WO2020017005A1

WO2020017005A1 - 空気調和機

Info

Publication number: WO2020017005A1
Application number: PCT/JP2018/027171
Authority: WO
Inventors: 慧小川; 正樹金森; 治信温品; 圭一石田
Original assignee: 東芝キヤリア株式会社
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2020-01-23
Also published as: JPWO2020017005A1; EP3825617A4; CN112313455A; EP3825617A1; KR20210011982A; KR102478858B1; JP6957756B2

Abstract

室外ユニットは、コンバータ、コンデンサ、突入電流防止用の素子、発光素子、スイッチ、開閉器、室外コントローラを含む。室外コントローラは、前記コンデンサの電圧により動作し、動作開始から所定時間後に前記開閉器を閉じ、その開閉器を当該室外ユニットの運転が不要となった際に開く。室内ユニットは、室内コントローラを含む。室内コントローラは、前記室外ユニットの運転が必要となった際に、前記信号ラインに連続的に信号を送出する。

Description

空気調和機

　本発明の実施形態は、室外ユニットおよび室内ユニットを備え、これら室外ユニットおよび室内ユニットをデータ伝送用の信号ラインで相互に接続した空気調和機に関する。

　空気調和機の室外ユニットは、交流電源の電圧を直流に変換するコンバータ、このコンバータの出力端に接続されたコンデンサ、このコンデンサの電圧を負荷駆動用の交流電圧に変換するインバータなどを備える。

　このような室外ユニットでは、交流電源が投入されたときに大きな突入電流がコンバータおよびコンデンサに流れる不具合を防ぐため、交流電源とコンバータとの間の電源ラインに突入電流防止用の素子たとえば正特性サーミスタが挿入される。また、正特性サーミスタに電流が流れたままでは正特性サーミスタの温度上昇およびそれに伴う抵抗値増大が続き、不要な電力消費を生じたり、コンバータへの入力電流が減少してインバータを駆動できなくなるので、正特性サーミスタと並列に常開型の開閉器が接続され、電源投入から所定時間が経過したところでその開閉器が閉じられる。

特許第３０１９８４４号公報

　電源投入後、室外ユニットの運転が不要な状態となっても、閉じた状態の開閉器を通して室外ユニットの内部機器への通電が継続し、運転を停止しているのに電力を消費してしまう。この運転停止時の電力いわゆる待機電力は、省エネルギー性の面で改善すべき課題となっている。

　本発明の実施形態の目的は、待機電力を低減できる空気調和機を提供することである。

　請求項１の空気調和機は、室外ユニットおよび室内ユニットを備え、これら室外ユニットおよび室内ユニットを信号ラインで相互接続している。室外ユニットは、交流電源の電圧を直流電圧に変換するコンバータと；このコンバータの出力端に接続されたコンデンサと；前記交流電源と前記コンバータとの間の電源ラインに挿入された突入電流防止用の素子と；前記信号ラインを通る信号により発光する発光素子と；前記電源ラインに挿入されて前記突入電流防止用の素子と直列回路を形成し、前記発光素子の発光に応動するスイッチと；前記突入電流防止用の素子と前記スイッチとの直列回路に並列接続された常開型の開閉器と；前記コンデンサの電圧により動作し、動作開始から所定時間後に前記開閉器を閉じ、その開閉器を当該室外ユニットの運転が不要となった際に開く室外コントローラと；を含む。室内ユニットは、前記室外ユニットの運転が必要となった際に、前記信号ラインに連続的に信号を送出する室内コントローラ；を含む。

図１は第１実施形態の構成を示すブロック図である。図２は各実施形態の室内コントローラの制御を示すフローチャートである。図３は第１実施形態における室外ユニットの各部の動作を示すタイムチャートである。図４は各実施形態の室外コントローラの制御を示すフローチャートである。図５は第２実施形態の要部の構成を示すブロック図である。

　［１］第１実施形態について図面を参照して説明する。　
　図１に示すように、空気調和機は、室外に設置される室外ユニット２と室内に設置される室内ユニット６０から構成される。

　交流電源１に室外ユニット２における外部接続端子３の電源端子３ａ，３ｂが接続され、その電源端子３ａ，３ｂに電源ケーブルＣ１，Ｃ２を介して室内ユニット６０における外部接続端子６１の電源端子６１ａ，６１ｂが接続されている。そして、外部接続端子３の通信端子３ｃと外部接続端子６１の通信端子６１ｃとがデータ伝送用のシリアル信号ライン（信号ライン）Ｃ３を介して相互に接続されている。なお、室内ユニット６０における外部接続端子６１の電源端子６１ａ，６１ｂは、室外ユニット２における外部接続端子３の電源端子３ａ，３ｂを経由することなく、直接、室外ユニット２が接続されている交流電源１に接続してもよい。但し、この場合、通信端子３ｃ，６１ｃの相互間に接続されるシリアル信号ラインＣ３と、電源端子６１ａ，６１ｂから交流電源１に至る交流電源ラインとが、交差する状態に配線されるので、誤配線しないよう注意する必要がある。

