特開 2023-41377 パワー基板およびそれを用いた空気調和機の室外機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023041377

(43)【公開日】2023-03-24

(54)【発明の名称】パワー基板およびそれを用いた空気調和機の室外機

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20230316BHJP

   F24F 1/24 20110101ALI20230316BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20230316BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20230316BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20230316BHJP

   H01L 23/473 20060101ALI20230316BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20230316BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 Z

F24F1/24

H01L23/12 Z

H01L25/04 C

H01L23/36 Z

H01L23/46 Z

H05K7/20 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021148724

(22)【出願日】2021-09-13

(71)【出願人】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジェッサダゴーン ティチプンデッチャ

【テーマコード（参考）】

5E322

5F136

5H770

【Ｆターム（参考）】

5E322AA03

5E322AA11

5E322AB01

5E322AB02

5E322AB08

5E322FA04

5F136CB06

5F136DA27

5H770AA21

5H770BA05

5H770CA02

5H770DA03

5H770PA12

5H770PA21

5H770PA45

5H770QA01

5H770QA02

5H770QA06

5H770QA22

5H770QA27

5H770QA40

(57)【要約】      （修正有）

【課題】放熱を良好に行うパワー基板及びそれを用いた空気調和機の室外機を提供する。
【解決手段】室外機の機械室に配置される固定板２１０を有する電装品モジュール２００において、パワーデバイス２７４が搭載されたパワー基板２７０は、パワーデバイス２７４に接続される第１のパターンと、第１のパターンと繋がっていない第２のパターンと、第１のパターンと第２のパターンの間を繋ぎ、パワー基板の基板面より突出するジャンパと、を備え、ジャンパをヒートシンク３１０と熱的に接続することで放熱を良好に行う。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パワーデバイスが搭載されたパワー基板において、
前記パワーデバイスに接続される第１のパターンと、
前記第１のパターンと繋がっていない第２のパターンと、
前記第１のパターンと、前記第２のパターンとの間を繋ぎ、前記パワー基板の基板面より突出するジャンパと、
を備えることを特徴とするパワー基板。

【請求項2】

前記ジャンパにおいて、前記第１のパターンと、前記第２のパターンとの間に架け渡される導体部の表面積は、前記第１のパターンに前記ジャンパが接続される接続部と、前記第２のパターンに前記ジャンパが接続される接続部をつないで形成される面の面積よりも広い、
ことを特徴とする請求項１に記載のパワー基板。

【請求項3】

前記ジャンパは少なくともその表面が金属で形成される、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のパワー基板。

【請求項4】

前記パワーデバイスは、冷却器に熱的に結合され、
前記冷却器、前記第１のパターンおよび前記ジャンパは、前記パワー基板の同一の基板面に備えられる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のパワー基板。

【請求項5】

前記パワー基板は、冷媒配管を有する空気調和機の室外機に取り付けられる基板であり、
前記冷却器は、前記冷媒配管の一部に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項４に記載のパワー基板。

【請求項6】

前記ジャンパは、前記冷却器に熱的に結合される、
ことを特徴とする請求項４または５に記載のパワー基板。

【請求項7】

前記ジャンパは、前記第１のパターンと、前記第２のパターンとが所定の距離をおいて互いに隣り合う箇所に設けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のパワー基板。

【請求項8】

平滑コンデンサが搭載されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のパワー基板が取り付けられる空気調和機の室外機であって、
前記パワー基板は、
前記室外機が水平面上に設置されたとき、前記基板面が鉛直方向に平行、かつ、前記平滑コンデンサが、前記ジャンパの上方に位置するように配置される、
ことを特徴とする空気調和機の室外機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、パワー基板およびそれを用いた空気調和機の室外機に関する。

【背景技術】

【0002】

空気調和機の室外機では、設置スペースの抑制のために電装部においても小型化が求められる。この電装部を小型化するためには、電装部に含まれるパワー基板の基板面積を小さくすることが有効で、そのためには基板面に搭載するＩＰＭ（Intelligent Power Module）などのパワーデバイスも小型のものが望ましい。

【0003】

電装部の小型化のためにパワー基板の基板面積を小さくすると、基板自体の放熱量が小さくなることが問題となる。このように基板面積を小さくした場合でも放熱性を確保する従来技術としては、電解コンデンサの端子とパワーデバイスの端子とを接続する金属体を設け、この金属体に放熱部を設ける技術が知られている。これによれば、基板面積を多く占有することなく、パワーデバイスにより発生する熱を放熱できるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－１２１１２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記の従来技術は、近年開発が進む小型のパワーデバイスに対応したものではなく、放熱が十分に実施されているとは言えない。例えば、パワーデバイスが小型になると、パワーデバイスにおけるピン間の距離が小さくなり、ピンに接続されるパターンの幅が狭くなる。このようにパターンの幅が狭くなる場合、電気抵抗が大きくなることでパターンの発熱量が大きくなるとともに、パワーデバイスやパターンの発熱に対しパターンからの放熱量が小さくなることが問題となる。こうした問題は、特に大電流が流れるパワー基板において顕著となる。

