JP5040866B2 - 空調機 - Google Patents

Description

本発明は、空調機に関し、特にフィルタに付着した塵埃を自動的に除去する機能を備えた空調機に関する。

近年、フィルタとブラシとを対向させた状態で相対移動させ、そのフィルタに付着した塵埃を除去するフィルタ清掃機能付き空調機が広く普及している（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の空調機は、フィルタにブラシを所定の圧力で接触させ、そのフィルタをモータによって往復移動させている。フィルタが移動する経路は、フィルタを移動可能に保持するガイド部材に形成されている。フィルタの風下には室内熱交換器が配置されており、吸込口から吸い込まれた空気は、フィルタを通過して室内熱交換器に向う。

しかしながら、上記のような構成では、本来、フィルタを通過するべき空気が、室内熱交換器の側方からフィルタと室内熱交換器との隙間へ迂回し、塵埃が除去されていない空気が室内熱交換器へ向う可能性がある。
特開２００８−５７８８４号公報

本発明の課題は、塵埃が除去されていない空気がフィルタと室内熱交換器との隙間へ迂回して室内熱交換器へ向うことを抑制した空調機を提供することにある。

第１発明に係る空調機は、熱交換器と、固定フレームと、ファンと、フィルタと、フィルタ清掃部と、側板とを備えている。固定フレームは、熱交換器を固定する。ファンは、熱交換器の表面を通る空気流を生成する。フィルタは、熱交換器の風上に位置し空気流から塵埃を除去する。フィルタ清掃部は、フィルタに付着した塵埃をフィルタから離脱させる。側板は、固定フレームに固定され、熱交換器とフィルタ清掃部との隙間を熱交換器の側方およびフィルタ清掃部の側方において塞ぐ。フィルタ清掃部は、フィルタを所定位置に保持する支持枠を有している。支持枠と側板とは直接締結されている。

この空調機では、支持枠と側板とが直接締結されることによって、支持枠と側板との隙間が小さくなるので、フィルタを通過せずに側面から熱交換器とフィルタとの隙間に入り込もうとする空気の量が低減する。その結果、塵埃を含んだ空気が直接熱交換器に接触することが抑制される。

第２発明に係る空調機は、第１発明に係る空調機であって、支持枠が固定フレームに固定されている。この空調機では、支持枠および側板ともに固定フレームに固定された状態で、支持枠と側板とが直接締結されるので、支持枠および側板の歪みが強制され、予期しない隙間の発生が抑制される。

第３発明に係る空調機は、第１発明に係る空調機であって、支持枠の前方を覆うグリルをさらに備えている。支持枠とグリルとは締結されている。この空調機では、支持枠が所定位置から位置ずれすることが防止され、予期しない隙間の発生が抑制される。

第４発明に係る空調機は、第３発明に係る空調機であって、支持枠の中央部がグリルに締結されている。この空調機では、凹状に変形し易い支持枠の中央部がグリルに固定されるので、支持枠の形状維持が図られる。その結果、予期しない隙間の発生が抑制され、予期しない不要な空気流れの発生も抑制される。

第５発明に係る空調機は、第１発明に係る空調機であって、支持枠と側板とがネジ止めされている。この空調機では、支持枠と側板との隙間が小さくなるので、フィルタを通過せずに側面から熱交換器とフィルタとの隙間に入り込もうとする空気の量が低減する。

第６発明に係る空調機は、第１発明に係る空調機であって、支持枠と側板とが接着されている。この空調機では、支持枠と側板との隙間が小さくなるので、フィルタを通過せずに側面から熱交換器とフィルタとの隙間に入り込もうとする空気の量が低減する。

第７発明に係る空調機は、第１発明に係る空調機であって、支持枠と側板とが溶着されている。この空調機では、支持枠と側板との隙間が小さくなるので、フィルタを通過せずに側面から熱交換器とフィルタとの隙間に入り込もうとする空気の量が低減する。

第１発明に係る空調機では、フィルタを通過せずに側面から熱交換器とフィルタとの隙間に入り込もうとする空気の量が低減するので、塵埃を含んだ空気が直接熱交換器に接触することが抑制される。

第２発明に係る空調機では、支持枠および側板の歪みが強制され、予期しない隙間の発生が抑制される。

第３発明に係る空調機では、支持枠が所定位置から位置ずれすることが防止され、予期しない隙間の発生が抑制される。

第４発明に係る空調機では、予期しない隙間の発生が抑制され、予期しない不要な空気流れの発生も抑制される。

第５発明から第７発明のいずれか１つに係る空調機では、フィルタを通過せずに側面から熱交換器とフィルタとの隙間に入り込もうとする空気の量が低減するので、塵埃を含んだ空気が直接熱交換器に接触することが抑制される。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜空調機の概略構成＞
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る空調機の外観図である。図１において、空調機１は、室内に設置される室内ユニット２と、室外に設置される室外ユニット３とを有しており、室内の冷房および暖房を行うことができる。

