JP5506608B2 - エアフィルタ及び空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、エアフィル移動方式のフィルタ清掃機構を搭載した空気調和機に使用されるエアフィルタ、及びこのエアフィルタを備えた空気調和機に関する。

空気調和機の室内ユニットは、エアフィルタで捕集された塵埃が蓄積されると、通風抵抗が増大して運転効率が低下する。そこで、エアフィルタにより捕集された塵埃を定期的に除去し、エアフィルタを自動清掃するフィルタ清掃機構を備えた空気調和機が提供されている。
このようなフィルタ清掃機構には様々な方式が提案されており、たとえばエアフィルタ移動方式の場合は、熱交換器の上流側に配設されているエアフィルタをフィルタガイドに沿って移動させ、その移動経路に沿って設置されている回転ブラシ等を介してエアフィルタ上の塵埃を掻き取り、それをダストボックス内に回収するように構成されている。

このようなエアフィルタ移動方式のフィルタ清掃機構に使用されるエアフィルタとしては、たとえば下記の特許文献１に開示されたものがある。このエアフィルタは、エアフィルタガイドと接触するフィルタ側接触面に対して、挿入方向と平行な複数の凸凹溝を設けることにより、エアフィルタとガイド面との接触面積を少なくして摩擦を低減したものである。

特開２０１０−０７１５２４号公報

ところで、上述したエアフィルタ移動方式のフィルタ清掃機構を備えている空気調和機の室内ユニットにおいては、エアフィルタを移動させるフィルタ駆動時のトルク低減が課題となっている。
フィルタ移動時のトルク決定は、エアフィルタの通気部を複数に区画している枠部と、室内ユニット本体側に形成されたフィルタ自動清掃機構のフィルタ移動経路（ガイド面）との間に摺動摩擦が生じるので、この摩擦力を考慮する必要がある。この摩擦力は必要トルクを増大させる要因になるため、たとえば特許文献１のように、フィルタ側接触面となる左右両端の縦枠に、エアフィルタがスライドする方向のリブ（凸凹溝）を形成して摩擦力を低減することがある。

しかし、このようなリブは、フィルタ移動経路に対して常に同じ箇所と接触しながら移動することになる。すなわち、エアフィルタの移動時には、エアフィルタとフィルタ移動経路との接触面が常に同じ領域になるため、この接触領域部分において部分的な摩耗が多くなる。
この結果、エアフィルタ及びフィル移動経路は、接触部の部分的な摩耗により比較的短時間のうちに劣化する恐れがあるので、この劣化がエアフィルタやフィルタ清掃機構の耐久性や寿命を低下させる要因になる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エアフィルタ移動方式のフィルタ清掃機構に使用され、移動時の摩擦抵抗を低減するとともに、エアフィルタ及びフィル移動経路に生じる部分摩耗の抑制を可能にしたエアフィルタを提供することにある。
さらに、本発明は、このエアフィルタを使用するエアフィルタ移動方式のフィルタ清掃機構を備えた空気調和機を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係るエアフィルタは、清掃時にエアフィルタ側が移動するエアフィルタ移動方式のフィルタ清掃機構を備えている空気調和機に使用され、空気を通す通気部が周囲に設けた枠部によって複数の区画に分割されているエアフィルタにおいて、前記枠部のうち、前記エアフィルタの移動方向に延在してフィルタ移動経路のガイド面と接する縦枠側表面に、前記フィルタの移動方向に連続する波形に形成された摩擦抵抗低減リブを設けたことを特徴とするものである。

このようなエアフィルタによれば、通気部を複数に区画する枠部のうち、エアフィルタの移動方向（縦方向）に延在してフィルタ移動経路のガイド面と接する縦枠側表面に、フィルタの移動方向に連続する波形に形成された摩擦抵抗低減リブを設けたので、フィルタ移動時には、接触面積の低減に加えて、フィルタ移動経路との接触面が縦枠の幅方向に分散する。このため、エアフィルタの移動時には、エアフィルタとフィルタ移動経路との接触面が常に同じ領域になることはなく、従って、この接触領域における部分的な摩耗を抑制することができる。
また、移動方向に連続する波形の摩擦低減リブとしたので、段差等による引っかかりのないスムーズな移動が可能になる。

