洩電流をカットするようになっている。

一方、近年の空気調和機は内蔵されているマイコンの高速化やインバータにより内部で発生するノイズが増大しており、このノイズを低減させるためコンデンサＣ３とコンデンサＣ４のように接続点をアースするコモンモードノイズフィルタ回路が複数設けられている。

図５はこのようなコモンモードノイズフィルタ回路を複数備えた空気調和機２００のブロック図である。この空気調和機２００は、室内機１１０と、室内機１１０から単相交流電源が供給される室外機１５０を備えている。
室内機１１０は、単相交流電源用の電源コード１４が接続された室内機フィルタ基板１２０と、室内機フィルタ基板１２０を介して入力される単相交流電源で動作する室内機制御基板１０とを備えている。また室外機１５０は、室内機フィルタ基板１２０経由で入力した単相交流電源が接続される室外機フィルタ基板１４０と、室外機フィルタ基板１４０経由で単相交流電源が入力される室外機制御基板５０を備えている。

室内機フィルタ基板１２０は、入力端１２７と入力端１２８と室内機出力端１２９と室内機出力端１３０と室外機出力端１２１と室外機出力端１２２と、室内機１１０のアースに接続されるアース端子１２６を備えている。このアース端子１２６は、室内機フィルタ基板１２０のアースラインにハンダ付けされたリード線の先端にアース端子を設けたものであり、室内機フィルタ基板１２０を室内機１１０に固定した後、室内機１１０のアース配線をまとめる図示しないアース板にこのリード線の先端のアース端子をねじ止めする構成になっており、着脱には手間（工数）がかかる。一方、入力端１２７には電源コード１４の電源線１４ａが、入力端１２８には電源コード１４の電源線１４ｂが、それぞれ接続されている。
一方、室内機制御基板１０は、室内機出力端１２９と室内機出力端１３０に接続されて単相交流電源が供給されるようになっている。
また、室外機フィルタ基板１４０は、室外機入力端１４３と室外機入力端１４４と室外機基板出力端１４８と室外機基板出力端１４９を備えており、室内機フィルタ基板１２０の室外機出力端１２１は室外機入力端１４４に、室外機出力端１２２は、室外機入力端１４３にそれぞれ接続されている。

室内機フィルタ基板１２０は、入力端１２７と室内機出力端１２９との間、及び入力端１２８と室内機出力端１３０との間にそれぞれ直列に接続されたコイルを１つのパッケージにしたコモンモードチョークコイル２６と、入力端１２７と入力端１２８との間に接続されたコンデンサ２５と、入力端１２７と入力端１２８との間に直列接続されたコンデンサ１２３とコンデンサ１２４と、入力端１２７と室外機出力端１２２の間に直列に接続されたリレー１２５を備えている。
なお、入力端１２８と室外機出力端１２１が接続され、コンデンサ１２３とコンデンサ１２４の接続点はアース端子１２６を介して前述した室内機１１０のアース板に接続されている。

室外機フィルタ基板１４０は、室外機入力端１４３と室外機基板出力端１４８の間と、室外機入力端１４４と室外機基板出力端１４９の間にそれぞれ直列に接続されたコイルを１つのパッケージにしたコモンモードチョークコイル４４と、室外機入力端１４３と室外機入力端１４４の間に接続されたコンデンサ４３と、室外機入力端１４３と室外機入力端１４４の間に直列接続されたコンデンサ１４１とコンデンサ１４２と、室外機基板出力端１４８と室外機基板出力端１４９との間に接続されたコンデンサ４５と、室外機基板出力端１４８と室外機基板出力端１４９との間に直列接続されたコンデンサ４６とコンデンサ４７とを備えている。なお、コンデンサ１４１とコンデンサ１４２の接続点、及びコンデンサ４６とコンデンサ４７の接続点は室外機１５０のアースにそれぞれ接続されている。
また、室外機基板出力端１４８と室外機基板出力端１４９には、室外機制御基板５０が接続されている。

このように構成された空気調和機２００が待機状態になった時、つまり、リレー１２５がオフとなり室外機フィルタ基板１４０への電源供給が遮断された時、単相交流電源が印加される入力端１２８から室外機フィルタ基板１４０の室外機入力端１４４、室外機基板出力端１４９、室外機制御基板５０を介して室外機基板出力端１４８、室外機入力端１４３に至る経路のインピーダンスが、入力端１２８から電源コード１４、入力端１２７、リレー１２５を経由して室外機入力端１４３に至る経路のインピーダンスよりも小さいため、次に説明する５経路で漏洩電流が流れる。なお、以下の説明は入力端１２８から室内機１１０、又は室外機１５０へ流れる漏洩電流を説明している。

