JP2006003011A - Top plate structure of a high-altitude air conditioner - Google Patents
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Abstract
【課題】 ファン駆動時における天板の挙動を含めて、薄肉化して、なおかつ必要な剛性、強度、振動特性等を得ることができる高所設置型空気調和機の天板構造を提供することを目的とする。
【解決手段】 ファンおよびファンモータ、熱交換器、ドレインポンプ、スイッチボックス等を収納する本体ケーシングと、該本体ケーシングの天面にあって、上記ファンおよびファンモータ、熱交換器、ドレインポンプ、スイッチボックス等を吊設支持する天板とを備えてなる空気調和機において、上記天板の板厚を所定の厚さ以下に薄肉化し、同天板の上記ファンおよびファンモータが支持される略中央部から上記熱交換器が支持される半径方向外周部にかけて、複数本の補強リブを放射状に延設するとともに、それら各補強リブの間をフラットに形成し、該複数本の補強リブの本数および断面形状(絞り形状)、深さ、幅などを最適に調整、設定することにより、従来のように多数の副補強リブ等を設けることなく、剛性、強度、たわみ特性、振動特性等を必要なレベルに改善することができるようにした。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a top plate structure of an air conditioner installed at a high place, which can be thinned and include necessary rigidity, strength, vibration characteristics, etc., including the behavior of the top plate when a fan is driven. Objective.
A main body casing that houses a fan, a fan motor, a heat exchanger, a drain pump, a switch box, and the like, and a fan casing, a fan motor, a heat exchanger, a drain pump, and a switch on the top surface of the main body casing. An air conditioner comprising a top plate for hanging and supporting a box or the like, wherein the thickness of the top plate is reduced to a predetermined thickness or less so that the fan and fan motor of the same top plate are supported. A plurality of reinforcing ribs extending radially from the outer periphery to the radial outer periphery where the heat exchanger is supported, and between the reinforcing ribs are formed flat, and the number of the plurality of reinforcing ribs and By adjusting and setting the cross-sectional shape (drawer shape), depth, width, etc. optimally, rigidity, strength, and deflection can be achieved without providing many secondary reinforcing ribs, etc. The characteristics and vibration characteristics can be improved to the required level.
[Selection] Figure 2
Description
本願発明は、高所設置型空気調和機の天板構造に関するものである。 The present invention relates to a top plate structure of an altitude installation type air conditioner.
天井埋込型又は天井吊設型等の高所設置型の空気調和機(室内機ユニット)は、例えばカセット型の本体ケーシングの天面部に金属製の天板を備え、該天板に対して、熱交換器、ファンおよびファンモータ、ドレインポンプ、スイッチングボックスなどの重量物を吊設支持した上で、本体ケーシングを吊り下げボルト等で吊り下げて天井部内に埋設するか、又は天井部下面に吊設することにより接地されるようになっている。 An altitude installation type air conditioner (indoor unit) such as a ceiling-embedded type or a ceiling-suspended type includes, for example, a metal top plate on the top surface of a cassette-type main body casing, After suspending and supporting heavy objects such as heat exchangers, fans and fan motors, drain pumps, switching boxes, etc., suspend the main body casing with hanging bolts etc. and embed it in the ceiling or on the bottom of the ceiling It is designed to be grounded by hanging.
このような高所設置型空気調和機の中の天井埋込型空気調和機の一例を、図13〜図15に示す。 An example of the ceiling-embedded air conditioner in such an altitude installation type air conditioner is shown in FIGS.
