JP2022052718A - 空気調和装置の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルをヒートシンクによって十分に冷却することができる空気調和装置の室外機を提供する。【解決手段】空気調和装置の室外機１００は、電気品箱１と、ヒートシンク５と、制御基板６と、コイル７とを備えている。ヒートシンク５は、ベース部５１と、凹部５２とを含んでいる。ベース部５１は、電気品箱１内に配置されている。凹部５２は、ベース部５１から凹んでいる。コイル７は、パターン部７１と、コア部７２とを含んでいる。コイル７は、電気品箱１内に配置されている。コイル７のコア部７２が凹部５２に挿入された状態で、コイル７のパターン部７１がヒートシンク５のベース部５１に接している。【選択図】図１

Description

本開示は、空気調和装置の室外機に関するものである。

従来、空気調和装置の室外機では、エネルギー効率の向上のために、空気調和装置の室外機に実装された部品の熱損失を減らすことが求められている。空気調和装置の室外機の部品のうち、コンバータ回路に含まれるコイルの発熱量は大きい。

例えば、特開２０１４－４４００７号公報に記載の空気調和装置の室外機（空気調和装置の室外機）は、電気部品箱（電気品箱）、ヒートシンク、インバータ基板（制御基板）、インダクタンス（コイル）および送風ファンを含んでいる。電気品箱内にインバータ基板およびインダクタンスが配置されている。インダクタンスは、インバータ基板に実装されている。インダクタンスおよびヒートシンクは、送風ファンの風路に配置されている。このため、インダクタンスおよびヒートシンクは、送風ファンの送風によって冷却される。また、ヒートシンクは、インバータ基板上のインダクタンスとは異なる位置においてインバータ基板に取り付けられている。

特開２０１４－４４００７号公報

上記公報に記載された空気調和装置の室外機では、コイルにおいて生じた熱は、コイルから制御基板を通ってヒートシンクに伝わる。このため、コイルにおいて生じた熱の放熱経路は、制御基板を含んでいる。よって、コイルにおいて生じた熱の放熱経路が長い。したがって、コイルがヒートシンクによって十分に冷却されない。

本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コイルをヒートシンクによって十分に冷却することができる空気調和装置の室外機を提供することである。

本開示の空気調和装置の室外機は、電気品箱と、ヒートシンクと、制御基板と、コイルとを備えている。ヒートシンクは、ベース部と、凹部とを含んでいる。ベース部は、電気品箱内に配置されている。凹部は、ベース部から凹んでいる。制御基板は、電気品箱内に配置されている。コイルは、パターン部と、コア部とを含んでいる。パターン部は、ベース部に重なっている。パターン部は、制御基板に電気的に接続されている。コア部は、凹部に挿入されている。コア部は、パターン部を覆っている。コイルは、電気品箱内に配置されている。コイルのコア部が凹部に挿入された状態で、コイルのパターン基板がヒートシンクのベース部に接している。

本開示の空気調和装置の室外機によれば、コイルのコア部が凹部に挿入された状態で、コイルのパターン基板がヒートシンクのベース部に接している。このため、コイルにおいて生じた熱の放熱経路が短い。したがって、コイルをヒートシンクによって十分に冷却することができる。

実施の形態１に係る空気調和装置の室外機の構成を概略的に示す縦断面図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の室外機の構成を概略的に示す横断面図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の室外機の電気品箱、ヒートシンク、制御基板およびコイルの構成を概略的に示す側面図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の室外機のヒートシンクの構成を概略的に示す斜視図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の室外機のヒートシンク、制御基板およびコイルの構成を概略的に示す側面図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の室外機のヒートシンクおよびコイルの構成を概略的に示す分解斜視図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の室外機のコイルの表面層の構成を概略的に示す上面図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の室外機のコイルの第１内層の構成を概略的に示す上面図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の室外機のコイルの第２内層の構成を概略的に示す上面図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の室外機のコイルの第３内層の構成を概略的に示す上面図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の室外機の構成を概略的に示す回路図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の室外機の第１の他の構成を概略的に示す回路図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の室外機の第２の他の構成を概略的に示す回路図である。 実施の形態２に係る空気調和装置の室外機の構成を概略的に示す縦断面図である。 実施の形態３に係る空気調和装置の室外機の構成を概略的に示す部分断面図である。 実施の形態４に係る空気調和装置の室外機の構成を概略的に示す分解斜視図である。 実施の形態４に係る空気調和装置の室外機のヒートシンク、制御基板およびコイルの構成を概略的に示す側面図である。 実施の形態５に係る空気調和装置の室外機の構成を概略的に示す縦断面図である。 実施の形態５に係る空気調和装置の室外機のコイルの表面層の構成を概略的に示す上面図である。 実施の形態５に係る空気調和装置の室外機のコイルの表面層の他の構成を概略的に示す上面図である。 実施の形態５に係る空気調和装置の室外機の構成を概略的に示す回路図である。 実施の形態６に係る空気調和装置の室外機のヒートシンクおよびコイルの構成を概略的に示す分解斜視図である。 実施の形態６に係る空気調和装置の室外機のコイルの表面層の構成を概略的に示す上面図である。

以下、実施の形態について図に基づいて説明する。なお、以下では、同一または相当する部分に同一の符号を付すものとし、重複する説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１～図１３を用いて、実施の形態１に係る空気調和装置の室外機１００の構成を説明する。

図１に示されるように、空気調和装置の室外機１００は、電気品箱１と、送風ファン４と、ヒートシンク５と、制御基板６と、コイル７と、筐体１０と、発熱部品７５とを含んでいる。筐体１０は、機械室２と送風室３とを含んでいる。

電気品箱１は、筐体１０内に配置されている。電気品箱１は、機械室２および送風室３にまたがって配置されている。電気品箱１の形状は、例えば、直方体である。電気品箱１の底部は、機械室２と送風室３とを隔てる仕切り板Ｗに固定されている。

