JP2014012248A - フィルタ除塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塵埃除去ローラの磨耗を低減してその寿命を長くできると共に、コストを削減できるフィルタ除塵装置を提供する。
【解決手段】平板状のフィルタと、フィルタが設けられるフレームと、フレームの移動方向の上端部に沿って形成されたスリット状溝と、スリット状溝に沿って一端部が往復動自在に嵌合し、他端部が上端部と対向して所定間隔で設けられた回転機の回転軸に取り付けられたリンクと、フィルタ表面に周面を当接して回転自在に設けられた塵埃除去ローラと、塵埃除去ローラの周面に刷毛部を当接して回転自在に設けられたブラシローラと、刷毛部の刷毛を噛み込む櫛刃状溝を形成した除塵体とを具備してなり、回転機の駆動により、リンクをスリット状溝に沿って移動し、フィルタを所定方向に往復動させると共に、フィルタ表面の塵埃を塵埃除去ローラの周面に吸着させ、ブラシローラ及び除塵体により除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力伝達機構を有してフィルタの除塵を行うフィルタ除塵装置に関するものである。

医療機器等の機器内部には種々の装置が組み込まれており、これらの装置にきれいな空気を供給することにより、医療機器の高い性能を発揮させるようにしている。すなわち空気と一緒に塵埃が流入するのを防止するために、医療機器等の背面部等にフィルタを設けて塵埃を除去している。
しかしフィルタに塵埃が溜って目詰まりすると、空気供給量が著しく低下し、医療機器等の性能も低下する。そこで、定期的に所定期間に亘ってフィルタの除塵清掃を行っている。このような定期的なフィルタの除塵清掃を、人手により行う手間を省く目的から、従来、自動的に除塵清掃を行う装置が提案されている。

従来の自動除塵装置では、フィルタを上下或いは左右に移動させて、フィルタに付着した塵埃を回転ローラに吸着させる。そして、吸着した塵埃を回転ローラの周面に当接した金属刃から成る除塵体によって剥離除去し、これを集塵箱に溜めて塵埃の除去を行っている。例えば特許文献１は、歯車等により構成された動力伝達機構を介して１個のモ−タによってフィルタの移動と回転ローラの駆動を行うようにしたフィルタ清掃機構が記載されている。

特開２０１０−５１９４８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたようなフィルタ清掃機構は、回転ローラに吸着した塵埃に金属刃を押し当てて塵埃を剥ぎ取っているため、モ−タの動力として大きなトルクが必要となって厚型で高重量の高価なものになる。また金属刃から大きな力を受けるため回転ローラが磨耗し易く、その寿命が短くなる課題があった。
回転ローラの表面の塵埃は、金属刃の間をすり抜けて回転ローラ表面に残ったり、波形の金属刃に絡まるため、回転ローラの周面や金属刃に付着した塵埃を人手により定期的に除去するメンテナンスが必要となる課題があった。

また、フィルタと回転ローラにモ−タの動力を伝達する機構を、複数の歯車を横並びに構成しているため、モ−タを除塵装置の外側に配置しなければならず、装置全体が大きくなる課題があった。
さらに、フィルタの上下或いは左右の移動に際して、移動方向に応じてモータの回転方向を切り替える必要があった。このため、フィルタの移動方向の切り替え位置を検知するためのセンサが上下或いは左右に少なくとも２つ必要であった。またモータは回転方向を指定できるものでなければならず、さらに、モ−タの回転方向を制御する制御機構も必要とした。その結果、構成部品が多くなり、使用するモータは回転方向を制御可能な高価なものとなり、除塵装置のコストが高くなる課題があった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、小さなトルクの回転機を動力とするため塵埃除去ローラの磨耗を低減してその寿命を長くでき、塵埃除去ローラおよびこれに当接するブラシローラに塵埃が残りにくく人手によるメンテナンスが不要であり、かつ小型・薄型・軽量で、部品点数を削減すると共に安価な回転機を使用して、コストを削減できるフィルタ除塵装置を提供することを目的とする。

上述した従来の課題を解決するために、本発明のフィルタ除塵装置は、塵埃を除去する平板状の塵埃除去フィルタと、塵埃除去フィルタが着脱自在に設けられるフィルタ保持フレームと、フィルタ保持フレームの移動方向の上端部に沿って形成されたスリット状溝と、スリット状溝に沿って、一端部が往復動自在に嵌合し、かつ、他端部が上端部と対向して所定間隔で設けられた回転機の回転軸に取り付けられたリンク部材と、塵埃除去フィルタの表面に周面を当接するようにして回転自在に設けられた塵埃除去ローラと、塵埃除去ローラの周面に刷毛部を当接するようにして回転自在に設けられたブラシローラと、刷毛部の刷毛を噛み込む櫛刃状溝を形成した除塵体とを具備してなり、回転機の駆動により、リンク部材をスリット状溝に沿って移動し、塵埃除去フィルタを所定方向に往復動させると共に、塵埃除去フィルタに付着した塵埃を塵埃除去ローラの周面に吸着させ、かつ、ブラシローラおよび除塵体により除去するものである。

