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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-118372(P2020-118372A)
(43)【公開日】2020年8月6日
(54)【発明の名称】移動型空気清浄機
(51)【国際特許分類】
   F24F 7/00 20060101AFI20200710BHJP
   F04D 29/70 20060101ALI20200710BHJP
   B01D 46/00 20060101ALI20200710BHJP
   F24F 7/007 20060101ALI20200710BHJP
【FI】
   F24F7/00 A
   F04D29/70 L
   B01D46/00 F
   F24F7/007 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
【全頁数】19
(21)【出願番号】特願2019-10078(P2019-10078)
(22)【出願日】2019年1月24日
(71)【出願人】
【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】京谷 浩平
(72)【発明者】
【氏名】網野 梓
(72)【発明者】
【氏名】小谷 正直
(72)【発明者】
【氏名】大平 昭義
(72)【発明者】
【氏名】佐野 健太郎
【テーマコード(参考)】
3H130
3L056
4D058
【Fターム(参考)】
3H130AA13
3H130AB02
3H130AB06
3H130AB26
3H130AB42
3H130AC21
3H130BA44A
3H130BA45A
3H130BA72C
3H130DF01X
3H130DF03Z
3H130DJ02X
3H130EA03A
3L056BD04
3L056BE07
3L056BF06
4D058LA07
4D058QA21
4D058SA01
4D058TA07
4D058UA25
(57)【要約】
【課題】清浄効率を向上でき、フィルタ寿命の低下を抑制できる移動型空気清浄機を提供する。
【解決手段】本発明の移動型空気清浄機1は、筐体2を移動させる車輪9s1、9s2と、車輪9s1、9s2を駆動する駆動用モータ9m1、9m2と、室内の空気の塵埃を除去するフィルタ3と、フィルタ3を通過した空気の流れの下流側に設けられたファン6と、ファン6を駆動するファン用モータ6mと、筐体2の移動速度がファン6による吸気速度を超えないように駆動用モータ9m1、9m2を制御する制御装置5aとを備えている。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
筐体を移動させる車輪と、
前記車輪を駆動する駆動用モータと、
室内の空気の塵埃を除去するフィルタと、
前記フィルタを通過した空気の流れの下流側に設けられたファンと、
前記ファンを駆動するファン用モータと、
前記筐体の移動速度が前記ファンによる吸気速度を超えないように前記駆動用モータを制御する制御装置とを
備えていることを特徴とする移動型空気清浄機。
【請求項2】
筐体を移動させる車輪と、
前記車輪を駆動する駆動用モータと、
室内の空気の塵埃を除去するフィルタと、
前記フィルタを通過した空気の流れの下流側に設けられたファンと、
前記ファンを駆動するファン用モータと、
前記筐体周りの風速を測る風速計と、
前記筐体の移動速度から向かい風または追い風の前記風速(移動方向に向かう向きの風速をプラスとする)を引いた値が前記ファンによる吸気速度の値を超えないように前記駆動用モータを制御する制御装置とを
備えていることを特徴とする移動型空気清浄機。
【請求項3】
筐体を移動させる車輪と、
前記車輪を駆動する駆動用モータと、
室内の空気の塵埃を除去するフィルタと、
前記フィルタを通過した空気の流れの下流側に設けられたファンと、
前記ファンを駆動するファン用モータと、
前記筐体周りの風速を測る風速計と、
前記筐体の移動に対して向かい風の場合には前記ファンによる吸気速度を前記筐体の移動速度と前記向かい風の風速とを加えた速度より大きく、前記筐体の移動に対して追い風の場合には前記ファンによる吸気速度を前記移動速度から前記追い風の風速を引いた速度より大きくなるように前記駆動用モータを制御する制御装置とを
備えていることを特徴とする移動型空気清浄機。
【請求項4】
請求項1から請求項3のうちの何れか一項に記載の移動型空気清浄機において、
前記ファンの上流の本体吸込口から流入する空気の流れは、前記ファンの径方向または側面視して横方向である
ことを特徴とする移動型空気清浄機。
【請求項5】
