JP2009276023A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】伝熱管のヘアピン部と樹脂製の熱交換器固定板が外れにくい空気調和機を提供することを目的とする。
【解決手段】この発明に係る空気調和機は、本体と、本体に収納され、伝熱管と放熱フィンとを有する熱交換器と、伝熱管の放熱フィンから突出する両端部の何れかに係合して、本体に熱交換器を固定する熱交換器固定板１と、熱交換器固定板１に設けられ、熱交換器の側面形状に沿うように板状基部１ａから立設する外壁２ａと内壁３との間に形成され、伝熱管の何れかの端部が挿入される溝４ａと、外壁２ａ又は内壁３に設けられ、伝熱管の何れかの端部に係合する係合爪５とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

この発明は、空気調和機に関する。詳しくは、熱交換器固定板の組立性向上に関するものである。

組立性が良好で作業性を向上できる熱交換器固定板を提供するために、放熱フィンと伝熱管を有する熱交換器の少なくとも一方の側面部の樹脂製の熱交換器固定板であって、熱交換器の側面部に裏面側が対向する板状基部と、板状基部に形成され、熱交換器の伝熱管のヘアピン部が挿入される挿入穴と、板状基部の表面側かつ挿入穴の外周部の少なくとも一部に設けられた壁部と、壁部に形成され、熱交換器の伝熱管のヘアピン部に係合する係合爪と、係合爪を支持するように壁部に形成された弾性支持部とを備えた熱交換器固定板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−６４６２３号公報

しかしながら、上記特許文献１の熱交換器固定板は、伝熱管のヘアピン部と樹脂製の熱交換器固定板が外れやすいという課題があった。樹脂製の熱交換器固定板にヘアピン部の挿入穴が設けられており、その外周部の壁部に係合爪が形成されている。外れにくくするためには、係合爪の係合量を増やすことが有効であるが、組立性を考慮すると係合爪を撓みやすくする必要がある。しかし、その撓み量の確保をヘアピン部の放熱フィンからの出代で行うため係合量を調整できないのが現状であった。

また、熱交換器固定板にヘアピン部の挿入穴が設けられているので、ヘアピン部の数が多いと樹脂射出成形用の金型が複雑になり、金型が破損してしまうという課題があった。

この発明は、上記のよう課題を解決するためになされたもので、伝熱管のヘアピン部と樹脂製の熱交換器固定板が外れにくい空気調和機を提供することを目的とする。

この発明に係る空気調和機は、
本体と、
本体に収納され、伝熱管と放熱フィンとを有する熱交換器と、
伝熱管の放熱フィンから突出する両端部の何れかに係合して、本体に熱交換器を固定する熱交換器固定板と、
熱交換器固定板に設けられ、熱交換器の側面形状に沿うように板状基部から立設する外壁と内壁との間に形成され、伝熱管の何れかの端部が挿入される溝と、
外壁又は内壁に設けられ、伝熱管の何れかの端部に係合する係合爪とを備えたことを特徴とする。

この発明に係る空気調和機は、伝熱管の放熱フィンから突出する両端部の何れかに係合して、本体に熱交換器を固定する熱交換器固定板と、熱交換器固定板に設けられ、熱交換器の側面形状に沿うように板状基部から立設する外壁と内壁との間に形成され、伝熱管の何れかの端部が挿入される溝と、外壁又は内壁に設けられ、伝熱管の何れかの端部に係合する係合爪とを備えたことにより、組立性が良好で作業性を向上でき、熱交換器と熱交換器固定板が外れにくい空気調和機を実現することができる。

実施の形態１．
図１乃至図７は実施の形態１を示す図で、図１は空気調和機１００の熱交換器固定板１を省略し、前面パネルを取り外した状態の部分斜視図、図２は熱交換器固定板１の部分斜視図、図３は熱交換器固定板１を取り付けた空気調和機１００の前面パネルを取り外した状態の部分斜視図、図４は熱交換器固定板１の斜視図、図５は熱交換器固定板１の正面図、図６は熱交換器固定板１と一部を省略した熱交換器１３の斜視図、図７は熱交換器固定板１と熱交換器１３との係合部の断面図である。

