JP6863320B2 - 揮発成分放出装置 - Google Patents

Description

本発明は、揮発成分の放出を行う装置に関する。

最近、空調装置（エアコン）等の気流を利用して、車室内に揮発成分の放出がなされている。例えば、揮発成分の一種である芳香成分を車室内に放出し、運転者をリラックスさせたり、リフレッシュさせられる。また、揮発成分の一種である機能性成分を車室内に放出することにより、運転者の集中力や覚醒度を向上させることも可能である。このような揮発成分の放出を行う装置は種々提案されており、例えば、下記の特許文献に関連した記載がある。

実開平６−３８９９６号公報 特開２０１４−２６６号公報 特開２０１４−２６７号公報

特許文献１にある芳香発生装置は、圧縮空気源を必須としており、他から供給される気流の利用が困難である。

特許文献２および特許文献３にある香り提供装置は、複数の香料保持体が一つの気化容器内に上流側から下流側に沿って直列的に（香料保持体を気流に直交させて）配置している。この場合、上流側の香料保持体から放出された香料は、下流側の香料保持体に付着するため、各香料の放出を適切に調整することが困難である。

本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、従来と異なる構造の揮発成分放出装置の提供を目的とする。

本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究した結果、揮発源を収容する筒体を気流の上流側から下流側に沿って配設すると共に、その筒体に気流の一部が確実に導入されるようにする部材（分流体）を設けることを着想した。これを具現化し、発展させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。

《揮発成分放出装置》
（１）本発明は、気流中に配設される揮発成分放出装置であって、揮発成分を保持した揮発源を収容すると共に該気流の上流側から下流側へ延在する筒体と、該筒体の上流側開口の開度を変更する第１バルブと、該筒体の下流側開口の開度を変更する第２バルブと、該第１バルブと該第２バルブを駆動する駆動手段と、該第２バルブよりも上流側に配設され、前記気流の一部を該第１バルブ側へ導入させると共に該気流の残部を通過させる分流体とを備え、該分流体は、該気流の残部を通過させる貫通穴が複数配設されており、下流側よりも上流側の気圧を高める抵抗板であり、該抵抗板は、該筒体を嵌挿する嵌挿穴を有し、該第１バルブと該第２バルブの中間に配設される。

（２）本発明の揮発成分放出装置（単に「放出装置」という。）は、気流の流れ方向（上流側から下流側への方向）に沿って配設した筒体の下流側開口から揮発成分を放出する。その放出量（濃度）は、第１バルブと第２バルブの開度を駆動手段で変更することにより調整される。

ここで本発明の放出装置は、第２バルブよりも上流側（上流開口側または第１バルブ側）に分流体を備える。この分流体により、気流の一部が筒体内に安定して導入される。また分流体は、単に気流を筒体内へ誘導するだけでなく、主となる気流は筒体の側方を通過させている。このため放出された揮発成分は、筒体の側方を通過した気流の残部に乗って下流側へ運搬される。こうして本発明の放出装置によれば、筒体内の揮発成分が安定して放出される。

なお、本発明の放出装置は、下流側の第２バルブに加えて上流側の第１バルブも有する。このため、例えば、揮発成分の放出が不要なときは、両バルブを閉塞状態とすることにより、揮発成分が上流側開口（第１バルブ側）から漏出しないようにできる。

《その他》
本明細書でいう「気流」は、本発明の放出装置以外から供給される気流で足る。但し、本発明の放出装置は、設置場所や用途に応じて、適宜、気流の発生装置（送風ファン等）等をさらに備えてもよい。

本発明の一実施例である揮発成分放出装置の正面図である。 その放出装置を構成する基板と抵抗板の斜視図である。 その放出装置を構成する放出量調整器の全体斜視図である。 その放出量調整器の要部分解斜視図である。

本明細書で説明する内容は、本発明の揮発成分放出装置のみならず、その使用方法や制御方法等にも該当し得る。上述した本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成要素を付加し得る。いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。

