JP2018195384A

JP2018195384A - 渦輪送出装置

Info

Publication number: JP2018195384A
Application number: JP2017095789A
Authority: JP
Inventors: 賢吾福永; Kengo Fukunaga; 正義佐竹; Masayoshi Satake; 登前田; Noboru Maeda; かほり石田; Kahori Ishida; 小松原　祐介; Yusuke Komatsubara; 祐介小松原
Original assignee: Denso Corp; Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2018-12-06

Abstract

【課題】噴射口から送出された渦輪を崩壊させることなく渦輪の向きを所望の方向にカーブさせられるようにする。【解決手段】噴射口８１が形成されるとともに噴射口８１の周囲に広がる面状の板状部材８０を有する筐体１０と、筐体１０内の気体に圧力変化を発生させることにより噴射口８１から渦輪を送出させる圧力変化発生部６０、７０と、を備える。板状部材８０は、噴射口８１から送出された渦輪の流速分布に局所的な変化を生じさせる流速分布変化部８２を有している。流速分布変化部により、噴射口から送出された前記渦輪を崩壊させることなく渦輪の向きを所望の方向にカーブさせる。【選択図】図１

Description

本発明は、渦輪を送出する渦輪送出装置に関するものである。

従来、搬送流を所定方向に生成する搬送流生成手段と、機能性成分を搬送流内に導入する機能性成分導入手段と、を備え、搬送流により該機能性成分を所望位置まで搬送する搬送装置がある（例えば、特許文献１参照）。この搬送装置は、搬送流生成手段に、複数の気筒を備えて気流を整流する搬送流整流器と、この搬送流整流器を所定方向に向ける把持具と、搬送流の流速を調整する流速調整手段とが備えられている。この搬送装置は、把持具により搬送流整流器を所定方向に向けるよう構成されている。

特開２０１５−１６７７９６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものは、把持具により搬送流整流器を所定方向に向けることは可能であるが、噴射口から送出された渦輪の向きを所望の方向にカーブさせるといったことはできない。

また、噴射口から送出される空気の空気流れ下流側にルーバーを設け、噴射口から送出された渦輪をルーバーによって所望の方向にカーブさせることも考えられる。しかし、このような構成では、噴射口から送出された渦輪が崩壊してしまうといった問題がある。

本発明は上記問題に鑑みたもので、噴射口から送出された渦輪を崩壊させることなく渦輪の向きを所望の方向にカーブさせられるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、噴射口（８１、８１１、８１２）から渦輪を送出する渦輪送出装置であって、噴射口が形成されるとともに噴射口の周囲に広がる面状の板状部材（８０）を有する筐体（１０、１０ａ〜１０ｃ）と、筐体内の気体に圧力変化を発生させることにより噴射口から渦輪を送出させる圧力変化発生部（２０、３０、４０、５０、６０、７０）と、を備え、板状部材は、噴射口から送出された渦輪の流速分布に局所的な変化を生じさせる流速分布変化部（８１、８２、８６、８２１〜８２４）を有している。

このような構成によれば、板状部材は、噴射口から送出された渦輪の流速分布に局所的な変化を生じさせる流速分布変化部を有しているので、噴射口から送出された渦輪を崩壊させることなく渦輪の向きを所望の方向にカーブさせることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係る渦輪送出装置の構成を示した図である。渦輪送出装置の空気砲発生装置の縦断面図である。渦輪の発生について説明するための図である。噴射口から送出された渦輪の進行方向を制御するメカニズムについて説明するための図である。噴射口から送出された渦輪の進行方向を制御するメカニズムについて説明するための図である。本発明の第２実施形態に係る渦輪送出装置の構成を示した図である。渦輪の進む方向について実施したシミュレーションの条件を示した図である。渦輪の進む方向について実施したシミュレーションの結果を表した図である。本発明の第３実施形態に係る渦輪送出装置の構成を示した図である。本発明の第４実施形態に係る渦輪送出装置の構成を示した図である。本発明の第５実施形態に係る渦輪送出装置の板状部材に形成された噴射口および開口穴を表した図である。本発明の第６実施形態に係る渦輪送出装置の板状部材に形成された噴射口および開口穴を表した図である。本発明の第７実施形態に係る渦輪送出装置の構成を示した図である。本発明の第８実施形態に係る渦輪送出装置の板状部材に形成された噴射口を表した図である。板状部材に形成された噴射口の変形例を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る渦輪送出装置について図１〜図５を用いて説明する。渦輪送出装置は、車両内の乗員の快適性を向上するため、車両の乗員の顔または頭部に向けて噴射口８１から渦輪Ｖを送出するものであり、車両の天井、メータの周囲、ステアリング、ヘッドレスト等に配置される。各図中に示す上下方向の矢印ＤＲ１は、渦輪送出装置の車両搭載時における上下方向を示しており、各図中に示す左右方向の矢印ＤＲ２は、渦輪送出装置の車両搭載時における左右方向を示している。

渦輪送出装置は、筐体１０、空気砲発生装置６０および制御部７０を備えている。本実施形態では、空気砲発生装置６０および制御部７０が圧力変化発生部を構成している。

筐体１０は、中空円筒形状をなしており、絶縁性部材により構成されている。筐体１０は、噴射口８１が形成されるとともに噴射口８１の周囲に広がる面状の板状部材８０を有している。板状部材８０には、渦輪Ｖを送出する噴射口８１と、この噴射口８１から送出された渦輪Ｖをカーブさせるための開口穴８２とが形成されている。噴射口８１は、その中心が筐体１０の軸と一致するよう形成されている。開口穴８２は、噴射口８１より定距離離れた下方の位置に形成されている。噴射口８１と開口穴８２は、それぞれ円形状を成している。また、噴射口８１と開口穴８２の直径は同じになっている。

筐体１０は、その軸方向一端側は遮蔽されており、軸方向他端側には板状部材８０が配置されている。また、筐体１０内の軸方向一端側には、空気砲発生装置６０が配置されている。