図１は前面パネルを取り外した状態の空気調和機１００（室内機）の内部を示す斜視図である。熱交換器１３を本体１０に固定する熱交換器固定板１を省略している。図１は空気調和機１００の左前方のやや上から見た図である。

空気調和機１００は、室内機と室外機とに分かれている。室内機は壁掛け式のものである。ここでは、室内機を空気調和機１００と呼ぶことにする。

空気調和機１００は、本体１０と前面パネルとからなる筐体内に、内部を冷凍サイクルの冷媒が流れ、室内空気と熱交換を行う熱交換器１３、調和空気を室内へ送出する送風機１１等を収納している。

送風機１１は、クロスフローファンで、別名、横流ファンと呼ばれる。羽根車の一方の半径方向から吸い込み反対側の半径方向から送風するものである。吹出口の長さを長くすることが容易なので、空気調和機１００（室内機）に適する。

熱交換器１３で発生するドレン水（霜等）を受けるドレンパン１２が、熱交換器１３の下方に設けられる。

熱交換器１３の構成を、図２を参照しながら説明する。熱交換器１３は、主に二列に配列された伝熱管６と放熱フィン７とで構成される。銅管を１８０°曲げた複数の伝熱管６に多数の放熱フィン７を通し積層する。このとき、１８０°曲げた複数の伝熱管６のヘアピン部６ａ（伝熱管の放熱フィンから突出するＵ字状の端部）を下にして、多数の放熱フィン７を積層していく。

積層された放熱フィン７のヘアピン部６ａの反対側の端部（伝熱管の放熱フィンから突出する他の端部）には、放熱フィン７よりも厚い端板（図示せず）が取り付けられる。伝熱管６のヘアピン部６ａの反対側は開口しているが、隣接する伝熱管６同士の開口部は、別のＵ字状に曲げた接続銅管で連結される。

図２に示す熱交換器１３の一例は、第１の熱交換部１３ａと第２の熱交換部１３ｂとを有し、略くの字形状に第２の屈曲部１４ｂで屈曲した前面側熱交換器１３ｃと、背面側熱交換器１３ｄ（第３の熱交換部とする）とからなる。

前面側熱交換器１３ｃの第１の熱交換部１３ａと背面側熱交換器１３ｄとは、第１の屈曲部１４ａで屈曲している。前面側熱交換器１３ｃと背面側熱交換器１３ｄとは、別体でもよい。別体の場合、前面側熱交換器１３ｃの第１の熱交換部１３ａと背面側熱交換器１３ｄとは接している。

熱交換器１３の本体１０への固定方法について言及する。熱交換器１３は、熱交換器１３の両端を係合またはネジ締結により本体１０に固定される。

熱交換器１３のヘアピン部６ａの反対側の端部の本体１０への固定方法を簡単に説明する。既に述べたように、熱交換器１３のヘアピン部６ａの反対側の端部には、放熱フィン７よりも厚い端板が設けられる。そこで、この端板に固定部品（例えば、金属製）をネジ等により固定する。そして、固定部品を本体１０へ係合させることにより、熱交換器１３のヘアピン部６ａの反対側の端部が本体１０に支持される。

図３に示すように、熱交換器１３のヘアピン部６ａ側の端部は、樹脂製の熱交換器固定板１を用いて本体１０へ固定している。

本実施の形態は、この熱交換器固定板１の構造に特徴がある。熱交換器１３のヘアピン部６ａ側の端部が、熱交換器固定板１の板状基部１ａの裏面側に対向する。そして、熱交換器固定板１の板状基部１ａの裏面側に、熱交換器１３のヘアピン部６ａ側の端部が差し込まれる。

