JPH0636424Y2 - 空気調和機の制御ユニットの過熱防止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、空気調和機の室外ユニットに設けられた制
御ユニットの過熱防止装置に関するものである。

（従来の技術） 従来の空気調和機の室外ユニットでは、第６図に示すよ
うに、室外ユニット１内に室外ファン２及び圧縮機、室
外熱交換器（図示せず）等を収容する一方、室外ユニッ
ト１にはインバータ制御ユニット３（制御ユニット）を
設けている。このインバータ制御ユニット３内には、パ
ワートランジスタ４及びコンデンサ（図示せず）等の部
品を有するインバータが設けられている。このパワート
ランジスタ４の耐熱温度は、例えば105℃±５℃であ
り、上記コンデンサは60℃以上になると寿命が短くなる
という特性を備えている。このため、上記インバータ制
御ユニット３には過熱防止装置が設けられており、この
従来の過熱防止装置で、運転に伴うパワートランジスタ
４の過熱を防止すると共に、インバータ制御ユニット３
の庫内温度を制御して上記コンデンサの寿命低下を防止
するようにしている。すなわち、圧縮機の運転時にパワ
ートランジスタ４が過熱するおそれがあるので、パワー
トランジスタ４の放熱フィン５に設けられたフィンサー
マルリレー６でパワートランジスタ４の温度を検出し、
この検出温度に基づいて電源供給リレーを遮断すると共
に、インバータの運転を停止させていた。また、インバ
ータ制御ユニット３の庫内温度を検出する温度センサ７
を設けて、上記コンデンサ等の部品が耐熱温度（60℃）
に達する前に、圧縮機が運転停止中であっても室外ファ
ン２を運転して、インバータ制御ユニット３を冷却する
ようにしていた。

なお、この考案に関連する先行技術としては、例えば実
願昭62−172100号を挙げることができる。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来例ではフィンサーマルリレー６
と室温センサ７とを設ける必要があり、構造が複雑にな
る問題がある。

本件考案者は、上記圧縮機の運転状態では室外ファン２
が作動しており、この送風によってインバータ制御ユニ
ット３の庫内温度がコンデンサ等の耐熱温度を越えるこ
とはほとんどなく、運転状態では主としてパワートラン
ジスタ４自身の発熱による過熱が問題となる一方で、圧
縮機の停止状態では、パワートランジスタ４の過熱は問
題とならず、インバータ制御ユニット３の庫内温度の異
常上昇だけが問題となる点に基づいて、一種類の温度セ
ンサを使用してパワートランジスタ４及びコンデンサ等
の他の電子部品の過熱を防止できる過熱防止装置を案出
するに至った。

すわなちこの考案の目的は、一種類の温度センサだけで
パワートランジスタ及びコンデンサ等の双方を耐熱温度
以下に維持でき、構造が簡単で低コストにて構成可能な
空気調和機の制御ユニットの過熱防止装置を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） そこで第１請求項の空気調和機の制御ユニットの過熱防
止装置においては、室外ファン２を備えた空気調和機の
室外ユニット１において、パワートランジスタ４とコン
デンサ等とを備えた制御ユニット３と、上記パワートラ
ンジスタ４の温度を検出する温度センサ10と、上記室外
ユニット１の圧縮機14の運転状態と停止状態とを判定す
る判定手段15と、上記パワートランジスタ４の耐熱温度
に対応して設定された第１基準温度T_FPi及びこの第１基
準温度T_FPiよりも低温側において上記コンデンサ等の部
品の耐熱温度に対応して設定された第２基準温度T_FFiを
記憶する記憶手段17と、上記判定手段15で判定された運
転状態に応じて温度センサ10からの検出温度T_Fと記憶手
段17に記憶されている両基準温度T_FPi、T_FFiとを比較す
る比較手段16と、この比較手段16からの出力信号に基づ
いて上記圧縮機14の運転状態では第１基準温度T_FPiを越
えないように圧縮機14の作動を制御する一方、圧縮機14
の停止状態では第２基準温度T_FFiを越えないように上記
室外ファン２を制御する運転制御手段18とを設けてい
る。

また第２請求項の空気調和機の制御ユニットの過熱防止
装置においては、上記記憶手段17において、第１基準温
度T_FPiと第２基準温度T_FFiとが室外ユニット１の機種に
応じて変更可能に構成している。

