JP4770631B2 - 車両用空調システム - Google Patents

Description

本発明は、車室内への有害気体や有害微粒子の進入をできるだけ防止する車両用空調システムに関する。

従来、都会や幹線道路を走行したり、トラック等のディーゼルエンジン車両等の後方を走行する場合、大気が汚染されているので、外気をそのまま車室内へ導入することは乗員の健康面から問題があった。

そこで、大気中の有毒ガスや粉塵などの汚染物質を除去するための様々なフィルタが開発されている。そして車室内へ外気を導入するための外気取入れ口にそのフィルタを取り付け、ブロワを用いてフィルタを通して車室内へ大気を導入していた。このようにフィルタとブロワを用いて、車室内へ導入する大気をフィルタで濾過し、有毒ガスや粉塵などの汚染物質を除去した清浄な空気を車室内へ導入する技術があった（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−１９３５２５号公報

ところが、上記のようにブロワとフィルタを用いて大気を車室内へ導入する方法では、大量の外気を車室内へ導入するので、数百ワットにも達する電力が必要となる場合がある。つまり、車載バッテリに対する負荷が大きなものであった。

本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、車載バッテリに対する負荷を低減することができる車両用空調システムを提供することを目的としている。

かかる問題を解決するためになされた請求項１に記載の車両用空調システムは、車両のドアに選択分離材を備えていることを特徴とする。
選択分離材は、酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から低い方へ透過させ、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を遮断する機能を有する。

ドアには、上部に車室外側から外気を取り入れるための外気取入れ口を有するとともに、外気取入れ口よりも下部に、外気取入れ口から取り入れた外気を車室外側へ排出する外気排出口が設けられている。
そして、選択分離材が、車両のドアにおいて、車両の車室内側と車室外側とを隔て、かつ、外気取入れ口から取り入れた外気が選択分離材の車室外側の面に当たるように配置されている。

このように構成された車両用空調システムによれば、外気をブロワなどで車室内へ導入しなくても、選択分離材によって車室内側の酸素と二酸化炭素の濃度を外気と同じ濃度に保つことができる。以下、この効果について詳細に説明する。

選択分離材は、ドアにおいて、車両の車室内側と車室外側とを隔て、かつ、外気取入れ口から取り入れた外気が選択分離材の車室外側の面に当たるように配置されている。また、外気取入れ口から取り入れられた外気に含まれる酸素及び二酸化炭素の濃度は一定であ
る。

つまり、選択分離材の車室外側の面は一定濃度の酸素や二酸化炭素を含む外気と接触することになる。一方、車室内側の空気は乗員の呼吸などにより、二酸化炭素の濃度が高くなり、酸素濃度は低くなる。また、選択分離材は、二酸化炭素や酸素を濃度の高い方から低い方へ透過させる。

したがって、車室内側の酸素濃度が外気の酸素濃度よりも低くなれば、車室外側から濃度が低くなった車室内側へ選択分離材を介して酸素が供給される。また、二酸化炭素濃度が外気の濃度よりも高くなれば、濃度が高くなった車室内側から車室外側へ選択分離材を介して二酸化炭素が排出される。

特に、車両走行中には、外気取入れ口から取り入れられる外気の量が増えるので、車両走行中には、選択分離材の車室外側の面に外気が当たり続ける。つまり、選択分離材の車室外側の面には、一定濃度の酸素、二酸化炭素、硫黄酸化物及び微小固体成分を有する外気が供給され続ける。

したがって、車両走行中には、外気をブロワなどで車室内側へ導入しなくても、選択分離材によって車室内側の酸素と二酸化炭素の濃度を外気と同じ濃度に保つことができる。そして、ブロワを作動させる必要がないので、車載バッテリに対する負荷を低減することができる。

