(57)【要約】【課題】空気清浄機が設置された空間の空気を動かすことで空気清浄化効率を向上することが可能な空気清浄機を得る。【解決手段】空気通路と空気通路を通った空気が排出される吹出口とを有する本体１と、空気通路に気流を生成する送風部７と、本体１の周囲の空間の広がりを検知する空間検知部５と、吹出口から排出される空気の排出方向を空間検知部が検知した空間の広がりに基づいて定められる方向にする風向変化部４と、を備える。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気通路と前記空気通路を通った空気が排出される吹出口とを有する本体と、
前記空気通路に気流を生成する送風部と、
前記本体の周囲の空間の広がりを検知する空間検知部と、
前記吹出口から排出される空気の排出方向を前記空間検知部が検知した前記空間の広がりに基づいて定められる方向にする風向変化部と、
を備えることを特徴とする空気清浄機。
【請求項２】
前記空間検知部は、互いに接して前記本体の周囲の前記空間を形成する第１の壁面と第２の壁面の双方と交差する基準平面上において、それぞれの壁面について少なくとも２個の測定点までの距離を測定して前記第１の壁面と前記第２の壁面を特定し、前記本体の位置を基準として前記第１の壁面と第２の壁面の方向の前記空間の広がりを検知することを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。
【請求項３】
前記空間検知部は、複数の前記基準面を用いて、互いに接する３個の壁面で形成される前記本体の周囲の空間について前記本体の位置を基準として当該３個の壁面の方向の前記空間の広がりを検知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気清浄機。
【請求項４】
前記風向変化部は可動式のフラップであり、
前記空間検知部は、前記フラップの動きに連動して測定方向を変更して異なる複数の測定点の距離を測定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気清浄機。
【請求項５】
前記送風部は、前記空間検知部で検知された空間の広がりに基づく送風強度で気流を生生することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の空気清浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内部に取り込んだ空気中の浮遊物質を捕集して、清浄化した空気を排出する空気清浄機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、装置内の通風路にファン等で気流を作ることで装置内部に空気を取り込み、取り込んだ空気中のほこりや花粉、たばこの煙などの浮遊物質をフィルタなどで集塵して、清浄化した空気を装置外部に排出する空気清浄機が広く用いられている。
このような空気清浄機の一例として、荷電部がマイナス放電を行って装置内に取り込んだ空気中の浮遊物質をマイナスに帯電させ、帯電させた浮遊物質を含む空気を集塵部に通風し、集塵部ではプラス放電を行ってマイナスに帯電した浮遊粒子を捕集するとともに、帯電した空気中の浮遊物質による装置空気清浄機周辺の壁面の汚れを防止するため、装置周辺の壁面との距離を測定して、距離測定結果に応じて送風手段の風量と荷電部の通電を制御する空気清浄機が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３６５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような周囲の空気を装置内部に取り込む空気清浄機では、当該装置で空気の清浄化をする空間内（室内など）の空気を動かすことで、当該空間内の浮遊物質を含む空気が装置内部に取り込まれやすくなり、空気清浄化の効率が向上する。しかしながら、上述の従来の空気清浄機は、装置周辺の壁面の汚れを防止するために、壁面との距離を測定して距離が近くになるにつれて送風手段の風量を低減するので、壁面との距離が近い場合に、空間内の空気を必ずしも効果的に動かすことができず、空気清浄化の効率を向上することはできないという問題があった。
【０００５】
