(57)【要約】【課題】超音波を用いた人感センサと超音波集塵に着目して、低コストで人感センサと超音波集塵機能を実現できる空気清浄機を提供する。【解決手段】人の動き等を感知する人感センサを用いた自動運転モードを有して吸気口９から吸い込んだ空気を清浄化する空気清浄機において、人感センサとして超音波を送受信する超音波送受信素子１８を設けると共に、これを用いて人を感知した時は超音波を空気中に照射することにより得られる超音波集塵機能を利用して空気中の埃を肥大化させて集塵する制御手段を備えた。また、前記制御手段は、超音波送受信素子１８を人感センサとして用いる時と超音波集塵機能を用いる時とで、超音波をそれぞれ所定の出力形態に制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人の動き等を感知する人感センサを用いた自動運転モードを有して吸気口から吸い込んだ空気を清浄化する空気清浄機において、
前記人感センサとして超音波を送受信する超音波送受信手段を設けると共に、これを用いて人を感知した時は超音波を空気中に照射することにより得られる超音波集塵機能を利用して空気中の埃を肥大化させて集塵する制御手段を備えたことを特徴とする空気清浄機。
【請求項２】
前記制御手段は、前記超音波送受信手段を人感センサとして用いる時と超音波集塵機能を用いる時とで、超音波をそれぞれ所定の出力形態に制御することを特徴とする請求項１記載の空気清浄機。
【請求項３】
前記吸気口が形成された本体前面側に前記超音波送受信手段を正面に向けて配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気清浄機。
【請求項４】
前記吸気口が形成された本体前面側に前記超音波送受信手段を配置すると共に、その向きを上下方向に回動する回動手段を備え、前記制御手段は前記超音波送受信手段を人感センサとして用いる時は正面に向け、超音波集塵機能を用いる時は前記吸気口近傍に向けることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気清浄機。
【請求項５】
前記吸気口が形成された本体前面側に前記超音波送受信手段を水平方向より前記吸気口側に傾けて配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気清浄機。
【請求項６】
前記超音波送受信手段の向きを左右方向に回動する回動手段を備えたことを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の空気清浄機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、人の動き等を感知する人感センサを用いた自動運転モードを有して吸気口から吸い込んだ空気を清浄化する空気清浄機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、空気清浄機の運転モードには手動に加えて自動があり、この自動運転モード時はセンサにより空気の汚れ等の変化を感知し、その変化に応じて風量を切り替えるようにしている。このセンサとしては、ガス濃度を検知するガスセンサや塵埃の密度を検知するほこりセンサや人の動きを検知する人感センサ等を使用するのが一般的である。その中の人感センサとしては、赤外線を用いたものが一般的であるが超音波を用いることもできる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、集塵方式として、超音波を空気中に照射させて空気の密と疎を作り、その密の部分に集まった埃が衝突を繰り返すことにより、埃を肥大化させてサイクロンやフィルタ等で取れ易くする超音波集塵がある（例えば、非特許文献１参照）。すなわち、超音波を発生させると、空気を周期的に押したり引いたりし、空気の圧縮部（密部）と希薄部（疎部）とが交互に周囲に拡がっていく。空気中の粒子は密部に集められ、粒子同士の衝突回数が増えるため、互いに衝突し付着して塊となり、埃の粒子径を大きくすることができる。超音波に微細粒子を凝集肥大化する作用があることは、古くから知られている（１９４７年以降工業的に利用）。例えば、工場の排煙等の凝集、各種混合物の沈降速度の促進、油やタールの凝集、工場排水の処理等に利用されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２６０４１８４号公報（第２図）
