JP2002520993A - 軸流ファン - Google Patents

軸流ファン

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Abstract

(57)【要約】 二極型巻線モータであるモータを動作させる回路を搭載するプリント回路基板を備えた軸流ファン（１００）。プリント回路基板には、二極型巻線モータ用の電圧調整器ＩＣと駆動ＩＣとが搭載されている。ファンハウジング（７０）は、電圧調整器のためのヒートシンクとして採用される。大型の回路素子は、除去されている。軸流ファン（７０）は、更に電子部品を冷却する複数の羽根（１１）を備え、その羽根（１１）は、複数の特別に設計された翼部を備えており、各部は、実質的にその長さ全体に沿って、約１９％翼弦から約２０％翼弦までの間に実質的に一貫して配された最大翼厚と約４５％翼弦から約４６％翼弦までの間に実質的に一貫して配された最大反りとによって特徴付けられた断面形状を有している。回路、ハウジング（７０）および羽根（１１）は、性能パラメータおよび設計制約を維持する一方で軸流ファンの幅が低減されるよう、設計されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、軸流ファンに関し、特に、改良されたプリント回路基板およびファ
ンハウジングと、その性能パラメータおよび設計制約を維持する一方で軸流ファ
ンの軸幅を低減するという利点を有する新しい翼群を備えた改良された羽根と、
に関する。本発明の軸流ファンは、特に電子部品を冷却する際の使用に適してい
る。
【０００２】
【発明の背景】
従来の軸流ファンは、概して、駆動モータと、円筒状中心ハブ部と、複数の羽
根と、ファンを収納するハウジングと、から構成されている。羽根の各々は、フ
ァンの中心ハブ部から放射状に外向きに延在している。駆動モータのモータシャ
フトは、ハブ部の中心の開口に取付けられており、それによりハブ部は、モータ
シャフトを介して駆動モータによって回転される。かかる構成において、ハブ部
は、羽根と共に外側ケーシングの軸を中心に回転することにより、ファンの入口
領域から出口領域に気流を強制的に流す。モータは、モータシャフトを介してフ
ァンの羽根を回転させることにより、羽根に、ある形で、ファン圧力および気流
である揚力を生成させる。
【０００３】 ４極モータを採用する単極型巻線を利用し、巻線の内の２つのみが一度にＯＮ
となる、本出願の譲受人であるアイエムシー・マグネティクス・コーポレーショ
ン（IMC Magnetics Corporation）によって製造されたモデル番号５９２０等の 軸流ファンが、知られている。これらのファンは、起動電流を低減するインダク タ、電力レベルを操作するために十分大きいトランジスタ、およびトランジスタ を保護するために必要な大型のクランピングダイオード等、非常に大きいサイズ の回路素子を含む回路を採用する。かかる軸流ファンは、５７Ｖ〜６４Ｖの範囲 の入力電圧を取扱うことができず、約５６Ｖの最大入力電圧に制限されており、 より一般には約４８Ｖの入力電圧で動作する。
【０００４】 モデル番号５９２０は、単極型巻線に必要な巻きの数と共に、使用されるダイ
オード、インダクタおよびトランジスタのサイズが大きいことにより、軸幅５．
０８センチ（２インチ）の寸法を有する。更に、モデル番号５９２０の軸幅は、
その５枚の羽根によって決まり、各羽根は、おおよそ湾曲した平板として述べら
れる左右対称断面によって特徴付けられている。従って、これら羽根は、空気力
学的に非効率であり、そのためモデル番号５９２０の寸法を強制的に５．０８セ
ンチ（２インチ）軸幅にする性能要件を満たすために、より長い翼弦長が必要と
なる。
【０００５】 回路基板上の電子部品の密度および負荷容量が増大し続け、その結果として起
こる加熱問題が必然的に増大するため、かかる過熱問題に対処する目的で、軸流
ファンがますます使用されている。かかる軸流ファンの設計中、それらを可能な
限り小型にし、且つ費用効率を良くすることが重要である。特に、かかるファン
の軸幅を可能な限り低減することが重要である。例えば、モデル番号５９２０の
５．０８センチ（２インチ）軸幅は、電子部品を冷却するための軸流ファンとし
て使用するために最適な幅より広い。従って、その性能パラメータおよび設計制
約を維持する一方で、そのサイズを低減することが望ましい。
【０００６】 かかるファンの軸幅を低減する１つの方法は、性能パラメータおよび設計制約
を維持しつつ、大型の電子部品を除去し他の部品のサイズを低減することである
。更に、軸流ファンのハウジングもまた、軸幅を低減するために利用されてよい
。
【０００７】 更に、軸流ファンの軸幅を低減するために、翼弦の狭い羽根を使用することが
望ましい。しかしながら、かかる翼弦の狭い羽根を使用することにより、性能が
低下し、特にファン圧力および気流が低減する。これら性能の低下は、設計パラ
メータを変更することによって、相殺されなければならない。要素の中でも、羽
根の翼弦長、反り角、食違い角および横断面形状が、ファンの性能に影響を与え
る可能性のある要素である、ということが知られている。更に、羽根のスパンに
沿って作業配分（work distribution）を変更することにより、性能パラメータ
を維持する一方で、翼弦長が羽根のスパンに沿って変更され得る、ということが
知られている。
【０００８】 しかしながら、従来技術におけるいずれの発明も、軸幅を本発明の軸幅まで低
減する一方で、所望の性能をもたらす羽根を規定するこれらおよび他の要素の組
見合わせを開示していない。
【０００９】 例えば、理論上、反り角が大きいほど一定の迎え角での揚力が大きくなる。し
かしながら、反り角が大きすぎると羽根は失速し、性能が低下してノイズ特性が
増大する結果となる。従って、反り角は、適当な値に設計されていなければなら
ない。
【００１０】 更なる例として、ある半径位置における作業配分の低減により、翼弦長の低減
が可能となり、結果としてその半径位置において羽根を出る速度が低下する。従
って、軸幅に影響するため、ハブ部（羽根の付根）での作業配分を最小化し、羽
根の先端で最大羽根出口速度をもたらすために先端での作業配分を最大化するこ
とが望ましい。かかる方法は、米国特許第５３２０４９３号に開示されている。
しかしながら、この方法では、羽根の先端から出る乱気流が増大すると共に羽根
を出る先端速度が増大するため、ファンのノイズ特性が過度に増大する可能性が
