(57)【要約】【課題】誘導性負荷制御回路の雷保護性能を高くすることを目的とする。【解決手段】商用電源を全波整流する整流器４と、整流器４の２次側の全波整流された電源で作動する複数の誘導性負荷５ａ〜５ｃと、複数の誘導性負荷５ａ〜５ｃを各々開閉する複数のスイッチング手段３ａ〜３ｃと、複数のスイッチング手段３ａ〜３ｃの内少なくとも１個のスイッチング手段の両端に接続するバリスタ８を備えたことにより、スイッチング手段３ａ〜３ｃが全て開（オフ）の時でも、雷サージをバリスタ８に流すことができるので、整流器４の故障を防止する事ができる。【選択図】図１
2005269851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を全波整流する整流器と、前記整流器の２次側の全波整流された電源で作動する複数の誘導性負荷と、前記複数の誘導性負荷を各々開閉する複数のスイッチング手段と、前記複数のスイッチング手段のうち少なくとも１個のスイッチング手段の両端に接続するバリスタを備えた誘導性負荷制御回路。
【請求項２】
請求項１に記載の誘導性負荷制御回路を備えた給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導性負荷制御回路と、これを備えた給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の誘導性負荷制御回路は、図２のように構成されていた。
【０００３】
図２は、従来の誘導性負荷制御回路を備えた給湯機の電気回路を示すものである。図２に示すように、バリスタ１と、給湯機の制御手段２と、スイッチング手段３と、整流器４と誘導性負荷５から構成されている。スイッチング手段３と整流器４と誘導性負荷５で誘導性負荷制御回路を構成している。スイッチング手段３は、リレーである。整流器４は、ダイオードを４個で構成している。誘導性負荷５は、ふろ給湯電磁弁のソレノイドである。誘導性負荷５を開閉する場合は、スイッチング手段３で開閉する。
【０００４】
図２では、誘導性負荷５は１つなので、この誘導性負荷５を開閉するスイッチング手段３は、整流器４の１次側（ＡＣ側）にある。このように構成すると、誘導性負荷５をオフさせるためにスイッチング手段３の接点を開（オフ）した時に発生する逆起電力対策は、整流器４により行われる。逆起電力は、誘導性負荷５に流れていた電流がそのまま流れようとする現象で、この場合は、誘導性負荷５の電流は、整流器４を通って、再度誘導性負荷５を流れ、さらに整流器４を通って、誘導性負荷５を流れという具合に、電流が循環する過程で、エネルギーが誘導性負荷５で消費され、結果として逆起電力が吸収される。
【０００５】
図２の回路では、この電気回路の雷サージ保護として、バリスタ１が商用電源の２線間に挿入されている。このバリスタ１は、制御手段２の保護のためである。バリスタ１は、雷によるサージ電圧がバリスタ電圧を超えた場合に、バリスタ１が抵抗のように電流を流し、結果として、サージ電圧を低く抑える効果がある。
【０００６】
整流器４や誘導性負荷５の雷サージの保護については、バリスタ１による保護効果もあるが、下記のようにバリスタ１以外の保護効果もある。
【０００７】
スイッチング手段３が開（オフ）のときは、スイッチング手段３で雷サージが遮断されているので保護されている。また、スイッチング手段３が閉（オン）のときは、雷サージが整流器４と誘導性負荷５を流れ、結果としてサージ電圧が吸収される。整流器４は、ダイオードをブリッジ接続しているので、雷サージ電圧の極性が正の場合でも、負の場合でも、誘導性負荷５にサージ電流を流すことができる。
【０００８】
しかしながら、給湯機が高度化してくると、誘導性負荷５が複数になってきた。例えば、ふろ給湯電磁弁のほかに、圧力逃がし電磁弁等である。この場合、図２の構成を複数個並列に構成することができる。図３は、その回路を示す。図３では、整流器４が誘導性負荷５の数だけ必要になり、コスト面で高くなる。雷サージに対する保護は、図２の従来例と同じである。
