JP4757796B2 - 空気調和機室外ユニットの外周コーナ部設計方法及び空気調和機室外ユニット - Google Patents

Description

本発明は、例えば、空気調和機の室外ユニットのように、エレベータかごを利用して搬送することができる筐体及びその搬送方法に関する。

例えば、ビルの屋上に空気調和機の室外ユニットを設置する場合は、建物に設置されている既設のエレベータかごを利用して屋上に搬送する。しかしながら、平面長方形状の室外ユニットの場合、これをエレベータかごに搬入して搬送する際は、室外ユニットの端面側はエレベータかごの出入口寸法で規制され、裏面側はエレベータかごの奥行寸法で規制されることになる。よって、短面側、長面側ともある一定以上の寸法を確保したい室外ユニットを、間口及び奥行きが狭い通常のエレベータかごに収容するため、室外ユニットの短面側を間口から挿入したのちエレベータかご内で回転して収容することを試みるが、室外ユニットのコーナ部がエレベータかごの内壁に引っ掛かって回転することができず、結局のところ、室外ユニットをエレベータかごに搭載することができない場合が多い。このため、屋上からクレーンなどを使って吊り上げて搬入しなければならないが、クレーン自身の手配も必要となるため搬送が大掛かりとなり、搬送コストが高くなり、設置納期も長くなってしまう。

このため、間口の狭いエレベータかごにおいても搬入が可能となるように、搬入時に室外ユニットの側面に設けた部品を外して間口寸法よりも室外ユニットの寸法小さくして搬入する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平０８−３５６９０号公報（第２−４頁、図４）

特許文献１記載の技術によれば、空気調和機の室外ユニットを間口の狭いエレベータかごに搬入するときに室外ユニットの側面に設けた部品を外さなければならず、エレベータかごに搬入するたびごとに多くの労力を必要としていた。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、間口の狭いエレベータかごであっても筐体をエレベータかごに容易に搬入することができる筐体及びその搬送方法を提供することを目的とする。

本発明は、エレベータかごの有効出入り口幅寸法及び有効奥行き寸法よりも短い２つの第１の面と、前記エレベータかごの有効出入り口幅寸法及び有効奥行き寸法よりも長い２つの第２の面とにより外周が形成される空気調和機室外ユニットの外周コーナ部設計方法であって、前記第１の面と前記第２の面とが作る外周コーナ部の各面を、前記第２の面の寸法から前記エレベータかごの有効奥行き寸法を差し引いた値よりも大きな値で、かつ前記室外ユニットが内部に備える熱交換器の曲げ部と干渉しない範囲の値で面取りする、ことを特徴とする。

空気調和機室外ユニット筐体を既存の設備を用いてエレベータかごに搬入することができるため、搬送の際の省力化を高めることができ、搬送コストを削減することができ、かつ設置納期を短縮することが可能となる。

本発明の実施の形態１にかかる空気調和機の室外ユニットの分解状態を示す斜視図である。 実施の形態１にかかる室外ユニットの平断面図である。 実施の形態１にかかるエレベータかごの平断面図である。 実施の形態１にかかる室外ユニットの面取り寸法と室外ユニットの面積との関係を示す線図である。 実施の形態１にかかる熱交換器のコーナー面取り寸法と熱交換器曲げとの関係を示す説明図である。 実施の形態１の作用説明図である。 実施の形態１の作用説明図である。 実施の形態１の作用説明図である。 実施の形態１の作用説明図である。

実施の形態１．
図１は本発明に係る筐体の一例である空気調和機の室外ユニットの分解状態を示す斜視図、図２は図１を組み立てた状態の要部を示す平断面図、図３はエレベータかごの平断面図である。
図１に示すように、空気調和機の室外ユニットは、ほぼ直方体形状の筐体１によって構成されており、筐体１の四隅には立設柱２が設けられ、立設柱２の上部には上面３及び上面枠４が設けられている。そして、上面３にはファン５が取り付けられており、ファン５と上面枠４を覆うように樹脂製のファンカバー６が取り付けられている。

