JP5093285B2 - アース接続部材及びこれを備えた熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置の熱交換器において、その管板と冷媒配管とのアース経路を形成するために用いられるアース接続部材及びこれを備えた熱交換器に関するものである。

一般に、空気調和装置では、制御用のプリント基板を含む電装品箱、熱交換器、モータなどがケーシング内に収容されており、漏電が発生した時のために各部品間のアース経路の連続性を確保しておく必要がある。

例えば、特許文献１には、室内機のケーシングの天板に熱交換器を取り付けるための取付部材を利用してケーシングと電装品箱を電気的に接続する方法が開示されている。この取付部材は、基部と、この基部におけるケーシングの天板側を折り曲げて形成した取付片と、熱交換器の下部に嵌合して熱交換器を支持するために凹状に折り曲げて形成した支持部と、電装品箱に電気的に接続するために基部の途中から分岐して電装品箱側に延びる接続部とを有している。この取付部材は、支持部により熱交換器を保持した状態で、取付片がケーシングの天板にビスにより固定され、接続部が電装品箱にビスにより固定される。

特開２００７−２０５６５９号公報

ところで、例えば熱交換器の管板と冷媒配管との間のアース経路を形成しようとした場合、これらを接続するための接続部材を管板と冷媒配管にそれぞれ確実に固定する必要がある。この場合、接続部材の一端を管板に対して取り付ける手段としては特許文献１のようにビスを用いることができるが、冷媒配管に孔をあけることはできないので、接続部材の他端を冷媒配管に取り付ける手段としてビスを用いるのは困難である。

そこで、従来の熱交換器では、例えば熱交換器の管板にファストンタブをネジ止めし、冷媒配管にファストンタブをロウ付けし、これらのファストンタブをワイヤーハーネスにより連結する方法が用いられている。

しかしながら、ファストンタブとワイヤーハーネスを用いた上記の方法では、部品点数が多く、しかもワイヤーハーネスをファストンタブに取り付ける作業も煩雑であるので、生産効率が低いという問題がある。

そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱交換器の管板と冷媒配管との間のアース経路を形成する際の生産効率を向上させることができ、しかも冷媒配管に対する接合信頼性に優れたアース接続部材及びこれを備えた熱交換器を提供することにある。

本発明のアース接続部材（２１）は、熱交換器の端部に位置し、貫通孔（１１ａ）を有する管板（１１）と、この貫通孔（１１ａ）を通じて前記管板（１１）から突出し、内部を冷媒が流通する冷媒配管（１３）とを接続するために用いられる。このアース接続部材（２１）は、管板当接部（１５）と、配管当接部（１７）と、連結部（１９）とを備えている。前記管板当接部（１５）は、前記管板（１１）の表面に接触可能な当接面（１５ａ）を有し、この当接面（１５ａ）を前記管板（１１）に接触させた状態で前記管板（１１）に固定される。前記配管当接部（１７）は、前記冷媒配管（１３）の表面に接触可能な当接面（１７ａ）を有し、この当接面（１７ａ）を前記冷媒配管（１３）に接触させた状態で前記冷媒配管（１３）にロウ付けされる。前記連結部（１９）は、前記管板当接部（１５）と前記配管当接部（１７）とをつないでいる。前記管板当接部（１５）、前記配管当接部（１７）及び前記連結部（１９）は、一体の板金部材である。

この構成では、アース接続部材（２１）は、管板当接部（１５）と配管当接部（１７）と連結部（１９）とを備えた一体の板金部材であるので、管板当接部（１５）を管板（１１）に固定し、配管当接部（１７）を冷媒配管（１３）にロウ付けするだけで管板（１１）と冷媒配管（１３）との間のアース経路を形成することができる。したがって、従来に比べて、熱交換器（３１）の管板（１１）と冷媒配管（１３）との間のアース経路を形成する際の生産効率を向上させることができる。

