JP6974125B2 - 空気吹出装置 - Google Patents

Description

本発明は、筒体の内部に吹き込まれた空気を幕状に吹き出す空気吹出装置に関する。

当該技術分野においては、例えば自動車のフロントガラスの結露の防止又は除去を目的とするデフロスタ及び建物の内部への外気又は埃等の侵入防止等を目的とするエアカーテン等、幕状の空気の流れ（空気流）を吹き出す空気吹出装置が広く使用されている。

このような空気吹出装置の１つの具体例としては、例えば、フロントガラスに沿って延在する細長い形状の吹出口（空気出口）及び当該吹出口に向かって空気を送るノズル（空気流路）を備えるデフロスタを挙げることができる。デフロスタについては、大きな面積を有するフロントガラスに向けて、できる限り均一な（例えば、流速及び流量等のばらつきが少ない）空気流を十分な流速及び流量にて吹き出すことが要求される。そこで、従来技術に係るデフロスタは、吹出口に近付くにつれて流路の断面積が徐々に大きくなる形状（簡便に述べると、扇型状の形状）を有するノズルを備える（例えば、特許文献１を参照。）。これにより、ノズルを通過する空気を徐々に分散・拡散させ、吹出口の全体から空気を均一に吹き出させようとしていると考えられる。

一方、例えばヘッドアップディスプレイ装置の搭載等、近年における自動車の高機能化に伴い、ダッシュボード内に配設される装置が増える傾向にあり、その結果、ダッシュボード内においてデフロスタが占めることができる領域は狭くなる傾向にある。従って、上述したように均一な空気流を十分な流速及び流量にて吹き出す機能は維持しつつ、できる限り小型化することがデフロスタに求められている。例えばエアカーテン等、空気吹出装置を使用する他の用途においてもまた、その設計の自由度等の観点から、所期の性能を維持しつつ空気吹出装置を小型化することが望ましいことは言うまでも無い。

上記のような要請を受け、当該技術分野においては、細長いスリット状の開口を有する筒状の筐体（筒体）の一部（例えば、長手方向における端部又は中央部等）から当該筒体の内部に空気を吹き込み上記開口から幕状の空気流を吹き出す空気吹出装置が開発されている。これによれば、上述したような扇型状の形状を有するノズルを必要としないので、空気吹出装置を小型化することができる。しかしながら、筒体の一部から内部に空気を吹き込むため、空気流の吹出口としての開口から吹き出される空気流の流速及び／又は流量に偏りが生じがちである。特に、デフロスタについては、ダッシュボード内における各種装置の配置の都合上、筒体の内部に空気を吹き込む位置が制限される場合が多く、設計の自由度が低いため、上記のような問題を低減することが重要である。

そこで、筒状密閉容器の長手方向にスリットを設けたエアカーテン用空気噴き出し装置において、筒状密閉容器内に円筒状フィルタを配設すると共に円筒状フィルタ内に螺旋状のリボン構造物を整流器として設けることが提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。これによれば、空気吹出装置の小型化と均一性の高い空気流とを両立させることができる。しかしながら、筒状密閉容器内に円筒状フィルタ及び整流器が配設される構造は複雑であり、フィルタに起因する高い圧力損失が懸念される。

更に、空気入口から空気流路内へと導入された空気を空気出口から吹き出す空気吹出装置において、空気入口から離れる向きに伸びる螺旋状のリボン構造物によって螺旋流路を空気流路内に設けると共に螺旋流路の外周面に沿って流れる空気の旋回流がその流れ方向を維持しつつ空気出口へと流れるように開口及び放出路を構成することが提案されている（例えば、特許文献３を参照。）。これによれば、比較的単純な構造により圧力損失の増大もある程度は低減しつつ、空気吹出装置の小型化と均一性の高い空気流とを両立させることができる。しかしながら、螺旋状の螺旋流路に起因するある程度の圧力損失は依然として存在する一方、空気吹出装置に空気を供給するブロワの送風能力には自ずと限界があり、空気出口から吹き出される空気流の均一性及び圧力損失の低減において更なる改善が求められている。

特開２０１０−１８８７９１号公報 特開２０１０−０１９４８３号公報 国際公開第２０１４／１８４９５８号

上述したように、当該技術分野においては、例えばデフロスタ及びエアカーテン等の用途に使用される空気吹出装置の空気出口から吹き出される空気流の均一性及び圧力損失の低減における更なる改善が求められている。より具体的には、筒体の一部から筒体の内部に空気を吹き込み筒体に形成された開口から幕状の空気流を吹き出す空気吹出装置において、構造の複雑化及び圧力損失の増大を十分に低減しつつ、空気吹出装置の小型化と均一性の高い空気流とを両立させることができる技術が求められている。

上記課題に鑑み、本発明者は、鋭意研究の結果、筒体の一部から筒体の内部に空気を吹き込み筒体に形成された開口から幕状の空気流を吹き出す空気吹出装置において、筒体の内部に螺旋状の空気流路を形成する部材の螺旋軸近傍の領域を除去して螺旋軸方向に延在する空間を形成することにより、構造の複雑化及び圧力損失の増大を十分に低減しつつ、空気吹出装置の小型化と均一性の高い空気流とを両立させることができることを見出した。

即ち、本発明に係る空気吹出装置（以降、「本発明装置」と称呼される場合がある。）は、第１の筒体を含む本体部、第２の筒体を含む導入部、及び第３の筒体を含む放出部を備える。前記本体部の一部には、第１の開口部が形成されている。前記本体部の側面には、前記第１の筒体の軸に平行な長手方向を有する第２の開口部が形成されている。前記第１の筒体の内部空間と前記第２の筒体の内部空間とが前記第１の開口部を介して連通するように、前記本体部と前記導入部とが接続されている。前記第１の筒体の内部空間と前記第３の筒体の内部空間とが前記第２の開口部を介して連通するように、前記本体部と前記放出部とが接続されている。

また、本発明装置は、前記第１の筒体の内部空間の部分領域である分配領域の少なくとも一部に形成されたフィンを更に備える。上記分配領域は、前記第１の筒体の軸に直交する平面が前記第１の開口部と交差しない前記第１の筒体の内部空間の部分領域である。上記フィンは、前記第１の筒体の内壁から突出し且つ前記第１の筒体の軸に平行な螺旋軸を有する一重螺旋状又は多重螺旋状の形状を有する。更に、前記フィンは、前記第１の筒体の軸に直交する平面への投影図において前記フィンが形成されていない領域である貫通領域が存在するように構成されている。

本発明装置によれば、筒体の一部から筒体の内部に空気を吹き込み筒体に形成された開口から幕状の空気流を吹き出す空気吹出装置において、構造の複雑化及び圧力損失の増大を十分に低減しつつ、空気吹出装置の小型化と均一性の高い空気流とを両立させることができる。

本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態及び実施例についての説明から容易に理解されるであろう。

本発明の第１の実施形態に係る空気吹出装置（第１装置）を構成する第１の筒体を含む本体部、第２の筒体を含む導入部、及び第３の筒体を含む放出部を示す模式的な斜視図である。 本体部に形成される第１の開口部の種々の変形例を例示する模式的な平面図である。 第１装置の外観を例示する模式的な斜視図である。 第１装置が備えるフィンの一例を示す模式的な斜視図である。 第１装置の本体部を構成する第１の筒体における導入領域及び分配領域を示す模式的な平面図である。 第１の筒体におけるフィンの捩れ方向を説明する模式的な透視斜視図である。 第１の筒体においてフィンの形状に沿って空気が旋回する様子を示す模式図である。 本発明の第４実施形態に係る空気吹出装置（第４装置）の外観を例示する模式的な斜視図である。 本発明の第５実施形態に係る空気吹出装置（第５装置）における導入領域の周辺の構造を示す模式的な断面図である。 第５装置の１つの具体例における導入領域の周辺の構造を示す模式的な断面図である。 第５装置のもう１つの具体例における導入領域の周辺の構造を示す模式的な断面図である。 本発明の第６実施形態に係る空気吹出装置（第６装置）が備える本体部に形成される第２の開口部の具体例を示す模式図である。 本発明の第７実施形態に係る空気吹出装置（第７装置）が備える本体部の構成の具体例を示す模式図である。 本発明の第８実施形態に係る空気吹出装置（第８装置）が備える本体部の構成の具体例を示す模式図である。 本発明の実施例に係る空気吹出装置の１つの具体例（実施例装置１０１）の構成を示す模式的な透視斜視図である。 実施例装置１０１が備えるフィンの構造を示す模式図である。 図１５に示した実施例装置１０１の構造を示す模式図である。 図１５に示した実施例装置１０１における導入領域の周辺の構造を示す模式的な断面図である。 本発明の実施例に係る空気吹出装置のもう１つの具体例（実施例装置１０２）の構成を示す模式的な透視斜視図である。 実施例装置１０２が備えるフィンの構造を示す模式図である。 図１９に示した実施例装置１０２の構造を示す模式図である。 図１９に示した実施例装置１０２における導入領域の周辺の構造を示す模式的な断面図である。 本発明に係る空気吹出装置（本発明装置）及び従来技術に係る空気吹出装置（従来装置）についての数値流体力学（ＣＦＤ）解析の結果を示す表である。

