JP6714165B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、通信インターフェース機器及び室内機を備えた空気調和機に関する。

特許文献１に開示されるメモリ用のコネクタは、カートリッジ型のメモリが挿入されるインターフェース機器であるコネクタ本体と、コネクタ本体に形成されメモリを挿入するためのスロットとを備える。また特許文献１に開示されるメモリ用のコネクタは、スロットに挿入されたメモリをコンタクトプラグへ案内する位置決めばねと、位置決めばねに案内されたメモリと電気的に接続されるコンタクトプラグとを備える。メモリは、カートリッジ型のモジュールである。また特許文献１に開示されるメモリ用のコネクタは、コネクタ本体に接続されるアース路を備える。

位置決めばねは、弾性を有する金属板である。コネクタ本体と位置決めばねとにビスが挿入され、このビスがプリント基板にねじ込まれることにより、コネクタがプリント基板に固定されると共に、位置決めばねがコネクタ本体に固定される。コネクタ本体に固定された位置決めばねとビスとにより、導電路が形成され、当該導電路は、アース路を介して接地される。

スロットにカートリッジ型のモジュールが挿入された際、モジュールのコンタクトソケットがコネクタ本体内のコンタクトプラグに接続される前に、コンタクトソケットが位置決めばねに接触する。これにより、モジュールに帯電している静電気、又は人体からモジュールを介して流れる静電気が、アース路を介して除去される。その結果、モジュール内の半導体素子の破損を防止でき、またモジュール用のコネクタが接続される機器に内蔵される回路の誤動作と故障を防止できる。

特開昭６２−２９５２９３号公報

しかしながら、特許文献１に開示される従来技術では、コネクタ本体の外郭を構成する筐体が樹脂で形成されている。従って、静電気を除去するためには、ばね状の金属板とビスとアース路とを設ける必要があり、部品点数が増加し、また構造が複雑化するという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、カートリッジ型のモジュールが挿入されるインターフェース機器の筐体が樹脂で形成されている場合でも簡素な構成で静電気を除去できる空気調和機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の空気調和機は、室内機と、一端が室内機に接続される配線と、配線の他端に接続され、配線を介して室内機と電気的に接続される通信インターフェース機器とを備える。通信インターフェース機器は、樹脂製の筐体と、筐体に形成されカートリッジ型の通信モジュールが挿入される挿入孔と、筐体の内部に設けられる制御基板とを備える。通信インターフェース機器は、制御基板の板面に設けられ通信モジュールと電気的に接続される第１のコネクタを備える。板面に設けられ、通信モジュールが第１のコネクタと電気的に接続される前に通信モジュールからの静電気を放電するためのパターン配線を備える。パターン配線は、配線を介して室内機のグランドと電気的に接続されることを特徴とする。

本発明に係る空気調和機は、カートリッジ型のモジュールが挿入されるインターフェース機器の筐体が樹脂で形成されている場合でも簡素な構成で静電気を除去できるという効果を奏する。

実施の形態に係る空気調和機の構成を示す図 実施の形態に係る空気調和機が備える通信インターフェース機器の外観図 実施の形態に係る空気調和機が備える通信インターフェース機器を背面側から内観視した図 実施の形態に係る空気調和機が備える通信インターフェース機器の第１の変形例を示す図 実施の形態に係る空気調和機が備える通信インターフェース機器の第２の変形例を示す図

以下に、本発明の実施の形態に係る空気調和機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
まず図１を参照して本発明の実施の形態に係る空気調和機１０００の全体構成を説明する。図１は実施の形態に係る空気調和機１０００の構成を示す図である。空気調和機１０００は、室外機１１と室内機１２と通信インターフェース機器１００とを備える。図１では天井カセット形の室内機１２が示されるが、室内機１２の形式は、天井カセット形に限定されず、天吊形、壁掛形又は床置形でもよい。室外機１１及び室内機１２は、冷媒管１５と不図示の電力供給用配線とにより相互に接続される。室内機１２には、通信インターフェース機器１００との間で情報の伝送を行うための不図示の通信部が設けられる。通信インターフェース機器１００と室内機１２の当該通信部との間では、配線１３を介して情報の伝送が行われる。また、通信インターフェース機器１００の駆動に必要な電力は、室内機１２から通信インターフェース機器１００へ供給される。

