JP2008245693A

JP2008245693A - 空気清浄機

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Publication number: JP2008245693A
Application number: JP2007087464A
Authority: JP
Inventors: Masashi Nishiguchi; 昌志西口; Jun Inagaki; 純稲垣
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2008-10-16

Abstract

【課題】長期にわたって性能を維持できる光触媒を用いた空気清浄機を提供することを目的とする。
【解決手段】空気清浄機本体９は送風機６により吸気口７より空気を吸込み、排気口８より空気を排出する。空気清浄機本体９の内部には、脱臭手段として光触媒を担持した光触媒フィルタ１および光触媒フィルタ１に光を照射する複数の照射ランプとして照射ランプＡ２、照射ランプＢ３、照射ランプＣ４が配置されている。ガスセンサで検知した空気の汚れ度合いに応じて、光触媒に照射する光量を調整するため、複数の照射ランプを点灯する本数を制御することにより、省エネで十分な脱臭効果が得られるとともに、必要なだけ照射ランプを点灯するため照射ランプの長寿命化が可能となる。さらに、複数の照射ランプの点灯時間を平均化できるため、照射ランプの長寿命化が図れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、本発明は、空気中の汚れを検知して自動運転を行い、光触媒にて汚染空気を清浄する空気清浄機に関する。

従来の空気清浄機を図１０および図１１を用いて説明する。

図１０において、空気清浄機本体１０１は送風機１０２により吸気口１０３より空気を吸込み、排気口１０５より空気を排出する。

空気清浄機本体１０１の内部には、吸気口１０３側から順に、塵埃等の粒子の汚れを除去する集塵フィルタ１０４、脱臭手段として光触媒１０６が配置されている。

第１の照射ランプ１０７と第２の照射ランプ１０８は光触媒１０６にその照射した光が当たるように配置されている。照射ランプは紫外線光を発する蛍光管として説明する。また図１１に示すように、第１の照射ランプ１１０と第２の照射ランプ１１１は制御手段１１２に接続され、制御手段１１２によってそれぞれの点灯・消灯が制御される構成としてある。

上記構成による作用は以下の通りである。

第１の照射ランプ１１０は周期的に点灯と消灯を繰り返している。

同様に第２の照射ランプ１１１も点灯と消灯を周期的に繰り返しており、第１の照射ランプ１１０と第２の照射ランプ１１１の点灯タイミングと消灯のタイミングは正反対になるように制御手段１１２が制御している。これにより、どの時点においてもいずれかの照射ランプが点灯して、光触媒１０６に紫外線光を照射し、脱臭能力を得られるようになる。

また、この例では、それぞれの照射ランプの点灯時間は、単位時間あたり１／２になるので、すなわち照射ランプの寿命が２００００時間のものであったとすると、その２倍の４００００時間は照射ランプの交換をせずに脱臭能力を得られるようになる（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−５２８９号公報

このような従来の空気清浄機では、照射ランプの交換周期を２倍にするためには、照射ランプが２本必要となる。

また、光触媒には常に同じ照度の光が照射されているため、エネルギーの無駄が生じるとともに照射ランプの寿命も短くなる場合がある。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、光触媒を担持してなる光触媒フィルタと前記光触媒フィルタに光を照射する複数の照射ランプを備えた脱臭手段と前記複数の照射ランプを各々の点灯を制御する制御手段を備え、照射ランプを点灯する本数と点灯する順序を制御することにより必要に応じて光触媒フィルタに照射する光の強さを制御して省エネを図ると共に、照射ランプの長寿命化を図ることを目的としている。

本発明の空気清浄機は上記目的を達成するために、吸引した空気を脱臭する脱臭手段を有し、前記脱臭手段は光触媒を担持した光触媒フィルタと前記光触媒フィルタに光を照射する複数の照射ランプからなり、前記複数の照射ランプの点灯を制御する制御手段を備え、前記制御手段において前記複数の照射ランプを点灯する本数を制御するものである。この手段により、照射ランプの長寿命化と省エネルが可能となる。

