JP3918802B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、フィルターの清掃を自動的に行うようにした空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機では、熱交換器の前面に、空気調和機の本体内部へ埃が侵入することを防ぐためのエアーフィルターが設けられており、このエアーフィルターは付着した塵埃を手で清掃できるように着脱自在に構成されている。このようなエアーフィルターは頻繁なメンテナンスが必要となるだけでなく、メンテナンスが行われるまでの間にはエアーフィルターが徐々に目詰まりしていき、その結果、熱交換器を通過する風量が低下し、空調能力が低下して消費電力の増大につながることとなる。

このため、エアーフィルターのメンテナンスの手間を低減する目的で、駆動軸に張架したベルト状のエアーフィルターと、前記エアーフィルターの表面に接する回転ブラシを設け、前記駆動軸を回転させてエアーフィルターを移動させながら、その表面に堆積した塵埃を回転ブラシを回転させて掻きとるようにした空気調和機がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−７４５２１号公報

しかしながら、上記従来技術ではブラシとエアーフィルターがお互いにこすられるためブラシに塵埃が絡みついたり、ブラシが摩耗もしくは変形して塵埃除去機能が著しく低下するなどの問題があった。また、ブラシがエアーフィルターの全幅に渡って設けられるため、ブラシを回転させるのに高トルクを要し、そのためブラシの駆動手段が大きなものになり、その収納スペースの確保のために空気調和機本体が大型化するという問題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、小型、低消費電力で塵埃除去性能に優れ、メンテナンスの容易な空気調和機を提供する事を目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、熱交換器と、前記熱交換器に流入する空気に含まれる塵埃を捕集する略Ｌ字形状のエアーフィルターと、前記エアーフィルターの上流側表面に沿って水平方向に移動可能で前記塵埃を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルに連結され前記吸引ノズルで吸引された塵埃を吸引排出する吸引装置とを備え、前記吸引ノズルは、前記吸引ノズルの移動方向と直交する方向に長手方向を有す
ると共に前記エアーフィルタに対向する略Ｌ字形状を有し、前記エアーフィルターに相対する面には前記吸引ノズルの長手方向にわたって開口するノズル開口部と、前記吸引ノズルの長手方向の周囲にループ状に巻き付けられ前記吸引ノズルに対して自在に移動するフィルムと、前記フィルムには前記ノズル開口部に相対する位置に前記ノズル開口部に沿い前記ノズル開口部の開口長さより短い吸引孔と、前記吸引ノズルの前記エアーフィルターに相対する側で前記フィルムを挟んで前記フィルムを前記吸引ノズルの前記エアーフィルターに相対する面に沿わせて案内するフィルムガイドと、前記フィルムガイドには前記ノズル開口部とほぼ同一の開口を有する開口部とを設け、前記ノズル開口部と前記吸引孔と前記開口部の重複した位置に形成される開口から前記エアーフィルターの塵埃を吸引することを特徴とするもので、前記吸引ノズルとフィルムを移動させるだけで、エアーフィルターの全域に渡って付着した塵埃の吸引ができるとともに、吸引孔の開口面積が小さくできるので、吸引装置の出力が小さくても強い吸引力を維持しつつ吸引風量が低減でき、その分吸引装置を小型化することができる。

本発明の空気調和機は、エアーフィルターを本体から外すことなく、エアーフィルターに付着する塵埃の吸引清掃を、極めて小出力の吸引装置でエアーフィルター全面を充分に吸引清掃することができる。