請求項1から請求項3のうちの何れか一項に記載の移動型空気清浄機において、
前記ファン用モータの回転速度が異なる2つ以上の運転モードを有している
ことを特徴とする移動型空気清浄機。
【請求項6】
請求項1から請求項3のうちの何れか一項に記載の移動型空気清浄機において、
前記ファンの上流の本体吸込口は、上面視して全周に亘ってまたは全周の一部に設けられている
ことを特徴とする移動型空気清浄機。
【請求項7】
請求項2または請求項3に記載の移動型空気清浄機において、
前記風速計は、前記筐体の上部または後部に設けられている
ことを特徴とする移動型空気清浄機。
【請求項8】
請求項2または請求項3に記載の移動型空気清浄機において、
前記風速計は、前記筐体の周囲の異なる3箇所に設けられている
ことを特徴とする移動型空気清浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、移動型空気清浄機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の据え置き型の空気清浄機は固定して設置されるため、室内の空気の澱み箇所を清浄にできず、これを清浄化するためには電力消費が大きくなる。
これに対して、自律走行型空気清浄機は、家の中で空気の汚れた所に移動して清浄にできる。つまり、自律走行型空気清浄機は、部屋間を移動することにより広い空間の清浄が可能である。
【0003】
また、自律走行型空気清浄機は、空気の淀み箇所にアクセスでき、空気の汚れた所に移動して清浄にできる。そのため、小風量かつ静音で清浄可能であるメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2013−231536号公報(図1、段落0007、0014等)
【特許文献2】特開2013−230294号公報(段落0012等)
【特許文献3】特開2006−167261号公報(段落0031、0041等)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、移動型の空気清浄機は、移動速度が吸込速度を超えると、前方への移動方向からの空気の流入量が増加し、移動方向の反対側の後方からの空気の流入量が減少する。その結果、フィルタ前方部にゴミ詰まりが発生し易くなり、清浄効率が低下する。また、フィルタ前方部のゴミ詰まりがフィルタ寿命に影響し、フィルタの交換頻度が増える。そのため、フィルタ寿命が低下する。
【0006】
特許文献1には、フィルタを傾斜して設置することでフィルタ面積を拡大し、目詰まりを防止することが記載されている。
特許文献2には、弱い吸引力のときは強い吸引力のときよりも走行速度を抑えるように制御することが記載されている。
【0007】
特許文献3には、塵埃有りの情報を取得すると塵埃の取り残しを少なくするため、移動作業ロボットの移動スピードを落としたり、塵埃の吸引力を上げたりすることが記載されている。
【0008】
しかし、特許文献1〜3は、自律走行型空気清浄機の清浄効率の低下やフィルタ寿命の低下の抑制に大きく寄与するものではない。
【0009】
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、清浄効率を向上でき、フィルタ寿命の低下を抑制できる移動型空気清浄機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記課題を解決するため、第1の本発明の移動型空気清浄機は、筐体を移動させる車輪と、前記車輪を駆動する駆動用モータと、室内の空気の塵埃を除去するフィルタと、前記フィルタを通過した空気の流れの下流側に設けられたファンと、前記ファンを駆動するファン用モータと、前記筐体の移動速度が前記ファンによる吸気速度を超えないように前記駆動用モータを制御する制御装置とを備えている。
【0011】
第2の本発明の移動型空気清浄機は、筐体を移動させる車輪と、前記車輪を駆動する駆動用モータと、室内の空気の塵埃を除去するフィルタと、前記フィルタを通過した空気の流れの下流側に設けられたファンと、前記ファンを駆動するファン用モータと、前記筐体周りの風速を測る風速計と、前記筐体の移動速度から向かい風または追い風の前記風速(移動方向に向かう向きの風速をプラスとする)を引いた値が前記ファンによる吸気速度の値を超えないように前記駆動用モータを制御する制御装置とを備えている。
【0012】