筐体１の内部には底面１０に立設されコーナ部がＲ状に形成された断面ほぼコ字状の熱交換器１１が設置され（以下、コ字状の熱交換器１１の開口部側を前面、開口部と反対側を背面、両腕部に相当する側を側面という）、さらに熱交換機１１に囲まれるようにして、上部に制御箱１２、下部に機械室１３を有し、機械室１３内には圧縮機１４などが配設されている。

なお、ファンカバー６は上面枠４の外側を覆い、室外ユニットがエレベータかご内で回転するときに室外ユニットに傷が発生するのを防止しているので、ファンカバー６が室外ユニット外周の最大寸法を構成することになる。また、ファンカバー６は樹脂製材料の成形品であって、仮にエレベータかご内壁に室外ユニットが衝突したとしても、双方に損傷を与えないようにしている。

筐体１のそれぞれの立設柱２には、そのコーナ部に立設柱２の上下方向に同形に切り取られた面取り部７が設けられ、この面取り部７は筐体１の隣接面に対してほぼ４５度の角度をなすように、すなわち断面がほぼ直角三角形状をなすように面取りされている。そして、この面取りによって、室外ユニットをエレベータかごに搭載して回転する際に、エレベータかごの内壁と干渉しないようにしてある。

図２、図３に示すように、室外ユニットの短面側寸法（例えば筐体１の前面側から背面側に至る奥行きＡ）はエレベータかご２０の幅方向の有効出入り口寸法ａ（後述）とほぼ等しく、また長面側寸法（例えば室外ユニットの側面間の幅Ｂ）はエレベータかご２０の有効奥行きｂ（後述）に、面取り部７の寸法Ｘを加えたｂ＋Ｘにほぼ等しい。なお、面取り寸法Ｘは、熱交換器１１の曲げＲと干渉しない範囲で変更することが可能である。
また、上記の説明では、室外ユニットの短面側を奥行き、長面側を幅としたが、室外ユニットの短面側を幅、長面側を奥行きとしてもよい。

エレベータかご２０はその前面に出入り口２１を有しており、出入り口２１は扉２２によって左右に開閉できるようになっている。このエレベータかご２０の内寸法は、幅をｃ、奥行きをｅ、出入り口をｄとする。通常、大型機器・設備などをエレベータかご２０によって搬送する場合は、エレベータかご２０の内壁を傷付けないように、コンクリートパネルなどで養生するが、この場合、搬送用エレベータかご２０の養生代を例えば１０ｍｍとして、これを考慮すると、エレベータかご２０の有効出入り口寸法ａは、出入り口寸法ｄから１０ｍｍ×２を引いた値となり、エレベータかご２０の有効奥行きｂは、エレベータかご２０の奥行きｅから１０ｍｍ×２を引いた値となる。すなわち、室外ユニットの奥行きＡ＝エレベータかご２０の有効出入り口寸法ａ、室外ユニットの側面幅Ｂ＝エレベータかご２０の有効奥行きｂ＋面取り部７の寸法Ｘである。
なお、先に述べたごとく、室外ユニットのファンカバー６が室外ユニットの外周の最大寸法を構成するので、室外ユニットの奥行きＡ、側面幅Ｂの寸法は、ファンカバー６の奥行き、幅の寸法を基準にして定められる。

上記のエレベータかご２０は日本国内においてはＪＩＳＡ４３０１で規定されている一般乗用６人乗り（Ｐ６ＣＯ）が最小であり（この場合、エレベータかご２０の内寸法は、幅ｃ＝１４００ｍｍ、奥行きｅ＝８５０ｍｍ、出入り口寸法ｄ＝８００ｍｍである）、そのようなエレベータかご２０において室外ユニットのコーナ部を面取りすることで、エレベータかご２０の有効奥行きｂより幅が広い室外ユニットが、エレベータかご２０内で回転可能となり、作業者も同乗して搬送することが可能となる。
ここで、高さ方向の制約も当然あるが、本実施の形態で述べる室外ユニットは、充分余裕ある高さ寸法につきあえて触れない。しかし、前述のＪＩＳ規格では、出入り口高さが、最小２０００ｍｍと規定されている為、高さ方向はこの寸法が目安となる。

