JP3434098B2 - 双方向信号転送回路の保護装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアコン等の誤接
続され異電力が印加されるおそれのある双方向信号転送
回路の保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空調機の室内機と室外機間の信号
伝送に適用される信号転送回路の一例について、図９に
より説明する。

【０００３】図９に示す従来の空調機において、室内機
１には、図示しないリモートコントローラや温度センサ
等の入力機器、及び同じく図示しないファンモータや表
示素子等の出力機器が存在する。空調機を運転するため
の電源１３は、室内機１へ供給されると共に室外機２へ
電力用接続線１４ａ，１４ｂを介して室内機１より供給
されている。室内機１を制御するための室内機制御回路
用電源Ｖｄｃ１は、図示しない絶縁トランス、整流平滑
回路、定電圧電源ＩＣ等により形成されており、マイク
ロプロセッサ（ＭＰＵ１）１６等の電源として供されて
いる。

【０００４】室外機２には、図示しない温度センサや電
流センサ等の入力機器、及び同じく図示しないコンプレ
ッサ用モータやファンモータ、電磁弁等の出力機器が存
在する。室外機２においても、室外機２を制御するため
のマイクロプロセッサ（ＭＰＵ２）１７が存在し、図示
しない電源回路より制御回路用電源Ｖｄｃ２が供給され
ている。

【０００５】図９に示す従来の装置における双方向信号
転送は、以下の手順にて実施されている。室内機１のマ
イクロプロセッサ（ＭＰＵ１）１６中のＳＯ１端子１８
は信号出力端子であり、ＳＩ１端子１９は信号入力端子
であり、同様に室外機２のマイクロプロセッサ（ＭＰＵ
２）１７中のＳＯ２端子２０は信号出力端子であり、Ｓ
Ｉ２端子２１は信号入力端子である。

【０００６】室外機２の信号出力用フォトカプラ２４の
フォトトランジスタ２４ｂは、通常、導通状態となるよ
うにマイクロプロセッサ（ＭＰＵ２）１７のＳＯ２端子
２０の出力制御にて制御されており、室内機１が室外機
２へ信号を送出する場合には、ＳＯ１端子１８の出力制
御にてトランジスタ２６をＯＮ（導通）−ＯＦＦ（非導
通）制御することにより、室内機１の制御回路用電源Ｖ
ｄｃ１、第１の抵抗２７、信号転送用接続線１５ａ、室
外機２の信号入力用フォトカプラ２５のフォトダイオー
ド２５ａ、室外機２の信号出力用フォトカプラ２４のフ
ォトトランジスタ２４ｂ、信号転送用接続線１５ｂ、室
内機１の信号入力用フォトカプラ２３のフォトダイオー
ド２３ａ及びトランジスタ２６の直列回路において電流
がＯＮ（導通）−ＯＦＦ（非導通）する。

【０００７】この電流がＯＮ（導通）−ＯＦＦ（非導
通）すると、室外機２の信号入力用フォトカプラ２５の
フォトトランジスタ２５ｂがＯＮ（導通）−ＯＦＦ（非
導通）し、これがデジタル信号として室外機２のマイク
ロプロセッサ（ＭＰＵ２）１７の信号入力端子であるＳ
Ｉ２端子２１へ伝えられ、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ
２）１７にて受信される。

【０００８】一方、室外機２から室内機１への信号転送
は、室内機１が送信完了した後の一定時間後にトランジ
スタ２６をＯＮ（導通）させ、また、室外機２は受信完
了後の一定時間後にマイクロプロセッサ（ＭＰＵ２）１
７のＳＯ２端子２０の出力制御にてトランジスタ２８を
ＯＮ（導通）−ＯＦＦ（非導通）制御することにより、
信号出力用フォトカプラ２４のフォトダイオード２４ａ
の電流のＯＮ（導通）−ＯＦＦ（非導通）が行われる。