【非特許文献１】
「超音波技術便覧」日刊工業新聞社、昭和３５年１１月２５日、ｐ．１１３１〜１１３３
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来は、赤外線による人感センサや超音波集塵は各々単独で使用していた。従って、空気清浄機で人感センサと超音波集塵を共に用いる場合は、赤外線による人感センサと超音波発生素子を個別に備えなければならないので、高コストになるという課題が生じる。
【０００６】
そこで、本願発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、超音波を用いた人感センサと超音波集塵に着目して、低コストで人感センサと超音波集塵機能を実現できる空気清浄機を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本願発明は、人の動き等を感知する人感センサを用いた自動運転モードを有して吸気口から吸い込んだ空気を清浄化する空気清浄機において、前記人感センサとして超音波を送受信する超音波送受信手段を設けると共に、これを用いて人を感知した時は超音波を空気中に照射することにより得られる超音波集塵機能を利用して空気中の埃を肥大化させて集塵する制御手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記制御手段は、前記超音波送受信手段を人感センサとして用いる時と超音波集塵機能を用いる時とで、超音波をそれぞれ所定の出力形態に制御することを特徴とするものである。
【０００９】
そして、前記吸気口が形成された本体前面側に前記超音波送受信手段を正面に向けて配置したことを特徴とするものである。
【００１０】
または、前記吸気口が形成された本体前面側に前記超音波送受信手段を配置すると共に、その向きを上下方向に回動する回動手段を備え、前記制御手段は前記超音波送受信手段を人感センサとして用いる時は正面に向け、超音波集塵機能を用いる時は前記吸気口近傍に向けることを特徴とするものである。
【００１１】
あるいは、前記吸気口が形成された本体前面側に前記超音波送受信手段を水平方向より前記吸気口側に傾けて配置したことを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、前記超音波送受信手段の向きを左右方向に回動する回動手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本願発明の一実施形態に係る空気清浄機の全体構成を示す縦断面図、図２はその制御系の要部を示すブロック図である。
【００１５】
本実施形態の空気清浄機本体１の外郭を成す本体ケース２は、操作表示部３（図２に図示）や格子状の排気口４が形成されて上方側を覆う上面カバー５と、正面側を覆う正面カバー６と、背面側を覆う背面カバー７等で構成されている。
【００１６】
正面カバー６には、ほぼ全面にわたって縦方向に鎧戸状の吸気口９が形成されており、下部には係止爪１０が形成されている。
【００１７】
背面カバー７には、後述するファンケーシング２２の端部に当接する渦巻き状のリブ１１が形成されている。
【００１８】
本体ケース２内には、本体ケース２内を前後に区画する仕切板１２が設けられており、仕切板１２の下部には本体１を支持する脚部１３が形成され、脚部１３の前方側には正面カバー６の前記係止爪１０が係止される係止孔１４が形成されている。
【００１９】
仕切板１２の略中央には多数の通風孔１５が形成されており、この通風孔１５を介して仕切板１２の前後の空間が連通するようになっている。
【００２０】
仕切板１２の前面側にはフィルタ収納部１６が一体に形成されており、このフィルタ収納部１６にフィルタ１７が着脱自在に収納される。このフィルタ１７は空気中の塵埃を集塵すると共に臭気成分を除去する。
【００２１】
