JP5530735B2 - 清掃装置及びこれを備えた室内機並びに空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、清掃装置及びこれを備えた室内機並びに空気調和機に関する。

空気調和機の吸込口には室内の塵埃が溜まり易いため、吸込口にフィルタを備えることで室内ファンに塵埃を吸込ませないようにしている。しかし、長期間運転しているとフィルタに塵埃が溜まっていくため、フィルタを清掃する清掃装置を備えた空気調和機として、例えば特許文献１に示されたものがある。

特許文献１の空気調和機は、筐体と化粧パネルとの間にクリーンフィルタを設け、クリーンフィルタには、左右一対の清掃ブラシと塵埃を回収する一対の回収ブラシと一対の回動規制部材とを収納したフィルタ清掃ユニットを設けている。

このフィルタ清掃ユニットがフィルタの一側から他側へ移動する往路の際、右側の清掃ブラシがフィルタの右側半分を清掃し、復路の際、左側の清掃ブラシがフィルタの左側半分を清掃することが記載されている。

特開２００７−２７１１７０号公報

しかし、特許文献１の空気調和機では、フィルタの一辺に渡って設けられたフィルタ清掃ユニットの一端がウォームギアユニットに固定され、そのウォームギアユニット内のウォームギアの回動によりフィルタ清掃ユニットが移動するため、駆動部からの駆動力がフィルタ清掃ユニット全体に伝達しにくく、反駆動部の移動遅れが生じ易いという課題がある。

本発明の目的は、フィルタの清掃装置の集塵性能を向上させることにある。

上記目的は、フィルタに捕集された塵埃を清掃する清掃装置において、清掃時に駆動するモータと、このモータの駆動により回転する軸と、この軸の両脇に設けられ、前記軸に沿って移動して前記フィルタを清掃する清掃部とを備えることにより達成される。

本発明によれば、フィルタの清掃装置の集塵性能が向上する。

本発明の実施例１に係る空気調和機の斜視図。 実施例１の空気調和機の清掃装置の平面図。 実施例１の清掃装置の側面図。 実施例１の清掃装置のＡ−Ａ断面視図。 実施例１の清掃装置の待機状態を示すＡ−Ａ断面視図。 図５ａから清掃装置の動作が開始された直後の状態を示す断面図。 図５ｂから清掃装置の動作が更に進んだ状態を示す断面図。 図５ｃから清掃装置の動作が更に進んで折り返し地点に至った状態を示す断面図。

本発明の実施例に係る空気調和機について、図１〜図５を参照しながら以下説明する。

図１に示すように、空気調和機は、筐体１，ファン２，ファンモータ（図示せず），熱交換器（図示せず），フィルタ３を備えて構成されている。
本実施例の筐体１は、天井面内に埋め込まれており、この筐体１本体の下面開口を覆う化粧パネル５を備えている。この筐体１は吊ボルト６を介して、天井内の上壁面に吊り下げられている。前記筐体１と前記化粧パネル５との間に清掃装置４が設置されている。筐体１は天井から吊り下げられるものであってもよい。

化粧パネル５の中央には吸込グリル７が配置され、その周囲にはファン２から熱交換器を通過した空気が筐体１から流出する吹出口８が形成されている。

熱交換器は冷凍サイクルの一部を構成するものである。冷凍サイクルは、圧縮機，四方弁，室外熱交換器，減圧装置，熱交換器，四方弁，圧縮機の順に冷媒を循環させるように構成されている。フィルタ３は、熱交換器に流入する室内空気の塵埃を捕集するものであり、清掃装置４内でファン２の空気吸込側に配置される。

フィルタ３は、２枚のフィルタ３Ａ，３Ｂで構成され、各フィルタ３Ａ，３Ｂは、格子状のフィルタ枠３ａと、このフィルタ枠３ａの表面に張設されたフィルタ網３ｂとを備えている。室内空気がこのフィルタ網３ｂを通過する際に、室内空気の塵埃がフィルタ網３ｂに捕集される。清掃中にフィルタ３は移動することなく静止した状態で支持体１３に係合され、保持されている。

図２から図４を用いて、清掃装置４を具体的に説明する。
図２は清掃装置の平面図、図３は清掃装置の側面図である。
清掃装置４は、フィルタ３に沿って移動して当該フィルタ３の清掃を行う清掃部９と、この清掃部９を駆動する駆動部を備えている。駆動部は清掃部の略中央部に推進軸（軸）１０を備え、支持体１３両端にレール１２ａ，１２ｂを備えている。推進軸１０は多角形断面を有し、一端を支持体１３に設けた軸受１４に軸支され、片端は移動用モータ（モータ）１５に接続されている。

