JP4014622B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、室内ユニットの空気吸込口に設けられたエアフィルターを自動的に清掃する機能を備えた空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機のフィルター装置は、熱交換器の前面に空気調和機の本体内部へ塵埃が侵入することを防ぐためのエアフィルターが設けられており、このエア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。こうした構成のフィルター装置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て空調能力が低下し、消費電力の増大につながることとなる。

このため、エアフィルターのメンテナンスの手間を低減する目的で、エアフィルターに付着した塵埃をブラシにて掻き落として清掃するフィルター装置や、エアフィルターに付着した塵埃をノズルで吸引して清掃するフィルター装置が提案されている（例えば、特許文献１あるいは２参照。）。

特開平６−７４５２１号公報 特開２００２−３４０３９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のフィルター装置においては、ブラシで掻き落として清掃することから、ブラシに塵埃が絡みついたり、掻き落として集めた塵埃を処理しなくてはならず、メンテナンスの手間が大幅に軽減されるものではなかった。また、エアーフィルターの清掃回数が重なるに連れて、ブラシに塵埃が絡み付いて清掃性能が低下するという問題もあった。

一方、特許文献２に記載のフィルター装置にあっては、ノズルの吸引力だけでは充分な清掃性能が得られないという問題があった。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、塵埃の絡み付きを防止して高い清掃能力を維持することができるとともに、メンテナンスの手間も大幅に低減できるフィルター装置を備えた空気調和機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、熱交換器と該熱交換器で熱交換された空気を室内に吹き出すファンとを本体に収容した室内ユニットを有する空気調和機であって、
前記熱交換器の上流側の前記本体に取り付けられたフィルター網と、該フィルター網に対向する吸引口が形成されたベルトを有する摺動自在の吸引ノズルと、前記吸引ノズルと連結される吸引ダクトと、前記吸引ダクトに連結され前記吸引ダクトと前記吸引ノズルとを介して前記フィルター網に付着した塵埃を吸引する吸引装置とを備え、前記吸引ノズルは、断面における前記フィルター網に接する側の長さが前記ベルト側の長さより長い発泡材で構成された塵埃分離部材を、前記吸引口の横の前記ベルト上に前記フィルター網に接するように備えたことを特徴とする。

塵埃分離部材のフィルター網に接する側の面を凹凸に、少なくとも左右駆動側の側面を平滑にするのがよい。

また、発泡材の左右駆動側側面にシート材を設けてもよく、シート材に不織布や樹脂フィルムを用いて発泡材に接合すればよい。さらに、シート材を左右駆動側断面において発泡材より短く設定するのが好ましい。

本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。

発泡材を塵埃分離部材として用いると、塵埃の絡み付き防止に加えて、フィルター網に絡みついた塵埃も発泡材の変形により掻き出されて清掃されるので、より高い清掃性能を得ることができ、清掃時のフィルター網との摩擦音も低減する。さらに、発泡材にシリコンを用いると、清掃時のフィルター網との摩擦による発泡材の破損を防止して、高い信頼性を得ることができる。

さらに、発泡材の左右方向断面形状のベルト側の長さをフィルター網側の長さよりも長くすると、発泡材への塵埃の絡み付きを防止して高い清掃性能を永続的に維持することができるとともに、フィルター網から塵埃を良好に掻き出すことができる。また、発泡材の屈曲性に対する耐久性を向上させることができるので、メンテナンスが不要になる。

発泡材のフィルター網に接する側の面を凹凸に、少なくとも左右駆動側の側面を平滑にすると、フィルター網からの塵埃の掻き出し性と、発泡材の繰り返し屈曲に対する耐久性を向上させることができる。

また、塵埃分離部材を発泡材とその左右駆動側側面に設けたシート材で構成すると、左右駆動方向の繰り返し屈曲に対する耐久性を向上させることができる。さらに、シート材に不織布や樹脂フィルムを用いて発泡材と接合すると、左右駆動方向の繰り返し屈曲に対する耐久性と、変形時の変形のし易さを向上させることができる。

また、シート材を左右駆動側断面において発泡材より短く設定すると、フィルター網からの塵埃の掻き出し性と、左右方向の繰り返し屈曲に対する耐久性と、変形時の変形のし易さを向上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。

図１は本発明にかかる空気調和機の室内ユニットの断面図であり、室内ユニット本体５０の内部には、熱交換器５２と、熱交換器５２を通して室内空気を取り入れ、熱交換器５２で熱交換された空気を室内に吹き出すためのファン５４と、熱交換器５２の上流側に配設されたフィルター装置５６とが収容されており、本体５０の前面から上面に渡り形成された複数の吸込口からファン５４の動作により空気が吸い込まれ、空気中に漂う塵埃は、吸込口と熱交換器５２との間に設けられたフィルター装置５６により取り除かれる。

