特開 2024-95882 空気清浄装置

(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】P2024095882

(43)【公開日】2024-07-11

(54)【発明の名称】空気清浄装置

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/00 20060101AFI20240704BHJP

   A61L 9/20 20060101ALI20240704BHJP

   F24F 8/167 20210101ALI20240704BHJP

   F24F 8/22 20210101ALI20240704BHJP

   F24F 8/80 20210101ALI20240704BHJP

   F24F 8/108 20210101ALI20240704BHJP

【ＦＩ】

A61L9/00 C

A61L9/20

F24F8/167

F24F8/22

F24F8/80 216

F24F8/80 110

F24F8/80 135

F24F8/108 100

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022212852

(22)【出願日】2022-12-29

(71)【出願人】

【識別番号】514290661

【氏名又は名称】株式会社アイピー・フロント

(74)【代理人】

【識別番号】100193116

【弁理士】

【氏名又は名称】守田 敏宏

(72)【発明者】

【氏名】董 沛霖

(72)【発明者】

【氏名】永野 和之

【テーマコード（参考）】

4C180

【Ｆターム（参考）】

4C180AA02

4C180AA07

4C180CC03

4C180CC16

4C180DD03

4C180EA02X

4C180EA26Y

4C180EA34X

4C180HH05

4C180HH15

4C180HH19

(57)【要約】

【課題】よりコンパクトな空気清浄装置を提供する。
【解決手段】吸気口１１２と排気口１１３とを有する筒状の筐体１０９と、光触媒が担持された多孔質フィルタ２４を内周面に備え筐体１０９の内部に同軸的に配置される筒状のフィルタユニット２０と、吸気口１１２から排気口１１３への空気流路を形成するためのファン１５と、多孔質フィルタ２４に紫外線を照射するための光源１７と、を備え、吸気口１１２は複数の貫通孔１１２ａを含み、貫通孔１１２ａは筐体１０９の側面においてフィルタユニット２０の外周面に対向する位置に設けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸気口と排気口とを有する筒状の筐体と、
光触媒が担持された多孔質フィルタを内周面に備え前記筐体の内部に同軸的に配置される筒状のフィルタユニットと、
前記吸気口から前記排気口への空気流路を形成するためのファンと、
前記多孔質フィルタに紫外線を照射するための光源と、を備え、
前記吸気口は複数の貫通孔を含み、
前記貫通孔は前記筐体の側面において前記フィルタユニットの外周面に対向する位置に設けられる、
ことを特徴とする空気清浄装置。

【請求項2】

前記筐体の内部を軸方向に上下に分画する仕切板をさらに備え、
前記排気口は、前記仕切板の上部及び下部のいずれか一方に配置され、
前記フィルタユニットは、前記仕切板の前記上部及び前記下部のいずれか他方に配置され、
前記仕切板は、前記フィルタユニットの内周側と前記排気口との間に空気流路を形成するための孔部を有する、
請求項１に記載の空気清浄装置。

【請求項3】

前記上部において軸方向に直行するように配置される基板をさらに備え、
前記基板は、前記フィルタユニットの内周側から前記排気口への空気流路を形成するための連通孔を有し、
前記光源は、前記紫外線が前記孔部を通って前記多孔質フィルタに照射されるように、前記基板の下面に配置される、
請求項２に記載の空気清浄装置。

【請求項4】

前記フィルタユニットの内径は、軸方向に直行する方向における前記孔部の最大幅以上に設定される、
請求項２に記載の空気清浄装置。

【請求項5】

前記フィルタユニットは、上端面から軸方向に立ち上がる環状のリブを有し、
前記リブの内径は、前記フィルタユニットの内径を構成する、
請求項４に記載の空気清浄装置。

【請求項6】

前記仕切板は、前記孔部の最大幅位置において軸方向に立ち上がる突出部を有する、
請求項２に記載の空気清浄装置。

【請求項7】

前記筐体の下端に配置される台座部をさらに備え、
前記台座部は、前記フィルタユニットの内径側を下端側から塞ぐように構成され、
前記フィルタユニットは、前記仕切板と前記台座部との間に固定される、
請求項２から６のいずれか一項に記載の空気清浄装置。

【請求項8】

前記台座部の上面に配置される反射板をさらに備え、
前記反射板は、前記台座部が前記フィルタユニットの下端を塞いだ状態において、前記多孔質フィルタに前記紫外線を反射するように構成される、
請求項７に記載の空気清浄装置。

【請求項9】

前記台座部に取り付けられ、軸方向に反発力を有する弾性部材をさらに備え、
前記弾性部材は、前記台座部が前記筐体に取り付けられた状態における前記反発力により、前記フィルタユニットの上端を前記仕切板に押し付けるように構成される、
請求項７に記載の空気清浄装置。

【請求項10】

前記台座部は、前記筐体に着脱可能に設けられ、
前記フィルタユニットは、前記筐体の下端が解放された状態で交換可能に構成される、
請求項７に記載の空気清浄装置。

【請求項11】

前記多孔質フィルタは不織布である、
請求項１に記載の空気清浄装置。

【請求項12】

前記フィルタユニットは、前記多孔質フィルタの外周側において同軸的に配置される筒状の集塵フィルタをさらに備える、
請求項１に記載の空気清浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光触媒を利用する空気清浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、光触媒を利用して空気の脱臭や除菌を行う空気清浄装置が知られている。

【0003】

特許文献１では、光触媒が担持された膜と光触媒を励起するための光源とで構成される複数の反応管を備えた空気浄化装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－１０１１８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

