JP4911847B2 - 電磁弁制御装置および電磁弁制御装置を備えた空気調和機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電磁弁の切換動作を制御する電磁弁制御装置および電磁弁制御装置を備えた空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、電磁弁制御装置を備えた空気調和機としては、冷房運転時に四方切換電磁弁の弁コイルに通電しない状態で四方切換電磁弁が一方の切換位置にあり、暖房運転時に四方切換電磁弁の弁コイルに通電することにより四方切換電磁弁を他方の切換位置に切り換えるものがある。
【０００３】
ところが、上記電磁弁制御装置を備えた空気調和機では、暖房運転時に四方切換電磁弁の弁コイルに常時通電するため、電力損失が大きいという欠点がある。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、簡単な構成で消費電力を低減できる電磁弁制御装置および電磁弁制御装置を備えた空気調和機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の電磁弁制御装置は、電磁弁の弁コイルに通電することにより上記電磁弁の切換動作を制御する電磁弁制御装置において、一端が上記電磁弁の弁コイルに接続され、他端が直流高電圧に接続される第１スイッチ手段と、一端が上記電磁弁の弁コイルに接続され、他端が直流低電圧に接続される第２スイッチ手段と、上記電磁弁の弁コイルに通電するとき、上記第１スイッチ手段をオンして切換動作を行い、その切換動作後に上記第２スイッチ手段をオンした後またはほぼ同時に上記第１スイッチ手段をオフにして保持動作するように、上記第１,第２スイッチ手段を制御する制御部と、上記電磁弁の弁コイルと上記第１スイッチ手段との間に接続され、上記第１スイッチ手段をオンした切換動作後でかつ上記第１スイッチ手段をオフする前に上記弁コイルに流れる電流が上記電磁弁の保持動作時の電流になるように、上記弁コイルに流れる電流を制限する正特性温度係数素子とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
上記請求項１の電磁弁制御装置によれば、上記制御部によって、上記電磁弁の弁コイルに通電するとき、上記第１スイッチ手段をオンして弁コイルに直流高電圧を印加して電磁弁の切換動作を行い、その切換動作後に第２スイッチ手段をオンした後またはほぼ同時に第１スイッチ手段をオフにして、上記第２スイッチ手段を介して弁コイルに直流低電圧を印加して、電磁弁を保持動作させる。したがって、保持動作時に弁コイルに保持可能な最低限の直流低電圧を印加することによって、消費電力を低減できる。また、印加電圧の極性を反転させるようなラッチ式の電磁弁に比べて構造が簡単になり、コストを低減できる。
【０００７】
【０００８】
また、上記正特性温度係数素子は流れる電流が大きくなるほど温度上昇して抵抗が大きくなるので、上記第１スイッチ手段,正特性温度係数素子を介して弁コイルに流れる電流は、第１スイッチ手段のオン状態が継続しても正特性温度係数素子により制限され、切換動作のための弁コイルへの電流は正特性温度係数素子により制御されることになる。また、上記正特性温度係数素子を用いることによって、弁コイルに印加される直流高電圧が変動しても、直流高電圧の電圧値が高くなるほど弁コイルに流れる電流は大きくなるが、大電流の流れる時間は短くなり、すぐに小電流になるので、弁コイルに供給される電力が略一定となり、電磁弁の動作が安定する。したがって、上記正特性温度係数素子の特性を最適に選択することによって、弁コイルに直流高電圧を印加するときに過剰な電力が消費されることがなく、適正電力で切換動作させることができる。また、上記第１スイッチ手段が故障してオン状態のままとなっても、上記正特性温度係数素子により弁コイル電流を制限するので、弁コイルの損傷を防止できる。
【０００９】
また、請求項２の電磁弁制御装置を備えた空気調和機は、冷房運転または暖房運転のいずれか一方のときに四方切換電磁弁の弁コイルに通電することにより上記四方切換電磁弁の切換動作を制御する電磁弁制御装置を備えた空気調和機において、一端が上記電磁弁の弁コイルに接続され、他端が直流高電圧に接続される第１スイッチ手段と、一端が上記四方切換電磁弁の弁コイルに接続され、他端が直流低電圧に接続される第２スイッチ手段と、上記四方切換電磁弁の弁コイルに通電するとき、上記第１スイッチ手段をオンして切換動作を行い、その切換動作後に上記第２スイッチ手段をオンした後またはほぼ同時に上記第１スイッチ手段をオフにして保持動作するように、上記第１,第２スイッチ手段を制御する制御部と、上記電磁弁の弁コイルと上記第１スイッチ手段との間に接続され、上記第１スイッチ手段をオンした切換動作後でかつ上記第１スイッチ手段をオフする前に上記弁コイルに流れる電流が上記電磁弁の保持動作時の電流になるように、上記弁コイルに流れる電流を制限する正特性温度係数素子とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
