WO2017029696A1 - 空気調和機の室外機 - Google Patents

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WO2017029696A1
WO2017029696A1 PCT/JP2015/072967 JP2015072967W WO2017029696A1 WO 2017029696 A1 WO2017029696 A1 WO 2017029696A1 JP 2015072967 W JP2015072967 W JP 2015072967W WO 2017029696 A1 WO2017029696 A1 WO 2017029696A1
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WO
WIPO (PCT)
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terminal
outdoor unit
short
control board
air conditioner
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/072967
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
竹内　裕人
賢太郎 米原
和穂 伊藤
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
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Priority to JP2017535169A priority patent/JPWO2017029696A1/ja
Priority to CN201590000332.8U priority patent/CN206037286U/zh
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/20—Electric components for separate outdoor units
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components

Definitions

  • the present invention relates to an outdoor unit of an air conditioner including a control board on which semiconductor devices such as switching elements are arranged.
  • Patent Document 1 discloses a control board on which a switching device is arranged, and a fixing device for attaching a power transistor as an example of the switching element is arranged on the control board.
  • a guide groove that electrically insulates each terminal of the power transistor is provided in a holder to which the power transistor is attached. That is, the fixing device described in Patent Document 1 is configured to hold the power transistor by inserting the terminal of the power transistor into the guide groove of the insulating fixing member in order to prevent a short circuit between the terminals. Is.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and enables visual confirmation of the state of each terminal of a semiconductor device disposed on a control board and avoids a short circuit between adjacent terminals.
  • An object is to provide an outdoor unit of an air conditioner.
  • An outdoor unit of an air conditioner according to the present invention protrudes from a main body part, a semiconductor device having a plurality of terminals extending from the main body part, a main body fixing part that supports the main body part, and the main body fixing part.
  • An element fixing member having a short-circuit prevention wall surrounding the terminal so as to avoid a short circuit with an adjacent terminal, a control board to which the semiconductor device and the element fixing member are attached, the short-circuit prevention wall, and the main body portion
  • a transparent insulating member disposed so as to cover the terminal surrounded by the short-circuit prevention wall.
  • the element fixing member by providing the element fixing member with the short-circuit prevention wall, it is possible to insulate between the terminal surrounded by the short-circuit prevention wall and the adjacent terminal. Further, since the terminals of the semiconductor device are covered with a transparent insulating member, the state of each terminal of the semiconductor device can be visually confirmed. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an outdoor unit for an air conditioner capable of visually checking the state of each terminal of a semiconductor device arranged on a control board and avoiding a short circuit between adjacent terminals. Can do.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view taken along the line WW in FIG. 8.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the external structure of an outdoor unit 1 for an air conditioner according to Embodiment 1.
  • the outdoor unit 1 of the air conditioner is configured as a floor-standing type, but may be configured as a wall-mounted type, a roof-standing type, or a ceiling-suspended type, for example.
  • the dimensional relationship and shape of each component may be different from the actual ones.
  • symbol is attached
  • the positional relationship between the constituent members of the outdoor unit 1 in the following description for example, the positional relationship such as the vertical relationship, is basically the positional relationship when the outdoor unit 1 of the air conditioner is installed in a usable state. To do.
  • the outdoor unit 1 is provided with a front panel 2, a back panel 3, and a top panel 4, and these constitute a part of the casing of the outdoor unit 1. Moreover, the outdoor unit 1 is provided with a bottom panel 5 that faces the top panel 4 and also constitutes a part of the housing. A front panel 2 and a rear panel 3 are attached to the bottom panel 5, and a plurality of legs 5 a serving as a base for fixing the outdoor unit 1 to the installation location are provided on the bottom surface of the bottom panel 5. Since the bottom panel 5 is not shown in the perspective view of FIG. 1, the position of the panel corresponding to the bottom panel 5 is indicated by a lead line with an arrow together with a reference numeral.
  • the front panel 2 has a horizontally long first side surface portion 2a and a vertically long second side surface portion 2b, and is L-shaped when viewed from above the outdoor unit 1, that is, from the top panel 4 side. This is a sheet metal panel bent into a half.
  • a rectangular grill 6 for exhausting the air inside the outdoor unit 1 to the outside is disposed on the second side surface 2b side of the first side surface portion 2a.
  • the 2nd side part 2b can be provided with the some slit for taking in outdoor air to the inside of the outdoor unit 1.
  • the position of the side surface applicable to the 2nd side part 2b is shown with the lead line with the arrow with the code
  • the front panel 2 may be composed of two sheet metal panels.
  • the rear panel 3 is a sheet metal panel that is bent so as to be L-shaped when viewed from the top panel 4 side.
  • the back panel 3 has a vertically long third side surface portion 3a facing the second side surface portion 2b, and a vertically long fourth side surface facing the surface of the first side surface portion 2a on the third side surface portion 3a side. Part 3b.
  • the third side surface portion 3a is provided with a plurality of openings for drawing a plug connected to an external power source and a refrigerant pipe into the inside.
  • a service cover 7 is attached to the third side surface portion 3a so as to cover a plurality of openings provided in the third side surface portion 3a and prevent entry of dust or water.
  • the service cover 7 is provided with an opening for drawing a plug connected to an external power source and a refrigerant pipe.
  • the 4th side surface part 3b cannot be illustrated in the perspective view of FIG. 1, the position of the side surface applicable to the 4th side surface part 3b is shown with the lead line with the arrow with the code
  • the back panel 3 may be composed of two sheet metal panels.
  • the top panel 4 is a sheet metal panel that covers the top of the outdoor unit 1, and is attached to the upper sides of the front panel 2 and the back panel 3.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of the internal structure of the outdoor unit 1 of the air conditioner according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is obtained by removing the front panel 2, the back panel 3, and the top panel 4 from the outdoor unit 1 of the air conditioner of FIG.
  • a plate-like separator 8 that is fixed to the bottom panel 5 and extends between the first side surface portion 2 a of the front panel 2 and the fourth side surface portion 3 b of the back panel 3 is disposed.
  • the internal space of the outdoor unit 1 is partitioned into a machine room 10 and a blower room 20 by the plate-like separator 8.
  • the machine room 10 is a space surrounded by the first side surface portion 2a of the front panel 2, the back panel 3, the top panel 4, the bottom panel 5, and the separator 8, and dust or water from the outside of the outdoor unit 1 is present. It has a structure that can avoid the intrusion.
  • a compressor 12 is accommodated in the machine room 10.
  • the compressor 12 is a fluid machine that compresses sucked low-pressure refrigerant and discharges it as high-pressure refrigerant, and is installed on the bottom panel 5.
  • the compressor 12 includes a suction muffler 12a that separates the liquid refrigerant.
  • the compressor 12 for example, a rotary compressor, a scroll compressor, or the like can be applied.
  • the machine room 10 accommodates a plurality of refrigerant pipes 14 that connect the respective components constituting the refrigeration cycle circuit.
  • the blower chamber 20 constitutes a space surrounded by the front panel 2, top panel 4, bottom panel 5, heat exchanger 22, and separator 8.
  • the blower chamber 20 takes in outdoor air from the outside of the outdoor unit 1 through a plurality of slits provided in the heat exchanger 22 or the second side surface 2b of the front panel 2, and grills the air inside the outdoor unit 1 6 is configured to be able to exhaust air to the outside of the outdoor unit 1 through 6.
  • the heat exchanger 22 functions as a condenser during the cooling operation and functions as an evaporator during the heating operation.
  • the heat exchanger 22 can be configured as a fin-and-tube heat exchanger including a plurality of fins arranged in parallel and a heat transfer tube penetrating the plurality of fins, and the outdoor unit 1 is arranged so that the heat transfer tubes are horizontal. Be placed.
  • FIG. 2 although the fin and tube type heat exchanger comprised so that it might become L shape seeing from the top
  • the condenser may be referred to as a radiator and the evaporator may be referred to as a cooler.
  • the blower chamber 20 accommodates a blower fan 24 and a blower fan support member 26 that supports the blower fan 24.
  • the blower fan 24 is configured as an axial fan such as a propeller fan, for example.
  • the blower fan 24 is arranged at a position facing the heat exchanger 22 and the grill 6, and the rotation axis of the blower fan 24 is arranged to face the horizontal direction.
  • the blower fan support member 26 is a plate-like support member configured to be U-shaped when viewed from the second side surface portion 2b side of the front panel 2.
