JP2014025667A - 天井埋込形空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】自動フィルタ掃除機構が接するフィルタ面以外の隙間から空気と共に塵埃が通過（浸入）するのを防止若しくは抑制するとともに、騒音の抑制、天井埋込形空気調和機の高さが大きくなるのを防止若しくは抑制することにある。また、ダストボックスのメンテナンス時に、捕集した塵埃を飛散させてしまうことを防止する。
【解決手段】筐体と、この筐体内に配設されて複数の空気吸込み面が対向する熱交換器と、この熱交換器に空気を通風する送風ファンとを備え、前記熱交換器の複数の空気吸込み面側にフィルタとフィルタ清掃ユニットとそのフィルタ清掃ユニットによって集めた塵埃を捕集するダストボックスを左右其々に設け、ばねの弾性でフィルタ清掃ユニットが均一且つ適切な押し圧で左右のフィルタと面接触しながら移動し、フィルタ2面を同時に清掃する空気調和機とした。
【選択図】図4

Description

本発明は、フィルタに捕集された集塵を清掃する清掃装置を備えた天井埋込形空気調和機に関するものである。

清掃装置を備えた天井埋込形空気調和機としては、特開２００７-２７１１７４号公報（特許文献１）に示されたものがある。

この空気調和機は、天井から懸架された筐体本体、吹出口を形成した化粧パネル及び同化粧パネルに装着され且つ吸込口を備えた吸込グリルからなる筐体と、前記吸込口の裏側に設けられたフィルタと、前記化粧パネルと前記筐体本体との間に設けられたフィルタ清掃手段と、前記吸込グリルと前記吹出口とを結ぶ空気流路に設けられたファン及び熱交換器とを備えている。

前記フィルタ清掃手段は、前記フィルタに付着した集塵を除去する清掃ブラシ、前記清掃ブラシの回転を規制するロック部材及び除去された集塵を回収するブラシを内蔵し、前記清掃ブラシにより除去された集塵を回収するフィルタ清掃ユニットと、前記フィルタ清掃ユニットを前記フィルタ上で移動させる駆動手段とを備えている。

また、清掃装置を備えた壁掛け形空気調和機としては、特開２００８-１６１４０号公報（特許文献２）に示されたものがある。

この空気調和機では、垂直な前面フィルタに捕集された集塵を除去する前面清掃装置を前面熱交換器部の前面に設置している。前記前面清掃装置は、前記前面フィルタの清掃を行う掃除用刷毛と、摺接により掃除用刷毛に付着した集塵を除去する傾斜植毛を施した除去ブラシと、掃除用刷毛を除去ブラシに摺接可能にする移動手段と、集塵開口を有し、除去した集塵を貯留する集塵容器と、除去ブラシで除去した集塵を集塵開口に移動する手段と、排出部が集塵開口に対し、移動された集塵の戻りを防止する傾斜植毛を施した集塵戻り防止ブラシと、除去ブラシを集塵戻り防止ブラシに摺接させる機構とを備えている。

特開2007-271174号公報 特開2008-116140号公報

特許文献１の空気調和機は、化粧パネルと筐体本体との間にフィルタ清掃ユニットが追加されているため、筐体本体の高さ方向の寸法が大きくなってしまう。特に、室内天井面から天井内上面の荒床面までの寸法が小さい住宅では、フィルタ清掃機能を備えた天井埋込形空気調和機を設置できない場合がある。

また、化粧パネルの吸込口の裏側にフィルタが設けられているので熱交換器とフィルタまでの通風路空間が大きく離れているために、化粧パネルと筐体本体との隙間や吸込空気がフィルタ以外を通過する可能性のある隙間をシールをする必要がある。

また、フィルタとフィルタ清掃手段とが独立して筐体に装着されているので、フィルタとフィルタ清掃ユニットの位置関係を精度よく設定することが難しい。

また、フィルタと清掃ユニットが均一且つ適切な押し圧でフィルタ面を移動できずに集塵除去性能を低下させるという問題があった。

特許文献２の空気調和機は、前面フィルタの通風面積を十分に大きくとれず、相対的に騒音が高く、集塵性能が低くなり易い。

本発明の目的は、自動フィルタ掃除機能が接するフィルタ面以外の隙間から空気と共に塵埃が通過（浸入）するのを防止若しくは抑制するとともに、騒音の抑制、天井埋込形空気調和機の高さが大きくなるのを防止若しくは抑制した天井埋込形空気調和機を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するため、筐体と、この筐体内に配設されて複数の空気吸込み面が対向する熱交換器と、この熱交換器に空気を通風する送風ファンとを備え、前記熱交換器の複数の空気吸込み面側にフィルタとフィルタ清掃ユニットとそのフィルタ清掃ユニットによって集めた塵埃を捕集するダストボックスを左右其々に設け、ばねの弾性でフィルタ清掃ユニットが均一且つ適切な押し圧で左右のフィルタと面接触しながら移動し、フィルタ2面を同時に清掃する。