図２は、本発明にかかる空気調和機のフィルター装置５６の全体構成図である。

図２に示されるように、熱交換器５２を通過する空気の塵埃を除去するフィルター装置５６は、フィルター枠２と、フィルタ枠２に保持されたフィルター網４と、フィルター網４の表面に沿って摺動自在の吸引ノズル６とを備えている。

吸引ノズル６はフィルター枠２の上下端に設置された一対のガイドレール８により、フィルター網４と一定の距離を保って円滑に左右に移動することができる。吸引ノズル６には吸引ダクト１０の一端が連結され、吸引ダクト１０の他端は吸引装置１２に連結される。吸引ダクト１０は吸引ノズル６の移動に差し支えないように折り曲げ可能なダクトで形成される。さらに、吸引装置１２には排気ダクト１４が連結され、室外へ引き回される。フィルター網４上に付着した塵埃は吸引ノズル６より吸引され、さらに、吸引ダクト１０、吸引装置１２、排気ダクト１４を経由して室外へ排出される。

フィルター装置５６を一般家庭用の小型空気調和機に内蔵する場合、吸引装置の小型化・小出力化を図る必要があるため、小風量で強い吸引力を発揮できるようにしなければならず、吸引ノズル６は吸引を一部分に絞って吸引力を強め、その位置を切り換えることでフィルター網４の全面を清掃する吸引位置切り換え装置を用いている。
実施の形態１．
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の実施の形態１における吸引ノズル６の構造を示しており、吸引ノズル本体１６にはフィルター網４の全長に相当する長いスリット状の開口部１８を設け、さらに、この開口部１８に沿って駆動可能なベルト２０に吸引孔２２を設けることで開口部１８の一部分のみから吸引でき、かつ、ベルト２０を駆動して吸引する場所を変更することができる。また、ベルト２０は吸引ノズル本体１６に沿わせるため、溶着、接着等により吸引ノズル本体１６と一体的に形成されたベルトガイド２４によってガイドされており、ベルト２０のガイドを行なうとともに吸引孔２２以外の部分で吸引漏れが発生するのを抑制している。こうした構成により、小さい風量でも小さな吸引孔２２により絞られるので、吸引孔２２を通過する空気の風速は増大し、小型の吸引装置でも強い吸引力を発揮することが可能となる。

さらに、ベルト２０の表面には、フィルター網４に付着した塵埃をフィルター網４から分離させる塵埃分離部材の役割を果たすものとして薄いシートを用いたシートブラシ２６が吸引孔２２の横に固着されており、ベルト２０の駆動により吸引孔２２とともにシートブラシ２６の位置も変更できる。この構成であれば、吸引位置とシートブラシ位置の変更に必要な駆動装置はベルト２０の駆動装置だけで済むので構成が簡単であり、低コストで実現することができるとともに、吸引孔２２とシートブラシ２６の位置関係を常に維持することができる。

図４に示されるように、フィルター網４の全面清掃は、吸引ノズル６のベルト２０を駆動して吸引孔２２とブラシ２６の位置を変え、吸引ノズル６をフィルター網４に沿って左右に駆動することで吸引孔２２とブラシ２６を図中の矢印に示すような往復動作を繰り返して行われる。吸引孔２２とブラシ２６はフィルター網全長の略１／４の長さに設定されており、図中矢印に示すような４往復のスイープ動作によりフィルター網４の全面を清掃する。

ところで、図３Ｂに示されるシートブラシ２６の高さｈ１はフィルター網４との距離によって設計される。フィルター網４と吸引ノズル６との距離は、フィルター網４にたわみ（最大で１ｍｍ）などがあっても接触しないように吸引ノズル６の軸方向中心で１．５ｍｍに設計されている。したがって、フィルター網４のたわみが吸引ノズル６と反対方向に発生した場合、吸引ノズル６とフィルター網４は最大で２．５ｍｍ離れることになる。この状態でも、シートブラシ２６がフィルター網４に充分接触できるように、ｈ１は５．０ｍｍに設定している。シートブラシ２６はベルト２０に接着剤等を用いて固着されるが、清掃の際はフィルター網４をこすり続けるので強く接着する必要がある。そのため、本実施の形態においては、シートブラシ２６はシートをＬ字形状とし、ベルト２０と接着する部分面積を大きくすることで固着力を強くしている。この形状を用いると、Ｌ字に曲げた部分がベルト２０側に倒れ込み易くなるため、ベルトガイド２４で支えてＬ字状態を保持させている。Ｌ字形状としているのは接着の面積を稼ぐためなので、逆Ｔ字形状や、それに類する他の形状であっても良い。

