(57)【要約】【課題】ほこりが本体筐体内に溜まり難く、かつ本体筐体内に溜まった付着物を除去し易い光電式ほこりセンサを提供する。【解決手段】本体筐体１２の裏板１４の通過孔１４ａと表板１３の開口部１３ａ間にほこりや煙を通すほこり通過経路を設けている。ほこり通過経路を通るほこりや煙が無い場合は、発光部１５からの光がほこり通過経路を通過して遮光エリア１８に至るので、受光部１６の受光量が極めて低くなる。また、ほこり通過経路を通るほこりや煙が有る場合は、発光部１５からの光の一部がほこり通過経路のほこりや煙により反射されて受光部１６に入射し、受光部１６の受光量が上昇する。従って、受光部１６の受光素子１６ａの受光出力の変動に基づいて、ほこり通過経路を通るほこりや煙の有無を検出することができる。【選択図】図１
2004294082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光をほこり通過経路に照射する発光部と、ほこり通過経路を通過するほこりからの反射光を受光する受光部とを備え、受光部の受光出力に基づいてほこりの有無もしくは濃度を検出する光電式ほこりセンサにおいて、
ほこりを外部からほこり通過経路へと導入するための通過孔、及びほこりをほこり通過経路から外部へと排出するための開口部を該光電式ほこりセンサの本体筐体に設け、開口部を通過孔よりも広くしたことを特徴とする光電式ほこりセンサ。
【請求項２】
蓋を開口部に着脱可能に設けたことを特徴とする請求項１に記載の光電式ほこりセンサ。
【請求項３】
蓋は、発光部からほこり通過経路のほこりを介して受光部へと至る光路から離間して設けられたことを特徴とする請求項２に記載の光電式ほこりセンサ。
【請求項４】
該光電式ほこりセンサの本体筐体内のほこりの付着量が多くなったことを検出して報知する検出報知手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の光電式ほこりセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内に浮遊するほこりや煙の有無もしくは濃度を検出する光電式ほこりセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光電式ほこりセンサは、例えば空気清浄機やエアコン等の空調機器に設けられ、空調機器により循環される空気に含まれるほこりや煙の有無もしくは濃度を検出するものである。
【０００３】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、従来の光電式ほこりセンサを示す断面図、正面図、底面図、及び背面図である（特許文献１を参照）。このセンサでは、本体筐体１０１の表板１０２及び裏板１０３にそれぞれのほこり通過孔１０２ａ，１０３ａを形成し、ほこりを裏面側のほこり通過孔１０３ａから導入して、ほこりを各ほこり通過孔１０２ａ，１０３ａ間のほこり通過経路に通し、ほこりを正面側のほこり通過孔１０２ａから排出している。発光部１０４は、発光素子１０４ａ、レンズ１０４ｂ、及びスリット１０４ｃを備えており、発光素子１０４ａの光をレンズ１０４ｂにより平行光に変換してからほこり通過経路へと出射する。受光部１０５は、受光素子１０５ａ、レンズ１０５ｂ、及びスリット１０５ｃを備えており、ほこり通過経路からの光をレンズ１０５ｂにより受光素子１０５ａに集光させる。
【０００４】
ここで、ほこり通過経路を通るほこりや煙が無い場合は、発光部１０４からの光の殆どがほこり通過経路を通過して遮光エリア１０６に至るので、受光部１０５の受光量が極めて低くなる。また、ほこり通過経路を通るほこりや煙が有る場合は、発光部１０４からの光の一部がほこり通過経路のほこりや煙により反射されて受光部１０５に入射し、受光部１０５の受光量が上昇する。従って、受光部１０５の受光素子１０５ａの受光出力の変動に基づいて、ほこり通過経路を通るほこりや煙の有無を検出したり、受光素子１０５ａの受光出力レベルに基づいて、ほこり通過経路を通るほこりや煙の濃度を検出することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−６２１３６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の光電式ほこりセンサでは、本体筐体１０１内にほこり通過経路を設け、ほこりや煙をほこり通過経路に通すことから、ほこりや煙が本体筐体１０１内に付着して、付着物が溜まり易かった。この本体筐体１０１内に溜まった付着物の量が増え過ぎると、発光部１０４からの光の一部が本体筐体１０１内に溜まった付着物により乱反射されて受光部１０５に入射することがあり、これにより受光部１０５の受光量が上昇して、ほこりや煙の誤検出を招いた。
