JP4175411B2 - 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供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。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、上記いずれの従来例においても、フィルタとしては、室内機の全幅を覆うような広い幅を有する1枚のフィルタが使用されている。周知のように、空気調和機に使用されているエアフィルタは、合成樹脂製で縦横に延びる枠体のネットを張設した構造を有するもので、一体成形されている。従って、寸法が大きくなるほど高価なものになる。このような不都合を解消するため、幅の狭い帯状の複数枚のフィルタを並設して使用することが考えられる。この場合、清掃作業のためには、各フィルタを移動させる必要があるが、全てのフィルタを移動させるのに共用の移動手段を使用するのでは、動作確実性を得難いため、フィルタ毎に移送手段を設けるのが好ましい。ただ、その反面、このような態様で帯状フィルタを用いる場合には、機器の大型化を抑制するため、移送手段、駆動源の配置に工夫が不可欠である。

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、エアフィルタの自動清掃機能を供えた空気調和機において、複数の帯状フィルタを用いながらも、コンパクトに構成することが可能な空気調和機を提供することにある。

そこで請求項１の空気調和機は、吸い込んだ室内空気をフィルタ２１を通過させた後、調節して室内へと返流させる空気調和機において、帯状のフィルタ２１と、フィルタ２１を移送する移送手段３０とを装着した枠ユニット２２を複数個連結してフィルタユニット２０を構成し、各枠ユニット２２は、フィルタ２１の移送手段３０が装着された本体部２３と、本体部２３から延設されると共にフィルタ２１の両側部をガイドする一対のガイドフレーム２４とを有し、いずれか特定の枠ユニット２２の側に各枠ユニット２２の移送手段３０を駆動するための駆動手段２６、２７を配置し、上記駆動手段２６、２７の動力を、特定の枠ユニット２２の移送手段３０と他の枠ユニット２２ｂの移送手段３０とにそれぞれ伝達する伝達手段を設けたことを特徴とする

請求項２の空気調和機は、上記駆動手段２６、２７は、最も電装品箱１４に近接して配置された枠ユニット２２ａにおいて、最も電装品箱１４に近接する側部に取り付けられていることを特徴としている。

請求項３の空気調和機は、上記フィルタユニット２０を本体側の底フレーム１１に取り付けていることを特徴としている。

請求項１の空気調和機では、特定の枠ユニット２２ａの側に駆動手段２６、２７を配置し、駆動手段２６の動力を他の枠ユニット２２ｂに伝達する伝達手段３８ａを設けたので、駆動手段２６、２７の配置スペースを共用化でき、そのため機器をコンパクトに構成可能である。また、各フィルタ２１に対して、移送手段３０を設けているので、確実な清掃動作が行えることになる。しかも、枠ユニット２２を並設した構造がフィルタユニット２０として一体のものとして取り扱えるので、組立、メンテナンス等の作業性が向上する。

請求項２の空気調和機では、電装品箱１４に最も近い位置に駆動手段２６、２７を配置したので、ハーネス処理が簡略化される。また、この場合に、集中コネクタを用いれば、組立、メンテナンス等の作業性が向上する。

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であり、図２は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、前面グリル５０と、前面パネル６０と、ダストボックス７０とを有している。本体ユニット１０は、図２に示すように、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（図１参照）等が装着されたもので、室内空気を吸い込んで、冷房、暖房、調湿等の空調運転を行うようになっている。上記フィルタユニット２０は、エアフィルタ２１を備え、このフィルタ２１を室内熱交換器１２の前面側（風上側）に配置することによって、空気中に浮遊する塵埃が室内熱交換器１２を汚染するのを防止する。また、このフィルタユニット２０は、フィルタ２１に付着した塵埃を除去する清掃を行うため、フィルタ２１を下方に移動させる移送手段としての巻取り機構３０を有している。巻取り機構３０については、後述する。上記ダストボックス７０は、フィルタ２１の清掃を行う機能を有するものである。そして、上記本体ユニット１０の底フレーム１１に、フィルタユニット２０が取り付けられ、フィルタユニット２０には、フィルタユニット２０を覆うように、前面グリル５０が取り付けられている。前面グリル５０には、その前面を開閉自在に覆う前面パネル６０が取り付けられている。また、前面グリル５０の下部には、ダストボックス７０が取り付けられるが、このダストボックス７０は、前面パネル６０の下部において、本体ユニット１０の吹出口１５の上部位置に取り付けられている。このダストボックス７０は、前面パネル６０を閉じた状態のままで、前面パネル６０とは干渉することなく、外部から着脱可能な状態で取り付けられている。

