(57)【要約】      （修正有）【課題】リアクトルの発熱が大きくなる場合でもそのリアクトルを冷却できるようにして、そのリアクトルを小型化し電装品モジュールの小型化を実現できるようにする。【解決手段】空気調和機１００の制御を行う制御回路が搭載されるメイン基板２２０及びパワー基板２３０と、メイン基板２２０及びパワー基板２３０が搭載された状態で機械室に取り付けられる固定板２１０と、パワー基板２３０に搭載されるパワーデバイス２３１を冷却する第１冷却器２４０と、パワー基板２３０に接続されるリアクトル２５０と、リアクトル２５０を冷却する第２冷却器２６０とを備える。第１冷却器２４０は冷媒配管３０Ｌ１に取り付けられパワーデバイス２３１に熱的に結合する第１ヒートシンクを備える。第２冷却器２６０は冷媒配管３０Ｌ１に取り付けられリアクトル２５０に熱的に結合する第２ヒートシンクを備える。【選択図】図４
2020003117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気調和機の冷媒配管が配管される機械室の中に取り付けられる電装品モジュールにおいて、
前記空気調和機の制御を行う制御回路が搭載されるプリント基板と、該プリント基板が搭載された状態で前記機械室内に取り付けられる固定板と、前記プリント基板に接続されるリアクトルと、該リアクトルを冷却する冷却器とを備え、
前記冷却器は前記冷媒配管に取り付けられ前記リアクトルに熱的に結合するヒートシンクを有することを特徴とする電装品モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の電装品モジュールにおいて、
前記リアクトルは、前記冷却器で支持されていることを特徴とする電装品モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の電装品モジュールにおいて、
前記リアクトルは、前記プリント基板から離れた箇所に取り付けられた前記固定板で支持されていることを特徴とする電装品モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の室外機の正面のサービスパネルの奥側の機械室に取り付けられる電装品モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な空気調和機は、図９に示すように、室外に設置される室外機１０と室内に設置される室内機２０を備えている。室外機１０と室内機２０は、冷媒配管３０によって接続され、蒸気圧縮式冷凍サイクルを形成している。
【０００３】
室外機１０には、室外空気と冷媒を熱交換する室外熱交換器１１、送風ファン１１Ｆ、冷媒を圧縮する圧縮機１２、圧縮機１２から吐き出された潤滑油及び冷媒の混合流体から潤滑油を分離する油分離器１３、流入した冷媒を膨張させて所定の圧力に減圧させる膨張弁１４、流入した冷媒を気液分離するアキュムレータ１５、暖房運転と冷房運転を切り替える四方弁１６などが設けられている。また、室内機２０には、室内空気と冷媒を熱交換する室内熱交換器２１、送風ファン２１Ｆなどが設けられている。そして、冷媒配管３０は、これら室外熱交換器１１、圧縮機１２、油分離器１３、膨張弁１４、アキュムレータ１５、四方弁１６、室内熱交換器２１を接続している。冷媒配管３０は、液側冷媒配管３０Ｌとガス側冷媒配管３０Ｇとを含む。
【０００４】
室外機１０は、図１０に示すように、仕切板１７１によって、筐体１７の内部が左右方向に熱交換器室１０Ａと機械室１０Ｂに区画され、熱交換器室１０Ａには前述した室外熱交換器１１と送風ファン１１Ｆが配置されている。機械室１０Ｂには、前述した圧縮機１２、油分離器１３、膨張弁１４、アキュムレータ１５、四方弁１６などが収容され、これらは筐体１７の前面の図示しないサービスパネルを取り外すことにより、図１１に示すように外部から視認可能となっている。
【０００５】
