(57)【要約】      （修正有）【課題】汚れ検出部における微粒子の検出精度を高めることができる空気清浄機を提供する。【解決手段】汚れ検出部１１としてのほこりセンサ８は、送風部としてのファンモータ５の駆動に伴って生じる空気の流路上に配置される。制御部２１は、ファンモータ５の回転数（出力）を変更させることでほこりセンサ８の検出領域における風速を変更する。これにより、汚れ検出部１１における微粒子の検出範囲を広げ、すなわち検出精度を高めることができる。【選択図】図４
2017116147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込み口及び吹出し口を備えた本体ケースと、前記吸込み口から流入した空気を前記吹出し口から吹き出させるための送風部と、前記吸込み口から流入した空気を清浄する空気清浄部と、検出領域内を通る検出対象の粒子径に応じた出力信号を出力する汚れ検出部と、前記汚れ検出部で出力される出力信号に基づいて検出領域内の検出対象の粒子径を判定し、その判定結果に基づいて前記送風部を制御する制御部と、を有する空気清浄機であって、
前記汚れ検出部は、前記送風部の駆動に伴って生じる空気の流路上に配置され、
前記制御部は、前記送風部の出力を変更させることで前記汚れ検出部の検出領域における風速を変更することを特徴とする空気清浄機。
【請求項２】
前記汚れ検出部は、前記空気清浄部を通過する空気の流路上とは別の流路に設けられ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】
前記空気清浄部よりも上流側において前記本体ケースに対して移動可能に設けられるフロントパネルを備え、
前記フロントパネルを移動させることで前記吸込み口からの空気の流入量を調整する調整部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気清浄機。
【請求項４】
前記汚れ検出部への流路内の風量を調整する風量調整部が汚れ検出部の流路上に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気清浄機。
【請求項５】
前記制御部は、予め複数設定された前記閾値と、前記汚れ検出部で出力される出力信号に基づいて検出領域内の検出対象の粒子径を判定し、その判定結果に基づいて前記送風部を制御することを特徴とする請求項１〜４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】
本発明は、空気清浄機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、本体ケース内にフィルタなどの空気清浄部と、ファンモータなどの送風部とを有し、送風部を駆動させることで吸込み口から吸い込んだ空気の塵埃などを空気清浄部で除去（捕集）する空気清浄機が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１及び２の空気清浄機では、空気中に含まれる塵埃などの微粒子を検出する汚れ検出部（特許文献２ではダスト検出器）を備え、汚れ検出部の検出結果に基づいて送風部の駆動を制御するようになっている。
【０００４】
このような空気清浄機の汚れ検出部では、光を発する発光素子と、光を受光する受光素子と、加熱部とを有する。汚れ検出部は、加熱部によって生じる上昇気流によって塵埃などの微粒子を発光素子及び受光素子の検出領域内に運び、検出領域内に発光素子の光を照射し、検出領域内に存在する微粒子からの反射光を受光素子にて受光することで微粒子の有無を検出することが可能となっている。そして、受光した信号をマイコン等の制御部によって扱い易いように信号を増幅するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−６４１７３号公報
【特許文献２】特開２００２−８９９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のような空気清浄機の汚れ検出部では、熱源を温めることで生じる上昇気流によって検出エリア内に塵埃などの微粒子を運び、検出エリア内に運ばれた微粒子を検出するようになっている。