【0006】

そこで、本開示では、放熱を良好に行うことができるパワー基板およびそれを用いた空気調和機の室外機を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様によるパワー基板は、パワーデバイスが搭載されたパワー基板において、パワーデバイスに接続される第１のパターンと、第１のパターンと繋がっていない第２のパターンと、第１のパターンと、第２のパターンとの間を繋ぎ、パワー基板の基板面より突出するジャンパと、を備える。

【発明の効果】

【0008】

放熱を良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態にかかる室外機の斜視図である

【図2】図２は、実施形態にかかる室外機のサービスパネルを取り外した状態の斜視図である。

【図3】図３は、実施形態にかかる室外機の機械室から電装品モジュールを取り外した状態の斜視図である。

【図4】図４は、電装品モジュールと冷却器の展開斜視図である。

【図5】図５は、上フレームと下フレームを仕切板へ取り付ける取付説明図である。

【図6】図６は、電装品モジュールの縦断面図である。

【図7】図７は、図６のＡ－Ａ線の横断面図である。

【図8】図８は、実施形態にかかる室外機の天面パネルを取り外した平面図である。

【図9】図９は、実施形態にかかる室外機の右側面パネルを取り外した右側面図である。

【図10】図１０は、メイン基板の正面図である。

【図11】図１１は、パワー基板の正面図である。

【図12】図１２は、パワー基板のＩＰＭ素子、ジャンパおよび出力端子付近の正面拡大図である。

【図13】図１３は、図１２におけるＩＰＭ素子、ジャンパおよび出力端子を取り外した状態の正面拡大図である。

【図14】図１４は、パワー基板のジャンパ付近の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、実施形態にかかるパワー基板およびそれを用いた空気調和機の室外機を説明する。実施形態において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、以下の実施形態で説明するパワー基板およびそれを用いた空気調和機の室外機は、一例を示すに過ぎず、実施形態を限定するものではない。また、以下の各実施形態は、矛盾しない範囲内で適宜組みあわせてもよい。

【0011】

図１～図３、図８、図９に実施形態にかかる室外機１００を示す。この室外機１００は、空気調和機において室外に設置されるものである。室外機１００と、室内に設置される室内機とは、冷媒配管３０によって接続され、蒸気圧縮式冷凍サイクルを形成している。

【0012】

例えば、室外機１００は、室外空気と冷媒を熱交換する室外熱交換器１１、送風ファン１１Ｆ、冷媒を圧縮する圧縮機１２、流入した冷媒を気液分離するアキュムレータ１５などを備える。また、室外機１００には、潤滑油および冷媒の混合流体から潤滑油を分離する油分離器、流入した冷媒を膨張させて所定の圧力に減圧させる膨張弁、暖房運転と冷房運転を切り替える四方弁なども設けられている。

【0013】

室内機側には、室内空気と冷媒を熱交換する室内熱交換器、送風ファンなどが設けられている。そして、冷媒配管３０は、これら室外熱交換器１１、圧縮機１２、油分離器、膨張弁、アキュムレータ１５、四方弁および室内熱交換器を接続している。

【0014】

室外機１００の筐体１１０は、正面パネル１１１、その正面パネル１１１の右横のサービスパネル１１２、右側面パネル１１３、左側面パネル１１４、天面パネル１１５、背面パネル１１６、底面パネル１１７を備える。底面パネル１１７には、スタンド１１８が取り付けられている。

【0015】

この筐体１１０は、仕切板１１９によって、正面パネル１１１の奥側が熱交換器室１１０Ａになり、サービスパネル１１２の奥側が機械室１１０Ｂになるように、左右方向に区画されている。この仕切板１１９は、機械室１１０Ｂの壁面の一部を構成している。そして、熱交換器室１１０Ａには、室外熱交換器１１や送風ファン１１Ｆが配置されている。

【0016】

また、機械室１１０Ｂには、冷媒配管３０、圧縮機１２、膨張弁、アキュムレータ１５、サブアキュムレータ１５Ａ、四方弁などが収容されている。機械室１１０Ｂは、サービスパネル１１２を取り外すことにより、室外機１００の正面側から視認可能となっている。

【0017】

２００は電装品モジュールであり、図４～図９に示すように、正面がサービスパネル１１２の裏面と対面するよう機械室１１０Ｂに配置される固定板２１０と、固定板２１０の上部が取り付けられる長尺形状の上フレーム２２０と、固定板２１０の下部が取り付けられる長尺形状の下フレーム２３０とを備える。

