(57)【要約】  冷却構造は、発熱体に取り付けられるヒートシンクと、ヒートシンクに取り付けられ、ヒートシンクの周辺を流れる気流をヒートシンクに導くダクトとを備え、ヒートシンクは、気流を通過させる通風路を有し、ダクトの一端側は、通風路の上流側に取り付けられ、ダクトの他端側は、通風路の上流側端部から気流の上流側に延伸されている。これにより、ヒートシンクの通風路を通過する気流の流量を増加させることができ、ヒートシンクの冷却効率を向上させることができる。
2019180777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体に取り付けられるヒートシンクと、
前記ヒートシンクに取付けられて、前記ヒートシンクの周辺を流れる気流を前記ヒートシンクに導くダクトとを備えた冷却構造であって、
前記ヒートシンクは、前記気流を通過させる通風路を有し、
前記ダクトの一端側は、前記通風路の上流側に取り付けられ、
前記ダクトの他端側は、前記通風路の上流側端部から前記気流の上流側に延伸されている、冷却構造。
【請求項２】
前記ダクトの前記一端側は、
前記通風路の前記上流側端部から前記通風路の中間位置までの外周を覆っている、
請求項１に記載の冷却構造。
【請求項３】
前記ダクトの前記他端側を形成する面のうち、少なくとも１つの面は、他の面よりも前記気流の上流側に延伸されている、
請求項１または請求項２に記載の冷却構造。
【請求項４】
前記延伸されている面は、前記ダクトの角部を構成する２面である、
請求項３に記載の冷却構造。
【請求項５】
前記ダクトの前記他端側は、前記通風路の前記上流側端部から離れるに従って、外側に広がる方向に延伸されている、
請求項３または請求項４に記載の冷却構造。
【請求項６】
前記延伸されている面は、前記通風路の前記上流側端部から４５度の傾きで外側に広がっている、
請求項５に記載の冷却構造。
【請求項７】
前記ヒートシンクは、互いに離間して配置される複数の放熱フィンを有し、
前記通風路は、隣接する各前記放熱フィンの隙間によって形成される、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の冷却構造。
【請求項８】
前記発熱体、前記ヒートシンク及び前記ダクトが収容される筐体と、
前記気流を生成する送風ファンとをさらに備え、
前記筐体は、吸気口と排気口とを有し、
前記排気口の周縁部分は、前記筐体の内部に向かって突出する環状の突状部を有し、
前記ダクトの前記一端側の端部は、前記突状部の端部よりも、前記気流の上流側に配置される、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の冷却構造。
【請求項９】
前記ダクトの前記一端側の端部は、前記突状部の端部の最上部よりも上方に位置する、
請求項８に記載の冷却構造。
【請求項１０】
前記通風路から流出する気流を、前記排気口に向けて案内する整流板を有し、
前記整流板は、前記通風路の下流側端部と対面する前記筐体の内壁に取付けられる、
請求項８または請求項９に記載の冷却構造。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の冷却構造を有する、
冷却構造を備えた室外ユニット。
【請求項１２】
請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の冷却構造と、
前記筐体を、圧縮機などが配置される機械室と、前記送風ファンが配置されるファン室とに分ける仕切り板と、
電装基板が収容される電気部品箱と、
気流を遮る遮蔽部材とを備え、
前記電気部品箱は、前記仕切り板の上部で、前記機械室と前記ファン室とにまたがって配置され、
前記電気部品箱に収容される前記電装基板の、前記ファン室の側の領域には、前記発熱体としての電子部品が実装されており、
前記ヒートシンクは、前記電子部品に取付けられており、
前記遮蔽部材は、前記電気部品箱の上部と、前記筐体の天面を構成する天面パネルの内壁との間に配置される、
冷却構造を備えた室外ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電装基板の冷却構造及び電装基板の冷却構造を備えた空気調和機の室外ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機の室外ユニットは、送風ファン及び熱交換器が配置されるファン室と、圧縮機及び冷媒配管が配置される機械室との２つに区切られている。そして、室外ユニットには電装基板が搭載される。電装基板は、ファン室と機械室とにまたがって配置されている。【０００３】
電装基板には、電源制御部品が実装される。電源制御部品は発熱する。このため、電源制御部品には、発生した熱を放熱する、複数のフィンを備えたヒートシンクが取り付けられる。しかし、ヒートシンクを取り付けただけでは、電源制御部品の冷却効率が低い。【０００４】
