JP7259727B2 - 空気吹出装置 - Google Patents

Description

本開示は、空気吹出装置に関する。

従来、作動気流となる空気流を形成する主孔の周辺に、作動気流に引き込まれる主孔周りの空気の引き込みを阻む援護気流を形成する補助孔が設けられたエアーノズルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８－３１８１７６号公報

本発明者らは、作動気流の到達距離を更に長くするために、主孔から吹き出される主流と補助孔から吹き出される気流について検討した。この検討によれば、援護気流の吹出角度を規定する部位が空気流れ上流側から下流側に向けて主孔の中心線に近づく向きに傾斜していると、援護気流が作動気流の中心付近に向けて流れる際に作動気流が乱れることで作動気流の到達距離が短くなるとの知見を得た。

しかしながら、上述の従来技術では、主孔の周囲に補助孔が設けられることが開示されるだけで、本発明者らの知見について何ら示されておらず、作動気流の到達性の更なる向上を見込むことが困難である。

本開示は、主孔から吹き出す作動気流の到達性の向上を図ることが可能な空気吹出装置を提供することを目的とする。

請求項１、２、３に記載の発明は、
空気吹出装置であって、
気流が通過する主流路（５１０）を形成するとともに、主流路における下流側に位置する部位に作動気流となる気流を吹き出す主孔（５１２）が開口するダクト部（５１）を備え、
ダクト部のうち主孔の周囲には、作動気流による空気の引き込みを抑制する援護気流を吹き出す補助孔（５１５）が少なくとも１つ設けられ、
ダクト部は、補助孔から吹き出す援護気流の吹出角度を定める角度規定部位（５１６）の少なくとも１つが、空気流れ上流側から下流側に向けて主孔の中心線から離れる向きに傾斜している。
請求項１に記載の発明では、角度規定部位の少なくとも１つは、主孔の中心線に対する傾斜角が主孔に連なる内壁面と主孔の中心線とのなす角度以上となるように主孔の中心線に対して傾斜している。
請求項２に記載の発明は、
ダクト部には、主孔の周囲に補助孔が複数設けられるとともに、角度規定部位が補助孔に対応して複数設けられており、
複数の角度規定部位は、空気流れ上流側から下流側に向けて主孔の中心線から離れる向きに傾斜し、
複数の角度規定部位のうち一部の角度規定部位は、主孔の中心線に対する傾斜角が他の角度規定部位とは異なっている。
請求項３に記載の発明は、
ダクト部には、主孔の周囲に補助孔が複数設けられ、
ダクト部における主孔の周囲には、主孔の周縁に沿う方向の曲率が所定値となる第１曲率部位（５１４ｃ、５１４ｄ）および第１曲率部位よりも曲率が小さい第２曲率部位（５１４ａ、５１４ｂ）が設けられており、
複数の角度規定部位のうち第１曲率部位に設けられた補助孔に対応する部位は、第２曲率部位に設けられた補助孔に対応する部位に比べて、主孔の中心線に対する傾斜角が大きくなっている。

このように、主孔の周囲に設けた補助孔から援護気流が吹き出される構造になっていれば、援護気流が主孔の下流で作動気流の周囲に生ずる横渦と衝突して横渦が乱れることで、空気の引き込み作用が抑制される。特に、角度規定部位が主孔の中心線から離れる向き傾斜している構造になっているので、補助孔から吹き出す援護気流が主孔から吹き出された作動気流の中心付近に近づき難くなり、援護気流によって作動気流の中心付近の乱れが抑制される。これにより、主孔から吹き出す作動気流の到達性を充分に向上させることができる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る空気吹出装置の適用対象となる室内空調ユニットの概略構成図である。 第１実施形態に係る空気吹出装置の模式的な斜視図である。 第１実施形態に係る空気吹出装置の模式的な正面図である。 図３のＩＶ－ＩＶ断面図である。 図３のＶ－Ｖ断面図である。 第１実施形態に係る空気吹出装置の長手方向における気流の流れ方を説明するための説明図である。 第１実施形態に係る空気吹出装置の短手方向における気流の流れ方を説明するための説明図である。 横渦の発生位置を説明するための説明図である。 第２実施形態に係る空気吹出装置の模式的な正面図である。 図９のＸ－Ｘ断面図である。 図９のＸＩ－ＸＩ断面図である。 第３実施形態に係る空気吹出装置の模式的な正面図である。 図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面図である。 図１２のＸＩＶ－ＸＩＶ断面図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
本実施形態について、図１～図７を参照して説明する。図１に示すように、空気吹出装置５０は、車両の空調を行う室内空調ユニット１とダクト３０を介して接続される。

室内空調ユニット１は、車室内の最前部に位置するインストルメントパネルの内側に配置される。室内空調ユニット１は、外殻を形成するケース２を有している。ケース２の内側には、車室内へ向かって空気を送風する空気通路が構成されている。

ケース２の空気通路の最上流部には、内気導入口３および外気導入口４を有する内外気箱５が配置されている。内外気箱５には、内外気ドア６が回転自在に配置されている。内外気ドア６は、内気導入口３より車室内空気を導入する内気モードと外気導入口４より車室外空気を導入する外気モードとを切り替えるものである。内外気ドア６は、図示しないサーボモータによって駆動される。