移動用モータ１５は支持体１３に固定されている。推進軸１０には、ウォームギア１６，ウォームギア抑え１７が装着されている。ウォームギア１６は支持体１３に取り付けられたラック１８に噛合されている。ラック１８は推進軸１０と平行に設けられている。ウォームギア抑え１７とレール１２との間には清掃部９及びキャスタ１９が、枠１１に設けられている。

移動用モータ１５の駆動により推進軸１０が回転すると、ウォームギア１６が回転し、これに伴ってラック１８に係合されたウォームギア１６が、ラック１８及び推進軸１０の長手方向に移動する。これにより、ウォームギア１６をウォームギア抑え１７により保持している清掃部９が左右に移動する。

図４は本実施例の清掃装置４のＡ−Ａ断面視図である。
清掃部９は、回転ブラシ２０と、静止ブラシ２１と、回転ブラシ２０及び静止ブラシ２１とを保持する、ブラシ保持ケース２２と、回転ブラシ２０の回動を制御するレバー２３と、フィルタ３から回収された塵埃を溜める集塵容器２４と、ばね体（図示せず）とをユニット化して構成されている。

回転ブラシ２０は、フィルタ３に捕集された塵埃を回収する掃除用刷毛（塵埃除去部）２５と静止ブラシ２１に付着して回収された塵埃を集塵容器２４へ排出する、塵埃戻り防止ブラシ２６とを備えて構成されている。
掃除用刷毛２５は、フィルタ３に接触して当該フィルタ３に捕集された塵埃を回収するものであり、ナイロン（登録商標）製の多数の毛で構成されている。掃除用刷毛２５は、長い毛（図示せず）の列と、その片側にそれより若干短い毛（図示せず）の列を設けることで、清掃時のフィルタ３との摺動抵抗が少なく、しかもフィルタ３から塵埃を確実に回収できる機能を有する。掃除用刷毛２５根元部はゴム性部材（図示せず）により支えられている。また、毛に限らず、塵埃を吸着するもの等でもよい。
前記長い毛の列と前記短い毛の列の進行方向に対する前後相違による効果の差はないため、特に前記長い毛の列と前記短い毛の列の取り付け位置を限定するものではない。

掃除用刷毛２５の１回の移動でフィルタ３の全面を清掃できるように、清掃ブラシ部分の長さ方向の設置寸法は、フィルタ１枚の寸法とほぼ同一に設定されている。
塵埃戻り防止ブラシ２６は、回転ブラシ２０の円弧面に取り付けられ、円弧状に形成されている。この塵埃戻り防止ブラシ２６の円弧は、円弧状に構成された静止ブラシ２１とほぼ同一半径及び、中心点となっており、回転ブラシ２０が回動すると静止ブラシ２１と塵埃戻り防止ブラシ２６とが接触するように形成されている。

ブラシ保持ケース２２は、長方形の樹脂製枠部材で構成されている。ブラシ保持ケース２２の短手両側面には回転軸穴２２ａが形成されている。この回転軸穴２２ａに回転ブラシ２０及び静止ブラシ２１が回動可能に挿入され、保持されている。

ブラシ保持ケース２２の長手片側の内側には滑り台部（傾斜部）２２ｂが全幅に渡って突き出して形成され、その先端部に回転抑制部２２ｃが形成され、回転ブラシ２０の回転を抑制している。
滑り台部２２ｂは清掃時の反進行方向側の側面に配置され、清掃時に掃除用刷毛２５を通過してフィルタ３から落下した塵埃を集塵容器２４に確実に落とすことができ、床面に塵埃が落下することを防止することができる。

集塵容器２４は、細長い樹脂製箱状部材で構成され、上面が開口されている。集塵容器２４を含む清掃部９は、枠１１に係合されている。この集塵容器２４の短手には、ブラシ保持ケース２２が係合できるよう、位置決め部分（図示せず）が形成されており、ブラシ保持ケース２２を保持している。
集塵容器２４の形状は、塵埃が溢れ出る事がないよう、進行方向の短手幅よりも高さを大きく取っている。これにより、塵埃収納量を増大することができる。