  • the upper surface portion 26 a of the blower fan support member 26 is fixed to the top panel 4, and the lower surface portion 26 b of the blower fan support member 26 is fixed to the bottom panel 5.
  • a motor that drives the blower fan 24 is supported at the center of the side surface portion 26c of the blower fan support member 26 that extends between the upper surface portion 26a and the lower surface portion 26b of the blower fan support member 26.
  • the outdoor air is blown from the outside of the outdoor unit 1 through the heat exchanger 22 or the plurality of slits provided in the second side surface portion 2b of the front panel 2. It is taken into the chamber 20.
  • heat exchanger 22 heat exchange is performed between outdoor air that passes between the fins of the heat exchanger 22 and a heat exchange medium such as a refrigerant that flows through the heat transfer tubes.
  • the air exchanged by the heat exchanger 22 is exhausted from the blower chamber 20 to the outside of the outdoor unit 1 through the grill 6 by the blower fan 24.
  • An electrical component box 9 is accommodated inside the outdoor unit 1.
  • the electrical component box 9 is disposed across the machine room 10 and the blower room 20, and is attached to the upper part of the separator 8.
  • the electrical component box 9 includes, for example, a group of electrical components such as a circuit board and terminals that supply power to the compressor 12 and the blower fan 24.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of the electrical component box 9 according to the outdoor unit 1 of the air conditioner of the first embodiment.
  • the electrical component box 9 removed from the separator 8 of the outdoor unit 1 of FIG. 2 is illustrated.
  • the electrical component box 9 in the outdoor unit 1 of the air conditioner includes a circuit part 200 and a terminal part 300.
  • the circuit unit 200 is disposed across the machine room 10 and the blower room 20, and is attached to the upper part of the separator 8.
  • the terminal portion 300 is disposed in the machine room 10 and is attached to the end portion of the circuit portion 200 on the third side surface portion 3 a side of the back panel 3.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view schematically showing an example of the electrical component box 9 according to the outdoor unit 1 of the air conditioner of the first embodiment. 4 is an exploded view of the electrical component box 9 of FIG.
  • the terminal unit 300 is configured to be detachable from the circuit unit 200, and includes a plurality of terminal blocks 32 and a terminal block support member 34 that supports the plurality of terminal blocks 32.
  • a plug of wiring connected to an external commercial power source is connected to the plurality of terminal blocks 32 via the service cover 7.
  • the plug connection portions of the plurality of terminal blocks 32 are attached to the terminal block support member 34 so as to face the direction of the third side surface portion 3a of the back panel 3.
  • Attachment portions of the plurality of terminal blocks 32 are arranged so as to extend obliquely downward from the end portion of the circuit portion 200 on the third side surface portion 3a side of the back panel 3.
  • the circuit unit 200 includes a control board 40 on which electronic components such as capacitors and resistors are attached by soldering.
  • the control board 40 is provided with an inverter circuit that controls the frequency of the alternating current that drives the motors of the compressor 12 and the blower fan 24.
  • the inverter circuit is an electronic circuit that generates frequency-controlled alternating current from direct current.
  • the control board 40 may be provided with a converter circuit that converts an alternating current flowing from the external power source through the terminal block 32 into a direct current.
  • the converter circuit may be mounted integrally on the same control board 40 as the inverter circuit, or may be mounted on a control board different from the inverter circuit.
  • the surface portion of the control board 40 refers to a surface on which electronic components are attached.
  • the surface portion of the control board 40 corresponds to the lower surface of the control board 40.
  • the back surface portion of the control board 40 refers to a surface on the side where the electronic component is soldered.
  • the back surface portion of the control board 40 corresponds to the upper surface of the control board 40.
  • the circuit unit 200 includes a control board support member 210 and a control board protection member 220 on the back surface side of the control board 40.
  • the control board support member 210 is attached to the control board 40 and supports the peripheral edge portion and the back surface portion of the control board 40.
  • the control board support member 210 protects the control board 40 from an external impact or the like.
  • a lattice-shaped frame 210 a that supports the back surface portion of the control board 40 is formed inside the control board support member 210.
  • the control board protection member 220 is fitted into the control board support member 210 and covers the entire lattice-shaped frame 210 a of the control board support member 210. By the control board protection member 220, the back surface portion of the control board 40 is protected from intrusion of water or dust. Further, the control board support member 210 is configured to allow the terminal block support member 34 to be attached.
  • a heat dissipating member 42 is attached to a part of the heat-generating electronic component on the surface of the control board 40, such as a transistor.
  • the heat dissipating member 42 includes a plate-like portion 42 a that covers the electronic component, and a large number of fins 42 b that extend from the plate-like portion 42 a in a direction away from the control board 40.
  • the circuit unit 200 includes a heat radiation part protection member 230 and a heat radiation part support member 240 on the surface part side of the control board 40.
  • the heat radiation part protection member 230 is configured to cover the plate-like part 42a of the heat radiation member 42 and prevent water or dust from entering the plate-like part 42a. Further, the heat radiation portion protection member 230 is provided with a large number of rectangular slits for penetrating the fins 42b, and is configured so as not to disturb heat release in the fins 42b.
  • the heat radiating part support member 240 has an L-shaped appearance when viewed from the first side face part 2a side of the front panel 2.
  • the heat radiation part support member 240 is attached to the control board support member 210 and has a frame body part 240 a that covers and supports the plate-like part 42 a of the heat radiation member 42 and the heat radiation part protection member 230.
  • the heat radiating part support member 240 has side wall parts 240 b extending in the same direction as the fins 42 b of the heat radiating member 42.
  • the front end portion of the side wall portion 240 b is attached to the upper portion of the separator 8, and the side wall portion 240 b functions as a wall that partitions the machine chamber 10 and the blower chamber 20.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view schematically showing an example of the arrangement of some of the electronic components and the like arranged on the control board 40 according to the outdoor unit 1 of the air conditioner of the first embodiment.
  • the positional relationship of the electronic components and the like disposed on the control board 40 for example, the positional relationship such as the vertical relationship, is the positional relationship when the surface portion of the control board 40 is disposed upward.
  • the long side direction of the control board 40 is the x direction
  • the short side direction is the y direction
  • the direction perpendicular to the surface portion of the control board 40 is the z direction.
  • the control board 40 has a plurality of exothermic semiconductor devices 50 arranged therein.
  • the exothermic semiconductor device 50 include a switching element 52, a freewheeling diode 54, a bridge diode 56, and a large scale integrated circuit 58.
  • the switching element 52 is a transistor such as an insulated gate bipolar transistor or a metal oxide semiconductor field effect transistor, and has three terminals extending from a main body containing a semiconductor material.
  • the free-wheeling diode 54 is a semiconductor element that protects the switching element 52 from a backflow current, and has two terminals that extend from a main body containing a semiconductor material.
  • the bridge diode 56 is a semiconductor element that rectifies an alternating current flowing from an external power supply, and has four terminals extending from a main body containing a semiconductor material.
  • the large-scale integrated circuit 58 can be configured as, for example, a microprocessor that controls the switching element 52 to control the frequency at which the motors of the compressor 12 and the blower fan 24 are driven. It has a terminal.
  • the insulated gate bipolar transistor is also abbreviated as IGBT.
  • the metal oxide semiconductor field effect transistor is also referred to as a MOSFET for short.
  • a large scale integrated circuit is also referred to as LSI for short.
  • a plurality of element fixing members 60 are arranged on the control substrate 40, and the main body of the semiconductor device 50 is fixed to the element fixing member 60.
  • the terminals of the semiconductor device 50 are inserted into holes provided in the control board 40 and fixed by soldering on the back side of the control board 40.
  • the first element fixing member 62, the second element fixing member 64, the third element fixing member 66, and the fourth element fixing member 68 are arranged on the control board 40 as the element fixing member 60.
  • the first element fixing member 62 is a member that fixes the switching element 52.
  • the second element fixing member 64 is a member that fixes the reflux diode 54.
  • the third element fixing member 66 is a member that fixes the bridge diode 56.
  • the fourth element fixing member 68 is a member that fixes the large-scale integrated circuit 58.
  • the first element fixing member 62, the second element fixing member 64, and the third element fixing member 66 are integrally formed, but each is configured as a separable fixing member. Alternatively, it may be configured as a fixing member that cannot be separated. Further, the first element fixing member 62, the second element fixing member 64, and the third element fixing member 66 may be configured as separate fixing members.