詳細は追って説明するが、熱交換器１３のヘアピン部６ａ側の端部が差し込まれた熱交換器固定板１をネジにより本体１０に固定する。

このように、熱交換器１３の両端部を本体１０に係合またはネジ締結により固定することにより、熱交換器１３は本体１０に支持される。

図４、図５を参照しながら、熱交換器固定板１の構成を説明する。熱交換器固定板１の材料は樹脂である。例えば、ＡＢＳ樹脂が使用される。ＡＢＳ樹脂とは、アクリロニトリル（ＡＣＲＹＬＯＮＩＴＲＩＬＥ）、ブタジエン（ＢＵＴＡＤＩＥＮＥ）、スチレン（ＳＴＹＲＥＮＥ）の３種類の単量体からなる共重合体である。

また、ＰＰ樹脂（ポリプロピレン樹脂）も使用される。ＰＰ樹脂は、外見はポリエチレンに似ているが、ポリエチレンよりも硬質で引っ張りの強さがある。また比重も０．９〜０．９２と汎用プラスチックの中では最も軽いのも特徴である。しかし硬質でありながら折り曲げに対しては非常な強さを持っている。そのため、ヒンジを使用する場合には、ＰＰ樹脂が使用される。

但し、ＡＢＳ樹脂、ＰＰ樹脂以外の樹脂も使用可能である。

熱交換器固定板１は、上記樹脂を用いた、肉厚が１．５〜２ｍｍの樹脂成形品である。

熱交換器固定板１は、板状基部１ａの裏面側（熱交換器１３側）に第１の外壁２ａと内壁３とが、熱交換器１３の側面形状に沿うように立設している。

第１の外壁２ａと内壁３と板状基部１ａとで、熱交換器１３のヘアピン部６ａが差し込まれる第１の溝４ａ（溝の一例）を形成している。

第１の外壁２ａには、その内側に熱交換器１３のヘアピン部６ａの内側と係合する係合爪５が設けられる。係合爪５は、前面側熱交換器１３ｃの第１の熱交換部１３ａ、前面側熱交換器１３ｃの第２の熱交換部１３ｂ、背面側熱交換器１３ｄに対応して、３箇所に設けられる。即ち、前面側熱交換器１３ｃの第１の熱交換部１３ａ、前面側熱交換器１３ｃの第２の熱交換部１３ｂ、背面側熱交換器１３ｄに対して、夫々１個の係合爪５が設けられている。

夫々の係合爪５に対向して、板状基部１ａに開口部１９が開けられている。この開口部１９は、熱交換器１３のヘアピン部６ａが係合爪５に係合する場合の逃がしであり、また、係合爪５を金型で成形するため必要な穴である。

熱交換器固定板１は、送風機１１の軸受部１１ａ（図１参照）を保持する軸受保持部１６を備える。軸受保持部１６は、略半円のリング形状のもので、内側に凹部が形成されている。

内壁３の内側には、熱交換器１３からの露を受ける露受けリブ１５が立設している。露受けリブ１５の高さは、内壁３の高さよりも高くなっている。

露受けリブ１５の内側に、露受けリブ１５間、露受けリブ１５と軸受保持部１６との間等に連結する複数の補強用リブ１７が、板状基部１ａから立設している。

熱交換器１３の前面側熱交換器１３ｃの第１の熱交換部１３ａと背面側熱交換器１３ｄとの間の第１の屈曲部１４ａは、室内空気が熱交換器１３を通過しないで通過する。そのため、一般的に、室内空気が熱交換器１３を通過しないで通過するのを防ぐ短絡抑制部材を設ける。この短絡抑制部材を固定する短絡抑制部材固定部１８が、第１の屈曲部１４ａに略対向するように熱交換器固定板１に設けられる。

熱交換器１３は、ここでは、第１の熱交換部１３ａと第２の熱交換部１３ｂとを有し、略くの字形状に第２の屈曲部１４ｂで屈曲した前面側熱交換器１３ｃと、背面側熱交換器１３ｄとからなるものを示したが、例えば、前面側熱交換器１３ｃの第２の熱交換部１３ｂの上流側に補助熱交換器（図示せず）を備える場合がある。

