JP4110510B2 - 空気調和機の誤配線検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気調和機に接続される電源配線の誤配線を回避し、より安全性を高めた空気調和機を得るための空気調和機の誤配線検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来の空気調和装置の正常な電源配線図を示したものであり、１は単相交流を供給する一次電源、２は一次電源のＮ相と接地間に存在する接地抵抗、３は接地箇所、４は一次電源からの電源配線、５は空気調和機用のコンセント、６は空気調和機のプラグ、７は空気調和機の電源コード、８は空気調和機の室内機、９は室内機８の電源端子台、１０は室内機８の制御基板、１１は室内機８から配線されている空気調和機の室外機１２の電源配線、１２は空気調和機の室外機、１３は室外機１２の電源端子台、１４は室外機１２の制御基板である。
【０００３】
また、図１２は、従来の空気調和機の誤配線をした場合の電源配線図の例である。図において、図１１と同一部分には同一符号を付し説明を省略する。１５は室外機１２の電源端子台１３の接地用端子Ｅと接地箇所３との絶縁抵抗である。
【０００４】
次に図１２において、電源配線を誤配線した場合の動作について説明する。
誤配線の１つ目の例として、一次電源１のＬ相が空気調和機用のコンセント５の接地線用端子Ｅに誤配線されている場合には、室内機８及び室外機１２の接地線用端子Ｅに直接電圧が印加される。室外機１２の筐体や配管等は室内機８の電源端子台９及び室外機１２の電源端子台１３の端子Ｅに接続されているので、この部分と接地箇所３の間に絶縁抵抗Ｒで制限された電流ｉがｉ＝Ｖ／Ｒ（Ａ）（Ｖは一次電源１の電源電圧）流れる。その際に一次電源１と空気調和機のコンセント５の間に漏電遮断機または自動過電流遮断機が設置されていなければ、絶縁抵抗Ｒの値が小さくなった場合には、空気調和機の電源コード７の許容電流値以上に電流が流れることになり、電源コードが発熱する等危険な状態になる。このとき、空気調和機の電源端子台９及び１３のＬ相とＮ相間には、動作するだけの電圧が発生しないため、動作はしない。
【０００５】
また、図１３は、従来の空気調和機の誤配線をした場合の電源配線図の２つ目の例である。一次電源１のＮ相が空気調和機のコンセント５の接地線用端子Ｅに接続されているので、室内機８及び室外機１２の筐体や配管等の金属部分にＮ−Ｅ間にかかる電圧が印加される。このとき、一次電源１のＮ相の接地抵抗ｒと室外機１２の接地抵抗Ｒの合計（ｒ＋Ｒ）Ωにて制限された電流ｉが接地線Ｅに流れる。一次電源１と空気調和機のコンセント５の間に電線の定格電流以上の電流によって電路が遮断される自動過電流遮断器が設置されている場合には、電流ｉにより危険となる場合が考えられる。
【０００６】
また、室内機８及び室外機１２は、図１３のようにＬ相⇒コンセント５のＮ相⇒室内機８の電源端子台９のＮ相⇒室外機１２の電源端子台１３のＮ相⇒室外機１２の制御基板１４⇒室外機１２の電源端子台１３のＬ相⇒室内機８の電源端子台９のＬ相⇒コンセント５のＬ相⇒一次電源１のＥの経路にて電流が流れ、室内機８及び室外機１２の各制御基板１０、１４には一次電源の供給電圧が印加されるため、正常に動作が可能である。正常に動作が可能である為、接地抵抗Ｒが大きいときには誤配線に気が付かないまま、使用しているが、何らかの理由により接地抵抗が小さくなった場合には、Ｅに電流が大きく流れ、配線の電流容量以上に流れると配線の発熱が生じる場合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空気調和機は以上のように構成されていたので、設置工事時に屋内電源配線の誤配線の有無を確認することが必要であるが、屋内電源配線の誤配線の有無が確認されないまま空気調和機を接続することがあり、その際に短絡の発生や、電路の必要な箇所に過電流による過熱から電線及び電気機械器具を保護できるように自動過電流遮断器を施設していても自動過電流遮断器の遮断電流値が電線の定格電流値に対して不適切な場合には、誤配線によって電線の過電流による過熱等の不具合の発生等の問題点があった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、簡単な構成により、空気調和機の動作に影響しないようにして、空気調和機の設置時に一次電源の電源配線の誤配線を検出し、表示や警報音等により誤配線の有無を知らせることができ、また、空気調和機の電源線を遮断することにより、誤配線による電線の過熱等の不具合を防止することができる空気調和機の誤配線検出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】
この発明に係る空気調和機の誤配線検出装置は、単相２線式、単相３線式または三相４線式の単相低圧の電源から電源供給を受けて動作する空気調和機の電源配線の誤配線を検出する空気調和機の誤配線検出装置において、前記電源からの接地側電線または中性線、単相３線式２００Ｖ電源においては電圧側電線の一線（以下Ｎ相と称す）と接地線（以下Ｅと称す）間、及び電圧側電線または単相３線式２００Ｖ電源においては電圧側電線のＮ相の他方の一線（以下Ｌ相と称す）と前記Ｅ間の各々の電気信号を検出する電気信号検出手段と、この電気信号検出手段により検出された前記Ｎ相と前記Ｅ間及び前記Ｌ相と前記Ｅ間の電気信号の組合わせが、前記誤配線のパターンに各々対応してあらかじめ定めた前記Ｎ相と前記Ｅ間及び前記Ｌ相と前記Ｅ間の電気信号の組合わせであるか否かによって、前記誤配線の有無を判定する判定手段と、この判定手段からの判定結果を知らせる表示・警報手段を駆動する出力手段と、を備える。
【００１０】
また、電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続されたフォトカプラからなるものである。
【００１１】
また、電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続された抵抗からなるものである。
【００１２】
また、電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続されたコンデンサからなるものである。
【００１３】
また、判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて電気信号検出手段をＮ相、Ｌ相から切り離す遮断手段を備える。
【００１４】
また、判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて空気調和機に接続されている電源線を切り離す遮断手段を備える。
【００１５】
また、判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて空気調和機周辺の外部機器の電源線を切り離す遮断手段を備える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図、図２は電気信号検出手段の詳細を示した空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図、図３信号検出手段と判定手段の詳細を示した空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図、図４は電源配線の配線パターン図、図５は電気信号検出手段の検出信号の波形図である。
【００１７】
図１において、１は単相交流を供給する一次電源、２は一次電源のＮ相と接地間に存在する接地抵抗、３は接地箇所、４は一次電源からの電源配線、５は空気調和機用のコンセント、６は空気調和機の電源プラグ、７は空気調和機の電源コード、８は空気調和機の室内機、９は室内機８の電源端子台、１０は室内機８の制御基板、１１は室内機８から配線されている空気調和機の室外機１２の電源配線、１２は空気調和機の室外機、１３は室外機１２の電源端子台、１４は室外機１２の制御基板、１６は空気調和機の誤配線検出装置である。
【００１８】
１７は空気調和機の電源プラグ６から接続される誤配線検出装置１６の端子台、１８は電源配線の誤配線を検出する信号を取り出す電気信号検出手段、１９は電気信号検出手段からの信号を受け、誤配線の有無を判定する判定手段、２０は判定手段からの判定結果を外部の表示・警報手段である表示器や警報器に信号として出力するための出力手段、２１は電気信号検出手段及び判定手段等に直流電圧を供給するための直流電圧供給手段である。