室外ユニット３は、室外空調ユニット５と、室外空調ユニット５上に配置される調湿ユニット４とを有している。調湿ユニット４は、室外の空気を室内へ供給し、或いは室内の空気を室外へ排出することができ、室外ユニット３と室内ユニット２との間には、調湿ユニット４からの室外空気や調湿空気等を室内ユニット２側に供給するときに、或いは室内の空気を室外に排出するときに用いられる給排気ホース６が設けられている。

＜室内ユニット２＞
図２は、本発明の一実施形態に係る空調機の室内ユニットの断面図である。室内ユニット２は、室内の壁面に取り付けられる壁掛け型の室内ユニットであり、図２に示すように、ケーシング１０と、フレーム１１、室内熱交換器１２、ファン１３、フィルタ２１及びダストボックス６０等を有している。

ケーシング１０は、グリル１０ａと前面パネル１０ｂと背面板１０ｃとを含む。グリル１０ａはフィルタ２１を覆うように配置されている。また、前面パネル１０ｂは、グリル１０ａの前面を覆うように取付けられている。

室内ユニット２の内部には、フレーム１１、室内熱交換器１２、ファン１３、及びフィルタ２１が配置されている。室内熱交換器１２及びファン１３は、フレーム１１に取り付けられている。室内熱交換器１２は、通過する空気との間で熱交換を行う。ファン１３は、室内から取り込んだ空気を、室内熱交換器１２に当てて通過させた後、室内に吹き出す。

フレーム１１の前面下部には、吹出し口１５が設けられており、吹出し口１５から吹き出される空気を案内する第１フラップ１７ａ、第２フラップ１７ｂ、第３フラップ１７ｃ及び第４フラップ１７ｄが、吹出し口１５に設けられている。各フラップは、空気の案内方向を変更したり、吹出し口１５を開閉したりすることができる。

（フィルタ清掃部４０）
図３は、フィルタ清掃部の斜視図である。図２及び図３において、フィルタ清掃部４０は、グリル１０ａと室内熱交換器１２との間に配置されている。フィルタ２１は、フィルタ清掃部４０内に収納されている。フィルタ２１は、室内熱交換器１２に向って流入してくる空気に含まれる塵埃を除去し、フィルタ清掃部４０は、塵埃が付着したフィルタ２１を自動清掃し、その塵埃をダストボックス６０に溜める。また、フィルタ清掃部４０は、フィルタ２１を移動させるローラー３１と、フィルタ２１及びローラー３１を支持するガイド部材４１とを有している。

（フィルタ２１）
図４は、フィルタとローラーの斜視図である。図４において、フィルタ２１は、空気中の塵埃を除去するフィルタ部２２と、フィルタ部２２の上下端、左右端及び中央部を支える縁２３とを有する。本実施形態では、縁２３は、エラストマで成形されており、外力によって容易に変形させられるが、外力が無くなると容易に復元される。なお、縁２３の材質はエラストマに限定されるものではなく、ゴム、樹脂などの高分子材料から選定される。フィルタ２１の左右端の縁２３には、ギアと噛み合うラック２４が形成されている。

フィルタ２１は、室内熱交換器１２の上面側に配置され、室内および室外から取り込まれた空気から塵埃を除去する。これにより、フィルタ２１は、空気中に浮遊する塵埃が室内熱交換器１２の表面を汚染することを防止している。フィルタ２１は、正規の状態では、室内熱交換器１２の上面側のほぼ全域を覆うように配置されている。

（ローラー３１）
ローラー３１は、両端にピニオンギア３２を有している。各ピニオンギア３２は、フィルタ２１のラック２４と噛み合い、ピニオンギア３２が回転することによって、フィルタ２１は上下に移動する。各ピニオンギア３２の中央には、外側へ突出する回転軸３３が設けられており、回転軸３３は、ガイド部材４１の軸受に支持される。

（ガイド部材４１）
図２及び図３において、ガイド部材４１は、フィルタ２１が移動するための軌道となるフィルタ案内溝４２と、ピニオンギア３２の回転軸３３を支持する軸受とを有している。

フィルタ案内溝４２は、前方案内溝４２ａと下方案内溝４２ｂと後方案内溝４２ｃと上方案内溝４２ｄとから成る。前方案内溝４２ａ及び後方案内溝４２ｃの長さは、フィルタ２１の長手方向の約３分の２の長さに相当し、上方案内溝４２ｄの長さは、フィルタ２１の長手方向の約３分の１の長さに相当する。下方案内溝４２ｂは、前述したピニオンギア３２の歯先円と同軸の円弧軌道を形成しており、前方案内溝４２ａの下端と後方案内溝４２ｃの下端とを結んでいる。前方案内溝４２ａの上端と後方案内溝４２ｃの上端は、共に上方案内溝４２ｄの入口と繋がっている。なお、フィルタ２１の停止位置は、上方案内溝４２ｄの終端近傍に配置されているリミットスイッチ（図示せず）によって検知される。

