JP5026772B2 - フィルター及びこれを用いた空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、フィルターの清掃を行うことができる空気調和機と、これに用いるフィルター及びその製造方法に関する。

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るフィルターと、同フィルターを清掃する清掃手段と、同清掃手段により除去された塵埃とを貯留するダストボックスとを設けるとともに、前記フィルターを駆動する駆動手段を設けてなる空気調和機が開示されている。
特開２００５−０２４１３４号公報

しかしながら、清掃手段にフィルターの全面を通過させることが、構成上難しい場合がある。例えば、特許文献１では、清掃手段である上部ブラシ及び下部ブラシよりも下流側（前面パネル側）に、フィルターを駆動する駆動装置が設けられているが、フィルターと駆動装置の歯車とを常に噛合させておく必要があるため、少なくともその噛合分のフィルター前端は、清掃手段を通過させることができず、清掃することができない。清掃が不可能なフィルター部分も網状となっているため、空気が通過して塵埃が付着し、不衛生となってしまう。

本発明は、上記課題に鑑み、清掃手段により清掃できない部分を衛生的に保つことのできるフィルター、フィルターの製造方法及びフィルターを備えた空気調和機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、フィルターを移動させて自動的に清掃するフィルター清掃手段を備えた機器に搭載されるフィルターであって、フィルターは、フィルター網と、該フィルター網の周囲を支持するフィルター枠とを備え、フィルター網のうち、前記フィルターを移動させたときに前記フィルター清掃手段による清掃範囲を空気流通部とし、フィルター網のうち、前記フィルターを移動させたときに前記フィルター清掃手段による清掃範囲外を空気非流通部としたことを特徴とするものである。空気が流通しなければ、塵埃が付着しにくくなるので、フィルターを衛生的に保つことができる。なお、空気非流通部とは、空気の流通が全く無いものに限定されるものではなく、空気流通部の通気量よりも少なければ、微量の流通のものも含む概念である。具体的には、空気非流通部の開口率を５０％以下、より好ましくは１０％〜２０％とし、空気流通部の開口率を６０％〜８０％とすればよい。

フィルターには、フィルター枠内を縦横に区切る縦リブ及び横リブを設けることができる。フィルターの剛性を保つことができる。また、フィルター網としては、織地、不織布、編み地等の種々の構造のものを採用可能である。

空気非流通部としては、開口を有さない樹脂製等の板材としてもよいが、空気流通部のフィルター網のメッシュよりも細かく設定されたフィルター網とするのが好ましい。空気非流通部をフィルター網とすれば、フィルターの剛性が高くならずにすみ、フィルターを湾曲させて移動させる空気調和機に適用することができる。

空気非流通部のフィルター網のメッシュを細かく設定するには、メッシュの大きさの異なるフィルター網を２種類組み合わせてもよいし、フィルター網を構成するフィルター繊維のうち、空気非流通部とする部分のみを偏平化してもよい。後者によれば、さらに剛性を低くすることができるので好ましい。

このようなフィルターは、フィルター網の周囲にフィルター枠を固定する工程と、偏平化手段によりフィルター網を構成するフィルター繊維を偏平化して、フィルター網の一部に空気非流通部を形成する工程とにより、製造することができる。

偏平化する手段としては、押圧によりフィルター繊維を押し潰すことができる。また、他の偏平化手段としては、加熱によりフィルター繊維を溶融して潰すことができる。なお、両方組み合わせてもよい。

上記のようなフィルターは、清掃手段を備える空気調和機に用いることができる。具体的には、フィルターを清掃手段に対して略直線状に往復動させたり、または、フィルターに対して清掃手段を移動させる空気調和機に適用することができるが、特に、空気非流通部をメッシュの細かいフィルター網により構成した場合には剛性を低くすることができるため、フィルターを湾曲して移動させる空気調和機に好適に用いることができる。例えば、ケーシングの吸込口の内面側に沿って配されたフィルターと、フィルターを清掃する清掃手段と、清掃手段に対してフィルターをケーシング内で移動させるための移動経路とが設けられ、移動経路は、吸込口の内面側に沿って形成されると共に、その前方端部からＵ字状に折り返されて形成され、移動経路の折り返し部分の内側に、フィルターを移動させる駆動手段が設けられ、駆動手段よりも上流である吸込口側に清掃手段が設けられた空気調和機に好適に用いることができる。

