JP4295143B2 - 携帯型空気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、室外において人間、特にウオーキングやジョギング等の室外での運動を行っている人間が、カビやウイルスやダニや花粉のアレルゲン成分による影響を受けないようにするために正イオンと負イオンを発生する携帯型空気浄化装置およびこの空気浄化装置を用いた空気浄化システムに関する。

近年、健康志向の高まり、運動不足の解消、スリムな体形の維持、肥満の解消、気分のリフレッシュ、ストレス解消といった様々な目的で、ウオーキングやジョギングを行う人々が増加している。ウオーキングやジョギングは手軽に低コストで行える有酸素運動であり、蓄積した脂肪分を燃焼するのに最適な運動であることから、男女を問わず幅広い世代で人気である。

ウオーキングやジョギングは一般的に室外で行うものであるので、外部の空気を体内に直接吸い込む環境にある。しかし、人間が呼吸するとき、常に良好な環境であることはなく、吸い込んだ吸気中に、人体に有害な成分を含む場合もある。

また、ウオーキングやジョギングを継続して行うことが、より効果を高める。毎日欠かさず継続する人も多い。季節や時間を問わず年中行えるため、例えば、春季にはスギやヒノキの花粉が大気中に放出される環境の中をウオーキングやジョギングすることになり、花粉症の人は被害を受ける。また、冬季においては、インフルエンザ等の感染症が流行していると、ウイルスや細菌が猛威を振るう環境でウオーキングやジョギングすることになり、感染するおそれがある。特に、運動の最中は、疲労により感染症に対する抵抗力が低下しているので、運動を行っていない状態よりも感染するリスクが大きい。

このように、健康増進、運動不足の解消、スリムな体形の維持、肥満の解消、気分のリフレッシュ、ストレス解消といった目的のために各自がウオーキングやジョギングを行うと、逆に上記理由によって人体に悪い影響を及ぼしてしまう。

したがって、これらの問題を根本的に解決し、季節や時間を問わずいつの時期においても最も効果的なウオーキングやジョギングを行うためには、カビ、浮遊菌、ウイルス、花粉およびダニ等のアレルゲン成分が存在しない室内環境においてウオーキングやジョギングすればよい。しかし、通勤や通学のときにウオーキングやジョギングする人々にとっては、室内でウオーキングやジョギングするといった行為は非現実である。

そこで、少なくとも人間が空気を吸入する顔面近傍の空間、すなわち鼻や口の周囲において、これらの花粉やウイルス等が無い、あるいは不活化された環境を形成することが望まれる。小型の空気浄化装置であれば、除去・不活化が可能であり、携帯も容易であるので、好ましい形態となる。携帯型空気浄化装置を所有して、ウオーキングやジョギングすることにより、感染症やアレルギー性疾患になるリスクが解消される。

ところで、住宅環境といった人間が生活する環境において、カビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニ等のアレルゲン成分である生物に由来する汚染原因を除去／不活化するための手法として、大気中の正イオンと負イオン（以下、正負イオンと称する）を利用する方法が非常に好ましい方法として用いられる。正負イオンの効果については、特許文献１に詳細に記載されている。以下に、簡単に説明する。

イオン発生装置の作動原理は、プラズマ領域を形成してイオンを発生するイオン発生電極を有するイオン発生素子の電極間に、交流の高電圧、多くの場合はパルス電圧を印加すると、放電によりイオン発生電極から正イオンと負イオンを発生する。発生した正イオンとしては、Ｈ^＋（Ｈ_２Ｏ）_ｍ（ｍは任意の自然数）、負イオンとしてはＯ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｎ（ｎは任意の自然数）が最も安定的に生成している。イオン種については、質量分析法による精密な測定で確認されている。

これらの正イオンと負イオンが空気中に同時に生成すると、化学反応を起こし、活性種である過酸化水素Ｈ_２Ｏ_２またはヒドロキシラジカル・ＯＨを生成する。これらの過酸化水素Ｈ_２Ｏ_２またはヒドロキシラジカル・ＯＨが極めて強力な活性を示し、空気中の浮遊菌やウイルスや花粉やダニのアレルゲン成分を除去・不活化することができるというものである。

したがって、上記の効果を発揮するには、空間に正イオンと負イオンの両方を供給しなければならない。また、上記の効果を空間に波及させるためには、正負イオンを含む空気を空間に放出する必要がある。そこで、送風手段を設け、送風手段からの空気の気流によりイオンを波及させる方法が好ましい。

図１に、室内空間等において用いられる空気浄化装置を模式的に示す。この空気浄化装置は、カビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニのアレルゲン成分等を除去・不活化することに効果的であり、イオン発生素子１と送風装置２とから構成されている。送風装置２は、イオン発生素子１で発生した正負イオンを空間に効果的に拡散させるために多用される。

イオン発生素子１の表面には、誘電体３が設けられ、この誘電体３の裏側には、誘電電極４が設けられる。この誘電電極４と対向するように、誘電体３の表面には、イオン発生電極５が取付けられている。図１では、イオン発生電極５の形状は網状となっている。

イオン発生電極５および誘導電極４は、リード線６を通じて高圧パルス駆動回路７に接続されている。高圧パルス駆動回路７は、イオン発生素子１の内部に収納されている。

このような構成のイオン発生素子１において、イオン発生素子１を駆動するパルス電圧が印加され、送風装置２が駆動される。つまり、イオン発生電極５および誘導電極４間に正負電圧からなる、ピーク値が例えば約２．７ｋＶであるパルス電圧を印加し、送風装置２を駆動することにより、空気Ａが通風路８を通る。イオン発生素子１を通過するとき、空気Ａはイオン発生電極５から発生したイオンを含み、イオンを十分に含んだ空気Ｂとなって、空間に放出される。

イオンを十分に含んだ空気Ｂは、正イオンと負イオンとを両方含んでいる。空気中に放出された正負イオンは、空気中に存在するカビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニのアレルゲン成分を不活化・除去するという効果的な影響を空気に与えることができる。

カビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニ等のアレルゲン成分を不活化・除去するため、イオン発生素子のイオン発生電極で発生する正負イオンを、より広い範囲に拡散させるには、正負イオンを室内に放出する送風装置２を備えていることが望ましい。

ここで言う、正負イオンを空間に拡散させるための送風装置２の運転方法については、特に限定されるものではない。連続運転でもよいし、また、運転と停止の繰り返しといった方法でも構わないが、イオン発生素子１のイオン発生電極５で発生した正負イオンを空間に効率的に拡散、放出させることが効果的である。更に、送風装置２の形状に関しても、特に限定されるものではない。

上記の通り、室内空間において正負イオンを放出することにより、人体に悪影響を及ぼすカビや浮遊菌やウイルスや花粉やダニのアレルゲンを除去・不活化することができる。

このように浮遊菌やウイルスや花粉やダニのアレルゲンに対して優れた効果を示す正負イオンを室内環境だけではなく、室外でウオーキングやジョギングを行っているときにおいても活用すればよい。正負イオンにより、人間が呼吸することになる顔面近傍の空間、すなわち鼻や口の周りに存在する、カビや浮遊菌やウイルスや花粉やダニのアレルゲンを除去・不活化することができれば、ウオーキングやジョギングの最中に感染症にかかるリスクが大幅に低下する。

そこで、室外において正負イオンの効果を発揮させるために、室内空間といった広い空間全体に正負イオンを放出するのではなく、ある特定の空間に局所的に正負イオンを放出する方法が提案されている。正負イオンを局所空間に放出することは、室内空間全体に正負イオンを放出するよりも比較的容易に達成できる。

人間が呼吸により吸気することになる空間である、鼻や口の周りに正負イオンを放出する方法として、小型で運搬の容易な携帯型空気浄化装置が提案されている。特に、正負イオンを空気中に放出する空気浄化装置であって携帯に便利な小型のものが、例えば特許文献２に開示されている。以下、このような携帯型空気浄化装置を簡単に説明する。

携帯型空気浄化装置は、本体内部にイオン発生素子を備え、正イオンと負イオンを空気中に放出し、空気中に浮遊する細菌を除去することを特徴としている。電源には、携帯性に優れた着脱可能な電池やバッテリ等が使用され、使い勝手が向上する。

空気浄化装置の本体の振動を検知する振動センサを備えることにより、振動センサの検知結果に基づきイオン発生素子の駆動を制御する。これにより、屋外の歩行中等、状況に応じて効率よく正負イオンを発生させることができる。

携帯型空気浄化装置は、使用形態に応じた形状、例えばマスク型に加工される。本体を顔に装着して、マスクとして使用することができる。あるいは、ペンダント型に加工することにより、本体を身体に装着することができる。さらには、ブローチ型に加工して、本体を衣服に取り付けることもできる。

したがって、これらの特徴を活かすことにより、室内ではなく室外において、正負イオンを発生するイオン発生素子を備えた携帯型空気浄化装置として効果的に利用することができる。

上記の携帯型空気浄化装置であれば、使用環境が室内空間だけに限定されるものではなく、室外にも手軽に持ち運びすることが可能である。ウオーキングやジョギングの最中にも用いることが可能となる。

ウオーキングやジョギングにおいては、花粉やウイルスやアレルゲン成分といった有害な成分を含む環境の中を通ることが大いに考えられる。人間が呼吸により吸気することになる鼻や口の周りに、携帯型空気浄化装置から正負イオンを放出すると、花粉やウイルスやアレルゲン成分といった有害な成分が除去・不活化される。その結果、ウオーキングやジョギング中に感染症やアレルギー性疾患になるリスクを回避することができる。

ここで、携帯型空気浄化装置には、次のような形態がある。第１の形態としては、マスク型の携帯型空気浄化装置である。これを図２に示す。正負イオンを発生するイオン発生素子１を備えたマスクであって、人間の口元に押し当てるマスク部分１０が通気性を有する不織布から成っている。マスク部分１０の両端に一対の携帯型イオン発生素子１が搭載される。イオン発生素子１は、リード線１１を介して電池やバッテリ等の電源１２に接続されている。

イオン発生素子１をマスクに搭載することにより、人間が空気を吸い込む際に有害な成分が除去・不活化され、感染症やアレルギー性疾患を回避することができる。さらに、マスク型の場合、人間が吐き出す空気に含まれる臭い成分を除去、分解できるので、口臭を防止することができる。

第２の形態であるペンダント型の携帯型空気浄化装置を図３に示す。この携帯型空気浄化装置では、ペンダント本体２０の内部に小型のイオン発生素子１および送風装置２が設けられ、イオン発生素子１および送風装置２に電力を供給する電源１２と本体２０とはリード線１１によって接続されている。このリード線１１を首に掛けて、ペンダントとして携帯できるようになっている。スイッチをオンすると、イオン発生素子１と送風装置２が駆動され、吸気口から外部の空気Ａが取り込まれる。空気Ａはイオン発生素子１から発生した正負イオンを含んだ状態となり、送風路８を通り、正負イオンを十分に含んだ空気Ｂとなって、外部空間に放出される。正負イオンの効果により、ペンダント型の携帯型空気浄化装置を着用している人間の周囲の空気中のカビや浮遊菌やウイルスや花粉やダニのアレルゲンを除去・不活化することができる。

第３の形態として、携帯型空気浄化装置を衣服や帽子等の人間が着用する装身具に取り付けるという方法も採用することができる。図４、５に、装身具に取り付け可能な携帯型空気浄化装置の概要を示す。図４に示す携帯型空気浄化装置では、イオン発生素子１と送風装置２に電力を供給するための電池やバッテリ等の電源１２がリード線６を通してケース３０の外部に取り付けられている。図５の携帯型空気浄化装置では、イオン発生素子１と送風装置２に電力を供給するための電源１２がケース３０に内蔵されている。

スイッチをオンすると、イオン発生素子１と送風装置２が作動する。吸い込まれた空気Ａは、イオン発生素子１のイオン発生電極５で発生する正負イオンを含有して、イオンを十分に含んだ空気Ｂとして外部空間に放出される。

