JP5083239B2 - 電装品モジュール及び空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、電装品モジュール及び空気調和装置に関するものである。

従来、下記特許文献１に開示されているように、空気調和装置の室外機に設けられる電装品モジュールとして、ケーシングに配設された仕切り板に固定されるように構成されたものが知られている。この電装品モジュールは、機械室内において仕切り板に固定される金属製の支持プレートを有しており、この支持プレートの前面には、樹脂製の躯体が装着されている。この躯体には、パワー素子、回路基板及びヒートシンクが取り付けられる基板取付プレートと、前記回路基板を覆うとともに、表示素子や操作素子が実装された補助基板が装着される基板保護プレートとが含まれている。基板取付プレートの前面側には前記パワー素子が配設される一方、基板取付プレートの背面には、パワー素子の熱を逃がすための前記ヒートシンクが取り付けられている。このヒートシンクは、前記支持プレートに形成された開口部を通して支持プレートの背面側に突出するとともに、仕切り板に形成された開口部を通して機械室から送風機室にまで入り込んでいる。ヒートシンクは、支持プレートの背面の約３分の１を占める程度の大きさである。

特開２００７−２０５６２７号公報

前記特許文献１の電装品モジュールでは、支持プレートの背面側の空間にはヒートシンクが存在するだけであり、この背面側の空間がデッドスペースとなってしまっている。したがって、機械室内の空間の有効利用という観点からは改善の余地が残されている。

本発明の目的は、機械室内の空間の有効利用を可能とする電装品モジュールを提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明は、冷媒回路（１８）を有する空気調和装置（１０）に設けられる電装品モジュールであって、前面及び背面を有する保持部材（４４）と、前記保持部材（４４）の前面側で当該保持部材（４４）に保持される前面側回路基板（５５）と、前記保持部材（４４）の背面側で当該保持部材（４４）に保持されるとともに、少なくともパワー素子（５６ａ）が実装される背面側回路基板（５４）と、を備え、前記パワー素子（５６ａ）は、前記冷媒回路（１８）の冷媒によって冷却可能に配設されている電装品モジュールである。

本発明では、保持部材（４４）の前面側に前面側回路基板（５５）が配設される一方、保持部材（４４）の背面側には、背面側回路基板（５４）が配設されている。したがって、保持部材（４４）の前面側の空間及び背面側の空間のそれぞれにおいて、デッドスペースが解消されている。このため、電装品モジュールを空気調和装置（１０）のケーシング（３０）内の機械室に配設した場合でも、機械室内の空間の有効利用を図ることができる。しかも、パワー素子（５６ａ）が冷媒回路（１８）の冷媒によって冷却可能となっているので、従来のように大型のヒートシンクを配設する必要がなく、パワー素子（５６ａ）を冷却するために必要な構成部材を小型化できるとともに、この小型化に伴って生ずるスペースにも回路基板（５４，５５）を配設することが可能となる。この点でも、スペースの有効利用を図ることができる。また、回路基板（５４，５５）が前面側と背面側とに分けて配設される構成となっているので、各回路基板（５４，５５）を目的に応じて使い分けるようにすることができる。

ここで、前記前面側回路基板（５５）と前記背面側回路基板（５４）とは、前面から見たときに互いに重なり合う領域が存在するように配設されている。

この態様では、保持部材（４４）の前面及び背面という限られたスペースを回路基板（５４，５５）の配設スペースとして可及的に有効利用することができる。

この態様において、前記パワー素子（５６ａ）は、前記背面側回路基板（５４）の前面に実装されており、前記保持部材（４４）は、前記前面側回路基板（５５）の配設位置からずれたところで、かつ前記パワー素子（５６ａ）の配設位置に対応する位置に開口部（６１）を有する。

この態様では、前面側回路基板（５５）の配設位置からずれたところで、パワー素子（５６ａ）の前面側から冷媒回路（１８）の冷媒によってパワー素子（５６ａ）を冷却することが可能となる。このため、背面側回路基板（５４）の前面側に位置するパワー素子（５６ａ）に冷媒回路（１８）の冷媒と熱的に接触可能な冷却部を接続する作業の手間を軽減することが可能となる。一方、前面側回路基板（５５）として、メンテナンス時等に作業者が操作するための電装品、制御動作状況を表示可能な電装品が実装された回路基板を採用することができる。したがって、いずれの作業をも前面側から行うことが可能となる。

本発明の他の電装品モジュールは、冷媒回路（１８）を有する空気調和装置（１０）に設けられる。この電装品モジュールは、前面及び背面を有する保持部材（４４）と、前記保持部材（４４）の前面側で当該保持部材（４４）に保持される前面側回路基板（５５）と、前記保持部材（４４）の背面側で当該保持部材（４４）に保持されるとともに、少なくともパワー素子（５６ａ）が実装される背面側回路基板（５４）と、を備え、前記パワー素子（５６ａ）は、前記冷媒回路（１８）の冷媒によって冷却可能に配設されている。また、前記保持部材（４４）には、前記前面側回路基板（５５）と前記背面側回路基板（５４）とを接続するハーネスを挿通可能な貫通孔（５１ｄ）が形成されている。

この態様では、貫通孔（５１ｄ）を通してハーネスを配索できるので、保持部材（４４）の外側でハーネスを引き回さなくてよくなる。このため、空気調和装置（１０）へ電装品モジュールを設置する際に、ハーネスが邪魔になるといった事態を回避することができる。また、ハーネスを短くすることができる。

