JP4563877B2 - 空気調和機 - Google Patents

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Description

本発明は、汚れたフィルタを自動的に清掃するフィルタ清掃機能を備えた空気調和機に関し、さらに詳しく言えば、フィルタに付着した埃を確実に除去するとともに、除去した埃を簡単に回収できる空気調和機に関する。
現在の空気調和機(室内ユニット)には、空気吸入口から内部にゴミが流入するのを防止するため防塵用のフィルタが取り付けられている。一般に、このフィルタは、着脱可能に取り付けられており、時期を見て使用者がフィルタを取り外して洗い、洗浄後再び使用者の手によって室内ユニット内に戻されていた。
通常、空気調和機は部屋の高所に設置されているため、高齢者や女性にとっては、フィルターの着脱に困難を極める。したがって、フィルターの清掃作業が敬遠されやすいという問題があった。
フィルタに埃が堆積したままの状態で放置しておくと、空気の流量が減り、熱交換効率が落ちるばかりでなく、埃にカビなどが発生して、アレルギー症状の原因となる悪臭やハウスダストを誘引するおそれもある。
そこで、例えば特開2001−99479号公報には、ロール状の循環式フィルタを用い、その循環系路上に除塵装置を設けてフィルタ上に付着した塵埃を除去するようにしたものも開示されてはいるが、これには次のような問題があった。
すなわち、まず第1に、フィルタを取り外すことができないため、フィルタを洗ったりすることができず、完全に清掃することができない。仮に、フィルタを取り外すことができても、再び取り付ける際にフィルタを傷つけてしまうおそれがある。
第2に、除塵装置の上面が常に開放されているため、回収箱内が塵埃で一杯になった場合、フィルタの巻き上げ時に回収箱内にある塵埃を回収箱外に掻き出してしまうおそれがあった。
とりわけ最近出始めた壁面と天井の角部付近に取り付けられるシーリングウォールタイプの空気調和機(室内ユニット)は、空気吸入口が天井方向を向いて開口されているため、フィルタに塵埃が堆積しやすく、まめにフィルタを清掃することが要求される。
そこで、本発明の課題は、フィルタに付着したゴミを確実に除去できるとともに、除去したゴミを簡単に回収できるフィルタ清掃機能を有する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、本発明は、請求項1に記載されているように、空気吸込口と空気吹出口を備える本体キャビネット内に送風ファンが収納されているとともに、上記空気吸込口と上記送風ファンとの間に除塵用のフィルタが配置されている空気調和機において、上記本体キャビネット内に、上記フィルタを移動させるスライド手段と、上記フィルタに付着した塵埃を清掃するフィルタ清掃部とを含み、上記スライド手段が、上記本体キャビネット側に設けられた出力歯車を含むモータと、上記出力歯車とかみ合うように上記フィルタの網部を保持する枠部に設けられたラック部とからなり、上記出力歯車は上記フィルタの風下側に配置されており、上記出力歯車と対向する位置に、上記ラック部を上記出力歯車とかみ合うよう押さえる押さえ部が設けられているとともに、上記ラック部は上記フィルタの幅方向中央に配置された一条のラック歯からなることを特徴としている。
本発明には、請求項2に記載のように、上記フィルタ清掃部は上記本体キャビネットに対して着脱可能であり、上記押さえ部が上記フィルタ清掃部に一体に設けられている態様と、請求項3に記載のように、上記スライド手段は上記フィルタを往復動させる態様とが含まれる。
本発明によれば、空気吸込口と送風ファンとの間に除塵用のフィルタが配置されている空気調和機において、本体キャビネット内に、フィルタを移動させるスライド手段と、フィルタに付着した塵埃を清掃するフィルタ清掃部とを設けるとともに、スライド手段として、キャビネット側に設けられた出力歯車を含むモータと、その出力歯車とかみ合うようにフィルタの網部を保持する枠部に設けられたラック部とからなる機構を採用したことにより、フィルタを本体キャビネットから取り外すことなく、フィルタに付着したゴミを確実に除去でき、また、スライド手段の構成も簡単であることからコスト的にも有利である。