【０００７】
しかしながら、本体筐体１０１内に溜まった付着物を除去することまでは考慮されておらず、付着物を除去することが困難であり、掃除機等を用いて、付着物を小さな各ほこり通過孔１０２ａ，１０３ａを通じて吸い出しているのが実状であった。
【０００８】
尚、各ほこり通過孔１０２ａ，１０３ａを広くすれば、付着物を除去することが容易になるものの、外光が各ほこり通過孔１０２ａ，１０３ａを通じて本体筐体１０１内に入射し易くなって、受光部１０５によるほこりや煙の検出にエラーを招き易くなる。このため、各ほこり通過孔１０２ａ，１０３ａを単に広くすることはできない。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ほこりが本体筐体内に溜まり難く、かつ本体筐体内に溜まった付着物を除去し易い光電式ほこりセンサを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、光をほこり通過経路に照射する発光部と、ほこり通過経路を通過するほこりからの反射光を受光する受光部とを備え、受光部の受光出力に基づいてほこりの有無もしくは濃度を検出する光電式ほこりセンサにおいて、ほこりを外部からほこり通過経路へと導入するための通過孔、及びほこりをほこり通過経路から外部へと排出するための開口部を該光電式ほこりセンサの本体筐体に設け、開口部を通過孔よりも広くしている。
【００１１】
この様な構成の本発明によれば、通過孔及び開口部を光電式ほこりセンサの本体筐体に形成して、通過孔と開口部間にほこり通過経路を設け、開口部を通過孔よりも広くしている。広い開口部がほこりの排出側に設けられているため、ほこりが排出され易く、ほこりが本体筐体内に溜まり難い。また、本体筐体内の付着物を広い開口部を通じて容易に除去することができる。更に、小さな通過孔を明るい方に向け、かつ広い開口部を暗い方に向けて、光電式ほこりセンサの本体筐体を配置すれば、小さな通過孔を通じて本体筐体へと入射する外光のレベルを低く抑えることができ、受光部によるほこりの誤検出が発生し難くなる。
【００１２】
また、本発明においては、蓋を開口部に着脱可能に設けている。
【００１３】
この様な蓋を開口部に設けておき、ほこりの検出に際しては、蓋を操作して、開口部を開けても良い。
【００１４】
更に、本発明においては、蓋は、発光部からほこり通過経路のほこりを介して受光部へと至る光路から離間して設けられている。
【００１５】
この様に蓋を配置すれば、発光部からの光が蓋により反射されて受光部に入射することがなく、受光部によるほこりの誤検出を招かずに済む。
【００１６】
また、本発明においては、該光電式ほこりセンサの本体筐体内のほこりの付着量が多くなったことを検出して報知する検出報知手段を備えている。
【００１７】
この様な検出報知手段を設ければ、付着物を除去すべき時期を容易に知ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、本発明の光電式ほこりセンサの一実施形態を示す断面図、正面図、底面図、及び背面図である。
【００２０】
本実施形態の光電式ほこりセンサ１１では、本体筐体１２の表板１３に開口部１３ａを形成すると共に、本体筐体１２の裏板１４に通過孔１４ａを形成して、裏板１４の通過孔１４ａと表板１３の開口部１３ａ間にほこりや煙を通すほこり通過経路を設けている。通過孔１４ａは、ほこりや煙をほこり通過経路へと導入するためのものである。開口部１３ａは、ほこりや煙をほこり通過経路から排出するためのものであって、通過孔１４ａよりも十分に広くされている。
【００２１】
また、発光部１５及び受光部１６をほこり通過経路にそれぞれ向けて配置している。複数の遮光板１７は、適宜に分散配置されて、発光部１５の光が受光部１６に直接入射することを防止したり、遮光エリア１８を形成する。
【００２２】
発光部１５は、発光素子１５ａ、レンズ１５ｂ、及びスリット１５ｃを備えており、発光素子１５ａの光をレンズ１５ｂにより平行光に変換し、この平行光をスリット１５ｃにより絞ってからほこり通過経路へと出射する。受光部１６は、受光素子１６ａ、レンズ１６ｂ、及びスリット１６ｃを備えており、ほこり通過経路からの光をスリット１６ｃ及びレンズ１６ｂを介して受光素子１６ｂに集光させる。
