JP6464019B2 - 空気清浄機 - Google Patents

Description

本発明は、空気清浄機に関する。

従来の空気清浄機として、特許文献１には、吸引される空気内の塵埃を捕捉するエアフィルターと、空気調和機本体と、前記エアフィルターの上流側の表面に沿って回転しながら移動して、前記エアフィルターに付着した塵埃を除去する回転清掃体と、前記エアフィルターから除去された塵埃を貯留するダストボックスと、備えたものが記載されている。特許文献１には、空気調和機本体から着脱可能な前面パネルの内面にラックギヤを、空気調和機本体にラックギヤと噛み合うギヤや回転清掃体を回転させるモータを、設けたことも記載されている。

特許第５２９４４４０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたような構成では、エアフィルター表面上を上下に移動しながら除塵ブラシを回転させる手段として、裏面の左右両側にラックを形成した着脱可能な前面パネルと、そのラックとかみ合うギヤを軸端部に備えた除塵ブラシローラ、及びギヤの駆動モータを備えた清掃ユニットが本体側に分かれて構成されているため、この清掃ユニットが運転する時にはギヤの駆動反力で前面パネルに振動が加わり、騒音が発生しやくなる恐れがある。

また、駆動するモータが清掃ユニット上に取り付けられているため、清掃ユニットが上下する時にモータハーネスに屈曲が加わり周囲のケース端部と摺擦するハーネス被覆にダメージを与え、不良を誘発する恐れがある。

また、本体側は除塵ブラシローラ端部をレールのみで案内する構造のため、前面パネルの取り付け方で清掃ユニットが傾いて取り付けられる恐れがある。この状態のまま動き出すとギヤが正しくかみ合わないので異常な騒音が発生する、途中で引っかかって動かない、等の不具合が生じる恐れがある。更にこのような異常運転時に前面パネルが外されたときに、回転清掃体を回転するギヤが露出することになり、安全性の面で問題となる恐れがある。

また、ギヤで除塵ブラシを回転させることにより、上下往復する時に回転方向が逆になってしまうので、エアフィルター表面で除塵ブラシで弾き飛ばされた塵埃は上昇時にはダストボックスに向かって入るものの、下降時にはダストボックスの反対側に弾き飛ばすことになるので、取り残した塵埃がある場合、それを撒き散らしてしまう恐れがある。

本発明は、フィルタの清掃信頼性、安全性の高い空気清浄機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するための手段として、本発明の空気清浄機は、遠心ファンとモータとを有する送風機構と、該送風機構の上流側に設けられるフィルタと、を有する空気清浄機本体と、前記フィルタと対向するよう前記空気清浄機本体に着脱可能に設けられるパネルと、を有し、前記パネルは、前記空気清浄機本体へ取り付けられた状態で前記フィルタと対向する面に、前記フィルタの清掃ユニットと、該清掃ユニットを前記フィルタに対し移動させる駆動手段を備え、前記空気清浄機本体は、前記駆動手段を駆動させる駆動用モータを備えることを特徴とする。

本発明は、フィルタの清掃信頼性、安全性の高い空気清浄機を提供するものである。

本発明の実施形態に係る空気清浄機の外観斜視図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄機の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄機の中央断面図である。 本発明の実施形態に係るリアパネルの斜視図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄機背面の清掃ユニット駆動部斜視図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄機リアパネルの駆動部下側斜視図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄機リアパネルの駆動部上側斜視図である。 本発明の実施形態に係る清掃ユニットの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る清掃ユニット上昇時のホコリ回収を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る清掃ユニット下降時のホコリ回収を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る清掃ユニットを搭載したリアパネルの斜視図である。

以下に、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る空気清浄機１の外観斜視図である。図２は、空気清浄機１の分解斜視図である。図３は、本発明の実施形態に係る空気清浄機の中央断面図である。図４は、本発明の実施形態に係るリアパネルの斜視図である。図５は、本発明の実施形態に係る空気清浄機背面の清掃ユニット駆動部斜視図である。図６は、本発明の実施形態に係る空気清浄機リアパネルの駆動部下側斜視図である。図７は、本発明の実施形態に係る空気清浄機リアパネルの駆動部上側斜視図である。図８は、本発明の実施形態に係る清掃ユニットの分解斜視図である。図９は、本発明の実施形態に係る清掃ユニット上昇時のホコリ回収を示す断面図である。図１０は、本発明の実施形態に係る清掃ユニット下降時のホコリ回収を示す断面図である。図１１は、本発明の実施形態に係る清掃ユニットを搭載したリアパネルの斜視図である。