上記のエアフィルタにおいて、前記摩擦抵抗低減リブは、上端接触面が曲面に形成されていることが好ましく、これにより、フィルタ移動経路との接触面積を最小限に抑えて摩擦抵抗を低減できる。

本発明に係る空気調和機は、筐体内に設置され、その前面から上面及び後面にかけて配設されている熱交換器と、該熱交換器の上流側に配設されている請求項１または２に記載のエアフィルタと、該エアフィルタをフィルタガイドに沿って移動させながら該エアフィルタにより捕集された塵埃を除去するエアフィルタ移動方式のフィルタ清掃機構と、を備えていることを特徴とするものである。

このような空気調和機によれば、請求項１または２に記載のエアフィルタを備えているので、エアフィルタの移動時には、エアフィルタとフィルタ移動経路との接触面が縦枠の幅方向に分散するようになり、常に同じ領域になることはない。従って、エアフィルタ移動方式のフィルタ清掃機構は、エアフィルタの移動時に生じていた部分的な摩耗が抑制され、エアフィルタ及びフィルタ清掃機構の耐久性や寿命が向上する。

上述した本発明によれば、通気部を区画するとともにフィルタ移動経路と接触する縦枠側表面に、エアフィルタの移動方向に連続する波形に形成された摩擦抵抗低減リブを設けたので、エアフィルタの移動時にフィルタ移動経路と接触する接触面を縦枠の幅方向に分散させ、摩擦抵抗の低減とともに、常に同じ箇所で当たることが防止される。この結果、エアフィルタ及びフィルタ移動経路の部分的な劣化が防止または抑制され、エアフィルタやフィルタ清掃機構の耐久性や寿命が向上するので、エアフィルタ及びこれを備えた空気調和機の品質向上に顕著な効果を奏する。

本発明に係るエアフィルタの一実施形態を示す図で、（ａ）は全体構成例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図１に示したエアフィルタについて、摩擦低減リブの波形変形例を示す平面図のである。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の外観斜視図である。 図３に示す空気調和機のフロントパネルを取り外した状態を示す斜視図である。 図３に示す空気調和機のエアフィルタが通常位置に配設されている状態を示す縦断面図である。 図３に示す空気調和機のエアフィルタが清掃時に移動している途中の状態を示す縦断面図である。 図３に示す空気調和機のエアフィルタが清掃時に移動終了（往動終了）位置まで移動した状態を示す縦断面図である。

以下、本発明に係るエアフィルタ及び空気調和機の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図３には、本発明の一実施形態に係る空気調和機の斜視図が示され、図４には、そのフロントパネルを取り外した状態の斜視図、図５には、その縦断面図が示されている。ここでは、壁掛け型の空気調和機１が例示されている。
空気調和機１は、ベース本体２と、該ベース本体２にその前方部位を上下、左右、及び前面から被うように取り付けられたフロントカバー３と、該フロントカバー３の前面に取り付けられたフロントパネル４とから構成された横長長方形状の筐体５を備えている。

筐体５を構成しているフロントカバー３の前面及び上面は、その略全面が格子状の桟６，７とされ、該桟６，７により空気吸込み口８が形成されるとともに、該桟６，７がフィルタガイドを兼ねるように構成されている。
フロントカバー３の上面には、吸込みグリル９が設置されており、下面の前方部位には、略全幅にわたり温調された空気を室内に吹出す吹出し口１０が開口されている。空気吹出し口１０には、風向を左右方向に変更する複数枚のルーバ１１と、風向を上下方向に変更するとともに、空気吹出し口１０を閉鎖可能な左右に２分割されている上下各２枚の水平フラップ１２が設けられている。このルーバ１１及び水平フラップ１２は、図示省略のモータによって、それぞれ独立して回動されるように構成されている。

筐体５内には、前面及び上面の空気吸込み口８から下面前方部位の空気吹出し口１０に至る間に空気流路１３が形成されており、該空気流路１３中に上流側からエアフィルタ１４、室内熱交換器（熱交換器）１５及び室内ファン１６が順次配設されている。
吸込みグリル９を介して吸込まれた室内空気は、エアフィルタ１４を通過して塵埃が除去された後、室内熱交換器１５により冷却または加熱され、室内ファン１６を介して空気吹出し口８から室内に吹出されるようになっている。エアフィルタ１４は、左右に２分割されて設置され、該エアフィルタ１４の背面側の前面上方部位には、それぞれ横長の空清フィルタ１７が配設されている。

