JP4654519B2 - 電路板及び空気調和機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電路板、特に、空気調和機に用いられる電路板に関する。
【０００２】
また本発明は、空気調和機、特に、室外機に配置される電路板を備える空気調和機に関する。
【０００３】
【従来の技術】
室内機と室外機とから構成されるセパレート型の空気調和機では、リモコンからの信号（運転モード・設定室温など）が室内機に受信されると、その信号は、電気ケーブルを介して室外機の制御板に送信される。制御板は、受信した信号（運転モード・設定室温など）に基づいて、冷媒回路を制御し、室内機から室内に冷気又は暖気が供給される。また、室温が設定室温になるように、冷気又は暖気の温度を調節する。
【０００４】
このような空気調和機では、商用電源及び室内機からの電気ケーブルの先端をネジ止め可能な端子部を備える電路板が用いられる。この電路板は制御板にも電気的に接続されて、制御板が商用電源及び室内機に電気的に接続される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
空気調和機の製造段階においては、商用電源からの電力及び室内機からの通信信号を検査治具から室外機に擬似的に供給して、室外機の動作を検査している。具体的には、検査治具からの電気ケーブルの先端を電路板の端子部にネジ止めし、擬似的な電力及び通信信号を供給している。
【０００６】
しかし、ネジ止めするには工数がかかり生産性が悪い。また、検査治具からの電気ケーブルの先端を電路板の端子部に磁石などで単に接触させるだけでは、検査治具の自重によって電気ケーブルの先端が抜け落ち、検査が中断してしまう場合がある。この場合、電気ケーブルの先端は高電圧になっており、作業者が危険にさらされることになる。また、電路板の端子部に供給されている高電圧が突然遮断されるため、室外機の電気回路にも悪影響を与える場合がある。
【０００７】
本発明の課題は、空気調和機の製造段階での検査を容易にすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る電路板は、室内機及び室外機を備える空気調和機に設けられ、空気調和機の運転を制御する制御板を室内機及び商用電源に電気的に接続するための電路板であって、導体配線と樹脂部材とを備えている。導体配線は、金属薄板で形成され、室内機及び商用電源に電気的に接続されている。樹脂部材は、導体配線と一体成型され、導体配線の一部が内壁に露出する孔を有している。この孔は、室外機を商用電源と擬似的に接続する孔と、室外機を室内機と擬似的に接続する孔とである。そして、孔の内壁に露出する導体配線の一部とは、検査治具の接続端子の側面部の少なくとも一部及び接続端子の先端部と接触する導体配線の部分である。
【０００９】
請求項１に係る電路板では、空気調和機の検査段階において、検査治具からの接続用端子を樹脂部材の孔に挿入する。このとき、接続用端子は内部の導体配線と電気的に接続される。そして、検査治具から接続端子に商用電源の電力を疑似的に供給させる。また、検査治具から接続端子に室内機の通信信号を疑似的に出力させ、室外機の通信信号を接続端子を介して検査治具に擬似的に受信させ、室外機が室内機と通信できるか検査する。
【００１０】
請求項１に係る電路板によれば、検査治具からの接続用端子を電路板の孔に挿入して検査治具と電路板とを電気的に接続するので、接続用端子が確実に電路板に固定される。この結果、検査中に接続用端子が電路板から抜け落ちるのを防止することができる。
【００１１】
請求項２に係る空気調和機は、室内機と冷媒配管と室外機と電路板とを備えている。室内機は、室内空気を冷媒との間で熱交換させ、室内に冷気又は暖気を供給する。冷媒配管は、室内機に一端が接続され、冷媒を流通可能である。室外機は、冷媒配管の他端に接続され、室内機及び冷媒配管と共に冷媒回路を構成し、圧縮又は減圧した冷媒を前記冷媒配管を介して室内機に供給する。制御板は冷媒回路を制御する。電路板は、請求項１に記載の電路板である。請求項２に係る空気調和機によれば、請求項１に係る電路板の場合と同様の効果を奏する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔全体構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和機の概略構成を示すブロック図である。本発明の空気調和機は、図１に示すように、冷媒回路１と駆動回路２と制御回路３とを備えている。制御回路３は、冷媒回路１及び駆動回路２を制御し、駆動回路２からの出力によって冷媒回路１を駆動し、冷媒回路１の冷媒の流れを制御して、室温を調節する。
