JP7261956B2

JP7261956B2 - 空気清浄機

Info

Publication number: JP7261956B2
Application number: JP2019043774A
Authority: JP
Inventors: 晃太宮所
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2023-04-21
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: JP2020148353A

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、この種の空気清浄機は、本体上部の吹出口に俯角、水平または仰角方向へ調整可能な吹出ルーバーを設けて、室内の空気を循環させ、花粉やハウスダスト等の粉塵を除去する空気清浄機が知られていた。

また、従来の空気清浄機は、空気の汚染度を検出し、汚染度に応じて送風量を変化させる送風制御や、使用者が就寝中の際に、送風量を低下させ、静かに運転するお休みモード等を備えた空気清浄機が知られている。

特開２００８―１９４６０３号公報

空気清浄機の設置環境における床面の材質によって、空気清浄機より床面が気流を受けた場合、床面に堆積している塵埃が浮遊する量や浮遊する高さ等が変化する。したがって、従来の空気清浄機の送風気流の制御では、本体設置環境の床面の材質によって、集塵する塵埃の量が異なり、効率的に集塵できないという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、本体設置環境の床面の状態に応じて効率的に塵埃を集塵する空気清浄機を提供することを目的とする。

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、前記通風路において、空気を清浄する清浄部と、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、床面の状態を算出する床面算出手段と、前記送風部及び前記風向変更手段の運転を制御する制御部と、を備えた空気清浄機において、前記吸込口は、前記本体の前面となる面の下部に設けられ、前記吹出口は、前記本体の上面となる面に設けられ、前記床面算出手段は、床面に光を投光する照射部と、前記照射部による光が床面で反射した反射光を受光する受光部とを備え、前記制御部は、前記床面算出手段によって算出された前記受光部が受光した前記反射光の強度である床面情報に基づいて、前記送風部及び前記風向変更手段の運転を制御し、前記床面算出手段で算出された前記反射光の強度が所定の値よりも大きい場合、前記風向変更手段を鉛直方向上向きに制御し、空間内全体を集塵できる気流を生成する構成等にしたものであり、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、床面に向けて光を投光し、床面によって反射した検知光の強度を算出し、空気清浄機の制御部が設置される床面の状態を把握することで最適な気流を制御し、効率的に塵埃を集塵することができるという効果を備えている。

本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の側断面構成図である。本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の概略構成を示す斜視図である。（ａ）本発明の実施形態１に係る空気清浄機の床面判別手段の受光出力－検出距離特性を示すグラフである。（ｂ）本発明の実施形態１に係る空気清浄機の床面判別手段の床面情報の検出値を示すグラフである。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である。

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、通風路を通過する空気を清浄する清浄部と、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、本体が設置された床面の状態を算出する床面算出手段と、送風部及び風向変更手段の運転を制御する制御部と、を備えた空気清浄機において、制御部は、床面算出手段によって算出された床面情報に基づいて、送風部及び風向変更手段の運転を制御するという構成にしたものである。

この構成によって、空気清浄機が設置された床面に向けて光を投光し、床面によって反射した検知光の強度を算出し、空気清浄機の制御部が設置される床面の状態を把握することで最適な気流を制御し、効率的に塵埃を集塵することができるという効果を備えている。

本発明に係る空気清浄機は、床面算出手段は、床面に光を投光する照射部と、照射部による光が床面で反射した反射光を受光する受光部とを備え、床面情報は、受光部が受光した反射光の強度とする構成であっても良い。

この構成によって、汎用の光電センサを使用した簡易な構成で空気清浄機が設置された床面の状態を把握することが可能である。また、床面情報を受光部が受光した反射光の強度とすることで、正確に床面の状態を把握することができる。

本発明に係る空気清浄機の制御部は、床面算出手段で算出された反射光の強度が所定の値よりも大きい場合、風向変更手段を鉛直方向上向きに制御する構成であってもよい。

この構成によって、制御部は、床面算出手段で算出された反射光の強度が、所定の値よりも大きい場合、床面がフローリング等の表面が平らで滑らかな材質であると認識する。したがって、制御部は、送風気流によって、塵埃の浮遊が促進されるよう風向変更手段を鉛直方向上向きに制御し、空気中に浮遊する塵埃を集塵することができる。

本発明に係る空気清浄機の制御部は、床面算出手段で算出された反射光の強度が所定の値以下の場合、風向変更手段を水平方向に制御し、送風部による送風量を増加させる構成であってもよい。

この構成によって、制御部は、床面算出手段で算出された反射光の強度が、所定の値よりも小さい場合、床面が絨毯等の表面に凹凸があり、塵埃が付着し、堆積しやすい材質であると認識する。したがって、制御部は、送風気流による塵埃の浮遊が促進されるよう風向変更手段を水平方向に制御し、送風量を増加させることで、床面に堆積している塵埃を集塵することができる。