　［室外ユニット２の構成］
　外部接続端子３の電源端子３ａ，３ｂから電源ラインＬ１，Ｌ２が導出され、その電源ラインＬ１，Ｌ２にノイズフィルタ４を介してコンバータ（第１コンバータ）６が接続されている。コンバータ６は、例えばダイオードブリッジの整流回路であり、交流電源１の電圧Ｖｃを直流電圧に変換する。このコンバータ６の出力端に平滑コンデンサ（第１コンデンサ）７が接続され、その平滑コンデンサ７の両端間にインバータ８，３１および直流電源（第１直流電源）であるDC/DCコンバータ３３が接続されている。

　インバータ８は、平滑コンデンサ７の電圧Ｖｄｃを負荷駆動用の所定周波数の３相交流電圧に変換する。このインバータ８の出力端に、圧縮機２０の駆動モータ（圧縮機モータ）２０Ｍが接続されている。圧縮機２０は、吸込口からガス冷媒を吸込んで圧縮し、圧縮したガス冷媒を吐出口から吐出する。この圧縮機２０の吐出口に、四方弁２１を介して室外熱交換器２２の一端が配管接続されている。そして、室外熱交換器２２の他端に減圧器である膨張弁２３を介して室内ユニット６０における室内熱交換器２４の一端が配管接続され、その室内熱交換器２４の他端が上記四方弁２１を介して圧縮機２０の吸込口に配管接続されている。これら配管接続により、ヒートポンプ式冷凍サイクルが構成されている。すなわち、冷房時は、実線矢印で示すように、圧縮機２０の吐出冷媒が四方弁２１を通って室外熱交換器２２に流れ、その室外熱交換器２２を経た冷媒が膨張弁２３を通って室内熱交換器２４に流れ、その室内熱交換器２４を経た冷媒が四方弁２１を通って圧縮機２０に吸込まれる。室外熱交換器２２が凝縮器として機能し、室内熱交換器２４が蒸発器として機能する。暖房時は、四方弁２１の流路が切替わることにより、破線矢印で示すように、圧縮機２０の吐出冷媒が四方弁２１を通って室内熱交換器２４に流れ、その室内熱交換器２４を経た冷媒が膨張弁２３を通って室外熱交換器２２に流れ、その室外熱交換器２２を経た冷媒が四方弁２１を通って圧縮機２０に吸込まれる。室内熱交換器２４が凝縮器として機能し、室外熱交換器２２が蒸発器として機能する。

　インバータ３１は、平滑コンデンサ７の電圧Ｖｄｃを負荷駆動用の所定周波数の３相交流電圧に変換する。このインバータ３１の出力端に、上記室外熱交換器２２に外気を送る室外ファンの駆動モータ（ファンモータ）３２Ｍが接続されている。DC/DCコンバータ(直流電源)３３は、直流２８０Ｖ程度となる平滑コンデンサ７の電圧Ｖｄｃを室外ユニット２の運転に必要な制御部品向けの５Ｖや１２Ｖの低い直流電圧に変換して出力する。このDC/DCコンバータ３３は、外部からの信号入力に応じてではなく、入力電圧が所定値Ｖｄｃｓを超えたところで自ら発振を開始して所定の直流電圧を出力する自励式のDC/DCコンバータ回路である。自励式のDC/DCコンバータ回路に代えて、簡単なシリーズコンバータを用いることも可能である。

　DC/DCコンバータ３３の出力端に、室外コントローラ４０およびセンサ回路４４が接続されるとともに、リレー４１がNPN型トランジスタ４２のコレクタ・エミッタ間および抵抗器４３を介して接続され、そのNPN型トランジスタ４２のベースが室外コントローラ４０に接続されている。室外コントローラ４０がNPN型トランジスタ４２をオンすると、DC/DCコンバータ３３の出力電圧によってリレー４１が付勢される。センサ回路４４は、温度センサ、圧力センサ、電圧センサ、電流センサ等の各種センサ、およびゼロクロス検知回路などを含み、これら各種センサおよびゼロクロス検出回路の検知結果を室外コントローラ４０に知らせる。ゼロクロス検知回路は、電源電圧Ｖｃのゼロクロス点を検知する。

　電源ラインＬ１において、ノイズフィルタ４とコンバータ６との間に突入電流防止用の素子たとえば自己発熱型の抵抗素子である正特性サーミスタ（PTCサーミスタともいう）５が挿入され、その正特性サーミスタ５とコンバータ６との間に絶縁スイッチ回路１０が接続されている。なお、突入電流防止用の素子として、正特性サーミスタ５の代わりに一定値の電流しか流さない定電流素子を用いることも可能である。

