JP4757730B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気清浄化機能を有する空気調和機に係り、さらに詳しくは、空気中の粗塵を捕獲するためのプレフィルタに付着した塵埃を除去する手段を備えた空気調和機に関するものである。

従来の空気清浄機に、空気吸込口及び空気吹出口を有する本体ケースと、空気吸込口から空気を吸い込んで空気吹出口へ吹き出すためのファンと、このファンを駆動するファンモータと、ファンの上流側に配置され吸い込まれた空気中の塵埃を捕集するためのメインフィルタとを備え、さらに、本体ケース内に、弾性を有し、空気吸込口から吸い込まれてメインフィルタに入る前の空気中の塵埃を捕集するプレフィルタと、このプレフィルタの近傍に配設され、所望時にプレフィルタをその弾性を利用して振動させることにより、捕集された塵埃をプレフィルタから振い落すための振動体と、この振動体を駆動する駆動部とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−４２３３３号公報（第３−４頁、図２−３）

特許文献１の空気清浄機は、プレフィルタを振動させることでプレフィルタに付着した塵埃をふるい落すようにしているが、湿気を帯びた塵埃やプレフィルタに絡みついた塵埃等は、単にプレフィルタを振動させることだけでふるい落すことは困難で、十分な塵埃除去効果が得られないという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、プレフィルタに付着した塵埃を確実に除去して外気の吸込み効率を大幅に向上することのできる空気調和機を提供することを目的としたものである。

本発明に係る空気調和機は、空気吸込口から吸込んだ外気を空気吹出口に導く風路を有する本体ケースの前記風路内に、プレフィルタ、電動ファン及び前記プレフィルタを回転駆動する除塵モータを設けると共に、前記プレフィルタの前面側に該プレフィルタに付着した塵埃を除去する自動清掃装置を設け、該自動清掃装置は、前記プレフィルタの前面に接触し該プレフィルタの回転によって駆動される回転ブラシと、該回転ブラシに接触して付着した塵埃を除去する除塵プレートとを備え、該除塵プレートの回転ブラシに接する側を、前記回転ブラシ側に斜め上方に折り曲げて掻き取り部を形成し、該掻き取り部の先端縁をほぼ波形状に形成したものである。

本発明によれば、自動清掃装置の回転ブラシにより、プレフィルタに付着した塵埃を容易に除去することができ、さらに回転ブラシに付着した塵埃を除塵プレートにより除去するようにしたので、プレフィルタを常に清浄に保つことができ、外気の吸込効率を大幅に向上することができる。

［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和機の前面パネルを取り外した状態を示す斜視図、図２は図１の正面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は図２のＢ−Ｂ断面図である。
空気調和機１を構成する本体ケース２の前面側には、空気吸込口４を有する前面パネル３が着脱可能に装着されており、本体ケース２内に形成された風路内には、前面側から大きな塵埃を除去するプレフィルタ２０、空気中の粉塵を除去するメインフィルタ５、及び臭気成分を吸着して脱臭する活性炭フィルタ６が順次下流側方向に配設されている。７は本体ケース２に設けた空気吹出口である。なお、メインフィルタ５は省略してもよい。

また、風路内において、メインフィルタ５の下流側には、空気吸込口４から吸込んだ外気を、プレフィルタ２０、メインフィルタ５、活性炭フィルタ６を経て、空気吹出口７から本体ケース２外へ吹き出させるためのファン９と、このファン９を駆動するモータ９ａからなる電動ファン８が設けられてる。１０は本体ケース２の上面に設けた電源スイッチ、１１は本体ケース２内において風路の上部に設けた制御部である。

１２はプレフィルタ２０が着脱可能に装着されて、本体ケース２の前面開口部に取付けられる四角形状の取付けフレームで、円形の開口部１３が設けられている。そして、開口部１３の背面側には半径方向に延設された４本の支持体１４が十字状に設けられており、支持体１４の交点（中心部）には先端部にねじ穴を有する支持軸１５が突設されている。１７は取付けフレーム１２の背面側において、本体ケース２の一方の側壁に取付けられた除塵用モータで、１８はその出力歯車である。

プレフィルタ２０は、正面図である図５（ａ）、背面図である図５（ｂ）に示すように、取付けフレーム１２の開口部１３に挿入しうる大きさのリング状の枠体２１を有し、この枠体２１には挿通穴２３を有し中心部に設けられたボス２２、このボス２２と枠体２１との間に放射状に設けられた複数本の放射リブ２４、及び枠体２１と同心円状に形成されて放射リブ２４を連結する円形リブ２５が設けられており、枠体２１で囲まれた全領域の前面側には、放射リブ２４及び円形リブ２５に接着されたフィルタ用のネット２６が張られている。

