(57)【要約】【課題】光源からの光を光触媒に効率良く均一に照射して高い浄化性能を得ることができる空気清浄器を提供すること。【解決手段】蛇腹折りされた光触媒６にＬＥＤ（光源）７からの光を照射して該光触媒６を活性化させることによって、空気取入口から取り入れられた空気を浄化して空気吹出口から排出する空気清浄器において、前記ＬＥＤ７からの光を配光制御するレンズ８をＬＥＤ７と前記光触媒６との間に配置し、前記光触媒６の蛇腹折りを前記ＬＥＤと前記レンズ８とによって形成される焦点Ｆを中心として扇状に形成する。又、前記光触媒６を前記ＬＥＤ７からの光の出射方向に対して斜めに配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛇腹折りされた光触媒に光源からの光を照射して該光触媒を活性化させることによって、空気取入口から取り入れられた空気を浄化して空気吹出口から排出する空気清浄器において、
前記光源からの光を配光制御するレンズを光源と前記光触媒との間に配置し、前記光触媒の蛇腹折りを前記光源と前記レンズとによって形成される焦点を中心として扇状に形成したことを特徴とする空気清浄器。
【請求項２】
前記光触媒を前記光源からの光の出射方向に対して斜めに配置したことを特徴とする請求項１記載の空気清浄器。
【請求項３】
車両に搭載されることを特徴とする請求項１又は２記載の空気清浄器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒に光を照射して該光触媒を活性化することによって空気を浄化する空気清浄器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載された空気清浄器は、蛇腹折りされた光触媒に光源からの光を照射して該光触媒を活性化させることによって、空気取入口から取り入れられた空気を浄化して空気吹出口から排出する機能を果たすものである（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
ここで、図１０に従来の空気清浄器において光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）１０７から光触媒１０６に向けて出射される光の照射エリアを示すが、光には光触媒１０６に照射されないで該光触媒１０６の活性化に寄与しない照射ロス（図１０に斜線にて示す部分）が発生し、光の利用効率が低いという問題があった。
【０００４】
ところで、図１１に示すように光触媒１０６はその表面積を拡大するために蛇腹折り（波折り）されているが、このように蛇腹折りされた光触媒１０６に光を照射すると影（図１１の斜線部分）が発生し、光が照射されない部分が生じるために光触媒１０６の浄化性能が低下するという問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献３には、光触媒（光触媒フィルタ）を円弧状に形成し、該光触媒の円弧の中心側に光源を配置したり、光触媒に成形される蛇腹折りを不等ピッチとしたり、光源と光触媒との間に光拡散用のプリズムや光を反射させる反射板を配設する構成が提案されている。
【０００６】
又、特許文献４には、通気抵抗を低く抑えるとともに、光触媒（脱臭フィルタ）の浄化性能を高めるために、光触媒を中空柱状形状とするとともに、該光触媒の開口部の何れか一方に光源を配置し、該光源の照射光を光触媒の中空内面の全面に集光するように照明方向変換用のプリズムを配置する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３６０６７９号公報
【特許文献２】特開２００４−３０５４３６号公報
【特許文献３】特開２００８−２７５２４１号公報
【特許文献４】特表２００８−２９２１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３において提案された構成によっても光触媒全体に光を照射することは不可能であり、部分的に影が不可避的に発生するために光触媒の浄化性能を最大限に高めることができない。
【０００９】
又、特許文献４において提案された構成は、中空柱状形状の光触媒を使用するためにその配置が限定されるという問題がある。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、光源からの光を光触媒に効率良く均一に照射して高い浄化性能を得ることができる空気清浄器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、蛇腹折りされた光触媒に光源からの光を照射して該光触媒を活性化させることによって、空気取入口から取り入れられた空気を浄化して空気吹出口から排出する空気清浄器において、前記光源からの光を配光制御するレンズを光源と前記光触媒との間に配置し、前記光触媒の蛇腹折りを前記光源と前記レンズとによって形成される焦点を中心として扇状に形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記光触媒を前記光源からの光の出射方向に対して斜めに配置したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、空気清浄器を車両に搭載されるものとしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、光触媒の蛇腹折りを光源を中心として扇状に形成し、レンズによって配光制御された光を光触媒に照射するようにしたため、影の発生を防いで光の全てを光触媒にムラ無く均一に照射してこれを活性化させることができ、光触媒反応による空気の浄化作用を高めることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、光触媒を光源からの光の出射方向に対して斜めに配置したため、該光触媒に光が斜めに均一に照射される。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、車両内のように限られたスペースにも空気清浄器を配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る空気清浄器の側断面図である。