上記のように、Ｕ字状に湾曲した移動経路を有する空気調和機では、フィルターの駆動手段をＵ字状の折り返し部分の内側に設けるのが好ましい。駆動手段がフィルターを２点で支持するので、フィルターの移動をスムーズに行うことができるためである。したがって、清掃手段は、駆動手段よりも上流側に設けられることになる。

このように、清掃手段よりも下側（フィルター駆動時の前方側）にフィルターを移動させる駆動手段が設けられている場合には、フィルターと駆動手段とを常に噛合させておく必要があるため、少なくともその噛合分のフィルターの下側は清掃手段により清掃することができないが、本発明においては、その清掃できない部分となるフィルター網の下側を空気非流通部としており、空気が流通しないため、塵埃が付着しにくく、フィルターを衛生的に保つことができる。

本発明によると、清掃手段よって清掃することができない部分を、空気が流通しない空気非流通部としているので、塵埃が付着しにくく、フィルターを衛生的に保つことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のセパレート型空気調和機の室内ユニットを示す断面図であり、図２はその斜視図である。

本実施形態における室内ユニット１は、図１及び図２に示すように、ケーシング２の上面に空気の吸込み口３が形成され、ケーシング２の前面下部に空気の吹出口４が形成されている。そして、吸込み口３から吹出口４に至るケーシング２の内部空気流通路には、熱交換器５が配置され、熱交換器５に囲まれて、その吹出口４側にクロスフローファンからなる室内ファン６が内蔵されている。

室内熱交換器５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。図７に示すように、この空間からケーシング２の吸込口４の内面に沿う位置にかけて、フィルター１００移動のためのＵ字状の移動経路Ｂが設けられる。移動経路Ｂは、ガイド手段２００により形成され、ガイド手段２００にフィルター１００の両端側が保持される。Ｕ字状の移動経路Ｂの内側には駆動手段３００が設けられ、フィルター１００を前後方向に往復移動させる。また、移動経路Ｂの途中に清掃手段４００が設けられ、フィルター１００の清掃を行う。

ケーシング２の前面下部から前面にかけて、吹出口４及びその周辺部分を被覆する導風パネル７が設置されている。すなわち、導風パネル７は、吹出口４よりも大きく形成されており、ケーシング２の前面のほぼ全域を覆う大きさとされている。従って、後述するように、導風パネル７が回動して調和空気を前方に吹き出す姿勢をとったときには、ルーバーとして充分な長さを確保することができ、調和空気を遠方まで効率よく送ることができる。

導風パネル７は、吹出口４から吹き出す空気を通過させるための通気部９ａを有し、吹出口４周辺部分を被覆する延長パネル体９と、延長パネル体９の前方から通気部９ａを塞ぐカバーパネル体８とから構成されている。通気部９ａは吹出口４とほぼ同じ大きさに形成されている。

延長パネル体９は、下端に形成された回動軸１０の軸線１０ａ周りにケーシング２に対して回動可能とされている。図５及び図６に示すように、導風パネル７として、カバーパネル体８と延長パネル体９とが一体的に回動軸線１０ａ周りに回動して吹出口４を開放することができる。

カバーパネル体８は、延長パネル体９とほぼ同じ幅で、通気部９ａとほぼ同じ長さに形成されている。カバーパネル体８は、延長パネル体９に対して、カバーパネル体８の上端に設けられた回動軸１１の軸線１１ａ回りに回動可能に取り付けられている。図３及び図４に示すように、カバーパネル体８が回動して通気部９ａを開放することができる。

