JP7455499B2 - リアクタ及び室外機 - Google Patents

Description

本発明は、例えば空気調和機、特にはパッケージエアコンに用いられるリアクタ、及びこのリアクタを用いた室外機に関するものである。

従来、空気調和機の室外機においては、電装品モジュールにリアクタが配設される（例えば特許文献１）。このような室外機に使用されるリアクタは通常はコア及び巻線により構成されており、コアは、一般的に特許文献２に示されるようなＥ型状のコアとＩ型状のコアとにより構成されている。

特開２０１０－１７５２２４号公報 特開平８－１４８３５３号公報（特許第２６５２５２５号公報）

従来、リアクタを室外機のコントロールボックスに配置する際、リアクタから発生する熱が問題となっていた。ここで、図３～図５を示してリアクタから発生する熱により生じる問題についてより詳しく説明する。図４は参考例としての室外機における内部の部分構成の一例を示す正面図である。室外機１０１は、内部に電装部品が収容設置されるコントロールボックス（板金）１２０と、コントロールボックス１２０内に設置されたリアクタ１１０と、を備えている。リアクタ１１０は、巻線１１１を巻き回してなるコイル１１２と、コイル１１２が組み込まれる第１のコア１１３と、第１のコア１１３に対向配置され、第１のコア１１３よりも発熱が少ない第２のコア１１４と、ベースプレート１１５と、を備える。

ここで、図３を示して第１のコア１１３及び第２のコア１１４の構成についてより詳しく説明する。図３はリアクタ１１０を示す正面図である。図３に示すように、リアクタ１１０において、第１のコア１１３はＥ字型形状をしたＥコアであり、第２のコア１１４はＩ字型形状をしたＩコアである。第１のコア１１３においては、基部１１６の中央部分にコイル１１２を嵌挿装着させる中央脚部１１７が形成されている。また、基部１１６の両端部には、中央脚部１１７と平行にかつ中央脚部１１７の長さよりも少し長い外脚部１１８ａ，１１８ｂが形成されている。

外脚部１１８ａ，１１８ｂの第２のコア１１４側の面は第２のコア１１４と直接接触しており、第２のコア１１４の中央部においては第１のコア１１３との間にエアギャップ１１９が生じる。また、基部１１６のベースプレート１１５側の面はベースプレート１１５に溶接で固定されている。図４に示すように、リアクタ１１０はベースプレート１１５を介してコントロールボックス１２０内に固定設置されている。

このような室外機１０１において、リアクタ１１０には大電流が流れるため発熱が伴う（図４中の波線の矢印参照）。また、第１のコア１１３と第２のコア１１４とを比較すると、上記のエアギャップ１１９の存在により、第１のコア１１３の方が磁束密度は高くなる。従って、損失密度が高くなるため、第１のコア１１３は温度が上がりやすい傾向にある。特に、第１のコア１１３においては、基部１１６で最も発熱を伴う（図４中の網目状の模様で示した部分）。そこで、図４に示すように、熱対策として第１のコア１１３の基部１１６をベースプレート１１５に溶接固定し、ベースプレート１１５をコントロールボックス１２０内に固定している。これにより、第１のコア１１３で発生する熱をベースプレート１１５、コントロールボックス１２０の順に伝え、そしてコントロールボックス１２０の外部に熱を放出させている。

リアクタ１１０はコントローラ構成に必要な部品であるため、コントローラＡＳＳＹ（Ａｓｓｅｍｂｌｙ）内に組み込まれる。この際、第１のコア１１３で発生する熱をコントロールボックス１２０外に放出させるため、例えば図４のように、リアクタ１１０はコントロールボックス１２０の内部に実装されることが多い。しかし、最も発熱を伴う基部１１６をベースプレート１１５に固定しているため、固定部が発熱の影響で劣化することが課題となっていた。また、巻線１１１等で発生する熱がコントロールボックス１２０内に籠るという問題もあった。

そこで、図５の室外機１０１’に示すように、リアクタ１１０をコントロールボックス１２０の外表面に対してベースプレート１１５を介して固定する手法が報告されている。しかしながら、図５のようにリアクタ１１０をコントロールボックス１２０の外表面に設置しても、依然として基部１１６はベースプレート１１５に固定されている。従って、第１のコア１１３で発生する熱は固定部やコントロールボックス１２０内に伝わってしまう。このように、固定部の劣化抑制の根本的な解決法は現状報告されていなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、固定部の劣化を抑制することができるリアクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、巻線を巻き回してなるコイルと、該コイルが組み込まれる第１のコアと、該第１のコアに対向配置され、前記第１のコアよりも発熱が少ない第２のコアと、前記第２のコアが固定されるベースプレートと、を備え、内部に電装部品が収容設置されるコントロールボックスの外表面に対して前記ベースプレートを介して固定されるリアクタを提供する。