上記請求項２の電磁弁制御装置を備えた空気調和機によれば、上記制御部によって、上記四方切換電磁弁の弁コイルに通電するとき、上記第１スイッチ手段をオンして弁コイルに直流高電圧を印加して四方切換電磁弁の切換動作を行い、その切換動作後に第２スイッチ手段をオンした後またはほぼ同時に第１スイッチ手段をオフにして、上記第２スイッチ手段を介して弁コイルに直流低電圧を印加して、四方切換電磁弁を保持動作させる。したがって、保持動作時に弁コイルに保持可能な最低限の直流低電圧を印加することによって、消費電力を低減できる。また、印加電圧の極性を反転させるようなラッチ式の電磁弁に比べて構造が簡単になり、コストを低減できる。
また、上記正特性温度係数素子は流れる電流が大きくなるほど温度上昇して抵抗が大きくなるので、上記第１スイッチ手段,正特性温度係数素子を介して弁コイルに流れる電流は、第１スイッチ手段のオン状態が継続しても正特性温度係数素子により制限され、切換動作のための弁コイルへの電流は正特性温度係数素子により制御されることになる。また、上記正特性温度係数素子を用いることによって、弁コイルに印加される直流高電圧が変動しても、直流高電圧の電圧値が高くなるほど弁コイルに流れる電流は大きくなるが、大電流の流れる時間は短くなり、すぐに小電流になるので、弁コイルに供給される電力が略一定となり、四方切換電磁弁の動作が安定する。したがって、上記正特性温度係数素子の特性を最適に選択することによって、弁コイルに直流高電圧を印加するときに過剰な電力が消費されることがなく、適正電力で切換動作させることができる。また、上記第１スイッチ手段が故障してオン状態のままとなっても、上記正特性温度係数素子により弁コイル電流を制限するので、弁コイルの損傷を防止できる。
【００１１】
また、請求項３の電磁弁制御装置を備えた空気調和機は、請求項２の電磁弁制御装置を備えた空気調和機において、上記直流高電圧は、空気調和機の圧縮機を駆動するためのインバータ用電源部から供給されるインバータ駆動用の直流高電圧であり、上記直流低電圧は、空気調和機の制御用電源部から供給される制御用の直流低電圧であることを特徴としている。
【００１２】
上記請求項３の電磁弁制御装置を備えた空気調和機によれば、空気調和機の圧縮機を駆動するためのインバータ用電源部から上記直流高電圧が供給され、空気調和機の制御用電源部から上記直流低電圧が供給されるので、別に電磁弁駆動用電源を設ける必要がなく、コストを低減できる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の電磁弁制御装置および電磁弁制御装置を備えた空気調和機を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１６】
図１はこの発明の実施の一形態の電磁弁制御装置を備えた空気調和機の概略構成図である。図１に示すように、この電磁弁制御装置を備えた空気調和機は、四方切換電磁弁(図示せず)の弁コイルＬ１の一端に一端が接続された正特性温度係数素子ＰＴＣと、その正特性温度係数素子ＰＴＣの他端に一端が接続された第１スイッチ手段としてのリレーＲＹと、上記弁コイルＬ１の一端にカソードが接続されたダイオードＤ１と、上記ダイオードＤ１のアノードにコレクタが接続された第２スイッチ手段としてのトランジスタＱ１と、上記リレーＲＹに制御信号を出力すると共に上記トランジスタＱ１のベースに抵抗Ｒ１を介して制御信号を出力する制御部１とを備えている。
【００１７】
上記リレーＲＹの他端には、空気調和機の圧縮機を駆動するインバータ回路(図示せず)のためのインバータ用電源部２からの直流高電圧(ＤＣ２８０Ｖ)が印加され、上記トランジスタＱ１のエミッタに空気調和機のインバータ回路の制御用電源３からの直流低電圧(ＤＣ１６Ｖ)が印加されている。なお、上記四方切換電磁弁(図示せず)の弁コイルＬ１の他端をグランドに接続している。また、上記弁コイルＬ１の両端に逆電圧防止用ダイオードＤ２を接続している(弁コイルＬ１のＰＴＣ側の一端にカソード、弁コイルＬ１のグランド側の他端にアノード)。
【００１８】
また、図２はこの電磁弁制御装置を備えた空気調和機に用いられる四方切換電磁弁の模式図を示しており、この四方切換電磁弁は、図２に示すように、４ポート２ポジションタイプの弁本体１１と、上記弁本体１１を矢印Ｒ２の方向に付勢するスプリング１２と、上記弁本体１１を通電時に矢印Ｒ３の方向にスライドさせる弁コイル１３とを備えている。
【００１９】
上記構成の電磁弁制御装置を備えた空気調和機において、冷房運転時、リレーＲＹおよびトランジスタＱ１がいずれもオフ状態で、図２に示すようにスプリング１２により弁本体１１が矢印Ｒ２の方向に付勢され、四方切換電磁弁が一方の切り換え位置にあるものとする。次に、冷房運転から暖房運転に切り換える場合、図１に示す制御部１によりリレーＲＹをオンし、インバータ用電源部２からリレーＲＹ,正特性温度係数素子ＰＴＣを介して直流高電圧であるＤＣ２８０Ｖを弁コイルＬ１に印加する。それによって、図２に示す弁コイル１３により弁本体１１が矢印Ｒ３の方向にスライドして、四方切換電磁弁(図２に示す)を他方の切り換え位置に切り換える。そうして、上記リレーＲＹを約３秒間オンした後、リレーＲＹをオフする。上記制御部１は、このリレーＲＹがオフする前にトランジスタＱ１をオンすることによって、リレーＲＹがオフした後に制御用電源部３からトランジスタＱ１,ダイオードＤ１を介して直流低電圧であるＤＣ１６Ｖが弁コイルＬ１に印加される。それによって、四方切換電磁弁(図２に示す)を他方の切り換え位置に保持する。