第3の本発明の移動型空気清浄機は、筐体を移動させる車輪と、前記車輪を駆動する駆動用モータと、室内の空気の塵埃を除去するフィルタと、前記フィルタを通過した空気の流れの下流側に設けられたファンと、前記ファンを駆動するファン用モータと、前記筐体周りの風速を測る風速計と、前記筐体の移動に対して向かい風の場合には前記ファンによる吸気速度を前記筐体の移動速度と前記向かい風の風速とを加えた速度より大きく、前記筐体の移動に対して追い風の場合には前記ファンによる吸気速度を前記移動速度から前記追い風の風速を引いた速度より大きくなるように前記駆動用モータを制御する制御装置とを備えている。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、清浄効率を向上でき、フィルタ寿命の低下を抑制できる移動型空気清浄機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】本発明に係る実施形態1の移動型空気清浄機の斜視図。
図2】実施形態1の移動型空気清浄機の上面図。
図3図2のI−I断面図。
図4】(a)は実施形態の移動型空気清浄機の側面図、(b)は(a)のII−II断面図、(c)は(a)のIII−III断面図。
図5】移動型空気清浄機の後面図。
図6】吸気速度>移動速度の場合の図3のIV−IV断面図。
図7】比較例である吸気速度<移動速度の場合の図3のIV−IV断面図。
図8】(a)は変形例の移動型空気清浄機の本体吸入口の位置を表す上面図、(b)は変形他例の移動型空気清浄機の本体吸入口の位置を表す上面図。
図9】実施形態1の移動型空気清浄機の羽根車用モータとフィルタとの位置関係の模式断面図。
図10】変形例1の移動型空気清浄機の羽根車用モータとフィルタとの位置関係の模式断面図。
図11】変形例2の移動型空気清浄機が静止状態の上部に設けた本体吸入口からの吸入状態を示す図。
図12】変形例2の移動型空気清浄機が走行状態の上部に設けた本体吸入口からの吸入状態を示す図。
図13】変形例3の移動型空気清浄機の模式図。
図14】変形例3の他例の移動型空気清浄機の模式図。
図15】実施形態2の移動型空気清浄機の斜視図。
図16】環境風が向かい風である場合に移動型空気清浄機が移動しつつ吸気を行う状態の模式上面図。
図17】移動型空気清浄機での環境風が向かい風である場合に後部で吸気を行えない状態の模式上面図。
図18】移動型空気清浄機が移動しつつ追い風を受ける場合に吸気を行う状態の模式上面図。
図19】移動型空気清浄機が移動しつつ追い風を受ける場合に後部の本体吸入口から吸気が行われない状態の模式上面図。
図20】実施形態2の変形例1の移動型空気清浄機の上面図。
図21】実施形態2の変形例2の移動型空気清浄機の上面図。
図22】実施形態2の変形例3の移動型空気清浄機の上面図。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
<<実施形態1>>
図1に、本発明に係る実施形態1の移動型空気清浄機1を示す。
図2に、実施形態1の移動型空気清浄機1の上面図を示す。
図3に、図2のI−I断面を示す。
【0016】
図1図2に示すように、実施形態の移動型空気清浄機1は、扁平な略円柱形状の本体1Hを有している。
移動型空気清浄機1の本体1Hは、図3に示すように、送風手段1w、走行手段1r、フィルタ3、センサ4、制御基板5a、および蓄電池5bと、これらを内包する外装カバー2とにより構成されている。すなわち、本体1Hは、扁平な略円柱形状の筺体である外装カバー2で覆われている。外装カバー2の上面には、開閉自在な上蓋2fが付いている。
【0017】
フィルタ3を交換する際には、上蓋2fを開け、フィルタ持ち手部3h(図3)を把持してフィルタ3を持ち上げることができる。
【0018】
図1図2に示すように、外装カバー2の上方側面には、全周に本体吸入口2iが設けられている。本体吸入口2iが全周に設けられるので、移動型空気清浄機1の全周外方の空気を吸気できる。
【0019】
図4(a)に、実施形態1の移動型空気清浄機1の側面図を示し、図4(b)に図4(a)のII−II断面を示し、図4(c)に図4(a)のIII−III断面を示す。
【0020】
図3に示すように、本体1Hの下部には、本体排出口2oが設けられている。
【0021】
図3の矢印α1に示すように、側方の全周に設けられた吸入口2iは、室内の空気を側方の全周から吸い込む。フィルタ3で塵埃等が除去され清浄にされた空気は、図3の矢印α2に示すように、下部の排出口2oから下方に向けて排出される。
【0022】
図3に示す送風手段1wは、遠心羽根車6と羽根車用モータ6mとスクロール7とを有している。
羽根車用モータ6mは、遠心羽根車6と同軸に配置され遠心羽根車6を駆動する。
【0023】
遠心羽根車6は、略上向きに配置されている。遠心羽根車6は、回転することで吸入口6iを介して上方から下方へ空気を吸い込み、排出口2oを介して下方に排出する(図3の矢印α2)。なお、吸入口6iとは、遠心羽根車6の羽根6hの上端面6h1(図3)をいう。
【0024】