制御基板６は、電気品箱１内に配置されている。コイル７は、電気品箱１内に配置されている。ヒートシンク５の一部は、電気品箱１内に配置されている。電気品箱１の底部には、送風室３に連通する開口部ＯＰが設けられている。ヒートシンク５は、電気品箱１内から開口部ＯＰを通って送風室３内に突き出している。

機械室２は、仕切り板Ｗによって送風室３に対して隔てられている。これにより、機械室２側に送風室３側から雨が侵入することが抑制されている。すなわち、機械室２は、防雨構造を有している。機械室２の内部には、圧縮機１１が配置されている。圧縮機１１は、空気調和装置の冷媒を圧縮するように構成されている。

送風室３内には、送風ファン４が配置されている。送風ファン４は、送風室３内においてヒートシンク５を冷却可能である。送風ファン４は、ヒートシンク５の後述される複数のフィン部５３を空冷するように配置されている。

図１および図２に示されるように、送風ファン４は、筐体１０に設けられた開口ＯＰ２から送風室３内に取り込まれた空気によってヒートシンク５を冷却可能である。

空気調和装置の室外機１００は、熱交換器３１、ファン固定部３２およびファン駆動部３３をさらに含んでいる。熱交換器３１は、空気調和装置の図示されない冷媒と空気との間で熱を交換するように構成されている。熱交換器３１は、開口ＯＰ２に向かい合うように配置されている。ファン固定部３２は、送風ファン４を筐体１０に固定するように構成されている。ファン固定部３２は、熱交換器３１の背面側の中央に取り付けられている。ファン駆動部３３は、送風ファン４を駆動するように構成されている。ファン駆動部３３は、ファン固定部３２に固定されている。送風ファン４の軸部は、ファン駆動部３３に接続されている。

図３に示されるように、ヒートシンク５は、ベース部５１と、凹部５２と、複数のフィン部５３とを含んでいる。ベース部５１は、電気品箱１内に配置されている。凹部５２は、ベース部５１から凹んでいる。凹部５２は、ベース部５１から開口部ＯＰに向かって凹んでいる。凹部５２は、電気品箱１内に配置されている。フィン部５３は、電気品箱１外に配置されている。ヒートシンク５は、制御基板６、コイル７および発熱部品７５による熱を電気品箱１の外に放熱するように構成されている。ヒートシンク５の材料は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等の金属である。図４に示されるように、ベース部５１は、ヒートシンク５の天面部分である。ベース部５１は、平坦である。凹部５２の底部は、平坦である。

図５に示されるように、制御基板６は、コイル７および発熱部品７５によって送風ファン４（図１参照）を制御するための制御回路を含んでいる。なお、制御基板６、コイル７および発熱部品７５が送風ファン４（図１参照）を制御するための回路構成は、後述される。本実施の形態において、制御基板６は、ヒートシンク５およびコイル７に重なるように配置されている。制御基板６は、ベース部５１に向かい合っている。

制御基板６は、第１接続線７６によってコイル７に電気的に接続されている。制御基板６は、第２接続線７７によって発熱部品７５に電気的に接続されている。第１接続線７６および第２接続線７７は、例えば、リード線、スペーサ等の導電体である。

コイル７は、制御基板６の裏面に実装されている。コイル７は、ヒートシンク５と制御基板６との間に配置されている。コイル７は、パターン部７１と、コア部７２とを含んでいる。パターン部７１は、ベース部５１に重なっている。パターン部７１は、例えば、後述されるように多層プリント基板によって構成されている。パターン部７１は、ジュール熱によって発熱する。このため、パターン部７１による熱損失は大きい。パターン部７１は、制御基板６に電気的に接続されている。

コア部７２は、パターン部７１を覆っている。コア部７２は、パターン部７１に対してヒートシンク５側および制御基板６側の両側においてパターン部７１を覆っている。コア部７２は、パターン部７１を部分的に貫通している。コア部７２は、パターン部７１よりも厚い。

コア部７２は、凹部５２に挿入されている。コイル７のコア部７２が凹部５２に挿入された状態で、コイル７のパターン部７１がヒートシンク５のベース部５１に接している。本実施の形態において、コイル７のコア部７２が凹部５２に挿入された状態で、コイル７のパターン部７１がヒートシンク５のベース部５１に直接接触している。

発熱部品７５は、制御基板６の裏面に実装されている。発熱部品７５は、ジュール熱によって発熱する。このため、発熱部品７５による熱損失は大きい。発熱部品７５は、例えば、ダイオードブリッジおよびスイッチング素子を含んでいる。また、発熱部品７５は、例えば、インバータ回路およびファン駆動回路に含まれるスイッチング素子を含んでいる。なお、ダイオードブリッジ、スイッチング素子、インバータ回路およびファン駆動回路の構成は、後述される。発熱部品７５は、ヒートシンク５のベース部５１に直接接触している。発熱部品７５は、ヒートシンクのベース部５１に密着している。発熱部品７５は、ヒートシンク５に図示されないねじ等によって固定されている。これにより、発熱部品７５によって生じた熱がヒートシンク５に効率良く伝わる。

発熱部品７５の底面の高さ位置が発熱部品７５の底面の高さ位置よりも制御基板６側にある場合には、発熱部品７５とヒートシンク５との間に図示されないスペーサが配置されてもよい。これにより、発熱部品７５とヒートシンク５とがスペーサによって接続される。スペーサの材料は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等の金属である。

続いて、図６～図１０を用いて、コイル７の構成を詳細に説明する。

図６に示されるように、本実施の形態において、コイル７は、いわゆるＥＩ型のトランスとして構成されている。コア部７２は、例えば、フェライトまたはアモルファス金属等の磁性体である。コア部７２は、第１コア部７２１および第２コア部７２２を含んでいる。第１コア部７２１および第２コア部７２２は、向かい合うように配置されている。第１コア部７２１の側面形状は、Ｅ字状である。第２コア部７２２の側面形状は、Ｉ字状である。このため、コア部７２は、いわゆるＥＩ型コアとして構成されている。第１コア部７２１および第２コア部７２２の天面の形状は、四角形である。第１コア部７２１と第２コア部７２２とは、図示されないねじ、金具等の固定具によって固定されている。

