JP5029136B2 - 電装品ユニットならびに空気調和装置の室外機 - Google Patents

Description

本発明は、電装品ユニット、特に、空気調和装置の室内機の内部に配置され、複数の電装品を収納する電装品ユニットに関する。また、本発明は、この電装品ユニットを備えた空気調和装置の室内機に関する。

空気調和装置の室外機は、主として、室外熱交換器、ファン、圧縮機、電装品ユニット等を備えている。これらの各機器は、難燃性材料からなる室外機ケーシング内に収納されている。また、電装品ユニットには、ファンや圧縮機等の各種機器を制御するための制御回路を構成する複数の電装品が実装された制御基板や、いわゆるトランスとして機能するリアクタ等が含まれている。一般的に、このような電装品ユニットは、例えば特許文献１及び特許文献２に示すように、圧縮機の上方に取り付けられている。
特開平７−３１８１１０号公報 特開２００１−２０１１１４号公報

しかしながら、電装品ユニット内のリアクタは、電装品ユニット内に含まれるリアクタ以外の他の機器（例えば制御基板等）よりも比較的重量がある。特に、例えば日本国外のように、電源電圧が日本国内よりも高い場所で利用される空気調和装置には、その電源電圧に対応するリアクタを備える必要があるが、一般的に、電源電圧が高い程、備えられるリアクタの重量も重くなる傾向にある。

このような空気調和装置の室外機について落下試験を実施した時、電装品ユニットが室外機に対して十分に固定されていないと、リアクタの重量に耐えきれず電装品ユニットの形状や位置等が変化してしまう恐れがある。

そこで、本発明は、室外機への固定強度が高められた電装品ユニット及びこれを備えた空気調和装置の室外機を提供することを目的とする。

発明１に係る空気調和装置の室外機は、ケーシングと、仕切板と、電装品ユニットとを備える。ケーシングは、略直方体の形状を有する。仕切板は、ケーシングの内部を送風室と機械室とに分割するように、略鉛直に延びている。電装品ユニットは、機械室に配置され、複数の電装品を収納する。この電装品ユニットは、支持部材と、リアクタとを含む。支持部材は、第１板状部と、第２板状部とを有する。第１板状部は、仕切板とケーシングの側面との間において仕切板の上端と同一面上に略水平方向に延びている。第２板状部は、第１板状部において仕切板側とは逆側から下方に向かって延びている。リアクタは、複数の電装品の１つであって、第１板状部の下面に取り付けられている。そして、第１板状部には、第１板状部をケーシングの側面に固定するための第１固定部が形成されている。第２板状部には、第２板状部をケーシング側面に固定するための第２固定部が形成されている。第１固定部は、仕切板の上端と同一面上であって、かつ第１板状部の一部分が水平方向に延びることで形成されている。

この空気調和装置の室外機によると、電装品ユニットは、第１板状部に設けられた第１固定部と、第２板状部に設けられた第２固定部との２カ所でケーシングの側面に固定される。そのため、電装品ユニットは、例えば第２板状部に設けられた第２固定部のみでケーシングに固定される場合よりも、より丈夫にケーシングに支持される。従って、室外機に落下等の衝撃が加わった場合であっても、電装品ユニットの形状が変化したり固定位置がずれたりすることを抑制することができる。

発明２に係る空気調和装置の室外機は、発明１に係る空気調和装置の室外機であって、第１固定部は、第２固定部よりも上方に位置している。

この空気調和装置の室外機によると、電装品ユニットの第１板状部は、ケーシングの側面のうち、第２板状部がケーシングの側面に固定される位置よりも上方に固定される。このように、電装品ユニットの第１板状部と第２板状部とがそれぞれ異なる位置でケーシングの側面に固定されるため、電装品ユニットは、室外機に対し安定して固定される。

発明３に係る空気調和装置の室外機は、発明２に係る空気調和装置の室外機であって、電装品ユニットは、制御基板と、基板支持部とを更に含む。制御基板には、複数の電装品のうち、リアクタを除く残りの電装品が実装されている。基板支持部は、第１板状部の仕切板側から下方に延びており、制御基板を支持するためのものである。