イオンを十分に含んだ空気Ｂは、正イオンと負イオンとを両方含んでおり、空気中に放出されると、空気中に存在するカビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニのアレルゲン成分を不活化・除去する。

この携帯型空気浄化装置でも、動作原理は、図１に示した室内環境で用いられる空気浄化装置と同様である。この携帯型空気浄化装置によっても、カビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニのアレルゲン成分等を除去・不活化することに効果的である。

このような携帯型空気浄化装置は、人間が身につける物、例えば帽子に取り付けることができる。図６に示すように、ウオーキングやジョギングを行う人間がかぶる帽子３１に携帯型空気浄化装置３２が取り付けられている。携帯型空気浄化装置３２は、帽子３１の側面に取り付けられる。携帯型空気浄化装置３２は、正負イオンを発生するイオン発生素子１と、正負イオンを空間に放出するための送風装置２と、イオン発生素子１や送風装置２に電気を供給するための電池やバッテリ等の電源１２とを備えている。図中、３３は歩数計である。

帽子３１において、携帯型空気浄化装置３２を取り付ける位置は、少なくとも鼻や口の周りに正負イオンを放出できるように、帽子３１の前部、横部、上部に設置されていることが好ましい。帽子３１の後部に携帯型空気浄化装置３２が設置されると、顔面近傍に効果的に正負イオンを放出することが困難となる。

帽子３１に取り付けられた携帯型空気浄化装置３２を用いて、ウオーキングやジョギングを行うとき、携帯型空気浄化装置３２を作動すると、鼻や口の周りに効果的に正負イオンが放出される。カビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニ等のアレルゲン成分による感染症やアレルギー性疾患になるリスクを低減することができる。

したがって、イオン発生素子１、送風装置２、電源１２を備えた携帯型空気浄化装置３２を作動することによって、帽子３１を着用した人間が呼吸により吸引する局所的な空間である鼻や口の周りに正負イオンが放出される。たとえ周囲の空気にカビや浮遊菌やウイルスや花粉及びダニ等のアレルゲン成分が含有されている場合においても、イオン発生装置から鼻や口の周りに放出された正負イオンにより不活化・除去された状態となっており、人体に吸引しても、感染症やアレルギー性疾患を発症するリスクは大幅に抑制される。これにより、室内ではなく、室外をウオーキングやジョギングしても、本来の目的である健康増進の効果を一層高めることができる。
特開２００２−９５７３１号公報 特開２００３−３４３８８７号公報

ところが、上記の携帯型空気浄化装置をウオーキングやジョギングといった運動中に用いる場合、携帯型空気浄化装置としての効果が得にくい場合がある。すなわち、マスク型の携帯型空気浄化装置においては、鼻や口の周りにマスクの布が密着しており、呼吸自体の負担が大きい。そのため、運動であるウオーキングやジョギングの最中に、十分な酸素を吸い込めず、使用することが負担となる。

ペンダント型の携帯型空気浄化装置においては、首にぶら下がっており、固定されていない。そのため、ウオーキングやジョギング中には、空気浄化装置が揺れて、一定した状況で正負イオンを放出できない可能性がある。

ウオーキングやジョギングは一定時間にわたり継続して歩き続けることが効果的であるが、道路交差点においての信号待ちや小休憩等の理由によって、途中で立ち止まることも多い。このような移動状態の変化に応じて、吸気する鼻や口の周りの空気の流れ、向き、強さが変化する。その結果、移動状態によっては、正負イオンが鼻や口の周りに効果的に放出されなくなるおそれがある。正負イオンが目標とする空間に効果的に放出されない場合、鼻や口の周りのカビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニ等のアレルゲン成分が除去・不活化されない。これらを含んだ空気がそのまま人体に吸入されてしまうことになり、感染症やアレルギー性疾患の発症のリスクが大幅に上昇する。

ここで、ウオーキングやジョギングにおける空気の流れや空気抵抗を考えてみる。動いている状態と休憩等で止まっている状態においては、人間が受ける気流の環境が相対的に変化する。

通常のウオーキングの速度は毎分６０〜１００ｍ程度であり、秒速に換算すると毎秒約１ｍ〜１．７ｍである。また、通常のジョギングの速度は、毎分１００〜１５０ｍ程度であり、秒速に換算すると毎秒約１．７ｍ〜２．５ｍである。すなわち、人間がウオーキングやジョギングを行う場合、毎秒約１ｍ〜２．５ｍの空気抵抗を受けていると解釈できる。逆に小休憩等で立ち止まっている場合には、このような空気抵抗を受けない。一方、携帯型空気浄化装置に取り付けられた送風装置から放出される空気の流れは毎秒０．２ｍ〜１ｍ程度である。

このことから、ウオーキングやジョギングにおいて、小休憩等で立ち止まっている停止状態と、ウオーキングやジョギングで動いている歩行状態あるいは走行状態とでは、人間が受ける風の影響、すなわち空気抵抗が異なっている。この空気抵抗によって、携帯型空気浄化装置から放出する正負イオンの最適な放出条件が大きく変わることを確認した。

人間が立ち止まっている停止状態では、図６に示すように、移動速度は０であるので、空気抵抗はない。そのため、携帯型空気浄化装置３２から顔面近傍の空間に向かって放出された正負イオンは、鼻や口の周りにイオン濃度が高い状態で存在する。しかし、図７に示すように、ウオーキングを行っている歩行状態では、歩行速度に応じて進行方向に対して逆向きの空気抵抗が生じる。したがって、携帯型空気浄化装置３２から正負イオンを鼻や口の周りのイオン濃度を高めるように放出しても、実際には空気抵抗により押し戻され、イオンを十分に含んだ空気Ｂは鼻や口の周りよりも後方に移動してしまう。その結果、鼻や口の周りには、十分な正負イオンが存在しておらず、カビや浮遊菌やウイルスやアレルゲン成分は除去・不活化されない。そのため、ウオーキングを行っている人間が、活性を維持したままのカビや浮遊菌やウイルスやアレルゲン成分を吸い込むことになり、感染症やアレルギー性疾患を引き起こす原因となる。