第１コア部７２１は、天面部７２１１と、中央突出部７２１２と、一対の両側突出部７２１３とを含んでいる。中央突出部７２１２および一対の両側突出部７２１３は、天面部７２１１から第２コア部７２２に向かって伸びている。一対の両側突出部７２１３の各々は、中央突出部７２１２よりも厚い。パターン部７１には、中央貫通孔７Ｈ１および一対の両側貫通孔７Ｈ２が設けられている。中央突出部７２１２は、中央貫通孔７Ｈ１を貫通している。一対の両側突出部７２１３の各々は、一対の両側貫通孔７Ｈ２の各々をそれぞれ貫通している。一対の両側突出部７２１３の各々は、第２コア部７２２に密着している。これにより、第１コア部７２１および第２コア部７２２が組み合わせられている。

第２コア部７２２は、平板形状を有している。第２コア部７２２は、凹部５２に挿入されている。第２コア部７２２の寸法は、凹部５２の内側の寸法と同じであってもよい。これにより、第２コア部７２２は、凹部５２に保持されてもよい。

パターン部７１は、多層プリント基板によって構成されている。パターン部７１は、例えば、３層以上の積層された層を含んでいる。具体的には、パターン部７１は、表面層７１Ａ、少なくとも１つの内層、裏面層７１Ｅを含んでいる。

少なくとも１つの内層は、表面層７１Ａおよび裏面層７１Ｅに挟み込まれている。少なくとも１つの内層の各々は、基板部７Ｓとパターン部分７Ｐとを含んでいる。図６では、パターン部分７Ｐの外形が破線によって示されている。基板部７Ｓは、絶縁体である。基板部７Ｓは、薄板状である。パターン部分７Ｐは、銅（Ｃｕ）等の導通性を有する金属箔によって構成されている。金属箔は、大きい厚みを有する導体であってもよい。基板部７Ｓに金属箔が印刷されることによって、パターン、ランドおよびパッド等のパターン部分７Ｐが形成される。

パターン部分７Ｐは、中央貫通孔７Ｈ１と一対の両側貫通孔７Ｈ２との間を通るように配置されている。これにより、パターン部７１のパターン部分７Ｐは、コア部７２の中央突出部７２１２の周囲に巻き回されている。このため、コイル７にコイルパターンが構成されている。

後述されるように、複数の内層の各々のパターン部分７Ｐは、互いにスルーホールによって電気的に接続されている。スルーホールの内側には、銅（Ｃｕ）の導電体が充填されている。

本実施の形態に係るパターン部７１は、表面層７１Ａ、第１内層７１Ｂ、第２内層７１Ｃ、第３内層７１Ｄおよび裏面層７１Ｅを含んでいる。表面層７１Ａ、第１内層７１Ｂ、第２内層７１Ｃ、第３内層７１Ｄおよび裏面層７１Ｅは、順次に積層されている。複数の内層のうち、最も外側に配置された内層は、入力層または出力層として構成されている。本実施の形態では、第１内層７１Ｂが入力層として構成されている。また、第３内層７１Ｄが出力層として構成されている。

表面層７１Ａは、第１内層７１Ｂのパターン部分７Ｐを覆っている。表面層７１Ａは、第１コア部７２１の天面部７２１１に覆われている。裏面層７１Ｅは、第３内層７１Ｄを覆っている。このため、裏面層７１Ｅは、第３内層７１Ｄのパターン部分７Ｐを覆っている。裏面層７１Ｅは、ベース部５１に接触している。このため、第１内層７１Ｂ、第２内層７１Ｃおよび第３内層７１Ｄにおいて生じた熱は、裏面層７１Ｅを通ってベース部５１に放熱される。裏面層７１Ｅは、第２コア部７２２に覆われている。裏面層７１Ｅには、いわゆるベタパターンが施されてもよい。これにより、裏面層７１Ｅの放熱性能が向上する。ベタパターンは、表面層７１Ａ、第１内層７１Ｂ、第２内層７１Ｃおよび第３内層７１Ｄに対して電気的に絶縁されている。

図７に示されるように、表面層７１Ａには、入力端子７Ｉａおよび出力端子７Ｏａが接続されている。入力端子７Ｉａおよび出力端子７Ｏａは、パターン部分７Ｐと制御基板６（図６参照）とを接続するための端子である。図７では、第１内層７１Ｂ（図６参照）および第３内層７１Ｄ（図６参照）のパターン部分７Ｐの外形が破線によって示されている。入力端子７Ｉａおよび出力端子７Ｏａは、制御基板６（図６参照）の裏面に向かい合うように配置されている。入力端子７Ｉａおよび出力端子７Ｏａは、例えば、端子台またはコネクタ等である。入力端子７Ｉａは、後述されるダイオードブリッジ６ａ（図１１参照）の後段側に接続されている。出力端子７Ｏａは、後述されるスイッチング素子６ｂ（図１１参照）に接続されている。

図８に示されるように、第１内層７１Ｂは、入力層として構成されている。第１内層７１Ｂには、パターン部分７Ｐが配置されている。第１内層７１Ｂのパターン部分７Ｐの第１端は、パターン部分７Ｐの中央貫通孔７Ｈ１の周囲に巻かれた環状の部分よりも外側に配置されている。第１内層７１Ｂのパターン部分７Ｐの第１端には、入力部７Ｉｂが配置されている。入力部７Ｉｂは、スルーホールＴＨ等によって入力端子７Ｉａ（図７参照）に電気的に接続されている。第１内層７１Ｂのパターン部７１の第２端は、パターン部７１の環状の部分に配置されている。第１内層７１Ｂのパターン部７１の第２端には、少なくとも１つのスルーホールＴＨが設けられている。第１内層７１Ｂのパターン部分７Ｐの第２端は、少なくとも１つのスルーホールＴＨによって第２内層７１Ｃに電気的に接続されている。複数のスルーホールＴＨが設けられている場合、複数のスルーホールＴＨ同士は互いに間隔を空けて配置されている。複数のスルーホールＴＨは、いわゆるスルーホール群として構成されている。

