(57)【要約】【課題】冷凍装置の冷媒配管の腐食を抑制して損傷を防止できる複合管、冷凍装置、及び複合管の製造方法を提供する。【解決手段】金属製の冷媒配管１０と、冷媒配管１０と同種の金属により形成されて冷媒配管１０の管壁が一方の面に接合された板状の接合部２８と、接合部２８の他方の面に接触する表面２６ｃ、及び、表面２６ｃとは反対側に設けられて発熱部品２５に接触する裏面２６ｄ、を有する金属製の冷却体２６と、を備えている。また、接合部２８の一方の面に冷媒配管１０がろう付けにより接合されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の冷媒配管と、
前記冷媒配管と同種の金属により形成されて前記冷媒配管の管壁が一方の面に接合された板状の接合部と、
前記接合部の他方の面に接触する表面、及び、前記表面とは反対側に設けられて発熱部品に接触する裏面、を有する金属製の冷却体と、
を備える複合管。
【請求項２】
前記接合部の一方の面に前記冷媒配管がろう付けにより接合されている請求項１に記載の複合管。
【請求項３】
前記接合部は前記冷却体にネジ止めされている請求項１又は２に記載の複合管。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の複合管と、
前記冷却体の前記裏面が接触するように設けられた回路基板に実装された発熱部品と、
を備える冷凍装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一項に記載の複合管の製造方法であって、
前記冷媒配管の管壁を、冷媒配管と同種の金属により形成された接合部の一方の面に接合する工程と、
前記冷却体を、前記接合部の他方の面に当接させて接触させる工程と、
を備えている複合管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合管、冷凍装置、及び複合管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷媒が流動する銅管を支持させた冷却ジャケットを発熱部品に装着することで、基板ユニットの発熱部品を冷却する装置が知られている。このような装置では冷却ジャケットと配管との間に伝熱シートを介在させて、冷却ジャケットと配管との間の熱抵抗を低減していた。
このような伝熱シートは特許文献１に開示されており、特許文献１の発明では、シート保持部に伝熱シートを保持させることで伝熱シートの位置ずれや破損等を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２３３０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されているような発熱部品を冷却する装置では、銅管等の冷媒配管が腐食により損傷し、損傷が顕著な場合には冷媒が漏洩するようなリスクが存在する。即ち、冷媒配管と冷却ジャケットとが異種金属により形成されている場合に、冷媒配管の管壁と冷却ジャケットとが直接接触する部位が存在し、かつこの位置に水分が存在すると、異種金属接触腐食による冷媒配管の損傷が生じ易い。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、腐食を抑制できる複合管、冷凍装置、及び複合管の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一の態様による複合管は、金属製の冷媒配管と、前記冷媒配管と同種の金属により形成されて前記冷媒配管の管壁が一方の面に接合された板状の接合部と、前記接合部の他方の面に接触する表面、及び、前記表面とは反対側に設けられて発熱部品に接触する裏面、を有する金属製の冷却体と、を備えている。
【０００７】
この構成によれば、金属製の冷媒配管の管壁が、同種の金属により形成された接合部の一方の面に接合され、接合部の他方の面が金属製の冷却体に接触している。そのため冷媒配管の管壁が直接冷却体に接触することがない。