【００２０】
図３は上記電磁弁制御装置を備えた空気調和機の動作時の弁コイル電圧の変化を示している。なお、図３では弁コイル電圧としているが、実際は、直列接続された正特性温度係数素子ＰＴＣと弁コイルＬ１の両端の印加電圧を表している。図３に示すように、リレーＲＹを約３秒オンしている間は、弁コイル電圧はＤＣ２８０Ｖとなり、リレーＲＹがオフすると、弁コイル電圧はＤＣ１６Ｖとなる。すなわち、リレーＲＹがオフする所定時間前にトランジスタＱ１をオンしているので、弁コイル電圧がＤＣ２８０Ｖの供給がなくなっても０Ｖにならない。
【００２１】
また、図４は上記電磁弁制御装置を備えた空気調和機の動作時の弁コイル電流の変化を示している。図４に示すように、リレーＲＹがオンすると、弁コイル電流値が大きくなるが、正特性温度係数素子ＰＴＣは流れる電流が大きくなるほど温度上昇して抵抗が大きくなり、リレーＲＹがオフする前にすでに電流値は、保持動作時の電流に近い値にまで制限される。図４では、弁コイルＬ１に流れる電流は、リレーＲＹがオンしてから約１秒で保持動作時の電流に近い値になっている。
【００２２】
このように、上記四方切換電磁弁の弁コイルＬ１に通電するとき、リレーＲＹをオンすることにより弁コイルＬ１に直流高電圧を印加して、四方切換電磁弁の切換動作を行い、その切換動作後にトランジスタＱ１をオンしてからリレーＲＹをオフにして、上記トランジスタＱ１,ダイオードＤ１を介して弁コイルＬ１に直流低電圧を印加して、四方切換電磁弁を保持動作させることによって、保持動作時は弁コイルＬ１に直流低電圧を印加しているので、消費電力を低減することができる。また、印加電圧の極性を反転させるようなラッチ式の電磁弁に比べて構造が簡単になり、コストを低減することができる。
【００２３】
また、空気調和機の圧縮機を駆動するためのインバータ用電源部２から直流高電圧(ＤＣ２８０Ｖ)が供給され、空気調和機の制御用電源部３から直流低電圧(ＤＣ１６Ｖ)が供給されるので、別に電磁弁駆動用電源を用意する必要がなく、コストを低減することができる。
【００２４】
また、上記正特性温度係数素子ＰＴＣを用いることによって、たとえ直流高電圧が変動しても、弁コイルＬ１に供給される電力が略一定となり、四方切換電磁弁の動作が安定する。また、上記正特性温度係数素子ＰＴＣを最適な特性に設定することによって、弁コイルＬ１に直流高電圧を印加するときに過剰な電力が消費されることがなく、適正な電力で切換動作させることができる。また、上記リレーＲＹが故障してオン状態のままとなっても、正特性温度係数素子ＰＴＣにより弁コイルＬ１に流れる電流を制限するので、弁コイルＬ１が損傷するのを防止することができる。
【００２５】
上記実施の形態では、電磁弁制御装置を備えた空気調和機について説明したが、この発明の電磁弁制御装置は、空気調和機に限らず、電磁弁を用いる他の装置に適用してもよい。
【００２６】
また、上記実施の形態では、正特性温度係数素子としてサーミスタを用いたが、他の正特性温度係数素子を用いてもよい。
【００２７】
また、上記実施の形態では、暖房運転時に四方切換電磁弁の弁コイルＬ１に通電することにより四方切換電磁弁の切換動作を行ったが、冷房運転時に四方切換電磁弁の弁コイルに通電することにより四方切換電磁弁の切換動作を行うものであってもよいのは勿論である。
【００２８】
また、上記実施の形態では、弁コイルＬ１に印加する直流低電圧として空気調和機のインバータ回路の制御用電源３からの直流低電圧(ＤＣ１６Ｖ)を用いたが、直流低電圧はこれに限らず、空気調和機に備わる他の制御用電源の直流低電圧を用いてもよい。
【００２９】
また、上記実施の形態では、四方切換電磁弁の切換動作後にトランジスタＱ１をオンしてからリレーＲＹをオフにしたが、切換動作後のトランジスタＱ１のオンとほぼ同時にリレーＲＹをオフにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の電磁弁制御装置は、電磁弁の弁コイルに通電することにより上記電磁弁の切換動作を制御する電磁弁制御装置において、上記電磁弁の弁コイルに通電するとき、制御部によって第１スイッチ手段をオンして、弁コイルに直流高電圧を印加して電磁弁の切換動作を行い、その切換動作後に制御部によって第２スイッチ手段をオンした後またはほぼ同時に第１スイッチ手段をオフにして、上記第２スイッチ手段を介して弁コイルに直流低電圧を印加して電磁弁を保持動作させることにより、保持動作時に弁コイルに直流低電圧を印加するので、消費電力を低減することができる。また、この発明の電磁弁制御装置では、印加電圧の極性を反転させるようなラッチ式の電磁弁に比べて構造が簡単になり、コストを低減することができる。
【００３１】