【０００９】この電流のＯＮ（導通）−ＯＦＦ（非導
通）が行われると、室内機１の制御回路用電源Ｖｄｃ
１、第１の抵抗２７、信号転送用接続線１５ａ、室外機
２の信号入力用フォトカプラ２５のフォトダイオード２
５ａ、室外機２の信号出力用フォトカプラ２４のフォト
トランジスタ２４ｂ、信号転送用接続線１５ｂ、室内機
１の信号入力用フォトカプラ２３のフォトダイオード２
３ａ及びトランジスタ２６の直列回路において電流がＯ
Ｎ（導通）−ＯＦＦ（非導通）する。

【００１０】この電流がＯＮ（導通）−ＯＦＦ（非導
通）すると、室内機１の信号入力用フォトカプラ２３の
フォトトランジスタ２３ｂがＯＮ（導通）−ＯＦＦ（非
導通）し、これがデジタル信号として室内機１のマイク
ロプロセッサ（ＭＰＵ１）１６の信号入力端子であるＳ
Ｉ１端子１９へ伝えられ、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ
１）１６にて受信される。

【００１１】室外機２は送信が完了すると、信号出力用
フォトカプラ２４のフォトトランジスタ２４ｂを導通状
態とし、次回の信号受信に備える。また、室内機１は受
信が完了すると、一定時間後に前回と同様ＳＯ１端子１
８の出力制御にてトランジスタ２６をＯＮ（導通）−Ｏ
ＦＦ（非導通）制御することにより、再度室内機１から
室外機２への信号転送を可能とし、上記の動作を繰り返
し実施することによって、室内外機１，２間での双方向
信号転送を実現している。

【００１２】なお、以上に述べた信号転送要領の詳細に
ついては、特願昭６３−１７１８０７号（特開平２−２
５６５５号）「空調機の制御信号転送回路」の中で述べ
られている。

【００１３】次に、従来の信号転送回路の他の例につい
て、図１０により説明する。図１０に示す本装置につい
ての図９に示す従来の装置の一例との相違点は、図示し
ない絶縁トランス、整流平滑回路等により形成され制御
回路用電源Ｖｄｃ１と絶縁された信号転送回路用電源Ｖ
ｄｃ３の新設、信号転送用接続線１５ａと電力用接続線
１４ｂの共用化、及び室内機１の信号出力用フォトカプ
ラ２２の新設にある。

【００１４】信号出力用フォトカプラ２２は、信号転送
回路用電源Ｖｄｃ３と制御回路用電源Ｖｄｃ１との絶縁
を保つため、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ１）１６の信
号出力端子であるＳＯ１端子１８の出力部分に設けら
れ、トランジスタ２６のＯＮ（導通）−ＯＦＦ（非導
通）動作は、信号出力用フォトカプラ２２のフォトダイ
オード２２ａを介してフォトトランジスタ２２ｂのＯＮ
（導通）−ＯＦＦ（非導通）動作として伝えられてお
り、信号転送の役割において図１０中における信号出力
用フォトカプラ２２のフォトトランジスタ２２ｂは図９
中におけるトランジスタ２６と同等の位置にある。

【００１５】双方向の信号転送は、以上述べた回路構成
上の相違点による部分を除いて、従来の装置の一例で述
べたと同様の手順で実施されるため、ここではその説明
を省略する。

【００１６】次に、従来の信号転送回路の更に他の例に
ついて、図１１により説明する。図１１に示す装置と図
１０に示す従来の装置の他の例との相違点は、図１０中
における電力供給と信号転送に用いる共用接続線１５ａ
を電力用接続線１４ｂと信号転送用接続線１５ａに分離
したことにある。双方向の信号転送は、以上述べた回路
構成上の相違点による部分を除いて、従来の装置の一例
で述べたと同様の手順で実施されるため、ここではその
説明を省略する。

【００１７】上記の従来の装置の他の例、及び更に他の
例の詳細については、特願平４−２４３１８３号（特開
平６−９４２８９号）「空調機の信号転送回路装置」の
中で述べられている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置において、
信号転送回路が直流低電圧回路で構成される場合、情報
伝達速度を高くすることができるが、誤接続されると異
電圧が印加されて回路が破壊される。