この空気調和機は、同図13〜図15に示すように、天井Cに形成された開口部7の上方に空気調和機本体1を配置し、該空気調和機本体1に対して上記開口部7を覆う化粧パネル2を取り付けて構成されており、上記空気調和機本体1のカセット型の本体ケーシング3内には、略環状の熱交換器4と、該熱交換器4の中心部にあって吸込側を下向きとし、かつ空気吹出側を上記熱交換器4の側面方向としたファン(羽根車)5およびファンモータ9と、上記ファン5の吸込側に配置された合成樹脂製のベルマウス6が配設されている。
In this air conditioner, as shown in FIGS. 13 to 15, the
この場合、ファン5は例えばハブ5aとシュラウド5cとの間に多数枚のブレード5b,5b・・・を備えた遠心ファンにより構成されている。
In this case, the
なお、符号8は上記熱交換器4の下方に配置されたドレンパン、10は上記熱交換器4の外周側に形成された空気吹出通路である。
In addition, the code | symbol 8 is the drain pan arrange | positioned under the said
上記カセット型の本体ケーシング3は、例えば略六角形形状とされており、断熱材からなる側壁31と、該側壁31の上部を覆う天板32とからなっている。
The cassette-type main body casing 3 has, for example, a substantially hexagonal shape, and includes a side wall 31 made of a heat insulating material and a
上記熱交換器4の両開放端には各々管板11,11が設けられ、これら各管板11,11間は、所定の仕切り板12により連結されている。
上記本体ケーシング3の天板32、上記管板11,11、上記仕切り板12および上記ベルマウス6の下面に取り付けられるスイッチボックス13は、共に板金製品により構成されている。そして、上記天板32と上記スイッチボックス13は、例えば図14に示すように、上記仕切り板12の上下両端部に対してビス止めされている。
The
一方、上記ベルマウス6には、上記スイッチボックス13を収納する凹部14が形成されており、該凹部14の天面14aには、上記仕切り板12の下端部に形成されたスイッチボックス結合部15が臨まされる開口16が形成されている。
On the other hand, the
また、上記仕切り板12の上端には、その両端部に位置して上記天板32への結合部となる取付片17,17が一体に突設されており、該取付片17は、上記天板32に対してビス18により下方から固着される。
Further, at the upper end of the
また、上記仕切り板12の下端には、その両端部に位置して上記管板11,11の下端への結合部となる取付片19,19が一体に突設され、その中間部に位置して上記スイッチボックス13への結合部となる取付片15が溶接により固着されている。上記取付片19は、上記管板11に対してビス20により下方から固着され、上記取付片15は、上記仕切り板12への結合部となるL字状の基部15aと、該基部15aの先端から下向きに一体に延設された取付部15bとからなっており、該取付部15bを上記開口16から上記凹部14内に臨ました状態でスイッチボックス13の天面13aに対してビス21により下方から固着されている。
Also, at the lower end of the
また、符号22はドレンポンプ、23はフロートスイッチ、24はドレンポンプ22が配置されるドレンポンプ収容部、25はドレンポンプ収容部を仕切る仕切り板、26は上記スイッチボックス13の蓋カバーである。
ところで、上記天板32は、上記空気調和機1の本体ケーシング3の形状に対応して略六角形状に形成され、その外周には、同本体ケーシング3の上端部外周側に冠合させるための鉤状の縁部32cが設けられている。
By the way, the
また、該天板32は、上述したファン5およびファンモータ9が支持される略中央部33から略環状の熱交換器4が支持される半径方向外周部にかけて、放射状に延びる下方側に凹んだ所定幅、所定深さの複数本の主補強リブ32a,32a・・・が設けられている。そして、これら主補強リブ32a,32a・・・外周側の熱交換器支持部には、下方への凹み深さが小さくなった段差部32b,32b・・・が形成されている。
The
そして、これら主補強リブ32a,32a・・・によって天板32の基本的な剛性、強度、たわみ特性、振動特性を必要なレベルに設定している。
The basic rigidity, strength, deflection characteristics, and vibration characteristics of the
また、天板32の外周側では、主補強リブ32a,32a・・・相互の間隔が広くなり、その分剛性、強度等が不足する。
Moreover, the space | interval of
そこで、それら複数本の主補強リブ32a,32a・・・の間には、図15に示すように、想定される荷重の大きさ等に対応して所望の形状、大きさの複数の副補強リブ34,34・・・が隣接する形で設けられている。
Therefore, between the plurality of main reinforcing
そして、これらによって、設計時、天板32の静たわみを一定値以下にし、またファンモータ9回転による共振を避けるため、天板32の1次固有振動数を一定値以上に維持するようにしていた。
Thus, at the time of design, the static deflection of the
また、上記天板32には、上記略中央部33のファン5およびファンモータ9支持部にも、内側に平面略三角形状の補強リブ32aが設けられている。そして、それによりファンおよびファンモータ支持部の剛性および強度、たわみ特性、振動特性を向上改善するようにしていた。
Further, the
該平面略三角形状の補強リブ33aによって補強されたファン5およびファンモータ9支持部には、それぞれその底辺および頂点の各コーナ部位置に円形の凹溝部が設けられ、該凹溝部の中心軸部分に3つのファンモータ9の取付部a,b,cが形成されている。そして、該ファンモータ取付部a,b,cに対して吸振性のあるマウント部材11,11,11および取付ブラケット9bを介してファンモータ9が吊設固定されている。また、これにより上記ファン5もモータ軸9aを介して回転可能に支持されている。
The
ところで、最近では各種の観点から、上記のような空気調和機のコストダウンを図ることが検討されており、上記天板32もその例外ではない。
By the way, recently, from various viewpoints, it has been studied to reduce the cost of the air conditioner as described above, and the
上記天板32の場合、そのコストダウンの手法として、例えば現行(例えば0.8mm)のものよりも全体の板厚を薄くし(例えば0.7〜0.6mm程度に)、材料費を安くするとともに、リブ等形成のための加工性を向上させることが考えられる。
In the case of the
しかし、その場合に問題となるのが、剛性や強度の低下であり、さらにはファン駆動時の振動対策である。 However, the problem in that case is a decrease in rigidity and strength, and further measures against vibrations when the fan is driven.
