JPH07103511A - 空気調和機の室外ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】放熱器フィンの放熱効率の向上を図り、よって
放熱器の小形化を得られる空気調和機の室外ユニットを
提供する。 【構成】発熱量の大である電気部品、たとえばＧ・ＴR
１５や整流器１６の熱を放熱する放熱器１１を、電気部
品箱１０の外面に設けた空気調和機の室外ユニットであ
り、上記放熱器は金属平面板の片面に放熱用のフィン２
０を複数形成するとともに、気流の下流側に形成される
フィンの高さを、上流側に形成されるフィンの高さより
も高くした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気部品箱に配設され
た電気部品の熱を放熱する放熱器を設けた空気調和機の
室外ユニットに係り、特に放熱器の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機の室外ユニットには、室外側
熱交換器、圧縮機、膨張弁等の弁類、送風機の他、電気
部品を収容する電気部品箱が設けられる。近時、冷凍サ
イクル制御の手段として周波数制御が一般的となってお
り、この制御を構成する電気部品として、コンデンサ、
ＰＣ板、整流器およびインバータのスイッチング用トラ
ンジスタとしてのジャイアント・トランジスタ（以下、
Ｇ・ＴR と称する）などがある。

【０００３】特に上記Ｇ・ＴR は、スイッチング作用に
ともなっての放熱量が大であり、密閉した電気部品箱で
は箱内を異常高温化して、それ自体は勿論、他の電気部
品に熱的悪影響を与える。

【０００４】電気部品箱に、単なる通気孔を設けただけ
では、箱内の温度低下に対する効果がほとんど見られな
い。また、室外に配備されるユニットであるから、極端
に大きく開口する通気孔を設けることもできない。

【０００５】そこで従来、図１０に示すような放熱器Ｈ
を、部品箱を介してＧ・ＴR の外面部位に設けて、Ｇ・
ＴR から伝達されてきた熱に対する放熱効果を高めよう
としている。また、上記放熱器Ｈは、ここでは図示しな
い室外送風機の近傍に位置され、このファンから送風さ
れる気流をフィンｆ…相互間に導いている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記放熱器Ｈは、伝熱
性の優れたアルミニューム材からなり、押し出し成形に
よって得られるものであり、電気部品箱内の温度低下を
図れるが、その構造自体に問題があって顕著な温度低下
には至らない。

【０００７】すなわち、気流が各フィンｆ…相互間に流
れることを前提として、成形性を優先するところから、
各フィンｆ…の肉厚寸法と、高さ寸法および幅寸法の全
てを同一に設定さざるを得なかった。

【０００８】そのため、気流は各フィンｆ…間を極く円
滑に流れる、いわゆる層流となってしまい、放熱効率が
低い。上記Ｇ・ＴR の発熱量と同等の熱量を放熱させる
ためには、放熱器Ｈの表面積を増大し、フィンｆの本数
を増加し、この各寸法を増して、放熱器を大型化するこ
ととなる。

【０００９】その結果、放熱器の取付け部位の制約とい
う、新たな問題を解決しなければならない。本発明は、
上記事情に鑑みなされたものであり、その目的とすると
ころは、放熱器フィンの放熱効率の向上を図り、よって
放熱器の小形化を得られる空気調和機の室外ユニットを
提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を満足するため
第１の発明の空気調和機の室外ユニットは、電気部品箱
に配設された電気部品の熱を放熱する放熱器を設けた空
気調和機の室外ユニットにおいて、上記放熱器は金属平
面板の片面に放熱用のフィンを複数形成するとともに、
気流の下流側に形成されるフィンの高さを、上流側に形
成されるフィンの高さよりも高くしたことを特徴とす
る。

【００１１】なお、上記放熱器を形成する金属平面板
は、上記電気部品箱の少なくとも一側壁とされる。上記
放熱用フィンは矩形状であって、互いに平行で、かつ上
記平面板に垂直に立設される。

【００１２】上記放熱用のフィンは、板体の両側部を折
り返して形成され、気流の下流側と上流側のフィンとで
は、折り返し角度もしくは折り返し部位を異ならせるこ
とにより、互いの高さを異ならせた。

