JP2010078226A - フィルタ清掃装置及び空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フィルタ4を往復移動させるフィルタ駆動部8とブラシ14を回転させるブラシ回転部11の駆動方向をそれぞれ独立して制御し、トルクが必要なフィルタ移動開始時に、フィルタ駆動モータを所定方向に回転させるとともに、フィルタ駆動モータの回転とブラシ回転モータの回転の協働によりフィルタ駆動モータのトルクが増す方向にブラシ回転モータを回転させることで、フィルタ駆動モータのトルクを増加させ、ブラシ14がフィルタ4から塵埃を除去する際には、効率的に塵埃が除去できる方向にブラシ回転モータを回転させる。
【選択図】図2
Description
このフィルタに塵埃が付着すると圧損により、ファンモータの負荷が増大し消費電力の増大や空調効率の低下を招く。
このような不都合を改善するため、フィルタの自動清掃機能を搭載した様々な空気調和機が提案されている(例えば、特許文献1や特許文献2)。
そのため、フィルタ駆動用モータに余計な負荷が掛かってしまい、安定して駆動させるにはモータ大型化などトルクを得る為のコストアップ等が必要となる。
また、ブラシ回転機構がない為、ブラシを対向方向に回転させる手法と比べると効率的に塵埃を掻き落とすことが出来ない。確実に掻き落とすためにブラシを強く押し当てると、フィルタを傷めてしまう恐れがある。
したがって、故障によりフィルタが正常に動作しない状態になったとしてもすぐには異常を検出してフィルタを止めることができず、異常音や2次故障を誘発する恐れがある。
塵埃が付着する付着面を有するフィルタを移動させるフィルタ駆動モータと、
移動するフィルタの付着面に接して付着面から塵埃を除去する清掃ブラシを回転させるブラシ回転モータと、
前記フィルタ駆動モータの制御と前記ブラシ回転モータの制御を個別に行う制御部とを備えることを特徴とする。
本実施の形態に係る空気調和機のフィルタ清掃装置は、フィルタガイド部に沿ってフィルタを往復移動させるモータと、清掃ブラシを回転駆動させるモータとをそれぞれ独立して制御することにより、効率的にフィルタの表面に付着した塵埃を除去するものである。
より具体的には、本実施の形態に係るフィルタ清掃装置は、トルクが必要なフィルタ移動開始時に、フィルタ駆動用のモータを所定方向に回転させるとともに、フィルタ駆動用のモータの回転とブラシ回転用のモータの回転の協働によりフィルタ駆動用のモータのトルクが増す方向にブラシ回転用モータを回転させる。
また、ブラシがフィルタから塵埃を除去する際には、効率的に塵埃が除去できる方向にブラシ回転モータを回転させる。
図1において、空気調和機の室内機本体1には、図の下方に吸込口2と吹出口3とがそれぞれを備えられている。
室内機本体1の内部には吸込口2から吹出口3に至る風路が形成されており、吸込口2側から順にフィルタ4、室内ファン5、室内熱交換器6が配置されている。
フィルタ4は塵埃が付着する付着面を有している。フィルタ4の付着面は、吸込口に対向している面である。
また、吸込口2の付近にはフィルタ4を清掃する為のフィルタ清掃装置7が設けられている。
なお、図1〜図4では、フィルタ4の位置をわかりやすくするためにフィルタ4を目立つように太めに描画している。
フィルタ駆動部8は、フィルタ4を往復移動させる。
フィルタガイド部9は、フィルタを案内する。
フィルタ位置検知スイッチ10は、フィルタ4が始端又は終端に到達したことを検出する。
ブラシ回転部11は、フィルタに付着した塵埃を掻き落とすための清掃ブラシ14(以下、単にブラシという)を回転させる。
ダストBOX12は、ブラシ14により掻き落とされた塵埃を溜めておく。
また、ブラシ回転部11は、ブラシ回転モータ(図2には図示せず)と当該ブラシ回転モータにより回転するブラシ14とから構成される。
ブラシ14には、複数の弾性ブレードが装着されており、この弾性ブレードが回転しながらフィルタ4の付着面に接することで付着面の塵埃を掻き落とすことができる。
ギヤ13とブラシ14は、ギヤ13の歯とブラシ14の弾性ブレードが接する位置に配置される。