この機械室１０Ｂには、さらに、その上下方向のほぼ中間位置に電装品モジュール４０が配置されている。この電装品モジュール４０は、空気調和機の全体の動作を制御する制御回路、空気調和機の各種設定を行うための設定回路、空気調和機の状態を表示する表示回路、外部から供給される交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ回路、コンバータ回路から出力された直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ回路、その他の回路などを搭載したモジュールであり、プリント基板４１にそれらの回路を実現するための複数の電子部品が搭載されている。プリント基板４１は、機械室１０Ｂの奥側に配管スペースを確保できるように、１枚で構成されている。
【０００６】
図１１に電装品モジュール４０の正面を示す。プリント基板４１は、機械室１０Ｂ内に起立した姿勢で取り付けられている。このプリント基板４１は上下方向が弱電領域４１Ａと強電領域４１Ｂに分けられている。
【０００７】
弱電領域４１Ａには、例えば、前記した制御回路の一部を構成するマイコン等の電子部品４１Ａ１、設定回路を構成するスイッチ４１Ａ２、プラグを抜き差しする小電力用コネクタ４１Ａ３、ＬＥＤ４１Ａ４等の弱電系の電子部品が搭載される。また、強電領域４１Ｂには、前記した制御回路の残りを構成する電力変換を行うための強電系の複数の電子部品、例えばコンバータ回路のＩＣやインバータ回路のＩＣなどのパワーデバイス４１Ｂ１、平滑用の大容量電解コンデンサ４１Ｂ２、ＤＣ／ＡＣコンバータ用のリアクトル４１Ｂ３、大電力用コネクタ４１Ｂ４等の強電系の電子部品が搭載される。
【０００８】
強電領域４１Ｂには、さらに、パワーデバイス４１Ｂ１で発生する熱を冷却するための冷却器５０が配置されている。この冷却器５０は冷媒配管３０の液側冷媒配管３０Ｌに取り付けられる図示しないヒートシンクを備える。そのヒートシンクはパワーデバイス４１Ｂ１が発生する熱が伝わるようにプリント基板４１の正面側に図示しないサービスパネル側に向けて配置されている。液側冷媒配管３０Ｌには、冷房運転時には室外熱交換器１１で凝縮した冷媒が流れ暖房運転時には室内熱交換器２１で凝縮され膨張弁１４で減圧された冷媒が流れるので、その冷媒温度によって冷却器５０のヒートシンクが冷却され、パワーデバイス４１Ｂ１の温度が所定値以下に保持される。以上説明した空気調和機については、特許文献１に記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５４７２３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記のようにパワーデバイス４１Ｂ１は冷却器５０によって放熱されるが、リアクトル４１Ｂ３は周辺空気による空冷によって冷却している。したがって、このリアクトル４１Ｂ３の発熱量が大きくなる場合は、プリント基板４１の他の電子部品への悪影響を考慮して、プリント基板４１から離れた電装品モジュール４０内の他の場所に、そのリアクトル４１Ｂ３が配置される。しかしながら、発熱量が大きなリアクトルは熱ストレスが大きくなるので、熱ストレスを軽減するために熱容量を大きくして大型化する必要があり、電装品モジュール４０の大型化を招く。
【００１１】
一方、近年の空気調和機には、設置の自由度が高いコンパクトな室外機が要請されており、電装品モジュールも小型化が要求されているので、発熱の大きなリアクトルであっても小型化が望まれている。特に、三相のＡＣ／ＤＣコンバータではリアクトルが３個必要となるので、リアクトルの小型化は重要である。
【００１２】