家庭用の小型空気調和機においては、フィルター網４は天面および前面にあるため、図２に示されるように、吸引ノズル６はそれに沿って折れ曲がった形状となる。したがって、シートブラシ２６もベルト２０の駆動位置によっては折れ曲がった状態が存在するが、シートは非常に薄いので曲げ部は波状に変形して問題なく駆動できる。なお、図３Ａにおいては、シートブラシの曲げ部を波状には図示していない。ベルト２０とシートブラシ２６は引張り強度や磨耗に対する耐久性と同時に、曲げに対する柔軟性が求められるので、材質はゴムや樹脂フィルムを用いるのが好ましい。特に樹脂フィルムはＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）やＰＥＮ（ポリエチレン・ナフタレート）といった樹脂フィルムが強度、柔軟性、耐久性で非常に優れており、その機械的強度からベルト２０を７５〜１００ミクロン位まで薄くできるので、吸引ノズル６自体も薄く構成でき収納性が向上する。その結果、室内ユニット本体の薄型化も可能になりデザイン性の面からも好ましい。また、コスト面でも材料費・加工費が極めて安価になる。

シートブラシ２６は、材質の特性からゴムを用いる場合は、厚さ０．５〜１．０ｍｍ程度を、樹脂フィルムを用いる場合は５０〜７５ミクロン程度のものを用いている。

図５は、シートブラシ２６の一部（図３ＡにおけるＢ部分）の拡大図で、接着加工前後の状態を示しており、図５から明らかなように、非常に簡単にシートブラシ２６をベルト２０に固着することができる。特に、ベルト２０とシートブラシ２６の双方に樹脂フィルムを用いた場合は、溶着（熱溶着や超音波溶着）できるので、接着剤による固着に比べ極めて強い固着を行なうことができる。

以上のように構成されたフィルター装置５６の動作、作用を以下説明するが、ブラシに毛ブラシを用いた場合のブラシおよび塵埃の挙動をまず説明する。

図６Ａ及び図６Ｂは毛ブラシを用いた吸引ノズルの構造図を示しており、ベルト２０の表面には、吸引孔３３の横に毛ブラシ２８が固着されている。この毛ブラシ２８はフィルター網４に付着した塵埃を引き剥がす作用を持つので、吸引力だけではフィルター網４から引き剥がすことができずに清掃できなかった塵埃も吸引清掃できるようになる。毛ブラシ２８には起毛布を用いることが多い。毛ブラシ２８はベルト２０の駆動により吸引孔２２とともに位置が変化し、常に吸引孔２２の横に存在することで、毛ブラシ２８で引き剥がされた塵埃は吸引孔２２から吸引される。

しかしながら、毛ブラシ２８を用いた吸引ノズル６においては、フィルター網４の清掃回数が重なるにつれ、毛ブラシ２８に塵埃が絡み付いてフィルター装置の清掃性能が低下し、定期的に毛ブラシ２８のメンテナンスが必要となる。

図７は毛ブラシ２８を用いた吸引ノズル６における清掃時の吸引ノズル断面模式図である。実線矢印は吸引の風を示しており、白抜き矢印は吸引ノズル６の往動作時の進行方向を示している。毛ブラシ２８は吸引ノズル６の往動作の清掃進行方向に対して吸引孔の後方に取りつけられている。白丸は乾いた塵埃などの吸引されやすい塵埃を、黒丸は油分や煙草のヤニなどによってフィルター網４に強く付着した吸引されにくい塵埃をそれぞれ示している。清掃時、吸引されやすい塵埃は毛ブラシ２８に触れる前に吸引されてしまうが、吸引されにくい塵埃は毛ブラシ２８によって掻き剥がされた後に吸引される。この際、図中にあるように、油分などを含んだ吸引されにくい塵埃が毛ブラシ２８の表面に多量に絡み付き、さらに清掃回数が重なるにつれて毛ブラシ２８の内部にも多くの塵埃が入り込んでしまうため、毛ブラシ２８は極めて汚れた状態となる。その結果、フィルター装置の清掃性能が低下するだけでなく、毛ブラシ２８に絡みついた塵埃が大きく成長して脱落した際、それを吸引することで吸引孔が詰まる可能性も増大する。また、塵埃に雑菌が繁殖することもあるので、衛生上好ましくない。

本実施の形態にかかる吸引ノズル６に用いたシートブラシ２６は、上述した毛ブラシ２８に固有の問題を解決するもので、塵埃の絡み付きの起きない吸引ノズル６を実現するものである。

図８は本実施の形態における清掃時の吸引ノズルの断面模式図で、フィルター網４を吸引清掃している途中の吸引ノズル６とフィルター網４の状態を断面にて見たものである。図８における矢印や丸印等は、図７と同様のものを示している。

