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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-13
(45)【発行日】2023-11-21
(54)【発明の名称】移動型空気清浄機
(51)【国際特許分類】
F24F 8/80 20210101AFI20231114BHJP
F24F 8/108 20210101ALI20231114BHJP
B01D 46/00 20220101ALI20231114BHJP
B01D 46/24 20060101ALI20231114BHJP
B01D 46/46 20060101ALI20231114BHJP
A47L 9/28 20060101ALI20231114BHJP
【ＦＩ】
F24F8/80 220
F24F8/108
B01D46/00 F
B01D46/24 Z
B01D46/46
A47L9/28 E
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019201317
(22)【出願日】2019-11-06
(65)【公開番号】P2021076268
(43)【公開日】2021-05-20
【審査請求日】2022-06-23
(73)【特許権者】
【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】弁理士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】大平 昭義
(72)【発明者】
【氏名】佐野 健太郎
(72)【発明者】
【氏名】田中 佐知
【審査官】渡邉 聡
(56)【参考文献】
【文献】中国実用新案第２０５９５７３３６（ＣＮ，Ｕ）
【文献】国際公開第２０１８／０７４０５２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００５－３３１１２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０４７３５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０１－０７７８２３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１６－１２５６６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０４９５９３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２４Ｆ ７／００３
Ｂ０１Ｄ ４６／００
Ｂ０１Ｄ ４６／２４
Ｂ０１Ｄ ４６／４６
Ａ４７Ｌ ９／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
筐体と、前記筐体内に設けられ筒状に形成されるとともに外周面から内周面に向かって通過する空気を濾過するフィルタと、
前記筐体内に設けられ前記フィルタに空気を通過させるとともに、その上端面が前記フィルタの上端面よりも高い位置に設置された羽根車と、
前記筐体内に設けられ前記羽根車を駆動する第１のモータと、
前記筐体の底部に設けられ、空気を吸い込む吸込口が形成された底面板と、
前記筐体に装着され前記底面板を設置面から離間させる複数の車輪と、
前記設置面に接触するように前記底面板から下方に突出するブラシと、を備え、
前記フィルタは円筒状に形成され、前記フィルタの外周の半径は、前記吸込口外径よりも短い
ことを特徴とする移動型空気清浄機。
【請求項2】
筐体と、
前記筐体内に設けられ筒状に形成されるとともに外周面から内周面に向かって通過する空気を濾過するフィルタと、
前記筐体内に設けられ前記フィルタに空気を通過させるとともに、その上端面が前記フィルタの上端面よりも高い位置に設置された羽根車と、
前記筐体内に設けられ前記羽根車を駆動する第１のモータと、
前記筐体の底部に設けられ、空気を吸い込む吸込口が形成された底面板と、
前記筐体に装着され前記底面板を設置面から離間させる複数の車輪と、
前記設置面に接触するように前記底面板から下方に突出するブラシと、を備え、
前記ブラシの幅であるブラシ幅は、底面視における前記ブラシの中心点から、前記吸込口の領域のうち前記中心点から最遠点までの距離である吸込口外径の２倍よりも短い
ことを特徴とする移動型空気清浄機。
【請求項3】
前記ブラシの幅であるブラシ幅は、底面視における前記ブラシの中心点から、前記吸込口の領域のうち前記中心点から最短点までの距離である吸込口内径の２倍よりも短いことを特徴とする請求項２に記載の移動型空気清浄機。
【請求項4】
複数の前記車輪を駆動する第２のモータをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の移動型空気清浄機。
【請求項5】
筐体と、
前記筐体内に設けられ筒状に形成されるとともに外周面から内周面に向かって通過する空気を濾過するフィルタと、
前記筐体内に設けられ前記フィルタに空気を通過させるとともに、その上端面が前記フィルタの上端面よりも高い位置に設置された羽根車と、
前記筐体内に設けられ前記羽根車を駆動する第１のモータと、
前記筐体の底部に設けられ、空気を吸い込む吸込口が形成された底面板と、
前記筐体に装着され前記底面板を設置面から離間させる複数の車輪と、
前記設置面に接触するように前記底面板から下方に突出するブラシと、を備え、
