WO2015063868A1 - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

　多様な設置環境において室内の気流を適切に制御し、部屋全体の空気を安定的に清浄化する。空気清浄機１は、ケーシング２、吸込口４、吹出口５、ファン装置６、清浄化装置８、可動ルーバー９、ルーバー駆動部１０、開口可変機構１１、開口駆動部１２、整流機構１３、整流駆動部１４、首振り機構１５、汚染検出装置１６、外部検出装置１７、制御装置１９等を備える。吹出口５から吹出す空気の風向は、可動ルーバー９により前方と上方との間で上下方向に変更し、首振り機構１５により左右方向に変更する。外部検出装置１７は、室内での空気清浄機１の位置情報を取得する。そして、制御装置１９は、吹出し空気が室内を循環してから空気清浄機１の位置に戻る循環気流を形成するように、吹出し空気の風向、風量及び風速のうち少なくとも１つの送風パラメータを空気清浄機１の位置情報に基いて制御する。

Description

空気清浄機

　本発明は、吸込んだ空気を清浄化して吹出す機能を備えた空気清浄機に関する。

　従来技術として、例えば特許文献１に記載されているように、吸込んだ空気中に含まれる粉塵の粒子系と、臭気成分の濃度とを検出可能な空気清浄機が知られている。従来技術では、検出した粉塵の粒子径及び臭気成分の濃度に基いて吹出ルーバの角度を制御し、また、吸気パネルを開閉する構成としている。また、他の従来技術として、例えば特許文献２に記載されているように、吸込んだ空気中の汚れを検出し、汚れのピーク、減少時間等のパラメータを算出する機能を備えた空気清浄機も知られている。他の従来技術では、検出したパラメータに基いて室内の汚れの発生源を推定し、当該推定結果に基いて吹出ルーバを調整するようにしている。

日本特許第４８４０１８１号公報 日本特開２０００－１３０８２７号公報

　上述した特許文献１，２に記載の従来技術では、空気中の汚染物質または汚染物質の変動状態を検出し、当該検出結果に基いて気流を制御する。しかしながら、これらの従来技術では、気流に影響を与える空気清浄機の設置環境（例えば空気清浄機が設置される部屋の広さ、室内における空気清浄機、家具等の配置）を考慮していないので、風向、風量等を制御しても、気流が障害物に遮られたり、部屋の大小に応じて想定外の気流が生じる場合がある。この結果、従来技術では、汚れの発生源に気流が到達しなかったり、想定外の気流が汚染物質を舞上げて拡散させる可能性があり、様々な設置環境において室内の空気を安定的に清浄化するのが難しいという問題がある。

　本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、多様な設置環境において室内の気流を適切に制御し、部屋全体の空気を安定的に清浄化することが可能な空気清浄機を提供することを目的としている。

　この発明に係る空気清浄機は、室内の空気を吸込む吸込口と当該空気を吹出す吹出口とを有するケーシングと、吸込口からケーシングの内部に空気を吸込んで当該空気を吹出口から吹出すファン装置と、ケーシングの内部を流れる空気を清浄化する清浄化装置と、吹出口から吹出す吹出し空気の風向、風量及び風速である３つの送風パラメータのうち、少なくとも１つの送風パラメータを変更することが可能な送風可変手段と、室内での空気清浄機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、位置情報に基いて送風可変手段を駆動することにより、吹出し空気が室内を循環してからケーシングの位置に戻る循環気流を形成するように送風パラメータを制御する制御装置と、を備えている。

　この発明によれば、位置情報取得手段により取得した位置情報に基いて室内の気流を適切に制御することができる。これにより、部屋の広さ、障害物の配置等が異なる多様な設置環境において、例えば部屋全体に循環気流を安定的に形成することができる。従って、空気の滞留、人に与える不快感等を抑制しつつ、部屋全体の空気を効率よく清浄化することができる。

本発明の実施の形態１による空気清浄機を示す斜視図である。 図１中の空気清浄機を示す縦断面図である。 可動ルーバー及び整流機構の作動状態（ａ），（ｂ）を示す図１中の要部拡大図である。 本発明の実施の形態１による空気清浄機の制御系統を示す構成図である。 本発明の実施の形態１において、循環気流の具体例（ａ），（ｂ）を示す斜視図である。

　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書で使用する各図においては、共通する要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。また、本発明は以下の実施の形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。

実施の形態１．
　まず、図１から図４を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１による空気清浄機を示す斜視図である。また、図２は、図１中の空気清浄機を示す縦断面図である。これらの図に示すように、本実施の形態では、床面設置型の空気清浄機１を例示している。空気清浄機１は、ケーシング２、台座３、吸込口４、吹出口５、ファン装置６、風路７、清浄化装置８、可動ルーバー９、ルーバー駆動部１０、開口可変機構１１、開口駆動部１２、整流機構１３、整流駆動部１４、首振り機構１５等を備えている。