なお、一次電源１は、単相２線式の電源、単相３線式の１００Ｖ電源、三相４線式の中性線をＮ相とした単相電源（電源電圧は各国により規定されている）を想定している。
【００１９】
電気信号検出手段１８は図２に示すように構成され、２３は誤配線検出装置１６の端子台１７のＬ相とＥ間に各々抵抗２５、コンデンサ２２を介して接続されたフォトカプラ、２６はフォトカプラ２３のフォトダイオード２４に並列接続されたダイオード、２７はコレクタが抵抗２８を介して直流電圧供給手段２１に接続され、エミッタが出力端子３９に接続されたフォトトトランジスタである。
３０は端子台１７のＮ相とＥ間に各々抵抗３２、コンデンサ２９を介して接続されたフォトカプラ、３３はフォトカプラ３０のフォトダイオード３１に並列接続されたダイオード、３４はコレクタが抵抗３５を介して直流電圧供給手段２１に接続され、エミッタが出力端子３８に接続されたフォトトトランジスタである。３６は抵抗２８とフォトトトランジスタ２７のコレクタとの接続点に接続された端子、３７は抵抗３５とフォトトトランジスタ３４のコレクタとの接続点に接続された端子である。
【００２０】
判定手段１９は、図３に示すように構成され、４０は電気信号検出手段からの信号を反転するためのＮＯＴ回路（インバータ）、４１は同様に電気信号検出手段からの信号を反転するためのＮＯＴ回路、４２、４３、４４はＮＯＴ回路４０からの出力を積分するための積分回路を構成する部品であり、各々４２は抵抗、４３はコンデンサ、４４は抵抗である。同様にして４５、４６、４７もまたＮＯＴ回路４１からの出力を積分するための積分回路であり、４５は抵抗、４６はコンデンサ、４７は抵抗である。４８、４９は論理回路を示し、各々４８はＮＯＴ回路、４９はＡＮＤ回路である。
なお、電気信号検出手段１８、判定手段１９、出力手段２０は、空気調和機の制御基板上に回路を形成することも可能である。
【００２１】
次に、実施の形態１の誤配線検出装置１６の基本的な動作を図１により説明する。空気調和機の電源プラグ６に接続された誤配線検出装置１６の電気信号検出手段１８は、電源線の中のＬ相とＥ間及びＮ相とＥ間の間の電圧または電流の大きさを検出することにより、電圧または電流の有無により信号を出力する。判定手段１９は電気信号検出手段から入力された２つの電気信号の組み合わせが、あらかじめ登録されている正常配線時の組合せと誤配線時の組合せのどちらに含まれるかを比較することで、正常配線か誤配線かを判定する。判定する場合には、直流電圧供給手段２１からの電圧供給を受けるため、電源配線が誤配線されている場合にも、判定が可能となる。判定手段１９が判定した判定結果は、出力手段２０に出力され出力手段２０により、表示装置（ＬＥＤやランプ等）、音響装置（ブザーやスピーカ等）等を駆動することにより、誤配線の有無を空調機の設置業者等の周囲の人に知らせ、誤配線による不具合を回避する。
【００２２】
次に、動作の詳細を図２〜５により説明する。図４に示す一次電源１から接続されている電源配線４の配線パターンの内誤配線のパターンは、５通り存在しており、図４（ａ）は正常配線、図４（ｂ）〜（ｆ）は誤配線パターンを示す。図５に示す電気信号検出手段１８の検出信号の波形図は、図４に示し配線パターンに各々対応し、図５（ａ）〜（ｆ）は各々図４（ａ）〜（ｆ）に対応した検出信号の波形図を示す。
【００２３】
まず、誤配線検出装置１６の電気信号検出手段１８の動作について説明する。端子台１７のＬ相とＥ間に接続された抵抗２５、フォトカプラ２３のフォトダイオード２４、コンデンサ２２の直列回路部分の回路の抵抗２５の抵抗値（Ｒとする）とコンデンサ２２の容量（Ｃとする）は次式（１）を満足するように選定する。但し、Ｖは一次電源１の電圧（実効値）、ωは一次電源の角周波数とする。
【００２４】
【数１】
【００２５】
なお、漏洩電流の規制値は国家機関が定めたものである。
【００２６】
ここで、フォトカプラ２３のＯＮ／ＯＦＦ特性により、適当な増幅率のフォトカプラを選択することにより式（１）を満足しながら、フォトカプラ２３をＯＮ／ＯＦＦするのに十分な電流をフォトダイオード２４に流すことにより、フォトトランジスタ２７がＯＮ／ＯＦＦする。ここでコンデンサ２２は、電源線のＬ相とＥを電気的にＥと絶縁するために接続している。ダイオード２６は、逆電圧がフォトカプラ２３の逆耐圧を超えないように保護としてフォトカプラに並列に接続している。
【００２７】
フォトトランジスタ２７の出力は、直流電圧供給手段２１から供給された電圧を抵抗２８を介して出力されるため、フォトカプラ２３がＯＮしているときは、出力電圧は０Ｖ付近の電圧まで下がり、フォトカプラ２３がＯＦＦしているときは、出力電圧は、直流電圧供給手段２１から供給されている直流電圧値を示す。この出力電圧を端子３６、３９から判定手段１９に入力する。
【００２８】
また、誤配線検出装置１６の電気信号検出手段１８の端子台１７のＮ相とＥ間に接続された抵抗３２、フォトカプラ３０のフォトダイオード３１、コンデンサ２９の直列回路部分は、上記と同様にして、この回路の抵抗３２の抵抗値（Ｒとする）とコンデンサＣ２９の容量（Ｃとする）を式（１）を満足するように選定することにより、フォトカプラ３０をＯＮ／ＯＦＦする電流がフォトダイオード３１に流がれ、フォトトランジスタ３４がＯＮ／ＯＦＦする。このとき、フォトカプラ２３、３０の１次側のフォトダイオード２４、３１に流れる電流は交流なので、出力結果は時間の経過とともに変化し、フォトカプラ２３、３０がＯＮする場合は、１次電源波形の半サイクルのみＯＮし、次の半サイクルはＯＦＦする。このようにフォトカプラ２３、３０の出力電圧は、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返すパルス波形である。
【００２９】
そして、フォトトランジスタ３４の出力は、直流電圧供給手段２１から供給された電圧を抵抗３５を介して出力されるため、フォトカプラ３０がＯＮしているときは、出力電圧は０Ｖ付近の電圧まで下がり、フォトカプラ３０がＯＦＦしているときは、出力電圧は、直流電圧供給手段２１から供給されている直流電圧値を示す。この出力電圧を端子３７、３８から判定手段１９に入力する。
【００３０】
フォトカプラ２３、３０の出力電圧の組合せを集合であらわすと、｛（ＯＮ、ＯＮ）、（ＯＮ、ＯＦＦ）、（ＯＦＦ、ＯＮ）、（ＯＦＦ、ＯＦＦ）｝となり、組合せの数は４通りとなる。また、出力電圧の組合せを図５に示すが、パターンの違いを確認すると、図５（ａ）の正常配線と図５（ｂ）の誤配線パターンは、同じパターンを示すのに対して、その他の誤配線パターンと正常配線は異なる為、これらの誤配線に関して正常配線と誤配線の区別を判定することが、簡単な論理回路を使用しても可能となる。
なお、適当な大きさの抵抗２５、３２またはコンデンサ２２、２９を選択することで、接地線に流す電流値を漏洩電流の規制値以下にすることが可能である。
【００３１】
次に、判定手段１９による動作を図３〜５により説明する。
図５（ａ）〜（ｆ）は一次電源１のＬ−Ｅ間電圧、空気調和機用コンセント５のＬ−Ｅ間電圧、端子３６−３９間電圧、一次電源１のＮ−Ｅ間電圧、端子３７−３８間電圧の波形を各々示す。
電気信号検出手段１８では、フォトカプラ２３、３０の１次側のフォトダイオード２４、３１に流れる電流は交流なので、出力結果は時間の経過とともに変化し、フォトカプラ２３、３０がＯＮする場合は、１次電源波形の半サイクルのみＯＮし、次の半サイクルはＯＦＦする。このようにフォトカプラ２３、３０の出力電圧は、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返すパルス波形である。
【００３２】
電気信号検出手段１８から図５（ａ）〜（ｆ）に示すような端子３６−３９間電圧、端子３７−３８間電圧波形の信号が判定手段１９に入力されると、ＮＯＴ回路４０、４１は、端子３６−３９間電圧、端子３７−３８間電圧を反転し出力する。この出力信号はフォトカプラ２３及び３０のフォトトランジスタ２７、３４のＯＮ／ＯＦＦの状態を示す。
【００３３】