また異種金属からなる接合部と冷却体とが直接接触したとしても、接合部と冷却体との間でのみ異種金属接触腐食を生じ、腐食が冷媒配管には及ばない。そのため冷却体がどのような金属により形成されていたとしても冷媒配管が異種金属接触腐食を生じることを抑制できる。
【０００８】
本発明の第二の態様の複合管によれば、上記第一の態様において、前記接合部の一方の面に前記冷媒配管がろう付けにより接合されていてもよい。
【０００９】
この構成によれば、接合部と冷媒配管とがろう付けにより接合されているので、接合部の一方の面と冷媒配管との対向部分が同種金属のろうを介して緻密に接合されることになる。そのため接合部の一方の面と冷媒配管との間の十分な熱伝導性を確保しつつ、これらの間で腐食が生じることを回避できる。
また板状の接合部と冷却体とが接触して取付けられている。よって接合部と冷却体との接触面積を増大させることができる。そのため冷媒配管と冷却体との間の十分な熱伝導性を確保することが可能である。よって接合部と冷却体との間に伝熱シートやグリス等の伝熱促進部材を必ずしも設ける必要がなくなる。
【００１０】
本発明の第三の態様の複合管によれば、上記第一又は第二の態様において、前記接合部は前記冷却体にネジ止めされていてもよい。
【００１１】
このような構成によって冷却体と接合部との接触状態をさらに良好なものにできる。
【００１２】
本発明の第四の態様の冷凍装置によれば、上記第一から第三の態様において、前記冷却体の前記裏面が接触するように設けられた回路基板に実装された発熱部品と、を備えていてもよい。
【００１３】
この構成によれば、この構成によれば、腐食が冷媒配管に及ぶことを抑制しつつ、冷却体によって発熱部品の冷却が可能となる。
【００１４】
本発明の第五の態様の複合管の製造方法は、上記第一から第三の態様における複合管を設置する方法であって、前記冷媒配管の管壁を、冷媒配管と同種の金属により形成された接合部の一方の面に接合する工程と、前記冷却体を、前記接合部の他方の面に当接させて接触させる工程と、を備えている。
【００１５】
この構成によれば、腐食が冷媒配管に及ぶことを抑制しつつ、冷却体によって発熱部品の冷却が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、冷媒配管の腐食を抑制して損傷を防止できる複合管、冷凍装置、及び複合管の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態における空気調和機の冷媒回路図である。
【図２】（ａ）は本発明の第実施形態における空気調和機のコントローラの一部分解斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第実施形態における空気調和機の要部の断面図である。
【図４】本発明の第実施形態における空気調和機の複合管及び発熱部品を簡略化して示す断面図である。
【図５】本発明の第実施形態における空気調和機の複合管の製造方法を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態の空気調和機（冷凍装置）１について説明する。
図１に示す空気調和機１は、圧縮機２、四方切換弁３、室外ファン４、室外熱交換器５、電子膨張弁（ＥＥＶ）６、室内ファン７、室内熱交換器８、およびアキュムレータ９を主に備え、これらの機器間が冷媒配管１０によって接続されることで、閉サイクルの冷凍サイクル１１が構成されている。またこれらの構成物品の内、圧縮機２、四方切換弁３、室外ファン４、室外熱交換器５、電子膨張弁（ＥＥＶ）６、及びアキュムレータ９は室外機の筐体２３内に収容され、室内ファン７及び室内熱交換器８は室内機の筐体（不図示）に収容されている。
【００１９】
圧縮機２は、冷媒を圧縮する機器である。
四方切換弁３は、冷媒の循環方向を切り替える機器である。
室外熱交換器５は、冷媒と室外ファン４からの外気とを熱交換させる機器である。
電子膨張弁（ＥＥＶ）６は、冷媒を断熱膨張させる機器である。
室内熱交換器８は、冷媒と室内ファン７からの室内空気とを熱交換させる機器である。
