JP5966570B2 - 冷媒配管の取付構造 - Google Patents
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Description
図1は、この発明の実施形態1に係る空気調和機(1)の構成例を示している。空気調和機(1)は、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路(10)を有し、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うように構成されている。具体的には、空気調和機(1)は、室内に設置される室内ユニット(20)と、室外に設置される室外ユニット(30)とを有している。室内ユニット(20)と室外ユニット(30)とが、2本の連絡配管(11,12)によって互いに接続されることで、閉回路となる冷媒回路(10)が構成される。
室内ユニット(20)は、室内熱交換器(21)と室内ファン(22)と室内膨張弁(23)とを有している。室内熱交換器(21)は、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成され、室内ファン(22)によって送風される。室内熱交換器(21)では、伝熱管の内部を流れる冷媒と、伝熱管の外部を通過する空気とが熱交換する。室内膨張弁(23)は、例えば電子膨張弁によって構成されている。
室外ユニット(30)は、室外熱交換器(31)と室外ファン(32)と室外膨張弁(33)と圧縮機(34)と四方切換弁(35)とを有している。室外熱交換器(31)は、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成され、室外ファン(32)によって送風される。室外熱交換器(31)では、伝熱管の内部を流れる冷媒と、伝熱管の外部を通過する空気とが熱交換する。室外膨張弁(33)は、例えば電子膨張弁によって構成されている。圧縮機(34)は、例えばスクロール圧縮機等の回転式圧縮機によって構成されている。四方切換弁(35)は、第1から第4までの4つのポートを有し、冷媒回路(10)の冷媒の循環方向を切り換えるように構成されている。四方切換弁(35)は、冷房運転時に第1ポートと第2ポートを連通させ且つ第3ポートと第4ポートを連通させる状態(図1の実線で示す状態)となり、暖房運転時に第1ポートと第3ポートを連通させ且つ第2ポートと第4ポートとを連通させる状態(図1の破線で示す状態)となる。
次に、図2および図3を参照して、室外ユニット(30)の具体的な構成について詳述する。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図2の下側を「前」、上側を「後」、左側を「左」、右側を「右」、紙面直交方向の手前側を「上」、紙面直交方向の奥側を「下」として説明する。
電装品室(49)内には、空気調和機(1)の各種構成機器を制御するための各種電装品を有する電装品ユニット(50)と、冷媒回路(10)の冷媒が流通する冷却管(15)とが収容されている。
図2に示すように、電装品ユニット(50)は、発熱部品であるパワーモジュール(53)を含む各種電子部品が実装されたプリント基板(51)と、プリント基板(51)に実装されたパワーモジュール(53)を冷却するための冷却器(60)とを備えている。パワーモジュール(53)は、例えばインバータ回路のスイッチング素子等であり、運転時に発熱して動作可能な温度(例えば90℃)を越えないように冷却器(60)によって冷却される。冷却器(60)は、プリント基板(51)に取り付けられている。また、プリント基板(51)の前面にパワーモジュール(53)と冷却器(60)とが取り付けられた電装品ユニット(50)は、固定部材(55)を介して横仕切板(46)に固定されている。なお、冷却器(60)の詳細な構成については後述する。
図1に示すように、冷却管(15)は、冷媒回路(10)の冷却配管の一部を構成している。具体的には、本実施形態では、冷却管(15)は、冷媒回路(10)の室内膨張弁(23)と室外膨張弁(33)との間に接続され、液配管の一部を構成している。つまり、冷却管(15)には、室内熱交換器(21)又は室外熱交換器(31)で凝縮した後の高圧の液冷媒が流通する。
次に、図4を参照して、電装品室(49)内における冷却管(15)の取付構造について詳述する。プリント基板(51)は、固定部材(55)を介して横仕切板(46)(すなわち、電装品室(49)内の側面部)に固定されている。プリント基板(51)の前面には、パワーモジュール(53)と冷却器(60)とが取り付けられている。
次に、図5〜図10を参照して、冷却器(60)について説明する。
