(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。また、本明細書または請求項中に用いられる「第1の」、「第2の」等の用語は、いかなる順序や重要度を表すものではなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。
【0010】
図1は、実施の形態に係る冷凍装置の概略構造を示す斜視図である。
図1では、筐体内部の構造が見えるように、筐体が有する壁面の一部の図示を省略している。また、蒸発器230を模式的に図示している。冷凍装置1は、筐体100と、冷媒回路200と、固定ベース300と、ユニットベース400と、ファン500と、凝縮器ベース600とを備える。
【0011】
筐体100は、貯蔵室110及び機械室120を区画する箱である。本実施の形態では、筐体100は、鉛直方向に長い直方体形状を有する。貯蔵室110は、例えば細胞や生体組織等の生体由来材料、薬剤、試薬等の収容に用いられる。貯蔵室110は、例えば機械室120に対して鉛直方向上方に配置される。貯蔵室110は、開口(図示せず)を介して外部と連通される。貯蔵室110は、開口を除く周囲が断熱材で覆われ、開口は断熱性の扉(図示せず)で塞がれる。貯蔵室110の開口は、冷凍装置1の正面側に配置される。貯蔵室110の構造は公知であるため、その詳細な説明は省略する。
【0012】
機械室120は、冷媒回路200の一部、ファン500及び凝縮器ベース600等が収容される空間である。また、機械室120には、固定ベース300及びユニットベース400が配置される。固定ベース300及びユニットベース400は、筐体100とともに機械室120を区画する。より具体的には、固定ベース300及びユニットベース400は、機械室120の底面を構成する。
【0013】
冷媒回路200は、従来公知の一般的な回路構成を備える冷媒回路であり、少なくとも圧縮機210(コンプレッサ)、凝縮器220(コンデンサ)及び蒸発器230を有し、蒸発器230により貯蔵室110を冷却する。本実施の形態では、冷媒回路200は、圧縮機210、凝縮器220、減圧器としてのキャピラリーチューブ(図示せず)及び蒸発器230を主要構成として備え、これらがこの順で環状に接続される。凝縮器220は、例えばワイヤコンデンサで構成される。冷媒回路200において、冷媒は圧縮機210において圧縮され、高温ガス状の冷媒となる。この冷媒は、凝縮器220に送られ、凝縮器220を通過する過程で凝縮して液化する。
【0014】
凝縮した冷媒は、キャピラリーチューブに流入して減圧され、蒸発器230に流入する。蒸発器230において、冷媒は周囲から熱を奪って蒸発する。これにより冷媒の冷却作用が発揮され、貯蔵室110内が冷却される。蒸発器230で蒸発した冷媒は、圧縮機210に帰還して、再び圧縮される。なお、
図1では、蒸発器230が貯蔵室110の外周面に配置された構造が図示されているが、特にこの構造に限定されず、貯蔵室110に設置されて室内を区画する棚(図示せず)の裏面等に、蒸発器230が配置されてもよい。
【0015】
固定ベース300は、平板状の部材であり、機械室120に配置されて筐体100に固定される。ユニットベース400は、平板状の部材であり、機械室120において固定ベース300と接するように配置される。固定ベース300は冷凍装置1の正面側に配置され、ユニットベース400は冷凍装置1の背面側に配置される。また、ユニットベース400は、筐体100に対して着脱可能に設けられる。筐体100は、機械室120と外部とを連通する開口部130を冷凍装置1の背面側に有する。ユニットベース400は、開口部130から機械室120内に挿入され、また開口部130を介して機械室120から取り出される。
【0016】
固定ベース300は、ユニットベース400側の端部にフランジ部302を有する。また、ユニットベース400は、固定ベース300側の端部にフランジ部402を有する。フランジ部302及びフランジ部402は、例えば、固定ベース300あるいはユニットベース400を構成する平板部材の端部が折り曲げ加工されることで形成される。
【0017】
筐体100は、互いに向かい合う一対の側壁の底部、すなわち貯蔵室110の開口が設けられる正面と、開口部130が設けられる背面とに対して略垂直に延在する一対の壁面の底部に、各側壁から他方の側壁に向かって突出するベース受け部140を有する。ベース受け部140は、冷凍装置1の前後方向(正面−背面方向)の所定位置に、鉛直方向上方に突出するとともに先端が背面側に屈折したフック部142を有する。固定ベース300は、フランジ部302がフック部142に当接することで、冷凍装置1の前後方向における位置決めがなされる。そして、固定ベース300は、両側の側端部がベース受け部140に固定される。また、固定ベース300は、正面側の端部が筐体100の正面側の底部に固定される。機械室120に挿入されたユニットベース400は、フランジ部402がフック部142に突き当てられることで、冷凍装置1の前後方向における位置決めがなされる。そして、両側の側端部が後述する締結部材によりベース受け部140に締結される。また、フランジ部402の先端が、フック部142における冷凍装置1の背面側に屈折した部分に当接することで、ユニットベース400の前端部の浮きが抑制される。ユニットベース400の形状と、筐体100への締結構造については後に詳細に説明する。