【００１３】第２の発明の空気調和機の室外ユニット
は、電気部品の熱を放熱する放熱器を電気部品箱の外面
に設けた空気調和機の室外ユニットにおいて、上記放熱
器は金属平面板の片面に、板体の両側部を複数に分割
し、それぞれを折り返して形成された放熱用のフィンを
設けるとともに、隣接するフィンの折り返し角度もしく
は折り返し部位を異ならせることにより、互いの高さを
異ならせたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】いずれの発明においても、フィンに導かれる気
流は、フィン間を流れることにより乱流となり、フィン
からの放熱作用が良好となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。図９は、空気調和機の室外ユニットを示す。
図中１は、ここでは２分割して表す外筐であるユニット
本体であり、前面パネル２にグリル３が設けられる。底
板４の側部および背面部に亘って、平面Ｌ字状に形成さ
れる室外熱交換器５が配置され、残りのスペースに室外
送風機６、圧縮機７などの冷凍サイクル部品が配置され
る。

【００１６】また、冷凍サイクル部品の上方部位には、
後述する電気部品箱１０が設けられており、この電気部
品箱の側部である上記室外送風機６と対向する側面に放
熱器１１を備えている。

【００１７】図１に示すように、電気部品箱１０が構成
される。この電気部品箱１０は、金属板から側部１０
ａ、１０ｂおよび底部１０ｃをそれぞれ折り返して略箱
状に形成される。

【００１８】上記電気部品箱１０の底部１０ｃには、複
数のコンデンサ等の電気部品１２が配置され、かつＰＣ
板１３が立設される。そして、上記室外送風機６と対向
する開口した側に、Ｇ・ＴR １５や整流器１６が取付け
られた浸水防止板１７が配設される。

【００１９】この浸水防止板１７は、アルミニューム材
等の伝熱性の良い材質からなり、略Ｌ字状に形成されて
電気部品箱１０の側壁となる。さらに、この浸水防止板
１７の上記Ｇ・ＴR １５や整流器１６が取付けられた面
の裏面には、伝熱性を有する接着剤やネジ等を用いて上
記放熱器１１が配設される。

【００２０】なお、上記浸水防止板１７のグリル３側に
は、通気孔１４が設けられる。このようにして、上記Ｇ
・ＴR １５や整流器１６が発熱すると、この熱が電気部
品箱１０の側壁をなす浸水防止板１７を介して放熱器１
１に伝達され、ここから放熱されるので、部品箱１０内
の高温化が防止される。

【００２１】また、室外送風機６の作用にともない、風
の一部が図中矢印に示すように放熱器１１に沿って導か
れ、この放熱器ではより効率の良い放熱作用がなされ
る。図２に示すように、上記放熱器１１が形成される。
これは、図３に示す矩形状の金属平板に、図のような切
り込み線を入れ、かつ折り曲げ線に沿う折り曲げ加工に
よりフィン２０…が得られる。

【００２２】なお説明すれば、図３の矩形状金属平板の
中心線ｌを境に、左右それぞれａ寸法とｂ寸法のとこ
ろ、および片側のみｃ寸法のところに折り曲げ線が設け
られる。また、金属平板の長手方向に沿い、所定ピッチ
で、互いに平行に切り込み線が設けられる。

【００２３】この切り込み線の切り込み長さは、図に示
す折り曲げ線の位置まで設けられる。なお、ねじ孔２１
が設けられる位置では、折り曲げ線がその外側に設けら
れることになり、したがって切り込み線も短くなる。

【００２４】曲げ角度は、図に示す符号に応じて設定さ
れる。ここで、´ＡおよびＡの曲げ角度は、９０°であ
る。´Ｂと、ＢおよびＢ1 の曲げ角度は、６７．５°で
ある。´Ｃと、ＣおよびＣ1 の曲げ角度は、４５°であ
る。

