JP4590972B2 - 空気調和機のフィルター装置 - 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のフィルター装置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。こうした構成で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、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、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定期的に清掃する自動清掃装置が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−９９４７９号公報

しかしながら、上記従来技術ではブラシとエア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機能低下するなどの問題があった。また、ある程度の時間が経過したらブラシで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。こうした観点からエアフィルターの自動清掃装置としてはフィルターに付着した塵埃を吸引ノズルにて吸引清掃し、吸引された塵埃を集塵装置に集塵もしくは室外へ排出する清掃方法が好ましい。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、エアフィルター全面の自動吸引清掃を行うことが可能な空気調和機のフィルター装置を提供するものである。

前記課題を解決するため本発明は、熱交換器を通過する空気の塵埃を除去するエアフィルターと、前記エアフィルターに沿って駆動可能な吸引ノズルと、前記吸引ノズルに連結された吸引装置により構成される空気調和機のフィルター装置において、前記吸引ノズルはノズルに設けた開口部と、前記開口部を覆いつつ前記開口部に沿って駆動可能な帯状のフィルムを備え、前記フィルムには吸引部となる吸引孔が設けられ、前記フィルムを駆動することで吸引する場所を可変することができるものであり、このフィルムの材質として摺動性、引張強度に優れたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）もしくはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を用いて環状のフィルムにしたものである。

これによって、吸引ノズルのフィルムの摺動性および信頼性を向上させることが可能となり、エアフィルターに付着した塵埃を自動で確実に吸引清掃することができるものである。

本発明の空気調和機のフィルター装置は、吸引ノズルのフィルムの摺動性および信頼性を向上させることが可能となるため、高性能な吸引ノズルを提供することができ、エアフィルターに付着した塵埃を自動で確実に吸引清掃することができるものである。

第１の発明は、熱交換器を通過する空気の塵埃を除去するエアフィルターと、前記エア
フィルターに沿って駆動可能な吸引ノズルと、前記吸引ノズルに連結された吸引装置により構成される空気調和機のフィルター装置において、前記吸引ノズルはノズル開口部と、前記開口を覆いつつ前記開口部に沿って駆動可能な帯状のフィルムを備え、前記フィルムには吸引部となる吸引孔が設けられ、前記フィルムを駆動することで吸引する場所を可変することができるものであり、このフィルムの材質としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）もしくはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を用いることで、摺動性と信頼性に優れた吸引ノズルを提供することができ、エアフィルター上の塵埃の安定した吸引清掃を行うことが可能となる。

第２の発明は、特に、第１の発明のフィルター装置の吸引ノズルにおいて、接合部を接着もしくは溶着した環状のフィルムを備えることにより、吸引ノズルのノズル部に容易に巻き廻すことが可能となり、さらに、フィルムの接合強度を向上させた信頼性の高い吸引ノズルを提供することができ、エアフィルター上の塵埃の安定した吸引清掃を行うことが可能となる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明のフィルター装置において、吸引ノズルに備えたフィルムの接合部にストッパーを設けることにより、前記フィルムに設けた吸引孔の位置決め精度に優れた吸引ノズルを提供することができ、エアフィルター上の塵埃の良好な吸引清掃を行うことが可能となる。

第４の発明は、特に、第３の発明のフィルター装置において、吸引ノズルに備えたフィルムに設けたストッパーの材質としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）もしくはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を用いることで、フィルムの接合強度を更に向上させることができるため、信頼性の高い吸引ノズルを提供することが可能となる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれかの発明のフィルター装置において、吸引ノズルに備えたフィルムの全長を吸引ノズルの外周長よりも長目に設定することで、摺動抵抗低減およびノズルとの熱膨張差によるフィルムの摺動不良を防ぐことができるため、より信頼性の高い吸引ノズルを提供することが可能となる。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれかの発明のフィルター装置を空気調和機に用いることで、エアフィルターに付着した塵埃を自動で確実に吸引清掃することができる空気調和機を提供することができる。

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〜図３は本発明の実施の形態１における空気調和機のフィルター装置の構成を示した図である。図１において熱交換器を通過する空気の塵埃を除去するエアフィルター２は、フィルターワク１に支持固定され、エアフィルター２の表面に沿って移動可能な吸引ノズル３が設けられる。吸引ノズル３はフィルターワク１の上下端に設置されたガイドレール４により、エアフィルター２と極めて狭い間隙を保って円滑に左右に移動することができる。エアフィルター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、吸引ノズル３には吸引ダクト５が連結され、さらに吸引ダクト５は吸引装置６に連結される。吸引ダクト５は吸引ノズル３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６には排気ダクト７が連結され、室外へ引き回される。吸引ノズル３により吸引されたエアフィルター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。

また、図２および図３に示すように、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ローラー１５ａ、１５ｂ、１５ｃから構成される。ノズル８のエアフィルター側の面には、エアフィルター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ている。そして、エアフィルター側の面は、ノズル開口部１０に相当する開口部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にはスリット状の吸引孔１１が設けてあり、吸引孔１１の位置がノズル開口部１０に相対する位置にフィルム９は取り付けられている。フィルム９の両端には等間隔の駆動穴１２が設けられており、ステッピングモーター１３を連結したギヤ１４が、駆動穴１２に噛み合わさることによってフィルム９は上下方向のいずれにも自在に駆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フィルター上の塵埃は、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。そして、吸引ノズル３を左右に駆動する毎に、フィルム９に設けた吸引孔１１を上下方向に可変させることで、エアフィルター全面を吸引清掃することが可能となる。

