电气装置模块的制作方法

本发明涉及一种安装于空调机的室外机正面的检修面板的里侧的机械室的电气装置模块。

背景技术：

如图12所示，普通的空调机具备设置于室外的室外机10、及设置于室内的室内机20。室外机10和室内机20通过制冷剂管道30连接，以构成蒸气压缩式制冷循环。

室外机10设置有在室外空气和制冷剂之间进行热交换的室外热交换器11、送风机11f、压缩制冷剂的压缩机12、从压缩机12排出的润滑油及制冷剂的混合流体中分离出润滑油的油分离器13、使流入的制冷剂膨胀以减压到规定压力的膨胀阀14、对流入的制冷剂进行气液分离的储液器15、以及在制热运行和制冷运行之间进行切换的四通阀16等。此外，室内机20设置有在室内空气和制冷剂之间进行热交换的室内热交换器21、送风机21f等。而且，制冷剂管道30将这些室外热交换器11、压缩机12、油分离器13、膨胀阀14、储液器15、四通阀16、以及室内热交换器21连接起来。制冷剂管道30包括液体侧制冷剂管道30l、以及气体侧制冷剂管道30g。

如图13所示，在室外机10中，壳体17的内部在左右方向上由隔板171分隔为热交换器室10a及机械室10b。热交换器室10a配置有上述的室外热交换器11和送风机11f。机械室10b收纳有上述的压缩机12、油分离器13、膨胀阀14、储液器15、四通阀16等，并且通过卸下壳体17前面的未图示的检修面板，可以如图13所示的那样从外部目视确认这些部件。

该机械室10b在其上下方向的大致中间位置还配置有电气装置模块40。该电气装置模块40是搭载有控制空调机整体运转的控制电路、用于进行空调机的各种设定的设定电路、显示空调机状态的显示电路、将从外部提供的交流电转换为直流电并将其输出的转换电路、将从转换电路输出的直流电转换为交流电并将其输出的逆变电路、以及其他电路等的模块，且在印刷基板41上搭载有用于实现这些电路的多个电子部件。印刷基板41构成为一块，以能够在机械室10b的里侧确保管道空间。

图14示出了电气装置模块40的主视图。印刷基板41以竖立的姿态安装于机械室10b内。该印刷基板41在上下方向上其区域被分隔分隔成弱电区域41a和强电区域41b。

弱电区域41a搭载有构成上述控制电路的一部分的微处理器等电子部件、构成设定电路的开关41a1及插拔插头的小功率用连接器41a2等用于操作的电子部件、以及构成显示电路的led41a3等弱电类电子部件。另外，强电区域41b搭载有构成上述控制电路的其余部分且用于进行电力转换的强电类的多个电子部件，例如转换电路的ic、逆变电路的ic等的功率器件41b1、平滑用的大容量电解电容器41b2、大功率用连接器41b3等部件。

强电区域41b还配置有用于冷却由功率器件41b1产生的热量的冷却器50。该冷却器50具备未图示的散热器，该散热器具有能够安装在制冷剂管道30的液体侧制冷剂管道30l的形状。散热器配置成使为了传递功率器件41b1产生的热量而与散热器热结合的印刷基板41的正面侧朝向未图示的检修面板侧。在液体侧制冷剂管道30l中，在制冷运行时流通的是被室外热交换器11冷凝的制冷剂，在制热运行时流通的是被室内热交换器21冷凝后被膨胀阀14减压的制冷剂，由此因该制冷剂温度冷却器50的散热器被冷却，因而使功率器件41b1的温度保持在规定值以下。以上说明的空调机，记载在专利文献1。

专利文献1:日本特许第5472364号公报

技术实现要素：

然而，在上述的室外机10中，在弱电区域41a1配置弱电类电子部件，在强电区域41a2配置强电类电子部件。即，在印刷基板41的同一正面的上下方向上，并列搭载弱电类电子部件和强电类电子部件，因此存在印刷基板41的上下方向尺寸变大的问题。因此，在机械室10b的上下空间余量少的室外机10中，不能适用如上所述的印刷基板41。为此，能够想到将印刷基板41分隔为2块，并将2块印刷基板分别搭载并安装于固定板的正面和背面，但是在各印刷基板的上下方向尺寸不同时，有损将印刷基板41分隔成2块的优点。此外，在上述的室外机10中，在电气装置模块40的正面侧配置冷却器50，因此在装卸电气装置模块40时特别需要费功夫。