【0018】

また、電装品モジュール２００は、上フレーム２２０を仕切板１１９に取り付ける取付金具２４０と、下フレーム２３０を仕切板１１９に取り付ける取付金具２５０と、メイン基板２６０と、パワー基板２７０とを備える。メイン基板２６０は、制御回路の一部を構成する電子部品やその他の電子部品が搭載されるプリント基板である。パワー基板２７０は、制御回路の残りの部分を構成する電子部品やその他の電子部品、後述する複数のパワーデバイス２７４が搭載されるプリント基板であり、両面基板が用いられる。このメイン基板２６０、パワー基板２７０に搭載される電子部品はあくまで一例であり、適宜変更可能である。

【0019】

上記のように、電装品モジュール２００のプリント基板はメイン基板２６０とパワー基板２７０に分割されている。メイン基板２６０は、裏面２６０ｂが固定板２１０の正面２１１ａに対面するように固定板２１０に搭載される（図４参照）。パワー基板２７０は、裏面２７０ｂが固定板２１０の裏面２１１ｂに対面するよう固定板２１０に搭載される（図４参照）。

【0020】

３００は冷却器であり、後述するように液側冷媒配管３０ＬのＵ字折曲部３１が取り付けられた状態で上フレーム２２０と下フレーム２３０に跨るように（図６参照）、その上フレーム２２０と下フレーム２３０に取り付けられる。

【0021】

固定板２１０は、本体部２１１と、その本体部２１１の上端から裏面２１１ｂの方向に９０度に折り曲げられた補強用の上横片２１２と、その上横片２１２の後端から上方に９０度に折り曲げられた取付用の上縦片２１３とを備える。本体部２１１には、正面２１１ａにメイン基板２６０が搭載され裏面２１１ｂにパワー基板２７０が搭載される。

【0022】

また、固定板２１０は、本体部２１１の下端から正面２１１ａの方向に９０度に折り曲げられた補強用の下横片２１４と、その下横片２１４の前端から下方に９０度に折り曲げられた下縦片２１５とを備える。この下縦片２１５の両端には下方に突出させた取付部２１５ａが形成されている。

【0023】

上フレーム２２０は、固定板２１０の上縦片２１３にネジ止めされる縦片２２１と、この縦片２２１の上端から後方に９０度に折り曲げられた補強用の横片２２２と、縦片２２１の左端から前方に向けて４５度に折り曲げられた取付片２２３とを備える。２２４は冷却器３００が取り付けられる端部である。

【0024】

下フレーム２３０は、下縦片２３１と、下縦片２３１の上端から後方に９０度に折り曲げられた上横片２３２と、上横片２３２の奥端から上方に９０度に折り曲げられた補強用の上縦片２３３と、下縦片２３１の左端から前方に向けて４５度に折り曲げられた取付片２３４とを備える。下縦片２３１は、固定板２１０の下縦片２１５にネジ止めされる。そして、下縦片２３１の正面側には端子板４００が取り付けられる。２３５は冷却器３００が取り付けられる端部である。

【0025】

冷却器３００は、パワー基板２７０の正面２７０ａに搭載された後述する複数のパワーデバイス２７４に熱的に結合されるアルミニウム製のヒートシンク３１０と、このヒートシンク３１０に形成された断面が半円形状の２個の溝３１１に嵌め込まれた液側冷媒配管３０ＬのＵ字折曲部３１と、このＵ字折曲部３１をヒートシンク３１０に固定するための板金製のカバー３２０とで構成されている。

【0026】

ヒートシンク３１０は、溝３１１に加えて、パワーデバイス２７４が押し付けられて熱的に結合する厚板部３１２と、この厚板部３１２の両側に形成されたカバー取付部３１３、３１４を有する。カバー３２０は、液側冷媒配管３０ＬのＵ字折曲部３１を押圧する中央の押え部３２１と、この押え部３２１の一端から折り曲げられたフック部３２２と、押え部３２１の他端からフック部３２２と向き合うように折り曲げられた押え部３２３とを備える。

【0027】

図１０は、メイン基板２６０の正面図である。図１０に示すように、メイン基板２６０の正面２６０ａには、前述したように制御回路の一部を構成する電子部品やその他の電子部品が搭載されている。

【0028】

即ち、メイン基板２６０の正面２６０ａには、ＡＣ入力電流検出／温度検出回路２６１、アクチュエータ駆動回路２６２、表示設定回路２６３、メイン制御ＩＣ２６４、ＥＭＣフィルタ回路２６５（ＥＭＣ：ElectroMagnetic Comｐatibillity）、スイッチング電源回路２６６、突入電流制御回路２６７、コネクタ２６８などが搭載されている。

【0029】

アクチュエータ駆動回路２６２は、膨張弁や四方弁等のアクチュエータを駆動するための回路である。表示設定回路２６３は、表示器としてのＬＥＤランプ２６３ａ、操作部としてのディップスイッチ２６３ｂおよびボタンスイッチ２６３ｃなどを含む。ＥＭＣフィルタ回路２６５は、コモンモードチョークコイル２６５ａ、コンデンサ２６５ｂを含む外来ノイズおよび自発ノイズの対策用の回路である。スイッチング電源回路２６６は、スイッチングトランス２６６ａやスイッチングＩＣ２６６ｂを有する。