図８は図３Ａにおける吸引孔２２の有る部分、すなわちＡ−Ａ断面の状態を示したものである。吸引孔２２がシートブラシ２６に先行しているので、乾いた塵埃などは吸引力でフィルター網４上から引き剥がされ、吸引除去される。油分などにより吸引力だけでは除去できない塵埃は、吸引孔２２の通過後にくるシートブラシ２６が柔軟に変形しながらフィルター網４の表面に密着して、フィルター網４表面をなでるようにして塵埃をフィルター網４上から引き剥がしていく。引き剥がされた塵埃は間近にある吸引孔２２に吸引されることで清掃される。フィルター網４表面をなでるように清掃することで、フィルター網４に毛を噛み込ませながら清掃していく毛ブラシより抵抗が非常に小さくて済み、吸引ノズル６を左右に駆動するモータも小出力・小型で済み、さらに、モータの温度上昇など信頼性の面でも有利である。また、小型のモータが使えるということは室内ユニット本体のデザイン面でも自由度が広がるメリットがある。シートブラシ２６は柔軟なので、フィルター網４が変形したりたわんだりしても、それに応じてシートブラシ２６が変形してシートブラシ２６先端は隙間なくフィルター網４に密着するので、塵埃を引き剥がす能力は高く、清掃性能は非常によい。一方で、その柔軟性ゆえ、塵埃をフィルター網４の反対側（熱交換器側）に押し出してしまうこともない。シートブラシ２６の先端部には、シートブラシ２６によって強制的に引き剥がされた塵埃が溜まってくることもあるが、これもある程度溜まった時点で吸引されて除去される。シートブラシ２６は毛ブラシと違って、塵埃が絡み付く箇所もなく、また、表面も平滑なので塵埃が付着しにくい。仮に表面に付着してもフィルター網４とこすれているうちにすぐ離脱する。したがって、シートブラシ２６を用いることで、清掃性能を永続的に維持することができるとともに、ブラシの洗浄といったメンテナンスも不要である。
実施の形態２．
図９Ａ及び図９Ｂは本発明の実施の形態２におけるフィルター装置５６の吸引ノズルの構造を示しており、本実施の形態は、シートブラシ２６Ａに切れ目を複数設けた点において上述した実施の形態１と相違している。

図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、切れ目はシートブラシ２６Ａの先端から根元（ベルト２０側の面）まで入れ、形状はＶ字状にカットしたように入れることで切れ目の部分に隙間ができるようにしている。

図１０は、シートブラシ２６Ａの一部（（図９ＡにおけるＥ部分）の拡大図で、接着加工前後の状態を示している。図１０に示されるように、シートブラシ２６Ａに入れる切れ目の間隔は２ｍｍ間隔とし、各切れ目の先端部分の寸法は１ｍｍになるようにＶ字にカットしている。フィルター網４は４０メッシュ（１インチに４０本のフィルター繊維）を用いているので、フィルター網４の繊維間の距離は０．６４ｍｍであり、シートブラシ２６Ａの先端を０．６４ｍｍ以上にしておけばフィルター網４の網目に入り込んで引っかかってシートブラシ２６Ａが破損することを防止することができる。本実施の形態では、フィルター網４の網目の間隔もバラツキがあるので、マージンもみて１ｍｍに設定している。このように、シートブラシ２６Ａの寸法（特に先端部分の寸法）は、フィルター網４のメッシュ間隔より大きく設計するのが好ましい。フィルター網４のメッシュが細かければシートブラシ２６Ａの切れ目の間隔も小さくできるが、シートブラシ２６Ａに例えば７５〜１００ミクロン厚さの樹脂フィルムを用いた場合、あまり細かくし過ぎるのは引張強度などの観点から好ましくない。

以上のように構成されたフィルター装置５６の動作、作用を以下説明する。

シートブラシ２６Ａは塵埃をフィルター網４から引き剥がす役割を担っていることは実施の形態１でも説明した。この塵埃を引き剥がす動作は、フィルター網４上をシートブラシ２６Ａがなでることでも効果があるが、さらにシートブラシ２６Ａが弾性力にて元の形状に戻ろうとする際に塵埃をはじく効果を利用すると、強い引き剥がし能力が得られる。

図１１Ａ及び図１１Ｂはその効果を模式図にて表現したものであり、図１１Ａは清掃途中にシートブラシ２６Ａがフィルター網４に引きずられ、吸引ノズル６の進行方向に対して後方向に大きく変形している状態である。この変形量は、大きな塵埃や、強くフィルター網４にこびりついている塵埃がシートブラシ２６Ａに接触した場合に大きくなる。また、シートブラシ２６Ａの先端に塵埃が溜まり始めても大きくなる。この変形量が一定の値を超えると、もともとはベルト２０の表面に対して垂直であったシートブラシ２６Ａは弾性力によって元に（垂直に）戻ろうとする。

図１１Ｂがその状態であるが、この際の勢いで塵埃は吸引孔側にはじき飛ばされて吸引除去される。この時の力は強いので大きい塵埃やこびりついた塵埃でもはじき飛ばすことができる。シートブラシ２６Ａに複数の切れ目を設けると、それによってできた細かいシート片がそれぞれこの動作を頻繁に行なうので、切れ目を入れていない場合に比して塵埃を引き剥がす能力が大きく向上する。また、この効果は、物性上、特にＰＥＴやＰＥＮといった樹脂フィルムを用いた場合に顕著である。