よりコンパクトな空気清浄装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態によると、吸気口と排気口とを有する筒状の筐体と、光触媒が担持された多孔質フィルタを内周面に備え筐体の内部に同軸的に配置される筒状のフィルタユニットと、吸気口から排気口への空気流路を形成するためのファンと、多孔質フィルタに紫外線を照射するための光源と、を備える空気清浄装置であって、吸気口は複数の貫通孔を含み、貫通孔は筐体の側面においてフィルタユニットの外周面に対向する位置に設けられる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、よりコンパクトな新しい空気清浄装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の第一実施形態に係る空気清浄装置を斜め上方から見た斜視図である。

【図2】図２は、本発明の第一実施形態に係る空気清浄装置の分解斜視図である。

【図3】図３は、本発明の第一実施形態に係る空気清浄装置の内部構成を説明する図である。

【図4】図４は、本発明の第一実施形態に係るフィルタユニットを説明する図である。

【図5】図５は、本発明の第一実施形態に係る仕切板とＬＥＤ基板とを説明する図である。

【図6】図６は、本発明の第一実施形態に係る空気清浄装置の機能構成図である。

【図7】図７は、本発明の第一実施形態に係る空気流路を示す図である。

【図8】図８は、本発明の第二実施形態に係る空気清浄装置を説明する図である。

【図9】図９は、本発明の第二実施形態に係る空気清浄装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

[第一実施形態]
以下、図面を参照して本実施形態の空気清浄装置１００について説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る空気清浄装置１００の外観を斜め上方から見た斜視図である。図示のとおり、空気清浄装置１００は、筐体１０９と、上蓋部１１０と、台座部１１１とを備える。

【0010】

筐体１０９は、筒状であればよく、図示の様な角筒状であってもよいし、円筒状や楕円筒状などであってもよい。本実施形態の筐体１０９は、軸方向に沿う側面を有し、上下方向の両端は解放されている（図２参照）。筐体１０９は、吸気口１１２と排気口１１３とを有する。

【0011】

吸気口１１２は、筐体１０９の側面に設けられる。本実施形態の吸気口１１２は複数の貫通孔１１２ａを含む。貫通孔１１２ａは筐体１０９の側面の内外を貫通する孔であり、本実施形態では筐体１０９側面の周囲に亘って千鳥状に多数設けられる。なお、ここでの側面とは、筐体１０９の軸方向に沿う外面であってよく、特に言及しない限り正面、背面とは区別しないものとする。

【0012】

上蓋部１１０は、筐体１０９の上端に設けられ、筐体１０９の軸方向における上端を所定の間隙を形成しつつ塞ぐように構成される。本実施形態の上蓋部１１０は、筐体１０９の上端において筐体１０９の内外を貫通する所定の間隙を有し、当該間隙が排気口１１３として機能する。なお、本実施形態の排気口１１３の形状は、筐体１０９の上端から周囲３６０度に空気を吹き出すように構成されるが、製品仕様に応じて適宜変更されてよい。また、上蓋部１１０の上面には、ユーザが空気清浄装置１００の電源をＯＮ／ＯＦＦしたり、風量を調整したりするための操作部が備わる。上蓋部１１０が筐体１０９に固定される方法は特に制限されない。

【0013】

台座部１１１は、筐体１０９の軸方向における下端を塞ぐように筐体１０９の下端に着脱可能に設けられる。台座部１１１を筐体１０９に着脱可能に取り付ける方法は特に制限されず、公知の方法が適宜採用されてよい（本発明における取付方法の一例については図９を参照して後述する）。各構成の詳細及び筐体１０９の内部構成について、図２から図５を参照しながら以下に説明を続ける。

【0014】

図２は、本実施形態に係る空気清浄装置１００が備える構成部品の一例を示す分解斜視図である。図の上下方向は、空気清浄装置１００の使用状態における上下方向であって、本例では筒状の筐体１０９の長手方向と略一致する方向（以下、軸方向とも称する）を示す。

【0015】

図２に示すように、本実施形態の空気清浄装置１００は、制御基板１３と、ファン固定部材１４と、ファン１５と、ＬＥＤ基板１６と、ＬＥＤ光源１７と、防振部材１８と、バッテリ１９と、フィルタユニット２０とが筐体１０９の内部に収まり、筐体１０９の上下の解放端を上蓋部１１０と台座部１１１とで塞ぐようにして構成される。これら構成部材は、筐体１０９内部において、上蓋部１１０と台座部１１１との間に軸方向に沿って配置される。

【0016】

例えば、本実施形態の上蓋部１１０は、上蓋１０と、風向板１１と、上蓋固定部材１２と、から構成される。上蓋部１１０は、上蓋固定部材１２によって筐体１０９の上端付近の内側に固定される。風向板１１は、上蓋部１１０が筐体１０９に固定された状態において筐体１０９の上端から周囲３６０度に空気を吹き出すように構成された間隙を備える。また、ファン１５は、ファン固定部材１４によって筐体１０９内の所定位置に固定される。制御基板１３は、上蓋固定部材１２とファン固定部材１４との間に配置され、ファン１５、ＬＥＤ基板１６、及びバッテリ１９に電気的に接続される。ＬＥＤ基板１６は、軸方向に直行する方向（水平方向）に固定され、下面にＬＥＤ光源１７を支持する。防振部材１８は、例えば発泡スチロールからなるクッション部材であり、ＬＥＤ基板１６と後述する仕切板３０との間に設けられ、ファン１５が稼働する際に発生する振動がＬＥＤ基板１６と仕切板３０とを介して筐体１０９に伝わることを抑制する。ファン１５及び仕切板３０の詳細については図３から図５を参照して後述する。バッテリは、二つ、それぞれ筐体１０９の内面に接するように対向して配置される。そして、フィルタユニット２０は、筒状を有し、仕切板３０と台座部１１１との間に筐体１０９と同軸的に固定される。台座部１１１は、空気清浄装置１００が床や机等の平らな面に載置できるような底面を有し、筐体１０９の下端を塞ぐように固定される。

