JP2010032065A - フィルター清掃装置、空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラシの収納スペースを小さくすることができ、安価なブラシで構成でき、ホコリ溜め部に溜まった塵埃がフィルター側に戻らないフィルター清掃装置を得る。
【解決手段】吸込口１１から空気を吸い込み、吸い込んだ空気を吹出口１２から吹き出す送風手段２０と、空気中の塵埃を捕捉するフィルター４０と、を具備する筐体１０に設置され、両端裏面に等間隔に形成された凹凸のパターンであるフィルター従動歯４３が形成されたフィルター４０を移動するフィルター駆動歯車５１、５２から成るフィルター移動手段と、前記フィルター４０に当接して前記フィルターに捕捉された塵埃を除去し、除去した塵埃を回収する塵埃回収部を有し、短冊状のブラシ９２を往復揺動させることでフィルター４０を清掃する。さらに、ブラシの揺動方向前後２カ所に掻き落とし片と、フィルター駆動歯車５１、５２の回転と連動して往復揺動する機構を内蔵した回転出力装置を搭載する。
【選択図】図１

Description

この発明は、フィルター清掃装置、特に、フィルターに捕捉されたチリ、ホコリないし糸くず等（この発明において「塵埃」と総称する）を自動的に除去するフィルター清掃装置、並びにかかるフィルター清掃装置が装備されている空気調和機に関する。

従来、外周全域に渡り植毛した３６０度回転ブラシをフィルターに当接させることによってフィルターを移動させると同時にブラッシングしてフィルターに付着したゴミを除去すると共に、除去したゴミを簡単に回収することができるフィルター清掃装置機能を有する空気調和機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

実開昭６２−１４５０１９号公報（第５―１１頁、第２図）

しかしながら、従来の空気調和機は以上のように構成されていたので、以下の問題があった。ブラシ部が回転するために、ブラシ部の回転時の外径がどうしても大きくなってしまい、空気調和機に搭載したときにフィルター清掃装置の収納スペースが大きくなり、空気の流入を阻害するため、空調性能が悪化するという問題点があった。

また、ブラシがロールブラシのようにブラシの外周全域にわたり毛が植え付けられる構成となっており、コストも高い物になってしまうという問題点もあった。

また、ホコリ溜め部に溜まった塵埃がブラシの回転で上に舞い上がりフィルター側に戻されてしまうという問題点もあった。この問題は、ブラシの回転速度が速いほど顕著になる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、フィルター清掃装置の収納スペースを小さくすることができ、安価なブラシで構成でき、ホコリ溜め部に溜まった塵埃がフィルター側に戻らないフィルター清掃装置を得ることを目的としている。

この発明に係るフィルター清掃装置は、空気中の塵埃を捕捉するフィルターを移動させるフィルター移動手段と、フィルターに捕捉された塵埃を除去し、除去した塵埃を回収する塵埃回収部と、を備え、塵埃回収部は、フィルターに当接する短冊状のブラシと、フィルター移動中にブラシを往復揺動させる揺動手段と、を備えたことを特徴とする。

この発明に係るフィルター清掃装置は、ブラシを往復揺動させるように構成したので、ブラシの収納スペースを小さくできるとともに、フィルター清掃装置全体が小型化でき、その搭載スペースを小さくすることができるため、空気流路面積が大きく確保でき、空気の流入抵抗を減じ、空気流入量を増加させて空気調和機の性能を向上させることができる。また、塵埃回収部に溜まった塵埃がフィルター側に戻らないという効果を有する。 また、短冊状のブラシを使用したので、全周に毛が植え付けられている回転ブラシに比べてコストを安価にできるという効果も有する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る空気調和機を模式的に示す側面視の中央部における断面図である。図１において、空気調和機１００は、筐体１０と、筐体１０内に設置され、空気を吸引すると共に吸引した空気を吹き出す送風ファン２０と、送風ファン２０が形成する風路内に配置され、吸引した空気を調和する熱交換器３０と、吸引した空気に含まれる塵埃を捕捉するフィルター４０と、フィルター４０を清掃するフィルター清掃装置５０と、を有している。以下、各構成部材について個別に説明する。