また、枠体２１の背面側には全周にわたって除塵用モータ１７の出力歯車１８と噛合う歯車２７（以下、第１の歯車という）が設けられており、ボス２２の挿通穴２３の外周には歯車２８（以下、第２の歯車という）が設けられている。

このように構成したプレフィルタ２０は、図４に示すように、ボス２２に設けた挿通穴２３を取付けフレーム１２の支持軸１５に嵌合して、取付けフレーム１２の開口部１３内に回転自在、着脱可能に装着され、開口部１３の外周に設けたプレフィルタ押え１６により取付けフレーム１２に支持される。
そして、プレフィルタ２０が装着された取付けフレーム１２は、本体ケース２の前面開口部内に挿入され、固定される。このとき、プレフィルタ２０の枠体２１に設けた第１の歯車２７は、除塵用モータ１７の出力歯車１８と噛合う。なお、取付けフレーム１２を本体ケース２に取り付けたのち、プレフィルタ２０を装着してもよい。

３０はプレフィルタ２０の自動清掃装置で、プレフィルタ２０の前面側の一方の側に着脱可能に取り付けられており、図６に示すように、ユニットケース３１と、このユニットケース３１に着脱自在に装着される集塵ボックス４５とからなっている。

ユニットケース３１は、図７に示すように、背面側が開口されたほぼ箱状に形成されて、下部には集塵ボックス４５が装着される開口部３２が設けられており、開口部３２の底部にはほぼコ字状の凸部３３が形成され、凸部３３の上辺には先端部の上面に係止爪を有する係止片３４が設けられている。３５は凸部３４の両側において、前後方向に突設されたガイドレールである。

開口部３２の上部には、前面と上面を覆い一端（プレフィルタ２０の中心部側）が突出してプレフィルタ２０のボス２２に嵌合する嵌合部３７を有するブラシ室３６が設けられている。そして、ブラシ室３６内には、プレフィルタ２０の半径、実質的にはネット２６の半径方向の幅とほぼ等しい長さで、両端部が回転自在に支持され、プレフィルタ２０のネット２６の表面に付着した塵埃を除去する回転ブラシ３８が設けられている。

この回転ブラシ３８の一端（嵌合部３７側）には、嵌合部３７内においてプレフィルタ２０の第２の歯車２８と噛合う第３の歯車３９が設けられている。４１は嵌合部３７の前面板に設けられねじ挿通穴で、その背面側には取付パネル１２の支持軸１５に嵌合する円筒部４２が設けられている。４３はブラシ室３６の他端に立設された取付腕で、背面側には取付パネル１２に設けた位置決め穴（図示せず）に嵌入する位置決め突部４４が設けられている。

集塵ボックス４５は、図８に示すように（図８は集塵ボックス４５を透明材料で成形した場合を示してある）、前面板４６とこれより若干小さく上部が開口されたボックス部４７とからなり、ボックス部４７はユニットケース３１の開口部３２内に挿入しうるようにほぼ箱状に形成され、前面板４６の左右及び下部はボックス部４７から張り出してフランジ部４６ａが設けられている。そして、底部には前面板４６の背面側において、ユニットケース３１の底部に設けた凸部３３に外側から嵌合するほぼコ字状の凸部４８が設けられており、この凸部４８の上辺の下面には、ユニットケース３１の凸部３３に設けた係止片３４の係止爪に係止する係止部４９が設けられている。５０は凸部４８の両側において底部に設けられたガイド溝で、ユニットケース３１の底部に設けたガイドレール３５に摺動自在に嵌合する。

５１は凸部４８の上部において、ボックス部４７の背面板に取付けられ、ユニットケース３１の回転ブラシ３８に付着した塵埃を除去する除塵プレートである。この除塵プレート５１は、図９に示すように、ステンレスなどの金属板を成形加工し、あるいは合成樹脂材料を成形してなる回転ブラシ３８とほぼ同じ長さのもので、ボックス部４７の背面板の内壁に固定される取付部５２と、その上部が所定の角度θ（θは約２０°〜５０°）で前面側（回転ブラシ３８側）に向って斜め上方に折り曲げられ、先端縁がほぼ波形状に形成された掻き取り部５３とからなっている。なお、この集塵ボックス４５は、内部に溜った塵埃が見易いように、透明又は半透明の材料で形成することが望ましい。

