JP2018084388A - 空気調和機 - Google Patents

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Abstract

【課題】ダストボックスの容量が大きく故障の少ないフイルタ自動掃除機能を有する空気調和機を提供する。
【解決手段】後板と前面カバーとオープンパネルとを備えた枠体を有し、枠体の上面に吸込口と、枠体の底面に吹出口と、吸込口と吹出口を連通し、吸込口から吸い込んだ室内空気を吹出口から送風する送風経路と、送風経路の吸込口内面側に沿って設けたフイルタと、フイルタと吹出口の間の送風経路に備えた熱交換器とを有する空気調和機に於いて、後板の背面側に設けたフイルタ案内板と、後板の上部に設けたフイルタ掃除手段と、フイルタ案内板の後方に背面板と、を備え、後板とフィルタ案内板との間に第1空間を有し、フイルタ案内板と背面板の間に第2空間を有し、フイルタ掃除手段は、フィルタを第1空間へ送ってフイルタに付着したゴミを除去する構成とし、第2空間はフィルタ掃除手段にて除去したゴミを下部に落下して集積するダストシュータで構成する。
【選択図】図2

Description

この発明は、空気調和機に関するもので、特にエアフィルタの自動清掃機能を供えた空気調和機に関するものである。
従来、空気調和機に於いては、送風ファンにより吸い込んだ室内空気を、熱交換器に通過させることにより冷却または加熱して室内へと返流させるが、空気中に浮遊する塵埃が熱交換器を汚染するのを防止するため、熱交換器の前面側にエアフィルタが設けられている。このフィルタに塵埃が付着して目詰まりが生じ通風抵抗が増大すると、熱交換が妨げられるために空気調和機の空調能力が低下すると共に、消費電力が増大する。このような不都合を解消するため、フィルタの自動清掃機能を供えた空気調和機が種々提案されている。
フィルタを自動的に清掃する場合、フィルタの全面を清掃ブラシで掃除するため、フィルタと清掃ブラシとの少なくともいずれか一方を移動させる必要がある。
フィルタを移動させる方式では、外枠の上面や前面に吸込口を備え、この吸込口の内面側に沿って配された板状のフィルターと、このフィルターを移動させる移動経路と、この移動経路の途中に配され前記フィルターを清掃する清掃手段と、前記移動経路内のフィルタを移動させる移送手段とを備え、前記移動経路は吸込口の内面側に沿って形成されると共に、内部に配置される熱交換器との間の前方側空間部でU字状に折り返して形成され、更に、フィルタを通常使用位置に保持する通常ガイド部と、この通常ガイド部の一端部に連なると共に、湾曲部に対向して接触する回転ブラシと、このブラシで掻き取ったゴミを蓄えるダストボックスとを備え、前記フィルタを移動させることによって、通常ガイド部の一端部に位置するフィルタの先端部が、通常ガイド部から湾曲部でU字状に折返されて前記ブラシによって自動清掃を行うものがある。(例えば、特許文献1参照)
また、清掃手段(清掃ブラシやダストボックス等)とフィルタ移送手段(フィルタ巻き取り装置等)を外枠内の上部後方でフィルタの先端部分に設けて、フィルタ先端を巻き取りながらブラシによって自動清掃を行うものがある。(例えば、特許文献2参照)
特許4175409号公報 特開2002−5504号公報
これら従来例の空気調和機では、ダストボックスの容積が小さいためにフイルタ清掃で掻き取ったゴミを貯留する能力も小さいものであり、ダストボックスの容積を拡大するために、ダストボックスの設置スペースを大きく設ければ、空気調和機の全体寸法が大きくなり製造コストの上昇や、美観も損ねる懸念が有る。
また、ダストボックスが小さいとゴミ捨ての回数も多くなり、せっかくフイルタ清掃を自動にしても、これに替わってゴミ捨て作業が発生することで、使用者へのメリットが小さくなるだけでなく、使用者がゴミ捨て作業を行わずに放置し、ダストボックスがゴミでいっぱいになった場合には、溜まったゴミがフイルタ側に溢れたり、ブラシに絡まり故障が発生する危険が有る。