図９に示されるように、第２内層７１Ｃのパターン部分７Ｐの第１端および第２内層７１Ｃのパターン部分７Ｐの第２端の各々には、少なくとも１つのスルーホールＴＨがそれぞれ設けられている。第２内層７１Ｃは、少なくとも１つのスルーホールＴＨによって第３内層７１Ｄに電気的に接続されている。

図１０に示されるように、第３内層７１Ｄのパターン部分７Ｐの第１端には、少なくとも１つのスルーホールＴＨが設けられている。第３内層７１Ｄのパターン部分７Ｐの第２端は、パターン部分７Ｐの環状の部分よりも外側に配置されている。第３内層７１Ｄのパターン部分７Ｐの第２端には、出力部７Ｏｂが設けられている。出力部７Ｏｂは、図示されないスルーホール等によって表面層７１Ａ（図７参照）の出力端子７Ｏａ（図７参照）に電気的に接続されている。図１０では、第１内層７１Ｂ（図７参照）のパターン部分７Ｐの外形が破線によって示されている。

次に、図１１～図１３の回路図を用いて、実施の形態１に係る制御基板６、コイル７および発熱部品７５が送風ファン４（図１参照）を制御するための回路構成を説明する。

図１１に示されるように、空気調和装置の室外機１００は、電気回路として、交流電源ＰＷ、コンバータ回路ＣＣ、制御部ＣＰ、ファン駆動回路ＦＣおよびインバータ回路ＩＣを含んでいる。交流電源ＰＷ、制御部ＣＰ、ファン駆動回路ＦＣおよびインバータ回路ＩＣは、制御基板６（図１参照）に実装されている。なお、図１１において、コンバータ回路ＣＣと交流電源ＰＷ、制御部ＣＰ、ファン駆動回路ＦＣおよびインバータ回路ＩＣとの境界は、破線によって示されている。

コンバータ回路ＣＣは、交流電源ＰＷとインバータ回路ＩＣとの間において交流電源ＰＷおよびインバータ回路ＩＣに接続されている。コンバータ回路ＣＣは、ダイオードブリッジ６ａ、スイッチング素子６ｂ、逆流防止素子６ｃ、コンデンサ６ｄおよびコイル７を含んでいる。

交流電源ＰＷの後段には、ダイオードブリッジ６ａが並列に接続されている。ダイオードブリッジ６ａでは、ダイオードがブリッジ上に配置されている。ダイオードブリッジ６ａの材料は、例えば、珪素（Ｓｉ）または炭化珪素（ＳｉＣ）等のダイオードである。ダイオードブリッジ６ａは、例えば、通常の整流ダイオードであってもよいし、好ましいリカバリ特性を有するファストリカバリダイオードを含んでいてもよいし、パッケージされたダイオードブリッジモジュールであってもよい。本実施の形態では、ダイオードブリッジ６ａは、ダイオードブリッジモジュールである。

ダイオードブリッジ６ａの後段のプラス（＋）側には、コイル７が直列に接続されている。なお、コイル７は、制御基板６（図１参照）上には実装されていない。

コイル７の後段には、スイッチング素子６ｂがダイオードブリッジ６ａと並列に接続されている。スイッチング素子６ｂは、制御部ＣＰから送信された信号に応じてＯＮ状態とＯＦＦ状態とに切り替えられるように構成されている。スイッチング素子６ｂは、例えば、半導体素子である。スイッチング素子６ｂは、例えば、ワイドバンドギャップ半導体が用いられたスイッチング素子である。ワイドバンドギャップ半導体は、珪素（Ｓｉ）、炭化珪素（ＳｉＣ）および窒化ガリウム（ＧａＮ）等が用いられた半導体である。また、スイッチング素子６ｂは、例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）またはスーパージャンクションＭＯＳＦＥＴであってもよい。

スイッチング素子６ｂの後段かつダイオードブリッジ６ａのプラス（＋）側において、逆流防止素子６ｃがスイッチング素子６ｂおよびダイオードブリッジ６ａに直列に接続されている。逆流防止素子６ｃは、コイル７からコンデンサ６ｄに向かう電流を通しかつコンデンサ６ｄからコイル７に向かう電流を通さないように構成されている。逆流防止素子６ｃは、例えば、ダイオードである。

逆流防止素子６ｃの後段には、ダイオードブリッジ６ａと並列にコンデンサ６ｄが接続されている。交流電源ＰＷによって出力された交流電圧は、ダイオードブリッジ６ａによる全波整流によって、直流電圧に変換される。スイッチング素子６ｂがＯＮ状態になると、変換された直流電圧がスイッチング素子６ｂに印加される。このため、コンデンサ６ｄに電流が流れず、かつコイル７に電流が流れる。これにより、コイル７にエネルギーが蓄積される。また、スイッチング素子６ｂがＯＦＦ状態になると、コイル７に蓄積されたエネルギーが逆流防止素子６ｃを通ってコンデンサ６ｄに出力される。これにより、コンデンサ６ｄにエネルギーが蓄積される。スイッチング素子６ｂがＯＮ状態とＯＦＦ状態とに繰り返し変化することで、直流電圧の電圧が異なる電圧に変換される。なお、コンデンサ６ｄとコイル７との間には逆流防止素子６ｃが配置されているため、コンデンサ６ｄに出力されたエネルギーは、スイッチング素子６ｂがＯＮ状態になった場合でもスイッチング素子６ｂに流れない。コンデンサ６ｄは、コンデンサ６ｄの後段に放電する際に直流電圧を平滑化するように構成されている。