【００１９】この誤接続を防ぐためには、信号転送回路
の接続端子に電源等の高電圧回路の接続端子と異なる形
状の端子を用いなければならず、異なる形状の端子に接
続できる専用の配線を必要とするため、設置工事に手間
と費用がかかるという課題があった。

【００２０】また、信号転送回路が電源電圧と同じ電圧
の交流回路で構成される場合には、電源と誤接続されて
も回路が破壊されるおそれが少ないため、電源と同じ形
状の端子を使用することができ、一部の配線を電源用と
信号転送用とで共有することも可能となる。このため設
置工事が容易となる等の利点がある。しかし、情報伝達
速度を高くすることが困難となるという課題があった。

【００２１】本発明は、上記課題を解決するため、直流
低電圧回路で構成された信号転送回路を用い、これにつ
いて誤接続による異電圧からの保護を可能とし、高い情
報伝達速度を持ちながら設置工事が容易な回路を実現す
ることにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】（１）請求項１に記載の
発明に係る双方向信号転送回路の保護装置は、室内機と
室外機の間の信号転送用接続線が接続される信号転送用
接続端子と当該信号転送用接続端子間に接続された直流
回路とから形成され、直流電圧を利用して信号の送信及
び受信を行う双方向信号転送回路において、前記信号転
送用接続端子と直流回路との間に接続された正特性サー
ミスタと、一端が前記信号転送用接続端子と前記直流回
路との間に接続され、他端が前記直流回路と前記正特性
サーミスタとの間に接続された前記直流電圧以上のツェ
ナー電圧のツェナーダイオードとから形成されることを
特徴としている。

【００２３】上記において、ツェナーダイオードは、順
方向にツェナー電圧以上、逆方向にツェナーダイオード
の順電圧以上の電圧が加えられたときは、ツェナーダイ
オードが導通状態となる。

【００２４】そのため、誤接続等により信号転送用接続
端子の端子間に高電圧が印加された場合、ツェナーダイ
オードが通電状態となり、上記端子間に接続された直流
回路は順方向にはツェナー電圧以上、逆方向にはツェナ
ーダイオードの順電圧以上の電圧が印加されることがな
く、保護される。

【００２５】また、ツェナーダイオードに高電圧が印加
されて通電すると、正特性のサーミスタ及びツェナーダ
イオードに過大電流が流れ、ツェナーダイオードが破壊
されるおそれがあるが、この場合は、正特性のサーミス
タが自己発熱し、その抵抗値が増大して電流が抑制され
るため、ツェナーダイオードは保護される。

【００２６】（２）請求項２に記載の発明に係る双方向
信号転送回路の保護装置は、室内機と室外機の間の信号
転送用接続線が接続される信号転送用接続端子と当該信
号転送用接続端子間に接続された直流回路とから形成さ
れ、直流電圧を利用して信号の送信及び受信を行う双方
向信号転送回路において、前記信号転送用接続端子と直
流回路との間に接続されたヒューズ機能を有する抵抗
と、一端が前記信号転送用接続端子と前記直流回路との
間に接続され、他端が前記直流回路と前記正特性サーミ
スタとの間に接続された前記直流電圧以上のツェナー電
圧のツェナーダイオードとから形成されることを特徴と
している。

【００２７】上記においても、信号転送用接続端子間に
ツェナーダイオードが設けられているため、上記発明
（１）と同様、この端子間に高電圧が印加された場合、
ツェナーダイオードが通電状態となり、直流回路は保護
される。

【００２８】本発明においては、ツェナーダイオードに
ヒューズ機能を有する抵抗が接続されており、ツェナー
ダイオードが通電状態になると、これに流れる電流が増
加するが、ヒューズ機能を有する抵抗及びツェナーダイ
オードに過大電流が流れると、ヒューズ機能を有する抵
抗が溶断して電流を遮断するため、ツェナーダイオード
は保護される。

【００２９】（３）請求項３に記載の発明は、上記発明
（１）又は（２）に記載の双方向信号転送回路の保護装
置において、前記信号転送用接続端子に接続される信号
転送用接続線の一線を電力用接続線と共用化してなるこ
とを特徴としている。

