JP2015094531A - 固定器具及び室外機 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱交換器積層体の口開きを防ぐための固定作業において、その作業工数を大幅に減らすことができ、効率的に固定作業を行うことができる固定器具を提供する。【解決手段】複数の熱交換器H1、H2、H3が積層されており、曲げ部Bを有した熱交換器積層体Hの端部を積層方向に対して固定するための固定器具100であって、一端部に少なくとも一方の最外層の熱交換器と係合する係合部21を有し、他端部に他方の最外層の熱交換器にねじ止めされるねじ止め部22を有したバンド部材2を備えた。【選択図】図1
Description
本発明は、複数の熱交換器が積層されており、曲げ部を有した熱交換器積層体の端部を積層方向に対して固定するための固定器具に関するものである。
空気調和装置の室外器における熱交換効率を高めるために、複数の熱交換器を積層した熱交換器積層体が用いられることがある。このような熱交換器積層体は、室外機のケーシングの形状等に合わせて、曲げられており例えば概略L字状やU字状に形成されている。
積層された熱交換器は外周側にあるものの方が曲げ部での変形量が大きく、放っておくと各熱交換器は外側へと広がって口開きが生じてしまい、各熱交換器間の隙間を一定に保てなくなってしまう。そして、各熱効交換器間の隙間を一定に保てないと、設計通りの熱交換効率を達成できなくなる。
そこで、特許文献1に示されるように積層された熱交換器をそれぞれ積層方向に固定する固定器具が用いられている。この固定器具は、概略Z字状の平板であって、その各端部が各熱交換器において冷媒チューブが露出する各露出端面にそれぞれ1つずつねじ止めされるものである。
しかしながら、このようなものでは熱交換器積層体の端部を1箇所固定するために2回ねじ止めを行わなくてはならず、端部全体において口開きが生じないようにするには熱交換器積層体の端部を複数箇所固定しなくてはならないことを考えると、固定作業には非常に手間がかかり作業効率がよくない。
そこで、本発明は上述したような問題を鑑みてなされたものであり、熱交換器積層体の口開きを防ぐための固定作業において、その作業工数を大幅に減らすことができ、効率的に固定作業を行うことができる固定器具を提供することを目的とする。
すなわち、本発明の固定器具は、複数の熱交換器が積層されており、曲げ部を有した熱交換器積層体の端部を積層方向に対して固定するための固定器具であって、一端部に少なくとも一方の最外層の熱交換器と係合する係合部を有し、他端部に他方の最外層の熱交換器にねじ止めされるねじ止め部を有したバンド部材を備えたことを特徴とする。
ここで、熱交換器と係合するとは熱交換器自体に直接係合すること、又は、熱交換器に取り付けられた部材を介して間接的に係合することを含む概念である。なお、熱交換器にねじ止めされるについても同様である。
このようなものであれば、前記バンド部材の一端部は前記一方の最外層の熱交換器に対して係合部で係合されるだけであり、前記バンド部材の他端部のねじ止め部を1箇所だけ他方の最外層の熱交換器に対してねじ止めするだけで、熱交換器積層体の口開きを防ぐことができる。
したがって、従来に比べて熱交換器積層体の端部における1箇所の固定につき、ねじ止めする回数を半分の1回に低減できるので、大幅に固定作業の工数を減らして作業効率を向上させることができる。
前記バンド部材の各端部をそれぞれ熱交換器に取り付けやすくし、さらに作業効率を高めるには、少なくとも最外層の熱交換器にそれぞれ設けられるエンドプレートをさらに備え、前記一方の最外層の熱交換器に設けられたエンドプレートに形成された、前記係合部と係合する被係合部と、前記他方の最外層の熱交換に設けられたエンドプレートに形成され、前記ねじ止め部がねじ止めされるねじ穴と、を備えたものであればよい。
前記熱交換器積層体が、3つ以上の熱交換器が積層されたものであっても、内側において各熱交換器に挟まれている熱交換器についても積層方向に対して十分に固定されるようにするには、前記係合部が、前記一方の最外層の熱交換器と前記一方の最外層の熱交換器に隣接する熱交換器の2つに係合するよう構成されたものであればよい。
