JPWO2014103163A1 - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

電力変換効率を向上させる空気調和機を提供する。空気調和機は、太陽光を電気エネルギに変換して電圧として出力する太陽光発電パネル（１０）と、放電によりイオンを発生するイオン発生部（１６）と、イオン発生部（１６）におけるイオンの発生または停止を制御する制御マイコン（１５）と、制御マイコン（１５）へ電気エネルギを供給するマイコン用キャパシタ（１２）と、イオン発生部（１６）へ電気エネルギを供給するイオン発生部用キャパシタ（１３）とを具備する。空気調和機は、さらに太陽光発電パネル（１０）が出力した電圧を電圧変換してマイコン用キャパシタ（１２）およびイオン発生部用キャパシタ（１３）のいずれか一方に伝送する分配部（１１）を具備する。

Description

本発明は、放電によりイオンを発生させて除菌を行う空気調和機に関する。

従来、ソーラパネル（以下、太陽光発電パネル）が発電した電気エネルギで充電する蓄電池を備え、この蓄電池の電気エネルギを用いて除菌などの機能を有するイオンを発生させる携帯型の空気調和機があった（例えば、特許文献１）。また、太陽光発電パネルにて発電した電気エネルギをキャパシタに蓄えて、電動コンプレッサ等の電源として用いる装置があった（例えば、特許文献２）。

特開２００４−１００９９８号公報 特開２００６−３２６７４号公報

特許文献１における蓄電池としては、通常、鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池など化学反応によって電気エネルギを蓄えるものを用いることが考えられる。化学反応によって電気エネルギを蓄える場合、化学反応に時間を要するため、充電に長時間を必要とするという問題がある。また、充放電のサイクル寿命も短いため、比較的短期間で交換が必要となる。

そこで、特許文献１の蓄電池を、特許文献２のように１つのキャパシタに置き換えることで上記の問題を解消することも考えられる。しかし、１つのキャパシタを用いた場合でも以下のような問題がある。

特許文献１の空気調和機においては、イオンの発生または停止を制御するために、電気エネルギで動作する制御部（例えば、マイコン）を備えている。特許文献２のごとくキャパシタに電気エネルギを蓄積した場合、この電気エネルギを用いて制御部を動作させることとなる。

特許文献２の場合、１つのキャパシタを用いるため、キャパシタに蓄積した電気エネルギを、制御部だけでなく、イオンを発生させるための装置（送風機、イオン発生素子など）（以下、イオン発生部）を動作させるためにも用いる。

特許文献２のごとく、太陽光発電パネルにて発電した電力をキャパシタに蓄積する場合、通常、太陽光発電パネルが出力した電圧をコンバータにより電圧変換を行ってから、キャパシタに蓄電する。

１つのキャパシタで、イオン発生部および制御部を動作させる場合、イオン発生部および制御部で必要とする電圧が異なるため、キャパシタの正極端子の電圧を、さらに別のコンバータにより電圧変換してから制御部の電源端子へ供給する必要がある。

このようにした場合、太陽光発電パネルが出力した電圧は、２つのコンバータを経由して制御部へ供給されることなる。コンバータを複数経由すると、変換の際にロスが発生し、電力変換効率が低下してしまうという問題がある。その結果、イオンを発生させる時間が短縮されてしまう。

本発明の目的は、電力変換効率を向上させる空気調和機を提供することである。

本発明は、太陽光を電気エネルギに変換して電圧として出力する太陽光発電部と、放電によりイオンを発生するイオン発生部と、前記イオン発生部における前記イオンの発生または停止を制御する制御部と、前記制御部へ電気エネルギを供給する第１のキャパシタと、前記イオン発生部へ電気エネルギを供給する第２のキャパシタと、前記太陽光発電部が出力した電圧を電圧変換して前記第１のキャパシタおよび前記第２のキャパシタのいずれか一方に伝送する分配部と、を具備した空気調和機である。

