(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、空気調和機に表示機構を配設する際、限られたスペースを有効に活用して、省スペース化が実現可能な空気調和機を提供することにある。【解決手段】  本課題を解決するための空気調和機は、所定の空調された空気を送るために空気調和機本体を制御する本体用制御装置が実装された本体制御用基板と、本体制御用基板とは別に、温度表示や運転状態を利用者に表示する表示部品、及び表示部品を制御するとともに本体用制御装置に対して双方向に情報を交信するための接続線により接続された表示用制御装置が実装された表示用基板とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の空調された空気を送るために空気調和機本体を制御する本体用制御装置が実装された本体制御用基板と、
前記本体制御用基板とは別に、運転状態を利用者に表示する表示部品、及び前記表示部品を制御するとともに前記本体用制御装置と双方向に情報を交信するための接続線により接続された表示用制御装置が実装された表示用基板と、を備えた空気調和機。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和機において、前記表示用基板とは別に、前記表示用制御装置に接続されるとともに運転状態の変更が可能な操作ボタンが実装された操作ボタン用基板を備える空気調和機。
【請求項３】
請求項２に記載の空気調和機において、前記表示用制御装置が前記操作ボタンのスイッチ部の操作を監視する空気調和機。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の空気調和機において、前記操作ボタン用基板はノイズ抑制装置を備え、前記本体用制御装置と前記表示用制御装置は前記ノイズ抑制装置を介して接続されている空気調和機。
【請求項５】
請求項４に記載の空気調和機において、電源を供給する電源供給配線が前記操作ボタン用基板を介して少なくとも前記表示部品及び前記表示用制御装置の何れかに接続されている空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和機の室内ユニットに係り、特に運転状態を利用者に示す表示用基板の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分離型空気調和機は、一般的に、室外側ユニット及び室内側ユニットにより構成される。室外側ユニットは、冷媒を送るための圧縮機，熱交換器，送風機、及びこれらを制御するための制御装置などを備える。室内側ユニットは、所定の空調された空気を送るための送風機，送風方向を決める風向板，冷媒を熱に変換する熱交換器、及びこれらを制御するための制御装置などを備える。
【０００３】
室内ユニット側に搭載される制御装置は、送風機を回転数制御するための制御回路基板が主であるが、近年では、制御回路基板に搭載する部品として、周囲の環境の変化によって最適な運転状態となるよう計算，制御させるために、予めソフトウェアに組み込まれた半導体素子（マイクロコンピュータ（以下「マイコン」という。））が用いられている。
【０００４】
具体的には、マイコンを有する回路基板は、送風機ファンモータを駆動する回路部品や、室外ユニット側に搭載されたマイコンとの交信をするための通信回路部品，風向板を駆動するステッピングモータの制御回路部品を備え、空気調和を実現している。
【０００５】
一方、近年では快適性を実現するのは勿論のこと、利便性を図るため、運転状態や周囲環境を利用者に視覚的にわかり易く表示する機能や方法が重要視されている。
【０００６】
運転状態などを表示する方法としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子部品を搭載した表示基板装置を備え、これを制御する方法がある（例えば、特許文献１参照）。冷房・暖房等の運転状態の違いを区別するため、複数のＬＥＤを同一基板に配設し、ＬＥＤの色調と発行場所の違いによって利用者へ視覚的に表示している。