ある。従って、付根部分と先端部分との間のある好ましい位置に、最大作業配分
を配することが望ましい。
【００１１】 更に、羽根の断面形状は、その速度分布に影響を与える。ＮＡＣＡシリーズ６
５翼等、円弧の輪郭では、羽根の後縁における負圧面に沿った速度が急速に低減
する結果となる速度分布が示される。かかる大きい減速の傾きにより、より不安
定な境界層がもたらされ、境界層の分離が促進され、そのため揚力が喪失し、羽
根出口の乱気流がより大きくなる結果となる。従って、断面上の翼の速度分布は
、好ましい速度分布が達成されるように設計されなければならない。
【００１２】 本技術分野では、種々の従来の米国特許が開発されてきた。例えば、米国特許
第４９７１５２０号、同４５６９６３１号、同５２４４３２７号、同５３２６２
２５号、同５５１３９５１号、同５３２０４９３号、同５１８１８３０号、同５
２７３４００号、同２８１１３０３号および同５７３０４８３号は、軸流ファン
を開示している。しかしながら、これら特許に開示されたファンは、上述された
問題を解決するよう上記パラメータを有効に組合せていない。特に、いずれの特
許も、ファンの軸幅を低減する一方で本発明の性能をもたらすエーロフォイルプ
ロフィル群または羽根を開示していない。
【００１３】
【発明の概要】
従って、本発明の目的は、性能パラメータおよび設計制約を維持する一方で、
軸幅が低減された軸流ファンを提供することである。
【００１４】 更なる目的は、大型の電子回路部品を除去することにより、軸幅の低減された
軸流ファンを提供することである。
【００１５】 本発明の更に他の目的は、約２８Ｖ〜６４Ｖの範囲の起動電圧から動作するこ
とを可能にする軸流ファンを提供することである。
【００１６】 本発明の更なる目的は、ハウジングをヒートシンクとして使用することにより
、軸幅の低減された軸流ファンを提供することである。
【００１７】 本発明の更なる目的は、電圧調整器ＩＣを使用することにより、軸幅の低減さ
れた軸流ファンを提供することである。
【００１８】 本発明の更なる目的は、二極型巻線モータを使用することにより、軸幅の低減
された軸流ファンを提供することである。
【００１９】 本発明の更なる目的は、性能パラメータおよび設計制約を維持する一方で、軸
流ファンの軸幅を低減することができる翼部群を組込んだ羽根を提供することで
ある。
【００２０】 本発明の更に他の目的は、羽根の付根部分と先端部分との間に最大作業配分を
配する一方で、軸流ファンの軸幅の低減を可能にする翼部群を組込んだ羽根を提
供することである。
【００２１】 本発明の更に他の目的は、羽根の負圧面に亙る好ましい速度分布を維持する一
方で、軸流ファンの軸幅の低減を可能にする翼部群を組込んだ羽根を提供するこ
とである。
【００２２】 これらおよび他の目的は、コアおよび少なくとも１つの巻線を備えたステータ
と、モータを動作させる回路を有するプリント回路基板と、によって具体化され
、プリント回路基板は、ステータに固定されており、ステータの少なくとも１つ
の巻線に電気的に接続されている。本回路は、電圧調整器を含む。
【００２３】 また、磁石と、ヨークと、ステータアセンブリと、を備えたモータを具備する
軸流ファンも提供される。ステータアセンブリは、コアと、少なくとも１つの巻
線と、コアに固定され１つの巻線に電気的に接続されたプリント回路基板と、を
含む。軸流ファンは、更に、インペラとファンハウジングとを備え、ハウジング
はまたヒートシンクとしても機能する。
【００２４】 これらおよび他の目的は、更に、付根部分、先端部分、前縁、後縁を有するイ
ンペラ用の羽根であって、羽根の半径に沿った任意の場所でとられ、約１９％翼
弦から約２０％翼弦まで実質的に一貫して配された最大翼厚と、約４５％翼弦か
ら約４６％翼弦まで実質的に一貫して配された最大反りとによって特徴付けられ
た断面形状を有する羽根と、羽根の付根部分で環状バンドに連結された、かかる
円周方向で間隔が空けられ放射状に延在する少なくとも１３枚の羽根からなるイ
ンペラと、かかるインペラ、駆動モータ、軸を中心に回転可能であり駆動モータ
によって駆動されるヨーク部、およびかかるインペラを同心で包囲するファンハ
ウジングを備えた軸流ファンと、付根部分、先端部分、前縁、後縁を有するイン
ペラ用の羽根であって、羽根が付根部分と先端部分との間に最大翼弦が配される
ように付根部分から先端部分にかけて変化し、羽根の前縁と後縁とが付根部分か
ら先端部分にかけて凸状である平面形状において特徴付けられている羽根と、に
よって具体化される。
【００２５】 従って、本発明の新規な回路、ファンハウジングおよび羽根は、軸流ファンの
性能パラメータおよび設計制約を維持する一方で、その軸幅を低減する。本発明
のこれらおよび他の目的、特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付図面
を鑑みてより明確となろう。
【００２６】 本発明の上記および関連する目的、特徴および利点は、添付図面に関連して、
本発明の現時点で好ましい、例示的である実施の形態の以下の詳細な説明を参照
することにより、より完全に理解されよう。
【００２７】
【好適な実施態様の説明】
ここで、図面、特に図１および図２を参照すると、回転時に気流を生成する、
本発明の好ましい実施の形態を具体化するインペラ１０と、インペラ１０に取付
けられたヨーク２０と、ヨーク２０に連結されたシャフト３０と、ヨーク２０に
取付けられた永久磁石４０と、ステータアセンブリ５０と、ファンハウジング７
０と、ステータアセンブリ５０内のベースをファンハウジング７０から電気的に
絶縁する絶縁シート６０と、シャフト２０の自由な回転を可能にしてインペラ１
０を回転させる一方でシャフト２０をハウジング７０に固定する役割を果たす軸
受および取付部品８０と、を備えた、軸流ファン１００が示されている。インペ
ラ１０は、等しく間隔が空けられ環状バンド１２の円周方向に取付けられた複数
の羽根１１を備えている。ヨーク２０に取付けられた永久磁石４０は、ステータ
アセンブリ５０に結合されると、ステータアセンブリ５０内のプリント回路基板
上の励磁回路に電圧が印加された時に、インペラ１０を回転させる電気モータを
形成する。ステータアセンブリ５０の構造は、「モータ用ステータ取り付け方法
及び装置（Stator Mounting Method and Apparatus for a Motor）」と題された
、引用をもってその開示内容が本明細書内に包含されたものとする、本出願と同