第１の発明は、熱交換器と、前記熱交換器に流入する空気に含まれる塵埃を捕集する略Ｌ字形状のエアーフィルターと、前記エアーフィルターの上流側表面に沿って水平方向に移動可能で前記塵埃を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルに連結され前記吸引ノズルで吸引された塵埃を吸引排出する吸引装置とを備え、前記吸引ノズルは、前記吸引ノズルの移動方向と直交する方向に長手方向を有すると共に前記エアーフィルタに対向する略Ｌ字形状を有し、前記エアーフィルターに相対する面には前記吸引ノズルの長手方向にわたって開口するノズル開口部と、前記吸引ノズルの長手方向の周囲にループ状に巻き付けられ前記吸引ノズルに対して自在に移動するフィルムと、前記フィルムには前記ノズル開口部に相対する位置に前記ノズル開口部に沿い前記ノズル開口部の開口長さより短い吸引孔と、前記吸引ノズルの前記エアーフィルターに相対する側で前記フィルムを挟んで前記フィルムを前記吸引ノズルの前記エアーフィルターに相対する面に沿わせて案内するフィルムガイドと、前記フィルムガイドには前記ノズル開口部とほぼ同一の開口を有する開口部とを設け、前記ノズル開口部と前記吸引孔と前記開口部の重複した位置に形成される開口から前記エアーフィルターの塵埃を吸引するもので、前記吸引ノズルとフィルムを移動させるだけで、エアーフィルターの全域に渡って付着した塵埃の吸引ができるとともに、吸引孔の開口面積が小さくできるので、吸引装置の出力が小さくても強い吸引力を維持しつつ吸引風量が低減でき、その分吸引装置を小型化することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の吸引ノズルは、フィルムを複数のローラーで支持するとともにギヤで移動させるようにしたもので、フィルムを円滑にかつ確実に移動させる事ができる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明のギヤの近傍にフイルムを押えるローラーを配設したもので、フィルムに設けた穴にギヤの歯を噛み合わせている場合、その噛合せ数が増すため、フィルムをより円滑に移動させる事ができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれかひとつの発明のフィルムを案内する案内溝をノズルに設けたもので、フィルムの吸引孔がノズルに設けた開口部からずれるのを防止できるので、円滑にフィルムを移動することができ、良好な吸引清掃が行える。

第５の発明は、特に、第２〜４のいずれか１つの発明のフィルムを支持する複数のローラーの内、少なくとも１箇所をピンで代用するもので、ローラの取り付けスペースが少なくなり、その分ノズル内の通風路の面積を拡大することができるため、吸引力の向上が図れる。

第６の発明は、特に、第２〜４のいずれか１つの発明のフィルムを支持する複数のローラーの内、少なくとも１箇所をノズルの表面に形成した滑らかな凸状部で代用したもので、ノズルの通風路の面積を更に拡大することができ吸引力が向上するとともに、ノズルの折れ曲がり角部の出っ張りを少なくすることができるため、空気調和機本体へのノズルの収納性が向上する。

第７の発明は、特に、第２〜６のいずれか１つの発明のフィルムを支持する複数のローラーの内、少なくともひとつのローラーを前記フィルムを張る方向に付勢する弾性体を設けたもので、吸引ノズルを構成している各部の寸法および組立てによるバラツキから生じるフィルムのたるみを吸収することができ、フィルムを常に安定した状態で移動させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における空気調和機のエアーフィルターの取り付け部を示す斜視図である。

図において、２は、熱交換器（図示せず）の上流側に配され、熱交換器に流入する空気中に含まれる塵埃を除去するエアーフィルターで、フィルター枠１に支持固定され、さらに、そのエアーフィルター２の上流側の表面に沿って左右方向に移動可能な吸引ノズル３が設けられている。吸引ノズル３はフィルター枠１の上下の両端に設置されたガイドレール４により、エアーフィルター２の表面と極めて狭い間隙を保って円滑に左右に移動できるようになっている。エアーフィルター２上に付着した塵埃はこの吸引ノズル３より吸引される。

さらに、５は可撓性に優れた蛇腹状のホース等から形成された吸引ダクトで、その一端は吸引ノズル３に連結され、他端は、電動送風機（図示せず）を内蔵する吸引装置６に連結され、前記吸引装置６の排気側には、室外へ引き回された排気ダクト７に連結されている。以上のように、吸引ノズル３により吸引されたエアーフィルター２の塵埃は吸引ダクト５、吸引装置６、排気ダクト７を経由して室外へ排出される。

