JP3307008B2 - 流体流吹出制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体の流出する出口部近
傍に設けられ、該出口部より吹き出される流体を制御す
る流体流吹出制御装置に関するもので、例えば自動車用
座席の周囲空間を空調するための空調装置の吹出部分に
用いて有効である。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば自動車用の空調装置では、
車室前方のダッシュパネルに形成された吹出口より空調
空気を車室に向けて吐出させたり、実開昭６１−１７４
４６３号公報に開示されているように、車両用座席に空
調空気の吹出口を複数形成し、空調された空気を車両用
座席の表面から吹き出させるようにしたものが知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例では、ダッシュパネルあるいは座席に形成され
た吹出口は、単にノズルの開口部として構成されたもの
や格子状に形成したもの、あるいは、風向きを換えるた
めのルーバ等を配置したに過ぎなかった。従って、吹出
口からは、空調空気がいわゆる自由吹出気流的に車室内
全体に吹き出されて対流しているため、着座員に快適感
を与えるに必要な動力以上の動力が消費されている。こ
れは、本来着座している着座員の周辺のみ空調できれ
ば、着座員に快適感を与えるのには十分であるが、実際
には吹き出された気流の広がりすぎているため、最低限
必要な動力以上の動力が消費されてしまうのである。

【０００４】そこで本発明は、必要領域への集中的な吹
出を実現し、ひいては消費動力の低減にも寄与する流体
流吹出制御装置を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するためになされた請求項１記載の本発明の流体流吹出
制御装置は、流体の流出する出口部近傍に設けられ、出
口部より吹き出される流体を制御する装置であって、出
口部よりも大きく形成されかつ、出口部と離間し、出口
部の下流において流れを遮るように配置された天井壁部
及び、その天井壁部に連設し出口側へ向けて筒状に形成
され、出口部よりも大きな内径を有する筒状壁部とを持
つガイド部材を備え、出口部から吹き出された流れが、
ガイド部材に導かれて環状に吹き出されるよう構成した
ことを特徴とする。

【０００６】本流体流吹出制御装置によれば、出口部か
ら吹き出された気流は、その下流に配置されたガイド部
材の天井壁部に衝突して周方向に流れ、ガイド部材の天
井壁部及び連接する筒状壁部に沿ってガイドされて環状
に吹き出される。

【０００７】筒状壁面に沿って吹き出される環状気流
は、固体壁に沿って流出することによりいわゆる壁面噴
流とされるため、壁面近傍での速度が速くなる。従っ
て、環状気流は、外側の速度が速く、内側が遅くなる。
また、吹き出された環状気流によって囲まれた負圧域が
存在するため、いわゆるエントレイメント効果により気
流が内側に巻き込まれる。従って、自由吹出気流に比べ
て、気流の展開角が小さくなる。

【０００８】このように、デフレクタ板と筒状壁部との
間より吹き出された環状気流は、外側の速度が速くて内
側が遅く、また気流の展開角も小さいために下流への到
達性がよく、エアカーテン的な領域が形成される。従っ
て、例えば座席用の空調装置の吹出部分に用いれば、冷
房時に吹き出された冷気は、着座員の周辺にのみエアカ
ーテン状に広がり、エアカーテン内部の冷気と外部の暖
気との遮断効果も発揮するため、空調空気の温度上昇も
少なくなる。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【実施例】以下、本発明の流体流吹出制御装置の実施例
について説明する。本実施例では、吹出制御装置が自動
車用空調装置の吹出部分に適用されており、まずその空
調装置全体の構成を簡単に説明しておく。図２は、自動
車の車室前方を模式的に示した断面図で、天井１０６、
フロントガラス１０８等で囲まれた車室空間１２６内に
は着座部５０、背もたれ部５２、ヘッドレスト５８とか
らなる座席が車両の床面１１４に固定されている。

【００１３】第１ダクト６２は着座部５０と床面１１４
との間の空間に位置し、第１ダクト６２の左右中心位置
には電動モータ７６で回転駆動されるブロワーファン７
４が配置されている。このブロワーファン７４の回転に
より吸込口６０からの空気吸引力が発生する。

【００１４】第１ダクト６２に連結された第２ダクト６
６は、センターピラー１５０に沿って固定され上方に向
かって延びている。この第２ダクト６６には第３ダクト
７０が連結されており、第３ダクト７０は、天井１０６
と内張り板１０７との間に配された断熱材１４８の内部
に配置されており、座席に着座した場合の着座員の頭部
上方においておよそＬ字状に屈曲し、天井１０６とほぼ
直交して下方に延出している。その先端の開口部分が出
口部１となり、下方に向かって空気を吹き出すようにさ
れている。

【００１５】これら第１〜第３ダクト６２，６６，７０
は樹脂材料よりなるもので、第１〜第３ダクト６２，６
６，７０はそのダクト壁内に複数の空間部がダクトの長
手方向に延びるように形成されたハニカム構造をなして
いる。この空間部によりダクト自体のヒートマスが低減
され、最大冷房時の冷却時間の短縮化を図ることができ
る。