補助熱交換器を備える場合、熱交換器固定板１の第１の外壁２ａと、第２の外壁２ｂと、板状基部１ａとで構成される第２の溝４ｂ（溝の一例）に補助熱交換器が差し込まれる。

そして、前面側熱交換器１３ｃ、背面側熱交換器１３ｄと同じように、補助熱交換器のヘアピン部６ａの内側が係合爪５に係合する。

また、補助熱交換器のヘアピン部６ａが係合する係合爪５に対向して、板状基部１ａに開口部１９が開けられている。

図６は、熱交換器１３に熱交換器固定板１を差し込む直前の状態を示す。ここでは、背面側熱交換器１３ｄを省略している。

熱交換器固定板１の本体１０への固定方法を説明する。熱交換器固定板１を熱交換器１３に差し込み後、熱交換器固定板１の位置決め孔２３に、本体１０の位置決め突起２２（図１参照）を挿入して熱交換器固定板１の本体１０に対する位置を決める。

さらに、熱交換器固定板１のネジ孔２０（二か所）と、本体１０のネジ孔２１（二か所、図１参照）との位置を合わせ、ネジ（二本）で締結する。

図７は、熱交換器１３の二列のヘアピン部６ａと、熱交換器固定板１の係合爪５との係合状態を示す。

熱交換器１３の二列のヘアピン部６ａを熱交換器固定板１の第１の溝４ａに差し込む際、二列のヘアピン部６ａが熱交換器固定板１の係合爪５と内壁３との間に押し込まれる。係合爪５（第１の外壁２ａ）と内壁３は、ヘアピン部６ａが押し込まれる力で外側に撓む。熱交換器１３の二列のヘアピン部６ａを熱交換器固定板１の第１の溝４ａに差し込む際に、挿入がかたい場合は、開口部１９の大きさを調整したり、図４に示すように、係合爪５の両側にスリット２４を設けて調整することができる。図４では、片側のスリット２４だけを図示している。スリット２４と開口部１９を設けることにより、係合爪５を撓みやすくして、ヘアピン部６ａへ係合しやすくしている。

ヘアピン部６ａがさらに押し込まれると、ヘアピン部６ａの内側が係合爪５に係合し、二列のヘアピン部６ａは、係合爪５と内壁３とにより強固に保持される。

熱交換器固定板１の第１の外壁２ａに形成される係合爪５は、前面側熱交換器１３ｃの第１の熱交換部１３ａと、前面側熱交換器１３ｃの第２の熱交換部１３ｂと、背面側熱交換器１３ｄとに対応させ、夫々に１個設ける例を示した。この形態が最も簡素で、且つ係合が強固であり好ましいが、以下の形態も可能である。

即ち、係合爪５を、前面側熱交換器１３ｃの第１の熱交換部１３ａと、前面側熱交換器１３ｃの第２の熱交換部１３ｂと、背面側熱交換器１３ｄとに対応させ、夫々に複数個設ける形態も可能である。

また、前面側熱交換器１３ｃの第１の熱交換部１３ａと、前面側熱交換器１３ｃの第２の熱交換部１３ｂと、背面側熱交換器１３ｄとの中の、何れか二つに係合爪５を係合させる形態も可能である。

以上の説明では、熱交換器１３のヘアピン部６ａの反対側の端部は、端板に固定部品（例えば、金属製）をネジ等により固定して、固定部品を本体１０へ係合させることにより本体１０に支持されるようにしたが、熱交換器１３のヘアピン部６ａの反対側の端部にも、本実施の形態の熱交換器固定板１を使用してもよい。

熱交換器１３のヘアピン部６ａ側に差し込まれる熱交換器固定板１の代わりに、熱交換器１３のヘアピン部６ａの反対側の端部に固定される固定部品を使用することもできるが、図４、図５に示すように、熱交換器固定板１は複雑な形状をしている。従って、樹脂製の熱交換器固定板１を使用するのが、好ましい。

熱交換器固定板１を樹脂製にすることにより、成形が容易になる。また、熱交換器固定板１を熱交換器１３のヘアピン部６ａ側に差し込む際に、容易に係合爪５（第１の外壁２ａ）と内壁３が撓むので、作業性が良い。