そこで、送風ファンが生成する気流を利用して、電源制御部品に取り付けられるヒートシンクの冷却効率を高めている。また、ヒートシンクの各フィンと、各フィンの先端を覆っているカバーとを一体化させて、ヒートシンク全体を効率的に冷却するものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構造では、ヒートシンクの各フィンの間を通過する気流の圧力損失が大きい。このため、各フィンの間を通過する気流の速度が低下して、各フィンの間を通過する気流の流量が減少し、ヒートシンクによる冷却効果が十分に得られないという課題があった。【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ヒートシンクの冷却効率を向上させることのできる冷却構造、および冷却構造を備えた室外ユニットを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る冷却構造は、発熱体に取り付けられるヒートシンクと、ヒートシンクに取り付けられ、ヒートシンクの周辺を流れる気流をヒートシンクに導くダクトとを備え、ヒートシンクは、気流を通過させる通風路を有し、ダクトの一端側は、通風路の上流側に取り付けられ、ダクトの他端側は、通風路の上流側端部から気流の上流側に延伸されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、発熱体を冷却するヒートシンクの通風路の上流側に、ヒートシンクから延伸するダクトを取付けて、通風路に多くの気流を導いている。これにより、ヒートシンクの通風路を通過する気流の流量を増加させることができ、ヒートシンクの冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１による冷却構造を備えた室外ユニットを、筐体の一部を透過させた状態で正面からみた斜視図である。
【図２】図１の面Ｓ１に沿う室外ユニットの断面を上方からみた図である。
【図３】図１の面Ｓ２に沿う室外ユニットの断面をファン室側からみた図である。
【図４】図１のＡ部を拡大して、背面側から見た図である。
【図５】図１のＡ部の拡大図である。
【図６】図３のＢ部の拡大図である。
【図７】本発明の実施の形態２による冷却構造を備えた室外ユニットを、筐体の一部を透過させた状態で正面からみた斜視図である。
【図８】図７の面Ｓ３に沿う室外ユニットの断面を上方からみた図である。
【図９】図７の面Ｓ４に沿う室外ユニットの断面をファン室側からみた図である。
【図１０】図７のＣ部を拡大して、背面側から見た図である。
【図１１】図９のＤ部の拡大図である。
【図１２】本発明の実施の形態２による冷却構造の第１変形例を、図１１と同じ位置からみた図である。
【図１３】本発明の実施の形態２による冷却構造の第２変形例を、図１０と同じ位置からみた図である。
【図１４】本発明の実施の形態２による冷却構造の第２変形例を、図１２と同じ位置からみた図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の冷却構造及び冷却構造を備えた室外ユニットの好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による冷却構造を備えた室外ユニット１００を、筐体２００の一部を透過させた状態で、正面からみた斜視図である。図２は、図１の面Ｓ１に沿う室外ユニット１００を示す断面図である。図３は、図１の面Ｓ２に沿う室外ユニット１００を示す断面図である。また、図４は、図１のＡ部を拡大して、背面側から見た図である。図５は、図１のＡ部の拡大図である。図６は、図３のＢ部の拡大図である。なお、図５では、電気部品箱２０の蓋２２を取り外した状態を示している。
【００１３】
また、説明の都合上、図１の室外ユニット１００において、室外ユニット１００の正面を正面側、裏面を背面側、正面向かって左側をファン室側、正面向かって右側を機械室側と称することがある。
【００１４】
図１は、実施の形態１の冷却構造５０を備えた空気調和機の室外ユニット１００を正面から見た斜視図である。
【００１５】
室外ユニット１００は屋外に設置される。そして、室外ユニット１００は、屋内に設置される図示しない室内ユニットと冷媒配管で接続されて、冷凍サイクルを構成する。室内ユニットと室外ユニット１００とは、冷凍サイクルを運転制御する電源線及び信号線によって接続される。
【００１６】
図１〜図３に示すように、室外ユニット１００は、筐体２００を有する。なお、図１は、筐体２００の一部を透過させた状態で示している。筐体２００の内部には、発熱体としての電源制御部品３３（図５参照）が収納された電気部品箱２０と、電源制御部品３３を冷却する冷却構造５０と、熱交換器１０３とが収容される。冷却構造５０は、電源制御部品３３に取り付けられるヒートシンク５１と、ヒートシンク５１の周囲の気流をヒートシンク５１に導くダクト５２とによって構成される。
【００１７】
筐体２００は、板金加工によって形成された天面パネル２０１、底面パネル２０２、正面パネル２０３、背面パネル２０４、側面パネル２０５、側面パネル２０６によって構成される。なお、天面パネル２０１、底面パネル２０２、正面パネル２０３、背面パネル２０４、側面パネル２０５、側面パネル２０６は、それぞれ独立したパネルとして構成してもよいし、例えば背面パネル２０４と側面パネル２０５など、２つ以上のパネルが一体化されたものとして構成してもよい。
【００１８】
筐体２００の内部は、板金加工によって形成された仕切り板１０２によって、左右横方向に並ぶ２つの空間に分割される。一方の空間は、図１の正面向かって右側に位置する機械室１１０である。他方の空間は、図１の正面向かって左側に位置するファン室１２０である。機械室１１０及びファン室１２０の上方は、天面パネル２０１によって覆われる。