請求項２に記載の発明は、車両の車室のドア部分に選択透過材を備え、ドアは、車室外側から外気を取り入れるための外気取入れ口及び外気取入れ口から取り入れた外気を車室外側へ排出する外気排出口を有し、車室内側に面して装着され、空気を透過させる材料で形成された内装材を備え、選択透過材は、酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から低い方へ透過させ、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を遮断する機能を有し、車室内側と車室外側とを隔て、かつ、外気取入れ口から取り入れた外気が選択分離材の車室外側の面に当たるように、内装材に密着して配置されていることを特徴とする車両用空調システムである。

このようにすると、内装材が車室内側と車室外側とを隔てる。したがって、内装材に選択分離材を密着して配置することにより、車室内側と車室外側との酸素及び二酸化炭素とを選択分離材により交換できる。

また、請求項３のように、ドアに車室外側に面する外壁と車室内側に面する内壁とで構成された空洞部設ける。そして、外気取入れ口及び外気排出口を外壁に設ける。さらに、選択分離材を外気取入れ口及び外気排出口を覆うように空洞部に配置するとよい。

このようにしても、車室外側と車室内側とが選択分離材によって隔てられるので、車室内側と車室外側との酸素及び二酸化炭素とが選択分離材により交換できる。
ところで、外気取入れ口から取り入れられる外気には、粉塵が含まれている場合がある。その粉塵が選択分離材の表面に付着すると選択分離材の酸素や二酸化炭素の透過性能が低下する。そこで、請求項４に記載のように、選択分離材の車室内側又は車室外側に、外気取入れ口から取り入れられる外気に含まれる粉塵を除去するための除塵手段を備えるようにするとよい。

このようにすると、外気取入れ口から取り入れられ、選択分離材の車室外側に接触する外気から粉塵が除去されので、選択分離材の車室外側の面に粉塵が付着することがない。したがって、選択分離材の酸素や二酸化炭素の透過性能が低下することがない。

ところで、選択分離材を車室内側と車室外側とを隔てるようにドア部分に配置するためには、選択分離材を平板状に形成し、その板厚を薄くすると、酸素や二酸化炭素の交換効
率がよくなる。ところが、選択分離材を薄くすると強度が弱くなり破損しやすくなる。

そこで、請求項５に記載のように、選択分離材が平板状に形成されている場合には、選択分離材に密着して配置され、選択分離材を補強するための補強材を備えるようにすると、その補強材で選択分離材が補強される。したがって、選択分離材を板厚の薄い平板状に形成しても破損するおそれが少なくなる。

ところで、選択分離材の表面や内部に湿気、つまり、水分があるとその水分が酸素及び二酸化炭素の透過を妨げる。そこで、請求項６に記載のように、選択分離材に密着して配置され、選択分離材の表面及び内部の湿気を除去する除湿手段を備えるようにするとよい。

このようにすると、選択分離材の車室外側の面に接触する外気に含まれる湿気を除去することができるので、選択分離材の表面に水分が付着することがない。したがって、選択分離材の酸素及び二酸化炭素の透過性能を所定の性能に保つことができる。また、選択分離材を介して水分が車室内側に浸入することがないので、窓のくもりを防止することができる。

なお、「湿気を除去する」とは、湿気を完全になくすということではなく、湿気を許容値の範囲に保つために湿気を除去するという意味である。
また、請求項７に記載のように、選択分離材が温度の上昇に伴い酸素及び二酸化炭素の透過量を増加させるように形成されている場合には、選択分離材は、選択分離材又は補強材に密着して配置され、選択分離材を直接又は補強材を介して加熱する加熱手段を備えるようにするとよい。

このようにすると、選択分離材の酸素及び二酸化炭素の透過量は、温度の上昇に伴って増加する。そして、加熱手段が選択分離材又は補強材に密着して配置されているので、選択分離材、特に選択分離材の表面が直接又は間接的に加熱される。加熱されると選択分離材の表面温度が上昇するので、酸素及び二酸化炭素の透過量が増加する。酸素及び二酸化炭素の透過量が増加すれば、車室外側と車室内側との間の酸素及び二酸化炭素の交換速度が速くなる。

