JP2000326724A

JP2000326724A - 車載用活性炭フィルタ

Info

Publication number: JP2000326724A
Application number: JP11137880A
Authority: JP
Inventors: Masao Ando; 正夫安藤; Hideto Miyazaki; 秀人宮崎
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-11-28
Anticipated expiration: 2019-05-18
Also published as: JP4385439B2

Abstract

(57)【要約】【目的】市販されている小型のハニカム型活性炭セル
を用いて車載用活性炭フィルタを構成する。【構成】複数のハニカム型活性炭セルと、該複数のハ
ニカム型活性炭セルを保持するカートリッジと、を備え
てなる車載用活性炭フィルタ。ハニカム型活性炭セルと
は、活性炭を主原料とした材料をハニカム形状に型成形
したものであり、その活性炭素量：６０重量％以上、セ
ル表面（空気流と直交する面）における開口部の占める
面積割合：５０〜８０％、セルサイズ：３００セル／ｉ
ｎｃｈ^２以上のものが用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車載用活性炭フィルタ
に関する。この発明の車載用活性炭フィルタは車載用エ
アコン装置内に取り付けるものとして好適である。

【０００２】

【従来の技術】路上、特に車両の通行量の多い場所での
排ガス濃度は非常に高い。車室内の快適性はもとより乗
員の健康面からも車室内に侵入した排ガスを除去する必
要がある。排ガス成分の中でも特に炭化水素や窒素酸化
物（特にＮＯ_２）を除去する必要がある。かかる排ガス
成分やその他の臭気成分、更にはタバコの煙、花粉その
他の粉塵を吸着除去するための車載用後付けオンボード
型の空気清浄器が用いられている。かかる空気清浄器は
車室内の排ガス成分や粉塵を除去する機能を有するが、
後付けのためにファンの容積が小さく充分な風量を確保
できない。従って、かかる空気清浄器に満足した空気浄
化能力を持たせることは困難である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、活性炭の
優れた脱臭脱ガス機能に着目し、活性炭を主成分とする
フィルタを車載用エアコン装置の空気流において最上流
部、即ち空気導入ユニットに設置することについて鋭意
検討をしてきた。かかる見地から従来技術を眺めると、
次のタイプの活性炭フィルタが用いられている。活性炭を担持させた脱臭脱ガス素材をプリーツ構造
としたもの。活性炭を担持させた脱臭脱ガス素材と集塵素材とを
合わせてプリーツ構造としたもの。電気集塵装置の下流に活性炭を担持させたコルゲー
ト状の紙基材を配置したもの。

【０００４】いずれのタイプも脱臭脱ガス機能は奏され
るが、その効率が低くかつその容量（寿命）が小さい。
従って、かかる脱臭脱ガスフィルタは定期的な交換が必
要となる。なお、及びのタイプでは活性炭の配合量
を増やせば効率及び容量の増大を図れるが、そうすると
流路抵抗が増大してエアコン装置自体の空調性能に支障
をきたすので現実的でない。のタイプにおいても、コ
ルゲートの目を細かくすればその効率及び容量の増大を
図れるが、そうすると及びのタイプと同様に流路抵
抗が増大するので好ましくない。

【０００５】そこで本発明者は、ハニカム型活性炭セル
に着目した。このハニカム型活性炭セルとは活性炭を主
成分とする材料を型成形によりハニカム型に形成したも
のである（特開平５−２４２号公報等参照）。このハニ
カム型活性炭セルは単位体積当たりの活性炭量が従来例
のものに比べて大きいので、充分な脱臭脱ガス容量を持
つ。また、ハニカム状に形成されているので、その開口
部により流路抵抗も小さい。

