車両用空調システム
【課題】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。
【解決手段】車両１０の車室１９の床板５２と外板５４とで空間５１を形成し、床板５２に内気取入れ口５２ａ及び内気排出口５２ｂを設ける。また、外板５４に外気取入れ口５４ｃ及び外気排出口５４ｄを設ける。そして、空間５１に酸素及び二酸化炭素を透過させ、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選択分離材１３を、車室１９の内側と外側とを隔てるように配置する。このように構成した結果、車室１９外側から内側への汚染物質の進入を抑えることができるとともに、車室１９内側の酸素及び二酸化炭素の濃度を一定に保つことができる。
【解決手段】車両１０の車室１９の床板５２と外板５４とで空間５１を形成し、床板５２に内気取入れ口５２ａ及び内気排出口５２ｂを設ける。また、外板５４に外気取入れ口５４ｃ及び外気排出口５４ｄを設ける。そして、空間５１に酸素及び二酸化炭素を透過させ、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選択分離材１３を、車室１９の内側と外側とを隔てるように配置する。このように構成した結果、車室１９外側から内側への汚染物質の進入を抑えることができるとともに、車室１９内側の酸素及び二酸化炭素の濃度を一定に保つことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内側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。
【背景技術】
【０００２】
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側へ導入することは乗員の健康面から問題があった。
【０００３】
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。そして車室内側へ外気を導入するための外気導入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側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、車室内側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側へ導入する技術があった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１９３５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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側へ導入する方法では、大量の外気を車室内側へ導入するので、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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、車両の車室の床部において、前記車室内側の床板と前記車室外側の外板との間に形成された空間とに選択分離材を配置したことを特徴とする。
【０００７】
空間を形成する床板に、車室内側から空間内へ内気を取り入れるための内気取入れ口及び空間内へ取り入れた内気を車室内側へ排出する内気排出口を設ける。
また、空間を形成する前記外板に、車室外側から空間内へ外気を取り入れるための外気取入れ口及び空間内へ取り入れた外気を車室外側へ排出する外気排出口を設ける。
【０００８】
また、酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から濃度の低い方へ透過させ、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選択分離材を車室内側と車室外側とを隔てるように空間内に配置する。
【０００９】
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側へ導入しなくても、選択分離材によって車室において乗員が消費した酸素を取り入れ、排出した二酸化炭素を車室外に排出することができる。以下、この効果について詳細に説明する。
【００１０】
外気は外気取入れ口から取り入れられ、外気排出口から排出され、内気は内気取入れ口
から取り入れられ内気排出口から排出される。
したがって、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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乗員が消費した酸素を取り入れ、排出した二酸化炭素を車室外に排出することができる。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。
【００１４】
また、車両用空調システムに、請求項２に記載のように、車両の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に排出するための外気排出口を有するの車室の床板を備える。
【００１５】
さらに、酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から濃度の低い方へ透過させ、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、床板の車室内側に、外気取入れ口と外気排出口とを覆うように配置された選択分離材と、を備えるようにしても請求項１と同じ効果が得られる。
【００１６】
ところで、床板の車室の内側に選択分離材を配置すると、乗員が踏んだりしたときに加わる荷重で選択分離材が破損することが考えられる。そこで、請求項３に記載のように、選択分離材を板状に形成し、板状に形成された選択分離材の片面又は両面に選択分離材を保護するための補強部材を配置するとよい。
【００１７】
このようにすると、選択分離材の片面に補強部材を配置したときには、補強部材を配置した側の面を車室内側にして配置すれば、選択分離材の車室内側面が保護される。また、両面に補強部材を配置したときには、どちらの面を車室内側に向けても、選択分離材の車室内側は補強部材で保護される。
【００１８】
つまり、選択分離材の車室側は、補強部材で保護されているので、乗員などが選択分離材を踏んだりしても、選択分離材が破損することがない。
また、請求項４に記載のように、選択分離材は、板状に形成され、板状に形成された選択分離材の側面のうち少なくとも対向する２つの側面に選択分離材を保護するための補強部材を配置すると、選択分離材の側面も保護されるので、選択分離材は、より破損しにくくなる。
【００１９】
また、請求項５に記載のように、選択分離材を保護するために箱形に形成された補強部
材に選択分離材を収納する。そして、箱形に形成された補強部材の車室内側の面に内気を補強部材の内部へ導入及び補強部材の内部から排出するための内気導排孔を設け、車室外側の面には外気を補強部材の内部へ導入及び補強部材の内部から排出するための外気導排孔を設ける。
【００２０】
このようにすると、補強部材が箱形に形成されているので、強度が高い。したがって、選択分離材が破損することがほとんどなくなる。
ところで、選択分離材は、必ずしも床部全面に配置する必要はない。つまり、選択分離材に必要とされる面積は、酸素や二酸化炭素の透過性能、車室内側の乗員の人数、選択分離材への外気及び内気の供給量などによって決まる。
【００２１】
したがって、請求項６に記載のように、車両の座席下部分に選択分離材を配置するようにしても、充分な酸素や二酸化炭素を確保できる場合がある。
さらに、座席下部分に選択分離材を配置すると、乗員が踏んで乗員の体重が選択分離材にかかることがないので、選択分離材に対する補強度合いを少なくすることができる。
【００２２】
また、この場合、座席として運転席及び助手席の前列座席だけの設置で済むのであれば更によい。
ところで、車両が走行する場合を考慮すると、外気取入れ口は、車両前方にあることが望ましい。また、外気取入れ口から取り込んだ外気は、選択分離材の表面に長い時間接触していると、選択分離材を介して車室内側と車室外側とで交換される酸素や二酸化炭素が多くなるので、望ましい。
【００２３】
そこで、請求項７に記載のように、外気取入れ口を車両進行方向に対して運転席よりも前方に配置し、外気排出口を車両進行方向に対して運転席よりも後方に配置するとよい。
このようにすると、外気取入れ口から取り入れられた外気が外気排出口から排出されるまでの外気導入経路が長くなる。つまり、外気が選択分離材に長い時間接触することになる。したがって、車室内側と車室外側とで交換できる酸素や二酸化炭素の量が増加する。
【００２４】
また、請求項８に記載のように、車両の車室内側から内気を取り入れるための内気取入れ口及び内気取入れ口から取り入れた内気を車室内側に排出するための内気排出口を車室の床部に備える。
【００２５】
さらに、酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から濃度の低い方へ透過させ、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選択分離材を外板の車室外側に、内気取入れ口と内気排出口とを覆うように配置するようにしても請求項１と同じ効果が得られる。
【００２６】
また、前述した外気取入れ口及び外気排出口の配置と同様に、請求項９に記載のように、内気取入れ口を車両進行方向に対して運転席よりも前方に配置し、内気排出口を車両進行方向に対して運転席よりも後方に配置してもよい。
【００２７】
このようにすると、内気取入れ口から取り入れられた内気が内気排出口から排出されるまでの内気循環経路が長くなる。つまり、内気が選択分離材に長い時間接触することになる。したがって、車室内側と車室外側とで交換できる酸素や二酸化炭素の量が増加する。
【００２８】
ところで、車室内側と車室外側とで酸素や二酸化炭素を交換する場合には、選択分離材の表面積が大きい方がよい。ところが、選択分離材の配置場所は狭い。
そこで、請求項１０に記載のように、選択分離材を平板状に形成し、さらに、その平板状に形成された選択分離材を蛇腹状に折ると、選択分離材の表面積が増えるので、車室内側と車室外側とで交換できる酸素や二酸化炭素の量が増える。したがって、車室内側の酸素や二酸化炭素の濃度が変化しても短時間で車室内側の酸素や二酸化炭素の濃度を所定の値に回復させることができる。
【００２９】
また、請求項１１に記載のように、蛇腹状に折られた選択分離材の稜線が、外気取入れ口から取り入れられ外気排出口から排出される外気の流れ、又は、内気取入れ口から取り入れられ内気排出口から排出される内気の流れの方向と一致するように配置するとよい。
【００３０】
このようにすると、外気取入れ口から外気排出口へ流れる外気の流れ、又は、内気取入れ口から内気排出口へ流れる内気の流れが蛇腹部分で妨げられることがなくスムーズに流れる。したがって、選択分離材において外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を効率よく行うことができる。
【００３１】
また、請求項１２に記載のように、選択分離材を筒状に形成する。そして、筒状に形成された選択分離材の内面に外気取入れ口から取り入れられた外気が導入され、外面に内気取入れ口から取り入れられた内気が導入されるように選択部材を構成するとよい。
【００３２】
若しくは、選択分離材の外面に外気取入れ口から取り入れられた外気が導入され、内面に内気取入れ口から取り入れられた内気が導入されるように選択分離材を構成してもとよい。
【００３３】
このようにすると、外気と内気とを簡単な構造で分離することができ、かつ、選択分離材において外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を確実に行うことができる。
また、請求項１３に記載のように、選択分離材を膜状に形成し、膜状に形成した選択分離材を２つ折りに形成する。さらに、その２つ折りにした選択分離材の稜部を内側に巻き込んだ渦巻き状に形成する。そして、選択分離材が２つ折りされることによって形成される内側の空間に外気が導入され、外側の空間に内気が導入されるように構成してもよい。
【００３４】
若しくは、選択分離材が２つ折りされることによって形成される内側の空間に内気が導入され、外側の空間に外気が導入されるように構成してもよい。
このように構成しても、選択分離材の表面積を大きくすることができるので、外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を効率よく行なうことができる。
【００３５】
また、請求項１４に記載のように、選択分離材は、中空糸状に形成され、中空糸の内部に外気が導入され、中空糸の外部に内気が導入される、若しくは、中空糸の内部に内気が導入され、中空糸の外部に外気が導入されるように構成されていてもよい。
【００３６】
このように構成すれば、狭い部分に多くの選択分離材を充填することができる。また、中空糸状に形成されているので表面積も大きい。したがって、選択分離材の表面積が大きくなるので、外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を効率よく行なうことができる。
【００３７】
ところで、選択分離材に必要な性能は、設置される場所によって異なると考えられる。
そこで、請求項１５に記載のように、選択分離材は、多孔質形状、繊維形状又は薄膜形状あるいはそれらの複合形状を有するようにするとよい。
【００３８】
このようにすると、例えば、選択分離材の設置面積が制限されるような場所に選択分離材（を設置する場合には、選択分離材を薄膜形状にすると単位面積当たりの酸素や二酸化炭素の透過性能を向上させることができるので、設置面積を抑制することができる。
【００３９】
また、エアフィルターのような繊維形状にしても、選択分離材の表面積が大きくなるので透過性能を向上させることができる。さらに、車両用空調システムの周辺温度が高い場合には、多孔質形状にすると耐熱性が高くなるので都合がよい。
【００４０】
また、請求項１６に記載のように、選択分離材の炭化水素、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は、吸着、吸収、分解又は表面反応により発現されるようにするとよい。
【００４１】
吸着では、炭化水素等を物理的に保持した後に停車時等に加熱等の処理により保持成分を再び大気に放出することにより選択分離材の吸着性能を再生することができる。