本発明は、制御部へ電気エネルギを供給する第１のキャパシタを備えることで、電圧変換を１回にすることができ、電力変換効率を向上させることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る空気調和機の構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る空気調和機の構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る空気調和機の外形図 本発明の実施の形態に係る空気調和機の動作例を示すフロー図 本発明の実施の形態に係る空気調和機の各信号の状態を説明するタイミング図 本発明の実施の形態に係る空気調和機のイオン発生タイミングを説明するタイミング図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一要素は原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態）
本発明の実施の形態における各構成について、図１および図２を用いて説明する。図１および図２は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の構成例を示すブロック図であり、図３は、空気調和機の外形図である。

空気調和機１は、ナノイー（登録商標）イオンなどのイオンを発生させて除菌を行うものである。太陽光による発電した電気エネルギで動作し、外部電源を必要としない。そのため、空気調和機１は、電源を導入しにくいが太陽光が照射される場所、例えば、乗用車のダッシュボードなどの車室内、電源が近くにない窓際などに配置することが可能である。

空気調和機１は、太陽光発電パネル１０（太陽光発電部に相当）、分配部１１、マイコン用キャパシタ１２（第１のキャパシタに相当）、イオン発生部用キャパシタ１３（第２のキャパシタに相当）、リセットＩＣ１４（起動回路に相当）、制御マイコン１５（制御部に相当）、イオン発生部１６（イオン発生部に相当）、電源スイッチ１７、筐体１８、および、抵抗（Ｒ１〜Ｒ４）、容量（Ｃ１）を備える。

太陽光発電パネル１０は、太陽光を電気エネルギに変換して電圧として出力する。分配部１１は、太陽光発電パネル１０が出力した電気エネルギをマイコン用キャパシタ１２およびイオン発生部用キャパシタ１３のいずれか一方に伝送する。

イオン発生部用キャパシタ１３は、分配部１１により分配された電気エネルギを蓄積し、蓄積した電気エネルギはイオン発生部１６へ供給される。イオン発生部１６は、イオン発生部用キャパシタ１３から供給された電気エネルギで動作してイオンを発生する。

マイコン用キャパシタ１２は、分配部１１により分配された電気エネルギを蓄積し、蓄積した電気エネルギは制御マイコン１５へ供給される。制御マイコン１５は、マイコン用キャパシタ１２から供給された電気エネルギで動作して、イオン発生部１６におけるイオンの発生または停止を制御する。

リセットＩＣ１４は、制御マイコン１５を起動させる起動信号を発生する。具体的には、リセットＩＣ１４は、マイコン用キャパシタ１２の出力電圧が所定電圧値以上となったときに起動信号を出力する。以下、各部を詳細に説明する。

太陽光発電パネル１０は、太陽光を電気エネルギに変換して電圧として出力する。太陽光発電パネル１０は、例えば、数ｋＷ程度の発電能力を有するものであり、電気エネルギは直流電圧として出力される。

分配部１１は、太陽光発電パネル１０が出力した電気エネルギをマイコン用キャパシタ１２およびイオン発生部用キャパシタ１３のいずれか一方に伝送するものであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２、抵抗（Ｒ５〜Ｒ７）、および、トランジスタ（Ｔｒ１、Ｔｒ２）を備える。

太陽光発電パネル１０の出力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１の入力端子（ＩＮ端子）、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力端子（ＩＮ端子）と電気的に接続される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１の出力端子（ＯＵＴ端子）は、マイコン用キャパシタ１２の正極端子と電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１の出力端子と、マイコン用キャパシタ１２の正極端子との電気的な接続ラインを、以下、電路Ａと称する。また、電路Ａの電圧を電圧ＶＡと称する。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２の出力端子（ＯＵＴ端子）は、イオン発生部用キャパシタ１３の正極端子と電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２の出力端子と、イオン発生部用キャパシタ１３の正極端子との電気的な接続ラインを、以下、電路Ｂと称する。また、電路Ｂの電圧を電圧ＶＢと称する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１およびＤＣ／ＤＣコンバータ１１２のＶＳＳ端子はグランドに接続される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１およびＤＣ／ＤＣコンバータ１１２は、太陽光発電パネル１０の出力した直流電圧を、それとは異なる直流電圧に電圧変換して出力端子（ＯＵＴ端子）から出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２の出力電圧は、例えば、１２Ｖ程度、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１の出力電圧は、例えば、５Ｖ程度である。