本発明の空気調和機によれば、筐体の高さ寸法が大きくなるのを抑制すると共に、騒音の抑制、隙間から空気と共に塵埃が通過（浸入）するのを防止若しくは抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の斜視図である。 図１の空気調和機の縦断面図である。 天井埋込形空気調和機に設けられるフィルタ清掃ユニットと周囲の部品構成を示す正面図である。 フィルタ清掃ユニットの駆動系統を示す正面図である。 （Ａ）は、ブラシユニットを示す分解斜視図である。（Ｂ）は同ブラシユニットに設けられた、回転ブラシの分解斜視図である。 （Ａ）は、待機状態のブラシユニットを示す断面図である。（Ｂ）は、往路移動中のフィルタ清掃中のブラシユニットを示す断面図である。（Ｃ）は、往復折り返し地点のブラシユニットを示す断面図である。（Ｄ）は復路移動中のブラシユニットを示す断面図である。 本実施形態のフィルタ清掃ユニットの中央断面図である。 空気調和機の吸込グリルを開いた状態の空気吸込口を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。

まず、本実施形態の空気調和機１の全体構成に関して、図を参照しながら説明する。図１は空気調和機１の設置状態を示す斜視図、図２は本発明による天井埋込形空気調和機を示す側面図であり、図3は、同天井埋込形空気調和機に設けられるフィルタ清掃ユニットと周囲の部品構成を示す正面図である。図4はフィルタ清掃ユニットの駆動系統を示す正面図であり、図5はフィルタ清掃ユニットを示す分解斜視図である。また、図6は同フィルタ清掃ユニット内の動作を示す断面図である。

本発明による天井埋込形空気調和機1は、図1で示すように、天井内壁面から複数の吊りボルト26により掛架され、下面が開放された多角形状の筐体2と、室内の天井下面に周縁部を密着させた化粧パネル3と、吸込口を形成し同化粧パネル3には吸込グリル4と、前記筐体2内に設けられた、フィルタ掃除ユニット5とで構成されている。前記化粧パネル3の吸込グリル4の両側には風向偏向板を備えた吹出口が左右に２ヶ所に形成されている。前記吸込グリル4と前記化粧パネル3の吹出口とを結び、前記筐体2内に形成された空気流路には、前期吸込グリル4から室内の空気を吸引する送風ファン8と、同送風ファン8を囲うように、並列された多数のフィンと同フィンに直交するように蛇行状に配設された伝熱管とからなる熱交換器9が逆Vの字状に左右に配設され、また前記筐体2の一側面には回転軸を前記送風ファン8に固定して、これを駆動するファンモータ10が左右に配置されている。前記吸込口から送風ファン8によって吸込まれた室内の空気は前記熱交換器9に向かい、これを通過して熱交換された後、前記左右の吹出口から再び室内に送出されるようになっている。

前記フィルタ清掃ユニット5は図3の正面図で示すように前記熱交換器9の前面に備えられ、枠部5aと同枠部5aに装着されたフィルタ11とからなるとともに、前記枠部5aの両端には相対向する一対のレール12a、12bと、前記レール12a、12bに左右移動可能なブラシユニット13とフィルタ清掃ユニット5に前記ブラシユニット13を固定するブラシユニット抑え13aとブラシユニット13を駆動させるための駆動ユニット14が設けられている。

前記枠部5aに装着されるフィルタ11は、図4で示すように碁盤の目状の細桟11aを備えた枠体と、同枠体表面に張設され、網目が規則的に形成されたフィルタ部11bとからなり、同フィルタ部11bは、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂などから形成されている。また、同フィルタ11の枠体両側には突状部が形成されており、枠部5aに備えられたフィルタ抑え5bによって枠部5aに固定される。

