以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
図1には、本実施形態に係る車載用サーキュレータ10が設けられた車両800の、車室内の様子が模式的に示されている。車両800には、最前列の座席である助手席822と、2列目の座席830と、3列目の座席840とが設けられている。また、助手席822の紙面奥側となる位置には運転席821(図1では不図示。図9を参照)が設けられている。
運転席821及び助手席822の更に前方側には、不図示の車両用空調装置を内蔵するフロントパネル810が設けられている。車両用空調装置からの空調風は、フロントパネル810のうち上面部分に形成された開口813や、フロントパネル810のうち運転席821等と対向する部分に設けられた開口811等から吹き出される。図1には、開口813から上方側に吹き出された空調風が、車両800のフロントガラス801に沿って天井802側に向かう流れが矢印で示されている。
車載用サーキュレータ10は、天井802のうち、運転席821や助手席822よりも後方側であり且つ座席830よりもやや前方側となる位置に取り付けられている。後に詳しく説明するように、車載用サーキュレータ10は、前方側の開口813等から吹き出された空調風を吸い込んで、これを後方側に向けて吹き出す装置として構成されている。これにより、空調風が届きにくかった座席830や座席840にも空調風を到達させ、車室内の全体を快適に保つことが可能となる。
図1では、車載用サーキュレータ10から後方側に吹き出される空気の流れが矢印AR1で示されている。このとき、車載用サーキュレータ10の下方側に存在していた空気は、所謂コアンダ効果によって矢印AR1で示される流れに引き寄せられた後、当該流れに合流して後方側に向かう。図1では、このように引き寄せられる空気の流れが矢印AR2で示されている。車載用サーキュレータ10は、このような空気の流れを生じさせることにより、快適な温度の空気を、座席830や座席840に対し十分な風量で到達させることが可能となっている。
図2及び図3を参照しながら、車載用サーキュレータ10の具体的な構成について説明する。車載用サーキュレータ10は、本体部100と、一対の腕部200とを有している。
本体部100は、車載用サーキュレータ10が天井802に取り付けられた際において、車両800の左右方向における中央に位置する部分である。本体部100の前方側には矩形の開口110が形成されている。開口110は、車室内の空気、特に車両用空調装置からの空調風を吸い込むための開口であって、本実施形態における「第1開口」に該当する。また、開口110が形成されている本体部100は、本実施形態における「吸い込み部」に該当する。
開口110は車両800の前方側に向けて形成されており、本体部100のうち前方側側面のほぼ全体に亘るように形成されている。その結果、開口110は、車両800の左右方向における中央となる位置に形成されている。また、開口110の幅は車室内の左右方向における幅よりも狭くなっている。換言すれば、開口110は、車室の幅方向における全体に亘って形成されているのではなく、幅方向における一部領域にのみ形成されている。
本体部100の内部には、図2においては不図示のファン60(図4を参照)が設けられている。ファン60は所謂シロッコファンである。ファン60は、開口110から後述の開口210に向けて空気を送り出すことにより、開口110から吸引される空気の流れ、及び開口210から吹き出される空気の流れを作り出すものである。
腕部200は、本体部100の開口110から吸い込まれた空気を、車両800の後方側に向けて吹き出す部分であって、本体部100の左右両側にそれぞれ設けられている。つまり、一対の腕部200は、本体部100を間に挟み、車両800の左右方向に沿って並ぶように設けられている。左側の腕部200は、本体部100の左側側面から、天井802の左端近傍となる位置まで伸びている。同様に、右側の腕部200は、本体部100の右側側面から、天井802の右端近傍となる位置まで伸びている。図5に示されるように、それぞれの腕部200の形状は、本体部100との接続部近傍においてのみ僅かに異なっているのであるが、その他の大部分については、本体部100を間に挟んで概ね左右対称となっている。このため、以下においては腕部200の各部に共通の符号を付した上で、それぞれの腕部200の構成を説明する。