また、出力歯車と対向する位置に、ラック部が出力歯車にかみ合うよう押さえる押さえ部が設けられていることにより、確実にフィルタを移動させることができる。また、フィルタ清掃部を本体キャビネットに対して着脱可能とすることにより、回収された埃を簡単に回収することができる。
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る空気調和機(室内ユニット)の断面図である。
この空気調和機の本体キャビネット1は、図示しない取付金具を介して壁面に据え付けられるベース11と、上面パネル12と、前面パネル13とを備えており、いずれも合成樹脂よりなる。本体キャビネット1内には送風ファンとしてのクロスフローファン2、熱交換器3および露受け4などが格納されている。
ベース11は背板110と、背板110の両側から前方に張り出すように形成された図示しない左右一対の側板とを有し、その側板間に熱交換器3が取り付けられている。
この実施形態において、熱交換器3はほぼΛ(ラムダ)型に組み合わせられた3つの熱交換ユニット31〜33を含み、クロスフローファン2上を覆うように配置されている。
ベース11には、背面側熱交換ユニット32によって生成される結露水を受け止める露受け部111が形成されており、さらに背面下部には、各種配管や電線などを収納する収納溝112が形成されている。
ベース11の上端側には、上面パネル12が取り付けられる。上面パネル12は、その後端に突設されている図示しない係止爪を介してベース11に固定され、先端側が熱交換器3を覆うように前面パネル13先端までアーチ状に架け渡されている。
上面パネル12には、全面にわたって空気吸入口121が設けられている。図示されていないが、空気吸入口121には、グリルが桟状に成型されている。なお、桟部分を取り外し可能としてもよく、その形状は任意に選択可能である。
ベース11の下端側には、前面パネル13が取り付けられる。前面パネル13は、ベース11の両側板を覆うように形成された左右一対の側板を含み、後端側が図示しない係止爪を介してベース11に着脱可能に固定され、前端部側がベース11から上方に向けて湾曲する断面船底状に形成されている。
前面パネル13の中央には、クロスフローファン2からの空気を吹き出す空気吹出口131が設けられるが、空気吹出口131には、吹出量を制御するディフューザ132および吹出方向を制御する左右風向板133および上下風向板134が設けられている。
前面パネル13の前面には、フィルタ5が機外に引き出される際に開閉される開閉パネル14が一体的に設けられている。開閉パネル14は、上端側を中心に回転可能に軸支されており、フィルタ5の往方向移動時には、他端側がフィルタ5によって持ち上げられ、フィルタ5が機外に引き出される(図11参照)。
この開閉パネル14はまた、フィルタ清掃部7を本体キャビネット1から取り外す際のアプローチ手段としても用いられる。
上面パネル12の空気吸入口121と熱交換器3との間には、熱交換器3に向かう空気中に含まれる塵埃を除去するフィルタ5が設けられており、ベース11の側板には、フィルタ5を所定方向にスライド移動させるスライド手段6(駆動モータ6)と、フィルタ5に付着した塵埃を除去するフィルタ清掃部7とが設けられている。
図7(a)および(b)には、フィルタを前面側および背面側から見た状態の斜視図が示されている。フィルタ5は、所定の幅を持って枠状に形成されたフレーム51と、同フレーム51に囲まれ、網目が規則的に形成されたフィルタ部52とを備えている。フレーム51およびフィルタ部52は、合成樹脂の一体成型品からなる。
フィルタ5は、例えばポリプロピレンなどのベース樹脂からなるが、このベース樹脂に例えば導電性樹脂などの帯電防止材をさらに添加した方がより好ましい。すなわち、フィルタ5は、後述するナイロン製のブラシ73,74との摩擦によって帯電しやすいため、帯電による埃の吸着を防止するためである。なお、これ以外に防かび材や抗菌材をさらに添加してもよい。
フィルタ5の背面側には、ラック部53がスライド方向に沿って平行に設けられており、さらにフレーム51のスライド方向の両側端部にはレール部54,54が設けられている。
