JP5249648B2 - 車両用静電霧化装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用静電霧化装置に関するものである。
従来から、水を霧化させてナノメータサイズの帯電微粒子水(ナノミスト)を発生させる静電霧化装置が注目されている
このような静電霧化装置が発生する帯電微粒子水を車両が備える空調装置により出力する風に乗せて車室内に放出するようにしたものが特許文献1により知られている。
ところが、従来例のように帯電微粒子水を車室内に放出するだけでは、帯電微粒子水を乗車者の髪に継続して誘引、吸着させることができないという問題があった。
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、乗車者のに継続して帯電微粒子水を誘引、吸着させことができる車両用静電霧化装置を提供することを課題とするものである。
本発明は、車両1に搭載され車両用静電霧化装置2である。車両用静電霧化装置2は、静電霧化器3と電位保持部4を備える。静電霧化器3は、放電電極5と、放電電極5に水を供給する水供給手段7と、放電電極5に高電圧を印加する高電圧印加手段6と、放電電極5に高電圧を印加して放電電極5に供給された水を静電霧化することで生成された帯電微粒子水を車室1a内に放出する放出口19を有する。電位保持部4は、乗車者M側に上記帯電微粒子水が継続して誘引、吸着されるように電位を保持するためのもので、乗車者Mが接触する車載部品8に設ける。静電霧化器3は、車室1aの天井部13に設置して備えるか、或いは、ヘッドレスト部14に設置して備える。これにより、静電霧化器3から乗車者Mの各部のうち毛髪部分にむけて電気力線を形成し、この電気力線に沿って帯電微粒子水を毛髪部分に集中して誘引、誘引吸着させるように設ける。
このように、乗車者Mが接触する車載部品8に電位保持部4を設け、静電霧化器3を車室1aの天井部13に設置して備えることでより多くの帯電微粒子水を、特に乗車者Mの髪に上方より効果的に誘引、吸着させることができる。また、乗車者Mが接触する車載部品8に電位保持部4を設け、静電霧化器3をヘッドレスト部14に設置して備えることで、より多くの帯電微粒子水を、乗車者Mの髪に対して近距離から効果的に誘引、吸着させることができる。
また、電位保持部4を設けた車載部品8がハンドル部9であることが好ましい。
このような構成とすることで、ハンドル部9を手で持って運転している間中、運転者継続して所定の電位に保持でき、確実に、帯電微粒子水を運転者の髪に誘引させ、継続して吸着させることができる。これにより運転者の髪に対して集中して帯電微粒子水を吸引、吸着させることができる。
また、電位保持部4を設けた車載部品8がシートベルト10であることが好ましい。
このような構成とすることで、運転者だけでなく、同乗者も含めて、シートベルト10をすることで、乗車中、乗車者M電位を継続して所定の電位に保持でき、確実に、帯電微粒子水を乗車者Mの髪に誘引させ、継続して吸着させることができる。
また、電位保持部4を設けた車載部品8が座席シート部11であることが好ましい。
このような構成とすることで、乗車者Mが座席シート部11に座ることで、乗車中、乗車者M電位を継続して所定の電位に保持でき、確実に、帯電微粒子水を乗車者Mの髪に誘引させ、継続して吸着させることができる。特に、心臓に病気のある人や妊婦のようにシートベルト10をすることができない同乗者であっても継続して確実に帯電微粒子水を誘引、吸着させることができる。
また、電位保持部4を設けた車載部品8が肘掛部12であることが好ましい。
このような構成とすることで、乗車者Mが肘掛部12に肘を掛けることで、乗車者M電位を継続して所定の電位に保持でき、確実に、帯電微粒子水を乗車者Mの髪に誘引させ、継続して吸着させることができる。この場合、運転者ではなく、同乗者だけに集中して帯電微粒子水を吸引、付着させることができる。
また、電位保持部4は、乗車者M側の電位を帯電微粒子水の電荷と同じ極性で且つ帯電微粒子水の電位よりも低いレベルに保持するものであることが好ましい。