つまり、選択分離材又は補強材に密着して配置された加熱手段を備えることで、より速く車室内側と車室外側との間で酸素及び二酸化炭素の交換を行うことができる。つまり、車室内側の酸素及び二酸化炭素の濃度が急激に変化することがなくなるので、車室内側の快適性を保つことができる。

また、請求項８に記載のように、選択分離材を透過する前の外気又は選択分離材を透過した外気に含まれる悪臭成分を除去する脱臭手段を備えるようにすると、脱臭された外気のみを選択分離材に通すことができるので、車室内側に悪臭成分が入り込むことがない。したがって、車室内側の快適性を向上させることができる。

ところで、選択分離材によって車室内側の酸素及び二酸化炭素の濃度を一定に保つためには、選択分離材に接触する外気の酸素及び二酸化炭素の濃度を一定に保つ必要がある。そのためには、請求項９に記載のように、ドアに配置され、選択分離材の車室外側の面に外気取入れ口から取り入れた外気を供給する送風手段を備えるようにするとよい。

このようにすると、選択分離材の車室外側の面に新たな外気が当たり続ける。つまり、選択分離材の車室外側の酸素及び二酸化炭素の濃度は一定になるので、車室内側の酸素及
び二酸化炭素濃度も一定となる。

以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

［第１実施形態］
（車両用空調システムの構成）
図１（ａ）は、車両１０の側面図であり、図１（ｂ）は、ドア５０を車両１０の車幅方向に切った概略断面図である。

車両用空調システムは、図１に示すように、ドア５０に設けられた内装材５４、選択分離材１３、外気取入れ口５２ａ及び外気排出口５２ｂから構成される。また、ドア５０の略中心線上には、ガラスなどで形成された窓３０が取り付けられている。

外気取入れ口５２ａは、車室１９外側から外気を取り入れるためにドア５０の窓３０よりも車室１９外側のドア５０の上部に設けられた孔である。また、外気排出口５２ｂは、外気取入れ口５２ａから取り入れた外気を車室１９外側へ排出するためにドア５０の窓３０よりも車室１９外側のドア５０の下部に設けられた孔である。

内装材５４は、車室１９内側に面して装着され、空気を透過させる材料で形成されている。具体的には、無機化合物及び有機化合物を多孔質形状、繊維形状又は薄膜形状のうちの１つあるいはそれらを複合形状で形成したものである。内装材５４は、その細孔を空気が透過できるようになっていれば特に限定するものではない。好ましくは、数１０ナノメートルから数１００ナノメートルが好ましい。

また、内装材５４には、図１（ｄ）に示すように、内装材５４内部の細孔の壁面に脱臭材１７が担持されている。
脱臭材１７は、加熱触媒による脱臭材であり、銅、マンガン、白金、ニッケル、鉄、タンタル、アルミニウム、チタンのうちの１つ又は２つ以上を組み合わせた酸化物である。この脱臭材１７を細孔を持つ内装材５４である無機化合物多孔質体に担持させてある。無機多孔質体の孔径は、選択透過膜へのガス供給の妨げにならなければ、何れの孔径でもよい。一例としては、数１０から数１００ナノメートルが好ましい。

選択分離材１３は、酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から低い方へ透過させ、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を遮断する機能を有しており、内装材５４の車室１９外側に密着して配置されている。

具体的には、選択分離材１３は、膜状に形成され、膜質は、多孔質膜、無孔質膜、液膜又はゲル膜の何れか１つあるいはそれらの組み合わせからなる。
そして、当該高分子膜が平板状に形成されたものが図１（ｃ）に示すように、車室１９外側から導入される外気の流れる方向に対して平板の面が略平行になるように、換言すれば、蛇腹の凸部が外気の流れと略平行になるように蛇腹状に折られている。

このように、選択分離材１３を内装材５４の車室１９外側に密着して配置し、外気取入れ口５２ａ及び外気排出口５２ｂをドア５０の窓３０の車室１９外側に設けることにより、ドア５０において、車室１９内側と車室１９外側とを隔て、かつ、外気取入れ口５２ａ
から取り入れた外気が選択分離材１３の車室１９外側の面に当たるようになっている。