【００１６】また、空間部は断熱作用もなしており、と
くに背もたれ部５２内に配される第２ダクト６６におい
ては、特に日射より座席自身に与えられる熱、あるいは
着座員からの熱を遮断する効果が大きい。第１ダクト６
２内にはファンモータ７６により駆動されるブロワーフ
ァン７４が配置され、そのブロワーファン７４の後流に
は、従来より公知の冷媒蒸発器７８が配置されている。
この蒸発器７８によって吸込口６０より吸入された空気
の熱が奪われ冷却される。蒸発器７８は従来より公知の
冷凍サイクルの一部をなすものであるので、蒸発器７８
及び冷凍サイクルの構成等の説明は省略する。

【００１７】なお、図２中、符号１１０は自動車のボン
ネット、１１２はハンドルを示す。次に、第３ダクト７
０先端の出口部１に設けられた吹出制御装置について説
明する。図１（Ａ）は第１実施例の吹出制御装置の断面
図、（Ｂ）は同じく下面図である。本実施例の吹出制御
装置は、デフレクタ板１０とガイド部材２０を備えてい
る。

【００１８】デフレクタ板１０は、円状に開口する出口
部１よりも径の大きな浅い皿形状に形成されかつ、出口
部１と離間し、その出口部１の下流において流れを遮る
ように配置されている。そして、デフレクタ板１０はデ
フレクタ支柱１３により第３ダクトに固定されている。

【００１９】また、ガイド部材２０は、出口部１近傍よ
り外側へ連設され、外周が円形状とされた天井壁部２１
及び、その天井壁部２１の外周に連設し下流側へ向けて
筒状に形成された筒状壁部２３を有している。この筒状
壁部２３は、デフレクタ板１０よりも大きな内径を有し
ており、デフレクタ板１０と筒状壁部２３との間には環
状の隙間が形成され、最終的な吹出口３０となる。

【００２０】次に本第１実施例の作動について説明す
る。図示しないファンスイッチおよびエアコンスイッチ
を着座員がオンさせると、ブロワーファン７４が回転す
る。そして、ブロワーファン７４の吸引力により車室空
間１２６の空気が吸込口６０より吸い込まれ、蒸発器７
８と熱交換して冷却される。蒸発器７８の作動は従来よ
り公知の作動である。冷却された空気は第２ダクト６
６、第３ダクト７０を介して出口部１より吹き出され
る。

【００２１】そして、出口部１から吹き出された気流
は、その下流に配置されたデフレクタ板１０に衝突して
周方向に向きを変えて流れ、ガイド部材２０の天井壁部
２１に沿い、さらに筒状壁部２３に沿ってガイドされ
て、デフレクタ板１０と筒状壁部２３との間の吹出口３
０より環状に吹き出される。吹き出された空気は着座員
の頭部から足元側に向かって流下し、再度吸込口６０に
吸引される。この空気の流れを図２中に破線で示す。

【００２２】筒状壁部２３に沿って吹き出される環状気
流は、固体壁に沿って流出することによりいわゆる壁面
噴流とされるため、壁面近傍での速度が速くなる。従っ
て、吹き出された環状気流は、外側の速度が速く、内側
が遅くなる。また、デフレクタ板１０の下流側近傍で
は、吹き出された環状気流によって囲まれた負圧域が存
在するため、いわゆるエントレイメント効果により気流
が内側に巻き込まれる。従って、自由吹出気流に比べ
て、その気流の展開角が小さくなる。

【００２３】このように、デフレクタ板１０と筒状壁部
２３との間より吹き出された環状気流（以下、ガイド部
材２０に沿ってガイドされることの意味も含めてガイド
環状流と呼ぶ。）は、外側の速度が速くて内側が遅く、
また気流の展開角も小さいために下流への到達性がよ
く、エアカーテン的な領域が形成される。従って、吹き
出された冷気は、着座員の周辺にのみエアカーテン状に
広がり、エアカーテン内部の冷気と外部の暖気との遮断
効果も発揮するため、空調空気の温度上昇も少なくな
る。

【００２４】このガイド環状流の形成状態は、デフレク
タ板１０及びガイド部材２０の形状により影響されるた
め、その影響の度合を検討した結果を説明する。実験条
件は、外気温度３５℃、相対湿度６０％、日射量５００
Ｋｃａｌ／平方ｍ・ｈ、出口部１からの空調空気側は吹
出風温度１５℃、吹出風速３ｍ／ｓである。また、デフ
レクタ板１０及びガイド部材２０の形状に変化を与える
要素を図３（Ａ）に模式的に示す。

【００２５】出口部１の軸方向とガイド部材２０の天井
壁部２１とのなす角を第１ガイド角α、筒状壁部２３の
長さをガイド板長さＬ、出口部１の軸方向に対する筒状
壁部２３の角度を第２ガイド角β、デフレクタ板１０の
直径をデフレクタ長さｄ、出口部１の端からデフレクタ
板１０までの距離をデフレクタ位置δ、出口部１の軸方
向と直交する方向に対するデフレクタ板１０の角度をデ
フレクタ角γとする。尚、本実験の場合は、出口部１の
内径は６０ｍｍ、筒状壁部２３の内径は３００ｍｍとし
て固定した。

【００２６】上述した要素を変化させた場合の実験結
果、及びその検討結果を以下に説明する。まずガイド板
長さＬに関して説明する。ガイド板長さＬが短いと、例
えば図４（Ａ）に示すＬ＝１５ｍｍの場合のように、ガ
イド環状流が筒状壁部２３を超えて外側に大きくはみ出
てしまう。そのため、下流においてガイド環状流のゾー
ンが広がり、風速も遅くなる。