太陽光発電パネル１０の出力は、さらに、抵抗Ｒ５を介して、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１のイネーブル端子（ＥＮ端子）と電気的に接続する。トランジスタＴｒ１はＮＰＮトランジスタであり、エミッタ端子はグランドと電気的に接続する。トランジスタＴｒ１のベース端子は制御マイコン１５の制御信号出力端子（ＰＯＡ端子）に電気的に接続される。

太陽光発電パネル１０の出力は、さらに、抵抗Ｒ６を介して、トランジスタＴｒ２のエミッタ端子と電気的に接続する。トランジスタＴｒ２はＰＮＰトランジスタであり、コレクタ端子はＤＣ／ＤＣコンバータ１１２のイネーブル端子（ＥＮ端子）と電気的に接続する。また、コレクタ端子は、抵抗Ｒ７を介してグランドとも電気的に接続する。トランジスタＴｒ２のベース端子は制御マイコン１５の制御信号出力端子（ＰＯＢ端子）に電気的に接続される。イネーブル端子（ＥＮ端子）は、ＤＣ／ＤＣコンバータの起動または停止を制御するための端子であり、ＨＩＧＨが入力されると起動状態、ＬＯＷが出力されると停止状態となる。

分配部１１は、マイコン用キャパシタ１２の出力電圧（正極端子の電圧）が所定電圧値未満である場合、太陽光発電パネル１０が出力した電力をマイコン用キャパシタ１２へ蓄積し、マイコン用キャパシタ１２の出力電圧（正極端子の電圧）が所定電圧値以上である場合、太陽光発電パネル１０が出力した電力をイオン発生部用キャパシタ１３へ蓄積する。以下、分配部１１の内部の動作を詳細に説明する。

マイコン用キャパシタ１２およびイオン発生部用キャパシタ１３に電荷が蓄積されていない状態で、太陽光発電パネル１０が電力供給を開始した場合の分配部１１の動作について説明する。

制御マイコン１５は、マイコン用キャパシタ１２からの電力供給を受けることができないため、停止状態となっている。制御マイコン１５の制御信号出力端子（ＰＯＡ端子、ＰＯＢ端子）の出力はＰＯＡ端子がＬＯＷ、ＰＯＢ端子がＨＩＧＨとなっている。

このとき、トランジスタＴｒ１およびＴｒ２はオフした状態である。太陽光発電パネル１０が発電を開始しているため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１のイネーブル端子（ＥＮ端子）には、抵抗Ｒ５を介して太陽光発電パネル１０の出力電圧が印加される。イネーブル端子（ＥＮ端子）にＨＩＧＨが印加されていることになるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１は起動状態となり、マイコン用キャパシタ１２へ電力供給を開始する。

一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２のイネーブル端子（ＥＮ端子）は、トランジスタＴｒ２はオフした状態であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２のイネーブル端子（ＥＮ端子）はグランドと同電位（ＬＯＷ）となり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２は停止状態となる。

マイコン用キャパシタ１２に電荷が蓄積され、マイコン用キャパシタ１２の正極端子の電圧が所定電圧（Ｖｄ）以上となると、後述するように、リセットＩＣ１４による制御マイコン１５へのリセットが解除され、制御マイコン１５が起動状態となる。