上記課題を解決するために、特にその構成を、後板と前面カバーとオープンパネルとを備えた枠体を有し、前記枠体の上面に吸込口と、前記枠体の底面に吹出口と、前記吸込口と吹出口を連通し、前記吸込口から吸い込んだ室内空気を吹出口から送風する送風経路と、前記送風経路の吸込口内面側に沿って設けたフイルタと、前記フイルタと吹出口の間の送風経路に備えた熱交換器と、を有する空気調和機に於いて、前記後板の背面側に設けたフイルタ案内板と、前記後板の上部に設けたフイルタ掃除手段と、前記フイルタ案内板の後方に背面板と、を備え、前記後板とフィルタ案内板との間に第1空間を有し、前記フイルタ案内板と背面板の間に第2空間を有し、前記フイルタ掃除手段は、前記フィルタを第1空間へ送ってフイルタに付着したゴミを除去する構成とし、前記第2空間は、前記フィルタ掃除手段にて除去したゴミを下部に落下して集積するダストシュータで構成するようにしたものである。
この発明によれば、フイルタ案内板と背面板の間の空間にダストシュータを備え、ダストシュータ下部に取り除いたゴミを集積することで、大きなゴミ溜め空間を確保でき、空気調和機の全体寸法も比較的小さくでき、美観も向上できる。
また、大きなゴミ溜め空間を確保することで、ゴミ捨て作業の回数も少なくすることができ、ゴミが充満することが原因で発生するゴミの漏出や故障を防止できる。
この発明一実施例の斜視図。 同断面図。 同展開斜視図。 同ユニット枠の平面図。 同ユニット枠の右側面図。 同図4に示すA−A断面図。 同ブラシの正面図。 同フィルタ駆動部の正面図。 同モータユニットの展開斜視図。 同背面板の正面図。 同図10に示すB−B断面図。 同フィルタ案内板の正面図。 同図12に示すC−C断面図。 同後板の斜視図。 同後板の断面図。 同前面カバーの斜視図。 同前面カバーの断面図。 同フィルタの正面図。 同制御回路の略図。
次に、この発明の空気調和機の実施の形態について、図面を基に説明する。1はセパレート式空気調和機の室内機で、背面板2と後板3と前面カバー4とオープンパネル5で外枠6を形成し、前記前面カバー4の前面に位置する前記オープンパネル5上部左右に設けた支軸(図示せず)を支点として前面カバー4の前方へ開閉自在に取付られる。
前記前面カバー4の上面には横長格子状の吸込口7を備え、前面カバー4の下方から底面には斜め前方に温度調節された空気を吹き出す横長の吹出口8を設け、吸込口7から吹出口8の間に送風経路9を形成している。この送風経路9の前記吸込口7内側には、吸込空気内に混在するゴミを取り除く左右一対のエアーフィルタ10を有し、このエアーフィルタ10の更に内側(下流側)には、横長のフィンチューブ式の熱交換器11を有し、その前後方向の中間部を頂部として側面視で逆V字状に配置されている。また前記熱交換器11の下方には横長のクロスフローファンから成る送風ファン12を、前記吹出口8には運転時に上下方向の吹出風の風向を調整すると共に、停止時には自動的に吹出口8を閉じる上下風向板13と左右方向の吹出風の風向を調整する左右風向板14を有している。
15はブラシユニットで、横長格子状の縦枠16と横枠17で前記吸込口7を形成するユニット枠18の先端にエアーフィルタ10の掃除を自動で実施するためのブラシ19と、エアーフィルタ10を背面側に移動させるフィルタ駆動部20を有している。また、前記ユニット枠18は後ろ側の両端に突出する左右端部21を有し、この左右端部21にそれぞれブラシ取付孔22を形成し、このブラシ取付孔22にブラシ19の回転軸23を挿入することでブラシ19はブラシ取付孔22を中心に回転する。また、前記左右端部21のブラシ取付孔22よりも前方で左右外側には一対のスライド突起24を有し、ブラシユニット15着脱時のガイドとして使用する。また、縦枠16の前端外側には左右一対の係止突起25を有し、ブラシユニット15装着時のストッパとして使用する。また前記縦枠16のスライド突起24よりも更に前方にはフィルタ駆動部取付孔26を備えている。また、左右の縦枠16の内側面にはエアーフィルタ10が移動する際にガイドの役目をするスライド溝27を備えている。また、前記ブラシ19の両端にはブラシ19の回転力を伝えるブラシ歯車28を有している。
