JPH10220819A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機に使用される制御装置において、
制御装置内のプリント基板上に構成された電力変換手段
の構成部品を冷却し、構成部品の発熱による劣化および
破壊を防止することを目的とする。 【解決手段】 空気調和機（図示せず）駆動用の交流電
源１を空気調和機制御用の電装ボックス２内の制御手段
３に接続し、この制御手段３内に圧縮機駆動用の電力変
換手段４をプリント基板６上に設け、電力変換手段４の
プリント基板６上に構成された構成部品５を実装する部
品面側に放熱用パターン７を設け、電力変換手段４の構
成部品５で発生した熱を放熱用パターン７で放熱するよ
うにしたので、構成部品５の発熱を抑え、熱による劣
化、破壊を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気調和機に使用さ
れる制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、空気調和機は、低コスト化、省ス
ペース化に対する要求が大きくなってきており、この要
求を小形化することで実現してきたが、大型部品の割合
が高く、発熱部品が多い圧縮機を駆動する電力変換手段
の小形化の必要に迫られている。

【０００３】従来、この種の空気調和機の制御装置は、
特開平６−１２３４４９号公報に記載されたものが知ら
れている。

【０００４】以下、その空気調和機の制御装置について
図１０を参照しながら説明する。図に示すように、１層
目に放熱用フィン１０１を配置し、２層目に整流器１０
２とパワートランジスタ１０３等の発熱部品を前記放熱
用フィン１０１に密接した状態で配置し、３層目にノイ
ズフィルタ１０４、力率改善回路１０５ａ、１０５ｂ、
平滑コンデンサ１０６等から成る電源回路を構成した配
線基板１０７を配置し、４層目にマイクロコンピュータ
ー１０８等の制御部品から成る制御回路を構成した制御
回路配線基板１０９を配置した構成から成るインバータ
から電装ボックス１１０を構成することにより、電装ボ
ックス１１０を小形化し、ひいては空気調和機の小形化
に貢献していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の空気
調和機の制御装置では、さらに制御装置を小形化するた
めには、制御装置内で大きな容積を占める部品、特に圧
縮機駆動用の電力変換手段の構成部品である力率改善回
路１０５ａ、１０５ｂ、平滑コンデンサ１０６を小形化
するのが有効ではあるが、小形化することにより、構成
部品の発熱が大きくなり、部品およびプリント基板の温
度が上昇し、劣化、破壊の進行を早めるという課題も併
せて持っており、電力変換手段の構成部品、およびプリ
ント基板の温度を上昇させずに制御装置を小形化するこ
とが要求されている。

【０００６】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、電力変換手段の構成部品で発生する熱を
放熱でき、電力変換手段の構成部品の劣化、破壊を防止
することができる空気調和機の制御装置を提供すること
を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の空気調和機の制
御装置は上記目的を達成するために、電装ボックス内に
設けた制御手段と、この制御手段内のプリント基板上に
圧縮機駆動用の電力変換手段と、この電力変換手段の構
成部品から発生する熱を放熱する放熱用パターンを設け
たものである。

【０００８】本発明によれば、小形化に伴い、プリント
基板上に構成された電力変換手段の構成部品で発生する
熱を放熱用パターンで放熱するので、電力変換手段の構
成部品の発熱を抑制し、熱による劣化、破壊を防止する
ことができる空気調和機の制御装置を提供できる。

【０００９】また他の手段は、放熱用パターンに放熱用
フィンを設けたものである。本発明によれば、放熱用パ
ターン上に放熱用フィンを設けることで放熱容量を高
め、電力変換手段の構成部品の発熱を抑え、熱による劣
化、破壊を防止することができる空気調和機の制御装置
を提供できる。

【００１０】また他の手段は、電力変換手段の構成部品
と放熱用パターン上の放熱用フィンの間に前記電力変換
手段の構成部品で発生する熱を放熱するための絶縁シー
トを挟み込む構成としたものである。

【００１１】本発明によれば、構成部品表面から直接放
熱用パターンに放熱するように、熱抵抗を小さくしたた
め、電力変換手段の構成部品の発熱を抑え、熱による劣
化、破壊を防止することができ、さらに電力変換手段の
構成部品とプリント基板の絶縁も強化でき、安全性の向
上が図れる空気調和機の制御装置を提供できる。