以上のことより、ウオーキングやジョギングを行っている人間が移動しているときおよび止まったときに合わせて、随時、最適条件で正負イオンを発生、放出することが要求される。

そこで、本発明は、上記に鑑み、ウオーキングやジョギング中の移動状態の変化にかかわらず、常に正負イオンを顔面近傍の局所的な空間に向けて放出できるようにした携帯型空気浄化装置の提供を目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、正負イオンを発生する携帯型空気浄化装置の作動を移動検知装置による移動状態のモニタリング結果と随時リンクさせることにより、常に鼻や口の周りに十分な正負イオンを供給できるように適宜変更できるようにしたものである。

すなわち、空気浄化装置は、正イオンと負イオンを発生するイオン発生素子と、これらのイオンを外部に放出するための送風装置と、外部機器からの駆動信号を受信する通信装置とを備え、携帯中、常に使用者の顔面近傍に正イオンと負イオンを供給できるように、前記駆動信号に応じて正イオンと負イオンの放出が制御される。正負イオンの放出制御は、受信した駆動信号にしたがってイオン発生素子あるいは送風装置の駆動を制御することにより行われる。

外部機器は、自動的にあるいは手動によって駆動信号を出力する。具体的には、身体の移動状態を検知する移動検知装置であり、自動的に移動状態を検知して、駆動信号を出力する。また、外部機器は、移動状態に応じて手動で操作すると、駆動信号を出力するスイッチであってもよい。

空気浄化装置は、イオン発生素子および送風装置の駆動を制御する制御装置を備えている。移動検知装置から送信された駆動信号を受信すると、制御装置は、移動状態の変化にかかわらず使用者の顔面近傍におけるイオン濃度を維持するように、移動状態の変化に応じて正負イオンの放出を制御する。

ここで、駆動信号は、停止状態、歩行状態、走行状態の各状態に応じて出力される。正負イオンの放出制御として、各状態に応じて送風装置による風速が変更され、移動速度が速くなるほど風速が速くされる。また、各状態に応じて放出する風向きが変更され、移動速度が速くなるほど風向きが顔面から遠ざかる方向に向けられる。また、各状態に応じて正イオンと負イオンの発生量が変更され、移動速度が速くなるほど発生量が多くされる。

移動状態の変化に伴って身体が受ける空気抵抗も変わるが、上記の放出制御により、顔面よりも前方に正負イオンが放出されたり、大量の正負イオンが放出されるので、空気抵抗に打ち勝って、常に鼻や口の周りに十分な正負イオンが供給される。

携帯型の空気浄化装置は、小型化されているので、顔面の近傍に装着される装身具に取り付けられる。空気浄化装置が顔面近傍にあるので、どのような移動状態にあっても確実に鼻や口の周りに正負イオンを放出できる。

上記の空気浄化装置と組み合わせて用いられる外部機器は、歩数計が好適である。歩数計は、ウオーキングやジョギングにしばしば使用されるものであり、移動状態に応じて動作するので、移動検知機能を有している。したがって、歩数計本来の機能を利用して、通信装置を付加するだけで移動検知装置として使用できる。

本発明によると、室外において、立ち止まっているときだけでなく、ウオーキングやジョギング中にあっても、移動状態に関係なく鼻や口の周りを放出された正負イオンで十分に満たすことができる。したがって、空気中のカビや浮遊菌やウイルス、花粉及びダニ等のアレルゲン成分を除去・不活化でき、これらに起因する感染症やアレルギー性疾患を防ぐことができる。

本実施形態の携帯型空気浄化装置４０は、顔面近傍に装着される装身具である帽子３１に取り付けられて使用されるものである。そして、空気浄化装置は、携帯中、常に使用者の顔面近傍に正負イオンを供給して、イオン濃度を維持できるようになっている。特に、ウオーキングやジョギングを行っているときに、鼻と口の周りに局所的に正負イオンを供給する。

図８に示すように、携帯型空気浄化装置４０は、正イオンと負イオンを発生するイオン発生素子１と、正負イオンを外部に放出するための送風装置２と、外部機器と通信するための通信装置４１と、これらに電力を供給する電源１２とを備えている。イオン発生素子１、送風装置２および通信装置４１は、携帯可能なケース３０に設けられる。ケース３０の一端側に吸気口４２が形成され、他端側に吹出口４３が形成される。送風装置２は一端側に配され、ケース３０内に吸気口４２から吹出口４３に至る通風路４４が形成される。

電池あるいはバッテリからなる電源１２は、ケース３０の外側に着脱可能に取り付けられ、リード線６を介して内部のイオン発生素子１等に接続されている。電源１２を外部に設けることによって、電源１２の容量が低下したときに容易に電源１２を交換することができる。

また、図９に示すように、電源１２をケース３０に内装してもよい。なお、イオン発生素子１、送風装置２および電源１２は、特許文献１、２に記載されている従来のものと同じである。

携帯型空気浄化装置４０は、図１０に示すように、帽子３１の側頭部側に取り付けられる。ケース３０の吹出口４３は、前方に向き、かつ斜め下に向くように調節されている。すなわち、正負イオンを顔面近傍に放出できるように、吹出口４３からの放出する風向きが設定される。

スイッチをオンすると、イオン発生素子１と送風装置２が作動し、ケース３０内に吸い込まれた空気Ａは、イオン発生素子１のイオン発生電極５上に発生する正負イオンを吹き流す。正負イオンを十分に含んだ空気Ｂとなって、吹出口４３から外部空間に放出される。イオンを十分に含んだ空気Ｂは、正イオンと負イオンとを両方含んでおり、空気中に放出されると、空気中に存在するカビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニのアレルゲン成分を不活化・除去する。顔面において、空気中のイオン濃度が高くなっているので、この効果が十分に発揮される。特に、鼻と口の周りでのイオン濃度が高いので、清浄な空気を吸い込めることになる。

