JP2006234186A - 空気調和機のフィルター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアフィルター清掃機能を有したフィルター装置において、ブラシで掻き落として清掃するとブラシに塵埃が絡みついたり、掻き落として集めた塵埃を処理しなくてはならず、メンテナンスの手間が大幅に軽減されるものではなく、一方、吸引にて清掃する方法においても充分な清掃性能が得られないという課題があった。
【解決手段】吸引ノズルに吸引孔２０４とブラシ２０５を設けた駆動可能なベルト２０３を設け、吸引清掃位置を切り換えてエアフィルターをスイープ動作による清掃を行う方式において、ベルト２０３をフォーミングバネ２０６で押さえることでベルト２０３の駆動トルクを低下させるとともに、ベルト２０３の吸引ノズルへの密着性も向上させて吸引孔２０４以外での吸引漏れを防止し、高い吸引清掃性能を得ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、エアフィルターの清掃を自動的に行うようにした空気調和機のフィルター装置に関するものである。

従来の空気調和機のフィルター装置は、熱交換器の前面に空気調和機の本体内部へ埃が侵入することを防ぐためのエアフィルターが設けられており、このエアフィルターは付着した塵埃を手で清掃できるように着脱自在に構成されている。こうした構成でのフィルター装置は頻繁なメンテナンスが必要となるだけでなく、メンテナンスが行われるまでの間にはエアフィルターが徐々に目詰まりしていき、その結果、熱交換器を通過する風量が低下して空調能力が低下して消費電力の増大につながることとなる。

このため、エアフィルターのメンテナンスの手間を低減する目的で、特許文献１のようにエアフィルターに付着した塵埃をブラシにて掻き落として清掃するフィルター装置や、特許文献２のようにエアフィルターに付着した塵埃を吸引にて清掃するフィルター装置が提案されている。
特開平６−７４５２１号公報 特開２００２−３４０３９５号公報

しかしながら、前記従来技術では、ブラシで掻き落として清掃するとブラシに塵埃が絡みついたり、掻き落として集めた塵埃を処理しなくてはならず、メンテナンスの手間が大幅に軽減されるものではなかった。一方、吸引にて清掃する方法においても充分な清掃性能が得られないという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高性能なエアフィルター清掃能力を有し、メンテナンスの手間も大幅に低減できる空気調和機のフィルター装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機のフィルター装置は、駆動可能なベルトを具備した清掃ノズルにおいて、ベルトはバネによって清掃ノズル本体に押さえられているようにしたものである。

これによって、清掃ノズルのベルトの駆動トルクを低下させるとともに、ベルトの清掃ノズルへの密着性も向上させることができるので、ベルトにブラシを取り付けてブラシを駆動させて清掃させる方式や、ベルトに吸引孔を設けて吸引位置をスイープ動作させて清掃を行う方式などを安定したベルトの動作のもとに行うことが可能となる。加えて、ベルトにブラシを取り付けてブラシを駆動させて清掃させる方式においては、ブラシがエアフィルターをこする際の抵抗で、ブラシを取り付けたベルトがめくれてしまうことによる不都合も防止することができ、また、ベルトに吸引孔を設けて吸引位置をスイープ動作させて清掃を行う方式においては、吸引孔以外の部分から吸引漏れが発生することも抑制することができ、高い吸引清掃性能を発揮することができる。

また、本発明の空気調和機のフィルター装置は、駆動可能なベルトと、ベルトを清掃ノズル本体に沿わせるガイド板を具備した清掃ノズルにおいて、ガイド板はバネによって清
掃ノズル本体に押さえられているようにしたものである。

これによって、清掃ノズルのベルトの駆動トルクを低下させ、かつ、ベルトの清掃ノズルへの密着性も向上させる効果を有しながらも、ガイド板がベルトのより大きな面積を清掃ノズルへ密着させるので、特に、ベルトに吸引孔を設けて吸引位置をスイープ動作させて清掃を行う方式などにおいて吸引の漏れを更に抑制することができ、高い吸引清掃性能を発揮することができる。同時に、ベルトがバネによって傷つくことを防止できるので、清掃ノズルの信頼性をも向上させることが可能となる。