【０００６】本発明者は、このハニカム型活性炭セルを
車載用活性炭フィルタとして用いるべく検討を重ねてき
た。その結果、以下の解決すべき課題があることを見出
した。車載用エアコン装置に適用されるフィルタには２
００ｍｍ×２００ｍｍ程度の面積が必要であるにもかか
わらず、市販されているハニカム型活性炭セルの面積は
これに満たない。そこで、複数のハニカム型活性炭セル
を接合して、車載用エアコン装置に適用可能な大きさと
する必要がある。その場合、ハニカム型活性炭セルの周
縁部を接着剤などで相互に接合させることが考えられる
が、そうすると、振動や衝撃が頻繁に加わる車両の使用
状況を考えたとき接合部に充分な強度が得られない。特
に、ハニカム型活性炭セルに光触媒を担持させることを
考えると接着剤が当該光触媒によって分解されるおそれ
がある。また、接着剤が漏れるおそれもある。さらに
は、フィルタととしての見栄えも芳しくない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題の少
なくとも１つを解決すべくなされたものであり、その構
成は次の通りである。複数のハニカム型活性炭セルと、
該複数のハニカム型活性炭セルを保持するカートリッジ
と、を備えてなる車載用活性炭フィルタ。

【０００８】このように構成された本発明の車載用活性
炭フィルタによれば、各ハニカム型活性炭セルがカート
リッジによって保持されるので、各ハニカム型活性炭セ
ルは充分な強度をもって相互に接合される。接着剤を使
用する必要がないのでその漏れの問題も無くなる。更に
は、カートリッジの形状は自由に設計できるので、その
見栄え、即ち意匠性の問題もなくなる。

【０００９】ハニカム型活性炭セルとは、例えば、活性
炭素量：６０重量％以上、セル表面（空気流と直交する
面）における開口部の占める面積割合：５０〜８０％、
セルサイズ：３００セル（開口部の数）／ｉｎｃｈ^２以
上のものであり、特開平５−２４２号公報等に開示され
るハニカム成形体などを用いることができる。なお、ハ
ニカム形状の骨材（アルミ等）へ活性炭を担持させたも
のは本発明のハニカム型活性炭セルに該当しない。本発
明のハニカム型活性炭セルは活性炭を主原料とした材料
をハニカム形状に型成形したものである。また、開口部
の形状はハニカムの六角形に限定されるものではなく、
三角形、四角形等の多角形、楕円形、円形など空気を流
通させることに支障のない形状であれば任意に選択でき
る。ハニカム型活性炭セルの形状はカートリッジのセル
受け枠に対応して適宜設計される。

【００１０】ハニカム型活性炭セルは空気中の臭気成分
や更には粉塵を物理吸着により吸着除去することの専用
フィルタとして使用できることはもとより、これに光触
媒を担持させることにより、フォルムアルデヒド、ＮＯ
ｘ、ＣＯなどを酸化分解するものとしても使用できる。
光触媒は特に限定されず、酸化チタンの他にも、Ｃｕ、
Ｚｎ、Ｌａ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆ
ｅ、Ｗ、Ｍｇ及びＡｌの各酸化物、それらの複合酸化物
並びにＣｄＳなどの硫化物よりなる群より選ばれる少な
くとも１種を用いることができる。更には、かかる光触
媒にＰｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ等の貴金属の少なくとも１
種を担持させたいわゆる複合光触媒を用いることもでき
る。ＴｉＯ_２−Ｐｄ複合触媒を用いることが特に好まし
い。かかる複合光触媒については特開平８ー２５７４１
０号公報等を参照されたい。

【００１１】このような光触媒は予めハニカム型活性炭
セルの成形材料中に添加混合しておくことが好ましい。
または、ハニカム型活性炭セルの実質的な表面にかかる
光触媒の層を形成してもよい。ここで、セルの実質的な
表面とはセルの外郭を規定する面をいう。換言すれば、
外部から供給される光（紫外線等）が到達し得る部分に
光触媒の層を形成すれば充分である。

【００１２】ハニカム型活性炭セルの光触媒を活性化す
るための光源は当該セルに近接して配置されることが好
ましい。光源としては、冷陰極管やＬＥＤを用いること
ができる。更には、太陽光を用いて当該光触媒を活性化
することもできる。太陽光を利用する場合には、車両の
外面から取りこんだ太陽光が直接、若しくはミラーや光
ファイバーを介して、ハニカム型活性炭セルの光触媒に
照射されるものとする。

