JP2001029721A

JP2001029721A - 空気清浄機

Info

Publication number: JP2001029721A
Application number: JP11203850A
Authority: JP
Inventors: Masao Ando; 正夫安藤; Teru Kamei; 輝亀井; Nobuhiko Hirai; 信彦平井; Hideto Miyazaki; 秀人宮崎
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2001-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】紫外線ランプからの紫外線を有効に利用すると
ともに、集塵フィルター交換時の紫外線ランプやランプ
保護部材に対する汚染、破損を抑制する。【解決手段】筐体２に収納される集塵フィルター３と光
触媒フィルター４との間に、紫外線ランプ５の保護部材
６と筐体２と一体形成されている網状部材２３を設け
る。網状部材２３の網目は、空気の圧力損失が生じない
程度の大きさで、極力細かい目とする。このような構成
とすることで、集塵フィルター３の交換時の紫外線ラン
プ５の破損や汚染を抑制し、筐体２自体の強度を向上さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両に搭載され
る空気清浄機に関し、特に、光触媒フィルターを用いた
空気清浄機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光触媒フィルターを用いた空気清
浄機は、プリーツ状に折りたたまれた集塵フィルター
と、集塵フィルターの下流側に配置された光触媒フィル
ターと、光触媒フィルターと集塵フィルターの間に配置
された紫外線ランプとから構成され、紫外線ランプに
は、通過する空気によって紫外線ランプの温度低下を防
ぐために、透光性を有する保護チューブが、所定の間隔
をもって外装されている。また、紫外線ランプからの紫
外線の漏洩防止や、紫外線の反射により光の効率的な利
用を図るため、紫外線ランプに沿って湾曲形成された保
護部材が配置されている。

【０００３】特に、車に搭載される空気清浄機は、筐体
の中に、上記各パーツが組み込まれたフィルターカート
リッジとして構成されており、車のエアコンユニットな
どに着脱自在に組み込まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】さて、従来の上記フィ
ルターカートリッジでは、集塵フィルターの交換の際
に、紫外線ランプや、その保護部材に手が接触して紫外
線ランプを汚したり、ランプの保護部材を破損してしま
うという問題があった。また、横方向に加わる荷重に対
して矩形の形を維持する強度が弱く、エアコンユニット
などに脱着する際の扱いが難しいといった欠点があっ
た。

【０００５】また、上記従来の構成では、集塵フィルタ
ーと光触媒フィルターの間に、紫外線ランプを設置する
ための空間を設ける必要があり、この空間がフィルター
カートリッジのサイズを大きくしてしまう原因となって
いた。

【０００６】さらに、紫外線ランプは、蛍光灯が用いら
れているが、元来インバータ回路を用いた蛍光灯は高周
波にて点灯させるので、電磁ノイズの発生が生じて何ら
かの対策が必要になることもあった。特に車載ではラジ
オノイズ・他の電子機器等に影響を及ぼす恐れなどが問
題となることが多く、シールド及び、回路側のノイズ対
策など、部品等で対策をするのが必須である。フィルタ
ーカートリッジ以外の車載の機器では、例えば、ナビゲ
ーションの液晶モニターにバックライトとして冷陰極
管、インバータを使用しているが、モニター部材に金属
材料が使用でき、かつ密閉シールド構造をとれるので電
磁ノイズについては問題になるらないレベルである。し
かし空気清浄機のように通気口を設けなければならない
構造では密閉シールド構造が取れないため、電磁ノイズ
対策としては、例えば金網のようなメッシュ部材が必要
とされる。但し、金網については圧損の問題があり空気
清浄機には不向きな対策である。

【０００７】また、空気清浄機の筐体は、樹脂で作られ
ることが多く、電磁ノイズ対策としては、筐体内部に導
電塗装、めっき処理等をすることが必要となるが、この
ような処理をすると工程数の増加・コスト高につながる
ので好ましくない。

