JP4850990B2 - 車載用空気清浄フィルタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は車輌用空気清浄フィルタに関する。この空気清浄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窒素酸化物（特にＮＯ２）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】
そこで、充分な風量を確保できるエアコン装置に当該空気清浄機能を有する空気清浄用フィルタを取りつければよいことに気付く。
かかる見地から従来の車輌用エアコン装置を見ると、空気清浄用フィルタとして次のものが用いられていた。
▲１▼ プリーツ構造の集塵フィルタのみ。
▲２▼ 高電圧を印加する電気集塵装置。
▲３▼ 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。
▲４▼ 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。
▲５▼ 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。
上記▲１▼及び▲２▼の構成では、脱臭脱ガス機能がない。また、▲２▼ではコストも高い。
▲３▼、▲４▼及び▲５▼では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、▲３▼及び▲４▼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。▲５▼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▲３▼及び▲４▼と同様に流路抵抗が増大するので好ましくない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、かかる車輌用エアコン装置に取り付ける活性炭フィルタとして、押出し成形されたハニカム型活性炭セル（株式会社神戸製鋼所の提供する商品名「アクトカーボア」など）に注目した。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、ハニカム型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。
【０００５】
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。
活性炭により確かに二酸化窒素は除去できるが、悪臭成分であるアンモニアに関してはこれを活性炭で吸着除去することができない。
一方、光触媒として使用されるアナターゼ型の酸化チタンには、光照射を特にしなくても、アンモニアを吸着する能力がある。
【０００６】
特開平９−９４８号公報の段落
【０００７】
及び
【０００８】
には、粉末状活性炭をハニカム状若しくは格子状に成型してなる基材へ酸化チタンを担持させる構成のフィルタが示唆されている。
かかる構成のフィルタによれば、二酸化窒素は活性炭基材により効率良く吸着除去される。また、アンモニアは酸化チタンに吸着される。
その他、関連する文献として特開平１０−１８０１１８号公報を参照されたい。
【０００９】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、ハニカム型活性炭セルに酸化チタンを担持させると、ハニカム型活性炭セルによる二酸化窒素の吸着能力が低下してしまう。その一方で、酸化チタンはその担持量が多くなれば吸着除去できるアンモニアの量も多くなることがわかった。
かかる知見に基づき本発明者らはさらに検討をすすめ、車輌に用いる空気清浄フィルタとして好ましい構成を探った。酸化チタンの担持量が多くなるとその層が厚くなってハニカム型活性炭セルの開口を狭くしてしまう。そうなると流路抵抗が増大して好ましくない。また、酸化チタン層が全体的に厚くなるとハニカム型活性炭セルまで空気が充分に行き渡らなくなり活性炭成分の能力を充分に引き出せなくなるおそれがある。
そこでこの発明は、流路抵抗の増大防止及び二酸化窒素に対するハニカム型活性炭セルの吸着能力低下防止を図りつつ、ハニカム型活性炭セルに担持される酸化チタンの担持量を極大化することを一つの目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成すべくなされたものであり、その構成は次の通りである。
ハニカム型活性炭セルからなる基材と、該基材の表面全体を被覆する酸化チタン層とを備えてなる車載用空気清浄フィルタであって、
前記酸化チタン層は送風方向に厚く、送風方向と直交する方向に薄い、ことを特徴とする車載用空気清浄フィルタ。
【００１１】
このように構成された車載用空気清浄フィルタによれば、送風方向に厚くかつ送風方向と直行する方向に薄く形成されているので、ハニカム型活性炭セルの開口が狭くなることが防止され、送風に対する流路抵抗の増大がない。また、ハニカム型活性炭セルの表面積は殆ど開口壁面、即ち送風方向と平行な面で稼いでいる。本発明では、かかる開口壁面上に形成される酸化チタン層、即ち送風方向と直交する酸化チタン層を薄くして空気が当該酸化チタン層を透過しやすくする。ハニカム型活性炭セルの構造上、送風方向の酸化チタン層は開口の周縁に形成されるので、この部分が厚くなって当該部分での二酸化窒素の吸着が低下しても、ハニカム型活性炭セルの全体からみれば二酸化窒素吸着能に与える影響は小さい。よって、全体としてハニカム型活性炭セルの二酸化窒素吸着能が低下することもない。
【００１２】
ハニカム型活性炭セルとは、特開平５−２４２号公報等に開示されるようなハニカム成形体であって、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、好ましくは押出し成型したものである。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。
【００１３】
車輌用の、特にエアコン装置に適用される空気清浄フィルタには、一つの指標として、車内空気を通過させる毎に各種ガス成分の６０％を除去することが求められている。かかる要求を満足するかかるハニカム型活性炭セルとして、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：５００〜１０００セル（開口数）／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ）のものを用いることができる。ここに、開口（セル）の大きさが５００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ）未満であると、基材の表面積の広さが充分でなくなり、アンモニアの吸着能力に支障をきたす。開口（セル）の大きさが１０００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ）を超えると、流路抵抗を増大させるので好ましくない。より好ましくは５００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ）〜８００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ）である。
