JP5191815B2

JP5191815B2 - 車載用イオン発生装置

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Publication number: JP5191815B2
Application number: JP2008156156A
Authority: JP
Inventors: 宏彰清原
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-06-16
Filing date: 2008-06-16
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2028-06-16
Also published as: JP2009298336A

Description

本発明は車載用イオン発生装置に関するものである。

従来、車両乗員のためにマイナスイオンを放出するためのイオン発生器が知られている。例えば、特許文献１には、車両前方の天井部に取付けられたマップランプモジュールの内部やサンバイザーの後方やミラー構造の内部にマイナスイオン発生器を配置する方法が提案されている（請求項１〜４参照）。また、同文献には、車両前方に設けられた車両空調装置の吹出口にイオン発生器を配置する方法も提案されている（請求項５参照）。

しかし、マップランプモジュールの内部やサンバイザーの後方やミラー構造の内部にマイナスイオン発生器を配置する場合には、車両が加速しない限りイオンが後方に移動することもなくイオン発生器近傍にたまってしまうことになり、乗員の周りに有効的にイオンが集まっているとは言い難い。また、車両空調装置の吹出口にイオン発生器を配置する場合は、イオンの大半は空調装置の気流に乗って移動するため、車室内のイオン分布は吹出口のルーバーの向きに依存してしまう。しかし、吹出口のルーバーは乗員の方を向いていないことも多いため、車室内に乗員の周りに有効にイオンを集めることは困難である。さらに、乗員の数が二人以上の場合、吹出口のルーバーの向きを乗員の方に向け続けるということは事実上不可能である。

ここで、マイナスイオンには人をリラックスさせる効果はあるが、空気中の浮遊菌を殺菌して清浄な空気を作り出すことまでは期待できない。そこで、非特許文献１に記載されたように、車両前方に設けられた車両空調装置の吹出口に、プラスイオン（Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m）とマイナスイオン（Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n）を放出するためのイオン発生器を配置する方法が提案されている。これらのイオンには、浮遊菌の殺菌、除電、においの低減といった効果があることが知られている。

しかし、車両空調装置の吹出口にイオン発生器を配置するものである以上、上述した従来のマイナスイオン発生器と同様の問題が存在する。

ところで、空気が乾燥している冬期などで、乗員が車両から降車してドアを閉める際に金属部分に触れると静電気ショックが起こって不快な思いをすることがある。この現象は、乗員がシートに座っている間に、着ている衣服とシートが擦れて静電気が溜まる（帯電する）ことに起因する。ゆえに、イオン発生器により電荷を帯びたイオン発生させ、このイオンを乗員に吹きかけて、あらかじめ静電気を除電しておけば静電気ショックの防止に寄与するものと期待される。

人は着ている衣服とシートの材質によりプラスにもマイナスにも帯電してしまう。従って、プラスとマイナスのいずれの極性の静電気にも対応できるように、プラスとマイナス両極性のイオンを発生させることが好ましい。

しかし、上記特許文献１に記載されたイオン発生器はマイナスイオンのみを発生させるものであるため、除電できるのは必然的にプラスの静電気だけであり、マイナスの静電気の除電に対応できず、除電の用途に適用しても所望の効果を得ることは困難である。

また、非特許文献１のように、プラスイオンとマイナスの両極性のイオンを発生させる場合、両極性のイオンが密集していると中和反応を起こし、イオンが消滅してしまう問題がある。そのため、速やかにイオンを発生源から遠ざけて拡散させる必要がある。

一方、人はハンドルを握っている間やシートにもたれている間はほとんど帯電せず、シートから離れた瞬間に一気に帯電し、時折静電気ショックを発生させる。そのため、静電気ショックが発生しないようにするためには、人が車両から降りる際に人の周りに多くのイオンを一気に集中させる必要がある。ところが、上記の従来技術では、エンジン停止時には空調装置も停止するためイオンを発生させても車室内に拡散させることができないという問題点があった。
特開２００４−２１７０３２号公報（請求項１、図１） http://www.nissan.co.jp/OPTIONAL-PARTS/EXTERIOR_INTERIOR/PURETRON/index.html

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、車室内の乗員の周りにイオンを効率よく分布させることのできる車載用イオン発生器を提供することを目的とする。また、本発明は人が車両から降りる際にドアの周りに大量のイオンを一気に集中させることにより、乗員に帯電した静電気を確実に除電できる車載用イオン発生器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明では、車両天井中央部付近に設置される車載用イオン発生装置であって、ハウジングと、前記ハウジングに開口形成された吸込口と、前記ハウジングの前部に開口形成され、車両前側の座席に対応した前席用吹出口と、前記ハウジングの後部に開口形成され、車両後側の座席に対応した後席用吹出口と、前記ハウジング内に配置され、前記吸込口から吸い込まれる車室内の空気を前記前席用吹出口に導く前席用ダクトと、前記ハウジング内に配置され、前記吸込口から吸い込まれる車室内の空気を前記後席用吹出口に導く後席用ダクトと、前記ハウジング内に設けられ、前記吸込口から吸い込んだ車室内の空気を、前記前席用ダクト内を通って前記前席用吹出口から車室内に吹き出す前席用送風機と、前記ハウジング内に設けられ、前記吸込口から吸い込んだ車室内の空気を、前記後席用ダクト内を通って前記後席用吹出口から車室内に吹き出す後席用送風機と、前記ハウジング内に設けられ、前記前席用ダクト内でプラスイオンとマイナスイオンを発生する前席用イオン発生素子と、前記ハウジング内に設けられ、前記後席用ダクト内でプラスイオンとマイナスイオンを発生する後席用イオン発生素子と、を備え、前席用と後席用の前記送風機、前席用と後席用の前記イオン発生素子のそれぞれを個別に制御するようにしたことを特徴としている。

