JP4749302B2 - 空気調和機の室外ユニット - Google Patents

Description

この発明は、空気調和機の室外ユニットに係り、特に室外ユニットの電気部品箱に関するものである。

従来の空気調和機の室外ユニットには、圧縮機および送風機等を制御するための電気制御部品を収容する電気部品箱が備えられ、電気部品箱は電気制御部品が実装される制御基板を取付け支持し、かつ、制御基板を上部に位置し、全ての電気制御部品を下方向に向けて収容する基板保持枠を備えており、前記電機部品箱が収納できる基板は1サイズだけであり、基板保持枠および周辺部品群は一対である（例えば特許文献１参照）。

特開平９−６０９２８号公報（段落００３６〜００８８、図１〜４）

従来の電気部品箱においては、収納できる基板の大きさが１サイズに制約されるため、同サイズのまま空気調和機としての能力や出力を向上させたいとき等限界があった。また、逆に基板サイズを変更するためには、基板保持構造および周辺部品群をその基板サイズに合わせて作り直さなければならず、多くの手間や金型費を費やさなければならない等の問題点があった。

この発明は上記のよう課題を解決するためになされたもので、大きさが異なる基板でも各々搭載可能で共用することができる電気部品箱を備えた空気調和機の室外ユニットを得るものである。

この発明に係る空気調和機の室外ユニットは、短辺のサイズが一定で長辺のサイズが複数種類の基板の内のいずれか１枚の基板の素子実装面を下向きに支持する基板保持枠と、前記基板保持枠の上面に設けられ、前記基板の反実装面側を覆うカバーと、を具備し、前記基板保持枠の内壁面は、前記複数の種類の基板の内最大のサイズの基板が挿入可能に形成され、前記基板保持枠の長辺側の内壁に設けられ、前記複数種類の基板の長辺側の端部のいずれも固定可能な基板固定部と、前記基板保持枠の４辺の内壁に設けられ、内側に突出したガイドと、前記基板保持枠の一方の短辺側の内壁面に前記最大のサイズよりも小さい基板の一方の短辺部を合わせたときに、この最大のサイズよりも小さい基板の他方の短辺部に対応する位置に前記基板保持枠の長辺側の両内壁面から張り出させた桟と、を備え、前記基板保持枠に支持される基板は、そのサイズが前記最大のサイズである場合は、その反実装面側の両方の短辺部および両方の長辺部が前記ガイドの下面に当接し、そのサイズが前記最大のサイズより小さい場合は、その反実装面側の一方の短辺部と両方の長辺部が前記ガイドの下面に当接し、他方の短辺部が前記桟の下面に当接して配設されることとしたものである。

この発明によれば、短辺のサイズが一定で長辺のサイズが複数種類の基板の内のいずれか1枚の基板の素子実装面を下向きに支持する基板保持枠と、前記基板保持枠の上面に設けられ、前記基板の反実装面側を覆うカバーと、を具備し、前記基板保持枠の内壁面は、前記複数の種類の基板の内最大のサイズの基板が挿入可能に形成され、前記基板保持枠の長辺側の内壁に設けられ、前記複数種類の基板の長辺側の端部のいずれも固定可能な基板固定部と、前記基板保持枠の一方の短辺側の内壁面に前記最大のサイズよりも小さい基板の一方の短辺部を合わせたときに、この最大のサイズよりも小さい基板の他方の短辺部に対応する位置に前記基板保持枠の長辺側の両内壁面から張り出させた桟と、を備え、前記基板保持枠に支持される基板は、その反実装面側が前記桟の下面に当接して配設されることとしたので、大きさが異なる基板でも共用することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す電気部品箱を備えた空気調和機の室外ユニットを示す斜視図、図２は空気調和機の室外ユニットの電気部品箱の分解斜視図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は電気部品箱の要部の分解斜視図、図５、図６は室外ユニットと電気器部品箱の要部断面図であり、電気部品箱は図２のＢ−Ｂ断面を示す。
図１において、空気調和機の室外ユニット本体１内部には熱交換器、プロペラファン、圧縮機、冷媒配管（図示せず）等が収納され、セパレータ１ａによって圧縮機が配設された機械室１ｂと、プロペラファンが配設された風路室１ｃに仕切られている。また、室外ユニット本体１の側面には、電源接続や外気取り入れ等のための室外ユニット開口部１ｄが設けられ、セパレータ１ａ上端に電気部品箱９が設けられている。

