JP2011149648A - 室外機用電装箱、室外機ユニットおよび空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】パワートランジスタ等の温度上昇を抑制するとともに、パワートランジスタの落下を防止することができる室外機用電装箱、室外機ユニットおよび空気調和機を提供する。
【解決手段】空気調和機の室外機ユニット内部に設けられ、板金製の筐体５１内に室外機ユニットの運転を制御する電子部品が収納される室外機用電装箱５０であって、筐体５１には、電子部品から発生した熱を放出する放熱部ＨＳが下方に突出する開口が設けられ、放熱部ＨＳおよび開口を下方から覆うように筐体５１に取り付けられ、筐体５１の下面とともに室外機ユニット内部を流れる空気の一部を放熱部ＨＳに導く冷却空気流路を形成する金属製の導風部６０が設けられ、冷却空気流路の流路断面積は、空気流れの上流に向かって大きくなり、導風部６０における空気流れの上流側の端部は、室内機ユニットの室外熱交換器と当接して配置されていることを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、空気調和機の室外機ユニットの内部に収容される室外機用電装箱に関するものである。

従来の空気調和機の室外機ユニットには、商用交流電源をコンバータ部で一旦直流に整流し、再度インバータ部で可変電圧、可変電流の交流に変換して誘導電動機や直流ブラシレスモータなどによる圧縮機モータの駆動を制御するインバータ制御回路装置が設けられている。

このインバータ制御回路装置は、パワートランジスタ、ノイズフィルタ、ダイオードスタック、各種のコンデンサ等の電子部品から構成され、これら電子部品は基板に実装され、電子部品が実装された基板は室外機ユニット内の室外機用電装箱に収納されている。

インバータ制御回路に電流が流されると、各電子部品、特にパワートランジスタから熱が放出されるため、室外機用電装箱内は高温となり、さまざまな不具合を起こすおそれがあった。
そこで、パワートランジスタ等からの熱の放出を抑制するため、パワートランジスタ等を流れる電流値を抑える方法や、パワートランジスタ等にヒートシンクや放熱フィンを熱伝導可能に取り付け、発生した熱を効率よく外部に放出させる方法などが知られている。

さらに、室外ファンにより誘引されて室外熱交換器を通過した空気の一部を、パワートランジスタ等に取り付けられた放熱フィンの周囲に流し、パワートランジスタ等から発生した熱を当該空気に放出させる方法も知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開昭６３−１４０２３２号公報

しかしながら、パワートランジスタ等を流れる電流値を抑える方法、言い換えると、パワートランジスタ等における電流制限値であるカレントセーフ値を設定する方法では、圧縮機モータの駆動力も抑制され、空気調和機における冷房や暖房能力が低くなるおそれがある。

ヒートシンク等を用いる方法では、ヒートシンク等を大きくすることにより室外機用電装箱内の温度上昇を抑えることができるが、熱伝導率の高いアルミニウムから形成されたヒートシンク等を大きくすると、製造コストが高くなるという問題があった。
さらに、ヒートシンク等を配置する空間が確保できない場合には、ヒートシンク等を大きくすることにより室外機用電装箱内の温度上昇を抑制することができないという問題があった。

その一方で、パワートランジスタ等は放熱のため、取り付けられたヒートシンク等が室外機用電装箱から露出して配置されている。この状態でパワートランジスタ等の電子部品が実装された基板が焼けると、パワートランジスタ等を支える部材がなくなり、パワートランジスタおよびヒートシンク等は、室外機用電装箱から落下する。
ここで、室外機用電装箱が室外ファン等の上方に配置されていると、落下したパワートランジスタおよびヒートシンク等は室外ファンに当たる。すると室外ファンが破損するとともに、室外ファンが回転していると、破損した部分が周囲に飛び散りさらに被害が拡大するという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、パワートランジスタ等の温度上昇を抑制するとともに、パワートランジスタの落下を防止することができる室外機用電装箱、室外機ユニットおよび空気調和機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の室外機用電装箱は、空気調和機の室外機ユニット内部に設けられ、板金製の筐体内に室外機ユニットの運転を制御する電子部品が収納される室外機用電装箱であって、前記筐体には、前記電子部品から発生した熱を放出する放熱部が下方に突出する開口が設けられ、前記放熱部および前記開口を下方から覆うように前記筐体に取り付けられ、前記筐体の下面とともに前記室外機ユニット内部を流れる空気の一部を前記放熱部に導く冷却空気流路を形成する金属製の導風部が設けられ、前記冷却空気流路の流路断面積は、前記空気流れの上流に向かって大きくなり、前記導風部における前記空気流れの上流側の端部は、前記室内機ユニットの室外熱交換器と当接して配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、室外機ユニット内部を流れる空気の一部が導風部によって放熱部に効率よく導かれるため、室外機用電装箱に収納された電子部品等、特にパワートランジスタ等の温度上昇を抑制することができる。