空気砲発生装置６０は、図２に示すように、筐体６１、空気室成分チャンバ６２、圧縮部材６３、磁石６４およびコイル６５を備えている。

筐体６１の一方側の端面には、空気砲の放出口６１０が形成されている。空気室成分チャンバ６２は、図示しないポンプにより筐体１０の外部から筐体６１内に送り込まれる空気を貯蔵する空間であり、筐体６１の放出口６１０と連通している。

圧縮部材６３は、ゴム、シリコン、エラストマー等の自己復帰力を有する薄板状部材で構成されている。磁石６４は、円筒形状を成しており、その一端面が圧縮部材６３に当接している。コイル６５は、磁石６４の周囲に取り巻くように配置されている。コイル６５に電流が流れると、コイル６５の電磁力により磁石６４が圧縮部材６３側へ張り出して、圧縮部材６３を変形させ、空気室成分チャンバ６２の容積を縮小させる。

図２において、圧縮部材６３が面状に広がった状態の圧縮部材６３を実線で示してある。また、磁石６４が圧縮部材６３側へ張り出して、圧縮部材６３が変形した状態の圧縮部材６３を二点鎖線で示してある。

コイル６５に流れる電流は、制御部７０（図１参照）により制御される。制御部７０は、操作部の操作に応じてコイル６５への通電を開始すると、コイル６５の電磁力により磁石６４が圧縮部材６３側へ張り出して、圧縮部材６３が変形する。これにより、空気室成分チャンバ６２の容積が縮小し、筐体６１内の空気が放出口６１０から空気砲として送出される。

なお、このように、コイル６５の電磁力により磁石６４を変位させて圧縮部材６３を変形させることにより筐体６１の放出口６１０から空気砲を送出する技術は、公知技術（例えば、特開２００６−２８２０８２号公報）である。したがって、ここでは、その詳細な説明を省略する。

噴射口８１は、筐体１０内の軸方向他端面の中央に位置するように板状部材８０に形成されている。筐体１０内の空気砲発生装置６０から空気砲が送出されると、筐体１０内の気体の圧力が上昇し、筐体１０内の気体が板状部材８０の噴射口８１から渦輪Ｖとなって送出される。

開口穴８２は、板状部材８０における噴射口８１の下方に形成されている。開口穴８２は、噴射口８１から送出された渦輪Ｖの流速分布に局所的な変化を生じさせる。開口穴８２については、後で詳細に説明する。

次に、渦輪の発生について図３を参照して説明する。図３（ａ）〜（ｄ）は、一面に丸穴９１が形成されたケース９０内の気体圧力を瞬時的に高圧にしたときに丸穴９１から気体が吹き出る様子を示している。

ケース９０内の気体の圧力を瞬時的に上昇させると、図３（ａ）に示すように、ケース９０内の気体が丸穴９１から高速で吹き出される。この丸穴９１から吹き出される気体の流れは噴流と呼ばれる。この噴流が丸穴９１から吹き出る際、この気体の流れに、丸穴９１の周囲の静止した空気による粘性摩擦がはたらいて、図３（ｂ）に示すように、この噴流の周りの空気を回転させようとする力がはたらき渦ができる。

この渦は、図３（ｃ）に示すように、噴流の周りに輪のようにつながっていて渦輪と呼ばれる。このようにしてできた渦輪は、図３（ｄ）に示すように、自らの回転のはたらきにより、比較的遠方まで直進することが可能である。

次に、噴射口から送出された渦輪の進行方向を制御するメカニズムについて図４〜図５を用いて説明する。図４は、板状部材８０に噴射口８１が形成されており、板状部材８０に開口穴８２が形成されていない比較例を示している。このような構成では、噴射口８１から渦輪Ｖが送出された直後、渦輪Ｖの内側から外側に回り込んだ気体が板状部材８０側へと向かうため、この渦輪Ｖの回転圧力により、板状部材８０より渦輪Ｖ側の開口穴８２の周囲の気体が全周囲で均一に所定圧力となるまで上昇する。

このため、噴射口８１から送出された渦輪Ｖの回転速度が全周囲で均一となり、噴射口８１から送出された渦輪Ｖの流速分布も全周囲で均一となる。この場合、渦輪Ｖは、自らの回転のはたらきにより、噴射口８１から遠方まで直進する。

これに対し、本実施形態の渦輪送出装置は、図５に示すように、板状部材８０に噴射口８１が形成されており、さらに、板状部材８０における噴射口８１の下方に開口穴８２が形成されている。

このような構成では、噴射口８１から渦輪Ｖが送出された直後、渦輪Ｖの内側から外側に回り込んだ気体が板状部材８０へと向かう際に、その気体の一部が板状部材８０に形成された開口穴８２を通り抜ける。

このため、板状部材８０より渦輪Ｖ側の開口穴８２側の周囲の気体のうち、開口穴８２側の一部が所定圧力まで上昇しない。したがって、噴射口８１から送出された渦輪Ｖの回転速度が不均一となり、噴射口８１から送出された渦輪Ｖの流速分布に局所的な変化が生じる。

具体的には、噴射口８１から送出された渦輪Ｖにおける開口穴８２側の一部の流速が、噴射口８１から送出された渦輪Ｖにおける他の部位の流速より遅くなる。これにより、噴射口８１から送出された渦輪Ｖは、渦の状態を維持したまま、開口穴８２側、すなわち、下方向にカーブする。

このように、板状部材８０に開口穴８２を形成することにより、噴射口８１から送出された渦輪Ｖの流速分布に局所的な変化を生じさせ、噴射口８１から送出された渦輪Ｖを下方にカーブさせることができる。

次に、本実施形態の渦輪送出装置の作動について説明する。

まず、空気砲発生装置６０の空気室成分チャンバ６２へ筐体１０の外部から空気を送り込む図示しないポンプを作動させる。これにより、空気室成分チャンバ６２へ筐体１０の外部から空気が送り込まれる。

