JP3020879U - 空調制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 室温検出器へのダイオードブリッジ、半導体
スイッチ等回路素子の発熱の影響を好適に低減させるこ
とを実現し、操作部と電源部とを一体的に構成可能とし
た空調制御装置を提供すること。 【解決手段】 壁１の取り付け開口部１ａには操作部２
Ａと埋設部２Ｂとからなるハウジング２が取り付けら
れ、操作部２Ａ内には室温検出器１３を取り付けた基板
１２が配置されている。また、埋設部２Ｂ内は樹脂材か
らなるスペーサ４により仕切られるとともに、このスペ
ーサ４を介して埋設部２Ｂ内の基板５にトライアック６
が固定され、さらにトライアック６には金属材からなる
ヒートブリッジ８を介して金属材からなるヒートシンク
７が接触係合されており、ヒートブリッジ８は、埋設部
２Ｂ外面の一部を覆って壁１の表面まで延在している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は、建物等に設置される空気調和機を屋内において制御するための空 調制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ファンコイルユニット（以下、ＦＣＵと略称する）を用いた空調方式は、建物 に設置した冷却塔・ボイラ等の熱源、あるいは地域冷暖房ＤＨＣで生成した冷水 又は温水等の熱媒体を、建物内の各部屋の天井裏等に設けられたＦＣＵへ配管を 通じて送り、ＦＣＵのコイル（熱交換器）中を流通させながら、このコイルにフ ァン（送風機）で送風することにより、熱媒体と部屋の空気との熱交換を行って 温度を快適に保つものである。

【０００３】 ここで、室温を調節する方法には大別して、 １）ファンの風量を調節し、コイルへの通水量は制御しない方法。 ２）制御弁でコイルの通水量を調節し、ファンの風量は制御しない方法。 ３）ファンの風量とコイルの通水量との両方を調節する方法。 があるが、このいずれの方法においても、一般には室内の壁に設置された空調制 御装置により、室温の調節がなされるようにしてあるのは周知の通りである。以 下は、説明を容易にするため、主に１）の場合を中心に説明を行う。

【０００４】 かような空調制御装置、すなわちファンの風量調節装置として、従来は手動風 量切替装置と電子的自動風量切替装置とが提供されているが、前者は室温を一定 に保たせるために居住者自身が頻繁に風量調節操作を行わなければならないため 、近年では電子的自動風量切替装置が多用されている。この電子的自動風量切替 装置は、建物の壁面等に設置される操作部と、建物の天井裏等に据え付けられる 電源部とからなり、操作部は、室温を検出するための室温検出器と、居住者が電 源のＯＮ／ＯＦＦの切り替え、温度設定、風量設定等を行うための操作パネルと 、室温検出器による実測値と操作パネルによる設定値とを比較してファンの風量 を決定する制御手段とを備え、電源部は、ファン、コントローラ及びパワーユニ ット自体に電力を供給する電源と、コントローラの前記制御手段からの信号に基 づいてファンの運転を制御する制御回路とを備えている。

【０００５】 そして、操作部における制御手段からの制御信号が電源部における制御回路に 送られると、この制御回路により居住者が設定した設定温度に室温を近づけるよ う、ファンの風量が自動的に調節されるようになっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

従来の空調制御装置は以上のように構成されているので、別体に構成された操 作部と電源部とは、それぞれ別々の場所に設置されているが、これは電源部に用 いられている整流ブリッジ等の発熱素子が稼働に伴い発熱し、操作部の室温検出 器の検出機能に悪影響を及ぼすためである。つまり、前記整流ブリッジ等の発熱 素子の発熱が室温検出器に影響すると、この発熱分の温度が実際の室温に加えら れ、室温検出器の検出値が実際の室温より高くシフトしてしまう不都合が生じる 。これに対しては、前記発熱分の温度を減算することにより室温検出器の検出値 を補正することも考えられるが、前記送風モータの電源負荷の容量は予測不可能 なためシフト値が予測できず、また、時間的にもシフト値が変化してしまうため 、補正後の温度精度が低下してしまうといった新たな不都合が生じる。