つまり、上記のエレベータかご２０（ＪＩＳＡ４３０１）によって室外ユニットを搬送する場合、エレベータかご２０の出入り口寸法ｄが８００ｍｍであるので、有効出入り口寸法ａはｄ−１０ｍｍ×２で７８０ｍｍ、有効奥行きｂはエレベータかご２０の奥行きｅが８５０ｍｍであるので有効奥行きｂはｅ−１０ｍｍ×２で８３０ｍｍとなる。この場合、室外ユニットの側面幅Ｂが８３０＋Ｘｍｍであっても、室外ユニットの奥行きＡが７８０ｍｍであれば、室外ユニットはエレベータかご２０内で回転収容することが可能となる。つまり、通常であればエレベータかご２０から室外ユニットがはみ出しているため、エレベータかご２０内への収容は不可能であるが、面取りをすることによって室外ユニットを回転させながら収容させるのである。この平面寸法は、一番設置台数が多い空気調和機１０馬力クラスの室外ユニットが製造可能となる寸法値であり、その室外ユニットがエレベータかご２０で搬送可能となるのである。

次式は、ユニットの奥行きＡ（ｍｍ）、エレベータかご２０の有効奥行きｂ（ｍｍ）、面取り寸法Ｘ（ｍｍ）としたときの室外ユニットの平面積Ｍ（ｍ² ）との関係を示した式である。
Ｍ＝Ａ×（ｂ＋Ｘ）−（Ｘ² ／２）×４
ここで、Ａ×（ｂ＋Ｘ）は四角部分を示し、（Ｘ² ／２）×４はコーナー部の削除分を示す。従って、
Ｍ＝−２Ｘ² ＋ＡＸ＋Ａｂ
＝−２（Ｘ−Ａ／４）² ＋Ａｂ＋Ａ² ／８
ここで、ユニットの幅Ｂは、Ｂ＝ｂ＋Ｘである。
よって、Ｘ＝Ａ／４となるユニット奥行き寸法の１／４となるときに平面積Ｍは、Ａｂ＋Ａ² ／８で最大となる。

ＪＩＳＡ４３０１規格での最小エレベータかご２０において、ｂ寸法は８３０ｍｍとなり、Ａ寸法が最大となる７８０ｍｍの場合、室外ユニットの面取り部の寸法Ｘ（ｍｍ）と、室外ユニットの平面積Ｍ（ｍｍ²）との関係は、図４に示す線図のようになる。図に示すように、面取り寸法Ｘを１９５ｍｍとすることで、室外ユニットの平面積を面取りなしの場合よりも１２％大きくすることが可能となり、能力の大きな熱交換器１１、冷媒回路部品の搭載が可能となる。すなわち、室外ユニットの幅が１０２５ｍｍで、面取り寸法が１９５ｍｍである場合、室外ユニットの平面積は０．７２３４ｍ² で最大値を取る。

以上は、筐体内部の構造を加味せず、理論上の計算値である。前にも触れたが、コーナー面取り寸法Ｘは熱交換器曲げＲと干渉しないことが前提であり、且つコーナ部に取り付ける立設柱２と熱交換器１１の間は、室外ユニットを搬入時に手を入れるためのスペースとして約３０ｍｍ必要である。
また、図５中の熱交換器１１の曲げＲを大きくすると、面取り寸法Ｘは大きくでき、１９５ｍｍまでは室外ユニットの平面積は拡大できるが、曲げＲを大きく取ると熱交換器１１自身の面積が小さくなり、必要面積を確保できない。よって、熱交換器１１の曲げ加工はできる限り小さい曲げＲが望ましい。その他、熱交換器１１と立設柱２とのクリアランスも考慮すれば、本実施例における室外ユニットとしての適切な面取り寸法Ｘは５０ｍｍということになる。

