(57)【要約】  空調ケースの内部に流入する空気を浄化するとともに、蒸発器を殺菌及び脱臭し、光触媒モジュールの設置位置を最適化し、光触媒モジュールの脱着が容易であり、メンテナンスにおける利点がある光触媒モジュールを備えた車両用空調装置を提供する。  光触媒モジュールを備えた車両用空調装置は、入口側に空気流入口が形成され、出口側に空気吐出口が形成され、内部に空気通路が形成される空調ケースと、空調ケースの空気通路上に設けられる蒸発器と、空調ケースの内部に空気を送風する送風装置と、を備え、空調ケースの一側に光触媒モジュールが設けられ、光触媒モジュールは、照射される光により光触媒反応を引き起こし、ラジカルを発生させ、発生したラジカルを空調ケースの内部の空気流路に供給するように配置される触媒部、及び触媒部側に紫外線（ＵＶ）光を照射する少なくとも一つの光源部を有することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口側に空気流入口（１４３）が形成され、出口側に空気吐出口（１４４）が形成され、内部に空気通路が形成される空調ケース（１４０）と、前記空調ケース（１４０）の空気通路上に設けられる蒸発器（１４１）と、前記空調ケース（１４０）の内部に空気を送風する送風装置（１１０）と、を備える車両用空調装置において、
前記空調ケース（１４０）の一側に光触媒モジュール（２００）が設けられ、
前記光触媒モジュール（２００）は、照射される光により光触媒反応を引き起こし、ラジカル（２０１）を発生させる触媒部（２１０）、及び前記触媒部（２１０）側に紫外線（ＵＶ）光を照射する少なくとも一つの光源部（２２０）を有することを特徴とする光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項２】
前記光触媒モジュール（２００）は、その内部に前記光源部（２２０）と触媒部（２１０）を内蔵するように取り囲むモジュールケース（２６０）を有し、前記モジュールケース（２６０）は、前記触媒部（２１０）が前記空気流路と接触するように前記空調ケース（１４０）の内側に連通して設けられることを特徴とする請求項１に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項３】
前記光触媒モジュール（２００）は、空気流動方向へ、前記蒸発器（１４１）の上流側の前記空調ケース（１４０）の壁面に設けられることを特徴とする請求項１に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項４】
前記空調ケース（１４０）は、前記蒸発器（１４１）の上流側において空気の流動方向が転換される流路転換部を有し、前記光触媒モジュール（２００）は、前記流路転換部に設けられることを特徴とする請求項３に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項５】
前記光触媒モジュール（２００）は、前記空調ケース（１４０）の流路転換部のうち、空気流動経路が相対的に短く、前記蒸発器（１４１）にさらに隣接した屈曲部の内側壁面に配置されることを特徴とする請求項４に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項６】
前記光触媒モジュール（２００）は、前記空調ケース（１４０）の流路転換部のうち、前記空調ケース（１４０）の高さ方向へ下部領域に配置されることを特徴とする請求項４に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項７】
前記モジュールケース（２６０）は、前記空調ケース（１４０）に脱着可能に結合されることを特徴とする請求項２に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項８】
前記触媒部（２１０）は、ハニカム構造体（２１３）に触媒を担持して構成されることを特徴とする請求項１に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項９】
前記光触媒モジュール（２００）は、前記空調ケース（１４０）の内部の空気流動方向に並んで配置される平面部を有することを特徴とする請求項１に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項１０】
前記光触媒モジュール（２００）は、前記空調ケース（１４０）の内部の空気流動方向に対して傾斜して配置される平面部を有することを特徴とする請求項１に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項１１】
前記モジュールケース（２６０）の内部には、多数個の前記光源部（２２０）が前記触媒部（２１０）に並んで配置されることを特徴とする請求項２に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項１２】
前記光触媒モジュール（２００）は、空気流動方向へ、前記送風装置（１１０）の内・外気流入口（１２１、１２２）に対して反対側方向に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項１３】
前記光触媒モジュール（２００）は、前記送風装置（１１０）のカットオフ（１１５）よりも空気流動方向へ下流側に配置されることを特徴とする請求項１２に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項１４】
前記光触媒モジュール（２００）は、モジュールケース（２６０）に前記光源部（２２０）と触媒部（２１０）が順次配列された構造からなり、前記モジュールケース（２６０）が、前記空調ケース（１４０）に前記光源部（２２０）と触媒部（２１０）の配列方向に並んで締め付けられ、
前記モジュールケース（２６０）の締付方向は、前記送風装置（１１０）の送風ファン（１３５）の軸方向に並んで構成されることを特徴とする請求項１３に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項１５】