次に清掃部９の動作を図５ａから図５ｄを参照しながら説明する。
図５ａは、図１のＡ−Ａ断面視図であり、清掃部９の待機時の状態（清掃装置４の機能停止時の状態）を示す図である。
支持体１３は清掃部９の待機位置に対応して凹凸を設けており、清掃部９は回転ブラシ２０の回動を制御するレバー２３を備える。レバー２３は、二股状に形成された第１のレバー部２３ａ及び第２のレバー部２３ｂを有して回動可能にブラシ保持ケース２２に支持されている。第２のレバー部２３ｂは第１のレバー部２３ａよりも進行方向側に設けられている。

この待機状態では、第１のレバー部２３ａは支持体１３の第一凹部１３ａ内に拘束されない状態で配置され、第２のレバー部２３ｂは支持体１３から離れた位置に配置されている。ここで、回転ブラシ２０は、回転ブラシ２０用ばね体（図示せず）により静止ブラシ２１の方向に回転力が加えられているので回転抑制部２２ｃへ回転ブラシ２０が当接されるまで回転し、その後停止する。また、回転停止状態を保持することができる。図５ａの待機状態では掃除用刷毛２５は、他部品に干渉していないので、毛の変形を最小限に抑えることができる。

図５ｂは、図５ａから清掃装置４の動作が開始された直後の清掃部９の状態を示す断面図である。
清掃装置４の動作が開始されると、駆動部の移動用モータ１５が始動して、推進軸１０が回転され、この推進軸の回転がウォームギア１６に伝達される。ウォームギア１６がウォームギア抑え１７で保持されているので、清掃部９は、図５ｂの矢印の往路進行方向に移動し始める。
清掃部９が移動を始めると、第一凹部１３ａ内で開放されていた第１のレバー部２３ａが第一突起１３ｂの角部に当接されることにより、第１のレバー部２３ａが反時計方向に回動され、これに伴い回転ブラシ２０が反時計方向に回動し、掃除用刷毛２５及び塵埃戻り防止ブラシ２６がフィルタ３の方向（反時計方向）に回転して起上る。また、レバー２３の回動に伴って、第２のレバー部２３ｂも起上り、第一突起１３ｂに隣接した第二凹部１３ｃ内に入る。

図５ｃは、図５ｂから清掃装置４の動作が更に進んだ状態の清掃部９を示す断面図である。
図５ｂから更に移動されると、第二凹部１３ｃ内で解放されていた第２のレバー部２３ｂがフィルタ３角部に当接されることにより、第２のレバー部２３ｂが反時計方向に回動され、これに伴い回転ブラシ２０が反時計方向に回動し、掃除用刷毛２５及び塵埃戻り防止ブラシ２６がフィルタ３の方向（反時計方向）に回転して起上る。これにより、掃除用刷毛２５がフィルタ３に対して略直角となるように起上り、フィルタ３を清掃することができる状態となると共に、第２のレバー部２３ｂがフィルタ３表面を摺動する状態となる。

本実施例では、レバー２３を二股状に形成することで、回転ブラシ２０の回転角を大きく取ることができる。レバー２３を二股状に分岐させるもののほか、レバー自身を２つ設けるものであってもよい。
清掃部９が更に移動されると、掃除用刷毛２５の先端がフィルタ３に対して反進行方向に変形され、フィルタ３に捕集された塵埃を効率よく清掃して、掃除用刷毛２５に捕集することができる。

図５ｄは図５ｃから清掃装置４の動作が更に進み、清掃部９が折返し地点に至った状態の清掃部９を示す断面図である。
清掃部９が、折返し地点に至ると、フィルタ３のレバー２３当接面に接していた第２のレバー部２３ｂは、フィルタ３との干渉がなくなり解放される。これによって、レバー２３は、ばね体（図示せず）の回転力により、時計方向に回転され、回転ブラシ２０も共に時計方向に回転される。

回転ブラシ２０の回転力により、塵埃戻り防止ブラシ２６と静止ブラシ２１とが接触する。両ブラシの毛が互いに対向して斜め下方に向いているので、前回のフィルタ３清掃時に静止ブラシ２１に付着していた塵埃は、塵埃戻り防止ブラシ２６により掻き取られて、集塵容器２４内に排出される。
また、回転ブラシ２０の回転により、掃除用刷毛２５が、塵埃戻り防止ブラシ２６よりも遅れて、静止ブラシ２１に擦りながら回転動作される。
ここで掃除用刷毛２５が、静止ブラシ２１の毛の向きと反対側に変形されるので、掃除用刷毛２５に付着した塵埃のほとんどは、静止ブラシ２１に渡されることなく、掃除用刷毛２５と共に集塵容器２４内に回収される。

