(57)【要約】【課題】比較的単純で安価な構造を採用しつつ、フィルタに付着したダストの除去作業における信頼性の向上と耐久性の向上を共に図ることができるフィルタ清掃機構を提供すること。【解決手段】フィルタ清掃機構２００は、空気が通過する窓２１０と、窓２１０を通過する空気の塵埃を除去するフィルタ１１０と、フィルタ１１０が取り付けられ、窓２１０に対して移動可能な窓枠２２０と、窓枠２２０の移動中に、フィルタ１１０と接触し、回転しながら、フィルタ１１０に付着した塵埃を除去するブラシローラ２３０とを有する。ブラシローラ２３０は、窓枠２２０が一方向に移動するときのみ回転し、窓枠２２０が逆方向に移動するときには空転する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が通過する窓と、
前記窓を通過する空気の塵埃を除去するフィルタと、
前記フィルタが取り付けられ、前記窓に対して移動可能な窓枠と、
前記窓枠の移動中に、前記フィルタと接触し、回転しながら、前記フィルタに付着した塵埃を除去するブラシローラと、を有し、
前記ブラシローラは、
前記窓枠が一方向に移動するときのみ回転し、前記窓枠が逆方向に移動するときには空転する、
フィルタ清掃機構。
【請求項２】
前記ブラシローラと接触し、前記ブラシローラの回転に伴って、前記ブラシローラに付着した塵埃を落とす剥離手段、
をさらに有する請求項１記載のフィルタ清掃機構。
【請求項３】
前記ブラシローラの回転速度は、前記窓枠の移動速度と異なる、
請求項１または請求項２記載のフィルタ清掃機構。
【請求項４】
前記ブラシローラの回転速度は、前記窓枠の移動速度よりも大きい、
請求項３記載のフィルタ清掃機構。
【請求項５】
前記窓枠および前記ブラシローラは、１個のモータによって駆動される、
請求項１から請求項４のいずれかに記載のフィルタ清掃機構。
【請求項６】
前記ブラシローラは、回転方向に対して順目を有し、
前記ブラシローラの回転部分は、一方向にのみ回転するワンウェイクラッチを内蔵する、
請求項１から請求項５のいずれかに記載のフィルタ清掃機構。
【請求項７】
前記ブラシローラは、前記窓を通過する空気の流路外に配置されている、
請求項１から請求項６のいずれかに記載のフィルタ清掃機構。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載のフィルタ清掃機構を有し、患者に高濃度酸素を供給する酸素濃縮器。
【請求項９】
前記剥離手段によって落とされた塵埃を収容するダストボックス、
を有する請求項８記載の酸素濃縮器。
【請求項１０】
前記フィルタ清掃機構は、所定の時間間隔毎に、連続した所定の回数動作するように制御される、
請求項９記載の酸素濃縮器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ清掃機構に関し、特に、例えば、在宅医療機器用の空気清浄化装置への適用が好適なフィルタ清掃機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気清浄化装置は、基本的には掃除機に始まり、フィルタを使用した装置が一般的である。空気清浄化装置は、フィルタにより、吸引した空気中に浮遊する塵埃（ダスト）を吸着しながら、清浄能力を維持する必要がある。フィルタの目詰まりは、空気清浄化機能を著しく低下させる。フィルタの目詰まりを放置した場合には、空気清浄化装置が全く機能せず、空気清浄化機能として効果を発揮しない状況に至る。
【０００３】
フィルタの目詰まりを解消する方法としては、フィルタに振動を与えてダストの剥離と除去を行う機構から、フィルタとしての機能を発揮しなくなればフィルタそのものを新品に交換してしまう方法まで、種々多様な方法が提案されている。
【０００４】
最近の空気調和機（エアコンデショナー）として、空気清浄部のフィルタが目詰まりを起こした場合、フィルタの目詰まり状況を自動的に検知し、自動的にフィルタ清掃機構を動作させるという自動空気清浄化機能を搭載した製品の販売まで紹介されている。