【００１４】
酸化チタン層はハニカム型活性炭セルの全表面を被覆する。これはフィルタの容積をできる限り小さくしつつ酸化チタンの担持量をできる限り多くするためである。酸化チタンの膜厚は基材まで空気を透過させることができれば特に限定されない。ハニカム型活性炭セルの形成材料（活性炭）内を空気が均等に透過するために、酸化チタン層はセルにおいて開口壁面、即ち空気流方向に平行な表面に実質的に均等な膜厚で形成されることが好ましい。
このような第１の層としての酸化チタン層は例えば浸漬法により形成されるが、その製法もとくに限定されるわけではない。
【００１５】
この発明では、更にハニカム型活性炭セルの開口周縁に送風方向の酸化チタン層（第２の層）を形成する。これは、セルの開口壁面での酸化チタン担持量を増大することで流路抵抗の増大防止及び二酸化窒素に対するハニカム型活性炭セルの吸着能力低下防止を図りつつ、ハニカム型活性炭セルに担持される酸化チタンの担持量を極大化するためである。
かかる送風方向の第２の酸化チタン層はスプレー法により形成することができるが、その形成方法が特に限定されるものではない。
【００１６】
第１の層を厚くすると、開口が狭くなって流路抵抗が増大する。これに対し、ハニカム型活性炭セルの開口周縁に形成される送風方向の第２の層はその厚さが増大してもその流路抵抗は、図１に示すように、さして増大しない。図１は第１の層を浸漬法により３０ｇ／Ｌ(リットル）の密度で形成した後、スプレー法により第２の層を形成したときのスプレー担持量と流路抵抗（圧力損失）との関係を示す。
図１の結果は次のようにして得た。
図２は試験装置の概略図であり、角筒３００内へ気密に試験例のフィルタ３０１を取りつけ、空気流速が１．２ｍ／秒となるようにポンプ３０２を駆動して空気流を発生させる。フィルタ３０１の前後の圧力を汎用的な圧力計３１０で検出し、その差をとって図１の圧力損失とした。なおフィルタ３０１には株式会社神戸製鋼所の提供するアクトカーボア（８００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ））を用い、そのサイズは空気流に直交する方向において５０ｍｍ×５０ｍｍであり、厚さは８ｍｍである。第１の層を形成する酸化チタンには石原産業株式会社の提供するＴｉＯ２ゾル（型番：ＳＴＳ−０１）を用いた。第２の層は石原産業株式会社の提供するＴｉＯ２スラリー（型番：ＳＴＳ−２１）を用いた。スプレー時間を変化することにより第２の層における酸化チタンの担持量を調整し、具体的な担持量はスプレー前のセルの重量とスプレー・乾燥後の重量の差より求めた。
図３は第１の層を浸漬法により３０ｇ／Ｌの密度で形成したものの顕微鏡写真であり、これに第２の層を形成したときの顕微鏡斜写真を図４に示す。
【００１７】
第１の層が厚くなると、ハニカム型活性炭セルの活性炭成分まで空気が充分行き渡らなくなり、活性炭による空気中のガス成分・臭気成分の吸着が充分でなくなる。
図５は第１の層を形成する酸化チタンの担持量と二酸化窒素及びアンモニアの除去率との関係を示す。ここで、二酸化窒素はハニカム型活性炭セルの活性炭成分が吸着し、アンモニアは酸化チタンが吸着する。図５の結果から酸化チタンの担持量は基材の単位容積（リットル）当たり２５〜５０ｇとすることがこのましい。この範囲において車内空気中から二酸化窒素とアンモニアを共に高い除去率で除去することができる。
一方、車内空気中から二酸化窒素とアンモニアを共に６０％以上の除去率で除去することを一つの基準としてみると、酸化チタンの担持量を３０〜４５ｇ／Ｌとする。酸化チタンの担持量が４５ｇ／Ｌを超えると、アンモニアに対する吸着能力は向上するが、二酸化窒素に対する除去能力が基準（６０％）をしたまわることとなるので好ましくない。これは、容量が一定である、即ちその表面積が一定である活性炭基材に対する酸化チタンの担持量が増えるとその膜厚が厚くなるので、これを通過して活性炭多孔体基材にまで行き届く空気の量が低下するためと考えられる。他方、酸化チタンの担持量が３０ｇ／Ｌ未満であると、二酸化窒素に対する除去能力は充分に確保されているが、アンモニアに対する除去能力が基準（６０％）に満たないので好ましくない。これは、アンモニアの吸着する酸化チタンの絶対量が不足するためである。更に好ましい酸化チタンの担持量は３０〜４０ｇ／Ｌであり、更に更に好ましくは３５〜４０ｇ／Ｌである。
【００１８】
図５の結果は次のようにして得た。
図６は試験装置の概略図であり、角筒３００内へ気密に試験例のフィルタ３０１を取りつけ、空気流速が１．２ｍ／秒となるようにポンプ３０２を駆動して空気流を発生させ、角筒３００の入り口側にそれぞれ３０ｐｐｍの二酸化窒素と１０ｐｐｍのアンモニアを導入する。そして、汎用的なガス濃度測定器３０３を用いてフィルタ３０１の前後の濃度を測定し、その差をとって図５の除去率とした。なお、図５の縦軸において、ワンパス除去率とは被検対象の空気をフィルタに通すのは一度だけであることを意味する。フィルタ３０１には株式会社神戸製鋼所の提供するアクトカーボア（８００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ））を用い、そのサイズは空気流に直交する方向において５０ｍｍ×５０ｍｍであり、厚さは８ｍｍである。酸化チタンには石原産業株式会社の提供するＴｉＯ２ゾル（型番：ＳＴＳ−０１）を用いた。基材の浸漬時間を変化することにより酸化チタンの担持量を調整し、具体的な担持量は浸漬前の基材の重量と浸漬・乾燥後の重量の差より求めた。
【００１９】
酸化チタンは触媒活性を有するアナターゼ型の粉体若しくは粒体を用いる。酸化チタンに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。ＴｉＯ２−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２５７４１０号公報等を参照されたい。
吸着したアンモニアを酸化分解するため、勿論他のガス成分（炭化水素、一酸化炭素等）を酸化分解するため、酸化チタン層へ紫外線を照射することが好ましい。光源には、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、酸化チタン層に照射されるものとする。
フィルタに酸化チタン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酸化チタンへ供給することにより活性炭の吸着能力が再生されることが知られている（特開平９−２５３４５２号公報参照）。