それぞれの腕部200の下面側には開口210が形成されている。開口210は、車両800の後方側に向けて吹き出される空気の出口として形成された開口であって、本実施形態における「第2開口」に該当する。また、開口210が形成されている腕部200は、本実施形態における「吹き出し部」に該当する。開口210は、その長手方向が腕部200の長手方向(つまり車両800の左右方向)に沿うようなスリット状に形成されている。開口110から吸引された空気は、本体部100の内部及び腕部200の内部を通った後、それぞれの開口210の全体から車両800の後方側に向けて吹き出される。
腕部200のうち開口210よりも後方側部分、すなわち空気の流れ方向に沿って開口210よりも下流側となる部分には、フラップ71及びフラップ72が設けられている。フラップ71及びフラップ72は、開口210から吹き出された空気の流れ方向を調整するための板状の部材である。フラップ71及びフラップ72は、開口210の下流側部分の略全体に亘る範囲をカバーするように、開口210が伸びる方向に沿って一列に並んでいる。車両800の乗員は、フラップ71及びフラップ72の傾斜角度を手動で変化させることにより、開口210から吹き出された空気の向かう方向を調整することができる。フラップ72等の具体的な形状については、後に説明する。
図2及び図3に示されるその他の構成について説明する。本体部100のうち後方側部分には、更に後方側に向かって突出する被固定部11が形成されている。また、腕部200のうち前方側部分には、更に前方側に向かって突出する被固定部12が形成されている。更に、本体部100の両側面であって、腕部200よりも前方側となる部分には、腕部200が伸びる方向に向かって突出する被固定部13が形成されている。
これら5つの被固定部(11等)は、車載用サーキュレータ10を車両800に取り付ける際において、天井802に対して直接固定される部分となっている。被固定部11等には下方側から不図示のボルトが挿通される。当該ボルトの締結によって、車載用サーキュレータ10が天井802に固定される。
腕部200のうち前方側部分には、上記の被固定部12とは別に、前方側に向かって突出する3つの保持部21、22、23が形成されている。保持部21、22、23には、天井802を覆う意匠部品(ガーニッシュ)が下方側から取り付けられる部分である。すなわち、保持部21、22、23は当該意匠部品を保持するための部分として形成されている。
車載用サーキュレータ10の内部構成について、図4乃至図6を参照しながら説明する。図4に示されるように、車載用サーキュレータ10は、上ケース51と下ケース52とを組み合わせることにより、本体部100及び一対の腕部200の全体が一体に形成された構成となっている。本実施形態では、上ケース51及び下ケース52の両方が樹脂によって形成されており、これらが不図示の螺子により締結固定されている。尚、このような態様に替えて、螺子を用いることなくクリップ式嵌合により、上ケース51と下ケース52とが互いに固定されるような態様であってもよい。
ファン60の動作によって開口110から吸引された空気は、ファン60によってその下方側から吸引された後、ファン60の側面から周囲に放出される。ファン60は、開口110から後方側に向かって伸びる流路、の上方側に形成された空間111に収容されている。また、腕部200の内部には、腕部200の長手方向における全体に亘り空間201が形成されており、空間111と空間201とは互いに繋がっている。このため、ファン60の側面から放出された空気は、空間111から空間201に流入し、空間201をその長手方向に沿って(つまり、車両800の左右方向における外側に向かって)流れる。
腕部200の空間201にはガイド板220が収容されている。図4に示されるように、ガイド板220は上面視が矩形の板状部材であって、本実施形態では樹脂により形成されている。ガイド板220は、下ケース52に対して空間201の上方側から取り付けられている。
図6には、図5におけるVII−VIIの位置で腕部200を切断した場合における断面が示されている。図6に示されるように、下ケース52の底板524のうち前方側の端部となる辺には、上方に向けて突出する突起526が形成されている。また、ガイド板220のうち後方側の端部となる辺には、フック224が形成されている。ガイド板220は、フック224を突起526に嵌合させた状態で下ケース52に取り付けられており、その下方側の面が底板524の下面525と滑らかに繋がっている。ガイド板220のうちフック224よりも前方側の部分は、前方側に行くほど上方側に向かうように水平面に対して傾斜している。
