JP5257613B2

JP5257613B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP5257613B2
Application number: JP2009078774A
Authority: JP
Inventors: 真琴渋谷; 慎治杉山; 昭彦野島
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: JP2010230244A

Description

本発明は、フィルタの自動清掃機能を備えた空気調和機（室内機ユニット）に関し、さらに詳しく言えば、フィルタの移動経路を工夫して筐体をよりコンパクトにした空気調和機に関する。

例えば特許文献１に示すように、最近の空気調和機（エアコン）の室内機ユニットの一部には、フィルタに付着したゴミを自動的に除去するフィルタ清掃機能を備えたものがある。

フィルタ清掃機能は、空気吸込口を覆うように本体キャビネットに取り付けられたフィルタと、フィルタに付着したゴミを回収する清掃ユニットとを有し、清掃ユニットをモータ駆動によって移動させてフィルタに付着したゴミを清掃ユニットで回収し、ダストボックス内に貯留している。

特許文献１に記載されたフィルタ清掃装置は、フィルタに接触してゴミを回収する清掃ブラシと、清掃ブラシに付着したゴミを回収するためのリフレッシュブラシとを有し、清掃工程の開始前や終了後に清掃ブラシをリフレッシュブラシに接触させることで、清掃ブラシに付着したゴミをリフレッシュブラシで回収するようにしていた。

しかしながら、特許文献１に記載されたフィルタ清掃装置には、次のような課題があった。すなわち、従来の清掃工程は、清掃工程の開始前後で清掃ブラシを回転させていたため、清掃の途中で清掃ブラシを回転させることはなかった。

フィルタにゴミが大量に付着している場合、清掃ブラシがフィルタに接触しながら移動してゆくと、清掃ブラシによって掻き取れず残ったゴミが塊となって回収できないため、好ましくない。

さらには、大量のゴミが清掃ブラシに付着した状態でリフレッシュブラシに接触させると、リフレッシュブラシの回収能力を越えるゴミが付着していた場合、リフレッシュブラシによって回収しきれなかったゴミが再びフィルタに接触することで、ゴミが落ちたりするおそれもある。

特開２００８−１２１９９０号公報

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、１回のフィルタ清掃過程で清掃ブラシを複数回回転させて清掃ブラシに付着したゴミをこまめに清掃することができる空気調和機を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明は、室内機筐体内に、四角枠状のフレームに沿って張設されたフィルタ面を有し空気吸込口に沿って配置されたフィルタと、上記フィルタを所定方向に移動させるフィルタ駆動手段と、上記フィルタに付着したゴミを除去する清掃ブラシと、上記清掃ブラシに付着しているゴミを除去するリフレッシュブラシと、上記フィルタ駆動手段を制御する制御部とを有する空気調和機において、
上記清掃ブラシは、所定の回転軸を中心に上記フィルタに接触するフィルタ清掃位置と上記リフレッシュブラシに接触するリフレッシュ位置とに回動可能であり、上記清掃ブラシと上記フィルタとには、上記フィルタの片道移動方向の始端から終端に至るまでの間に上記清掃ブラシを少なくとも２回以上上記フィルタ清掃位置から上記リフレッシュ位置に向けて回動させるフィルタ回動手段が設けられており、
上記フィルタのフレームには、上記フィルタ回動手段の一方の構成要素として、上記フレームのフィルタ移動方向に沿って所定距離ずらして配置された第１リブおよび第２リブを含むリブ対がフィルタ移動方向に沿って所定の間隔で複数対配置されており、
上記清掃ブラシの回転軸には、上記フィルタ回動手段の他方の構成要素として、上記第１リブに対応する第１カムと、上記第２リブに対応する第２カムとを備え、
上記フィルタの片道移動方向を順移動方向，その反対方向を逆移動方向として、上記第１カムは上記順移動方向時にのみ、上記清掃ブラシを上記フィルタ清掃位置となるように上記第１リブにより回動され、上記第２カムは上記逆移動方向時にのみ、上記清掃ブラシを上記リフレッシュ位置となるように上記第２リブにより回動され、
上記フィルタの順移動方向に沿って上記第１リブと上記第２リブとが順に配置され、
上記制御部は、上記フィルタの順移動方向時、上記第２リブが上記第２カムを通過したことを検知すると、上記第１リブが上記第１カムを乗り越える位置にまで上記フィルタを上記逆移動方向に移動させて、上記第２リブにより上記第２カムを回動させて上記清掃ブラシを上記リフレッシュ位置としたのち、再度、上記フィルタを上記順移動方向に移動させ、今度は、上記清掃ブラシが上記フィルタ清掃位置となるように上記第１リブにより上記第１カムを回動させ、これを上記リブ対ごとに繰り返すことを特徴としている。

