JP3852432B2 - 空気調和機の電装品ユニットおよび空気調和機群 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機の電装品ユニットおよび空気調和機群に関する。

一般に、冷暖房等の空気調和を行う空気調和機は、電装品ユニットを備えている。この電装品ユニットは、空気調和機の機能を制御するための制御部品等が実装された基板および基板を収容する電装品箱を有している。

一方、空気調和機には、様々な種類のものがあり、例えば、壁掛け型空気調和機、天井埋込み型空気調和機、床置き型空気調和機などがある。これらの空気調和機は、配置の態様が異なるため、それぞれ異なる形態を有している。また、同じ種類の空気調和機であっても、機能やデザイン等によって形態が異なることも多い。

そして、形態が異なる空気調和機は、それぞれ形態や大きさの異なる電装品ユニットを備えることが多い（特許文献１および特許文献２参照）。
特開平１０−１３２３２６号公報（第４図） 特開２００２−１６２０５９号公報（第２図）

しかし、上記のように、形態の異なる空気調和機毎に形態等の異なる電装品ユニットが備えられる場合には、形態の異なる空気調和機の開発を行う度に、それぞれ個別に電装品ユニットの設計を行う必要がある。このため、電装品ユニットの開発工数や金型がその都度必要となり、電装品ユニットの開発に必要な期間やコストが増大する恐れがある。

本発明の課題は、電装品ユニットの開発に必要な期間やコストを削減することにある。

請求項１に記載の空気調和機の電装品ユニットは、第１基板と第１電装品箱とを備える。第１基板には、形態の異なる複数の空気調和機に共通の第１機能に関する制御部品が実装されている。第１電装品箱は、第１基板を収容し、形態の異なる複数の空気調和機に共通して取り付け可能である。そして、第１電装品箱は、固定部を有する。この固定部には、第１機能とは異なる第２機能を付加するための第２基板を収容する第２電装品箱が取り付け可能であると共に、第１機能および第２機能とは異なる第３機能を付加するための第３基板を収容する第３電装品箱も共通して固定可能である。

この空気調和機の電装品ユニットでは、電装品ユニットの第１電装品箱は、形態の異なる複数の空気調和機に共通して取り付け可能である。このため、形態の異なる複数の空気調和機について、共通の第１電装品箱を使用することができる。従って、電装品ユニットの開発に必要な期間やコストを削減することができる。

また、空気調和機の形態が異なる場合、その機能も異なることが多い。そして、機能の違いに対応するためには、それぞれ異なった制御をする必要がある。この空気調和機の電装品ユニットでは、第２電装品箱または第３電装品箱のいずれの電装品箱であっても共通の固定部を用いて第１電装品箱に固定することができる。従って、第２電装品箱や第３電装品箱を取り付けることによって、機能の異なる複数の空気調和機に対して、それぞれに必要な機能を容易に付加することができる。

請求項２に記載の空気調和機の電装品ユニットは、請求項１に記載の空気調和機の電装品ユニットであって、空気調和機の室内機の中に配置されるユニットである。

この空気調和機の電装品ユニットでは、形態の異なる複数の室内機について、共通の第１電装品箱を使用することができる。室内機は、例えば、壁掛け型の室内機や天井埋込み型の室内機が存在するように、室外機よりも形態が異なることが多い。従って、第１電装品箱の共通化による開発期間やコストの削減がより有効である。

請求項３に記載の空気調和機の電装品ユニットは、請求項１または請求項２に記載の空気調和機の電装品ユニットであって、第１電装品箱の固定部には、第２電装品箱、第３電装品箱および蓋体が共通して固定可能である。

請求項１に記載の空気調和機の電装品ユニットでは、形態の異なる複数の空気調和機について、共通の第１電装品箱を使用することができる。従って、電装品ユニットの開発に必要な期間やコストを削減することができる。