【0017】

ただし、これら構成部品は一例であって、空気清浄装置１００は図２で示す構成部品のすべてを必ずしも備える必要はない。例えば、排気口１１３の構成および形状は特に制限されず、筐体１０９の内部から外部への空気の排出を過度に妨げない範囲で適宜決定されてよい。したがって、風向板の形状は適宜変更されてよいし、削除されてもよい。バッテリの数、サイズも製品仕様に合わせて適宜決定されてよい。また、ファン１５、上蓋部１１０、および台座部１１１を筐体１０９に固定するための部材或いは方法は必ずしも図示するような態様である必要はなく、適宜選択されてよい。

【0018】

図３は、空気清浄装置１００の内部構成を説明するための図である。図３（Ａ）は空気清浄装置１００の側面図を示し、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ－Ａ断面図を示す。上述したように、空気清浄装置１００は、筒状の筐体１０９の軸方向上端に上蓋部１１０を備え、軸方向下端に台座部１１１を備える。図２で示した各構成部材は、筐体１０９の内部において上蓋部１１０と台座部１１１との間に配置される。また、図３（Ｂ）に示すように、空気清浄装置１００は、筐体１０９の内部を軸方向に上下に分画する仕切板３０を備える。

【0019】

仕切板３０は、筐体１０９の内部空間を上部と下部とに分画する。換言すれば、空気清浄装置１００の筐体１０９内は、上蓋部１１０と仕切板３０との間の領域である上部と、仕切板３０と台座部１１１との間の領域である下部とに分割される。また、図から分かるように、下部に吸気口１１２が配置され、上部に排気口１１３が配置される。ファン１５は上部に配置され、フィルタユニット２０は下部に配置される。仕切板３０の詳細については図５を参照して後述する。

【0020】

ファン１５は、吸気口１１２から筐体１０９内に空気を導入するとともに、排気口１１３から空気を排出する空気流路を形成する。このような空気流路を形成するために、本実施形態のファン１５は、筐体１０９の軸方向下側から上側へ空気を送るように筐体１０９内に配置される。本実施形態のファン１５は複数の羽根が回転するいわゆるプロペラファンが採用される。従って、本実施形態のファン１５は、備える羽根の回転軸を軸方向に略一致させ、且つ、送風方向が軸方向上向きになるように筐体１０９の内部に取り付けられる。これにより、下部に配置された吸気口１１２から、上部に配置された排気口１１３まで空気を送ることができる。ただし、ファン１５は必ずしもプロペラファンである必要はなく、例えばブロアファンなど仕様に応じて適宜選択されてよい。ファン１５が形成する空気流路の詳細については図７を参照して後述する。

【0021】

フィルタユニット２０は、筒状であればよく、その内周面に多孔質フィルタ２４が取り付けられる。また、フィルタユニット２０は、台座部１１１を筐体１０９から取り外すことで解放された筐体１０９の下端側から簡単に出し入れすることができるので、新しいフィルタユニット２０との交換作業を容易に行うことができる。本実施形態のフィルタユニット２０の構成の詳細について、図４を参照して説明する。

【0022】

図４は、フィルタユニット２０の詳細を説明するための図である。図４（Ａ）はフィルタユニット２０の側面図を、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ－Ｂ断面図を、図４（Ｃ）は図４（Ａ）に示す矢印ＩＶＢの方向に見た図を、図４（Ｄ）は図４（Ａ）のＣ－Ｃ断面図を示す。

【0023】

本実施形態のフィルタユニット２０は、円筒状のフィルタ部２２と、フィルタ部２２の上端を覆う上カバー２１と、フィルタ部２２の下端を覆う下カバー２３と、を備える。

【0024】

フィルタ部２２は、筒状を有し、光触媒が担持された多孔質フィルタ２４を内周面に備える。本実施形態のフィルタ部２２は、格子状に形成された樹脂製のフレームにより略円筒状に形成されており、その内周に、同じく筒状に形成された多孔質フィルタ２４が取り付けられる。フィルタユニット２０の外周面から内周面に至る好適な空気流路を形成するために、フィルタ部２２の側面は通気性を有する。フィルタ部２２の形状並びに素材は、側面が適度な通気性を有し、内周に取付けられた多孔質フィルタ２４が筒状を維持できるかぎり特に限定されない。ここでの適度な通気性とは、ファン１５の駆動によって筐体外の空気が吸気口１１２を通ってフィルタユニット２０の内周側へ流れることを過度に阻害しない程度の通気性をいう。フィルタ部２２は、図示するような真円形の円筒形状に限定されず、楕円筒状、又は角筒状などであってもよい。また、フィルタ部２２の素材は樹脂製である必要は必ずしもなく、製品の仕様に応じた強度で筒状を維持できる限り、金属製、或いは紙製などであってもよい。或いは、フィルタ部２２は、上述したようなフレームを有さずに、一又は複数のフィルタの少なくとも一部が糊で固められることによって筒状になるように構成されてもよい。また、本実施形態の多孔質フィルタ２４としては、適度な通気性を確保しながら光触媒を好適に担持させる観点から、ステンレスや黄銅などの金属製フィルタ、ガラス繊維、またはセラミックスを素材とするシートなどから適宜選択されてよい。本実施形態では、屈曲性、加工性に優れ、比較的安価な不織布が多孔質フィルタ２４として採用される。