【０００７】
特許文献１によれば、ＬＥＤ表示部は、リモコン受光素子と共に、マイコン基板（電気品箱）と分離し、接続コネクタを通じてＬＥＤの点滅・点灯を実現している。これは、利用者が確認できる表示場所が製品上で制約を受けるためである。
【０００８】
表示基板装置は、利用者が目視しやすい場所に配置されなければならない。一方、空気調和機の大部分は、熱交換器及び送風機によって、室内環境の熱を冷やす或いは温めるための通風経路となるため、特許文献１のように結露環境に耐え得る構造としたり、結露環境とならない場所に配置したりする必要がある。
【０００９】
尚、特許文献１のように、近年では赤外線を利用したリモコンによる操作が一般化しており、受光範囲を広げて遠方より操作できるよう、表示部と同様に製品表面にリモコン受光素子を備える場合が多い。
【００１０】
一方、利便性向上の方法として、表示機構を大きくして、例えばドットマトリックスやセグメント制御による液晶表示器や７セグメントＬＥＤ表示器を使用する方法がある。この場合、表示素子数が多くなり、部品点数削減の工夫や複雑なマイコン制御が必要となる（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３４９８９０号公報
【特許文献２】特開２００３−７４９５３号公報
【特許文献３】特許２００１−７５５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
空気調和機の表示部は、利用者の利便性を考慮して、視覚的に認識しやすく、わかりやすい場所に配置するのがよい。更に、前述したように、限られた空間の中で実現するためには、単にＬＥＤの色の変化や点灯場所の違いだけで表現するのではなく、設定温度や現在温度などを数字で示す表示器、例えば、７セグメント制御形のＬＥＤ表示素子を採用することができる。これにより、利用者に明示する情報量が飛躍的に増え、利便性を向上させることができる。
【００１３】
しかしながら、表示する数字が認識できる最低限の大きさは、利用者が認識し得る環境を想定する必要があり、空気調和機の設置場所・使用環境によって決まってしまう。ＬＥＤの点灯・点滅のみによる表現方法と比べると、設定温度や現在温度などを数字で示すような表示器を採用すると表示に必要な空間が大きくなってしまう。
【００１４】
また、７セグメント数字で表現するためには、各セグメントで独立した制御信号（オン・オフ信号）が必要であり、１０進数表現では少なくとも７本の独立した制御信号線が必要となる。さらに、これらを接続するコネクタの空間、或いは配線空間の確保も課題となる。また、７本もの独立した制御信号を空気調和機全体の制御を担うマイコンで制御する場合、マイコンから出力できる数に限りがあり、出力ピン数がより多く高速処理が可能な高価なマイコンが必要になる。さらに、マイコン実装基板が大きくなり、本体実装側の空間が圧迫されるという問題が生じる。
【００１５】
つまり、製品内部では更に大きな空間が必要となるので、セグメントＬＥＤ表示素子を実装する回路基板構成をはじめ、製品全体の基板構造の工夫が必要となる。その際、表示部が空気調和機の通風経路と重なる場合もあるため、結露を予測した表示基板構造にしなければならず、コストアップとなる。このため、安価で信頼の高い表示基板固定を行う必要がある。
【００１６】
逆に、これら通風経路に影響されない空間を求めると、表示用基板と空気調和機全体の制御を行う本体制御用基板との距離が長くなる。表示用基板と本体制御用基板を接続する接続線の長さが長くなると、コストアップに加えて、外来ノイズによる誤動作の要因ともなり、信頼性確保が必要となる。この場合、接続線が短くなれば外来ノイズの影響を受けにくくなるので、なるべく最短で接続されるよう配慮する必要がある。
【００１７】