（車両用空調システムの作動と特徴）
以上のように構成された車両用空調システムでは、外気取入れ口５２ａから取り入れられた外気が選択分離材１３の車室１９外側の面に接触する。選択分離材１３の車室１９外側の面に接触した外気は外気排出口５２ｂから排出される。

このとき、選択分離材１３の車室１９外側の面は一定濃度の酸素や二酸化炭素を含む外気と接触することになる。一方、車室１９内の空気は、乗員の呼吸などにより二酸化炭素の濃度が高くなり、酸素濃度は低くなる。また、選択分離材１３は、二酸化炭素や酸素を濃度の高い方から低い方へ透過させる。

したがって、車室１９内の酸素濃度が外気の酸素濃度よりも低くなれば、車室１０外から濃度が低くなった車室１９内へ選択分離材１３を介して酸素が供給される。また、二酸化炭素濃度が外気の濃度よりも高くなれば、濃度が高くなった車室１９内から車室１９外側へ選択分離材１３を介して二酸化炭素が排出される。

特に、車両１０走行中には、外気取入れ口５２ａから取り入れられる外気の量が増えるので、車両１０走行中には、選択分離材１３の車室１９外側の面に外気が当たり続ける。つまり、選択分離材１３の車室１９外側の面には、一定濃度の酸素、二酸化炭素、硫黄酸化物及び微小固体成分を有する外気が供給され続ける。

したがって、車両１０走行中には、外気をブロワなどで車室１９内側へ導入しなくても、選択分離材１３によって車室１９内側の酸素と二酸化炭素の濃度を外気と同じ濃度に保つことができる。そして、ブロワを作動させる必要がないので、車載バッテリに対する負荷を低減することができる。

また、内装材５４の多孔質体の細孔に脱臭材１７が担持されているので、選択分離材１３を透過して選択分離材１３の車室１９内側に至った外気に悪臭成分が含まれていても脱臭材１７でその悪臭成分が除去される、したがって、車室１９内側に悪臭成分が進入することがないので、車室１９内側を快適に保つことができる。

また、選択分離材１３が蛇腹状に折られているので、選択分離材１３の表面積が大きい。選択分離材１３の表面積が大きければ、酸素や二酸化炭素の交換量が増えるので、車室１９内側の酸素や二酸化炭素の濃度に変化があっても、それらの濃度を短時間で一定の値に戻すことができる。

［第２実施形態］
次に、選択分離材１３に種々の機能を有する機能材などを配置したものについて図２及び図３に基づいて説明する。図２（ａ）は、車両１０の側面図であり、図２（ｂ）は、ドア５０を車両１０の車幅方向に切った概略断面図である。また、図３は、ドア５０を車両１０の車幅方向に切った概略断面図である。

本第２実施形態における車両用空調システムでは、図２（ｂ）に示すように、選択分離材１３の車室１９外側に除塵フィルタ１４を密着させて装着している。
除塵フィルタ１４は、選択分離材１３の細孔よりも大きな孔を持つ材料で構成されており、例えば、活性炭素繊維、不織布、樹脂繊維、帯電繊維などの膜状の材料と繊維状、不織布状、板状、波板状あるいは粒状の基材から構成されている。

樹脂繊維としては、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、アクリルなどが用いられる。そして、それらの何れか１つ又はそのうちの２つ以上を組み合わせて編み込むように構成される。

また帯電繊維には、外部の電極からイオンを強制的に打ち込むエレクトロ・エレクトレット法を用いてポリプロピレンなどのポリマーの繊維を帯電させたエレクトレット繊維がある。また、ポリマーとしては、ポリプロピレンの他に、テフロン（登録商標）、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン類、ポリスチレン誘導体、ポリスチレン、ポリアミド、ポリビニルハライト、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネイトなどを用いることができる。