次に、フィルター１００の具体的構成について説明する。図８はフィルターの正面図である。図８に示すように、フィルター１００は、矩形状のフィルター網１０１と、フィルター網１０１を補強すべく、その周囲を支持する合成樹脂製のフィルター枠１０２とを備えている。フィルター網１０１は、ポリプロピレン樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂の織地からなる。

フィルター枠１０２は、ポリプロピレン製であり、縦枠１０３及び横枠１０４から構成されている。さらに、フィルター１００は、フィルター枠１０２内が縦横に横切る合成樹脂製の縦リブ１０５及び横リブ１０６で補強されている。

縦リブ１０５及び横リブ１０６は、ポリプロピレン製でそれぞれフィルター網１０１の表面に等間隔に複数形成されている。ポリプロピレンは、ポリエチレンテレフタレート樹脂よりも剛性が低いため、フィルター１００に柔軟性を持たせることができる。また、横枠１０４及び横リブ１０６がフィルター１００の反りや波うちを防止するために突状に、すなわち、厚肉に形成されているのに対して、縦枠１０３及び縦リブ１０５は、横枠１０４及び横リブ１０６に比べて薄肉に形成されている。これにより、フィルター１００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ている。

縦枠２の外縁部には縦方向にラック部１０７が設けられている。ラック部１０７は、後述する駆動手段３００であるピニオン３０２に噛合してフィルター１００を縦方向に往復移動させるものであり、帯状材を波形に成形した形状を有し、この山部がラックとして機能するようになっている。

フィルター枠１０２に張設されるフィルター網１０１のうち上部は、吸込口４から吸込まれた空気を通過させる空気流通部１０８とされ、下部は、空気を通過させない空気非流通部１０９とされる。

空気非流通部１０９は、図７に示すように、フィルター１００を上流位置におき、清掃手段４００を前面側に設けた場合に、清掃手段４００よりも下側部分に形成される。このような構成であれば、清掃手段４００よりも下側の清掃することができないフィルター部分を空気非流通部１０９としているので、その部分に空気が流通せず、塵埃が付着するのを防止することができる。

また、空気非流通部１０９は、空気流通部１０８と同一のフィルター網１０１を、フィルター網１０１を構成する繊維を押圧及び／又は加熱溶融して偏平化することにより、空気流通部１０８のメッシュよりも細かく設定したものである。すなわち、空気非流通部１０９のメッシュの開口率（開口の総面積／空気非流通部１０９の面積）は、空気流通部１０８のメッシュの開口率（開口の総面積／空気流通部１０８の面積）よりも低く設定され、具体的には、空気非流通部１０９の開口率が２０％、空気流通部１０８の開口率が６２％とされる。このような構成によると、メッシュを細かくしても空気非流通部１０９の剛性は低く保たれるため、Ｕ字状の移動経路Ｂを湾曲させながら走行させることができる。

ここで、フィルター１００の具体的な製法の一例を説明する。図９はフィルターの製造工程を示す図であって、空気流通部における断面図、図１０はフィルターの製造工程を示す図であって、空気非流通部における断面図である。なお、図９及び図１０は、フィルターの一部の断面図である。

まず、空気流通部１０８の製法について図９により説明する。図９に示すように、まず、平らな第１金型１１０の上にフィルター網１０１を載置して定置させ、その上から縦リブ１０５（又は、フィルター枠１０２、横リブ１０６）を成形するための凹部１１１ａを有する第２金型１１１で、加熱しながら加圧する。このとき、第２金型１１１の凹部１１１ａと凹部１１１ａとの間に形成される凸面１１１ｂと、第１金型１１０の表面との間の隙間が部位によって異なるように形成されている。

