(57)【要約】【課題】回転時のフィルターのバランスをとることが容易であり、フィルター交換時の廃棄ロスが少ない、新規な空気清浄機を提供すること。【解決手段】空気清浄機は、リング状の第１のロータと、第１のロータに平行に配置される、リング状の第２のロータと、第１及び第２のロータにそれぞれ連結され、第１のロータと第２のロータとを連結する複数の仕切板と、第１のロータと第２のロータとにそれぞれ取り付けられ、第１のロータと第２のロータとの間に配置されたリング状のフィルターユニットと、これらを収納するケーシングとを具備する。フィルターユニットは、複数の仕切板によって分断される、個別に着脱可能な複数のフィルターセグメントから構成される。各フィルターセグメントは、隣接する２枚の前記仕切板の間に配置される。【選択図】図３
2014083484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状の第１のロータと、
該第１のロータに平行に配置される、リング状の第２のロータと、
前記第１のロータ及び前記第２のロータにそれぞれ連結され、該第１のロータと該第２のロータとを連結する複数の仕切板と、
前記第１のロータと前記第２のロータとにそれぞれ取り付けられ、該第１のロータと該第２のロータとの間に配置されたリング状のフィルターユニットであって、前記第１のロータの内側領域を囲包し、該第１のロータの半径方向に凹凸が形成されるように波状に曲折されたフィルターを含むフィルターユニットと、
前記第１のロータを回転させるための回転手段と、
前記第１及び第２のロータ、前記仕切板及び前記フィルターユニットを収納するケーシングであって、前記フィルターにより囲包される空間内に清浄すべき空気を外部より吸入する空気吸入口と、前記フィルターを通って排出されてきた空気を外部に排出する空気吹き出し口とを有するケーシングと
を具備し、
前記フィルターユニットは、前記複数の仕切板によって分断される、個別に着脱可能な複数のフィルターセグメントから構成され、各フィルターセグメントは、隣接する２枚の前記仕切板の間に配置され、
前記第１のロータは、該第１のロータの回転軸に垂直な平面に対して傾斜を有するように設けられた板状の支持部材を介して前記回転手段の回転軸に連結し、前記ケーシング内部において、前記第１のロータが前記フィルターユニットの空気吸入口側に配置され、前記空気吸入口から吸入された空気は、前記第１のロータと前記支持部材により規定される開口部を通ってフィルターにより囲包される空間内に入る、空気清浄機。
【請求項２】
前記第１のロータは、前記第２のロータよりも直径が小さく、前記第１のロータよりも直径が大きいリング状のたがが前記第１のロータと同心的に配置され、該たがは、前記複数の仕切板を介して前記第１のロータに連結され、前記各フィルターセグメントの上端部が前記リング状のたがに当接し、前記各フィルターセグメントの下端部が前記第２のロータに当接して前記各フィルターセグメントが回転による遠心力で前記第１及び第２のロータから外方向に離脱することが防止される、請求項１記載の空気清浄機。
【請求項３】
前記第１のロータ、前記第２のロータ及び前記仕切板は、それぞれの外周側に凸部を有し、前記各フィルターセグメントの上端側が前記第１のロータ上の凸部の内側に当接し、前記各フィルターセグメントの下端側が前記第２のロータ上の凸部の内側に当接し、前記各フィルターセグメントの２つの側端側が２枚の前記仕切板の凸部に当接する請求項１又は２記載の空気清浄機。
【請求項４】
前記各フィルターセグメントは、前記フィルターと、該フィルターの上端面に結合され、該フィルターの上端面を被覆する上端被覆シートと、該フィルターの下端面に結合され、該フィルターの下端面を被覆する下端被覆シートと、前記フィルターの波状形状の各ピークに結合される、短冊状の補強部材とを具備するフィルターカセットの形態にあり、該フィルターカセットが、前記第１のロータ及び前記第２のロータから着脱自在に取り付けられる請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気清浄機。
【請求項５】
複数の前記仕切板は、少なくとも前記複数の支持部材がそれぞれ取り付けられている前記第１のロータの各部位に配置される請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気清浄機。
【請求項６】