本发明的目的在于提供一种也能够有效适用于具有上下空间余量少的壳体的室外机，此外能够容易在机械室装卸，同时能够使上下方向尺寸变小的电气装置模块。

为了达成上述目的，本发明的电气装置模块安装在配置于具有制冷剂管道的空调机的室外机的正面的检修面板的里侧的机械室，电气装置模块具备：主基板，在其正面搭载有构成进行空调机控制的控制电路的一部分的电子部件；功率基板，在其正面搭载有构成控制电路的其余部分的、包括多个功率器件的电子部件；以及固定板，以使其正面面向主基板的背面且其背面面向功率基板的背面的方式搭载有主基板和功率基板，固定板以使主基板的正面朝向检修面板的方向的方式安装于机械室，室外机具备以朝向检修面板的方向的方式安装于制冷剂管道的一部分的冷却器，多个功率器件纵向排列在功率基板的正面且与冷却器热结合，功率基板被设定为，功率基板的上下方向尺寸与多个功率器件的纵向排列的上下方向尺寸对应，主基板被设定为，主基板的上下方向尺寸与功率基板的上下方向尺寸对应。

根据本发明，与印刷基板为1块时相比，电气装置模块的上下方向尺寸能够大幅变小，能够有效适用于具有机械室的上下空间余量少的壳体的室外机。此外，搭载于功率基板的纵向排列的多个功率器件与冷却器热结合，因此被有效地冷却。进一步地，该冷却器朝向检修面板方向，因此在将电气装置模块相对于机械室正面装卸时，不会被该冷却器妨碍。

附图说明

图1为表示实施例的室外机的立体图。

图2为表示卸下检修面板的室外机的立体图。

图3为表示从机械室卸下电气装置模块的状态的室外机的立体图。

图4为电气装置模块和冷却器的分解立体图。

图5为说明向隔板安装上框架和下框架的安装说明图。

图6为电气装置模块的纵向截面图。

图7为图6的a-a线的横向截面图。

图8为室外机的卸下顶面面板后的俯视图。

图9为室外机的卸下右侧面面板后的右视图。

图10为主基板的主视图。

图11为功率基板的主视图。

图12为空调机的制冷剂回路的回路图。

图13为现有室外机的卸下检修面板后的主视图。

图14为表示现有电气装置模块的主视图。

具体实施方式

图1～图3、图8、图9表示本发明的实施例的室外机100。该室外机100的壳体110具备前面面板111、前面面板111右侧的检修面板112、右侧面面板113、左侧面面板114、顶面面板115、后面面板116、以及底面面板117。底面面板117安装有机座118。该壳体110的内部空间被隔板119在左右方向上划分成正面面板111的里侧为热交换器室110a、检修面板112的里侧为机械室110b。该隔板119构成机械室110b的壁面的一部分。并且，在热交换器室110a配置有上述的室外热交换器11及送风机11f。此外，在机械室110b收纳有上述的制冷剂管道30、压缩机12、膨胀阀14、储液器15、副储液器15a、四通阀16等。通过卸下检修面板112能够从室外机100的前面侧目视确认机械室110b的内部空间。

如图4～图9所示，电气装置模块200具备：固定板210，其以正面面向检修面板112的背面的方式配置于机械室110b；长条状的上框架220，其供固定板210的上部安装；长条状的下框架230，其供固定板210的下部安装；安装座240，其用于将上框架220安装在隔板119上；安装座250，其用于将下框架230安装在隔板119上；主基板260，其搭载有构成控制电路的一部分的电子部件及其他电子部件；以及功率基板270，其搭载有构成控制电路的其余部分的电子部件和其他电子部件、及后述的多个功率器件274。

如上所述，电气装置模块200的印刷基板被分隔成主基板260和功率基板270，主基板260以其后述的背面260b面向固定板210的后述的正面211a的方式搭载于固定板210。功率基板270以其后述的背面270b面向固定板210的后述的背面211b的方式搭载于固定板210。

冷却器300以在如后述那样安装了制冷剂管道30l的u字弯曲部31的状态下跨在上框架220和下框架230上的方式安装在上框架220和下框架230上。

固定板210具备：主体部211，其在正面211a搭载有主基板260且在背面211b搭载有功率基板270；增强用的上横片212，其从主体部211的上端朝背面211b方向90度弯曲；以及安装用的上纵片213，其从上横片212的后端朝上方90度弯曲。此外，固定板210具备：增强用的下横片214，其从主体部211的下端朝正面211a方向90度弯曲；以及下纵片215，其从下横片214的前端朝下方90度弯曲。在下纵片215的两端形成有朝下方突出的安装部215a。

上框架220具备：纵片221，其螺纹固定在固定板210的上纵片213上；增强用的上横片222，其从纵片221的上端朝后方90度弯曲；以及安装片223，其从纵片211的左端朝前方45度弯曲。在上框架220的端部224安装冷却器300的上端部。