底面視における前記ブラシの中心点から前記車輪の最短位置までの距離である車輪距離は、前記吸込口外径よりも短い
ことを特徴とする移動型空気清浄機。
【請求項6】
前記ブラシは、前記設置面に対して摺動しつつ回転することを特徴とする請求項１に記載の移動型空気清浄機。
【請求項7】
前記ブラシを回転させる第３のモータをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の移動型空気清浄機。
【請求項8】
前記ブラシの回転軸は、前記設置面に対して直交する方向であることを特徴とする請求項６に記載の移動型空気清浄機。
【請求項9】
筐体と、
前記筐体内に設けられ筒状に形成されるとともに外周面から内周面に向かって通過する空気を濾過するフィルタと、
前記筐体内に設けられ前記フィルタに空気を通過させるとともに、その上端面が前記フィルタの上端面よりも高い位置に設置された羽根車と、
前記筐体内に設けられ前記羽根車を駆動する第１のモータと、
前記筐体の底部に設けられ、空気を吸い込む吸込口が形成された底面板と、
前記筐体に装着され前記底面板を設置面から離間させる複数の車輪と、
前記設置面に接触するように前記底面板から下方に突出するブラシと、を備え、
前記ブラシは、前記設置面に対して摺動しつつ回転するものであり、
前記第１のモータは、前記羽根車とともに前記ブラシを回転させる
ことを特徴とする移動型空気清浄機。
【請求項10】
筐体と、
前記筐体内に設けられ筒状に形成されるとともに外周面から内周面に向かって通過する空気を濾過するフィルタと、
前記筐体内に設けられ前記フィルタに空気を通過させるとともに、その上端面が前記フィルタの上端面よりも高い位置に設置された羽根車と、
前記筐体内に設けられ前記羽根車を駆動する第１のモータと、
前記筐体の底部に設けられ、空気を吸い込む吸込口が形成された底面板と、
前記筐体に装着され前記底面板を設置面から離間させる複数の車輪と、
前記設置面に接触するように前記底面板から下方に突出するブラシと、を備え、
前記ブラシは、前記設置面に対して摺動しつつ回転するものであり、
前記筐体の底面外周の長さを底面境界長Ｄｍとし、前記吸込口と前記設置面との距離を離間距離Ｌとし、Ｄｍ×Ｌを底面境界面積Ａとし、前記羽根車による送風量を風量Ｑとし、Ｑ／（６０×Ａ）を速度Ｖａとし、前記ブラシの幅であるブラシ幅をＤｂとし、前記ブラシの回転速度をブラシ回転速度Ｎｄとし、Ｄｂ×π×Ｎｄ／６０を前記ブラシの先端速度Ｖｂとしたとき、Ｖａ／Ｖｂは０．１よりも大きい
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】
自律走行型空気清浄機の一例として、下記特許文献１の段落［０００７］には、「…自走式空気清浄機においては、筐体の上面の中央部に吸気口が設けられ、側面、又は、上面の外縁部及び側面に排気口が設けられているので、自走式空気清浄機から排気される清浄な空気の流れには水平方向の成分が含まれる。その結果、部屋の中層空間、所謂生活空間における空気清浄（清浄な空気による置換）を速やかに行うことができる。また、第１フィルター部材及び第２フィルター部材を備えているので、一層確実に空気を清浄することができる。更には、モータによって、第１フィルター部材及び第２フィルター部材を回転させるが故に、静音性と高い集塵性とを両立させることができる。また、ファン、第１フィルター部材及び第２フィルター部材を容易に一体化することが可能であり、自走式空気清浄機の小型化を達成することができる。」と記載されている。
また、自走式掃除機の一例として、特許文献２の段落［００１１］、［００１２］には、「発明の効果」として「本発明の補助ブラシ用回転軸の支持構造は、回転軸の回転時において、回転軸の第１摺接面とすべり軸受の第２摺接面とが回転軸の軸心方向に圧接可能かつ回転方向に摺接可能に構成されているため、回転軸と筐体の底部との摺接が防止される。」、「その結果、本発明によれば、サイドブラシの回転軸及び回転軸及び筐体底部の摩耗とそれによるがたつきの発生を軽減できる補助ブラシ用回転軸の支持構造およびそれを備えた自走式掃除機を提供することができる。」と記載されている。
また、自走式掃除機の一例として、特許文献２の段落［００１１］、［００１２］には、「発明の効果」として「本発明の補助ブラシ用回転軸の支持構造は、回転軸の回転時において、回転軸の第１摺接面とすべり軸受の第２摺接面とが回転軸の軸心方向に圧接可能かつ回転方向に摺接可能に構成されているため、回転軸と筐体の底部との摺接が防止される。」、「その結果、本発明によれば、サイドブラシの回転軸及び回転軸及び筐体底部の摩耗とそれによるがたつきの発生を軽減できる補助ブラシ用回転軸の支持構造およびそれを備えた自走式掃除機を提供することができる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０１８／０７４０５２号