室内機１２は、不図示の送風機と、当該送風機を駆動する電動機と、不図示の室内熱交換器と、不図示の膨張弁と、四方弁と、室内制御基板とを備える。室外機１１は、不図示の送風機と、当該送風機を駆動する不図示の第１の電動機と、不図示の圧縮機と、当該圧縮機を駆動する第２の電動機と、不図示の室外熱交換器と、不図示の室外制御基板とを備える。上記の四方弁、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器、及び冷媒管１５により、冷凍サイクルが構成される。

次に図２及び図３を参照して、通信インターフェース機器１００の構成と、通信インターフェース機器１００に挿入される通信モジュール２００の構成とを具体的に説明する。図２は実施の形態に係る空気調和機が備える通信インターフェース機器１００の外観図である。図３は実施の形態に係る空気調和機が備える通信インターフェース機器１００を背面側から内観視した図である。図３には、通信インターフェース機器１００とカートリッジ型の通信モジュール２００とが示される。なお図３において、通信モジュール２００から通信インターフェース機器１００に向かう矢印Ａは、図２に示す挿入孔１０１ａへ通信モジュール２００を挿入する方向を示す。

図２に示すように、通信インターフェース機器１００は、四角形状の樹脂製の筐体１０１と、表示部１０２と、リセットスイッチ１０３とを備える。図２では、左手系のＸＹＺ座標において、筐体１０１の横方向をＸ軸方向とし、筐体１０１の縦方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両者に直交する筐体１０１の奥行き方向をＺ軸方向とする。筐体１０１は、複数の樹脂性の板材を組み合わせて四角形状に形成したものでもよいし、一体成形により筒状に形成された樹脂性の筒状部材の両端部に、樹脂性の板材を組み合わせて四角形状に形成したものでもよい。

図２の上側に示すように、筐体１０１のＹ軸方向の一端面１０１１には、挿入孔１０１ａが形成される。挿入孔１０１ａは、図３に示す通信モジュール２００を筐体１０１へ挿入するための開口部である。ＸＺ平面上における挿入孔１０１ａの開口面積は、図３に示す通信モジュール２００をＹ軸方向に向かって投影してなる領域２１０の面積よりも広い。なお、一端面１０１１上での挿入孔１０１ａが形成される位置は、通信モジュール２００のコネクタ２０１を図３に示す第１のコネクタ４１に接続できる位置であればよく、一端面１０１１の中央に限定されるものではない。また、挿入孔１０１ａが形成される位置は、通信モジュール２００のコネクタ２０１を第１のコネクタ４１に接続できればよく、筐体１０１のＹ軸方向の一端面１０１１以外でもよい。

図２に示すように、筐体１０１の内部には制御基板４０と一対のガイド１０１ｂとが設けられている。図２では、ＸＺ平面をＹ軸方向から平面視したときの制御基板４０の形状が点線で示される。

図３に示すように、制御基板４０のＺ軸方向の一方の板面４０１には、第１のコネクタ４１と、静電気放電用のパターン配線４２と、第２のコネクタ４３とが設けられる。また板面４０１には、通信モジュール２００へ電力を供給するための第１の電力供給回路４４と、通信インターフェース機器１００の動作を制御する制御回路４５と、制御回路４５へ電力を供給するための第２の電力供給回路４６と、グランドパターン配線４８とが設けられる。

