JP3455386B2 - 空気調和機用インバータ制御回路装置 - Google Patents

空気調和機用インバータ制御回路装置

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JP3455386B2 JP00979397A JP979397A JP3455386B2 JP 3455386 B2 JP3455386 B2 JP 3455386B2 JP 00979397 A JP00979397 A JP 00979397A JP 979397 A JP979397 A JP 979397A JP 3455386 B2 JP3455386 B2 JP 3455386B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、空気調和機用イ
ンバータ制御回路装置に関し、特に、空気調和機の室外
機に、圧縮機モータの駆動を制御するために設けられる
インバータ制御回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】空気調和機の室外機には、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る。
【0003】図4,図5は空気調和機の室外機に装備さ
れる圧縮機モータのインバータ制御回路装置の従来例を
示している。インバータ制御回路装置は、底板部100
aと、底板部100aの一つの側辺に沿って立てられた
制御基板取付垂直板部100bと、底板部100aの一
つの端辺に沿って立てられた端部垂直板部100cとに
より構成された電気品パネル(電気品ケース)100を
有している。
【0004】電気品パネル100には、部品実装面に抵
抗、コンデンサなどの通常電子部品が実装され、部品実
装面と反対側の(通常)半田面にパワートランジスタモ
ジュール(パワーモジュール)が実装された制御基板1
02と、リアクタ104と、端子台ホルダ106とが直
接的に取り付けられる。
【0005】制御基板102の半田面に実装されたパワ
ートランジスタモジュール(パワーモジュール)の放熱
フィン取り付け面には放熱フィン部材108が取り付け
られており、したがって、制御基板102は、パワート
ランジスタモジュール、放熱フィン部材108を介して
電気品パネル100に係止されている。また、制御基板
102は、放熱フィン部材108が制御基板取付垂直板
部100bに形成された切欠開口110に係合すること
により一端側を電気品パネル100に係止され、他端が
制御基板取付垂直板部100bに取り付けられた基板ホ
ルダ112の係合爪114と係合することにより他端側
を電気品パネル100に係止される。また、放熱フィン
部材108にはダイオードスタック116が取り付けら
れる。
【0006】リアクタ104と端子台ホルダ106は電
気品パネル100の底板部100aにねじ等の図示され
ていない適当な締結具によって固定されている。端子台
ホルダ106には、内外接続線端子台118と、ノイズ
フィルタ基板120と、電解コンデンサによる倍電圧コ
ンデンサ122および平滑コンデンサ124が取り付け
られている。
【0007】電気品パネル100の端部垂直板部100
cには冷却用通気孔126が開口している。
【0008】上述のように電気品パネル100に組み付
けられるインバータ制御回路用の各種の電気部品は、動
作時に発熱を伴うため、空冷することが行われる。この
電気部品の冷却のために、図5にて矢印線により示され
ているように、電気品パネル100の図にて右側にある
室外機サービス用点検口(図示省略)から吸入した外気
を冷却用通気孔126から図示されていない室外機の室
外ファンによる吸引作用によって吸引排出することが行
われる。
【0009】これにより、電気品パネル100に組み付
けられている電気部品が空気流中に直接曝され、電気部
品の冷却が行われる。
【0010】図6は上述した従来のインバータ制御回路
装置の電気配線図である。制御基板102はコネクタ1
30によって圧縮機モータ132と接続され、ノイズフ
ィルタ基板120はコネクタ134,136によってフ
ァンモータ138、四方弁コイル140に接続される。
【0011】また、電気品パネル100内においても、
制御基板102、リアクタ104、ダイオードスタック
116、内外接続線端子台118、ノイズフィルタ基板
