JP2009030855A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和機のフィルタ装置において、エアフィルタに沿って駆動可能な吸引ノズルの駆動装置の駆動時の摺動音を少なく、且つ吸引ノズルを確実に摺動させることが可能になる信頼性の高い駆動機構を備えた空気調和機を提供する。
【解決手段】熱交換器の上流側の前記本体に取り付けられたエアフィルタ１２と、該エアフィルタに対向する吸引孔を有しエアフィルタ１２に摺動自在であって前記エアフィルタに付着した塵埃を吸入する吸引ノズル１４と、該吸引ノズルを駆動機構を介して駆動する駆動源と、前記吸引ノズルに連通し空気と共に塵埃を吸引排気する吸排気装置と、該吸排気装置と前記吸引ノズルとを連通する連通手段とを備え、前記駆動機構を、パイプ状部材に複数の磁石体を収納してなる固定子３０と、コイルを備える可動子とからなるリニアモータ３４により構成。
【選択図】図４

Description

本発明は、室内ユニットの空気吸込口に設けられたエアフィルタを自動的に清掃する機能を備えた空気調和機に関する。

従来の空気調和機の室内ユニットにおいては、本体内部への塵埃の侵入を防止するためのエアフィルタが熱交換器の前面に設けられており、エアフィルタは付着した塵埃を除去できるようにフィルタ枠に着脱自在に取り付けられている。

最近では、エアフィルタをフィルタ枠から取り外すことなくエアフィルタに付着した塵埃を自動的に除去できるようにした空気調和機も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この空気調和機にあっては、エアフィルタを清掃するための清掃装置が、エアフィルタを回動させる回動手段と、エアフィルタ上の塵埃を除去する塵埃除去手段と、塵埃を収納する塵埃収納部とで構成され、塵埃除去手段は、エアフィルタ上を移動自在に取り付けられた塵埃吸引部と、本体内に設けられた吸引ファン部と、塵埃吸引部と吸引ファン部とを連結する吸引ダクト部とで構成されている。また、エアフィルタ上には固定レールが設けられ、固定レールの一端あるいは本体の一部には巻き取りモータが設けられるとともに、巻き取りモータと塵埃吸引部とは巻き取り式の薄板ばねで連結されており、巻き取りモータを駆動することにより薄板ばねが巻き取られ、塵埃吸引部が移動するように構成されている。
特開２００２−３４０３９５号公報

前記従来の空気調和機においては、巻き取りモータによる塵埃吸引部を駆動して塵埃を吸引する構成ではあるが、その駆動機構が十分開示されているとは言い難く、簡素な構成で信頼性の高い駆動機構が求められていた。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で塵埃吸引部を確実に駆動できる信頼性の高い駆動機構を有する室内ユニットを備えた空気調和機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の空気調和機は、熱交換器と該熱交換器で熱交換された空気を室内に吹き出すファンとを本体に収容した室内ユニットを有する空気調和機であって、前記熱交換器の上流側の前記本体に取り付けられたエアフィルタと、該エアフィルタに対向する吸引孔を有しエアフィルタに摺動自在であって前記エアフィルタに付着した塵埃を吸入する吸引ノズルと、該吸引ノズルを駆動機構を介して駆動する駆動源と、前記吸引ノズルに連通し空気と共に塵埃を吸引排気する吸排気装置と、該吸排気装置と前記吸引ノズルとを連通する連通手段とを備え、前記駆動機構を、パイプ状部材に複数の磁石体を収納してなる固定子と、コイルを備える可動子とからなるリニアモータにより構成したことを特徴とする。

また、本発明の空気調和機は、本体を前記エアフィルタを取り付けるためのフィルタ枠を有し、前記パイプ状部材に複数の磁石体を収納してなる固定子を前記フィルタ枠に一体
的に形成したことを特徴とする。