【文献】特開２０１８－４７３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、居住空間内に存在する花粉やハウスダスト等の微粒子は、長時間浮遊し続けるものと比較的短時間で床面に堆積するものがある。そして、一度、床面に堆積した微粒子であっても、人の活動によって再度舞い上がり、人が吸引してしまう懸念がある。そのため、これら微粒子の清浄化を図る際は、空気中に浮遊するものと、床面に堆積したものと、の両方を捕集することが好ましいと考えられる。しかし、特許文献１に記載された自走式空気清浄機では、床面に堆積した微粒子を捕集する機能が低い。また、特許文献２に記載された自走式掃除機では、空気中に浮遊する微粒子を捕集する機能が低い。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、空気中に浮遊する微粒子および床面に堆積した微粒子の双方を適切に捕集できる移動型空気清浄機を提供することを目的とする。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、空気中に浮遊する微粒子および床面に堆積した微粒子の双方を適切に捕集できる移動型空気清浄機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するため本発明の移動型空気清浄機は、筐体と、前記筐体内に設けられ筒状に形成されるとともに外周面から内周面に向かって通過する空気を濾過するフィルタと、前記筐体内に設けられ前記フィルタに空気を通過させるとともに、その上端面が前記フィルタの上端面よりも高い位置に設置された羽根車と、前記筐体内に設けられ前記羽根車を駆動する第１のモータと、前記筐体の底部に設けられ、空気を吸い込む吸込口が形成された底面板と、前記筐体に装着され前記底面板を設置面から離間させる複数の車輪と、前記設置面に接触するように前記底面板から下方に突出するブラシと、を備え、前記フィルタは円筒状に形成され、前記フィルタの外周の半径は、前記吸込口外径よりも短いことを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、空気中に浮遊する微粒子および床面に堆積した微粒子の双方を適切に捕集できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】好適な第１実施形態による移動型空気清浄機の斜視図である。
【図2】移動型空気清浄機の平面図である。
【図3】移動型空気清浄機の底面図である。
【図5】移動型空気清浄機における流れ場の数値シミュレーション結果を示す図である。
【図6】移動型空気清浄機における他の流れ場の数値シミュレーション結果を示す図である。
【図7】速度比と面積比との関係を示す図である。
【図8】好適な第２実施形態による移動型空気清浄機の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
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。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではない。本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能であり、下記の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。そして、図１等に示すように前後・上下・左右を定義する。
【0009】
［第１実施形態］
〈第１実施形態の構成〉
（全体構成）
図１は、好適な第１実施形態による移動型空気清浄機１の斜視図である。
移動型空気清浄機１は、扁平な略円柱状に形成された本体１Ｈと、本体１Ｈを走行させる走行機構１ｒと、を備えている。走行機構１ｒは、側方車輪９ｓ１を含んでいる。本体１Ｈは、上面および側面を覆う外装カバー２（筐体）を備えており、外装カバー２の上面には複数の本体排出口２ｏが形成されている。
〈第１実施形態の構成〉
（全体構成）
図１は、好適な第１実施形態による移動型空気清浄機１の斜視図である。
移動型空気清浄機１は、扁平な略円柱状に形成された本体１Ｈと、本体１Ｈを走行させる走行機構１ｒと、を備えている。走行機構１ｒは、側方車輪９ｓ１を含んでいる。本体１Ｈは、上面および側面を覆う外装カバー２（筐体）を備えており、外装カバー２の上面には複数の本体排出口２ｏが形成されている。
【0010】
さらに、本体１Ｈは、センサ部２２と、制御部２４と、蓄電池２６と、を備えている。センサ部２２は、本体１Ｈの前部に配置されている。センサ部２２は、塵埃を検知する埃センサ、匂いを検知する匂いセンサ、障害物を検知する赤外線センサ、および／または障害物との距離を測定するＴＯＦ(Time of Flight)センサ等を備えるとよい。
【0011】
また、蓄電池２６は、移動型空気清浄機１の各部の動力源であり、本体１Ｈの内部に配置されている。また、制御部２４も、本体１Ｈの内部に配置されている。制御部２４には、蓄電池２６から電源電力が供給される。これにより、制御部２４は、センサ部２２からの情報に基づいて、移動型空気清浄機１の各部を制御する。すなわち、制御部２４は、センサ部２２からの情報に基づいて、移動型空気清浄機１に対して、「弱」、「標準」、「強」の３種類の運転モードのうち何れかを選択する。このように、複数の運転モードを有することにより、移動型空気清浄機１は、空気または床面の汚れ具合に適した運転モードを自動的に選択できる。但し、運転モードは、ユーザがマニュアル操作で指定してもよい。
【0012】
図２は、移動型空気清浄機１の平面図である。外装カバー２の上面は、略円板状に形成されている。そして、上述した本体排出口２ｏは、長円を円弧状に湾曲させた形状を有し、外装カバー２の上面外周に沿って、周回方向等分８カ所位置に形成されている。
【0013】
図３は、移動型空気清浄機１の底面図である。