内外気箱５の下流側には、車室内に向かう空気流を発生させる電動式の送風機８が配置されている。送風機８は、遠心式の送風ファン８ａと、この送風ファン８ａを駆動するモータ８ｂと、を有している。

送風機８の下流側には、ケース２内を流れる空気を冷却する蒸発器９が配置されている。蒸発器９は、送風機８の送風空気を冷却する冷房用熱交換器である。蒸発器９は、周知の蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成する要素の一つである。

一方、室内空調ユニット１において、蒸発器９の下流側には、ケース２内を流れる空気を加熱するヒータコア１５が配置されている。ヒータコア１５は、車両エンジンの温水を熱源として、蒸発器９通過後の冷たい空気を加熱する暖房用熱交換器である。ヒータコア１５の側方には、バイパス通路１６が形成され、バイパス通路１６をヒータコア１５のバイパス空気が流れる。

蒸発器９とヒータコア１５との間には、エアミックスドア１７が回転自在に配置されている。エアミックスドア１７は、図示しないサーボモータにより駆動されて、その開度が連続的に調整可能になっている。エアミックスドア１７の開度によりヒータコア１５を通る温風量と、バイパス通路１６を通過してヒータコア１５をバイパスする冷風量との割合が調節される。これにより、車室内に吹き出す空気の温度が調整される。

ケース２の空気通路の最下流部には、車両の前面窓ガラスに向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口１９、乗員の顔部に向けて空調風を吹き出すフェイス吹出口２０および乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すフット吹出口２１が設けられている。

これら吹出口１９～２１の上流部にはデフロスタドア２２、フェイスドア２３およびフットドア２４が回転自在に配置されている。これらのドア２２～２４は、図示しないリンク機構を介して共通のサーボモータによって開閉操作される。

ところで、近年、インストルメントパネルは、車室内の拡大や意匠性の観点で車両上下方向において薄型化が要求されている。また、インストルメントパネルは、車両幅方向の中央部分や車両前後方向において乗員に相対する部分に車両の運転状態を示す各種情報を報知するための大型の情報機器が設置される傾向がある。

これらにより、室内空調ユニット１では、空気吹出口を薄幅にする等の対策が必要となっている。しかし、空気吹出口を薄幅にすると、空気吹出口の下流に生ずる横渦によって、空気吹出口から吹き出す気流のコア部の崩壊が早まり、車室内における気流の到達距離が短くなってしまう。なお、横渦は、渦心が気流の流れ方向に直交する渦である。

そこで、本実施形態の室内空調ユニット１は、ケース２に設けられたフェイス吹出口２０に、ダクト３０を介して、気流の到達距離を向上させるための空気吹出装置５０が接続されている。室内空調ユニット１で温度調整された空気は、ケース２からダクト３０を通って空気吹出装置５０から車室内に送風される。

以下、空気吹出装置５０の構成について図２～図５を用いて説明する。図２に示すように、空気吹出装置５０は、ダクト部５１およびフランジ部５２を有している。ダクト部５１およびフランジ部５２は、樹脂により構成されている。図示しないが、ダクト部５１には、図１に示した室内空調ユニット１が接続されている。

図３および図４に示すダクト部５１は、内側に気流が通過する主流路５１０が形成されている。ダクト部５１は、断面が長円となる筒形状になっている。ダクト部５１は、空気流れ上流側に位置する部位に主流路５１０に空調風を導入する導入孔５１１が開口している。

また、ダクト部５１は、主流路５１０における空気流れ下流側に位置する部位に作動気流となる気流を吹き出す主孔５１２が形成されている。主孔５１２は、車室内に作動気流が吹き出されるように、その開口方向が設定されている。なお、開口方向は、主孔５１２を形成する縁部を含む面の法線方向である。

具体的には、図４に示すように、ダクト部５１は、空気流れ下流側が外筒５１Ａと内筒５１Ｂとを有する二重筒構造になっている。外筒５１Ａは、ダクト部５１における外殻を形成している。内筒５１Ｂは、外筒５１Ａに対して気流を通過させることが可能な僅かな隙間があいた状態で、外筒５１Ａの内側に配置されている。内筒５１Ｂは、軸心方向の長さ外筒５１Ａよりも短くなっている。

ダクト部５１は、内筒５１Ｂの内側および外筒５１Ａのうち内筒５１Ｂと径方向にラップしない部位の内側に主流路５１０が形成されている。また、ダクト部５１は、外筒５１Ａと内筒５１Ｂとの間に気流が通過する補助流路５１３が形成されている。この補助流路５１３は、主流路５１０から分岐する分岐流路であって、主流路５１０を流れる気流の一部が流れ込む。

外筒５１Ａおよび内筒５１Ｂは、主流路５１０および補助流路５１３の空気流れ下流側に位置する筒接続部５１４で互いに接続されている。筒接続部５１４は、図３および図４に示すように、ダクト部５１において空気流れ下流側に端面を形成する。筒接続部５１４は、リング状になっており、その内側の開口が主孔５１２を構成している。