本発明のさらに他の電装品モジュールは、冷媒回路（１８）を有する空気調和装置（１０）に設けられる。この電装品モジュールは、前面及び背面を有する保持部材（４４）と、前記保持部材（４４）の前面側で当該保持部材（４４）に保持される前面側回路基板（５５）と、前記保持部材（４４）の背面側で当該保持部材（４４）に保持されるとともに、少なくともパワー素子（５６ａ）が実装される背面側回路基板（５４）と、を備え、前記パワー素子（５６ａ）は、前記冷媒回路（１８）の冷媒によって冷却可能に配設されている。また、前記背面側回路基板（５４）の背面には、電装品（５６）が実装されており、前記保持部材（４４）には、前記背面側回路基板（５４）の背面側に位置する状態で保護部材（４７）が取り付けられており、前記保護部材（４７）は、前記背面側回路基板（５４）の背面に実装された前記電装品（５６）よりも背の高い部位を有している。

この態様では、保護部材（４７）が背面側回路基板（５４）の背面側に配設されるため、保護部材（４７）が前面側のパワー素子（５６ａ）を覆うことはない。そして、発熱したパワー素子（５６ａ）が冷媒によって冷却される。このとき、パワー素子（５６ａ）は密閉空間内に配設されているわけではないので、パワー素子（５６ａ）の熱がこもることはない。一方、保護部材（４７）は背面側回路基板（５４）の背面側に配設されていて電装品（５６）よりも背の高い部位を有するので、背面側回路基板（５４）の背面側が下になるように電装品モジュール（３５）を置いた場合でも、電装品（５６）が接地することを防止でき、電装品モジュール（３５）の輸送時等において電装品（５６）を損傷することを防止することができる。

この態様において、前記電装品（５６）よりも背の高い部位は、少なくとも一部の前記電装品（５６）を挟んだ両側にそれぞれ設けられているのが好ましい。

この態様では、電装品（５６）の両側に保護部材（４７）の中の背の高い部位が存在しているので、背面側回路基板（５４）の背面が下になるように電装品モジュール（３５）を置いた場合に、少なくとも２箇所の背の高い部位が接地する。したがって、電装品モジュール（３５）を置いたときに安定させることができるとともに、電装品（５６）の損傷を確実に防止することができる。

また、前記保護部材（４７）は、前記保持部材（４４）との間に空間を形成するように前記保持部材（４４）に取り付けられており、前記保護部材（４７）と前記保持部材（４４）との間の空間には、前記背面側回路基板（５４）に接続されたハーネスが配索されているのが好ましい。

この態様では、保護部材（４７）と保持部材（４４）との間に形成される空間がハーネスを配索できる空間として機能する。そして、この空間を利用してハーネスを配索することができるので、ハーネスを結束部材で結束しておかなくても、ハーネスが邪魔にならないようにすることができる。

この態様において、前記保護部材（４７）と前記保持部材（４４）との間の空間には、パワー素子（５６ａ）以外の少なくとも一部の前記電装品（５６）が配設されているのが好ましい。

この好ましい態様では、保護部材（４７）と保持部材（４４）との間の空間に発熱の少ない電装品（５６）が収納されている。このため、空間内が過度に昇温することを回避しつつ、電装品（５６）の損傷を防止することができる。

この好ましい態様において、前記保護部材（４７）には、前記空間内の前記電装品（５６）が配設されているところに対応する部位に貫通孔（４７ａ）が設けられているのがより好ましい。

この好ましい態様では、保護部材（４７）と保持部材（４４）との間の空間に収納された電装品（５６）が発熱することがあったとしても、その場合に電装品（５６）からの熱を貫通孔（４７ａ）を通して逃がすことができる。

また、前記背面側回路基板（５４）には、当該背面側回路基板（５４）に対して垂直になるように板状の電装部材（５７）が接合されており、前記電装部材（５７）は、前記保護部材（４７）と前記保持部材（４４）との間の空間に配設されているのがより好ましい。

この態様では、背面側回路基板（５４）に沿う方向の実装密度を上げることができ、しかも、板状の電装部材（５７）は保護部材（４７）によって覆われているので、板状の電装部材（５７）が背面側回路基板（５４）に対して垂直になるように接続されていても、損傷することを防止することができる。

本発明は、前記電装品モジュール（３５）と、前記電装品モジュール（３５）によって制御される冷媒回路（１８）と、前記冷媒回路（１８）の冷媒を流通させる冷却用通路（１８ａ）と前記パワー素子（５６ａ）とを熱的に接続する冷却部（３７）と、を備えている空気調和装置である。

以上説明したように、本発明によれば、パワー素子の熱がこもらないようにしつつ、電装品の保護をすることができる。

本発明の実施形態に係る空気調和装置の配管系統を概略的に示す図である。 前記空気調和装置の室外機の正面図であり、この図は機械室を露出させた状態で表している。 図２と同じ状態で表した前記室外機の側面図である。 前記室外機のケーシング内の構成を示す平面図である。 前記室外機に設けられる電装品モジュールの斜視図である。 前記電装品モジュールの背面保護カバーを取り外した状態を示す図である。 前記電装品モジュールの前側の構成を主として示す斜視図である。 第１基板部に実装されたパワー素子と伝熱板との接続状態を概略的に示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態に係る空気調和装置１０の配管系統を示している。この空気調和装置１０は、冷房運転と暖房運転とが可能なヒートポンプ式の空気調和装置１０である。図１に示すように、空気調和装置１０は、室外に設置される室外機１１と、室内に設置される室内機１２とを備えている。室外機１１と室内機１２とは、第１接続配管１３及び第２接続配管１４を介して接続されている。空気調和装置１０には、これら接続配管１３，１４を含む配管が閉回路状に接続された冷媒回路１８が設けられている。冷媒回路１８には、主として、室内熱交換器２０、圧縮機２３、油分離器２４、室外熱交換器２５、膨張機構である膨張弁２６、アキュムレータ２７、四方切換弁２８が設けられている。冷媒回路１８では、冷媒が循環することにより、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。