  • a first heat radiating sheet 44 and a second heat radiating sheet 46 are provided between the main body of the semiconductor device 50 and the plate-like portion 42a of the heat radiating member 42.
  • the first heat dissipation sheet 44 is disposed between the main body of the switching element 52 and the reflux diode 54 and the heat dissipation member 42.
  • the second heat radiation sheet 46 is disposed between the main body of the bridge diode 56 and the large-scale integrated circuit 58 and the heat radiation member 42.
  • the first heat radiating sheet 44 and the second heat radiating sheet 46 can improve the adhesion between the main body of the semiconductor device 50 and the heat radiating member 42 and promote heat conduction.
  • first heat radiation sheet 44 and the second heat radiation sheet 46 may be integrally formed, or may be separately provided for each semiconductor device 50. Further, instead of the first heat radiating sheet 44 and the second heat radiating sheet 46, thermally conductive grease such as silicon grease is applied to the main body of the semiconductor device 50, and the plate-like portion 42a of the heat radiating member 42 is applied to the applied surface. May be adhered to promote heat conduction.
  • thermally conductive grease such as silicon grease is applied to the main body of the semiconductor device 50, and the plate-like portion 42a of the heat radiating member 42 is applied to the applied surface. May be adhered to promote heat conduction.
  • the heat radiating member 42, the first heat radiating sheet 44 and the second heat radiating sheet 46, the main body of the semiconductor device 50, and the element fixing member 60 are screwed to the control board 40 by screws from the back surface of the control board 40. Fixed.
  • the configuration of the first element fixing member 62 that fixes the switching element 52 will be described in detail.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view schematically showing an example of the first element fixing member 62 that fixes the switching element 52 arranged on the control board 40 according to the outdoor unit 1 of the air conditioner of the first embodiment. It is. That is, FIG. 6 is a schematic exploded perspective view showing the first element fixing member 62 of FIG. 5 in an enlarged manner.
  • the switching element 52 includes a flat body portion 52a covered with resin, three conductive terminals extending from the body portion 52a, that is, a first terminal 52b and a second terminal.
  • a terminal 52c and a third terminal 52d are provided.
  • the first terminal 52b, the second terminal 52c, and the third terminal 52d extend, for example, in an L shape from the main body portion 52a toward the control board 40, and the tip portion is provided on the control board 40. And is fixed to the back surface of the control board 40 by soldering.
  • the first terminal 52b is a terminal located at the center of the main body 52a when viewed from the yz plane side of the coordinate axis.
  • the second terminal 52c is a terminal located on the left side of the main body 52a when viewed from the yz plane side of the coordinate axis.
  • the third terminal 52d is a terminal located on the right side of the main body 52a when viewed from the yz plane side of the coordinate axis.
  • the first terminal 52b, the second terminal 52c, and the third terminal 52d are terminals that receive a pulse signal for driving the switching element 52 output from the large scale integrated circuit 58, for example.
  • a frequency-controlled alternating current is generated by the inverter circuit of the control board 40.
  • movement of the electric motor of the compressor 12 and the ventilation fan 24 will be controlled by the alternating current by which frequency control was carried out.
  • the first element fixing member 62 has a main body fixing portion 62a for fixing the main body portion 52a of the switching element 52.
  • the flat surface of the main body portion 52a is arranged in the upward direction, that is, the arrow direction of the z axis.
  • the tip portions of the L-shaped first terminal 52b, second terminal 52c, and third terminal 52d are arranged in the downward direction, that is, in the direction opposite to the arrow direction of the z axis.
  • the first element fixing member 62 includes a short-circuit prevention wall 62b that protrudes in the direction opposite to the x-axis arrow direction from the upper surface portion and side surface portion of the main body fixing portion 62a located in the direction opposite to the x-axis arrow direction.
  • the short-circuit prevention wall 62b is formed in a U shape in a top view.
  • the short-circuit prevention wall 62b is configured to surround only the first terminal 52b, which is the central terminal of the switching element 52, with the body portion 52a of the switching element 52.
  • tip part of the 1st terminal 52b is arrange
  • FIG. 7 is an enlarged perspective view schematically showing the short-circuit prevention wall 62b of the first element fixing member 62 arranged on the control board 40 according to the outdoor unit 1 of the air conditioner of the first embodiment. is there.
  • a transparent insulating member 70 is provided between the U-shaped short-circuit prevention wall 62 b and the main body 52 a of the switching element 52.
  • an insulating and transparent material can be used as a material of the insulating member 70.
  • the insulating member 70 can be made of silicone.
  • the insulating member 70 is formed by filling an insulating material such as silicone between the U-shaped short-circuit prevention wall 62 b and the main body 52 a of the switching element 52.
  • an insulating material such as silicone between the U-shaped short-circuit prevention wall 62 b and the main body 52 a of the switching element 52.
  • FIG. 8 is an enlarged top view schematically showing the short-circuit prevention wall 62b of the first element fixing member 62 arranged on the control board 40 according to the outdoor unit 1 of the air conditioner of the first embodiment. is there. That is, FIG. 8 is a schematic view in the xy plane when the U-shaped short-circuit prevention wall 62b of FIG.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view taken along the line WW in FIG. In FIG. 8, a region where the insulating member 70 is disposed is illustrated by a dot pattern.
  • the side wall portion of the short-circuit prevention wall 62b arranged in parallel between the first terminal 52b and the third terminal 52d is used as the first side wall portion 62c.
  • the side wall portion of the short-circuit prevention wall 62b disposed in parallel between the first terminal 52b and the second terminal 52c is defined as a second side wall portion 62d.
  • a side wall portion that is connected between the first side wall portion 62c and the second side wall portion 62d and forms the U-shaped short-circuit prevention wall 62b is defined as a third side wall portion 62e.
  • the shortest distance between the first side wall 62c and the first terminal 52b is the first distance d1.
  • the shortest distance between the second side wall 62d and the first terminal 52b is a second distance d2.
  • the shortest distance between the third side wall 62e and the first terminal 52b is a third distance d3.
  • the ridgeline of the first side wall part 62c or the second side wall part 62d is indicated by a dotted line.
  • the maximum value of the height of the third side wall 62e with respect to the surface portion of the control board 40 is defined as the first height h1
  • the height of the first terminal 52b with respect to the surface portion of the control board 40 is defined.
  • the maximum value is the second height h2.
  • the silicone filling amount increases, so the manufacturing cost of the outdoor unit 1 increases. there's a possibility that.
  • the silicone does not reach the first terminal 52b due to the viscosity of the silicone, and the first terminal 52b is protected. There is a possibility of falling into a defect.
  • the short-circuit prevention wall 62b is configured such that the first distance d1, the second distance d2, and the third distance d3 are about 2 mm.
  • the first height h1 of the third side wall portion 62e is made larger than the second height h2 of the first terminal 52b, whereby the upper surface of the first terminal 52b. Parts can be uniformly coated with silicone.
  • the first height h1 of the third side wall 62e is greater than the second height h2 of the first terminal 52b in consideration of the viscosity of silicone and the manufacturing cost of the outdoor unit 1. It is configured to be about 2 mm higher.
  • the attachment portion 52e of the first terminal 52b to the main body portion 52a has a flat upper surface portion, and is compared with the tip portion of the first terminal 52b in the y-axis. Since the width is widened in the direction, the distance from the first side wall 62c or the second side wall 62d is narrow. Accordingly, if the height of the first side wall 62c or the second side wall 62d on the side of the mounting portion 52e is the same as the first height h1 of the third side wall 62e, the silicone is caused by the viscosity of the silicone. There is a possibility that the first terminal 52b may be poorly protected without reaching below the mounting portion 52e. Therefore, as shown in FIG.
  • the ridgeline of the first side wall portion 62c or the second side wall portion 62d is directed toward the upper surface of the main body fixing portion 62a so that the inclination ⁇ with respect to the horizontal direction is about 50 °.
  • the first side wall part 62c or the second side wall part 62d is formed.
  • the outdoor unit 1 of the air conditioner of Embodiment 1 includes the main body 52a and a plurality of terminals extending from the main body 52a, that is, the first terminal 52b and the second terminal. 52c and a semiconductor device 50 such as a switching element 52 having a third terminal 52d, a main body fixing portion 62a that supports the main body portion 52a, and a second terminal 52c and a third terminal that protrude from the main body fixing portion 62a.
  • a semiconductor device 50 such as a switching element 52 having a third terminal 52d, a main body fixing portion 62a that supports the main body portion 52a, and a second terminal 52c and a third terminal that protrude from the main body fixing portion 62a.