時に出願され本出願の譲受人によって所有されている同時係属特許出願において
、完全に説明されている。
【００２８】 図３は、ベース５２と、４つの絶縁ピン５４と、ステータコア５６と、巻線５
８と、を備えているステータアセンブリ５０を示す。好ましい実施の形態では、
ベース５２は、モータを励磁し動作させる回路を含むプリント回路基板である。
【００２９】 図４に示されているようなベース５２は、図７に示されている回路図によるモ
ータを動作させる回路が搭載されたプリント回路基板である。モータは、ＤＣブ
ラシレス自動再起動タイプである。本回路は、電圧調整器５７および二極型巻線
のモータを駆動するドライバＩＣ５９等の集積回路を含む。電源は、端子Ｅ１〜
Ｅ２に供給される。端子Ｅ３およびＥ４には、制御速度用の信号とアラーム信号
とが入力される。電源は、図７の端子Ｔ１およびＴ４において巻線端子Ｔ１およ
びＴ４に出力される。
【００３０】 巻線５８は、モータが図６に示されているような二極型モータであるように巻
回されている。図５および図６に関し、第１のループＬ１は、極Ｔ１の周りに巻
回されており、第２のループＬ２は、極Ｔ２の周りに巻回されており、第３のル
ープＬ３は、極Ｔ３の周りに巻回されており、第４のループＬ４は、極Ｔ４の周
りに巻回されている。４極モータでは、総ての極が同時にＯＮまたはＯＦＦとな
る。二極型巻線は、単極型巻線と比較した場合、必要な巻数が少なく低い外形を
有するため、二極型巻線によって幅が低減されたファンを得ることができる。
【００３１】 図７に示されているように、モータを動作させる回路は、デジ−キー／ジェー
アールシー（Digi-Key/JRC）によって販売／製造される部品番号ＮＪＭ３１７Ｆ
−ＮＤであってよい調整可能電圧調整器（ＩＣ ＶＲ１）５７を含む。更に、本
回路は、デジ−キー／ジェーアールシーによって販売／製造される部品番号ＮＪ
Ｍ７８Ｌ０５ＵＡ−ＮＤ等の電圧調整器（ＩＣ ＶＲ２）を含む。更に、動作回
路は、アレゲロ（Allegero）によって製造される部品番号Ａ３９５３ＳＬＢ等の
フルブリッジパルス幅変調器モータドライバであるＩＣ５９を含む。更に、ホー
ル効果ＩＣ６２は、アレゲロによって製造される部品番号Ａ３９５３ＬＢであっ
てよい。ホール効果ＩＣ６２は、アレゲロによって製造される部品番号ＵＧＮ３
１７５ＵＡであってよい。ホール効果ＩＣ６２は、アレゲロによって製造される
部品番号ＵＧＮ３１７５ＬＴであってよい。回路６３Ａおよび６３Ｂは、ＣＭＯ
Ｓデュアルリトリガラブル・マルチバイブレータＩＣであり、各々フィリップス
(Philips)によって製造される部品番号７４ＨＣ１２３Ｄであってよい。任意に
、図７に示されている以下の部品、すなわち、Ｒ６、Ｄ６、Ｒ９、Ｒ１３、Ｒ１
５、Ｒ１７およびＲ１８は、取付けられなくてもよい。
【００３２】 電圧調整器５７により、「発明の背景」と題された上記セクションで述べられ
ているモデル番号５９２０ファン等の他のファンより広い範囲である、約２８Ｖ
〜６４Ｖの範囲での入力電圧の使用が可能となる。電圧調整器の入力電圧と出力
電圧とは、異なっている。電圧調整器は、出力で、電圧調整器の出力側のＩＣ回
路に適当であるように電圧を調整する。電圧調整器の出力で総ての抵抗器、トラ
ンジスタ、ダイオードおよびコンデンサに対し低電圧をもたらすことにより、幅
の低減されたファンに採用することができるように、回路のサイズを低減する小
型の部品を使用することが可能になる。本発明では、モデル番号５９２０軸流フ
ァンにおいて採用される日立（Hitachi）によって製造される部品番号Ｖ０３Ｃ
等の大型のクランピングダイオードが不要である。熱および高電圧レベルの電力
を処理するためにモデル番号５９２０ファンの回路で採用された、三洋（Sanyo
）によって製造される部品番号２５Ｂ１２０３−５等の４つの大型トランジスタ
が、本発明では除去される。本発明は、電圧調整器の出力の低減された電圧レベ
ルで動作するＩＣ６１、６２において、トランジスタスイッチを採用する。更に
、モデル番号５９２０軸流ファンにおけるミネベア（Minebea）によって製造さ
れたインダクタ部品番号６３０８−Ｒ８１５１が、本発明では除去される。従っ
て、本発明の完成した回路基板は、モデル番号５９２０用の回路基板等初期の回
路基板と比較した場合、幅が低減される。更に、幅が低減された軸流ファンが得
られる。
【００３３】 本発明は、電圧調整器５７を採用することにより、クランピングダイオードお
よびトランジスタを含む大型回路部品の必要を無くしている。入力電圧を減少さ
せる電圧調整器を使用することにより、電圧調整器に亙って熱が生成され、その
熱は放散されなければならないものである。ファンのハウジング７０は、ヒート
シンクとして機能する。ハウジング７０をヒートシンクとして使用することによ
り、電圧調整器のためにヒートシンクとして使用するために抵抗器を非常に大き
くする必要が無くなる。ハウジング７０が囲いとしてだけでなくヒートシンクと
しても機能するため、電圧調整器５７から金属製のハウジング７０に熱を伝達す
るために、ロックタイト（Loctite）（商品名）のサーマリーコンダクティブ・
アドヘッシブ（Thermally-Conductive Adhesive）３８７３等の放熱用の熱伝導
接着剤である標準の熱コンパウンドが使用される。代替的に、または付加的に、
電圧調整器ＩＣ５７をハウジングに固定するために、ピンが使用されてもよい。
ピンは、熱コンパウンドの硬化中に電圧調整器を一時的に固定するよう機能する
。従って、幅の低減されたファンが得られる。実際には、アイエムシー・マグネ
ティクス・コーポレーションのモデル５９２０軸流ファン（２インチ幅）と同じ
出力を有する２．５４センチ（１インチ）翼厚のファンが、本発明により得られ
る。
【００３４】 図８は、本発明の好ましい実施の形態の羽根１１のうちの１つの断面図であり
、本発明の羽根１１の断面形状１４を部分的に定義するパラメータを示している
。各断面は、前縁１６、後縁１８、上面２２および下面２４を有している。更に
、断面は、食違い角２６、反り角２８、翼弦線３２、翼弦長３４、反り曲線３６
および翼厚（ｔ）３８によって定義することができる。
【００３５】 図９Ａおよび図９Ｂを参照すると、本発明の羽根１１は、３次元羽根１１を形
成するために、断面１４を半径方向にかつ軸方向に積重ね混合することにより構
成されている。図９Ａは、羽根１１の正面図であり、図９Ｂは、羽根１１の側面
図である。このように、図９Ｂの図は、図９Ａの図から９０度回転されている。