前記フィルタ駆動部20はアルミニューム製の棒から成る駆動軸29と、この駆動軸29の両端に貫通固定した一対の駆動歯車30を有する。また駆動歯車30よりも外側に駆動軸29が突出してフィルタ駆動部取付孔26に挿入することでフィルタ駆動部20はフィルタ駆動部取付孔26を中心に回転する。
40はモータユニットで前記ブラシ19の駆動源となるブラシモータ41と、フィルタ駆動部20の駆動源となる送りモータ42を有している。このブラシモータ41と送りモータ42は正逆回転可能なステップモータを使用し、制御部43からの信号に応じてブラシ19とフィルタ駆動部20を作動してフイルタの自動掃除を行う。
44はモータ取付板で、一方の面にブラシモータ41と送りモータ42をネジ止めし、モータ軸45・46と他方の面に備えた連動ギア47・48をモータ取付板44の貫通孔49・50で貫通して接続する。51はギアカバーで、前記連動ギア47・48を覆うと共に軸孔52・53を備え、前記貫通孔49・50と軸孔52・53の間に連動ギア47・48を回動自在に保持する。また、ギアカバー51はモータ取付板44の端部に設けた爪部54と係止部55で係止してモータ取付板44に取り付ける。また、モータユニット40は前記背面板2の上部左右端にネジ止めするための固定孔56を有している。また、モータユニット40は1つのエアーフィルタ10に対して1セット備えられ、右側に配置されたエアーフィルタ10に対応するモータユニット40の構成は、先に説明した構成と対称形となる右側配置用のモータユニット40を有している。
前記背面板2は室内機1の最後部を構成し、背面上部には室内の壁面に取り付けるための据付板(図示せず)に係止する係止凹部70と、背面下部には据付板に爪引っ掛けで固定するための爪部71を有している。また、背面板2の前面側には前記ブラシユニット15とモータユニット40側から落下してくるゴミを下方に送るダストシュータ72(第2空間)の後面73を備え、この後面73から前方側に垂直に立設する複数の側壁74を有している。
前記側壁74の左側上部と背面板2の左側外枠75の間に前記モータユニット40を取り付ける左モータユニット取付部76を備え、モータユニット40を取り付けて
モータ取付板44の固定孔56にネジ止め固定する。また、右端の側壁74の右側上部で右側外枠77との間には右モータユニット取付部78が設けられ同様にネジ止め固定する。また、後面73の中央稍上部には4つの円柱が立設されたフィルタ案内板79を固定する固定用円柱80を有している。
前記フィルタ案内板79の中央稍上部には前記固定用円柱80に対向して固定孔81が左右一対備えられ、フィルタ案内板79を背面板2にネジ止め固定する。また、フィルタ案内板79の背面は前記ダストシュータ72(第2空間)の前面82を形成し、この前面82と後面73の間をゴミが落下する。
83は前記フィルタ案内板79の上端に平行に備えたクシ歯で、クシ歯83の先端がブラシ19に食い込んで、ブラシ19で掻き取ったエアーフィルタ10のゴミをブラシ19から分離してダストシュータ72側へ落とすようにはたらく。クシ歯38は先端をブラシ19の回転軸23の方向に向かって突出し、ブラシ19の毛量や剛性に応じてブラシ19の食い込み量を、ブラシ19とクシ歯83の距離を可変して調整できる。84は前記フィルタ案内板79の左右端に後板3方向に突出して備えた側板で、フイルタ清掃の際にエアーフィルタ10の左右端がスライドする案内溝85を有している。また、フイルタ清掃の際には後板3とフィルタ案内板79の間の空間であるフィルタ経路86(第1空間)内をフィルタ10が上下方向に摺動する。