第１のコネクタ４１は、コネクタ２０１と電気的に接続されると共に制御回路４５と電気的に接続されるコネクタである。具体的には、第１のコネクタ４１には、複数の端子４１ａが設けられ、複数の端子４１ａのそれぞれは、Ｙ軸方向に延伸する導電性の端子である。複数の端子４１ａのそれぞれは、互いにＸ軸方向に離間して配置される。複数の端子４１ａのそれぞれは、図３に示す通信モジュール２００に設けられた端子２０１ａと電気的に接続され、さらに制御回路４５と電気的に接続される。複数の端子２０１ａのそれぞれは、Ｙ軸方向に延伸する導電性の端子である。複数の端子２０１ａのそれぞれは、互いにＸ軸方向に離間して配置される。

パターン配線４２は、コネクタ２０１が第１のコネクタ４１と電気的に接続される前に、通信モジュール２００の端子２０１ａに近接することで、静電気を配線１３へ放電させるための配線である。当該静電気は、通信モジュール２００に帯電している静電気又は人体から通信モジュール２００を介して流れる静電気である。パターン配線４２は、第２のコネクタ４３を介して、グランドパターン配線４８と電気的に接続されている。具体的には、パターン配線４２は、第１のパターン配線４２１と、第２のパターン配線４２２と、第３のパターン配線４２３とにより構成される。第１のパターン配線４２１は、Ｘ軸方向に伸びるパターン配線である。第１のパターン配線４２１は、制御基板４０のＹ軸方向の一端４０２と第１のコネクタ４１との間に設けられる。第２のパターン配線４２２は、第１のパターン配線４２１のＸ軸方向の端部からＹ軸方向に伸びるパターン配線である。第２のパターン配線４２２は、制御基板４０のＸ軸方向の一端４０４寄りに設けられる。第３のパターン配線４２３は、第２のパターン配線４２２のＹ軸方向の端部からＸ軸方向に伸びるパターン配線である。第３のパターン配線４２３は、制御基板４０のＹ軸方向の他端４０３寄りに設けられる。第３のパターン配線４２３は第２のコネクタ４３を介して配線１３と電気的に接続される。

なおパターン配線４２の配線形状は図示例に限定されるものではない。また、制御基板４０のＹ軸方向の一端４０２と第１のコネクタ４１との間に設けられる第１のパターン配線４２１が、第２のコネクタ４３を介して配線１３と電気的に接続されれば、第２のパターン配線４２２及び第３のパターン配線４２３の位置は、図示例とは異なってもよい。また、パターン配線４２は、第２のコネクタ４３を介して、制御基板４０上に設けられるグランドパターン配線４８と電気的に接続されているが、制御基板４０のＸＹ平面状の面積が小さく、グランドパターン配線４８を設けることができない場合、第２のパターン配線４２２及び第３のパターン配線４２３をグランド配線として使用してもよい。また、通信モジュール２００から第１のパターン配線４２１へ静電気を放電しやすくするために、パターン配線４２は、レジストを除去したパターンとしてもよい。

なお、制御基板４０上のパターンのインピーダンスを下げてコネクタ２０１からの静電気をパターン配線４２へ飛びやすくするためには、制御基板４０が両面基板の場合、制御基板４０の両面にパターン配線４２を設けて、両面に設けられたパターン配線４２を多数のビアで接続してもよい。また、制御基板４０が多層基板の場合、多層基板の積層方向の内側に設けられる複数の内層のそれぞれにパターン配線４２を設けておき、それぞれのパターン配線４２をビアで接続してもよい。また、パターン配線４２の周囲に設けられる不図示の配線パターンへの、パターン配線４２からの二次放電を抑制するため、抑制すべき静電気の放電電圧レベルに合わせて、当該配線パターンとパターン配線４２との離隔距離を確保することが望ましい。