このような構成とすることで乗車者M側の電位帯電微粒子水の電荷と同じ極性であっても、極性を切り換えることなく、乗車者Mのに継続して帯電微粒子水を誘引、吸着させることができる。
また、電位保持部4の電圧の極性を可変自在としてあることが好ましい。
このような構成とすることで、乗車中は放出された帯電微粒子水がに継続して誘引、吸着されるような極性とし、下車する際は、静電気防止のため、極性を変えることで、帯電しない状態とすることができる。
また、座席シート部11に圧力センサ18を設け、圧力センサ18により人が座席シート部11に座ったことを検知して電位保持部4の電圧を印加することが好ましい。
このような構成とすることで、乗車者Mが座っている座席シート部11の電位保持部4に電圧を印加して、乗車者Mが座っている方向に帯電微粒子水を継続して誘引させて、効率良く吸着させることができる。
本発明は、乗車者が接触する車載部品に、乗車者側に上記帯電微粒子水が継続して誘引、吸着されるように電位を保持するための電位保持部を設け乗車者のに継続して帯電微粒子水を付着させるように設けているので、車両に乗車しているだけで、帯電微粒子水を乗車者の髪に対して効果的に誘引、吸着させることができる。
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。
図1には自動車のような車両1の概略図が示してあり、車両1には車室1a内を浄化する車両用静電霧化装置2が設けてある。
車両用静電霧化装置2は静電霧化器3と電位保持部4を備えている。
静電霧化器3は、放電電極5と、放電電極5と対向する対向電極20と、放電電極5と対向電極20との間に高電圧を印加する高電圧印加手段6と、上記放電電極5に水を供給する水供給手段7と、放電電極5と対向電極20との間に高電圧を印加して放電電極5に供給された水を静電霧化することで生成された帯電微粒子水を車室1a内に放出する放出口19を有したものである。
図3には本発明に用いる静電霧化器3の概略構成図が示してある。図3に示す実施形態においてはペルチェユニット21のような冷却手段により空気中の水分を冷却して結露水を生成することで放電電極5に水を供給するようになっている。したがって、本実施形態では冷却手段が放電電極5に水を供給する水供給手段7を構成している。
ペルチェユニット21は、熱伝導性の高い絶縁板の片面側に回路を形成してある一対のペルチェ回路板22を、互いの回路が向き合うように対向させ、多数列設してあるBiTe系の熱電素子23を両ペルチェ回路板22間で挟持すると共に隣接する熱電素子23同士を両側の回路で電気的に接続させ、ペルチェ入力リード線24を介してなされる熱電素子23への通電により一方のペルチェ回路板22側から他方のペルチェ回路板22側に向けて熱が移動するように構成したものである。
更に、上記一方の側のペルチェ回路板22の外側には冷却部25を接続してあり、また、上記他方の側のペルチェ回路板22の外側には放熱部26が接続してあり、実施形態では放熱部26として放熱フィンの例が示してある。ペルチェユニット21の冷却部25には放電電極5の後端部が接続してある。
放電電極5は絶縁材料からなる筒体27で囲まれており、該筒体27の先端開口部にリング状をした対向電極20が配設され、放電電極5の軸心の延長線上にリング状の対向電極20のリングの中心が位置するように放電電極5と対向電極20とが対向している。
この静電霧化器3では、冷却手段であるペルチェユニット21に通電することで、冷却部25が冷却され、冷却部25が冷却されることで放電電極5が冷却され、空気中の水分を結露して放電電極5に水(結露水)を供給するようになっている。放電電極5に水が供給された状態で上記放電電極5と対向電極20との間に高電圧を印加すると、放電電極5と対向電極20との間にかけられた高電圧により放電電極5の先端部に供給された水と対向電極20との間にクーロン力が働いて、水の液面が局所的に錐状に盛り上がり(テーラーコーン)が形成される。テーラーコーンが形成されると、該テーラーコーンの先端に電荷が集中してこの部分における電界強度が大きくなって、これによりこの部分に生じるクーロン力が大きくなり、更にテーラーコーンを成長させる。