【0025】

光触媒が担持された多孔質フィルタ２４（光触媒フィルタ）は、吸着した空気中の酸素と水分とを光反応によって酸化分解し、反応性の高いスーパーオキサイドアニオンとＯＨラジカルとを生成する。スーパーオキサイドアニオン及びＯＨラジカルは、臭気の原因となる物質を分解したり、雑菌やウイルスを不活性化したりできる。

【0026】

多孔質フィルタ２４に担持（添加）される光触媒としては、例えば、紫外線および／または可視光に応答性の光触媒が使用されてよく、特に制限されない。本実施形態では、高い浄化性能が得られ易い観点から紫外線応答性の光触媒が採用される。より具体的には、光触媒は、例えば、酸化チタン系光触媒、タングステン系光触媒などが採用されてよいが、特に限定されず、空気清浄装置１００の仕様等に応じて適宜選択されてよい。なお、多孔質フィルタ２４への光触媒の担持は、例えば、塗布、噴霧、積層、圧着等の公知の方法、手順で行われてよい。

【0027】

また、図４（Ｄ）に示すように、フィルタ部２２は、多孔質フィルタ２４の外周側において、筒状に形成された一又は複数の集塵フィルタ２５をさらに備えてもよい。集塵フィルタ２５は、花粉や微細な埃などの微細粒子を捕集するＨＥＰＡフィルタ或いはＵＬＰＡフィルタなどであってもよい。なお、本実施形態の集塵フィルタ２５として、プリーツ加工されたＨＥＰＡフィルタが用いられてよい。またさらに、本実施形態のフィルタ部２２は、集塵フィルタ２５の外周側に、筒状に形成され、より大きな粒子の埃や毛髪などを捕集するためのいわゆるプレフィルタ２６を備える。このように、フィルタ部２２は、最も内周側に多孔質フィルタ２４を備える限り、筒状に形成された複数のフィルタが径方向に同軸的に積層された多層フィルタとして構成されてよい。なお、フィルタ部２２の径方向に係る厚み（径方向における内径と外径の差）は、フィルタの層数および／またはフィルタの形状などに応じて適宜変更されてよい。

【0028】

上カバー２１は、フィルタ部２２の上端を覆う環状の部材であって、その上面に環状のリブ２１ａを備える。下カバー２３は、フィルタ部２２の下端を覆う環状の部材であって、その下面に環状のリブ２３ａを備える。本実施形態の上カバー２１と下カバー２３とは樹脂製であってよい。また、上カバー２１とフィルタ部２２の上端、および下カバー２３とフィルタ部２２の下端は、例えば糊付けによって固定される。フィルタユニット２０がこのように構成されることにより、少なくとも多孔質フィルタ２４を含む多層フィルタの取り扱い性を向上させることができる。なお、上カバー２１と下カバー２３とは、図示するように同様の形状を有する。すなわち、本実施形態のフィルタユニット２０の形状は、軸方向における上下の差異はない。このため、ユーザは、フィルタユニット２０の交換作業をフィルタユニット２０の上下方向を気にせずに行うことができる。

【0029】

リブ２１ａは、上カバー２１の上面の径方向における内周と外周との間の所定の位置において、略垂直に立ち上がるように構成される。なお、リブ２１ａの内径は仕切板３０の形状との関係に応じて決定される。リブ２１ａの内径の詳細については後述する。

【0030】

図５は、筐体１０９の内部構成を説明するための図であって、筐体１０９の内部を図３（Ｂ）で示す矢印ＩＶＡの方向に見た図である。すなわち、図５は、台座部１１１とフィルタユニット２０とを取り外した状態の筐体１０９の内部を軸方向下側から見た図である。図５（Ａ）は仕切板３０の構成例を示し、図５（Ｂ）はさらにＬＥＤ基板１６の構成例を示す。

【0031】

本実施形態の仕切板３０は、筐体１０９の内部を軸方向における上部と下部とに分画するとともに、下部から上部へと空気を通すための孔部（孔部３１、３２）を備える。仕切板３０にこのような孔部が設けられることで、下部に配置された吸気口１１２から上部に配置された排気口１１３への空気流路を形成することが可能となる。本実施形態の仕切板３０は、面方向（軸方向に直行する方向）における中央部分に所定幅の孔部３１と、孔部３１の周囲に設けられた複数の孔部３２とを備える。

【0032】

ここで、仕切板３０に設けられる孔部の面方向における最大幅は、フィルタユニット２０の内径以下となることが望ましい。具体的には、本実施形態の仕切板３０に設けられた孔部の最大幅（本実施形態においては最外径Ｗｄ）は、リブ２１ａの内径ｒｉ以下に設定される（Ｗｄ＜＝ｒｉ）。これにより、吸気口１１２からフィルタ部２２の側面を介してフィルタ部２２の内径側に導入された空気以外の空気（すなわち、多孔質フィルタ２４によって浄化されていない空気）が下部から孔部を通って上部へと流れることを抑制することができる。その結果、空気清浄装置１００の排気口１１３から排出される空気のうち、多孔質フィルタ２４を通過して浄化された空気の割合を向上させることができるので、空気清浄装置１００のファン１５の駆動により排出される空気の浄化効率を高めることができる。ただし、フィルタユニット２０は必ずしもリブ２１ａを備える必要はない。リブ２１ａに相当する構成が無い場合には、フィルタユニットの内径は、上カバー２０の内径ｉｄに相当する。すなわち、フィルタユニット２０の内径とは、仕切板３０の下面に接するフィルタユニット２０の上面における内径であって、本実施形態では、リブ２１ａの内径ｒｉがフィルタユニット２０の内径を構成する。