図３に示すように、本体１Ｈの底面は、略円板状の底面カバー２ｔ（底面板）に覆われている。外装カバー２の底面形状は、円形よりも左右方向に若干広がった形状を有している。外装カバー２の左右方向に若干広がった部分の内側には、左右一対の側方車輪９ｓ１，９ｓ２（車輪）と、左右一対の車輪用モータ９ｍ１，９ｍ２（第２のモータ）と、プーリ９ｐ１，９ｐ２と、が収納されている。これらは、走行機構１ｒに含まれる。車輪用モータ９ｍ１，９ｍ２の回転力は、動力伝達機構としてのベルト（図示せず）と、プーリ９ｐ１，９ｐ２と、を介して側方車輪９ｓ１，９ｓ２に伝達される。これにより、車輪用モータ９ｍ１，９ｍ２は、それぞれ側方車輪９ｓ１，９ｓ２を回転駆動する。
図３に示すように、本体１Ｈの底面は、略円板状の底面カバー２ｔ（底面板）に覆われている。外装カバー２の底面形状は、円形よりも左右方向に若干広がった形状を有している。外装カバー２の左右方向に若干広がった部分の内側には、左右一対の側方車輪９ｓ１，９ｓ２（車輪）と、左右一対の車輪用モータ９ｍ１，９ｍ２（第２のモータ）と、プーリ９ｐ１，９ｐ２と、が収納されている。これらは、走行機構１ｒに含まれる。車輪用モータ９ｍ１，９ｍ２の回転力は、動力伝達機構としてのベルト（図示せず）と、プーリ９ｐ１，９ｐ２と、を介して側方車輪９ｓ１，９ｓ２に伝達される。これにより、車輪用モータ９ｍ１，９ｍ２は、それぞれ側方車輪９ｓ１，９ｓ２を回転駆動する。
【0014】
ブラシ１０ｂは、略長方形板状に形成され、底面カバー２ｔの中心点Ｏには、ブラシ１０ｂの中心部が、回転自在に軸支されている。ブラシ１０ｂが回転駆動されると、ブラシ１０ｂは床面と摺動し、床面に堆積した微粒子を巻き上げる。ブラシ１０ｂは、床清掃機構１ｚに含まれる。ブラシ１０ｂの幅をブラシ直径Ｄｂ（ブラシ幅）と呼ぶ。ブラシ１０ｂは、矢印βの方向に、先端速度がＶｂになるように回転駆動される。ブラシ１０ｂの回転範囲の若干前方において、前方車輪９ｋはキャスタ９ｃを介して底面カバー２ｔに装着されている。キャスタ９ｃは、底面カバー２ｔに回転可能に支持されている。ここで、側方車輪９ｓ１，９ｓ２は駆動輪になり、前方車輪９ｋは従動輪になる。また、前方車輪９ｋおよびキャスタ９ｃも、走行機構１ｒに含まれる。
【0015】
また、底面カバー２ｔの前部および後部には、長円を円弧状に湾曲させた形状を有する貫通孔である本体吸込口２ｉ（吸込口）が、底面カバー２ｔの外周に沿って、合計４カ所の位置に形成されている。ここで、図示のように、本体吸込口２ｉの開口領域のうち、中心点Ｏから最短点Ｐｍまでの距離を吸込口内径Ｒｍと呼ぶ。また、本体吸込口２ｉの開口領域のうち、中心点Ｏから最遠点Ｐｎまでの距離を吸込口外径Ｒｎと呼ぶ。
【0016】
ブラシ直径Ｄｂは、吸込口外径Ｒｎの２倍よりも短くすることが好ましい。これにより、ブラシ１０ｂが巻き上げた埃を本体吸込口２ｉから捕集しやすくなるため、室内に撒き散らされる埃の量を抑制できるためである。さらに、図示の例のように、ブラシ直径Ｄｂは、吸込口内径Ｒｍの２倍よりも短くすることが、一層好ましい。これにより、ブラシ１０ｂが巻き上げた埃が、本体吸込口２ｉから一層捕集しやすくなるためである。また、側方車輪９ｓ１，９ｓ２が占める領域のうち、中心点Ｏから最短位置Ｐｗまでの距離を車輪距離Ｒｗと呼ぶ。車輪距離Ｒｗも吸込口外径Ｒｎより短くすることが好ましい。これにより、側方車輪９ｓ１，９ｓ２が巻き上げた埃を本体吸込口２ｉから捕集しやすくなるため、室内に撒き散らされる埃の量を抑制できるためである。
【0017】
図４は、図２のIV－IV断面図である。図４に示すように、移動型空気清浄機１は、本体１Ｈの下方から上方に風を送風する送風機構１ｗと、本体１Ｈを走行させる走行機構１ｒと、床面Ｙ（設置面）を清掃する床清掃機構１ｚと、フィルタ３と、これらを内包する外装カバー２と、底面カバー２ｔと、を備えている。すなわち、本体１Ｈは、扁平な略円柱状の筐体である外装カバー２と、底面カバー２ｔと、で覆われている。
【0018】
図示のように、底面カバー２ｔは、床面Ｙから離間距離Ｌだけ上方に位置している。従って、本体吸込口２ｉ（図３参照）も、離間距離Ｌだけ床面から離れている。本体１Ｈの全周における床面Ｙ付近の空気は、矢印α１，α７に沿って、本体吸込口２ｉ（図３参照）を介して、本体１Ｈの内部に流入する。流入した空気に含まれる塵埃等は、フィルタ３において除去される。そして、浄化された空気は、矢印α２に沿って、本体排出口２ｏ（図２参照）から外部に排出される。
【0019】
送風機構１ｗは、遠心羽根車６（羽根車）と、羽根車用モータ６ｍ（第１のモータ）と、翼付ディフューザ７と、を備えている。羽根車用モータ６ｍは、遠心羽根車６と同軸配置され、遠心羽根車６を回転駆動する。遠心羽根車６は、複数の羽根６ｈを備え、これら羽根６ｈの上端面６ｈ２は、略平面である。また、図示のように、側方車輪９ｓ１は、底面カバー２ｔから下方に向かって突出し、床面Ｙに接触する。他方の側方車輪９ｓ２（図３参照）も側方車輪９ｓ１に対して対称を成すように配置されている。
【0020】
図４に示すフィルタ３は、略円筒状に形成され、本体吸込口２ｉ（図３参照）よりも内側に配置されている。フィルタ３の構造については図示を省略するが、フィルタ３は、外周から内周に向かって、粒径の大きい塵埃を除去するためのプレフィルタと、粒径の小さい塵埃を除去するためのＨＥＰＡフィルタと、臭い成分を除去するための脱臭フィルタと、を備えている。
【0021】
図４において、吸込口外径Ｒｎおよび吸込口内径Ｒｍの意味は、図３について述べた通りである。本実施形態においては、フィルタ３の外周面の半径Ｒ３は、吸込口外径Ｒｎよりも短い。これにより、フィルタ３の外周面から内周面に向かう空気の流れを形成しやすくなる。さらに、図４に示すように、半径Ｒ３を吸込口内径Ｒｍよりも短くすると、フィルタ３の外周面から内周面に向かう空気の流れを一層形成しやすくなり、さらに好ましい。