下ケース52の前方側部分には、案内部523が形成されている。案内部523は、下方側に向けて伸びる板状の部分であって、後方側に行くほど下方側に向かうように水平面に対して傾斜している。ガイド板220は、案内部523の上方側においてその一部が空間201に入り込んでいる。当該部分において、ガイド板220と案内部523とは互いに平行な状態で離間しており、両者の間には隙間GPが形成されている。腕部200の長手方向に沿って空間201を流れた空気は、隙間GPに沿って下方側且つ後方側に向けて流れた後、隙間GPの下端から外部に吹き出される。つまり、隙間GPの下端に形成された開口が、既に述べた開口210に該当する。このように、空気の出口である開口210は、下ケース52(案内部523)とガイド板220とによって区画されている。
ガイド板220のうち案内部523と対向する面の一部には、下方側の案内部523に向けて突出する突起222が形成されている。突起222の先端(下端)は、案内部523の上面に対して当接している。突起222の突出量は隙間GPの大きさに等しい。このような突起222の先端が案内部523に対して当接していることにより、ガイド板220と案内部523とは、その長手方向の全体に亘って互いに平行な状態が維持されている。その結果として、スリット状に形成された開口210の幅は、開口210の長手方向の全体に亘って均一となっている。
図4に示されるように、ガイド板220の上面、すなわち空間201と対向する面には、上方に向けて突出する導風部221が6つ形成されている。導風部221は、腕部200の長手方向に沿って空間201内を流れる空気を、隙間GPの入口側、すなわち車両800の前方側に向かうよう案内するために形成されたものである。
導風部221は、ガイド板220の上面に対して垂直な板状に形成されている。また、図5に示されるように、上面視における導風部221の形状は、車両800の側方側且つ後方側に向けて凸となるように湾曲している。このため、導風部221のうち後方側の部分では、上面視における導風部221の接線方向が、車両800の左右方向に概ね沿った方向となっている。また、導風部221のうち前方側の部分では、上面視における導風部221の接線方向が、車両800の前後方向に概ね沿った方向となっている。
それぞれの導風部221の形状は互いに同一である。また、それぞれの導風部221は、腕部200の長手方向に沿って互いに等間隔で並んでいる。このような導風部221が形成されていることにより、腕部200の長手方向に沿って空間201を流れる空気は、それぞれの導風部221によって隙間GPの入口側(上端側)へと案内される。その結果、空間201から隙間GPに流入する空気の流量は、それぞれの導風部221が設けられている位置において概ね等しくなっている。換言すれば、空間201を流れる空気の大部分が腕部200の端部まで到達してしまうようなことが、それぞれの導風部221によって防止されている。
既に述べたように、スリット状に形成された開口210の幅は、開口210の長手方向の全体に亘って均一となっている。開口210の幅を均一に保つ突起222、及び空気を隙間GPに案内する導風部221の両方によって、開口210から吹き出される空気の流量が全体に亘って均一となっている。その結果、開口110から吸い込まれた空調風を車室内の各部に供給し、車室内の全体を快適に保つことが可能となっている。
尚、本実施形態においては、導風部221は空間201の上端までは伸びておらず、下ケース52と上ケース51との境界部までしか伸びていない。ただし、上ケース51の内部のうち、それぞれの導風部221の直上となる位置には、導風部221と同一形状の導風部511が形成されている(図6を参照)。導風部511の下端は、導風部221の上端に対して当接している。このため、本実施形態では、それぞれの導風部221がガイド板の上面から空間201の上端(上ケース51の天面)まで伸びているような構成と、実質的に同一となっている。
図6を参照しながら、開口210から吹き出された後における空気の流れについて説明する。開口210から吹き出された空気は、隙間GPにおける流れ方向のまま直進するのではなく、開口210を通過した直後においてその流れ方向を変化させ、底板524の下面525に沿って流れる。つまり、概ね水平方向に、車両800の後方側に向かって流れる。