清掃部９は、折返し地点から待機位置に戻る復路では掃除用刷毛２５及び塵埃戻り防止ブラシ２６をブラシ保持ケース２２内に収納した状態に維持され、フィルタ３に接触しないようにすることで、塵埃の移動方向が一方向となり、塵埃の掃き戻しを防ぐことができる。特に、油分を含んだ塵埃の集塵性能を向上させることができる。

待機状態に戻った後に、清掃装置４の動作が再び開始されると、図５ｂで述べた清掃部９の動作が行われる。回転ブラシ２０の回転により、掃除用刷毛２５に残った塵埃を、逆目の毛の静止ブラシ２１に付着させることができるため、掃除用刷毛２５は次回のフィルタ３清掃時にきれいな状態でフィルタ３の清掃を行うことができる。

フィルタ３Ａ側の清掃部９とフィルタ３Ｂ側の清掃部９とは設置の向きが逆になっている。つまり、清掃開始すると、往路ではフィルタ３Ａ側の回転ブラシ２０が回動してフィルタ３Ａが清掃される。フィルタ３Ｂ側の回転ブラシ２０は回動せずに待機状態のままでフィルタ３Ｂは清掃されない。復路では往路と逆となり、フィルタ３Ｂが清掃されてフィルタ３Ａは清掃されない。
このように、往路と復路においてフィルタを半分ずつ清掃するように、フィルタ３Ａ側の清掃部９とフィルタ３Ｂ側の清掃部９を進行方向に対して前後対称に設けることで、回転ブラシ２０の回転トルクを低減することができ、移動用モータ１５の負荷も低減することができる。

以上の一連の動作により、フィルタ３に捕集された塵埃を集塵容器２４に回収することができるが、より確実に、効率的に塵埃を集塵容器２４に回収するために、清掃部９を待機位置又は、折返し地点で短距離往復動作を数回繰返し、回転ブラシ２０に付着した塵埃を集塵容器２４に落下させる。

清掃部９は枠１１に着脱可能に支持されており、塵埃の廃棄時には、清掃部９本体を清掃装置４から取り外すことができる。集塵容器２４と共に、回転ブラシ２０，静止ブラシ２１も簡単に取り外すことができるため、集塵容器２４に蓄積した塵埃を飛散させてしまうこともなく、ブラシも洗浄できるため、清潔を保つことができる。
清掃部９がフィルタ３の清掃を行う際、ファン２の運転を停止する構成となっており、フィルタ３で捕集した塵埃が清掃中に筐体内部に再び吸い込まれる恐れがない。
更に、清掃部９が待機状態でフィルタ３の外側に位置しているため、吸込グリル７開口部から見えず、空気調和機運転中に、集塵容器２４に捕集した塵埃が再飛散することがなく、美観を損ねることがない。

本実施例では、推進軸１０，移動用モータ１５，ウォームギア１６，ウォームギア抑え１７，ラック１８，キャスタ１９とから構成される駆動部を吸込グリル７の略中央部に配置し、フィルタ３及び清掃部９を二分割する。これらのフィルタ３及び清掃部９を半分の大きさとして推進軸１０の両脇に複数備え、清掃部９を推進軸１０に沿って往復運動させる。清掃部９を往復運動させる推進軸１０及びラック１８のギア機構と、回転ブラシ２０を回動させるレバー２３の位置を吸込グリル７の略中央の推進軸１０側に位置し、駆動部分である力点に近い部分で清掃部９を駆動させ、回転ブラシ２０を回動させる構成となっている。

具体的には、移動用モータ１５の回転駆動力がウォームギア抑え１７の往復運動の力に変換され、二分割された清掃部９を保持した枠１１へ伝達される。ここで、枠１１は、推進軸１０及びラック１８により中央部が重力上下方向に支持されている。また、キャスタ（図示せず）により左右方向へ抑えている。両端部は枠１１へ取り付けられたキャスタ１９により、レール１２ａ，１２ｂにより重力上下方向及び左右方向に支持されている。

駆動部を吸込グリル７の略中央部に配置したことで、駆動部が吸込グリル７片端にある場合に比べ、分割した清掃部９，回転ブラシ２０を回動するレバー２３の動作を、往復動作を行う部分に近い場所で確実に行うことができ、より確実に塵埃を集塵容器２４に回収することができる。また、駆動部の近傍と、反駆動部のキャスタ１９及びレール１２ａ，１２ｂとでは、力の伝達遅れに伴う移動遅れが生じやすい。しかし、本実施例であればこの移動遅れが軽減されるので、キャスタ１９がレール１２ａ，１２ｂから脱線することもなく、キャスタ１９等の構成部品の破損もなくし、信頼性の向上を図ることができる。また、レール１２ａ，１２ｂから枠１１及び清掃部９が外れることも軽減される。更に、回転ブラシ２０の回転トルク自体を軽減することができる。