また、空気調和機の形態が異なる場合、その機能も異なることが多い。そして、機能の違いに対応するためには、それぞれ異なった制御をする必要がある。この空気調和機の電装品ユニットでは、第２電装品箱または第３電装品箱のいずれの電装品箱であっても共通の固定部を用いて第１電装品箱に固定することができる。従って、第２電装品箱や第３電装品箱を取り付けることによって、機能の異なる複数の空気調和機に対して、それぞれに必要な機能を容易に付加することができる。

請求項２に記載の空気調和機の電装品ユニットでは、形態の異なる複数の室内機について、共通の第１電装品箱を使用することができる。室内機は、例えば、壁掛け型の室内機や天井埋込み型の室内機が存在するように、室外機よりも形態が異なることが多い。従って、室内機においては特に形態の異なるものが多い。従って、第１電装品箱の共通化による開発期間やコストの削減がより有効である。

＜空気調和機の基本構成＞
本発明の一実施形態にかかる空気調和機群に属する空気調和機１，４を図１および図２に示す。

図１に示す第１空気調和機１は、室内の壁面の表面に取り付けられる壁掛け型の第１室内機２と第１室外機３とを有している。第１室内機２は、前面グリル２１と本体フレーム２２とを含む第１室内機ケーシング２０を有している。前面グリル２１は、第１室内機２の前面を覆っており、正面視において左右方向に長い形状を有する。本体フレーム２２は、前面グリル２１と同様に、正面視おいて左右方向に長い形状を有し、内部に室内熱交換器や室内ファンなどを収容する。本体フレーム２２は、室内の壁面の表面に取り付けられる。前面グリル２１の下部には、吹出し口２３が設けられている。吹出し口２３は、前面グリル２１の長手方向に沿って左右方向に伸びる細長い形状を有している。また、前面グリル２１の上部には室内の空気を吸い込む吸込み口２４が設けられている。第１室外機３は、室外に配置され、第１室内機２と冷媒配管や通信線によって接続される。

図２に示す第２空気調和機４は、室内の天井面に埋め込まれて設置される天井埋め込み型の第２室内機５と第２室外機６とを有している。第２室内機５は、天面パネル５１と本体ケーシング５２とを含む第２室内機ケーシング５０を有している。天面パネル５１は、室内空間に面して天井面の表面に設けられる平板状の形状を有しており、中央に室内の空気を吸い込む吸込み口５３が設けられている。また、天面パネル５１には、吸込み口５３の四方を囲むように４つの吹出し口５４が設けられている。本体ケーシング５２は、天面パネル５１の上方に天面パネル５１に連続して設けられ、天井内へ埋め込まれて配置される。本体ケーシング５２は、箱状の形状を有しており、内部に室内熱交換器や室内ファンなどを収容する。第２室外機６は、室外に配置され、第２室内機５と冷媒配管や通信線によって接続される。

このように、空気調和機群を構成する第１空気調和機１および第２空気調和機４は、異なる形態の第１室内機２および第２室内機５を有しているが、室内熱交換器や室内ファンを有するなど基本的な構成は同じであり、共通の機能を有している。以下、各空気調和機１，４に共通な基本的構成について説明する。

例として第１空気調和機１の冷媒回路の基本構成を示す模式図を図３に示す。この冷媒回路は、主として室内熱交換器７０、アキュムレータ３１、圧縮機３２、四路切換弁３３、室外熱交換器３０および電動膨張弁３４で構成される。

第１室内機２に設けられる室内熱交換器７０は、接触する空気との間で熱交換を行う。また、第１室内機２には、室内空気を吸い込んで室内熱交換器７０に通し熱交換が行われた後の空気を室内に排出するための室内ファン７１が設けられている。室内ファン７１は、第１室内機２内に設けられる室内ファンモータ７２によって回転駆動される。

