JP5206550B2

JP5206550B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP5206550B2
Application number: JP2009084568A
Authority: JP
Inventors: 守丹羽; 敬人上島
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP2010236753A

Description

本発明は、空気清浄機能用の高圧電源装置を有する空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機において電装品の発火発煙等の不安全が生じた場合、延焼を防止するためにプリント基板の一次側回路部分をケース状の金属で囲う構造としている。

また、空気調和機に空気清浄機能を付加させるため高圧電源装置を設け、高圧電源装置の出力を電極に接続することで電極間に流れる放電電流によりマイナスイオンを発生させる構成としていた。

図５は部品発火等から延焼を防止する空気調和機の金属ケース形状電子制御装置の構造図、図６は室内機への取付け図である。

電子部品が実装されたプリント基板１のはんだ面を難燃樹脂ケース２、部品面を金属のケース３により挟み込む構成となっており、部品が発火した場合でも金属ケースにより類焼を防止するとともに、プリント基板をケースで挟み込む構造とすることにより窒息消化をさせるものである。

ここで空気清浄機用機能を空気調和機に付加するには高圧電源４が必要になる。高圧電源４から高圧用リード線５により放電電極６に接続される。放電電極により放出されたマイナスイオンにより空気中に浮遊するほこりが帯電し空気調和機による循環空気にのり空気調和機のエアーフィルターに吸着することにより室内空気を清浄にする仕組みである。

このとき高圧リード線が中継コネクタ１１で接続されている等高圧のリークポイントが存在する場合その高圧リークポイントの位置が金属ケース３に近接している場合や、誘電率の高い材料でできた構造物を介して金属ケースに近接している場合、高圧のリーク電流により金属ケース３は帯電する。さらに金属ケース３がプリント基板１の導電パターン１７に近接している場合、金属ケース３の帯電量が金属ケース３と導電パターン１７の距離で決定される絶縁破壊電圧に達すると放電現象が発生する。放電現象が発生するとそのｄｖ／ｄｔによりプリント基板上の回路や部品が誤動作に至る場合がある。

特許文献１記載の構成は、金属製の筐体と放電用パターンをネジにより電気的に接続し、放電用パターンをグランドパターンとＲＣで接続することで筐体に帯電した静電気による電子部品の破壊を防止する電子機器等の静電気放電構造が記載されている。

また、特許文献２記載の構成ではカメラユニットの構成であり、筐体から延びた爪形状の導体を内部回路の静電用グランドと接触させる構造により筐体に印加された静電気を効果的に除去することが記載されている。
特開２００６−１２４９５号公報特開２００５−５１４３３号公報

しかしながら、前記した従来の技術による電子機器の静電気放電構造では、静電気の発生そのものを防ぐことができないため、放電用のＲＣの発熱、劣化、破壊やグランドパターンの発熱を引き起こすレベルの静電気が連続して印加された場合に、それらの現象を抑
制することができない。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、簡易な構造で確実に高圧放電によるｄｖ／ｄｔを緩和することで回路の誤動作や部品破壊を防止するとともに、電子機器部品の発熱、劣化、破壊を引き起こすレベルの静電気が発生する場合には、静電気の発生そのものを防ぐことにより、電子機器部品の発熱、劣化、破壊を防ぐことを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の空気調和機は、金属によるケースと樹脂ケースによりプリント基板を挟み込んで収納する構成とした電子制御装置において、前記金属ケースの一部を鋭角に切り立たせ電荷集中しやすい形状とするとともに、前記プリント基板上の銅箔により構成した放電用パターンに接触させ且つパターンの接触部分のレジストを削除して銅箔を露出させる構造とし、前記放電用パターンは回路の制御グランドパターンと一定値の抵抗で接続し、且つ前記グランドパターンは電源回路の出力元のグランドへ直結させ、且つ放電発生時には制御マイコンが放電を検知する回路を有し、制御マイコンが放電を検知した場合は空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフする構成としたものである。

本発明の空気調和機の電子制御装置は、高圧電源の影響により金属ケースが帯電した場合でも、固定作業を必要としない簡易な構造でありながら特定の位置より積極的に安定したＧＮＤパターンへ抵抗を通じて確実に接続し安定的に放電させることにより、高圧放電によるｄｖ／ｄｔを緩和することで回路の誤動作や部品破壊なく放電を検知することができ、放電が発生する場合には、静電気の発生そのものを防ぐことにより、電子機器部品の発熱、劣化、破壊を防ぐことができる。

