(57)【要約】【課題】室外機の熱交換効率を低下させることなく更なる小型化を図ることができる空気調和機の電装品箱を得る。【解決手段】ノイズフィルタ基板２へ実装される第１の回路部品２０ａと、制御基板３へ実装される第２の回路部品２２ａと、インバータ基板４へ実装される動作温度が高い第３の回路部品２１ａとを備え、第１〜第３の各基板ホルダ９１〜９３は、ノイズフィルタ基板２の部品面と制御基板３の部品面とインバータ基板４のハンダ面とを互いに電気的絶縁を保ちながら対向もしくは内側にして三角柱状に形成される。【選択図】図３
2013194925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機および室内機を備えた空気調和機の電装品箱であって、
前記室外機は、  ３つの回路基板に分割でき、かつ、共通構造の基板と、
前記基板に設けられる第１の回路基板へ実装される第１の回路部品と、
前記基板に設けられる第２の回路基板へ実装される第２の回路部品と、
前記基板に設けられる第３の回路基板へ実装される前記第１の回路部品および前記第２の回路部品より動作温度が高い第３の回路部品と、
前記基板から分割された前記第１の回路基板を保持する第１の基板ホルダと、
前記基板から分割された前記第２の回路基板を保持する第２の基板ホルダと、
前記基板から分割された前記第３の回路基板を保持する第３の基板ホルダと、
を備え、
前記第１〜第３の各回路部品は、前記基板の分割部の境界を互いに配線で接続され、
前記第１〜第３の各基板ホルダは、前記第１の回路基板の部品面と前記第２の回路基板の部品面と前記第３の回路基板のハンダ面とを互いに電気的絶縁を保ちながら対向もしくは内側にして三角柱状に形成され、
前記三角柱状に形成された第３の基板ホルダの外側には、前記第３の回路部品に熱的に接続される放熱部材が設置されることを特徴とする空気調和機の電装品箱。
【請求項２】
前記三角柱状に形成された前記第１〜第３の各基板ホルダの内側の空間には、一端が前記第１の回路基板に接続され他端が前記第３の回路基板に接続されるリアクトルが配設されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の電装品箱。
【請求項３】
前記配線は、ジャンパ線であることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機の電装品箱。
【請求項４】
前記配線は、前記第１〜第３の各回路基板の部品面に接続されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の空気調和機の電装品箱。
【請求項５】
前記室外機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と外気との熱交換を実施する熱交換器と、この熱交換器に外気を送り込む送風機と、室外機の送風室と圧縮機とを隔てる仕切板とを有し、
前記三角柱状に形成された前記第１〜第３の各基板ホルダは、前記仕切板の天面と前記室外機の上面との間の空間において、前記放熱部材が前記送風室側に位置するように設置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の空気調和機の電装品箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の電装品箱に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室外機には、圧縮機、熱交換器、送風機、および送風機を駆動する電動機などが設置され、さらに圧縮機および電動機などの駆動制御用の回路基板を収納する電装品箱が設置されている。この基板には、インバータなどの発熱温度が比較的高い半導体デバイス、ノイズフィルタ回路などの発熱温度が比較的低い半導体デバイスなどが設けられている。
【０００３】
このように構成された電装品箱では、空気調和機の冷暖房能力や空気調和機に接続される室内機の台数に比例して回路が複雑化し、基板面積が増加する傾向がある。一方、電装品箱は、熱交換効率を向上させるため、熱熱交換器に通流する風を阻害することがないように小型化が要請されている。
