WO2005124238A1

WO2005124238A1 - 高所設置型空気調和機の天板構造

Info

Publication number: WO2005124238A1
Application number: PCT/JP2005/010961
Authority: WO
Inventors: Jihong Liu; Naoyuki Ohta
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2005-12-29
Also published as: JP2006003011A; EP1775518A1; CN100483034C; CN1957209A; EP1775518B1

Abstract

　ファン及びファンモータ、熱交換器、ドレインポンプ、スイッチボックス等を収納する本体ケーシングと、この本体ケーシングの天面に配置されファン及びファンモータ、熱交換器、ドレインポンプ、スイッチボックス等を吊設する天板とを備える空気調和機において、天板の板厚を所定の厚さ以下に薄肉化し、ファン及びファンモータが支持される同天板の中央部から熱交換器が支持される外周部にかけて複数本の補強リブを放射状に延びるように形成し、それら各補強リブの間をフラットに形成し、複数本の補強リブの本数及び断面形状（絞り形状）、深さ、幅などを最適に調整することによって、従来のような多数の副補強リブ等を形成する必要がなくなる。また、天板の剛性、強度、たわみ特性、振動特性等を所要のレベルにまで改善することもできる。

Description

明細書

高所設置型空気調和機の天板構造

技術分野

[0001] 本発明は、高所に設置される空気調和機の天板構造に関する。

背景技術

[0002] 天井などの高所に埋め込み或、は吊設される形式の空気調和機 (室内機ユニット）が知られている。この種の空気調和機は、例えばカセット型の本体ケーシングの天面部に金属製の天板を備えている。空気調和機は、天板に対して、熱交^^、ファン及びファンモータ、ドレインポンプ、スイッチングボックスなどの重量物を吊設した上で、吊り下げボルト等により本体ケーシングを吊り下げて、天井部の内部に埋設、或いは天井部の下面に吊設される。

[0003] このような高所設置型の空気調和機について天井埋込型空気調和機の一例を、図 13〜図 15に示す。

[0004] この空気調和機では、天井 70に形成された開口部 7の上方に空気調和機本体 1が配置され、同空気調和機本体 1に対して開口部 7を覆う化粧パネル 2が取り付けられる。空気調和機本体 1のカセット型の本体ケーシング 3内には、略環状の熱交換器 4 と、この熱交換器 4の中心部に配置され、吸込側を下方に配向しかつ空気吹出側を熱交換器 4の内周面に配向したファン (羽根車） 5及びファンモータ 9と、ファン 5の吸込側に配置された合成樹脂製のベルマウス 6とが配設されている。

[0005] ファン 5は、例えばハブ 5aとシユラウド 5cとの間に複数枚のブレード 5bを備えた遠心ファンカゝらなる。熱交 4の下方にはドレインパン 8が配置され、熱交 4の外周には空気吹出通路 10が形成されている。カセット型の本体ケーシング 3は例えば略六角形であり、断熱材力もなる側壁 31と、その側壁 31の上部を覆う天板 32とからなる。

[0006] 熱交換器 4の両開放端には管板 11がそれぞれ配置され、各管板 11間は所定の仕切り板 12により連結されている。本体ケーシング 3の天板 32、管板 11、仕切り板 12 及びベルマウス 6の下面に取り付けられるスィッチボックス 13はいずれも板金製品により形成されている。そして、例えば図 14に示すように、仕切り板 12の上端及び下端には、天板 32とスィッチボックス 13とがビスによってそれぞれ固定されている。

[0007] 一方、ベルマウス 6には、スィッチボックス 13を収納するための凹部 14が形成されている。また、仕切り板 12の下端部には、スィッチボックス結合部 15が形成されている。凹部 14の天面 14aには、仕切り板 12のスィッチボックス結合部 15に対向する開口 16が形成されている。

[0008] また、仕切り板 12の上端には、天板 32に対する結合部としての一対の上方取付片 17が間隔を置いて一体に形成されている。これら上方取付片 17は、天板 32に対してビス 18によって下方から取り付けられる。

[0009] また、仕切り板 12の下端には、各管板 11の下端に対する結合部としての一対の取付片 19が間隔を置いて一体形成されている。また、仕切り板 12の下端において、両下方取付片 19の中間部にはスィッチボックス 13に対する結合部としての中間取付片 15が溶接により固定されている。下方取付片 19は、管板 11に対しビス 20によって下方から固定される。中間取付片 15は仕切り板 12に対する結合部としての L字状の基部 15aを備え、同基部 15aにはその先端から下向きに延びる取付部 15bがー体に形成されている。この中間取付片 15は、取付部 15bを開口 16から凹部 14内に臨ませた状態で、スィッチボックス 13の天面 13aに対してビス 21により下方から固定される。