ここで、室外機ユニットには、室外機熱交換器における熱交換を促進するために室外空気を誘引する室外ファン（プロペラファン）が取り付けられ、この室外ファンによって室外機ユニットの内部には、室外機熱交換器において熱交換した後の室外空気が流れている。導風部の上流側の端部は、室外熱交換器と接触して配置されているため、間隔をあけて配置されている場合と比較して、多くの空気が冷却空気流路に導かれる。言い換えると、導風部と室外熱交換器との間に隙間がないため、冷却空気流路に向かって流れていた空気がこの隙間から外部に逃げることがない。そのため、放熱部の周囲に多くの冷却空気を強制的に流すことができる。

さらに導風部は、上流に向かって冷却空気流路の流路断面積が大きくなる形状に形成されているため、さらに多くの空気を冷却空気流路に取り込むことができる。導風部と室外熱交換器との間に隙間がある状態で、上流に向かって冷却空気流路の流路断面積を大きくした場合には、空気が冷却空気流路に流入しにくくなるため、冷却空気流路に向かって流れていた空気は、この隙間から外部に逃げてしまい、さらに多くの空気を冷却空気流路に取り込むことはできない。

その一方で、室外機ユニットの運転を制御する電子部品を実装する基板や、室外機用電装箱の樹脂部分が焼けた場合であっても、板金製の筐体に取り付けられた金属製の導風部が電子部品および放熱部を受け止めることができ、電子部品および放熱部の落下を防止することができる。
特に、室外機用電装箱が室外機ユニット内部における上方に配置されている場合には、落下した電子部品および放熱部により室外ファンなどの室外機ユニットにおける他の構成要素と衝突し、これらを破損させるおそれがあるが、導風部によって落下する電子部品および放熱部を受け止めることができるため、他の構成要素の破損も防止できる。

上記発明においては、前記導風部における上流側の端部には、断熱性および弾性を有する当接部が設けられ、前記導風部および前記室外熱交換器とは、前記当接部を介して接触して配置されていることが望ましい。

本発明によれば、室外熱交換器と室外機用電装箱との間の熱の伝達を抑制することができ、電子部品の温度上昇を抑制することができる。

例えば、空気調和機において冷房運転が行われる場合には、室外熱交換器に電動圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒が流入している。そのため、導風部と室外熱交換器とが直接接触していると、冷媒の熱が金属製の導風部および板金製の筐体を介して電子部品にまで伝達し、温度が上昇しやすくなる。
これに対して、断熱性を有する当接部を介して、導風部および室外熱交換器を接触させることにより、冷媒の熱が導風部に伝達しにくくなるため、電子部品の温度上昇を抑制することができる。

さらに、当接部は弾性を有するため、室外熱交換器の損傷を抑制することができる。本発明の室外機用電装箱が取り付けられた室外機ユニットに振動が加えられる状態、例えば、製造工場から出荷されて輸送される時には、振動により導風部と室外熱交換器とが繰り返し衝突し、室外熱交換器が損傷するおそれがある。しかしながら、当接部を介して導風部と室外熱交換器とを接触させることにより、上述のように振動によって導風部と室外熱交換器とが繰り返し衝突しても、室外熱交換器は損傷しにくい。

本発明の室外機ユニットは、冷媒を圧縮し、空気調和機の室内機ユニットとの間で前記冷媒を循環させる電動圧縮機と、前記冷媒および室外空気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、回転駆動されることにより前記室外空気を前記室外熱交換器に向かって誘引する室外ファンと、前記電動圧縮機に供給される電力を制御する電子部品が収納される請求項１または２に記載の室外機用電装箱と、が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、上記本発明の室外機用電装箱が設けられているため、室外機ユニットを大型化することなく電子部品等の温度上昇を抑制するとともに、電子部品および放熱部の落下による室外機ユニットの破損を防止することができる。

上記発明においては、さらに、前記電子部品から前記電動圧縮機に供給される電流値が電流制限値に近づくと、前記室外ファンの回転数を増加させる制御部が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、電子部品から電動圧縮機に供給される電流値が大きくなり、電流制限値に近づいた場合に、室外ファンの回転数を増加させて放熱部に導かれる空気の流量を増やすことにより、電子部品から発生する熱量が増加しても、電子部品等の温度上昇を抑制することができる。そのため、室外ファンの回転数を増加させない場合と比較して、電子部品等の温度上昇を抑制しつつ、電流制限値を大きくすることができる。

上記発明においては、さらに、前記室外空気の温度を測定する外気温センサが設けられ、前記制御部は、前記外気温センサにより測定された前記室外空気の温度が上昇すると、前記電流制限値を小さくして、前記室外ファンの回転数を制御することが望ましい。