アキュムレータ９は、蒸発器で蒸発し切れなかった冷媒の液相を分離し、液相が圧縮機２に流入するのを防止する機器である。
【００２０】
さらに、空気調和機１は、リモコン等の操作部からの運転指令に基づいて空気調和機１の運転を制御するコントローラ１２をさらに備える。コントローラ１２は室外機の筐体２３に収容される。
コントローラ１２は、例えば、圧縮機２の回転数を制御するインバータを搭載するとともに、運転モードに応じて四方切換弁３を切り換え、さらに室外ファン４、室内ファン７の回転数、電子膨張弁６の開度等を制御する機能を備える。
【００２１】
ここで、図２（ａ））、及び図２（ｂ）に示すように、筐体２３は内部に基板収容部１４を有している。基板収容部１４にはコントローラ１２が取付けられる。基板収容部１４は、室外機の筐体２３内に筐体２３の手前側の内面と、奥側の内面と間隔をあけて配置されている。ここで手前側とは室外機が設置された際の正面側を意味し、奥側とは室外機が設置された際の裏面側を示す。
コントローラ１２は、基板収容部１４に取付けられる基板２１（回路基板）を備える。本実施形態では、基板２１の表面２１ａが手前側に向けて配置され、基板２１の背面２１ｂが奥側に向けて配置されている。
【００２２】
基板２１には、インバータを構成するアクティブコンバータ、ダイオードモジュール、パワートランジスタ等の各種電子部品が含まれている。これら各種の電子部品の一部は基板２１の表面２１ａに実装されている。また、基板２１の背面２１ｂには、上記電子部品のうちの発熱部品２５が実装されている。
【００２３】
図３に示すように冷媒配管１０のうち、電子膨張弁６と室内熱交換器８との間に設けられた部位１０Ａが基板２１の背面２１ｂ側であって、筐体２３内の基板収容部１４の奥側に配置されている。この部位１０Ａでは、図２（ａ）に示すように冷媒配管１０がＵ字状に形成されることで一対の管状部１０Ｂが設けられている。これにより、冷媒配管１０は一対の管状部１０Ｂと、これら管状部１０Ｂ同士の間にわたって配置されてこれら管状部１０Ｂを支持する接合部２８と、を有している。
【００２４】
一対の管状部１０Ｂは筐体２３の奥行方向（手前側から奥側に向かう方向）に対して、傾斜する方向に並んで配置されている。より詳しくは、一方の管状部１０Ｂに対して、他方の管状部１０Ｂは、筐体内の奥側であって、筐体２３の幅方向の端面である側面２４の側に配置されている。
【００２５】
接合部２８は管状部１０Ｂと同種の材料で板状に形成され、一対の管状部１０Ｂが並ぶ方向に沿って、管状部１０Ｂに対応して斜めに傾斜して設けられている。冷媒配管１０の一対の管状部１０Ｂがそれぞれ接合部２８にろう付け等により接合されている。また接合部２８は、管状部１０Ｂ同士の間で管状部１０Ｂ側に凸となって管状部１０Ｂ同士の間に嵌り込んでいる。
この冷媒配管１０の管状部１０Ｂは、接合部２８の下方で基板収容部１４から背面側に突出して設けられた上面視略三角形状のブラケット２９の傾斜面と、この傾斜面に対向した挟持片３０と、により所定位置及び向きで挟持されている。
【００２６】
ここで筐体２３内には基板２１の背面２１ｂ側には、一対の管状部１０Ｂとコントローラ１２の発熱部品２５とに接するように金属（アルミニウム等の熱伝導性のよい金属）の冷却ブロック（冷却体）２６が設けられている。
冷却ブロック２６は、冷媒配管１０に取付けられる第１ブロック２６ａと、発熱部品２５に取付けられる第２ブロック２６ｂと、第１ブロック２６ａと第２ブロック２６ｂとを伝熱可能に接触させて装着するブロック着脱ネジ３１と、を有している。
【００２７】
第１ブロック２６ａは、接合部２８の傾斜方向に沿って、基板２１の背面２１ｂに対して斜めに設けられて冷媒配管１０の管状部１０Ｂに取付けられる冷媒配管取付面（表面）２６ｃと、第２ブロック２６ｂと当接する対向当接面２６ｅと、接合部２８を冷媒配管取付面２６ｃに着脱可能に取付ける冷媒配管着脱ネジ３２と、を有している。
【００２８】
冷媒配管取付面２６ｃは冷媒配管１０の接合部２８に対応した形状を有している。即ち、管状部１０Ｂ同士の間で側面２４に向かって凸となる形状をなしている。
