JP2006003011A - 高所設置型空気調和機の天板構造 - Google Patents

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

特開平１１−２０１４９６号公報（明細書第１−３頁、図１−３）

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

その結果、さらに振動特性が改善される。

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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

その結果、振動特性も一層改善される。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

この解析には、Ｉ−ＤＥＡＳ ＭＳ９ｍ２ Ｍｏｄｅｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎを使用した。

（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。

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。

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。

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。

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。

（第２方式）
図２、図６中のＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅの４ケ所で取り付ける。

＜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。

（第２方式）
図２、図６中のａ，ｂ，ｄ，ｅの４ケ所で取り付ける。

（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。

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。

＜各重量物の質量および重心位置＞

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。

＜材料物性値＞

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。

（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。

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。

＜図６の従来例（現行の天板）の解析結果＞

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。

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。

４−２） 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。

４−３） 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。

＜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＞

＜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＞

（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。

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。

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。

５−２） 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。

＜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）＞

＜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）＞

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。

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。

・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。

・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。

・板厚Ｄ₄（Ｄ）は０．７ｍｍである。

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。

これらによれば、次の知見が得られる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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）＞

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部の構造（熱交換器設置状態での）を示す下面図である。 同高所設置型空気調和機の天板部の構造（熱交換器非設置状態での）を示す下面図である。 同天板部の正面図である。 同天板部の中央縦断面図（図２のＡ−Ａ）である。 同天板部の要部である補強リブ部分の構成を示す横断面図（図２のＢ−Ｂ）である。 同天板部と同様の仕様構造の下において、製作した従来モデルの構造を示す下面図である。 同天板の最大たわみに及ぼす板厚と熱交取付方式との関係を示すグラフである。 同天板の共振回転数に及ぼす板厚と熱交取付方式との関係を示すグラフである。 同天板の最大たわみ量と副補強リブの深さとの関係を示すグラフである。 同天板の共振回転数と副補強リブの深さとの関係を示すグラフである。 同天板の最大たわみ量と主補強リブの深さとの関係を示すグラフである。 同天板の共振回転数と主補強リブの深さとの関係を示すグラフである。 従来の高所設置型空気調和機の全体構成を示す中央縦断面図（この図における天板部の断面は、図１５のＣ−Ｃ断面に相当する）である。 同空気調和機の化粧パネルおよび本体ケーシングを除去して下方側から見た下面図である。 同空気調和機の天板部とベルマウスおよびスイッチボックス等の取付関係を示す分解斜視図である。

符号の説明

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。

Claims (4)

1. 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する高所設置型空気調和機の天板構造。
2. 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する請求項１記載の高所設置型空気調和機の天板構造。
3. 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する請求項１又は２記載の高所設置型空気調和機の天板構造。
4. 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する請求項１，２又は３記載の高所設置型空気調和機の天板構造。
   

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