また、他の手段は、脱臭手段が光触媒とガス吸着剤を担持した吸着分解フィルタとしたものである。

また、他の手段は、脱臭手段が光触媒を担持した光触媒フィルタと前記光触媒フィルタに光を照射する複数の照射ランプとガス吸着剤を担持した吸着フィルタとで構成したものである。

また、他の手段は、複数の制御ランプの点灯する順番を順次変えるものである。

また、他の手段は、空気清浄機の運転状態に応じて、制御手段が複数の照射ランプを点灯する本数を制御するものである。

また、他の手段は、空気の汚れ度合いに応じて、制御手段が複数の照射ランプを点灯する本数を制御するものである。

また、他の手段は、空気の汚れ度合いを空気中の臭い成分を検出するガスセンサで検出するものである。

また、他の手段は、空気の汚れ度合いを検出するセンサが、空気中の臭い成分を検出するガスセンサと空気中の粉塵等を検出する粉塵センサとしたものである。

また、他の手段は、複数の照射ランプの各々の累積点灯時間を記憶する点灯時間記憶手段を備え、制御手段において累積点灯時間の少ない照射ランプから順次点灯するように制御するものである。

また、他の手段は、制御手段において、複数の照射ランプの点灯と消灯と点滅を制御するものである。

また、他の手段は、空気の汚れ度合いを検出するセンサと空気の湿度を検出する湿度センサを有し、前記湿度センサが検出した湿度が所定の湿度より低湿時に照射ランプを点灯するように制御するものである。

また、他の手段は、複数の照射ランプの累積点灯時間に応じて前記複数の照射ランプが照射する光の強さが一定になるように照射ランプの入力を制御するものである。

また、他の手段は、複数の照射ランプの累積点灯時間より、前記複数の照射ランプのメンテナンス時期を表示するものである。

本発明によれば、光触媒に光を照射する複数の照射ランプの点灯する本数を制御し、脱臭するに必要な本数を点灯することにより、脱臭性能に優れ、脱臭性能に優れ、長期にわたって安定した脱臭性能と省エネルギーな空気清浄機を提供できる。

また、照射ランプの点灯する順番を変え、さらに、累積点灯時間の短い照射ランプから順次点灯することにより、複数の照射ランプの点灯時間を平均化し、結果として長寿命化して、メンテナンスの間隔を長くすることが出来る空気清浄機を提供できる。

本発明請求項１記載の発明は、吸引した空気を脱臭する脱臭手段を有し、前記脱臭手段は光触媒を担持した光触媒フィルタと前記光触媒フィルタに光を照射する複数の照射ランプからなり、前記複数の照射ランプの点灯を制御する制御手段を備え、前記制御手段において前記複数の照射ランプを点灯する本数を制御するものであり、光触媒に光を照射するランプを複数設け、点灯する照射ランプの本数を制御することにより、必要十分な脱臭性能を得るとともに、一本あたりの照射ランプの点灯時間を短くし照射ランプの交換周期を長くして長寿命化することが出来るという作用を有する。

本発明請求項２記載の発明は、脱臭手段が光触媒とガス吸着剤を担持した吸着分解フィルタとしたものであり、ガス吸着剤を脱臭手段に用いることにより、１枚のフィルタで吸着による脱臭と光触媒による分解による脱臭を行うことが出来るためより、脱臭性能を向上できるとともに、ガス吸着剤による脱臭には、光を必要としないため照射ランプの点灯時間を短く出来、さらに、光触媒の作用によりガス吸着剤を再生することが出来るという作用を有するものである。

本発明請求項３記載の発明は、脱臭手段が光触媒を担持した光触媒フィルタと前記光触媒フィルタに光を照射する複数の照射ランプとガス吸着剤を担持した吸着フィルタとで構成したものであり、ガス吸着剤を担持した吸着フィルタと光触媒フィルタを組み合わせることにより、脱臭性能を向上できるとともに、ガス吸着剤による脱臭には、光を必要としないため照射ランプの点灯時間を短く出来、さらに、光触媒の作用によりガス吸着剤を再生することが出来るという作用を有するものである。