　絶縁スイッチ回路１０は、外部接続端子３の通信端子３ｃから導出されたシリアル信号ラインＬ３に挿入された発光素子たとえばフォトダイオード１３ａと、電源ラインＬ１における正特性サーミスタ５とコンバータ６との間の位置に挿入されその正特性サーミスタ５と直列回路を形成するスイッチたとえば双方向サイリスタ（トライアック）１１と、この双方向サイリスタ１１の両端にそれぞれ抵抗器１２，１４を介して並列接続されフォトダイオード１３ａの発光を受けてオンする双方向フォトサイリスタ（フォトトライアック）１３ｂとを含み、フォトサイリスタ１３ｂと抵抗器１４との相互間に生じる電圧により双方向サイリスタ１１をトリガする。フォトダイオード１３ａと双方向フォトサイリスタ１３ｂとでフォトカプラ１３を構成している。後述のシリアル信号Ｄ１，Ｄ２がシリアル信号ラインＬ３に流れるとフォトダイオード１３ａが発光し、その発光に応じて双方向フォトサイリスタ１３ｂがオンし、この双方向フォトサイリスタ１３ｂのオンに応じて双方向サイリスタ１１がオンする。双方向フォトサイリスタ１３ｂのオンによって通電路が形成されることに加え、双方向サイリスタ１１のオンによる通電路も形成されるので、電源ラインＬ１における十分な電流容量が確保される。すなわち、大電圧定格を持たない一般的なフォトサイリスタ素子である双方向フォトサイリスタ１３ｂだけでは電源ラインＬ１における十分な電流容量を確保できないので、双方向フォトサイリスタ１３ｂに対し双方向サイリスタ１１を並列接続しその双方向フォトサイリスタ１３ｂの出力で双方向サイリスタ１１をトリガする２段のスイッチ回路を絶縁スイッチ回路１０において構成した。しかしながら、大電圧定格のフォトサイリスタ素子を双方向フォトサイリスタ１３ｂとして用いることができれば、２段目の双方向サイリスタ１１を省略することも可能である。

　電源ラインＬ１における正特性サーミスタ５およびサイリスタ１１の直列回路にバイパスライン９が並列接続され、そのバイパスライン９に常開型の開閉器たとえば常開型のリレー接点４１ａが挿入されている。リレー接点４１ａは、リレー４１の常開接点である。

　通信端子３ｃから導出されたシリアル信号ラインＬ３と電源ラインＬ１，Ｌ２との間に、上記フォトダイオード１３ａを介してシリアル通信回路（第１シリアル通信回路）５０が接続されている。シリアル通信回路５０は、シリアル信号ラインＬ３から電源ラインＬ１に至る通電路５０ｘ、この通電路５０ｘに挿入された送信部５１、シリアル信号ラインＬ３から電源ラインＬ２に至る通電路５０ｙ、この通電路５０ｙに挿入された受信部５２を有する。送信部５１は、室外コントローラ４０に接続されたフォトダイオード５１ａと通電路５０ｘに挿入されたフォトサイリスタ５１ｂとで構成されたフォトカプラ（フォトサイリスタカプラ）であり、交流電源１の負側半波電圧に同期するシリアル信号（第１シリアル信号）Ｄ１を室外コントローラ４０からの指令に応じて生成し、生成したシリアル信号Ｄ１をシリアル信号ラインＬ３およびシリアル信号ラインＣ３を通して室内ユニット６０に送信する。受信部５２は、通電路５０ｙに挿入されたフォトダイオード５２ａと室外コントローラ４０に接続されたフォトトランジスタ５２ｂとで構成されたフォトカプラ（フォトトランジスタカプラ）であり、交流電源１の正側半波電圧に同期して室内ユニット６０から送信される後述のシリアル信号（第２シリアル信号）Ｄ２をシリアル信号ラインＣ３およびシリアル信号ラインＬ３を通して受信する。

　室外コントローラ４０は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路からなり、平滑コンデンサ７の電圧に基づくDC/DCコンバータ３３の出力電圧により動作し、次の第１制御・第２制御・第３制御を実行する。

　第１制御では、室外コントローラ４０は、DC/DCコンバータ３３の出力電圧による動作の開始から所定時間後、NPN型トランジスタ４２をオンしてリレー４１を付勢し、これによりリレー接点４１ａを閉じる。

　第２制御では、室外コントローラ４０は、DC/DCコンバータ３３の出力電圧による動作の開始に伴い、室内ユニット６０との制御用のシリアル通信（データ送受信）をシリアル通信回路５０を介して実行し、このシリアル通信の内容およびセンサ回路４４における各種センサの検知結果などに基づいて、四方弁２１の流路およびインバータ８，３１のスイッチングなどを制御する。