【0033】

次に、図５（Ｂ）を参照して、ＬＥＤ基板１６の詳細について説明する。ＬＥＤ基板１６は、ＬＥＤ光源１７を支持する基板として、面方向が軸方向に対して直行するように筐体１０９の内部に設けられる。ＬＥＤ光源１７は、筐体１０９の内部において、フィルタ部２２の内面に取り付けられた多孔質フィルタ２４を照射するように設けられる。本実施形態のＬＥＤ光源１７は、筐体１０９の軸方向に直行する面の略中央（軸中心）において下方を照射するように構成される。一方で、仕切板３０は、面方向における略中央に孔部（孔部３１）を設けることによりＬＥＤ光源１７から照射される光を遮らないように構成される。より詳細には、孔部３１は、孔部３１からＬＥＤ光源１７までの軸方向距離と、ＬＥＤ光源１７から出力される光の指向角とを考慮して、ＬＥＤ光源１７から照射される光を過度に遮らないように構成される。このように、仕切板３０の面方向における略中央に設けられた孔部３１は、空気流路を形成するためだけでなく、ＬＥＤ光源１７からの光を下部に通過させるためにも構成される。

【0034】

また、図示するようにＬＥＤ基板１６も孔部（連通孔３３）を備える。これにより、吸気口１１２から筐体１０９内に空気を導入するとともに、ＬＥＤ基板１６よりも上方にある排気口１１３から空気を排出する空気流路を形成することが可能となる。ただし、仕切板３０およびＬＥＤ基板１６に設けられる孔部の形状は、図示する形状に限られない。仕切板３０に設けられる孔部は、面方向における最大幅がフィルタユニット２０の内径以下であり、且つ、ＬＥＤ基板１６に設けられたＬＥＤ光源１７からの光を下部に通す機能を備える限り、適宜変更されてよい。具体的に、例えば孔部３２を削除し、仕切板３０の面方向中央に最大径がｗｄの孔部３１が一つ形成されるような構成であってもよい。また、ＬＥＤ基板１６に設けられる連通孔３３も、ＬＥＤ基板１６がＬＥＤ光源１７を適切に支持できることを前提に、好適な空気流量を確保する観点から、大きさ、形状共に適宜変更されてよい。このように、本実施形態のＬＥＤ基板１６によれば、汎用基板を加工した形状の工夫によって、軸方向に延びる空気流路を確保しながら、支持するＬＥＤ光源１７によって多孔質フィルタ２４を照射することができる。

【0035】

続いて、本実施形態の空気清浄装置１００の動作について説明する。図６に示すように、空気清浄装置１００は、制御部１と、操作部１１４と、ＬＥＤ光源１７と、ファン１５と、バッテリ１９と、を含んで構成される。

【0036】

制御部は、プロセッサ（ＣＰＵ）と、記憶部（記憶媒体）として内蔵あるいは付設されたメモリと、入出力インタフェースとを含んで構成される。制御部は、操作部１１４を介して入力される制御信号に応じてＬＥＤ光源１７の発光と、ファン１５による送風とを制御する機能部として構成される。

【0037】

操作部１１４は、筐体１０９または上蓋部１１０のいずれかの外壁に配置される、本実施形態では、上蓋部１１０の上面に配置された接触センサが操作部１１４として機能する。

【0038】

バッテリ１９は、空気清浄装置１００の電源として機能し、少なくとも、制御部１、操作部１１４、ＬＥＤ光源１７、及びファン１５に電力を供給する。本実施形態のバッテリ１９は、外部電力を取得可能な不図示の電源コネクタなどを介して充電可能な二次電池が使用される。これにより、小型で携帯可能な空気清浄装置１００を実現することができる。

【0039】

制御部１は、操作部を介して電源がＯＮされると、バッテリからの電力を利用してＬＥＤ光源１７を発光させるとともに、ファン１５を駆動する。これにより、ＬＥＤ光源１７からの紫外線によって多孔質フィルタ２４に担持された光触媒が活性化するとともに、吸気口１１２から導入された空気が励起状態の多孔質フィルタ２４（光触媒フィルタ）を通過することにより浄化され、排気口１１３から排出される。このようにして形成される空気流路を図７に示す。

【0040】

図７は、本実施形態の空気清浄装置１００が形成する空気流路を説明するための図である。図中の矢印は、ファン１５が形成する空気流路の一部を示す。なお、空気流路とは、空気清浄装置１００が備えるファン１５が駆動することによって形成される空気の流れを示す経路と定義されてよい。

【0041】

図中の矢印が示すとおり、本実施形態の空気清浄装置１００は、ファン１５を駆動させることによって、筐体１０９外から吸気口１１２を通って導入された空気がフィルタユニット２０の外周側から多孔質フィルタ２４を通って内周側へ通過し、仕切板３０の孔部（３１、３２）とＬＥＤ基板１６の連通孔３３とを通って、排気口１１３から筐体１０９外へ吹き出されるまでの空気流路を形成する。これにより、空気清浄装置１００は、筐体１０９外から導入された空気を光触媒の作用で浄化するとともに、浄化された空気を排気口１１３から排出することができる。

