JP6423626B2 - 空気調和機 - Google Patents

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Description

本発明は空気調和機に係り、特に、フィルタに捕集された塵埃を自動的に清掃する清掃装置を備えた天井埋込型の空気調和機に関するものである。
空気調和機は、室内空気を熱交換器に通して、加熱、冷却、除湿などを行い、これを室内に吹出すことにより室内の空気調和を行うものであり、例えば、室内の天井に埋め込まれた天井埋込型の空気調和機や天井に吊り下げられるように設置された空気調和機が知られている。
例えば、天井埋込型空気調和機には、熱交換器の吸込側に空気中の塵埃を捕集するためのフィルタが備えられており、熱交換器に塵埃が付着して熱交換性能が低下することがないようにすると共に、室内を清浄な空間にして居住者が快適に過ごせるようにしている。
また、空気調和機には、前記フィルタを自動的に清掃するようにしたフィルタ清掃装置を搭載したものがあり、例えば特開2010−159918号公報(特許文献1)に示すものなどが知られている。
特許文献1に記載の空気調和機は、フィルタに付着した塵埃を除去する清掃装置を備え、清掃ユニットと、この清掃ユニットを案内するガイドレールと、このガイドレールに対向して下向きに形成され、前記清掃ユニットを移動させるピニオンギアと噛合するラックギアとを備えている。この特許文献1のものでは、ラックギアがガイドレールに対向して下向きに形成されているため、このラックギアとピニオンギアとの間への塵埃の侵入を抑制し、塵埃侵入によるフィルタ清掃装置の動作不良を抑制するようにしている。
特開2010−159918号公報
上記特許文献1の空気調和機においては、ラックギアとピニオンギアで構成されるギア機構部への塵埃の侵入を抑制するようにしているが、前記フィルタや前記ギア機構部への塵埃付着量が非常に多い場合、清掃装置のギア機構部などの摩擦抵抗が大きくなり、該ギア機構部などが動作不良となる恐れがある。
本発明の目的は、塵埃が多い場合でも、フィルタの清掃装置を安定動作させるようにして集塵性能の向上を図ることができる空気調和機を得ることにある。
上記目的を達成するため、本発明は、フィルタに捕集された塵埃を除去して清掃するための清掃ユニットを具備し、前記清掃ユニットは、前記フィルタに沿って移動して当該フィルタから塵埃を除去するためのブラシユニットと、このブラシユニットを駆動するための駆動部と、前記ブラシユニットの移動を案内する複数のガイドレールとを備え、前記ブラシユニットは、前記複数のガイドレールのそれぞれに複数のベアリングを介して支持されていると共に、フィルタに捕集された塵埃を除去する回転ブラシと、前記フィルタから清掃された塵埃を回転ブラシから除塵する除塵体と、上面が開放され除去された塵埃を溜める箱状の集塵容器とを有し、前記除塵体は、前記集塵容器の底部から前記回転ブラシの回転中心に向かって突出すると共にその先端には前記回転ブラシの回転中心と略一致する位置で前記回転ブラシ先端に当接する櫛状の爪部を有し、前記回転ブラシが回転すると、この回転ブラシに付着している塵埃を前記爪部で剥離して集塵容器に収容させるように構成され、且つ前記集塵容器の底部には前記除塵体を着脱するための固定手段が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、塵埃が多い場合でも、フィルタの清掃装置を安定動作させることができので、集塵性能の向上を図ることができる空気調和機を得ることができる効果がある。
本発明の空気調和機の実施例1を示す斜視図である。 図1に示すフィルタの構成を示す正面図である。 図1に示すブラシユニットを一部破断して示す拡大斜視図である。 図1に示す清掃ユニットにおけるブラシユニットのギア機構部付近の側断面図である。 図4のV−V線矢視方向に見た断面図で、清掃ユニット4を一部省略して示す図である。 図3に示す集塵容器及び除塵体の構成を説明する斜視図である。
以下、本発明の空気調和機の具体的実施例を図面に基づいて説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一部分を示している。