（ダストボックス６０）
図２においてダストボックス６０は、フィルタ２１に付着した塵埃を除去して、その塵埃を一時的に溜める機能を有している。ダストボックス６０には、回転ブラシ６１が配設されており、この回転ブラシ６１がフィルタ２１に接触している。そして、回転ブラシ６１は、ブラシ駆動モータ（図示せず）によって回転駆動される。

（フィルタ清掃動作）
室内ユニット２では、制御部により定期的に、或いは使用者が必要とするときにリモコンによってフィルタ２１が自動的に清掃される。以下、その仕組みについて説明する。

フィルタ２１のラック２４は、前方案内溝４２ａと上方案内溝４２ｄとに収まっており、ラック２４の一端（以後、第１端部２４ａとよぶ）はピニオンギア３２と噛み合っている。ローラー３１が回転すると、ピニオンギア３２からラック２４に回転が伝達され、フィルタ２１は、ローラー３１によって下方案内溝４２ｂで方向転換して後方案内溝４２ｃ側へ搬送される。ローラー３１が回転し続けると、ラック２４の第１端部２４ａは上方案内溝４２ｄに入り上方案内溝４２ｄの終端に到達する。

ラック２４の第１端部２４ａが上方案内溝４２ｄの終端に到達すると、リミットスイッチが押されオン動作する。空調機の制御部は、リミットスイッチから出力されるオン信号からラック２４の第１端部２４ａが上方案内溝４２ｄの終端に到達したと判断し、ローラー３１の回転を停止させる。このとき、ラック２４は、後方案内溝４２ｃと上方案内溝４２ｄとに収まっており、ラック２４の他端（以後、第２端部２４ｂとよぶ）はピニオンギア３２と噛み合っている。

フィルタ２１が移動する際に、フィルタ２１の表面に付着していた塵埃は回転ブラシ６１によって掻き落される。回転ブラシ６１は、少なくともフィルタ２１が前方から後方へ移動している期間中は回転しており、その回転方向は、フィルタ２１の進行方向に逆らう方向である。

フィルタ２１が前方から後方へ移動し塵埃の除去が終了すると、制御部は、ローラー３１を逆回転させる。フィルタ２１のラック２４の第２端部２４ｂは、ピニオンギア３２と噛み合っているので、ピニオンギア３２からラック２４に回転が伝達され、フィルタ２１は、ローラー３１によって下方案内溝４２ｂで方向転換して前方案内溝４２ａ側へ搬送される。ローラー３１が逆回転し続けると、ラック２４の第２端部２４ｂは上方案内溝４２ｄに入り上方案内溝４２ｄの終端に到達する。

ラック２４の第２端部２４ｂが上方案内溝４２ｄの終端に到達すると、リミットスイッチが押されオン動作する。空調機の制御部は、リミットスイッチから出力されるオン信号からラック２４の第２端部２４ｂが上方案内溝４２ｄの終端に到達したと判断し、ローラー３１の回転を停止させる。

（フィルタ・バイパス空気流の防止構造）
図５は、室内熱交換器の側方から視た室内ユニットの内部の部分斜視図である。図５において、室内熱交換器１２の側方には側板４９が取り付けられている。室内熱交換器１２は、ファン１３の上部を囲む逆Ｖ字形をしており（図２参照）、伝熱管１２ａと、伝熱管１２ａと接触する複数のフィン１２ｂとを有している。フィン１２ｂは、矩形の薄板であり、一定の間隔を隔てて平行に並べられている。そして、フィン１２ｂに、Ｕ字状の伝熱管１２ａの直管部が貫通し、複数の冷媒流通路が形成されている。

側板４９は、伝熱管１２ａのＵ字状部分との干渉を避けるため、伝熱管１２ａのＵ字状部分が貫通する貫通孔４９ａを有している。フィルタ清掃部４０は、室内熱交換器１２及び側板４９の風上側を覆おうように重ねて配置されている。その結果、フィルタ２１が室内熱交換器１２の風上側を覆い、ガイド部材４１が側板４９の風上側を覆っている。そして、ガイド部材４１と側板４９との重なり合った部分は、その隙間を小さくするために、ネジ９９で締結されている。

側板４９はフレーム１１にネジ止めされ、ガイド部材４１は取り付け爪４１ｇによってフレーム１１に固定されているので、ガイド部材４１と側板４９とがフレーム１１に固定されたとき、歪によってガイド部材４１と側板４９との隙間があったとしても、ガイド部材４１と側板４９とがネジ９９によって直接締結されるので、ガイド部材４１および側板４９の歪みが強制され、且つ、ガイド部材４１と側板４９との隙間も小さくなる。