本発明のリアクタにおいては、発熱が少ない第２のコアがベースプレートに固定されている。一般的に、発熱が多い第１のコアがベースプレートに固定されるが、第１のコアをベースプレートに固定すると、第１のコアから直接熱が固定部に伝わるため、固定部が劣化する恐れがある。一方、本発明のように発熱が少ない第２のコアをベースプレートに固定すれば、第１のコアからの発熱が固定部に伝わりにくくなるため、固定部の劣化を抑制することができる。

前記リアクタにおいて、前記第１のコアはＥコアであり、前記第２のコアはＩコアであることが好ましい。

第１のコアがＥコアであり、第２のコアがＩコアである場合、第２のコア（Ｉコア）の中央部においては第１のコア（Ｅコア）との間にエアギャップがあるため、Ｅコアの方が磁束密度は高くなる。従って、損失密度が高くなるため、Ｅコアは温度が上がりやすい傾向にある。一方、本発明のリアクタにおいては、発熱が少ないＩコアがベースプレートに固定されており、発熱が比較的多くなるＥコアからの熱は固定部に伝わりにくいため、Ｅコアの発熱による固定部の劣化を優位に抑制することが可能となる。

また、本発明は、前記コントロールボックスと、該コントロールボックスの外表面に対して前記ベースプレートを介して固定された上述のリアクタと、を備える室外機を提供する。

本発明の室外機においては、リアクタがコントロールボックスの外部に配置されているため、リアクタの巻線等から発生する熱がコントロールボックス内に籠る恐れが少ない。また、コントロールボックスの外部において、リアクタは第２のコアが固定されたベースプレートを介して固定されている。即ち、発熱の多い第１のコアはコントロールボックスから最も離れた位置に配置されている。従って、第１のコアから発生する熱は第２のコア及びベースプレートを介さなければコントロールボックスには到達しないため、熱がコントロールボックスに伝わりにくい。これにより、リアクタからのコントロールボックスへの熱の影響を最小限とすることができ、コントロールボックス内の熱設計が容易となる。また、発熱の多い第１のコアが外部に曝されていることで、空冷により第１のコアを冷却することができる。

前記室外機において、前記第１のコアには、冷却機構が設けられていることが好ましい。

第１のコアに冷媒配管等から構成される冷却機構が設けられていれば、第１のコア（及びリアクタ全体）の放熱性を向上させることができる。これにより、リアクタの小型化が可能となる。

本発明のリアクタであれば、発熱が少ない第２のコアがベースプレートに固定されており、第１のコアからの発熱が固定部に伝わりにくくなるため、固定部の劣化を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る室外機における内部の部分構成を示す正面図である。 本発明の第２実施形態に係る室外機における内部の部分構成を示す正面図である。 リアクタを示す正面図である。 参考例としての室外機における内部の部分構成の一例を示す正面図である。 参考例としての室外機における内部の部分構成の別の一例を示す正面図である。

以下に、本発明に係るリアクタ及び室外機の一実施形態について、図面を参照して説明する。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
図１は本実施形態に係る室外機における内部の部分構成を示す正面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る室外機１は、内部に電装部品が収容設置されるコントロールボックス（板金）２０と、コントロールボックス２０の外表面に対して固定されたリアクタ１０と、を備えている。また、コントロールボックス２０の上部には、リアクタ１０を覆うように天井部２１が設けられている。リアクタ１０は、巻線１１を巻き回してなるコイル１２と、コイル１２が組み込まれる第１のコア１３と、第１のコア１３に対向配置され、第１のコア１３よりも発熱が少ない第２のコア１４と、ベースプレート１５と、を備える。

ここで、第１のコア１３はＥ字型形状をしたＥコアであり、第２のコア１４はＩ字型形状をしたＩコアである。第１のコア１３においては、基部１６の中央部分にコイル１２を嵌挿装着させる中央脚部１７が形成されている。また、基部１６の両端部には、中央脚部１７と平行にかつ中央脚部１７の長さよりも少し長い外脚部１８ａ，１８ｂが形成されている。外脚部１８ａ，１８ｂの第２のコア１４側の面は第２のコア１４と直接接触している。

第２のコア１４のベースプレート１５側の面はベースプレート１５に溶接で固定されており、リアクタ１０はベースプレート１５を介してコントロールボックス２０の外表面に対して固定設置されている。

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
上記したように、本実施形態のリアクタ１０においては、発熱が少ない第２のコア１４がベースプレート１５に固定されている。一般的に、発熱が多い第１のコア１３がベースプレート１５に固定されるが、第１のコア１３をベースプレート１５に固定すると、第１のコア１３から直接熱が固定部に伝わるため、固定部が劣化する恐れがある。一方、本実施形態のように発熱が少ない第２のコア１４をベースプレート１５に固定すれば、第１のコア１３からの発熱が固定部に伝わりにくくなるため、固定部の劣化を抑制することができる。