羽根は、付根部分４２と先端部分４４とを有している。付根部分４２は、環状バ
ンド１２（図１）の円周と完全に重なっている。羽根１１の各翼部１４は、図９
Ｂに示されているように環状バンド１２の中心から開始して放射状に外側に伸び
る半径に関して識別される。各翼部１４の回転は、示されているように図９Ａお
よび図９Ｂにおいて、特定の断面１４の半径位置（ｒ）を先端部分１４の翼部の
半径（ｒ先端）で割った割合である、ｒ／ｒ先端によって定義される。
【００３６】 円周方向積重ね軸線は、付根部分４２に配置されている断面１４の前縁１６と
交差し円周方向に延在する軸線によって定義される。円周方向積重ね距離は、翼
断面１４の前縁１６と円周方向積重ね軸線との間の距離によって定義される。軸
方向積重ね軸線は、付根部分４２に配置された断面１４の前縁１６と交差し軸方
向に延在する軸線によって定義される。軸方向積重ね距離は、翼断面１４の前縁
１６と軸方向積重ね軸線との間の距離によって定義される。断面１４が積重ねら
れると、図１０に示されるように３次元羽根１１となる。図１１は、本発明の羽
根１１および断面形状１４を定義するために使用される座標軸を示す無作為に選
択された羽根の断面を示す定義図である。
【００３７】 本発明の羽根は、以下の方法によって設計された。軸流ファン１００と付随す
る羽根１１とによって満足されるべき一連のファン性能パラメータおよび設計制
約が設定されている。ファン性能パラメータは、立方メートル／分（立方フィー
ト／分（ｃｆｍ））、シャフト速度（ｒｐｍ）およびキログラム／立方メートル
（ポンド／立方フィート（ｐｃｆ））の入口空気密度によって定義される自由大
気状態での体積流量を含む。設計制約は、ファンサイズ（軸幅を含む）、ファン
重量、モータ入力電源および可聴雑音特性を含む。好ましい実施の形態では、こ
れら性能パラメータおよび設計制約は、次のように設定された。すなわち、体積
流量は、６．７９６立方メートル／分（２４０ｃｆｍ）、シャフト速度は３４０
０ｒｐｍ、入口空気密度は、１．２００キログラム／立方メートル（０．０７５
ｐｃｆ）、軸幅ファンサイズは、２．５４センチ（１インチ）である。これらは
最適な要件であるが、体積流量が６．３７１〜７．２２１立方メートル／分（２
２５〜２５５ｃｆｍ）およびシャフト速度が３２００〜３６００ｒｐｍの場合も
、満足のいく結果が得られる。これらのパラメータおよび制約の中で、最も重要
なものは体積流量と軸幅ファンサイズである。
【００３８】 空気力学的設計に対し、指定されたファン性能パラメータをもたらし規定され
た設計制約を満足させることができる、翼弦長３４、反り角２８および食違い角
２６の最適値を決定するために、多流線形間接方法（multi-streamline, indire
ct method）が使用された。経験に基づいて、所望の作業配分（work distributi
on）が選択された。作業配分は、インペラ１０の出力（断面１４の後縁１８）に
おける気流の角運動量配分として定義される。作業配分は、翼弦長３４のサイズ
に影響する。最後に、経験に基づき、流出およびファン幅を最適化するよう、イ
ンペラ羽根の数が選択された。
【００３９】 次のステップは、反り曲線の分布と翼厚の分布を決定するということであった
。これら分布は、ベジエ曲線を使用することによって決定された。かかる用法の
例は、ケーシー（Casey）による「ふく流圧縮機の羽根および内部流路用の計算
幾何学（A Computational Geometry for the Blades and Internal Flow Channe ls of Centrifugal Compressors）」（米国機械学会（ＡＳＭＥ）８２−ＧＴ− １５５）において参照されている。この方法は、反り曲線および翼厚の分布を、 以下のパラメータ方式で決定する。
【００４０】
【数３】
【００４１】 ここで、Ｆ（ｕ）はベジエ曲線の解を表し、この例では翼厚分布と同様に反り
曲線のｘ，ｙ座標を決定するために別々に適用される。 ｕは、０と１との間で線形に変化するパラメータ（前縁１６ではｕ＝０、後縁
１８ではｕ＝１）である。 ｆkは、ベジエ制御点の１次元アレイ（one-dimensional array）であり、
【００４２】
【数４】
【００４３】 は、次数ｎのバーンスタイン多項式であり、
【００４４】
【数５】
【００４５】 ｎ＋１は、ベジエ制御点の数であり、そして、
【００４６】
【数６】
【００４７】 は、累計結果をもって判定基準とする基準（ＣＲＣ）の標準数表（Standard Mat hematical Tables）、第２２巻、第６２７頁、１９７４年発行において定義され ているような二項係数である。
【００４８】 好ましい実施の形態では、結果としてのベジエ方程式が１８次多項式であり、
その結果制御点が１９点となるように、ｎに１８が選択された。かかる選択によ
り、より低次の多項式より、羽根１１の断面形状１４の最適化がずっと正確にな
る。ベジエ曲線の結果得られる方程式は、
【００４９】
【数７】
【００５０】 ここで、Ｘcは、翼弦長によって正規化された反り曲線のｘ座標であり、 Ｙcは、翼弦長によって正規化された反り曲線のｙ座標であり、 Ｔnは、翼弦長によって正規化された翼厚分布であり、 Ａ0〜Ａ18は、以下の値によるバーンスタイン多項式係数であり、 Ａ0＝１ Ａ6＝１８５６４ Ａ12＝１８５６４ Ａ18＝１ Ａ1＝１８ Ａ7＝３１８２４ Ａ13＝８５６８ Ａ2＝１５３ Ａ8＝４３７５８ Ａ14＝３０６０ Ａ3＝８１６ Ａ9＝４８６２０ Ａ15＝８１６ Ａ4＝３０６０ Ａ10＝４３７５８ Ａ16＝１５３ Ａ5＝８５６８ Ａ11＝３１８２４ Ａ17＝１８ そして、ｘ0〜ｘ18（以下、「ｘk」と言う）は、ベジエ制御点の正規化されたｘ
座標であり、 ｙ0〜ｙ18（以下、「ｙk」と言う）は、ベジエ制御点の正規化されたｙ座標であ
り、 ｔ0〜ｔ18（以下、「ｔk」と言う）は、正規化された翼厚制御点である。
【００５１】 経験に基づき、ベジエ制御点ｘk，ｙkおよびｔkの初期値が選択された。これ
ら制御点を用いて、反り分布および翼厚分布について上記方程式が解かれた。
【００５２】 最適な翼弦長３４、反り角２８および食違い角２６と共に分布が決定されると
、羽根１１の作業配分と共に負圧（上）面と正圧（下）面とにおける面速度分布
を決定するために、非粘性分析が利用された。速度分布および結果としての作業
配分は、設計者により、作業配分プロフィルが初期設計選択と一貫していること