筐体１０は、両端面（図示しない）が塞がれた筒状であって、天面（図中、上側）の一部が開口し、該開口部が空気を吸い込む吸込口１１を形成し、底面（図中、下側）の一部が開口し、吸込口１１から吸い込んだ空気を吹き出す吹出口１２を形成している。そして、前面（図中、左側）は開口し、該開口部を開閉する前面パネル１３が設置されている。なお、背面（図中、右側）は塞がれている。

送風ファン２０は、筐体１０の側面視で略中央部に配置され、吸込口１１から吹出口１２に至る風路を形成するものである。送風ファン２０と吹出口１２との間の吹出側風路は、ノズル１４と背面ガイド板１５とによって挟まれている。

熱交換器３０は、前面側下部の熱交換器と、前面側上部の熱交換器と、背面側の熱交換器から構成され、これらは吸込口１１と送風ファン２０との間に送風ファン２０を取り囲むように配置され、吸い込まれた空気を調和（冷却、加熱、除湿等）する。また、前面側下部の熱交換器はノズル１４よりも上側に配置される。
なお、図中、熱交換器３０は送風ファン２０の天面側および前面側を取り囲むように配置されているが、この発明は該配置形態に限定するものではない。

また、図１に示すようにフィルター４０は、筐体１０の吸込口１１と熱交換器３０との間の吸込口側に沿って吸込口の全面を覆うように配置され、フィルター清掃装置５０は前面側下部の熱交換器３０と前面パネル１３との間に設置される。

図２は、図１のフィルター４０及びフィルター清掃装置５０の設置部分を拡大して示す前方からの斜視図である。また、図３は図１のフィルター４０及びフィルター清掃装置５０の設置部分を拡大して示す後方からの斜視図である。図２および図３において、フィルター４０は、図示しない熱交換器３０に沿って前面パネル１３から見て回転出力装置６０を挟んで左右に１つずつ設けられている。また、フィルター４０は、左右よりも奥行きが長い略方形の形状を持ち、フィルター通気体（網状体）４１と、フィルター通気体４１が設置されたフィルター枠体４２とから構成されている。また、フィルター枠体４２は柔軟性のある材料で成形され、両端裏面に等間隔に凹凸のパターンであるフィルター従動歯４３が形成されている。

なお、フィルター４０は、成形時は平板状で形成されるが、空気調和機１００に搭載されると柔軟性があるので、図１のように逆Ｕ字状の縦断面を有するような湾曲した形状で保持される。

また、フィルター清掃装置５０は、図２および図３に示すように、モータ（図示せず）を内蔵し、２枚のフィルター４０の横方向での間に位置するように設けられた回転出力装置６０と、フィルター４０から塵埃を除去し、この塵埃を溜める塵埃回収部７０とから構成される。

図４は塵埃回収部を示す後方からの斜視図で、塵埃回収部７０は、塵埃を除去する本体８０と、この本体８０の下部に配置される集塵室８１と、本体８０内に配置されたブラシ機構９０から構成されている。図５は、本体を示す下方からの斜視図である。

図４〜図５に示すように、本体８０は、上下方向よりも横方向が長い一つの側壁とこの側壁から延設された底部とを有している。そして、底部の上面、およびこの底部の上面と連続的に立設された側壁の一方の面には、縦断面が略Ｕ字状の連続的な円弧状の曲面が形成されており、フィルター４０の下面をガイドするフィルターガイド８２を構成する。

また、図４および図５に示すようにこのフィルターガイド８２には左右の端に下方に延びる側面板が設けられ、さらにこのフィルターガイド８２の底部には、横方向に細長い開口穴８３が伸びていて、その開口縁の長手方向に沿って下側に向かって波形形状をした、掻き落とし片８４が少なくとも一方の面に設けられている。