本発明において、上記第１リブは、上記フレームのフィルタ移動方向に沿って対向する２辺のいずれか一方の辺側に設けられており、上記第２リブは、いずれか他方の辺側に設けられていることが好ましい。

本発明によれば、フィルタの一部に清掃ブラシを少なくとも２回以上回動させるフィルタ回動手段を設けたことにより、１回の清掃工程で清掃ブラシを複数回清掃させることで、より清掃効率を高めることができる。

また、フィルタのフレーム部に設けられた一対のリブを用いてフィルタを回動することにより、ブラシ回転専用の駆動手段を設けることなく、より安価な空気調和機を実現することができる。

また、フィルタ面を挟んで対向するフレームに各リブをそれぞれ独立して設けたことにより、フィルタ回動手段の動作時にフィルタが歪んだりすることを確実に防止できるばかりでなく、それらをずらして配置することで、リブの位置をフィルタ清掃時の位置決めとしても利用でき、逆差しなどの誤動作を防止できる。

（ａ）本発明の一実施形態に係る空気調和機の要部断面図，（ｂ）ダストボックスの要部断面図。上記空気調和機のフィルタと清掃ブラシの斜視図。清掃ブラシの分解斜視図。（ａ），（ｂ）清掃ブラシの回転カムの動きを説明する説明図。（ａ）〜（ｆ）清掃ブラシの動きを説明する説明図。（ｇ）〜（ｍ）清掃ブラシの動きを説明する説明図。

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が、本発明はこの限りではない。図１に示すように、この空気調和機の室内機ユニット１は、図示しない背板を介して壁面に支持されるベースパネル１０を備えている。

ベースパネル１０には、熱交換器２とクロスフローファン（図示しない）が架け渡されるようにして支持されている。本発明において、熱交換器２とクロスフローファンの具体的な構成は、任意であってよいため、その説明は省略する。

また、ベースパネル１０の下面側には、空気吹出口や風向板、ディフューザー（ともに図示しない）などが設けられるが、本発明において、これらの構成は特に限定されることがないため、その説明も省略する。

ベースパネル１０には、熱交換器２の上面を覆う上面パネル１１と、熱交換器２の前面を覆う前面パネル１２と、熱交換器２の左右両端を支持する一対の側面パネル（図示しない）とを備えている。この例において、各パネルは合成樹脂の成型品からなる。

上面パネル１１および前面パネル１２には、空気を室内機ユニット１に取り込むための空気吸込グリル１４が設けられている。前面パネル１２の一部には、運転時に開くことにより、吸込グリル１４の開口面積を大きくして、空気流入量を増やすオープンパネル１５が設けられている。

室内機ユニット１の内部には、空気吸込グリル１４を覆うようにフィルタ３が着脱自在に設けられている。フィルタ３は、熱交換器２の左右半分ずつをそれぞれ覆い隠すように２枚設けられている。各フィルタ３は、ともに同一形状であるため、以下においてはいずれか一方のみを例示して説明する。

図２を併せて参照して、各フィルタ３は、格子状のフレーム３１と、フレーム３１に張設されたフィルタ本体３２とを一体成型した合成樹脂製である。フレーム３１は、フィルタ本体３２の外周を囲むように形成されており、補強用の補強フレーム３３がフィルタ３の移動方向（図２中の矢印方向）に沿って２箇所設けられている。

フレーム３１には、後述するフィルタ清掃ユニット４の清掃ブラシ４３を回動させるためのフィルタ回動手段が設けられている。フィルタ回動手段は、清掃ブラシ４３をフィルタ３に向けて回動させる第１リブ３４と、清掃ブラシ４３をダストボックス４１内に回動させる第２リブ３５とからなり、フィルタ清掃中に少なくとも２回清掃ブラシを回動させるため２組（合計４箇所）設けられている。

フレーム３１の他方の面（図２では裏面）には、フィルタ３を移動させるためのラック（図示しない）が設けられている。このラックは室内機ユニット１の前面側に設けられたフィルタ駆動手段４２に歯合されている。

この例において、第１リブ３４および第２リブ３５は、１回の清掃行程中（フィルタ３の始端から終端に至るまでの間）に清掃ブラシ４３を２回回動させるために２組設けられているが、より清掃ブラシ４３の回動回数を増やすため、２組以上設置してもよい。

