JP2007040202A - 回転翼車及びプロペラファン - Google Patents

Abstract

【課題】送風性能及び効率の向上を図ると共に騒音の低減を図ること。
【解決手段】ハブ１１の外周面１３に複数の羽根３１を設け、また、ハブ１１の外周面１３は傾斜部１６と平行部１７とによって形成する。この傾斜部１６と平行部１７のうち、傾斜部１６は上流側端部１４から下流側端部１５に向かうに従って径が大きくなっており、平行部１７はハブ１１の回転軸に平行に形成され、羽根３１の接続部から下流側端部１５にかけて形成されている。これにより、羽根３１の負圧面３７側では、傾斜部１６によって空気の剥離などを抑制することができ、圧力面３６側では、より多くの空気を送風することができる。この結果、送風性能及び効率の向上を図ると共に騒音の低減を図ることができる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、回転翼車及びプロペラファンに関するものである。特に、この発明は、回転軸の方向に空気を送る、いわゆる軸流タイプの回転翼車及びプロペラファンに関するものである。

従来のプロペラファンに設けられる回転翼車は複数の羽根を有しているため、電動機等の駆動手段によって回転翼車を回転させた際に複数の羽根が回転し、この羽根によって空気を流動させることができるようになっている。このように、空気を流動させて送風するこれらの羽根は、回転翼車が有するハブに固定されているが、ハブは羽根と駆動手段の軸とを接続し、駆動手段の軸の回転を羽根に伝達するために設けられているため、送風にはあまり寄与していない。そこで、従来の回転翼車では、より送風量を多くするため、回転翼車における羽根の占有率を大きくし、送風性能の向上を図っているものがある。例えば、特許文献１では、羽根とハブとの接続部分を、ハブの回転軸を中心とする径方向の内方に延長し、この径方向における羽根の長さを長くしている。これにより、当該回転翼車を軸方向に見た場合の羽根の占有率を向上させることができるので、送風量の増大を図ることができ、送風性能の向上を図ることができる。

特開２００４−２１８５１３号公報

しかしながら、上述した回転翼車においても、ハブが円筒形の形状を基調としているため、ハブが送風性能の向上にあまり寄与していないのには変化がない。また、上述した回転翼車のように、羽根をハブの回転軸を中心とする径方向の内方に延長することにより、ハブの上流側の端部が回転軸の周方向において径方向の段差が生じるため、この部分で空気の流れが乱れる虞がある。このように空気の流れが乱れた場合には、効率が低下するため送風性能が低下し、また、騒音が発生し易くなる虞がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、送風性能及び効率の向上を図ると共に騒音の低減を図ることのできる回転翼車及びプロペラファンを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る回転翼車は、複数の羽根と、前記複数の羽根を外周面に設けたハブと、を備える回転翼車において、前記外周面の前記ハブの回転軸の軸方向における両端部のうち、一方の端部を上流側端部とし、前記両端部のうちの他方の端部を下流側端部とした場合に、前記外周面は、前記上流側端部から前記下流側端部の方向に向かうに従って前記回転軸から離れる方向に前記回転軸に対して傾斜した傾斜部と、前記回転軸に沿って形成された平行部と、を有しており、前記平行部は、前記羽根が前記外周面に接続されている部分である接続部から前記下流側端部までの間に形成されており、且つ、前記接続部から前記下流側端部までの間において前記傾斜部から連続した前記傾斜部の仮想の延長部分である傾斜部延長部よりも前記回転軸の径方向における内方に位置していることを特徴とする。

この発明では、ハブの外周面は、上流側端部から下流側端部の方向に向かうに従ってハブの回転軸から離れる方向に回転軸に対して傾斜した傾斜部と、回転軸に沿って形成された平行部と、を有しており、平行部は接続部から下流側端部にかけて形成されている。つまり、ハブは、略円錐状の形状で形成されており、接続部から下流側端部にかけての範囲のみ、平行部が形成されている。これにより、回転軸を中心として回転翼車を回転させ、上流側端部から下流側端部の方向に空気を流す場合に、空気の流れの上流側から下流側に向かうに従って流路の幅を狭くすることができる。つまり、上流側から下流側に向かうに従って縮流流路を形成することができ、回転翼車の回転時に、羽根の表面における負圧部分の圧力が低くなり過ぎることを抑制できる。従って、負圧部分での空気の剥離を抑制することができ、剥離に起因して送風の効率が低減したり、剥離が生じた際に騒音が発生したりすることを抑制することができる。また、平行部を、傾斜部の仮想の延長部分である傾斜部延長部よりも回転軸の径方向における内方に位置させているので、平行部側の羽根の面積を大きくすることができる。これにより、この羽根で流す空気の量を増加させることができる。これらの結果、送風性能及び効率の向上を図ると共に騒音の低減を図ることができる。