[0010] また、ドレインポンプ 22及びフロートスィッチ 23はドレインポンプ収容部 24に配置され、ドレインポンプ収容部 24は仕切り板 25によって仕切られている。スィッチボックス 13は蓋カバー 26によって覆われている。

[0011] 天板 32は、空気調和機 1の本体ケーシング 3の形状に対応して略六角形に形成されている。この天板 32の外周には、本体ケーシング 3の上端部の外周を嵌め込ませるための断面鉤状を有する縁部 32cが形成されている。

[0012] また、天板 32には、ファン 5及びファンモータ 9を支持するための中央部 33と、略環状の熱交換器 4を支持するための外周部 35とが形成され、その中央部 33から外周部 35にかけて放射状に延びる複数本の主補強リブ 32aが形成されている。主補強リブ 32aは天板 32より下方に凹み、その幅及び深さが所定の値に設定されている。そして、これら主補強リブ 32aの外側に位置する熱交換器支持部には、下方への凹み深さが小さく設定された複数の段差部 32bが形成されている。

[0013] そして、これら主補強リブ 32aによって天板 32の基本的な剛性、強度、たわみ特性、振動特性が所要のレベルに設定される。

[0014] その一方で、天板 32の外周側においては、主補強リブ 32a相互の間隔が広くなるため、その分、同天板 32の剛性、強度等が不足する。

[0015] そこで、複数本の主補強リブ 32aの間には、図 15に示すように、複数個の副補強リブ 34が隣接するように形成されている。副補強リブ 34は想定される荷重の大きさ等に対応して所望の形状及び大きさに形成されてヽる。

[0016] そして、主補強リブ 32a、段差部 32b、副補強リブ 34によって、空気調和機の設計時、天板 32の静たわみを一定値以下にし、また、ファンモータ 9の回転による共振を避けるため、天板 32の 1次固有振動数を一定値以上に維持するようにしていた。

[0017] また、天板 32の中央部 33に位置するファン 5及びファンモータ 9の支持部の内側にも補強リブ 33aが形成されている。補強リブ 33aはその平面形状が略三角形状に形成されている。この補強リブ 33aにより、ファン 5及びファンモータ 9の支持部についてその剛性及び強度、たわみ特性、振動特性を向上させていた。

[0018] このような補強リブ 33aにより補強されたファン 5及びファンモータ 9の支持部には、その底辺及び頂点の各コーナ部に円形の凹溝がそれぞれ形成されている。また、各凹溝の中央には、ファンモータ 9の取付部 a, b, cがそれぞれ形成されている。そして、ファンモータ 9の取付部 a, b, cには、吸振性を有するマウント部材 9m及び取付ブラケット 9bを介してファンモータ 9が吊設されている。これにより、ファン 5も、モータ軸 9aを介して、上記したファンモータ 9の取付部 a, b, cに対し回転可能に支持されている。

[0019] 特許文献 1 :特開平 11 201496号公報

発明の開示

[0020] ところで、最近では各種の観点から、上記のような空気調和機のコストダウンを図ることが検討され、天板 32もその例外ではない。

[0021] 天板 32の場合、そのコストダウンの手法としては、例えば現行 (例えば 0. 8mm)のものよりも全体の板厚を薄く形成することで (例えば 0. 7〜0. 6mm程度に）、材料費を安くするとともに、リブ等を形成する際の加工性を向上させることが考えられる。

[0022] しかし、その場合に問題となるのが、天板 32の剛性や強度の低下であり、さらにはファン 5の駆動時における天板 32の振動対策である。

[0023] 天板 32の板厚を現行のものよりも薄く形成すれば材料費は低減される。また、板材を容易に変形できるようになり、プレス成形時に加えられる圧力が小さくて済むことから、加工性を向上させることもできる。

[0024] しかし、実際に天板 32を薄肉化すれば、従来の構造の場合、静たわみ量が増大するとともにファンモータ 9の回転に伴い 1次固有振動数が低下するため、従来構造と同等レベルの設計基準を満たすことができなくなる。

[0025] また、従来の天板 32は多数の補強リブを有し、それら補強リブの形状も複雑であるため、天板 32のプレスカ卩ェ時に金型のコストがかさむだけでなぐしわや亀裂、反り等が発生し易、と、つた問題が生じて!/、た。