第１室外機３には、圧縮機３２と、圧縮機３２の吐出側に接続される四路切換弁３３と、圧縮機３２の吸入側に接続されるアキュムレータ３１と、四路切換弁３３に接続される室外熱交換器３０と、室外熱交換器３０に接続される電動膨張弁３４とが設けられている。電動膨張弁３４は、配管４１に接続されており、この配管４１を介して室内熱交換器７０の一端と接続される。また、四路切換弁３３は、配管４２に接続されており、この配管４２を介して室内熱交換器７０の他端と接続されている。また、第１室外機３には、室外熱交換器３０での熱交換後の空気を外部に排出するための室外ファン３８が設けられている。この室外ファン３８は、室外ファンモータ３９によって回転駆動される。

以上の構成により、第１室内機２は、室内ファン７１によって第１室内機２の内部に吸い込んだ空気を室内熱交換器７０に通すことで除熱あるいは加熱して室内へと吹き出す基本機能（第１機能）を有する。除熱あるいは加熱といった空気調和処理は、吸込空気温度や熱交換器温度などを基に、電動膨張弁３４、圧縮機３２、室外ファンモータ３９、室内ファンモータ７２などの制御により行われる。

第２室内機５は、第１室内機２と外観上の形態が異なるため、内部に収容される室内熱交換器や室内ファンも、第１室内機２の室内熱交換器７０や室内ファン７１と異なる形態を有している。しかし、その基本的な機能は共通であり、第２室内機５の冷媒回路の基本構成も上記と略同様となっている。

そして、各空気調和機１，４は、基本機能およびその他の機能を制御する電装品ユニット８，９を有している。以下、電装品ユニット８，９について詳細に説明する。

＜電装品ユニットの構成＞
まず、第１空気調和機１が備える電装品ユニット８を図４にしめす。この電装品ユニット８は、第１室内機２の中に配置され、基本制御基板８１と電装品箱本体８２とを有する。

基本制御基板８１には、基本機能に関する制御を行うためのマイクロコンピュータ、室内ファンを駆動するための回路、第１室外機３が有する室外電装ユニットとの伝送を行うための回路、各センサからの入力をマイクロコンピュータに伝える回路などが設けられている。このように、基本制御基板８１には、第１室内機２の基本機能に関する制御部品が実装されて、各機能に対応する回路が形成されている。

電装品箱本体８２は、基本制御基板８１を収容する箱状の形状を有している。電装品箱本体８２は、樹脂材料から成型されており、第１固定部８３と第２固定部８４とを有している。第１固定部８３は、電装品ユニット８を第１室内機２に取り付けるための構造を有しており、第１室内機ケーシング２０側に設けられる被固定部（図示せず）に固定される。第２固定部８４は、追加電装品箱１１，９１（後述）を電装品箱本体８２に取り付けるための構造を有しており、追加電装品箱１１，９１側に設けられる被固定部１３，９３（後述）に固定される。この電装品箱本体８２は、第１室内機２だけではなく第２室内機５にも取り付け可能である。すなわち、電装品箱本体８２の第１固定部８３は、第２室内機５の第２室内機ケーシング５０側に設けられる被固定部（図示せず）にも固定される。従って、電装品箱本体８２は、形態の異なる複数の室内機２，５に共通して取り付け可能であり、これらの室内機２，５に関して共通化されている。また、第１室内機ケーシング２０の被固定部と第２室内機ケーシング５０の被固定部とは、それぞれ電装品箱本体８２の第１固定部８３が固定される同様の固定構造を有している。

電装品箱本体８２には基本機能に関する基本制御基板８１が収納されているため、電装品ユニット８は、壁掛け型の第１室内機２と天井埋め込み型の第２室内機５とのいずれにおいても、共通の基本機能の制御を行うことができる。

また、一般に、形態の異なる複数の空気調和機においては、何れか一方が他方にはない追加機能（第２機能、第３機能）を有する場合がある。ここでは、第２室内機５が第１室内機２にはない第１追加機能（第２機能）を有する。このような場合、第１追加機能を有する第２室内機５の中に配置される電装品ユニット９では、図５に示すように、電装品箱本体８２に第１追加電装品箱９１が取り付けられる。第１追加電装品箱９１は、電装品箱本体８２の第２固定部８４に固定される被固定部９３を有している。第１追加電装品箱９１には、第１追加制御基板９２が収容される。第１追加制御基板９１には、基本機能に第１追加機能を付加するための制御部品が実装されており、基本制御基板８１とハーネス等によって接続される。