また、第１のコア１３がＥコアであり、第２のコア１４がＩコアである場合、第２のコア（Ｉコア）１４の中央部においては第１のコア（Ｅコア）１３との間にエアギャップがあるため、Ｅコア１３の方が磁束密度は高くなる。従って、損失密度が高くなるため、Ｅコア１３は温度が上がりやすい傾向にある。一方、本実施形態のリアクタ１０においては、発熱が少ないＩコア１４がベースプレート１５に固定されている。従って、発熱が比較的多くなるＥコア１３（特に図１中の網目状の模様で示した基部１６）からの熱は固定部に伝わりにくいため、Ｅコア１３の発熱による固定部の劣化を優位に抑制することが可能となる。

本実施形態の室外機１においては、リアクタ１０がコントロールボックス２０の外部に配置されているため、リアクタ１０の巻線１１等から発生する熱がコントロールボックス２０内に籠る恐れが少ない。また、コントロールボックス２０の外部において、リアクタ１０は第２のコア１４が固定されたベースプレート１５を介して固定されている。即ち、発熱の多い第１のコア１３はコントロールボックス２０から最も離れた位置に配置されている。従って、第１のコア１３から発生する熱は第２のコア１４及びベースプレート１５を介さなければコントロールボックス２０には到達しないため、熱がコントロールボックス２０に伝わりにくい（図１中の波線の矢印参照）。これにより、リアクタ１０からのコントロールボックス２０への熱の影響を最小限とすることができ、コントロールボックス２０内の熱設計が容易となる。また、発熱の多い第１のコア１３が外部に曝されていることで、空冷により第１のコア１３を冷却することができる。

また、本実施形態の室外機１においては、コントロールボックス２０の上部にリアクタ１０（特にリアクタ１０の外脚部１８ａ側の面）を覆うように天井部２１が設けられている。このため、例えば雨天時においては、上方から降り注ぐ雨水が天井部２１に当たるため、天井部２１によってリアクタ１０を防水することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図２を用いて説明する。
本実施形態の基本構成は、第１実施形態と基本的に同様であるが、第１実施形態とは、第１のコア１３の基部１６に冷却機構２２が設けられている点が異なっている。よって、本実施形態においては、この異なっている部分を説明し、その他の重複するものについては説明を省略する。
なお、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

図２は本実施形態に係る室外機１’における内部の部分構成を示す正面図である。図２に示すように、第１のコア１３の基部１６における、コントロールボックス２０とは反対側の面には冷却機構２２が設けられている。この冷却機構２２は冷媒配管から構成されている。

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
上記したように、第１のコア１３に冷媒配管等から構成される冷却機構２２が設けられていれば、第１のコア１３（及びリアクタ１０全体）の放熱性を向上させることができる。これにより、リアクタ１０の小型化が可能となる。

なお、冷却機構２２の設置位置は、上記の第１のコア１３の基部１６に限定されず、例えば第１のコア１３の外脚部１８ａ，１８ｂ等であってもよい。

また、以上に説明した２つの実施形態では、第１のコア１３がＥコアであり、第２のコア１４がＩコアである場合を例として説明したが、第１のコア１３及び第２のコア１４の形状はこれに限定されない。例えば、第１のコア１３や第２のコア１４は、Ｕ字型状のＵコアであってもよい。

１，１’ 室外機
１０ リアクタ
１１ 巻線
１２ コイル
１３ 第１のコア（Ｅコア）
１４ 第２のコア（Ｉコア）
１５ ベースプレート
１６ 基部
１７ 中央脚部
１８ａ，１８ｂ 外脚部
２０ コントロールボックス（板金）
２１ 天井部
２２ 冷却機構

Claims (4)

1. 巻線を巻き回してなるコイルと、
   該コイルが組み込まれる第１のコアと、
   該第１のコアに対向配置され、前記第１のコアよりも発熱が少ない第２のコアと、
   前記第２のコアが固定されるベースプレートと、
   を備え、内部に電装部品が収容設置されるコントロールボックスの外表面に対して前記ベースプレートを介して固定されることを特徴とするリアクタ。
2. 前記第１のコアはＥコアであり、前記第２のコアはＩコアであることを特徴とする請求項１に記載のリアクタ。
3. 前記コントロールボックスと、
   該コントロールボックスの前記外表面に対して前記ベースプレートを介して固定された請求項１又は請求項２に記載のリアクタと、
   を備えることを特徴とする室外機。
4. 前記第１のコアには、冷却機構が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の室外機。

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