上記フィルタユニット２０は、図１のように、左右一対の枠ユニット２２ａ、２２ｂを有し、各枠ユニット２２（以下、左右を特に区別しない場合には、枠ユニットを符号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。正面から見て右側、つまり電装品箱１４に最も近い位置に位置する枠ユニット２２ａの詳細を、図３に示している。枠ユニット２２は、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ガイドアーム２４とを有している。本体部２３には、後述するフィルタ２１の巻取り機構３０が装着され、また、上記ガイドフレーム２４は、その内側に溝状のガイド部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。上記本体部２３の向かって右側方、つまり電装品箱１４に最も近い位置に位置する右側部には、上下一対のモータ２６、２７が取り付けられている。これら各モータ２６、２７はいずれも巻取り機構（移送手段）３０の駆動手段となるもので、下側のモータ２６は、図示した右側枠ユニット２２ａのフィルタ２１を駆動し、上側のモータ２７は、図１に示す左側の枠ユニット２２ｂのフィルタ２１を駆動するためのものである。なお図示しないが、各モータ２６、２７へのハーネスは、電装品箱１４から引出され、集中コネクタによって接続されている。上側のモータ２７から左側フィルタ２１を駆動するための動力伝達経路については、後述する。なお、図３に示すように、各枠ユニット２２においては、本体部２３の前面側は、扉部４１となされており、その上部を支点として、その下部が前後方向に回動可能となっている。

図２に示すように、枠ユニット２２の本体部２３には、フィルタ２１を移動させるための巻取り機構３０が取り付けられている。巻取り機構３０は、図２及び図４に示しているように、上下一対の歯付ベルト用プーリ３１、３２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。上記両プーリ３１、３２は、その回転軸が水平方向、すなわちフィルタ２１の移動方向とは直交し、かつフィルタ平面に沿う方向に延びるように、かつ所定の間隔を置いて、互いに平行に配置されている。この結果、巻取り機構３０においては、フィルタ２１の移動方向の寸法がフィルタ２１の厚さ方向の寸法よりも大きくなる巻取部が形成されることになる。フィルタ２１の移動方向とは、図においては、上下方向（フィルタ２１の前面の移動方向）であり、空気流れをもとにいえば、空気流通方向と直交する方向であって、フィルタ２１の移動経路に沿う方向のことである。また、フィルタ２１の厚さ方向とは、図においては、左右方向であり、空気流通方向のことである。そして、このような巻取り機構３０は、各枠ユニット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。上記環状ベルト３３には、図４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、取付部としての嵌合孔３４が形成されている。

図５に示すように、エアフィルタ２１は帯状のものであって、その裏面側において、両側部の枠体２１ａに、上記嵌合孔３４に嵌入する突起３５が、嵌合孔３４と同一ピッチで突設されている。そして、フィルタ２１が環状ベルト３３に対して、突起３５を嵌合孔３４に嵌入させて取り付けられる。この場合、図２、及び図６に示すように、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、フィルタ２１の上側は、その両側から、枠ユニット２２のガイドフレーム２４のガイド部２５にガイドされ、支持されている。また、フィルタ２１の下側は、その前面側から扉部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うようになっている。

上記一対のプーリ３１、３２と環状ベルト３３とによって、巻取り機構３０が構成され、また、モータ２６によって駆動手段が構成されるが、ここで留意する点は、巻取り機構３０において形成される巻取部の長さ、すなわち環状ベルト３３の周長を、フィルタ２１の全長よりもやや長くしてあることである。これは、フィルタ２１の全長を環状ベルト３３に巻き取る際に、重なり部分を生じることなく巻取るためである。

また、上記上側プーリ３２の上方には、ガイド部材４２が配設されている。ガイド部材４２は、支軸４３の周りに回動可能に枢支されたものであって、支軸４３の近傍に配置された弾性部材４４によって、その先端部が下方へと付勢されている。すなわち、通常の状態では、ガイド部材４２の先端部が上側プーリ３２の上部に位置する環状ベルト３３の表面に摺接している。なお、上記したモータ２６、２７の配置、および以下に説明する各モータ２６、２７の動力伝達経路以外の構成、例えば、フィルタ２１、巻取り機構３０の構造、配置等は、上記左右の枠ユニット２２で同一である。

