JP2018122656A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用空調装置において、ケース形状に依存することなく、光触媒の担持されたフィルタへの光の照射範囲を拡大させつつ確実且つ安定的に照射する。
【解決手段】車両用空調装置１０を構成する内外気切替ユニット１２において、アッパーケース２２の内部にフィルタユニット２４が収納され、このフィルタユニット２４は、前記アッパーケース２２に保持されるメインフレーム４６に光触媒を担持させたフィルタＦが保持され、該メインフレーム４６の上部には、複数の光源５０を有した可動フレーム４８が車両の前後方向に移動自在に設けられる。そして、複数の光源５０からフィルタに対して光を照射することで光触媒を活性化させると共に、車両の前後方向に働く重力変化を利用して可動フレーム４８を前後方向に移動させることで、複数の光源５０を移動させフィルタＦに対する照射範囲を拡大させ、より効果的な除菌、脱臭効果を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載され空調ケース内の熱交換器によって温度調整のなされた空気を送風することで車室内の温度調整を行う車両用空調装置に関し、一層詳細には、光触媒を利用してフィルタの抗菌・除菌可能な車両用空調装置に関する。

従来から、車両に搭載される車両用空調装置には、外気又は内気を取り込んでブロアで送風するための内外気切替ユニットを備え、そのケースの内部に光源と光触媒フィルタが設けられている。この光源は紫外線を照射可能なものであり、光触媒フィルタの表面には光触媒が担持されている。また、ケースの内壁には、光源からの光を光触媒フィルタに向けて反射させる反射手段が設けられている。

そして、光源から照射された光が反射手段によって光触媒フィルタへと導かれることで光触媒が活性化して酸化力が生じ、該光触媒が脱臭・抗菌機能を発揮することで、前記光触媒フィルタの除菌や脱臭等を行うことで空気清浄機能を高めている。

特開２００４−１６１６号公報

しかしながら、上述した特許文献１に係る車両用空調装置では、光源からの光を反射手段を介して光触媒フィルタへと反射させて導く構成としているため、前記光の反射角度等を考慮したケース形状とする必要があり、前記ケース形状の設計自由度が制限されるという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、ケース形状に依存することなく、光触媒の担持されたフィルタへの光の照射範囲を拡大させつつ、確実且つ安定的に照射することが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、空気の流通する流路を有した空調ケースと、空調ケースに接続され内気と外気の取り込み状態を切り替える内外気切替ユニットとを有した車両用空調装置において、
内外気切替ユニットは、内気及び外気を取り込む導入口を有したケースと、
ケースの内部において導入口の下流側に設けられ光触媒を担持させたフィルタと、
フィルタに臨み、車両の前後方向に沿って移動自在に設けられる可動部材と、
可動部材のフィルタに臨む面に設けられ、光触媒を活性化する光をフィルタに対して照射する光源と、
を備える。

本発明によれば、車両用空調装置を構成する内外気切替ユニットにおいて、内気及び外気を取り込む導入口を有したケースの内部には、導入口の下流側に設けられ光触媒を担持させたフィルタと、フィルタに臨み車両の前後方向に沿って移動自在に設けられる可動部材とを有し、可動部材のフィルタに臨む面に光源が設けられ、フィルタに対して光を照射することで光触媒を活性化させる構成としている。

従って、車両用空調装置の搭載された車両の走行時において、車両の前後方向に働く重力変化によって可動部材が前後方向へと移動することで、光源がフィルタの光触媒を活性化させる光を照射しながらフィルタに沿って移動することとなる。その結果、光源からの光をケースに設けられた反射手段によって反射させ照射させていた従来技術に係る車両用空調装置と比較し、ケース形状に依存することなく、光触媒の担持されたフィルタへの光の照射範囲を拡大させ、且つ、確実且つ安定的に照射することが可能となる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、内外気切替ユニットを構成するケースの内部に、導入口の下流側となる位置に光触媒を担持させたフィルタを設け、このフィルタに臨むように車両の前後方向に沿って移動自在な可動部材を設けると共に、可動部材のフィルタに臨む面に光源を設け、光触媒を活性化させる光を照射可能とすることで、車両用空調装置の搭載された車両の走行時に生じる車両の前後方向に働く重力変化によって可動部材を前後方向へと移動させ、それに伴って、可動部材に設けられた光源が光触媒を活性化させる光を照射しながらフィルタに沿って移動する。その結果、光源からの光をケースに設けられた反射手段によって反射させ照射させていた従来技術に係る車両用空調装置と比較し、ケース形状に依存することなく、光触媒の担持されたフィルタへの光の照射範囲を拡大させつつ、確実且つ安定的に照射することができる。