室内熱交換器２０は、冷媒を室内空気と熱交換させるための熱交換器であり、室内機１２に設けられている。室内熱交換器２０として、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器等を採用することできる。室内熱交換器２０の近傍には、室内空気を室内熱交換器２０へ送風するための室内ファン（図示省略）が設けられている。

圧縮機２３、油分離器２４、室外熱交換器２５、膨張弁２６、アキュムレータ２７、四方切換弁２８は、室外機１１に設けられている。これらは、何れもケーシング３０（図２〜図４参照）内に収容されている。

圧縮機２３は、吸入ポート、圧縮機構及び吐出ポートを有し、吸入ポートから吸入した冷媒を圧縮機構で圧縮して、吐出ポートから吐出する。圧縮機２３としては、例えば、スクロール圧縮機等の種々の圧縮機を採用することができる。

油分離器２４は、圧縮機２３から吐出された潤滑油及び冷媒の混合流体から潤滑油を分離するためのものである。分離された冷媒は四方切換弁２８へ送られ、潤滑油は圧縮機２３に戻される。

室外熱交換器２５は、冷媒を室外空気と熱交換させるためのものであり、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器等を採用できる。室外熱交換器２５の近傍には、室外空気を室外熱交換器２５へ送風するための室外ファン３１が設けられている。

膨張弁２６は、冷媒回路１８において室外熱交換器２５と室内熱交換器２０との間に配設され、流入した冷媒を膨張させて、所定の圧力に減圧させる。膨張弁２６として、例えば開度可変の電子膨張弁２６を採用することができる。

アキュムレータ２７は、流入した冷媒を気液分離するものであり、冷媒回路１８において圧縮機２３の吸入ポートと四方切換弁２８との間に配設されている。アキュムレータ２７で分離されたガス冷媒は、圧縮機２３に吸入される。

四方切換弁２８には、第１〜第４の４つのポートが設けられている。四方切換弁２８は、第１ポートと第３ポートとを連通すると同時に第２ポートと第４ポートとを連通する第１状態（図１において実線で示す状態）と、第１ポートと第４ポートとを連通すると同時に第２ポートと第３ポートとを連通する第２状態（図１において破線で示す状態）とに切換可能となっている。第１ポートは、油分離器２４を介して圧縮機２３の吐出ポートに接続され、また第２ポートは、アキュムレータ２７を介して圧縮機２３の吸入ポートに接続され、また第３ポートは、室外熱交換器２５に接続され、また第４ポートは、第１接続配管１３を介して室内熱交換器２０に接続されている。空気調和装置１０が冷房運転を行うときには、四方切換弁２８は第１状態に切り換えられ、暖房運転を行うときには、四方切換弁２８は第２状態に切り換えられる。

冷媒回路１８の液側配管には、電装品モジュール３５の発熱部を冷却するための冷却部である冷媒ジャケット３７が接合されている。図例では、冷媒ジャケット３７が接合される液側配管は、冷媒回路１８における室外熱交換器２５と膨張弁２６との間の液側配管となっているが、冷媒ジャケット３７が接合される冷媒配管は、これに限られない。ただし、冷却能力を考慮すれば、冷媒ジャケット３７は、液側配管に接合されるのが好ましい。

冷媒ジャケット３７に接合された配管には、冷房運転時には、室外熱交換器２５で凝縮した冷媒が流れ、暖房運転時には、室内熱交換器２０で凝縮し、膨張弁２６で減圧された冷媒が流れる。これらの冷媒の温度は、運転条件等によって異なるが、例えば冷房運転時で４０〜４５℃程度である。

冷媒ジャケット３７は、扁平状に形成されていて、電装品モジュール３５の所定位置に面接合可能に構成されている。電装品モジュール３５は、冷媒回路１８の動作制御を行うための電装品組立体であり、室外機１１に設けられている。電装品モジュール３５及び冷媒ジャケット３７の詳細な構成については後述する。

図２〜図４に示すように、室外機１１は、基台としての底板３０ａと、この底板３０ａの周縁部に立設された側板３０ｂと、側板３０ｂの上端部間に架設される天板３０ｃとを有するケーシング３０を有し、全体として略直方体形状の外観を呈している。

室外機１１には、ケーシング３０内の空間を２つの空間に区切る仕切り板３９が設けられている。仕切り板３９は、ケーシング内空間の下端部から上端部に亘る大きさを有していて、ケーシング３０の底板３０ａに立設されるように設けられている。言い換えると、仕切り板３９は、ケーシング３０に固定される部材である。

仕切り板３９により、ケーシング内空間は、室外熱交換器２５及び室外ファン３１が収容される熱交換室４０と、圧縮機２３、電装品モジュール３５等が収容される機械室４１とに仕切られている。熱交換室４０は、前面から見たときの左側に位置し、機械室４１は、前面から見たときの右側に位置している。なお、ケーシング３０の前面には、熱交換室４０の空気をケーシング３０外に吹き出すための吹出し口が開口している。

室外熱交換器２５は、ケーシング３０の底板３０ａ上に設置されており、熱交換室４０の下端部から上端部に亘る大きさを有する。そして、室外熱交換器２５は、平面視でＬ字形に形成されており、背面側の側板３０ｂ及び左側の側板３０ｂに沿うように配設されている。室外熱交換器２５の端部には、仕切り板３９の後端部が結合されており、仕切り板３９の前端部は、前面側のケーシング側板３０ｂに結合されている。