　ケーシング２は、例えば略四角形の角筒状に形成され、部屋の床面に設置される台座３により水平方向に回転可能な状態で支持されている。ケーシング２の内部空間のうち、吸込口４から吹出口５に至る空間には、図２に示すように、清浄化装置８、ファン装置６及び風路７が上流から下流に向けて順に配置されている。なお、以下の説明では、ケーシング２の側面部のうち、主として室内の空間に面して配置される部分を前面部と表記し、前面部と対向する部分を後面部と表記する。また、ケーシング２の前面部側となる方向を前方と表記し、前方からみたケーシング２の水平方向の両側を左右方向と表記する。空気清浄機１は、後述の図５に示すように、例えば部屋の何れかの壁に近い位置で床面上に設置され、ケーシング２の後面部を当該壁面に向けると共にケーシング２の前面部を室内の空間に向けた状態で使用される。

　吸込口４は、室内の空気をケーシング２の内部に吸込むための開口部であり、例えばケーシング２の前面部の左右両側に１個ずつ設けられている。吹出口５は、ケーシング２の内部に吸込んだ空気を外部に吹出すための開口部であり、例えばケーシング２の上面部に２個設けられ、ケーシング２の左右方向に対して互いに並行に延びている。なお、吸込口４は、ケーシング２の後面部、側面部、下面部等に設けてもよいし、１個のみまたは３個以上の吸込口４を設ける構成としてもよい。これと同様に、吹出口５は、ケーシング２の前面部、側面部等に設けてもよいし、１個のみまたは３個以上の吹出口５を設ける構成としてもよい。また、以下の説明では、吹出口５から吹出す空気を「吹出し空気」と表記する場合がある。

　ファン装置６は、吸込口４からケーシング２の内部に空気を吸込んで当該空気を吹出口５から吹出すもので、制御装置１９により回転数を制御可能な電動ファン等により構成されている。ファン装置６は、吹出し空気の風量をファン装置６の回転数に応じて変更することが可能な送風可変手段の具体例を構成している。また、ケーシング２の内部には、図２に示すように、例えば２個のファン装置が上下方向に重ねた状態で配置されると共に、個々のファン装置６から送り出される空気を各吹出口５にそれぞれ案内する２つの風路７が設けられている。

　これらの風路７は、例えば上下方向に対して互いに並列に配置され、２個のファン装置６の空気出口と２個の吹出口５とを個別に接続している。風路７は、例えばケーシング２の左右の側面部及び後面部を構成する壁面と、ケーシング２の内部に設けられて上下方向及び左右方向に延在した隔壁２Ａとによって形成されている。なお、風路７には、ファン装置６から送り出される気流を吹出口５に向けて整流する整流構造を設けるのが好ましい。また、本発明では、１個のみまたは３個以上のファン装置６を備える構成としてもよく、ケーシング２の内部では、複数のファン装置６を横に並べる構成としてもよい。

　清浄化装置８は、ケーシング２内を流れる空気を清浄化するもので、吸込口４とファン装置６との間に設けられている。ここで、「清浄化」とは、例えば空気中に浮遊する塵埃、煙、花粉、ウイルス、菌、カビ、アレルゲン、臭気分子等からなる汚染物質を除去することを意味するもので、より具体的には、これらの汚染物質を捕集したり、不活性化したり、吸着及び分解する動作を意味している。より具体的に述べると、清浄化装置８は、空気中の塵埃等を捕集する集塵フィルタ、空気中の臭気分子を捕捉する脱臭フィルタ、電極間に高電界または放電生成物を発生させて汚染物質を除去する電圧印加デバイス等の機器により構成されるか、または、これらの機器を組合わせることにより構成されている。

　可動ルーバー９は、図２及び図３に示すように、ケーシング２の各吹出口５に設けられている。ここで、図３は、可動ルーバー及び整流機構の作動状態（ａ），（ｂ）を示す図１中の要部拡大図である。可動ルーバー９は、上下方向に揺動することにより、当該揺動角に応じて吹出し空気の風向を前方と上方との間で上下方向にスイングする。風向の仰角は、可動ルーバー９の仰角とほぼ等しい角度に変更される。なお、本明細書において、「仰角」とは、床面と平行な水平方向を基準として、上方に傾斜した角度を意味している。即ち、仰角＝０°は水平方向を表し、仰角＝９０°は鉛直方向の真上を表している。