【0030】

２６０ｂはメイン基板２６０の裏面である。２６０ｃはメイン基板２６０の上端、２６０ｄはメイン基板２６０の下端、２６０ｅはメイン基板２６０の左端、２６０ｆはメイン基板２６０の右端である。このメイン基板２６０は、裏面２６０ｂが固定板２１０の本体部２１１の正面２１１ａと対面するように、その正面２１１ａに搭載される。

【0031】

図１１は、パワー基板２７０の正面図である。図１１に示すように、パワー基板２７０の正面２７０ａには、前述したように制御回路の残りの部分を構成する後述する複数のパワーデバイス２７４を含む電子部品が搭載されている。

【0032】

即ち、パワー基板２７０の正面２７０ａには、整流用のダイオードブリッジ回路２７１ａ、バイポーラトランジスタのゲート部分にＭＯＳＦＥＴを組み込み動作抵抗を小さくしたＩＧＢＴ素子２７１ｂ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）が搭載される。また、パワー基板２７０の正面２７０ａには、高速動作用のＦＲＤ素子２７１ｃ（ＦＲＤ：Fast Recovery Diode）、力率改善用のＰＦＣコイル２７１ｄ（ＰＦＣ：Power Factor Correction）、大電力平滑用のアルミ電解コンデンサ２７１ｅが搭載される。このアルミ電解コンデンサ２７１ｅは、本発明の平滑コンデンサの一例である。

【0033】

これらダイオードブリッジ回路２７１ａ、ＩＧＢＴ素子２７１ｂ、ＦＲＤ素子２７１ｃ、ＰＦＣコイル２７１ｄおよびアルミ電解コンデンサ２７１ｅなどは、外部から供給される交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ回路２７１を構成する。さらに、パワー基板２７０の正面２７０ａには、コンバータ回路２７１から供給される直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ回路を構成するＩＰＭ素子２７２（ＩＰＭ：Intelligent Power Module）、インバータ制御ＩＣ２７３および出力端子２７５も搭載されている。

【0034】

出力端子２７５は、パワーデバイス２７４に含まれるＩＰＭ素子２７２と電気的に接続された端子であり（詳細は後述）、ＩＰＭ素子２７２が変換した交流電力を圧縮機１２のモータ等へ出力する。この出力端子２７５には、３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の交流電力を出力する出力端子２７５ｕ、２７５ｖ、２７５ｗが含まれる（図１２参照）。

【0035】

２７０ｂはパワー基板２７０の裏面である。２７０ｃはパワー基板２７０の上端、２７０ｄはパワー基板２７０の下端、２７０ｅはパワー基板２７０の左端、２７０ｆはパワー基板２７０の右端である。ダイオードブリッジ回路２７１ａ、ＩＧＢＴ素子２７１ｂ、ＦＲＤ素子２７１ｃ、ＩＰＭ素子２７２などは、それぞれ発熱の大きなパワーデバイス２７４であり、左端２７０ｅの近傍に冷却器３００による冷却がし易いように、縦配列で搭載されている。

【0036】

このパワー基板２７０は、裏面２７０ｂが固定板２１０の本体部２１１の裏面２１１ｂと対面するように、その裏面２１１ｂに搭載される。冷却器３００は、複数のパワーデバイス２７４に対面してそれらに当接される。

【0037】

このパワー基板２７０は、複数のパワーデバイス２７４の縦配列のサイズに応じてその上下方向サイズが設定され、そのサイズ内に収まるように、ＰＦＣコイル２７１ｄ、アルミ電解コンデンサ２７１ｅ、インバータ制御ＩＣ２７３などは配置される。このようにして、パワー基板２７０の上下方向サイズは複数のパワーデバイス２７４の縦配列の上下方向サイズに対応して若干大きなサイズに設定される。なお、ＩＧＢＴ素子２７１ｂはＭＯＳＦＥＴ等に置き換えられる場合もある。

【0038】

メイン基板２６０は、パワー基板２７０の上下方向サイズに対応して同程度の上下方向サイズに設定される。そして、メイン基板２６０では、サイズ内に収まるように、ＡＣ入力電流検出／温度検出回路２６１、アクチュエータ駆動回路２６２、表示設定回路２６３、メイン制御ＩＣ２６４、ＥＭＣフィルタ回路２６５、スイッチング電源回路２６６、突入電流制御回路２６７およびコネクタ２６８などが搭載される。

【0039】

前述した電装品モジュール２００を室外機１００の機械室１１０Ｂに配置するには、まず仕切板１１９に斜面２４１を有する取付金具２４０と、斜面２５１を有する取付金具２５０を予め取り付けておく。そして、電装品モジュール２００の配置では、図５に示すように、上フレーム２２０の取付片２２３を取付金具２４０の斜面２４１にネジ止めし、下フレーム２３０の取付片２３４を取付金具２５０の斜面２５１にネジ止めする。これにより、上フレーム２２０と下フレーム２３０が、仕切板１１９に片持ち支持の形で横姿勢で取り付けられる。