また、帯電繊維の帯電法として、エレクトロ・エレクトレット法の他に、電界下で紫外線などを照射するホト・エレクトレット法、高分子ポリマーに応力を加えて塑性流動させるメカノ・エレクトレット法、温度を上昇させた状態で高分子ポリマーの高電界を印加するサーモ・エレクトレット法、温度を上昇させ磁場をかけるマグネット・エレクトレット法、γ線などの電磁波を照射するラジオ・エレクトレット法などを使用することができる。

このように、選択分離材１３の車室１９外側に除塵フィルタ１４が設けられているので、選択分離材１３の車室１９外側の面に接触する外気から粉塵が除去される。したがって、選択分離材１３の車室１９外側の面に粉塵が付着することがないので、選択分離材１３の酸素や二酸化炭素の透過性能が低下することがない。

また、図３（ａ）に示すように、選択分離材１３の車室１９外側に除湿材１６を密着して配置するようにしてもよい。
除湿材１６は、選択分離材１３の車室１９外側に密着して配置され、選択分離材１３の車室１９外側の面に接触する外気に含まれる湿気を除去するものである。

具体的には、吸水性ポリマー、綿状パルプ、給水紙、シリカゲル、酸化カルシウム、酸化マグネシウム又は塩化カルシウムを多孔質体と混合させたもの、あるいは、電解質ポリマー又は親水性ポリマーからなる吸水性ポリマー、アクリル重合体、ビニルアルコール又はアクリル酸ポリマーなどが選択分離材１３の車室１９外側に積層されている。

このようにすると、選択分離材１３の車室１９外側の面に接触する外気に含まれる湿気を除去することができるので、選択分離材１３の表面に水分が付着することがない。したがって、選択分離材１３の酸素及び二酸化炭素の透過性能を所定の性能に保つことができる。

また、選択分離材１３を介して水分が車室１９内側に浸入することがないので、車室１９の窓３０のくもりを防止することができる。
なお、「湿気を除去する」とは、湿気を完全になくすということではなく、湿気を許容値の範囲に保つために湿気を除去するという意味である。

さらに、図３（ｂ）に示すように、選択分離材１３の車室１９外側に送風機１８を備えるようにしてもよい。
送風機１８は、選択分離材１３に対して車室１９外側に備えられ、外気取入れ口５２ａ
から取り入れた車室１９外側の外気を選択分離材１３の車室１９外側の表面に供給するためのものである。

このようにすれば、送風機１８により、車室１９外側の外気が選択分離材１３に対して送風される。したがって、選択分離材１３の車室１９外側の面に新たな外気が当たり続けるので、選択分離材１３の車室１９外側の酸素及び二酸化炭素の濃度は一定になる。したがって、車室１９内の酸素及び二酸化炭素の濃度が変化しても短時間でも一定値に戻すことができる。

［第３実施形態］
次に、選択分離材１３を内装材５４に密着して配置する代りに外気取入れ口５２ａと外気排出口５２ｂとをドア５０の内側から覆うように配置した実施形態について図４及び図５に基づいて説明する。図４（ａ）は、車両１０の側面図であり、図４（ｂ）は、ドア５０を車両１０の車幅方向に切った概略断面図である。また、図５は、ドア５０を車両１０の車幅方向に切った概略断面図である。

本第３実施形態の車両用空調システムでは、図４（ｂ）に示すように、ドア５０は、車室１９外側に面する外壁５０ａと車室１９内側に面する内壁５０ｂとで構成された空洞部５１を有している。また、外気取入れ口５２ａは、外壁５０ａの下部に外気排出口５２ｂよりも上方に設けられている。

また、外気排出口５２ｂは、外壁５０ａの下部に設けられており、選択分離材１３は、空洞部５１に外気取入れ口５２ａ及び外気排出口５２ｂを覆うように、空洞部５１に図中右上から左下に斜めに配置されている
選択分離材１３は、第１実施形態と同じように形成されており、図６に示すように補強材１３ａで補強されている。補強材１３ａは、図６（ａ）に示すように選択分離材１３に対して車室１９内側に積層されていてもよいし、図６（ｂ）に示すように選択分離材１３に対して車室１９外側に積層されていてもよい。また、図６（ｃ）に示すように選択分離材１３を車室１９内側と車室１９外側から挟むように積層されていてもよい。