本発明の空機調和機のフィルター装置は、清掃ノズルのベルトの駆動トルクを低下させるとともに、ベルトの清掃ノズルへの密着性も向上させることができるので、ベルトにブラシを取り付けてブラシを駆動させて清掃させる方式や、ベルトに吸引孔を設けて吸引位置をスイープ動作させて清掃を行う方式などが可能となるので、様々なエアフィルターの塵埃を清掃するフィルター清掃装置を実現することができる。

第１の発明は、エアフィルターと、エアフィルターを清掃する清掃ノズルを具備し、清掃ノズルは駆動可能なベルトを具備し、ベルトはバネによって清掃ノズル本体に押さえられていることにより、清掃ノズルのベルトの駆動トルクを低下させるとともに、ベルトの清掃ノズルへの密着性も向上させることができるので、ベルトにブラシを取り付けてブラシを駆動させて清掃させる方式や、ベルトに吸引孔を設けて吸引位置をスイープ動作させて清掃を行う方式などを安定したベルトの動作のもとに行うことが可能となる。加えて、ベルトにブラシを取り付けてブラシを駆動させて清掃させる方式においては、ブラシがエアフィルターをこする際の抵抗で、ブラシを取り付けたベルトがめくれてしまうことによる不都合も防止することができ、また、ベルトに吸引孔を設けて吸引位置をスイープ動作させて清掃を行う方式においては、吸引孔以外の部分から吸引漏れが発生することも抑制することができ、高い吸引清掃性能を発揮することができる。

第２の発明は、エアフィルターと、エアフィルターを清掃する清掃ノズルを具備し、清掃ノズルは駆動可能なベルトと、ベルトを清掃ノズル本体に沿わせるガイド板を具備し、ガイド板はバネによって清掃ノズル本体に押さえられていることにより、清掃ノズルのベルトの駆動トルクを低下させ、かつ、ベルトの清掃ノズルへの密着性も向上させる効果を有しながらも、ガイド板がベルトのより大きな面積を清掃ノズルへ密着させるので、特に、ベルトに吸引孔を設けて吸引位置をスイープ動作させて清掃を行う方式などにおいて吸引の漏れを更に抑制することができ、高い清掃性能を発揮することができる。同時に、ベルトがバネによって傷つくことを防止できるので、清掃ノズルの信頼性をも向上させることが可能となる。

第３の発明は、特に、第１および第２の発明におけるバネにフォーミングバネを用いたことにより、簡易な構成とすることができ、低コストな清掃ノズルにすることができる。

第４の発明は、特に、第１および第２の発明におけるバネに板バネを用いたことにより、清掃ノズルを薄く構成することができ、空気調和機の薄型化・小型化を図ることが可能となる。

第５の発明は、特に、第３および第４の発明におけるバネの形状を、清掃ノズル本体を挟み込む形状としたことにより、バネの清掃ノズルへの組み込みと固定が容易になり、清掃ノズルの低コスト化を図ることができる。

第６の発明は、特に、第３および第４の発明におけるバネを、ベルトの両端を押さえる構成にしたことにより、ベルトの中央部にブラシや吸引孔が動くスペースを確保したもので、清掃ノズルにおけるブラシや吸引孔の駆動位置の制約をなくすことができる。これにより、エアフィルターの形状がブラシや吸引孔の駆動可能位置による制約を受けることを防止でき、フィルター装置を取り付けることによる空気調和機の性能低下を防止することができる。

第７の発明は、特に、第３の発明におけるバネを、ベルトに沿った部分を複数回曲げてベルト全面を押さえる形状としたことにより、ベルトの清掃ノズルへの密着性を向上させることができる。これにより、ブラシがエアフィルターをこする際の抵抗によるベルトのめくれや、また、ベルトが浮き上がることによる吸引孔以外の部分から吸引漏れを、より確実に防止することができ、高い清掃性能を発揮することができる。