本発明の目的は、リアクトルの発熱が大きくなる場合でも冷却できるようにして、そのリアクトルを小型化し電装品モジュールの小型化を実現できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、空気調和機の冷媒配管が配管される機械室の中に取り付けられる電装品モジュールにおいて、前記空気調和機の制御を行う制御回路が搭載されるプリント基板と、該プリント基板が搭載された状態で前記機械室内に取り付けられる固定板と、前記プリント基板に接続されるリアクトルと、該リアクトルを冷却する冷却器とを備え、前記冷却器は前記冷媒配管に取り付けられ前記リアクトルに熱的に結合するヒートシンクを有することを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の電装品モジュールにおいて、前記リアクトルは、前記冷却器で支持されていることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１に記載の電装品モジュールにおいて、前記リアクトルは、前記プリント基板から離れた箇所に取り付けられた前記固定板で支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、リアクトルが冷却器によって冷却されるので、そのリアクトルを小型化して電装品モジュールの小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】室外機の斜視図である。
【図２】サービスパネルを取り外した同室外機の斜視図である。
【図３】室外機の天面パネルを取り外した平面図である。
【図４】室外機の右側面パネルを取り外した右側面図である。
【図５】図４のＡ-Ａ線断面図である。
【図６】図４のＢ-Ｂ線断面図であり、第１実施例のリアクトル冷却構造の説明図である。
【図７】第２実施例のリアクトル冷却構造の説明図である。
【図８】第３実施例のリアクトル冷却構造の説明図である。
【図９】空気調和機の冷媒回路の回路図である。
【図１０】従来の室外機のサービスパネルを取り外した正面図である。
【図１１】従来の電装品モジュールの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１実施例＞
以下、本発明の第１実施例を説明する、図９〜図１１で説明したものと同じものには同じ符号を付けた。室外機１００は、図１〜図４に示すように、その筐体１１０が、前面パネル１１１、その前面パネル１１１の右横のサービスパネル１１２、右側面パネル１１３、左側面パネル１１４、天面パネル１１５、背面パネル１１６、底面パネル１１７を備え、底面パネル１１７には脚１１８が取り付けられている。
【００１７】
以下の説明では、前面パネル１１１側を前、背面パネル１１６側を後、右側面パネル１１３側を右、左側面パネル１１４側を左、天面パネル１１６側を上、底面パネル１１７側を下とする。
【００１８】
この筐体１１０は仕切板１１９によって、前面パネル１１１の奥側が熱交換器室１１０Ａになり、サービスパネル１１２の奥側が機械室１１０Ｂになるように、その内部が左右方向に区画されている。この仕切板１１９は機械室１１０Ｂの壁面の一部を構成している。そして、熱交換器室１１０Ａに図９で説明した室外熱交換器１１や送風ファン１１Ｆが配置されている。また、機械室１１０Ｂに、前述した冷媒配管３０、圧縮機１２、膨張弁１４、アキュムレータ１５、サブアキュムレータ１５Ａ、四方弁１６などが収容されている。機械室１１０Ｂは、サービスパネル１１２を取り外すことにより、室外機１００の前面側から視認可能となっている。
【００１９】
２００は電装品モジュールであり、中央板２１１、その中央板２１１の上側に取り付けられる上板２１２、中央板２１１の下側に取り付けられる下板２１３で形成される固定板２１０と、中央板２１１の前側に搭載されるメイン基板２２０と、中央板２１１の後側に搭載されるパワー基板２３０と、パワー基板２３０に搭載される後記するパワーデバイス２３１を冷却する第１冷却器２４０と、下板２１３の後側に位置する後記するリアクトル２５０を冷却する第２冷却器２６０を備える。リアクトル２５０はパワー基板２３０に図示しない配線で接続されている。第１冷却器２４０と第２冷却器２６０は図４に示すように上下方向に配置された冷媒配管３０Ｌ１に取り付けられ、熱的に結合されている。このように、本実施例ではプリント基板は、メイン基板２２０とパワー基板２３０に分けられている。
【００２０】
