(57)【要約】【課題】電気自動車やプラグインハイブリッド自動車などの電気自動車等の車内に除湿材を設置し、乗員が発する水蒸気（不感常泄）を吸湿しウインドウの防曇や車内暖房に使われる電力を削減する除湿空調装置では、除湿材設置空間の確保が車載空調システムの設計自由度を制約すると言う課題があった。【解決手段】電気自動車等の車体内部の内装材を、高分子収着剤を主成分とする布や不織布にて製作し、走行時に乗員が発する水蒸気を効果的に吸湿させる空気循環路を構成すると共に、車載バッテリーの充電時などに当該内装材を効果的に再生する空気循環路を構成としたので、既存の車載空調システムの大幅な改造を行うことなく、電気自動車等の走行時の防曇効果が達成される。【選択図】図１
2014015066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーに蓄電された電力を電動機の動力源として走行する電気自動車等の車体内装材として、車室内空気に含まれる水分の吸湿あるいは、車室内空気への水分の排出などの作用を有する除湿材を設置した電気自動車等の車内調湿装置において、前記内装材として用いられる除湿材は、高分子収着剤を成分に含み、表面に凹凸を有する布状、紙状、シート状、あるいは不織布状であることを特徴とする電気自動車等の車内調湿装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気自動車等の車内調湿装置において、電気自動車等の走行時には、車内へ外気を導く空気管路（４）ならびに、車内空気を車外へ排気する空気管路（５）を閉とし、かつ、送風ファン（２）ならびに電気ヒータ（３）を稼働させると共に、車室内後部あるいはシート下部などに設置された多数の開口部を有する複数の空気回収管路（６）を前記送風ファン（２）の空気吸い込み口と連結し、車内空気の循環路を形成する制御を行い、電気自動車等の充電時には、車室内へ外気を導く空気管路（４）ならびに、車室内空気を車外へ排気する空気管路（５）を開とし、送風ファン（２）ならびに電気ヒータ（３）を稼働させて、車外からの空気を加熱した後に車室内へ導くと共に、前記空気回収管路（６）の末端部に設置した流路切り替え装置（７）により、車内空気を車外へ排気する空気管路（５）を経由して車外へ空気を排出する空気経路を形成する制御を行うことを特徴とする電気自動車等の車内調湿装置。
【請求項３】
請求項１、２に記載の電気自動車等の車内調湿装置において、内装材として用いられる除湿材は、高分子収着剤を成分として含む、布状、紙状、シート状、あるいは不織布状の素材であって、かつ、ピッチが３ミリメートル以下で高さが１ミリメートル以上の３次元的な凹凸、あるいは植毛を施された形状であることを特徴とする電気自動車等の車内調湿装置。
【請求項４】
請求項１、２、３に記載の電気自動車等の車内調湿装置において、内装材として用いられる除湿材は、多数の開口あるいは穴加工を施された紙状、シート状の素材を波板状に加工した後に、波板状の谷部分を平板あるいはシート材に接着された形状であることを特徴とする電気自動車等の車内調湿装置。
【請求項５】
請求項１、２、３、４に記載の電気自動車等の車内調湿装置において、内装材として用いられる除湿材は、金属板、厚紙、プラスティック板などの平板あるいは３次元形状を有する板状固体面に接着されてなることを特徴とする電気自動車等の車内調湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車など（以下、電気自動車等という）の運転時の視界を遮るウインドウの曇り（結露）を防止する車内調湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車等が実用化されているが、外気温度の低下に伴い航続可能距離が短縮するという問題が発生している。
【０００３】
これは、走行時に発生するウインドウの曇り防止のため、車内湿度を低く保つ目的で低温外気を導入した後に、低温外気の加温に車載バッテリーからの電力を使用することが主因である。
【０００４】
従来の自動車では、エンジン排熱を利用し外気を加温する対策が可能であったが、電気自動車等では有効な排熱源が少ないために、この手法は取れない。
【０００５】
このように、暖房や防曇のために電力を消費する事は、電気自動車等のバッテリーの容量アップに繋がり経済性を損なうこととなる。従って、電力の使用を抑制できる車内調湿装置の開発は喫緊の課題である。