図１Ａは、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の全体断面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿った断面図である。

本発明に係る車両用空調装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１Ａにおいて、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す。

この車両用空調装置１０は、空気の各通路を構成する空調ケース（図示せず）の側部に連結され外気及び内気を取り込む内外気切替ユニット１２を有している。なお、車両用空調装置１０は、図１Ａに示される右側（矢印Ａ１方向）が車両の前方側、すなわち、エンジンルーム側となり、左側（矢印Ａ２方向）が該車両の後方側、すなわち、車室内側となるように搭載されるため、以下、矢印Ａ１方向を車両前方とし、矢印Ａ２方向を車両後方として説明する。

この内外気切替ユニット１２は、図１Ａに示されるように、送風機ユニット１４と、該送風機ユニット１４の一部をなすロアケース１６と、該ロアケース１６の上部に接続され外気及び内気を導入するための外気導入口１８及び内気導入口２０を有したアッパーケース（ケース）２２と、前記アッパーケース２２の下部に設けられるフィルタユニット２４とを含む。

送風機ユニット１４は、例えば、複数のフィンを有した回転ファン２６と、該回転ファン２６を回転駆動する駆動モータ２８と、前記駆動モータ２８を保持するハウジング３０とを有した遠心式ファンである。

ハウジング３０は、ロアケース１６の下部中央に設けられ、円盤状のハウジングベース３２と、該ハウジングベース３２の中央から軸方向に沿って円筒状に突出したモータ収納部３４とを有し、前記ハウジングベース３２が回転ファン２６の端部に臨むように設けられ、前記モータ収納部３４の内部に駆動モータ２８が収納される。

ロアケース１６は、略中央部に形成され送風機ユニット１４の回転ファン２６が収納される収納孔３６と、前記収納孔３６の外周側に形成される螺旋状の通路３８とを有し、前記通路３８の下流側端部が図示しない連結ダクトを介して空調ケース（図示せず）と接続されている。そして、収納孔３６に対して送風機ユニット１４のハウジングベース３２が固定される。

アッパーケース２２は、その上部に開口し車外の空気を取り込むための外気導入口１８と、側部に開口し車内の空気を取り込むための内気導入口２０とを有し、前記外気導入口１８と前記内気導入口２０の開閉状態を切り替える切替ダンパ４０が設けられている。

また、アッパーケース２２には、内気導入口２０の下方となり車両後方側（矢印Ａ２方向）となる側壁に開口したフィルタ挿入口４２が形成され、このフィルタ挿入口４２を通じて前記アッパーケース２２の内部にフィルタユニット２４が挿入自在に設けられる。そして、フィルタユニット２４がアッパーケース２２の内部に車両前方側（矢印Ａ１方向）へと水平に挿入された状態で、キャップ４４が装着されることでフィルタ挿入口４２が閉塞される。

フィルタユニット２４は、図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、例えば、フィルタＦを保持可能なメインフレーム４６と、該メインフレーム４６と向かい合った上方側（矢印Ｃ１方向）に移動自在に設けられる可動フレーム４８と、前記可動フレーム４８に設けられる複数の光源５０とを含む。

メインフレーム４６は、断面矩形状の平板状に形成された第１ベース部５２と、該第１ベース部５２の幅方向（図１Ｂ中、矢印Ｂ方向）に沿った両端部に立設した一対の第１ガイド部５４ａ、５４ｂと、前記第１ベース部５２の長手方向（図１Ａ中、矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿った両端部に立設した一対のエンド部５６ａ、５６ｂとを有し、前記第１ベース部５２、前記第１ガイド部５４ａ、５４ｂ及び前記エンド部５６ａ、５６ｂとで囲まれた部位にフィルタＦが収納され保持される。すなわち、メインフレーム４６は上方（矢印Ｃ１方向）に向かって開口した断面Ｕ字状に形成される。

第１ベース部５２には、外気導入口１８及び内気導入口２０から取り込まれフィルタＦを通過した空気が下方へと通過可能な複数のスリット５７ａ（図１Ｂ参照）が形成されている。

第１ガイド部５４ａ、５４ｂは、図１Ｂに示されるように、第１ベース部５２から離間する方向（矢印Ｃ１方向）に向かって所定高さで形成され、その上端部には、さらに上方（矢印Ｃ１方向）へと突出したガイドレール５８がそれぞれ形成される。ガイドレール５８は、第１ガイド部５４ａ、５４ｂに対して幅狭状に形成され長手方向（図１Ａ中、矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って延在している。

