JP4175410B2 - 空気調和機 - Google Patents

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備えた空気調和機に関するものである。

空気調和機においては、送風ファンにより吸い込んだ室内空気を、熱交換器を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て通風抵抗が増大すると、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備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。エアフィルタを移動させる方法としては、大きく分けて、巻取り方式とループ方式がある。巻取り方式は、特許文献１に開示されているように、一方のローラに巻回されている帯状フィルタを、他方のローラに巻き取ることでフィルタを移動させ、その過程において清掃ブラシによる清掃を行う方式のことである。また、ループ方式は、特許文献２に開示されているように、環状に形成された帯状フィルタを一対のローラで支持し、ローラを回転させることで、帯状フィルタを移動させ、その過程において清掃ブラシによる清掃を行う方式のことである。
特開２００１−９９４７９号公報 実開昭６２−１４５０１９号公報

しかしながら、エアフィルタの自動清掃機能を備えた空気調和機においては、自動清掃機能を付加したことによって、熱交換器の前面側においてエアフィルタを含めた各種部材が複雑に入り組んだ状態となっている。このため、長期使用により汚染した熱交換器を洗浄する場合、熱交換器の前面側に配置された各種部材を取り外して熱交換器を露出させたり、熱交換器の洗浄後に取り外した各種部材を元の状態に取り付けるといった作業が煩雑となっていた。

また、特に上記のような巻取り方式やループ方式のものにおいては、エアフィルタがローラに巻き付けられていることから、エアフィルタやその他周辺部材の交換や修理も煩雑であった。

すなわち、従来のエアフィルタの自動清掃機能を備えた空気調和機においては、エアフィルタの清掃作業を軽減することができる反面、熱交換器の洗浄作業やエアフィルタその他各種部材のメンテナンスに支障をきたすといった不具合を招いていた。

この発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、熱交換器の洗浄作業を簡単に行うことができ、しかもエアフィルタその他各種部材のメンテナンス性の向上を図ることができるエアフィルタの自動清掃機能を備えた空気調和機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の空気調和機は、エアフィルタ２１、２１に付着した塵埃を除去するフィルタ自動清掃機能を備えた空気調和機であって、室内熱交換器１２を備え付けた本体ユニット１０と、上記熱交換器１２の少なくとも前面側を覆う上記エアフィルタ２１、２１を備え付けたフィルタユニット２０とを備え、上記フィルタユニット２０は、複数のガイドフレーム２２を並設してなり、各ガイドフレーム２２は、エアフィルタ２１を移動させる移動手段３０が装着された本体部２３と、本体部２３から延設され、エアフィルタ２１の両側部を移動経路に沿ってガイドする機能を有する一対のアーム部２４とからなり、上記ガイドフレーム２２は上部に係合爪２８を有し、この係合爪２８を上記本体ユニット１０のフレーム１１の上部に係合させることでガイドフレーム２２を本体ユニット１０からの脱落防止状態で仮止めするとともに、ガイドフレーム２２の下部を上記本体ユニット１０のフレーム１１の下部に固定することで、上記フィルタユニット２０を本体ユニット１０に着脱可能に取り付けていることを特徴とする。

さらに、上記フィルタユニット２０に、外装ケース５０が着脱可能に取り付けられている。また、上記外装ケース５０に、上記エアフィルタ２１、２１から塵埃を除去するための清掃ユニット７０が着脱可能に取り付けられている。

この発明の空気調和機においては、本体ユニットの室内熱交換器の前面側を覆うエアフィルタを含めた各種部材がユニット化されて、このフィルタユニットが本体ユニットに着脱可能に取り付けられているので、長期使用等によって汚れた室内熱交換器を洗浄する場合、フィルタユニットを本体ユニットから取り外すだけで、室内熱交換器の前面側において複雑に入り組んだ部材を一括して取り除いて、室内熱交換器を外部に簡単に露出させることができ、これによって室内熱交換器の洗浄作業を容易に行うことができる。