《分流体》
分流体は、気流本来の流れを残しつつ、気流の一部を第１バルブ側へ適切に導入させる。分流体の形態は種々考えられるが、その一例として、気流の残部を通過させる貫通穴が複数配設された抵抗板がある。抵抗板を設けることにより、抵抗板が無いときよりも、抵抗板の下流側（第１バルブ側）の気圧をその上流側の気圧よりも高めることができる。これにより、第１バルブを通じて筒体内へ気流が安定的に導入される。

貫通穴のサイズ、数、配置等は均一的でもよいし分布的でもよい。貫通穴のサイズ等を変化させることにより、筒体内を流れる気流と筒体外を流れる気流の割合（分流比）を調整したり、放出装置を通過する気流の分布を調整したりできる。例えば、流量が多くなる中央付近は貫通穴を大きくしたり多く配置し、流量が少なくなる側壁付近は貫通穴を小さくしたり少なく配置して、気流の分散化（均一化）を図ってもよい。なお、貫通穴は、丸状に限らず角形状でもよい。

抵抗板は、第１バルブと第２バルブの中間または筒体の上流側開口と下流側開口の中間に配設されるとよい。このとき筒体は、抵抗板に設けた嵌挿穴に嵌挿されるとよい。

《筒体》
筒体は、長手方向（軸方向）に貫通していればよく、円筒体でも、角筒体でも、内周側と外周側の断面形状が異なっていてもよい。筒体は、揮発源を収容できると共にその揮発源から生じた揮発成分が放散される空間を備えると好ましい。

《バルブ／駆動手段》
筒体の両開口側には、筒体内を通過する気流量（ひいては揮発成分の放出量）を調整するバルブが設けられる。バルブには種々あり、例えば、バタフライバルブ、ロータリーバルブ、グローブバルブ等がある。いずれの場合でも駆動手段と整合しているとよい。

ロータリーバルブを用いると、小型化を図りつつ、各開口の開度調整も容易となる。そこで第１バルブは回転角に応じて開度が変化する第１ロータリーバルブであり、第２バルブは回転角に応じて開度が変化する第２ロータリーバルブとしてもよい。

第１バルブと第２バルブは、必ずしも連動している必要はない。例えば、第１バルブの開度を一定としつつ、第２バルブの開度を調整することにより揮発成分の放出量を調整してもよい。もっとも、両者を連動させることにより、駆動手段の簡素化を図れる。例えば、上述した場合なら、第１ロータリーバルブと第２ロータリーバルブをシャフトで連結して、そのシャフトをモータで回転させると、第１ロータリーバルブと第２ロータリーバルブを連動して作動させることができる。

本明細書でいう「開度」は、全閉と全開のいずれかでもよいし、両者間を段階的または連続的に変化させる可変開度でもよい。なお、ここでいう全開は、バルブの開口部の全開を意味し、必ずしも筒体の開口部の全開ではない。勿論、両者が一致してもよい。可変開度を採用すれば、揮発成分の放出量を精緻に制御できる。この際、駆動源として、ステッピングモータ、サーボモータ、超音波モータ等を用いるとよい。

《揮発成分の混合》
放出装置は、筒体、第１バルブ、第２バルブおよび駆動手段を有する一群が１セットのみでもよいし、複数セットあってもよい。複数セットの場合、複数種の揮発源（揮発成分が異なる揮発源）を各筒体にそれぞれ収容し、それらを気流の方向に沿って並列に配設する。この場合、各筒体から一種の揮発成分だけを所望量放出させることができるので、揮発成分の混合を的確にまたは高精度に行うことができる。