  • An element fixing member 60 such as a first element fixing member 62 having a short circuit prevention wall 62b surrounding a terminal such as the first terminal 52b so as to avoid a short circuit with an adjacent terminal such as 52d; Between the control board 40 to which the element fixing member 60 is attached, the short-circuit prevention wall 62b, and the main body portion 52a so as to cover the terminals such as the first terminal 52b surrounded by the short-circuit prevention wall 62b. It is location, and an insulating member 70 having transparency.
  • the element fixing member 60 by providing the element fixing member 60 with the short-circuit prevention wall 62b, it is possible to insulate between the terminal surrounded by the short-circuit prevention wall 62b and the adjacent terminal.
  • the plurality of terminals of the semiconductor device 50 are all covered with the transparent insulating member 70, the state of all the terminals can be visually confirmed. Therefore, according to the configuration of the first embodiment, it is possible to visually confirm a plurality of terminals of the semiconductor device 50 arranged on the control board 40, and the terminals surrounded by the short-circuit prevention wall 62b, the adjacent terminals, and It is possible to provide a highly reliable outdoor unit 1 of an air conditioner that can avoid a short circuit.
  • the terminal surrounded by the short-circuit prevention wall 62b can be electrically insulated from the adjacent terminal, even when a small animal such as an insect enters and contacts the terminal, Short circuit can be prevented.
  • the second terminal 52c and the third terminal 52d of the switching element 52 are not electrically insulated, but the second terminal 52c and the third terminal
  • the shortest creepage distance to 52d is, for example, about 12 mm. Therefore, in the example of the first embodiment, if the electrical component box 9 is configured so that a small animal exceeding a creepage distance, for example, 12 mm cannot enter the control board 40, the second terminal 52c and the third terminal 52d A short circuit can be avoided.
  • the insulating member 70 can be made of silicone. By making the insulating member 70 made of silicone, the insulating member 70 can be manufactured at low cost.
  • the semiconductor device 50 has, for example, three terminals such as a first terminal 52b, a second terminal 52c, and a third terminal 52d.
  • the short-circuit prevention wall 62b can be configured to surround a central terminal such as the first terminal 52b among the three terminals. According to this configuration, a short circuit between the terminals of the semiconductor device 50 having three terminals typified by transistors can be prevented, and the control board 40 can be stably operated. Can be improved.
  • the semiconductor device 50 can be configured as the switching element 52. Since the compressor 12 and the blower fan 24 can be stably driven by preventing a short circuit between adjacent terminals of the switching element 52, the reliability of the outdoor unit 1 can be improved.
  • the short-circuit prevention wall 62b can be configured in a U shape when viewed from above.
  • the distance between the short-circuit prevention wall 62b and the terminal surrounded by the short-circuit prevention wall 62b is set to a distance appropriate for filling the insulating member 70 such as silicone, for example,
  • the short-circuit prevention wall 62b can be configured so as to be maintained at about 2 mm.
  • the present invention is not limited to the first embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
  • the outdoor unit 1 of the air conditioner is taken as an example, but the present invention is also applicable to an outdoor unit other than the air conditioner, such as an outdoor unit of a heat pump water heater. .
  • the machine room 10 can be configured to accommodate, for example, an accumulator, an oil separator, a refrigerant flow switching device, a decompression device, and the like.
  • the first terminal 52b which is the center terminal, is surrounded by the short-circuit prevention wall 62b.
