JP6609497B2 - 透過型光結合装置およびそれを用いた空気清浄機能を備えた装置 - Google Patents

Description

この発明は、透過型光結合装置およびそれを用いた空気清浄機能を備えた装置に関し、具体的には、空気清浄フィルターの目詰まり有無および装着有無を検出可能な透過型光結合装置に関するものであり、更には、除湿機、加湿機、暖房機、冷房機、空気清浄装置等の空気清浄機能を備えた装置、すなわち、空気清浄フィルターとその空気清浄フィルターに空気を通過させる送風手段とを備えた装置全般に関するものである。

従来、空気清浄機能を備えた装置(空気清浄装置)としては、空気清浄フィルターの下流側(風下側)に空気清浄フィルターの一方の面(風下面)に対向して発光部と受光部とを並置して、発光部から出た光が空気清浄フィルターに照射され、空気清浄フィルターで反射して受光部で検知(受光)されるものがある(例えば、特開平１１−０７０３１０号公報(特許文献１)参照)。

また、従来、他の空気清浄機能を備えた装置(送風装置)としては、プリーツ折りしたポリプロピレンやガラス繊維から形成されたフィルターを集塵手段として用いた送風装置がある(例えば、特開２０１１−０８５３３５号公報(特許文献２)参照)。この送風装置では、フィルターの変位を検知する検知手段として発光素子と受光素子をフィルターの吹出側空気流路の外郭に対向配置している。

特開平１１−０７０３１０号公報(図２参照) 特開２０１１−０８５３３５号公報(図１,図２参照)

ところで、上記従来の空気清浄機能を備えた装置では、受光部がフィルターの装着有無を検出できていないという課題がある。

空気清浄装置としては、フィルターの装着有無の検出と目詰まり検出を行うためには複数のセンサが必要となる。

上記特許文献１は、平板状のフィルターに対して、反射型光センサを用いてフィルターの目詰まり検出するものであり、蛇腹フィルターに対する対処は何ら開示されていない。

また、上記特許文献２は、透過型光センサが、蛇腹フィルターの撓みによって、塵芥の付着によるフィルターの目詰まりを検出しているため、蛇腹フィルター自体に収縮機能が必要であると共に、透過型光センサは、捕えた塵芥の重量によって目詰まりと判断するだけのことになり、蛇腹フィルターの正確な目詰まり具合を検出することはできない。

よって、上記特許文献１,２を組み合わせても、蛇腹フィルターに反射型光センサを組み合わせることにしかならず、１つの光センサで蛇腹フィルターの装着有無と目詰まり状態を検出できないという課題がある。

そこで、この発明は、上記課題を解決するために、１つの光センサで蛇腹フィルターの装着有無と目詰まり状態を検出可能な透過型光結合装置およびそれを用いた空気清浄機能を備えた装置の提供を目的とするものである。

上記課題を解決するため、この発明の透過型光結合装置は、
蛇腹フィルターの目詰まりを検出可能な透過型光結合装置であって、
上記蛇腹フィルターの下流側に配置された発光素子と、
上記蛇腹フィルターの下流側に配置され、上記発光素子から出射され、上記蛇腹フィルターの一部を透過した光を受光する受光素子と、
上記受光素子の受光量に基づいて、上記蛇腹フィルターの装着の有無を検出すると共に、上記蛇腹フィルターの目詰まり状態を検出する検出手段と
を備えたことを特徴とする。

また、一実施形態の透過型光結合装置では、
上記検出手段は、
上記受光素子の受光量に基づく出力値と比較するための第１の基準値とその第１の基準値よりも小さい第２の基準値を有し、
上記受光素子の受光量に基づく出力値が上記第１の基準値を上回るとき、上記蛇腹フィルターが装着されていないことを検出すると共に、
上記受光素子の受光量に基づく出力値が上記第２の基準値を下回るとき、上記蛇腹フィルターの目詰まり状態が、掃除を必要とする状態であることを検出する。

また、一実施形態の透過型光結合装置では、
上記蛇腹フィルターは、空気清浄機能を備えた装置に装着されており、
上記検出手段は、
上記受光素子の受光量に基づく出力値と比較するための上記第２の基準値よりも小さい第３の基準値を有し、
上記受光素子の受光量に基づく出力値が上記第３の基準値を下回るとき、上記蛇腹フィルターの目詰まり状態が、上記空気清浄機能を備えた装置が動作不可能であることを検出する。

また、一実施形態の透過型光結合装置では、
上記発光素子と上記受光素子との間の光路に対向する領域または上記光路の周囲の領域の少なくとも一方を風が通過する風通し部と、
上記発光素子と上記受光素子を連結する連結体と
を備えた。

また、一実施形態の透過型光結合装置では、
上記受光素子の光軸方向に配置され、上記発光素子から出射された光を屈折または反射させて上記受光素子の受光面に導くプリズムまたは反射部と、
上記プリズムまたは上記反射部の非受光素子側に設けられた遮光手段と
を備えた。

また、この発明の空気清浄機能を備えた装置では、
上記のいずれか１つに記載の透過型光結合装置を用いたことを特徴とする。

また、一実施形態の空気清浄機能を備えた装置では、
上記蛇腹フィルターに空気を通過させるための送風手段、または、上記蛇腹フィルターに空気を案内して通過させるための送風ダクトを備え、
上記透過型光結合装置は、上記蛇腹フィルターに対して上記送風手段または上記送風ダクトが重なる領域以外の領域に配置されている。

また、一実施形態の空気清浄機能を備えた装置では、
上記透過型光結合装置を、上記蛇腹フィルターの上方に配置する。

また、一実施形態の空気清浄機能を備えた装置では、
外部から外乱光が入射可能な領域を除く領域に上記受光素子が配置されるように、上記透過型光結合装置が空気清浄装置内に配置されている。

以上より明らかなように、この発明によれば、１つの光センサで蛇腹フィルターの装着有無と目詰まり状態を検出可能な透過型光結合装置およびそれを用いた空気清浄機能を備えた装置を実現することができる。

図１はこの発明の第１実施形態の空気清浄機能を備えた装置(空気清浄装置)の断面模式図である。 図２は上記空気清浄機能を備えた装置(空気清浄装置)の透過型光結合装置を含む要部の拡大図である。 図３は上記空気清浄機能を備えた装置(空気清浄装置)の蛇腹フィルターに配置された透過型光結合装置の側面図である。 図４はこの発明の第２実施形態の空気清浄機能を備えた装置(空気清浄装置)の蛇腹フィルターに配置された透過型光結合装置の側面図である。 図５はこの発明の第３実施形態の空気清浄機能を備えた装置(空気清浄装置)の蛇腹フィルターに配置された透過型光結合装置の側面図である。 図６(a)はこの発明の第４実施形態の空気清浄機能を備えた装置(空気清浄装置)の蛇腹フィルターに配置された透過型光結合装置の側面図を示し、図６(b)は透過型光結合装置の正面図である。 図７(a)はこの発明の第５実施形態の空気清浄機能を備えた装置(空気清浄装置)の蛇腹フィルターに配置された透過型光結合装置の側面図を示し、図７(b)は透過型光結合装置の正面図である。 図８(a)はこの発明の第６実施形態の空気清浄機能を備えた装置(空気清浄装置)の蛇腹フィルターに配置された透過型光結合装置の側面図を示し、図８(b)は透過型光結合装置の正面図である。 図９(a)はこの発明の第７実施形態の空気清浄機能を備えた装置(空気清浄装置)の蛇腹フィルターに配置された透過型光結合装置の側面図を示し、図９(b)は透過型光結合装置の正面図である。 図１０はこの発明の第８実施形態の空気清浄機能を備えた装置(空気清浄装置)の蛇腹フィルターに配置された透過型光結合装置の側面図である。 図１１はこの発明の第９実施形態の空気清浄機能を備えた装置(空気清浄装置)の蛇腹フィルターに配置された透過型光結合装置の側面図である。 図１２はこの発明の第１０実施形態の空気清浄機能を備えた装置(空気清浄装置)の蛇腹フィルターの裏面図である。 図１３はこの発明の第１１実施形態の透過型光結合装置の回路図である。 図１４はこの発明の第１２実施形態の透過型光結合装置の回路図である。 図１６はこの発明の第１３実施形態の透過型光結合装置の回路図である。 図１６はこの発明の第１４実施形態の透過型光結合装置の回路図である。

以下、この発明の透過型光結合装置およびそれを用いた空気清浄機能を備えた装置(空気清浄装置)を図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の図面上の寸法は、図面の明瞭化と簡略化のために実際の尺度から適宜変更されており、実際の相対寸法を表してはいない。

〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態の空気清浄装置の断面模式図を示している。

この第１実施形態の空気清浄装置は、図１に示すように、本体ケーシング１と、本体ケーシング１の前面側(図１中右側)に設けられた開口１ａに取り付けられた防塵フィルター２と、本体ケーシング１内かつ防塵フィルター２の後面側(図１中左側)に配置された活性炭フィルター３と、本体ケーシング１内かつ活性炭フィルター３の後面側に配置された蛇腹フィルター４と、本体ケーシング１内かつ蛇腹フィルター４の下側の後面側に配置された送風ファン５と、送風ファン５などを制御する制御装置６とを備えている。送風ファン５は送風手段の一例である。なお、蛇腹フィルター４としては、一般的にプリーツフィルターや、プリーツ状のＨＥＰＡフィルターを用いる。

上記蛇腹フィルター４の上方かつ気流に対して下流側に透過型光結合装置１０を配置している。

上記制御装置６は、マイクロコンピュータと入出力回路などからなり、透過型光結合装置１０からの信号に基づいて蛇腹フィルター４の装着の有無と目詰まり状態を検出するフィルター検出部６ａを有する。このフィルター検出部６ａは検出手段の一例である。

図２は上記空気清浄装置の透過型光結合装置１０を含む要部の拡大図を示している。図２において、図１と同一の構成部には同一参照番号を付している。

この透過型光結合装置１０は、図２に示すように、蛇腹フィルター４の気流に対して下流側に配置された発光素子の一例としての発光ダイオードＬＥＤ１０と、蛇腹フィルター４の気流に対して下流側に配置され、発光ダイオードＬＥＤ１０から出射され、蛇腹フィルター４の一部を透過した光を受光する受光素子の一例としてのフォトダイオードＰＤ１０と、発光ダイオードＬＥＤ１０とフォトダイオードＰＤ１０を連結する連結体１１を有する。

上記空気清浄装置は、透過型光結合装置１０のフォトダイオードＰＤ１０および本体ケーシング１を、外部から外乱光が入射可能な領域を除く領域にフォトダイオードＰＤ１０が配置されるように構成されている。これによって、前面側上方から本体ケーシング１の開口１ａを介して入った太陽光(または外乱光)がフォトダイオードＰＤ１０に入射しないと共に、前面側上方から本体ケーシング１の開口１ａの下端で反射した太陽光がフォトダイオードＰＤ１０に入射しない。

また、図３は上記空気清浄装置の蛇腹フィルター４に配置された透過型光結合装置１０の側面図を示している。図３において、上方が気流に対して上流側、下方が気流に対して下流側である。

図３に示すように、透過型光結合装置１０は、蛇腹フィルター４の気流に対して下流側に配置されている。この蛇腹フィルター４は、所定の間隔をあけた互いに略平行な直線状の折目を交互に折り返すことによって、山部と谷部が交互に繰り返される形状をしている。

また、発光ダイオードＬＥＤ１０とフォトダイオードＰＤ１０の一方は、蛇腹フィルター４の気流に対して下流側から見て谷部の１つに配置され、発光ダイオードＬＥＤ１０とフォトダイオードＰＤ１０の他方は、蛇腹フィルター４の気流に対して下流側から見て他の谷部の１つに配置されている。発光ダイオードＬＥＤ１０とフォトダイオードＰＤ１０が連結体１１により連結された透過型光結合装置１０は、本体ケーシング１内に設けられた保持部(図示せず)に保持されている。発光ダイオードＬＥＤ１０は、フォトダイオードＰＤ１０に向かって光が出射されるように設けられている。また、フォトダイオードＰＤ１０は、発光ダイオードＬＥＤ１０に対向するように設けられている。

また、連結体１１に検出回路１２を備えている。例えば、この検出回路１２は、連結体１１に対して発光ダイオードＬＥＤ１０とフォトダイオードＰＤ１０の反対の側(下流側)に、コネクタや表面実装部品が実装されたプリント配線基板(図示せず)を設ける。

透過型光結合装置１０の発光ダイオードＬＥＤ１０から出射された光は、蛇腹フィルター４の一部を透過して、フォトダイオードＰＤ１０で受光される。

上記フォトダイオードＰＤ１０の受光量に基づいて、検出回路１２は、蛇腹フィルター４の装着の有無を検出すると共に、上記蛇腹フィルター４の目詰まり状態を検出する。

上記構成の透過型光結合装置１０によれば、一対の発光ダイオードＬＥＤ１０(発光素子)とフォトダイオードＰＤ１０(受光素子)で蛇腹フィルター４の装着の有無と目詰まり状態の検出が可能となる。また、蛇腹フィルター４の気流に対して下流側に透過型光結合装置１０が配置されているので、発光ダイオードＬＥＤ１０(発光素子)とフォトダイオードＰＤ１０の各レンズの汚れを防止でき、誤動作を回避することができる。

上記構成の空気清浄装置によれば、１つの透過型光結合装置１０で蛇腹フィルター４の装着の有無と目詰まり状態の検出が可能となった空気清浄装置を提供することができる。

また、上記透過型光結合装置１０を、蛇腹フィルター４に対して送風ファン５(送風手段)が重なる領域以外の領域に配置することによって、透過型光結合装置１０によってメイン流路の空気の流れが悪くなることを低減できると共に、送風ファン５から離れた透過型光結合装置１０の発光ダイオードＬＥＤ１０とフォトダイオードＰＤ１０との間の蛇腹フィルター４が例えば灰色の目詰まり状態と判断した時に、送風ファン５のあるメイン流路のフィルター領域が真っ黒の目詰まり状態であると判断できる。

なお、上記第１実施形態の空気清浄装置では、蛇腹フィルター４に空気を通過させるための送風ファン５(送風手段)を用いたが、これに限らず、蛇腹フィルターに例えば温度差によって生じる気流の空気を案内して通過させるための送風ダクトを備えた空気清浄装置にこの発明を適用してもよい。

また、上記透過型光結合装置１０を、蛇腹フィルター４の上方かつ気流に対して下流側に配置することによって、蛇腹フィルター４が目詰まりにより最大限の真っ黒になったとき、送風ファン５(送風手段)を止めることができる。

また、上記透過型光結合装置１０の発光ダイオードＬＥＤ１０および本体ケーシング１は、外部から外乱光が入射可能な領域を除く領域にフォトダイオードＰＤ１０が配置されるように構成されている。これにより、空気清浄装置の本体ケーシング１内に搭載する透過型光結合装置１０のレイアウトや、本体ケーシングの構成を工夫することで、透過型光結合装置１０に対する外乱光対策が可能になる。

上記第１実施形態の透過型光結合装置１０では、発光ダイオードＬＥＤ１０(発光素子)および本体ケーシング１とフォトダイオードＰＤ１０(受光素子)との間の長さを一定としたが、蛇腹フィルター４の折り曲げピッチに応じて発光素子と受光素子との間の長さを可変できるスライド機構などの可動機構を設けてもよい。

〔第２実施形態〕
図４はこの発明の第２実施形態の空気清浄装置の蛇腹フィルター４に配置された透過型光結合装置２０の側面図を示している。この第２実施形態の空気清浄装置は、透過型光結合装置２０を除いて第１実施形態の空気清浄装置と同一の構成をしている。また、第２実施形態の透過型光結合装置２０は、反射部２２を除いて第１実施形態の透過型光結合装置１０と同一の構成をしている。図４において、２１は発光ダイオードＬＥＤ２０とフォトダイオードＰＤ２０とを連結する連結体である。

上記フォトダイオードＰＤ２０を連結体２１に表面実装しており、フォトダイオードＰＤ２０の受光面は蛇腹フィルター４に対向している。これにより、フォトダイオードＰＤ２０の気流に対して上流側に反射部２２を配置するスペースを設けている。また、発光ダイオードＬＥＤ２０は、フォトダイオードＰＤ１０に向かって光が出射されるように設けられている。

上記第２実施形態の透過型光結合装置２０によれば、フォトダイオードＰＤ２０の光軸上かつ気流に対して上流側に配置された反射部２２の反射面２２ａにより、発光ダイオードＬＥＤ２０から出射された光を反射させてフォトダイオードＰＤ２０の受光面に導くと共に、反射部２２の気流に対して上流側に設けられた遮光面２２ｂによって上流側から侵入する外乱光の影響を防止できる。この反射部２２の遮光面２２ｂは、遮光手段の一例である。

なお、上記第２実施形態の透過型光結合装置２０では、フォトダイオードＰＤ２０の気流に対して上流側に配置された反射部２２を配置したが、受光素子の光軸上かつ気流に対して上流側に、発光素子から出射された光を屈折させて受光素子の受光面に導くプリズムを配置してもよい。また、このプリズムの気流に対して上流側に遮光手段を設けてもよい。