【0022】
ブラシ用モータ１０ｍ（第３のモータ）は、鉛直な（より詳細には床面Ｙに直交する）回転軸Ｍを有し、ブラシ１０ｂを回転駆動する。制御部２４（図１参照）は、センサ部２２（図１参照）からの各種センサ情報に基づいて、羽根車用モータ６ｍ、車輪用モータ９ｍ１，９ｍ２（図３参照）、ブラシ用モータ１０ｍ等を制御する。これにより、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を通過させて清浄化する。
【0023】
（空気流の詳細）
次に、図４を参照して、本実施形態における空気流の詳細を説明する。
図４の矢印α３に示すように、羽根車用モータ６ｍが回転駆動されると、これに連結された遠心羽根車６が回転する。遠心羽根車６の回転により、矢印α１，α７に示すように、室内の空気が、本体吸込口２ｉ（図３参照）から本体１Ｈの内部に吸い込まれる。本体吸込口２ｉから流入した空気は、図４の矢印α４に沿って、フィルタ３を外周面から内周面に通過する。これにより、空気から、塵埃、臭い等が除去され空気が清浄化される。清浄化された空気は、フィルタ３の内周面から上方に向かって略直角に偏向され、遠心羽根車６の吸入口６ｉに達する。
次に、図４を参照して、本実施形態における空気流の詳細を説明する。
図４の矢印α３に示すように、羽根車用モータ６ｍが回転駆動されると、これに連結された遠心羽根車６が回転する。遠心羽根車６の回転により、矢印α１，α７に示すように、室内の空気が、本体吸込口２ｉ（図３参照）から本体１Ｈの内部に吸い込まれる。本体吸込口２ｉから流入した空気は、図４の矢印α４に沿って、フィルタ３を外周面から内周面に通過する。これにより、空気から、塵埃、臭い等が除去され空気が清浄化される。清浄化された空気は、フィルタ３の内周面から上方に向かって略直角に偏向され、遠心羽根車６の吸入口６ｉに達する。
【0024】
遠心羽根車６において、上方に向かっていた空気は、矢印α５に示すように、側方に向くように略直角に偏向される。側方に流れた空気は、遠心羽根車６の外周に設けられた翼付ディフューザ７に達する。翼付ディフューザ７に達した空気は、図４の矢印α６に示すように、翼付ディフューザ７の内部で減速して昇圧されつつ、矢印α２に沿って、本体排出口２ｏ（図２参照）から外部（室内）に放出される。
【0025】
（フィルタ３と遠心羽根車６の配置）
図４に示すように、本実施形態においては、フィルタ３を本体１Ｈの中心よりも側方寄りに配置している。これにより、フィルタ３の外周から流入した空気（図４の矢印α１，α７）は、略直角に偏向して遠心羽根車６の吸入口６ｉに流入する。換言すれば、フィルタ３を外周面から内周面に通過した空気は、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。フィルタ３は、遠心羽根車６よりも下方に配置されているため、本体吸込口２ｉ（図３参照）から吸入された微粒子は、吸入直後にフィルタ３で捕集されるため、本体１Ｈの内部に塵埃が堆積することを抑制できる。
図４に示すように、本実施形態においては、フィルタ３を本体１Ｈの中心よりも側方寄りに配置している。これにより、フィルタ３の外周から流入した空気（図４の矢印α１，α７）は、略直角に偏向して遠心羽根車６の吸入口６ｉに流入する。換言すれば、フィルタ３を外周面から内周面に通過した空気は、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。フィルタ３は、遠心羽根車６よりも下方に配置されているため、本体吸込口２ｉ（図３参照）から吸入された微粒子は、吸入直後にフィルタ３で捕集されるため、本体１Ｈの内部に塵埃が堆積することを抑制できる。
【0026】
また、遠心羽根車６の吸入口６ｉの床面Ｙからの高さは、フィルタ３の上端面３ａと略同一である。この構成により、フィルタ３を通過した空気が、本体吸込口２ｉに流入する際のエネルギー損失を低減することができる。
【0027】
（浮遊微粒子の捕集）
次に空気中に浮遊している微粒子の捕集について説明する。
図４において、本体吸込口２ｉは床面Ｙに対向して開口しているが、底面カバー２ｔが離間距離Ｌだけ床面Ｙから離れているため、外装カバー２の周囲から、矢印α７に沿って、空気を吸入し、空気中に浮遊している微粒子を捕集することができる。また、本体吸込口２ｉを床面Ｙから離間して設けたことにより、外装カバー２の周囲から本体吸込口２ｉに至るまでの流れの圧力損失を低減することができる。その結果、本体１Ｈが吸引する風量が大きくなり、速やかに室内の空気を清浄化することができる。なお、本体吸込口２ｉと床面Ｙとの離間距離Ｌは、例えば２０ｍｍである。また、外装カバー２の下方の空間において、外装カバー２の底面縁部に沿って、離間距離Ｌの幅を有する帯状の領域を「底面境界Ｄ」と呼ぶ。
次に空気中に浮遊している微粒子の捕集について説明する。
図４において、本体吸込口２ｉは床面Ｙに対向して開口しているが、底面カバー２ｔが離間距離Ｌだけ床面Ｙから離れているため、外装カバー２の周囲から、矢印α７に沿って、空気を吸入し、空気中に浮遊している微粒子を捕集することができる。また、本体吸込口２ｉを床面Ｙから離間して設けたことにより、外装カバー２の周囲から本体吸込口２ｉに至るまでの流れの圧力損失を低減することができる。その結果、本体１Ｈが吸引する風量が大きくなり、速やかに室内の空気を清浄化することができる。なお、本体吸込口２ｉと床面Ｙとの離間距離Ｌは、例えば２０ｍｍである。また、外装カバー２の下方の空間において、外装カバー２の底面縁部に沿って、離間距離Ｌの幅を有する帯状の領域を「底面境界Ｄ」と呼ぶ。
