JP2000343936A - 車載空気清浄機のフィルタ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造強度の低い脱臭フィルタが破損した場合
でも、その機構を維持させ、破損の影響が車室内に及ば
ないようにする。 【解決手段】 車載空気清浄機のフィルタは、送風路中
に吸着材自体を構造体とする成形体で構成された脱臭フ
ィルタ１を有し、送風路における脱臭フィルタ１の下流
に、少なくとも塵芥の大きさを超える異物を捕捉する通
風性の捕捉部材２を配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車載空気清浄機に
関し、特にその送風路中に配設されるフィルタの構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】走行中の車両の室内の空気は、搭乗者が
多い窓締切時に二酸化炭素の濃度の増加により酸欠状態
になりがちであるが、こうした締切による問題は、空気
調和装置の作動による外気と内気の入替えで解消するこ
とができる。しかしながら、空気調和装置による換気を
行っても、車室内の空気は、自車両も含めて並走する他
の車両が排出する排ガス成分（ＮＯ_X ，ＳＯ_X ，ＨＣ）
や大気汚染成分（ベンゼン、トルエン、キシレン）等の
吸い込みにより汚染されがちであることが近時認識され
るに至っている。そこで、最近、車載式の各種の空気清
浄機が使用され始めている。

【０００３】一般的な屋内設置の空気清浄機に用いて脱
臭のために有効な脱臭フィルタとして、活性炭を吸着素
材とするフィルタが知られている。そして、こうした活
性炭脱臭フィルタにおいて、少ない圧損で広い吸着面を
確保し得る脱臭効率の良いものとして、ハニカム構造の
ものがある。更に、活性炭ハニカム構造のフィルタにお
いて、ハニカム孔内での流体の流れが、特に孔の下流側
において層流となることが接触面を減少させていること
に着目し、流体に乱流を生じさせることで、孔壁面との
接触効果を高める技術として、特開平１０−９９６４８
号公報に開示の技術がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な活性炭ハニカム構造の脱臭フィルタは、極めて有効な
吸着効果を発揮する反面、材質的に脆い性質を有するた
め、使用中に破損することが懸念されるところから、一
般には何らかの補強対策を必要とする。こうした対策の
１つに、心材をインサートする方法やバインダを用いる
方法があるが、こうした補強を行った場合、活性炭自体
を構造材とする場合に比べて、補強心材やバインダの分
の面積が無効な面積となるため、吸着効率の低下は免れ
ない。

【０００５】こうした事情から、上記活性炭ハニカム構
造の脱臭フィルタを特に車載の空気清浄機に適用するこ
とを想定した場合、車載状態では、振動、衝撃、熱負
荷、水濡れ等の条件が一般の屋内設置のものに比べて厳
しくなるため、一層の強度補強対策が必要と考えられる
上に、スペース的に著しく制約される車載用のフィルタ
の場合、こうした補強による効率の低下は、該フィルタ
の使用自体を危うくすると考えられる。

【０００６】そこで本発明は、構造強度の低い脱臭フィ
ルタの破損は不可避のものとして、吸着効率を低下させ
る要因となる破損防止のためのあまり有効とは考えられ
ない対策に主眼をおくのではなく、車載可能なコンパク
ト性と高い吸着効率との兼ね合いを確保しながら、たま
たま脱臭フィルタが破損した場合でも、その機能を維持
させ、破損の影響が車室内に及ばないようにした車載空
気清浄機のフィルタ構造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、送風路中に脱臭フィルタを配設した車載
空気清浄機のフィルタ構造において、前記脱臭フィルタ
は、吸着剤自体を構造体とする成形体で構成され、送風
路における前記脱臭フィルタの下流に、少なくとも塵芥
の大きさを超える異物を捕捉する通風性の捕捉部材が配
設されたことを基本的な構成とする。

【０００８】上記構成において、脱臭フィルタは、活性
炭を吸着剤とし、該吸着剤をハニカム状に成形したフィ
ルタを用いるのが高い脱臭効果を得る上で有効である。

【０００９】そして、前記捕捉部材は、前記異物を捕捉
するネットで構成されるのが捕捉部材付設に伴う圧損の
増加を防ぐ意味で有効である。

【００１０】また、前記捕捉部材は、塵芥を除塵する集
塵フィルタで構成されるのが異物の確実な捕捉と圧損の
抑制の兼ね合いから有効である。

【００１１】あるいは、前記捕捉部材は、通気性の布か
らなる構成とするのも、より確実な異物の捕捉には有効
である。

【００１２】あるいは、前記捕捉部材は、プリーツ状の
不織布からなる構成とするのも、異物の確実な捕捉と圧
損の抑制の兼ね合いから有効である。

【００１３】更に、上記構成において、送風路における
前記脱臭フィルタの上流に、少なくとも塵芥の大きさを
超える異物を捕捉する通風性の他の捕捉部材が配設され
た構成とすると、脱臭フィルタの保護の点で有効であ
る。

