JP2009296799A - コントロールボックスおよび空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス性に優れ、かつ設置に必要なスペースを削減でき、搭載機器のコンパクト化を実現できるコントロールボックスとそれを用いた空気調和機の室外機を提供することを目的とする。
【解決手段】コントロールボックス１０，２０，３０が少なくとも２層以上に積層されている多層構造のコントロールボックス６において、手前側に積層されているコントロールボックス１０，２０の少なくとも１つがヒンジ結合により開閉可能とされ、このコントロールボックス１０，２０を結合しているヒンジ４１の回転軸４１Ａが、該コントロールボックスの厚さ方向寸法Ｌの略中間位置に設けられている。
【選択図】図７

Description

本発明は、多層構造とされたコントロールボックスおよびそのコントロールボックスを搭載した空気調和機の室外機に関するものである。

昨今の空気調和機では、多機能化、電子制御化、圧縮機のインバータ化等々に伴い、室外機に設けられるコントロールボックスがますます複雑化、大型化する傾向にある。これは、空気調和機の多機能化、電子制御化、圧縮機のインバータ化等々に伴って、コントロールボックス内に制御用基板やインバータ用基板、電子膨張弁用基板、パワーモジュール等々、多数の基板や部品を設置しなければならないためである。

一方、空気調和機の室外機は、設置する際のスペース確保や運搬時に搬入の制約を受ける可能性があることから、コンパクト化のニーズが高い。この室外機のコンパクト化とコントロールボックスの複雑化、大型化とは、相反する事項であり、室外機をコンパクト化するためには、コントロールボックスの小型化が不可欠となる。そこで、背反するニーズを同時に満たすため、コントロールボックスを多層構造としている。

コントロールボックスを多層構造にすると、奥側のコントロールボックスに設けられている基板や部品をメンテナンスしなければならなくなったとき、手前側のコントロールボックスを取り外す必要があり、メンテナンスがし難くなるという問題が生じる。かかる問題に対処するため、多層に設けられた基板や支持プレート、制御機器収容部等を、ヒンジを介して開閉可能に設置し、メンテナンスを容易化したものが特許文献１ないし３に示されている。

特開昭５８−１１６７９８号公報 特開平１１−１５５２０８号公報 特開２００４−１３５３７３号公報

しかしながら、上記特許文献１ないし３に示すものは、ヒンジを介して開閉可能に設置した基板や支持プレート、制御機器収容部等を開閉するときに必要となる周辺スペースの削減について全く考慮していない。つまり、特許文献１ないし３に示すものは、基板や支持プレート、制御機器を支持する取り付け金具やブラケット、制御ボックス本体の厚さ方向の端部をヒンジによって結合した構成とされている。このため、取り付け金具やブラケット、制御ボックス本体をヒンジの回転軸を中心に回転し、基板や支持プレート、制御機器収容部を開閉すると、図１０に示されるように、Ａ２もしくはＡ３で示される軌跡により開閉されることになる。

このことは、コントロールボックスを多層構造化により小型化しても、その周囲に周辺機器との干渉を回避してコントロールボックスを開閉するための大きなスペースを確保して設置しなければならないことを意味する。従って、コントロールボックスの設置に必要なスペースを期待するほど削減できず、従来のコントロールボックスは、多層構造化による小型化のメリットを十分に生かし切れておらず、空気調和機の室外機等、搭載機器のコンパクト化にも十分に貢献できていなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、メンテナンス性に優れ、かつ設置に必要なスペースを削減でき、搭載機器のコンパクト化を実現できるコントロールボックスとそれを用いた空気調和機の室外機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のコントロールボックスおよび空気調和機の室外機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるコントロールボックスは、コントロールボックスが少なくとも２層以上に積層されている多層構造のコントロールボックスにおいて、手前側に積層されているコントロールボックスの少なくとも１つがヒンジ結合により開閉可能とされ、このコントロールボックスを結合しているヒンジの回転軸が、該コントロールボックスの厚さ方向寸法の略中間位置に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、多層構造とされたコントロールボックスの手前側に積層されているコントロールボックスの少なくとも１つがヒンジ結合により開閉可能とされ、このコントロールボックスを結合しているヒンジの回転軸が、該コントロールボックスの厚さ方向寸法の略中間位置に設けられているため、奥側に積層されているコントロールボックスをメンテナンスする際、手前側のコントロールボックスを手前側に開閉してメンテナンスすることができる。従って、メンテナンスの都度、手前側のコントロールボックスを取り外す必要がなく、アクセスの容易化、メンテナンス時間の短縮等、メンテナンス性を向上することができる。また、手前側のコントロールボックスは、厚さ方向寸法の略中間位置に設けられているヒンジの回転軸を中心に回転されるため、手前側のコントロールボックスの開閉に必要な周辺スペースを最小化することができる。従って、コントロールボックスを設置するために確保しなければならないスペースを小さくでき、その分搭載機器のコンパクト化を図ることができる。