通常、インバータ駆動回路を有する室外ユニットには、プロペラファン、圧縮機等を制御するための基板素子、トランジスタ、ダイオード等の実装部品が搭載された制御用の基板の冷却構造が必要で、基板表面に風を当てるとともに、トランジスタやダイオード等、特に温度上昇が激しい部品は、前記トランジスタ、ダイオードに直付けしたヒートシンク７を風路室１ｃに曝して放熱させる。
基板の表面に風を当てるには、セパレータ１ａかヒートシンクサポート２に穿設した通風孔（図示せず）と、室外ユニット本体１の側面の室外ユニット開口部１ｄとで通風経路を構成させる。風路室１ｃの負圧により、室外ユニット開口部１ｄから機械室１ｂ内へ外気を引き込み、基板の表面を通過当過させて風路室１ｃへ流出させる。

このとき、外気は塵埃を機械室１ｂへ運び込むため、基板上に塵埃が堆積しない配慮が必要であり、基板の素子実装面を下向きにかつ水平に配置したときは、塵埃が侵入し、反実装面に付着して、酸化、絶縁不良、ショート等が生じることがあるので、上面側である基板素子の反実装面に塵埃を流入させないことが重要である。

図２において、電気部品箱９は、最大のサイズのＬ基板５（点線で示す）、または、最大のサイズよりも小さいＳ基板６（実線で示す）を、素子実装面を下向きにかつ水平で、下方向から取り付けられる構造の基板保持枠３と、トランジスタやダイオードに当接するようにして、Ｌ基板５、Ｓ基板６に各々ネジ（図示せず）で固定されたヒートシンク７を支持するヒートシンクサポート２と、基板保持枠３の上面部を覆うカバー４を備えている。
電気部品箱９の基板保持枠３に取り付けられる基板は機種によってサイズが異なるが、機種各々に搭載される基板は１枚であり、短辺を同一のままとし長辺の長さを変えることで、大きいＬ基板５と、小さいＳ基板６を使い分けている。

また、ヒートシンクサポート２は、ヒートシンクフィン７ａだけが露出できる寸法で角穴２ａを有しており、側面には基板保持枠３へ固定するための小角穴２ｂ、２ｃが設けられている。このとき、ヒートシンクフィン付け根面７ｂは、ヒートシンクサポート２に当接される。

図２〜図４において、基板保持枠３は、Ｌ基板５のサイズにてＬ基板５の外周を囲う内壁と外壁から形成した樹脂製の枠で、外壁上方には、カバー４を上方向から塞ぎ固定するための係止ツメ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを形成し、外壁下方にヒートシンクサポート２を固定するための係止ツメ３ｅ、３ｆを形成している。
また、内壁にＬ基板５、または、Ｓ基板６を水平に固定するための係止ツメ３ｇ、３ｈとガイド３ｊ、３ｋ、３ｍを設け、Ｌ基板５とＳ基板６の固定を兼用できる配置としている。また、補強のための縦桟３ｎと横桟３ｐ、３ｑ、３ｒを内壁から張り出させている。

図５、図６において、図５はＬ基板５を基板保持枠３に取り付けた場合、図６はＳ基板６を基板保持枠３に取り付けた場合を示す。上述の縦桟３ｎと横桟３ｐ、３ｑ、３ｒのうち横桟３ｒを、図６に示すように、ヒートシンク７取付側のＳ基板６の短辺６ａ（図２）を基準に短辺６ａの反対側の短辺６ｂに対応する位置に設け、かつ、下面をＬ基板５の基板素子の反実装面５ｃまたはＳ基板６の反実装面６ｃに当接させる高さの寸法としている。このとき、ヒートシンク７取付側のＬ基板５の短辺５ａとＳ基板６の短辺６ａの位置は一致している。また、縦桟３ｎ、横桟３ｐ、３ｑは反実装面５ｃまたは６ｃから突出している素子の足に触れないように低い寸法としている。