前記ブラシユニット抑え13aには、図4で示すように、両側に回動可能なキャスタ13bが前記レール12a、12b上を転動することにより、前記フィルタ11上をブラシユニットが均等且つ適切な面圧で移動可能に支持されるようになっている。また、左右に配設されたフィルタ清掃ユニットは駆動ユニットに設けられたばね14cの適当な弾力によりフィルタ11に適切な押し圧で押し付けられている。また、前記駆動ユニット14の一側にはブラシユニット13を移動させるためのステッピングモータ14aが固定されてある。さらにステッピングモータ14aの動力を伝達するためのシャフト14bと回転運動をブラシユニット13の左右往復運動に変換するウォームギア13cが備えられており、枠部5aに設けられたラックにより前記ブラシユニット13は前記ブラシユニット抑え13aと共に左右に往復移動するようになっており、同ブラシユニット13はフィルタ11の前面に配置されている。

次に前記ブラシユニット13について説明する。図5（Ａ）は同ブラシユニット13の分解斜視図である。同ブラシユニット13は、回転ブラシ15と、同回転ブラシ15を支持するブラシ座16と、前記回転ブラシ15によって捕集した塵埃を受け取る台座である受け座18と、さらに前記回転ブラシ15の回転を制御するアーム17と、清掃により捕集した塵埃を溜めるダストボックス19とで構成されている。図5（Ｂ）で示すように、前記回転ブラシ15内部にはフィルタ11に接触し清掃するナイロン製のブラシ15aと、ブラシ15aを支えるゴム製のブラシケース15bと、ブラシ15aとブラシケース15bを回転させる土台となるブラシ台15cと前記ブラシ15aとブラシケース15bを前記ブラシ台15cに固定するブラシ抑え15dとで構成される。

前記回転ブラシ15は両端に設けられた軸を前記ブラシ座16に設けられた軸穴に支持されており、アーム17は回転ブラシ15の軸が貫通しており、ブラシ座16との間で支持される。受け座18は両端部に設けられた軸を前記ブラシ座16に設けられた軸穴に支持されている。前記回転ブラシ15の回転は、ばねによるものであり、ブラシ台15cを受け座18の方向に回転させる、ばね20aと、アーム17を前記ブラシ台15cに押し付ける、ばね20bと、受け座18を前記ブラシ台15cに押し付ける、ばね20cが備えられている。さらに、受け座18にはブラシ15aによって捕集された塵埃を受け取るエチケットブラシ18aが貼付されており、さらにブラシ台15cには前記エチケットブラシ18aに付着した塵埃を擦り、ダストボックス19に落下させるエチケットブラシ15eが貼付されている。前記回転ブラシ15は、ばね20aの力によって受け座18の方向に回転し、ばね20aを固定するための前記ブラシ台15cの端部に設けられた凸部15fがブラシ座16に干渉することによって、回転を静止させる機構となっている。

次に、フィルタ清掃の動作について説明を行う。

図6はブラシユニット13の動作を示す断面図であり、図6（Ａ）は前記ブラシユニット13の待機時を示し、天井埋込形空気調和機1が運転停止時の場合、または天井埋込形空気調和機1の運転中におけるフィルタ清掃機能停止時の場合である。図6（Ａ）で示すように、前記ブラシユニットは前記フィルタ11の下面に配設されており、回転ブラシ15は両端に設けられた軸がブラシ座16の軸穴によって支持されているので、回動できる構成となっている。前記ブラシ座16はブラシユニット抑え13aによって固定されており、ばね20aにより回転ブラシ15は受け座18の方向に回転力が加わり、アーム17はフィルタ11面の凹部21aによって拘束されないので、前記回転ブラシ15は受け座18方向に回転している。前記回転ブラシ15の回転規制方法としては、ブラシ15aの先端がエチケットブラシ18aの下端に到達した時点で回転を抑制させるため、ブラシ台15cの端面に設けられた凸部15fが、ブラシ座16に干渉する構成になっている。

図6（Ｂ）はフィルタ清掃中のブラシユニット13を示す断面図であって、フィルタ清掃機能が開始されると、駆動ユニット14が始動し、シャフト14bの回転がウォームギア13cに伝達され、図6（Ｂ）の往路進行方向に移動し始める。凹部21aから離れることにより、前記アーム17が細桟11aに干渉するようになり、ブラシ台15cとアーム17に設けられた凸部同士が干渉することで、前記回転ブラシ15は、ばね20aの回転力に対抗し、ブラシ15aがフィルタ11の方向に回転する。これにより前記ブラシ15aはフィルタ11に接触し、さらにブラシ15aとフィルタ11との摩擦力も回転ブラシ15の回転力に加わる。回転力によって前記ブラシ15aが前記フィルタ11に接触し、ブラシ15aがフィルタ11に対し直角に交わる前にブラシ台15cとアーム17に設けられた凸部同士の干渉が解放されるようになっている。これにより以降の回転はブラシ15aとフィルタ11との摩擦力のみによって回転し、ブラシ15aとフィルタ11が直角に交わった時点で、回転が抑制されるように、ブラシ座16に設けられた回転抑制部16aとブラシ台15cの底面が干渉するような機構となっている。上記のようにブラシ15aとフィルタ11が直角に交わる前に、ブラシ台15cとアーム17に設けられた凸部同士の干渉が解放される機構にしたのは、フィルタ清掃ユニット5及び、フィルタ11及び、レール12a、12bの歪み、又は小さな凹凸による精確な平行移動が困難な場合においても、アーム17とブラシ台15cの凸部同士に遊びを持たせることにより、圧縮力及び、せん断力による構成部品の破損を防止するためである。