本発明によれば、電子部品を冷却する室外空気の温度が上昇しても、電子部品等の温度上昇を抑制することができる。
具体的には、外気温センサにより測定された室外空気の温度が上昇すると、それに応じて電流制限値が小さくされ、室外ファンの回転数を増加させるタイミングが早められる。すると、電子部品等から発生する熱量が比較的少ないうちから、放熱部に導かれる空気の流量が増やされる。そのため、室外空気の温度が上昇して、電子部品等の冷却能力が低下した状態であっても、電子部品等の温度上昇を抑制することができる。

本発明の空気調和機は、室内機ユニットと、上記本発明の室外機ユニットと、が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、上記本発明の室外機ユニットが設けられているため、室外機ユニットを大型化することなく電子部品等の温度上昇を抑制するとともに、電子部品および放熱部の落下による室外機ユニットの破損を防止することができる。

本発明の室外機用電装箱、室外機ユニットおよび空気調和機によれば、放熱部を下方から覆うとともに、室外機ユニット内部を流れる空気の一部を放熱部に導く冷却空気流路を導風部により形成し、導風部の上流側端部を室外熱交換器に当接させることにより、パワートランジスタ等の温度上昇を抑制するとともに、パワートランジスタの落下を防止することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る空気調和機を示す斜視図である。 図１の室外機ユニットの構成を示す斜視図である。 図２の室外機ユニットにおける室外熱交換器、プロペラファン、電装箱などの配置関係を説明する部分正面視図である。 図３の室外機ユニットにおける室外熱交換器、プロペラファン、電装箱などの配置関係を説明する上面視図である。 図４の室外機ユニットにおける室外熱交換器、プロペラファン、電装箱などの配置関係を説明するＡ−Ａ断面視図である。 図３の電装箱の構成を説明する上方斜視図である。 図３の電装箱の構成を説明する下方斜視図である。 図６の導風部および収納箱の構成を説明する分解上方斜視図である。 図７の導風部および収納箱の構成を説明する分解下方斜視図である。 図１のプロペラファンの回転を制御する制御部の構成を説明するブロック図である。 図１０の制御部によるプロペラファンの回転制御を説明するグラフである。

この発明の一実施形態に係る空気調和機について、図１から図１１を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機を示す斜視図、図２は図１の室外機ユニットの構成を示す斜視図である。
空気調和機１０は、図１に示すように、室内機ユニット２０と、室外機ユニット３０とを備えている。これら室内機ユニット２０および室外機ユニット３０は、冷媒が導通する冷媒配管４０や、図示しない電気配線等により接続されている。冷媒配管４０は２本備えられており、冷媒は、一方において室内機ユニット２０から室外機ユニット３０へ、また他方において室外機ユニット３０から室内機ユニット２０へと流れることになる。

室内機ユニット２０は、背面のベース（図示せず）と前面パネル２１とが一体に構成されたものになっている。ベースには、プレートフィンチューブ型の室内熱交換器２２、略円筒形状のクロスフローファン２３、室内機ユニット２０の動作制御等を行う各種電気回路素子から構成されたコントロール部２４等の各種機器が備えられている。

前面パネル２１には、吸込グリル部２１ａが前面および上面のそれぞれに形成されている。室内の空気は、これら吸込グリル部２１ａにより多方向から室内機ユニット２０内に吸い込まれるようになっている。また、吸込グリル部２１ａの背後には、エアフィルタ２１ｂが備えられており、吸い込まれた空気等の粉塵を取り除く働きをしている。さらに、前面パネル２１には、その下方に吹出口２１ｃが形成されており、ここから暖められた空気、あるいは冷やされた空気が吹き出されるようになっている。なお、この空気吸込みおよび空気吹出しは、クロスフローファン２３が回転することによって行われる。

図３は図２の室外機ユニットにおける室外熱交換器、プロペラファン、電装箱などの配置関係を説明する部分正面視図、図４は図３の上面視図、図５は図４のＡ−Ａ断面視図である。
室外機ユニット３０は、図１または図２に示すように、ユニット本体３１内に室外熱交換器３２、プロペラファン（室外ファン）３３、電動圧縮機３４、室外機用電装箱５０（以下、「電装箱５０」と表記する。）等が備えられている。室外機ユニット３０には、図２から図４に示すように、略中央に室外機ユニット３０内の空間を２つに分けるバッフルプレート３５が設けられている。

室外機ユニット３０の正面視における左側（図３における左側）の空間にはプロペラファン３３が配置され、右側（図３における右側）の空間には電動圧縮機３４が配置されている。電動圧縮機３４の上方には、図２，図３および図５に示すように、電装箱５０が配置されるとともに、電装箱５０の左端はバッフルプレート３５を越えてプロペラファン３３が配置されている空間に突出するように配置されている。