【００２３】
発光部１５のレンズ１５ｂ及びスリット１５ｃは、発光素子１５ａの光をほこり通過経路に集中させるためのものであり、発光素子１５ａの光が分散して本体筐体１２内で反射され、不要な光が受光部１６に入射することを防止する。また、受光部１６のレンズ１６ｂ及びスリット１６ｃは、ほこり通過経路のほこりや煙により反射された光のみを受光素子１６ａで受光するためのものであり、本体筐体１２内で反射された不要な光が受光素子１６ａで受光されることを防止する。
【００２４】
この光電式ほこりセンサ１１において、ほこり通過経路を通るほこりや煙が無い場合は、発光部１５からの光がほこり通過経路を通過して遮光エリア１８に至るので、受光部１６の受光量が極めて低くなる。また、ほこり通過経路を通るほこりや煙が有る場合は、発光部１５からの光の一部がほこり通過経路のほこりや煙により反射されて受光部１６に入射し、受光部１６の受光量が上昇する。従って、受光部１６の受光素子１６ａの受光出力の変動に基づいて、ほこり通過経路を通るほこりや煙の有無を検出したり、受光素子１６ａの受光出力レベルに基づいて、ほこり通過経路を通るほこりや煙の濃度を検出することができる。
【００２５】
図２は、本実施形態の光電式ほこりセンサ１１の構成を示すブロック図である。この光電式ほこりセンサ１１において、マイクロコンピュータ２１は、発光素子１５ａをトランジスタ２２及び駆動回路２３を介して駆動制御し、図３に示す様に発光素子１５ａを周期的にパルス状に発光させる。発光素子１５ａは、パルス幅Ｐｗの光パルスを周期Ｔでほこり通過経路へと出射する。受光素子１６ａは、ほこり通過経路にほこりや煙が無ければ、光を受光せず、ほこり通過経路にほこりや煙が有れば、このほこりや煙により反射された光を受光し、受光レベルに対応する信号を出力する。受光素子１６ａの信号は、微弱であるため、３段の増幅器２４により増幅されてからマイクロコンピュータ２１のＡ／Ｄ変換器２５に入力される。
【００２６】
尚、いずれかの増幅器２４の後段に、増幅出力を保持するピークホールド回路を設けても構わない。
【００２７】
マイクロコンピュータ２１では、受光素子１６ａの信号レベル（受光レベル）をＡ／Ｄ変換器２５によりＡ／Ｄ変換し、この信号レベルをＥＥＰＲＯＭ（図示せず）に予め記憶されている閾値と比較し、この信号レベルが閾値未満であれば、ほこり通過経路にほこりや煙が無いと判定し、またこの信号レベルが閾値以上であれば、ほこり通過経路にほこりや煙が有ると判定する。そして、ほこり通過経路にほこりや煙が有ると判定したときに、ほこりや煙が有る旨を示す検出信号を出力する。あるいは、受光素子１６ａの信号レベルに対応するほこりや煙の濃度を求め、このほこりや煙の濃度を示す検出信号を出力する。
【００２８】
ところで、光電式ほこりセンサ１１では、ほこり通過経路にほこりや煙が無くても、発光部１５からの光が本体筐体１２内で乱反射して、僅かの光が受光部１６で受光されるので、図４に示す様にほこり未検出時の受光素子１６ａの信号レベル（受光レベル）が一定の値Ｓ０となる。
【００２９】
また、受光素子１６ａの信号レベルは、ほこり通過経路を通るほこりや煙の濃度に応じて曲線Ｓ１で示す様に変化する。
【００３０】
更に、ほこり未検出時の信号レベルの値Ｓ０は、ほこりや煙が本体筐体１２内に全く付着していないときのものであり、付着物が本体筐体１２内に溜まって多くなる程、ほこり未検出時の信号レベルが高くなる。例えば、ほこり未検出時の信号レベルが値Ｓ２程度まで高くなる。このときには、ほこりや煙の濃度に応じた曲線Ｓ１は高いレベルのＳ２が加わり、飽和出力電圧に達してしまうので、信号レベルに基づくほこりや煙の有無や濃度を判定することが不可能になる。
【００３１】
そこで、マイクロコンピュータ２１は、受光素子１６ａの信号レベルが値Ｓ２近傍を維持し続けている時間を計時し、この時間が例えば数十分に達すると、つまり高い信号レベルが長時間維持され続けると、本体筐体１２内に溜まった付着物が多くなったものとみなして、この旨を示す報知信号を出力して、ブザーを鳴動させたり、ＬＥＤを点滅させる。これにより、本体筐体１２内に溜まった付着物が多くなったことが報知される。
【００３２】
尚、受光素子１６ａの信号レベルが値Ｓ２近傍より数十分未満で低下した場合は、ほこりや煙の濃度変化に応じて受光素子１６ａの信号レベルが変動したものとみなす。
【００３３】