主孔５１２の開口形状は、扁平形状になっている。具体的には、主孔５１２の開口形状は、長円形状になっている。ダクト部５１における主孔５１２の周囲には、所定の間隔をあけて対向する一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂと、一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂ同士を接続する一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄが形成されている。なお、一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄは、一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂよりも対向する間隔が大きくなっている。一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂは、互いに平行となるように直線状に延びている。一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄは、主孔５１２の中心から離れる方向に突き出るように円弧状に湾曲している。

ここで、一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂは、直線状に延びているので、その曲率が略ゼロである。また、一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄは、円弧状に湾曲しているので、一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂよりも曲率が大きくなっている。

本実施形態では、一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄが主孔５１２の周縁に沿う方向の曲率が所定値となる第１曲率部位を構成し、一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂが第１曲率部位よりも曲率が小さい第２曲率部位を構成している。なお、所定値は、一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄの曲率半径の逆数に設定された値である。

以下、本実施形態では、主孔５１２の開口の長手方向を幅方向ＤＲｗと呼び、主孔５１２の開口の短手方向を高さ方向ＤＲｈと呼ぶ。また、本実施形態では、主流路５１０における高さ方向ＤＲｈにおける大きさを流路高さと呼び、主流路５１０における幅方向ＤＲｗにおける大きさを流路幅と呼ぶ。なお、主孔５１２の開口の長手方向は、主孔５１２における一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂが延びる方向である。また、主孔５１２の開口の短手方向は、主孔５１２の開口方向および一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂそれぞれに直交する方向である。

ダクト部５１は、主流路５１０を形成する内壁面のうち、主孔５１２に連なる内壁面が、主孔５１２から吹き出す作動気流の吹出角度を定める吹出用内壁面５１２ｄを構成している。吹出用内壁面５１２ｄは、ダクト部５１の内筒５１Ｂの下流側の端部から空気流れ上流に向かって延びている。より具体的には、吹出用内壁面５１２ｄは、後述する下流側平坦部５１８の上流端から下流端までの範囲に設定されている。吹出用内壁面５１２ｄは、主孔の中心線ＣＬとのなす角度が略ゼロとなるように、主孔５１２の中心線ＣＬに沿って延びている。これにより、主孔５１２から主孔５１２の中心線ＣＬに沿って作動気流が吹き出される。

ここで、主孔５１２から吹き出された作動気流は、作動気流の空気の引き込み作用によって周囲に拡散し易くなる。空気の引き込み作用は、主孔５１２から作動気流を吹き出した際、作動気流の速度勾配によるせん断力によって生ずる横渦Ｖｔに起因する。作動気流の周囲に生ずる横渦Ｖｔは、図４および図５に示すように、渦層中心ＶＣＬが主孔５１２の内側から外側に向けて拡大する。横渦Ｖｔの渦層中心ＶＣＬは、主孔５１２の中心線ＣＬに対して所定の角度θだけ傾き易い。この所定の角度θは、例えば、１．９４［ｄｅｇ］程度となる。これらは、本発明者らの調査によって得られた知見に基づいている。

ダクト部５１のうち主孔５１２の周囲には、気流による空気の引き込み作用を抑制する援護気流を吹き出すための補助孔５１５が複数形成されている。補助孔５１５は、補助流路５１３の空気流れ下流側に位置する筒接続部５１４に形成されている。補助流路５１３を通過する気流は、援護気流として補助孔５１５から吹き出される。

具体的には、複数の補助孔５１５は、リング状に並ぶように筒接続部５１４に対して形成されている。補助孔５１５は、一部が筒接続部５１４の周方向に偏らないように筒接続部５１４の全周に対して均等に形成されている。なお、補助孔５１５を図示した図面では、都合上、補助孔５１５のうち一部に対して符号を付している。

補助流路５１３を形成する内壁面のうち、補助孔５１５に連なる内壁面が、主孔５１２から吹き出す作動気流の吹出角度を定める角度規定部位５１６を構成している。角度規定部位５１６は、ダクト部５１の外筒５１Ａおよび内筒５１Ｂの下流側の端部から空気流れ上流に向かって延びる内壁面で構成されている。

角度規定部位５１６は、後述する下流側平坦部５１８の上流端から下流端までの範囲に設定されている。角度規定部位５１６は、補助孔５１５に対応して複数設けられている。すなわち、ダクト部５１には、補助孔５１５と同数の角度規定部位５１６が設けられている。

ここで、補助孔５１５が形成された空気吹出装置５０では、補助孔５１５から吹き出される援護気流が主孔５１２の出口下流で横渦Ｖｔの渦層中心ＶＣＬと交差することで、主孔５１２の出口下流に生ずる横渦Ｖｔの発達が抑制される。

ところが、援護気流が横渦Ｖｔと交差した後に、作動気流の中心付近に向けて流れると、作動気流の主流が乱れてしまう虞がある。このような作動気流の主流が乱れは、作動気流の到達距離に影響する。このことは、本発明者らの調査等によって見出された。