この構成によると、前席用の送風機とイオン発生素子を駆動し、後席用との送風機とイオン発生素子を停止すれば、前席用の送風機により吸込口から吸い込まれた車室内の空気は、前席用ダクトを通って前席用吹出口から車室内に吹き出される（前席集中イオン供給モード）。したがって、前側座席に座る乗員の周りに効率よくプラスイオンとマイナスイオンを分布させることができる。一方、前席用と後席用の全ての送風機と前席用と後席用の全てのイオン発生素子を駆動すれば、前席用の送風機により吸込口から吸い込まれた車室内の空気は、前席用ダクトを通って前席用吹出口から車室内に吹き出され、後席用の送風機により吸込口から吸い込まれた車室内の空気は、後席用ダクトを通って後席用吹出口から車室内に吹き出される（全席イオン供給モード）。したがって、前側と後側の座席に座る乗員の周りに効率よくプラスイオンとマイナスイオンを分布させることができる。

また、本発明では、前席用と後席用の前記吹出口を座席の数に応じて複数設け、それに対応して前席用と後席用の前記ダクト、前席用と後席用の前記送風機、前席用と後席用の前記イオン発生素子のそれぞれを複数備えることを特徴としている。

この構成によると、前側と後側の各座席に座る乗員に向けて確実にプラスイオンとマイナスイオンが送り届けられる。したがって、乗員の周りにさらに効率よくプラスイオンとマイナスイオンを分布させることができる。

また、本発明は、前記前席用ダクトに設けられ、前記前席用吹出口の開口面積を変更するための前席用吹出口面積変更手段と、前記後席用ダクトに設けられ、前記前席用吹出口の開口面積を変更するための後席用吹出口面積変更手段と、を備え、前席用と後席用の前記吹出口面積変更手段を個別に制御するようにしたことを特徴としている。

この構成によると、前席用と後席用の吹出口面積変更手段によって前席用と後席用の吹出口の開口面積を個別に変更すれば、前側と後側の座席に座る乗員に向けて送られるイオン風の風速が変更される。通常、前席用の吹出口から前側座席に座る乗員までの距離は近く、後席用の吹出口から後側座席に座る乗員までの距離は遠いので、前側吹出口面積変更手段により前側吹出口の開口面積を広げ、後側吹出口面積変更手段により後側吹出口の開口面積を狭めるように制御すれば、前側座席に座る乗員には遅いイオン風が乗員に向けて送られ、後側座席に座る乗員には速いイオン風が乗員に向けて送られる。したがって、吹出口から乗員までの距離に関係なく、乗員の周りに確実にプラスイオンとマイナスイオンを分布させることができる。

また、本発明では、前席用と後席用の前記吹出口を座席の数に応じて複数設け、それに対応して前席用と後席用の前記ダクト、前席用と後席用の前記送風機、前席用と後席用の前記イオン発生素子、前席用と後席用の前記吹出口面積変更手段のそれぞれを複数備えることを特徴としている。

また、本発明では、前席用と後席用の全ての前記送風機及び前席用と後席用の全ての前記イオン発生素子を駆動する全席イオン供給モードと、前席用の前記送風機と前記イオン発生素子を駆動し、後席用の前記送風機と前記イオン発生素子を停止する前席集中イオン供給モードと、を備えたことを特徴としている。

この構成によると、全席イオン供給モードでは、前側と後側の座席に座る乗員の周りに効率よくプラスイオンとマイナスイオンを分布させることができる。一方、前席集中イオン供給モードでは、前側座席に座る乗員の周りに効率よくプラスイオンとマイナスイオンを分布させることができる。

また、本発明では、前席用と後席用の全ての前記送風機及び前席用と後席用の全ての前記イオン発生素子を駆動する全席イオン供給モードと、前席用の前記送風機と前記イオン発生素子を駆動し、後席用の前記送風機と前記イオン発生素子を停止する前席集中イオン供給モードと、を備え、前記全席イオン供給モードと前記前席集中供給モードとを手動で切替えるスイッチを備えたことを特徴としている。

この構成によると、スイッチ操作により、乗員の任意で全席イオン供給モードと前席集中イオン供給モードとを手動で切り換えることができる。

また、本発明では、後側座席に乗員がいるか否かを検知する後席乗員検知手段を備え、前記後席乗員検知手段の検知結果に基づいて、前記全席イオン供給モードと前記前席集中供給モードとを自動で切替えることを特徴としている。

この構成によると、後側座席に乗員が座っていないときは、自動的に前席集中イオン供給モードとなり、後側座席に乗員が座っているときは、自動的に全席イオン供給モードとなる。

また、本発明では、前記全席イオン供給モードのとき、前記前席用吹出口面積変更手段により前記前席用吹出口の開口面積を広げ、前記後席用吹出口面積変更手段により前記後席用吹出口の開口面積を狭めることを特徴としている。