【００１４】また、上記の構成において、前記他の捕捉
部材は、前記捕捉部材と協働して脱臭フィルタを挟持す
る構成とすると、脱臭フィルタの破損時の機能維持に有
効となる。

【００１５】そして、前記脱臭フィルタには光触媒が担
持され、該脱臭フィルタに隣接させて紫外線ランプが配
設された構成とすると、総合的な脱臭が可能なフィルタ
構造とすることができる。

【００１６】更に、前記紫外線ランプは、送風路におけ
る脱臭フィルタの上流に配設された構成とすると有効で
ある。

【００１７】また、前記送風路における脱臭フィルタの
上流に、集塵フィルタが配設された構成とすることもで
きる。

【００１８】更に、前記捕捉部材は、脱臭フィルタを収
容するカートリッジの底部に一体形成された構成とする
こともできる。

【００１９】更に、前記カートリッジに、脱臭フィルタ
と、紫外線ランプと、集塵フィルタとが、送風路におけ
る下流から上流に向かって順次収容された構成とするこ
ともできる。

【００２０】

【発明の作用及び効果】前記請求項１記載の構成では、
脱臭フィルタがたまたま破損したときの破片の風路から
の吹き出しを、脱臭フィルタの下流に配設した捕捉部材
により防ぐことができるため、脱臭フィルタとして吸着
効率が高いにも拘わらず極めて構造強度が低いために従
来車載空気清浄機に用いられなかった構造的に脆い脱臭
フィルタを用いて、効率の良いフィルタ構造を得ること
ができる。

【００２１】そして、請求項２に記載の構成とすると、
極めて高い吸着性能で知られる活性炭ハニカム構造の脱
臭フィルタの性能を最大限に発揮させながら、その破損
による破片の風路からの吹き出しを防ぐことができるた
め、効率の良い車載空気清浄機のフィルタ構造を得るこ
とができる。

【００２２】次に、請求項３に記載の構成では、脱臭フ
ィルタの単純な割れ等による破片の放出を防止できる。
しかも、捕捉部材の配設に伴う圧損を極めて低くするこ
とができる。

【００２３】また、請求項４に記載の構成では、従来構
造の集塵フィルタを用いて異物を捕捉する捕捉部材を構
成することができ、しかも、捕捉部材に集塵効果を持た
せることができる。

【００２４】また、請求項５に記載の構成では、捕捉部
材を布とすることで、厚さの薄いものとすることができ
るため、捕捉部材の配設によるフィルタ構造の専有スペ
ースの増加を最小限に抑えることができる。

【００２５】また、請求項６に記載の構成では、集塵フ
ィルタからなる捕捉部材の集塵面積を風路面積に対して
広く取ることができるので、異物の捕捉と集塵の両効果
を得ながら、圧損を小さく抑えることができる。

【００２６】また、請求項７に記載の構成では、風路に
吸い込まれた異物を脱臭フィルタの上流で捕捉すること
ができるので、異物の衝突による脱臭フィルタの破損や
吸着による目詰まりを防止することができる。

【００２７】また、請求項８に記載の構成では、脱臭フ
ィルタに割れ、欠け等の破損が生じたときでも、それを
挟む捕捉部材で脱臭フィルタの変形を阻止することがで
きるので、脱臭フィルタの機能を維持させることができ
る。

【００２８】また、請求項９に記載の構成では、総合的
な空気清浄効果を得ながら、脱臭フィルタの破損と、万
が一の紫外線ランプの破損にも対応できる。

【００２９】また、請求項１０に記載の構成では、万が
一の紫外線ランプの破損時に、その下流側の脱臭フィル
タと捕捉部材による二重の破片捕捉効果を期待できる。

【００３０】また、請求項１１に記載の構成では、圧損
の少ない集塵フィルタで風路に吸い込まれた異物を脱臭
フィルタの上流で捕捉することができるので、異物の衝
突による脱臭フィルタの破損や吸着による目詰まりを圧
損の増加を抑えながら防止することができる。

【００３１】更に、請求項１２に記載の構成では、捕捉
部材を、脱臭フィルタの支持のために必須のカートリッ
ジに一体化することで、捕捉部材の配設スペースを節減
したフィルタ構造を得ることができる。