　可動ルーバー９は、例えばケーシング２の左右方向に延在する細長い平板等により形成されている。そして、可動ルーバー９の基端側は、各吹出口５に設けられたルーバー駆動部１０を介して個々の吹出口５に取付けられ、可動ルーバー９の先端側は、ルーバー駆動部１０により上下方向に揺動可能となっている。また、２個の可動ルーバー９は、各吹出口５から吹出す空気の風向を個別に変更可能に構成されている。なお、本実施の形態では、２個の可動ルーバー９を備える場合を例示したが、本発明は、吹出口５の個数に応じて１個のみまたは３個以上の可動ルーバー９を備える構成としてもよい。

　ルーバー駆動部１０は、可動ルーバー９を揺動可能に支持する支軸と、この支軸を回転させるアクチュエータ（図示せず）とを備えている。可動ルーバー９及びルーバー駆動部１０は、吹出し空気の風向を上下方向に変化させることが可能な送風可変手段の具体例を構成している。開口可変機構１１は、可動ルーバー９と協働して吹出口５の開口面積を変更するもので、図２に示すように、個々の吹出口５において、可動ルーバー９と前後方向で対向する位置に設けられている。なお、図１及び図３では、整流機構１３を明示するために、開口可変機構１１の図示を省略している。

　また、開口可変機構１１は、例えばケーシング２の左右方向に延在する細長い平板等により形成されている。そして、開口可変機構１１の基端側は、ルーバー駆動部１０とほぼ同様の構成を有する開口駆動部１２を介して個々の吹出口５に取付けられている。開口可変機構１１の先端側は、開口駆動部１２により前後方向に揺動されて可動ルーバー９に近接及び離間するように変位する。これにより、開口可変機構１１は、吹出口５の開口面積、即ち、吹出し空気の風速を変更するもので、開口可変機構１１及び開口駆動部１２は、送風可変手段の具体例を構成している。なお、開口可変機構１１は、吹出口５ではなく風路７に配置し、風路７の開口面積（流路面積）を調整する構成としてもよい。

　整流機構１３は、吹出し空気の風向を左右方向に調整するもので、図２及び図３に示すように、例えば略三角形状（扇形状）のフィンにより形成され、各可動ルーバー９の受風面側に左右方向に間隔をもって複数個配置されている。そして、個々の整流機構１３は、図３（ａ），（ｂ）に示すように左右方向に揺動し、当該揺動角に応じて吹出し空気の風向を左右方向に変化させる。なお、可動ルーバー９の揺動動作は、例えば可動ルーバー９に設けられた整流駆動部１４（図４にのみ図示）により実行される。なお、本発明では、必ずしも整流機構１３を設ける必要はない。また、整流機構１３は、例えば可動ルーバー９の左右両端側にのみ１個ずつ配置する構成としてもよい。

　首振り機構１５は、ケーシング２を台座３上で少なくとも左右方向に回転させるもので、図１及び図２に示すように、ケーシング２と台座３との間に設けられている。首振り機構１５は、ケーシング２と共に吹出口５を回転させ、吹出し空気の風向を左右方向にスイングさせることができる。なお、上述した整流機構１３、整流駆動部１４及び首振り機構１５は、吹出し空気の風向を左右方向に変化させることが可能な送風可変手段の具体例を構成している。

（制御系統）
　次に、図４等を参照して、空気清浄機１の制御系統について説明する。図４は、本発明の実施の形態１による空気清浄機の制御系統を示す構成図である。空気清浄機１は、汚染検出装置１６及び外部検出装置１７を含むセンサ系統と、空気清浄機１を操作するための操作部１８と、空気清浄機１の運転状態を制御する制御装置１９とを備えている。汚染検出装置１６は、ケーシング２の内部に吸込んだ空気中の汚染物質の量を検出するもので、空気の流れ方向において清浄化装置８の上流側に配置されている。汚染検出装置１６は、例えば埃センサ、ガスセンサ、風速センサ等により構成されるか、または、これらのセンサを組合わせた複合型センサにより構成されている。

　ここで、埃センサは、半導体素子、光学素子等により構成され、空気中に含まれる塵埃、煙、花粉等の濃度を検出する。ガスセンサは、半導体素子等により構成され、臭気分子、ＶＯＣ等の有害ガスを検出する。風速センサは、超音波素子等により構成され、風速の変動を電流値に変換する。そして、これらのセンサによる検出結果は、汚染検出装置１６から制御装置１９に出力される。なお、上記各センサの組合わせは一例に過ぎないもので、本発明は、上記各センサの組合わせによる汚染検出装置１６に限定されるものではない。一例を挙げれば、汚染検出装置１６は、温度センサ、湿度センサ、異なる種類のガスを検出する複数種類のガスセンサ等を備える構成としてもよい。