補強材１３ａの径は、特に限定しないが、数１０から数１００ナノメートルが好ましい。またその形状は、多孔質形状、繊維形状又は薄膜形状のうち１つあるいはそれらの複合形状であり、有機系高分子、無機化合物又は炭素を含む材料で形成されている。

また、図４（ｂ）に示すように、選択分離材１３の車室１９外側の外壁５０ａの近傍に蓄熱体１５が設けられている。
蓄熱体１５は、選択分離材１３を直接又は補強材１３ａを介して間接的に加熱するものである。また、蓄熱体１５は、外部から供給される熱を蓄え、蓄えた熱で選択分離材１３を加熱する。

具体的には、ハニカム構造のセラミック、無機塩類水和物、パラフィン又はワックスなどを多孔質体に担持させた、選択分離材１３や補強材１３ａよりも熱伝導性の高い材料から構成されている。

また、蓄熱体１５は、外部から供給される熱として、太陽光の輻射熱を蓄えるようになっている。つまり、選択分離材１３がドア５０内部に置かれた場合に車両１０を照らす太陽光の輻射熱が蓄積されるのである。

補強材１３ａの材料は、例えばポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエーテルサル
ホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルサルホン、ポリエチレン、テフロン（登録商標）（例えば、ＰＴＦＥ、ＰＥＦなど）、ガラス（たとえば繊維状）、セルロースなどから選ばれる単一材料もしくは２つ以上の材料で構成され、多孔体のような高次構造を取る。またこれらの材料以外にも多孔構造を作成可能な材料であれば何れのものでもよい。

以上のように構成された車両用空調システムによっても、車室１９外側と車室１９内側とが選択分離材１３によって隔てられるので、車室１９内側と車室１９外側との酸素及び二酸化炭素とが選択分離材１３により交換される。

また、補強材１３ａで選択分離材１３が補強されているので、選択分離材１３を板厚の薄い平板状に形成しても破損するおそれが少なくなる。
また、選択分離材１３が温度の上昇に伴い酸素及び二酸化炭素の透過量を増加させるように形成されている。また、選択分離材１３には、選択分離材１３を直接加熱する蓄熱体１５が積層されている。

したがって、選択分離材１３の酸素及び二酸化炭素の透過量は、温度の上昇に伴って増加する。そして、蓄熱体１５が選択分離材１３に密着して配置されているので、選択分離材１３の表面が直接加熱される。加熱されると選択分離材１３の表面温度が上昇するので、酸素及び二酸化炭素の透過量が増加する。酸素及び二酸化炭素の透過量が増加すれば、車室１９外側と車室１９内側との間の酸素及び二酸化炭素の交換速度が速くなる。

つまり、選択分離材１３に密着して配置された蓄熱体１５を備えているので、より速く車室１９内側と車室１９外側との間で酸素及び二酸化炭素の交換を行うことができる。つまり、車室１９内側の酸素及び二酸化炭素の濃度が急激に変化することがなくなるので、車室１９内側の快適性を保つことができる。

また、図５（ａ）に示すように、選択分離材１３の車室１９外側に除湿材１６を備えるようにすると、選択分離材１３の車室１９外側の面に接触する外気に含まれる湿気を除去することができるので、選択分離材１３の表面に水分が付着することがない。したがって、選択分離材１３の酸素及び二酸化炭素の透過性能を所定の性能に保つことができる。

また、選択分離材１３を介して水分が車室１９内側に浸入することがないので、車室１９の窓３０のくもりを防止することができる。
さらに、図５（ｂ）に示すように、補強材１３ａの車室１９内側に送風機１８を装着するようにしてもよい。このようにすると、送風機１８で車室１９内側に外気を吸い込むようにすると、外気取入れ口５２ａから取り入れられ、選択分離材１３の車室１９外側の面に接触する外気の量が増す。