さらに、本発明のコントロールボックスは、上記のコントロールボックスにおいて、前記ヒンジにより開閉可能とされているコントロールボックスには、前記ヒンジが結合されている面側に配線取り出し口が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ヒンジにより開閉可能とされているコントロールボックスのヒンジが結合されている面側に配線取り出し口が設けられているため、この配線取り出し口を介してコントロールボックスに配線を接続することにより、メンテナンス時に手前側のコントロールボックスを開閉する際、配線を取り外すことなく接続したままでコントロールボックスを開閉することが可能となる。従って、アクセスを容易化しメンテナンス時間を更に短縮することができるとともに、配線を繋いだまま通電状態で基板や部品等のチェックができるため、故障箇所の特定が容易となる等、メンテナンス性を向上することができる。

さらに、本発明のコントロールボックスは、上述のいずれかのコントロールボックスにおいて、前記した手前側に積層されている２つのコントロールボックスは、一体にセット化されて開閉可能に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、手前側に積層されている２つのコントロールボックスが一体にセット化されて開閉可能に設けられているため、一体にセット化した２つのコントロールボックスを同時に開閉して３層目のコントロールボックスをメンテナンスすることができるとともに、手前側の２つのコントロールボックスを必要に応じて表裏両面からメンテナンスすることができる。従って、コントロールボックスが３層以上の多層構造とされている場合でもアクセスを容易化し、迅速にかつ効率よくメンテナンスすることができる。

また、本発明のコントロールボックスは、上記のコントロールボックスにおいて、前記した一体にセット化された２つのコントロールボックスのうち、奥側のコントロールボックスは、手前側のコントロールボックスよりも高さが低くされていることを特徴とする。

本発明によれば、一体にセット化された２つのコントロールボックスのうち、奥側のコントロールボックスの高さが手前側のコントロールボックスの高さよりも低くされているため、一体にセット化された２つのコントロールボックスに組み立て誤差等があったとしても、奥側のコントロールボックスが回転の障害になることはなく、一体にセット化した２つのコントロールボックスを確実に同時回転させて開閉することができる。従って、コントロールボックスの多層構造化を容易化し、コンパクト化を図ることができる。

さらに、本発明にかかる空気調和機の室外機は、上述のいずれかのコントロールボックスが他の室外側機器と共に筐体内に設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、上述のいずれかのコントロールボックスが他の室外側機器と共に筐体内に設置されているため、故障時における室外機のメンテナンス性を向上させ、メンテナンスの容易化ならびに迅速化を図ることができる。加えて、空気調和機の電子制御化や多機能化に伴うコントロールボックスの複雑化、大型化と、室外機の設置性、運搬性向上のためのコンパクト化という背反するニーズの存在下、コントロールボックスの設置に必要な筐体内の占有スペースを最小化することができる。これによって、背反するニーズを満たし、室外機のコンパクト化を実現することができる。