対向当接面２６ｅは、本実施形態では接合部２８から基板２１の背面２１ｂに向かって凸となる曲面状をなしているが、単なる平面であってもよいし、上方から見て階段状に形成されていてもよい。また、対向当接面２６ｅには筐体２３の幅方向に突出する位置決め突起２６ｇが設けられている。位置決め突起２６ｇは対向当接面２６ｅにおける基板２１から離れる端部寄りの位置に設けられている。
【００２９】
第２ブロック２６ｂは、発熱部品２５が取付けられる二つの発熱部品取付面（裏面）２６ｄと、第１ブロック２６ａの対向当接面２６ｅに当接する対向当接面２６ｆとを有している。
【００３０】
二つの発熱部品取付面２６ｄの一方（面２６ｄ１）は、基板２１の背面２１ｂを向き、他方（面２６ｄ２）は筐体２３の幅方向を向く。即ち、二つの発熱部品取付面２６ｄは、基板２１に沿う方向と基板２１から立上がる方向とに設けられている。ここで、基板収容部１４には、開口部１４ａが設けられ、開口部１４ａを通じて基板２１の背面２１ｂの発熱部品２５が基板収容部１４の奥側に突出している。そして、基板２１に沿って配置されて基板２１に実装された発熱部品２５と、基板２１から立上がって配置されて基板２１に実装された発熱部品２５とのそれぞれが、各発熱部品取付面２６ｄに不図示の取付ネジ等により取付けられている。
【００３１】
対向当接面２６ｆは、対向当接面２６ｅに沿った形状をなしている。即ち、本実施形態では、基板２１の背面２１ｂに向かって凹となる曲面状をなしている。これにより対向当接面２６ｆと対向当接面２６ｅとが面接触するようになっている。また対向当接面２６ｆと対向当接面２６ｅとが面接触した際には、第２ブロック２６ｂにおける基板２１から離れる側の端部が位置決め突起２６ｇに当接するようになっている。
【００３２】
ブロック着脱ネジ３１は、基板２１を貫通する着脱用貫通孔２７に対応する位置に配置されている。ブロック着脱ネジ３１の頭部３１ａは、基板２１の表面２１ａに露出している。ブロック着脱ネジ３１が、第２ブロック２６ｂを貫通して第１ブロック２６ａに螺合することで、第２ブロック２６ｂと第１ブロック２６ａとを対向当接面２６ｆ、２６ｅ同士が接触した状態で固定している。これによりブロック着脱ネジ３１は、基板２１の表面２１ａ側から基板２１の着脱用貫通孔２７を通過可能となるように頭部３１ａが着脱用貫通孔２７より小さく形成されている。これにより基板２１の表面２１ａ側からブロック着脱ネジ３１を操作可能であり、第１ブロック２６ａと第２ブロック２６ｂとが着脱可能になっている。
【００３３】
次に図４を参照して、接合部２８について詳述する。
接合部２８は上記の通り板状に形成された金属部材である。接合部２８の形状は特に限定されるものではないが、例えば０．５ｍｍ〜１０ｍｍの板厚の平板形状のものを使用可能である。また接合部２８は冷媒配管１０と同種の金属からなり、例えば冷媒配管１０が銅管からなる場合、銅又は銅基合金からなるのがよい。
接合部２８の一方の面には、冷媒配管１０の管壁がろう付けにより接合されている。ろう３４は冷媒配管１０と同種の金属の合金からなるのが好ましい。例えば冷媒配管１０が銅管からなる場合には銅ろうによりろう付けされるのがよい。
ろう付けは、冷媒配管１０を接合部２８に沿って配置した状態で軸方向と直交する左右両側において施されており、冷媒配管１０（管状部１０Ｂ）と接合部２８との対向部分の略全長にわたり連続して形成されている。
板状の接合部２８の他方の面は、第１ブロック２６ａの冷媒配管取付面（表面）２６ｃに接触している。
【００３４】
このようにして形成された、冷媒配管１０の一部である管状部１０Ｂと、接合部２８と、冷却ブロック２６とを備える部材を複合管２２とする。
【００３５】
次に、このような複合管２２の製造方法について説明する。
まず冷媒配管１０冷媒配管１０の管壁を板状の接合部２８の一方の面にろう付けにより接合する。ろう付けは接合部２８の延在方向の全域にわたって連続的に行ってもよいし、間隔をあけて行ってもよい。