この出力信号はパルス波形であるが、パルス波形からレベル波形に変換することにより、時間的に変化しない安定した出力結果の組合せを得ることができ、また、回路が簡単にできるためＮＯＴ回路４０には、抵抗４２、４４、コンデンサ４３から構成される積分回路を接続し、この積分回路によりパルス波形からレベル波形に変換する。
同様に、ＮＯＴ回路４１には、抵抗４５、４７、コンデンサ４６から構成される積分回路を接続し、この積分回路によりパルス波形からレベル波形に変換する。
【００３４】
ＮＯＴ回路４０、４１の積分回路の各部品の定数をパルス波形がレベル波形に変換されるように適当に選定すると、フォトカプラ２３、３０がＯＮ／ＯＦＦを繰り返すパルス波形は、直流電圧供給手段２１の供給する電圧値Ｖｃｃで安定する。フォトカプラ２３、３０がＯＦＦしている場合には、０Ｖを出力する。正常配線時において、端子３６−３９間電圧の波形は、ＮＯＴ回路４０と積分回路を通過する時は、Ｖｃｃの電圧を示し、端子３７−３８間電圧の波形は、ＮＯＴ回路４１と積分回路を通過した時には、０Ｖとなる。ここで、Ｖｃｃの電圧を記号で「Ｈ」とし、０Ｖを「Ｌ」と定義すると、電気信号検出手段１８の出力を判定手段１９のＮＯＴ回路４０、４１と各々の積分回路を通過させた後の電圧を、図４に示した配線の接続パターンと図５に示した出力結果の組み合わせによる正常配線及び誤配線パターンについてまとめると表１のようになる。なお、表１は真理値表である。
【００３５】
ここで、（ｂ）誤配線パターン１は、接地側電線と接地線が入れ替わっているパターンなので（ａ）正常配線と見なすことができるため、上記の組合せを論理式で構成すると、正常配線の時に「Ｈ」を出力するとすると判定結果は次のようになる。この論理回路は図３のＮＯＴ回路４８と、ＡＮＤ回路４９である。
【００３６】
【数２】
【００３７】
【表１】
【００３８】
このように、正常配線の場合には、判定結果には「Ｈ」が出力手段２０に出力され、誤配線時には「Ｌ」が出力される。この判定結果の逆の結果が必要な場合には、ＡＮＤ回路４９の代わりにＮＡＮＤ回路を接続すればよい。このようにして判定結果が出力手段２０に入力されたら、出力手段２０を警報音を発する場合、警告ランプを表示する場合、他の機器へのリレー出力をする場合等、外部の出力する機器に応じて出力手段を変えることにより、より汎用的な回路を構成することができる。
【００３９】
また、電気信号検出手段１８のコンデンサ２２、２９の容量を適当に選択することで、抵抗２５、３２を無くして、上記と同様な効果を得ることができる。
【００４０】
このように、配線の接続の形態と出力結果の組合せを表にすることにより、正常配線かどうか判定することができる。
【００４１】
以上は、単相２線式１００Ｖと２００Ｖ、単相３線式１００Ｖ、三相４線式の中性線をＮ相として単相２線式で電源供給する電源方式に関しては表１になるが、単相３線式２００Ｖに関しては、表１に示した真理値表とは異なり表２のようになるので、判定結果は次の理論式であらわされる。
【００４２】
【数３】
【００４３】
【表２】
【００４４】
従って、単相３線式の場合には、判定手段の論理回路を変更することにより、上記と同様に判定することが可能となり、誤配線の検出が可能となる。
【００４５】
以上のように、空気調和機の設置時に一次電源の電源配線の誤配線を検出し、設置業者等に表示や警報音等により誤配線の有無を知らせることができ、誤配線による電線の過熱等の不具合を未然に防止することができる。
なお、本実施の形態は電気信号検出手段１８の構成を、抵抗２５、３２、コンデンサ２２、２９及びフォトカプラ２３、３０としたが、抵抗とフォトカプラ、またはコンデンサとフォトカプラの構成でもよく、簡単な構成とすることができる。
【００４６】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。実施の形態１ではフォトカップラからなる電気信号検出手段を示したが、本実施の形態は、抵抗またはコンデンサからなる電気信号検出手段としたものである。
図６において、実施の形態１の図３と同一部分または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。電気信号検出手段１８において、５９はＬ相とＥ間に接続された抵抗２５の電圧を検出する電圧検出回路、６０はＮ相とＥ間に接続された抵抗３２の電圧を検出する電圧検出回路である。電気信号検出手段１８の他は実施の形態１と同じである。
【００４７】
この構成において、電圧検出回路５９はＬ相とＥ間に電圧が印加されている場合に、電圧検出回路６０はＮ相とＥ間に電圧が印加されている場合に、各々判定手段１９に対してＯＮ／ＯＦＦの電気信号を出力する。電圧検出回路８９、６０は各々抵抗２５、３２の両端をトランジスタにて接続し、ＯＮ／ＯＦＦ条件を設定することで電圧を検出する。
電圧検出回路５９、６０の出力電圧は判定手段１９に入力され、実施の形態１と同じ動作により、正常配線か誤配線かを判定し誤配線による電線の過熱等の不具合を未然に防止することができる
【００４８】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。実施の形態２で示したように電気信号検出手段に抵抗２５、３２を用いた場合、抵抗値＝絶縁抵抗値となるので電気機器及び電気部品の各種安全規格（電気用品取締法、ＩＥＣ、ＵＬ、ＣＳＡ、ＴＵＶ、ＢＳＩ等の海外電気安全規格等）に基づく絶縁抵抗試験を満足するためには、相当大きな抵抗値を接続することが必要となり、ノイズに弱くなる等の欠点があるので、抵抗２５、３２の代わりにコンデンサ２２、２９を用いたものである。
【００４９】
コンデンサを接続することにより、抵抗値を下げるもしくは接続しなくても絶縁抵抗を確保でき、計算により適切な静電容量値を求めることで、安全規格を満足することが可能である。
【００５０】
なお、日本国内においては、電源電圧は、単相２線式では１００Ｖと２００Ｖがあり、単相３線式においても１００Ｖと２００Ｖが存在しているため、電気信号検出手段１８を構成しているコンデンサ２２、２９の静電容量を、かかる電圧に応じて変える場合と、コンデンサ２２、２９の容量を電圧によって変えないで、コンデンサ２２、２９に直列に抵抗を接続して、かかる電圧によって抵抗値を変える場合とが考えられる。ここで同一のコンデンサを複数個接続することは、コンデンサの静電容量を変えたことと同じである。
【００５１】
また、Ｌ相とＥ間、Ｎ相とＥ間をコンデンサにより絶縁を維持したまま接続をし、コンデンサと直列に抵抗を接続することで電気機器及び電気部品の各種安全規格に基づく絶縁抵抗試験を満足しつつ、計算により適切な静電容量値と抵抗値を求めることで、電源電圧が変わってもコンデンサは変えることなく抵抗値を変えることで、漏洩電流に関しても規格を満足することができる。
【００５２】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。本実施の形態は電気信号検出手段１８によって接地線に漏洩電流が流れると空気調和機の動作に対して影響を与える場合があるので、空気調和機の動作に影響を与えることなく誤配線検出を可能としたものである。
【００５３】
図８において 実施の形態１の図３と同一部分または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。出力手段２０は実施の形態１では、表示器（ＬＥＤ、ランプ等）や音響機器（ブザー等）、外部機器への接点出力が可能であると述べたが、本実施の形態では、判定手段１９からの出力を一旦保持する自己保持回路（フリップフロップ回路等）５０、リレー５２の駆動回路５１から構成される。
５３は電気信号検出手段の電源線のＬ相とＥ間に接続され、リレー５２Ｘからなる遮断手段、５４は電気信号検出手段の電源線のＮ相とＥ間に接続され、リレー５２Ｘからなる遮断手段である。なお、リレー５２Ｘはｂ接点を使用している。
【００５４】
この構成において、出力手段２０の自己保持回路５０により、判定手段１９からの出力を一旦保持した状態で、リレー駆動回路５１によりリレー５２Ｘを駆動し、遮断手段５３、５４により電気信号検出手段１８の電源線のＬ及びＮ相とＥ間の接続を各々遮断することが可能である。これにより、電気信号検出手段１８によって接地線に漏洩電流が流れるのを短時間にし、空気調和機の動作に影響を与えることなく誤配線検出ができる。
