JP4819668B2 - フィルター及びそれを用いた空気調節装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調節装置等に使用するフィルター及びそれを用いた空気調節装置に関する。

空気調和機には、室内機のケーシングの吸込口の内面側に沿ってフィルターが設けられている。フィルターは、吸込口から吸引された空気中の塵埃を除去し、ケーシング内に塵埃が侵入するのを防ぐことができる。フィルターが汚れると、目詰まりにより空気調和機の空調能力が低下してしまうので清掃する必要がある。

そこで、フィルター清掃を自動的に行うことのできる空気調和機がある。例えば、特許文献１には、吸込口と吹出口とを備えた本体内に、摺動自在に装着されたフィルターと、同フィルターを往復的に移動させる駆動装置と、前記フィルターが通過する通過口を前後に備え、前記フィルターと接触するように配設されたフィルター清掃部を内設したダストボックスとを設けてなる空気調和機が開示されている。フィルターを往復動させることにより、フィルターの全面をフィルター清掃部で自動的に清掃することができる。
特開２００５−１８８８０８号公報

しかしながら、特許文献１記載の空気調和機では、フィルターの剛性が高いため、フィルターを湾曲させにくい。湾曲部分に大きな負荷がかかるため、フィルターに変形や割れが生じしまう。

特に、フィルターに凹凸を設け、駆動手段であるギアと噛み合わせて移動させる機構を有する空気調和機では、凸部形成によりフィルターの剛性がより高くなってしまう。フィルターの剛性が高いと歯飛びが発生するおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑み、湾曲させやすいフィルター及びそれを備えた空気調節装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、フィルター網と、該フィルター網の四方を支持する縦枠および横枠を有したフィルター枠からなるフィルターであって、
前記縦枠の一面側に、前記フィルターを移動させる駆動手段に噛合するための部材を移動方向に沿って形成し、前記フィルター枠を格子状に区切る縦リブおよび横リブを、前記フィルター網に固定してなり、前記縦リブを、前記横リブに対して肉薄に形成されていることを特徴とするフィルターである。
また、前記フィルターを移動させる駆動手段に噛合する前記縦枠に形成される部材が、凹凸状であって、当該凹凸の凸部に対応した裏面に、移動方向と直交する方向に溝部を形成した構成とすることもできる。

なお、溝部は、スリット状の狭いものであってもよいが、縦枠全体として側面視が略波形状となるように形成するのが好ましい。波形状とすると、縦枠を全体的に薄肉に形成できるので、可撓性をより高めることができる。なお、「波形状」の凹凸面は、カーブした形状であってもよいし、角ばった形状であってもよい。

フィルターの反りや波うちを防止するために、幅方向に延びる横リブをフィルター網に固定した場合には、横リブと縦枠とを不連続とするのが好ましい。横リブと、比較的剛性の高い縦枠とを連結させると、フィルターの移動方向の屈曲性を低下させてしまう。そこで、横リブと縦枠とを不連続とすれば、横リブを設けた場合であっても、フィルターの移動方向の屈曲性を保持できる。

縦枠の素材は限定されるものではないが、合成樹脂、ゴム又は紙等の可撓性のある素材が好ましい。フィルターを屈曲させやすいので、移動経路を移動させやすくなる。

上記のようなフィルターは、空気調和機、空気清浄機、イオン発生装置、除湿機、加湿機あるいはファンヒータ等の空気調節装置に適用することができる。特に、フィルターの位置を移動させる駆動手段を有する空気調節装置に好適である。駆動手段であるギアに、フィルターの縦枠の凹凸を噛み合わせて移動させることができる。さらには、フィルターを湾曲させて移動させる空気調節装置に好適である。本発明のフィルターは移動方向において優れた屈曲性を有するので、湾曲させて移動させる際に負荷がかかりにくい。したがって、フィルターの移動経路Ａが湾曲していてもその湾曲に追随させることができる。移動経路がケーシング内に納められた空気調節装置のように、急な角度を有する移動経路が設けられた空気調節装置においても適用可能である。