【0018】
続いて、機械室120内部の様子について説明する。
図2は、機械室120の内部を示す斜視図である。
図3は、機械室120の内部を示す平面図である。
図4は、機械室120の内部を示す側面図である。なお、
図2〜4では、ベース受け部140の図示を省略している。ユニットベース400には、圧縮機210、凝縮器220、冷媒回路200の配管の一部、ファン500及び凝縮器ベース600等が搭載される。ユニットベース400には、圧縮機210、ファン500、及び凝縮器ベース600に載置された凝縮器220が、この順に同一直線上に並べられて搭載される。圧縮機210が冷凍装置1の背面側に配置され、凝縮器220が冷凍装置1の正面側に配置される。
【0019】
ファン500は、圧縮機210及び凝縮器220を冷却するための装置である。ファン500は、凝縮器220側から圧縮機210側へ空気が流れるように、その送風方向A(
図2〜4において矢印Aで示される方向)が定められる。ファン500によって凝縮器220の周囲の空気が吸引されることで、凝縮器220が冷却される。また、ファン500から圧縮機210に向かって空気が吐出されることで、圧縮機210が冷却される。圧縮機210を通過した空気は、開口部130から外部に排気される。なお、機械室120内には、固定ベース300に設けられた通気口としてのスリット等を介して外部から空気が流入する。
【0020】
凝縮器ベース600には、凝縮器220が載置される。凝縮器ベース600は、基台部602と、第1の載置面604とを有する。基台部602は、第1の載置面604を支持する部分であり、ユニットベース400に固定される。具体的には、基台部602は、ユニットベース400の第2の載置面404に載置されて固定される。第2の載置面404には、圧縮機210及びファン500も載置される。
【0021】
第1の載置面604は、凝縮器220が載置される面であり、基台部602の鉛直方向上方に配置される。したがって、第1の載置面604は、第2の載置面404よりも鉛直方向上方に位置する。また、凝縮器ベース600の第1の載置面604は、一部が固定ベース300側にせり出すように配置される。そして、凝縮器220も一部が固定ベース側にせり出すように配置される。すなわち、凝縮器220及び凝縮器ベース600は、ユニットベース400、凝縮器ベース600及び凝縮器220の配列方向で、あるいは鉛直方向で、それぞれの一部が固定ベース300と重なる位置に設けられる。
【0022】
本実施の形態では、圧縮機210、ファン500及び凝縮器220が、同一直線上に配置される。また、凝縮器220は、略立方体形状を有する。さらに、凝縮器220は、全体がファン500よりもファン500の送風方向Aの上流側にある。このため、圧縮機210、ファン500及び凝縮器220の全体をユニットベース400上に納めようとすると、ユニットベース400を拡大する必要がある。ユニットベース400を大型化する場合は、相対的に固定ベース300を小型化する必要がある。しかしながら、固定ベース300の小型化は、冷凍装置1の剛性の低下を引き起こすおそれがある。
【0023】
これに対し、本実施の形態では、凝縮器220を凝縮器ベース600に載置するとともに固定ベース300上にせり出させている。これにより、ユニットベース400の大型化を回避しながら、圧縮機210、ファン500及び立方体形状の凝縮器220を同一直線上に配置し、且つ凝縮器220の全体をファン500の送風方向Aの上流側に配置することができる。
【0024】
圧縮機210、ファン500及び凝縮器220を同一直線上に配置することで、圧縮機210及び凝縮器220の冷却効率を向上させることができる。また、凝縮器220の全体をファン500の送風方向Aの上流側に配置することで、凝縮器220の冷却効率をより一層向上させることができる。凝縮器220は、ファン500と凝縮器220の配列方向から見て、ファン500の回転する翼部の軌跡と凝縮器220とが重なる領域の面積が、あるいは、翼部の先端の軌跡が描く円の内側に位置する凝縮器220の領域の面積が、凝縮器220の面積に対して好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上となるように、ファン500に対して配置される。
【0025】
また、凝縮器220は、凝縮器ベース600の第1の載置面604に載置された状態で、固定ベース300側にせり出している。そして、第1の載置面604は、ユニットベース400の第2の載置面404に対して、基台部602の高さ分だけ高い位置にある。このため、ユニットベース400を機械室120内に設置する際などに、凝縮器220及び第1の載置面604が固定ベース300に干渉することを回避することができる。これにより、凝縮器220が固定ベース300に接触して損傷することを回避することができる。また、筐体100に対するユニットベース400の組付けを容易にすることができる。
【0026】