第１及び第２の発明は、空気清浄機能を付加させるため高圧電源装置を設け、高圧電源装置の出力を電極に接続することで電極間に低リーク電流を流させマイナスイオンを発生させる構成とし、電装品の発火発煙等の不安全が生じた場合、延焼を防止するためにプリント基板の一次側回路部分をケース状の金属で囲う構造としている空気調和機において、金属によるケースと樹脂ケースによりプリント基板を挟み込んで収納する構成とした電子制御装置で、前記金属ケースの一部を鋭角に切り立たせ電荷集中しやすい形状とするとともに、前記プリント基板上の銅箔により構成した放電用パターンに接触させ且つパターンの接触部分のレジストを削除して銅箔を露出させる構造とし、前記放電用パターンは回路の制御グランドパターンと一定値の抵抗で接続し、且つ前記グランドパターンは電源回路の出力元のグランドへ直結させ、且つ前記放電パターンとグランド間の電圧を分圧し制御マイコンの入力ポートに入力する回路を有し、制御マイコンの入力ポートに入力される電圧が所定の値以上である場合は前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフすることにより、金属ケースが帯電した場合でも積極的に安定したＧＮＤパターンへ放電させ、高圧放電によるｄｖ／ｄｔによる回路の誤動作や部品破壊なく放電を検知することができ、放電が発生する場合には、静電気の発生そのものを防ぐことにより、電子機器部品の発熱、劣化、破壊を防ぐことができる。

第３の発明は、第１〜２の発明で、放電パターンとグランド間の電圧を分圧した回路をコンパレータの入力に接続し、且つコンパレータの出力は制御マイコンの入力ポートに接続し、前記コンパレータに入力される電圧が一定の電圧以上である場合はコンパレータの出力信号を反転し、前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフすることにより、マイコンの入力ポートに保証外の電圧が入力されるのを防ぐと共に、Ｄ入力ポートを利用することが可能となる。

第４の発明は、第１〜３の発明で、放電パターンとグランド間の電圧を分圧した回路と前記制御マイコンの入力ポートまたは前記コンパレータの入力の間に一定値の抵抗を接続し、且つ抵抗と前記制御マイコンの入力ポートまたは前記コンパレータの入力の間と回路のグランドの間にコンデンサを接続することで、ノイズをＲＣフィルタで除去することにより、放電が起きていない場合にマイコンがノイズを放電として誤検知することを防ぐことが可能となる。

第５の発明は、第１〜４の発明で、マイコンの入力ポートに入力される電圧が、一定の時間以上連続で前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフする条件を満たした場合に、前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフすることにより、放電が起きていない場合にマイコンが一定の時間未満のパルス幅のノイズを放電として誤検知することを防ぐことが可能となり、且つ、電子機器部品の発熱、劣化、破壊を引き起こす可能性のない短いパルス幅の放電を検知して空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフすることのないようにすることが可能となる。

第６の発明は、第１〜５の発明で、マイコンの入力ポートに入力される電圧が、一定の回数前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフする条件を満たした場合に、前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフすることにより、放電が起きていない場合に偶発的に発生したノイズをマイコンが放電として誤検知することを防ぐことが可能となり、且つ、１回発生しただけでは電子機器部品の発熱、劣化、破壊を引き起こす可能性のない放電を検知して空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフすることのないようにすることが可能となる。

第７の発明は、特に第６の発明で、一定の時間内に一定の回数前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフする条件を満たした場合に、前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフすることにより、偶発的に複数回発生したノイズをマイコンが放電として誤検知することを防ぐことが可能となり、且つ、放電の発生する時間の間隔がある部品破壊の可能性がない時間以上の場合に、空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフすることのないようにすることが可能となる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における空気調和機の電子制御装置の構成図、図２は本発明の実施の形態１における空気清浄機能用の高圧電源装置を有する空気調和機の構成図である。

図１において、金属によるケースと樹脂ケースによりプリント基板を挟み込んで収納する簡易な構造でありながら、本実施の形態ではプリント基板１の部品面から挟み込む金属ケース３の一部を切り欠いてエッジ部とし、プリント基板１上に配線した放電専用のパターン８に接触する構造としている。

また、放電専用パターン８は回路の電源出力に直結された専用ＧＮＤパターン１２に抵抗９及び抵抗１３で接続する構成としている。また、放電専用パターン８とＧＮＤパターン１２間の電圧を抵抗９と抵抗１３で分圧し、制御マイコン１０の入力ポートに入力する回路構成としている。

このことにより構造が簡易なため機械的な固定といった作業を必要とせず、金属ケース３が帯電した場合において、エッジに電荷集中するため放電箇所が特定される。従って放電箇所を制御回路から一定距離離すことにより放電ｄｖ／ｄｔの影響が、誤動作しやすい制御回路から意図的に離すことができる。

また、通常パターンを覆っているレジストのうち、金属ケースのエッジと接触する部分を削除して銅箔を露出することでより放電の集中が起こりやすい。

また、放電専用パターン８がＧＮＤと抵抗９及び抵抗１３で接続されていることにより放電時のｄｖ／ｄｔは緩和され、さらに放電用に接続されたＧＮＤは回路電源出力に直結されることで、制御回路が放電ノイズにより揺さぶられることを最小にすることができ、誤動作や部品破壊を防止することができる。