複数の前記仕切板の枚数は、前記支持部材の個数の倍数であり、各仕切板は、全仕切板の重心が、前記回転軸の軸上に位置するように配置される請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気清浄機。
【請求項７】
前記複数の各フィルターセグメントは、寸法及び質量が互いに同一である請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気清浄機。
【請求項８】
前記フィルターが導電性であり、前記フィルターにより囲包された空間内に設けられた、前記フィルターとの間で連続的にコロナ放電を行なうための電極と、該電極と前記フィルターの間に電圧を印加する手段とを具備する請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気清浄機。
【請求項９】
前記各フィルターがアースされている請求項８記載の空気清浄機。
【請求項１０】
前記電極は、前記フィルターの内径の２分の１以上のサイズの直径を有するリング状であり、リングの中心点が前記フィルターの回転軸と一致するように設けられる請求項８又は９に記載の空気清浄機。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の空気清浄機における前記フィルターに水分を保持させた空気加湿機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気清浄機及び加湿機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ファンとフィルターを利用した空気清浄機が種々知られている。これらの原理は、ファンを用いて空気を強制的にフィルターに送り込んでフィルターを通過させることにより空気中の塵埃等をフィルターに捕捉させて空気を清浄化するものである。通常多く用いられている空気清浄機は、ファンとフィルターを完全に分離し、ファンによって風をフィルターに当てるタイプのものである。また、特開平8-206436号公報には、円筒状のシロッコファンの側壁部分をフィルターで構成し、羽根車を回転させて空気流を該円筒の内側から外側に、フィルターを通して流通させることにより空気清浄を行う空気清浄機も提案されている。
【０００３】
本願発明者らは、先に、フィルターを波状に曲折させると共に該フィルター自体を回転させることにより、フィルターに羽根車の翼とフィルターの機能の両方を持たせることができ、このようにすることにより同一性能ならば従来の空気清浄機よりも小型化することができることを見出し、この原理に基づく空気清浄機及び加湿機を特許出願した（特開2001-120933号公報）。さらに、この先に出願した空気清浄機及び加湿機において、前記フィルターを導電性材料で構成すると共に特定の位置に電極を設け、フィルターと電極との間に電圧をかけることにより、空気清浄機及び加湿機の効率をさらに高めることができることを見出し、この原理に基づく空気清浄機及び加湿機について特許を取得している（特許第3350031号）。さらに、本出願人は、波状フィルターを取り付けるロータをリング状にすると共に、このリング状のロータを回転軸に連結する支持部材として、ロータの回転軸に垂直な平面に対して傾斜を有するように設けられた板状の支持部材を採用することにより、この支持部材がプロペラの機能を発揮して空気を効率的にフィルターに供給することができ、それによって空気清浄機の効率を高めることが可能であることを見出し、特許を取得した（特許文献４）。
【０００４】
【特許文献１】特開平8-206436号公報
【特許文献２】特開2001-120933号公報
【特許文献３】特許第3350031号掲載公報
【特許文献４】特許第4958814号掲載公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献４記載の空気清浄機では、フィルターを回転させた際のバランスが不均一で、動バランスの修正作業が必要であり、製造工程が煩雑である。また、フィルター交換時には、フィルターと共に、フィルターを支持しているロータも廃棄されるので無駄が多いという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、上記特許文献４記載の空気清浄機及び加湿機の構成に改良を加え、回転時のフィルターのバランスをとることが容易であり、フィルター交換時の廃棄ロスが少ない、新規な空気清浄機及び加湿機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者らは、鋭意研究の結果、リング状のフィルターユニットを、個別に着脱可能な複数のフィルターセグメントに分割することにより、回転時のフィルターのバランスをとることが容易であり、フィルター交換時の廃棄ロスが少なく、製品輸送時の輸送効率を高くすることができることを見出し、本願発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明は、