前記光触媒モジュール（２００）は、モジュールケース（２６０）に前記光源部（２２０）と触媒部（２１０）が順次配列された構造からなり、前記モジュールケース（２６０）が、前記空調ケース（１４０）に前記光源部（２２０）と触媒部（２１０）の配列方向に並んで締め付けられ、
前記モジュールケース（２６０）は、前記送風装置（１１０）の送風ファン（１３５）の半径方向へ延長線上に構成されることを特徴とする請求項１３に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項１６】
前記光触媒モジュール（２００）は、前記送風装置（１１０）側に供給される電源を制御するレジスタ（１１９）に対して空気流動方向へ反対側方向に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項１７】
前記空調ケース（１４０）内に、前記蒸発器（１４１）、ヒーターコア（１４２）、及び送風装置（１１０）が一体からなるセンターマウンティングタイプからなることを特徴とする請求項１２に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項１８】
前記空調ケース（１４０）内に送風装置（１１０）及び前記蒸発器（１４１）が一体に形成されるとともに、車両の後席側に設けられる車両用のリア空調装置からなり、
前記光触媒モジュール（２００）は、空気流動方向へ前記送風装置（１１０）のカットオフ（１１５）を通過した流路上において、送風ファン（１３５）と前記蒸発器（１４１）のうち、前記蒸発器（１４１）に隣接して配置されることを特徴とする請求項１に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項１９】
前記光触媒モジュール（２００）は、前記蒸発器（１４１）の上下の長手方向へ下部側に配置されることを特徴とする請求項１８に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項２０】
前記空調ケース（１４０）には、前記送風装置（１１０）から流入する空気が、前記蒸発器（１４１）に向かう流路を上下方向に拡張させるように、下部に向かって延長する段差壁（１４０１）が形成され、
前記光触媒モジュール（２００）は、上下方向へ前記段差壁（１４０１）に位置することを特徴とする請求項１９に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項２１】
前記空調ケース（１４０）には、前記送風装置（１１０）から流入する空気が、前記蒸発器（１４１）に向かう流路を上下方向に拡張させるように、下部に向かって延長する段差壁（１４０１）が形成され、
前記光触媒モジュール（２００）は、上下方向へ前記段差壁（１４０１）よりも上部に位置することを特徴とする請求項１９に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項２２】
前記蒸発器（１４１）は、前記光触媒モジュール（２００）に対して傾斜して配列されて設けられることを特徴とする請求項１９に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【請求項２３】
前記光触媒モジュール（２００）の横軸と前記蒸発器（１４１）の縦軸との間の傾きβが９０゜以上に形成されることを特徴とする請求項２２に記載の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒モジュールを備えた車両用空調装置に係り、さらに詳しくは、空調ケースの内部に流入する空気を浄化し、蒸発器を殺菌及び脱臭する光触媒モジュールを備えた車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両用空調装置は、外部の空気を室内に導入し、または室内の空気を循環させ、加熱または冷却させることにより、車両の室内を暖房または冷房する装置である。すなわち、車両用空調装置は、送風機により車両の室内に空気が流入され、流入した空気は、冷媒が流れる蒸発器（Ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）を通過した後、テンパドアの開閉により、ヒーターコア（Ｈｅａｔｅｒ  Ｃｏｒｅ）を選択的に通過し、ドアにより車両室内の各部分へ選択的に送風されるように構成される。
このような空調装置は、送風機ユニット、蒸発器ユニット、及びヒーターコアユニットの独立的な構造に応じて、３つのユニットが独立的に設けられるスリーピースタイプと、蒸発器ユニット及びヒーターコアユニットが空調ケースに内蔵され、送風機ユニットが別途のユニットとして設けられるセミセンタータイプと、３つのユニットが全て空調ケースに内蔵されるセンターマウンティングタイプとに分けられる。
先出願された特許文献１には、自動車用脱臭器付き冷房装置が開示されている。図１は、従来の自動車用脱臭器付き冷房装置を示す断面図である。
【０００３】
図１に示したとおり、従来の自動車用脱臭器付き冷房装置は、ケース２０に外気吸入口２１と内気吸入口２２とが設けられ、外気吸入口２１と内気吸入口２２とを選択的に開閉するインテークドア２３が回動自在に設けられる。インテークドア２３の回動軸にはアクチュエータ３０が連結され、制御手段３１により制御される。
インテークドア２３の下流側には、内・外気吸入口２１、２２から導入した空気を下流側に送風するための送風機２５が設けられ、送風機２５は、ファン３２と、当該ファン３２を回転させるモータ３３と、からなる。送風機２５の下流側には、蒸発器２６が内設され、これを通過する空気と熱交換を行うことにより空気を冷却させる。蒸発器２６の下流側の空気通路２８には、長波長光の照射により活性酸素を発生する光触媒フィルタ２７が設けられる。
光触媒フィルタ２７は、紫外線ランプ２９の照射により活性酸素を発生し、この活性酸素が異臭を放つ物質を極低濃度の被酸化性化合物まで酸化分解する。紫外線ランプ２９は、蒸発器２６と光触媒フィルタ２７との間に設けられる。光触媒フィルタ２７の下流側には、流動空気中に含まれるオゾンを除去するための金属触媒フィルタ３４が設けられる。未説明符号の３５は温度センサであり、３６は臭気レベルを測定するセンサであり、３７はファンスイッチであり、２４は空気吹出口である。