かかる再生は本発明のフィルタにも適用できる。即ち、車載用エアコン装置が停止しているときに当該フィルタに光を照射し、もって当該フィルタの再生を図る。このようにして再生されるフィルタは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。
【００２０】
酸化チタンを光触媒としてみた場合、第１の層のみによってその担持量を多くした場合と、第２の層を用いてその担持量を多くした場合との酸化分解能力を比較結果を図７に示す。図７において、■で表されるデータは第１の層のみを浸漬法により形成したときの酸化チタンの担持量と酸化分解能力（二酸化炭素生成速度）との関係を示す。また、中抜きの四角で表されるデータは第１の層を浸漬法により３０ｇ／Ｌの密度で形成した後、スプレー法により第２の層を形成したときの酸化チタンと酸化分解能力（二酸化炭素生成速度）との関係を示す。
図７より、ハニカム型活性炭セルの開口周縁に送風方向の第２の酸化チタン層を形成すると、同一の光触媒担持量においてより高い酸化分解能の得られることがわかる。第１の酸化チタン層のみの場合、セルにおいて開口の内側まで光が充分まわりこまず、その部分で酸化チタンが光触媒として充分機能しない。これに対し、セルの開口周縁にある第２の酸化チタン層では光源からの光を全て吸収できるので、そこにある酸化チタンは全て光触媒として十分機能する。
【００２１】
図７の結果は次のようにして得た。
図８は試験装置の概略図であり、容積が１０リットルのバッグ３０６内にアセトアルデヒトをその濃度が１００ｐｐｍとなるように注入する。そして透明な円筒３００内へ気密に試験例のフィルタ３０１を取りつけ、流量：３Ｌ／分、流速：０．００６ｍ／秒となるように循環ポンプ３３２を駆動して空気流を発生させる。なおフィルタ３０１には株式会社神戸製鋼所の提供するアクトカーボア（８００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ））を用い、そのサイズは空気流に直交する方向においてφ３０ｍｍであり、厚さは８ｍｍである。第１の層を形成する酸化チタンには石原産業株式会社の提供するＴｉＯ２ゾル（型番：ＳＴＳ−０１）を用いた。基材の浸漬時間を変化することにより酸化チタンの担持量を調整し、具体的な担持量は浸漬前の基材の重量と浸漬・乾燥後の重量の差より求めた。第２の層は石原産業株式会社の提供するＴｉＯ２スラリー（型番：ＳＴＳ−２１）を用いた。スプレー時間を変化することにより第２の層における酸化チタンの担持量を調整し、具体的な担持量はスプレー前の基材の重量とスプレー・乾燥後の重量の差より求めた。
そして、紫外線ランプ３２０がオフの状態でアセトアルデヒドをフィルタ３０１に吸着させる。その後紫外線ランプ３２０を点灯して吸着したアセトアルデヒドを分解させ、発生する二酸化炭素の量を汎用的なガスクロ装置３４０で測定し、図７の結果を得た。即ち、アセトアルデヒドの酸化分解能力に比例して二酸化炭炭素の生成量が増大する。
【００２２】
酸化チタンを光触媒としてみた場合、酸化チタンの代わりに、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌａ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆｅ、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。
なお、基材である活性炭多孔体の一部は酸化チタン層で被覆せずにこれを露出させることもできる。このような構成は活性炭多孔体からなる基材を酸化チタンで被覆してなる本願発明のフィルタと活性炭多孔体のみからなるフィルタとを結合したものとみなす。
【００２３】
車載用のエアコン装置について言えば、上で説明した空気清浄フィルタと併せて、集塵用フィルタを用いることが好ましい。
集塵用フィルタには布、不織布及び紙等の集塵素材をプリーツ状としたものを用いることができる。集塵用フィルタの構造は特に限定されるものではない。
【００２４】
空気流において集塵用フィルタを上流側とし、空気清浄フィルタを下流側にすることが好ましい。これにより、粉塵により後者が目づまりすることを未然に防止できる。集塵用フィルタと空気清浄フィルタとは近接して、好ましくは接続して配置することが好ましい。これにより、両者をコンパクトに纏めることができる。
集塵用フィルタや空気清浄フィルタの形状はこれが適用される空気清浄器やエアコン装置に対応して適宜設計される。
【００２５】
集塵用フィルタは長期間の使用により目づまりをおこすので、これの交換が必要である。そのためにたとえば、車載用エアコン装置の吸気口に対してグローブボックスから集塵用フィルタを着脱可能に装着できるようする。
同じく空気清浄フィルタも車載用エアコン装置に対して着脱可能とすることが好ましい。破損した場合などその交換が容易になるからである。
集塵用フィルタや空気清浄フィルタの交換を容易にするため、それらのホルダを設け、当該ホルダを車載用エアコン装置に対して着脱自在とすることができる。この場合、当該ホルダに対して集塵用フィルタや空気清浄フィルタは着脱自在である。
集塵用フィルタや空気清浄フィルタはエアコン装置においてその空気流の最上流部に設置されることが好ましい。
【００２６】
【実施例】
次にこの発明の実施例について説明する。
図９はこの実施例で使用する活性炭多孔体基材としての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ア（商品名、８００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ ２ ））を用いた。そして、このセル１をＴｉＯ２ゾル（石原産業株式会社製の型番ＳＴＳ−０１）へ浸漬させ、その後乾燥することによりセル１の全表面へ均一に第１の酸化チタン層をコーティングした。酸化チタンの担持量は３０ｇ／Ｌである。次に、ＴｉＯ２スラリー（石原産業株式会社製の型番ＳＴＳ−２１）をハニカム型活性炭セルの両端開口部にスプレーし、乾燥させた。スプレーによる担持量は１５ｇ／Ｌであり、その結果酸化チタン層の総担持量は４５ｇ／Ｌとなった。
図９の（ａ）に示すように６つのセル１をカートリッジ３で挟持して空気清浄フィルタとしての活性炭フィルタ２を構成し、図１２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９（ｂ）参照）。
【００２７】
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１０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９（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。
