JP5386395B2 - 室外機用電装箱、室外機ユニットおよび空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機の室外機ユニットの内部に収容される室外機用電装箱、室外機ユニットおよび空気調和機に関する。

従来の空気調和機の室外機ユニットには、商用交流電源をコンバータ部で一旦直流に整流し、再度インバータ部で可変電圧、可変電流の交流に変換して誘導電動機や直流ブラシレスモータなどによる圧縮機モータの駆動を制御するインバータ制御回路装置が設けられている。

このインバータ制御回路装置は、パワートランジスタ、ノイズフィルタ、ダイオードスタック、各種のコンデンサ等の電子部品から構成されている。これら電子部品は基板に実装され、電子部品が実装された基板は室外機ユニット内の板金を折り曲げて形成された室外機用電装箱に収納されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−３０１４７７号公報

しかしながら、室外機用電装箱を、上述のように板金を折り曲げて形成した場合には、樹脂で形成した場合と比較して、複雑な形状を形成することが難しいという問題があった。
例え、複雑な形状を板金の折り曲げで形成できたとしても、板金の板厚が薄くなり、室外機用電装箱の強度が低下する部分ができるという問題があった。その一方で、板金の折り曲げで複雑な形状を一体で形成すると、樹脂で形成した場合などと比較して、室外機用電装箱のサイズが大きくなるとい問題があった。さらに、板金の打ち抜きや折り曲げを行う型の構成が複雑になり、室外機用電装箱の製造が困難になるおそれがあった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、複雑な形状を有する板金製の室外機用電装箱の製造を、安価かつ容易にすることができる室外機用電装箱、室外機ユニットおよび空気調和機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の室外機用電装箱は、金属製の板状体を用いて容器状に形成されるとともに外部から支持される第１筐体と、金属製の板状体から形成されるとともに、前記第１筐体とともに内部に電子部品を収納する空間を形成する第２筐体と、前記第１筐体および前記第２筐体の上方に隣接して配置され、前記第１筐体および前記第２筐体に固定可能とされた上部筐体と、が設けられ、前記第１筐体の側面には、上方に向かって開口する開口部が設けられ、前記第２筐体の一の端部には、下方に向かって突出して前記開口部に差し込まれる突出部が設けられ、前記一の端部以外の端部には、前記上部筐体と固定される固定部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、電子部品を収納する空間を第１筐体および第２筐体で形成することにより、複雑な形状を有する室外機用電装箱であっても、簡易かつ異なる形状を有する第１筐体および第２筐体の組み合わせで構成できる。
具体的には、第１筐体の開口部に、第２筐体の突出部を上方から差し込み、第１筐体および第２筐体の上方に配置された上部筐体に第２筐体の固定部を固定することにより、第１筐体および第２筐体は、上部筐体とともに容易に一体化される。

その一方で、第１筐体および第２筐体を組み合わせたものを最初から一体に形成する場合と比較して、第１筐体および第２筐体の形状を簡易な形状とすることができる。そのため、第１筐体および第２筐体を、金属製の板状体を折り曲げる等の加工により容易に形成することができ、安価に製造することができる。さらに、板状体の板厚が薄くなることによって、第１筐体および第２筐体からなる室外機用電装箱の強度が落ちるおそれが少ない。
室外機用電装箱を一体に形成する場合と比較して、第１筐体および第２筐体に分割して形成することにより、製造時に取り扱う個々の部品単位の大きさが小さくなるため、製造時の取り扱い（ハンドリング）が良好になる。

上部筐体が可燃性を有する材料から形成されている場合であって、火災時などに上部筐体が燃えたときでも、第２筐体が第１筐体から離脱して下方に落下することを防止できる。つまり、第２筐体の突出部は、上方から第１筐体の開口部に差し込まれているため、上部筐体が燃えて上部筐体による第２筐体の保持がなくなっても、突出部が開口部に引っかかるため、第２筐体の脱落が防止される。