【００１３】活性炭フィルタに光触媒が担持されている
場合、送風を低減し又は停止した状態で充分な光を当該
光触媒に供給することにより活性炭フィルタの吸着能力
が再生されることが知られている（特開平９−２５３４
５２号公報参照）。かかる再生は本発明のハニカム型活
性炭セルにも適用できる。即ち、車載用エアコン装置が
停止しているときに活性炭を担持した当該セルに光を照
射し、もって当該セルの再生を図る。このように、ハニ
カム型活性炭セルはその再生が可能であるので、車両へ
固定的に取付けておきこれを交換する必要がない。

【００１４】カートリッジは複数のハニカム型活性炭セ
ルを保持して、これらにより車載用エアコン装置や車載
用空気清浄器の空気流路に適合した面積を確保するもの
である。したがって、その形状は空気流路の対応して適
宜設計される。カートリッジ、即ち車載用活性炭フィル
タをコンパクトにする見地からカートリッジは各ハニカ
ム型活性炭セルを一の仮想平面上に配置するように保持
する構成とすることが好ましい。実施例では、カートリ
ッジは上側部材と下側部材とからなり、これらにより複
数のハニカム型活性炭セルが挟持される構成とした。こ
れにより、カートリッジに対するハニカム型活性炭セル
の組み付けが容易になる。カートリッジを用いることに
より車両に加えられる通常の振動や衝撃ではハニカム型
活性炭セルが分離することもなくなる。また、エアコン
装置等に対する組付け作業、交換作業も、カートリッジ
単位で行えるので、容易になる。

【００１５】カートリッジにはセル受け枠を設けること
が好ましい。このセル受け枠はハニカム型活性炭セルの
形状に対応し、セル受け枠にハニカム型活性炭セルを嵌
め込んだ状態で、両者の間が気密状態となるようにす
る。両者の間からエアコン装置等の空気流が漏れていて
は、フィルタとしての機能が充分に発揮されないからで
ある。セル受け枠とハニカム型活性炭セルの外周との間
の気密の状態を確保するため、セル受け枠の内周及び／
又はハニカム型活性炭セルの外周とにシール部材を配設
することが好ましい。

【００１６】

【実施例】次にこの発明の実施例について説明する。図
１はこの実施例で使用するハニカム型活性炭セル１を示
す斜視図である。この実施例ではハニカム型活性炭セル
１として株式会社神戸製鋼所の販売するアクトカーボン
（商品名）を用いた。そして、このセル１には酸化チタ
ンからなる光触媒がデッピングにより担持されている。
図１の（ａ）に示すように６つのセル１をカートリッジ
３で挟持して車載用活性炭フィルタ２を構成し、図４に
示すエアコン装置の空気導入ユニット１００へ装着可能
とする（図１（ｂ）参照）。

【００１７】カートリッジ３は上側部材３ａと下側部材
３ｂとから構成され、両者の相対向する部分には、図２
に示すように、爪４ａ、４ｂと爪受け部５ａ、５ｂがそ
れぞれ複数設けられている。上側部材３ａ及び下側部材
３ｂには各セル１を分離するパーテション７ａ、７ｂが
設けられている。各パーテションにはセル１の脱落を防
止するエッジ部が形成されている。パーテション７ａ、
７ｂで構成されるセル受け枠８内にセル１をそれぞれ嵌
め込み、爪４ａ、４ｂと爪受け部５ａ、５ｂとをスナッ
プ止めして図１（ｂ）に示した活性炭フィルタ２を得
る。このように、ハニカム型活性炭セル１の単位を小さ
くすることにより、振動や衝撃など車両特有の厳しい環
境でこれを使用しても、セル１は殆ど破損しなくなる。
また、カートリッジ３で保持する方式により、各セル１
の組み付けが容易になる。

【００１８】ハニカム型活性炭セル１とカートリッジ３
との間の気密性を確保するために、図３に示すように、
各セル１の外周縁にシール部材９を設けることが好まし
い。このシール部材９として実施例では発泡ウレタンを
使用した。このシール部材をカートリッジ３のセル受け
枠８の内周縁若しくはセル１の外周縁及びカートリッジ
３のセル受け枠８の内周縁の両方に設けることもでき
る。