【０００４】
例えば下記特許文献１に記される従来の電装品箱は、発熱部品が実装される第１の制御基板と、発熱部品以外の部品が実装される第２の制御基板と、圧縮機と送風機との間を仕切る板状の仕切板の上端と室外機の上面との間に介在して第１の制御基板を保持する第１の基板ホルダと、圧縮機の上部空間において第１の基板ホルダと一体的に形成され第２の制御基板を保持する第２の基板ホルダと、仕切板の送風ファン側の空間において第１の制御基板に設けられた放熱フィンとを有して構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２６１５０８号公報（第１図、第３図など）
【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、上記特許文献１に示される電装品箱では、第１の基板ホルダが仕切板の圧縮機側の空間と送風ファン側の空間とを跨ぐように配置されている。そのため、仕切板の送風ファン側に突出する第１の基板ホルダが熱熱交換器に通流する風を阻害する要素になる。さらに、第１の基板に実装される発熱部品が圧縮機側の空間に位置するため、仕切板の位置が制約されて仕切板と圧縮機との間の空間を広くなる。従って、送風ファン側の空間が相対的に狭くなり熱交換効率の低下を招くこととなり、あるいは熱交換効率の低下を回避するため室外機を大きくしなければならず、室外機の熱交換効率を低下させることなく更なる小型化を図るというニーズに対応することができないという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、室外機の熱交換効率を低下させることなく更なる小型化を図ることができる空気調和機の電装品箱を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、３つの回路基板に分割でき、かつ、共通構造の基板と、前記基板に設けられる第１の回路基板へ実装される第１の回路部品と、前記基板に設けられる第２の回路基板へ実装される第２の回路部品と、前記基板に設けられる第３の回路基板へ実装される前記第１の回路部品および前記第２の回路部品より動作温度が高い第３の回路部品と、前記基板から分割された前記第１の回路基板を保持する第１の基板ホルダと、前記基板から分割された前記第２の回路基板を保持する第２の基板ホルダと、前記基板から分割された前記第３の回路基板を保持する第３の基板ホルダと、を備え、前記第１〜第３の各回路部品は、前記基板の分割部の境界を互いに配線で接続され、前記第１〜第３の各基板ホルダは、前記第１の回路基板の部品面と前記第２の回路基板の部品面と前記第３の回路基板のハンダ面とを互いに電気的絶縁を保ちながら対向もしくは内側にして三角柱状に形成され、前記三角柱状に形成された第３の基板ホルダの外側には、前記第３の回路部品に熱的に接続される放熱部材が設置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、３つの基板に分割可能な基板を三角柱状に形成して室外機の内部に設置するようにしたので、室外機の熱交換効率を低下させることなく更なる小型化を図ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる電装品箱内の基板に実装される回路ブロック図である。
【図２】図２は、基板の構造を模式的に示す図である。
【図３】図３は、電装品箱の構造を模式的に示す図である。
【図４】図４は、電装品箱を搭載した室外機の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる空気調和機の電装品箱の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる電装品箱１内の基板１７に実装される回路ブロック図であり、図２は、基板１７の構造を模式的に示す図であり、図３は、電装品箱１の構造を模式的に示す図であり、図４は、電装品箱１を搭載した室外機１２の構成図である。