【０００７】 一方では、操作部と電源部とが別体であると、装置全体が大型化し、価格も引 き上げられる上、建物への設置やメンテナンスの際にも不便であるため、これら 双方を一体化させ、全体的にコンパクトに構成したい意向が強まっており、この 要求に応えるためには、電源部においてファンモーター電流のＯＮ／ＯＦＦ制御 に従来用いていた大型のリレーの代わりに小型の半導体スイッチを用いることが 必要となる。しかしながら、この半導体スイッチは稼動に伴い発熱するという問 題があり、電源部に従来から用いている整流用のダイオードブリッジ等の発熱も 避けられない。このような訳で、電源部の発熱が室温検出器の検出機能に影響し ないような手段あるいは装置の開発が強く要請されている。

【０００８】 この考案は、上記のような従来の課題を解決するためになされたもので、室温 検出器へのダイオードブリッジ、半導体スイッチ等回路素子の発熱の影響を好適 に低減させることを実現し、操作部と電源部とを一体的に構成可能とした空調制 御装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

請求項１の考案に係る空調制御装置は、室内側に露出する操作部及び壁内に埋 設される埋設部からなるハウジングと、前記操作部内側に設けられ、室温検出器 を搭載した第一の基板と、前記埋設部内側に設けられ、発熱素子を搭載した第二 の基板と、を備えたものである。

【００１０】 請求項２の考案に係る空調制御装置は、室内側に露出する操作部及び壁内に埋 設される埋設部からなるハウジングと、前記操作部内側に設けられた室温検出器 と、前記埋設部内を室内側とその反対側の壁内部側とに仕切る樹脂材からなるス ペーサと、このスペーサにより仕切られてなる前記壁内部側の空間に設けられた 半導体素子と、を備えたものである。

【００１１】 請求項３の考案に係る空調制御装置は、室内側に露出する操作部及び壁内に埋 設される埋設部からなるハウジングと、前記操作部内側に設けられた室温検出器 と、前記埋設部内側に設けられた半導体素子と、前記埋設部外側に設けられ、前 記半導体素子に接触する金属材からなるヒートシンクと、を備えたものである。

【００１２】 請求項４の考案に係る空調制御装置は、室内側に露出する操作部及び壁内に埋 設される埋設部からなるハウジングと、前記操作部内側に設けられた室温検出器 と、前記埋設部内側に設けられた半導体素子と、前記埋設部外側に設けられ、前 記半導体素子に接触し且つ前記操作部の裏側まで延在して壁の表面に接触する金 属材からなるヒートブリッジと、を備えたものである。

【００１３】 請求項５の考案に係る空調制御装置は、室内側に露出する操作部及び壁内に埋 設される埋設部からなるハウジングと、前記操作部内側に設けられ、室温検出器 を搭載した第一の基板と、前記埋設部内を室内側とその反対側の壁内部側とに仕 切る樹脂材からなるスペーサと、このスペーサにより仕切られてなる前記壁内部 側の空間に設けられ、発熱素子を搭載した第二の基板と、を備えたものである。

【００１４】 請求項６の考案に係る空調制御装置は、室内側に露出する操作部及び壁内に埋 設される埋設部からなるハウジングと、前記操作部内側に設けられ、室温検出器 を搭載した第一の基板と、前記埋設部内を室内側とその反対側の壁内部側とに仕 切る樹脂材からなるスペーサと、このスペーサにより仕切られてなる前記壁内部 側の空間に設けられ、発熱素子を搭載した第二の基板と、前記埋設部外側に設け られ、前記半導体素子に接触する金属材からなるヒートシンクと、を備えたもの である。

【００１５】 請求項７の考案に係る空調制御装置は、室内側に露出する操作部及び壁内に埋 設される埋設部からなるハウジングと、前記操作部内側に設けられ、室温検出器 を搭載した第一の基板と、前記埋設部内を室内側とその反対側の壁内部側とに仕 切る樹脂材からなるスペーサと、このスペーサにより仕切られてなる前記壁内部 側の空間に設けられ、発熱素子を搭載した第二の基板と、前記埋設部外側に設け られ、前記半導体素子に接触する金属材からなるヒートシンクと、前記埋設部外 側に設けられ、前記半導体素子に接触し且つ前記操作部の裏側まで延在して壁の 表面に接触する金属材からなるヒートブリッジと、を備えたものである。

【００１６】

【考案の実施の形態】

以下、この考案の実施の形態を説明する。 図１ないし図６は、この考案に係る空調制御装置の実施形態を示す図であり、 図１は空調制御装置の断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は 図１の要部概略図、図４は図１の部分組立図、図５は空調制御装置の外観正面図 である。