また、この発明に係る回転翼車は、前記羽根は、後縁が前記回転軸を中心とする円周方向に凹凸となるジグザグ状に形成されていることを特徴とする。

この発明では、後縁をジグザグ状にしているので、後縁付近で空気の流れを小さく乱し、空気が大きく剥離することを抑制することができる。この結果、より確実に送風性能及び効率の向上を図ると共に騒音の低減を図ることができる。

また、この発明に係る回転翼車は、前記羽根は、互いに反対方向に向けられた２つの表面を有しており、前記２つの表面のうち、前記下流側端部側に位置する前記表面を圧力面とし、前記上流側端部側に位置すると共に前記圧力面の反対側の前記表面を負圧面とした場合に、前記接続部近傍における前記圧力面と前記負圧面とのうちの少なくとも前記圧力面を含む前記表面には、前記回転軸を中心とする円周方向に沿った形状で前記表面から突出した壁部が設けられていることを特徴とする。

この発明では、羽根の表面に壁部を設けているので、羽根の表面を流れる空気を整流することができ、空気を効率よく流すことができる。この結果、より確実に送風性能及び効率の向上を図ることができる。

また、この発明に係る回転翼車は、前記壁部は、前記圧力面と前記負圧面との両方に設けられていることを特徴とする。

この発明では、壁部を圧力面と負圧面との両方の表面に設けているので、より確実に羽根の表面を流れる空気を整流することができ、空気を効率よく流すことができる。この結果、より確実に送風性能及び効率の向上を図ることができる。

また、この発明に係る回転翼車は、前記壁部は、前記羽根の、前記回転軸を中心とする径方向の最も外方側の端部である羽根外側端部から前記接続部までの前記径方向における距離を１００％とした場合に、前記接続部から前記径方向における外方への距離が５％〜４５％の範囲内となる位置に設けられていることを特徴とする。

この発明では、壁部を上記の範囲内に設けることにより、接続部付近での空気の乱れが、羽根の表面全体に影響することを抑制することができる。つまり、壁部の、接続部から羽根外側端部方向への距離が、接続部から羽根外側端部までの距離の５％よりも小さい場合には、接続部付近での空気の乱れを壁部よりも接続部寄りの部分内に収めることが困難になり、接続部付近での空気の乱れが、壁部よりも羽根外側端部寄りの部分にまで及ぶ虞がある。また、壁部の、接続部から羽根外側端部方向への距離が、接続部から羽根外側端部までの距離の４５％よりも大きい場合には、接続部付近での空気の乱れが影響する範囲が広過ぎるため、回転翼車全体での送風の効率が低下する虞があり、送風性能が低下する虞がある。そこで、壁部の、接続部から羽根外側端部方向への距離を、接続部から羽根外側端部までの距離の５％〜４５％の範囲内にすることにより、接続部付近での空気の乱れが、羽根の表面全体に影響することを抑制することができる。この結果、より確実に送風性能及び効率の向上を図ることができる。

また、この発明に係るプロペラファンは、上記の回転翼車と、前記回転翼車を、前記回転軸を中心に回転可能に支持する駆動手段と、前記回転翼車を内設すると共に前記駆動手段を固定する筐体と、を備えることを特徴とする。

この発明では、上記の回転翼車をプロペラファンに設けているので、駆動手段で回転翼車を回転させることにより、当該プロペラファンにおいて上述した効果を得ることができる。この結果、送風性能及び効率の向上を図ると共に騒音の低減を図ることができる。

本発明に係る回転翼車は、送風性能及び効率の向上を図ると共に騒音の低減を図ることができる、という効果を奏する。また、本発明に係るプロペラファンは、送風性能及び効率の向上を図ると共に騒音の低減を図ることができる、という効果を奏する。

以下に、本発明に係る回転翼車及びプロペラファンの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本発明の実施例に係るプロペラファンの正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図２のＢ−Ｂ矢視図である。同図に示すプロペラファン１は、ハブ１１に複数の羽根３１が設けられると共に樹脂によって形成された回転翼車１０と、この回転翼車１０を内設する筐体であるシュラウド３とを有している。このうち、シュラウド３は、流路形成面４と、円筒形の形状で形成された円筒部５とを有しており、回転翼車１０は、この円筒部５の内側に設けられている。また、回転翼車１０は、駆動手段となるモータ５０に回転可能に支持されており、モータ５０は、シュラウド３に固定されている。