本発明の空気調和機の実施例1を図1〜図6を用いて説明する。
図1は本発明の空気調和機の実施例1を示す斜視図で、天井埋込型の空気調和機を示している。図1において、1は空気調和機を構成する天井埋込型の室内ユニットであり、この室内ユニット1は、筐体1a内に、ファン2、このファン2を駆動するファンモータ(図示せず)、吸い込んだ室内空気を冷媒と熱交換させる熱交換器(図示せず)などが設けられ、また前記筐体1aへの空気吸込部となる部分(前記ファン2の空気吸込側)には吸込空気から塵埃を除去するためのフィルタ3が設けられている。
更に、前記筐体1aの下部には前記フィルタ3を設置すると共に、該フィルタ3に付着した塵埃を除去するための清掃ユニット4が設けられ、また室内ユニット1の室内側に面する部分には化粧パネル5が設けられている。即ち。前記筐体1aと前記化粧パネル5との間に前記清掃ユニット4が設置されている。
前記室内ユニット1は、その本体部分(筐体1aの部分)及び清掃ユニット4の部分が天井面内に埋め込まれており、この室内ユニット1の下面開口を覆うように前記化粧パネル5が設けられている。
この室内ユニット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。なお、前記室内ユニット1は天井から吊り下げられるタイプの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、この吸込グリル7の周囲には空気吹出部となる吹出口8が4箇所設けられている。前記ファン2により、前記吸込グリル7から吸入された室内空気は、前記フィルタ3を通過後、前記ファン2の吹出側に配置された前記熱交換器を通過して空気調和された後、室内ユニット1に設けられている前記吹出口8から室内に吹き出されるように構成されている。
前記熱交換器は冷凍サイクルの一部を構成するものであり、この冷凍サイクルは、一般に、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器、前記四方弁、前記圧縮機の順に冷媒配管で順次接続され、冷媒を循環させるように構成されている。
前記室内熱交換器に流入する室内空気の塵埃を捕集する前記フィルタ3は、本実施例では前記清掃ユニット4内に配置されてネジ止め係合され、これによりフィルタ3は清掃中に移動することなく静止した状態に保持される。
9は前記清掃ユニット4に設けられているブラシユニットで、このブラシユニット9が、前記フィルタ3に沿って、前記吸込グリルの一端側から他端側に移動することにより、前記フィルタ3に捕集された塵埃を回転ブラシ19(図3〜図5参照)により除去するように構成されている。
図2は図1に示すフィルタ3の構成を示す正面図である。この図2に示すように、前記フィルタ3は、フィルタ枠3aと、このフィルタ枠3a内に格子状に配置された桟3b、これらフィルタ枠3a及び前記桟3bの表面に張設されたフィルタ網(図示せず)などにより構成されている。室内空気が前記フィルタ網を通過する際に、室内空気に含まれている塵埃が前記フィルタ網に捕集されるようになっている。
前記フィルタ3を構成する格子状に配置された前記桟3bは、該桟3bの少なくとも一部を前記ブラシユニット9の進行方向に対して斜めになるように配置している。即ち、本実施例では、前記ブラシユニット9の進行方向と同方向に配置された縦方向の桟3b1と、前記ブラシユニット9の進行方向に対して斜め方向に配置された斜め方向の桟3b2とで構成されている。
このように前記フィルタ3の桟3bを構成することにより、フィルタ3の清掃時に、前記回転ブラシ19が前記桟3b2を乗り越える際の振動を抑え、回転ブラシ19により安定してフィルタ3表面に付着した塵埃を除去することができる。即ち、従来のフィルタに設けられている桟は、通常縦の桟と横の桟で構成されているので、回転ブラシが横の桟を乗り越える時は桟の全長に亘って同時に乗り越えてしまうため、振動が大きくなる。
これに対し、本実施例では、桟3b2が斜めに配置されているため、回転ブラシ19は桟の一側から他側に向かって順次乗り越えるようになるから、振動を小さく抑えることができる。なお、縦の桟3b1については、回転ブラシ19は乗り越える動作がないので、乗り越えによる振動は生じない。