次に、図２、図３、図４を用いて吸引ノズル３の構造の詳細を説明する。

図２は吸引ノズル３の斜視図で、図３は吸引ノズル３の縦断面図（図２のＡ−Ａ断面図）、図４は吸引ノズル３の横断面図（図２のＢ−Ｂ断面図）である。

吸引ノズル３は、吸引した風の流通路を構成するノズル８と、ノズル８を囲むように設けられたフィルム９と、フィルム９を支持して駆動力を伝えるギヤ１４と、フィルム９を支持して円滑に駆動させるための複数のローラー１５ａ、１５ｂ、１５ｃから構成される。ノズル８のエアーフィルター２側の面には、エアーフィルター２の縦長さに相当する長さでスリット状のノズル開口部１０が設けてある。

一方、フィルム９はループ状に形成され、ノズル開口部１０を覆うようにノズル８の外
周に巻き付けられ、エアーフィルター２側の面は、ノズル開口部１０とほぼ同一の開口形状有する開口部１６が設けられたフィルムガイド１７で支持されている。フィルム９にはエアーフィルター２の縦長さの８分の１の長さのスリット状の吸引孔１１（図４参照）が設けてあり、その吸引孔１１の位置がノズル開口部１０に相対する位置にくるようにフィルム９が取り付けられている。フィルム９の両側には等間隔に駆動穴１２が設けられており、ステッピングモーター１３に連結されたギヤ１４が、駆動穴１２に噛み合わさることによってフィルム９は上下方向、すなわち吸引ノズル３の左右の移動方向に直交する方向で、自在に移動できるようになっている。

以上のような構成により、吸引装置６によって吸引される風量は吸引孔１１に絞られて集中することとなるので、少ない風量でも吸引孔１１部分では強い風速を発生させることが可能となる。すなわち、小出力で強い吸引力を発揮することが可能となる。この強い吸引力で吸引されたエアーフィルター２上の塵埃は、吸引孔１１からノズル開口部１０を経てノズル８内部に入り、さらに吸引ダクト５、吸引装置６、排気ダクト７を経由して室外へ排出される。

次に、上記構成の吸引ノズル３にて、エアーフィルター２の全面を吸引清掃する動作について、図５を用いて説明する。

図５は図１に示したエアーフィルター２の清掃範囲Ａ〜Ｈに対応した吸引孔１１の位置を示した図（吸引ノズルを背面から見た図）である。尚、実際の吸引ノズル３は図１に示されるように、エアーフィルター２に沿って折れ曲がった構造をとるが、図５には、説明を容易にするため吸引ノズル３を真直に伸ばした状態、すなわち展開した状態を記載している。まず、図１におけるエアーフィルター２のＡの範囲を吸引清掃する場合、フィルム９を駆動して吸引孔１１を図５のＡの位置に固定する。この状態で吸引しながら吸引ノズル３をエアーフィルター２の右端から左端まで移動することで、図１におけるエアーフィルター２のＡの範囲が吸引清掃される。

次に、図１におけるエアーフィルター２のＢの範囲の吸引清掃に移行するため、フィルム９を駆動して吸引孔１１を図５のＢの位置に固定する。同様に、この状態で吸引しながら吸引ノズル３をエアーフィルター２の左端から右端まで移動することで今度は図１におけるエアーフィルターのＢの範囲が吸引清掃される。同様にして図１におけるエアーフィルターのＣからＨの範囲も吸引清掃される。このようにフィルム９を駆動して吸引孔１１の位置を可変しつつ、吸引ノズル３をエアーフィルター２に沿って横方向に往復移動させることで、エアーフィルター２全面を清掃することが可能となる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における空気調和機の吸引ノズル３の縦断面図である。なお、上記実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態は、フィルム９を支持すると共に駆動するギヤ１４の近傍に、フィルム９を押す方向に、すなわちフィルム９に設けた駆動穴１２とギヤ１４の噛合せ数を増すようにローラー１５ｄを配設したものである。