また、フィルタやその周辺部材の交換、修理といったメンテナンスも、フィルタユニットを本体ユニットから取り外すだけで簡単に行うことができる。しかも、元の状態への復帰作業も、フィルタユニットを本体ユニットへ取り付けるだけで簡単に行うことができる。さらに、フィルタユニットを本体ユニットのフレームに固定しているため、フィルタユニットの取付精度や取付強度の向上も図ることができる。また、フィルタユニットを本体ユニットから取り外して、機能の異なる他のフィルタユニットを本体ユニットに取り付けることで、本体ユニットを共有化しながら空気調和機の機種変更を容易に行うことができる。

さらにまた、フィルタユニットの上部の係合爪を本体ユニットの上部に係合させることで、フィルタユニットを本体ユニットに仮止めした状態で、フィルタユニットの下部の固定作業や取り外し作業を行うことができ、フィルタユニットの着脱に際しての作業性を向上することができる。

さらに、フィルタユニットに外装ケースを着脱可能に取り付けたり、この外装ケースに清掃ユニットを着脱可能に取り付けることで、組立性をさらに向上して、各部材の修理や交換といったメンテナンスの一層の効率化を図ることができる。また、フィルタユニットに外装ケースを取り付けることで、外装ケースの変形を抑えることも可能となる。

次に、この発明の空気調和機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は空気調和機の全体の分解斜視図、図２は同じくその縦断面図である。空気調和機は、本体ユニット１０と、フィルタユニット２０と、外装ケース５０と、清掃ユニット７０とを有している。

上記本体ユニット１０は、底フレーム１１を有し、この底フレーム１１に室内熱交換器１２、送風ファン（クロスフローファン）１３、電装品箱１４等が装着されたもので、室内空気を吸い込んで冷房、暖房、除湿等の空調運転を行うようになっており、底フレーム１１の下面には吸い込んだ調節後の空気を、室内へと返流させるための空気吹出口１５が形成されている。

上記フィルタユニット２０は、エアフィルタ２１、２１と、エアフィルタ２１、２１を移動させる移動手段３０・・と、エアフィルタ２１、２１を移動経路に沿って案内するガイド手段４０とを一体的に備え付けることによって構成されている。

まず、ガイド手段４０について説明すると、このガイド手段４０は、エアフィルタ２１、２１の移動経路を構成する左右一対のガイドフレーム２２ａ、２２ｂを有し、各ガイドフレーム２２（以下、左右を特に区別しない場合には、ガイドフレームを符号２２で示す）にそれぞれエアフィルタ２１が移動可能に支持されている。

ガイドフレーム２２は、図３に示すように、下部に位置する本体部２３と、本体部２３から斜め上方に延びるアーム部２４とを有している。本体部２３には、後述するフィルタ２１の移動手段３０、３０が装着され、また、上記アーム部２４は、その内側に溝状ガイド２５（図２参照）が形成されたものであって、通常の使用時には所定位置にフィルタ２１を保持し、フィルタ２１が移動する際にはその両側部をガイドする機能を有している。

そして、各本体部２３における移動手段３０、３０の前面側は、可動ガイド４１となっている。この可動ガイド４１は、その上端部がラッチ機構を介して横軸４２周りに回転自在に支持されて、その下端部が前方へ向けて開放可能となっている。すなわち、可動ガイド４１は、移動経路を構成する閉状態（図３及び図５参照）と、移動経路を開放してエアフィルタ２１の着脱を可能とする開状態（図４及び図６参照）との間で切換可能とされている。

エアフィルタ２１は、図８に示すように、格子状の枠体２１ａにメッシュ２１ｂを張り合わせてなり、全体的に可撓性を有している。枠体２１ａの縦方向に沿った両端部には、その裏面側において複数の突起３５・・が縦方向に同一ピッチで突設されている。

移動手段３０は、図５及び図９に示しているように、エアフィルタ２１の移動方向に間隔をあけて配置された上下一対の歯付ベルト用プーリ３１、３２と、下側プーリ３１を回転駆動するための駆動モータ２６（図３参照）と、両プーリ３１、３２間に巻設された環状の歯付ベルト３３とを有している。そして、下側プーリ３１がモータ２６によって回転駆動されることで、上側プーリ３２が従動回転し、環状ベルト３３が回転するようになっている。このような移動手段３０は、各フレーム２２において、左右一対のものとして、２個ずつ配置されている。