また、電子機器部品の発熱、劣化、破壊を引き起こすレベルの静電気が発生した場合には、制御マイコン１０に入力される電圧値より放電を検知し、放電を検知した場合には高圧電源４をオフすることにより、静電気の発生そのものを防ぐことで、電子機器部品の発熱、劣化、破壊を防ぐことができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における空気調和機の電子制御装置の構成図である。図３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図３において、放電専用パターン８とＧＮＤ間の電圧を分圧した回路をコンパレータ１４の入力に接続し、且つコンパレータ１４の出力は制御マイコン１０の入力ポートに接続し、コンパレータ１４に入力される電圧が一定の電圧以上である場合はコンパレータ１４の出力信号を反転し、制御マイコンに放電を検知させる回路構成としている。

これにより、実施の形態１において、制御マイコン入力ポートに保証外の電圧が入力されるのを防ぐと共に、Ｄ入力ポートを利用することが可能となる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における空気調和機の電子制御装置の構成図である。図４において、図１及び図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図４において、放電専用パターン８とＧＮＤ間の電圧を分圧した回路と、制御マイコン１０の入力ポートまたはコンパレータ１４の入力の間に一定値の抵抗１５を接続し、且つ抵抗１５と制御マイコン１０の入力ポートまたはコンパレータ１５の入力の間とＧＮＤの間にコンデンサ１６を接続する回路構成としている。

これにより、実施の形態１において、ノイズをＲＣフィルタで除去することにより、放電が起きていない場合に制御マイコンがノイズを放電として誤検知することを防ぐことが可能となる。

本発明にかかる空気調和機の電子制御装置は、高圧電源を使用し、帯電の可能性のある全ての機器に適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の電子制御装置の構成図本発明の実施の形態１における空気清浄機能用の高圧電源装置を有する空気調和機の構成図本発明の実施の形態２における空気調和機の電子制御装置の構成図本発明の実施の形態３における空気調和機の電子制御装置の構成図従来技術における空気調和機の電子制御装置の構成図空気調和機の室内機への電子制御装置の取付け図

１プリント基板
２難燃樹脂ケース
３金属ケース
４高圧電源
５高圧用リード線
６放電電極
７放電分圧用パターン
８放電専用パターン
９抵抗
１０制御マイコン
１１中継部
１２ＧＮＤパターン
１３抵抗
１４コンパレータ
１５抵抗
１６コンデンサ
１７導電パターン

Claims

金属ケースと樹脂ケースによりプリント基板を挟み込んで収納する構成とした電子制御装置と、空気清浄機能用の高圧電源装置を有する空気調和機において、前記金属ケースの一部を鋭角に切り立たせ電荷集中しやすい形状とするとともに、前記プリント基板上の銅箔により構成した放電用パターンに接触させ、且つパターンの接触部分のレジストを削除して銅箔を露出させる構造とし、前記放電用パターンは回路のグランドパターンと一定値の抵抗で接続し、且つ前記グランドパターンは電源回路の出力元のグランドへ直結させ、且つ放電発生時には制御マイコンが放電を検知する回路を有し、制御マイコンが放電を検知した場合は前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフすることを特徴とした空気調和機。
前記放電パターンとグランド間の電圧を分圧し制御マイコンの入力ポートに入力する回路を有し、制御マイコンの入力ポートに入力される電圧が所定の値以上である場合は前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフすることを特徴とした請求項１記載の空気調和機。
前記放電パターンとグランド間の電圧を分圧した回路をコンパレータの入力に接続し、且つコンパレータの出力は制御マイコンの入力ポートに接続し、前記コンパレータに入力される電圧が一定の電圧以上である場合はコンパレータの出力信号を反転し、前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフすることを特徴とした請求項１または２に記載の空気調和機。
前記放電パターンとグランド間の電圧を分圧した回路と前記制御マイコンの入力ポートまたは前記コンパレータの入力の間に一定値の抵抗を接続し、且つ抵抗と前記制御マイコンの入力ポートまたは前記コンパレータの入力の間と回路のグランドの間にコンデンサを接続することを特徴とした請求項１〜３いずれかに記載の空気調和機。
前記マイコンの入力ポートに入力される電圧が、一定の時間以上連続で前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフする条件を満たした場合に、前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフすることを特徴とした請求項１〜４いずれかに記載の空気調和機。
前記マイコンの入力ポートに入力される電圧が、一定の回数前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフする条件を満たした場合に、前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフすることを特徴とした請求項１〜５いずれかに記載の空気調和機。
前記マイコンの入力ポートに入力される電圧が、一定の時間内に一定の回数前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフする条件を満たした場合に、前記空気清浄機能用の高圧電源装置の電源をオフすることを特徴とした請求項１〜５いずれかに記載の空気調和機。