第２のコネクタ４３は、パターン配線４２、配線１３及びグランドパターン配線４８と電気的に接続するためのコネクタである。

制御回路４５は、第２の電力供給回路４６からの電力の供給を受けて、室内機１２及び通信モジュール２００との通信を行う。また、制御回路４５は、室内機１２及び通信モジュール２００との通信状態をユーザに通知するため、表示部１０２の点灯パターンを制御する。また、制御回路４５は、通信モジュール２００と前述した電力メータとの間で伝送され第１の通信プロトコルに準拠したデマンド信号を、通信インターフェース機器１００と室内機１２との間で伝送され第２の通信プロトコルに準拠したデマンド信号に読み替える。具体例で説明すると、通信モジュール２００と電力メータとの間の通信方式には様々な種類がある。そのため、空気調和機１０００が設置される環境によっては、通信モジュール２００と電力メータとの間の通信方式は、通信インターフェース機器１００と室内機１２との間の通信方式と異なる場合がある。このような通信方式の相違があると、電力会社から送信されたデマンド信号を室内機１２へ伝送することができない。このような問題を解消するため、制御回路４５は、通信モジュール２００と電力メータとの間で伝送され第１の通信プロトコルに準拠したデマンド信号を、通信インターフェース機器１００と室内機１２との間で伝送され第２の通信プロトコルに準拠したデマンド信号に読み替える。デマンド信号を受信した室内機１２は、例えば、空気調和機１０００が冷房運転時であれば、設定温度を高めることにより、圧縮機の動作を抑制するように動作する。

グランドパターン配線４８は、第１の電力供給回路４４、制御回路４５及び第２の電力供給回路４６用のグランド配線である。グランドパターン配線４８は、第２のコネクタ４３に接続される。グランドパターン配線４８は、第２のコネクタ４３及び配線１３を介して、室内機１２内のフレームグランドで接地される。すなわち、グランドパターン配線４８は、室内機１２内のフレームグランドと電気的に接続される。

配線１３は、第２のコネクタ４３を介して第１の電力供給回路４４及び第２の電力供給回路４６と電気的に接続されている。第１の電力供給回路４４及び第２の電力供給回路４６への電力は、配線１３及び第２のコネクタ４３を介して室内機１２から供給される。

また配線１３は、室内機１２内の不図示の制御回路基板上のグランドパターン配線に接続されている。当該グランドパターン配線は、室内機１２のフレームグランドと電気的に接続される。従って、第２のコネクタ４３に接続されるパターン配線４２及びグランドパターン配線４８は、配線１３と、室内機１２内の制御回路基板上のグランドパターン配線と、フレームグランドとを介して、接地される。

図２に示す一対のガイド１０１ｂは、挿入孔１０１ａから筐体１０１の内部に挿入された通信モジュール２００を、第１のコネクタ４１へ案内する機能を有する。一対のガイド１０１ｂのそれぞれは、互いにＸ軸方向に離間して配置される。

表示部１０２は、３つのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）で構成される。表示部１０２は、筐体１０１のＺ軸方向の一端面、すなわち筐体１０１の正面１０１２に設けられる。表示部１０２は、３つのＬＥＤの点灯パターンにより、通信インターフェース機器１００と図１に示す室内機１２との通信状態をユーザに通知するための発光器である。具体的には、通信インターフェース機器１００と室内機１２との間で通信が行われていないときには、３つのＬＥＤは消灯する。また、通信インターフェース機器１００と室内機１２との間で通信が行われているときには、３つのＬＥＤが上から順番に点灯する。また、通信インターフェース機器１００と室内機１２とを接続する配線１３が断線しているときには、３つのＬＥＤが一定周期で点滅する。このように、ＬＥＤの点灯パターンを変化させることにより、ユーザは、通信インターフェース機器１００と室内機１２との通信状態を把握でき、また配線１３が断線状態であるか否かを把握できる。

