JP7228424B2 - 暖房機 - Google Patents

Description

本発明は、暖房機に関する。

従来、シーズヒータなどの発熱部と、発熱部を収容する放熱部とを有し、放熱部から放熱される熱で空調対象室の空気を暖める暖房機が知られている。例えば特許文献１には、直線的な管状のヒータが、放熱部に形成された管状の空間に配置されることが開示されている。このようなヒータの上下端には、端子が設けられている。端子は、配線を介して基板と接続されている。

中国実用新案第２０４１８７７１０号明細書

配線は、発熱部に対する耐熱性を考慮して設計される必要がある。上述したとおり端子が複数箇所に点在する場合、配線自体の耐熱性および配線に対する遮熱のための構成を複数箇所において考慮する必要がある。これは、部品点数の増加や、配線の高耐熱化、筐体内の収容空間の制約に繋がると共に、対流を阻害して暖房効率を低下させる要因となる。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、暖房効率を向上させることができる暖房機を提供することを目的とする。

本発明に係る暖房機は、上述した課題を解決するために、Ｕ字形状を有し、両端に端子を有する複数の発熱部と、各前記発熱部の前記両端が設置時における上下方向に配列するように前記端子を露出し、前記上下方向に直交する水平方向が前記各発熱部の長さ方向となるように前記各発熱部を内部に収容し、前記発熱部の熱を外表面から放熱する複数の放熱部であって、前記各発熱部を挟み込んで内部に収容する前記上下方向に沿った対向する二面と、前記二面からそれぞれ略垂直に突出し前記上下方向に沿って延びた形状を有し前記水平方向に沿って配列される複数のフィンと、を有する複数の放熱部と、各前記発熱部の前記端子の方向を水平方向の一方に揃えて前記複数の放熱部を上下方向に配列して収容し、前記各発熱部の熱で内部に空気の対流を生じさせる筐体と、を備える。

本発明に係る暖房機においては、暖房効率を向上させることができる。

本発明に係る暖房機の一実施形態を示す暖房機の前面側から見た斜視図。 暖房機の左右パネルを取り外し、左側面側から見た側面図。 図２の暖房機を右側面側から見た側面図。 暖房機の左右パネルを取り外し、かつ放熱ユニットを説明する後面側から見た斜視図。 図２のV－V線に沿う断面図。 図２のVI－VI線に沿う端面図。 発熱部と基板との接続状態を示す説明図。 変形例としての暖房機の図７に対応する説明図。

本発明に係る暖房機の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る暖房機の一実施形態を示す暖房機１の前面側から見た斜視図である。
図２は、暖房機１の左右パネル３５を取り外し、左側面側から見た側面図である。
図３は、図２の暖房機１を右側面側から見た側面図である。
図４は、暖房機１の左右パネル３５を取り外し、かつ放熱ユニット８０を説明する後面側から見た斜視図である。
図５は、図２のV－V線に沿う断面図である。
図６は、図２のVI－VI線に沿う端面図である。
図７は、発熱部２０と基板２５との接続状態を示す説明図である。

以下の説明において、「前（前面）」、「後（背面）」、「上」、「下」、「右」、および「左」は、図１から図８における定義に従う。また、上下方向は、暖房機１の設置時における上下方向に対応する。前後方向および左右方向は、暖房機１の設置時における水平方向に対応する。

暖房機１は、放熱部１０と、発熱部２０と、筐体３０と、遮熱板５０と、固定具６０と、を主に有する。暖房機１は、発熱部２０の熱で筐体３０の内部に空気の対流を生じさせることにより、空調対象室の空気を暖める。

放熱部１０は、一の発熱部２０を内部に収容し、発熱部２０の熱を外表面から放熱する。放熱部１０は、アルミニウム合金のダイカスト成形品である。放熱部１０は、発熱部収容部１１と、フィン１２と、を有する。発熱部収容部１１は、前後方向に沿う面方向を有する右面１３と、右面１３に左右方向で対向し前後方向に沿う面方向を有する左面１４と、を有する。発熱部２０は、この右面１３および左面１４の間に収容される。フィン１２は、右面１３および左面１４から略垂直に突出し、設置時における上下方向に延びる（上下方向に沿う面方向を有する）複数のフィン１２である。フィン１２は、前後方向に沿って、例えば略等間隔で配列される。放熱部１０は、固定具６０で支持されるための貫通孔１５（図６）を有する。貫通孔１５は、前後方向の中心を対称に２箇所形成され、フィン１２内を左右方向に貫通して形成される。