図1に示すように、本実施形態に係る空気清浄機１は、空気清浄機本体１００と、空気清浄機本体１００の後部に着脱可能に設けられるリアパネル２３と、を有する。

空気清浄機本体１００は、略箱形状のハウジング４と、送風機構１０と、フィルタ８と、を有する。

ハウジング４は、フロントパネル４ａと、一対のサイドパネル４ｂ，４ｂ（図１には、左側のサイドパネル４ｂのみ図示）と、アッパケース４ｃと、を備える。

このハウジング４は、水タンク２０が引き出し可能に収容されるタンクベース６と、これに取り付けられるリアケース４ｅ（図２参照）とを介して組み立てられている。

ハウジング４内には、給水機構２と、ポンプ２１と、
なお、左側のサイドパネル４ｂには、加湿フィルタ３をハウジング４から取り出す際の開閉蓋４ｆが設けられている。また、図１及び図２中、符号７は、開閉角度の調節可能なフラップである。フラップ７は、後縁側を軸にして前縁側が持ち上がるように回動して開く構成となっている。

図２に示すように、空気清浄機１のハウジング４には、リアパネル２３が取り付けられる側（後側）からフロントパネル４ａ側（前側）に向かって、フィルタ８と、加湿フィルタ３と、送風機構１０と、がこの順番で配置されている。フィルタ８は、ハウジング４から着脱可能である。

フィルタ８は、送風機構１０によりハウジング内に吸い込んだ空気を浄化するために設けられるものであり、送風機構１０の上流側に設けられる。フィルタ８は、プレフィルタ８ａと、集塵フィルタ８ｂと、脱臭フィルタ８ｃとで主に構成される。フィルタ８は、リアパネル４ｄ側からフロントパネル４ａ側に向かって、プレフィルタ８ａと、集塵フィルタ８ｂと、脱臭フィルタ８ｃとがこの順番で配置される。

プレフィルタ８ａは、綿ゴミ等の比較的大きなゴミを捕集するものである。後述する清掃性を高めるため、プレフィルタ８ａは樹脂の平織りネット表面にＳＵＳを蒸着しており、これを枠にインサート成形し一体としたものである。

集塵フィルタ８ｂは、チリ、ホコリ、花粉等の比較的小さな微粒子を捕集するものである。

脱臭フィルタ８ｃは、臭いの元となる化学物質を吸着するものである。

加湿フィルタ３は、これを流通する空気の湿度を高めるものである。

送風機構１０は、スクロール１２内に配置される遠心ファン１１と、この遠心ファン１１を回転させるモータ１３と、で主に構成されている。

送風機構１０の遠心ファン１１が回転することによって、リアパネル２３とハウジング４との間の両側の開口からハウジング４内に外部の空気が流入する。そして、この空気流は、フィルタ８と、加湿フィルタ３と、をこの順番で流通する。その後、空気は、遠心ファン１１が収納されるスクロール１２の上部開口からフィルタ１４及びフラップ７を介して空気清浄機１の外に送り出される。

リアパネル２３は、略板形状の部材である。リアパネル２３は、吸気口２３ａと、リアパネルロック爪２３ｂと、を有する。

リアパネル２３は、空気清浄機前記本体１００へ取り付けられた状態でフィルタ８と対向する。リアパネル２３が空気清浄機本体１００に取り付けられた状態でフィルタ８と対向する面に、フィルタ８の清掃ユニット２４と、清掃ユニット２４をフィルタ８に対し移動させる駆動手段２５と、を備える。

図８に示すように、清掃ユニット２４は、除塵ブラシローラ２４ａと、軸受け２４ｂと、清掃ユニットケース２４ｆと、櫛状部材２４ｅと、ダストボックス２４ｇと、を有する。軸受け２４ｂは、除塵ブラシローラ２４ａにおけるブラシ軸２４ｄの両端部に取り付けられてブラシ軸２４ｄを保持している。清掃ユニットケース２４ｆには、除塵ブラシローラ２４ａとブラシ軸２４ｄと櫛状部材２４ｅと、ダストボックス２４ｇと、が取り付けられる。