次に、制御部７０は、操作部の操作部の操作に応じてコイル６５への通電を開始する。これにより、コイル６５の電磁力により磁石６４が圧縮部材６３側へ張り出して、圧縮部材６３が変形する。このため、空気室成分チャンバ６２の容積が縮小し、筐体６１内の空気が放出口６１０から空気砲として送出される。

この空気砲により、筐体１０内の気体の圧力が急激に上昇し、板状部材８０に形成された噴射口８１から噴流が吹き出され、この噴流の周りの空気を回転させようとする力がはたらき渦輪Ｖとなって進む。

ここで、板状部材８０における噴射口８１の下方に開口穴８２が形成されているため、噴射口８１から送出された直後では、渦輪Ｖの内側から外側に回り込んだ気体が板状部材８０へと向かう際に、その気体の一部が板状部材８０に形成された開口穴８２を通り抜ける。

このため、噴射口８１から送出された渦輪Ｖにおける開口穴８２側の一部の流速が、噴射口８１から送出された渦輪Ｖにおける他の部位の流速より速くなる。これにより、噴射口８１から送出された渦輪Ｖは、渦輪Ｖの形状を維持したまま、開口穴８２側、すなわち、下側にカーブする。

上述したように、本渦輪送出装置は、噴射口８１から渦輪を送出する渦輪送出装置であって、噴射口８１が形成されるとともに噴射口８１の周囲に広がる面状の板状部材８０を有する筐体１０と、筐体１０内の気体に圧力変化を発生させることにより噴射口８１から渦輪を送出させる圧力変化発生部６０、７０と、を備え、板状部材８０は、噴射口８１から送出された渦輪の流速分布に局所的な変化を生じさせる流速分布変化部８２を有している。

このような構成によれば、板状部材８０は、噴射口８１から送出された渦輪の流速分布に局所的な変化を生じさせる流速分布変化部８２を有しているので、噴射口から送出された渦輪を崩壊させることなく渦輪の向きを所望の方向にカーブさせることができる。

また、圧力変化発生部６０、７０は、筐体内に収納された磁石６４と、通電によって磁界を発生させるコイル６５と、磁石が発生する磁界とコイルに電流が流れたときにコイルに発生する磁界により磁石とコイルに作用する力により変形させられることにより、筐体内の気体に圧力変化を発生させる圧縮部材６３と、を備えている。

したがって、磁石６４が発生する磁界とコイル６５に電流が流れたときにコイル６５に発生する磁界により磁石６４とコイル６５に作用する力を利用して圧縮部材６３を振動させて筐体１０内の気体に圧力変化を発生させることができる。

また、流速分布変化部は、板状部材８０に形成された開口穴８２により構成することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る渦輪送出装置について図６〜図８を用いて説明する。本実施形態の渦輪送出装置は、上記第１実施形態の渦輪送出装置と比較して、さらに、開口穴８２と連通する筐体１０ｃを備えた点が異なる。

筐体１０ｃは、筐体１０と同様の形状を成しており、絶縁性部材により構成されている。筐体１０ｃの内部空間は、板状部材８０に形成された開口穴８２と連通している。

図７に示すように、筐体１０に対応するケースＡと筐体１０ｃに対応するケースＢを並べて配置した状態で、ケースＡ内に配置された圧力変化発生部でケースＡ内の気体の圧力を瞬時的に高圧にしたときの渦輪の進む方向をシミュレーションした結果を図８に示す。

ケースＡおよびケースＢは、一辺が１０センチメートルの四角柱となっている。ケースＡに形成された噴射口ａは、円形状をなしており、その直径は２センチメートルとなっている。ケースＢに形成された噴射口ｂは、円形状をなしており、その直径は２センチメートルとなっている。また、噴射口ａの中心と噴射口ｂの中心との距離は１０センチメートルとなっている。

ケースＢ内において、噴射口ｂと反対側の面に、圧力変化発生部ｃが配置されている。ここで、噴射口ａの中心から噴射口ｂより離れる方向をｘ、噴射口ａの中心から渦輪の送出方向をｙとして、圧力変化発生部ｃでケースＢ内の気体を瞬時的に高圧にしたときの噴射口ａから送出された渦輪の軌跡をシミュレーションした。

この結果、噴射口ａから送出された渦輪の中心は、図８に示す軌跡をたどる結果が得られた。具体的には、渦輪がｙ方向に７０センチメートル進んだときに、−ｘ方向に８センチメートルカーブすることが確認された。つまり、噴射口ａから送出された渦輪が、噴射口ｂ側に大きくカーブすることが確認された。

本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。

また、本実施形態のように、板状部材８０に形成された開口穴８２と連通する筐体１０ｃを備えることもできる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る渦輪送出装置について図９を用いて説明する。上記第１実施形態の渦輪送出装置は、流速分布変化部として、板状部材８０に開口穴８２が形成されている。これに対し、本実施形態の渦輪送出装置は、流速分布変化部として、板状部材８０の筐体１０側の面と反対面から渦輪の送出方向へ突出する突出部８６が設けられている。

突出部８６は、三角錐形状を成しており、上記第１実施形態の渦輪送出装置の開口穴８２が形成された位置に設けられている。

本実施形態の渦輪送出装置は、板状部材８０における噴射口８１の下方に突出部８６が形成されている。

このような構成では、噴射口８１から渦輪Ｖが送出された直後、渦輪Ｖの内側から外側に回り込んだ気体が板状部材８０へと向かう際に、その気体の一部が板状部材８０に形成された突出部８６に衝突する。

このため、板状部材８０より渦輪Ｖ側の開口穴８２側の周囲の気体のうち、開口穴８２側の一部が所定圧力よりも高くなる。したがって、噴射口８１から送出された渦輪Ｖの回転速度が不均一となり、噴射口８１から送出された渦輪Ｖの流速分布に局所的な変化が生じる。