【００１７】 これらの図において、１は取付開口部１ａが設けられた建物の壁、２はこの壁 １の取付開口部１ａに取り付けられた空調制御装置のハウジングである。ハウジ ング２は、壁１の表面より室内側に露出する操作部２Ａと、前記取付開口部１ａ 内に埋設される埋設部２Ｂとからなる箱状体であって、埋設部２Ｂが壁１の裏面 側に設置されたスイッチボックス３内に収納されるとともに、操作部２Ａの取付 片部２ａがネジ等により壁１に固定されている。なお、このネジは、壁１を貫通 して前記スイッチボックス３も壁１の裏面側に固定している。

【００１８】 ４は樹脂材から形成されたスペーサであり、このスペーサ４は、ハウジング２ の埋設部２Ｂの後端側に基板５（第二の基板）を介して配置され、この例では該 スペーサ４をも含めてハウジング２の埋設部としている。６はスペーサ４を介し て前記基板５に取り付けられた半導体素子としてのトライアック（発熱素子）で あり、さらに詳述すると、このトライアック６は、図示しないパワーユニットの 送風モータの負荷電流をＯＮ／ＯＦＦ制御するためのものであって、ＯＮのとき に負荷電流が流れ、この負荷電流と半導体接合部に生じるＯＮ電圧とによって発 熱する。そして、複数の固定端子６ａがスペーサ４を貫通して半田付け等の手段 により基板５に固定されている。なお、この基板５上には発熱素子として、前記 負荷電流をＯＮ／ＯＦＦに切り替える負荷電流切替回路と、該負荷電流の整流回 路とが配設されている。

【００１９】 ７は放熱性のよいは金属材からなるヒートシンクである。このヒートシンク７ は、板状の基部７ａに放熱用の複数のひれ７ｂが形成されたものであって、基部 ７ａには前記トライアック６と係合接触するための孔が形成されている。また、 ８は熱伝導性のよい金属材からなる薄板状のヒートブリッジであって、トライア ック６本体とヒートシンク７との間に接触介在するとともに、ハウジング２にお ける埋設部２Ｂ外面の一部を覆って壁１の表面まで延在している。そして、スペ ーサ４とヒートシンク７は、タッピンネジ９により埋設部２Ｂに一体的に固定配 置され、スペーサ４には、ヒートシンク７全体を覆う裏カバー１０が外嵌されて いる。

【００２０】 一方、１１は居住者が希望の室温を設定するために、室内温度や設定温度、送 風量等の各種空調条件を設定表示するためのＬＣＤ、設定ボタン等からなる操作 パネルであり、ハウジング２の操作部２Ａに固定されている。この設定表示のた めのＣＰＵやその他の電子回路部品等は、操作パネル２の裏側に設置された基板 （第一の基板）１２上に配設されている。また、基板１２には室内温度を検出す る室温検出器１３が固定配置されているとともに、この室温検出器１３による実 測室温と前記操作パネル１１で設定された設定温度とを比較し、ハウジング２の 外部に設けられた図示しないパワーユニットの送風モータの運転を、図示しない ケーブルを介して最適に制御するための制御回路が構成されている。なお、前記 操作パネル１１には、前記ＬＣＤ、設定ボタン等の表示窓が形成された表カバー １４が取り付けられている。

【００２１】 ここで、室温検出器１３と前記ヒートブリッジ８との位置関係について説明す ると、例えば図１及び図２においては、操作部２Ａ内の下側に室温検出器１３が 配置され、埋設部２Ｂの上側面を覆って操作部２Ａの上側にヒートブリッジ８が 延在しているように、これら室温検出器１３とヒートブリッジ８とは互いに遠い 位置関係で配置されるのが好ましい。勿論、この例に限らず、例えば室温検出器 １３とヒートブリッジ８との上下位置を反対にして配置する等も可能である。

【００２２】 次に作用について説明する。 居住者が操作パネル１１により設定した室内温度や設定温度、送風量等の各種 空調条件は基板１２の制御回路に記憶される一方、室温検出器１３により検出さ れた実測室温は常時制御回路に記憶され、この制御回路において適当な送風モー タの回転数が決定される。これが制御信号として基板５のトライアック６に送ら れると、このトライアック６において送風モータの負荷電流がＯＮ／ＯＦＦされ ることにより、送風モータの回転数が制御されてファンの風量が調節される。

【００２３】 この際、トライアック６がＯＮ状態のときは、負荷電流とＯＮ電圧とにより該 トライアック６は発熱するが、該トライアック６がヒートシンク７及びヒートブ リッジ８に接触していることから、この熱はヒートシンク７のひれ７ｂにより放 熱されて壁１に吸収されるとともに、ヒートブリッジ８により壁１の表面に伝達 され、さらにスペーサ４により遮断されてハウジング２の操作部２Ａ側には伝達 されない。