なお、電装品箱本体８２が、基本機能および第１追加機能とさらに異なる第２追加機能（第３機能）を有する室内機に備えられる場合には、図６に示すように、電装品箱本体８２に第１追加電装品箱９１とは別の第２追加電装品箱１１が取り付けられた電装品ユニット１０が用いられる。この第２追加電装品箱１１は、上記の第１追加電装品箱９１の被固定部９３と同様の構造を有する被固定部１３を有しており、電装品箱本体８２の第２固定部８４に固定される。すなわち、電装品箱本体８２は、複数種類の追加電装品箱１１，９１に共通の固定構造を有しており、複数種類の追加電装品箱１１，９１をそれぞれ固定可能である。第２追加電装品箱１１には、第２追加機能に関する制御部品が実装された第２追加制御基板１２が収容されている。この第２追加制御基板１１は、基本制御基板８１とハーネス等によって接続される。

第１追加機能や第２追加機能は、基本機能と異なる機能であり、様々な種類がある。例えば、マイナスイオン発生機能、加湿ユニットによる湿度制御機能、ドレン水排出機能などがある。ここで、マイナスイオン発生機能を付加する場合には、電極などの他に、マイナスイオン発生用回路が必要になる。湿度制御機能を付加する場合には、室外などに設けられた加湿ユニットの他に、加湿制御を行うマイクロコンピュータが必要になる。また、ドレン水排水機能には、ドレン水をくみ上げるドレンポンプの他に、ドレンポンプを制御するマイクロコンピュータが必要となる。このように、各種の追加機能が基本機能に加えて備えられる室内機においては、基本機能用の基本制御基板８１とは別の追加機能用の基板を収容した追加電装品箱１１，９１が、電装品箱本体８２に追加される。

＜特徴＞
この空気調和機の電装品ユニット８−１０では、上記のように、電装品箱本体８２が形態の異なる複数の室内機２，５において共通化されている。このため、形態の異なる室内機２，５の開発段階において、電装品箱本体８２の開発を省略することができる。

また、電装品箱本体８２には、追加電装品箱１１，９１を追加して固定することができるため、基本機能とは異なる機能をさらに有する空気調和機にも対応することができる。

さらに、電装品箱本体８２には、複数種類の追加電装品箱１１，９１を共通して使用することができるため、形態の異なる室内機２，５のそれぞれに必要な機能のみを追加して拡張することができる。

以上のように、この空気調和機の電装品ユニット８−１０では、基本機能に関する電装品箱本体８２の開発を省略することができると共に、形態の異なる空気調和機のそれぞれに必要な機能を電装品ユニット８−９に個別に追加することができる。これにより、室内機２，５の開発期間や開発工数の削減が可能となる。また、電装品箱本体８２を製造するために必要な金型を各室内機２，５の開発毎に作成する必要がなくなるため、金型作成の費用を削減することができる。

＜他の実施形態＞
（１）
電装品箱本体８２の共通化は、壁掛け型室内機および天井埋め込み型室内機以外にも、室内の床面上に配置される床置き型室内機や、室内の壁面に埋め込まれる壁埋め込み型室内機にも適用可能である。

（２）
同じ種類の空気調和機においても形態が異なれば、電装品箱本体８２の共通化の効果は有効である。例えば、同じ壁掛け型室内機であっても、その形態が異なる場合や異なる機能を有する場合があり、本発明が適用が有効である。