また、この側面板には円形のブラシ係止穴８５と、集塵室係止穴８６が形成されている。
また、フィルターガイド８２の側壁の左右両端から比較的小さい側面板が設けられ、この側面板から円柱状の突起が外側に向かって設けられており、この突起が筐体１０の所定位置に形成された切り欠き（図示せず）と係合することで塵埃回収部７０を筐体１０に着脱可能の状態で吊り下げ固定される。

集塵室８１は、上面が開口した箱型で、左右の側面には外側に向かって突起部８７がある。この突起部８７が本体８０の集塵室係止穴８６に嵌合して、本体下部に固定される。

また、図６は、この発明の実施の形態１に係る塵埃回収部のブラシ機構とフィルター駆動歯車の取付状態を示す前方からの斜視図である。図６に示すように回転出力装置６０の左右側面からフィルター駆動歯車５２とブラシ揺動軸６１が突出している。フィルター駆動歯車５２は、その先に駆動シャフト５３が同軸で伸び、駆動シャフト５３の先端にフィルター駆動歯車５１が同軸で設置されている。また、フィルター駆動歯車５１およびフィルター駆動歯車５２は、フィルター４０の両端裏面に形成されたフィルター従動歯４３に噛み合うようになる。

また、図７は、塵埃回収部の横断面図である。図３および図７に示すようにこのフィルターガイド８２の斜め上方に駆動シャフト５３に接続されたフィルター駆動歯車５１およびフィルター駆動歯車５２を配置し、フィルターガイド８２とこれらのフィルター駆動歯車５１、５２との間にフィルター４０をガイドし、フィルター４０の裏面の左右両端部に形成されたフィルター従動歯４３をフィルター駆動歯車５１、５２に押し付けることにより、フィルター４０がフィルター駆動歯車５１および５２の回転軸を中心としてターンされる。

また、ブラシ機構９０は、図６に示すように、棒状のアルミ製のブラシ係止シャフト９１に短冊上のブラシ９２が横方向に伸びて配置され、ブラシ係止シャフト９１に挿入固定されている。そして、ブラシ係止シャフト９１の両端はブラシ９２が抜けてこないようにスリーブ９３、９４で固定される。

また、図７ではブラシ係止シャフト９１は中空円筒状で内部にブラシ９２を固定する凸部を設けたものだが、形状がこれに限定されるものではなく、長手方向側面からブラシ９２を挿入でき、内側に設けた凸部でブラシ９２を固定することができる形状であれば（例えば中空で断面四角形状のシャフトで内側に固定用の凸部を設けるもの）であればどのような形状であってもよい。

ブラシ係止シャフト９１は、その両端が本体８０の側面板のブラシ係止穴８５に挿入され、図７に示すように短冊上のブラシ９２の先端が、本体８０の細長い開口穴８３から上方に出るように配置される。
また、ブラシ係止シャフト９１の左右の一方の端面が回転出力装置６０のブラシ揺動軸６１に同軸で接続される。

また、回転出力装置６０の内部にはモータ（図示せず）とギヤなどの伝達機構によるフィルター駆動歯車５２の回転と連動して１８０度を往復揺動する機構（例えば、正転用ギヤの連結と反転用ギヤの切り離しによる往動と、正転用ギヤの切り離しと反転用ギヤの連結による復動を繰り返す機構、あるいは往動用ギヤの連結による往動とこのギヤの切り離しおよび予め設けられているフライホイールによる反転力を利用した復動を繰り返す機構など）が内蔵され、これによりブラシ揺動軸６１が１８０度往復揺動するように構成されている。

このときにブラシ揺動軸６１の揺動速度は、フィルター４０の移動速度がブラシ９２の移動速度より遅くなる、すなわちフィルター４０の移動速度＜ブラシ９２の移動速度の関係となるように設定する。