【０００８】この発明の目的は、第１には、紫外線ラン
プからの紫外線を有効に利用するとともに、集塵フィル
タ交換時に手等が不用意に紫外線ランプやランプ保護部
材に触れてそれらを汚染、破損するのを抑制することに
ある。第２に、紫外線ランプの取付け位置を調整するこ
とにより空気清浄機をより小型化することにある。第３
に、紫外線ランプの回路から生ずる電磁ノイズを軽減す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上のような目的は、以
下の本発明によって達成される。（１）空気の流路に配置された筐体と、前記筐体内に
配置され、空気透過性を有し、透過する空気から塵を分
離する集塵フィルターと、前記筐体内に配置され、前記
集塵フィルターの下流側に配置された紫外線ランプと、
前記筐体内に配置され、前記紫外線ランプの下流側に配
置された光触媒フィルターと、前記筐体内に配置され、
前記紫外線ランプの上流側で、かつ前記集塵フィルター
の下流側に設けられたランプ保護部材と、前記ランプ保
護部材と一体形成され、ランプ保護部材と筐体との隙間
に設けられた網状部材とを備えた空気清浄機。

【００１０】（２）空気の流路に配置され、順に逆方
向に折り返された複数の折り返し片の連結によって形成
された集塵フィルターと、前記集塵フィルターの下流側
に設けられた紫外線ランプと、該紫外線ランプの下流側
に設けられた光触媒フィルターとを有し、前記紫外線ラ
ンプは、折り返し片の間に形成された収容部に収容され
ている空気清浄機。

【００１１】（３）空気の流路に配置された光触媒フ
ィルターと、前記光触媒フィルターの上流側に配置され
た紫外線ランプと、前記紫外線ランプの上流側に、前記
紫外線ランプに沿って配置されたランプ保護部材とを有
し、前記紫外線ランプの電源回路のグランド線を前記ラ
ンプ保護部材に沿って配置した空気清浄機。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施形態の空
気清浄機について、添付図面に基づいて詳細に説明す
る。図１は、本発明の空気清浄機であるフィルターカー
トリッジ１の分解斜視図である。このフィルターカート
リッジ１は、筐体２と、筐体２内に収容される集塵フィ
ルター３と、筐体２内に収容される光触媒フィルター４
と、筐体２内に配置されている紫外線ランプ５と、紫外
線ランプ５を保護するランプ保護部材６とを備えてい
る。

【００１３】図２は、フィルターカートリッジ１が装填
される車両搭載型のエアコンユニットの上部部分を示す
斜視図である。フィルターカートリッジ１は、エアコン
ユニットの空気の流路において、上流側に接続されたハ
ウジングＢ内に組み込まれている。ハウジング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１は、開口ＩからハウジングＢ内
に組み込まれ、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に向かって流れるハウジング
Ｂ内の空気の流路を横断するように挿入配置される。そ
して、エアコンに吸入される空気を、集塵フィルター３
と、光触媒フィルター４とによって清浄化する。また、
このような、フィルタカートリッジ１は、外気及び内気
の吸入口Ｓの上（或いは、吸入口Ｓの真下のダクトの
中）など、空気の流通部分を横断する位置に搭載するこ
ともできる。

【００１４】以下、フィルターカートリッジ１の各構成
について説明する。筐体２は、矩形の箱型に形成され、
図１において、上側には集塵フィルター３を収納する収
納部２１、下側には光触媒フィルター４を収納する収納
部２２を有し、両側の収納部２１、２２の間には、格子
状に形成された網状部材２３が設けられている。筐体２
の中央には、長辺方向に沿って紫外線ランプ５が架設さ
れている。この実施形態では、紫外線ランプ５は、蛍光
灯が用いられている。

【００１５】また、紫外線ランプ５に沿ってランプ保護
部材６が設けられている。ランプ保護部材６の断面形状
は、筒状の紫外線ランプ５の周面に沿った半円弧状ある
いは半楕円弧状となっており、紫外線ランプ５側の側面
は、鏡面となっている。