【０００５】
このような空気清浄化機能に関する技術の中には、フィルタに付着したダストの剥離と吸引を行う方法がある。ただし、その欠点は、構造が複雑化し、高価になることである。
【０００６】
比較的構造が単純で安価な方法としては、順目を有するブラシローラをフィルタに接触させ、フィルタに付着したダストを除去する方法がある（特許文献１）。この方法では、安価で確実に目詰まりを効率的に解消することができる。
【特許文献１】特開平０５−１６１８１５号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この方法では、ブラシローラの耐久寿命に課題があり、順目を有するブラシローラが摩耗したりへたったりした場合、フィルタに付着したダストを除去できない状況を呈するおそれがあるという欠点があった。
【０００８】
特に、在宅医療機器用の空気清浄化装置においても、近時、生活環境の悪化から、厳しい空気清浄化の要求が出てきた。在宅医療機器の分野では、空気清浄化の要求（クリーン度の要求）もクリーン度の維持の要求も強くなり、長期間安定した空気清浄化能力を維持することが要求されている。
【０００９】
この要求を可能にするため、空気清浄部のフィルタの目詰まりを自動的に検知し、自動的にフィルタ清掃を行う機能を持った在宅医療機器や空気調和機なども登場している（特許文献２）。しかし、これらにおいても、やはり構造が複雑化し、高価になりがちである。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、比較的単純で安価な構造を採用しつつ、フィルタに付着したダストの除去作業における信頼性の向上と耐久性の向上を共に図ることができるフィルタ清掃機構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】
【００１１】
本発明のフィルタ清掃機構は、空気が通過する窓と、前記窓を通過する空気の塵埃を除去するフィルタと、前記フィルタが取り付けられ、前記窓に対して移動可能な窓枠と、前記窓枠の移動中に、前記フィルタと接触し、回転しながら、前記フィルタに付着した塵埃を除去するブラシローラと、を有し、前記ブラシローラは、前記窓枠が一方向に移動するときのみ回転し、前記窓枠が逆方向に移動するときには空転する、構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、比較的単純で安価な構造を採用しつつ、フィルタに付着したダストの除去作業における信頼性の向上と耐久性の向上を共に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、ここでは、本発明に係るフィルタ清掃機構を、例えば、在宅医療機器の１つである酸素濃縮器に適用する場合を例にとって説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係るフィルタ清掃機構を有する酸素濃縮器の外観を示す背面斜視図である。図２（Ａ）は、図１に示すフィルタ清掃機構にカバーを取り付けた状態を示す背面斜視図であり、図２（Ｂ）は、図１に示す酸素濃縮器からフィルタ清掃機構を取り外した状態を示す背面斜視図である。
【００１５】
図１および図２に示す酸素濃縮器１００は、主として在宅酸素療法において使用されるタイプのものであり、高濃度酸素の生成に必要な構成であるフィルタ１１０や吸気タンク、コンプレッサ、シーブベッド、圧力センサなど（いずれも図示せず）を含む内部構成は、筐体１２０内に収容されている。酸素濃縮器１００の内部構成は、従来の酸素濃縮器と同様のものでもよいため、ここでは、それらについての詳細な説明を省略する。
【００１６】