次に、上記のように構成された電気部品箱９に基板を組み込むときの手順について図２〜図６により説明する。
Ｌ基板５の場合は、基板の短辺５ａ側にヒートシンク７を取り付け、Ｌ基板５を素子実装面を下向きにして基板保持枠３の内側に下方から挿入し、基板の一方の長辺の端部を基板保持枠３のガイド３ｋ、３ｍに嵌め込み、基板の他方の長辺の端部を係止ツメ３ｇ、３ｈを押し広げるようにしてガイド３ｊまで押し込むと、ガイド３ｊにＬ基板５の端部が当接したときに、係止ツメ３ｇ、３ｈが元の位置に戻り、ガイド３ｊと、係止ツメ３ｇ、３ｈにより基板端部が係止される。このとき、Ｌ基板５の外周が、基板保持枠３の内壁で囲まれ、また、横桟３ｒの下面がＬ基板５の反実装面５ｃに当接する。

次に、ヒートシンクフィン７ａをヒートシンクサポート２の角穴２ａに合わせ入れながら、ヒートシンクサポート２の小角穴２ｂ、２ｃを基板保持枠３の係止ツメ３ｅ、３ｆに嵌合させる。そして、上方からカバー４を被せ、係止ツメ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに固定することで組み立てが完了する。

Ｓ基板６の場合も同様にして組み立てるが、Ｓ基板６の場合は、ヒートシンク７を取り付けた基板の短辺６ａの反対側の短辺６ｂ部分の反実装面６ｃが横桟３ｒの下面に当接する。

次に、Ｌ基板５とＳ基板６の収納状態について、図５、図６により説明する。図において室外ユニット開口部１ｄは右側に位置し、冷却のための外気が室外ユニット開口部１ｄから侵入する流れを矢印で示す。上方は、Ｌ基板５、Ｓ基板６の各々の反実装面５ｃ、６ｃともカバー４によって塞がれる。
図５はＬ基板５を収納した場合を示しており、Ｌ基板５は基板保持枠３の内寸法とＬ基板５の外周寸法が一致しているため、外気は反実装面５ｃに侵入できない。
なお、横桟３ｒが反実装面５ｃに当接するので、当接する箇所は基板面から基板素子の足が突出しないよう、基板に素子を配置している。
また、図６はＳ基板６を収納した場合を示しており、Ｓ基板６は短辺６ｂに横桟３ｒを設けているので、外気は反実装面６ｃに侵入できない。このとき、Ｌ基板５と同様、横桟３ｒが当接する箇所では基板面から基板素子の足が突出しないよう、基板に素子を配置している。

また、Ｌ基板５、Ｓ基板６のヒートシンク７側の取付基準と取付寸法は同一で、ヒートシンクフィン付け根面７ｂがヒートシンクサポート２の角穴２ａの外周に当接するので、角穴２ａからの塵埃の侵入はない。また、基板保持枠３の係止ツメ３ｅ、３ｆの内側に内壁が存在しているので、ヒートシンクサポート２の小角穴２ｂ、２ｃからも塵埃の侵入は阻止される。

以上のように、基板の実装面を下向きに支持する基板保持枠３及び基板保持枠３の上面に設けられ、基板の反実装面側を覆うカバー４とを有する電気部品箱９とを備えた空気調和機の室外ユニットにおいて、基板は、短辺のサイズが一定で長辺のサイズが複数種類の基板の内のいずれかとし、基板保持枠３の内壁面は、複数の種類の基板の内最大のサイズのＬ基板５が挿入可能に形成され、基板保持枠３の長辺側の内壁に設けられ、複数種類の基板の長辺側の端部のいずれも固定可能な基板固定部と、基板保持枠３の一方の短辺側の内壁面に最大のサイズよりも小さいＳ基板６の一方の短辺６ａを合わせたときに、他方の短辺６ｂに対応する位置に基板保持枠３の長辺側の両内壁面から基板の反実装面側に張り出させた横桟３ｒと、を備え、基板は、その反実装面側が横桟３ｒの下面当接して配設され、横桟３ｒと当接する反実装面側に実装品のリード線が突出しないように実装部品が配設されるようにしたので、大きさの異なるＬ基板、Ｓ基板とも搭載可能な共用の電気部品箱９を得ることができる。