また、回転出力装置６０、フィルター駆動歯車５１、フィルター駆動歯車５２、駆動シャフト５３は空気調和機１００に固定されているが、フィルター４０と塵埃回収部７０は着脱自由に空気調和機１００に固定される。なお、塵埃回収部７０の固定時に図６に示すスリーブ９３とブラシ揺動軸６１の形状が互いに係合して固定される形状を有するために軸固定された状態になる。

上述したように回転出力装置６０は空気調和機１００の左右方向の中央に配置されており、これまで、この回転出力装置６０の一方（図中、左側）に配置されたフィルター清掃装置５０のみについて説明したが、他方（図中、右側）についても全く同様の構成となっていて、１つの回転出力装置６０で左右の両フィルター清掃装置５０を駆動させている。

なお、送風ファン２０は送風手段を構成し、フィルター駆動歯車５１とフィルター駆動歯車５２と回転出力装置６０と駆動シャフト５３はフィルター移動手段を構成する。

次に、この実施の形態１の動作について説明する。
使用者が空気調和機１００の電源スイッチをＯＮすると、空気調和の運転を開始する。その後使用者が電源スイッチをＯＦＦにして停止指令を出した際に、予め設定した空気調和の積算運転時間を越えていたら、空気調和の運転を停止し、フィルター清掃装置５０が稼働する。

このように構成されたフィルター清掃装置５０においては、まずフィルター４０の移動動作について説明する。フィルター４０は空気調和機１００の内部では、図１、図７のように凸形状の駆動シャフト５３で連結されたフィルター駆動歯車５１、フィルター駆動歯車５２とフィルターガイド８２に挟まれ、フィルター従動歯４３がフィルター駆動歯車５１、フィルター駆動歯車５２と噛み合った状態になる。

駆動シャフト５３は、凸形状にすることによって、フィルター駆動歯車５１、５２の歯数が奇数歯の場合に生じる左右の歯位置ズレを防いでいる。図７では凸形状にしているが、左右で歯車の凸凹形状の位置関係が同じになる形状（たとえば歯車が奇数歯の場合、三角形や台形、歯車が偶数歯の場合小判状や正方形）であればよい。

この状態で使用者が空気調和機１００の電源スイッチをＯＮすると、回転出力装置６０に通電され図示しないモータおよびギヤなどの伝達機構によってフィルター駆動歯車５１とフィルター駆動歯車５２が回転する。これにより、フィルター４０がフィルターガイド８２に沿って動き始め、フィルター駆動歯車５１および５２の回転軸を中心としてターンしながら図１の矢印方向に移動して行き図１０のように最終的には始動時にフィルターガイド８２の近傍にあったフィルター４０の端部が背面側熱交換器の上方の位置まで移動する。

次に塵埃回収部７０の動作について説明する。フィルター４０が移動すると同時にブラシ揺動軸６１の往復揺動によりブラシ機構９０も動作する。ブラシ機構９０は図７のブラシ９２の先端が上方を向いた状態を中心に前後（図中、左右）に９０度ずつ揺動する。つまり図８と図９を往復揺動する事になる。ブラシ９２はその先端が開口穴８３から少し飛び出した状態で構成されているためフィルター通気体（網状体）４１とラップした状態で往復揺動し塵埃を掻き落としていく。フィルター通気体（網状体）４１からブラシ９２に移動した塵埃は、ブラシ機構９０の少なくとも一方の側に設置した波状の掻き落とし片８４に接触し、掻き落とし片８４により掻き落とされて集塵室８１に回収、貯留される。

さらに、図５、図７に示すように、往復揺動するブラシ９２の両側に掻き落とし片８４を設けることで、ブラシ９２は往復揺動の片道工程毎に掻き落とし片８４と接触し、フィルター通気体４１から移動してきた塵埃を掻き落とされるので、往復揺動の往路でブラシ９２に移動した塵埃が、復路において再びフィルター通気体４１に戻ってしまうという事態は回避でき、確実な回収が成し遂げられる。