本発明の室外機ユニットは、冷媒を圧縮し、空気調和機の室内機ユニットとの間で前記冷媒を循環させる圧縮機と、前記冷媒および室外空気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、回転駆動されることにより前記室外空気を前記室外熱交換器に向かって誘引する室外ファンと、前記圧縮機が配置される第１領域と、前記室外ファンが配置される第２領域とを区画する仕切り部と、上記本発明の室外機用電装箱と、が設けられ、前記第１筐体は前記仕切り部によって下方から支持され、前記第２筐体は前記第２領域に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、上部筐体が可燃性を有する材料から形成されている場合であって、火災時などに上部筐体が燃えたときでも、第２筐体が第１筐体から離脱して、室外ファンなどが配置された下方に落下することを防止できる。つまり、第２筐体の突出部は、上方から第１筐体の開口部に差し込まれているため、上部筐体が燃えて上部筐体による第２筐体の保持がなくなっても、突出部が開口部に引っかかるため、第２筐体の脱落が防止される。
さらに、上記本発明の室外機用電装箱が設けられているため、複雑な形状を有する板金製の室外機用電装箱を有していても、室外機ユニットを安価かつ容易に製造することができる。

本発明の空気調和機は、室内機ユニットと、上記本発明の室外機ユニットと、が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、上記本発明の室外機ユニットが設けられているため、複雑な形状を有する板金製の室外機用電装箱を有していても、空気調和機を安価かつ容易に製造することができる。

本発明の室外機用電装箱、室外機ユニットおよび空気調和機によれば、第１筐体の側面に上方に向かって開口する開口部を設け、第２筐体の一の端部に下方に向かって突出して開口部に差し込まれる突出部を設け、一の端部以外の端部に上部筐体と固定される固定部を設けることにより、複雑な形状を有する板金製の室外機用電装箱の製造を、安価かつ容易にすることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る空気調和機を示す斜視図である。 図１の室外機ユニットの構成を示す斜視図である。 図２の電装箱の構成を説明する部分斜視図である。 図３の第１収納箱の構成を説明する斜視図である。 図３の第２収納箱の構成を説明する斜視図である。 図３の枠体の構成を説明する斜視図である。 図３の電装箱における第１収納箱、第２収納箱および枠体の配置関係を説明する分解斜視図である。 第１収納箱に枠体が取り付けられた状態を説明する分解斜視図である。 図８の第１収納箱の開口部に第２筐体の突出部が差し込まれた状態を説明する斜視図である。

この発明の一実施形態に係る空気調和機について、図１から図９を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機を示す斜視図、図２は図１の室外機ユニットの構成を示す斜視図である。
空気調和機１０は、図１に示すように、室内機ユニット２０と、室外機ユニット３０とを備えている。これら室内機ユニット２０および室外機ユニット３０は、冷媒が導通する冷媒配管４０や、図示しない電気配線等により接続されている。冷媒配管４０は２本備えられており、冷媒は、一方において室内機ユニット２０から室外機ユニット３０へ、また他方において室外機ユニット３０から室内機ユニット２０へと流れることになる。

室内機ユニット２０は、背面のベース（図示せず）と前面パネル２１とが一体に構成されたものになっている。ベースには、プレートフィンチューブ型の室内熱交換器２２、略円筒形状のクロスフローファン２３、室内機ユニット２０の動作制御等を行う各種電気回路素子から構成されたコントロール部２４等の各種機器が備えられている。

前面パネル２１には、吸込グリル部２１ａが前面および上面のそれぞれに形成されている。室内の空気は、これら吸込グリル部２１ａにより多方向から室内機ユニット２０内に吸い込まれるようになっている。また、吸込グリル部２１ａの背後には、エアフィルタ２１ｂが備えられており、吸い込まれた空気等の粉塵を取り除く働きをしている。さらに、前面パネル２１には、その下方に吹出口２１ｃが形成されており、ここから暖められた空気、あるいは冷やされた空気が吹き出されるようになっている。なお、この空気吸込みおよび空気吹出しは、クロスフローファン２３が回転することによって行われる。