【図２】本発明に係る空気清浄器の光触媒と光源及びレンズの配置関係を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明に係る空気清浄器の光触媒への光の照射エリアを示す平面図である。
【図６】本発明に係る空気清浄器の光触媒に照射される光のシミュレーションを示す平面図である。
【図７】本発明に係る空気清浄器の光触媒に照射される光のシミュレーションを示す側面図である。
【図８】本発明の別形態に係る空気清浄器の側断面図である。
【図９】本発明の別形態に係る空気清浄器の側断面図である。
【図１０】従来の空気清浄器の光触媒への光の照射エリアを示す平面図である。
【図１１】従来の空気清浄器における光触媒への光の照射状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る空気清浄器の側断面図であり、図示の空気清浄器１は扁平な薄型のハウジング２を備えており、このハウジング２の一端（図１の左端）には空気取入口３が開口し、他端（図１の右端）には空気吹出口４が開口している。そして、ハウジング２内の空気取入口３の近傍にはファン５が配置され、同ハウジング２内の長手方向中間底部には光触媒６が配置されている。即ち、ハウジング２の底部には長手方向（図１の左右方向）に長い凹部２ａが形成されており、この凹部２ａ内に前記光触媒が収容されている。
【００２０】
又、ハウジング２の空気吹出口４の近傍上部には凸状空間を形成する光源収容部２ｂが形成されており、この光源収容部２ｂの斜面状の頂面には、光源である１つのＬＥＤ（発光ダイオード）７がその光出射方向が前記光触媒６に対して斜めになるよう固定されている。換言すれば、光触媒６がＬＥＤ７からの光の出射方向に対して斜めに配置されている。そして、光源収容部２ｂのハウジング２内に開口する開口部には、ＬＥＤ７から出射される光の配光を制御するレンズ８が設けられている。つまり、レンズ８は、ＬＥＤ７と光触媒６との間に配置されている。
【００２１】
ここで、光触媒６の構成の詳細を図２〜図４に基づいて以下に説明する。
【００２２】
図２は光触媒とＬＥＤ及びレンズの配置関係を示す平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図であり、光触媒６は図３及び図４に示すように蛇腹折り（波折り）された平面視矩形の部材であって、このように光触媒６を蛇腹折りすることによってその表面積が拡大されている。
【００２３】
而して、本実施の形態で用いられる光触媒６は、金属チタンにゾルゲル法やスパッタ、スプレー等の塗布方法によって酸化チタンを塗布したものであり、図２に示すように光触媒６の蛇腹折りはＬＥＤ７とレンズ８によって形成された焦点Ｆ（以下、擬似焦点Ｆ）を中心として扇状（放射状）に形成されている。擬似焦点Ｆは、ＬＥＤ７から出射してレンズ８を通過して照射される光の交点であり、この擬似焦点Ｆの位置は、ＬＥＤ７とレンズ８との距離やレンズ８の形状によって、ＬＥＤ７の近傍やＬＥＤ７の出射光が出射するレンズ８の出射面側となる。図２では、ＬＥＤ７の焦点近傍に擬似焦点が画位置している。ここで、光触媒６に照射される光（紫外線）のシミュレーションを図５〜図７に示す。
【００２４】
即ち、図５は光触媒への光の照射エリアを示す平面図、図６は光触媒に照射される光のシミュレーションを示す平面図、図７は同側面図であり、ＬＥＤ７から出射される光は、図５に示すようにレンズ８によって配光が制御され、光触媒６を含む矩形の照射エリアに照射されるため、照射ロスが殆ど無く、光の大部分が光触媒６に照射されて該光触媒６が活性化される。又、本実施の形態では、図６に示すように光触媒６の平面の形状をＬＥＤ７の照射領域と同じ四角形状としている。
【００２５】
又、前述のように光触媒６の蛇腹折りはＬＥＤ７とレンズ８によって形成された擬似焦点Ｆを中心として扇状に形成されているため、レンズ８によって配光制御された光は、図６及び図７に示すように光触媒６の蛇腹折りに沿って進む。このため、光触媒６に光の影が発生することがなく、光は光触媒６の表面をムラ無く均一に照射され、このように光触媒６に光が均一に照射されることによって該光触媒６が効率良く活性化される。そして、本実施の形態では、光触媒６をＬＥＤ７からの光の出射方向に対して斜めに配置したため、光触媒６をＬＥＤ７からの光の出射方向に対して平行方向や直角方向に配置した場合に比べて、光触媒６とＬＥＤ７との距離を短くすることが可能となり、空気清浄器１内の省スペース化を図ることができる。又、ＬＥＤ７から出射してレンズ８によって配光制御された光が光触媒６に均一に照射され、該光触媒６による光触媒反応が効率良くなされる。
【００２６】