上記した右側の枠ユニット２２ａにおいては、図２に示す下側のモータ２６によって下側プーリ３１が回転駆動される。次に、この動力伝達経路、及び左側枠ユニット２２ｂにおいて、左側フィルタ２１を駆動するための動力伝達経路について説明する。その概略構成を、図８〜図１０に示している。図８、及び図９に示すように、下側モータ２６の出力軸４０は、右側枠ユニット２２ａの２個のギアから成るギア群３６を介して、右側枠ユニット２２ａの下側プーリ３１を回転駆動する。図８に示すように、上側モータ２７の出力軸３８に連結された伝達軸３８ａは、右側枠ユニット２２ａを貫通して左方へと延びて、その先端が右側枠ユニット２２ａの左側に突出する。そして、図１０に示すように、４個のギアから成るギア群３７を介して、左側枠ユニット２２ｂの下側プーリ３１を回転駆動する。また、図８に示すように、各枠ユニット２２ａ、２２ｂにおいて、上側プーリ３２同士は、連動軸３９によって連動連結されており、下側プーリ３２のうちの１個が回転駆動されると、環状ベルト３３、連動軸３９を介して、全てのプーリ３１、３２が同期して回転する。

そして、上記のように、エアフィルタ２１と巻取り機構（移送手段）３０とを内蔵した左右一対の枠ユニット２２ａ、２２ｂを連結すると共に、右側の枠ユニット２２ａに駆動手段としてのモータ２６、２７を付設し、連動機構（下側モータ２６の出力軸４０、ギア群３６、連動軸３９、及び上側モータの出力軸３８、伝達軸３８ａ、ギア群３７、連動軸３９）を介して各巻取り機構３０を駆動可能にすることによって、フィルタユニット２０が構成される。そして、図２に示すように、フィルタユニット２０は、底フレーム１１に対して取り付けられている。各枠ユニット２２の先端部に設けた係合爪片２８が、底フレーム１１の上端部に係止され、また各枠フィルタ２２の下部に突設された取付片２９が底フレーム１１の吹出口１５の近傍にビス止め固定されている。

上記フィルタユニット２０に対して、前面グリル５０が取り付けられ、さらに前面グリル５０の下部位置であって、吹出口１５の上部位置に、ダストボックス７０が取り付けられる。このダストボックス７０について説明する。このダストボックス７０は、フィルタ２０に付着した塵埃を除去する機能を有し、清掃手段を構成するものである。図２に示しているように、フィルタユニット２０の下部の位置においては、各枠ユニット２２はその下部位置（すなわち、下側プーリ３１と対応する位置）が開放されており、この位置に移動してくるエアフィルタ２１の表面を清掃するようになっている。そのため、ダストボックス７０には、回転ブラシ７１が配設されており、この回転ブラシ７１がフィルタユニット２０の下側から、この部分に移動してくるフィルタ２１に押圧接触する。そして、清掃時においては、図示しないモータ等の駆動手段によって回転駆動される。

上記空気調和機においては、フィルタ２１を図２、及び図６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に付着している塵埃の除去作業を行う。以下、この手順について、図６、及び図７を参照しながら説明する。なお、説明の便宜上、図６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６の状態から、各モータ２６、２７を駆動し、環状ベルト３３を移動させると共に、ダストボックス７０の回転ブラシ７１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７１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に中途部分では、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、巻取り始端部がガイド部材４２の位置に達する前に、巻取り終端部が環状ベルト３３に捲き付けられる。そして、巻取り始端部がガイド部材４２の位置に達すると、弾性部材４４の押圧力に抗してガイド部材４２を押し上げ、その下側を通過し、次いで、ベルト３３と共に下降する。この状態では、ガイド部材４２は、フィルタ２１の表面に押圧接触している。そして、図７のように、巻取り終端部が回転ブラシ７１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７１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７１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、巻取り始端部がガイド部材４２の位置を通過し、ガイド部材は弾性部材４４の弾性力によって、ベルト３３の表面に押圧接触する状態となる。次いで、巻取り終端部が、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、この結果、フィルタ２１の突起３５が嵌合孔３４から離脱していくことによる。このとき、巻取り終端部の環状ベルト３３からの完全な離脱が行われず、巻取り終端部が環状ベルト３３の湾曲に追従しようとしても、環状ベルト３３の表面にはガイド部材４２が押圧接触しているから、巻取り終端部には、ガイド部材４２から、これをベルト３３から引き剥がす方向への引き剥がし力が作用し、これにより、巻取り終端部は、確実に環状ベルトから離脱する。そして、フィルタ２１が、図６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。