機械室４１は、ケーシング内空間の右側部において、図３及び図４に示すように、前後方向の全体を占めるように形成されている。そして、機械室４１内における前面側に電装品モジュール３５が配設されている。すなわち、電装品モジュール３５は、その前面がケーシング３０の前面側の側板３０ｂにおよそ平行になる姿勢で、側板３０ｂの近傍に設置されている。したがって、ケーシング３０の前面側板３０ｂを取り外すと、電装品モジュール３５の前面が最も手前側で露出する。電装品モジュール３５の背面側（後ろ側）には、冷媒配管、アキュムレータ２７等の冷媒回路構成要素が配設されている。

電装品モジュール３５は、機械室４１において高さ方向の中間部に配置されていて、電装品モジュール３５の上方及び下方は空間となっている。そして、電装品モジュール３５は、幅方向の一端部（左端部）において仕切り板３９に結合される一方、他端部（右端部）においてケーシング３０の側板３０ｂに結合されている。

電装品モジュール３５は、保持部材４４と、回路基板４５と、端子台４６と、保護部材である背面保護カバー４７と、を有している。保持部材４４は、ケーシング３０の側板３０ｂ及び仕切り板３９に結合可能に構成された主部材５１と、この主部材５１に結合される樹脂製の介装部材５２とを備えている。主部材５１は、板金からなる部材の適所に穴あけ加工を施すとともに、所定の形状になるように折り曲げ加工したものである。主部材５１は、矩形状の主面部５１ａと、この主面部５１ａの側端部から折り曲げられた側面部５１ｂと、主面部５１ａの上端部から折り曲げられた天面部５１ｃとを有する。介装部材５２は、主部材５１の主面部５１ａに結合されるものであり、回路基板４５の熱が主部材５１に伝わるのを抑制する。

回路基板４５は、主部材５１の主面部５１ａにおける背面側に配設される背面側基板５４（図５及び図６参照）と、主部材５１の主面部５１ａにおける前面側に配設される前面側基板５５（図７参照）とを備えている。言い換えると、前面側回路基板５５は、保持部材４４の前面側で当該保持部材４４に保持され、背面側回路基板５４は、保持部材４４の背面側で当該保持部材４４に保持されている。

背面側基板５４は、パワー素子５６ａ（図８参照）及びパワー素子５６ａ以外のコンデンサ等の素子５６ｂ（図５及び図６参照）を含む電装品５６が複数実装される第１基板部５４ａと、パワー素子５６ａ以外の素子５６ｂからなる電装品５６が複数実装される第２基板部５４ｂとを備えている。第２基板部５４ｂに実装される電装品５６としては、例えばノイズフィルタ等が挙げられる。第２基板部５４ｂは、電装品５６が背面側になるように主部材５１に固定されている。

第２基板部５４ｂは、主部材５１の主面部５１ａにおける上側部に結合されており、第１基板部５４ａは、第２基板部５４ｂの下側に配設されている。第１基板部５４ａは、主部材５１の主面部５１ａに結合された介装部材５２に結合されている。すなわち、第１基板部５４ａは、主部材５１に間接的に結合される一方、第２基板部５４ｂは、主部材５１に直接的に結合されている。

第１基板部５４ａに設けられるパワー素子５６ａとしては、例えば圧縮機制御用インバータ、ファンモータ制御用モジュール等が挙げられる。すなわち、第１基板部５４ａには、複数のパワー素子５６ａが実装されている。これらパワー素子５６ａは第１基板部５４ａの前面に実装されている。一方、第１基板部５４ａの背面には、パワー素子５６ａ以外の電装品５６が実装されるとともに、板状の電装部材５７が設けられている。この電装部材５７は、第１基板部５４ａに対して垂直になるように第１基板部５４ａに接合されている。

前面側基板５５の前面には、パワー素子５６ａ以外の電装品（図示省略）が多数実装されている。前面側基板５５に実装される電装品には、試運転時やメンテナンス時等に作業者が操作するための電装品、制御動作状況を表示可能な電装品等が含まれている。前面側基板５５は、主部材５１の主面部５１ａにおいて、主として上側寄りに配設されている。すなわち、電装品モジュール３５を前面から見ると、前面側基板５５と背面側の第２基板部５４ｂとが重なり合う領域が存在している。また、前面側基板５５は、主面部５１ａにおいて、後述する伝熱板６０が配設された場所とは異なるところに配設されている。

第１基板部５４ａに実装された複数のパワー素子５６ａの前面には、伝熱部材である伝熱板６０が面接合されている（図８参照）。すなわち、伝熱板６０は、これら複数のパワー素子５６ａの配設位置を包含する大きさの部材であり、例えばアルミニウム等の熱伝導性の高い材質で構成されている。パワー素子５６ａの前面に伝熱板６０が接合された構成となっているので、後述の冷媒ジャケット３７接合時のパワー素子５６ａの傷つきを防止することができる。なお、主部材５１の主面部５１ａには、図８に示すように、伝熱板６０の前面側の一部の覆うように突出したカバー部５１ｅが一体に形成されている。

