特許 7490330 フィルタ清掃ユニット及び空気調和機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-17

(45)【発行日】2024-05-27

(54)【発明の名称】フィルタ清掃ユニット及び空気調和機

(51)【国際特許分類】

   B01D 46/10 20060101AFI20240520BHJP

   F24F 13/20 20060101ALI20240520BHJP

   F24F 8/90 20210101ALI20240520BHJP

   F24F 13/28 20060101ALI20240520BHJP

【ＦＩ】

B01D46/10

F24F1/0007 401D

F24F8/90 110

F24F13/28

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018122245

(22)【出願日】2018-06-27

(65)【公開番号】P2020000986

(43)【公開日】2020-01-09

【審査請求日】2021-06-25

【審判番号】

【審判請求日】2022-12-07

(73)【特許権者】

【識別番号】516299338

【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】松本 創一郎

【合議体】

【審判長】三崎 仁

【審判官】松井 裕典

【審判官】金 公彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－３０００７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－３２１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２１３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平３－２０２１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平２－１１６６２３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５９－１３３９２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平５－１４１６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－９２９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－３３２６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－６３５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－９４１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２９９９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－３３２３２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

B01D46/00-46/54

F24F1/0007

F24F1/0059-1/008

F24F1/02

F24F1/032-1/0355

F24F8/00-8/99

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレーム部と、
前記フレーム部に設けられ、フィルタの一方向に沿って設置されたブラシを収容するブラシ固定部と、
前記フレーム部に設けられ、前記ブラシ固定部を前記一方向に対して垂直方向にかつ前記フィルタの表面に沿って移動させる駆動機構と、
を備え、
前記フレーム部は、
前記フレーム部の第１側部の中央側にて内側から外側へ向けて突出して固定して形成され、室内機のパネル部に形成された支持部に載置可能であり、前記パネル部に支持される仮止め用の固定突出部と、
前記フレーム部の前記第１側部と異なる第２側部において出入可能に形成され、突出時において前記パネル部に支持される仮止め用の可動突出部と、
前記フレーム部を前記室内機の前記パネル部に固定するためのボルト穴と、を有するフィルタ清掃ユニット。

【請求項2】

前記固定突出部と前記第１側部とは、断面屈曲形状となっている請求項１に記載のフィルタ清掃ユニット。

【請求項3】

前記駆動機構は、
モータと、
軸方向が前記フィルタの前記一方向に対して垂直方向となるように設置され、前記モータと接続されて、前記モータによって軸周りに回転するシャフトと、
前記シャフトと結合され、前記シャフトの軸周りの回転によって前記シャフトの軸方向に沿って移動するナットと、
長手方向が前記フィルタの前記一方向に対して垂直方向となるように、前記フィルタの前記一方向の両側にそれぞれ設置された二つのラックギアと、
前記ブラシ固定部に回転可能に設置され、各前記ラックギアと噛み合う二つのピニオンギアと、
を有し、
前記ブラシ固定部は前記ナットと接続される請求項１又は２に記載のフィルタ清掃ユニット。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルタ清掃ユニットと、前記ボルト穴を貫通するボルトとを備える空気調和機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フィルタ清掃ユニット及び空気調和機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

天井埋込み型空気調和機の室内機には、吸込み口に設置されたフィルタに付着した塵埃を、ブラシによって清掃するフィルタ清掃ユニットを備えるものがある。ブラシは、フィルタの幅と同等の長さを有し、モータを有する駆動機構によって、フィルタの一方向に沿って移動する。

【0003】

下記の特許文献１には、清掃ユニットがフィルタに沿って移動してフィルタの清掃を行うブラシユニットと、ブラシユニットを駆動する駆動部を備え、清掃ユニットがフィルタに付着した塵埃を除去する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－８７５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

フィルタ清掃ユニットは、フィルタ清掃ユニットフレーム（以下「フレーム部」という。）を有し、フレーム部がケース本体の下部に着脱可能に設置されるものがある。フレーム部には、フィルタと、ブラシと、ブラシをフィルタに沿って移動させる駆動機構などが設置される。

【0006】

従来、フィルタ清掃ユニットは、フレーム部に形成されたボルト穴にボルトを貫通させて、室内機のケース本体に設置されたパネル部に対してフレーム部がボルトによって固定されている。この場合、室内機のケース本体内部をメンテナンスする場合、作業者はボルト結合を解除して、フィルタ清掃ユニットをパネル部から取り外す。