[0026] 本発明は、以上のような事情に鑑み、ファンの駆動時における天板の挙動を含めて、薄肉化して、なおかつ所要の剛性、強度、振動特性を得ることのできる高所設置型空気調和機の天板構造を提供することを目的として!ヽる。

[0027] 上記の目的を達成するため、本発明の第一の態様によれば、ファン及びファンモータ、熱交^^、ドレインポンプ、スィッチボックスを収納する本体ケーシングと、この本体ケーシングの天面に配置されファン及びファンモータ、熱交換器、ドレインポンプ、スィッチボックスを吊設する天板とを備える空気調和機において、前記ファンモータ支持される前記天板の中央部から前記熱交換器が支持される同天板の外周部にかけて複数本の補強リブを放射状に延びるように形成するとともに、各補強リブの間をフラットに形成したことを特徴としている。

[0028] このような高所設置型の空気調和機の天板構造によると、仮に従来よりも天板の板厚を薄くしたとしても、複数本の補強リブの本数及び断面形状 (絞り形状)、深さ、幅などを最適に調整することによって、従来のような多数の複雑な形状の副補強リブを形成する必要がなくなる。また、天板の剛性、強度、たわみ特性、振動特性等を所要のレベルにまで改善することもできる。

[0029] 従って、多くの副補強リブを組み合わせる場合に比べて、加工性が良ぐプレス金型の構造も簡単になることから、加工後の歪みや不要な変形、亀裂、反り等の発生も伴うことがない。

[0030] そして、天板の板厚を薄くでき、かつ加工性が向上する分、製品コストの削減が可能となる。

[0031] 上記の構成において、補強リブの外周側に位置する熱交換器支持部には段差部が形成されていることが望ましい。この場合、天板に対し熱交を支持するための適正な位置決めを図ることができる。また、その位置決めされた位置に熱交^^が確実に支持されることから、その支持状態が一層安定する。その結果、さらに天板の振動特性が改善される。また、同段差部によって補強リブの幅方向の強度が向上するため、天板のたわみ特性も一層改善される。

[0032] 前記の空気調和機において、天板の中央部に位置するファンモータ支持部には補強リブが設けられていることが望ましい。この場合、天板の中央部に位置するファンモータ支持部の剛性、強度、振動特性も向上する。

[0033] 前記の空気調和機において、天板の板厚は 0. 6mm以上 0. 8mm未満であることが望ましい。この場合、天板の板厚は薄いほど材料コストが低下し、また、プレス成形を容易に行うことも可能となる。

[0034] しかし、天板の強度、剛性は低下し、たわみ特性、振動特性は逆に悪化する。これを補うためには、上記構成の補強リブが有効ではあるものの、こうした補強リブのみでは限界があり、板厚を所定厚みよりも大きくする必要がある。

[0035] 従来製品の板厚と上述の補強リブの効果との関係を考慮して、材料コストの低減、加工性の向上、所要の品質性能を確保することのできる適度な板厚は好ましくは 0.

6mm以上 0. 8mm未満である。

[0036] 以上の結果、本発明に力かる高所設置型の空気調和機の天板構造によれば、天板の薄肉化、低コスト化を図りつつ、その安定した支持剛性、支持強度、低騒音性能を実現することができる。

図面の簡単な説明

[0037] [図 1]本発明の最良の実施形態に係る空気調和機についてその天板部の構造 (熱交翻が設置されてヽる状態)を示す下面図である。 [図 2]空気調和機にっ、てその天板部の構造 (熱交^^が設置されて!、なヽ状態）を示す下面図である。

[図 3]天板部の正面図である。

[図 4]図 2の 4— 4線における拡大断面図である。

[図 5]天板部の要部である補強リブの構成を示す図 2の 5— 5線における拡大断面図である。

[図 6]図 1の天板部と同様の仕様構造の下において製作した従来モデルの構造を示す下面図である。

[図 7]天板の最大たわみに及ぼす板厚と熱交^^の取付方式との関係を示すグラフである。

[図 8]天板の共振回転数に及ぼす板厚と熱交^^の取付方式との関係を示すグラフである。

[図 9]天板の最大たわみ量と副補強リブの深さとの関係を示すグラフである。

[図 10]天板の共振回転数と副補強リブの深さとの関係を示すグラフである。

[図 11]天板の最大たわみ量と主補強リブの深さとの関係を示すグラフである。

[図 12]天板の共振回転数と主補強リブの深さとの関係を示すグラフである。

[図 13]従来の空気調和機についてその全体構成を示す中央縦断面図であって、この図における天板部の断面は図 15の 13— 13線の断面に相当する。

[図 14]図 13の空気調和機の化粧パネル及び本体ケーシングを取外して下側力見た下面図である。

[図 15]図 13の空気調和機の天板部とベルマウス及びスィッチボックスの取付関係を示す分解斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