また、本発明のフィルタ除塵装置は、塵埃を除去する平板状の塵埃除去フィルタと、塵埃除去フィルタの移動方向の上端部に沿って形成されたスリット状溝と、スリット状溝に沿って、一端部が往復動自在に嵌合し、かつ、他端部が上端部と対向して所定間隔で設けられた回転機の回転軸に取り付けられたリンク部材と、塵埃除去フィルタの表面に周面を当接するようにして回転自在に設けられた塵埃除去ローラと、塵埃除去ローラの周面に刷毛部を当接するようにして回転自在に設けられたブラシローラと、刷毛部の刷毛を噛み込む櫛刃状溝を形成した除塵体と、を具備してなり、回転機の駆動により、リンク部材をスリット状溝に沿って移動し、塵埃除去フィルタを所定方向に往復動させると共に、塵埃除去フィルタに付着した塵埃を塵埃除去ローラの周面に吸着させ、かつ、ブラシローラおよび除塵体により除去するものである。

本発明によれば、回転機を小さなトルクで駆動して、塵埃除去ロ−ラの磨耗を低減してその寿命を長くでき、塵埃除去ローラおよびブラシローラに塵埃が残りにくいので人手によるメンテナンスを不要にしたり、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。
また、回転機を薄型・軽量にして装置内に配置することにより装置全体を小型にすることができる。また、回転方向が可変で安価な回転機を使用すると共に、回転方向を切り替えるための制御機構を不要とし、またセンサ等の部品点数を削減することにより、コストを削減できる。

この発明の実施の形態１のフィルタ除塵装置の除塵処理中の状態を示す斜視図である。 図１のフィルタ除塵装置の除塵処理の停止時・通常時の状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１のフィルタ除塵装置の除塵部の要部を示す斜視図である。 図３に示す除塵部の平面および側面の状態を示す説明図である。 この発明の実施の形態１における除塵処理の際のフィルタ保持フレームの移動方向と塵埃除去ローラおよびブラシローラの回転方向を示す説明図である。 この発明の実施の形態１のフィルタ除塵装置の塵埃除去フィルタの移動距離等を示す説明図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１のフィルタ除塵装置の除塵処理中の状態を示す斜視図である。図２は、図１のフィルタ除塵装置の除塵処理の停止時・通常時の状態を示す斜視図である。
図中１は、空気等に含まれる塵埃を除去する平板状の塵埃除去フィルタである。塵埃除去フィルタ１は、フィルタ保持フレーム２に着脱自在に保持されている。フィルタ保持フレーム２は、図１に示す如く、その長手方向（矢印ＡまたはＢ）に沿って往復動自在に保持されるようになっている。フィルタ保持フレーム２には、移動方向の上端部に沿ってスリット状溝３が形成されている。

この上端部に対向して所定間隔で、例えば回転方向に規制がないシンクロナスモータからなる回転機４が設けられている。シンクロナスモータは駆動時に回転方向を時計回りあるいは反時計回りにランダムに動作するものである。回転機４の回転軸に一端部が取り付けられ、他端部がスリット状溝３の長手方向に沿って往復動自在に嵌合するように、例えばアームからなるリンク部材５が取り付けられている。

図３は、この発明の実施の形態１のフィルタ除塵装置の除塵部の要部を示す斜視図である。図４（ａ）は図３に示す除塵部の平面図であり、図４（ｂ）は図３に示す除塵部の側面図である。

図３および図４に示す如く、塵埃除去フィルタ１の表面にその周面が当接するように塵埃除去ローラ６が回転自在に設けられている。塵埃除去ローラ６は、塵埃除去フィルタ１表面の塵埃を吸着するものである。塵埃除去ローラ６には中間歯車７を介してブラシローラ８が回転自在に取り付けられている。中間歯車７により塵埃除去ローラ６およびブラシローラ８は同方向に回転するようになっている。