【０００９】
よって、コスト面で安価に構成するため、図４に示すように、整流器４の２次側で複数の誘導性負荷５をそれぞれスイッチング手段３により開閉する回路が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
図４では、誘導性負荷５の逆起電力の吸収のため、各誘導性負荷５の両端に、ダイオード６を設けている。ダイオード６は、誘導性負荷５の数だけ必要であるが、整流器４を誘導性負荷５の数だけ備えるよりは安価に構成することができる。また、整流器４を構成する４本のダイオードを７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄとする。以下、この図４の回路を従来例として用いる。
【特許文献１】特開平７−１０４８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記従来の構成では、整流器４の２次側で誘導性負荷５をスイッチングしているので、全てのスイッチング手段３が開（オフ）のとき、雷サージにより整流器４が故障する場合があるという課題を有していた。
【００１２】
つまり、スイッチング手段３のひとつでも閉（オン）していれば、雷サージは、整流器４、スイッチング手段３、誘導性負荷５の経路で流れ、整流器４のダイオードに逆電圧が加わることなく、回路を故障させることはない。しかし、全てのスイッチング手段３が開（オフ）のときは、雷サージの流れる経路が無く、整流器４に雷サージ電圧が加わることになる。整流器４は、ダイオード４本でブリッジ構成しているので、そのうちの２本のダイオードには、雷サージ電圧が、逆電圧として印加される。具体的には、雷サージ電圧の極性が正の場合、ダイオード７ａには順方向電圧、ダイオード７ｂには逆方向電圧、ダイオード７ｃには逆方向電圧、ダイオード７ｄには順方向電圧がかかることになる。この場合、逆方向電圧がかかっているダイオード７ｂ、ダイオード７ｃが故障する可能性がある。雷サージ電圧の極性が負の場合は、極性が正の場合の反対となる。バリスタ１でも、雷サージ電圧を吸収しているが、バリスタ１の特性上、ダイオード７ａ〜７ｄの逆耐圧以下に抑えることは難しい。
【００１３】
近年、消費者の品質や信頼性に対する要求も高くなり、雷サージに対する保護性能も高いものが要求されている。一般的な雷サージの試験方法として、波頭長１．２μｓ、波尾長５０μｓのサージ波形を機器に印加するが、従来サージ電圧を１０ｋＶで確認していたものが、最近では１５ｋＶまで確認するようになってきている。特に、給湯機においては、常時電源コンセントに接続していると共に、雷が発生しても、屋外に設置しているなどの理由から、コンセントから電源を抜くことはできない状況である。万一、給湯機が故障すると、生活に支障をきたすなど、その影響は大きい。
【００１４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、コストは安く、雷サージに対する保護性能は高い誘導性負荷制御回路とこれを備えた給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導性負荷制御回路は、商用電源を全波整流する整流器と、前記整流器の２次側の全波整流された電源で作動する複数の誘導性負荷と、前記複数の誘導性負荷を各々開閉する複数のスイッチング手段と、前記スイッチング手段のうち少なくとも１個のスイッチング手段の両端に接続するバリスタを備えたものである。
【００１６】
これによって、前記スイッチング手段が全て開（オフ）状態の時に、前記バリスタが雷サージを流すことができるので、整流器に逆電圧が加わることがなくなり、整流器の故障を防止できる。また、このバリスタは、スイッチング手段が開（オフ）したときの、誘導性負荷の逆起電力の吸収対策にもなり、一つの部品で２つの役割を果たし、安価に構成できる。よって、安価な構成で、雷サージに対する保護性能が高い誘導性負荷制御回路を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の誘導性負荷制御回路は、安価な構成で、雷サージに対する保護性能を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