《揮発成分／揮発源》
揮発成分は、その種類を問わない。揮発成分は、人の嗅覚により認識される芳香成分でも、芳香の有無を問わず何らかの作用を及ぼす機能性成分でもよい。機能性成分には、例えば、人に対して緊張の緩和（リラックス効果）、集中力や覚醒の向上（リフレッシュ効果）等を促すものがある。機能性成分は、人に作用を及ぼすものには限らず、例えば、野菜や果物等の鮮度を保持する成分、逆に果物等を追熟させる成分、防腐や防カビ等に効果がある成分などでもよい。

揮発成分を保持する揮発源は、揮発成分の放出が可能な構造体であればよく、種々の形態をとり得る。揮発源は、例えば、気体や液体等を容器に充填したものでも、液体を多孔質体等に浸潤させたものでも、固形物等でもよい。揮発源は、設置や交換等が容易なものが好ましい。例えば、揮発源は、揮発成分を内蔵すると共に筒体内に着脱自在なカートリッジからなるとよい。

《設置》
本発明の放出装置は、例えば、空調装置等に備わる気流の誘導路（ダクト）内に設置される。この際、ダクト等の内壁との間に生じる隙間を少なくすると、分流体による気流制御が容易となる。なお、放出装置は、それ自身が気流発生装置を備えて、揮発成分を能動的に放出してもよい。

本発明の一実施例である揮発成分放出装置Ｓ（単に「装置Ｓ」という。）の正面図を図１に示した。装置Ｓは、６つの放出量調整器１〜６と、それらを固定する基板９と、基板９から立設させた抵抗板８と、各放出量調整器の作動を制御する制御装置（図略）とを備える。各放出量調整器１〜６はいずれも同構造であるため、本実施例では主に放出量調整器１を取り上げて説明する。なお、各放出量調整器の延在方向（気流方向）を、適宜、軸方向という。

《構成》
放出量調整器１の全体斜視図を図３に、その要部分解斜視図を図４にそれぞれ示した。放出量調整器１は、筒体１０と、その上流側開口に設けられたロータリーバルブ１１と、その下流側開口に設けられたロータリーバルブ１２と、筒体１０内を長手方向（軸方向）に貫きロータリーバルブ１１、１２を連結するシャフト１３と、揮発成分を内蔵したカートリッジｋ１を着脱自在に保持できる保持体１４と、筒体１０の上流側に配設されシャフト１３を回転駆動するモータ１５（駆動源）とを備える。

筒体１０は、貫通した円筒状であり、アクリル等の透明樹脂からなる。ロータリーバルブ１１は、円弧状の貫通溝１１１１を有する基体１１１と、貫通溝１１１１の開閉を行う半円板１１２１を有する回転体１１２とを備える。ロータリーバルブ１２は、円弧状の貫通溝１２１１を有する基体１２１と、貫通溝１２１１の開閉を行う半円板１２２１を有する回転体１２２とを備える。

保持体１４は、軸方向に貫通した貫通穴１４１と、円筒状のカートリッジｋ１を着脱できる嵌挿穴１４３とを備える略円筒体からなる。モータ１５は、モータケース１５１に収容されたステッピングモータからなり、取付用のボルト１５２と入出力端部１５３がモータケース１５１から突出している。

基板９は、略方形状のアクリル板からなり、ボルト１５２の嵌挿穴（図略）と入出力端部１５３の挿通穴９１が設けられている。抵抗板８は、基板９の略中央付近から直立しており、筒体１０の嵌挿穴８１と、その周囲に配置した多数の貫通穴８２を有する。

放出量調整器１は、筒体１０を嵌挿穴８１に嵌入すると共に、入出力端部１５３を挿通穴９１から突き出した状態で、ボルト１５２により基板９に固定される。放出量調整器２〜６も同様である。こうして図１に示すような装置Ｓが得られる。