【0028】
（堆積微粒子の捕集）
次に床面Ｙに堆積した微粒子の捕集について説明する。
図４において、ブラシ１０ｂは、ブラシ用モータ１０ｍによって、鉛直方向（より詳細には床面Ｙに直交する方向）を軸として図３の矢印βの方向に回転駆動することで、床面Ｙに堆積した微粒子を巻き上げる。ブラシ１０ｂによって巻き上げられた微粒子は、図４の矢印α１に沿って、空気とともに本体１Ｈに取り込まれて清浄化される。
次に床面Ｙに堆積した微粒子の捕集について説明する。
図４において、ブラシ１０ｂは、ブラシ用モータ１０ｍによって、鉛直方向（より詳細には床面Ｙに直交する方向）を軸として図３の矢印βの方向に回転駆動することで、床面Ｙに堆積した微粒子を巻き上げる。ブラシ１０ｂによって巻き上げられた微粒子は、図４の矢印α１に沿って、空気とともに本体１Ｈに取り込まれて清浄化される。
【0029】
図５および図６は、図４のＶ－Ｖ断面における流れ場を示した数値シミュレーション結果である。これらの図において、矢印の向きは空気の流れの向きに対応し、矢印の長さは風速に対応する。
図５は底面境界Ｄの全周において、流れ方向が半径方向内向きの場合の例を示している。一方、図６は底面境界Ｄの一部の領域Ｇにおいて、流れ方向が半径方向外向きになる場合を示している。ここで、「底面境界長Ｄｍ（底面境界Ｄの長さ）」および「本体吸込口２ｉと床面Ｙとの離間距離Ｌ」の積を底面境界面積Ａと呼ぶ。すなわち、底面境界面積Ａは、下式（１）で示される。
Ａ ＝ Ｄｍ×Ｌ …式（１）
式（１）において、底面境界面積Ａの単位は例えば［ｍ2］であり、底面境界長Ｄｍおよび離間距離Ｌの単位は例えば［ｍ］である。
図５は底面境界Ｄの全周において、流れ方向が半径方向内向きの場合の例を示している。一方、図６は底面境界Ｄの一部の領域Ｇにおいて、流れ方向が半径方向外向きになる場合を示している。ここで、「底面境界長Ｄｍ（底面境界Ｄの長さ）」および「本体吸込口２ｉと床面Ｙとの離間距離Ｌ」の積を底面境界面積Ａと呼ぶ。すなわち、底面境界面積Ａは、下式（１）で示される。
Ａ ＝ Ｄｍ×Ｌ …式（１）
式（１）において、底面境界面積Ａの単位は例えば［ｍ2］であり、底面境界長Ｄｍおよび離間距離Ｌの単位は例えば［ｍ］である。
【0030】
図５、図６において、底面境界Ｄから外装カバー２の下方に流れ込む空気の風量、換言すれば遠心羽根車６による送風量を風量Ｑと呼ぶ。風量Ｑが比較的大きく、ブラシ１０ｂの先端速度Ｖｂ（図３）が比較的低い場合には、図５に示すように、底面境界Ｄの全周に渡って、空気は外部から底面境界Ｄの内部に流れる。一方、風量Ｑが比較的小さく、ブラシ１０ｂの先端速度Ｖｂが比較的高い場合には、図６に示すように、底面境界Ｄの一部において、空気の流れ方向が半径方向外向きになる領域Ｇが生じる。この図６に示す状態では、ブラシ１０ｂによって巻き上げられた微粒子が、空気中に撒き散らされる懸念が生じる。
【0031】
図７は、速度比Ｖａ／Ｖｂと面積比Ａ1／Ａとの関係を示す図である。
図７において、横軸は速度Ｖａと先端速度Ｖｂとの速度比Ｖａ／Ｖｂである。ここで、速度Ｖａおよび先端速度Ｖｂは、それぞれ下式（２）、（３）で示される値である。風量Ｑの単位は例えば［ｍ3／ｍｉｎ-1］であり、ブラシ直径Ｄｂの単位は例えば［ｍ］であり、ブラシ回転速度Ｎｄの単位は例えば［ｍｉｎ-1］である。
Ｖａ ＝ Ｑ／（６０×Ａ） …式（２）
Ｖｂ ＝ Ｄｂ×π×Ｎｄ／６０ …式（３）
図７において、横軸は速度Ｖａと先端速度Ｖｂとの速度比Ｖａ／Ｖｂである。ここで、速度Ｖａおよび先端速度Ｖｂは、それぞれ下式（２）、（３）で示される値である。風量Ｑの単位は例えば［ｍ3／ｍｉｎ-1］であり、ブラシ直径Ｄｂの単位は例えば［ｍ］であり、ブラシ回転速度Ｎｄの単位は例えば［ｍｉｎ-1］である。
Ｖａ ＝ Ｑ／（６０×Ａ） …式（２）
Ｖｂ ＝ Ｄｂ×π×Ｎｄ／６０ …式（３）
【0032】
また、図７の縦軸は、底面境界Ｄにおいて半径方向外向きの流れが生じた、二つの領域Ｇ（図６参照）の面積Ａ1と、底面境界面積Ａとの面積比Ａ1／Ａである。
図７に示す通り、速度比Ｖａ／Ｖｂの値が小さくなるほど、面積比Ａ1／Ａの値が大きくなり、空気中に撒き散らされる微粒子量が増加する。ここで、速度比Ｖａ／Ｖｂは０．１以上に設定することが好ましい。その理由は、図示のように、速度比Ｖａ／Ｖｂを０．１以上に設定すると、面積比Ａ1／Ａを０．０１未満に抑制でき、ブラシ１０ｂによって巻き上げられた微粒子が、空気中に撒き散らされることを充分に抑制できるためである。
図７に示す通り、速度比Ｖａ／Ｖｂの値が小さくなるほど、面積比Ａ1／Ａの値が大きくなり、空気中に撒き散らされる微粒子量が増加する。ここで、速度比Ｖａ／Ｖｂは０．１以上に設定することが好ましい。その理由は、図示のように、速度比Ｖａ／Ｖｂを０．１以上に設定すると、面積比Ａ1／Ａを０．０１未満に抑制でき、ブラシ１０ｂによって巻き上げられた微粒子が、空気中に撒き散らされることを充分に抑制できるためである。
【0033】
なお、図５および図６に示す数値シミュレーション結果は、それぞれ速度比Ｖａ／Ｖｂが０．２８および０．０２の場合を示している。
本実施形態の標準モードにおける具体的なパラメータの一例として、Ｄｍ＝０．９５［ｍ］、Ｌ＝０．０２［ｍ］、Ｄｂ＝０．１２［ｍ］、Ｎｄ＝１０００［ｍｉｎ-1］、Ｑ＝１．０［ｍ3／ｍｉｎ-1］とすると、速度比Ｖａ／Ｖｂを０．１４にすることができる。