本発明によると、フィルターの側方を支持する縦枠の一面側に形成された凸部の他面側に、移動方向と直交する方向に溝を形成したので、フィルター枠を移動方向に湾曲させやすい。したがって、屈曲させて空気調節装置に装着しても、耐久性に優れ、変形や割れを防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の空気調和機の室内機の斜視図、図２は同じく空気調和機の断面図、図３は図２の要部拡大図、図４は前パネルを開いた状態の空気調和機の断面図、図５は本実施形態の空気調和機の要部を示す斜視図、図６は同じく空気調和機の要部を示す斜視図、図７はフィルターの斜視図、図８は図７の要部拡大図、図９はフィルターの正面図、図１０はＡ−Ａ断面図、図１１はＢ−Ｂ断面図、図１２は他の実施形態のフィルターの縦枠の側面図である。

本空気調和機は、室内機１と室外機（図示せず）とから構成される。室内機１は、熱交換器２や室内ファン３等が内装されるケーシング４を備える。図１〜４に示すように、ケーシング４は、その前面開口を開閉自在に支持された前パネル５と、ケーシング４の天面側に、室内空気を吸い込むために格子状に形成された吸込口６と、ケーシング４の前面下部に、熱交換された冷暖気を吹出すために形成された吹出口７とを備える。ケーシング４の前面開口は、後述するフィルター９をケーシング４内へ装着するための開口となる。前パネル５は、その上部がケーシング４の側面に回動自在に固定され、下部を上方へ引き上げることにより、ケーシング４前面を開放することができる。前パネル５の内面には、凸状に隆起した当接部８が形成される。この当接部８は、後述するガイド片１９の前板２４と対向する部分に形成され、前パネル５の閉成時において前板２４と当接可能とされる。

図２に示すように、ケーシング４内には、吸込口６と対向する位置に配された室内熱交換器２と、室内空気を吸込口６から吸い込み、室内熱交換器２で熱交換された空気を吹出口７から吹出すための室内ファン３とが設けられる。室内熱交換器２は、逆Ｖ字状に形成され、その前方上方側に略三角形状の空間ができる。この空間からケーシング４の吸込口６の内面に沿う位置にかけて、フィルター９移動のためのＵ字状の移動経路Ａが設けられる。移動経路Ａは、ガイド手段１０により形成され、ガイド手段１０にフィルター９の両端側が保持される。Ｕ字状の移動経路Ａの内側には駆動手段１１が設けられ、フィルター９を前後方向に往復移動させる。また、移動経路Ａの途中に清掃手段１２が設けられ、フィルター９の清掃を行う。

フィルター９は、右フィルターおよび左フィルターからなり、吸込口６から吸い込んだ空気中のごみや塵を除去する。図７及び図９に示すように、フィルター９は、フィルター網１３と、フィルター網１３の四方を支持するフィルター枠１４とから構成される。フィルター枠１４は、側方を支持する縦枠１４ａと、上方及び下方を支持する横枠１４ｂとから構成される。

図８及び図１０に示すように、縦枠１４ａは、側面視が波形状に形成される。波形状に形成することにより、縦枠１４ａの内面側には、後述する駆動手段１１の従動ギア３２と噛み合わせ可能な凹凸が縦方向（移動方向）に形成される。従動ギア３２の回転により、フィルター９が前後に移動可能とされる。また、波形状とすることにより、凸部１４ｃの外面側に溝部１４ｄが形成され、凸部１４ｃが肉厚とならずにすむ。したがって、フィルターが縦方向に撓みやすくなるため、フィルター９をＵ字状に折り返しやすくなる。

なお、縦枠１４ａの肉厚が全て同一になるように形成したが、図１２（ａ）に示すように、溝部１４ｄを浅く形成するなどして一部の厚みが異なっていてもよい。また、図１２（ｂ）に示すように、溝部１４ｄをスリット状に幅狭に形成してもよい。

縦枠１４ａの内面側に形成される凹凸面の形状は、従動ギア３２の歯と噛み合わせが可能であればよいが、凹凸のピッチと従動ギア３２の歯のピッチとを同一にするのが好ましい。歯飛びをより効果的に防止することができる。

