JPWO2017158707A1 - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

空気調和機の室外機（１）では、筐体（２０）の内部にファン（４）と圧縮機（３）と電装品箱（５）とが収納される。電装品箱（５）の内部には、電気基板（６）が収納される。筐体（２０）の内部は、ファン（４）が収納されるファン室（２１）と圧縮機（３）が収納される機械室（２２）とに区画部（２３）で区画される。電装品箱（５）は、圧縮機（３）の上方に設けられる水平部（５ａ）と、水平部（５ａ）から下方に延びる垂直部（５ｂ）とを有する。電気基板（６）は、水平部（５ａ）に収納される水平基板部（６ａ）と、垂直部（５ｂ）に収納される垂直基板部（６ｂ）と、水平基板部（６ａ）と垂直基板部（６ｂ）とを電気的に接続させる接続部とを有する。区画部（２３）は、筐体（２０）の底面（２０ａ）から延びて天面（２０ｂ）に至らない高さで形成された隔壁（２）と、隔壁（２）と天面（２０ｂ）との間を塞ぐ垂直部（５ｂ）とで構成される。

Description

本発明は、空気調和機の室外機に関する。

空気調和機の室外機の内部は、ファンが搭載されるファン室と、圧縮機が搭載される機械室とに区画されている。室外機では、ファン室と機械室とが、隔壁およびその上に設けられた電装品箱によって区画される場合がある。電装品箱は、実装面に電子部品が実装された電気基板を格納するための箱であり、一般的に樹脂で成型されている。

特許文献１では、電装品箱が、電気基板の実装面が水平となる状態で隔壁の上に設けられた、いわゆる平置きという形式で室外機の内部に設けられている。平置き形式では、電装品箱の端部が隔壁の上に位置し、その他の部分は機械室に収納されて圧縮機の上部に位置する。すなわち、電装品箱のほとんどの部分は機械室に収納された状態となっている。

これとは別に、縦置きという形式で電装品箱が室外機の内部に設けられる場合がある。縦置き形式では、室外機の底面から天面に渡って隔壁を設けて、この隔壁によってファン室と機械室とを区画する。また、縦置き形式では、電気基板の実装面と隔壁とが平行、すなわち電気基板の実装面が垂直となる状態で電装品箱が隔壁に取り付けられる。

特開２００５−１３３９９６号公報

しかしながら、平置き形式では、電装品箱と隔壁とでファン室と機械室とが区画されるため、電装品箱を薄型化した場合に、電装品箱と隔壁との間にすき間が生じないように、電装品箱を薄型化した分だけ隔壁の面積を広げる必要がある。したがって、隔壁の面積を広げた分の材料費が増大する。材料費の増大に伴って、室外機の製造コストが増大してしまう。また、電装品箱が垂直方向よりも水平方向に大きくなるため、機械室が大型化する。機械室の大型化に伴って、室外機が大型化してしまう。室外機が大型化することで、室外機の設置スペースが限られてしまう。

また、縦置き形式では、底面から天面に渡って隔壁を設けるため、材料費が増大する。材料費の増大に伴って、室外機の製造コストが増大してしまう。また、平置き形式において電装品箱が収納されていた圧縮機の上部のスペースが無駄なスペースになってしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、製造コストの抑制および装置の小型化を図ることができる空気調和機の室外機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる空気調和機の室外機は、筐体と、筐体の内部に収納されるファンと、筐体の内部に収納される圧縮機と、筐体の内部に収納される電装品箱と、電装品箱の内部に収納される電気基板と、筐体の内部を、ファンが収納されるファン室と圧縮機が収納される機械室とに区画する区画部と、を備える。電装品箱は、機械室の内部で圧縮機の上方に設けられる水平部と、水平部から下方に延びる垂直部と、を有する。電気基板は、電子部品が搭載される搭載面を水平にして水平部に収納される水平基板部と、電子部品が搭載される搭載面を垂直にして垂直部に収納される垂直基板部と、水平基板部の配線層と垂直基板部の配線層とを電気的に接続させる接続部とを有する。区画部は、筐体の底面から延びて天面に至らない高さで形成された隔壁と、隔壁と天面との間を塞ぐ電装品箱の垂直部とで構成される。