  • the second terminal 52c and the third terminal 52d which are terminals at both ends, are provided. You may comprise so that it may each surround with a separate short circuit prevention wall. That is, the short-circuit prevention wall 62b has a creeping distance between terminals at both ends, for example, small animals such as insects exceeding 12 mm invaded by disposing the insulating member 70 inside the short-circuit prevention walls provided at the terminals at both ends. Even in this case, a short circuit of the switching element 52 can be prevented.
  • the short-circuit prevention wall 62b of the first embodiment may be used to electrically insulate adjacent terminals of the free wheeling diode 54, the bridge diode 56, and the large scale integrated circuit 58 from each other.
  • the element fixing member 60 for fixing the free wheeling diode 54, the bridge diode 56, the large scale integrated circuit 58, and the like surrounds the terminals so as to avoid a short circuit with the adjacent terminals, and has a number of short circuits smaller than the number of terminals. It can comprise so that it may have the prevention wall 62b.
  • 1 outdoor unit 2 front panel, 2a first side face, 2b second side face, 3 back panel, 3a third side face, 3b fourth side face, 4 top panel, 5 bottom panel, 5a Leg, 6 grill, 7 service cover, 8 separator, 9 electrical box, 10 machine room, 12 compressor, 12a suction muffler, 14 refrigerant piping, 20 blower room, 22 heat exchanger, 24 blower fan, 26 blower fan Support member, 26a upper surface portion, 26b lower surface portion, 26c side surface portion, 32 terminal block, 34 terminal block support member, 40 control board, 42 heat dissipation member, 42a plate-shaped portion, 42b fin, 44 first heat dissipation sheet, 46th 2 heat dissipation sheet, 48 screws, 50 semiconductor devices, 52 switching elements, 52a main body, 52b first terminal, 52 2nd terminal, 52d 3rd terminal, 52e mounting part, 54 freewheeling diode, 56 bridge diode, 58 large scale integrated circuit, 60 element fixing member, 62 first element fixing member, 62

Abstract

　制御基板に配置されたスイッチング素子の各端子の状態の目視確認が可能であり、かつ各端子間の短絡を回避可能な空気調和機の室外機を提供するものであり、空気調和機の室外機は、本体部と、本体部から延在する複数の端子とを有する半導体デバイスと、本体部を支持する本体固定部と、本体固定部から突出し、隣接する端子との短絡を回避するように端子を取り囲む短絡防止壁とを有する素子固定部材と、半導体デバイス及び素子固定部材が取り付けられる制御基板と、短絡防止壁と前記本体部との間に、短絡防止壁に取り囲まれた端子を覆うように配置される、透明性を有する絶縁部材とを備える。

Description

空気調和機の室外機
　本発明は、スイッチング素子等の半導体デバイスが配置された制御基板を備える空気調和機の室外機に関する。
　特許文献１には、スイッチング素子が配置された制御基板として、スイッチング素子の一例であるパワートランジスタを取り付ける固定装置を制御基板に配置したものが開示されている。特許文献１に記載のパワートランジスタの固定装置は、パワートランジスタを取り付けるホルダに、パワートランジスタの各端子を電気的に絶縁するガイド溝を設けたものである。すなわち、特許文献１に記載の固定装置は、端子間の短絡を防止するために、絶縁性の固定部材のガイド溝へパワートランジスタの端子を挿入して、パワートランジスタを保持するように構成されたものである。
実公平４－３５０２号公報
　しかしながら、特許文献１のパワートランジスタの固定装置では、パワートランジスタの各端子が絶縁性の固定部材のガイド溝に挿入されているため、各端子が絶縁性の固定部材で覆われ、各端子の状態を目視で確認できないという課題があった。
　本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、制御基板に配置された半導体デバイスの各端子の状態の目視確認が可能であり、かつ隣接する端子間の短絡を回避可能な空気調和機の室外機を提供することを目的とする。
　本発明に係る空気調和機の室外機は、本体部と、前記本体部から延在する複数の端子とを有する半導体デバイスと、前記本体部を支持する本体固定部と、前記本体固定部から突出し、隣接する端子との短絡を回避するように端子を取り囲む短絡防止壁とを有する素子固定部材と、前記半導体デバイス及び前記素子固定部材が取り付けられる制御基板と、前記短絡防止壁と前記本体部との間に、前記短絡防止壁に取り囲まれた端子を覆うように配置される、透明性を有する絶縁部材とを備える。
　本発明によれば、素子固定部材に短絡防止壁を設けることにより、短絡防止壁に取り囲まれた端子と、隣接する端子との間が絶縁できる。また、半導体デバイスの端子は透明な絶縁部材で覆われているため、半導体デバイスの各端子の状態が目視確認できる。したがって、本発明によれば、制御基板に配置された半導体デバイスの各端子の状態の目視確認が可能であり、かつ隣接する端子間の短絡を回避可能な空気調和機の室外機を提供することができる。
本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機１の外観構造の一例を概略的に示した斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機１の内部構造の一例を概略的に示した斜視図である。 本発明の実施の形態１の空気調和機の室外機１に係る電気品箱９の一例を概略的に示した斜視図である。 本発明の実施の形態１の空気調和機の室外機１に係る電気品箱９の一例を概略的に示した分解斜視図である。 本発明の実施の形態１の空気調和機の室外機１に係る制御基板４０に配置された電子部品等の一部の配置の一例を概略的に示した分解斜視図である。 本発明の実施の形態１の空気調和機の室外機１に係る制御基板４０に配置されたスイッチング素子５２を固定する第１の素子固定部材６２の一例を概略的に示した分解斜視図である。 本発明の実施の形態１の空気調和機の室外機１に係る制御基板４０に配置された第１の素子固定部材６２の短絡防止壁６２ｂを拡大して概略的に示した斜視図である。 本発明の実施の形態１の空気調和機の室外機１に係る制御基板４０に配置された第１の素子固定部材６２の短絡防止壁６２ｂを拡大して概略的に示した上面図である。 図８のＷ－Ｗにおける概略的な矢視断面図である。
実施の形態１．
　本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機１について説明する。図１は、本実施の形態１に係る空気調和機の室外機１の外観構造の一例を概略的に示した斜視図である。図１では、空気調和機の室外機１は床置型として構成しているが、例えば、壁付型、屋根置型、又は天井吊型として構成してもよい。
　なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係及び形状は、実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面では、同一の又は類似する部材又は部分には、同一の符号を付すか、又は符号を付すことを省略している。また、以下の説明における室外機１の各構成部材同士の位置関係、例えば上下関係等の位置関係は、原則として、空気調和機の室外機１を使用可能な状態に設置したときの位置関係とする。
　室外機１には、前面パネル２、背面パネル３、及び天面パネル４が設けられており、これらによって、室外機１の筐体の一部が構成されている。また、室外機１には、天面パネル４と対面する底面パネル５が設けられており、これも筐体の一部を構成している。底面パネル５には、前面パネル２及び背面パネル３が取り付けられ、底面パネル５の下面には、室外機１を設置場所に固定するための土台となる複数の脚部５ａが設けられている。なお、底面パネル５は図１の斜視図では図示されないため、底面パネル５に該当するパネルの位置を符号と共に矢印付きの引出線で示している。