しかも、この構成では、配管当接部（１７）が冷媒配管（１３）の表面に接触可能な当接面（１７ａ）を有し、この当接面（１７ａ）が冷媒配管（１３）の表面に接触した状態でロウ付けされるので、冷媒配管（１３）と配管当接部（１７）との接合信頼性も確保することができる。

また、前記連結部（１９）は、前記冷媒配管（１３）の延設方向に沿う方向に延び、前記管板当接部（１５）から前記配管当接部（１７）までの前記延設方向に直交する方向の長さが、前記配管当接部（１７）における前記冷媒配管の延設方向に直交する方向の長さよりも小さくなるように構成されているのが好ましい。

一般に、空気調和装置では、その運転中に生じる振動に起因して管板（１１）及び冷媒配管（１３）も振動し、冷媒配管（１３）が管板（１１）に対して相対的に揺れ動くことがある。そこで、この構成では、連結部（１９）が弾性変形しやすいように連結部（１９）を配管当接部（１７）よりも細い形状にしている。したがって、冷媒配管（１３）が管板（１１）に対して相対的に揺れ動いた場合であっても連結部（１９）が弾性変形するので、アース接続部材（２１）の歪みが緩和される。このように本構成のアース接続部材（２１）は、上記のような揺れ動きに対する追随性が高いので、振動に対する耐久性に優れている。

しかも、上記のような冷媒配管（１３）が管板（１１）に対して相対的に揺れ動いた場合であっても、連結部（１９）は、冷媒配管（１３）の延設方向に沿う方向に延びているので、冷媒配管（１３）の動きに連動しやすい。これにより、振動に対するアース接続部材（２１）の耐久性をより向上させることができる。

また、前記管板当接部（１５）は、前記管板（１１）の角部（１１ｂ）の形状に沿う屈曲した形状を有し、前記管板当接部（１５）の前記当接面（１５ａ）は、前記角部（１１ｂ）を介して連続する前記管板（１１）の２つの面に接触可能であるのが好ましい。

この構成では、アース接続部材（２１）は、管板（１１）の角部（１１ｂ）を介して連続する２つの面に接触可能な屈曲した形状の管板当接部（１５）を有しているので、管板（１１）に対するアース接続部材（２１）の位置決めが容易である。また、アース接続部材（２１）が例えばねじなどにより管板（１１）に固定される場合であっても、管板当接部（１５）が前記２つの面に接触するので、前記ねじを中心としてアース接続部材（２１）が回転して位置ずれするのを抑制できる。

本発明の熱交換器（３１）は、冷媒と流体とを熱交換させるためのものである。この熱交換器（３１）は、その端部に位置し、貫通孔（１１ａ）を有する管板（１１）と、この貫通孔（１１ａ）を通じて前記管板（１１）から突出し、内部を前記冷媒が流通する冷媒配管（１３）と、前記管板（１１）と前記冷媒配管（１３）とを接続する前記アース接続部材（２１）と、を備えている。前記冷媒配管（１３）は、前記貫通孔（１１ａ）の近傍に位置する端部を有し、この端部から前記管板（１１）の内側に延設され、内部を流通する前記冷媒が前記流体と熱交換する伝熱管（１３１）と、前記貫通孔（１１ａ）の近傍に位置するとともに前記伝熱管（１３１）に連結された端部を有し、この端部から前記管板（１１）の外側に延設された外部配管（１３２）と、を含む。前記伝熱管（１３１）及び前記外部配管（１３２）は、一方の端部が他方に挿入され、この挿入部分において互いにロウ付けされている。前記配管当接部（１７）は、前記挿入部分の近傍に配設され、前記当接面（１７ａ）が、前記伝熱管（１３１）又は前記外部配管（１３２）にロウ付けされている。

