JP2020029966A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用の人感センサを使用した安価かつコンパクトな構成で、人感を検出する十分な範囲を確保し、さらに、空気清浄機が設置される前方の空間を三つの領域で人感を把握できる空気清浄機を提供することを目的とする。【解決手段】吹出口から送風される風の風向を変更する風向変更手段と、本体の前方空間の左側の領域における人の動きに応じて出力信号を出力する左人検出部と、本体の前方空間の右側の領域における人の動きに応じて出力信号を出力する右人検出部とを備え、左人検出部および右人検出部からの信号の有無に応じて、本体の前方空間を左検出領域、中央検出領域、右検出領域の三つの領域における人の動きを判別し、風向変更手段を制御するものである。【選択図】図３

Description

本発明は、一般家庭や事務所等で使用される空気清浄機に関するものである。

従来、一つの人感センサを左右に回転させることで、広い領域における人の検出を可能とし、人感センサによる識別結果を用いて、運転を制御する空気清浄機が知られている。

特許第６３３２５５３号

図８に示す従来の空気清浄機においては、人感センサ１０１が左右に回転し動くため、検出した対象が実際に活動している人なのか若しくは活動していない人なのかの判断や、人感センサ１０１として赤外線センサを用いるため、人と定位置に配置されたが発熱源との識別を行うことが難しいという課題を有していた。

また、人感センサ１０１を精度良く回転させるため、複雑な機構が必要となり、高価な構造が必要という課題を有していた。

そこで、本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、汎用の人感センサを使用した安価かつコンパクトな構成で、人感を検出する十分な範囲を確保し、さらに、空気清浄機が設置される前方の空間を“左”“中”“右”の三つの領域において、人感を把握できる空気清浄機を提供することを目的としている。

そして、この目的を達成するために、本発明に係る空気清浄機は、吸込口と吹出口と前記吸込口と前記吹出口とを連通する通風路とを有する本体と、前記吸込口から前記通風路を介して前記吹出口に空気を送風する送風部と、前記吹出口から送風される風の風向を変更する風向変更手段と、前記本体の前方空間の左側の領域における人の動きに応じて出力信号を出力する左人検出部と、前記本体の前方空間の右側の領域における人の動きに応じて出力信号を出力する右人検出部と、送風および風向を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記左人検出部および前記右人検出部からの信号の有無に応じて、前記本体の前方空間を左検出領域、中央検出領域、右検出領域の三つの領域における人の動きを判別し、人の動きがあった領域に送風するよう前記風向変更手段を制御するものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、汎用の人感センサを二つ使用した安価で簡易な構成によって、人感を検出する十分な範囲を確保し、空気清浄機が設置される前方の空間を“左”“中”“右”の三つの領域において、人感を把握することで最適な空気清浄機の運転を制御できるという効果を備えている。

本発明の実施の形態１に係る空気清浄機を示す正面図。 本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の側断面構成図。 本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の設置形態を示す鳥瞰図。 本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の左人検出部および右人検出部周辺の斜視拡大図。 本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の制御動作を示すフローチャート。 本発明の実施の形態２に係る空気清浄機の左人検出部および右人検出部周辺の斜視拡大図。 本発明の実施の形態３に係る空気清浄機の設置形態を示す鳥瞰図。 従来の空気清浄機を示す斜視図。

本発明に係る空気清浄機は、吸込口と吹出口と吸込口と吹出口とを連通する通風路とを有する本体と、吸込口から通風路を介して吹出口に空気を送風する送風部と、吹出口から送風される風の風向を変更する風向変更手段と、本体の前方空間の左側の領域における人の動きに応じて出力信号を出力する左人検出部と、本体の前方空間の右側の領域における人の動きに応じて出力信号を出力する右人検出部と、送風および風向を制御する制御部と、を備え、制御部は、左人検出部および右人検出部からの信号の有無に応じて、本体の前方空間を左検出領域、中央検出領域、右検出領域の三つの領域における人の動きを判別し、風向変更手段を制御するものである。

この構成では、汎用の人感センサを左人検出部および右人検出部として二つ使用した安価で簡易な構成によって、人感を検出する十分な範囲を確保し、空気清浄機が設置される前方の空間を“左”“中”“右”の三つの領域において、人感を把握することで最適な空気清浄機の運転を制御できる。

また本発明に係る空気清浄機は、左人検出部は、本体の前方空間の右側の領域よりも左側の領域の検出範囲が広く、右人検出部は、本体の前方空間の左側領域よりも右側領域の検出範囲が広いものである。

