(57)【要約】【課題】複数の電子膨張弁を駆動制御する場合でも、駆動信号端子を削減することが可能であり、部品コストを削減することができる空気調和装置の提供。【解決手段】複数の熱交換器への冷媒の供給量をそれぞれ調整する複数の電子膨張弁と、電子膨脹弁をそれぞれ駆動する複数のモータＳＴＭ１，ＳＴＭ２と、モータＳＴＭ１，ＳＴＭ２に駆動信号を与える為の駆動信号端子群（２５）を備える空気調和装置。複数のモータＳＴＭ１，ＳＴＭ２の内の１台を、駆動可能状態に選択的に切替える切替手段２２，２３と、切替手段２２，２３が切替えたモータＳＴＭ１，ＳＴＭ２のみに駆動信号を出力して駆動制御する駆動制御手段２０とを備え、駆動信号端子群（２５）を複数のモータＳＴＭ１，ＳＴＭ２が共用するように構成してある。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱交換器への冷媒の供給量をそれぞれ調整する複数の電子膨張弁と、該電子膨脹弁をそれぞれ駆動する複数のモータと、該モータに駆動信号を与える為の駆動信号端子群を備える空気調和装置において、
前記複数のモータの内の１台を、駆動可能状態に選択的に切替える切替手段と、該切替手段が切替えたモータのみに駆動信号を出力して駆動制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動信号端子群を前記複数のモータが共用するように構成してあることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段は、前記切替手段が切替える直前の所定期間、駆動信号の出力を停止するように構成してある請求項１記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の熱交換器への冷媒の供給量をそれぞれ調整する複数の電子膨張弁と、電子膨脹弁をそれぞれ駆動する複数のモータとを備える空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複数台の室内ユニットを並列に配置するとともに、各室内ユニット間に接続されるユニット間配管に、圧縮機、室外熱交換器等を内蔵する複数台の室外ユニットを並列に接続したビル用のマルチ型空気調和装置が知られている。
この種のマルチ型空気調和装置は、複数の室外ユニットを備えるので、それらの組合せにより、大容量の空気調和システムを容易に構成することができるという利点がある。
【０００３】
ところで、このように複数台の室外ユニットを組合わせた空気調和システムを構成する場合に、一つの室外ユニットに内蔵する室外熱交換器を複数とする場合がある。これは、所要容量の熱交換器を構成する場合に、一つの大容量の熱交換器で構成するよりも、複数の熱交換器で構成する方が、効率、制御性の良さ等で勝っているからである。
これらの室外熱交換器には、例えば、暖房時に、凝縮器（室内熱交換器）からの液冷媒を減圧し、各室外熱交換器に供給する冷媒の流量を、空調（暖房）負荷に応じて調整する為の電子膨張弁が設けられている。電子膨張弁は、原理的には、ステッピングモータの回転軸にニードル弁を設けた構成となっており、精密に冷媒の流量を制御することが可能である。
【０００４】
図５は、１−２相励磁により電子膨張弁を駆動制御する場合のタイミングチャートである。ここでは、電子膨張弁は４相ステッピングモータを備えているものとし、４相ステッピングモータの各相をＡ〜Ｄとする。
４相ステッピングモータは、動作を開始するステップ１では、Ａ相巻線が励磁され、次のステップ２でも、引続きＡ相巻線のみが励磁される。
ステップ３では、引続きＡ相巻線が励磁されると共に、新たにＢ相巻線が励磁され、ステップ４では、Ａ相巻線が非励磁となり、引続きＢ相巻線が励磁される。
ステップ５では、引続きＢ相巻線が励磁されると共に、新たにＣ相巻線が励磁され、ステップ６では、Ｂ相巻線が非励磁となり、引続きＣ相巻線が励磁される。
【０００５】
ステップ７では、引続きＣ相巻線が励磁されると共に、新たにＤ相巻線が励磁され、ステップ８では、Ｃ相巻線が非励磁となり、引続きＤ相巻線が励磁される。