室外熱交換器３２は、周囲に多数のコルゲートフィンを備えた冷媒配管により構成されており、冷媒と室外気との熱交換を実現させるものである。プロペラファン３３は、新たな空気を常にユニット本体３１内に取り込み、熱交換効率の向上を図るために設けられている。プロペラファン３３が回転駆動されると、ユニット本体３１内に室外熱交換器３２からプロペラファン３３へと（図５における左から右に向かって）抜ける風が生じる。

なお、ユニット本体３１の一側面には、室外機ユニット３０の外部の空気を電装箱５０内に取り込むための開口部３１ａが設けられている。また、室外熱交換器３２およびプロペラファン３３が外部と向き合うユニット本体３１の背面および前面には、フィンガード（図示せず）およびファンガード３６がそれぞれ設けられている。フィンガードはコルゲートフィンが外部からの不意の衝撃により破損することがないように設けられているものである。ファンガード３６も、これと同様にプロペラファン３３を外部衝撃から保護することを一つの目的とするとともに、外気に含まれる粉塵などをユニット本体３１内に取り込ませないことを目的として備えられているものである。

電動圧縮機３４は、低温低圧の気体冷媒を高温高圧の気体冷媒に変換して吐出するものであり、冷媒回路を構成する部品の中では最も中心的な働きを担うものである。ここで、冷媒回路とは、この電動圧縮機３４に加えて、室内熱交換器２２、室外熱交換器３２、冷媒配管４０、膨張弁および冷媒の流れ方向を規定する四方弁（膨張弁および四方弁は図示せず）等から概略構成され、冷媒を室内機ユニット２０と室外機ユニット３０との間で循環させる回路である。

図６は図３の電装箱の構成を説明する上方斜視図、図７は図３の電装箱の構成を説明する下方斜視図である。図８は図６の導風部および収納箱の構成を説明する分解上方斜視図、図９は図７の導風部および収納箱の構成を説明する分解下方斜視図である。
電装箱５０は、図６から図９に示すように、電動圧縮機３４を駆動制御する図示しない電子部品（例えば、パワートランジスタ等）を実装した基板（図示せず）を納める板金製の収納箱（筐体）５１と、同じく板金製のフタ（筐体）５２と、収納箱５１の内部に収められて、空気の排出流路（図示せず。）を形成するプラスチック製（樹脂製）の誘導壁部（図示せず。）と、を主に備えている。

また、基板には、電動圧縮機３４の運転を制御するための電子部品が実装され、熱を発生する電子部品（例えば、パワートランジスタ等）の熱を電装箱５０外部へ放出する放熱フィンを有したヒートシンク（放熱部）ＨＳが設けられている。
さらに、電装箱５０には、ヒートシンクＨＳに冷却用空気を導くとともに、パワートランジスタおよびヒートシンクＨＳなどの落下を防止する板金製（金属製）の導風部６０が設けられている。

収納箱５１には、パワートランジスタ等の熱が多く発生する電子部品が配置されるフレーム状部５１ａと、それ以外の電子部品が納められる収納部５１ｂと、が形成されている。
フレーム状部５１ａは、電装箱５０におけるプロペラファン３３側（図６における右側）に、略四角状にフレームをつなげて形成したものであり、電装箱５０が室外機ユニット３０に取り付けられた際に、プロペラファン３３が配置された空間に位置する部分である。フレーム状部５１ａには、ヒートシンクＨＳが下方（図６における下方）に向かって突出する開口（図示せず。）が形成されている。
収納部５１ｂは、電装箱５０における電動圧縮機３４側（図６における左側）に、有底四角筒状に形成されたものであり、電装箱５０が室外機ユニット３０に取り付けられた際に、電動圧縮機３４が配置された空間に位置する部分である。

収納箱５１には、図６および図８における左側に位置する側壁部に電装箱５０内に流入する空気の吸入口５３が設けられている。その一方で、収納箱５１における吸入口５３と対向する側壁部（図７および図９の左側に位置する側壁部）に、吸入口５３から流入した空気の排出口５４が設けられている。

吸入口５３の設けられた側壁部の外側には、吸入口５３の下端から斜め下外方向に延在し、室外機ユニット３０の開口部３１ａの下端と係合する傾斜板５５が設けられている。傾斜板５５は、開口部３１ａから電装箱５０に流入する空気を吸入口５３へ誘導するものである。

ヒートシンクＨＳは、アルミニウムなどの熱伝導性が高い材料から形成されたものであり、パワートランジスタ等の電子部品に熱伝導が可能に取り付けられたものである。ヒートシンクＨＳには、冷却用の空気との接触面積を増やす複数の放熱フィンが設けられ、これら放熱フィンはプロペラファン３３による室外空気の流れに沿って（図５の左右方向に）延びるように配置されている。