前記後板3の上部にはブラシユニット15取り付け用のコの字形開口部87を2つ備え、この開口部87の左右内側面にはブラシユニット15のスライド突起24を案内する溝88を有する。89は後部ドレンパンで、上方に前記熱交換器11の後部が配置され、冷房運転時には熱交換器11後部から発生する結露水を集積排水する。90はケーシングで、前方には所定の空間を隔てて前記送風ファン12を備えている。送風ファン12は横長円柱状で多数の羽根を有するクロスフロー型のファンで、ケーシング90の左側面91に取り付ける軸受け(図示せず)と、ケーシング90の右側面92の右側に取り付けられる送風モータ93の回動軸94との間で垂直方向に回転する。95は左右端部と中央の上下等に備える取付孔で、背面板2に立設した取付リブ96等に取付孔95を貫通してネジ止め固定する。97は後板3上面の左右に備えた一対の前面カバー取付片で、先端部には上方向に係止用の突起98を有している。
99は前部ドレンパンで、上方に前記熱交換器11の前部が配置され、冷房運転時には熱交換器11前部から発生する結露水を集積排水する。また、前部ドレンパン99の左右端には取付脚(図示せず)を備え、この取付脚を後板3に嵌め込んで取り付けられる。
100はダストボックスで、後板3の底面で前記ダストシュータ72の下部に備えるゴミ排出口101に下方から着脱自在に取り付ける。エアーフィルタ10の自動掃除で発生したゴミを数ヶ月から1年の間蓄えることのできる充分な容積を備えている。102は後板3下部の左右端に一対設けた前面カバー取付孔で、前面カバー4の下部をネジ止め固定する。
前記前面カバー4は左側板110と右側板111の間の上面を繋ぐ上フレーム112と、底面を繋ぐ下フレーム113と、前面中央より稍下方を繋ぐ前フレーム114と、左右方向の略中央で上フレーム112と前フレーム114を垂直に接続する中央フレーム115とを備えている。左側板110と中央フレーム115の上部内側には、後板3の溝88と連続する溝116と、この溝116の前方にコの字型係止部117とを有し、この溝88・116によってブラシユニット15のスライド突起24を案内し、ブラシユニット15が最後部に突き当たった状態で下方に引き下ろすことで、ブラシユニット15の係止突起25がコの字型係止部117に嵌り込み、ブラシユニット15をセットすることができる。
118は前記溝116の下方に備えたフィルタ溝で、ブラシユニット15のスライド溝27に連続して接続され、前記エアーフィルタ10の左右端部を保持する。フィルタ溝118の下端にはフィルタ挿入部119を備え、方形状で柔軟性を有するエアーフィルタ10をフィルタ挿入部119からフィルタ10の先端がブラシ19とフィルタ駆動部20まで差し込むとフィルタ10の通常状態(空気調和機運転時の位置)にセットされる。120は左側板110と右側板111の上面に貫通して設けた取付孔で、前記後板3の前面カバー取付片97先端の突起98が係止して前面カバー4上部を固定する。前面カバー4上部を係止後に前面カバー4下部を下部取付孔(図示せず)で後板3にネジ止め固定する。前フレーム114と下フレーム113の間には前記吹出口8が形成され吹出口8の左右方向の略中央には前フレーム114と下フレーム113を垂直に補強する補強フレーム121を備え、吹出口8下部の下フレーム113には回動自在に取り付けられた左右風向板122を有している。また、吹出口8の側壁123には回動自在に上下風向板123を有している。
前記エアーフィルタ10は方形状で多数の縦桟124と横桟125に、樹脂製の網126を溶着して設けられ、両端の縦桟124にはフィルタ駆動部20の駆動歯車30と噛み合うラック127を有している。フィルタ清掃時には駆動歯車30の回転によりフィルタ10が駆動歯車30とブラシ19の間を通過してフィルタ案内板79の方向に送られる。また、駆動歯車30とブラシ19の間を通過する際にはエアーフィルタ10の表面に付着したゴミをブラシ19で除去する。フィルタ掃除手段は前記ラック127に係合してフイルタ10をフイルタ案内板79側へ送る駆動歯車30と、駆動歯車30を回転する送りモータ42とフイルタ10の表面に付着したゴミを取り除くブラシ19と、ブラシ19を回転するブラシモータ41と、ブラシ19に付着したゴミをダストシュータ側へ掻き落とすクシ歯部83で構成される。
前記オープンパネル5は、前面カバ−4の上部左右両端に備えた一対の係止軸(図示せず)に対向して係止部(図示せず)を中心に回動自在に設け、オープンパネル5の下部両端は前面カバ−4の前フレーム114に係止して固定される。
