JPH02253141A - 空気清浄器の除塵フィルタの汚れ度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、空気清浄器の除塵フィルタの汚れ度検出装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

第１５図および第１６図に第１の従来例を示す。

すなわち、この空気清浄器の除塵フィルタの汚れ度検出
装置は、吸込口となるグリル１００の表面に覗き窓１０
１を形成して内部の除塵フィルタ１０２の一部が外部か
ら目視できるようにし、この覗き窓１０１の一部に除塵
フィルタ１０２が交換すべき状態まで汚れた時の汚れ色
と同し色を着色した寿命表示用の着色部１０３を設け、
空気清浄器の使用により除塵フィルタ１０２が汚れて着
色部１０３と同色になると除塵フィルタ１０２が交換時
期にきたものと判断するものである。１０４は吐出口、
１０５は操作部である。

第１７図に第２の従来例を示す。すなわち、この空気清
浄器の除塵フィルタの汚れ度検出装置は、空気清浄器の
一部に除塵フィルタ１０２とは別にサブフィルタ１０６
を着脱自在に設け、このザブフィルタ１０６を除塵フィ
ルタ１０２と同し速度で汚れるように構成している。サ
ブフィルタ１０６を取り出して、その汚れ色が除塵フィ
ルタ１０２を交換すべき状態になったときの色と等しく
なると除塵フィルタ１０２の寿命と判定する。１０７は
ファン、１０８はモータである。

第１８Ｍに第３の従来例を示す。すなわち、この空気清
浄器の除塵フィルタの汚れ度検出装置は、空気清浄器を
コントロールする制御回路ＣＰＵに設けられるプリセッ
ト機能付アップダウンカウンタであり、ファン駆動用の
モータ１０９を駆動するトランジスタ１１０を制御する
制御信号と、たとえば１周期ＩＨｚのクロックパルスと
をアントゲ−１−１１１に入力し、アンドゲート１１１
の出力がカウンタ１１２に入力されてカウントアンプま
たはカウントダウンされる。カウンタ１１２の出力は常
にコンパレーク１１３に取り込まれ、プログラマブルカ
ウンタ１１４の基準カウント数と比較され、カウンタ１
１２のカウント数がプログラマブルカウンタ１１４の基
準カウント数と一致するとトランジスタ１１５をオンに
してブザー１１６を鳴動させる。１１７は除塵フィルタ
の交換後にカウンタ１１２のカウント数をリセットする
リセットスイッチである。

〔発明が解決しようとする課題］ ところが、第１の従来例および第２の従来例は除塵フィ
ルタ１０２の汚れ色と交換判断の基準となる色とを人間
の目で比較するため、正確な汚れ度の判断が困難であっ
た。

また第３の従来例は、一定住用時間が経過すると汚れ度
の程度にかかわらず汚れ検出を行うため、除塵フィルタ
が十分に汚れていないのに除塵フィルタを交換する場合
や、除塵フィルタが汚れすぎても除塵フィルタを交換し
ない場合が生ずるという欠点がある。たとえば、空気清
浄器を使用する環境はまちまちで、スナック等の店舗は
早く汚れるが、一般家庭等では約１年間位使用可能であ
る。

したがって、この発明の目的は、除塵フィルタの実際の
汚れを正確に検出することができる空気清浄器の除塵フ
ィルタの汚れ度検出装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の空気清浄器の除塵フィルタの汚れ度検出装置
は、除塵フィルタに向けて光を照射する発光部を有し、
前記除塵フィルタの前記光の反射光を受光してその受光
量に比例した出力信号を出力する受光部を有する。さら
に、前記受光部の出力信号を入力してフィルタ汚れ度を
示す基準値と比較し前記出力信号が前記基準値に到達し
た場合に判定信号を出力する判定部を有し、その判定信
号を入力して汚れ検出動作をする検出部を有する。

〔作用〕

この発明の構成によれば、発光部より除塵フィルタに光
が照射されその反射光が受光部に入射し、その受光量に
比例した出力信号が判定部で基準値と比較され、その判
定信号を検出部に入力して汚れ検出動作が行われる。こ
のように除塵フィルタの汚れ度を光学系により検知し、
判定部により判定し、除塵フィルタの実際の汚れを検出
する。