２周期目のステップ１では、Ａ相巻線が励磁されると共に、引続きＤ相巻線が励磁され、次のステップ２では、引続きＡ相巻線が励磁されると共に、Ｄ相巻線が非励磁となり、以下、動作終了迄、同様に１相励磁−２相励磁が交互に行われ駆動制御される。
【０００６】
各電子膨張弁のステッピングモータの各相巻線は、一般的には、特許文献１に開示されているように、ステッピングモータ毎に独立した駆動信号端子に接続され、それぞれのパターンで励磁される。
【特許文献１】特開平７−１９６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来の空気調和装置では、複数の電子膨張弁を駆動制御する場合は、電子膨張弁毎に各相巻線の駆動信号端子が必要であり、端子数が増加して部品コストが上昇するという問題がある。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、複数の電子膨張弁を駆動制御する場合でも、駆動信号端子を削減することが可能であり、部品コストを削減することができる空気調和装置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】
【０００８】
本発明に係る空気調和装置は、複数の熱交換器への冷媒の供給量をそれぞれ調整する複数の電子膨張弁と、該電子膨脹弁をそれぞれ駆動する複数のモータと、該モータに駆動信号を与える為の駆動信号端子群を備える空気調和装置において、前記複数のモータの内の１台を、駆動可能状態に選択的に切替える切替手段と、該切替手段が切替えたモータのみに駆動信号を出力して駆動制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動信号端子群を前記複数のモータが共用するように構成してあることを特徴とする。
【０００９】
この空気調和装置では、複数の電子膨張弁が、複数の熱交換器への冷媒の供給量をそれぞれ調整し、複数のモータが、電子膨脹弁をそれぞれ駆動し、駆動信号端子群が、モータに駆動信号を与える。切替手段が、複数のモータの内の１台を、駆動可能状態に選択的に切替え、駆動制御手段は、切替手段が切替えたモータのみに駆動信号を出力して駆動制御し、駆動信号端子群を複数のモータが共用する。
【００１０】
本発明に係る空気調和装置は、前記駆動制御手段は、前記切替手段が切替える直前の所定期間、駆動信号の出力を停止するように構成してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る空気調和装置によれば、複数の電子膨張弁を駆動制御する場合でも、駆動信号端子を削減することが可能であり、部品コストを削減することができる空気調和装置を実現することができる。
【００１２】
また、本発明に係る空気調和装置によれば、複数の電子膨張弁を駆動制御する場合でも、駆動信号端子を削減することが可能であり、部品コストを削減することができると共に、電子膨張弁を駆動するモータの巻線の回生電圧を開放することができ、回生エネルギーによりモータの回動性能が低下しない空気調和装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る空気調和装置の実施の形態の冷凍サイクルを示す配管系統図であり、暖房運転時の冷媒の通流経路を示している。
この冷凍サイクルでは、暖房運転時、室外ユニットの圧縮機６が圧縮して高温高圧にされた気体状の冷媒が、暖房運転用に切り替わっている四方弁３を経由して、室内ユニットの熱交換器であるコンデンサ（凝縮器）７へ送られる。コンデンサ７へ送られた高温高圧の冷媒は、図示しない室内ファンにより室内空気に熱（凝縮熱）を奪われ凝縮して液化し、室内空気の温度は上昇する。
【００１４】
液化した冷媒は、室外ユニットへ送られる間に減圧され、減圧された冷媒は、電子膨張弁１で空調（暖房）負荷に応じて流量を調節され、流量調節された冷媒の一部は、室外ユニットの熱交換機である蒸発器５に送られ、その残余は、蒸発器５をバイパスする電子膨張弁２で流量調節される。蒸発器５を経由した冷媒、及び電子膨張弁２で流量調節された冷媒は、更に蒸発器４に送られる。
【００１５】