導風部６０は、収納箱５１のフレーム状部５１ａおよび収納部５１ｂとともに、室外熱交換器３２を通過した室外空気をヒートシンクＨＳに導く冷却空気流路を形成するものである。
導風部６０には、１枚の金属板を折り曲げて形成した底面部６１と、側面部６２と、傾斜部６３と、一対の側壁部６４と、が主に設けられている。

底面部６１は、収納部５１ｂの側壁部からヒートシンクＨＳの下端に沿って、側方に延びる板状部材である。側面部６２は、フレーム状部５１ａの下面からヒートシンクＨＳの側面に沿って、下方に延びる板状部材である。底面部６１および側面部６２は、ヒートシンクＨＳの周囲を覆い冷却空気流路を形成するものであるとともに、さらにパワートランジスタおよびヒートシンクＨＳが落下した際に、これらを受け止めるものである。底面部６１および側面部６２は、ヒートシンクＨＳにおける室外熱交換器３２側の一部、例えば半分程度を覆っておいる。
なお、底面部６１は収納部５１ｂの側壁部に、側面部６２はフレーム状部５１ａにビス等の固定手段により固定されている。

傾斜部６３は、底面部６１の端部から室外熱交換器３２に向かい、ヒートシンクＨＳから離れる方向（図６の下方）に傾斜して延びる板状部材である。側面部６２は、傾斜部６３における両側端から室外熱交換器３２に向かって延びる板状部材である。傾斜部６３および側面部６２は、冷却空気流路のうち、室外熱交換器３２を通過した室外空気をヒートシンクＨＳに導く部分を形成するものである。傾斜部６３および側面部６２により囲まれた冷却空気流路は、ヒートシンクＨＳから室外熱交換器３２に向かうに伴って流路断面積が大きくなっている。

さらに、傾斜部６３の下側の端および側面部６２の室外熱交換器３２側の端には、図６から図９に示すように、インシュレーション部（当接部）６５が設けられている。
インシュレーション部６５は、断熱性を有するとともに弾性を有する材料から形成されたものであり、図４および図５に示すように、電装箱５０を室外機ユニット３０に取り付けた際に、室外熱交換器３２と接触するものである。

図１０は、図１のプロペラファンの回転を制御する制御部の構成を説明するブロック図である。
室外機ユニット３０には、図１０に示すように、プロペラファン３３の回転数、および、パワートランジスタ等の電子部品から電動圧縮機３４に供給される電流であるインバータ電流を制御する制御部７０が、さらに設けられている。制御部７０には、電流センサ７１により測定されたインバータ電流の値ＣＴと、外気温センサ７２により測定された室外熱交換器３２に吸い込まれる室外空気の温度ＴｈＯ-Ａが入力されている。
なお、制御部７０におけるプロペラファン３３の回転数およびインバータ電流値ＣＴの制御の詳細は後述する。

つぎに、上記の構成からなる空気調和機１０の作用について、暖房運転時および冷房運転時の場合に分けながら説明する。

まず、暖房運転時には、電動圧縮機３４で高温高圧となった気体冷媒は、図１に示すように、冷媒配管４０を通り室内機ユニット２０の室内熱交換器２２に圧送される。室内機ユニット２０内では、クロスフローファン２３により吸込グリル部２１ａから取り込まれた室内気に対して、室内熱交換器２２を流過する高温高圧の冷媒から熱が与えられる。このことにより、吹出口２１ｃから温風が吹き出されることになる。また同時に、高温高圧の気体冷媒は、室内熱交換器２２において凝縮液化して高温高圧の液冷媒となる。

この高温高圧の液冷媒は、室外機ユニット３０の室外熱交換器３２に送られる途中で、膨張弁により減圧され低温低圧の液冷媒となる。室外機ユニット３０では、プロペラファン３３によりユニット本体３１内に取り込まれた新しい室外気から、室外熱交換器３２を流過する低温低圧の液冷媒が熱を奪うことになる。低温低圧の液冷媒は、熱を奪うことにより蒸発気化して低温低圧の気体冷媒となる。これが再び電動圧縮機３４に送出され、上記過程を繰り返すことになる。

冷房運転時には、冷媒は上記とは逆方向に冷媒回路中を流れる。すなわち、電動圧縮機３４で高温高圧とされた気体冷媒が、冷媒配管４０を通過して室外熱交換器３２に圧送され、ここで室外気に熱を奪われて凝縮液化し高温高圧の液冷媒となる。この高温高圧の液冷媒は、膨張弁により減圧されて低温低圧の液冷媒となり、再び冷媒配管４０を通って室内熱交換器２２に送られる。低温低圧の液冷媒は、ここで室内機から熱を奪って吹出口２１ｃから冷風を吹出すとともに、冷媒自身は蒸発気化して低温低圧の気体冷媒となる。これが再び電動圧縮機３４に送出され、上記過程を繰り返すことになる。