本実施形態の標準モードにおける具体的なパラメータの一例として、Ｄｍ＝０．９５［ｍ］、Ｌ＝０．０２［ｍ］、Ｄｂ＝０．１２［ｍ］、Ｎｄ＝１０００［ｍｉｎ-1］、Ｑ＝１．０［ｍ3／ｍｉｎ-1］とすると、速度比Ｖａ／Ｖｂを０．１４にすることができる。
【0034】
〈第１実施形態の効果〉
以上のように本実施形態の移動型空気清浄機（１）は、筐体（２）内に設けられフィルタ（３）に空気を通過させるとともに、その上端面（６ｈ２）がフィルタ（３）の上端面（３ａ）よりも高い位置に設置された羽根車（６）と、筐体（２）内に設けられ羽根車（６）を駆動する第１のモータ（６ｍ）と、筐体（２）の底部に設けられ、空気を吸い込む吸込口（２ｉ）が形成された底面板（２ｔ）と、筐体（２）に装着され底面板（２ｔ）を設置面（Ｙ）から離間させる複数の車輪（９ｓ１，９ｓ２）と、設置面（Ｙ）に接触するように底面板（２ｔ）から下方に突出するブラシ（１０ｂ）と、を備え、ブラシ（１０ｂ）の幅であるブラシ幅（Ｄｂ）は、底面視におけるブラシ（１０ｂ）の中心点（Ｏ）から、吸込口（２ｉ）の領域のうち中心点（Ｏ）から最遠点（Ｐｎ）までの距離である吸込口外径（Ｒｎ）の２倍よりも短い。これにより、本実施形態によれば、空気中に浮遊する微粒子および床面に堆積した微粒子の双方を適切に捕集できる。
以上のように本実施形態の移動型空気清浄機（１）は、筐体（２）内に設けられフィルタ（３）に空気を通過させるとともに、その上端面（６ｈ２）がフィルタ（３）の上端面（３ａ）よりも高い位置に設置された羽根車（６）と、筐体（２）内に設けられ羽根車（６）を駆動する第１のモータ（６ｍ）と、筐体（２）の底部に設けられ、空気を吸い込む吸込口（２ｉ）が形成された底面板（２ｔ）と、筐体（２）に装着され底面板（２ｔ）を設置面（Ｙ）から離間させる複数の車輪（９ｓ１，９ｓ２）と、設置面（Ｙ）に接触するように底面板（２ｔ）から下方に突出するブラシ（１０ｂ）と、を備え、ブラシ（１０ｂ）の幅であるブラシ幅（Ｄｂ）は、底面視におけるブラシ（１０ｂ）の中心点（Ｏ）から、吸込口（２ｉ）の領域のうち中心点（Ｏ）から最遠点（Ｐｎ）までの距離である吸込口外径（Ｒｎ）の２倍よりも短い。これにより、本実施形態によれば、空気中に浮遊する微粒子および床面に堆積した微粒子の双方を適切に捕集できる。
【0035】
また、ブラシ（１０ｂ）の幅であるブラシ幅（Ｄｂ）は、底面視におけるブラシ（１０ｂ）の中心点（Ｏ）から、吸込口（２ｉ）の領域のうち中心点（Ｏ）から最遠点（Ｐｎ）までの距離である吸込口外径（Ｒｎ）の２倍よりも短いことが好ましく、ブラシ幅（Ｄｂ）は、底面視におけるブラシ（１０ｂ）の中心点（Ｏ）から、吸込口（２ｉ）の領域のうち中心点（Ｏ）から最短点（Ｐｍ）までの距離である吸込口内径（Ｒｍ）の２倍よりも短いことが一層好ましい。これにより、ブラシ（１０ｂ）が巻き上げた埃を吸込口（２ｉ）から捕集しやすくなる。
また、移動型空気清浄機（１）は、複数の車輪（９ｓ１，９ｓ２）を駆動する第２のモータ（９ｍ１，９ｍ２）をさらに備えることが一層好ましい。これにより、移動型空気清浄機（１）を自動的に走行させることができる。
また、移動型空気清浄機（１）は、複数の車輪（９ｓ１，９ｓ２）を駆動する第２のモータ（９ｍ１，９ｍ２）をさらに備えることが一層好ましい。これにより、移動型空気清浄機（１）を自動的に走行させることができる。
【0036】
また、中心点（Ｏ）から車輪（９ｓ１，９ｓ２）の最短位置（Ｐｗ）までの距離である車輪距離（Ｒｗ）は、吸込口外径（Ｒｎ）よりも短いことが一層好ましい。これにより、車輪（９ｓ１，９ｓ２）が巻き上げた埃等を吸込口（２ｉ）から効果的に捕集できる。
【0037】
また、ブラシ（１０ｂ）は、設置面（Ｙ）に対して摺動しつつ回転させると、一層好ましい。これにより、移動型空気清浄機（１）の移動速度よりも速い速度でブラシ（１０ｂ）を設置面（Ｙ）に摺動させることができる。
【0038】
また、ブラシ（１０ｂ）を回転させる第３のモータ（１０ｍ）をさらに備えると一層好ましい。これにより、ブラシ（１０ｂ）の回転速度を羽根車（６）の回転速度から独立して制御できる。
【0039】
また、ブラシ（１０ｂ）の回転軸（Ｍ）は、設置面（Ｙ）に対して直交する方向にすると一層好ましい。これにより、設置面（Ｙ）の広い範囲に対してブラシ（１０ｂ）を摺動させることができる。
【0040】
また、筐体（２）の底面外周の長さを底面境界長Ｄｍとし、吸込口（２ｉ）と設置面（Ｙ）との距離を離間距離Ｌとし、Ｄｍ×Ｌを底面境界面積Ａとし、羽根車（６）による送風量を風量Ｑとし、Ｑ／（６０×Ａ）を速度Ｖａとし、ブラシ幅（Ｄｂ）をＤｂとし、ブラシ（１０ｂ）の回転速度をブラシ回転速度Ｎｄとし、Ｄｂ×π×Ｎｄ／６０をブラシ（１０ｂ）の先端速度Ｖｂとしたとき、Ｖａ／Ｖｂは０．１よりも大きくすると一層好ましい。これにより、空気中に撒き散らされる微粒子量を効果的に抑制できる。
【0041】
また、フィルタ（３）を円筒状に形成し、フィルタ（３）の外周の半径（Ｒ３）は、吸込口外径（Ｒｎ）よりも短くすると、一層好ましい。これにより、フィルタ（３）の外周面から内周面に向かう空気の流れを形成しやすくなる。
【0042】
［第２実施形態］
図８は、好適な第２実施形態による移動型空気清浄機１Ｃの底面図である。なお、以下の説明において、上述した第１実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
第１実施形態の本体吸込口２ｉ（図３参照）に代えて、本実施形態においては、図８に示すように、本体吸込口２ｉ２が底面カバー２ｔに形成されている。本体吸込口２ｉ２は、長円を円弧状に湾曲させた形状を有し、底面カバー２ｔの外周に沿って周回方向等分４カ所位置に形成されている。