具体的には、噴射口８１から送出された渦輪Ｖにおける突出部８６側の一部の流速が、噴射口８１から送出された渦輪Ｖにおける他の部位の流速より速くなる。これにより、噴射口８１から送出された渦輪Ｖは、渦の状態を維持したまま、突出部８６側と反対側、すなわち、上方向にカーブする。

また、流速分布変化部は、板状部材８０から渦輪の送出方向側へ突出する突出部８６として構成することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係る渦輪送出装置について図１０を用いて説明する。上記第１実施形態では、空気砲発生装置６０および制御部７０が圧力変化発生部を構成したが、本実施形態では、放電電極２０、基準電極３０、電源回路４０および制御部５０を有するイオン発生装置が圧力変化発生部を構成している。

筐体１０は、中空円筒形状をなしており、絶縁性部材により構成されている。筐体１０は、基準電極３０および放電電極２０を収容している。

本実施形態の筐体１０における軸方向一端側には、筐体１０の外部の空気を当該筐体１０内に取り込む開口部１３ａが形成されている。この開口部１３ａには支持部１３が形成されている。また、筐体１０における長手方向の他端側には板状部材８０が配置されている。

筐体１０内の軸方向一端側には、放電電極２０が配置されている。筐体１０における放電電極２０と板状部材８０との間には、導電金属製の基準電極３０が設けられている。

放電電極２０は、針状の先端部を有する放電電極である。放電電極２０は、導電金属製（例えば、銅）の部材により構成されている。放電電極２０は、針状の先端部が板状部材８０側を向くよう支持部１３により支持されている。放電電極２０と支持部１３の間には絶縁部材（図示せず）が設けられており、放電電極２０と筐体１０は絶縁されている。

基準電極３０は、中空円筒形状をなす基準電極である。基準電極３０は、この基準電極３０の外周面が筐体１０の内周面と接触するよう筐体１０内に配置されている。

電源回路４０は、放電電極２０と基準電極３０の電位差を制御する出力電圧を発生させる。電源回路４０は、正極端子＋および負極端子−を有している。電源回路４０の負極端子−は配線４１ａを介して放電電極２０に接続されている。また、電源回路４０の正極端子＋は配線４１ｂを介して放電電極２０および接地端子ＧＮＤに接続されている。電源回路４０は、３ｋＶ以上の出力電圧を出力することが可能となっている。また、電源回路４０は、矩形形状の電圧を出力することが可能となっている。

制御部５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ等を有するコンピュータとして構成され、ＣＰＵはＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって各種処理を実施する。

本実施形態の制御部５０は、電源回路４０の出力電圧を、放電電極２０と基準電極３０の間にコロナ放電を誘起させない第１電圧（本実施形態では、−２キロボルト）と、放電電極２０と基準電極３０の間にコロナ放電を誘起させる第２電圧（本実施形態では、−３キロボルト）との間で切り替える。これにより、コロナ放電により発生したイオン風が噴射口８１から噴流として噴射される。

まず、制御部５０は、電源回路４０から−２ｋＶの電圧が出力されるよう電源回路４０を制御する。これにより、放電電極２０の電位は−２ｋＶとなり、基準電極３０の電位は０Ｖとなる。このように、電源回路４０の出力電圧が−２ｋＶになっても放電電極２０の周囲にコロナ放電は発生しない。

次に、制御部５０は、一定期間（本実施形態では、０．２秒間）、電源回路４０から−３ｋＶの電圧が出力されるよう電源回路４０を制御する。これにより、放電電極２０の電位は−３ｋＶとなり、基準電極３０の電位は０Ｖとなる。このように、放電電極２０と基準電極３０の間に−３ｋＶの電圧が印加されると、放電電極２０の針状の先端部の近傍に強電界が生じ、放電電極２０と基準電極３０の間にコロナ放電が発生する。

そして、コロナ放電の発生により放電電極２０の周囲の空気が電離して空気イオンが発生する。具体的には、放電電極２０の周囲の空気が電離して正イオンと負イオンが生成される。

そして、負のイオンが電極間の電界によって加速され基準電極３０側に移動する。また、負のイオンが基準電極３０側に移動する過程で放電電極２０および基準電極３０の周囲の空気を巻き込みイオン風が発生し、このイオン風は板状部材８０に形成された噴射口８１から噴流として送出され、この噴流の周りの空気を回転させようとする力がはたらき渦輪Ｖとなって進む。

ここで、板状部材８０における噴射口８１の下方に開口穴８２が形成されているので、噴射口８１から送出された直後では、渦輪Ｖの内側から外側に回り込んだ気体が板状部材８０へと向かう際に、その気体の一部が板状部材８０に形成された開口穴８２を通り抜ける。

また、圧力変化発生部は、放電電極２０と、放電電極２０と離れて配置された基準電極３０と、を備えている。さらに、放電電極２０と基準電極３０の電位差を制御する出力電圧を発生させる電源回路４０と、電源回路４０の出力電圧を、放電電極２０と基準電極３０の間にコロナ放電を誘起させない第１電圧と、放電電極２０と基準電極３０の間にコロナ放電を誘起させる第２電圧との間で切り替える制御部５０と、を備えている。そして、コロナ放電により発生したイオンにより筐体１０内の気体に圧力変化を発生させる。このように、コロナ放電により発生したイオンにより筐体１０内の気体に圧力変化を発生させることもできる。また、イオンを含む渦輪を送出することもできる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態に係る渦輪送出装置について図１１を用いて説明する。上記第１実施形態では、板状部材８０に形成された噴射口８１の下方に流速分布変化部として開口穴８２が形成されている。これに対し、本実施形態では、板状部材８０に形成された噴射口８１の上下左右の４方向に流速分布変化部として開口穴８２１〜８２４が形成されている。さらに、各開口穴８２１〜８２４を遮蔽する遮蔽部材８３１〜８３４を備えている。

開口穴８２１〜８２４は、円形状をなしており、その直径は、噴射口８１と同じになっている。また、各開口穴８２１〜８２４の中心と噴射口８１の中心との距離は等しくなっている。