前記熱交換器積層体が、3つ以上の熱交換器が積層されたものにおいて、口開きを防ぐだけではなく、内側にある熱交換器の積層方向に対して垂直な方向に対してもずれないようにするには、前記エンドプレートが各熱交換機の端部にそれぞれ設けられており、前記被係合部が、前記一方の最外層の熱交換器に設けられたエンドプレートと、当該一方の最外層の熱交換器に隣接する熱交換器に設けられたエンドプレートと、にそれぞれ形成された被係合穴が連通したものであり、前記係合部が、前記被係合穴に差し込まれる係合爪であればよい。
固定作業の工数を低減できるという効果を享受しつつ、構成部品の共通化によって固定器具の製造コストを低減できるようにするには、各最外層の熱交換器に設けられるエンドプレートがそれぞれ同形状であればよい。
前記熱交換器積層体に固定された前記バンド部材が、前記熱交換器積層体からかかる力によって大きく変形せず十分に口開きを防ぐことができる曲げ剛性を得られるようにするには、前記バンド部材が、概略長方形状の板材を曲げて形成されたものであり、その幅寸法が24mm〜32mmに設定されていればよい。また、このような幅寸法に設定することによって、前記被係合穴において変形が生じたとしても前記係合爪が大きく変形する等して前記係合穴から外れてしまうこと等を防ぐことができる局部剛性を前記係合爪に与えることができる。さらに、前記幅寸法を大きくし過ぎると、前記ねじ止め部をねじ止めして前記バンド部材を前記エンドプレートに締結する際に異音が発生してしまうが、前述したような幅寸法に設定することで異音が発生することを防げる。なお、上述したような効果を顕著となる最も好ましい幅寸法としては、前記幅寸法が30mmに設定されたものが挙げられる。
前記バンド部材の曲げ剛性をさらに確保しやすくするには、前記バンド部材が、長尺方向に延びるビードを備えたものであればよい。
本発明の固定器具で固定された熱交換器積層体を具備する室外機であれば、設置時における作業量を大幅に低減し、短時間での設置が可能となる。
このように本発明の固定器具によれば、前記バンド部材の一端部である係合部を前記一方の最外層の熱交換器に対して係合させ、前記バンド部材の他端部であるねじ止め部を1箇所だけ他方の最外層の熱交換器に対してねじ止めするだけで、熱交換器積層体の口開きを防ぐことができる。したがって、従来に比べて約半分の作業工数で熱交換器積層体の口開きを防ぐように固定することができ、作業効率を大幅に向上させることができる。
本発明の第1実施形態に係る固定器具100について図1乃至3を参照しながら説明する。
第1実施形態の固定器具100は、空気調和装置の室外機において用いられる熱交換器積層体Hの口開きを防ぐように熱交換器積層体Hの端部を固定するためのものである。
前記熱交換器積層体Hは、図1に示すように室外機のケーシング内において左右対称に一対配置されるものであり、ケーシングの側面近傍と背面近傍に概略配置されるものである。このため、各熱交換器積層体Hについて単体で見た場合、熱交換器積層体Hは2箇所の曲げ部Bを有しており、上面から見た場合に概略J字状をなすように形成してある。そして、一対の熱交換器積層体Hは概略M字状をなすように前記ケーシング内に配置される。熱交換器積層体Hの一方の端部は、圧縮機等との配管が接続される各熱交換器の配管接続端面が揃えてあり、熱交換器のもう一方の端部は各熱交換器の冷媒チューブTが露出する露出端面が集めてある。
前記熱交換器積層体Hは、図1及び図2(a)に示すように3つの熱交換器を積層して、ローラによって2箇所同じ方向へ曲げたものである。以下の説明では、一方の最外層にある熱交換器であり、曲げ部Bの曲率中心から見て最も内周側にある熱交換器を第1熱交換器H1、中央において他の熱交換器に挟まれている熱交換器を第2熱交換器H2、他方の最外層にある熱交換器であり、曲げ部Bの曲率中心から見て最も外周側にある熱交換器を第3熱交換器H3ともよぶ。