開口210は、幅の狭いスリット状の開口であるから、開口210から吹き出される空気の流速は比較的大きくなっている。既に述べたように、車載用サーキュレータ10の下方側に存在していた空気は、下面525に沿って流れる高速の空気の流れに引き寄せられ、当該流れに合流して後方側に向かって流れる。
フラップ72は、その長手方向(紙面奥行方向)の両端において、下ケース52に形成された支持突起(不図示)によって回動自在な状態で支持されている。フラップ72のうち前方側の端部には、円形の貫通穴722がフラップ72の長手方向に沿って形成されている。下ケース52の支持突起は円柱状の突起であり、その一部が貫通穴722に挿通されることにより、フラップ72を回動自在な状態で支持している。
フラップ72の下方側の面である下面721は、概ね平坦な面となっている。図6に示される状態では、下面721は水平面に沿っており、底板524の下面525と同一の平面上に位置している。このため、下面525に沿って後方側に流れる空気は、引き続き下面721に沿って水平方向に流れた後、腕部200の後方側に向けて流れる。
車両800の乗員は、フラップ72のうち後方側の端部(後述の補強リブ723が形成されている部分)を把持して引き下げる(又は押し上げる)ことにより、フラップ72を回動させてその傾斜角度を変更することができる。図7には、フラップ72の後方側端部が引き下げられた状態が示されている。当該状態においては、図7に矢印で示されるように、空気はフラップ72の下面721に沿って後方側且つ下方側に向かって流れる。このように、フラップ72の角度に応じて、車載用サーキュレータ10から吹き出される空気の向かう方向を調整することが可能となっている。
フラップ72の具体的な形状について、図8を参照しながら説明する。図8に示されるように、フラップ72は、平板部720と、補強リブ723乃至726と、被支持部727と、を有している。フラップ72は樹脂成形によって形成されており、これら平板部720等の全体が一体となっている。
平板部720は、上面視においてフラップ72の略全体を占める部分であって、その全体が平板状に形成されている部分である。図8に示されるように、平板部720は上面視の形状が概ね矩形となっている。平板部720の長手方向は、開口210の長手方向、すなわち車両800の左右方向に対して平行である。
図6に示されるように、平板部720の下方側における表面が、既に説明した下面721となっている。下面721は、開口210から吹き出された空気を案内するための案内面として機能する部分である。
補強リブ723等は、平板部720のうち上方側の面(つまり、上記案内面とは反対側の面)から突出するように形成された板状のリブである。補強リブ723等は、いずれも、平板部720を補強してその変形を抑制し、案内面である下面721が平坦な状態を維持するために設けられている。
補強リブ723は、平板部720の後方側における縁に沿って形成されている。補強リブ72は、平板部720の長手方向に沿った全体に亘るように設けられている。既に述べたように、フラップ72のうち補強リブ723が形成されている部分の近傍は、フラップ72の傾斜角度を変更するために、乗員により把持される部分となっている。このように、補強リブ723は、平板部720を補強する部分としての機能に加えて、乗員によって操作される部分としての機能をも有している。
補強リブ724は、前後方向において平板部720の中央となる位置に形成されている。補強リブ724は、補強リブ723と平行に延びるように形成されており、平板部720の長手方向に沿った全体に亘るように設けられている。
補強リブ725は、平板部720の前方側における縁に沿って形成されている。補強リブ72は、補強リブ723や補強リブ724と平行に延びるように形成されており、平板部720の長手方向に沿った全体に亘るように設けられている。
図8に示されるように、補強リブ724よりも前方側部分における平板部720の長さ(左右方向の長さ)は、補強リブ724よりも後方側部分における平板部720の長さよりも僅かに短くなっている。このため、左右方向における補強リブ725の長さは、同方向における補強リブ723、724の長さよりも短い。