このことを加味して、本実施形態の空気吹出装置５０は、補助孔５１５から吹き出す援護気流の吹出角度が主孔５１２の中心線ＣＬから離れる向きに設定されている。本実施形態の複数の角度規定部位５１６は、空気流れ上流側から下流側に向けて主孔５１２の中心線ＣＬから離れる向きに傾斜している。換言すれば、ダクト部５１は、補助流路５１３のうち、補助孔５１５に連なる内壁面がラッパ状に拡大している。補助流路５１３のうち補助孔５１５に連なる内壁面は、内筒５１Ｂおよび外筒５１Ａにおいて互いに対向する対向面である。

複数の角度規定部位５１６は、援護気流が横渦Ｖｔの渦層中心ＶＣＬに沿って流れるように、主孔５１２の中心線ＣＬに対する傾斜角αが設定されている。本例の角度規定部位５１６は、傾斜角αが主孔５１２の中心線ＣＬと横渦Ｖｔの渦層中心ＶＣＬとのなす角度θ（＝１．９４［ｄｅｇ］）と略一致する角度に設定されている。複数の角度規定部位５１６それぞれは、同等の傾斜角αに設定されている。

ここで、製造上、傾斜角αを横渦Ｖｔの渦層中心ＶＣＬの角度θと完全に一致させることは困難であり、若干の誤差が生じ得る。このことを考慮すると、複数の角度規定部位５１６の傾斜角αは、例えば、以下の数式Ｆ１で示す範囲内に設定されていることが望ましい。
０＜α≦２×θ …（Ｆ１）

前述したように、本実施形態の吹出用内壁面５１２ｄは、主孔５１２の中心線ＣＬとのなす角度が略ゼロとなるように、主孔５１２の中心線ＣＬに沿って延びている。したがって、本実施形態の角度規定部位５１６は、その傾斜角αが、吹出用内壁面５１２ｄと主孔５１２の中心線ＣＬとのなす角度よりも大きくなるように主孔５１２の中心線ＣＬに対して傾斜している。

ダクト部５１は、空気流れ上流側から下流側に向けて流路高さが変更されている。すなわち、ダクト部５１は、図４に示すように、上流側平坦部５１７、下流側平坦部５１８、および絞り部５１９を有している。

上流側平坦部５１７および下流側平坦部５１８は、ダクト部５１の内側において、流路高さが一定の大きさに維持された部位である。絞り部５１９は、空気流れ上流側から下流側に向かって主流路５１０の流路高さが縮小された部位である。絞り部５１９は、上流側平坦部５１７と下流側平坦部５１８との間に設定されている。絞り部５１９は、主孔５１２付近で縮流が生ずるように、主流路５１０における導入孔５１１よりも主孔５１２に近い位置に設定されている。絞り部５１９は、上流側平坦部５１７と連なる部位および下流側平坦部５１８と連なる部位が丸みを有するように湾曲した曲面形状になっている。

上流側平坦部５１７には、フランジ部５２が設けられている。フランジ部５２は、ダクト部５１を図示しないインストルメントパネルに対して取り付けるための部材である。フランジ部５２は、ダクト部５１の外周に対してダクト部５１から突き出るように設けられた矩形状の部材で構成されている。フランジ部５２は、ダクト部５１の上流側の部位が空調ユニットの空気吹出口に嵌合された状態で、ビス等の連結部材によってインストルメントパネルに対して取り付けられる。なお、フランジ部５２には、角部をなす四隅付近にビス等の連結部材を通すための貫通穴５２０が形成されている。

次に、空気吹出装置５０の空気の流れについて説明する。室内空調ユニット１の送風機８が作動を開始すると、室内空調ユニット１からダクト３０を介して空気吹出装置５０に温度調整された空気が導入される。

空気吹出装置５０では、ダクト部５１に導入された空気が、主流路５１０を通過した後、主孔５１２から吹き出される。本実施形態の空気吹出装置５０は、ダクト部５１に対して主流路５１０の流路高さを縮小する絞り部５１９が設けられている。このため、ダクト部５１に対して絞り部５１９が設けられていない構成に比べて、主孔５１２の開口の短手方向（すなわち、高さ方向ＤＲｈ）における作動気流の風速分布が均一化される。

作動気流の風速分布が均一化されると、作動気流の速度境界層が主孔５１２の中心線ＣＬから離れる。このため、作動気流の周囲に生ずる横渦Ｖｔは、図６および図７に示すように、主孔５１２の中心線ＣＬから離れた位置で発生し易くなる。すなわち、ダクト部５１の外側における静止流体との速度差によって生ずる横渦Ｖｔが、主流路５１０の中心線ＣＬから離れた位置で発生し易くなる。したがって、作動気流の吹出時に、主孔５１２の開口の短手方向および長手方向への作動気流の拡散が抑制される。

加えて、空気吹出装置５０は、補助孔５１５から援護気流が吹き出される。この援護気流は、主孔５１２の出口下流で横渦Ｖｔの渦層中心ＶＣＬと交差する。このため、援護気流によって横渦Ｖｔが崩壊され易くなる。すなわち、主孔５１２の出口下流に生ずる横渦Ｖｔの発達が抑制される。

特に、本実施形態では、複数の角度規定部位５１６が、援護気流が横渦Ｖｔの渦層中心ＶＣＬに沿って流れるように、主孔５１２の中心線ＣＬに対する傾斜角αが設定されている。このため、補助孔５１５から吹き出す援護気流は、主孔５１２から吹き出された作動気流の中心付近に近づき難くなる。これにより、援護気流によって作動気流の中心付近の乱れが抑制されるので、主孔５１２から吹き出す作動気流の到達性を充分に向上させることができる。なお、援護気流は、例えば、図６および図７においてドット柄のハッチングで示す範囲に流れる。