各熱交換器は曲げられる前の状態では図2(b)に示すように、第2熱交換器H2及び第3熱交換器H3の全長は同じ長さに設定してあり、第1熱交換器H1の全長は前記第2熱交換器H2及び第3熱交換器H3の全長よりも短く設定してある。第1熱交換器H1と第2熱交換器H2の全長の差は、図2(a)に示すように積層後に2箇所の曲げ部Bを形成した際に、第1熱交換器H1と第2熱交換器H2の冷媒チューブTの露出端面が略同じ位置に揃うようにして設定してある。
一方、図2(b)に示すように曲げられる前の第2熱交換器H2と第3熱交換器H3の全長を同じ長さに設定して、熱交換器の共通化による製造コストの低減を図っているため、図2(a)に示すように積層後に形成される曲げ部Bによって第2熱交換器H2と第3熱交換器H3の冷媒チューブTの露出端面は、第3熱交換器H3の方が奥側に配置されることになる。
次にこのような熱交換器積層体Hの端部を固定する第1実施形態の固定器具100の詳細について説明する。
図1に示すように前記固定器具100は、熱交換器積層体Hにおいて各熱交換器の冷媒チューブTの露出端面に設けられるエンドプレート1と、各エンドプレート1に対して係合及びねじ止めされるバンド部材2とから構成してある。前記バンド部材2は、前記熱交換器積層体Hの積層方向であり、口開きが生じる方向に取り付けられるものであって、第1実施形態では図1に示すように各熱交換器積層体Hの冷媒チューブTが露出する端部に対して上下方向に2箇所取り付けてある。
前記エンドプレート1は、図3に示すように各熱交換器の冷媒チューブTの露出端面に取り付けられるものであり、上下方向に延びるレール状の部材である。図3(c)の上面図に示すように第1熱交換器H1と第3熱交換器H3に取り付けられるエンドプレート1はその横断面形状が概略J字状のものであり、同形状に形成してある。一方、第2熱交換器H2に取り付けられるエンドプレート1は、他のものと形状が異なっており、その断面形状を概略コの字状に形成してある。各エンドプレート1の底面部には前記冷媒チューブTを通すための穴が形成してあり、側面部には前記バンド部材2と係合させるための被係合スリット11(被係合穴)と、前記バンド部材2をねじ止めするためのねじ穴12が形成してある。また、前記被係合スリット11と前記ねじ穴12は各エンドプレート1の上下方向において略同じ位置となるように形成してある。
図3(a)及び図3(b)に示すように、第1熱交換器H1と第2熱交換器H2に取り付けられたエンドプレート1の各被係合スリット11は、連通するように配置されており、前記バンド部材2と係合する被係合部Aをなすようにしてある。ここで、被係合部Aとは後述するバンド部材2の係合部が掛かり留められるものである。
前記バンド部材2は、図1及び図3(a)に示すように、長方形状の板金を複数箇所折り曲げたものであって、一端部に一方の最外層の熱交換器である第1熱交換器H1に少なくともと係合する係合部であり、前記被係合スリット11に差し込まれる係合爪21を有し、他端部に他方の最外層の熱交換器である第3熱交換器H3にねじ止めされるねじ止め部22を有している。より具体的には、第1実施形態ではこのバンド部材2の他端部は一端部よりも奥行き方向に長く形成してあり、奥側にある第3熱交換器H3の冷媒チューブTの露出端面近傍まで届くようにしてある。図3(a)及び図3(d)に示すように前記バンド部材2の係合爪21及びねじ止め部22以外の中央部の各面には、各面の長尺方向に延びるビードBDを形成して、曲げ剛性を高めるようにしてある。
前記バンド部材2の幅寸法、すなわち、図1及び図3(a)における上下方向の高さ寸法は、24mm〜32mmの間で設定されるものであり、本実施形態では前記高さ寸法は30mmに設定してある。このように構成することにより、口開きを防ぐのに十分な曲げ剛性を前記バンド部材2に確保することができる。また、前記被係合スリット11に差し込まれる係合爪21における局部剛性を確保することができ、前記被係合スリット11の変形に対応して、係合状態を維持し続けることができる。さらに、前記ねじ止め部22が第3熱交換H3にねじ止めされる際又はねじ止めされている状態で、前記被係合スリット11に掛かり止められている係合爪22から異音が発生することも防ぐことができる。