放熱部１０は、上下方向に沿って配列された複数の放熱部であり、上段放熱部１０ａ、中段放熱部１０ｂ、および下段放熱部１０ｃを有する。例えば、上段放熱部１０ａ、中段放熱部１０ｂ、および下段放熱部１０ｃは、フィン１２の形状、フィン１２の寸法、および隣接するフィン１２の間隔を含み、略同一の外形を有する。

発熱部２０は、図７に示すように、両端に端子２２を有する、例えばシーズヒータである。発熱部２０は、主に前後方向に延び、長さ方向の略中心に曲げ部２１を有するＵ字形状を有する。発熱部２０は、端子２２を前方に向って露出して各放熱部１０の発熱部収容部１１（内部）に収容されている。具体的には、発熱部２０は、Ｕ字形状の状態で、放熱部１０のダイカスト成形時に内部に鋳込まれることにより、放熱部１０と一体成形される。端子２２は、配線２６を介して後述する基板２５に接続されている。配線２６は、例えば、銅線をビニールで被覆して絶縁したビニール線である。なお、図７においては、１つの発熱部２０のみが基板２５と接続される例が示されているが、複数の発熱部２０（本実施形態においては３つ）がそれぞれ配線２６を介して共通の基板２５、または収容空間５５内に配置される別途の基板に接続されている。

暖房機１は、３個の（複数の）発熱部２０を有する。これらの発熱部２０は、端子２２の方向（端子２２の突出方向、筐体３０内の上下左右前後方向における位置）を揃えて筐体３０に収容されている。具体的には、３個の発熱部２０は、端子２２が前方、折り曲げ部２１が後方に位置し、上方視において略重なり合うように筐体３０に収容されている。

筐体３０は、放熱部１０を収容し、暖房機１の外郭をなす。筐体３０は、前板３１と、後板３２と、下板３３と、上カバー３４と、左右パネル３５と、を有する。前板３１、後板３２、下板３３、上カバー３４、および左右パネル３５は、例えば冷間圧延鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板などの薄鋼板からなる。筐体３０は、これらの部材により、発熱部２０の熱で内部に空気の対流を生じさせるための構造を成している。

前板３１は、暖房機１の前面に沿って配置される。前板３１は、表示部３７と、操作部３８と、前側取っ手３９ａと、を有する。表示部３７は、暖房機１の運転状態や操作内容を表示する、例えば液晶表示パネルである。操作部３８は、暖房機１の電源の入れ切れや、運転内容の指示を受け付ける。前側取っ手３９ａは、表示部３７の上方に配置され、ユーザによる暖房機１の移動に用いられる。後板３２は、暖房機１の後面に沿って配置される。後板３２は、前側取っ手３９ａと前後方向において対になる位置に、後側取っ手３９ｂを有する。前板３１および後板３２は、前後方向で対向する一対の内壁３１ａ、３２ａ（図６）を有する。

下板３３は、暖房機１の下面に沿って配置される。下板３３は、前板３１、後板３２、および遮熱板５０のベースとなる。下板３３は、暖房機１内に空気を取り入れる空気入口４０を有する。下板３３は、暖房機１を移動するために用いられる一対のキャスター付脚４１を下方の前後方向において対になる位置に有する。

上カバー３４は、暖房機１の上面に沿って上方に配置される。上カバー３４は、グリル４２と、金網４３と、パネル取付具４５と、を有する。グリル４２は、空気入口４０から取り入れられ、暖房機１内を隣接するフィン１２間を流路として下から上に向かって流れる空気の出口となる空気出口４６を有する。金網４３は、空気出口４６を塞ぐように、グリル４２の下方に配置される。パネル取付具４５は、金網４３の下方に配置され、一対の遮熱板５０間に前後に架設された枠部材である。パネル取付具４５は、左右パネル３５を固定するための構造である爪部４５ａを左右の枠面に有する。