室内熱交換器１５は、概略Λ形状に折り曲げ形成されたプレートフィンチューブ型熱交換器とされ、筐体５内において、前面の下部位置から上面及び後面にかけて配設されている。該室内熱交換器１５の下流側において、その内側空間内に室内ファン１６を構成する細長い筒状のクロスフローファンが配設されている。エアフィルタ１４は、室内熱交換器１２の上流側において、筐体５を構成しているフロントカバー３の前面及び上面の略全面に設けられている格子状の桟６，７の前面側領域を覆うように、多数のフィルタガイドによって形成される第１フィルタガイド経路１８に沿って付設されている。

第１フィルタガイド経路１８は、フロントカバー３の桟６，７の表面、吸込みグリル９の下面、フロントカバー３の前面側に設置されているフィルタガイド１９、空清フィルタ１７のフィルタ枠２０の外表面、該フィルタ枠２０に対向してフロントカバー３の前面上方部位に設置されているフィルタガイド２１、フロントパネル４の背面にフィルタガイド１９と対向配置されているフィルタガイド部材２２等々の多数のフィルタガイドによって形成されている。

この第１フィルタガイド経路１８は、筐体５の上面側に沿って形成されているガイド経路１８Ａと、筐体５の前面側に沿って形成されているガイド経路１８Ｂとから構成されている。また、第１フィルタガイド経路１８を介して室内熱交換器１５の上流側に沿って付設されているエアフィルタ１４は、その上流側面に捕集された塵埃を除去するため、フィルタ清掃機構２３により第１フィルタガイド経路１８内を往復動可能とされている。

フィルタ清掃機構２３は、エアフィルタ１４上に捕集されている塵埃を除去してエアフィルタ１４を自動清掃するものであり、フロントカバー３の前面側の下方部位に設置されている。本実施形態のフィルタ清掃機構２３は、エアフィルタ１４を往復動させるための左右一対の円筒状駆動ローラ２４と、駆動ローラ２４の下方に対向配置され、該駆動ローラ２４により移動されるエアフィルタ１４の塵埃捕集面から塵埃を掻き取る左右一対の回転ブラシ２５と、該回転ブラシ２５で掻き取った塵埃を回収して溜め込む左右一対の着脱可能なダストボックス２６とを備えた構成とされている。

駆動ローラ２４の左右両端部には、歯車２４Ａが設けられており、この歯車２４Ａとエアフィルタ１４のフィルタ枠の左右両側に設けられているラック１４Ａとが噛合わされている。これにより、駆動ローラ２４を介してエアフィルタ１４が第１フィルタガイド経路１８内を往復動可能とされている。なお、駆動ローラ２４は、図示省略のモータを介して正逆回転されるようになっている。

また、フィルタ清掃時に、エアフィルタ１４がフィルタ清掃機構２３の駆動ローラ２４を介して移動されたとき、その移動経路を確保するための第２フィルタガイド経路２７及び第３フィルタガイド経路２９が筐体５内に形成されている。第２フィルタガイド経路２７は、エアフィルタ１４を駆動ローラ２４に沿う湾曲部を介して上方に折り返すための湾曲経路（Ｕターン経路）とされており、駆動ローラ２４の外周面と該駆動ローラ２４に沿って設けられている湾曲ガイド部材２８とによって形成されている。この第２フィルタガイド経路２７は、第１フィルタガイド経路１８の一端に連続されている。

第３フィルタガイド経路２９は、エアフィルタ１４を室内熱交換器１５の上方部位から外れた位置に導くための経路であり、第２フィルタガイド経路２７のＵターンされた側の端部に連続されている。この第３フィルタガイド経路２９は、室内熱交換器１５の前面側において、フロントパネル４の背面に沿って上下方向に延在されている第１フィルタガイド経路１８のガイド経路１８Ｂと、室内熱交換器１５の前面側との間を通して、該ガイド経路１８Ｂと略平行に上方に延在されている。