本発明請求項４記載の発明は、複数の制御ランプの点灯する順番を順次変えるものであり、複数の照射ランプの個々の照射ランプの点灯時間を平均化する作用を有するものである。

本発明請求項５記載の発明は、空気清浄機の運転状態に応じて、制御手段が複数の照射ランプを点灯する本数を制御するものであり、空気清浄機の運転状態に応じた最適な脱臭性能を得ることが出来る作用を有するものである。

本発明請求項６記載の発明は、空気の汚れ度合いに応じて、制御手段が複数の照射ランプを点灯する本数を制御するものであり、空気の汚れ度合いに応じて光触媒に照射する光の強さを点灯する照射ランプの本数で調整することが出来る作用を有する。

本発明請求項７記載の発明は、空気の汚れ度合いを空気中のにおい成分を検出するガスセンサで検出することを特徴とする請求項６記載の空気清浄機。

本発明請求項８記載の発明は、空気の汚れ度合いを検出するセンサが、空気中の臭い成分を検出するガスセンサと空気中の粉塵等を検出する粉塵センサとしたものであり、空気の汚れを臭いと粉塵の２つの指標で検知することができ、汚れの種類に応じて適切な運転が出来るという作用を有する。

本発明請求項９記載の発明は、複数の照射ランプの各々の累積点灯時間を記憶する点灯時間記憶手段を備え、制御手段において累積点灯時間の少ない照射ランプから順次点灯するように制御するものであり、複数の照射ランプを構成する個々の照射ランプの累積点灯時間を平均化し、複数の照射ランプを長期にわたって使用できる作用を有する。

本発明請求項１０記載の発明は、制御手段において、複数の照射ランプの点灯と消灯と点滅を制御するものであり、照射ランプを点滅させることにより照射ランプの長寿命化と光触媒へ照射する光量をきめ細かく調整できる作用を有する。

本発明請求項１１記載の発明は、空気の汚れ度合いを検出するセンサと空気の湿度を検出する湿度センサを有し、前記湿度センサが検出した湿度が所定の湿度より低湿時に照射ランプを点灯するように制御するものであり、光触媒の触媒活性が低下する高湿時に光を照射しないことで省エネと照射ランプの長寿命化ができると言う作用を有する。

本発明請求項１２記載の発明は、複数の照射ランプの累積点灯時間に応じて前記複数の照射ランプが照射する光の強さが一定になるように照射ランプの入力を制御するものであり、照射ランプの経時劣化による光量の低下を照射ランプへの入力を制御し調整することによって光量を安定化し、光触媒へ照射する光を安定化する作用を有する。

本発明請求項１３記載の発明は、複数の照射ランプの累積点灯時間より、前記複数の照射ランプのメンテナンス時期を表示するものであり、照射ランプが劣化し交換が必要になったことを容易に知ることができると言う作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の空気清浄機の構成を示す模式図である。また、図２は、本発明の空気清浄機の動作を示すブロック図である。また、図３は、本発明の空気清浄機の汚れ度合いと照射ランプの点灯本数を示す図である。

図１に示すように、空気清浄機本体９は送風機６により吸気口７より空気を吸込み、排気口８より空気を排出する。

空気清浄機本体９の内部には、吸気口７側から順に、塵埃等の粒子の汚れを除去する集塵フィルタ５、脱臭手段として光触媒を担持した光触媒フィルタ１および光触媒フィルタ１に光を照射する複数の照射ランプとして照射ランプＡ２、照射ランプＢ３、照射ランプＣ４が配置されている。照射ランプとしては、光触媒を励起できればよく、例えば、水銀ランプ、蛍光灯などがある。

吸気口７から吸込まれた空気は、集塵フィルタ５で塵埃などの粒子成分を除去し、次に、臭いなどのガス成分は、照射ランプが点灯している場合、光触媒フィルタ１で除去される。