本実施の形態では、固定ベース300はフランジ部302を有し、ユニットベース400はフランジ部402を有する。このため、凝縮器ベース600は、フランジ部302,402よりも高さの高い基台部602を有する。これにより、凝縮器220がフランジ部302,402と接触して損傷することを回避することができる。また、凝縮器220あるいは第1の載置面604との接触によりフランジ部302,402が変形し、ユニットベース400が配置されるべき位置に設置できなくなることを回避することができる。
【0027】
また、凝縮器220は、凝縮器ベース600によって第2の載置面404に対して高い位置に配置される。したがって、凝縮器220あるいは第1の載置面604の下方に空間を設けることができる。このため、凝縮器220の放熱性を向上させることができる。また、第1の載置面604にスリット等の通風口を設けることで、凝縮器220の放熱性をさらに向上させることができる。
【0028】
また、凝縮器220は、略立方体形状を有するキューブ型コンデンサである。このため、従来用いられていたL字型コンデンサに比べて、凝縮器を製造する際の溶接箇所を低減することができる。これにより、凝縮器の製造コスト、ひいては冷凍装置1の製造コストを削減することができる。
【0029】
続いて、ユニットベース400の形状と、ユニットベース400の筐体100への締結構造について説明する。
図5は、ユニットベース400の概略構造を示す斜視図である。
図6(A)は、ユニットベース400とベース受け部140との配置を模式的に示す側面図である。
図6(B)は、ユニットベース400において凸部406、第1の振動吸収材408及び挿通孔410が設けられる領域を拡大して模式的に示す断面図である。なお、
図6(A)では、締結部材700の図示を省略している。
【0030】
本実施の形態では、上述のように圧縮機210、ファン500及び凝縮器220が同一直線上に配置される。また、凝縮器220は、一部がユニットベース400から固定ベース300側にせり出している。このため、ユニットベース400は、圧縮機210、ファン500及び凝縮器220の重量によって歪みやすい。ユニットベース400が歪むと、ベース受け部140とユニットベース400とを面接触させることが困難になる。これにより、圧縮機210の振動等に起因したユニットベース400のばたつきが起こりやすくなり、また、ばたつきの程度も大きくなる。
【0031】
これに対し、本実施の形態のユニットベース400は、ベース受け部140に当接する凸部406を有する。凸部406は、ベース受け部140と当接するユニットベース400の両端部において、冷凍装置1の前後方向に均等に設けられる。本実施の形態では、ユニットベース400の前端部、後端部及び中央部に凸部406が設けられている。凸部406は、例えば第2の載置面404側から座押し加工を施すことで、形成することができる。そして、ユニットベース400は、ベース受け部140側に突出する複数の凸部406を介して筐体100のベース受け部140に支持される。凸部406は、例えば直径が約11mm、突出高さが約1mmである。
【0032】
このように、凸部406をベース受け部140に当接させることで、ベース受け部140とユニットベース400とを点接触させることができる。すなわち、ベース受け部140は、ユニットベース400を複数の点で支持する。これにより、ユニットベース400に歪みが生じたとしても、凸部406を設けない場合に比べて、すなわちベース受け部140がユニットベース400を面で支持する場合に比べて、ベース受け部140とユニットベース400との間に意図しない隙間が生じることを抑制することができる。
【0033】
したがって、ユニットベース400は、凸部406を介して安定的にベース受け部140に支持される。このため、圧縮機210の振動等に起因してユニットベース400が振動した場合であっても、ユニットベース400がばたついてベース受け部140に打ち付けられることを抑制することができる。その結果、冷凍装置1の機体振動を抑制することができる。
【0034】
また、冷凍装置1は、第1の振動吸収材408を備える。第1の振動吸収材408は、例えばゴム等の弾性材料からなる部材であり、ユニットベース400とベース受け部140との間に介在する。例えば、第1の振動吸収材408はシート状であり、一方の主表面がユニットベース400に当接し、他方の主表面がベース受け部140に当接する。第1の振動吸収材408により、ユニットベース400と筐体100との間の振動の伝達を阻害することができる。これにより、冷凍装置1の機体振動をより抑制することができる。
【0035】
第1の振動吸収材408は、開口部130(
図1参照)の近傍に設けられる。例えば、第1の振動吸収材408は、冷凍装置1の前後方向におけるユニットベース400の中間位置よりも開口部130側に配置される。あるいは、第1の振動吸収材408は、最も開口部130に近い凸部406よりも、開口部130寄りに配置される。本実施の形態では、ユニットベース400の後端部に第1の振動吸収材408が設けられる。通常、ユニットベース400は、ベース受け部140上をスライドさせられて機械室120に収容される。第1の振動吸収材408を開口部130の近傍に設けることで、ユニットベース400の摺動が第1の振動吸収材408によって妨げられることを抑制することができる。
【0036】