また、吸収では、炭化水素等を選択分離材にて主として化学的に固定化し、遮断することができる。
【００４２】
さらに、分解では、吸着や吸収した炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物を化学的に分解し、無臭化又は無害化することができる。
表面反応では、選択分離材の表面の構造的特徴により、炭化水素等を選択的に吸着しにくくし、膜内への進入を防ぐことにより遮断することができる。
【００４３】
ここで、分解する手段としては、例えば、電気的に分解する方式及び熱的に分解する方式、薬品等を用いて化学的に分解する方式又は微生物等を用いた生物的に分解する方式等が考えられる。さらにこれらの方式の組み合わせにて能力を向上させる方法も考えられる。
【００４４】
また、固体微小成分を遮断する機能は、請求項１７に記載のように、濾別によって発現されてもよい。
ところで、車両が炎天下に晒されたりして、選択分離材が比較的高い温度に晒されることがある。そこで、請求項１８に記載のように、選択分離材を冷却できるようにするとよい。
【００４５】
つまり、選択分離材の表面温度を計測するための温度センサと、外気取入れ口から外気排出口に至る外気導入経路、又は、内気取入れ口から内気排出口に至る内気循環経路に設置され、温度センサで計測した選択分離材の表面温度が所定の温度となった場合に選択分離材を冷却する冷却手段と、を備えるようにするのである。
【００４６】
このようにすると、選択分離材の表面温度が所定の温度となった場合、冷却手段で選択分離材を冷却できるので選択分離材の性能を保つことができる。
ここで、「所定の温度」とは、選択分離材の酸素及び二酸化炭素の透過性能及び炭化水素などの遮断性能が必要とされる最低の値以下となる温度のことをいう。
【００４７】
ところで、選択分離材に外気や内気を接触させると選択分離材の車室内側及び車室外側の表面には、車室内外に浮遊している粉塵が付着する。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。
【００４８】
そこで、請求項１９に記載のように、選択分離材を振動させ、選択分離材の表面に付着した粉塵を除去するための振動手段を備えるようにするとよい。
このようにすると、振動により選択分離材の車室内側及び車室外側表面に付着した粉塵をふるい落とすことによって除去することができるので、選択分離材の酸素や二酸化炭素の透過性能を回復させることができる。
【００４９】
さらに、選択分離材の表面に付着した粉塵の量が多くなった場合、選択分離材を交換できるようになっていると都合がよい。そこで、請求項２０に記載のように、着脱可能に構成されたカートリッジに選択分離材を収納し、選択分離材が配置される部分をカートリッジを着脱可能に形成するとよい。
【００５０】
このようにすると、選択分離材の表面に粉塵が多量に付着したり選択分離材が汚れた場合に容易に交換することができるので、酸素や二酸化炭素の交換性能を速やかに回復させることができる。
【００５１】
ところで、選択分離材の透過性能が低下して車室内側の酸素濃度が低下したり、二酸化炭素濃度が上昇したりする場合、あるいは、不測の事態により他のガス、例えば一酸化炭素などの人体に危険を及ぼすガスの濃度が急激に上昇したりする場合が考えられる。
【００５２】
このような事態に対応するため、請求項２１に記載のように、車室内側のガス濃度を検出するガス濃度検出手段と、車室外側の空気を車室内側へ導入又は車室側内の空気を車室外側へ排出可能な内外気交換手段と、ガス濃度検出手段で検出したガス濃度が所定の値となった場合に内外気交換手段を介して車室外側の空気を車室内側へ導入又は車室内側の空気を車室外側へ排出させる制御手段と、を備えるようにするとよい。
【００５３】
このようにすると、車室内側の酸素濃度が低下したり、二酸化炭素濃度が上昇したりした場合には、外気を車室内側へ導入することにより、酸素や二酸化炭素の濃度を短時間で適切な値にすることができる。
【００５４】
また、不測の事態により人体に危険を及ぼすガスの濃度が急激に上昇したりした場合には、そのガスを急速に車室外側へ排出することができるので、車室内側に居る乗員の安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
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。
【００５６】
［第１実施形態］
（空調システムが組み込まれた車両の構成）
図１は、本実施形態の空調システムが組み込まれた車両１０の概略断面図である。図１（ａ）は、車両１０の概略縦断面図であり、図１（ｂ）は、床部５０の拡大図である。
【００５７】
車両１０は、図１（ａ）に示すように、空気を通さないアルミニウムやガラスなどの壁面で囲まれ、外気が進入しない車室１９と外気が進入することができるトランクやエンジ
ンルームなどの車室１９外の空間とからなる。
【００５８】
また、車室１９の床部５０は図１（ｂ）に示すように床板５２と外板５４との間に空間５１が形成されている。
また、車両１０には図示しないエアコンが備えられている。このエアコンは、内気循環モードのみを備えている。
【００５９】
（車両用空調システムの構造）
次に、車両用空調システムの構成について説明する。図１（ｂ）は床部５０の構造を模式的に示した概略構造図である。
【００６０】
図１（ｂ）に示すように、床部５０は、車室１９内側に面した床板５２及び車室１９外側に面した外板５４から構成されている。
床板５２と外板５４の間には、床板５２、外板５４及び側板５３によって空間５１が形成されており、その空間５１内部に選択分離材１３が配置されている。
【００６１】
床板５２には、車室１９内側から空間５１内へ内気を取り入れるための内気取入れ口５２ａ及び空間５１内へ取り入れた内気を車室１９内側へ排出する内気排出口５２ｂが設けられている。
【００６２】
内気取入れ口５２ａは、車両１０進行方向に対して運転席よりも前方、具体的には、運転者の足下に配置されている。また、内気排出口５２ｂは、車両１０進行方向に対して運転席よりも後方、具体的には後部座席の直前に設けられている。
【００６３】
外板５４には、空間５１を形成する外板５４に、車室１９外側から空間５１内へ外気を取り入れるための外気取入れ口５４ｃ及び空間５１内へ取り入れた外気を車室１９外側へ排出する外気排出口５４ｄが設けられている。
【００６４】
外気取入れ口５４ｃは、車両１０進行方向に対して運転席よりも前方、具体的には、運転者の足下に配置されている。また、外気排出口５４ｄは、車両１０進行方向に対して運転席よりも後方、具体的には後部座席の直前に設けられている。
【００６５】
空間５１内には、車室１９内側と車室１９外側とを隔てるように選択分離材１３が配置されている。具体的には、選択分離材１３は平板状に形成されており、その端辺が空間５１を形成する側板５３の空間５１側の面に接着材やシール材で密着して固定されている。
【００６６】
なお、図１（ｂ）においては、選択分離材１３を模式的に平板状に図示しているが、後述する選択分離材１３の構造で詳細に述べるように、実際には蛇腹状に折られた形状を有している。
【００６７】
また、選択分離材１３の車室１９外側の表面には温度センサ６０が設けられており、空間５１内部には２つのファン５６ａ，５６ｂが設けられている。
温度センサ６０は、選択分離材１３の表面温度を計測するためのものであり、熱電対、白金抵抗体、サーミスタなど、選択分離材１３の表面温度を電気信号に変換して出力するものである。
【００６８】
ファン５６ａ，５６ｂは、内気取入れ口５２ａから内気排出口５２ｂに至る内気循環経
路及び外気取入れ口５４ｃから外気排出口５４ｄに至る外気導入経路に設置されている。そして、温度センサ６０で計測した選択分離材１３の表面温度が選択分離材１３の所定の温度となった場合に作動し、外気取入れ口５４ｃから外気、内気取入れ口５２ａから内気を取り入れて選択分離材１３を冷却（空冷）する。
【００６９】
（選択分離材の構造）
次に、空間５１に配置されている選択分離材１３の構造について図２に基づいて説明する。図２は選択分離材１３の概略を示す構造図である。図２（ａ）は、蛇腹状に折った選択分離材１３の斜視図であり、図２（ｂ）は、蛇腹状に折った選択分離材１３を車両１０の前方側から見た図である。
【００７０】
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濃度の低い方へ透過させ、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薄膜形状を有している。
【００７１】
選択分離材１３の膜厚は薄ければ気体を透過させるために有利であるが、薄くなれば膜強度が減少して破損しやすくなるため、製造上の限界が存在する。本実施形態では、１００ナノメートルの膜厚となっている。
【００７２】
また、選択分離材１３の炭化水素、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は、吸着、吸収、分解又は表面反応により発現される。
選択分離材１３は、前述のように平板状に形成されており、さらに、その平板状に形成された選択分離材１３は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように蛇腹状に折られて空間５１内部に配置されている。また、蛇腹状に折られた選択分離材１３の稜線１３ａが外気及び内気の流れる方向と一致するように配置されている。
【００７３】
以上のように構成された選択分離材１３が図３に示すように補強部材４０で補強されている。図３は、選択分離材１３を補強するための補強部材４０の構成を示した図である。図３（ａ）、図３（ｂ）に示す図及び図３（ｃ）において左側に示す図は、補強部材４０が配置された選択分離材１３が車両１０の床部５０に配置された状態で、車両１０の上方から見た図である。また、図３（ｃ）において右側に示す図は、補強部材４０が配置された選択分離材１３の断面図である。
【００７４】
補強部材４０は、選択分離材１３を補強するためのものであり、部材４０ａ，４０ｂ，４０ｃで構成されている。部材４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、丸棒状に形成されたアルミニウムなどの金属材である。
【００７５】
部材４０ａは、図３（ａ）に示すように、平板状に形成された選択分離材１３の車室１９内側の４辺に沿って枠を形成するように配置されている。また、枠の強度を高めるために枠の対角線上に部材４０ｂが配置されている。
【００７６】
さらに、補強部材４０の短手方向に沿って、枠を補強するための部材４０ｃが配置されている。なお、枠の各頂点や各部材４０ａ，４０ｂ，４０ｃ同士が交差する点においては、各部材４０ａ，４０ｂ，４０ｃ同士が溶接、リベット又は接着などにより結合されている。
【００７７】
また、図３（ｂ）に示すように、補強部材４０を格子状に形成してもよい。具体的には、縦部材４０ｄと横部材４０ｅとを格子状に組み、縦部材４０ｄと横部材４０ｅとが交差する点を溶接、リベット又は接着などにより結合するのである。
【００７８】
なお、部材４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、必要な強度が確保できるものであれば金属以外の材料、例えば、樹脂材を用いてもよい。また、金属の丸棒の代りに金属角材を用いてもよい。
【００７９】
また、更に強度を高める必要がある場合には、補強部材４０を選択分離材１３の車室１９内側面だけでなく車室１９外側面にも配置するとよい。
また、選択分離材１３を座席９０の下に配置するような場合など、選択分離材１３の平面部分を補強部材４０で補強する必要がない場合には、図３（ｃ）に示すように、選択分離材１３の側面に部材４０ｆを配置するようにしてもよい。
【００８０】
（車両用空調システムの特徴）
以上のような車両用空調システムによれば、外気は外気取入れ口５４ｃから取り入れられ外気排出口５４ｄから排出され、内気は内気取入れ口５２ａから取り入れられ内気排出口５２ｂから排出される。
【００８１】
したがって、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。
【００８２】
つまり、車室１９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１９外側から濃度が低くなった車室１９内側へ選択分離材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内側から車室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。
【００８３】
特に、車両１０走行中には、外気取入れ口５４ｃ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。
【００８４】
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によって乗員が消費した酸素を取り入れ、排出した二酸化炭素を車室外に排出することができる。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。
【００８５】
選択分離材１３の少なくとも車室１９側は、補強部材４０で保護されているので、乗員などが選択分離材１３を踏んだりしても、選択分離材１３が破損することがない。
また、選択分離材１３の側面のうち少なくとも対向する２つの側面に補強部材４０が配置されているので選択分離材１３は破損しにくくなる。
【００８６】
また、外気取入れ口５２ｃは、車両１０進行方向に対して運転席よりも前方に配置され、外気排出口５２ｄは、車両１０進行方向に対して運転席よりも後方に配置れている。さらに、内気取入れ口５２ａが車両１０進行方向に対して運転席よりも前方に配置され、内気排出口５２ｂが車両１０進行方向に対して運転席よりも後方に配置されている。
【００８７】
したがって、外気取入れ口５２ｃから取り入れられた外気が外気排出口５２ｄから排出されるまでの外気導入経路及び内気取入れ口５２ａから取り入れられた内気が内気排出口
５２ｂから排出されるまでの内気循環経路が長くなる。つまり、外気が選択分離材１３に長い時間接触することになる。したがって、車室１９内側と車室１９外側とで交換できる酸素や二酸化炭素の量が増加する。
【００８８】
また、選択分離材１３が平板状に形成され、さらに、その平板状に形成された選択分離材１３が蛇腹状に折られている。したがって、選択分離材１３の表面積が増えるので、車室１９内側と車室１９外側とで交換できる酸素や二酸化炭素の量が増える。したがって、車室１９内側の酸素や二酸化炭素の濃度が変化しても短時間で車室１９内側の酸素や二酸化炭素の濃度を所定の値に回復させることができる。