【００１３】
冷媒回路１の具体的な構成を図２に示す。この冷媒回路１は、圧縮機１１と、圧縮機１１の吐出側に接続された四方切換弁１２と、四方切換弁１２に接続された室外熱交換器１３と、室外熱交換器１３に接続された減圧器（電動膨張弁）１４と、減圧器１４に接続された室内熱交換器１５と、アキュムレータ１６とを備えている。圧縮機１１、四方切換弁１２、室外熱交換器１３、減圧器１４及びアキュムレータ１６は室外機に設けられており、室内熱交換器１５は室内機に設けられている。また室外機及び室内機には、室外熱交換器１３と室内熱交換器１５とに空気流を供給するためのファンがそれぞれ配置されている。
【００１４】
圧縮機１１は、吸入側から冷媒を吸引し、冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒を吐出側から排出する装置である。四方切換弁１２は、４つの配管接続部（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を有しており、それぞれに接続される配管をＡ−Ｂ間・Ｃ−Ｄ間（実線）又はＡ−Ｄ間・Ｂ−Ｃ間（点線）で導通させ、流路を変更する装置である。室外熱交換器１３は、冷媒配管を折り返して平面視Ｌ字形に形成されている。平面視Ｌ字形にするのは、空気流との接触面積を大きくするためである。減圧器１４は、冷媒を減圧して排出する装置であり、例えば電動膨張弁が用いられる。室内熱交換器１５は、平行に配列される複数の平板状のフィンと、それらを貫通する冷媒配管とから構成されている。空気と冷媒との熱交換効率を高めるためにフィンは、アルミニウム等の熱伝導性の良好な材質で形成され、複数が平行に配列され、空気との接触面積が大きくなるように構成されている。アキュムレータ１６は、圧縮機１１の吸引側に接続され、圧縮機１１に液状の冷媒が混入するのを防止するための装置である。
【００１５】
冷媒回路１を駆動する駆動回路２の構成を図３に示す。駆動回路２は、主に、整流回路２１とインバータ２２とを備えている。整流回路２１は、ダイオードブリッジや大容量のアルミ電解コンデンサ等から構成され、入力側が商用電源２０に接続されている。インバータ２２は、ＦＥＴやＩＧＢＴ等のパワー素子で構成されるブリッジ回路であり、制御回路３からのドライブ信号によって駆動される。この駆動回路では、商用電源２０からの電力が整流回路２１に入力されると、整流回路２１のダイオードブリッジによって整流され、アルミ電解コンデンサによって平滑される。この整流及び平滑された電力がインバータ２２に入力される。インバータ２２のパワー素子が、制御回路３からのドライブ信号によって駆動されると、整流回路２１からの出力が所定周波数の電力信号に変換されて圧縮機１１のモータ１１ａに出力される。このようにして圧縮機１１が駆動される。また、制御回路３からのドライブ信号の周波数を調節することによって圧縮機１１の回転周波数を調節し、冷房又は暖房の能力を調節する。
【００１６】
図４には、制御回路３の構成を示す。制御回路３は、主に、制御部３０、メモリ３１、センサ３２、電路板３３、室内機マイコン５１、Ｉ／Ｆ５２、受信部５３及びセンサ５４を備えている。室内機マイコン５１、Ｉ／Ｆ５２、受信部５３及びセンサ５４は、室内機５０に備えられている。また、制御部３０、メモリ３１、センサ３２及び駆動回路２は、後述するように、室外機４０の制御板４５に実装されている。
【００１７】
制御部３０は、冷媒回路１及び駆動回路２を制御するための構成である。制御部３０は、予め定められた制御手順のプログラムを実行して冷媒回路１及び駆動回路２を制御するマイクロプロセッサや、駆動回路２に出力するドライブ信号を発生させるためのドライブ回路で構成されている。メモリ３１は、設定室温、設定湿度、運転モードや制御手順のプログラム等を格納している。メモリ３１は、図４のように制御部３０と別途設けても良いし、マイクロプロセッサに内蔵してもよい。センサ３２は、外気温を検出する温度センサや冷媒配管温度を検出する温度センサを含んでいる。電路板３３は、駆動回路２、制御部３０、商用電源２０及びＩ／Ｆ５２に接続されている。電路板３３は、Ｉ／Ｆ５２からの電気信号及び商用電源２０に含まれるノイズを除去するノイズ除去回路や、Ｉ／Ｆ５２からの電気信号を制御部３０が受信可能な電気信号に変換するインターフェース回路を含んでいる。室内機マイコン５１は、受信部５３、センサ５４からの電気信号をＩ／Ｆ５２を介して電路板３３に送信する。Ｉ／Ｆ５２は、室内機マイコン５１からの電気信号を所定レベルの電気信号に変換して電路板３３に出力する。受信部５３は、リモコン等からの信号を受信して室内機マイコン５１に出力する。センサ５４は、室温を検出する温度センサや室内湿度を検出する湿度センサを含んでいる。