【００１９】
機械室１１０には、電気部品箱２０、圧縮機７、リアクタ８、図示しない冷媒配管などが配置される。圧縮機７は、冷凍サイクルに冷媒を循環させる機能を有する。圧縮機７は、防振ゴム７１を介して底面パネル２０２に固定される。
【００２０】
圧縮機７の上方には、リアクタ８が取り付けられる。リアクタ８は、交流電源の力率を改善する機能を備える。リアクタ８は、電磁鋼板が積層されたコア８１と、コア８１に巻きつけられた銅線などのコイル８２と、コア８１の端面に溶接された図示しない金属製のベース板とにより構成されている。リアクタ８のベース板は、ねじ等の固定部材によって、仕切り板１０２に固定される。
【００２１】
リアクタ８の上方には、電気部品箱２０が配置される。電気部品箱２０は、仕切り板１０２の上部で、機械室１１０とファン室１２０とにまたがって配置される。機械室１１０には、他に、冷凍サイクルを構成する膨張弁と四方弁、冷媒配管などが配置される。さらに、機械室１１０には、電気部品を接続する配線などが配置される。
【００２２】
一方、ファン室１２０には、電気部品箱２０、送風ファン３、熱交換器１０３、筐体２００の排気口としてのベルマウス５などが配置される。送風ファン３は、筐体２００の内部に設けられた支持板１０４に、ねじによって固定される。
【００２３】
熱交換器１０３は、Ｌ字状に形成されており、筐体２００のファン室側の側面パネル２０５と背面パネル２０４とに沿って配置される。側面パネル２０５及び背面パネル２０４には、複数の貫通孔で構成される図示しない吸気口が設けられている。送風ファン３が回転すると、この吸気口を介して、ファン室１２０に外気が取り込まれる。
【００２４】
熱交換器１０３は、金属で形成された複数のフィンと、複数のフィンを貫通する複数の冷媒配管とにより構成される。ファン室１２０に取り込まれた外気は、熱交換器１０３の複数のフィンの間を通過する。熱交換器１０３は、複数のフィンの間を通過する空気と、冷媒配管を流れる冷媒との間で熱交換を行う。
【００２５】
ベルマウス５は、正面パネル２０３のファン室１２０側に配置される。ベルマウス５の開口部の周縁部分には、筐体２００の内部に向かって突出する環状の突状部５ａが形成されている。突状部５ａは、送風ファン３が発生させる気流を、ベルマウス５から排気する方向に案内する。
【００２６】
図４は、図１のＡ部を拡大して、背面側から見た図である。図４に示すように、電気部品箱２０は、樹脂製のカバー２１と金属製の蓋２２とを有する。
【００２７】
電気部品箱２０には、電装基板３０が収納される。電装基板３０は、プリント基板と、プリント基板上に実装された複数の電子部品とによって構成される。電装基板３０は、空気調和機の電源の制御、及び圧縮機７などの機器の動作の制御をおこなう。
【００２８】
電装基板３０のプリント基板の周囲と、プリント基板の実装面と反対側の面は、カバー２１によって覆われる。電装基板３０は、ねじによってカバー２１に固定される。カバー２１は、ねじによって仕切り板１０２に固定される。カバー２１の上部には、ねじまたはスナップフィットによって、蓋２２が取り付けられる。
【００２９】
図５は、図１のＡ部を拡大して、電気部品箱２０を構成するカバー２１及び蓋２２を取り外した状態を示している。
【００３０】
電装基板３０におけるファン室１２０側の領域には、パワーデバイスである電源制御部品３３が実装される。電源制御部品３３は、樹脂製のスペーサを介して電装基板３０に取り付けられる。電源制御部品３３の端子は、電装基板３０にはんだ付けされる。電源制御部品３３は、電装基板３０に実装される複数の電子部品の中で、最も発熱量の多い部品である。
【００３１】
図５に示すように、電源制御部品３３には、電源制御部品３３から発生する熱を放熱するヒートシンク５１が取り付けられる。ヒートシンク５１は、ヒートシンクベース板５１ａと複数の放熱フィン５１ｂとによって構成される。
【００３２】
ヒートシンクベース板５１ａの周囲は、樹脂製のヒートシンクホルダー５４によって、下方向すなわち重力方向に支持される。ヒートシンクホルダー５４は、ねじによって、板金加工で形成されたヒートシンクサポート５５に固定される。そして、ヒートシンクサポート５５は、ねじなどによって仕切り板１０２に固定される。
【００３３】
ヒートシンクベース板５１ａの一方の面には、複数の放熱フィン５１ｂが配置される。各放熱フィン５１ｂは、ヒートシンクベース板５１ａから垂直に下方に延びる、長方形の放熱面を表裏に有する板状の部材である。各放熱フィン５１ｂは、互いに一定の間隔を有して配置される。
【００３４】
ヒートシンクベース板５１ａの他方の面、すなわち放熱フィン５１ｂが設けられた面とは反対側の面は、熱伝導グリスまたは熱伝導シートを介して電源制御部品３３に突き当てられる。
【００３５】
ヒートシンクベース板５１ａのヒートシンクサポート５５側の端部は、複数の放熱フィン５１ｂのヒートシンクサポート５５側の端部に位置する放熱フィン５１ｂよりも、ヒートシンクサポート５５の方向に延びている。一方、ヒートシンクベース板５１ａのヒートシンクサポート５５とは反対側の端部は、複数の放熱フィン５１ｂのヒートシンクサポート５５とは反対側の端部に位置する放熱フィン５１ｂよりも、ヒートシンクサポート５５とは反対側の方向に延びている。
【００３６】