【００１２】また他の手段は、プリント基板上に放熱用
パターンと放熱用フィンを冷却する冷却手段を設け、強
制的に前記放熱用パターンと放熱用フィンを冷却する構
成としたものである。

【００１３】本発明によれば、小形化に伴い、プリント
基板上に構成された電力変換手段の構成部品で発生する
熱を放熱する放熱用パターンと、冷却手段により放熱用
フィンを強制的に冷却することで放熱効果を高めたの
で、電力変換手段の構成部品を小形化しても熱による部
品の劣化、破壊を防止することができる空気調和機の制
御装置を提供できる。

【００１４】また他の手段は、電力変換手段内に、この
電力変換手段の温度を検出する温度検出手段を設け、こ
の温度検出手段は検出した温度データーを変換する温度
検出装置に接続され、この温度検出装置に変換された前
記温度データーの検出と制御手段および前記電力変換手
段の制御を行うマイクロコンピューターを設けたもので
ある。

【００１５】本発明によれば、電力変換手段の構成部品
が発熱し、周囲の温度が予め設定された温度以上になる
と圧縮機の運転を停止させるため、熱による電力変換手
段の構成部品の劣化、破壊を未然に防止することができ
る空気調和機の制御装置を提供できる。

【００１６】また他の手段は、電力変換手段の温度を検
出する温度検出手段と、この温度検出手段が検出した温
度データーを変換する温度検出装置と、この温度検出装
置で変換された前記温度データーの検出と、制御手段の
制御を行うマイクロコンピューターと、放熱用パターン
と、放熱用フィンを冷却する冷却手段を備えたものであ
る。

【００１７】本発明によれば、電力変換手段の構成部品
周囲の温度が予め設定された温度以上となっても圧縮機
の運転を停止させることなく運転でき、冷却手段を温度
上昇時のみ使用するため省エネルギー化できる空気調和
機の制御装置を提供できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明は、電装ボックス内に設け
た制御手段と、この制御手段内のプリント基板上に圧縮
機駆動用の電力変換手段と、この電力変換手段の構成部
品から発生する熱を放熱する放熱用パターンを設け、圧
縮機駆動時に前記電力変換手段の構成部品で発生する熱
を前記放熱用パターンで放熱する構成としたものであ
り、電力変換手段の構成部品から発生する熱を放熱し、
構成部品の劣化、破壊を防止するという作用を有する。

【００１９】以下、本発明の実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００２０】

【実施例】

（実施例１）図１〜図４に示すように、空気調和機（図
示せず）駆動用の交流電源１を空気調和機制御用の電装
ボックス２内の制御手段３に接続し、この制御手段３内
のプリント基板６上に圧縮機駆動用の電力変換手段４の
構成部品５を設置し、部品を実装する部品面側に放熱用
パターン７を設け、はんだ面側には電力変換手段４の回
路を構成するように接続用パターン８を設けている。そ
して、この接続用パターン８と放熱用パターン７をはん
だ面と部品面を接続するスルーホール９によって接続し
ている。

【００２１】上記構成により、圧縮機を駆動すると電力
変換手段４に通電されるが電力が大きいため電力変換手
段４の構成部品５は発熱する。この構成部品５によって
発生した熱は、はんだ面側の接続用パターン８に伝わ
り、この接続用パターン８からスルーホール９に伝達さ
れ、さらにスルーホール９から放熱用パターン７に伝わ
るという経路で放熱することとなる。

【００２２】（実施例２）図４および図５に示すよう
に、プリント基板６上の放熱用パターン７上に放熱用フ
ィン１０を設けている。

【００２３】上記構成により、圧縮機を駆動すると電力
変換手段４に通電されるが電力が大きいため電力変換手
段４の構成部品５は発熱する。この構成部品５によって
発生した熱は、はんだ面側の接続用パターン８に伝わ
り、この接続用パターン８からスルーホール９に伝達さ
れ、さらにスルーホール９から放熱用パターン７に伝わ
りこの放熱用パターン７上の放熱用フィン１０に伝わり
放熱することとなる。

【００２４】（実施例３）図４および図６に示すよう
に、プリント基板６上の電力変換手段４の構成部品５と
放熱用パターン７の間に放熱効果の高い絶縁シート１１
を挟み込んで構成している。