この実施の形態によれば、フィルム９に設けた駆動穴１２とギヤ１４の噛合せ数が増えることにより、フィルム９をより円滑に駆動することができる。
尚、本実施の形態では、ギヤ１４の上下２箇所にローラー１５ｄを配設したが、どちらか一方のみに設けても良い。

（実施の形態３）
図７（ａ）は、本発明の実施の形態３における空気調和機の吸引ノズル３の横断面図である。なお、上記実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態は、ノズル８にフィルム９の案内用の案内溝１８を設けたもので、フィルム９が駆動する時に、フィルム９に設けた吸引孔１１がノズル８に設けたノズル開口部１０及びフィルムガイド１７の開口部１６とずれることなく円滑に動作することができるため、吸引力を低下させることなく良好な吸引清掃が行える。

また、図７（ｂ）に示すように、エアーフィルター２側に位置するフィルム９の案内溝１８を、フィルムガイド１７に設けても同様の効果を得ることができる。

（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４を示した吸引ノズル３の縦断面図である。なお、上記実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態は、実施の形態１におけるフィルム９を支持するローラー１５ａ、１５ｂ、１５ｃの内（図３参照）、ノズル８の折れ曲がり部に設けたローラー１５ｂの代わりにピン１９を設けてフィルム９を支持する構成としたものである。

そして、この実施の形態によれば、ローラー１５ｂを設けていたためにノズル８内の風の流通路が狭くなっていた部分の通路面積を拡大することができるため、吸引力の向上が図れ、良好な吸引清掃を行うことができる。

あるいは、図９に示すように、ノズル８の折れ曲がり部の表面に滑らか凸状部２２を形成してフィルム９を支持するとともに、滑らかに摺動する構成にすれば、ローラー１５ｂを設けていた部分の通路面積を更に拡大することができるとともに、ノズル８の折れ曲がり角部の出っ張りを少なくすることができるため、空気調和機本体へのノズル８の収納性が向上する。

（実施の形態５）
図１０は、本発明の実施の形態５における空気調和機の吸引ノズル３の縦断面図である。なお、上記実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態は、実施の形態１に記載したフィルム９を支持するローラー１５ｃを、ノズル８に移動可能に設けられた支持部材２０で支持するとともに、前記支持部材２０をコイルバネなどからなる弾性体２１で外方に、すなわちフィルム８を張る方向に付勢するもので、これにより、ローラー１５ｃで支持されたフィルム９にテンションが加えられるので、吸引ノズル３を構成している各部の寸法ばらつきなどにより発生するフィルム９のたわみを吸収することができ、フィルム９は常に安定して移動することができる。なお、ばね２１の荷重はノズル８に巻き付けられたフィルム９に適切なテンションがかかるように設定することは言うまでもない。

尚、上記実施の形態では、ローラー１５ｃを移動可能にしてフィルム９のテンションを調整したが、他のローラー１５ａを移動可能としても同様の効果が得られる。

なお、上記実施の形態では、空気調和機本体に対し、吸引ノズル３を左右方向に、フィルム９を上下方向にそれぞれ移動させるようにしたが、この逆、すなわち、吸引ノズル３を上下方向に、フィルム９を左右方向にそれぞれ移動させるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、吸引ノズル３の具体的な移動機構について触れなかったが、たとえば、吸引ノズル３を一方向に付勢する弾性体と、前記弾性体の付勢力に抗する方向に引き出されたワイヤー又は紐をそれぞれ吸引ノズル３に連結し、そのワイヤー又は紐を駆動モーターで巻き上げたり、緩めたりする事で、 吸引ノズル３を左右に移動させる
ようにすれば良い。或いは、ガイドレール４の一方を長尺のボルトで形成し、吸引ノズル３側に前記ボルトにねじ嵌合するナットを取り付け、前記ボルトを駆動モータで正転、反転させて、吸引ノズル３を左右に移動させるようにしてもよい。