図８は、好適な第２実施形態による移動型空気清浄機１Ｃの底面図である。なお、以下の説明において、上述した第１実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
第１実施形態の本体吸込口２ｉ（図３参照）に代えて、本実施形態においては、図８に示すように、本体吸込口２ｉ２が底面カバー２ｔに形成されている。本体吸込口２ｉ２は、長円を円弧状に湾曲させた形状を有し、底面カバー２ｔの外周に沿って周回方向等分４カ所位置に形成されている。
【0043】
また、第１実施形態における側方車輪９ｓ１，９ｓ２（図３参照）に代えて、本実施形態においては、図８に示すように、吸込口内径Ｒｍよりも内側に側方車輪９ｓ３，９ｓ４が装着されている。本実施形態においても、ブラシ１０ｂ（図３参照）は設けられているが、図８においてブラシ１０ｂの図示は省略する。但し、本実施形態において、ブラシ直径Ｄｂは、車輪距離Ｒｗの２倍よりも短くなっている。上述した以外の本実施形態の構成は、第１実施形態のもの（図１～図７参照）と同様である。
【0044】
本実施形態においては、側方車輪９ｓ３，９ｓ４の全体が吸込口外径Ｒｎよりも内側に位置する。これにより、側方車輪９ｓ３，９ｓ４が巻き上げた埃等を本体吸込口２ｉ２から効果的に捕集でき、埃等を外部（室内）に撒き散らすことを一層抑制できる。また、図８に示すように、側方車輪９ｓ３，９ｓ４の全体を吸込口内径Ｒｍよりも内側に位置させると、一層好ましい。これは、側方車輪９ｓ３，９ｓ４が巻き上げた埃等を本体吸込口２ｉ２から一層効果的に捕集できるためである。
【0045】
［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
（１）上記各実施形態において、ブラシ１０ｂ（図４参照）はブラシ用モータ１０ｍによって回転駆動された。しかし、ブラシ１０ｂは必ずしも回転させる必要はない。すなわち、ブラシ１０ｂが底面カバー２ｔに固定されていたとしても、移動型空気清浄機１，１Ｃが移動すると、ブラシ１０ｂは床面Ｙに摺動するため、床面Ｙに堆積した微粒子を巻き上げることができる。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
（１）上記各実施形態において、ブラシ１０ｂ（図４参照）はブラシ用モータ１０ｍによって回転駆動された。しかし、ブラシ１０ｂは必ずしも回転させる必要はない。すなわち、ブラシ１０ｂが底面カバー２ｔに固定されていたとしても、移動型空気清浄機１，１Ｃが移動すると、ブラシ１０ｂは床面Ｙに摺動するため、床面Ｙに堆積した微粒子を巻き上げることができる。
【0046】
（２）上記各実施形態においては、ブラシ１０ｂを回転駆動するブラシ用モータ１０ｍと、遠心羽根車６を回転駆動する羽根車用モータ６ｍとを設けた。しかし、共通の１つのモータ（例えば羽根車用モータ６ｍ）がブラシ１０ｂと遠心羽根車６とを回転駆動させるようにしてもよい。これにより、モータの数を減らし、移動型空気清浄機１，１Ｃのコストダウンを実現できる。
【0047】
（３）
上記各実施形態においては、フィルタ３を略円筒状に形成したが、長方形板状または湾曲板状に形成されたフィルタ板（図示せず）を環状に連結することによってフィルタ３を形成してもよい。
上記各実施形態においては、フィルタ３を略円筒状に形成したが、長方形板状または湾曲板状に形成されたフィルタ板（図示せず）を環状に連結することによってフィルタ３を形成してもよい。
【0048】
（４）上記各実施形態において、遠心羽根車６の吸入口６ｉの床面Ｙからの高さは、フィルタ３の上端面３ａの高さと略同一であった。しかし、吸入口６ｉがフィルタ３の内周側の空間（符号なし）に遊挿されるようにしてもよい。換言すれば、吸入口６ｉの高さを上端面３ａの高さよりも低くしてもよい。すなわち、フィルタ３の上端面３ａが、遠心羽根車６の羽根６ｈの上端面６ｈ２より下方に配置されていればよい。
【0049】
（５）上記各実施形態において、ブラシ１０ｂは略長方形板状であったが、ブラシ１０ｂは、例えば下面視が十字状であってもよく、アスタリスク字状（＊）であってもよい。
【符号の説明】
【0050】
１ 移動型空気清浄機
２ 外装カバー（筐体）
２ｉ 本体吸込口（吸込口）
２ｔ 底面カバー（底面板）
３ フィルタ
３ａ 上端面
６ 遠心羽根車（羽根車）
６ｍ 羽根車用モータ（第１のモータ）
６ｈ２ 上端面
９ｍ１，９ｍ２ 車輪用モータ（第２のモータ）
９ｓ１，９ｓ２ 側方車輪（車輪）
１０ｂ ブラシ
１０ｍ ブラシ用モータ（第３のモータ）
Ｍ 回転軸
Ｏ 中心点
Ｙ 床面（設置面）
Ｄｂ ブラシ直径（ブラシ幅）
Ｐｍ 最短点
Ｐｎ 最遠点
Ｐｗ 最短位置
Ｒ３ 半径（外径半径）
Ｒｍ 吸込口内径
Ｒｎ 吸込口外径
Ｒｗ 車輪距離
２ 外装カバー（筐体）
２ｉ 本体吸込口（吸込口）
２ｔ 底面カバー（底面板）
３ フィルタ
３ａ 上端面
６ 遠心羽根車（羽根車）
６ｍ 羽根車用モータ（第１のモータ）
６ｈ２ 上端面
９ｍ１，９ｍ２ 車輪用モータ（第２のモータ）
９ｓ１，９ｓ２ 側方車輪（車輪）
１０ｂ ブラシ
１０ｍ ブラシ用モータ（第３のモータ）
Ｍ 回転軸
Ｏ 中心点
Ｙ 床面（設置面）
Ｄｂ ブラシ直径（ブラシ幅）
Ｐｍ 最短点
Ｐｎ 最遠点
Ｐｗ 最短位置
Ｒ３ 半径（外径半径）
Ｒｍ 吸込口内径
Ｒｎ 吸込口外径
Ｒｗ 車輪距離
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】