リング状の第１のロータと、
該第１のロータに平行に配置される、リング状の第２のロータと、
前記第１のロータ及び前記第２のロータにそれぞれ連結され、該第１のロータと該第２のロータとを連結する複数の仕切板と、
前記第１のロータと前記第２のロータとにそれぞれ取り付けられ、該第１のロータと該第２のロータとの間に配置されたリング状のフィルターユニットであって、前記第１のロータの内側領域を囲包し、該第１のロータの半径方向に凹凸が形成されるように波状に曲折されたフィルターを含むフィルターユニットと、
前記第１のロータを回転させるための回転手段と、
前記第１及び第２のロータ、前記仕切板及び前記フィルターユニットを収納するケーシングであって、前記フィルターにより囲包される空間内に清浄すべき空気を外部より吸入する空気吸入口と、前記フィルターを通って排出されてきた空気を外部に排出する空気吹き出し口とを有するケーシングと
を具備し、
前記フィルターユニットは、前記複数の仕切板によって分断される、個別に着脱可能な複数のフィルターセグメントから構成され、各フィルターセグメントは、隣接する２枚の前記仕切板の間に配置され、
前記第１のロータは、該第１のロータの回転軸に垂直な平面に対して傾斜を有するように設けられた板状の支持部材を介して前記回転手段の回転軸に連結し、前記ケーシング内部において、前記ロータが前記フィルターユニットの空気吸入口側に配置され、前記空気吸入口から吸入された空気は、前記ロータと前記支持部材により規定される開口部を通ってフィルターにより囲包される空間内に入る、空気清浄機を提供する。また、本発明は、上記本発明の空気清浄機における前記フィルターに水分を保持させた空気加湿機を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の空気清浄機によれば、以下のような有利な効果が奏される。
(1)  フィルターユニットが、分割された複数のフィルターセグメントから構成されるので、各フィルターセグメントの質量を調節する（最も簡便には全てのフィルターセグメントの質量を同一にする）ことにより、フィルターユニット回転時のバランスを容易にとることができ、製造が容易になる。
(2)  フィルターセグメントが個別に着脱可能であり、フィルター交換時にロータを廃棄しないので、フィルター交換時の廃棄ロスが低減される。
(3)  分解した状態で梱包して輸送する際、各フィルターセグメントを分割して収容できるため、特許文献４記載の空気清浄機のようにリング状のフィルターのまま輸送する場合に比べて体積を小さくすることができ、輸送効率が向上する。
(4)  特許文献４記載の空気清浄機のように、一続きのリング状フィルターが不要であり、より小型のフィルターセグメントを製造すればよいので、フィルターユニットの製造歩留りが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の好ましい１具体例に用いられるフィルターセグメントの分解斜視図である。
【図２】図１に示すフィルターセグメントの完成状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の好ましい１具体例における空気清浄機の主要部（フィルターユニットを含む）の分解斜視図である。
【図４】図３に示される、フィルターセグメントを取り付ける骨格構造の断面図である。
【図５】図３に示す主要部の完成状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の１具体例において、フィルターユニットをケーシングに収容した状態を示す模式図である。