さらに、仕切板１２の上部には、本体１の上部前面側にあって超音波を送受信可能な超音波送受信素子１８がその送受信方向を正面に向けて配置されている。そして、図示しない制御基板上に搭載されたマイクロコンピュータ等から成る制御部２０（図２に図示）は、この超音波送受信素子１８を人感センサとして用いる時と超音波集塵機能を用いる時とで、超音波をそれぞれ所定の出力形態に制御するようになっている。具体例として、人感センサとして用いる時は、例えば４０ＫＨｚの超音波を９０〜１００ｄＢの強さで間欠的に送信し、その反射波を受信して、送受信間の間隔の変化で人の動き等を感知する。また、超音波集塵機能を用いる時は、同じ４０ＫＨｚの超音波を音圧を強くするため１３０ｄＢの強さにして且つ連続的に出力する。また、超音波送受信素子１８の正面側に対応して、正面カバー６と仕切板１２にはそれぞれ透過窓６ａ，１２ａが形成されている。なお、上記超音波送受信素子１８は正面を向いているが、上下左右にそれぞれ約６０度の範囲で超音波を送受信可能となっている。
【００２２】
一方、仕切板１２の背面側には、前記排気口４に連通し、ファン２１の側方を囲繞するファンケーシング２２が形成されており、このファンケーシング２２と背面カバー７の裏面及び渦巻き状の前記リブ１１でファン２１を囲繞する。
【００２３】
ファン２１を駆動するファンモータ２３は、樹脂製のケース２４で覆われており、このケース２４の後端側からファン２１が取り付けられる駆動軸２５を突出している。このファンモータ２３の後端側にはケース２４の外径より大きな円板２６が取り付けられており、この円板２６を介して仕切板１２にネジ止め固定されると共に、ファンモータ２３の前端側はカバー２７で覆われている。
【００２４】
これらの円板２６とカバー２７は鉄板により形成されており、ファンモータ２３内で生じた磁気が正面側や背面側へ漏洩するのを防止している。また、円板２６と成形前のカバー２７の外形形状は同一に形成されており、一枚の板等から同じ金型で打ち抜いて形成できるようにしている。これにより、円板２６とカバー２７の外形を形成する金型を共通化して金型費用の削減を行うことができるようになっている。
【００２５】
このファンモータ２３は、図２に示す操作表示部３により手動運転モードに設定された時には、制御部２０により手動運転モードの例えば強運転モードや弱運転モードの風量で運転される。また、自動運転モードに設定された時には、超音波送受信素子１８を用いた人感センサにより、制御部２０が人の動き等を感知して、それに基づく空気の汚れ等の変化に応じた風量で運転されるようになっている。
【００２６】
前記背面カバー７は、仕切板１２に適宜ネジ止めされており、上面カバー５は、その前後端が仕切板１２と背面カバー７にて挟持されており、正面カバー６はその下端の係止爪１０を脚部１３の係止孔１４に係合し、その上部の左右両端に突設した図示しない係止爪を仕切板１２に係合することにより、空気清浄機本体１は組み立てられる。
【００２７】
このような空気清浄機の動作は、ファン２１の駆動により室内の汚れた空気が正面カバー６の吸気口９から本体ケース２内に吸い込まれ、フィルタ１７を通過して空気中の塵埃と臭気成分が除去されて清浄化される。清浄化された空気は、仕切板１２の通風孔１５を通ってファンケーシング２２内に流入し、ファン２１によりファンケーシング２２に案内されて排気口４より室内に吹き出される。
【００２８】
本実施形態では、吸気口９が形成された本体１前面側上部に超音波送受信素子１８を正面に向けて配置し、その素子１８から超音波を発生させて埃を肥大化させる。すなわち、従来技術でも述べたように、超音波を発生させると、空気を周期的に押したり引いたりし、空気の圧縮部（密部）と希薄部（疎部）とが交互に周囲に拡がっていく。空気中の粒子は密部に集められ、粒子同士の衝突回数が増えるため、互いに衝突し付着して塊となり、埃の粒子径を大きくすることができる。フィルタ１７は埃の粒子径が大きいほど採れ易くなるのは明らかである。
【００２９】
また、送受信兼用の超音波送受信素子１８を用いて、自動運転モード時には人感センサとして機能させるので、本体１前側で人が動くと、それを感知することができる。人が動くと埃が舞うので、空気清浄機本体１のファンモータ２３を運転する必要がある。そこで、人がいない場合や動かない場合はファンモータ２３の運転を停止し、人が動くとファンモータ２３を運転すると共に超音波送受信素子１８を前述したように制御して超音波集塵機能を効果的に働かせることにより、効率的な空気清浄化運転が可能になる。なお、手動運転モード時には、超音波送受信素子１８は上述した超音波集塵機能のみに制御される。
【００３０】