【０００７】
しかしながら、熱源を温めるだけでは花粉等の比較的大きな微粒子を検出エリア内に運ぶことができず、検出精度を高く維持することが難しい。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、汚れ検出部における微粒子の検出精度を高めることができる空気清浄機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、空気清浄機は、吸込み口及び吹出し口を備えた本体ケースと、前記吸込み口から流入した空気を前記吹出し口から吹き出させるための送風部と、前記吸込み口から流入した空気を清浄する空気清浄部と、検出領域内を通る検出対象の粒子径に応じた出力信号を出力する汚れ検出部と、前記汚れ検出部で出力される出力信号に基づいて検出領域内の検出対象の粒子径を判定し、その判定結果に基づいて前記送風部を制御する制御部と、を有する空気清浄機であって、前記汚れ検出部は、前記送風部の駆動に伴って生じる空気の流路上に配置され、前記制御部は、前記送風部の出力を変更させることで前記汚れ検出部の検出領域における風速を変更する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の空気清浄機によれば、汚れ検出部における微粒子の検出精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態における空気清浄機の斜視図である。
【図２】同上における空気清浄機の断面図である。
【図３】同上における空気清浄機のほこりセンサの概略構成図である。
【図４】同上における空気清浄機の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】同上における空気清浄機のほこりセンサの配置態様について説明するための概略構成図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は同上における空気清浄機の動作態様について説明するための空気清浄機の断面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は同上における空気清浄機のほこりセンサの信号強度と粒子径について説明するためのグラフである。
【図８】別例における空気清浄機のほこりセンサの配置態様について説明するための概略構成図である。
【図９】別例における空気清浄機のほこりセンサの配置態様について説明するための概略構成図である。
【図１０】別例における空気清浄機のほこりセンサの配置態様について説明するための概略構成図である。
【図１１】別例における空気清浄機のほこりセンサの配置態様について説明するための概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、空気清浄機の一実施形態を図面に従って説明する。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態の空気清浄機は、略箱状の本体ケース１を有し、本体ケース１の前面側には吸込み口２が設けられる。また、本体ケース１の上面（天面）側には吹出し口３が設けられる。
【００１４】
図１及び図２に示すように、吸込み口２には空気清浄部としてのフィルタ４が着脱可能に設けられる。フィルタ４は、２種類のフィルタ４ａ，４ｂを有する。フィルタ４ａは、例えば塵埃や所謂ＰＭ２．５などを捕集する集塵フィルタとして作用し、フィルタ４ｂは臭いを除去する脱臭フィルタとして作用する。本体ケース１内には吸込み口２から流入した空気を吹出し口３から吹き出させるための送風部としてのファンモータ５が収容される。
【００１５】
また、フィルタ４の前面側にはフィルタ４を覆うようにフロントパネル６が設けられる。
【００１６】
フロントパネル６は、パネル用アクチュエータ６ａ（図４参照）によって全体を前後方向に移動させたり、下端部のみを前後方向に移動させたりすることが可能となっている。
【００１７】