【００２７】一方、図４（Ｂ）に示すＬ＝４０ｍｍの場
合では、エントレイメント効果が強く生じ、ガイド環状
流は内側に巻き込まれて展開角が小さくなり、また外側
の速度が速くて内側が遅いために下流への到達性がよ
く、エアカーテン的な領域が良好に形成されていること
が判る。

【００２８】次に第１ガイド角αに付いて説明する。図
４（Ｃ）にα＝９０度の場合、図４（Ｄ）にα＝７５度
の場合をそれぞれ示す。α＝７５度の方が、渦が吹出口
の奥の方に形成されるため、エントレイメント効果がよ
り強く生じ、交流領域での気流ゾーンの広がりが小さく
なる。

【００２９】デフレクタ長さｄについては、図４（Ｅ）
にｄ＝２００ｍｍの場合、図４（Ｆ）にｄ＝１６０ｍｍ
の場合をそれぞれ示す。デフレクタ長さｄが大きくなる
ほど、図３（Ｂ）に矢印アで示す領域での気流の巻き込
みが減少し、渦が小さくなる。この結果、吹出口３０下
流での気流ゾーンが拡大している。従って、デフレクタ
長さｄにより気流ゾーンを変えることができる。

【００３０】デフレクタ位置δについては、図４（Ｇ）
にδ＝２０ｍｍの場合、図４（Ｈ）にδ＝１０ｍｍの場
合をそれぞれ示す。デフレクタ位置δの値が小さいほ
ど、ガイド板２０の特に筒状壁部２３に沿った流れの部
分での風速が大きくなる。すなわち、ガイド環状流の外
側に近い部分での風速が速く、内側が小さくなる傾向が
より強くなる。

【００３１】デフレクタ角γについては、図４（Ｉ）に
γ＝０度の場合、図４（Ｊ）にγ＝４０度の場合をそれ
ぞれ示す。相対的に見れば、γ＝４０度の場合の方がエ
ントレイメント効果がやや強く生じていることが判る。
なお、図３（Ｂ）に二点鎖線で示すように、デフレクタ
板１０と天井壁部２１との距離ａ１〜ａ３が、出口部１
の中心線ＣＬから遠ざかるにつれて小さくなるようにし
てもよい。その場合は、中心線ＣＬから距離ｒ１〜ｒ３
地点での開口面積が等しいか又は小さくなるよう（２π
・ｒ１・ａ１≧２π・ｒ２・ａ２≧２π・ｒ３・ａ３）
にするとよい。

【００３２】なお、図３（Ｂ）において、矢印イ及びウ
で示す領域には、流れのよどむ領域が有るため、それら
の部分には丸みを付けて、流れをよりスムーズにするこ
とが考えられる。その丸みを付けたものを図５に示す。
図５（Ａ）は、第３ダクト７０を吹出口３０に格納しな
い例、図５（Ｂ）は吹出口３０に格納した例をそれぞれ
示す。デフレクタ板１０の中心部は、流れが外側にスム
ーズに流れるようにするため、裾にいくほど広がる度合
が大きくなるような略円錐状に形成されている。また、
図５に示すデフレクタ板１０は、出口部１と対向する部
分だけは水平にされ、それより先の部分では角度が付け
られている。

【００３３】次に、図６（Ａ）に模式的に示すＡタイ
プ、すなわちガイド板長さＬ＝５０ｍｍ、デフレクタ長
さｄ＝１００ｍｍのものと、図６（Ｂ）に示すＢタイ
プ、すなわちガイド板長さＬ＝４０ｍｍ、デフレクタ長
さｄ＝１６０ｍｍであり、かつデフレクタ板１０、及び
天井壁部２１から筒状壁部２３に移行する部分にそれぞ
れ曲率半径２０ｍｍの丸みを形成したものとの、車室内
の所定点における温度を検出した結果を図６（Ｃ）に示
す。

【００３４】車室内の温度は図２に示す検出線ＤＬの線
上に熱電対を配置することによって検出している。検出
線ＤＬは着座員Ｐのあご前からハンドル１１２を経由し
てフロントガラス１０８に至り、その間の所定位置にお
ける温度を検出したものである。

【００３５】図６（Ｃ）において、横軸は検出線ＤＬ上
の各検出点の位置、縦軸が各検出点での温度を表し、黒
丸がＡタイプの場合、白丸がＢタイプの場合を表す。図
中の矢印カで示す辺りでは、Ｂタイプの方がＡタイプよ
りも温度勾配が急になっている。例えば、ある検出点で
Ａタイプは４℃上昇しているのに対し、同じ点でＢタイ
プは７℃上昇している。これは、Ｂタイプの方が、ガイ
ド環状流の広がりが小さく、また冷暖気の遮断性が優れ
ているためだと考えられる。

【００３６】このように、吹出口３０から下方に吹き出
された冷気で、着座している着座員Ｐの周辺のみを集中
的に空調することができ、またガイド環状流はその外側
部分の風速が大きいためエアカーテン的な作用も果たす
ことににより、冷気と外部の暖気とを遮断する効果もあ
る。従って、省動力につながる。