インバータ回路ＩＣは、コンバータ回路ＣＣの後段に配置されている。インバータ回路ＩＣは、制御部ＣＰから送信された信号に応じてコンバータ回路ＣＣのコンデンサ６ｄの出力を指定された周波数および指定された電圧を有する交流電圧に変換するように構成されている。インバータ回路ＩＣは、変換された交流電圧を圧縮機１１（図１参照）に出力する。

ファン駆動回路ＦＣは、コンバータ回路ＣＣの後段に配置されている。ファン駆動回路ＦＣは、インバータ回路ＩＣと並列になるようにコンバータ回路ＣＣに接続されている。ファン駆動回路ＦＣは、制御部ＣＰから送信された信号に応じてファン駆動部３３（図２参照）に信号を送信するように構成されている。これにより、ファン駆動回路ＦＣは、送風ファン４（図２参照）を制御する。

制御部ＣＰは、コンバータ回路ＣＣのスイッチング素子６ｂ、インバータ回路ＩＣおよびファン駆動回路ＦＣの各々に信号を送信するように構成されている。制御部ＣＰは、例えば、マイクロコンピュータである。

また、図１２に示されるように、空気調和装置の室外機１００は、複数のコイル７を含んでいてもよい。コンバータ回路ＣＣは、２つのコイル７、２つのスイッチング素子６ｂおよび２つの逆流防止素子６ｃを含んでいる。２つのコイル７は、ダイオードブリッジ６ａの後段に並列に接続されている。２つのコイル７の各々の後段には、１つのスイッチング素子６ｂおよび１つの逆流防止素子６ｃがそれぞれ配置されている。２つの逆流防止素子６ｃは、コンデンサ６ｄに接続されている。本実施の形態の空気調和装置の室外機１００は、大電流が流れる空気調和装置の室外機にも適用可能である。なお、図１２では、説明の便宜のため、インバータ回路ＩＣおよびファン駆動回路ＦＣが図示されていない。

また、図１３に示されるように、ダイオードを内蔵したスイッチング素子６ｂがダイオードブリッジ６ａ（図１１参照）の代わりに用いられてもよい。コンバータ回路ＣＣは、コイル７と、ダイオードを内蔵した４つのスイッチング素子６ｂと、逆流防止素子６ｃと、コンデンサ６ｄとを含んでいる。

交流電源ＰＷの後段に４つのスイッチング素子６ｂが配置されている。４つのスイッチング素子６ｂは、ブリッジ整流器として構成されている。スイッチング素子６ｂがＭＯＳＦＥＴである場合には、スイッチング素子６ｂの内部に図示されない寄生ダイオードが含まれている。このため、４つのスイッチング素子６ｂの全てがＯＦＦ状態になった場合には、４つのスイッチング素子６ｂによる回路構成は、ダイオードブリッジ６ａ（図１１参照）と同様の回路構成になる。

４つのスイッチング素子６ｂの後段には、逆流防止素子６ｃおよびコンデンサ６ｄが接続されている。また、交流電源ＰＷの正極および負極に応じてスイッチング素子６ｂがＯＮ状態になることで、ＯＦＦ状態ではスイッチング素子６ｂのダイオードに流れる電流がスイッチング素子６ｂのスイッチ部分に流れる。このため、コンバータ回路ＣＣ内における電流の損失を抑制することができる。

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

実施の形態１に係る空気調和装置の室外機１００によれば、図５に示されるように、コイル７のコア部７２が凹部５２に挿入された状態で、コイル７のパターン部７１がヒートシンク５のベース部５１に接している。本実施の形態では、パターン部７１は、ベース部５１に直接接触している。このため、コイル７において生じた熱は、ヒートシンク５のベース部５１に直接伝わる。よって、本実施の形態に係るコイル７において生じた熱の放熱経路は、コイル７において生じた熱が制御基板６を通ってヒートシンク５に伝わる場合の放熱経路よりも短い。これにより、コイル７において生じた熱がヒートシンク５に伝わりやすい。したがって、コイル７をヒートシンク５によって十分に冷却することができる。

図５に示されるように、コア部７２は、パターン部７１を覆っている。このため、仮にヒートシンク５に凹部５２が設けられていない場合、コア部７２がヒートシンク５に接触することでパターン部７１とヒートシンク５との間に隙間が生じる。パターン部７１とヒートシンク５との間に隙間が生じた場合、パターン部７１において生じた熱がヒートシンク５に伝わりにくい。このため、コイル７をヒートシンク５によって十分に冷却することができない。本実施の形態では、コイル７のコア部７２が凹部５２に挿入された状態で、コイル７のパターン部７１がヒートシンク５のベース部５１に接している。したがって、コイル７をヒートシンク５によって十分に冷却することができる。

ヒートシンク５は、電気品箱１内から送風室３内に突き出している。送風ファン４は、送風室３内においてヒートシンク５を送風によって冷却可能である。このため、ヒートシンク５を送風ファン４の送風によって冷却することができる。

発熱部品７５は、ヒートシンク５のベース部５１に直接接触している。このため、発熱部品７５において生じた熱は、ヒートシンク５によって放熱される。また、コイル７および発熱部品７５の各々がベース部５１に直接接触しているため、コイル７および発熱部品７５を共通のヒートシンク５によって冷却することができる。

コイル７は、ヒートシンク５と制御基板６との間に配置されている。このため、コイル７がヒートシンク５と制御基板６との間に配置されていない場合よりも、制御基板６とコイル７との距離が近い。よって、制御基板６とコイル７とを容易に接続することができる。

実施の形態２．
次に、図１４を用いて、実施の形態２に係る空気調和装置の室外機１００の構成を説明する。実施の形態２は、特に説明しない限り、上記の実施の形態１と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

