JP2000325720A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集塵フィルタの交換時期等を正確かつ安価に
知ることができる空気清浄機を提供する。 【解決手段】 空気清浄機のファンモータとして、ロー
タ２０の回転位置検出手段（ホース素子２３）を有して
ロータ位置に応じて回転磁界を制御することにより回転
駆動されるＤＣブラシレスモータ９を用いると共に、回
転位置検出手段（ホース素子２３）の出力に基づきモー
タ９の回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数
検出手段により検出された現回転数と集塵フィルタ１５
の交換時期に対応して予め設定された上限回転数とを比
較する比較手段と、比較手段で現回転数が上限回転数以
上となった時に集塵フィルタ１５の交換時期である旨を
報知する報知手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は空気清浄機に係わ
り、特にその集塵フィルタの交換時期を検知して知らせ
るようにした空気清浄機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空気清浄機は基本的に、本体内に内蔵さ
れたモータファンにより室内の空気を吸い込んで、本体
内に着脱可能に装着された集塵フィルタにより吸気中に
含まれる塵埃を除去して清浄化した後、室内に吹き出す
ようにしたものである。

【０００３】上記集塵フィルタは、空気清浄機を使用す
るにつれて汚れて目詰まりを起こすようになるので、適
当な時期に交換（掃除を含む）する必要があるが、その
交換時期を検知して知らせる従来技術として、例えば実
公平５−４５３７３号公報に開示されたものがある。

【０００４】この公報に開示されたものでは、集塵フィ
ルタの汚れにつれて、ファンモータの回転数が大きくな
ることを利用して、交換時期を報知している。ここで回
転数の検知は、ファンを駆動するモータの逆起電力を検
出して、モータの回転数を間接的に検出している。

【０００５】ところで、上記のような逆起電力を検知す
る場合、電源電圧の変動や、コイル、起動コンデンサの
劣化による特性変動等が測定結果に含まれ、回転数測定
に誤差が生じる可能性があり、磁気や光によるセンサに
てファンの回転数を直接知る方が、より正確に集塵フィ
ルタの汚れを検知して、交換時期を知ることができる。
しかし、回転数を直接検知する方法は、センサを取り付
ける位置によっては空気清浄機本体が大きくなることが
ある。

【０００６】そこで、本願出願人は、特開平８−３０９
１３４号公報に開示されているように、基板の外周に多
数の翼片を有した遠心形ファンを回転させて吸気口より
室内の空気を吸い込み本体内に着脱可能に取り付けられ
た集塵フィルタを通過させた後、排気口から室内に吹き
出すようにした空気清浄機において、モータ軸に固定さ
れる前記基板の中央ボス部と対面する本体背面板を外側
へ膨出させ、この膨出空間内に前記遠心ファンの回転数
を検知する回転数検知手段を設けることにより、集塵フ
ィルタの交換時期を正確に知ることができるコンパクト
な空気清浄機を提案している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のもの
においては、コンパクトな構造で集塵フィルタの交換時
期を正確に知ることはできるが、回転数検知手段を構成
する磁石や磁気検知素子等の部品が新たに必要になると
共に、その分構造も複雑になり、従って、コスト高とな
る課題があった。

【０００８】そこで、本願発明はこのような課題を解決
するためになされたものであり、集塵フィルタの交換時
期等を正確かつ安価に知ることができる空気清浄機を提
供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本願発明は、モータによりファンを回転さ
せて吸気口より室内の空気を本体内に吸い込み、本体内
に着脱可能に装着された集塵フィルタを通過させた後、
排気口から室内に吹き出すようにした空気清浄機におい
て、前記モータとして、ロータの回転位置検出手段を有
してロータ位置に応じて回転磁界を制御することにより
回転駆動されるモータを用いると共に、前記回転位置検
出手段の出力に基づき前記モータの回転数を検出する回
転数検出手段と、前記回転数検出手段により検出された
現回転数と前記集塵フィルタの交換時期に対応して予め
設定された上限回転数とを比較する比較手段と、前記比
較手段で現回転数が上限回転数以上となった時に前記集
塵フィルタの交換時期である旨を報知する報知手段とを
備えたことを特徴とするものである。