【００１３】
図１に示される基板１７は、図４に示される送風機１４の電動機２３や圧縮機１３などを駆動する回路群を実装するための基板であり、基板１７にはノイズフィルタ回路２０、インバータ回路２１、および制御回路２２の３つの回路が形成されている。インバータ回路２１は、例えばＩＧＢＴや帰還ダイオードなどで構成された電力変換部を成すものであり、その動作温度が比較的高い値（例えば１００℃以上）を示す回路である。制御回路２２は、例えばインバータ回路２１をＰＷＭ駆動する駆動信号を生成するＰＷＭ信号生成部を成すものであり、その動作温度がインバータ回路２１よりも低い値を示す回路である。ノイズフィルタ回路２０は、交流の電源１９に含まれるノイズを除去するためのコンデンサやコイル等で構成され、その動作温度がインバータ回路２１よりも低い値を示す回路である。
【００１４】
ノイズフィルタ回路２０には交流の電源１９が接続され、ノイズフィルタ回路２０でノイズが除去された電源１９は、ノイズフィルタ回路２０とインバータ回路２１との間に接続されるリアクトル１１を介してインバータ回路２１へ供給される。インバータ回路２１は、制御回路２２で制御されることによって、インバータ回路２１内のコンバータ部（図示せず）で交流の電源１９が直流に変換され、インバータ回路２１のインバータ部（図示せず）でこの直流が所望周波数の交流に変換される。インバータ回路２１で変換された電源は、後述する圧縮機１３に内蔵される電動機（図示せず）へ供給される。また、ノイズフィルタ回路２０からの交流の電源１９は、制御回路２２にも供給され、制御回路２２に供給された電源１９はさらに室内機１８へ供給される。
【００１５】
図２には基板１７の製造時の状態が示され、基板１７はノイズフィルタ基板２、制御基板３、およびインバータ基板４から成る。
【００１６】
ノイズフィルタ基板２および制御基板３の間には基板１７の製造後に各基板を切り離すためのＶ字型の溝（Ｖカット５ａ）が形成され、制御基板３およびインバータ基板４の間にも同様のＶカット５ｂが形成されている。なお、各基板を切り離すための構造は、Ｖ字型の溝に限定されず、基板１７に強度的に劣る部分を形成して各基板を分離可能な構造とすればよく、例えば簡易的なミシン目やスリットを設けるようにしてもよい。
【００１７】
ノイズフィルタ基板２の部品面１７ａにはリアクトル１１の一端に接続されるコネクタ７ａが設けられている。同様に、インバータ基板４の部品面１７ａにはリアクトル１１の他端に接続されるコネクタ７ｂが設けられている。
【００１８】
ノイズフィルタ基板２および制御基板３の部品面１７ａには、これらの基板間に形成されたＶカット５ａを跨ぐように形成され、かつ、これらの基板を電気的に接続するジャンパ線６ａがハンダ付けで接続されている。同様に、制御基板３およびインバータ基板４の部品面１７ａには、これらの基板間に形成されたＶカット５ｂを跨ぐように形成され、かつ、これらの基板を電気的に接続するジャンパ線６ｂがハンダ付けで接続されている。
【００１９】
このようにジャンパ線６ａ、６ｂで各基板間を接続することによって、各基板がＶカット５ａ、５ｂで分割された後でも、基板間が電気的に接続された状態となる。また、ジャンパ線６ａ、６ｂをハンダ付けで基板へ接続することによって、コネクタ式の配線を用いた場合に想定される誤配線や、コネクタ挿抜時に生じるハンダ付け部への応力によるハンダクラック等の接触不良を防止することができる。
【００２０】
また、基板１７の部品面１７ａにジャンパ線６ａ、６ｂを接続することにより、後述する保持面９１ｂ、９２ｂ、９３ｂが三角柱状に配置されたとき、ジャンパ線６ａ、６ｂの付け部におけるハンダクラック等の接触不良を防止することができる。
【００２１】
ノイズフィルタ基板２の部品面１７ａにはノイズフィルタ回路２０を構成する第１の回路部品２０ａが実装されている。第１の回路部品２０ａは、例えばコンデンサやコイル等の背の高い部品で構成されている。制御基板３の部品面１７ａには、制御回路２２を構成する第２の回路部品２２ａが実装されている。インバータ基板４のハンダ面１７ｂには、インバータ回路２１を構成する第３の回路部品２１ａが実装されている。第３の回路部品２１ａは、上述したように動作温度が比較的高いため、第３の回路部品２１ａの反基板側面２１ｂには放熱フィン１０が設けられている。