そして、図１１に示すように、上記の空気浄化装置４０は、別体の外部機器と通信可能とされ、イオン発生素子１および送風装置２を駆動制御する制御装置４５を備えている。外部機器は、身体に装着される歩数計３３とされ、歩行や走行といった身体の移動状態を検知する移動検知器４６と、空気浄化装置４０と通信する通信装置４７を有している。

通信装置４７が歩数計３３から駆動信号を受信すると、マイコンからなる制御装置４５は、駆動信号に応じて正負イオンの放出を制御する。すなわち、空気浄化装置４０と歩数計３３とが組み合わされて、携帯型空気浄化システムが構成される。

ウオーキングやジョギングを行う場合、運動量を測る目安として、図６にも示したように、歩いた歩数を計測する機器である歩数計３３が用いられる。歩数計３３を身体に装着して用いることにより、歩数を基準として歩行距離やエネルギー消費量を算出することができる。歩数計３３は、一般的に腰の位置に取り付けられる。歩数を数字によって目視で確認することができ、効果的かつ計画的なウオーキングやジョギングを行える。

図１２に示すように、歩数計３３の本体５０には、ウオーキングやジョギングにおいての歩数を表示する表示部５１と、電力を供給する電源５２と、電源スイッチ５３が設けられている。電源スイッチ５３の操作により、電源オン／オフされたり、あるいは表示部５１のカウントがゼロにリセットされる。

歩数計３３の動作原理としては、人間が歩いた際の一歩ごとの上下振動によって、内蔵されているばね振り子５４が伸縮し、このばね振り子５４の上下動で歩数を計測する。本体５０内部には、表示部５１への電力供給等に用いるための電池あるいはバッテリ等からなる電源５２が設置されている。表示部５１は、デジタル表示式であるが、指針によるアナログ表示式であってもよい。

また、歩数計３３の精度は、年齢や性別等で上下動の度合いが変わってくるが、この歩数計３３の精度は、内蔵したばね振り子５４の検出可能な最小振動の設定を変更することにより、使用者や使用環境に合わせて設定することが可能である。

歩数計３３を例えば腰周辺の衣服あるいはベルトに取り付け、ウオーキングやジョギングを行うと、一歩毎に歩数計３３の数値が増加していく。表示部５１の確認により、ウオーキングやジョギングによる運動量を確認することができる。

歩数計３３は、歩行により発生した振動に伴う内蔵のばね振り子５４の上下動をセンシングしているので、ウオーキングやジョギングの途中で止まれば、歩数計３３の数値も停止する。すなわち、歩数計３３は、移動状態を随時モニタリングしていることになる。

近年では、様々な新しい複合機能を有する歩数計が開発されている。例えば特開平１１−５６８１９号公報には、歩数計をセンシングできるような形態について記載されている。通常の歩数計３３では、歩数を数え、その数字を表示するだけである。利用者の体重等から消費カロリーを計算し、表示できるものもある。上記公報によると、様々な情報を一元管理し、さらにネットワーク上のサーバーと連携をとることにより、健康管理あるいはダイエットを効果的に行えるようにした電子歩数計端末が提供されている。このように、通常は歩数を計測するだけの単一機能しか有さない歩数計は、電子化することにより付加価値が高まる。

また、特開２００２−３１２７５４号公報に記載されているように、被計測者の歩行中の歩幅の変化に対応し、歩幅が関連する情報を正確に換算する機能を有する歩数計が提供されている。すなわち、身長と歩行ピッチにより変化する歩幅が歩幅演算手段により求められ、この歩幅に基づいて歩行関連情報演算手段により歩行関連情報が求められる。被計測者は常に一定の歩幅で歩行しなければならないといった意識をすることなく歩行し、正確な歩行関連情報を得ることができる。このように、単に歩数を表示部に示すだけといった単純な歩数計だけではなく、複合機能を有する歩数計が開発されている。

そこで、本発明では、歩数計３３に対して、その歩数をカウントする機能を利用して、停止状態、歩行状態、走行状態といった動作状態を検知する移動検知装置としての役割を付加する。ウオーキングやジョギングを行っている人間が動いていてもあるいは立ち止まっていても、鼻や口の周りに最適に正負イオンを放出するように、歩数計３３が検知した動作状態に応じて、携帯型空気浄化装置４０のイオン発生素子１と送風装置２の運転状態を常に最適なものとなるように制御する。すなわち、移動状態の変化にかかわらず、常に良好な条件で正負イオンが放出されるように、歩数計３３による動作状態の検知結果と携帯型空気浄化装置４０による正負イオンの放出の制御とを連動させる。

歩数計３３を単にウオーキングやジョギングでの歩数を確認するだけに用いるのではなく、図１３に示すように、内部のばね振り子５４の上下振動によって生じた出力を外部に送信できる通信装置４７を設ける。通信装置４７には、電源５２から電力が供給される。空気浄化装置４０との通信は、特定小電力無線、ブルートゥース、赤外線、光、超音波等による無線によって行われる。なお、歩数計３３の通信装置４７と空気浄化装置４０の通信装置４１とをケーブルによって結び、有線による通信を行ってもよい。

歩数計３３には、ばね振り子５４の上下振動を電気的もしくは磁気的に感知する振動センサが設けられている。ウオーキングやジョギングにより歩数計３３が振動すると、ばね振り子５４の上下振動を振動センサが検知して、検知信号を通信装置４７に出力する。通信装置４７は、振動センサからの出力に応じて駆動信号を無線通信により空気浄化装置４０に送信する。

振動センサの検知信号の出力タイミングに応じて、通信装置４７は駆動信号を送信する。人間が動いているときには、歩数計３３のばね振り子５４も上下振動をするため、通信装置４７から駆動信号が送信される。特に、速く歩くときや走っているときには、単位時間当たりの歩数が増加するので、ばね振り子５４の振動回数も増加する。その結果、振動センサの検知信号の出力タイミングが速くなり、通信装置４７から送信される駆動信号の出力タイミングが速くなる。一方、ウオーキングやジョギングの最中でも、小休憩や信号待ち等で止まっている場合、歩数計３３のばね振り子５４は振動しない。したがって、通信装置４７から駆動信号は送信されない。