この構成では、アース接続部材（２１）の配管当接部（１７）は、前記挿入部分の近傍に配設されている。すなわち、配管当接部（１７）と伝熱管（１３１）又は外部配管（１３２）とのロウ付け部分は、伝熱管（１３１）と外部配管（１３２）とのロウ付け部分の近傍にあるので、これらのロウ付け部分を同時にロウ付けすることができる。これにより、熱交換器（３１）の管板（１１）と冷媒配管（１３）との間のアース経路を形成する際の生産効率をより向上させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、熱交換器の管板と冷媒配管との間のアース経路を形成する際の生産効率を向上させることができ、しかも冷媒配管に対するアース接続部材の接合信頼性に優れている。

本発明の一実施形態に係る熱交換器を示す正面図である。 前記熱交換器の左側面側の一部を拡大した斜視図である。 図２におけるアース接続部材の周辺をさらに拡大した斜視図である。 （Ａ）は、前記アース接続部材の側面図であり、（Ｂ）は、前記アース接続部材の正面図である。 前記アース接続部材の連結部と配管当接部の寸法を比較するための概略図である。 前記アース接続部材の変形例を示す概略図であり、冷媒配管との接触状態を示している。

以下、本発明の一実施形態にかかるアース接続部材２１、及びこれを備えた熱交換器３１について図面を参照しながら詳細に説明する。

＜熱交換器＞
本実施形態の熱交換器３１は、空気調和装置の室内機や室外機において冷媒と空気との熱交換に用いられる。図１に示すように、熱交換器３１は、クロスフィンチューブ型であり、左右方向に沿って配置された薄板状の複数のフィン２３と、各フィン２３に形成された図略の貫通孔に挿通されてフィン２３に支持された円筒形状の冷媒配管１３とを備えている。冷媒配管１３の内部は冷媒が流通する。また、熱交換器３１は、左右方向の両端部にそれぞれ配設された一対の管板１１と、一方の管板１１と冷媒配管１３とを接続するアース接続部材２１とをさらに備えている。また、このアース接続部材２１が取り付けられる前記一方の管板１１には、図略の固定具が取り付けられている。この固定具の一端は室内機又は室外機のケーシングに固定されている。これにより、前記ケーシング、管板１１及び冷媒配管１３のアース経路が確保できる。

図２に示すように、各管板１１は、熱交換器３１の側面を形成する管板本体１１１と、この管板本体１１１の両サイドが熱交換器３１の長手方向に折り曲げられて形成されたフランジ部１１２とを有している。管板本体１１１は、冷媒配管１３が挿通される複数の貫通孔１１ａを有している。

図１及び図２に示すように、冷媒配管１３は、複数の伝熱管１３１と複数の外部配管１３２とを含む。各伝熱管１３１は、その大半が一対の管板１１，１１の間に位置しており、左右の端部１３１ａ及びその近傍が貫通孔１１ａから管板１１よりも外側に突出している。言い換えると、各伝熱管１３１は、貫通孔１１ａの近傍に位置する端部１３１ａから管板１１の内側に略水平方向に延設されている。複数の伝熱管１３１及び複数のフィン２３の隙間を空気が流通し、この空気は、各伝熱管１３１の内部を流通する冷媒と熱交換して温度調節される。

複数の外部配管１３２は、管板１１から突出している伝熱管１３１の端部１３１ａ同士を連結するＵ字管や、ヘッダー２５と伝熱管１３１の端部１３１ａとをつなぐ連結管などを含む。各外部配管１３２の端部は、伝熱管１３１の端部１３１ａから伝熱管１３１内に挿入されており、この挿入部分（伝熱管１３１と外部配管１３２が管の半径方向に互いに対向して重なっている部分）において伝熱管１３１と外部配管１３２が互いにロウ付けされている。

本実施形態では、伝熱管１３１と外部配管１３２とのロウ付け部分Ｂは、図３に示すように伝熱管１３１の端部１３１ａ及びその近傍に位置している。具体的には、ロウ付け部分Ｂは、図３に２本の一点鎖線で示す範囲である。この範囲は、外部配管１３２を挿入するために伝熱管１３１の端部１３１ａ近傍が他の部分よりも僅かに径が大きくなるように拡管された部位であり、伝熱管１３１と外部配管１３２が管の半径方向に互いに対向して重なっている部分（前記挿入部分）にほぼ一致する。