本発明にかかる空気調和機の室外機は、製造コストの抑制および装置の小型化を図ることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる空気調和機の室外機の正面図 実施の形態１における電気基板の平面図 実施の形態１において電気基板を収納した電装品箱の断面図 本発明の実施の形態２にかかる空気調和機の室外機の正面図 実施の形態２において電気基板を収納した電装品箱の断面図 実施の形態２における構成部材の平面図 実施の形態２における構成部材の斜視図 実施の形態２においてヒートシンクを冷媒配管に固定する過程を説明する図 実施の形態２においてヒートシンクを冷媒配管に固定する過程を説明する図 実施の形態２においてヒートシンクを冷媒配管に固定する過程を説明する図 実施の形態２の変形例にかかる空気調和機の室外機の正面図

以下に、本発明の実施の形態にかかる空気調和機の室外機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる空気調和機の室外機の正面図である。図１では、空気調和機の室外機１の内部構成を示すために前面を塞ぐパネルを透過した状態で示している。なお、以下の説明において、空気調和機の室外機１を単に室外機１とも称する。室外機１は、図示を省略した室内機と協働して室内を冷房または暖房する空気調和機の室外機である。

室外機１は、外郭である筐体２０と、筐体２０の内部に収納されて回転時に気流を発生させるファン４と、筐体２０の内部に収納されて冷媒を圧縮する機能を持つ圧縮機３とを備える。また、室外機１は、筐体２０の内部に収納される電装品箱５と、電装品箱５の内部に収納されて圧縮機３とファン４を駆動制御するインバータ回路を構成する電気基板６とを備える。

筐体２０の内部は、ファン４が収納されるファン室２１と、圧縮機３が収納される機械室２２とに区画されている。筐体２０の内部をファン室２１と機械室２２とに区画する区画部２３は、筐体２０の底面２０ａから天面２０ｂに向けて延びる隔壁２と、電装品箱５の一部で構成される。区画部２３の詳細な構成については後に説明する。

電装品箱５は、機械室２２の内部で圧縮機３の上方に設けられる水平部５ａと、水平部５ａから下方に延びる垂直部５ｂとを有し、全体として断面Ｌ字形状となっている。

電気基板６は、電子部品８が搭載される搭載面１６ａを水平にして電装品箱５の水平部５ａに収納される水平基板部６ａと、電子部品８が搭載される搭載面１６ｂを垂直にして電装品箱５の垂直部５ｂに収納される垂直基板部６ｂとを有する。

図２は、実施の形態１における電気基板６の平面図である。図２に示すように、電気基板６は、水平基板部６ａと垂直基板部６ｂとが連結された１枚の基板で構成されていてもよい。図２に示す電気基板６では、１枚の基板に形成された電気基板分割用スリット７部分で分割することで、水平基板部６ａと垂直基板部６ｂの２枚の基板に分割される。なお、電気基板分割用スリット７に代えて、Ｖ字状の溝またはミシン目の形成によって分割可能な電気基板６としてもよい。また、最初から水平基板部６ａと垂直基板部６ｂとに分割された電気基板６としてもよい。

電気基板６には、水平基板部６ａの配線層と垂直基板部６ｂの配線層とを電気的に接続させる接続部である接続ジャンパ９が設けられている。これにより、搭載面１６ａに搭載された電子部品８と、搭載面１６ｂに搭載された電子部品８とが、電気基板６の分割後も配線層および接続ジャンパ９を介して電気的接続を維持することができる。

図３は、実施の形態１において電気基板６を収納した電装品箱５の断面図である。電装品箱５の垂直部５ｂに収納された垂直基板部６ｂの搭載面１６ｂに搭載された電子部品８は、垂直部５ｂのファン室２１側に形成された開口２４を通して外部に露出している。

次に、筐体２０の内部を区画する区画部２３について説明する。区画部２３は、上述したように、筐体２０の底面２０ａから天面２０ｂに向けて延びる隔壁２と、電装品箱５の一部で構成される。

ここで、隔壁２は、筐体２０の底面２０ａから天面２０ｂに向けて延びるものの、筐体２０の天面２０ｂには至らない高さで形成されている。したがって、隔壁２の上端２ａと筐体２０の天面２０ｂとの間は、ファン室２１と機械室２２とを連通させる開口となる。そして、隔壁２の上端２ａと筐体２０の天面２０ｂとの間の開口は、電装品箱５の垂直部５ｂによって塞がれる。このように、筐体２０の内部は、隔壁２と垂直部６ｂとによって、ファン室２１と機械室２２とに区画されている。