　第３制御では、室外コントローラ４０は、上記制御用のシリアル通信によって室内ユニット６０から運転停止の指示を受けるなど、当該室外ユニット２の運転が不要となった際に、NPN型トランジスタ４２をオフしてリレー４１を消勢し、これによりリレー接点４１ａを開く。この結果、コンデンサ７の出力直流電圧Ｖｄｃが低下していき、最終的にDC/DCコンバータ３３の動作が停止して室外コントローラ４０自体が停止する。

　室外ユニット２において電力を消費する各種電気部品はコンバータ６より下流側に設けられているため、リレー４１を消勢することで室外ユニット２の消費電力が“０“となり、空気調和機の待機電力が低減できる。

　［室内ユニット６０の構成］
　外部接続端子６１の電源端子６１ａ，６１ｂから電源ラインＬ４，Ｌ５が導出され、その電源ラインＬ４，Ｌ５にノイズフィルタ６２を介してコンバータ（第２コンバータ）６３が接続されている。コンバータ６３は、例えばダイオードブリッジの整流回路であり、交流電源１の電圧Ｖｃを直流電圧に変換する。このコンバータ６３の出力端に平滑コンデンサ（第２コンデンサ）６４が接続され、その平滑コンデンサ６４にインバータ６５が接続されている。インバータ６５は、平滑コンデンサ６４の電圧を室内ファンの駆動モータ（ファンモータ）６６を駆動するための所定周波数の交流電圧に変換する。なお、室内ユニット６０には大電力を消費する電気部品がないため、平滑コンデンサ６４として容量の小さいものが採用される。平滑コンデンサ６４の容量が小さいので、正特性サーミスタ５など突入電流防止用の構成は室内ユニット６０に設けられていない。

　平滑コンデンサ６４に、直流電源（第２直流電源）であるDC/DCコンバータ６７が接続されている。DC/DCコンバータ６７は、平滑コンデンサ６４の電圧を当該室内ユニット６０の運転に必要な直流電圧に変換し出力する。このDC/DCコンバータ６７の出力端に、室内コントローラ７０、センサ・ルーバ回路７１、および受光部７２が接続される。また、インバータ６５が室内コントローラ７０に接続され、室外コントローラ７０がインバータ６５の出力周波数を指示することで室内ファンの回転数を可変する。センサ・ルーバ回路７１は、温度センサ、人感センサ、電流センサ等の各種センサ、ゼロクロス検知回路、および風向調節用のルーバモータなどを含み、各種センサおよびゼロクロス検知回路の検知結果を室内コントローラ７０に知らせるとともに、室内コントローラ７０からの指令に応じてルーバモータを駆動する。受光部７２は、リモートコントロール式の操作器から送出される操作用の赤外線光信号を受け、その受光信号を室内コントローラ７０に供給する。

　外部接続端子６１の通信端子６１ｃからシリアル信号ラインＬ６が導出され、そのシリアル信号ラインＬ６と電源ラインＬ４，Ｌ５との間にシリアル通信回路（第２シリアル通信回路）８０が接続されている。シリアル通信回路８０は、電源ラインＬ４からシリアル信号ラインＬ６に至る通電路８０ｘ、この通電路８０ｘに挿入された送信部８１、電源ラインＬ５からシリアル信号ラインＬ６に至る通電路８０ｙ、この通電路８０ｙに挿入された受信部８２を有する。送信部８１は、室内コントローラ７０に接続されたフォトダイオード８１ａと通電路８０ｘに挿入されたフォトサイリスタ８１ｂとで構成されたフォトカプラ（フォトサイリスタカプラ）であり、交流電源１の正側半波電圧に同期するシリアル信号（第２シリアル信号）Ｄ２を室内コントローラ７０からの指令に応じて生成し、生成したシリアル信号Ｄ２をシリアル信号ラインＬ６およびシリアル信号ラインＣ３を通して室外ユニット２に送信する。受信部８２は、通電路８０ｙに挿入されたフォトダイオード８２ａと室内コントローラ７０に接続されたフォトトランジスタ８２ｂとで構成されたフォトカプラ（フォトトランジスタカプラ）であり、交流電源１の負側半波電圧に同期して室外ユニット２から送信されるシリアル信号Ｄ１をシリアル信号ラインＣ３およびシリアル信号ラインＬ６を通して受信する。

　室内コントローラ７０は、室外コントローラ４０と同様にプログラミングされたマイクロコンピュータおよびその周辺回路からなり、平滑コンデンサ６４の電圧に基づくDC/DCコンバータ６７の出力電圧により動作し、次の第１１制御・第１２制御・第１３制御を実行する。

　第１１制御では、室内コントローラ７０は、リモートコントロール式の操作器から送出される運転開始指示の赤外線光を受光部７２が受けるなど、室外ユニット２の運転が必要となった際に、シリアル信号Ｄ２をシリアル通信回路８０から連続的に送出させる。