第１の発明は、商用電源を全波整流する整流器と、前記整流器の２次側の全波整流された電源で作動する複数の誘導性負荷と、前記複数の誘導性負荷を各々開閉する複数のスイッチング手段と、前記複数のスイッチング手段の内少なくとも１個のスイッチング手段の両端に接続するバリスタを備えたことにより、複数のスイッチング手段が全て開（オフ）しているときでも、前記バリスタが雷サージを流すことができるので、整流器に逆電圧が加わることなく、雷サージに対する保護性能を高くすることができる。
【００１９】
第２の発明は、特に、第１の発明の誘導性負荷制御回路を給湯機に備えたことにより、雷サージ保護性能が高い給湯機を提供することができる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における誘導性負荷制御回路を備えた給湯機の電気回路図を示すものである。
【００２２】
図１において、１はバリスタ、２は給湯機の制御手段、３ａ〜３ｃはスイッチング手段、４は整流器、５ａ〜５ｃは誘導性負荷、６ｂ〜６ｃはダイオード、７ａ〜７ｄは整流器４を構成するダイオード、８はスイッチング手段３ａの両端に接続されたバリスタである。
【００２３】
以上のように構成された誘導性負荷制御回路を備えた給湯機について、以下その動作、作用を説明する。
【００２４】
まず、バリスタ１は、商用電源の線間に発生する雷サージ保護として、制御手段２を保護している。制御手段２は、給湯機の制御を行う。整流器４は、ダイオード７ａ、ダイオード７ｂ、ダイオード７ｃ、ダイオード７ｄでブリッジ構成されている。整流器４で全波整流された電源は、誘導性負荷５ａ〜５ｃに供給される。誘導性負荷５ａのオン／オフは、スイッチング手段３ａで行われる。誘導性負荷５ｂのオン／オフは、スイッチング手段３ｂで行われる。誘導性負荷５ｃのオン／オフは、スイッチング手段３ｃで行われる。
【００２５】
以上のような本実施の形態において、第１に逆起電力の吸収について説明する。まず、スイッチング手段３ａ〜３ｃの開（オフ）時の逆起電力の吸収について説明する。誘導性負荷５ｂの逆起電力については、ダイオード６ｂで吸収することができる。同様に、誘導性負荷５ｃの逆起電力については、ダイオード６ｃで吸収することができる。これは、従来と同様である。次に、誘導性負荷５ａの逆起電力については、誘導性負荷５ａ、整流器４、バリスタ８で構成される閉ループを、逆起電力が流れることにより、吸収できる。整流器４内では、ダイオード７ｃとダイオード７ａを流れる経路と、ダイオード７ｄとダイオード７ｂを流れる経路の２経路があるが、どちらを経由しても同じである。
【００２６】
第２に、雷サージの保護について説明する。スイッチング手段３ａ〜３ｃのいずれかが、閉（オン）している場合をまず説明する。例えば、スイッチング手段３ｂが閉（オン）し、雷サージは負極性の場合を説明する。雷サージの極性が正でも負でも整流器４で整流される。説明のため、ダイオード７ａとダイオード７ｃの接続点をＡ点、ダイオード７ｂとダイオード７ｄの接続点をＢ点とする。雷サージの極性が負の場合は、Ｂ点の電圧がＡ点の電圧よりも高いため、サージ電流はダイオード７ｂを通る。閉じている（オンしている）スイッチング手段３ｂを経由して、誘導性負荷５ｂを通り、再度整流器４つまりダイオード７ｃを通って、Ａ点に到達する。商用電源の２線間に発生した雷サージは、誘導性負荷３ｂを通ることにより、吸収（エネルギーの消費）される。
【００２７】
スイッチング手段３ａまたはスイッチング手段３ｃが閉（オン）している場合も同様である。
【００２８】