蒸発器４，５に送られた冷媒は、図示しない室外ファンにより蒸発器４，５を通過する外気に、気化熱を供給されて蒸発（気化）した後、四方弁３を経由して圧縮機６に戻される。圧縮機６に戻された気体状の冷媒は、再度、圧縮され高温高圧にされて、四方弁３を経由して、室内ユニットのコンデンサ７へ送られる。
冷房運転時は、冷媒は、上述した暖房運転時とは逆経路で流れ、蒸発器４，５及びコンデンサ７の機能が入れ替わる。
【００１６】
図２は、本発明に係る空気調和装置の室外ユニットの電気系統を示すブロック図である。
この室外ユニットは、交流電源１０からの交流電力が、コンバータ回路１２により直流電力に変換され、変換された直流電力はインバータ回路１６に与えられる。インバータ回路１６の出力端子には、圧縮機６を駆動する圧縮機モータ６ａが接続されている。
【００１７】
コンバータ回路１２の出力端子間には、マイクロコンピュータを内蔵する制御部１３が接続されている。コンバータ回路１２の接地側出力端子及び制御部１３間に、回転数制御装置内臓の室外ファンモータ１４、電子膨張弁１の膨張弁モータ１ａ、及び電子膨張弁２の膨張弁モータ２ａがそれぞれ独立して接続されている。
制御部１３は、内蔵するスイッチング電源回路により、コンバータ回路１２の出力電圧を変換し駆動電源としている。
交流電源１０の出力端子間には、切替回路１１及び四方弁アクチュエータ３ａが直列接続されている。
【００１８】
制御部１３は、配管温度及び室外温度をサーミスタ１７，１８からの各電圧に基づき測定し、測定した各温度、及び室内ユニットからの制御信号に基づき、室外ファンモータ１４、電子膨張弁１の膨張弁モータ１ａ及び電子膨張弁２の膨張弁モータ２ａを駆動制御する。また、制御部１３は、インバータ回路１６を介して圧縮機モータ６ａを駆動制御し、切替回路１１を切替制御して四方弁３（図１）を切替える。
膨張弁モータ１ａ及び膨張弁モータ２ａは、４相巻線を有するステッピングモータである。
【００１９】
図３は、制御部１３が内蔵するマイクロコンピュータ、膨張弁モータ１ａ（ＳＴＭ１）及び膨張弁モータ２ａ（ＳＴＭ２）の接続構成を示すブロック図である。
制御部１３が内蔵するマイクロコンピュータ２０は、信号レベルを変換するインタフェース回路２１を介して、膨張弁モータ１ａ（ＳＴＭ１）及び膨張弁モータ２ａ（ＳＴＭ２）の駆動許可信号Ｐ１，Ｐ２を出力する。駆動許可信号Ｐ１，Ｐ２は、インタフェース回路２１から抵抗Ｒ１，Ｒ３を通じて、それぞれＰＮＰ型トランジスタ２２，２３のベースに与えられる。
トランジスタ２２，２３の各エミッタには、直流電源電圧＋Ｖが与えられ、トランジスタ２２，２３の各エミッタ−ベース間には、それぞれ抵抗Ｒ２，Ｒ４が接続されている。
【００２０】
トランジスタ２２のコレクタは、端子板２５の駆動信号端子を介して、膨張弁モータ１ａ（ＳＴＭ１）の４相の各巻線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１の各一端に接続されている。
トランジスタ２３のコレクタは、端子板２５の駆動信号端子を介して、膨張弁モータ２ａ（ＳＴＭ２）の４相の各巻線Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２の各一端に接続されている。
【００２１】
マイクロコンピュータ２０は、信号レベルを変換するインタフェース回路２４を介して、膨張弁モータ１ａ（ＳＴＭ１）及び膨張弁モータ２ａ（ＳＴＭ２）の４相の各巻線に各駆動信号を出力する。
インタフェース回路２４は、端子板２５の４つの駆動信号端子を介して、膨張弁モータ１ａ（ＳＴＭ１）の各巻線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１、及び膨張弁モータ２ａ（ＳＴＭ２）の各巻線Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２の各他端に接続されている。つまり、巻線Ａ１，Ａ２の各他端が１つの駆動信号端子に接続され、巻線Ｂ１，Ｂ２の各他端が１つの駆動信号端子に接続され、巻線Ｃ１，Ｃ２の各他端が１つの駆動信号端子に接続され、巻線Ｄ１，Ｄ２の各他端が１つの駆動信号端子に接続されている。
【００２２】
以下に、このような構成の空気調和装置の電子膨張弁を駆動制御する動作を、それを示す図４のタイミングチャートを参照しながら説明する。