を検査すると共に好ましい速度分布が達成されていることを確かめることによっ
て、調べられた。
【００５３】 速度分布が境界層分離を促進しそれによって羽根１１性能を低下させることが
ない、という意味で好ましい、好ましい減速の傾きを示す一般的に望ましい羽根
面速度分布が、求められた。図１２は、好ましくない羽根面速度分布と比較され
た場合の、本発明による設計条件に近い好ましい羽根面速度分布（ｒ／ｒ先端＝
０．６４５９）の比較グラフである。好ましい作業配分は、付根部分と先端部分
との間のいずれかの点に最大作業配分を配するものである。
【００５４】 初期反復の後、結果としての速度分布と作業配分が設計者に好ましくないかま
たは満足のいかないものであったため、ベジエ制御点が、異なる反りおよび翼厚
分布に達するためにマニュアルで変更された。再び、速度分布および作業配分が
分析されて好ましい解が得られたか否か判断された。このプロセスは、好ましい
解が得られるまで繰返された。好ましい実施の形態では、最適化され正規化され
たベジエ制御点が、図１３Ａ乃至図１３Ｃの表に示されている。
【００５５】 付根部分４２に配された翼部１４の最適化された反り分布および翼厚分布と共
にこれら最適化されたベジエ制御点は、図１４および図１５においてグラフに表
現されている。図１６において、好ましい実施の形態の翼部１４の５つ総てにつ
いて作業配分がグラフに表現されている。図１６に示されているように、付根部
分と先端部分との間に最大作業配分が配されている。好ましい実施の形態の翼部
１４の５つの総ての反り曲線および翼厚分布は、ｒ／ｒ先端＝０．７９０８での
断面プロフィルの表現と共に、図１７および図１８に示されている。
【００５６】 最適化された反り曲線および翼厚分布から、羽根面座標は、１９５９年にドー
ヴァー出版社（DOVER PUBLICATION, INC.）から発行されたアイラ、エイチ．ア
ボット（IRA H. ABBOTT）およびアルバート、イー．ヴォンドーエンホフ（ALBER T E. VON DOENHOFF）による「翼部分の理論（Theory of wing sections）」の第 １１１〜１３頁において参照されているような羽根部のＮＡＣＡ群において使用 されるものと同様の方法で決定された。
【００５７】 羽根面座標は、以下のように、翼弦線３２、反り曲線３６および正規翼厚分布
（normal thickness distributions）から求められる。 Ｘ上面＝Ｘc−ＹtＳｉｎβ Ｙ上面＝Ｙc＋ＹtＣｏｓβ Ｘ下面＝Ｘc＋ＹtＳｉｎβ Ｙ下面＝Ｙc−ＹtＣｏｓβ ここで、Ｘ上面、Ｙ上面、Ｘ下面およびＹ下面は、それぞれ羽根の上（負圧）面
２２と下（正圧）面２４の座標であり、 ＸcおよびＹcは、反り曲線３６の座標であり、 Ｙtは、羽根１１の翼厚の半分であり、 Ｔａｎβは、Ｔａｎβ＝ｄＹc／ｄＸcの場合の反り曲線３６の傾きである。
【００５８】 好ましい実施の形態の正規化された断面プロフィルは、図１９においてプロッ
トされて示されている。図２１Ａ乃至図２１Ｅは、無次元値における好ましい実
施の形態の面座標の表である。
【００５９】 各半径位置において所望の断面１４が見付けられると、各断面１４が規定され
た積重ね距離で付根部分４２からずれるように５つの断面１４の各々を円周方向
にかつ軸方向に積重ねることにより、３次元羽根１１が形成される。５つの断面
１４は、平滑かつ連続的方法で混合される。５つの断面プロフィルの結果として
の最適値が、図２０に示されている。主要な定義パラメータは、約１９％翼弦か
ら約２０％翼弦までの間に実質的に一貫して配された最大翼厚と、約４５％翼弦
から約４６％翼弦までの間に実質的に一貫して配された最大反りと、である。こ
れらは値の最適な範囲であるが、満足はいくが最適ではない方法で性能パラメー
タおよび設計制約を実質的に満たす拡張された値の範囲がある。これら値は、約
１６％翼弦から約２３％翼弦までの間に実質的に一貫して配された最大翼厚と、
４０％と５１％翼弦の間に実質的に一貫して配された最大反りと、である。
【００６０】 また、図２０には、最大翼厚および最大反り高さ（共に、センチ（インチ）で
、および特定の半径位置における翼弦長のパーセンテージとして示されている）
と、反り角と、食違い角と、半径と、翼弦長と、円周方向および軸方向の積重ね
距離と、等の各断面プロフィルに対する他の主要な定義パラメータも示されてい
る。各断面プロフィルに対するセンチ（インチ）での最大翼厚は、一定値で特徴
付けられている。翼弦長のパーセンテージとしての最大翼厚は、付根部分での最
大値から、実質的に半径の７９％から約９０％までの間に配されている最小値ま
で値が減少し、その後羽根の先端部分に向けて値が増大して変化する。センチ（
インチ）でも特定の半径位置での翼弦長のパーセンテージとしても、最大反り高
さは、付根部分での最大反り高さから羽根の先端部分まで最大反り高さを連続的
に減少しながら変化する。
【００６１】 反り角は、付根部分で最大値であり、羽根の先端部分に向かって値が連続的に
減少することで特徴付けられる。一方、食違い角は、付根部分で最小値であり、
羽根の先端に向かって値が連続的に増大することで特徴付けられる。更に、羽根
１１の断面プロフィルは、形状が放物線に類似している前縁、凸状の上面、およ
び前縁に向かって凸状であり後面に向かって凹状である下面を有する幾何学形状
によって描かれる。
【００６２】 図２０における他のパラメータは、縦横比と剛率とを含む。縦横比は、無次元
単位における特定の断面で羽根の長さを翼弦で割ったものとして定義される。羽
根の長さは、先端部分の半径（ｒ先端）から付根部分の半径（ｒ付根）を引いた
ものとして定義される。剛率は、無次元単位において特定の半径部分における翼
弦長を羽根間隔によって割ったものとして定義される。羽根間隔は、所定の半径
における隣接する羽根間の距離であり、更に２Πｒを羽根の数で割ることによっ
て定義される。最後に、図２０には、正規化された半径と、正規化された弦と、
正規化された円周方向および軸方向の積重ね距離と、が示されており、それらは
総て、無次元単位において、特定の半径位置におけるパラメータの値をそのパラ
メータの最大値で割ることによって定義される。
【００６３】 要約すると、本発明は、新規な回路およびハウジングと、軸流ファンの所望の
性能パラメータおよび設計制約を維持する一方でその軸幅を低減することができ
る、共に混合された複数の翼部からなる新規な羽根と、を備えた軸流ファンを提