上記構成によって、左人検出部のみが人を検出する領域、左人検出部および右人検出部の両方の検出部によって人を検出する領域、右人検出部のみが人を検出する領域の三つの領域が形成でき、左人検出部および右人検出部の二つの検出部で三つの領域で人を検出することができる。

また本発明に係る空気清浄機は、左人検出部および右人検出部は、角度を成す異なる面にそれぞれ配置されているものである。

この構成では、左人検出部および右人検出部が配置される面が平行な状態と比較して、本体の前面に対して、左人検出部が検出できる領域は右側よりも左側が広く、右人検出部が検出できる領域は左側よりも右側が広いため、左人検出部のみが人を検出する領域、左人検出部および右人検出部の両方の検出部によって人を検出する領域、右人検出部のみが人を検出する領域の三つの領域をより大きな領域として形成でき、左人検出部および右人検出部の二つの検出部で三つのより大きな領域で人を検出することができる。

また本発明に係る空気清浄機は、本体外郭は、左人検出部を露出させる第一検出孔と右人検出部を露出させる第二検出孔とを並設して設け、本体外郭は、第一検出孔と第二検出孔との間に位置する遮蔽壁によって、左人検出部および右人検出部の受光部の一部を覆っているものである。

この構成では、左人検出部の受光部における右側の端縁が遮蔽壁に覆われ、左人検出部が本体の前方空間の右側の領域よりも左側の領域の検出範囲が広くなるように構成されている。また、右人検出部の受光部における左側の端縁が遮蔽壁に覆われ、右人検出部が本体の前方空間の左側の領域よりも右側の領域の検出範囲が広くなるように構成されている。左人検出部の受光部における右側の端縁と右人検出部の受光部における左側の端縁とが遮蔽壁に覆われることで、追加部品を用いることなく、安価な構成で左人検出部のみが人を検出する領域、左人検出部および右人検出部の両方の検出部によって人を検出する領域、右人検出部のみが人を検出する領域の三つの領域を構成することができる。

また本発明に係る空気清浄機は、左人検出部および右人検出部の受光部の一部を覆うような遮蔽部は、本体外郭とは異なる部材によって形成されたものである。

この構成では、左人検出部の受光部における右側の端縁が遮蔽部に覆われ、左人検出部が本体の前方空間の右側の領域よりも左側の領域の検出範囲が広くなるように構成されている。また、右人検出部の受光部における左側の端縁が遮蔽部に覆われ、右人検出部が本体の前方空間の左側の領域よりも右側の領域の検出範囲が広くなるように構成されている。左人検出部の受光部における右側の端縁と右人検出部の受光部における左側の端縁とが遮蔽部に覆われることで、他の部材との寸法公差によるズレを低減し、確実に左人検出部のみが人を検出する領域、左人検出部および右人検出部の両方の検出部によって人を検出する領域、右人検出部のみが人を検出する領域の三つの領域を構成することができる。

また本発明に係る空気清浄機は、第一検出孔および第二検出孔には本体外郭側に向かうに連れて孔が広がるように備えたものである。

この構成では、第一検出孔および第二検出孔の孔を本体のケースの内方から外方に向けて広げることで、左人検出部および右人検出部がより多くの赤外線を受光することができる。また、同時に第一検出孔および第二検出孔の下方の面は、本体が設置された床面に対して傾斜する構成となるため埃や水が溜まることを防止できるという効果を備えている。

また本発明に係る空気清浄機は、左人検出部および右人検出部の受光部は、本体が設置された床面に向かって傾斜しているように配置されたものである。

この構成では、左人検出部および右人検出部の受光部は本体が設置された床面に向かって傾斜しているため、左人検出部および右人検出部への埃や水の付着および空気清浄機本体内部への埃の侵入や水の浸入を抑制でき、左人検出部および右人検出部への埃の付着を抑制できるため左人検出部および右人検出部のお手入れ回数を減らすことで、手入れ性を向上させることができる。

また本発明に係る空気清浄機は、制御部は、左人検出部および右人検出部が検出した人の動きがあった領域に送風するよう風向変更手段を制御するものである。

この構成では、空気清浄機が設置される前方の空間を“左”“中”“右”の三つの領域において、人の動きがあった領域に対して送風することで最適な空気清浄機の運転を制御できる。

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。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。

（実施の形態１）
図１および図２に示すように、本実施の形態における空気清浄機は、略長方体形状の本体１には、本体１の前面となる面の下部に吸込口２が設けられ、本体１の上面となる面に吹出口３が設けられている。吸込口２と、吹出口３とを連通する通風路４を有している。