《第１実施形態》
以下、本発明の第１実施形態に係る空気吹出装置（以降、「第１装置」と称呼される場合がある。）について説明する。図１は、第１装置を構成する第１の筒体を含む本体部、第２の筒体を含む導入部、及び第３の筒体を含む放出部を示す模式的な斜視図である。尚、図１においては、第１装置の構成を判り易くするため、本体部、導入部、及び放出部の内部構造を破線によって示すと共に、後述するフィンは省略した。また、以下の説明において参照する各図面における各部分の寸法及び縦横比等は必ずしも実際の寸法及び縦横比等を示すものではなく、本発明の理解を助けることを目的として、適宜変形されている場合がある。

〈構成〉
例えば、図１に示すように、第１装置１００は、第１の筒体を含む本体部１１０、第２の筒体を含む導入部１２０、及び第３の筒体を含む放出部１３０を備える。本体部１１０、導入部１２０、及び放出部１３０の大きさ及び形状は、空気が流れる流路（空気流路）として十分な断面積及び長さを有する空間が内部に形成された筒状の部材である限り特に限定されない。具体的には、これらの筒体は、例えば、円筒、楕円筒、及び角筒であってもよい。但し、少なくとも本体部を構成する第１の筒体の形状は円筒状であることが望ましい。尚、図１においては、図面に向かって、上側を「Ｕ」、下側を「Ｄ」、左側を「Ｌ」、右側を「Ｒ」、奥側（前側）を「Ｆ」、及び手前側（後ろ側）を「Ｂ」によって、それぞれ表す。

また、本体部１１０、導入部１２０、及び放出部１３０を構成するそれぞれの筒体の軸は必ずしも直線である必要は無く、例えば、第１装置１００が配設される空間の形状、第１装置１００から吹き出される幕状の空気流を供給する対象物（例えば、車両のフロントガラス等）の形状、及び第１装置１００に空気を導入するブロワ等の関連装置の配置等に応じて曲がっていてもよい。

前記本体部１１０の一部には、第１の開口部１１１が形成されている。第１の開口部１１１は、例えば、本体部１１０を構成する第１の筒体の側面、頂面又は底面に形成された貫通孔である。第１の開口部１１１の大きさ及び形状並びに位置は、導入部１２０を構成する第２の筒体から第１の筒体へと第１の開口部１１１を介して空気が円滑に流れることが可能である限り特に限定されない。典型的には、第１の開口部１１１は、第１の筒体と第２の筒体との接合面に対応する大きさ及び形状を有する貫通孔として形成される。

前記本体部１１０の側面には、前記本体部１１０を構成する第１の筒体の軸に平行な長手方向を有する第２の開口部１１２が形成されている。第２の開口部１１２は、第１の筒体の側壁に形成された貫通孔である。第２の開口部１１２の大きさ及び形状は、第１の筒体から放出部１２０を構成する第３の筒体へと第２の開口部１１２を介して空気が円滑に流れることが可能である限り特に限定されない。典型的には、第２の開口部１１２は、第１の筒体と第３の筒体との接合面に対応する大きさ及び形状を有するように構成される。

また、第２の開口部１１２は、全体として本体部１１０を構成する第１の筒体の軸に平行な長手方向を有する細長い形状を有していれば、第１の筒体の内部と外部とを連通する単一の貫通孔又は複数の貫通孔の集合体の何れによって構成されていてもよい。具体的には、第２の開口部１１２は、例えば図２の（ａ）に示すように、本体部１１０を構成する第１の筒体の軸に平行な長手方向を有するスリット状の単一の開口によって構成されていてもよい。或いは、第２の開口部１１２は、例えば図２の（ｂ）に示すように、第１の筒体の軸に平行な方向に沿って配列された不連続な複数の開口によって構成されていてもよい。或いは、第２の開口部１１２は、例えば図２の（ｃ）に示すように、第１の筒体の軸に平行な長手方向を有するスリット状の単一の開口であって、例えば本体部１１０の機械的強度の維持等を目的として、１つ以上のリブ１１２ｒによって分割された開口によって構成されていてもよい。尚、図２は、図１に示した本体部１１０を図中に示した方向Ｕ（即ち、上方）から観察した場合における平面図である。

更に、例えば第１装置１００の用途等に応じて、上述した第１の開口部１１１及び第２の開口部１１２以外に更なる開口部が本体部に形成されていてもよい。具体的には、第１装置１００に求められる空気流の流速及び流量を満足する限りにおいて、例えば、本体部１１０を構成する第１の筒体の頂面及び／又は底面に１つ以上の貫通孔が形成されていてもよい。

加えて、前記第１の筒体の内部空間と前記第２の筒体の内部空間とが前記第１の開口部１１１を介して連通するように、前記本体部１１０と前記導入部１２０とが接続されている。本体部１１０と導入部１２０とは必ずしも厳密な意味で気密に接続されている必要は無いが、一般的には気密に接続されていることが望ましい。また、前記第１の筒体の内部空間と前記第３の筒体の内部空間とが前記第２の開口部１１２を介して連通するように、前記本体部１１０と前記放出部１３０とが接続されている。本体部１１０と放出部１３０とは必ずしも厳密な意味で気密に接続されている必要は無いが、一般的には気密に接続されていることが望ましい。

図３は、上記のようにして接続された本体部１１０、導入部１２０、及び放出部１３０を含む第１装置１００の外観を例示する模式的な斜視図である。上述したように、第１の開口部１１１は、例えば、本体部１１０を構成する第１の筒体の側面、頂面又は底面に形成され得る。例えば、第１の筒体の側面の中央部、側面の端部及び一方の端面（頂面又は底面）に第１の開口部１１１が形成されている場合、第１装置１００は、それぞれ図３の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すような外観を有する。

上記に加えて、第１装置１００は、前記第１の筒体の内部空間の部分領域である分配領域の少なくとも一部に形成されたフィンを更に備える。このフィンは、前記第１の筒体の内壁から突出し且つ前記第１の筒体の軸に平行な螺旋軸を有する一重螺旋状又は多重螺旋状の形状を有する。換言すれば、上記フィン単独では、その外周が第１の筒体の内壁に接触し且つ第１の筒体の軸に平行な螺旋軸を有する一重コイル又は多重コイルのような形状を有する。

図４は、第１装置１００が備えるフィンの一例を示す模式的な斜視図である。図４に示したフィン１１５は、螺旋状に捩られた細長い板状の部材からなる滑らかな一重螺旋状の形状を有する。また、このフィン１１５は、本体部１１０を構成する第１の筒体の内壁から突出し且つ前記第１の筒体の軸に平行な螺旋軸ＨＡを有する。しかしながら、図４に示したフィン１１５の形状はあくまでも一例に過ぎず、第１の筒体の内部を通過する空気がフィンの形状に沿って旋回することが可能である限り、フィン１１５の形状は特に限定されない。

尚、一般に、フィンを構成する螺旋状の構造の多重度が高まるほど、第１の筒体の内部を通過する空気がフィンの形状に沿って旋回し易くなる（即ち、螺旋状の旋回流を形成し易くなる）一方で、第１の筒体の内部を通過する空気の圧力損失が増大する。従って、フィンの多重度（組み合わされる螺旋状の構造の数）は、例えば、空気吹出装置として求められる機能（例えば、空気吹出装置から吹き出される幕状の空気流の均一さ等）に圧力損失の増大が及ぼす影響等を考慮しながら適宜設定することができる。

また、一般に、第１の筒体の内壁からの上記フィンの突出量（高さ）が大きくなるほど、第１の筒体の内部を通過する空気がフィンの形状に沿って旋回し易くなる一方で、第１の筒体の内部を通過する空気の圧力損失が増大する。従って、フィンの高さもまた、例えば、空気吹出装置として求められる機能に圧力損失の増大が及ぼす影響等を考慮しながら適宜設定することができる。

更に、一般に、フィンの螺旋軸を中心とする一回転分の螺旋軸に平行な方向におけるフィンの長さ（ピッチ）が小さくなるほど、第１の筒体の内部を通過する空気がフィンの形状に沿って旋回し易くなる一方で、第１の筒体の内部を通過する空気の圧力損失が増大する。従って、フィンのピッチもまた、例えば、空気吹出装置として求められる機能に圧力損失の増大が及ぼす影響等を考慮しながら適宜設定することができる。

加えて、フィンの高さ及び／又はピッチは必ずしも分配領域の全長に亘って一定でなくてもよい。例えば、第１装置が配設される空間の形状、第１装置から吹き出される幕状の空気流を供給する対象物（例えば、車両のフロントガラス等）の形状、及び第１装置に空気を導入するブロワ等の関連装置の配置等に応じて、フィンの高さ及び／又はピッチを変化させてもよい。この場合、フィンの高さ及び／又はピッチの変化は連続的であっても、或いは段階的であってもよい。

典型的には、フィンは、フィンの螺旋軸と第１の筒体の軸とが一致するように構成される。換言すれば、フィンと第１の筒体とは同軸状に構成される。これにより、第１の開口部を介して導入部から本体部へと導入された空気がより円滑に旋回流を形成することができる。

尚、上記分配領域は、前記第１の筒体の軸に直交する平面が前記第１の開口部と交差しない前記第１の筒体の内部空間の部分領域である。換言すれば、上記分配領域は、「第１の筒体の軸に直交する平面が第１の開口部と交差する第１の筒体の内部空間の部分領域である導入領域」以外の第１の筒体の内部空間の部分領域である。更に換言すれば、上記分配領域は、本体部を構成する第１の筒体において、導入部が接続されている部分を除く筒状の部分によって囲まれる領域である。