複数の放熱フィン５１ｂは、隣接する各放熱フィン５１ｂの隙間によって、通風路ＡＰを形成する。通風路ＡＰは、ヒートシンクベース板５１ａを天面とし、隣接する放熱フィン５１ｂの放熱面を両側面として形成される。通風路ＡＰの底面側すなわち下方向は、外部に開放されている。
【００３７】
図４及び図５に示すように、通風路ＡＰの入口側となる室外ユニット１００の背面側に面する側には、気流を通風路ＡＰに導くダクト５２が取付けられる。ダクト５２は樹脂で成形されており、ヒートシンクサポート５５に固定される。
【００３８】
ダクト５２は、垂直平面に沿う断面形状がＬ字型に形成されている。すなわち、ダクト５２は、ヒートシンクサポート５５とは反対側の側板と、ヒートシンクホルダー５４とは反対側の底板とにより構成される。ダクト５２の室外ユニット１００の背面側の方向、すなわち通風路ＡＰの上流側の方向は、開放されている。
【００３９】
なお、ダクト５２は、ヒートシンクサポート５５側の側板及びヒートシンクホルダー５４に面する天板の一方または両方を備えてもよい。ダクト５２に天板を設ける場合には、ヒートシンクベース板５１ａと電源制御部品３３とが接触する領域と干渉しないように、天板に切り欠きまたは開口部を設けるとよい。
【００４０】
通風路ＡＰの入口は、各放熱フィン５１ｂの端部によって形成されている。通風路ＡＰに向かう気流のうち、各放熱フィン５１ｂの端部に衝突した気流は、通風路ＡＰの入口付近で乱流となる。通風路ＡＰの入口付近の乱流は、通風路ＡＰに導入される気流の流れを妨げる。すると、通風路ＡＰを通過する気流の流量が減少する。
【００４１】
そこで、実施の形態１の冷却構造５０は、図４に示すように、ダクト５２の室外ユニット１００の背面側方向の端部を、通風路ＡＰの入り口から室外ユニット１００の背面側、すなわち背面パネル２０４方向に延伸させている。ダクト５２の端部を延伸させる長さは、各放熱フィン５１ｂが配置される間隔よりも長くする。そして、通風路ＡＰの入口の周囲を、ヒートシンクベース板５１ａ、ヒートシンクサポート５５、ダクト５２の側板及び底板で囲む。
【００４２】
これにより、通風路ＡＰに向かう気流の流れが、通風路ＡＰの入口付近で乱流によって乱された場合であっても、乱された気流が通風路ＡＰの外に向かうことを抑制することができる。よって、通風路ＡＰを通過する気流の流量の減少を抑制することができる。
【００４３】
図６は、図３のＢ部の拡大図である。送風ファン３が回転することにより、ファン室１２０内の空気は、ベルマウス５の開口部から外部に排気される。すると、ファン室１２０内は負圧になり、背面パネル２０４の吸気口を介して、ファン室１２０内に外気が取り込まれる。ファン室１２０内に取り込まれた外気は、熱交換器１０３を通過して、例えば図６に白抜きの矢印で示すような複数の気流となる。
【００４４】
図６に示す複数の気流のうち、室外ユニット１００の背面側から正面側に向かって、直線的にベルマウス５の開口部から外部に排気される気流を主流ＭＦとし、他の気流を支流ＳＦとする。ヒートシンク５１は、主流ＭＦの向きに通風路ＡＰの向きを沿わせて配置される。以下、主流ＭＦの流れる方向を基準として、各要素の室外ユニット１００の背面側を上流側、正面側を下流側と称する場合がある。
【００４５】
図６には、３つの支流ＳＦ１〜ＳＦ３が例示されている。支流ＳＦ１は、ヒートシンク５１の通風路ＡＰに向かう気流である。支流ＳＦ２は、ヒートシンク５１の下部から、ベルマウス５の開口部に向かって下降する気流である。支流ＳＦ３は、電気部品箱２０の上面と天面パネル２０１との間に形成された隙間へと向かう気流である。
【００４６】
また、図６には示されていないが、ヒートシンク５１の通風路ＡＰの入口側となる室外ユニット１００の背面側に面する側には、機械室１１０側からファン室１２０側に向かって流れる気流も存在する。
【００４７】
ここで、複数の放熱フィン５１ｂで構成される通風路ＡＰの下流側端部は、正面パネル２０３の近くまで延びている。このため、ダクト５２の底板によって、開放されている通風路ＡＰの下側を全て覆った場合には、通風路ＡＰを気流が通過しにくくなり、通風路ＡＰ内の気流の流速が低下する。また、ダクト５２の底板によって、開放されている通風路ＡＰの下側を全て覆った場合には、通風路ＡＰを通過する全ての気流は、正面パネル２０３の内壁に衝突する。
【００４８】
正面パネル２０３の内壁に衝突した気流は、図６に示す気流ＨＦ１のように、例えば下方に進路を曲げられて、流速が低下する。流速が低下した気流ＨＦ１は、通風路ＡＰの下流側端部と正面パネル２０３との間に滞留し、通風路ＡＰを通過する気流の妨げとなる。すると、通風路ＡＰ内を流れる気流の速度が低下する。この結果、通風路ＡＰ内の気流の流量が減少し、ヒートシンク５１の放熱効果が低下する。
【００４９】
また、正面パネル２０３の内壁に衝突した気流ＨＦ１は、正面パネル２０３の内壁に沿って流れる。正面パネル２０３の内壁に沿って流れる気流の一部は、仕切り板１０２、ベルマウス５の突状部５ａなどが障壁となって、図６に示す気流ＲＦのように、主流ＭＦとは逆方向に流れる。
【００５０】
逆方向に流れる気流ＲＦは、正面側に向けて流れる支流ＳＦ２と衝突し、支流ＳＦ２の流れを乱す。支流ＳＦ２の流れが乱れると、支流ＳＦ２の上方を流れる支流ＳＦ１の流れが不安定になる。支流ＳＦ１の流れが不安定になると、通風路ＡＰに導入される気流の流量が減少する。すると、通風路ＡＰ内を流れる気流の速度がさらに低下する。この結果、ヒートシンク５１の放熱効果がさらに低下する。