詳細には、ハブ１１は、略円形の円板状に形成された前端部１２を有しており、前端部１２の形状である円形の中心には、当該前端部１２の円形の軸方向に貫通した孔である接続孔２０が形成されている。モータ５０は、当該モータ５０の駆動時に回転する軸であるモータ軸５１を接続孔２０に挿通して接続孔２０に接続することにより、ハブ１１を回転可能に支持している。即ち、回転翼車１０は、接続孔２０の中心軸をハブ１１の回転軸２５とし、この回転軸２５を中心として回転可能にモータ５０に支持されている。また、前記シュラウド３には、円筒部５の軸方向における両端部の一方の端部にモータ支持部６が複数設けられており、複数のモータ支持部６は、全て円筒部５から、当該円筒部５の径方向内方に向かって形成されている。モータ５０は、このモータ支持部６に固定されることにより、シュラウド３に固定されている。また、モータ５０には、電源（図示省略）から電気を伝える電気コード５２が接続されており、さらに電気コード５２のモータ５０側の端部と反対側の端部には、他の電気コード５２と接続するコネクタ５３が設けられている。

また、回転翼車１０が有するハブ１１に複数設けられる羽根３１は、ハブ１１から、前記回転軸２５を中心とする径方向の外方に向けて形成されている。シュラウド３の円筒部５は、回転翼車１０の羽根３１の外端部分と回転軸２５との距離よりも若干大きい半径で形成されており、回転翼車１０は、円筒部５の内側に、円筒部５の形状である円筒形の軸（図示省略）と回転軸２５とが重なる向きで円筒部５の内側に設けられている。また、前記流路形成面４は、円筒部５の軸方向における両端部のうち、モータ支持部６が設けられている側の端部の反対側の端部に接続されている。その形状は、回転軸２５の軸方向において円筒部５から離れた位置では矩形状に形成されており、円筒部５に向かうに従って円形に近くなる形状となっている。

また、シュラウド３の円筒部５に内設される回転翼車１０は、ハブ１１の前端部１２が流路形成面４側に位置し、モータ５０が、モータ支持部６側に位置する向きになっている。さらに、回転軸２５の軸方向において、流路形成面４が形成されている方向の反対方向、即ち、モータ支持部６が設けられている方向で、モータ５０よりも流路形成面４から離れた位置には、遮熱板７が設けられている。この遮熱板７は、厚さの薄い板によって形成されており、モータ支持部６に固定されている。

図４は、図１の方向から見た回転翼車の外形図である。図５は、ハブの前端部側から見た回転翼車の斜視図である。図６は、図５の回転翼車の反対方向から見た回転翼車の斜視図である。前記回転翼車１０が有するハブ１１は、前端部１２の周囲の全周にかけて設けられた、外周面１３を有している。この外周面１３は、前端部１２から、回転軸２５の軸方向における一方向に設けられており、外周面１３の回転軸２５の軸方向における両端部のうち、前端部１２側の端部は上流側端部１４となっており、前端部１２側の端部の反対側の端部は下流側端部１５となっている。また、複数の羽根３１は、外周面１３に接続部３２で接続されており、これらの羽根３１は全て同形状で形成されている。

このように同形状で複数形成される羽根３１は、前記回転軸２５を中心とする径方向の最も外方側の端部は羽根外側端部３３として設けられており、接続部３２から羽根外側端部３３に向かうに従って、回転軸２５の周方向、或いは、前端部１２の形状である円形の周方向における幅が広くなっている。また、この羽根３１は、各羽根３１の前記周方向における両端部のうち、一方の端部は羽根３１の前縁３４となっており、他方の端部は羽根３１の後縁３５となっている。このうち、前縁３４は、後縁３５の方向に凸となるように湾曲しており、後縁３５は、前縁３４から離れる方向に凸となるように略湾曲している。さらに、後縁３５は、前記回転軸２５を中心とする円周方向に凹凸となるジグザグ状に形成されている。

また、これらの羽根３１は、回転軸２５の軸方向に見た場合に上記の形状となる板状の形状で形成されており、この板状に形成される羽根３１は、互いに反対方向に向けられた２つの表面を有している。この２つの表面のうち、ハブ１１の下流側端部１５側に位置する表面は圧力面３６となっており、上流側端部１４側に位置すると共に圧力面３６の反対側の表面は負圧面３７となっている。