例えば、図２の（ａ）及び図３の（ａ）に示した本体部１１０の場合、上記「導入領域」は図５の（ａ）において斜線によって示す部分に該当する第１の筒体の内部空間の部分領域１１３であり、上記「分配領域」は図５の（ｂ）において斜線によって示す部分に該当する第１の筒体の内部空間の部分領域１１４（１１４Ｌ及び１１４Ｒ）である。尚、図３の（ｂ）に示した第１装置１００が備える本体部１１０の場合は、本体部１１０の右側（Ｒ側）の端部に該当する第１の筒体の内部空間の部分領域が導入領域であり、当該導入領域以外の第１の筒体の内部空間の部分領域が分配領域である（図示せず）。一方、図３の（ｃ）に示した第１装置１００が備える本体部１１０の場合は、第１の筒体の内部空間には導入領域に該当する部分領域は存在せず、第１の筒体の内部空間の全ての領域が分配領域である（図示せず）。

図５に示したように、本体部１１０を構成する第１の筒体の側面の端部以外の部分に第１の開口部１１１が形成されている場合、本体部１１０の途中に導入領域１１３が位置する。従って、導入領域１１３と本体部１１０の一方の端部との間の領域及び当該導入領域と本体部の他方の端部との間の２つの領域が分配領域１１４Ｌ及び１１４Ｒとなる。この場合、これら２つの分配領域１１４Ｌ及び１１４Ｒのそれぞれに形成されたフィンの螺旋状の形状の捩れ方向は互いに反対である。

例えば、図６の（ａ）は、上記のような構成を有する第１装置１００の模式的な透視斜視図であり、（ｂ）はフィンのみを別途描いた模式的な透視斜視図である。図６に示す例においては、図面に向かって左側（Ｌ側）の分配領域１１４Ｌに形成されたフィン１１５Ｌの捩れ方向は空気の流れ（白抜きの矢印）に対して左ネジ方向であり、図面に向かって右側（Ｒ側）の分配領域１１４Ｒに形成されたフィン１１５Ｒの捩れ方向は空気の流れ（黒塗りの矢印）に対して右ネジ方向である。

上記のように、図６に示した例においては、２つの分配領域１１４Ｌ及び１１４Ｒのそれぞれに形成されたフィンの螺旋状の形状の捩れ方向は互いに反対である。しかしながら、分配領域１１４Ｌ及び分配領域１１４Ｒにおける空気の流れ方向は反対（図６の（ｂ）の矢印を参照）である。その結果、図７に示すように、第１の筒体の軸に直交する平面への投影図において、２つの分配領域１１４Ｌ及び１１４Ｒを通過する空気がフィンの形状に沿って旋回することによって生ずる旋回流の向きは同じである。

一方、例えば、図３の（ｂ）に示したように本体部１１０を構成する第１の筒体の側面の端部に第１の開口部１１１が形成されている場合は、本体部１１０の端部に導入領域１１３が位置するので、第１の筒体の導入領域１１３とは反対側の端部と導入領域１１３との間の領域が１つの分配領域１１４となる。尚、図３の（ｃ）に示したように第１の筒体の頂面及び／又は底面に第１の開口部１１１が形成されている場合は、第１の筒体の軸に直交する平面と第１の開口部１１１とは交差しないため、導入領域１１３は存在せず、第１の筒体の内部空間の全体が分配領域１１４となる。

加えて、前記フィンは、前記第１の筒体の軸に直交する平面への投影図において、前記フィンが形成されていない領域である貫通領域が存在するように構成されている。換言すれば、第１装置１００が備える本体部の分配領域においては、フィンが形成されている領域である領域（旋回領域）の他に、第１の筒体の軸に平行な長手方向を有する連続的な空間からなる貫通領域が形成されている。即ち、第１装置が備える本体部の分配領域は、この貫通領域に該当する部分において、フィンの一部が切除された（くり抜かれた）ような構造を有する。尚、上述した図７においては、網掛けが施された領域１１６が貫通領域に該当する。

尚、上記のような構成を有する第１装置は、当業者に周知の材料及び方法によって製造することができる。例えば、第１装置の形状に対応する金型に熱可塑性樹脂等の樹脂を射出する射出成形法により、第１装置を一体的に製造してもよい。或いは、上述したような構造を有する第１の筒体、第２の筒体、及び第３の筒体を個別に製造し、これらを周知の手法によって接合してもよい。或いは、第１の筒体、第２の筒体、及び／又は第３の筒体を複数の部分に分けて個別に射出成形し、それらの部分を接合してもよい。第１の筒体の内部に配設されるフィンもまた、第１の筒体又は第１の筒体を構成する部分とは別個の部材として成形し、第１の筒体又は第１の筒体を構成する部分の内壁の所定の位置に接合してもよい。或いは、フィンと第１の筒体とを一体的に成形してもよい。

また、第１の筒体又は第１の筒体を構成する部分とフィンとを一体的に成形する場合における所謂「アンダーカット」を防止することを目的として、複数の（捩れの無い）平板状の部材の組み合わせによって略螺旋状の形状を有するフィンを構成してもよい。これによれば、フィンを構成する平板状の部材の面内方向に離型方向が一致するように金型を構成することにより、アンダーカットを回避するための金型の分割を必要とすること無くフィンを成形することができる。

更に、第１装置を構成する本体部、導入部、及び放出部は、それぞれを構成する筒体の他に、例えばフランジ及びステー等、お互いを接続して第１装置を構成したり第１装置を他の物品（例えばブロワ及びダッシュボード）に固定したりするための固定用構造を有していてもよい。

〈効果〉
上記のような構成を有する第１装置においては、第１の開口部を介して導入部から本体部へと導入された空気の一部が、フィンの形状に沿って流れて旋回流を形成し、第２の開口部を介して本体部から放出部へと流入し、放出部の第２の開口部とは反対側の開口部である空気出口から幕状の空気流として吹き出される。一方、第１の開口部を介して本体部へと導入された空気の残りの一部は、貫通領域を通って本体部の端部へと容易に到達することができる。また、旋回流を形成していた空気の一部が貫通領域に流れ込んだり、貫通領域を流れていた空気の一部がフィンに接触する等して旋回流を形成したりする場合もあると考えられる。

上記の結果、第１装置においては、より均一な状態（例えば、第２の開口部の長手方向における空気の流速及び流量等のばらつきが少ない状態）にて第２の開口部に空気を分配する（分散・拡散させる）ことができる。そして、そのように分配された空気が、第２の開口部及び放出部を介して空気出口から吹き出される。すなわち、第１装置によれば、均一性の高い幕状の空気流を吹き出すことができる。

また、第１装置においては、上記のように、本体部へと導入された空気の一部が貫通領域を介して本体部の端部へと容易に到達することができる。これにより、本体部の内部を通過する空気がフィンの形状に沿って流れて旋回流を形成することに伴う圧力損失に起因して本体部の端部へと到達することが困難となり空気出口の端部から吹き出される空気の流速及び流量が低下することをも防止することができる。

即ち、第１装置によれば、筒体の一部から筒体の内部に空気を吹き込み筒体に形成された開口から幕状の空気流を吹き出す空気吹出装置において、構造の複雑化及び圧力損失の増大を十分に低減しつつ、空気吹出装置の小型化と均一性の高い空気流とを両立させることができる。

《第２実施形態》
以下、本発明の第２実施形態に係る空気吹出装置（以降、「第２装置」と称呼される場合がある。）について説明する。

上述した第１装置を始めとする本発明に係る空気吹出装置（本発明装置）が備える放出部を構成する第３の筒体によって画定される空気の流路（放出路）が延在する向きは、第２の開口部を通過した後の空気の流れる向きが、第２の開口部を通過する前の空気の流れる向きに対して如何に変化するか（即ち、第２の開口部を通過する前後における空気の流れる向きの変化の度合い）に影響を及ぼす。

例えば、第１の開口部を介して導入部から本体部へと導入されてフィンによって旋回された空気が流れる向きに対して逆向きに放出路が延在している場合、第２の開口部を通過する前後において、空気の流れる向きが逆向きに変化することとなる。この場合、第２の開口部を通過する前後における空気の流れる向きの変化の度合いが大きい。

上記のように第２の開口部を通過する前後における空気の流れる向きの変化の度合いが大きい場合、フィンによって旋回された空気の流れ（旋回流）に起因するエネルギ（例えば、運動エネルギ）を空気の吹き出しに効率良く利用することが困難である。換言すれば、本体部において第１の筒体の内側面に沿って流れる旋回流を第２の開口部から効率良く取り出すことが困難であり、第２の開口部を通過する際のエネルギの損失が大きい。このエネルギの損失が大きくなるほど、第２の開口部を通過するときに生ずる圧力損失が大きくなる。

逆に、第２の開口部を通過する前後における空気の流れる向きの変化の度合いが小さい場合、旋回流に起因するエネルギを空気の吹き出しに効率良く利用することが容易である。換言すれば、本体部において第１の筒体の内側面に沿って流れる旋回流を第２の開口部から効率良く取り出すことが容易であり、第２の開口部を通過する際のエネルギの損失が小さい。このエネルギの損失が小さくなるほど、第２の開口部を通過するときに生ずる圧力損失が小さくなる。