そして、メインフレーム４６は、アッパーケース２２の内壁面から突出した第１支持壁６０によって略水平に保持される。

フィルタＦは、例えば、空気に含まれる粉塵を除去可能な不織布フィルタであり、断面長方形状に形成され、その表面には、酸化チタンや酸化亜鉛等の金属酸化物の粉末からなる光触媒が塗布されている。そして、フィルタＦは、その下面がメインフレーム４６の第１ベース部５２に当接するように載置される。

可動フレーム４８は、メインフレーム４６と略同一形状で下方（矢印Ｃ２方向）に向かって開口した断面Ｕ字状に形成され、断面矩形状の平板状に形成された第２ベース部６２と、該第２ベース部６２の幅方向（図１Ｂ中、矢印Ｂ方向）に沿った両端部で下方（矢印Ｃ２方向）へと立設した一対の第２ガイド部６４ａ、６４ｂとを有している。

第２ベース部６２には、第１ベース部５２と同様に、外気導入口１８及び内気導入口２０から取り込まれた空気が下方へと通過可能な複数のスリット５７ｂ（図１Ｂ参照）が形成される。また、図１Ａに示されるように、第２ベース部６２の長手寸法Ｌ２は第１ベース部５２の長手寸法Ｌ１より短く形成される（Ｌ２＜Ｌ１）。

第２ガイド部６４ａ、６４ｂは、第２ベース部６２から離間する方向（矢印Ｃ２方向）に向かって所定高さで形成され、その下端部には、第２ベース部６２側（矢印Ｃ１方向）に向かって窪んだレール溝６６が形成される。レール溝６６は、第２ガイド部６４ａ、６４ｂに対して幅狭状に形成され長手方向（図１Ａ中、矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って延在し、図１Ｂに示されるように、メインフレーム４６のガイドレール５８が挿入される。すなわち、可動フレーム４８の開口部位とメインフレーム４６の開口部位とが互いに向かい合うように設けられ、第２ベース部６２と第１ベース部５２とが所定間隔離間して略平行に配置された状態となる。

これにより、可動フレーム４８が、レール溝６６へ挿入されたガイドレール５８の案内作用下にメインフレーム４６に対して車両前後方向（図１Ａ中、矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って移動自在に支持され、その移動量は、第２ベース部６２の長さ寸法と第１ベース部５２の長さ寸法の差分（Ｌ１−Ｌ２）となる。

また、可動フレーム４８はアッパーケース２２内に収納された際、その内壁面から突出した第２支持壁６８によって上面側（矢印Ｃ１方向）が保持される。すなわち、可動フレーム４８は、そのレール溝６６に対してメインフレーム４６のガイドレール５８が挿入された状態で上方（矢印Ｃ１方向）へと脱抜することがないように略水平に保持される。

光源５０は、例えば、フィルタＦに担持された光触媒を活性化させる光を照射し、光触媒の酸化分解、殺菌作用を発揮させるものであり、フィルタＦに臨む可動フレーム４８における第２ベース部６２の下面に固定される筐体７０と、該筐体７０に対して下方（矢印Ｃ２方向）へ突出し光を出力するランプ部７２とからなり、図示しない電源からの通電作用下に前記ランプ部７２から光が出力される。

また、光源５０は、可動フレーム４８の長手方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）及び幅方向（矢印Ｂ方向）において互いに等間隔離間するように複数設けられ、メインフレーム４６に設けられたフィルタＦの上面にそれぞれ臨むように配置されている。

この光源５０としては、例えば、ＬＥＤランプ、水銀灯、陰極管（ＣＦＬ）、ブラックライト、冷陰極管（ＣＣＦＬ）、キセノン外面電極ランプ等が用いられる。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、図示しないコントローラからの制御信号に基づき、送風機ユニット１４の駆動モータ２８が回転駆動することで回転ファン２６が回転し、切替ダンパ４０の切替作用下に内外気切替ユニット１２の内気導入口２０又は外気導入口１８のいずれか一方を通じて空気がアッパーケース２２内へと吸い込まれる。この空気は、フィルタユニット２４のフィルタＦを通過した後にロアケース１６側へと流通し、回転ファン２６の内側から外周側の通路３８へと送出されることで、該通路３８の下流側に連結された連結ダクトを通じて空調ケース内へと導入される。そして、空調ケース内で所望の温度へと温度調整がなされた空気が送風口を通じて車室内へと送風される。