【００３７】次に別実施例について説明する。上述した
ように、第１ガイド角α、ガイド板長さＬ、第２ガイド
角β、デフレクタ長さｄ、デフレクタ位置δ、デフレク
タ角γを変更することにより気流領域が可変である。以
下、その気流領域を変化させる機構をもつ実施例を順に
説明する。なお、上記第１実施例と同じ部分は同じ番号
を付して詳しい説明を省略する。

【００３８】まず、ガイド板長さＬを可変とした実施例
を説明する。図７に示す第２実施例では、筒状壁部の外
側にさらに筒状の補助ガイド部材１２０が摺動自在に嵌
合されており、補助ガイド部材１２０に取り付けられた
スクリューギア１２１には、駆動側スクリューギア１２
３が噛み合わされている。そして、駆動モータ１２５の
回転をギア１２７、ウォームギア１２９、上記駆動側ス
クリューギア１２３によりスクリューギア１２１に伝達
することにより、補助ガイド部材１２０を図７（Ａ）の
矢印方向に移動させられるように構成されている。

【００３９】図８に示す第３実施例は手動でガイド板長
さＬを可変とするものである。筒状壁部２３の外周にね
じ部２３ａが形成されており、補助ガイド部材１２０が
螺合されている。補助ガイド部材１２０の外周には取手
１２０ａが設けられており、取手１２０ａ等を摘んで図
８（Ｂ）の矢印方向に回動させることにより、補助ガイ
ド部材１２０を図８（Ａ）の矢印方向に移動させること
ができる。

【００４０】次に、デフレクタ位置δを可変とした実施
例を説明する。図９に示す第４実施例では、デフレクタ
板１０が、第１実施例でのデフレクタ支柱１３は用いず
シャフト１３０で支持されており、そのシャフト１３１
の他端に取り付けられたスクリューギア１３１には、駆
動側スクリューギア１３３が噛み合わされている。そし
て、駆動モータ１３５の回転を駆動側スクリューギア１
３３によりスクリューギア１３１に伝達することによ
り、デフレクタ板１０を図９（Ａ）の矢印方向に移動さ
せることができる。

【００４１】図１０に示す第５実施例は手動でデフレク
タ位置δを可変とするものである。第３ダクト７０の出
口部１の内周にねじ部１ａが形成されており、デフレク
タ板１０に取り付けられたデフレクタ支持部材１４０が
螺合されている。このデフレクタ支持部材１４０を図１
０（Ｂ）を参照して更に詳しく説明する。

【００４２】デフレクタ支持部材１４０は略円筒状で、
その外周にはねじ部１４０ａが形成されている。また、
周方向に所定間隔で透孔１４０ｂが複数形成されてお
り、デフレクタ支持部材１４０内部と外部を連通してい
る。そして、デフレクタ板１０の下面には取手１０ａが
設けられており、取手１０ａ等を摘んで回動させること
により、デフレクタ支持部材１４０及びデフレクタ板１
０を図１０（Ａ）の矢印方向に移動させることができ
る。

【００４３】次に、デフレクタ長さｄを可変とした実施
例を説明する。図１１に示す第６実施例では、デフレク
タ板１０の縁に４つの補助デフレクタ板１５１が、図１
１（Ａ）の矢印方向に回動可能に取り付けられている。
これら４つの補助デフレクタ板１５１はそれぞれワイヤ
１５３で釣り下げられており（図１１（Ａ）には２本の
み示す。）、駆動モータ１５５により対応するワイヤ巻
き１５７を回動させることにより、ワイヤ１５３を巻き
取り、あるいは繰り出し可能にされている。

【００４４】従って、ワイヤ１５３を繰り出せば、補助
デフレクタ板１５１は図中に二点鎖線で示すように下方
に移動し、デフレクタ長さｄが小さくなる。その状態か
らワイヤ１５３を巻き上げれば、補助デフレクタ板１５
１は上方に移動して図中の実線の位置に戻り、デフレク
タ長さｄが大きくなる。

【００４５】図１２に示す第７実施例では、デフレクタ
板１０にシャフト１６０が固定されており、そのシャフ
ト１６０の他端に取り付けられたスクリューギア１６１
には、駆動側スクリューギア１６３が噛み合わされてい
る。そして、駆動モータ１６４の回転を駆動側スクリュ
ーギア１６３によりスクリューギア１６１に伝達するこ
とにより、デフレクタ板１０を図１２（Ａ）の矢印方向
に移動させることができる。また、本実施例のデフレク
タ板１０は図１２（Ｂ）に示すように、複数本の金属シ
ャフト１６５による骨組みの間にゴム性膜１６７が設け
られており、一般的な傘と同じような構成である。

【００４６】従って、シャフト１６０を下降させれば、
金属シャフト１６５及びゴム性膜１６７が内側にすぼ
み、結果としてデフレクタ長さｄが小さくなる。逆に、
シャフト１６０を上昇させれば、デフレクタ板１０は広
がりデフレクタ長さｄが大きくなる。なお、本第７実施
例の場合は、同時にデフレクタ角γも変化する。

【００４７】図１３に示す第８実施例は手動でデフレク
タ長さｄを可変とするものである。本実施例のデフレク
タ板１０は略長方形状にされており、内部に摺動空間部
１７０が形成されている。そして、２枚の略長方形状の
補助デフレクタ板１７１が、摺動空間部１７０に挿入さ
れているが、補助デフレクタ板１７１の一端には係止部
１７３が設けられ、他端には取手１７５が設けられてい
るため、補助デフレクタ板１７１が摺動空間部１７０に
完全に入り込んでしまったり、逆に完全に出てしまった
りすることはない。そして、２枚の補助デフレクタ板１
７１を互いに逆方向にスライドさせれば、デフレクタ長
さｄを短くしたり長くしたりすることができる。