図１４に示されるように、本実施の形態に係る空気調和装置の室外機１００は、空気調和装置の室外機１００は、放熱部材８をさらに含んでいる。放熱部材８は、ヒートシンク５とコイル７とに直接挟み込まれている。放熱部材８は、例えば、放熱グリースまたは絶縁シート等である。放熱部材８は、伝熱性を有している。放熱部材８は、例えば、空気よりも高い熱伝導率を有している。パターン部７１から生じた熱は、放熱部材８を通ってヒートシンク５に放熱される。放熱部材８は、可撓性を有している。このため、放熱部材８は、コイル７およびヒートシンク５の形状に応じて変形することができる。

空気調和装置の室外機１００が放熱部材８を含んでいる場合には、裏面層７１Ｅ（図６参照）がパターン部７１を含んでいてもよい。裏面層７１Ｅのパターン部７１は、放熱部材８によってヒートシンク５に対して絶縁されている。

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

実施の形態２に係る空気調和装置の室外機１００によれば、図１４に示されるように、放熱部材８は、ヒートシンク５とコイル７とに直接挟み込まれている。放熱部材８は可撓性を有している。このため、放熱部材８がパターン部７１とヒートシンク５との間に挟み込まれた際に、放熱部材８がパターン部７１およびヒートシンク５の表面に密着するように変形する。これにより、パターン部７１とヒートシンク５との接触熱抵抗が低下する。したがって、パターン部７１の放熱性が向上する。

実施の形態３．
次に、図１５を用いて、実施の形態３に係る空気調和装置の室外機１００の構成を説明する。実施の形態３は、特に説明しない限り、上記の実施の形態１と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

図１５に示されるように、本実施の形態に係る空気調和装置の室外機１００は、空気調和装置の室外機１００は、固定部９をさらに含んでいる。固定部９は、コイル７をベース部５１に固定している。コア部７２が凹部５２に挿入された状態でパターン部７１は固定部９によってベース部５１に固定されている。固定部９は、ベース部５１上においてパターン部７１をまたがるように配置されている。固定部９は、ベース部５１に重ねられている。固定部９は、パターン部７１をヒートシンク５とで挟み込むことによってパターン部７１をヒートシンク５に対して固定している。すなわち、固定部９は、パターン部７１をヒートシンク５に押し付けている。固定部９は、ねじ等の固定手段によってヒートシンク５に固定されている。固定部９は、絶縁体である。

本実施の形態において、固定部９は、第１固定部分９１および第２固定部分９２を含んでいる。第１固定部分９１および第２固定部分９２の各々は、コイル７をヒートシンク５に固定している。第１固定部分９１および第２固定部分９２は、互いに沿うように配置されている。第１固定部分９１および第２固定部分９２は、互いに平行に配置されていてもよい。

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

実施の形態３に係る空気調和装置の室外機１００によれば、図１５に示されるように、固定部９は、コイル７をベース部５１に固定している。このため、コイル７の耐振動性が向上する。より詳細には、空気調和装置の室外機１００では、筐体１０の内部で圧縮機１１（図１参照）が駆動する。このため、空気調和装置の室外機１００の内部に配置されたヒートシンク５およびコイル７等も振動する。また、コイル７は、コイル７自体の厚みによって振動の影響を受けやすい。よって、筐体１０の内部に配置されたヒートシンク５およびコイル７等の振動を抑制する必要がある。本実施の形態では、コイル７がヒートシンク５に固定されているため、コイル７への振動の影響を抑制することができる。したがって、コイル７の耐振動性が向上する。

また、コイル７が仕切り板Ｗ（図１参照）にねじ止め等によって固定される場合には、ねじ止め可能な部分が限られる。本実施の形態では、固定部９は、ねじ等の固定手段によってヒートシンク５に固定されている。このため、コイル７が仕切り板Ｗに固定される場合よりもねじ止め可能な部分を多くすることができる。よって、空気調和装置の室外機１００の設計の自由度が向上する。

実施の形態４．
次に、図１６および図１７を用いて、実施の形態４に係る空気調和装置の室外機１００の構成を説明する。実施の形態４は、特に説明しない限り、上記の実施の形態１と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

図１６および図１７に示されるように、本実施の形態に係る空気調和装置の室外機１００では、凹部５２は、第１凹部分５２１と、第２凹部分５２２とを含んでいる。凹部５２は、第３凹部分５２３を含んでいてもよい。第１凹部分５２１は、内壁部５２１１および底部分５２１２を含んでいる。内壁部５２１１は、コア部７２を取り囲んでいる。底部分５２１２は、内壁部５２１１に接続されている。底部分５２１２は、ベース部５１の面内方向に沿って延在している。第２凹部分５２２は、底部分５２１２に対して内壁部５２１１とは反対側に底部分５２１２から凹んでいる。第３凹部分５２３は、底部分５２１２に対してベース部５１とは反対側に底部分５２１２から凹んでいる。コア部７２は、第１凸部分７２５と、第２凸部分７２６とを含んでいる。コア部７２は、第３凸部分７２７を含んでいてもよい。

図１７に示されるように、第１凸部分７２５は、第１凹部分５２１に挿入されている。第２凸部分７２６は、第１凸部分７２５に接続されている。第２凸部分７２６は、第２凹部分５２２に挿入されている。第３凸部分７２７は、第１凸部分７２５に接続されている。第３凸部分７２７は、第３凹部分５２３に挿入されている。本実施の形態において、第２凸部分７２６および第３凸部分７２７は、円柱形状を有している。

第１凸部分７２５は、第１凹部分５２１に嵌め込まれている。このため、第１凹部分５２１は、第１凸部分７２５を保持している。第２凸部分７２６は、第２凹部分５２２に嵌め込まれている。このため、第２凹部分５２２は、第２凸部分７２６を保持している。第３凸部分７２７は、第３凹部分５２３に嵌め込まれている。このため、第３凹部分５２３は、第３凸部分７２７を保持している。以上より、コア部７２は凹部５２に嵌め込まれている。第２凸部分７２６の外径は、第２凹部分５２２の内径と同じであることが望ましい。第３凸部分７２７の外径は、第３凹部分５２３の内径と同じであることが望ましい。