120、倍電圧コンデンサ122、平滑コンデンサ12
4は、コネクタ142,144,146、接続端子14
8,150,152,154,156,158,16
0,162等により相互に接続されている。
【0012】なお、図示されていない室内機から内外接
続端子台118に入り、ノイズフィルタ基板120、リ
アクタ104、ダイオードスタック116、倍電圧コン
デンサ122、平滑コンデンサ124を経て制御基板1
02のパワートランジスタモジュールに至る経路は、圧
縮機モータ132を駆動する大電流を流すため太い電線
を使用し、端内外接続子台118と制御基板102、ノ
イズフィルタ基板120と制御基板102との接続は、
信号線であるため細い電線を用いている。
【0013】また、空気調和機の室外機(室外ユニッ
ト)のインバータ制御回路装置の各種構成部品(電気部
品)を多層構造の基板に実装することが特開平06−1
23449号公報に開示されている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】図4〜図6に示されて
いるような、従来のインバータ制御回路装置では、上述
のようにインバータ制御回路を構成する個々の電気部品
(制御基板102、リアクタ104、ダイオードスタッ
ク116、内外接続線端子台118、ノイズフィルタ基
板120、倍電圧コンデンサ122、平滑コンデンサ1
24)が分散して配置されているため、これら各電気部
品を一つ一つねじ等によって組み付けていかねばなら
ず、しかもこれらをそれぞれ電気的に接続するために、
多くの電線(リード線)および接続作業が必要で、組立
ての作業が多くなり、組立費、材料費が高くなると云う
問題点が生じる。
【0015】また、上述の従来のインバータ制御回路装
置では、電気部品および制御基板を冷却するための空気
は、室外機が設置される屋外の空気であり、屋外空気が
電気品パネル内の電気部品周辺や制御基板の半田面をも
通過するため、塵埃量が多い、湿度が高い、塩分を含
む、酸化物を含むなど、空気の質がよくない場合には、
縦方向に取り付けられている制御基板上の部品や電気部
品の上面に塵埃が付着・堆積したり、湿度・酸化物の多
い空気に触れて端子部や制御基板の半田付け部が酸化し
たりし、このために故障や接続不良を起こす虞れがあ
る。
【0016】また、上述の従来のインバータ制御回路装
置では、図には示していないが、これらの電気部品を接
続するためのリード線が冷却空気の流路中に配置される
ため、空気流の妨げとなり、冷却性能が低下する。この
ため、動作信頼性が低下したり、回路部品の性能を十分
に引き出せず、空気調和機としての性能が低下する虞が
ある。
【0017】特開平06−123449号公報に示され
ている空気調和機用インバータ制御回路装置では、図4
〜図6に示されている空気調和機用インバータ制御回路
装置に比してリード線数を削減できるが、電気部品を空
気流中に直接曝して電気部品の冷却を行うことについて
考慮されておらず、多層基板構造で、基板間空隙が小さ
いと、基板上の電気部品を空気流によって効果的に直接
冷却することが難しい。
【0018】この発明は、上述のような問題点を解消す
るためになされたもので、インバータ制御回路を構成す
る電気部品の組付けを容易にすると共に接続電線数を減
らすことにより材料費、組立費を低減することができ、
しかも接続配線が空気流の妨げとなって冷却性能を低下
させることが少なく、また端子部や制御基板の半田付け
部の腐食・酸化に対する健全性を長期間に亙って保証す
ることができる空気調和機用インバータ制御回路装置を
得ることを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による空気調和機用コンバータ制御回路
装置は、空気調和機の室外機に装備され、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において、
気品パネルと、この電気品パネル上に装着され、ダクト
構造をなし内側に冷却空気流路を画定し、前記室外機の
室外ファンによる吸引作用によって冷却空気を吸引排出
する基板ホルダと、前記インバータ制御回路を構成す
気部品が部品実装面に実装され、前記基板ホルダの上
部開口部に該部品実装面を下向きに半田面を上向きにし
て取り付けられる基板と、前記基板ホルダの上部開口部