【００４８】次に、第２ガイド角βを可変とした実施例
を説明する。図１４に示す第９実施例では、筒状壁部２
３が最初から所定角度（例えば４０度程度）の第２ガイ
ド角βを持っている。そして、筒状壁部の内方に、略円
筒状の補助ガイド部材１８０が摺動自在に配置されてお
り、補助ガイド部材１８０に取り付けられたスクリュー
ギア１８１には、駆動側スクリューギア１８３が噛み合
わされている。そして、駆動モータ１８５の回転をギア
１８７、ウォームギア１８９、上記駆動側スクリューギ
ア１８３によりスクリューギア１８１に伝達することに
より、補助ガイド部材１８０を図中の矢印方向に移動さ
せられるように構成されている。

【００４９】従って、補助ガイド部材１８０を下降させ
て図１４の状態にしたときには、第２ガイド角βは０度
となり、一方、補助ガイド部材１８０を上昇させてしま
えば、筒状壁部２３が最初からもつ４０度程度の第２ガ
イド角βに変更できる。図１５に示す第１０実施例で
は、筒状壁部２３が複数に分割されており、それぞれ天
井壁部２１に対して外側へ揺動自在に取り付けられてい
る。そして、各分割部分には第１シャフト１９１が固定
されており、第１シャフト１９１は、その中間付近を回
動自在に支持されている。一方、第１シャフト１９１の
他端は関節部１９２を介して第２シャフト１９３に接続
されており、第２シャフト１９３の他端は、ガイド部材
２０の中央付近の上方に配置された円盤１９５に係合し
ている。円盤１９５は駆動モータ１９７により回動可能
にされている。

【００５０】円盤１９５を回転させ、第２シャフト１９
３を介して関節部１９２を中心側に移動させると、図中
に二点鎖線で示すように、第１シャフト１９１はその中
間付近の支持部分を支点として揺動し、分割された筒状
壁部２３をそれぞれ外側へ揺動させる。従って、第２ガ
イド角βを変化させることができる。

【００５１】図１６に示す第１１実施例では、筒状壁部
２３がゴム材料でできており、伸縮性を有している。本
実施例では筒状壁部２３の下端の４点にそれぞれワイヤ
２０１を取り付け、それら４本のワイヤ２０１を中央で
束ねてストッパ２０３で係止している。ワイヤ２０１を
引っ張り、ストッパ２０３で係止する位置を変化させる
ことにより、図中に二点鎖線で示すように、筒状壁部２
３が内側に傾斜し、第２ガイド角βを変化させることが
できる。

【００５２】次に、吹き出すガイド環状流のゾーンの広
さを可変とした第１２実施例を説明する。図１７に示す
ように、天井壁部２１と筒状壁部２３とを有する第１ガ
イド部材２０の内方に、第２の天井壁部２２１と第２の
筒状壁部２２３とを有する第２ガイド部材２２０が配置
され、第２ガイド部材２２０は支柱２１３により、第１
ガイド部材２０に固定されている。

【００５３】デフレクタ板１０には円筒状の支持部材２
３０が固定されており、この支持部材２４０は、上記第
２ガイド部材２２０の天井壁部２２１を貫通し、第３ダ
クト７０の出口部１内部に嵌合されている。その第２ガ
イド部材２２０の天井壁部２２１との貫通部分及び、出
口部１との嵌合部分にはシール材２４３が介装されてい
る。

【００５４】また、支持部材２３０の上端付近、すなわ
ち出口部１内部に嵌合されている部分にはねじ部２３０
ａが形成されており、スクリューギア２４１と噛み合わ
されている。そして、駆動モータ２４０によりスクリュ
ーギア２４１を回動させることにより、支持部材２３０
及びデフレクタ板１０を図１７（Ａ）中の矢印方向に移
動できるように構成されている。一方、支持部材２３０
の下端付近、すなわちデフレクタ板１０に固定されてい
る付近には、図１７（Ｂ）にも示すように、周方向に複
数の透孔２３０ｂが形成されており、支持部材２３０内
部と外部を連通している。

【００５５】第１２実施例の作動を図１８〜２０を参照
して説明する。なお、図１８〜２０においては、駆動モ
ータ２４０、スクリューギア２４１等の駆動機構を示す
のは省略した。まず、支持部材２３０及びデフレクタ板
１０を下降させ、図１８の状態にすると、支持部材２３
０の上部が第１ガイド部材２０と第２ガイド部材２２０
との間の通路を塞ぐ。そして、第３ダクト７０は、透孔
２３０ｂを介して第２ガイド部材２２０側とのみ連通す
る。従って、第２ガイド部材２２０よりガイド環状流と
して吹き出される。このように、第２ガイド部材２２０
より吹き出させれば、空調範囲が狭くなり、いわゆるク
ールダウン時等に、頭部付近を集中的に冷却することが
でき、非常に有効である。