　外部検出装置１７は、空気清浄機１が設定された部屋の室内情報を検出するもので、例えば図１及び図２に示すように、可動ルーバー９に設けられている。なお、図３では、外部検出装置１７の図示を省略している。外部検出装置１７により検出される室内情報には、部屋の天井及び壁と空気清浄機１との距離に関する情報、即ち、室内における空気清浄機１の位置情報が含まれている。また、室内情報には、人、動物、家具等の障害物が室内に存在するか否かについての情報、及び、障害物までの距離に関する情報である障害物情報が含まれている。

　詳しく述べると、外部検出装置１７は、例えば距離センサ、動体センサ、サーモグラフィ、湿度センサ等を組合わせた複合型センサにより構成されている。距離センサは、音波または電磁波を利用して、室内における壁、天井、家具、人、動物等を含む検出対象物までの距離を検出する非接触式のセンサである。具体例を挙げると、距離センサは、超音波センサ、光センサ、画像認識センサ等により構成されている。動体センサは、光センサ、温度センサ等により構成され、照度、温度等の変化を検出することにより、人間及び動物等の動きを捕捉する。サーモグラフィは、人及び動物と、無生物である障害物とを温度に基いて識別することができる。また、湿度センサの出力は、上記各センサの感度を空気中の湿度に応じて補正するときに用いられる。

　なお、本実施の形態では、外部検出装置１７が位置情報取得手段及び障害物情報取得手段を兼ねる場合を例示した。しかし、本発明では、位置情報取得手段と障害物情報取得手段とを別個の部品として形成し、それぞれ異なる場所に配置してもよい。また、上述した外部検出装置１７の構成は一例に過ぎない。即ち、本発明による外部検出装置１７は、少なくとも部屋の壁までの距離を検出する距離センサを備えていればよいもので、上記各センサの組合わせに限定されるものではない。また、本発明では、外部検出装置１７等のセンサ類を用いなくてもよい。詳しく述べると、本発明の位置情報取得手段及び障害物情報取得手段としては、例えばユーザが端末等を用いて室内情報を入力してもよいし、室内に設置された空気調和機のような他の家電機器から通信により室内情報を取得してもよい。

　また、外部検出装置１７を構成する距離センサとしては、超音波センサを用いるのが好ましい。超音波センサの検出可能距離は、例えば数ｃｍから２０ｍ程度であり、一般的な部屋の広さを検出するのに適している。特に、例えば２０～４０ｋＨｚ、好ましくは３０～４０ｋＨｚの帯域に属する超音波を用いれば、可聴領域外であるために振幅を大きくして検出距離を延ばすことができる。

　上述した距離センサ等は指向性を有しているため、外部検出装置１７の向きは、可動ルーバー９（ルーバー駆動部１０）により上下方向に変更可能で、かつ、首振り機構１５により左右方向に変更可能となっている。即ち、可動ルーバー９、ルーバー駆動部１０及び首振り機構１５は、検出方向可変手段の具体例を示している。なお、外部検出装置１７は、可動ルーバー９に設けるのではなく、例えばルーバー駆動部１０により可動ルーバー９と一緒に揺動される他の構造物に設けてもよい。

　この構成によれば、後述のように、外部検出装置１７の向きを上下方向及び左右方向に変更して部屋全体の室内情報を精度よく検出することができる。また、可動ルーバー９と外部検出装置１７の向きを共通のルーバー駆動部１０により一緒に変更することができるので、空気清浄機１の構成を簡略化することができる。特に、外部検出装置１７を可動ルーバー９に設けた場合には、上記効果を顕著に発揮することができる。

　また、可動ルーバー９、ルーバー駆動部１０及び首振り機構１５は、風向を変更する送風可変手段と、位置情報取得手段の向きを変更する検出方向可変手段の両方を構成することができる。即ち、これら２つの手段を構成する部品を共通化し、空気清浄機１の構造を簡略化してコストダウンを促進することができる。さらに、後述の室内走査処理と循環気流制御とを並行して行う場合には、外部検出装置１７の向きと風向とを一緒に変化させながら、送風方向の室内情報を円滑に取得することができる。

　一方、操作部１８は、空気清浄機１のユーザが各種の設定及び操作を行うために操作するもので、空気清浄機１を起動及び停止するための電源スイッチと、空気清浄機１の運転状態等を表示する表示部とを備えている。また、操作部１８は、制御装置１９に対して双方向の通信が可能な状態で接続されている。

　制御装置１９は、空気清浄機１の運転状態を制御するもので、図示しない演算処理装置、入出力ポート及び記憶回路等を備えている。制御装置１９の入力側には、図４に示すように、汚染検出装置１６及び外部検出装置１７を含むセンサ系統が接続されている。制御装置１９の出力側には、ファン装置６、ルーバー駆動部１０、開口駆動部１２、整流駆動部１４、首振り機構１５等を含むアクチュエータが接続されている。そして、制御装置１９は、センサ系統の出力に基いてアクチュエータを駆動することにより、空気清浄機１を作動させる。