この構成によると、全席イオン供給モードでは、前側座席に座る乗員には遅いイオン風が乗員に向けて送られ、後側座席に座る乗員には速いイオン風が乗員に向けて送られる。したがって、吹出口から乗員までの距離に関係なく、乗員の周りに確実にプラスイオンとマイナスイオンを分布させることができる。

また、本発明では、前記前席用ダクトに設けられ、前記前席用吹出口から吹き出されるイオン風の向きを変更する前席用吹出方向変更手段と、前記後席用ダクトに設けられ、前記後席用吹出口から吹き出されるイオン風の向きを変更する後席用吹出方向変更手段と、を備え、前席用と後席用の前記吹出方向変更手段を個別に制御するようにしたことを特徴としている。

この構成によると、前席用と後席用の吹出方向変更手段によって前席用と後席用の吹出口から吹き出されるイオン風の向きが個別に変更される。よって、通常、前側と後側の座席に座る乗員に向けて送られるイオン風を、必要に応じてそれとは異なる方向に送ることができる。

また、本発明では、車両のドアの開閉を検知するドア開閉検知手段を備え、前記ドア開閉検知手段の検知結果に基づいて、ドアが開かれたとき、前席用と後席用の前記送風機及び前席用と後席用の前記イオン発生素子を駆動し、前席用と後席用の前記吹出方向変更手段により前席用と後席用の前記吹出口から吹き出されるイオン風の向きをドア方向に変更する除電モードを備えたことを特徴としている。

この構成によると、車両のドアが開かれたとき、イオン風がドア方向に送られ、乗員は、ドアから車両の外へ出る際に、イオンシャワーを浴びることになる。したがって、乗員に帯電した静電気を確実に除電することができる。

また、本発明では、座席のシートの帯電極性を検知するシート帯電極性検知手段を備え、前記除電モードのとき、前記シート帯電極性検知手段の検知結果に基づいて、前記シートの帯電極性と同一極性のイオンを前席用と後席用の前記イオン発生素子から発生させることを特徴としている。

この構成によると、車両のドアが開かれたとき、シートの帯電極性と同一極性のイオン風がドア方向に送られ、乗員は、ドアから車両の外へ出る際に、自らの帯電極性とは逆極性のイオンシャワーを浴びることになる。したがって、乗員に帯電した静電気をより確実に除電することができる。ただし、片極性のイオンを浴び続けると逆にその極性に帯電してしまう恐れがあるので、一定時間経過後はプラスとマイナスの両極のイオンを発生するモードへと移行するのが望ましい。

本発明の車載用イオン発生装置は、前側と後側の座席に対応した前席用と後席用の吹出口を備え、個別に駆動される前席用と後席用の送風機とイオン発生素子により、車両天井中央付近から前側座席と後側座席に向けてイオン風を吹き出すようにしたので、車室内の乗員の周りにイオンを効率よく分布させることができる。また、車両のドアが開かれたとき、イオン風をドア方向に向けて吹き出すようにしたので、乗員は、ドアから車両の外へ出る際に、イオンシャワーを浴びることになる。したがって、乗員に帯電した静電気をより確実に除電することができる。

以下、本発明を実施するための最良の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、車載用イオン発生装置を搭載した乗用車を、横から見た概略断面図である。図２は、同乗用車の車室内を上方から見通した概略透視図である。

図１及び図２に示すように、乗用車１の車室内１ａには、２つの前側座席２、３が横に並んで設置され、２つの後側座席４、５が横に並んで設置されている。前側と後側の座席２、３の間の領域の上方に位置する、車両天井中央部付近には、車載用イオン発生装置６が設置されている。

乗用車１には、車の速度を検出する車速センサ（図示せず）、ドアが開いているか、閉まっているかを判別するドアセンサ（図示せず）、座席に乗員が座っているかどうかを判別するシート感圧センサ（図示せず）、座席のシートの帯電状態（電位）を判別するシート帯電センサ（図示せず）が設けられている。

図３は、車載用イオン発生装置の概略斜視図であり、ハウジング内に設置される部品をハウジングから離して示すものである。図４は、その車載用イオン発生装置の平面図である。図３、図４に示すように、車載用イオン発生装置６は、略直方体のハウジング７の内部に、ダクト１３〜１６、送風機１７〜２０、イオン発生素子３１〜３４を内蔵したユニットとして構成されている。ハウジング７の長手方向をなす対向する一対の側面（図４のでは紙面上下の一対の側面）の一方（図４では紙面上側の側面）に、中央部に吸込口８が開口形成されている。吸込口８は、ハウジング７の長手方向をなす対向する一対の側面の両方に設けても構わない。ハウジング７の短手方向をなす対向する一対の側面（図４では紙面左右一対の側面）と長手方向をなす対向する一対の側面とが交わる４つの角部に、吹出口９、１０、１１、１２が開口形成されている。吹出口９、１０は、前側座席２、３（図１、２参照）にそれぞれ対応して設けられたものである。吹出口１１、１２は、後側座席４、５（図１、２）にそれぞれ対応して設けられたものである。