【００３２】また、請求項１３に記載の構成では、除
塵、脱臭、殺菌といった総合的な空気浄化に必要とされ
る各要素を、単一のカートリッジ内に収容したユニット
とすることができるので、取扱の容易なフィルタ構造と
することができる。また、脱臭フィルタや紫外線ランプ
が破損して破片が生じた場合でも、破片をカートリッジ
内で集塵フィルタと捕捉部材との間に閉じ込めることが
できるため、カートリッジの交換時も、破片の溢れだし
を防ぐことができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係
る車載空気清浄機のフィルタ構造を概念的に模式化し分
解斜視図で示す。図に示すように、フィルタ構造は、脱
臭フィルタ１と、捕捉部材２を組み込んだ枠体としての
フィルタカートリッジ３と、他の捕捉部材４と、紫外線
ランプユニット５と、集塵フィルタ６とから構成されて
いる。そして、これらの各要素は、フィルタカートリッ
ジ３内に組み込まれてアセンブリ化されている。

【００３４】脱臭フィルタ１は、活性炭を吸着剤とし、
該吸着剤を押出成形によりハニカム状に成形してなる吸
着剤自体を構造体とする成形体で構成されている。こう
した加工方法を採るため、強度を維持した大面積の一枚
ものとすることが困難なことから、図２に実際の形状を
示すように、脱臭フィルタ１は、所定の大きさに成形さ
れた複数のハニカムブロック１１を、それらの収容区画
を形成されたフレーム１０内に嵌め込んで、他のフレー
ム１２をフレーム１１に嵌め合わせることで、両フレー
ム間に挟持して、風路面積に合わせた所要の面積の一枚
板状とされる。

【００３５】各ハニカムブロック１１には、光触媒とし
てアナターゼ型二酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）、酸化亜鉛
（ＺｎＯ）、三酸化タングステン（ＷＯ₃ ）等公知の材
料を単独又は複合させたものが担持されている。具体的
には、触媒粒子は基材としての活性炭中に混入又はハニ
カムブロック１１の表面に塗布させて担持されている。
この場合、光触媒を照射する紫外線ランプに面する側の
領域については、触媒作用を向上させるべく密度を上げ
又は塗布厚を厚くするのが有効である。

【００３６】図１に戻って、送風路の流れ方向を矢印で
示すように、送風路における脱臭フィルタ１の下流に、
少なくとも塵芥の大きさを超える異物を捕捉する（本形
態では、塵芥をも捕捉可能な不織布２１からなる）通風
性の捕捉部材２が配設されている。この形態では、捕捉
部材２としての不織布２１は、インサート成形によりフ
ィルタカートリッジ３の枠３０に四囲を固定した一体化
構成が採られている。

【００３７】送風路における脱臭フィルタ１の上流に
は、捕捉部材２と協働して脱臭フィルタ１を挟持する他
の捕捉部材４が配設されている。この捕捉部材４も捕捉
部材２と同様に、少なくとも塵芥の大きさを超える異物
を捕捉する（本形態では、塵芥をも捕捉可能な不織布４
１からなる）通風性とされている。この捕捉部材４も、
不織布４１をインサート成形によりフレーム４０に固定
した一体化構成とされている。

【００３８】紫外線ランプユニット５は、フレーム５０
に複数の紫外線ランプ５１を流路を横断するように並行
に配置した構成とされている。紫外線ランプ５１は、そ
れらの管面に紫外線の照射効果を上げる材料が塗布され
た２本の蛍光管で構成されている。なお、図示されてい
ないが、紫外線ランプ５１の点灯回路は、車両のバッテ
リを電源とし、それを昇圧かつ高周波パルス化して印加
することで紫外線ランプ５１の強力な放電を可能とする
インバータ形式とされている。

【００３９】集塵フィルタ６は、脱臭フィルタ１の上流
で、塵芥の吸入を阻止すべく最上流側に配設されてお
り、この形態では、圧損を最小限に抑えるべく、流路断
面積に対して広い透過面積を確保できるように、プリー
ツ状に整形したものが用いられている。

【００４０】こうした構成からなるフィルタ構造を組み
込んだフィルタカートリッジ３は、図３に車両への配置
を斜視図で示すように、エアコンユニット（図示せず）
の上流に接続された筐体Ｂ内に組み込まれている。筐体
Ｂは、外気及び内気の吸入口Ｓと、エアコンユニットへ
の接続口Ｅを備え、側部に開口Ｉを形成したものとされ
ており、フィルタカートリッジ３は、開口Ｉから筐体Ｂ
内に組み込まれて、エアコンユニットのファンにより吸
入口Ｓから導入され、接続口Ｅに向かって流れる筐体Ｂ
内の空気の流路を横断するように挿入配置される。