（空気清浄機の制御）
　本実施の形態による空気清浄機１は上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。まず、基本的な動作について述べると、空気清浄機１の作動時には、制御装置１９によりファン装置６が駆動される。これにより、ケーシング２の内部には、吸込口４から空気が吸込まれ、この空気は、清浄化装置８を通過することにより清浄化される。そして、清浄化された空気は、ファン装置６及び風路７を経由して吹出口５から外部に吹出される。

　このとき、制御装置１９は、ルーバー駆動部１０により可動ルーバー９を揺動させ、当該揺動角に応じて上下方向における吹出し空気の風向を制御する。また、首振り機構１５によりケーシング２を回転させ、吹出口５の向きを左右方向に変更しつつ、整流駆動部１４により整流機構１３を左右方向に揺動させ、風向を左右方向に調整する。即ち、左右方向においては、整流機構１３及び首振り機構１５を用いて吹出し空気の風向を制御することができるので、風向の制御範囲を拡大し、部屋の隅々まで気流を到達させることができる。しかも、整流機構１３により風向を調整することで、風向の指向性及び制御精度を高めることができる。一方、制御装置１９は、ファン装置６の回転数に応じて吹出し空気の風量を制御する。また、開口駆動部１２により開口可変機構１１を駆動して吹出口５の開口面積を変更し、当該開口面積に応じて吹出し空気の風速を制御する。

（室内走査処理）
　制御装置１９は、上述した空気清浄動作を行う前に、まず、空気清浄機１が設置された部屋の室内情報を外部検出装置１７により取得する室内走査処理を実行する。室内走査処理では、まず、ルーバー駆動部１０により可動ルーバー９を駆動し、外部検出装置１７の向きを前方と上方との間で上下方向に変化させながら、例えば外部検出装置１７の距離センサにより距離を検出する。このとき、空気清浄機１の前方側では部屋の壁との距離が検出され、上方側では天井との距離が検出されるので、検出された距離の最大値は、天井と壁との境目となる角隅までの距離Ｌとなる。

　続いて、室内走査処理では、首振り機構１５により外部検出装置１７の向きを左右方向に変化させながら、吹出し空気が到達可能な複数の箇所で距離Ｌを検出し、検出された各距離Ｌのうちの最大値である距離Ｌmaxを取得する。このとき、距離Ｌの検出動作は、互いに離れた複数の箇所で実行してもよいし、外部検出装置１７の向きを変更しながら連続的に実行してもよい。また、本発明では、外部検出装置１７の向きを左右方向に変化させる動作を行わずに、空気清浄機１の前方で検出された距離Ｌをそのまま距離Ｌmaxとして採用してもよい。

　そして、制御装置１９は、距離Ｌmaxが得られるときの外部検出装置１７の向きの仰角γｓ及び回転角ωｓと、距離Ｌmaxとを記憶する。ここで、回転角ωｓは、外部検出装置１７の向きが予め設定された初期位置から水平方向に回転した角度を表している。これらの距離Ｌmax、仰角γｓ及び回転角ωｓには、空気清浄機１が設置された部屋の広さに関する情報が含まれている。即ち、部屋の広さは、距離Ｌmax及び仰角γｓに基いて、部屋の広さ＝Lmax×cos（γｓ）として求められる。

　このようにして得られた距離Ｌmax、仰角γｓ及び回転角ωｓには、室内で空気清浄機１から最も遠い壁（以下、最遠壁と表記する）に関する情報が含まれている。本願発明者の研究によれば、この最遠壁は、図５に示すように、吹出し空気が当ったときに循環気流を部屋全体に形成するのに最適な壁であることが判明している。ここで、図５は、本発明の実施の形態１において、循環気流の具体例（ａ），（ｂ）を示す斜視図である。

　詳しく述べると、吹出し空気の風向は、最遠壁と天井との境目となる角隅から一定の距離ｄだけ手前側に位置する天井の部分（図５中の目標位置Ｐ）に向くように設定すれば、循環気流を部屋全体に形成することができる。ここで、距離ｄは、部屋の大きさに応じて変化するもので、例えば１７畳以上の広い部屋では、最遠壁までの距離の半分よりも小さな値となり、一例を挙げれば、ｄ＝２ｍ程度となることが確認された。