遮蔽部材８３１は、板状部材８３１ａとレール部材８３１ｂを有しており、遮蔽部材８３２は、板状部材８３２ａとレール部材８３２ｂを有している。また、遮蔽部材８３３は、板状部材８３３ａとレール部材８３３ｂを有しており、遮蔽部材８３４は、板状部材８３４ａとレール部材８３４ｂを有している。

レール部材８３１ｂは、開口穴８２１を挟むように配置された２本のレールにより構成されている。板状部材８３１ａは、レール部材８３１ｂを構成する２本のレールに沿って移動し、開口穴８２１を遮蔽または開口させる。

レール部材８３２ｂは、開口穴８２２を挟むように配置された２本のレールにより構成されている。板状部材８３２ａは、レール部材８３２ｂを構成する２本のレールに沿って移動し、開口穴８２２を遮蔽または開口させる。

レール部材８３３ｂは、開口穴８２３を挟むように配置された２本のレールにより構成されている。板状部材８３３ａは、レール部材８３３ｂを構成する２本のレールに沿って移動し、開口穴８２３を遮蔽または開口させる。

レール部材８３４ｂは、開口穴８２４を挟むように配置された２本のレールにより構成されている。板状部材８３４ａは、レール部材８３４ｂを構成する２本のレールに沿って移動し、開口穴８２４を遮蔽または開口させる。

本実施形態では、作業者の操作により各遮蔽部材８３１〜８３４を移動させる。

上記した構成において、板状部材８３２ａにより開口穴８２２を遮蔽し、板状部材８３３ａにより開口穴８２３を遮蔽し、板状部材８３４ａにより開口穴８２４を遮蔽し、開口穴８２１を開口させた場合、上記第１実施形態と同様に、板状部材８０における噴射口８１の下方に開口穴８２が形成された状態と同様になり、噴射口８１から送出された渦輪Ｖは下方にカーブする。

また、図１１に示すように、板状部材８３１ａにより開口穴８２１を遮蔽し、板状部材８３３ａにより開口穴８２３を遮蔽し、板状部材８３４ａにより開口穴８２４を遮蔽し、開口穴８２２を開口させた場合、噴射口８１から送出された渦輪Ｖは左方にカーブする。

また、板状部材８３３ａにより開口穴８２３を遮蔽し、板状部材８３４ａにより開口穴８２４を遮蔽し、開口穴８２１と開口穴８２２を開口させた場合、噴射口８１から送出された渦輪Ｖは左下方にカーブする。

また、板状部材８０には、噴射口８１の周囲に複数の開口穴８２１〜８２４が形成されており、複数の開口穴８２１〜８２４を開口または遮蔽する遮蔽部材８３１〜８３４を備えている。したがって、好みの開口穴を遮蔽部材８３１〜８３４で開口させることにより、好みの方向に渦輪をカーブさせることができる。

本実施形態では、作業者の操作により各遮蔽部材８３１〜８３４を移動させるようにしたが、板状部材８３１ａ〜板状部材８３４ａを移動させるアクチュエータと、各アクチュエータを制御する制御部を備え、制御部によるアクチュエータの制御により各遮蔽部材８３１〜８３４を移動させるようにしてもよい。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態に係る渦輪送出装置について図１２を用いて説明する。本実施形態の渦輪送出装置は、板状部材８０を、噴射口８１の中心周りに回転させる回転機構８１４を備えている。また、本実施形態の開口穴８２の直径は、噴射口８１の直径よりも短くなっている。

板状部材８０における噴射口８１の周縁部には、筐体１０の反対面側に突出する突出部８１３が形成されている。突出部８１３は、円筒形状を成している、
本渦輪送出装置は、突出部８１３を外周側から回転可能に支持する回転機構８１４を備えている。回転機構８１４は、円筒形状を成している。

突出部８１３は、回転機構８１４の内部空間に配置され、噴射口８１の中心周りに回転可能となっている。

作業者によって回転機構８１４が回転させられると、開口穴８２が噴射口８１の回転中心周りに回転する。したがって、回転機構８１４を回転させ、噴射口８１に対する開口穴８２の相対位置を変えることにより、噴射口８１から送出された渦輪Ｖをカーブさせる方向を変化させることができる。

また、渦輪送出装置は、板状部材８０を、噴射口８１の周りに回転させる回転機構８１４を備えているので、板状部材８０を好みの位置に回転させることで、好みの方向に渦輪をカーブさせることができる。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態に係る渦輪送出装置について図１３を用いて説明する。上記第４実施形態の渦輪送出装置は、放電電極２０および基準電極３０を収納した筐体１０を１つ備えているが、本実施形態の渦輪送出装置は、放電電極２０および基準電極３０を収納した２つの筐体１０ａ、１０ｂを備えている。また、板状部材８０には、第１噴射口８１１と、この第１噴射口８１１の下方に噴射口８１２が形成されている。

本実施形態の渦輪送出装置は、第１筐体１０ａ、第１放電電極２０ａ、第１基準電極３０ａ、第１電源回路４０ａ、第２筐体１０ｂ、第２放電電極２０ｂ、第２基準電極３０ｂ、第２電源回路４０ｂおよび制御部５０を備えている。

第１放電電極２０ａおよび第１基準電極３０ａは、第１筐体１０ａ内に収納されている。第１電源回路４０ａは、第１放電電極２０ａと第１基準電極３０ａの電位差を制御する出力電圧を発生させる。

第２放電電極２０ｂおよび第２基準電極３０ｂは、第２筐体１０ｂ内に収納されている。第２電源回路４０ｂは、第２放電電極２０ｂと第２基準電極３０ｂの電位差を制御する出力電圧を発生させる。