【0040】

次に、電装品モジュール２００の配置では、図６に示すように、上フレーム２２０の縦片２２１の端部２２４と下フレーム２３０の上縦片２３３の端部２３５の間に跨るように、冷却器３００のヒートシンク３１０をネジＢ１、Ｂ２で取り付ける。

【0041】

また、電装品モジュール２００の配置では、図７に示すように、ヒートシンク３１０の溝３１１に液側冷媒配管３０ＬのＵ字折曲部３１を押し当ててから、カバー３２０のフック部３２２をヒートシンク３１０の一方のカバー取付部３１３に係合する。次に、電装品モジュール２００の配置では、押え部３２３をヒートシンク３１０の他方のカバー取付部３１４に押し付けて、その押え部３２３をカバー取付部３１４にネジＢ３、Ｂ４で固着する。この作業は、室外機１００の背面パネル１１６を取り外した状態で行われる。

【0042】

以上によって、上フレーム２２０の端部２２４と下フレーム２３０の端部２３５の間に跨るように、且つヒートシンク３１０の厚板部３１２がサービスパネル１１２の方向を向くように、冷却器３００が取り付けられる。

【0043】

また、電装品モジュール２００の配置では、固定板２１０の本体部２１１の正面２１１ａにメイン基板２６０を搭載し、裏面２１１ｂにパワー基板２７０を搭載しておく。そして、これらメイン基板２６０とパワー基板２７０が搭載された固定板２１０は、その上縦片２１３が上フレーム２２０の縦片２２１に、その下縦片２１５が下フレーム２３０の下縦片２３１に合わさるように、ネジＢ５、Ｂ６によって取り付けられる。これにより、室外機１００を水平面上に設置した場合、メイン基板２６０とパワー基板２７０とは、室外機１００の機械室１１０Ｂにおいて、基板面が鉛直方向に平行に配置される。

【0044】

このとき、上フレーム２２０の取付片２２３が取付金具２４０によって、下フレーム２３０の取付片２３４が取付金具２５０によって、それぞれ仕切板１１９に取り付けられている。且つ、上フレーム２２０の端部２２４と下フレーム２３０の端部２３５が冷却器３００によって液側冷媒配管３０ＬのＵ字折曲部３１に固定されている。したがって、固定板２１０は強固に固定される。

【0045】

また、パワー基板２７０の複数のパワーデバイス２７４は、冷却器３００のヒートシンク３１０の厚板部３１２に対面して押し付けられてそこで熱的に結合が行われる。よって、空気調和機の運転が開始すれば、パワーデバイス２７４で発生した熱は冷却器３００によって冷却される。ヒートシンク３１０の厚板部３１２に熱伝導性の高い放熱用グリースを塗布しておけば、熱的な結合がより良好となる。

【0046】

以上のようにして機械室１１０Ｂに電装品モジュール２００が取り付けられた後に、その電装品モジュール２００のメイン基板２６０のコネクタ２６８およびパワー基板２７０の出力端子２７５に、所要の配線が接続されたプラグが接続され、端子板４００に所要の別の配線が接続される。

【0047】

電装品モジュール２００が取り付けられた機械室１１０Ｂでは、下フレーム２３０の下縦片２３１は上横片２３２によって固定板２１０よりも正面側に突出し、その下縦片２３１の正面２３１ａに端子板４００が取り付けられるので、端子板４００が前方に突出してそこへのアクセスが容易となる。また、機械室１１０Ｂでは、下縦片２３１の裏面２３１ｂには広い空間ＳＰができるので、下フレーム２３０がその空間ＳＰに配置される配管などの邪魔をしなくなる。

【0048】

また、機械室１１０Ｂでは、パワー基板２７０に搭載された複数のパワーデバイス２７４は、固定板２１０の裏面２１１ｂ側において冷却器３００に熱的に結合するが、冷却器３００に対しては押し付けられているだけである。よって、ネジＢ５、Ｂ６を緩めれば、固定板２１０、メイン基板２６０およびパワー基板２７０は、冷却器３００に邪魔されることなく、一体として、機械室１１０Ｂの正面から取り外すことが可能となる。このように、機械室１１０Ｂでは、メイン基板２６０とパワー基板２７０のメンテナンスが容易となる。

【0049】

また、メイン基板２６０には、その正面２６０ａに、ＬＥＤランプ２６３ａ、ディップスイッチ２６３ｂ、ボタンスイッチ２６３ｃなどを含む表示設定回路２６３や複数のコネクタ２６８を搭載している。このため、室外機１００からサービスパネル１１２を取り外すだけで、空気調和機の設定・動作内容の確認およびその変更や、回路接続の切り替えなどが容易となる。