第１リブ３４および第２リブ３５は、フレーム３１からほぼ垂直に突設されており、フィルタ３の移動方向に沿って平行なフレーム３１にそれぞれ独立して設けられている。この例において、第１リブ３４は、図２のフレーム３１の左側に設けられており、第２リブ３５は右側に設けられているが、逆であってもよい。

第１リブ３４および第２リブ３５は、フィルタの移動方向に沿って所定量（ΔＴ）ずらされて配置されている。これによれば、ブラシ回転専用の駆動手段を設けることなく、より安価な空気調和機を実現できる。また、第１リブ３４および第２リブ３５がずらされていることで、リブとカムとの干渉を防ぐことができる。なお、フィルタ３を逆方向に移動させた直後に清掃ブラシ４３が回転しないようにするため、隣接するΔＴ同士は、互いに重なり合わないようになっていることが好ましい。

再び図１（ａ），（ｂ）を参照して、室内ユニット１の内部の前面側には、フィルタ３を清掃するためのフィルタ清掃ユニット４が設けられている。フィルタ清掃ユニット４は、フィルタ３に付着したゴミを回収するダストボックス４１と、フィルタ３をダストボックス４１内を経由して移動させるフィルタ駆動手段４２とを備えている。

図１（ｂ）に示すように、ダストボックス４１内には、前面パネル１２の内周面の下側に配置されており、内部にフィルタ３に接触してゴミを掻き取る清掃ブラシ４３と、清掃ブラシ４３の清掃機能を回復するためのリフレッシュブラシ４４とを備えている。

フィルタ駆動手段４２は、図示しないモータによって駆動されるギアからなり、上述したフィルタ３のフレームに形成されたラックに歯合されている。フィルタ駆動手段４２は、図示しない制御手段の指令を受けてフィルタ３を前後にスライド移動させるようになっている。

図２および図３を併せて参照して、清掃ブラシ４３は、水平回転軸を中心に回動可能に設けられた回転ベース４３１と、回転ベース４３１の上に扇状に配置されたブラシ本体４３２とを備えている。ブラシ本体４３２は、水平回転軸を中心とした半径方向に沿って植設された樹脂製のブラシからなり、フィルタ６に対して直交して接触するようになっている。

ブラシ本体４３２の軸方向の両端には、図示しない軸受部によって軸支される回転軸４３３，４３３が設けられている。一方の回転軸４３３（図２では左端側）には、第１リブ３４と協働する第１カム４３４が設けられている。他方の回転軸４３３（図２では右端側）には、第２リブ３５と協働する第２カム４３５が設けられている。

この例において、第１カム４３４と第２カム４３５とは、回転軸４３３の回転軸線を中心に９０°ずれるように配置されている。第１カム４３４および第２カム４３５はともに、対称構造であるため、以下においては第１カム４３４を例にとって説明する。

図３に示すように、第１カム４３４は、回転軸４３３に取り付けられるＣ字リング４３４ａ（第２カムの場合は４３５ａ）と、円盤状のカム本体４３４ｂ（第２カムの場合は４３５ｂ）とを一体的に備えた合成樹脂の成型品である。

回転軸４３３には、その回転軸線に対して平行な開口を有する取付孔４３６が設けられている。取付孔４３６は、少なくともＣ字リング４３４ａが差し込み可能な大きさに開口されており、その内部には、Ｃ字リング４３４ａが取り付けられる図示しない取付軸が設けられている。取付軸は、回転軸４３３の回転軸線に対して直交するように設けられている。

回転軸４３３にはさらに、第１カム４３４を常に軸端に向けて押圧する圧縮バネ４３７が設けられている。圧縮バネ４３７は、一端が回転ベース４３１の側面に当接し、他端が第１カム４３４のカム本体４３４ｂの側面に当接することで、第１カム４３４を常に外側に向けてバネ付勢している。

回転軸４３３にはさらに、バネ付勢された第１カム４３４が回転軸４３３の回線軸線に対して直交した状態を維持するためのストッパ４３８が設けられている。ストッパ４３８は、いわゆるリング状で、回転軸４３３の端部から差し込まれ、第１カム４３４の外周面（圧縮バネ４３７の接触面とは反対の面）に当接することで、第１カム４３４が外側に倒れ込まないように規制している。

これによれば、通常時は図４（ａ）に示すように、第１カム４３４は圧縮バネ４３７により外側に向けて押圧されるが、ストッパ４３８によって回転軸４３３に対して直交した状態で保持される。図４（ｂ）に示すように、第１カム４３４は、軸方向の外側から押圧されることで圧縮バネ４３７の付勢力に抗して内側に折り曲げられる。