補強リブ726は、補強リブ724と補強リブ725との間を繋ぐように設けられたリブである。補強リブ726は、その長手方向が補強リブ724の長手方向に対して垂直となっている。補強リブ726は計4つ設けられており、これらが左右方向に沿って概ね等間隔で並んでいる。
被支持部727は、下ケース52に対して回動自在な状態で支持される部分である。被支持部727は平板状に形成されており、その法線方向は左右方向に沿っている。被支持部727のうち後方側の端部は、補強リブ724の左右方向における端部に繋がっている。被支持部727は、補強リブ724に対して垂直に繋がっている。本実施形態では、一対の被支持部727が、補強リブ724の長手方向における両端にそれぞれ繋がっている。平板部720のうち補強リブ724よりも前方側の部分と、被支持部727との間は互いに離間している。
それぞれの被支持部727には貫通穴722が形成されている。既に述べたように、円形の貫通穴722には、下ケース52に形成された円柱状の支持突起(不図示)が挿通される。これにより、フラップ72は、貫通穴722の内面において回動自在に支持される。尚、貫通穴722に挿通される支持突起は、下ケース52のうち開口210が形成されている部分の近傍に形成されており、吹き出し部である腕部200の一部となっている。
補強リブ724のうち、被支持部727が繋がっている箇所の近傍となる部分では、上方側からその一部が切り欠かれており、これにより切り欠きGが形成されている。本実施形態では、このような切り欠きGが、補強リブ724のうち被支持部727が繋がっているそれぞれの箇所の近傍(つまり、補強リブ724のうち左右両側部分)に形成されている。
切り欠きGが形成されていることの効果について説明する。図10には、補強リブ724に切り欠きGが形成されていない場合におけるフラップ72の形状が、比較例として示されている。このような構成において、乗員が補強リブ723の近傍を把持してフラップ72の傾斜角度を変化させる際には、被支持部727の貫通穴722を貫く支持突起の周りにフラップ72が回転することに伴って、補強リブ724の一部には応力が集中する傾向がある。特に、被支持部727が繋がっている部分の近傍である範囲D1には、応力が集中しやすくなっている。
また、本実施形態では、補強リブ724の左右方向における端部と、補強リブ723の左右方向における端部とが、リブ729によって繋がっている。フラップ72が操作される際においては、補強リブ723にリブ729が繋がっている部分である範囲D2においても、比較的大きな応力集中が生じる傾向がある。樹脂によって形成されたフラップ72において局所的な応力集中が生じると、その部分において白化が生じたり、破損したりする可能性がある。
そこで、本実施形態では、補強リブ724に切り欠きGを形成することにより、上記のような応力集中を防止している。本実施形態では、最も大きな応力集中が生じやすい箇所、すなわち図10に示される範囲D1に相当する箇所に、切り欠きGが形成されている。このような構成においては、補強リブ724の特定箇所(範囲D1)に集中するはずであった応力が、フラップ72の全体に広く分散されることとなる。その結果、応力集中に起因したフラップ72の白化や破損を確実に防止することが可能となっている。
尚、例えば補強リブ724等を厚肉化したり、フラップ72に形成された補強リブを更に増加させたりすることによっても、フラップ72の白化等を防ぐことはできる。しかしながら、その場合には、フラップ72のうち車室側に向いている案内面、すなわち乗員が視認し得る下面721において「ヒケ」や「皺」が生じやすくなる。これに対し、本時嫉視形態のように補強リブ724に切り欠きGを形成する方法によれば、「ヒケ」や「皺」が生じてしまうことは無いので、本実施形態はフラップ72の強度のみならず意匠的な観点からも良好である。
尚、フラップ72の隣に配置されたフラップ71の構成及び機能は、以上に説明したようなフラップ72の構成及び機能と同じである。フラップ71には、フラップ72に形成されているものと同様の切り欠きGが形成されており、これによりフラップ71における局所的な応力集中が防止されている。
乗員は、フラップ71の傾斜角度とフラップ72の傾斜角度とを個別に変更することで、2列目の座席830に到達する空気の量や、3列目の座席840に到達する空気の量を調整することができる。