また、上記第２実施形態の透過型光結合装置２０および空気清浄装置は、第１実施形態の透過型光結合装置１０および空気清浄装置と同様の効果を有する。

〔第３実施形態〕
図５はこの発明の第３実施形態の空気清浄装置の蛇腹フィルター４に配置された透過型光結合装置の側面図を示している。この第３実施形態の空気清浄装置は、透過型光結合装置３０を除いて第１実施形態の空気清浄装置と同一の構成をしている。また、この第３実施形態の透過型光結合装置３０は、反射部３３を除いて第２実施形態の透過型光結合装置２０と同一の構成をしている。図５において、３１は発光ダイオードＬＥＤ３０とフォトダイオードＰＤ３０とを連結する連結体、３２はフォトダイオードＰＤ３０の気流に対して上流側に配置された反射部、３２ａは反射部３２の反射面、３２ｂは反射部３２の遮光面、３３は発光ダイオードＬＥＤ３０の気流に対して上流側に配置された反射部、３３ａは反射部３３の反射面、３３ｂは反射部３３の遮光面である。

上記発光ダイオードＬＥＤ３０およびフォトダイオードＰＤ３０を連結体３１に表面実装しており、発光ダイオードＬＥＤ３０からの光は、蛇腹フィルター４に向かって出射され、フォトダイオードＰＤ３０の受光面は蛇腹フィルター４に対向している。これにより、発光ダイオードＬＥＤ３０およびフォトダイオードＰＤ３０の気流に対して上流側に反射部２２を配置するスペースを設けている。

上記第３実施形態の透過型光結合装置２０によれば、発光ダイオードＬＥＤ３０の光軸上かつ気流に対して上流側に配置された反射部３３の反射面３３ａにより、発光ダイオードＬＥＤ３０から出射された光を反射させてフォトダイオードＰＤ３０側に導くと共に、反射部３３の気流に対して上流側に設けられた遮光面３３ｂによって上流側から侵入する外乱光の影響を防止できる。この反射部３３の遮光面３３ｂは、遮光手段の一例である。

また、反射部３３で反射した発光ダイオードＬＥＤ３０からの光を、フォトダイオードＰＤ３０の光軸上かつ気流に対して上流側に配置された反射部３２の反射面３２ａにより反射させてフォトダイオードＰＤ３０の受光面に導くと共に、反射部３２の気流に対して上流側に設けられた遮光面３２ｂによって上流側から侵入する外乱光の影響を防止できる。この反射部３２の遮光面３２ｂは、遮光手段の一例である。

なお、上記第３実施形態の透過型光結合装置３０では、発光ダイオードＬＥＤ３０の光軸上かつ気流に対して上流側に配置された反射部３３を配置したが、発光素子の光軸上かつ気流に対して上流側に、発光素子から出射された光を屈折させて受光素子の受光面に導くプリズムを配置してもよい。また、このプリズムの気流に対して上流側に遮光手段を設けてもよい。

また、上記第３実施形態の透過型光結合装置３０および空気清浄装置は、第２実施形態の透過型光結合装置２０および空気清浄装置と同様の効果を有する。

〔第４実施形態〕
図６(a)はこの発明の第４実施形態の空気清浄装置の蛇腹フィルター４に配置された透過型光結合装置４０の側面図を示し、図６(b)は透過型光結合装置４０の正面図を示している。図６(a)において、上方が気流に対して上流側、下方が気流に対して下流側であり、図６(b)において、紙面に対して上方向が気流に対して上流側である。この第４実施形態の空気清浄装置は、透過型光結合装置４０を除いて第１実施形態の空気清浄装置と同一の構成をしている。

また、図６(a)に示すように、透過型光結合装置４０は、蛇腹フィルター４の気流に対して下流側に配置されている。この蛇腹フィルター４は、所定の間隔をあけた互いに略平行な直線状の折目を交互に折り返すことによって、山部と谷部が交互に繰り返される形状をしている。

透過型光結合装置４０は、蛇腹フィルター４の気流に対して下流側に配置された発光素子の一例としての発光ダイオードＬＥＤ４０と、蛇腹フィルター４の気流に対して下流側に配置され、発光ダイオードＬＥＤ４０から出射され、蛇腹フィルター４の一部を透過した光を受光する受光素子の一例としてのフォトダイオードＰＤ４０と、発光ダイオードＬＥＤ４０とフォトダイオードＰＤ４０を連結する連結体４１を有する。発光ダイオードＬＥＤ４０は、フォトダイオードＰＤ４０に向かって光が出射されるように設けられている。また、フォトダイオードＰＤ４０は、発光ダイオードＬＥＤ４０に対向するように設けられている。

また、発光ダイオードＬＥＤ４０とフォトダイオードＰＤ４０の一方は、蛇腹フィルター４の気流に対して下流側から見て谷部の１つに配置され、発光ダイオードＬＥＤ４０とフォトダイオードＰＤ４０の他方は、蛇腹フィルター４の気流に対して下流側から見て他の谷部の１つに配置されている。発光ダイオードＬＥＤ１０とフォトダイオードＰＤ４０が連結体４１により連結された透過型光結合装置１０は、本体ケーシング１内に設けられた保持部(図示せず)に保持されている。

透過型光結合装置４０の発光ダイオードＬＥＤ４０から出射された光は、蛇腹フィルター４の一部を透過して、フォトダイオードＰＤ４０で受光される。

上記第４実施形態の透過型光結合装置４０の連結体４１は、発光ダイオードＬＥＤ４０とフォトダイオードＰＤ４０の配列方向が長手方向の略長方形状である。

なお、この連結体４１は、発光ダイオードＬＥＤ４０とフォトダイオードＰＤ４０との間の光路に対向しているため、蛇腹フィルター４の目詰まり状態の検出する領域を通過する空気流の風量が低下する。このため、目詰まりが抑制され、正確な目詰まり状態の検出の妨げとなる。

そこで、この点を解消するため、次の第５〜第７実施形態では、透過型光結合装置の連結体に風通し部を設けている。

〔第５実施形態〕
図７(a)はこの発明の第５実施形態の空気清浄装置の蛇腹フィルター４に配置された透過型光結合装置５０の側面図を示し、図７(b)は透過型光結合装置５０の正面図を示している。図７(a)において、上方が気流に対して上流側、下方が気流に対して下流側であり、図７(b)において、紙面に対して上方向が気流に対して上流側である。

この第５実施形態の空気清浄装置は、透過型光結合装置５０を除いて第１実施形態の空気清浄装置と同一の構成をしている。また、この第５実施形態の透過型光結合装置５０は、連結体５１を除いて第４実施形態の透過型光結合装置４０と同一の構成をしており、図７(a),図７(b)において、ＬＥＤ５０は発光ダイオード、ＰＤ５０はフォトダイオードである。発光ダイオードＬＥＤ５０は、フォトダイオードＰＤ５０に向かって光が出射されるように設けられている。また、フォトダイオードＰＤ５０は、発光ダイオードＬＥＤ５０に対向するように設けられている。

上記第５実施形態の透過型光結合装置５０の連結体５１の外形は、発光ダイオードＬＥＤ５０とフォトダイオードＰＤ５０の配列方向が長手方向の略長方形状である。また、連結体５１の発光ダイオードＬＥＤ５０とフォトダイオードＰＤ５０との間の光路に対向する領域を含む部分に、長方形状の風通し部５１ａを設けている。

上記第５実施形態の透過型光結合装置５０によれば、連結体５１の風通し部５１ａによって、蛇腹フィルター４を備えた空気清浄装置への透過型光結合装置５０の配置によって空気の流れが妨げられるのを低減できる。

〔第６実施形態〕
図８(a)はこの発明の第６実施形態の空気清浄装置の蛇腹フィルター４に配置された透過型光結合装置６０の側面図を示し、図８(b)は透過型光結合装置６０の正面図を示している。図８(a)において、上方が気流に対して上流側、下方が気流に対して下流側であり、図８(b)において、紙面に対して上方向が気流に対して上流側である。

この第６実施形態の空気清浄装置は、透過型光結合装置４０を除いて第１実施形態の空気清浄装置と同一の構成をしている。また、この第６実施形態の透過型光結合装置６０は、連結体６１を除いて第４実施形態の透過型光結合装置４０と同一の構成をしており、図８(a),図８(b)において、ＬＥＤ６０は発光ダイオード、ＰＤ６０はフォトダイオードである。発光ダイオードＬＥＤ６０は、フォトダイオードＰＤ６０に向かって光が出射されるように設けられている。また、フォトダイオードＰＤ６０は、発光ダイオードＬＥＤ６０に対向するように設けられている。

上記第６実施形態の透過型光結合装置６０の連結体６１は、発光ダイオードＬＥＤ６０とフォトダイオードＰＤ６０の配列方向が長手方向の形状である。また、連結体６１の発光ダイオードＬＥＤ６０とフォトダイオードＰＤ６０との間の光路に対向する領域を含む部分の両側に、長方形状の風通し部６１ａ,６１ｂを設けている。