本体１は、空気清浄機の内部と外部とを区切る外郭として機能し、主にプラスチック樹脂によって構成されている。

吸込口２は、本体１の前面下部に設けられ、本体１内に空気を取り入れる開口である。吸込口２は、フィルタ部材等を介して通風路４と連通している。

吹出口３は、通風路４と連通しており、吸込口２より本体１内に取り入れられた空気を吹き出す開口として、本体１の上部に設けられている。

また、この本体１の内部には、送風部５と、清浄部６が設けられている。送風部５は、通風路４に配置され、吸込口２から吹出口３に空気を導くための気流を発生させる、例えばシロッコファンである。

清浄部６は、例えば一定の厚みを有する繊維やスポンジ状の素材からなり、内部に無数の孔を備えることで当該内部を空気が通過することができるいわゆるフィルタである。そして清浄部６は、無数の孔に吸込口２から吸い込んだ空気を通過させることで、当該空気をろ過する。

また、吹出口３に吹出口３から送風される風の風向を左右方向に変更する風向変更手段７が設けられている。

風向変更手段７は、例えば樹脂で成型されたルーバーとルーバー駆動用のステッピングモータで構成されている。

次に、空気清浄機における人検出における構成について詳細に説明する。

本体１の前面に本体１の前方空間の左側の領域における人の動きに応じて出力信号を出力する左人検出部８と、左人検出部８と平行するように本体１の前面に本体１の前方空間の右側の領域における人の動きに応じて出力信号を出力する右人検出部９が設けられている。

左人検出部８および右人検出部９は、例えば、赤外線を集光するフレネルレンズからなる受光部１０ａ、１０ｂと高誘電セラミック等の焦電素子と人が動作する動作速度、例えば１〜１０Ｈｚの周波数帯域にゲインをもつフィルタから構成されている。
そして、左人検出部８および右人検出部９は、例えば、人から放射される赤外線エネルギーにより焦電素子の表面温度が変化し表面に電荷が発生する焦電効果を用い、人の動作を電圧信号として出力するものが用いられる。

また、左人検出部８および右人検出部９は、例えば、同一基板上に左右に平行して配置され、左人検出部８および右人検出部９の受光部１０ａ、１０ｂが本体１の前方を向くように配置されている。

また、左人検出部８および右人検出部９は、左人検出部８および右人検出部９への埃や水の付着および本体１の内部への埃の侵入や水の浸入を抑制するために、本体１の正面より下方向を向けることで本体１が設置された床面に向かって傾斜しているように配置されている。

左人検出部８および右人検出部９からの信号の有無に応じて、本体１の前方空間を空気清浄機の設置形態を示す鳥瞰図である図３に示すように、左検出領域１１ａ、中央検出領域１２ａ、右検出領域１３ａの三つの領域における人の動きを判別し、人の動きがあった領域に送風するよう風向変更手段７の動作を切り替える制御部１４が本体１の内部の左人検出部８および右人検出部９とは、同一基板上または異なる基板上に設けられている。

左検出領域１１ａは、左人検出部８のみが人の動きに応じて出力信号を出力する空間領域である。

中央検出領域１２ａは、左人検出部８および右人検出部９の両方が人の動きに応じて出力信号を出力する空間領域である。

右検出領域１３ａは、右人検出部９のみが人の動きに応じて出力信号を出力する空間領域である。

左人検出部８および右人検出部９からの信号の有無に応じて、本体１の前方空間を左検出領域１１ａ、中央検出領域１２ａ、右検出領域１３ａの三つの領域にそれぞれ人がいるのか否かを検出することができる。例えば、左人検出部８が人の動きを検出した状態で、右人検出部９が人の動きを検出した場合、制御部１４は、人が中央検出領域１２ａに存在すると判断し、風向変更手段７によって、吹出口３の風向を中央検出領域１２ａの方向へと変更する。なお、具体的な各検出部の検出結果に応じて、制御部１４が空気清浄機の運転を制御するフローについては、後述する。

図４に示すように、本体１の前面には、左人検出部８の受光部１０ａを露出させる第一検出孔１５と右人検出部９の受光部１０ｂを露出させる第二検出孔１６とが並設して設けられている。

また、本体１の前面には、第一検出孔１５と第二検出孔１６との間に位置する遮蔽壁１７は、左人検出部８および右人検出部９の受光部１０ｂの一部を覆っているものである。遮蔽壁１７は、本体１と同じく、赤外線などの光を透過しない主にプラスチック樹脂によって構成されている。