このようにテーラーコーンが成長し該テーラーコーンの先端に電荷が集中して電荷の密度が高密度となると、テーラーコーンの先端部分の水が大きなエネルギー(高密度となった電荷の反発力)を受け、表面張力を超えて***・飛散(レイリー***)を繰り返してプラス又はマイナスに帯電したナノメータサイズの帯電微粒子水を大量に生成させ、生成された帯電微粒子水は筒体27の先端開口部を経て該先端開口部と連通する放出口19から外部に放出されるようになっている。なお、筒体27の先端開口部が外部に放出するための放出口19であっても良く、また、筒体27の先端開口部と放出口19とを連通路(図示せず)で連通してもよい。
なお、上記実施形態では冷却手段により水供給手段を構成した例を示したが、水溜め部に水を溜め、この水溜め部の水を毛細管現象などを利用して放電電極5の先端部に供給することで水供給手段7を構成するようにしてもよい。また、上記実施形態では対向電極20を設けた例を示したが、対向電極20を設けないものであってもよい。
ここで、マイナスに帯電した帯電微粒子水を発生させる場合は、放電電極5にDC−5kVを印加し、プラスに帯電した帯電微粒子水を発生させる場合は、DC+5kVを印加する。
上記の構成の静電霧化器3は車両1に設けられて、帯電微粒子水を車室1a内に放出するようになっており、この静電霧化器3はスイッチをオンにすることで運転される。この静電霧化器3をオン、オフするためのスイッチとしては、例えば車両1のイグニッションキーをオンにすることでオンとなり、オフとすることでオフとなるように構成したもの、あるいは、イグニッションキーの操作とは別に手動で独立して操作するもの等がある。
図1には静電霧化器3を車両1の天井部13に設置した例が示してある。
電位保持部4は乗車者Mが接触する車載部品8に設けてあり、乗車中に乗車者Mが上記電位保持部4を設けた車載部品8に接触することで、乗車者Mの人体及び衣服の電位を保持するようになっている。電位保持部4は、上記静電霧化器3のスイッチがオンになると、連動して電位保持部4もオンになって所定の電圧を出力するようになっている。もちろん、静電霧化器3のスイッチとは別の手動により独立して電位保持部4をオン、オフできるスイッチを設けてもよい。
電位保持部4は、例えば、図4に示すように、高電圧印加手段6でマイナスの高電圧を印加してマイナスの電荷をもつ帯電微粒子水を発生させる場合は、電位保持部4がプラス電圧を発生するように構成する。また、図示を省略しているが、高電圧印加手段6でプラスの高電圧を印加してプラスの電荷をもつ帯電微粒子水を発生させる場合は、電位保持部4がマイナス電圧を発生するように構成する。
これにより、乗車者Mが電位保持部4を設けた車載部品8に接触することで、乗車者Mの人体及び衣服の電位を帯電微粒子水の電荷と反対の電位となるように保持することができる。
なお、静電霧化器3で帯電微粒子水を発生するに当たり、マイナスに帯電した帯電微粒子水か、プラスに帯電した帯電微粒子水の一方を発生させるものだけに限定されず、例えば、高電圧印加手段6としてマイナスの高電圧を印加する高電圧発生ユニットと、プラスの高電圧を印加する高電圧発生ユニットとの、2つの高電圧発生ユニットを設け、マイナスに帯電した帯電微粒子水の発生と、プラスに帯電した帯電微粒子水の発生とを選択できるようにしてもよい。マイナスに帯電した帯電微粒子水を発生させる場合は、電位保持部4でプラスの電圧を出力し、プラスに帯電した帯電微粒子水を発生させる場合は、電位保持部4でマイナスの電圧を出力するように切り換え制御する。
図1、図2には、静電霧化器3を車両1の天井部13に設置し、電位保持部4を車載部品8であるハンドル部9に設置した実施形態が示してある。高電圧印加手段6から例えば、放電電極5に−5kV印加することでマイナスに帯電したナノメータサイズの帯電微粒子水が発生する。このとき、ハンドル部9に設けた電位保持部4はプラス電圧を出力するので、乗車者Mがハンドル部9を握ると、乗車者Mの人体及び衣服がプラスに帯電する。このため、静電霧化器3から乗車者M側に向けて電気力線が形成されるため、マイナスの帯電微粒子水が電気力線に沿って乗車者M側に向けて移動し、人体や衣服に吸引されて吸着する。