板厚を現行のものよりも薄くすれば材料費が低減され、変形も容易になるのでプレス成形時の加圧力も小さくて済み、加工性は向上する。 If the plate thickness is made thinner than the current thickness, the material cost is reduced and deformation is facilitated, so that the pressurizing force at the time of press molding can be reduced and the workability is improved.
しかし、実際に薄肉化して見ると、上記従来の構造の場合、静たわみ量が増大するとともにファンモータ9の回転に伴う1次固有振動数の低下により、上記従来品レベルの設計基準を満たすができなくなった。
However, when viewed in actual thinning, in the case of the conventional structure described above, the amount of static deflection increases and the primary natural frequency associated with the rotation of the
また、補強リブの数が多く、形状も複雑であるため、プレス加工時、金型コストがかさむだけでなく、しわや亀裂、反り等が発生しやすい問題が生じた。 In addition, since the number of reinforcing ribs is large and the shape is complicated, not only the cost of the mold is increased but also a problem that wrinkles, cracks, warpage, etc. are likely to occur.
本願発明は、以上のような事情に鑑み、上記ファン駆動時における天板の挙動を含めて、薄肉化して、なおかつ必要な剛性、強度、振動特性を得ることができる高所設置型空気調和機の天板構造を提供することを目的とするものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention is an altitude installation type air conditioner that can be thinned and include necessary rigidity, strength, and vibration characteristics including the behavior of the top plate when the fan is driven. The object is to provide a top plate structure.
本願発明は、上記の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。 In order to achieve the above object, the present invention is configured with the following problem solving means.
(1) 第1の課題解決手段
この発明の第1の課題解決手段は、ファンおよびファンモータ、熱交換器、ドレインポンプ、スイッチボックス等を収納する本体ケーシングと、該本体ケーシングの天面にあって、上記ファンおよびファンモータ、熱交換器、ドレインポンプ、スイッチボックス等を吊設支持する天板とを備えてなる空気調和機において、上記天板の上記ファンモータが支持される略中央部から上記熱交換器が支持される半径方向外周部にかけて、複数本の補強リブを放射状に延設するとともに、それら各補強リブの間をフラットに形成したことを特徴としている。
(1) First Problem Solving Means The first problem solving means of the present invention is a main casing that houses a fan, a fan motor, a heat exchanger, a drain pump, a switch box, and the like, and a top surface of the main casing. And an air conditioner comprising a top plate for suspending and supporting the fan and fan motor, heat exchanger, drain pump, switch box and the like, from a substantially central portion where the fan motor of the top plate is supported. A plurality of reinforcing ribs are radially extended toward the outer periphery in the radial direction where the heat exchanger is supported, and the space between the reinforcing ribs is formed flat.
このような高所設置型空気調和機の天板構造によると、仮に従来よりも天板の板厚を薄くしたとしても、複数本の補強リブの本数および断面形状(絞り形状)、深さ、幅などを最適に調整、設定することにより、従来のような多数の複雑な形状の副補強リブを設けることなく、剛性、強度、たわみ特性、振動特性等を必要なレベルに改善することができるようになる。 According to the top plate structure of such an altitude installation type air conditioner, even if the thickness of the top plate is made thinner than before, the number of the plurality of reinforcing ribs, the cross-sectional shape (drawing shape), the depth, By adjusting and setting the width and the like optimally, the rigidity, strength, deflection characteristics, vibration characteristics, etc. can be improved to the required level without providing a number of complicated reinforcing sub-reinforcement ribs as in the past. It becomes like this.
したがって、多くの副補強リブ等を組み合わせる場合に比べて、加工性が良く、プレス金型の構造も簡単になり、加工後の歪みや不要な変形、亀裂、反り等を伴わなくて済む。 Therefore, compared with the case where many sub-reinforcing ribs are combined, the workability is good, the structure of the press die is simplified, and there is no need for distortion, unnecessary deformation, cracks, warpage, and the like after processing.
そして、板厚を薄くでき、かつ加工性が向上する分、製品コストの削減が可能となる。 Further, since the plate thickness can be reduced and the workability is improved, the product cost can be reduced.
(2) 第2の課題解決手段
この発明の第2の課題解決手段は、上記第1の課題解決手段の構成において、補強リブ外周側の熱交換器支持部には、段差部が形成されていることを特徴としている。
(2) Second Problem Solving Means According to a second problem solving means of the present invention, in the configuration of the first problem solving means, a step portion is formed in the heat exchanger support portion on the outer peripheral side of the reinforcing rib. It is characterized by being.
このような高所設置型空気調和機の天板構造の場合、天板に対して熱交換器を支持する適正な位置決めを図ることができ、適正に位置決めした状態で確実に支持することができるので、より支持状態が安定する。 In the case of such a top plate structure of an altitude installation type air conditioner, proper positioning for supporting the heat exchanger with respect to the top plate can be achieved, and it can be reliably supported in a properly positioned state. Therefore, the support state becomes more stable.