次に、スイッチング手段３ａ〜３ｃの全てが、開（オフ）している場合を説明する。本実施の形態では、スイッチング手段３ａの両端にバリスタ８を備えている。よって、スイッチング手段３ａが開（オフ）であっても、サージ電圧によりバリスタ８が導通し、スイッチング手段３ａが閉（オン）の時と同様に、誘導性負荷５ａにサージ電流が流れ、雷サージを吸収（エネルギーの消費）することができる。
【００２９】
よって、本実施例の形態では、整流器４を一つにし、整流器４の２次側の全波整流された電源で作動する複数の誘導性負荷５ａ〜５ｃを備え、複数の誘導性負荷５ａ〜５ｃを各々開閉する複数のスイッチング手段３ａ〜３ｃを備える構成において、スイッチング手段３の一つ（スイッチング手段３ａ）の両端にバリスタ８を設けたので、安価な構成にも関わらず、雷サージに対する耐性が高いものとなる。
【００３０】
安価な構成とは、以下の構成を示す。
１．整流器４を一つにし、複数の誘導性負荷５ａ〜５ｃの共通の電源としていること。
２．誘導性負荷５ａの逆起電力対策と、誘導性負荷制御回路の雷サージ対策をバリスタ８で兼用していること。
３．バリスタ８を設けた誘導性負荷５ａ以外の誘導性負荷５ｂ、５ｃの逆起電力対策は、ダイオード６ｂ、６ｃであること。
【００３１】
なお、この誘導性負荷制御回路を、給湯機に応用することで以下のような効果を生じる。給湯機には、弁を開閉するためのソレノイドとして、誘導性負荷をよく使う。ソレノイドとしては、ＡＣ電流を流すもの、全波整流を流すもの、直流を流すもの等が存在するが、ＡＣ電流を流すものは、電流が交互に流れるため、ソレノイドの騒音が発生する。また、直流を流すものは、整流回路のほかに、平滑回路が必要であり、コストがかかる。よって、全波整流が騒音、コストの両面においてメリットがある。今まで、雷サージ対策として整流器４の１次側でスイッチング手段３を設けていたものに比べて、本発明ではコスト面で効果が生じる。また、雷サージ耐量が満足できず、整流器の故障を回避するために、ＡＣ電流を流していた物については、雷サージの耐量が向上することにより、全波整流が使える事になり、騒音を低減することができる。
【００３２】
なお、スイッチング手段３ａ〜３ｃは、リレーで開閉しても良いし、半導体素子を用いても良い。
【００３３】
なお、誘導性負荷５は、３個でなくても２個以上の複数であれば、同じ効果がある。
【００３４】
なお、バリスタ８は、最低１個スイッチング手段３の両端にあればよいので、２個のスイッチング手段３の両端にあってもよいのは、言うまでもない。
【００３５】
なお、誘導性負荷５ｂ、５ｃの逆起電力対策として、ダイオード６ｂ、６ｃの例を示したが、ダイオード以外に、ＣＲ方式と呼ばれるコンデンサと抵抗を直列に接続したもの等がある。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明にかかる誘導性負荷制御回路とこれを備えた給湯機は、安価な構成で、誘導性負荷の逆起電力対策と、雷サージ対策が可能となるので、給湯機以外にも全波整流で使用する誘導性負荷の制御回路を含む製品等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１の誘導性負荷制御回路を備えた給湯機の電気回路図
【図２】従来の誘導性負荷制御回路を１つ備えた給湯機の電気回路図
【図３】従来の誘導性負荷制御回路を２つ備えた給湯機の電気回路図
【図４】従来の誘導性負荷制御回路を３つ備えた給湯機の電気回路図
【符号の説明】
【００３８】
３  スイッチング手段
３ａ  スイッチング手段
３ｂ  スイッチング手段
３ｃ  スイッチング手段
４  整流器
５  誘導性負荷
５ａ  誘導性負荷
５ｂ  誘導性負荷
５ｃ  誘導性負荷
８  バリスタ
【図１】
2005269851.tif 000003
【図２】
2005269851.tif 000004
【図３】
2005269851.tif 000005
【図４】
2005269851.tif 000006