【００３０】上記においては、信号転送用接続線が電力
用接続線と共用化されているため、上記発明（１）又は
（２）に比べて安い設備費でそれぞれの作用を実現する
ことができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第１形態に係る双
方向信号転送回路の保護装置について、図１により説明
する。

【００３２】なお、図１に示す本実施形態は、室内機１
と室外機２を有する空調機に適用されたものであり、上
記室内機１の電力系統には、電源１３が接続され、電力
用接続端子３ａ，３ｂが設けられており、信号系統に
は、信号転送回路用電源Ｖｄｃ３、信号転送用接続端子
５ａ，５ｂ、及びマイクロプロセッサ（ＭＰＵ１）１６
のＳＩ１端子１９に接続された信号入力用フォトカプラ
２３とＳＯ１端子１８にトランジスタ２６を介して接続
された信号出力用フォトカプラ２２が設けられている。

【００３３】また、上記室外機２の電力系統には、上記
電力用接続端子３ａ，３ｂに電力用接続線１４ａ，１４
ｂを介してそれぞれ接続された電力用接続端子４ａ，４
ｂが設けられており、信号系統には、上記信号転送用接
続端子５ａ，５ｂに信号転送用接続線１５ａ，１５ｂを
介してそれぞれ接続された信号転送用接続端子６ａ，６
ｂ、及びマイクロプロセッサ（ＭＰＵ２）１７のＳＩ２
端子２１に接続された信号入力用フォトカプラ２５とＳ
Ｏ２端子２０にトランジスタ２８を介して接続された信
号出力用フォトカプラ２４が設けられている。

【００３４】上記双方向信号転送回路は、上記室内機１
に設けられた信号転送回路用電源Ｖｄｃ３とＧＮＤ３の
間に形成されたものであり、信号転送回路用電源Ｖｄｃ
３、信号転送用接続端子５ａ、信号転送用接続線１５
ａ、室外機２に設けられた信号転送用接続端子６ａとフ
ォトカプラ２５，２４と信号転送用接続端子６ｂ、信号
転送用接続線１５ｂ、信号転送用接続端子２５ｂ、フォ
トカプラ２３，２２およびＧＮＤ３が順次接続されて形
成されている。この回路についての作用は、従来の装置
と同様のためその説明を省略する。

【００３５】図１に示す本実施形態に係る保護装置は、
上記双方向信号転送回路において、上記信号転送回路用
電源Ｖｄｃ３と信号転送用接続端子５ａの間に接続され
た正特性のサーミスタ７、上記信号転送回路用電源Ｖｄ
ｃ３と信号転送用接続端子５ｂの間に接続され上記サー
ミスタ７と直列回路を形成するツェナーダイオード９、
上記信号転送用端子６ａと信号入力用フォトカプラ２５
の間に接続された正特性のサーミスタ８、および上記フ
ォトカプラ２５と信号転送用接続端子６ｂの間に接続さ
れ上記サーミスタ８と直列回路を形成するツェナーダイ
オード１０により形成されている。

【００３６】上記において、サーミスタ７，８は、図１
１に示す従来の装置の更に他の例における抵抗２７に代
るものであり、正常時のそれぞれの抵抗値は抵抗２７の
それの約１／２である。そのため、正常時にはこのサー
ミスタ７，８が上記抵抗２７に代わる役割を果たし、双
方向の信号転送が行われる。

【００３７】上記サーミスタ７，８に接続されたツェナ
ーダイオード９，１０は、順方向にツェナー電圧以上、
逆方向にツェナーダイオード９，１０の順電圧以上の電
圧が加えられたときは、ツェナーダイオード９，１０が
導通状態となり、ツェナーダイオード９，１０の両端に
直流低電圧回路を接続した場合、この回路に対して順方
向にはツェナー電圧以上、逆方向にはツェナーダイオー
ド９，１０の順電圧以上の電圧が加わらないようにする
ことができる。