また、第３フィルタガイド経路２９は、フロントカバー３の前面側になる桟６の表面とフィルタガイド１９の後面１９Ａとの間に形成される上方に延在する経路２９Ａと、筐体５内の前面上方部位で第１フィルタガイド経路１８と交差してフロントパネル４の背面に延在する、フィルタガイド２１とフロントパネル４背面のフィルタガイド部材２２とにより形成される経路２９Ｂと、フロントパネル４の背面に沿って下向きに折り返されて下方に延在し、フィルタガイド２１の下端付近で第１フィルタガイド経路１８に合流される、フィルタガイド２１とフィルタガイド部材２２によって形成される経路２９Ｃとから構成されている。

さらに、第３フィルタガイド経路２９と第１フィルタガイド経路１８とが交差する位置は、エアフィルタ１４が第３フィルタガイド経路２９に沿って移動される過程で、その一端が交差位置に差し掛かったとき、第１フィルタガイド経路１８を移動しているエアフィルタ１４の他端が交差位置を通過しているように、第２フィルタガイド経路２７のＵターン位置から最遠の上方位置に設定されている。

上述したフィルタ清掃機構２３は、エアフィルタ１４側が移動するエアフィルタ移動方式である。このエアフィルタ１４は、通常の空調運転状態では図５に示す所定の設置位置にある。
しかし、フィルタ清掃時には、駆動ローラ２４の回転によりエアフィルタ１４が下方へ移動し、図６に示す移動途中の状態を経て、図７に示す移動終了位置に到達する。このようにして、エアフィルタ１４が全長にわたって回転ブラシ２５を通過することで、移動中のエアフィルタ１４が回転ブラシ２５を通過する際に付着している塵芥が除去され、エアフィルタ１４の清掃が完了する。こうしてエアフィルタ１４の清掃が完了すると、駆動ローラ２４を逆回転させることにより、エアフィルタ１４を空調運転時の所定位置まで戻せば、一連のフィルタ清掃工程は完了する。

このフィルタ清掃機構２３に使用されるエアフィルタ１４は、たとえば図１に示すように、気流を通す網目状の通気部１４１が周囲に設けた上下左右の枠部１４２〜１４５によって複数の区画に分割されている。
図示の構成例では、４本の枠部１４２，１４３が矩形を形成する外枠となり、その内部に５本の枠部（仕切枠）１４４、１４５を設けることにより、１２分割された矩形状の通気部１４１が形成されている。しかし、枠部１４４，１４５及び通気部１４１の分割数については、この構成例に限定されることはなく、諸条件に応じて適宜変更可能である。

このうち、左右一対の枠部１４２は、清掃時にエアフィルタ１４が移動する縦方向のフィルタ枠（縦枠）であり、その裏面（下流側面）には駆動ローラ２４の歯車２４Ａと噛合するラック１４Ａが形成されている。

一方、枠部１４２の表面（上流側面）には、エアフィルタ１４の移動方向に連続する波形に形成された摩擦抵抗低減リブ１４６が設けられている。同様に、通気部１４１を区画している５本の枠部１４４、１４５において、清掃時にエアフィルタ１４が移動する縦方向に設けられた２本の枠部（縦枠）１４４にも、エアフィルタ１４の移動方向に連続する波形に形成された摩擦抵抗低減リブ１４６が設けられている。
すなわち、本実施形態のエアフィルタ１４には、エアフィルタ１４の移動方向に延在する縦枠側の枠部１４２，１４４に対し、上述した各フィルタガイド経路１８，２７，２９のように、フィルタ清掃時にフィルタ１４が移動するフィルタ移動経路のガイド面と接する表面に、摩擦抵抗低減リブ１４６が設けられている。

ここで、フィルタ移動経路のガイド面について具体例を示すと、たとえば第１フィルタガイド経路１８を形成するフィルタガイド２１やフィルタガイド部材２２等のように、フィルタ上流側の壁面形成部材であり、エアフィルタ１４の表面が接して摺動する壁面である。すなわち、フィルタ移動経路のガイド面は、フィルタ清掃時に移動するエアフィルタ１４の移動経路を規定するとともに、これから空調するために吸い込んだ空気がエアフィルタ１４を通過する前の上流側において移動経路を規定する壁面である。