【００４１】かくして、上記構成のフィルタ構造によれ
ば、集塵フィルタ６で塵芥等を除去された空気が、紫外
線ランプユニット５、他の捕捉部材４を通り、紫外線ラ
ンプ５１による紫外線照射下の脱臭フィルタ１の多孔隙
間を通り、その際に脱臭フィルタ１に担持された光触媒
７の強い酸化作用で、空気中の窒素酸化物、一酸化炭
素、細菌、ウィルス、臭気成分等が分解されて無害化さ
れ、活性炭粒子に吸収される。こうして浄化された空気
は、捕捉部材２を透過して下流のエアコンユニットに導
かれ、該ユニットでの熱交換を経て車室内に放出され
る。

【００４２】この場合において、フィルタカートリッジ
３内に収容されたハニカムブロック１１（図２参照）
は、車両の走行に伴う振動、衝撃等の荷重をフレーム１
０，１２を介して負荷され、また、気象条件による熱的
衝撃や氷結の繰り返しによる負荷を受け、更には、金属
片等の比較的大きな異物の吸い込みにより時としてブロ
ック１１を２分するような全体に及ぶ割れや部分的な欠
け等の破損や欠損を生じる可能性があるが、上記他の捕
捉部材４の配設により、異物の脱臭フィルタ１への侵入
や衝突は阻止され、それによる破壊は防止される。ま
た、たとい破損や欠損が生じた場合でも、それによる破
片は、下流側の捕捉部材２により捕捉されて、破片等が
気流により下流に送られるのが阻止される。そして、特
に本形態のように、脱臭フィルタ１の上流側へも捕捉部
材４を配設した場合、脱臭フィルタ１の目詰まり防止効
果も得られる。

【００４３】次に、図４は本発明の第２実施形態を示
す。この形態では、捕捉部材２及び他の捕捉部材４とし
て集塵フィルタ２２，４２が用いられている。これら集
塵フィルタ２２，４２は、いずれもプリーツ状とされ、
捕捉部材２については上記第１実施形態における捕捉部
材２と同様の位置に配置され、他の捕捉部材４について
は、第１実施形態における集塵フィルタ６に代えて配設
される。

【００４４】この第２実施形態の場合、両捕捉部材２，
４をいずれも集塵フィルタ２２，４２で構成しているた
め、集塵フィルタの圧損の少ない特質と、微細な塵芥を
捕集できる利点とを利用して、捕捉部材２，４の付設に
よる圧損の増加を低く抑えながら、捕捉部材に集塵機能
をも持たせることができる。

【００４５】次に、図５は本発明の第３実施形態を示
す。この形態では、捕捉部材２及び他の捕捉部材４とし
て樹脂製又は金属製のネット２３，４３が用いられてい
る。この場合も、これらネット２３，４３の配設位置
は、上記第２実施形態における両捕捉部材２，４と同様
の位置とされている。

【００４６】特に、この第３実施形態の場合、捕捉部材
がネット２３，４３で構成されることで、流路断面積に
対して極めて開口率の大きなものとすることができるた
め、圧損を実質上無視し得る程度まで下げながら、脱臭
フィルタ１への異物の吸い込みと、脱臭フィルタ１が破
壊した場合の破片の放出を確実に防止することができ
る。なお、このように両捕捉部材をネットとする場合に
ついても、前記第１実施形態と同様に、両捕捉部材２，
４で脱臭フィルタ１を挟持する配置を採ることも当然に
可能である。

【００４７】次に、図６は本発明の第４実施形態を示
す。この形態では、両捕捉部材２，４として、第１実施
形態の両捕捉部材２，４と同様の平坦な不織布２１，４
１からなる捕捉部材が用いられている。

【００４８】こうした構成を採る場合、上記第３実施形
態に比して圧損の増加は否めないが、他の捕捉部材４に
集塵効果を持たせることができるため、第１実施形態の
場合の集塵フィルタの役目を果たさせることで、フィル
タ構造全体としての圧損の増加を抑えることができる。

【００４９】なお、上記各実施形態では、ハニカムブロ
ック１１の破損や欠損は、不可避のものとして、それを
防ぐ格別の手段を講じていないが、本発明は、必ずしも
こうした破損防止手段の配設を排除するものではない。
そこで、最後に、ハニカムブロック１１をフレーム１
０，１２に緩衝支持する例を示す。図７はこうした支持
方法の一例を示すもので、この例では、ハニカムブロッ
ク１１の四囲にウレタン材からなるパッド１３が設けら
れ、パッド１３部分でハニカムブロック１１をフレーム
１２に支持することで、車両の振動等でフレーム１０，
１２を介してブロック１１に負荷される振動、衝撃等の
荷重を吸収させて、ブロック１１の破損や欠損を防ぐ対
策としている。