【0042】

以上が空気清浄装置１００の詳細である。ここで、空気清浄装置１００の具体的な製品仕様例を示す。一例として、空気清浄装置１００は、波長３６５ｎｍ、指向角１２０°、電流値５００ｍＡにて放射束１７００ｍＷを示すＬＥＤ光源１７と、風量１１．３６ＣＦＭのファン１５と、二酸化チタン、ジルコニウム、粘土鉱物などからなる光触媒が担持されたサイズ１０５ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの多孔質フィルタ（不織布）２４と、から構成されてよい。このように構成された空気清浄装置１００は、容量１５リットルの空気に含まれる３７ｐｐｍのホルムアルデヒドを２０分で９９パーセント以上低減させる程度の浄化性能を示す。このように、本発明によれば、所定の浄化性能を確保しながら、よりコンパクトな空気清浄装置を提供することが可能となる。

【0043】

以上、本発明の第一実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、図面を用いて上述した具体的構成に必ずしも限定する趣旨ではない。例えば、筐体１０９の内部を軸方向に分割する仕切板３０の軸方向位置（上部と下部の容量比）は、所望の浄化性能に応じたフィルタユニット２０のサイズなどの製品仕様に応じて適宜変更されてよい。また仕切板３０は、筐体１０９とは別部品であってもよいし、筐体１０９と一体成型されてもよい。また、筐体１０９の側面から導入された空気が仕切板３０の孔部３１を通って排気口１１３に至る空気流路を形成するかぎり筐体１０９の内部構成は適宜変更されてよい。例えば、筐体１０９の上部と下部との内部構成の全て、或いは一部が入れ替えられてもよい。例えば、フィルタユニット２０が上部において上端側から取り換え可能に構成され、下部に排気口１１３が配置されてもよい。

【0044】

以上、第一実施形態の空気清浄装置１００によれば、吸気口１１２と排気口１１３とを有する筒状の筐体１０９と、光触媒が担持された多孔質フィルタ２４を内周面に備え筐体１０９の内部に同軸的に配置される筒状のフィルタユニット２０と、吸気口１１２から排気口１１３への空気流路を形成するためのファン１５と、多孔質フィルタ２４に紫外線を照射するための光源１７と、を備え、吸気口１１２は複数の貫通孔１１２ａを含み、貫通孔１１２ａは筐体１０９の側面においてフィルタユニット２０の外周面に対向する位置に設けられる。

【0045】

これにより、筒状のフィルタユニット２０の外周面と対向する位置に設けられた複数の貫通孔１１２ａから導入された空気が多孔質フィルタ２４を通過できるので、所定の浄化性能を得るために必要な多孔質フィルタ２４の表面積を従来よりも小さな筐体１０９の内部で確保することが可能となり、よりコンパクトな空気清浄装置１００を提供することができる。

【0046】

また、空気清浄装置１００によれば、筐体１０９の内部を軸方向に上下に分画する仕切板３０をさらに備え、排気口１１３は、仕切板３０の上部及び下部のいずれか一方に配置され、フィルタユニット２０は、仕切板３０の上部及び下部のいずれか他方に配置され、仕切板３０は、フィルタユニット２０の内周側と排気口１１３との間に空気流路を形成するための孔部（３１、３２）を有する。

【0047】

これにより、空気清浄装置１００を構成する各部材を軸方向に沿って適切に固定しつつ、筐体１０９側面からフィルタユニット２０の内周側を経て孔部に向かう好適な空気流路を形成することができる。

【0048】

また、空気清浄装置１００によれば、上部において軸方向に直行するように配置される基板１６をさらに備え、基板１６は、フィルタユニット２０の内周側から排気口１１３への空気流路を形成するための連通孔３３を有し、光源１７は、紫外線が孔部３２を通って多孔質フィルタ２４に照射されるように、基板１７の下面に配置される。

【0049】

これにより、筐体１０９側面からフィルタユニット２０の内周側を経て孔部（３１、３２）と連通孔３３とを通って筐体１０９外へ排出される空気流路を確保しながら、基板１６に載置されたＬＥＤ光源１７を用いて多孔質フィルタ２４に光を照射することができるので、汎用基板を用いて低コスト且つコンパクトな空気清浄装置１００を提供することができる。

【0050】

また、空気清浄装置１００によれば、フィルタユニット２０の内径は、軸方向に直行する方向における孔部（３１、３２）の最大幅以上に設定される。

【0051】

これにより、多孔質フィルタ２４によって浄化されていない空気が孔部から侵入することを抑制できるので、空気清浄装置１００による空気の浄化効率を高めることができる。

【0052】

また、空気清浄装置１００によれば、フィルタユニット２０は、上端面から軸方向に立ち上がる環状のリブ２１ａを有し、リブ２１ａの内径は、フィルタユニット２０の内径を構成する。

【0053】

これにより、リブ２１ａを有するフィルタユニット２０を用いても、多孔質フィルタ２４によって浄化されていない空気が孔部（３１、３２）から侵入することを抑制できるので、空気清浄装置１００による空気の浄化効率を高めることができる。

【0054】

また、空気清浄装置１００によれば、筐体１０９の下端に配置される台座部１１１をさらに備え、台座部１１１は、フィルタユニット２０の内径側を下端側から塞ぐように構成され、フィルタユニット２０は、下部において仕切板３０と台座部１１１との間に固定される。