その結果、さらに振動特性が改善される。 As a result, the vibration characteristics are further improved.
また、同段差部が補強リブの幅方向の強度を向上させるので、より天板のたわみ特性も改善される。 Further, since the step portion improves the strength in the width direction of the reinforcing rib, the deflection characteristics of the top plate are further improved.
(3) 第3の課題解決手段
この発明の第3の課題解決手段は、上記第1又は第2の課題解決手段の構成において、天板略中央部のファンモータ支持部には、補強リブが設けられていることを特徴としている。
(3) Third Problem Solving Means According to the third problem solving means of the present invention, in the configuration of the first or second problem solving means, a reinforcing rib is provided on the fan motor support portion at the substantially central portion of the top plate. It is characterized by being provided.
このような構成によると、天板中央部のファンモータ支持部の剛性、強度、振動特性も改善向上される。 According to such a configuration, the rigidity, strength, and vibration characteristics of the fan motor support at the center of the top plate are improved and improved.
(4) 第4の課題解決手段
この発明の第4の課題解決手段は、上記第1,第2又は第3の課題解決手段の構成において、天板の板厚は、0.6mm以上0.8mm未満の厚さであることを特徴としている。
(4) Fourth Problem Solving Means According to a fourth problem solving means of the present invention, in the configuration of the first, second or third problem solving means, the thickness of the top plate is 0.6 mm or more and 0.0. The thickness is less than 8 mm.
天板の板厚は、薄いほど材料コストは低下し、プレス成形も容易になる。 The thinner the top plate, the lower the material cost and the easier the press molding.
しかし、逆に強度、剛性は低下し、たわみ特性、振動特性は悪化する。これを補うのに、上記構成の補強リブは有効であるが、しかし補強リブのみでは限界があり、やはり一定の板厚は必要である。 However, on the contrary, the strength and rigidity are lowered, and the deflection characteristics and the vibration characteristics are deteriorated. In order to compensate for this, the reinforcing rib having the above-described configuration is effective, but there is a limit only with the reinforcing rib, and a certain plate thickness is still necessary.
従来の製品の板厚および上述の補強リブの効果との関係を考慮して、材料コストの低減、加工性の向上、必要な品質性能の確保を図ることができる適度な板厚は、0.6mm以上0.8mm未満が好ましい。 Considering the relationship between the thickness of the conventional product and the effect of the above-mentioned reinforcing rib, an appropriate thickness that can reduce the material cost, improve the workability, and ensure the necessary quality performance is 0. It is preferably 6 mm or more and less than 0.8 mm.
以上の結果、本願発明の高所設置型空気調和機の天板構造によると、天板の薄肉化、低コスト化を図りながら、その安定した支持剛性、支持強度、低騒音性能を実現することができる。 As a result of the above, according to the top plate structure of the high altitude installation type air conditioner of the present invention, it is possible to achieve stable support rigidity, support strength, and low noise performance while reducing the thickness and cost of the top plate. Can do.
図1〜図5は、本願発明の最良の実施の形態に係る高所設置型空気調和機の天板の構造を示している。 1-5 has shown the structure of the top plate of the high place installation type air conditioner based on the best embodiment of this invention.
この最良の実施の形態における天板32は、すでに述べた図13〜図15に示した従来例の場合と略同様の天井埋込型空気調和機(室内機ユニット)の本体ケーシング3に適用するに最適なものとして構成されている。
The
そして、その板厚D4は従来のもの0.8mmよりも薄く0.7mm程度に形成されているとともに、その形状は、例えば図1および図2示すように、同空気調和機のカセット型本体ケーシング3の形状に対応して略六角形状に形成され、その外周には、同本体ケーシング3の上端部外周側に冠合させるための鉤状の縁部32cが設けられている。
The plate thickness D 4 is thinner than the conventional 0.8 mm and is about 0.7 mm, and the shape thereof is, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, the cassette type main body of the air conditioner. Corresponding to the shape of the casing 3, it is formed in a substantially hexagonal shape, and on its outer periphery, a bowl-shaped
また、該天板32には、図13〜図15のものと同様の構成のファン5およびファンモータ9が支持される略中央部33から略環状の熱交換器4が支持される半径方向外周部にかけて、放射状に延びる下方側に凹んだ図4および図5に示すような断面が逆台形状で、底面の幅がW1、上端側の幅がW2、深さがD2、傾斜角がθ2の複数本の補強リブ32a,32a・・・が設けられ、それらの間はフラット部に形成されている。そして、それら補強リブ32a,32a・・・外周端側の熱交換器支持部には、下方への凹み深さD3が上記D2よりも所定寸法だけ小さくなった段差部32b,32b・・・が形成されている。