あるいは、歩数計３３が、振動センサの検知信号から動作状態を判断して、その動作状態を示す情報を含む駆動信号を送信してもよい。このようにして、歩数計３３は、動作状態に応じた駆動信号を送信することができる。

歩数計３３からの駆動信号を受信した空気浄化装置４０の制御装置４５は、駆動信号からウオーキングやジョギングでの動作状態を判断する。すなわち、制御装置４５は、止まっている停止状態、歩いている歩行状態、走っている走行状態の内、いずれの状態にあるかを認識する。そして、その動作状態に応じて、常に使用者の顔面近傍に正イオンと負イオンを供給できるように、空気抵抗を考慮して正負イオンの放出を最適な状態に変更する。

制御装置４５による正負イオンの第１の放出制御としては、送風装置２の送風能力を変化させる。具体的には、風速を変化させる。制御装置４５は、静止状態から歩行状態、走行状態と変化して、空気抵抗が大きくなるにつれて、風速が速くなるように制御する。このとき、イオン発生素子１の駆動は変化させない。

送風装置２には、電動のプロペラ型やシロッコ型のモータファンが用いられる。モータファンでは、供給される電圧によりファンの回転速度が変わる。この入力電圧を歩数計３３からの駆動信号に基づき変更することにより、ファンの回転速度が変化し、送風能力（風速）が変化する。入力電圧については、使用するモータファンにより適宜選択されるが、１０Ｖ以下の印加電圧でも十分に作動する場合が多い。このように風速が変化することにより、顔面近傍に放出される正負イオンの供給条件が変わるので、動作状態が変化しても、常に鼻や口の周りにおいて十分なイオン濃度を維持することができる。

ウオーキングやジョギング時は、歩行が止まっている場合に対して、空気抵抗が作用するので、放出した正負イオンは後方に押し戻される。そこで、ウオーキングやジョギング時には、送風装置２のモータファンへの印加電圧を大きくして、空気抵抗に打ち勝つだけの風力で正負イオンを放出する。

第２の放出制御としては、空気浄化装置４０から放出する風向きを変更する。ケース３０は、帽子３１に水平軸周りに回動自在に装着され、ケース３０の角度を変化させるための角度変更装置を備えている。角度変更装置は、ギアとモータとの組み合わせ、ステッピングモータ、シリンダ等の公知の技術によって構成され、ケース３０の吹出口４３を下向きから水平方向の間で調節する。制御装置４５は、停止状態から歩行状態、走行状態と変化して、空気抵抗が大きくなるにつれて、角度変更装置を制御して、正負イオンの放出方向を変化させる。このとき、イオン発生素子１の駆動および風速は変化させない。

停止状態のときのケース３０の位置を基準にして、歩行状態のときには、ケース３０を少し上方に向かって回動させる。走行状態のときには、ケース３０を水平に近い状態まで回動させる。動作状態が変化して、空気抵抗が強くなるにしたがって、風向きが顔面の前方から離れる方向に変更される。

ウオーキングやジョギング時は、止まっている場合に対して、空気抵抗が作用するので、放出した正負イオンは後方に押し戻される。そこで、ウオーキングやジョギング時には、空気抵抗に打ち勝つために、鼻や口の周りよりもさらに前方に正負イオンを放出する。したがって、ウオーキングやジョギングのいずれの状況においても、人間の鼻や口の周囲が常に空気浄化装置４０から放出された正負イオンで満たされるようになる。一方、小休憩等で立ち止まった場合には、停止状態にあるという駆動信号によって、ケース３０の吹出口４３が下向きに近くなるように変更される。鼻や口の周りに正負イオンが満たされるように、正負イオンが放出される。このように、ウオーキングやジョギング時に、常に鼻や口の周りにおける正負イオンの濃度を高くすることができる。

第３の放出制御としては、イオン発生素子１が発生する正負イオンの発生量を変更する。正負イオンの発生は、イオン発生電極５の沿面放電によって行われる。イオン発生電極５への印加電圧が変化すれば、イオン発生量は変化する。制御装置４５は、移動状態の変化に応じて高圧パルス駆動回路７の駆動を制御して、印加電圧を変化させる。印加電圧が高くなれば、発生する正負イオンが多くなる。すなわち、制御装置４５は、移動速度が速くなるほど、印加電圧が高くなるように制御する。このとき、送風装置２の風速および風向きは変化させない。

正負イオンの発生量は、歩行状態や走行状態のときに空気抵抗が作用して、後方に押し戻される量よりも多くなるように印加電圧が設定される。正負イオンが鼻や口の周りに向かって大量に放出されると、正負イオンの存在する空間が、顔面近傍からその前方にわたって広がる。これにより、ウオーキングやジョギング時に、空気抵抗の作用によって正負イオンが後方に押し戻されても、顔面近傍において正負イオンが残留しているので、十分な正負イオンが鼻や口の周りに供給されることになる。

以上のようにして、ウオーキングやジョギングをしている人間が外部の空気を吸い込む際に、歩いていたり走っていたり、あるいは小休憩していたりといったように、どのような状況にあっても、正負イオンの放出が制御され、顔面近傍におけるイオン濃度を高濃度に維持することができる。したがって、正負イオンの効果により、室外においてカビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニ等のアレルゲン成分が除去・不活化された状態となる。

次に、制御装置４５による動作状態に応じた正負イオンの放出の制御動作を図１４にしたがって説明する。まず、ウオーキングやジョギングを始める前に、携帯型空気浄化装置４０を取り付けた帽子３１をかぶり、移動検知機能を有する歩数計３３を身体のいずれかの部分、例えば腰のベルト等に取り付ける。なお、空気浄化装置４０の吹出口４３から放出する風向きは、図１０に示すように、空気抵抗がない状態、すなわち停止状態において、正負イオンを顔面近傍に吹き出すように設定されている。