第８の発明は、特に、第１の発明におけるバネのベルト接触面を平坦にしたことにより、ベルトがバネによって傷つくことを防止でき、これにより清掃ノズルの信頼性をも向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機のフィルター装置の全体構成図である。この図において熱交換器を通過する空気の塵埃を除去するエアフィルターは、フィルター枠１０１と、フィルター網１０２から構成され、そのエアフィルターの表面に沿って移動可能な清掃ノズルとして吸引ノズル１０３が設けられる。吸引ノズル１０３はフィルター枠の上下端に設置されたガイドレール１０４により、エアフィルターと一定の距離を保って円滑に左右に移動することができる。吸引ノズル１０３には吸引ダクト１０５が連結され、さらに吸引ダクト１０５は吸引装置１０６に連結される。吸引ダクト１０５は吸引ノズル１０３の移動に差し支えないように折り曲げ可能なダクトで形成される。さらに、吸引装置１０６には排気ダクト１０７が連結され、室外へ引き回される。エアフィルター上に付着した塵埃は吸引ノズル１０３より吸引され、さらに、吸引ダクト１０５、吸引装置１０６、排気ダクト１０７を経由して室外へ排出される。この構成においては、フィルター装置を一般家庭用の小型空気調和機に内蔵するに際して吸引装置の小型化・小出力化を図る必要があるため、小風量で強い吸引力を発揮できるようにしなければならず、吸引ノズル１０３は吸引を一部分に絞って吸引力を強め、その位置を切り換えることでエアフィルター全面を清掃する吸引位置切り換え装置を用いている。そこで次に、吸引位置切り替え装置を含め、本実施の形態１における吸引ノズル１０３（＝清掃ノズル）について詳細を記述する。

図２は本発明の第１の実施の形態における空気調和機のフィルター装置の、吸引ノズルの構造を示すものである。

図２において、吸引ノズル本体２０１にはエアフィルター全長に相当する長いスリット状の開口部２０２を設け、さらに、この開口部２０２に沿って駆動可能なベルト２０３に吸引孔２０４を設けることで開口部２０２の一部分のみから吸引でき、かつ、ベルト２０３を駆動して吸引する場所を可変することができるようにすることで吸引位置切り換え装置を構成している。こうした構成により、小さい風量でも小さな吸引孔に絞られるので吸引孔の風速は増大し、小型の吸引装置でも強い吸引力を発揮することが可能となる。なお、エアフィルター全面の清掃には図３に示すように、吸引ノズル３０１のベルト３０２を駆動して吸引孔３０３の位置を変え、吸引ノズル３０１をエアフィルター３０５に沿って
左右に駆動することで吸引孔３０３を図中の矢印に示すようなスイープ動作させて全面を清掃することができる。図３においては、吸引孔３０３はエアフィルター全長の１／４の長さにされており、図中矢印に示すような４往復のスイープ動作にてエアフィルター全面を清掃するようにしている。説明を図２に戻すが、ベルト２０３の表面には、吸引孔２０４の横にブラシ２０５が固着されており、ベルトの駆動により吸引孔とともにブラシ位置も可変できるようにすることで、吸引位置切り換え装置に連動したブラシの駆動を実現している。これによりブラシ２０５でエアフィルターに強く付着した塵埃をこすりはがし、それを吸引孔２０４で吸引することで高い清掃性能を発揮することができる。