Further, the
また、上記天板32には、上記略中央部33のファン5およびファンモータ9支持部にも、深さD1の補強リブ33aが設けられている(D1=D2)。該補強リブ33aは、3点および4点支持が可能な5ケ所のファンモータ支持部a〜eの各々間に入り込み、内接する形で配設されている。
Further, the
そして、それによりファン5およびファンモータ9支持部の剛性および強度、たわみ特性、振動特性を有効に向上改善するようにしている。
As a result, the rigidity and strength, deflection characteristics, and vibration characteristics of the
また、同構成において、図1に示す如く、従来のものと同様にして、熱交換器4、ファン5およびファンモータ9、ドレインポンプ、スイッチボックス等の重量物が取り付けられる。
Further, in the same configuration, as shown in FIG. 1, heavy objects such as a
以上のように、本実施の形態の構成では、天板32のファン5およびファンモータ9が支持される略中央部33から熱交換器4が支持される半径方向外周部にかけて、複数本の補強リブ32a,32a・・・を放射状に延設するとともに、それら各補強リブ32a,32a・・・の間をフラットに形成したことを特徴としている。
As described above, in the configuration of the present embodiment, a plurality of reinforcements are provided from the substantially
その結果、同構成では、仮に従来よりも天板の板厚を薄くしたとしても、複数本の補強リブ32a,32a・・・の本数および断面形状(絞り形状)、深さ、幅などを最適に調整、設定することにより、他に多数の副補強リブ等を設けることなく、剛性、強度、たわみ特性、振動特性等を必要なレベルに改善することができる。
As a result, even if the thickness of the top plate is made thinner than the conventional structure, the number of the plurality of reinforcing
したがって、多くの副補強リブ等を組み合わせる場合に比べて、加工性が良く、プレス型の構造も簡単になり、加工後の歪みや不要な変形、亀裂、反り等を伴わなくて済む。 Therefore, compared with the case where many sub-reinforcing ribs are combined, the workability is good, the structure of the press die is simplified, and there is no need for distortion, unnecessary deformation, cracks, warpage, and the like after processing.
また、板厚を薄くでき、かつ加工性が向上する分、製品コストの削減が可能となる。 Further, the product cost can be reduced by reducing the plate thickness and improving the workability.
また、同構成では、上記補強リブ32a,32a・・・外周側の熱交換器4の支持部には、段差部32b,32b・・・が形成されている。
In the same configuration,
したがって、天板32に対して熱交換器4を支持する際に適正な位置決めを図ることができ、また熱交換器4を同段差部32b,32b・・・に係合した状態で確実に支持することができるので、より支持状態が安定する。
Therefore, proper positioning can be achieved when the
その結果、振動特性も一層改善される。 As a result, vibration characteristics are further improved.
また、同段差部32b,32b・・・が補強リブ32a,32a・・・の幅方向の強度を向上させるので、より天板32のたわみ特性も改善される。
Further, since the
さらに、以上の構成では、略中央部33のファン5およびファンモータ9支持部a〜eの周縁にも、補強リブ32aが設けられていることから、天板中央部のファン5およびファンモータ9支持部の剛性、強度、振動特性も改善向上される。
Furthermore, in the above configuration, since the reinforcing
また、以上の構成において、例えば上記天板32の板厚は、0.6mm以上0.8mm未満の厚さであることが好ましい。
Further, in the above configuration, for example, the thickness of the
天板32の板厚は、薄いほど材料コストは低下し、プレス成形も容易になる。
The thinner the
しかし、逆に強度、剛性は低下し、たわみ特性、振動特性は悪化する。これを補うのに、上記構成の補強リブ32a,32a・・・は有効であるが、しかし補強リブ32a,32a・・・のみでは限界があり、やはり一定の板厚は必要である。
However, on the contrary, the strength and rigidity are lowered, and the deflection characteristics and the vibration characteristics are deteriorated. In order to compensate for this, the reinforcing
従来の製品の板厚(0.8mm)および上述の補強リブ32a,32a・・・の効果との関係を考慮して、材料コストの低減、加工性の向上、必要な品質性能の確保を図ることができる適度な板厚は、0.6mm以上0.8mm未満が好ましい。
Considering the relationship between the plate thickness (0.8 mm) of the conventional product and the effects of the above-mentioned reinforcing
以上の結果、本実施の形態の高所設置型空気調和機の天板構造によると、天板32の可及的な薄肉化、低コスト化を図りながら、その安定した支持剛性、支持強度、低騒音性能を実現することができるようになる。
As a result of the above, according to the top plate structure of the height-installation type air conditioner of the present embodiment, the stable support rigidity, the support strength, while reducing the thickness of the
(実験例)
以上の作用効果(天板32の挙動に及ぼす補強リブ32a,32a・・・の配置、深さ、長さ等)を実際に確認するために、例えば図6に示すように、上記図2の本実施の形態の天板32と同様の仕様(板厚、形状、ファン5およびファンモータ9支持部)で、図13〜図15の従来例と同様の構造(主補強リブ32a,32a・・・、副補強リブ34,34・・・を具備)の天板32を製作し、それら各々の強度および振動を解析(FEM解析)した。
(Experimental example)
In order to actually confirm the above-described effects (arrangement, depth, length, etc. of the reinforcing
この解析には、I−DEAS MS9m2 Model Solutionを使用した。 For this analysis, I-DEAS MS9m2 Model Solution was used.