左右パネル３５は、暖房機１の左右側面に沿ってそれぞれ配置される。左右パネル３５は、放熱部１０からの高温の熱に対するユーザの安全性を確保するため、放熱部１０を覆って遮蔽する。これにより、暖房機１の内部はユーザにより視認されない。

左右パネル３５は、上端に内面方向の折返し（図示せず）を有する。左右パネル３５の上端は、この折り返しをパネル取付具４５の爪部４５ａに引っ掛けることにより固定されている。左右パネル３５の下端は、下板３３にネジ止めされることにより固定されている。また、左右パネル３５の前後端は、前板３１および後板３２にそれぞれ係止されている。左右パネル３５の中央部３６ａは、外縁部３６ｂに対して放熱部１０から離れるように膨出した形状を有している。これにより左右パネル３５は、遮熱板５０とは非接触に固定されていると共に、放熱部１０との間に一定の隙間が設けられている。このため、左右パネル３５は、過剰な温度上昇が抑制されている。

遮熱板５０は、例えば薄鋼板からなり、放熱部１０からの熱を、前板３１および後板３２の一対の内壁３１ａ、３２ａと放熱部１０との間で遮熱する。すなわち、遮熱板５０は、前側遮熱板５０ａと、後側遮熱板５０ｂと、を有する一対の遮熱板５０である。図６に示すように、前側遮熱板５０ａは、前板３１の内壁３１ａと放熱部１０の前端１８ａとの間に配置される。後側遮熱板５０ｂは、後板３２の内壁３２ａと放熱部１０の後端１８ｂとの間に配置される。遮熱板５０は、少なくとも放熱部１０が配置される上下方向の範囲に設けられる。これにより、遮熱板５０は、前板３１または後板３２の内壁３１ａ、３２ａと遮熱板５０との間の収容空間５５に設けられる基板２５や配線２６類などの電子部品と放熱部１０との間を仕切り、放熱部１０と電子部品とを隔離する。各放熱部１０から露出した複数の端子２２は、遮熱板５０から突出し、収容空間５５内に位置する。遮熱板５０は、ベースとなる下板３３に下部が固定され、遮熱板５０の上方に位置するパネル取付具４５に上部が固定される。これにより、遮熱板５０およびパネル取付具４５は、暖房機１の内部骨格を構成している。

固定具６０は、例えば薄鋼板からなり、放熱部１０を支持し、前後方向に亘って一対の遮熱板５０に両端６５、７５が固定（架設）される。具体的には、固定具６０は、右固定具６１と、左固定具７１と、を有し、これら一対の固定具６０により放熱部１０を左右側面で支持し、遮熱板５０に固定される。

右固定具６１は、放熱部１０の右面１３側で放熱部１０を支持し、右面１３側で一対の遮熱板５０に固定される。右固定具６１は、前後方向に略直線的な形状を有し、遮熱板５０に固定される両端６５を有する。右固定具６１は、右固定具側ボルト孔６７と、肉抜き部６８と、を有する。右固定具側ボルト孔６７は、右固定具６１、左固定具７１および放熱部１０を連結するためのボルト８１が貫通する孔であり、貫通孔１５に対応する位置に設けられる。肉抜き部６８は、固定具６０から遮熱板５０へ熱を伝わりにくくする。

左固定具７１は、左面１４側で放熱部１０を支持し、左面１４側で一対の遮熱板５０に固定される。左固定具７１は、基部７２と、垂れ下がり部７３と、を有する。基部７２は、前後方向に略直線的な形状を有し、遮熱板５０に固定される両端７５を有する。垂れ下がり部７３は、基部７２の両端７５から中心寄りに前後方向の端部を有し、基部７２から垂れ下がる形状を有する。垂れ下がり部７３は、左固定具側ボルト孔７７と、肉抜き部７８と、を有する。左固定具側ボルト孔７７は、右固定具側ボルト孔６７と同様の作用を有し、貫通孔１５に対応する位置に設けられる。肉抜き部７８は、肉抜き部６８と同様の作用を有し、垂れ下がり部７３のうち、左固定具側ボルト孔７７が形成される領域以外の可能な限り広い範囲で形成される。