〈構成〉
そこで、第２装置は、上述した第１装置において、前記第１の開口部を介して前記導入部から前記本体部へと導入されて前記フィンによって旋回された空気が流れる向きに沿って前記放出部の内部空間が前記第２の開口部から延在するように前記放出部が前記本体部と接続されている、空気吹出装置である。

上記放出部は、第２の開口部を介して本体部から流出した空気を（放出部の第２の開口部とは反対側の開口部である）空気出口に向かって流す（搬送する）べく、第２の開口部と空気出口とを繋ぐ空気流路としての内部空間を画定する。この内部空間は、例えば図７において実線の矢印によって示したように、第１の開口部１１１（図示せず）を介して導入部１２０（図示せず）から本体部１１０へと導入されてフィン１１５によって旋回された空気が流れる向きに沿って第２の開口部１１２から延在するように構成されている。典型的には、放出部１３０の内部空間は、本体部１１０を構成する第１の筒体の側面の接線方向に向かって第２の開口部１１２から伸びるように構成される。

〈効果〉
上記構成により、第２装置においては、フィンによって旋回された空気の少なくとも一部は、その流れ方向を維持しながら第２の開口部を通過して本体部から放出部へと円滑に流れることができる。その結果、第２の開口部を通過する空気の圧力損失を低減することができる。従って、第２装置によれば、筒体の一部から筒体の内部に空気を吹き込み筒体に形成された開口から幕状の空気流を吹き出す空気吹出装置において、構造の複雑化及び圧力損失の増大を更に十分に低減しつつ、空気吹出装置の小型化と均一性の高い空気流とを両立させることができる。

《第３実施形態》
以下、本発明の第３実施形態に係る空気吹出装置（以降、「第３装置」と称呼される場合がある。）について説明する。

第１装置に関して上述したように、第１の開口部及び第２の開口部以外に更なる開口部が本体部に形成されていてもよい。しかしながら、当該空気吹出装置に空気を供給するブロワの送風能力の全てを利用して、十分な流速及び流量にて、幕状の空気流を空気出口から吹き出すためには、第１の開口部及び第２の開口部以外の更なる開口部が本体部に形成されていない方が望ましい場合がある。

〈構成〉
そこで、第３装置は、上述した第１装置又は第２装置であって、前記第１の筒体の軸方向における前記本体部の両端が閉じられている、空気吹出装置である。例えば、

上記のように、第３装置においては、例えば図３の（ａ）及び（ｂ）に示した例のように、本体部１１０を構成する第１の筒体の軸方向における両端、即ち、頂面及び底面が塞がっている。これにより、本体部１１０へと導入された空気の全てが第２の開口部１１２を介して放出部１３０へと導入され、放出部１３０の第２の開口部１１２とは反対側の開口部である空気出口１３１から幕状の空気流として吹き出される。

〈効果〉
上記構成により、第３装置においては、第３装置に空気を供給するブロワの送風能力の全てを利用して、十分な流速及び流量にて、幕状の空気流を空気出口から吹き出すことができる。

《第４実施形態》
以下、本発明の第４実施形態に係る空気吹出装置（以降、「第４装置」と称呼される場合がある。）について説明する。

第１装置に関して上述したように、例えば当該空気吹出装置の用途等に応じて、第１の開口部及び第２の開口部以外に更なる開口部が本体部に形成されていてもよい。例えば、他の空気吹出装置への空気の供給源として当該空気吹出装置を使用する場合等において、第１の開口部及び第２の開口部以外の更なる開口部が本体部に形成されている方が望ましい場合がある。

〈構成〉
そこで、第４装置は、上述した第１装置又は第２装置であって、前記第１の筒体の軸方向における前記本体部の両端の少なくとも一方に第３の開口部が形成されている、空気吹出装置である。具体的には、第４装置においては、例えば、図８の（ａ）乃至（ｃ）に示すように、本体部１１０を構成する第１の筒体の軸方向における両端の少なくとも一方に、本体部１１０の内部空間と外部とを連通する貫通孔である第３の開口部１１７が形成されている。

尚、図８に示した例においては第１の筒体の図面に向かって左側（Ｌ側）の端面の中心に第１の筒体の端面と同軸の円（同心円）の形状を有する貫通孔が第３の開口部１１７として形成されている。しかしながら、これはあくまでも一例であり、第３の開口部１１７が形成される位置並びに第３の開口部１１７の形状及び大きさは、空気吹出装置としての第４装置の機能が過度に損なわれない限り特に限定されない。

〈効果〉
上記のように、第４装置においては、本体部を構成する第１の筒体の軸方向における両端の少なくとも一方、即ち、頂面及び／又は底面に、本体部の内部空間と外部とを連通する貫通孔である第３の開口部が形成されている。これにより、本体部へと導入された空気の一部が第３の開口部を介して外部へと排出され得る。

上記のようにして外部へと排出される空気流は、例えば、他の空気吹出装置へと供給され、他の目的に使用することができる。このような他の目的の具体例としては、例えば、車両に搭載されるサイドデフロスタ等の他の空気吹出装置によるフロントドアガラスの結露の防止又は除去等を挙げることができる。

但し、筒体の一部から筒体の内部に空気を吹き込み筒体に形成された開口から幕状の空気流を吹き出す空気吹出装置としての本来の機能に照らせば、空気出口から吹き出される幕状の空気流の流量の方が、上記第３の開口部を介して吹き出される空気流の流量よりも大きいことが望ましい。

《第５実施形態》
以下、本発明の第５実施形態に係る空気吹出装置（以降、「第５装置」と称呼される場合がある。）について説明する。

ところで、上述したように、第１装置乃至第４装置を始めとする本発明装置においては、第１の筒体の側面には、第１の筒体の軸に平行な長手方向を有する第２の開口部が形成されている。また、例えば本体部を構成する第１の筒体の側面に第１の開口部が形成されている場合等においては、第１の筒体の軸に直交する平面が第１の開口部と交差する第１の筒体の内部空間の部分領域である「導入領域」が生ずる。一方、第１の筒体の内壁から突出し且つ第１の筒体の軸に平行な螺旋軸を有する一重螺旋状又は多重螺旋状の形状を有するフィンは、第１の筒体の軸に直交する平面が第１の開口部と交差しない第１の筒体の内部空間の部分領域（分配領域）の少なくとも一部に形成されている。

従って、上記導入領域において、フィンが形成されておらず、且つ、第２の開口部が形成されている場合がある。この場合、導入部から第１の開口部を介して本体部の導入領域へと流入した空気の少なくとも一部は、フィンに触れること無く、即ち、特段の圧力損失を伴うこと無く、第２の開口部から放出部へと流出することができる。この結果、導入領域から分配領域へと向かう空気の流量が相対的に減少し、分配領域の近傍の第２の開口部から放出部へと流出する空気の流量が、導入領域の近傍の第２の開口部から放出部へと流出する空気の流量よりも少なくなり、空気出口から吹き出される幕状の空気流の均一性が低下する虞がある。

〈構成〉
そこで、第５装置は、上述した第１装置乃至第４装置の何れかの空気吹出装置であって、前記第１の筒体の軸に直交する平面が前記第１の開口部と交差する前記第１の筒体の内部空間の部分領域である導入領域に、前記第１の開口部から前記第２の開口部へと向かう空気の流量を減らし前記分配領域へと向かう空気の流量を増やすように構成された構造である抑制構造が設けられている、空気吹出装置である。

上記「導入領域」としては、例えば、図９において斜線によって示されている領域１１３を挙げることができる。導入領域１１３に抑制構造を設けることにより、フィンに接触して旋回流を形成すること無く第２の開口部１１２へと向かう空気の流量を減らし、分配領域１１４（第１の筒体の内部空間における導入領域１１３以外の領域）へと向かう空気の流量を増やすことができる。尚、図９は、第５装置の導入領域１１３の周辺の構造を示す模式的な断面図である。図９に示す例においては、二重螺旋状のフィン１１５（１１５Ｌ及び１１５Ｒ）の螺旋軸ＨＡと第１の筒体の軸とが一致している。従って、以下の説明においては、第１の筒体の軸もまた「ＨＡ」と称呼される。

図９の（ａ）は空気入口１２１側から観察したときの導入部１２０の概略図であり、（ｂ）は本体部１１０を構成する第１の筒体の軸ＨＡ及び導入部１２０を構成する第２の筒体の軸ＡＸを含む平面による断面を上側（Ｕ側）から観察したときの導入領域１１３の周辺の概略図である。また、図９の（ｃ）は第１の筒体の軸ＨＡに直交し且つ第２の筒体の軸ＡＸを含む平面による導入領域１１３の周辺の断面図であり、（ｄ）は第１の筒体の軸ＨＡに直交し且つ（ｂ）に示した線Ｘを含む平面による本体部１１０及び放出部１３０の断面図である。