【００５５】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である実施の形態４は電気信号検出手段の電源線Ｌ、Ｎ相とＥ間を遮断したが、電源線を遮断するものである。図８において実施の形態４の図８と同一部分または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。
５５は電源線のＬ相に設けられたリレー５２Ｘからなる遮断手段、５６は電源線のＮ相に設けられたリレー５２Ｘからなる遮断手段である。なお、リレー５２Ｘはｂ接点を使用している。
【００５６】
この構成において、出力手段２０の自己保持回路５０により判定手段１９からの出力を一旦保持した状態で、リレー駆動回路５１によりリレー５２Ｘを駆動し、遮断手段５５、５６により電源線のＬ及びＮ相の接続を各々遮断することにより、電源線と空気調和機間を切り離す。このため、空気調和機側の配線が切り離されている為、誤配線による不具合の防止ができる。また、空気調和機に電源供給がされない為、空気調和機が動作しないことになり、誤配線時の安全性がより向上する。
【００５７】
実施の形態６．
図１０はこの発明の実施の形態６を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。本実施の形態は、出力手段により外部機器を制御するものである。図１０において実施の形態５の図９と同一部分または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。５８は外部機器、５７は一次電源１と外部機器５８の間に設けられたリレー５２Ｘからなる遮断手段である。
【００５８】
この構成において、外部機器５７が正常時には、遮断手段５７を動作させないが誤配線時には動作させる等の制御が可能となる。外部機器の種類や用途により、リレー５２Ｘの接点仕様は、ａ接点、ｂ接点を選択すればよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、単相２線式、単相３線式または三相４線式の単相低圧の電源から電源供給を受けて動作する空気調和機の電源配線の誤配線を検出する空気調和機の誤配線検出装置において、前記電源からの接地側電線または中性線、単相３線式２００Ｖ電源においては電圧側電線の一線（以下Ｎ相と称す）と接地線（以下Ｅと称す）間、及び電圧側電線または単相３線式２００Ｖ電源においては電圧側電線のＮ相の他方の一線（以下Ｌ相と称す）と前記Ｅ間の各々の電気信号を検出する電気信号検出手段と、この電気信号検出手段により検出された前記Ｎ相と前記Ｅ間及び前記Ｌ相と前記Ｅ間の電気信号の組合わせが、前記誤配線のパターンに各々対応してあらかじめ定めた前記Ｎ相と前記Ｅ間及び前記Ｌ相と前記Ｅ間の電気信号の組合わせであるか否かによって、前記誤配線の有無を判定する判定手段と、この判定手段からの判定結果を知らせる表示・警報手段を駆動する出力手段と、を備えたので、簡単な構成により、空気調和機の設置時に一次電源の電源配線の誤配線を検出し、表示や警報音等により誤配線の有無を知らせることができる。
【００６０】
また、電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続されたフォトカプラからなるので、交流電源側と直流回路側の絶縁をすることができ、簡単な構成により、空気調和機の設置時に一次電源の電源配線の誤配線を検出し、表示や警報音等により誤配線の有無を知らせることができる。
【００６１】
また、電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続された抵抗からなるので、簡単な構成により、空気調和機の設置時に一次電源の電源配線の誤配線を検出し、表示や警報音等により誤配線の有無を知らせることができる。
【００６２】
また、電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続されたコンデンサからなるので、電気的に絶縁が可能となり、抵抗値を小さくすることができるとともに漏洩電流を小さくでき、安全規格についても満足しやすい。
【００６３】
また、判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて電気信号検出手段をＮ相、Ｌ相から切り離す遮断手段を備えたので、空気調和機の動作に影響しないようにすることができる
【００６４】
また、判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて空気調和機に接続されている電源線を切り離す遮断手段を備えたので、誤配線による電線の過熱等の不具合を防止することができる
【００６５】
また、判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて空気調和機周辺の外部機器の電源線を切り離す遮断手段を備えたので、出力手段を判定手段に応じて変えることができ、より汎用性が広い装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図２】 図１の信号検出手段の詳細を示した空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図３】 図１の信号検出手段と判定手段の詳細を示した空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図４】 この発明の実施の形態１を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図の電源配線の配線パターン図である。
【図５】 この発明の実施の形態１を示す空気調和機の誤配線検出装置の電気信号検出手段の検出信号の波形図である。
【図６】 この発明の実施の形態２を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図７】 この発明の実施の形態３を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図８】 この発明の実施の形態４を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図９】 この発明の実施の形態５を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図１０】 この発明の実施の形態６を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図１１】 従来の空気調和機の正常な電源配線図である。
【図１２】 従来の空気調和機の誤配線をした電源配線図である。
【図１３】 従来の空気調和機の誤配線をした電源配線図である。
【符号の説明】
１ 一次電源、６ 空気調和機の電源プラグ、１６ 誤配線検出装置、１８ 電気信号検出手段、１９ 判定手段、２０ 出力手段、２１ 直流電圧供給手段、２３、３０ フォトカプラ、２５、３５ 抵抗、２２、２９ コンデンサ、５３、５４、５５、５６、５７ 遮断手段、５９、６０ 電圧検出回路。
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気調和機に接続される電源配線の誤配線を回避し、より安全性を高めた空気調和機を得るための空気調和機の誤配線検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来の空気調和装置の正常な電源配線図を示したものであり、１は単相交流を供給する一次電源、２は一次電源のＮ相と接地間に存在する接地抵抗、３は接地箇所、４は一次電源からの電源配線、５は空気調和機用のコンセント、６は空気調和機のプラグ、７は空気調和機の電源コード、８は空気調和機の室内機、９は室内機８の電源端子台、１０は室内機８の制御基板、１１は室内機８から配線されている空気調和機の室外機１２の電源配線、１２は空気調和機の室外機、１３は室外機１２の電源端子台、１４は室外機１２の制御基板である。
【０００３】
また、図１２は、従来の空気調和機の誤配線をした場合の電源配線図の例である。図において、図１１と同一部分には同一符号を付し説明を省略する。１５は室外機１２の電源端子台１３の接地用端子Ｅと接地箇所３との絶縁抵抗である。
【０００４】
次に図１２において、電源配線を誤配線した場合の動作について説明する。