上記第６実施形態の透過型光結合装置６０によれば、連結体６１の風通し部６１ａ,６１ｂによって、蛇腹フィルター４を備えた空気清浄装置への透過型光結合装置６０の配置によって空気の流れが妨げられるのを低減できる。

〔第７実施形態〕
図９(a)はこの発明の第７実施形態の空気清浄装置の蛇腹フィルター４に配置された透過型光結合装置７０の側面図を示し、図９(b)は透過型光結合装置７０の正面図を示している。図９(a)において、上方が気流に対して上流側、下方が気流に対して下流側であり、図９(b)において、紙面に対して上方向が気流に対して上流側である。

この第７実施形態の空気清浄装置は、透過型光結合装置７０を除いて第１実施形態の空気清浄装置と同一の構成をしている。また、この第７実施形態の透過型光結合装置７０は、連結体７１を除いて第４実施形態の透過型光結合装置４０と同一の構成をしており、図９(a),図９(b)において、ＬＥＤ７０は発光ダイオード、ＰＤ７０はフォトダイオードである。発光ダイオードＬＥＤ７０は、フォトダイオードＰＤ７０に向かって光が出射されるように設けられている。また、フォトダイオードＰＤ７０は、発光ダイオードＬＥＤ７０に対向するように設けられている。

上記第７実施形態の透過型光結合装置７０の連結体７１は、発光ダイオードＬＥＤ７０とフォトダイオードＰＤ７０の配列方向が長手方向の形状である。また、連結体５１の発光ダイオードＬＥＤ７０とフォトダイオードＰＤ７０との間の光路に対向する領域を含む部分かつ片側に、長方形状の風通し部７１ａを設けている。

上記第７実施形態の透過型光結合装置７０によれば、連結体６１の風通し部７１ａによって、蛇腹フィルター４を備えた空気清浄装置への透過型光結合装置７０の配置によって空気の流れが妨げられるのを低減できる。

〔第８実施形態〕
図１０はこの発明の第８実施形態の空気清浄装置の蛇腹フィルター４に配置された透過型光結合装置８０の側面図を示している。上記第１〜第７実施形態の透過型光結合装置１０,２０,３０,４０,５０,６０,７０では、発光ダイオードＬＥＤ１０,ＬＥＤ２０,ＬＥＤ３０,ＬＥＤ４０,ＬＥＤ５０,ＬＥＤ６０,ＬＥＤ７０とフォトダイオードＰＤ１０,ＰＤ２０,ＰＤ３０, ＰＤ４０,ＰＤ５０,ＰＤ６０,ＰＤ７０は、蛇腹フィルター４の気流に対して下流側から見て谷部に配置された状態で、本体ケーシング１内に設けられた保持部(図示せず)に保持されていたが、この第８実施形態の透過型光結合装置８０では、クリップ構造を利用して固定する。

この第８実施形態の空気清浄装置は、透過型光結合装置８０を除いて第１実施形態の空気清浄装置と同一の構成をしている。また、発光ダイオードＬＥＤ８０は、フォトダイオードＰＤ８０に向かって光が出射されるように設けられている。また、フォトダイオードＰＤ８０は、発光ダイオードＬＥＤ８０に対向するように設けられている。

この透過型光結合装置８０は、図１０に示すように、連結体８１と、連結体８１の一端近傍に立設された発光ダイオードＬＥＤ８０と、連結体８１の他端近傍に立設されたフォトダイオードＰＤ８０と、連結体８１の一端に設けられて軸部８２と、軸部８２を中心に回動するクリップ部８３と、連結体８１の他端に設けられて軸部８４と、軸部８４を中心に回動するクリップ部８５を備えている。

上記クリップ部８３は、気流に対して上流側の端が発光ダイオードＬＥＤ８０に向かってバネ部材(図示せず)により付勢されている。また、上記クリップ部８５は、気流に対して上流側の端がフォトダイオードＰＤ８０に向かってバネ部材(図示せず)により付勢されている。

クリップ部８３と発光ダイオードＬＥＤ８０で蛇腹フィルター４の山部を挟んで固定し、クリップ部８５とフォトダイオードＰＤ８０で蛇腹フィルター４の他の山部を挟んで固定することが可能になる。

上記第８実施形態の透過型光結合装置８０によれば、本体ケーシング１内に保持部を設けることなく、透過型光結合装置８０を蛇腹フィルター４に取り付けることができる。

〔第９実施形態〕
図１１はこの発明の第９実施形態の空気清浄装置の蛇腹フィルター４に配置された透過型光結合装置９０の側面図を示している。この第９実施形態の空気清浄装置は、透過型光結合装置９０を除いて第１実施形態の空気清浄装置と同一の構成をしている。また、
この透過型光結合装置９０は、図１１に示すように、連結体９１と、連結体９１の一端に立設された発光ダイオードＬＥＤ９０と、連結体９１の他端に立設されたフォトダイオードＰＤ９０を備えている。発光ダイオードＬＥＤ９０は、フォトダイオードＰＤ９０に向かって光が出射されるように設けられている。また、フォトダイオードＰＤ９０は、発光ダイオードＬＥＤ９０に対向するように設けられている。

また、透過型光結合装置９０は、板バネ部材９５を備えている。この板バネ部材は、気流に対して上流側に向かって屈曲するように一端に設けられた押さえ部９６と、気流に対して上流側に向かって屈曲するように他端に設けられた押さえ部９７を有する。この押さえ部９６は、先端側が外側に向かって湾曲している。また、押さえ部９７は、先端側が外側に向かって湾曲している。

上記押さえ部９６は、発光ダイオードＬＥＤ９０に向かって付勢されている。また、押さえ部９７は、フォトダイオードＰＤ９０に向かって付勢されている。

板バネ部材９５の押さえ部９６と発光ダイオードＬＥＤ９０で蛇腹フィルター４の山部を挟むことによって、押さえ部９６が弾性変形して発光ダイオードＬＥＤ８０に向かって蛇腹フィルター４を付勢する。

また、板バネ部材９５の押さえ部９７とフォトダイオードＰＤ９０で蛇腹フィルター４の山部を挟むことによって、押さえ部９７が弾性変形してフォトダイオードＰＤ９０に向かって蛇腹フィルター４を付勢する。

上記第９実施形態の透過型光結合装置９０によれば、本体ケーシング１内に保持部を設けることなく、透過型光結合装置９０を蛇腹フィルター４に取り付けることができる。

上記第９,第１０実施形態では、蛇腹フィルター４に透過型光結合装置８０,９０を取り付けたが、蛇腹フィルターと透過型光結合装置を一体化してもよい。

〔第１０実施形態〕
図１２はこの発明の第１０実施形態の空気清浄装置の蛇腹フィルター４の裏面図を示している。この第１０実施形態の空気清浄装置は、透過型光結合装置１００を除いて第１実施形態の空気清浄装置と同一の構成をしている。この第１０実施形態では、蛇腹フィルター４と送風ファン５(送風手段)および透過型光結合装置１００の配置をより具体的に説明する。

この発明の第１０実施形態の空気清浄装置では、透過型光結合装置１００を、蛇腹フィルター４の上方かつ気流に対して下流側に配置している。また、送風ファン５(送風手段)を蛇腹フィルター４の下方かつ気流に対して下流側に配置している。

これによって、蛇腹フィルター４の送風ファン５に対向する領域が最も風量が多いので、この領域が最も早く目詰まりにより黒くなり、その後、送風ファン５に対向する領域の外側が目詰まりにより徐々に黒くなっていく。したがって、蛇腹フィルター４の透過型光結合装置１００が検出する蛇腹フィルター４の上方かつ気流に対して下流側の領域は、他の領域よりも目詰まり量が少ないので、透過型光結合装置１００により蛇腹フィルター４の目詰まり状態を検出するのに有利となる。

そして、例えば、蛇腹フィルター４が目詰まりにより最大限の真っ黒になったとき、空気清浄装置の空気清浄機能が働かない状態であると判断して、送風ファン５(送風手段)を止めることができる。

〔第１１実施形態〕
図１３はこの発明の第１１実施形態の透過型光結合装置１１０の回路図を示している。なお、この第１１実施形態の透過型光結合装置１１０は、第１〜第９実施形態の透過型光結合装置１０,２０,３０,４０,５０,６０,７０,８０,９０のいずれか１つと同様の構成しており、連結体１１,２１,３１,４１,５１,６１,７１,８１,９１に検出回路１１２を備えている。

この第１１実施形態の透過型光結合装置１１０の検出回路１１２は、図１３に示すように、コネクタＣＮ１と、レギュレータＩＣ１と、コンデンサＣ１と、トランジスタＴ２と、抵抗Ｒ１(３．０ｋΩ)と、抵抗Ｒ２(３００Ω)と、差動増幅器ＯＰ１と、発光ダイオードＬＥＤ１と、トランジスタＴ１と、電流設定抵抗ＲＣＳと、フォトダイオードＰＤ１と、差動増幅器ＯＰ２と、コンデンサＣ２と、抵抗ＲＩＶとを備えている。