この発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、空気清浄化効率を向上することが可能な空気清浄機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る空気清浄機は、空気通路と空気通路を通った空気が排出される吹出口とを有する本体と、空気通路に気流を生成する送風部と、本体の周囲の空間の広がりを検知する空間検知部と、吹出口から排出される空気の排出方向を空間検知部が検知した空間の広がりに基づいて定められる方向にする風向変化部と、を備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明にかかる空気清浄機によれば、空間検知部によって当該空気清浄機が設置された空間の広がり検知し、風向変更部が吹出口から排出される空気の排出方向を空間検知部が検知した空間の広がりに基づいて定められる方向にすることで、当該空気清浄機が設置された空間内の空気を効果的に動かすことができ、空気清浄機が空気を清浄化する効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る空気清浄機の外観図である。
【図２】実施の形態１に係る空気清浄機の簡略化した内部構造を示す模式図である。
【図３】室内における空気清浄機の配置の例を示す俯瞰図である。
【図４】実施の形態１の空気清浄機の距離測定手段５の動作を説明する模式図である。
【図５】実施の形態１の空気清浄機の距離測定手段５の動作を説明する模式図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る空気清浄機の外観図である。
【図７】実施の形態２の空気清浄機の距離測定手段５の動作を説明する模式図である。
【図８】実施の形態２の空気清浄機の距離測定手段５の動作を説明する模式図である。
【図９】この発明に係る空気清浄機が水平方向および鉛直方向の空間の広がりを検知する動作例を示す模式図である。
【図１０】この発明に係る空気清浄機の変形例の構成を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で参照する図面においては、同一もしくは相当する部分には同一の符号を付している。
実施の形態１．
【００１０】
図１はこの発明の実施形態１に係わる空気清浄機の外観図である。図１において空気清浄機の本体１は箱型状に形成され、空気を本体１内部に吸入する吸込口２と、清浄化した空気を排出する吹出口３を有する。以降では吸込口２、吹出口３のある面を空気清浄機の正面とする。なお、この発明は吸込口２、吹出口３が同じ面にある場合に限定されるものではない。吹出口３には排出する空気の向き（風向）を変化させる風向変化部であるフラップ４が備えられており、フラップ４には空間検知部５が取り付けられている。
【００１１】
空間検知部５は空気清浄機の設置位置を基準とした当該空気清浄機の周囲の空間の広がりを検知する。ここで、空間の広がりとは本体１から見た本体１の周囲の壁面までの空間の広さの変化であり（すなわち、狭い所と広い所を検知する）、この実施の形態の空気清浄機が備える空間検知部５は周囲壁面の最遠部を検知できるものとする。なお、上述の壁面は天井、床を含んでもよい。この実施の形態では空間検知部５は壁面までの距離を測定し、測定した距離に基づいて空間の広がりを検知する。空間検知部５が行う距離測定は、音波を用いたり、赤外線やレーザ光などの電磁波を用いたりするなど、既存の種々の技術を用いて実現することが可能である。以降では、空間検知部を距離測定手段とも称す。
【００１２】
図１において、矢印はフラップ４の可動方向を示すために便宜上図に示したものである。フラップ４は駆動部（図示せず）によってフラップ４に設けられた回転軸を中心に横方向（水平方向）に回転して向きを変える。そして、これにともなって空気清浄機から排出される空気の向きが変化する。また、フラップ４の動きに連動してフラップ４に取り付けられた距離測定手段５は距離測定軸の向き（距離測定手段５の距離測定方向）を変更する。駆動部は、例えばモータを使用して構成するなどすればよい。
【００１３】
次に実施の形態１の空気清浄機の動作を説明する。図２は実施形態１の空気清浄機の内部構造を簡略化して示す模式図である。吸込口２と吹出口３は空気通路６で連結され、空気通路６内には、空気通路６内に気流を生成する送風部である送風ファン７と、空気通路６内を流れる空気中の浮遊物質を捕集するフィルタ８が備えられている。送風ファン７によって生成された気流により、吸込口２から空気清浄機内部に外部の空気が吸入され、吸入された空気は空気通路６内を流れ、フィルタ８を通過することで浮遊物質が除去される。そして浮遊物質が除去されて清浄化された空気は吹出口３から外部に排出される。このとき空気の排出方向はフラップ４の向きに応じて決定される。上述の動作は装置外部の空気を吸入して清浄化後に排出する形式の空気清浄機の一般的な動作であり、例えば浮遊物質を帯電させるなどの処理が追加されてもよい。
