(57)【要約】【課題】フィルタの通気抵抗を増大することなく、車室内にイオンを供給することにより浮遊微粒子を効率的に除去するイオン発生器付き車両用空調装置を提供する。【解決手段】イオン発生器付き車両用空調装置は、イオンを発生するイオン発生器(40)を備える。イオン発生器付き車両用空調装置は、イオン発生器(40)によって発生したイオンを車室(6)内に供給し、車室(6)内におけるイオンの平均濃度を５０００個／ｃｃ以上にする【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンを発生するイオン発生器を備え、前記イオン発生器によって発生したイオンを車室内に供給し、前記車室内におけるイオンの平均濃度を５０００個／ｃｃ以上にすることを特徴とするイオン発生器付き車両用空調装置。
【請求項２】
前記イオン発生器は、車両用空調装置のＨＶＡＣユニットのハウジング内に配置され、当該ハウジングの空気送出口近傍に位置していることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生器付き車両用空調装置。
【請求項３】
車両用空調装置のＨＶＡＣユニットのハウジング内に配置され、当該ハウジングの空気取入口近傍に配置されたフィルタを更に備え、
前記フィルタは不織布からなり、
前記不織布は、１０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下の範囲の面密度を有し、ポリプロピレン及びポリエチレンテレフタレートのうち一方を含み、且つ、
前記フィルタはひだ折りの形状を有し、
前記ひだ折りの折り幅ｈに対するピッチｐの比率ｐ/ｈは、０．１以上０．５以下の範囲にある
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のイオン発生器付き車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン発生器付き車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置は、車室前部のインストルメントパネル内に配置されたＨＶＡＣユニットを備え、ＨＶＡＣユニットのハウジングの内部には、車室に調和空気を吹出させるための風路の一部が規定されている。
より詳しくは、ＨＶＡＣユニットのハウジング内にはブロワ及び蒸発器が収容されている。ブロワは、ＨＶＡＣユニットの空気取入口から空気送出口に向かう空気流を生成し、蒸発器は、自身を通過する空気流を冷却可能である。また、ＨＶＡＣユニットハウジング内のブロワの上流には、不織布等からなるフィルタが配置され、フィルタは空気流中の塵や埃を除去する。
【０００３】
各空気送出口からは、エアダクトが延び、これらエアダクトは車室に開口した吹出口として、例えば、フロントガラスに向けて開口したデフロスト用吹出口、乗員の上半身に向けて開口したフェース用吹出口、及び、乗員の足元に向けて開口したフット用吹出口を有する。
一方、車両の乗員のリラクゼーションや、車室内空気の除菌・消臭を目的として、車室内にイオンを含んだ空気を送風するイオン発生器付き車両用空調装置が開示されている（特許文献１参照）。より詳しくは、特許文献１のイオン発生装置付き車両用空調装置では、ＨＶＡＣユニットとサイドベント吹出口（フェース用吹出口）との間を繋ぐエアダクトの中間部に、イオン発生装置が取り付けられる。イオン発生装置で発生したイオンは、サイドベント吹出口から吹き出し、運転者に供給される。
【特許文献１】特開２００４−１８２１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、車室内の空気の清浄度に対する乗員の関心が高まっており、車両用空調装置には、粉塵やダスト等の粗大粒子のみならず、浮遊微粒子までをも除去することが求められている。具体的には、浮遊微粒子とは、たばこの煙やディーゼル車の排気ガス中に含まれる煤、花粉の表面から剥離した花粉ユービッシュ体等である。
車両用空調装置に用いられる従来の不織布からなるフィルタによって、車室内の浮遊微粒子を捕集する場合、不織布の繊維径の極細径化や面密度の増大が必要になる。しかしながら、不織布の繊維径の極細径化や面密度の増大は、フィルタの通気抵抗の増大を招く。
【０００５】
ここで車両用空調装置のＨＶＡＣユニットには、軽量化や小型化が強く要求されており、フィルタの通気抵抗が増大すると、空調に必要な風量を確保するのが困難になる。更に、使用に伴い不織布が目詰まりすることによって、フィルタの通気抵抗が増大した場合、車両用空調装置の空調能力が損なわれる虞もある。