本発明のコントロールボックスによると、奥側に積層されているコントロールボックスをメンテナンスする際、手前側のコントロールボックスを手前側に開閉してメンテナンスすることができるため、メンテナンスの都度、手前側のコントロールボックスを取り外す必要がなく、アクセスの容易化、メンテナンス時間の短縮等、メンテナンス性を向上することができる。また、手前側のコントロールボックスは、厚さ方向寸法の略中間位置に設けられているヒンジの回転軸を中心に回転されるため、手前側のコントロールボックスの開閉に必要な周辺スペースを最小化することができ、従って、コントロールボックスを設置するために確保しなければならないスペースを小さくし、その分搭載機器のコンパクト化を図ることができる。

また、本発明の空気調和機の室外機によると、故障時における室外機のメンテナンス性を向上させ、メンテナンスの容易化ならびに迅速化を図ることができる。加えて、空気調和機の電子制御化や多機能化に伴うコントロールボックスの複雑化、大型化と、室外機の設置性、運搬性向上のためのコンパクト化という背反するニーズの存在下、コントロールボックスの設置に必要な筐体内の占有スペースを最小化することができるため、背反するニーズを満たし、室外機のコンパクト化を実現することができる。

以下に、本発明に一実施形態について、図１ないし図１０を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係るコントロールボックスを搭載した空気調和機の室外機の部分正面図が示され、図２には、その右側面図、図３には、その平面図が示されている。空気調和機の室外機１は、ベースプレート３やサイドパネル４等から構成される筐体２を備えている。筐体２内には、圧縮機５の他、図示省略された種々の室外側機器が収容設置されるとともに、空気調和機を制御するためのコントロールボックス６が収容設置されている。なお、図１は、筐体２において、コントロールボックス６の前面を覆うサービスパネル（図示省略）が取り外された状態を示している。

コントロールボックス６は、手前側から第１層コントロールボックス１０、第２層コントロールボックス２０、および第３層コントロールボックス３０の３層構造に積層されたものであり、筐体２のベースプレート３およびサイドパネル４に複数の固定ビス７を介して固定設置されている。本実施形態では、コントロールボックス６は、サイドパネル４とベースプレート３上に設置された圧縮機５との間のスペースに、それぞれ狭い隙間をあけて設置されている（図１および図３参照）。

コントロールボックス６は、図７ないし図９に示されるように、第１層コントロールボックス１０、第２層コントロールボックス２０、および第３層コントロールボックス３０が一体に積層され、結合された構成とされている。以下に、図７ないし図９を参照して３層構造のコントロールボックス６の構成について説明する。

第１層コントロールボックス１０は、制御用基板１１を備えたものであり、制御用基板１１が左右一対の左パネル１２および右パネル１３間に複数のビス１４（図１参照）により固定されている。第１層コントロールボックス１０の奥側に設けられている第２層コントロールボックス２０は、基板２１上にノイズフィルタ２２、各種リレー２３等々が設置されたものであり、基板２１は、左パネル１２および右パネル１３と下パネル１５との間に固定されている。

第１層コントロールボックス１０と第２層コントロールボックス２０は、上記のとおり左右一対の左パネル１２および右パネル１３と下パネル１５とを介して一体にセット化された構成とされており、手前側の上半部分に第１層コントロールボックス１０の制御用基板１１が露出されている。また、奥側に設けられている第２層コントロールボックス２０の基板２１上に設置されているノイズフィルタ２２や各種リレー２３等の主要部品は、制御用基板１１の下方の下半部分において、手前側に露出された構成とされている（図１も参照）。

また、第３層コントロールボックス３０は、インバータ用基板３１やパワーモジュール３２（図４参照）等を備えたものであり、これらが左右および上下パネル３３，３４，３５，３６からなるボックス内に固定設置された構成とされている。この第３層コントロールボックス３０は、第１層および第２層コントロールボックス１０，２０よりも上下方向寸法が若干大きく、下方に延長された構成とされている。なお、第３層コントロールボックス３０の上パネル３５は、手前側に延長され、一体にセット化された第１層および第２層コントロールボックス１０，２０の上部を覆う大きさとされている。