(1) 解析モデル
上述した図2の最良の実施の形態のものおよび図6の従来例(現行)のものの何れにおいても、天板32を四節点のシェル要素で、天板32に取り付けられる熱交換器4、ファン5およびファンモータ9、ドレインポンプ、スイッチボックスなどの各重量物を集中質量要素で、また天板32と重量物の結合を剛体要素で各々モデリングした。
(1) Analytical model In any of the above-described best embodiment of FIG. 2 and the conventional example of FIG. 6 (current), the
今例えば、図2、図6中において、A〜Eは熱交換器4の取り付けられる位置、a〜eはファン5およびファンモータ9の取付位置を示す。
Now, for example, in FIGS. 2 and 6, A to E indicate positions where the
ドレインポンプは、熱交換器4に固定され、上記熱交換器4の取付位置A〜Eを介して天板32に荷重として作用する。
The drain pump is fixed to the
スイッチボックス13はベルマウス6にも固定されるため、その取付位置を通じて天板32に作用する荷重は、不明である。
Since the
一方、熱交換器4およびファンモータ9の天板32に対する取付方法には、それぞれ次に示す2つの方式があり、それぞれについて検討した
<熱交換器4の場合>
(第1方式)
図2、図6中のA,B,Cの3ケ所で取り付ける。
On the other hand, there are the following two methods for attaching the
(First method)
It is attached at three locations A, B, and C in FIGS.
(第2方式)
図2、図6中のA,B,D,Eの4ケ所で取り付ける。
(Second method)
Attached at four locations A, B, D, and E in FIGS.
<ファンモータ9の場合>
(第1方式)
図2、図6中のa,b,cの3ケ所で取り付ける。
<
(First method)
It is attached at three points a, b, and c in FIGS.
(第2方式)
図2、図6中のa,b,d,eの4ケ所で取り付ける。
(Second method)
It is attached at four points a, b, d, and e in FIGS.
(2) 解析サンプル
2−1) 図2の本実施の形態のもの
板厚D4(D)が0.7mmで、補強リブ32a,32aの深さD2が8.8〜12.8mmのもの
2−2) 図6の従来例のもの
<サンプル1>
板厚D4(D)が、0.8mmで、主補強リブ32a,32a・・・の深さD2が8.8mm、副補強リブ34,34・・・の深さD5が8.8mmのもの
<サンプル2>
板厚D4(D)が、0.7mmで、主補強リブ32a,32a・・・の深さD2が8.8mm、副補強リブ34,34・・・の深さD5が8.8mmのもの
<サンプル3>
板厚D4(D)が、0.6mmで、主補強リブ32a,32a・・・の深さD2が8.8mm、副補強リブ34,34・・・の深さD5が8.8mmのもの
(3) 解析方法
上述した各重量物を取り付けた各天板32,32の外周を完全に固定した状態において、その動解析と静解析を行った。
(2) Analytical sample 2-1) According to the embodiment of FIG. 2 The plate thickness D 4 (D) is 0.7 mm, and the depth D 2 of the reinforcing
The plate thickness D 4 (D) is 0.8 mm, the depth D 2 of the main reinforcing
The plate thickness D 4 (D) is 0.7 mm, the depth D 2 of the main reinforcing
The plate thickness D 4 (D) is 0.6 mm, the depth D 2 of the main reinforcing
静解析では天板32と各重量物の自重のみを考慮し、動解析では各重量物の慣性モーメントを考慮しないものとした。なお、天板32にかかるSB重量の割合Wαが不明であるため、各重量物の質量および重心位置(天板にかかるSB重量の割合)Wαを25.0%〜100.0%に変化させる。各重量物の質量と重心位置を次表1に示す。
In the static analysis, only the weight of the
<各重量物の質量および重心位置> <Mass and center of gravity of each heavy object>
さらに、各天板32,32の材料として、次の表2のものを用いた。
Further, the materials of the following Table 2 were used as materials for the
<材料物性値> <Material properties>
結果評価は、図6の従来の天板32(板厚D4(D)=0.8mm)の結果を基準に行った。評価項目として天板32の最大たわみと共振回転数を用いる。最大Mises応力は、評価項目としては使わない。これは最大Mises応力が、応力の特異点である取付け部(または、その近傍)において発生するからである。
The result evaluation was performed based on the result of the conventional top plate 32 (plate thickness D 4 (D) = 0.8 mm) of FIG. The maximum deflection of the
(4) 解析結果
以上のようにして解析を行った結果、次のような解析結果が得られた。
(4) Analysis results As a result of the analysis as described above, the following analysis results were obtained.