【００２８】
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１１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。
【００２９】
図１３は図９（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１０３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１３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１０５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。
【００３０】
図１４は他の実施例を示す。図１３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に担持された酸化チタンが活性化される。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。酸化チタン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１４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。
【００３１】
他の実施例を図１５に示す。図１４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１６には、更に光源ユニット７０をも着脱自在に挿着させるホルダ９０を用いる例を示す。
【００３２】
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。
【００３３】
以下、次の事項を開示する。
（１１） ハニカム型活性炭セルからなる基材と、該基材の表面全体を被覆する光触媒層とを備えてなる車載用空気清浄フィルタであって、
前記光触媒層は送風方向に厚く、送風方向と直交する方向に薄い、ことを特徴とする車載用空気清浄フィルタ。
（１２） ハニカム型活性炭セルからなる基材と、該基材の表面全体を被覆する光触媒層とを備えてなる車載用空気清浄フィルタであって、
前記光触媒層は浸漬法により形成された第１の層と、スプレー法により形成された第２の層とからなる、ことを特徴とする車載用空気清浄フィルタ。
（１３） 前記第２の層は前記第１の層の上側であって、送風方向へ形成されている、ことを特徴とする（１２）に記載の車載用空気清浄フィルタ。
（１４） 前記第２の層は前記光触媒を活性化する光を放出する光源に対向して配置される、ことを特徴とする（１２）又は（１３）に記載の車載用空気清浄フィルタ。
（１５） ハニカム型活性炭セルからなる基材と、該基材の表面全体を被覆する光触媒層とを備えてなる車載用空気清浄フィルタであって、
前記光触媒層は前記基材の表面を被覆し実質的に均一な厚さの第１の層と、前記ハニカム型活性炭セルの開口周縁上に形成された第２の層とからなる、ことを特徴とする車載用空気清浄フィルタ。
（１６） 前記第２の層は前記第１の層の上側に形成されている、ことを特徴とする（１５）に記載の車載用空気清浄フィルタ。
（１７） 前記第２の層は前記光触媒を活性化する光を放出する光源に対向して配置される、ことを特徴とする（１５）又は（１６）に記載の車載用空気清浄フィルタ。
（１８） 前記ハニカム型活性炭セルからなる基材は１インチ平方当たりに５００〜１０００個の開口を有し、かつ前記第１の層は２５〜５０ｇ／Ｌの担持量で光触媒を含む、ことを特徴とする（１１）〜（１７）のいずれかに記載の車載用空気清浄フィルタ。
（１９） （１１）〜（１８）のいずれかに記載の車載用空気清浄フィルタを備える車輌用エアコン装置。
（２０） （１１）〜（１８）のいずれかに記載の車載用空気清浄フィルタを備える車輌用空気清浄器。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はスプレー担持量と圧力損失との関係を示す。
【図２】図２は図１の結果を得るための試験装置の概略構成図である。
【図３】図３はハニカム型活性炭セルに第１の酸化チタン層のみを形成したときの断面顕微鏡写真である。
【図４】図４はハニカム型活性炭セルに第１の酸化チタン層及び第２の酸化チタン層を形成したときの断面顕微鏡写真である。
【図５】図５は酸化チタンの担持量と二酸化窒素及びアンモニアの除去率との関係を示す。
【図６】図６は図５の結果を得るための試験装置の概略構成図である。
【図７】図７は送風方向の第２の酸化チタン層酸化チタンを設ける場合と層でない場合の酸化チタン担持量とアセトアルデヒド分解（二酸化炭素生成）能力との関係を示す。
【図８】図８は図７の結果を得るための試験装置の概略構成図である。
【図９】図９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１０】図１０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１１】図１１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１２】図１２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１３】図１３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１４】図１４は他の実施例の空気清浄用フィルタを示す図である。
【図１５】図１５は他の実施例の空気清浄用フィルタを示す図である。
【図１６】図１６は他の実施例の空気清浄用フィルタを示す図である。
【符号の説明】
１ ハニカム型活性炭セル
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
【産業上の利用分野】
この発明は車輌用空気清浄フィルタに関する。この空気清浄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窒素酸化物（特にＮＯ２）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】
そこで、充分な風量を確保できるエアコン装置に当該空気清浄機能を有する空気清浄用フィルタを取りつければよいことに気付く。
かかる見地から従来の車輌用エアコン装置を見ると、空気清浄用フィルタとして次のものが用いられていた。
▲１▼ プリーツ構造の集塵フィルタのみ。
▲２▼ 高電圧を印加する電気集塵装置。
▲３▼ 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。
▲４▼ 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。