ブラシローラ８には、塵埃除去ローラ６の周面に当接するように刷毛部が設けられている。刷毛部は、塵埃除去ローラ６の周面に吸着した塵埃を剥がし取るようになっている。ここで、刷毛部は、塵埃除去ローラ６の周面に０．５ｍｍ以上の接触幅で接触させることが望ましい。これにより、塵埃除去ローラ６の周面に吸着した塵埃をより効果的に剥がすことができる。

ブラシローラ８の周面近傍には、櫛刃状溝９ｂを形成した櫛刃状部９ａを有する除塵体９が、刷毛部に櫛刃状部９ａを斜めに当接して櫛刃状溝９ｂに刷毛部を噛み込むようにして配置されている。櫛刃状部９ａを斜めに配置したことにより、刷毛部の塵埃を櫛刃状部９ａ側に円滑に効率よく除去することができる。

ブラシローラ８の後方には、除塵体９とブラシローラ８を収容する集塵箱１０が設けられている。ブラシローラ８が塵埃除去ローラ６の周面から剥がした塵埃は、除塵体９の櫛刃状部９ａによりブラシローラ８の刷毛部から除去され、集塵箱１０内に溜まるようになっている。

図２に示す如く、除塵処理の終了時のスリット状溝３の停止位置近傍にフィルタ位置検知センサ１１が設けられている。フィルタ位置検知センサ１１は、例えばフォトインタラプタ等で構成され、除塵処理の終了時のフィルタ保持フレーム２の位置を検出するものである。フィルタ位置検知センサ１１の出力に基づいて、フィルタ保持フレーム２の移動回数を検知して、１回の塵埃除去サイクルにおけるフィルタ保持フレーム２の移動回数を制御するようになっている。

２０はフィルタ保持フレーム２、回転機４、リンク部材５、塵埃除去ローラ６、中間歯車７、ブラシローラ８、除塵体９、集塵箱１０、フィルタ位置検知センサ１１を収容する収容筐体である。このように回転機４が収容筐体２０内に収容されているので、回転機４を収容筐体２０の側面に設ける場合に比べて、フィルタ除塵装置全体を小型にすることができる。また、回転機４を収容筐体２０内に塵埃除去フィルタ１と平行になるように配置できるので、フィルタ除塵装置を薄型なものにすることができる。さらに、回転機４をリンク部材５とともに収容筐体２０内に収容したことにより、部品点数を削減してフィルタ除塵装置を軽量にすることができる。

次に、フィルタ除塵装置の除塵処理の動作について説明する。図１に示す如く、回転機４に電圧を印加して駆動する。

回転機４が時計回りあるいは反時計回りに駆動すると、回転軸に取り付けられたリンク部材５の一端部がスリット状溝３に沿って移動する。このリンク部材５の回転移動によりフィルタ保持フレーム２が図２に示す矢印Ａ方向に沿ってスリット状溝３と一体に引き上げられる。

図５は、この発明の実施の形態１における除塵処理の際のフィルタ保持フレーム２の移動方向と塵埃除去ローラ６およびブラシローラ８の回転方向を示す説明図である。図５に示す如く、フィルタ保持フレーム２が矢印Ａ方向に引き上げられると、塵埃除去フィルタ１に当接している塵埃除去ローラ６が、ブラシローラ８側に向かう矢印Ｃ方向に回転する。この結果、塵埃除去ローラ６に付着した塵埃はブラシローラ８に転写される。

すなわち、フィルタ保持フレーム２が図１に示す矢印Ａ方向に移動し、塵埃除去ローラ６が当接する塵埃除去フィルタ１の表面から塵埃を吸着・除去する。更に、ブラシローラ８の刷毛部が塵埃除去ローラ６の表面の塵埃を剥がし取る。ブラシローラ８の刷毛部に掻き集められた塵埃は、除塵体９の櫛刃状溝９ｂを通過する際に、櫛刃状部９ａに引っかかって集塵箱１０内に落下する。

このように、塵埃除去ローラ６の表面の塵埃をブラシローラ８の刷毛部により除去し、刷毛部に付着した塵埃が櫛刃状部９ａに引っかかって集塵箱１０内に落下するので、トルクの小さな回転機４でも容易に塵埃除去フィルタ１の表面の塵埃を除去することができる。また、回転機４のトルクが小さいため塵埃除去ローラ６の磨耗を低減してその寿命を長くすることができる。また、塵埃除去ローラ６およびブラシローラ８に塵埃が残りにくいため、塵埃除去ローラ６やブラシローラ８に残った塵埃を除去するための人手によるメンテナンスが不要となり、ユーザは定期的に集塵箱１０内に溜まった塵埃を捨てるだけの作業で済ませることができる。