一方、イオンには、運転者をリラックスさせる効果や車室内を除菌・消臭する効果があることは知られているが、所定の条件を満足することにより、イオンによって浮遊微粒子を効率的に除去可能であることは知られていない。
【０００６】
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、フィルタの通気抵抗を増大することなく、車室内にイオンを供給することにより浮遊微粒子を効率的に除去するイオン発生器付き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】
上記の目的を達成するため、本発明によれば、イオンを発生するイオン発生器を備え、前記イオン発生器によって発生したイオンを車室内に供給し、前記車室内におけるイオンの平均濃度を５０００個／ｃｃ以上にすることを特徴とするイオン発生器付き車両用空調装置が提供される（請求項１）。
好ましくは、前記イオン発生器は、車両用空調装置のＨＶＡＣユニットのハウジング内に配置され、当該ハウジングの空気送出口近傍に位置している（請求項２）。
【０００８】
好ましくは、車両用空調装置のＨＶＡＣユニットのハウジング内に配置され、当該ハウジングの空気取入口近傍に配置されたフィルタを更に備え、前記フィルタは不織布からなり、前記不織布は、１０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下の範囲の面密度を有し、ポリプロピレン及びポリエチレンテレフタレートのうち一方を含み、且つ、前記フィルタはひだ折りの形状を有し、前記ひだ折りの折り幅ｈに対するピッチｐの比率ｐ/ｈは、０．１以上０．５以下の範囲にある（請求項３）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１のイオン発生器付き車両用空調装置によれば、車室内のイオンの平均濃度を５０００個／ｃｃ以上にすることによって、車室内の浮遊微粒子が効率的に除去される。従って、この車両用空調装置によれば、フィルタとして、高面密度若しくは極細径の繊維からなる不織布を用いる必要が無く、フィルタの通気抵抗上昇が防止される。
請求項２のイオン発生器付き車両用空調装置によれば、イオン発生器をＨＶＡＣユニットのハウジングの空気送出口近傍に配置することにより、ＨＶＡＣユニットと同時にイオン発生器が車両に搭載される。この結果として、この車両用空調装置は、車両への搭載が容易である。
【００１０】
請求項３のイオン発生器付き車両用空調装置によれば、フィルタの不織布の面密度は１０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下の範囲にあり、フィルタが所定のひだ折り形状を有することにより、フィルタの通気抵抗増大を抑制しながら、フィルタによって浮遊微粒子が効率的に捕集される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態のイオン発生器付き車両用空調装置の概略を示す。この車両用空調装置は、ＨＶＡＣユニット２を備えている。
具体的には、車両のエンジンルーム４と車室６との間は隔壁８によって区画され、車室６の前側部分には、隔壁８とインストルメントパネル１０との間に機器室１２が確保されている。この機器室１２にＨＶＡＣユニット２は配置されている。
【００１２】
ＨＶＡＣユニット２はハウジング１４を有し、ハウジング１４の内部には、車室６に調和空気を吹出させるための風路の一部が規定されている。
より詳しくは、ハウジング１４の一端部には、外気導入用及び内気循環用の２つの空気取入口１６ａ,ｂが開口している。外気導入用空気取入口１６ａには、車外に開口した外気導入口１８ａを有する外気用エアダクトが接続され、内気循環用空気取入口１６ｂには、車室６に開口した内気導入口１８ｂを有する内気用エアダクトが接続されている。
【００１３】
ハウジング１４の他端部には３つの空気送出口２０ａ,ｂ,ｃが開口し、空気送出口２０ａ,ｂ,ｃには、デフロスト用エアダクト２２ａ、フェース用（ベント用）エアダクト２２ｂ及びフット用エアダクト２２ｃがそれぞれ接続されている。これらデフロスト用、フェース用、フット用エアダクト２２ａ,ｂ,ｃは、車室６の異なる位置に開口した吹出口を有し、デフロスト用エアダクト２２ａの吹出口（デフロスト用吹出口）２４ａは、フロントガラスに向けて開口している。フェース用エアダクト２２ｂの吹出口（フェース用吹出口）２４ｂは、例えば４つあるけれども、運転席側又は助手席側の乗員の上半身に向かうよう開口し、フット用エアダクト２２ｃの吹出口２４ｃは、乗員の足元に向かうよう開口している。