（作用） 上記第１請求項の空気調和機の制御ユニットの過熱防止
装置においては、室外ユニット１の圧縮機14の運転時
に、温度センサ10でパワートランジスタ４の温度を検出
し、一方圧縮機14の停止時には温度センサ10に伝わる制
御ユニット３の庫内温度を検出する。また上記判定手段
15で圧縮機14が運転状態であるか、停止状態であるかを
判定し、この判定された運転状態に応じて比較手段16で
上記温度センサ10の検出温度T_Fと上記両基準温度T_FPi、
T_FFiとを比較し、運転制御手段18へこの比較手段16から
の出力信号を送り出す。そして、運転制御手段18は、検
出温度T_Fが、圧縮機14の運転状態においては上記第１基
準温度T_FPiを越えず、圧縮機14の停止状態では第２基準
温度T_FFiを越えないように上記圧縮機14と室外ファン２
とを運転制御する。したがって、一種類の温度センサ10
だけでそれぞれの運転状態に応じて第１又は第２基準温
度T_FPi、T_FFiを越えないように運転制御することが可能
になる。

また第２請求項の空気調和機の制御ユニットの過熱防止
装置においては、室外ユニット１の機種毎に異なる上記
第１及び第２基準温度T_FPi、T_FFiを上記記憶手段17に設
定することができるので、室外ユニット１の機種が変わ
っても同様に過熱を防止しでき、室外ユニット１の機種
の変更にも容易に対応し得る。

（実施例） 次にこの考案による空気調和機の制御ユニットの過熱防
止装置の具体的な実施例について、図面を参照しつつ詳
細に説明する。なお第１図以下の図面において、第６図
の従来例と同一符号で示した部分は同一或いは相当部分
を示している。

第２図において、室外ユニット１には室外ファン２及び
圧縮機14（第３図）、室外熱交換機（図示せず）等が収
容され、インバータ制御ユニット３（制御ユニット）が
設けられている。このインバータ制御ユニット３には、
パワートランジスタ４及びコンデンサ（図示せず）等の
電子部品からなるインバータが収容され、インバータ制
御ユニット３内には上記室外ファン２による送風が導入
されるようになされている。上記パワートランジスタ４
の放熱フィン５にはサーミスタ10（温度センサ）が取着
されている。そしてインバータ制御ユニット３には、第
３図に示す過熱防止装置11が設けられている。この過熱
防止装置11は上記サーミスタ10からの検出温度が入力さ
れるマイクロコンピュータ12を有し、マイクロコンピュ
ータ12はインバータ13を介して圧縮機14を制御すると共
に、上記室外ファン２を制御するようになされている。

上記マイクロコンピュータ12の制御ブロックは第１図に
示すように構成されている。すなわち、上記マイクロコ
ンピュータ12は判定手段15、比較手段16、記憶手段17及
び運転制御手段18等で構成されている。まず、判定手段
15は上記室外ユニット１の圧縮機14が運転状態にある
か、停止状態にあるかを判定し、その判定結果を比較手
段16へ出力している。また記憶手段17には、室外ユニッ
ト１の機種毎の上記パワートランジスタ４の耐熱温度
（105℃±５℃）に基づく、例えば100℃に設定された第
１基準温度及び上記コンデンサ等の他の電子部品の寿命
が低下する温度、例えば60℃に基づいて50℃に設定され
た第２基準温度が予め記憶されている。そして上記比較
手段16では詳しくは第４図のフローチャートを参照して
後述するように、判定手段15の判定結果に対応して圧縮
機14の運転状態では記憶手段17の第１基準温度と上記サ
ーミスタ10からの検出温度とを比較し、圧縮機14の停止
状態では記憶手段17の第２基準温度とサーミスタ10から
の検出温度とを比較して、出力信号を運転制御手段18へ
出力し、運転制御手段18は上記圧縮機14と室外ファン２
とを運転制御して、両運転状態において検出温度が、そ
れぞれ上記第１又は第２基準温度を越えないように維持
する機能を備えている。