　このように、室内走査処理によれば、外部検出装置１７により検出した室内情報（特に位置情報）に基いて、循環気流を部屋全体に形成するのに適した風向の目標位置Ｐを決定することができる。特に、左右方向の走査も行う場合には、首振り機構１５により外部検出装置１７の向きを左右方向に変化させながら最遠壁の検出動作を行うので、様々な部屋の形状に対して最遠壁を安定的に検出することができる。なお、上述した室内走査処理は、循環気流を形成するのに最適な壁を特定する壁特定手段の具体例を構成している。

　また、空気清浄機１を設置する部屋の広さ、形状等は多様である。このため、室内走査処理を行う場合において、首振り機構１５により外部検出装置１７の向きを水平方向に変化させるときの可変範囲、即ち、水平方向の検出対象範囲は、空気清浄機１の正面に位置する壁（通常は最遠壁となることが多い）から左右両側の壁までの範囲をカバーするように設定するのが好ましい。また、水平方向の検出対象範囲は、室内情報の検出結果に基いて変更する構成としてもよく、最遠壁と天井との間の角隅が検出可能な範囲であれば、必ずしも首振り機構１５により実現可能な最大の可変範囲に設定する必要はない。

　また、外部検出装置１７の向きを上下方向に変化させるときの可変範囲、即ち、上下方向の検出対象範囲は、少なくとも水平方向から鉛直方向の真上に至る仰角０～９０°の範囲を含むように設定するのが好ましい。これにより、様々な形状を有する部屋において、最遠壁と天井との間の角隅を安定的に検出することができる。また、上下方向の検出対象範囲は、室内情報の検出結果に基いて変更する構成としてもよい。

（循環気流制御）
　制御装置１９は、室内走査処理により取得した室内情報に基いて、送風可変手段を駆動することにより、室内に循環気流を形成する循環気流制御を実行する。循環気流とは、吹出し空気が室内（好ましくは、部屋全体）を循環してから空気清浄機１の位置に戻る気流を意味している。循環気流制御では、吹出し空気の風向、風量及び風速である３つの送風パラメータのうち、少なくとも１つの送風パラメータを制御する。

　一例を挙げると、循環気流制御では、まず、吹出し空気が天井の目標位置Ｐに到達するように、前述の仰角γｓ及び回転角ωｓに基いて風向を設定し、この風向を可動ルーバー９及び首振り機構１５により実現する。また、整流機構１３により、左右方向に対する風向を必要に応じて調整する。また、目標位置Ｐに到達した吹出し空気が循環気流を形成するように、距離Ｌmaxに基いて風量を設定し、この風量をファン装置６の回転数制御により実現する。なお、循環気流制御では、例えば室内の広さ、空気の吹出し方向における人及び動物の有無等に応じて、開口可変機構１１により吹出口５の開口面積を調整し、強い風を吹付けることで不快感を与えないように吹出し空気の風速を適切に制御してもよい。

　上述のように循環気流制御を行うことにより、吹出し空気は、図５に示すように、天井の目標位置Ｐ及び最遠壁に当ってから床面に沿って空気清浄機１に戻るようになる。この結果、室内の空気中に存在する汚染物質は、部屋全体を循環する循環気流によって空気清浄機１の位置まで搬送され、空気清浄機１により清浄化される。このように、循環気流制御によれば、可動ルーバー９、整流機構１３及び首振り機構１５を作動させることにより、風向の仰角及び回転角を調整し、最適な目標位置Ｐに向けて空気を吹出すことができる。また、整流機構１３を用いることにより、左右方向に対する吹出し空気の指向性を高め、吹出し空気を分散させずに遠方まで到達させることができ、目標位置Ｐに到達する気流を円滑に形成することができる。

　従って、本実施の形態によれば、例えば図５（ａ），（ｂ）に示すように、広さが異なる様々な部屋において、室内の気流を適切に制御し、部屋全体を循環する循環気流を安定的に形成することができる。また、空気清浄機１の位置が室内で変更された場合にも、この変更に対応して送風パラメータを最適化することができる。これにより、部屋の各部に存在する汚染物質を空気清浄機１の位置に効率よく集めて、部屋全体の空気を安定的に清浄化することができ、また、室内空気の清浄化に必要な時間を短縮することができる。

　ここで、床面設置型の空気清浄機１において、上述した室内走査処理及び循環気流制御を実行することの効果について説明する。一般に、室内の塵埃等は床面に多く存在するので、空気清浄機１は、塵埃を効率よく除去するために床面に設置するのが好ましい。一方、部屋の広さ等を把握して気流を最適化する制御は、空気清浄機１から前方の壁までの水平距離を検出することで可能になるが、床面上には家具等の障害物が設定されていることが多いので、空気清浄機１の位置から水平距離を安定的に検出するのは困難である。