そして、メイン基板２２０には、制御回路の一部を構成する電子部品やその他の電子部品等の弱電系の電子部品がサービスパネルに対面する前側に搭載されている。メイン基板２２０上の電子部品は、本発明に直接関係しないので図示はしないが、表示器としてのＬＥＤランプ、操作部としてのディップスイッチやボタンスイッチなどを含む表示設定回路、制御回路の一部を構成するマイクロコンピュータ等の制御ＩＣ、周辺部に配置される複数のコネクタ、コンデンサやコモンモードチョークコイルを含む外来ノイズ及び自発ノイズの対策用のＥＭＣフィルタ回路、膨張弁１４や四方弁１６を駆動する駆動回路、配管３０の温度を検出する図示しないサーミスタに接続される温度検出回路などである。
【００２１】
また、パワー基板２３０には、パワーデバイス２３１や制御回路の残りの部分などを構成する強電系の電子部品が背面板１１６に対面するよう後側に搭載されている。パワー基板３２０上の電子部品は、図示しないが、整流用のダイオードブリッジ、ＩＧＢＴ素子、高速動作用のＦＲＤ素子、平滑用の電解コンデンサなどである。なお、発熱の大きなリアクトルはパワー基板２３０には搭載されていない。
【００２２】
図５に図４のＡ−Ａ線断面を示す。第１冷却器２４０はパワー基板２３０にリード２３１ａが半田付けされるパワーデバイス２３１がネジＢ１で取り付けられるアルミニウム製の第１ヒートシンク２４１と、その第１ヒートシンク２４１に冷媒配管３０Ｌ１を後側から押し付ける鋼板製の第１カバー２４２と、その第１カバー２４２を第１ヒートシンク２４１に固定するネジＢ２を備えており、パワー基板２３０と背面板１１６の間に位置している。２４３は第１パワーデバイス２３１と第１ヒートシンク２４１の間に介在された第１伝熱シートである。
【００２３】
第１ヒートシンク２４１には冷媒配管３０Ｌ１が嵌る２個の湾曲凹部２４１ａが形成されている。第１カバー２４２は、一方の側端のフック２４２ａを第１ヒートシンク２４１の一方の角部２４１ｂに係止して冷媒配管３０Ｌ１を湾曲凹部２４１ａに押え付けた状態で、ネジＢ２で第１ヒートシンク２４１に取り付けられる。冷媒配管３０Ｌ１は固定板２１０の後側において左右方向に２本並んで上下方向に配管されており、上端が左右方向にＵ字形状に曲折して連続している。２３０ａはパワー基板２３０に形成された開口、２１１ａは固定板２１０の中央板２１１に形成された開口であり、これら開口２３０ａ、２１１ａは、ネジＢ１でパワーデバイス２３１を第１ヒートシンク２４１に取り付けるために形成されている。このネジ止め作業はメイン基板２２０が取り外された状態で行われる。
【００２４】
以上から、パワーデバイス２３１で発生する熱は、第１ヒートシンク２４１を介して冷媒配管３０Ｌ１に放熱されるので、パワーデバイス２３１は効果的に冷却される。
【００２５】
図６に図４のＢ−Ｂ線断面を示す。この図５は本実施例のリアクトル２５０の冷却構造を示す。リアクトル２５０は、コイル２５１とそのコイル２５１に結合されるコア２５２を備え、コア２５２にネジで取り付けるためのフランジ２５３が設けられている。第２冷却器２６０は、リアクトル２５０のフランジ２５３がネジＢ３で取り付けられるアルミニウム製の第２ヒートシンク２６１と、その第２ヒートシンク２６１に冷媒配管３０Ｌ１を後ろから押し付ける鋼板製の第２カバー２６２と、その第２カバー２６２を第２ヒートシンク２６１に固定するネジＢ４を備えている。２６３はリアクトル２６０とヒートシンク２６１の間に介在された第２伝熱シートである。
【００２６】
第２ヒートシンク２６１には冷媒配管３０Ｌ１が嵌る２個の第２湾曲凹部２６１ａが形成されている。第２カバー２６２は、一方の側端のフック２６２ａを第２ヒートシンク２６１の一方の角部２６１ｂに係止して冷媒配管３０Ｌ１を第２湾曲凹部２６１ａに押え付けた状態で、ネジＢ４でヒートシンク２６１に取り付けられる。
【００２７】
この第２冷却器２６０は、固定板２１０の下板２１３の後側で、第１冷却器２４０の下方に配置されている。以上から、リアクトル２５０で発生する熱は、コア２５２とヒートシンク１６１を介して冷媒配管３０Ｌ１を流れる冷媒に放熱されるので、効果的に冷却される。
【００２８】