【００２２】
図３には、Ｖカット５ａ、５ｂの部分で折り曲げられたノイズフィルタ基板２、制御基板３、およびインバータ基板４をそれぞれ保持する凹状に形成された保持面９１ｂ、９２ｂ、９３ｂを有する第１の基板ホルダ９３、第２の基板ホルダ９２、第３の基板ホルダ９１が示されている。第１〜第３の基板ホルダ９３、９２、９１は、各保持面９１ｂ〜９３ｂが互いに対向し全体として三角柱を成すように配置される。
【００２３】
図３に示すように、インバータ基板４は、第３の回路部品２１ａの反基板側面２１ｂが開口部９１ｃを介して第３の基板ホルダ９１の反基板側面９１ａへ露出するように、第３の基板ホルダ９１の保持面９１ｂに配置される。インバータ基板４が第３の基板ホルダ９１に配設されたとき、放熱フィン１０が、第３の基板ホルダ９１の反基板側面９１ａへ突出する第３の回路部品２１ａの反基板側面２１ｂに取り付けられる。この放熱フィン１０は、室外機１２の送風室３１側に配置される。
【００２４】
放熱フィン１０の固定方法としては、例えば、第１〜第３の基板ホルダ９３、９２、９１に囲まれた空間１００から送風室３１に向けて挿通されるねじ（図示せず）を挿入可能な穴を予めインバータ基板４、第３の基板ホルダ９１、および第３の回路部品２１ａに設けておき、これらの穴に対してねじが挿入された後、このねじが放熱フィン１０に螺入される。その結果、インバータ基板４と放熱フィン１０とが熱的に接続される。
【００２５】
ノイズフィルタ基板２およびインバータ基板４に設けられたコネクタ７ａ、７ｂは、第１〜第３の基板ホルダ９３、９２、９１に囲まれた空間１００に介在し、かつ、仕切板１６の天面１６ａの上に配設されたリアクトル１１に接続されている。このようにリアクトル１１を電装品箱１の内側に配置することで、電装品箱１の小型化を図ることができる。
【００２６】
図４（ａ）は室外機１２の上面内観図であり、図４（ｂ）は室外機１２の正面内観図である。電装品箱１の内部には、圧縮機１３、熱交換器１５、送風機１４、送風機１４を駆動する電動機２３、および電装品箱１などが設置されている。
【００２７】
仕切板１６は、室外機１２の筐体側面（室外機側面１２ｂ）の近傍に設けられた圧縮機１３と送風室３１とを隔てるように配設される側面１６ｂと、圧縮機１３と室外機１２の筐体上面（室外機上面１２ａ）との間に介在する天面１６ａとから成る。
【００２８】
電装品箱１は、仕切板１６の天面１６ａと室外機１２の室外機上面１２ａとの間の空間において、第３の回路部品２１ａの熱が効果的に放熱されるように、放熱フィン１０が送風室３１側に位置するように設置される。また、電装品箱１は第１〜第３の基板ホルダ９３、９２、９１が三角柱状に配置されているため、第３の基板ホルダ９１が送風室３１側に位置し、第２の基板ホルダ９２が室外機１２の筐体前面（室外機前面１２ｃ）と対向するように位置し、第１の基板ホルダ９３が室外機側面１２ｂと対向するように位置している。
【００２９】
このように電装品箱１を配置することによって、第１の基板ホルダ９３および第２の基板ホルダ９２を室外機側面１２ｂおよび室外機前面１２ｃに近設して配置することができる。従来の電装品箱では、仕切板の位置が制約されて仕切板と圧縮機との間の空間を広くしなければならなかったが、本実施の形態の電装品箱１を用いた場合、このような制約がなくなるため、第２の基板ホルダ９２の送風室３１側の端部９２ｃと同等の位置に、仕切板１６の側面１６ｂを設けることができる。また、仕切板１６の側面１６ｂを圧縮機１３に近づけて配置できるため、図４（ａ）に示されるように、仕切板１６の側面１６ｂと熱交換器１５の背面部１５ｂとの間に空間が形成され、熱交換器１５のける熱交換効率をより高めることが可能である。また、熱交換器１５の背面部１５ｂと電装品箱１の第３の基板ホルダ９１との間にも空間が形成されるため、熱交換器１５のける熱交換効率をより高めることが可能である。
【００３０】