また、本発明の空気調和機は、吸引ノズルが左右両端のいずれかへ到達したことを検出するリニアエンコーダを前記フィルタ枠に取り付けたことを特徴とする。

本発明によれば、吸引ノズルを駆動する駆動機構を、パイプ状部材に複数の磁石体を収納してなる固定子と、コイルを備える可動子とからなるリニアモータにより構成したので、駆動時の摺動音がなく、且つ吸引ノズルを確実に摺動させることが可能になる信頼性の高い駆動機構を備えた空気調和機を提供することができる。

第１の発明は、熱交換器と該熱交換器で熱交換された空気を室内に吹き出すファンとを本体に収容した室内ユニットを有する空気調和機であって、前記熱交換器の上流側の前記本体に取り付けられたエアフィルタと、該エアフィルタに対向する吸引孔を有しエアフィルタに摺動自在であって前記エアフィルタに付着した塵埃を吸入する吸引ノズルと、該吸引ノズルを駆動機構を介して駆動する駆動源と、前記吸引ノズルに連通し空気と共に塵埃を吸引排気する吸排気装置と、該吸排気装置と前記吸引ノズルとを連通する連通手段とを備え、前記駆動機構を、パイプ状部材に複数の磁石体を収納してなる固定子と、コイルを備える可動子とからなるリニアモータにより構成したもので、この構成をなすことにより、摺動音がなく、且つ信頼性の高い吸引ノズルの駆動ができる。

第２の発明は、本体は前記エアフィルタを取り付けるためのフィルタ枠を有し、前記パイプ状部材に複数の磁石体を収納してなる固定子を前記フィルタ枠に一体的に形成したもので、この構成をなすことにより、メンテナンスが容易となる。

第３の発明は、前記吸引ノズルが左右両端のいずれかへ到達したことを検出するリニアエンコーダを前記フィルタ枠に取り付けたもので、この構成をなすことにより、吸引ノズルの駆動の誤作動を防止し、確実な駆動が可能となる。

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り本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１〜図３は本発明の実施の形態１にかかる空気調和機の室内ユニットを示しており、図１は室内ユニットの正面図で、図２及び図３はそれぞれ図１における線Ｉ−Ｉ及び線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。

図１〜図３に示されるように、室内ユニット本体２の内部には、熱交換器４と、熱交換器４を通して室内空気を取り入れ、熱交換器４で熱交換された空気を室内に吹き出すためのファン６と、熱交換器４の上流側に配設されたフィルタ装置８とが収容されており、本体２の前面から上面に渡り形成された複数の吸込口からファン６の動作により空気が吸い込まれ、空気中に漂う塵埃は、吸込口と熱交換器４との間に設けられたフィルタ装置８により取り除かれる。

図４及び図５に示されるように、フィルタ装置８は、フィルタ枠１０と、フィルタ枠１０に着脱自在に取り付けられたエアフィルタ１２と、エアフィルタ１２の上流側の面に沿って左右方向（水平方向）に摺動自在の吸引ノズル１４と、フィルタ枠１０の下端部に取り付けられるとともに吸引ノズル１４の一端に接続された屈曲自在の吸引ホース１６と、吸引ホース１６に接続され空気と共に塵埃を吸引して排気及び排塵を行う排気ファン１８
と、排気ファン１８に一端が接続され他端が室外に開口した排気ダクト（図示せず）とを備えている。フィルタ枠１０の片側（図４では右側）には、エアフィルタ１２の清掃時以外に吸引ノズル１４を保持する吸引ノズル保持部１０ａが形成されており、エアフィルタ１２は、吸引ノズル保持部１０ａを除くフィルタ枠１０に着脱自在に取り付けられている。

吸引ホース１６は、その一端部が排気ファン１８に接続される一方、その他端部は排気ファン１８から見て吸引ノズル１４の下端部における反対側の側面に接続されており、その中間部は略Ｕ字状に屈曲している。また、吸引ホース１６の長さは、吸引ノズル１４がフィルタ枠１０の吸引ノズル保持部１０ａに位置したとき、吸引ホース１６が多少ゆとりをもって屈曲できるように設定されている。なお、排気ファン１８に屈曲性のない吸引ダクトの一端を接続するとともに、吸引ダクトを本体２の幅方向における中央部近傍まで延在させ、吸引ダクトの他端に吸引ホース１６を接続するようにしてもよい。