【００８９】
また、蛇腹状に折られた選択分離材１３の稜線１３ａが、外気取入れ口５２ｃから取り入れられ外気排出口５２ｄから排出される外気の流れ、及び、内気取入れ口５２ａから取り入れられ内気排出口５２ｂから排出される内気の流れの方向と一致するように配置されている。
【００９０】
したがって、外気取入れ口５２ｃから外気排出口５２ｄへ流れる外気の流れ、及び、内気取入れ口５２ａから内気排出口５２ｂへ流れる内気の流れが蛇腹部分で妨げられることがなくスムーズに流れる。したがって、選択分離材１３において外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を効率よく行うことができる。
【００９１】
また、選択分離材１３は、薄膜形状を有しているので、単位面積当たりの酸素や二酸化炭素の透過性能を向上させることができる。したがって、設置面積を抑制することができる。
【００９２】
また、選択分離材１３の炭化水素、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は、吸着、吸収、分解又は表面反応により発現される。
吸着では、炭化水素等の濃度が高くなった場合、一度それらを主として物理的に保持し、濃度が低くなった場合、それらを再び外気に放出することにより、選択分離材１３の吸着性能を再生することができる。
【００９３】
また、吸収では、炭化水素等を選択分離材１３にて主として化学的に固定化し、遮断することができる。
さらに、分解では、吸着や吸収した炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物を化学的に分解し、無臭化又は無害化することができる。
【００９４】
表面反応では、選択分離材１３の表面の構造的特徴により、炭化水素等を選択的に吸着しにくくし、膜内への進入を防ぐことにより遮断することができる。
ここで、分解する手段としては、例えば、電気的に分解する方式及び熱的に分解する方式、薬品等を用いて化学的に分解する方式又は微生物等を用いた生物的に分解する方式等が考えられる。さらに、これらの方式の組み合わせにて能力を向上させる方法も考えられる。
【００９５】
また、温度センサ６０で計測した選択分離材１３の表面温度が所定の温度となった場合にファン５６ａ，５６ｂで選択分離材１３を冷却するので選択分離材１３を所定の温度以下とすることができる。
【００９６】
ここで、「所定の温度」とは、選択分離材１３の酸素及び二酸化炭素の透過性能及び炭
化水素などの遮断性能が必要とされる最低の値以下となる温度のことをいう。
［第２実施形態］
次に、車室１９内側の酸素濃度が低下したときに外気を導入して車室１９内側の酸素濃度を急速に回復させる方法について図４に基づいて説明する。
【００９７】
図４は、車室１９内の酸素濃度制御方法を示す図である。図４（ａ）は、酸素センサ１８の取り付け状態を示した図であり、図４（ｂ）は酸素センサ１８で測定した車室１９内の酸素濃度の変化を示すグラフであり、図４（ｃ）は、内外気ダンパ１７の開口度を示すグラフである。
【００９８】
本空調システムでは、車室１９内側の乗員が消費する酸素及び二酸化炭素を優位に透過させ、かつ炭化水素、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選択分離材１３とを備えている。
【００９９】
しかしながら、選択分離材１３の透過性能が何らかの理由で劣化した場合、車室１９内側の乗員が消費する酸素量を補う量の酸素が導入できなくなるおそれがある。それを防止するため、図４（ａ）に示すように車室１９内側に取り付けた酸素センサ１８にて車室１９内側の酸素濃度αを図４（ｂ）に示すように検出し、図示しない制御部において、検出した酸素濃度αが濃度閾値β（図４（ｂ）では１９．５％）を下回ったか否かを判定する。そして図示しない制御部において酸素濃度αが濃度閾値βを下回ったと判定した場合に、内外気ダンパ１７を開口し、一時的に外気を車室１９内に導入することにより、酸素濃度を上げることができるようになっている。
【０１００】
図示しない制御部では、内外気ダンパ１７の開口度γが、例えば、図４（ｃ）に示すように複数段階（図４（ｃ）では３段階）に設定されている。また、上記の酸素濃度αの濃度閾値βは、自由に設定できるようになっているので、車室１９内側の酸素濃度の管理値をも変えることができる。
【０１０１】
以上のように構成された車両用空調システムによれば、車室１９内に内外気ダンパ１７を設け、酸素センサ１８で検出した車室１９内の酸素濃度に基づいて外気を車室１９内に導入しているので、車室１９内を最適な酸素濃度にすることができる。
【０１０２】
なお、酸素センサ１８以外に、二酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物の濃度センサ又は微小固体成分の個数をカウントするセンサを用いて、各々に対する車室１９内の濃度を調整するようにしてもよい。
【０１０３】
［第３実施形態］
次に、選択分離材１３の形状を変更した実施形態について、図５〜図７に基づいて説明する。
【０１０４】
図５（ａ）に示すように、平板状の選択分離材１３を蛇腹状に折ったものの両端部を接着して円柱状に形成する。円柱状に形成した選択分離材１３を、図５（ｂ）に示すように、空間５１に円柱の中心軸が互いに平行になるように複数並べる。
【０１０５】
そして、図５（ｃ）に示すように、外気取入れ口５２ｃから取り入れられ、外気排出口５２ｄから排出される外気を円柱状に形成した選択分離材１３の端部から円柱状の選択分離材１３の内部に導入する。また、内気取入れ口５２ａから取り入れられ、内気排出口５２ｂから排出される内気を円柱状の選択分離材１３の外部に導入する。
【０１０６】
このようにすると、選択分離材１３を円柱状に形成するという簡単な構成で、選択分離材１３により外気と内気とを分離することができ、かつ、選択分離材１３において外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を確実に行なうことができる。
【０１０７】
また、図６（ａ）に示すように、膜状の選択分離材１３を２つ折りにし、さらに、その２つ折りにされた稜部を内側に巻き込んだ渦巻き状に形成する。渦巻き状に形成した選択分離材１３を図６（ｂ）に示すように、空間５１に渦巻きの中心軸が互いに平行になるように複数並べる。そして、図６（ａ）に示すように、選択分離材１３を２つ折りにすることによって形成される内側の空間に外気を導入し、外側の空間に内気を導入するようにしてもよい。
【０１０８】
このようにすると、空間５１に配置される選択分離材１３の表面積を大きくすることができるので、外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を効率よく行なうことができる。
【０１０９】
なお、選択分離材１３を２つ折りにすることによって形成される内側の空間に内気を導入し、外側の空間に外気を導入するようにしてもよい。
また、図７（ａ）に示すように、選択分離材１３を中空糸状に形成して、円柱状のカートリッジ８０に収納し、そのカートリッジ８０を図７（ｂ）に示すように、円柱の中心軸が互いに平行になるように空間５１に複数配置するようにしてもよい。
【０１１０】
カートリッジ８０には、円柱の側面上部に内気をカートリッジ８０内に導入するための内気導入口８０ａ、円柱の側面下部にカートリッジ８０内に導入した内気を排出するための内気排気口８０ｂが設けられている。
【０１１１】
また、円柱下端部８０ｆには外気を導入するための外気導入口８０ｃ、円柱上端部８０ｅには、カートリッジ８０内に導入した外気を排出するための外気排気口８０ｄが設けられている。
【０１１２】
カートリッジ８０の内部では、中空糸の内部に外気を導入し、中空糸の外部に内気を導入するようになっている。
このようにすると、床部５０の空間５１に多くの選択分離材１３を充填することができる。また、中空糸状に形成されているので表面積も大きい。したがって、空間５１に配置される選択分離材１３の表面積が大きくなるので、外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を効率よく行なうことができる。
【０１１３】
なお、中空糸の内部に内気を導入し、中空糸の外部に外気を導入するようにしてもよい。
また、選択分離材１３の表面に粉塵が多量に付着したり選択分離材１３が汚れた場合に容易に交換することができるので、酸素や二酸化炭素の交換性能を速やかに回復させることができる。
【０１１４】
［第４実施形態］
次に、選択分離材１３を座席９０下部分に配置した場合について図８に基づいて説明する。図８（ａ）は車両１０の概略縦断面図であり、図８（ｂ）は、車両１０の座席下部分の拡大図である。
【０１１５】
（車両用空調システムの構造）
図８（ａ）に示すように、選択分離材１３は、車両１０の床板５２の車室１９内側で、座席９０下部分に配置されている。また、図８（ｂ）に示すように、床板５２には、車室１９外側から外気を取り入れるための外気取入れ口５２ｃと、外気取入れ口５２ｃから取り入れた外気を車室１９外側に排出する外気排出口５２ｄとが設けられている。
【０１１６】
（選択分離材の構造）
選択分離材１３は、第１実施形態と同様に図９（ａ）に示すように蛇腹状に折られている。また、図９（ｂ）に示すように箱形に形成された補強部材４０に収納されている。
【０１１７】
箱形に形成された補強部材４０には、車室１９内側の面に内気を補強部材４０の内部へ導入及び補強部材４０の内部から排出するための内気導排孔４０ｇが設けられている。また、車室１９外側の面には外気を補強部材４０の内部へ導入及び補強部材４０の内部から排出するための外気導排孔４０ｈが設けられている。
【０１１８】
（車両用空調システムの特徴）
以上のように、本第４実施形態の車両用空調システムにおいては、座席９０下部分に選択分離材１３を配置しているので、乗員が踏んで乗員の体重が選択分離材１３にかかることがない。したがって、選択分離材１３に対する補強度合いを少なくすることができる。
【０１１９】
たとえ、何らかの事情で、座席９０から座席下部へ大きな荷重がかかることがあっても、補強部材４０が箱形に形成されているので、補強部材４０の強度が高い。したがって、選択分離材１３が破損することがほとんどない。
【０１２０】
また、車室１９内側の乗員の人数が少なかったり、選択分離材１３への外気及び内気の供給量が充分であったりした場合には、車両１０の座席９０下部分に選択分離材１３を配置するようにしても、充分な酸素や二酸化炭素を確保できる。
【０１２１】
［第５実施形態］
次に第４実施形態において、選択分離材１３の形状を変更した実施形態について、図１０に基づいて説明する。
【０１２２】
図１０（ａ）に示すように、平板状の選択分離材１３を蛇腹状に折ったものの両端部を接着して円柱状に形成する。円柱状に形成した選択分離材１３を、図１０（ｂ）に示すように、空間５１に円柱の中心軸が互いに平行になるように補強部材４０内部に複数並べる。
【０１２３】
そして、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すように、補強部材４０に車室１９内側の面に内気を補強部材４０の内部へ導入及び補強部材４０の内部から排出するための内気導排孔４０ｇを設ける。
【０１２４】
また、車室１９外側の面には外気を補強部材４０の内部へ導入及び補強部材４０の内部から排出するための外気導排孔４０ｈを設け、その孔から円柱形状の選択分離材１３の内面へ外気を導入するための配管４０ｊを設ける。
【０１２５】
このようにすると、選択分離材１３を円柱状に形成するという簡単な構成で、選択分離材１３により外気と内気とを分離することができ、かつ、選択分離材１３において外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を確実に行なうことができる。
【０１２６】
さらに、円柱状の選択分離材１３の代りに、図６（ａ）に示すような、渦巻き形状の選
択分離材１３を用いてもよいし、図７（ａ）に示すような、カートリッジ８０に中空糸形状の選択分離材１３を充填したものを用いてもよい。
【０１２７】
［第６実施形態］
次に、車室１０外側に選択分離材１３を配置した場合について図１１に基づいて説明する。図１１（ａ）は車両１０の概略縦断面図であり、図１１（ｂ）は、車両１０の車室１９底部の拡大図である。
【０１２８】
図１１（ａ）に示すように、選択分離材１３は、車両１０の外板５４の車室１９外側に配置されている。また、図１１（ｂ）に示すように、外板５４には、車室１９内側から外気を取り入れるための内気取入れ口５４ａと、内気取入れ口５４ａから取り入れた内気を車室１９内側に排出する内気排出口５４ｂとが設けられている。
【０１２９】
選択分離材１３は、第１実施形態と同様に図９（ａ）に示すように蛇腹状に折られている。また、図９（ｂ）に示すように箱形に形成された補強部材４０に収納されている。
箱形に形成された補強部材４０には、車室１９内側の面に内気を補強部材４０の内部へ導入及び補強部材４０の内部から排出するための内気導排孔４０ｇが設けられている。また、車室１９外側の面には外気を補強部材４０の内部へ導入及び補強部材４０の内部から排出するための外気導排孔４０ｈが設けられている。
【０１３０】
以上のように、車室１９外側に選択分離材１３を配置しても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
［第７実施形態］
次に、選択分離材１３の表面に付着した粉塵を除去する方法について図１２に基づいて説明する。図１２は、モータ７０によって選択分離材１３を振動させて、選択分離材１３の表面に付着した粉塵を除去する方法を模式的に示した模式図である。
【０１３１】
図１２に示すように、モータ７０の回転軸に円板７０ａを装着する。円板７０ａの外縁部に、円板と選択分離材１３とを接続する接続棒７０ｂを取り付ける。
このモータ７０に図示しない車載バッテリから電力を供給すると回転軸に装着した円板が回転する。円板が回転すると、円板の外縁に取り付けられた接続棒７０ｂがすりこぎ運動をする。接続棒７０ｂがすりこぎ運動をすると接続棒７０ｂに接続されている選択分離材１３が振動する。
【０１３２】
このようにして、モータ７０の回転により選択分離材１３を振動させることにより、選択分離材１３の表面に付着した粉塵を除去することができる。
なお、車載バッテリから定期的にモータ７０へ電力を供給して、定期的に選択分離材１３を振動させて粉塵を除去してもよいし、粉塵センサなどで選択分離材表面の粉塵による汚れ度合いを検出し、汚れ度合いが大きくなった場合に、モータ７０へ電力を供給して、選択分離材１３を振動させて粉塵を除去してもよい。