また、基板サイズ専用の部品金型が必要ないため、金型費を抑えることができる。
さらに、室外ユニットを同サイズのままとして、空気調和機としての能力が異なる機種のバリエーションを展開することができる。
また、Ｌ基板５を用いるときは、基板保持枠３の内寸法とＬ基板５の外周寸法が一致しているため、外気は反実装面５ｃに侵入できず、Ｓ基板６を用いるときは、Ｓ基板６の短辺６ｂの位置する部分に横桟３ｒを設けているので、外気は反実装面６ｃに侵入できず、塵埃の侵入を防ぐことができる。

なお、本実施の形態ではＬ基板５とＳ基板６の２種類の大きさの基板を用いる場合について示したが、３種類以上の大きさが異なる基板の場合も同様にして電機部品箱９に搭載することができ、部品管理の簡素化や、コスト削減をすることができる。
また、本実施の形態は基板保持枠３の横桟３ｒは基板サイズに合わせて固定したものであるが、図７に示すように、横桟３ｒの代わりに着脱可能な横桟３ｗとして、ネジ１０で固定するようにしてもよい。この場合、最大サイズの基板より小さい基板のサイズに合わせて基板保持枠３にネジ１０用の穴を合わせて設けておけば、種類の異なった基板に対応し易く、また、大きい基板を用いるときは、この横桟３ｗを外しておけば、横桟３ｗの位置で基板面から基板素子の足が突出す場合も対応することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、横桟３ｒを基板に当接するようにしたものであるが、当接部の基板素子の配置の制約で桟の当接部の幅を広くすることができないとき、Ｓ基板６を搭載した場合、水平方向のズレが生じて、すき間が発生することがある。本実施の形態はこのすき間が生じないようにしたものである。
図８は、この発明の実施の形態２を示す空気調和機の室外ユニットの電気部品箱の要部分解斜視図である。実施の形態１の図２と同一部分には同一の符号を付し説明を省略する。
図において、横桟３ｒの任意位置に凸部３ｔを形成したボス３ｓを設け、Ｌ基板５、Ｓ基板６には凸部３ｔに一致する箇所に穴５ｄ、６ｄを穿設している。

このように、基板保持枠から張り出させた桟の任意位置に、凸部を形成したボスを設け、基板にはボス凸部に一致する箇所に穴を穿設したので、Ｓ基板６を収納したとき、凸部３ｔが基板穴６ｄに合致して水平方向の動きを規制するので、組み立てバラツキを抑制し、ズレによるすき間を生じさせないようにすることができ、塵埃の侵入を防ぐことができる。

実施の形態３．
実施の形態１、２では、基板に横桟３ｒを当接させ、また、水平方向の動きを規制するようにしたが、本実施の形態は、輸送時や運転時の振動を考慮して、基板の動きをさらに規制したものである。
図９は、この発明の実施の形態３を示す空気調和機の室外ユニットの電気部品箱の要部分解斜視図である。実施の形態１の図２と同一部分には同一の符号を付し説明を省略する。図において、横桟３ｒの任意の位置に形成したボス３ｓに、内部に３ｕ ネジ固定用下穴３ｕを設け、Ｌ基板５、Ｓ基板６には、３ｕ ３ｕ ネジ固定用下穴３ｕに一致する箇所に穴５ｄ、６ｄを穿設している。そして、Ｌ基板５、Ｓ基板６を収納したとき、実装面側から穴５ｄまたは６ｄを介して固定ネジ８でボス３ｓに固定する。

このように、基板保持枠３から張り出させた横桟３ｒの任意位置に、３ｕ ネジ固定用下穴３ｕを形成したボス３ｓを設け、Ｓ基板Ｌにはボス３ｓの３ｕ ネジ固定用下穴３ｕに一致する箇所に穴６ｄを穿設したので、Ｓ基板６を強固に固定することができ、Ｓ基板６を収納したときの組み立てバラツキをさらに抑制し、ズレによるすき間を生じさせないようにすることができ、塵埃の侵入をよく防ぐことができる。

なお、図１０、図１１に示すように、基板保持枠３の内面に溝３ｙ１を有するボス３ｙを形成し、この溝３ｙ１に嵌合する段差部３ｚ１を有する横桟３ｚを横桟３ｒの代わりに用いてもよい。そして、このボス３ｙの下部には、凸部３ｔを設け、Ｓ基板６に設けた基板穴６ｄに挿入させてＳ基板６のズレ防ぐことができる。また、このボス３ｙの下部にネジ穴を設けネジ止めしてもよい。