誤配線の１つ目の例として、一次電源１のＬ相が空気調和機用のコンセント５の接地線用端子Ｅに誤配線されている場合には、室内機８及び室外機１２の接地線用端子Ｅに直接電圧が印加される。室外機１２の筐体や配管等は室内機８の電源端子台９及び室外機１２の電源端子台１３の端子Ｅに接続されているので、この部分と接地箇所３の間に絶縁抵抗Ｒで制限された電流ｉがｉ＝Ｖ／Ｒ（Ａ）（Ｖは一次電源１の電源電圧）流れる。その際に一次電源１と空気調和機のコンセント５の間に漏電遮断機または自動過電流遮断機が設置されていなければ、絶縁抵抗Ｒの値が小さくなった場合には、空気調和機の電源コード７の許容電流値以上に電流が流れることになり、電源コードが発熱する等危険な状態になる。このとき、空気調和機の電源端子台９及び１３のＬ相とＮ相間には、動作するだけの電圧が発生しないため、動作はしない。
【０００５】
また、図１３は、従来の空気調和機の誤配線をした場合の電源配線図の２つ目の例である。一次電源１のＮ相が空気調和機のコンセント５の接地線用端子Ｅに接続されているので、室内機８及び室外機１２の筐体や配管等の金属部分にＮ−Ｅ間にかかる電圧が印加される。このとき、一次電源１のＮ相の接地抵抗ｒと室外機１２の接地抵抗Ｒの合計（ｒ＋Ｒ）Ωにて制限された電流ｉが接地線Ｅに流れる。一次電源１と空気調和機のコンセント５の間に電線の定格電流以上の電流によって電路が遮断される自動過電流遮断器が設置されている場合には、電流ｉにより危険となる場合が考えられる。
【０００６】
また、室内機８及び室外機１２は、図１３のようにＬ相⇒コンセント５のＮ相⇒室内機８の電源端子台９のＮ相⇒室外機１２の電源端子台１３のＮ相⇒室外機１２の制御基板１４⇒室外機１２の電源端子台１３のＬ相⇒室内機８の電源端子台９のＬ相⇒コンセント５のＬ相⇒一次電源１のＥの経路にて電流が流れ、室内機８及び室外機１２の各制御基板１０、１４には一次電源の供給電圧が印加されるため、正常に動作が可能である。正常に動作が可能である為、接地抵抗Ｒが大きいときには誤配線に気が付かないまま、使用しているが、何らかの理由により接地抵抗が小さくなった場合には、Ｅに電流が大きく流れ、配線の電流容量以上に流れると配線の発熱が生じる場合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空気調和機は以上のように構成されていたので、設置工事時に屋内電源配線の誤配線の有無を確認することが必要であるが、屋内電源配線の誤配線の有無が確認されないまま空気調和機を接続することがあり、その際に短絡の発生や、電路の必要な箇所に過電流による過熱から電線及び電気機械器具を保護できるように自動過電流遮断器を施設していても自動過電流遮断器の遮断電流値が電線の定格電流値に対して不適切な場合には、誤配線によって電線の過電流による過熱等の不具合の発生等の問題点があった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、簡単な構成により、空気調和機の動作に影響しないようにして、空気調和機の設置時に一次電源の電源配線の誤配線を検出し、表示や警報音等により誤配線の有無を知らせることができ、また、空気調和機の電源線を遮断することにより、誤配線による電線の過熱等の不具合を防止することができる空気調和機の誤配線検出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】
この発明に係る空気調和機の誤配線検出装置は、単相２線式、単相３線式または三相４線式の単相低圧の電源から電源供給を受けて動作する空気調和機の電源配線の誤配線を検出する空気調和機の誤配線検出装置において、前記電源からの接地側電線または中性線、単相３線式２００Ｖ電源においては電圧側電線の一線（以下Ｎ相と称す）と接地線（以下Ｅと称す）間、及び電圧側電線または単相３線式２００Ｖ電源においては電圧側電線のＮ相の他方の一線（以下Ｌ相と称す）と前記Ｅ間の各々の電気信号を検出する電気信号検出手段と、この電気信号検出手段により検出された前記Ｎ相と前記Ｅ間及び前記Ｌ相と前記Ｅ間の電気信号の組合わせが、前記誤配線のパターンに各々対応してあらかじめ定めた前記Ｎ相と前記Ｅ間及び前記Ｌ相と前記Ｅ間の電気信号の組合わせであるか否かによって、前記誤配線の有無を判定する判定手段と、この判定手段からの判定結果を知らせる表示・警報手段を駆動する出力手段と、を備える。
【００１０】
また、電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続されたフォトカプラからなるものである。
【００１１】
また、電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続された抵抗からなるものである。
【００１２】
また、電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続されたコンデンサからなるものである。
【００１３】
また、判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて電気信号検出手段をＮ相、Ｌ相から切り離す遮断手段を備える。
【００１４】
また、判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて空気調和機に接続されている電源線を切り離す遮断手段を備える。
【００１５】
また、判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて空気調和機周辺の外部機器の電源線を切り離す遮断手段を備える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図、図２は電気信号検出手段の詳細を示した空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図、図３信号検出手段と判定手段の詳細を示した空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図、図４は電源配線の配線パターン図、図５は電気信号検出手段の検出信号の波形図である。
【００１７】
図１において、１は単相交流を供給する一次電源、２は一次電源のＮ相と接地間に存在する接地抵抗、３は接地箇所、４は一次電源からの電源配線、５は空気調和機用のコンセント、６は空気調和機の電源プラグ、７は空気調和機の電源コード、８は空気調和機の室内機、９は室内機８の電源端子台、１０は室内機８の制御基板、１１は室内機８から配線されている空気調和機の室外機１２の電源配線、１２は空気調和機の室外機、１３は室外機１２の電源端子台、１４は室外機１２の制御基板、１６は空気調和機の誤配線検出装置である。
【００１８】
１７は空気調和機の電源プラグ６から接続される誤配線検出装置１６の端子台、１８は電源配線の誤配線を検出する信号を取り出す電気信号検出手段、１９は電気信号検出手段からの信号を受け、誤配線の有無を判定する判定手段、２０は判定手段からの判定結果を外部の表示・警報手段である表示器や警報器に信号として出力するための出力手段、２１は電気信号検出手段及び判定手段等に直流電圧を供給するための直流電圧供給手段である。
なお、一次電源１は、単相２線式の電源、単相３線式の１００Ｖ電源、三相４線式の中性線をＮ相とした単相電源（電源電圧は各国により規定されている）を想定している。
【００１９】
電気信号検出手段１８は図２に示すように構成され、２３は誤配線検出装置１６の端子台１７のＬ相とＥ間に各々抵抗２５、コンデンサ２２を介して接続されたフォトカプラ、２６はフォトカプラ２３のフォトダイオード２４に並列接続されたダイオード、２７はコレクタが抵抗２８を介して直流電圧供給手段２１に接続され、エミッタが出力端子３９に接続されたフォトトトランジスタである。
３０は端子台１７のＮ相とＥ間に各々抵抗３２、コンデンサ２９を介して接続されたフォトカプラ、３３はフォトカプラ３０のフォトダイオード３１に並列接続されたダイオード、３４はコレクタが抵抗３５を介して直流電圧供給手段２１に接続され、エミッタが出力端子３８に接続されたフォトトトランジスタである。３６は抵抗２８とフォトトトランジスタ２７のコレクタとの接続点に接続された端子、３７は抵抗３５とフォトトトランジスタ３４のコレクタとの接続点に接続された端子である。
【００２０】