この際、フィルタユニット２４における複数の光源５０が図示しない電源から通電され、それぞれのランプ部７２から出力された光がフィルタＦの上面へと照射される。これにより、フィルタＦに塗布された光触媒が活性化し、該フィルタＦの表面に対する酸化分解、殺菌作用を発揮させ、前記フィルタＦの除菌や脱臭等がなされる。

また、上述した車両用空調装置１０を搭載した車両が走行する際、この車両の加速時には、その加速に伴う重力変化がフィルタユニット２４に対して車両後方側（矢印Ａ２方向）へと働くため、可動フレーム４８がメインフレーム４６に対してエンド部５６ｂに当接するまで車両後方側（矢印Ａ２方向）へ移動する。そのため、複数の光源５０から出力される光が、フィルタＦにおける所定位置から後方側（矢印Ａ２方向）までの所定範囲に照射されることになる。

一方、車両の減速時には、その減速に伴う重力変化がフィルタユニット２４に対して車両前方側（矢印Ａ１方向）へと働くため、可動フレーム４８がメインフレーム４６に対してエンド部５６ａに当接するまで車両前方側（矢印Ａ１方向）へと移動する（図１Ａ中、二点鎖線形状参照）。そのため、複数の光源５０から出力される光がフィルタＦにおける所定位置から前方側（矢印Ａ１方向）までの所定範囲に照射されることになる。

すなわち、車両の走行時に生じる前後方向への重力変化を利用して可動フレーム４８を所定位置から車両前方側又は車両後方側へと移動させることで、複数の光源５０によるフィルタＦの照射範囲を広げることが可能となり、しかも確実に前記フィルタＦへと照射できるため、より広範囲で前記フィルタＦの光触媒を活性化させ、除菌や脱臭機能を発揮させることが可能となる。

また、従来技術に係る車両用空調装置のように、光源の設けられるケース形状を光の反射角度等を考慮してケース形状を設計する必要がなく、アッパーケース２２の設計自由度を確保しつつ、複数の光源５０からの光を光触媒の塗布されたフィルタＦに向けて確実且つ安定的に照射することができる。

さらに、光源５０の設けられた可動フレーム４８をフィルタＦに沿って移動可能な可動式とすることで、前記フィルタＦの全面に臨むように光源を設けた場合と比較し、前記光源５０の数量を削減できると共に、該光源５０で消費される電力量を低減できる。そのため、車両用空調装置１０における製造コスト及び消費電力の削減を図ることが可能となる。

さらにまた、複数の光源５０を有した可動フレーム４８を、車両の走行時に生じる前後方向への重力変化を利用して前後方向へと移動可能としているため、前記可動フレーム４８を移動させるための駆動手段を別に設ける必要がなく、しかも、電力の消費もせずに、簡素な構成で実現可能である。

またさらに、フィルタユニット２４においてフィルタＦを交換する場合には、メインフレーム４６に対して前記フィルタＦのみを交換すればよく、光源５０を含む可動フレーム４８等は流用することが可能であるため、その都度交換する必要がなくメンテナンス費用の低減が可能である。

また、上述したフィルタユニット２４における光源５０の数量や配置は、フィルタＦの形状等に応じて適宜設定すればよい。

なお、本発明に係る車両用空調装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両用空調装置 １２…内外気切替ユニット
１４…送風機ユニット １６…ロアケース
２２…アッパーケース ２４…フィルタユニット
４６…メインフレーム ４８…可動フレーム
５０…光源 ５２…第１ベース部
５４ａ、５４ｂ…第１ガイド部 ５６ａ、５６ｂ…エンド部
５８…ガイドレール ６０…第１支持壁
６２…第２ベース部 ６４ａ、６４ｂ…第２ガイド部
６６…レール溝 Ｆ…フィルタ

Claims (1)

1. 空気の流通する流路を有した空調ケースと、該空調ケースに接続され内気と外気の取り込み状態を切り替える内外気切替ユニットとを有した車両用空調装置において、
   前記内外気切替ユニットは、前記内気及び前記外気を取り込む導入口を有したケースと、
   前記ケースの内部において前記導入口の下流側に設けられ光触媒を担持させたフィルタと、
   前記フィルタに臨み、車両の前後方向に沿って移動自在に設けられる可動部材と、
   前記可動部材の前記フィルタに臨む面に設けられ、前記光触媒を活性化する光を前記フィルタに対して照射する光源と、
   を備えることを特徴とする車両用空調装置。

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