この例において、第１カム４３４は、Ｃ字リング４３４ａや圧縮バネ４３７およびストッパ４３８を介してバネ付勢され、外側に倒れ込まないようになっているが、他の方法でこのような構成を実現できれば、その他の変形例を用いてもよい。

図１（ｂ）および図３を参照して、リフレッシュブラシ４４は、清掃ブラシ４３の外周側に配置されたアーチ状のブラシ台４４１と、ブラシ台４４１の内周面（清掃ブラシ４３に対向する面）に植設されたリフレッシュブラシ本体４４２とを備えている。

リフレッシュブラシ本体４４２は、ブラシ台４４１の内周面に沿って配置されており、ブラシ台４４１の付け根から所定角度傾斜するように植設された傾斜ブラシである。この例において、リフレッシュブラシ本体４４２は、清掃ブラシ４３の回転方向（図２では時計回り）に対して鋭角に接触するように傾斜されている。

前面パネル１２の下端側には、フィルタ３を室内機ユニット１外に導出するフィルタ導出口１７が設けられており、フィルタ導出口１７に隣接してダストボックス４１のフィルタ移動経路が確保されている。

次に、図５（ａ）〜（ｆ）および図６（ｇ）〜（ｍ）を参照しながら、清掃ブラシ４３の回動手順の一例について説明する。なお、フィルタ清掃は図示しない制御部によって制御されている。

フィルタ清掃が開始されると、制御部は、フィルタ駆動手段４２を駆動し、これに伴いフィルタ３が所定の方向に移動を開始する。フィルタ３が移動し始めると、図５（ａ）に示すように、清掃ブラシ４３はフィルタ３に接触しながら、表面上のゴミを掻き取ってゆく。

図５（ｂ）に示すように、第１リブ３４が第１カム４３４に到達するが、第１カム４３４は、第２カム４３５に対して９０°回転した状態であるため、第１リブ３４は第１カム４３４に接触することなく通過する。次に、図５（ｃ）に示すように、第２カム４３５に第２リブ３５が到達すると、第２カム４３５に沿って第２リブ３５が当接しながら移動することで、図５（ｄ）に示すように、圧縮バネ４３７に抗して内側に押し込まれる。

第２カム４３５を通過すると、第２リブ３５は、図５（ｅ）に示すように、圧縮バネ４３７のバネ付勢を受けて再び元の位置に戻る。併せて、制御部は、モータの回転数やセンサなどによって、第２リブ３５の通過を確認した後、フィルタ駆動手段４２に反転指令を出し、フィルタ３を逆方向に移動させる。

フィルタ３が逆方向移動を開始すると、図５（ｆ）に示すように、第２カム４３５の先端に第２リブ３５が当接する。さらにフィルタ３が移動してゆくと、図６（ｇ）に示すように、第２リブ３５は、第２カム４３５を蹴り出す。これにより、清掃フィルタ４３がリフレッシュブラシ側に向かって反時計方向に約９０°回転する。

清掃ブラシ４３がリフレッシュブラシ側に９０°回転することで、第２カム４３５は引き込まれるのに伴い、第１カム４３４が第１リブ３４の移動経路上に突出される。フィルタ３が続けて移動してゆくと、第１リブ３４に第１カム４３４のテーパ面が当接し、図６（ｈ）に示すように、第１カム４３４が圧縮バネ４３７に抗して内側に押し込まれる。

第１リブ３４が第１カム４３４を通過すると、図６（ｉ）に示すように、圧縮バネ４３７の復元力によって第１カム４３４は再び元の位置に自動的に戻る。制御部は、モータのステップ数やセンサなどによって、第１リブ３４の通過を確認した後、フィルタ駆動手段４２に反転指令を出し、フィルタ３を再度、逆方向に移動させる。

フィルタ３が逆方向移動を開始すると、図６（ｊ）に示すように、第１カム４３４の先端に第１リブ３４が当接する。さらにフィルタ３が移動してゆくと、図６（ｋ）に示すように、第１リブ３４は、第１カム４３４を蹴り出すことで、清掃フィルタ４３が約９０°回転するのに伴い、再びフィルタ３のフィルタ面に向けて押し出される。その際、清掃フィルタ４３に付着したゴミがリフレッシュブラシ４４２によって除去される。

清掃ブラシ４３がフィルタ側に９０°回転することで、第１カム４３４は引き込まれ、第２カム４３５が第２リブ３５の移動経路上に再び突出される。フィルタ３が続けて移動してゆくと、第２リブ３５に第２カム４３５のテーパ面が当接し、図６（ｌ）に示すように、第２カム４３５が圧縮バネ４３７に抗して内側に押し込まれる。