このように構成した集塵ボックス４５は、ユニットケース３１の前面側から開口部３２内に、そのガイド溝５０をガイドレール３５に沿わせて挿入し、係止部４９を係止片３４の係止爪に係止させれば、組み込みが終る。このとき、除塵プレート５１の掻き取り部５３は回転ブラシ３８の傾斜パイル３８ａの順目方向に沿って接触し、また、前面板４６のフランジ部４６ａは開口部３２の周縁に当接する。

上記のように構成した自動清掃装置３０は、図４に示すように、ユニットケース３１の嵌合部３７の円筒部４２を、プレフィルタ２０の前面側から取付けフレーム１２の支持軸１５に嵌合し、回転ブラシ３８の第３の歯車３９をプレフィルタ２０のボス２２に設けた第２の歯車２８と噛合わせる。そして、取付腕４３の位置決め突部４４を取付けフレーム１２の位置決め穴に嵌入してフック１９により固定し、嵌合部３７のねじ挿通穴４２に挿通したねじ４５を、支持軸１５のねじ穴に螺入して固定する。
これにより、自動清掃装置３０はプレフィルタ２０の前面側の一方の側にほぼ水平に固定され、回転ブラシ３８はプレフィルタ２０のネット２６の半径方向に接触する。

次に、本実施の形態の作用について説明する。
電源スイッチ１０をＯＮすると、ファンモータ９ａに通電されファン９が回転する。ファン９の回転により前面パネル３の空気吸込口４から外気が吸込まれ、プレフィルタ２０により空気中の大きな塵埃が捕捉され、メインフィルタ５により粉塵が除去されて、活性炭フィルタ６より臭気成分が吸着された清浄な空気が、空気吹出口７から外部に吹き出される。

一方、制御部１１により、定期的に又は任意時期に除塵モータ１７に通電し、出力歯車１８を回転させる。出力歯車１８の回転により、枠体２１に設けた第１の歯車２７がこの出力歯車１８に駆動され、図２，図１０に示すように、プレフィルタ２０が矢印ａ方向に回転する。同時に、プレフィルタ２０の回転が第２の歯車２８から第３の歯車３９に伝達され、回転ブラシ３８を矢印（ｂ）方向（プレフィルタ２０と同方向）に回転させる。

この場合、回転ブラシ３８の速度Ｖ₂は、第２，第３の歯車２８，３９によって減速され、プレフィルタ２０の速度Ｖ₁より遅くＶ₂＜Ｖ₁となっているので、この相対速度差によりプレフィルタ２０に付着した塵埃が、回転ブラシ３８の傾斜パイル３８ａにより捕集されて除去される。この場合、回転ブラシ３８の傾斜パイル３８ａは回転ブラシ３８の回転方向と逆方向に傾斜しているので、プレフィルタ２０に対しては順目方向で接触しており、Ｖ₁＞Ｖ₂によりプレフィルタ２０に対しては相対的に逆目で接触することになるため、塵埃捕集機能を発揮することができる。

このようにしてプレフィルタ２０から除去された塵埃の一部は、回転ブラシ３８から集塵ボックス４５内に落下し、一部は回転ブラシ３８に付着しているが、この付着した塵埃は、除塵プレート５１の波形状の掻き取り部５３により掻き取られ、集塵ボックス４５内に落下する。これにより、回転ブラシ３８は、常にプレフィルタ２０の塵埃除去機能を発揮することができる。

この場合、除塵プレート５１の掻き取り部５３は、取付部５２に対して所定の角度θで斜め上方に折曲げられており、かつ、回転ブラシ３８の傾斜パイル３８ａと順目方向に沿って配置されているので、効率よく塵埃を掻き落すことができ、また、掻き取り部５３が回転ブラシ３８に喰い込むこともないため、回転ブラシ３８の回転に支障を来たすことがない。

所定の時間経過すると、制御部１１により除塵モータ１７への通電がＯＦＦされ、プレフィルタ２０と回転ブラシ３８の回転が停止する。そして、集塵ボックス４５内の塵埃が一杯になったときは、前面パネル３を外してユニットケース３１から集塵ボックス４５を取り出し、塵埃を捨てたのち再びユニットケース３１に挿入し、前面パネル３を装着する。集塵ボックス４５の取り出しにあたっては、ユニットケース３１の開口部３２の底部に凸部３３が設けられているので、集塵ボックス４５の前面板４６と凸部３３との間に指を入れて前面板４６を手前に引けば、集塵ボックス４５を間単に引き出すことができる。