【００５６】一方、図１９に示すように、デフレクタ板
１０を上昇させて第２ガイド部材２２０の天井壁部２２
１に当接させると、第３ダクト７０は第２ガイド部材２
２０側とは非連通となり、透孔２３０ｂを介して第１ガ
イド部材２０側とのみ連通する。従って、第２ガイド部
材２２０がデフレクタの役割を果たし、第１ガイド部材
２０よりガイド環状流として吹き出される。このよう
に、第１ガイド部材２０より吹き出させれば、空調範囲
が広くなり、例えばクールダウンが済んで、人体近傍を
全体的に冷却したいときに都合がよい。

【００５７】なお、図２０に示すように、透孔２３０ｂ
が第１ガイド部材２０と第２ガイド部材２２０側の両方
に連通するよう位置させれば、図１９の場合よりもやや
人体近くに風が欲しいとき等に都合がよい。この第１２
実施例を用いて吹き出すガイド環状流のゾーンの広さの
可変する際の制御例を説明する。図２において、吸込口
６０内と第３ダクト７０の出口部１内に温度センサ（図
示せず）を設けて吸込温度と吹出温度を検出してコント
ロールユニット（図示せず）に入力する。そして、吸込
温度と吹出温度の温度差が所定の設定値以上の場合には
駆動モータ２４０を駆動させてデフレクタ板１０を下降
させて空調範囲を狭くして、集中的に冷却する。そし
て、温度差が設定値より小さくなったらデフレクタ板１
０を上昇させて空調範囲を広くするようにする。

【００５８】上記第１２実施例では、デフレクタ板１０
自体を移動させるようにしたが、図２１に示す第１３実
施例のように、デフレクタ板１０は支柱２５０によって
第２ガイド部材に固定しておき、上記第１１実施例にお
ける支持部材２３０の下端に同径の円盤状部２５１を設
けて空気通路切替ダクト２５３としても同様に実施でき
る。

【００５９】具体的には、円盤状部２５１が第２天井壁
部２２１と同じ位置にあれば、第２ガイド部材２２０側
との連通が断たれ、第３ダクト７０は透孔２３０ｂを介
して第１ガイド部材２０側とのみ連通する。一方、図２
１に示すように、円盤状部２５１がデフレクタ板１０状
に載置された状態になれば、第１ガイド部材２０側との
連通が断たれ、第３ダクト７０は透孔２３０ｂを介して
第１ガイド部材２２０側とのみ連通する。

【００６０】次に、手動で切り替える第１４実施例を図
２２を参照して説明する。駆動モータ２４０、スクリュ
ーギア２４１が無いだけで、その他の基本的構成は同じ
であり、同じ符号により示す。支持部材２３０の上部に
はねじ部２６０が形成されており、出口部１の内部に螺
合されている。そして、手等でデフレクタ板１０を図中
の矢印方向に回動させることにより、デフレクタ板１０
の位置を上昇または下降させることができる。

【００６１】さらに別実施例を説明する。図２３に示す
第１５実施例では、デフレクタ板１０に小さな孔２７０
が多数穿設してあり、孔２７０からも空気が噴出される
ようにされている。このようにすることによっても、ガ
イド部材２０に沿った壁面噴流の内部に弱い風を吹き出
すことができる。

【００６２】また、図２４に示す第１６実施例ではデフ
レクタ板１０が設けられていない。本実施例では、第３
ダクト７０の出口部１が上方に開口しており、ガイド部
材３００の天井壁部３０１が、出口部１よりも大きく形
成されかつ、出口部１と離間し、出口部からの流れを遮
るように配置されている。そして、筒状壁部３０３はそ
の天井壁部３０１に連設し、出口部１側へ向けて筒状に
形成されており、出口部１よりも大きな内径を有してい
る。

【００６３】そして、出口部１から吹き出された流れ
は、天井壁部３０１に衝突して外側に流れ、天井壁部３
０１及び連設する筒状壁部３０３に沿ってガイドされて
吹出口３０５より環状に吹き出される。従って、第１実
施例等と同様に、吹き出されるガイド環状流は外側の速
度が速くて内側が遅く、また気流の展開角も小さいため
に下流への到達性がよく、エアカーテン的な領域が形成
される。従って、吹き出された冷気は、着座員の周辺に
のみエアカーテン状に広がり、エアカーテン内部の冷気
と外部の暖気との遮断効果も発揮するため、空調空気の
温度上昇も少なくなる。

【００６４】次に、デフレクタ位置δを可変とした実施
例を説明する。デフレクタ位置δ（＝出口部１の端から
デフレクタ板１０までの距離）を可変とするものは、上
述の第４，５実施例（図９，１０参照）の等においても
説明したが、図２５に示す第１７実施例は、コンピュー
タ等による自動制御ではなく、ハードのみでデフレクタ
位置δが自動的に変化するようにしたものである。

【００６５】この第１７実施例では、デフレクタ板１０
が、第１実施例でのデフレクタ支柱１３は用いずバネ３
１１で支持されている。なお、バネ３１１による振動を
吸収するためにダンパ３１３が併設されている。従っ
て、デフレクタ板１０に加わる力が大きいほど、すなわ
ち出口部１から吹き出される風速Ｖ（単位はｍ／ｓ）が
大きくなるほど、デフレクタ位置δも大きくなることが
判る。