以上説明した空気吹出装置５０は、主孔５１２の周囲に設けた補助孔５１５から援護気流が吹き出される構造になっている。具体的には、ダクト部５１には、主孔５１２の周囲に複数の補助孔５１５が設けられている。これによれば、援護気流が主孔５１２の下流で作動気流の周囲に生ずる横渦Ｖｔと衝突して横渦Ｖｔが乱れることで、空気の引き込み作用が抑制される。

特に、空気吹出装置５０は、角度規定部位５１６が主孔５１２の中心線ＣＬから離れる向き傾斜している構造になっている。このため、補助孔５１５から吹き出す援護気流が主孔５１２から吹き出された作動気流の中心付近に近づき難くなり、援護気流によって作動気流の中心付近の乱れが抑制される。これにより、主孔５１２から吹き出す作動気流の到達性を充分に向上させることができる。

具体的には、複数の角度規定部位５１６は、主孔５１２の中心線ＣＬに対する傾斜角αが、吹出用内壁面５１２ｄと主孔５１２の中心線ＣＬとのなす角度よりも大きくなるように主孔５１２の中心線ＣＬに対して傾斜している。これによると、補助孔５１５から吹き出す援護気流と主孔５１２から吹き出された作動気流の主流とが交差し難くなるので、援護気流による作動気流の中心付近の乱れが充分に抑制される。

（第１実施形態の変形例）
上述の第１実施形態では、吹出用内壁面５１２ｄが主孔５１２の中心線ＣＬに沿って延びているものを例示したが、これに限らず、例えば、空気流れ上流側から下流側に向けて主孔５１２の中心線ＣＬから離れる向きに傾斜していてもよい。この場合、角度規定部位５１６の傾斜角αは、吹出用内壁面５１２ｄと主孔５１２の中心線ＣＬとのなす角度以上に設定することが望ましい。より詳しくは、角度規定部位５１６の傾斜角αは、主孔５１２の中心線ＣＬと横渦Ｖｔの渦層中心ＶＣＬとのなす角度θに対して、吹出用内壁面５１２ｄと主孔５１２の中心線ＣＬとのなす角度を加えた角度となるように設定することが望ましい。

但し、角度規定部位５１６の傾斜角αを吹出用内壁面５１２ｄと主孔５１２の中心線ＣＬとのなす角度以上に設定することが困難な場合、傾斜角αは、吹出用内壁面５１２ｄと主孔５１２の中心線ＣＬとのなす角度未満に設定されていてもよい。

上述の第１実施形態では、複数の角度規定部位５１６それぞれが空気流れ上流側から下流側に向けて主孔５１２の中心線ＣＬから離れる向きに傾斜しているものを例示したが、空気吹出装置５０は、これに限定されない。空気吹出装置５０は、例えば、複数の角度規定部位５１６の一部が主孔５１２の中心線ＣＬから離れる向きに傾斜し、その他が主孔５１２の中心線ＣＬに沿って延びていてもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図８～図１１を参照して説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明する。

第１実施形態で説明したように、作動気流の周囲に生ずる横渦Ｖｔは、作動気流の速度勾配によるせん断力によって生ずる。この速度勾配は、図８に示すように、主孔５１２の出口近傍では主孔５１２よりも内側に生じ易い。すなわち、作動気流の周囲に生ずる横渦Ｖｔの渦中心は、作動気流の速度境界層ＢＰの厚みの略中央分に位置し、主孔５１２を形成する部位の内側に生じ易い。このことは、本発明者らの調査等によって見出された。

このことを加味して、本実施形態のダクト部５１は、図９に示すように、補助孔５１５を形成する部位の少なくとも一部が主孔５１２を形成する部位よりもダクト部５１の内側に位置付けられている。すなわち、ダクト部５１は、主孔５１２の中心線ＣＬを中心とする周方向において、主孔５１２の一部と補助孔５１５の一部とが互いに重なり合っている。

具体的には、主孔５１２の縁部分を形成する筒接続部５１４の内側部分が波状に蛇行した曲線になっている。そして、複数の補助孔５１５は、主孔５１２の縁部分において内側に突き出た部分に形成されている。

このように構成されるダクト部５１では、室内空調ユニット１で温度調整された空調風の大部分が作動気流として、主流路５１０を介して主孔５１２から吹き出される。主孔５１２から作動気流が吹き出されると、図１０に示すように、主孔５１２の出口下流に作動気流の速度境界層ＢＰが形成される。この速度境界層ＢＰには、その厚みの中央部分付近に横渦Ｖｔが生じる。

また、室内空調ユニット１で温度調整された空調風の一部は、援護気流として、補助流路５１３を介して補助孔５１５から吹き出される。この際、補助孔５１５から吹き出される援護気流は、図１１に示すように、主孔５１２から吹き出された作動気流の速度境界層ＢＰの中央部分に近い位置から吹き出される。これによると、援護気流が速度境界層ＢＰに生ずる横渦Ｖｔの渦心の近くを流れるので、援護気流によって横渦Ｖｔが崩壊し易くなる。