【００５０】以上、本発明を特定の実施形態を参照して
詳述したが、本発明はこれらの形態に限定されることな
く、特許請求の範囲に記載の事項に基づき、更に種々の
改変が可能なものである。例えば、各実施形態とも紫外
線ランプユニット５と光触媒７を配設したものとした
が、これらは必ずしも本発明に必須のものではない。ま
た、紫外線ランプ５１を配設する場合、その配設本数当
たりのガス除去効果を向上させるべく、脱臭フィルタ１
に対して串刺し状に配置した構成を採ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る車載空気清浄機の
フィルタ構造を模式化して示す分解斜視図である。

【図２】脱臭フィルタの詳細を示す斜視図である。

【図３】フィルタ構造の車両への配設状態を示す斜視図
である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る車載空気清浄機の
フィルタ構造を模式化して示す分解斜視図である。

【図５】本発明の第３実施形態に係る車載空気清浄機の
フィルタ構造を模式化して示す分解斜視図である。

【図６】本発明の第４実施形態に係る車載空気清浄機の
フィルタ構造を模式化して示す分解斜視図である。

【図７】脱臭フィルタの各活性炭ハニカムブロックの緩
衝支持構造を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 脱臭フィルタ ２ 捕捉部材 ３ フィルタカートリッジ ４ 他の捕捉部材 ５ 紫外線ランプユニット ６ 集塵フィルタ ２１ 不織布 ２２ 集塵フィルタ ２３ ネット ４１ 不織布 ４２ 集塵フィルタ ４３ ネット ５１ 紫外線ランプ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風路中に脱臭フィルタを配設した車載
   空気清浄機のフィルタ構造において、 前記脱臭フィルタは、吸着剤自体を構造体とする成形体
   で構成され、 送風路における前記脱臭フィルタの下流に、少なくとも
   塵芥の大きさを超える異物を捕捉する通風性の捕捉部材
   が配設されたことを特徴とする車載空気清浄機のフィル
   タ構造。
2. 【請求項２】 前記脱臭フィルタは、活性炭を吸着剤と
   し、該吸着剤をハニカム状に成形したフィルタである、
   請求項１記載の車載空気清浄機のフィルタ構造。
3. 【請求項３】 前記捕捉部材は、前記異物を捕捉するネ
   ットで構成される、請求項１又は２記載の車載空気清浄
   機のフィルタ構造。
4. 【請求項４】 前記捕捉部材は、塵芥を除塵する集塵フ
   ィルタで構成される、請求項１又は２記載の車載空気清
   浄機のフィルタ構造。
5. 【請求項５】 前記捕捉部材は、通気性の布からなる、
   請求項１又は２記載の車載空気清浄機のフィルタ構造。
6. 【請求項６】 前記捕捉部材は、プリーツ状の不織布か
   らなる、請求項１又は２記載の車載空気清浄機のフィル
   タ構造。
7. 【請求項７】 送風路における前記脱臭フィルタの上流
   に、少なくとも塵芥の大きさを超える異物を捕捉する通
   風性の他の捕捉部材が配設された、請求項１〜６のいず
   れか１項記載の車載空気清浄機のフィルタ構造。
8. 【請求項８】 前記他の捕捉部材は、前記捕捉部材と協
   働して脱臭フィルタを挟持する、請求項７記載の車載空
   気清浄機のフィルタ構造。
9. 【請求項９】 前記脱臭フィルタには光触媒が担持さ
   れ、 該脱臭フィルタに隣接させて紫外線ランプが配設され
   た、請求項１〜８のいずれか１項記載の車載空気清浄機
   のフィルタ構造。
10. 【請求項１０】 前記紫外線ランプは、送風路における
    脱臭フィルタの上流に配設された、請求項９記載の車載
    空気清浄機のフィルタ構造。
11. 【請求項１１】 前記送風路における脱臭フィルタの上
    流に、集塵フィルタが配設された、請求項１〜１０のい
    ずれか１項記載の車載空気清浄機のフィルタ構造。
12. 【請求項１２】 前記捕捉部材は、脱臭フィルタを収容
    するカートリッジの底部に一体形成された、請求項１〜
    １１のいずれか１項記載の車載空気清浄機のフィルタ構
    造。
13. 【請求項１３】 前記カートリッジに、脱臭フィルタ
    と、紫外線ランプと、集塵フィルタとが、送風路におけ
    る下流から上流に向かって順次収容された、請求項１２
    記載の車載空気清浄機のフィルタ構造。