本実施の形態によれば、プレフィルタ２０の前面側に自動清掃装置３０を設け、プレフィルタ２０に付着した塵埃を回転ブラシ３８で除去し、さらに回転ブラシ３８に付着した塵埃を除塵プレート５１の掻き取り部５３で取り除くようにしたので、湿気を帯びた塵埃やプレフィルタ２０に絡みついた塵埃も確実に除去することができて、プレフィルタ２０を常に清浄に保つことができ、これにより外気の吸込み効率を大幅に向上することができる。

［実施の形態２］
図１１は本発明の実施の形態２に係る空気調和機の取付けフレーム及びプレフィルタの要部を示す斜視図、図１２は図１１のフィルタ押え装置の分解斜視図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。

実施の形態１では、プレフィルタ２０の前面側に自動清掃装置３０を取付けて、回転ブラシ３８によりプレフィルタ２０の表面に付着した塵埃を除去し、さらに回転ブラシ３８に付着した塵埃を除塵プレート５１によって除去することにより、プレフィルタ２０を常に清浄に保持するようにした。

ところで、プレフィルタ２０のネット２６は、複数の放射リブ２４と円形リブ２５に接着されているが、プレフィルタ２０の前面側に回転ブラシ３８を接触させると、放射リブ２４と円形リブ２５の間のネット２６ａが、回転ブラシ３８に押されて背面側に逃げることがあり、このため回転ブラシ３８がネット２６ａに十分接触することができず、一部の塵埃が取り残されることがある。このような現象は、放射リブ２４及び円形リブ２５の間隔が広い外周側に生じ易い。
本実施の形態は、このような問題を解決するために、取付けフレーム１２とプレフィルタ２０との間に、ネット２６ａの逃げを防止するためのネット押え装置６０を設けたものである。

図１１，図１２において、２０は外周の枠体２１と中心部に設けたボス２２との間に放射状に設けた複数本の放射リブ２４、及びこれら放射リブ２４を連結する円形リブ２５が設けられたプレフィルタであり、１４はプレフィルタ２０が装着される取付けフレーム１２の支持体で、プレフィルタ２０に装着された自動清掃装置３０の背面に対向して位置する。

支持体１４のプレフィルタ２０の回転方向（矢印ａで示す）と反対側の側壁には、プレフィルタ２０の円形リブ２５と対応した位置にストッパ６１ａ，６１ｂが立設されており、また、支持体１４の前面（図の上面）のストッパ６１ａ，６１ｂの間には、支持軸挿通穴６３を有する支持軸支持部６２ａ，６２ｂが設けられている。

６５は支持体１４とほぼ同じ長さか又はこれより若干短い断面ほぼ短形状のネット押え体で、例えば合成樹脂材の如き比較的剛性の低い材料からなり、下部には支持体１４の支持軸支持部６２ａ，６２ｂに嵌合するほぼコ字状の嵌合凹部６６が設けられて、その両側壁には支持軸挿通穴６７が設けられている。６８ａ，６８ｂは嵌合凹部６６の両側上部において、プレフィルタ２０の円形リブ２５に対応して設けられた凹部、６９はプレフィルタ２０の回転方向と反対側の側壁の下部に設けたストッパ片である。なお、上記の説明では、ネット押え体６５を断面ほぼ短形状に形成した場合を示したが、ストッパ片６９を全長にわたって設け、断面ほぼＬ字状に形成してもよく、この場合は、支持体１４に設けたストッパ６１ａ，６１ｂは省略してもよい。
７０はネット押え体６５及びばね７１を保持する線状の支持軸である。

上記のようなネット押え体６５は、その嵌合凹部６６を支持体１４の支持軸支持部６２ａ，６２ｂに嵌合し、両支持軸支持部６２ａ，６２ｂの間にばね７１を位置させて、支持軸挿通穴６３，６７からばね７１に挿通した支持軸７０により回動自在に支持される。そして、ばね７１の一端は支持体１４に固定され、他端はネット押え体６５に固定されてネット押え体６５をプレフィルタ２０の回転方向と反対方向に付勢しており、ネット押え体６５は、支持体１４のストッパ６１ａ，６１ｂに当接すると共に、ストッパ片６９が支持体１４に当接して支持体１４とほぼ直交して保持され、自動清掃装置３０の回転ブラシ３８と対向して、プレフィルタ２０のネット２６の背面側に当接又は近接して配置される。