１３、１４はそれぞれ、吸込口８から吸い込まれる車室内１ａの空気を前席用吹出口９、１０に導くための前席用ダクトである。１５、１６はそれぞれ、吸込口８から吸い込まれる車室内１ａの空気を後席用吹出口１１、１２に導くための後席用ダクトである。ダクト１３〜１６は、ハウジング７内の中央部に向けて開口する入口１３ａ〜１６ａと、ハウジング７に形成された吹出口９〜１２に合わせて配置される出口１３ｂ〜１６ｂと、を備える。ダクト１３〜１６は吸気側と排気側で形状が異なり、吸気側は入口１３ａ〜１６ａと同一断面の角筒形状であるが、排気側はその角筒部の下流端から出口１３ｂ〜１６ｂに向かって断面積が広がるスカート状となっている。

１７、１８はそれぞれ、吸込口８から吸い込んだ車室内１ａの空気を、前席用ダクト１３、１４内を通って前席用吹出口９、１０から車室内１ａに吹き出すための前席用送風機である。１９、２０はそれぞれ、吸込口８から吸い込んだ車室内１ａの空気を、後席用ダクト１５、１６内を通って後席用吹出口１１、１２から車室内１ａに吹き出すための後席用送風機である。送風機１７〜２０は、上面に吸気口１７１ａ〜２０１ａ、側面に排気口１７１ｂ〜２０１ｂを有するファンケーシング１７１〜２０１と、ファンケーシング１７１〜２０１の内部に設けられる遠心ファン（不図示）と、遠心ファンを回転駆動するファンモータ（不図示）と、を有する。ファンケーシングの吸気口１７１ａ〜２０１ａは、ハウジング７の内部に開口している。ファンケーシングの排気口１７１ｂ〜２０１ｂは、ダクトの入口１３ａ〜１６ａに挿入される。この構成で各ファンモータにより各遠心ファンが回転駆動されると、共通の吸込口８から車室内１ａの空気がハウジング７の内部に吸い込まれ、各ファンケーシング１７１〜２０１と各ダクト１３〜１６の内部を通って、吹出口９〜１２から車室内１ａに吹き出される。

ダクト１３〜１６の出口１３ｂ〜１６ｂ付近には、鉛直方向の回動軸によってそれぞれ独立して回動される蝶番状の２つの縦ルーバー（第１のルーバー２２、２４、２６、２８、第２のルーバー２３、２５、２７、２９）がそれぞれ設けられている。

図５は、ダクトの出口付近の水平断面図である。図５では、後席用ダクト１６のみを例示しているが、他のダクト１３〜１５についても同様である。図５に示すように、第２のルーバー２９の回動軸は、第１のルーバー２８の円筒状の回動軸内に同軸に挿通されており、それぞれの軸は別々のステッピングモータなどの制御モータ（不図示）のモータ軸に取付けられ、独立して所定の位置に回動させることができるようになっている。

図６は、ルーバーの姿勢のバリエーションを示したダクトの水平断面図である。図６では、図５と同様に、後席用ダクト１６のみを例示しているが、他のダクト１３〜１５についても同様である。

第１及び第２のルーバーは、ダクトの出口付近の流路を半分ずつ開いたり閉じたりすることで、吹出口の開口面積を変更する吹出口面積変更手段を構成している。

具体的には、図６（ａ）に示すように、第１、第２のルーバー２８、２９がそれぞれ図５のＡ１、Ｂ１の位置にあって互いに重なり合って後側ダクト１６の出口１６ｂのほぼ中央に向くとき、後側吹出口１６の出口１６ｂ（すなわち、後側吹出口１２）に向かうイオン風の流れが妨げられないので、後側吹出口１２は開放されているのと同じである。

また、図６（ｂ）に示すように、第１、第２のルーバー２８、２９がそれぞれ図５のＡ１、Ｂ２の位置にあって第１のルーバー２８は後側ダクト１６の出口１６ｂのほぼ中央に向くが、第２のルーバー２９の先端が後側ダクト１６の側壁の内面に近接又は当接するとき、後側吹出口１６の出口１６ｂ（すなわち、後側吹出口１２）に向かうイオン風の流れが半分妨げられるので、後側吹出口１２は半分閉じられているのと同じである。

また、図６（ｃ）に示すように、第１、第２のルーバー２８、２９がそれぞれ図５のＡ２、Ｂ２の位置にあってそれらの先端が後側ダクト１６の側壁の内面に近接又は当接するとき、後側吹出口１６の出口１６ｂ（すなわち、後側吹出口１２）に向かうイオン風の流れが完全に妨げられるので、後側吹出口１２は閉じられているのと同じである。

また、第１及び第２のルーバーは、ダクトの出口付近のイオン風の流れ方向を変更することで、吹出口から吹き出されるイオン風の吹出し方向を変更する吹出方向変更手段をも兼ねている。

具体的には、図６（ｄ）に示すように、第１、第２のルーバー２８、２９がそれぞれＡ３、Ｂ１の位置にあって第１のルーバー２８は後側ダクト１６の側壁の内面とほぼ平行になり、第２のルーバー２９の先端が後側ダクト１６の側壁の内面に近接又は当接するとき、後側吹出口１６の出口１６ｂ（すなわち、後側吹出口１２）に向かうイオン風の流れを、第１のルーバー２８の向いている方向に変更され、吹出口から吹き出されるイオン風の吹出し方向を後側座席へ向かう方からドアへ向かう方へ変更することができる。