具体的には、空気流通部１０８に対応する凸面１１１ｂは、凹部１１１ａ縁を残してその他の部分が凹状にへこんでいる。このへこみ１１２により、フィルター網１０１が加圧されないですむ。また、凹部１１１ａ縁には凸面１１１ｂが形成されているので、凹部１１１ａに注入される樹脂が漏れ出るのを防ぐことができる。なお、へこみ１１２と第１金型１１０との隙間Ｈ２は、フィルター網１０１の厚みと同一かそれよりも高く設定すればよい。凸面１１１ｂと第１金型１１０との隙間Ｈ１は、フィルター網１０１の厚みよりも狭く設定すればよく、凹部１１１ａに注入される樹脂が漏れ出ないよう高さを調整すればよい。

次に、第１金型１１０の表面と凹部１１１ａ内面との間で形成されるキャビティに樹脂を射出して、フィルター枠１０５を形成する。なお、上記では、隙間Ｈ１及びＨ２の調整を、第２金型１１１のへこみ１１２により行ったが、第１金型１１０にへこみまたは凸部を形成することにより行ってもよいのはもちろんである。

次に、空気非流通部１０９の製法について、空気流通部１０８の場合との違いに絞って図１０により説明する。図１０に示すように、第２金型の凹部１１１aと隣接する凹部１１１aとの間には凸面１１１ｂのみが形成され、図９のようなへこみ１１２は形成されていない。凸面１１１ｂと第１金型１１０との間の隙間Ｈ１は、フィルター網１０１の厚みより狭く設定される。

第１金型１１０の上にフィルター網１０１が載置された後、第２金型１１１ではさみ込んで加圧し、フィルター網１０１の凸面１１１ｂに当接する部分が押しつぶされる。また、金型にヒータを組み込んで、加圧と同時に加熱を行い、フィルター網１０１を溶融させながら押しつぶしてもよい。

凸面１１１ｂと第１金型１１０との隙間Ｈ１は、その高さを調整することでフィルター網１０１のつぶれ度合いを変えられるので、空気非流通部１０９の開口率を調整することができる。

ガイド手段２００は、ケーシング２の両側壁の内面に設けられ、フィルター１００の左右両端部を保持可能とされている。ガイド手段２００は、移動経路Ｂの内周側をガイドする内レール２０１と、移動経路Ｂの外周側をガイドする外レール２０２とから構成される。ガイド手段２００は、ケーシング２の吸込口４に沿って設けられており、吸込口４よりも前方側でゆるやかに下方に傾斜しつつ、表側ボックス４０１及び裏側ボックス４０２の間を通過し、そこから前面パネル７に沿って湾曲しながら下降した後に、内側にＵターンして吸込口に向って上昇するように、Ｕ字状に形成される。ガイド手段２００の前面パネル２ｂ側の一部が開閉自在となっており（不図示）、誘導パネル７を取り外した後、その開口からフィルター１００を移動経路Ｂ内に挿入することができる。

フィルター１００を縦方向に往復移動させる駆動手段３００は、Ｕ字状の移動経路の折り返し部分の内側位置であって、清掃手段４００よりも下流側に設けられる。駆動手段３００は、モータ（不図示）と、モータに連結された駆動ギヤ３０１と、駆動ギヤ３０１に噛合するピニオン３０２及びゴムローラ３０３とから構成されている。ゴムローラ３０３の回転軸には図示しないピニオンと同形のギヤが取り付けられており、これによりピニオン３０２とゴムローラ３０３とは同じ方向に回転するようになっている。

ピニオン３０２は、ボックス体４０３の下流側近くのガイド手段２００の内レール２０１から移動経路Ｂに一部露出して、フィルター１００に設けられたラック部１０７の裏面側に噛合するように配置される。ゴムローラ３０３は、移動経路Ｂに一部露出するように配置され、移動経路Ｂ中のフィルター１００の裏面側に当接して回転することにより、その摩擦力によって屈曲状態のフィルター１００の移動がスムーズに行なえるような構成とされている。