【0055】

これにより、フィルタユニット２０の下端側を塞ぐことができるので、筐体１０９側面からフィルタユニット２０の内周側を通って孔部（３１、３２）に向かう漏れの少ない好適な空気流路を形成することができる。

【0056】

また、空気清浄装置１００によれば、台座部１１１は、筐体１０９に着脱可能に設けられ、フィルタユニットは、筐体１０９の下端が解放された状態で交換可能に構成される。

【0057】

これにより、筐体１０９から台座部１１１を着脱するだけで、フィルタユニット２０を容易に交換することが可能となる。

【0058】

また、空気清浄装置１００によれば、多孔質フィルタ２４は不織布である。

【0059】

これにより、不織布を用いた光触媒による空気清浄装置１００を実現することができる。

【0060】

また、空気清浄装置１００によれば、フィルタユニット２０は、多孔質フィルタ２４の外周側において同軸的に配置される筒状の集塵フィルタ２５をさらに備える。

【0061】

これにより、埃などが筐体１０９の内部へ侵入することを防ぐことができるので、埃などが多孔質フィルタ２４やＬＥＤ光源１７に付着することによって空気清浄装置１００の浄化効率が低下することを抑制することができる。

【0062】

[第２実施形態]
以下では、本発明に係る第２実施形態の空気清浄装置２００について説明する。

【0063】

図８は、第２実施形態の空気清浄装置２００を説明するための図である。図示するように。本実施形態の空気清浄装置２００は、フィルタユニット２０と台座部１１１との間に、反射板４０と、弾性部材５０とをさらに備える。反射板４０と弾性部材５０とが取り付けられた状態の空気清浄装置２００の断面図を図９に示す。

【0064】

図９に示すように、本例に係る台座部１１１は、台座部１１１の上面から軸方向に立ち上がる環状のリブ１１１ａを有してもよい。リブ１１１ａは、台座部１１１が筐体１０９に取り付けられた状態においてその内径がフィルタユニット２０のリブ２３ａの外径又は内径と接するように構成されるのが望ましい。これにより、台座部１１１が筐体１０９に取り付けられる際に、フィルタユニット２０を仕切板３０と台座部１１１との間に筐体１０９と同軸的に固定しながらフィルタユニット２０の下端側をより確実に塞ぐことができる。

【0065】

反射板４０は、筐体１０９の内部においてＬＥＤ光源１７と対向するように台座部１１１の上面に取り付けられる。そして、反射板４０は、台座部１１１が筐体１０９に取り付けられた状態（すなわち台座部１１１の上面がフィルタユニット２０の下端を塞いだ状態）において、ＬＥＤ光源１７から出力された紫外線を多孔質フィルタ２４に反射する。これにより、筐体１０９の内部において紫外線が反射（乱反射）する量を増やし、多孔質フィルタ２４に照射される光量（紫外線量）を増大させることができる。

【0066】

なお、本実施形態の反射板４０は、台座部１１１の上面におけるリブ２３ａの内側に配置される。反射板４０は、光を反射することが出来る部材であれば特に制限されず、鏡面加工された板又はシート、或いは単なる白板など、コストや加工性などを加味して適宜選択されてよい。

【0067】

弾性部材５０は、台座部１１１の上面において、台座部１１１が筐体１０９に取り付けられた際にフィルタユニット２０の下端に接する位置に配置される。また、弾性部材５０は、軸方向に反発力を有するように構成される。このため、台座部１１１を筐体１０９に取り付けた状態において、フィルタユニット２０の下端が弾性部材５０に押し込まれる際の反発力によってフィルタユニット２０の上端を仕切板３０に押し付けることができる。その結果、仕切板３０とフィルタユニット２０の上端との間、及び、フィルタユニット２０の下端と台座部１１１の上面との間の気密性を高めることができるので、仕切板３０とリブ２１ａとの隙間および台座部１１１とリブ２３ａとの隙間から侵入する多孔質フィルタ２４によって浄化されていない空気量をより低減し、空気清浄装置１００による空気の浄化効率をより高めることができる。

【0068】

なお、本実施形態の弾性部材５０はウレタン製のクッションであって、台座部１１１の上面におけるリブ１１１ａの内側に配置される。ただし、弾性部材５０の種類は特に制限されず、他の素材からなるクッションやコイルバネなどから適宜選択されてよい。

【0069】

ここで、本例に係る台座部１１１の構成について説明する。図９に示すように台座部１１１の外径側には軸方向に直行する方向（水平方向）に突出する凸部１１１ｂが形成される。一方で、筐体１０９は、その内壁に凸部１１１ｂと嵌るように形成された凹部１０９ａを有する。また、台座部１１１の外径のうち、少なくとも凸部１１１ｂを有する部分は水平方向に適度な弾性を有するように構成される。また、これら凸部１１１ｂと凹部１０９ａとが形成される軸方向高さは、台座部１１１を筐体１０９に取り付けた際に仕切板３０と台座部１１１との間にフィルタユニット２０が筐体１０９と同軸的に固定される位置に形成される。筐体１０９の下端側の内側と台座部１１１の外側とがこのように形成されることにより、筐体１０９の下端側から、台座部１１１を凸部１１１ｂと凹部１０９ａとが勘合するように押し込むことで、台座部１１１を筐体１０９に取り付けることができる。これにより、フィルタユニット２０の上端を仕切板３０の下面に押し付けつつ、フィルタユニット２０を仕切板３０と台座部１１１との間に固定することができる。また、台座部１１１を筐体１０９から下方に引き抜くことで、台座部１１１を筐体１０９から簡単に取り外すことができる。これにより、ユーザは、フィルタユニット２０を筐体１０９から容易に取り出し、例えば新しいフィルタユニット２０と簡単に交換することができる。