また、本実施例では、駆動部を二分割し、清掃部９長手寸法を短くすることにより、簡単に片手で清掃部９を枠１１から取り外すことができる。これにより、特に脚立を使用した高所作業の場合、集塵容器２４の回収中に塵埃が床面に落下することを防止できる。

フィルタ３及び清掃部９を二分割し、支持体１３の略中央部に補強ステー及び推進軸１０，ラック１８を配置することができる。これにより、フィルタ３及び清掃部９の重力下向きの撓みを最小限にすることができ、掃除用刷毛２５との接触寸法を維持することができるため、集塵効率を高めることができる。

本実施例では空気調和機について清掃装置を設置しているが、室内に設置される空気清浄機や空気を循環させる換気システムの室内空気吸込口に設置するものでもよい。

１ 筐体
２ ファン
３ フィルタ
４ 清掃装置
５ 化粧パネル
６ 吊ボルト
７ 吸込グリル
８ 吹出口
９ 清掃部
１０ 推進軸（軸）
１１ 枠
１２ａ，１２ｂ レール
１３ 支持体
１３ａ 第一凹部
１３ｂ 第一突起
１３ｃ 第二凹部
１４ 軸受
１５ 移動用モータ（モータ）
１６ ウォームギア
１７ ウォームギア抑え
１８ ラック
１９ キャスタ
２０ 回転ブラシ
２１ 静止ブラシ
２２ ブラシ保持ケース
２２ａ 回転軸穴
２２ｂ 滑り台部（傾斜部）
２２ｃ 回転抑制部
２３ レバー
２３ａ 第１のレバー部
２３ｂ 第２のレバー部
２４ 集塵容器
２５ 掃除用刷毛（塵埃除去部）
２６ 塵埃戻り防止ブラシ

Claims (7)

1. フィルタに捕集された塵埃を清掃する清掃装置において、
   清掃時に駆動するモータと、このモータの駆動により回転する軸と、この軸の両脇に設けられ、前記軸に沿って移動して前記フィルタを清掃する清掃部とを備え、
   前記清掃部は、前記フィルタの塵埃を回収する塵埃除去部と、この塵埃除去部を前記フィルタに当接させるように回動するレバーとを備え、
   前記レバーは、第１のレバー部と、この第１のレバー部より前記清掃部の進行方向側に設けられた第２のレバー部とを備え、
   前記第１のレバー部が前記清掃部の反進行方向に回動するとともに前記第２のレバー部が前記清掃部の反進行方向に回動した後に前記第２のレバー部が前記フィルタに当接することを特徴とする清掃装置。
2. フィルタに捕集された塵埃を清掃する清掃装置において、
   清掃時に駆動するモータと、このモータの駆動により回転する軸と、この軸の両脇に設けられ、前記軸に沿って移動して前記フィルタを清掃する清掃部とを備え、
   前記軸は、前記フィルタを往路でのみ清掃する清掃部と復路でのみ清掃する清掃部との間に設けられることを特徴とする清掃装置。
3. 請求項２において、前記清掃部は、前記フィルタの塵埃を回収する塵埃除去部と、前記軸側に設けられこの塵埃除去部を前記フィルタに当接させるように回動するレバーとを備え、
   前記往路でのみ清掃する清掃部は前記復路においては前記塵埃除去部を前記フィルタと当接しないように構成され、
   前記復路でのみ清掃する清掃部は前記往路においては前記塵埃除去部を前記フィルタと当接しないように構成されることを特徴とすることを特徴とする清掃装置。
4. 請求項１又は３において、前記レバーは、前記清掃部の進行方向に対して前後に二股状であることを特徴とする清掃装置。
5. 請求項１、３、４の何れかにおいて、前記清掃部は、前記塵埃除去部で回収した塵埃を収納する集塵容器と、前記清掃部の反進行方向側であって前記集塵容器の内側に向かって傾斜する傾斜部とを備えることを特徴とする清掃装置。
6. 請求項１〜５の何れかの清掃装置と、この清掃装置の空気下流側に設けられたファンとを備えることを特徴とする室内機。
7. 請求項１〜６の何れかの清掃装置と、この清掃装置の空気下流側に設けられたファンと、このファンから吹出した空気が流入する熱交換器とを備えることを特徴とする空気調和機。

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