次に、清掃手段４００について説明する。清掃手段４００は、フィルター１００の表面を覆う塵埃除去ボックス（表側ボックスという）４０１及びフィルター１００の裏面を覆う塵埃除去ボックス（裏側ボックスという）４０２と、吸引手段としての吸引ファン（不図示）とを備えている。両ボックス４０１及び４０２は、ケーシング２の吸込口４よりもやや前方、すなわち、吸込口４が形成された上面パネル２ａと、前面パネル２ｂとの境界付近のフィルター１００部分を挟んで対向配置されており、これにより吸込口４から吸込んだ空気がフィルター１００を通過するのを妨げないようにしている。また、吸込口４に対向するフィルター１００の全面を清掃することができる。

両ボックス４０１及び４０２の間隔は、後述のフィルター１００の横リブ１０６の厚さとフィルター網１０１の厚さを合せた厚さよりも若干大きくなるように設定され、この間をフィルター１００が、横リブ１０６が形成された面を裏面（下流側）として走行することにより、フィルター１００に付着した塵埃を除去することができる。塵埃除去ボックス４０１内にフィルター１００の表面（上流側）に接触する回転ブラシを設ければ、さらに塵埃を効率よく除去することができる。

また、フィルター１００の空気非流通部１０９は、通常位置で清掃手段４００を含んで下側を形成しているのが望ましい。つまり、塵埃除去ボックス４０２とフィルター１０９の空気非流通部１０９とで密閉された空間を形成することができるため、フィルター清掃時にフィルターが移動する直前や終了時に吸引ファン（不指示）を駆動させるだけで、塵埃除去ボックス４０２内に溜まった塵埃を効率的に吸引することができる。

以上の構成によると、清掃手段４００よって清掃することができないフィルター網１０１部分を、空気が流通しない空気非流通部１０９としているので、塵埃が付着しにくく、フィルターを衛生的に保つことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施形態では、フィルターを空気調和機の室内ユニットに搭載したが、本発明は、空気清浄機や除湿機、加湿機などの空気調節装置やその他の電気機器にも適用することができる。

本実施形態を示す空気調和機の室内ユニットの断面図 図１の室内ユニットの外観を示す斜視図 図１における室内ユニットのカバーパネル体が回動した状態を示す断面図 図３の室内ユニットの外観を示す斜視図 図１における室内ユニットの導風パネルが回動した状態を示す断面図 図５の室内ユニットの外観を示す斜視図 フィルター、清掃手段及び駆動手段の配置関係を示す概略断面図 フィルターの正面図 フィルターの製造工程を示す図であって、空気流通部における断面図 フィルターの製造工程を示す図であって、空気非流通部における断面図

符号の説明

１ 室内ユニット
２ ケーシング
３ 吸込口
４ 吹出口
５ 熱交換器
６ 室内ファン
７ 導風パネル
８ カバーパネル体
９ 延長パネル体
１００ フィルター
１０１ フィルター網
１０２ フィルター枠
１０８ 空気流通部
１０９ 空気非流通部
２００ ガイド手段
３００ 駆動手段
４００ 清掃手段

Claims (3)

1. フィルターを移動させて自動的に清掃するフィルター清掃手段を備えた機器に搭載されるフィルターであって、該フィルターは、フィルター網と、該フィルター網の周囲を支持するフィルター枠とを備え、前記フィルター網のうち、前記フィルターを移動させたときに前記フィルター清掃手段による清掃範囲を空気流通部とし、前記フィルター網のうち、前記フィルターを移動させたときに前記フィルター清掃手段による清掃範囲外を空気非流通部とし、前記空気非流通部は、前記フィルター網を構成するフィルター繊維の断面を扁平化することで、扁平化後のメッシュの開口率が空気流通部のメッシュの開口率よりも低くなるように形成されたことを特徴とするフィルター。
2. 前記空気非流通部の空気の通気量は、前記空気流通部の通気量よりも少なく設定されたことを特徴とする請求項１に記載のフィルター。
3. 請求項１又は２に記載のフィルターを自動的に移動させて清掃する清掃手段を備えることを特徴とする空気調和機。

Images