制御マイコン１５は、起動状態となると、ＰＯＡ端子をＨＩＧＨ、ＰＯＢ端子をＬＯＷにする。これにより、トランジスタＴｒ１およびＴｒ２はオン状態に遷移する。トランジスタＴｒ１およびＴｒ２はオン状態となることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２のイネーブル端子（ＥＮ端子）がＨＩＧＨとなり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２が起動状態となる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２は、イオン発生部用キャパシタ１３へ電気エネルギの供給を開始する。

一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１のイネーブル端子（ＥＮ端子）はＬＯＷとなり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１が停止状態となる。

マイコン用キャパシタ１２およびイオン発生部用キャパシタ１３は、分配部１１を介して、太陽光発電パネル１０が出力した電気エネルギを蓄積するものである。マイコン用キャパシタ１２の正極端子は、リセットＩＣ１４の電源端子（ＶＤＤ端子）、および、制御マイコン１５の電源端子（ＶＤＤ端子）と電気的に接続される。

また、イオン発生部用キャパシタ１３の正極端子は、イオン発生部１６と電気的に接続され、イオン発生部１６内の電気エネルギを必要とする各要素に電気エネルギの供給を行う。

マイコン用キャパシタ１２およびイオン発生部用キャパシタ１３のそれぞれの負極端子はグランドに接続される。

マイコン用キャパシタ１２およびイオン発生部用キャパシタ１３は、例えば、リチウムイオンキャパシタ、または、電気二重層コンデンサである。これらキャパシタ以外のキャパシタを用いることも可能である。

太陽光発電パネル１０が出力した電気エネルギを蓄積する手段としては、キャパシタではなく、鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池など化学反応によって電気を蓄える二次電池を用いることが考えられる。しかし、化学反応によって電気を蓄える場合、化学反応に時間を要するため、充電に長時間を必要とするという問題がある。また、充放電のサイクル寿命も短いため、比較的短期間で交換が必要となる。さらに、化学反応によって電気を蓄える蓄電池は、周囲の温度によってはその性能が劣化する。キャパシタを用いると、上記問題を解決し、蓄電効率を高め、かつ、使用温度が変化しても安定して動作させることができる。

太陽光発電パネル１０が出力した電気エネルギは、マイコン用キャパシタ１２およびイオン発生部用キャパシタ１３にのみ蓄積する。別途、電池などを搭載すると、電池交換等の手間が発生するが、上記のようにすることで、空気調和機１は電池交換を行うことなく動作を継続することができる。

リセットＩＣ１４は、制御マイコン１５を起動させる起動回路の役割をもつ。リセットＩＣ１４は、マイコン用キャパシタ１２の出力電圧が所定電圧値以上となったときに制御マイコン１５を起動させる起動信号を出力する。起動信号とは、具体的にはリセットＩＣ１４のリセット出力端子（ＲＳＴ端子）から出力される信号である。

リセットＩＣ１４のＶＤＤ端子は電路Ａと電気的に接続されている。リセットＩＣ１４のリセット出力端子（ＲＳＴ端子）は、抵抗Ｒ２を介して、制御マイコン１５のリセット入力端子（ＣＬＲ端子）に接続されている。抵抗Ｒ２は、制御マイコン１５のリセット入力端子（ＣＬＲ端子）の入力保護のための抵抗である。

リセットＩＣ１４のリセット出力端子と、抵抗Ｒ２との接続ラインは、抵抗Ｒ１を介して電路Ａと接続させるとともに、容量Ｃ１を介してグランドとも接続している。容量Ｃ１は、電路Ａの電圧ＶＡが所定電圧（Ｖｄ）となったあと、リセット出力端子を若干遅らせるためのものである。なお、リセットＩＣ１４のＶＳＳ端子はグランドに接続されている。

制御マイコン１５のリセット入力端子（ＣＬＲ端子）は、ローアクティブであり、ＬＯＷが入力された場合、制御マイコン１５は停止（リセット）状態、ＨＩＧＨが入力された場合、制御マイコン１５は起動状態となる。