前記バンド部材2の係合部である前記係合爪21は、熱交換器積層体Hの端部を固定する際に、作業者が前記被係合部Aに対して掛かり留めるものである。より具体的には、前記係合爪21は、第1熱交換器H1と第2熱交換器H2に取りけられたエンドプレート1の各被係合スリット11の両方を通って各エンドプレート1と係合するものであり、その横幅寸法は前記被係合スリット11の長さと略同じに設定してある。図1、図3(c)等に示すように前記係合爪21は、上面から見た場合に概略クランク状に折れ曲がったものであり、段状部分が各被係合スリット11に通されて、先端部分が前記第2熱交換器H2に取り付けられたエンドプレート1の内側面に係合するようにしてある。
前記ねじ止め部22は、他端先端側に形成された平板部と、前記平板部の厚み方向に貫通する貫通穴とを具備するものである。
次にこのように構成された固定器具100における、バンド部材2の取り付け作業について説明する。
まず、前記バンド部材2の一端部に形成された係合爪21を第1熱交換器H1及び第2熱交換器H2に取り付けられたエンドプレート1の被係合スリット11の両方に対して通して係合させる。
次に前記バンド部材2の他端部に形成されたねじ止め部22を第3熱交換器H3のエンドプレート1の外側面へと近づけて、エンドプレート1に形成されたねじ穴12と前記貫通穴とを連通させた上で、ねじSを通し締めあげていく。
このように第1実施形態の固定器具100であれば、第1熱交換器H1及び第2熱交換器H2の被係合スリット11へ前記バンド部材2の係合爪21を係合させ、第3熱交換器H3のエンドプレート1に対して前記バンド部材2のねじ止め部22をねじ止めするだけで、3つの各熱交換器が積層された熱交換器積層体Hの端部を口開きが生じないように固定することができる。
すなわち、1つのバンド部材2を固定するために1回しかねじ止めする必要がないので、従来に比べて作業工数を約半分に低減することができ、作業効率を大幅に向上させることができる。
また、前記係合爪21は第1熱交換器H1と第2熱交換器H2のそれぞれに設けられたエンドプレート1と両方同時に係合させてあるので、前記バンド部材2を各エンドプレート1に取り付けることによって口開きだけでなく、第2熱交換器H2が積層方向とは垂直な方向である上下方向にずれるのも防ぐことができる。さらに、前記固定器具100によって各熱交換器間の隙間も一定に保つことができ、設計通りの風の通り抜け状態を維持し、熱交換効率も高い水準に保つことができる。
また、前記バンド部材2のねじ止め部22は、第3熱交換器H3のエンドプレート1の外側面部にねじ止めされるようにしてあるので、例えば各冷媒チューブTの間をぬってエンドプレート1の底面部に固定するためにドライバーや手を入れる場合と比較して、非常に取り付けやすい。このことも固定作業の作業効率を向上させる一因となっている。
加えて、第1熱交換器H1と第3熱交換器H3に取り付けられるエンドプレート1の形状は同形状にしてあるので、部品の共通化を図り、製造コストを低減することができる。
次に第2実施形態の固定器具100について図4及び図5を参照しながら説明する。
第2実施形態の固定器具100は、図4(a)に示すような各熱交換器の冷媒チューブTの露出端面が揃うよう構成された熱交換器積層体Hの端部を積層方向に対して固定するために用いられるものである。すなわち、第2実施形態における熱交換器積層体Hにおいては、図4(b)に示すように第1熱交換器H1、第2熱交換器H2、第3熱交換器H3の順番で全長が長くなるように構成することで、2つの曲げ部Bが形成された際に冷媒チューブTの各露出端面が一列に揃うようにしてある。
そして、第2実施形態の固定器具100は、図5(b)及び(c)に示すように各熱交換器に取り付けられるエンドプレート1は第1実施形態に示したものと同じものであるが、図5(a)及び(d)に示すようにバンド部材2についてはその形状を異ならせてある。より具体的には第2実施形態のバンド部材2は、各熱交換器の冷媒チューブTの露出端面が揃っているので、一端部と他端部の奥行き方向の長さを略同じにしてある。