次に、フィルタ保持フレーム２が図２に示す位置に移動すると、フィルタ位置検知センサ１１はフィルタ保持フレーム２がこの位置にあることを検知して、回転機４の電源を停止し、除塵処理を終了する。

ここで、フィルタ除塵装置にマイコンやＣＰＵ等により構成される制御部を設けることにより、例えば、タイマー機能を用いて所定の周期毎に除塵処理を行ったり、１回の除塵処理中にフィルタ保持フレーム２を所定回数だけ移動させる等の制御を行うことが可能となる。

図６は、この発明の実施の形態１のフィルタ除塵装置の塵埃除去フィルタ１の移動距離等を示す説明図である。図６に示す如く、塵埃除去フィルタ１の移動距離Ｄとリンク部材５の実質長（スリット状溝３と回転軸間のリンク部材５の長さ）Ｌは、以下の式（１）に示す関係を有する。塵埃除去フィルタ１の移動距離Ｄはリンク部材５の実質長（Ｌ）の２倍となる。
Ｄ＝２×Ｌ （１）

また、塵埃除去フィルタ１の面と対向する部分に設けた空気取り入れ孔１２の幅Ｚは、塵埃除去フィルタ１の移動距離Ｄと以下の式（２）の関係を有する。
Ｄ≧Ｚ （２）

また、塵埃除去ローラ６の周長Ｙと塵埃除去フィルタ１の移動距離Ｄは以下の式（３）に示す関係を有する。ここで周長Ｙは塵埃除去ローラ６の直径（φＸ）を用いるとφＸπと表される。
Ｙ（＝φＸπ）≧Ｄ （３）

ブラシローラ８には、一方向のみに回転するベアリングを設け、塵埃除去フィルタ１は、図５に示す回転機４側に向かう矢印Ａ方向に移動する時にのみブラシローラ８側に向かう矢印Ｃ方向に回転するようになっている。
回転機４が駆動して、塵埃除去フィルタ１が往復動した際、塵埃除去ローラ６が１回転以上するように塵埃除去ローラ６の直径（φＸ）を設定しているので、塵埃除去フィルタ１の前面に付着した塵埃を塵埃除去ローラ６上に確実に除去できる。

また中間歯車７を設けたことにより、塵埃除去ローラ６とブラシローラ８を除塵処理中は常に同一方向に回転させ、かつ、常にブラシローラ８を一方向のみに回転するようにしたので、塵埃除去ローラ６上に付着した塵埃をブラシローラ８へ転写し、除塵体９の櫛刃状部９ａによって塵埃を集塵箱１０へ容易に溜めることができる。

また、塵埃除去フィルタ１により塵埃を除去される空気の流れについて説明する。図示しない送風機等により塵埃除去ローラ６側から塵埃除去フィルタ１へ流入した空気は、塵埃除去フィルタ１を通過して塵埃が除去され、きれいな空気となって空気取り入れ穴１２へと送り込まれるようにしている。

なお、実施の形態１では、塵埃除去ローラ６とブラシローラ８と除塵体９により構成された除塵部を固定し、回転機４の駆動により塵埃除去フィルタ１を移動させるものについて説明したが、除塵部側を移動させるようにしてもよい。

以上のように、実施の形態１によれば、塵埃を除去する平板状の塵埃除去フィルタ１と、塵埃除去フィルタ１が着脱自在に設けられるフィルタ保持フレーム２と、フィルタ保持フレーム２の移動方向の上端部に沿って形成されたスリット状溝３と、スリット状溝３に沿って、一端部が往復動自在に嵌合し、かつ、他端部が上端部と対向して所定間隔で設けられた回転機４の回転軸に取り付けられたリンク部材５と、塵埃除去フィルタ１の表面に周面を当接するようにして回転自在に設けられた塵埃除去ローラ６と、塵埃除去ローラ６の周面に刷毛部を当接するようにして回転自在に設けられたブラシローラ８と、刷毛部の刷毛を噛み込む櫛刃状溝９ｂを形成した除塵体９とを具備してなり、回転機４の駆動によりリンク部材５をスリット状溝３に沿って移動し、塵埃除去フィルタ１を所定方向に往復動させると共に、塵埃除去フィルタ１に付着した塵埃を塵埃除去ローラ６の周面に吸着させ、かつ、ブラシローラ８および除塵体９により除去するように構成している。この結果、回転機４を小さなトルクで駆動し、塵埃除去ロ−ラ６の磨耗を低減してその寿命を長くすることができる。また、塵埃除去ローラ６およびブラシローラ８に塵埃が残りにくいので、人手によるメンテナンスを不要にすることができる。また、回転機４を収容筐体２０内に配置することにより装置全体を小さくすることができる。さらに、回転方向に制約のない安価な回転機４を使用すると共に、回転方向を切り替えるための制御機構を不要とし、またセンサ等の部品点数を削減して、製造コストを低減できる。