この空気調和装置の室外機では、電装品ユニット内の制御基板は、リアクタが支持される位置とは別の位置に支持される。従って、発熱したリアクタが制御基板に及ぼす影響が抑えられる。

発明４に係る空気調和装置の室外機は、発明３に係る空気調和装置の室外機であって、第２板状部には、制御基板からの配線が接続された端子接続部が、第１固定部と第２固定部との間に設けられている。

この空気調和装置の室外機では、電装品ユニットの端子接続部が第２板状部に設けられているため、制御基板からの配線を、接続先に容易に接続することができる。

発明５に係る空気調和装置の室外機は、発明１〜４のいずれかに係る空気調和装置の室外機であって、第１板状部と第２板状部とは一体形成されている。

この空気調和装置の室外機では、電装品ユニットの第１板状部と第２板状部とを、同じ材質で形成することができる。これにより、第１板状部と第２板状部とを同時に形成することができ、製造コストを低減させることができる。

発明１に係る空気調和装置の室外機によると、室外機に落下等の衝撃が加わった場合であっても、電装品ユニットの形状が変化したり固定位置がずれたりすることを抑制することができる。

発明２に係る空気調和装置の室外機によると、電装品ユニットの第１板状部と第２板状部とは、それぞれ異なる位置でケーシングの側面に固定されるため、電装品ユニットは、室外機に対し安定して固定される。

発明３に係る空気調和装置の室外機によると、発熱したリアクタが制御基板に及ぼす影響が抑えられる。

発明４に係る空気調和装置の室外機によると、制御基板からの配線を、接続先に容易に接続することができる。

発明５に係る空気調和装置の室外機によると、第１板状部と第２板状部とを同時に形成することができ、製造コストを低減させることができる。

以下、図面に基づいて、本発明に係る電装品ユニット及び空気調和装置の室外機について説明する。

（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置の外観図である。図１の空気調和装置１は、室内の壁面等に取り付けられている室内機２と、室外に設置されている室外機３とに分かれて構成されており、室内の冷房運転や暖房運転等を行うことができる。

室内機２の内部には、室内熱交換器（図示せず）等が収納され、室外機３の内部には室外熱交換器３２（後述）や圧縮機３３（後述）等が収納されている。そして、室内機２の室内熱交換器及び室外機３の室外熱交換器３２は、冷媒配管４を介して接続されている。

（２）室外機の構成
次に、本実施形態に係る室外機３の構成について、主に図２及び図３を用いて説明する。室外機３は、主として、ケーシング３１、室外熱交換器３２、圧縮機３３、送風部３４及び電装品ユニット５を備える。尚、以下の説明においては、「上」、「下」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」等の方向を示す表現を適宜用いているが、これらは、室外機３が図１に示すように室外に取り付けられ、通常使用される状態での各方向を表す。

〔ケーシング〕
ケーシング３１は、略直方体の形状を有しており、板金と樹脂によって形成されている。ケーシング３１は、図２に示すように、ケース本体３１１と、ケース側壁部３１２と、樹脂カバー３１３とを有する。ケーシング３１の内部は、図３に示すように、略鉛直に延びる仕切板３５により機械室Ｓ１と送風室Ｓ２とに分割されている。機械室Ｓ１には、圧縮機３３や電装品ユニット５が設置され、送風室Ｓ２には、室外熱交換機３２や送風部３４が設置されている。

ケース本体３１１は、ケーシング３１１内部に設置された圧縮機３３や室外熱交換機３２を覆う部材であって、図２に示すように、送風口３１１ａと吸気口（図示せず）とが形成されている。室外機３外部から吸気口を介してケース本体３１１内部に吸い込まれた空気は、送風口３１１ａに送られる。尚、送風口３１１ａ及び吸気口は、共に送風室Ｓ２側に設けられている。ケース側壁部３１２は、ケース本体３１１の機械室Ｓ１側に設置されており、ケース側壁部３１２には、図２に示すように、電装品ユニット５に接続された各種配線が通るための開口３１２ａが形成されている。この開口３１２ａは、不燃性の樹脂で形成された遮蔽板６により遮蔽されるため、仮に機械室Ｓ１内部の部品が発火した場合であっても、室外機３外部へは影響が及ぼされにくい構造となっている。樹脂カバー３１３は、ケース側壁部３１２の外部に取り付けられており、冷媒配管４の一部を覆う板状の部材である。