また、上記電磁弁の弁コイルと上記第１スイッチ手段との間に特性温度係数素子を接続することによって、上記第１スイッチ手段,正特性温度係数素子を介して弁コイルに流れる電流は、正特性温度係数素子により制限されて、切換動作のための弁コイルへの電流が正特性温度係数素子により制御されることになると共に、直流高電圧が変動しても、直流高電圧の電圧値が高くなるほど弁コイルに流れる電流は大きくなるが、大電流の流れる時間は短くなり、すぐに小電流になるので、弁コイルに供給される電力が略一定となり、電磁弁の動作が安定する。したがって、上記正特性温度係数素子の特性を最適に選択することによって、弁コイルに直流高電圧を印加するときに過剰な電力が消費されることがなく、適正電力で切換動作させることができる。また、上記第１スイッチ手段が故障してオン状態のままとなっても、上記正特性温度係数素子により弁コイル電流を制限するので、弁コイルの損傷を防止することができる。
【００３２】
また、請求項２の発明の電磁弁制御装置を備えた空気調和機は、冷房運転または暖房運転のいずれか一方のときに四方切換電磁弁の弁コイルに通電することにより上記四方切換電磁弁の切換動作を制御する電磁弁制御装置を備えた空気調和機において、上記四方切換電磁弁の弁コイルに通電するとき、制御部によって第１スイッチ手段をオンして、第１スイッチ手段を介して弁コイルに直流高電圧を印加して、四方切換電磁弁の切換動作を行い、その切換動作後に制御部によって第２スイッチ手段をオンした後またはほぼ同時に第１スイッチ手段をオフにして、上記第２スイッチ手段を介して弁コイルに直流低電圧を印加して、四方切換電磁弁を保持動作させることにより、保持動作時に弁コイルに直流低電圧を印加するので、消費電力を低減することができる。また、この発明の電磁弁制御装置を備えた空気調和機では、印加電圧の極性を反転させるようなラッチ式の電磁弁に比べて構造が簡単になり、コストを低減することができる。
また、上記四方切換電磁弁の弁コイルと上記第１スイッチ手段との間に特性温度係数素子を接続することによって、上記第１スイッチ手段,正特性温度係数素子を介して弁コイルに流れる電流は、正特性温度係数素子により制限されて、切換動作のための弁コイルへの電流は正特性温度係数素子により制御されることになると共に、上記正特性温度係数素子を用いることによって、直流高電圧が変動しても、直流高電圧の電圧値が高くなるほど弁コイルに流れる電流は大きくなるが、大電流の流れる時間は短くなり、すぐに小電流になるので、弁コイルに供給される電力が略一定となり、四方切換電磁弁の動作が安定する。したがって、上記正特性温度係数素子の特性を最適に選択することによって、弁コイルに直流高電圧を印加するときに過剰な電力が消費されることがなく、適正電力で切換動作させることができる。また、上記第１スイッチ手段が故障してオン状態のままとなっても、上記正特性温度係数素子により弁コイル電流を制限するので、弁コイルの損傷を防止することができる。
【００３３】
また、請求項３の発明の電磁弁制御装置を備えた空気調和機は、請求項２の電磁弁制御装置を備えた空気調和機において、空気調和機の圧縮機を駆動するためのインバータ用電源部から上記直流高電圧が供給され、空気調和機の制御用電源部から上記直流低電圧が供給されるので、別に電磁弁駆動用電源を設ける必要がなく、コストを低減することができる。
【００３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明の実施の一形態の電磁弁制御装置を備えた空気調和機の概略構成図である。
【図２】 図２は上記電磁弁制御装置を備えた空気調和機により制御される四方切換電磁弁の模式図である。
【図３】 図３は上記電磁弁制御装置を備えた空気調和機の動作時の弁コイル電圧の変化を示す図である。
【図４】 図４は上記電磁弁制御装置を備えた空気調和機の動作時の弁コイル電流の変化を示す図である。
【符号の説明】
１…制御部、
２…インバータ用電源部、
３…制御用電源部、
１１…弁本体、
１２…スプリング、
Ｌ１,１３…弁コイル、
ＲＹ…リレー、
Ｄ１,Ｄ２…ダイオード、
Ｑ１…トランジスタ、
Ｒ１…抵抗。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電磁弁の切換動作を制御する電磁弁制御装置および電磁弁制御装置を備えた空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、電磁弁制御装置を備えた空気調和機としては、冷房運転時に四方切換電磁弁の弁コイルに通電しない状態で四方切換電磁弁が一方の切換位置にあり、暖房運転時に四方切換電磁弁の弁コイルに通電することにより四方切換電磁弁を他方の切換位置に切り換えるものがある。
【０００３】
ところが、上記電磁弁制御装置を備えた空気調和機では、暖房運転時に四方切換電磁弁の弁コイルに常時通電するため、電力損失が大きいという欠点がある。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、簡単な構成で消費電力を低減できる電磁弁制御装置および電磁弁制御装置を備えた空気調和機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の電磁弁制御装置は、電磁弁の弁コイルに通電することにより上記電磁弁の切換動作を制御する電磁弁制御装置において、一端が上記電磁弁の弁コイルに接続され、他端が直流高電圧に接続される第１スイッチ手段と、一端が上記電磁弁の弁コイルに接続され、他端が直流低電圧に接続される第２スイッチ手段と、上記電磁弁の弁コイルに通電するとき、上記第１スイッチ手段をオンして切換動作を行い、その切換動作後に上記第２スイッチ手段をオンした後またはほぼ同時に上記第１スイッチ手段をオフにして保持動作するように、上記第１,第２スイッチ手段を制御する制御部と、上記電磁弁の弁コイルと上記第１スイッチ手段との間に接続され、上記第１スイッチ手段をオンした切換動作後でかつ上記第１スイッチ手段をオフする前に上記弁コイルに流れる電流が上記電磁弁の保持動作時の電流になるように、上記弁コイルに流れる電流を制限する正特性温度係数素子とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