ところで、この構成の吸引ノズルにおいては次の２点の内容を考慮する必要がある。第１には、吸引孔２０４以外の個所での吸引漏れを如何に低減するかである。吸引ノズル本体２０１には開口部２０２が設けられているが、吸引孔２０４位置以外はベルト２０３が吸引ノズル本体２０１に密着して開口部２０２をシールしているようにする必要がある。第２には、ブラシ２０５はこすられることで相応の抵抗を受けるので、この抵抗力によってブラシ２０５の設けられたベルト２０３がめくれて清掃動作が不安定になったりしないようにすることである。したがってベルト２０３をしっかりと吸引ノズル本体２０１に保持しなくてはならない。ところが一方で、ベルト２０３は吸引孔位置を可変するために駆動しなくてはならないので、上記２点だけに配慮してベルト２０３の吸引ノズル本体２０１への固定を強くしすぎるとベルト２０３の駆動に大きなトルクが必要となって、フィルター装置が大型化するだけでなくベルト２０３が傷つきやすくなるといった問題も発生する。

本実施の形態１においては、直径１．５ｍｍの鋼線を折り曲げ加工したバネであるフォーミングバネ２０６を２つ吸引ノズル本体２０１に取り付けることでベルト２０３を保持するようにしている。フォーミングバネ２０６はベルト２０３の両端をベルトのほぼ全長にわたり吸引ノズル本体に押さえつけているので、ベルト２０３は開口部２０２に密着し、吸引漏れはほとんど発生しない。さらに、ベルト２０３の両端だけを押さえることで、ベルト中央部に吸引孔２０４やブラシ２０５の通路を確保しているので、ベルト２０３を自在に駆動して吸引清掃の位置を決定することができる。これにより、吸引ノズルの先端から根元まで清掃位置にすることができるだけでなく、清掃位置の制約がないので様々なスイープ清掃のパターンが可能になる。フォーミングバネ２０６は線径を選定することにより、押さえつける強さを調整することができるので、ブラシがこする抵抗にあわせてベルト２０３を押さえる力を調整することができる。さらに、フォーミングバネ２０６の先端部と根元部はコの字形状に加工されており、吸引ノズル本体２０１に簡単にはめ込んで固定することができる。したがって吸引ノズルをきわめて容易に低コストで組み立てることができる。図示はしていないが、吸引ノズル本体２０１にはフォーミングバネ２０６の形状にあわせた溝が設けてあり、ベルト２０３が駆動してもフォーミングバネ２０６の位置がずれたりしないようにしてある。フォーミングバネには本実施の形態１では鋼線を用いているが、樹脂を用いたフォーミングバネなどを用いてもよいことは言うまでもない。

図４は、図２における吸引ノズルのＡ部断面図を、ベルト２０３の停止時（＝清掃時）と、駆動時（＝吸引孔位置切り替え動作時）について示したものである。ベルト２０３の停止時すなわち吸引清掃時は図４（ａ）のように、ベルト２０３はフォーミングバネ２０６によって、吸引ノズル本体２０１にしっかり押し付けられて吸引漏れを防止し、また、清掃時のブラシを支えている。一方、ベルト２０３の駆動時すなわち吸引孔位置切り替え動作時は、清掃を行うわけではないので、ベルト２０３は浮き上がっても問題なく、むしろ、そのほうがベルト２０３と吸引ノズル本体２０１の接触面積が減るので駆動しやすくなる。本実施の形態１において吸引ノズルの形状はエアフィルターの形状に沿って折れ曲がった吸引ノズルになっていることもあり、ベルト駆動時には図４（ｂ）のようにフォーミングバネ２０６はベルト２０３の張力により若干浮き上がり、ベルト２０３の摺動抵抗
が減ることにより非常に駆動しやすくなる。これは特に、ベルト表面に油分などが付着している場合など非常に大きな効果を発揮する。このようにバネを用いることで、ベルト２０３の吸引ノズル本体への密着と駆動性を両立して、なおかつ低トルクのベルト２０３の駆動モータにすることができるので、高い清掃性能と、フィルター装置の小型化・低コスト化を実現することができる。