【００１４】
次に、この実施の形態の空気清浄機が備える距離測定手段５の動作を説明する。ここでは空気清浄機が室内の図３の俯瞰図に示す位置（本体１を示す）に設置されている場合を例に説明する。なお、空気清浄機の吸込口２および吹出口３は第１および第２の壁面の方向を向いているものとする。図４、図５は空気清浄機の距離測定手段５の動作を説明するための模式図である。図４、図５では距離測定手段５の位置を原点（０，０）とし、空気清浄機の正面方向をＹ軸、Ｙ軸と直交して原点（０，０）を通る本体１の左右方向をＸ軸としている。
【００１５】
まず、図４に示すように距離測定手段５の距離測定軸をＹ軸（すなわち空気清浄機の正面）の方向から右回りにＸ軸の方向に動かして距離の測定を行う。なお、距離測定軸は水平に動かすものとする。Ｙ軸に対して角度αだけ開いたときの測定点１までの距離がＬ１であったとすると、測定点１のＸＹ平面における座標（位置）は、（Ｌ１＊ｓｉｎα，Ｌ１＊ｃｏｓα）で表すことができる。同様に、Ｙ軸に対して角度βだけ開いたときの測定点２までの距離がＬ２であったとすると測定点２の座標は、（Ｌ２＊ｓｉｎβ，Ｌ２＊ｃｏｓβ）で表すことができる。このようにして少なくとも２点の測定点の座標を求めることができると、この２点を通る直線の方程式は以下の式（１）で表すことができ、第１の壁面を式（１）によって特定することができる。
【００１６】
【数１】
2016059859.tif 000003
【００１７】
この式（１）が表す直線は空気清浄機の正面の右手方向に存在する第１の壁面と距離計測手段５が存在する水平面との交線を表しており、式（１）を得ることで空気清浄機から第１の壁面までの空間の水平方向の広がりを把握することができる。
【００１８】
次に、図５に示すように、距離測定手段５の距離測定軸をＹ軸の方向から左回りにＸ軸の方向に動かして同様に距離の測定を行う。Ｙ軸に対して角度γだけ開いたときの測定点３までの距離がＬ３であったとすると測定点３の座標は、（Ｌ３＊ｓｉｎγ，Ｌ３＊ｃｏｓγ）で表すことができる。また、Ｙ軸に対して角度δだけ開いたときの測定点４までの距離がＬ４であったとすると測定点４の座標は、（Ｌ４＊ｓｉｎδ，Ｌ４＊ｃｏｓδ）で表すことができる。そして、この２点を通る直線の方程式は以下の式（２）で表すことができる。
【００１９】
【数２】
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【００２０】
この式（２）が表す直線は空気清浄機の正面の左手方向に存在する第２の壁面と距離測定手段５が存在する水平面との交線を表しており、式（２）を得ることで空気清浄機から第２の壁面までの空間の水平方向の広がりを把握することができる。なお、ここで示した測定の順序は一例であり、正面に対して右側と左側のいずれを先に測定してもよい。
【００２１】
次に、距離測定手段５は式（１）と式（２）で表される直線の交点を求めることで第１の壁面および第２の壁面で形成される空気清浄機の正面方向の空間の広がりを検知する。
このように、空気清浄機から空気が排出される方向にある２つの壁面に対し、距離測定手段５の距離測定軸の向きを同一平面（基準平面）上で動かして、それぞれの壁面の少なくとも２個の測定点までの距離を測定し、その距離に応じて特定されるそれぞれの測定点の位置を求めることにより、２つの壁面によって形成される空気清浄機の正面方向の空間の広がりを測定点の位置に基づく簡単な処理で検知することができる。
【００２２】
これに対し、例えば超音波センサ等を用いて直接距離を測定する場合、照射する超音波の壁面に対する入射角が大きくなるほど反射波強度が下がり距離測定感度が低下する性質のため、実際に測定点として有効に測定できるのは壁面に対する入射角の浅い領域に限られる。また測定点までの距離が遠ざかることによる超音波の距離減衰も距離測定を難しくする。従って、図３に示した第１の壁面と第２の壁面の交差する付近を測定点として距離を測定することは困難である。
【００２３】