以上のように、本実施形態によれば、超音波送受信素子１８は本体前面（正面）側に超音波を照射するので、前面から吸い込む埃はその部分で肥大化する。また、その素子１８が人感センサの機能を持つことにより一つで共用化できる。これにより、一つの超音波送受信素子１８で埃の肥大化と人感センサの機能を持つこととなるので、かなりの低コストで人感センサと超音波集塵機能を実現できる空気清浄機が得られる。
【００３１】
図３，図４は本願発明の他の実施形態に係る空気清浄機の全体構成及び作用を示す縦断面図、図５，図６はその要部の構成及び作用を示す図。図７はその制御系の要部を示すブロック図であり、前記実施形態と同一又は相当部分には同一符号を用いている。
【００３２】
本実施形態においても、仕切板１２の上部に、フィルタ１７よりも上部の前側に位置して、超音波を送受信可能な超音波送受信素子１８が配置されているが、この超音波送受信素子１８は、図５，図６に示すように、超音波送受信素子１８を搭載した基板１８ａが超音波送受信素子１８の向きを上下方向に所定角度（正面と真下の９０度）回動するステッピングモータ１９の駆動軸１９ａに取り付けられている。
【００３３】
そして、図示しない制御基板上に搭載されたマイクロコンピュータ等から成る制御部２０は、超音波送受信素子１８を人感センサとして用いる時は図３，図５に示すように正面に向け、超音波集塵機能を用いる時は図４，図６に示すように正面カバー６に形成された吸気口９とフィルタ１７間の空間に向けるように制御される。また、前記実施形態同様、制御部２０は、超音波送受信素子１８を人感センサとして用いる時と超音波集塵機能を用いる時とで、超音波をそれぞれ所定の出力形態に制御するようになっている。また、超音波送受信素子１８を正面に向けたときに対応して、正面カバー６と仕切板１２にそれぞれ透過窓６ａ，１２ａが形成されると共に、正面カバー６とフィルタ１７間の下方に向けたときに対応して、仕切板１２にもう一つの透過窓１２ｂが形成されている。
【００３４】
以上の構成において、通常は、超音波送受信素子１８は図３，図５に示すように正面を向いており、本体１前側で人が動くと感知する。人が動くと埃が舞うので空気清浄機本体１のファンモータ２３を運転させる。そして、本体１に取り込んだ埃がフィルタ１７前面を通る時に超音波を照射させるように、図４，図６の如く超音波送受信素子１８を回動させる。超音波は音圧が強いほど埃が肥大化するので、吸気口９近傍のフィルタ１７前面側を照射させるのが効率的である。なお、超音波送受信素子１８を図４，図６の状態にして超音波集塵を所定時間行うと、正面に向けられて人感センサとして用いられ、人が感知されないと、その状態で空気清浄機本体１のファンモータ２３の運転が停止されるが、人が感知されると再び図４，図６の状態にして超音波集塵が所定時間行われ、これが繰り返される。
【００３５】
これにより、前記実施形態同様、一つの超音波送受信素子１８で埃の肥大化と人感センサの機能を持つこととなるので、低コストで人感センサと超音波集塵機能を実現できると共に、超音波集塵機能を効率良く実施できる。
【００３６】
図８は、本願発明の更に他の実施形態に係る空気清浄機の全体構成及び作用を示す縦断面図であり、前記実施形態と同一又は相当部分には同一符号を用いている。なお、制御系の要部を示すブロック図は前述した図２と同じである。
【００３７】
本実施形態においても、仕切板１２の上部に、フィルタ１７よりも上部に位置して、超音波を送受信可能な超音波送受信素子１８が配置されているが、この超音波送受信素子１８は水平方向より下向き，具体的には吸気口９側に約４５度傾けて配置されている。また、本実施形態では、上記のように配置された超音波送受信素子１８から発せられる超音波の矢印で示す方向に対応して、正面カバー６と仕切板１２にそれぞれ透過窓６ｂ，１２ｃが形成されている。前述したように、超音波送受信素子１８は上下左右にそれぞれ約６０度の範囲で超音波を送受信可能となっているので、上記のように配置することにより、人感センサと前述したフィルタ１７前面での埃の肥大化を超音波送受信素子１８を動かすことなく実施できる。
【００３８】
これにより、前記実施形態同様、一つの超音波送受信素子１８で埃の肥大化と人感センサの機能を持つこととなるので、低コストで人感センサと超音波集塵機能を実現できると共に、超音波集塵機能を効率良く且つ安価に実施できる。
【００３９】