なお、ベルト２０３をより広い面積で吸引ノズル本体２０１に押さえつけるため、図５にあるように、フォーミングバネ２０６の形状をベルト２０３を押さえつける部分において複数回曲げて矩形にしても良い。これにより、ベルト２０３の吸引ノズル本体２０１への密着性を向上させ、ブラシ２０５がエアフィルターをこする際の抵抗によるベルト２０３のめくれや、また、ベルト２０３が浮き上がることによる吸引孔２０４以外の部分から吸引漏れを、より確実に防止することができ、高い清掃性能を発揮することができる。もちろん、折り曲げの形状は矩形だけでなく、鋸形状、波形状などでも良いことは言うまでもない。

また、図６にあるように、フォーミングバネ２０６の断面形状を、ベルト２０３の接触面だけ平坦にしても良い。これにより、ベルト２０３がフォーミングバネ２０６によって傷つくことを防止でき、ベルト２０３の信頼性をより高めることができる。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態における空気調和機のフィルター装置の全体構成図は、実施の形態１で図１を用いて説明したものと同様であるので説明を省略する。

図７は本発明の第２の実施の形態における空気調和機のフィルター装置の、吸引ノズルの構造を示すものである。

図７において、吸引ノズル本体７０１にはエアフィルター全長に相当する長いスリット状の開口部７０２を設け、さらに、この開口部７０２に沿って駆動可能なベルト７０３に吸引孔７０４を設けることで開口部７０２の一部分のみから吸引でき、かつ、ベルト７０３を駆動して吸引する場所を可変することができるようにすることで吸引位置切り換え装置を構成している。また、ベルト７０３の表面には、吸引孔７０４の横にブラシ７０５が固着されており、ベルトの駆動により吸引孔とともにブラシ位置も可変できるようにすることで、吸引位置切り換え装置に連動したブラシの駆動を実現している。また、直径１．５ｍｍの鋼線を折り曲げ加工したバネであるフォーミングバネ７０６を２つ吸引ノズル本体７０１に取り付けてあり、さらにフォーミングバネ７０６がベルト７０３を押さえつける部分には厚さ２ｍｍの樹脂板でできているガイド板７０７が取り付けられている。これにより、フォーミングバネ７０６がベルト７０３に直接接せず、ガイド板７０７の広い面積でベルトを押さえつけるのでベルト７０３が駆動時に傷つくのを防止することができる。また、ガイド板７０７が開口部７０２に近い部分まで押さえていることで、より吸引漏れも抑制することができる。さらに、ベルト７０３がしっかり保持されるので、ベルトの脱線（＝ベルトの駆動方向に対し横方向へのベルトの位置ずれ）なども防止することができる。

（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態における空気調和機のフィルター装置の全体構成図は、実施の形態１で図１を用いて説明したものと同様であるので説明を省略する。

図８は本発明の第３の実施の形態における空気調和機のフィルター装置の、吸引ノズルの構造を示すものである。

図８において、吸引ノズル本体８０１にはエアフィルター全長に相当する長いスリット状の開口部８０２を設け、さらに、この開口部８０２に沿って駆動可能なベルト８０３に吸引孔８０４を設けることで開口部８０２の一部分のみから吸引でき、かつ、ベルト８０３を駆動して吸引する場所を可変することができるようにすることで吸引位置切り換え装置を構成している。また、ベルト８０３の表面には、吸引孔８０４の横にブラシ８０５が固着されており、ベルトの駆動により吸引孔とともにブラシ位置も可変できるようにすることで、吸引位置切り換え装置に連動したブラシの駆動を実現している。また、厚さ０．５ｍｍの鋼板を折り曲げ加工したバネである板バネ８０６を２つ吸引ノズル本体８０１に取り付けてある。これにより、ベルト８０３の停止時すなわち吸引清掃時は、ベルト８０３は板バネ８０６によって、吸引ノズル本体８０１にしっかり押し付けられて吸引漏れを防止し、また、清掃時のブラシを支えている。一方、ベルト８０３の駆動時すなわち吸引孔位置切り替え動作時は、板バネ８０６はベルト８０３の張力により若干浮き上がり、ベルト８０３の摺動抵抗が減ることにより非常に駆動しやすくなる。このように本発明の実施の形態１および２で説明した特徴を持ち合わせながら、板バネを用いることで鋼線のフォーミングバネを用いた場合よりバネの厚さを減らすことができるので、吸引ノズルの厚さを薄くすることができる。これによって、空気調和機への収納が容易になり、また、空気調和機の薄型化をも図ることが可能となる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機のフィルター装置は、清掃ノズルのベルトの駆動トルクを低下させるとともに、ベルトの清掃ノズルへの密着性も向上させることができるので、ベルトにブラシを取り付けてブラシを駆動させて清掃させる方式や、ベルトに吸引孔を設けて吸引位置をスイープ動作させて清掃を行う方式などが可能となるので、様々なエアフィルターの塵埃を清掃するフィルター清掃装置を実現することができ、空気調和機のエアフィルターだけでなく冷却ファンを有する機器などのエアフィルター（例えば安定化電源のエアフィルターなど）を自動清掃するフィルター装置などへの適用や、窓などエアフィルター以外のものを自動清掃する清掃装置などへの適用もできる。