したがって、車室１９内側に取り入れられる酸素や車室１９外側に排出される二酸化炭素の量が増えるので、車室１９内側の酸素や二酸化炭素の濃度が変化しても短い時間で一定値に戻すことができる。

［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。

（１）上記実施形態で使用する高分子材料としては、ポリシロキサン系、ポリアセチレン系、ポリブタジエン系、ブチルゴム、ポリクロロプレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ
エチレン及びポリプロピレンなどであってもよい。特に、耐熱性が必要な場合には、ポリシロキサン系やポリアセチレン系の高分子材を用いるとよい。

（２）上記実施形態では、選択分離材１３として、薄膜形状の無孔材料を使用していたが、薄膜形状の材料の代りに微小固体成分を遮断できる細孔を持つ多孔質形状の材料を用いてもよい。このようにすると、人体に沈着し発がん性を有する１０から１００ナノメートル以上の微小固体成分の透過を防止することができる。

また、薄膜形状の材料の代りに、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を遮断する機能を有する繊維形状の材料で選択分離材１３を形成すると、酸素及び二酸化炭素の透過性能を高めることができる。

また、薄膜形状の代りに、無機材料又は酸化物を有する組成を含む結晶構造を有する材料で選択分離材１３を構成すると、無機材料又は酸化物を有する組成を含む材料は、多孔質の細孔径が制御しやすく、特に酸化物は、周期律表の多くの元素を用いることができるので有効である
具体的な材料としては、ゼオライトや粘土鉱物（モンモリロナイト、カオリナイト、ハロサイトなど）がある。より好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、珪素又はアルミニウムを含んだ物質がよい。また、酸化物では、粘土鉱物のように層間隔をサブナノメートル単位で制御することができる材料を使用してもよい。

また、薄膜形状の材料の代りに、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を遮断する機能を有する繊維形状の材料を用いてもよい。
（３）上記実施形態では、選択分離材１３として、有機系高分子を使用していたが、有機系高分子の代りに結晶材料や炭素を含む材料を用いてもよい。結晶材料としては、無機材料や又は酸化物を有する組成を含む材料がある。また、炭素を含む材料としては、グラファイトを含む材料がある。

（４）上記実施形態の選択分離材１３では、吸着、吸収、分解各機能を有する薄膜材料により、酸素及び二酸化炭素の透過と炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を遮断していたが、それらの成分に対する表面反応を示す薄膜材料で選択分離材１３を形成してもよい。

（５）上記実施形態で使用されている選択分離材１３や補強材１３ａの表面に撥水性を持たせることで結露水を速やかに除去することもできる。選択分離材１３や補強材１３ａの表面に撥水性を持たせる方法としては、化学的な方法や物理的な方法がある。

化学的な方法としては、例えば、選択分離材１３や補強材１３ａの表面にアルキル基などの疎水性官能基やフッ素基などの撥水性官能基を導入するやり方がある。また、物理的な方法としては、補強材１３ａの孔径を１００μｍ以下にしたり、選択分離材１３の表面の高さ１００μｍ以下の凹凸を形成するという物理的な方法がある。

（６）上記実施形態では、外気取入れ口５２ａと外気排出口５２ｂとが別々に設けられていたが、必ずしも、外気取入れ口５２ａと外気排出口５２ｂとは別々に設けられている必要なく、外気の取り入れと排出とを充分に行えるのであれば、１つの孔で構成されていれもよい。

（７）第１実施形態では、選択分離材１３に補強材１３ａを密着して配置していなかったが、選択分離材１３の車室１９内側に補強材１３ａを密着して配置してもよい。
（８）また、本車両用空調システムの適用対象としては、酸素の導入と二酸化炭素の排出が必要であり、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を遮断する必要である空間であればよい。そのようなものとして、自動車以外に、列車、モノレール、航空機などの車両１０に適用することができる。

なお、以上に示す各実施形態において、除塵フィルタ１４が除塵手段に相当し、除湿材１６が除湿手段に相当し、蓄熱体１５が加熱手段する。また、脱臭材１７が脱臭手段に相当し、送風機１８が送風手段に相当する。