抑制構造の具体的な構成は、導入領域１１３において第１の開口部１１１から第２の開口部１１２へと向かう空気の流量を減らし分配領域（１１４）へと向かう空気の流量を増やすことが可能である限り、特に限定されない。具体的には、抑制構造は、前記第１の開口部から前記第２の開口部へと向かう空気の圧力損失を増大させるように構成され得る。また、抑制構造は、前記第１の開口部から前記第２の開口部へと向かう空気の流路の断面積を小さくするように構成され得る。このような抑制構造は、例えば、導入領域１１３の少なくとも一部に配設された遮蔽板（バッフル）、ネット、ピン、フィン、及び突起等の部材を含むことができる。或いは、例えば導入領域１１３の少なくとも一部における第１の筒体の外壁を厚くする等して流路断面積を小さくすることによって抑制構造を構成することもできる。

ところで、抑制構造には、導入領域１１３において第１の開口部１１１から第２の開口部１１２へと向かう空気の流量を減らす機能と、分配領域１１４へと向かう空気の流量を増やす機能と、が求められる。これら２つの機能を十分に発揮させる観点からは、例えば、第１の開口部１１１を介して導入部１２０から本体部１１０の導入領域１１３へと流入した空気がそのまま第２の開口部１１２へと向かうことを妨げて分配領域１１４へと流入させるような案内板を導入領域に設けることが望ましい。即ち、抑制構造は、前記導入領域に流入した空気を前記分配領域へと導く案内板を含んでもよい。

例えば、図１０に示すように、空気入口１２１から第１の開口部を経て導入領域に流入した空気を分配領域へと円滑に流入させるような曲面状の案内板１１８（１１８Ｌ及び１１８Ｒ）を導入領域に設けることが望ましいと考えられる。図１０に示した例においては、空気入口１２１から導入領域へと流入した空気のうち、これら２枚の案内板１１８Ｌ及び１１８Ｒの間の空間に流入した空気は旋回流を形成すること無く第２の開口部１１２へと向かう。一方、これら２枚の案内板１１８Ｌ及び１１８Ｒよりも左側（Ｌ側）及び右側（Ｒ側）の空間に流入した空気は、それぞれ左側（Ｌ側）及び右側（Ｒ側）の分配領域へと向かう。即ち、図１０に示した例によれば、導入領域に流入した空気を分配領域内へと円滑に導くと共に、旋回流を形成すること無く第２の開口部１１２へと向かう空気の流量を有効に低減することができる。

しかしながら、例えば第５装置の設計仕様等によっては、図１０に示したような案内板１１８Ｌ及び１１８Ｒを備える抑制構造を導入領域に設けると圧力損失が過大となり、吹き出し空気流に求められる流量の達成が困難となる問題を招く場合がある。ところが、導入領域に流入した空気を左側（Ｌ側）及び右側（Ｒ側）に分ける単純な平板状の分流板を導入領域に設けることにより上記問題を低減することができることを本発明者は見出した。従って、案内板は、前記第１の筒体の軸と交差する主面を有する平板状の部材であってもよい。

例えば、図１１に示す例においては、第１の筒体（本体部１１０）の軸（即ち、フィン１１５の螺旋軸）ＨＡに直交する平板状の分流板１１９が導入領域１１３に設けられている。尚、図１１に示した例においては導入領域１１３の上流側にある導入部１２０の内部及び導入領域１１３の下流側にある放出部１３０の内部にまで分流板１１９が延在しているが、分流板１１９は少なくとも導入領域１１３に設けられていればよい。これによれば、空気入口１２１から第１の開口部１１１を介して第２の開口部（図示せず）へと向かう空気の流路断面積を過剰に小さくすること無く、導入領域１１３において第１の開口部１１１から第２の開口部へと向かう空気の流量を減らす機能と、分配領域１１４へと向かう空気の流量を増やす機能と、を十分に発揮することができる。

換言すれば、図１１に示す例における分流板１１９は、導入部１２０の空気入口１２１から導入された空気が本体部１１０へと流入する領域である導入領域１１３の少なくとも一部に設けられ、フィン１１５に接触して旋回流を形成すること無く第１の開口部１１１から第２の開口部へと向かう空気の流量を減らし且つ分配領域１１４へと向かう空気の流量を増やすことができる。即ち、図１１に示す例における分流板１１９は、導入領域１１３に流入した空気を分配領域へと導く案内板として良好に機能し、上述した抑制構造を構成することができる。

尚、上述した図９乃至図１１に示した各例に係る空気吹出装置においては、本体部１１０の中央部の下側（Ｄ側）ではなく前側（Ｆ側）に第１の開口部１１１が形成され、導入部１２０が接続されている。但し、当然のことながら、図９乃至図１１に示した各例に係る空気吹出装置において、例えば本体部１１０の下側（Ｄ側）等、上記以外の箇所に第１の開口部１１１が形成され、導入部１２０が接続されていてもよい。

〈効果〉
上記のように、第５装置及びその各種変形例に係る空気吹出装置が備える本体部には、第１の筒体の軸に直交する平面が第１の開口部と交差する部分領域である導入領域が存在する。この導入領域においては、第１の開口部から第２の開口部へと向かう空気の流量が抑制構造によって低減され、分配領域へと向かう空気の流量が増大される。

上記の結果、上記のように分配領域から放出部へと流出する空気の流量が導入領域から放出部へと流出する空気の流量よりも少なくなり空気出口から吹き出される幕状の空気流の均一性が低下する問題を低減することができる。即ち、第５装置によれば、筒体の一部から筒体の内部に空気を吹き込み筒体に形成された開口から幕状の空気流を吹き出す空気吹出装置において、構造の複雑化及び圧力損失の増大を十分に低減しつつ、より高いレベルにて空気吹出装置の小型化と均一性の高い空気流とを両立させることができる。

《第６実施形態》
以下、本発明の第６実施形態に係る空気吹出装置（以降、「第６装置」と称呼される場合がある。）について説明する。

前述したように、本発明装置においては、導入部を構成する第２の筒体から第１の開口部を介して本体部を構成する第１の筒体へと流れ込んだ空気が、本体部の内部において導入領域から分配領域へと移動し、その一部が第２の開口部を介して放出部を構成する第３の筒体へと流れ込みつつ、残りは本体部の端部へと広がってゆく。従って、例えば第２の開口部が一定の幅を有するスリット状の単一の開口として構成されている場合等、第２の開口部を通過する空気の圧力損失が第２の開口部の長手方向に亘って一定である場合、導入領域に近いほど空気圧が高く導入領域から遠いほど空気圧が低いという圧力勾配が生ずる。

上記圧力勾配が過度に大きい場合、第２の開口部を介して放出部を構成する第３の筒体へと流れる空気においても、導入領域に近いほど流量が多く導入領域から遠いほど流量が少ないという流量勾配が生ずる。その結果、反対側の第２の開口部とは放出部の開口部である空気出口から吹き出される空気の流速及び流量の均一性が低下する虞がある。

〈構成〉
そこで、第６装置は、上述した第５装置及び第５装置の何れかの変形例に係る空気吹出装置において、前記第２の開口部は、前記導入領域から遠くなるほど開口面積が大きくなるように構成されている、空気吹出装置である。

具体例を挙げると、第１の筒体の軸に平行な長手方向を有するスリット状の単一の開口によって第２の開口部１１２が構成されている場合は、例えば図１２の（ａ）に示すように、当該スリット状の開口の幅（長手方向に直交する方向における開口の大きさ）が導入領域から遠いほど大きいように第２の開口部１１２を構成することができる。また、第１の筒体の軸に平行な方向に沿って配列された不連続な複数の開口によって第２の開口部が構成されている場合は、例えば図１２の（ｂ）に示すように、個々の開口１１２ａの大きさ（開口面積）が導入領域から遠いほど大きいように第２の開口部１１２を構成することができる。

尚、第２の開口部は、例えば空気出口から吹き出される幕状の空気の流れの均一性等に悪影響が及ばない限り、導入領域から遠くなるほど開口面積が連続的に大きくなるように構成されていてもよく、導入領域から遠くなるほど開口面積が段階的に大きくなるように構成されていてもよい。また、導入領域から遠くなるほど開口面積が連続的に大きくなるように構成されている部分と、導入領域から遠くなるほど開口面積が段階的に大きくなるように構成されている部分と、が混在していてもよい。

〈効果〉
上記構成によれば、第２の開口部を介して本体部から放出部へと流れる空気を、導入領域に近いほど流れ難く、導入領域から遠いほど流れ易くすることができる。その結果、上述したような流量勾配を低減し、空気出口から吹き出される空気の流速及び流量の均一性を高めることができる。

《第７実施形態》
以下、本発明の第７実施形態に係る空気吹出装置（以降、「第７装置」と称呼される場合がある。）について説明する。

前述したように、本発明装置においては、導入部を構成する第２の筒体から第１の開口部を介して本体部を構成する第１の筒体へと流れ込んだ空気が、本体部の内部において導入領域から分配領域へと移動し、その一部が第２の開口部を介して放出部を構成する第３の筒体へと流れ込みつつ、残りは本体部の端部へと広がってゆく。

より具体的には、前述したように、第１の開口部を介して本体部へと導入された空気の一部は、フィンの形状に沿って流れて旋回流を形成し、第２の開口部を介して本体部から放出部へと流入し、放出部の第２の開口部とは反対側の開口部である空気出口から幕状の空気流として吹き出される。一方、第１の開口部を介して本体部へと導入された空気の残りの一部は、貫通領域を通って本体部の端部へと到達する。また、旋回流を形成した空気の一部が貫通領域に流れ込んだり、貫通領域を流れていた空気の一部がフィンに接触する等して旋回流を形成したりする場合もあると考えられる。