（１）フィルタ基板１２０の入力端１２８からコンデンサ１２４を経由してアース端子１２６へ流れる経路。（２）室外機フィルタ基板１４０の室外機入力端１４４からコンデンサ１４２を介して室外機１５０のアースへ流れる経路。（３）室外機入力端１４４からコモンモードチョークコイル４４とコンデンサ４７を経由して室外機１５０のアースへ流れる経路。（４）室外機入力端１４４からコモンモードチョークコイル４４と室外機制御基板５０とコモンモードチョークコイル４４とコンデンサ１４１を経由して室外機１５０のアースへ流れる経路。（５）室外機入力端１４４からコモンモードチョークコイル４４と室外機制御基板５０とコンデンサ４６を経由して室外機１５０のアースへ流れる経路。
なお、入力端１２７から室内機１１０、又は室外機１５０へ流れる漏洩電流も同様の考え方であるが、リレー１２５がオフの場合、室外機１５０には漏洩電流が流れない。

一方、運転状態、つまり、リレー１２５がオンの場合、単相交流電源が印加される入力端１２８から室外機フィルタ基板１４０の室外機入力端１４４、室外機基板出力端１４９、室外機制御基板５０を介して室外機基板出力端１４８、室外機入力端１４３に至る経路のインピーダンスが、入力端１２８から電源コード１４、入力端１２７、リレー１２５を経由して室外機入力端１４３に至る経路のインピーダンスよりも大きいため、前述した（４）と（５）の経路の漏洩電流はほとんど流れなくなる。つまり、待機時は運転時よりも漏洩電流が多く流れることになる。ここで特許文献１の方法を採用すると、室内機フィルタ基板１２０と室外機フィルタ基板１４０に、アースに流れる漏洩電流をカットするリレーがそれぞれ必要になり、回路がコストアップとなる問題があった。

特開２００８−３０１５８５号公報（第５−６頁、図１）

本発明は以上述べた問題点を解決し、交流電源に接続されるノイズフィルタ回路を備えた空気調和機で、直列に接続されたコンデンサが入力電圧間に接続され、このコンデンサ同士の接続点をアースするコモンモードノイズフィルタ回路を備えた構成において、この接続点とアースとの間に流れる漏洩電流を低減しつつ、ノイズフィルタ回路の部品コスト、又は組立コストの上昇を抑えたノイズフィルタ回路を備えた空気調和機を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、室内機と、前記室内機から供給される単相交流電源で動作する室外機とを備えた空気調和機であって、
前記室内機は、
前記単相交流電源が接続される第１入力端と第２入力端と、
前記第１入力端と前記第２入力端との間に、直列に接続された第１コンデンサと第２コンデンサが接続され、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサの接続点が前記室内機のアースに接続されるコモンモードノイズフィルタ回路と、
一端が前記第１入力端に、他端が前記室外機に接続され、前記空気調和機が待機状態の時に前記室外機への前記単相交流電源の供給を切断するリレーとを備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の発明は、前記室内機が、前記リレーと、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサの接続点と接続されるアース端子とが設けられた前記コモンモードノイズフィルタ回路が組み込まれたリレーユニットを備え、
前記リレーユニットが前記室内機に固定されることで、前記コモンモードノイズフィルタ回路の前記アース端子が前記室内機のアースに接続されることを特徴とする。

以上の手段を用いることにより、本発明による空気調和機によれば、室内機と室外機に共通なコモンモードノイズフィルタ回路を１組だけ備えるようにしたため、空気調和機が待機状態の時に流れる漏洩電流を低減させると共に、ノイズフィルタ回路の部品コスト、又は組立コストを低減させることができる。

本発明による空気調和機の実施例を示す外観図である。本発明によるリレーユニットを示す上方から見た分解斜視図である。本発明によるリレーユニットを示す下方から見た斜視図である。本発明による空気調和機を示すブロック図である。従来の空気調和機を示すブロック図である。従来の他の空気調和機を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。本発明は主としてノイズフィルタ回路に関するものであるため、冷媒回路やモータ、圧縮機などの部品の図示と説明を省略している。なお、図５の背景技術で説明した部品については同じ番号を付与している。