さらに、仕切板１６の天面１６ａと室外機１２の室外機上面１２ａとの間の空間には、第１〜第３の基板ホルダ９３、９２、９１が三角柱を成すように配置されているため、第１〜第３の基板ホルダ９３、９２、９１に囲まれた空間１００内にリアクトル１１を配置することができ、リアクトル１１を配置するための余分なスペースを電装品箱１の外側に設ける必要がない。
【００３１】
従って、本実施の形態にかかる電装品箱１によれば、熱交換器１５を通流する風を阻害する可能性のある要素（例えば第３の基板ホルダ９１や仕切板１６の側面１６ｂなど）が減り、熱交換器１５における熱交換効率を向上させることが可能である。その結果、空気調和機の冷房および暖房能力を向上させることができる。
【００３２】
以下、動作を説明する。室内機１８側でリモコン等の操作により冷房運転または暖房運転の指令がなされ、室内機１８の設定温度と室内温度との関係から圧縮機１３を運転させる必要がある場合、室内機１８から圧縮機１３への運転信号が制御回路２２へ送信される。そして、上記指令を受信した制御回路２２は、圧縮機１３のコンプレッサー（図示せず）を適当な回転数で制御する。圧縮機１３が運転を開始することによって、室外機１２の熱交換器１５には冷媒が循環し、熱交換器１５の周囲の空気と冷媒との間で熱交換が行われる。このとき、制御回路２２およびインバータ回路２１では、電動機２３を適当な回転数により回転させる制御が行われ、送風機１４の回転により負圧が発生し、熱交換器１５の側面部１５ａおよび背面部１５ｂの空気が送風室３１に取り込まれる。そして、このとき生じる風が熱交換器１５の側面部１５ａおよび背面部１５ｂを通流することによって、熱交換器１５における熱交換が促される。また、電動機２３および圧縮機１３の運転制御が行われることによって、インバータ回路２１などの部品の発熱量が増大する。これらの熱は、電装品箱１に設けられた放熱フィン１０を介して送風室３１内に放熱され、送風室３１を通流する風によってその放熱が促される。
【００３３】
次に、基板１７の製造方法について説明する。図２に示されるノイズフィルタ基板２、制御基板３、およびインバータ基板４は、ハンダ付け工程までは一体で製造され、その後、基板間配線であるジャンパ線６ａ、６ｂを含む電気部品の実装が行われる。そして、基板１７は、電装品箱１へ組み込まれる前にＶカット５ａ、５ｂの部分で分割され、分割された各基板は第１〜第３の基板ホルダ９３、９２、９１へ取り付けられる。そして、第１〜第３の基板ホルダ９３、９２、９１の保持面９１ｂ〜９３ｂが対向するように組み合わされた電装品箱１が、図４に示されるように仕切板１６の天面１６ａと室外機１２の室外機上面１２ａとの間の空間に配設される。
【００３４】
なお、図４に示される電装品箱１は、第３の基板ホルダ９１が仕切板１６の側面１６ｂの延長線１６ｂ１上よりも圧縮機１３近傍の室外機側面１２ｂ側に配置されるように形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば第３の基板ホルダ９１が上記延長線１６ｂ１上よりも送風室３１側の配置されるようにしてもよい。このように構成した場合でも、従来の電装品箱に比して、仕切板１６の側面１６ｂを圧縮機１３に近設して配置できるため、室外機１２の熱交換効率を低下させることなく更なる小型化を図ることが可能である。
【００３５】
以上のように、本発明の実施の形態にかかる空気調和機の電装品箱１は、３つの回路基板２〜４に分割でき、かつ、共通構造の基板１７と、基板１７に設けられる第１の回路基板（ノイズフィルタ基板２）へ実装される第１の回路部品２０ａと、基板１７に設けられる第２の回路基板（制御基板３）へ実装される第２の回路部品２２ａと、基板１７に設けられる第３の回路基板（インバータ基板４）へ実装される第１の回路部品２０ａおよび第２の回路部品２２ａより動作温度が高い第３の回路部品２１ａと、基板１７から分割されたノイズフィルタ基板２を保持する第１の基板ホルダ９３と、基板１７から分割された制御基板３を保持する第２の基板ホルダ９２と、基板１７から分割されたインバータ基板４を保持する第３の基板ホルダ９１と、を備え、第１〜第３の各回路部品２０ａ、２２ａ、２１ａは、基板１７の分割部（Ｖカット５ａ、５ｂ）の境界を互いに配線で接続され、第１〜第３の各基板ホルダ９３、９２、９１は、ノイズフィルタ基板２の部品面１７ａと制御基板３の部品面１７ａとインバータ基板４のハンダ面１７ｂとを互いに電気的絶縁を保ちながら対向もしくは内側にして三角柱状に形成され、三角柱状に形成された第３の基板ホルダ９１の外側には、第３の回路部品２１ａに熱的に接続される放熱部材が設置されるようにしたので、電装品箱１の小型化を図ることができる。