【００５１】
そこで、実施の形態１の冷却構造５０では、図４〜図６に示すように、ダクト５２の下流側端部５２ｂが、通風路ＡＰの中間位置に配置されている。そして、通風路ＡＰの上流側をダクト５２で覆い、通風路ＡＰの下流側は露出させている。これにより、通風路ＡＰを通過する気流の一部は、図６に示す気流ＨＦ２のように、通風路ＡＰの中間付近から通風路ＡＰの外へと流出する。
【００５２】
これにより、通風路ＡＰを通過する気流のうち、正面パネル２０３の内壁に衝突する気流ＨＦ１の比率を少なくすることができる。そして、通風路ＡＰの出口付近で気流ＨＦ１が滞留することによる、通風路ＡＰ内の気流の速度低下を抑制することができる。また、ヒートシンク５１の下方で、主流ＭＦと逆の方向に流れる気流ＲＦを減少させることができる。そして、支流ＳＦ２と衝突して、支流ＳＦ２及び支流ＳＦ１の流れを乱す気流の発生を抑制することができる。
【００５３】
さらに、実施の形態１の冷却構造５０では、図６に示すように、ダクト５２の下流側端部５２ｂは、ベルマウス５の突状部５ａの上流側端部に対し、気流の上流側に距離Ｌ１離れた位置に配置される。さらに、ダクト５２の下面は、ベルマウス５の突状部５ａの最上部に対し、上側に距離Ｌ２離れた位置に配置される。なお、距離Ｌ１及び距離Ｌ２は、ファン室１２０の形状と各要素の配置、送風ファン３の能力などに基づいて解析した気流の流れに基づいて適宜決定される。
【００５４】
これにより、ベルマウス５の突状部５ａが気流ＨＦ２の障壁となることを抑制し、気流ＨＦ２を効率的にベルマウス５の開口部に向かわせることができる。
【００５５】
以上のように、実施の形態１の冷却構造５０は、ダクト５２を配置することによって、
通風路ＡＰを通過する気流の流速の低下、及び通風路ＡＰに導入される気流の流量の減少を抑制している。この結果、ヒートシンク５１の放熱効果の低下を抑制することができる。
【００５６】
次に、実施の形態１の冷却構造５０の作用について説明する。
【００５７】
空気調和機に電力が供給されて冷凍サイクルが稼働すると、室外ユニット１００の電装基板３０に電源が供給される。すると、電装基板３０に実装された電源制御部品３３が、送風ファン３のモータなどの機器に通電する電源の制御を開始して発熱する。送風ファン３のモータに通電されると、送風ファン３が回転する。送風ファン３が回転すると、ファン室１２０内の空気がベルマウス５の開口部から排出される。
【００５８】
ファン室１２０内の空気が排出されると、筐体２００内部の圧力が外部に対して負圧となる。筐体２００内部の圧力が外部に対して負圧となると、背面パネル２０４及び側面パネル２０５に設けられた複数の吸気口から、ファン室１２０内に外気が取り込まれる。
【００５９】
ファン室１２０に取り込まれた外気は、ファン室１２０内で気流となり、熱交換器１０３の複数のフィンの間を通過する。熱交換器１０３の複数のフィンの間を通過する気流は、冷媒配管を流れる冷媒と熱交換を行う。空気調和機の冷房運転時には、冷媒が気流に熱を与えるため、熱交換器１０３を通過する気流の温度は外気の温度よりも高くなる。一方、空気調和機の暖房運転時には、冷媒が気流から熱を奪うため、熱交換器１０３を通過する気流の温度は外気の温度よりも低くなる。
【００６０】
ファン室１２０内で生成される気流のうち、主流ＭＦは、室外ユニット１００の背面側から正面側に向かって直線的にベルマウス５の開口部から排出される。一方、主流ＭＦ以外の支流ＳＦは、方向転換をしてベルマウス５の開口部から排出される。
【００６１】
支流ＳＦの一部は、ダクト５２に導かれてヒートシンク５１の通風路ＡＰに導入される。通風路ＡＰに導入された支流ＳＦの一部は、通風路ＡＰを直進して正面パネル２０３に衝突する気流ＨＦ１と、通風路ＡＰの中間から通風路ＡＰの外に流出する気流ＨＦ２となる。なお、気流ＨＦ１と気流ＨＦ２との流量の比率は、ヒートシンク５１と送風ファン３との位置関係などによって異なる。
【００６２】
気流ＨＦ１及び気流ＨＦ２は、通風路ＡＰを通過する際に、ヒートシンク５１の放熱フィン５１ｂから熱を奪う。温度が低下した放熱フィン５１ｂは、ヒートシンクベース板５１ａの熱を奪う。温度が低下したヒートシンクベース板５１ａは、ヒートシンクベース板５１ａに熱伝導グリスまたは熱伝導シートを介して接している電源制御部品３３の熱を奪う。これにより、電源制御部品３３の発熱が放熱される。
【００６３】
なお、実施の形態１の冷却構造５０は、ダクト５２の室外ユニット１００の背面側の端部のうち、側板と底板のみを室外ユニット１００の背面側、すなわち気流の上流側方向に延伸させていたが、ダクト５２の形状は、これに限るものではない。例えば、側板と底板のうちの一方のみを延伸させてもよい。さらに、ダクト５２が、天板及びヒートシンクサポート５５側の側板を有する場合には、ヒートシンク５１と送風ファン３などの周辺機器との位置関係に応じて、ダクト５２の天板、底板、両側板を適宜延伸させてもよい。
【００６４】
また、実施の形態１の冷却構造５０は、室外ユニット１００に１つの送風ファン３を備えていたが、送風ファン３の数はこれに限るものではない。例えば、送風ファン３は２個以上配置してもよい。この場合、ファン室１２０内に発生する気流に応じて、ダクト５２の＋Ｙ側の端部を適宜延伸させることにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