固定具６０は、放熱部１０の個数に対応する複数の固定具である。各固定具６０は、各放熱部１０を支持し、一対の遮熱板５０に固定される。すなわち、固定具６０は、上段放熱部１０ａを支持する一対の上段固定具６０ａと、中段放熱部１０ｂを支持する一対の中段固定具６０ｂと、下段放熱部１０ｃを支持する一対の下段固定具６０ｃと、を有する。上段固定具６０ａ、中段固定具６０ｂ、および下段固定具６０ｃは、形状、寸法において略同一である。

各一対の固定具６０（上段固定具６０ａ、中段固定具６０ｂ、下段固定具６０ｃ）は、放熱部１０（上段放熱部１０ａ、中段放熱部１０ｂ、下段放熱部１０ｃ）を挟み込み連結（固定）することにより、放熱部１０と一体となった放熱ユニット８０を形成する。図６に示すように、放熱ユニット８０においては、放熱部１０は、右面１３側に配置される右固定具６１と、左面１４側に配置される左固定具７１とにより挟み込まれている。左固定具側ボルト孔７７、貫通孔１５および右固定具側ボルト孔６７をボルト８１が順次貫通し、このボルト８１が右固定具６１側でナット８２により締められることにより、放熱ユニット８０は、一体化されている。

ボルト８１とナット８２による連結構造は、スペーサ８３と、ワッシャー８４と、を有する。スペーサ８３は、ボルト８１の外側に配置された状態で貫通孔１５内に挿入される。スペーサ８３は、放熱部１０の貫通孔１５の長さよりも長く、貫通孔１５の端部１５ａ、１５ｂから若干量突出している。ワッシャー８４は、貫通孔１５の右側端部１５ａと右固定具６１の内面６１ａとの間、および貫通孔１５の左側端部１５ｂと左固定具７１の内面７１ａとの間に配置される。ボルト８１、ナット８２およびスペーサ８３は、互いに同様の熱伝導率を有する材料（例えばステンレス鋼）からなる。ワッシャー８４は、熱伝導率が低く、耐熱性を有する材料（例えばテフロン（登録商標））または接触面積を減らして熱伝導を抑えたステンレス鋼製のウェーブワッシャーからなる。

スペーサ８３およびワッシャー８４は、放熱部１０と固定具６０とが、直接接することを回避するために設けられる。すなわち、貫通孔１５から突出したスペーサ８３の端部８３ａが、固定具６０と貫通孔１５の端部１５ａ、１５ｂとの間に隙間を形成し、その隙間に耐熱性のワッシャー８４が配置される。これにより、固定具６０は、放熱部１０に非接触となり、放熱部１０の熱が固定具６０に直接的に伝わることを回避できる。また、ボルト８１、ナット８２、およびスペーサ８３は、略同様の熱伝導率を有する材料、または同一の材料とすることで、熱による伸縮量が同じとなり、熱膨張の影響により放熱部１０の支持および遮熱板５０への固定に及ぼす歪みなどの影響を抑制する。

ここで、発熱部２０の端子２２に接続される配線２６は、安全性の観点からビニールなどで被覆されている。このような配線の耐熱温度の観点から、高温となる放熱部１０と同じ空間ではなく、遮熱板５０で仕切られた収容空間５５に収容される必要がある。また、端子２２についても、埃などから保護する必要があるため、収容空間５５に収容される必要がある。

例えば、直線的な形状の発熱部は、端子が両端に設けられるため、端子および配線の位置が複数箇所に分散してしまう。このような暖房機は、複数箇所に点在する端子および配線を保護するための部材を複数箇所に設ける必要がある。このため、部品点数の増加や、配線の高耐熱化、構成部品の配置に対する制約が課され、設計の自由度が阻害されてしまうと共に、対流を阻害して暖房効率の低下の要因となる。