また、フィルター枠１４内を格子状に区切るようにリブ１５が設けられる。リブ１５は、フィルター網１３と固定され、フィルター網１３を支持する。フィルター９の反りや波うちを防止できる。リブ１５は、縦方向に配される縦リブ１５ａと、横方向に配される横リブ１５ｂとから構成される。縦リブ１５ａは肉薄に形成され、横リブ１５ｂは縦リブ１５ａに比べて肉厚に形成される。この構成により、フィルター９は、横方向の剛性を維持しつつ、縦方向には容易に屈曲可能とされる。また、図８に示すように、横リブ１５ｂとフィルター枠１４の縦枠１４ａとの間にはスリット１６が設けられ、両者は不連続とされる。縦枠１４ａと、横リブ１５ｂとを不連続とすることにより、縦枠１４ａが横リブ１５ｂの影響をほとんど受けることがないので、フィルター９の縦方向における屈曲性を保持できる。また、フィルター枠１４の素材としては、可撓性のあるものであればよく、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、軟質樹脂などの合成樹脂、ゴム、紙のいずれを用いてもよい。

フィルター９の上部には、吸込口６から吸込まれた空気を通過させるフィルター網１３が張設されているが、フィルター９の下部には、フィルター網１３の代わりに薄い樹脂製シート状の１３ａが形成され、フィルター下部は空気が通過しない構造とされている。なお、樹脂製シート状の１３ａは、縦リブ１５ａと同様に厚みが薄く形成されており、これによりフィルター９全体にわたって縦方向の屈曲性が確保されている。なお、フィルター９の全面にフィルター網１３を張設する形態としてもよい。

フィルター９の縦枠１５ａの上端及び下端の延長部分は、それぞれ縦リブ１５ａまたは樹脂製シート状の１３ａに連結されている。すなわち、フィルター９の縦枠１５ａの内側に隣接するように縦リブ１５ａが設けられ、縦枠１５ａの上端の延長部分と、縦リブ１５ａの上端とが連結されている。また、縦枠１５ａの下端の延長部分と、樹脂製シート状の１３ａとが連結されている。

フィルター網１３の網素材としては、埃や塵などを除去するプレフィルターと室内の臭いを除去するための脱臭フィルターなどを組み合わせたものか、あるいはいずれか単体のフィルターでも構わない。

フィルター９を以上のような構成とすることにより、フィルター９の全体が柔軟になり、縦方向への屈曲性及び可撓性の優れたものとすることができる。したがって、フィルター９をＵ字状の移動経路に装着しても、耐久性に優れ、フィルター９の変形や割れを防止できる。また、駆動手段１１の従動ギア３２と噛み合わせをさせやすく、歯飛びが発生しにくい。

ガイド手段１０は、ケーシング４の側壁１７の内面側、ケーシング４の略中央を前後方向に橋渡しする中央体１８の両側面及びガイド片１９に設けられる。ガイド手段１０は、移動経路Ａの内周側をガイドする内レール２１と、移動経路Ａの外周側をガイドする外レール２２とから構成される。ガイド手段１０は、ケーシング４の吸込口６に沿った位置１０ａから、連結部分１０ｂ及び前パネル５に沿った位置１０ｃを介し、その端部から後方へ折り返された折り返し位置１０ｄに至るように、Ｕ字状に形成される。また、ガイド手段１０の前パネル５に沿った位置１０ｃと、その上流側に位置する連結部分１０ｂとはそれぞれ略直線状に形成されており、両者の境目で折曲している。このように形成されたガイド手段１０の内レール２１と外レール２２との間にフィルター９の端部を挟持すれば、フィルター９の移動が略Ｕ字状となるように誘導することができる。なお、移動経路Ａの長さは、フィルター９を下側へ移動させたときに、フィルター９の上側の端部が清掃手段１２と対向する位置まで達することのできる長さを有するのが好ましい。フィルター９の上側の端部まで清掃することができる。