本発明の課題は、空気調和機に表示機構を配設する際、限られたスペースを有効に活用して、省スペース化が実現可能な空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本課題を解決するための空気調和機は、所定の空調された空気を送るために空気調和機本体を制御する本体用制御装置が実装された本体制御用基板と、本体制御用基板とは別に、運転状態を利用者に表示する表示部品及び表示部品を制御するとともに本体用制御装置に対して双方向に情報を交信するための接続線により接続された表示用制御装置が実装された表示用基板とを備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、空気調和機に表示機構を配設する際、限られたスペースを有効に活用して、省スペース化が実現可能な空気調和機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、空気調和機の表示部に関して利用者の利便性向上を図るものである。具体的には、表示手段として設定温度や現在温度などの運転状態を数字で表すセグメント制御形の表示素子部品（以下「セグメント表示器」という。）、例えば７セグメントの独立したＬＥＤが発光することにより数字を認識できる表示部品を採用することで、利便性向上を実現するものである。さらに本発明は、セグメント表示制御素子部品を制御するマイコンである表示器制御用マイコン（表示制御装置）が実装された表示用基板を、空気調和機全体を制御する本体制御用マイコン（本体用制御装置）が実装された本体制御用基板と別に設ける。このような構成とすることで、少なくとも７本必要なセグメント制御信号用接続コネクタ部品を介することなく、同一基板内で配線されるため、省スペース化が可能となる。
【００２１】
このとき、表示器制御用マイコンは、表示内容を得るため、本体制御用マイコンから運転などの情報を得る必要がある。この場合、例えば、本体制御用マイコンと表示器制御用マイコンとの情報交信としてソフトウェア技法で広く採用されているシリアル通信制御を用いることができる。これにより、表示器制御用マイコンは１，２本の接続コネクタ線により本体制御用マイコンから運転などの情報を得ることができるので、比較的安価に省スペースを実現することができる。
【００２２】
また、本発明は、表示用基板とは別に、表示用制御装置に接続されるとともに運転状態の変更が可能な操作ボタンが実装された操作ボタン用基板を備える。表示用基板に搭載する表示器制御用マイコンは、セグメント表示器の制御のみならず、利用者による操作ボタンやリモコンの操作状況を監視する。そして、これらの結果は、本体制御用基板へシリアル通信などにより送信されて本体制御用マイコンが検知し、製品の挙動（運転状態）を変更させる。つまり、表示器制御用マイコンが利用者の操作状態を受け持つ構成とした。
【００２３】
これにより、本体制御用マイコンは、空気調和機全体の運転と表示器制御用マイコンとの通信に専念することができ、本体制御部のスペース・構造に大きな影響を与えずに比較的簡単に表示機能を付加することができる。つまり、表示・操作部と空気調和機全体の制御が分離し、それぞれモジュール化するので、デザイン変更や仕様変更への対応が比較的容易に実現することができる。尚、表示器制御用マイコンが容易に操作ボタンとリモコン受光素子の状況を同時に監視できるので、利用者の利便性向上をも図ることができる。
【００２４】
さらに本発明は、デザイン性の理由や製品で利用できるスペースの制約などの理由で操作ボタン用基板と表示用基板を分離した場合に、操作ボタン用基板が表示用基板に対する外来ノイズ抑制装置を備えるものである。尚、表示用基板が操作ボタン用基板に対する外来ノイズ抑制装置を備えるようにしてもよい。これにより、配線スペースの有効利用のほか、表示部が表示用基板から離れても、操作ボタン用回路基板が緩衝材の役割となり、耐ノイズ性の向上に繋がるものである。
【００２５】
尚、有効な表示スペースが通風経路若しくはこれに類した結露条件となるスペースとなった場合、表示用回路基板の水滴付着防止のためのカバーが表示用回路基板の固定用と兼ねた構造としてもよい。これにより結露などによる製品の故障を防止しつつ信頼性の向上を図ることができる。
【００２６】