＜アース接続部材＞
図２〜４に示すように、アース接続部材２１は、管板当接部１５と配管当接部１７と連結部１９とを備えている。管板当接部１５、配管当接部１７及び連結部１９は一体の板金部材である。このアース接続部材２１は、例えば銅、真鍮などのようにロウ付け可能な材料からなる金属板を板金加工することにより得られる。また、前記金属板として鋼板に銅めっきなどを施したものを用いることもできる。

管板当接部１５は、管板１１の角部１１ｂの形状に沿う屈曲した形状を有している。この管板当接部１５は、管板本体１１１の表面に対向配置される当接部本体１５１と、この当接部本体１５１の端縁から折れ曲がり、管板１１のフランジ部１１２の表面に対向配置される折り曲げ部１５２とを含む。

管板当接部１５は、管板１１の表面に面接触可能な当接面１５ａを有している。当接面１５ａは、管板本体１１１の表面に面接触する当接面１５１ａとフランジ部１１２の表面に面接触する当接面１５２ａとを含む。管板当接部１５は、当接面１５ａを管板１１に面接触させた状態で管板１１に圧着される（固定される）。

当接部本体１５１には、ねじ穴１５ｂが設けられている。図２及び図３に示すように、このねじ穴１５ｂにねじ２７が挿通され、このねじ２７が管板本体１１１に設けられた図略のねじ穴に螺合されることにより、アース接続部材２１が管板１１に固定される。なお、アース接続部材２１を固定する手段としては、上記したねじ止めの他、溶接、かしめ加工などの手段を用いることもできる。

配管当接部１７は、冷媒配管１３の表面に面接触可能な当接曲面１７ａを有している。配管当接部１７は、当接曲面１７ａを冷媒配管１３に面接触させた状態で冷媒配管１３にロウ付けされる。配管当接部１７は、管板１１から突出した冷媒配管１３の根元に固定されている。図３に示すように、当接曲面１７ａは、側面視で略円弧形状を有している。

配管当接部１７は、前記挿入部分又はその近傍に配設され、伝熱管１３１の表面にロウ付けされている。具体的には、本実施形態では、配管当接部１７は、ロウ付け部分Ｂと半径方向に重なる位置に配設されている。なお、配管当接部１７は、必ずしもロウ付け部分Ｂと半径方向に重なる位置に配設されていなくてもよい。配管当接部１７は、例えば、ロウ付け部分Ｂと管板１１との間に配設されていてもよく、ロウ付け部分Ｂよりも外部配管１３２側の位置に配設されていてもよい。

連結部１９は、管板当接部１５と配管当接部１７とをつないでいる。連結部１９は、配管当接部１７と同様に、側面視で略円弧形状を有している。

連結部１９は、管板当接部１５及び配管当接部１７よりも細い形状を有しており、管板当接部１５及び配管当接部１７よりも弾性変形しやすいように構成されている。具体的には、図５に示すように、連結部１９は、管板当接部１５から配管当接部１７までの延設方向に直交する方向の長さＬ１が、配管当接部１７における冷媒配管１３の延設方向に直交する方向の長さＬ２よりも小さい。別の見方をすると、連結部１９は、冷媒配管１３に対向する内面の円弧の長さが、配管当接部１７の当接曲面１７ａの円弧の長さよりも小さい。

例えば連結部１９の延設方向の長さを大きくしたり、延設方向に直交する方向の長さを小さくしたりすることにより、連結部１９がさらに弾性変形しやすくなる。なお、連結部１９において延設方向に直交する方向の長さを小さくする場合、図５に示す連結部１９の幅Ｌ１を配管当接部１７の長さＬ２より小さくしてもよく、連結部１９の厚みを配管当接部１７の厚みよりも小さくしてもよい。室外機には図略の圧縮機などのような振動が生じやすい機器が搭載されているので、この形態は、アース接続部材２１が室外機に用いられる場合に特に有効である。