なお、ＬＥＤの点灯パターンは、通信インターフェース機器１００と室内機１２との間の通信状態をユーザが視認でき、また配線１３が断線状態であるか否かをユーザが視認できるものであればよく、これらに限定されるものではない。また表示部１０２の位置は、ユーザがＬＥＤの点灯パターンを視認できる位置であればよく、筐体１０１の正面１０１２に限定されるものではない。表示部１０２を構成するＬＥＤの個数は、通信インターフェース機器１００と室内機１２との間の通信状態をユーザが視認でき、また配線１３が断線状態であるか否かをユーザが視認できるものであればよく、３つに限定されるものではない。また表示部１０２を構成する発光器は、点灯パターンを変化させることが可能なものであればよく、ＬＥＤに限定されるものではない。

リセットスイッチ１０３は、通信インターフェース機器１００を再起動するために用いられ、また工場出荷時に通信インターフェース機器１００の設定を初期化するために用いられる。なお、リセットスイッチ１０３の位置は、リセットスイッチ１０３の操作が可能な場所であればよく、筐体１０１の正面１０１２に限定されるものではない。

図３に示す通信モジュール２００は不図示の通信回路を備える。当該通信回路は、不図示の電力メータとの間で、有線又は無線で通信を行うための回路である。当該通信回路に適用される無線通信規格には、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）又はＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）といった公知の規格を用いてもよいし、独自規格を用いてもよい。当該通信回路に適用される有線通信規格には、ＩＥＥＥ８０２．３で規格化されたＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）と、ＲＳ４８５通信とを例示できる。当該電力メータは、通信モジュール２００との間で通信する機能を備えたデマンドメータ又はスマートメータである。電力会社から送信されたデマンド信号は、電力メータを介して、通信モジュール２００の通信回路で受信される。デマンド信号は、空気調和機１０００の運転に伴う電力消費量の上昇を抑制するように、空気調和機１０００を制御するための信号である。通信モジュール２００が第１のコネクタ４１に接続されたとき、通信モジュール２００の通信回路は、受信したデマンド信号を第１のコネクタ４１を介して、制御回路４５へ出力する。

次に図４及び図５を参照して、通信インターフェース機器１００の変形例の構成について説明する。図４は実施の形態に係る空気調和機が備える通信インターフェース機器１００の第１の変形例を示す図である。図４に示す通信インターフェース機器１００Ａは、図３に示す第２のパターン配線４２２及び第３のパターン配線４２３の代わりに、リード線４７を備える。

図３に示す通信インターフェース機器１００では、第１のパターン配線４２１が第２のパターン配線４２２及び第３のパターン配線４２３を介して第２のコネクタ４３と電気的に接続されている。ところが、筐体１０１の大きさが小さいために制御基板４０のＸＹ平面上の面積を広げることができない場合、第２のパターン配線４２２及び第３のパターン配線４２３を図示例のように設けることができないときがある。このように第２のパターン配線４２２及び第３のパターン配線４２３を制御基板４０に設けることができない場合、第２のパターン配線４２２及び第３のパターン配線４２３の代わりに、図４に示すリード線４７を用いてもよい。リード線４７の材料にはアルミニウム、鉄、銅又は銀を例示できる。

図４に示すように、パターン配線４２を構成する第１のパターン配線４２１は、制御基板４０のＹ軸方向の一端４０２と第１のコネクタ４１との間に設けられる。リード線４７の一端は第１のパターン配線４２１に接続され、リード線４７の他端は第２のコネクタ４３に接続される。第１のパターン配線４２１はリード線４７及び第２のコネクタ４３を介して、配線１３と電気的に接続される。

図５は実施の形態に係る空気調和機が備える通信インターフェース機器１００の第２の変形例を示す図である。図５に示す通信インターフェース機器１００Ｂの制御基板４０には、第１のコネクタ４１、パターン配線４２、第２のコネクタ４３、第１の電力供給回路４４、制御回路４５及び第２の電力供給回路４６に加えて、樹脂製のリブ４１１が設けられる。