【０００４】
しかしながら、従来の自動車用脱臭器付き冷房装置は、光触媒の光源として用いられる紫外線ランプ２９が、内部に水銀を含有したものであり、水銀が人体に有害であり、多様な環境的要件により車両に適用できないという問題点があった。しかも、光触媒フィルタ２７は、蒸発器２６の下流側に設けられるため、蒸発器２６から発生する異臭を吸着して脱臭させることにより、ほこりの量が過多の時には、風量が低下し、頻繁にフィルタを交替しなければならないという問題点があった。
また、従来の自動車用脱臭器は、その設置位置により、流動空気の抵抗体として作用し、騒音が増大し、殺菌及び脱臭性能と空調性能が低下するという問題点があった。
また、従来の自動車用脱臭器は、蒸発器の殺菌及び脱臭効率が全般的に劣り、蒸発器部位のうちでも、細菌及び異臭が脆弱な部位に集中的に殺菌及び脱臭を行うことができないという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国実用新案登録第２５４９０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、空調ケースの内部に流入する空気を浄化するとともに、蒸発器を殺菌及び脱臭し、光触媒モジュールの設置位置を最適化し、光触媒モジュールの脱着が容易であり、メンテナンスにおける利点がある車両用空調装置を提供することにある。
本発明の他の目的とするところは、流動空気に対する光触媒モジュールの抵抗を最小化し、風量の損失を最小化し、騒音問題を解決することができる車両用空調装置を提供することにある。
本発明のまた他の目的とするところは、光触媒モジュールの設置位置と蒸発器との間の配列構造を最適化し、殺菌及び脱臭効果を極大化することができる光触媒モジュールを備えた車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するためになされた、本発明の光触媒モジュールを備えた車両用空調装置は、入口側に空気流入口が形成され、出口側に空気吐出口が形成され、内部に空気通路が形成される空調ケースと、空調ケースの空気通路上に設けられる蒸発器と、空調ケースの内部に空気を送風する送風装置と、を備え、空調ケースの一側に光触媒モジュールが設けられ、光触媒モジュールは、照射される光により光触媒反応を引き起こし、ラジカルを発生させ、発生したラジカルを空調ケースの内部の空気流路に供給するように配置される触媒部、及び触媒部側に紫外線（ＵＶ）光を照射する少なくとも一つの光源部を有することを特徴とする。
【０００８】
上記において、触媒部及び光源部は、空気流動方向へ、送風装置の内・外気流入口に対して反対側方向に配置されることができる。
上記において、空調ケース内に送風装置及び蒸発器が一体に形成されるとともに、車両の後席側に設けられる車両用のリア空調装置からなり、触媒部及び光源部は、空気流動方向へ、送風装置のカットオフを通過した流路上において、送風ファンと蒸発器のうち、蒸発器に隣接して配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、光触媒モジュールを備えた車両用空調装置は、光触媒モジュールの設置構造を最適化し、風量の低下が防止され、担体の種類の選択または光源部の適宜なオン／オフ制御を通じて、光触媒モジュールがほぼ半永久的に使用でき、空調ケースの内部に流入する空気を浄化するとともに、蒸発器を殺菌及び脱臭するだけでなく、光触媒モジュールの設置位置を最適化し、光触媒モジュールの脱着が容易になるため、メンテナンスにおける利点もある。
また、本発明による光触媒モジュールを備えた車両用空調装置は、光触媒モジュールの設置位置を最適化し、触媒部を通過する空気の風量を増大させることにより、殺菌及び脱臭性能を極大化し、流動空気の抵抗を最小化することにより、騒音問題を解決する効果がある。
また、本発明による光触媒モジュールを備えた車両用空調装置は、蒸発器の下端側に集中的にラジカルを発生させ、凝縮水を下部に集中させ、光触媒モジュールの性能を極大化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の自動車用脱臭器付き冷房装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例による車両用空調装置の概略的な構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例による車両用空調装置を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施例による車両用空調装置の光触媒モジュールを概略的に示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例による空調ケースの一部切断面を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例による蒸発器の前面を示す斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施例による光触媒モジュールの装着位置別の菌除去率を示す表である。
【図８】本発明の第１の実施例による車両用空調装置の光触媒モジュールを示す拡大断面図である。
【図９】本発明の第１の実施例による車両用空調装置の触媒部を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第１の実施例による触媒部の配置方向を示す図である。
【図１１】図１０の変形例による触媒部の配置方向を示す図である。
【図１２】図８の変形例による車両用空調装置の光触媒モジュールを示す拡大断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施例による送風装置のカットオフを示すためのスクロール部を上部から示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施例による光触媒モジュールを示す斜視図である。
【図１５】本発明の第２の実施例による光触媒モジュールを示す断面図である。