第１基板部５４ａは、主部材５１の主面部５１ａにおける背面に結合された介装部材５２の背面に結合されているが、主部材５１の主面部５１ａ及び介装部材５２には、伝熱板６０を挿通可能な大きさの開口部６１（図６参照）が形成されている。すなわち、保持部材４４は、パワー素子５６ａの配設位置に対応する位置に開口部６１を有する。開口部６１は、図６に破線で示すようにＬ字形となっている。そして、伝熱板６０は、この開口部６１を通して主部材５１の前面側に突出している。なお、伝熱板６０は、主部材５１の前面側に突出する位置に配設されるものに限られるわけではなく、主部材５１の主面部５１ａと同一面上、あるいは主面部５１ａよりも若干背面側に位置していてもよい。

伝熱板６０の前面には、冷媒ジャケット３７が面接合されている。冷媒ジャケット３７は、例えばボルトによるねじ締結により伝熱板６０に固定されている。

冷媒ジャケット３７は、例えばアルミニウム等の熱伝導性の高い材質で構成された厚みのある板材からなり、冷媒回路１８の冷媒配管１８ａが接合されている。すなわち、冷媒回路１８の冷媒を流通させる冷媒配管１８ａに接合される冷媒ジャケット３７が、伝熱板６０を介してパワー素子５６ａに熱的に接続されている。したがって、伝熱板６０は、パワー素子５６ａに接合されるとともに、冷媒ジャケット３７を熱的に接続可能な受け部として機能する。

図２に示すように、冷媒ジャケット３７は、横長の長方形状に形成されるとともに、長手方向に延びる溝（図８参照）が形成されている。この溝は上下に２つ設けられており、互いに平行となっている。この２つの溝にＵ字状に折り曲げられた冷媒配管１８ａが圧入されることにより、冷媒ジャケット３７に冷媒配管１８ａが接合されている。冷媒ジャケット３７に固定された冷媒配管１８ａは、冷媒回路１８の冷媒を流通させる冷却用通路として機能する。

冷媒ジャケット３７に接合される冷媒配管１８ａは、冷媒回路１８において室外熱交換器２５と膨張弁２６との間に設けられる配管（液側配管）の一部であるが、この冷媒配管１８ａは、上下方向に延びる一対の配管１８ｂの上端部につながっている。すなわち、このＵ字状に形成された冷媒配管１８ａの一端部は、上下方向に延びる一方の配管１８ｂを介して室外熱交換器２５の下端部に接続され、他端部は、上下方向に延びる他方の配管１８ｂを介して膨張弁２６に接続されている。なお、本実施形態では、冷媒ジャケット３７の溝に冷媒配管１８ａを固定する構成としているが、これに限られるものではない。例えば、冷媒ジャケット３７を貫通する貫通孔を２つ形成し、これらの一方に配管を接続するとともに、他方にＵ字管を接続する構成としてもよい。

端子台４６は、主部材５１の主面部５１ａとの間に冷媒ジャケット３７を収容できるように主部材５１及び伝熱板６０との間に所定の空間を形成するように設けられている。端子台４６は、主部材５１の主面部５１ａにおける前面において前面側基板５５の下方に設けられている。言い換えると、冷媒ジャケット３７は、前面側基板５５よりも下方に配設されている。そして、端子台４６は、本実施形態では、冷媒ジャケット３７を収容する空間を開閉可能に構成されている。

背面保護カバー４７は、樹脂成形品であり、図５に示すように、保持部材４４の主部材５１の背面側に位置するように主部材５１に取り付けられている。背面保護カバー４７は、主部材５１の一部及び背面側基板５４の一部を覆っている。具体的には、背面保護カバー４７は、主部材５１の幅方向両端部に対応する位置で主部材５１の側面部５１ｂに沿って上下方向に延びる一対の保護部６４，６４と、左右方向に延び且つ両保護部６４，６４の上下方向中間部どうしを連結する架設部６５と、両保護部６４，６４の上端部どうしを連結する上側補強部６６と、両保護部６４，６４の下端部どうしを連結する下側補強部６７と、ブリッジ部６８とを備えている。そして、両保護部６４，６４間には間隙が形成されており、上側補強部６６と架設部６５との間に間隙が形成されるとともに架設部６５と下側補強部６７との間にも間隙が形成されている。これにより、主部材５１の主面部５１ａ及び背面側基板５４の一部が露出している。

背面保護カバー４７は、各保護部６４及び架設部６５において、保持部材４４との間に空間を形成している。具体的には、背面保護カバー４７の保護部６４は、その長手方向（縦方向）に延びる底部６４ａと、長手方向に延びるように底部６４ａの幅方向両端部に形成される一対の側部６４ｂと、長手方向の端部に形成される端面部６４ｃとを有しており、保護部６４の内側は、所定の深さに凹んでいる。そして、保護部６４が保持部材４４に被せられて、主部材５１の側面部５１ｂ及び天面部５１ｃに結合されることにより、保護部６４と保持部材４４との間に上下方向に長い形状の空間（縦向き空間）が形成される。

架設部６５は、その長手方向（横方向）に延びる底部６５ａと、長手方向に延びるように底部６５ａの幅方向両端部に形成される一対の側部６５ｂとを備えている。架設部６５における長手方向の一端部は、背面から見たときに右側に位置する保護部６４の側部６４ｂに形成された切欠き部に連結されている。これにより、架設部６５と保持部材４４との間に形成された断面矩形状の空間（横向き空間）が前記縦向き空間に連通されている。一方、架設部６５における長手方向の他端部には、底部６５ａに垂直な方向に延びる端面部６５ｃが設けられていて、この端面部６５ｃは、左側の保護部６４の側部６４ｂから底部６４ａに亘って形成された切欠き部に連結されている。これにより、架設部６５と保持部材４４との間に形成された横向き空間が前記縦向き空間に連通されている。