以上のように、本実施例ではリアクトル２５０を第２冷却器２６０によって冷却するので、そのリアクトル２５０の発熱量が大きくても、その形状を小さくすることができ、電装品モジュール２００の小型化、ひいては室外機１００の小型化に好適である。
【００２９】
＜第２実施例＞
図７に第２実施例のリアクトル２５０の冷却構造を示す。第１実施例のリアクトル２５０の冷却構造では、固定板２１０の後側において左右方向に２本並んで上下方向に配置された冷媒配管３０Ｌ１に第２冷却器２６０を取り付けて熱的に結合してリアクトル２５０の強制冷却を行った。これに対し第２実施例では、リアクトル２５０を冷却するために、上下方向に２本並んで左右方向に配置された冷媒配管３０Ｌ２を利用する。すなわち、前記冷媒配管３０Ｌ１とは配置方向が異なる冷媒配管３０Ｌ２に第２ヒートシンク２６１を取り付けて熱的に結合した第２冷却器２６０Ａを使用する。第２冷却器２６０Ａは冷媒配管３０Ｌ２以外は図６で説明した冷却構造と全く同様であり、同様にリアクトル２５０の冷却を行うことができ、その小型化ができる。
【００３０】
第２実施例では固定板２１０の後側において左右方向に配管されている冷媒配管３０Ｌ２に第２ヒートシンク２６１を取り付けて熱的に結合し、その第２ヒートシンク２６１にリアクトル２５０を熱的に結合するので、三相のＡＣ／ＤＣコンバータ用の３個のリアクトル２５０を１個の第２冷却器２６０Ａで冷却する場合は、それら３個のリアクトル２５０を冷媒配管３０Ｌ２に沿って左右方向に並べて配置することができ、機械室１１０Ｂにおける上下方向のスペースを拡大しなくて済む。
【００３１】
＜第３実施例＞
図８に第３実施例のリアクトル２５０の冷却構造を示す。第３実施例では機械室１１０Ｂ内で前後方向に２本並んで左右方向に配管された冷媒配管３０Ｌ３に取り付けて熱的に結合した第２冷却器２６０Ｂを使用してリアクトル２５０を冷却する。第３実施例ではリアクトル２５０のフランジ２５３をネジＢ５によって固定板２１０の下板２１３の後側に取り付けて、そのリアクトル２５０のコイル２５１を、第２伝熱シート２６３を介して第２冷却器２６０Ｂに押し当てることで、リアクトル２５０の冷却を行う。リアクトル２５０で発熱が大きい部分はコイル２５１の部分であるので、そのコイル２５１を第２冷却器２６０Ｂで直接冷却することで、冷却効果が大きくなる。
【００３２】
第３実施例では固定板２１０の後側において左右方向に配置されている冷媒配管３０Ｌ３を利用する。すなわち、前記冷媒配管３０Ｌ１、３０Ｌ２とは配置方向が異なる冷媒配管３０Ｌ３に第２ヒートシンク２６１を取り付けて熱的に結合し、その第２ヒートシンク２６１にリアクトル２５０のコイル２５１を熱的に結合する。よって、三相のＡＣ／ＤＣコンバータ用の３個のリアクトル２５０を１個の第３冷却器２６０Ｂで冷却する場合は、それら３個のリアクトル２５０を冷媒配管３０Ｌ３に沿って左右方向に並べて配置することができ、機械室１１０Ｂにおける上下方向のスペースを拡大しなくて済む。
【符号の説明】
【００３３】
３０Ｌ、３０Ｌ１、３０Ｌ２、３０Ｌ３：冷媒配管
１００：室外機、１１０：筐体、１１０Ａ：熱交換器室、１１０Ｂ：機械室、１１１：正面パネル、１１２：サービスパネル、１１３：右側面パネル、１１４：左側面パネル、１１５：天面パネル、１１６：背面パネル、１１７：下面パネル、１１８：スタンド、１１９：仕切板
２００：電装品モジュール、２１０：固定板、２２０：メイン基板、２３０：パワー基板、２４０：第１冷却器、２５０：リアクトル、２６０、２６０Ａ、２６０Ｂ：第２冷却器
【図１】
2020003117.tif 000003
【図２】
2020003117.tif 000004
【図３】
2020003117.tif 000005
【図４】
2020003117.tif 000006
【図５】
2020003117.tif 000007
【図６】
2020003117.tif 000008
【図７】
2020003117.tif 000009
【図８】
2020003117.tif 000010
【図９】
2020003117.tif 000011
【図１０】
2020003117.tif 000012
【図１１】
2020003117.tif 000013