上記請求項１の電磁弁制御装置によれば、上記制御部によって、上記電磁弁の弁コイルに通電するとき、上記第１スイッチ手段をオンして弁コイルに直流高電圧を印加して電磁弁の切換動作を行い、その切換動作後に第２スイッチ手段をオンした後またはほぼ同時に第１スイッチ手段をオフにして、上記第２スイッチ手段を介して弁コイルに直流低電圧を印加して、電磁弁を保持動作させる。したがって、保持動作時に弁コイルに保持可能な最低限の直流低電圧を印加することによって、消費電力を低減できる。また、印加電圧の極性を反転させるようなラッチ式の電磁弁に比べて構造が簡単になり、コストを低減できる。
【０００７】
【０００８】
また、上記正特性温度係数素子は流れる電流が大きくなるほど温度上昇して抵抗が大きくなるので、上記第１スイッチ手段,正特性温度係数素子を介して弁コイルに流れる電流は、第１スイッチ手段のオン状態が継続しても正特性温度係数素子により制限され、切換動作のための弁コイルへの電流は正特性温度係数素子により制御されることになる。また、上記正特性温度係数素子を用いることによって、弁コイルに印加される直流高電圧が変動しても、直流高電圧の電圧値が高くなるほど弁コイルに流れる電流は大きくなるが、大電流の流れる時間は短くなり、すぐに小電流になるので、弁コイルに供給される電力が略一定となり、電磁弁の動作が安定する。したがって、上記正特性温度係数素子の特性を最適に選択することによって、弁コイルに直流高電圧を印加するときに過剰な電力が消費されることがなく、適正電力で切換動作させることができる。また、上記第１スイッチ手段が故障してオン状態のままとなっても、上記正特性温度係数素子により弁コイル電流を制限するので、弁コイルの損傷を防止できる。
【０００９】
また、請求項２の電磁弁制御装置を備えた空気調和機は、冷房運転または暖房運転のいずれか一方のときに四方切換電磁弁の弁コイルに通電することにより上記四方切換電磁弁の切換動作を制御する電磁弁制御装置を備えた空気調和機において、一端が上記電磁弁の弁コイルに接続され、他端が直流高電圧に接続される第１スイッチ手段と、一端が上記四方切換電磁弁の弁コイルに接続され、他端が直流低電圧に接続される第２スイッチ手段と、上記四方切換電磁弁の弁コイルに通電するとき、上記第１スイッチ手段をオンして切換動作を行い、その切換動作後に上記第２スイッチ手段をオンした後またはほぼ同時に上記第１スイッチ手段をオフにして保持動作するように、上記第１,第２スイッチ手段を制御する制御部と、上記電磁弁の弁コイルと上記第１スイッチ手段との間に接続され、上記第１スイッチ手段をオンした切換動作後でかつ上記第１スイッチ手段をオフする前に上記弁コイルに流れる電流が上記電磁弁の保持動作時の電流になるように、上記弁コイルに流れる電流を制限する正特性温度係数素子とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
上記請求項２の電磁弁制御装置を備えた空気調和機によれば、上記制御部によって、上記四方切換電磁弁の弁コイルに通電するとき、上記第１スイッチ手段をオンして弁コイルに直流高電圧を印加して四方切換電磁弁の切換動作を行い、その切換動作後に第２スイッチ手段をオンした後またはほぼ同時に第１スイッチ手段をオフにして、上記第２スイッチ手段を介して弁コイルに直流低電圧を印加して、四方切換電磁弁を保持動作させる。したがって、保持動作時に弁コイルに保持可能な最低限の直流低電圧を印加することによって、消費電力を低減できる。また、印加電圧の極性を反転させるようなラッチ式の電磁弁に比べて構造が簡単になり、コストを低減できる。
また、上記正特性温度係数素子は流れる電流が大きくなるほど温度上昇して抵抗が大きくなるので、上記第１スイッチ手段,正特性温度係数素子を介して弁コイルに流れる電流は、第１スイッチ手段のオン状態が継続しても正特性温度係数素子により制限され、切換動作のための弁コイルへの電流は正特性温度係数素子により制御されることになる。また、上記正特性温度係数素子を用いることによって、弁コイルに印加される直流高電圧が変動しても、直流高電圧の電圧値が高くなるほど弁コイルに流れる電流は大きくなるが、大電流の流れる時間は短くなり、すぐに小電流になるので、弁コイルに供給される電力が略一定となり、四方切換電磁弁の動作が安定する。したがって、上記正特性温度係数素子の特性を最適に選択することによって、弁コイルに直流高電圧を印加するときに過剰な電力が消費されることがなく、適正電力で切換動作させることができる。また、上記第１スイッチ手段が故障してオン状態のままとなっても、上記正特性温度係数素子により弁コイル電流を制限するので、弁コイルの損傷を防止できる。