その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の空気吹出装置５０は、第１実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される作用効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

特に、空気吹出装置５０は、補助孔５１５を形成する部位の少なくとも一部が、主孔５１２を形成する部位よりもダクト部５１の内側に位置付けられている。これによれば、援護気流によって横渦Ｖｔを乱すことができ、横渦Ｖｔが発達し難くなる。したがって、主孔５１２から吹き出される作動気流への周囲からの空気の引き込みが抑えられて作動気流の流速の減衰が少なくなるので、主孔５１２から吹き出する作動気流の到達距離を長くすることができる。

（第２実施形態の変形例）
上述の第２実施形態では、主孔５１２の中心線ＣＬを中心とする周方向において、主孔５１２の一部と補助孔５１５の一部とが互いに重なり合うものを例示したが、補助孔５１５を配置形態はこれに限定されない。ダクト部５１は、例えば、主孔５１２の中心線ＣＬを中心とする周方向において、主孔５１２の一部と補助孔５１５の全体とが互いに重なり合う構造になっていてもよい。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図１２～図１４を参照して説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明する。

第１実施形態で説明したように、主孔５１２は、直線状の一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂおよび一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂよりも曲率が大きい一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄで囲まれている。

主孔５１２の周囲において曲率が大きい一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄでは、曲率が小さい一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂに比べて、形状変化が大きいことで、形状変化に伴う乱れが生じ、この乱れによって横渦Ｖｔの発達速度が大きくなり易い。この結果、一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄでは、一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂに比べて、横渦Ｖｔが作動気流から離れた位置まで拡がり易い傾向がある。このことは、本発明者らの調査等によって見出された。

このことを加味して、本実施形態のダクト部５１は、複数の角度規定部位５１６のうち一部の角度規定部位５１６が他の角度規定部位５１６とは異なる傾斜角αに設定されている。具体的には、図１３および図１４に示すように、短縁部５１４ｃ、５１４ｄに設けられた補助孔５１５の角度規定部位５１６の傾斜角α２が、長縁部５１４ａ、５１４ｂに設けられた補助孔５１５の角度規定部位５１６の傾斜角α１よりも大きくなっている。

本例では、一対の長縁部５１４ａに対応する角度規定部位５１６の傾斜角α１は、図１３に示すように、第１実施形態と同様の角度θ１（＝１．９４［ｄｅｇ］）に設定されている。

また、本例では、一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄに対応する角度規定部位５１６の傾斜角α２は、図１４に示すように、上述の角度θ１よりも大きい角度θ２に設定されている。なお、角度θ２は、実験やシミュレーションによって決定されるパラメータであり、一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄの下流に生ずる横渦Ｖｔの渦層中心ＶＣＬと主孔５１２の中心線ＣＬとのなす角度θを想定して設定される。

ここで、製造上、傾斜角α１を横渦Ｖｔの角度θ１と完全に一致させたり、傾斜角α２を角度θ２と完全に一致させたりすることは困難であり、若干の誤差が生じ得る。

このことを考慮すると、角度規定部位５１６の傾斜角α１、α２は、例えば、以下の数式Ｆ２、Ｆ３で示す範囲内に設定されていることが望ましい。
０＜α１≦２×θ１ …（Ｆ２）
α１＜α２≦２×θ２ …（Ｆ３）

また、本実施形態の吹出用内壁面５１２ｄは、第１実施形態と同様に、主孔５１２の中心線ＣＬとのなす角度が略ゼロとなるように、主孔５１２の中心線ＣＬに沿って延びている。したがって、本実施形態の角度規定部位５１６は、その傾斜角α１、α２が、吹出用内壁面５１２ｄと主孔５１２の中心線ＣＬとのなす角度よりも大きくなるように主孔５１２の中心線ＣＬに対して傾斜している。

その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の空気吹出装置５０は、第１実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される作用効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

ここで、本発明者らの検討によれば、主孔５１２の周囲において曲率が大きい部位では、曲率が小さい部位に比べて、形状変化が大きいことで横渦Ｖｔの発達速度が大きくなり、横渦Ｖｔが作動気流から離れた位置まで拡がり易い傾向があることが判った。

これに対して、本実施形態のダクト部５１は、曲率が大きい一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄに設けられた角度規定部位５１６の傾斜角α２が、曲率が小さい一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂに設けられた角度規定部位５１６の傾斜角よりも大きくなっている。これにより、曲率が大きい一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄおよび曲率が小さい一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂでの横渦Ｖｔの発達を効果的に抑えて空気の引き込み作用を抑制することができる。

（第３実施形態の変形例）
上述の第３実施形態では、第１実施形態と同様に、吹出用内壁面５１２ｄが主孔５１２の中心線ＣＬに沿って延びているものを例示したが、これに限らず、例えば、主孔５１２の中心線ＣＬから離れる向きに傾斜していてもよい。この場合、角度規定部位５１６の傾斜角α１、α２は、吹出用内壁面５１２ｄと主孔５１２の中心線ＣＬとのなす角度以上に設定することが望ましい。