空気浄化装置４０と歩数計３３を電源オンすると、イオン発生素子１と送風装置２が作動する。図１０に示すように、ウオーキングやジョギングを開始しようとしている人間の顔面近傍に向けて正負イオンが放出され、鼻や口の周りに十分なイオン濃度の正負イオンが供給される。カビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニ等のアレルゲン成分が除去・不活化することにより、室外において、たとえ呼吸により空気を吸い込んでも感染症やアレルギー性疾患とならない環境が醸成される。

ウオーキングやジョギングを開始すると、歩数計３３は、内部のばね振り子５４が振動することにより随時動作状態をモニタリングする。このモニタリングした情報に応じた駆動信号が、歩数計３３の通信装置４７により送信される。空気浄化装置４０の通信装置４１は、歩数計３３からの駆動信号を受信する。空気浄化装置４０の制御装置４５は、受信した駆動信号に基づき、動作状態を判断する。その判断結果に応じて正負イオンの放出を制御する。

ウオーキングやジョギングの最中に小休憩等で止まった場合等の停止状態の場合には、歩行が停止することにより、歩数計３３のばね振り子５４の振動も停止する。このとき、歩数計３３は、駆動信号を送信しない。空気浄化装置４０は歩数計３３からの駆動信号を受信しなくなる。あるいは、歩数計３３は、停止状態にあることを示す駆動信号を送信する。これにより、制御装置４５は、停止状態であると判断する。

停止状態になると、図１０に示すように、人間は空気抵抗を受けない状況にある。空気浄化装置４０では、正負イオンの放出が停止状態に応じて最適化される。すなわち、第１、第２、第３のいずれかの放出制御にしたがって、人間の鼻と口の周りに最も効果的に正負イオンが到達するように、正負イオンが放出される。

この結果、人間の鼻と口の周囲はイオンを十分に含んだ空気で満たされる。空気中に存在するカビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニのアレルゲン成分による感染症やアレルギー性疾患の影響を回避することができる。

ウオーキングを行っている歩行状態の場合、約１ｍ〜１．７ｍで移動しているため、それだけの空気抵抗を受ける状況にある。また、移動速度は毎秒２〜３歩程度となるので、これに合わせて歩数計３３のばね振り子５４は振動する。これにより、歩数計３３は、ばね振り子５４の振動に連動した駆動信号を送信する。あるいは、歩数計３３は、歩行状態にあることを示す駆動信号を送信する。制御装置４５は、この駆動信号を受信して、歩行状態であると判断する。

歩行状態になると、図１５に示すように、人間は空気抵抗を受ける。空気浄化装置４０では、正負イオンの放出が歩行状態に応じて最適化される。すなわち、第１、第２、第３のいずれかの放出制御にしたがって、人間の鼻と口の周りに最も効果的に正負イオンが到達するように、正負イオンが放出される。例えば、放出された正負イオンは、空気抵抗により押し戻されるので、このことをあらかじめ考慮して、正負イオンは、人間の鼻と口の周りではなく、それよりも前方に向けて放出される。これによって、人間の鼻と口の周囲はイオンを十分に含んだ空気で満たされる。

ジョギングを行っている走行状態の場合、約１．７ｍ〜２．５ｍで移動しているため、それだけの空気抵抗を受ける状況にある。また、移動速度は毎秒３〜５歩程度となるので、これに合わせて歩数計３３のばね振り子５４は振動する。これにより、歩数計３３は、ばね振り子５４の振動に連動した駆動信号を送信する。あるいは、歩数計３３は、走行状態にあることを示す駆動信号を送信する。制御装置４５は、この駆動信号を受信して、走行状態であると判断する。

走行状態になると、図１６に示すように、人間は歩行状態より強く空気抵抗を受ける。空気浄化装置４０では、正負イオンの放出が走行状態に応じて最適化される。すなわち、第１、第２、第３のいずれかの放出制御にしたがって、人間の鼻と口の周りに最も効果的に正負イオンが到達するように、正負イオンが放出される。例えば、放出された正負イオンは、空気抵抗により押し戻されるので、このことをあらかじめ考慮して、正負イオンは、人間の鼻と口の周りではなく、歩行状態の場合よりも前方に向けて放出される。これによって、人間の鼻と口の周囲はイオンを十分に含んだ空気で満たされる。

したがって、ウオーキングやジョギング中であっても、人間の鼻と口の周囲は正負イオンを十分に含んだ空気で満たされる。人間が吸い込む空気中に存在するカビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニ等のアレルゲン成分が除去・不活化され、これらに起因する感染症やアレルギー性疾患の影響を回避することができる。

ウオーキングやジョギングのように人間が速く移動している場合には、空気抵抗の影響がより大きくなるので、空気抵抗に抗して、人間の鼻や口の周囲よりも前方に正負イオンを積極的に放出したり、あるいは鼻や口の周りのイオン濃度が高くなるように正負イオンを放出する。このような空気抵抗を考慮したイオン放出条件を設定することにより、ウオーキングやジョギングしている場合においても、止まっている場合と同様に、鼻や口の周りでは最適なイオン濃度が維持される。したがって、カビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニ等のアレルゲン成分が除去・不活化される。このようにして、室外をウオーキングやジョギングしても、感染症やアレルギー性疾患を発症するリスクを避けて、本来の目的である健康増進の効果を一層高めることができる。

そして、歩数計３３のような移動状態を検知する移動検知装置と空気浄化装置４０とをそれぞれ別体とすることにより、移動検知装置と空気浄化装置１を一体化する場合に比べて、空気浄化装置４０を小型化、軽量化できる。したがって、空気浄化装置４０の携帯性がよくなり、帽子３１等の装身具に取り付けても負担にならず、使用性に優れた空気浄化装置を実現できる。

以上のように、本発明は、特許文献２の記載内容を何ら否定するものではなく、特許文献２記載の携帯型空気浄化装置よりも菌等の除去、不活化の機能をさらに効果的に向上させたものである。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。空気浄化装置を取り付ける装身具として、顔面近傍に向けて正負イオンを放出可能なものであればよく、例えば眼鏡、ヘルメット、ブローチ等が挙げられる。また、本実施形態の空気浄化装置は、人間を対象としているが、犬や猫のような愛玩動物を対象にして、首輪に空気浄化装置を取り付けてもよい。