【００１６】この実施形態では、筐体２、網状部材２
３、ランプ保護部材６は、いずれも合成樹脂などの同一
材質で構成され、一体形成されている。このように、一
体形成にすることによって、筐体２自体の強度が向上す
るとともに、ランプ保護部材６自体の強度や、その支持
強度なども向上し、集塵フィルター３の交換時に紫外線
ランプ５を汚したり、ランプ保護部材６が破損するなど
のトラブルが抑制される。

【００１７】また、網状部材２３の格子形状は、空気流
の圧力損失を生じない範囲で、細かい形状であることが
好ましい。格子形状を細かくすることで、一層強度が向
上する。格子形状としては、矩形に限られず、ハニカム
形状、円形、その他の多角形であってもよい。さらに、
この網状部材２３の光触媒フィルター４側も、鏡面とす
ることで、一層効率良く紫外線を光触媒フィルター４に
照射することができる。なお、鏡面とする手段は、アル
ミホイルなどの鏡面を有する薄膜を貼り付ける構成や、
表面にめっき処理を施した構成などとすることが可能で
ある。

【００１８】集塵フィルター３は、シート状のフィルタ
ーを、順に逆方向に折り返し、複数の折り返し片３１を
形成し、この折り返し片３１の連結によって、プリーツ
状に形成されている。このような構成とすることで、流
路断面積に対して広い透過面積が確保でき、圧力損失が
最小限に抑えられている。

【００１９】図３乃至図５は、集塵フィルター３の構成
例を示す、集塵フィルター３の横断面図である。集塵フ
ィルター３と、光触媒フィルター４の間には、紫外線ラ
ンプ５が位置している。集塵フィルター３において、紫
外線ランプ５に対応する位置には、折り返し片３１の折
り返しピッチを一部広げて収容部３２が設けられてい
る。この収容部３２に、紫外線ランプ５が収容される。
このような構成とすることにより、紫外線ランプ５を配
置するために空けられていた空間を詰めて、集塵フィル
ター３と光触媒フィルター４を接近させることができ、
フィルターカートリッジ１をより薄型にすることができ
る。或いは、集塵フィルター３の折り返し片３１の幅Ｗ
を広くして、集塵フィルター３の透過面積をより広く
し、透過する空気の圧損を一層低くすることができる。

【００２０】図４に示されている例では、収容部３２の
部分のみ、集塵フィルターを折り返さず、平面片３３と
して、十分な収容空間を確保している。図５に示されて
いる例では、収容部３２の部分の折り返し片３４の幅を
狭くして、透過面積の減少（透過する空気の圧損）を極
力小さくしつつ、収容部３２の空間を確保した構成とな
っている。

【００２１】光触媒フィルター４は、触媒として、例え
ば、アナターゼ型二酸化チタンのような二酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ），三酸化タングステ
ン（ＷＯ3 ）等のような、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌａ、Ｍｏ、
Ｖ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｗ、Ｍｇ又はＡｌ
の各酸化物や、ＳｒＴｉＯ３、ＣｄＳなどの公知の材料
を単独又は複合させたものを用い、必要に応じて活性炭
を吸着材として用いるものとされている。また、酸化チ
タンとてしは、アナターゼ型以外にも、ルチル型、ブル
カイト型も使用することができる。さらに、光触媒は単
独で使用する場合の他、貴金属触媒等の光触媒反応を促
進する補助触媒とともに複合触媒として用いることもで
きる。貴金属触媒としては、例えば、ニッケル、白金、
パラジウム、ロジュム等が挙げられる。

【００２２】また、上記光触媒が担持されるフィルター
基材は、空気を流通させるときの圧損を考慮して、紙
状、布状、不織布状等のシート状のものを用いることが
できる。軽量、安価及び／又は加工容易性等の見地か
ら、特に紙状のものが好ましい。紙状の基材を形成する
時の材料としては、通常のパルプが用いられるが、抄紙
能を有すれば他の材料、例えば合成繊維、ガラス繊維な
どを用いることができる。また、活性炭素繊維を用いる
ことができる。これらの繊維は一種類または混合して用
いられる。