【００１０】また、前記モータとして、ＤＣブラシレス
モータを用いたことを特徴とするものである。

【００１１】さらに、前記モータが回転数の異なる複数
の運転モードで運転されると共に、前記運転モードを判
別する判別手段と、前記判別手段の判別結果に基づき、
対応する運転モード毎に、前記回転数検出手段により検
出された現回転数と前記集塵フィルタの交換時期に対応
して運転モード毎に予め設定された上限回転数とを比較
する比較手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１２】また、前記上限回転数よりも低い所定の回
転数を設定して、前記回転数検出手段により検出された
現回転数と前記所定の回転数とを比較する比較手段と、
前記比較手段で現回転数が前記所定の回転数以上となっ
た時に前記集塵フィルタに目詰まりが生じている旨を報
知する報知手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１３】さらに、前記比較手段で現回転数が前記所
定の回転数に達していない時に前記集塵フィルタが正常
状態にある旨を報知する報知手段を備えたことを特徴と
するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００１５】図１に示すように、本実施形態の空気清浄
機本体１は、ほぼ全面にグリル（格子）状の吸気口２が
形成された着脱可能な前カバー３と、上面にグリル状の
排気口４が形成された後ケース５と、上部前面に操作表
示部６が形成された上ケース７とで外郭が形成されてい
る。

【００１６】上記本体１内部には、ファンケース８が取
り付けられており、その中央部にファンモータ９が固定
され、このファンモータ９のモータ軸１０の後端に、基
板１１の外周に多数の翼片１２を有する遠心形ファン１
３が取り付けられている。また、上記ファンケース８の
前面側にはフィルタ装着部１４が形成されて、吸入され
た空気を清浄化する集塵フィルタ１５が着脱可能に装着
されるようになっている。

【００１７】また、上ケース７内には、マイクロコンピ
ュータ等から成る制御部などが搭載された制御基盤（図
示せず）が取り付けられており、操作表示部６やファン
モータ９等と接続されて、それらを制御するように構成
されている。

【００１８】ここで、本実施形態では上記ファンモータ
９にＤＣブラシレスモータを用いている。このＤＣブラ
シレスモータ９は、図１，図２に示すように、内側に永
久磁石から成るマグネットロータ２０がモータ軸１０に
より回転自在に配置され、その外周側にステータコイル
２１が配置された構成になっている。

【００１９】上記ＤＣブラシレスモータ９には、マグネ
ットロータ２０の一面側に対向して固定された基板２２
上にホール素子２３が取り付けられている。このホール
素子２３によりマグネットロータ２０の回転位置を検出
して、インバータ駆動式のモータ駆動部によりステータ
コイル２１の回転磁界を制御することによって回転駆動
されると共に、回転数の異なる「弱」，「標準」，
「強」の各運転モードで駆動されるようになっている。
これらの運転モードの設定は、操作表示部６のスイッチ
設定等により行われる。

【００２０】このようにＤＣブラシレスモータ９は、ホ
ール素子（もしくはホールＩＣ）２３によってマグネッ
トロータ２０の位置検出を行っている。例えば、ホール
素子２３の出力信号は、図３に示すような２極のマグネ
ットロータ２０であれば、図３（ａ）のようなＮ極検知
時には図４の「Ｈ」出力を、図３（ｂ）のようなＳ極検
知時には図４の「Ｌ」出力を行っているので、ロータ１
回転では、「Ｈ」出力と「Ｌ」出力を一度ずつ行う（同
様に、４極になれば２サイクルで１回転となる）。

【００２１】従って、上記ホール素子２３の出力信号を
制御部で取り込み、カウントすることでモータ９の回転
数を検出（算出）することができる。

【００２２】また、ＤＣブラシレスモータ９の回転数は
モータ印加電圧により決定されるので、各運転モード毎
に、予め正常状態の動作時のモータ回転数の範囲を制御
部に設定しておくことができ、さらに、フィルタ寿命
時，すなわちフィルタ交換時期に対応するモータ回転数
（上限回転数）も設定しておくことができる。

【００２３】従って、上記のようにしてモータ回転数を
検出し、その回転数がフィルタ交換時期に対応して予め
設定した上限回転数以上の値となれば交換時期に達した
旨を報知することができる。

【００２４】このように、ＤＣブラシレスモータ９の構
成要素として元々備えられているホース素子２３を有効
利用してモータ回転数を正確に検出し、フィルタ交換時
期を報知することにより、磁気センサ等の新たな部品追
加を行うことなく集塵フィルタ１５の交換時期を正確か
つ安価に知ることができる。

【００２５】なお、ＤＣブラシレスモータはエアコン用
などに広く普及して低コスト化が図られているので、フ
ァンモータ９にＤＣブラシレスモータを用いることによ
るコストアップもなく上記の構成を容易に実現すること
ができる。