図4(c)に示すように、スクロール7は、遠心羽根車6の外周に上面視で渦巻き状に設けられている。
【0025】
図5に、移動型空気清浄機1の後面図を示す。
【0026】
図3図5に示す走行手段1rは、側方車輪9s1、9s2と車輪用モータ9m1、9m2と後方車輪9kとを有している。車輪用モータ9m1、9m2は、それぞれ側方車輪9s1、9s2を駆動する。
【0027】
移動型空気清浄機1には、一対の側方車輪9s1、9s2と後方車輪9kとが下方に突出して設けられている。側方車輪9s1、9s2は、駆動輪であり、後方車輪9kは、従動輪である。
【0028】
車輪用モータ9m1、9m2から側方車輪9s1、9s2それぞれへの動力伝達手段としてベルトを用いている。車輪用モータ9m1、9m2からの動力は、それぞれプーリ(図示せず)を介して側方車輪9s1、9s2に伝達される。
【0029】
後方車輪9kはキャスタ(図示せず)を介して底板2t(図3参照)に固定されている。キャスタは底板2tに回転可能に保持されている。
【0030】
図3図4(b)に示すフィルタ3は、粒径の大きい塵埃を除去するためのプレフィルタ、粒径の小さい塵埃を除去するためのHEPAフィルタ、および臭い成分を除去するための脱臭フィルタを有して構成されている。
フィルタ3は、本体吸入口2iの内側に、上面視で略円周状に設けられている。図3に示すように、フィルタ3は、高さ方向には本体1Hの上部側方に設けられている。
【0031】
なお、フィルタ3は、本体1Hの上側部に設けられれば、環状に連続して設けてもよいし、環状を呈するように間欠的に設けてもよい。
【0032】
<フィルタ3と遠心羽根車6の配置>
移動型空気清浄機1では、フィルタ3を本体1Hの側方に設け、空気の流れ(図3の矢印α1)を略直角に偏向して上向きの遠心羽根車6の吸入口6i(図3)に流入させている。つまり、フィルタ3を通過した空気は、略直角に偏向されて遠心羽根車6の吸入口6iに流入する。
【0033】
また、移動型空気清浄機1の側部に配置されたフィルタ3の下端面3aは、遠心羽根車6の羽根車6hの下端面6h2より上方に配置されている。換言すれば、遠心羽根車6の羽根車6hの下端面6h2はフィルタ3の下端面3aより下方に配置されている。
【0034】
また、遠心羽根車6の吸入口6iは、フィルタ3の下端面3aと略平面上に設けられている。なお、遠心羽根車6の吸入口6iはさらにフィルタ3の内部に高く配置してもよい。
【0035】
<制御系>
センサ4としては、塵埃を検知するほこりセンサ4a(図3参照)を配設している。なお、センサとして他にも、においを検知するにおいセンサ(図示せず)、障害物を検知する赤外線センサ(図示せず)、障害物との距離を測定するTOFセンサ(図示せず)等を用いてもよい。
【0036】
図3に示す制御基板5aは、蓄電池5bから電源が供給されている。
制御基板5aは、各種センサ情報に基づいて、羽根車用モータ6mおよび車輪用モータ9m1、9m2を制御する。こうして、移動型空気清浄機1は、自律走行しながら部屋の空気をフィルタ3を通過させて清浄にする。
【0037】
重量が嵩む車輪用モータ9m1、9m2と重量が嵩む羽根車用モータ6mとは本体1Hの下部に設けることで、本体1Hの重心を本体1Hの下部に位置するように構成している。
【0038】
<操作部1S>
図1に示すように、移動型空気清浄機1の操作部1Sは上蓋2fの外側の本体1Hの上面に配設されている。
【0039】
操作部1Sは、操作釦s1を有している。操作部1Sの操作釦s1に接続される配線は、制御基板5a(図3参照)に接続されている。
【0040】
<移動型空気清浄機1の空気の流れ>
次に、移動型空気清浄機1の空気の流れについて説明する。
【0041】
図3に示す羽根車用モータ6mが駆動することで遠心羽根車6が回転する(図3の矢印α3)。遠心羽根車6の回転により、図3図4(b)の矢印α1に示すように、室内の空気が、全周に形成された本体吸入口2iから本体1Hの内部に吸込まれる(図3の矢印α1)。
【0042】
本体吸入口2iから流入した空気は、フィルタ3を通過して塵埃、臭い等が除去され清浄にされる。清浄にされた空気は、フィルタ3を通過した後、側方から下方に略直角に偏向されて、遠心羽根車6の吸入口6i(6h1)に達する。
【0043】
遠心羽根車6の内部で空気は、下方から側方に略直角に偏向され(図3の矢印α4)、遠心羽根車6の外周に設けられたスクロール7に達する。
スクロール7に達した空気は、図4(c)の矢印α5に示すように、渦巻き形状のスクロール7を通ってスクロール7の内部で減速して昇圧されつつ、下部の本体排出口2oから外部(室内)へ放出される(図3の矢印α2)。
【0044】
<吸気速度と移動速度>
次に、吸気速度と移動速度との関係について説明する。