上記コネクタＣＮ１に外部からの配線を接続する。また、コネクタＣＮ１からの電源ＶＤＤ,グランドＧＮＤ,ＳＴＢＹ信号をレギュレータＩＣ１に接続している。レギュレータＩＣ１の電圧出力端子にコンデンサＣ１(１０μＦ)の一端を接続し、コンデンサＣ１の他端をグランドＧＮＤに接続している。

レギュレータＩＣ１の電圧出力端子に抵抗Ｒ１(３．０ｋΩ)の一端を接続し、抵抗Ｒ１の他端を抵抗Ｒ２(３００Ω)の一端が接続し、抵抗Ｒ２の他端をグランドＧＮＤに接続している。

この抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続点に差動増幅器ＯＰ１の非反転入力端子を接続している。レギュレータＩＣ１の電圧出力端子に発光ダイオードＬＥＤ１のアノードを接続し、発光ダイオードＬＥＤ１のカソードをトランジスタＴ１のドレインに接続している。このトランジスタＴ１のゲートに差動増幅器ＯＰ１の出力端子を接続している。

上記トランジスタＴ１のソースに電流設定抵抗ＲＣＳの一端を接続し、電流設定抵抗ＲＣＳの他端をグランドＧＮＤに接続している。また、トランジスタＴ１のソースを差動増幅器ＯＰ１の反転入力端子に接続している。

フォトダイオードＰＤ１のカソードを差動増幅器ＯＰ２の反転入力端子に接続し、フォトダイオードＰＤ１のアノードをグランドＧＮＤに接続している。差動増幅器ＯＰ２の出力端子に出力端子ＯＵＴを接続している。差動増幅器ＯＰ２の出力端子と反転入力端子との間にコンデンサＣ２(１００ｐＦ)を接続すると共に、差動増幅器ＯＰ２の出力端子と反転入力端子との間に抵抗ＲＩＶを接続している。さらに、差動増幅器ＯＰ２の非反転入力端子をグランドＧＮＤに接続している。

上記差動増幅器ＯＰ２と抵抗ＲＩＶおよびコンデンサＣ２で電流電圧変換回路を構成している。

そして、外部からのＬＥＤＯＦＦ信号をコネクタＣＮ１を介してトランジスタＴ２のゲートに接続し、トランジスタＴ２のドレインを抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続点に接続している。また、トランジスタＴ２のソースをグランドＧＮＤに接続している。

上記差動増幅器ＯＰ１,ＯＰ２の各電源入力端子にレギュレータＩＣ１の電圧出力端子を接続している。また、図示しないが、差動増幅器ＯＰ１,ＯＰ２の各グランド端子にグランドＧＮＤを接続している。

上記ＬＥＤＯＦＦ信号がローレベルでトランジスタＴ２がオフのとき、差動増幅器ＯＰ１の非反転入力端子の電圧は０．３Ｖ(＝３．３Ｖ×３００Ω／(３．０ｋΩ＋３００Ω))となって、発光ダイオードＬＥＤ１に駆動電流Ｉ_ＬＥＤ(＝０．３Ｖ×ＲＣＳ)が流れるように、差動増幅器ＯＰ１の出力端子からトランジスタＴ１を制御する電圧が出力される。

そして、発光ダイオードＬＥＤ１から出射された光は、蛇腹フィルター４の一部を通過して、フォトダイオードＰＤ１に入射する。このとき、蛇腹フィルター４の光が通過する領域の目詰まり状態に応じて、フォトダイオードＰＤ１に入射する光の強度が変化する。すなわち、蛇腹フィルター４の光が通過する領域の目詰まりが多いほど、フォトダイオードＰＤ１の入射光強度が小さくなって、フォトダイオードＰＤ１に流れる光電流Ｉ_ＰＤは小さくなる。これにより、差動増幅器ＯＰ２の出力端子から出力される出力信号Ｖ_ＯＵＴ(＝Ｉ_ＰＤ×ＲＩＶ)の電圧レベルは低くなる。この出力信号Ｖ_ＯＵＴは、コネクタＣＮ１を介して外部に出力される。

例えば、上記出力信号Ｖ_ＯＵＴは、図１に示す第１実施形態の空気清浄装置の制御装置６のフィルター検出部６ａに出力され、フィルター検出部６ａは、出力信号Ｖ_ＯＵＴの電圧レベルに応じて、蛇腹フィルター４の装着の有無と目詰まり状態を検出する。

＜外乱光対策＞
外部からのＬＥＤＯＦＦ信号によって発光ダイオードＬＥＤ１のオンしたときの出力信号Ｖ_ＯＵＴと、外部からのＬＥＤＯＦＦ信号によって発光ダイオードＬＥＤ１のオフしたときの出力信号Ｖ_ＯＵＴとの差を、発光ダイオードＬＥＤ１から出射された光の透過量とすることで、外乱光の影響を取り除き、目詰まり量を検知することが可能になる。このとき、発光ダイオードＬＥＤ１のオン前後の出力信号Ｖ_ＯＵＴが同レベルであれば、出力信号Ｖ_ＯＵＴとを採用し、発光ダイオードＬＥＤ１のオン前後の出力信号Ｖ_ＯＵＴに差があれば強い外乱ノイズ(晴れ⇒曇り、照明点灯⇒消灯)があったものと判断することで、透過型光結合装置１１０が搭載された空気清浄装置などの装置側でノイズ対策を行う。さらに、発光ダイオードＬＥＤ１のオン前後の出力信号Ｖ_ＯＵＴに差を数回分を平均化して出力することで、誤検出の発生確率を下げることができる。

このように、発光ダイオードＬＥＤ１のオン時とオフ時の出力信号Ｖ_ＯＵＴの差に基づいて、透過型光結合装置１１０が搭載された空気清浄装置などの装置が窓際に設置された場合に、晴れから曇りになることによる誤検出を防止できる。同様に、そのような装置が照明器具の光を受ける場所に設置された場合に、照明装置をオン／オフすることによる誤検出を防止できる。

なお、フォトダイオードＰＤ１が外乱光を受けにくく、発光ダイオードＬＥＤ１からの光を受けやすくするように、偏光フィルターを用いてもよい。

また、上記透過型光結合装置１１０では、蛍光灯などの５０Ｈｚ程度もしくは６０Ｈｚ程度のノイズに対して、上記ノイズを除去するローパスフィルターを用いてもよい。

〔第１２実施形態〕
図１４はこの発明の第１２実施形態の透過型光結合装置１２０の回路図を示している。なお、この第１２実施形態の透過型光結合装置１２０は、第１〜第９実施形態の透過型光結合装置１０,２０,３０,４０,５０,６０,７０,８０,９０のいずれか１つと同様の構成しており、連結体１１,２１,３１,４１,５１,６１,７１,８１,９１に検出回路１２２を備えている。

ここで、第１１実施形態の透過型光結合装置１１０と同一の構成部には同一参照番号を付している。

上記第１２実施形態の透過型光結合装置１２０は、図１４に示すように、コネクタＣＮ２と、マイクロコンピュータ(以下、マイコンという)ＣＰＵ１と、レギュレータＩＣ１と、コンデンサＣ１と、差動増幅器ＯＰ１と、発光ダイオードＬＥＤ１と、トランジスタＴ１と、電流設定抵抗ＲＣＳと、フォトダイオードＰＤ１と、差動増幅器ＯＰ２と、コンデンサＣ２と、抵抗ＲＩＶとを備えている。

上記コネクタＣＮ２に外部からの配線を接続する。また、コネクタＣＮ２からの電源ＶＤＤ,グランドＧＮＤ,ＳＣＬ信号,ＳＤＬ信号をマイコンＣＰＵ１に接続している。また、コネクタＣＮ２からの電源ＶＤＤ,グランドＧＮＤをレギュレータＩＣ１に接続すると共に、マイコンＣＰＵ１からのＳＴＢＹ信号をレギュレータＩＣ１に接続している。

ここで、ＳＣＬ信号,ＳＤＬ信号は、Ｉ２Ｃ(Inter-Integrated Circuit)方式のシリアルバス通信のシリアルクロック線の信号と、シリアルデータ線の信号である。

レギュレータＩＣ１の電圧出力端子にコンデンサＣ１(１０μＦ)の一端を接続し、コンデンサＣ１の他端をグランドＧＮＤに接続している。

上記マイコンＣＰＵ１からのＬＥＤ電流設定用電圧Ｖ_ＣＳを差動増幅器ＯＰ１の非反転入力端子に入力している。また、レギュレータＩＣ１の電圧出力端子に発光ダイオードＬＥＤ１のアノードを接続し、発光ダイオードＬＥＤ１のカソードをトランジスタＴ１のドレインに接続している。このトランジスタＴ１のゲートに差動増幅器ＯＰ１の出力端子を接続している。