また、シートブラシ２６Ａに複数の切れ目を設けたことで、シートブラシ全体としての柔軟性が増す。その結果、フィルター網４にたわみや凹凸などがあっても、その形状に応じてシートブラシ２６Ａが接触し、隅々まで清掃することができる。

さらに、シートブラシ２６Ａに複数の切れ目を設けると、清掃性能の向上に加えて駆動上のメリットもある。

図１２は本実施の形態における吸引ノズルの横断面簡略図で、図９Ａにおける吸引ノズル本体１６とベルト２０と吸引孔２２とシートブラシ２６Ａのみを描いたものである。フィルター網４の全面を清掃するためにベルト２０を駆動して吸引孔２２の位置を変化させることは先に説明したとおりである。本実施の形態においては、シートブラシ２６Ａに複数の細かい切れ目を設けることで、吸引ノズル６の曲げ部を通過する際は、切れ目によって細分化されたシートが重なって曲げ部を形成し、実施の形態１のように波状に変形しないで済む。したがって、シートブラシ２６Ａに無理な力が加わらないので劣化も起きず、耐久性・信頼性が向上する。特に、切れ目をＶ字状に入れることで、図１２の様にシートブラシ２６Ａが重なった部分も少なくすることができるので、シートブラシ２６Ａの劣化もより少なくなり好ましい。

また、本実施の形態では、先に説明したように、切れ目をシートブラシ２６Ａの先端から根元（ベルト２０側の面）までＶ字状にカットしたように入れ、隙間ができるようにしているが、これは吸引孔２２に対してシートブラシ２６Ａの反対側にある塵埃を引き寄せることに役立つ。実施の形態１では、吸引孔２２から吸引される風をシートブラシ２６が妨害してしまい、吸引孔２２に対してシートブラシ２６の反対側にある塵埃には全く吸引力が作用しない。特に、フィルター網４が垂直な場合、かりにシートブラシ２６を乗り越えてしまった塵埃があった場合は、吸引力が働かないので落下して室内ユニット本体を汚すことになる。しかしながら、シートブラシ２６Ａに複数の切れ目を入れ、それぞれに隙間を設けると、その隙間から吸引の風が通過するので、シートブラシ２６Ａを乗り越えてしまった塵埃も吸引清掃することができる。

図１３は本実施の形態における吸引ノズル６の清掃時の模式図であるが、図中の白矢印は吸引の風であり、その大きさは風の強さを表している。図１３からシートブラシ２６Ａの反対側に隙間を通して風が抜けていくことが分かる。また図１３から、シートブラシ２６Ａの切れ目の幅をフィルター網４の網目の幅より大きくしていることで、フィルター網４の網目に引っかからないようにしている様子も見て取れる。

なお、シートブラシ２６Ａに複数の切れ目を入れて隙間を設け、図４に示したような吸引ノズル６の往復動作を繰り返す清掃動作をした場合、隙間の部分はシートブラシ２６Ａがフィルター網４に接触しないので、その部分だけ清掃性能が低下してしまうことがある。

そこで、図１４Ａ及び図１４Ｂに示されるように、吸引孔２２の横に隙間のある複数のシートブラシ２６Ａを隙間が重ならないように設けると、吸引ノズル６の往復動作によりシートブラシ２６Ａがフィルター網４の全面に接触する。この場合も吸引の風が隙間を通過するので、シートブラシ２６Ａの反対側の塵埃も吸引清掃できる。

なお、図１４Ａ及び図１４Ｂにおいては、二つのシートブラシ２６Ａを吸引孔２２の片側に配置したが、図１５Ａ及び図１５Ｂに示されるように、二つのシートブラシ２６Ａを吸引孔２２の両側にそれぞれ配置してもよい。特に、後者の場合、吸引孔２２に吸引される風が二つのシートブラシ２６Ａにガイドされ、吸引される風の拡散を二つのシートブラシ２６Ａが防止する効果もあるので、フィルター網４表面での吸引風速が高まり、清掃性能が向上する。
実施の形態３．
図１６Ａ及び図１６Ｂは本発明の実施の形態３にかかるフィルター装置５６の吸引ノズルの構造を示しており、本実施の形態は、シリコンをスポンジのように発泡させた発泡シリコンブラシ３０をベルト２０に固着した点において上述した実施の形態１と相違している。

図１６Ｂにおいて、発泡シリコンブラシ３０は幅ｄ２は５ｍｍ、高さｈ２は５ｍｍに設計してある。幅は清掃性能と駆動時の抵抗を勘案して決めてあり、シリコンの材質によっても異なってくる。高さは、実施の形態１で説明したように、フィルター網４と吸引ノズル６の最大距離２．５ｍｍでも充分接触できるように５．０ｍｍに設計されているが、発泡材の場合はフィルター網４に押しつけられて若干圧縮された状態が定常状態となる。