図6に示すように、冷却器(60)は、押さえ板(64)が溝(61)を覆う閉状態と、溝(61)を露出させる開状態とに切り換わるように、押さえ板(64)を伝熱板(62)に回動自在に取り付けるヒンジ機構(77)を備えている。本実施形態では、ヒンジ機構(77)は、押さえ板(64)に形成された2つのT字状の突出片(74,74)と、2つの支持部材(63)の伝熱板(62)の左側に配置された2つの湾曲部(63c,63b)、即ち、上方の支持部材(63)の第2湾曲部(63c)と下方の支持部材(63)の第1湾曲部(63b)とによって構成されている。
冷却器(60)は、押さえ板(64)の回動を阻止して押さえ板(64)を閉状態に保持するロック機構(78)を備えている。本実施形態では、ロック機構(78)は、押さえ板(64)に形成された2つのL字状の突出片(75,75)と、2つの支持部材(63)の伝熱板(62)の右側に配置された2つの湾曲部(63b,63c)、即ち、上方の支持部材(63)の第1湾曲部(63b)と下方の支持部材(63)の第2湾曲部(63c)とによって構成されている。
冷却器(60)は、振動等によってロック機構(78)によるロック状態が解除されないように、閉状態の押さえ板(64)の上方(図5において上方)へのスライドを抑制するスライド抑制機構(80)を備えている。本実施形態では、スライド抑制機構(80)は、下方の支持部材(63)の第2湾曲部(63c)と、押さえ板(64)に形成された板バネ部(76)とによって構成されている。具体的には、板バネ部(76)は、ロック機構(78)によってロック状態となる際に、折り曲げ部(76a)が第3孔部(63k)に陥入するように構成されている。このように、板バネ部(76)の折り曲げ部(76a)が第3孔部(63k)に陥入することにより、振動等によって押さえ板(64)に上向き(図5の上向き)の力が作用しても、折り曲げ部(76a)が第3孔部(63k)の周壁に当接し、押さえ板(64)の上方へのスライドを阻止する。一方、作業者が押さえ板(64)を上方にスライドさせるべく力を加えた場合には、板バネ部(76)は、折り曲げ部(76a)が第3孔部(63k)の周壁に及ぼす力の反作用によって撓み、折り曲げ部(76a)が第3孔部(63k)から脱落して周壁に乗り上げる。これにより、ロック機構(78)のロック状態が解除される。
次に、図11を参照して、配管クリップ(101)について説明する。配管クリップ(101)は、一対の湾曲部(901,901)と、連結部(902)と、一対の押さえ部(903,903)とを有している。
ここで、配管クリップ(101)を冷却管(15)の一対の直管部(16,16)に取り付ける動作について説明する。まず、冷却管(15)の直管部(16)を凹部(900)の開口端(すなわち、押さえ部(903)と湾曲部(901)の他端部との間)に押し当てることによって、凹部(900)の開口端を変形させて、凹部(900)の開口端を広げる。そして、冷却管(15)の直管部(16)をさらに押し当てて、冷却管(15)の直管部(16)を凹部(900)(すなわち、湾曲部(901)の内周面)の内部に収容させる。このとき、湾曲部(901)の弾性により、押さえ部(903)を冷却管(15)の直管部(16)(凹部(900)内に収容された直管部(16))に押しつけることができる。これにより、冷却管(15)の直管部(16)を凹部(900)内に保持することができる。
次に、図1を参照して、空気調和機(1)の運転動作について説明する。空気調和機(1)は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う。
冷房運転では、圧縮機(34)で圧縮された冷媒が、室外熱交換器(31)で凝縮する。凝縮した冷媒は、例えば全開状態の室外膨張弁(33)を通過し、冷却管(15)を流れる。
暖房運転では、圧縮機(34)で圧縮された冷媒が、室内熱交換器(21)で凝縮する。これにより、室内空気が加熱される。凝縮した冷媒は、例えば全開状態の室内膨張弁(23)を通過し、冷却管(15)を流れる。冷却管(15)を流れる冷媒は、上記冷房運転と同様にして、パワーモジュール(53)から吸熱し、パワーモジュール(53)を冷却する。冷却管(15)を流れた冷媒は、室外膨張弁(33)で減圧された後、室外熱交換器(31)で蒸発する。蒸発した冷媒は、圧縮機(34)に吸入されて圧縮される。
次に、電装品ユニットの組立動作について説明する。まず、伝熱板(62)、2つの支持部材(63)、押さえ板(64)をそれぞれ製作する。次に、伝熱板(62)の上下方向の両端部に、それぞれ支持部材(63)を固定する(図7参照)。各支持部材(63)は、2つの爪部(63g,63g)と底部(63d)とによって伝熱板(62)を挟み込んだ状態で、ビス(69)を底部(63d)の挿通孔(63l)に挿通させて伝熱板(62)のビス孔(68a)に締結することによって伝熱板(62)に固定される。また、パワーモジュール(53)を伝熱板(62)に取り付ける。パワーモジュール(53)は、伝熱板(62)の後面の凸部(68)の扁平な頂上部に放熱面が当接された状態でビス(92)をビス孔(68b)に締結することによって伝熱板(62)に熱的に接触するように取り付けられる(図6参照)。