【００２５】上記構成により、圧縮機を駆動すると電力
変換手段４に通電されるが電力が大きいため電力変換手
段４の構成部品５は発熱する。この構成部品５によって
発生した熱は、はんだ面側の接続用パターン８に伝わ
り、この接続用パターン８からスルーホール９に伝達さ
れ、さらにスルーホール９から放熱用パターン７に伝わ
り、この放熱用パターン７上の放熱用フィン１０に伝わ
り放熱されると同時に、構成部品５の部品表面から直接
絶縁シート１１を伝わり、放熱用パターン７に伝わり放
熱することとなる。

【００２６】（実施例４）図７に示すように、プリント
基板６上に電力変換手段４の構成部品５で発生する熱を
放熱する放熱用パターン７と放熱用フィン１０に冷却風
があたるように送風ファンを備えた冷却手段１５ａを設
けている。

【００２７】上記構成により、空気調和機に通電すると
冷却手段１５ａの送風ファンが駆動し、この送風ファン
によって発生した冷却風が電力変換手段４の構成部品５
で発生した熱によって発熱した放熱用パターン７と放熱
用フィン１０にあたることで放熱がより促進され電力変
換手段４の構成部品５の温度は下がることとなる。

【００２８】（実施例５）図８に示すように、電力変換
手段４内に、この電力変換手段の温度を検出する温度検
出手段１２を設け、この温度検出手段１２は検出した温
度データーを変換する温度検出装置１３に接続され、こ
の温度検出装置１３に変換された温度データーの検出と
制御手段３および電力変換手段４の制御を行うマイクロ
コンピューター１４ａに接続している。

【００２９】上記構成により、圧縮機を駆動すると電力
変換手段４に通電されるが電力が大きいため電力変換手
段４の構成部品５は発熱し、電力変換手段４周囲の温度
が上昇していくが、この温度は温度検出手段１２によっ
て検出され、検出された温度データーが温度検出装置１
３に伝達され、この温度検出装置１３はマイクロコンピ
ューター１４ａに温度データーを変換し、伝達され電力
変換手段４の周囲温度を監視している。

【００３０】そして、電力変換手段４周辺の温度が電力
変換手段４の安全性、信頼性を保てる上限値等、予め設
定されている温度以上になるとマイクロコンピューター
１４ａによって圧縮機の駆動を停止する。そして、圧縮
機が停止した状態で温度検出手段１２によって検出され
る電力変換手段４周囲の温度が予め設定されている温度
以下になると再度圧縮機の運転を行うこととなる。

【００３１】（実施例６）図９に示すように、電力変換
手段４内にこの電力変換手段４の温度を検出する温度検
出手段１２と冷却手段１５ｂを設け、温度検出手段１２
は検出した温度データーを変換する温度検出装置１３に
接続され、この温度検出装置１３で変換された温度デー
ターを検出するマイクロコンピューター１４ｂに接続し
ている。

【００３２】上記構成により、電力変換手段４の温度を
温度検出手段１２により温度データーとして検出し、こ
の温度データーを温度検出装置１３にて変換した温度デ
ーターをマイクロコンピューター１４ｂに伝達し、この
マイクロコンピューター１４ｂは、電力変換手段４の周
囲の温度を監視することができる。そして、マイクロコ
ンピューター１４ｂは、電力変換手段４の周囲の温度
が、電力変換手段４の安全性、信頼性を保てる上限値
等、予め設定された温度以上になった場合に、冷却手段
１５ｂを運転し、電力変換手段４の構成部品５を冷却す
る。

【００３３】また、冷却手段１５ｂによる冷却により電
力変換手段４の温度が予め設定された温度以下に下がっ
た場合には、冷却手段１５ｂを停止することとなる。

【００３４】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば電力変換手段の構成部品から発生する熱を放
熱用パターンによって放熱するので、電力変換手段の構
成部品の熱による劣化、破壊を防止できるという効果の
ある空気調和機の制御装置を提供できる。

【００３５】また、放熱用パターン上に放熱用フィンを
設け、熱容量を大きくしたため、電力変換手段の構成部
品の発熱を抑え、熱による劣化、破壊を防止できるとい
う効果のある空気調和機の制御装置を提供できる。

【００３６】また、電力変換手段の構成部品とプリント
基板の間に絶縁シートを挟み込み、放熱用パターンと電
力変換手段の構成部品表面との熱伝導性を高めたので、
電力変換手段の構成部品の発熱による劣化、破壊を防止
することができ、さらに電力変換手段の構成部品とプリ
ント基板の絶縁も強化でき、安全性の向上が図れるとい
う効果のある空気調和機の制御装置を提供できる。