すなわち、面取り寸法Ｘを１９５ｍｍにすると最大平面積となるので、上記数値は、大型機器、設備設計時の、一つの目安となる。
しかし、空気調和機の場合、熱交換器設計や、冷媒回路部品の配置に制約があり、外観意匠面を考慮する必要もある。また、運搬作業性を考えると、面取り寸法Ｘは５０ｍｍ以上あることが望ましい。また、運搬作業者の同乗を考えると、室外ユニットの側面幅Ｂは１０００ｍｍ以内が望ましい。
以上の理由から、空気調和機の寸法は、以下の数値が考えられる。すなわち、側面幅８３０ｍｍを越え、１０００ｍｍ程度（運搬作業者が同乗しない場合は１０００ｍｍ以上も可能）、奥行き７８０ｍｍ以内、面取り５０ｍｍ前後（ただし、熱交換器能力が充分であれば、大きい数値が望ましい）、高さは２０００ｍｍ以内である。つまり、エレベータかご２０の寸法の中で、室外ユニットとして有効で、かつ最大限の平面積を得るためには、短面側がエレベータかご２０の出入口寸法に、より近く、長面側がエレベータかご２０の奥行きを越える寸法値をとるのが有効である。

次に、上記の条件を満たす室外ユニットをエレベータかご２０内で回転させて搬送する動作について説明する。図６に示すように、まず、室外ユニットをエレベータかご２０の出入り口２１まで移動させる。通常は、室外ユニットの外周面よりも小さい自在キャスターの付いた搬送用台車に乗せて運搬する。
次に、図７に示すように、室外ユニットをエレベータかご２０の出入り口２１からエレベータかご２０内にまっすぐに搬入する。この際、室外ユニットの側面間の幅Ｂは、エレベータかご２０の有効奥行きｂに面取り寸法を加えたｂ＋Ｘに等しいため、室外ユニットの片側側面はエレベータかご２０からはみ出るが、室外ユニットの面取り部７の内側稜線７ａは、エレベータかご２０の出入り口２１の内壁２０ａよりもエレベータかご２０の養生代である１０ｍｍだけ内側の部分に位置することになる。
次に、図８に示すように、室外ユニットをイ方向に回転させると、室外ユニットの面取り部７がエレベータかご２０の出入り口２１側と奥側で干渉することなく回転し、エレベータかごからはみ出ていた室外ユニットを、エレベータかご２０内に収容することができる。こうして室外ユニットを、イ方向に９０度回転させる。
次に、図９に示すように、回転後の室外ユニットをエレベータかご２０の片側に寄せる。こうすると、室外ユニットと反対側の空間に室外ユニットを搬入する人が搭乗することも可能となる。

実施の形態１によれば、室外ユニットの干渉部分を面取りしてエレベータかご２０内で回転させながら搬出入することを可能としたので、例えば１０馬力クラスの室外ユニットでも、クレーン等を使用せずに、既存の乗用６人乗りのエレベータかご２０で搬送して搬入することが可能となり、この際に作業者も同乗して搬送することができる。このように、既存の設備によって屋上などへの搬入することが可能となるため、搬送の際の省力化を達成して搬送コストを削減することもでき、また設置納期を短縮することも可能となる。また、室外ユニットのコーナ部を面取りするようにしたので、エレベータかご２０に運搬者が出入りするときにも開口部が広がり、コーナ部に引っ掛かることなく、出入りしやすい。

なお、室外ユニットの奥行きＡをエレベータかご２０の有効出入り口寸法ａとし、室外ユニットの側面間の幅Ｂをエレベータかご２０の有効奥行きｂ＋面取り寸法Ｘとしたので、室外ユニットのコーナ部に面取り寸法Ｘ分だけ室外ユニットの幅方向の寸法を大きくしても、エレベータかご２０による搬送が可能となる。こうして、容量の大きな製品であっても、上記要件を満たせば、エレベータかご２０により搬送することができる。すなわち、従来はエレベータかご２０の奥行きと出入り口２１より大きな製品は搬入できなかったが、１０馬力クラスの室外ユニットであっても面取りしたコーナ部７を設けることで、エレベータかご２０による搬送が可能となる。