なお、以下の結果評価は、次表3に示す図6の従来例(現行)のものを基準として行う。 In addition, the following result evaluation is performed on the basis of the conventional example (current) of FIG.
<図6の従来例(現行の天板)の解析結果> <Analysis result of conventional example (current top plate) of FIG. 6>
熱交換器4の取付方式と板厚D4(D)および天板32にかかるSB重量の割合Wαの違いによる天板32の最大たわみと最大Mises応力ならびに共振回転数の変化を次表の4と5に示す。また最大たわみと共振回転数に及ぼす板厚D4(D)とWαの影響を図7、図8に示す。これらによれば、次の知見が得られる。
The following table shows changes in the maximum deflection, maximum Mises stress and resonance rotational speed of the
4−1) 熱交換器4の第1の取付方式と比べれば、第2の取付方式では、天板32の最大たわみがほとんど変わらないのに対し、共振回転数が顕著に上昇することが読み取れる。この結果から、第2の取付方式が優れていることが明らかである。したがって、以下の解析では、第2の取付方式を用いる。
4-1) Compared with the first mounting method of the
4−2) Wαを25.0%〜100.0%に変化させた場合、第1の取付方式では、天板32の最大たわみが約4.0%低下し共振回転数が約14.0%上昇するが、第2の取付方式では、最大たわみが約3.0%小さく共振回転数が約2.0%しか高くならないことがわかる。いずれの場合においても、天板32の挙動に及ぼすWαの影響が限定的であるので、以下の解析では、Wαを50.0%とする。
4-2) When Wα is changed from 25.0% to 100.0%, in the first mounting method, the maximum deflection of the
4−3) この結果、板厚D4(D)が薄くなると、天板32の最大たわみが顕著に上昇し共振回転数が大きく低下することが読み取れる。上記従来の天板32と同等の挙動を確保するには、天板32の板厚D4(D)が0.8mm以上必要であると推測される。
4-3) As a result, it can be seen that when the plate thickness D 4 (D) is reduced, the maximum deflection of the
<天板にかかるSB重量の割合Wαと板厚D4(D)の違いによる天板の最大たわみおよび最大Mises応力の変化> <Change in the maximum deflection and maximum Mises stress of the top plate due to the difference in the ratio Wα of the SB weight on the top plate and the thickness D 4 (D)>
<天板にかかるSB重量の割合Wαと板厚D4(D)の違いによる共振回転数(rpm)の変化> <Change in Resonance Rotation Speed (rpm) due to Difference in SB Weight Ratio Wα and Plate Thickness D 4 (D) on Top Plate>
(5) ファン5の重量とファンモータ9の取付方式の影響(熱交換器4の取付方式が第2の取付方式の場合)
以下の解析では、熱交換器4の取付方式は第2の取付方式で、天板32にかかるSB重量の割合Wαは50.0%であるとする。
(5) Influence of the weight of the
In the following analysis, it is assumed that the mounting method of the
ファン5の重量が2.370kgfから1.960kgfに軽量化された場合と、ファンモータ9の取付方式を第1の取付方式から第2の取付方式に変更した場合の天板32における最大たわみと天板32の共振回転数とを、それぞれ以下の表6と表7に示す。これらによれば、次の知見が得られる。
The maximum deflection of the
5−1) ファン5が軽量化された場合、天板32の挙動が改善されることが読み取れる。
5-1) It can be read that the behavior of the
5−2) 第1のファンモータ取付方式と比べ、第2の取付方式を用いる方が天板32の挙動の向上に寄与するが、効果が限定的であることがわかる。
5-2) Compared with the first fan motor mounting method, the use of the second mounting method contributes to the improvement of the behavior of the
<ファン重量の違いによる天板の最大たわみ(mm)と最大Mises応力(kgf/mm2)および共振回転数(rpm)の変化(第2の熱交換器取付方式:Wα=50.0%;第2のモータ取付方式)> <Maximum deflection (mm) and maximum Mises stress (kgf / mm 2 ) and resonance rotation speed (rpm) due to difference in fan weight (second heat exchanger mounting method: Wα = 50.0%; Second motor mounting method)>
<ファンモータ取付け箇所の違いによる天板32の天板の最大たわみ(mm)と最大Mises応力(kgf/mm2)および共振回転数(rpm)の変化(第2の熱交換器取付方式;Wα=50.0%;ファン重量2.370kgf)>
<Maximum deflection (mm), maximum Mises stress (kgf / mm 2 ) and resonance rotational speed (rpm) of
5−3) 板厚D4(D)が0.7mmに薄肉化された天板32が、上記従来の天板32とほぼ同等な挙動を維持するには、天板32に配置された補強リブ32a,32a・・・の形状の最適化が必要である。
5-3) In order for the
本解析では、図6に示した放射状リブ32a,32a・・・を主補強リブと呼び主補強リブの間に挟まれたリブ34,34・・・を副補強リブと呼ぶ。ここでは、天板32の挙動に及ぼす各リブの影響について検討する。なお、解析には次の条件を用いる。
In this analysis, the
・天板32にかかるSB重量の割合Wαは50.0%で、ファン5の重量は現行の2.370kgfである。
The ratio Wα of the SB weight applied to the
・ファンモータ9の取付方式は第1の取付方式で、熱交換器4の取付方式は第2の取付方式である。
The attachment method of the
・板厚D4(D)は0.7mmである。 And plate thickness D 4 (D) is 0.7mm.