（３）
上記の実施形態では、形態の異なる室内機２，５について本発明が適用されているが、形態の異なる室外機に対して本発明が適用されてもよい。

（４）
上記の実施形態では、第１追加制御基板９２や第２追加制御基板１２は、それぞれ第１追加電装品箱９１や第２追加電装品箱１１にそれぞれ収容されている。そして、第１追加電装品箱９１や第２追加電装品箱１１が電装品箱本体８２に固定されることによって、第１追加制御基板９２や第２追加制御基板１２が電装品箱本体８２に追加されている。しかし、第１追加制御基板９２や第２追加制御基板１２が直接に電装品箱本体８２に固定されることによって追加されてもよい。すなわち、第２固定部８４に固定される被固定部１３，９３と同様の構造が第１追加制御基板９２や第２追加制御基板１２に設けられてもよい。

また、第１追加制御基板９２や第２追加制御基板１２を固定するための固定構造が共通化されることによって、共通の電装品箱本体８２に第１追加制御基板９２または第２追加制御基板１２を固定することができる。これにより、形態の異なる室内機２，５のそれぞれに必要な機能を容易に付加することができる。

（５）
上記の実施形態では、電装品箱本体８２の外側に第１追加電装品箱９１や第２追加電装品箱１１が固定されているが、電装品箱本体８２が取り外し可能な蓋体を有する場合には、蓋体を取り外して蓋体の代わりに第１追加電装品箱９１や第２追加電装品箱１１が固定されてもよい。また、蓋体を取り外して蓋体の代わりに第１追加制御基板９２や第２追加制御基板１２が直接に固定されてもよい。さらに、蓋体を固定するための固定構造が、第１追加電装品箱９１や第２追加電装品箱、又は、第１追加制御基板９２や第２追加制御基板１２を固定するための固定構造と共通化されてもよい。

例えば、室内機２，５の形態の違いのために蓋体が必要な室内機と不要な室内機とがある場合、蓋体が不要な室内機においては上記のように蓋体に代えて追加電装品箱１１，９１や追加制御基板１２，９２を取り付けることによって、室内機の収容スペースを有効に利用することができる。

本発明は、電装品ユニットの開発に必要な期間やコストを削減することができる効果を有し、空気調和機の電装品ユニットとして有用である。

壁掛け型空気調和機の外観図。 天井埋め込み型空気調和機の外観図。 冷媒回路の基本構造を示す模式図。 電装品ユニットの外観図。 第１追加電装品箱を有する電装品ユニットの外観図。 第２追加電装品箱を有する電装品ユニットの外観図。

符号の説明

１ 第１空気調和機
２ 第１室内機（室内機）
４ 第２空気調和機
５ 第２室内機（室内機）
８−１０ 電装品ユニット
１１ 第２追加電装品箱（第３電装品箱）
１２ 第２追加制御基板（第３基板）
８１ 基本制御基板第（第１基板）
８２ 電装品箱本体（第１電装品箱）
８４ 第２固定部（固定部）
９１ 第１追加電装品箱（第２電装品箱）
９２ 第１追加制御基板（第２基板）

Claims (3)

1. 形態の異なる複数の空気調和機（１，４）に共通の第１機能に関する制御部品が実装された第１基板（８１）と、
   前記第１基板（８１）を収容し、形態の異なる複数の空気調和機（１，４）に共通して取り付け可能な第１電装品箱（８２）と、
   を備え、
   前記第１電装品箱（８２）は、前記第１機能とは異なる第２機能を付加するための第２基板（９２）を収容する第２電装品箱（９１）が取り付け可能であると共に、前記第１機能および前記第２機能とは異なる第３機能を付加するための第３基板（１２）を収容する第３電装品箱（１１）も共通して固定可能である固定部（８４）を有する、
   空気調和機の電装品ユニット（８−１０）
2. 前記電装品ユニット（８−１０）は、前記空気調和機（１，４）の室内機（２，５）の中に配置されるユニットである、
   請求項１に記載の空気調和機の電装品ユニット（８−１０）。
3. 前記第１電装品箱（８２）の前記固定部（８４）には、前記第２電装品箱（９１）、前記第３電装品箱（１１）および蓋体が共通して固定可能である、
   請求項１または２に記載の空気調和機の電装品ユニット（８−１０）。

Images