また、図示されないが、コア部７２は、第２凸部分７２６の先端に配置された突起部分をさらに含んでいてもよい。突起部分は、例えば、のこぎり刃および波刃のような形状を有している。また、凹部５２は、第２凹部分５２２の底部に設けられた挿入口部分をさらに含んでいてもよい。突起部分は、挿入口部分に挿入されている。挿入口部分は、突起部分を保持している。

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

実施の形態４に係る空気調和装置の室外機１００によれば、図１７に示されるように、第１凸部分７２５は、第１凹部分５２１に嵌め込まれている。第２凸部分７２６は、第２凹部分５２２に嵌め込まれている。このため、第２凸部分７２６が第２凹部分５２２に嵌め込まれていない場合よりも、コア部７２が凹部５２に強固に保持されている。よって、コイル７の耐振動性が向上する。

実施の形態５．
次に、図１８～図２１を用いて、実施の形態５に係る空気調和装置の室外機１００の構成を説明する。実施の形態５は、特に説明しない限り、上記の実施の形態１と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

図１８に示されるように、本実施の形態に係る空気調和装置の室外機１００は、検出回路ＤＣをさらに含んでいる。検出回路ＤＣは、制御基板６に印加される電圧および制御基板６に流れる電流の少なくともいずれかを検出するための検出回路ＤＣである。検出回路ＤＣは、パターン部７１に搭載されている。検出回路ＤＣは、コイル７に電気的に接続されている。

図１９に示されるように、検出回路ＤＣは、表面層７１Ａに実装されている。検出回路ＤＣは、電源入力部７８を含んでいる。電源入力部７８には、交流電源ＰＷ（図１１参照）による電圧が入力される。電源入力部７８は、第１電源入力部７８１および第２電源入力部分７８２を含んでいる。図８および図１９に示されるように、電圧は、電源入力部７８および入力端子７Ｉａを通って第１内層７１Ｂの入力部７Ｉｂに印加される。図１９では、第１内層７１Ｂのパターン部分７Ｐの外形が破線によって示されている。

図８および図２０に示されるように、電圧は、入力端子７Ｉａ（図１９参照）ではなくスルーホールＴＨを通って第１内層７１Ｂの入力部７Ｉｂに入力されてもよい。

図２１に示されるように、検出回路ＤＣは、交流電源ＰＷの後段に配置されている。検出回路ＤＣの後段は、コイル７が配置されている。

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

実施の形態５に係る空気調和装置の室外機１００によれば、図１８に示されるように、検出回路ＤＣは、パターン部７１に搭載されている。このため、検出回路ＤＣが制御基板６に実装される場合よりも、制御基板６に実装される部品の数を減らすことができる。これにより、制御基板６の寸法を小さくすることができる。よって、制御基板６が収容された電気品箱１の寸法を小さくすることができる。

実施の形態６．
次に、図２２～図２３を用いて、実施の形態６に係る空気調和装置の室外機の構成を説明する。実施の形態６は、特に説明しない限り、上記の実施の形態１と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

図２２に示されるように、本実施の形態に係る空気調和装置の室外機１００では、パターン部７１は、第１パターン板７１１および第２パターン板７１２を含んでいる。第１パターン板７１１および第２パターン板７１２は、ベース部５１の表面５１Ｓに沿って並べられている。第１パターン板７１１および第２パターン板７１２は、ベース部５１上に並べられている。第１パターン板７１１および第２パターン板７１２は、間隔を空けてベース部５１上に並べられている。図示されないが、第１パターン板７１１および２パターン板は、ヒートシンク５に接している。望ましくは、第１パターン板７１１および第２パターン板７１２は、ヒートシンク５に密着している。

第１パターン板７１１および第２パターン板７１２の各々には、中央貫通孔７Ｈ１、第１切欠部７Ｎ１および第２切欠部７Ｎ２がそれぞれ設けられている。第１切欠部７Ｎ１および第２切欠部７Ｎ２の各々は、第１パターン板７１１または第２パターン板７１２の端部から中央貫通孔７Ｈ１に向かって凹んでいる。第１切欠部７Ｎ１および第２切欠部７Ｎ２は、中央貫通孔７Ｈ１を挟み込むように配置されている。第１パターン板７１１の第２切欠部７Ｎ２は、第２パターン板７１２の第１切欠部７Ｎ１と向かい合っている。第１パターン板７１１の第２切欠部７Ｎ２および第２パターン板７１２の第１切欠部７Ｎ１は、第１パターン板７１１および第２パターン板７１２が並べられた際に１つの孔を構成するように構成されていてもよい。

図２３に示されるように、第１パターン板７１１および第２パターン板７１２の各々において、パターン部分７Ｐは、中央貫通孔７Ｈ１の周囲に巻き回されている。第１パターン板７１１および第２パターン板７１２の各々において、パターン部分７Ｐは、中央貫通孔７Ｈ１と第１切欠部７Ｎ１との間および中央貫通孔７Ｈ１と第２切欠部７Ｎ２との間を通るように配置されている。パターン部分７Ｐは、楕円状に配置されている。

図２２に示されるように、コア部７２は、第１パターン板７１１および第２パターン板７１２にまたがって配置されている。コア部７２は、第１パターン板７１１および第２パターン板７１２の両方を一緒に挟み込んでいる。