実施の形態２．
図７は、実施の形態２による冷却構造５０Ａを備えた室外ユニット１００Ａを、筐体２００の一部を透過させた状態で正面からみた斜視図である。図８は、図７の面Ｓ３に沿う室外ユニットの断面を上方からみた図である。図９は、図７の面Ｓ４に沿う室外ユニットの断面を、ファン室側からみた図である。図１０は、図７のＣ部を拡大して、背面側から見た図である。図１１は、図９のＤ部の拡大図である。
【００６６】
実施の形態２の冷却構造５０Ａは、ダクト５２Ａの室外ユニット１００の背面側の端部の形状が、実施の形態１の冷却構造５０とは異なる。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００６７】
図８から図１０に示すように、実施の形態２の冷却構造５０Ａにおけるダクト５２Ａは、室外ユニット１００の背面側、すなわち気流の上流側の端部に、延伸部５２ｅが設けられている。
【００６８】
延伸部５２ｅは、側板を、室外ユニット１００の背面側端部から４５度の角度で、横及び下方向の外向きに延伸させている。また、延伸部５２ｅは、底板を、室外ユニット１００の背面側端部から４５度の角度で、下及び横方向の外向きに延伸させている。すなわち、延伸部５２ｅの側板及び底板は、ヒートシンク５１から離れる、すなわち背面パネル２０４に向かうに従ってダクト５２Ａの開口部が大きくなる方向に延伸されている。
【００６９】
図１１は、図９のＤ部の拡大図を用いて、気流の流れを説明する図である。図１１に示すように、ダクト５２Ａに設けられた延伸部５２ｅは、ヒートシンク５１の通風路ＡＰに直線的に向かう支流ＳＦ１に加え、ヒートシンク５１の下部を流れる支流ＳＦ２を、通風路ＡＰに導いている。
【００７０】
また、図１１には示されていないが、ダクト５２Ａに設けられた延伸部５２ｅによって、ヒートシンク５１の通風路ＡＰの入口側となる室外ユニット１００の背面側に面する側において、機械室１１０側からファン室１２０側に向かって流れる気流も、通風路ＡＰに導かれる。
【００７１】
このように、実施の形態２の冷却構造５０Ａによれば、ダクト５２Ａに設けられた延伸部５２ｅによって、ヒートシンク５１の上流側を流れる気流を、より多く通風路ＡＰに導くことができる。これにより、通風路ＡＰを通過する気流の流量を増加させることができる。よって、ヒートシンク５１の放熱効果を向上させることができる。
【００７２】
なお、実施の形態２の冷却構造５０Ａは、延伸部５２ｅの側板及び底板の広がりの角度をそれぞれ室外ユニット１００の背面側の端部から４５度としていたが、側板及び底板の広がりの角度は、これに限るものではない。例えば、側板及び底板の広がりの角度は、室外ユニット１００の背面側の端部から４５度以上であってもよいし、４５度未満であってもよい。さらに、側板と底板の広がりの角度を異ならせてもよい。側板及び底板の広がりの角度は、ヒートシンク５１の周囲に発生する気流の方向、流量などに応じて、適宜決定する。
【００７３】
また、図１２に示す第１変形例のように、通風路ＡＰの出口と対面する正面パネル２０３の内壁に、整流板１０７を取り付けてもよい。
【００７４】
電気部品箱２０と天面パネル２０１との間には、隙間がある。支流ＳＦ３の一部は、この隙間を上流側から下流側側に流れる気流ＵＦとなる。気流ＵＦは、正面パネル２０３に衝突して、正面パネル２０３の内壁に沿って下降する。正面パネル２０３の内壁に沿って下降する気流ＵＦは、通風路ＡＰの出口付近に流入する。通風路ＡＰの出口付近に流入した気流ＵＦは、通風路ＡＰを通過して正面パネル２０３に衝突する気流ＨＦ１１に合流する。
【００７５】
整流板１０７がない場合には、図１１に示すように、気流ＨＦ１に合流した気流ＵＦは、ベルマウス５の突状部５ａに衝突して上方向に向きを変え、主流ＭＦに対して逆流する気流ＲＦとなる。そして、気流ＲＦは、通風路ＡＰの中間付近から通風路ＡＰの外に流出する気流ＨＦ２と衝突する。すると、通風路ＡＰから流出しようとする気流ＨＦ２の流速が低下する。この結果、通風路ＡＰ内を流れる気流の流量が減少し、ヒートシンク５１の放熱効果が低下する。
【００７６】
正面パネル２０３の内壁に取付けられる整流板１０７は、板金加工によって、鈍角に折り曲げられる。そして、整流板１０７は、ねじなどの締結部材、または溶接によって正面パネル２０３の内壁に取り付けられる。整流板１０７の折り曲げ部を鈍角にするのは、気流の速度低下を抑制するためである。なお、整流板１０７の折り曲げ部は、曲面状に形成してもよい。
【００７７】
図１２に示すように、整流板１０７は、折り曲げ部分が、正面パネル２０３の内壁から背面パネル２０４に向かって下向きに向かうように取り付けられる。このとき、整流板１０７の下側の端部は、ベルマウス５の突状部５ａの上側の端部に向かうように取り付けられる。
【００７８】
通風路ＡＰを通過する気流ＨＦ１１は、正面パネル２０３に取付けられた整流板１０７によって、ベルマウス５の開口部へと導かれる。これにより、気流ＲＦの発生が抑制され、気流ＨＦ２１は、気流ＲＦと衝突することなく、ベルマウス５の開口部へと向かう。この結果、ヒートシンク５１の放熱効果が向上する。
【００７９】
なお、整流板１０７の形状及び配置は、ヒートシンク５１とベルマウス５との位置関係によって、適宜変更可能である。
【００８０】