ここで、仕切板３５は、平板状の部材であって、図６に示すように、切り欠き部３５１を有している。この切り欠き部３５１の両側には、レール３５２が設けられており、切り欠き部３５１の下部には、略長方形状の孔３５４を有する板状部材３５３が設けられている。このような形状を有する仕切板３５は、ケーシング３１内部を機械室Ｓ１と送風室Ｓ２とに分割するだけではなく、電装品ユニット５の放熱フィン５２２（後述）を支持する役割を担う。

〔室外熱交換器〕
室外熱交換器３２は、吸気口を介してケース本体３１１内に吸い込まれてきた空気と熱交換を行うためのものであって、図３に示すように、略Ｌ字状の形状を有し、図３においてケーシング３１の左側面から背面に沿うように配置されている。このような室外熱交換器３２は、長手方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管３２１と、伝熱管３２１が挿通される複数のフィンを含むフィン部分３２２とを有する。尚、伝熱管３２１は、冷媒配管４と接続されており、伝熱管３２１の内部には、冷媒配管４内を流れる冷媒が流れている。

〔圧縮機〕
圧縮機３３は、冷媒配管４内を流れる冷媒を圧縮するためのものであって、図３に示すように、機械室Ｓ１内に配置されている。より具体的には、圧縮機３３は、機械室Ｓ１内のうち、仕切板３５の近傍であって、かつ電装品ユニット５の下側に配置されており、円柱状のケース３３１を有している。円柱状のケース３３１内部には、冷媒を圧縮するための機構や圧縮機用モータ等が設けられている。

〔送風部〕
送風部３４は、送風室Ｓ２内の空気を室外機３外部に送るためのものであって、図３に示すように、送風室Ｓ２に設けられている。送風部３４は、ファンモータ３４１と、ファン３４２と、ファン台３４３とを有する。

ファンモータ３４１は、ファン３４２の回転駆動源であって、電装品ユニット５内の制御基板５２（後述）により回転駆動を制御される。ファン３４２は、３枚の翼を有するプロペラファンであって、送風室Ｓ２の空気を外部に排出可能なように、ケース本体３１１に形成された送風口３１１ａに対応する位置に設けられている。また、ファン３４２は、ファンモータ３４１の回転軸３４１ａに接続されている。そのため、ファンモータ３４１が回転すると、ファン３４２は、ファンモータ３４１の回転が回転軸３４１ａに伝達されることにより回転することができる。ファン台３４３は、ファンモータ３４１やファン３４２を支持するための部材であって、室外熱交換器３２に取り付けられている。このファン台３４３は、室外熱交換器３２の上方において、室外熱交換器３２側からケース本体３１１の送風口３１１ａに向かって突出する突出部分３４３ａを有している。突出部分３４３ａの送風口３１１ａ側の先端は、ケース本体３１１の上側端部に係合されることが可能なように、下側に向かって折り曲げられている。

〔電装品ユニット〕
次に、本実施形態の電装品ユニット５について、図３〜図６を用いて説明する。電装品ユニット５は、複数の電装品を収納するためのものであって、図３に示すように、機械室Ｓ１において圧縮機３３の上側に配置されている。電装品ユニット５は、図３及び図４に示すように、主として、支持部材５１と、電装品の一つであるリアクタ５２１と、端子接続部５４とを含む。

支持部材５１は、リアクタ５２１や制御基板５２（後述）等を支持するための部材であって、配置部５１１と、突出部５１２（第１板状部に相当）と、下方板状部５１３（第２板状部に相当）とを有する。

配置部５１１は、複数の電装品のうちリアクタ５２１を除く他の部品の一部を配置可能なものであって、仕切板３５の機械室Ｓ１側に固定されている。また、配置部５１１は、制御基板５２（後述）と基板支持部５３（後述）とを有する。