従って、例えば本体部を構成する第１の筒体の内部空間の断面積が軸方向に亘って一定であり且つ貫通領域の断面積もまた軸方向に亘って一定である場合等、第１の筒体の軸に直交する平面による第１の筒体の内部空間の断面に占める貫通領域の割合が軸方向に亘って一定である場合、導入領域に近いほど空気の流量が多く導入領域から遠いほど空気の流量が少ないという流量勾配が生ずる。

上記流量勾配が過度に大きい場合、第２の開口部を介して放出部を構成する第３の筒体へと流れる空気においても、導入領域に近いほど流量が多く導入領域から遠いほど流量が少ないという流量勾配が生ずる。その結果、放出部の第２の開口部とは反対側の開口部である空気出口から吹き出される空気の流速及び流量の均一性が低下する虞がある。

〈構成〉
そこで、第７装置は、上述した第５装置又は第６装置において、前記フィンは、前記第１の筒体の軸に直交する平面による前記第１の筒体の内部空間の断面に占める前記貫通領域の割合が前記導入領域から遠くなるほど大きくなるように構成されている、空気吹出装置である。

具体例を挙げると、例えば、図１３の（ａ）に示すように、本体部１１０を構成する第１の筒体の内部空間の断面積が軸方向に亘って一定である場合、導入領域１１３（斜線部）から遠くなるほど貫通領域１１６（網掛け部）の断面積が大きくなるようにフィン１１５（１１５Ｌ及び１１５Ｒ）を構成することにより、第１の筒体の軸に直交する平面による第１の筒体の内部空間の断面に占める貫通領域１１６の割合を導入領域１１３から遠くなるほど大きくすることができる。

また、例えば、図１３の（ｂ）に示すように、貫通領域１１６の断面積が軸方向に亘って一定である場合、導入領域１１３（斜線部）から遠くなるほど本体部１１０を構成する第１の筒体の内部空間の断面積が小さくなるように第１の筒体を構成することにより、第１の筒体の軸に直交する平面による第１の筒体の内部空間の断面に占める貫通領域１１６（網掛け部）の割合を導入領域１１３から遠くなるほど大きくすることができる。これらの何れの場合においても、導入領域１１３から遠くなるほど、第１の筒体の内壁からのフィンの突出量（高さ）が小さくなる。

尚、第１の筒体の軸に直交する平面による第１の筒体の内部空間の断面に占める貫通領域の割合は、例えば空気出口から吹き出される幕状の空気の流れの均一性等に悪影響が及ばない限り、導入領域から遠くなるほど連続的に大きくなるように構成されていてもよく、導入領域から遠くなるほど段階的に大きくなるように構成されていてもよい。また、導入領域から遠くなるほど上記割合が連続的に大きくなるように構成されている部分と、導入領域から遠くなるほど上記割合が段階的に大きくなるように構成されている部分と、が混在していてもよい。

〈効果〉
上記構成によれば、第１の開口部を介して本体部へと導入された空気のうち貫通領域を通過する空気の圧力損失が導入領域から遠くなるほど小さくなるので、本体部の端部まで空気が到達し易くなる。その結果、上述したような流量勾配を低減し、空気出口から吹き出される空気の流速及び流量の均一性を高めることができる。

《第８実施形態》
以下、本発明の第８実施形態に係る空気吹出装置（以降、「第８装置」と称呼される場合がある。）について説明する。

前述したように、本発明装置においては、導入部を構成する第２の筒体から第１の開口部を介して本体部を構成する第１の筒体へと流れ込んだ空気が、本体部の内部において導入領域から分配領域へと移動し、その一部が第２の開口部を介して放出部を構成する第３の筒体へと流れ込みつつ、残りは本体部の端部へと広がってゆく。従って、例えばフィンの螺旋軸を中心とする一回転分の螺旋軸に平行な方向におけるフィンの長さ（ピッチ）が第２の開口部の長手方向に亘って一定である場合等、本体部の分配領域において導入領域側から本体部の端部へと流れる空気の圧力損失が第２の開口部の長手方向に亘って一定である場合、導入領域に近いほど空気圧が高く導入領域から遠いほど空気圧が低いという圧力勾配が生ずる。

上記圧力勾配が過度に大きい場合、第２の開口部を介して放出部を構成する第３の筒体へと流れる空気においても、導入領域に近いほど流量が多く導入領域から遠いほど流量が少ないという流量勾配が生ずる。その結果、第２の開口部とは反対側の放出部の開口部である空気出口から吹き出される空気の流速及び流量の均一性が低下する虞がある。

〈構成〉
そこで、第８装置は、上述した第５装置乃至第７装置の何れかの空気吹出装置において、前記フィンは、前記螺旋軸を中心とする一回転分の前記螺旋軸に平行な方向における前記フィンの長さであるピッチが前記導入領域から遠くなるほど大きくなるように構成されている、空気吹出装置である。換言すれば、第８装置においては、導入領域から遠くなるほどフィンの螺旋軸方向におけるフィンの存在頻度が低くなるように（フィンのピッチが大きくなるように）フィンが構成されている。

具体例を挙げると、例えば、図１４に示す例におけるフィン１１５（１１５Ｌ及び１１５Ｒ）のピッチは、導入領域１１３（斜線部）に近い側から順に、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…となっており、それぞれのピッチの大きさは、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３となっている。このようにして導入領域１１３から遠くなるほどピッチが大きくなるようにフィン１１５を構成することができる。

尚、第８装置におけるフィンのピッチは、例えば空気出口から吹き出される幕状の空気の流れの均一性等に悪影響が及ばない限り、導入領域から遠くなるほど連続的に大きくなるように構成されていてもよく、導入領域から遠くなるほど段階的に大きくなるように構成されていてもよい。また、導入領域から遠くなるほどピッチが連続的に大きくなるように構成されている部分と、導入領域から遠くなるほどピッチが段階的に大きくなるように構成されている部分と、が混在していてもよい。

〈効果〉
前述したように、フィンのピッチが小さくなるほど本体部の内部を通過する空気の圧力損失が増大し、逆にフィンのピッチが大きくなるほど本体部の内部を通過する空気の圧力損失が減少する。従って、第８装置によれば、導入領域から遠くなるほど本体部の内部を通過する空気の圧力損失が減少するので、上述したような流量勾配を低減し、空気出口から吹き出される空気の流速及び流量の均一性を高めることができる。

次に、本発明の実施例に係る空気吹出装置の１つの具体例（以降、「実施例装置１０１」と称呼される場合がある。）につき、図面を参照しつつ、以下に詳しく説明する。

〈構成〉
図１５は、実施例装置１０１の構成を示す模式的な透視斜視図である。実施例装置１０１は、第１の筒体を含む本体部１１０、第２の筒体を含む導入部１２０、及び第３の筒体を含む放出部１３０を備える。本体部１１０の一部（長手方向における中央部）には、第１の筒体と第２の筒体との接合面に対応する大きさ及び形状を有する貫通孔として第１の開口部１１１が形成されている。第１の筒体の内部空間と第２の筒体の内部空間とが第１の開口部１１１を介して連通するように、本体部１１０と導入部１２０とが気密に接続されている。また、本体部１１０の側面には、第１の筒体の軸に平行な長手方向を有し且つ第１の筒体と第３の筒体との接合面に対応する大きさ及び形状を有する第２の開口部１１２が形成されている。第１の筒体の内部空間と第３の筒体の内部空間とが第２の開口部１１２を介して連通するように、本体部１１０と放出部１３０とが気密に接続されている。

また、実施例装置１０１は、第１の筒体の内部空間の部分領域である分配領域１１４に形成されたフィン１１５を更に備える。分配領域１１４は、第１の筒体の軸に直交する平面が第１の開口部１１１と交差しない第１の筒体の内部空間の部分領域である。実施例装置１０１が備えるフィン１１５は、フィン１１５の螺旋軸と第１の筒体の軸とが一致するように構成されており、図１６の（ａ）に示すように、第１の筒体の内壁から突出し且つ第１の筒体の軸に平行な螺旋軸を有する二重螺旋状の形状を有する。図１６に示すように、実施例装置１０１が備えるフィン１１５は、螺旋状に捩られた細長い板状の部材からなる滑らかな二重螺旋状の形状を有する。加えて、フィン１１５は、図７を参照しながら前述したように、第１の筒体の軸に直交する平面への投影図においてフィン１１５が形成されていない領域である貫通領域１１６が存在するように構成されている（図１６の（ｂ）を参照）。

更に、実施例装置１０１においては、本体部１１０を構成する第１の筒体の軸に直交する平面が第１の開口部１１１と交差する第１の筒体の内部空間の部分領域である導入領域１１３に、第１の開口部１１１から第２の開口部１１２へと向かう空気の流量を減らし分配領域１１４（１１４Ｌ及び１１４Ｒ）へと向かう空気の流量を増やすように構成された構造である抑制構造としての案内板が設けられている。図１５に示す例においては、上記案内板は第１の筒体の軸と交差する主面を有する平板状の部材（分流板１１９）である。