次に、図3から図6を用いて、上記清掃ユニット4の構成を詳しく説明する。図3は図1に示すブラシユニットを一部破断して示す拡大斜視図、図4は図1に示す清掃ユニットにおけるブラシユニットのギア機構部付近の側断面図、図5は図4のV−V線矢視方向に見た断面図で、清掃ユニット4を一部省略して示す図、図6は図3に示す集塵容器及び除塵体の構成を説明する斜視図である。
清掃ユニット4は、前記フィルタ3に沿って移動して当該フィルタ3の清掃を行う前記ブラシユニット9と、このブラシユニット9を駆動する駆動部を備えている。
前記ブラシユニット9は、図3に示すように、このブラシユニット9を移動させると共に回転ブラシ19を回転させるための可動モータ13、この可動モータ13により回転される推進軸10、上面が開放され前記回転ブラシ19によりフィルタ3から除去された塵埃をためるための箱状の集塵容器17、この集塵容器17の底部中央で前記回転ブラシ19の長手方向に沿って設けられ前記回転ブラシ19に付着した塵埃を除去するための除塵体18などにより構成されている。
また、前記ブラシユニット9の両端側上部には、前記ブラシユニット9の移動を案内する複数のガイドレール15(図3〜図5参照)に沿って移動させるためのころベアリング16が、前記ブラシユニット9の左右両端側にそれぞれ複数個設けられている。従って、前記ブラシユニット9は前記ガイドレール15に前記複数個のころベアリング16を介して支持されている。
前記駆動部は、図4及び図5に示すように、前記清掃ユニット4の上部(室内ユニット1の本体(筐体1a)下部)の左右側にそれぞれネジ止め固定されたラックギア12、前記ブラシユニット9に設けられている前記可動モータ13、前記推進軸10、該推進軸10の左右両側にそれぞれ設けられ前記左右のラックギア12のそれぞれと噛み合う第1ピニオンギア11、この第1ピニオンギア11と噛み合い前記回転ブラシ19へ回転力を与える第2ピニオンギア14などから構成されている。前記ラックギア12は、前記ブラシユニット9の移動方向に配置されており、このブラシユニット9を前記フィルタ3に沿って往復移動させるためのものである。
前記推進軸10は、図4に示すように、断面が多角形形状に構成されており、前記左右の第1ピニオンギア11に挿入固定されている。前記左右の第1ピニオンギア11はそれぞれブラシユニット9の支持体に軸受(図示せず)を介して支持されている。また、前記推進軸10の一端部は前記可動モータ13に接続されている。
前記第1ピニオンギア11は前記ラックギア12と噛み合っているので、前記可動モータ13により前記推進軸10を正転及び逆転させることにより、前記第1ピニオンギア11が回転して前記ラックギア12の長手方向に沿ってブラシユニット9を往復移動させることができる。
前記第1ピニオンギア11は、前記ブラシユニット9の上面に形成された開口部を介して露出して配置されることにより、前記ラックギア12と噛み合うように構成されている。また、図5に示すように、左右に設けた前記ラックギア12の間には前記フィルタ3が配置され、前記ラックギア12はこのフィルタ3を挟んで互いに平行に設けられている。前記各ラックギア12は、本実施例では、この図5に示すように、前記清掃ユニット4の上部にネジ20によりネジ止め固定されている。
前記左右のラックギア12のそれぞれの外側にはガイドレール15が一体に形成して設けられており、前記ブラシユニット9の左右両側に設けられている前記ころベアリング16が前記ガイドレール15とこのガイドレール15の上部に平行に設けられたガイドレール上板21に案内されて前後に移動することにより、前記ブラシユニット9も前後に往復移動することができるように構成されている。
本実施例では、図4に示すように、前記左右のころベアリング16は、それぞれ前後に設けた2個のころベアリングで構成されており、ブラシユニット9は左右2個づつの合計4個のころベアリング16により支持されている。このように、本実施例では、ころベアリング16を介して前記ブラシユニット9を前記ガイドレール15に沿って移動させるように構成しているので、ころベアリング16がガイドレール15上を移動するときの摩擦抵抗を小さくすることができる。