本発明に係る空気清浄機は、床面算出手段を床面に対向する位置に設けられている。この構成によって、床面算出手段の受光部は、投光部から投光した光による床面からの反射光を効率的に受光することができ、床面の状態を正確に判断することができる。

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、本発明の一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（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１は、略長方体形状の筐体２には、筐体２の前面となる面の下部に吸込口３が設けられ、筐体２の上面となる面に吹出口４が設けられている。吸込口３と、吹出口４とを連通する通風路５を有している。

筐体２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３は、筐体２の前面下部に設けられ、筐体２内に空気を取り入れる開口である。吸込口３は、フィルタ部材等を介して通風路５と連通している。

吹出口４は、通風路５と連通しており、吸込口３より筐体２内に取り入れられた空気を吹き出す開口として、筐体２の上部に設けられている。

また、この筐体２の内部には、送風部６と、清浄部７が設けられている。送風部６は、通風路５に配置され、吸込口３から吹出口４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７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７は、無数の孔に吸込口３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４に吹出口４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８が設けられている。

風向変更手段８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床面算出手段１１における構成について詳細に説明する。

本体の側面に、床面の状態に応じて出力信号を出力する床面算出手段１１が設けられている。

床面算出手段１１は例えば、赤外光や可視光を床面に投光する投光部と床面からの反射光を受光する受光部が設けられている。

投光部は、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等の光源で構成されており、投光部は床面に光を投光する。

受光部はフォトダイオード等の素子で構成されており、受光部は、床面によって反射された投光部による光を反射光として受光し、受光部での受光強度に基づいて床面の状態を算出する。受光部の受光素子に光が入射することで光電効果が起き、光電効果の結果、受光部の素子に電圧が生じ、このとき、受光部は、反射光の強度を電気信号に変換し、床面の状態を電圧信号として出力するものから構成されている。このとき、図３（ａ）のグラフは、縦軸に受光部によって取得された光を電圧に変換した値を示し、横軸に受光部と床面までの距離について示し、両者の関係を示している。

さらに、受光部が床面から反射された反射光を受光し、受光強度に応じて、床面状態を
検出し、床面の情報を検出値として電圧信号を出力する。図３（ｂ）のグラフは、縦軸に受光部によって取得された光を電圧に変換した値を示し、横軸には受光部と床面までの距離について示し、両者の関係を示している。このとき、図３（ｂ）のグラフにあるパターンＡの状態をフローリング等の表面が平らで滑らかな材質の床面と判断する。また、パターンＢの状態を絨毯等の表面に凹凸がある材質の床面と判断する。

また、フローリング等の表面が平らで滑らかな材質の場合、受光部から投光された照射光は床面で正反射し、反射光は減衰せず、反射光の強度は一般的に強くなる。

フローリング等の表面が平らで滑らかな材質の場合、例えば図３（ｂ）のパターンＡに示すように、受光部の受光出力は１．５Ｖであり、制御部９での床面の情報として変換された電圧信号は３．５Ｖである。

また、絨毯等の表面に凹凸がある材質の場合、受光部から投光された照射光は絨毯等の凹凸で拡散反射され、反射光は減衰するため、反射光の強度は弱くなる。

絨毯等の表面に凹凸がある材質の場合、例えば図３（ｂ）のパターンＢに示すように、受光部の受光出力は０．５Ｖであり、制御部９での床面の情報として変換された電圧信号は１．５Ｖである。

また、床面算出手段１１は、例えば、外乱光等の影響を抑制するために床面に対して対向するように本体に配置されている。

床面算出手段１１からの信号に応じて、空気清浄機１の設置形態を示す鳥瞰図である図２に示すように、床面の状態を算出し、空気清浄機１が設置された床面情報に基づいて送風するように風向変更手段８の動作を切り替える。

制御部９は、マイクロコンピュータにて構成される。つまり制御部９の内部にＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、および送風部６、風向変更手段８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９による空気清浄機の制御動作を図４のフローチャートを用いて説明する。

床面算出手段１１から制御部９が取得した床面情報が、検出値で例えば３.０Ｖ以上の
場合、フローリング等の表面が平らで滑らかな材質と認識する。床面が滑らかな材質の場合、塵埃は床面に堆積しづらく、空気中に浮遊しやすい為、風向変更手段８によって、吹出口４を鉛直方向上向きに制御し空間内全体を集塵できる気流を生成する。