【００２５】このような設定もとづいて切り込みを入
れ、かつ所定角度に折り曲げることにより、図２に示す
ような平面形状の放熱器１１が成形されることになる。
そして、上記室外送風機６の送風作用にともない、同図
に矢印で示す方向に気流が流れる。傾向として、気流の
上流側のフィンは、下流側のフィンに比較して高さ寸法
が全体的に低い。

【００２６】したがって、放熱器１１に導かれる気流
は、放熱器に設けられる様々な位置で、かつ複数の折曲
状態および折曲高さのフィン２０…に衝突を繰り返して
熱交換作用をなす。

【００２７】このような複雑な構成のフィン２０…に衝
突し、かつフィン間を導かれることにより、気流が乱流
化し、かつその傾向が顕著になる。したがって、放熱器
１１の放熱効率が極めて良好となり、表面積を縮小して
も電気部品箱１０内の温度上昇を阻止する。

【００２８】なお上記実施例においては、放熱器１１が
取付けられる浸水防止板１７が電気部品箱１０の側壁を
形成したことによって、浸水防止板１７によっても放熱
が促進されることになり、従来に増して放熱効率が向上
する。

【００２９】さらには、このＬ字状に形成された浸水防
止板１７の放熱器１１の取付けられていない一方の側壁
に通気孔１４を設けることによって、ここを通過する気
流に放熱することも可能となり、より放熱効率が向上す
る。

【００３０】このような構成であれば、たとえばプレス
加工で、部品箱１０の成形とともに放熱器１１のフィン
２０を成形するための切り込みおよび折り曲げ加工も同
時に行えることになり、加工が容易ですむ。

【００３１】また、金属平板に平行な切り込み線を設け
た後、折り曲げ位置の設定と、折り曲げ角度の設定を種
々異ならせることにより、先に説明したフィンとは異な
る形態の放熱器を求めることができる。

【００３２】図４以下は、その変形例である。図４
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、金属平板の一側面にフィン
２１，２２が立設される放熱器１１Ａであり、この他側
面に先に説明したＧ・ＴR および整流素子が取付けられ
る。

【００３３】上記フィン２１，２２は、矩形状の金属平
板の両側部を、長手方向に沿って平行な切り込みを設け
るとともに１本おきに異なる所定位置で折曲形成したも
のである。

【００３４】なお説明すれば、フィン２１，２２は左右
２列にまとまった状態で設けられることになり、両側部
のフィンとも、異なる位置でかつ垂直方向に折曲された
フィンが主であり、残り一部が斜めに折曲される。

【００３５】このようにして成形される放熱器１１Ａを
上記電気部品箱１０に取付けるのであるが、図中矢印に
沿う方向に気流が流れる場合に、高さが低いフィン２１
がまとまった側部を気流の上流側に対向させ、高さが高
いフィン２２がまとまった側部を気流の下流側に対向さ
せる。

【００３６】各フィン２１，２２の折り曲げ位置、高さ
および折り曲げ角度などを複雑に構成することにより、
ここを通過する気流は乱流化して、フィンの放熱効率の
向上を図れる。

【００３７】しかも、気流の上流側と下流側とにそれぞ
れ対向するフィン２１，２２の全体的な高さ寸法を異な
らせ、下流側に対向するフィン２２の高さを上流側に対
向するフィン２１の高さよりも高くしたから、乱流化の
発生が顕著となって、さらなる放熱効率の向上を図れ
る。

【００３８】図５（Ａ），（Ｂ）は、さらに異なる形態
の放熱器１１Ｂを示す。先に説明した放熱器１１，１１
Ａとの大なる相違点は、切り込み線が設けられた状態で
両側部のフィン２３，２４とも１本おきに切欠され、１
本おきに折り曲げられる。

【００３９】折り曲げ角度は、垂直に折り曲げられたほ
かは、１種類の角度でしかなく、先の放熱器と比較して
全体的に簡素な形状構造をなすが、従来の放熱器よりも
放熱効率がよいことは、言う迄もない。

【００４０】同図（Ｃ）に示す放熱器１１Ｃは、同図
（Ｂ）に示した放熱器１１Ｂのフィン２３，２４の一部
を、その中途部から９０°捻ったフィン２５を備えてい
る。このような加工を加えることにより、さらに顕著に
乱流が生じて、放熱効率の向上を得られる。なおこの場
合、全てのフィン２３，２４を捻れば、さらに有効であ
る。