【００１９】図５は図１（ｂ）の活性炭フィルタ２をエ
アコン装置の空気導入ユニット１００に組み付けた状態
を示す。空気導入ユニット１００において符号１０１に
示される部分にファンが内蔵されている。空気導入口１
０３には図示しない外気／内気切換ダンパが接続され
る。空気導入ユニット１００には集塵用フィルタ５０を
出し入れするための開口部１０５が設けられている。こ
の開口部１０５はエアコン使用時には図示しない蓋体に
よって閉塞される。この開口部１０５はグローブボック
ス１１０内で開口する。図５において、符号５０は集塵
用フィルタであり、グローブボックス１１０、開口部１
０５を介して空気導入ユニット１００に着脱可能に装着
される。この集塵用フィルタ５０は不織布をプリーツ状
（波状）に加工し、その周縁を枠体で保持した構成であ
る。枠体の外周寸法はカートリッジ３の外周寸法と同一
であり、それぞれ空気導入ユニット１００の内壁に気密
状態で接合されるように設計されている。この集塵用フ
ィルタ５０とカートリッジ３で保持されたハニカム型活
性炭セルとで空気清浄用フィルタが構成される。

【００２０】図６は他の実施例を示す。図５の実施例と
同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略す
る。この実施例では、活性炭フィルタ２と集塵用フィル
タ５０との間に光源ユニット７０が配置されている。こ
の光源ユニット７０は２本の冷陰極管７１を有し、この
冷陰極管７１は活性炭フィルタ２と同一の外周寸法の枠
体で保持されている。冷陰極管７１から放出される紫外
線により、ハニカム型活性炭セル１に担持された光触媒
が活性化される。これにより、セル１に吸着された臭気
成分、一酸化炭素及び窒素酸化物などのガス成分が酸化
分解される。光触媒による当該酸化分解反応を促進する
ことにより、セル１から臭気成分やガス成分が実質的に
除去され、セル１は常にリフレッシュされる。これによ
り、セル１は実質的にメインテナンスフリーとなり、セ
ル１を保持するカートリッジ３はエアコン装置の空気導
入ユニット１００から取り外す必要がなくなる。即ち、
活性炭フィルタ２と光源ユニット７０は空気導入ユニッ
ト１００へ固定可能となる。図６の実施例では、集塵用
フィルタ５０のみが空気導入ユニット１００へ着脱可能
に挿着されている。

【００２１】他の実施例を図７に示す。図６の例と同一
の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。こ
の実施例では、集塵用フィルタ５０と活性炭フィルタ２
とがホルダ８０へ着脱自在に挿着され、このホルダ８０
がグローブボックス１１０、大径の開口部１０６を介し
て空気導入ユニット１００へ着脱自在に挿着される。こ
れにより、集塵用フィルタ５０及び活性炭フィルタ２の
取付け及び取出しが容易になる。ホルダ８０から取り出
したカセット３はこれに紫外線を照射したり、若しくは
これを天日干しにすることにより、そのハニカム型活性
炭セル１が再生される。図８には、更に光源ユニット７
０をも着脱自在に挿着させるホルダ９０を用いる例を示
す。

【００２２】図９は、光源ユニット７０を有する例（図
６、図８参照）において、ハニカム型活性炭セル１を再
生する再生装置２００の概略構成を示す。コントローラ
２０１は汎用的なコンピュータからなり、メモリ２０３
にはこの再生装置２００を作動させるためのプログラム
が保存されている。カウンター２０５はエアコン装置２
１０及び冷陰極管７１の可動時間を計測、保存する。カ
ートリッジ３に挟持された少なくとも１枚のハニカム型
活性炭セル１には温度計２０７が付設され、その温度が
常にモニターされる。符号２０９は冷陰極管７１のオン
／オフを制御するドライバである。

【００２３】この再生装置２００は次のように動作する
（図１０）。まず、エアコン装置２１０の停止が確認さ
れる。エアコン装置２１０の稼動中は送風により臭気成
分等がハニカム型活性炭セルへ新たに吸着されることは
もとより、再生に必要な温度まで当該セルが昇温されな
いからである。更に、エアコン装置２１０の延稼動時間
も測定される。例えば、エアコン装置１０の延稼動時間
が１０００時間を超えたとき、この再生装置２００はス
タートする。エアコン装置１０の稼動時間はカウンタ２
０５により積算される。