除塵ブラシローラ２４ａは、ブラシ軸２４ｄと、ブラシ軸２４ｄに巻き付け接着されたパイル地の毛２４ｃを植毛した布と、を有する。図９，図１０に示すように、毛２４ｃは、ブラシ軸２４ｄの径方向に対して傾きを持って配設されている。本実施形態においては、ブラシ軸２４ｄの下の位置にある毛２４ｃ１を見るとフィルタ８の方向へ、ブラシ軸２４ｄの上の位置の毛２４ｃ２を見るとフィルタ８から離れる方向へ寝ているものである。

櫛状部材２４ｅは、除塵ブラシローラ２４ａと略同じ長さで、除塵ブラシローラ２４ａと接触する部分が櫛形状の部材である。櫛状部材２４ｅが除塵ブラシローラ２４ａと接触した状態で、除塵ブラシローラ２４ａが回転することで、除塵ブラシローラ２４ａにおける毛でプレフィルタ８ａ上からこし取ったホコリを、毛からこし取るものである。

ダストボックス２４ｇは、略箱形状の部材であり、清掃ユニットケース２４ｆに取り付けられた状態で、除塵ブラシローラ２４ａや櫛状部材２４ｅの下に位置する。ダストボックス２４ｇは、櫛状部材２４ｅで毛からこし取ったホコリを収容するものである。

ダストボックス２４ｇは、清掃ユニットケース２４ｆに対して着脱自在に取り付けられている。そのため、ダストボックス２４ｇ内にホコリがたまったら取り外してホコリを捨て、また取り付けることができる。

清掃ユニットケース２４ｆは、一面が開口した略箱形状の部材である。清掃ユニットケース２４ｆは、開口面の反対面の外側に、後述する駆動手段２５のウォームギヤ２５ｂとの接合部位２４ｆ１を有する。

図４，図６，図７に示すように、リアパネル２３の裏面中央には、駆動手段２５が設けられている。駆動手段２５は、縦に設置されたラックギヤ２５ｆ１のラックギヤケース２５ｆと、断面が四角あるいは六角のシャフト２５ａと、シャフト２５ａに貫通して取り付けられたウォームギヤ２５ｂと、ラックギヤケース２５ｆの上部に設けられる駆動シャフト軸受２５ｅを有している。駆動手段２５におけるウォームギヤ２５ｂを介して清掃ユニット２４が取り付けられている。シャフト２５ａの下側先端にはかさ歯車２５ｃ(あるいはユニバーサルジョイント）による直角に回転方向を変える駆動部があり、カップリング機構２５ｄにより空気清浄機本体１００側に備えられた駆動用モータユニット（駆動用モータ）５の駆動軸カップリング５ａと着脱可能に接続される。

図３、図５に示すように駆動用モータユニット５は、ステッピングモータ（図示なし）と、ステッピングモータの回転を伝える駆動軸カップリング５ａと、位置センサ５ｂと、を有する。

清掃ユニット２４は、駆動用モータユニット５の駆動によりウォームギヤ２５ｂが回転することで、ウォームギヤ２５ｂとリアパネル２３の裏面中央に設置されたラックギヤｆ１とがかみ合い、プレフィルタ８に対して並行となるよう、リアパネル２３の裏面の左右に設けられたガイドレール２３ａに沿って、上下に移動する。

図１１に示すように、清掃ユニット２４が駆動される部分である接合部位２４ｆ１を清掃ユニット２４の略中央に配置することで、上下移動の際に左右の移動抵抗のバランスがとりやすく、ひっかかりやこじりといった現象が起きにくい。またリアパネル２３にウォームギヤ２５ｂおよび清掃ユニット２４が設けられていることにより、駆動ギヤの反力が直にリアパネル２３の面外方向に働くことがないので、シャフト２５ａの回転時にもリアパネル２３に与える振動は軽微であり、静かな駆動を実現できる。