また、上記実施の形態では塵埃除去フィルタ１をフィルタ保持フレーム２と別体に設けて塵埃除去フィルタ１を着脱しやすいように構成したものを示したが、塵埃除去フィルタ１とフィルタ保持フレーム２を一体に形成して塵埃除去フィルタとしてもよく、塵埃除去フィルタの着脱は行い難くなるものの、他の効果は同様に得られる。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ 塵埃除去フィルタ、２ フィルタ保持フレーム、３ スリット状溝、４ 回転機、５ リンク部材、６ 塵埃除去ローラ、７ 中間歯車、８ ブラシローラ、９ 除塵体、９ａ 櫛刃状部、９ｂ 櫛刃状溝、１０ 集塵箱、１１ フィルタ位置検知センサ、
１２ 空気取り入れ孔、２０ 収容筐体。

Claims (10)

1. 塵埃を除去する平板状の塵埃除去フィルタと、
   該塵埃除去フィルタが着脱自在に設けられるフィルタ保持フレームと、
   前記フィルタ保持フレームの移動方向の上端部に沿って形成されたスリット状溝と、
   該スリット状溝に沿って、一端部が往復動自在に嵌合し、かつ、他端部が前記上端部と対向して所定間隔で設けられた回転機の回転軸に取り付けられたリンク部材と、
   前記塵埃除去フィルタの表面に周面を当接するようにして回転自在に設けられた塵埃除去ローラと、
   該塵埃除去ローラの周面に刷毛部を当接するようにして回転自在に設けられたブラシローラと、
   前記刷毛部の刷毛を噛み込む櫛刃状溝を形成した除塵体と、
   を具備してなり、前記回転機の駆動により、前記リンク部材をスリット状溝に沿って移動し、前記塵埃除去フィルタを所定方向に往復動させると共に、塵埃除去フィルタに付着した塵埃を前記塵埃除去ローラの周面に吸着させ、かつ、前記ブラシローラおよび除塵体により除去することを特徴とするフィルタ除塵装置。
2. 塵埃を除去する平板状の塵埃除去フィルタと、
   該塵埃除去フィルタの移動方向の上端部に沿って形成されたスリット状溝と、
   該スリット状溝に沿って、一端部が往復動自在に嵌合し、かつ、他端部が前記上端部と対向して所定間隔で設けられた回転機の回転軸に取り付けられたリンク部材と、
   前記塵埃除去フィルタの表面に周面を当接するようにして回転自在に設けられた塵埃除去ローラと、
   該塵埃除去ローラの周面に刷毛部を当接するようにして回転自在に設けられたブラシローラと、
   前記刷毛部の刷毛を噛み込む櫛刃状溝を形成した除塵体と、
   を具備してなり、前記回転機の駆動により、前記リンク部材をスリット状溝に沿って移動し、前記塵埃除去フィルタを所定方向に往復動させると共に、塵埃除去フィルタに付着した塵埃を前記塵埃除去ローラの周面に吸着させ、かつ、前記ブラシローラおよび除塵体により除去することを特徴とするフィルタ除塵装置。
3. 回転機およびリンク部材は、フィルタ保持フレーム、塵埃除去ローラ、ブラシローラおよび除塵体を収容する収容筐体内に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のフィルタ除塵装置。
4. 塵埃除去ローラとブラシローラは、同方向に回転するように中間歯車を介して設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のフィルタ除塵装置。
5. フィルタ保持フレームの停止位置を検知するフィルタ位置検知センサを備えることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のフィルタ除塵装置。
6. フィルタ位置検知センサは、フォトインタラプタであることを特徴とする請求項５記載のフィルタ除塵装置。
7. ブラシローラの刷毛部は、塵埃除去ローラの周面に０．５ｍｍ以上の接触幅で接触することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のフィルタ除塵装置。
8. 除塵体は、ブラシローラの刷毛部に櫛刃状溝を形成した櫛刃状部が該櫛刃状溝に前記刷毛部を噛み込むように斜めに当接して配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のフィルタ除塵装置。
9. 回転機がシンクロナスモータであることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載のフィルタ除塵装置。
10. 塵埃除去ローラ、ブラシローラおよび除塵体からなる除塵部がフィルタ保持フレームの移動方向に沿って往復動することを特徴とする請求項１記載のフィルタ除塵装置。

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