図１７は、図１５に示した実施例装置１０１の構造を示す模式図である。（ａ）は、実施例装置１０１を手前側（後ろ側、Ｂ側）から観察した場合における模式的な透視図である。（ｂ）は、（ａ）における線Ｂ−Ｂを含み且つ第１の筒体の軸に直交する平面によって切断された実施例装置１０１を左側（Ｌ側）から観察した場合における模式的な透視図である。（ｃ）は、（ａ）における線Ｃ−Ｃを含む水平面（前後方向（Ｆ−Ｂ方向）及び左右方向（Ｌ−Ｒ方向）を含む平面）による実施例装置１０１の模式的な断面図である。

また、図１８は、図１５に示した実施例装置１０１における導入領域１１３の周辺の構造を示す模式的な断面図である。図１８の（ａ）は空気入口１２１側から観察したときの導入部１２０の概略図であり、（ｂ）は本体部１１０を構成する第１の筒体の軸ＨＡ及び導入部１２０を構成する第２の筒体の軸ＡＸを含む平面による断面を上側（Ｕ側）から観察したときの導入領域１１３の周辺の概略図である。また、図１８の（ｃ）は第１の筒体の軸ＨＡに直交し且つ第２の筒体の軸ＡＸを含む平面による導入領域１１３の周辺の断面図であり、（ｄ）は第１の筒体の軸ＨＡに直交し且つ（ｂ）に示した線Ｘを含む平面による本体部１１０及び放出部１３０の断面図である。

〈効果〉
上記のような構成を有する実施例装置１０１においては、第１の開口部を介して導入部１２０から本体部１１０へと導入された空気の一部が、フィン１１５の形状に沿って流れて旋回流を形成し、第２の開口部１１２を介して本体部１１０から放出部１３０へと流入し、放出部１３０の第２の開口部１１２とは反対側の開口部である空気出口１３１から幕状の空気流として吹き出される。一方、第１の開口部１１１を介して本体部１１０へと導入された空気の残りの一部は、貫通領域１１６を通って本体部１１０の端部へと容易に到達することができる。また、旋回流を形成していた空気の一部が貫通領域１１６に流れ込んだり、貫通領域１１６を流れていた空気の一部がフィン１１５に接触する等して旋回流を形成したりする場合もある。

上記の結果、実施例装置１０１においては、より均一な状態（例えば、第２の開口部１１２の長手方向における空気の流速及び流量等のばらつきが少ない状態）にて第２の開口部１１２に空気を分配する（分散・拡散させる）ことができる。そして、そのように分配された空気が、第２の開口部１１２及び放出部１３０を介して空気出口１３１から吹き出される。すなわち、実施例装置１０１によれば、均一性の高い幕状の空気流を吹き出すことができる。

また、実施例装置１０１においては、上記のように、本体部１１０へと導入された空気の一部が貫通領域１１６を介して本体部１１０の端部へと容易に到達することができる。これにより、本体部１１０の内部を通過する空気がフィン１１５の形状に沿って流れて旋回流を形成することに伴う圧力損失に起因して本体部１１０の端部へと到達することが困難となり空気出口１３１の端部から吹き出される空気の流速及び流量が低下することをも防止することができる。

更に、実施例装置１０１は、上記のように、第１の筒体の軸に直交する平面が第１の開口部と交差する部分領域である導入領域１１３に配設された抑制構造としての分流板１１９を備える。これにより、導入領域１１３において第１の開口部１１１から第２の開口部１１２へと向かう空気の流量が低減され、分配領域１１４へと向かう空気の流量が増大される。その結果、分配領域から放出部へと流出する空気の流量と導入領域から放出部へと流出する空気の流量との差が小さくなり、空気出口１３１から吹き出される幕状の空気流の均一性がより向上する。

即ち、実施例装置１０１によれば、筒体の一部から筒体の内部に空気を吹き込み筒体に形成された開口から幕状の空気流を吹き出す空気吹出装置において、構造の複雑化及び圧力損失の増大を十分に低減しつつ、空気吹出装置の小型化と均一性の高い空気流とを両立させることができる。

次に、本発明の実施例に係る空気吹出装置のもう１つの具体例（以降、「実施例装置１０２」と称呼される場合がある。）につき、図面を参照しつつ、以下に詳しく説明する。尚、上述した実施例装置１０１が備えるフィンは、図１６に示したように、螺旋状に捩られた細長い板状の部材からなる滑らかな一重螺旋状の形状を有する。一方、実施例装置１０２においては、前述したアンダーカットの防止を目的として、複数の（捩れの無い）平板状の部材の組み合わせによってフィンが構成されている。

上記の点を除き、実施例装置１０２は実施例装置１０１と同様の構成を有する。従って、実施例装置１０２に関する以下の説明においては、実施例装置１０１と同様の構成に関する内容については簡略に述べ、フィンの構成について詳細に述べる。

〈構成〉
図１９は、実施例装置１０２の構成を示す模式的な透視斜視図である。実施例装置１０２もまた、実施例装置１０１と同様に、第１の筒体を含む本体部１１０、第２の筒体を含む導入部１２０、及び第３の筒体を含む放出部１３０を備える。本体部１１０の一部（長手方向における中央部）には第１の開口部１１１が形成されており、互いの内部空間が第１の開口部１１１を介して連通するように、本体部１１０と導入部１２０とが気密に接続されている。また、本体部１１０の側面には、第１の筒体の軸に平行な長手方向を有し且つ第１の筒体と第３の筒体との接合面に対応する大きさ及び形状を有する第２の開口部１１２が形成されており、互いの内部空間が第２の開口部１１２を介して連通するように、本体部１１０と放出部１３０とが気密に接続されている。

また、実施例装置１０２もまた、第１の筒体の内部空間の部分領域である分配領域１１４に形成されたフィン１１５を備える。実施例装置１０２が備えるフィン１１５もまた、フィン１１５の螺旋軸と第１の筒体の軸とが一致するように構成されている。但し、実施例装置１０２が備えるフィン１１５は、図２０の（ａ）に示すように、複数の（捩れの無い）平板状の部材１１５ｐの組み合わせによってフィンが構成されている。これにより、例えば、フィン１１５を成形する場合におけるアンダーカットを防止することができる。従って、フィン１１５を構成する平板状の部材１１５ｐの面内方向に離型方向が一致するように金型を構成することにより、アンダーカットを回避するための金型の分割を必要とすること無く、フィン１１５を成形することができる。

更に、１つの平板状の部材１１５ｐと当該部材１１５ｐに対応する第１の筒体の部分とを１つのユニットとして成形し、所定数の当該ユニットを連結することにより、所望の長さを有する本体部１１０を容易に構成することができる。

尚、実施例装置１０２においても、実施例装置１０１と同様に、フィン１１５は、第１の筒体の内壁から突出し且つ第１の筒体の軸に平行な螺旋軸を有する二重螺旋状の形状を有する。フィン１１５は、図７を参照しながら前述したように、第１の筒体の軸に直交する平面への投影図においてフィン１１５が形成されていない領域である貫通領域１１６が存在するように構成されている（図２０の（ｂ）を参照）。

上記以外の点については、実施例装置１０２は実施例装置１０１と同様の構成を有するので、これ以上の詳細な説明は省略する。尚、図１９に示した実施例装置１０２の構造を示す模式図である図２１及び図１９に示した実施例装置１０２における導入領域の周辺の構造を示す模式的な断面図である図２２は、上述した図１７及び図１８にそれぞれ対応する。

〈効果〉
上記のような構成を有する実施例装置１０２においてもまた、実施例装置１０１と同様に、筒体の一部から筒体の内部に空気を吹き込み筒体に形成された開口から幕状の空気流を吹き出す空気吹出装置において、構造の複雑化及び圧力損失の増大を十分に低減しつつ、空気吹出装置の小型化と均一性の高い空気流とを両立させることができる。

更に、本発明に係る空気吹出装置（本発明装置）及び従来技術に係る空気吹出装置（従来装置）について数値流体力学（ＣＦＤ：Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ）解析を行い、空気吹出装置における圧力損失、空気の流線及び空気出口から吹き出される空気流の速度分布を調べた結果を図２３に示す。

〈構成〉
ＣＦＤ解析の対象となる試験用空気吹出装置Ａ乃至Ｅ（以降、「装置Ａ」乃至「装置Ｅ」とそれぞれ称呼される）は、本体部におけるフィンの構成が異なる点を除き、全て同じ構成を有する。先ず、装置Ａは本体部がフィンを備えない従来技術に係る空気吹出装置（従来装置）の１つの例である。次に、装置Ｂにおいては、前述した特許文献２に記載された装置のように、本体部が備えるフィンが螺旋状のリボン構造物によって構成されている。即ち、装置Ｂは従来技術に係る空気吹出装置（従来装置）の１つの例である。

一方、装置Ｃ及びＤは、図１６に示したようなコイル状の二重螺旋構造を有するフィンを備える。即ち、装置Ｃ及びＤは本発明に係る空気吹出装置（本発明装置）の例である。尚、装置Ｃにおいては第１の筒体の内壁からの上記フィンの突出量（高さ）が７ｍｍであるのに対し、装置Ｄにおいてはフィンの突出量（高さ）が５ｍｍである。更に、装置Ｅは、図２０に示したようなコイル状の二重螺旋構造を有するフィンを備える。より詳しくは、装置Ｅにおいては、前述したアンダーカットの防止を目的として、複数の（捩れの無い）平板状の部材の組み合わせによってフィンが構成されている。即ち、装置Ｅもまた本発明に係る空気吹出装置（本発明装置）の例である。尚、装置Ｅにおいては第１の筒体の内壁からの上記フィンの突出量（高さ）が５ｍｍである。