を気密に閉じるように覆蓋するカバー部材と、を備えた
ものである。
【0020】この発明による空気調和機用インバータ制
御回路装置では、基板の部品実装面が冷却空気流路中に
位置することにより、基板上の電気部品が空気流によっ
て直接冷却され、また、基板が部品実装面を下向きにし
て配置されているから、部品実装面の電気部品に塵埃が
堆積することがなく、さらに、基板の半田面がカバー部
材により覆蓋され、半田面が外気中に曝されることがな
く、外気より保護される。
【0021】つぎの発明による空気調和機用インバータ
制御回路装置は、上述の発明による空気調和機用インバ
ータ制御回路装置において、前記冷却空気通路を、前記
基板ホルダと前記電気品パネルとにより形成したもので
ある。
【0022】この発明による空気調和機用インバータ制
御回路装置でも、上述の発明と同様の効果が得られる。
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明に係る空気調和機用インバータ制御回路装置の実施の
形態を詳細に説明する。なお、以下に説明するこの発明
の実施の形態において上述の従来例と同一構成の部分
は、上述の従来例に付した符号と同一の符号を付してそ
の説明を省略する。
【0034】図1、図2はこの発明による空気調和機用
インバータ制御回路装置の一つの実施の形態を示してい
る。このインバータ制御回路装置は、電気品パネル1
と、基板ホルダ3とを有している。
【0035】リアクタ5は従来と同様に電気品パネル1
の底板部1aに直接取り付けられ、内外接続線端子台7
も底板部1aに直接取り付けられている。
【0036】ノイズフィルタ回路9、倍電圧コンデンサ
11、平滑コンデンサ13、ダイオードスタック15は
すべて一枚の基板17に実装できる形態の部品を使用さ
れ、これらはパワートランジスタモジュール19等を含
む制御回路部品と共に基板17の一方の面(部品実装面
17a)に実装されている。
【0037】倍電圧コンデンサ11、平滑コンデンサ1
3は、それぞれ複数個の電解コンデンサ11a〜11
d、13a,13bの組み合わせにより構成されて所要
の容量を確保している。これにより、各電解コンデンサ
11a,11b、13a〜13dの大きさが基板実装に
適した小さなものになる。
【0038】基板17上のダイオードスタック15およ
びパワートランジスタモジュール19は、接続リード線
も含めて基板17上の他の電気部品と共に一括半田付け
によって構造的に、電気的に接続されている。パワート
ランジスタモジュール19には放熱フィン部材21が取
り付けられている。
【0039】基板ホルダ3は、吸気口3aと連通開口3
bとを有するダクト構造をなし、内側に冷却空気流路3
cを画定している。基板ホルダ3は、電気品パネル1上
に重ね合わせ式に装着されるものであり、電気品パネル
1の底板部1aに装着されているリアクタ5、内外接続
線端子台7と干渉せずにこれらを冷却空気流路3c内に
収容する形状をなし、上部開口部3dに基板17を水平
に取り付けられる。
【0040】この基板17の取り付けは、図示されてい
るように、部品実装面17aを下向きにして行われ、部
品実装面17aに実装されている上述の電気部品(パワ
ートランジスタモジュール19以外の電気部品)は冷却
空気流路3c内に位置する。冷却空気流路3cは連通開
口3bによってリアクタ5の配置部にまで拡張されてい
る。
【0041】なお、基板ホルダ3、電気品パネル1に
は、下向き装着の基板17上のパワートランジスタモジ
ュール冷却用の放熱フィン部材21を外部に露呈させる
ための開口3e、1bが形成され、また電気品パネル1
にはリアクタ5の配置部に連通する排気孔1cが形成さ
れている。
【0042】基板ホルダ3の上部開口部3dにはこの開
口を気密に閉じるようにプレート状の電気絶縁性材料に
よるカバー部材25がねじ止め装着される。これにより
基板17の部品実装面17aとは反対の半田面17bが
密閉される。基板17の半田面17bとカバー部材25
との間には絶縁のための空隙が設けられるが、カバー部
材25は半田面17bを密閉構造で覆蓋するから、その
空隙では空気の流動はない。
【0043】基板17には、パワートランジスタ出力用
のコネクタ付きリード線27と、端子台接続用のコネク
タ付きリード線29と、リアクタ接続用のコネクタ付き
リード線31とが半田付けされ、コネクタ端子により基