ここで集塵フィルタ５は、空気中の塵埃等の粒子を除去できるものであれば良く、ガラス繊維などからなる不織布を用いたもの、さらに静電気により塵埃を除去するものなど当該既知の方法を用いることができる。

また、光触媒フィルタ１は、酸化チタンに代表される光触媒材料からなるフィルタであれば何でも良く、ここでは、照射ランプＡ２および照射ランプＢ３、照射ランプＣ４を挟む形にしているが照射ランプの光が当ればその枚数、配置にはこだわらない。

照射ランプＡ２および照射ランプＢ３、照射ランプＣ４は、光触媒を励起する光を照射できればどのような手段を用いてもかまわない。例えば、紫外線ランプ、冷陰極管などを用いることができる。

また、ここでは複数の照射ランプの本数を３本として説明するが、２本でも３本以上でも良い。

次に、その動作を説明する。

図２に示すブロック図のように、ガスセンサ１０は、空気の汚れ度合いを運転制御手段１１と制御手段１３に出力する。運転制御手段１１はガスセンサ１０の出力である汚れ度合いに応じて送風機１２の運転を例えば、汚れ度合いが高い場合は強運転、低い場合は弱運転、空気がきれいな場合は停止というように制御する。

制御手段１３は、ガスセンサ１０の出力である汚れ度合いに応じて照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６の点灯、消灯を制御する。脱臭手段１８は、照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６と光触媒１７で構成され、照射ランプが点灯することにより、光触媒１７に光が照射される。

上記構成による動作について図３を用いて説明する。図３は、ガスセンサ１０の出力である空気の汚れ度合い、縦軸に照射ランプの点灯本数を示している。

制御手段１３では、図に示すように、汚れ度合いがＡになると照射ランプを１本点灯、さらに汚れ度合いがＢになると２本、汚れ度合いがＣになると３本というように、汚れ度合いが増すに従い照射ランプの点灯本数を増加させる。

逆に、空気清浄機の運転により汚れ度合いが低下すると照射ランプを点灯する本数を減じていく。

さらに、制御手段１３は、照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６の点灯する順序を順次切り替えている。すなわち、照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５、照射ランプＣ１６の順で点灯した次回は、照射ランプＢ１５、照射ランプＣ１６、照射ランプＡ１４の順に点灯する。

この動作により、ガスセンサで検知した空気の汚れ度合いに応じて、光触媒に照射する光量を調整するため、省エネで十分な脱臭効果が得られるとともに、必要なだけ照射ランプを点灯するため照射ランプの長寿命化が可能となる。

さらに、複数の照射ランプの点灯時間を平均化できるため、照射ランプの長寿命化が図れる。

ここで、脱臭手段を光触媒を担持した光触媒フィルタとしたが、光触媒と活性炭やゼオライト、アルミナ、シリカゲルなどのガス吸着剤を担時したフィルタとしても良く、この場合、光触媒の分解脱臭効果に加えて、ガス吸着剤による吸着脱臭効果を得ることが出来る。

また、図４に示すように、ガス吸着剤を担持した吸着フィルタ１９を追加しても良い。

（実施の形態２）
実施の形態１と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。図５は、本発明の空気清浄機の動作を示すブロック図である。図５において、粉塵センサ２０は、空気中の粉塵濃度を測定し、運転制御手段１１に出力する。運転制御手段１１は、ガスセンサ１０の出力と粉塵センサ２０の出力を入力し、送風機１２の運転を制御する。

上記構成において、運転制御手段１１は、ガスセンサ１０の出力である汚れ度合いと粉塵センサ２０の出力である粉塵濃度を監視して、空気の汚れ度合いおよび粉塵濃度が増して空気が汚れてきたことを判断して送風機１２を運転する。

以上のように、粉塵濃度によって送風機１２の運転を制御することが可能となるため、光触媒１７による分解が必要ない粉塵による空気の汚れに対応すると共に、粉塵による汚れの場合は照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６を点灯しないため、照射ランプの長寿命化と空気の汚れの浄化性能の向上が可能となる。