また、吹出し口３にはルーバー７が傾動可能に設けられ、ルーバー用アクチュエータ７ａ（図４参照）によって傾動動作が実施される。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本体ケース１内には汚れ検出部としてのほこりセンサ８が設けられている。
【００１９】
より具体的には、図５に示すようにほこりセンサ８はフィルタ４が設けられる流路Ｒ１とは別の流路（風路）Ｒ２に設けられる。なお、ほこりセンサ８が設けられる流路Ｒ２は下流側においてフィルタ４が設けられる流路Ｒ１とが合流するようになっている。そして、ほこりセンサ８が設けられる流路Ｒ２とフィルタ４が設けられる流路Ｒ１とが合流した合流流路Ｒ３に前記ファンモータ５が収容される。即ち、ほこりセンサ８が設けられる流路Ｒ２がファンモータ５が設けられる合流流路Ｒ３と連通した状態である。
【００２０】
図３及び図４に示すようにほこりセンサ８は、センサハウジング９内に加熱部１０と、検出部１１とを有する。
【００２１】
図３に示すようにセンサハウジング９は、中空であり、直線状の流路形成部１２と、流路形成部１２から逸脱した位置において検出部１１を収容する２つの検出部収容部１３，１４とを有する。
【００２２】
流路形成部１２の基端部（図３において下方）には主に空気の流入が可能な開口部１２ａが形成され、流路形成部１２の先端部（図３において上方）には主に空気の流出が可能な開口部１２ｂが形成されている。
【００２３】
流路形成部１２の内部において基端部寄りには、加熱部１０が図示しない支持部によって支持される。
【００２４】
加熱部１０は、例えば抵抗素子にて構成される。つまり、加熱部１０に対して電力供給することで生じる自身の熱によってセンサハウジング９内に上昇気流を発生させることが可能となる。なお、加熱部１０は一定の発熱を生じるものであれば抵抗素子に限らない。
【００２５】
また、２つの検出部収容部１３，１４は、流路形成部１２を中心に三股形状をなすように形成される。すなわち、一方の検出部収容部１３と他方の検出部収容部１４は、流路形成部１２を中心として反対側に位置するように設けられる。
【００２６】
一方の検出部収容部１３には、検出部１１を構成する発光素子１５が収容され、他方の検出部収容部１４には、検出部１１を構成する受光素子１６が収容される。
【００２７】
図４に示すように、検出部１１は、光を照射する発光素子１５と、光を受光してその光量に応じた電流信号を出力する受光素子１６と、受光素子１６から出力される電気信号から検出した微粒子の量に対応したパルス信号を変換して出力する信号変換部１７とを有する。
【００２８】
発光素子１５は、例えば電源の印加で一方向に光を照射する発光ＬＥＤや半導体レーザーを用いることが可能である。また、受光素子１６は、例えば受光した光量に応じて導通電流が変化するフォトダイオードを用いることが可能である。
【００２９】
発光素子１５の光の照射方向と受光素子１６の受光方向には集光レンズ１５ａ，１６ａを配置して集光することにより、検出領域Ａｒでの光量を高め、より微細な微粒子を検出できるようにしている。なお、集光レンズ１５ａ，１６ａは光量を高めるものであるため、配置しなくとも目的とする検出仕様を満足できれば省略することが可能である。
【００３０】
図４に示すように、信号変換部１７は、増幅回路１８と、比較回路１９と、出力回路２０とを有する。
【００３１】
増幅回路１８は、受光素子１６から出力される信号を、後段にて扱いやすいように増幅して比較回路１９に対して増幅した信号を出力する。
【００３２】
比較回路１９は、増幅回路１８から出力された信号を判定基準値となる閾値ＶＡ及びＶＢとを比較することでパルス状の信号を比較結果として出力回路２０に対して出力する。以下では、閾値ＶＡと比較した比較結果を出力Ａとし、閾値ＶＢと比較した比較結果を出力Ｂとして取り扱う。
【００３３】
出力回路２０は、比較回路１９によって出力されるパルス状の信号を後述する制御部２１において取り扱いし易いように適宜変換し、変換した信号を制御部２１に対して出力する。
【００３４】