これに対し、本実施形態における暖房機１は、Ｕ字形状の発熱部２０を、端子２２の方向を揃えて筐体３０に収容する。端子２２は前方に集約されるため、暖房機１は、前方のみに配線２６および端子２２を保護するための部材（前側遮熱板５０ａ）を配置すればよい。この結果、暖房機１は、部品点数を削減でき、比較的低い耐熱性の配線２６を用いることができ、筐体３０内における制約を低減でき、設計の自由度を向上させることができる。

また、暖房機１は、端子２２を前方に集約できるため、全ての端子２２と基板２５との距離を小さくでき、配線２６を短くできる。その結果、暖房機１を小型化できる。さらに、配線２６類が１箇所に集約できるため、配線２６類が複数箇所に分散している場合に比べて、空気がドラフトする流路面積を広く確保でき配線２６類による対流の阻害がない、または少ないため、暖房効率を向上できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、発熱部２０が主に水平方向に延びるＵ字形状のシーズヒータである例を説明したが、上下方向に延びるＵ字形状であったり、シーズヒータ以外の他の種類のヒータであったりしてもよい。

例えば、図８は、変形例としての暖房機の図７に対応する説明図である。発熱部１２０は、主に上下方向に延び、長さ方向の略中心に曲げ部１２１を有するＵ字形状を有する。発熱部１２０は、端子１２２を下方に向って露出して各放熱部１１０の発熱部収容部１１１に収容されている。端子１２２は、配線１２６を介して基板１２５に接続されている。

このように、水平方向以外の方向である下方向に端子１２２が位置するように配置されている場合であっても、上述した暖房機１と同様の効果、特に配線２６類の耐熱性が低くて済む効果を奏することができる。ただし、変形例としての暖房機は、下方にも配線１２６および端子１２２を保護するための部材１５０を設ける必要があること、空気入口４０からの空気の取り入れを少ないものの阻害してしまうこと、空気入口４０から意図せず吸い込まれた埃が端子１２２に付着する可能性があること、などの理由から、水平方向に向って端子が露出することが好ましい。

また、発熱部２０のＵ字形状の曲げ部２１は、１箇所で曲線的に折れ曲がる態様に限らず、直角または曲線的に２箇所で折れ曲がる態様（いわゆるコ字状）であってもよい。さらに、放熱部１０は、少なくとも一の発熱部２０を内部に収容すればよく、複数の発熱部２０を収容してもよい。

１ 暖房機
１０、１１０ 放熱部
１１、１１１ 発熱部収容部
１２ フィン
２０、１２０ 発熱部
２１、１２１ 曲げ部
２２、１２２ 端子
２５、１２５ 基板
２６、１２６ 配線
３０ 筐体
３１ 前板
３１ａ、３２ａ 内壁
３２ 後板
３３ 下板
３４ 上カバー
３５ 左右パネル
５０、５０ａ、５０ｂ 遮熱板
６０ 固定具
６１ 右固定具
６５、７５ 両端
６８、７８ 肉抜き部
７１ 左固定具
７２ 基部
７３ 垂れ下がり部
８０ 放熱ユニット

Claims (1)

1. Ｕ字形状を有し、両端に端子を有する複数の発熱部と、
   各前記発熱部の前記両端が設置時における上下方向に配列するように前記端子を露出し、前記上下方向に直交する水平方向が前記各発熱部の長さ方向となるように前記各発熱部を内部に収容し、前記発熱部の熱を外表面から放熱する複数の放熱部であって、前記各発熱部を挟み込んで内部に収容する前記上下方向に沿った対向する二面と、前記二面からそれぞれ略垂直に突出し前記上下方向に沿って延びた形状を有し前記水平方向に沿って配列される複数のフィンと、を有する複数の放熱部と、
   各前記発熱部の前記端子の方向を水平方向の一方に揃えて前記複数の放熱部を上下方向に配列して収容し、前記各発熱部の熱で内部に空気の対流を生じさせる筐体と、を備える暖房機。

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