このような第2実施形態における熱交換器積層体H及び固定器具100であっても、第1実施形態と同様に、前記バンド部材2の係合爪21を第1熱交換器H1及び第2熱交換器H2に取り付けられたエンドプレート1の被係合スリット11にそれぞれ挿入し、係合させておき、前記バンド部材2のねじ止め部22を第3熱交換器H3に取り付けられたエンドプレート1に1箇所だけねじ止めすることによって積層方向に対して口開きしないように固定することができる。
すなわち、第2実施形態の場合においても1つのバンド部材2を固定するのに1回しかねじ止めを必要としないので、固定作業における作業工程を従来と比較して約半分に低減し、作業効率を大幅に向上させることができる。
次に第3実施形態の固定器具100について図6を参照しながら説明する。
第3実施形態の固定器具100は、熱交換器積層体Hが2つの熱交換器が積層されて構成されている場合に用いられるものである。
なお、第3実施形態においては、一方の最外層の熱交換器であり、曲げ部Bの曲率中心から見て内周側にある熱交換器を第1熱交換器H1、他方の最外層の熱交換器であり、曲げ部Bの曲率中心から見て外周側にある熱交換器を第2熱交換器H2ともよぶこととする。
第3実施形態では、図5(b)及び(c)に示すように第1熱交換器H1に取り付けられるエンドプレート1が第1及び第2実施形態での中央の熱交換器に取り付けられていたエンドプレート1と同形状のものであり、第2熱交換器H2には、第1及び第2実施形態で最外層の熱交換器に取り付けられていたものと同形状のものが取り付けてある。
前記バンド部材2は、図5(a)及び(d)に示すように第1及び第2実施形態と比較して1層分熱交換器が少ないのに合わせて、積層方向の長さ寸法を熱交換器1個分の厚さだけ短く形成してある。
そして、第3実施形態のバンド部材2は、係合爪21を第1熱交換器H1に取り付けられたエンドプレート1の被係合スリット11に通して、エンドプレート1の側板と係合させ、その後、ねじ止め部22を第2熱交換器H2に取り付けられたエンドプレート1にねじ止めするだけで、熱交換器積層体Hの口開きを防ぐように固定することができる。
つまり、第3実施形態の固定器具100においても1つのバンド部材2を固定するためには、1箇所しかねじ止めする必要がなく、従来と比べて固定作業における作業工数を約半分にし、作業効率を大幅に向上させることができる。また、前記バンド部材2の形状を熱交換器の積層数や寸法に合わせて適宜変更することによって、どのような熱交換器積層体Hの端部についても口開きが生じないように固定することができる。
その他の実施形態について説明する。
前記実施形態では、一方の最外層にある熱交換器を内周側にある熱交換器、他方の最外層にある熱交換器を外周側にある熱交換器とした場合について説明したが、この関係は逆であってもよい。言い換えると、第1及び第2実施形態においてバンド部材の係合爪は第1熱交換器に係合し、ねじ止め部は第3熱交換器にねじ止めされていたが、係合爪が第3熱交換器に係合して、ねじ止め部が第1熱交換器にねじ止めされてもよい。
また、前記実施形態では各熱交換器にエンドプレートを取り付けていたが、係合爪が直接熱交換器に係合してもよいし、ねじ止め部が熱交換器に直接ねじ止めされてもよい。例えば、他方の最外層の熱交換器に設けられたエンドプレートに対して前記ねじ止め部がねじ止めされ、一方、前記係合爪が一方の最外層の熱交換器において端面で露出している冷媒チューブに対して係合するようなものであってもよい。加えて、例えば第1及び第2実施形態のように3つの熱交換器からなる熱交換器積層体の端部を固定する場合、エンドプレートを第1熱交換器と第2熱交換器にのみ設けて、前記係合爪が第1熱交換器とのみ係合されるようにしてもよい。すなわち、第1熱交換器と第3熱交換器に挟まれている第2熱交換器が前記バンド部材と接触しない形にしても構わない。
前記各実施形態では、係合爪が挿入される被係合穴はスリット状に形成されていたが、係合爪の形状に合わせて適宜その形状を決定すればよい。さらに、前記係合部と前記被係合部で構成される係合構造については、前記各実施形態で示したものとは逆の関係を有するものであってもよい。すなわち、前記係合部を被係合スリット又は被係合穴として形成し、前記被係合部を係合爪として構成しても構わない。また、前記バンド部材の一端部と他端部を連結する中央部の形状は各実施形態に示したものに限らず、例えば湾曲形状として形成し、弾性力が発生するようにしてより口開きを抑えられるようにしても構わない。