〔実施例〕

この発明の第１の実施例を第１回ないし第８図に基づい
て説明する。この空気清浄器の除塵フィルタの汚れ度検
出装置は、第１Ｍに示すように、除塵フィルタ１に向け
て光Ｐ１を照射する発光部２を有し、除塵フィルタ１の
光Ｐ、の反射光Ｐ２を受光してその受光量に比例した出
力信号を出力する受光部３を有する。さらに、受光部３
の出力信号を入力してフィルタ汚れ度を示す基準値と比
較し前記出力信号が前記基準値に到達した場合に判定信
号を出力する判定部４を有し、この判定信号を入力して
汚れ検出動作をする検出部５を有する。Ｑは風の流れを
示す。

前記除塵フィルタ１は、第２図および第３図に示すよう
に、空気清浄器６の送風ブロックの吸込側の吸込口グリ
ル８に設けられる。送風ブロックは、ファン９と、モー
タ１０と、吐出口１１と、吸込口１２からなる。すなわ
ち、ハウジング１３の上面に吐出口１１を設け、ハウジ
ング１３の前面側に吸込口１２を設は吸込口１２にヘル
マウス１４を設けてヘルマウス１４の内側に吸込口グリ
ル８を設け、ハウジング１３の内部にモータ１０を配設
している。このモータ１０は、ハウジング１３の裏面に
設けたモータ固定板１５との間にハウジング１３の背板
１６を挾むように３個所の固定ねし１７を締めつｉ−す
ることにより固定している。

１８はスリーフ、１９は防振ゴムである。モータ１００
回転子部２０には軸方向に吸い込んで径方向に吐出する
ファン９をねじ２１により固定している。

吸込口グリル８は、第３図に示すように、吸込口１２の
上に消臭フィルタ２２，２３．除塵フィルタ１．プレフ
ィルタ２４を有するグリルからなる。

またハウジング１３の前面の上端部に斜めに操作部２５
および寿命表示部２６を設け、その裏側の風洞カバー２
７上にマイクロコンピュータにより構成された制御回路
ＣＰＵを実装したプリント基板２８を配設している。操
作部２５は、操作ボタン２９と、操作ボタン２９により
操作されるタクトスイッチ３０と、風量の「強」　「中
」　「弱」の各状態を表示する発光ダイオードからなる
表示灯３１〜３３とを有する。表示灯３１〜３３は、タ
クトスイッチ３０の信号に基づき制御回路ＣＰＵによっ
てモータ１０が制御されて風量が「強」「中」　１弱」
と３段に切り換わる動作に連動する。

寿命表示部２６は後述の検出部５の一部を構成するもの
で、除塵フィルタ１の汚れ度が除塵フィルタ１の交換時
期となる汚れ度に近づいてくるにつれて、発光ダイオー
ドからなる表示灯３４〜３７が順次点灯してゆき、交換
時期すなわち寿命になると寿命と表示している表示灯３
Ｂを点灯するとともにブザーからなる警報器３９を鳴動
して寿命報知するものである。４０は空気清浄器６の使
用される環境場所に応じて、寿命判定用の基準値を切換
えるための切換スイッチである。

前記、除塵フィルタ１は、圧力損失を低下させ補集効率
を高めるため、第４図および第５図に示すように蛇腹折
りにしている。しかし、第１図に示すように発光部２よ
り光Ｐ１を受は反射光Ｐ２を受光部３に受光させる部分
１ａは、防塵フィルタ１の汚れ度の判定をするとき発光
部２および受光部３からフィルタ面までの距１％１ｌｌ
ｎ、ｌ！２が変化すると、反射光Ｐ２の受光量が変化す
るので、平面に形成している。