さらに、図１３及び図１４に示す第２変形例のように、ファン室１２０側に位置する電気部品箱２０の上に、気流ＵＦを遮る遮蔽部材として発泡樹脂部材１０５を配置してもよい。
【００８１】
発泡樹脂部材１０５は、図１３に示すように、電気部品箱２０の蓋２２の上面に、蓋２２の外周に沿って貼り付けられる。発泡樹脂部材１０５は、図１４に示すように、天面パネル２０１によって押圧され、圧縮される。そして、ファン室１２０内の電気部品箱２０と天面パネル２０１との間は、発泡樹脂部材１０５によって隙間なく遮蔽される。
【００８２】
支流ＳＦ３は、電気部品箱２０と天面パネル２０１との間に流入することができず、ダクト５２Ａの方に向かう。これにより、通風路ＡＰに導入される気流の流量が増加する。この結果、ヒートシンク５１の放熱効果がさらに向上する。
【００８３】
なお、遮蔽部材は、発泡樹脂部材１０５に限るものではなく、電気部品箱２０と天面パネル２０１との間の隙間を塞ぐことができれば、どのような部材であってもよい。
【００８４】
さらに、図１３では、発泡樹脂部材１０５を、蓋２２の上面の４辺に沿って取付けていたが、発泡樹脂部材１０５の配置はこれに限るものではない。例えば発泡樹脂部材１０５は、蓋２２の上面全体に貼り付けてもよいし、蓋２２の上面の室外ユニット１００の背面側、及び両側面側の辺のみに取付けてもよい。
【００８５】
以上、本発明の実施の形態１及び２について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく、これらの実施の形態に変形及び変更を加えることができることは当業者には明らかであろう。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって定義される。
【符号の説明】
【００８６】
３  送風ファン、５  ベルマウス、５ａ  突状部、７  圧縮機、７１  防振ゴム、８  リアクタ、２０  電気部品箱、２１  カバー、２２  蓋、３０  電装基板、３３  電源制御部品（発熱体）、５０，５０Ａ  冷却構造、５１  ヒートシンク、５１ａ  ヒートシンクベース板、５１ｂ  放熱フィン、５２，５２Ａ  ダクト、５２ｂ  下流側端部、５２ｅ  延伸部、５４  ヒートシンクホルダー、５５  ヒートシンクサポート、８１  コア、８２  コイル、１００，１００Ａ  室外ユニット、１０２  仕切り板、１０３  熱交換器、１０４  支持板、１０５  発泡樹脂部材、１０７  整流板、１１０  機械室、１２０  ファン室、２００  筐体、２０１  天面パネル、２０２  底面パネル、２０３  正面パネル、２０４  背面パネル、２０５，２０６  側面パネル。
【図１】
2019180777.tif 000003
【図２】
2019180777.tif 000004
【図３】
2019180777.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月10日(2018.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体に取り付けられるヒートシンクと、
前記ヒートシンクに取付けられて、前記ヒートシンクの周辺を流れる気流を前記ヒートシンクに導くダクトとを備えた冷却構造であって、
前記ヒートシンクは、前記気流を通過させる通風路を有し、
前記ダクトの一端側は、前記通風路の上流側に取り付けられ、
前記ダクトの他端側は、前記ヒートシンクを囲うように構成されて前記通風路の上流側端部から前記気流の上流側に延伸されている、冷却構造。
【請求項２】
前記ダクトの前記一端側は、
前記通風路の前記上流側端部から前記通風路の中間位置までの外周を覆っている、
請求項１に記載の冷却構造。
【請求項３】
前記ダクトの前記他端側を形成する面のうち、少なくとも１つの面は、他の面よりも前記気流の上流側に延伸されている、
請求項１または請求項２に記載の冷却構造。
【請求項４】
前記延伸されている面は、前記ダクトの角部を構成する２面である、
請求項３に記載の冷却構造。
【請求項５】
前記ダクトの前記他端側は、前記通風路の前記上流側端部から離れるに従って、外側に広がる方向に延伸されている、
請求項３または請求項４に記載の冷却構造。
【請求項６】
前記延伸されている面は、前記通風路の前記上流側端部から４５度の傾きで外側に広がっている、
請求項５に記載の冷却構造。
【請求項７】
前記ヒートシンクは、互いに離間して配置される複数の放熱フィンを有し、
前記通風路は、隣接する各前記放熱フィンの隙間によって形成される、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の冷却構造。
【請求項８】
前記発熱体、前記ヒートシンク及び前記ダクトが収容される筐体と、
前記気流を生成する送風ファンとをさらに備え、
前記筐体は、吸気口と排気口とを有し、
前記排気口の周縁部分は、前記筐体の内部に向かって突出する環状の突状部を有し、
前記ダクトの前記一端側の端部は、前記突状部の端部よりも、前記気流の上流側に配置される、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の冷却構造。
【請求項９】
前記ダクトの前記一端側の端部は、前記突状部の端部の最上部よりも上方に位置する、
請求項８に記載の冷却構造。
【請求項１０】
前記通風路から流出する気流を、前記排気口に向けて案内する整流板を有し、