上記の暖房運転、冷房運転のいずれの場合においても、図２、図３、図５に示すように、室外機ユニット３０内でプロペラファン３３が回転し、室外機ユニット３０の室外熱交換器３２からプロペラファン３３に向かって室外空気が流れている。室外熱交換器３２において熱交換された室外空気の大半は、そのまま室外機ユニット３０の外部へ放出される。

その一方で、図３から図５に示すように、室外熱交換器３２における導風部６０と対向する領域を通過した室外空気は、導風部６０により形成された冷却空気流路に流入する。冷却空気流路に流入した室外空気（冷却用空気）は、ヒートシンクＨＳに導かれてヒートシンクＨＳの周囲を流れる。
ここで、導風部６０により形成された冷却空気流路は、室外熱交換器３２からヒートシンクＨＳに向かって流路断面積が狭くなっているため、冷却空気流路に流入した室外空気は流速を増しながらヒートシンクＨＳに向かって流れる。
ヒートシンクＨＳは、この空気の流れにより熱を奪われ、パワートランジスタ等の電子部品において発生した熱を放出する。

さらに、プロペラファン３３が配置されている空間内には空気が流れているので、その空間内における空気の圧力は、室外機ユニット３０外側周りの空気の圧力よりも低くなる。この圧力の差により、室外機ユニット３０外側の空気は、開口部３１ａから吸入口５３を経て電装箱５０内に流入され、排出口５４を通って電装箱５０外に流出される。

吸入口５３から電装箱５０内に流入された空気は、電装箱５０内を一様に広がりながら吸入口５３に対向した排気流路の入口に向かって流れ、電装箱５０内に収められた電子部品から熱を奪って冷却し、排気流路の入口に流入する。排気流路の入口から排気流路内に流入した空気は、排出口５４を通って電装箱５０の外、すなわち、プロペラファン３３が配置された空間内に排出される。

次に、制御部７０によるプロペラファン３３の回転数およびインバータ電流値ＣＴの制御について、図１０および図１１を参照しながら説明する。
図１１は、図１０の制御部によるプロペラファンの回転数制御およびインバータ電流制御を説明するマップである。

制御部７０は、空気調和機１０が冷房運転されている場合であって、図１１に示すようにインバータ電流値ＣＴが増加してカレントセーフ上限値（電流制限値）ＣＳに近づくと、プロペラファン３３の回転数を強制的に増加させ、最大回転数で運転する制御を行う。

ここで、カレントセーフ上限値ＣＳは、パワートランジスタ等の電子部品から発生する熱に基づく不具合の発生を防止することを目的として設定される値である。さらに、カレントセーフ上限値ＣＳは、室外空気温度ＴｈＯ-Ａに依存して変化する値である。具体的には、室外空気温度ＴｈＯ-Ａが第１所定温度Ｔ１以下の場合には、カレントセーフ上限値ＣＳは一定値Ａ１であり、第１所定温度Ｔ１から第２所定温度Ｔ２までの領域では、室外空気温度ＴｈＯ-Ａの上昇に伴いカレントセーフ上限値ＣＳは値が減少する。そして、室外空気温度ＴｈＯ-Ａが第２所定温度Ｔ２以上の場合には、カレントセーフ上限値ＣＳは他の一定値Ａ２となる。

図１１に示すマップは事前に実験などにより求められ、制御部７０に予め記憶されているものである。図１１のマップには、制御の内容により第１領域、第２領域および第３領域が設けられている。第１領域と第３領域との間の一部、および、第２領域と第３領域との間は、カレントセーフ上限値ＣＳにより区画され、第１領域と第２領域との間は閾値ＴＨにより区画されている。

ここで、閾値ＴＨは、室外空気温度ＴｈＯ-Ａが第１所定温度Ｔ１以下の場合には、一定値Ａ１より電流値の小さな一定値Ａ３となる。そして、室外空気温度ＴｈＯ-Ａが第１所定温度Ｔ１よりも高くなると、閾値ＴＨは室外空気温度ＴｈＯ-Ａの上昇に伴い、値が他の一定値Ａ２まで減少し、その後、室外空気温度ＴｈＯ-Ａの上昇に関わらず、他の一定値Ａ２となる。

言い換えると、第１領域は、インバータ電流値ＣＴがカレントセーフ上限値ＣＳおよび閾値ＴＨよりも小さな領域であり、第２領域は、カレントセーフ上限値ＣＳおよび閾値ＴＨに囲まれた領域である。さらに、第３領域は、インバータ電流値ＣＴがカレントセーフ上限値ＣＳよりも大きな領域である。