突出部５１２は、配置部５１１から室外機３の側面に対して略垂直となる方向に向かって突出している。言い換えると、突出部５１２は、仕切板３５とケーシング３１の側面との間に略水平に延びている。このような突出部５１２には、図３〜図５に示すように、突出部５１２をケーシング３１の側面に固定するための第１固定部５１２ａが形成されている。より具体的には、第１固定部５１２ａは、突出部５１２の一部分（即ち、図４の突出部本体５１２ｂを除く部分）がケーシング３１の右側面に到達可能に延びており、第１固定部５１２ａの端部のうちケーシング３１の右側面側の端部は、下方に折り曲げられている。電装品ユニット５がケーシング３１に装着された時、この折り曲げられた部分がケーシング３１の右側面に係合されることで、突出部５１２はケーシング３１の右側面に固定される。

下方板状部５１３は、突出部５１２において配置部５１１側（即ち仕切板３５側）とは逆側から下方、より具体的には、突出部５１２のうち第１固定部５１２ａを除く部分（具体的には、突出部本体５１２ｂ）のケーシング３１右側面側から下方に向かって延びている。このような下方板状部５１３の下方端側には、図３〜図５に示すように、下方板状部５１３をケーシング３１の右側面に固定するための第２固定部５１３ａが形成されている。本実施形態の第２固定部５１３ａには、図４に示すように、下方板状部５１３をケーシング３１の右側面にねじで固定するための穴５１３ｂが２カ所設けられている。そのため、電装品ユニット５がケーシング３１に装着された時、第２固定部５１３ａの穴５１３ｂにはケーシング３１を介してねじが螺合されることで、下方板状部５１３はケーシング３１の右側面に固定される。

更に、下方板状部５１３には、端子接続部５４を取り付けるための取り付け部（図示せず）や、側壁部５１３ｃ、配線支持部５１３ｄ等が設けられている。取り付け部は、突出部５１２の第１固定部５１２ａよりも下方でかつ下方板状部５１３の第２固定部５１３ａよりも上方に端子接続部５４を取り付け可能なように、設けられている。側壁部５１３ｃは、端子接続部５４が取り付けられる位置の両側部がケーシング３１の右側面に向かって突出するように設けられている。配線支持部５１３ｄは、端子接続部５４に接続される配線を支持するためのものであって、第２固定部５１３ａ付近に取り付けられている。

ここで、本実施形態では、図３〜図５に示すように、下方板状部５１３の第２固定部５１３ａは、突出部５１２の第１固定部５１２ａよりも下方に位置している。そのため、下方板状部５１３は、突出部５１２が固定される位置と異なる位置でケーシング３１の右側面に固定される。また、突出部５１２と下方板状部５１３とは、一体形成される。より具体的には、図７に示すように、突出部５１２と下方板状部５１３とは同じ材質で形作られた後、図７中の実線部分Ａには切り込みを入れられ、点線の各部分（具体的には、点線Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）で折り曲げられることで、突出部５１２と下方板状部５１３とが形成される。この時、突出部５１２及び下方板状部５１３には、第１固定部５１２ａ及び第２固定部５１３ａがそれぞれ形成されるが、第１固定部５１２ａが形成されることにより、下方板状部５１３には、図４に示すように、第１固定部５１２ａと同じ面積を有する切り欠け部５１３ｅが形成される。

リアクタ５２１は、略直方体の形状を有し、図４及び図５に示すように、支持部材５１の突出部５１２の下面に取り付けられている。より具体的には、リアクタ５２１は、下方板状部５１３において端子接続部５４が設けられている面の裏面（即ち、下方板状部５１３の背面）側、即ち配置部５１１と下方板状部５１３の間であって、かつ突出部５１２の下面に設けられている。このようなリアクタ５２１は、空気調和装置１の電源用トランスとして機能する。