　このため、本実施の形態では、最遠壁と天井との間の角隅、即ち、前方の斜め上方に位置することが多い角隅を外部検出装置１７により検出し、この角隅に近い方向に空気を送風する。この方法によれば、家具の配置等が異なる多様な部屋において、部屋の広さに相当する室内情報を斜め上方の空間で安定的に検出することができ、当該検出動作が家具等により邪魔されるのを抑制することができる。また、空気を吹出口５から斜め上方に向けて吹出すことができるので、吹出し空気の流れが家具等に当って乱されるのを抑制し、部屋の広さに応じた循環気流を安定的に形成することができる。従って、床面設置型の空気清浄機１の利点を活かしつつ、その性能を十分に発揮させることができる。

　なお、循環気流制御では、循環気流を形成可能な基準の仰角θａと、この仰角θaよりも大きな仰角として設定された最大仰角θbとの間で、吹出し空気の風向を上下方向にスイングさせ、このスイング動作を繰返す構成としてもよい。ここで、基準の仰角θａは、風向が天井の目標位置Ｐに到達するように設定されたときの当該風向の仰角である。また、最大仰角θbは、仰角θaよりも大きな任意の角度に設定されるもので、９０°に設定してもよいし、外部検出装置１７により検出された室内情報に基いて変化させる構成としてもよい。この制御によれば、部屋全体に循環気流を形成しつつ、空気清浄機１からみて真上の天井付近に滞留する空気にも気流を形成することができ、室内の空気を効率よく清浄化することができる。

　また、循環気流制御では、目標位置Ｐに向けて送風する送風動作を実行しつつ、首振り機構１５により目標位置Ｐを中心として風向を左右方向にスイングさせてもよい。この場合、左右方向に対する風向の可変範囲は、空気清浄機１の正面（前方）に位置する壁から左右両側の壁までの範囲をカバーするように設定するのが好ましい。また、この可変範囲は、室内情報の検出結果に基いて変更する構成としてもよい。

　また、循環気流制御では、室内情報の検出結果に基いて整流駆動部１４を駆動し、整流機構１３により吹出口５の開口面積を変更する構成としてもよい。これにより、ファン装置６の回転数、即ち、風量を変更しなくても、部屋の広さ、障害物の有無等に応じて吹出し空気の風速を適切な大きさに変化させることができる。そして、風速を速くした場合には、室内空気の清浄化に必要な時間を短縮化することができる。

　さらに、循環気流制御では、汚染検出装置１６による汚染物質の検出量に基いて、風速を変更する構成としてもよい。具体的に述べると、この制御では、循環気流制御中に基準量以上の汚染物質を検出した場合に、開口可変機構１１により吹出口５の開口面積を減少させ、循環気流の風量を増加させることなく風速を速くする。これにより、室内の空気が汚れている場合でも、空気中の汚染物質を空気清浄機１の位置に効率よく集め、室内空気の清浄化に必要な時間を短縮することができる。しかも、この制御では、ファン装置６の回転数を高くして風量を増加させる必要がないので、ファン装置６のモータにより生じる風切音を抑制し、空気清浄機１の騒音を低減することができる。

　また、室内走査処理において、首振り機構１５を用いる場合には、部屋の広さの検出状態、家具の配置による影響等が外部検出装置１７の向き（回転角）に応じて異なる場合がある。このため、循環気流制御では、送風動作を行いながら、吹出口５の回転角に応じて送風パラメータを最適な状態に制御するのが好ましい。これより、水平方向の各向きにおいて、循環気流を安定的に形成することができ、また、障害物への対処も円滑に行うことができる。

　また、本実施の形態では、室内走査処理において、外部検出装置１７の向きを変化させながら検出対象物までの距離を検出し、例えば距離が急に大きく変化した場合等に、この距離の変化に基いて障害物情報を取得する。そして、循環気流制御では、障害物情報により位置を特定した障害物に対して吹出し空気の風向が向いたときに、例えば送風動作を停止する、気流を弱くする等の予め設定された回避動作を実行してもよい。この制御によれば、人や動物に気流が当って不快感を与えたり、障害物に当った気流が埃を舞上げるのを抑制することができ、空気清浄時の快適性を向上させることができる。

　また、本実施の形態では、循環気流制御により空気清浄動作を実行しつつ、室内走査処理により室内情報を取得する構成としてもよい。この構成によれば、室内走査処理に専用の時間をかけなくても、通常の送風動作と並行して室内を走査し、室内情報を常に最新の情報に更新することができる。従って、例えば障害物の位置が変化する場合でも、この変化に対応して送風動作を速やかに修正することができる。