以上のように構成されたフィルター装置５６の動作、作用につき以下説明する。

図１７は本実施の形態における清掃時の吸引ノズル断面模式図で、フィルター網４を吸引清掃している途中の吸引ノズル６とフィルター網４の状態を断面にて見たものである。図中の実線矢印は吸引の風を示しており、白抜き矢印は吸引ノズル６の往動作時の進行方向を示している。また、フィルター網４上の丸印は付着した塵埃（フィルター網４により除去された塵埃）を示している。白丸は乾いた塵埃など吸引されやすい塵埃を、黒丸は油分を若干含むなどして吸引されにくい塵埃、黒三角は油分を多量に含むなどして非常に吸引されにくい塵埃を意味している。発泡シリコンブラシ３０は吸引ノズル６の往動作の清掃進行方向に対して吸引孔２２の後方に取りつけられている。

図１７は図１６Ａにおける吸引孔の有る部分、すなわちＦ−Ｆ断面の状態を示したものである。

清掃の往動作においては吸引孔２２が発泡シリコンブラシ３０に先行しているので、乾いた塵埃（白丸）などは吸引力でフィルター網４上から引き剥がされて吸引除去される。油分などにて吸引力だけでは除去できない吸引されにくい塵埃（黒丸）は、吸引孔２２の通過後にくる発泡シリコンブラシ３０が柔軟に変形しながらフィルター網４の表面に密着して、フィルター網４表面をなでるようにして塵埃をフィルター網４上から引き剥がしていく。引き剥がされた塵埃は間近にある吸引孔２２に吸引されることで清掃される。しかしながら、油分を多量に含むなどして非常に吸引されにくい塵埃（黒三角）はそれでも除去されず、フィルター網４上にこびりついている場合がある。こうした塵埃はスポンジのような柔らかい発泡材をブラシとして用いることで、図１７の拡大図に示すように発泡材が柔軟に変形しながらフィルター網４の網目の間に入りこんで、こびりついた塵埃を包み込むように捕まえてフィルター網４表面に掻き出すことができる。この効果は発泡材の表面にある細かい穴によるところが大きい。こうして、塵埃はフィルター網４表面でこすられることで毛玉状に集められ、その毛玉がブラシの反対側に出てくる。この出てきた毛玉は、発泡材によってこすられることでフィルター網４から剥がれやすくなっており、また、毛玉になったことで表面積が大きくなり吸引されやすい状態にもなっている。この挙動は毛ブラシを用いた時にもあるが、発泡材をブラシとして用いた場合の方が小さい毛玉になる傾向があり、毛ブラシのように毛玉が大きくなりすぎて吸引孔２２を詰まらせることもない。これにより、図１８Ａ及び図１８Ｂに示されるように、吸引ノズル６の往動作の清掃で殆どの塵埃を吸引除去して、残った非常に吸引されにくい塵埃の毛玉を復動作の清掃で吸引除去することができ、あらゆる塵埃に対しても高い清掃性能を発揮することができる。フィルター網４の垂直な部分であっても、往動作後の毛玉は小さいので落下することなくフィルター網４に保持されて復動作時に清掃される。

図１９に示されるように、発泡シリコンブラシ３０の両側にそれぞれ一つの吸引孔２２Ａ、２２Ｂを設ければ、往動作ですべての塵埃を除去できて、より理想的である。

発泡材にはＥＰＴ（エチレンプロピレンゴム）のような材質を用いてもよいが、油分を含んだ塵埃でも表面に付着しないことや、磨耗に対する耐久性に優れている面からシリコンを用いるのが最も好ましい。発泡材の中でもシリコンは強度的に優れ、清掃時のフィルター網４との摩擦による破損を防止することができる。また、発泡材は塵埃を包み込むように捕まえるので、毛ブラシのように塵埃をフィルター網４の反対側（熱交換器側）に押出してしまうこともない。さらに、発泡材は柔らかいので清掃時にフィルター網４とこすれる音が殆どせず、清掃時の静音化を図ることができる。本実施の形態では発泡シリコンブラシ３０には清掃性能を比較評価した実験から、最も清掃性の良かった発泡率を４倍にしたものを用いている。
実施の形態４．
図２０Ａ及び図２０Ｂは本発明の実施の形態４にかかるフィルター装置５６の吸引ノズルの構造を示しており、ベルト２０の表面には、吸引孔２２の横に断面が台形形状をしたスポンジやＥＰＴ（エチレンプロピレンゴム）のような発泡材より構成されるブラシ３２が固着されており、ベルト２０の駆動により吸引孔２２とともにブラシ３２の位置も変更できるようにしている。

ここで、ブラシ３２のフィルター網４と接触する側の幅Ｗは、清掃性能と駆動時の抵抗を勘案して設定しており、また、ブラシ３２の高さＨは、フィルター網４のたわみ量も考慮し、ブラシ３２とフィルター網４が十分に接触でき、若干圧縮された状態になるような高さに設定している。