【０００６】
ところで、自動車のような限定された空間内で問題となる水分は、乗員が発する水蒸気（不感常泄）であり、その量は大人一人当たり平均で毎時３０グラム程度である。この事実に着目し、近年、電気自動車等の車内除湿を効果的に行う手段として、除湿材を用いる技術が提案されている。例えば下記特許文献１では、車体内部に除湿材を保持する除湿ユニットを配置し、走行時に乗員から生じる水蒸気（不感常泄）を除湿材で吸湿し、車室内空気を低湿度状態に保つ技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４８０１１９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許文献１記載の電気自動車用防曇・空調システムでは、乗員から発生する水蒸気（不感常泄）をファンなどの通風手段を用いて除湿ユニットへ導き、その内部に設置される除湿材にて除去する構成を採用している。
【０００９】
このため、新たな除湿手段を電気自動車等の運転席や助手席前方に設置される空調システムに追加設置する必要があり、限られた空間に搭載する必要から、空調システムの設計自由度が制限される問題がある。
【００１０】
一方、前記特許文献１には、電気自動車等の停車中に行われる車載バッテリーの充電時を利用して、外部電力等を用いて、搭載される除湿ユニット内の除湿材を再生する技術が記載されている。
【００１１】
本発明の主たる課題は、寒冷時に電気自動車等の航続可能距離が著しく減少する問題を解決すると共に、設置される除湿材の設置スペースの問題を改善することである。また、従来は不可欠であった除湿材再生のための装置構成を大幅に簡易化した電気自動車等の車内調湿装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、電気自動車等の車内に、水分吸湿作用を有する除湿材を布状、シート状、紙状あるいは不織布状の内装材として、天井、カーペット、シート表皮、ドア内張り、車体後部の荷室カバーなどに配置し、電気自動車等の走行時には、車載空調装置の吹き出し口から空気を車内へ吹き出した後に、車内に設置する（所定の）開口部を有する複数の空気回収管路から回収し、再度車載空調装置の空気吸入口へ導く構成として、乗員から排出される水分（不感常泄）を除湿材に吸湿させる構成とした。一方、電気自動車等のバッテリー充電時には、車載空調装置に設置された電気ヒーターと送風ファンからなる温風製造手段を稼働させ、製造された温風を前記車載空調装置の吹き出し口から車内へ吹き出し、車内空気の相対湿度を低く保つと共に、当該温風を複数の空気回収管路に設置された所定の開口部から回収し、流路切り替え装置を介した後に車外へ排出する空気管路から車外へ排気する構成とした。
【００１３】
車内に内装材として設置した除湿材の再生を、前記のように行うことにより、寒冷時等の走行において、乗員から発生する水蒸気（不感常泄）は、車内の各部署に配置された除湿材に吸湿されるので、車室内の空気中に含まれる水蒸気量は低く維持できる。その結果、ウインドウなどの曇り防止が達成できる。この作用により、従来の電気自動車等で、防曇のために導入していた外気量を低減でき、車内暖房のための電力エネルギー消費量を節約できる。
【００１４】
一般に用いられる除湿材は、ゼオライトやシリカゲルなどの吸湿性を有する鉱物を練り込んだセラミックペーパーを、断面がハニカム形状となる積層形状とした後に焼結などにより固化されたものが多い。その特徴は、通過空気の通風抵抗を低く抑え、均一な空気流が得られることであるが、自動車に用いるには、走行時に発生する振動等が原因で除湿材が破損するなどの問題がある。
【００１５】
一方、本発明で使用する除湿材は、従来のゼオライトやシリカゲルなどの鉱物系の材料ではなく、高分子収着剤を用いている。高分子収着剤は例えば日本エクスラン工業が市販するエクスローター（高分子収着剤系のデシカントローター）などに使用される化学合成物質（樹脂）である。そのため、高分子収着剤を繊維状あるいは微細粒子状に加工する事が可能であり、不織布や布状あるいはシート材などへの加工が容易である。その結果、自動車等の内装材として使用しても弾力性や耐久性を有することから、振動や衝撃に強く、大きな変形を受けても損傷しないという特性を有している。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、高分子収着剤を成分として含む不織布や布状あるいは多数の開口部を有する紙状およびシート状であって、表面に凹凸を有する除湿材を内装材として車内に設置したので、乗員が発する水蒸気（不感常泄：大人一人当たり平均1時間に３０グラム程度と言われている）を除湿材が長時間にわたり吸湿保持することが可能となった。