【図７】本発明の１具体例で用いられる電極の好ましい一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の空気清浄機の基本原理を図１〜図５に基づき説明する。図１は、本発明の好ましい１具体例に用いられるフィルターセグメントの分解斜視図であり、図２は図１に示すフィルターセグメントの完成状態を示す斜視図であり、図３は、本発明の好ましい１具体例における空気清浄機の主要部（フィルターユニットを含む）の分解斜視図であり、図４は、図３に示される、フィルターセグメントを取り付ける骨格構造の側面図であり、図５は、図３に示す主要部の完成状態を示す斜視図である。
【００１２】
図１に示すフィルターセグメント１０は、フィルター１２と、フィルター１２上端面に結合され、フィルター１２の上端面を被覆する上端被覆シート１４と、フィルター１２下端面に結合され、フィルター１２の下端面を被覆する下端被覆シート１６と、フィルター１２の波形状の各ピークに結合される、２枚の短冊状の補強部材１８、１８とを具備するフィルターカセットの形態にある。補強部材は、回転時にフィルターが外側にたわむことを防止するためのものである。上端被覆シート１４、下端被覆シート１６、補強部材１８、１８には、それぞれホットメルト膜が形成されており、ホットメルト膜を加熱してフィルター１２に溶着される。上端被覆シート１４、下端被覆シート１６は、例えば、厚さ0.2mm〜1mm程度のプラスチックシートから形成することができる。フィルター１２は、回転半径方向に凹凸が形成されるように波状に曲折された形状を有する。清浄すべき空気は、後述するケーシングの空気吸入口からケーシング内部に取り込まれた後、フィルターにより囲包される空間内に入り、次いで、フィルターにより囲包される空間の外に向かってフィルターを通過して、ケーシングの空気吹き出し口から排出される。これらを組み立てた、フィルターセグメントの斜視図を図２に示す。なお、ホットメルト溶着に代えて、深さ1〜2mmの扇形の凹型にウレタン系やエポキシ系の樹脂を注ぎ、そこにフィルターの端を差し込み、樹脂が硬化するまで固定してフィルターセグメントを形成する方法もある。
【００１３】
なお、フィルター１２の凹凸の形状は、図示の具体例においては、フィルターの回転軸２６（後述）を中心とした半径方向に放射状になっているが、外周側の先端（折れ曲がり部）が内周側の隣り合う２つの先端の（放射線上の）中央にある必要はなく、時計方向あるいは反時計方向にずれていても良い。すなわち、凹凸の形状は、図示の形状に限定されず、回転軸２６を中心に外周側へ向かう放物線のような形状ないしは風車のような形状であっても良い。
【００１４】
フィルターの曲折数（山の数）は特に限定されないが、８分割（８個のフィルターセグメントでリング状のフィルターユニットを構成する）のフィルターセグメントの場合、１０〜３０個程度が適当である。フィルターセグメントにより構成されるリング状のフィルターの外周半径が例えば153mmの場合、フィルター折り高さｈは15〜50mm程度、フィルター幅Ｗは25〜200mm程度が適当である。また、短冊状の補強部材の幅は、通常１〜４mm程度であり、本数は１〜４本程度が適当である。また、リング状のフィルターユニットを構成するフィルターセグメントの数は、６個〜１２個程度が適当である。
【００１５】
フィルターユニットの回転時に安定に回転することを容易に達成することができるように、すなわち、回転バランスを容易にとるため、各フィルターセグメントの寸法及び質量は同一にすることが好ましい。製造後、各フィルターセグメントの質量にばらつきが生じている場合には、支障のない位置（例えば補強部材の上等）に、例えばプラスチック片等（質量のある固体であれば何でもよい）を貼り付けて質量を容易に統一することが可能である。
【００１６】
好ましい形態では、フィルターは導電性を有する。波状の導電性フィルターは、特許文献３及び特許文献４に記載されている通り公知であり、例えば、フィルター１２に導電性材料を含ませることにより、フィルター１２に導電性を付与することができる。導電性材料としては、例えば、活性炭素、炭素、銅、ステンレス、錫、ニッケル、亜鉛、チタン等の粒子又は繊維が挙げられるが、これらに限定されない。このような導電性材料をフィルター１２の一部又は全部に用いてフィルターを構成したり、あるいは、錫、ニッケル、亜鉛等の金属を含有する周知の導電性塗料をフィルター表面に塗布したり、該導電性塗料中にフィルターを含浸させること等によって、導電性のフィルターを得ることができる。より具体的には、例えば、層状の活性炭を市販の不織布で両側から挟み込んだものをフィルター素材として用いることができるが、これに限定されない。
【００１７】