図４に示すように、制御部２１は、ファンモータ５と、ほこりセンサ８と、各アクチュエータ６ａ，７ａと電気的に接続され、各部を制御することで空気清浄機を統括的に制御するものである。制御部２１は、各部を制御することで、「ニオイ・煙」動作、「ハウスダスト」動作、「花粉」動作の３つのパターンで空気清浄機を制御する。
【００３５】
図６（ａ）に示すように「ニオイ・煙」動作は、例えばほこりセンサ８において２μｍ未満の微粒子を検出した場合に、フロントパネル６全体を前方に移動させるとともにルーバー７を本体ケース１に対して略９０度となるよう上方に向けた状態でファンモータ５を駆動させる。
【００３６】
図６（ｂ）に示すように「ハウスダスト」動作は、例えばほこりセンサ８において２μｍ以上で１０μｍ未満の微粒子を検出した場合に、フロントパネル６の下方のみを前方に移動させてフロントパネル６を傾動させるとともに、ルーバー７を本体ケース１に対して略４５度となるような状態でファンモータ５を駆動させる。
【００３７】
図６（ｃ）に示すように「花粉」動作は、例えばほこりセンサ８において１０μｍ以上の微粒子を検出した場合に、フロントパネル６の下方のみを前方に移動させてフロントパネル６を傾動させるとともに、ルーバー７を本体ケース１に対して略３０度となるような状態でファンモータ５を駆動させる。
【００３８】
また、本実施形態の空気清浄機では、前述したようにほこりセンサ８が設けられる流路Ｒ２がファンモータ５が設けられる合流流路Ｒ３と連通した状態であるため、ファンモータ５の回転数（出力）を変更することで流路Ｒ２における風速（風量）が変更可能となっている。なお、ファンモータ５駆動時の吹出し口３における最小風量が１．１ｍ３／ｍｉｎであり、最大風量が８．７ｍ３／ｍｉｎであり、この範囲内において変更することで流路Ｒ２における風速（風量）も変更することが可能となっている。
【００３９】
次に、風量の違いによる検出信号の変化について図７（ａ）（ｂ）を用いて説明する。
【００４０】
図７（ａ）（ｂ）にはそれぞれ、粒子径の違いによる受光素子１６の信号強度（受光器信号）と制御部２１に出力されるパルス出力の波形が示されている。図７（ａ）（ｂ）における検出信号Ｓ１はおよそ１μｍであって１μｍ以上の粒子径の微粒子を検出した場合の信号強度を示している。図７（ａ）（ｂ）における検出信号Ｓ２はおよそ２μｍであって２μｍ以上の粒子径の微粒子を検出した場合の信号強度を示している。図７（ａ）（ｂ）における検出信号Ｓ３はおよそ８μｍであって８μｍ以上の粒子径の微粒子を検出した場合の信号強度を示している。図７（ａ）（ｂ）における検出信号Ｓ４は、およそ１０μｍであって１０μｍ以上の粒子径の微粒子を検出した場合の信号強度を示している。
【００４１】
また、図７（ａ）にはファンモータ５の風量が最も小さい状態である風量Ｗ１における受光素子１６の信号強度と、それに伴うパルス出力の波形を示している。そして、図７（ｂ）にはファンモータ５の風量が風量Ｗ１よりも大きい状態である風量Ｗ２における受光素子１６の信号強度と、それに伴うパルス出力の波形を示している。
【００４２】
図からわかるように、微粒子の粒子径が大きいほど、受光素子１６における信号強度が高く、それに伴って信号の出力時間も長くなっている。また図７（ａ）と図７（ｂ）を比較してわかるように、検出対象である微粒子の粒子径が同じであっても風量が異なると検出信号が異なる。より具体的には、微粒子の粒子径が同じであっても風量が小さいと検出信号が大きくなる。
【００４３】
このため、本実施形態では、風量が最も小さい状態である風量Ｗ１の状態において検出対象である微粒子が２μｍ未満か２μｍ以上かを判定するための判定基準を閾値ＶＢとし、同様に１μｍ未満か１μｍ以上かを判定するための判定基準を閾値ＶＡとして設定する。ここで、閾値ＶＢは、風量Ｗ２の状態において１０μｍ未満か１０μｍ以上かを判定するための判定基準であり、閾値ＶＡは、風量Ｗ２の状態において２μｍ未満か２μｍ以上かを判定するための判定基準として設定される。ここで、比較回路１９は、閾値ＶＡを下回った場合に出力Ａとしてオフ信号、閾値ＶＡ以上の場合に出力Ａとしてオン信号を出力する。また、比較回路１９は閾値ＶＢを下回った場合に出力Ｂとしてオフ信号、閾値ＶＢ以上の場合に出力Ｂとしてオン信号を出力する。
【００４４】