筐体１２０は、例えば、樹脂製であり、軽量化が図られている。なお、筐体１２０を木製とすることにより、筐体１２０自体に遮音性を持たせることもできる。また、酸素濃縮器１００の主たる設置場所は患者の自宅内であるため、省スペース化を図るために、筐体１２０は薄型に形成されている。
【００１７】
また、筐体１２０の背面には、外部の空気を原料空気として筐体１２０の内部に導入するための空気導入口１３０が形成されている。フィルタ１１０は、この空気導入口１３０の外側に配置され、空気導入口１３０を通じて筐体１２０の内部に導入される空気の塵埃（ダスト）を除去する。
【００１８】
また、筐体１２０の背面には、空気導入口１３０を取り囲む形で、本実施の形態に係るフィルタ清掃機構２００が取り付けられる。フィルタ１１０は、フィルタ清掃機構２００の中に組み込まれ、フィルタ清掃機構２００と一体となって空気導入口１３０の外側に配置される。後で詳述するが、フィルタ清掃機構２００によってフィルタ１１０から除去されたダストは、ダストボックス１４０内に落とされる。
【００１９】
筐体１２０の背面には、フィルタ清掃機構２００およびダストボックス１４０を収容する収容部１５０が形成されている。収容部１５０に収容されたフィルタ清掃機構２００およびダストボックス１４０は、カバー１６０によって筐体１２０に保持される。
【００２０】
次に、図３〜図６を用いて、本実施の形態に係るフィルタ清掃機構２００の構成を詳細に説明する。
【００２１】
ここで、図３（Ａ）は、フィルタ１１０を組み込んだフィルタ清掃機構２００の外観を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のフィルタ清掃機構２００の下部にダストボックス１４０を配置した状態を示す斜視図である。図４（Ａ）は、図３（Ａ）のフィルタ清掃機構２００の正面図であり、図４（Ｂ）は、その左側面図であり、図４（Ｃ）は、その右側面図である。図５は、図３（Ａ）のフィルタ清掃機構２００の背面図である。図６は、フィルタ１１０単体を示す斜視図である。
【００２２】
このフィルタ清掃機構２００は、空気が通過する窓２１０と、窓２１０を通過する空気のダストを除去するフィルタ１１０と、フィルタ１１０が取り付けられた窓枠２２０と、フィルタ１１０に付着したダストを除去するブラシローラ２３０と、ブラシローラ２３０に付着したダストを削ぎ落とす金属刃２４０（剥離手段）とを有する。
【００２３】
窓枠２２０は、窓２１０に対して電動で上下に移動可能である。後述するように、窓枠２２０は、フィルタ１１０を清掃する場合に、上限位置と下限位置の間を上下に往復移動し（動作時）、フィルタ１１０を清掃しない場合には、上限位置に停止している（停止時）。
【００２４】
ブラシローラ２３０は、順目を有し、窓枠２２０の移動中に、フィルタ１１０と接触し、回転しながら、フィルタ１１０に付着したダストを除去する。本実施の形態では、ブラシローラ２３０は、電動で回転可能に固定されている。ただし、ブラシローラ２３０は、窓枠２２０が一方向に移動するとき（ここでは、窓枠２２０の上昇時）のみ回転し、窓枠２２０が逆方向に移動するとき（ここでは、窓枠２２０の下降時）には空転するように構成されている。このため、ブラシローラ２３０の回転部分は、一方向にのみ回転するワンウェイクラッチ（図示せず）を内蔵している。
【００２５】
また、ブラシローラ２３０には、回転方向に対して順目の方向のブラシ毛が植毛されている（後述する図１０参照）。
【００２６】
窓枠２２０およびブラシローラ２３０は、１個のモータ２５０によって駆動される。具体的には、窓枠２２０は、ラック・アンド・ピニオンの動力伝達機構２６０を介してモータ２５０によって上下方向に駆動される。また、ブラシローラ２３０は、ギアを主体とする動力伝達機構２７０を介してモータ２５０によって一方向にのみ回転駆動される。このとき、本実施の形態では、窓枠２２０の移動速度とブラシローラ２３０の回転速度との間には、所定の速度差が設けられている。具体的には、ブラシローラ２３０の回転速度が窓枠２２０の移動速度よりも大きくなるように、動力伝達機構２６０、２７０が調整されている。