背面から見たときに右側に位置する保護部６４は、保持部材４４に取り付けられた状態で、背面側基板５４に実装された何れの電装品５６よりも背の高い部位となっている。一方、背面から見たときに左側に位置する保護部６４は、右側に位置する保護部６４よりも背が低くなっている。この左側の保護部６４は、架設部６５の中間高さ位置から上端部にかけて、架設部６５よりも背が低くなっているため、この部位での縦向き空間の深さが横向き空間の深さよりも浅くなっている。そして、架設部６５の中間高さ位置から架設部６５よりも少し下方の部位にかけて、左側保護部６４の高さが、架設部６５の高さまで次第に高くなるテーパー部６４ｄとなっている。そして、テーパー部６４ｄよりも下側の部位は、架設部６５と同じ高さとなっている。この架設部６５と同じ高さとなってところの内側に、前述した電装部材５７が配設されている。なお、ここでいう高さとは、電装品モジュール３５の前後方向の幅をさしている。

架設部６５の底部６５ａ及び左側の保護部６４におけるテーパー部６４ｄから下側の部位の底部６４ａには、適所に貫通孔４７ａが形成されている。背面保護カバー４７において、この部位に貫通孔４７ａが形成されているのは、内側に電装品５６が配設されているからである。なお、左側の保護部６４における下側の部位の内側には、電装部材５７も配設されている。

保持部材４４の主部材５１と背面保護カバー４７との間の空間には、背面側基板５４に接続されたハーネス（図示省略）が配索されている。この空間には、左右の両側の縦向き空間が含まれており、この縦向き空間を通してハーネスを上下方向に配索することができる。また、中間高さ位置の横向き空間にハーネスを左右方向に配索することができる。言い換えると、左右の保護部６４，６４及び架設部６５は、保持部材４４とともに、第１基板部５４ａ及び第２基板部５４ｂに接続されたハーネスを収納する空間を形成している。

保持部材４４の主部材５１には、ハーネスを挿通可能な貫通孔５１ｄが形成されている。この貫通孔５１ｄは、背面保護カバー４７の保護部６４，６４の内側の縦向き空間のすぐ前面側に位置しており、主部材５１の主面部５１ａと側面部５１ｂとに跨るように形成されている。このため、この貫通孔５１ｄを通して、保護部６４，６４内に挿通されるハーネスを保持部材４４の前面側に容易に配索することができる。また、この貫通孔５１ｄのすぐ側方にも貫通孔５１ｄが設けられている。

ブリッジ部６８は、背面から見て左寄り、すなわち右側保護部６４とは反対側寄りに配設されるとともに、背面側基板５４に実装された何れの電装品５６よりも背の高い部位とっている。そして、背面からみて右側の保護部６４と、ブリッジ部６８との間の空間に電装品５６が配設されている。すなわち、電装品よりも背の高い部位が電装品５６を挟んだ両側に設けられている。

ブリッジ部６８は、門形に形成されていて、上端部が上側補強部６６に接続される一方、下端部が架設部６５に接続されている。そして、ブリッジ部６８は、例えばノイズフィルタを跨ぐように配設されている。

ここで、本実施形態の空気調和装置１０の運転動作について説明する。

この空気調和装置１０では、冷房運転を行うときは、四方切換弁２８は第１状態に切り換えられる。圧縮機２３で圧縮された冷媒は、油分離器２４で油分が分離された後、四方切換弁２８を経由して室外熱交換器２５に流入する。この冷媒は、室外熱交換器２５において室外空気と熱交換されて凝縮し、液冷媒となる。この液冷媒は、上下方向に延びる一方の配管１８ｂを上方に向かって流れた後、冷媒ジャケット３７に固定された冷媒配管１８ａを流れる。このとき、圧縮機２３、ファンモータの駆動によってパワー素子５６ａが発熱していれば、パワー素子５６ａの発熱によって伝熱板６０が加熱されているが、冷媒配管１８ａを流れる冷媒によって、この加熱された伝熱板６０が冷却される。

冷媒配管１８ａを流れた冷媒は、上下方向に延びるもう一方の配管１８ｂを下方に向かって流れた後、膨張弁２６で減圧されて、室内熱交換器２０に流入する。この冷媒は、室内熱交換器２０において室内空気と熱交換されて気化する。この熱交換によって室内空気は、冷却されて室内に吹き出される。室内空気によって加熱されて蒸発した冷媒は、四方切換弁２８を経由してアキュムレータ２７に流入する。アキュムレータ２７では、冷媒が気液分離され、ここで気液分離されたガス冷媒は圧縮機２３に吸入される。冷房運転時には、この冷媒循環が継続して行われる。

一方、暖房運転時には、四方切換弁２８は第２状態に切り換えられる。圧縮機２３から吐出された冷媒は、油分離器２４及び四方切換弁２８を経由して室内熱交換器２０に導入される。室内熱交換器２０において、冷媒は室内空気と熱交換されて凝縮する。この熱交換により、室内空気は加熱されて室内に吹き出される。室内空気によって冷却されて凝縮した冷媒は、膨張弁２６で膨張され、その後、上下方向に延びる一方の配管１８ｂを上方に向かって流れた後、冷媒ジャケット３７に固定された冷媒配管１８ａを流れる。このとき、パワー素子５６ａの発熱によって加熱された伝熱板６０を冷却する。

冷媒配管１８ａを流れた冷媒は、上下方向に延びるもう一方の配管１８ｂを下方に向かって流れた後、室外熱交換器２５に導入されて蒸発し、四方切換弁２８を経由してアキュムレータ２７に流入する。ここで気液分離されたガス冷媒は圧縮機２３に吸入される。暖房運転時には、この冷媒循環が継続して行われる。