板17上の回路と電気的に接続された態様で取り付けら
れている。リアクタ接続用のコネクタ付きリード線31
は2本あり、この2本のコネクタ付きリード線31のリ
ード線長はほぼ等しい。
【0044】基板17のリアクタ5に対する接続には方
向性がなく、2本のコネクタ付きリード線31のうちの
どちらのリード線をどちらの端子に接続してもよいか
ら、2本のコネクタ付きリード線31のリード線長がほ
ぼ等しくて区別が付かなくてもよく、どちらのリード線
をどちらの端子に接続しても誤りとはならない。
【0045】図3は上述の構成によるインバータ制御回
路装置の電気配線図である。この制御基板17上に実装
配置されたノイズフィルタ回路9、倍電圧コンデンサ1
1、平滑コンデンサ13、ダイオードスタック15の電
気接続は、基板17の導体パターンによりリード線を要
することなく行われている。ただし、導体パターンに大
電流を流すため、導体パターンは、厚みを増したものを
用い、幅も必要に応じて広く形成している。前掲した部
品の残りは端子台7とリアクタ5であり、端子台7と基
板17間が3本のコネクタ付きリード線29により、リ
アクタ5と基板17間が2本のコネクタ付きリード線3
1により行われる。
【0046】上述のような構成により、電気品パネルに
取り付けねばならない部品点数が削減され、組立工数を
減らすことができる。また、必要配線数も削減され、リ
ード線の材料費を削減できると共に組立費を低減するこ
とができる。
【0047】電気部品の冷却のための空気は、図2で矢
印線により示されているように、基板ホルダ3の右側の
吸気口3aから冷却空気流路3c内に入り、冷却空気流
路3cを流れ、連通開口3bを通って電気品パネル1の
排気孔1cより外部へ流出する。この空気流れにより基
板17上のダイオードスタック15、コンデンサ11、
13等の電気部品、電気品パネル1に取り付けられてい
るリアクタ5が冷却される。また、冷却空気流路3cに
存在するリード線の個数が少ないことにより、リード線
による空気流の妨げが少なくなり、冷却性能の低下が抑
制される。
【0048】これらのことにより、基板17上の電気部
品やリアクタ5の冷却が効果的に行われ、熱的要因によ
り、動作信頼性が低下したり、回路部品の性能を十分に
引き出せないようなことになることが回避される。
【0049】基板17は、部品実装面17aを下向きに
して取り付けられているので、その部品実装面17aに
実装されているダイオードスタック15、コンデンサ1
1、13等の電気部品上に塵埃等が堆積する虞れがなく
なる。また、カバー部材25によって半田面17bが密
閉構造で覆蓋されているから、半田面17bに空気が流
れることがなく、半田面17bに塵埃が堆積したり、半
田面17bが湿度・酸化物の多い空気に触れて端子部や
半田付け部が腐食・酸化することが回避され、基板17
の半田面17bにおける端子部や半田付け部の腐食・酸
化に対する健全性が長期間に亙って保証されるようにな
る。
【0050】また、基板17の組立て時、リアクタ5に
対する2本のリード線31は同一のものを使用するた
め、リード線31の基板実装時にどちらを取り付けても
よい。また、電気品パネル1に対して取り付け後にリア
クタ5に接続するときも、どちらのリード線31をどち
らの端子に取り付けてもよく、接続のために最小限残っ
たリード線31のうち、入れ替えて使用しても差し支え
ない。
【0051】これにより、リード線31に関して部品が
共通化できて部品点数が削減できる。また、基板17へ
の部品実装時に挿入すべきリード線31を区別する必要
がなく、実装ミスがなくなり、組立てが容易になり、さ
らに、リアクタ5に接続するときもリード線31を区別
する必要がなく、実装ミスがなくなり、組立てが容易に
なる。
【0052】なお、基板17上に実装した部品の配置
は、図1に示されている形態に限定されるものではな
く、電気品組立てを搭載する空気調和機の構造、電気品
ホルダの構造、制御回路の構成によって異なる配置をと
った場合でも、上述の実施の形態と同様の効果が得られ
る。また、冷却空気流路を基板ホルダにて形成するよう
に説明したが、基板ホルダ、電気品パネル(ケース)の
一方または両方をもって形成するように構成しても同様
の効果が得られる。
【0053】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明による空気調和機用インバータ制御回路装置によれ