また、ケーシング４の側壁１７及び中央体１８の前端の一部が切除され、ガイド手段１０のうち、前パネル５に沿った位置１０ｃが分断される。この切除部分にガイド片１９が設けられる。ガイド片１９は、清掃手段１２よりもケーシング４の前方側に設けられる。ガイド片１９は、ケーシング４の側壁１７又は中央体１８と平行に配される側板２３と、側板２３の前端から折曲してケーシング４前面に対向する前板２４とから構成される。この側板２３の内面に、内レール２１及び外レール２２が形成され、ガイド手段１０の前パネル５に沿った位置１０ｃを形成する。

また、ガイド片１９の側板２３の上部は後方側へ延設されて、後述する従動ギア３２の軸に回動自在に支持される回動部２５が形成される。この構成により、ガイド片１９は、図４に示すように、回動部２５を中心として、下部を手前に引き上げることができる（開回動）。なお、この回動部２５の開回動は、手動で行ってもよいが、上方に引き上げられるよう付勢手段を設けておいてもよく、またフィルター９の平面状に戻ろうとする復元力により自然に持ち上がるようにしてもよい。ガイド片１９を開回動させることにより、ガイド手段１０が分断され、移動経路Ａが前方に開口する。この開口から移動経路Ａにフィルター９を簡単に挿入することができる。

また、この回動部２５は、ガイド手段１０の前パネル５に沿った位置１０ｃと、その上側に位置する連結部分１０ｂとの境目である折曲部分に形成される。ガイド手段１０の前パネル５に沿った位置１０ｃと、その上側に位置する連結部分１０ｂとは、それぞれ略直線状に形成されているので、ガイド片１９を開回動させて両者を直線状に配することができる。さらにまた、ガイド片１９の開回動時に、ガイド片１９に形成されたガイド手段１０（前パネル５に沿った位置１０ｃ）と、ケーシング４に形成されたガイド手段１０（連結部分１０ｂ）とが直線状に位置した時点で止まるように、ガイド片１９の開回動を規制するストッパー２０が、ガイド片１９の上方に設けられている。ガイド手段１０を直線状に配すれば、フィルター９を挿入しやすい。

また、ガイド片１９の回動部２５と対向する部分には、内レール２１が形成されていない。前パネル５を閉めると、前パネル５の当接部８がガイド片１９の前板２４に当接し、ガイド片１９が後方に押されて閉回動し、ガイド片１９が閉姿勢となる。このとき、ガイド片１９の内レール２１の一部が形成されていないと共に、ガイド片１９と対向して駆動ギア３１が設けられているので、ガイド片１９と駆動ギア３１とでフィルター９を挟み込み、自動的にフィルター枠１４の縦枠１４ａの凹凸と駆動ギア３１の歯とを噛合させることができる。したがって、前パネル５を閉めるだけで、ガイド片１９の閉成と駆動ギア３１との装着とを連動して行えるので、フィルター９の装着が簡単である。

さらにまた、ガイド片１９の側板２３の下部は後方側へ延設され、係止部２６が設けられる。係止部２６の内面側には、突出した凸部２７が形成され、ケーシング４の側壁１７または中央体１８の壁面に設けられた係止穴２８に嵌合し、係止される。ガイド片１９をケーシング４に固定することができる。

ケーシング４内において、フィルター９の設置領域を区画するための区画壁２９が設けられる。室内熱交換器２にフィルター９が接触するのを防げる。また、前パネル５開放時に誤って使用者が触れるのを防ぐことができる。区画壁２９は、空気の流通を可能とするために格子状に形成される。区画壁２９は、ガイド手段１０の外レール２２の一部を構成する。詳しくは、区画壁２９は、ガイド手段１０の折り返し位置１０ｄの外レール２２を構成する。このように、区画壁２９をガイド手段１０として併用することにより、部品点数が多くならないですむ。