発光部２および受光部３は光学系ブロックとして、第３
図および第６図に示すようにヘルマウス１４の内側で除
塵フィルタ１の裏面にビス４１により固定されている。

発光部２は発光ダイオードを実施例とする一対の発光素
子２ａ、’２ｂからなり、相互に距離β３の間隔をおい
て並べるともに除塵フィルタ１に対して間隔ｐ１で対向
し、発光素子２ａ、２ｂの間の中央に除塵フィルタ１に
対して距離７！２に受光部３を配設している。この場合
、寸法関係をρ３〉β２〉１１にして、発光素子２ａ、
２ｂと受光部３との間の光路長を等しくするとともに等
しい反射角たとえば約４５°となるようにしている。発
光素子２ｂは相対比較用である。

発光部２および受光部３は基板４２に固定され、基板４
２は本体ケース４３に収納され、本体ケース４３を黒色
にするとともに発光部２および受光部３はそれぞれ囲い
壁４４で周囲を覆って発光部２の漏れ光が受光部３に入
らない構成にし、さらに囲い壁４４の前端部を透明カバ
ー４５により被覆して発光部２および受光部３が粉塵等
により汚れないようにしている。この本体ケース４３は
ねし４９によりハウジング１３に固定されたヘルマウス
１４に同定している。また透明カバー４５は相対比較用
の発光素子２ｂに対して筒部４６を突設して先端を除塵
フィルタ１の平面の部分１ａの基準フィルタ部１ｂに接
触させ、筒部４６の一部に穴部４７を形成し基準フィル
タ部１ｂから反射した反射光Ｐ３を受光部３に入光させ
ている。

方、基準フィルタ部１ｂにはグリル８からも遮へい筒４
８が突出して基準フィルタ部１ｂの前面を覆い、これら
よりグリル８から吸い込まれる汚れた空気が基準フィル
タ部１ｂだけは通過しないようにして、経時的にも汚れ
ないようにしている。

このように一対の発光素子２ａ、２ｂを用いるのは、全
く汚れない基準フィルタ部１ｂの反射光Ｐ３の光量Ａに
対して、汚れた空気が通過するため次第に汚れてくる部
分１ａの反射光Ｐ２の光量Ｂとの相対比Ｂ／Ａを得るた
めである。そして、Ｂ／Ａ＝０．３、より好ましくは０
．３±０．０５位に近づくと寿命と判定させるものであ
る。発光部２および受光部３のリードＢ５０ばシールド
線を用い、制御回路ＣＰＵのプリント基板２８に接続し
ている。

一対の発光素子２ａ、２ｂは、第７図に示すようにドラ
イバ５１．５２により駆動される。発振回路５３の出ツ
ノパルスを分周回路５４により分周し、第８図ｆａｌの
点滅周期信号となる第１の分周出力と、これよりも周期
の大きい第８図（ｂｌの切換周期信号となる第２の分周
出力とをそれぞれ出力させる。トライバ５２に接続され
たアンドゲート５５には第１の分周出力および第２の分
周出力を入力し、ドライバ５１に接続されたアンドゲー
ト５６には第１の分周出力を入力するとともに、第２の
分周出力を反転回路５７により反転した反転出力を入力
している。このため、発光素子２ａ、２ｂは、それぞれ
第８図（Ｃ１，＋ｄｌのように第２の分周出力の周期で
交互に点灯し、かつ各点灯時に第１の分周出力の周期で
それぞれ点滅動作することとなる。このように、発光素
子２ａ、２ｂを点滅させるのは、消費電力を押さえる目
的と太陽光等の外乱光による影響を少なくするためであ
る。

判定部４は、受光部３の受光量に比例した振幅を有する
出力信号をバンドパスフィルタ５８に入力して回路ノイ
ズの影響をなくした出力信号を取り出し、アンプ回路５
９によりその出力信号を増幅し、さらに外乱光の影響を
なくすため同期検波手段６０により増幅信号を分周回路
５４の第１の分周出力と同期検波し、同期検波手段６０
の出力（８号を第１のＤ／Ａコンバータ６１でアナログ
信号に変換し第８図＋ｅ）の出力を得る。この信号の山
部は基準フィルタ部１ｂの反射光の光量Ａを表し、谷部
は除塵フィルタ１の部分１ａの反射光の光量Ｂを表し、
谷部は部分１ａの汚れに応じて次第に谷の深さが深くな
っていくのがわかる。このアナログ信号をさらにＡ／Ｄ
コンバータ６２でデジタル信号に変換し、メモリ６３．
６４に入力する。