以上説明したように、本実施形態では、保持部材４４の前面側に前面側回路基板５５が配設される一方、保持部材４４の背面側には、背面側回路基板５４が配設されている。したがって、保持部材４４の前面側の空間及び背面側の空間のそれぞれにおいて、デッドスペースが解消されている。このため、電装品モジュール３５を空気調和装置１０のケーシング３０内の機械室４１に配設した場合でも、機械室４１内の空間の有効利用を図ることができる。しかも、パワー素子５６ａが冷媒回路１８の冷媒によって冷却可能となっているので、従来のように大型のヒートシンクを配設する必要がなく、パワー素子５６ａを冷却するために必要な構成部材を小型化できるとともに、この小型化に伴って生ずるスペースにも回路基板５４，５５を配設することが可能となる。この点でも、スペースの有効利用を図ることができる。また、回路基板５４，５５が前面側と背面側とに分けて配設される構成となっているので、各回路基板５４，５５を目的に応じて使い分けるようにすることができる。

しかも本実施形態では、前面側回路基板５５と背面側回路基板５４とが、前面から見たときに互いに重なり合う領域が存在するように配設されているので、保持部材４４の前面及び背面という限られたスペースを回路基板５４，５５の配設スペースとして可及的に有効利用することができている。

また本実施形態では、パワー素子５６ａが第１基板部５４ａの前面側に実装されており、保持部材４４において前面側回路基板５５の配設位置からずれたところで且つパワー素子５６ａの位置に対応するところに開口部６１が形成されている。このため、冷媒回路１８の冷媒と熱的に接触可能な冷媒ジャケット３７をパワー素子５６ａの前面側から熱的に接続することができる。このため、接続作業を前面側から行うことが可能となり、この作業の手間を軽減することが可能となる。そして、保持部材４４の前面側において、パワー素子５６ａが冷媒回路１８の冷媒によって冷却される構成となっている。一方、前面側回路基板５５としては、メンテナンス時等に作業者が操作するための電装品、制御動作状況を表示可能な電装品が実装された回路基板を採用することができる。

また本実施形態では、主部材５１に貫通孔５１ｄが形成されているので、この貫通孔５１ｄを通してハーネスを配索することができる。このため、保持部材４４の外側でハーネスを引き回さなくてよくなる。したがって、空気調和装置１０へ電装品モジュール３５を設置する際に、ハーネスが邪魔になるといった事態を回避することができる。また、ハーネスを短くすることができる。

また本実施形態では、背面保護カバー４７が背面側基板５４の背面側に配設されるため、この背面保護カバー４７によって前面側のパワー素子５６ａが覆われることはない。そして、冷媒配管１８ａに冷媒が流れると、発熱したパワー素子５６ａが冷却用通路の冷媒によって冷却される。このとき、パワー素子５６ａは密閉空間内に配設されているわけではないので、パワー素子５６ａの熱がこもることはない。一方、背面保護カバー４７は背面側基板５４の背面側に配設されていて電装品５６よりも背の高い部位を有するので、背面側基板５４の背面側が下になるように電装品モジュール３５を置いた場合でも、電装品５６が接地することを防止でき、電装品モジュール３５の輸送時等において電装品を損傷することを防止することができる。

また本実施形態では、電装品５６の両側に背面保護カバー４７のうちの背の高い部位が存在しているので、背面側基板５４の背面が下になるようにおいた場合に、この２箇所の背の高い部位が接地する。したがって、電装品モジュール３５を置いたときに安定させることができるとともに、電装品５６の損傷を確実に防止することができる。

また本実施形態では、背面保護カバー４７と保持部材４４との間に形成される空間がハーネスを配索できる空間として機能する。そして、この空間を利用してハーネスを配索することができるので、ハーネスを結束部材で結束しておかなくても、ハーネスが邪魔にならないようにすることができる。

また本実施形態では、背面保護カバー４７と保持部材４４との間の空間に発熱の少ない電装品５６が収納されている。このため、空間内が過度に昇温することを回避しつつ、電装品の損傷を防止することができる。

しかも、背面保護カバー４７には、その内側に配設された電装品５６に対応する部位に貫通孔４７ａが設けられているので、背面保護カバー４７と保持部材４４との間の空間に収納された電装品５６が発熱した場合に、この電装品５６からの熱を貫通孔４７ａを通して逃がすことができる。

また本実施形態では、第１基板部５４ａに対して垂直になるように板状の電装部材５７が接合されている。このため、第１基板部５４ａに沿う方向の実装密度を上げることができ、しかも、板状の電装部材５７は背面保護カバー４７によって覆われているので、板状の電装部材５７が第１基板部５４ａに対して垂直になるように接続されていても、損傷することを防止することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では、室外ファン３１が上下に２つ配設された構成を示しているが、これに限られるものではなく、例えば室外ファン３１を１つ備える構成としてもよい。

また、前記実施形態では、端子台４６が冷媒ジャケット３７を収容する空間を開閉可能に構成された例を示したが、これに限られるものではない。すなわち、端子台４６が主部材５１に固定されていてもよい。

また、前記実施形態では、保持部材４４の前面側と背面側とに分かれて前面側基板５５と背面側基板５４が配設された構成の回路基板４５を示したが、これに限られるものではない。例えば、保持部材４４の背面側にのみ回路基板４５が配設され、この回路基板４５の前面に少なくともパワー素子５６ａが配設されるとともに、背面にパワー素子５６ａ以外の電装品５６が配設される構成としてもよい。この場合でも、パワー素子５６ａや操作用の電装品５６が、保持部材４４に形成された開口部６１を通して保持部材の前面に配設されていればよい。