このように電装品箱５が配置されることで、図１に示すように、垂直基板部６ｂの搭載面１６ｂに搭載された電子部品８は、ファン室２１に露出する。したがって、ファン４の回転時に発生する気流によって、搭載面１６ｂに搭載された電子部品８を冷却させることができる。ここで、図１に示すように電子部品８にヒートシンク１０を取り付ければ、搭載面１６ｂに搭載された電子部品８の冷却効率のより一層の向上を図ることができる。なお、電子部品８にヒートシンク１０を取り付けるのであれば、電子部品８はファン室２１に露出させずに、ヒートシンク１０だけをファン室２１に露出させても、電子部品８を冷却させることは可能となる。

搭載面１６ａおよび搭載面１６ｂに搭載される電子部品８には、動作時に高温になりやすいインバータモジュールおよびダイオードブリッジが含まれる。したがって、電子部品８のうち、動作時に高温になりやすいインバータモジュールおよびダイオードブリッジを搭載面１６ｂに搭載して、ファン室２１に露出させたり、さらにヒートシンク１０を取り付けたりすることで、高温になりやすい電子部品８の温度上昇を抑制することができる。温度上昇を抑制することで、電子部品８の動作の安定性および信頼性の向上を図ることができる。

また、Ｌ字形状の電装品箱５の垂直部５ｂを、区画部２３の一部に組み入れているため、区画部２３に占める隔壁の割合を低下させることができる。これは、隔壁２の面積の縮小化を図ることができると換言できる。隔壁２の面積の縮小化によって、材料費を削減して製造コストの抑制を図ることができる。

ここで、平面形状の電装品箱の全体を機械室２２側に収納した場合には、機械室２２の大型化に伴う室外機１の大型化を招いてしまう。室外機１の大型化を塞ぐために、平面形状の電装品箱の一部をファン室２１に収納させた場合には、ファン室２１内の通風抵抗が増すため、ファン４が回転した時の通風量の低下を招いてしまい、空気調和機の性能が低下する場合がある。一方、本実施の形態１にかかる空気調和機の室外機１では、電装品箱５がＬ字形状となっているので、平面形状の電装品箱よりもファン室２１と機械室２２の並び方向における全長を短くすることができる。したがって、電装品箱５をファン室２１側に飛び出させずに、機械室２２の小型化を図って、室外機１そのものの小型化を図るとともに、空気調和機の性能の低下を防ぐことができる。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２にかかる空気調和機の室外機の正面図である。図５は、実施の形態２において電気基板を収納した電装品箱の断面図である。なお、図４では、室外機３１の内部構成を示すために前面を塞ぐパネルを透過した状態で示している。また、上記実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施の形態２では、図４および図５に示すように、搭載面１６ｂを機械室２２側に向けて垂直基板部６ｂが電装品箱５に収納されている。また、搭載面１６ｂに搭載された電子部品８は機械室２２に露出している。

また、搭載面１６ｂに搭載された電子部品８には、ヒートシンク１１が取り付けられている。ヒートシンク１１は、２枚の構成部材１１ａから構成されている。ヒートシンク１１は、２枚の構成部材１１ａで圧縮機３から延びる冷媒配管１５を挟み込んだ状態で、冷媒配管１５に固定されている。冷媒配管１５は、一般的に銅製の配管である。

図６は、実施の形態２における構成部材１１ａの平面図である。図７は、実施の形態２における構成部材１１ａの斜視図である。構成部材１１ａには、冷媒配管１５を挟み込んだ際に冷媒配管１５が嵌まる溝１３が形成されている。また、構成部材１１ａには、２枚の構成部材１１ａ同士をねじで締結するための締結孔１２が形成されている。

図８から図１０は、実施の形態２においてヒートシンク１１を冷媒配管１５に固定する過程を説明する図である。図８および図９に示すように、冷媒配管１５を構成部材１１ａで挟み込んで、締結孔１２に貫通させたねじ１４で構成部材１１ａ同士を締結することで、ヒートシンク１１が冷媒配管１５に固定される。なお、図示は省略しているが、ねじ１４にナットを通して構成部材１１ａ同士を締結してもよいし、一方の構成部材１１ａに形成された締結孔１２にねじ山を形成して、その締結孔１２にねじ１４をねじ込んで構成部材１１ａ同士を締結してもよい。