（実施の形態３）
実施の形態１、２と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。図６は、本発明の空気清浄機の動作を示すブロック図である。図６において、湿度センサ２１は空気の湿度を測定し制御手段１３に出力する。制御手段１３は、ガスセンサ１０および湿度センサ２１の出力を受けて照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６の点灯・消灯を判断し出力する。

上記構成において、一般的に光触媒１７は高湿度の環境では活性が低下し、光を照射したとしても充分な性能が得られない。

そこで、湿度センサ２１で空気中の湿度を測定し、湿度が光触媒１７の活性が得られる範囲の場合、照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６のいずれかを点灯し、高湿度で光触媒の活性が得られない場合点灯しないように制御手段１３で判断し、照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６を制御する。

ここで、照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６の点灯・消灯を判断する湿度としては、光触媒１７の湿度に対する性能によって決定することができる。例えば、相対湿度７０〜８０％以上では照射ランプを点灯しない。所定の湿度、例えば、相対湿度７０％未満、あるいは８０％未満の低湿時に、照射ランプを点灯する。

以上のように、空気の湿度を湿度センサ２１によって測定し、光触媒１７が充分な活性が得られる湿度の時に照射ランプを点灯することにより、効果が得られるときのみ照射ランプを点灯するため、照射ランプの長寿命化が可能となる。

（実施の形態４）
実施の形態１乃至３と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。図７は、本発明の空気清浄機の動作を示すブロック図である。図７において、点灯時間記憶手段２２は照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６の各々の点灯時間を計測し累積して記憶する。制御手段１３は、点灯時間記憶手段２２から照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６の累積点灯時間を受け、比較し、最も累積点灯時間の少ない照射ランプから順に点灯する。

ここで、点灯時間記憶手段２２はタイマーと記憶装置で構成されるもので、一般的なマイクロコンピューターとメモリーなどを用いることができる。

以上のように、複数の照射ランプの各々の累積点灯時間を点灯時間記憶手段に記憶し、制御手段において、各々の累積点灯時間を比較して、累積点灯時間の少ない照射ランプから順に点灯するように制御することにより複数の照射ランプの累積点灯時間を平均化することができるため、複数の照射ランプが一様に経時劣化するため、照射ランプのメンテナンス周期を長くすることができる。

（実施の形態５）
実施の形態１乃至４と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。図８は、本発明の空気清浄機の動作を示すブロック図である。図８において、入力調整手段２３は複数の照射ランプである照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６への入力を調整するもので制御手段１３において点灯時間記憶手段２２から受けた、各々の照射ランプの累積点灯時間から予め決められた関数によって照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６への入力値を計算する。入力調整手段２３は、制御手段１３より照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６への入力値を受け、照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６へ出力する。

ここで、一般的に、照射ランプは点灯時間に応じて光量が低下する、光量を一定に保つには低下した光量を補うために照射ランプへの入力（電圧など）を上げる必要がある。ここでも、累積点灯時間に応じて入力を上げるように制御するものである。

また、入力調整手段２３は、照射ランプ用の電源であり、例えば、インバータなど、外部からの信号により出力を調整できるものであれば良い。

以上のように、照射ランプへの入力を累積点灯時間に応じて光量が低下しないように制御することにより常に一定の光量を光触媒に照射することが可能となり、長期に渡って安定した脱臭性能を得ることが可能となる。

（実施の形態６）
実施の形態１乃至５と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。図９は、本発明の空気清浄機の動作を示すブロック図である。図９において、表示手段２４は点灯時間記憶手段２２から複数の照射ランプである照射ランプＡ１４、照射ランプＢ１５および照射ランプＣ１６の累積点灯時間を受けて、前記累積点灯時間が予め決めておいた時間を越えると外部に表示するものである。