【００２７】
金属刃２４０は、櫛状の部品であって、ブラシローラ２３０と接触し、ブラシローラ２３０の回転に伴って、ブラシローラ２３０に付着したダストを削り落とす。なお、金属刃２４０によってブラシローラ２３０から削り落とされたダストは、ダストボックス１４０の中に落ちる。金属刃２４０は、例えば、櫛状の金属製の部品で構成されている。
【００２８】
次いで、上記の構成を有するフィルタ清掃機構２００の動作について、図７〜図１０を用いて説明する。
【００２９】
ここで、図７（Ａ）は、フィルタ清掃機構２００が停止中の状態を示す斜視図であり、図７（Ｂ）は、フィルタ清掃機構２００が動作中の状態を示す斜視図である。図８（Ａ）は、図７（Ａ）のフィルタ清掃機構２００の下部にダストボックス１４０を配置した状態を示す斜視図であり、図８（Ｂ）は、図７（Ｂ）のフィルタ清掃機構２００の下部にダストボックス１４０を配置した状態を示す斜視図である。図９（Ａ）は、フィルタ清掃機構２００が停止中の状態を側面から見た断面図であり、図９（Ｂ）は、フィルタ清掃機構２００が動作中の状態を側面から見た断面図である。図１０は、フィルタ清掃機構２００の動作の原理を説明するための概略図であり、（Ａ）は、窓枠２２０が下降しているときを示し、（Ｂ）は、窓枠が上昇しているときを示している。
【００３０】
フィルタ清掃機構２００の停止時において、窓枠２２０は上限位置にある（図７（Ａ）、図８（Ａ）、図９（Ａ）参照）。
【００３１】
一方、フィルタ清掃機構２００の動作時において、窓枠２２０は、上限位置（図７（Ａ）、図８（Ａ）、図９（Ａ）参照）と下限位置（図７（Ｂ）、図８（Ｂ）、図９（Ｂ）参照）との間を上下に往復移動する。
【００３２】
具体的には、図１０（Ｂ）に示すように、窓枠２２０（つまり、フィルタ１１０）が上昇する場合、ブラシローラ２３０は、矢印の方向に回転し、フィルタ１１０に付着したダストを吸着させて除去する。そして、ブラシローラ２３０に吸着したダストは、金属刃２４０で削ぎ落とし、ダストボックス１４０の中に落とす。
【００３３】
一方、図１０（Ａ）に示すように、窓枠２２０（フィルタ１１０）が下降する場合、ブラシローラ２３０は、内蔵するワンウェイクラッチによって、モータ２５０からの駆動力が伝達させず、空転する。すなわち、この場合、ブラシローラ２３０は、回転しない。このように、ブラシローラ２３０を一方向にのみ回転させることによって、ブラシローラ２３０の実働時間が半減され、ブラシローラ２３０の寿命を延長することができる。また、ブラシローラ２３０には、上記のように、図１０に示す順目の方向のブラシ毛が植毛されており、順目の方向に植毛された方向にのみフィルタ１１０に付着したダストを除去することによっても、ブラシローラ２３０の使用頻度が低減され、ブラシローラ２３０の寿命が延長されることになる。
【００３４】
このように、フィルタ清掃機構２００は、動作時において、窓枠２２０（フィルタ１１０）を上下に移動させ、フィルタ１１０に付着したダストをブラシローラ２３０に吸着させて除去し、ブラシローラ２３０に吸着したダストを金属刃２４０で削ぎ落としてダストボックス１４０の中に落とす。
【００３５】
本実施の形態では、フィルタ清掃機構２００は、例えば、酸素濃縮器１００の電源をオンしたとき、および、電源をオンしてから２４時間毎に数往復（ここでは、３往復）するように自動的に制御される。これにより、必要時に必要なだけのフィルタ清掃を自動で行うことができる。
【００３６】
また、本実施の形態では、フィルタ１１０の清掃は、フィルタ１１０の下半分の領域しか行われない。しかし、フィルタ１１０の上半分の領域は、上記の動作中しか空気が通過しないため、この時間は酸素濃縮器１００の全体の動作時間からすれば極めて短時間であり、実質的に清掃の必要はない。
【００３７】