室外機ユニット３０は、図１または図２に示すように、ユニット本体３１内に室外熱交換器３２、プロペラファン（室外ファン）３３、圧縮機３４、室外機用電装箱５０（以下、「電装箱５０」と表記する。）等が備えられている。室外機ユニット３０には、図２から図４に示すように、略中央に室外機ユニット３０内の空間を２つに分けるバッフルプレート（仕切り部）３５が設けられている。

室外機ユニット３０の正面視における左側（図２における左上側）の空間（第２領域）ＳＡにはプロペラファン３３が配置され、右側（図２における右下側）の空間（第１領域）ＳＢには圧縮機３４が配置されている。圧縮機３４の上方には、図２に示すように、電装箱５０が配置されるとともに、電装箱５０の左端はバッフルプレート３５を越えてプロペラファン３３が配置されている空間ＳＡに突出するように配置されている。

室外熱交換器３２は、周囲に多数のコルゲートフィンを備えた冷媒配管により構成されており、冷媒と室外気との熱交換を実現させるものである。プロペラファン３３は、新たな空気を常にユニット本体３１内に取り込み、熱交換効率の向上を図るために設けられている。プロペラファン３３が回転駆動されると、ユニット本体３１内に室外熱交換器３２からプロペラファン３３へと抜ける風が生じる。

なお、室外熱交換器３２およびプロペラファン３３が外部と向き合うユニット本体３１の背面および前面には、フィンガード（図示せず）およびファンガード３６がそれぞれ設けられている。フィンガードはコルゲートフィンが外部からの不意の衝撃により破損することがないように設けられているものである。ファンガード３６も、これと同様にプロペラファン３３を外部衝撃から保護することを一つの目的とするとともに、外気に含まれる粉塵などをユニット本体３１内に取り込ませないことを目的として備えられているものである。

圧縮機３４は、低温低圧の気体冷媒を高温高圧の気体冷媒に変換して吐出するものであり、冷媒回路を構成する部品の中では最も中心的な働きを担うものである。ここで、冷媒回路とは、この圧縮機３４に加えて、室内熱交換器２２、室外熱交換器３２、冷媒配管４０、膨張弁および冷媒の流れ方向を規定する四方弁（膨張弁および四方弁は図示せず）等から概略構成され、冷媒を室内機ユニット２０と室外機ユニット３０との間で循環させる回路である。

図３は、図２の電装箱の構成を説明する部分斜視図である。
電装箱５０は、図２および図３に示すように、圧縮機３４を駆動制御する電子部品等を実装した基板（図示せず）を納める板金製の第１収納箱（第１筐体）５１および第２収納箱（第２筐体）５２と、同じく板金製の蓋５３と、第１収納箱５１および第２収納箱５２と蓋５３との間に配置された樹脂製の枠体（上部筐体）５４と、を主に備えている。
また、基板には、圧縮機３４の運転を制御するための電子部品が実装され、熱を発生する電子部品（例えば、パワートランジスタ等）の熱を電装箱５０外部へ放出する放熱フィンを有したヒートシンクＨＳが設けられている。

ヒートシンクＨＳは、アルミニウムなどの熱伝導性が高い材料から形成されたものであり、パワートランジスタ等の電子部品に熱伝導が可能に取り付けられたものである。ヒートシンクＨＳには、冷却用の空気との接触面積を増やす複数の放熱フィンが設けられ、これら放熱フィンはプロペラファン３３による室外空気の流れに沿って延びるように配置されている。

図４は図３の第１収納箱の構成を説明する斜視図、図５は図３の第２収納箱の構成を説明する斜視図、図６は図３の枠体の構成を説明する斜視図である。
第１収納箱５１は、図２から図４に示すように、板金を折り曲げて形成された直方体状の容器であり、第２収納箱５２とともに上述の基板を収納する空間を形成するものである。さらに、第１収納箱５１は、主に圧縮機３４が配置された空間ＳＢの上方に配置され、バッフルプレート３５の上端に固定され、支持されているものである。