一体にセット化された第１層および第２層コントロールボックス１０，２０は、第３層コントロールボックス３０の右パネル３４側に固定されているブラケット４０に、複数のヒンジ４１を介して該ヒンジ４１の回転軸周りに、図４ないし図６に示されるように、約９０°の範囲で開閉可能に結合されている。これは、メンテナンス時に第３層コントロールボックス３０の内部を露出させるためであり、通常は、一体にセット化された第１層および第２層コントロールボックス１０，２０の他側を第３層コントロールボックス３０に対して上下複数箇所でビス４２により結合している。

上記ヒンジ４１は、一体にセット化された第１層および第２層コントロールボックス１０，２０の厚さ方向寸法（奥行き方向寸法）Ｌ、すなわち右パネル１３の幅寸法Ｌの略中間位置（Ｌ／２）において、一体にセット化された第１層および第２層コントロールボックス１０，２０をブラケット４０に結合している。これは、図１０に示されるように、ヒンジ４１の回転軸４１Ａを、セット化された第１層および第２層コントロールボックス１０，２０の厚さ方向寸法（奥行き方向寸法）Ｌの１／２の位置に設けることで、セット化された第１層および第２層コントロールボックス１０，２０の開閉に必要な周辺スペースを最小にするためである。

つまり、厚さ寸法Ｌを有するセット化された第１層および第２層コントロールボックス１０，２０を他の機器（ここでは圧縮機５およびサイドパネル４）と干渉することなく開閉するためには、その周囲に開閉用のスペースを確保する必要があり、このスペースがコントロールボックス６の設置スペースの大小を決め、室外機２のコンパクト化に直接影響を及ぼすことになる。ヒンジ４１の回転軸４１Ａを厚さ方向寸法Ｌの１／２位置に設けることにより、図１０に示す如く、セット化した第１層および第２層コントロールボックス１０，２０の開閉軌跡はＡ１となり、回転軸４１Ａを厚さ方向の前端あるいは後端に設けた場合の軌跡Ａ２あるいはＡ３に比較して、手前側、左右両側等のスペースを小さくすることができる。

図４ないし図６には、一体にセット化した第１層および第２層コントロールボックス１０，２０を約９０°開いた状態の正面図、右側面図、平面図が示されており、これらの図面に、圧縮機５およびサイドパネル４に対して、第１層および第２層コントロールボックス１０，２０の開閉用スペースを最小にしながら、開閉時に互いに干渉しない範囲でぎりぎり接近させて第１層および第２層コントロールボックス１０，２０を設置した状態が示されている。

また、一体にセット化された第１層および第２層コントロールボックス１０，２０を構成している右パネル１３には、第１層コントロールボックス１０および第２層コントロールボックス２０に接続される信号線、電線等の配線を取り出すための複数の配線取り出し口４３が設けられている。これらの配線取り出し口４３には、グロメット４４が設けられている。配線取り出し口４３を右パネル１３に設けるのは、配線を接続したままでヒンジ４１の回転軸４１Ａを中心に第１層および第２層コントロールボックス１０，２０を回転させて開閉しても、配線が回転の妨げとならないようにするためである。

さらに、一体にセット化された第１層および第２層コントロールボックス１０，２０のうち、奥側に位置する第２層コントロールボックス２０は、その基板２１の高さ、および左右パネル１２，１３の第２層コントロールボックス２０に対応する部分の高さが、第１層コントロールボックス１０の上端よりも低くなるように、それぞれに段部４５，４６が設けられている。これは、一体にセット化された第１層および第２層コントロールボックス１０，２０の組み立て時に、組み立て誤差等があったとしても、奥側に位置する第２層コントロールボックス２０が、その上部を覆う第３層コントロールボックス３０の上パネル３５等と干渉し、開閉時の回転に影響を及ぼさないようにするためである。