図４に示すように、ダクト１３〜１６内には、プラスイオンとマイナスイオンを発生するイオン発生素子３０〜３３が設けられている。３０、３１はそれぞれ前席用ダクト１３、１４内でプラスイオンとマイナスイオンを発生する前席用イオン発生素子である。３２、３３はそれぞれ、後席用ダクト１５、１６内でプラスイオンとマイナスイオンを発生する後席用イオン発生素子である。

図７は、イオン発生素子の電極部分の一例を示した斜視図である。図８は、そのイオン発生素子の概略的な回路ブロック図である。イオン発生素子の電極は、図７に示すように、２本の針状の放電電極３４、３５と板状の誘導電極３６から構成される。図８に示すように、放電電極３４、３５にはそれぞれ正高電圧生成回路４２と負高電圧生成回路４３が接続される。誘電電極３６は、高電圧発生回路３９の定電位（例えば接地電位）点に接続され、一定電位に維持される。バッテリーに接続された電源入力コネクタ３７から電圧を供給された駆動回路３８は高電圧発生回路３９を駆動させることにより、入力電圧を昇圧し数キロボルトの高電圧を発生させる。また、高電圧発生回路３９は正高電圧生成回路４２を通じて、正の高電圧を放電電極３４に印加する。同様に、負高電圧生成回路４３を通じて、負の高電圧を放電電極３５に印加する。

つまり、イオン発生素子の２本の針状の放電電極３４、３５にはそれぞれ正の高電圧と負の高電圧が印加されており、それぞれの針先からプラスイオンとマイナスイオンが発生するようになっている。通常はプラスイオンとマイナスイオンの両方を発生させているが、負高電圧制御回路４１により負の高電圧の生成が抑制されている場合はプラスイオンのみが、正高電圧制御回路４０により正の高電圧の生成が抑制されている場合はマイナスイオンのみが発生する。このように制御することで、プラスイオンのみが発生、マイナスイオンのみが発生、プラスイオンとマイナスイオン両方が発生するモードを切り替えることができる。

このとき発生される主なイオン種は、プラスイオンがＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m（ｍは任意の自然数）、マイナスイオンがＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n（ｎは任意の自然数）である。プラスイオンとマイナスイオン両方が発生するモードで、送風機によってプラスイオンとマイナスイオンを車室内１ａに放出すれば、空気中の浮遊菌の殺菌効果や乗員に帯電した静電気の除電効果を得ることができる。また、プラスイオンのみが発生又はマイナスイオンのみが発生するモードで、送風機によってプラスイオン又はマイナスイオンを車室内１ａに放出すれば、乗員に帯電した静電気の除電が行える。

Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m及びＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_nは、浮遊菌の表面に付着し、化学反応して活性種であるＨ₂Ｏ₂または・ＯＨを生成する。Ｈ₂Ｏ₂または・ＯＨは、極めて強力な活性を示すため、これらにより、空気中の浮遊細菌を取り囲んで不活化することができる。ここで、・ＯＨは活性種の１種であり、ラジカルのＯＨを示している。

正負のイオンは浮遊細菌の細胞表面で式（１）〜式（３）に示すように化学反応して、活性種である過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）または水酸基ラジカル（・ＯＨ）を生成する。ここで、式（１）〜式（３）において、ｍ、ｍ'、ｎ、ｎ'は任意の自然数である。これにより、活性種の分解作用によって浮遊細菌が破壊される。従って、効率的に空気中の浮遊細菌を不活化、除去することができる。
Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m＋Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n→・ＯＨ＋１／２Ｏ₂＋（ｍ＋ｎ）Ｈ₂Ｏ・・・（１）
Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m＋Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m'＋Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n＋Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n' → ２・ＯＨ＋Ｏ₂＋（ｍ＋ｍ'＋ｎ＋ｎ'）Ｈ₂Ｏ・・・（２）
Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m＋Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m'＋Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n＋Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n' → Ｈ₂Ｏ₂＋Ｏ₂＋（ｍ＋ｍ'＋ｎ＋ｎ'）Ｈ₂Ｏ・・・（３）

以上のメカニズムにより、上記プラスイオンとマイナスイオン正負イオンの放出により、浮遊菌等の不活化効果を得ることができる。

また、上記式（１）〜式（３）は、空気中の有害物質表面でも同様の作用を生じさせることができるため、活性種である過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）または水酸基ラジカル（・ＯＨ）が、有害物質を酸化若しくは分解して、ホルムアルデヒドやアンモニアなどの化学物質を、二酸化炭素や、水、窒素などの無害な物質に変換することにより、実質的に無害化することが可能である。

図３において、ダクト１３〜１６、送風機１７〜１８、イオン発生素子３１〜３４を収めたハウジング７は、最終的に上面開放部に蓋（不図示）が取付けられ密閉される。なお、車載用イオン発生装置６は、乗用車のルームランプがある位置に設置される場合には、ハウジング７の下面に、ＬＥＤ等の照明機器が組み込まれていても良い。

図９は、車載用イオン発生装置の制御ブロック図である。イオン発生装置制御部２１は、計器類、エアコン等の乗用車の電装品が集中設置されるダッシュボードの内部に配置される。図９に示すように、イオン発生装置制御部２１の入力側には、車速を検知する車速センサ４４、ドアの開閉を検知するドアセンサ４５、座席のシートに掛かる圧力を検知して各座席に乗員がいるか否かを検知するシート感圧センサ４６、座席のシートの電位を検知するシート帯電センサ４７が接続されている。ドアセンサ４５はドアの数に応じて、シート感圧センサ４６とシート帯電センサ４７は座席の数に応じて複数設けられるものであるが、図では一つのみを示している。