ラック部53は、所定ピッチにて形成された一条のラック歯からなり、後述するボトムカバー71の回転ギア75に噛合される。本発明において、ラック部52はフィルタ5中央に形成されている。
レール54,54は、フレーム51のスライド方向の両側端部から外側に向けて一体に突設された2本のレール片からなり、一端側(この実施形態では往方向の先端側)には、後述するフィルタ清掃部7の開閉レバー83a、83bを開レール面541または閉レール面542のいずれか一方に導くためのガイド部543が設けられている。
この実施形態において、ガイド部543は、レール片の一端側を斜めに切り起こした切り起こし片によって形成されており、この切り起こし片が開閉レバー83a、83bに当接する。
フィルタ5は、上面パネル12の両側壁に設けられたガイドレール(図示しない)に沿ってスライド可能に支持されており、先端側がフィルタ清掃部7内に差し込まれている。
図8には、フィルタ5の拡大図が示されている。本発明において、フィルタ5は、スライド方向に沿って平行な網目(縦目55)の高さHがスライド方向に対して直交する方向の網目(横目56)の高さhよりも高くなるように設定されている。
これによれば、フィルタ5面にスライド方向に沿って平行なフィルタ溝が表れることにより、フィルタ5をスライドさせた際に後述するフィルタ清掃部7に設置された清掃ブラシ73,74が網目間に入り込みやすく、網目間に付着した埃を確実に除去することができる。
次に、図2の拡大図を参照して駆動モータ6とフィルタ清掃部7について説明する。駆動モータ6は、取付部62を介してベース11の側面に固定されており、その出力軸には、後述するフィルタ清掃部7のボトムカバー71に設けられた回転ギア75に対して噛合される出力ギア61が取り付けられている。
この駆動モータ6は、図示しない制御・駆動手段によって制御・駆動され、例えばリモコン操作やタイマーによって駆動される。その具体的な駆動方法や回転順序などは任意である。
フィルタ清掃部7は、図3および図4に示すように、ボトムカバー71と、同ボトムカバー71に被せられるトップカバー72とからなり、一端側がヒンジ部70を介して固定され、他端側が開閉可能に設けられている。
ボトムカバー71は、一体成型された合成樹脂からなり、内部に塵埃を収納する収納スペース711を備える少なくともフィルタ5の幅よりも長い箱体に形成されている。ボトムカバー71内は、所定間隔をもって補強用のリブ712a〜712d(この実施形態では4枚)によって収納スペース711が仕切られている。
リブ712a〜712dのうち、リブ712b、712cは、ボトムカバー7の中央に平行に設けられ、リブ712b、712cの間に駆動モータ6に噛合する回転ギア75が回転可能に軸支されている。
回転ギア75は、図2に示すようにボトムカバー71の底面からその一部が露出しており、駆動モータ6の出力軸61に噛合される。
収納スペース711内には、フィルタ5の一方の面を清掃する第1清掃ブラシ73が設けられているが、この実施形態において第1清掃ブラシ73は所定間隔で植設されたブラシ線を多数有するストレートブラシからなり、フィルタ5に対して直角に接触するように設けられている。
この実施形態において、第1清掃ブラシ73はL字状の支持リブによって支持されているが、より好ましくは、図2に示すように支持リブとボトムカバー71との間に圧縮バネなどの押圧手段731を設けて、第1清掃ブラシ73が常にフィルタ5に接触するようにすることが好ましい。
トップカバー72は、ボトムカバー71の開口周縁に沿って嵌合可能な同じく少なくともフィルタ5の幅よりも長い箱体に成型された合成樹脂からなり、上記リブ712a〜712dに対向する位置に仕切り用のリブ722a〜722dが収納スペース721内に4カ所設けられている。
トップカバー72には、連結端側に回転軸723,723がそれぞれ設けられており、この回転軸723がボトムカバー71の軸受孔713,713によって軸支されることにより、開閉可能に支持される。