ここで、ヒートシンク１１が固定される冷媒配管１５は、空気調和機が冷房運転の場合と暖房運転の場合のどちらにおいても、冷却された冷媒が通過する室外機熱交換器を通過後の冷媒配管１５としている。なお、室外機熱交換器の図示は省略する。

以上説明した空気調和機の室外機３１によれば、空気に比べて熱伝達率の高い銅製の冷媒配管１５に接したヒートシンク１１を介して電子部品８の冷却を図ることができる。冷媒配管１５の内部には、周囲の空気に比べて温度の低い冷媒が流れているため、冷媒配管１５およびヒートシンク１１を介した電子部品８からの放熱効率、すなわち電子部品８の冷却効率の向上を図ることができる。これにより、ヒートシンク１１の小型化を図ることができ、材料費の削減および省スペース化を図ることができる。また、圧縮機３の上方のスペースを、ヒートシンク１１を設けるスペースとして利用できるため、より一層の省スペース化を図ることができる。

図１１は、実施の形態２の変形例にかかる空気調和機の室外機３１の正面図である。本変形例では、水平基板部６ａの搭載面１６ａに搭載された電子部品８を機械室２２に露出させている。また、搭載面１６ａに搭載された電子部品８に取り付けられたヒートシンク１１を、冷媒配管１５に固定している。

実施の形態２にかかる空気調和機の室外機３１のように、ファン４の回転によって生じる気流ではなく、冷媒配管１５を利用して電子部品８を冷却する構成であれば、電子部品８をファン室２１に向ける必要がないため、冷却が必要な電子部品を水平基板部６ａに搭載した場合であっても、冷媒配管１５を利用して冷却することができる。そのため、部品配置の設計自由度の向上を図ることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，３１ 室外機、２ 隔壁、２ａ 上端、３ 圧縮機、４ ファン、５ 電装品箱、５ａ 水平部、５ｂ 垂直部、６ 電気基板、６ａ 水平基板部、６ｂ 垂直基板部、７ 電気基板分割用スリット、８ 電子部品、９ 接続ジャンパ、１０，１１ ヒートシンク、１１ａ 構成部材、１２ 締結孔、１３ 溝、１４ ねじ、１５ 冷媒配管、１６ａ，１６ｂ 搭載面、２０ 筐体、２０ａ 底面、２０ｂ 天面、２１ ファン室、２２ 機械室、２３ 区画部、２４ 開口。

Claims (5)

1. 筐体と、
   前記筐体の内部に収納されるファンと、
   前記筐体の内部に収納される圧縮機と、
   前記筐体の内部に収納される電装品箱と、
   前記電装品箱の内部に収納される電気基板と、
   前記筐体の内部を、前記ファンが収納されるファン室と前記圧縮機が収納される機械室とに区画する区画部と、を備え、
   前記電装品箱は、前記機械室の内部で前記圧縮機の上方に設けられる水平部と、前記水平部から下方に延びる垂直部と、を有し、
   前記電気基板は、電子部品が搭載される搭載面を水平にして前記水平部に収納される水平基板部と、電子部品が搭載される搭載面を垂直にして前記垂直部に収納される垂直基板部と、前記水平基板部の配線層と前記垂直基板部の配線層とを電気的に接続させる接続部とを有し、
   前記区画部は、前記筐体の底面から延びて天面に至らない高さで形成された隔壁と、前記隔壁と前記天面との間を塞ぐ前記電装品箱の前記垂直部とで構成されることを特徴とする空気調和機の室外機。
2. 前記垂直基板部に搭載された前記電子部品が前記ファン室に露出されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
3. 前記ファン室に露出された前記電子部品に取り付けられたヒートシンクをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機の室外機。
4. 前記垂直基板部に搭載された前記電子部品が前記機械室に露出されており、
   前記機械室に露出された前記電子部品と前記圧縮機から延びる冷媒配管とに取り付けられたヒートシンクをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
5. 前記水平基板部に搭載された前記電子部品が前記機械室に露出されており、
   前記機械室に露出された前記電子部品と前記圧縮機から延びる冷媒配管とに取り付けられたヒートシンクをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。

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