左人検出部８の受光部１０ａにおける右側の端縁が、遮蔽壁１７に覆われることで、左人検出部８が本体１の前方空間の右側の領域よりも左側の領域の検出範囲が広くなるように構成されている。すなわち、左人検出部８は、本体１の前方の左側の領域を検出することが可能である。左人検出部８の受光部１０ａにおける右側の端縁を遮蔽壁１７で覆うことで、左人検出部８の検出領域が本体１の前方空間の左側に偏るように意図的に構成されている。

右人検出部９の受光部１０ｂにおける左側の端縁が、遮蔽壁１７に覆われることで、右人検出部９が本体１の前方空間の左側の領域よりも右側の領域の検出範囲が広くなるように構成されている。すなわち、右人検出部９は、本体１の前方の右側の領域を検出することが可能である。右人検出部９の受光部１０ｂにおける左側の端縁を遮蔽壁１７で覆うことで、右人検出部９の検出領域が本体１の前方空間の右側に偏るように意図的に構成されている。

また、第一検出孔１５および第二検出孔１６は、第一検出孔１５および第二検出孔１６を構成する樹脂などの材料の物理的な厚みが変化しても、その厚みに影響されず所望の視野角を実現するために、本体１の内側つまり左人検出部８および右人検出部９の受光部１０ａ、１０ｂに接する側の孔の大きさよりも本体１の外表面側の孔の大きさは大きく、左人検出部８および右人検出部９の受光部１０ａ、１０ｂが検出すべき視野角に干渉しないように本体１の外表面側に向かうに連れて孔が広がるように設けられている。

本体１の外表面側の孔の大きさは、第一検出孔１５および第二検出孔１６を構成する樹脂などの材料の物理的な厚みによって変化し、厚みが薄い場合、孔の大きさは小さく、一方、厚みが厚い場合、孔の大きさは大きくなるものである。

制御部１４は、マイクロコンピュータにて構成される。つまり制御部１４の内部にＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、および送風部５、風向変更手段７等の各駆動部に対応するドライバが内部バスを介して接続されている。ＣＰＵは、例えばＲＡＭを作業領域として利用し、ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行し、当該実行結果に基づいてドライバとデータや命令を授受することにより各駆動部の動作を制御するが、詳しくは後述する。

続いて、上記構成において、制御部１４による空気清浄機の制御動作を図５のフローチャートを用いて説明する。

左人検出部８が人の動きを検出した状態で、右人検出部９が人の動きを検出した場合、制御部１４は、人が中央検出領域１２ａに存在すると判断し、風向変更手段７によって、吹出口３の風向を中央検出領域１２ａの方向へと変更する。

また、左人検出部８が人の動きを検出した状態で、右人検出部９が人の動きを検出しない場合、つまり、左人検出部８のみが人の動きを検出した場合、制御部１４は、人が左検出領域１１ａに存在すると判断し、風向変更手段７によって、吹出口３の風向を左検出領域１１ａの方向へと変更する。

また、左人検出部８が人の動きを検出しない状態で、右人検出部９が人の動きを検出した場合、つまり、右人検出部９のみが人の動きを検出した場合、制御部１４は、人が右検出領域１３ａに存在すると判断し、風向変更手段７によって、吹出口３の風向を右検出領域１３ａの方向へと変更する。

これにより、例えば、左人検出部８および右人検出部９として汎用の人感センサを二つ使用した安価な構成で、人感センサの従来同等の最大視野角を確保しつつ本体１の前方空間を死角なく左検出領域１１ａ、中央検出領域１２ａ、右検出領域１３ａの三つの領域に分割して、人の動きがある方向にのみ吹出口３の風向を向けることで、最適な制御を実現できる。

また、他の形態として、人の動きを検出した領域に風向変更手段７によって、吹出口３の風向を変更するのではなく、人の動きを検出しない領域にあえて風向変更手段７によって、吹出口３の風向を変更することで、使用者に直接送風することを抑制し、より快適に室内の空気清浄を提供することができる。

（実施の形態２）
続いて、実施の形態２に係る空気清浄機について説明する。本実施の形態に係る空気清浄機は、実施の形態１に示した空気清浄機の図４に示した遮蔽壁１７の代わりに、図６に示す遮蔽部１８を備えることも可能である。

遮蔽部１８は、本体１の表面に設けられたプラスチック樹脂の遮蔽壁１７とは異なる。
遮蔽部１８は、本赤外線などの光を透過しない黒色等のポリ塩化ビニルのテープや、赤外線などの光を透過しない金属等を左人検出部８および右人検出部９の受光部１０ａ、１０ｂに直接貼り付けることで配置されている。