図４〜図９に示されるように、吸引ノズル１４は、縦長に形成されて中間部が屈曲しており、エアフィルタ１２に面する側に所定幅のスリット状の吸入口が設けられている。また、吸引ノズル１４の内部には、吸入口に沿って摺動しループ状に形成された所定幅のフィルム状ベルト１９が収容され、ベルト１９には所定幅の吸引孔１９ａが形成されるとともに、エアフィルタ１２に付着した塵埃の除去効率を向上させるためのブラシ２１が吸引孔１９ａに隣接して設けられている。吸引孔１９ａは吸入口と重なる位置に形成されており、その長さは、例えば吸入口の全長の１／１６に設定されている。ベルト１９は、吸引ノズル１４に固定されたステッピングモータ２０により上下方向のいずれにも自由に駆動できるように構成されている。上述したように、ベルト１９はループ状に形成されているが、リール等を設けてベルト１９を巻き取るように構成することもできる。

吸引ノズル１４はさらに、下端部に取り付けられたリニアモータ３４と、上端部に取り付けられた一つのローラ２４と下端部に取付けられた２つのローラを有しており、図１０に示されるように、これらローラ２４および２２にはガイド溝２４ａおよび２２ａが形成されている。また、下端部のリニアモータ３４は、フィルタ枠１０の下端部に設けられた固定子３０に摺動自在に取り付けられており、遊挿されている。一方、上端部のローラ２４は、フィルタ枠１０の上端部に螺着された板金製保持部材２８に摺動自在に保持されており、フィルタ枠１０の上端部に形成された１条の凸部１０ｂがローラ２４のガイド溝２４ａに遊挿されている。また、下端部のローラ２２はフィルタ枠１０の下端部に螺着されている。

なお、エアフィルタ１２はフィルタ枠１０に着脱自在に取り付けられているが、フィルタ枠１０は本体２の一部であってもよく、エアフィルタ１２を本体２に固定し、着脱できない構成にしてもよい。

フィルタ枠１０の下端部には、幅方向全長にわたって延びる固定子３０が一体的に形成されており、固定子３０の前方には平行に延びるリニアエンコーダ３２が設けられ、リニアモータ３４がリニアエンコーダ３２に摺動自在に取り付けられている。リニアエンコーダ３２はフィルタ枠１０に取り付けられている。

リニアモータ３４は、固定具３８を介して吸引ノズル１４を支持しており、下部に固定された可動子３４ａとともに固定子３０の軸方向へ移動する。リニアエンコーダ３２はリニアモータ３４の位置を計測する。

上記構成のフィルタ装置８の動作を以下説明する。

空気調和機の運転停止後に、吸排気ファン１８が運転を開始すると、吸引ホース１６に連通する吸引ノズル１４の吸入口から空気を吸い込み始める。同時にリニアエンコーダ３２に通電されて、リニアモータ３４とともに吸引ノズル１４は図４の矢印Ａの方向に摺動することになるので、初期位置（フィルタ枠１０の吸引ノズル保持部１０ａ）に保持されていた吸引ノズル１４はエアフィルタ１２の一端側から他端側に向かって矢印Ａの方向に摺動しながら、エアフィルタ１２の表面に付着した塵埃を吸い取り、排気ダクトを介して室外へ排出する。吸引ノズル１４がエアフィルタ１２の表面の一部を全面清掃し、エアフィルタ１２の他端側に到達すると、ステッピングモータ２０が作動して吸引孔１９ａが形成されたベルト１９が所定の長さ（吸引孔１９ａの長さに相当）だけ上昇した後、リニアモータ３４が逆方向へ駆動する。その結果、吸引ノズル１４は初期位置に戻る方向に移動して、再度エアフィルタ１２の表面を清掃する。