上記マイクロコンピュータ12の処理手順を第４図のフロ
ーチャートで詳述する。まず第４図のステップS1で判定
手段15（第１図）が上記圧縮機14で運転中であるか否か
を判定し、運転中である場合にはステップS2以降に進
み、上記パワートランジスタ４自身の発熱による過熱を
防止する。この圧縮機14の運転状態においては、室外フ
ァン２が送風しているので、上記インバータ制御ユニッ
ト３の庫内温度がコンデンサの耐熱温度以上に上昇する
おそれはほとんどなく、この場合にはパワートランジス
タ４の発熱による過熱だけを監視すればよい。このステ
ップS2では記憶手段17（第１図）に記憶された、上記第
１基準温度T_FPi（例えば100℃）を設定する。この第１
基準温度T_FPiは、室外ユニット１の機種に対応して複数
設定されているものの内から、当該機種に対応している
ものを読出す。次のステップS3では比較手段16（第１
図）において上記サーミスタ10の検出温度T_Fと第１基準
温度T_FPiとを比較し、検出温度T_Fが第１基準温度T_FPiよ
り高温の場合はステップS4へ進み、上記運転制御手段18
で圧縮機14の運転を停止させる信号を上記インバータ13
（第３図）へ出力する。このため、パワートランジスタ
４への通電が停止し、発熱することもなくなるので、パ
ワートランジスタ４の過熱が防止される。また、検出温
度T_Fが第１基準温度T_FPiより低温の場合はステップS5へ
進み、ステップS5がYESの場合はさらにステップS6へ進
み、運転制御手段18から圧縮機14の運転許可信号を上記
インバータ13へ出力する。なおこのステップS5では圧縮
機14が頻繁に運転、停止を繰り返す所謂ハンチングを防
止するために−１℃分の偏差を設けてある。ステップS5
がNOの場合は、運転制御手段18による制御を行わず、そ
のままの状態を継続する。したがって、室外ファン２が
インバータ制御ユニット３内に送風し、インバータ制御
ユニット３の庫内温度が上記第２基準温度（50℃）以上
に上昇するおそれがない圧縮機14の運転状態では、上記
パワートランジスタ４の過熱を防止する。

一方上記ステップS1で圧縮機14が停止状態であると判定
手段15（第１図）が判定した場合には、ステップS10以
降へ進み、インバータ制御ユニット３の庫内温度が上記
第２基準温度T_FFi以上に上昇しないように監視する。こ
の圧縮機14の停止状態では、パワートランジスタ４への
通電は停止し、パワートランジスタ４が過熱するおそれ
はなく、インバータ制御ユニット３の庫内温度を、上記
コンデンサ等他の電子部品の寿命が低下するおそれのな
い上記第２基準温度T_FFi以下に制御する。上記ステップ
S10においては圧縮機14の停止直後では、上記サーミス
タ10が、圧縮機14の残熱の影響を受け、インバータ制御
ユニット３の正確な庫内温度を検出することができない
ので、温度検出マスク時間T_OFFの間だけ信号処理を待機
し（ステップS10のNO）、上記温度検出マスク時間T_OFF
が経過してサーミスタ10が正確に庫内温度を検出し得る
状態となった後に（ステップS10のYES）、次のステップ
S11へ進む。このステップS11では上記記憶手段17（第１
図）に記憶されたコンデンサ等の他の部品用の上記第２
基準温度（50℃）T_FFiを設定し、ステップS12へ進む。
なおこの第２基準温度T_FFiについても、室外ユニット１
の機種に対応して複数設定されているものの内から、当
該機種に対応しているものを読出す。ステップS12では
比較手段16（第１図）において、上記サーミスタ10によ
る庫内の検出温度T_Fと第２基準温度T_FFiとを比較し、検
出温度T_Fが第２基準温度T_FFiより高温の場合はステップ
S13へ進み、上記運転制御手段18で室外ファン２を運転
させる信号を出力する。このため、室外ファン２による
送風がインバータ制御ユニット３内に流れ込み、上記室
温が第２基準温度T_FFi以下に維持される。また、検出温
度T_Fが第２基準温度T_FFiより低温の場合はステップS14
へ進み、ステップS14がYESの場合はさらにステップS15
へ進み、運制御手段18から室外ファン２を停止させる信
号を出力する。なおこのステップS14では、室外ファン
２が頻繁に運転、停止を繰り返す所謂ハンチングを防止
するために−１℃分の偏差を設けてある。ステップS14
がNOの場合は、運転制御手段18による制御を行わずその
ままの状態を継続する。したがって、圧縮機14の停止状
態において、インバータ制御ユニット３の庫内温度が第
２基準温度T_FFiを越える場合には、圧縮機14の停止状態
においても室外ファン２を運転し、インバータ制御ユニ
ット３の庫内温度を下げる。

以上の一実施例の構成では、室外ユニット１の圧縮機14
が運転している状態では、インバータ制御ユニット３の
庫内温度が上記第２基準温度T_FFi以上に上昇するおそれ
はないので、第５図の運転中の範囲内におけるパワート
ランジスタ４の温度特性T_P1を異常と判断し、温度特性T
_P0を正常と判断して、上記パワートランジスタ４への通
電による発熱でパワートランジスタ４の温度が上記第１
基準温度T_FPi以上に過熱することを防止する。一方圧縮
機14の停止状態においては、パワートランジスタ４が過
熱するおそれはないので、第５図の停止中の範囲内にお
ける室温特性T_C1を異常と判断し、室温特性T_C0を正常と
判断して、インバータ制御ユニット３の庫内温度が第２
基準温度T_FFi以上に上昇してコンデンサ等の寿命を低下
させることを防止するのである。