これにより、実施の形態１の遮蔽壁１７よりも容易な構成で本体１の前方空間を死角なく図３に示した左検出領域１１ａ、中央検出領域１２ａ、右検出領域１３ａの三つの領域に分割して、同等の機能を実現できる。

（実施の形態３）
続いて、実施の形態３に係る空気清浄機について説明する。本実施の形態に係る空気清浄機は、実施の形態１に示した空気清浄機の左人検出部８および右人検出部９の設置位置を本体１の前面に対して並行ではなく、図７に示すように、本体１の前面に対して左右方向に角度を成す異なる面にそれぞれ設けられている。

空気清浄機の設置形態を示す鳥瞰図である図７に示すように、左人検出部８は、例えば、本体１の前面と本体１の正面から見て左側面の成す角の頂点を面取りした位置に配置されている。

一方、右人検出部９は、左人検出部８とは逆に、例えば、本体１の前面と本体１の正面から見て右側面の成す角の頂点を面取りした位置に配置されている。

これにより、実施の形態１の遮蔽壁１７を設けて左人検出部８の右側の視野角や右人検出部９の左側の視野角を意図的に狭めなくとも本体１の前方空間を死角なく左人検出部８のみが人の動きに応じて出力信号を出力する空間領域である左検出領域１１ｂ、左人検出部８および右人検出部９の両方が人の動きに応じて出力信号を出力する空間領域である中央検出領域１２ｂ、右人検出部９のみが人の動きに応じて出力信号を出力する空間領域である右検出領域１３ｂの三つの領域に分割して、同等の機能を実現できる。

本発明にかかる空気清浄機は、家庭用や事務所用の加湿機能付空気清浄機や空気調和機、エアコンにも適用できる。

１ 本体
２ 吸込口
３ 吹出口
４ 通風路
５ 送風部
６ 清浄部
７ 風向変更手段
８ 左人検出部
９ 右人検出部
１０ａ、１０ｂ 受光部
１１ａ、１１ｂ 左検出領域
１２ａ、１２ｂ 中央検出領域
１３ａ、１３ｂ 右検出領域
１４ 制御部
１５ 第一検出孔
１６ 第二検出孔
１７ 遮蔽壁
１８ 遮蔽部

Claims (8)

1. 吸込口と吹出口と前記吸込口と前記吹出口とを連通する通風路とを有する本体と、
   前記吸込口から前記通風路を介して前記吹出口に空気を送風する送風部と、
   前記吹出口から送風される風の風向を変更する風向変更手段と、
   前記本体の前方空間の左側の領域における人の動きに応じて出力信号を出力する左人検出部と、
   前記本体の前方空間の右側の領域における人の動きに応じて出力信号を出力する右人検出部と、
   送風および風向を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記左人検出部および前記右人検出部からの信号の有無に応じて、前記本体の前方空間を左検出領域、中央検出領域、右検出領域の三つの領域における人の動きを判別し、前記風向変更手段を制御することを特徴とする空気清浄機。
2. 前記左人検出部は、前記本体の前方空間の右側の領域よりも左側の領域の検出範囲が広く、
   前記右人検出部は、前記本体の前方空間の左側領域よりも右側領域の検出範囲が広いことを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。
3. 前記左人検出部および前記右人検出部は、角度を成す異なる面にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。
4. 前記本体外郭は、前記左人検出部を露出させる第一検出孔と前記右人検出部を露出させる第二検出孔とを並設して設け、
   前記本体外郭は、前記第一検出孔と前記第二検出孔との間に位置する遮蔽壁によって、前記左人検出部および前記右人検出部の受光部の一部を覆っていることを特徴とする請求項１から２のいずれか一つに記載の空気清浄機。
5. 前記左人検出部および前記右人検出部の前記受光部の一部を覆う遮蔽部は、前記本体外郭とは異なる部材によって形成されたことを特徴とする請求項１から２のいずれか一つに記載の空気清浄機。
6. 前記第一検出孔および前記第二検出孔には前記本体外郭側に向かうに連れて孔が広がるように備えたことを特徴とする請求項１から２または４または５のいずれか一つに記載の空気清浄機。
7. 前記左人検出部および前記右人検出部は、前記本体が設置された床面に向かって傾斜しているように配置されたことを特徴とする請求項１から２または４から６のいずれか一つに記載の空気清浄機。
8. 前記制御部は、前記左人検出部および前記右人検出部が検出した人の動きがあった領域に送風するよう前記風向変更手段を制御することを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の空気清浄機。