【0070】

また、図示するように、仕切板３０は、面方向においてフィルタユニット２０の内径と略一致する位置（すなわち、孔部（３１、３２）の面方向における最大幅と略一致する位置）にて軸方向下側、より好ましくは軸方向下側且つ中心軸側へ立ち上がる突出部３０ａを有していてもよい。このような突出部３０ａが設けられることにより、フィルタユニット２０を筐体１０９に入れるとフィルタユニット２０の内径と突出部とが接するので、フィルタユニット２０の筐体１０９内における適切な水平方向位置に容易に固定することができる。その結果、フィルタユニット２０が筐体１０９の内部において位置ずれし、例えばフィルタユニット２０と仕切板３０との間に非接触部分（隙間）ができるなどして浄化効率が下がってしまうことを回避することができる。

【0071】

以上、第２実施形態の空気清浄装置２００によれば、台座部１１１は、上面に反射板４０を有し、反射板４０は、台座部１１１がフィルタユニットの下端を塞いだ状態において、多孔質フィルタ２４に紫外線を反射するように構成される。

【0072】

これにより、ＬＥＤ光源１７から出力される光をより効率的に多孔質フィルタ２４に照射することができる。

【0073】

また、空気清浄装置２００によれば、台座部１１１に取り付けられ、軸方向に反発力を有する弾性部材５０を有し、弾性部材５０は、台座部１１１が筐体１０９に取り付けられた状態における反発力により、フィルタユニット２０の上端を仕切板３０に押し付けるように構成される。

【0074】

これにより、仕切板３０とフィルタユニット２０の上端との間、及び、フィルタユニット２０の下端と台座部１１１の上面との間の気密性をより高めることができる。

【0075】

また、空気清浄装置２００によれば、仕切板３０は、孔部（３１、３２）の最大幅位置において軸方向下側に立ち上がる突出部３０ａを有する。

【0076】

これにより、フィルタユニット２０を筐体１０９に固定する際にフィルタユニット２０の内径と突出部３０ａとが接するので、フィルタユニット２０が筐体１０９内において水平方向に位置ずれすることを防止することができる。

【0077】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0078】

なお、上記の各実施形態についてそれぞれ説明した各構成は、矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0079】

１６…ＬＥＤ基板（基板）
１７…ＬＥＤ光源（光源）
２０…フィルタユニット
２１ａ…リブ
２４…多孔質フィルタ
２５…集塵フィルタ
３０…仕切板
３１、３２…孔部
３３…連通孔
４０…反射板
５０…弾性部材
１０９…筐体
１１０…上蓋部
１１１…台座部
１１２…吸気口
１１２ａ…貫通孔
１１３…排気口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-30

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸気口と排気口とを有する筒状の筐体と、
光触媒が担持された多孔質フィルタを内周面に備え前記筐体の内部に同軸的に配置される筒状のフィルタユニットと、
前記吸気口から前記排気口への空気流路を形成するためのファンと、
前記多孔質フィルタに紫外線を照射するための光源と、
前記筐体の内部において、軸方向に直行するように配置される基板と、を備え、
前記吸気口は複数の貫通孔を含み、
前記貫通孔は前記筐体の側面において前記フィルタユニットの外周面に対向する位置に設けられ、
前記排気口は、前記基板の上方に配置され、
前記フィルタユニットは、前記基板の下方に配置され、
前記基板は、前記フィルタユニットの内周側から前記排気口への空気流路を形成するための連通孔を有し、
前記光源は、前記紫外線が前記多孔質フィルタに照射されるように、前記基板の下面に配置される、
ことを特徴とする空気清浄装置。

【請求項2】

前記筐体の下端に配置される台座部をさらに備え、
前記台座部は、前記フィルタユニットの内径側を下端側から塞ぐように構成され、
前記フィルタユニットは、前記基板と前記台座部との間に配置され、
前記台座部は、前記筐体に着脱可能に設けられ、
前記フィルタユニットは、前記筐体の下端が解放された状態で交換可能に構成される、
請求項１に記載の空気清浄装置。

【請求項3】

前記多孔質フィルタは不織布である、
請求項１に記載の空気清浄装置。

【請求項4】

前記フィルタユニットは、前記多孔質フィルタの外周側において同軸的に配置される筒状の集塵フィルタをさらに備える、
請求項１に記載の空気清浄装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0006】

本発明の一実施形態によると、吸気口と排気口とを有する筒状の筐体と、光触媒が担持された多孔質フィルタを内周面に備え筐体の内部に同軸的に配置される筒状のフィルタユニットと、吸気口から排気口への空気流路を形成するためのファンと、多孔質フィルタに紫外線を照射するための光源と、筐体の内部において、軸方向に直行するように配置される基板と、を備える空気清浄装置であって、吸気口は複数の貫通孔を含み、貫通孔は筐体の側面においてフィルタユニットの外周面に対向する位置に設けられ、排気口は、基板の上方に配置され、フィルタユニットは、基板の下方に配置され、基板は、フィルタユニットの内周側から排気口への空気流路を形成するための連通孔を有し、光源は、紫外線が多孔質フィルタに照射されるように、基板の下面に配置される。