【００３８】そのため、図２に示すように室内機１と室
外機２の間の接続線１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂを
間違えて接続し、室外機２の信号転送用接続端子６ａ，
６ｂに交流高電圧が加わった場合、ツェナーダイオード
１０が導通状態となり、信号入力用フォトカプラ２５の
フォトダイオード２５ａ、信号出力用フォトカプラ２４
のフォトトランジスタ２４ｂ等を保護することができ
る。

【００３９】また、上記正特性のサーミスタ７，８は、
過大電流が流れると発熱し、その抵抗値が増大するもの
である。そのため、ツェナーダイオード１０が導通状態
となり、サーミスタ８に過大電流が流れると、サーミス
タ８の自己発熱で抵抗値が増大し、図３に示すように電
流が抑制されるため、ツェナーダイオード１０は過大な
電流から保護される。

【００４０】本発明の実施の第２形態に係る保護装置に
ついて、図４により説明する。図４に示す本実施形態に
おいては、図１に示す第１実施形態における信号転送用
接続線１５ａを電力用接続線１４ｂと共用化し、接続線
の本数を減らすことにより、設備費の低減を図ったもの
である。

【００４１】本実施形態において、双方向の信号転送を
行う双方向信号転送回路について、接続線１４ａ，１５
ａ，１５ｂを誤接続した場合、ツェナーダイオード９，
１０がこの回路を保護し、更にサーミスタ７，８がそれ
ぞれツェナーダイオード９，１０を保護する点は上記第
１実施形態と同様である。

【００４２】本発明の実施の第３形態に係る保護装置に
ついて、図５により説明する。図５に示す本実施形態に
おいては、図１に示す第１実施形態における正特性のサ
ーミスタ７，８に代えて、ヒューズ機能を有する抵抗１
１，１２を使用している。

【００４３】本実施形態においても、ツェナーダイオー
ド９，１０が設けられているため、図６に示すように室
内機１と室外機２の間の接続線１４ａ，１４ｂ，１５
ａ，１５ｂを間違えて接続し、室外機２の信号転送用接
続端子６ａ，６ｂに交流高電圧が加わった場合、ツェナ
ーダイオード１０が導通状態となり、信号入力用フォト
カプラ２５のフォトダイオード２５ａ、信号出力用フォ
トカプラ２４のフォトトランジスタ２４ｂ等を保護する
ことができる。

【００４４】本実施形態においては、上記ツェナーダイ
オード９，１０にはそれぞれヒューズ機能を有する抵抗
１１，１２が接続されており、この抵抗１１，１２は所
定値以上の電流が流れると溶断するものである。

【００４５】そのため、上記ツェナーダイオード１０に
高電圧が加わり、通電状態となって所定値以上の電流が
流れると、ヒューズ機能を有する抵抗１２が溶断し、ツ
ェナーダイオード１０に流れる電流が図７に示すように
遮断され、ツェナーダイオード１０を保護することがで
きる。

【００４６】本発明の実施の第４形態に係る保護装置に
ついて、図８により説明する。図８に示す本実施形態に
おいては、図５に示す第３実施形態における信号転送用
接続線１５ａを電力用接続線１４ｂと共用化し、接続線
の本数を減らすことにより、設備費の低減を図ったもの
である。

【００４７】本実施形態において、双方向の信号転送を
行う双方向信号転送回路について、接続線１４ａ，１５
ａ，１５ｂを誤接続した場合、ツェナーダイオード９，
１０がこの回路を保護し、更に、ヒューズ機能を有する
抵抗１１，１２がそれぞれツェナーダイオード９，１０
を保護する点は上記第３実施形態と同様である。

【００４８】

【発明の効果】本発明の双方向信号転送回路の保護装置
は、双方向信号転送回路の信号転送用接続端子の端子間
に正特性サーミスタとツェナーダイオードの直列回路を
接続することによって、上記端子間に接続された直流回
路を接続線の誤接続等により印加される高電圧からツェ
ナーダイオードが保護し、また、このツェナーダイオー
ドを正特性サーミスタが高電圧印加時の過大電流を抑制
して保護するため、上記直流回路は高電圧印加による破
壊の防止が可能となる。