この場合、メモリ６３はアンドゲート６５により分周回
路５４の第２の分周出力に同期し、またメモリ６４は第
２の分周出力の反転出力に同期するため、発光素子２ｂ
の点灯時に光量Ａに比例した内容をメモリ６３で記憶し
、発光素子２ａの点灯時に光量Ｂに比例した内容をメモ
リ６４で記憶することとなる。このメモリ６３．６４の
内容は、演算回路６７に随時入力されて相対比Ｂ／Ａの
演算を行い、その出力信号が第２のＤ／Ａコンバータ６
８によりアナログ信号に変換され、第８図ｆｆ）の出力
を得る。このアナログ信号は複数のコンパレータ６９〜
７３に入力される。各コンパレータ６９〜７３は抵抗Ｒ
１〜ＲＩＯで基準値が決定され、第８図ｆｆｌのように
、コンパレータ６９では０．５、コンパレータ７０では
Ｃ１３、コンパレータ７１では０．２５、コンパレータ
７２では０．２、コンパレータ７３では０．１になるよ
うに設定している。コンパレータ６９，７０は除塵フィ
ルタ１の汚れの予備的表示であり、コンパレータ７１〜
７３は交換時期の範囲表示をしている。そして、除塵フ
ィルタ１の汚れ度を示す第２のＤ／Ａコンバータ６８の
アナログ信号が各コンパレータ６９〜７３の基準値に到
達するとそれぞれ第８図（ｇｌ〜第８図（ｋ＋のように
出力信号を出力する。

また基準値は、第２図に示す切換スイッチ４０により、
抵抗Ｒ１〜ＲＩｏに供給する電源回路７４７５を切り換
えると変更することができる。たとえば電源回路７４の
場合電圧■１の電池７６が接続されており、コンパレー
タ６９の基１ｔ　圧は■ｏ１−Ｖ１Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２
）で与えられ、電源回路７５の場合電圧■２の電池７７
が接続されており、コンパレータ６９の基準電圧はＶ。

２−■２Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）で与えられ、Ｒ，＝１０
にΩ、Ｒ２＝２０にΩ、Ｖ　１＝　４．５　Ｍ、Ｖ２＝
　３　Ｍとすると、ｖｏ１＝３（ｖ）、■ｏ２−２（ｖ
）となる。他のコンパレータ７０〜７３も同様に基準電
圧が変化する。電源回路７４の場合の基準値は前記のと
おりであり、電源回路７５の場合の基準値ハコンパレー
タ６９では０．６、コンパレータ７゜では０．４、コン
パレータ７１では０．３５、コンパレータ７２でば０．
３、コンパレータ７３では０．２になり、たとえば汚れ
のスピードの速い環境（飲食点）での使用の場合に使わ
れる。

前記検出部５は、各コンパレータ６９〜７３の出力端に
接続されたトライハフ８〜８２と、これらのドライハフ
８〜８２に接続された表示灯３４〜３７および警報器３
９からなり、コンパレータ６９〜７３の出力によりそれ
ぞれドライハフ８〜８２が動作し、表示灯３４〜３７が
点灯し警報器３９が鳴動する。すなわち、検出部５はコ
ンパレータ６９〜７３の第８図Ｆｇ１〜（ｋｌの出力に
伴って、すなわち除塵フィルタ１の汚れ度に応じてステ
ップ的に動作することとなる。

この実施例によれば、発光部２より除塵フィルタ１に光
Ｐ、が照射されその反射光Ｐ２が受光部３に入射し、そ
の受光量に比例した出力信号が判定部４で基準値と比較
され、その判定信号を検出部５に入力して汚れ検出動作
が行われる。このように除塵フィルタ１の汚れ度を光学
系により検知し、判定部５により判定するため、除塵フ
ィルタ１の実際の汚れを正確に検出することができる。