環状ベルト３３には、図９に示しているように、その全周にわたって、所定の間隔（等ピッチ）で、嵌合孔３４・・が形成されている。そして、エアフィルタ２１の突起３５・・を環状ベルト３３の嵌合孔３４・・に嵌入させることで、エアフィルタ２１が環状ベルト３３に係合され、エアフィルタ２１の突起３５・・を環状ベルト３３の嵌合孔３４・・から抜き出すことで、エアフィルタ２１の環状ベルト３３への係合が解除されるようになっている。

この場合、初期位置（通常の使用位置）として、フィルタ２１の下端部が下側プーリ３１の近傍に位置するように取り付けるものとする。そして、この状態では、図５に示すように、フィルタ２１の上側は、その両側から、フレーム２２のアーム部２４にガイドされ、支持されている。また、フィルタ２１の下側は、その前面側から可動ガイド４１の裏面によってガイドされ、支持されている。そして、フィルタ２１は、従来の空気調和機と同様に、室内熱交換器１２の風上側のほぼ全域を覆って、空気中に浮遊する塵埃によって室内熱交換器１２が汚染されるのを防止している。

このようにして構成されているフィルタユニット２０は、図２に示すように、ガイドフレーム２２ａ、２２ｂのアーム部２４、２４の上端部に横方向に適宜間隔をあけて設けた係合爪２８・・を、本体ユニット１０の底フレーム１１の上端部に係止するとともに、本体部２３、２３の下端部に突設された取付片２９、２９を、本体ユニット１０の底フレーム１１の吹出口１５の近傍にビス１６・・によって固定することで、本体ユニット１０の室内熱交換器１２の前面側及び上面側を覆うようにして、本体ユニット１０の底フレーム１１に着脱可能に取り付けられている。このため、フィルタユニット２０を本体ユニット１０から取り外して、代わりに例えばフィルタのみ或いはフィルタと消臭機能を備え付けた他のフィルタユニットを取り付けることで、自動清掃機能を持たない空気調和機への機種変更が可能となり、本体ユニット１０を共有化しながら、低コストで複数機種への対応が可能となる。

上記外装ケース５０は、本体ユニット１０及びフィルタユニット２０を外側から覆うようにして、フィルタユニット２０に着脱可能に取り付けられている。この外装ケース５０は、その前面側に開閉可能な前面パネル６０を備えており、この前面パネル６０の裏面側に、フィルタユニット２０の可動ガイド４１、４１が配置されている。従って、外装ケース５０全体を取り外さなくても、前面パネル６０のみを開放若しくは取り外すことで、可動ガイド４１、４１が露出して開閉操作が可能となり、エアフィルタ２１、２１の着脱を行うことができるようになっている。

上記清掃ユニット７０は、エアフィルタ２１、２１から除去した塵埃を収容するダストボックス７１と、このダストボックス７１内に配されて、エアフィルタ２１に付着した塵埃を掻き取る回転ブラシ７２とを一体的に備え付けることによって構成されている。ダストボックス７１は、図２に示すように、その塵埃取入口７６を移動手段３０・・の下方において開放させ、且つ、前面パネル６０と空気吹出口１５との間において空気調和機の外表面に露出した状態で、外装ケース５０の下部に着脱可能に取り付けられている。なお、回転ブラシ７２は、図示しない駆動モータ等の駆動手段によって回転駆動されるようになっている。