〈解析結果〉
（１）圧力損失
上述した装置Ａ乃至装置Ｅにつき、２５５ｍ^３／ｈの風量における圧力損失（圧損）を測定した結果を図２３に列挙する。本体部がフィンを備えない従来装置である装置Ａは３１３Ｐａの圧力損失を示した。一方、本体部が螺旋状のリボン構造物によって構成されたフィンを備える従来装置である装置Ｂは４６８Ｐａという大きい圧力損失を示した。この装置Ｂに対し、フィンがコイル状の二重螺旋構造を有する結果として上述した貫通領域を有する本発明装置である装置Ｃ乃至装置Ｅは何れも装置Ｂよりも低い圧力損失を示した。

具体的には、７ｍｍの高さを有する滑らかな螺旋状のフィンを備える装置Ｃは上４１４Ｐａの圧力損失を示した。更に低い５ｍｍの高さを有する滑らかな螺旋状のフィンを備える装置Ｄは３６３Ｐａという更に低い圧力損失を示した。尚、装置Ｅは、装置Ｄと同様に５ｍｍの高さを有するフィンを備えるものの、前述したアンダーカットの防止を目的とするアンダーカット対策（ＵＣ対策）が施されている。具体的には、装置Ｅが備えるフィンは、装置Ｃ及び装置Ｄのように滑らかな螺旋状のフィンではなく、複数の（捩れの無い）平板状の部材の組み合わせによって構成されたフィンを備えている。このような装置Ｅにおいても、上記装置Ｄと同等の３７８Ｐａという低い圧力損失が達成された。

上記のように、本発明装置によれば、本体部が螺旋状のリボン構造物によって構成されたフィンを備える従来装置（装置Ｂ）に比べて、より低い圧力損失を達成することができる。

（２）流線
次に、上述した装置Ａ乃至装置Ｅにおける空気の流れを示す流線をＣＦＤ解析によって求めた。図２３に示すように、本体部がフィンを備えない従来装置である装置Ａにおいては、本体部の端部にまで空気の流れが到達しているものの、空気出口から吹き出される空気の流線の密度が不均一である。一方、本体部が螺旋状のリボン構造物によって構成されたフィンを備える従来装置である装置Ｂにおいては、導入部の空気入口から導入された空気が本体部へと流入する領域である導入領域に近い空気出口から吹き出される空気の流線が増大した。しかしながら、本体部の端部（破線によって囲まれた部分）にまで空気の流れが到達しておらず、導入領域から遠い側の空気出口の端部から吹き出される空気の流線が減少した。このように、従来装置である装置Ａ及び装置Ｂにおいては、空気出口から吹き出される空気の風量が不均一であることが確認された。

一方、コイル状の二重螺旋構造を有するフィンを備える本発明装置である装置Ｃ乃至装置Ｅにおいては、本体部の端部（破線によって囲まれた部分）にまで空気の流れが到達している。これにより、導入領域から遠い側の空気出口の端部からも空気が吹き出されており、空気出口から吹き出される空気の流線もまた均一に分布している。即ち、本発明装置である装置Ｃ乃至装置Ｅにおいては、空気出口から吹き出される空気の風量の均一性が高いことが確認された。

（３）速度分布
次に、上述した装置Ａ乃至装置Ｅの空気出口から吹き出される空気の流速の分布を示す流速分布をＣＦＤ解析によって求めた。上述した流線と同様に、本体部がフィンを備えない従来装置である装置Ａにおいては、本体部の端部にまで空気の流れが到達していることを反映して、空気出口の端部からも空気が吹き出されているものの、流速分布が不均一である。一方、本体部が螺旋状のリボン構造物によって構成されたフィンを備える従来装置である装置Ｂにおいては、導入領域に近い空気出口から吹き出される空気の流速が増大したものの、本体部の端部にまで空気の流れが到達していないことを反映して、空気出口の導入領域から遠い側から吹き出される空気の流速が低い。このように、従来装置である装置Ａ及び装置Ｂにおいては、空気出口から吹き出される空気の流速の分布が不均一であることが確認された。

一方、コイル状の二重螺旋構造を有するフィンを備える本発明装置である装置Ｃ乃至装置Ｅにおいては、本体部の端部にまで空気の流れが到達していることを反映して、導入領域から遠い側の空気出口の端部からも空気が吹き出されており、空気出口の全体に亘って空気の流速分布が均一である。即ち、本発明装置である装置Ｃ乃至装置Ｅにおいては、空気出口から吹き出される空気の流速の分布が均一であることが確認された。

以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施形態及び実施例につき、時に添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施形態及び実施例に限定されると解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。

１００、１０１及び１０２…空気吹出装置、１１０…本体部、１１１…第１の開口部、１１２…第２の開口部、１１２ｒ…リブ、１１３…導入領域、１１４、１１４Ｌ及び１１４Ｒ…分配領域、１１５、１１５Ｌ及び１１５Ｒ…フィン、１１５ｐ…平板状の部材（フィン１１５の構成部材）、１１６…貫通領域、１１７…第３の開口部、１１８、１１８Ｌ及び１１８Ｒ…案内板、１１９…分流板、１２０…導入部、１２１…空気入口、１３０…放出部、並びに１３１…空気出口、

Claims (11)

1. 第１の筒体を含む本体部、第２の筒体を含む導入部、及び第３の筒体を含む放出部を備え、
   前記本体部の一部には、第１の開口部が形成されており、
   前記本体部の側面には、前記第１の筒体の軸に平行な長手方向を有する第２の開口部が形成されており、
   前記第１の筒体の内部空間と前記第２の筒体の内部空間とが前記第１の開口部を介して連通するように、前記本体部と前記導入部とが接続されており、
   前記第１の筒体の内部空間と前記第３の筒体の内部空間とが前記第２の開口部を介して連通するように、前記本体部と前記放出部とが接続されている、
   空気吹出装置であって、
   前記第１の筒体の軸に直交する平面が前記第１の開口部と交差しない前記第１の筒体の内部空間の部分領域である分配領域の少なくとも一部において、前記第１の筒体の内壁から突出し且つ前記第１の筒体の軸に平行な螺旋軸を有する一重螺旋状又は多重螺旋状の形状を有するフィンを更に備え、
   前記フィンは、前記第１の筒体の軸に直交する平面への投影図において前記フィンが形成されていない前記第１の筒体の軸に平行な長手方向を有する連続的な空間からなる領域である貫通領域が存在するように構成されており、
   前記第１の開口部を介して前記導入部から前記本体部へと導入されて前記フィンによって旋回された空気が流れる向きに沿って前記放出部の内部空間が前記第２の開口部から延在するように前記放出部が前記本体部と接続されている、
   空気吹出装置。
2. 請求項１に記載された空気吹出装置において、
   前記第１の筒体の軸方向における前記本体部の両端が閉じられている、
   空気吹出装置。
3. 請求項１に記載された空気吹出装置であって、
   前記第１の筒体の軸方向における前記本体部の両端の少なくとも一方に第３の開口部が形成されている、
   空気吹出装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載された空気吹出装置であって、
   前記第１の筒体の軸に直交する平面が前記第１の開口部と交差する前記第１の筒体の内部空間の部分領域である導入領域に、前記第１の開口部から前記第２の開口部へと向かう空気の流量を減らし前記分配領域へと向かう空気の流量を増やすように構成された構造である抑制構造が設けられている、
   空気吹出装置。
5. 請求項４に記載された空気吹出装置において、
   前記抑制構造は、前記第１の開口部から前記第２の開口部へと向かう空気の圧力損失を増大させるように構成されている、
   空気吹出装置。
6. 請求項５に記載された空気吹出装置において、
   前記抑制構造は、前記第１の開口部から前記第２の開口部へと向かう空気の流路の断面積を小さくするように構成されている、
   空気吹出装置。
7. 請求項４乃至請求項６の何れか１項に記載された空気吹出装置において、
   前記抑制構造は、前記導入領域に流入した空気を前記分配領域へと導く案内板を含む、
   空気吹出装置。
8. 請求項７に記載された空気吹出装置において、
   前記案内板は、前記第１の筒体の軸と交差する主面を有する平板状の部材である、
   空気吹出装置。
9. 請求項４乃至請求項８の何れか１項に記載された空気吹出装置において、
   前記第２の開口部は、前記導入領域から遠くなるほど開口面積が大きくなるように構成されている、
   空気吹出装置。
10. 請求項４乃至請求項９の何れか１項に記載の空気吹出装置において、
    前記フィンは、前記第１筒体の軸に直交する平面による前記第１の筒体の内部空間の断面に占める前記貫通領域の割合が前記導入領域から遠くなるほど大きくなるように構成されている、
    空気吹出装置。
11. 請求項４乃至請求項１０の何れか１項に記載の空気吹出装置において、
    前記フィンは、前記螺旋軸を中心とする一回転分の前記螺旋軸に平行な方向における前記フィンの長さであるピッチが前記導入領域から遠くなるほど大きくなるように構成されている、
    空気吹出装置。

Images