【００１１】
また、請求項３の電磁弁制御装置を備えた空気調和機は、請求項２の電磁弁制御装置を備えた空気調和機において、上記直流高電圧は、空気調和機の圧縮機を駆動するためのインバータ用電源部から供給されるインバータ駆動用の直流高電圧であり、上記直流低電圧は、空気調和機の制御用電源部から供給される制御用の直流低電圧であることを特徴としている。
【００１２】
上記請求項３の電磁弁制御装置を備えた空気調和機によれば、空気調和機の圧縮機を駆動するためのインバータ用電源部から上記直流高電圧が供給され、空気調和機の制御用電源部から上記直流低電圧が供給されるので、別に電磁弁駆動用電源を設ける必要がなく、コストを低減できる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の電磁弁制御装置および電磁弁制御装置を備えた空気調和機を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１６】
図１はこの発明の実施の一形態の電磁弁制御装置を備えた空気調和機の概略構成図である。図１に示すように、この電磁弁制御装置を備えた空気調和機は、四方切換電磁弁(図示せず)の弁コイルＬ１の一端に一端が接続された正特性温度係数素子ＰＴＣと、その正特性温度係数素子ＰＴＣの他端に一端が接続された第１スイッチ手段としてのリレーＲＹと、上記弁コイルＬ１の一端にカソードが接続されたダイオードＤ１と、上記ダイオードＤ１のアノードにコレクタが接続された第２スイッチ手段としてのトランジスタＱ１と、上記リレーＲＹに制御信号を出力すると共に上記トランジスタＱ１のベースに抵抗Ｒ１を介して制御信号を出力する制御部１とを備えている。
【００１７】
上記リレーＲＹの他端には、空気調和機の圧縮機を駆動するインバータ回路(図示せず)のためのインバータ用電源部２からの直流高電圧(ＤＣ２８０Ｖ)が印加され、上記トランジスタＱ１のエミッタに空気調和機のインバータ回路の制御用電源３からの直流低電圧(ＤＣ１６Ｖ)が印加されている。なお、上記四方切換電磁弁(図示せず)の弁コイルＬ１の他端をグランドに接続している。また、上記弁コイルＬ１の両端に逆電圧防止用ダイオードＤ２を接続している(弁コイルＬ１のＰＴＣ側の一端にカソード、弁コイルＬ１のグランド側の他端にアノード)。
【００１８】
また、図２はこの電磁弁制御装置を備えた空気調和機に用いられる四方切換電磁弁の模式図を示しており、この四方切換電磁弁は、図２に示すように、４ポート２ポジションタイプの弁本体１１と、上記弁本体１１を矢印Ｒ２の方向に付勢するスプリング１２と、上記弁本体１１を通電時に矢印Ｒ３の方向にスライドさせる弁コイル１３とを備えている。
【００１９】
上記構成の電磁弁制御装置を備えた空気調和機において、冷房運転時、リレーＲＹおよびトランジスタＱ１がいずれもオフ状態で、図２に示すようにスプリング１２により弁本体１１が矢印Ｒ２の方向に付勢され、四方切換電磁弁が一方の切り換え位置にあるものとする。次に、冷房運転から暖房運転に切り換える場合、図１に示す制御部１によりリレーＲＹをオンし、インバータ用電源部２からリレーＲＹ,正特性温度係数素子ＰＴＣを介して直流高電圧であるＤＣ２８０Ｖを弁コイルＬ１に印加する。それによって、図２に示す弁コイル１３により弁本体１１が矢印Ｒ３の方向にスライドして、四方切換電磁弁(図２に示す)を他方の切り換え位置に切り換える。そうして、上記リレーＲＹを約３秒間オンした後、リレーＲＹをオフする。上記制御部１は、このリレーＲＹがオフする前にトランジスタＱ１をオンすることによって、リレーＲＹがオフした後に制御用電源部３からトランジスタＱ１,ダイオードＤ１を介して直流低電圧であるＤＣ１６Ｖが弁コイルＬ１に印加される。それによって、四方切換電磁弁(図２に示す)を他方の切り換え位置に保持する。
【００２０】
図３は上記電磁弁制御装置を備えた空気調和機の動作時の弁コイル電圧の変化を示している。なお、図３では弁コイル電圧としているが、実際は、直列接続された正特性温度係数素子ＰＴＣと弁コイルＬ１の両端の印加電圧を表している。図３に示すように、リレーＲＹを約３秒オンしている間は、弁コイル電圧はＤＣ２８０Ｖとなり、リレーＲＹがオフすると、弁コイル電圧はＤＣ１６Ｖとなる。すなわち、リレーＲＹがオフする所定時間前にトランジスタＱ１をオンしているので、弁コイル電圧がＤＣ２８０Ｖの供給がなくなっても０Ｖにならない。
【００２１】
また、図４は上記電磁弁制御装置を備えた空気調和機の動作時の弁コイル電流の変化を示している。図４に示すように、リレーＲＹがオンすると、弁コイル電流値が大きくなるが、正特性温度係数素子ＰＴＣは流れる電流が大きくなるほど温度上昇して抵抗が大きくなり、リレーＲＹがオフする前にすでに電流値は、保持動作時の電流に近い値にまで制限される。図４では、弁コイルＬ１に流れる電流は、リレーＲＹがオンしてから約１秒で保持動作時の電流に近い値になっている。
【００２２】