【図１６】本発明の第２の実施例によるセンターマウンティングタイプの空調装置への光触媒モジュールの配置状態を示す正面図である。
【図１７】本発明の第２の実施例によるセンターマウンティングタイプの空調装置への光触媒モジュールの配置状態を示す側面図である。
【図１８】図１６の変形例によるセンターマウンティングタイプの空調装置への光触媒モジュールの配置状態を示す正面図である。
【図１９】図１７の変形例によるリア空調装置への光触媒モジュールの配置状態を示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施例によるリア空調装置への光触媒モジュールの配置状態を示す斜視図である。
【図２１】本発明の第３の実施例によるリア空調装置への光触媒モジュールの配置状態を示す断面図である。
【図２２】図２１の変形例によるリア空調装置への光触媒モジュールの配置状態を示す断面図である。
【図２３】図２１の他の変形例によるリア空調装置への光触媒モジュールと蒸発器の配置状態を示す断面図である。
【図２４】図２３による光触媒モジュールと蒸発器との間の配置構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付した図面に基づき、光触媒モジュールを備えた車両用空調装置の技術的構成について詳述する。
図２は、本発明の第１の実施例による車両用空調装置の概略的な構成を示す断面図であり、図３は、本発明の第１の実施例による車両用空調装置を示す斜視図である。
図２及び図３に示したとおり、本発明の第１の実施例による車両用空調装置１００は、セミセンタータイプの空調装置であって、空調ケース１４０と、蒸発器１４１及びヒーターコア１４２と、送風装置１１０と、温度調節ドア１４５と、多数のモードドア１４６と、光触媒モジュール２００と、を備える。
空調ケース１４０は、入口側に空気流入口１４３が形成され、出口側に多数の空気吐出口１４４が形成され、内部に空気通路が形成される。蒸発器１４１及びヒーターコア１４２は、空調ケース１４０の内部の空気通路上に、順次に一定の間隔を置いて設けられる。蒸発器１４１は、空気通路を流動する空気と熱交換され、空気を冷却する機能を行い、ヒーターコア１４２は、空気通路を流動する空気と熱交換され、空気を加熱する機能を行う。
送風装置１１０は、空調ケース１４０の内部に空気を送風するものであって、内気流入口１２１と外気流入口１２２が一側に形成され、内気流入口１２１及び外気流入口１２２を選択して開閉するように、内・外気転換ドア１２３が設けられる。また、送風装置１１０は、内気または外気を、空調ケース１４０の空気流入口１４３側に強制送風するための送風ファン１３５を有する。
温度調節ドア１４５は、蒸発器１４１とヒーターコア１４２との間に設けられ、ヒーターコア１４２を通過する温風通路と、ヒーターコア１４２をバイパスする冷風通路との開度を調節することにより、空気の吐出温度を調節する。多数のモードドア１４６は、それぞれの空気吐出口１４４に設けられ、多様な空調モードにより、各空気吐出口１４４を選択的に開閉する。
【００１２】
図４は、本発明の第１の実施例による車両用空調装置の光触媒モジュールを概略的に示す図であり、図５は、本発明の第１の実施例による空調ケースの一部切断面を示す断面図であり、図６は、本発明の第１の実施例による蒸発器の前面を示す斜視図であり、図７は、本発明の第１の実施例による光触媒モジュールの装着位置別の菌除去率を示す表であり、図８は、本発明の第１の実施例による車両用空調装置の光触媒モジュールを示す拡大断面図であり、図９は、本発明の第１の実施例による車両用空調装置の触媒部を示す斜視図である。
図４乃至図９に示したとおり、光触媒モジュール２００は、空調ケース１４０の一側に設けられるものであって、触媒部２１０及び光源部２２０を有する。光触媒モジュール２００は、触媒部２１０と光源部２２０が一つにモジュール化して構成される。したがって、光触媒モジュール２００の脱着が容易であり、メンテナンスにおける利点がある。
触媒部２１０は、照射される光により光触媒反応を引き起こし、ラジカル２０１を発生させる。触媒部２１０は、発生したラジカル２０１を空調ケース１４０の内部の空気流路に供給するように配置される。触媒部２１０は、セラミック類等の担体からなり、空気抵抗の多くない物質からなり、触媒部２１０を通過する流動空気の風量が低下することを最小化する。
【００１３】
触媒部２１０は、後述する光源部２２０から照射される光により、光触媒反応を引き起こし、光触媒反応において発生したラジカル２０１の酸化作用により、空調ケース１４０の内部に流入する汚染物質と、蒸発器１４１内の菌類、各種の汚染物質及び悪臭を除去する。
光源部２２０は、一つまたは多数個からなり、触媒部２１０側に紫外線（ＵＶ）光を照射する作用をする。触媒部２１０を構成する光触媒担体は、光源部２２０により光を吸収すると、電子の詰まった価電子帯（Ｖａｌｅｎｃｅ  Ｂａｎｄ：ＶＢ）の電子は、この光エネルギーを吸収し、電子の空いた伝導帯（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｂａｎｄ：ＣＢ）に飛び越えるようになる。価電子帯の空いた電子の準位である正孔（Ｈｏｌｅ）は、表面に水分子を酸化させ、自身は本来の状態となり、酸化した水分子はＯＨラジカル（・ＯＨ）を形成する。また、伝導帯に励起された励起電子（Ｅｘｃｉｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ）という電子は、酸素と反応し、強い酸化力の過酸素ラジカル（・О２）を生成する。
このように、光触媒モジュール２００が、触媒部２１０及び光源部２２０で構成され、光触媒反応により、ラジカル２０１を発生させる構造は、悪臭が含まれた汚染空気を吸着して脱臭させる構造に比べて、別途にフィルタを交替しなくてもよく、担体の種類の選択または光源部の適宜なオン／オフ制御を通じて、光触媒モジュール２００がほぼ半永久的に使用できる。すなわち、本発明の第１の実施例による光触媒モジュール２００は、寿命に優れる。