本実施例では、ころベアリング16を用いているため、摩擦抵抗が小さくなることから、前後2個のころベアリング16の軸間距離Lを大きくしても摩擦抵抗が増えることはないから、前後のころベアリング16の幅をブラシユニット9の幅と同程度まで大きくできる。従って、前記ブラシユニット9は前後に広い間隔で配置されたころベアリング16により支持されるから、ブラシユニット9が傾くことなく安定して往復移動させることができる。この結果、ブラシユニット9の集塵性能を向上させることができる。
また、本実施例では、前記ころベアリング16が前記ガイドレール15とこのガイドレール15の上部に平行に設けられたガイドレール上板21に案内されて前後に移動するように構成しているが、ころベアリング16の上部と前記ガイドレール上板21との隙間も小さくできるから、ころベアリング16の上下動を小さく抑えることができ、ブラシユニット9の傾きを抑えて一層安定動作させることが可能となる。
即ち、従来のものは、ブラシユニットを、スライド板を介してガイドレールに沿って移動させるようにしていたため、摩擦抵抗が大きい。このため、前記スライド板の長さを大きくできないから、ブラシユニットが傾き易く、安定動作させることが難しかった。また、前記スライド板と、前記ガイドレール及びガイドレール上板との間に塵埃がたまるとスライド板の摩擦抵抗が大きくなって、ブラシユニットを動作できなくなる可能性もある。このため、前記スライド板と、前記ガイドレール及びガイドレール上板との間の隙間を大きくとる必要がある。従って、スライド板の傾斜を抑えることが難しく、この点からもブラシユニットを安定動作させることは難しかった。
これに対し、本実施例のものでは、ころベアリング16を用いたことにより、前述したように、摩擦抵抗を小さくできる上に、前後2個のころベアリング16の軸間距離Lを大きくしてブラシユニット9を安定動作させることができる。更に、前記ころベアリング16の上部と前記ガイドレール上板21との隙間を小さくしても、ころベアリング16の上部がガイドレール上板21と対向する部分の面積が小さくなり、またころベアリング16は回転するので、ころベアリング16上部とガイドレール上板21との対向部分に塵埃は堆積し難い。従って、ころベアリング16とガイドレール上板21との隙間を小さくして、ブラシユニット9の動作を一層安定させることができる。
本実施例では、上記ブラシユニット9の前記除塵体18は、図4に示すように、前記集塵容器17の底部から突出すると共にその先端には前記回転ブラシ19の回転中心と略一致する位置で前記回転ブラシ19先端に当接する櫛状の爪部18aを有している。また、前記除塵体18は集塵容器17の略中央の底部から突出させた形状としている。このように構成することにより、前記回転ブラシ19が回転すると、この回転ブラシ19と前記櫛状の爪部18aとが接触して前記回転ブラシ19に付着した塵埃を剥離させることができ、この剥離した塵埃は前記集塵容器17に収容されるように構成されている。
本実施例によれば、前記除塵体18が前記回転ブラシ19外周部の略中央に接触する構成としているので、回転ブラシ19の回転方向、ブラシユニット9の移動方向に関わらず、回転ブラシ19から塵埃を安定して剥離させ、集塵容器17に収容することができる。
また、前記回転ブラシ19は、その一部がブラシユニット9から上方に突出するように設けられており、前記フィルタ3に接触して当該フィルタ3に捕集された塵埃を除去して集塵容器17に回収するものである。
前記回転ブラシ19はナイロン製の多数の毛などで構成されている。即ち、前記回転ブラシ19は、支軸(図示せず)の外周に複数列のブラシ毛(図示せず)が装着されたものである。前記ブラシ毛は支軸の外周に直列し、各列は直線状であり、軸方向に平行に並べられる。なお、ブラシ毛は軸方向に螺旋状にねじって装着しても良く、各列は平行に支えられている。これによりフィルタ3と回転ブラシ19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持たせることができる。
前記集塵容器17は、回収した塵埃が溢れ出ることがないように、その進行方向の短手幅を回転ブラシ19の寸法よりも十分大きく構成している。これにより、回転ブラシ19がフィルタ3から塵埃を掻き取る際に、塵埃が飛散するのを防止し、塵埃除去性能を向上することができる。