吸気速度とは、移動型空気清浄機1が本体吸入口2iから遠心羽根車6の回転により室内の空気を吸い込む速度である。
【0045】
移動速度とは、移動型空気清浄機1が移動する際の速度である。
吸気速度は、下式(1)で求められる
吸気速度=(遠心羽根車6による風量)/(フィルタ3の面積) (1)
遠心羽根車6による風量は、遠心羽根車6が決まれば遠心羽根車6の回転速度に応じて求められる。
【0046】
フィルタ3の面積は、本体吸入口2iに対向して設けられるフィルタ3の面積である。
移動速度は下記のように求められる。
制御基板5aによって駆動輪用モータである車輪用モータ9m1、9m2の回転速度が制御され、移動速度が制御される。回転速度は車輪用モータ9m1、9m2に組み込まれたホールセンサによるロータの位置検出や、エンコーダによる回転速度の検出によって制御する。
移動速度は、下式(2)で求められる。
【0047】
移動速度=車輪用モータ9m1、9m2の回転速度×
(車輪用モータ9m1、9m2から側方車輪9s1、9s2までの減速比)×
(側方車輪9s1、9s2の径)×π (2)
図6に、吸気速度>移動速度の場合の図3のIV−IV断面を示す。図中のベクトルは移動型空気清浄機1から見た相対速度ベクトルである。
移動型空気清浄機1では、
吸気速度 >移動速度 (3)
の関係になるように、制御基板5aで制御している。
【0048】
これに対して、比較例では、
吸気速度 <移動速度 (4)
とする。
【0049】
図7に、比較例である吸気速度<移動速度の場合の図3のIV−IV断面を示す。図中のベクトルは移動型空気清浄機1から見た相対速度ベクトルである。
比較例の式(4)の関係の場合、つまり移動速度が吸気速度より大きい場合には、図7に示すように、移動型空気清浄機1の前部2mでは吸気圧が上昇するものの、移動型空気清浄機1の後部2uの本体吸入口2iでは吸気圧が負圧(=吸気速度−移動速度による圧力)となる。そのため、移動型空気清浄機1の後部2u側では吸気できなくなる。
【0050】
そのため、フィルタ3の清浄効率が低下する。加えて、前部2mの本体吸入口2iでは塵埃が多く溜まる一方、後部2u(図7の右側)の本体吸入口2iでは集塵効率が低下する。そのため、フィルタ3の寿命が低下する
【0051】
一方、実施形態1の移動型空気清浄機1では、式(3)の関係を保つことで、図6に示すように、移動型空気清浄機1の移動速度に係らず、移動型空気清浄機1の側方全周に設けられた吸入口2iからくまなく室内の空気を吸い込むことができる。つまり、吸込み力が最も弱くなる移動型空気清浄機1の後部2u側(図6の右側)でも負圧(=吸気速度−移動速度による圧力)とならず、室内の空気を吸い込むことができる。
【0052】
つまり、式(3)の関係を保つことで、図6に示すように、移動型空気清浄機1の移動速度に係らず、移動型空気清浄機1の側方全周に設けられた吸入口2iからくまなく室内の空気を吸い込むことができる。
【0053】
<移動型空気清浄機1の運転モード>
移動型空気清浄機1は表1に示す弱、中、強の3つの運転モードを有している。運転モードを複数もつことで、空気の汚れ具合に適した運転モードを選択できる。
【0054】
表1に、移動型空気清浄機1の各運転モードにおける吸気速度を示す。
【表1】
【0055】
風量は、弱、中、強でa1<a2<a3の関係にある。
弱、中、強の各吸気速度は、式(1)よりそれぞれ
弱の吸気速度b1=a1/ka
中の吸気速度b2=a2/ka
強の吸気速度b3=a3/ka
で求められる。
【0056】
弱、中、強の各吸気速度b1、b2、b3は、b1<b2<b3の関係にある。
式(3)より、
弱の吸気速度b1>移動速度
中の吸気速度b2>移動速度
強の吸気速度b3>移動速度
の大小関係をもつ。
【0057】
なお、移動型空気清浄機1の運転モードは2つ以上の運転モードであれば、3つ以外の運転モードを有していてもよい。或いは、吸気速度が連続的に変化する構成としてもよい。
【0058】
上記構成によれば、移動型空気清浄機1の移動速度が吸気速度より小さいので、移動方向(前部2m)からの空気の流入量が制限され、移動方向反対側(後部2u)からの空気の流入を保つことができる。
【0059】
その結果、フィルタ3全体で集塵でき、清浄効率が上昇する。また、前部2mのフィルタ3のゴミ詰まりが抑制されフィルタ3の寿命を延命できる。そのため、フィルタ3の交換頻度が低下する。
したがって、移動型空気清浄機1の清浄効率を維持でき、フィルタ3の長寿命化を図ることができる。
【0060】
<変形例>
図8(a)に、変形例の移動型空気清浄機1Aの本体吸入口2i1の位置を表す上面図を示す。
移動型空気清浄機1Aは本体吸入口2i1を、後部2uを除く全周に形成した例である。
【0061】