また、フィルタ駆動モータとブラシ回転モータは、それぞれ独立して制御することが可能になっている。
フィルタ移動経路は、始端と終端(折り返し端)とを有する。
フィルタ移動経路の始端と終端との間の所定区間においてフィルタ4の付着面がブラシ14に接してブラシ14により塵埃が除去される。
始端は、フィルタ4が移動を開始する位置であり、フィルタ4が吸込口2の裏面にある状態をいう。図1及び図2では、フィルタ4は始端にある。
終端は、ブラシ14により塵埃が除去されたフィルタ4が始端に戻るために折り返す位置である。図4(c)では、フィルタ4は終端にある。
本実施の形態では、図1及び図2に示すように、フィルタ移動経路は、略三角形形状をしており、始端と終端は略三角形形状において共通の頂点部分に位置している。
このため、1つのフィルタ位置検知スイッチ10で、フィルタ4が始端に到達したこと及び終端に到達したことを検出することができる。
本実施の形態に係るフィルタ位置検知スイッチ10は、始端検知部と折り返し端検知部を兼ねる。
なお、以下において、往路方向とは、フィルタ4が始端からブラシ14による清掃を経て終端に向かう方向であり、復路とは、フィルタ4が終端から始端に向かう方向である。
終端側にフィルタ4がある場合はフィルタ4を始端に戻す為、フィルタ4を復路方向へ移動させる。
また、清掃開始時にフィルタ位置検知スイッチ10がオフ状態の場合はフィルタ4が中間地点にあるかフィルタ装着し忘れと推測される為、上記終端にある場合と同様にフィルタ4を始端に戻す動作を行う。
この時、所定時間(始端まで移動するのに十分な時間)が経過しても始端に到達しない(フィルタ位置検知スイッチ10が再びオン状態とならない)場合は途中でフィルタ4が引掛ってしまったか、モータやスイッチの故障、フィルタ装着し忘れの可能性があるため引掛りを解消するためにフィルタ4を小刻みに往復移動させた後、再び復路方向への移動を開始する。
始端に到達(フィルタ位置検知スイッチ10がオン状態に変化)した場合はそこから清掃動作(往路方向へ移動)を開始する。
引掛り解消動作を行ってもフィルタ位置検知スイッチ10がオフ状態のままであれば異常表示すると共に清掃動作を強制的停止させる。
また、ブラシ14をフィルタ4と同じ方向へ摺動させる事でトルクを稼ぐこともでき、塵埃の付着などにより負荷が増大したとしても安定してフィルタ移動開始することができる(図3(a)参照)。
つまり、フィルタ4を始端からブラシ14方向へ移動させる場合に、トルクが必要なフィルタ移動開始時に、フィルタ駆動モータを所定方向に回転させるとともに、フィルタ駆動モータの回転とブラシ回転モータの回転の協働によりフィルタ駆動モータのトルクが増す方向にブラシ回転モータを回転させる。具体的には、フィルタ駆動モータとブラシ回転モータとを逆方向に回転させることにより、ブラシ14の弾性ブレードがギヤ13の歯を後方から押しながらギヤ13とブラシ14が逆方向に回転する。このため、ブラシ14の回転がギヤ13の回転を助けることになり、トルクが必要とされるモータ起動時にブラシとギヤの噛み合いによりフィルタ駆動モータのトルクを増大させることができる。
つまり、ブラシ14がフィルタ4の付着面に接していて塵埃を掻き落としている間は、フィルタ駆動モータとブラシ回転モータを同じ方向に回転させて、フィルタ4の付着面から塵埃をより効率的に掻き落とす。
所定時間以内にフィルタ4が終端に到達しない場合は引掛り解消動作を行う。
ブラシの清掃が完了(所定時間経過)した後、フィルタ4を復路方向へ移動開始する。
この時にも、清掃開始時と同様に、ブラシ14はフィルタと同じ方向へ回転させ(図4(c)参照)る。つまり、フィルタ駆動モータとブラシ回転モータとを逆方向に回転させることにより、ブラシ14の弾性ブレードがギヤ13の歯を後方から押しながらギヤ13とブラシ14が逆方向に回転する。このため、ブラシ14の回転がギヤ13の回転を助けることになり、トルクが必要とされるモータ起動時にブラシとギヤの噛み合いによりフィルタ駆動モータのトルクを増大させることができる。
また、フィルタ駆動が安定した後ブラシ回転部11を停止させる(図4(d)参照)。
また、フィルタ駆動部8とブラシ回転部11をそれぞれ独立して制御することにより、フィルタの位置や状態に応じて最適な制御を行うことができる。