【００１８】
〔空調運転〕
このような空気調和機では、受信部５３が運転モード、設定室温等を受信すると、この指示の信号がマイコン５１からＩ／Ｆ５２に出力され、所定レベルの電気信号に変換されて電路板３３に出力される。この電気信号（運転モード、設定室温）は、電路板３３のノイズ除去回路でノイズを取り除かれ、インターフェース回路でマイコンが受信可能な電気信号に変換される。そして、これらの指令（運転モード、設定室温）は、制御部３０によりメモリ３１の所定領域に格納される。制御部３０は、この指令（運転モード、設定室温）及びメモリ３１に格納されているプログラムに基づいて、冷媒回路１を制御し、駆動回路２にドライブ信号を出力する。具体的には、制御部３０は、四方切換弁１２を切り換え、減圧器１４の弁を所定の開度に調節する。また、商用電源２０から電路板３３を介して駆動回路２に入力される電力を所定周波数の電力信号に変換して、冷媒回路１の圧縮機１１を駆動する。
【００１９】
以下、冷房時及び暖房時における冷媒回路１での冷媒の流れを、図２を参照して説明する。
【００２０】
冷房運転時には、四方切換弁１２を実線の位置とし、減圧器１４を所定の開度に絞り、圧縮機１１を起動する。圧縮機１１から吐出される高圧冷媒は、室外熱交換器１３で凝縮した後、減圧器１４で減圧される。減圧された低圧冷媒は、室内熱交換器１５で蒸発した後、四方切換弁１２、アキュムレータ１６を介して圧縮機１１に戻る。室内熱交換器１５で冷媒が蒸発する際に、室内空気は冷媒に熱を奪われ、この熱を奪われた室内空気が冷気として働く。
【００２１】
暖房運転時には、四方切換弁１２を点線の位置とし、減圧器１４を所定の開度に絞り、圧縮機１１を起動する。圧縮機１１から吐出される高圧冷媒は、室内熱交換器１５で凝縮した後、減圧器１４によって減圧される。減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１３で蒸発した後、四方切換弁１２、アキュムレータ１６を介して圧縮機１１の吐出側に戻る。室内熱交換器１５で冷媒が凝縮する際に、室内空気に熱を放出するため、この熱を吸収した室内空気が暖気として働く。
【００２２】
〔電路板〕
以下、本実施形態に係る空気調和機の室外機４０と室内機５０との具体的な構成及び配置を説明し、その後、電路板３３について説明する。
【００２３】
図５は、本実施形態に係る空気調和機の室内機４０及び室内機５０の斜視図である。図６は、室外機４０の内部の斜視図である。室外機４０は、屋外に後面を建物に向けて設置され、プロペラファン（図示せず）により後面から吸い込んだ外気を室外熱交換器１３に接触させ、前面より排出する。室内機５０は、上方から吸い込んだ室内空気を室内熱交換器１５と接触させ、クロスフローファン（図示せず）により吹き出し口から室内に供給する。
【００２４】
室内機５０は、上述した室内熱交換機１５、室内機マイコン５１、Ｉ／Ｆ５２、受信部５３及びセンサ５４が本体ケーシング５５の内部に設けられている。室外機４０は、図５に示すように、本体ケーシング４１と閉鎖弁カバー４２とを備えている。その内部には、図６に示すように、室外熱交換器１３と機械室４３と電装箱４４とを備えている。
【００２５】
機械室４３には、圧縮機１１、四方切換弁１２、減圧器１４及びアキュムレータ１６が設けられている。これらの圧縮機１１、四方切換弁１２、減圧器１４及びアキュムレータ１６と室外熱交換器１３とは、それぞれ図２に示すように冷媒配管により接続され、さらに配管４６，４７によって室内熱交換器１５に接続されている。
【００２６】
電装箱４４には、制御板４５及び電路板３３が設けられている。制御板４５は、上述したように、制御部３０、メモリ３１、センサ３２及び駆動回路２を備えている。駆動回路２の出力が圧縮機１１に接続されており、制御部３０が四方切換弁１２及び減圧器１４に接続されている。
【００２７】
電路板３３は、図６に示すように、制御板４５の一端に並んで配置されており、制御板４５上の制御部３０及び駆動回路２の入力側と電気的に接続されている。また電路板３３は、電気ケーブル４８を介して商用電源２０及び室内機５０（Ｉ／Ｆ５２）と接続されている。電路板３３は、金属薄板の導体配線の配線パターンを形成しておき、その導体配線を絶縁樹脂で固めた装置である。この電路板３３は、図６に示すように、ほぼ直方体の形状をしている。
【００２８】
電路板３３の制御板４５に対向する面の拡大図（以下、表面という）を図７に、電路板３３の制御板４５に対向しない面（以下、裏面という）の拡大図を図８に示す。
【００２９】