吸着後、帯電微粒子水の電荷はプラス電圧の電位保持部4を通じて外部に流れるため、人体及び衣服に帯電した電圧はそのまま保持され、マイナスの帯電微粒子水が人体や衣服に当たり続け、帯電微粒子水に含まれるラジカルが人体や衣服に継続して作用する。
車両1の車室1a空間は、家屋などの住空間と比較して、天井なども低く空間が限られているので、ウインドウを閉じると密閉空間となるため、当該空間のみに帯電微粒子水が拡散し、また、乗車者Mの存在位置はほぼ固定され、しかも、上記のように乗車者M側の電位が保持されるため、効果的に帯電微粒子水を人体や衣服に継続して誘引、吸着することができる。
人体や衣服に吸着された帯電微粒子水は、ラジカルを含んでいるので、人体や衣服に付着した臭いやアレルゲン物質やウイルスや菌の分解、不活性化、あるいは抑制を継続して行うことができる。また、人体の毛髪に帯電微粒子水が付着することで、車両に乗っている間に自然に毛髪をしっとり、さらさらにする効果がある。
そして、静電霧化器3を天井部13に配置するに当たり、座席シート部11に乗車者Mが座った場合、当該乗車者Mの各部のうち毛髪部分が静電霧化器3に最も近くに位置するように配置すると、帯電微粒子水を毛髪に集中して誘引、吸着させることができ、毛髪をしっとり、さらさらにする効果がよりいっそう大きくなる。
上記実施形態においては、電位保持部4を車載部品8であるハンドル部9に設けた例を示したが、これにのみ限定されず、他の乗車者Mが接触する車載部品8に電位保持部4を設けてもよい。
図5には車載部品8であるシートベルト10に電位保持部4を設けた例が示してある。この実施形態においては、シートベルト10を装着することで、通電され、シートベルト10を通して乗車者Mの人体及び衣服に帯電される。このようにシートベルト10に電位保持部4を設けると、運転者だけでなく、同乗者も含めて、乗車者Mの人体及び衣服の電位を継続して所定の電位に保持でき、確実に、帯電微粒子水を乗車者Mの人体及び衣服に誘引させ、継続して吸着させることができる。
また、図6、図7には車載部品8である座席シート部11に電位保持部4を設けた例が示してある。この実施形態においては、乗車者Mが座席シート部11に座ることで、乗車中、乗車者Mの人体及び衣服を帯電して継続して所定の電位に保持でき、確実に、帯電微粒子水を人体及び衣服に誘引させ、継続して吸着させることができる。この例では、心臓に病気のある人や妊婦のようにシートベルト10をすることができない同乗者であっても、座席シート部11に座ることで、継続して確実に帯電微粒子水を誘引、吸着させることができることになる。
このような座席シート部11に電位保持部4を設けたものにおいては、座席シート部11に乗車者Mが座っていない時、静電霧化器3をオンにすると共に、電位保持部4をオンにしておくと、座席シート部11に向けて帯電微粒子水を継続して誘引、吸着させ、座席シート部11に付着している臭い、アレルゲン物質、ウイルスや菌の分解、不活性化、あるいは抑制を継続して行うことができる。
また、図8には車載部品8である肘掛部12に電位保持部4を設けた例が示してある。この実施形態においては、乗車者Mが肘掛部12に肘を掛けた際に、乗車者Mの人体及び衣服を帯電して継続して所定の電位に保持でき、確実に、帯電微粒子水を人体及び衣服に誘引させ、継続して吸着させることができる。この場合、運転者ではなく、肘掛部12に肘を掛けた同乗者だけに集中して帯電微粒子水を吸引、付着させることができる。
このように肘掛部12に電位保持部4を設ける場合、肘掛部12が起倒自在となっているものにおいては、図8(b)のように肘掛部12を起立させて収納しているときは電位保持部4の出力がないようにし、図8(a)のように肘掛部12を倒して使用する時は電位保持部4の出力があるようにしてもよい。必要な時に必要な乗車者Mに帯電微粒子水を集中して効果的に誘引、付着させることができる。
図1の実施形態では静電霧化器3を天井部13に設置した例を示したが、必ずしもこれにのみ限定されない。