【０１３３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本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）例えば、上記実施形態では、選択分離材１３として、薄膜形状の材料を使用していたが、薄膜形状の材料の代りに細孔径が５０ナノメートル以下である多孔質形状の材料
を用いてもよい。
【０１３４】
このようにすると、クヌーセン流れが発生することなくさらに、人体に沈着し発がん性を有する１０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。
（２）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。
【０１３５】
（３）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。
【０１３６】
（４）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。
（５）また、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。
【０１３７】
（６）また、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。
【０１３８】
（７）さらに、車室１９内に、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を吸着する材料、例えば、活性炭粒子、活性炭素繊維等の炭素材料やゼオライト等の無機材料又は吸収液や吸収液を含んだ繊維状物質などで吸着させる脱臭装置、あるいは、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を分解する方法、例えば、電気的に分解する方式、熱的に分解する方式、薬品等を用いて化学的に分解する方式又は微生物等を用いた生物的に分解する方式を用いた脱臭装置を設けるようにしてもよい。
【０１３９】
（８）また、第７実施形態において、モータ７０の回転により選択分離材１３を振動させていたが、ピエゾ振動子を用いて選択分離材１３を振動させるようにしてもよい。
（９）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。
【０１４０】
なお、ファン５６ａ，５６ｂが冷却手段に相当し、モータ７０が振動手段に相当し、内外気ダンパ１７が内外気交換手段に相当し、酸素センサ１８がガス濃度検出手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】空調システムが組み込まれた車両１０の概略断面図である。
【図２】選択分離材１３の概略を示す構造図である。
【図３】選択分離材１３を補強するための補強部材４０の構成を示した図である。
【図４】車室１９内の酸素濃度制御方法を示す図である。
【図５】選択分離材１３を円柱状に形成したときの概略構造図である。
【図６】選択分離材１３を渦巻き状に形成したときの概略構造図である。
【図７】選択分離材１３を中空糸状に形成して、円柱状のカートリッジ８０に収納したときの概略構造図である。
【図８】空調システムが組み込まれた車両１０の概略断面図である。
【図９】選択分離材１３を蛇腹状に形成したときの概略構造図である。
【図１０】選択分離材１３を円柱状に形成したときの概略構造図である。
【図１１】空調システムが組み込まれた車両１０の概略断面図である。
【図１２】モータ７０によって選択分離材１３の表面に付着した粉塵を除去する方法を模式的に示した模式図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１０…車両、１３…選択分離材、１３ａ…稜線、１７…内外気ダンパ、１８…酸素センサ、１９…車室、４０…補強部材、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｆ…部材、４０ｄ…縦部材、４０ｅ…横部材、４０ｇ…内気導排孔，４０ｈ…外気導排孔、４０ｊ…配管、５０…床部、５１…空間、５２…床板、５２ａ…内気取入れ口、５２ｂ…内気排出口、５２ｃ…外気取入れ口、５２ｄ…外気排出口、５３…側板、５４…外板、５４ａ…内気取入れ口、５４ｂ…内気排出口、５４ｃ…外気取入れ口、５４ｄ…外気排出口、５６ａ，５６ｂ…ファン、６０…温度センサ、７０…モータ、７０ａ…円板、７０ｂ…接続棒、８０…カートリッジ、８０ａ…内気導入口、８０ｂ…内気排気口、８０ｃ…外気導入口、８０ｄ…外気排気口、８０ｅ…円柱上端部、８０ｆ…円柱下端部、９０…座席。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内側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。
【背景技術】
【０００２】
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側へ導入することは乗員の健康面から問題があった。
【０００３】
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。そして車室内側へ外気を導入するための外気導入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側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、車室内側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側へ導入する技術があった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１９３５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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側へ導入する方法では、大量の外気を車室内側へ導入するので、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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、車両の車室の床部において、前記車室内側の床板と前記車室外側の外板との間に形成された空間とに選択分離材を配置したことを特徴とする。
【０００７】
空間を形成する床板に、車室内側から空間内へ内気を取り入れるための内気取入れ口及び空間内へ取り入れた内気を車室内側へ排出する内気排出口を設ける。
また、空間を形成する前記外板に、車室外側から空間内へ外気を取り入れるための外気取入れ口及び空間内へ取り入れた外気を車室外側へ排出する外気排出口を設ける。
【０００８】
また、酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から濃度の低い方へ透過させ、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選択分離材を車室内側と車室外側とを隔てるように空間内に配置する。
【０００９】
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側へ導入しなくても、選択分離材によって車室において乗員が消費した酸素を取り入れ、排出した二酸化炭素を車室外に排出することができる。以下、この効果について詳細に説明する。
【００１０】
外気は外気取入れ口から取り入れられ、外気排出口から排出され、内気は内気取入れ口
から取り入れられ内気排出口から排出される。
したがって、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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乗員が消費した酸素を取り入れ、排出した二酸化炭素を車室外に排出することができる。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。
【００１４】
また、車両用空調システムに、請求項２に記載のように、車両の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に排出するための外気排出口を有するの車室の床板を備える。
【００１５】
さらに、酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から濃度の低い方へ透過させ、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、床板の車室内側に、外気取入れ口と外気排出口とを覆うように配置された選択分離材と、を備えるようにしても請求項１と同じ効果が得られる。
【００１６】
ところで、床板の車室の内側に選択分離材を配置すると、乗員が踏んだりしたときに加わる荷重で選択分離材が破損することが考えられる。そこで、請求項３に記載のように、選択分離材を板状に形成し、板状に形成された選択分離材の片面又は両面に選択分離材を保護するための補強部材を配置するとよい。
【００１７】
このようにすると、選択分離材の片面に補強部材を配置したときには、補強部材を配置した側の面を車室内側にして配置すれば、選択分離材の車室内側面が保護される。また、両面に補強部材を配置したときには、どちらの面を車室内側に向けても、選択分離材の車室内側は補強部材で保護される。
【００１８】
つまり、選択分離材の車室側は、補強部材で保護されているので、乗員などが選択分離材を踏んだりしても、選択分離材が破損することがない。
また、請求項４に記載のように、選択分離材は、板状に形成され、板状に形成された選択分離材の側面のうち少なくとも対向する２つの側面に選択分離材を保護するための補強部材を配置すると、選択分離材の側面も保護されるので、選択分離材は、より破損しにくくなる。
【００１９】
また、請求項５に記載のように、選択分離材を保護するために箱形に形成された補強部
材に選択分離材を収納する。そして、箱形に形成された補強部材の車室内側の面に内気を補強部材の内部へ導入及び補強部材の内部から排出するための内気導排孔を設け、車室外側の面には外気を補強部材の内部へ導入及び補強部材の内部から排出するための外気導排孔を設ける。
【００２０】
このようにすると、補強部材が箱形に形成されているので、強度が高い。したがって、選択分離材が破損することがほとんどなくなる。
ところで、選択分離材は、必ずしも床部全面に配置する必要はない。つまり、選択分離材に必要とされる面積は、酸素や二酸化炭素の透過性能、車室内側の乗員の人数、選択分離材への外気及び内気の供給量などによって決まる。
【００２１】
したがって、請求項６に記載のように、車両の座席下部分に選択分離材を配置するようにしても、充分な酸素や二酸化炭素を確保できる場合がある。
さらに、座席下部分に選択分離材を配置すると、乗員が踏んで乗員の体重が選択分離材にかかることがないので、選択分離材に対する補強度合いを少なくすることができる。
【００２２】
また、この場合、座席として運転席及び助手席の前列座席だけの設置で済むのであれば更によい。
ところで、車両が走行する場合を考慮すると、外気取入れ口は、車両前方にあることが望ましい。また、外気取入れ口から取り込んだ外気は、選択分離材の表面に長い時間接触していると、選択分離材を介して車室内側と車室外側とで交換される酸素や二酸化炭素が多くなるので、望ましい。
【００２３】
そこで、請求項７に記載のように、外気取入れ口を車両進行方向に対して運転席よりも前方に配置し、外気排出口を車両進行方向に対して運転席よりも後方に配置するとよい。
このようにすると、外気取入れ口から取り入れられた外気が外気排出口から排出されるまでの外気導入経路が長くなる。つまり、外気が選択分離材に長い時間接触することになる。したがって、車室内側と車室外側とで交換できる酸素や二酸化炭素の量が増加する。
【００２４】
また、請求項８に記載のように、車両の車室内側から内気を取り入れるための内気取入れ口及び内気取入れ口から取り入れた内気を車室内側に排出するための内気排出口を車室の床部に備える。
【００２５】
さらに、酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から濃度の低い方へ透過させ、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選択分離材を外板の車室外側に、内気取入れ口と内気排出口とを覆うように配置するようにしても請求項１と同じ効果が得られる。
【００２６】
また、前述した外気取入れ口及び外気排出口の配置と同様に、請求項９に記載のように、内気取入れ口を車両進行方向に対して運転席よりも前方に配置し、内気排出口を車両進行方向に対して運転席よりも後方に配置してもよい。
【００２７】
このようにすると、内気取入れ口から取り入れられた内気が内気排出口から排出されるまでの内気循環経路が長くなる。つまり、内気が選択分離材に長い時間接触することになる。したがって、車室内側と車室外側とで交換できる酸素や二酸化炭素の量が増加する。
【００２８】
ところで、車室内側と車室外側とで酸素や二酸化炭素を交換する場合には、選択分離材の表面積が大きい方がよい。ところが、選択分離材の配置場所は狭い。
そこで、請求項１０に記載のように、選択分離材を平板状に形成し、さらに、その平板状に形成された選択分離材を蛇腹状に折ると、選択分離材の表面積が増えるので、車室内側と車室外側とで交換できる酸素や二酸化炭素の量が増える。したがって、車室内側の酸素や二酸化炭素の濃度が変化しても短時間で車室内側の酸素や二酸化炭素の濃度を所定の値に回復させることができる。
【００２９】
また、請求項１１に記載のように、蛇腹状に折られた選択分離材の稜線が、外気取入れ口から取り入れられ外気排出口から排出される外気の流れ、又は、内気取入れ口から取り入れられ内気排出口から排出される内気の流れの方向と一致するように配置するとよい。
【００３０】
このようにすると、外気取入れ口から外気排出口へ流れる外気の流れ、又は、内気取入れ口から内気排出口へ流れる内気の流れが蛇腹部分で妨げられることがなくスムーズに流れる。したがって、選択分離材において外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を効率よく行うことができる。
【００３１】
また、請求項１２に記載のように、選択分離材を筒状に形成する。そして、筒状に形成された選択分離材の内面に外気取入れ口から取り入れられた外気が導入され、外面に内気取入れ口から取り入れられた内気が導入されるように選択部材を構成するとよい。