ブラシ３２はベルト２０に接着剤などを用いて固着されるが、清掃の際はフィルター網４との間で若干変形をしながらフィルター網４を擦り続けるので、左右駆動の繰り返しによりブラシ３２の剥がれが発生しないように強固に接着する必要がある。そのため、本実施の形態においては、ブラシ３２の断面を台形形状とし、ベルト２０との接着面積を大きくすることで固着力を強くしている。

ここで、ブラシ３２の左右方向断面形状は、ベルト側の長さをフィルター網側の長さよりも長くした形状を満足できるものであればどのような形状でもよく、台形形状以外に、例えば、台形と長方形を組み合わせた断面形状など、それに類する他の形状であってもよい。

図２１は本実施の形態における清掃時の吸引ノズル断面模式図で、フィルター網４を吸引清掃している途中の吸引ノズル６とフィルター網４の状態を断面にて見たものである。図中の矢印、丸印等は上述した実施の形態３（特に、図１７）と同じなので、その説明は省略する。また、吸引ノズル６の動作、作用も実施の形態３と同じである。

また、本実施の形態の発泡材ブラシの材質にシリコンを用いることにより、油分を含んだ塵埃でもブラシ表面に付着せずフィルター網４から掻き出すことができ清掃性能を向上させることができるとともに、油分や周囲環境条件によるブラシの劣化を防止でき、かつ磨耗や亀裂に対する耐久性を向上させることができる。

また、本実施の形態の発泡材より構成されるブラシ３２を、図２２に示されるようにフィルター網４に接する側の面３２ａは凹凸に、左右駆動側の側面３２ｂと３２ｃは平滑にすることにより、特にフィルター網４からの塵埃の掻き出し性と、ブラシ３２の繰り返し屈曲に対する耐久性を向上させることができる。

つまり、ブラシ３２のフィルター網４に接する面３２ａの粗度を粗くすることにより、フィルター網４に密着して剥がし難い油分を多く含む塵埃に対する掻き出し性能を向上させることができる。また、ブラシ３２の少なくとも左右方向の側面３２ｂと３２ｃの粗度を平滑にすることにより、吸引ノズル６の左右駆動繰り返しにおける屈曲耐久性を向上させることができる。
実施の形態５．
図２３は本発明の実施の形態５にかかるフィルター装置５６の吸引ノズルの構造を示すものである。吸引ノズル６自体の基本的な構造は実施の形態４と同じなので、その説明は省略する。

本実施の形態は、実施の形態４と異なり、図２３に示されるようにブラシ３４を発泡材３６とその左右駆動側の側面に設けたシート材３８で構成している。

吸引ノズル６が左右に駆動されると、図２３に示されるようにブラシ３４はフィルター網４に押し付けられ、フィルター網４を擦りながら右方向あるいは左方向に変形する。このとき、ブラシ３４のベルト２０との接着面近傍には大きな応力が発生し、左右駆動の繰り返し屈曲により発泡材３６の根元近傍に亀裂が発生する可能性がある。

そこで、発泡材３６の側面にシート材３８を接合することにより、発泡材３６を補強し屈曲耐久性を向上させ亀裂の発生を防止することができる。

また、シート材３８に不織布を用いて発泡材３６と接合すると、ブラシ３４の変形のし易さが維持されるとともに、ブラシ３４の左右駆動方向の繰り返し屈曲に対する耐久性を向上させることができる。

また、シート材３８に樹脂フィルムを用いると、ブラシ３４とフィルター網４との接触抵抗を低減し駆動トルクの増大を抑えることができるとともに、ブラシ３４の変形のし易さが維持され、ブラシ３４の左右駆動方向の繰り返し屈曲に対する耐久性を向上させることができる。

また、図２４に示されるように、シート材３８Ａの長さを左右駆動側断面で発泡材３６よりも短く設定すると、ブラシ３４Ａとフィルター網４との接触抵抗を大きく低減し駆動トルクの増大をさらに抑えることができる。

上述した実施の形態１〜５のシートブラシ、発泡シリコンブラシ等は、吸引清掃方式を採用していない他のフィルター装置（例えば、塵埃を掻き落とすだけのタイプの清掃装置）でも有用であり、実施の形態１〜５で説明したフィルター装置の形態に限定されるものでない。

上述したように、本発明にかかる空気調和機のフィルター装置は、吸引ノズルを用いた吸引とブラシを併用してフィルター網の清掃を確実に行うことができるので、様々な形状のエアフィルターや、様々な設置条件下で使用されるエアフィルターに利用できる。したがって、空気調和機のエアフィルターだけでなく冷却ファンを有する機器などのエアフィルター（例えば安定化電源のエアフィルター等）や、換気扇などのエアフィルターを自動清掃するフィルター装置などにも適用できる。