また、連結部１９は、冷媒配管１３の延設方向に沿う方向に延びている。連結部１９は、冷媒配管１３の表面に沿う湾曲した形状を有している。このように連結部１９を湾曲形状にすることにより、連結部１９の繰り返しの弾性変形に対する耐久性を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態では、アース接続部材２１は、管板当接部１５と配管当接部１７と連結部１９とを備えた一体の板金部材であるので、管板当接部１５を管板１１に固定し、配管当接部１７を冷媒配管１３にロウ付けするだけで管板１１と冷媒配管１３との間のアース経路を形成することができる。したがって、従来に比べて、熱交換器３１の管板１１と冷媒配管１３との間のアース経路を形成する際の生産効率を向上させることができる。

しかも、本実施形態では、配管当接部１７の当接曲面１７ａが冷媒配管１３の表面にロウ付けされるので、冷媒配管１３と配管当接部１７との接合信頼性も確保することができる。特に、本実施形態では、円弧状の当接曲面１７ａが円筒形状の冷媒配管１３の表面に面接触した状態でロウ付けされるので、冷媒配管１３と配管当接部１７との接合信頼性がより高められている。

また、本実施形態では、連結部１９が弾性変形しやすいように管板当接部１５及び配管当接部１７よりも細い形状に成形されている。したがって、冷媒配管１３が管板１１に対して相対的に揺れ動いた場合であっても連結部１９が弾性変形するので、アース接続部材２１の歪みが緩和される。このようにアース接続部材２１は、上記のような揺れ動きに対する追随性が高いので、振動に対する耐久性に優れている。

また、本実施形態では、上記のような冷媒配管１３が管板１１に対して相対的に揺れ動いた場合であっても、連結部１９は、冷媒配管１３の延設方向に沿う方向に延びているので、冷媒配管１３の動きに連動しやすい。これにより、振動に対するアース接続部材２１の耐久性をより向上させることができる。

また、本実施形態では、アース接続部材２１は、管板１１の角部１１ｂを介して連続する２つの面に面接触可能な屈曲した形状の管板当接部１５を有しているので、管板１１に対するアース接続部材２１の位置決めが容易である。また、アース接続部材２１が例えばねじなどにより管板１１に固定される場合であっても、管板当接部１５が前記２つの面に面接触するので、前記ねじを中心としてアース接続部材２１が回転して位置ずれするのを抑制できる。

また、本実施形態では、アース接続部材２１の配管当接部１７は、前記挿入部分の近傍に配設されている。すなわち、配管当接部１７と伝熱管１３１又は外部配管１３２とのロウ付け部分は、伝熱管１３１と外部配管１３２とのロウ付け部分Ｂの近傍にあるので、これらのロウ付け部分を同時にロウ付けすることができる。これにより、熱交換器３１の管板１１と冷媒配管１３との間のアース経路を形成する際の生産効率をより向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記各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、上記実施形態では、管板当接部がフランジ部を有している場合を例示したが、フランジ部は必須の構成ではなく、省略することもできる。

また、前記実施形態では、連結部１９は、管板当接部１５及び配管当接部１７よりも細い形状を有している場合を例示したが、管板当接部１５及び配管当接部１７と同程度の幅を有していてもよい。

また、前記実施形態では、連結部１９は、冷媒配管１３の延設方向に沿う方向に延びている場合を例示したが、冷媒配管１３の延設方向に交差する方向などに延びていてもよい。

また、前記実施形態では、各外部配管１３２の端部が、伝熱管１３１の端部１３１ａから伝熱管１３１内に挿入されて互いに連結されている場合を例示したが、各伝熱管１３１の端部１３１ａが外部配管１３２の端部から外部配管１３２内に挿入されて互いに連結されていてもよい。この場合、配管当接部１７は、外部配管１３２の表面にロウ付けされる。