【００２４】 このように、トライアック６をハウジング２に一体的に設けても、このトライ アックの発熱は、ヒートシンク７及びヒートブリッジ８により壁１に放熱される とともに、スペーサ４により操作部２Ａ側へは遮断されるから、基板１２に配置 した室温検出器１３の温度検出に影響することはない。これによって、室温検出 器１３は室内温度のみを的確に検出することができ、正確な温度測定を確保する ことができる。

【００２５】 図６は、この考案を適用した空調制御装置において、トライアック６の発熱が 室温検出器１３に及ぼす影響を説明する図であって、横軸が時間（単位Ｈ）、縦 軸が温度（単位ｄｅｇ）を示している。実線のグラフはトライアック６自身の温 度上昇を示すもので、グラフＡはヒートシンク７のみを用いた場合、グラフＢは ヒートシンク７とスペーサ４とを用いた場合、グラフＣはヒートシンク７、スペ ーサ４及びヒートブリッジ８を用いた場合である。また、点線のグラフはトライ アック６の発熱が室温検出器１３に与える温度上昇を示すもので、それぞれグラ フａ，ｂ，ｃがグラフＡ，Ｂ，Ｃの各場合に対応している。この図からわかるよ うに、ヒートシンク７のみを用いた場合でもトライアック６の発熱が室温検出器 １３には余り影響せず、殊にヒートシンク７とスペーサ４とを用いた場合、ヒー トシンク７、スペーサ４及びヒートブリッジ８を用いた場合にはそれぞれ熱の遮 断効果は増大することがいえる。

【００２６】

【表１】

【００２７】 また、表１は、室温２８度のとき、トライアック６が１．８Ａで通電状態の場 合と停止状態の場合とにおいて、室温検出器１３、トライアック６及びヒートシ ンク７の温度上昇の値を表している。この数値から明らかなように、トライアッ ク６の発熱が好適にヒートシンク７に伝達され、室温検出器１３にはほとんど影 響していないことがわかる。

【００２８】

【考案の効果】

以上のように、請求項１の考案における空調制御装置によれば、ハウジングの 操作部内側に室温検出器を搭載した第一の基板を、埋設部内側に整流回路及び負 荷電流切替回路を搭載した第二の基板を設けて構成したので、第二の基板上の回 路素子の発熱が直接室温検出器に影響するのを防止する効果がある。

【００２９】 請求項２の考案における空調制御装置によれば、ハウジングの埋設部内を室内 側と壁内部側とに仕切る樹脂材からなるスペーサを設けて構成したので、操作部 内に配置した室温検出器と壁内部側の空間に配置した半導体素子との間に該スペ ーサが介在した状態となり、このスペーサにより半導体素子の熱が輻射及び対流 して室温検出器に対する影響が低減される効果がある。また、スペーサが樹脂材 からなることにより、熱の室温検出器側への伝達が最小限に低減される効果があ る。

【００３０】 請求項３の考案における空調制御装置によれば、半導体素子に接触する金属材 からなるヒートシンクをハウジングの埋設部外側に設けて構成したので、半導体 素子の発熱がヒートシンクにより好適に壁に放熱され、ハウジング内に与える熱 の影響を低減させるとともに、室温検出器への熱の影響も低減される効果がある 。

【００３１】 請求項４の考案における空調制御装置によれば、半導体素子に接触し且つ操作 部の裏側まで延在して壁の表面に接触する金属材からなるヒートブリッジを埋設 部外側に設けて構成したので、半導体素子の発熱がヒートブリッジを介して好適 に壁に伝達される。その結果、ハウジング内に与える熱の影響を低減させるとと もに、室温検出器への熱の影響も低減される効果がある。

【００３２】 請求項５の考案における空調制御装置によれば、半導体素子及び第二の基板上 の回路素子の発熱がスペーサにより遮断されるように構成したので、この熱が室 温検出器を搭載した第一の基板に与える熱影響を低減させる効果がある。

【００３３】 請求項６の考案における空調制御装置によれば、半導体素子及び第二の基板上 の回路素子の発熱がスペーサにより遮断されるとともに、ヒートシンクにより好 適に壁に放熱されるように構成したので、室温検出器を搭載した第一の基板に与 える熱影響を一層低減させる効果がある。