車室内における空気の流れについて、図9を参照しながら説明する。同図には、車室内の様子が上面視で示されている。図9においては、本体部100の開口110から吸引される空気の流れが矢印AR21により示されている。また、開口210から後方に向けて吹き出される空気の流れが、矢印AR31及び矢印AR32により示されている。尚、矢印AR31で示されるのは、外側に配置された方のフラップ71(図3を参照)に沿って吹き出された空気の流れである。また、矢印AR32で示されるのは、内側に配置された方のフラップ72(図3を参照)に沿って吹き出された空気の流れである。
図9の例においては、フラップ71の端部(フラップ72の補強リブ723に対応する部分)が引き下げられているので、フラップ71に沿って吹き出された空気は下方側の座席830に到達している(矢印AR31)。一方、フラップ72の端部は僅かしか引き下げられておらず、フラップ72の下面721はほぼ水平面に沿っているので、フラップ72に沿って吹き出された空気は後方側の座席840にまで到達している(矢印AR32)。
図9に示されるように、車両800の後方側に配置される3列目の座席840の幅は、後輪(不図示)との干渉を避けるために、2列目の座席830の幅に比べて狭くなっている。このため、内側のフラップ72に沿って吹き出された空気が座席840に到達するように、フラップ72の角度が調整されることが望ましい。この点と、車両800の後方側には空気が到達しにくい点とを考慮して、フラップ72の長手方向における寸法は、フラップ71の長手方向における寸法よりも長くなっている。
ところで、車室内のうち車載用サーキュレータ10の近傍に存在する空気には、例えば車両用空調装置から吹き出された低温の空調風と、それよりも高温の空気とが存在している。このため、吸引される空気の入口である開口110が、仮に左右方向の略全体に亘るよう大きく形成されていた場合には、開口110からは低温の空調風のみならず高温の空気も吸引されてしまうこととなる。この場合、開口210からは、これらが混合された後の空気が吹き出されるので、その温度は空調風の温度よりも高くなってしまう。座席830や座席840には、このように空調風とは異なる温度の空気が到達してしまうので、後部側の快適性が損なわれてしまう。
本実施形態に係る車載用サーキュレータ10では、車両800の左右方向のうち比較的狭い範囲、具体的には、一対の腕部200の間に挟まれた本体部100にのみ開口110が形成されている。更に、開口110は、車両800の左右方向における中央となる位置に形成されている。このような位置は、車室内のうち、車両用空調装置から吹き出された空調風が、吹き出された際の温度のままで到達しやすい位置となっている。
これは、フロントパネル810の中央側に形成された空調風の吹き出し口(開口811)が、多くの場合、フロントパネルの左右両端側に形成された空調風の吹き出し口(開口812)よりも大きいことによる。図9では、中央の開口811から吹き出される空調風の流れが矢印AR11で示されており、左右両端の開口812から吹き出される空調風の流れが矢印AR12で示されている。開口110が形成された本体部100の近傍には、開口811から吹き出された空調風が多く到達するので、開口110からは快適な温度の空気が吸引されやすい。当該空気が(高温の空気と混合されることなく)車両800の後方側に吹き出されるので、座席830や座席840が設けられた後部側を快適に保つことが可能となっている。
尚、本実施形態においては、フロントパネル810の上面のうち左右中央となる位置に、空調風の吹き出し口である開口813が形成されている。図1を参照しながら既に説明したように、開口813から吹き出された空調風は、フロントガラス801に沿って上方に流れた後、開口110に到達する。開口813は、車載用サーキュレータ10の開口110に向けて空調風の主流を到達させるための、専用の開口として形成されている。開口813が形成されていることにより、車載用サーキュレータ10から後方側に吹き出される空気の温度をより快適な温度とすることが可能となっている。
ただし、このような専用の開口813が形成されていない場合であっても、上記のように車両の中央側には快適な温度の空気が存在することが多い。このため、本実施形態に係る車載用サーキュレータ10によれば、車室の後部側を比較的快適に保つことができる。
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。