【００４１】図６に示す、単純化した放熱器１１Ｄであ
ってもよい。すなわち、一側面に放熱量が大なる電気部
品、たとえばＧ・ＴR １５を取付けた浸水防止板である
矩形状金属平板２６の他端面に、断面略コ字状に折曲し
た放熱器１１Ｄを取付ける。

【００４２】この放熱器１１Ｄは、矩形状金属平板の両
側部を長手方向に沿って折曲しただけのものであるが、
折曲高さを異ならせて、気流の上流側が折曲高さ寸法ｈ
₁ の低い片部２７ａが対向し、下流側は折曲高さ寸法ｈ
₂ の高い片部２７ｂが対向するよう取付ければよい。

【００４３】図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す放熱器
１１Ｅは、浸水防止板である矩形状金属平板２８の一側
面に２列平行に並べられるフィン２９，３０が設けられ
ている。一方のフィン２９は、中間部にスリットを有せ
ず、両端部に亘って連続形成される。他方のフィン３０
は、中間部に、ここでは２つのスリット３１，３１が設
けられる。

【００４４】そして、スリットを有しないフィン２９の
高さ寸法ｈ₃ は低く、スリット３１，３１を有するフィ
ン３０の高さ寸法ｈ₄ はこれより高い。なお、上記Ｇ・
ＴR １５および整流器１６とも、各フィン２９，３０の
背面側に対向するよう位置設定をなして取付けるとよ
い。

【００４５】実際の装置に取付ける場合は、フィン２
９，３０の長手方向が気流の流れ方向に直交することを
前提として、高さ寸法の低い方のフィン２９（ｈ₃ ）を
気流の上流側に対向させ、高い高さ寸法のフィン３０
（ｈ₄ ）を下流側に対向させた取付けを行う。

【００４６】したがって、フィン２９，３０に衝突した
気流が乱流を生じて、フィンの放熱効率がよいことは、
先の実施例のものと変わりがない。そしてまた、各フィ
ン２９，３０の背面側にＧ・ＴR １５および整流器１６
を取付けることにより、これら放熱量の大なる電気部品
の熱がそのままフィンに伝達して放熱量が増大する。

【００４７】図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す放熱器
１１Ｆの場合も、浸水防止板である矩形状の金属平板の
一側面に２列平行にフィン２９ａ，３０が並設されてい
て、両方のフィンとも中間部にスリット３１…を有す
る。それぞれのスリット３１…の位置は、互いのフィン
２９ａ，３０において対向しない位置を選択する。

【００４８】上記Ｇ・ＴR １５および整流器１６を、各
フィン２９ａ，３０の背面側に対向するよう位置設定を
なして取付け、かつ先に説明をしたものと同様、フィン
の長手方向が気流の流れ方向に直交することを前提とし
て、高さ寸法の低いフィン２９ａ（ｈ₃ ）を気流の上流
側に対向させ、高さ寸法の高いフィン３０（ｈ₄ ）を下
流側に対向させた取付けを行う。

【００４９】したがって、フィン２９ａ，３０に衝突し
た気流が乱流を生じて、フィンの放熱効率がよく、ま
た、各フィン２９ａ，３０をＧ・ＴR １５および整流器
１６の背面側に設けることにより、これら電気部品の熱
がそのままフィンに伝達して放熱量が増大することも同
様である。

【００５０】なお、図７および図８に示す放熱器１１
Ｅ，１１Ｆで、それぞれ２列のファンを備えるようにし
たが、これに限定されるものではなく、電気部品の背面
側に１列のフィンを備えた放熱器であっても、ある程度
有効な放熱効率を確保できるものである。さらに、本発
明の要旨を越えない範囲内で種々の変形実施が可能なこ
とは、勿論である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明の放熱
器は、金属平面板の片面に放熱用のフィンを複数形成す
るとともに、気流の下流側に形成されるフィンの高さ
を、上流側に形成されるフィンの高さよりも高くした。