リセットＩＣ１４のＶＤＤ端子に印加される電圧ＶＡが所定電圧Ｖｄ未満であるときは、リセットＩＣ１４のリセット出力端子（ＲＳＴ端子）はＬＯＷを出力している。このとき、制御マイコン１５のリセット入力端子もＬＯＷとなり、制御マイコン１５は停止状態となる。すなわち、リセットＩＣ１４は、マイコン用キャパシタ１２の出力電圧が所定電圧値未満であるとき、起動信号の出力を行わない。

電圧ＶＡが所定電圧Ｖｄ以上であるときは、リセットＩＣ１４のリセット出力端子（ＲＳＴ）はＨＩＧＨを出力する。このとき、制御マイコン１５のリセット入力端子もＨＩＧＨとなり、制御マイコン１５は起動状態となる。

リセットＩＣ１４を用いない場合、マイコン用キャパシタ１２の出力電圧が、制御マイコン１５の動作電圧値近傍の電圧値となった際、電圧値のゆらぎにより、制御マイコン１５が起動・停止を繰り返し、その結果、動作が不安定となってしまうという問題がある。リセットＩＣ１４を用いると、上記のような問題が解消される。

次に、制御マイコン１５について説明する。制御マイコン１５は、マイコン用キャパシタ１２から供給された電気エネルギで動作して、イオン発生部１６におけるイオンの発生または停止を制御する。

制御マイコン１５は、ＡＤコンバータを内蔵している。電路Ｂの電圧ＶＢは、直列に接続された抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４で分圧されて、制御マイコン１５のＡＤコンバータの入力につながる端子ＡＤに入力される。制御マイコン１５は、ＡＤコンバータにて検出した、電路Ｂの電圧ＶＢに応じて以下の制御を行う。

イオン発生部１６におけるイオンの発生または停止の制御は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２の正極の電圧（電路Ｂの電圧ＶＢ）の電圧値に応じて行う。例えば、単位時間あたりのイオン発生部１６の作動時間を変化させる制御を行う。

一例としては、制御マイコン１５は、イオン発生部用キャパシタ１３の出力電圧の電圧値が低いほど、単位時間あたりのイオン発生部１６の作動時間が短くなるように制御することが可能である。詳細な動作は後述する。

次に、イオン発生部１６について説明する。イオン発生部１６は、イオン発生部用制御部１６１、送風機１６２、イオン発生素子１６３、および、送出口１６４で構成される。イオン発生部用制御部１６１、送風機１６２、および、イオン発生素子１６３は、イオン発生部用キャパシタ１３に蓄積された電気エネルギを用いて動作する。

イオン発生部用制御部１６１は、送風機１６２およびイオン発生素子１６３を制御する。イオン発生部用制御部１６１は、制御マイコン１５の信号出力端子ＰＯＣと接続される。信号出力端子ＰＯＣの出力がＨＩＧＨである場合、イオン発生部用制御部１６１は、送風機１６２およびイオン発生素子１６３を動作させる制御をしてイオンを発生させる。信号出力端子ＰＯＣの出力がＬＯＷである場合、イオン発生部用制御部１６１は、送風機１６２およびイオン発生素子１６３を停止させる制御をしてイオンを発生させない。

なお、信号出力端子ＰＯＣの出力がＬＯＷである場合にイオンを発生させ、信号出力端子ＰＯＣの出力がＨＩＧＨである場合にイオン発生素子１６３を停止するようにしてもよい。

イオン発生素子１６３は、放電によりイオンを発生する。イオン発生素子１６３は、例えば、針状電極を備える。高電圧（例えば６０００Ｖ程度）が印加された針状電極は、ペルチェ素子のペルチェ効果によって冷却されて、空気中の水分を結露させ、コロナ放電によって微粒子水で包まれたマイナスイオンの微細粒子（例えば直径で略５〜２０ｎｍ）を発生させる。発生したイオンは、除菌・脱臭の効果だけでなく、人の髪、肌等にうるおいを与える効果を有する。このようなイオンは、例えば、ナノイー（登録商標）イオンと呼ばれる。