[0038] 図 1〜図 5は、本発明の最良の実施形態に力かる高所設置型の空気調和機についてその天板構造を示して、る。

[0039] この実施の形態における天板 32は、すでに述べた図 13〜図 15に示した従来例と略同様の天井埋込型空気調和機 (室内機ユニット)の本体ケーシング 3 (図 3参照）に適用される。 [0040] その天板 32の板厚 Dは従来の 0. 8mmのものよりも薄く 0. 7mm程度に形成され、

4

天板 32の形状は、図 1及び図 2に示すように、同空気調和機のカセット型本体ケーシング 3の形状に対応して概ね六角形に形成されている。天板 32の外周には、本体ケ一シング 3の上端部の外周に嵌め込ませるための断面鉤状の縁部 32cが形成されている。

[0041] 天板 32には、図 13〜図 15に示されるファン 5及びファンモータ 9を支持するための中央部 33と、略環状の熱交 4を支持するための外周部 35とが形成され、その中央部 33から外周部 35にかけて放射状に延びる複数本の補強リブ 32aが形成されている。図 4及び図 5に示すように、各補強リブ 32aは天板 32を下方に凹ませたもので、その断面形状は逆台形を呈する。また各補強リブ 32aはその底面の幅が W、上端

1 側の幅が W、深さが D、傾斜角が Θ に設定され、各補強リブ 32aの間はフラットに

2 2 2

形成されている。そして、各補強リブ 32aの外周端において熱交換器 4の支持部には段差部 32bが形成されている。各段差部 32bについては下方への凹み深さ Dが上

3 記 Dよりも所定寸法だけ小さく設定されている。

2

[0042] また、天板 32の中央部 33に位置するファン 5及びファンモータ 9の支持部にも、深さ Dの補強リブ 33aが形成されている（D =D )。即ち、同支持部に形成される補強

1 1 2

リブ 33aの深さ Dは上記補強リブ 32aの深さ Dと等しくなつている。この補強リブ 33a

1 2

は、 3点及び 4点支持が可能な 5ケ所のファンモータの支持部 a〜eの間にそれぞれ入り込み、ファンモータ 9の各支持部 a〜eに内接して、る（図 1及び図 2参照)。

[0043] そして、この補強リブ 33aよって、ファン 5及びファンモータ 9の支持部においてはその剛性及び強度、たわみ特性、振動特性を有効に向上させている。

[0044] また、図 1に示すように、従来例と同様に、熱交換器 4、ファン 5及びファンモータ 9、ドレインポンプ 22、スィッチボックス 23等の重量物力本実施形態の天板 32に取り付けられる。

[0045] 以上のように、本実施形態によれば、ファン 5及びファンモータ 9が支持される天板 32の中央部 33から熱交翻4が支持される天板 32の外周部 35にかけて、複数本の補強リブ 32aを放射状に延びるように形成するとともに、それらの補強リブ 32aの間をフラットに形成している。 [0046] その結果、仮に従来よりも天板 32の板厚を薄くしたとしても、複数本の補強リブ 32a の本数及び断面形状 (絞り形状)、深さ、幅などを最適に調整することによって、多数の副補強リブ 34等を別途形成する必要がなくなる。また、天板 32の剛性、強度、たわみ特性、振動特性等を所要のレベルにまで向上させることもできる。

[0047] 従って、多くの副補強リブ 34等を組み合わせる場合に比べて、加工性が良ぐプレス型の構造も簡単になることから、加工後の歪みや不要な変形、亀裂、反り等の発生も伴うことがない。

[0048] また、天板 32の板厚を薄くでき、かつ加工性が向上する分、製品コストの削減が可能となる。

[0049] また、同構成では、上記補強リブ 32aの外周側に位置する熱交換器 4の支持部には段差部 32bが形成されてヽる。

[0050] 従って、天板 32に対して熱交換器 4を支持する際、同天板 32に対し熱交換器 4を支持するための適正な位置決めを図ることができる。また、熱交 4が段差部 32b に係合した状態で確実に支持されることから、その支持状態が一層安定する。