ば、基板の部品実装面が冷却空気流路中に位置すること
により、基板上の電気部品が空気流によって直接冷却さ
れ、また、基板が部品実装面を下向きにして配置されて
いるから、部品実装面の電気部品に塵埃が堆積すること
がなく、さらに、基板の半田面がカバー部材により覆蓋
され、半田面が外気中に曝されることがなく、外気より
保護される。
【0054】つぎの発明による空気調和機用インバータ
制御回路装置でも、上記と同様の効果が得られる。
【0055】
【0056】
【0057】
【0058】
【0059】
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による空気調和機用インバータ制御
回路装置の一つの実施の形態を示す分解斜視図である。
【図2】 この発明による空気調和機用インバータ制御
回路装置の一つの実施の形態を組立完了状態について示
す斜視図である。
【図3】 この発明による空気調和機用インバータ制御
回路装置の電気配線図である。
【図4】 従来における空気調和機用インバータ制御回
路装置の分解斜視図である。
【図5】 従来における空気調和機用インバータ制御回
路装置を組立完了状態について示す斜視図である。
【図6】 従来における空気調和機用インバータ制御回
路装置の組立ての電気配線図である。
【符号の説明】
1 電気品パネル、3 基板ホルダ、5 リアクタ、7
内外接続線端子台、9 ノイズフィルタ回路、11
倍電圧コンデンサ、13 平滑コンデンサ、15 ダイ
オードスタック、17 基板、19 パワートランジス
タモジュール、21 放熱フィン部材、25 カバー部
材、27,29,31 コネクタ付きリード線。
フロントページの続き (72)発明者 谷藤 仁 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 吉川 芳彦 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 岩崎 善宏 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 鈴木 宏昭 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 谷川 誠 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三菱電機エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−275822(JP,A) 特開 平2−247902(JP,A) 特開 平7−190417(JP,A) 特開 平6−123449(JP,A) 特開 平5−79661(JP,A) 特開 平6−288581(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 5/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気調和機の室外機に装備され、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におい
    て、電気品パネルと、 この電気品パネルに装着され、ダクト構造をなし内側に
    冷却空気流路を画定し、前記室外機の室外ファンによる
    吸引作用によって冷却空気を吸引排出する基板ホルダ
    と、 前記 インバータ制御回路を構成する電気部品が部品実装
    に実装され、前記基板ホルダの上部開口部に該部品実
    装面を下向きに半田面を上向きにして取り付けられる基
    板と、 前記基板ホルダの上部開口部を気密に閉じるように覆蓋
    するカバー部材と、 を備えた ことを特徴とする空気調和機用インバータ制御
    回路装置。
  2. 【請求項2】 前記冷却空気通路を、前記基板ホルダと
    前記電気品パネルとにより形成したことを特徴とする請
    求項1に記載の空気調和機用インバータ制御回路装置。
JP00979397A 1997-01-22 1997-01-22 空気調和機用インバータ制御回路装置 Expired - Lifetime JP3455386B2 (ja)

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