　第１２制御では、室内コントローラ７０は、上記連続的なシリアル信号Ｄ２の送出後、室外ユニット２との制御用のシリアル通信（データ送受信）をシリアル通信回路８０を介して実行し、このシリアル通信の内容、受光部７２の受光状態、およびセンサ・ルーバ回路７１における各種センサの検知結果などに基づいて、ファンモータ６５の動作（インバータ６５の動作）およびセンサ・ルーバ回路７１におけるルーバモータの動作などを制御する。

　第１３制御では、室内コントローラ７０は、リモートコントロール式の操作器から送出される運転停止指示の赤外線光信号を受光部７２が受けるなど、当該空気調和機の運転が不要となった際に、運転停止を指示する旨のシリアル信号Ｄ２をシリアル通信回路８０から送出させる。

　［室内コントローラ７０の制御］
　室内コントローラ７０の制御を図２のフローチャートおよび図３のタイムチャートを参照しながら説明する。以下、フローチャート中の各ステップＳ１，Ｓ２…については、単にＳ１，Ｓ２…と略称する。

　交流電源１が投入されると、電源電圧Ｖｃが電源端子６１ａ，６１ｂ、フィルタ６２、および電源ラインＬ４，Ｌ５を介してコンバータ６３に印加され、そのコンバータ６３の出力電圧が平滑コンデンサ６４に印加される。平滑コンデンサ６４の電圧が上昇して所定値以上になると、DC/DCコンバータ６７が動作を開始（オン）し、そのDC/DCコンバータ６７の出力電圧によって室内コントローラ７０が動作を開始（オン）する。

　動作を開始した室内コントローラ７０は、室外ユニット２の運転が必要であるか否かを判定する（S1）。リモートコントロール式の操作器から送出される運転開始指示の赤外線光信号を受光部７２が受けていない場合、室内コントローラ７０は、室外ユニット２の運転が必要ではないとの判断の下に（S1のNO）、上記S1に戻って監視を続ける。

　運転開始指示の赤外線光信号を受光部７２が受けた場合、室内コントローラ７０は、室外ユニット２の運転が必要との判断の下に（S1のYES）、図３に示すように、電源電圧Ｖｃの正側半波電圧に同期するシリアル信号Ｄ２をシリアル通信回路８０から連続的に送出させ（S2）、この送出開始から一定時間ｔｘの経過を監視する（S3）。一定時間ｔｘが経過しない間（S3のNO）、室内コントローラ７０は、上記S2に戻ってシリアル信号Ｄ２の連続的な送出を続ける（S2）。ここで、個々のシリアル信号Ｄ２は、“Ｈ”信号、すなわちシリアル信号ラインＣ３上に電流が流れる信号を意味する。

　一定時間ｔｘが経過したとき（S3のYES）、室内コントローラ７０は、シリアル信号Ｄ２の連続的な送出を終了し、室外ユニット２との制御用のシリアル通信（データ送受信）をシリアル通信回路８０を介して実行する（S4）。この実行に伴い、室内コントローラ７０は、リモートコントロール式の操作器から送出される運転停止指示の赤外線光を受光部７２が受けたか否かを監視する（S5）。運転停止指示の赤外線光信号を受光部７２が受けていない場合（S5のNO）、室内コントローラ７０は、上記S4に戻って制御用のシリアル通信を続ける（S4）。運転停止指示の赤外線光信号を受光部７２が受けた場合（S5のYES）、室内コントローラ７０は、運転停止の旨をシリアル通信によって室外ユニット２に指示する（S6）。以後、室内コントローラ７０は、シリアル通信の送信を終了し、上記S1に戻って室外ユニット２の運転が必要であるか否かを監視する（S1）。

　［室外コントローラ４０の制御］
　室外コントローラ４０の制御を図３のタイムチャートおよび図４のフローチャートを参照しながら説明する。

　交流電源１が投入されると、電源電圧Ｖｃが電源端子３ａ，３ｂおよびフィルタ４を介して電源ラインＬ１，Ｌ２に印加される。この時点ではリレー接点４１ａが開いており、しかも絶縁スイッチ回路１０の双方向サイリスタ１１および双方向フォトサイリスタ１３ｂがともにオフしているので、電源ラインＬ１，Ｌ２の電源電圧Ｖｃがコンバータ６に印加されることはない。室内ユニット６０で室外ユニット２の運転が必要であると判断されるまでは、シリアル通信ラインには何ら信号が流れない。室内ユニット６０で室外ユニット２の運転が必要であると判断されると(図３中のt０時点)、室内ユニット６０のシリアル通信回路８０からシリアル信号Ｄ２が連続的に送出され、その各シリアル信号Ｄ２をシリアル通信回路５０の受信部５２が受信し、その受信信号が室外コントローラ４０に供給される。ただし、この時点で室外コントローラ４０はDC/DCコンバータ３３から動作用の電圧を受けていないので動作オフの状態にある。