図７に示すように、電路板３３表面は部品実装面であり、ノイズ除去回路及びインターフェイス回路を構成する電子部品が実装される。この実装面には、駆動回路２と電気的に接続される接続孔６１及び制御部３０と電気的に接続されるハーネス６２とが設けられている。これらの接続孔６１・ハーネス６２がそれぞれ制御基板４５上の導体パターンと接続され、接続孔６１と駆動回路２、ハーネス６２と制御部３０がそれぞれ電気的に接続される。
【００３０】
電路板３３の裏面には、図８に示すように、商用電源２０からの電気ケーブルが接続される端子部６３・６４、室内機５０への電源線が接続される端子部６３ａ・６４ａ、室内機５０からの信号線が接続される端子部６５が設けられている。これらの端子部６３・６４、６３ａ・６４ａ及び６５は、電源ケーブル先端をネジ止めして固定する。また端子部６３・６４は、導体配線３３ｂ（図９）を介してそれぞれ端子部６３ａ・６４ａに電気的に接続されている。端子部６５は、導体配線３３ｂを介してハーネス６２に接続されており、室内機５０からの電気ケーブルが接続される。また電路板３３の裏面には、検査治具からの接続端子が接続される接続孔６６ａ・６７ｂ及び６８が設けられている。接続孔６６ａ・６７ｂは、導体配線３３ｂ（図９）を介してそれぞれ端子部６３ａ・６４ａと電気的に接続されている。接続孔６８は、導体配線３３ｂを介して端子部６５と電気的に接続されている。
【００３１】
図９には、電路板３３の裏面に形成される接続孔６６ａの断面図を示す。接続孔６６ａ・６７ｂ及び６８は全て同様の構成であるので、以下接続孔６６ａの構造のみについて説明する。接続孔６６ａは、導体配線３３ｂに樹脂部材３３ａを一体成型する際に同時に樹脂成形により形成されている。また、接続孔６６ａの内壁には、導体配線３３ｂの一部が露出されるように形成されている。
【００３２】
このような接続孔６６ａ・６７ｂ及び６８に検査治具からの接続端子を挿入すると、接続端子は接続孔６６ａ・６７ｂ及び６８の内壁に露出した導体配線３３ｂの一部と接触して固定される。接続孔６６ａ・６７ｂ及び６８は、この導体配線３３ｂの一部を介して端子部６３ａ・６４ａ及び６５と電気的に接続される。接続端子を挿入後、検査治具から商用電源２０の電力を擬似的に供給する。また、検査治具から室内機５０の通信信号を擬似的に出力させ、検査治具に制御板４５からの信号を疑似的に受信させ、室内機５０の動作を検査する。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１に係る電路板によれば、検査治具からの接続用端子を電路板の孔に挿入して検査治具と電路板とを電気的に接続するので、接続用端子が確実に電路板に固定される。この結果、検査中に接続用端子が電路板から抜け落ちるのを防止することができる。
【００３４】
請求項２に係る空気調和機によれば、請求項１に係る電路板の場合と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態による空気調和機の概略ブロック図。
【図２】 その冷媒回路。
【図３】 その駆動回路。
【図４】 その制御回路。
【図５】 本発明の一実施形態による空気調和機の斜視図。
【図６】 その室外機の内部。
【図７】 その電路板の部品実装面。
【図８】 その電路板の端子接続面。
【図９】 接続孔の拡大図。
【符号の説明】
１ 冷媒回路
３３ 電路板
３３ａ 樹脂部材
３３ｂ 導体配線
４０ 室外機
４５ 制御板
４６，４７ 冷媒配管
５０ 室内機
６５ａ，６５ｂ，６６ 接続孔

Claims (2)

1. 室内機及び室外機を備える空気調和機に設けられ、空気調和機の運転を制御する制御板を室内機及び商用電源に電気的に接続するための電路板であって、
   前記室内機及び商用電源に電気的に接続される金属薄板の導体配線と、
   前記導体配線と一体成型され、前記導体配線の一部が内壁に露出する孔を有する樹脂部材と、
   を備え、
   前記孔は、前記室外機を商用電源と擬似的に接続する孔と、前記室外機を前記室内機と擬似的に接続する孔とであって、
   前記孔の内壁に露出する前記導体配線の一部とは、検査治具の接続端子の側面部の少なくとも一部及び前記接続端子の先端部と接触する前記導体配線の部分である、
   電路板。
2. 室内空気を冷媒との間で熱交換させ、室内に冷気又は暖気を供給する室内機と、
   前記室内機に一端が接続され、冷媒を流通可能な冷媒配管と、
   前記冷媒配管の他端に接続され、前記室内機及び冷媒配管と共に冷媒回路を構成し、圧縮又は減圧した冷媒を前記冷媒配管を介して前記室内機に供給するための室外機と、
   前記冷媒回路を制御する制御板と、
   前記制御板、室内機及び商用電源に電気的に接続される請求項１に記載の電路板と、
   を備える空気調和機。

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