【0050】

次に、図１２～図１４を参照し、パワー基板２７０に搭載されたパワーデバイス２７４に含まれるＩＰＭ素子２７２と、出力端子２７５（２７５ｕ、２７５ｖ、２７５ｗ）との接続について説明する。図１２は、パワー基板２７０のＩＰＭ素子２７２および出力端子２７５ｕ、２７５ｖ、２７５ｗ付近の正面拡大図である。図１３は、図１２におけるＩＰＭ素子２７２、ジャンパおよび出力端子２７５ｕ、２７５ｖ、２７５ｗを取り外した状態の正面拡大図である。なお、図１３における二点鎖線は、取り外す前のＩＰＭ素子２７２、ジャンパおよび出力端子２７５ｕ、２７５ｖ、２７５ｗを示している。図１４は、パワー基板２７０のジャンパ付近の斜視図である。

【0051】

図１２に示すように、パワーデバイス２７４に含まれるＩＰＭ素子２７２と、出力端子２７５との間は、それぞれが機械的に繋がっていない電極配線のパターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗ（本発明の第１のパターン）およびパターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗ（本発明の第２のパターン）が基板面に沿って配置される。そして、パターン２８１ｕとパターン２８３ｕがジャンパ２８２ｕで、パターン２８１ｖとパターン２８３ｖがジャンパ２８２ｖで、パターン２８１ｗとパターン２８３ｗがジャンパ２８２ｗでそれぞれ接続される。つまり、ジャンパは第１のパターンと第２のパターンを繋ぎ、それぞれを電気的、且つ、機械的に接続する。

【0052】

具体的には、ＩＰＭ素子２７２において、Ｕ相の交流電力を出力する端子２７２ｕは、パターン２８１ｕに接続されている。同様に、Ｖ相の交流電力を出力する端子２７２ｖは、パターン２８１ｖに接続され、Ｗ相の交流電力を出力する端子２７２ｗは、パターン２８１ｗに接続されている。

【0053】

また、Ｕ相の交流電力を外部に出力する出力端子２７５ｕには、パターン２８３ｕが接続されている。同様に、Ｖ相の交流電力を外部に出力する出力端子２７５ｖには、パターン２８３ｖが接続され、Ｗ相の交流電力を外部に出力する出力端子２７５ｗには、パターン２８３ｗが接続されている。

【0054】

パターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗは、それぞれ対応する出力端子２７５ｕ、２７５ｖ、２７５ｗに接続されたパターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗに向かって基板上を延在するように配置されるが、パターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗとは直接繋がってはいない。そこで、パターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗと、パターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗとは、所定の距離（例えば数ｃｍ）をおいて互いに隣り合う箇所で、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗを介して接続される。

【0055】

ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗは、少なくとも表面が金属で形成され、大電流を流すことが可能（例えば定格電流が６０Ａ）な導電性の部材である。一例として、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗには、材質を銅とし、ニッケル下地スズメッキで表面処理したものを適用できる。

【0056】

図１４に示すように、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗは、例えばＵ字形（Ｖ字形などの形状であってもよい）に形成されており、両端部を基板面の接続箇所に取り付けてハンダ等で固定される。すなわち、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗは、基板面に対しては逆Ｕ字形に固定される。このため、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗは、パワー基板２７０の基板面より突出する。

【0057】

パワー基板２７０では、このように基板面より突出するジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗを介することで、効率的な放熱を行うことができる。具体的には、パワーデバイス２７４（例えばＩＰＭ素子２７２）と接続するパターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗよりジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗを介してパターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗに大電流が流れることで生じる熱、または、パワーデバイス２７４自体が発熱しパワー基板２７０に伝導した熱の放熱を効率的に行うことができる。

【0058】

図１３に示すように、ジャンパ２８２ｕの一端側は、パターン２８１ｕにおいて、パターン２８３ｕと隣り合う端部の接続部２８１ｕａに取り付けられる。また、ジャンパ２８２ｕの他端側は、パターン２８３ｕにおいて、パターン２８１ｕと隣り合う端部の接続部２８３ｕａに取り付けられる。このため、ジャンパ２８２ｕにおいて、パターン２８１ｕと、パターン２８３ｕとの間に架け渡される導体部（図１４の例ではＵ字状）の表面積は、パターン２８１ｕにジャンパ２８２ｕが接続される接続部２８１ｕａと、パターン２８３ｕにジャンパ２８２ｕが接続される接続部２８３ｕａをつないで形成される面（ジャンパ２８２ｕに対応する二点鎖線部分、例えば接続部２８１ｕａと接続部２８３ｕａをつなぐためのパターンを形成する銅箔の表面）の面積よりも広くなる。