[0051] その結果、天板 32の振動特性も一層改善される。

[0052] また、段差部 32bが補強リブ 32aの幅方向の強度を向上させるため、天板 32のたわみ特性も一層改善される。

[0053] さらに、以上の構成では、天板 32の中央部 33に位置するファン 5及びファンモータ

9の支持部 a〜eの周縁にも補強リブ 32aが形成されている。このことから、天板 32の中央部 33においても、ファン 5及びファンモータ 9の支持部についてその剛性、強度

、振動特性が改善される。

[0054] また、本実施形態において、例えば天板 32の板厚は 0. 6mm以上 0. 8mm未満であることが好ましい。

[0055] 天板 32の板厚が薄、ほど材料コストは低下し、また、プレス成形を容易に行うこともできる。

[0056] しかし、天板 32の強度、剛性は低下し、たわみ特性、振動特性は逆に悪化する。これを補うためには、上記構成の補強リブ 32aが有効ではあるものの、補強リブ 32aのみでは限界があり、天板 32の板厚を所定厚みよりも大きくする必要がある。 [0057] 従来の製品の板厚 (0. 8mm)と上述の補強リブ 32aの効果との関係を考慮して、材料コストの低減、加工性の向上、所要の品質性能を確保することのできる適度な天板 32の板厚は好ましくは 0. 6mm以上 0. 8mm未満である。

[0058] 以上の結果、本実施形態にかかる高所設置型の空気調和機の天板構造によれば

、天板 32の可及的な薄肉ィ匕、低コストィ匕を図りつつ、その安定した支持剛性、支持強度、低騒音性能を実現することができる。

[0059] (実験例）

以上の作用効果、即ち、天板 32の挙動に及ぼす補強リブ 32aの配置、深さ、長さ等を実際に確認するため、例えば図 6に示すように、図 2に示される本実施形態の天板 32と同様の仕様 (板厚、形状、ファン 5及びファンモータ 9の支持部）で、図 13〜図 15に示される従来例と同様の構造 (主補強リブ 32a、副補強リブ 34を具備)の天板 3 2を製作し、各々の強度及び振動の解析を実施した。本解析では、構造物の変形や応力を解析するための近似解析手法の一つである有限要素法解析 (FEM解析)を採用した。尚、本解析では、有限要素解析ソフトウェア (EDF社製 I-DEAS MS 9m2 Model Solution)を用いた。

[0060] (1) 解析モデル

図 2に示される実施形態の空気調和機及び図 6に示される従来例（現行)の何れにおいても、天板 32を四節点のシェル要素によりモデリングし、天板 32に取り付けられる熱交^^ 4、ファン 5及びファンモータ 9、ドレインポンプ 22、スィッチボックス 13などの各重量物を集中質量要素としてモデリングし、また天板 32と重量物の結合を剛体要素としてモデリングした。

[0061] 図 2、図 6中において、点 A〜Eは熱交換器 4の取付位置、支持部 a〜eはファン 5及びファンモータ 9の取付位置を示す。

[0062] ドレインポンプ 22は熱交換器 4に固定され、熱交換器 4の取付位置である点 A〜E を介して天板 32には荷重として作用する。

[0063] スィッチボックス 13はベルマウス 6にも固定されるため、その取付位置を通じて天板 32に作用する荷重は不明である。

[0064] 一方、熱交^^ 4及びファンモータ 9の天板 32に対する取付方法としては次に示す 2つの方式があり、熱交換器 4及びファンモータ 9の各方法について検討した。 <熱交換器 4の場合 >