つまり、出力Ａ及び出力Ｂの状態と風量とから制御部２１は、微粒子の粒子径を判定することができる。より具体的には次の通りである。
【００４５】
制御部２１は、風量Ｗ１の場合に出力Ａ及び出力Ｂがともにオフの場合、微粒子が存在しないか１μｍ未満の粒子径であると判定する。制御部２１は、風量Ｗ１の場合に出力Ａがオン状態で、出力Ｂがオフ状態である場合、微粒子の粒子径が１μｍ以上２μｍ未満であると判定する。制御部２１は、風量Ｗ１の場合に、出力Ａ及び出力Ｂがともにオンの場合、微粒子の粒子径が２μｍ以上であると判定する。
【００４６】
制御部２１は、風量Ｗ２の場合に出力Ａ及び出力Ｂがともにオフの場合、２μｍ未満であると判定する。制御部２１は、風量Ｗ２の場合に出力Ａがオン状態で、出力Ｂがオフ状態である場合、微粒子の粒子径が２μｍ以上１０μｍ未満であると判定する。制御部２１は、風量Ｗ２の場合に、出力Ａ及び出力Ｂがともにオンの場合、微粒子の粒子径が１０μｍ以上であると判定する。
【００４７】
上記のように構成された空気清浄機の作用（一動作例）を説明する。
【００４８】
本実施形態の空気清浄機では、使用者によって操作部が操作されることでその操作に基づいて制御部２１はファンモータ５の駆動を制御する。
【００４９】
また制御部２１は、ほこりセンサ８で検出された微粒子の粒子径の違いによって「ニオイ・煙」動作、「ハウスダスト」動作、「花粉」動作のいずれかの動作で空気清浄機を動作させるようになっている。より具体的には次の通りである。
【００５０】
制御部２１は、風量Ｗ１において出力Ａ及び出力Ｂがともにオフの場合、又は、風量Ｗ１において出力Ａがオン状態で出力Ｂがオフ状態である場合、又は、風量Ｗ２において出力Ａ及び出力Ｂがともにオフの場合に、粒子径が２μｍ未満であるとして「ニオイ・煙」動作を実施する。
【００５１】
制御部２１は、風量Ｗ１において出力Ａ及び出力Ｂがともにオンの場合、又は、風量Ｗ２において出力Ａがオン状態で出力Ｂがオフ状態である場合に、粒子径が２μｍ以上１０μｍ未満であるとして「ハウスダスト」動作を実施する。
【００５２】
制御部２１は、風量Ｗ２において出力Ａ及び出力Ｂがともにオンの場合に、粒子径が１０μｍ以上であるとして「花粉」動作を実施する。
【００５３】
次に、本実施形態の効果を記載する。
【００５４】
（１）汚れ検出部としてのほこりセンサ８は、送風部としてのファンモータ５の駆動に伴って生じる空気の流路Ｒ２上に配置される。制御部２１は、ファンモータ５の回転数（出力）を変更させることでほこりセンサ８の検出領域Ａｒにおける風速を変更する。このようにほこりセンサ８をファンモータ５の駆動に伴って生じる空気の流路Ｒ２上に配置することで、加熱部１０の上昇気流だけでは検出領域Ａｒ内に到達させることのできない大きな粒子の微粒子をファンモータ５によって容易に検出領域Ａｒ内に到達させることができる。また、ファンモータ５の回転数を変更させることで生じるほこりセンサ８における検出信号の信号強度の変化を利用してほこりセンサ８における微粒子の粒子径の検出範囲をずらすことができる。その結果、微粒子の検出精度を高めることができる。
【００５５】
（２）ほこりセンサ８は、フィルタ４を通過する空気の流路Ｒ１上とは別の流路Ｒ２に設けられるため、フィルタ４によって生じる流路Ｒ１における風量の減少に影響されることなく、ほこりセンサ８において微粒子の検出を行うことができる。
【００５６】
（３）フィルタ４よりも上流側において本体ケース１に対して移動可能に設けられるフロントパネル６を備える。制御部２１は、パネル用アクチュエータ６ａを介してフロントパネル６を移動させて吸込み口２からの空気の流入量を調整する。これにより、ほこりセンサ８が設けられる流路Ｒ２の風速も調整することが可能となる。
【００５７】
（４）制御部２１は、予め複数設定された閾値ＶＡ，ＶＢと、ほこりセンサで出力される出力信号としての検出信号とを比較回路１９にて比較し、その比較結果から検出対象の微粒子の粒子径を判定する。即ち、閾値が複数設定されるため、微粒子の粒子径の検出精度をより高めることができる。
【００５８】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