【００３２】
若しくは、選択分離材の外面に外気取入れ口から取り入れられた外気が導入され、内面に内気取入れ口から取り入れられた内気が導入されるように選択分離材を構成してもとよい。
【００３３】
このようにすると、外気と内気とを簡単な構造で分離することができ、かつ、選択分離材において外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を確実に行うことができる。
また、請求項１３に記載のように、選択分離材を膜状に形成し、膜状に形成した選択分離材を２つ折りに形成する。さらに、その２つ折りにした選択分離材の稜部を内側に巻き込んだ渦巻き状に形成する。そして、選択分離材が２つ折りされることによって形成される内側の空間に外気が導入され、外側の空間に内気が導入されるように構成してもよい。
【００３４】
若しくは、選択分離材が２つ折りされることによって形成される内側の空間に内気が導入され、外側の空間に外気が導入されるように構成してもよい。
このように構成しても、選択分離材の表面積を大きくすることができるので、外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を効率よく行なうことができる。
【００３５】
また、請求項１４に記載のように、選択分離材は、中空糸状に形成され、中空糸の内部に外気が導入され、中空糸の外部に内気が導入される、若しくは、中空糸の内部に内気が導入され、中空糸の外部に外気が導入されるように構成されていてもよい。
【００３６】
このように構成すれば、狭い部分に多くの選択分離材を充填することができる。また、中空糸状に形成されているので表面積も大きい。したがって、選択分離材の表面積が大きくなるので、外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を効率よく行なうことができる。
【００３７】
ところで、選択分離材に必要な性能は、設置される場所によって異なると考えられる。
そこで、請求項１５に記載のように、選択分離材は、多孔質形状、繊維形状又は薄膜形状あるいはそれらの複合形状を有するようにするとよい。
【００３８】
このようにすると、例えば、選択分離材の設置面積が制限されるような場所に選択分離材（を設置する場合には、選択分離材を薄膜形状にすると単位面積当たりの酸素や二酸化炭素の透過性能を向上させることができるので、設置面積を抑制することができる。
【００３９】
また、エアフィルターのような繊維形状にしても、選択分離材の表面積が大きくなるので透過性能を向上させることができる。さらに、車両用空調システムの周辺温度が高い場合には、多孔質形状にすると耐熱性が高くなるので都合がよい。
【００４０】
また、請求項１６に記載のように、選択分離材の炭化水素、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は、吸着、吸収、分解又は表面反応により発現されるようにするとよい。
【００４１】
吸着では、炭化水素等を物理的に保持した後に停車時等に加熱等の処理により保持成分を再び大気に放出することにより選択分離材の吸着性能を再生することができる。
また、吸収では、炭化水素等を選択分離材にて主として化学的に固定化し、遮断することができる。
【００４２】
さらに、分解では、吸着や吸収した炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物を化学的に分解し、無臭化又は無害化することができる。
表面反応では、選択分離材の表面の構造的特徴により、炭化水素等を選択的に吸着しにくくし、膜内への進入を防ぐことにより遮断することができる。
【００４３】
ここで、分解する手段としては、例えば、電気的に分解する方式及び熱的に分解する方式、薬品等を用いて化学的に分解する方式又は微生物等を用いた生物的に分解する方式等が考えられる。さらにこれらの方式の組み合わせにて能力を向上させる方法も考えられる。
【００４４】
また、固体微小成分を遮断する機能は、請求項１７に記載のように、濾別によって発現されてもよい。
ところで、車両が炎天下に晒されたりして、選択分離材が比較的高い温度に晒されることがある。そこで、請求項１８に記載のように、選択分離材を冷却できるようにするとよい。
【００４５】
つまり、選択分離材の表面温度を計測するための温度センサと、外気取入れ口から外気排出口に至る外気導入経路、又は、内気取入れ口から内気排出口に至る内気循環経路に設置され、温度センサで計測した選択分離材の表面温度が所定の温度となった場合に選択分離材を冷却する冷却手段と、を備えるようにするのである。
【００４６】
このようにすると、選択分離材の表面温度が所定の温度となった場合、冷却手段で選択分離材を冷却できるので選択分離材の性能を保つことができる。
ここで、「所定の温度」とは、選択分離材の酸素及び二酸化炭素の透過性能及び炭化水素などの遮断性能が必要とされる最低の値以下となる温度のことをいう。
【００４７】
ところで、選択分離材に外気や内気を接触させると選択分離材の車室内側及び車室外側の表面には、車室内外に浮遊している粉塵が付着する。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。
【００４８】
そこで、請求項１９に記載のように、選択分離材を振動させ、選択分離材の表面に付着した粉塵を除去するための振動手段を備えるようにするとよい。
このようにすると、振動により選択分離材の車室内側及び車室外側表面に付着した粉塵をふるい落とすことによって除去することができるので、選択分離材の酸素や二酸化炭素の透過性能を回復させることができる。
【００４９】
さらに、選択分離材の表面に付着した粉塵の量が多くなった場合、選択分離材を交換できるようになっていると都合がよい。そこで、請求項２０に記載のように、着脱可能に構成されたカートリッジに選択分離材を収納し、選択分離材が配置される部分をカートリッジを着脱可能に形成するとよい。
【００５０】
このようにすると、選択分離材の表面に粉塵が多量に付着したり選択分離材が汚れた場合に容易に交換することができるので、酸素や二酸化炭素の交換性能を速やかに回復させることができる。
【００５１】
ところで、選択分離材の透過性能が低下して車室内側の酸素濃度が低下したり、二酸化炭素濃度が上昇したりする場合、あるいは、不測の事態により他のガス、例えば一酸化炭素などの人体に危険を及ぼすガスの濃度が急激に上昇したりする場合が考えられる。
【００５２】
このような事態に対応するため、請求項２１に記載のように、車室内側のガス濃度を検出するガス濃度検出手段と、車室外側の空気を車室内側へ導入又は車室側内の空気を車室外側へ排出可能な内外気交換手段と、ガス濃度検出手段で検出したガス濃度が所定の値となった場合に内外気交換手段を介して車室外側の空気を車室内側へ導入又は車室内側の空気を車室外側へ排出させる制御手段と、を備えるようにするとよい。
【００５３】
このようにすると、車室内側の酸素濃度が低下したり、二酸化炭素濃度が上昇したりした場合には、外気を車室内側へ導入することにより、酸素や二酸化炭素の濃度を短時間で適切な値にすることができる。
【００５４】
また、不測の事態により人体に危険を及ぼすガスの濃度が急激に上昇したりした場合には、そのガスを急速に車室外側へ排出することができるので、車室内側に居る乗員の安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
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。
【００５６】
［第１実施形態］
（空調システムが組み込まれた車両の構成）
図１は、本実施形態の空調システムが組み込まれた車両１０の概略断面図である。図１（ａ）は、車両１０の概略縦断面図であり、図１（ｂ）は、床部５０の拡大図である。
【００５７】
車両１０は、図１（ａ）に示すように、空気を通さないアルミニウムやガラスなどの壁面で囲まれ、外気が進入しない車室１９と外気が進入することができるトランクやエンジ
ンルームなどの車室１９外の空間とからなる。
【００５８】
また、車室１９の床部５０は図１（ｂ）に示すように床板５２と外板５４との間に空間５１が形成されている。
また、車両１０には図示しないエアコンが備えられている。このエアコンは、内気循環モードのみを備えている。
【００５９】
（車両用空調システムの構造）
次に、車両用空調システムの構成について説明する。図１（ｂ）は床部５０の構造を模式的に示した概略構造図である。
【００６０】
図１（ｂ）に示すように、床部５０は、車室１９内側に面した床板５２及び車室１９外側に面した外板５４から構成されている。
床板５２と外板５４の間には、床板５２、外板５４及び側板５３によって空間５１が形成されており、その空間５１内部に選択分離材１３が配置されている。
【００６１】
床板５２には、車室１９内側から空間５１内へ内気を取り入れるための内気取入れ口５２ａ及び空間５１内へ取り入れた内気を車室１９内側へ排出する内気排出口５２ｂが設けられている。
【００６２】
内気取入れ口５２ａは、車両１０進行方向に対して運転席よりも前方、具体的には、運転者の足下に配置されている。また、内気排出口５２ｂは、車両１０進行方向に対して運転席よりも後方、具体的には後部座席の直前に設けられている。
【００６３】
外板５４には、空間５１を形成する外板５４に、車室１９外側から空間５１内へ外気を取り入れるための外気取入れ口５４ｃ及び空間５１内へ取り入れた外気を車室１９外側へ排出する外気排出口５４ｄが設けられている。
【００６４】
外気取入れ口５４ｃは、車両１０進行方向に対して運転席よりも前方、具体的には、運転者の足下に配置されている。また、外気排出口５４ｄは、車両１０進行方向に対して運転席よりも後方、具体的には後部座席の直前に設けられている。
【００６５】
空間５１内には、車室１９内側と車室１９外側とを隔てるように選択分離材１３が配置されている。具体的には、選択分離材１３は平板状に形成されており、その端辺が空間５１を形成する側板５３の空間５１側の面に接着材やシール材で密着して固定されている。
【００６６】
なお、図１（ｂ）においては、選択分離材１３を模式的に平板状に図示しているが、後述する選択分離材１３の構造で詳細に述べるように、実際には蛇腹状に折られた形状を有している。
【００６７】
また、選択分離材１３の車室１９外側の表面には温度センサ６０が設けられており、空間５１内部には２つのファン５６ａ，５６ｂが設けられている。
温度センサ６０は、選択分離材１３の表面温度を計測するためのものであり、熱電対、白金抵抗体、サーミスタなど、選択分離材１３の表面温度を電気信号に変換して出力するものである。
【００６８】
ファン５６ａ，５６ｂは、内気取入れ口５２ａから内気排出口５２ｂに至る内気循環経
路及び外気取入れ口５４ｃから外気排出口５４ｄに至る外気導入経路に設置されている。そして、温度センサ６０で計測した選択分離材１３の表面温度が選択分離材１３の所定の温度となった場合に作動し、外気取入れ口５４ｃから外気、内気取入れ口５２ａから内気を取り入れて選択分離材１３を冷却（空冷）する。
【００６９】
（選択分離材の構造）
次に、空間５１に配置されている選択分離材１３の構造について図２に基づいて説明する。図２は選択分離材１３の概略を示す構造図である。図２（ａ）は、蛇腹状に折った選択分離材１３の斜視図であり、図２（ｂ）は、蛇腹状に折った選択分離材１３を車両１０の前方側から見た図である。
【００７０】
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濃度の低い方へ透過させ、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薄膜形状を有している。
【００７１】
選択分離材１３の膜厚は薄ければ気体を透過させるために有利であるが、薄くなれば膜強度が減少して破損しやすくなるため、製造上の限界が存在する。本実施形態では、１００ナノメートルの膜厚となっている。
【００７２】
また、選択分離材１３の炭化水素、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は、吸着、吸収、分解又は表面反応により発現される。
選択分離材１３は、前述のように平板状に形成されており、さらに、その平板状に形成された選択分離材１３は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように蛇腹状に折られて空間５１内部に配置されている。また、蛇腹状に折られた選択分離材１３の稜線１３ａが外気及び内気の流れる方向と一致するように配置されている。
【００７３】
以上のように構成された選択分離材１３が図３に示すように補強部材４０で補強されている。図３は、選択分離材１３を補強するための補強部材４０の構成を示した図である。図３（ａ）、図３（ｂ）に示す図及び図３（ｃ）において左側に示す図は、補強部材４０が配置された選択分離材１３が車両１０の床部５０に配置された状態で、車両１０の上方から見た図である。また、図３（ｃ）において右側に示す図は、補強部材４０が配置された選択分離材１３の断面図である。
【００７４】
補強部材４０は、選択分離材１３を補強するためのものであり、部材４０ａ，４０ｂ，４０ｃで構成されている。部材４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、丸棒状に形成されたアルミニウムなどの金属材である。
【００７５】
部材４０ａは、図３（ａ）に示すように、平板状に形成された選択分離材１３の車室１９内側の４辺に沿って枠を形成するように配置されている。また、枠の強度を高めるために枠の対角線上に部材４０ｂが配置されている。
【００７６】
さらに、補強部材４０の短手方向に沿って、枠を補強するための部材４０ｃが配置されている。なお、枠の各頂点や各部材４０ａ，４０ｂ，４０ｃ同士が交差する点においては、各部材４０ａ，４０ｂ，４０ｃ同士が溶接、リベット又は接着などにより結合されている。
【００７７】
また、図３（ｂ）に示すように、補強部材４０を格子状に形成してもよい。具体的には、縦部材４０ｄと横部材４０ｅとを格子状に組み、縦部材４０ｄと横部材４０ｅとが交差する点を溶接、リベット又は接着などにより結合するのである。
【００７８】
なお、部材４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、必要な強度が確保できるものであれば金属以外の材料、例えば、樹脂材を用いてもよい。また、金属の丸棒の代りに金属角材を用いてもよい。
【００７９】