【００２３】具体的な形状としては、表面積をできる限
り大きくするために、基材をハニカム状とするのが好ま
しい。また、シート状の基材を折り曲げてプリーツ状と
することもできる。ここで、ハニカム状とは、正六角柱
状の空洞が連続して開口する挟義のハニカムに限定され
るものではなく、波形の中芯（コルゲート紙）とフラッ
トなライナーとを、厚さ方向に重ねて構成される段ボー
ルのようなものも含まれる。更には、三角柱、四角柱、
五角柱等の多角柱状、若しくは円柱状の空洞を連続して
開口させたものもハニカム状に含まれる。なお、図１に
は、四角柱状の空洞を有する光触媒フィルター４を用い
た例が示されている。このような構成の基材には、気体
が流通する多数の通風隙間が厚さ方向に形成される。

【００２４】こうした基材に対して、触媒粒子は基材内
全体や基材表面に抄き込まれて坦持されている。この場
合、特に紫外線ランプ５に面する側の領域については、
密度を上げるのが有効である。また、活性炭粒子につい
ては、基材内に抄き込まれて担持されるが、その領域は
フィルタ基材の出口開口側とするのが有効である。な
お、基材としては、ハニカム状に成型された活性炭を用
いてもよい。上記のように基材に光触媒を担持させる方
法、つまり、光触媒層を形成する方法としては、公知の
方法、例えば含浸法、混練法の他、光析出法（光電析
法）、コロイド混合法を用いてもよい。

【００２５】図６は、紫外線ランプ５の回路図である。
紫外線ランプ５には蛍光灯が用いられており、絶縁体か
らなるホルダ５１、５１で筐体２内に取付け固定されて
いる。紫外線ランプ５は、ホルダ５１、５１の内部でそ
れぞれ導線５０ａ、５０ｂに電気的に接続されており、
導線５０ａ、５０ｂは、コネクタ５２に電気的にそれぞ
れ接続されている。コネクタ５２はインバータ（図示し
ない）に、電気的に接続される。

【００２６】紫外線ランプ５には、保護チューブ（図示
しない）が、ランプから一定の間隔をおいて外装されて
おり、空気流によるランプの温度低下が抑制され、光強
度の低下が防止されている。

【００２７】このような回路において、導線５０ｂのグ
ランド線部分Ｃは、ランプ保護部材６に沿って配線され
ている。紫外線ランプ５の配線において、ランプ管と平
行に取り回すグランド線以外の部分（例えばＡ部分）に
ついては、電磁ノイズを少なくするために、極力短くす
る必要があるが、紫外線ランプ５に近接して設けられて
いるランプ保護部材６に沿って配線することによって、
電磁ノイズの発生し易い部分（Ａ部分）を短くすること
ができる。また、ランプ管と平行に取り回すグランド線
Ｃ部分や、コネクタ５２付近の配線Ｄ部分については、
電流の向き（図中、矢印ｉ）が相互に逆方向になるよう
にして、配線を近接させる。このようにすることによ
り、導線周囲に発生する磁界が相互に逆方向になり、打
ち消し合うため、電磁ノイズが小さくなる。さらに、ラ
ンプ保護部材６の金属製の鏡面（反射面）をグランドレ
ベルとすることによって、さらにノイズが低減される。

【００２８】以上のように配線した結果、特にラジオ帯
のＡＭ帯にノイズ抑制効果があった。尚、表中のＬは、
紫外線ランプ５とグランド線Ｃ部分との距離である。

【００２９】

【表１】

【００３０】表２は、さらに、ランプ保護部材６の反射
面をグランドレベルとした場合の結果である。

【００３１】

【表２】

【００３２】この例では、さらにＳＷ帯域でもノイズが
改善されている。

【００３３】以上のように構成されたフィルターカート
リッジ１の作用を説明する。集塵フィルター３で塵芥等
を除去された空気が、網状部材２３、紫外線ランプ５を
通り、紫外線ランプ５による紫外線照射下の光触媒フィ
ルター４の多孔隙間に達する。また、集塵フィルター３
の透過面積が十分確保されているので、空気流の圧力損
失も最小限に抑えられる。