次に、上記した各フィルターセグメント１０を取り付ける骨格構造について図３に基づき説明する。各フィルターセグメント１０を取り付ける骨格構造は、リング状の第１のロータ２０を具備する。第１のロータ２０は、板状の支持部材２２（図示の例では４本）を介し、軸受部２４を経て回転手段の回転軸２６に連結する。支持部材２２は、ロータの回転軸２６に垂直な平面に対して傾斜を有するようにして設けられる。例えば、板状の支持部材の全体を同一の角度で傾斜させたものであってもよいし、また、支持部材の一部にひねりを加えることで部分的に傾斜をつけたものであってもよい。図３に示す支持部材２２は、ひねりを加えて傾斜をつけた例であるが、本発明はこれに限定されるものではない。また、図示される支持部材２２は、回転軸２６を中心とした放射状の直線に沿った形状を有するが、これに限定されず、例えば回転軸２６を中心に外周側へ向かう放物線に沿って湾曲した形状であってもよい。この支持部材は、航空機のプロペラのように作用し、空気をフィルター内部空間（フィルター１２により囲包される空間であって、かつ、支持部材２２よりも下側の空間を意味する）に送り込む方向（図５中の矢印Ｂ）の風量を増加させる効果を奏する。従って、傾斜の方向は、第１のロータ回転時に矢印Ｂ方向の空気の流れが促進される方向に設定する。支持部材２２の数は、特に限定されないが、強度の観点から３本以上が好ましく、また、製造及びメンテナンスの簡便さの観点からあまりに本数が多いものは好ましくなく、通常８本程度以下である。
【００１８】
各フィルターセグメント１０を取り付ける骨格構造は、上記した第１のロータ２０に平行に配置される、リング状の第２のロータ２８と、前記第１のロータ２０及び前記第２のロータ２８にそれぞれ連結され、該第１のロータ２０と該第２のロータ２８とを連結する複数の仕切板３０とを具備する。仕切板３０の数は、上記フィルターセグメントの数と同じであり、後述の通り、各フィルターセグメントは、隣接する２枚の仕切板３０の間に取り付けられる。好ましい形態では、仕切板３０は等間隔に配置され、従って、フィルターセグメントの数が８個の場合には、中心角４５度毎に１枚ずつ配置される。なお、仕切板３０は、各支持部材２２と同じ位置に配置されることが安定した回転バランスの観点から好ましい。また、仕切板３０の総数は、同じく安定した回転バランスの観点から、支持部材２２の本数の倍数であることが好ましい。第１のロータは、前記第２のロータよりも直径が小さいこと、特に、第１のロータの外径が、前記第２のロータの内径よりも小さいことが、プラスチック成型の際の金型構造が簡単になるので好ましい。
【００１９】
図３に示す具体例では、前記第１のロータ２０は、前記第２のロータ２８よりも直径が小さい。そして、前記第１のロータ２０よりも直径が大きいリング状のたが３２が前記第１のロータと同心的に配置され、該たが３２は、前記複数の仕切板３０を介して前記第１のロータ２０に連結されている。骨格構造の断面図である図４に示される通り、各仕切板３０の外側上端部には、図示のような形状の切欠き凹部３４が形成されており、一方、前記たが３２の外周部分には、前記切欠き凹部３４に対応する凸部が設けられ、これらが嵌合されてたが３２が各仕切板３０と連結される。
【００２０】
前記したフィルターカセットの形態にあるフィルターセグメント１０は、第１のロータ２０の部分領域、２枚の仕切板、第２のロータ２８の部分領域により規定される空間に取り付けられる。フィルターセグメント１０の上部外側は、たが３２の外側下面に設けられた凸部（L字形の下側に折れた内周面）に当接し、フィルターセグメント１０の下部外側は、第２のロータ２８の外側上面に設けられた凸部（L字形の上側に折れた内周面）に当接する。これにより、前記各フィルターセグメントが回転による遠心力で前記第１及び第２のロータから外方向に離脱することが防止される。なお、各フィルターセグメントは、扇形から中心側の部分を除去した形状をしているので、特に固定しなくても内側方向（回転軸の方向）に離脱又は移動することはない。従って、各フィルターセグメントは、上記凸部に当接しているだけで、容易に離脱可能に取り付けることができる。
【００２１】
フィルターユニット３６を組み立てた状態を図５に示す。ローターユニットが矢印で示される回転方向に回転すると、支持部材２２がプロペラのように機能して空気が矢印Ｂに示すように吸い込まれ、フィルターを通過後、矢印Ａのように排出される。
【００２２】