光源部２２０は、３８０ｎｍ以下の波長を有するＵＶＡ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ‐Ａ）光またはＵＶＣ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ‐Ｃ）光を照射する発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成される。光源部２２０がＬＥＤで構成されることにより、既存の水銀ランプにおいて問題点であった水銀使用の問題を解決し、小さな電力で、効果的な光の照射が可能である。この場合、ＵＶＡは、比較的安価であるため、費用的な側面において有利であり、光触媒担体の光触媒反応を効果的に活性化させる。また、ＵＶＣは、比較的高価であるが、光触媒反応を活性化させる作用をするとともに、自体的に殺菌機能を行い、殺菌効率を向上させることができる。
【００１４】
光触媒モジュール２００は、空気の流路上に通過部２０９を形成するように、空調ケース１４０の一側壁に設けられる。すなわち、光触媒モジュール２００は、空調ケース１４０の内壁または空気通路の中央の一部分に装着され、空調ケース１４０の内部を流動する空気の風量低下を最小化することができる。通過部２０９は、空調ケース１４０の内部の空気流路中において、光触媒モジュール２００が占めていない空き空間であって、これを通過する空気の風量を円滑に確保するようにする。
すなわち、光触媒モジュール２００は、一側が開口され、他側が閉鎖され、内部に空間部を形成するモジュールケース２６０を有する。光源部２２０は、モジュールケース２６０の内部の空間部に結合され、モジュールケース２６０の開口部に触媒部２１０が結合される。触媒部２１０は、空調ケース１４０の内側に引き込まれて設けられる。このような構成を通じて、比較的簡単な構成により、光触媒モジュール２００を空調ケース１４０に容易に設置可能である。
モジュールケース２６０は、その内部に光源部２２０と触媒部２１０を内蔵するように取り囲むものであって、空調ケース１４０に脱着可能に結合される。モジュールケース２６０は、触媒部２１０が空気流路と接触が可能なように、空調ケース１４０の内側に連通して構成される。モジュールケース２６０は、ボルト２６５を介して空調ケース１４０に螺合され、またはその他の締付構造を介して空調ケース１４０に脱着可能に結合される。このように、モジュールケース２６０が、空調ケース１４０に脱着可能に結合される構成を通じて、組立時の装着性に優れ、メンテナンスが容易になる。
モジュールケース２６０は、開口部が形成された側が空調ケース１４０の外側に結合され、光源部２２０は、空調ケース１４０の外側に配置される。触媒部２１０は、空調ケース１４０の内側に配置される。したがって、光触媒モジュール２００が空調ケース１４０の内部に最小限に引き込まれ、空調ケース１４０の内部の空気流動路の抵抗が最小化し、触媒部２１０が空調ケース１４０の内部に露出して発生したラジカル２０１が、円滑に蒸発器１４１側に供給される。
【００１５】
図９に示したとおり、触媒部２１０は、ハニカム構造体２１３に触媒を担持して構成されることが好ましい。触媒部２１０は、メッシュ状のケース２１４を有してもよく、ケース２１４の内部にハニカム構造体２１３を有し、ハニカム構造体２１３に光触媒担体を担持して構成することができる。このような構成により、触媒部２１０を通過する流動空気の抵抗が最小化し、風量の低下を最小化することができる。
光触媒モジュール２００は、空気流動方向へ、蒸発器１４１の上流側の空調ケース１４０の壁面に配置される。光触媒モジュール２００は、蒸発器１４１の上流側である空調ケース１４０の内部の空気通路上に形成される。または、光触媒モジュール２００は、送風装置１１０と空調ケース１４０を連結する送風ダクトの上に設けられてもよく、送風装置１１０の内部に配置されることも可能である。
光触媒モジュール２００が蒸発器１４１の上流側に配置されることにより、光触媒モジュール２００から発生するラジカル２０１が、流動空気と一緒に、蒸発器１４１側に流動され、蒸発器１４１に存在する微細物、有害ガス等の臭気誘発物質１４１１を除去するようになる。
結局、本発明の第１の実施例による車両用空調装置１００は、蒸発器１４１の臭気誘発物質１４１１を蒸発器１４１の下流側において捕集する構造に比べて、蒸発器１４１の上流側においてラジカル２０１を蒸発器１４１に供給し、蒸発器１４１の臭気誘発物質１４１１を根本的に除去することにより、より効率的な悪臭除去が可能であり、フィルタの交替周期をさらに短くすることができる。
空調ケース１４０は、蒸発器１４１の上流側において空気の流動方向が転換される流路転換部を有する。流路転換部は、送風装置１１０から送風される空気が９０°方向転換される区間であって、流路転換部に光触媒モジュール２００が設けられる。さらに詳しくは、光触媒モジュール２００は、空調ケース１４０の流路転換部のうち、空気流動経路が相対的に短く、蒸発器１４１にさらに隣接した屈曲部の内側壁面に配置される。
【００１６】
図５は、流路転換部の前端において空調ケース１４０を切断した断面図であって、光触媒モジュール２００は、図５の１番位置、２番位置、３番位置、４番位置に配置されてもよい。このとき、空気流動経路が相対的に短く、蒸発器１４１にさらに隣接した屈曲部の内側壁面は、３番位置及び４番位置である。好ましくは、光触媒モジュール２００は、空調ケース１４０の流路転換部のうち、空調ケース１４０の高さ方向へ下部領域に配置される。高さ方向へ下部領域は、２番位置及び４番位置である。結局、光触媒モジュール２００は、流路転換部の屈曲部の内側壁面及び高さ方向へ下部領域、すなわち、４番位置に配置されることが最も好ましい。
図７によると、光触媒モジュール２００の装着位置を変化させ、それぞれ１、２、３、４番位置に配置したとき、各装着位置別に蒸発器の前面部の菌除去率を測定した。この場合、図６に示した蒸発器における菌測定位置を、前面１、前面２、前面３、前面４、前面５の５つの位置とした。実験の結果、図７に示したとおり、光触媒モジュール２００を４番位置に装着したとき、蒸発器の菌除去率が最も高いことが確認された。
【００１７】