尚、ここでは、膨張弁モータ１ａ（ＳＴＭ１）及び膨張弁モータ２ａ（ＳＴＭ２）を１−２相励磁により駆動制御する場合の動作例を説明する。
マイクロコンピュータ２０は、動作を開始するステップ１では、膨張弁モータ１ａ（ＳＴＭ１）の駆動許可信号Ｐ１をオンにした後、巻線Ａ１を励磁し、次のステップ２でも、引続き巻線Ａ１のみを励磁する。
【００２３】
ステップ３では、引続き巻線Ａ１を励磁すると共に、新たに巻線Ｂ１を励磁し、ステップ４では、巻線Ａ１を非励磁とし、引続き巻線Ｂ１を励磁する。
ステップ５では、引続き巻線Ｂ１を励磁すると共に、新たに巻線Ｃ１を励磁し、ステップ６では、巻線Ｂ１を非励磁とし、引続き巻線Ｃ１を励磁する。
ステップ７では、引続き巻線Ｃ１を励磁すると共に、新たに巻線Ｄ１を励磁する。
ここで、ステップ７で膨張弁モータ１ａ（ＳＴＭ１）の開度制御が終了したとすると、ステップ７終了後は、全巻線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１への駆動信号の出力を停止して非励磁とし、膨張弁モータ１ａ（ＳＴＭ１）の回生モード中の期間、駆動許可信号Ｐ１をオンにして、回生電圧を開放する。
【００２４】
マイクロコンピュータ２０は、引続き膨張弁モータ２ａ（ＳＴＭ２）の駆動制御に移り、駆動許可信号Ｐ１をオフにした後、ステップ１では、膨張弁モータ２ａ（ＳＴＭ２）の駆動許可信号Ｐ２をオンにした後、巻線Ａ２を励磁し、次のステップ２でも、引続き巻線Ａ２のみを励磁する。
ステップ３では、引続き巻線Ａ２を励磁すると共に、新たに巻線Ｂ２を励磁し、ステップ４では、巻線Ａ２を非励磁とし、引続き巻線Ｂ２を励磁する。
【００２５】
ステップ５では、引続き巻線Ｂ２を励磁すると共に、新たに巻線Ｃ２を励磁し、ステップ６では、巻線Ｂ２を非励磁とし、引続き巻線Ｃ２を励磁する。
ここで、ステップ６で膨張弁モータ２ａ（ＳＴＭ２）の開度制御が終了したとすると、ステップ６終了後は、全巻線Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２への駆動信号の出力を停止して非励磁とし、膨張弁モータ２ａ（ＳＴＭ２）の回生モード中の期間、駆動許可信号Ｐ２をオンにして、回生電圧を開放する。その後、駆動許可信号Ｐ２をオフにして、開度制御の動作を終了する。
【００２６】
上述したようなタイミングチャートにより、ステッピングモータの回生モードを処理することで、複数の電子膨張弁を共通の制御端子を使用して駆動制御することができる。それぞれの電子膨張弁については、駆動許可信号用の駆動信号端子が必要となるが、ステッピングモータの駆動信号端子総数を削減することができる。また、電子膨張弁を１台ずつ駆動制御することになる為、電源容量も削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る空気調和装置の実施の形態の冷凍サイクルを示す配管系統図である。
【図２】本発明に係る空気調和装置の室外ユニットの電気系統を示すブロック図である。
【図３】制御部が内蔵するマイクロコンピュータ及び膨張弁モータの接続構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る空気調和装置の電子膨張弁を駆動制御する動作例を示すタイミングチャートである。
【図５】従来の空気調和装置の電子膨張弁を駆動制御する動作例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１，２  電子膨張弁
１ａ、２ａ  膨張弁モータ（ＳＴＭ１，ＳＴＭ２）
４，５  蒸発器
６  圧縮機
７  コンデンサ（凝縮器）
１３  制御部
１７，１８  サーミスタ
２０  マイクロコンピュータ
２２，２３  ＰＮＰ型トランジスタ
２５  端子板
Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２  巻線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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