以上のように、本発明に係る空気調和機は、エアーフィルターを本体から外すことなく、エアーフィルターに付着する塵埃の吸引清掃を、極めて小出力の吸引装置でできるので、エアーフィルターを備えた各種空調機器、送風機器、空気清浄機等に広く適用できるものである。

本発明の実施の形態１における空気調和機のエアーフィルターの取り付け部の斜視図 同空気調和機の吸引ノズルの斜視図 同吸引ノズルの縦断面図（図２のＡ−Ａ断面図） 同吸引ノズルの横断面図（図２のＢ−Ｂ断面図） 同吸引ノズルの裏面展開図 本発明の実施の形態２における空気調和機の吸引ノズルの縦断面図（図２のＡ−Ａ断面図） （ａ）本発明の実施の形態３における空気調和機の吸入ノズルの横断面図（図２のＢ−Ｂ断面図）、（ｂ）吸入ノズルの他の例を示す横断面図（図２のＢ−Ｂ断面図） 本発明の実施の形態４における空気調和機の吸入ノズルの縦断面図（図２のＡ−Ａ断面図） 他の例を示す吸入ノズルの縦断面図（図２のＡ−Ａ断面図） 本発明の実施の形態５における空気調和機の吸入ノズルの縦断面図（図２のＡ−Ａ断面図）

符号の説明

１ フィルター枠
２ エアーフィルター
３ 吸引ノズル
４ ガイドレール
５ 吸引ダクト
６ 吸引装置
７ 排気ダクト
８ ノズル
９ フィルム
１０ ノズル開口部
１１ 吸引孔
１２ 駆動穴
１３ ステッピングモーター
１４ ギヤ
１５ａ〜１５ｄ ローラー
１６ 開口部
１７ フィルムガイド
１８ 案内溝
１９ ピン
２０ 支持部材
２１ 弾性体
２２ 凸状部

Claims (7)

1. 熱交換器と、前記熱交換器に流入する空気に含まれる塵埃を捕集する略Ｌ字形状のエアーフィルターと、前記エアーフィルターの上流側表面に沿って水平方向に移動可能で前記塵埃を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルに連結され前記吸引ノズルで吸引された塵埃を吸引排出する吸引装置とを備え、前記吸引ノズルは、前記吸引ノズルの移動方向と直交する方向に長手方向を有すると共に前記エアーフィルタに対向する略Ｌ字形状を有し、前記エアーフィルターに相対する面には前記吸引ノズルの長手方向にわたって開口するノズル開口部と、前記吸引ノズルの長手方向の周囲にループ状に巻き付けられ前記吸引ノズルに対して自在に移動するフィルムと、前記フィルムには前記ノズル開口部に相対する位置に前記ノズル開口部に沿い前記ノズル開口部の開口長さより短い吸引孔と、前記吸引ノズルの前記エアーフィルターに相対する側で前記フィルムを挟んで前記フィルムを前記吸引ノズルの前記エアーフィルターに相対する面に沿わせて案内するフィルムガイドと、前記フィルムガイドには前記ノズル開口部とほぼ同一の開口を有する開口部とを設け、前記ノズル開口部と前記吸引孔と前記開口部の重複した位置に形成される開口から前記エアーフィルターの塵埃を吸引することを特徴とする空気調和機。
2. 吸引ノズルは、フィルムを複数のローラーで支持するとともにギヤで移動させるようにした請求項１記載の空気調和機。
3. ギヤの近傍にフイルムを押えるローラーを配設したことを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機。
4. フィルムを案内する案内溝をノズルに設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の空気調和機。
5. フィルムを支持する複数のローラーの内、少なくとも１箇所をピンで代用することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載の空気調和機。
6. フィルムを支持する複数のローラーの内、少なくとも１箇所をノズルの表面に形成した滑らかな凸状部で代用したことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載の空気調和機
   。
7. フィルムを支持する複数のローラーの内、少なくともひとつのローラーを前記フィルムを張る方向に付勢する弾性体を設けたことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項記載の空気調和機。

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