ブラシ９２は上方を向いた短冊状であり、かつ１８０度往復揺動するため、ブラシ機構９０の搭載スペースが小さくできるし、それにより、従来の３６０度回転ブラシのようにブラシが下方に向かって伸長していないことで、そのブラシの高さ分集塵室８１を浅くしても集塵室８１に必要な容積、すなわち従来同様の容積は確保できる。よって、このフィルター装置５０は装置全体が３６０度回転ブラシを備えた従来のフィルター清掃装置に比べて小型化でき、空気調和機１００におけるフィルター清掃装置５０の搭載スペースを小さくすることができる。また、フィルター清掃装置５０を小型化できることで、空気調和機１００本体を小型化することも可能となる。

さらに、ブラシ９２の動作が上方に向かって１８０度の範囲のみなので、集塵室８１に貯留した塵埃、すなわちすでにブラシ９２によりフィルター４０から回収した塵埃を、ブラシ９２によって上に舞上げてしまうこともない。一度回収した塵埃は、確実に集塵室８１内に収めておくことができ、一度集塵室８１に回収した塵埃がブラシ９２によってフィルター４０に再び戻ってしまう事態を回避できる。

フィルター４０は図１０の位置まで移動したら、再び元の位置（図１）まで戻ってくる。このときにブラシ機構９０も往復揺動しているため、前記同様フィルター４０を清掃し、フィルター４０の移動時に常に清掃することになる。フィルター４０の移動方向に対してブラシ９２の移動方向が逆の場合は当然問題なく塵埃を除去でき、お互いの移動方向が同一の場合もブラシ９２の方がスピードを速く設定してあるため問題なく除去できる。

なお、上記の例では、ブラシ９２を１８０度往復揺動（前後に９０度ずつ揺動）させる場合について説明したが、これに限らず、１８０度以下の範囲で往復揺動させてもよい。この場合には集塵室８１に貯留された塵埃を上に飛ばす力もさらに弱くなり、フィルター４０に戻すことを防げる。

なお、各部品の形状公差やそれらの組み立て公差など、いわゆるバラツキを考慮して、実質的なブラシ機構９０の往復揺動範囲が１８０度となるように、言い換えれば、確実に１８０度の範囲で往復運動されるように、回転出力装置６０による往復揺動範囲は、１８０度より大きめに設定し、上記のバラツキを吸収するようにしてもよい。例えば、前後にそれぞれ５度ずつバラツキ吸収のための回転出力装置６０による揺動角度の余裕代を設け、回転出力装置６０は１９０度の範囲で揺動させるのである。

また、上記の例では電源スイッチをＯＦＦした直後にフィルターの清掃をする例で説明したが、これに限らない。例えば、別途フィルター清掃専用のスイッチを設け、このスイッチが押されたら、空気調和の運転を一旦停止して、フィルター清掃装置５０によるフィルター清掃を行うように構成してもよい。

また、上記の例では、天面側に吸込口１１を形成した例について説明したが、これに限らず、前面側に吸込口を形成してもよい。

以上のように、短冊状のブラシ９２を往復揺動させるようにしているので、ブラシ機構９０の収納スペースを小さくすることができ、ひいてはフィルター清掃装置５０全体が小型化でき、その搭載スペースを小さくすることができるため、空気流路面積を大きく確保でき、空気の流入抵抗を減じ、空気流入量を増加させて空気調和機の性能を向上させることができる。
また、フィルター清掃装置５０を小型化できることで、空気調和機１００本体を小型化することも可能となる。
また、上方を向く短冊状のブラシ９２を所定角度範囲で往復揺動させるようにしているので、集塵室８１に回収、貯留された塵埃をブラシ９２により再びフィルター４０に戻してしまうことが避けられる。
また、ブラシは短冊状のため、全周に毛が植え付けられている回転ブラシに比べて毛の使用量も少なく、容易にブラシ機構を組立てることができるため、コストも安価にできるという効果もある。