以上のように、本発明は、空気調和機の限られたスペースに表示機構を配設する際、信頼性を損なわず、スペースを有効に活用した表示基板を実現することができる。また、運転操作ボタンを表示部と同様に備えて利便性を高めつつ、これらに係わる配線作業を安価に実現することができる。さらに、結露による故障を防止しつつ信頼性の向上を図ることができる。
【実施例１】
【００２７】
以下、図１〜図８を用いて本発明における空気調和機の実施例について説明する。まず、本発明の空気調和機の室内ユニットについて説明する。図１は本発明に係る空気調和機の室内ユニットの外観斜視図である。図１に示す空気調和機は床置き形に分類される空気調和機の室内ユニットであり、ユニット本体が利用者の足元（床）を基底として設置されるように設計されている。室内ユニットは、図２で示すように、図中矢印Ａで示す方向に吸込口４より室内空気を吸い込む。吸込口４より吸込まれた室内空気は室内ユニット内部に配置された室内熱交換器７により所定の空気温度に変換された後、図中矢印Ｂで示す方向に室内ユニットから放出される。このとき、風向板３は放出する風の向きを変えるガイドの役割を担う。つまり、後述する本体制御用マイコン２１により風向板３の角度を変化させることにより、送風方向を変えることができる。また、周囲空気の吸込・吐出量は、内部貫流ファンモータ６の回転数により制御する。尚、図１及び図２において、吸込口４は簡易的に一部の貫通孔を図示しているが、空気調和機の性能に応じて形状や大きさを変えることができる。
【００２８】
ここで、表示部材１は本発明に係る空気調和機の表示を担う部品である。表示部材１は、視認性の要求を満足させるのは勿論のこと、部分的あるいは全体的に曲面を施した形状にして製品全体の調和（デザイン性，インテリア性改善）を図っている。また、表示部材１は通風経路による結露の影響を受けづらい場所に設置している。
【００２９】
本実施例においては、表示用基板又は操作ボタン用基板を表示部材１の裏面（製品内部）に配置しており、利用者が確認・操作する部分は一部透明化した印刷シートやゴム弾性ボタンなどを通して実現している。
【００３０】
また、表示用基板又は操作ボタン用基板はネジや基板保護用樹脂サポートを使用して表示部側に固定され、表示部材１を構成する一部品としている。これにより、静電気破壊などに対する配慮が必要な基板組立作業を一括して行うことができ、その結果、製品組立作業全体の効率を向上させることができる。
【００３１】
次に、図３及び図４を用いて、本発明に係る空気調和機を構成する主要部材の構造について説明する。
【００３２】
図３は室内ユニットの主要部品を表す構造分解図である。図３において、表示部材１は樹脂の弾性性質を利用した固定機構１ａによって製品外形枠５に取り付けられる。また、空気中の塵による室内熱交換器７の目詰まりを防ぐ為のフィルター（図示せず）も製品外形枠５に取り付けられる。
【００３３】
収納部材８は、空気調和機本体の制御を行う本体制御用マイコン２１及び本体制御用マイコン２１からの信号により各種可動部品を駆動するための回路部品を搭載したプリント配線基板（以下「本体制御用基板２０」という。）を収納する電気品収納ケースである。収納部材８には、本体制御用基板２０に接続する構成部品（例えば、貫流ファンモータ６）を接続する各種コネクタ線（図示せず）が配線されるとともに、表示用基板と接続する基板コネクタ接続線１５も本電気品収納ケース内で接続される。
【００３４】
本体制御用マイコン２１は、室温情報，室温設定情報などを基に、これらの条件に最適な制御パターン、例えば通風量制御（貫流ファン回転数制御）が行われるようにプログラムされている。
【００３５】
図４は室内ユニット表示部及びボタン操作部の構成を表す拡大分解図である。図４において、表示用プリント配線基板組品である表示用基板１０には、７セグメント数字ＬＥＤの表示器９と、冷房や暖房運転中など製品動作モードを表すＬＥＤランプ１７と、表示器９及び動作モードＬＥＤの発光パターンを制御するマイコン１８などが実装される。
【００３６】