また、更に強度を高める必要がある場合には、補強部材４０を選択分離材１３の車室１９内側面だけでなく車室１９外側面にも配置するとよい。
また、選択分離材１３を座席９０の下に配置するような場合など、選択分離材１３の平面部分を補強部材４０で補強する必要がない場合には、図３（ｃ）に示すように、選択分離材１３の側面に部材４０ｆを配置するようにしてもよい。
【００８０】
（車両用空調システムの特徴）
以上のような車両用空調システムによれば、外気は外気取入れ口５４ｃから取り入れられ外気排出口５４ｄから排出され、内気は内気取入れ口５２ａから取り入れられ内気排出口５２ｂから排出される。
【００８１】
したがって、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。
【００８２】
つまり、車室１９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１９外側から濃度が低くなった車室１９内側へ選択分離材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内側から車室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。
【００８３】
特に、車両１０走行中には、外気取入れ口５４ｃ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。
【００８４】
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によって乗員が消費した酸素を取り入れ、排出した二酸化炭素を車室外に排出することができる。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。
【００８５】
選択分離材１３の少なくとも車室１９側は、補強部材４０で保護されているので、乗員などが選択分離材１３を踏んだりしても、選択分離材１３が破損することがない。
また、選択分離材１３の側面のうち少なくとも対向する２つの側面に補強部材４０が配置されているので選択分離材１３は破損しにくくなる。
【００８６】
また、外気取入れ口５２ｃは、車両１０進行方向に対して運転席よりも前方に配置され、外気排出口５２ｄは、車両１０進行方向に対して運転席よりも後方に配置れている。さらに、内気取入れ口５２ａが車両１０進行方向に対して運転席よりも前方に配置され、内気排出口５２ｂが車両１０進行方向に対して運転席よりも後方に配置されている。
【００８７】
したがって、外気取入れ口５２ｃから取り入れられた外気が外気排出口５２ｄから排出されるまでの外気導入経路及び内気取入れ口５２ａから取り入れられた内気が内気排出口
５２ｂから排出されるまでの内気循環経路が長くなる。つまり、外気が選択分離材１３に長い時間接触することになる。したがって、車室１９内側と車室１９外側とで交換できる酸素や二酸化炭素の量が増加する。
【００８８】
また、選択分離材１３が平板状に形成され、さらに、その平板状に形成された選択分離材１３が蛇腹状に折られている。したがって、選択分離材１３の表面積が増えるので、車室１９内側と車室１９外側とで交換できる酸素や二酸化炭素の量が増える。したがって、車室１９内側の酸素や二酸化炭素の濃度が変化しても短時間で車室１９内側の酸素や二酸化炭素の濃度を所定の値に回復させることができる。
【００８９】
また、蛇腹状に折られた選択分離材１３の稜線１３ａが、外気取入れ口５２ｃから取り入れられ外気排出口５２ｄから排出される外気の流れ、及び、内気取入れ口５２ａから取り入れられ内気排出口５２ｂから排出される内気の流れの方向と一致するように配置されている。
【００９０】
したがって、外気取入れ口５２ｃから外気排出口５２ｄへ流れる外気の流れ、及び、内気取入れ口５２ａから内気排出口５２ｂへ流れる内気の流れが蛇腹部分で妨げられることがなくスムーズに流れる。したがって、選択分離材１３において外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を効率よく行うことができる。
【００９１】
また、選択分離材１３は、薄膜形状を有しているので、単位面積当たりの酸素や二酸化炭素の透過性能を向上させることができる。したがって、設置面積を抑制することができる。
【００９２】
また、選択分離材１３の炭化水素、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は、吸着、吸収、分解又は表面反応により発現される。
吸着では、炭化水素等の濃度が高くなった場合、一度それらを主として物理的に保持し、濃度が低くなった場合、それらを再び外気に放出することにより、選択分離材１３の吸着性能を再生することができる。
【００９３】
また、吸収では、炭化水素等を選択分離材１３にて主として化学的に固定化し、遮断することができる。
さらに、分解では、吸着や吸収した炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物を化学的に分解し、無臭化又は無害化することができる。
【００９４】
表面反応では、選択分離材１３の表面の構造的特徴により、炭化水素等を選択的に吸着しにくくし、膜内への進入を防ぐことにより遮断することができる。
ここで、分解する手段としては、例えば、電気的に分解する方式及び熱的に分解する方式、薬品等を用いて化学的に分解する方式又は微生物等を用いた生物的に分解する方式等が考えられる。さらに、これらの方式の組み合わせにて能力を向上させる方法も考えられる。
【００９５】
また、温度センサ６０で計測した選択分離材１３の表面温度が所定の温度となった場合にファン５６ａ，５６ｂで選択分離材１３を冷却するので選択分離材１３を所定の温度以下とすることができる。
【００９６】
ここで、「所定の温度」とは、選択分離材１３の酸素及び二酸化炭素の透過性能及び炭
化水素などの遮断性能が必要とされる最低の値以下となる温度のことをいう。
［第２実施形態］
次に、車室１９内側の酸素濃度が低下したときに外気を導入して車室１９内側の酸素濃度を急速に回復させる方法について図４に基づいて説明する。
【００９７】
図４は、車室１９内の酸素濃度制御方法を示す図である。図４（ａ）は、酸素センサ１８の取り付け状態を示した図であり、図４（ｂ）は酸素センサ１８で測定した車室１９内の酸素濃度の変化を示すグラフであり、図４（ｃ）は、内外気ダンパ１７の開口度を示すグラフである。
【００９８】
本空調システムでは、車室１９内側の乗員が消費する酸素及び二酸化炭素を優位に透過させ、かつ炭化水素、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選択分離材１３とを備えている。
【００９９】
しかしながら、選択分離材１３の透過性能が何らかの理由で劣化した場合、車室１９内側の乗員が消費する酸素量を補う量の酸素が導入できなくなるおそれがある。それを防止するため、図４（ａ）に示すように車室１９内側に取り付けた酸素センサ１８にて車室１９内側の酸素濃度αを図４（ｂ）に示すように検出し、図示しない制御部において、検出した酸素濃度αが濃度閾値β（図４（ｂ）では１９．５％）を下回ったか否かを判定する。そして図示しない制御部において酸素濃度αが濃度閾値βを下回ったと判定した場合に、内外気ダンパ１７を開口し、一時的に外気を車室１９内に導入することにより、酸素濃度を上げることができるようになっている。
【０１００】
図示しない制御部では、内外気ダンパ１７の開口度γが、例えば、図４（ｃ）に示すように複数段階（図４（ｃ）では３段階）に設定されている。また、上記の酸素濃度αの濃度閾値βは、自由に設定できるようになっているので、車室１９内側の酸素濃度の管理値をも変えることができる。
【０１０１】
以上のように構成された車両用空調システムによれば、車室１９内に内外気ダンパ１７を設け、酸素センサ１８で検出した車室１９内の酸素濃度に基づいて外気を車室１９内に導入しているので、車室１９内を最適な酸素濃度にすることができる。
【０１０２】
なお、酸素センサ１８以外に、二酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物の濃度センサ又は微小固体成分の個数をカウントするセンサを用いて、各々に対する車室１９内の濃度を調整するようにしてもよい。
【０１０３】
［第３実施形態］
次に、選択分離材１３の形状を変更した実施形態について、図５〜図７に基づいて説明する。
【０１０４】
図５（ａ）に示すように、平板状の選択分離材１３を蛇腹状に折ったものの両端部を接着して円柱状に形成する。円柱状に形成した選択分離材１３を、図５（ｂ）に示すように、空間５１に円柱の中心軸が互いに平行になるように複数並べる。
【０１０５】
そして、図５（ｃ）に示すように、外気取入れ口５２ｃから取り入れられ、外気排出口５２ｄから排出される外気を円柱状に形成した選択分離材１３の端部から円柱状の選択分離材１３の内部に導入する。また、内気取入れ口５２ａから取り入れられ、内気排出口５２ｂから排出される内気を円柱状の選択分離材１３の外部に導入する。
【０１０６】
このようにすると、選択分離材１３を円柱状に形成するという簡単な構成で、選択分離材１３により外気と内気とを分離することができ、かつ、選択分離材１３において外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を確実に行なうことができる。
【０１０７】
また、図６（ａ）に示すように、膜状の選択分離材１３を２つ折りにし、さらに、その２つ折りにされた稜部を内側に巻き込んだ渦巻き状に形成する。渦巻き状に形成した選択分離材１３を図６（ｂ）に示すように、空間５１に渦巻きの中心軸が互いに平行になるように複数並べる。そして、図６（ａ）に示すように、選択分離材１３を２つ折りにすることによって形成される内側の空間に外気を導入し、外側の空間に内気を導入するようにしてもよい。
【０１０８】
このようにすると、空間５１に配置される選択分離材１３の表面積を大きくすることができるので、外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を効率よく行なうことができる。
【０１０９】
なお、選択分離材１３を２つ折りにすることによって形成される内側の空間に内気を導入し、外側の空間に外気を導入するようにしてもよい。
また、図７（ａ）に示すように、選択分離材１３を中空糸状に形成して、円柱状のカートリッジ８０に収納し、そのカートリッジ８０を図７（ｂ）に示すように、円柱の中心軸が互いに平行になるように空間５１に複数配置するようにしてもよい。
【０１１０】
カートリッジ８０には、円柱の側面上部に内気をカートリッジ８０内に導入するための内気導入口８０ａ、円柱の側面下部にカートリッジ８０内に導入した内気を排出するための内気排気口８０ｂが設けられている。
【０１１１】
また、円柱下端部８０ｆには外気を導入するための外気導入口８０ｃ、円柱上端部８０ｅには、カートリッジ８０内に導入した外気を排出するための外気排気口８０ｄが設けられている。
【０１１２】
カートリッジ８０の内部では、中空糸の内部に外気を導入し、中空糸の外部に内気を導入するようになっている。
このようにすると、床部５０の空間５１に多くの選択分離材１３を充填することができる。また、中空糸状に形成されているので表面積も大きい。したがって、空間５１に配置される選択分離材１３の表面積が大きくなるので、外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を効率よく行なうことができる。
【０１１３】
なお、中空糸の内部に内気を導入し、中空糸の外部に外気を導入するようにしてもよい。
また、選択分離材１３の表面に粉塵が多量に付着したり選択分離材１３が汚れた場合に容易に交換することができるので、酸素や二酸化炭素の交換性能を速やかに回復させることができる。
【０１１４】
［第４実施形態］
次に、選択分離材１３を座席９０下部分に配置した場合について図８に基づいて説明する。図８（ａ）は車両１０の概略縦断面図であり、図８（ｂ）は、車両１０の座席下部分の拡大図である。
【０１１５】
（車両用空調システムの構造）
図８（ａ）に示すように、選択分離材１３は、車両１０の床板５２の車室１９内側で、座席９０下部分に配置されている。また、図８（ｂ）に示すように、床板５２には、車室１９外側から外気を取り入れるための外気取入れ口５２ｃと、外気取入れ口５２ｃから取り入れた外気を車室１９外側に排出する外気排出口５２ｄとが設けられている。
【０１１６】
（選択分離材の構造）
選択分離材１３は、第１実施形態と同様に図９（ａ）に示すように蛇腹状に折られている。また、図９（ｂ）に示すように箱形に形成された補強部材４０に収納されている。
【０１１７】
箱形に形成された補強部材４０には、車室１９内側の面に内気を補強部材４０の内部へ導入及び補強部材４０の内部から排出するための内気導排孔４０ｇが設けられている。また、車室１９外側の面には外気を補強部材４０の内部へ導入及び補強部材４０の内部から排出するための外気導排孔４０ｈが設けられている。
【０１１８】
（車両用空調システムの特徴）
以上のように、本第４実施形態の車両用空調システムにおいては、座席９０下部分に選択分離材１３を配置しているので、乗員が踏んで乗員の体重が選択分離材１３にかかることがない。したがって、選択分離材１３に対する補強度合いを少なくすることができる。
【０１１９】
たとえ、何らかの事情で、座席９０から座席下部へ大きな荷重がかかることがあっても、補強部材４０が箱形に形成されているので、補強部材４０の強度が高い。したがって、選択分離材１３が破損することがほとんどない。
【０１２０】
また、車室１９内側の乗員の人数が少なかったり、選択分離材１３への外気及び内気の供給量が充分であったりした場合には、車両１０の座席９０下部分に選択分離材１３を配置するようにしても、充分な酸素や二酸化炭素を確保できる。
【０１２１】
［第５実施形態］
次に第４実施形態において、選択分離材１３の形状を変更した実施形態について、図１０に基づいて説明する。
【０１２２】
図１０（ａ）に示すように、平板状の選択分離材１３を蛇腹状に折ったものの両端部を接着して円柱状に形成する。円柱状に形成した選択分離材１３を、図１０（ｂ）に示すように、空間５１に円柱の中心軸が互いに平行になるように補強部材４０内部に複数並べる。
【０１２３】
そして、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すように、補強部材４０に車室１９内側の面に内気を補強部材４０の内部へ導入及び補強部材４０の内部から排出するための内気導排孔４０ｇを設ける。
【０１２４】