第１収納箱５１における第２収納箱５２と対向する側面（図４の左下の側面）に隣接する一対の側面５１Ａには、第２収納箱５２の支持または固定に用いられる開口部５１Ｂが形成されている。
開口部５１Ｂは、一対の側面５１Ａにおける第２収納箱５２側かつ上側の領域に形成されたスリット状の開口である。開口部５１Ｂは、第２収納箱５２に向かって下方へ傾斜するスリット状に形成され、側面５１Ａにおける開口部５１Ｂと隣接した下側は、第１収納箱５１の外側に向かって膨出した形状に形成されている。そのため、開口部５１Ｂは、上方に向かって開口するとともに、第２収納箱５２に向かって開口する形状に形成されている。

さらに、第１収納箱５１の一対の側面５１Ａにおける上端近傍には、枠体５４との係合に用いられる突起部５１Ｃが設けられている。本実施形態では１つの側面５１Ａに２つの突起部５１Ｃが設けられている例に適用して説明する。

第２収納箱５２は、図２，図３および図５に示すように、板金を折り曲げて形成された容器であって、第１収納箱５１と比較して深さ方向（図５の上下方向）の長さが短い直方体状の容器である。さらに、第２収納箱５２は、第２収納箱５２におけるプロペラファン３３側に取り付けられ、プロペラファン３３が配置された空間ＳＡの上方に配置されているものである。

第２収納箱５２には、第１収納箱５１への取り付けに用いられる突出部５２Ａと、枠体５４への固定に用いられる固定部５２Ｂと、ヒートシンクＨＳが挿通される挿通部５２Ｃと、が設けられている。

突出部５２Ａは、第１収納箱５１の開口部５１Ｂに差し込まれるものであり、第２収納箱５２が第１収納箱５１から脱落することを防止するものでもある。突出部５２Ａは、第２収納箱５２における第１収納箱５１と対向する側面（図５の右上側の側面）と隣接する一対の側面のうち、第１収納箱５１側に張り出した張出部５２Ｄに設けられたものであり、張出部５２Ｄから下方（図５の下側）に向かって突出する部分である。
張出部５２Ｄは、第２収納箱５２が第１収納箱５１に取り付けられた際に、第１収納箱５１の一対の側面５１Ａの外面に沿って延びるように配置されるものである。

固定部５２Ｂは、突出部５２Ａとともに第２収納箱５２の固定に用いられるものである。固定部５２Ｂは、第２収納箱５２における第１収納箱５１から離れた側の側面（左下側の側面）の上端から、第２収納箱５２から離れる方向に突出する板状の部分である。固定部５２Ｂには、枠体５４との固定に用いられるビス（ネジ）が挿通されるビス孔５２Ｅが設けられている。

挿通部５２Ｃは、第２収納箱５２の底面に形成された貫通孔であり、ヒートシンクＨＳの形状および配置位置に合わせて形成される孔である。本実施形態では、挿通部５２Ｃが第２収納箱５２の底面の大半に四角状に形成された孔である例に適用して説明する。

蓋５３は、図２に示すように、電装箱５０の状面を覆う板金製の部材である。より具体的には、第１収納箱５１および第２収納箱５２とともに基板等を収納する空間を形成するものであり、枠体５４を介して第１収納箱５１および第２収納箱５２に取り付けられるものである。

枠体５４は、図２，図３および図６に示すように、第１収納箱５１および第２収納箱５２と、蓋５３との間に配置されるものである。さらに、枠体５４は、第１収納箱５１に第２収納箱５２を固定するものであり、蓋５３を第１収納箱５１および第２収納箱５２に固定するものでもある。

枠体５４は、四角筒状に形成された樹脂製の枠部５４Ａと、枠部５４Ａにおける長辺から下方に向かって延びて第１収納箱５１の突起部５１Ｃと係合する下側爪部５４Ｂと、上方に向かって延びて蓋５３と係合する上側爪部５４Ｃと、第２収納箱５２側の短辺（図６の左下側の辺）から枠部５４Ａの外側に向かって延びて第２収納箱５２の固定部５２Ｂが取り付けられ固定される取付部５４Ｄと、が主に設けられている。