供する。
【００６４】 本発明の好ましい実施の形態が詳細に示され説明されたため、当業者には、そ
れらに対する種々の変形および改良が容易に明らかとなろう。例えば、開示され
た値からの偏差および開示された方程式の近似値は、本発明の精神内にあること
が意図されている。更に、断面設計の混合によるかまたは種々の混合方法による
重要でない偏差または誤差は、本発明の精神および範囲内にあることが意図され
ている。実質的に同じ性能パラメータおよび設計制約に対し、または性能パラメ
ータおよび設計制約における誤差が、制御点の数として異なる値を選択すること
、断面プロフィルの数として異なる値を選択すること、羽根の数として異なる値
を選択すること、異なる半径距離により断面プロフィルを定義すること、または
異なる積重ね距離、食違い角、反り角または翼弦長を選択すること等、値の誤差
が小さい、わずかに設計の方法を変更することにより、商業上の重要性はほとん
どない場合に、実現可能な製品が得られる。好ましい実施の形態の図面および説
明は、発明の範囲を限定するためでなく実施例として行われており、それらは、
発明の精神および範囲内で、上述されているかかる変形および変更総てをカバー
することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を具体化している軸流ファンの組立分解斜視図である。
【図２】 本発明を具体化している軸流ファンの断面組立図である。
【図３】 ステータアセンブリの組立分解斜視図である。
【図４】 プリント回路基板ベース５２の上面図である。
【図５】 ステータコアおよび巻線の上面図である。
【図６】 二極型巻線用のステータコアに巻線を巻く方法の図である。
【図７】 モータを動作させる回路の回路図である。
【図８】 本発明による羽根の断面図である。
【図９Ａ】 本発明による羽根の正面図である。
【図９Ｂ】 本発明による羽根の側面図である。
【図１０】 本発明による羽根の３次元図である。
【図１１】 本発明の説明で使用される座標系の定義図である。
【図１２】 好ましくない羽根面速度分布と比較した本発明による設計条件
に近い好ましい羽根面速度分布の比較グラフである。
【図１３Ａ】 本発明による好ましい実施の形態の５つの翼部に対する最適
化され正規化されたベジエ制御点の表である。
【図１３Ｂ】 本発明による好ましい実施の形態の５つの翼部に対する最適
化され正規化されたベジエ制御点の表である。
【図１３Ｃ】 本発明による好ましい実施の形態の５つの翼部に対する最適
化され正規化されたベジエ制御点の表である。
【図１４】 関連する最適化され正規化されたベジエ制御点と共に本発明に
よる好ましい実施の形態の付根部分における反り曲線分布のグラフである。
【図１５】 関連する最適化され正規化されたベジエ制御点と共に本発明に
よる好ましい実施の形態の付根部分における正規翼厚分布のグラフである。
【図１６】 本発明による好ましい実施の形態の正規化された作業配分のグ
ラフである。
【図１７】 本発明による好ましい実施の形態の５つの翼部の反り曲線分布
のグラフである。
【図１８】 本発明による好ましい実施の形態の５つの翼部の翼厚分布のグ
ラフィカル表現である。
【図１９】 本発明による好ましい実施の形態の羽根の５つの翼部の正規化
されたプロフィルのグラフである。
【図２０】 本発明による好ましい実施の形態の５つの翼部を記述する最適
化された値の表である。
【図２１Ａ】 本発明による好ましい実施の形態の正規化された面座標の表
である。
【図２１Ｂ】 本発明による好ましい実施の形態の正規化された面座標の表
である。
【図２１Ｃ】 本発明による好ましい実施の形態の正規化された面座標の表
である。
【図２１Ｄ】 本発明による好ましい実施の形態の正規化された面座標の表
である。
【図２１Ｅ】 本発明による好ましい実施の形態の正規化された面座標の表
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ (71)出願人 9730 Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ Ａｖｅ ｎｕｅ， Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ， ＣＡ 91311， Ｕ．Ｓ．Ａ． (72)発明者 ニュエン、フェップ アメリカ合衆国、コネティカット州、ウィ ンザー・ロックス、ジャブリー・レーン 10 (72)発明者 ジェンキンス、チャルマーズ・ジュニア アメリカ合衆国、アリゾナ州、スコッツデ イル、イー・サン・サルヴァドーレ・ドラ イブ 10727 Ｆターム(参考） 3H033 AA02 AA11 BB02 BB08 CC01 CC05 DD03 EE00 5H611 AA01 AA09 BB01 PP01 TT01 UA08

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータ用のステータアセンブリであって、 コアおよび少なくとも１つの巻線を備えたステータと、 前記モータを動作させる回路を有し、該ステータに固定され該ステータの該少
    なくとも１つの巻線に電気的に接続されているプリント回路基板と、 を具備するステータアセンブリ。
  2. 【請求項２】 前記回路は、電圧調整器を含む、請求項１記載のステータア
    センブリ。
  3. 【請求項３】 前記ステータの前記巻線は、二極型巻線であり、前記モータ
    を動作させる回路は、二極型巻線用のドライバを含む、請求項１記載のステータ
    アセンブリ。
  4. 【請求項４】 磁石、 ヨーク、および コア、少なくとも１つの巻線、および該コアに固定され該少なくとも１つの巻
    線に電気的に接続されたプリント回路基板を含むステータアセンブリ、を備えた
    モータと、 インペラと、そして、 ファンハウジングと、 を具備し、該ハウジングは、またヒートシンクでもある軸流ファン。
  5. 【請求項５】 前記ハウジングを発熱回路要素に固定するために、熱伝導接
    着剤が使用される、請求項４記載の軸流ファン。
  6. 【請求項６】 付根部分、先端部分、前縁、後縁を有するインペラ用の羽根
    であって、 該羽根の半径に沿った任意の場所でとられ、約１９％翼弦から約２０％翼弦ま
    で実質的に一貫して配された最大翼厚と、約４５％翼弦から約４６％翼弦まで実
    質的に一貫して配された最大反りと、によって特徴付けられた断面形状を有する