図8(b)に、変形他例の移動型空気清浄機1Bの本体吸入口2i2の位置を表す上面図を示す。
移動型空気清浄機1Bは本体吸入口2i2を前部2mと後部2uとに分けて形成した例である。
【0062】
図8(a)、(b)に示すように、本体吸入口2i1、2i2は、移動型空気清浄機1の側部の一部に設けてもよい。
【0063】
上記構成によれば、配線の取り回しが容易になる。また、実施形態と同様な作用効果を奏する。
【0064】
<変形例1>
図9に、実施形態1の移動型空気清浄機1の羽根車用モータ6mとフィルタ3との位置関係の模式断面図を示す。
実施形態1の移動型空気清浄機1では、羽根車用モータ6mを下部に配置し、フィルタ3を上部に配置する構成とした。
【0065】
図10に、変形例1の移動型空気清浄機1Cの羽根車用モータ6m1とフィルタ3aとの位置関係の模式断面図を示す。
変形例1の移動型空気清浄機1Cでは、実施形態と異なり、フィルタ3aを下部に配置し、羽根車用モータ6m1を上部に配置する構成としたものである。
【0066】
変形例1によれば、より床面に近い汚れた空気を清浄にできる。このように、羽根車用モータ6mとフィルタ3との位置関係は、任意に選択できる。
【0067】
<変形例2>
図11に、変形例2の移動型空気清浄機1Dが静止状態の上部に設けた本体吸入口2i3からの吸入状態を示す。
変形例2の移動型空気清浄機1Dは、本体吸入口2i3を上面に設けた例である。
【0068】
本体吸入口2i3を上面に設けた場合、図11に示すように、移動型空気清浄機1Dが静止状態では移動速度が“0”である。そのため、本体吸入口2i3の周囲から満遍なく空気aiの吸入が行われる。
【0069】
図12に、変形例2の移動型空気清浄機1Dが走行状態の上部に設けた本体吸入口2i3からの吸入状態を示す。
移動型空気清浄機1Dが前方への走行状態では、図12に示すように、向かい風を受けるので本体吸入口2i3の前方側からの空気ai1の流入量が多く、本体吸入口2i3の後方側からの空気ai2の流入量が少なくなる。
【0070】
従って、本体吸入口2i3を上面に設けた移動型空気清浄機1Dにおいても、式(3)の 吸気速度 >移動速度 の関係を保つことで移動型空気清浄機1Dの清浄効率の向上、フィルタ3の長寿命化を図れる。
なお、本体吸入口2i3を移動型空気清浄機1Dの下面に設けた場合も、上面に設けた場合と効果が得られる。
【0071】
<変形例3>
図13に、変形例3の移動型空気清浄機1Eの模式図を示す。
移動型空気清浄機1Eは、実施形態1で説明した側方の本体吸入口2iに加えて、上面に本体吸入口2iaを形成した例である。
【0072】
この構成によれば、移動型空気清浄機1Eの側方の汚れた空気を側方の本体吸入口2iから吸込み、床面から舞い上がっている汚れた空気を上面の本体吸入口2iaから吸い込むことができる。
【0073】
図14に、変形例3の他例の移動型空気清浄機1E1の模式図を示す。
移動型空気清浄機1E1は、実施形態で説明した側方の本体吸入口2iに加えて、下面に本体吸入口2ibを形成した構成である。
【0074】
この構成によれば、移動型空気清浄機1E1の側方の汚れた空気を側方の本体吸入口2iから吸込み、床面近くの塵埃を多く含む空気を本体吸入口2ibから吸い込むことができる。
変形例3の移動型空気清浄機1E、移動型空気清浄機1E1においても、式(3)の 吸気速度 >移動速度 の関係を保つことで、清浄効率の向上、フィルタ3の長寿命化を図ることができる。
【0075】
なお、上述の移動型空気清浄機1Eでは、側方の本体吸入口2iと上面の本体吸入口2iaを設け、移動型空気清浄機1E1では、側方の本体吸入口2iと下面の本体吸入口2ibを設けた場合を説明したが、移動型空気清浄機1の上面と下面とに本体吸入口を設ける構成としてもよい。
【0076】
<<実施形態2>>
図15に、実施形態2の移動型空気清浄機1Fの斜視図を示す。
実施形態2の移動型空気清浄機1Fは、周囲にエアコンや扇風機などの風(以下、環境風と称す)が吹いている場合に対応したものである。
移動型空気清浄機1Fは、上部に移動型空気清浄機1Fの周囲の環境風を計測する風速計10が設けられる。
風速計10は前後左右の風速を測定し、前後方向の風速を測定する。
【0077】
その他の構成は、実施形態1の移動型空気清浄機1と同様であるから同様な構成要素には同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
【0078】
<環境風が向かい風の場合>
図16に、環境風が向かい風である場合に移動型空気清浄機1Fが移動しつつ吸気を行う状態の模式上面図を示す。図中のベクトルは移動型空気清浄機1から見た相対速度ベクトルである。