《動作》
図１に示すように、装置ＳをダクトＤ内に配置すると、上流側から供給される気流（図中の矢印）は、抵抗板８により、放出量調整器１の側方を通過する主流と、各放出量調整器１内に取り込まれる副流に分流される。制御装置（パソコン等のコンピュータ）によりモータ１５を駆動制御して、ロータリーバルブ１１、１２の回転量（角）を調整する。これにより貫通溝１１１１、１２１１の開度が変更され、筒体１０内を通過する空気流量も変化する。この結果、カートリッジｋ１から生じた揮発成分が筒体１０から流出する量（放出量）が制御される。

放出量調整器１〜６に、異なる揮発成分を内蔵したカートリッジｋ１〜ｋ６をそれぞれ設置する。そして、放出量調整器１〜６の各開度を調整すると、６種類の揮発成分を所望割合で混合して放出することができる。

なお、筒体１０とロータリーバルブ１１、１２の間は、それぞれＯ−リング１６１、１６２でシールされており、揮発成分はロータリーバルブ１２のみを通じて下流側へ放出される。ちなみに、カートリッジｋ１の着脱（交換）は、筒体１０をロータリーバルブ１２側へ引き抜くことにより行える。

抵抗板８の外周形状とダクトＤの内周形状は略一致していると、装置ＳをダクトＤ内に略気密に嵌装でき、抵抗板８による気流制御を効果的に行える。抵抗板８の外周形状とダクトＤの内周形状の間には、気密性を高めるシール材をさらに配設してもよい。

《補足》
他装置から気流が供給されているダクトＤ内に装置Ｓを配設する場合を説明した。この他、装置Ｓは、別途設けたファンＦ（図１参照）により気流を自ら生成してもよい。また、複数の揮発成分の混合実験等に用いる場合であれば、装置ＳをカバーＣで覆い、混合気を吐出穴ａから放出させるようにしてもよい。

１ 放出量調整器
１０ 筒体
１１ ロータリーバルブ（第１バルブ）
１２ ロータリーバルブ（第２バルブ）
１５ モータ（駆動手段）
Ｓ 揮発成分放出装置
Ｄ ダクト
ｋ１ カートリッジ

Claims (6)

1. 気流中に配設される揮発成分放出装置であって、
   揮発成分を保持した揮発源を収容すると共に該気流の上流側から下流側へ延在する筒体と、
   該筒体の上流側開口の開度を変更する第１バルブと、
   該筒体の下流側開口の開度を変更する第２バルブと、
   該第１バルブと該第２バルブを駆動する駆動手段と、
   該第２バルブよりも上流側に配設され、前記気流の一部を該第１バルブ側へ導入させると共に該気流の残部を通過させる分流体とを備え、
   該分流体は、該気流の残部を通過させる貫通穴が複数配設されており、下流側よりも上流側の気圧を高める抵抗板であり、
   該抵抗板は、該筒体を嵌挿する嵌挿穴を有し、該第１バルブと該第２バルブの中間に配設される揮発成分放出装置。
2. 前記筒体、前記第１バルブ、前記第２バルブおよび前記駆動手段を有する一群が、前記気流の方向に沿って並列に複数配設されている請求項１に記載の揮発成分放出装置。
3. 前記第１バルブは、回転角に応じて開度が変化する第１ロータリーバルブであり、
   前記第２バルブは、回転角に応じて開度が変化する第２ロータリーバルブであり、
   前記駆動手段は、該第１ロータリーバルブと該第２ロータリーバルブを連結するシャフトと、該シャフトを回転させて該第１ロータリーバルブと該第２ロータリーバルブを作動させるモータとを備える請求項１または２に記載の揮発成分放出装置。
4. 前記揮発源は、前記揮発成分を内蔵すると共に前記筒体内に着脱されるカートリッジからなる請求項１〜３のいずれかに記載の揮発成分放出装置。
5. 前記気流を誘導するダクト内に嵌装される請求項１〜４のいずれかに記載の揮発成分放出装置。
6. 前記気流を生じる気流源をさらに備える請求項１〜５のいずれかに記載の揮発成分放出装置。

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