また、図９に示すように、イオン発生装置制御部２１の出力側には、前席用ファン１７、１８のファンモータ（前席用ファンモータ）４８、４９、後席用ファン１９、２０のファンモータ（後席用ファンモータ）５０、５１、前席用ダクト１３、１４に設けられた第１のルーバー２２、２４の制御モータ（前席用第１ルーバー制御モータ）５２、５３、前席用ダクト１３、１４に設けられた第２のルーバー２３、２５の制御モータ（前席用第２ルーバー制御モータ）５４、５５、後席用ダクト１５、１６に設けられた第１のルーバー２６、２８の制御モータ（後席用第１ルーバー制御モータ）５６、５７、後席用ダクト１５、１６に設けられた第２のルーバー２７、２９の制御モータ（後席用第２ルーバー制御モータ）５８、５９が接続されている。

イオン発生装置制御部２１は、各種のセンサ４４〜４７の検知結果に基づいて、前席用と後席用の送風機１７〜２０、前席用と後席用のイオン発生素子３１〜３４、前席用と後席用の第１のルーバー２２、２４、２６、２８、前席用と後席用の第２のルーバー２３、２５、２７、２９のそれぞれを個別に制御するようになっている。

以上のように構成される車載用イオン発生装置６は、全席イオン供給モード、前席集中イオン供給モードと、除電モードを備える。各モードについて説明する。

＜全席イオン供給モード＞
全席イオン供給モードは、前席用と後席用の全ての送風機１７〜２０及び前席用と後席用の全てのイオン発生素子３１〜３４を駆動して、前側と後側の座席に座る乗員の周りに効率よくプラスイオンとマイナスイオンを分布させるモードである。このとき、前席用と後席用のイオン発生素子３１〜３４は、プラスイオンとマイナスイオン両方が発生するモードとする。

図１０は、全席イオン供給モードのときに、吹出口から吹き出されるイオン風の流れを説明する車載用イオン発生装置の概略断面図である。この図において、送風機１７〜２０は省略している。矢印の太さは、風速の大きさを示している。

通常、前席用の吹出口９、１０から前側座席２、３に座る乗員までの距離は近く、後席用の吹出口１１、１２から後側座席４、５に座る乗員までの距離は遠いので、前席用と後席用の吹出口から同じような風速でイオン風を吹き出していては、距離の遠い後側座席４、５に座る乗員に十分なプラスイオンとマイナスイオンを届かせることができない。

そこで、図１０に示すように、前席用ダクト１３、１４のルーバーを図６（ａ）に示す姿勢にして前席用吹出口９、１０を最大まで広げながら、後席用ダクト１５、１６のルーバーを図６（ｂ）に示す姿勢にして後席用吹出口１１、１２を半分に狭めるように制御する。これにより、前側座席２、３に座る乗員には遅いイオン風が送られ、後側座席４、５に座る乗員には速いイオン風が送られる。したがって、吹出口から乗員までの距離に関係なく、乗員の周りに確実にプラスイオンとマイナスイオンを分布させることができる。

＜前席集中イオン供給モード＞
前席集中イオン供給モードは、前席用送風機１７、１８と前席用イオン発生素子３１、３２を駆動し、後席用送風機１９、２０と後席用イオン発生素子３３、３４を停止して、前側座席に座る乗員の周りに集中して効率よくプラスイオンとマイナスイオンを分布させるモードである。このとき、前席用イオン発生素子３１、３２は、プラスイオンとマイナスイオン両方が発生するモードとする。

図１１は、前席集中イオン供給モードのときに、吹出口から吹き出されるイオン風の流れを説明する車載用イオン発生装置の概略断面図である。この図において、送風機１７〜２０は省略している。矢印の太さは、風速の大きさを示している。

このモードでは、後席用送風機１９、２０を停止しているので後席用吹出口１１、１２からイオン風が吹き出されることはないが、後席用吹出口１１、１２が開放されていると、車室内１ａの空気が逆流するおそれがある。

そこで、図１１に示すように、前席用ダクト１３、１４のルーバーを図６（ａ）に示す姿勢にして前席用吹出口９、１０を最大まで広げながら、後席用ダクト１５、１６のルーバーを図６（ｃ）に示す姿勢にして後席用吹出口１１、１２を閉じるように制御する。これにより、前側座席２、３に座る乗員には遅いイオン風が送られ、後側座席４、５に座る乗員には速いイオン風が送られる。したがって、吹出口から乗員までの距離に関係なく、乗員の周りに確実にプラスイオンとマイナスイオンを分布させることができる。

前記全席イオン供給モードと前記前席集中供給モードの切替えは、手動又は自動で行うことができる。手動で切替える場合は、例えば、乗用車のダッシュボード上にスイッチ（不図示）を設ければ、スイッチ操作により、乗員の任意で全席イオン供給モードと前席集中イオン供給モードを切り換えることができる。また、自動で切替える場合は、シート感圧センサの検知結果に基づいて、全席イオン供給モードと前席集中供給モードとを自動で切替える。すなわち、図１２に示すように、後側座席に乗員が座っていないとき（ステップＳ１のＮＯ）は、自動的に前席集中イオン供給モードとなり（ステップＳ２）、後側座席に乗員が座っているときは（ステップＳ１のＹＥＳ）、自動的に全席イオン供給モードとなる（ステップＳ３）。