【0007】

フレーム部に形成されたボルト穴が単なる円形状である場合、ボルト締結作業中において、作業者は、常にフィルタ清掃ユニットを下方から支持し続ける必要があり、重労働である。

【0008】

また、ボルト穴をだるま形状として、ボルト穴の一端がボルトヘッドの径よりも大きいものがある。この場合、フィルタ清掃ユニットをパネル部へ取り付ける作業の前に、ボルトをパネル部にある程度ねじ込んでおく。その後、フィルタ清掃ユニットをパネル部へ取り付ける際、フレーム部のボルト穴の一端側に、ケース本体に固定されたボルトのボルトヘッドを挿入して、フレーム部をボルト穴の他端側へスライドする。これにより、スライド後、更にボルトを締結する際は、先にある程度ねじ込まれたボルトによってフレーム部が支持されているため、作業者がフレーム部を支持するために必要な力を低減できる。しかし、ボルト締結作業時、フレーム部は、ボルトに対してスライド可能な状態であり、作業者の作業によっては、フレーム部がスライドしてフィルタ清掃ユニットが落下するおそれがある。そのため、作業者は、フレーム部がスライドしないように、ある程度の力でフレーム部を支持しておく必要がある。

【0009】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、フィルタ清掃ユニットをパネル部へ取り付ける際、作業者がフレーム部を支持することなくボルト締結作業を行うことが可能なフィルタ清掃ユニット及び空気調和機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明のフィルタ清掃ユニット及び空気調和機は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係るフィルタ清掃ユニットは、フレーム部と、前記フレーム部に設けられ、フィルタの一方向に沿って設置されたブラシを収容するブラシ固定部と、前記フレーム部に設けられ、前記ブラシ固定部を前記一方向に対して垂直方向にかつ前記フィルタの表面に沿って移動させる駆動機構とを備え、前記フレーム部は、前記フレーム部の第１側部の中央側にて内側から外側へ向けて突出して固定して形成され、室内機のパネル部に形成された支持部に載置可能であり、前記パネル部に支持される仮止め用の固定突出部と、前記フレーム部の前記第１側部と異なる第２側部において出入可能に形成され、引き出されたときに前記パネル部に支持される仮止め用の可動突出部と、前記フレーム部を前記室内機の前記パネル部に固定するためのボルト穴と、を有する。

【0011】

この構成によれば、フレーム部には、ブラシ固定部と、駆動機構が設けられ、ブラシ固定部には、フィルタの一方向に沿って設置されたブラシが収容されている。駆動機構は、ブラシ固定部をフィルタの一方向に対して垂直方向にかつフィルタの表面に沿って移動させる。フレーム部の第１側部において固定突出部が突出して固定して形成されており、固定突出部は、室内機のパネル部に係合可能である。また、フレーム部の第１側部と異なる第２側部において可動突出部が出入可能に形成されており、可動突出部は、突出時においてパネル部に係合可能である。

【0012】

これにより、可動突出部を第２側部において収納した状態で、フレーム部の第１側部に設けられた固定突出部をパネル部に支持させて、フレーム部をパネル部内の取り付け所定位置へ持ち上げる。その後、可動突出部を第２側部から引き出して、可動突出部をパネル部に係合する。これにより、フレームは、固定突出部と可動突出部によって室内機のパネル部に固定された状態となる。フレームは、ケース本体に対してスライドしづらいため、ボルトによって更にフレームをケース本体に固定する際、フィルタ清掃ユニットが落下する可能性が低減する。
前記固定突出部と前記第１側部とは、断面屈曲形状となっていてもよい。

【0013】

上記発明において、前記駆動機構は、モータと、軸方向が前記フィルタの前記一方向に対して垂直方向となるように設置され、前記モータと接続されて、前記モータによって軸周りに回転するシャフトと、前記シャフトと結合され、前記シャフトの軸周りの回転によって前記シャフトの軸方向に沿って移動するナットと、長手方向が前記フィルタの前記一方向に対して垂直方向となるように、前記フィルタの前記一方向の両側にそれぞれ設置された二つのラックギアと、前記ブラシ固定部に回転可能に設置され、各前記ラックギアと噛み合う二つのピニオンギアとを有し、前記ブラシ固定部は前記ナットと接続されてもよい。

【0014】

この構成によれば、シャフトが、シャフトの軸方向がフィルタの一方向に対して垂直方向となるように設置される。モータが回転することによってシャフトが軸周りに回転し、シャフトと結合されたナットが、シャフトの軸周りの回転によってシャフトの軸方向に沿って移動する。これにより、ナットが接続されたブラシ固定部が、シャフトの軸方向に沿って、フィルタの一方向に対して垂直方向に移動する。