図１は本発明による空気調和機１の室内機１２の前面を斜め右から見た状態を示す外観斜視図であり、運転停止時の外観を示している。図１（Ａ）の室内機１２は、前面に開放可能な前面パネル５と、側面から吸い込んだ空気を前面から吹き出す左右のサイドファン４と、上面に吸込みグリル２と、下面に水平風向板３を備えている。

図１（Ｂ）は前面パネル５を取り外した状態を示しており、前面右側に矩形の配線カバー７を、また、左方には２つのエアフィルタ清掃ユニット６を備えている。図１（Ｃ）は、エアフィルタ清掃ユニット６が取り外され、さらに配線カバー７を取り外して室内機１２と室外機（図示なし）の電源コード１５を接続する場合を示している。
室内機１２の前方右側には上側から、室内機フィルタ基板２０と、リレーユニット３０と、アース板１１と、電源コード１５をクランプするクランパ９が順に配置されている。

図４は空気調和機１のブロック図である。この空気調和機１は、室内機１２と、室内機１２から単相交流電源が供給される室外機１３を備えている。
室内機１２は、単相交流電源用の電源コード１４が接続されたリレーユニット３０と、このリレーユニット３０から分岐された単相交流電源が接続される室内機フィルタ基板２０と、リレーユニット３０を介して入力される電源で動作する室内機制御基板１０とを備えている。また室外機１３は、リレーユニット３０経由で入力された電源が接続される室外機フィルタ基板４０と、室外機フィルタ基板４０経由で電源が入力される室外機制御基板５０を備えている。

室内機フィルタ基板２０は、入力端２１と入力端２２と室内機出力端２３と室内機出力端２４が備えられており、室内機制御基板１０は、室内機出力端２３と室内機出力端２４に接続されて電源が供給されるようになっている。
また、室外機フィルタ基板４０は、室外機入力端４１と室外機入力端４２と室外機基板出力端４８と室外機基板出力端４９を備えており、室外機制御基板５０は、室外機基板出力端４８と室外機基板出力端４９に接続されて電源が供給されるようになっている。

リレーユニット３０は入力端（第１入力端）３１ａと入力端（第２入力端）３１ｂと、室外機出力端３６と室外機出力端３８と、アース端子３７を備えている。入力端３１ａには電源コード１４の電源線１４ａが、また、入力端３１ｂには電源線１４ｂがそれぞれ接続されている。
そして、入力端３１ａは配線３３ａで室内機フィルタ基板２０の入力端２１に、また、入力端３１ｂは配線３３ｂで室内機フィルタ基板２０の入力端２２にそれぞれ接続されてる。また、室外機出力端３６は室外機フィルタ基板４０の室外機入力端４１に電源コード１５を介して接続され、室外機出力端３８は室外機フィルタ基板４０の室外機入力端４２に電源コード１５を介して接続されている。なお、アース端子３７は室内機１２のアース板１１（図２参照）に接続されている。

次に各部の内部回路について説明する。
リレーユニット３０は、リレー３５と、コモンモードノイズフィルタ基板３２とを備えており、コモンモードノイズフィルタ基板３２はコンデンサ（第１コンデンサ）３９ａとコンデンサ（第２コンデンサ）３９ｂとアース端子３７からなるコモンモードノイズフィルタ回路を備えている。コンデンサ３９ａの一端とコンデンサ３９ｂの一端は共にアース端子３７に接続され、コンデンサ３９ａの他端は配線３４ａを介して入力端３１ａに、また、コンデンサ３９ｂの他端は配線３４ｂを介して入力端３１ｂにそれぞれ接続されている。
そして、リレー３５の共通端子（一端）３５ａは入力端３１ａに、リレー３５のノーマルオープン端子（他端）３５ｂは室外機出力端３６にそれぞれ接続され、入力端３１ｂは室外機出力端３８に接続されている。

室内機フィルタ基板２０は、入力端２１と室内機出力端２３との間、及び入力端２２と室内機出力端２４との間にそれぞれ直列に接続されたコイルを１つのパッケージにしたコモンモードチョークコイル２６と、入力端２１と入力端２２との間に接続されたコンデンサ２５を備えている。

室外機フィルタ基板４０は、室外機入力端４１と室外機基板出力端４８の間と、室外機入力端４２と室外機基板出力端４９の間にそれぞれ直列に接続されたコイルを１つのパッケージにしたコモンモードチョークコイル４４と、室外機入力端４１と室外機入力端４２の間に接続されたコンデンサ４３と、室外機基板出力端４８と室外機基板出力端４９との間に接続されたコンデンサ４５と、室外機基板出力端４８と室外機基板出力端４９との間に直列接続されたコンデンサ４６とコンデンサ４７とを備えている。なお、コンデンサ４６とコンデンサ４７の接続点は室外機１３のアースに接続されている。