一般に空気清浄器を使用する環境はまちまちでスナック
等の店舗ははやく汚れ、一般家庭では約１年位使用可能
であるが、これも環境の汚れ度により変化する。この実
施例ではこのような変化にかかわらず、除塵フィルタ１
が汚れたときに交換が可能になる。また判定部４で複数
の基準値を設けることにより、除塵フィルタ１の汚れ度
のステップ表示ができ、そろそろ除塵フィルタ１が汚れ
てきていますという予告表示も可能である。

また、基準値を切換え可能にしたため、空気清浄器の使
用される環境、場所、使用される人に応じて最適な検出
が可能になる。なお、基準値はたとえば０．２〜０．４
位にするのが好ましい。

この発明の第２の実施例は、第１の実施例が基準フィル
タ部１ｂを全く汚れていない状態のものとしたが、これ
とは反対に基準フィルタ部１ｂが除塵フィルタ部１ｂを
交換すべき状態まで汚れたものを用いるものである。こ
の場合、相対値の比Ｂ／Ａに対する基準値は、たとえば
コンパレータ６９では０．５、コンパレータ７０では０
，７、コンパレータ７１では０．７５、コンパレータ７
２では０．８コンパレータ７３では０．９に設定するこ
とにより、第１の実施例と同様な除塵フィルタｌの汚れ
状態表示が可能になる。

この発明の第３の実施例を第９図および第１０図に示す
。すなわち、この空気清浄器の除塵フィルタの汚れ度検
出装置は、２個の基準フィルタ部］ｂ、１ｂ’を用いて
２種類の相対値を得るものであり、基準フィルタ部１ｂ
’は第１の実施例において除塵フィルタ１の部分１ａの
発光部２ｂの前方にあらかじめ交換すべき程度に汚れた
色と同じ色で反射光の受光量Ｃとするシール８３を貼り
つけてなり、また本体ケース４３をハウジング１３のへ
ルマウス１４に固定した支持体８４に、除塵フィルタ１
に平行に公知の手段により移動自在に支持している。

第９閏の状態は第１の実施例と同様の状態であり汚れて
いない色と同じ基準フィルタ部１ｂの反射光の受光量Ａ
を検出し、第１０図は本体ケース４３を矢印の方向に移
動して発光部２ｂの前面にシール８３を位置しンール８
３の反射光の受光量Ｃを検出するものである。そして、
本体ケース４３を移動して相対値の比Ｂ／ＡおよびＢ／
Ｃを第１の実施例と同様にして交互に比較してゆき、Ｂ
／Ａ＃０．３を中心に０．２５〜０．３５の範囲ではフ
ィルタ寿命を報知し、またはＢ／Ｃ＝１．０を中心に０
．９〜１．１の範囲ではフィルタ寿命を報知する。

なお、この場合、本体ケース４３の移動方法は手動でも
よいが、駆動モータを制御して往復動作させる自動でも
よい。その他は、第１の実施例と同様である。

この発明の第４の実施例、を第１１図に示す。すなわち
、この空気清浄器の除塵フィルタの汚れ度検出装置は、
グリル８に隣接してサブフィルタ収納部８５を設け、こ
のサブフィルタ収納部８５内にザブフィルタケース８６
を配設し、サブフィルタケース８６に除塵フィルタ１の
一部を構成するサブフィルタ１ｃおよび基準フィルタ部
１ｂ（図示せず）を並設し、またサブフィルタケース８
６に対して発光部２ａ、２ｂ　（一部図示せず）および
受光部３　（図示せず）を対向したものである。

この場合、除塵フィルタ１およびサブフィルタ１ｃを通
過する風速が同一となるようにサブフィルタＩＣの開口
部８７の開口面積を決めており、除塵フィルタ１および
サブフィルタ８６の汚れ度合が経時的に同一となる。そ
の他は第１の実施例と同様である。

この発明の第５の実施例を第１２図および第１３図に示
す。すなわち、この空気清浄器の除塵フィルタの汚れ度
検出装置は、第４の実施例において、発光部２ｂおよび
受光部３に対してサブフィルタケース８６を公知の手段
により移動自在に構成し、サブフィルタケース８６を移
動することにより発光部２ｂの前方に交互にサブフィル
タ１または基準フィルタ部１ｂが対面するようにしたも
のである。