(第 1方式）

図 2、図 6中の点 A, B, Cの 3ケ所で取り付ける。

[0065] (第 2方式）

図 2、図 6中の点 A, B, D, Eの 4ケ所で取り付ける。

[0066] <ファンモータ 9の場合 >

(第 1方式）

図 2、図 6中の支持部 a, b, cの 3ケ所で取り付ける。

[0067] (第 2方式）

図 2、図 6中の支持部 a, b, d, eの 4ケ所で取り付ける。

[0068] (2) 解析サンプル

2- 1) 図 2に示される本実施の形態の空気調和機

板厚 Dが 0. 7mmで、補強リブ 32aの深さ Dが 8. 8〜12. 8mmのもの

4 2

2- 2) 図 6に示される従来例の空気調和機

くサンプノレ 1 >

板厚 Dが 0. 8mmで、主補強リブ 32aの深さ Dが 8. 8mm、副補強リブ 34の深さ D

4 2

が 8. 8mmの天板 32

5

くサンプノレ 2 >

板厚 Dが 0. 7mmで、主補強リブ 32aの深さ Dが 8. 8mm、副補強リブ 34の深さ D

4 2

が 8. 8mmの天板 32

5

くサンプノレ 3 >

板厚 Dが 0. 6mmで、主補強リブ 32aの深さ Dが 8. 8mm、副補強リブ 34の深さ D

4 2

が 8. 8mmの天板 32

5

(3) 解析方法

上述した各重量物を取り付けた各天板 32の外周を完全に固定した状態で、各天板 32の動解析と静解析とを行った。

[0069] 静解析では天板 32と各重量物の自重のみを考慮し、動解析では各重量物の慣性モーメントを考慮しないものとした。なお、天板 32に作用するスィッチボックス 13の重量の割合 W が不明であるため、各重量物の質量及び重心位置 (天板 32に作用するスィッチボックス 13の重量の割合) W を 25. 0%〜100. 0%に変化させる。各重量物の質量と重心位置を表 1に示す。

[0070] <各重量物の質量及び重心位置 >

[0071] [表 1]

天板に作用するスィッチボックスの重量の割合 W_a 纖モ一タファン熱交換器ドレインポンプ

100.0% 75.0% 50.0% 25.0% 質量（X 10— ⁴kgfs²/mm) 2.396 2.417 7.373 0.8158 1.529 1.148 0.7645 0.3822 直,し、 mm) 0.0,0.0,56.7 0.0,0.0, 126.5 0.0,0.0,126.7 326.0,276.0, 150.0 150.0,-296.5,300.0

[0072] さらに、各天板 32の材料としては表 2のものを用いた。

[0073] <材料物性値 >

[0074] [表 2]

(SECD-DKA： JIS G 3313に基づく電気亜鉛めつき鋼板)

[0075] 結果評価は、図 6に示される従来の天板 32 (板厚 D =0. 8mm)の結果を基準に

4

行った。評価項目としては、天板 32の最大たわみ (mm)と共振回転数 (rpm)とを用いた。最大 Mises応力は評価項目としては使わず、参考のために言及する。これは最大 Mises応力が、応力の特異点である取付け部（または、その近傍）において発生するためである。尚、 Mises応力とは、 3軸応力場での値を単軸応力値 (例えば材料実験より得られるデータ値)と比較するために用いられる代表的な相当応力のことを指す。

[0076] (4) 解析結果

以上のようにして解析を行った結果、次のような解析結果が得られた。

[0077] なお、以下の結果評価は、表 3に示される図 6の従来例（現行)を基準として行う。

[0078] <図 6の従来例（現行の天板 32)の解析結果 >

[0079] [表 3]

[0080] 熱交換器 4の取付方式、板厚 D、天板 32に作用するスィッチボックス 13の重量の

4

割合 W の違いによる天板 32の最大たわみ、最大 Mises応力、ならびに共振回転数の変化を表 4及び表 5に示す。尚、表 5中に示される次数は固有振動数の次数を意味している。また、最大たわみと共振回転数とに及ぼす板厚 D、及びスィッチボックス

4

13の重量の割合 W の影響を図 7及び図 8に示す。これらによれば、次の知見が得られる。

[0081] 4- 1) 熱交換器 4の第 2方式では、天板 32の最大たわみが、第 1方式のときと比ベほとんど変わらないのに対し、共振回転数は、第 1方式よりも明らかに高いことが読み取れる。この結果から、第 2方式が優れていることは明らかである。従って、以下の解析では、第 2方式を用いることとした。

[0082] 4- 2) スィッチボックス 13の重量の割合 W を 25. 0%〜100. 0%に変化させた場合、第 1方式では、天板 32の最大たわみが約 4. 0%増大し、その結果同天板 32 の剛性が低下する。また、共振回転数については約 14. 0%低下し、その結果同天板 32の挙動が上昇する。一方、第 2方式では、最大たわみが約 3. 0%増大し、その増大幅は上記第 1方式よりも小さい。また、共振回転数についても約 2. 0%しか低下しないことがわかる。いずれの場合においても、天板 32の挙動に及ぼす W の影響が限定的であることから、以下の解析では、 W を 50. 0%とする。

[0083] 4- 3) この結果、板厚 Dが薄くなると、天板 32の最大たわみが顕著に上昇し共振

4

回転数が大きく低下することが読み取れる。上記従来の天板 32と同等の挙動 (表 3 参照）を確保するには、天板 32の板厚 Dが 0. 8mm以上必要であると推測される。