上記したフィルターユニット３６は、ケーシング３８内に収納されている。該ケーシング３８としては、例えば、カタツムリ形状の隔壁により空気吹き出し口を１箇所にまとめたもの（図６参照）を好ましく採用することができる。図６に示す装置は、フィルターユニット３６が鉛直方向（回転軸２６が水平方向）に維持される縦置き型であるが、本発明の空気清浄機は、このような縦置き型に限定されず、フィルターユニット３６が水平方向（回転軸２６が鉛直方向）に維持される横置き型や、これら以外の方向に維持した型にして用いることもできる。ただし、設置スペースのコンパクト化等の観点からは、フィルターユニット３６が鉛直方向ないしはそれに類する方向に維持される縦置き型が好ましい。なお、本明細書及び特許請求の範囲においては、説明の便宜上、フィルターユニット３６を第１のロータ２０が上側となるように水平方向に維持した場合の位置関係に基づいて「上部」、「下部」、「上」、「下」、「上面」、「下面」等の言葉を用いることがあるが、このような表現は本発明の範囲を横置き型装置に限定するものではない。従って、上述した「上端被覆シート」、「下端被覆シート」という語も、フィルターユニット３６を上述のように水平方向に維持した場合における「上部」、「下部」をそれぞれ意味する。その他の部材に関するこれらの表現も同様である。
【００２３】
この具体例では、ケーシングは上部ケーシング３９と下部ケーシング４０とで構成される。上部ケーシング３９の上面には、フィルターユニット内部空間に空気を吸入するための空気吸入口４６が設けられ、また、下部ケーシング４０には、フィルターユニット３６を部分的に囲包する形状の隔壁４１が設けられる。該隔壁４１は、フィルターユニット３６を完全に囲包せず、一部がケーシング外部に開口して空気吹き出し口４２となっている。フィルターユニット３６は隔壁４１の内側に収容される。回転手段であるモータ４４は、下部ケーシング側に設けられる。図６に示されるように、下部ケーシング４０は２段構造であり、モータ４４は下部ケーシング４０内部に固定される。
【００２４】
図６の具体例において、上部ケーシング３９は、その一部がパネル４８として分離可能になっている。このように、上部ケーシング３９において、フィルターユニット３６の上面に位置する一部分を着脱可能なパネル４８とすることで、フィルターユニット３６や後述する高圧電極５０の取り外しが容易となり、フィルター及び電極の交換作業が容易になるので好ましい。なお、上述した通り、上部ケーシング３９において、フィルターユニット３６の上面部分には空気吸入口４６が設けられるので、パネル４８が形成される場合、空気吸入口４６は該パネル４８に設けられることになる。
【００２５】
第２のロータ２８と下部ケーシング４０との間の間隙７０が大きくなると、フィルター１２を通過せずに間隙７０を通過して排出される空気の量が多くなってしまうため、空気を清浄化する効率が低下する。従って、間隙７０は十分に狭くすることが好ましい。
【００２６】
本発明の空気清浄機では、フィルター１２は導電性であることが好ましい。そして、本発明の空気清浄機は、該導電性フィルター１２との間で連続的にコロナ放電を行なうための電極と、該電極及びフィルター１２の間に電圧を印加する手段（以下、「電圧印加手段」ということがある）とをさらに具備することが好ましい。これは、例えば、フィルターをアースし、電極に高電位を付与するものであって良いし、あるいは、フィルターと電極とのそれぞれに反対の極性の電位を付与するものであってもよい。電極とフィルターの間の電圧は、特に限定されないが、５ｋＶ〜２０ｋＶ程度が適当である。なお、電極に付与する電位はプラスでもマイナスでもよい。
【００２７】
以下、電極と電圧印加手段について、図６及び図７に基づき好ましい１具体例を説明する。図６及び図７は、フィルターをアースする具体例である。なお、図６及び図７中に示される電極及び電圧印加手段も、他の各部材と同様に、本発明の好ましい一例を示すものであり、本発明の範囲は図６及び図７中に具体的に示される形状及び構造等に限定されるものではない。
【００２８】