次に、電装品ユニットの取付動作について説明する。まず、ケーシング(40)内の電装品室(49)の冷却管(15)の後方位置に電装品ユニット(50)を挿入する。このとき、予め配設された冷却管(15)は、上述のように前方に傾けられ、ケーシング(40)との間の隙間が拡大されている。この拡大された隙間から電装品ユニット(50)を冷却管(15)と当接しないように挿入し、冷却管(15)の後方位置において、固定部材(55)を介して横仕切板(46)に固定する(図2、図3参照)。
以上のように、配管クリップ(101)(保持部材(100))によって冷却管(15)の直管部(16)の間隔(配線ピッチ)を一定に保持することができるので、冷却管(15)の直管部(16)と伝熱板(62)の溝(61)とのずれを抑制することができる。特に、冷却管(15)の直管部(16)の間隔を一定にすることにより、冷却管(15)の直管部(16)を伝熱板(62)の溝(61)に正確に嵌め込むことができる。このように、冷却管(15)の取付不具合を低減することができるので、冷却管(15)の取付不具合による冷却性能の劣化を抑制することができる。
なお、配管クリップ(101)は、冷却管(15)の直管部(16)が凹部(900)内に収容されている場合に(より具体的には、冷却管(15)を伝熱板(62)に取り付けた後に)、湾曲部(901)の内周面が直管部(16)の外周面のうち少なくとも伝熱板(62)の溝(61)の鉛直方向の下方に対応する部分(ここでは、下方から視て伝熱板(62)の溝(61)に重複している部分)に接触するように形成されていることが好ましい。
なお、押さえ板(64)は、伝熱板(62)から取り外し可能であっても良い。例えば、押さえ板(64)は、固定ねじによって伝熱板(62)に固定されるように構成されていても良い。
この発明の参考例1に係る空気調和機(1)は、実施形態1に係る空気調和機(1)と同様の構成を有しているが、電装品室(49)内における冷却管(15)の取付構造が異なっている。
図14のように、参考例1に係る冷却管(15)の取付構造では、配管クリップ(101)(保持部材(100))は、横仕切板(46)(すなわち、電装品室(49)内の側面部)に固定されている。より具体的には、横仕切板(46)の表面(前面)のうち配管クリップ(101)の取付位置に対応する部分(ここでは、正面から視て配管クリップ(101)と重複している部分)には、取付部(46a)が形成されている。取付部(46a)は、横仕切板(46)の表面(前面)から前に突出している。また、取付部(46a)および配管クリップ(101)の連結部(902)には、固定ねじ(101a)が締結されるねじ穴が形成されている。そして、配管クリップ(101)は、固定ねじ(101a)によって取付部(46a)に固定されている。その他の構成は、図4と同様である。
配管クリップ(101)を横仕切板(46)に固定する動作は、冷却管(15)の直管部(16)が伝熱板(62)の溝(61)に嵌め込まれる前までの間に行われても良いし、冷却管(15)の直管部(16)が伝熱板(62)の溝(61)に嵌め込まれた後に行われても良い。
以上のように、配管クリップ(101)を横仕切板(46)に固定することにより、冷却管(101)のうち配管クリップ(101)よりも下方に延びている部分において、外力(例えば、冷却管(15)に取り付けられた閉鎖弁などの部品の重み)による冷却管(101)の歪みが生じたとしても、冷却管(15)の歪みの伝達を配管クリップ(101)で留めることができる。
この発明の参考例2に係る空気調和機(1)は、実施形態1に係る空気調和機(1)と同様の構成を有しているが、電装品室(49)内における冷却管(15)の取付構造が異なっている。
図16は、保持固定具(102)の構成例を示している。保持固定具(102)は、矩形板状に形成されている。保持固定具(102)には、一対の保持穴(911,911)と、一対の挿入口(912,912)とが形成されている。一対の保持穴(911,911)は、冷却管(15)の横断面に対応した形状(すなわち、円形状)に形成されている。一対の挿入口(912,912)は、保持固定具(102)の表面(前面)から一対の保持穴(911,911)にそれぞれ延びている。ここでは、挿入口(912)は、挿入方向に開口幅が次第に狭くなっている導入口部(912a)と、導入口部(912a)と保持穴(912b)とを連通する開口幅が一定な連通口部(912b)とによって構成されている。このように、一対の保持穴(911,911)および一対の挿入口(912,912)によって、冷却管(15)の一対の直管部(16,16)をそれぞれ収容可能な一対の凹部(900,900)が構成されている。