4

[0084] <天板 32に作用するスィッチボックス 13の重量の割合 W と板厚 Dの違いによる α 4

天板 32の最大たわみ及び最大 Mises応力の変化 >

[0085] [表 4]

熱交換器取付け (第 1方式）熱交換器取付け (第 2方式）板最大たわみ (mm) 展大 MisesJ心力 (kgf/mm ) 最大たわみ（mm) S^CMises^^ (kgf/mm²)

W w w w

100.0% 75.0% 50.0% 25.0% 100.0% 75.0% 50.0% 25.0% 100.0% 75.0% 50.0% 25.0% 100.0% 75.0% 50.0% 25.0%

0.8 1.23 1.21 1.19 1.18 11.37 11.32 11.27 11.22 1.23 1.21 1.20 1.19 8.25 7.91 7.57 7.23

0.7 1.57 1.54 1.51 1.49 13.47 13.42 13.38 13.34 1.55 1.53 1.52 1.51 9.50 9.10 8.70 8.30

0.6 2.09 2.05 2.01 1.97 16.54 16.51 16.48 16.45 2.04 2.02 2.00 1.99 12.14 11.31 10.49 9.95

[0086] く天板 32に作用するスィッチボックス 13の重量の割合 W と板厚 Dの違いによる共振回転数の変化 >

[0087] [表 5]

[0088] (5) ファン 5の重量とファンモータ 9の取付方式の影響 (熱交換器 4の取付方式が第 2方式の場合）以下の解析では、熱交換器 4の取付方式として第 2方式を採用し、天板 32に作用するスィッチボックス 13の重量の割合 W は 50. 0%であると仮定する。

[0089] ファン 5の重量が 2. 370kgf力ら 1. 960kgfに軽量化された場合と、ファンモータ 9 の取付方式を第 1方式力第 2方式に変更した場合の天板 32における最大たわみと共振回転数とを表 6及び表 7にそれぞれ示す。これらによれば、次の知見が得られる

[0090] 5- 1) ファン 5を軽量ィ匕した場合、天板 32の最大たわみ量が低減し、また共振回転数が上昇したことから、同天板 32の挙動が改善されることが読み取れる。

[0091] 5- 2) ファンモータ 9の取付方式として第 2方式を採用した場合にあっては、第 1 方式と比べ、天板 21の最大たわみ量が低ぐまた共振回転数も上昇することから、天板 32の挙動が向上するものの、その効果は限定的であることがわかる。

[0092] <ファン 5の重量の違いによる天板 32の最大たわみと最大 Mises応力及び共振回転数の変ィ匕 (熱交換器 4の取付方式 (第 2方式）： W = 50. 0% ;ファンモータ 9の取付方式 (第 2方式)） >

[0093] [表 6]

[0094] <ファンモータ 9の取付け箇所の違いによる天板 32の最大たわみと最大 Mises応力及び共振回転数の変化 (熱交換器 4の取付方式 (第 2方式） ;W_a = 50. 0% ;ファン重量 2. 370kgf) >

[0095] [表 7] o

方取付 (第式）第方式タけ付 (）取け 2タ 1 - 11振転数最大応力最大転数共たわ共振最大力回み回最大わ Miたみ Mi)心essses ；

j οθΐοτ 966'

9Οΐ LZ9L ''

ト

Ψ

~ 1

o

~ 1

)

o

[0096] 5 - 3) 板厚 Dが 0. 7mmに薄肉化された天板 32が、従来の天板 32とほぼ同等な挙動を維持するには、天板 32に配置された補強リブ 32aの形状の最適化が必要である (表 6参照)。

[0097] 本解析では、図 6に示される放射状のリブを主補強リブ 32aと呼び、この主補強リブ 32aの間に挟まれたリブを副補強リブ 34と呼ぶ。ここでは、天板 32の挙動に及ぼす各リブ 32a, 34の影響について検討する。なお、本解析には次の条件を用いた。

[0098] '天板 32に作用するスィッチボックス 13の重量の割合 W は 50. 0%で、ファン 5の重量は現行の 2. 370kgfである。

[0099] ·ファンモータ 9の取付方式は第 1方式で、熱交換器 4の取付方式は第 2方式である

[0100] ·板厚 Dは 0. 7mmである。

4

[0101] 主補強リブ 32aの深さが現行（8. 8mm)のままで、副補強リブ 34の深さを 0. 0〜8

. 8mm (現行深さ）に変化させた場合の解析結果を表 8と図 9, 10に示す。

[0102] [表 8]