前記各実施形態では、熱交換器積層体は、2つ又は3つの熱交換器が積層されたものであったが、本発明は4つ以上熱交換器が積層された熱交換器積層体に対しても適用することができる。
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な変形や実施形態の組み合わせを行っても構わない。
100・・・固定器具
1 ・・・エンドプレート
11 ・・・被係合スリット(被係合穴)
12 ・・・ねじ穴
2 ・・・バンド部材
21 ・・・係合爪(係合部)
22 ・・・ねじ止め部
A ・・・被係合部
H ・・・熱交換器積層体
H1 ・・・第1熱交換器
H2 ・・・第2熱交換器
H3 ・・・第3熱交換器
T ・・・冷媒チューブ
S ・・・ねじ
1 ・・・エンドプレート
11 ・・・被係合スリット(被係合穴)
12 ・・・ねじ穴
2 ・・・バンド部材
21 ・・・係合爪(係合部)
22 ・・・ねじ止め部
A ・・・被係合部
H ・・・熱交換器積層体
H1 ・・・第1熱交換器
H2 ・・・第2熱交換器
H3 ・・・第3熱交換器
T ・・・冷媒チューブ
S ・・・ねじ
Claims (8)
- 複数の熱交換器が積層されており、曲げ部を有した熱交換器積層体の端部を積層方向に対して固定するための固定器具であって、
一端部に少なくとも一方の最外層の熱交換器と係合する係合部を有し、他端部に他方の最外層の熱交換器にねじ止めされるねじ止め部を有したバンド部材を備えたことを特徴とする固定器具。 - 少なくとも最外層の熱交換器にそれぞれ設けられるエンドプレートをさらに備え、
前記一方の最外層の熱交換器に設けられたエンドプレートに形成された、前記係合部と係合する被係合部と、
前記他方の最外層の熱交換に設けられたエンドプレートに形成され、前記ねじ止め部がねじ止めされるねじ穴と、を備えた固定器具。 - 前記熱交換器積層体が、3つ以上の熱交換器が積層されたものであって、
前記係合部が、前記一方の最外層の熱交換器と前記一方の最外層の熱交換器に隣接する熱交換器の2つに係合するよう構成された請求項1又は2記載の固定器具。 - 前記熱交換器積層体が、3つ以上の熱交換器が積層されたものであって、
前記エンドプレートが各熱交換機の端部にそれぞれ設けられており、
前記被係合部が、前記一方の最外層の熱交換器に設けられたエンドプレートと、当該一方の最外層の熱交換器に隣接する熱交換器に設けられたエンドプレートと、にそれぞれ形成された被係合穴が連通したものであり、
前記係合部が、前記被係合穴に差し込まれる係合爪である請求項2又は3記載の固定器具。 - 各最外層の熱交換器に設けられるエンドプレートがそれぞれ同形状である請求項1乃至4いずれかに記載の固定器具。
- 前記バンド部材が、概略長方形状の板材を曲げて形成されたものであり、その幅寸法が24mm〜32mmに設定されている請求項1乃至5いずれかに記載の固定器具。
- 前記バンド部材が、長尺方向に延びるビードを備えたものである請求項6記載の固定器具。
- 請求項1乃至7いずれかに記載の固定器具で固定された熱交換器積層体を具備する室外機。
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Cited By (1)
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JPWO2018008139A1 (ja) * | 2016-07-08 | 2019-03-14 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置およびそれを備えた空気調和装置 |
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2013
- 2013-11-13 JP JP2013234576A patent/JP2015094531A/ja active Pending
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