実施の形態２．
実施の形態１では室外ユニットの面取り部７を隣接する筐体面に対してほぼ４５°の角度をなすように面取りしたが、本実施の形態２では、面取り部７の両側の立設縁部７ａ，７ｂに面取り部７に対してさらにほぼ４５°をなす補助面取り部（図示せず）を設けたもので、このようにすることによって室外ユニットの搬送時においてエレベータかご２０内の回転がより容易になる。
その他の構成、作用、効果は実施の形態１で示した場合と実質的に同様なので、説明を省略する。

実施の形態３．
実施の形態１では室外ユニットの面取り部７を隣接する筐体面に対してほぼ４５°の角度をなすように面取りしたが、本実施の形態２では、面取り部７をＲ取りして形成した（図示せず）ものである。このようにすることによって室外ユニットの搬送時においてエレベータかご２０内の回転がより容易になり、回転性に融通性が生じる。
その他の構成、作用、効果は実施の形態１で示した場合と実質的に同様なので、説明を省略する。
なお、面取り寸法はそれぞれ異なる数値にすることも可能であるが、その場合、室外ユニットの外形寸法は最小面取り寸法から制約を受けることになる。つまり、その部分がエレベータかご２０の内面と干渉するからである。

実施の形態４．
本実施の形態４では、室外ユニットをエレベータかご２０内で回転させる際に回転をスムーズに行わせ、回転が干渉されないようにするため、室外ユニットの下部に室外ユニットの底面よりも小さい面積を占める台車を着脱自在に取り付けた（図示せず）ものである。こうして、室外ユニットの搬送性をさらに高めることができる。
その他の構成、作用、効果は実施の形態１で示した場合と実質的に同様なので、説明を省略する。

実施の形態５．
本実施の形態５では、面取り部７もしくはその両側の立設縁部７ａ，７ｂに着脱自在にコロを設け、室外ユニットがエレベータかご２０内で回転する際に、エレベータかご２０の内壁に接触しても、室外ユニットが円滑に回転することができるようにした（図示せず）ものである。回転操作後は、コロを除去することができる。
その他の構成、作用、効果は実施の形態１で示した場合と実質的に同様なので、説明を省略する。

上記の説明では、本発明を空気調和機の室外ユニットに実施した場合を示したが、これに限定するものではなく、他の機器や設備にも本発明を実施することができる。

符号の説明

１ 筐体、７ 面取り部、７ａ，７ｂ 面取り部の縁部、 ２０ エレベータかご、Ａ 筐体の奥行き（筐体の第１の面の寸法）、Ｂ 筐体の幅（筐体の第２の面の寸法）、ａ エレベータかごの有効出入り口寸法、ｂ エレベータかごの有効奥行き、Ｘ 面取り部の長さ（面取り寸法）。

Claims (5)

1. エレベータかごの有効出入り口幅寸法及び有効奥行き寸法よりも短い２つの第１の面と、前記エレベータかごの有効出入り口幅寸法及び有効奥行き寸法よりも長い２つの第２の面とにより外周が形成される空気調和機室外ユニットの外周コーナ部設計方法であって、
   前記第１の面と前記第２の面とが作る外周コーナ部の各面を、前記第２の面の寸法から前記エレベータかごの有効奥行き寸法を差し引いた値よりも大きな値で、かつ前記室外ユニットが内部に備える熱交換器の曲げ部と干渉しない範囲の値で面取りする、ことを特徴とする空気調和機室外ユニットの外周コーナ部設計方法。
2. 前記外周コーナ部の各面を上下方向に同形状に面取りすることを特徴とする請求項１記載の空気調和機室外ユニットの外周コーナ部設計方法。
3. 前記外周コーナ部の各面をほぼ４５度の角度で面取りすることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機室外ユニットの外周コーナ部設計方法。
4. 前記エレベータかごがＪＩＳＡ４３０１で規定される一般乗用６人乗りであり、
   前記第１の面の寸法を７８０ｍｍ以内とし、前記第２の面の寸法を８３０ｍｍ以上１０００ｍｍ以内とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機室外ユニットの外周コーナ部設計方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法で外周コーナ部が設計された空気調和機室外ユニット。

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