図１１に示すように、固定子３０はパイプ状部材の内部に複数個の磁石体３６を隣り合う磁石体３６同士が互いに反発しあうように収納しており、両端を保持されてフィルタ枠１２と一体に固定されている。また固定子３０は可動子３４ａの中央に挿通されている。

可動子３４ａは吸引ノズル１４の下部に固定されている。可動子３４ａの内部にはコイルが収納されている。コイルとしては複数相、例えば三相からなるコイル群を用いることができるが、これに限定されない。また、可動子３４ａには固定子３０を挿通させる挿通孔が設けられている。コイルに交流電流を流すと、可動子３４ａは固定子３０に収納された磁石体３６と反発する磁力を得て、固定子３０の軸方向に移動する。

この駆動制御を下記の数値を例にとり図１２のフローチャートを参照しながらさらに詳述する。以下の説明では、エアフィルタ１２を上下方向に１６等分し、下から順に１段目（最下段）、２段目、３段目、…、１６段目（最上段）と呼ぶものとする。

出荷時あるいはリセット時には吸引孔１９ａは、フィルタ枠１０の初期位置（吸引ノズル保持部１０ａ）の下端部に位置しており、ステップＳ１において空気調和機が運転された後停止すると、ステップＳ２において吸引ノズル１４がエアフィルタ１２の一端側から他端側に向かって矢印Ａの方向に摺動しながら、エアフィルタ１２の最下段表面に付着した塵埃を吸引し、吸排気ファン１８により排気ダクトを介して排気（排塵）する。

次のステップＳ３において所定時間の通電がリニアモータ３４に印可されたかどうかをリニアエンコーダ３２が判定し、所定時間の通電が印可されていればステップＳ４に移行する一方、所定時間の通電が印可されていない場合にはステップＳ３の判定を繰り返す。ステップＳ４においては、フィルタ枠１０のリニアエンコーダ３２から左端への到達の入力があったかどうかを判定し、入力があった場合には、ステップＳ５において吸引孔１９ａを有するベルト１９をステッピングモータ２０によりエアフィルタ１２の２段目まで上昇させた後、リニアモータ３４を逆回転させて吸引ノズル１４を矢印Ａの逆方向に初期位置に向かって摺動させる。

次のステップＳ６において所定時間の通電がリニアモータ２２に印可されたかどうかを判定し、所定時間の通電が印可されていればステップＳ７に移行する一方、所定時間の通電が印可されていない場合にはステップＳ６の判定を繰り返す。ステップＳ７においては、フィルタ枠１０の初期位置側に到達したかの入力がリニアエンコーダ３２からあったかどうかを判定し、入力があった場合には、ステップＳ８において吸引ノズル１４を停止させる。

ステップＳ９においては、吸引孔１９ａがエアフィルタ１２の最上段に到達したかどうかを判定し、最上段に到達していると判定されると、ステップＳ１０において吸引孔１９
ａを最下段まで移動させる一方、吸引孔１９ａがエアフィルタ１２の最上段にはまだ到達していないと判定されると、吸引孔１９ａはその位置（初期位置）に待機する。

ステップＳ１１において空気調和機が再度運転された後停止すると、ステップＳ１２において所定時間（例えば、２４時間）経過したかどうかを判定し、所定時間経過したと判定されると、ステップＳ１３においてベルト１９を１段上昇させ、ステップＳ２に戻る。一方、ステップＳ１２において所定時間がまだ経過していないと判定されると、ステップＳ１１に戻る。