図１は本発明にかかる空気調和機の室内ユニットの断面図である。 図２は本発明にかかる空気調和機のフィルター装置の全体構成を示す斜視図である。 図３Ａは本発明の実施の形態１における吸引ノズルの斜視図である。 図３Ｂは図３Ａの線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図４は図３Ａの吸引ノズルの清掃動作を示す正面図である。 図５は図３におけるＢ部の拡大図である。 図６Ａは毛ブラシを用いた吸引ノズルの構造を示す斜視図である。 図６Ｂは図６Ａの線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。 図７は毛ブラシを用いた吸引ノズルの清掃動作を示す断面模式図である。 図８は図３Ａの吸引ノズルの清掃動作を示す断面模式図である。 図９Ａは本発明の実施の形態２における吸引ノズルの斜視図である。 図９Ｂは図９Ａの線Ｄ−Ｄに沿った断面図である。 図１０は図９ＡにおけるＥ部の拡大図である。 図１１Ａは図９Ａの吸引ノズルの清掃動作を示す断面模式図である。 図１１Ｂは図９Ａの吸引ノズルの清掃動作を示す別の断面模式図である。 図１２は図９Ａの吸引ノズルの横断面簡略図である。 図１３は図９Ａの吸引ノズルの清掃動作を示す模式図である。 図１４Ａは本発明の実施の形態２の変形例を示しており、複数のシートブラシを配置した場合の斜視図である。 図１４Ｂは図１４Ａのシートブラシの側面図である。 図１５Ａは本発明の実施の形態２の別の変形例を示しており、複数のシートブラシを配置した場合の斜視図である。 図１５Ｂは図１５Ａのシートブラシの側面図である。 図１６Ａは本発明の実施の形態３における吸引ノズルの斜視図である。 図１６Ｂは図１６Ａの線Ｆ−Ｆに沿った断面図である。 図１７は図１６Ａの吸引ノズルの清掃動作を示す断面模式図である。 図１８Ａは図１６Ａの吸引ノズルの清掃動作を示す断面模式図である。 図１８Ｂは図１６Ａの吸引ノズルの清掃動作を示す別の断面模式図である。 図１９は本発明の実施の形態３の変形例を示しており、特に吸引ノズルの清掃動作を示す断面模式図である。 図２０Ａは本発明の実施の形態４における吸引ノズルの斜視図である。 図２０Ｂは図２０Ａの線Ｇ−Ｇに沿った断面図である。 図２１は図２０Ａの吸引ノズルの清掃動作を示す断面模式図である。 本発明の実施の形態４の変形例を示しており、特に吸引ノズルの清掃動作を示す断面模式図である。 本発明の実施の形態５における吸引ノズルの清掃動作時の断面模式図である。 本発明の実施の形態５の変形例を示しており、特に吸引ノズルの清掃動作を示す断面模式図である。

符号の説明

２ フィルター枠
４ フィルター網
６ 吸引ノズル
８ ガイドレール
１０ 吸引ダクト
１２ 吸引装置
１４ 排気ダクト
１６ 吸引ノズル本体
１８ 開口部
２０ ベルト
２２，２２Ａ，２２Ｂ 吸引孔
２４ ベルトガイド
２６，２６Ａ シートブラシ
２８ 毛ブラシ
３０ 発泡シリコンブラシ
３２ 発泡材ブラシ
３２ａ 発泡材ブラシのフィルター網側の面
３２ｂ，３２ｃ 発泡材ブラシの側面
３４ ブラシ
３６ 発泡材
３８，３８Ａ シート材
５０ 室内ユニット本体
５２ 熱交換器
５４ ファン
５６ フィルター装置

Claims (7)

1. 熱交換器と該熱交換器で熱交換された空気を室内に吹き出すファンとを本体に収容した室内ユニットを有する空気調和機であって、
   前記熱交換器の上流側の前記本体に取り付けられたフィルター網と、該フィルター網に対向する吸引口が形成されたベルトを有する摺動自在の吸引ノズルと、前記吸引ノズルと連結される吸引ダクトと、前記吸引ダクトに連結され前記吸引ダクトと前記吸引ノズルとを介して前記フィルター網に付着した塵埃を吸引する吸引装置とを備え、前記吸引ノズルは、断面における前記フィルター網に接する側の長さが前記ベルト側の長さより長い発泡材で構成された塵埃分離部材を、前記吸引口の横の前記ベルト上に前記フィルター網に接するように備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記発泡材にシリコンを用いたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記塵埃分離部材の前記フィルター網に接する側の面を凹凸に、少なくとも左右駆動側の側面を平滑にしたことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の空気調和機。
4. 前記発泡材の左右駆動側側面にシート材を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気調和機。
5. 前記シート材に不織布を用いて前記発泡材に接合したことを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。
6. 前記シート材に樹脂フィルムを用いたことを特徴とする請求項４あるいは請求項５に記載の空気調和機。
7. 前記シート材を左右駆動側断面において前記発泡材より短く設定したことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の空気調和機。

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