【００１４】
ハウジング１４内にはブロワ２６が配置され、ブロワ２６は空気取入口１６側に位置している。ブロワ２６は、ブロワモータにより回転駆動されることで、ハウジング１４内部に空気取入口１６から空気送出口２０に向かう空気流を生成する。
ハウジング１４内には、空気取入口１６とブロワ２６との間に位置してフィルタ２８が配置され、フィルタ２８の面積は、フィルタ２８が取付けられたハウジング１４の部位の横断面積に略等しい。このため、ブロワ２６によって生成される空気流はフィルタ２８を必ず通過し、この際、空気流中の塵や埃がフィルタ２８に付着し、空気流が浄化される。つまり、フィルタ２８はダストフィルタである。
【００１５】
また、ハウジング１４内には蒸発器３０が配置され、蒸発器３０は、空気流の流動方向でみてブロワ２６の下流に配置されている。ブロワ２６側の蒸発器３０の前面は、全ての空気流が蒸発器３０の隙間（熱交換部）を通過するよう、蒸発器３０が設置されたハウジング１４の部位の横断面積に略等しい面積を有する。
なお、蒸発器３０は、図示しないけれども、エンジンルーム４から機器室１２に渡る冷媒の循環流路に介挿され、冷媒循環流路には、圧縮機、凝縮器、レシーバ及び膨張弁も介挿されている。エンジンから圧縮機に動力が伝達されると、圧縮機は冷媒循環流路内で冷媒を循環させ、冷媒は蒸発器で気化する。冷媒が気化しているときに蒸発器３０の隙間を空気流が通過すると、空気流は気化熱を奪われて冷却される。
【００１６】
更に、ハウジング１４内にはヒータコア３２が配置され、ヒータコア３２は、空気流の流動方向でみて蒸発器３０よりも下流に配置されている。蒸発器３０側のヒータコア３２の前面は、蒸発器３０を通過した空気流の一部のみがヒータコア３２の隙間（熱交換部）を通過するよう、ヒータコア３２が設置されたハウジング１４の部位の横断面積よりも小さい面積を有する。
【００１７】
なお、ヒータコア３２は、図示しないけれども、エンジンルーム４から機器室１２に渡るエンジン冷却水の分流路に温水バルブとともに介挿され、分流路は、エンジンとラジエータとの間を循環するエンジン冷却水の循環流路に、ヒータコア３２とラジエータとが並列になるよう接続されている。エンジン冷却水が循環流路を循環しているときに温水バルブが開かれると、エンジンで加熱された冷却水（温水）が分流路に流入し、ヒータコア３２が温水によって加熱される。加熱されたヒータコア３２の隙間を空気流が流れると、空気流は加熱される。
【００１８】
また、ハウジング１４内には、風路、即ち、ブロワ２６により生成される空気流の流路を切り換えるための複数のダンパ（ドア）が配置されている。
より詳しくは、空気取入口１６近傍には、空気取入口１６を開閉する内外気切換ダンパ３４が設置され、空気送出口２０近傍には、空気送出口２０をそれぞれ開閉するデフロスト用、フェース用及びフット用ダンパ３６ａ,３６ｂ,３６ｃが設置されている。ヒータコア３２の前面近傍には、ヒータコア用ダンパ３８が設置され、ヒータコア用ダンパ３８は、その開度によってヒータコア３２を通過する空気流の流量を調整する。
【００１９】
更に、イオン発生器付き車両用空調装置は、イオン発生器４０を備えている。
イオン発生器４０は、ハウジング１４内に配置され、空気送出口２０の近傍に位置している。イオン発生器４０は、イオン、特に負イオンを発生させることができればよく、イオン発生器４０として、例えば、コロナ放電式又は電子放射式のものを用いることができる。なお、電子放射式のイオン発生器には、高圧発生手段として、鉄芯型トランスを用いるものや圧電トランスを用いるものがある。
【００２０】
イオン発生器４０は、電力が供給されると、コロナ放電又は電子放射によって、イオン発生器４０を通過する空気流中の分子を負に帯電させることができる。従って、上述した車両用空調装置のブロワ２６の作動中、イオン発生器４０に電力を供給すると、ブロワ２６によって生成された空気流がイオン発生器４０を通過し、これにより、車室６内にイオンが供給される。
【００２１】
このイオン発生器付き車両用空調装置は、車室６内の浮遊微粒子の除去を目的としてイオンを車室６に供給しており、そのために、車室６内におけるイオンの平均濃度が５０００個／ｃｃ以上になるようにイオンを供給する。浮遊微粒子とは、たばこの煙やディーゼル車の排気ガス中に含まれる煤、花粉の表面から剥離した花粉ユービッシュ体等であり、例えば、０．１μm以上２．５μm以下の大きさの粒子である。
【００２２】