    羽根。
  7. 【請求項７】 各前記断面形状の前記最大翼厚は、一定値である、請求項６
    記載の羽根。
  8. 【請求項８】 各前記断面形状の前記最大翼厚は、０．２２６０６センチ（
    ０．０８９インチ）の一定値である、請求項６記載の羽根。
  9. 【請求項９】 前記付根部分における最大反りから前記羽根の前記先端部分
    に向かって最大反り高さが連続的に低減しながら変化する、請求項６記載の羽根
    。
  10. 【請求項１０】 翼弦長のパーセンテージとしての最大翼厚の値において、
    前記付根部分における最大値から、前記インペラの中心から前記先端部分まで測
    定される半径の実質的に７９％から約９０％までに配された最小値まで値が減少
    し、その後該羽根の該先端部分まで値が増大して変化する、請求項６記載の羽根
    。
  11. 【請求項１１】 翼弦長のパーセンテージとしての最大反り高さの値におい
    て、前記付根部分における最大値から前記羽根の前記先端部分まで値が連続的に
    減少して変化する、請求項６記載の羽根。
  12. 【請求項１２】 複数の翼部であって、前記付根部分における前記翼部のう
    ちの第１の翼部は、約１１．４％翼弦の最大翼厚を有し、該翼部のうちの第２の
    翼部は、該第１の翼部と隣接し約９．２％翼弦の最大翼厚を有し、該翼部のうち
    の第３の翼部は、該第２の翼部と隣接し約８．３％翼弦の最大翼厚を有し、該翼
    部のうちの第４の翼部は、該第３の翼部と隣接し約８．４％翼弦の最大翼厚を有
    し、該翼部のうちの第５の翼部は、該第４の翼部に隣接し前記先端に配され約９
    ．５％翼弦の最大翼厚を有する複数の翼部によって更に特徴付けられている、請
    求項６記載の羽根。
  13. 【請求項１３】 複数の翼部であって、前記付根部分における該翼部のうち
    の第１の翼部は、約１０．８％翼弦の最大反り高さを有し、該翼部のうちの第２
    の翼部は、該第１の翼部に隣接し約７．７％翼弦の最大反り高さを有し、該翼部
    のうちの第３の翼部は、該第２の翼部に隣接し約５．７％翼弦の最大反り高さを
    有し、該翼部のうちの第４の翼部は、該第３の翼部に隣接し約４．７％翼弦の最
    大反り高さを有し、該翼部のうちの第５の翼部は、該第４の翼部に隣接し前記先
    端に配置され約４．３％翼弦の最大反り高さを有する複数の翼部によって更に特
    徴付けられている、請求項６記載の羽根。
  14. 【請求項１４】 複数の翼部であって、前記付根部分における該翼部のうち
    の第１の翼部は、約０．２１３３６センチ（０．０８４インチ）の最大反り高さ
    を有し、該翼部のうちの第２の翼部は、該第１の翼部に隣接し約０．１９３０４
    センチ（０．０７６インチ）の最大反り高さを有し、該翼部のうちの第３の翼部
    は、該第２の翼部に隣接し約０．１５２４センチ（０．０６０インチ）の最大反
    り高さを有し、該翼部のうちの第４の翼部は、該第３の翼部に隣接し約０．１２
    ４４６センチ（０．０４９インチ）の最大反り高さを有し、該翼部のうちの第５
    の翼部は、該第４の翼部に隣接し前記先端に配置され約０．１０１６センチ（０
    ．０４０インチ）の最大反り高さを有する複数の翼部によって更に特徴付けられ
    ている、請求項６記載の羽根。
  15. 【請求項１５】 複数の翼部であって、前記付根部分における該翼部のうち
    の第１の翼部は、約４７．８度の反り角を有し、該翼部のうちの第２の翼部は、
    該第１の翼部に隣接し約３３．９度の反り角を有し、該翼部のうちの第３の翼部
    は、該第２の翼部に隣接し約２３．５度の反り角を有し、該翼部のうちの第４の
    翼部は、該第３の翼部に隣接し約１９．８度の反り角を有し、該翼部のうちの第
    ５の翼部は、該第４の翼部に隣接し前記先端に配置され約１９．３度の反り角を
    有する複数の翼部によって更に特徴付けられている、請求項６記載の羽根。
  16. 【請求項１６】 食違い角は、前記付根部分における最小食違い角から増大
    し、食違い角が前記羽根の前記先端部分における最大食違い角度まで連続的に増
    大することによって更に特徴付けられている、請求項６記載の羽根。
  17. 【請求項１７】 複数の翼部であって、前記付根部分における該翼部のうち
    の第１の翼部は、約４１．８度の食違い角を有し、該翼部のうちの第２の翼部は
    、該第１の翼部に隣接し約５１．３度の食違い角を有し、該翼部のうちの第３の
    翼部は、該第２の翼部に隣接し約５８．７度の食違い角を有し、該翼部のうちの
    第４の翼部は、該第３の翼部に隣接し約６２．６度の食違い角を有し、該翼部の
    うちの第５の翼部は、該第４の翼部に隣接し前記先端に配置され約６５．７度の
    食違い角を有する複数の翼部によって更に特徴付けられている、請求項６記載の
    羽根。
  18. 【請求項１８】 前記羽根は、最大翼弦が前記付根部分と前記先端部分との
    間に配されるように該付根部分から該先端部分まで変化し、前記羽根の前記前縁
    および前記後縁は、該付根部分から該先端部分まで凸状である平面形状において
    、更に特徴付けられている、請求項６記載の羽根。
  19. 【請求項１９】 前記羽根は、最大翼弦位置が前記インペラの中心から前記
    先端部分まで測定される半径の実質的に約７９％であるように前記付根部分から
    該先端部分まで変化し、前記羽根の前記前縁および前記後縁は、該付根部分から
    該先端部分まで凸状である平面形状において、更に特徴付けられている、請求項
    ６記載の羽根。
  20. 【請求項２０】 円周方向に延在している前記付根部分の前記前縁から始ま
    る円周線軸線に関して円周方向に積重ねられ、以下に従って、すなわち、 前記付根部分における前記翼部のうちの第１の翼部は、円周方向積重ね距離が
    ０センチ（０インチ）であり軸方向積重ね距離が０センチ（０インチ）であり、
    該翼部のうちの第２の翼部は、該第１の翼部に隣接し０．３３９０９センチ（０
    ．１３３５インチ）の円周方向積重ね距離と−０．１０６４２６センチ（−０．
    ０４１９インチ）の軸方向積重ね距離を有し、該翼部のうちの第３の翼部は、該
    第２の翼部に隣接し０．５４３８１４センチ（０．２１４１インチ）の円周方向