判定手段１９は、図３に示すように構成され、４０は電気信号検出手段からの信号を反転するためのＮＯＴ回路（インバータ）、４１は同様に電気信号検出手段からの信号を反転するためのＮＯＴ回路、４２、４３、４４はＮＯＴ回路４０からの出力を積分するための積分回路を構成する部品であり、各々４２は抵抗、４３はコンデンサ、４４は抵抗である。同様にして４５、４６、４７もまたＮＯＴ回路４１からの出力を積分するための積分回路であり、４５は抵抗、４６はコンデンサ、４７は抵抗である。４８、４９は論理回路を示し、各々４８はＮＯＴ回路、４９はＡＮＤ回路である。
なお、電気信号検出手段１８、判定手段１９、出力手段２０は、空気調和機の制御基板上に回路を形成することも可能である。
【００２１】
次に、実施の形態１の誤配線検出装置１６の基本的な動作を図１により説明する。空気調和機の電源プラグ６に接続された誤配線検出装置１６の電気信号検出手段１８は、電源線の中のＬ相とＥ間及びＮ相とＥ間の間の電圧または電流の大きさを検出することにより、電圧または電流の有無により信号を出力する。判定手段１９は電気信号検出手段から入力された２つの電気信号の組み合わせが、あらかじめ登録されている正常配線時の組合せと誤配線時の組合せのどちらに含まれるかを比較することで、正常配線か誤配線かを判定する。判定する場合には、直流電圧供給手段２１からの電圧供給を受けるため、電源配線が誤配線されている場合にも、判定が可能となる。判定手段１９が判定した判定結果は、出力手段２０に出力され出力手段２０により、表示装置（ＬＥＤやランプ等）、音響装置（ブザーやスピーカ等）等を駆動することにより、誤配線の有無を空調機の設置業者等の周囲の人に知らせ、誤配線による不具合を回避する。
【００２２】
次に、動作の詳細を図２〜５により説明する。図４に示す一次電源１から接続されている電源配線４の配線パターンの内誤配線のパターンは、５通り存在しており、図４（ａ）は正常配線、図４（ｂ）〜（ｆ）は誤配線パターンを示す。図５に示す電気信号検出手段１８の検出信号の波形図は、図４に示し配線パターンに各々対応し、図５（ａ）〜（ｆ）は各々図４（ａ）〜（ｆ）に対応した検出信号の波形図を示す。
【００２３】
まず、誤配線検出装置１６の電気信号検出手段１８の動作について説明する。端子台１７のＬ相とＥ間に接続された抵抗２５、フォトカプラ２３のフォトダイオード２４、コンデンサ２２の直列回路部分の回路の抵抗２５の抵抗値（Ｒとする）とコンデンサ２２の容量（Ｃとする）は次式（１）を満足するように選定する。但し、Ｖは一次電源１の電圧（実効値）、ωは一次電源の角周波数とする。
【００２４】
【数１】
なお、漏洩電流の規制値は国家機関が定めたものである。
【００２６】
ここで、フォトカプラ２３のＯＮ／ＯＦＦ特性により、適当な増幅率のフォトカプラを選択することにより式（１）を満足しながら、フォトカプラ２３をＯＮ／ＯＦＦするのに十分な電流をフォトダイオード２４に流すことにより、フォトトランジスタ２７がＯＮ／ＯＦＦする。ここでコンデンサ２２は、電源線のＬ相とＥを電気的にＥと絶縁するために接続している。ダイオード２６は、逆電圧がフォトカプラ２３の逆耐圧を超えないように保護としてフォトカプラに並列に接続している。
【００２７】
フォトトランジスタ２７の出力は、直流電圧供給手段２１から供給された電圧を抵抗２８を介して出力されるため、フォトカプラ２３がＯＮしているときは、出力電圧は０Ｖ付近の電圧まで下がり、フォトカプラ２３がＯＦＦしているときは、出力電圧は、直流電圧供給手段２１から供給されている直流電圧値を示す。この出力電圧を端子３６、３９から判定手段１９に入力する。
【００２８】
また、誤配線検出装置１６の電気信号検出手段１８の端子台１７のＮ相とＥ間に接続された抵抗３２、フォトカプラ３０のフォトダイオード３１、コンデンサ２９の直列回路部分は、上記と同様にして、この回路の抵抗３２の抵抗値（Ｒとする）とコンデンサＣ２９の容量（Ｃとする）を式（１）を満足するように選定することにより、フォトカプラ３０をＯＮ／ＯＦＦする電流がフォトダイオード３１に流がれ、フォトトランジスタ３４がＯＮ／ＯＦＦする。このとき、フォトカプラ２３、３０の１次側のフォトダイオード２４、３１に流れる電流は交流なので、出力結果は時間の経過とともに変化し、フォトカプラ２３、３０がＯＮする場合は、１次電源波形の半サイクルのみＯＮし、次の半サイクルはＯＦＦする。このようにフォトカプラ２３、３０の出力電圧は、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返すパルス波形である。
【００２９】
そして、フォトトランジスタ３４の出力は、直流電圧供給手段２１から供給された電圧を抵抗３５を介して出力されるため、フォトカプラ３０がＯＮしているときは、出力電圧は０Ｖ付近の電圧まで下がり、フォトカプラ３０がＯＦＦしているときは、出力電圧は、直流電圧供給手段２１から供給されている直流電圧値を示す。この出力電圧を端子３７、３８から判定手段１９に入力する。
【００３０】
フォトカプラ２３、３０の出力電圧の組合せを集合であらわすと、｛（ＯＮ、ＯＮ）、（ＯＮ、ＯＦＦ）、（ＯＦＦ、ＯＮ）、（ＯＦＦ、ＯＦＦ）｝となり、組合せの数は４通りとなる。また、出力電圧の組合せを図５に示すが、パターンの違いを確認すると、図５（ａ）の正常配線と図５（ｂ）の誤配線パターンは、同じパターンを示すのに対して、その他の誤配線パターンと正常配線は異なる為、これらの誤配線に関して正常配線と誤配線の区別を判定することが、簡単な論理回路を使用しても可能となる。
なお、適当な大きさの抵抗２５、３２またはコンデンサ２２、２９を選択することで、接地線に流す電流値を漏洩電流の規制値以下にすることが可能である。
【００３１】
次に、判定手段１９による動作を図３〜５により説明する。
図５（ａ）〜（ｆ）は一次電源１のＬ−Ｅ間電圧、空気調和機用コンセント５のＬ−Ｅ間電圧、端子３６−３９間電圧、一次電源１のＮ−Ｅ間電圧、端子３７−３８間電圧の波形を各々示す。
電気信号検出手段１８では、フォトカプラ２３、３０の１次側のフォトダイオード２４、３１に流れる電流は交流なので、出力結果は時間の経過とともに変化し、フォトカプラ２３、３０がＯＮする場合は、１次電源波形の半サイクルのみＯＮし、次の半サイクルはＯＦＦする。このようにフォトカプラ２３、３０の出力電圧は、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返すパルス波形である。
【００３２】
電気信号検出手段１８から図５（ａ）〜（ｆ）に示すような端子３６−３９間電圧、端子３７−３８間電圧波形の信号が判定手段１９に入力されると、ＮＯＴ回路４０、４１は、端子３６−３９間電圧、端子３７−３８間電圧を反転し出力する。この出力信号はフォトカプラ２３及び３０のフォトトランジスタ２７、３４のＯＮ／ＯＦＦの状態を示す。
【００３３】
この出力信号はパルス波形であるが、パルス波形からレベル波形に変換することにより、時間的に変化しない安定した出力結果の組合せを得ることができ、また、回路が簡単にできるためＮＯＴ回路４０には、抵抗４２、４４、コンデンサ４３から構成される積分回路を接続し、この積分回路によりパルス波形からレベル波形に変換する。
同様に、ＮＯＴ回路４１には、抵抗４５、４７、コンデンサ４６から構成される積分回路を接続し、この積分回路によりパルス波形からレベル波形に変換する。
【００３４】
ＮＯＴ回路４０、４１の積分回路の各部品の定数をパルス波形がレベル波形に変換されるように適当に選定すると、フォトカプラ２３、３０がＯＮ／ＯＦＦを繰り返すパルス波形は、直流電圧供給手段２１の供給する電圧値Ｖｃｃで安定する。フォトカプラ２３、３０がＯＦＦしている場合には、０Ｖを出力する。正常配線時において、端子３６−３９間電圧の波形は、ＮＯＴ回路４０と積分回路を通過する時は、Ｖｃｃの電圧を示し、端子３７−３８間電圧の波形は、ＮＯＴ回路４１と積分回路を通過した時には、０Ｖとなる。ここで、Ｖｃｃの電圧を記号で「Ｈ」とし、０Ｖを「Ｌ」と定義すると、電気信号検出手段１８の出力を判定手段１９のＮＯＴ回路４０、４１と各々の積分回路を通過させた後の電圧を、図４に示した配線の接続パターンと図５に示した出力結果の組み合わせによる正常配線及び誤配線パターンについてまとめると表１のようになる。なお、表１は真理値表である。
【００３５】