高圧電極５０を設ける位置は、ケーシング内の、フィルターユニット内部空間である。すなわち、下部ケーシング４０の隔壁４１内であって、フィルター１２により囲包され、かつ、支持部材２２よりも下側の空間内である。この空間内に位置するようにして、下部ケーシング４０上に高圧電極５０が取り付けられる。このような構成にすると、高圧電極５０に電位を付与するための高圧発生器(図示しない)を下部ケーシング４０側に固定でき、さらに、摺動面を介することなく直接高圧電極５０に高圧を伝えることができる。そのため、特許文献３に記載されるような、上部ケーシング側に高圧発生器を設ける構成とは異なり、フィルター交換時の高圧発生器の着脱が不要になるので、装置の信頼性が高まる。また、上部ケーシング側に高圧電極を設ける構成よりも、ケーシング外面との沿面距離をとることができるので、高圧電極部周辺が塵埃で汚れた時に高圧が汚れを伝わってケーシング外面に達して起きる感電を防ぐことができる。高圧電極５０とフィルター１２との間に高電圧をかけることにより、高圧電極５０とフィルター１２との間でコロナ放電が起きる。後述するように、フィルター１２により清浄すべき空気は、フィルター通過前にこの放電空間を通過することになるため、清浄すべき空気中に含まれる埃が帯電してフィルターに付着し易くなり、結果として空気清浄機の集塵効果が向上する。
【００２９】
図６及び図７に示される具体例では、高圧電極５０はリング状であり、ホルダー５２に支持されたリング状の電線から成る（図７）。高圧発生器は、下部ケーシング４０側に設けられる。ホルダー５２の足の一つを高圧発生器に接続するための接点５１として構成し、端子５６が存在する下部ケーシング４０側の接点５３と合わせて取り付けることで、高圧電極５０が端子５６及び高圧電線(図示しない)を経て高圧発生器と電気的に接続する。
【００３０】
高圧電極をリング状とし、フィルターユニットの回転中心点とリング状電極の中心点とを合わせて配置することにより、回転動作中も、フィルターと、ケーシングに固定された高圧電極との距離を一定に保つことができるので、フィルターとの間で均一に電荷を印加することができ好ましい。リングの大きさは、フィルター１２の内周側折れ曲がり部に近接するサイズが好ましく、特に限定されないが、通常、フィルター１２内径の２分の１以上の直径を有するサイズであればよい。ただし、電極の形状はリング状に限定されず、フィルターと電極との距離を一定に保つことができる形状の電極であれば、リング状の電線から成る電極と同様に好ましく、例えば円筒状の電極等も好ましく用いることができる。なお、高圧電極は消耗部品であるため、下部ケーシング４０から着脱可能に取り付けられている。図示の例では、パネル４８を外してフィルターユニット３６を取り外せば、高圧電極５０をホルダー５２ごと着脱することができる。
【００３１】
フィルター１２は、たが３２、導電板６０、電線６２、電線固定部６４、SUSリング６６、防振ゴム６８、軸受６９、回転手段(図示しない)を介してアースされる（図３参照）。なお、軸受部２４は、支持部材２２の中心部で、支持部材２２とSUSリング６６を繋ぐプラスチック部分＋SUSリング６６＋防振ゴム６８＋軸受６９から成る。また、軸受６９は防振ゴム６８の内側の部品であり、例えば、アルミダイキャストから形成される。たが３２、導電板６０、防振ゴム６８は、導電性を有し、その体積低効率は、本実施例では、103〜105Ω・cmが好ましい。電線６２は、AWG NO.26(7/0.16)、被覆耐熱温度80℃で問題ないが、プラスチックの成型条件によっては、シリコンやポリテトラフルオロエチレン等、耐熱性の高いチューブに銅線やSUS線をとおしたものでもよい。電線６２の両端は被覆が2〜5mm程度除かれており、一端は導電板内に一体成型されることで導電板と電線は電気的に繋がった状態となる。電線の他端はSUSリング６６にねじ止めやスポット溶接等されることにより導通状態となる。これらアース経路の部材のみを図３の右端に図示した。アース経路の部材は、この状態で、成型用金型にセットされた後、絶縁性のプラスチックが金型内に射出され、一体成型される。すなわち、導電板は図上最上部の仕切り板の切欠き部に、電線は図中最上部の支持部材内に、SUSリング＋防振ゴム＋軸受のユニットは軸受部の中空部に成型される。なお、フィルターのアース方法は、上記のものに限定されるものではなく、アースされるのであれば他の任意のアース経路を採用することもできる。
【００３２】