そのため、フィルタ4に付着した塵埃をより効率的に掻き取ることができるとともに、フィルタ移動にトルクが必要な状況(モータ起動時など)においては負荷が減少する方向へブラシを回転させることで、塵埃の付着などにより負荷が増大したとしても安定してフィルタ4の移動を行うことができる。また、それにより必要以上にフィルタ駆動用モータのトルクアップをする必要が無くなり、モータの小型化やコストダウンが可能となり、フィルタに掛かる負荷が減少することによりフィルタ損傷を抑制させることができる。
図5において、フィルタ位置検知スイッチ10は、図1〜図4に示したものである。
フィルタ駆動モータ17は、前述したように、フィルタ4を往復移動させるためのモータである。
ブラシ回転モータ18は、前述したように、ブラシ14を回転させるためのモータである。
制御部15は、フィルタ駆動モータ17とブラシ回転モータ18を制御する。
タイマ16は、フィルタ4が始端から移動開始した際、終端から移動開始した際に計時を開始する。
具体的には、制御部15は、フィルタ4の移動開始時に、フィルタ駆動モータ17とブラシ回転モータ18とを逆方向に回転させる。
また、制御部15は、ブラシ14がフィルタ4の付着面に接していて塵埃を掻き落としている間は、フィルタ駆動モータ17とブラシ回転モータ18を同じ方向に回転させる。
また、タイマ16が計時を開始してから所定時間を過ぎても、フィルタ位置検知スイッチ10がオン状態にならない場合は、制御部15は引掛り解消のためにフィルタ駆動モータ17にフィルタ4を小刻みに往復移動させる。
図6は、フィルタ4を始端から終端へ移動させる(往路方向)際の制御部15の動作例を示すフローチャートである。
図7は、フィルタ4を終端から始端へ移動させる(復路方向)際の制御部15の動作例を示すフローチャートである。
そして、制御部15は、フィルタ4がブラシ14付近に到達した場合(S603でYES)に、ブラシ回転モータ18の回転方向を逆転させ(S604)、フィルタ駆動モータ17と同じ方向に回転させる。なお、フィルタ4がブラシ14付近に到達したか否かの判断は、例えば、フィルタ4が移動を開始してから(フィルタ位置検知スイッチ10がオフ状態になってから)の経過時間で判断してもよい。また、ブラシ14付近にセンサを配置しておき、当該センサがフィルタ4を感知した際にフィルタ4がブラシ14付近に到達したと判断してもよい。
次に、フィルタ位置検知スイッチ10がフィルタ4が終端に到達したことを検出した場合(S605でYES)に、制御部15は、フィルタ駆動モータ17を停止させる(S606)とともに、ブラシ回転モータ18の回転方向を逆転させて(S607)、ブラシ14のゴミを取り除く動作を行わせる。
そして、一定時間が経過したら、制御部15はブラシ回転モータ18の回転を停止させる(S608)。
その後、フィルタ4が終端に到達したことが検出された場合(S611でYES)は、制御部15は、S606以降の動作を行う。一方、フィルタ4が終端に到達したことが検出されない場合(S611でNO)は、所定のエラー処理を行う(S612)。
そして、制御部15は、フィルタ駆動が安定した際に(S703でYES)、ブラシ回転モータ18の回転を停止させる(S704)。フィルタ駆動が安定したか否かの判断は、例えば、フィルタ4が移動を開始してから(フィルタ位置検知スイッチ10がオフ状態になってから)の経過時間で判断してもよい。また、所定箇所にセンサを配置しておき、当該センサがフィルタ4の駆動状況を監視し、監視結果に基づいてフィルタ駆動が安定したかどうかを判断してもよい。
次に、フィルタ位置検知スイッチ10がフィルタ4が始端に到達したことを検出した場合(S705でYES)に、制御部15は、フィルタ駆動モータ17を停止させる(S706)。
その後、フィルタ4が始端に到達したことが検出された場合(S709でYES)は、制御部15は、S706の動作を行う。一方、フィルタ4が終端に到達したことが検出されない場合(S709でNO)は、所定のエラー処理を行う(S710)。
なお、上記フィルタ位置検出手段は機械的なスイッチだけでなく、赤外線などの光学式センサなどでも良い。