前記制御部43は入力側には運転スイッチ(図示せず)やタイマースイッチ(図示せず)等のスイッチ類を備えた操作部128と、室温センサ129と、湿度センサ130と、熱交センサ131や、前記フィルタ案内板79のフィルタ経路86(第1空間)に装着され、フィルタ10の位置を検知するフイルタセンサ132等が接続されている。また、制御部43の出力側には前記送風モータ93や、熱源機である室外機(図示せず)と接続する室外信号線133や、左右に2セット備えたブラシモータ41、送りモータ42等が接続されている。フイルタセンサ132は押圧式のマイクロスイッチでフィルタ10の先端の到達を検知する。
室内機1の組立手順について説明する。まず、背面板2の左モータユニット取付部76と右モータユニット取付部78にモータユニット40をそれぞれ組み込んでネジ止めする。次に、背面板2の固定用円柱80にフィルタ案内板79の固定孔81で4か所ネジ止めして、背面板2の前方にフィルタ案内板79を固定する。
次に、フィルタ案内板79の更に前方に後板3を取り付ける。背面板2に立設した取付リブ96に後板3の取付孔95を貫通して6か所ネジ止め固定することで後板3が背面板2に固定される。次に、ケーシング90の前方で左側面91と右側面92の間に送風ファン12が位置するように軸受けや送風モータ93と共に固定する。次に、前部ドレンパン99を送風ファン12の前方に取り付けた後に、熱交換器11を前部ドレンパン99と後部ドレンパン89を跨いで取り付ける。また、後板3底面のゴミ排出口101に下方からダストボックス100を取り付ける。
次に、前面カバー4の後板3への取付を説明する。まず、後板3の左右上端に備えた前面カバー取付片97の突起98を、前面カバ−4の左右上端に備えた取付孔120に係止する。次に、取付孔120の係止状態で前面カバー4の全体を回動して前面カバー4を後板3に密着させ、前面カバー4の下部両端に一対備えた取付孔(図示せず)を貫通して後板3の前面カバー取付孔102にネジ止め固定する。
次に、ブラシユニット15を前面カバー4の前方から左右に備えたスライド突起24を前面カバー4の溝116に沿って後方へスライドさせ、溝116から連なる後板3の溝88に案内し、ブラシユニット15が最後部に突き当たった状態で下方に引き下ろすことで、ブラシユニット15の係止突起25が前面カバー4のコの字型係止部117に嵌り込み、ブラシユニット15がセットされる。
次に、エアーフィルタ10をフィルタ挿入部119から挿入する。フィルタ10の先端はフイルタ溝118からユニット枠18のスライド溝27を経由してブラシ19とフィルタ駆動部20位置に突き当たってフィルタ10のセットが完了する。この位置が室内機の通常運転時のフィルタ位置になる。次に、オープンパネル5を前面カバ−4の上フレーム112と前フレーム114に係止して取り付ければ室内機1の組立が完了する。
フィルタ10の自動掃除運転の作動について説明する。室内機が空調運転を行うとフイルタ10には室内に漂う空気中のゴミが吸込空気に混じって集積する、運転時間が長くなれば集積するゴミが多くなり熱交換器11の熱交換効率が低下する前にフィルタ10の掃除が必要になる。制御部43で運転積算時間やその他掃除のタイミングを決定してフィルタ10の自動掃除運転を開始する。ブラシモータ41と送りモータ42が回転を開始し、各モータの回転力がブラシ歯車28と駆動歯車30に伝わり、ブラシ19とフィルタ駆動部20か回転を開始する。フィルタ駆動部20の回転によってフィルタ10のラック127が噛み合い、フィルタ10が後方のフィルタ経路86(第1空間)側に徐々に引き込まれる。これと一緒にブラシ19が回転してフィルタ10の上面側に集積したゴミを取り除く。ブラシ19に付着したゴミはフィルタ案内板79のクシ歯83でダストシュータ72側に掻き落とされて、ダストシュータ72内を落下しダストボックス100に集積する。