【００６６】そして、どの程度の風速でデフレクタ位置
δがどのようになるかは、主にバネ３１１のバネ定数に
よって定まる。従って、どのようバネ定数のバネ３１１
を用いるかについての一考察を行う。図２６は、デフレ
クタ位置δと吹出風速Ｖによりガイド環状流の形成状態
がどのように変化するかを実験した結果を模式的に表し
たものである。

【００６７】図２６（Ａ）には、デフレクタ位置δ＝２
５（ｍｍ）で吹出風速Ｖ＝０．３５（ｍ／ｓ）の場合の
気流形成状態を示す。この場合、ガイド環状流は筒状壁
部２３を超えて外側に大きくはみ出てしまう。そのた
め、下流においてガイド環状流のゾーンが広がり、風速
も遅くなる。

【００６８】一方、図２６（Ｂ）に示すデフレクタ位置
δ＝２５（ｍｍ）で吹出風速Ｖ＝１．０（ｍ／ｓ）の場
合では、エントレイメント効果が強く生じ、ガイド環状
流は内側に巻き込まれて展開角が小さくなり、また外側
の速度が速くて内側が遅いために下流への到達性がよ
く、乗員Ｐの周囲にエアカーテン的な領域が良好に形成
されていることが判る。

【００６９】また、図２６（Ｃ）には、吹出風速Ｖは図
２６（Ａ）の場合と同じＶ＝１．０（ｍ／ｓ）である
が、デフレクタ位置δをδ＝１０（ｍｍ）とした場合の
気流形成状態を示す。この場合は、図２６（Ａ）と同じ
吹出風速でありながら、デフレクタ位置δを小さく、す
なわち出口部１の端からデフレクタ板１０までの距離を
短くすることによって、エントレイメント効果が生じ、
ガイド環状流は内側に巻き込まれて展開角が小さくな
り、乗員Ｐの周囲にエアカーテン的な領域が良好に形成
されていることが判る。

【００７０】従って、例えば吹出風速Ｖ＝１．０（ｍ／
ｓ）の場合にはデフレクタ位置δ＝２５（ｍｍ）とな
り、吹出風速Ｖ＝０．３５（ｍ／ｓ）の場合にはデフレ
クタ位置δ＝１０（ｍｍ）となるようなバネ定数を持つ
バネ３１１を採用すれば、少なくともこの２種類の吹出
風速（Ｖ＝１．０ｍ／ｓ，０．３５ｍ／ｓ）において
は、乗員Ｐの周囲にエアカーテン的な領域が良好に形成
されるようなデフレクタ位置δに、自動的に変化する構
成を実現できる なお、図２７に、デフレクタ位置δと乗員部（にあたる
気流）の範囲との関係を考察するための実験結果を示
す。白丸「○」で示した曲線が吹出風速Ｖ＝１．０（ｍ
／ｓ）の場合、白四角「□」で示した曲線が吹出風速Ｖ
＝０．５（ｍ／ｓ）の場合 、白三角「△」で示した曲
線が吹出風速Ｖ＝０．３５（ｍ／ｓ）の場合である。乗
員部（にあたる気流）の範囲の目標値を３００ｍｍと
し、上下５０ｍｍずつ、すなわち２５０ｍｍ〜３５０ｍ
ｍを目標範囲とする。目標値を達成するためには、吹出
風速が低いほど、デフレクタ位置δを小さくする必要が
あることが判る。

【００７１】図２８の第１８実施例は、風速センサ３１
５を用いて、吹出風速を検出し、その検出風速に基づい
て、デフレクタ位置δを自動制御しようとするものであ
る。本実施例では、デフレクタ板１０がシャフト３２０
で支持されており、そのシャフト３２０の他端に取り付
けられたスクリューギア３２１には、駆動側スクリュー
ギア３２３が噛み合わされている。そして、駆動モータ
３３５の回転をギア３２７、ウォームギア３２９、上記
駆動側スクリューギア３２３によりスクリューギア３２
１に伝達することにより、デフレクタ板１０を図２８の
矢印方向に移動させてデフレクタ位置δを変化させられ
るように構成されている。

【００７２】風速センサ３１５は出口部１に配置されて
おり、その検出信号はアンプ３３７に入力する。アンプ
３３７は風速センサ３１５によって検出した風速に基づ
いてモータ３３５を駆動させ、デフレクタ板１０を上下
させる。なお、風のいやらしさを低減させたいときに
は、マニュアルで「ゆらぎ」ボタン３３９を押すことに
よりある一定の周期（例えば１０秒）でデフレクタ板１
０を上下させて風量ゆらぎを可能にする。

【００７３】デフレクタ位置δを自動制御する例とし
て、車内の各着座位置に対応する位置に複数の吹出口が
あるような場合、例えば着座センサで着座の有無を判断
し、着座していない吹出口に対しては、デフレクタ板１
０を最上部まで、すなわちデフレタク板１０が天井壁部
２１に当接する位置まで引き上げて吹出口を閉じるもの
も考えられる。

【００７４】上記第１７，１８実施例では、バネ３１１
やモータ駆動によってデフレクタ位置δを可変とする例
を示したが、図３（Ａ）に示す第２ガイド角β（＝出口
部１の軸方向に対する筒状壁部２３の角度）やデフレク
タ角γ（＝出口部１の軸方向と直交する方向に対するデ
フレクタ板１０の角度）についても、デフレクタ位置δ
の場合と同様に実施可能である。