向かい風が吹いている場合、移動型空気清浄機1Fの前部2mでは、環境風の風速による移動型空気清浄機1Fに向かう向きの(+環境吸気速度)をもつ。
【0079】
一方、移動型空気清浄機1Fの後部2uでは、環境風が向かい風である場合、移動型空気清浄機1Fから離れる向きの(−環境吸気速度)をもつ。
【0080】
移動型空気清浄機1Fが向かい風の環境風を受けつつ、前方へ走行するケースでは、移動型空気清浄機1Fの前部2mでは、環境風の(+環境吸気速度)と移動速度とを足した吸気速度(=移動速度+環境吸気速度)をもつ。
【0081】
向かい風の場合、環境風速のプラスの向きを移動速度方向に向かう向きとすると、風速計10は、向かい風の場合に移動速度+(−環境風速)(=移動速度−環境風速)の風を計測する
【0082】
一方、移動型空気清浄機1Fの後部2uでは、移動型空気清浄機1Fが移動しつつ向かい風を受けるケースでは、向かい風による移動型空気清浄機1Fから離れる向きの(−環境吸気速度)に加えて、移動による移動型空気清浄機1Fから離れる向きの(−移動速度)の吸気速度をもつ。
【0083】
図17に、移動型空気清浄機1Fでの環境風が向かい風である場合に後部2uで吸気を行えない状態の模式上面図を示す。図中のベクトルは移動型空気清浄機1から見た相対速度ベクトルである。
移動型空気清浄機1Fの後部2uでは、向かい風がある場合に移動型空気清浄機1Fから離れる向きの(−環境吸気速度−移動速度)の吸気速度をもつため、遠心羽根車6による本体吸入口2iからの吸気速度が、遠心羽根車6による吸気速度<移動速度+環境吸気速度 である場合には、移動型空気清浄機1Fの後部2u側の本体吸入口2iでは吸気できない(図17参照)。
【0084】
環境風速のプラスの向きを移動速度方向に向かう向きとすると、上式は、
吸気速度<移動速度+(−環境吸気速度)となり、下式に変形できる。
吸気速度<移動速度−環境吸気速度 (7)
の場合に、本体吸入口2iから吸気できない。
一方、式(7)と不等号が反対の
吸気速度>移動速度−環境風速 (8)
の場合に、吸気できる。
本移動型空気清浄機1Fは、式(8)の関係をもつので、向かい風は吹いてる場合にも、全周の本体吸入口2iから吸気できる。
【0085】
<環境風が追い風の場合>
図18に、移動型空気清浄機1Fが移動しつつ追い風を受ける場合に吸気を行う状態の模式上面図を示す。図中のベクトルは移動型空気清浄機1から見た相対速度ベクトルである。
追い風の環境風が吹いている場合、移動型空気清浄機1Fの前部2mでは、環境風の環境風速の移動型空気清浄機1Fから離れる向きの(−環境吸気速度)をもつ。
【0086】
一方、移動型空気清浄機1Fの後部2uでは、追い風の環境風が吹いている場合、移動型空気清浄機1Fに近づく向きの環境風による(+環境吸気速度)をもつ。
追い風の場合、風速計10は(移動速度−環境風速)の風を計測する。ただし、環境風速が移動速度方向に向かう向きをプラスとする。
【0087】
移動型空気清浄機1Fが追い風を受けて前方へ移動する場合、移動型空気清浄機1Fの前部2mでは、環境風の環境風速の移動型空気清浄機1Fから離れる向きの(−環境吸気速度)に加えて移動型空気清浄機1Fに近付く向きの(+移動速度)の吸気速度(=移動速度−環境吸気速度)をもつ。
一方、移動型空気清浄機1Fの後部2uでは、環境風の環境風速の移動型空気清浄機1Fに近付く向きの(+環境吸気速度)に加えて、移動型空気清浄機1Fから離れる向きの(−移動速度)の吸気速度(=−移動速度+環境吸気速度)をもつ。
【0088】
そのため、移動型空気清浄機1Fの後部2uでは、移動型空気清浄機1Fが追い風を受ける場合、遠心羽根車6による吸気速度が下式(9)を
移動速度<環境風速+吸気速度 (9)
を満たさないと本体吸入口2iから吸気できない。
変形すると下式(10)となる。
【0089】
吸気速度>移動速度−環境風速 (10)
本移動型空気清浄機1Fでは、式(10)の関係としているので、後部2uの本体吸入口2iからの吸気可能である(図18参照)。
【0090】
これに対して、
移動速度>環境風速+吸気速度 (11)
では、移動型空気清浄機1Fの後部2uでは、本体吸入口2iからの吸気できない。
式(11)を変形すると、
吸気速度<移動速度−環境風速 (12)
となる。
【0091】
図19に、移動型空気清浄機1Fが移動しつつ追い風を受ける場合に後部2uの本体吸入口2iから吸気が行われない状態の模式上面図を示す。図中のベクトルは移動型空気清浄機1から見た相対速度ベクトルである。
式(12)の場合、図19に示すように、移動型空気清浄機1Fの後部2uから吸気できない。
【0092】
<移動型空気清浄機1Fの制御>
扇風機や空調機等の環境風の影響が強い場合、制御基板5aは、風速計10でセンシングしたデータに基づいて移動速度を、式(8)、(10)を満たすように制御する。