【００２６】以下、具体的に説明すると、図５は、フィ
ルタ目詰まり度と各運転モード毎のモータ回転数の変化
をグラフ化して示したものである。上記ＤＣブラシレス
モータ９は、集塵フィルタ１５の目詰まりによって吸込
風量が減少して低負荷となることにより回転数が上昇す
るので、各運転モードとも正常状態初期の回転数から目
詰まり度にほぼ比例して回転数が上昇する。

【００２７】本実施形態では、正常状態と見なせる範囲
の上限であるフィルタ目詰まり度Ｄ１に対応して各運転
モード「弱」，「標準」，「強」毎にそれぞれ所定の回
転数Ａ１，Ｂ１，Ｃ１を設定し、フィルタ交換時期であ
るフィルタ目詰まり度Ｄ２に対応して各運転モード
「弱」，「標準」，「強」毎にそれぞれ上限回転数Ａ
２，Ｂ２，Ｃ２を設定している。これらの設定値は、下
述する制御部３０に備えられたＰＲＯＭ等の電源断時に
も記憶内容が失われない不揮発性メモリに格納される。

【００２８】図６は、本実施形態の要部構成をブロック
図で示したものである。なお、ここでは前述した操作表
示部６を操作部６ａと表示部６ｂに分けて示してある。

【００２９】前述した上ケース７内の制御基板に搭載さ
れる制御部３０は、マイクロコンピュータ等により構成
されており、この空気清浄機の運転時には操作部６ａか
らの運転モード等の入力と、ＤＣブラシレスモータ９に
内蔵されたホース素子２３の出力部２３ａを介して入力
されるマグネット位置情報等に基づき、モータ駆動部３
１を制御してＤＣブラシレスモータ９を駆動すると共
に、運転状態を表示部６ｂに表示する。

【００３０】本実施形態の表示部６ｂには、集塵フィル
タ１５が正常状態にある旨を示すための緑ＬＥＤ６１
と、目詰まりが生じている旨を示すための黄ＬＥＤ６２
と、交換時期に達した旨を示すための赤ＬＥＤ６３が設
けられており、制御部３０を構成するマイクロコンピュ
ータによって下述するフローチャートで示す処理を実行
することにより点灯制御されるように構成されている。

【００３１】次に、このように構成された空気清浄機の
動作について図７のフローチャートを参照して説明す
る。なお、図７のフローチャートは、「弱」，「標
準」，「強」のいずれかの運転モードで運転中の場合を
示している。

【００３２】図７のフローチャートの処理１０１〜処理
１０３は、通常のＤＣブラシレスモータ９の駆動に関す
る部分であり、ホール素子２３からの信号を入力して
（処理１０１）、マグネットロータ２０の回転位置を検
出し（処理１０２）、これに基づき回転磁界を制御する
ためのインバータ制御出力をモータ駆動部３１に出力し
ている（処理１０３）。

【００３３】次の処理１０４では、図４に示したような
ホース素子出力信号からＤＣブラシレスモータ９の現回
転数ｎを算出している。この回転数算出処理は、例えば
図４に示した信号波形の立ち上がりから次の立ち上がり
までの１周期（１回転）の時間をカウントして、その逆
数から容易に算出することができる。

【００３４】さらに、判断１０５，１０６では、空気清
浄機の運転モードを判別している。この運転モードの判
別は操作部６ａの運転モードスイッチの設定状態を検知
して行うことができる。

【００３５】例えば、運転モードが「標準」モードであ
った場合は、現回転数ｎが所定の回転数Ｂ１以上になっ
たか否かをチェックし、所定の回転数Ｂ１に達していな
ければ集塵フィルタ１５は未だ正常状態にあるので、緑
ＬＥＤ６１を点灯する（判断１０５のＹ→判断１０７の
Ｙ→処理１１３）。このように集塵フィルタ１５が正常
状態にある時に緑ＬＥＤ６１を点灯することで、使用者
に安心感を与えることができる。

【００３６】また、現回転数ｎが所定の回転数Ｂ１以上
になっておれば、さらに上限回転数Ｂ２以上か否かをチ
ェックし、上限回転数Ｂ２には達していなければ集塵フ
ィルタ１５は目詰まりは生じているが未だ交換時期には
達していないので、黄ＬＥＤ６２を点灯する（判断１０
５のＹ→判断１０７のＮ→判断１０８のＹ→処理１１
４）。このように集塵フィルタ１５が交換時期に達して
いなくても目詰まりが生じている時には黄ＬＥＤ６１を
点灯することで、使用者はフィルタ交換時期に達する前
に集塵フィルタ１５の目詰まり発生を知ることができる
ので、例えば、この時点で集塵フィルタ１５の掃除等の
メンテナンスを行えば、空気清浄機の性能低下を防ぐこ
とができる。