前記整流板は、前記通風路の下流側端部と対面する前記筐体の内壁に取付けられる、
請求項８または請求項９に記載の冷却構造。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の冷却構造を有する、
冷却構造を備えた室外ユニット。
【請求項１２】
請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の冷却構造と、
前記筐体を、圧縮機などが配置される機械室と、前記送風ファンが配置されるファン室とに分ける仕切り板と、
電装基板が収容される電気部品箱と、
気流を遮る遮蔽部材とを備え、
前記電気部品箱は、前記仕切り板の上部で、前記機械室と前記ファン室とにまたがって配置され、
前記電気部品箱に収容される前記電装基板の、前記ファン室の側の領域には、前記発熱体としての電子部品が実装されており、
前記ヒートシンクは、前記電子部品に取付けられており、
前記遮蔽部材は、前記電気部品箱の上部と、前記筐体の天面を構成する天面パネルの内壁との間に配置される、
冷却構造を備えた室外ユニット。
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月29日(2018.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体に取り付けられるヒートシンクと、
前記ヒートシンクに取付けられて、前記ヒートシンクの周辺を流れる気流を前記ヒートシンクに導くダクトとを備えた冷却構造であって、
前記ヒートシンクは、前記気流を通過させる通風路を有し、
前記ダクトの一端側は、前記通風路の上流側に取り付けられ、
前記ダクトの他端側は、前記ヒートシンクの前記通風路の入口の周囲を囲うように、前記ヒートシンクの前記通風路の上流側端部よりも上流側に延伸されている、冷却構造。
【請求項２】
前記ヒートシンクは、一定の間隔で配置された複数の放熱フィンを有し、
前記通風路は、隣接する各前記放熱フィンの隙間によって形成されており、
前記ダクトの他端側を前記通風路の上流側端部よりも上流側に延伸させる長さは、前記間隔よりも長い、請求項１に記載の冷却構造。
【請求項３】
前記ダクトの前記一端側は、
前記通風路の前記上流側端部から前記通風路の中間位置までの外周を覆っている、
請求項１または請求項２に記載の冷却構造。
【請求項４】
前記ダクトの前記他端側を形成する面のうち、少なくとも１つの面は、他の面よりも前記気流の上流側に延伸されている、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷却構造。
【請求項５】
前記延伸されている面は、前記ダクトの角部を構成する２面であり、かつ前記通風路の断面を構成する２つの辺から延伸している、
請求項４に記載の冷却構造。
【請求項６】
前記ダクトの前記他端側は、前記通風路の前記上流側端部から離れるに従って、外側に広がる方向に延伸されている、
請求項４または請求項５に記載の冷却構造。
【請求項７】
前記延伸されている面は、前記通風路の前記上流側端部から４５度の傾きで外側に広がっている、
請求項６に記載の冷却構造。
【請求項８】
前記発熱体、前記ヒートシンク及び前記ダクトが収容される筐体と、
前記気流を生成する送風ファンとをさらに備え、
前記筐体は、吸気口と排気口とを有し、
前記排気口の周縁部分は、前記筐体の内部に向かって突出する環状の突状部を有し、
前記ダクトの前記一端側の端部は、前記突状部の端部よりも、前記気流の上流側に配置される、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の冷却構造。
【請求項９】
前記ダクトの前記一端側の端部は、前記突状部の端部の最上部よりも上方に位置する、
請求項８に記載の冷却構造。
【請求項１０】
前記通風路から流出する気流を、前記排気口に向けて案内する整流板を有し、
前記整流板は、前記通風路の下流側端部と対面する前記筐体の内壁に取付けられる、
請求項８または請求項９に記載の冷却構造。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の冷却構造を有する、
冷却構造を備えた室外ユニット。
【請求項１２】
請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の冷却構造と、
前記筐体を、圧縮機などが配置される機械室と、前記送風ファンが配置されるファン室とに分ける仕切り板と、
電装基板が収容される電気部品箱と、
気流を遮る遮蔽部材とを備え、
前記電気部品箱は、前記仕切り板の上部で、前記機械室と前記ファン室とにまたがって配置され、
前記電気部品箱に収容される前記電装基板の、前記ファン室の側の領域には、前記発熱体としての電子部品が実装されており、
前記ヒートシンクは、前記電子部品に取付けられており、
前記遮蔽部材は、前記電気部品箱の上部と、前記筐体の天面を構成する天面パネルの内壁との間に配置される、
冷却構造を備えた室外ユニット。
【国際調査報告】
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2019180777.tif 000018
2019180777.tif 000019
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