駆動手段１１は、Ｕ字状のガイド手段１０の内レール２１の内側であって、ガイド片１９と対向する位置に設けられる。駆動手段１１は、駆動源であるモーター３０と、モーター３０の出力軸に連結されて回転する駆動ギア３１と、駆動ギア３１と噛み合って回転する従動ギア３２と、駆動ギア３１と噛み合って回転するローラーギア３３とから構成される。なお、ゴムローラギア３３の回転軸には、図示しないギアが取り付けられており、これによりローラーギアは回転可能とされる。従動ギア３２、駆動ギア３１、ローラーギア３３の順に上方から配置される。従動ギア３２は、フィルター枠１４の凹凸と噛み合わせることにより、フィルター９を前後移動可能とする。また、ローラーギア３３は、そのローラー面で、Ｕ字状に折り返されてきたフィルター９と接触して摩擦によりフィルター９の移動を補助する。駆動手段１１は、ガイド片１９と対向する位置に設けられているので、ガイド片１９を開回動させてフィルター９を移動経路Ａに挿入した後、ガイド片１９を閉成する操作を行うだけで、フィルター枠１４に形成された凹凸と従動ギア３２の歯とを簡単に噛み合わせることができる。

清掃手段１２は、フィルター９の移動経路Ａの途中であって、ケーシング４の吸込口６の前端に対向する位置よりも下側に設けられる。吸込口６に対向しているフィルター９の全面を清掃手段１２により清掃することができる。また、清掃手段１２は、ガイド手段１０の連結部分１０ｂに設けられる。連結部分１０ｂは直線状に形成されているので、清掃手段１２にフィルター９を取付けやすい。さらに、清掃手段１２がケーシング４の前面側に設けられるので、清掃手段１２にフィルター９を取付けやすい。

清掃手段１２は、吸引部３４と、吸引装置３５と、吸引部３４及び吸引装置３５を連結するための筒状の吸引ダクト３６とから構成される。吸引部３４は、断面形状が略コの字状の上ケース３７及び下ケース３８から構成され、上ケース３７及び下ケース３８の凹部を対向させた状態で、ケーシング４の前方を横方向に橋渡しするようにしてケーシング４に固定される。上ケース３７と下ケース３８との間には隙間があり、この隙間をフィルター９が走行可能とされる。上ケース３７及び下ケース３８とフィルター９表面との間は、きわめて狭い間隔を保っている。吸引部３４の左右両端は開口されている。

吸引装置３５は、吸引ファン（図示せず）と、吸引ファンの周囲を覆う吸引カバー３９とから構成される。吸引カバー３９には、吸引口（図示せず）と排気口４０とが開口され、この吸引口と吸引部３４の開口とが吸引ダクト３６で連結される。排気口４０は、室外と連通するダクト（図示せず）に連結される。吸引ファンを回転させることにより、吸引力が発生し、吸引部３４でフィルター９の塵埃を吸引することができる。吸引した空気は排気口４０より外部に排気される。

また、上ケース３７及び下ケース３８のそれぞれの側壁の間隔は、フィルター９の横リブ１５ｂの間隔と略同一に設定される。上ケース３７及び下ケース３８の側壁と、横リブ１５ｂとが重なった場合、吸引部３４内が略密閉した空間となるので、吸引力がアップする。なお、清掃手段１２として、吸引式のものを用いたが、ブラシによるかきとり式のものであってもよい。

以上の構成によると、フィルター９の清掃時には、駆動手段１１によりフィルター９が前方に移動される。このとき、ケーシング４前方でＵ字状に折り返すようにガイド手段１０により移動経路Ａが形成されているので、前方移動に伴い、湾曲しながらフィルター９の前端が後方側（下流側）へ誘導される。このように、フィルター９をケーシング４内で移動させる移動経路Ａが設けられているので、フィルター９がケーシング４外へ突出しない。したがって、清掃時に前パネル５を開放する必要もない。また、フィルター９が板状であるので、ケーシング４からフィルター９のみを取り外しやすい。

また、フィルター９のフィルター枠１４が波状に形成されているので、フィルター枠１４が撓みやすくなり、Ｕ字状に折り返しやすい。したがって、湾曲した移動経路Ａに追随させることができる。