また、前記集塵容器17は前記ブラシユニット9に着脱自在に取り付けられており、これにより、前記集塵容器17に塵埃がたまると、ブラシユニット9から取り外し、集塵容器17に回収した塵埃を簡単に廃棄することができる。前記回転ブラシ19も簡単に取り外すことができるように取り付けられており、これにより回転ブラシ19も洗浄できるため、清潔を保つことができる。
更に、前記除塵体18も前記集塵容器19と共に取り外すことができ、この除塵体18は集塵容器17に対しても容易に着脱可能な固定手段により取り付けられている。従って、除塵体18も集塵容器17から取り外して容易に洗浄することができる。
集塵容器17に対して除塵体18を容易に着脱可能にするための前記固定手段の例を図6に示す。
図6において、17は集塵容器、18は櫛状の爪部18aを有する除塵体である。また、この除塵体18は切欠部18cを有する底板18bを備えており、前記爪部18aはこの底板18bの上側に支持板18dを介して設置されている。また、前記集塵容器17の底部には係合部17aが設けられている。
本実施例では、前記除塵体18は集塵容器17の長手方向に2分割されており、それぞれの除塵体18は、図6に示すように、集塵容器17の底部に設けられた前記係合部17aに除塵体18の底板18bの切欠部18cを合わせて挿入し、長手方向にスライドさせることにより、係合部17aで除塵体18を固定することができる(図4も参照)。除塵体18を集塵容器17から取り外す際には、図6の矢印に示すように、除塵体18をその長手方向にスライドさせ、前記係合部17aと前記切欠部18cを合わせてから上方に取り出すようにすれば良い。
なお、前記除塵体18を集塵容器17に対して着脱可能にする固定手段としては、集塵容器17に図6に示すような嵌め込み式の他に、前記集塵容器17にネジ止め等で固定するようにしても良い。
本実施例によれば、除塵体18および集塵容器17のメンテナンス時に、前記除塵体18を前記集塵容器17から容易に分離できるので、集塵容器17及び除塵体18の洗浄を容易に行うことができる。
前記ブラシユニット9は、フィルタ3の下面側に配置され、このフィルタ3の下面側を往復移動自在に構成されている。また、このブラシユニット9は、室内ユニット1の運転中には通風を阻害しない待機位置(例えば、フィルタ3の通風路と平面的に重ならない位置)に配置されている。
室内ユニット1の運転が停止され、自動清掃条件となった場合に、前記清掃ユニット4が動作される。即ち、可動モータ13が動作し、これに伴い可動モータ13の回転が推進軸10を介して推進軸10の左右に配置された第1ピニオンギア11に伝達され、これら第1ピニオンギア11が清掃ユニット4の左右に設置されているラックギア12上を回転することにより、前記ブラシユニット9がころベアリング16を介してガイドレール15に沿って往復移動する。清掃ユニット4の動作中は、室内ユニット1の送風運転を停止し、ホコリの飛散等を防止するように構成されている。
また、前記可動モータ13の回転により、前記第1ピニオンギア11が回転し、この第1ピニオンギア11に噛み合っている第2ピニオンギア14も回転し、これにより回転ブラシ19を回転させることができるように構成されている。
本実施例では、このように構成されていることにより、複数のモータを配置することなく、1個の可動モータ13のみで、ブラシユニット9の往復移動と、回転ブラシ19の回転駆動を行うことができるので、安価に製作できる。また、本実施例の構成とすることにより、ブラシユニット9の移動方向と回転ブラシ19の回転方向を逆方向にできるため、フィルタ3に付着した塵埃を除去する除塵除去性能を大きくできる効果もある。
また、前記除塵体18を集塵容器17の底部中央に配置すると共に、前記回転ブラシ19も集塵容器17の上部中央に配置して、除塵体18の爪部18aが回転ブラシ19外周部の略中央に接触するように構成しているので、ブラシユニット9の往復移動における往路及び復路共に回転ブラシ19に付着した塵埃を集塵容器17に掻き落とすことができる。即ち、前記ブラシユニット9は、基本動作として、フィルタ3の下面を一往復するが、その往復の度にフィルタ3に付着した塵埃を集塵容器17に掻き落とすことができる。