この発明の実施の形態１に係る空気調和機を示す側面視の中央部における断面図である。 この発明の実施の形態１に係るフィルター及びフィルター清掃装置の設置部分を拡大して示す前方からの斜視図である。 この発明の実施の形態１に係るフィルター及びフィルター清掃装置の設置部分を拡大して示す後方からの斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る塵埃回収部を示す後方からの斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る本体を示す下方からの斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る塵埃回収部のブラシ機構とフィルター駆動歯車の取付状態を示す前方からの斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る塵埃回収部の横断面図である。 この発明の実施の形態１に係るフィルター清掃装置を示す側面視の中央部における断面図である。 この発明の実施の形態１に係るフィルター清掃装置を示す側面視の中央部における断面図である。 この発明の実施の形態１に係る空気調和機を示す側面視の中央部における断面図である。

符号の説明

１０ 筐体、１１ 吸込口、１２ 吹出口、１３ 前面パネル、１４ ノズル、１５ 背面ガイド板、２０ 送風ファン、３０ 熱交換器、４０ フィルター、４１ フィルター通気体（網状体）、４２ フィルター枠体、４３ フィルター従動歯、５０ フィルター清掃装置、５１ フィルター駆動歯車、５２ フィルター駆動歯車、５３ 駆動シャフト、６０ 回転出力装置、６１ ブラシ揺動軸、７０ 塵埃回収部、８０ 本体、８１ 集塵室、８２ フィルターガイド、８３ 開口穴、８４ 掻き落とし片、８５ ブラシ係止穴、８６ 集塵室係止穴、８７ 突起部、９０ ブラシ機構、９１ ブラシ係止シャフト、９２ ブラシ、９３ スリーブ、９４ スリーブ、１００ 空気調和機。

Claims (8)

1. 空気中の塵埃を捕捉するフィルターを移動させるフィルター移動手段と、
   前記フィルターに捕捉された塵埃を除去し、除去した塵埃を回収する塵埃回収部と、を備え、
   前記塵埃回収部は、前記フィルターに当接する短冊状のブラシと、前記フィルター移動中に前記ブラシを往復揺動させる揺動手段と、を備えたことを特徴とするフィルター清掃装置。
2. 前記揺動手段は、前記ブラシをその先端が上方を向いた状態を中心に前後にそれぞれ９０度以下で揺動させることを特徴とする請求項１記載のフィルター清掃装置。
3. 前記ブラシの揺動速度は前記フィルターの移動速度より速いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィルター清掃装置。
4. 前記塵埃回収部は、前記ブラシの揺動方向に前記ブラシに付着した塵埃を掻き落とす掻き落とし片を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルター清掃装置。
5. 前記掻き落とし片を前記ブラシが往復揺動する両側にそれぞれ備えたことを特徴とする請求項４に記載のフィルター清掃装置。
6. 前記塵埃回収部は、除去した塵埃を集める集塵室を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフィルター清掃装置。
7. 前記フィルター移動手段は、前記フィルターの両端裏面に等間隔に形成された凹凸のパターンであるフィルター従動歯と噛み合うフィルター駆動歯車と、このフィルター駆動歯車の回転と連動して往復揺動する機構を有する回転出力装置と、を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフィルター清掃装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のフィルター清掃装置と、
   前面側または天面側の少なくとも一方に形成された吸込み口から空気を吸い込み、吸込んだ空気を地面側に形成された吹出し口へ吹き出す送風手段と、
   前記吸込み口と前記送風手段の間に設けられ、前記送風手段によって吸い込まれた空気中の塵埃を捕捉するフィルターと、を具備することを特徴とする空気調和機。

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