制御部５０は、第１電源回路４０ａの出力電圧を、第１放電電極２０ａと第１基準電極３０ａの間にコロナ放電を誘起させない第１電圧と、第１放電電極２０ａと第１基準電極３０ａの間にコロナ放電を誘起させる第２電圧との間で切り替える。さらに、制御部５０は、第２電源回路４０ｂの出力電圧を、第２放電電極２０ｂと第２基準電極３０ｂの間にコロナ放電を誘起させない第１電圧と、第２放電電極２０ｂと第２基準電極３０ｂの間にコロナ放電を誘起させる第２電圧との間で切り替える。

第１筐体１０ａは、第１放電電極２０ａと第１基準電極３０ａの間に発生したコロナ放電により生じたイオンを含む渦輪を第１噴射口３１１から送出する。

第２筐体１０ｂは、第２放電電極２０ｂと第２基準電極３０ｂの間に発生したコロナ放電により生じたイオンを含む渦輪を第１噴射口３１１から送出する。

まず、制御部５０は、第１電源回路４０ａの出力電圧を、第１放電電極２０ａと第１基準電極３０ａの間にコロナ放電を誘起させない第１電圧から、第１放電電極２０ａと第１基準電極３０ａの間にコロナ放電を誘起させる第２電圧に切り替える。

これにより、第１放電電極２０ａと第１基準電極３０ａの間にコロナ放電が誘起され、このコロナ放電により発生したイオンを含む渦輪が第１噴射口３１１から送出される。

このとき、板状部材８０に形成された噴射口８１２からは渦輪は送出されない。したがって、この噴射口８１２は、上記第１実施形態の渦輪送出装置における開口穴８２と同様に、噴射口から送出された渦輪の流速分布に局所的な変化を生じさせる流速分布変化部として機能する。つまり、第１噴射口３１１から送出された渦輪は、噴射口８１２側にカーブする。

次に、制御部５０は、第２電源回路４０ｂの出力電圧を、第２放電電極２０ｂと第２基準電極３０ｂの間にコロナ放電を誘起させない第１電圧から、第２放電電極２０ｂと第２基準電極３０ｂの間にコロナ放電を誘起させる第２電圧に切り替える。

これにより、第２放電電極２０ｂと第２基準電極３０ｂの間にコロナ放電が誘起され、このコロナ放電により発生したイオンを含む渦輪が第２噴射口３１２から送出される。

このとき、板状部材８０に形成された噴射口８１１からは渦輪は送出されない。したがって、第２噴射口３１２から送出された渦輪は、噴射口８１１側にカーブする。

上記したように、第１噴射口３１１から送出された渦輪を、噴射口８１２側にカーブすさせ、第２噴射口３１２から送出された渦輪を、噴射口８１１側にカーブさせることができる。

また、渦輪送出装置は、第１放電電極２０ａ、第１基準電極３０ａ、第１電源回路４０ａ、第２放電電極２０ｂ、第２基準電極３０ｂ、第２電源回路４０ｂを備えている。さらに、少なくとも第１基準電極３０ａを収容するとともにコロナ放電により発生したイオンを含む渦輪を第１噴射口８１１から送出する第１筐体１０ａと、少なくとも第２基準電極３０ｂを収容するとともにコロナ放電により発生したイオンを含む渦輪を第２噴射口８１２から送出する第２筐体１０ｂと、を備えている。また、板状部材８０は、第１噴射口８１１および第２噴射口８１２の周囲に広がるよう配置されており、制御部５０は、第１放電電極２０ａと第１基準電極３０ａの間にコロナ放電を誘起させる第２電圧にしたときに、第２放電電極２０ｂと第２基準電極３０ｂの間にコロナ放電を誘起させない第１電圧にするとともに、第１放電電極２０ａと第１基準電極３０ａの間にコロナ放電を誘起させない第１電圧にしたときに、第２放電電極２０ｂと第２基準電極３０ｂの間にコロナ放電を誘起させる第２電圧にするよう制御する。

したがって、第２噴射口８１２が流速分布変化部となって第１噴射口８１１から送出された渦輪をカーブさせるともに、第１噴射口８１１が流速分布変化部となって第２噴射口８１２から送出された渦輪をカーブさせることができる。

（第８実施形態）
本発明の第８実施形態に係る渦輪送出装置について図１４を用いて説明する。上記第４実施形態の渦輪送出装置は、放電電極２０および基準電極３０を収納した筐体１０を５つ備えている。

５つの筐体１０は、１つの筐体１０を中心として、その上下左右方向にそれぞれ１つずつ配置されている。図１４中には図示してないが、各筐体１０内には、上記第４実施形態の渦輪送出装置と同様に、放電電極２０および基準電極３０が収納されており、放電電極２０および基準電極３０には、電源回路４０および制御部５０が接続されている。

さらに、板状部材８０には、各筐体１０に対応させて噴射口８１が形成されている。また、各噴射口８１には、それぞれ板状部材８３ａ、レール部材８３ｂおよびアクチュエータ８３ｃを有する遮蔽部材８３と、を備えている。アクチュエータ８３ｃは、制御部５０によって制御される。

レール部材８３ｂは、噴射口８１を挟むように配置された２本のレールにより構成されている。板状部材８３ａは、アクチュエータ８３ｃの動作に応じてレール部材８３１ｂを構成する２本のレールに沿って移動し、開口穴８２１を遮蔽または開口させる。

制御部５０は、各筐体１０のうちの１つの筐体１０内に配置された放電電極２０と基準電極３０の間にコロナ放電を誘起させるように、電源回路４０の出力電圧を制御するとともに、この筐体１０の噴射口８１と、残りの各筐体１０のうちの１つの筐体１０に対応する噴射口８１を開口させ、残りの筐体１０に対応する噴射口８１を板状部材８３ａへ遮蔽するよう各アクチュエータ８３ｃを制御する。

このようにして、所望の噴射口８１から渦輪を送出させるとともに、所望の方向に渦輪をカーブさせることが可能である。

（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、渦輪送出装置を車両の天井、メータの周囲、ステアリング、ヘッドレスト等に搭載する例を示したが、運転者とのユーザインタフェース、眠気覚ましといった用途に用いることもできる。