【００１７】
また本発明では、多数の開口部を有する複数の空気回収管路を車内に設置し、かつ、車室の運転席・助手席前方の空気吹き出し口から、空気を車室後方へ吹き出し、これを前記空気回収管路から回収する空気循環路を形成したので、電気自動車等の走行時、乗員が発する水蒸気（不感常泄）を天井、シート表皮、ドア内張り、車体後部の荷室カバー、カーペットなどに含まれる高分子収着剤が効果的に吸湿できる。一方、電気自動車等の充電時には、車外から導入した空気を、電気ヒーターと送風ファンからなる温風製造手段を稼働させ、車室の運転席・助手席前方の空気吹き出し口から、低相対湿度の高温空気として車内へ吹き出し、車室内の相対湿度を低く維持すると共に、前記のように気流が車内後方へ向けて流れる回収管路構成としているので、内装材中の水分が、相対湿度の低い空気中へ放散される。その後、水分を含んだ回収空気は、空気回収管路を経て車内空気を車外へ排気する空気管路から車外へ排気される構成である。これにより、効果的な除湿材の再生が可能となる。このように、既存の車載空調装置を大幅に改造することなく、車室内の除湿が可能となる。
【００１８】
また本発明では、内装材として用いられる除湿材は、高分子収着剤を成分として含む、布状、紙状、シート状、あるいは不織布状の素材表面に、ピッチが３ミリメートル以下で、高さが１ミリメートル以上の３次元的な凹凸、あるいは植毛を施すと共に、紙状、シート状の内装材においては、多数の開口部（貫通穴）を設置しているので、空気が紙状、シート状の内装材の裏面にも流通するため、単位面積当たりの空気接触面積を大きく確保することが可能となっている。
【００１９】
また本発明では、表面に凹凸や植毛を施された高分子収着剤を成分として含む、布状、紙状、シート状、あるいは不織布状の除湿材を、金属板、厚紙、プラスティック板などの平板、あるいは３次元形状を有する板状の固体面に接着した後に、電気自動車等の天井やドア、シート、車体後部の荷室カバーなどに内装材として、嵌め込みなどの方式で固定できる構成としたので、車内設置が容易となっている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る電気自動車等に設置される車内調湿装置の構成図である。高分子収着剤を成分とする内装材（１）、既存の車載空調装置に設置された送風ファン（２）ならびに電気ヒーター（３）、車内へ外気を導く空気管路（４）、車内空気を車外へ排気する空気管路（５）、車内空気の回収管路（６）、流路切り替え装置（７）、および制御装置（１１）などから構成される。
【図２】本発明に係る電気自動車等の車内に設置される除湿材の事例である。高分子収着剤を担持する紙状素材に多数の通気口（２３）を形成した後、これを折り曲げて波板（２１）とする。その後、高分子収着剤を担持する紙状素材の平板（２２）に波板（２１）の谷部分が接着されている。このように除湿材を製造するので、波板（２１）の裏側や、平板（２２）に担持されている高分子収着剤が有効に吸湿作用を示すことが可能となっている。
【図３】本発明に係る電気自動車等の車内に設置される車内空気の回収管路（６）の説明図である。回収管路（６）には、所定位置に開口部（６ａ）が設置されている。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００２２】
図１に示すように、本発明による電気自動車等の車内調湿装置では、走行時を主体とする走行モード時において、送風ファン（２）を稼働させると共に、車内に所定の開口部を有する車内空気の回収管路（６）を複数設置しているので、車内前部から後部へ向かう空気循環路が形成される。この空気流により、水蒸気を含む乗員の呼気は、電気自動車等の天井材やドア内張り材、シート材や車体後部の荷室カバー材、カーペット材などの内装材に含まれる除湿材と接触した後に、空気回収管路（６）を経由して再度送風ファン（２）へ取り込まれる。
【００２３】
このように、電気自動車等の走行時には、送風ファン（２）により車内を循環する空気流と共に、乗員の呼気は車室内の高分子収着剤を主成分とする内装材（１）と接触を行うので、その際に水蒸気が吸湿される。