つぎに、上記の構成からなる空気調和機１０の作用について、図１を参照しながら暖房運転時および冷房運転時の場合に分けて説明する。

まず、暖房運転時には、圧縮機３４で高温高圧となった気体冷媒は、冷媒配管４０を通り室内機ユニット２０の室内熱交換器２２に圧送される。室内機ユニット２０内では、クロスフローファン２３により吸込グリル部２１ａから取り込まれた室内気に対して、室内熱交換器２２を流過する高温高圧の冷媒から熱が与えられる。このことにより、吹出口２１ｃから温風が吹き出されることになる。また同時に、高温高圧の気体冷媒は、室内熱交換器２２において凝縮液化して高温高圧の液冷媒となる。

この高温高圧の液冷媒は、室外機ユニット３０の室外熱交換器３２に送られる途中で、膨張弁により減圧され低温低圧の液冷媒となる。室外機ユニット３０では、プロペラファン３３によりユニット本体３１内に取り込まれた新しい室外気から、室外熱交換器３２を流過する低温低圧の液冷媒が熱を奪うことになる。低温低圧の液冷媒は、熱を奪うことにより蒸発気化して低温低圧の気体冷媒となる。これが再び圧縮機３４に送出され、上記過程を繰り返すことになる。

冷房運転時には、冷媒は上記とは逆方向に冷媒回路中を流れる。すなわち、圧縮機３４で高温高圧とされた気体冷媒が、冷媒配管４０を通過して室外熱交換器３２に圧送され、ここで室外気に熱を奪われて凝縮液化し高温高圧の液冷媒となる。この高温高圧の液冷媒は、膨張弁により減圧されて低温低圧の液冷媒となり、再び冷媒配管４０を通って室内熱交換器２２に送られる。低温低圧の液冷媒は、ここで室内機から熱を奪って吹出口２１ｃから冷風を吹出すとともに、冷媒自身は蒸発気化して低温低圧の気体冷媒となる。これが再び圧縮機３４に送出され、上記過程を繰り返すことになる。

次に、本実施形態の特徴である電装箱５０の製造方法または組み立て方法について説明する。
図７は、図３の電装箱における第１収納箱、第２収納箱および枠体の配置関係を説明する分解斜視図である。図８は、第１収納箱に枠体が取り付けられた状態を説明する分解斜視図である。図９は、図８の第１収納箱の開口部に第２筐体の突出部が差し込まれた状態を説明する斜視図である。

まず、図７に示すように、板金から第１収納箱５１および第２収納箱５２が形成されるとともに、樹脂から枠体５４が形成される。ここで、第１収納箱５１および第２収納箱５２の形成方法としては、プレス加工など公知の加工方法を用いることができ、特に限定するものではない。また、枠体５４の形成方法も、射出成形などの公知の形成方法を用いることができ、特に限定するものではない。

その後、図８に示すように、第１収納箱５１に枠体５４が取り付けられる。このとき、枠体５４の下側爪部５４Ｂが第１収納箱５１の突起部５１Ｃに係合される。そして、図９に示すように斜め下方から第２収納箱５２の突出部５２Ａが、第１収納箱５１の開口部５１Ｂに差し込まれる。この時、張出部５２Ｄから下方に突出しているため、突出部５２Ａは開口部５１Ｂに引っかかる。つまり、第２収納箱５２は第１収納箱５１から脱落しにくくなっている。

その後、開口部５１Ｂに差し込まれた突出部５２Ａを中心として、第２収納箱５２における固定部５２Ｂ側の端部を回転させながら上方に移動させ、固定部５２Ｂのビス孔５２Ｅにビス（図示せず）を挿通させ、枠体５４の取付部５４Ｄにビスをねじ込み第１収納箱５１、第２収納箱５２および枠体５４の組み立てが終了する（図３参照。）。