▲５▼ 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。
上記▲１▼及び▲２▼の構成では、脱臭脱ガス機能がない。また、▲２▼ではコストも高い。
▲３▼、▲４▼及び▲５▼では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、▲３▼及び▲４▼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。▲５▼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▲３▼及び▲４▼と同様に流路抵抗が増大するので好ましくない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、かかる車輌用エアコン装置に取り付ける活性炭フィルタとして、押出し成形されたハニカム型活性炭セル（株式会社神戸製鋼所の提供する商品名「アクトカーボア」など）に注目した。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、ハニカム型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。
【０００５】
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。
活性炭により確かに二酸化窒素は除去できるが、悪臭成分であるアンモニアに関してはこれを活性炭で吸着除去することができない。
一方、光触媒として使用されるアナターゼ型の酸化チタンには、光照射を特にしなくても、アンモニアを吸着する能力がある。
【０００６】
特開平９−９４８号公報の段落
【０００７】
及び
【０００８】
には、粉末状活性炭をハニカム状若しくは格子状に成型してなる基材へ酸化チタンを担持させる構成のフィルタが示唆されている。
かかる構成のフィルタによれば、二酸化窒素は活性炭基材により効率良く吸着除去される。また、アンモニアは酸化チタンに吸着される。
その他、関連する文献として特開平１０−１８０１１８号公報を参照されたい。
【０００９】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、ハニカム型活性炭セルに酸化チタンを担持させると、ハニカム型活性炭セルによる二酸化窒素の吸着能力が低下してしまう。その一方で、酸化チタンはその担持量が多くなれば吸着除去できるアンモニアの量も多くなることがわかった。
かかる知見に基づき本発明者らはさらに検討をすすめ、車輌に用いる空気清浄フィルタとして好ましい構成を探った。酸化チタンの担持量が多くなるとその層が厚くなってハニカム型活性炭セルの開口を狭くしてしまう。そうなると流路抵抗が増大して好ましくない。また、酸化チタン層が全体的に厚くなるとハニカム型活性炭セルまで空気が充分に行き渡らなくなり活性炭成分の能力を充分に引き出せなくなるおそれがある。
そこでこの発明は、流路抵抗の増大防止及び二酸化窒素に対するハニカム型活性炭セルの吸着能力低下防止を図りつつ、ハニカム型活性炭セルに担持される酸化チタンの担持量を極大化することを一つの目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成すべくなされたものであり、その構成は次の通りである。
ハニカム型活性炭セルからなる基材と、該基材の表面全体を被覆する酸化チタン層とを備えてなる車載用空気清浄フィルタであって、
前記酸化チタン層は送風方向に厚く、送風方向と直交する方向に薄い、ことを特徴とする車載用空気清浄フィルタ。
【００１１】
このように構成された車載用空気清浄フィルタによれば、送風方向に厚くかつ送風方向と直行する方向に薄く形成されているので、ハニカム型活性炭セルの開口が狭くなることが防止され、送風に対する流路抵抗の増大がない。また、ハニカム型活性炭セルの表面積は殆ど開口壁面、即ち送風方向と平行な面で稼いでいる。本発明では、かかる開口壁面上に形成される酸化チタン層、即ち送風方向と直交する酸化チタン層を薄くして空気が当該酸化チタン層を透過しやすくする。ハニカム型活性炭セルの構造上、送風方向の酸化チタン層は開口の周縁に形成されるので、この部分が厚くなって当該部分での二酸化窒素の吸着が低下しても、ハニカム型活性炭セルの全体からみれば二酸化窒素吸着能に与える影響は小さい。よって、全体としてハニカム型活性炭セルの二酸化窒素吸着能が低下することもない。
【００１２】
ハニカム型活性炭セルとは、特開平５−２４２号公報等に開示されるようなハニカム成形体であって、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、好ましくは押出し成型したものである。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。
【００１３】
車輌用の、特にエアコン装置に適用される空気清浄フィルタには、一つの指標として、車内空気を通過させる毎に各種ガス成分の６０％を除去することが求められている。かかる要求を満足するかかるハニカム型活性炭セルとして、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：５００〜１０００セル（開口数）／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ）のものを用いることができる。ここに、開口（セル）の大きさが５００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ）未満であると、基材の表面積の広さが充分でなくなり、アンモニアの吸着能力に支障をきたす。開口（セル）の大きさが１０００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ）を超えると、流路抵抗を増大させるので好ましくない。より好ましくは５００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ）〜８００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ）である。
【００１４】
酸化チタン層はハニカム型活性炭セルの全表面を被覆する。これはフィルタの容積をできる限り小さくしつつ酸化チタンの担持量をできる限り多くするためである。酸化チタンの膜厚は基材まで空気を透過させることができれば特に限定されない。ハニカム型活性炭セルの形成材料（活性炭）内を空気が均等に透過するために、酸化チタン層はセルにおいて開口壁面、即ち空気流方向に平行な表面に実質的に均等な膜厚で形成されることが好ましい。
このような第１の層としての酸化チタン層は例えば浸漬法により形成されるが、その製法もとくに限定されるわけではない。