但し、角度規定部位５１６の傾斜角α１、α２を上述の角度以上に設定することが困難な場合、傾斜角α１、α２は、吹出用内壁面５１２ｄと主孔５１２の中心線ＣＬとのなす角度未満に設定されていてもよい。

上述の第３実施形態では、複数の角度規定部位５１６それぞれが空気流れ上流側から下流側に向けて主孔５１２の中心線ＣＬから離れる向きに傾斜しているものを例示したが、空気吹出装置５０は、これに限定されない。空気吹出装置５０は、例えば、一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄの角度規定部位５１６が主孔５１２の中心線ＣＬから離れる向きに傾斜し、一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂの角度規定部位５１６が主孔５１２の中心線ＣＬに沿って延びていてもよい。

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

上述の実施形態では、主孔５１２の開口形状が円弧および直線を結合した形状からなる長円形状になっているものを例示したが、これに限定されない。

主孔５１２は、例えば、矩形状、曲率半径の大きい円弧および曲率半径の小さい円弧を結合した曲線形状からなる楕円形状、直線を結合した六角形等の多角形状、角部が丸められた長方形状等の形状になっていてもよい。また、主孔５１２を構成する一対の長縁部５１４ａ、５１４ｂおよび一対の短縁部５１４ｃ、５１４ｄは、その形状が直線や円弧に限定されず、直線や円弧に凹凸が形成された形状になっていてもよい。さらに、主孔５１２は、扁平形状になっているものに限らず、円形状や正方形状等のように扁平でない形状になっていてもよい。

上述の実施形態では、主孔５１２の周囲に複数の補助孔５１５が複数形成されているものを例示したが、ダクト部５１は、これに限定されない。ダクト部５１は、少なくとも１つの補助孔５１５が形成されていればよい。

上述の実施形態では、補助孔５１５として微細な丸孔を例示したが、補助孔５１５の孔形状は、これに限定されない。補助孔５１５の孔形状は、例えば、長円、多角形状等になっていてもよい。

上述の実施形態では、ダクト部５１に上流側平坦部５１７、下流側平坦部５１８、および絞り部５１９が設けられているものを例示したが、これに限定されない。ダクト部５１は、例えば、上流側平坦部５１７、下流側平坦部５１８、および絞り部５１９のいずれかが省略されていてもよい。

上述の実施形態では、室内空調ユニット１の空気吹出口に本開示の空気吹出装置５０を適用するものを例示したが、空気吹出装置５０の適用対象は、これに限定されない。本開示の空気吹出装置５０は、車両等の移動体に限らず、家庭用等の設置型の空調ユニットの空気吹出口等にも広く適用可能である。また、本開示の空気吹出装置５０は、室内を空調する空調ユニットに限らず、例えば、室内を加湿する加湿機器の空気吹出口や、発熱体等の温度を調整する温調風を吹き出す温調機器の空気吹出口にも適用可能である。

上述の実施形態において、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。

上述の実施形態において、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ない。

上述の実施形態において、構成要素等の形状、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形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

（まとめ）
上述の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、空気吹出装置は、作動気流となる気流を吹き出す主孔が開口するダクト部を備える。ダクト部のうち主孔の周囲には、作動気流による空気の引き込みを抑制する援護気流を吹き出す補助孔が少なくとも１つ設けられている。ダクト部は、補助孔から吹き出す援護気流の吹出角度を定める角度規定部位の少なくとも１つが、空気流れ上流側から下流側に向けて主孔の中心線から離れる向きに傾斜している。

第２の観点によれば、角度規定部位の少なくとも１つは、主孔の中心線に対する傾斜角が主孔に連なる内壁面と主孔の中心線とのなす角度以上となるように主孔の中心線に対して傾斜している。これによると、補助孔から吹き出す援護気流と主孔から吹き出された作動気流の主流とが交差し難くなるので、援護気流による作動気流の中心付近の乱れが充分に抑制される。

第３の観点によれば、ダクト部は、補助孔を形成する部位の少なくとも一部が主孔を形成する部位よりもダクト部の内側に位置する。

本発明者らの検討によると、作動気流の周囲に生ずる横渦の渦中心は、作動気流の速度境界層の厚みの略中央分に位置し、主孔を形成する部位の内側に生じ易いことが判った。このため、補助孔を形成する部位の少なくとも一部を、主孔を形成する部位よりもダクト部の内側に位置付ける構成とすれば、援護気流によって横渦を乱すことができる。これにより、横渦が発達し難くなるので、主孔から吹き出す作動気流の到達性を充分に向上させることができる。

第４の観点によれば、ダクト部には、主孔の周囲に補助孔が複数設けられている。これによると、援護気流が主孔の下流で作動気流の周囲に生ずる横渦と衝突し易くなり、主孔の下流で横渦が乱れ易くなるので、空気の引き込み作用を充分に抑制することができる。

第５の観点によれば、ダクト部には、角度規定部位が補助孔に対応して複数設けられている。複数の角度規定部位は、空気流れ上流側から下流側に向けて主孔の中心線から離れる向きに傾斜している。これによると、補助孔から吹き出す援護気流と主孔から吹き出された作動気流の主流とが交差し難くなるので、援護気流による作動気流の中心付近の乱れが充分に抑制される。