【００３７】さらに、現回転数ｎが上限回転数Ｂ２以上
になっておれば、集塵フィルタ１５が交換時期に達した
ことになるので、赤ＬＥＤ６３を点灯する（判断１０５
のＹ→判断１０７のＮ→判断１０８のＮ→処理１１
５）。赤ＬＥＤ６３が点灯することで、使用者は集塵フ
ィルタ１５が交換時期に達したことを正確かつ確実に知
ることができるので、直ちにフィルタ交換処理を行うこ
とができる。

【００３８】同様に、運転モードが「強」モードであっ
た場合は、現回転数ｎが所定の回転数Ｃ１以上になった
か否かをチェックし、所定の回転数Ｃ１に達していなけ
れば集塵フィルタ１５は未だ正常状態にあるので、緑Ｌ
ＥＤ６１を点灯する（判断１０５のＮ→判断１０６のＹ
→判断１０９のＹ→処理１１３）。

【００３９】また、現回転数ｎが所定の回転数Ｃ１以上
になっておれば、さらに上限回転数Ｃ２以上か否かをチ
ェックし、上限回転数Ｃ２には達していなければ集塵フ
ィルタ１５は目詰まりは生じているが未だ交換時期には
達していないので、黄ＬＥＤ６２を点灯する（判断１０
５のＮ→判断１０６のＹ→判断１０９のＮ→判断１１０
のＹ→処理１１４）。

【００４０】さらに、現回転数ｎが上限回転数Ｃ２以上
になっておれば、集塵フィルタ１５が交換時期に達した
ことになるので、赤ＬＥＤ６３を点灯する（判断１０５
のＮ→判断１０６のＹ→判断１０９のＮ→判断１１０の
Ｎ→処理１１５）。

【００４１】同じく、運転モードが「弱」モードであっ
た場合は、現回転数ｎが所定の回転数Ａ１以上になった
か否かをチェックし、所定の回転数Ａ１に達していなけ
れば集塵フィルタ１５は未だ正常状態にあるので、緑Ｌ
ＥＤ６１を点灯する（判断１０５のＮ→判断１０６のＮ
→判断１１１のＹ→処理１１３）。

【００４２】また、現回転数ｎが所定の回転数Ａ１以上
になっておれば、さらに上限回転数Ａ２以上か否かをチ
ェックし、上限回転数Ａ２には達していなければ集塵フ
ィルタ１５は目詰まりは生じているが未だ交換時期には
達していないので、黄ＬＥＤ６２を点灯する（判断１０
５のＮ→判断１０６のＮ→判断１１１のＮ→判断１１２
のＹ→処理１１４）。

【００４３】さらに、現回転数ｎが上限回転数Ａ２以上
になっておれば、集塵フィルタ１５が交換時期に達した
ことになるので、赤ＬＥＤ６３を点灯する（判断１０５
のＮ→判断１０６のＮ→判断１１１のＮ→判断１１２の
Ｎ→処理１１５）。

【００４４】以上のように、本実施形態のものでは、
「弱」，「標準」，「強」のいずれの運転モードにおい
ても集塵フィルタ１５の交換時期を正確に知ることがで
きる。

【００４５】なお、上記実施形態では、運転モードを３
段階としたが、２段階や４段階でも良く、さらには汚れ
センサによる自動運転モードを備えたもので、ファンモ
ータの回転数を空気の汚れ具合に応じて連続的に変化さ
せるものでは、これに対応した上限回転数や所定の回転
数を連続的に設定しておけば良い。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本願発明によれば、空気清
浄機のファンモータとして、ロータの回転位置検出手段
を有してロータ位置に応じて回転磁界を制御することに
より回転駆動されるモータを用いると共に、回転位置検
出手段の出力に基づきモータの回転数を検出する回転数
検出手段と、この回転数検出手段により検出された現回
転数と集塵フィルタの交換時期に対応して予め設定され
た上限回転数とを比較する比較手段と、この比較手段で
現回転数が上限回転数以上となった時に集塵フィルタの
交換時期である旨を報知する報知手段とを備えたことに
より、ファンモータの構成要素として元々備えられてい
る回転位置検出手段を有効利用してファンモータの回転
数を正確に検出し、フィルタ交換時期を報知することが
できるので、磁気センサ等の新たな部品追加を行うこと
なく集塵フィルタの交換時期を正確かつ安価に知ること
ができる。

【００４７】また、前記モータとして、ＤＣブラシレス
モータを用いたことにより、ＤＣブラシレスモータは広
く普及しているので、上記の構成を容易に実現すること
ができる。