本発明の実施の形態１における空気調和機のフィルター装置の全体構成を示す斜視図 本発明の実施の形態１における空気調和機のフィルター装置の吸引ノズルの構造を示す斜視図と断面図 本発明の実施の形態１における空気調和機のフィルター装置の吸引ノズルにおける清掃の動作を示す模式図 本発明の実施の形態１における空気調和機のフィルター装置の吸引ノズルの図２のＡ部断面図 本発明の実施の形態１における空気調和機のフィルター装置の吸引ノズルの構造を示す斜視図と断面図 本発明の実施の形態１における空気調和機のフィルター装置の吸引ノズルの図５のＡ部断面図 本発明の実施の形態２における空気調和機のフィルター装置の吸引ノズルの構造を示す斜視図と断面図 本発明の実施の形態３における空気調和機のフィルター装置の吸引ノズルの構造を示す斜視図と断面図

符号の説明

１０１ フィルター枠
１０２ フィルター網
１０３ 吸引ノズル
１０４ ガイドレール
１０５ 吸引ダクト
１０６ 吸引装置
１０７ 排気ダクト
２０１ 吸引ノズル本体
２０２ 開口部
２０３ ベルト
２０４ 吸引孔
２０５ ブラシ
２０６ フォーミングバネ
３０１ 吸引ノズル
３０２ ベルト
３０３ 吸引孔
３０４ ブラシ
３０５ エアフィルター
７０１ 吸引ノズル本体
７０２ 開口部
７０３ ベルト
７０４ 吸引孔
７０５ ブラシ
７０６ フォーミングバネ
７０７ ガイド板
８０１ 吸引ノズル本体
８０２ 開口部
８０３ ベルト
８０４ 吸引孔
８０５ ブラシ
８０６ 板バネ

Claims (8)

1. エアフィルターと、エアフィルターを清掃する清掃ノズルを具備し、清掃ノズルは駆動可能なベルトを具備し、ベルトはバネによって清掃ノズル本体に押さえられていることを特徴とする空気調和機のフィルター装置。
2. エアフィルターと、エアフィルターを清掃する清掃ノズルを具備し、清掃ノズルは駆動可能なベルトと、ベルトを清掃ノズル本体に沿わせるガイド板を具備し、ガイド板はバネによって清掃ノズル本体に押さえられていることを特徴とする空気調和機のフィルター装置。
3. バネはフォーミングバネを用いることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機のフィルター装置。
4. バネは板バネを用いたことを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機のフィルター装置。
5. バネは清掃ノズル本体を挟み込む形状としたことを特徴とする請求項３または４記載の空気調和機のフィルター装置。
6. バネはベルトの両端を押さえる構成にしたことを特徴とする請求項３または４記載の空気調和機のフィルター装置。
7. バネはベルトに沿った部分を複数回曲げてベルト全面を押さえる形状としたことを特徴とする請求項３記載の空気調和機のフィルター装置。
8. バネはベルト接触面を平坦にしたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機のフィルター装置。

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