そして、上記のようなフィルター装置で、前記吸引ノズル３のノズル８を囲むように巻き廻されたフィルム９において、摺動性と引張強度に優れたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）もしくはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを用いることにより、フィルム９の円滑で信頼性の高い駆動動作を得ることができるため、エアフィルター２に付着した塵埃の安定した吸引清掃が可能となる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２を示した図であり、図中Ａ部に示したようにフィルム９の両端を重ね合せ、接着もしくは溶着して接合し環状フィルムにしたものである。これにより、フィルム９はノズル８に容易に巻き廻すことができるとともに、フィルム接合強度を向上させた信頼性の高い吸引ノズルを提供することが可能となり、エアフィルター上の塵埃の安定した吸引清掃を行うことが可能なフィルター装置を提供することができる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３を示した図である。フィルム９の両端を突合せてその箇所にストッパー１８を接着もしくは溶着したものである。

ここで、実施の形態１で述べたように、ステッピングモーター１３を連結したギヤ１４によりフィルム９を駆動してフィルム９に設けた吸引孔１１を順次可変するにあたり、吸引孔１１はノズル開口部１０に相対する範囲内で可変することが好ましく、このためフィルム９の吸引孔１１の位置合せを正確に行う必要がある。そこで、図６に示すようにノズル８に位置決め１９を設け、フィルム９の駆動開始時にフィルム９に設けたストッパー１８を位置決め１９に当て、ステッピングモーター１３の初期化を実施する。次に、吸引孔１１を可変するときは、吸引孔１１の縦長さ分に相当するステップ数をステッピングモーター１３に与えてフィルム９を駆動させることで、ノズル開口部１０に相当する範囲内で正確に吸引孔１１を可変することが可能となり、エアフィルター全面の良好な吸引清掃が可能なフィルター装置を提供することができるものである。

（実施の形態４）
図５において、フィルム９の両端を突合わせて設けたストッパー１８の材質を、フィルム材と同質のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）もしくはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）にしたものである。フィルム９と同質材にすると接着性および溶着性が優れるため、接合強度の強いフィルム９を得ることができ、フィルター装置において、信頼性の高い吸引ノズル３を提供することができるものである。

（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５を示した吸引ノズル３の断面図である。吸引ノズル３に設けたフィルム９の全長を、ノズル８と各ローラー１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよびギヤ１４に巻き廻したときの最短長よりも長目に設定し、撓ませたものである。フィルム９をノズル８の外周に撓みなく巻き廻した場合、フィルム９の摺動抵抗が増大するとともに、フィルム材としてＰＥＴもしくはＰＥＮを用いているため、ノズル材であるＡＢＳよりも線膨張係数が小さく、高温条件化でフィルム９が突っ張り、摺動不良が発生する。これらの現象を回避するためフィルム９を撓ませて巻き廻すことで、フィルター装置において、より信頼性の高い吸引ノズル３を提供することができるものである。

（実施の形態６）
実施の形態１〜５のいずれかの発明のフィルター装置を空気調和機に用いることで、エアフィルター２に付着した塵埃を自動で確実に吸引清掃することができる空気調和機を提供できるものである。

以上のように、本発明にかかる空気調和機のフィルター装置は、吸引ノズルのフィルムの摺動性および信頼性を向上させることが可能となるため、高性能な吸引ノズルを提供することができ、エアフィルターに付着した塵埃を自動で確実に吸引清掃することができるものであるので、各種の空気調和機のフィルター装置に適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機のフィルター装置の構成を示した斜視図 本発明の実施の形態１における吸引ノズルの構成を示した斜視図 本発明の実施の形態１における吸引ノズルの構成を示した図２のＡ−Ａ断面図 本発明の実施の形態２におけるフィルムの構成を示した模式図 本発明の実施の形態３および４におけるフィルムの構成を示した模式図 本発明の実施の形態３における吸引ノズルの構成を示した図２のＡ−Ａ断面図 本発明の実施の形態５における吸入ノズルの構成を示した図２のＡ−Ａ断面図

１ フィルターワク
２ エアフィルター
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 ローラー
１５ｂ ローラー
１５ｃ ローラー
１６ 開口部
１７ フィルムガイド
１８ ストッパー
１９ 位置決め

Claims (5)

1. 熱交換器を通過する空気の塵埃を除去するエアフィルターと、前記エアフィルターに沿って駆動可能な吸引ノズルと、前記吸引ノズルに連結された吸引装置により構成される空気調和機のフィルター装置において、前記吸引ノズルは、ノズルに設けた開口部と、前記開口部を覆いつつ前記開口部に沿って駆動可能な帯状のフィルムを備え、前記フィルムには吸引部となる吸引孔が設けられ、前記フィルムを駆動することで吸引する場所を可変することができるものであり、前記フィルム接合部にはストッパーを設け、前記フィルムの材質をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）もしくはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）にしたことを特徴とする空気調和機のフィルター装置。
2. 前記吸引ノズルにおいて、接合部を接着もしくは溶着した環状の前記フィルムを備えたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機のフィルター装置。
3. 前記フィルムの接合部に設けた、前記ストッパーの材質をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）もしくはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）としたことを特徴とする請求項２記載の空気調和機のフィルター装置。
4. 前記ノズルの開口部を覆いつつ吸引ノズル外周に巻き廻された前記帯状フィルムにおいて、前記フィルムの全長を前記吸引ノズルの外周長よりも長目に設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和機のフィルター装置。
5. 前記請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機のフィルター装置を用いた空気調和機。

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