【0015】

ブラシ固定部には、二つのピニオンギアが回転可能に設置されており、各ピニオンギアは、フィルタの一方向の両側にそれぞれ設置された二つのラックギアと噛み合う。ブラシ固定部が、フィルタの一方向に対して垂直方向に移動する際、ピニオンギアがラックギア上を移動して、従動的に回転する。ブラシ固定部は、フィルタの一方向の両側でピニオンギアとラックギアによって支持されているため、ブラシ固定部とブラシが確実に移動する。モータは一つのみ設置すればよく、簡易な構造でブラシを移動させることができる。

【0016】

本発明に係る空気調和機は、上記のフィルタ清掃ユニットと、前記ボルト穴を貫通するボルトとを備える。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、フィルタ清掃ユニットをパネル部へ取り付ける際、作業者がフレーム部を支持することなくボルト締結作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に係る天井埋込み型空気調和機の室内ユニットを示す縦断面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る天井埋込み型空気調和機の室内ユニットを示す斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るフィルタ及びフィルタ清掃ユニットを示す斜視図であり、下面側から見た図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るフィルタ及びフィルタ清掃ユニットを示す斜視図であり、上面側から見た図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るフィルタ及びフィルタ清掃ユニットを示す縦断面図であり、フィルタ清掃ユニットの取り付け過程を示している。

【図6】本発明の一実施形態に係るフィルタ及びフィルタ清掃ユニットを示す縦断面図であり、フィルタ清掃ユニットの取り付け過程を示している。

【図7】本発明の一実施形態に係るフィルタ及びフィルタ清掃ユニットを示す縦断面図であり、フィルタ清掃ユニットが取り付けられた状態を示している。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、本発明の一実施形態に係る天井埋込み型空気調和機について、図面を参照して説明する。
天井埋込み型空気調和機（以下「空気調和機」という。）は、室内ユニット１と、室外ユニット（図示せず。）と、室内ユニット１及び室外ユニットとを結ぶ冷媒配管（図示せず。）などを備える。
室内ユニット１は、ケース本体２が天井に埋込まれて設置される。ケース本体２の内部には、図１に示すように、熱交換器７、ドレンパン１０、モータ５、送風機６、ベルマウス１２等が内蔵され、このケース本体２の下部には天井面に露出するパネル部８が装着される。

【0020】

図１及び図２に示すように、室内ユニット１の下面中央部には吸込み口３が形成され、この吸込み口３に隣接した位置に、室内ユニット１の下面外周部に沿って一方向に長い吹出し口４が形成される。吸込み口３には、吸込みグリル１１と、吸込みグリル１１の上方にフィルタ１３とが設置される。ドレンパン１０は、熱交換器７の下部に設けられ、熱交換器７から滴下するドレン水を受ける。ベルマウス１２は、ドレンパン１０の下部に設けられる。

【0021】

空気調和機が運転すると、図示しない室外ユニットからの冷媒が熱交換器７を循環し、モータ５によって送風機６が駆動される。送風機６の駆動によって、室内空気が吸込み口３から吸込みグリル１１、フィルタ１３を通り、ベルマウス１２に案内されて送風機６へ吸入される。そして、送風機６から吹き出された空気は、熱交換器７を通過することで、冷却又は加熱され、その後、吹出し口４から室内へ吹き出される。

【0022】

ルーバ１４は、吹出し口４の形状に合わせて一方向に長く、ルーバ１４は、長手方向に対して平行な軸周りに回動する。これにより、ルーバ１４の向きが変更されることによって、吹出し口４から吹き出される空気流が上向きとなったり又は下向きとなったりする。

【0023】

フィルタ１３は、吸入される空気に含まれる塵埃等を除去する。フィルタ１３は、吸込み口３と同様に四角形状を有し、吸込み口３の中央付近に配置される。また、吸込みグリル１１の枠部の四隅には、吸込みグリル１１を昇降させるワイヤ１５が配置されている。

【0024】

本実施形態に係る室内ユニット１は、フィルタ清掃ユニット１６を備える。図２に示すように、フィルタ清掃ユニット１６は、フィルタ１３の下面においてパネル部８に設置されており、フィルタ１３における一方向の１辺の長さと同等又はそれよりも長いブラシ１７を有する。フィルタ清掃ユニット１６のブラシ１７がフィルタ１３の一端側の辺から他端側の辺へフィルタ１３の表面に接触ながら移動することで、フィルタ１３に付着した塵埃を除去する。フィルタ清掃ユニット１６は、運転制御に関する制御信号に基づいて運転を開始する。