風向変更手段８を鉛直方向上向きにすることで、部屋全体を撹拌する気流を生成することができ、塵埃を効率的に集塵することができる。

また、床面算出手段１１から制御部９が取得した床面情報が、認識値で例えば３．０Ｖ以下の場合、絨毯等の表面に凹凸がある材質と認識する。凹凸がある材質の場合、塵埃が付着し、堆積しやすく、塵埃は絨毯等の表面に付着、堆積する為、風向変更手段８によって、吹出口４を水平方向に制御し、風量を増加させ、絨毯等の表面に付着、堆積した塵埃
を集塵できる気流を生成する。

風向変更手段８を水平方向に制御し、風量を増加させることで絨毯等の表面に付着、堆積している塵埃を集塵できる気流を生成することができ、絨毯等の表面に凹凸がある材質に付着、堆積している塵埃を効率的に集塵することができる。

これにより、絨毯等の表面に付着、堆積した塵埃を床面水平方向に気流を作ることで、効率的に集塵することができる。

ここで、本実施の形態１における床面算出手段１１で算出した床面情報に基づいた動作について図４を用いて説明する。なお、図４のＳはステップを意味する。
制御部９はユーザによるオン操作による運転の動作命令で運転を開始する（Ｓ０１）。

ステップ（Ｓ０２）で床面算出手段１１の投光部から床面に向けて光を投光する。ステップ（Ｓ０２）で投光した光が床面で反射し、反射光を床面算出手段１１の受光部検知し、反射光の強度を算出する（Ｓ０３）。

ステップ（Ｓ０３）で取得した反射光の強度をある閾値と比較する（Ｓ０４）。ステップ（Ｓ０４）で取得した検知値が閾値以上であれば、パターンＡ（例えばフローリング等の表面が平らで滑らかな材質）の設置状態だと認識する（Ｓ０５）。ステップ（Ｓ０４）で取得した検知値が閾値以下であれば、パターンＢ（例えば絨毯等の表面に凹凸がある材質）の設置状態と認識する（Ｓ０６）。

ステップ（Ｓ０５）、ステップ（Ｓ０６）の情報に基づき、制御部９が風向変更手段８、送風部６を制御し、空気清浄機設置状況に合わせた気流を生成し、効率よく塵埃を集塵する（Ｓ０７）。

これにより、例えば、汎用の光電センサを使用した簡易な構成で、床面の状態を算出することができ、空気清浄機の設置状況に応じて風向、風量を変更することで、より効率よく室内の空気清浄を提供することができる。

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、エアコン等にも適用できる。

１空気清浄機
２筐体
３吸込口
４吹出口
５通風路
６送風部
７清浄部
８風向変更手段
９制御部
１１床面算出手段

Claims

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、
前記通風路を通過する空気を清浄する清浄部と、
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、
前記本体が設置された床面の状態を算出する床面算出手段と、
前記送風部及び前記風向変更手段の運転を制御する制御部と、を備えた空気清浄機において、
前記吸込口は、
前記本体の前面となる面の下部に設けられ、
前記吹出口は、
前記本体の上面となる面に設けられ、
前記床面算出手段は、
床面に光を投光する照射部と、前記照射部による光が床面で反射した反射光を受光する受光部とを備え、
前記制御部は、
前記床面算出手段によって算出された前記受光部が受光した前記反射光の強度である床面情報に基づいて、前記送風部及び前記風向変更手段の運転を制御し、
前記床面算出手段で算出された前記反射光の強度が所定の値よりも大きい場合、前記風向変更手段を鉛直方向上向きに制御し、空間内全体を集塵できる気流を生成することを特徴とする空気清浄機。
前記制御部は、
前記床面算出手段で算出された前記反射光の強度が前記所定の値以下の場合、前記風向変更手段を水平方向に制御し、前記送風部による送風量を増加させることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。
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、
前記通風路を通過する空気を清浄する清浄部と、
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、
前記本体が設置された床面の状態を算出する床面算出手段と、
前記送風部及び前記風向変更手段の運転を制御する制御部と、を備えた空気清浄機において、
前記吸込口は、
前記本体の前面となる面の下部に設けられ、
前記吹出口は、
前記本体の上面となる面に設けられ、
前記床面算出手段は、
床面に光を投光する照射部と、前記照射部による光が床面で反射した反射光を受光する受光部とを備え、
前記制御部は、
前記床面算出手段によって算出された前記受光部が受光した前記反射光の強度である床面情報に基づいて、前記送風部及び前記風向変更手段の運転を制御し、
前記床面算出手段で算出された前記反射光の強度が所定の値以下の場合、前記風向変更手段を水平方向に制御し、前記送風部による送風量を増加させ、前記床面表面に付着、堆積した塵埃を集塵できる気流を生成することを特徴とする空気清浄機。
前記床面算出手段は、床面に対向するよう前記本体に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の空気清浄機。