送風機１６２は、筐体１８の外部から取込んだ空気をイオン発生素子１６３へ送出するためのものである。イオン発生素子１６３を通過した空気は、イオンを含んだ空気として、送出口１６４から筐体１８の外部へ送出される。

電源スイッチ１７は、イオンの発生を行うか否かを設定するものである。電源スイッチ１７がオンである場合はイオンの発生を可能とし、オフの場合はイオンの発生は行わない。電源スイッチ１７の出力端子は、制御マイコン１５の入力端子（ＰＩ）と接続される。

筐体１８は、空気調和機１を携帯可能とするために、太陽光発電パネル１０、イオン発生部１６、制御マイコン１５、マイコン用キャパシタ１２、イオン発生部用キャパシタ１３、および、分配部１１を収めるものである。送出口１６４は、筐体１８に設けられる。送出口１６４を設ける位置は、筐体１８の側面でも上面でもよい。

本発明の実施の形態に係る空気調和機の動作について、図４〜図６を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の動作例を示すフロー図、図５は、空気調和機の各信号の状態を説明するタイミング図、図６は、空気調和機のイオン発生タイミングを説明するタイミング図である。

図４は、制御マイコン１５が起動した後（電路Ａの電圧ＶＡが、所定電圧Ｖｄ以上である場合）の、制御マイコン１５が行う処理を表したものである。図４のスタートの時点では、制御マイコン１５は、信号出力端子ＰＯＣの出力をＬＯＷにし、イオン発生部１６を停止させている。

最初に、制御マイコン１５は、電源スイッチ１７がオンされているか否かを判定する（Ｓ０１）。電源スイッチ１７がオフである場合（Ｓ０１でＮＯ）、制御マイコン１５は処理を終了する。電源スイッチ１７がオンされている場合は（Ｓ０１でＹＥＳ）、制御マイコン１５は電圧ＶＢに基づいてイオン発生部１６の動作時間を決定する（Ｓ０２）。決定方法については後述する。

制御マイコン１５は、Ｓ０２で決定した動作時間に基づいて、信号出力端子ＰＯＣの出力をＨＩＧＨにし、イオン発生部１６を動作させる（Ｓ０３）。

Ｓ０３に続いて、制御マイコン１５は、電路Ｂの電圧ＶＢが所定電圧Ｖｋ以上であるか否かを判定する（Ｓ０４）。所定電圧Ｖｋは、イオン発生部１６が動作可能な下限の電圧値である。電圧ＶＢが所定電圧Ｖｋ以上である場合（Ｓ０４でＹＥＳ）、制御マイコン１５は処理をＳ０２に戻す。イオン発生部１６を継続して動作させることが可能であるからである。

電圧ＶＢが所定電圧Ｖｋ未満である場合（Ｓ０４でＮＯ）、制御マイコン１５は、信号出力端子ＰＯＣの出力をＬＯＷにし、イオン発生部１６を停止させ（Ｓ０５）、処理を終了（エンド）する。制御マイコン１５は、処理を終了すると、再度スタートから実行する。

次に、図５を用いて制御マイコン１５の起動について説明する。

図５のｔ０は、マイコン用キャパシタ１２に電荷が蓄積されていない状態から、太陽光発電パネル１０による発電を開始した時間である。この時点では、リセットＩＣ１４のリセット出力端子（ＲＳＴ端子）はＬＯＷを出力している。

ｔ０からｔ１にかけて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１が起動して、マイコン用キャパシタ１２の電圧が上昇する。ｔ１にて電路Ａの電圧ＶＡが、所定電圧Ｖｄ以上となると、リセットＩＣ１４のリセット出力端子はＨＩＧＨとなり、制御マイコン１５が起動状態となるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２が起動する。