【００２４】
ところで、除湿材が空気中から水分を吸着（あるいは収着）する現象は、除湿材再生に用いる空気の相対湿度に比して、車内空気の相対湿度が高い場合に発生する。この現象は一般に横軸に相対湿度をとり、縦軸に除湿材の水分吸着量（あるいは水分吸着率）をとる吸湿等温線（あるいは収着等温線）グラフにて理解される。従って、除湿材再生時の空気相対湿度を低く設定することで、走行時において、乗員呼気中の水蒸気を除湿材、すなわち、高分子収着剤を成分とする内装材（１）が吸着することが可能となる。
【００２５】
除湿材の再生は、電気自動車等が停車して車載バッテリーの充電を行う際に、商用電源を用いて実施される。その際、車室内へ外気を導く空気管路（４）ならびに、車室内空気を車外へ排気する空気管路（５）を開状態として、送風ファン（２）を稼働した後に、電気ヒーター（３）を稼働して（車外から導かれた空気を加熱し）、低相対湿度の温風を車内へ供給する。その結果、低相対湿度の空気と接触した内装材（１）は蓄えている水分を空気中へ放出する。水分を含んだ空気は、所定の開口部（６ａ）を有する空気回収管路（６）に吸い込まれ、その後に、車室内空気を車外へ排気する空気管路（５）を経由して車外へ排出される。当然の事であるが、車内へ外気を導く空気管路（４）ならびに、車室内空気を車外へ排気する空気管路（５）を開状態とすると同時に、流路切り替え装置（７）の制御により車内空気を送風ファン（２）へ導く連結部は閉状態となる。また、この再生運転時に、制御装置（１１）は、送風ファン（２）が稼動されていることを検知した後に、加熱手段として用いる電気ヒーター（３）を通過した後の空気温度が所定温度範囲となるよう電気ヒーター（３）への電力供給量を制御する。
【００２６】
このように、本発明による電気自動車等の車内調湿装置では、高分子収着剤を成分とする内装材（１）を除湿材として電気自動車等の車室内に配置し、電気自動車等の充電時を利用して、商用電源を用いて低相対湿度の空気を製造し、この低相対湿度の空気を効果的に車内へ供給・排気する空気流路を形成しているので、除湿材（高分子収着剤を成分とする内装材）は効果的に再生される。その結果、再生された除湿材は走行時に乗員の呼気中の水蒸気を含む車内空気から水蒸気を速やかに吸湿でき、走行時などにウインドウガラスに発生する結露を防止あるいは軽減可能となる。
【００２７】
また、除湿材により吸湿が行われた空気は温度上昇するので、車室内の暖房に寄与する。その上で、送風ファン（２）により送られた空気は、その後に電気ヒーター（３）により、加温された後に、車室内へ（例えば、フロントウインドウなどへ）向けて吹き出されるので、より強力なフロントウインドウの防曇効果も確保される。
【００２８】
また、図２は除湿材として用いられる紙状、シート状の高分子収着剤を担持する素材を、波板状に加工し、その後に平板（２２）に接着した状態を示した図である。図示するように波板（２１）には多数の通気口（２３）が設けられており、空気の流通が可能となるように形成されている。
【００２９】
この様に、波板加工される除湿材では、波板（２１）となる紙状、シート状の素材に通気口（２３）を多数設置したので、空気と接触できる除湿材の表裏の有効面積が拡大され、除湿材の吸湿能力が拡大できる。
【００３０】
また、図３に示すように、車内空気を回収する空気回収管路（６）の所定位置には開口部（６ａ）が設置されているので、運転席や助手席の前にある空気吹き出し口から車内へ流出した空気が、回収管路（６）の開口部（６ａ）から回収され、車内気流が効果的に除湿材（１）と接触することが可能となっている。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・高分子収着剤を主成分とする内装材
２・・・送風ファン
３・・・加熱手段（電気ヒーター）、
４・・・車内へ外気を導く空気管路
５・・・車内空気を車外へ排気する排気管路
６・・・車室内空気を回収する管路、６ａ・・・開口部
７・・・流路切り替え装置、管路開閉装置
１１・・・制御装置、
２１・・・波板、２２・・・平板、２３・・・通気口（貫通する穴）
【図１】
2014015066.tif 000003
【図２】
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【図３】
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