端子接続部５４は、各種配線が接続されるためのものであって、支持部材５１の下方板状部５１３に設けられている。より具体的には、端子接続部５４は、下方板状部５１３の端子取り付け部により、突出部５１２の第１固定部５１２ａと下方板状部５１３の第２固定部５１３ａとの間に取り付けられている。ここで、端子接続部５４に接続される配線の種類としては、制御基板５２（後述）上に構成された各種回路から出力される信号を室外機３内のモータや室内機２に伝送するための信号用配線や、電源を室外機３内のモータ等に供給するための電源供給用配線などが挙げられる。

配置部５１１における制御基板５２は、複数の電装品のうち、リアクタ５２１を除く残りの電装品が実装されたものであって、図４に示すように、基板支持部５３に取り付けられている。より具体的には、制御基板５２は、圧縮機用モータやファンモータ３４１を駆動制御するためのインバータ制御回路等が構成されるように、各電装品が実装されている。

ここで、制御基板５２に実装されている電装品の種類としては、ＭＯＳトランジスタやパワートランジスタ、ダイオード等が挙げられる。しかし、これらの電子部品は、電源が供給されると発熱する性質を有する。そこで、電子部品からの熱を逃がすために、基板支持部５３の仕切板３５側には、放熱フィン５２２が設けられている（図６）。放熱フィン５２２は、仕切板３５の切り欠き部３５１により支持され、電子部品からの熱を送風室Ｓ２側に逃がすことができる。

そして、配置部５１１における基板支持部５３は、制御基板５２を支持するためのものであって、図４に示すように、支持部材５１における突出部５１２の配置部５１１側から下方（即ち、突出部５１２の仕切板３５側から下方）に延びている。このような基板支持部５３は、図５に示すように、配置部５１１側に配置された上側支持部５３１ａと、上側支持部５３１ａから下方に延びる側面支持部５３１ｂと、側面支持部５３１ｂの下端から下方板状部５１３に向かって略水平方向に延びる下側支持部５３１ｃとを有する。制御基板５２は、上側支持部５３１ａと下側支持部５３１ｃとの間に、側面支持部５３１ｂに沿うように配置される。また、基板支持部５３のうち、制御基板５２を支持する面の反対側の面で、かつ放熱フィン５２２の近傍には、図６に示すように凸部５２３が形成されている。この凸部５２３が、仕切板３５の切り欠き部３５１におけるレール３５２上をスライドし、放熱フィン５２２の下端に設けられた係合部（図示せず）が切り欠き部３５１下部における孔３５４に係合されることにより、電装品ユニット５は仕切板３５に装着される。

（３）効果
（Ａ）
本実施形態に係る空気調和装置１の室外機３によると、電装品ユニット５は、突出部５１２に設けられた第１固定部５１２ａと、下方板状部５１３に設けられた第２固定部５１３ａとの２カ所で、室外機３のケーシング３１の側面に固定される。そのため、電装品ユニット５は、例えば下方板状部５１３に設けられた第２固定部５１３ａのみでケーシング３１に固定される場合よりも、より丈夫にケーシング３１に支持される。従って、室外機３が落下した時のように室外機３に衝撃が加わった場合であっても、電装品ユニット５の形状が変化したり固定位置がずれたりすることを抑制することができる。

（Ｂ）
また、電装品ユニット５の突出部５１２は、室外機３のケーシング３１の側面のうち、下方板状部５１３がケーシング３１の側面に固定される位置よりも上方に固定される。このように、電装品ユニット５の突出部５１２と下方板状部５１３とがそれぞれ異なる位置でケーシング３１の側面に固定されるため、電装品ユニット５は、室外機３に対し安定して固定される。

（Ｃ）
また、電装品ユニット５の配置部５１１における制御基板５２は、リアクタ５２１が支持される位置とは別の位置に支持される。そのため、発熱したリアクタ５２１が制御基板５２に及ぼす影響が抑えられる。

（Ｄ）
また、空気調和装置１の室外機３では、電装品ユニット５の端子接続部５４は、下方板状部５１３上であって、かつ第１固定部５１２ａと第２固定部５１３ａとの間に設けられている。そのため、制御基板５２からの配線を、例えば室内機２側等の接続先に容易に接続することができる。

（Ｅ）
また、突出部５１２と下方板状部５１３とは、一体形成されている。これにより、突出部５１２と下方板状部５１３とを同時に形成することができ、製造コストを低減させることができる。