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
上記の室外機１およびコントロールボックス６において、故障時に、メンテナンスするには、まず室外機１の筐体２におけるサービスパネル（図示省略）を取り外す。これによって、コントロールボックス６が、図１に示されるように露出される。この状態で、第１層コントロールボックス１０の制御用基板１１は、その上半部分に露出され、第２層コントロールボックス２０の基板２１上に設けられているノイズフィルタ２２や各種リレー２３等の主要部品は、制御用基板１１の下方の奥側においてその下半部分に露出される。

従って、一体にセット化されている第１層および第２層コントロールボックス１０，２０については、上記の状態でそれぞれ手前側からアクセスしてメンテナンスすることができる。なお、必要に応じて、第１層および第２層コントロールボックス１０，２０を以下に述べるように９０°開いた状態とし、表裏両面側からアクセスしてメンテナンスすることも可能である。

一方、一番奥側の第３層コントロールボックス３０は、手前側に第１層および第２層コントロールボックス１０，２０が積層されていることから、直接アクセスすることはできない。第３層コントロールボックス３０をメンテナンスする場合は、第１層および第２層コントロールボックス１０，２０を、第３層コントロールボックス３０と結合しているビス４２を外した後、ヒンジ４１の回転軸４１Ａ回り回転させる。これにより、第１層および第２層コントロールボックス１０，２０は、図４ないし図６に示されるように、他部品あるいは機器に干渉されることなく、約９０°開かれる。

第１層および第２層コントロールボックス１０，２０を約９０°開いた状態の正面図が図４に示されている。これによって、第３層コントロールボックス３０に設けられているインバータ用基板３１やパワーモジュール３２等々が正面側に露出されるため、この状態で手前側からアクセスして第３層コントロールボックス３０のメンテナンスを行うことができる。

このように、本実施形態によれば、奥側に積層されている第３層コントロールボックス３０をメンテナンスする際、手前側の第１層および第２層コントロールボックス１０，２０を手前側に開閉してメンテナンスすることができる。従って、メンテナンスの都度、手前側の第１層および第２層コントロールボックス１０，２０を取り外す必要がなく、アクセスの容易化、メンテナンス時間の短縮等、故障時におけるコントロールボックス６および室外機１のメンテナンス性を向上させ、メンテナンスの容易化ならびに迅速化を図ることができる。

また、手前側の第１層および第２層コントロールボックス１０，２０は、厚さ方向寸法Ｌの略中間位置に設けられているヒンジ４１の回転軸４１Ａを中心に回転されるため、図１０に示されるように、手前側の第１層および第２層コントロールボックス１０，２０の開閉に必要な周辺スペースを最小化することができる。従って、コントロールボックス６を設置する際に確保しなければならない設置スペースを小さくでき、その分搭載機器のコンパクト化を図ることができる。つまり、空気調和機の電子制御化や多機能化に伴うコントロールボックス６の複雑化、大型化と、室外機１の設置性、運搬性向上のためのコンパクト化という背反するニーズの存在下、コントロールボックス６の設置に必要な筐体２内の占有スペースを最小化することができ、背反するニーズを満たし、室外機１のコンパクト化を実現することができる。

また、ヒンジ４１により開閉可能とされている第１層および第２層コントロールボックス１０，２０に対して、ヒンジ結合されている側の右パネル１３に配線取り出し口４３を設け、該配線取り出し口４３を介して第１層および第２層コントロールボックス１０，２０に信号線、電線等を接続する構成としているため、メンテナンス時に手前側の第１層および第２層コントロールボックス１０，２０を開閉する際、上記配線を取り外すことなく接続したままで第１層および第２層コントロールボックス１０，２０を開閉することができる。これにより、アクセスを容易化しメンテナンス時間を更に短縮することができるとともに、配線を繋いだまま通電状態で基板や部品等のチェックができるため、故障箇所の特定が容易となる等、メンテナンス性を一段と向上することができる。