ここで、車室６内におけるイオンの平均濃度とは、車室６内の複数の位置でイオンの濃度を測定し、得られた測定値の相加平均である。図２は、９つの測定位置ａ１〜ａ９を例示している。測定位置の数は特に限定されないが、測定位置は、車室６の全体に亘り均等に分布しているのが好ましい。
上述したイオン発生器付き車両用空調装置によれば、車室６内のイオンの平均濃度を５０００個／ｃｃ以上にすることによって、車室６内の浮遊微粒子が効率的に除去される。具体的には、車室６内において、イオンは浮遊微粒子と結合し、イオンと浮遊微粒子との結合体は、内気導入口１８ｂを通じてＨＶＡＣユニット２のハウジング１４内に吸い込まれる。吸い込まれた結合体は、フィルタ２８に吸着することにより捕集される。
【００２３】
従って、この車両用空調装置のフィルタ２８として、高面密度若しくは極細径の繊維からなる不織布を用いる必要が無く、フィルタ２８の通気抵抗上昇が防止される。
本発明は上述した一実施形態に限定されることはなく、種々の変形が可能である。
例えば、一実施形態では、イオン発生器４０をＨＶＡＣユニット２のハウジング１４内に配置したけれども、車室６内のイオンの平均濃度を５０００個／ｃｃ以上にすることができれば、イオン発生器４０の設置場所は特に限定されない。例えば、イオン発生器４０を車室６内に配置してもよい。
【００２４】
ただし、イオン発生器４０をＨＶＡＣユニット２のハウジング１４内に配置すれば、ＨＶＡＣユニット２と同時にイオン発生器４０を車両に搭載することができ、イオン発生器付き車両用空調装置の車両への設置が容易になる。
また、イオン発生器４０をハウジング１４の空気送出口２０近傍に配置すれば、イオン発生器４０で発生したイオンを、複数の空気送出口２０ａ，２０ｂ，２０ｃを通じて車室６の全域に均等に供給することができる。また、イオン発生器４０をハウジング１４の空気送出口２０近傍に配置すれば、イオンがハウジング１４内で中和されるのが防止され、発生したイオンを効率的に車室内６に供給することができる。
【００２５】
一実施形態では、フィルタ２８によってイオンと浮遊微粒子の結合体が捕集され、フィルタ２８もイオン発生器付き車両用空調装置の一部を構成していたけれども、イオン発生器付き車両用空調装置はフィルタ２８を有していなくてもよい。すなわち、イオン発生器付き車両用空調装置は、イオン発生器４０を有していればよい。
一実施形態では、フィルタ２８として、通常のダストフィルタを用いたけれども、フィルタ２８は、浮遊微粒子を効率的に捕集するために、エレクトレット処理、即ち帯電処理された不織布からなるのが好ましい。帯電処理としては、例えばコロナ放電処理を用いることができる。
【００２６】
より詳しくは、図３に模式的に示したように、エレクトレット処理された不織布の繊維４２は、正又は負の電荷を局所的に有する。このため、正又は負の電荷を有する浮遊微粒子は、クーロン力によって繊維４２に吸着し、フィルタ２８によって効率的に捕集される。また、イオンと浮遊微粒子との結合体は、電気的に中性であっても誘起力により分極することによって繊維４２に吸着し、フィルタ２８によって効率的に捕集される。
【００２７】
また、フィルタ２８の材質は、ポリプロピレン（ＰＰ）又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であるのが好ましく、換言すれば、フィルタの不織布は、ＰＰ又はＰＥＴを含むのが好ましい。
更に、フィルタ２８の不織布の面密度は、フィルタ２８の通気抵抗増大を防止すべく、１０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下の範囲にあるのが好ましい。
【００２８】
また更に、フィルタ２８は、通気抵抗の上昇を抑制しながら浮遊微粒子を効率的に除去するために、所定のひだ折り形状を有するのが好ましい。具体的には、図４に示したように、ひだ折りの折り幅ｈに対するピッチｐの比率ｐ/ｈが０．１以上０．５以下の範囲にあるのが好ましい。
【実施例】
【００２９】
１．実施例Ａ，Ｂ及び比較例Ａ，Ｂ
図５は、イオンの濃度と浮遊微粒子の除去効率との関係を示すグラフである。
実施例Ａ及び比較例Ａの測定は、図６に示した実験装置を用いて行った。この実験装置は、容積が１ｍ３であるアクリル製のチャンバー４４を有し、チャンバー４４内にイオン発生器４０が配置される。イオン発生器４０は、発生するイオンの量を調整可能であり、このため、チャンバー４４内におけるイオンの濃度を調整可能である。
【００３０】
また、チャンバー４４には、チャンバー４４内の空気を撹拌するための２つのファン４６、チャンバー４４内のイオンの数を測定するためのイオン計測器４８（アンデス電気株式会社製，ＩＴＣ−２０１Ａ）、及び、チャンバー４４内の浮遊微粒子の数を測定するための微粒子計測器５０（リオン株式会社製，ＫＣ−０１Ａ）が取り付けられている。