上記空気調和機においては、フィルタ２１を図２及び図５に示す通常位置に位置させて空調運転を行う。そして、運転終了時あるいは所定時間運転を行った後の運転終了時等に、フィルタ２１の自動清掃作業を行う。以下、この手順について、図５及び図７を参照しながら説明する。なお、説明の便宜上、図５の状態（通常運転時の状態）においてフィルタ２１の下側部分を巻取り始端部と呼び、フィルタ２１の上側先端部分を巻取り終端部と呼ぶ。まず、図５の状態から、各モータ２６を駆動し、環状ベルト３３を移動させると共に、清掃ユニット７０の回転ブラシ７２を回転駆動する。そうすると、ベルト３３と共に、フィルタ２１は下降し、巻取り始端部は下側プーリ３１の周囲を通って裏面側（空気流通方向の後側）を上昇していく。この際、回転ブラシ７２は、下側プーリ３１とは逆方向に回転し、フィルタ２１表面の塵埃を掻き落とす。またこのとき、フィルタ２１の中途部分では、突起３５・・が順次、ベルト３３の嵌合孔３４・・に嵌合していく。そして、図７のように、巻取り終端部が回転ブラシ７２に接触し、この部分の清掃が完了すると、環状ベルト３３の移動、及び回転ブラシ７２の回転駆動を停止し、往路の清掃作業を終了する。

次に、復路の清掃作業を行うが、この際には、環状ベルト３３の移動方向、及び回転ブラシ７２の回転方向を上記往路とは逆にする。この場合、環状ベルト３３の移動によって、フィルタ２１の巻取り終端部が上昇して、環状ベルト３３から離脱する。これは、環状ベルト３３は、上側プーリ３２によって、裏面側へと湾曲していくが、フィルタ２１は、それ自体の剛性によって、直立状態を維持しようとするので、両者の間隔が次第に広がり、そして、フィルタ２１が、図５に示す通常使用位置にまで復帰したときに復路の清掃作業を完了する。

このような自動清掃作業によって掻き落とされた塵埃は、塵埃取入口７６からダストボックス７１内に落下して、ダストボックス７１内に収容される。ダストボックス７１内の塵埃が溜まってくると、本体側すなわち外装ケース５０からダストボックス７１を取り外して、ダストボックス７１内の塵埃を捨てるようにしている。なお、このダストボックス７１の着脱は、ダストボックス７１が前面パネル６０と空気吹出口１５との間において空気調和機の外表面に露出した状態で取り付けられているので、前面パネル６０を開放したり、取り外したりすることなく、つまり閉じた状態（通常の状態）の前面パネル６０に干渉することなく行うことができる。

長期使用等によって、室内熱交換器１２の洗浄、フィルタ２１、２１やその周辺部材の交換、修理といったメンテナンスを要する場合には、フィルタユニット２０を本体ユニット１０から取り外す。

この取り外しに際しては、まず外装ケース５０をフィルタユニット２０から取り外してから、フィルタユニット２０の取付片２９を固定しているビス１６・・を取り外す。このとき、ビス１６・・を取り外しても、フィルタユニット２０の上部の係合爪２８・・が本体ユニット１０の上部に係合して、フィルタユニット２０が仮止め状態となっているので、フィルタユニット２０が本体ユニット１０から脱落することがなく、安全性を確保することができる。そして、ビス１６・・を取り外した後、フィルタユニット２０の係合爪２８・・を本体ユニット１０から外すことで、フィルタユニット２０を取り外すことができる。なお、フィルタユニット２０の本体ユニット１０への取り付けに際しては、フィルタユニット２０の係合爪２８・・を本体ユニット１０に係合して仮止めした状態で、フィルタユニット２０の取付片２９を本体ユニット１０へビス１６・・止めすれば良い。

このようにして室内熱交換器１２の前面側及び上面側を覆うフィルタユニット２０を本体ユニット１０から取り外すことで、室内熱交換器１２が外部に露出することになり、これによって室内熱交換器１２の洗浄作業を容易に行うことができ、フィルタユニット２０の修理や交換といったメンテナンスも容易に行うことができる。

また、図４及び図６に示すように、取り外したフィルタユニット２０の可動ガイド４１、４１を開状態として、フィルタ２１、２１の移動経路を開放すれば、フィルタ２１、２１の巻取り始端部側の突起３５・・を環状ベルト３３の嵌合孔３４・・から抜き出しながら、フィルタ２１、２１を下方へ引き出すだけで、フィルタ２１、２１を簡単に取り外して、フィルタ２１、２１の交換若しくは清掃を行うことができる。このとき、可動ガイド４１、４１には、ラッチ機構が備え付けられているので、開状態に維持することができ、フィルタ２１、２１の抜き出しを可動ガイド４１、４１に干渉することなく容易に行うことができる。なお、フィルタ２１、２１の取り付けに際しては、可動ガイド４１、４１を開状態にして移動経路を開放した状態で、フィルタ２１、２１の巻取り終端部をアーム部２４へ送り込みながら、フィルタ２１、２１の巻取り始端部側の突起３５・・を環状ベルト３３の嵌合孔３４・・へ順次嵌入させるようにすれば良い。