【００５９】
・上記実施形態では、閾値ＶＢを風量Ｗ１の状態においては検出対象である微粒子が２μｍ未満か２μｍ以上かを判定するために、また風量Ｗ２の状態においては１０μｍ未満か１０μｍ以上かを判定するための判定基準とし設定した。また閾値ＶＡを風量Ｗ１の状態では１μｍ未満か１μｍ以上かを判定するために、また風量Ｗ２の状態においては２μｍ未満か２μｍ以上かを判定するための判定基準として設定した。しかし、閾値の設定はこの限りではなく、検出したい粒子径が判断できればよいものとする。
【００６０】
・上記実施形態では、フィルタ４が設けられる流路Ｒ１とは異なる流路Ｒ２にほこりセンサ８を設ける構成としたが、図８に示すようにフィルタ４が設けられる流路Ｒ１にほこりセンサ８を設ける構成を採用してもよい。
【００６１】
図９に示すように、フィルタ４が設けられる流路Ｒ１の上流側及びほこりセンサ８が設けられる流路Ｒ２の上流側において同一の流路を共有する構成を採用してもよい。つまり、途中から流路Ｒ１と流路Ｒ２に分岐する構成を採用してもよい。
【００６２】
図１０に示すように、合流流路Ｒ３にフィルタ４を設ける構成を採用してもよい。
【００６３】
図１１に示すように、ほこりセンサ８が設けられる流路Ｒ２内の風量を調整する風量調整部としてのダンパ３０を設ける構成を採用してもよい。なお、流路Ｒ２内の風量を調整するものであれば、ダンパ３０に限らない。
【００６４】
・上記実施形態では、加熱部１０をほこりセンサ８（センサハウジング９）内に備える構成としたが、ほこりセンサ８（センサハウジング９）の外部であって開口部１２ａ近傍に備えてほこりセンサ８（センサハウジング９）内に上昇気流を発生させる構成を採用してもよい。また、加熱部１０を省略し、ファンモータ５のみによってほこりセンサ８内に気流を生じさせる構成を採用してもよい。
【００６５】
・上記実施形態では、フロントパネル６を移動させる構成としたが、移動不能な構成、即ちフロントパネル６を固定した構成を採用してもよい。
【００６６】
・上記実施形態では、フロントパネル６（前面）側から室内の空気を吸い込む構成としたが、側面や背面から室内の空気を吸い込む構成を採用してもよい。この場合、吸い込む箇所に対応するように各種フィルタを設けることが好ましい。
【００６７】
・上記実施形態では、フィルタ４をフィルタ４ａ及びフィルタ４ｂの２つで構成したが、１枚としたり、３枚以上としたりして適宜変更してもよい。
【００６８】
・上記実施形態では特に言及していないが、例えば室内の加湿を行う加湿ユニットや、室内の除湿を行う除湿ユニットを備えた構成を更に加えてもよい。
【００６９】
・上記実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明にかかる空気清浄機は、ほこりセンサにおける微粒子の検出精度を高めることができるため、ほこりセンサを例えば他の空調装置などに用いる場合に上記構成を適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１    本体ケース
２    吸込み口
３    吹出し口
４    フィルタ（空気清浄部）
５    ファンモータ（送風部）
６    フロントパネル
６ａ    パネル用アクチュエータ（調整部）
７    ルーバー
８    ほこりセンサ（汚れ検出部）
２１    制御部（調整部）
Ａｒ    検出領域
Ｒ１    流路
Ｒ２    流路
ＶＡ    閾値
ＶＢ    閾値
【図１】
2017116147.tif 000003
【図２】
2017116147.tif 000004
【図３】
2017116147.tif 000005
【図４】
2017116147.tif 000006
【図５】
2017116147.tif 000007
【図６】
2017116147.tif 000008
【図７】
2017116147.tif 000009
【図８】
2017116147.tif 000010
【図９】
2017116147.tif 000011
【図１０】
2017116147.tif 000012
【図１１】
2017116147.tif 000013