次に、保持固定具(102)を冷却管(15)の一対の直管部(16,16)に取り付ける動作について説明する。まず、冷却管(15)の直管部(16)を凹部(900)の開口端(すなわち、挿入口(912))に押し当てることによって、凹部(900)の開口端を変形させて、凹部(900)の開口端を広げる。そして、冷却管(15)の直管部(16)をさらに押し当てて、冷却管(15)の直管部(16)を凹部(900)(すなわち、保持穴(911))の内部に収容させる。このとき、挿入口(912)の弾性により、凹部(900)の開口幅が元に戻る。これにより、冷却管(15)の直管部(16)を凹部(900)内に保持することができる。
次に、保持固定具(102)を横仕切板(46)の差込口(46)に差し込んで固定する動作について説明する。まず、一方の係止片(914)が差込口(46b)を通過するように保持固定具(102)を差込口(46b)に挿入し、他方の係止片(914)を差込口(46b)に押し当てることによって、他方の係止片(914)を変形させる。そして、他方の係止片(914)をさらに押し当てて差込口(46b)を通過させる。このようにして、保持固定具(102)が差込口(46b)に差し込まれる。保持固定具(102)が差込口(46b)に差し込まれた後、他方の係止片(914)の弾性により、他方の係止片(914)の形状が元に戻る。これにより、保持固定具(102)を横仕切板(46)に固定することができる。
以上のように構成した場合も、保持固定具(102)によって冷却管(15)の直管部(16)の間隔を一定に保持することができるので、冷却管(15)の直管部(16)と伝熱板(62)の溝(61)とのずれを抑制することができる。これにより、冷却管(15)の取付不具合を低減することができる。
また、保持固定具(102)は、冷却管(15)の直管部(16)が凹部(900)内に収容されている場合に(より具体的には、冷却管(15)を伝熱板(62)に取り付けた後に)、保持穴(911)の内周面が直管部(16)の外周面のうち少なくとも伝熱板(62)の溝(61)の鉛直方向の下方に対応する部分(ここでは、下方から視て伝熱板(62)の溝(61)に重複している部分)に接触するように形成されていることが好ましい。
上記実施形態では、本発明に係る押さえ部材を構成する押さえ板(64)が、伝熱部材を構成する伝熱板(62)の外形に略等しい形状の金属板によって構成されていた。しかし、押さえ部材は、上記実施形態のような板状体に限られない。例えば、押さえ部材は、板状体でなく格子状部材によって構成されていてもよい。このような格子状部材であっても、閉状態として溝(61)を覆うことにより、溝(61)に塗布された熱伝導グリス(79)を保護して接触による剥がれを防止することができる。
10 冷媒回路
15 冷却管(冷媒配管、液配管)
50 電装品ユニット
51 プリント基板(基板)
53 パワーモジュール(発熱部品)
60 冷却器
61 溝
62 伝熱板(伝熱部材)
63 支持部材(係合部材)
63b 第1湾曲部(係合部)
63c 第2湾曲部(係合部)
64 押さえ板(押さえ部材)
74 突出片(回動用突出片)
75 突出片(ロック用突出片)
77 ヒンジ機構(開閉機構)
78 ロック機構
79 熱伝導グリス
80 スライド抑制機構
100 保持部材
101 配管クリップ
102 保持固定部
Claims (2)
- 電装品室(49)内におけるU字型の冷媒配管(15)の取付構造であって、
上記電装品室(49)内の側面部(46)に固定された基板(51)に実装された発熱部品(53)と裏面側で熱的に接触し、上記冷媒配管(15)の一対の直管部(16)がそれぞれ嵌め込まれる一対の溝(61)が表面側に形成された伝熱部材(62)と、
上記冷媒配管(15)の一対の直管部(16)を上記伝熱部材(62)の一対の溝(61)に押さえつけて保持する押さえ部材(64)と、
上記冷媒配管(15)の一対の直管部(16)の間隔を一定に保持する保持部材(100)とを備え、
上記保持部材(100)は、上記電装品室(49)内の側面部(46)および上記基板(51)と別体に形成され、該電装品室(49)内の側面部(46)および該基板(51)から離間した状態で上記冷媒配管(15)の一対の直管部(16)のみに取り付けられている
ことを特徴とする冷媒配管の取付構造。 - 請求項1において、
上記保持部材(100)は、上記冷媒配管(15)の一対の直管部(16)にそれぞれ対応する一対の湾曲部(901)と、該一対の湾曲部(901)の一端部を連結する連結部(902)とを有し、
上記一対の湾曲部(901)は、それぞれが上記直管部(16)の横断面形状に対応する円弧状に形成されて、それぞれの内周面が該直管部(16)を収容可能な凹部(900)を構成し、
上記一対の湾曲部(901)の外周面と上記連結部(902)のうち該一対の湾曲部(901)の外周面を繋ぐ面には、一方の湾曲部(901)の他端部から他方の湾曲部(901)の他端部まで延びる凸条部(904)が設けられている
ことを特徴とする冷媒配管の取付構造。
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