フィルタ10の先端がフィルタ経路86の下端に備えたフィルタセンサ132の位置に到達することで、送りモータ42が逆回転に反転し、フィルタ10は前面カバー4のフィルタ挿入部119側に戻っていく、この時ブラシモータ41は正回転のまま回転を続けることでブラシ19やクシ歯83のゴミが逆戻りすることはない。このようなフィルタ10の往復動作(掃除動作)を数回繰り返せば、フィルタ10の掃除を確実にきれいにできる。そして、次回の自動掃除のタイミングが訪れるまで通常の空調運転を行うことを繰り返す。自動掃除運転の間隔は積算時間だけでなく、単純に時刻や曜日など色々に設定できる。また、操作部128やリモコン(図示せず)に手動掃除ボタンを設ければ、使用者だ手動で掃除運転を行うことができる。ダストボックス100に溜まったゴミは後板3のゴミ排出口101からダストボックス100を下方に取り外して行う。
このようにすることで、ゴミ捨て作業は数ヶ月または1年に1回等必要に応じて行われるが、ダストシュータ100下部に取り除いたゴミを集積し、大きなゴミ溜め空間を確保でき、空気調和機の全体寸法も比較的小さくでき、美観も向上できる。また、大きなゴミ溜め空間を確保することで、ゴミ捨て作業の回数も少なくすることができ、ゴミが充満するすることが原因で発生するゴミの漏出や故障を防止できる。
また、フィルタ10がブラシ19とフイルタ駆動20の間を通過する前後の変形角度も比較的小さいのでフィルタ10を痛めることも少なくなり、これによってフィルタ10が切れたり破れたりする故障も少なくすることができる。また、フィルタ案内板79を背面板2と後板3の間に設けることで、フイルタ経路86を確実に確保することで自動掃除運転時のフィルタ10の移動を極めてスムーズに行うことができる。
2 背面板
3 後板
4 前面カバー
5 オープンパネル
10 エアーフィルタ
11 熱交換器
12 送風ファン
15 ブラシユニット
19 ブラシ
20 フィルタ駆動部
40 モータユニット
72 ダストシュータ(第2空間)
79 フィルタ案内板
86 フィルタ経路(第1空間)
100 ダストボックス
101 ゴミ排出口

Claims (3)

  1. 後板と前面カバーとオープンパネルとを備えた枠体を有し、
    前記枠体の上面に吸込口と、
    前記枠体の底面に吹出口と、
    前記吸込口と吹出口を連通し、前記吸込口から吸い込んだ室内空気を吹出口から送風する送風経路と、
    前記送風経路の吸込口内面側に沿って設けたフイルタと、
    前記フイルタと吹出口の間の送風経路に備えた熱交換器と、を有する空気調和機に於いて、
    前記後板の背面側に設けたフイルタ案内板と、
    前記後板の上部に設けたフイルタ掃除手段と、
    前記フイルタ案内板の後方に背面板と、を備え、
    前記後板とフィルタ案内板との間に第1空間を有し、
    前記フイルタ案内板と背面板の間に第2空間を有し、
    前記フイルタ掃除手段は、前記フィルタを第1空間へ送ってフイルタに付着したゴミを除去する構成とし、
    前記第2空間は、前記フィルタ掃除手段にて除去したゴミを下部に落下して集積するダストシュータで構成することを特徴とする空気調和機。
  2. 前記フイルタの左右端部にラックを備え、
    前記フイルタ掃除手段は、
    前記ラックに係合してフイルタを第1空間側へ送る駆動歯車と、
    前記駆動歯車を回転する送りモータと
    前記フイルタの表面に付着したゴミを取り除くブラシと、
    前記ブラシを回転するブラシモータと、
    前記ブラシに付着したゴミをダストシュータ側へ掻き落とすクシ歯部と、を有し、
    前記送りモータとブラシモータの回転によって、前記フィルタは端部から順にフイルタ掃除手段を通過する際に、フイルタ表面に付着したゴミがブラシで取り除かれ、この取り除かれたゴミはクシ歯部にてダストボックスへ送ることを特徴とする請求項1記載の空気調和機。
  3. 前記ダストシュータの底面にゴミの排出口を備え、
    前記排出口に着脱自在のダストボックスを有することを特徴とする請求項1または2記載の空気調和機。
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