このように、上記四方切換電磁弁の弁コイルＬ１に通電するとき、リレーＲＹをオンすることにより弁コイルＬ１に直流高電圧を印加して、四方切換電磁弁の切換動作を行い、その切換動作後にトランジスタＱ１をオンしてからリレーＲＹをオフにして、上記トランジスタＱ１,ダイオードＤ１を介して弁コイルＬ１に直流低電圧を印加して、四方切換電磁弁を保持動作させることによって、保持動作時は弁コイルＬ１に直流低電圧を印加しているので、消費電力を低減することができる。また、印加電圧の極性を反転させるようなラッチ式の電磁弁に比べて構造が簡単になり、コストを低減することができる。
【００２３】
また、空気調和機の圧縮機を駆動するためのインバータ用電源部２から直流高電圧(ＤＣ２８０Ｖ)が供給され、空気調和機の制御用電源部３から直流低電圧(ＤＣ１６Ｖ)が供給されるので、別に電磁弁駆動用電源を用意する必要がなく、コストを低減することができる。
【００２４】
また、上記正特性温度係数素子ＰＴＣを用いることによって、たとえ直流高電圧が変動しても、弁コイルＬ１に供給される電力が略一定となり、四方切換電磁弁の動作が安定する。また、上記正特性温度係数素子ＰＴＣを最適な特性に設定することによって、弁コイルＬ１に直流高電圧を印加するときに過剰な電力が消費されることがなく、適正な電力で切換動作させることができる。また、上記リレーＲＹが故障してオン状態のままとなっても、正特性温度係数素子ＰＴＣにより弁コイルＬ１に流れる電流を制限するので、弁コイルＬ１が損傷するのを防止することができる。
【００２５】
上記実施の形態では、電磁弁制御装置を備えた空気調和機について説明したが、この発明の電磁弁制御装置は、空気調和機に限らず、電磁弁を用いる他の装置に適用してもよい。
【００２６】
また、上記実施の形態では、正特性温度係数素子としてサーミスタを用いたが、他の正特性温度係数素子を用いてもよい。
【００２７】
また、上記実施の形態では、暖房運転時に四方切換電磁弁の弁コイルＬ１に通電することにより四方切換電磁弁の切換動作を行ったが、冷房運転時に四方切換電磁弁の弁コイルに通電することにより四方切換電磁弁の切換動作を行うものであってもよいのは勿論である。
【００２８】
また、上記実施の形態では、弁コイルＬ１に印加する直流低電圧として空気調和機のインバータ回路の制御用電源３からの直流低電圧(ＤＣ１６Ｖ)を用いたが、直流低電圧はこれに限らず、空気調和機に備わる他の制御用電源の直流低電圧を用いてもよい。
【００２９】
また、上記実施の形態では、四方切換電磁弁の切換動作後にトランジスタＱ１をオンしてからリレーＲＹをオフにしたが、切換動作後のトランジスタＱ１のオンとほぼ同時にリレーＲＹをオフにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の電磁弁制御装置は、電磁弁の弁コイルに通電することにより上記電磁弁の切換動作を制御する電磁弁制御装置において、上記電磁弁の弁コイルに通電するとき、制御部によって第１スイッチ手段をオンして、弁コイルに直流高電圧を印加して電磁弁の切換動作を行い、その切換動作後に制御部によって第２スイッチ手段をオンした後またはほぼ同時に第１スイッチ手段をオフにして、上記第２スイッチ手段を介して弁コイルに直流低電圧を印加して電磁弁を保持動作させることにより、保持動作時に弁コイルに直流低電圧を印加するので、消費電力を低減することができる。また、この発明の電磁弁制御装置では、印加電圧の極性を反転させるようなラッチ式の電磁弁に比べて構造が簡単になり、コストを低減することができる。
【００３１】
また、上記電磁弁の弁コイルと上記第１スイッチ手段との間に特性温度係数素子を接続することによって、上記第１スイッチ手段,正特性温度係数素子を介して弁コイルに流れる電流は、正特性温度係数素子により制限されて、切換動作のための弁コイルへの電流が正特性温度係数素子により制御されることになると共に、直流高電圧が変動しても、直流高電圧の電圧値が高くなるほど弁コイルに流れる電流は大きくなるが、大電流の流れる時間は短くなり、すぐに小電流になるので、弁コイルに供給される電力が略一定となり、電磁弁の動作が安定する。したがって、上記正特性温度係数素子の特性を最適に選択することによって、弁コイルに直流高電圧を印加するときに過剰な電力が消費されることがなく、適正電力で切換動作させることができる。また、上記第１スイッチ手段が故障してオン状態のままとなっても、上記正特性温度係数素子により弁コイル電流を制限するので、弁コイルの損傷を防止することができる。
【００３２】
また、請求項２の発明の電磁弁制御装置を備えた空気調和機は、冷房運転または暖房運転のいずれか一方のときに四方切換電磁弁の弁コイルに通電することにより上記四方切換電磁弁の切換動作を制御する電磁弁制御装置を備えた空気調和機において、上記四方切換電磁弁の弁コイルに通電するとき、制御部によって第１スイッチ手段をオンして、第１スイッチ手段を介して弁コイルに直流高電圧を印加して、四方切換電磁弁の切換動作を行い、その切換動作後に制御部によって第２スイッチ手段をオンした後またはほぼ同時に第１スイッチ手段をオフにして、上記第２スイッチ手段を介して弁コイルに直流低電圧を印加して、四方切換電磁弁を保持動作させることにより、保持動作時に弁コイルに直流低電圧を印加するので、消費電力を低減することができる。また、この発明の電磁弁制御装置を備えた空気調和機では、印加電圧の極性を反転させるようなラッチ式の電磁弁に比べて構造が簡単になり、コストを低減することができる。