上記実施形態の空気調和機によれば、右側の枠ユニット２２ａに２個のモータ２６、２７を取り付け、上側モータ２６の動力を、右側枠ユニット２２ａの内部を通って左側の枠ユニット２２ｂに伝達する伝達軸（伝達手段）３８ａを設けたので、２個のモータ２６、２７の配置スペースを共用化でき、そのため機器をコンパクトに構成可能である。また、各フィルタ２１に対して、巻取り機構３０を設けているので、確実な清掃動作が行えることになる。また、電装品箱１４に最も近い位置に２個のモータ２６、２７を配置したので、ハーネス処理が簡略化される。また、この場合に、集中コネクタを用いれば、組立、メンテナンス等の作業性が向上する。しかも、枠ユニット２２を並設した構造がフィルタユニット２０として一体のものとして取り扱えるので、組立、メンテナンス等の作業性が向上する。

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、上記実施形態では、２個の枠ユニット２２を並設した例を示しているが、枠ユニット２２の個数は２個に限らず、それ以上でもよい。また、移送手段として、一対のプーリ３１、３２と環状ベルト３３とで構成した巻取り機構３０を用いているが、従来同様の巻取り方式やループ方式を使用することもできる。さらに、空気調和機として、冷房、暖房、調湿を行うものについて説明しているが、空気清浄を行うものもこの発明の対象である。

この発明の空気調和機の全体構成を示す分解斜視図である。 上記空気調和機の縦断面図である。 上記空気調和機の枠ユニットの斜視図である。 上記空気調和機におけるフィルタの環状ベルトへの取り付け状態を示す斜視図である。 上記エアフィルタの斜視図である。 上記空気調和機の巻取り機構を示す縦断面図である。 上記空気調和機の巻取り機構における巻終わり状態を示す縦断面図である。 上記空気調和機の駆動手段の動力伝達機構を説明するための概略図である。 上記動力伝達機構における右側枠ユニットでの伝達経路の概略図である。 上記動力伝達機構における左側枠ユニットでの伝達経路の概略図である。

符号の説明

２１・・フィルタ、２６、２７・・モータ（駆動手段）、３０・・巻取り機構、３１、３２・・プーリ、３３・・環状ベルト、３４・・嵌合孔、３５・・突起、４２・・ガイド部材、４４・・弾性部材

Claims (3)

1. 吸い込んだ室内空気をフィルタ（２１）を通過させた後、調節して室内へと返流させる空気調和機において、帯状のフィルタ（２１）と、フィルタ（２１）を移送する移送手段（３０）とを装着した枠ユニット（２２）を複数個連結してフィルタユニット（２０）を構成し、各枠ユニット（２２）は、フィルタ（２１）の移送手段（３０）が装着された本体部（２３）と、本体部（２３）から延設されると共にフィルタ（２１）の両側部をガイドする一対のガイドフレーム（２４）とを有し、いずれか特定の枠ユニット（２２）の側に各枠ユニット（２２）の移送手段（３０）を駆動するための駆動手段（２６）（２７）を配置し、上記駆動手段（２６）（２７）の動力を、特定の枠ユニット（２２）の移送手段（３０）と他の枠ユニット（２２ｂ）の移送手段（３０）とにそれぞれ伝達する伝達手段を設けたことを特徴とする空気調和機。
2. 上記駆動手段（２６）（２７）は、最も電装品箱（１４）に近接して配置された枠ユニット（２２ａ）において、最も電装品箱（１４）に近接する側部に取り付けられていることを特徴とする請求項１の空気調和機。
3. 上記フィルタユニット（２０）を本体側の底フレーム（１１）に取り付けていることを特徴とする請求項１又は請求項２の空気調和機。