【００３４】 請求項７の考案における空調制御装置によれば、半導体素子及び第二の基板上 の回路素子の発熱がスペーサにより遮断されるとともに、ヒートシンクにより好 適に壁に放熱され且つヒートブリッジを介して好適に壁に伝達されるように構成 したので、室温検出器を搭載した第一の基板に与える熱影響をより一層低減させ る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施形態による空調制御装置の断
面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図３】図１の要部概略図である。

【図４】図１の部分組立図である

【図５】この考案の一実施形態による空調制御装置の外
観正面図である。

【図６】この考案の一実施形態におけるトライアックの
発熱が室温検出器に及ぼす影響を説明するグラフ図であ
る。

【符号の説明】

１ 壁 ２ ハウジング ２Ａ 操作部 ２Ｂ 埋設部 ４ スペーサ ５ 基板（第二の基板） ６ トライアック（半導体素子） ７ ヒートシンク ８ ヒートブリッジ １２ 基板（第一の基板） １３ 室温検出器

Claims (7)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内側に露出する操作部及び壁内に埋設
   される埋設部からなるハウジングと、前記操作部内側に
   設けられ、室温検出器を搭載した第一の基板と、前記埋
   設部内側に設けられ、発熱素子を搭載した第二の基板
   と、を備えたことを特徴とする空調制御装置。
2. 【請求項２】 室内側に露出する操作部及び壁内に埋設
   される埋設部からなるハウジングと、前記操作部内側に
   設けられた室温検出器と、前記埋設部内を室内側とその
   反対側の壁内部側とに仕切る樹脂材からなるスペーサ
   と、このスペーサにより仕切られてなる前記壁内部側の
   空間に設けられた半導体素子と、を備えたことを特徴と
   する空調制御装置。
3. 【請求項３】 室内側に露出する操作部及び壁内に埋設
   される埋設部からなるハウジングと、前記操作部内側に
   設けられた室温検出器と、前記埋設部内側に設けられた
   半導体素子と、前記埋設部外側に設けられ、前記半導体
   素子に接触する金属材からなるヒートシンクと、を備え
   たことを特徴とする空調制御装置。
4. 【請求項４】 室内側に露出する操作部及び壁内に埋設
   される埋設部からなるハウジングと、前記操作部内側に
   設けられた室温検出器と、前記埋設部内側に設けられた
   半導体素子と、前記埋設部外側に設けられ、前記半導体
   素子に接触し且つ前記操作部の裏側まで延在して壁の表
   面に接触する金属材からなるヒートブリッジと、を備え
   たことを特徴とする空調制御装置。
5. 【請求項５】 室内側に露出する操作部及び壁内に埋設
   される埋設部からなるハウジングと、前記操作部内側に
   設けられ、室温検出器を搭載した第一の基板と、前記埋
   設部内を室内側とその反対側の壁内部側とに仕切る樹脂
   材からなるスペーサと、このスペーサにより仕切られて
   なる前記壁内部側の空間に設けられ、発熱素子を搭載し
   た第二の基板と、を備えたことを特徴とする空調制御装
   置。
6. 【請求項６】 室内側に露出する操作部及び壁内に埋設
   される埋設部からなるハウジングと、前記操作部内側に
   設けられ、室温検出器を搭載した第一の基板と、前記埋
   設部内を室内側とその反対側の壁内部側とに仕切る樹脂
   材からなるスペーサと、このスペーサにより仕切られて
   なる前記壁内部側の空間に設けられ、発熱素子を搭載し
   た第二の基板と、前記埋設部外側に設けられ、前記半導
   体素子に接触する金属材からなるヒートシンクと、を備
   えたことを特徴とする空調制御装置。
7. 【請求項７】 室内側に露出する操作部及び壁内に埋設
   される埋設部からなるハウジングと、前記操作部内側に
   設けられ、室温検出器を搭載した第一の基板と、前記埋
   設部内を室内側とその反対側の壁内部側とに仕切る樹脂
   材からなるスペーサと、このスペーサにより仕切られて
   なる前記壁内部側の空間に設けられ、発熱素子を搭載し
   た第二の基板と、前記埋設部外側に設けられ、前記半導
   体素子に接触する金属材からなるヒートシンクと、前記
   埋設部外側に設けられ、前記半導体素子に接触し且つ前
   記操作部の裏側まで延在して壁の表面に接触する金属材
   からなるヒートブリッジと、を備えたことを特徴とする
   空調制御装置。