なお、ステップＳ４あるいはステップＳ７において、リニアエンコーダ３２から入力がないと判定されると、ステップＳ１４に移行し、吸引ノズル１４が所定時間内に所定の位置（フィルタ枠１０のいずれかの端部）に到達していないと判断し、吸引ノズル１４の作動不良を室内ユニット本体に設けられた表示部に表示するか、あるいは音声告知する。すなわち、リニアエンコーダ３２は吸引ノズル１４の到達位置検知とともに作動不良を検出するノズル作動不良検出手段としても作用し、エアフィルタ１２の脱着によりエアフィルタ１２がフィルタ枠１０に確実に取り付けられていない場合等に吸引ノズル１４がエアフィルタ１２の一部に当接して作動不能に陥ることがあり、このような場合には、居住者に告知するようにしている。

この例では、空気調和機が１日１回運転されると仮定すると、吸引ノズル１４はエアフィルタ１２上を１日に１往復してエアフィルタ１２全面の２／１６の面積を清掃することになり、８日間でエアフィルタ１２の全面清掃を完了する。

また、空気調和機が連続運転される場合、その運転累積時間が所定の時間（例えば、２４時間）を超えると、吸引ノズル１４を強制的に１往復動作させるように設定することもできる。

さらに、遠隔操作装置（リモコン）に清掃ボタンを設け、清掃ボタンを押下することによりエアフィルタ１２の全面清掃を行うようにすることもできる。

なお、上記実施の形態において、固定子３０はフィルタ枠１０の下端部に一体的に形成されているが、フィルタ枠１０とは別体の固定子を形成し、フィルタ枠１０に固定するようにしてもよい。

本発明にかかる空気調和機によれば、室内ユニットに設けられたフィルタ装置の吸引ノズルの摺動をリニアモータ３４により行うようにしたので、駆動時の摺動音がなく、且つ吸引ノズルを確実に摺動させることが可能になる信頼性の高い駆動を確実に行われることになり、フィルタ装置を設けた家庭用空気調和機に対して有用である。

本発明の実施の形態１にかかる空気調和機を構成する室内ユニットの正面図 図１の線Ｉ−Ｉに沿った断面図 図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図 図１の室内ユニットに設けられたフィルタ装置の斜視図 図４のフィルタ装置に設けられた吸引ノズルとその駆動機構の分解斜視図 図４のフィルタ装置の部分分解斜視図 同実施の形態の吸引ノズルの背面側の斜視図 同実施の形態の吸引ノズルと駆動機構の側面図 同実施の形態の吸引ノズルの下端部の側面図 同実施の形態の吸引ノズルの上端部の側面図 同実施の形態の固定子の磁石詳細図 同実施の形態の吸引ノズルの駆動制御を示すフローチャート

符号の説明

２ 室内ユニット本体
４ 熱交換器
６ ファン
１０ フィルタ枠
１２ エアフィルタ
１４ 吸引ノズル
１８ 吸排気ファン装置
１９ａ 吸引孔
３０ 固定子
３２ リニアエンコーダ
３４ リニアモータ

Claims (3)

1. 熱交換器と該熱交換器で熱交換された空気を室内に吹き出すファンとを本体に収容した室内ユニットを有する空気調和機であって、前記熱交換器の上流側の前記本体に取り付けられたエアフィルタと、該エアフィルタに対向する吸引孔を有しエアフィルタに摺動自在であって前記エアフィルタに付着した塵埃を吸入する吸引ノズルと、該吸引ノズルを駆動機構を介して駆動する駆動源と、前記吸引ノズルに連通し空気と共に塵埃を吸引排気する吸排気装置と、該吸排気装置と前記吸引ノズルとを連通する連通手段とを備え、前記駆動機構を、パイプ状部材に複数の磁石体を収納してなる固定子と、コイルを備える可動子とからなるリニアモータにより構成したことを特徴とする空気調和機。
2. 前記本体は前記エアフィルタを取り付けるためのフィルタ枠を有し、前記パイプ状部材に複数の磁石体を収納してなる固定子を前記フィルタ枠に一体的に形成したことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記吸引ノズルが左右両端のいずれかへ到達したことを検出するリニアエンコーダを前記フィルタ枠に取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。