Claims (11)
- 塵埃が付着する付着面を有するフィルタを移動させるフィルタ駆動モータと、
移動するフィルタの付着面に接して付着面から塵埃を除去する清掃ブラシを回転させるブラシ回転モータと、
前記フィルタ駆動モータの制御と前記ブラシ回転モータの制御を個別に行う制御部とを備えることを特徴とするフィルタ清掃装置。 - 前記フィルタ駆動モータは、
前記フィルタを前記清掃ブラシから離れた位置から前記清掃ブラシの方向に移動させ、
前記制御部は、
前記フィルタの移動開始時に、前記フィルタ駆動モータを所定方向に回転させるとともに、前記フィルタ駆動モータの回転と前記ブラシ回転モータの回転の協働により前記フィルタ駆動モータのトルクが増す方向に前記ブラシ回転モータを回転させることを特徴とする請求項1に記載のフィルタ清掃装置。 - 前記制御部は、
前記フィルタ駆動モータと前記ブラシ回転モータとを逆方向に回転させることを特徴とする請求項2に記載のフィルタ清掃装置。 - 前記フィルタ清掃装置は、
更に、前記フィルタ駆動モータの回転に従って回転するギヤを、ギヤの歯が前記清掃ブラシの弾性ブレードに接する位置に備え、
前記フィルタの移動開始時に、前記フィルタ駆動モータと前記ブラシ回転モータが逆方向に回転することにより、前記清掃ブラシの弾性ブレードが前記ギヤの歯を後方から押しながら前記ギヤと前記清掃ブラシが逆方向に回転することを特徴とする請求項3に記載のフィルタ清掃装置。 - 前記制御部は、
前記清掃ブラシが前記フィルタの付着面に接しているときは、前記フィルタ駆動モータと前記ブラシ回転モータを同じ方向に回転させることを特徴とする請求項3又は4に記載のフィルタ清掃装置。 - 前記フィルタ清掃装置は、
始端と折り返し端を有し、前記フィルタが前記始端に配置されているとき及び前記フィルタが前記折り返し端に配置されているときは前記フィルタが前記清掃ブラシから離れており、前記始端と前記折り返し端との間の所定区間において前記フィルタの付着面が前記清掃ブラシに接するフィルタ移動経路を備え、
前記フィルタ駆動モータは、
前記フィルタ移動経路の始端と折り返し端との間で前記フィルタを往復移動させ、
前記制御部は、
前記始端から前記清掃ブラシ方向への前記フィルタの移動開始時及び前記折り返し端から前記清掃ブラシ方向への前記フィルタの移動開始時の少なくともいずれかにおいて、前記フィルタ駆動モータと前記ブラシ回転モータを逆方向に回転させることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載のフィルタ清掃装置。 - 前記フィルタ移動経路は、
略三角形形状をしており、前記始端と前記折り返し端は前記略三角形形状において共通の頂点部分に位置していることを特徴とする請求項6に記載のフィルタ清掃装置。 - 前記フィルタ清掃装置は、更に、
前記フィルタが前記フィルタ移動経路の始端に到達したことを検知する始端検知部と、
前記フィルタが前記フィルタ移動経路の折り返し端に到達したことを検知する折り返し端検知部とを備え、
前記フィルタ駆動モータは、
前記フィルタを前記始端から前記折り返し端に向けて移動させた後所定時間が経過しても前記折り返し端検知部が前記フィルタが前記折り返し端に到達したことを検知しない場合及び前記フィルタを前記折り返し端から前記始端に向けて移動させた後所定時間が経過しても前記始端検知部が前記フィルタが前記始端に到達したことを検知しない場合の少なくともいずれかにおいて、前記フィルタを小刻みに往復移動させることを特徴とする請求項6又は7に記載のフィルタ清掃装置。 - 前記始端検知部と前記折り返し端検知部が同一の検知手段であることを特徴とする請求項8に記載のフィルタ清掃装置。
- 前記制御部は、
前記折り返し端検出部が前記フィルタが前記折り返し端に到達したことを検知した場合に、前記フィルタ駆動モータの回転を停止させるとともに、前記ブラシ回転モータを所定時間の間回転させることを特徴とする請求項8又は9に記載のフィルタ清掃装置。 - 請求項1〜10のいずれかに記載のフィルタ清掃装置を備えることを特徴とする空気調和機。
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