また、上記四方切換電磁弁の弁コイルと上記第１スイッチ手段との間に特性温度係数素子を接続することによって、上記第１スイッチ手段,正特性温度係数素子を介して弁コイルに流れる電流は、正特性温度係数素子により制限されて、切換動作のための弁コイルへの電流は正特性温度係数素子により制御されることになると共に、上記正特性温度係数素子を用いることによって、直流高電圧が変動しても、直流高電圧の電圧値が高くなるほど弁コイルに流れる電流は大きくなるが、大電流の流れる時間は短くなり、すぐに小電流になるので、弁コイルに供給される電力が略一定となり、四方切換電磁弁の動作が安定する。したがって、上記正特性温度係数素子の特性を最適に選択することによって、弁コイルに直流高電圧を印加するときに過剰な電力が消費されることがなく、適正電力で切換動作させることができる。また、上記第１スイッチ手段が故障してオン状態のままとなっても、上記正特性温度係数素子により弁コイル電流を制限するので、弁コイルの損傷を防止することができる。
【００３３】
また、請求項３の発明の電磁弁制御装置を備えた空気調和機は、請求項２の電磁弁制御装置を備えた空気調和機において、空気調和機の圧縮機を駆動するためのインバータ用電源部から上記直流高電圧が供給され、空気調和機の制御用電源部から上記直流低電圧が供給されるので、別に電磁弁駆動用電源を設ける必要がなく、コストを低減することができる。
【００３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明の実施の一形態の電磁弁制御装置を備えた空気調和機の概略構成図である。
【図２】 図２は上記電磁弁制御装置を備えた空気調和機により制御される四方切換電磁弁の模式図である。
【図３】 図３は上記電磁弁制御装置を備えた空気調和機の動作時の弁コイル電圧の変化を示す図である。
【図４】 図４は上記電磁弁制御装置を備えた空気調和機の動作時の弁コイル電流の変化を示す図である。
【符号の説明】
１…制御部、
２…インバータ用電源部、
３…制御用電源部、
１１…弁本体、
１２…スプリング、
Ｌ１,１３…弁コイル、
ＲＹ…リレー、
Ｄ１,Ｄ２…ダイオード、
Ｑ１…トランジスタ、
Ｒ１…抵抗。
Claims (3)
- 電磁弁の弁コイル(Ｌ１)に通電することにより上記電磁弁の切換動作を制御する電磁弁制御装置において、
一端が上記電磁弁の弁コイル(Ｌ１)に接続され、他端が直流高電圧に接続される第１スイッチ手段(ＲＹ)と、
一端が上記電磁弁の弁コイル(Ｌ１)に接続され、他端が直流低電圧に接続される第２スイッチ手段(Ｑ１)と、
上記電磁弁の弁コイル(Ｌ１)に通電するとき、上記第１スイッチ手段(ＲＹ)をオンして切換動作を行い、その切換動作後に上記第２スイッチ手段(Ｑ１)をオンした後またはほぼ同時に上記第１スイッチ手段(ＲＹ)をオフにして保持動作するように、上記第１,第２スイッチ手段(ＲＹ,Ｑ１)を制御する制御部(１)と、
上記電磁弁の弁コイル(Ｌ１)と上記第１スイッチ手段(ＲＹ)との間に接続され、上記第１スイッチ手段(ＲＹ)をオンした切換動作後でかつ上記第１スイッチ手段(ＲＹ)をオフする前に上記弁コイル(Ｌ１)に流れる電流が上記電磁弁の保持動作時の電流になるように、上記弁コイル(Ｌ１)に流れる電流を制限する正特性温度係数素子(ＰＴＣ)と
を備えたことを特徴とする電磁弁制御装置。 - 冷房運転または暖房運転のいずれか一方のときに四方切換電磁弁の弁コイル(Ｌ１)に通電することにより上記四方切換電磁弁の切換動作を制御する電磁弁制御装置を備えた空気調和機において、
一端が上記電磁弁の弁コイル(Ｌ１)に接続され、他端が直流高電圧に接続される第１スイッチ手段(ＲＹ)と、
一端が上記四方切換電磁弁の弁コイル(Ｌ１)に接続され、他端が直流低電圧に接続される第２スイッチ手段(Ｑ１)と、
上記四方切換電磁弁の弁コイル(Ｌ１)に通電するとき、上記第１スイッチ手段(ＲＹ)をオンして切換動作を行い、その切換動作後に上記第２スイッチ手段(Ｑ１)をオンした後またはほぼ同時に上記第１スイッチ手段(ＲＹ)をオフにして保持動作するように、上記第１,第２スイッチ手段(ＲＹ,Ｑ１)を制御する制御部(１)と、
上記電磁弁の弁コイル(Ｌ１)と上記第１スイッチ手段(ＲＹ)との間に接続され、上記第１スイッチ手段(ＲＹ)をオンした切換動作後でかつ上記第１スイッチ手段(ＲＹ)をオフする前に上記弁コイル(Ｌ１)に流れる電流が上記電磁弁の保持動作時の電流になるように、上記弁コイル(Ｌ１)に流れる電流を制限する正特性温度係数素子(ＰＴＣ)と
を備えたことを特徴とする電磁弁制御装置を備えた空気調和機。 - 請求項２に記載の電磁弁制御装置を備えた空気調和機において、
上記直流高電圧は、空気調和機の圧縮機を駆動するためのインバータ用電源部(２)から供給されるインバータ駆動用の直流高電圧であり、
上記直流低電圧は、空気調和機の制御用電源部(３)から供給される制御用の直流低電圧であることを特徴とする電磁弁制御装置を備えた空気調和機。
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