制御マイコン１５が起動状態となると、太陽光発電パネル１０が発電した電気エネルギはイオン発生部用キャパシタ１３へ蓄積される。イオン発生部用キャパシタ１３の出力電圧が所定電圧Ｖｋ以上となると、イオンの発生が開始する。マイコン用キャパシタ１２に蓄積された電気エネルギは、制御マイコン１５により消費され、次第に低下する。

そして、ｔ２において、電路Ａの電圧ＶＡが、所定電圧Ｖｄ未満となると、リセットＩＣ１４は、リセット出力端子（ＲＳＴ端子）をＬＯＷとし、制御マイコン１５が停止状態となり、イオンの発生も停止する。

電路Ａの電圧ＶＡが、所定電圧Ｖｄ未満となると、再び、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１が起動して、太陽光発電パネル１０が発電した電気エネルギがマイコン用キャパシタ１２に蓄積され、マイコン用キャパシタ１２の電圧が上昇する。ｔ３にて電路Ａの電圧ＶＡが、所定電圧Ｖｄ以上となると、リセットＩＣ１４は、リセット出力端子（ＲＳＴ端子）を再度ＨＩＧＨとし、制御マイコン１５を起動状態にする。このように、マイコン用キャパシタ１２の出力電圧に応じて、イオンの発生及び停止が繰り返される。

次に、図６を用いて、図４のＳ０２における、電圧ＶＢに基づくイオン発生部１６の動作時間の決定について説明する。図６は信号出力端子ＰＯＣの値であり、ＨＩＧＨならイオン発生部１６が動作（イオンが発生）、ＬＯＷならイオン発生部１６が停止（イオンは停止）する。

制御マイコン１５は、単位時間あたりのイオン発生部１６の動作時間を変化させる制御を行う。制御マイコン１５は、イオン発生部用キャパシタ１３の出力電圧（電路Ｂの電圧ＶＢ）の電圧値が低いほど、単位時間Ｔあたりのイオン発生部１６の動作時間が短くなるように制御する。

例えば、図６の動作パタンＡ〜Ｃにおいて、動作パタンＡが最も電路Ｂの電圧ＶＢが高い場合であり、次に電圧ＶＢが高い場合が動作パタンＢ、最も電圧ＶＢが低い場合が動作パタンＣである。

動作パタンＡ〜Ｃのように、デューティー比を変更して動作時間を制御してもよい。また、動作パタンＢの代わりに、動作パタンＤのように時間的に離散させてイオン発生部１６を動作させてもよい。

＜本実施の形態の効果＞
本実施の形態によれば、制御マイコン１５へ電気エネルギを供給するマイコン用キャパシタ１２を備えることで、電圧変換を分配部１１にて１回しか行う必要がない。このようにすることで、空気調和機１の電力変換効率を向上させることができるという効果を奏する。

また、太陽光発電パネル１０が出力した電気エネルギは、マイコン用キャパシタ１２、および、イオン発生部用キャパシタ１３にのみ蓄積するようにしたことで、鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池など化学反応によって電気エネルギを蓄える二次電池を用いるよりもコストを低減できるとともに、空気調和機１を小型化することが可能となる。小型化により、車両のダッシュボード、窓際など少ないスペースにでも配置が可能となるとともに、携帯性も向上する。

また、マイコン用キャパシタ１２、および、イオン発生部用キャパシタ１３を搭載することで、外部からの電源供給なく動作が可能となる。

さらに、リセットＩＣ１４を用いて間欠動作をさせることにより、容量の少ないキャパシタを用いても制御マイコン１５を安定して動作させることが可能となる。

なお、イオン発生部用キャパシタ１３の容量は、マイコン用キャパシタ１２の容量より大きいものを用いることができる。制御マイコン１５で必要とされる電流値は通常、数ｍＡ程度であるため、マイコン用キャパシタ１２の容量は、例えば、数百ｍＦ（ミリファラッド）程度でよい。一方、イオン発生部１６で必要とされる電流値は通常、数百ｍＡ程度であるため、イオン発生部用キャパシタ１３の容量、例えば、１０Ｆ（ファラッド）程度のものを用いる必要がある。