図１０は、本発明の第１の実施例による触媒部の配置方向を示す図である。図１０に示したとおり、触媒部２１０は、空調ケース１４０の内部の空気流動方向に並んで配置される平面部を有する。すなわち、触媒部２１０は、所定の厚さを有する板状からなり、平面部を有し、平面部が空調ケース１４０内に空気流動方向に並んで配置される。このような構造は、触媒部２１０が、空調ケース１４０内において空気流動抵抗を最小化するようになる。
一方、図１１は、図１０の変形例による触媒部の配置方向を示す図である。図１１に示すとおり、触媒部２１０は、空調ケース１４０の内部の空気流動方向に対して傾斜して配置される平面部を有する。すなわち、触媒部２１０は、所定の厚さを有する板状からなり、平面部を有し、平面部が空気流動方向に対して傾斜して配置される。この場合、触媒部２１０の傾斜方向は、流動空気が触媒部２１０により蒸発器１４１側に案内されるように形成される。このように、触媒部２１０の傾斜方向を流路転換部の方向とし、ラジカル生成機能のみならず、流路転換部における蒸発器側への空気流動をガイドする機能を一緒に行うことができる。
図１２は、図８の変形例による車両用空調装置の光触媒モジュールを示す拡大断面図である。図１２に示したとおり、モジュールケース２６０の内部には、多数個の光源部２２０が触媒部２１０に並んで配置される。本実施例において、光源部２２０は、符号２２０ａと２２０ｂの１対からなるが、個数を３つ以上にすることも可能である。好ましくは、光源部２２０を図５の３番位置及び４番位置にそれぞれ設ける構造である。このような構造を通じて、多数個の光源部２２０から照射される光が、触媒部２１０の反応をさらに促進させ、より多くのラジカルを発生させることができる。
【００１８】
図１３は、本発明の第２の実施例による送風装置のカットオフを示すためのスクロール部を上部から示す図であり、図１４は、本発明の第２の実施例による光触媒モジュールを示す斜視図であり、図１５は、本発明の第２の実施例による光触媒モジュールを示す断面図である。
第２の実施例の構成は、上述した第１の実施例の構成と重複する構成については、同一の符号を用い、詳細な説明を省略する。
図２、図１３乃至図１５に示したとおり、本発明の第２の実施例による光触媒モジュールを備えた車両用空調装置１００は、空調ケース１４０と、蒸発器１４１及びヒーターコア１４２と、送風装置１１０と、温度調節ドア１４５及び多数のモードドア１４６と、光触媒モジュール２００と、を備える。
送風装置１１０は、内気流入口１２１と外気流入口１２２が形成され、内・外気転換ドア１２３が設けられたインレットダクトと、インレットダクトの下部に結合され、送風ファン１３５が設けられたスクロールケースと、で構成される。図１３は、インレットダクトをスクロールケースから分離し、スクロールケースを上部から見たものを示す図である。図１３に示すとおり、送風ファン１３５が回転可能に配置されるスクロール部１１１が設けられ、スクロール部１１１に連通するとともに、スクロール部１１１の出口方向に延長する出口部１１２が形成される。これにより、スクロール部１１１のスクロール開始部と出口部１１２との境界部にカットオフ１１５が形成される。
光触媒モジュール２００は、触媒部２１０と、光源部２２０と、モジュールケース２６０と、放熱部２３０と、を有する。光触媒モジュール２００は、触媒部２１０と光源部２２０がモジュールケース２６０内に設けられ、一つにモジュール化して構成される。したがって、空調ケース１４０に光触媒モジュール２００を設置しやすく、脱着が簡便であり、メンテナンスにおける利点がある。
【００１９】
放熱部２３０は、光源部２２０の一側に設けられ、光源部２２０から発生する熱を放出する機能を行う。放熱部２３０は、ＬＥＤ２２１で構成された光源部２２０の過熱を防ぎ、光触媒モジュール２００の性能が低下することを防止する。光触媒モジュール２００の温度が上昇する場合、光源部２２０の光量が低下し、これにより、過酸素ラジカルの生成量が減少する。したがって、放熱部２３０は、光触媒モジュール２００の温度が上昇することを抑制し、過酸素ラジカルの生成量を一定の水準に維持することが可能となる。
光源部２２０は、ＬＥＤ２２１と、ＬＥＤ２２１を固定するＬＥＤパネル２２２と、を有する。この場合、放熱部２３０は、多数の放熱ピン２３１を有する。放熱ピン２３１は、ＬＥＤ２２１が形成されたＬＥＤパネル２２２の反対面に接触結合される。放熱ピン２３１は、ＬＥＤパネル２２２に接触された状態で、反対側に多数個が突出形成され、外部空気との熱交換面積を増やすことにより、放熱効果を向上させる。また、放熱部２３０がＬＥＤパネル２２２に直接接触して、ＬＥＤ２２１から発生した熱をより効果的に放熱することができる。
モジュールケース２６０は、内部に光源部２２０と触媒部２１０を有するものであって、開口部２６１と、段部２６２と、傾斜部２６３と、触媒部収容溝２６４と、で構成されてもよい。開口部２６１は、モジュールケース２６０の一側に形成され、放熱部２３０が開口部２６１に挿入結合される。段部２６２は、開口部２６１において内側に段差をもって突設され、ＬＥＤパネル２２２を支持する。触媒部収容溝２６４は、モジュールケース２６０の他側に形成され、触媒部２１０を収容する。傾斜部２６３は、光源部２２０から照射された光を、触媒部２１０側に案内して集中させることにより、触媒反応量を増加させる。モジュールケース２６０は、空調ケース１４０の壁面に締め付けられるための締付孔２６６が形成されたブラケット２６７を有する。
【００２０】
図１６は、本発明の第２の実施例によるセンターマウンティングタイプの空調装置への光触媒モジュールの配置状態を示す正面図であり、図１７は、本発明の第２の実施例によるセンターマウンティングタイプの空調装置への光触媒モジュールの配置状態を示す側面図である。
以下の説明において、図１６の左右方向が「送風ファンの軸方向」及び「空調装置の幅方向」であり、上下方向が「送風ファンの半径方向」である。また、図１７の左側方向が「前方」であり、右側方向が「後方」である。また、図１６及び図１７において、二点鎖線で示された部分は、カットオフの水平方向の延長線である。