なお、前述した構成において、前記図５，図６に示したと同様な回動手段を用いて超音波送受信素子１８を左右に回動するように構成することも可能であり、このようにすれば、人の感知スピードが向上すると共に、埃の肥大化の広範囲化が可能となり、人感センサと埃の肥大化をより効率的に実施できる。
【００４０】
なお、上述してきた実施形態では、フィルタ集塵の空気清浄機に本願発明を適用した場合について説明したが、埃の肥大化はサイクロン集塵にも有効であるので、サイクロン式やサイクロンとフィルタを併用した空気清浄機に適用することも可能で、同様な作用効果が期待できる。
【００４１】
また、上述してきた実施形態では、人感センサとして超音波を用いる場合に超音波の送受信間の間隔の変化により人を感知するようにしたが、超音波のドップラー効果により人の動きを感知するようにしても良い。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本願発明によれば、人の動き等を感知する人感センサを用いた自動運転モードを有して吸気口から吸い込んだ空気を清浄化する空気清浄機において、人感センサとして超音波を送受信する超音波送受信手段を設けると共に、これを用いて人を感知した時は超音波を空気中に照射することにより得られる超音波集塵機能を利用して空気中の埃を肥大化させて集塵する制御手段を備えたことにより、低コストで人感センサと超音波集塵機能を実現できる空気清浄機が得られる。
【００４３】
また、前記制御手段は、前記超音波送受信手段を人感センサとして用いる時と超音波集塵機能を用いる時とで、超音波をそれぞれ所定の出力形態に制御することにより、人感センサとしての機能と共に、超音波集塵機能を効果的に働かせることにより、効率的な空気清浄化運転が可能になる。
【００４４】
そして、前記吸気口が形成された本体前面側に前記超音波送受信手段を正面に向けて配置することにより、かなりの低コストで人感センサと超音波集塵機能を実現できる。
【００４５】
または、前記吸気口が形成された本体前面側に前記超音波送受信手段を配置すると共に、その向きを上下方向に回動する回動手段を備え、前記制御手段は前記超音波送受信手段を人感センサとして用いる時は正面に向け、超音波集塵機能を用いる時は前記吸気口近傍に向けることにより、低コストで人感センサと超音波集塵機能を実現できると共に、超音波集塵機能を効率良く実施できる。
【００４６】
あるいは、前記吸気口が形成された本体前面側に前記超音波送受信手段を水平方向より前記吸気口側に傾けて配置することにより、低コストで人感センサと超音波集塵機能を実現できると共に、超音波集塵機能を効率良く且つ安価に実施できる。
【００４７】
さらに、前記超音波送受信手段の向きを左右方向に回動する回動手段を備えることにより、人の感知スピードが向上すると共に、埃の肥大化の広範囲化が可能となり、人感センサと埃の肥大化をより効率的に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係る空気清浄機の全体構成を示す縦断面図。
【図２】上記実施形態の制御系の要部を示すブロック図。
【図３】本願発明の他の実施形態に係る空気清浄機の全体構成及び作用を示す縦断面図。
【図４】同じく、全体構成及び作用を示す縦断面図。
【図５】上記図３の要部を示す図で、（ａ）は手前側にあるステッピングモータを２点鎖線で示した側面図、（ｂ）は正面図。
【図６】上記図４の要部を示す図で、（ａ）は手前側にあるステッピングモータを２点鎖線で示した側面図、（ｂ）は正面図。
【図７】上記実施形態の制御系の要部を示すブロック図。
【図８】本願発明の更に他の実施形態に係る空気清浄機の全体構成及び作用を示す縦断面図。
【符号の説明】
１  空気清浄機本体
２  本体ケース
３  操作表示部
４  排気口
５  上面カバー
６  正面カバー
６ａ，６ｂ  透過窓
７  背面カバー
９  吸気口
１２  仕切板
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  透過窓
１５  通風孔
１６  フィルタ収納部
１７  フィルタ
１８  超音波送受信素子
１９  ステッピングモータ
２０  制御部
２１  ファン
２２  ファンケーシング
２３  ファンモータ
【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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