（２）圧力変化発生部として、空気砲発生装置および放電電極２０、基準電極３０、電源回路４０および制御部５０を有するイオン発生装置を用いたが、例えば、筐体内に配置されたピストンを往復移動させることにより、筐体内の空気の圧力を変化させるピストン式の圧力変化装置を用いることもできる。

（３）上記各実施形態では、板状部材８０に円形状の噴射口８１および開口穴８２が形成されているが、噴射口８１および開口穴８２の形状は円形状に限定されるものではなく、例えば、楕円形状とすることもできる。

（４）上記第３実施形態では、噴射口から送出された渦輪の流速分布に局所的な変化を生じさせる流速分布変化部として、板状部材８０に三角錐形状を成す突出部８６を設けたが、突出部８６の形状は、例えば、立方体形状、長方体形状、円筒形状、円柱形状、円錐形状など、三角錐形状以外の形状とすることもできる。

（５）上記各実施形態の板状部材８０を、より面積の広いものとすることもできる。

（６）上記第５実施形態では、板状部材８３１ａ〜８３４ａとレール部材８３１ｂ〜８３４ｂにより遮蔽部材８３１〜８３４を構成し、上記第８実施家形態では、板状部材８３ａとレール部材８３ｂにより遮蔽部材を構成したが、このような構成に限定さえるものではなく、例えば、片持ちドアにより遮蔽部材を構成してもよい。

（７）上記第５実施形態では、板状部材８３１〜８３４のいずれか１つで開口穴８２１〜８２４のいずれか１つのみを開口させるようにしたが、例えば、板状部材８３１〜８３４のうち、複数の板状部材で開口穴８２１〜８２４の周方向に隣り合う２つの開口穴を開口させ、残りの開口穴遮蔽するようにしてもよい。このようにすることで、上下左右の４方向だけでなく、さらに、斜め４方向に渦輪をカーブさせることができる。

（８）上記第１実施形態では、板状部材８０における噴射口８１の下方に開口穴８２を形成し、上記第３実施形態では、板状部材８０における噴射口８１の下方に突出部８６を形成したが、板状部材８０における噴射口８１と離れて開口穴８２を形成し、この開口穴８２より噴射口８１と反対側に突出部８６を形成してもよい。例えば、板状部材８０における噴射口８１の下方に開口穴８２を形成するとともに、板状部材８０における噴射口８１の上方に突出部８６を形成することもできる。この場合、第１、第３実施形態の渦輪送出装置と比して、より急峻に渦輪をカーブさせることができる。

（９）上記各実施形態では、平板状の板状部材８０を備えた構成を示したが、板状部材８０を曲面状にしてもよい。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、噴射口から渦輪を送出する渦輪送出装置であって、噴射口が形成されるとともに噴射口の周囲に広がる面状の板状部材を有する筐体と、を備えている。さらに、筐体内の気体に圧力変化を発生させることにより噴射口から渦輪を送出させる圧力変化発生部と、を備え、板状部材は、噴射口から送出された渦輪の流速分布に局所的な変化を生じさせる流速分布変化部を有している。

また、第２の観点によれば、圧力変化発生部は、筐体内に収納された磁石と、通電によって磁界を発生させるコイルと、を備えている。さらに、磁石が発生する磁界とコイルに電流が流れたときにコイルに発生する磁界により磁石とコイルに作用する力により変形させられることにより、筐体内の気体に圧力変化を発生させる圧縮部材と、を備えている。

このように、圧力変化発生部は、筐体内に収納された磁石と、通電によって磁界を発生させるコイルと、磁石が発生する磁界とコイルに電流が流れたときにコイルに発生する磁界により磁石とコイルに作用する力により変形させられることにより、筐体内の気体に圧力変化を発生させる圧縮部材と、を備えた構成とすることができる。

また、第３の観点によれば、圧力変化発生部は、放電電極と、放電電極と離れて配置された基準電極と、放電電極と基準電極の電位差を制御する出力電圧を発生させる電源回路と、を備えている。また、電源回路の出力電圧を、放電電極と基準電極の間にコロナ放電を誘起させない第１電圧と、放電電極と基準電極の間にコロナ放電を誘起させる第２電圧との間で切り替える制御部と、を備えている。そして、コロナ放電により発生したイオンにより筐体内の気体に圧力変化を発生させる。

このように、電源回路の出力電圧を、放電電極と基準電極の間にコロナ放電を誘起させない第１電圧と、放電電極と基準電極の間にコロナ放電を誘起させる第２電圧との間で切り替える制御部を備え、コロナ放電により発生したイオンにより筐体内の気体に圧力変化を発生させるよう構成することもできる。

また、第４の観点によれば、流速分布変化部は、板状部材に形成された開口穴である。このように、流速分布変化部は、板状部材に形成された開口穴により構成することができる。すなわち、簡素な構成で、噴射口から送出された渦輪を崩壊させることなく渦輪の向きを所望の方向にカーブさせられるようにすることができる。

また、第５の観点によれば、筐体は、第１筐体であり、板状部材には、開口穴より第１筐体側に、開口穴と連通する第２筐体が設けられている。このように、板状部材における開口穴より第１筐体側に、開口穴と連通する第２筐体を設けることもできる。

また、第６の観点によれば、流速分布変化部は、板状部材から渦輪の送出方向側へ突出する突出部である。このように、流速分布変化部は、板状部材から渦輪の送出方向側へ突出する突出部により構成することができる。すなわち、簡素な構成で、噴射口から送出された渦輪を崩壊させることなく渦輪の向きを所望の方向にカーブさせられるようにすることができる。

また、第７の観点によれば、板状部材には、噴射口の周囲に複数の開口穴が形成されており、さらに、複数の開口穴を開口または遮蔽する遮蔽部材を備えている。したがって、好みの開口穴を遮蔽部材で開口させることにより、好みの方向に渦輪をカーブさせることができる。