例えば、室外空気温度ＴｈＯ-Ａが第２所定温度Ｔ２以下の場合に、インバータ電流値ＣＴが徐々に大きくなっていく時には、制御部７０は、最初に第１領域の制御を行う。
つまり、第１領域では、制御部７０は空気調和機１０の運転状態や、室外空気の温度などの条件に応じてプロペラファン３３の回転数制御を行う。ここで行われる制御は、公知の制御方法を用いることができ、特に限定するものではない。

その後、インバータ電流値ＣＴが閾値ＴＨ以上、カレントセーフ上限値ＣＳ以下となると、制御部７０は第２領域の制御を行う。
つまり、第２領域では、制御部７０は空気調和機１０の運転状態や、室外空気の温度などの条件に関わらず、プロペラファン３３の回転数を増加させ、最大回転数で回転させる制御を行う。そのため、第２領域の制御を行わない場合と比較して、ヒートシンクＨＳから放出される熱量が大きくなるため、パワートランジスタ等の電子部品の上限温度を同じにした場合、カレントセーフ上限値ＣＳを大きくすることができる。

さらに、インバータ電流値ＣＴがカレントセーフ上限値ＣＳよりも大きくなると、制御部７０は第３領域の制御を行う。
つまり、第３領域では、制御部７０は空気調和機１０の運転状態や、室外空気の温度などの条件に関わらず、インバータ電流値ＣＴの増加を抑制する制御をおこなう。そのため、パワートランジスタ等の電子部品から発生する熱量の増加を抑制することができ、電子部品等の温度上昇を抑制することができる。

また、室外空気温度ＴｈＯ-Ａが第２所定温度Ｔ２よりも高い場合には、図１１に示すように、制御部７０は最初に第１領域の制御を行い、インバータ電流値ＣＴがカレントセーフ上限値ＣＳよりも大きくなると、第３領域の制御を行う。言い換えると、第２領域の制御を行うことなく、直接第３領域の制御を行う。

上記の構成によれば、室外機ユニット３０内部を流れる室外空気の一部が導風部６０によってヒートシンクＨＳに効率よく導かれるため、電装箱５０に収納された電子部品等、特にパワートランジスタ等の温度上昇を抑制することができる。
さらに、ヒートシンクＨＳを大型化することなく、つまり、室外機ユニット３０を大型化することなく電子部品等の温度上昇を抑制することができる。

導風部６０の上流側端部は、室外熱交換器３２と接触して配置されているため、間隔をあけて配置されている場合と比較して、多くの室外空気が導風部６０の冷却空気流路に導かれる。言い換えると、導風部６０と室外熱交換器３２との間に隙間がないため、冷却空気流路に向かって流れていた空気がこの隙間から外部に逃げることがない。そのため、ヒートシンクＨＳの周囲に多くの室外空気（冷却空気）を強制的に流すことができる。

さらに導風部６０は、上流に向かって冷却空気流路の流路断面積が大きくなる形状に形成されているため、さらに多くの室外空気を冷却空気流路に取り込むことができる。つまり、導風部６０と室外熱交換器３２との間に隙間がある状態で、上流に向かって冷却空気流路の流路断面積を大きくした場合には、室外空気が冷却空気流路に流入しにくくなるため、冷却空気流路に向かって流れていた空気は、この隙間から外部に逃げてしまい、さらに多くの室外空気を冷却空気流路に取り込むことはできない。

その一方で、室外機ユニット３０の運転を制御する電子部品を実装する基板や、電装箱５０の樹脂部分が焼けた場合であっても、板金製の収納箱５１に取り付けられた金属製の導風部６０が電子部品およびヒートシンクＨＳを受け止めることができ、電子部品およびヒートシンクＨＳの落下を防止することができる。
特に、本実施形態のように、電装箱５０が室外機ユニット３０内部における上方に配置されている場合には、落下した電子部品およびヒートシンクＨＳによりプロペラファン３３と衝突し、これを破損させるおそれがあるが、導風部６０によって落下する電子部品およびヒートシンクＨＳを受け止めることができるため、プロペラファン３３の破損も防止できる。

導風部６０における傾斜部６３の下側の端、および、側面部６２の室外熱交換器３２側の端に、インシュレーション部６５を設けることにより、室外熱交換器３２と電装箱５０との間の熱の伝達を抑制することができ、電子部品の温度上昇を抑制することができる。

特に、空気調和機１０において冷房運転が行われる場合には、室外熱交換器３２に電動圧縮機３４から吐出された高温高圧の冷媒が流入している。そのため、導風部６０と室外熱交換器３２とが直接接触していると、冷媒の熱が金属製の導風部６０および板金製の収納箱５１を介して電子部品にまで伝達し、温度が上昇しやすくなる。
これに対して、断熱性を有するインシュレーション部６５を介して、導風部６０および室外熱交換器３２を接触させることにより、冷媒の熱が導風部６０に伝達しにくくなるため、電子部品の温度上昇を抑制することができる。