第１実施形態における車両１０のドア５０部分の概略構成を示す図である。 第２実施形態における車両１０のドア５０部分の概略構成を示す図である。 ドア５０を車両１０の車幅方向に切った概略断面図である。 第３実施形態における車両１０のドア５０部分の概略構成を示す図である。 ドア５０を車両１０の車幅方向に切った概略断面図である。 選択分離材１３に補強材１３ａを配置した場合の概略図である。

符号の説明

１０…車両、１３…選択分離材、１３ａ…補強材、１４…除塵フィルタ、１５…蓄熱体、１６…除湿材、１７…脱臭材、１８…送風機、１９…車室、３０…窓、５０…ドア、５０ａ…外壁、５０ｂ…内壁、５１…空洞部、５２ａ…外気取入れ口、５２ｂ…外気排出口、５４…内装材。

Claims (9)

1. 車両の車室のドア部分に選択透過材を備え、
   前記ドアは、上部に前記車室外側から外気を取り入れるための外気取入れ口を有するとともに、前記外気取入れ口よりも下部に、前記外気取入れ口から取り入れた外気を前記車室外側へ排出する外気排出口を有し、
   前記選択透過材は、酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から低い方へ透過させ、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を遮断する機能を有し、前記車室内側と前記車室外側とを隔て、かつ、前記外気取入れ口から取り入れた外気が前記選択分離材の前記車室外側の面に当たるように配置されていることを特徴とする車両用空調システム。
2. 車両の車室のドア部分に選択透過材を備え、
   前記ドアは、前記車室外側から外気を取り入れるための外気取入れ口及び前記外気取入れ口から取り入れた外気を前記車室外側へ排出する外気排出口を有し、
   前記車室内側に面して装着され、空気を透過させる材料で形成された内装材を備え、
   前記選択透過材は、酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から低い方へ透過させ、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を遮断する機能を有し、前記車室内側と前記車室外側とを隔て、かつ、前記外気取入れ口から取り入れた外気が前記選択分離材の前記車室外側の面に当たるように、前記内装材に密着して配置されていることを特徴とする車両用空調システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用空調システムにおいて、
   前記ドアは、前記車室外側に面する外壁と前記車室内側に面する内壁とで構成された空洞部を有しており、
   前記外気取入れ口及び前記外気排出口は、前記外壁に設けられており、
   前記選択分離材は、前記空洞部に、前記外気取入れ口及び前記外気排出口を覆うように配置されていることを特徴とする車両用空調システム。
4. 請求項１〜請求項３の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
   前記選択分離材の前記車室内側又は前記車室外側に、前記外気取入れ口から取り入れられる外気に含まれる粉塵を除去するための除塵手段を備えていることを特徴とする車両用空調システム。
5. 請求項１〜請求項４の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
   前記選択分離材は、平板状に形成されており、
   前記選択分離材に密着して配置され、前記選択分離材を補強するための補強材を備えていることを特徴とする車両用空調システム。
6. 請求項１〜請求項５の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
   前記選択分離材に密着して配置され、前記選択分離材の表面及び内部の湿気を除去する除湿手段を備えていることを特徴とする車両用空調システム。
7. 請求項１〜請求項６の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
   前記選択分離材は、温度の上昇に伴い酸素及び二酸化炭素の透過量を増加させるように形成されており、
   前記選択分離材又は前記補強材に密着して配置され、前記選択分離材を直接又は前記補強材を介して加熱する加熱手段を備えていることを特徴とする車両用空調システム。
8. 請求項１〜請求項７の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
   前記選択分離材を透過する前の外気又は前記選択分離材を透過した外気に含まれる悪臭成分を除去する脱臭手段を備えていることを特徴とする車両用空調システム。
9. 請求項１〜請求項８の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
   前記ドアに配置され、前記選択分離材の前記車室外側の面に前記外気取入れ口から取り入れた外気を供給する送風手段を備えていることを特徴とする車両用空調システム。