【００１５】
この発明では、更にハニカム型活性炭セルの開口周縁に送風方向の酸化チタン層（第２の層）を形成する。これは、セルの開口壁面での酸化チタン担持量を増大することで流路抵抗の増大防止及び二酸化窒素に対するハニカム型活性炭セルの吸着能力低下防止を図りつつ、ハニカム型活性炭セルに担持される酸化チタンの担持量を極大化するためである。
かかる送風方向の第２の酸化チタン層はスプレー法により形成することができるが、その形成方法が特に限定されるものではない。
【００１６】
第１の層を厚くすると、開口が狭くなって流路抵抗が増大する。これに対し、ハニカム型活性炭セルの開口周縁に形成される送風方向の第２の層はその厚さが増大してもその流路抵抗は、図１に示すように、さして増大しない。図１は第１の層を浸漬法により３０ｇ／Ｌ(リットル）の密度で形成した後、スプレー法により第２の層を形成したときのスプレー担持量と流路抵抗（圧力損失）との関係を示す。
図１の結果は次のようにして得た。
図２は試験装置の概略図であり、角筒３００内へ気密に試験例のフィルタ３０１を取りつけ、空気流速が１．２ｍ／秒となるようにポンプ３０２を駆動して空気流を発生させる。フィルタ３０１の前後の圧力を汎用的な圧力計３１０で検出し、その差をとって図１の圧力損失とした。なおフィルタ３０１には株式会社神戸製鋼所の提供するアクトカーボア（８００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ））を用い、そのサイズは空気流に直交する方向において５０ｍｍ×５０ｍｍであり、厚さは８ｍｍである。第１の層を形成する酸化チタンには石原産業株式会社の提供するＴｉＯ２ゾル（型番：ＳＴＳ−０１）を用いた。第２の層は石原産業株式会社の提供するＴｉＯ２スラリー（型番：ＳＴＳ−２１）を用いた。スプレー時間を変化することにより第２の層における酸化チタンの担持量を調整し、具体的な担持量はスプレー前のセルの重量とスプレー・乾燥後の重量の差より求めた。
図３は第１の層を浸漬法により３０ｇ／Ｌの密度で形成したものの顕微鏡写真であり、これに第２の層を形成したときの顕微鏡斜写真を図４に示す。
【００１７】
第１の層が厚くなると、ハニカム型活性炭セルの活性炭成分まで空気が充分行き渡らなくなり、活性炭による空気中のガス成分・臭気成分の吸着が充分でなくなる。
図５は第１の層を形成する酸化チタンの担持量と二酸化窒素及びアンモニアの除去率との関係を示す。ここで、二酸化窒素はハニカム型活性炭セルの活性炭成分が吸着し、アンモニアは酸化チタンが吸着する。図５の結果から酸化チタンの担持量は基材の単位容積（リットル）当たり２５〜５０ｇとすることがこのましい。この範囲において車内空気中から二酸化窒素とアンモニアを共に高い除去率で除去することができる。
一方、車内空気中から二酸化窒素とアンモニアを共に６０％以上の除去率で除去することを一つの基準としてみると、酸化チタンの担持量を３０〜４５ｇ／Ｌとする。酸化チタンの担持量が４５ｇ／Ｌを超えると、アンモニアに対する吸着能力は向上するが、二酸化窒素に対する除去能力が基準（６０％）をしたまわることとなるので好ましくない。これは、容量が一定である、即ちその表面積が一定である活性炭基材に対する酸化チタンの担持量が増えるとその膜厚が厚くなるので、これを通過して活性炭多孔体基材にまで行き届く空気の量が低下するためと考えられる。他方、酸化チタンの担持量が３０ｇ／Ｌ未満であると、二酸化窒素に対する除去能力は充分に確保されているが、アンモニアに対する除去能力が基準（６０％）に満たないので好ましくない。これは、アンモニアの吸着する酸化チタンの絶対量が不足するためである。更に好ましい酸化チタンの担持量は３０〜４０ｇ／Ｌであり、更に更に好ましくは３５〜４０ｇ／Ｌである。
【００１８】
図５の結果は次のようにして得た。
図６は試験装置の概略図であり、角筒３００内へ気密に試験例のフィルタ３０１を取りつけ、空気流速が１．２ｍ／秒となるようにポンプ３０２を駆動して空気流を発生させ、角筒３００の入り口側にそれぞれ３０ｐｐｍの二酸化窒素と１０ｐｐｍのアンモニアを導入する。そして、汎用的なガス濃度測定器３０３を用いてフィルタ３０１の前後の濃度を測定し、その差をとって図５の除去率とした。なお、図５の縦軸において、ワンパス除去率とは被検対象の空気をフィルタに通すのは一度だけであることを意味する。フィルタ３０１には株式会社神戸製鋼所の提供するアクトカーボア（８００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ））を用い、そのサイズは空気流に直交する方向において５０ｍｍ×５０ｍｍであり、厚さは８ｍｍである。酸化チタンには石原産業株式会社の提供するＴｉＯ２ゾル（型番：ＳＴＳ−０１）を用いた。基材の浸漬時間を変化することにより酸化チタンの担持量を調整し、具体的な担持量は浸漬前の基材の重量と浸漬・乾燥後の重量の差より求めた。
【００１９】
酸化チタンは触媒活性を有するアナターゼ型の粉体若しくは粒体を用いる。酸化チタンに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。ＴｉＯ２−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２５７４１０号公報等を参照されたい。
吸着したアンモニアを酸化分解するため、勿論他のガス成分（炭化水素、一酸化炭素等）を酸化分解するため、酸化チタン層へ紫外線を照射することが好ましい。光源には、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、酸化チタン層に照射されるものとする。
フィルタに酸化チタン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酸化チタンへ供給することにより活性炭の吸着能力が再生されることが知られている（特開平９−２５３４５２号公報参照）。
かかる再生は本発明のフィルタにも適用できる。即ち、車載用エアコン装置が停止しているときに当該フィルタに光を照射し、もって当該フィルタの再生を図る。このようにして再生されるフィルタは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。
【００２０】
酸化チタンを光触媒としてみた場合、第１の層のみによってその担持量を多くした場合と、第２の層を用いてその担持量を多くした場合との酸化分解能力を比較結果を図７に示す。図７において、■で表されるデータは第１の層のみを浸漬法により形成したときの酸化チタンの担持量と酸化分解能力（二酸化炭素生成速度）との関係を示す。また、中抜きの四角で表されるデータは第１の層を浸漬法により３０ｇ／Ｌの密度で形成した後、スプレー法により第２の層を形成したときの酸化チタンと酸化分解能力（二酸化炭素生成速度）との関係を示す。