次に、本実施の形態の作用を図１３により説明する。なお、自動清掃装置３０の作用は実施の形態１の場合と同様なので、説明を省略する。
図１３において、プレフィルタ２０は矢印ａ方向に回転しており、放射リブ２４の間のネット２６ａは回転ブラシ３８に押されて背面側（取付けフレーム１２側）に逃げようとするが、ネット押え装置６０のネット押え体６５が背面側に当接しているためネット２６ａの逃げが阻止され、ネット２６に付着した塵埃は、回転ブラシ３８により確実に除去される。

プレフィルタ２０の回転にあたり、その円形リブ２５はネット押え体６５の凹部６８ａ，６８ｂを通過するので、回転に支障を来すことはない。しかし、放射リブ２４はネット押え体６５と同方向に設けられているため、このままではプレフィルタ２０を回転させると、放射リブ２４がネット押え体６５に当って回転できなくなる。

本実施の形態においては、ばね７１によりプレフィルタ２０の回転方向と反対方向に付勢されているネット押え体６５に放射リブ２４が当ると、放射リブ２４は矢印ｃ方向（プレフィルタ２０の回転方向と同方向）に回動して逃げ、放射リブ２４が通過するとばね７１により再び元の位置に戻ってネット２６ａに当接するので、プレフィルタ２０の回転に影響することがなく、プレフィルタ２０は円滑に回転することができる。なお、放射リブ２４の背面側を前面側より狭く断面ほぼ台形状に形成し、必要に応じてその両辺を円弧状に形成すれば、放射リブ２４はより円滑にネット押え体６５を通過することができる。

本実施の形態においても、実施の形態１の場合と同様の効果が得られるが、さらに、取付けフレーム１２とプレフィルタ２０との間にネット押え装置６０を設けてネット２６の逃げを防止するようにしたので、プレフィルタ２０に付着した塵埃をより確実に除去することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の斜視図である。 図１の正面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図１のプレフィルタの前面図及び背面図である。 図１の自動清掃装置の斜視図である。 図６の自動清掃装置のユニットケースの斜視図である。 図６の集塵ボックスの斜視図である。 図８の除塵プレートの斜視図及び側面図である。 実施の形態１の作用説明図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機の取付フレーム及びプレフィルタの要部を示す斜視図である。 図１１のネット押え装置の分解斜視図である。 実施の形態２の作用説明図である。

符号の説明

１ 空気調和機、２ 本体ケース、３ 前面パネル、４ 空気吸込口、７ 空気吹出口、８ 電動ファン、１２ 取付けフレーム、１４ 支持体、１７ 除塵モータ、２０ プレフィルタ、２４ 放射リブ、２５ 円形リブ、２６ ネット、３０ 自動清掃装置、３１ ユニットケース、３８ 回転ブラシ、４５ 集塵ボックス、５０ 除塵プレート、５３ 掻き出し部、６０ ネット押え装置、６２ａ，６２ｂ 支持軸支持部、６５ ネット押え体、６１ａ，６１ｂ，６９ ストッパ、７０ 支持軸、７１ ばね。

Claims (4)

1. 空気吸込口から吸込んだ外気を空気吹出口に導く風路を有する本体ケースの前記風路内に、プレフィルタ、電動ファン及び前記プレフィルタを回転駆動する除塵モータを設けると共に、前記プレフィルタの前面側に該プレフィルタに付着した塵埃を除去する自動清掃装置を設け、
   該自動清掃装置は、前記プレフィルタの前面に接触し該プレフィルタの回転によって駆動される回転ブラシと、該回転ブラシに接触して付着した塵埃を除去する除塵プレートとを備え、該除塵プレートの回転ブラシに接する側を、前記回転ブラシ側に斜め上方に折り曲げて掻き取り部を形成し、該掻き取り部の先端縁をほぼ波形状に形成したことを特徴とする空気調和機。
2. 前記自動清掃装置の回転ブラシの下方に着脱可能に集塵ボックスを設け、該集塵ボックスに除塵プレートを設けたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記自動清掃装置の除塵プレートの掻き取り部を、回転ブラシの傾斜パイルの順目方向に沿って配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
4. 前記自動清掃装置の集塵ボックスを、透明又は半透明に形成したことを特徴とする請求項２又は３に記載の空気調和機。

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