試験温度は２０℃〜２５℃であり、ファン４６の風量は７５ｍ３／ｈであり、微粒子計測器５０の測定対象は、０．３μｍ以上の大きさを有する大気浮遊粉塵である。
【００３１】
実施例Ａ及び比較例Ａでは、ファン４６を作動させた状態で、イオン発生器４０の作動前の浮遊微粒子の数を測定した。この後、所定のイオン濃度となるようにイオン発生器４０を作動させ、作動から３０分後の浮遊微粒子の数を測定した。図７の縦軸である微粒子残存率は、イオン発生器４０の作動前の浮遊微粒子の数に対する、イオン発生器４０の作動から３０分後の浮遊微粒子の数の比率である。
【００３２】
一方、実施例Ｂ及び比較例Ｂは、図７に示したように、チャンバー４４内にＨＶＡＣユニット２のハウジング１４を配置し、そして、ファン４６ではなく、ブロワ２６によって空気を流動させた点が、実施例Ａ及び比較例Ａと異なる。なお、ブロワ２６の風量も７５ｍ３／ｈである。
図５の曲線Ｘは、実施例Ａ及び比較例Ａの微粒子残存率の近似曲線であり、曲線Ｙは、実施例Ｂ及び比較例Ｂの微粒子残存率の近似曲線である。これらの曲線Ｘ及び曲線Ｙから、チャンバー４４内のイオン濃度が５０００個／ｃｃ以下では、イオン濃度の増大に伴い微粒子残存率が急激に減少することがわかる。これより、車室６内のイオンの平均濃度を５０００個／ｃｃ以上にすることによって、車室６内の浮遊微粒子が効率的に除去されることがわかる。
２．実施例Ｃ１,Ｃ２及び比較例Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３
図８の実施例Ｃ１,Ｃ２は、一実施形態のイオン発生器付き車両用空調装置における、フィルタ２８の通気抵抗と微粒子の除去効率（集塵効率）との関係を示す。また、図８の比較例Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、イオン発生器４０を備えない従来の車両用空調装置における、フィルタの通気抵抗（圧力損失）と微粒子の除去効率との関係を示している。
【００３３】
比較例Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３から、フィルタのみによって浮遊微粒子の除去効率を高くしようとすると、フィルタの通気抵抗が大きくなってしまうことがわかる。具体的には、９０％以上の除去効率を確保するには、フィルタの通気抵抗が１７０Ｐａになってしまう。
一方、実施例Ｃ１，Ｃ２から、イオンの濃度が５０００個／ｃｃ以上になるようにイオンを供給すれば、フィルタ２８の通気抵抗が低くても、浮遊微粒子の除去効率が高くなることがわかる。具体的には、フィルタ２８の通気抵抗が７０Ｐａ未満であっても、９０％以上の除去効率が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態のイオン発生器付き車両用空調装置の概略構成図である。
【図２】車室内におけるイオンの濃度の測定位置を説明するための図である。
【図３】エレクトレット処理された不織布の繊維に対する浮遊微粒子の吸着を説明するための図である。
【図４】図１のイオン発生器付き車両用空調装置に用いられたフィルタの形状を説明するための図である。
【図５】イオンの濃度と微粒子の残存率との関係を示すグラフである。
【図６】図５のグラフにおける実施例Ａ及び比較例Ａのデータを取得するのに用いられた実験装置を説明するための図である。
【図７】図５のグラフにおける実施例Ｂ及び比較例Ｂのデータを取得するのに用いられた実験装置を説明するための図である。
【図８】図１のイオン発生器付き車両用空調装置及び従来の車両用空調装置における、微粒子の除去効率とフィルタの通気抵抗との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
２      ＨＶＡＣユニット
６      車室
１２      機器室
１４      ハウジング
２６      ブロワ
２８      フィルタ
４０      イオン発生器
【図１】
2009051387.tif 000003
【図２】
2009051387.tif 000004
【図３】
2009051387.tif 000005
【図４】
2009051387.tif 000006
【図５】
2009051387.tif 000007
【図６】
2009051387.tif 000008
【図７】
2009051387.tif 000009
【図８】
2009051387.tif 000010