【００３７】また、冷却手段によって電力変換手段の構
成部品を常時冷却するので、発熱が大きい小形の部品や
ばらつきの大きい低コストの部品を使用しても発熱によ
って破壊することなく圧縮機の運転ができるという効果
のある空気調和機の制御装置を提供できる。

【００３８】また、温度検出手段により電力変換手段の
周囲の温度を検出し、電力変換手段の構成部品の温度が
発熱によって高温となると圧縮機を停止させるので、電
力変換手段の構成部品を破壊することなく運転できると
いう効果のある空気調和機の制御装置を提供できる。

【００３９】また、温度検出手段により電力変換手段の
周囲の温度を検出し、予め設定された温度以上の時、冷
却手段によって電力変換手段の構成部品を冷却するの
で、発熱が大きい小形の部品やばらつきの大きい低コス
トの部品を使用しても発熱によって破壊することなく圧
縮機の運転ができ、また、電力変換手段の温度が、予め
設定された温度より高くなった場合にのみ冷却手段を運
転し、予め設定された温度より電力変換手段の温度が低
いときは冷却手段を運転しないので、省エネルギー化で
きるという効果のある空気調和機の制御装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の空気調和機の制御装置の構
成を示すブロック図

【図２】同電力変換手段の構成を示す斜視図

【図３】同電力変換手段の構成を部品実装面側から見た
構成図

【図４】同実施例１〜３の空気調和機の制御装置におけ
る電力変換手段の構成をはんだ面側から見た構成図

【図５】同実施例２の空気調和機の制御装置の電力変換
手段を示す斜視図

【図６】同実施例３の空気調和機の制御装置の電力変換
手段を示す斜視図

【図７】同実施例４の空気調和機の制御装置の電力変換
手段を示す斜視図

【図８】同実施例５の空気調和機の制御装置の電力変換
手段を示すブロック図

【図９】同実施例６の空気調和機の制御装置の構成を示
すブロック図

【図１０】従来の空気調和機の制御装置の構成を示す斜
視図

【符号の説明】

２ 電装ボックス ３ 制御手段 ４ 電力変換手段 ５ 構成部品 ６ プリント基板 ７ 放熱用パターン １０ 放熱用フィン １１ 絶縁シート １２ 温度検出手段 １３ 温度検出装置 １４ａ マイクロコンピューター １４ｂ マイクロコンピューター １５ａ 冷却手段 １５ｂ 冷却手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇井 尚之 大阪府大阪市城東区今福西６丁目２番61号 松下精工株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電装ボックス内に設けた制御手段と、この
   制御手段内のプリント基板上に圧縮機駆動用の電力変換
   手段と、この電力変換手段の構成部品から発生する熱を
   放熱する放熱用パターンを設けた空気調和機の制御装
   置。
2. 【請求項２】放熱用パターンに放熱用フィンを設けた請
   求項１記載の空気調和機の制御装置。
3. 【請求項３】電力変換手段の構成部品と放熱用パターン
   上の放熱用フィンの間に前記電力変換手段の構成部品で
   発生する熱を放熱するための絶縁シートを挟み込む構成
   とした請求項２記載の空気調和機の制御装置。
4. 【請求項４】プリント基板上に放熱用パターンと放熱用
   フィンを冷却する冷却手段を設け、強制的に前記放熱用
   パターンと放熱用フィンを冷却する構成とした請求項３
   記載の空気調和機の制御装置。
5. 【請求項５】電力変換手段内に、この電力変換手段の温
   度を検出する温度検出手段を設け、この温度検出手段は
   検出した温度データーを変換する温度検出装置に接続さ
   れ、この温度検出装置に変換された前記温度データーの
   検出と制御手段および前記電力変換手段の制御を行うマ
   イクロコンピューターを設けた空気調和機の制御装置。
6. 【請求項６】電力変換手段の温度を検出する温度検出手
   段と、この温度検出手段が検出した温度データーを変換
   する温度検出装置と、この温度検出装置で変換された前
   記温度データーの検出と、制御手段の制御を行うマイク
   ロコンピューターと、放熱用パターンと、放熱用フィン
   を冷却する冷却手段を備えた請求項５記載の空気調和機
   の制御装置。