上記トランジスタＴ１のソースに電流設定抵抗ＲＣＳの一端を接続し、電流設定抵抗ＲＣＳの他端をグランドＧＮＤに接続している。また、トランジスタＴ１のソースを差動増幅器ＯＰ１の反転入力端子に接続している。

フォトダイオードＰＤ１のカソードを差動増幅器ＯＰ２の反転入力端子に接続し、フォトダイオードＰＤ１のアノードをグランドＧＮＤに接続している。差動増幅器ＯＰ２の出力端子に出力端子ＯＵＴを接続している。差動増幅器ＯＰ２の出力端子と反転入力端子との間にコンデンサＣ２(１００ｐＦ)を接続すると共に、差動増幅器ＯＰ２の出力端子と反転入力端子との間に抵抗ＲＩＶを接続している。さらに、差動増幅器ＯＰ２の非反転入力端子をグランドＧＮＤに接続している。

上記差動増幅器ＯＰ１,ＯＰ２の各電源入力端子にレギュレータＩＣ１の電圧出力端子を接続している。また、図示しないが、差動増幅器ＯＰ１,ＯＰ２の各グランド端子にグランドＧＮＤを接続している。

上記マイコンＣＰＵ１からのＬＥＤ電流設定用電圧Ｖ_ＣＳに応じて、発光ダイオードＬＥＤ１に駆動電流Ｉ_ＬＥＤ(＝Ｖ_ＣＳ×ＲＣＳ)が流れるように、差動増幅器ＯＰ１の出力端子からトランジスタＴ１を制御する電圧が出力される。

そして、発光ダイオードＬＥＤ１から出射された光は、蛇腹フィルター４の一部を通過して、フォトダイオードＰＤ１に入射する。このとき、蛇腹フィルター４の光が通過する領域の目詰まり状態に応じて、フォトダイオードＰＤ１に入射する光の強度が変化する。すなわち、蛇腹フィルター４の光が通過する領域の目詰まりが多いほど、フォトダイオードＰＤ１の入射光強度が小さくなって、フォトダイオードＰＤ１に流れる光電流Ｉ_ＰＤは小さくなる。これにより、差動増幅器ＯＰ２の出力端子から出力される出力信号Ｖ_ＯＵＴ(＝Ｉ_ＰＤ×ＲＩＶ)の電圧レベルは低くなる。

上記マイコンＣＰＵ１は、コネクタＣＮ２を介して入力されたＳＣＬ信号,ＳＤＬ信号により外部とシリアル通信を行う。また、マイコンＣＰＵ１は、出力信号Ｖ_ＯＵＴの電圧をＡ／Ｄ変換して、デジタル信号として外部に出力する。

例えば、ＳＣＬ信号,ＳＤＬ信号を用いてシリアル通信により、出力信号Ｖ_ＯＵＴの電圧を表すデジタル信号を、図１に示す第１実施形態の空気清浄装置の制御装置６のフィルター検出部６ａに出力する。そして、フィルター検出部６ａは、出力信号Ｖ_ＯＵＴの電圧を表すデジタル信号に応じて、蛇腹フィルター４の装着の有無と目詰まり状態を検出する。

また、マイコンＣＰＵ１は、発光ダイオードＬＥＤ１から出射される光の光量をＤ／Ａ変換して、アナログ信号としてＬＥＤ電流設定用電圧Ｖ_ＣＳを出力する。これにより、外部から状況に応じた発光ダイオードＬＥＤ１の出射光の光量を選択することが可能になる。

上記第１４実施形態の透過型光結合装置１４０では、差動増幅器ＯＰ２のゲインを一定としたが、蛇腹フィルターの材質による光の透過率に応じて、差動増幅器ＯＰ２を含む増幅回路のゲインをマイコンＣＰＵ１により調整する回路を設けてもよい。

例えば、図１４の検出回路１２２において、抵抗ＲＩＶを可変抵抗回路とし、その可変抵抗回路をマイコンＣＰＵ１により制御することで差動増幅器ＯＰ２を含む増幅回路のゲインを調整する。この可変抵抗回路の一例として、複数の抵抗と、各抵抗を選択する複数のスイッチとを備えた可変抵抗回路を用い、この複数のスイッチをマイコンＣＰＵ１によりオンオフすることにより抵抗ＲＩＶの抵抗値を調整する。

また、差動増幅器ＯＰ２のゲインをマイコンＣＰＵ１により調整する回路に代えて、ゲインの異なる複数の差動増幅器を備えて、所望のゲインの差動増幅器出力を選択するようにしてもよい。

〔第１３実施形態〕
図１５はこの発明の第１３実施形態の透過型光結合装置１３０の回路図を示している。なお、この第１３実施形態の透過型光結合装置１３０は、第１〜第９実施形態の透過型光結合装置１０,２０,３０,４０,５０,６０,７０,８０,９０のいずれか１つと同様の構成しており、連結体１１,２１,３１,４１,５１,６１,７１,８１,９１に検出手段の一例としての検出回路１３２を備えている。

ここで、第１１実施形態の透過型光結合装置１１０と同一の構成部には同一参照番号を付している。

上記第１３実施形態の透過型光結合装置１３０は、図１３に示すように、コネクタＣＮ３と、レギュレータＩＣ２と、発光ダイオードＬＥＤ１と、電流設定抵抗ＲＣＳと、フォトダイオードＰＤ１と、差動増幅器ＯＰ２と、コンデンサＣ２と、抵抗ＲＩＶと、抵抗Ｒ１１と、抵抗Ｒ１２と、比較器ＣＭＰ１と、抵抗Ｒ２１と、抵抗Ｒ２２と、比較器ＣＭＰ２を備えている。

上記コネクタＣＮ３に外部からの配線を接続する。また、コネクタＣＮ３からの電源ＶＤＤ,グランドＧＮＤをレギュレータＩＣ２に接続している。レギュレータＩＣ２の電圧出力端子にコンデンサＣ１(１０μＦ)の一端を接続し、コンデンサＣ１の他端をグランドＧＮＤに接続している。この実施形態では、レギュレータＩＣ２は、３．３Ｖの直流電圧を出力する。

フォトダイオードＰＤ１のカソードを差動増幅器ＯＰ２の反転入力端子に接続し、フォトダイオードＰＤ１のアノードをグランドＧＮＤに接続している。差動増幅器ＯＰ２の出力端子と反転入力端子との間にコンデンサＣ２(１００ｐＦ)を接続すると共に、差動増幅器ＯＰ２の出力端子と反転入力端子との間に抵抗ＲＩＶを接続している。さらに、差動増幅器ＯＰ２の非反転入力端子にグランドＧＮＤを接続している。

次に、差動増幅器ＯＰ２の出力端子を比較器ＣＭＰ１の非反転入力端子に接続している。また、レギュレータＩＣ２の電圧出力端子と比較器ＣＭＰ１の反転入力端子との間に抵抗Ｒ１１を接続し、比較器ＣＭＰ１の反転入力端子とグランドＧＮＤとの間に抵抗Ｒ１２を接続している。この比較器ＣＭＰ１の出力端子に出力端子ＯＵＴ１を接続している。

ここで、抵抗Ｒ１１の抵抗値と抵抗Ｒ１２の抵抗値を夫々設定することによって、蛇腹フィルター４の装着の有無を検出するための第１の基準値を設定している。

また、差動増幅器ＯＰ２の出力端子を比較器ＣＭＰ２の非反転入力端子に接続している。また、レギュレータＩＣ２の電圧出力端子と比較器ＣＭＰ２の反転入力端子との間に抵抗Ｒ２１を接続し、比較器ＣＭＰ２の反転入力端子とグランドＧＮＤとの間に抵抗Ｒ２２を接続している。この比較器ＣＭＰ２の出力端子に出力端子ＯＵＴ２を接続している。

ここで、抵抗Ｒ２１の抵抗値と抵抗Ｒ２２の抵抗値を夫々設定することによって、蛇腹フィルターの目詰まり状態が、掃除を必要とする状態であるか否かを検出するための第２の基準値を設定している。

これにより、フォトダイオードＰＤ１の受光量に基づく出力値と第１の基準値との比較によって、蛇腹フィルター４の装着の有無が可能となると共に、フォトダイオードＰＤ１の受光量に基づく出力値と第２の基準値との比較によって、蛇腹フィルター４の目詰まり検出が可能となる。

上記抵抗Ｒ１１,Ｒ１２,Ｒ２１,Ｒ２２および比較器ＣＭＰ１,ＣＭＰ２で検出手段１３３を構成している。

上記第１３実施形態の透過型光結合装置１３０では、差動増幅器ＯＰ２のゲインを一定としたが、蛇腹フィルターの材質による光の透過率に応じて、差動増幅器ＯＰ２のゲインを調整する手段を設けてもよい。