図6（Ｂ）の往路進行方向に移動することにより、前記フィルタ11に付着した塵埃をブラシ15aによって捕集することができる。

図6（Ｃ）はブラシユニット13の往復折り返し地点でのブラシユニット13を示す断面図である。フィルタ11に、ばね20bの力で拘束抑制されていたアーム17は凹部21bによって解放され拘束力を失った回転ブラシ15は、ばね20aの回転力により受け座18の方向に回転し、図5（Ａ）の待機状態と同様にブラシ台15cの端面に設けられた凸部15fが、ブラシ座16に干渉することで回転を静止させる。

図6（Ｄ）は復路進行時のブラシユニット13を示す断面図であって、前記アーム17は凹部21bから離れるとともに、アーム17はフィルタ11に干渉するが、フィルタ清掃開始時に拘束させ、回転ブラシ15を回転させたブラシ台15cとアーム17の凸部とは反対方向にアーム17が回転しようとするため、前記回転ブラシ15は、ばね20aによって図6（Ｃ）の状態を保ち、アーム17は、ばね20bによってフィルタ11の下面に常に接しながら、待機状態図6（Ａ）まで復路進行方向に移動する。

次にブラシ15aによって捕集した塵埃の移動について説明する。ブラシ15aによって捕集された塵埃は図6（Ｃ）で示すように、折り返し地点においてブラシ15aと、受け座18に設けられたエチケットブラシ18aに接触し、そのまま待機状態図6（Ａ）まで復路移動する。この時、受け座18に設けられた、ばね20cによって、回転ブラシ15の方向に回転しようとするので、ブラシ15aと前記エチケットブラシ18aは常に一定圧力で接している。

続いて、次回のフィルタ掃除機能作動時に凹部21aを離れることによって、回転ブラシ15が回転し、前記ブラシ15aがエチケットブラシ18aの表面を移動する際、エチケットブラシ18aの毛は、ダストボックス19の方向に整列しているので、ブラシ15aに捕集した塵埃はフィルタ11に戻ることなく、エチケットブラシ18aに回収される。さらに往路進行方向に移動し、図6（Ｃ）のように回転する際、エチケットブラシ18aとブラシ台15cに設けられたエチケットブラシ15eは、ばね20cによって一定圧力で接しており、さらに前記エチケットブラシ15eの毛もエチケットブラシ18aと同様、ダストボックス19の方向に整列しているため、前回のフィルタ清掃時に捕集され、前記エチケットブラシ18aに回収されている塵埃を回転ブラシ15の回転により、ダストボックス19に落下させ、蓄積させる機構となっている。

次に、フィルタ清掃によってダストボックス19に蓄積した塵埃の廃棄方法について説明する。

ブラシユニット13はフィルタ清掃ユニット5から着脱可能となっており、塵埃の廃棄時にはフィルタ清掃ユニット５を製品本体から取り外すことができる。フィルタ清掃ユニット全体が一体となって外れるため、ダストボックス19に蓄積した塵埃を飛散させてしまうという不具合を解消することができる。

そして、図5に示すように、ダストボックス19とブラシ座16とが着脱可能となっており、ブラシ座16からダストボックス19を取り外すことにより、ダストボックス19内に蓄積した塵埃を廃棄することができる。

さらには、図7に示すように、ダストボックス19の下面に開口部19ｂが設けられている。この開口部19ｂは、図8に示すように、吸込グリル４を開いた状態で、空気吸込口4aに露出される。この開口に電気掃除機のノズル25を挿入して吸引することで、清掃部13を天井埋込形空気調和機１から取り外すことなく、容易に塵埃を廃棄することができる。そして、ダストボックス19の開口部19ｂにノズル25を挿入しない状態では、この開口は回動可能なカバー24により塞がれているので、ダストボックス19内の塵埃が開口から漏れることがない。ノズル25の先端でカバー24を押すことによってカバー24が回動され、開口内にノズル25の先端を挿入することができる。