また、駆動用モータユニット５が空気清浄機本体１００に固定されているので、モータのハーネスに繰り返し外力が加わるようなこともなく、安全面での信頼性も確保できる。

一般に、除塵ブラシローラ軸端部にギヤ等を配置して除塵ブラシローラを回転させる場合、相手ギヤとの駆動反力により、除塵ブラシローラがプレフィルタのネット面から離れる方向に力が働き、プレフィルタとの接触寸法が変化して清掃効果が低下したり、ギヤピッチがずれて振動を起こし異音が生じるといった現象が生じ易い。

本実施形態では、除塵ブラシローラ２４ａは、リアパネル２３を空気清浄機本体１００に取り付けた状態で、プレフィルタ８ａに対して毛２４ｃを約３ｍｍ押し付ける位置関係となるよう配置されている。更に、除塵ブラシローラ２３の毛２４ｃの向きを、除塵ブラシローラ２３がプレフィルタ８ａに対して上昇移動時にプレフィルタ８ａに食い込む方向となるように、ブラシ軸２４ｄの下の位置の毛２４ｃ１を見るとプレフィルタ８ａ方向へ、ブラシ軸２４ｄの上の位置の毛２４ｃ２を見るとプレフィルタ８ａから離れる方向へ寝ているように設定することで、プレフィルタ８ａの網目に除塵ブラシローラ２３の毛２３ｃがひっかかるため、除塵ブラシローラ２４ａをギヤなどで強制的に回転させなくても、清掃ユニットケース２４ｆの上下移動により、プレフィルタ８ａ上をＲ方向に従動回転しながら移動させることができる。そのため除塵ブラシローラ２４ａを駆動させるためのギヤ等は不要であり、ギヤ等による振動等は発生しないという効果を奏する。またプレフィルタ８ａの網目に除塵ブラシローラ２３の毛２３ｃが食い込むことでプレフィルタ８ａの網上に堆積したホコリをしっかりと捕らえる効果も奏する。

また、前述のように除塵ブラシローラ２４ａはブラシの毛２４ｃの向きにより機能を有するので、左右で色、形状等の目印をつけることで、清掃ユニットケース２４ｆへの取付け時の向きの誤りを低減することができる。

逆に、除塵ブラシローラ２３がプレフィルタ８ａに対して下降移動時は、清掃ユニットケース２４ｆの内側に設けた２４ｆ２が除塵ブラシローラ２４ａの毛にひっかかり、除塵ブラシローラ２４ａの回転を規制するので除塵ブラシローラ２４ａは回転が抑制された状態でプレフィルタ８のネット上をこすりながら移動する。このとき除塵ブラシローラ２４ａの毛２４ｃの向きは進行方向（下降方向）に対し順目となり、プレフィルタ８ａに対してはひっかからずにすべることができるため、上昇時に除去出来なかった塵埃もほうきで掃くように取ることができる。

従来、このような除塵ブラシ、あるいは除塵ブラシローラがプレフィルタ上を往復運動する同様の清掃機構の場合、その多くは移動の片道でのみ清掃を行い、戻り方向の場合ははき集めたホコリをブラシにためるのみでダストボックスに運ぶことができず、何度も往復させる必要があった。本発明では、清掃ユニット２４の移動する往復いずれでもダストボックス２４ｇ側にホコリを集めることができるため、往復回数を低減することができる。

このような構成の自動清掃機構は、以下の様に運転し機能する。

空気清浄機１としてある一定時間、空気を取り込みろ過清浄して排気することで、空気取込み面に配置されたプレフィルタ８ａの網上には、設置空間と運転時間に比例した量のホコリが堆積する。そこで、積算運転時間を計測してある決められた時間を経過後、電源スイッチにより運転停止の操作がされた場合、機器本体が停止後、フロントパネル４ａに[清掃中]であることを示すＬＥＤランプが点灯して、空気清浄機本体１００に設置された位置センサ５ｂで清掃ユニット２４がセンサ検出位置（ホームポジション）にあるかどうかを確認する。

この位置センサ５ｂの検出位置は清掃ユニット２４が上下移動する下死点に設定されているので、清掃ユニット２４の位置を検出できない場合は、プレフィルタ８ａの面上のどこか途中にあることになるので、位置センサ５ｂで検出できるまで下降させる方向に駆動用モータユニット５を駆動させる。片道分のステップ数を駆動しても清掃ユニット２４の位置検出ができない場合、何らかの異常により清掃ユニット２４が脱落したものとしてフロントパネル４ａにエラーを表示する。