図７より、ハニカム型活性炭セルの開口周縁に送風方向の第２の酸化チタン層を形成すると、同一の光触媒担持量においてより高い酸化分解能の得られることがわかる。第１の酸化チタン層のみの場合、セルにおいて開口の内側まで光が充分まわりこまず、その部分で酸化チタンが光触媒として充分機能しない。これに対し、セルの開口周縁にある第２の酸化チタン層では光源からの光を全て吸収できるので、そこにある酸化チタンは全て光触媒として十分機能する。
【００２１】
図７の結果は次のようにして得た。
図８は試験装置の概略図であり、容積が１０リットルのバッグ３０６内にアセトアルデヒトをその濃度が１００ｐｐｍとなるように注入する。そして透明な円筒３００内へ気密に試験例のフィルタ３０１を取りつけ、流量：３Ｌ／分、流速：０．００６ｍ／秒となるように循環ポンプ３３２を駆動して空気流を発生させる。なおフィルタ３０１には株式会社神戸製鋼所の提供するアクトカーボア（８００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ２ ））を用い、そのサイズは空気流に直交する方向においてφ３０ｍｍであり、厚さは８ｍｍである。第１の層を形成する酸化チタンには石原産業株式会社の提供するＴｉＯ２ゾル（型番：ＳＴＳ−０１）を用いた。基材の浸漬時間を変化することにより酸化チタンの担持量を調整し、具体的な担持量は浸漬前の基材の重量と浸漬・乾燥後の重量の差より求めた。第２の層は石原産業株式会社の提供するＴｉＯ２スラリー（型番：ＳＴＳ−２１）を用いた。スプレー時間を変化することにより第２の層における酸化チタンの担持量を調整し、具体的な担持量はスプレー前の基材の重量とスプレー・乾燥後の重量の差より求めた。
そして、紫外線ランプ３２０がオフの状態でアセトアルデヒドをフィルタ３０１に吸着させる。その後紫外線ランプ３２０を点灯して吸着したアセトアルデヒドを分解させ、発生する二酸化炭素の量を汎用的なガスクロ装置３４０で測定し、図７の結果を得た。即ち、アセトアルデヒドの酸化分解能力に比例して二酸化炭炭素の生成量が増大する。
【００２２】
酸化チタンを光触媒としてみた場合、酸化チタンの代わりに、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌａ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆｅ、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。
なお、基材である活性炭多孔体の一部は酸化チタン層で被覆せずにこれを露出させることもできる。このような構成は活性炭多孔体からなる基材を酸化チタンで被覆してなる本願発明のフィルタと活性炭多孔体のみからなるフィルタとを結合したものとみなす。
【００２３】
車載用のエアコン装置について言えば、上で説明した空気清浄フィルタと併せて、集塵用フィルタを用いることが好ましい。
集塵用フィルタには布、不織布及び紙等の集塵素材をプリーツ状としたものを用いることができる。集塵用フィルタの構造は特に限定されるものではない。
【００２４】
空気流において集塵用フィルタを上流側とし、空気清浄フィルタを下流側にすることが好ましい。これにより、粉塵により後者が目づまりすることを未然に防止できる。集塵用フィルタと空気清浄フィルタとは近接して、好ましくは接続して配置することが好ましい。これにより、両者をコンパクトに纏めることができる。
集塵用フィルタや空気清浄フィルタの形状はこれが適用される空気清浄器やエアコン装置に対応して適宜設計される。
【００２５】
集塵用フィルタは長期間の使用により目づまりをおこすので、これの交換が必要である。そのためにたとえば、車載用エアコン装置の吸気口に対してグローブボックスから集塵用フィルタを着脱可能に装着できるようする。
同じく空気清浄フィルタも車載用エアコン装置に対して着脱可能とすることが好ましい。破損した場合などその交換が容易になるからである。
集塵用フィルタや空気清浄フィルタの交換を容易にするため、それらのホルダを設け、当該ホルダを車載用エアコン装置に対して着脱自在とすることができる。この場合、当該ホルダに対して集塵用フィルタや空気清浄フィルタは着脱自在である。
集塵用フィルタや空気清浄フィルタはエアコン装置においてその空気流の最上流部に設置されることが好ましい。
【００２６】
【実施例】
次にこの発明の実施例について説明する。
図９はこの実施例で使用する活性炭多孔体基材としての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ア（商品名、８００セル／６．４５１６ｃｍ ２ （ｉｎｃｈ ２ ））を用いた。そして、このセル１をＴｉＯ２ゾル（石原産業株式会社製の型番ＳＴＳ−０１）へ浸漬させ、その後乾燥することによりセル１の全表面へ均一に第１の酸化チタン層をコーティングした。酸化チタンの担持量は３０ｇ／Ｌである。次に、ＴｉＯ２スラリー（石原産業株式会社製の型番ＳＴＳ−２１）をハニカム型活性炭セルの両端開口部にスプレーし、乾燥させた。スプレーによる担持量は１５ｇ／Ｌであり、その結果酸化チタン層の総担持量は４５ｇ／Ｌとなった。
図９の（ａ）に示すように６つのセル１をカートリッジ３で挟持して空気清浄フィルタとしての活性炭フィルタ２を構成し、図１２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９（ｂ）参照）。
【００２７】
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１０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９（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。
【００２８】
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１１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。
【００２９】
図１３は図９（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１０３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１３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１０５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。
【００３０】