さらにまた、ガイド手段１０の一部は、回動自在なガイド片１９に設けられているので、ガイド片１９を開回動させることにより、ガイド手段１０が分断され、移動経路Ａが前方に開口する。この開口からフィルター９を着脱することができるので、フィルターを着脱しやすい。

また、ガイド片１９を開回動させることにより、ガイド片１９に形成されたガイド手段１０（前パネル５に沿った位置１０ｃ）と、ケーシング４に形成されたガイド手段１０（連結部分１０ｂ）とが、直線状に配されるので、フィルター９をより簡単に挿入することができる。また、清掃手段１２は、直線状に形成されたガイド手段１０の連結部分１０ｂに設けられているので、清掃手段１２にもフィルター９を着脱しやすい。

また、前パネル５を閉める際には、前パネル５の当接部８がガイド片１９の前板２４に当接し、ガイド片１９が後方に押されて閉回動し、ガイド片１９が閉姿勢となる。このとき、ガイド片１９と対向して駆動ギア３１が設けられているので、自動的にフィルター枠１４の凹凸と駆動ギア３１の歯とが噛み合わされる。したがって、前パネル５を閉めるだけで、ガイド片１９の閉成と駆動ギア３１との装着とを連動して行えるので、フィルター９の装着が簡単である。尚、本実施例では前パネル５が回動することで説明したが、ケーシング４に対して平行移動させるようにしてもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記の実施形態では、空気調和機としては、室内機１と室外機とが分離したセパレート型のものに限らず、一体型のものであってもよい。また、空気調節装置としては、空気調和機に限らず、空気清浄機、イオン発生装置、除湿機、加湿機あるいはファンヒータのいずれであってもよい。

本実施形態の空気調和機の室内機の斜視図 同じく空気調和機の断面図 図２の要部拡大図 前パネルを開いた状態の空気調和機の断面図 本実施形態の空気調和機の要部を示す斜視図 同じく空気調和機の要部を示す斜視図 フィルターの斜視図 図７の要部拡大図 フィルターの正面図 Ａ−Ａ断面図 Ｂ−Ｂ断面図 他の実施形態のフィルターの縦枠の側面図

符号の説明

Ａ 移動経路
１ 室内機
４ ケーシング
５ 前パネル
８ 当接部
９ フィルター
１０ ガイド手段
１１ 駆動手段
１２ 清掃手段
１３ フィルター網
１４ フィルター枠
１５ リブ
１７ 側壁
１８ 中央体
１９ ガイド片
２０ ストッパー
２１ 内レール
２２ 外レール
２３ 側板
２４ 前板
２５ 回動部
２６ 係止部
２７ 凸部
２８ 係止穴
２９ 区画壁
３０ モーター
３４ 吸引部
３５ 吸引装置
３６ 吸引ダクト

Claims (5)

1. フィルター網と、該フィルター網の四方を支持する縦枠および横枠を有したフィルター枠からなるフィルターであって、
   前記縦枠の一面側に、前記フィルターを移動させる駆動手段に噛合するための部材を移動方向に沿って形成し、当該部材が凹凸状であって、凸部に対応した裏面に、移動方向と直交する方向に溝部を形成してなり、
   前記フィルター枠を格子状に区切る縦リブおよび横リブを、前記フィルター網に固定してなり、
   前記縦リブを、前記横リブに対して肉薄に形成されていることを特徴とするフィルター。
2. 前記横リブの端部は、前記凹凸を形成した縦枠と不連続となるように前記フィルター網に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルター。
3. 前記縦枠は、可撓性を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルター。
4. フィルターを移動させるための湾曲した移動経路と、フィルターを移動させる駆動手段とが設けられた空気調節装置であって、請求項１〜３のいずれかに記載のフィルターを構成する凹凸が前記駆動手段であるギアに噛合されることを特徴とする空気調節装置。
5. 前記移動経路は、空気調節装置のケーシング内に設けられていることを特徴とする請求項４記載の空気調節装置。

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