    積重ね距離と−０．０３９６２４センチ（−０．０１５６インチ）の軸方向積重
    ね距離を有し、該翼部のうちの第４の翼部は、該第３の翼部に隣接し０．５６７
    ６９センチ（０．２２３５インチ）の円周方向積重ね距離と０．０５４８６４セ
    ンチ（０．０２１６インチ）の軸方向積重ね距離を有し、該翼部のうちの第５の
    翼部は、該第４の翼部に隣接し前記先端に配置され０．４５８７２４センチ（０
    ．１８０６インチ）の円周方向積重ね距離と０．２０３２センチ（０．０８００
    インチ）の軸方向積重ね距離を有すること に従って軸方向に延在する該付根部分の該前縁から始まる軸線軸に関して軸方向
    に重ねられている複数の翼部によって更に特徴付けられている、請求項６記載の
    羽根。
  21. 【請求項２１】 形状が放物線に類似している前記前縁と、 凸状の上面と、 該前縁に向かって凸状であり前記後縁に向かって凹状である下面と、 によって更に特徴付けられている、請求項６記載の羽根。
  22. 【請求項２２】 付根部分、先端部分、前縁、後縁を有するインペラ用の羽
    根であって、 該羽根が、最大翼弦が該付根部分と該先端部分との間に配されるように該付根
    部分から該先端部分まで変化し、該羽根の該前縁と該後縁とが該付根部分から該
    先端部分に向かって凸状である平面形状において、特徴付けられている羽根。
  23. 【請求項２３】 最大翼弦の位置は、前記インペラの中心から前記先端部分
    まで測定された半径のおよそ７９％である、請求項２２記載の羽根。
  24. 【請求項２４】 複数の翼部分、付根部分、先端部分、前縁、後縁を有する
    インペラ用の羽根であって、実質的に以下の方程式、すなわち 反り曲線が、 【数１】 によって定義されており、 翼厚分布が、 【数２】 によって定義されており、 ここで、Ｘcは、翼弦長によって正規化された反り曲線のｘ座標であり、 Ｙcは、翼弦長によって正規化された反り曲線のｙ座標であり、 Ｔnは、翼弦長によって正規化された翼厚分布であり、 ｕは、前記前縁での０から前記後縁での１までの間で線形に変化するパラメータ
    であり、 Ａ0〜Ａ18は、以下のような、すなわち、 Ａ0＝１ Ａ6 ＝１８５６４ Ａ12＝１８５６４ Ａ18＝１ Ａ1＝１８ Ａ7 ＝３１８２４ Ａ13＝８５６８ Ａ2＝１５３ Ａ8 ＝４３７５８ Ａ14＝３０６０ Ａ3＝８１６ Ａ9 ＝４８６２０ Ａ15＝８１６ Ａ4＝３０６０ Ａ10＝４３７５８ Ａ16＝１５３ Ａ5＝８５６８ Ａ11＝３１８２４ Ａ17＝１８ であるバーンスタイン多項式係数であり、 ｘ0〜ｘ18は、ベジエ制御点の正規化されたｘ座標であり、 ｙ0〜ｙ18は、ベジエ制御点の正規化されたｙ座標であり、 ｔ0〜ｔ18は、総てが、その半径位置を前記先端部分の半径によって割ることに
    よって定義される各前記断面についての以下の値、すなわち、 【表１】 【表２】 【表３】 に従って正規化されたベジェ翼厚制御点である、 によって定義されている羽根。
  25. 【請求項２５】 複数の翼部分、付根部分、先端部分、前縁、後縁を有する
    インペラ用の羽根であって、実質的に 【表４】 によって定義されるパラメータに従って構成されており、 ｒは、ヨーク部からの半径距離センチ（インチ／ｉｎ）であり、 Ｃは、該半径距離ｒにおける前記翼部の翼弦長センチ（インチ／ｉｎ）であり、 εは、該半径距離ｒにおける該翼部の食違い角（度）であり、 θは、該半径距離ｒにおける該翼部の反り角（度）であり、 Ｈは、円周方向に延在している前記付根部分に配置された該翼部の該前縁から測
    定された円周方向積重ね距離であり、 Ｚは、軸方向に延在している該付根部分に配置された該翼部の該前縁から測定さ
    れた軸方向積重ね距離である羽根。
  26. 【請求項２６】 複数の翼部分、付根部分、先端部分、前縁、後縁を有する
    インペラ用の羽根であって、実質的に 【表５】 によって定義されるパラメータに従って構成されており、 ｒ（ｐ．ｕ．）は、半径の関数としてのヨーク部からの正規化された半径距離で
    あり、 Ｃ（ｐ．ｕ．）は、弦の関数としての該半径距離における該翼部の正規化された
    翼弦長であり、 εは、半径距離ｒ（ｐ．ｕ）における該翼部の食違い角（度）であり、 θは、半径距離ｒ（ｐ．ｕ．）における該翼部の反り角（度）であり、 Ｈ（ｐ．ｕ．）は、円周方向積重ね距離の関数としての円周方向に延在している
    該付根部分に配置された該翼部の該前縁からの正規化された円周方向積重ね距離
    の測度であり、 Ｚ（ｐ．ｕ．）は、軸方向積重ね距離の関数としての軸方向に延在する該付根部
    分に配置された該翼部の該前縁からの正規化された軸方向積重ね距離の測度であ
    る羽根。
  27. 【請求項２７】 環状バンドに連結された少なくとも１３の円周方向に間隔
    が空けられ放射状に延在する羽根を具備し、 各羽根は、約１９％翼弦から約２０％翼弦までの間で実質的に一貫して配され
    た最大翼厚と、約４５％翼弦から約４６％翼弦までの間で実質的に一貫して配さ
    れた最大反りと、によって特徴付けられた断面形状を有しているインペラ。
  28. 【請求項２８】 駆動モータと、 軸を中心に回転可能であり該駆動モータによって駆動されるヨーク部と、 環状バンド、および 該環状バンドの周りに円周方向に分散され、該環状バンドから放射状に延在し
    、各々が、該ヨーク部の円周に取付けられた該環状バンドと接合する付根部分と
    先端部分とを有し、各々が、その断面形状が約１９％翼弦から約２０％翼弦まで
    の間に実質的に一貫して配された最大翼厚と、約４５％翼弦から約４６％翼弦ま
    での間に実質的に一貫して配された最大反りとにより特徴付けられるように、実
    質的に形成されている、複数の翼形状のファン羽根、 を備えたインペラと、 該インペラを同心上で包囲するファンハウジングと、 を具備する軸流ファン。
  29. 【請求項２９】 前記軸流ファンの軸深さは、２．５４センチ（１インチ）
    である、請求項２８記載の軸流ファン。
  30. 【請求項３０】 前記軸流ファンは、実質的に６．３７１立方メータ／分（
    ２２５立方フィート／分）と７．２２１立方メータ／分（２５５立方フィート／
    分）との間の流速をもたらす、請求項２８記載の軸流ファン。
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