図１４は他の実施例を示す。図１３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に担持された酸化チタンが活性化される。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。酸化チタン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１４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。
【００３１】
他の実施例を図１５に示す。図１４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１６には、更に光源ユニット７０をも着脱自在に挿着させるホルダ９０を用いる例を示す。
【００３２】
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。
【００３３】
以下、次の事項を開示する。
（１１） ハニカム型活性炭セルからなる基材と、該基材の表面全体を被覆する光触媒層とを備えてなる車載用空気清浄フィルタであって、
前記光触媒層は送風方向に厚く、送風方向と直交する方向に薄い、ことを特徴とする車載用空気清浄フィルタ。
（１２） ハニカム型活性炭セルからなる基材と、該基材の表面全体を被覆する光触媒層とを備えてなる車載用空気清浄フィルタであって、
前記光触媒層は浸漬法により形成された第１の層と、スプレー法により形成された第２の層とからなる、ことを特徴とする車載用空気清浄フィルタ。
（１３） 前記第２の層は前記第１の層の上側であって、送風方向へ形成されている、ことを特徴とする（１２）に記載の車載用空気清浄フィルタ。
（１４） 前記第２の層は前記光触媒を活性化する光を放出する光源に対向して配置される、ことを特徴とする（１２）又は（１３）に記載の車載用空気清浄フィルタ。
（１５） ハニカム型活性炭セルからなる基材と、該基材の表面全体を被覆する光触媒層とを備えてなる車載用空気清浄フィルタであって、
前記光触媒層は前記基材の表面を被覆し実質的に均一な厚さの第１の層と、前記ハニカム型活性炭セルの開口周縁上に形成された第２の層とからなる、ことを特徴とする車載用空気清浄フィルタ。
（１６） 前記第２の層は前記第１の層の上側に形成されている、ことを特徴とする（１５）に記載の車載用空気清浄フィルタ。
（１７） 前記第２の層は前記光触媒を活性化する光を放出する光源に対向して配置される、ことを特徴とする（１５）又は（１６）に記載の車載用空気清浄フィルタ。
（１８） 前記ハニカム型活性炭セルからなる基材は１インチ平方当たりに５００〜１０００個の開口を有し、かつ前記第１の層は２５〜５０ｇ／Ｌの担持量で光触媒を含む、ことを特徴とする（１１）〜（１７）のいずれかに記載の車載用空気清浄フィルタ。
（１９） （１１）〜（１８）のいずれかに記載の車載用空気清浄フィルタを備える車輌用エアコン装置。
（２０） （１１）〜（１８）のいずれかに記載の車載用空気清浄フィルタを備える車輌用空気清浄器。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はスプレー担持量と圧力損失との関係を示す。
【図２】図２は図１の結果を得るための試験装置の概略構成図である。
【図３】図３はハニカム型活性炭セルに第１の酸化チタン層のみを形成したときの断面顕微鏡写真である。
【図４】図４はハニカム型活性炭セルに第１の酸化チタン層及び第２の酸化チタン層を形成したときの断面顕微鏡写真である。
【図５】図５は酸化チタンの担持量と二酸化窒素及びアンモニアの除去率との関係を示す。
【図６】図６は図５の結果を得るための試験装置の概略構成図である。
【図７】図７は送風方向の第２の酸化チタン層酸化チタンを設ける場合と層でない場合の酸化チタン担持量とアセトアルデヒド分解（二酸化炭素生成）能力との関係を示す。
【図８】図８は図７の結果を得るための試験装置の概略構成図である。
【図９】図９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１０】図１０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１１】図１１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１２】図１２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１３】図１３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１４】図１４は他の実施例の空気清浄用フィルタを示す図である。
【図１５】図１５は他の実施例の空気清浄用フィルタを示す図である。
【図１６】図１６は他の実施例の空気清浄用フィルタを示す図である。
【符号の説明】
１ ハニカム型活性炭セル
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
Claims (7)
- 活性炭を主原料としてハニカム状に型成形したハニカム型活性炭セルからなる基材（骨材に活性炭を担持させたものは除く）と、該基材の表面全体を被覆する酸化チタン層とを備えてなる車載用空気清浄フィルタであって、
前記酸化チタン層は前記基材の表面全体に浸漬法により形成された第１の層と、前記ハニカム型活性炭セルの開口周縁上において前記第１の層の上にスプレー法により形成された第２の層とからなる、ことを特徴とする車載用空気清浄フィルタ。 - 前記第２の層は前記酸化チタンを活性化する光を放出する光源に対向して配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の車載用空気清浄フィルタ。
- 活性炭を主原料としてハニカム状に型成形したハニカム型活性炭セルからなる基材（骨材に活性炭を担持させたものは除く）と、該基材の表面全体を被覆する酸化チタン層とを備えてなる車載用空気清浄フィルタであって、
前記酸化チタン層は前記基材の表面全体を被覆し実質的に均一な厚さの第１の層と、前記ハニカム型活性炭セルの開口周縁上において前記第１の層の上に形成された第２の層とからなる、ことを特徴とする車載用空気清浄フィルタ。 - 前記第２の層は前記酸化チタンを活性化する光を放出する光源に対向して配置される、ことを特徴とする請求項３に記載の車載用空気清浄フィルタ。
- 前記ハニカム型活性炭セルからなる基材は６．４５１６cm２（１インチ平方）当たりに５００〜１０００個の開口を有し、かつ前記第１の層は２５〜５０ｇ／Ｌの担持量で酸化チタンを含む、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車載用空気清浄フィルタ。
- 請求項１〜５のいずれかに記載の車載用空気清浄フィルタを備える車輌用エアコン装置。
- 請求項１〜５のいずれかに記載の車載用空気清浄フィルタを備える車輌用空気清浄器。
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