したがって、室内ユニット２に吸い込まれた空気がフィルタ２１を通らずに、室内熱交換器１２の側方からガイド部材４１と側板４９との隙間を通って侵入しようとする空気流、いわゆるフィルタ・バイパス空気流が発生し難い。

（ガイド部材４１の反り防止構造）
図３において、ガイド部材４１は、フィルタ２１へ向う空気流を疎外しないために、フィルタ２１の縁２３（図４参照）およびフィルタ部２２（図４参照）の一部だけを支持する構成である。そのため、長手方向の中央部がフィルタ２１に近づくような反りが発生し易い。しかし、本実施形態では、ガイド部材４１の長手方向の中央部と、グリル１０ａの中央部とをネジ止めして、ガイド部材４１の反りを防止している。具体的には、ガイド部材４１の長手方向の中央部にネジ孔４１ｈ（図３参照）が設けられ、グリル１０ａの中央部に孔（図示せず）が設けられ、グリル１０ａ側からガイド部材４１がネジ固定される。その結果、ガイド部材４１の中央部が前面パネル１０ｂ側に引き寄せられ反りが解消される。

＜変形例＞
上記実施形態では、ガイド部材４１の長手方向の中央部と、グリル１０ａの中央部とをネジ止めしているが、ネジ止めに限定されるものではなく、接着、熱溶着、超音波溶着などによって締結することも可能である。

＜特徴＞
（１）
空調機１では、側板４９が、フレーム１１に固定され、室内熱交換器１２とフィルタ清掃部４０との隙間を室内熱交換器１２の側方において塞いでいる。また、側板４９とフィルタ清掃部４０のガイド部材４１とがネジ止めされている。その結果、ガイド部材４１と側板４９との隙間が小さくなるので、フィルタ２１を通過せずに室内熱交換器１２とフィルタ清掃部４０との隙間に入り込もうとする空気の量が減少し、塵埃を含んだ空気が直接室内熱交換器１２に接触することが抑制される。

（２）
ガイド部材４１の中央部がグリル１０ａに締結されているので、ガイド部材４１の形状維持が図られる。その結果、予期しない隙間の発生が抑制され、予期しない不要な空気流れの発生も抑制される。

以上のように、本発明によれば、フィルタ２１を通過せずに室内熱交換器１２とフィルタ清掃部４０との隙間に入り込もうとする空気の量が減少するので、空調機の室内ユニットに有用である。

本発明の一実施形態に係る空調機の外観図。 本発明の一実施形態に係る空調機の室内ユニットの断面図。 フィルタ清掃部の斜視図。 フィルタとローラーの斜視図。 室内熱交換器の側方から視た室内ユニットの内部の部分斜視図。

符号の説明

１０ａ グリル
１１ フレーム（固定フレーム）
１２ 室内熱交換器
１３ ファン
２１ フィルタ
４０ フィルタ清掃部
４１ ガイド部材（支持枠）
４９ 側板

Claims (7)

1. 熱交換器（１２）と、
   前記熱交換器（１２）を固定する固定フレーム（１１）と、
   前記熱交換器（１２）の表面を通る空気流を生成するファン（１３）と、
   前記熱交換器（１２）の風上に位置し前記空気流から塵埃を除去するフィルタ（２１）と、
   前記フィルタ（２１）に付着した前記塵埃を前記フィルタ（２１）から離脱させるフィルタ清掃部（４０）と、
   前記固定フレーム（１１）に固定され、前記熱交換器（１２）と前記フィルタ清掃部（４０）との隙間を前記熱交換器（１２）の側方および前記フィルタ清掃部（４０）の側方において塞ぐ側板（４９）と、
   を備え、
   前記フィルタ清掃部（４０）は、前記フィルタ（２１）を所定位置に保持する支持枠（４１）を有しており、
   前記支持枠（４１）と前記側板（４９）とが直接締結されている、
   空調機。
2. 前記支持枠（４１）は、前記固定フレーム（１１）に固定されている、
   請求項１に記載の空調機。
3. 前記支持枠（４１）の前方を覆うグリル（１０ａ）をさらに備え、
   前記支持枠（４１）と前記グリル（１０ａ）とが締結されている、
   請求項１に記載の空調機。
4. 前記支持枠（４１）の中央部が、前記グリル（１０ａ）に締結されている、
   請求項３に記載の空調機。
5. 前記支持枠（４１）と前記側板（４９）とがネジ止めされている、
   請求項１に記載の空調機。
6. 前記支持枠（４１）と前記側板（４９）とが接着されている、
   請求項１に記載の空調機。
7. 前記支持枠（４１）と前記側板（４９）とが溶着されている、
   請求項１に記載の空調機。

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