抑制すべき静電気の放電電圧レベルが高くなるほど、また制御基板４０のＸＹ平面上の面積が小さくなるほど、上記の二次放電が発生する可能性が高くなる。このような二次放電の発生を抑制するため、図５に示す制御基板４０には樹脂製のリブ４１１が設けられる。リブ４１１は、パターン配線４２と、パターン配線４２の近くに設けられる不図示の配線パターンとの間の見通し線を遮るように、制御基板４０へ起立形成される絶縁隔壁である。リブ４１１は、第１のパターン配線４２１の第１のコネクタ４１側に設けられる第１のリブ４１１ａと、第２のパターン配線４２２の第１の電力供給回路４４側に設けられる第２のリブ４１１ｂと、第３のパターン配線４２３の第２の電力供給回路４６側に設けられる第３のリブ４１１ｃとを備える。制御基板４０に形成された不図示のスリットに樹脂製の板部材を固定することでリブ４１１が形成される。

以上のように、実施の形態に係る空気調和機１０００の通信インターフェース機器１００，１００Ａ，１００Ｂでは、第１のコネクタ４１の手前に静電気放電用のパターン配線４２を設けられる。これにより、通信インターフェース機器１００の挿入孔１０１ａに通信モジュール２００が挿入されたときの、通信モジュール２００の端子２０１ａから第１のパターン配線４２１までの距離が、通信モジュール２００の端子２０１ａから第１のコネクタ４１の端子４１ａまでの距離よりも短くなる。そのため、通信モジュール２００の端子２０１ａは、第１のコネクタ４１と電気的に接続される前に、第１のコネクタ４１の端子４１ａと電気的に接続される。これにより、通信モジュール２００に帯電した静電気は、第１のコネクタ４１の端子４１ａに放電される前に第１のパターン配線４２１へ放電され、静電気が放電されることにより、制御基板４０上の部品の誤動作と故障が防止され、さらに通信モジュール２００内の半導体素子の破損が抑制される。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１１ 室外機、１２ 室内機、１３ 配線、１５ 冷媒管、４０ 制御基板、４１ 第１のコネクタ、４１ａ，２０１ａ 端子、４２ パターン配線、４３ 第２のコネクタ、４４ 第１の電力供給回路、４５ 制御回路、４６ 第２の電力供給回路、４７ リード線、４８ グランドパターン配線、１００，１００Ａ，１００Ｂ 通信インターフェース機器、１０１ 筐体、１０１ａ 挿入孔、１０１ｂ ガイド、１０２ 表示部、１０３ リセットスイッチ、２００ 通信モジュール、２０１ コネクタ、２１０ 領域、４０１ 板面、４０２，４０４ 一端、４０３ 他端、４１１ リブ、４１１ａ 第１のリブ、４１１ｂ 第２のリブ、４１１ｃ 第３のリブ、４２１ 第１のパターン配線、４２２ 第２のパターン配線、４２３ 第３のパターン配線、１０００ 空気調和機、１０１１ 一端面、１０１２ 正面。

Claims (2)

1. 室内機と、
   一端が前記室内機に接続される配線と、
   前記配線の他端に接続され、前記配線を介して前記室内機と電気的に接続される通信インターフェース機器とを備え、
   前記通信インターフェース機器は、
   樹脂製の筐体と、
   前記筐体に形成されカートリッジ型の通信モジュールが挿入される挿入孔と、
   前記筐体の内部に設けられる制御基板と、
   前記制御基板の板面に設けられ前記通信モジュールと電気的に接続される第１のコネクタと、
   前記板面に設けられ、前記通信モジュールが前記第１のコネクタと電気的に接続される前に前記通信モジュールからの静電気を放電するためのパターン配線とを備え、
   前記パターン配線は、前記配線を介して前記室内機のグランドと電気的に接続されることを特徴とする空気調和機。
2. 前記制御基板には、前記パターン配線と電気的に接続されるグランドパターン配線が設けられ、
   前記グランドパターン配線は、前記配線を介して前記室内機のグランドと電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。

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