このようなフィルタ２１、２１の取り外しは、フィルタユニット２０を本体ユニット１０から取り外さなくても、上述したように前面パネル６０を開放若しくは取り外して、その後面側の可動ガイド４１、４１を外部に露出させて開放することによっても行うことができる。従って、室内熱交換器１２の洗浄を行わずに、フィルタ２１、２１の交換や清掃のみを行う場合には、フィルタユニット２０を取り外す必要はない。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

例えば、この発明の空気調和機は、室内空気を吸い込んで、冷房、暖房、除湿を行うものだけに限らず、室内空気中に含まれる塵埃を捕捉する空気清浄機能のみを有するものであっても良い。

また、フィルタを移動させる移動手段としては、上述した上下のプーリと環状ベルトを使用したものだけに限らず、例えばフィルタに形成したラックをピニオンに噛み合わせて、このピニオンの回転駆動によってフィルタをフィルタユニットの前面側から後面側へ反転させるように移送する構造のものであっても良い。

さらに、フィルタユニットの本体ユニットへの取り付けは、ビスを用いることなくすべて係合爪を用いて取り付けるようにしても良く、また係合爪を用いることなくすべてビス等の固定具を用いて取り付けるようにしても良い。

この発明の一実施形態に係る空気調和機の分解斜視図である。 同じくその縦断面図である。 フィルタユニットの斜視図である。 同じくその可動ガイドの開状態を示す図である。 フィルタユニットの縦断面図である。 同じくその可動ガイドの開状態を示す図である。 同じくそのフィルタの自動清掃作業中の状態を示す図である。 エアフィルタの斜視図である。 エアフィルタの環状ベルトへの係合状態を示す斜視図である。

符号の説明

１０・・本体ユニット、１１・・フレーム(底フレーム)、１２・・室内熱交換器、２０・・フィルタユニット、２１・・エアフィルタ、２８・・係合爪、３０・・移動手段、４０・・ガイド手段、５０・・外装ケース、７０・・清掃ユニット

Claims (3)

1. エアフィルタ（２１）（２１）に付着した塵埃を除去するフィルタ自動清掃機能を備えた空気調和機であって、室内熱交換器（１２）を備え付けた本体ユニット（１０）と、上記熱交換器（１２）の少なくとも前面側を覆う上記エアフィルタ（２１）（２１）を備え付けたフィルタユニット（２０）とを備え、上記フィルタユニット（２０）は、複数のガイドフレーム（２２）を並設してなり、各ガイドフレーム（２２）は、エアフィルタ（２１）を移動させる移動手段（３０）が装着された本体部（２３）と、本体部（２３）から延設され、エアフィルタ（２１）の両側部を移動経路に沿ってガイドする機能を有する一対のアーム部（２４）とからなり、上記ガイドフレーム（２２）は上部に係合爪（２８）を有し、この係合爪（２８）を上記本体ユニット（１０）のフレーム（１１）の上部に係合させることでガイドフレーム（２２）を本体ユニット（１０）からの脱落防止状態で仮止めするとともに、ガイドフレーム（２２）の下部を上記本体ユニット（１０）のフレーム（１１）の下部に固定することで、上記フィルタユニット（２０）を本体ユニット（１０）に着脱可能に取り付けていることを特徴とする空気調和機。
2. 上記フィルタユニット（２０）に、外装ケース（５０）が着脱可能に取り付けられている請求項１に記載の空気調和機。
3. 上記外装ケース（５０）に、上記エアフィルタ（２１）（２１）から塵埃を除去するための清掃ユニット（７０）が着脱可能に取り付けられている請求項２に記載の空気調和機。