ここで、予め決めておいた時間とは照射ランプの交換が必要になる時間であり、照射ランプの光量が低下して想定した脱臭性能が得られなくなる時間を設定すると良い。

また、表示手段としては、当該既知の表示装置を用いることができ、電球やＬＥＤやＬＣＤなど何でも良い。

以上のように、照射ランプの累積点灯時間より、照射ランプのメンテナンス時期を求めて表示することにより、脱臭性能の低下とメンテナンスの必要性を容易に判断することが可能となる。

家庭用、店舗や病院などの業務用の空気清浄機、脱臭機など空気中の臭い、ＶＯＣの除去などにも適用可能。

本発明の実施の形態１の構成を示すブロック図本発明の実施の形態１の動作を示すブロック図本発明の実施の形態１の汚れ度と照射ランプの点灯本数の関係を示す図本発明の実施の形態１の構成を示すブロック図本発明の実施の形態２の動作を示すブロック図本発明の実施の形態３の動作を示すブロック図本発明の実施の形態４の動作を示すブロック図本発明の実施の形態５の動作を示すブロック図本発明の実施の形態６の動作を示すブロック図従来の空気清浄機の構成を示すブロック図従来の空気清浄機の動作を示すブロック図

符号の説明

１光触媒フィルタ
２照射ランプＡ
３照射ランプＢ
４照射ランプＣ
１０ガスセンサ
１３制御手段
１４照射ランプＡ
１５照射ランプＢ
１６照射ランプＣ
１７光触媒
１８脱臭手段
１９吸着フィルタ
２０粉塵センサ
２１湿度センサ
２２点灯時間記憶手段
２３入力調整手段
２４表示手段

Claims

吸引した空気を脱臭する脱臭手段を有し、前記脱臭手段は光触媒を担持した光触媒フィルタと前記光触媒フィルタに光を照射する複数の照射ランプからなり、前記複数の照射ランプの点灯を制御する制御手段を備え、前記制御手段において前記複数の照射ランプを点灯する本数を制御することを特徴とする空気清浄機。
脱臭手段が光触媒とガス吸着剤を担持した吸着分解フィルタであることを特徴とする請求項１記載の空気清浄機。
脱臭手段が光触媒を担持した光触媒フィルタと前記光触媒フィルタに光を照射する複数の照射ランプとガス吸着剤を担持した吸着フィルタとで構成した請求項１記載の空気清浄機。
複数の制御ランプの点灯する順番を順次変えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気清浄機。
空気清浄機の運転状態に応じて、制御手段が複数の照射ランプを点灯する本数を制御する請求項１乃至４のいずれかに記載の空気清浄機。
空気の汚れ度合いに応じて、制御手段が複数の照射ランプを点灯する本数を制御する請求項１乃至５のいずれかに記載の空気清浄機。
空気の汚れ度合いを空気中のにおい成分を検出するガスセンサで検出することを特徴とする請求項６記載の空気清浄機。
空気の汚れ度合いを検出するセンサが、空気中の臭い成分を検出するガスセンサと空気中の粉塵等を検出する粉塵センサであることを特徴とする請求項７記載の空気清浄機。
複数の照射ランプの各々の累積点灯時間を記憶する点灯時間記憶手段を備え、制御手段において累積点灯時間の少ない照射ランプから順次点灯するように制御することを特徴とした請求項１乃至８のいずれかに記載の空気清浄機。
制御手段において、複数の照射ランプの点灯と消灯と点滅を制御することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の空気清浄機。
空気の汚れ度合いを検出するセンサと空気の湿度を検出する湿度センサを有し、前記湿度センサが検出した湿度が所定の湿度より低湿時に照射ランプを点灯するように制御する請求項１乃至１０のいずれかに記載の空気清浄機。
複数の照射ランプの累積点灯時間に応じて前記複数の照射ランプが照射する光の強さが一定になるように照射ランプの入力を制御する請求項９記載の空気清浄機。
複数の照射ランプの累積点灯時間より、前記複数の照射ランプのメンテナンス時期を表示する請求項９記載の空気清浄機。