このように構成された空気調和機１が図示しないリモコンにより運転が停止されて待機状態になった時、リレー３５がオフとなり室外機フィルタ基板４０への電源が遮断され、次に説明する３経路で漏洩電流が流れる。なお、以下の説明は入力端３１ｂから室内機１２、又は室外機１３へ流れる漏洩電流を説明している。
（１）リレーユニット３０の入力端３１ｂからコンデンサ３９ｂとアース端子３７を経由して室内機１２のアースへ流れる経路。（２）室外機フィルタ基板４０の室外機入力端４２からコモンモードチョークコイル４４とコンデンサ４７を経由して室外機１３のアースへ流れる経路。（３）室外機入力端４２からコモンモードチョークコイル４４と室外機制御基板５０とコンデンサ４６を経由して室外機１３のアースへ流れる経路。

背景技術で説明した回路で流れる漏洩電流は５経路であったが、このように本発明の回路構成では３経路に減っている。従ってこの削減された２経路で流れる漏洩電流を削減することができる。さらに、従来は室内機フィルタ基板と室外機フィルタ基板にそれぞれ必要であった２つのコンデンサからなるコモンモードノイズフィルタ回路を１つに削減できるためコストダウンとなる。
また、背景技術で説明したリレーにより漏洩電流をカットする方法に比較して、リレーを用いることなく漏洩電流を低減できるためコストダウンとなる。

なお、本実施例では背景技術で説明した室内機フィルタ基板からリレーとコモンモードノイズフィルタ回路を分離して、１つのリレーユニット３０として説明しているが、これに限るものでなく、室内機フィルタ基板にリレーとコモンモードノイズフィルタ回路を備えたものでもよい。ただし、コモンモードノイズフィルタ回路は必ず、リレーよりも上流（入力電源側）に配置する必要がある。

次にリレーユニット３０の構造について詳細に説明する。
図２はリレーユニット３０と、アース板１１と、電源コード１５と、電源コード１５を固定するクランパ９を斜め上方から見た分解斜視図である。リレーユニット３０は矩形の箱体であり、図２においてリレーユニット３０の下面にアース板１１が配置され、リレーユニット３０の前面側に電源コード１５とクランパ９が配置されている。リレーユニット３０の前面側の反対が背面側になる。また、リレーユニット３０の下面側の反対が上面側になる。
なお、室内機１２に取り付けた状態ではリレーユニット３０の前面側が室内機１２の下側になり、リレーユニット３０の背面側が室内機１２の上側になる。

室内機１２のアースを集約するアース板１１にはリレーユニット３０取付時の位置を規定する切起こし１１ｂと、リレーユニット３０を固定するビス８が固定されるねじ孔１１ｃと、室内機１２の各部に接続されたアース線をアース板１１に固定するねじ１１ａが備えられている。
また、室外機１３に接続された電源コード１５を固定するクランパ９が室内機１２に設けられている。また、電源コード１５の先端の銅線１５ａはリレーユニット３０の前面に設けられた室外機出力端３６に、また、電源コード１５の先端の銅線１５ｂはリレーユニット３０の前面に設けられた室外機出力端３８にそれそれ接続されるようになっている。

室外機出力端３６と室外機出力端３８は着脱自在の端子になっており、リレーユニット３０の上面に設けられた着脱ボタン３０ｂを押している間だけ電源コード１５の着脱が可能であり、着脱ボタン３０ｂが押されていない時に電源コード１５をそれぞれの端子に固定すると共に電気的な接続を行なうことができる。

一方、リレーユニット３０のユニット外郭３０ａの上面には挿通孔３０ｃが設けられており、ビス８をこの挿通孔３０ｃに挿通させ、アース板１１のねじ孔１１ｃに螺着することでリレーユニット３０をアース板１１上に固定するようになっている。