また、車室１９外側の面には外気を補強部材４０の内部へ導入及び補強部材４０の内部から排出するための外気導排孔４０ｈを設け、その孔から円柱形状の選択分離材１３の内面へ外気を導入するための配管４０ｊを設ける。
【０１２５】
このようにすると、選択分離材１３を円柱状に形成するという簡単な構成で、選択分離材１３により外気と内気とを分離することができ、かつ、選択分離材１３において外気と内気との間での酸素や二酸化炭素の交換を確実に行なうことができる。
【０１２６】
さらに、円柱状の選択分離材１３の代りに、図６（ａ）に示すような、渦巻き形状の選
択分離材１３を用いてもよいし、図７（ａ）に示すような、カートリッジ８０に中空糸形状の選択分離材１３を充填したものを用いてもよい。
【０１２７】
［第６実施形態］
次に、車室１０外側に選択分離材１３を配置した場合について図１１に基づいて説明する。図１１（ａ）は車両１０の概略縦断面図であり、図１１（ｂ）は、車両１０の車室１９底部の拡大図である。
【０１２８】
図１１（ａ）に示すように、選択分離材１３は、車両１０の外板５４の車室１９外側に配置されている。また、図１１（ｂ）に示すように、外板５４には、車室１９内側から外気を取り入れるための内気取入れ口５４ａと、内気取入れ口５４ａから取り入れた内気を車室１９内側に排出する内気排出口５４ｂとが設けられている。
【０１２９】
選択分離材１３は、第１実施形態と同様に図９（ａ）に示すように蛇腹状に折られている。また、図９（ｂ）に示すように箱形に形成された補強部材４０に収納されている。
箱形に形成された補強部材４０には、車室１９内側の面に内気を補強部材４０の内部へ導入及び補強部材４０の内部から排出するための内気導排孔４０ｇが設けられている。また、車室１９外側の面には外気を補強部材４０の内部へ導入及び補強部材４０の内部から排出するための外気導排孔４０ｈが設けられている。
【０１３０】
以上のように、車室１９外側に選択分離材１３を配置しても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
［第７実施形態］
次に、選択分離材１３の表面に付着した粉塵を除去する方法について図１２に基づいて説明する。図１２は、モータ７０によって選択分離材１３を振動させて、選択分離材１３の表面に付着した粉塵を除去する方法を模式的に示した模式図である。
【０１３１】
図１２に示すように、モータ７０の回転軸に円板７０ａを装着する。円板７０ａの外縁部に、円板と選択分離材１３とを接続する接続棒７０ｂを取り付ける。
このモータ７０に図示しない車載バッテリから電力を供給すると回転軸に装着した円板が回転する。円板が回転すると、円板の外縁に取り付けられた接続棒７０ｂがすりこぎ運動をする。接続棒７０ｂがすりこぎ運動をすると接続棒７０ｂに接続されている選択分離材１３が振動する。
【０１３２】
このようにして、モータ７０の回転により選択分離材１３を振動させることにより、選択分離材１３の表面に付着した粉塵を除去することができる。
なお、車載バッテリから定期的にモータ７０へ電力を供給して、定期的に選択分離材１３を振動させて粉塵を除去してもよいし、粉塵センサなどで選択分離材表面の粉塵による汚れ度合いを検出し、汚れ度合いが大きくなった場合に、モータ７０へ電力を供給して、選択分離材１３を振動させて粉塵を除去してもよい。
【０１３３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本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）例えば、上記実施形態では、選択分離材１３として、薄膜形状の材料を使用していたが、薄膜形状の材料の代りに細孔径が５０ナノメートル以下である多孔質形状の材料
を用いてもよい。
【０１３４】
このようにすると、クヌーセン流れが発生することなくさらに、人体に沈着し発がん性を有する１０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。
（２）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。
【０１３５】
（３）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。
【０１３６】
（４）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。
（５）また、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。
【０１３７】
（６）また、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。
【０１３８】
（７）さらに、車室１９内に、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を吸着する材料、例えば、活性炭粒子、活性炭素繊維等の炭素材料やゼオライト等の無機材料又は吸収液や吸収液を含んだ繊維状物質などで吸着させる脱臭装置、あるいは、炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物及び微小固体成分を分解する方法、例えば、電気的に分解する方式、熱的に分解する方式、薬品等を用いて化学的に分解する方式又は微生物等を用いた生物的に分解する方式を用いた脱臭装置を設けるようにしてもよい。
【０１３９】
（８）また、第７実施形態において、モータ７０の回転により選択分離材１３を振動させていたが、ピエゾ振動子を用いて選択分離材１３を振動させるようにしてもよい。
（９）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。
【０１４０】
なお、ファン５６ａ，５６ｂが冷却手段に相当し、モータ７０が振動手段に相当し、内外気ダンパ１７が内外気交換手段に相当し、酸素センサ１８がガス濃度検出手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】空調システムが組み込まれた車両１０の概略断面図である。
【図２】選択分離材１３の概略を示す構造図である。
【図３】選択分離材１３を補強するための補強部材４０の構成を示した図である。
【図４】車室１９内の酸素濃度制御方法を示す図である。
【図５】選択分離材１３を円柱状に形成したときの概略構造図である。
【図６】選択分離材１３を渦巻き状に形成したときの概略構造図である。
【図７】選択分離材１３を中空糸状に形成して、円柱状のカートリッジ８０に収納したときの概略構造図である。
【図８】空調システムが組み込まれた車両１０の概略断面図である。
【図９】選択分離材１３を蛇腹状に形成したときの概略構造図である。
【図１０】選択分離材１３を円柱状に形成したときの概略構造図である。
【図１１】空調システムが組み込まれた車両１０の概略断面図である。
【図１２】モータ７０によって選択分離材１３の表面に付着した粉塵を除去する方法を模式的に示した模式図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１０…車両、１３…選択分離材、１３ａ…稜線、１７…内外気ダンパ、１８…酸素センサ、１９…車室、４０…補強部材、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｆ…部材、４０ｄ…縦部材、４０ｅ…横部材、４０ｇ…内気導排孔，４０ｈ…外気導排孔、４０ｊ…配管、５０…床部、５１…空間、５２…床板、５２ａ…内気取入れ口、５２ｂ…内気排出口、５２ｃ…外気取入れ口、５２ｄ…外気排出口、５３…側板、５４…外板、５４ａ…内気取入れ口、５４ｂ…内気排出口、５４ｃ…外気取入れ口、５４ｄ…外気排出口、５６ａ，５６ｂ…ファン、６０…温度センサ、７０…モータ、７０ａ…円板、７０ｂ…接続棒、８０…カートリッジ、８０ａ…内気導入口、８０ｂ…内気排気口、８０ｃ…外気導入口、８０ｄ…外気排気口、８０ｅ…円柱上端部、８０ｆ…円柱下端部、９０…座席。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車室の床部において、前記車室内側の床板と前記車室外側の外板との間に形成された空間と、
前記空間を形成する前記床板に、前記車室内側から前記空間内へ内気を取り入れるために設けられた内気取入れ口及び前記空間内へ取り入れた内気を前記車室内側へ排出するために設けられた内気排出口と、
前記空間を形成する前記外板に、前記車室外側から前記空間内へ外気を取り入れるために設けられた外気取入れ口及び前記空間内へ取り入れた外気を前記車室外側へ排出するために設けられた外気排出口と、
酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から濃度の低い方へ透過させ、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、前記空間内に前記車室内側と前記車室外側とを隔てるように配置された選択分離材と、
を備えたことを特徴とする車両用空調システム。
【請求項２】
車両の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に排出するための外気排出口を有する車室の床板と、
酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から濃度の低い方へ透過させ、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、前記床板の前記車室内側に、前記外気取入れ口と前記外気排出口とを覆うように配置された選択分離材と、
を備えていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項３】
請求項２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、板状に形成され、
前記板状に形成された選択分離材の片面又は両面に前記選択分離材を保護するための補強部材が配置されていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項４】
請求項２又は請求項３の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
前記選択分離材は、板状に形成され、
前記板状に形成された選択分離材の側面のうち少なくとも対向する２つの側面に前記選択分離材を保護するための補強部材が配置されていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項５】
請求項２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、前記選択分離材を保護するために箱形に形成された補強部材に収納され、
前記箱形に形成された補強部材は、前記車室内側の面に内気を補強部材の内部へ導入及び補強部材の内部から排出するための内気導排孔を有し、前記車室外側の面には外気を補強部材の内部へ導入及び補強部材の内部から排出するための外気導排孔を有していることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項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、
前記選択分離材は、前記車両の座席下部分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。
【請求項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、
前記外気取入れ口は、前記車両進行方向に対して運転席よりも前方に配置され、前記外気排出口は、前記車両進行方向に対して運転席よりも後方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。
【請求項８】
車両の車室内側から内気を取り入れるための内気取入れ口及び前記内気取入れ口から取り入れた内気を前記車室内側に排出するための内気排出口を前記車室の床部に有する外板と、
酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から濃度の低い方へ透過させ、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、前記外板の前記車室外側に、前記内気取入れ口と前記内気排出口とを覆うように配置された選択分離材と、
を備えていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項９】
請求項１又は請求項８に記載の車両用空調システムにおいて、
前記内気取入れ口は、車両進行方向に対して運転席よりも前方に配置され、前記内気排出口は、車両進行方向に対して運転席よりも後方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。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
選択分離材は、平板状に形成されており、さらに、その平板状に形成された選択分離材は、蛇腹状に折られていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の車両用空調システムにおいて、
前記蛇腹状に折られた選択分離材の稜線が、
前記外気取入れ口から取り入れられ、前記外気排出口から排出される外気の流れ、又は、前記内気取入れ口から取り入れられ、前記内気排出口から排出される内気の流れの方向と一致するように配置されたことを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１２】
請求項１〜請求項９の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
前記選択分離材は筒状に形成され、
さらに、前記選択分離材は、前記筒状に形成された選択分離材の内面に前記外気取入れ口から取り入れられた外気が導入され、外面に前記内気取入れ口から取り入れられた内気が導入される、若しくは、選択分離材の外面に前記外気取入れ口から取り入れられた外気が導入され、内面に前記内気取入れ口から取り入れられた内気が導入されるように構成されていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１３】
請求項１〜請求項９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、膜状に形成され、
前記膜状に形成された前記選択分離材が２つ折りに形成され、
さらに、その２つ折りにされた前記選択分離材の稜部が内側に巻き込まれた渦巻き状に形成されており、