而して、以上のように構成された図１に示す空気清浄器１において、ハウジング２内のファン５が回転駆動されると、空気がハウジング２の空気取入口３からハウジング２内に取り込まれる。又、同時にＬＥＤ７が起動され、該ＬＥＤ７から出射する光は、レンズ８によって配光制御された後、前述のように光触媒６に向けて照射される。すると、光触媒６が光によって活性化され、脱臭等の所望の浄化機能を果たす。
【００２７】
そして、ファン５によってハウジング２内に取り込まれた空気は、ハウジング２内を空気吹出口４に向かって流れ、その過程で光触媒６の光触媒反応によって脱臭等されて浄化され、この浄化された空気は、ハウジング２の空気吹出口４からハウジング２外へと排出される。このような作用が繰り返されることによって当該空気清浄器１によって空気が浄化される。
【００２８】
以上のように、本実施の形態に係る空気清浄器１においては、光触媒６の蛇腹折りをＬＥＤ７とレンズ８によって形成された擬似焦点Ｆを中心として扇状に形成し、この光触媒６にレンズ８によって配光制御された光を照射するようにしたため、光触媒６に影が発生することがなく、又、光源に複数のＬＥＤを用いず、１つのＬＥＤであっても、光の全てが光触媒６にムラ無く均一に照射される。この結果、光触媒６が光によって効率良く活性化され、光触媒反応による空気の浄化作用が高められる。特に、本実施の形態では、ＬＥＤ７からの光をレンズ８によって配光制御し、その光の全てをロス無く光触媒６への照射に供するようにしたため、光の利用効率が高められて光触媒６の活性化を一層効果的に促進させることができる。又、光触媒６をＬＥＤ７からの光の出射方向に対して斜めに配置したため、光触媒６をＬＥＤ７からの光の出射方向に対して平行方向や直角方向に配置した場合に比べて、光触媒６とＬＥＤ７との距離を短くすることが可能となり、空気清浄器１内の省スペース化を図ることができる。又、光触媒６に光が斜めに均一に照射され、この光触媒６による光触媒反応が効率良くなされる。
【００２９】
次に、本発明に係る空気清浄器の別形態を図８及び図９にそれぞれ示す。尚、図８及び図９においては、図１において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【００３０】
図８に示す空気清浄器１’は、高効率化を目的として光触媒６を空気の流れを横切るようにファン５の上流に斜めに配置し、ハウジング２の底部に形成された光源収容部２ｂに設けられたＬＥＤ７から出射する光をレンズ８によって配光制御し、この配光制御された光を光触媒６に対して斜め下方から照射することによって、光触媒６を活性化する構成を採用している。
【００３１】
又、図９に示す空気清浄器１”は、高風量化を目的としてハウジング２の中央上部に空気取入口３を形成し、ハウジング２の底部中央に光触媒６を配置し、その両側２箇所に空気吹出口４を形成している。そして、ハウジング２の上部に形成された空気取入口３に連なる垂直なダクト９内にファン５を設置し、ハウジング２の上端隅部に形成されて光源収容部２ｂに設けられたＬＥＤ７から出射する光をレンズ８によって配光制御し、この配光制御された光を光触媒６に対して斜め上方から照射することによって、該光触媒６を活性化する構成を採用している。この場合、ファン５によってハウジング２の空気取入口３からハウジング２内に取り込まれた空気は、２方向に分岐してハウジング２の底部２箇所に形成された空気吹出口４に向かって流れるが、その過程で光触媒６による光触媒反応によって脱臭等されて浄化され、ハウジング２の２つの空気吹出口４からハウジング２外へと下向きに排出される。
【００３２】
而して、図８に示す空気清浄器１’及び図９に示す空気清浄器１”においても、図１に示す空気清浄器１と同様に、空気清浄器１内の省スペース化が図られるため、空気清浄器１の小型化が可能となり、例えば車両内のような限られたスペースに空気清浄器１を設置することができるとともに、ＬＥＤ７からの光を光触媒６に効率良く均一に照射して高い浄化性能を得ることができる。
【００３３】
又、図８に示す空気清浄器１’及び図９に示す空気清浄機１”においても、図１に示す空気清浄器１と同様に、光触媒６の平面の形状をＬＥＤ７の照射領域と同じ四角形状としてことによって、空気清浄器１’，１”を車両内のオーディオ機器やカーナビモータ、エアコンパネル等の形状に合わせて設置し易くなる。
【００３４】
更に、図９に示す空気清浄器１”を車両用空気清浄器として用いた場合は、自動車のように乗車時にしか空気清浄器を駆動できないような場合においても、高風量化を実現することができ、短時間で高い空気清浄性能を得ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１，１’，１”  空気清浄器
２              ハウジング
２ａ            ハウジングの凹部
２ｂ            ハウジングの光源収容部
３              ハウジングの空気取入口
４              ハウジングの空気吹出口
５              ファン
６              光触媒
７              ＬＥＤ（光源）
８              レンズ
９              ダクト
Ｆ              擬似焦点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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