ここで、本体筐体１２内に溜まった付着物が多くなったことが報知されたときには、ほこりや煙の有無や濃度を判定することが不可能であるため、付着物を本体筐体１２から除去する必要がある。本体筐体１２の開口部１３ａは、通気孔１４ａよりも十分に広くされている。このため、例えば綿棒等を用いて、本体筐体１２内の付着物を開口部１３ａを通じて容易にかき出すことができる。また、開口部１３ａを発光部１５のレンズ１５ｂ及び受光部１６のレンズ１６ｂの部位まで広げているため、各レンズ１５ｂ，１６ｂに付着した付着物を容易に拭き取ることができる。
【００３４】
一方、広い開口部１３ａがほこりや煙の排出側に設けられているため、ほこりや煙が排出され易く、ほこりや煙が本体筐体１２内に付着し難いという利点もある。
【００３５】
また、小さな通過孔１４ａを明るい方に向け、かつ広い開口部１３ａを暗い方に向けて、光電式ほこりセンサ１１の本体筐体１２を配置すれば、小さな通過孔１４ａを通じて本体筐体１２へと入射する外光のレベルを低く抑えることができ、受光部１６によるほこりや煙の誤検出が発生し難くなる。
【００３６】
例えば、光電式ほこりセンサ１１を空気清浄機やエアコン等の空調機器の空気吸入口付近に配置する場合は、本体筐体１２の開口部１３ａを空調機器の空気吸入口側に向け、本体筐体１２の通過孔１４ａを空調機器の外側に向けて、本体筐体１２を配置する。これにより、ほこりや煙が空気と共に本体筐体１２の通気孔１４ａから開口部１３ａへと通り抜け、ほこりや煙が本体筐体１２内に溜まり難くなる。また、小さな通過孔１４ａが空調機器の外側の明るい方に向き、かつ広い開口部１３ａが空調機器の空気吸入口側の暗い方に向き、小さな通過孔１４ａを通じて本体筐体１２へと入射する外光のレベルが低くなり、受光部１６によるほこりや煙の誤検出が発生し難くなる。
【００３７】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、図５に示す様に着脱自在かつスライド可能な蓋３１を本体筐体１２の開口部１３ａに設けても構わない。この場合は、蓋３１を適宜にスライドさせて、開口部１３ａを適宜に開く。また、ほこりや煙を本体筐体１２から除去するときには、蓋３１を開口部１３ａから外してしまう。
【００３８】
また、本体筐体１２の開口部１３ａや通気孔１４ａの形状、位置、及び大きさ等を適宜に変更しても構わない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、通過孔及び開口部を光電式ほこりセンサの本体筐体に形成して、通過孔と開口部間にほこり通過経路を設け、開口部を通過孔よりも広くしている。広い開口部がほこりの排出側に設けられているため、ほこりが排出され易く、ほこりが本体筐体内に溜まり難い。また、本体筐体内の付着物を広い開口部を通じて容易に除去することができる。更に、小さな通過孔を明るい方に向け、かつ広い開口部を暗い方に向けて、光電式ほこりセンサの本体筐体を配置すれば、小さな通過孔を通じて本体筐体へと入射する外光のレベルを低く抑えることができ、受光部によるほこりの誤検出が発生し難くなる。
【００４０】
尚、本発明の光電式ほこりセンサは、ほこりだけではなく、煙等の有無や濃度を検出するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、本発明の光電式ほこりセンサの一実施形態を示す断面図、正面図、底面図、及び背面図である。
【図２】本実施形態の光電式ほこりセンサの構成を示すブロック図である。
【図３】図２のセンサにおける発光素子からの光パルスのパルス幅及び周期を示す図である。
【図４】図２のセンサにおける受光素子の信号レベルを示すグラフである。
【図５】図１のセンサの変形例を示す図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、従来の光電式ほこりセンサを示す断面図、正面図、底面図、及び背面図である。
【符号の説明】
１１    光電式ほこりセンサ
１２    本体筐体
１３    表板
１３ａ    開口部
１４    裏板
１４ａ    通過孔
１５    発光部
１６    受光部
１７    遮光板
１８    遮光エリア
２１    マイクロコンピュータ
２２    トランジスタ
２３    駆動回路
２４    増幅器
２５    Ａ／Ｄ変換器
３１    蓋
【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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