主補強リブの深さが現行(8mm)のままで、副補強リブの深さを0.0〜8.8mm(現行深さ)に変化させた場合の解析結果を次の表8と図9,10に示す。 Table 8 and FIG. 9 show the analysis results when the depth of the sub-reinforcing rib is changed from 0.0 to 8.8 mm (current depth) while the depth of the main reinforcing rib remains as it is (8 mm). , 10.
これらによれば、次の知見が得られる。 According to these, the following knowledge is obtained.
1. 天板32の挙動(最大たわみと共振回転数)は副補強リブ34,34・・・の深さによって異なることが明らかである。0.0〜5.8mmの範囲内において、同副補強リブ34,34・・・の深さが増すにしたがい、天板32の挙動の低下が大きくなるが、副補強リブ34,34・・・の深さが5.8mmを過ぎたところから、天板32の挙動の低下が小さくなることがわかる。また、副補強リブ34,34・・・の深さが0.0mm、すなわち、副補強リブ34,34・・・を無くし、主補強リブ32a,32a・・・の間をフラットに形成した場合においては、天板32の最大たわみが最小となり、共振回転数が最大になることが読み取れる。
1. It is clear that the behavior (maximum deflection and resonance rotational speed) of the
2. 副補強リブ34,34・・・の深さを現行の8.8mmより大きく増やした場合、天板32の挙動が副補強リブ34,34・・・のない場合と比べて向上すると思われるが、熱交設置および板金加工上の制限から、あまり深い副補強リブ34,34・・・は望ましくないと思われる。0.0〜8.8mmの範囲内において、もっとも優れた挙動を示す副補強リブ34,34・・・のない天板(板厚D4(D)=0.7mm)32は、図6の現行天板(D4(D)=0.8mm)32と比べても、ほぼ同等な最大たわみ(1.30mm→1.38mm)と高い共振回転数(742.0rpm→902.0rpm)をもつことが読み取れる。
2. When the depth of the auxiliary reinforcing
3. したがって、副補強リブ34,34・・・を無くし各主補強リブ32a,32a・・・間をフラットにした天板32は優れた挙動を示すだけでなく、成形加工もしやすくなり、材料削減によるコストダウンと製品加工品質の向上にも繋がる。
3. Therefore, the
5−4) 副補強リブ34,34・・・を無くして主補強リブ32a,32a・・・の深さD2を変化させた場合の解析結果を、以下の表9と図11,図12に示す。得られた知見は次の通りである。
5-4)
1. 主補強リブ32a,32a・・・が深くなるにしたがい、天板32の挙動の顕著な向上が見られるが、向上率は次第に低下することが明らかになった。
1. As the main reinforcing
2. 天板32の挙動に与える主補強リブ32a,32a・・・の影響は、極めて大きいことが明らかになった。
2. It has been clarified that the influence of the main reinforcing
<主補強リブ32a,32a・・・の深さの違いによる天板32の最大たわみと最大Mises応力および共振回転数の変化(副補強リブ無し)>
<Changes in Maximum Deflection, Maximum Mises Stress and Resonance Rotation Speed of
1は空気調和機、3は本体ケーシング、4は熱交換器、5はファン(羽根車)、6はベルマウス、9はファンモータ、9aはモータ軸、9bは取付ブラケット、11はマウント部材、32は天板、32aは補強リブ、32bは段差部、33は中央部、33aは補強リブ、41は熱交換器支持部材である。 1 is an air conditioner, 3 is a main body casing, 4 is a heat exchanger, 5 is a fan (impeller), 6 is a bell mouth, 9 is a fan motor, 9a is a motor shaft, 9b is a mounting bracket, 11 is a mounting member, 32 is a top plate, 32a is a reinforcing rib, 32b is a stepped portion, 33 is a central portion, 33a is a reinforcing rib, and 41 is a heat exchanger support member.
Claims (4)
The top plate structure of an air conditioner with a high location according to claim 1, 2 or 3, wherein the top plate has a thickness of 0.6 mm or more and less than 0.8 mm.
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