また、前記実施形態では、配管当接部１７が当接曲面１７ａを有し、この当接曲面１７ａが円筒形状の冷媒配管１３の表面に面接触する場合を例示したが、これに限定されない。例えば、図６に示すように、配管当接部１７は、板金を折り曲げ加工することにより形成された複数の平板状の部分を有し、各平板状の部分が冷媒配管１３の表面とそれぞれ線接触又は面接触するような形状であってもよい。

また、前記実施形態では、管板当接部１５の当接面１５ａが管板１１の表面に面接触する場合を例示したが、管板当接部１５は、当接面１５ａが管板１１の表面に例えば線接触した状態で管板１１に固定されていてもよい。

１１ 管板
１１ａ 管板の貫通孔
１１ｂ 管板の角部
１１１ 管板本体
１１２ フランジ部
１３ 冷媒配管
１３１ 伝熱管
１３２ 外部配管
１５ 管板当接部
１５ａ 当接面
１５１ 当接部本体
１５２ 折り曲げ部
１７ 配管当接部
１７ａ 当接曲面
１９ 連結部
２１ アース接続部材
３１ 熱交換器

Claims (4)

1. 熱交換器の端部に位置し、貫通孔（１１ａ）を有する管板（１１）と、この貫通孔（１１ａ）を通じて前記管板（１１）から突出し、内部を冷媒が流通する冷媒配管（１３）とを接続するために用いられるアース接続部材であって、
   前記管板（１１）の表面に接触可能な当接面（１５ａ）を有し、この当接面（１５ａ）を前記管板（１１）に接触させた状態で前記管板（１１）に固定される管板当接部（１５）と、
   前記冷媒配管（１３）の表面に接触可能な当接面（１７ａ）を有し、この当接面（１７ａ）を前記冷媒配管（１３）に接触させた状態で前記冷媒配管（１３）にロウ付けされる配管当接部（１７）と、
   前記管板当接部（１５）と前記配管当接部（１７）とをつなぐ連結部（１９）と、を備え、
   前記管板当接部（１５）、前記配管当接部（１７）及び前記連結部（１９）が一体の板金部材であるアース接続部材。
2. 前記連結部（１９）は、前記冷媒配管（１３）の延設方向に沿う方向に延び、前記管板当接部（１５）から前記配管当接部（１７）までの前記延設方向に直交する方向の長さが、前記配管当接部（１７）における前記冷媒配管の延設方向に直交する方向の長さよりも小さい、請求項１に記載のアース接続部材。
3. 前記管板当接部（１５）は、前記管板（１１）の角部（１１ｂ）の形状に沿う屈曲した形状を有し、
   前記管板当接部（１５）の前記当接面（１５ａ）は、前記角部（１１ｂ）を介して連続する前記管板（１１）の２つの面に接触可能である、請求項１又は２に記載のアース接続部材。
4. 冷媒と流体とを熱交換させるための熱交換器であって、
   この熱交換器の端部に位置し、貫通孔（１１ａ）を有する管板（１１）と、
   この貫通孔（１１ａ）を通じて前記管板（１１）から突出し、内部を前記冷媒が流通する冷媒配管（１３）と、
   前記管板（１１）と前記冷媒配管（１３）とを接続する請求項１〜３のいずれか１項に記載のアース接続部材（２１）と、を備え、
   前記冷媒配管（１３）は、
   前記貫通孔（１１ａ）の近傍に位置する端部を有し、この端部から前記管板（１１）の内側に延設され、内部を流通する前記冷媒が前記流体と熱交換する伝熱管（１３１）と、
   前記貫通孔（１１ａ）の近傍に位置するとともに前記伝熱管（１３１）に連結された端部を有し、この端部から前記管板（１１）の外側に延設された外部配管（１３２）と、を含み、
   前記伝熱管（１３１）及び前記外部配管（１３２）は、一方の端部が他方に挿入され、この挿入部分において互いにロウ付けされており、
   前記配管当接部（１７）は、前記挿入部分の近傍に配設され、前記当接面（１７ａ）が、前記伝熱管（１３１）又は前記外部配管（１３２）にロウ付けされている、熱交換器。

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