下框架230具备：下纵片231，其螺纹固定在固定板210的下纵片215上；上横片232，其从下纵片231的上端朝后方90度弯曲；增强用的上纵片233，其从上横片232的后端朝上方90度弯曲；以及安装片234，其从下纵片231的左端朝前方45度弯曲。并且，在下纵片231的正面侧安装端子板400。在下框架230的端部235安装冷却器300的下端部。

冷却器300构成为具备：铝制的散热器310，其与搭载于功率基板270的正面270a的后述的多个功率器件274热结合；液体侧制冷剂管道30l的u字弯曲部31，其嵌合在形成于散热器310且截面为半圆形的2个槽311内；以及金属板制的盖320，其将u字弯曲部31固定在散热器310上。散热器310除槽311外还具有：厚板部312，功率器件274被按压到该厚板部312而与其热结合；以及盖安装部313、314，其形成于厚板部312的两侧。盖320具备：中央的按压部321，其按压液体侧制冷剂管道30l的u字弯曲部31；钩部322，其从按压部321的一端弯曲；以及安装部323，其从按压部321的另一端以与钩部322相对的方式弯曲。

如上所述，主基板260的正面260a搭载有构成控制电路的一部分的电子部件和其他电子部件。即，如图10所示，主基板260的正面260a搭载有：ac输入电流检测/温度检测电路261；执行器驱动电路262，其驱动膨胀阀14及四通阀16；显示设定电路263，其包括作为显示器件的led灯263a、以及作为操作部的dip(dualin-linepackage，双列直插式封装)开关263b及按钮开关263c等；等主控制ic264，其为微处理器；应对外来噪音及自发噪音用的emc(electromagneticcompatibillity，电磁兼容性)滤波电路265，其包括共模扼流圈(commonmodechokecoil)254a及电容器265b；开关电源电路266，其具有开关变压器266a及开关ic266b；励磁涌流控制电路267；以及配置于周边部的多个连接器268等。符号260b为主基板260的背面。主基板260形成为四边形，具有上端260c、下端260d、左端260e、以及右端260f。主基板260以使背面260b面向固定板210的主体部211的正面211a的方式搭载于该正面211a。

如上所述，功率基板270的正面270a搭载有构成控制电路其余部分的包括后述的多个功率器件274的电子部件。即，如图11所示，搭载有：整流用二极管电桥电路271a；2个igbt(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管)元件271b，其通过在双极型晶体管的栅极部嵌入mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)来使工作阻抗变小；高速工作用的2个frd(fastrecoverydiode，快恢复二极管)元件271c；功率因数改善用的2个pfc(powerfactorcorrection，功率因数校正)线圈271d；大功率平滑用的2个铝电解电容器271e等。这些二极管电桥电路271a、igbt元件271b、frd元件271c、pfc线圈271d、电解电容器271e等构成将从外部提供的交流电转换并输出的转换电路271。进一步地，还搭载有具备驱动电路及自我保护功能而构成对从转换电路271提供的直流电转换成交流电并将其输出的逆变电路的ipm(intelligentpowermodule，智能功率模块)元件272及逆变控制ic273。符号270b为功率基板270的背面。功率基板270形成为四边形，具有上端270c、下端270d、左端270e、以及右端270f。二极管电桥电路271a、igbt元件271b、frd元件271c、ipm元件272等均为发热较大的功率器件274，其纵向排列地搭载于左端270e附近，以便容易由冷却器300进行冷却。该功率基板270以背面270b面向固定板210的主体部211的背面211b的方式搭载于背面211b。冷却器300面向多个功率器件274而与其抵接。

并且，功率基板270的上下方向尺寸根据多个功率器件274的纵向排列的尺寸而被设定，并且pfc线圈271d、电解电容器271e、逆变控制ic273等被配置成能够包含在该尺寸内。由此，功率基板270的上下方向尺寸根据多个功率器件274的纵向排列的上下方向尺寸而被设定成稍微大的尺寸。主基板260的上下方向尺寸根据功率基板270的上下方向尺寸而被设定成同等程度，并且以能够收纳于该尺寸内地搭载ac输入电流检测/温度检测电路261、执行器驱动电路262、显示设定电路263、主控制ic264、emc滤波电路265、开关电源电路266、励磁涌流控制电路267、连接器268等。也可以用mosfet替换igbt元件271b。

另外，以上说明的搭载于主基板260、功率基板270的电子部件仅是一个示例，在不脱离本发明的主旨的范围内可以变更。此外，搭载于主基板260的电子部件为在低电压下工作的弱电类电子部件，搭载于功率基板270的电子部件为在高电压下工作的强电类电子部件。强电类电子部件相比于弱电类电子部件发热量多，此外其发生的噪音也较大。