【0025】

図２及び図３に示すように、フィルタ清掃ユニット１６は、パネル部８に着脱可能に設置されるフレーム部９と、フレーム部９に設置されたブラシ１７、ブラシ固定部２１及びモータ２４等を備える。

【0026】

図２～図４に示すように、フレーム部９は、吸込み口３と同様に四角形状を有し、吸込み口３の中央付近に配置される。フレーム部９には、フィルタ１３が設置され、フレーム部９は、パネル部８に取り付けられたり、パネル部８から取り外されたりすることができる。フレーム部９は、後述する固定突出部５０及び可動突出部５１によって仮止めされ、更にボルトによってパネル部８に確実に固定される。

【0027】

図３～図７に示すように、フレーム部９の１辺の第１側部９Ａには、固定突出部５０が形成されている。また、固定突出部５０が形成された１辺に対向する辺の第２側部９Ｂには、可動突出部５１が設けられる。

【0028】

固定突出部５０は、フレーム部９の第１側部９Ａにて内側から外側へ向けて突出しており、フレーム部９に固定して形成されている。パネル部８には、固定突出部５０に対応して、固定突出部５０が挿入され載置される支持部５２が形成される。固定突出部５０は、室内ユニット１のパネル部８に支持される。

【0029】

可動突出部５１は、フレーム部９の第２側部９Ｂにおいて出入可能に設けられる。パネル部８には、可動突出部５１に対応して、可動突出部５１が挿入され載置される支持部５３が形成される。可動突出部５１は、先端側を第２側部９Ｂから外側へ突出させたとき、パネル部８に支持される。また、可動突出部５１は、先端が第２側部９Ｂの端面に揃うように、フレーム部９内に収容される。

【0030】

これにより、可動突出部５１を第２側部９Ｂにおいてフレーム部９内に収容した状態では、可動突出部５１の先端が第２側部９Ｂの端面と同一面又は端面よりも内側に配置され、可動突出部５１がパネル部８に当たることなく、フレーム部９を取り付け所定位置に設置できる。フレーム部９を取り付け所定位置に設置し水平状態とした後、フレーム部９内に収容された可動突出部５１を突出させることによって、可動突出部５１が支持部５３に支持される。

【0031】

フレーム部９をパネル部８に取り付ける場合、図５に示すように、可動突出部５１を第２側部９Ｂにおいて収容した状態で、フレーム部９の第１側部９Ａに設けられた固定突出部５０をパネル部８の支持部５２に支持させて、図６に示すように、フレーム部９をパネル部８内の吸込み口３における取り付け所定位置へ持ち上げる。その後、図７に示すように、フレーム部９を水平にした状態で、可動突出部５１を第２側部９Ｂから引き出して、可動突出部５１をパネル部８の支持部５３に支持させる。これにより、フレーム部９は、固定突出部５０と可動突出部５１によって室内ユニット１のパネル部８に固定された状態となる。

【0032】

この状態で、フィルタ清掃ユニット１６は、フレーム部９に形成されたボルト穴にボルトを貫通させて、室内ユニット１のパネル部８に対してフレーム部９がボルトによって確実に固定される。従来、フィルタ清掃ユニットのフレーム部をパネル部に設置する際、落下しないようにフレーム部を下方から支持する必要があり、ボルト穴をだるま形状とする場合もフレームが滑らないように支持する必要があったが、本実施形態によれば、固定突出部５０と可動突出部５１によって、フレーム部９は、パネル部８に対して一時的に荷重が支持され、かつ、フレーム部９がスライドしづらくなる。したがって、ボルトによって更にフレーム部９をパネル部８に固定する際、作業者がフレーム部９を下方から支持したり不要なスライドを防止する労力が減り、フィルタ清掃ユニット１６が落下する可能性が低減する。

【0033】

ブラシ１７は、一方向に長い軸材を有し、軸材の外周面において軸方向の一端から他端にかけて多数の毛が配置される。ブラシ１７は、両端部のそれぞれに、ピニオンギアと噛み合うブラシ回転用ギア（図示せず。）が設置されている。また、ブラシ１７は、両端部おいてブラシ固定部２１によって支持される。