【００３４】光触媒フィルター４を通過する際には、空
気中の窒素酸化物、一酸化炭素、臭気成分、細菌、ウイ
ルス等は、活性炭に吸着及び光触媒フィルタ４に担持さ
れた光触媒の強い酸化作用で分解されて無害化される。
こうして浄化された空気は、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。

【００３５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、紫外線
ランプからの紫外線を有効に利用するとともに、集塵フ
ィルタ交換時に手等が不用意に紫外線ランプやランプ保
護部材に触れてそれらを汚染、破損するが抑制される。
また、網状部材によって筐体自体の強度が向上する。例
えば、横方向に加わる荷重に対して矩形の形を維持する
強度が高くなり、エアコンユニット等に対するフィルタ
ーカートリッジの脱着も、扱いが容易となる。

【００３６】請求項２に記載の発明によれば、集塵フィ
ルターの折り返し片の間に紫外線ランプを収容すること
により、紫外線ランプを設けるための空間を小さくで
き、集塵フィルターと光触媒フィルターの距離を一層接
近させることができるので、空気清浄機を小型化するこ
とができる。

【００３７】請求項３に記載の発明によれば、グランド
線を紫外線ランプに接近して設けられているランプ保護
部材に沿って配置しているので、電流の流れに応じて発
生する磁界が逆方向になるので打ち消し合い、電磁ノイ
ズの発生を元から低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気清浄機であるフィルターカートリ
ッジ１の分解斜視図である。

【図２】フィルターカートリッジが装填される車両搭載
型のエアコンユニットの上部部分を示す斜視図である。

【図３】集塵フィルターの構成例を示す、集塵フィルタ
ーの横断面図である。

【図４】集塵フィルターの構成例を示す、集塵フィルタ
ーの横断面図である。

【図５】集塵フィルターの構成例を示す、集塵フィルタ
ーの横断面図である。

【図６】紫外線ランプの回路図である。

【符号の説明】

１フィルターカートリッジ２筐体２３網状部材３集塵フィルター４光触媒フィルター５紫外線ランプ６ランプ保護部材

フロントページの続き (72)発明者平井信彦東京都千代田区外神田２丁目19番12号株式会社エクォス・リサーチ内 (72)発明者宮崎秀人東京都千代田区外神田２丁目19番12号株式会社エクォス・リサーチ内Ｆターム(参考） 4D058 JA12 JA14 JB04 JB05 JB13 JB14 JB24 JB25 JB26 KA01 KA15 KA23 KB12 SA20 TA03 TA06 UA05 UA11 UA25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気の流路に配置された筐体と、前記筐体内に配置され、空気透過性を有し、透過する空
気から塵を分離する集塵フィルターと、前記筐体内に配置され、前記集塵フィルターの下流側に
配置された紫外線ランプと、前記筐体内に配置され、前記紫外線ランプの下流側に配
置された光触媒フィルターと、前記筐体内に配置され、前記紫外線ランプの上流側で、
かつ前記集塵フィルターの下流側に設けられたランプ保
護部材と、前記ランプ保護部材と一体形成され、ランプ保護部材と
筐体との隙間に設けられた網状部材とを備えた空気清浄
機。
【請求項２】空気の流路に配置され、順に逆方向に折
り返された複数の折り返し片の連結によって形成された
集塵フィルターと、前記集塵フィルターの下流側に設けられた紫外線ランプ
と、該紫外線ランプの下流側に設けられた光触媒フィルター
とを有し、前記紫外線ランプは、折り返し片の間に形成された収容
部に収容されている空気清浄機。
【請求項３】空気の流路に配置された光触媒フィルタ
ーと、前記光触媒フィルターの上流側に配置された紫外線ラン
プと、前記紫外線ランプの上流側に、前記紫外線ランプに沿っ
て配置されたランプ保護部材とを有し、前記紫外線ランプの電源回路のグランド線を前記ランプ
保護部材に沿って配置した空気清浄機。