尚、係合爪５を第１の外壁２ａに設ける例を示したが、係合爪５を内壁３に設けてもよい。

また、熱交換器固定板１を樹脂で構成する例を示したが、撓みやすい材料であれば樹脂でなくてもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、熱交換器１３のヘアピン部６ａ側の端部（側面部）に、樹脂製の熱交換器固定板１を差し込み、前面側熱交換器１３ｃの第１の熱交換部１３ａ、前面側熱交換器１３ｃの第２の熱交換部１３ｂ、背面側熱交換器１３ｄに対して夫々に１個設けられる、熱交換器固定板１の第１の外壁２ａに形成される係合爪５が、前面側熱交換器１３ｃの第１の熱交換部１３ａ、前面側熱交換器１３ｃの第２の熱交換部１３ｂ、背面側熱交換器１３ｄに係合することにより、容易に、且つ強固に熱交換器固定板１を熱交換器１３のヘアピン部６ａに固定することができる。

また、熱交換器固定板１の係合爪５は、前面側熱交換器１３ｃの第１の熱交換部１３ａ、前面側熱交換器１３ｃの第２の熱交換部１３ｂ、背面側熱交換器１３ｄに対して夫々に１個設けるようにしたので、熱交換器固定板１の形状が簡略化される。

また、複雑な形状の熱交換器固定板１を樹脂製としたので、成形が容易である。

また、熱交換器固定板１を熱交換器１３に差し込み後、熱交換器固定板１の位置決め孔２３に、本体１０の位置決め突起２２を挿入して熱交換器固定板１の本体１０に対する位置を決め、さらに、熱交換器固定板１のネジ孔２０（二か所）と、本体１０のネジ孔２１（二か所、図１参照）との位置を合わせ、ネジ（二本）で締結することで、熱交換器固定板１を本体１０に固定するので、固定作業を容易に行うことができる。

また、熱交換器固定板１は樹脂製であるから、撓むので、容易に熱交換器１３から取り外すことができる。そのため、分解性、分別性に優れている。それによりリサイクル（再資源化）が図れる。

実施の形態２．
図８は実施の形態２を示す図で、熱交換器固定板１の係合爪５付近の斜視図である。

図８に示すように、係合爪５の熱交換器１３のヘアピン部６ａの内側と係合する先端部５ａの形状を、ヘアピン部６ａの内側に沿うように円弧形状にしている。円弧の直径を、ヘアピン部６ａの内側の直径に略等しくする。

このように構成することにより、熱交換器固定板１の係合爪５の先端部５ａと、熱交換器１３のヘアピン部６ａの内側との接触部が多くなり、熱交換器固定板１と熱交換器１３との固定が強固になる。

以上のように、本実施の形態によれば、係合爪５の熱交換器１３のヘアピン部６ａの内側と係合する先端部５ａの形状を、ヘアピン部６ａの内側に沿うように円弧形状にすることにより、熱交換器固定板１の係合爪５の先端部５ａと、熱交換器１３のヘアピン部６ａの内側との接触部が多くなり、熱交換器固定板１と熱交換器１３との固定を強固にすることができる。

実施の形態３．
図９、図１０は実施の形態３を示す図で、図９は熱交換器固定板１の斜視図、図１０は熱交換器固定板１を熱交換器１３のヘアピン部６ａに差し込んだ状態を示す断面図である。

図９に示す熱交換器固定板１は、熱交換器固定板１を熱交換器１３のヘアピン部６ａに差し込む際の案内となる円柱状の案内部９が、板状基部１ａから立設している。

熱交換器固定板１を熱交換器１３のヘアピン部６ａに差し込む際に、案内部９は熱交換器１３の隣接するヘアピン部６ａの間に入る。

熱交換器固定板１の、前面側熱交換器１３ｃの第１の熱交換部１３ａ、前面側熱交換器１３ｃの第２の熱交換部１３ｂに対応する部分については、熱交換器１３のヘアピン部６ａが３個あるので、２本の円柱状の案内部９が板状基部１ａから立設している。

熱交換器固定板１の背面側熱交換器１３ｄに対応する部分については、熱交換器１３のヘアピン部６ａが２個あるので、１本の円柱状の案内部９が板状基部１ａから立設している。