この発明の実施の形態１、２、３における電気部品箱を有する空気調和機の室外ユニットを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１、２、３における空気調和機の室外ユニットの電気部品箱の分解斜視図である。 この発明の実施の形態１における空気調和機の室外ユニットの電気部品箱の要部断面図である。 この発明の実施の形態１における空気調和機の室外ユニットの電気部品箱の要部の分解斜視図である。 この発明の実施の形態１における空気調和機の室外ユニットの電気部品箱の要部の分解斜視図である。 この発明の実施の形態１における空気調和機の室外ユニットの電気部品箱の要部の分解斜視図である。 この発明の実施の形態１における空気調和機の室外ユニットの電気部品箱の要部の分解斜視図である。 この発明の実施の形態２における空気調和機の室外ユニットの電気部品箱の要部の分解斜視図である。 この発明の実施の形態３における空気調和機の室外ユニットの電気部品箱の要部の分解斜視図である。 この発明の実施の形態３における空気調和機の室外ユニットの電気部品箱の要部の分解斜視図である。 図１０の要部の分解斜視図である。

符号の説明

３ 基板保持枠、３ａ 係止ツメ、３ｅ 係止ツメ、３ｇ 係止ツメ、３ｊ ガイド、 ３ｋ ガイド、３ｒ 横桟、３ｓ ボス、３ｔ 凸部、３ｕ ネジ固定用下穴、４ カバー、５ Ｌ基板、５ａ 短辺、５ｃ 反実装面、５ｄ 穴、６ Ｓ基板、６ａ 短辺、６ｂ 短辺、６ｃ 反実装面、６ｄ 基板穴、７ ヒートシンク、８ 固定ネジ、９ 電気部品箱。

Claims (5)

1. 短辺のサイズが一定で長辺のサイズが複数種類の基板の内のいずれか１枚の基板の素子実装面を下向きに支持する基板保持枠と、
   前記基板保持枠の上面に設けられ、前記基板の反実装面側を覆うカバーと、を具備し、
   前記基板保持枠の内壁面は、前記複数の種類の基板の内最大のサイズの基板が挿入可能に形成され、
   前記基板保持枠の長辺側の内壁に設けられ、前記複数種類の基板の長辺側の端部のいずれも固定可能な基板固定部と、
   前記基板保持枠の４辺の内壁に設けられ、内側に突出したガイドと、
   前記基板保持枠の一方の短辺側の内壁面に前記最大のサイズよりも小さい基板の一方の短辺部を合わせたときに、この最大のサイズよりも小さい基板の他方の短辺部に対応する位置に前記基板保持枠の長辺側の両内壁面から張り出させた桟と、
   を備え、
   前記基板保持枠に支持される基板は、
   そのサイズが前記最大のサイズである場合は、その反実装面側の両方の短辺部および両方の長辺部が前記ガイドの下面に当接し、
   そのサイズが前記最大のサイズより小さい場合は、その反実装面側の一方の短辺部と両方の長辺部が前記ガイドの下面に当接し、他方の短辺部が前記桟の下面に当接して配設されることを特徴とする空気調和機の室外ユニット。
2. 前記基板保持枠から張り出させた桟の任意位置に、凸部を形成したボスが設けられ、前記基板保持枠に支持される基板には前記ボスの凸部が合致する穴が穿設されたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外ユニット。
3. 前記基板保持枠から張り出させた桟の任意位置に、ネジ固定用穴を形成したボスが設けられ、前記基板保持枠に支持される基板には前記ボスのネジ固定用穴に一致する箇所に穴が穿設され、この孔を介して固定ボルトが前記ボスに固定されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外ユニット。
4. 前記桟が前記基板保持枠に着脱可能で、前記基板保持枠には前記複数種類の基板に対応したネジ用穴が形成され、前記桟が前記基板保持枠に支持される基板のサイズに合わせてネジにて固定されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外ユニット。
5. 前記複数種類の基板のいずれにおいても反実装面側の前記桟と当接する箇所には実装素子の足が突出しないように前記実装素子が配設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の空気調和機の室外ユニット。

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