マイコン用キャパシタ１２の容量を小さくすることで、マイコン用キャパシタ１２の出力電圧を早期に上げることができる。その結果、制御マイコン１５の起動を早めることが可能となる。

なお、上記実施の形態の説明に用いた制御マイコン１５は、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

＜変形例＞
上記実施の形態において、リセットＩＣ１４と、制御マイコン１５とは、別個のデバイスであるとして記載したが、リセットＩＣ１４の機能を制御マイコン１５に備えるようにしてもよい。

２０１２年１２月２７日出願の特願２０１２−２８４１９１の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明にかかる空気調和機は、電源を導入しにくいが太陽光が照射される場所、例えば、車両のダッシュボード、電源が近くにない窓際などに配置する空気調和機等に好適である。

１ 空気調和機
１０ 太陽光発電パネル
１１ 分配部
１１１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２ マイコン用キャパシタ
１３ イオン発生部用キャパシタ
１４ リセットＩＣ
１５ 制御マイコン
１６ イオン発生部
１６１ イオン発生部用制御部
１６２ 送風機
１６３ イオン発生素子
１６４ 送出口
１７ 電源スイッチ
１８ 筐体

Claims (10)

1. 太陽光を電気エネルギに変換して電圧として出力する太陽光発電部と、
   放電によりイオンを発生するイオン発生部と、
   前記イオン発生部における前記イオンの発生または停止を制御する制御部と、
   前記制御部へ電気エネルギを供給する第１のキャパシタと、
   前記イオン発生部へ電気エネルギを供給する第２のキャパシタと、
   前記太陽光発電部が出力した電圧を電圧変換して前記第１のキャパシタおよび前記第２のキャパシタのいずれか一方に伝送する分配部と、
   を具備する空気調和機。
2. 前記制御部を起動させる起動信号を発生する起動回路をさらに具備し、
   前記起動回路は、前記第１のキャパシタの出力電圧が所定電圧値以上となったときに、前記起動信号を出力する、
   請求項１記載の空気調和機。
3. 前記起動回路は、前記第１のキャパシタの出力電圧が所定電圧値未満であるとき、前記起動信号の出力を行わない、
   請求項２記載の空気調和機。
4. 前記分配部は、
   前記第１のキャパシタの出力電圧が前記所定電圧値未満である場合、前記太陽光発電部が出力した電気エネルギを前記第１のキャパシタへ蓄積し、
   前記第１のキャパシタの出力電圧が前記所定電圧値以上である場合、前記太陽光発電部が出力した電気エネルギを前記第２のキャパシタへ蓄積する、
   請求項３記載の空気調和機。
5. 前記第２のキャパシタの容量は、前記第１のキャパシタの容量より大きい、
   請求項４記載の空気調和機。
6. 前記制御部は、
   前記第２のキャパシタの出力電圧の電圧値に応じて、前記イオン発生部が単位時間あたりの前記イオンを発生させる時間を変化させる、
   請求項１記載の空気調和機。
7. 前記制御部は、
   前記第２のキャパシタの出力電圧の電圧値が低いほど、前記イオン発生部が単位時間あたりの前記イオンを発生させる時間を短くするように制御する、
   請求項１記載の空気調和機。
8. 前記第１のキャパシタおよび前記第２のキャパシタは、
   リチウムイオンキャパシタ、または、電気二重層コンデンサである、
   請求項１記載の空気調和機。
9. 前記太陽光発電部、前記イオン発生部、前記制御部、前記第１のキャパシタ、前記第２のキャパシタ、および、前記分配部を収める筐体をさらに備えた、
   請求項１記載の空気調和機。
10. 前記太陽光発電部が出力した電気エネルギは、前記第１のキャパシタおよび前記第２のキャパシタにのみ蓄積する、
    請求項１記載の空気調和機。
    

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