図１０は、前面側熱交換器１３ｃの第１の熱交換部１３ａのヘアピン部６ａに熱交換器固定板１を差し込んだ状態を示している。隣接するヘアピン部６ａの間に案内部９が見えている。

熱交換器固定板１を熱交換器１３のヘアピン部６ａに差し込む際に、円柱状の案内部９が案内となるので、組立性が向上する。

案内部９の形状を円柱としたが、円柱でなくてもよく、形状は問わない。例えば、角柱、楕円柱等でもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、熱交換器固定板１を熱交換器１３のヘアピン部６ａに差し込む際の案内となり、熱交換器１３の隣接するヘアピン部６ａの間に入る円柱状の案内部９を熱交換器固定板１の板状基部１ａに立設させたので、組立性が向上する。

実施の形態１を示す図で、空気調和機１００の熱交換器固定板１を省略し、前面パネルを取り外した状態の部分斜視図。 実施の形態１を示す図で、熱交換器固定板１の部分斜視図。 実施の形態１を示す図で、熱交換器固定板１を取り付けた空気調和機１００の前面パネルを取り外した状態の部分斜視図。 実施の形態１を示す図で、熱交換器固定板１の斜視図。 実施の形態１を示す図で、熱交換器固定板１の正面図。 実施の形態１を示す図で、熱交換器固定板１と一部を省略した熱交換器１３の斜視図。 実施の形態１を示す図で、熱交換器固定板１と熱交換器１３との係合部の断面図。 実施の形態２を示す図で、熱交換器固定板１の係合爪５付近の斜視図。 実施の形態３を示す図で、熱交換器固定板１の斜視図。 実施の形態３を示す図で、熱交換器固定板１を熱交換器１３のヘアピン部６ａに差し込んだ状態を示す断面図。

符号の説明

１ 熱交換器固定板、１ａ 板状基部、２ａ 第１の外壁、２ｂ 第２の外壁、３ 内壁、４ａ 第１の溝、４ｂ 第２の溝、５ 係合爪、５ａ 先端部、６ 伝熱管、６ａ ヘアピン部、７ 放熱フィン、９ 案内部、１０ 本体、１１ 送風機、１１ａ 軸受部、１２ ドレンパン、１３ 熱交換器、１３ａ 第１の熱交換部、１３ｂ 第２の熱交換部、１３ｃ 前面側熱交換器、１３ｄ 背面側熱交換器、１４ａ 第１の屈曲部、１４ｂ 第２の屈曲部、１５ 露受けリブ、１６ 軸受保持部、１７ 補強用リブ、１８ 短絡抑制部材固定部、１９ 開口部、２０ ネジ孔、２１ ネジ孔、２２ 位置決め突起、２３ 位置決め孔、２４ スリット、１００ 空気調和機。

Claims (7)

1. 本体と、
   前記本体に収納され、伝熱管と放熱フィンとを有する熱交換器と、
   前記伝熱管の前記放熱フィンから突出する両端部の何れかに係合して、前記本体に前記熱交換器を固定する熱交換器固定板と、
   前記熱交換器固定板に設けられ、前記熱交換器の側面形状に沿うように板状基部から立設する外壁と内壁との間に形成され、前記伝熱管の何れかの端部が挿入される溝と、
   前記外壁又は前記内壁に設けられ、前記伝熱管の何れかの端部に係合する係合爪とを備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記熱交換器固定板を樹脂で構成することを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記伝熱管はヘアピン部を備え、前記係合爪は前記ヘアピン部に係合することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気調和機。
4. 前記熱交換器は複数の熱交換部からなり、前記熱交換器固定板に前記複数の熱交換部の夫々に対応して前記係合爪を設けることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の空気調和機。
5. 前記係合爪の先端部の形状を円弧形状としたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の空気調和機。
6. 前記熱交換器固定板の前記板状基部から立設し、前記熱交換器固定板を前記ヘアピン部に差し込む際の案内となる柱状の案内部を備えたことを特徴とする請求項３乃至５の何れかに記載の空気調和機。
7. 前記案内部は、隣接する前記ヘアピン部の間に挿入されることを特徴とする請求項６記載の空気調和機。

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