さらに、インシュレーション部６５は弾性を有するため、室外熱交換器３２の損傷を抑制することができる。本実施形態の電装箱５０が取り付けられた室外機ユニット３０に振動が加えられる状態、例えば、製造工場から出荷されて輸送される時には、振動により導風部６０と室外熱交換器３２とが繰り返し衝突し、室外熱交換器３２が損傷するおそれがある。しかしながら、インシュレーション部６５を介して導風部６０と室外熱交換器３２とを接触させることにより、上述のように振動によって導風部６０と室外熱交換器３２とが繰り返し衝突しても、室外熱交換器３２は損傷しにくい。

制御部７０によりプロペラファン３３の回転数を制御することにより、つまり、電子部品から電動圧縮機３４に供給されるインバータ電流値ＣＴが大きくなり、カレントセーフ上限値ＣＳに近づいた場合に、プロペラファン３３の回転数を増加させてヒートシンクＨＳに導かれる室外空気の流量を増やすことにより、電子部品から発生する熱量が増加しても、電子部品等の温度上昇を抑制することができる。そのため、プロペラファン３３の回転数を増加させない場合と比較して、電子部品等の温度上昇を抑制しつつ、カレントセーフ上限値ＣＳを大きくすることができる。

より具体的には、電子部品を冷却する室外空気の温度ＴｈＯ-Ａが上昇しても、電子部品等の温度上昇を抑制することができる。
つまり、室外空気の温度ＴｈＯ-Ａが上昇すると、それに応じてカレントセーフ上限値ＣＳが小さくされ、プロペラファン３３の回転数を増加させるタイミングが早められる。すると、電子部品等から発生する熱量が比較的少ないうちから、ヒートシンクＨＳに導かれる空気の流量が増やされる。そのため、室外空気の温度ＴｈＯ-Ａが上昇して、電子部品等の冷却能力が低下した状態であっても、電子部品等の温度上昇を抑制することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、この発明を室外機ユニットと室内機ユニットとが一対一に対応する空気調和機に適用して説明したが、一つの室外機ユニットに複数の室内機ユニットが設けられた空気調和機に適用することもでき、特に限定するものではない。

１０ 空気調和機
２０ 室内機ユニット
３０ 室外機ユニット
３２ 室外熱交換器
３３ プロペラファン（室外ファン）
３４ 電動圧縮機
５０ 室外機用電装箱
５１ 収納箱（筐体）
５２ フタ（筐体）
６０ 導風部
６５ インシュレーション部（当接部）
７０ 制御部
７２ 外気温センサ
ＨＳ ヒートシンク（放熱部）

Claims (6)

1. 空気調和機の室外機ユニット内部に設けられ、板金製の筐体内に室外機ユニットの運転を制御する電子部品が収納される室外機用電装箱であって、
   前記筐体には、前記電子部品から発生した熱を放出する放熱部が下方に突出する開口が設けられ、
   前記放熱部および前記開口を下方から覆うように前記筐体に取り付けられ、前記筐体の下面とともに前記室外機ユニット内部を流れる空気の一部を前記放熱部に導く冷却空気流路を形成する金属製の導風部が設けられ、
   前記冷却空気流路の流路断面積は、前記空気流れの上流に向かって大きくなり、
   前記導風部における前記空気流れの上流側の端部は、前記室内機ユニットの室外熱交換器と当接して配置されていることを特徴とする室外機用電装箱。
2. 前記導風部における上流側の端部には、断熱性および弾性を有する当接部が設けられ、
   前記導風部および前記室外熱交換器とは、前記当接部を介して接触して配置されていることを特徴とする請求項１記載の室外機用電装箱。
3. 冷媒を圧縮し、空気調和機の室内機ユニットとの間で前記冷媒を循環させる電動圧縮機と、
   前記冷媒および室外空気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、
   回転駆動されることにより前記室外空気を前記室外熱交換器に向かって誘引する室外ファンと、
   前記電動圧縮機に供給される電力を制御する電子部品が収納される請求項１または２に記載の室外機用電装箱と、
   が設けられていることを特徴とする室外機ユニット。
4. さらに、前記電子部品から前記電動圧縮機に供給される電流値が電流制限値に近づくと、前記室外ファンの回転数を増加させる制御部が設けられていることを特徴とする請求項３記載の室外機ユニット。
5. さらに、前記室外空気の温度を測定する外気温センサが設けられ、
   前記制御部は、前記外気温センサにより測定された前記室外空気の温度が上昇すると、前記電流制限値を小さくして、前記室外ファンの回転数を制御することを特徴とする請求項４記載の室外機ユニット。
6. 室内機ユニットと、
   請求項３から５のいずれかに記載の室外機ユニットと、
   が設けられていることを特徴とする空気調和機。
   
   

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