＜除電モード＞
除電モードは、乗用車１のドアが開かれたとき、送風機とイオン発生素子を駆動しながら、ルーバーにより吹出口から吹き出されるイオン風の向きをドア方向に変更するモードである。以下の説明では、前側と後側の座席の全てに乗員が座っていると仮定し、すべての吹出口からイオン風を吹き出すようにしているが、実際は、乗員の位置や人数に応じてイオン風を吹き出す吹出口の組み合わせを変えるようにする。

図１３は、除電モードのときに、吹出口から吹き出されるイオン風の流れを説明する車載用イオン発生装置の概略断面図である。この図において、送風機１７〜２０は省略している。矢印の太さは、風速の大きさを示している。

図１３に示すように、除電モードでは、送風機１７〜２０とイオン発生素子３１〜３４を駆動し、ダクト１３〜１６のルーバーを図６（ｄ）に示す姿勢にして、吹出口９〜１２から吹き出されるイオン風の向きをドア方向に変更する。このとき、吹出口９〜１２は第２のルーバー２３、２５、２７、２９により半分閉じられた状態であるため、急速にイオンを放出することができる。

この除電モードによると、車両のドアが開かれたとき、イオン風がドア方向に送られ、乗員は、ドアから車両の外へ出る際に、大量のイオンシャワーを浴びることになる。したがって、乗員に帯電した静電気を確実に除電することができる。

具体的な除電モードの動作を図１４のフローチャートに基づいて説明する。ステップＳ１１で乗用車が停車して車速センサ４４により乗用車の速度がゼロであると判断されたとき（ステップＳ１１のＹＥＳ）、ステップＳ１２でドアセンサ４５によりドアが開かれたか否かを判断し、ドアが開かれたときは（ステップＳ１２のＹＥＳ）、ドア方向にイオンの放出を開始する（ステップＳ１３）。

そして、降車のために乗員が座席から離れ、シート感圧センサ４６が検知しなくなると（ステップＳ１４のＮＯ）、所定時間が経過するまでイオンの放出を継続し（ステップＳ１５）、所定時間経過後イオンの放出を終了する（ステップＳ１６）。

なお、ステップＳ１４でシート感圧センサ４７の乗員を検知したまま（ステップＳ１５のＹＥＳ）ドアが閉じられたとき（ステップＳ１７のＮＯ）、イオンの放出を終了し（ステップＳ１８）、ステップＳ１１に戻って上記の動作が繰り返される。

上記ステップＳ１３でイオンの放出を開始するとき、イオン発生素子３１〜３４は、プラスイオンのみが発生又はマイナスイオンのみが発生するモードで駆動する。いずれのモードとするかは、図１５に示すように、シート帯電センサ４７により座席のシートの電位を検知して行う。すなわち、シートの電位が正のとき（ステップＳ２１のＹＥＳ）は、プラスイオンのみを発生させるモードとし（ステップＳ２２）、シートの電位が負のとき（ステップＳ２１のＮＯ）は、マイナスイオンのみを発生させるモードとする。

これにより、シートの帯電極性と同一極性のイオン風がドア方向に送られ、乗員は、ドアから車両の外へ出る際に、自らの帯電極性とは逆極性のイオンシャワーを浴びることになる。したがって、乗員に帯電した静電気をより確実に除電することができる。ただし、片極性のイオンを浴び続けると逆にその極性に帯電してしまう恐れがあるので、一定時間経過後はプラスとマイナスの両極のイオンを発生するモードへと移行するのが望ましい。

上記で説明した前席集中イオン供給モードを応用すれば、後側座席にのみにイオン供給する後席集中イオン供給モードや右側座席にのみにイオンを供給する右席集中イオン供給モードなども実現できる。また、一組のダクト、送風機及びイオン発生素子から成るセットの数は、前席用２つ、後側用２つの場合に限られず、座席数に応じて増減すればよい。吹出口面積変更手段や吹出方向変更手段もルーバーには限られず、流路を拡大したり縮小したりできる可動式のノズルのようなものであってもよい。また、座席に座っている乗員の有無を感知する手段も、シート感圧センサには限られず、赤外線センサなどの利用も可能である。

は、車載用イオン発生装置を搭載した乗用車を、横から見た概略断面図である。は、同乗用車の車室内を上方から見通した概略透視図である。は、車載用イオン発生装置の概略斜視図であり、ハウジング内に設置される部品をハウジングから離して示すものである。は、車載用イオン発生装置の平面図である。は、ダクトの出口付近の水平断面図である。は、ルーバーの姿勢のバリエーションを示したダクトの水平断面図である。は、イオン発生素子の電極部分の一例を示した斜視図である。は、イオン発生素子の概略的な回路ブロック図である。は、車載用イオン発生装置の制御ブロック図である。は、全席イオン供給モードのときに、吹出口から吹き出されるイオン風の流れを説明する車載用イオン発生装置の概略断面図である。は、前席集中イオン供給モードのときに、吹出口から吹き出されるイオン風の流れを説明する車載用イオン発生装置の概略断面図である。は、全席イオン供給モードと前席集中イオン供給モードの切替え例を示すフローチャートである。は、除電モードのときに、吹出口から吹き出されるイオン風の流れを説明する車載用イオン発生装置の概略断面図である。は、除電モードの動作例を示すフローチャートである。は、プラスイオンのみを発生させるモードとマイナスイオンのみを発生させるモードの選択例を示すフローチャートである。