本実施例によれば、塵埃が非常に多い場合でも、回転ブラシ19と共に往復移動するブラシユニット9の動作を安定動作させてフィルタ3の清掃を行うことができるので、集塵性能の向上を図ることができる効果が得られる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施例では、ラックギア12をフィルタ3の両側にそれぞれ設けた例で説明したが、ラックギア12をフィルタ3の一方側のみに設けるようにしても良い。また、上記実施例では、ブラシユニット9をガイドレール15にころベアリング16を介して支持するようにしているが、前記ベアリングはころベアリングに限らず、ボールベアリングなどにより構成された回転体を使用してブラシユニット9をガイドレール15に支持するようにしても良い。
また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
1:室内ユニット、2:ファン、
3:フィルタ、3a:枠、3b:桟、3b1:縦方向の桟、3b2:斜め方向の桟、
4:清掃ユニット、
5:化粧パネル、6:吊ボルト、7:吸込グリル、8:吹出口、
9:ブラシユニット、10:推進軸、11:第1ピニオンギア、
12:ラックギア、13:可動モータ、14:第2ピニオンギア、
15:ガイドレール、16:ころベアリング(ベアリング)、
17:集塵容器、17a:係合部、
18:除塵体、18a:爪部、18b:底板、18c:切欠部、18d:支持板、
19:回転ブラシ、
20:ネジ、21:ガイドレール上板。

Claims (4)

  1. フィルタに捕集された塵埃を除去して清掃するための清掃ユニットを具備し、
    前記清掃ユニットは、前記フィルタに沿って移動して当該フィルタから塵埃を除去するためのブラシユニットと、このブラシユニットを駆動するための駆動部と、前記ブラシユニットの移動を案内する複数のガイドレールとを備え、
    前記ブラシユニットは、前記複数のガイドレールのそれぞれに複数のベアリングを介して支持されていると共に、フィルタに捕集された塵埃を除去する回転ブラシと、前記フィルタから清掃された塵埃を回転ブラシから除塵する除塵体と、上面が開放され除去された塵埃を溜める箱状の集塵容器とを有し、
    前記除塵体は、前記集塵容器の底部から前記回転ブラシの回転中心に向かって突出すると共にその先端には前記回転ブラシの回転中心と略一致する位置で前記回転ブラシ先端に当接する櫛状の爪部を有し、前記回転ブラシが回転すると、この回転ブラシに付着している塵埃を前記爪部で剥離して集塵容器に収容させるように構成され、且つ
    前記集塵容器の底部には前記除塵体を着脱するための固定手段が設けられている
    ことを特徴とする空気調和機。
  2. 請求項に記載の空気調和機であって、前記駆動部は、
    前記ブラシユニットの移動方向に配置され該ブラシユニットを前記フィルタに沿って往復移動させるためのラックギアと、
    前記ブラシユニットに設置され該ブラシユニットを移動させると共に前記回転ブラシを回転させるための可動モータと、
    該可動モータにより回転される推進軸と、
    該推進軸に設けられ前記ラックギアと噛み合う第1ピニオンギアと、
    該第1ピニオンギアと噛み合い前記回転ブラシに回転力を与える第2ピニオンギアとを備える
    ことを特徴とする空気調和機。
  3. 請求項1に記載の空気調和機であって、前記空気調和機は天井埋込型の空気調和機であり、前記フィルタを構成する桟の少なくとも一部を前記ブラシユニットの進行方向に対して斜めになるように配置している
    ことを特徴とする空気調和機。
  4. 請求項に記載の空気調和機であって、
    前記ブラシユニットを前記複数のガイドレールに支持する前記複数のベアリングはころベアリングにより構成され、
    前記除塵体は前記集塵容器の底部の略中央に突出するように設置され、
    前記ラックギアは前記複数のガイドレールの内側にそれぞれ設けられ、前記複数の各ラックギアの外側に前記ガイドレールが一体に形成されている
    ことを特徴とする空気調和機。
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