　前面パネル２は、横長の第１の側面部２ａと、縦長の第２の側面部２ｂとを有し、室外機１の上方、すなわち天面パネル４の側から見てＬ字形状となるように折り曲げた板金パネルである。第１の側面部２ａの第２の側面部２ｂの側には、室外機１の内部の空気を外部へ排気するための矩形形状のグリル６が配置されている。また、図示しないが、第２の側面部２ｂには、室外空気を室外機１の内部に取り込むための複数のスリットを設けることができる。なお、第２の側面部２ｂは図１の斜視図では図示されないため、第２の側面部２ｂに該当する側面の位置を符号と共に矢印付きの引出線で示している。また、前面パネル２は、２つの板金パネルで構成してもよい。
　背面パネル３は、天面パネル４の側から見てＬ字形状となるように折り曲げた板金パネルである。背面パネル３は、第２の側面部２ｂに対面する縦長の第３の側面部３ａと、第１の側面部２ａの第３の側面部３ａの側の面に対面する縦長の第４の側面部３ｂとを有している。図示しないが、第３の側面部３ａには外部電源と接続したプラグ及び冷媒配管を内部に引き込むための複数の開口部が設けられている。また、第３の側面部３ａには、第３の側面部３ａに設けられた複数の開口部を覆い、塵埃又は水の浸入を防ぐためのサービスカバー７が取り付けられている。サービスカバー７には、外部電源と接続したプラグ及び冷媒配管を内部に引き込むための開口部が設けられている。なお、第４の側面部３ｂは図１の斜視図では図示できないため、第４の側面部３ｂに該当する側面の位置を符号と共に矢印付きの引出線で示している。また、背面パネル３は、２つの板金パネルで構成してもよい。
　天面パネル４は、室外機１の上部を覆う板金パネルであり、前面パネル２及び背面パネル３の上辺に取り付けられている。
　図２は、本実施の形態１に係る空気調和機の室外機１の内部構造の一例を概略的に示した斜視図である。図２は、図１の空気調和機の室外機１から、前面パネル２、背面パネル３、及び天面パネル４を取り外したものである。
　室外機１の内部には、底面パネル５に固定され、前面パネル２の第１の側面部２ａと背面パネル３の第４の側面部３ｂとの間に延在する板状のセパレータ８が配置されている。板状のセパレータ８により、室外機１の内部空間は、機械室１０と送風機室２０とに区画されている。
　機械室１０は、前面パネル２の第１の側面部２ａ、背面パネル３、天面パネル４、底面パネル５、及びセパレータ８によって取り囲まれた空間であり、室外機１の外部からの塵埃又は水の侵入を回避可能な構造となっている。機械室１０には、例えば、圧縮機１２が収容されている。圧縮機１２は、吸入した低圧冷媒を圧縮し、高圧冷媒として吐出する流体機械であり、底面パネル５に設置されている。なお、図２においては、圧縮機１２は、液冷媒を分離する吸入マフラ１２ａを備えている。圧縮機１２としては、例えばロータリ圧縮機、スクロール圧縮機等が適用できる。また、機械室１０には、冷凍サイクル回路を構成する各構成要素を接続する複数の冷媒配管１４が収容されている。
　送風機室２０は、前面パネル２、天面パネル４、底面パネル５、熱交換器２２、及びセパレータ８によって取り囲まれた空間を構成する。送風機室２０は、室外機１の外部から熱交換器２２又は前面パネル２の第２の側面部２ｂに設けられた複数のスリットを介して室外空気を取り込み、室外機１の内部の空気をグリル６を介して室外機１の外部へ排気できるように構成されている。
　熱交換器２２は、室外機１においては、冷房運転時は凝縮器として機能し、暖房運転時は蒸発器として機能する。熱交換器２２は、並列に配置された複数のフィンと、複数のフィンを貫通する伝熱管とを備えるフィンアンドチューブ型熱交換器として構成でき、伝熱管が水平となるように室外機１に配置される。なお、図２では、熱交換器２２として、天面パネル４の側から見てＬ字形状となるように構成されたフィンアンドチューブ型熱交換器を例示したが、熱交換器２２の形状は、平板形状に構成されたものであってもＵ字形状に構成されたものであってもよい。また、室外機１を備える空気調和機においては、凝縮器が放熱器と称され、蒸発器が冷却器と称される場合もある。
　送風機室２０には、送風ファン２４と、送風ファン２４を支持する送風ファン支持部材２６とが収容されている。
　送風ファン２４は、例えば、プロペラファン等の軸流ファンとして構成される。送風ファン２４は、熱交換器２２及びグリル６と対面する位置に配置されており、送風ファン２４の回転軸は、水平方向を向くように配置されている。
　送風ファン支持部材２６は、前面パネル２の第２の側面部２ｂの側から見てＵ字形状となるように構成される板状の支持部材である。例えば、送風ファン支持部材２６の上面部２６ａは天面パネル４に固定され、送風ファン支持部材２６の下面部２６ｂは底面パネル５に固定されている。送風ファン支持部材２６の上面部２６ａと下面部２６ｂとの間を延在する送風ファン支持部材２６の側面部２６ｃの中央部には、送風ファン２４を駆動するモータが支持されている。
　室外機１が駆動し、送風ファン２４が回転すると、室外機１の外部から熱交換器２２又は前面パネル２の第２の側面部２ｂに設けられた複数のスリットを介して、室外空気が送風機室２０に取り込まれる。熱交換器２２では、熱交換器２２のフィンの間を通過する室外空気と、伝熱管を流れる冷媒等の熱交換媒体との間で熱交換が行われる。熱交換器２２で熱交換された空気は、送風ファン２４によって、送風機室２０からグリル６を介して室外機１の外部に排気されることとなる。
　室外機１の内部には、電気品箱９が収容されている。電気品箱９は、機械室１０と送風機室２０とにまたがって配置されており、セパレータ８の上部に取り付けられている。電気品箱９は、例えば、圧縮機１２及び送風ファン２４に電力を供給する回路基板及び端子等の電気品群で構成されている。
　次に、本実施の形態１の空気調和機の室外機１における電気品箱９の構造について説明する。
　図３は、本実施の形態１の空気調和機の室外機１に係る電気品箱９の一例を概略的に示した斜視図である。図３では、図２の室外機１のセパレータ８から取り外した電気品箱９を図示している。
　空気調和機の室外機１における電気品箱９は、回路部２００と端子部３００とから構成されている。図２の室外機１の内部においては、回路部２００は、機械室１０と送風機室２０とにまたがって配置されており、セパレータ８の上部に取り付けられている。端子部３００は、機械室１０に配置されており、背面パネル３の第３の側面部３ａの側の回路部２００の端部に取り付けられている。
　図４は、本実施の形態１の空気調和機の室外機１に係る電気品箱９の一例を概略的に示した分解斜視図である。図４は、図３の電気品箱９を分解して図示したものである。
　端子部３００は、回路部２００から着脱可能に構成されており、複数の端子台３２と、複数の端子台３２を支持する端子台支持部材３４とを備えている。複数の端子台３２には、例えば、サービスカバー７を介して外部の商用電源と接続された配線のプラグが接続される。複数の端子台３２のプラグの接続部分は、背面パネル３の第３の側面部３ａの方向を向くように端子台支持部材３４に取り付けられている。複数の端子台３２の取付部分は、背面パネル３の第３の側面部３ａの側の回路部２００の端部から、斜め下方に延在するように配置されている。
　回路部２００は、コンデンサ、抵抗器等の電子部品がはんだ付けによって取り付けられた制御基板４０を備えている。制御基板４０には、圧縮機１２及び送風ファン２４の電動機を駆動させる交流電流の周波数を制御するインバータ回路が設けられている。インバータ回路は、周波数制御された交流電流を直流電流から生成する電子回路である。また、制御基板４０には、外部電源から端子台３２を介して流れる交流電流を直流電流に変換するコンバータ回路を設けることができる。なお、コンバータ回路は、インバータ回路と同一の制御基板４０に一体に搭載してもよいし、インバータ回路とは別の制御基板に搭載するようにしてもよい。
　なお、以降の説明においては、制御基板４０の表面部とは、電子部品を取り付ける側の面を指すこととする。図４においては、制御基板４０の表面部は、制御基板４０の下面に該当する。また、制御基板４０の裏面部とは、電子部品をはんだ付けする側の面を指すこととする。図４においては、制御基板４０の裏面部は、制御基板４０の上面に該当する。
　回路部２００は、制御基板４０の裏面部の側に、制御基板支持部材２１０と、制御基板保護部材２２０とを備えている。制御基板支持部材２１０は、制御基板４０に取り付けられ、制御基板４０の周縁部と裏面部とを支持している。制御基板支持部材２１０によって、例えば、外部衝撃等から制御基板４０が保護される。また、制御基板支持部材２１０の内側には、制御基板４０の裏面部を支持する格子形状の枠２１０ａが構成されている。
　制御基板保護部材２２０は、制御基板支持部材２１０にはめ込まれており、制御基板支持部材２１０の格子形状の枠２１０ａの全体を覆っている。制御基板保護部材２２０によって、制御基板４０の裏面部は、水又は塵埃の侵入から保護されている。また、制御基板支持部材２１０は、端子台支持部材３４を取付可能な構成となっている。
　制御基板４０の表面部の発熱性のある電子部品の一部、例えばトランジスタ等には、放熱部材４２が取り付けられている。放熱部材４２は、電子部品を覆う板状部４２ａと、制御基板４０から離れる方向に板状部４２ａから延在する多数のフィン４２ｂとを有している。放熱部材４２に多数のフィン４２ｂを設けることによって、外気との間の伝熱面積を大きくすることができるため、該電子部品で発生する熱を効率良く放出することができる。また、放熱部材４２を室外機１の送風機室２０の側に配置することにより、送風ファン２４から送られる空気に熱を効率良く放出することができる。
　回路部２００は、制御基板４０の表面部の側に、放熱部保護部材２３０と、放熱部支持部材２４０とを備えている。放熱部保護部材２３０は、放熱部材４２の板状部４２ａを覆い、板状部４２ａへの水又は塵埃の侵入を防ぐように構成されている。また、放熱部保護部材２３０は、フィン４２ｂを貫通させるための矩形状のスリットが多数設けられており、フィン４２ｂにおける熱放出を妨害しないように構成されている。