【0034】

図３に示すように、ブラシ固定部２１は、ブラシ１７の軸方向と平行な方向に長い部材であり、内側にブラシ１７を収容する。ブラシ固定部２１は、ブラシ１７を囲む形状を有しており、フィルタ１３側にてブラシ１７を露出させる。ブラシ固定部２１には、長手方向両端部に一つずつ合計二つのピニオンギア（図示せず。）が回転可能に設置されている。ブラシ固定部２１は、ピニオンギアを介してラックギア２２に支持される。ブラシ固定部２１がラックギア２２に沿って移動することによって、ブラシ固定部２１及びブラシ１７がフィルタ１３の表面に沿ってフィルタ１３の一端側の辺から他端側の辺にかけて移動する。

【0035】

ブラシ固定部２１は、フィルタ１３の一方向の両側でピニオンギアとラックギア２２によって支持されているため、ブラシ固定部２１とブラシ１７が確実に移動する。

【0036】

ピニオンギアは、ブラシ固定部２１の両端部にそれぞれ設置されている。ピニオンギアは、ラックギア２２と噛み合う。ブラシ固定部２１が移動することによって、ピニオンギアは、ラックギア２２上を移動してラックギア２２から伝達された力によって従動的に回転する。ラックギア２２は、フィルタ１３の外側において、軸方向がブラシ１７の軸方向とは垂直方向になるように設置される。ラックギア２２の長さは、フィルタ１３の１辺の長さと同等又はそれよりも長い。

【0037】

ブラシ回転用ギアは、各ピニオンギアに対応して一つずつ設けられ、ピニオンギアに噛み合っている。ピニオンギアが回転することによって、ブラシ回転用ギアがピニオンギアから伝達された力によって従動的に回転する。その結果、ブラシ回転用ギアに設置されたブラシ１７が回転し、ブラシ１７の移動と共にブラシ１７が回転する。

【0038】

また、ピニオンギアは、モータ２４と連結されておらず、従動的に動作する部材である。本実施形態では、ピニオンギアがブラシ固定部２１に設置されているため、特許文献１と異なり、二つのピニオンギアを連結する推進軸が不要である。

【0039】

図３に示すように、モータ２４、シャフト２５及びナット２６などからなる駆動機構は、フィルタ１３の１辺に沿って１組のみ設置されればよい。

【0040】

モータ２４は、フィルタ清掃ユニット１６のフレーム部９に固定設置される。モータ２４は、シャフト２５と連結されており、モータ２４が駆動することによってシャフト２５が軸周りに回転する。シャフト２５は、一方向に長い軸材であり、軸材の外周面に雄ねじが形成され、ナット２６が噛み合わされている。シャフト２５は、軸方向がブラシ１７の軸方向に対して垂直方向となるように、すなわち、ラックギア２２と平行方向に設置される。シャフト２５は、フィルタ１３における一方向の１辺の長さと同等又はそれよりも長い。

【0041】

ナット２６は、内周面にシャフト２５の雄ねじと噛み合う雌ねじが形成されている。ナット２６は、シャフト２５の軸周りに回転しないようにブラシ固定部２１と接続されている。ナット２６は、ブラシ固定部２１に対して固定されていないが、ナット２６はブラシ固定部２１を押すことができるようにブラシ固定部２１と接続されている。これにより、シャフト２５が回転することによって、ナット２６が移動し、ナット２６がブラシ固定部２１を押し、シャフト２５の軸方向に沿って移動する。シャフト２５の回転方向を変更することによって、ナット２６及びブラシ固定部２１の進行方向を変更できる。

【0042】

なお、上述した例では、シャフト２５に雄ねじが形成され、ナット２６に雌ねじが形成されて組み合わされた例について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、シャフト２５とナット２６の組み合わせによってボールねじ機構となるように、シャフト２５とナット２６が構成されてもよい。

【0043】

本実施形態において、モータ２４は一つのみ設置すればよく、簡易な構造でブラシ１７を移動させることができる。

【符号の説明】

【0044】

１ ：室内ユニット
２ ：ケース本体
３ ：吸込み口
４ ：吹出し口
８ ：パネル部
９ ：フレーム部
９Ａ ：第１側部
９Ｂ ：第２側部
１１ ：吸込みグリル
１３ ：フィルタ
１４ ：ルーバ
１５ ：ワイヤ
１６ ：フィルタ清掃ユニット
１７ ：ブラシ
２１ ：ブラシ固定部
２２ ：ラックギア
２４ ：モータ
２５ ：シャフト
２６ ：ナット
５０ ：固定突出部
５１ ：可動突出部
５２ ：支持部
５３ ：支持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】