図9にはヘッドレスト部14に静電霧化器3を設置し、ヘッドレスト部14の上面側から帯電微粒子水を放出する例が示してある。このようにヘッドレスト部14に静電霧化器3を設置すると、帯電微粒子水を、乗車者Mの髪に対して近距離から効果的に誘引、吸着させることができる。
また、図10のように、座席の背もたれ部30に静電霧化器3を設置してもよく、この場合は背もたれ部30から人体や衣服に向けて近距離から効果的に帯電微粒子水を放出して誘引、吸着させることができる。
また、図11には他の実施形態が示してある。図11には車両用空調装置15が示してあり、この車両用空調装置15の送風路17には上流側端部の吸入口31から下流側端部の吹出口16までの間にブロア32、フィルタ33、エバポレータ34が設けてある。そして、本実施形態においては、送風路17の外に静電霧化器3を配設すると共に、静電霧化器3の帯電微粒子水の放出口19を送風路17に接続してある例が示してある。
本実施形態においては、吹出口16からの空調空気の空気流に乗って帯電微粒子水の車室1a内への拡散性を高め、乗車者Mの全身に帯電微粒子水を誘引、付着させることができる(図11(b)は吹出口16から出る帯電微粒子水がハンドル部9を持つ人体(図11(b)では腕M1を示している)に誘引、付着している例が示してある)。また、後部座席にいる乗車者Mにも帯電微粒子水が届いて、誘引、吸着させることができる。
放出口19を送風路17に接続するに当たっては、送風路17の途中に接続してもよく、あるいは図11(a)のように送風路17の下流側端部の吹出口16付近に接続させてもよい。
上記実施形態においては、帯電微粒子水の電荷がマイナスの場合は、電位保持部4がプラス電圧を発生するように構成し、帯電微粒子水の電荷がプラスの場合は、電位保持部4がマイナス電圧を発生するように構成した例で説明したが、電位保持部4で、乗車者M側の電位を帯電微粒子水の電荷と同じ極性で且つ帯電微粒子水の電位よりも低いレベルに保持するものであってもよい。
この実施形態においては、電位保持部4を設けた車載部品8に乗車者Mが接触することで、乗車者Mの人体及び衣服が帯電微粒子水の電荷と同じで且つ帯電微粒子水の電位よりも低いレベルに保持されるので、発生した帯電微粒子水が電位差により人体や衣服に継続して誘引、吸着されることになる。
ところで、前述の各実施形態において、電位保持部4により、乗車中は放出された帯電微粒子水が人体及び衣服に継続して誘引、吸着されるように電位を保持した場合、人体及び衣服に帯電しているため、下車する際に乗車者Mの人体及び衣服に静電気が付いたままの状態となり、静電気による不快感が発生する。このため電位保持部4における印加する電圧の極性を変えて、下車する際に、乗車者Mの人体及び衣服の帯電を除去して静電気を防止するようになっている。例えば、電位保持部4の印加電圧の極性を切り換えるためのスイッチを設け、下車の直前に該スイッチを操作して電位保持部4の印加電圧の極性を切り換え、プラス又はマイナスに帯電していた乗車者Mの人体及び衣服を中和して、静電気を防止するのである。
また、図7のように座席シート部11に圧力センサ18を設け、圧力センサ18により乗車者Mが座席シート部11に座ったことを検知して電位保持部4の電圧を印加するように制御部により制御するようにしてもよい。この実施形態においては、乗車者Mが座席シート部11に座ると、この座っている座席シート部11に設けた電位保持部4が電圧を出力して乗車者M側を所定の電位に保持し、静電霧化器3で発生させた帯電微粒子水を乗車者M側に向けて継続して誘引させて、乗車者Mの人体及び衣服に効率良く吸着させることができる。
本発明の車両用静電霧化装置を備えた車両の一実施形態の概略図である。 同上のハンドル部に電位保持部を設けた例を示す説明図である。 同上に用いる静電霧化器の主体を構成する静電霧化器本体の概略構成図である。 同上の帯電微粒子水が対象物である人体側に継続して誘引、吸着されることを説明する説明図である。 本発明のシートベルト部に電位保持部を設けた例を示す説明図である。 本発明の座席シート部に電位保持部を設けた車両の概略構成図である。 同上の座席シート部分の概略構成図である。 本発明の肘掛部に電位保持部を設けた例を示し、(a)は肘掛部を倒した例を示す斜視図であり、(b)は肘掛部を起立させた例を示す斜視図である。 本発明のヘッドレストに静電霧化器を設けた例を示し、(a)は斜視図であり、(b)は側面図である。 本発明の背もたれ部に静電霧化器を設けた例を示し、(a)は斜視図であり、(b)は側面図である。 本発明の車両用空調装置の送風路に電霧化装置の放出口を接続した例を示し、(a)は概略構成図であり、(b)は送風路の吹出口から帯電微粒子水がハンドル部に接触する人体側に誘引、吸着することを説明する説明図である。