　また、本実施の形態では、空気清浄機１の電源コードがコンセント等の電源に接続された時点で、外部検出装置１７の向きを自動的に変更しつつ、室内走査処理を実行する構成としてもよい。この構成によれば、例えば空気清浄機１の室内に設置した時点で室内情報を予め取得しておくことができる。そして、ユーザが電源スイッチを操作したときには、室内を走査しなくても送風動作を直ちに開始することができ、取得済みの室内情報に基いて適切な気流を速やかに形成することができる。従って、空気清浄機１の利便性を向上させることができる。

　また、本実施の形態では、ユーザが空気清浄機１の電源スイッチを入れてから、ファン装置６を起動するまでの期間中に室内走査処理を実行する構成としてもよい。この構成によれば、空気清浄動作を行う直前に室内情報を取得することができ、例えば障害物の位置が変化する場合でも、この変化に対応した上で、送風動作を正確に行うことができる。

　なお、前記実施の形態１では、床面設置型の空気清浄機１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、壁掛け式の空気清浄機にも適用することができる。また、実施の形態１では、風向、風量及び風速からなる３つの送風パラメータのうち、主として風向と風量を制御する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明では、少なくとも１つの送風パラメータを制御すればよい。何故なら、例えば風向が一定であっても、風量を大きくすれば部屋全体をカバーする循環気流を形成することも可能であり、風速についても同様である。従って、１つの送風パラメータだけを制御する構成でも、本発明の目的を達成することができる。

　また、実施の形態１では、首振り機構１５により風向を左右方向に変更する構成としたが、本発明では、風向を左方向及び右方向に変化させながら上下方向に往復動させる動作（波打つような動作）が可能な首振り機構を採用してもよい。

　また、実施の形態１では、風量を変更する送風可変手段を、ファン装置６により構成する場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、ファン装置６と異なる他の機構により風量を変更する構成としてもよい。

１　空気清浄機，２　ケーシング，２Ａ　隔壁，３　台座，４　吸込口，５　吹出口，６　ファン装置（送風可変手段），７　風路，８　清浄化装置，９　可動ルーバー（送風可変手段、検出方向可変手段），１０　ルーバー駆動部（送風可変手段、検出方向可変手段），１１　開口可変機構（送風可変手段），１２　開口駆動部（送風可変手段），１３　整流機構（送風可変手段），１４　整流駆動部（送風可変手段），１５　首振り機構（送風可変手段、検出方向可変手段），１６　汚染検出装置，１７　外部検出装置（位置情報取得手段、障害物情報取得手段），１８　操作部，１９　制御装置

Claims (8)

1. 　室内の空気を吸込む吸込口と当該空気を吹出す吹出口とを有するケーシングと、
   　前記吸込口から前記ケーシングの内部に空気を吸込んで当該空気を前記吹出口から吹出すファン装置と、
   　前記ケーシングの内部を流れる空気を清浄化する清浄化装置と、
   　前記吹出口から吹出す吹出し空気の風向、風量及び風速である３つの送風パラメータのうち、少なくとも１つの送風パラメータを変更することが可能な送風可変手段と、
   　室内での空気清浄機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   　前記位置情報に基いて前記送風可変手段を駆動することにより、前記吹出し空気が室内を循環してから前記ケーシングの位置に戻る循環気流を形成するように前記送風パラメータを制御する制御装置と、
   　を備えた空気清浄機。
2. 　前記吹出し空気が当ったときに前記循環気流を形成するのに最適な壁を前記位置情報に基いて特定する壁特定手段を備え、
   　前記制御装置は、前記循環気流が部屋の天井及び前記最適な壁に当ってから床面に沿って前記ケーシングの位置に戻るように、少なくとも前記風向の仰角を制御する構成としてなる請求項１に記載の空気清浄機。
3. 　前記送風可変手段は、上下方向に揺動して前記風向の仰角を変更可能な可動ルーバーを備えてなる請求項１または２に記載の空気清浄機。
4. 　前記送風可変手段は、前記吹出口の開口面積を変更可能な開口可変機構を備えてなる請求項１から３のうち何れか１項に記載の空気清浄機。
5. 　前記送風可変手段は、前記風向を左右方向に調整可能な整流機構を備えてなる請求項１から４のうち何れか１項に記載の空気清浄機。
6. 　前記ケーシングを少なくとも左右方向にスイングすることが可能な首振り機構を備えてなる請求項１から５のうち何れか１項に記載の空気清浄機。
7. 　前記位置情報取得手段の向きを上下方向及び左右方向に変更可能な検出方向可変手段を備えてなる請求項１から６のうち何れか１項に記載の空気清浄機。
8. 　室内における障害物の有無及び位置に関する情報を障害物情報として取得する障害物情報取得手段を備え、
   　前記制御装置は、前記障害物情報により位置を特定した障害物に対して前記風向が向いたときに予め設定された回避動作を実行する構成としてなる請求項１から７のうち何れか１項に記載の空気清浄機。

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