上記の構成によれば、電子部品を収納する空間を第１収納箱５１および第２収納箱５２で形成することにより、複雑な形状を有する電装箱５０であっても、簡易かつ異なる形状を有する第１収納箱５１および第２収納箱５２の組み合わせで構成できる。そのため、電装箱を一体に形成する場合と比較して、本実施形態の電装箱５０、電装箱５０を備えた室外機ユニット３０、および、空気調和機１０を安価かつ容易に製造することができる。
具体的には、第１収納箱５１の開口部５１Ｂに、第２収納箱５２の突出部５２Ａを上方から差し込み、第１収納箱５１および第２収納箱５２の上方に配置された枠体５４に第２収納箱５２の固定部５２Ｂを固定することにより、第１収納箱５１および第２収納箱５２は、枠体５４とともに容易に一体化することができる。

その一方で、第１収納箱５１および第２収納箱５２を組み合わせたものを最初から一体に形成する場合と比較して、第１収納箱５１および第２収納箱５２の形状を簡易な形状とすることができる。そのため、第１収納箱５１および第２収納箱５２を、金属製の板状体を折り曲げる等の加工により容易に形成することができ、安価に製造することができる。さらに、板状体の板厚が薄くなることによって、第１収納箱５１および第２収納箱５２からなる電装箱５０の強度が落ちるおそれが少ない。
電装箱５０を一体に形成する場合と比較して、第１収納箱５１および第２収納箱５２に分割して形成することにより、製造時に取り扱う個々の部品単位の大きさが小さくなるため、製造時の取り扱い（ハンドリング）が良好になる。

火災時などに枠体５４が燃えたときでも、第２収納箱５２が第１収納箱５１から離脱してプロペラファン３３などが配置された下方に落下することを防止できる。つまり、第２収納箱５２の突出部５２Ａは、上方から第１収納箱５１の開口部５１Ｂに差し込まれているため、枠体５４が燃えて枠体５４による第２収納箱５２の保持がなくなっても、突出部５２Ａが開口部５１Ｂに引っかかるため、第２収納箱５２の脱落が防止される。

１０ 空気調和機
２０ 室内機ユニット
３０ 室外機ユニット
３２ 室外熱交換器
３３ プロペラファン（室外ファン）
３４ 圧縮機
３５ バッフルプレート（仕切り部）
５０ 室外機用電装箱
５１ 第１収納箱（第１筐体）
５１Ｂ 開口部
５２ 第２収納箱（第２筐体）
５２Ａ 突出部
５２Ｂ 固定部
５４ 枠体（上部筐体）
ＳＡ 空間（第２領域）
ＳＢ 空間（第１領域）

Claims (3)

1. 金属製の板状体を用いて容器状に形成されるとともに外部から支持される第１筐体と、
   金属製の板状体から形成されるとともに、前記第１筐体とともに内部に電子部品を収納する空間を形成する第２筐体と、
   前記第１筐体および前記第２筐体の上方に隣接して配置され、前記第１筐体および前記第２筐体に固定可能とされた上部筐体と、
   が設けられ、
   前記第１筐体の側面には、上方に向かって開口する開口部が設けられ、
   前記第２筐体の一の端部には、下方に向かって突出して前記開口部に差し込まれる突出部が設けられ、前記一の端部以外の端部には、前記上部筐体と固定される固定部が設けられていることを特徴とする室外機用電装箱。
2. 冷媒を圧縮し、空気調和機の室内機ユニットとの間で前記冷媒を循環させる圧縮機と、
   前記冷媒および室外空気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、
   回転駆動されることにより前記室外空気を前記室外熱交換器に向かって誘引する室外ファンと、
   前記圧縮機が配置される第１領域と、前記室外ファンが配置される第２領域とを区画する仕切り部と、
   請求項１記載の室外機用電装箱と、
   が設けられ、
   前記第１筐体は前記仕切り部によって下方から支持され、
   前記第２筐体は前記第２領域に配置されていることを特徴とする室外機ユニット。
3. 室内機ユニットと、
   請求項２記載の室外機ユニットと、
   が設けられていることを特徴とする空気調和機。
   
   

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