トップカバー72の収納スペース721内には、フィルタ5の他方の面を清掃する第2清掃ブラシ74が設けられているが、この実施形態において、第2清掃ブラシ74は、フィルタ5に対して直角に接触する直立ブラシ741と、フィルタ5に対して所定角度をもって斜め方向から接触する傾斜ブラシ742とを備えている。
これによれば、トップカバー72側のフィルタ面から掻き出された埃は、再びフィルタ5に付着してフィルタ清掃部7外に持ち出されやすいが、斜め方向に植設された傾斜ブラシ742がフィルタの目に差し込まれることでフィルタ5に再付着した埃を確実に掻き取ることができる。なお、上述した押圧手段731は第2清掃ブラシ74側に設けてもよい。
図5に示すように、ボトムカバー71には、トップカバー72を一体的に嵌合するための嵌合溝714が設けられており、これに対しトップカバー72には、嵌合溝714に対して嵌合する嵌合爪724が突設されている。これらが互いに嵌合することにより、ボトムカバー71とトップカバー72とは閉じた状態で保持される。
この実施形態において、ボトムカバー71とトップカバー72とは嵌合溝714および嵌合爪724とを互いに嵌合することによりロックされるが、これ以外の嵌合手段を採用してもよい。
ボトムカバー71とトップカバー72との両端部間には、フィルタ清掃部7内にフィルタ5を導入するためスリット状の導入口76,77が設けられており、一方の導入口76には、フィルタ5の往方向移動時に導入口76を開口させ、フィルタ5の復方向移動時に導入口76を閉じるように付勢されて、フィルタ清掃部7内に堆積した塵埃を清掃部外へ排出するのを防止するシャッタ8が設けられている。
図4に示すように、シャッタ8は互いに平行に配置された一対の回転軸81a,81bと、各回転軸81a、81bを中心に互いに離反および接近する方向に開閉する一対の可動スクレーパ82a、82bと、各回転軸81a、81bに取り付けられ、所定のスクレーパ開閉手段を介して可動スクレーパ82a、82bを開閉する開閉レバー83a、83bとを備えている。
一方の回転軸81aは、ボトムカバー71のリブ712a〜712dに設けられた軸受部714a〜714dに回転可能に軸支され、他方の回転軸82aは、トップカバー72のリブ722a〜722dに設けられた軸受部724a〜724dに回転可能に軸支されており、互いに相反する方向に回転する。
この実施形態において、各回転軸81a、81bの端部には、コイルバネ84a、84bが設けられており、このコイルバネ84a、84bを介して可動スクレーパ82a、82bが常に閉じる方向にバネ付勢されている。
可動スクレーパ82a、82bは、それぞれ回転軸81a、81bに沿ってL字状に一体的に立設されており、それらが互いに対称位置に設けられている。この実施形態において、可動スクレーパ82a、82bは、それぞれ上下1対として2カ所に、計4枚設けられている。
可動スクレーパ82a、82bの対向面には、閉口時に上記フィルタに接触してフィルタ上に付着した塵埃を拭き取る払拭部821が設けられている。この実施形態において、払拭部821は、微少なブラシ状の毛を多数有する起毛シートを貼着したものからなるが、これ以外にフェルトや不織布などを用いてもよい。
開閉レバー83a、83bは、一端側が回転軸81a、81bに一体的に固定され、他端側が回転軸81a、81bとは離反する方向にL字状に突設されており、その先端には、フィルタ5のレール部54に沿って移動するレバーアーム831が設けられている。
図4に示すように、一方の開閉レバー83aは、回転軸81aの左端部側に設けられ、他方の開閉レバー83bは回転軸81bの右端部側に設けられており、一方の開閉レバー83aのレバーアーム831が一方のレール54(図7(a)では右側)によって駆動され、他方の開閉レバー83bのレバーアーム831が他方のレール54(図7(a)では左側)によって駆動される。
この実施形態において、フィルタ清掃部7は合成樹脂の成型品からなるが、防かび材や抗菌材がさらに添加されていることがより好ましい。これによれば、フィルタ清掃部7内に収納された埃にカビなどが生えるのを効果的に防止でき、悪臭などの発生も予防できる。
次に、このフィルタ清掃部7の本体キャビネット1への取付方法について説明する。図6に示すように、フィルタ清掃部7のボトムカバー71側面には、本体キャビネット1に同フィルタ清掃部7を固定するための係止部715が設けられている。