【００７５】第２ガイド角βの場合であれば、吹出風速
が大の場合は筒状壁部２３が外側に広がり、小の場合は
内側に縮むように、バネやモータ駆動によって設定すれ
ばよい。一方、デフレクタ角γも同様に吹出風速によっ
て変化するように、バネやモータ駆動によって設定する
ことができる。また、例えば窓が曇った場合に、気流が
窓に向かうようにデフレクタ角γを制御し、窓の曇りを
晴らすようにすることも考えられる。

【００７６】尚、上述のすべての実施例は自動車用の空
調装置として本発明を用いた場合の例であったが、本発
明は自動車用あるいは座席用に限定されるものではな
く、流対流を吹き出す出口部を備えるものであれば、適
用可能である。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の流体流吹
出制御装置により吹き出された環状気流は、外側の速度
が速くて内側が遅く、また気流の展開角も小さいために
下流への到達性がよく、エアカーテン的な領域が形成さ
れる。従って、例えば座席用の空調装置の吹出部分に用
いれば、冷房時に吹き出された冷気は、着座員の周辺に
のみエアカーテン状に広がり、エアカーテン内部の冷気
と外部の暖気との遮断効果も発揮するため、空調空気の
温度上昇も少なくなる。そして、必要領域への集中的な
吹出の実現により、ひいては消費動力の低減にも寄与す
るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の流体流吹出制御装置の第１実施例を
示し、（Ａ）はその断面図、（Ｂ）は下面図である。

【図２】 自動車の車室前方を模式的に示した模式的断
面図である。

【図３】 デフレクタ板及びガイド部材の形状に変化を
与える要素を模式的に示す説明図である。

【図４】 実験結果を示し、空気の流れを流線で示した
図である。

【図５】 第１実施例の変形例を示す断面図である。

【図６】 実験結果を示し、それぞれ（Ａ）は実験条件
Ａタイプを示す説明図、（Ｂ）は同じくＢタイプを示す
説明図、（Ｃ）は検出線ＤＬ上の各検出点における温度
を示す図である。

【図７】 （Ａ）は第２実施例を示す断面図、（Ｂ）は
同じく下面図である。

【図８】 （Ａ）は第３実施例を示す断面図、（Ｂ）は
同じく下面図である。

【図９】 （Ａ）は第４実施例を示す断面図、（Ｂ）は
同じく下面図である。

【図１０】 （Ａ）は第５実施例を示す断面図、（Ｂ）
はデフレクタ支持部材の斜視図である。

【図１１】 （Ａ）は第６実施例を示す断面図、（Ｂ）
は同じく下面図である。

【図１２】 （Ａ）は第７実施例を示す断面図、（Ｂ）
はデフレクタ板の下面図である。

【図１３】 （Ａ）は第８実施例を示す断面図、（Ｂ）
は同じく下面図である。

【図１４】 第９実施例を示す断面図である。

【図１５】 第１０実施例を示す断面図である。

【図１６】 （Ａ）は第１１実施例を示す断面図、
（Ｂ）は同じく下面図である。

【図１７】 （Ａ）は第１２実施例を示す断面図、
（Ｂ）はデフレクタ及び支持部材を示す斜視図である。

【図１８】 第１２実施例の作動を示す断面図である。

【図１９】 第１２実施例の作動を示す断面図である。

【図２０】 第１２実施例の作動を示す断面図である。

【図２１】 第１３実施例を示す断面図である。

【図２２】 第１４実施例を示す断面図である。

【図２３】 （Ａ）は第１５実施例を示す断面図、
（Ｂ）は同じく下面図である。

【図２４】 （Ａ）は第１６実施例を示す断面図、
（Ｂ）は同じく下面図である。

【図２５】 第１７実施例を示す断面図である。

【図２６】 デフレクタ位置δと吹出風速Ｖによりガイ
ド環状流の形成状態がどのように変化するかを実験した
結果を模式的に表した図である。

【図２７】 デフレクタ位置δと乗員部（にあたる気
流）の範囲との関係を考察するための実験結果を示すグ
ラフである。

【図２８】 第１８実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

ＤＬ…検出線、 Ｌ…ガイド板長さ、
Ｐ…着座員、ｄ…デフレクタ長さ、 α…第１ガイ
ド角、 β…第２ガイド角、γ…デフレクタ角、
δ…デフレクタ位置、 １…出口部、１０…デ
フレクタ板、 １３…デフレクタ支柱、２０，２２
０，３００…ガイド部材、２１，２２１，３０１…天井
壁部、２３，２２３，３０３…筒状壁部、３０，３０５
…吹出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大須賀 正彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 青木 新治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−89947（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−258407（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−58564（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−116842（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−181242（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−109748（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/34 F24F 13/062 F24F 13/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の流出する出口部近傍に設けられ、
   該出口部より吹き出される流体を制御する流体流吹出制
   御装置であって、 上記出口部よりも大きく形成されかつ、上記出口部と離
   間し、上記出口部の下流において流れを遮るように配置
   された天井壁部及び、該天井壁部に連設し上記出口部側
   へ向けて筒状に形成され、上記出口部よりも大きな内径
   を有する筒状壁部とを持つガイド部材を備え、上記出口
   部から吹き出された流れが上記ガイド部材に導かれて環
   状に吹き出されるよう構成したことを特徴とする流体流
   吹出制御装置。