従って、送風室３１を相対的に広くすることができ熱交換効率を向上させることができ、または室外機１２の熱交換効率を低下させることなく更なる小型化を図ることができる。
【００３６】
また、三角柱状に形成された第１〜第３の各基板ホルダ９３、９２、９１の内側の空間１００には、一端がノイズフィルタ基板２に接続され他端がインバータ基板４に接続されるリアクトル１１が配設されるようにしたので、リアクトル１１を配置するための余分なスペースを電装品箱１の外側に設ける必要がない。従って、リアクトル１１を第１〜第３の各基板ホルダ９３、９２、９１の外側に設けた場合に比べて電装品箱１の小型化を図ることが可能である。
【００３７】
また、電装品箱１は、前記配線としてジャンパ線６を用いるようにしたので、コネクタ式の配線を用いた場合に比べて、誤配線やハンダクラック等に伴う接触不良を防止することができる。
【００３８】
また、電装品箱１のジャンパ線６ａ、６ｂは、ノイズフィルタ基板２、制御基板３、およびインバータ基板４の部品面１７ａに接続されているので、保持面９１ｂ、９２ｂ、９３ｂが三角柱状に配置されたとき、ジャンパ線６ａ、６ｂの付け部におけるハンダクラック等の接触不良を防止することができる。
【００３９】
また、三角柱状に形成された第１〜第３の各基板ホルダ９３、９２、９１は、仕切板１６の天面１６ａと室外機上面１２ａとの間の空間において、放熱フィン１０が送風室３１側に位置するように設置されているので、熱交換器１５を通流する風を阻害する可能性のある要素（第３の基板ホルダ９１や仕切板１６の側面１６ｂなど）が減り、熱交換効率を向上させることが可能である。
【００４０】
なお、本発明の実施の形態にかかる空気調和機の電装品箱は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略するなど、変更して構成することも可能であることは無論である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明は、空気調和機の電装品箱に適用可能であり、特に、熱交換効率を低下させることなく更なる小型化を図ることができる発明として有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１  電装品箱
２  ノイズフィルタ基板（第１の回路基板）
３  制御基板（第２の回路基板）
４  インバータ基板（第３の回路基板）
５ａ、５ｂ  Ｖカット（分割部）
６ａ、６ｂ  ジャンパ線
７ａ、７ｂ  コネクタ
１０  放熱フィン（放熱部材）
１１  リアクトル
１２  室外機
１２ａ  室外機上面
１２ｂ  室外機側面
１２ｃ  室外機前面
１３  圧縮機
１４  送風機
１５  熱交換器
１５ａ  側面部
１５ｂ  背面部
１６  仕切板
１６ａ  天面
１６ｂ  側面
１６ｂ１  延長線
１７  基板
１７ａ  部品面
１７ｂ  ハンダ面
１８  室内機
１９  電源
２０  ノイズフィルタ回路
２０ａ  第１の回路部品
２１  インバータ回路
２１ａ  第３の回路部品
２１ｂ、９１ａ  反基板側面
２２  制御回路
２２ａ  第２の回路部品
２３  電動機
９１  第３の基板ホルダ
９１ｂ、９２ｂ、９３ｂ  保持面
９１ｃ  開口部
９２  第２の基板ホルダ
９２ｃ  端部
９３  第１の基板ホルダ
【図１】
2013194925.tif 000003
【図２】
2013194925.tif 000004
【図３】
2013194925.tif 000005
【図４】
2013194925.tif 000006