〔第１４実施形態〕
図１６はこの発明の第１４実施形態の透過型光結合装置１４０の回路図を示している。なお、この第１４実施形態の透過型光結合装置１４０は、第１〜第９実施形態の透過型光結合装置１０,２０,３０,４０,５０,６０,７０,８０,９０のいずれか１つと同様の構成しており、連結体１１,２１,３１,４１,５１,６１,７１,８１,９１に検出回路１４２を備えている。

この第１４実施形態の透過型光結合装置１４０は、抵抗Ｒ３１と抵抗Ｒ３２および比較器ＣＭＰ３を除いて第１３実施形態の透過型光結合装置１３０と同一の構成をしており、同一構成部には同一参照番号を付している。

以下、第１３実施形態の透過型光結合装置１３０と異なる部分を説明する。

上記第１４実施形態の透過型光結合装置１４０は、図１６に示すように、差動増幅器ＯＰ２の出力端子を比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子に接続している。また、レギュレータＩＣ２の電圧出力端子と比較器ＣＭＰ３の反転入力端子との間に抵抗Ｒ３１を接続し、比較器ＣＭＰ２の反転入力端子とグランドＧＮＤとの間に抵抗Ｒ３２を接続している。この比較器ＣＭＰ３の出力端子に出力端子ＯＵＴ３を接続している。

ここで、抵抗Ｒ３１の抵抗値と抵抗Ｒ３２の抵抗値を夫々設定することによって、蛇腹フィルター４の目詰まり状態が、空気清浄装置が動作可能であるか動作不可能であるかを検出するための第３の基準値を設定している。

上記第１４実施形態の透過型光結合装置１４０では、蛇腹フィルター４の目詰まり度合いによって、空気清浄装置の強制運転／強制停止も制御することができる。

上記抵抗Ｒ１１,Ｒ１２,Ｒ２１,Ｒ２２,Ｒ３１,Ｒ３２および比較器ＣＭＰ１,ＣＭＰ２,ＣＭＰ３で検出手段１４３を構成している。

上記第１〜第１４実施形態では、透過型光結合装置１４０を用いた空気清浄装置について説明したが、除湿機、加湿機、暖房機、冷房機等の空気清浄機能を備えた装置、すなわち、蛇腹フィルターとその蛇腹フィルターに空気を通過させるための送風手段(または送風ダクト)とを備えた装置全般に適用することができる。

この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記第１〜第１４実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１〜第１４実施形態で記載した内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよし、発光素子側と受光素子側を分けた２分割方式でも、さらに、反射板（プリズム）部分をも分けた３又は４分割方式、受発光素子一体且つ反射板（プリズム）を分けた２分割方式であってもよい。

また、この発明は、送風機の制御／外乱光対策／風通し対策を施した透過型光結合装置およびそれを用いた空気清浄装置の提供を目的とする。さらに、この発明は、透過型光結合装置の配置を考慮した空気清浄装置の提供を目的とする。

この発明および実施形態をまとめると、次のようになる。

この発明の透過型光結合装置は、
蛇腹フィルター４の目詰まりを検出可能な透過型光結合装置であって、
上記蛇腹フィルター４の下流側に配置された発光素子ＬＥＤ１,ＬＥＤ１０,ＬＥＤ２０,ＬＥＤ３０,ＬＥＤ４０,ＬＥＤ５０,ＬＥＤ６０,ＬＥＤ７０,ＬＥＤ８０,ＬＥＤ９０と、
上記蛇腹フィルター４の下流側に配置され、上記発光素子ＬＥＤ１,ＬＥＤ１０,ＬＥＤ２０,ＬＥＤ３０,ＬＥＤ４０,ＬＥＤ５０,ＬＥＤ６０,ＬＥＤ７０,ＬＥＤ８０,ＬＥＤ９０から出射され、上記蛇腹フィルター４の一部を透過した光を受光する受光素子ＰＤ１,ＰＤ１０,ＰＤ２０,ＰＤ３０,ＰＤ４０,ＰＤ５０,ＰＤ６０,ＰＤ７０,ＰＤ８０,ＰＤ９０と、
上記受光素子ＰＤ１,ＰＤ１０,ＰＤ２０,ＰＤ３０,ＰＤ４０,ＰＤ５０,ＰＤ６０,ＰＤ７０,ＰＤ８０,ＰＤ９０の受光量に基づいて、上記蛇腹フィルター４の装着の有無を検出すると共に、上記蛇腹フィルター４の目詰まり状態を検出する検出手段６ａ,１３３,１４３と
を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、一対の発光素子ＬＥＤ１,ＬＥＤ１０,ＬＥＤ２０,ＬＥＤ３０,ＬＥＤ４０,ＬＥＤ５０,ＬＥＤ６０,ＬＥＤ７０,ＬＥＤ８０,ＬＥＤ９０と受光素子ＰＤ１,ＰＤ１０,ＰＤ２０,ＰＤ３０,ＰＤ４０,ＰＤ５０,ＰＤ６０,ＰＤ７０,ＰＤ８０,ＰＤ９０で蛇腹フィルター４の装着の有無と目詰まり状態の検出が可能となる。

また、一実施形態の透過型光結合装置では、
上記検出手段１３３,１４３は、
上記受光素子ＰＤ１の受光量に基づく出力値と比較するための第１の基準値とその第１の基準値よりも小さい第２の基準値を有し、
上記受光素子ＰＤ１の受光量に基づく出力値が上記第１の基準値を上回るとき、上記蛇腹フィルター４が装着されていないことを検出すると共に、
上記受光素子ＰＤ１の受光量に基づく出力値が上記第２の基準値を下回るとき、上記蛇腹フィルター４の目詰まり状態が、掃除を必要とする状態であることを検出する。

上記実施形態によれば、受光素子ＰＤ１の受光量に基づく出力値と第１の基準値との比較によって、蛇腹フィルター４の装着の有無が可能となると共に、受光素子ＰＤ１の受光量に基づく出力値と第２の基準値との比較によって、蛇腹フィルター４の目詰まり検出が可能となる。

また、一実施形態の透過型光結合装置では、
上記蛇腹フィルター４は、空気清浄機能を備えた装置に装着されており、
上記検出手段１４３は、
上記受光素子ＰＤ１の受光量に基づく出力値と比較するための上記第２の基準値よりも小さい第３の基準値を有し、
上記受光素子ＰＤ１の受光量に基づく出力値が上記第３の基準値を下回るとき、上記蛇腹フィルター４の目詰まり状態が、上記空気清浄機能を備えた装置が動作不可能であることを検出する。

上記実施形態によれば、受光素子ＰＤ１の受光量に基づく出力値と第３の基準値との比較により得られた蛇腹フィルター４の目詰まり度合いによって、空気清浄機能を備えた装置の強制運転／強制停止も制御できる。

また、一実施形態の透過型光結合装置では、
上記発光素子ＬＥＤ１,ＬＥＤ１０,ＬＥＤ２０,ＬＥＤ３０,ＬＥＤ４０,ＬＥＤ５０,ＬＥＤ６０,ＬＥＤ７０,ＬＥＤ８０,ＬＥＤ９０と上記受光素子ＰＤ１,ＰＤ１０,ＰＤ２０,ＰＤ３０,ＰＤ４０,ＰＤ５０,ＰＤ６０,ＰＤ７０,ＰＤ８０,ＰＤ９０との間の光路に対向する領域または上記光路の周囲の領域の少なくとも一方を風が通過する風通し部５１ａ,６１ａ,６１ｂ,７１ａと、
上記発光素子ＬＥＤ１,ＬＥＤ１０,ＬＥＤ２０,ＬＥＤ３０,ＬＥＤ４０,ＬＥＤ５０,ＬＥＤ６０,ＬＥＤ７０,ＬＥＤ８０,ＬＥＤ９０と上記受光素子ＰＤ１,ＰＤ１０,ＰＤ２０,ＰＤ３０,ＰＤ４０,ＰＤ５０,ＰＤ６０,ＰＤ７０,ＰＤ８０,ＰＤ９０を連結する連結体と
を備えた。

上記実施形態によれば、発光素子ＬＥＤ５０,ＬＥＤ６０,ＬＥＤ７０と受光素子ＰＤ５０,ＰＤ６０,ＰＤ７０との間の光路に対向する領域または上記光路の周囲の領域の少なくとも一方を風が通過する風通し部５１ａ,６１ａ,６１ｂ,７１ａによって、蛇腹フィルター４を備えた装置への透過型光結合装置の配置によって空気の流れが妨げられるのを低減できる。