その後、図５に示すように予め形成された第１ブロック２６ａの冷媒配管取付面２６ｃを、接合部２８の他方の面に当接させて伝熱可能に接触させる。これにより複合管２２が製造される。
【００３６】
以上説明した本実施形態の空気調和機１によれば、金属製の冷媒配管１０の管壁が、同種金属により形成された接合部２８の一方の面に接合され、接合部２８の他方の面が冷却ブロック２６に積層されている。そのため冷媒配管１０の管壁が直接冷却ブロック２６に接触することがない。
【００３７】
よって異種金属からなる接合部２８と冷却ブロック２６とが直接接触したとしても、接合部２８と冷却ブロック２６に異種金属接触腐食を生じ、冷媒配管１０には異種金属接触腐食は生じない。そのため冷却ブロック２６がどのような金属により形成されていたとしても、冷媒配管１０が異種金属接触腐食を生じることを抑制できる。
従って使用時に冷媒配管１０が腐食により損傷して冷媒が流出するようなことを抑制でき、冷媒配管１０の耐久性を向上することが可能である。
また接合部２８が腐食した場合でも、接合部２８を取り換えることで冷媒配管１０まで腐食が進行することを回避できる。
【００３８】
本実施形態の複合管２２によれば、接合部２８と冷媒配管１０とがろう付けにより接合されているので、接合部２８の一方の面と冷媒配管１０との対向部分がろう３４を介して緻密に接合される。そのため接合部２８の一方の面と冷媒配管１０との間の十分な熱伝導性を確保し易い。
【００３９】
また板状の接合部２８と冷却ブロック２６とが接触して取付けられているので、接合部２８と冷却ブロック２６との接触面積を増大させることができる。そのため冷媒配管１０と冷却ブロック２６との間の十分な熱伝導性を確保することが可能である。そのため冷媒配管１０と冷却ブロック２６との間の十分な熱伝導性を確保することが可能である。よって接合部２８と冷却ブロック２６との間に伝熱シートやグリス等の伝熱促進部材を必ずしも設ける必要がなくなる。
【００４０】
さらに、接合部２８を冷媒配管取付面２６ｃに冷媒配管着脱ネジ３２によってネジ止めで固定しているため、冷却ブロック２６と接合部２８との接触状態をさらに良好なものにできる。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００４２】
例えば冷却ブロック２６に接触配置される冷媒配管１０の部位は、電子膨張弁６と室内熱交換器８との間の部位１０Ａに限定される必要はなく、コントローラ１２上に設けられている発熱部品２５を冷却できる温度に保たれる冷媒配管１０の他の部位でもよい。例えば、電子膨張弁６と室外熱交換器５との間の部位でもよい。即ち、上記の複合管２２を、冷凍サイクル１１における様々な部位に適用可能である。
【００４３】
また、上記は冷凍装置の一例として空気調和機１について説明したが、冷凍サイクルを有する他の冷凍装置に上記の構成を適用してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１…空気調和機
２…圧縮機
３…四方切換弁
４…室外ファン
５…室外熱交換器
６…電子膨張弁
７…室内ファン
８…室内熱交換器
９…アキュムレータ
１０…冷媒配管
１０Ａ…部位
１０Ｂ…管状部
１２…コントローラ
１３…室外機
１４…基板収容部
１４ａ…開口部
２１…基板（回路基板）
２１ａ…表面
２１ｂ…背面
２２…複合管
２３…筐体
２４…側面
２５…発熱部品
２６…冷却ブロック（冷却体）
２６ａ…第１ブロック
２６ｂ…第２ブロック
２６ｃ…冷媒配管取付面（表面）
２６ｄ（２６ｄ１、２６ｄ２）…発熱部品取付面（裏面）
２６ｅ…対向当接面
２６ｆ…対向当接面
２７…着脱用貫通孔
２８…接合部
２９…ブラケット
２９ａ…傾斜面
３０…挟持片
３１…ブロック着脱ネジ
３１ａ…頭部
３２…冷媒配管着脱ネジ
３４…ろう
【図１】
2019011929.tif 000003
【図２】
2019011929.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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