【0093】
図15に示す本体1FHに搭載された風速計10で計測されるのは、移動体の移動型空気清浄機1Fからみた相対速度の環境風速であり、移動方向を風速のプラスとすると、
以下の式で表される値である。
風速計で計測される風速=移動速度 − 環境風速 (13)
である。
【0094】
そこで、上述したように、制御基板5aは、式(8)、(10)を満たすように車輪用モータ9m1、9m2を制御して、移動型空気清浄機1Fの移動速度を制御する。
【0095】
上記構成によれば、環境風が向かい風または追い風である場合にも、式(8)、(10)の吸気速度>移動速度−環境風速 の関係をもつ。そのため、移動方向の前部2mからの空気の流入量が制限され、移動方向反対側の後部2uからの空気の流入を保つことができる。
【0096】
その結果、フィルタ3全体でゴミを収集でき、清浄効率が上昇する。また、前部2mのフィルタ3のゴミ詰まりが抑制されフィルタ3の寿命を延命できる。そのため、フィルタ3の交換頻度を低下できる。
したがって、移動型空気清浄機1Fの清浄効率の向上、フィルタ3の長寿命化を図ることができる。
【0097】
<実施形態2の変形例1>
図20に、実施形態2の変形例1の移動型空気清浄機1Gの上面図を示す。
変形例1の移動型空気清浄機1Gは、風速計10の代わりに、一方向の風速を測る風速計10aを約120度間隔で3つ設けたものである。
【0098】
その他の構成は、実施形態1、2と同様である。
3つ風速計10aの風速ベクトルを合成することで、移動型空気清浄機1Gの向かい風または追い風を求める。
【0099】
そして、制御基板5aは、求めた向かい風または追い風を用いて、
吸気速度>移動速度−環境風速 (8)
の関係をもつように車輪用モータ9m1、9m2を制御する。
【0100】
これにより、移動型空気清浄機1Gの後部2uの本体吸入口2iからの吸気を保つことができる。
なお、風速計10aは、風速ベクトルを合成して向かい風または追い風を求めることができれば、風速計10aの間隔は約120度以外の角度を適用してもよい。
【0101】
<実施形態2の変形例2>
図21に、実施形態2の変形例2の移動型空気清浄機1G1の上面図を示す。
変形例2の移動型空気清浄機1G1は、風速計10の代わりに、一方向の風速を測る風速を計測する風速計10bを後部2uに一つ設けたものである。
【0102】
その他の構成は、実施形態1、2と同様である。
風速計10bで、移動型空気清浄機1G1の環境風速を求める。
【0103】
そして、制御基板5aは、求めた環境風速を用いて、
吸気速度>移動速度−環境風速 (8)
の関係をもつように車輪用モータ9m1、9m2を制御する。
【0104】
これにより、移動型空気清浄機1G1の後部2uの本体吸入口2iからの吸気を保つことができる。
【0105】
<実施形態2の変形例3>
図22に、実施形態2の変形例3の移動型空気清浄機1G2の上面図を示す。
変形例3の移動型空気清浄機1G2は、風速計10の代わりに、一方向の風速を測る風速を計測する風速計10cを前部2mと後部2uとに一つずつ設けたものである。
【0106】
その他の構成は、実施形態1、2と同様である。
風速計10cで、移動型空気清浄機1G2の向かい風または追い風を求める。
【0107】
そして、制御基板5aは、求めた向かい風または追い風を用いて、
吸気速度>移動速度−環境風速 (8)
の関係をもつように車輪用モータ9m1、9m2を制御する。
【0108】
これにより、移動型空気清浄機1G2の後部2uの本体吸入口2iからの吸気を保つことができる。
【0109】
<<その他の実施形態>>
1.前記実施形態1、2、変形例では様々な構成を説明したが、各構成を適宜組み合わせて構成してもよい。
【0110】
2.前記実施形態1、2、変形例では、遠心羽根車6を上向きまたは下向きに配置する場合を説明したが、上向きまたは下向きから傾けて配置してもよい
【0111】
3.前記実施形態1、2、変形例等で説明した構成は、本発明の一例であり、特許請求の範囲で記載した範囲内でその他の様々な形態が可能である。
【符号の説明】
【0112】
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G1、1G2 移動型空気清浄機
2 外装カバー(筐体)
2i、2i1、2i2 本体吸入口
3、3f フィルタ
5a 制御基板(制御装置)
6 遠心羽根車(ファン)
6m 羽根車用モータ(ファン用モータ)
9m1、9m2 車輪用モータ(駆動用モータ)
9s1、9s2 側方車輪(車輪)
10、10a、10b、10c 風速計
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21
図22