符号の説明

１車両
２、３前側座席
４、５後側座席
６車載用イオン発生装置
７ハウジング
８吸込口
９、１０前席用吹出口
１１、１２後席用吹出口
１３、１４前席用ダクト
１５、１６後席用ダクト
１７、１８前席用送風機
１９、２０後席用送風機
２２、２４、２６、２８第１ルーバー（吹出口面積変更手段、吹出方向変更手段）
２３、２５、２７、２９第２ルーバー（吹出口面積変更手段、吹出方向変更手段）
３１、３２前席用イオン発生素子
３３、３４後席用イオン発生素子
４６シート感圧センサ（後席乗員検知手段）
４７シート帯電センサ（シート帯電極性検知手段）

Claims

車両天井中央部付近に設置される車載用イオン発生装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングに開口形成された吸込口と、
前記ハウジングに開口形成され、車両前側の座席に対応配置された前席用吹出口と、
前記ハウジングに開口形成され、車両後側の座席に対応配置された後席用吹出口と、
前記吸込口から吸い込んだ車室内の空気を前記前席用吹出口から車室内に吹き出す前席用送風機と、
前記吸込口から吸い込んだ車室内の空気を前記後席用吹出口から車室内に吹き出す後席用送風機と、
前記ハウジング内に設けられ、前記前席用吹出口から送出されるプラスイオンとマイナスイオンとを発生する前席用イオン発生素子と、
前記ハウジング内に設けられ、前記後席用吹出口から送出されるプラスイオンとマイナスイオンとを発生する後席用イオン発生素子と、
前記前席用吹出口の開口面積を変更するための前席用吹出口面積変更手段と、
前記後席用吹出口の開口面積を変更するための後席用吹出口面積変更手段と、
を備え、前記前席用送風機、前記後席用送風機、前記前席用イオン発生素子、前記後席用イオン発生素子、前記前席用吹出口面積変更手段及び前記後席用吹出口面積変更手段のそれぞれを個別に制御するようにするとともに、
前記前席用送風機、前記後席用送風機、前記前席用イオン発生素子及び前記後席用イオン発生素子を全て駆動する全席イオン供給モードを有し、
前記全席イオン供給モードのとき、前記前席用吹出口面積変更手段により前記前席用吹出口の開口面積を広げ、前記後席用吹出口面積変更手段により前記後席用吹出口の開口面積を狭めることを特徴とする車載用イオン発生装置。
車両天井中央部付近に設置される車載用イオン発生装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングに開口形成された吸込口と、
前記ハウジングに開口形成され、車両前側の座席に対応配置された前席用吹出口と、
前記ハウジングに開口形成され、車両後側の座席に対応配置された後席用吹出口と、
前記吸込口から吸い込んだ車室内の空気を前記前席用吹出口から車室内に吹き出す前席用送風機と、
前記吸込口から吸い込んだ車室内の空気を前記後席用吹出口から車室内に吹き出す後席用送風機と、
前記ハウジング内に設けられ、前記前席用吹出口から送出されるプラスイオンとマイナスイオンとを発生する前席用イオン発生素子と、
前記ハウジング内に設けられ、前記後席用吹出口から送出されるプラスイオンとマイナスイオンとを発生する後席用イオン発生素子と、
前記前席用吹出口の開口面積を変更するための前席用吹出口面積変更手段と、
前記後席用吹出口の開口面積を変更するための後席用吹出口面積変更手段と、
車両のドアの開閉を検知するドア開閉検知手段と、
を備え、前記前席用送風機、前記後席用送風機、前記前席用イオン発生素子、前記後席用イオン発生素子、前記前席用吹出口面積変更手段及び前記後席用吹出口面積変更手段のそれぞれを個別に制御するようにするとともに、
前記ドア開閉検知手段の検知結果に基づいて、ドアが開かれたとき、前記前席用送風機、前記後席用送風機、前記前席用イオン発生素子及び前記後席用イオン発生素子を駆動し、前記前席用吹出口面積変更手段及び前記後席用吹出口面積変更手段により前記前席用吹出口及び前記後席用吹出口から吹き出されるイオン風の向きをドア方向に変更する除電モードを有することを特徴とする車載用イオン発生装置。
座席のシートの帯電極性を検知するシート帯電極性検知手段を備え、
前記除電モードのとき、前記シート帯電極性検知手段の検知結果に基づいて、前記シートの帯電極性と同一極性のイオンを前記前席用イオン発生素子及び前記後席用イオン発生素子から発生させることを特徴とする請求項２に記載の車載用イオン発生装置。
前記前席用吹出口及び前記後席用吹出口を座席の数に応じて複数設け、それに対応して前記前席用送風機、前記後席用送風機、前記前席用イオン発生素子及び前記後席用イオン発生素子のそれぞれを複数備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車載用イオン発生装置。