第６の観点によれば、複数の角度規定部位のうち一部の角度規定部位は、主孔の中心線に対する傾斜角が他の角度規定部位とは異なっている。

ところで、実際の横渦の発達特性は、作動気流の周囲で一様ではなく多様になると考えられる。このため、一部の角度規定部位他の角度規定部位とで主孔の中心線に対する傾斜角を異なるものとすれば、横渦が多様な発達特性を有していても、援護気流によって横渦を乱して空気の引き込み作用を抑制することができる。

第７の観点によれば、ダクト部における主孔の周囲には、主孔の周縁に沿う方向の曲率が所定値となる第１曲率部位および第１曲率部位よりも曲率が小さい第２曲率部位が設けられている。複数の角度規定部位のうち第１曲率部位に設けられた補助孔に対応する部位は、第２曲率部位に設けられた補助孔に対応する部位に比べて、主孔の中心線に対する傾斜角が大きくなっている。

本発明者らの検討によれば、主孔の周囲において曲率が大きい部位では、曲率が小さい部位に比べて、形状変化が大きいことで横渦の発達速度が大きくなり、横渦が作動気流から離れた位置まで拡がり易い傾向があることが判った。このため、曲率が大きい部位の角度規定部位の傾斜角が、曲率が小さい部位の角度規定部位の傾斜角よりも大きくなっていれば、曲率が大きい部位および曲率が小さい部位での横渦の発達を効果的に抑えて空気の引き込み作用を抑制することができる。

５０ 空気吹出装置
５１ ダクト部
５１０ 主流路
５１２ 主孔
５１５ 補助孔
５１６ 角度規定部位

Claims (4)

1. 空気吹出装置であって、
   気流が通過する主流路（５１０）を形成するとともに、前記主流路における下流側に位置する部位に作動気流となる気流を吹き出す主孔（５１２）が開口するダクト部（５１）を備え、
   前記ダクト部のうち前記主孔の周囲には、前記作動気流による空気の引き込みを抑制する援護気流を吹き出す補助孔（５１５）が少なくとも１つ設けられ、
   前記ダクト部は、前記補助孔から吹き出す前記援護気流の吹出角度を定める角度規定部位（５１６）の少なくとも１つが、空気流れ上流側から下流側に向けて前記主孔の中心線から離れる向きに傾斜しており、
   前記角度規定部位の少なくとも１つは、前記主孔の中心線に対する傾斜角が前記主孔に連なる内壁面と前記主孔の中心線とのなす角度以上となるように前記主孔の中心線に対して傾斜している、空気吹出装置。
2. 空気吹出装置であって、
   気流が通過する主流路（５１０）を形成するとともに、前記主流路における下流側に位置する部位に作動気流となる気流を吹き出す主孔（５１２）が開口するダクト部（５１）を備え、
   前記ダクト部のうち前記主孔の周囲には、前記作動気流による空気の引き込みを抑制する援護気流を吹き出す補助孔（５１５）が少なくとも１つ設けられ、
   前記ダクト部は、前記補助孔から吹き出す前記援護気流の吹出角度を定める角度規定部位（５１６）の少なくとも１つが、空気流れ上流側から下流側に向けて前記主孔の中心線から離れる向きに傾斜しており、
   前記ダクト部には、前記主孔の周囲に前記補助孔が複数設けられるとともに、前記角度規定部位が前記補助孔に対応して複数設けられており、
   複数の前記角度規定部位は、空気流れ上流側から下流側に向けて前記主孔の中心線から離れる向きに傾斜し、
   複数の前記角度規定部位のうち一部の前記角度規定部位は、前記主孔の中心線に対する傾斜角が他の前記角度規定部位とは異なっている、空気吹出装置。
3. 空気吹出装置であって、
   気流が通過する主流路（５１０）を形成するとともに、前記主流路における下流側に位置する部位に作動気流となる気流を吹き出す主孔（５１２）が開口するダクト部（５１）を備え、
   前記ダクト部のうち前記主孔の周囲には、前記作動気流による空気の引き込みを抑制する援護気流を吹き出す補助孔（５１５）が少なくとも１つ設けられ、
   前記ダクト部は、前記補助孔から吹き出す前記援護気流の吹出角度を定める角度規定部位（５１６）の少なくとも１つが、空気流れ上流側から下流側に向けて前記主孔の中心線から離れる向きに傾斜しており、
   前記ダクト部には、前記主孔の周囲に前記補助孔が複数設けられ、
   前記ダクト部における前記主孔の周囲には、前記主孔の周縁に沿う方向の曲率が所定値となる第１曲率部位（５１４ｃ、５１４ｄ）および前記第１曲率部位よりも曲率が小さい第２曲率部位（５１４ａ、５１４ｂ）が設けられており、
   複数の前記角度規定部位のうち前記第１曲率部位に設けられた前記補助孔に対応する部位は、前記第２曲率部位に設けられた前記補助孔に対応する部位に比べて、前記主孔の中心線に対する傾斜角が大きくなっている、空気吹出装置。
4. 前記ダクト部は、前記補助孔を形成する部位の少なくとも一部が前記主孔を形成する部位よりも前記ダクト部の内側に位置する、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空気吹出装置。

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