ここで表示器９は、本実施例においては設定温度及び現在温度を表示する。現在温度や設定温度の情報を表示器９で表示するには、これらの情報を本体制御用マイコン２１から入手する必要があるため、表示器制御用マイコン１８は、本体制御用マイコン２１と双方向に通信できるように基板コネクタ接続線１４，１５により結線される。尚、基板コネクタ接続線１４，１５は複数本の線で構成され、表示器制御用マイコン１８や表示器９が動作，発光するための電源供給線ともなる。
【００３７】
一方、図４において、操作ボタン２は操作ボタン用プリント配線基板組品である操作ボタン用基板１２と向き合うよう配置している。更に、操作ボタン２の裏面には導電材料が塗布してあり、ボタンが押されると相対するプリント配線基板と接触することにより、操作ボタンと基板とがプッシュスイッチの役割を果たして電気的変化（導電・不導電）が起きるようになっている。
【００３８】
表示器制御用マイコン１８は、ＬＥＤの発光制御を行うだけでなく、コネクタ１６及び接続線１４を通じて操作ボタン２の変化を監視する。つまり、操作ボタン２が押されると、表示器制御用マイコン１８は、操作ボタン２の内容に沿って、本体制御用マイコン２１に使用者からの変更要望があったことを送信する。本体制御用マイコン２１と表示器制御用マイコン１８間においては、表示内容と操作ボタンの使用状況のやりとりを双方向に交信する。
【００３９】
リモコン受光素子１３は、赤外線を利用したリモコン操作の変化を受信する素子であり、リモコン受光素子１３の変化を表示器制御用マイコン１８で監視して、本体設置の操作ボタン２とリモコンを併用できるようにしている。尚、本実施例においては操作ボタン２とリモコンを併用するケースを説明しているが、操作ボタン用基板１２には、リモコン受光素子１３や操作ボタン２のみを装備してもよい。
【００４０】
表示用基板支持部材１１は表示用基板１０を支える樹脂製部品であり、ネジ３１により表示用基板１０と支持部材１１を固定し、更にネジ３０によって表示用基板支持部材１１と表示部材１を固定している。つまり、表示用基板１０を挟むように間接的に表示部材１と表示用基板１０を固定する。表示用基板支持部材１１の役割は、基板内配線可能な有効領域を広くしたり、表示用基板１０の反りを防止したりするほか、製品内で結露が発生した場合の水滴が表示用基板１０に付着しないようにすることである。
【００４１】
操作ボタン用基板１２は、本体制御用基板２０と表示用基板１０との間に配置されている。また、図示しないが、操作ボタン用基板１２に外来ノイズを抑制するフィルター回路（ノイズ抑制装置）を設け、操作ボタン用基板１２が本体制御用基板２０及び表示用基板１０の信号を中継して、外来ノイズによる誤動作の危険性を減少させて製品の信頼性の向上を図る。表示用基板１０の位置が本体制御用基板２０と離れる程、上記効果は大きくなる。
【００４２】
以上説明した表示用基板１０，操作ボタン用基板１２及び本体制御用基板２０（電気品収納ケースである収納部材８に収納）との関係を図６に示す。図６は基板構成と信号方向を示したブロック図である。図６の矢印はマイコン入出力の方向を示している。図６に示すように、室温センサ，熱交換器温度センサ及び湿度センサなどの情報に基づいて、本体制御用基板２０に実装された本体制御用マイコン２１が、駆動回路を介して、貫流ファンモータ，風向板モータ及び冷媒分岐弁などを制御する。また、本体制御用マイコン２１は、通信回路を介して、室外側ユニット内のマイコンと双方向に情報を交信することが可能である。
【００４３】
リモコン受光素子１３及び操作ボタン２が操作ボタン用基板１２に実装され、リモコン受光素子１３及び操作ボタン２の情報は表示器制御用マイコン１８に送信される。
【００４４】