このように、本実施の形態によれば、ブラシローラ２３０は、窓枠２２０（フィルタ１１０）が一方向に移動するときのみ回転し、窓枠２２０（フィルタ１１０）が逆方向に移動するときには空転するため、ブラシローラ２３０の実働時間を半減することができ、ブラシローラ２３０の寿命を延長することができ、耐久性の向上を図ることができる。
【００３８】
また、窓枠２２０の移動速度とブラシローラ２３０の回転速度との間に速度差を設けたため、フィルタ１１０に付着したダストの除去機能を向上させることができる。さらに、ブラシローラ２３０を一方向にのみ回転させることと、窓枠２２０とブラシローラ２３０に速度差を設けることとを併用することによって、相乗効果として、フィルタ１１０に付着したダストの除去機能をより一層が向上させることができる。
【００３９】
また、窓枠２２０（フィルタ１１０）およびブラシローラ２３０を１個のモータ２５０によって駆動するため、部品点数を削減することができる。さらに、ブラシローラ２３０に付着したダストを金属刃２４０によって除去（清掃）する構成を採用したため、この点からも、部品点数が削減される。よって、比較的単純な構造で、原価を抑えたフィルタ清掃機構２００の製造が可能となる。
【００４０】
また、本実施の形態では、ブラシローラ２３０は、窓２１０を通過する空気の流路外に配置されているため、ブラシローラ２３０に付着したダストが再度フィルタ１１０に流れることを防止することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、フィルタ清掃機構２００を酸素濃縮器１００に適用した場合を例にとって説明したが、これに限定されない。例えば、本発明に係るフィルタ清掃機構は、空気清浄化機能を有する在宅医療機器のみならず、あらゆる分野における空気清浄化装置のフィルタ清掃機構にも適用可能であり、比較的単純で安価な構造を採用しつつ、フィルタに付着したダストの除去作業における信頼性の向上と耐久性の向上を共に図ることができるフィルタ清掃機構として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るフィルタ清掃機構を有する酸素濃縮器の外観を示す背面斜視図
【図２】（Ａ）は、図１に示すフィルタ清掃機構にカバーを取り付けた状態を示す背面斜視図、（Ｂ）は、図１に示す酸素濃縮器からフィルタ清掃機構を取り外した状態を示す背面斜視図
【図３】（Ａ）は、フィルタを組み込んだフィルタ清掃機構の外観を示す斜視図、（Ｂ）は、図３（Ａ）のフィルタ清掃機構の下部にダストボックスを配置した状態を示す斜視図
【図４】（Ａ）は、図３（Ａ）のフィルタ清掃機構の正面図、（Ｂ）は、その左側面図、（Ｃ）は、その右側面図
【図５】図３（Ａ）のフィルタ清掃機構の背面図
【図６】フィルタ単体を示す斜視図
【図７】（Ａ）は、フィルタ清掃機構が停止中の状態を示す斜視図、（Ｂ）は、フィルタ清掃機構が動作中の状態を示す斜視図
【図８】（Ａ）は、図７（Ａ）のフィルタ清掃機構の下部にダストボックスを配置した状態を示す斜視図、（Ｂ）は、図７（Ｂ）のフィルタ清掃機構の下部にダストボックスを配置した状態を示す斜視図
【図９】（Ａ）は、フィルタ清掃機構が停止中の状態を側面から見た断面図、（Ｂ）は、フィルタ清掃機構が動作中の状態を側面から見た断面図
【図１０】フィルタ清掃機構の動作の原理を説明するための概略図であり、（Ａ）は、窓枠が下降しているときを示す図、（Ｂ）は、窓枠が上昇しているときを示す図
【符号の説明】
【００４３】
１００  酸素濃縮器
１１０  フィルタ
１２０  筐体
１３０  空気導入口
１４０  ダストボックス
１５０  収容部
１６０  カバー
２００  フィルタ清掃機構
２１０  窓
２２０  窓枠
２３０  ブラシローラ
２４０  金属刃
２５０  モータ
２６０、２７０  動力伝達機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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