　図３に示すタイムチャートで、室内ユニット６０から送出される各シリアル信号Ｄ２の電圧が破線で示す所定値以上となる期間で、フォトカプラ１３のフォトダイオード１３ａが発光する。フォトダイオード１３ａが発光すると、双方向フォトサイリスタ１３ｂがターンオンし、そのターンオンに応じて双方向サイリスタ１１がトリガされターンオンする。ターンオンした双方向サイリスタ１１は、電源電圧Ｖｃの正側半波電圧が零レベルに下降するタイミングでターンオフする。

　電源ラインＬ１，Ｌ２間の電源電圧Ｖｃは、双方向サイリスタ１１がオンしている期間において、正特性サーミスタ５を通してコンバータ６に加わる。すなわち、双方向サイリスタ１１のターンオンに応じて立ち上り、双方向サイリスタ１１のターンオフに応じて立ち下る波形の電圧Ｖｔがコンバータ６に加わる。

　なお、本実施形態においては、電源電圧Ｖｃの正側半波電圧に同期するシリアル信号Ｄ２を室内ユニット６０から室内ユニット２へ連続的に送出させ、その各シリアル信号Ｄ２によって双方向フォトサイリスタ１３ｂをオンさせ、その双方向フォトサイリスタ１３ｂのオンによって双方向サイリスタ１１をトリガする構成なので、双方向フォトサイリスタ１３ｂおよび双方向サイリスタ１１は共に電源電圧Ｖｃの正レベル期間でのみオンして負レベル期間ではオンしない。双方向フォトサイリスタ１３ｂおよび双方向サイリスタ１１が電源電圧Ｖｃの正レベル期間でのみオンする点を考慮すれば、一方向にのみ電流が流れるサイリスタおよびフォトサイリスタを、双方向フォトサイリスタ１３ｂおよび双方向サイリスタ１１に換えて用いてもよい。

　交流電源１の投入時、電源電圧Ｖｃがそのままのレベルでコンバータ６に加わると、交流電源１からコンバータ６および平滑コンデンサ７に向かって大きな突入電流が流れてしまう。しかしながら、交流電源１の投入時、交流電源１とコンバータ６との間の電源ラインＬ１に正特性サーミスタ５が介在するので、電源電圧Ｖｃより低いレベルの電圧Ｖｔがコンバータ６に加わる。よって、交流電源１からコンバータ６および平滑コンデンサ７に向かって大きな突入電流が流れない。

　コンバータ６に加わる電圧Ｖｔは、コンバータ６で整流されて平滑コンデンサ７に印加される。これにより、平滑コンデンサ７の電圧Ｖｄｃが徐々に上昇していく。

　平滑コンデンサ７の電圧Ｖｄｃが所定値Ｖｄｃｓ以上に上昇すると、DC/DCコンバータ３３が動作を開始（オン）して所定の直流電圧を出力する。このDC/DCコンバータ３３の出力電圧が、室外コントローラ４０およびセンサ回路４４に印加される。これにより、室外コントローラ４０およびセンサ回路４４が動作を開始（オン）する。

　なお、電源電圧Ｖｃの正側半波電圧に同期するシリアル信号Ｄ２によって双方向フォトサイリスタ１３ｂをオンさせ、その双方向フォトサイリスタ１３ｂのオンによって双方向サイリスタ１１をトリガする構成なので、電源電圧Ｖｃのほぼ半周期に相当するできるだけ長い期間にわたって双方向サイリスタ１１をオンさせることができる。双方向サイリスタ１１のオン期間をできるだけ長くすることができるので、平滑コンデンサ７の電圧Ｖｄｃを早めに高めることができ、ひいてはDC/DCコンバータ３３および室外コントローラ４０の動作の開始を早めることができる。

　動作を開始した室外コントローラ４０は、動作開始から一定時間ｔ１において、上記連続するシリアル信号Ｄ２の受信信号をシリアル通信回路５０の受信部５２から受けているか否かを確認する（S11）。連続するシリアル信号Ｄ２の受信信号を受けていない場合（S11のNO）、室外コントローラ４０は、上記S11に戻って受信信号の確認を繰り返す。

　連続するシリアル信号Ｄ２の受信信号を受けている場合（S11のYES）、室外コントローラ４０は、この時点ではすでに突入電流の心配がないとの判断の下に、NPN型トランジスタ４２をオンしてリレー４１を付勢（オン）し（S12）、これによりリレー接点４１ａを閉じる。リレー接点４１ａが閉じるとバイパスライン９が導通し、電源ラインＬ１，Ｌ２の電源電圧Ｖｃがそのままのレベルでコンバータ６に印加される。

　正特性サーミスタ５に電流が流れたままでは正特性サーミスタ５の温度上昇およびそれに伴う抵抗値増大が続き、不要な電力消費を生じたり、コンバータ６への入力電流が減少してインバータ８，３１を駆動できなくなるので、バイパスライン９の導通により、電源電圧Ｖｃをコンバータ６に直接的に供給するようにしている。