また、ノズル25にはガイド25ａが設けられているので、このガイド25ａを利用して、ノズル25の先端をダストボックス19の開口部19ｂに誘導することができる。ガイド25ａを、例えば、化粧パネル3に当てるようにすることで、作業者による必要以上の力が加わることを防ぎ、構成部品の損傷を防ぐことができる。

本実施形態によれば、フィルタ11に塵埃が堆積した際、前記回転ブラシ15を備えたブラシユニット13が一側から他側に向かい移動を行う往路では、前記ブラシ15aが前記フィルタ11に接触して清掃を行う。また、折り返し地点図6（Ｃ）において、前回のフィルタ清掃時に回収し、エチケットブラシ18aに付着した塵埃をエチケットブラシ15eによりダストボックス19に落下させ、今回のフィルタ清掃時に捕集した塵埃をエチケットブラシ15eが通過した後のエチケットブラシ18aに付着させることにより、人手を介することなく、容易にフィルタ清掃作業を行うことができるようになっている。また、フィルタ11と、ブラシユニット13と、駆動ユニット14を筐体2内部に納めたことで、従来の天井埋込形空気調和機の寸法を変えることなく、フィルタ清掃機能を搭載することができるようになっている。

1…天井埋込形空気調和機、2…筐体、3…化粧パネル、4…吸込グリル、4a…空気吸込口、5…フィルタ清掃ユニット、5a…枠部、5b…フィルタ抑え、8…送風ファン、9…熱交換器、10…ファンモータ、11…フィルタ、11a…細桟、11b…フィルタ部、12a、12b…レール、13…ブラシユニット、13a…ブラシユニット抑え、13b…キャスタ、13ｃ…ウォームギア、14…駆動ユニット、14a…ステッピングモータ、14b…シャフト、14c…ばね、15…回転ブラシ、15a…ブラシ、15b…ブラシケース、15c…ブラシ台、15d…ブラシ抑え、15e…エチケットブラシ、15f…凸部、16…ブラシ座、16a…回転抑制部、17…アーム、18…受け座、18a…エチケットブラシ、19…ダストボックス、19b…開口部、20a、20b、20c…ばね、21a、21b…凹部、24…カバー、25…ノズル、25a…ガイド、26…吊りボルト

Claims (8)

1. 筐体と、この筐体内に配設されて複数の空気吸込み面が対抗する熱交換器と、この熱交換器に空気を通風する送風ファンとを備え、前記熱交換器の複数の空気吸込み面側にフィルタとフィルタ清掃ユニットとそのフィルタ清掃ユニットによって集めた塵埃を捕集するダストボックスを設け、そのフィルタ清掃ユニットが前記フィルタ集塵面を移動しながらフィルタ２面を同時に清掃することを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１において、複数の空気吸込み面が対向する熱交換器は、逆V若しくはハの字状に配設され、この熱交換器の対向する空気吸込み面に沿って前記フィルタが配置されていることを特徴とする空気調和機。
3. 前記フィルタ清掃ユニットにおいて、フィルタ清掃ブラシと前記ダストボックスを一体とし、フィルタ清掃の際、前記フィルタ清掃ブラシとダストボックスは共に左右の熱交換器の下端に連接されたレールに沿ってフィルタ集塵面を左右同時移動し、さらに、フィルタ清掃ブラシとダストボックスを有する前記フィルタ清掃ユニットにおいて、フィルタ清掃ブラシが左右のダストボックスの蓋の役割も果たしていることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
4. 請求項３において、前記ダストボックスの側面形状は筐体の短手方向の側面から見て略三角形状になっていることを特徴とする空気調和機。
5. 請求項４において前記ダストボックスを搭載する清掃ユニットは左右のフィルタ毎に其々左右対称に独立して配設けられていることを特徴とする空気調和機。
6. 前記フィルタ清掃ユニットにおいて左右対称に配設されたフィルタ清掃ユニットはばねなどの弾性を利用し清掃ブラシがフィルタ面に均等な押し圧で接触をすることを特徴とする空気調和機。
7. 請求項６において、前記ダストボックスはその下面に設けられ且つ電気掃除機のノズルを挿入可能な開口と、この開口を塞ぐカバーとを備えていることを特徴とする空気調和機。
8. 前記フィルタ清掃ブラシは清掃時以外の際、前記フィルタ清掃ユニット内に収納されることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。