【００２４】ステップ１では、温度計２０７によりハニ
カム型活性炭セル１の表面温度が測定される。温度計２
０７で測定された温度はコントローラ２０１により所定
の温度（例えば８０℃）と比較され、測定温度が８０℃
以下のときはステップ５に進む（ステップ３）。ステッ
プ５ではドライバ２０９が稼動して冷陰極管７１がオン
となり、紫外線がハニカム型活性炭セル１の光触媒に照
射される。一方、測定温度が８０℃を超えていたときは
冷陰極管７１をオフとする（ステップ４）。再生を効率
良く行うため、冷陰極管７１の光量は通常運転時の光量
よりも大きくすることが好ましい。ステップ７では、エ
アコン停止時における光照射の延時間が所定の時間（例
えば１０時間）を超えたか否かを判断し、光照射延時間
が当該所定の時間を超えていたときには再生が完了した
として動作を終了する。

【００２５】この発明は、上記発明の実施の形態及び実
施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の
範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲
で種々の変形態様もこの発明に含まれる。

【００２６】（１１）請求項１〜７のいずれかに記載
の車載用活性炭フィルタを備える車載用エアコン装置。（１２）請求項１〜７のいずれかに記載の車載用活性
炭フィルタを備える車載用空気清浄器。（１３）複数のハニカム型活性炭セルを保持可能なセ
ル受け枠を有し、その外郭が車載用エアコン装置の空気
導入ユニットに装着可能である、ことを特徴とするカー
トリッジ。（１４）前記セル受け枠にはシール部材が取り付けら
れている、ことを特徴とする（１３）に記載のカートリ
ッジ。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の実施例のハニカム型活性炭セ
ル及びそのカートリッジを示す斜視図である。

【図２】図２はカートリッジの組付け構造を示す部分拡
大図である。

【図３】図３はシール部材を外周に備えたハニカム型活
性炭セルの斜視図である。

【図４】図４は本発明の空気清浄用フィルタが取りつけ
られるエアコン装置の空気導入ユニットを示す図であ
る。

【図５】図５は第１の実施例の空気清浄用フィルタを示
す図である。

【図６】図６は他の実施例の空気清浄用フィルタを示す
図である。

【図７】図７は他の実施例の空気清浄用フィルタを示す
図である。

【図８】図８は他の実施例の空気清浄用フィルタを示す
図である。

【図９】図９は再生装置の概略構成図である。

【図１０】図１０は再生装置の動作を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ハニカム型活性炭セル２活性炭フィルタ３カートリッジ８セル受け枠５０集塵用フィルタ７０光源ユニット７１冷陰極管８０、９０ホルダ１００空気導入ユニット１１０グローブボックス２００再生装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のハニカム型活性炭セルと、該複数
のハニカム型活性炭セルを保持するカートリッジと、を
備えてなる車載用活性炭フィルタ。
【請求項２】前記ハニカム型活性炭セルには光触媒が
担持されている、ことを特徴とする請求項１に記載のフ
ィルタ。
【請求項３】前記カートリッジは前記複数のハニカム
型活性炭セルを実質的に一の平面上にならべて保持す
る、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィル
タ。
【請求項４】前記カートリッジはパーティションで区
切られてセル受け枠が形成され、前記複数のハニカム型
活性炭セルはそれぞれ前記セル受け枠に嵌め込まれる、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィ
ルタ。
【請求項５】前記ハニカム型活性炭セルの周縁にシー
ル部材が取り付けられている、ことを特徴とする請求項
１〜４のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項６】前記セル受け枠にシール部材が取り付け
られている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか
に記載のフィルタ。
【請求項７】前記カートリッジは車載用エアコン装置
の空気導入ユニットに取付け可能である、ことを特徴と
する請求項１〜６のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項８】その周縁にシール部材が取り付けられて
いる、ことを特徴とするハニカム型活性炭セル。