符号の説明
1 車両
1a 車室
2 車両用静電霧化装置
3 静電霧化器
4 電位保持部
5 放電電極
6 高電圧印加手段
7 水供給手段
8 車載部品
9 ハンドル部
10 シートベルト
11 座席シート部
12 肘掛部
13 天井部
14 ヘッドレスト部
15 車両用空調装置
16 吹出口
17 送風路
18 圧力センサ
19 放出口

Claims (9)

  1. 車両に搭載され車両用静電霧化装置であって、放電電極と、放電電極に水を供給する水供給手段と、放電電極に高電圧を印加する高電圧印加手段と、放電電極に高電圧を印加して放電電極に供給された水を静電霧化することで生成された帯電微粒子水を車室内に放出する放出口を有する静電霧化器を、車室の天井部に設置して備えると共に、乗車者が接触する車載部品に、乗車者側に上記帯電微粒子水が継続して誘引、吸着されるように電位を保持するための電位保持部を設け、静電霧化器から乗車者の各部のうち毛髪部分にむけて電気力線を形成し、この電気力線に沿って帯電微粒子水を毛髪部分に集中して誘引、誘引吸着させるように設けたことを特徴とする車両用静電霧化装置。
  2. 車両に搭載される車両用静電霧化装置であって、放電電極と、放電電極に水を供給する水供給手段と、放電電極に高電圧を印加する高電圧印加手段と、放電電極に高電圧を印加して放電電極に供給された水を静電霧化することで生成された帯電微粒子水を車室内に放出する放出口を有する静電霧化器を、ヘッドレスト部に設置して備えると共に、乗車者が接触する車載部品に、乗車者側に上記帯電微粒子水が継続して誘引、吸着されるように電位を保持するための電位保持部を設け、静電霧化器から乗車者の各部のうち毛髪部分にむけて電気力線を形成し、この電気力線に沿って帯電微粒子水を毛髪部分に集中して誘引、誘引吸着させるように設けたことを特徴とする車両用静電霧化装置。
  3. 電位保持部を設けた車載部品がハンドル部であることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用静電霧化装置。
  4. 電位保持部を設けた車載部品がシートベルトであることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用静電霧化装置。
  5. 電位保持部を設けた車載部品が座席シート部であることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用静電霧化装置。
  6. 電位保持部を設けた車載部品が肘掛部であることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用静電霧化装置。
  7. 電位保持部は、乗車者側の電位を帯電微粒子水の電荷と同じ極性で且つ帯電微粒子水の電位よりも低いレベルに保持するものであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の車両用静電霧化装置。
  8. 電位保持部の電圧の極性を可変自在として成ることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の車両用静電霧化装置。
  9. 座席シート部に圧力センサを設け、圧力センサにより人が座席シート部に座ったことを検知して電位保持部の電圧を印加することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の車両用静電霧化装置。
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