ここで、（ｂ）誤配線パターン１は、接地側電線と接地線が入れ替わっているパターンなので（ａ）正常配線と見なすことができるため、上記の組合せを論理式で構成すると、正常配線の時に「Ｈ」を出力するとすると判定結果は次のようになる。この論理回路は図３のＮＯＴ回路４８と、ＡＮＤ回路４９である。
【００３６】
【数２】
【表１】
このように、正常配線の場合には、判定結果には「Ｈ」が出力手段２０に出力され、誤配線時には「Ｌ」が出力される。この判定結果の逆の結果が必要な場合には、ＡＮＤ回路４９の代わりにＮＡＮＤ回路を接続すればよい。このようにして判定結果が出力手段２０に入力されたら、出力手段２０を警報音を発する場合、警告ランプを表示する場合、他の機器へのリレー出力をする場合等、外部の出力する機器に応じて出力手段を変えることにより、より汎用的な回路を構成することができる。
【００３９】
また、電気信号検出手段１８のコンデンサ２２、２９の容量を適当に選択することで、抵抗２５、３２を無くして、上記と同様な効果を得ることができる。
【００４０】
このように、配線の接続の形態と出力結果の組合せを表にすることにより、正常配線かどうか判定することができる。
【００４１】
以上は、単相２線式１００Ｖと２００Ｖ、単相３線式１００Ｖ、三相４線式の中性線をＮ相として単相２線式で電源供給する電源方式に関しては表１になるが、単相３線式２００Ｖに関しては、表１に示した真理値表とは異なり表２のようになるので、判定結果は次の理論式であらわされる。
【００４２】
【数３】
【表２】
従って、単相３線式の場合には、判定手段の論理回路を変更することにより、上記と同様に判定することが可能となり、誤配線の検出が可能となる。
【００４５】
以上のように、空気調和機の設置時に一次電源の電源配線の誤配線を検出し、設置業者等に表示や警報音等により誤配線の有無を知らせることができ、誤配線による電線の過熱等の不具合を未然に防止することができる。
なお、本実施の形態は電気信号検出手段１８の構成を、抵抗２５、３２、コンデンサ２２、２９及びフォトカプラ２３、３０としたが、抵抗とフォトカプラ、またはコンデンサとフォトカプラの構成でもよく、簡単な構成とすることができる。
【００４６】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。実施の形態１ではフォトカップラからなる電気信号検出手段を示したが、本実施の形態は、抵抗またはコンデンサからなる電気信号検出手段としたものである。
図６において、実施の形態１の図３と同一部分または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。電気信号検出手段１８において、５９はＬ相とＥ間に接続された抵抗２５の電圧を検出する電圧検出回路、６０はＮ相とＥ間に接続された抵抗３２の電圧を検出する電圧検出回路である。電気信号検出手段１８の他は実施の形態１と同じである。
【００４７】
この構成において、電圧検出回路５９はＬ相とＥ間に電圧が印加されている場合に、電圧検出回路６０はＮ相とＥ間に電圧が印加されている場合に、各々判定手段１９に対してＯＮ／ＯＦＦの電気信号を出力する。電圧検出回路８９、６０は各々抵抗２５、３２の両端をトランジスタにて接続し、ＯＮ／ＯＦＦ条件を設定することで電圧を検出する。
電圧検出回路５９、６０の出力電圧は判定手段１９に入力され、実施の形態１と同じ動作により、正常配線か誤配線かを判定し誤配線による電線の過熱等の不具合を未然に防止することができる
【００４８】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。実施の形態２で示したように電気信号検出手段に抵抗２５、３２を用いた場合、抵抗値＝絶縁抵抗値となるので電気機器及び電気部品の各種安全規格（電気用品取締法、ＩＥＣ、ＵＬ、ＣＳＡ、ＴＵＶ、ＢＳＩ等の海外電気安全規格等）に基づく絶縁抵抗試験を満足するためには、相当大きな抵抗値を接続することが必要となり、ノイズに弱くなる等の欠点があるので、抵抗２５、３２の代わりにコンデンサ２２、２９を用いたものである。
【００４９】
コンデンサを接続することにより、抵抗値を下げるもしくは接続しなくても絶縁抵抗を確保でき、計算により適切な静電容量値を求めることで、安全規格を満足することが可能である。
【００５０】
なお、日本国内においては、電源電圧は、単相２線式では１００Ｖと２００Ｖがあり、単相３線式においても１００Ｖと２００Ｖが存在しているため、電気信号検出手段１８を構成しているコンデンサ２２、２９の静電容量を、かかる電圧に応じて変える場合と、コンデンサ２２、２９の容量を電圧によって変えないで、コンデンサ２２、２９に直列に抵抗を接続して、かかる電圧によって抵抗値を変える場合とが考えられる。ここで同一のコンデンサを複数個接続することは、コンデンサの静電容量を変えたことと同じである。
【００５１】
また、Ｌ相とＥ間、Ｎ相とＥ間をコンデンサにより絶縁を維持したまま接続をし、コンデンサと直列に抵抗を接続することで電気機器及び電気部品の各種安全規格に基づく絶縁抵抗試験を満足しつつ、計算により適切な静電容量値と抵抗値を求めることで、電源電圧が変わってもコンデンサは変えることなく抵抗値を変えることで、漏洩電流に関しても規格を満足することができる。
【００５２】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。本実施の形態は電気信号検出手段１８によって接地線に漏洩電流が流れると空気調和機の動作に対して影響を与える場合があるので、空気調和機の動作に影響を与えることなく誤配線検出を可能としたものである。
【００５３】
図８において 実施の形態１の図３と同一部分または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。出力手段２０は実施の形態１では、表示器（ＬＥＤ、ランプ等）や音響機器（ブザー等）、外部機器への接点出力が可能であると述べたが、本実施の形態では、判定手段１９からの出力を一旦保持する自己保持回路（フリップフロップ回路等）５０、リレー５２の駆動回路５１から構成される。
５３は電気信号検出手段の電源線のＬ相とＥ間に接続され、リレー５２Ｘからなる遮断手段、５４は電気信号検出手段の電源線のＮ相とＥ間に接続され、リレー５２Ｘからなる遮断手段である。なお、リレー５２Ｘはｂ接点を使用している。
【００５４】
この構成において、出力手段２０の自己保持回路５０により、判定手段１９からの出力を一旦保持した状態で、リレー駆動回路５１によりリレー５２Ｘを駆動し、遮断手段５３、５４により電気信号検出手段１８の電源線のＬ及びＮ相とＥ間の接続を各々遮断することが可能である。これにより、電気信号検出手段１８によって接地線に漏洩電流が流れるのを短時間にし、空気調和機の動作に影響を与えることなく誤配線検出ができる。
【００５５】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である実施の形態４は電気信号検出手段の電源線Ｌ、Ｎ相とＥ間を遮断したが、電源線を遮断するものである。図８において実施の形態４の図８と同一部分または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。
５５は電源線のＬ相に設けられたリレー５２Ｘからなる遮断手段、５６は電源線のＮ相に設けられたリレー５２Ｘからなる遮断手段である。なお、リレー５２Ｘはｂ接点を使用している。
【００５６】
この構成において、出力手段２０の自己保持回路５０により判定手段１９からの出力を一旦保持した状態で、リレー駆動回路５１によりリレー５２Ｘを駆動し、遮断手段５５、５６により電源線のＬ及びＮ相の接続を各々遮断することにより、電源線と空気調和機間を切り離す。このため、空気調和機側の配線が切り離されている為、誤配線による不具合の防止ができる。また、空気調和機に電源供給がされない為、空気調和機が動作しないことになり、誤配線時の安全性がより向上する。
【００５７】
実施の形態６．
図１０はこの発明の実施の形態６を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。本実施の形態は、出力手段により外部機器を制御するものである。図１０において実施の形態５の図９と同一部分または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。５８は外部機器、５７は一次電源１と外部機器５８の間に設けられたリレー５２Ｘからなる遮断手段である。