図３はリレーユニット３０の下面を上側に返して、斜め上方から見た斜視図である。そして図３において、電源コード１４が接続されている側がリレーユニット３０の背面側となり、その反対側が前面となる。背面から見て下面の左側にはリレー３５が格納されており、下面の右側にはコモンモードノイズフィルタ基板３２が格納されている。
リレー３５の共通端子３５ａは入力端３１ａにハンダ付けされ、入力端３１ａには電源コード１４の電源線１４ａと配線３３ａと配線３４ａが圧着で接続されている。また、入力端３１ｂには電源コード１４の電源線１４ｂと配線３３ｂと配線３４ｂが圧着で接続されている。なお、リレー３５のノーマルオープン端子３５ｂは室外機出力端３６に接続されている。

リレーユニット３０は、ユニット外郭３０ａの内部から下面に向かって円柱状のボス３０ｄが形成されており、このボス３０ｄの内部には挿通孔３０ｃがリレーユニット３０の上面まで形成されている。このボス３０ｄはコモンモードノイズフィルタ基板３２のほぼ中央を挿通している。また、金属板からなる断面コの字型のアース端子３７がこのボス３０ｄの上面を跨ぐように配置されており、アース端子３７の中央には挿通孔３０ｃに対応してビス８が挿通されるようになっている。そして、アース端子３７はコモンモードノイズフィルタ基板３２に固定され、コンデンサ３９ａの一端とコンデンサ３９ｂの一端に接続されている。また、コンデンサ３９ａの他端は配線３４ａを介して入力端３１ａに、また、コンデンサ３９ｂの他端は配線３４ｂを介して入力端３１ｂにそれぞれ接続されている。

従って、リレーユニット３０をアース板１１に固定すると、アース端子３７がアース板１１に接触し、コンデンサ３９ａとコンデンサ３９ｂの接続点が室内機１２のアースに接続されることになる。従来であれば室内機フィルタ基板にハンダ付けされたアース線をアース板１１のねじ１１ａに固定する必要があり、室内機フィルタ基板の脱着に手間がかかっていたが、本実施例ではリレーユニット３０の取付とアースの取付を同時に行なうことができ、余分な工数による組立コストを節約することができる。また、コモンモードノイズフィルタ基板３２により漏洩電流を低減しつつコスト上昇を抑えることができる。

１空気調和機
２吸込グリル
３水平風向板
４サイドファン
５前面パネル
６エアフィルタ清掃ユニット
７配線カバー
８ビス
９クランパ
１０室内機制御基板
１１アース板
１１ｂ切起こし
１１ｃねじ孔
１２室内機
１３室外機
１４電源コード
１４ａ電源線
１４ｂ電源線
１５電源コード
１５ａ銅線
１５ｂ銅線
２０室内機フィルタ基板
２１入力端
２２入力端
２３室内機出力端
２４室内機出力端
２５コンデンサ
２６コモンモードチョークコイル
３０リレーユニット
３０ａユニット外郭
３０ｂ着脱ボタン
３０ｃ挿通孔
３０ｄボス
３１ａ入力端（第１入力端）
３１ｂ入力端（第２入力端）
３２コモンモードノイズフィルタ基板
３３ａ配線
３３ｂ配線
３４ａ配線
３４ｂ配線
３５リレー
３５ａ共通端子（一端）
３５ｂノーマルオープン端子（他端）
３６室外機出力端
３７アース端子
３８室外機出力端
３９ａコンデンサ（第１コンデンサ）
３９ｂコンデンサ（第２コンデンサ）
４０室外機フィルタ基板
４１室外機入力端
４２室外機入力端
４３コンデンサ
４４コモンモードチョークコイル
４５コンデンサ
４６コンデンサ
４７コンデンサ
４８室外機基板出力端
４９室外機基板出力端
４９室外機出力端
５０室外機制御基板

Claims

室内機と、前記室内機から供給される単相交流電源で動作する室外機とを備えた空気調和機であって、
前記室内機は、
前記単相交流電源が接続される第１入力端と第２入力端と、
前記第１入力端と前記第２入力端との間に、直列に接続された第１コンデンサと第２コンデンサが接続され、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサの接続点が前記室内機のアースに接続されるコモンモードノイズフィルタ回路と、
一端が前記第１入力端に、他端が前記室外機に接続され、前記空気調和機が待機状態の時に前記室外機への前記単相交流電源の供給を切断するリレーとを備えたことを特徴とする空気調和機。
前記室内機は、前記リレーと、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサの接続点と接続されるアース端子とが設けられた前記コモンモードノイズフィルタ回路が組み込まれたリレーユニットを備え、
前記リレーユニットが前記室内機に固定されることで、前記コモンモードノイズフィルタ回路の前記アース端子が前記室内機のアースに接続されることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。