摩擦抵抗低減リブ１４６は、枠部１４２，１４４の表面から突出するとともに、エアフィルタ１４の移動方向両端部まで連続して設けられている。図示の摩擦対向低減リブ１４６は、たとえばサインカーブのように、曲面が連続する波形に形成されている。なお、連続する波形については、曲面が連続するものに限定されることはなく、たとえば図２に示す変形例のように、三角形が連続するようにした摩擦抵抗低減リブ１４７でもよい。
また、摩擦抵抗低減リブ１４６，１４７の断面形状は、たとえば図１（ｂ）に示す略半円形や略半楕円形等のように、摺動時にガイド面と接する接触面積が小さい曲面形状とすることが望ましい。

このようなエアフィルタ１４を採用すれば、エアフィルタ１４の移動方向に延在してフィルタ移動経路のガイド面と接する枠部１４２，１４４の表面に摩擦抵抗低減リブ１４６を設けたので、フィルタ清掃を行うフィルタ移動時には、ガイド面との接触面積が小さいため、摩擦抵抗が低減して比較的小さなトルクによるスムーズな移動を可能にする。このとき、摩擦抵抗低減リブ１４６が移動方向に連続して設けられているので、断続して設ける場合に生じてしまう段差部のように引っかかる部分はなく、従って、エアフィルタ１４は滑らかでスムーズな移動が可能である。

また、摩擦抵抗低減リブ１４６が波形形状であるため、フィルタ移動経路との接触面は縦枠である枠部１４２，１４４の幅方向に分散する。すなわち、摩擦抵抗低減リブ１４６と接するフィルタ移動経路側のガイド面は、直線状の場合と異なり、波形の幅分だけ幅広に広がるので、摩擦抵抗低減リブ１４６が常に幅方向の同じ位置を摺動することにより、摩耗が幅方向の限られた範囲に集中することはない。換言すれば、エアフィルタ１４の移動時には、エアフィルタ１４とフィルタ移動経路との接触面は常に幅方向へ変動して同じ領域に集中することはなく、従って、この接触領域における部分的な摩耗の進行を抑制することができる。

上述したように、本実施形態のフェアフィルタ及び空気調和機によれば、通気部１４１を区画するとともにフィルタ移動経路と接触する縦枠側の枠部１４２，１４４の表面に、エアフィルタ１４の移動方向に連続する波形に形成された摩擦抵抗低減リブ１４６を設けたので、エアフィルタ１４の移動時にフィルタ移動経路と接触する接触面を枠部１４２，１４４の幅方向に分散させ、摩擦抵抗の低減とともに、常に同じ箇所で当たることを防止できる。

この結果、エアフィルタ１４及びフィルタ移動経路の部分的な劣化を防止または抑制できるようになり、エアフィルタ１４やフィルタ清掃機構２３は、その耐久性や寿命が向上する。従って、エアフィルタ１４及びこれを備えた空気調和機１は、耐久性や信頼性等の品質が向上する。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、たとえばエアフィルタ移動方式としたフィルタ清掃機構の具体的な構成例など、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

１ 空気調和機
５ 筐体
１４ エアフィルタ
１５ 熱交換器
２３ フィルタ清掃機構
１４１ 通気部
１４２〜１４５ 枠部
１４６，１４７ 摩擦抵抗低減リブ

Claims (3)

1. 清掃時にエアフィルタ側が移動するエアフィルタ移動方式のフィルタ清掃機構を備えている空気調和機に使用され、空気を通す通気部が周囲に設けた枠部によって複数の区画に分割されているエアフィルタにおいて、
   前記枠部のうち、前記エアフィルタの移動方向に延在してフィルタ移動経路のガイド面と接する縦枠側表面に、前記フィルタの移動方向に連続する波形に形成された摩擦抵抗低減リブを設けたことを特徴とするエアフィルタ。
2. 前記摩擦抵抗低減リブは、上端接触面が曲面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。
3. 筐体内に設置され、その前面から上面及び後面にかけて配設されている熱交換器と、該熱交換器の上流側に配設されている請求項１または２に記載のエアフィルタと、該エアフィルタをフィルタガイドに沿って移動させながら該エアフィルタにより捕集された塵埃を除去するエアフィルタ移動方式のフィルタ清掃機構と、を備えていることを特徴とする空気調和機。
   

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