　放熱部支持部材２４０は、前面パネル２の第１の側面部２ａの側から見てＬ字形状の外観を有している。放熱部支持部材２４０は、制御基板支持部材２１０に取り付けられ、放熱部材４２の板状部４２ａと放熱部保護部材２３０とを覆って支持する枠体部２４０ａを有している。また、放熱部支持部材２４０は、放熱部材４２のフィン４２ｂと同一方向に延在する側壁部２４０ｂを有している。側壁部２４０ｂの先端部は、セパレータ８の上部に取り付けられ、側壁部２４０ｂは、機械室１０と送風機室２０とを区画する壁として機能している。
　次に、制御基板４０における電子部品等の配置について説明する。
　図５は、本実施の形態１の空気調和機の室外機１に係る制御基板４０に配置された電子部品等の一部の配置の一例を概略的に示した分解斜視図である。以降の説明において、制御基板４０に配置された電子部品等の位置関係、例えば上下関係等の位置関係は、制御基板４０の表面部を上方に向けて配置した場合の位置関係とする。また、以降の説明では、図５に示すように、制御基板４０の長辺方向をｘ方向とし、短辺方向をｙ方向とし、制御基板４０の表面部と垂直な方向をｚ方向とする。
　制御基板４０には、発熱性のある半導体デバイス５０が複数配置されている。発熱性のある半導体デバイス５０としては、例えば、スイッチング素子５２、還流ダイオード５４、ブリッジダイオード５６、及び大規模集積回路５８等がある。スイッチング素子５２は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ又は酸化金属半導体電界効果トランジスタ等のトランジスタであり、半導体材料を含む本体から延在する３つの端子を有している。還流ダイオード５４は、スイッチング素子５２を逆流電流から保護する半導体素子であり、半導体材料を含む本体から延在する２つの端子を有している。ブリッジダイオード５６は、外部電源から流れる交流電流を整流する半導体素子であり、半導体材料を含む本体から延在する４つの端子を有している。大規模集積回路５８は、例えば、スイッチング素子５２を制御して、圧縮機１２及び送風ファン２４の電動機を駆動させる周波数を制御するマイクロプロセッサとして構成でき、半導体材料を含む本体から延在する多数の端子を有している。なお、絶縁ゲートバイポーラトランジスタは略してＩＧＢＴとも称される。また、酸化金属半導体電界効果トランジスタは、略してＭＯＳＦＥＴとも称される。また、大規模集積回路は、略してＬＳＩとも称される。
　制御基板４０の上には素子固定部材６０が複数配置されており、半導体デバイス５０の本体は素子固定部材６０に固定されている。半導体デバイス５０の端子は、制御基板４０に設けられた穴に挿入され、制御基板４０の裏面側ではんだ付けによって固定される。図５では、素子固定部材６０として、第１の素子固定部材６２、第２の素子固定部材６４、第３の素子固定部材６６、及び第４の素子固定部材６８が制御基板４０の上に配置されている。第１の素子固定部材６２は、スイッチング素子５２を固定する部材である。第２の素子固定部材６４は、還流ダイオード５４を固定する部材である。第３の素子固定部材６６は、ブリッジダイオード５６を固定する部材である。第４の素子固定部材６８は、大規模集積回路５８を固定する部材である。なお、図５においては、第１の素子固定部材６２、第２の素子固定部材６４、及び第３の素子固定部材６６は一体として構成されているが、それぞれ分離可能な固定部材として構成してもよいし、分離不可能な固定部材として構成してもよい。また、第１の素子固定部材６２、第２の素子固定部材６４、及び第３の素子固定部材６６は、それぞれ別個の固定部材として構成してもよい。
　半導体デバイス５０の本体と放熱部材４２の板状部４２ａとの間には、第１の放熱シート４４及び第２の放熱シート４６が設けられている。具体的には、第１の放熱シート４４は、スイッチング素子５２及び還流ダイオード５４の本体と放熱部材４２との間に配置されている。また、第２の放熱シート４６は、ブリッジダイオード５６及び大規模集積回路５８の本体と放熱部材４２との間に配置されている。第１の放熱シート４４及び第２の放熱シート４６によって、半導体デバイス５０の本体と放熱部材４２との間の密着性を高め、熱伝導を促進させることができる。なお、第１の放熱シート４４及び第２の放熱シート４６は一体に形成してもよいし、半導体デバイス５０ごとに別個に設けるようにしてもよい。また、第１の放熱シート４４及び第２の放熱シート４６の代わりに、シリコングリス等の熱伝導性のグリスを半導体デバイス５０の本体に塗布し、塗布した面に放熱部材４２の板状部４２ａを密着させ、熱伝導を促進させてもよい。
　放熱部材４２、第１の放熱シート４４及び第２の放熱シート４６、半導体デバイス５０の本体、並びに素子固定部材６０は、ネジ４８で制御基板４０の裏面部からねじ止めすることにより制御基板４０に固定される。
　次に、半導体デバイス５０を固定する素子固定部材６０の一例として、スイッチング素子５２を固定する第１の素子固定部材６２の構成について詳細に説明する。
　図６は、本実施の形態１の空気調和機の室外機１に係る制御基板４０に配置されたスイッチング素子５２を固定する第１の素子固定部材６２の一例を概略的に示した分解斜視図である。すなわち、図６は、図５の第１の素子固定部材６２を拡大して図示した概略的な分解斜視図である。
　図６に示すように、スイッチング素子５２は、樹脂で覆われた扁平形状の本体部５２ａと、本体部５２ａから延在する導電用の３本の端子、すなわち第１の端子５２ｂ、第２の端子５２ｃ、及び第３の端子５２ｄを有している。第１の端子５２ｂ、第２の端子５２ｃ、及び第３の端子５２ｄは、本体部５２ａから制御基板４０に向けて、例えばＬ字形状に延在しており、先端部は制御基板４０に設けられた穴に挿入され、制御基板４０の裏面部ではんだ付けによって固定されている。第１の端子５２ｂは、座標軸のｙｚ平面側から見て本体部５２ａの中央に位置する端子である。第２の端子５２ｃは、座標軸のｙｚ平面側から見て本体部５２ａの左側に位置する端子である。第３の端子５２ｄは、座標軸のｙｚ平面側から見て本体部５２ａの右側に位置する端子である。第１の端子５２ｂ、第２の端子５２ｃ、及び第３の端子５２ｄは、例えば大規模集積回路５８から出力されたスイッチング素子５２を駆動するためのパルス信号を受信する端子である。スイッチング素子５２の動作をパルス信号で制御することにより、周波数制御された交流電流が、制御基板４０のインバータ回路で生成される。そして、周波数制御された交流電流によって、圧縮機１２及び送風ファン２４の電動機の動作が制御されることとなる。
　第１の素子固定部材６２は、スイッチング素子５２の本体部５２ａを固定する本体固定部６２ａを有している。スイッチング素子５２の本体部５２ａが本体固定部６２ａに固定されたとき、本体部５２ａの扁平面は、上方向、すなわちｚ軸の矢印方向に配置される。また、Ｌ字形状の第１の端子５２ｂ、第２の端子５２ｃ、及び第３の端子５２ｄの先端部は、下方向、すなわち、ｚ軸の矢印方向と逆方向に配置される。
　また、第１の素子固定部材６２は、ｘ軸の矢印方向と逆方向に位置する本体固定部６２ａの上面部及び側面部から、ｘ軸の矢印方向と逆方向に突出する短絡防止壁６２ｂを有している。短絡防止壁６２ｂは、上面視においてＵ字形状に構成されている。短絡防止壁６２ｂは、スイッチング素子５２の本体部５２ａとの間で、スイッチング素子５２の中央の端子である第１の端子５２ｂのみを取り囲むように構成されている。また、第１の端子５２ｂの先端部は、Ｕ字形状の短絡防止壁６２ｂと本体固定部６２ａの側面部との間の空間を貫通するように配置されている。
　図７は、本実施の形態１の空気調和機の室外機１に係る制御基板４０に配置された第１の素子固定部材６２の短絡防止壁６２ｂを拡大して概略的に示した斜視図である。図７に示すように、Ｕ字形状の短絡防止壁６２ｂとスイッチング素子５２の本体部５２ａとの間には、透明性を有する絶縁部材７０が設けられている。絶縁部材７０の材質としては、絶縁性かつ透明性を有する材料を用いることができる。例えば、絶縁部材７０はシリコーン製とすることができる。絶縁部材７０を設けることにより、第１の端子５２ｂは外部に露出しない構成となるため、第２の端子５２ｃ及び第３の端子５２ｄとの高い絶縁性を保持することができる。
　絶縁部材７０は、Ｕ字形状の短絡防止壁６２ｂとスイッチング素子５２の本体部５２ａとの間にシリコーン等の絶縁材料を充填することにより形成される。以下では、シリコーン製の絶縁部材７０を形成するために必要となる短絡防止壁６２ｂの形状について、図８及び図９を用いて説明する。
　図８は、本実施の形態１の空気調和機の室外機１に係る制御基板４０に配置された第１の素子固定部材６２の短絡防止壁６２ｂを拡大して概略的に示した上面図である。すなわち、図８は、図７のＵ字形状の短絡防止壁６２ｂをｚ軸の矢印方向から見たｘｙ平面における概略図である。図９は、図８のＷ－Ｗにおける概略的な矢視断面図である。なお、図８では、絶縁部材７０が配置される領域をドットパターンで図示している。
　図８及び図９では、第１の端子５２ｂと第３の端子５２ｄとの間に並列に配置された短絡防止壁６２ｂの側壁部を第１の側壁部６２ｃとしている。また、第１の端子５２ｂと第２の端子５２ｃとの間に並列に配置された短絡防止壁６２ｂの側壁部を第２の側壁部６２ｄとしている。また、第１の側壁部６２ｃと第２の側壁部６２ｄとの間に連結し、Ｕ字形状の短絡防止壁６２ｂを形成する側壁部を第３の側壁部６２ｅとしている。
　図８では、第１の側壁部６２ｃと第１の端子５２ｂとの間の最短距離を第１の距離ｄ１としている。また、第２の側壁部６２ｄと第１の端子５２ｂとの間の最短距離を第２の距離ｄ２としている。また、第３の側壁部６２ｅと第１の端子５２ｂとの間の最短距離を第３の距離ｄ３としている。
　図９では、第１の側壁部６２ｃ又は第２の側壁部６２ｄの稜線は点線で示されている。また、制御基板４０の表面部を基準とした第３の側壁部６２ｅの高さの最大値を第１の高さｈ１とし、制御基板４０の表面部を基準とした第１の端子５２ｂの高さの最大値を第２の高さｈ２としている。