【００４９】また、上記正特性サーミスタに代えてヒュ
ーズ機能を有する抵抗を用いることによって、上記過大
電流を抵抗が遮断するため、上記と同様に直流回路の破
壊防止が可能となる。

【００５０】更に、信号転送用接続線と電力用接続線の
共用化によって、上記の効果の低コストによる実現を可
能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る双方向信号転送
回路の保護装置の説明図である。

【図２】上記第１実施形態に係る双方向信号転送回路の
誤接続の場合の説明図である。

【図３】図２に示す場合のツェナーダイオードに流れる
電流の説明図である。

【図４】本発明の実施の第２形態に係る双方向信号転送
回路の保護装置の説明図である。

【図５】本発明の実施の第３形態に係る双方向信号転送
回路の説明図である。

【図６】上記第３実施形態に係る双方向信号転送回路の
誤接続の場合の説明図である。

【図７】図６に示す場合のツェナーダイオードに流れる
電流の説明図である。

【図８】本発明の実施の第４形態に係る双方向信号転送
回路の保護装置の説明図である。

【図９】従来の信号転送回路の一例の説明図である。

【図１０】従来の信号転送回路の他の例の説明図であ
る。

【図１１】従来の信号転送回路の更に他の例の説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 室内機 ２ 室外機 ３，４ 電力用接続端子 ５，６ 信号転送用接続端子 ７，８ 正特性のサーミスタ ９，１０ ツェナーダイオード １１，１２ ヒューズ機能を有する抵抗 １３ 電源 １４ 電力用接続線 １５ 信号転送用接続線 １６ マイクロプロセッサ（ＭＰＵ１） １７ マイクロプロセッサ（ＭＰＵ２） １８ ＳＯ１端子 １９ ＳＩ１端子 ２０ ＳＯ２端子 ２１ ＳＩ２端子 ２２ 信号出力用フォトカプラ ２２ａ フォトダイオード ２２ｂ フォトトランジスタ ２３ 信号入力用フォトカプラ ２３ａ フォトダイオード ２３ｂ フォトトランジスタ ２４ 信号出力用フォトカプラ ２４ａ フォトダイオード ２４ｂ フォトトランジスタ ２５ 信号入力用フォトカプラ ２５ａ フォトダイオード ２５ｂ フォトトランジスタ ２６ トランジスタ ２７ 抵抗 ２８ トランジスタ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−1685（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−94289（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−147616（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 25/02 F24F 11/02 103

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内機と室外機の間の信号転送用接続線
   が接続される信号転送用接続端子と当該信号転送用接続
   端子間に接続された直流回路とから形成され、直流電圧
   を利用して信号の送信及び受信を行う双方向信号転送回
   路において、前記信号転送用接続端子と直流回路との間
   に接続された正特性サーミスタと、一端が前記信号転送
   用接続端子と前記直流回路との間に接続され、他端が前
   記直流回路と前記正特性サーミスタとの間に接続された
   前記直流電圧以上のツェナー電圧のツェナーダイオード
   とから形成されることを特徴とする双方向信号転送回路
   の保護装置。
2. 【請求項２】 室内機と室外機の間の信号転送用接続線
   が接続される信号転送用接続端子と当該信号転送用接続
   端子間に接続された直流回路とから形成され、直流電圧
   を利用して信号の送信及び受信を行う双方向信号転送回
   路において、前記信号転送用接続端子と直流回路との間
   に接続されたヒューズ機能を有する抵抗と、一端が前記
   信号転送用接続端子と前記直流回路との間に接続され、
   他端が前記直流回路と前記正特性サーミスタとの間に接
   続された前記直流電圧以上のツェナー電圧のツェナーダ
   イオードとから形成されることを特徴とする双方向信号
   転送回路の保護装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の双方向信号転送
   回路の保護装置において、前記信号転送用接続端子に接
   続される信号転送用接続線の一線を電力用接続線と共用
   化してなることを特徴とする双方向信号転送回路の保護
   装置。