　なお、リレー４１が付勢されると絶縁スイッチ１０の両端間電圧は同電位となるため、図３に示す通り、以後のシリアル信号Ｄ２の発生によりフォトダイオード１３ａが発光しても、双方向フォトサイリスタ１３ｂはターンオフのままとなり、双方向サイリスタ１１もターンオンされない。

　一方、リレー４１の付勢後、図３中のｔ２時点で、室外コントローラ４０は、室内ユニット６０との制御用のシリアル通信（データ送受信）をシリアル通信回路５０を介して実行し（S13）、このシリアル通信の内容およびセンサ回路４４における各種センサの検知結果などに基づいて、四方弁２１の流路およびインバータ８，３１のスイッチングなどを制御する。

　制御用のシリアル通信によって室内ユニット６０から運転停止の指示を受けた場合（S14のYES）、室外コントローラ４０は、当該室外ユニット２の運転が不要となったとの判断の下に、NPN型トランジスタ４２をオフしてリレー４１を消勢（オフ）し（S15）、これによりリレー接点４１ａを開く。リレー接点４１ａが開くとバイパスライン９が遮断される。

　バイパスライン９が遮断されると、交流電源１とコンバータ６との間の電源ラインＬ１に正特性サーミスタ５および絶縁スイッチ回路１０の抵抗器１２、双方向フォトサイリスタ１３ｂ、抵抗器１４の直列回路が投入される。この時点では室内ユニット６０とのシリアル通信が終了していてシリアル信号Ｄ２を受信しないので、絶縁スイッチ回路１０の双方向サイリスタ１１および双方向フォトサイリスタ１３ｂがオフ状態を維持し、電源ラインＬ１，Ｌ２の電源電圧Ｖｃがコンバータ６に印加されることはない。以後、室外コントローラ４０や各種センサ回路における電力消費に伴って、平滑コンデンサ７の電圧Ｖｄｃが徐々に低下し、数十秒後には所定値Ｖｄｃｓ以下に低下し、DC/DCコンバータ３３が動作を停止し、室外コントローラ４０に電源供給がされなくなり、室外コントローラ４０も動作を終了する。

　このように、室外ユニット２の運転が不要な待機状態では、たとえ交流電源１が投入されていても、交流電源１から室外ユニット２の内部機器への通電が禁止される。よって、室外ユニット２で待機電力が生じることがなくなり、当該空気調和機の省エネルギー効果が向上する。

　［２］第２実施形態について図面を参照して説明する。　
　図５に示すように、電源ラインＬ１における正特性サーミスタ５とコンバータ６との間の位置に、第１実施形態の絶縁スイッチ回路１０に代えて、抵抗器９１を介して、絶縁スイッチ回路８０が接続されている。

　絶縁スイッチ回路８０は、電源ラインＬ１における抵抗器９１とコンバータ６との間の位置に挿入され正特性サーミスタ５および抵抗器９１と共に直列回路を形成するスイッチたとえば一対のＭＯＳＦＥＴ８１，８２の直列回路と、外部接続端子３の通信端子３ｃから導出されたシリアル信号ラインＬ３に挿入された発光素子たとえばフォトダイオード８３とを含む。ＭＯＳＦＥＴ８１，８２は、寄生ダイオード８１ａ，８１ｂをそれぞれ有し、フォトダイオード８３の発光に応動する。すなわち、シリアル信号Ｄ１，Ｄ２がシリアル信号ラインＬ３に流れたときにフォトダイオード８３が発光し、そのフォトダイオード８３が発光している期間においてＭＯＳＦＥＴ８１，８２がオンする。ＭＯＳＦＥＴ８１，８２がオンしているとき、電源電圧Ｖｃの正側半波電圧がＭＯＳＦＥＴ８１の本体およびＭＯＳＦＥＴ８２の寄生ダイオード８２ａを通ってコンバータ６に印加され、電源電圧Ｖｃの負側半波電圧がＭＯＳＦＥＴ８２の本体およびＭＯＳＦＥＴ８１の寄生ダイオード８１ａを通ってコンバータ６に印加される。

　他の構成、制御、および効果は第１実施形態と同じである。よって、その構成、制御、および効果の説明は省略する。

　［３］第１および第２実施形態の変形例
　上記各実施形態では、シリアル信号Ｄ１が交流電源１の負側半波電圧に同期し、シリアル信号Ｄ２が交流電源１の正側半波電圧に同期する構成としたが、シリアル信号Ｄ１が交流電源１の正側半波電圧に同期し、シリアル信号Ｄ２が交流電源１の負側半波電圧に同期する構成としてもよい。要は、シリアル信号Ｄ１を正側または負側半波電圧に同期させ、シリアル信号Ｄ２についてはシリアル信号Ｄ１が同期する側の半波電圧とは異なる側の半波電圧に同期させればよい。さらには、室内コントローラ７０及び室外コントローラ４０の双方に正負双方向にシリアル信号を送受信できる回路を構成し、室内コントローラ７０及び室外コントローラ４０間で時分割で信号の送受信を行うようにしてもよい。