　図８の短絡防止壁６２ｂにおける、第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２、及び第３の距離ｄ３は、２ｍｍより大きくなると、シリコーン充填量が増加するため、室外機１の製造コストが増加する可能性がある。また、第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２、及び第３の距離ｄ３は、２ｍｍより小さくなると、シリコーンの粘性によりシリコーンが第１の端子５２ｂに到達せず、第１の端子５２ｂの保護不良に陥る可能性がある。以上のことを考慮して、短絡防止壁６２ｂは、第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２、及び第３の距離ｄ３は、２ｍｍ程度となるように構成されている。
　また、図９に示すように、第３の側壁部６２ｅの第１の高さｈ１を、第１の端子５２ｂの第２の高さｈ２よりも大きくすることにより、第１の端子５２ｂの上面部を満遍なくシリコーンで被覆することができる。短絡防止壁６２ｂにおいて、第３の側壁部６２ｅの第１の高さｈ１は、シリコーンの粘性及び室外機１の製造コストを考慮して、第１の端子５２ｂの第２の高さｈ２よりも２ｍｍ程度高くなるように構成される。
　また、図８に示すように、第１の端子５２ｂの本体部５２ａへの取付部５２ｅは、上面部が扁平形状となっており、第１の端子５２ｂの先端部と比較して、ｙ軸方向に幅が広がっているため、第１の側壁部６２ｃ又は第２の側壁部６２ｄとの距離が狭くなっている。したがって、取付部５２ｅの側の第１の側壁部６２ｃ又は第２の側壁部６２ｄの高さを、第３の側壁部６２ｅの第１の高さｈ１と同一とすると、シリコーンの粘性によりシリコーンが取付部５２ｅの下方に到達せず、第１の端子５２ｂの保護不良に陥る可能性がある。したがって、図９に示すように、第１の側壁部６２ｃ又は第２の側壁部６２ｄの稜線が、本体固定部６２ａの上面部に向けて、水平方向に対する傾斜θが５０°程度となるように第１の側壁部６２ｃ又は第２の側壁部６２ｄは形成されている。傾斜θを５０°程度とすることにより、取付部５２ｅの周囲に空隙が生まれ、シリコーンの流動性を向上するため、取付部５２ｅの下部に満遍なくシリコーンを到達させることができる。
　以上に説明したように、本実施の形態１の空気調和機の室外機１は、本体部５２ａと、本体部５２ａから延在する複数の端子、すなわち、第１の端子５２ｂ、第２の端子５２ｃ、及び第３の端子５２ｄとを有するスイッチング素子５２等の半導体デバイス５０と、本体部５２ａを支持する本体固定部６２ａと、本体固定部６２ａから突出し、第２の端子５２ｃ及び第３の端子５２ｄ等の隣接する端子との短絡を回避するように第１の端子５２ｂ等の端子を取り囲む短絡防止壁６２ｂとを有する第１の素子固定部材６２等の素子固定部材６０と、半導体デバイス５０及び素子固定部材６０が取り付けられる制御基板４０と、短絡防止壁６２ｂと本体部５２ａとの間に、短絡防止壁６２ｂに取り囲まれた第１の端子５２ｂ等の端子を覆うように配置される、透明性を有する絶縁部材７０とを備える。
　本実施の形態１の構成によれば、素子固定部材６０に短絡防止壁６２ｂを設けることにより、短絡防止壁６２ｂに取り囲まれた端子と、隣接する端子との間が絶縁できる。また、半導体デバイス５０の複数の端子はいずれも透明な絶縁部材７０で覆われているため、全ての端子の状態が目視確認できる。したがって、本実施の形態１の構成によれば、制御基板４０に配置された半導体デバイス５０の複数の端子の目視確認が可能であり、短絡防止壁６２ｂに取り囲まれた端子と、隣接する端子との間の短絡を回避可能な、信頼性の高い空気調和機の室外機１を提供することができる。
　また、この構成によれば、短絡防止壁６２ｂに取り囲まれた端子を、隣接する端子から電気的に絶縁できるため、虫等の小動物が侵入して端子に接触した場合でも、隣接する端子間の短絡を防ぐことができる。なお、本実施の形態１の例の場合、スイッチング素子５２の第２の端子５２ｃと第３の端子５２ｄとの間は電気的に絶縁されていないが、第２の端子５２ｃと第３の端子５２ｄとの間の最短の沿面距離は、例えば１２ｍｍ程度となっている。したがって、本実施の形態１の例では、沿面距離、例えば１２ｍｍを超える小動物が制御基板４０に侵入できないように電気品箱９を構成すれば、第２の端子５２ｃと第３の端子５２ｄとの間の短絡を回避することができる。
　また、本実施の形態１の室外機１においては、絶縁部材７０はシリコーン製にできる。絶縁部材７０をシリコーン製とすることにより、安価に絶縁部材７０を製造することが可能となる。
　また、本実施の形態１の室外機１においては、半導体デバイス５０は、例えば、第１の端子５２ｂ、第２の端子５２ｃ、及び第３の端子５２ｄ等の３本の端子を有するものとし、短絡防止壁６２ｂは３本の端子のうち第１の端子５２ｂといった中央の端子を取り囲むように構成できる。この構成によれば、トランジスタに代表される３本の端子を有する半導体デバイス５０の端子間の短絡を防ぐことができ、制御基板４０を安定動作させることができるため、制御基板４０の信頼性を向上させることができる。
　また、本実施の形態１の室外機１においては、半導体デバイス５０はスイッチング素子５２として構成できる。スイッチング素子５２の隣接する端子間の短絡を防ぐことにより、圧縮機１２及び送風ファン２４を安定駆動させることができるため、室外機１の信頼性を向上させることができる。
　また、本実施の形態１の室外機１においては、短絡防止壁６２ｂは上面視において、Ｕ字形状に構成できる。短絡防止壁６２ｂをＵ字形状に構成することにより、短絡防止壁６２ｂと、短絡防止壁６２ｂに取り囲まれた端子との距離を、シリコーン等の絶縁部材７０を充填するのに適切な距離、例えば２ｍｍ程度に維持できるように短絡防止壁６２ｂを構成できる。
その他の実施の形態．
　本発明は、上述の実施の形態１に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態では、空気調和機の室外機１を例に挙げたが、本発明は、空気調和機以外の室外機、例えばヒートポンプ式給湯器の室外機等にも適用可能である。
　また、機械室１０には、例えば、アキュムレータ、油分離器、冷媒流路切替装置、減圧装置等を収容するように構成できる。
　また、上述の実施の形態１では、短絡防止壁６２ｂで中央の端子である第１の端子５２ｂを取り囲む構成としたが、両端の端子である第２の端子５２ｃと第３の端子５２ｄとをそれぞれ別個の短絡防止壁で取り囲むように構成してもよい。すなわち、短絡防止壁６２ｂは、両端の端子に設けられた短絡防止壁の内側に絶縁部材７０を配置することにより、両端の端子間の沿面距離、例えば、１２ｍｍを超える虫等の小動物が侵入した場合であっても、スイッチング素子５２の短絡を防止することができる。上述の実施の形態１の短絡防止壁６２ｂは、還流ダイオード５４、ブリッジダイオード５６、及び大規模集積回路５８の隣接する端子同士を電気的に絶縁するために用いてもよい。なお、還流ダイオード５４、ブリッジダイオード５６、及び大規模集積回路５８等を固定する素子固定部材６０は、隣接する端子との短絡を回避するように端子を取り囲む、端子の数よりも少ない数の短絡防止壁６２ｂを有するように構成できる。
　また、各実施の形態は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
　１　室外機、２　前面パネル、２ａ　第１の側面部、２ｂ　第２の側面部、３　背面パネル、３ａ　第３の側面部、３ｂ　第４の側面部、４　天面パネル、５　底面パネル、５ａ　脚部、６　グリル、７　サービスカバー、８　セパレータ、９　電気品箱、１０　機械室、１２　圧縮機、１２ａ　吸入マフラ、１４　冷媒配管、２０　送風機室、２２　熱交換器、２４　送風ファン、２６　送風ファン支持部材、２６ａ　上面部、２６ｂ　下面部、２６ｃ　側面部、３２　端子台、３４　端子台支持部材、４０　制御基板、４２　放熱部材、４２ａ　板状部、４２ｂ　フィン、４４　第１の放熱シート、４６　第２の放熱シート、４８　ネジ、５０　半導体デバイス、５２　スイッチング素子、５２ａ　本体部、５２ｂ　第１の端子、５２ｃ　第２の端子、５２ｄ　第３の端子、５２ｅ　取付部、５４　還流ダイオード、５６　ブリッジダイオード、５８　大規模集積回路、６０　素子固定部材、６２　第１の素子固定部材、６２ａ　本体固定部、６２ｂ　短絡防止壁、６２ｃ　第１の側壁部、６２ｄ　第２の側壁部、６２ｅ　第３の側壁部、６４　第２の素子固定部材、６６　第３の素子固定部材、６８　第４の素子固定部材、７０　絶縁部材、２００　回路部、２１０　制御基板支持部材、２１０ａ　枠、２２０　制御基板保護部材、２３０　放熱部保護部材、２４０　放熱部支持部材、２４０ａ　枠体部、２４０ｂ　側壁部、３００　端子部。

Claims (5)

  1. 　本体部と、前記本体部から延在する複数の端子とを有する半導体デバイスと、
    　前記本体部を支持する本体固定部と、前記本体固定部から突出し、隣接する端子との短絡を回避するように端子を取り囲む短絡防止壁とを有する素子固定部材と、
    　前記半導体デバイス及び前記素子固定部材が取り付けられる制御基板と、
    　前記短絡防止壁と前記本体部との間に、前記短絡防止壁に取り囲まれた端子を覆うように配置される、透明性を有する絶縁部材と
    を備える
    空気調和機の室外機。
  2. 　前記絶縁部材はシリコーン製である
    請求項１に記載の空気調和機の室外機。
  3. 　前記半導体デバイスは３本の端子を有しており、前記短絡防止壁は３本の端子のうち中央の端子を取り囲む
    請求項１又は２に記載の空気調和機の室外機。
  4. 　前記半導体デバイスはスイッチング素子である
    請求項１～３のいずれか１項に記載の空気調和機の室外機。
  5. 　前記短絡防止壁は上面視においてＵ字形状である
    請求項１～４のいずれか１項に記載の空気調和機の室外機。
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