この場合、パワートランジスタ４の温度及びインバータ
制御ユニット３の庫内温度は、安価なサーミスタ10だけ
で判定可能であるので、従来のように複数の温度センサ
を設けている場合と比較して、構造が簡単になり、コス
トも低下する。

また、室外ユニット１の機種毎に異なる上記第１及び第
２基準温度を上記記憶手段17に記憶することによって、
室外ユニット１の機種が変わっても同様に過熱を防止し
得る。

以上にこの考案による空気調和機の制御ユニットの過熱
防止装置の具体的な実施例について説明したが、この考
案による空気調和機の制御ユニットの過熱防止装置は上
記実施例に限定されるものではなく、この考案の範囲内
で種々変更して実施することが可能である。例えば上記
実施例においては、温度センサとしてサーミスタ10を使
用したが、本考案はサーミスタに限らず、他の温度セン
サを採用することができる。また、マイクロコンピュー
タ12とソフトウェアとによる信号処理に限らず、各種演
算回路等の組み合わせで構成することもできる。

（考案の効果） 上記したように、第１請求項の空気調和機の制御ユニッ
トの過熱防止装置においては、室外ユニットの圧縮機の
運転時において、温度センサでパワートランジスタの温
度を検出し、一方圧縮機の停止時には温度センサに伝わ
る制御ユニットの庫内温度を検出し、上記判定手段で圧
縮機が運転状態であるか、停止状態であるかを判定し、
この判定された運転状態に応じて比較手段で上記温度セ
ンサの検出温度と第１及び第２基準温度とを比較し、運
転制御手段へこの比較手段からの出力信号を出力すると
共に、運転制御手段は圧縮機の運転状態においては上記
第１基準温度を越えず、一方圧縮機の停止状態では第２
基準温度を越えないように上記圧縮機と室外ファンとを
運転制御するようになっている。したがって、一種類の
温度センサだけでそれぞれの運転状態に応じて第１又は
第２基準温度を越えないように運転制御することがで
き、構造が簡単で低コストに構成可能な過熱防止装置を
提供できる。

また第２請求項では、室外ユニットの機種毎に異なる上
記第１及び第２基準温度を上記記憶手段に設定すること
によって、室外ユニットの機種が変わっても同様に過熱
を防止でき、機種変更に容易に対処可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例におけるマイクロコンピュー
タの構成を示すブロック図、第２図は本考案の一実施例
の室外ユニットを示す構造略図、第３図は本考案の一実
施例による過熱防止装置のブロック図、第４図は信号処
理を示すフローチャート、第５図は時間−温度特性を示
すグラフ、第６図は従来の室外ユニットを示す構造略図
である。 １…室外ユニット、２…室外ファン、３…インバータ制
御ユニット（制御ユニット）、４…パワートランジス
タ、10…サーミスタ（温度センサ）、14…圧縮機、15…
判定手段、16…比較手段、17…記憶手段、18…運転制御
手段。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】室外ファン（２）を備えた空気調和機の室
   外ユニット（１）において、パワートランジスタ（４）
   とコンデンサ等とを備えた制御ユニット（３）と、上記
   パワートランジスタ（４）の温度を検出する温度センサ
   （10）と、上記室外ユニット（１）の圧縮機（14）の運
   転状態と停止状態とを判定する判定手段（15）と、上記
   パワートランジスタ（４）の耐熱温度に対応して設定さ
   れた第１基準温度（T_FPi）及びこの第１基準温度
   （T_FPi）よりも低温側において上記コンデンサ等の部品
   の耐熱温度に対応して設定された第２基準温度（T_FFi）
   を記憶する記憶手段（17）と、上記判定手段（15）で判
   定された運転状態に応じて温度センサ（10）からの検出
   温度（T_F）と記憶手段（17）に記憶されている両基準温
   度（T_FPi、T_FFi）とを比較する比較手段（16）と、この
   比較手段（16）からの出力信号に基づいて上記圧縮機
   （14）の運転状態では第１基準温度（T_FPi）を越えない
   ように圧縮機（14）の作動を制御する一方、圧縮機（1
   4）の停止状態では第２基準温度（T_FFi）を越えないよ
   うに上記室外ファン（２）の作動を制御する運転制御手
   段（18）とを設けたことを特徴とする空気調和機の制御
   ユニットの過熱防止装置。
2. 【請求項２】上記記憶手段（17）においては、第１基準
   温度（T_FPi）と第２基準温度（T_FFi）とが室外ユニット
   （１）の機種に応じて変更可能に構成されていることを
   特徴とする第１請求項記載の空気調和機の制御ユニット
   の過熱防止装置。