＜その他の実施形態＞
上記実施形態では、図３や図４に示すように、突出部５１２及び下方板状部５１３が共に室外機３のケーシング３１の右側面に固定される場合について説明した。しかし、突出部５１２及び下方板状部５１３は、ケーシング３１の側面のうち同じ側面にではなく、別々の側面に固定されてもよい。即ち、本発明では、突出部５１２及び下方板状部５１３は、互いに異なる位置でケーシング３１の側面に固定されればよい。

本発明に係る電装品ユニットは、室外機に落下等の衝撃が加わった場合であっても、電装品ユニットの形状が変化したり固定位置がずれたりすることを抑制する効果を有するため、比較的重量のある電装品を備える場合に有用である。

本実施形態に係る空気調和装置の外観図。 ケーシングの一部が取り外された室外機の外観図。 ケーシング全てが取り外された室外機の外観図。 本実施形態に係る電装品ユニットを示した斜視図。 本実施形態に係る電装品ユニットの側面図。 本実施形態に係る電装品ユニットと仕切板とを示す図。 突出部と下方板状部とが一体形成される過程を説明するための図。

１ 空気調和装置
３ 室外機
５ 電装品ユニット
３１ ケーシング
３５ 仕切板
５１ 支持部材
５２ 制御基板
５３ 基板支持部
５４ 端子接続部
５１１ 配置部
５１２ 突出部
５１２ａ 第１固定部
５１３ 下方板状部
５１３ａ 第２固定部
５２１ リアクタ
Ｓ１ 機械室
Ｓ２ 送風室

Claims (5)

1. 略直方体の形状を有するケーシング（３１）と、
   前記ケーシング（３１）の内部を送風室（Ｓ２）と機械室（Ｓ１）とに分割するように、略鉛直に延びる仕切板（３５）と、
   前記機械室（Ｓ１）に配置され、複数の電装品を収納する電装品ユニット（５）と、
   を備え、
   前記電装品ユニット（５）は、
   前記仕切板（３５）と前記ケーシング（３１）の側面との間において前記仕切板（３５）の上端と同一面上に略水平方向に延びる第１板状部（５１２）と、前記第１板状部（５１２）において前記仕切板（３５）側とは逆側から下方に向かって延びている第２板状部（５１３）と、を有する支持部材（５１）と、
   複数の前記電装品の１つであって、前記第１板状部（５１２）の下面に取り付けられたリアクタ（５２１）と、
   を含み、
   前記第１板状部（５１２）には、前記第１板状部（５１２）を前記ケーシング（３１）の側面に固定するための第１固定部（５１２ａ）が形成され、
   前記第２板状部（５１３）には、前記第２板状部（５１３）を前記ケーシング（３１）の側面に固定するための第２固定部（５１３ａ）が形成されており、
   前記第１固定部（５１２ａ）は、前記仕切板（３５）の上端と同一面上であって、かつ前記第１板状部（５１２）の一部分が前記水平方向に延びることで形成されている、
   空気調和装置の室外機（３）。
2. 前記第１固定部（５１２ａ）は、前記第２固定部（５１３ａ）よりも上方に位置している、
   請求項１に記載の空気調和装置の室外機（３）。
3. 前記電装品ユニット（５）は、
   複数の前記電装品のうち、前記リアクタ（５２１）を除く残りの前記電装品が実装された制御基板（５２）と、
   前記第１板状部（５１２）の前記仕切板（３５）側から下方に延びており、前記制御基板（５２）を支持するための基板支持部（５３）と、
   を更に含む、請求項２に記載の空気調和装置の室外機（３）。
4. 前記第２板状部（５１３）には、前記制御基板（５２）からの配線が接続された端子接続部（５４）が、前記第１固定部（５１２ａ）と前記第２固定部（５１３ａ）との間に設けられている、
   請求項３に記載の空気調和装置の室外機（３）。
5. 前記第１板状部（５１２）と前記第２板状部（５１３）とは一体形成されている、
   請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和装置の室外機（３）。

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