また、一実施形態の透過型光結合装置では、
上記受光素子ＰＤ２０,ＰＤ３０の光軸方向に配置され、上記発光素子ＬＥＤ２０,ＬＥＤ３０から出射された光を屈折または反射させて上記受光素子ＰＤ２０,ＰＤ３０の受光面に導くプリズムまたは反射部２２,３２,３３と、
上記プリズムまたは上記反射部２２,３２,３３の非受光素子側に設けられた遮光手段２２ｂ,３２ｂ,３３ｂと
を備えた。

上記実施形態によれば、受光素子ＰＤ２０,ＰＤ３０の光軸方向に配置されたプリズムまたは反射部２２,３２,３３により、発光素子ＬＥＤ２０,ＬＥＤ３０から出射された光を屈折または反射させて受光素子ＰＤ２０,ＰＤ３０の受光面に導くと共に、プリズムまたは反射部２２,３２,３３の非受光素子側に設けられた遮光手段２２ｂ,３２ｂ,３３ｂによって外乱光の影響を防止できる。

また、この発明の空気清浄機能を備えた装置では、
上記のいずれか１つに記載の透過型光結合装置１０,２０,３０,４０,５０,６０,７０,８０,９０１００,１１０,１２０,１３０,１４０を用いたことを特徴とする。

上記構成によれば、１つの透過型光結合装置１０,２０,３０,４０,５０,６０,７０,８０,９０１００,１１０,１２０,１３０,１４０で蛇腹フィルター４の装着の有無と目詰まり状態の検出が可能となった空気清浄機能を備えた装置を提供できる。

また、一実施形態の空気清浄機能を備えた装置では、
上記蛇腹フィルター４に空気を通過させるための送風手段５、または、上記蛇腹フィルター４に空気を案内して通過させるための送風ダクトを備え、
上記透過型光結合装置１０,２０,３０,４０,５０,６０,７０,８０,９０１００,１１０,１２０,１３０,１４０は、上記蛇腹フィルター４に対して上記送風手段５または上記送風ダクトが重なる領域以外の領域に配置されている。

上記実施形態によれば、透過型光結合装置１０,２０,３０,４０,５０,６０,７０,８０,９０１００,１１０,１２０,１３０,１４０によってメイン流路の空気の流れが悪くなることを低減できると共に、送風手段５から離れた透過型光結合装置１０,２０,３０,４０,５０,６０,７０,８０,９０１００,１１０,１２０,１３０,１４０の発光素子ＬＥＤ１,ＬＥＤ１０,ＬＥＤ２０,ＬＥＤ３０,ＬＥＤ４０,ＬＥＤ５０,ＬＥＤ６０,ＬＥＤ７０,ＬＥＤ８０,ＬＥＤ９０と受光素子ＰＤ１,ＰＤ１０,ＰＤ２０,ＰＤ３０,ＰＤ４０,ＰＤ５０,ＰＤ６０,ＰＤ７０,ＰＤ８０,ＰＤ９０の間のフィルターが例えばグレーと判断した時に、送風手段５のあるメイン流路のフィルター領域が真っ黒であると判断できる。

また、一実施形態の空気清浄機能を備えた装置では、
上記透過型光結合装置１０,２０,３０,４０,５０,６０,７０,８０,９０１００,１１０,１２０,１３０,１４０を、上記蛇腹フィルター４の上方に配置する。

上記実施形態によれば、蛇腹フィルター４が目詰まりにより最大限の真っ黒になったとき、送風手段５を止めることができる。

また、一実施形態の空気清浄機能を備えた装置では、
外部から外乱光が入射可能な領域を除く領域に上記受光素子ＰＤ１,ＰＤ１０,ＰＤ２０,ＰＤ３０,ＰＤ４０,ＰＤ５０,ＰＤ６０,ＰＤ７０,ＰＤ８０,ＰＤ９０が配置されるように、上記透過型光結合装置が空気清浄装置内に配置されている。

上記実施形態によれば、空気清浄機能を備えた装置の本体ケーシング１内に搭載する透過型光結合装置１０,２０,３０,４０,５０,６０,７０,８０,９０１００,１１０,１２０,１３０,１４０のレイアウトや、本体ケーシング１の構成を工夫することで、透過型光結合装置１０,２０,３０,４０,５０,６０,７０,８０,９０１００,１１０,１２０,１３０,１４０に対する外乱光対策が可能になる。

１…本体ケーシング
１ａ…開口
２…防塵フィルター
３…活性炭フィルター
４…蛇腹フィルター
５…送風ファン(送風手段)
６…制御装置
６ａ…フィルター検出部(検出手段)
１０,２０,３０,４０,５０,６０,７０,８０,９０１００,１１０,１２０,１３０,１４０…透過型光結合装置
１１,２１,３１,４１,５１,６１,７１,８１,９１…連結体
１２,１１２,１２２,１３２,１４２…検出回路
２２,３２,３３…反射部
２２ａ,３２ａ,３３ａ…反射面
２２ｂ,３２ｂ,３３ｂ…遮光面(遮光手段)
５１ａ,６１ａ,６１ｂ,７１ａ…風通し部
８２,８４…軸部
８３,８５…クリップ部
９５…板バネ部材
９６,９７…押さえ部
１３３,１４３…検出手段
ＬＥＤ１,ＬＥＤ１０,ＬＥＤ２０,ＬＥＤ３０,ＬＥＤ４０,ＬＥＤ５０,ＬＥＤ６０,ＬＥＤ７０,ＬＥＤ８０,ＬＥＤ９０…発光ダイオード(発光素子)
ＰＤ１,ＰＤ１０,ＰＤ２０,ＰＤ３０,ＰＤ４０,ＰＤ５０,ＰＤ６０,ＰＤ７０,ＰＤ８０,ＰＤ９０…フォトダイオード(受光素子)

Claims (7)

1. 蛇腹フィルターの目詰まりを検出可能な透過型光結合装置であって、
   上記蛇腹フィルターの下流側に配置された発光素子と、
   上記蛇腹フィルターの下流側に配置され、上記発光素子から出射され、上記蛇腹フィルターの一部を透過した光を受光する受光素子と、
   上記受光素子の受光量に基づいて、上記蛇腹フィルターの装着の有無を検出すると共に、上記蛇腹フィルターの目詰まり状態を検出する検出手段とを備え、
   上記検出手段は、
   上記受光素子の受光量に基づく出力値と比較するための第１の基準値とその第１の基準値よりも小さい第２の基準値を有し、
   上記受光素子の受光量に基づく出力値が上記第１の基準値を上回るとき、上記蛇腹フィルターが装着されていないことを検出すると共に、
   上記受光素子の受光量に基づく出力値が上記第２の基準値を下回るとき、上記蛇腹フィルターの目詰まり状態が、掃除を必要とする状態であることを検出し、
   上記蛇腹フィルターは、空気清浄機能を備えた装置に装着されており、
   上記検出手段は、
   上記受光素子の受光量に基づく出力値と比較するための上記第２の基準値よりも小さい第３の基準値を有し、
   上記受光素子の受光量に基づく出力値が上記第３の基準値を下回るとき、上記蛇腹フィルターの目詰まり状態が、上記空気清浄機能を備えた装置が動作不可能であることを検出することを特徴とする透過型光結合装置。
2. 請求項１に記載の透過型光結合装置において、
   上記発光素子と上記受光素子との間の光路に対向する領域または上記光路の周囲の領域の少なくとも一方の風通しを向上させる風通し部と、
   上記発光素子と上記受光素子を連結する連結体と
   を備えたことを特徴とする透過型光結合装置。
3. 請求項１または２に記載の透過型光結合装置において、
   上記受光素子の光軸方向に配置され、上記発光素子から出射された光を屈折または反射させて上記受光素子の受光面に導くプリズムまたは反射部と、
   上記プリズムまたは上記反射部の非受光素子側に設けられた遮光手段と
   を備えたことを特徴とする透過型光結合装置。
4. 請求項１から３までのいずれか１つに記載の透過型光結合装置を用いたことを特徴とする空気清浄機能を備えた装置。
5. 請求項４に記載の空気清浄機能を備えた装置において、
   上記蛇腹フィルターに空気を通過させるための送風手段、または、上記蛇腹フィルターに空気を案内して通過させるための送風ダクトを備え、
   上記透過型光結合装置は、上記蛇腹フィルターに対して上記送風手段または上記送風ダクトが重なる領域以外の領域に配置されていることを特徴とする空気清浄機能を備えた装置。
6. 請求項５に記載の空気清浄機能を備えた装置において、
   上記透過型光結合装置を、上記蛇腹フィルターの上方に配置することを特徴とする空気清浄機能を備えた装置。
7. 請求項４から６までのいずれか１つに記載の空気清浄機能を備えた装置において、
   外部から外乱光が入射可能な領域を除く領域に上記受光素子が配置されるように、上記透過型光結合装置が空気清浄装置内に配置されていることを特徴とする空気清浄機能を備えた装置。

Images