また、第８の観点によれば、板状部材を、噴射口の周りに回転させる回転機構を備えている。したがって、板状部材を好みの位置に回転させることで、好みの方向に渦輪をカーブさせることができる。

また、第９の観点によれば、放電電極は、第１放電電極であり、基準電極は、第１基準電極であり、電源回路は、第１電源回路である。また、噴射口は、第１噴射口であり、第２放電電極と、第２放電電極と離れて配置された第２基準電極と、第２放電電極と第２基準電極の電位差を制御する出力電圧を発生させる第２電源回路と、を備えている。また、筐体は、少なくとも第１基準電極を収容するとともにコロナ放電により発生したイオンを含む渦輪を第１噴射口から送出する第１筐体と、少なくとも第２基準電極を収容するとともにコロナ放電により発生したイオンを含む渦輪を第２噴射口から送出する第２筐体と、を備えている。また、板状部材は、第１噴射口および第２噴射口の周囲に広がるよう配置されている。そして、制御部は、電源回路の出力電圧を、第１放電電極と第１基準電極の間にコロナ放電を誘起させる第２電圧にしたときに、第２放電電極と第２基準電極の間にコロナ放電を誘起させない第１電圧にするとともに、第１放電電極と第１基準電極の間にコロナ放電を誘起させない第１電圧にしたときに、第２放電電極と第２基準電極の間にコロナ放電を誘起させる第２電圧にするよう制御する。

したがって、第２噴射口が流速分布変化部となって第１噴射口から送出された渦輪をカーブさせるともに、第１噴射口が流速分布変化部となって第２噴射口から送出された渦輪をカーブさせることができる。

１０筐体
６０空気砲発生部
７０制御部
８０板状部材
８１噴射口
８２開口穴

Claims

噴射口（８１、８１１、８１２）から渦輪を送出する渦輪送出装置であって、
前記噴射口が形成されるとともに前記噴射口の周囲に広がる面状の板状部材（８０）を有する筐体（１０、１０ａ〜１０ｃ）と、
前記筐体内の気体に圧力変化を発生させることにより前記噴射口から前記渦輪を送出させる圧力変化発生部（２０、３０、４０、５０、６０、７０）と、を備え、
前記板状部材は、前記噴射口から送出された前記渦輪の流速分布に局所的な変化を生じさせる流速分布変化部（８１、８２、８６、８２１〜８２４）を有する渦輪送出装置。
前記圧力変化発生部は、前記筐体内に収納された磁石（６４）と、
通電によって磁界を発生させるコイル（６５）と、
前記磁石が発生する磁界と前記コイルに電流が流れたときに前記コイルに発生する磁界により前記磁石と前記コイルに作用する力により変形させられることにより、前記筐体内の気体に圧力変化を発生させる圧縮部材（６３）と、を備えた請求項１に記載の渦輪送出装置。
前記圧力変化発生部は、放電電極（２０）と、
前記放電電極と離れて配置された基準電極（３０）と、
前記放電電極と前記基準電極の電位差を制御する出力電圧を発生させる電源回路（４０）と、
前記電源回路の出力電圧を、前記放電電極と前記基準電極の間にコロナ放電を誘起させない第１電圧と、前記放電電極と前記基準電極の間にコロナ放電を誘起させる第２電圧との間で切り替える制御部（５０）と、を備え、
前記コロナ放電により発生したイオンにより前記筐体内の気体に圧力変化を発生させる請求項１に記載の渦輪送出装置。
前記流速分布変化部は、前記板状部材に形成された開口穴（８２）である請求項１ないし３のいずれか１つに記載の渦輪送出装置。
前記筐体は、第１筐体であり、
前記板状部材には、前記開口穴より前記第１筐体側に、前記開口穴と連通する第２筐体（１０ｃ）が設けられている請求項４に記載の渦輪送出装置。
前記流速分布変化部は、前記板状部材から前記渦輪の送出方向側へ突出する突出部（８６）である請求項１ないし４のいずれか１つに記載の渦輪送出装置。
前記板状部材には、前記噴射口の周囲に複数の前記開口穴（８２１〜８２４）が形成されており、
複数の前記開口穴を開口または遮蔽する遮蔽部材（８３１〜８３４）を備えた請求項４ないし６のいずれか１つに記載の渦輪送出装置。
前記板状部材を、前記噴射口の周りに回転させる回転機構（８１４）を備えている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の渦輪送出装置。
前記放電電極は、第１放電電極（２０ａ）であり、
前記基準電極は、第１基準電極（３０ａ）であり、
前記電源回路は、第１電源回路（４０ａ）であり、
前記噴射口は、第１噴射口（８１１）であり、
第２放電電極（２０ｂ）と、
前記第２放電電極と離れて配置された第２基準電極（３０ｂ）と、
前記第２放電電極と前記第２基準電極の電位差を制御する出力電圧を発生させる第２電源回路（４０ｂ）と、を備え、
前記筐体は、少なくとも前記第１基準電極を収容するとともに前記コロナ放電により発生したイオンを含む前記渦輪を前記第１噴射口から送出する第１筐体（１０ａ）と、
少なくとも前記第２基準電極を収容するとともに前記コロナ放電により発生したイオンを含む前記渦輪を第２噴射口から送出する第２筐体（１０ｂ）と、を備え、
前記板状部材は、前記第１噴射口および前記第２噴射口の周囲に広がるよう配置されており、
前記制御部は、前記電源回路の出力電圧を、前記第１放電電極と前記第１基準電極の間にコロナ放電を誘起させる第２電圧にしたときに、前記第２放電電極と前記第２基準電極の間にコロナ放電を誘起させない第１電圧にするとともに、前記第１放電電極と前記第１基準電極の間にコロナ放電を誘起させない第１電圧にしたときに、前記第２放電電極と前記第２基準電極の間にコロナ放電を誘起させる第２電圧にするよう制御する請求項３に記載の渦輪送出装置。