動作状態を検知する機能を有する外部機器として、移動するときに受ける風圧を検知する圧力センサ、風速計を用いてもよい。これらは、検知信号を受けて、空気浄化装置に駆動信号を送信する通信装置を備える。歩数計や圧力センサ、風速計は移動状態を検知できるので、正負イオンの放出制御を自動的に行える。これに対し、手動で動作状態に応じた駆動信号を出力する外部機器としてもよい。例えば、押しボタンスイッチや切替スイッチとする。動作状態に応じて、スイッチを操作すると、駆動信号が出力される。これらのスイッチは、空気浄化装置と別体としてもよく、あるいは空気浄化装置に一体的に設けてもよい。

正負イオンの放出制御において、第１〜第３の放出制御を挙げたが、それぞれ単独で行う代わりに、これらを任意に組み合わせて放出制御を行ってもよい。また、停止状態、歩行状態、走行状態の３段階に分けて放出制御する代わりに、連続的に放出制御を行ってもよい。したがって、動作状態に適した詳細な放出制御を行うことができ、正負イオンの効果を大いに発揮させることができる。

ケースの角度を変化させる角度変更装置の代わりに、吹出口にルーバを回動自在に設ける。ルーバはモータ等によって回動される。吹出口から吹き出される正負イオンの風向きは、ルーバによって設定される。

従来の空気浄化装置の概略図 マスクに用いた携帯型空気浄化装置を示す図 ペンダントに用いた携帯型空気浄化装置を示す図 電源が外部にある携帯型空気浄化装置の内部機構を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図 電源を内蔵した携帯型空気浄化装置の内部機構を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図 従来の空気浄化装置と歩数計を用いて、立ち止まっている停止状態における正負イオンの放出を示す図 従来の空気浄化装置と歩数計を用いて、移動している状態における正負イオンの放出を示す図 本発明の電源が外部にある携帯型空気浄化装置の内部機構を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図 本発明の電源を内蔵した携帯型空気浄化装置の内部機構を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図 本発明の空気浄化装置と歩数計を用いて、立ち止まっている停止状態における正負イオンの放出を示す図 本発明の空気浄化システムの概略構成図 従来の歩数計を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は内部を示す図 本発明の歩数計を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は内部を示す図 正負イオンの放出制御のフローチャート 本発明の空気浄化装置と歩数計を用いて、ウオーキングしている歩行状態における正負イオンの放出を示す図 本発明の空気浄化装置と歩数計を用いて、ジョギングしている走行状態における正負イオンの放出を示す図

符号の説明

１ イオン発生素子
２ 送風装置
３１ 帽子
３３ 歩数計
４０ 空気浄化装置
４１ 通信装置
４５ 制御装置
４７ 通信装置

Claims (7)

1. 顔面の近傍に装着される装身具に取り付けられる携帯型空気浄化装置であって、ケースに、イオン発生素子と、発生した正負イオンをケースの吹出口から外部に放出するための送風装置と、前記イオン発生素子および送風装置の駆動を制御する制御装置とが設けられ、吹出口は、身体の停止状態において鼻や口の周りに正負イオンを放出できるように、前方に向けられ、かつ斜め方向の向きを調節され、制御装置は、身体の移動速度に応じた駆動信号を出力する移動検知装置からの駆動信号を受けて、移動速度の変化にかかわらず使用者の顔面近傍に正負イオンを供給できるように、移動速度が速くなるほど風速が速くなるように送風装置を制御することを特徴とする携帯型空気浄化装置。
2. 顔面の近傍に装着される装身具に取り付けられる携帯型空気浄化装置であって、ケースに、イオン発生素子と、発生した正負イオンをケースの吹出口から外部に放出するための送風装置と、前記イオン発生素子および送風装置の駆動を制御する制御装置とが設けられ、吹出口は、身体の停止状態において鼻や口の周りに正負イオンを放出できるように、前方に向けられ、かつ斜め方向の向きを調節され、制御装置は、身体の移動速度に応じた駆動信号を出力する移動検知装置からの駆動信号を受けて、移動速度の変化にかかわらず使用者の顔面近傍に正負イオンを供給できるように、移動速度が速くなるほど正負イオンの発生量が多くなるようにイオン発生素子を制御することを特徴とする携帯型空気浄化装置。
3. 移動検知装置は、停止状態、歩行状態、走行状態の各状態に応じた駆動信号を出力することを特徴とする請求項１または２記載の携帯型空気浄化装置。
4. 顔面の近傍に装着される装身具に取り付けられる携帯型空気浄化装置であって、ケースに、イオン発生素子と、発生した正負イオンをケースの吹出口から外部に放出するための送風装置と、吹出口から放出される風向きを変更する変更装置と、前記イオン発生素子、送風装置および変更装置の駆動を制御する制御装置とが設けられ、吹出口は、身体の停止状態において鼻や口の周りに正負イオンを放出できるように、前方に向けられ、かつ斜め方向の向きを調節され、制御装置は、身体の移動速度に応じた駆動信号を出力する移動検知装置からの駆動信号を受けて、移動速度が速くなるほど吹出口からの風向きが顔面の前方から離れる方向に向くように、変更装置を制御することを特徴とする携帯型空気浄化装置。
5. 移動検知装置からの駆動信号を受信する通信装置を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の携帯型空気浄化装置。
6. 顔面の近傍に装着される装身具であって、請求項１〜５のいずれかに記載の携帯型空気浄化装置が取り付けられ、顔面近傍にイオンを放出できるように、空気浄化装置のケースに形成された吹出口から放出する風向きが設定されたことを特徴とする装身具。
7. 請求項５記載の携帯型空気浄化装置と通信を行うための送信装置を備え、停止状態、歩行状態、走行状態の各状態に応じた駆動信号を出力することを特徴とする歩数計。

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