【0059】

ジャンパ２８２ｖの一端側は、パターン２８１ｖにおいて、パターン２８３ｖと隣り合う端部の接続部２８１ｖａに取り付けられる。また、ジャンパ２８２ｖの他端側は、パターン２８３ｖにおいて、パターン２８１ｖと隣り合う端部の接続部２８３ｖａに取り付けられる。このため、ジャンパ２８２ｖにおいて、パターン２８１ｖと、パターン２８３ｖとの間に架け渡される導体部（図１４の例ではＵ字状）の表面積は、パターン２８１ｖにジャンパ２８２ｖが接続される接続部２８１ｖａと、パターン２８３ｖにジャンパ２８２ｖが接続される接続部２８３ｖａをつないで形成される面（ジャンパ２８２ｖに対応する二点鎖線部分、例えば接続部２８１ｖａと接続部２８３ｖａをつなぐためのパターンを形成する銅箔の表面）の面積よりも広くなる。

【0060】

ジャンパ２８２ｗの一端側は、パターン２８１ｗにおいて、パターン２８３ｗと隣り合う端部の接続部２８１ｗａに取り付けられる。また、ジャンパ２８２ｗの他端側は、パターン２８３ｗにおいて、パターン２８１ｗと隣り合う端部の接続部２８３ｗａに取り付けられる。このため、ジャンパ２８２ｗにおいて、パターン２８１ｗと、パターン２８３ｗとの間に架け渡される導体部（図１４の例ではＵ字状）の表面積は、パターン２８１ｗにジャンパ２８２ｗが接続される接続部２８１ｗａと、パターン２８３ｗにジャンパ２８２ｗが接続される接続部２８３ｗａをつないで形成される面（ジャンパ２８２ｗに対応する二点鎖線部分、例えば接続部２８１ｗａと接続部２８３ｗａをつなぐためのパターンを形成する銅箔の表面）の面積よりも広くなる。

【0061】

また、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗの取付位置は、鉛直方向と平行に配置されたパワー基板２７０の基板面において、アルミ電解コンデンサ２７１ｅよりも下方（図示例では斜め左下）である。すなわち、アルミ電解コンデンサ２７１ｅは、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗの上方に位置するように配置される。

【0062】

また、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗは、前述した冷却器３００におけるヒートシンク３１０と熱的に接続してもよい。具体的には、図１１において二点鎖線で示した冷却器３００におけるヒートシンク３１０の厚板部３１２が、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗと対面しており、熱伝導性が高く、絶縁性のある放熱用グリース等を介してジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗと熱的に接続する。

【0063】

また、パターン２８１ｕとパターン２８３ｕ、パターン２８１ｖとパターン２８３ｖ、パターン２８１ｗとパターン２８３ｗの３組のパターンがそれぞれジャンパで接続されることを説明したが、少なくとも１組のパターンがジャンパで接続されていればよい。例えば、パターン２８１ｕとパターン２８３ｕがジャンパ２８２ｕで、パターン２８１ｖとパターン２８３ｖがジャンパ２８２ｖで接続され、パターン２８１ｗとパターン２８３ｗはパターンで接続されるようにし、２組のパターンだけがジャンパで接続されるようにしてもよい。

【0064】

以上のように、パワーデバイス２７４が搭載されたパワー基板２７０において、正面２７０ａには、パワーデバイス２７４に接続されるパターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗと、このパターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗと繋がっていないパターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗとを備える。そして、パワー基板２７０の正面２７０ａには、パターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗと、パターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗとの間を繋ぎ、パワー基板２７０の基板面より突出するジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗとを備える。

【0065】

これにより、パワー基板２７０では、パワーデバイス２７４（例えばＩＰＭ素子２７２）と接続するパターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗよりジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗを介してパターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗに大電流が流れることで生じる熱は、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗに伝導される。そして、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗは、パワー基板２７０の基板面より突出して基板面から離れ空間に浮いた状態にあることから、パターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗおよびパターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗよりも効率よく放熱することができる。すなわち、パワー基板２７０では、基板面に沿って配置されるパターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗ等でのみ放熱される場合と比較して、放熱を良好に行うことができる。

【0066】

また、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗにおいて、パターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗと、パターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗとの間に架け渡される導体部（図１４の例ではＵ字状）の表面積は、パターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗにジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗが接続される接続部２８１ｕａ、２８１ｖａ、２８１ｗａと、パターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗにジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗが接続される接続部２８３ｕａ、２８３ｖａ、２８３ｗａをつないで形成される面（図１３におけるジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗに対応する二点鎖線部分、例えば接続部２８１ｖａと接続部２８３ｖａをつなぐためのパターンを形成する銅箔の表面）の面積よりも広い。このように、パターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗの接続部２８１ｕａ、２８１ｖａ、２８１ｗａと、パターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗの接続部２８３ｕａ、２８３ｖａ、２８３ｗａとを繋いで形成される面よりも、パターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗの導体部の表面積を広くすることで、パワー基板２７０では、前述した大電流により生じる熱の放熱量を高めることができる。

【0067】

また、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗは、少なくともその表面が金属で形成される。これにより、パワー基板２７０では、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗの金属で形成された表面より、前述した大電流により生じる熱の放熱を効率的に行うことができる。