図１６及び図１７に示したとおり、光触媒モジュール２００は、空気流動方向へ、送風装置１１０の内・外気流入口１２１、１２２に対して反対側方向に配置される。すなわち、光触媒モジュール２００は、空調装置の幅方向へ、内・外気流入口１２１、１２２に対して互いに反対方向に位置する。図１６の矢印のように、内・外気流入口１２１、１２２から流入した空気は、水平方向、すなわち、送風ファン１３５の軸方向に並んだ方向に流動された後、送風ファン１３５の回転により、垂直方向、すなわち送風ファン１３５の半径方向に流動され、空調ケース１４０の内部に流動される。
この場合、光触媒モジュール２００が内・外気流入口１２１、１２２に対して反対方向に向かい合っており、内・外気流入口１２１、１２２から流入する空気が、光触媒モジュール２００を通過する風量が相対的に多くなる。これにより、触媒部２１０を通過する空気の流動量が多くなり、光触媒モジュール２００の殺菌及び脱臭性能を向上させることができる。
また、光触媒モジュール２００は、送風装置１１０のスクロール開始部と出口部との境界であるカットオフ１１５よりも、空気流動方向へ、下流側に配置される。すなわち、光触媒モジュール２００は、空調装置の上下方向へカットオフ１１５の延長線よりも下部に位置するものであって、空気がカットオフ１１５を通過した部位に位置する。これにより、カットオフ１１５にかかる抵抗を減らし、騒音問題を解決することができる。光触媒モジュール２００が、空気流動方向へ、カットオフ１１５の上流側に配置される場合、光触媒モジュール２００によりカットオフ１１５にかかる抵抗が増加し、騒音が大きくなる問題が発生するが、光触媒モジュール２００の配置を最適化して、騒音問題を解決することができる。
【００２１】
本発明の第２の実施例による車両用空調装置は、空調ケース１４０内に、蒸発器１４１、ヒーターコア１４２及び送風装置１１０が一体からなるセンターマウンティングタイプからなる。このようなセンターマウンティングタイプの空調装置は、カットオフ１１５の部位において抵抗が急に増加し、これにより、騒音が大きくなるという問題点があるが、光触媒モジュール２００の位置を、カットオフ１１５よりも空気流動方向へ下流側に配置し、騒音問題を解決することができる。
また、上述のように、光触媒モジュール２００は、触媒部２１０及び光源部２２０が単一のモジュールケース２６０に設けられるが、光源部２２０と触媒部２１０が順次配列された構造からなる。この場合、モジュールケース２６０は、空調ケース１４０に光源部２２０と触媒部２１０の配列方向に並んで締め付けられる。モジュールケース２６０に設けられたブラケット２６７の締付孔２６６にボルト等を螺合し、光触媒モジュール２００が空調ケース１４０に締め付けられてもよい。
図１６に示したとおり、モジュールケース２６０の締付方向は、送風装置１１０の送風ファン１３５の軸方向に並んで構成される。内・外気流入口１２１、１２２から流入した空気は、送風ファン１３５の回転により半径方向に流動しながら、カットオフ１１５を経て光触媒モジュール２００の触媒部２１０を通過するが、触媒部２１０の締付方向は、送風ファン１３５の軸方向に並んだ方向となり、触媒部２１０を通過する空気の風量を相対的に多くすることができる。
【００２２】
一方、図１８は、図１６の変形例によるセンターマウンティングタイプの空調装置への光触媒モジュールの配置状態を示す正面図である。図１８に示したとおり、モジュールケース２６０は、送風装置１１０の送風ファン１３５の半径方向へ延長線上に構成されることも可能である。内・外気流入口１２１、１２２から流入した空気は、送風ファン１３５の回転により半径方向に流動しながら、カットオフ１１５を経て光触媒モジュール２００の触媒部２１０を通過するが、触媒部２１０は、送風ファン１３５の半径方向へ延長線上に配置され、触媒部２１０を通過する空気の抵抗を相対的に少なくすることができる。
また、光触媒モジュール２００は、レジスタ１１９に対して空気流動方向へ反対側方向に配置される。すなわち、光触媒モジュール２００は、空調装置の幅方向へ、レジスタ１１９に対して互いに反対方向に位置する。レジスタ１１９は、送風装置１１０側に供給される電源を制御するために設けられるものであって、ブロワーモータの回転速度を制御する機能等を行い、送風装置１１０のスクロールケースの吐出口側の内部に設けられる。光触媒モジュール２００とレジスタ１１９が、同じ側に位置する場合、片側にかかる抵抗が大きくなり、騒音が増大され、性能が低下する問題が発生するが、光触媒モジュール２００の配置を最適化し、騒音問題及び性能低下問題を解決することができる。
一方、図１９は、図１７の変形例によるリア空調装置への光触媒モジュールの配置状態を示す図である。図１９に示したとおり、上述した実施例の光触媒モジュール２００の配置は、リア空調装置にも同様に適用することができる。すなわち、光触媒モジュールが、内・外気流入口の反対側に配置された構造、カットオフを通過した部位に配置された構造、及びレジスタの反対方向に配置された構造等は、センターマウンティングタイプ、セミセンタータイプに全て適用可能であり、リア空調装置にも同様に適用することができる。
【００２３】
図２０は、本発明の第３の実施例によるリア空調装置への光触媒モジュールの配置状態を示す斜視図であり、図２１は、本発明の第３の実施例によるリア空調装置への光触媒モジュールの配置状態を示す断面図である。
第３の実施例の構成は、上述した第１の実施例または第２の実施例の構成と重複する構成については、同一の符号を用い、詳細な説明を省略する。
以下の説明において、図２１の左側から右側に向かう方向が「空気流動方向」である。
図２０及び図２１に示したとおり、本発明の第３の実施例による光触媒モジュール２００は、空気流動方向へ、送風装置１１０のカットオフ１１５を通過した流路上において、送風ファン１３５と蒸発器１４１のうち、蒸発器１４１に隣接して配置される。すなわち、光触媒モジュール２００は、送風ファン１３５と蒸発器１４１との間に位置し、カットオフ１１５を通過した流路上において蒸発器１４１側に最大限隣接して配置される。
これにより、光触媒モジュール２００が、送風ファン１３５と蒸発器１４１との間において、空気の流れが円滑な部位に位置され、触媒部２１０を通過する風量が十分に確保できることにより、殺菌及び脱臭性能を向上させることができ、これと同時に、カットオフ１１５にかかる抵抗を減らし、騒音問題を解決することができる。また、光触媒モジュール２００が蒸発器１４１に隣接して配置された構成を通じて、蒸発器１４１の殺菌及び脱臭効果を極大化することができる。