【００５２】また、上記電気部品箱の少なくとも一部
は、放熱器を形成する金属平面板からなる。また、上記
放熱器を形成する金属平面板は、上記電気部品箱の少な
くとも一側壁とされる。

【００５３】また、上記放熱用のフィンは、金属板体の
両側部を折り返して形成され、気流の下流側と上流側の
フィンとでは、折り返し角度もしくは折り返し部位を異
ならせる。

【００５４】さらに第２の発明の放熱器は、金属平面板
の片面に、板体の両側部を複数に分割し、それぞれを折
り返して形成された放熱用のフィンを設けるとともに、
隣接するフィンの折り返し角度もしくは折り返し部位を
異ならせることにより、互いの高さを異ならせた。いず
れの発明においても、放熱器フィンの放熱効率の向上を
図ることができ、よって放熱器の小形化を得られるなど
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、電気部品箱の斜視
図。

【図２】同実施例の、放熱器の平面図。

【図３】同実施例の、放熱器成形前の展開図。

【図４】（Ａ）は、他の実施例の放熱器の側面図。
（Ｂ）は、同放熱器の正面図。（Ｃ）は、同放熱器の平
面図。

【図５】（Ａ）は、さらに異なる放熱器成形前の展開
図。（Ｂ）は、同放熱器の平面図。（Ｃ）は、さらに異
なる放熱器の平面図。

【図６】さらに異なる放熱器と、その取付け部位の分解
した斜視図。

【図７】（Ａ）は、さらに異なる放熱器の平面図。
（Ｂ）は、同放熱器の一部切欠した正面図。（Ｃ）は、
同放熱器の側面図。

【図８】（Ａ）は、さらに異なる放熱器の平面図。
（Ｂ）は、同放熱器の一部切欠した正面図。（Ｃ）は、
同放熱器の側面図。

【図９】空気調和機の室外ユニットの分解した斜視図。

【図１０】本発明の従来例を示す放熱器の斜視図。

【符号の説明】

１５…Ｇ・ＴR 、１６…整流素子、１１〜１１Ｆ…放熱
器、１０…電気部品箱、２０〜２５，２７〜３０…フィ
ン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木口 行雄 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 一色 正男 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 望月 薫雄 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 濱本 正太郎 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 杉山 茂樹 静岡県富士市蓼原336番地 東芝エー・ブ イ・イー株式会社内 (72)発明者 石川 裕 静岡県富士市蓼原336番地 東芝エー・ブ イ・イー株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気部品箱に配設された電気部品の熱を放
   熱する放熱器を設けた空気調和機の室外ユニットにおい
   て、 上記放熱器は金属平面板の片面に放熱用のフィンを複数
   形成するとともに、気流の下流側に形成されるフィンの
   高さを、上流側に形成されるフィンの高さよりも高くし
   たことを特徴とする空気調和機の室外ユニット。
2. 【請求項２】上記放熱器を形成する金属平面板を、上記
   電気部品箱の少なくとも一側壁とすることを特徴とする
   請求項１記載の空気調和機の室外ユニット。
3. 【請求項３】上記放熱用フィンは、互いに平行で、かつ
   上記平面板に垂直に立設されたことを特徴とする請求項
   １記載の空気調和機の室外ユニット。
4. 【請求項４】上記放熱用のフィンは、板体の両側部を折
   り返して形成され、気流の下流側と上流側のフィンとで
   は、折り返し角度もしくは折り返し部位を異ならせるこ
   とにより、互いの高さを異ならせたことを特徴とする請
   求項１記載の空気調和機の室外ユニット。
5. 【請求項５】電気部品の熱を放熱する放熱器を電気部品
   箱の外面に設けた空気調和機の室外ユニットにおいて、
   上記放熱器は金属平面板の片面に、板体の両側部を複数
   に分割し、それぞれを折り返して形成された放熱用のフ
   ィンを設けるとともに、隣接するフィンの折り返し角度
   もしくは折り返し部位を異ならせることにより、互いの
   高さを異ならせたことを特徴とする空気調和機の室外ユ
   ニット。