第２カム４３５を通過すると、第２リブ３５は、図６（ｍ）に示すように、圧縮バネ４３７のバネ付勢を受けて再び元の位置に戻る。これにより、フィルタ３の約１／３の面積が清掃される。しかるのち、制御部は、フィルタ駆動手段４２を駆動し続けて、フィルタ３を次の第２リブ３５まで移動させる。

清掃ブラシ４３は、フィルタ３が順方向（初期移動方向）に移動している間は、第２リブ３５を通過してもなおフィルタ３に接触し続け、フィルタ３を逆方向に動かしたときのみ、清掃ブラシ４３がフィルタ３から離れる方向に回転するようになっている。

上述した一連の作業を繰り返すことで、フィルタ３の全面が清掃される。その間、清掃ブラシ４３は、リフレッシュブラシ４４によって２回清掃される。これによれば、１枚のフィルタ３を清掃する間に、清掃ブラシ４３が複数回清掃されることで、清掃ブラシ４３に付着したゴミをこまめに清掃することができ、フィルタ３に付着したゴミをより確実に除去することができる。さらには、除去されたゴミをリフレッシュブラシ４４で回収し、ダストボックス４１内に貯留しておくことができる。

この例において、清掃ユニット４は、室内機ユニット１の前面側に配置されているが、清掃ユニット４は、上述したフィルタ清掃構造を備えていればよく、その配置や設置数などは仕様に応じて任意に変更できる。

また、この例において、フィルタ清掃は、清掃ブラシ４に対してフィルタ３を動かすようにしているが、固定されたフィルタ３に対してフィルタ清掃ユニット４側を動かしてもよく、フィルタ３とフィルタ清掃ユニット４とが互いに相対的に移動すれば、その仕様は任意であってよい。

１空気調和機（室内機ユニット）
２熱交換器
３フィルタ
４フィルタ清掃ユニット
４１ダストボックス
４２フィルタ駆動手段
４３清掃ブラシ
４４リフレッシュブラシ

Claims

室内機筐体内に、四角枠状のフレームに沿って張設されたフィルタ面を有し空気吸込口に沿って配置されたフィルタと、上記フィルタを所定方向に移動させるフィルタ駆動手段と、上記フィルタに付着したゴミを除去する清掃ブラシと、上記清掃ブラシに付着しているゴミを除去するリフレッシュブラシと、上記フィルタ駆動手段を制御する制御部とを有する空気調和機において、
上記清掃ブラシは、所定の回転軸を中心に上記フィルタに接触するフィルタ清掃位置と上記リフレッシュブラシに接触するリフレッシュ位置とに回動可能であり、上記清掃ブラシと上記フィルタとには、上記フィルタの片道移動方向の始端から終端に至るまでの間に上記清掃ブラシを少なくとも２回以上上記フィルタ清掃位置から上記リフレッシュ位置に向けて回動させるフィルタ回動手段が設けられており、
上記フィルタのフレームには、上記フィルタ回動手段の一方の構成要素として、上記フレームのフィルタ移動方向に沿って所定距離ずらして配置された第１リブおよび第２リブを含むリブ対がフィルタ移動方向に沿って所定の間隔で複数対配置されており、
上記清掃ブラシの回転軸には、上記フィルタ回動手段の他方の構成要素として、上記第１リブに対応する第１カムと、上記第２リブに対応する第２カムとを備え、
上記フィルタの片道移動方向を順移動方向，その反対方向を逆移動方向として、上記第１カムは上記順移動方向時にのみ、上記清掃ブラシを上記フィルタ清掃位置となるように上記第１リブにより回動され、上記第２カムは上記逆移動方向時にのみ、上記清掃ブラシを上記リフレッシュ位置となるように上記第２リブにより回動され、
上記フィルタの順移動方向に沿って上記第１リブと上記第２リブとが順に配置され、
上記制御部は、上記フィルタの順移動方向時、上記第２リブが上記第２カムを通過したことを検知すると、上記第１リブが上記第１カムを乗り越える位置にまで上記フィルタを上記逆移動方向に移動させて、上記第２リブにより上記第２カムを回動させて上記清掃ブラシを上記リフレッシュ位置としたのち、再度、上記フィルタを上記順移動方向に移動させ、今度は、上記清掃ブラシが上記フィルタ清掃位置となるように上記第１リブにより上記第１カムを回動させ、これを上記リブ対ごとに繰り返すことを特徴とする空気調和機。
上記第１リブは、上記フレームのフィルタ移動方向に沿って対向する２辺のいずれか一方の辺側に設けられており、上記第２リブは、いずれか他方の辺側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。