さらに、手前側に積層されている第１層および第２層コントロールボックス１０，２０が一体にセット化されて開閉可能とされているため、一体にセット化した第１層および第２層コントロールボックス１０，２０を同時に開閉して第３層コントロールボックス３０をメンテナンスすることができるとともに、手前側の第１層および第２層コントロールボックス１０，２０を必要に応じて表裏両面からメンテナンスすることができる。これによって、コントロールボックス６が３層以上の多層構造とされている場合でもアクセスを容易化し、迅速にかつ効率よくメンテナンスすることができる。

また、一体にセット化された第１層および第２層コントロールボックス１０，２０のうち、奥側の第２層コントロールボックス２０は、左右パネル１３，１４の対応部分および基板２１に段部４５，４６を設け、その高さを低くしているため、一体にセット化された第１層および第２層コントロールボックス１０，２０に組み立て誤差等があっても、奥側の第２層コントロールボックスが回転の障害になることはなく、セット化した第１層および第２層２つのコントロールボックス１０，２０を確実に同時回転させて開閉することができる。従って、コントロールボックス６の多層構造化を容易化し、コンパクト化を図ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、３層構造のコントロールボックス６について説明したが、本発明は、２層または４層以上の多層構造のコントロールボックスにも同様に適用できることはもちろんである。また、どの層のコントロールボックスを開閉可能とするかは、各コントロールボックスに設けられている基板や部品の配置構成等により適宜選択すればよい。従って、本発明は、上記実施形態の如く、第１層コントロールボックス１０と第２層コントロールボックス２０とを一体にセット化したものに限定されるものではない。

さらに、配線取り出し口４３が設けられる面は、必ずしもヒンジ４１が結合される右パネル１３と同一面である必要はなく、該パネル面と隣接する面にかかるように設けられていてもよいことはもちろんである。また、コントロールボックス６の設置位置は、筐体２内の圧縮機５とサイドパネル４との間である必要はなく、任意の位置であってよい。さらに、本発明のコントロールボックスは、空気調和機の室外機に限らず、他の機器のコントロールボックスにも適用できることは云うまでもない。

本発明の一実施形態に係るコントロールボックスを搭載した空気調和機の室外機の部分正面図である。 図１の右側面図である。 図１の平面図である。 図１に示す空気調和機の室外機でコントロールボックスの手前側の第１層および第２層を開いた状態の正面図である。 図４の右側面図である。 図４の平面図である。 図１に示すコントロールボックスの斜視図である。 図７に示すコントロールボックスの手前側の第１層および第２層を開いた状態の左側面側から見た斜視図である。 図７に示すコントロールボックスの手前側の第１層および第２層を開いた状態の右側面側から見た斜視図である。 図１に示すコントロールボックスの手前側の第１層および第２層の開閉時の軌跡を表す摸式図である。

符号の説明

１ 室外機
２ 筐体
５ 圧縮機
６ コントロールボックス
１０ 第１層コントロールボックス
１２ 左パネル
１３ 右パネル
２０ 第２層コントロールボックス
３０ 第３層コントロールボックス
４１ ヒンジ
４１Ａ 回転軸
４３ 配線取り出し口
４５，４６ 段部
Ｌ 厚さ方向寸法

Claims (5)

1. コントロールボックスが少なくとも２層以上に積層されている多層構造のコントロールボックスにおいて、
   手前側に積層されているコントロールボックスの少なくとも１つがヒンジ結合により開閉可能とされ、このコントロールボックスを結合しているヒンジの回転軸が、該コントロールボックスの厚さ方向寸法の略中間位置に設けられていることを特徴とするコントロールボックス。
2. 前記ヒンジにより開閉可能とされているコントロールボックスには、前記ヒンジが結合されている面側に配線取り出し口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のコントロールボックス。
3. 前記した手前側に積層されている２つのコントロールボックスは、一体にセット化されて開閉可能に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のコントロールボックス。
4. 前記した一体にセット化された２つのコントロールボックスのうち、奥側のコントロールボックスは、手前側のコントロールボックスよりも高さが低くされていることを特徴とする請求項３に記載のコントロールボックス。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載されたコントロールボックスが他の室外側機器と共に筐体内に設置されていることを特徴とする空気調和機の室外機。
   
   

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