前記選択分離材が２つ折りされることによって形成される内側の空間に外気が導入され、外側の空間に内気が導入される、若しくは、前記選択分離材が２つ折りされることによって形成される内側の空間に内気が導入され、外側の空間に外気が導入されるように構成されていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１４】
請求項１〜請求項９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、中空糸状に形成され、
前記中空糸の内部に外気が導入され、前記中空糸の外部に内気が導入される、若しくは、中空糸の内部に内気が導入され、中空糸の外部に外気が導入されるように構成されていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１３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、多孔質形状、繊維形状又は薄膜形状あるいはそれらの複合形状を有することを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５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は、吸着、吸収、分解又は表面反応により発現されることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の車両用空調システムにおいて、
前記選択分離材の微小固体成分を遮断する機能は、濾別によっても発現されることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１７の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
前記選択分離材の表面温度を計測するための温度センサと、
前記外気取入れ口から前記外気排出口に至る外気導入経路、又は、前記内気取入れ口から前記内気排出口に至る内気循環経路に設置され、前記温度センサで計測した前記選択分離材の表面温度が所定の温度となった場合に前記選択分離材を冷却する冷却手段と、
を備えていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１９】
請求項１〜請求項１８の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
前記選択分離材を振動させ、前記選択分離材の表面に付着した粉塵を除去するための振動手段を備えたことを特徴とする車両用空調システム。
【請求項２０】
請求項１〜請求項１９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、着脱可能に構成されたカートリッジに収納され、
前記選択分離材が配置される部分は、前記カートリッジを着脱可能に形成されていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項２１】
請求項１〜請求項２１の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
前記車室内側のガス濃度を検出するガス濃度検出手段と、
前記車室外側の空気を前記車室内側へ導入又は前記車室内側の空気を前記車室外側へ排出可能な内外気交換手段と、
前記ガス濃度検出手段で検出したガス濃度が所定の値となった場合に前記内外気交換手段を介して前記車室外側の空気を前記車室内側へ導入又は前記車室内側の空気を前記車室外側へ排出させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１】
車両の車室の床部において、前記車室内側の床板と前記車室外側の外板との間に形成された空間と、
前記空間を形成する前記床板に、前記車室内側から前記空間内へ内気を取り入れるために設けられた内気取入れ口及び前記空間内へ取り入れた内気を前記車室内側へ排出するために設けられた内気排出口と、
前記空間を形成する前記外板に、前記車室外側から前記空間内へ外気を取り入れるために設けられた外気取入れ口及び前記空間内へ取り入れた外気を前記車室外側へ排出するために設けられた外気排出口と、
酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から濃度の低い方へ透過させ、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、前記空間内に前記車室内側と前記車室外側とを隔てるように配置された選択分離材と、
を備えたことを特徴とする車両用空調システム。
【請求項２】
車両の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に排出するための外気排出口を有する車室の床板と、
酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から濃度の低い方へ透過させ、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、前記床板の前記車室内側に、前記外気取入れ口と前記外気排出口とを覆うように配置された選択分離材と、
を備えていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項３】
請求項２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、板状に形成され、
前記板状に形成された選択分離材の片面又は両面に前記選択分離材を保護するための補強部材が配置されていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項４】
請求項２又は請求項３の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
前記選択分離材は、板状に形成され、
前記板状に形成された選択分離材の側面のうち少なくとも対向する２つの側面に前記選択分離材を保護するための補強部材が配置されていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項５】
請求項２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、前記選択分離材を保護するために箱形に形成された補強部材に収納され、
前記箱形に形成された補強部材は、前記車室内側の面に内気を補強部材の内部へ導入及び補強部材の内部から排出するための内気導排孔を有し、前記車室外側の面には外気を補強部材の内部へ導入及び補強部材の内部から排出するための外気導排孔を有していることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項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、
前記選択分離材は、前記車両の座席下部分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。
【請求項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、
前記外気取入れ口は、前記車両進行方向に対して運転席よりも前方に配置され、前記外気排出口は、前記車両進行方向に対して運転席よりも後方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。
【請求項８】
車両の車室内側から内気を取り入れるための内気取入れ口及び前記内気取入れ口から取り入れた内気を前記車室内側に排出するための内気排出口を前記車室の床部に有する外板と、
酸素及び二酸化炭素を濃度の高い方から濃度の低い方へ透過させ、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、前記外板の前記車室外側に、前記内気取入れ口と前記内気排出口とを覆うように配置された選択分離材と、
を備えていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項９】
請求項１又は請求項８に記載の車両用空調システムにおいて、
前記内気取入れ口は、車両進行方向に対して運転席よりも前方に配置され、前記内気排出口は、車両進行方向に対して運転席よりも後方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。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
選択分離材は、平板状に形成されており、さらに、その平板状に形成された選択分離材は、蛇腹状に折られていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の車両用空調システムにおいて、
前記蛇腹状に折られた選択分離材の稜線が、
前記外気取入れ口から取り入れられ、前記外気排出口から排出される外気の流れ、又は、前記内気取入れ口から取り入れられ、前記内気排出口から排出される内気の流れの方向と一致するように配置されたことを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１２】
請求項１〜請求項９の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
前記選択分離材は筒状に形成され、
さらに、前記選択分離材は、前記筒状に形成された選択分離材の内面に前記外気取入れ口から取り入れられた外気が導入され、外面に前記内気取入れ口から取り入れられた内気が導入される、若しくは、選択分離材の外面に前記外気取入れ口から取り入れられた外気が導入され、内面に前記内気取入れ口から取り入れられた内気が導入されるように構成されていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１３】
請求項１〜請求項９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、膜状に形成され、
前記膜状に形成された前記選択分離材が２つ折りに形成され、
さらに、その２つ折りにされた前記選択分離材の稜部が内側に巻き込まれた渦巻き状に形成されており、
前記選択分離材が２つ折りされることによって形成される内側の空間に外気が導入され、外側の空間に内気が導入される、若しくは、前記選択分離材が２つ折りされることによって形成される内側の空間に内気が導入され、外側の空間に外気が導入されるように構成されていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１４】
請求項１〜請求項９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、中空糸状に形成され、
前記中空糸の内部に外気が導入され、前記中空糸の外部に内気が導入される、若しくは、中空糸の内部に内気が導入され、中空糸の外部に外気が導入されるように構成されていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１３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、多孔質形状、繊維形状又は薄膜形状あるいはそれらの複合形状を有することを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５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は、吸着、吸収、分解又は表面反応により発現されることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の車両用空調システムにおいて、
前記選択分離材の微小固体成分を遮断する機能は、濾別によっても発現されることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１７の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
前記選択分離材の表面温度を計測するための温度センサと、
前記外気取入れ口から前記外気排出口に至る外気導入経路、又は、前記内気取入れ口から前記内気排出口に至る内気循環経路に設置され、前記温度センサで計測した前記選択分離材の表面温度が所定の温度となった場合に前記選択分離材を冷却する冷却手段と、
を備えていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項１９】
請求項１〜請求項１８の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
前記選択分離材を振動させ、前記選択分離材の表面に付着した粉塵を除去するための振動手段を備えたことを特徴とする車両用空調システム。
【請求項２０】
請求項１〜請求項１９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、着脱可能に構成されたカートリッジに収納され、
前記選択分離材が配置される部分は、前記カートリッジを着脱可能に形成されていることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項２１】
請求項１〜請求項２１の何れかに記載の車両用空調システムにおいて、
前記車室内側のガス濃度を検出するガス濃度検出手段と、
前記車室外側の空気を前記車室内側へ導入又は前記車室内側の空気を前記車室外側へ排出可能な内外気交換手段と、
前記ガス濃度検出手段で検出したガス濃度が所定の値となった場合に前記内外気交換手段を介して前記車室外側の空気を前記車室内側へ導入又は前記車室内側の空気を前記車室外側へ排出させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両用空調システム。
【図２】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１１】
【図１２】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−３０６９８（Ｐ２００８−３０６９８Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０８４５１（Ｐ２００６−２０８４５１）
【出願日】平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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