清掃ユニット２４の位置が検出された場合、ただちに駆動用モータユニット５内のモータが起動し、清掃ユニット２４を上昇させる方向に駆動シャフト２５ａを回転させる。プレフィルタ８ａの上端部まで移動する距離のステップ数を駆動後、駆動用モータユニット５内のモータは反転駆動し清掃ユニット２４は下降を始め下限位置である位置センサ５ｂの検出位置で清掃ユニット２４が検出できたところで停止し、フロントパネル４ａの[清掃中]表示ＬＥＤを消灯し、自動清掃のプロセスを終了する。

また、電源スイッチの操作をほとんどせずに、昼夜連続で運転し使用するユーザーも考えられる。この場合の自動清掃のシーケンスとしては、連続運転時間を計測しある決められた時間経過後、自動で機器を停止させ前述の自動清掃運転のプロセスを実行させる。自動清掃終了後は、それ以前の運転状態に自動復帰する。

さらに、自動実行以外にもユーザーが自動清掃を実行させたい場合、もしくは自動清掃を始めてしまった機器を停止させたい場合が考えられるので、フロントパネル４ａの操作パネル上に設置した「自動清掃」ボタンを押すことで「自動清掃」を開始、あるいは停止させることができる。

１ 空気清浄機
２ 給水機構
３ 加湿フィルタ
４ ハウジング
４ａ フロントパネル
４ｂ サイドパネル
４ｃ アッパケース
４ｄ リアケース
５ 駆動用モータユニット（駆動用モータ）
５ａ 駆動軸カップリング
５ｂ 位置センサ
６ タンクベース
７ フラップ
８ プレフィルタ
９ａ 集塵フィルタ
９ｂ 脱臭フィルタ
１０ 送風機構
１１ 遠心ファン
１２ スクロール
１３ モータ
２０ 水タンク
２３ リアパネル
２３ａ 吸気口
２３ｂ リアパネルロック爪
２４ 清掃ユニット
２４ａ 除塵ブラシローラ
２４ｂ 軸受け
２４ｃ 毛
２４ｄ ブラシ軸
２４ｅ 櫛状部材
２４ｆ 清掃ユニットケース
２４ｇ ダストケース
２５ 駆動手段
２５ａ 駆動シャフト
２５ｂ ウォームギヤ
２５ｃ かさ歯車（ユニバーサルジョイント）
２５ｄ カップリング機構
２５ｅ 駆動シャフト軸受
２５ｆ ラックギヤケース
１００ 空気清浄機本体

Claims (4)

1. 遠心ファンとモータとを有する送風機構と、該送風機構の上流側に設けられるフィルタと、を有する空気清浄機本体と、前記フィルタと対向するよう前記空気清浄機本体に着脱可能に設けられるパネルと、を有し、
   前記パネルは、前記空気清浄機本体へ取り付けられた状態で前記フィルタと対向する面に、前記フィルタの清掃ユニットと、該清掃ユニットを前記フィルタに対し移動させる駆動手段を備え、
   前記空気清浄機本体は、前記駆動手段を駆動させる駆動用モータを備えることを特徴とする空気清浄機。
   
2. 前記清掃ユニットは、毛が配設された除塵ブラシローラと、該除塵ブラシローラに接触するよう配置される櫛状部材と、該除塵ブラシローラの下に位置するダストボックスと、を有することを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。
   
3. 前記除塵ブラシローラの毛は、該除塵ブラシローラの径方向に対して傾きを持って配設され、
   前記除塵ブラシローラは、前記清掃ユニットが前記フィルタに対して上方向に移動するときには前記除塵ブラシローラの毛が前記フィルタに食い込みながら従動回転し、前記清掃ユニットが前記フィルタに対して下方向に移動するときには前記除塵ブラシローラの回転を規制する部材が前記除塵ブラシローラの毛に引っ掛かり前記除塵ブラシローラの回転を抑制することを特徴とする請求項２に記載の空気清浄機。
   
4. 前記除塵ブラシローラの両端は、左右で色彩や形状が異なることを特徴とする請求項２又は３に記載の空気清浄機。

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