【0068】

また、パワーデバイス２７４は、冷却器３００に熱的に結合され、冷却器３００、パターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗおよびジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗは、パワー基板２７０の同一の基板面に備えられる。これにより、同一の基板面側にある冷却器３００を介して前述した大電流により生じる熱の放熱を行うことができる。

【0069】

また、パワー基板２７０は、冷媒配管３０を有する空気調和機の室外機１００に取り付けられる基板であり、冷却器３００は、冷媒配管３０の一部に取り付けられる。これにより、空気調和機における冷媒配管３０を介して冷却器３００を冷却することができる。

【0070】

また、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗは、冷却器３００に熱的に結合される。これにより、パワー基板２７０では、冷却器３００を介してジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗを冷却することができ、前述した大電流により生じる熱の放熱を効率的に行うことができる。

【0071】

また、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗは、パターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗと、パターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗとが所定の距離をおいて互いに隣り合う箇所に設けられる。このように、パワー基板２７０では、基板上の配線パターンを跨いで交差させるような部分に用いられるジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗを、パターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗと、パターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗとが所定の距離をおいて互いに隣り合う箇所に設けることで、前述した大電流により生じる熱の放熱を効率的に行うことができる。

【0072】

また、アルミ電解コンデンサ２７１ｅが搭載されることを特徴とするパワー基板２７０が取り付けられる空気調和機の室外機１００において、パワー基板２７０は、室外機１００を水平面上に設置したとき、基板面が鉛直方向に平行、かつ、アルミ電解コンデンサ２７１ｅが、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗの上方に位置するように配置される。一般に、パターン２８１ｕ、２８１ｖ、２８１ｗよりジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗを介してパターン２８３ｕ、２８３ｖ、２８３ｗに大電流が流れることで生じる熱量は、その抵抗値が十分小さいことから、アルミ電解コンデンサ２７１ｅより生じる熱量と比較すると小さくなる。したがって、基板面が鉛直方向に平行、かつ、アルミ電解コンデンサ２７１ｅが、ジャンパ２８２ｕ、２８２ｖ、２８２ｗの上方に位置するように配置することで、より高熱となる部材が上方となることから、いわゆる煙突効果による対流が生じやすくなる。この対流により、パワー基板２７０では、より効率的な放熱を行うことができる。

【符号の説明】

【0073】

１１…室外熱交換器
１１Ｆ…送風ファン
１２…圧縮機
１５…アキュムレータ
３０…冷媒配管
３０Ｌ…液側冷媒配管
３１…Ｕ字折曲部
１００…室外機
１１０…筐体
１１０Ａ…熱交換器室
１１０Ｂ…機械室
１１１…正面パネル
１１２…サービスパネル
１１３…右側面パネル
１１４…左側面パネル
１１５…天面パネル
１１６…背面パネル
１１７…底面パネル
１１８…スタンド
１１９…仕切板
２００…電装品モジュール
２１０…固定板
２１１…本体部
２１１ａ…正面
２１１ｂ…裏面
２２０…上フレーム
２３０…下フレーム
２３１ａ…正面
２３１ｂ…裏面
２６０…メイン基板
２６１…ＡＣ入力電流検出／温度検出回路
２６２…アクチュエータ駆動回路
２６３…表示設定回路
２６３ａ…ＬＥＤランプ
２６３ｂ…ディップスイッチ
２６３ｃ…ボタンスイッチ
２６４…メイン制御ＩＣ
２６５…ＥＭＣフィルタ回路
２６５ａ…コモンモードチョークコイル
２６５ｂ…コンデンサ
２６６…スイッチング電源回路
２６６ａ…スイッチングトランス
２６６ｂ…スイッチングＩＣ
２６７…突入電流制御回路
２６８…コネクタ
２７０…パワー基板
２７０ａ…正面
２７０ｂ…裏面
２７１…コンバータ回路
２７１ａ…ダイオードブリッジ回路
２７１ｂ…ＩＧＢＴ素子
２７１ｃ…ＦＲＤ素子
２７１ｄ…ＰＦＣコイル
２７１ｅ…アルミ電解コンデンサ
２７２…ＩＰＭ素子
２７２ｕ～２７２ｗ…端子
２７３…インバータ制御ＩＣ
２７４…パワーデバイス
２７５、２７５ｕ～２７５ｗ…出力端子
２８１ｕ～２８１ｗ、２８３ｕ～２８３ｗ…パターン
２８１ｕａ～２８１ｗａ、２８３ｕａ～２８３ｗａ…接続部
２８２ｕ～２８２ｗ…ジャンパ
３００…冷却器
３１０…ヒートシンク
３１１…溝
３１２…厚板部
３１３、３１４…カバー取付部
３２０…カバー
３２１、３２３…押え部
３２２…フック部
４００…端子板
Ｂ１～Ｂ６…ネジ
ＳＰ…空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】