　上記各実施形態では、バイパスライン９に挿入する開閉器としてリレー接点４１ａを用いたが、同様の機能を有するものであれば半導体スイッチ素子など他の開閉器を用いてもよい。

　上記各実施形態では、コンバータ６，６３としてダイオードブリッジの整流回路を用いる場合を例に説明したが、高調波低減用のコンバータや昇圧型のコンバータを用いてもよい。

　その他、上記各実施形態および変形は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

　１…交流電源、２…室外ユニット、３…外部接続端子、３ａ，３ｂ…電源端子、３ｃ…通信端子、Ｌ１，Ｌ２…電源ライン、Ｌ３……シリアル信号ライン(信号ライン)、Ｃ１，Ｃ２…電源ケーブル、Ｃ３…シリアル信号ライン、５…正特性サーミスタ（突入電流防止用の素子）、６…コンバータ、７…平滑コンデンサ、８…インバータ、９…バイパスライン、１０…絶縁スイッチ回路、１１…トライアック、１３…フォトカプラ、１３ａ…フォトダイオード、１３ｂ…フォトトライアック、２０Ｍ…圧縮機モータ、３１…インバータ、３２Ｍ…ファンモータ、３３…DC/DCコンバータ（直流電源）、４０…室外コントローラ、４１…リレー、４１ａ…リレー接点（開閉器）、５０…シリアル通信回路（第１シリアル通信回路）、５１…送信部、５２…受信部、６０…室内ユニット、６１…外部接続端子、６１ａ，６１ｂ…電源端子、６１ｃ…通信端子、６５…インバータ、６７…DC/DCコンバータ（直流電源）、７０…室内コントローラ、８０…シリアル通信回路（第２シリアル通信回路）、８１…送信部、８２…受信部

Claims

　室外ユニットおよび室内ユニットを備え、これら室外ユニットおよび室内ユニットを信号ラインで相互接続した空気調和機であって、
　前記室外ユニットは、
　交流電源の電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
　前記コンバータの出力端に接続されたコンデンサと、
　前記交流電源と前記コンバータとの間の電源ラインに挿入された突入電流防止用の素子と、
　前記信号ラインを通る信号により発光する発光素子と、
　前記電源ラインに挿入されて前記突入電流防止用の素子と直列回路を形成し、前記発光素子の発光に応動するスイッチと、
　前記突入電流防止用の素子と前記スイッチとの直列回路に並列接続された常開型の開閉器と、
　前記コンデンサの電圧により動作し、動作開始から所定時間後に前記開閉器を閉じ、その開閉器を当該室外ユニットの運転が不要となった際に開く室外コントローラと、
　を含み、
　前記室内ユニットは、
　前記室外ユニットの運転が必要となった際に、前記信号ラインに連続的に信号を送出する室内コントローラ、
　を含む、
　ことを特徴とする空気調和機。
　前記発光素子は、フォトダイオードであり、
　前記スイッチは、サイリスタである、
　ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
　前記スイッチは、前記サイリスタと、このサイリスタに並列接続され前記フォトダイオードの発光を受けてオンするフォトサイリスタとを含み、このフォトサイリスタのオンに応じて前記サイリスタをトリガする絶縁スイッチ回路である、
　ことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
　前記発光素子は、フォトダイオードであり、
　前記スイッチは、前記フォトダイオードの発光に応動する一対のＭＯＳＦＥＴの直列回路である、
　ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
　前記信号ラインを通る信号は、前記交流電源の電圧に同期する信号であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の空気調和機。
　前記信号ラインは、前記交流電源の電圧に同期するシリアル通信用のシリアル信号ラインであり、
　前記室外ユニットは、
　第１シリアル信号を前記シリアル信号ラインを通して前記室内ユニットに送信し、前記室内ユニットから送られる第２シリアル信号を前記シリアル信号ラインを通して受信する第１シリアル通信回路、
　をさらに含み、
　前記室内ユニットは、
　前記第２シリアル信号を前記シリアル信号ラインを通して前記第１シリアル通信回路に送信し、前記第１シリアル信号を前記シリアル信号ラインを通して受信する第２シリアル通信回路、
　をさらに含み、
　前記第１シリアル信号は、前記交流電源の正側または負側の半波電圧に同期し、
　前記第２シリアル信号は、前記第１シリアル信号が同期する側の半波電圧とは異なる側の半波電圧に同期する、
　ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
　前記室外ユニットは、
　前記コンデンサの電圧を負荷駆動用の交流電圧に変換するインバータと、
　前記コンデンサに接続され、前記コンデンサの電圧が所定値以上になった場合、前記室外コントローラの動作を含めた当該室外ユニットの運転に必要な直流電圧を出力する直流電源と、
　をさらに含む、
　ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。