【００２４】
本発明の第３の実施例によるリア空調装置は、空調ケース１４０内に送風装置１１０及び蒸発器１４１が一体に形成され、車両の後席側に設置される。リア空調装置において、送風ファン１３５と蒸発器１４１との間は、空気の流れが円滑に形成されることにより、送風ファン１３５と蒸発器１４１との間に光触媒モジュール２００を位置させ、光触媒モジュール２００の触媒反応を増大させることができる。
より好ましくは、光触媒モジュール２００は、空調ケース１４０の上下方向に配置された蒸発器１４１の長手方向下部に配置される。すなわち、光触媒モジュール２００は、蒸発器１４１が空調ケース１４０の内部に設けられた状態で、上下の長手方向の中間部位を基準として下部側に配置される。これにより、凝縮水が相対的に多く生じる蒸発器１４１の下端側に光触媒モジュール２００が位置し、ラジカルを蒸発器１４１の下端側に吐き出すことにより、微生物の繁殖が容易な蒸発器１４１の下端側を集中的に脱臭及び殺菌し、触媒性能を最大化することができる。
【００２５】
このように光触媒モジュール２００の位置を限定した構成は、蒸発器１４１の凝縮水が荷重により下部方向に偏重する原因から問題点を見出して創出されたものであって、単純な設計変更事項ではなく、光触媒モジュール２００の位置範囲の臨界点により、蒸発器における微細物の繁殖が集中する箇所の殺菌ができるか否かに対する異質的な効果を発揮している。
また、空調ケース１４０には、送風装置１１０から流入する空気が、蒸発器１４１に向かう流路を上下方向に拡張させるように、下部に向かって延長する段差壁１４０１が形成される。この場合、光触媒モジュール２００は、上下方向へ段差壁１４０１に位置する。結局、光触媒モジュール２００は、蒸発器１４１の上下の長手方向へ下部側に配置されるとともに、上下の高さが段差壁１４０１に収容されるように段差壁１４０１に位置することにより、光触媒モジュール２００が空気流動に殆ど影響せず、抵抗を最小化することができる。
【００２６】
一方、図２２は、図２１の変形例によるリア空調装置への光触媒モジュールの配置状態を示す断面図であって、図２２に示したとおり、光触媒モジュール２００は、上下方向へ段差壁１４０１よりも上部に位置することも可能である。すなわち、光触媒モジュール２００は、蒸発器１４１の上下の長手方向へ下部側に配置されるとともに、段差壁１４０１の最上端よりも上部に配置される。結局、光触媒モジュール２００は、上下の長手方向へ、段差壁１４０１と蒸発器１４１との中間に位置するようになる。これにより、光触媒モジュール２００が、送風装置１１０から蒸発器１４１に向かって送風される空気流路の中央部側に位置するようになり、光触媒モジュール２００を通る風量が最大化することにより、ラジカル発生量を極大化することができる。
【００２７】
また、図２３は、図２１の他の変形例によるリア空調装置への光触媒モジュールと蒸発器の配置状態を示す断面図である。図２３に示したとおり、蒸発器１４１は、光触媒モジュール２００に対して傾斜して配列されて設けられる。すなわち、蒸発器１４１と光触媒モジュール２００は、一定の角度αだけ傾斜して配列される。この場合、光触媒モジュール２００は、上述のように、蒸発器１４１の上下の長手方向へ下部側に配置される。蒸発器１４１が傾斜して配列された構成を通じて、凝縮水が蒸発器１４１の下部へさらに円滑に排水され、蒸発器１４１の下部に位置した光触媒モジュール２００が、蒸発器１４１の下部に向かって集中的にラジカルを吐き出すことにより、蒸発器１４１の全体的な殺菌及び脱臭効果をさらに向上させることができる。
【００２８】
より詳しくは、図２４に示すとおり、光触媒モジュール２００の横軸と蒸発器１４１の縦軸との間の傾きβが９０゜以上に形成される。すなわち、光触媒モジュール２００に対して蒸発器１４１の装着角度を傾けることにより、凝縮水排水性の容易さと、蒸発器１４１の前後のラジカル吐き出しにより、相互シナジー効果を最大化することができる。
【００２９】
以上、本発明による光触媒モジュールを備えた車両用空調装置は、図示した実施例を基に説明したが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者であれば、誰でも、これから様々な変形及び均等な他の実施例が可能であることは自明である。したがって、本願特許の保護範囲は、添付した特許請求の範囲の技術的思想により定められなければならない。
【符号の説明】
【００３０】
２０：ケース
２１：外気吸入口
２２：内気吸入口
２３：インテークドア
２４：空気吹出口
２５：送風機
２６：蒸発器
２７：光触媒フィルタ
２８：空気通路
２９：紫外線ランプ
３０：アクチュエータ
３１：制御手段
３２：ファン
３３：モータ
３４：金属触媒フィルタ
３５：温度センサ
３６：臭気レベルを測定するセンサ
３７：ファンスイッチ
１００：車両用空調装置
１１０：送風装置
１１１：スクロール部
１１２：出口部
１１５：カットオフ
１１９：レジスタ
１２１：内気流入口
１２２：外気流入口
１２３：内・外気転換ドア
１３５：送風ファン
１４０：空調ケース
１４１：蒸発器  
１４２：ヒーターコア
１４３：空気流入口
１４４：空気吐出口
１４５：温度調節ドア
１４６：モードドア
２００：光触媒モジュール
２０１：ラジカル
２０９：通過部
２１０：触媒部
２１３：ハニカム構造体
２１４：ケース
２２０：光源部
２２１：ＬＥＤ
２２２：ＬＥＤパネル  
２３０：放熱部
２３１：放熱ピン
２６０：モジュールケース
２６１：開口部
２６２：段部
２６３：傾斜部
２６４：触媒部収容溝
２６５：ボルト
２６６：締付孔
２６７：ブラケット
１４０１：段差壁
１４１１：臭気誘発物質
【図１】
2017503708.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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2017503708.tif 000028
2017503708.tif 000029
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