使用時には、モータ４４を回転させることにより、フィルターユニット３６を回転させると共に高圧発生器に高電圧を発生させ、高圧電極５０に電位を付与する。モータ４４の回転速度は、特に限定されず、フィルターの形状や装置の寸法により適宜選択されるが、通常、50〜3000rpm程度、好ましくは100〜1000rpm程度である。そうすると、フィルター１２は、図示の通り波状に曲折しているので、フィルター１２が羽根車の翼として機能して風が起こり、フィルター１２により囲包された、フィルターユニット内部空間中に存在する空気は、フィルター１２を通過して、下部ケーシング４０の側面に設けられた空気吹き出し口４２から吹き出される。これと同時に、上部ケーシング３９の上面（図示の例ではパネル４８に設けられた空気吸入口４６）から空気が吸入される（図６(b)中の矢印Ｃ（吸入空気）、矢印Ｄ（吹き出し空気）参照）。ここで、第１のロータの回転により、ひねりを有する支持部材２２が飛行機のプロペラのように作用するので、フィルターユニット内部空間への空気の吸入が促進される。なお、フィルター１２は、空気を通すものであるが、フィルター１２の回転速度が大きいため、フィルター１２の空気抵抗によりフィルター１２が羽根車の翼の役割を果たすことができる。このように、フィルター１２により囲包されるフィルターユニット内部空間中に位置する空気が、フィルター１２を通過した後外部に排出されるので、外部に排出される空気はフィルター１２を通過することにより清浄されたものとなる。さらに、高圧発生器により大きな電位が付与された高圧電極５０と、アースされたフィルター１２との間で、コロナ放電が起きるので、フィルターユニット内部空間に位置する、清浄すべき空気は、放電空間を通過してからフィルター１２を通過する。これにより、清浄すべき空気中に含まれる埃が帯電してフィルターに付着し易くなるので、空気清浄効果が一層高まる。また、放電空間ではオゾンが発生して臭い成分が分解されるため、フィルターによる臭い成分の吸着とあわせて消臭効果も一層高まる。
【００３３】
なお、オゾンは高濃度では有害であるが、この分野で公知の通り、活性炭と接触させることにより、オゾンを炭酸ガスに分解することができる。フィルター１２にオゾン分解作用を有する材料を含ませることで、オゾンを好ましく分解することができる。オゾン分解作用を有する素材はこの分野で公知であり、例えば活性炭等が挙げられる。活性炭は上述の通り導電性材料であるから、例えば上述のように活性炭層を不織布で挟み込む等の方法で、フィルター１２に活性炭を含ませることにより、フィルター１２に導電性とオゾン分解性を同時に付与することができ好ましい。
【００３４】
上記したフィルターをアースする態様の空気清浄機を作製し、1 m3の密閉チャンバー内で運転して発生するオゾンの量を調べたところ、運転開始から２４時間後でもオゾン濃度は0.05 ppm未満と極めて低かった。
【００３５】
なお、上述した通り、本発明の空気清浄機は、フィルターをアースする態様に限定されず、フィルターと電極とのそれぞれに反対の極性の電位を付与するものであってもよい。例えば、第１のロータ２０又は第２のロータ２８の表面に導電性材料から成る帯状のラインを環状に設け、導電塗料の塗布等によりフィルター１２と該ラインを電気的に接続し、かつ、該ラインに接するようにして導電性ブラシをケーシング上に設け、この導電性ブラシを高圧発生器に接続させることで、回転の摺動面を介してフィルターに電位を付与することができる。
【００３６】
以上では、空気清浄機について説明したが、上記フィルター１２に水分を保持させることにより、上記の空気清浄機を加湿機とすることができる。これは、例えば、フィルター１２に、図示しない吸水管からシャワー状に水を連続的に吹き付けること等により容易に達成することができる。このようなフィルター１２を用いると、フィルター１２を通過する際に空気が水分を吸収するので、空気清浄と加湿の両方を同時に行うことができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  フィルターセグメント
１２  フィルター
１４  上端被覆シート
１６  下端被覆シート
１８  補強部材
２０  第１のロータ
２２  支持部材
２４  軸受部
２６  回転軸
２８  第２のロータ
３０  仕切板
３２  たが
３４  切欠き凹部
３６  フィルターユニット
３８  ケーシング
３９  上部ケーシング
４０  下部ケーシング
４１  隔壁
４２  空気吹き出し口
４４  モータ
４６  空気吸入口
４８  パネル
５０  高圧電極
５１  ホルダー側接点
５２  ホルダー
５３  端子側接点
５６  端子
６０  導電板
６２  電線
６４  電線固定部
６６  SUSリング
６８  防振ゴム
６９  軸受
７０  間隙
【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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