【００４８】さらに、前記モータが回転数の異なる複数
の運転モードで運転されると共に、運転モードを判別す
る判別手段と、この判別手段の判別結果に基づき、対応
する運転モード毎に、前記回転数検出手段により検出さ
れた現回転数と集塵フィルタの交換時期に対応して運転
モード毎に予め設定された上限回転数とを比較する比較
手段とを備えたことにより、いずれの運転モードにおい
ても集塵フィルタの交換時期を正確に知ることができ
る。

【００４９】また、前記上限回転数よりも低い所定の回
転数を設定して、前記回転数検出手段により検出された
現回転数と前記所定の回転数とを比較する比較手段と、
この比較手段で現回転数が前記所定の回転数以上となっ
た時に集塵フィルタに目詰まりが生じている旨を報知す
る報知手段とを備えたことにより、使用者はフィルタ交
換時期に達する前に集塵フィルタの目詰まり発生を知る
ことができるので、この時点で集塵フィルタの掃除等の
メンテナンスを行えば、空気清浄機の性能低下を防ぐこ
とができる。

【００５０】さらに、前記比較手段で現回転数が前記所
定の回転数に達していない時に集塵フィルタが正常状態
にある旨を報知する報知手段を備えたことにより、使用
者に安心感を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施形態に係る空気清浄機の縦断面
図。

【図２】上記実施形態のファンモータとして用いられる
ＤＣブラシレスモータの構成図。

【図３】上記ＤＣブラシレスモータのマグネットロータ
とホース素子の位置関係を示す図で、（ａ）はＮ極検知
時、（ｂ）はＳ極検知時をそれぞれ示している。

【図４】上記図３の構成におけるホース素子出力信号を
示す波形図。

【図５】上記実施形態におけるフィルタ目詰まり度と各
運転モード毎のモータ回転数の変化をグラフ化して示し
た図。

【図６】上記実施形態の要部構成を示すブロック図。

【図７】上記実施形態の動作を示すフローチャート。

【符号の説明】

１ 空気掃除機本体 ２ 吸気口 ４ 排気口 ６ 操作表示部 ６ａ 操作部 ６ｂ 表示部 ９ ファンモータ（ＤＣブラシレスモータ） １３ 遠心形ファン １５ 集塵フィルタ ２０ マグネットロータ ２１ ステータコイル ２３ ホール素子 ３０ 制御部 ３１ モータ駆動部 ６１ 緑ＬＥＤ ６２ 黄ＬＥＤ ６３ 赤ＬＥＤ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータによりファンを回転させて吸気口
   より室内の空気を本体内に吸い込み、本体内に着脱可能
   に装着された集塵フィルタを通過させた後、排気口から
   室内に吹き出すようにした空気清浄機において、 前記モータとして、ロータの回転位置検出手段を有して
   ロータ位置に応じて回転磁界を制御することにより回転
   駆動されるモータを用いると共に、 前記回転位置検出手段の出力に基づき前記モータの回転
   数を検出する回転数検出手段と、 前記回転数検出手段により検出された現回転数と前記集
   塵フィルタの交換時期に対応して予め設定された上限回
   転数とを比較する比較手段と、 前記比較手段で現回転数が上限回転数以上となった時に
   前記集塵フィルタの交換時期である旨を報知する報知手
   段とを備えたことを特徴とする空気清浄機。
2. 【請求項２】 前記モータとして、ＤＣブラシレスモー
   タを用いたことを特徴とする請求項１記載の空気清浄
   機。
3. 【請求項３】 前記モータが回転数の異なる複数の運転
   モードで運転されると共に、 前記運転モードを判別する判別手段と、 前記判別手段の判別結果に基づき、対応する運転モード
   毎に、前記回転数検出手段により検出された現回転数と
   前記集塵フィルタの交換時期に対応して運転モード毎に
   予め設定された上限回転数とを比較する比較手段とを備
   えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気
   清浄機。
4. 【請求項４】 前記上限回転数よりも低い所定の回転数
   を設定して、 前記回転数検出手段により検出された現回転数と前記所
   定の回転数とを比較する比較手段と、 前記比較手段で現回転数が前記所定の回転数以上となっ
   た時に前記集塵フィルタに目詰まりが生じている旨を報
   知する報知手段とを備えたことを特徴とする請求項１な
   いし請求項３のいずれかに記載の空気清浄機。
5. 【請求項５】 前記比較手段で現回転数が前記所定の回
   転数に達していない時に前記集塵フィルタが正常状態に
   ある旨を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請
   求項４記載の空気清浄機。