次に、距離測定手段５は検知した空気清浄機の正面方向の空間の広がりに基づいて、例えば室内における空気清浄機からの距離が最も遠い地点の方向に清浄化した空気を排出するようにフラップ４の向きを変更する。また、排出した空気による気流が最も遠い地点に到達するように送風ファン７の送風強度を制御する。このようにすることで、室内における空気清浄機から遠い地点に空気の動きが生じるようにすることができる。
【００２４】
上述のようにこの実施の形態の空気清浄機は、空気清浄機の正面方向の広がりを検知する距離測定手段（空間検知部）５と、検知された空間の広がりに基づいて空気清浄機から排出される空気の排出方向を変化させるフラップ４と、排出される空気の送風強度を変化させる送風ファン７を備えるようにした。
これにより、空気清浄機が設置された室内における空気清浄機から遠い地点の空気を効果的に動かすことが可能となり、効率的な空気清浄をすることができる。
【００２５】
また、この実施の形態の空気清浄機の距離測定手段（空間検知部）５は、正面右手方向にある壁面と正面左手方向にある壁面にある壁面に対し、同一平面上で距離測定手段（空間検知部）５の距離測定軸の向きを変化して、それぞれの壁面上の少なくとも２個の測定点までの距離を測定し、その距離に応じて特定されるそれぞれの測定点の位置に基づいて正面方向の２つの壁面で形成される空間の広がりを検知するので、簡単な処理で空間の広がりを検知することができる。
【００２６】
また、この実施の形態では距離測定手段をフラップ４に備えるようにしたことにより、距離測定手段５の距離測定方向を変えるための機構を新たに設ける必要がなくなるという効果が得られる。
また、この実施の形態ではフラップ４が排出される空気の方向を変化させる例を示したが、例えば本体が回転して吹出口の向く方向を変えるなどその他の方法で空気が排出される方向を変化させるようにしてもよい。
【００２７】
また、上述の説明では正面右手方向と正面左手方向の２つの壁面で形成される空間の広がりを検知する例を示したが、例えば１つの壁面にほぼ正対して空気清浄機が設置されている場合などのように、正面方向、右手方向、左手方向の３つ壁面について同様の測定を行って３つの壁面で形成される空間の広がりを検知するようにしてもよい。
また、上述の説明のように空気清浄機における一つの方向の空間のみでなく、例えば全周囲方向について周囲の空間を検知するなど、複数の方向の空間を検知するようにしてもよい。
【００２８】
実施の形態２．
実施の形態１では、この発明に係る空気清浄機が水平方向の空間の広がりを検知する例を説明したが、同様の処理をすることで鉛直方向の空間の広がりを検知することも可能である。この実施の形態では、鉛直方向の空間の広がりを検知する変形例について説明する。図６はこの発明の実施の形態２に係わる空気清浄機の外観図である。実施の形態１と異なるのは、フラップ９が鉛直方向に排出する空気の向きを変化させるように吹出口３に備えられている点であり、その他は実施の形態１と同様である。
【００２９】
図７及び図８はこの実施の形態における距離測定手段５の動作を説明する模式図であり、距離測定手段５が存在する位置を通り、空気清浄機の左右方向（Ｘ軸）と直交する鉛直方向の平面（鉛直面）を空気清浄機の側面方向（Ｘ軸方向）から透視した図である。原点（０，０）は距離測定手段５の位置を示しており、空気清浄機の正面方向をＹ軸、Ｙ軸に直交し原点（０，０）を通る鉛直方向をＺ軸としている。尚、ここでは説明を簡略化にするため空気清浄機の正面がＹ軸方向の壁面（第３の壁面）に対してほぼ正対するように配置されている場合を前提とする。
【００３０】
まず、図７に示すように距離測定手段５の距離測定軸をＹ軸方向に向け、Ｚ軸と平行に上下方向に動かして距離の測定を行う。Ｙ軸に対してＺ軸の下方向に角度ε開いたときの測定点５までの距離がＬ５であったとすると測定点５の座標は、（Ｌ５＊ｃｏｓε，Ｌ５＊ｓｉｎε）で表すことができる。また、Ｙ軸に対してＺ軸の上方向に角度ζ開いたときの測定点６までの距離がＬ６であったとすると測定点６の座標は、（Ｌ６＊ｃｏｓζ，Ｌ６＊ｓｉｎζ）で表すことができる。これら少なくとも２個の測定点の座標が求まると、この２点を通る直線の方程式は以下の式（３）で表すことができる。
【００３１】
【数３】
2016059859.tif 000005
【００３２】
この式（３）が表す直線は第３の壁面と距離測定手段５が存在する前述の鉛直面の交線を表しており、空気清浄機（距離測定手段５）から見た第３の壁面の上下方向の広がりを把握することができる。
【００３３】