また、前記実施形態では、背面保護カバー４７において、右側の保護部６４，６４及びブリッジ部６８のみが電装品５６よりも背の高い部位として形成された例を示したが、これ以外にも背の高い部位が形成されていてもよい。

また、前記実施形態では、冷房運転と暖房運転の双方が可能な空気調和装置としたが、これに限られるものではなく、例えば冷房運転のみを行う空気調和装置であってもよく、あるいは暖房運転のみを行う空気調和装置であってもよい。

１８ 冷媒回路
１８ａ 冷媒配管（冷却用通路の一例）
３５ 電装品モジュール
３７ 冷媒ジャケット（冷却部の一例）
４４ 保持部材
４５ 回路基板
４７ 背面保護カバー
４７ａ 貫通孔
５４ 背面側基板
５４ａ 第１基板部
５４ｂ 第２基板部
５５ 前面側基板
５６ 電装品
５６ａ パワー素子
５７ 電装部材
６４ 保護部
６５ 架設部
６６ 上側補強部
６７ 下側補強部
６８ ブリッジ部

Claims (9)

1. 冷媒回路（１８）を有する空気調和装置（１０）に設けられる電装品モジュールであって、
   前面及び背面を有する保持部材（４４）と、
   前記保持部材（４４）の前面側で当該保持部材（４４）に保持される前面側回路基板（５５）と、
   前記保持部材（４４）の背面側で当該保持部材（４４）に保持されるとともに、少なくともパワー素子（５６ａ）が実装される背面側回路基板（５４）と、を備え、
   前記パワー素子（５６ａ）は、前記冷媒回路（１８）の冷媒によって冷却可能に配設されており、
   前記前面側回路基板（５５）と前記背面側回路基板（５４）とは、前面から見たときに互いに重なり合う領域が存在するように配設されており、
   前記パワー素子（５６ａ）は、前記背面側回路基板（５４）の前面に実装されており、
   前記保持部材（４４）は、前記前面側回路基板（５５）の配設位置からずれたところで、かつ前記パワー素子（５６ａ）の配設位置に対応する位置に開口部（６１）を有する電装品モジュール。
2. 冷媒回路（１８）を有する空気調和装置（１０）に設けられる電装品モジュールであって、
   前面及び背面を有する保持部材（４４）と、
   前記保持部材（４４）の前面側で当該保持部材（４４）に保持される前面側回路基板（５５）と、
   前記保持部材（４４）の背面側で当該保持部材（４４）に保持されるとともに、少なくともパワー素子（５６ａ）が実装される背面側回路基板（５４）と、を備え、
   前記パワー素子（５６ａ）は、前記冷媒回路（１８）の冷媒によって冷却可能に配設されており、
   前記保持部材（４４）には、前記前面側回路基板（５５）と前記背面側回路基板（５４）とを接続するハーネスを挿通可能な貫通孔（５１ｄ）が形成されている電装品モジュール。
3. 冷媒回路（１８）を有する空気調和装置（１０）に設けられる電装品モジュールであって、
   前面及び背面を有する保持部材（４４）と、
   前記保持部材（４４）の前面側で当該保持部材（４４）に保持される前面側回路基板（５５）と、
   前記保持部材（４４）の背面側で当該保持部材（４４）に保持されるとともに、少なくともパワー素子（５６ａ）が実装される背面側回路基板（５４）と、を備え、
   前記パワー素子（５６ａ）は、前記冷媒回路（１８）の冷媒によって冷却可能に配設されており、
   前記背面側回路基板（５４）の背面には、電装品（５６）が実装されており、
   前記保持部材（４４）には、前記背面側回路基板（５４）の背面側に位置する状態で保護部材（４７）が取り付けられており、
   前記保護部材（４７）は、前記背面側回路基板（５４）の背面に実装された前記電装品（５６）よりも背の高い部位を有している電装品モジュール。
4. 前記電装品（５６）よりも背の高い部位は、少なくとも一部の前記電装品（５６）を挟んだ両側にそれぞれ設けられている請求項３に記載の電装品モジュール。
5. 前記保護部材（４７）は、前記保持部材（４４）との間に空間を形成するように前記保持部材（４４）に取り付けられており、
   前記保護部材（４７）と前記保持部材（４４）との間の空間には、前記背面側回路基板（５４）に接続されたハーネスが配索されている請求項３又は４に記載の電装品モジュール。
6. 前記保護部材（４７）と前記保持部材（４４）との間の空間には、パワー素子（５６ａ）以外の少なくとも一部の前記電装品（５６）が配設されている請求項５に記載の電装品モジュール。
7. 前記保護部材（４７）には、前記空間内の前記電装品（５６）が配設されているところに対応する部位に貫通孔（４７ａ）が設けられている請求項６に記載の電装品モジュール。
8. 前記背面側回路基板（５４）には、当該背面側回路基板（５４）に対して垂直になるように板状の電装部材（５７）が接合されており、
   前記電装部材（５７）は、前記保護部材（４７）と前記保持部材（４４）との間の空間に配設されている請求項３から７の何れか１項に記載の電装品モジュール。
9. 請求項１から８の何れか１項に記載の電装品モジュールと、
   前記電装品モジュール（３５）によって制御される冷媒回路（１８）と、
   前記冷媒回路（１８）の冷媒を流通させる冷却用通路（１８ａ）と前記パワー素子（５６ａ）とを熱的に接続する冷却部（３７）と、を備えている空気調和装置。

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