表示器制御用マイコン１８は本体制御用マイコン２１と双方向に情報を交信することが可能であり、表示器制御用マイコン１８は７セグメント表示ＬＥＤである表示器などを制御する。ここで、表示器制御用マイコン１８及び表示器は、本体制御用基板２０とは異なる表示用基板１０に実装されている。図５は従来の空気調和機の基板構成及び信号方向を示したブロック図である。従来例の図５と比較してもわかる通り、従来例では空気調和機全体（貫流ファンモータや風向板モータ，冷媒分岐弁など）を制御する本体制御用マイコン２１がリモコンや操作ボタン２の操作の監視やＬＥＤ表示の制御をも行っていたのに対し、本実施例においては、リモコンや操作ボタンの操作の監視やＬＥＤ表示制御は表示器制御用マイコン１８が行う。セグメント表示制御素子部品を制御するマイコンである表示器制御用マイコン１８が実装された表示用基板を、空気調和機全体を制御する本体制御用マイコン２１が実装された本体制御用基板２０と別に設けるので、多数のセグメント制御信号用接続コネクタ部品を介することなく、同一基板内で配線することができ、省スペース化が可能となる。
【００４５】
図７は操作用基板にノイズ抑制回路を挿入した図であり、図８は図７で示したノイズ抑制の具体例を示した図である。図６とは異なり、操作ボタン用基板１２を本体制御用基板２０と表示用基板１０との間に配置する。操作ボタン用基板１２に外来ノイズを抑制するフィルター回路を設けることにより、操作ボタン用基板１２が本体制御用基板２０及び表示用基板１０の信号を中継して、外来ノイズによる誤動作の危険性を減少させて製品の信頼性向上を図ることができる。表示用基板１０の位置が本体制御用基板２０と離れる程、上記効果は大きくなる。
【００４６】
本実施例においては、図７及び図８に示したノイズ抑制回路２２のように、一般的で安価に入手できるキャパシタや小型インダクタなどの使用を想定した構成とするものである。これは、本体制御用基板２０と表示用基板を直接接続する場合の接続線の長さと比較して、操作ボタン用基板１２で中継する接続線長さが短くなることで、侵入する可能性のある外来ノイズのエネルギーが分散されるためである。さらに、抑制するノイズのパワーが小さいので特別な回路部品を使用する必要もなく、特別に操作ボタン用基板１２を大きくする必要もない。
【００４７】
尚、ノイズ抑制回路は、表示用基板１０と本体制御用基板２０の通信経路を中心に説明しているが、図８の回路２３で示すように複数のノイズ抑制部品を使わなくとも、通信経路に限らず本体制御基板から供給する制御用電源電圧経路に挿入しても構わない。
【００４８】
本実施例によれば、セグメント表示制御素子部品を制御するマイコンである表示器制御用マイコン１８が実装された表示用基板を、空気調和機全体を制御する本体制御用マイコンが実装された本体制御用基板２０と別に設けので、多数のセグメント制御信号用接続コネクタ部品を介することなく、同一基板内で配線することができるので、省スペース化が可能となる。さらに、操作ボタン用基板１２を本体制御用基板２０と表示用基板１０との間に配置するとともに操作ボタン用基板１２に外来ノイズ抑制装置を設けたので、上記効果を奏するとともに、さらに外来ノイズによる誤動作の危険性を減少させて製品の信頼性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の空気調和機室内ユニット外観斜視図。
【図２】室内ユニットの通風経路を示す斜視図。
【図３】室内ユニットの主要部品を表す構造分解図。
【図４】室内ユニット表示部及びボタン操作部構成を表す拡大分解図。
【図５】従来空気調和機の基板構成及び信号方向を示したブロック図。
【図６】基板構成と信号方向を示したブロック図。
【図７】操作用基板にノイズ抑制回路を挿入した図。
【図８】図７で示したノイズ抑制の具体例を示す図。
【符号の説明】
【００５０】
１  表示部材
１ａ  固定機構
３  風向板
４  吸込口
５  製品外形枠
６  貫流ファンモータ
７  室内熱交換器
８  収納部材
９  表示器
１０  表示用基板
１１  表示用基板支持部材
１２  操作ボタン用基板
１３  リモコン受光素子
１４，１５  基板コネクタ接続線
１８  表示器制御用マイコン
２０  本体制御用基板
２１  本体制御用マイコン
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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