次に図８に示すように、距離測定手段５の距離測定軸をＺ軸からＹ軸方向とＹ軸方向と反対の方向に動かして、天井（第４の壁面）との距離の測定を行う。距離測定手段５の距離測定軸がＺ軸に対してＹ軸方向に角度η開いたときの測定点７までの距離がＬ７であったとすると測定点７の座標は、（Ｌ７＊ｓｉｎη，Ｌ７＊ｃｏｓη）で表すことができる。また、距離測定手段５の距離測定軸がＺ軸に対して測定点７と反対方向に角度θ開いたときの測定点８までの距離がＬ８であったとすると測定点８の座標は、（Ｌ８＊ｓｉｎθ，Ｌ８＊ｃｏｓθ）で表すことができる。これら少なくとも２個の測定点の座標が求まると、この２点を通る直線の方程式は以下の式（４）で表すことができる。
【００３４】
【数４】
2016059859.tif 000006
【００３５】
この式（４）が表す直線は天井と距離測定手段５が存在する前述の鉛直面との交線を表しており、空気清浄機（距離測定手段５）から見た天井の正面方向の広がりを把握することができる。
【００３６】
次に、式（３）と式（４）から直線３と直線４の交点を計算により求めることで、空気清浄機が設置された空間の正面側上方向の広がりを把握することができる。そして、距離測定手段５は求めた空気清浄機の正面側上方向の空間の広がりに基づいて、例えば空気清浄機の正面上方向で空気清浄機からの距離が最も遠い地点の方向である正面の壁面と天井の交線の方向に清浄化した空気を排出するようにフラップ９の向きを変更する。また、排出した空気による気流が最も遠い地点に到達するように送風ファン７の送風強度を制御する。このようにすることで、室内における空気清浄機から遠い地点に空気の動きが生じるようにすることができる。
【００３７】
上述のように、この実施の形態の空気清浄機によれば、距離測定手段（空間検知部）５が距離測定軸を鉛直方向の同一平面上で変化させるように構成したので、正面方向の壁面の少なくとも２個の測定点までの距離と、正面方向の壁面と接する上方向の壁面（天井）の少なくとも２個の測定点までの距離を測定し、これらの測定点の位置に基づいて実施の形態１と同様の処理により空気清浄機の正面方向の上下の空間の広がりを検知することができる、そして、検知した上下の空間の広がりに基づいて空気清浄機から排出される空気の排出方向と、排出される空気の送風強度を変化させて、空気清浄機が設置された室内の空気を効果的に動かすことで、効率的な空気清浄をすることができる。
【００３８】
上述の実施の形態１と実施の形態２はそれぞれ水平方向、鉛直方向の空間の広がりを検知する例を説明したが、これらを組み合わせることも可能である。図９は空気清浄機の本体１に搭載された距離測定手段５により、距離測定手段５の存在する水平面１１において直線１及び直線２を求め、同様に距離測定手段５の存在する鉛直面１２において直線３及び直線４を求める状況を示している。この図で示す直方体の空間の中で、本体１に搭載された距離測定手段５の位置する座標を原点（０，０，０）とすると、最も遠い点は対角に位置し、座標（Ｘｆ，Ｙｆ，Ｚｆ）は式（１）と式（２）からＸｆとＹｆを求めることができ、式（３）と式（４）からＺｆを求めることができる。
【００３９】
また、上述の実施の形態１と実施の形態２では、フラップ４またはフラップ９に距離測定手段５が取り付けられ、フラップ４またはフラップ９の動きに連動して距離測定手段５の距離測定軸の方向が変化する例を示したが、図１０に示すように距離測定手段５が独立して動く機構をもって構成されても良い。また、距離測定手段５自体を動かす機構を設けるのではなく、空気清浄機の本体１が動くことで距離測定手段５の測定方向軸が変化するように構成することも可能である。
また、上述の実施の形態１と実施の形態２では壁面を平面として説明したが、１つの壁面について３点以上を測定することで曲面の壁面であってもその壁面の形状に即した空間の広がりを検知することが可能である。
また、上述の実施の形態１と実施の形態２の説明では壁面としたが、実際には例えば棚などの壁面に相当するものであってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  本体、２  吸込口、３  吹出口、４，９  フラップ（風向変更部）、５  距離測定手段（空間検知部）、６  空気通路、７  送風ファン（気流生成部）、８  フィルタ。
【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】
2016059859.tif 000014
【図９】
2016059859.tif 000015
【図１０】
2016059859.tif 000016