【００５８】
この構成において、外部機器５７が正常時には、遮断手段５７を動作させないが誤配線時には動作させる等の制御が可能となる。外部機器の種類や用途により、リレー５２Ｘの接点仕様は、ａ接点、ｂ接点を選択すればよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、単相２線式、単相３線式または三相４線式の単相低圧の電源から電源供給を受けて動作する空気調和機の電源配線の誤配線を検出する空気調和機の誤配線検出装置において、前記電源からの接地側電線または中性線、単相３線式２００Ｖ電源においては電圧側電線の一線（以下Ｎ相と称す）と接地線（以下Ｅと称す）間、及び電圧側電線または単相３線式２００Ｖ電源においては電圧側電線のＮ相の他方の一線（以下Ｌ相と称す）と前記Ｅ間の各々の電気信号を検出する電気信号検出手段と、この電気信号検出手段により検出された前記Ｎ相と前記Ｅ間及び前記Ｌ相と前記Ｅ間の電気信号の組合わせが、前記誤配線のパターンに各々対応してあらかじめ定めた前記Ｎ相と前記Ｅ間及び前記Ｌ相と前記Ｅ間の電気信号の組合わせであるか否かによって、前記誤配線の有無を判定する判定手段と、この判定手段からの判定結果を知らせる表示・警報手段を駆動する出力手段と、を備えたので、簡単な構成により、空気調和機の設置時に一次電源の電源配線の誤配線を検出し、表示や警報音等により誤配線の有無を知らせることができる。
【００６０】
また、電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続されたフォトカプラからなるので、交流電源側と直流回路側の絶縁をすることができ、簡単な構成により、空気調和機の設置時に一次電源の電源配線の誤配線を検出し、表示や警報音等により誤配線の有無を知らせることができる。
【００６１】
また、電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続された抵抗からなるので、簡単な構成により、空気調和機の設置時に一次電源の電源配線の誤配線を検出し、表示や警報音等により誤配線の有無を知らせることができる。
【００６２】
また、電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続されたコンデンサからなるので、電気的に絶縁が可能となり、抵抗値を小さくすることができるとともに漏洩電流を小さくでき、安全規格についても満足しやすい。
【００６３】
また、判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて電気信号検出手段をＮ相、Ｌ相から切り離す遮断手段を備えたので、空気調和機の動作に影響しないようにすることができる
【００６４】
また、判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて空気調和機に接続されている電源線を切り離す遮断手段を備えたので、誤配線による電線の過熱等の不具合を防止することができる
【００６５】
また、判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて空気調和機周辺の外部機器の電源線を切り離す遮断手段を備えたので、出力手段を判定手段に応じて変えることができ、より汎用性が広い装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図２】 図１の信号検出手段の詳細を示した空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図３】 図１の信号検出手段と判定手段の詳細を示した空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図４】 この発明の実施の形態１を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図の電源配線の配線パターン図である。
【図５】 この発明の実施の形態１を示す空気調和機の誤配線検出装置の電気信号検出手段の検出信号の波形図である。
【図６】 この発明の実施の形態２を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図７】 この発明の実施の形態３を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図８】 この発明の実施の形態４を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図９】 この発明の実施の形態５を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図１０】 この発明の実施の形態６を示す空気調和機の誤配線検出装置を含む電源配線図である。
【図１１】 従来の空気調和機の正常な電源配線図である。
【図１２】 従来の空気調和機の誤配線をした電源配線図である。
【図１３】 従来の空気調和機の誤配線をした電源配線図である。
【符号の説明】
１ 一次電源、６ 空気調和機の電源プラグ、１６ 誤配線検出装置、１８ 電気信号検出手段、１９ 判定手段、２０ 出力手段、２１ 直流電圧供給手段、２３、３０ フォトカプラ、２５、３５ 抵抗、２２、２９ コンデンサ、５３、５４、５５、５６、５７ 遮断手段、５９、６０ 電圧検出回路。
Claims (7)
- 単相２線式、単相３線式または三相４線式の単相低圧の電源から電源供給を受けて動作する空気調和機の電源配線の誤配線を検出する空気調和機の誤配線検出装置において、
前記電源からの接地側電線または中性線、単相３線式２００Ｖ電源においては電圧側電線の一線（以下Ｎ相と称す）と接地線（以下Ｅと称す）間、及び電圧側電線または単相３線式２００Ｖ電源においては電圧側電線のＮ相の他方の一線（以下Ｌ相と称す）と前記Ｅ間の各々の電気信号を検出する電気信号検出手段と、
この電気信号検出手段により検出された前記Ｎ相と前記Ｅ間及び前記Ｌ相と前記Ｅ間の電気信号の組合わせが、前記誤配線のパターンに各々対応してあらかじめ定めた前記Ｎ相と前記Ｅ間及び前記Ｌ相と前記Ｅ間の電気信号の組合わせであるか否かによって、前記誤配線の有無を判定する判定手段と、
この判定手段からの判定結果を知らせる表示・警報手段を駆動する出力手段と、
を備えたことを特徴とする空気調和機の誤配線検出装置。 - 電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続されたフォトカプラからなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機の誤配線検出装置。
- 電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続された抵抗からなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機の誤配線検出装置。
- 電気信号検出手段は、Ｌ相とＥ間、及びＮ相とＥ間に各々接続されたコンデンサからなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機の誤配線検出装置。
- 判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて電気信号検出手段をＮ相、Ｌ相から切り離す遮断手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機の誤配線検出装置。
- 判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて空気調和機に接続されている電源線を切り離す遮断手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機の誤配線検出装置。
- 判定手段により誤配線と判断したときに、出力手段の信号に基づいて空気調和機周辺の外部機器の電源線を切り離す遮断手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機の誤配線検出装置。
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