第１２図は発光部２ｂの前面に基準フィルタ部１ｂを対
向した状態であり、基準フィルタ部１ｂの反射光Ｐ３を
受光部３に受光して受光量を測定する。第１３図はサブ
フィルタケース８６を矢印の方向に移動して発光部２ｂ
の前面にサブフィルタＩＣを位置し、その反射光Ｐ２を
受光部３で受光し、その後は第１の実施例と同様に受光
量の変化量の差でフィルタ寿命を検出し表示・報知する
ものである。この場合のサブフィルタケース８６の移動
方法も第３の実施例と同様に手動または自動が可能であ
る。

この発明の第６の実施例を第１４図に示す。すなわち、
この空気清浄器の除塵フィルタの汚れ度検出装置は、前
記第１の実施例が相対値比較方式であったのに対して絶
対値比較方式である。この場合、第１の実施例との相違
は、１個の発光部２ａとしたことと、基準値設定用のス
イッチ８８およびタイマ８９を設けたことである。タイ
マ８９はメモリ６３などとともに制御回路のマイクロコ
ンピュータによって構成される。まず、基準となる初期
状態を記憶するため、除塵フィルタ１の交換直後にスイ
ッチ８８をオンにしてタイマ８９を作動させ、タイマ８
９の作動によりアナログスイッチ９０を一定時間オンに
し、受光部３より除塵フィルタ１の受光量Ａに比例した
基準信号をメモリ６３に記憶する。一方、除塵フィルタ
１の使用に伴い除塵フィルタ１が汚れてくるが、そのと
き受光部３で受光した受光量Ｂに比例した信号をメモす
６３に記憶した基準信号とコンパレータ７３で比較して
基準値Ｂ／Ａ＝０．３に到達したとき、検出部５を作動
する。

なお、商用電源が停電した場合、メモリ６３は初期状態
の記憶内容がリセ・ツトされるため、たとえば除塵フィ
ルタ１の汚れが進みその状態で停電すると汚れた状態が
初期状態となるので、フィルタ寿命になっても表示しな
いという不具合を生じる。そのため、バッテリ９１を設
け、通常時はＡＣラインからの電源供給を受は停電時は
バッテリ９１からの電源供給を受けるように切換手段９
２で切り換えることにより、メモリ６３の内容をバック
アップしている。その他、第１の実施例と共通する部分
に同一符号を付している。

またスイッチ８８はブツシュスイッチからなり、たとえ
ば第１回に示す位置に設けると操作が便利である。

〔発明の効果〕

この発明の空気清浄器の除塵フィルタの汚れ度検出装置
によれば、除塵フィルタの汚れ度を光学系により検知し
、判定部により判定するため、除塵フィルタの実際の汚
れを正確に検出することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の概略図、第２図は空
気清浄器の斜視図、第３図はその断面図、第４図は除塵
フィルタの斜視図、第５図はその断面図、第６図は空気
清浄器の部分断面図、第７回は回路図、第８図はそのタ
イムチャート、第９図は第３の実施例の部分断面図、第
１０図はその光学ブロックの本体ケースを移動した状態
の断面図、第１１図は第４の実施例の断面図、第１２図
は第５の実施例の要部断面図、第１３図はそのサブフィ
ルタケースを移動した状態の断面図、第１４図は第６の
実施例の回路図、第１５図は第１の従来例の斜視図、第
１６図はその部分拡大斜視図、第１７図は第２の従来例
の断面図、第１８図は第３の従来例の回路説明図である
。 ■・・・除塵フィルタ、２・・・発光部、３・・・受光
部、４・・・判定部、５・・・検出部 派 第１４ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 除塵フィルタに向けて光を照射する発光部を有し、前記
   除塵フィルタの前記光の反射光を受光してその受光量に
   比例した出力信号を出力する受光部を有し、前記出力信
   号を入力してフィルタ汚れ度を示す基準値と比較し前記
   出力信号が前記基準値に到達した場合に判定信号を出力
   する判定部を有し、さらに前記判定信号を入力して汚れ
   検出動作をする検出部を有する空気清浄器の除塵フィル
   タの汚れ度検出装置。