ユニットベース400は、締結部材700により筐体100に締結される。ユニットベース400は、第1の振動吸収材408に最も近い凸部406aと、第1の振動吸収材408との間に、締結部材700の挿通孔410を有する。挿通孔410を凸部406aと第1の振動吸収材408との間に配置することで、締結部材700の締結によって第1の振動吸収材408をより確実にユニットベース400とベース受け部140とに当接させることができる。なお、締結部材700によってユニットベース400の後端側がベース受け部140に締結されるため、ユニットベース400は、前端側が上がり後端側が下がるように傾きやすい。これに対し、第1の振動吸収材408がユニットベース400の後端側に配置されるため、ユニットベース400の傾きを抑制することができる。
【0037】
また、冷凍装置1は、第2の振動吸収材412を備える。第2の振動吸収材412は、例えばゴム等の弾性材料からなる部材であり、ユニットベース400と圧縮機210との間に介在する。例えば、第2の振動吸収材412はシート状であり、一方の主表面がユニットベース400の第2の載置面404に当接し、他方の主表面が圧縮機210の底部に当接する。第2の振動吸収材412を設けることで、圧縮機210の支持点を増やすことができる。これにより、圧縮機210からユニットベース400への振動の伝達経路が分散されるため、ユニットベース400の振動を抑制することができる。また、ユニットベース400に搭載される冷媒回路200の配管等の振動を抑制することができる。
【0038】
以上説明したように、本実施の形態に係る冷凍装置1では、ユニットベース400に、圧縮機210、ファン500、及び凝縮器ベース600に載置された凝縮器220が、この順に同一直線上に並べられて搭載されている。また、凝縮器220は、固定ベース300側にせり出すように配置される。これにより、圧縮機210及び凝縮器220の冷却効率を向上させることができる。また、ユニットベース400の大型化を回避することができるため、冷凍装置1の強度を維持することができる。したがって、冷凍装置1の冷却性能の向上と剛性の維持との両立を図ることができる。
【0039】
また、凝縮器ベース600の第1の載置面604は、ユニットベース400の第2の載置面404よりも鉛直方向上方に配置される。これにより、ユニットベース400を機械室120内に設置する際に、凝縮器220が固定ベース300に接触して損傷することを回避することができる。また、機械室120内へのユニットベース400の設置を容易にすることができる。さらに、凝縮器220は、その全体がファン500よりも送風方向Aの上流側に配置される。これにより、凝縮器220の冷却効率をより向上させることができる。
【0040】
また、本実施の形態に係る冷凍装置1では、筐体100に対して着脱可能なユニットベース400に、筐体100のベース受け部140側に突出する凸部406が設けられている。そして、ユニットベース400は、凸部406を介してベース受け部140に支持される。これにより、ユニットベース400が圧縮機210等の重さで歪んだ場合であっても、ベース受け部140がユニットベース400を安定的に支持することができる。このため、圧縮機210の振動等がユニットベース400により増幅されることを抑制することができ、よって冷凍装置1の振動を低減することができる。また、冷凍装置1を構成する他の部品への振動伝達を抑制することができる。
【0041】
また、冷凍装置1は、ユニットベース400とベース受け部140との間に介在する第1の振動吸収材408を、開口部130の近傍に有する。これにより、ユニットベース400と筐体100との間の振動の伝達を抑制することができるため、冷凍装置1の振動をより抑制することができる。また、第1の振動吸収材408は、開口部130の近傍に設けられるため、機械室120内へのユニットベース400の設置が妨げられることを抑制することができる。
【0042】
また、ユニットベース400は、第1の振動吸収材408に最も近い凸部406aと、第1の振動吸収材408との間に、ユニットベース400をベース受け部140に締結するための締結部材700の挿通孔410を有する。これにより、第1の振動吸収材408をより確実にユニットベース400及びベース受け部140に当接させることができる。また、冷凍装置1は、ユニットベース400と圧縮機210との間に介在する第2の振動吸収材412を有する。これにより、圧縮機210の振動がユニットベース400に伝わることを抑制することができるため、ユニットベース400の振動や、配管の振動を抑制することができる。
【0043】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態への変形の追加によって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態、及び変形それぞれの効果をあわせもつ。
【0044】
上述の実施の形態では、ユニットベース400に凸部406が設けられている。しかしながら、特にこの構成に限定されず、ユニットベース400側に突出する凸部がベース受け部140に設けられてもよい。また、ユニットベース400とベース受け部140の両方に凸部が設けられてもよい。また、凸部406の数及び配置は、図示されたものに限定されない。