コア部７２は、第１コア部７２１および第２コア部７２２を含んでいる。第１コア部７２１は、天面部７２１１と、中央突出部７２１２と、第１外側突出部７２１５と、第２外側突出部７２１８と、第１内側突出部７２１６と、第２内側突出部７２１７とを含んでいる。中央突出部７２１２、第１外側突出部７２１５、第２外側突出部７２１８、第１内側突出部７２１６および第２内側突出部７２１７は、天面部７２１１から第２コア部７２２に向かって突出している。中央突出部７２１２は、第１パターン板７１１の第２切欠部７Ｎ２および第２パターン板７１２の第１切欠部７Ｎ１に挿入されている。第１外側突出部７２１５は、第１パターン板７１１の第１切欠部７Ｎ１に挿入されている。第２外側突出部７２１８は、第２パターン板７１２の第２切欠部７Ｎ２に挿入されている。第１内側突出部７２１６は、第１パターン板７１１の中央貫通孔７Ｈ１に挿入されている。第２内側突出部７２１７は、第２パターン板７１２の中央貫通孔７Ｈ１に挿入されている。

第２コア部７２２は、第１コア部７２１とでパターン部７１を挟み込んでいる。第２コア部７２２は、第１コア部７２１とで第１パターン板７１１および第２パターン板７１２を挟み込んでいる。第２コア部７２２は、凹部５２に挿入されている。第２コア部７２２は、Ｉ字型を有している。第１パターン板７１１および第２パターン板７１２が並べられた方向ＤＲにおいて、第２コア部７２２の寸法は、第１パターン板７１１および第２パターン板７１２よりも大きい。

本実施の形態において、凹部５２は、コア部７２よりも大きい幅および長さの少なくともいずれかを有している。凹部５２の長さとは、第１パターン板７１１および第２パターン板７１２が並べられた方向ＤＲにおける寸法である。凹部５２の幅とは、ベース部５１の表面５１Ｓにおいて第１パターン板７１１および第２パターン板７１２が並べられた方向ＤＲに直交する方向における寸法である。凹部５２は、溝として構成されていてもよい。すなわち、凹部５２は、ヒートシンク５の第１パターン板７１１および第２パターン板７１２が並べられた方向ＤＲにおける第１端５Ｅ１から第２端５Ｅ２まで伸びていてもよい。

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

実施の形態６に係る空気調和装置の室外機１００によれば、図２２に示されるように、コア部７２は、第１パターン板７１１および第２パターン板７１２にまたがって配置されている。このため、１つのコア部７２を第１パターン板７１１および第２パターン板７１２に対して共通して用いることができる。すなわち、第１パターン板７１１および第２パターン板７１２は、１つのコア部７２を共有することができる。よって、第１パターン板７１１に１つのコア部７２が挿入されかつ第２パターン板７１２に別のコア部７２が挿入される場合よりも、コイルの寸法を小さくすることができる。

図２２に示されるように、凹部５２は、コア部７２よりも大きい幅および長さの少なくともいずれかを有している。このため、コア部７２を凹部５２内において移動させることができる。具体的には、第２コア部７２２を凹部５２内において移動させることができる。よって、パターン部７１の位置がコア部７２および凹部５２によって制限されることを抑制することができる。また、コイル７の基板レイアウトが変更された場合でも、パターン部７１の位置がコア部７２および凹部５２によって制限されることを抑制することができる。

図２２に示されるように、凹部５２は、ヒートシンク５の第１端５Ｅ１から第２端５Ｅ２まで伸びていてもよい。この場合、凹部５２が第１端５Ｅ１から第２端５Ｅ２まで伸びていない場合よりも容易に、例えば、切削加工によって、ヒートシンク５に凹部５２を形成することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 電気品箱、５ ヒートシンク、６ 制御基板、７ コイル、８ 放熱部材、９ 固定部、５１ ベース部、５２ 凹部、７１ パターン部、７２ コア部、１００ 空気調和装置の室外機、５２１ 第１凹部分、５２２ 第２凹部分、７２５ 第１凸部分、７２６ 第２凸部分、５２１１ 内壁部、５２１２ 底部分。

Claims (6)

1. 電気品箱と、
   前記電気品箱内に配置されたベース部と、前記ベース部から凹む凹部とを含むヒートシンクと、
   前記電気品箱内に配置された制御基板と、
   前記ベース部に重なりかつ前記制御基板に電気的に接続されたパターン部と、前記凹部に挿入されかつ前記パターン部を覆うコア部とを含み、かつ前記電気品箱内に配置されたコイルとを備え、
   前記コイルの前記コア部が前記凹部に挿入された状態で、前記コイルの前記パターン部が前記ヒートシンクの前記ベース部に接している、空気調和装置の室外機。
2. 放熱部材をさらに備え、
   前記放熱部材は、前記ヒートシンクと前記コイルとに直接挟み込まれている、請求項１に記載の空気調和装置の室外機。
3. 前記電気品箱内に配置された固定部をさらに備え、
   前記固定部は、前記コイルを前記ベース部に固定している、請求項１または２に記載の空気調和装置の室外機。
4. 前記凹部は、前記コア部を取り囲む内壁部および前記内壁部に接続されかつ前記ベース部の面内方向に沿って延在する底部分を有する第１凹部分と、前記底部分に対して前記内壁部とは反対側に前記底部分から凹んだ第２凹部分とを含み、
   前記コア部は、前記第１凹部分に挿入された第１凸部分と、前記第１凸部分に接続されかつ前記第２凹部分に挿入された第２凸部分とを含み、
   前記第１凸部分は、前記第１凹部分に嵌め込まれており、
   前記第２凸部分は、前記第２凹部分に嵌め込まれている、請求項１～３のいずれか１項に記載の空気調和装置の室外機。
5. 前記制御基板に印加される電圧および前記制御基板に流れる電流の少なくともいずれかを検出するための検出回路をさらに備え、
   前記検出回路は、前記パターン部に搭載されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の空気調和装置の室外機。
6. 前記パターン部は、前記ベース部の表面に沿って並べられた第１パターン板および第２パターン板を含み、
   前記コア部は、前記第１パターン板および前記第２パターン板にまたがって配置されており、
   前記凹部は、前記コア部よりも大きい幅および長さの少なくともいずれかを有している、請求項１～５のいずれか１項に記載の空気調和装置の室外機。
   

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