係止部715は、ボトムカバー71の一部に設けられたU字状の弾性変形可能な弾性片からなり、その一部には前面パネル13側面に設けられた係止凹部135に係止される係止爪716が設けられている。
これに対し、前面パネル13の両側面には、フィルタ清掃部7の挿入方向に沿って2本のガイドリブ136,136が平行に突設され、ガイドリブ136,136間には係止部715が挿入されるガイド部137が形成されている。このガイド部137には、係止爪716が係止される係止凹部138が一段低く形成されている。
これによれば、フィルタ清掃部7をガイド部134に沿って差し込んで行き、係止爪715と係止凹部135とが嵌合することで、フィルタ清掃部7を確実に前面パネル13に固定することができる。
この実施形態において、ガイド部134は前面パネル13の両側面に設けられているが、ガイド部134の設置場所は適宜選択することができる。また、これ以外にフィルタ清掃部7の固定手段として採用可能なものがあれば、適宜選択できる。
次に、この空気調和機1のフィルタ5の清掃手順の一例について説明する。まず、使用者はリモコンなどに設けられたフィルタ清掃ボタンを操作すると、図示しない制御部は駆動モータ6に指令を出し、駆動モータ6をフィルタ5の排出方向に回転させる。
駆動モータ6の回転力は、出力ギア61から回転ギア77に伝達され、回転ギア75に噛合されたラック部53に伝達されることにより、フィルタ5を排出方向(図1では、左下方向)にスライドさせる。
フィルタ5が排出方向にスライドを開始すると、フィルタ5の側端部に設けられたレール部54が可動スクレーパ82a、82bを開方向に移動させる。なお、可動スクレーパ82a、82bは互いに相反する方向に回転し、その移動方法は同じであるため以下の説明においては、一方のみの動作について例示する。
図9(a)に示すように、フィルタ5が移動を開始すると、レール部54の端部に設けられたガイド部543に開閉レバー83a、83bのレバーアーム831が乗り上げるようにして、開ガイド面541に導かれる。
このとき、レバーアーム831は開ガイド面541に乗り上げながら、回転軸81a、81bを中心に回転することにより、可動スクレーパ82a、82bが開方向に強制的に移動される。
フィルタ5は、可動スクレーパ82a、82bが開状態のまま、フィルタ清掃部7内に導入され、フィルタ清掃部7内に設けられた清掃ブラシ73,74間を移動することで、フィルタ5に付着したゴミが掻き出される。
このとき、図10および図11に示すように、フィルタ5の先端は、前面パネル13の開閉パネル14の下側に当接し、開閉パネル14を押し上げながら、機外へと引き出される。この実施形態において、開閉パネル14は、フィルタ5によって押し上げられるが、これ以外に専用の開閉手段を設けて、フィルタ5に負荷を与えることなく、開閉するようにしてもよい。
フィルタ5が所定の移動量移動すると、制御部(図示しない)は、駆動モータ6に逆回転の指令を送出することで、フィルタ5を収納方向(図1では右上方向)にスライド移動させる。このとき、フィルタ清掃部7内に収納されたゴミが再びフィルタ5に付着して清掃部外に持ち出されないようにするため、可動スクレーパ82a、82bは閉方向に付勢される。
すなわち、図9(b)に示すように、開レール面541に沿って移動してきたレバーアーム831はレール部54終端までくると、バネ付勢によって強制的に閉状態に引き戻され、各可動スクレーパ82a、82bは互いに当接し合う。
そこで、フィルタ5が収納方向に移動を開始すると、レバーアーム831はそのまま閉レール面542に導かれ、可動スクレーパ82a、82bを閉状態で維持させる。このとき、可動スクレーパ82a、82bの接触面821によってフィルタ5面は拭き取られ、清潔な状態のまま機内に運び込まれる。
上述した清掃を複数回繰り返して、フィルタ清掃部7内にゴミが一杯になった場合には、前面パネル13を開け、係止状態を解除して、フィルタ清掃部7を取り外して、内部に溜まったゴミを除去すればよい。