另外，要将电气装置模块200配置于室外机100的机械室110b，需要事先将具有斜面241的安装座240和具有斜面251的安装座250安装在隔板119上。然后，如图5所示，将上框架220的安装片223螺纹固定在安装座240的斜面241，将下框架230的安装片234螺纹固定在安装座250的斜面251。由此，上框架220和下框架230以悬臂支承的状态且以沿着横向的姿态安装在隔板119上。

接着，如图6所示，通过螺栓b1、b2将冷却器300的散热器310以跨在上框架220的纵片221的端部224和下框架230的上部纵片233的端部235之间的方式进行安装。此外，如图7所示，在将制冷剂管道30l的u字弯曲部31压抵在该散热器310的槽311内后，将盖320的钩部322卡合在散热器310的一方的盖安装部313，并将按压部323按压到散热器310的另一方盖安装部314，之后通过螺栓b3、b4将该按压部323固定在盖安装部314上。该作业是在卸下了室外机100的后面面板116的状态下进行的。由此，冷却器300被安装成跨在上框架220的端部224和下框架230的端部235之间且散热器310的厚板部312朝向检修面板112的方向。

此外，在固定板210的主体部211的正面211a搭载主基板260，在背面211b搭载功率基板260。并且，通过螺栓b5、b6将搭载有这些主基板260和功率基板270的固定板210以其上纵片213与上框架220的纵片221接合，且其下纵片215与下框架230的下纵片231接合的方式进行安装。此时，上框架220的安装片223通过安装座240、下框架230的安装片234通过安装座250各自安装在隔板119上，且上框架220的另一端224和下框架230的另一端235由冷却器300固定在液体侧制冷剂管道30l的u字弯曲部31，由此固定板210被牢固地固定。此外，功率基板270的多个功率器件274面向冷却器300的散热器310的厚板部312被按压，在该处进行热结合。因此，空调机开始运行后，由功率器件274产生的热量被冷却器300冷却。如果在散热器310的厚板部312涂覆高热传导性的散热用润滑油，则能够更好地进行热结合。以上述的方式在机械室110b安装了电气装置模块200后，在该电气装置模块200的主基板260的连接器263连接插头，该插头连接有所要的配线，在端子板400连接所要的其他配线。

这样，在本实施例中，主基板260和功率基板270隔着安装于机械室110b的固定板210，相互背面对背面地搭载于固定板210。因此，能够使主基板260和功率基板270的上下方向尺寸相比于将主基板260和功率基板270上下并列配置而作为1块时的印刷基板的上下方向尺寸大幅变小，也能够有效适用于具有上下空间余量少的壳体的室外机。

此时，将功率基板270的上下方向尺寸设定为与多个功率器件274的上下方向的排列尺寸对应的尺寸，并将主基板260也设定成与该上下方向尺寸相同或大致相同，然后将多个功率器件274以外的电子部件分配搭载于主基板260和功率基板270上，由此能够使主基板260和功率基板270的上下方向尺寸作成小尺寸。

此外，下框架230的下纵片231因上横片232而比固定板210朝正面侧突出，下纵片231的正面231a上安装端子板400。因此，端子板400朝前方突出，以容易到达该端子板400，同时能够在下纵片231的背面231b上确保较宽的空间sp，由此下框架230不妨碍配置于该空间sp的管道等。

此外，搭载于功率基板270的多个功率器件274在固定板210的背面211b侧与冷却器300热结合，但仅是被按压到冷却器300。因此，通过拧松螺栓b5、b6，能够将固定板210、主基板260、以及功率基板270作为一体地从机械室110b的正面卸下，而不会被冷却器300妨碍，由此使主基板260和功率基板270的维修容易。

此外，在主基板260中，在其正面260a搭载有包括led灯261a、dip开关261b、按钮开关261c等的显示设定电路261及多个连接器263。因此，只要从室外机100卸下检修面板112，就能够容易地通过led灯261a的显示内容来确认空调机的工作内容，或者通过操作dip开关261b及按钮开关261c等来进行设定内容的变更，或者通过向连接器263插拔插头来切换电路连接等。

符号说明

30l：液体侧制冷剂管道、31：u字弯曲部

100：室外机、110：壳体、110a：热交换器室、110b：机械室、111：正面面板、112：检修面板、113：右侧面面板、114：左侧面面板、115：顶面面板、116：后面面板、117：下面面板、118：机座、119：隔板

200：电气装置模块

210：固定板、211：主体部、211a：正面、211b：背面、212：上横片、213：上纵片、214：下横片、215：下纵片

220：上框架、221：纵片、222：横片、223：安装片

230：下框架、231：下纵片、232：上横片、233：上纵片、234：安装片

240；安装座

250；安装座

260：主基板、260a：正面、260b：背面

270：功率基板、270a：正面、270b：背面、274：功率器件

300：冷却器、310：散热器、320：盖

400：端子板