昌 ij補強リブの深さ（mm) 0.0 0.8 1.8 2.8 3.8 4.8 5.8 6.8 7.8 8.8 最大たわみ 1.38 1.43 1.46 1.49 1.52 1.54 1.55 1.55 1.54 1.52 最大 Mises応力 13.41 13.55 12.69 13.08 13.50 13.87 14.11 14.16 14.00 13.66 共振回転数 902.0 893.0 892.0 887.0 882.0 878.0 877.0 878.0 882.0 887.0

[0104] 1. 天板 32の挙動（最大たわみと共振回転数）は副補強リブ 34の深さによって異なることが明らかである。副補強リブ 34の深さが 0. 0〜5. 8mmの範囲内において、同深さが増大するのに従い天板 32の挙動は低下する力同深さが 5. 8mmよりも更に深くなると天板 32の挙動の低下が小さくなることがわかる。また、副補強リブ 34の深さが 0. Omm、すなわち、副補強リブ 34を無くし、主補強リブ 32aの間をフラットに形成した場合においては、天板 32の最大たわみが最小となり、共振回転数が最大になることが読み取れる。

[0105] 2. 副補強リブ 34の深さを現行の 8. 8mmより増大させた場合、天板 32の挙動が副補強リブ 34の無い場合と比べて向上すると思われるが、熱交 4の設置及び板金加工上の制限から、深い副補強リブ 34は望ましくないと思われる。 0. 0〜8. 8mm の範囲内において、もっとも優れた挙動を示す副補強リブ 34の無い天板 (板厚 D =

4

0. 7mm) 32は、図 6に示される現行の天板（D =0. 8mm) 32と比べても、ほぼ同

4

等な最大たわみ（1. 30mm→l. 38mm)と高い共振回転数（742. Orpm→902. 0 rpm)をもつことが読み取れる。

[0106] 3. 従って、副補強リブ 34を無くし各主補強リブ 32a間をフラットにした天板 32は優れた挙動を示すだけでなぐ成形加工もし易くなり、材料削減によるコストダウンと製品加工品質の向上にも繋がる。

[0107] 5-4) 副補強リブ 34を無くして主補強リブ 32aの深さ Dを変化させた場合の解析

2

結果を、表 9と図 11,図 12に示す。得られた知見は次の通りである。

[0108] 1. 主補強リブ 32aが深くなるに従い、天板 32の挙動の顕著な向上が見られるが、向上率は次第に低下することが明らかになった。

[0109] 2. 天板 32の挙動に与える主補強リブ 32aの影響は、極めて大きいことが明らかになった。

[0110] <主補強リブ 32aの深さの違いによる天板 32の最大たわみと最大 Mises応力及び共振回転数の変化 (副補強リブ 34無し） >

[0111] [表 9] 主補強リブの深さ（mm) 8.8 9.0 9.2 9.4 9.6 9.8 10.0 10.4 10.8 11.2 11.6 12.0 12.4 最大たわみ 1.38 1.36 1.33 1.30 1.28 1.26 1.24 1.20 1.17 1.14 1.11 1.09 1.06 最大 Mises応力 13.41 13.26 13.12 12.99 12.87 12.77 12.68 12.51 12.36 12.22 12.09 11.97 11.87 共振回転数 902.0 909.0 916.0 922.0 927.0 933.0 938.0 947.6 956.0 964.0 971.0 978.0 984.0

Claims

請求の範囲

[1] ファン及びファンモータ、熱交^^、ドレインポンプ、スィッチボックスを収納する本体ケーシングと、この本体ケーシングの天面に配置されて前記ファン及びファンモータ、熱交^^、ドレインポンプ、スィッチボックスを吊設する天板とを備える空気調和機において、

前記天板にファンモータを支持するための中央部と前記熱交換器を支持するための外周部とを形成し、その中央部から前記外周部にかけて放射状に延びる複数本の補強リブを形成し、各補強リブの間をフラットに形成したことを特徴とする高所設置型空気調和機の天板構造。

[2] 前記補強リブの外周に位置する前記熱交換器の支持部には段差部が形成されて V、ることを特徴とする請求項 1に記載の高所設置型空気調和機の天板構造。

[3] 前記天板の中央部に位置する前記ファンモータの支持部に前記補強リブが設けられていることを特徴とする請求項 1又は請求項 2に記載の高所設置型空気調和機の天板構造。

[4] 前記天板の板厚は 0. 6mm以上 0. 8mm未満であることを特徴とする請求項 1〜請求項 3のうちいずれか一項に記載の高所設置型空気調和機の天板構造。