この実施形態において、フィルタ清掃部7は1つのフィルタ5に対して1つ設けられているが、例えばフィルタ5が1つの本体キャビネット1に2カ所に設けられている場合は、フィルタ清掃部7およびそれを駆動する駆動モータ6も2カ所設けられている。
この実施形態において、本体キャビネット1はシーリングウォールタイプの空気調和機を用いて説明したが、例えば、通常の壁面取付タイプの空気調和機に本発明の清掃ユニットを適用してもよく、本体キャビネットの構成は仕様に応じて適宜選択できる。
以上説明したように、本発明によれば、空気吸込口と熱交換器との間に除塵用のフィルタが配置されている空気調和機において、本体キャビネット内にフィルタを上記本体キャビネットの内外に向けて往復的に移動させるスライド手段と、フィルタの移動経路に沿ってフィルタと接触するように配置されたフィルタ清掃部とを設けたことにより、フィルタを本体キャビネットから取り外すことなく、フィルタに付着したゴミを確実に除去できる。
また、フィルタ清掃部は、本体キャビネットに対して着脱可能とし、さらにトップカバーおよびボトムカバーを開閉可能に組み合わせてなることにより、回収された埃を簡単に回収することができる。
さらに、フィルタ清掃部には、内部に溜まった埃が外部に排出されないようにするため開閉式のシャッタが設けられていることにより、フィルタ清掃部内をフィルタが移動した際に清掃部内に回収したゴミが再び清掃部外に持ち出されるのを防止している。
本発明の一実施形態に係る空気調和機の要部断面図。 上記空気調和機のフィルタ清掃部周辺の拡大断面図。 フィルタ清掃部の斜視図。 上記空気調和機に取り付けられるフィルタ清掃部の分解斜視図。 ボトムカバーとトップカバーとの嵌合方法を説明する説明図。 フィルタ清掃部と空気調和機との取付手順を説明する説明図。 フィルタを前面側および背面側から見た状態の斜視図。 上記フィルタの部分拡大図。 可動スクレーパの開閉手順を説明する説明図。 フィルタを本体キャビネット外に引き出した状態の要部断面図。 フィルタを本体キャビネット外に引き出した状態の斜視図。
符号の説明
1 本体キャビネット
11 ベース
12 上面パネル
121 空気吸入口
13 前面パネル
14 開閉パネル
2 クロスフローファン
3 熱交換器
4 露受け
5 フィルタ
51 フレーム
52 フィルタ部
53 ラック部
54 レール部
541 開レール面
542 閉レール面
543 ガイド部
6 駆動モータ
7 フィルタ清掃部
71 ボトムカバー
711 収納スペース
712a〜712d リブ
72 トップカバー
721 収納スペース
721a〜721d リブ
73 第1清掃フィルタ
74 第2清掃フィルタ
8 シャッタ
81a、81b 回転軸
82a、82b 可動スクレーパ
83a、83b レバー部

Claims (3)

  1. 空気吸込口と空気吹出口を備える本体キャビネット内に送風ファンが収納されているとともに、上記空気吸込口と上記送風ファンとの間に除塵用のフィルタが配置されている空気調和機において、
    上記本体キャビネット内に、上記フィルタを移動させるスライド手段と、上記フィルタに付着した塵埃を清掃するフィルタ清掃部とを含み、上記スライド手段が、上記本体キャビネット側に設けられた出力歯車を含むモータと、上記出力歯車とかみ合うように上記フィルタの網部を保持する枠部に設けられたラック部とからなり、
    上記出力歯車は上記フィルタの風下側に配置されており、上記出力歯車と対向する位置に、上記ラック部を上記出力歯車とかみ合うよう押さえる押さえ部が設けられているとともに、上記ラック部は上記フィルタの幅方向中央に配置された一条のラック歯からなることを特徴とする空気調和機。
  2. 上記フィルタ清掃部は上記本体キャビネットに対して着脱可能であり、上記押さえ部が上記フィルタ清掃部に一体に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
  3. 上記スライド手段は、上記フィルタを往復動させることを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和機。
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