図７は、図４のＤ−Ｄ断面図である。また、各羽根３１は、回転軸２５を中心とする周方向に対して傾斜している。その傾斜の方向は、前縁３４が上流側端部１４寄りに位置し、後縁３５が下流側端部１５寄りに位置する向きとなっている。このため、各羽根３１は、前縁３４から後縁３５に向かうに従って、上流側端部１４側から下流側端部１５側に向かうように、前記周方向に対して傾斜している。これにより、圧力面３６は、前縁３４側の他の羽根３１に面しており、負圧面３７は、後縁３５側の他の羽根３１に面している。

また、ハブ１１の外周面１３は、傾斜部１６と平行部１７とを有している。このうち、平行部１７は、羽根３１の接続部３２から下流側端部１５までの間に形成されており、平行部１７における羽根３１の前縁３４側の端部は、回転軸２５を中心とする周方向における位置が前縁３４の位置とほぼ同じ位置になっている。つまり、平行部１７の前縁３４側の端部は、前縁３４から回転軸２５の軸方向に沿って下流側端部１５の方向に向けて形成されている。また、平行部１７における羽根３１の後縁３５側は、回転軸２５を中心とする周方向に対して傾斜した羽根３１の接続部３２の傾斜角とほぼ同じ角度で、後縁３５から下流側端部１５にかけて形成されている。つまり、平行部１７は、下流側端部１５と前縁３４側の端部とが直角になり、前縁３４から後縁３５を通り下流側端部１５まで連続して形成された部分が斜辺となる略直角三角形の形状で形成されている。また、傾斜部１６は、平行部１７の周囲に形成されている。

図８は、図７のＥ−Ｅ断面図である。図９は、図７のＦ−Ｆ断面図である。ハブ１１の外周面１３の一部である傾斜部１６は、上流側端部１４から下流側端部１５の方向に向かうに従って回転軸２５から離れる方向に回転軸２５に対して傾斜している。つまり、傾斜部１６は、円錐形の一部の形状になっている。また、平行部１７は、ハブ１１の外周面１３に対する羽根３１の接続部分である接続部３２から、下流側端部１５にかけて形成されており、回転軸２５に沿って形成された平面となっている。また、平行部１７は、傾斜部１６から連続した傾斜部１６の仮想の延長部分である傾斜部延長部２６よりも、回転軸２５の径方向における内方に位置している。即ち、傾斜部延長部２６は、平行部１７が設けられている部分に傾斜部１６が設けられている場合の仮想部となっており、平行部１７は、この仮想の傾斜部１６である傾斜部延長部２６よりも、回転軸２５の径方向における内方に形成されている。

また、平行部１７は、羽根３１の接続部３２よりも下流側端部１５側、即ち、圧力面３６側に形成されており、接続部３２よりも上流側端部１４側には傾斜部１６が形成されているため、負圧面３７側には傾斜部１６が形成されている。このため、接続部３２の、圧力面３６側の形状は平行部１７に沿った形状になっており、負圧面３７側の形状は傾斜部１６に沿った形状になっている。ここで、羽根３１は、前縁３４から後縁３５に向かうに従って上流側端部１４側から下流側端部１５側に向かうように傾斜しており、傾斜部１６は、上流側端部１４から下流側端部１５の方向に向かうに従って回転軸２５から離れる方向に回転軸２５に対して傾斜している。さらに、負圧面３７側の形状は傾斜部１６に沿った形状になっているので、負圧面３７は、前縁３４から後縁３５に向かうに従って接続部３２が回転軸２５から離れており、このため、負圧面３７の、回転軸２５を中心とする径方向における長さは、前縁３４から後縁３５に向かうに従って短くなっている。

図１０は、図２のＣ−Ｃ矢視図であり、回転翼車の要部詳細図である。また、前記平行部１７において、羽根３１の前縁３４が位置する側の端部と、この端部よりも回転軸２５を中心とする周方向において隣接する傾斜部１６とは、回転軸２５を中心とする径方向における位置が異なっており、この部分の平行部１７と傾斜部１６とは段差を有している。このため、この部分の平行部１７と傾斜部１６とは、回転軸２５の径方向に沿って形成された段差部１８によって接続されている。また、平行部１７は、下流側端部１５の位置では、前記周方向において段差部１８側の端部ではない方の端部は、回転軸２５を中心とする径方向における位置が傾斜部１６の径方向における位置とほぼ同じ位置となる。また、段差部１８は、この端部と、隣接する平行部１７との間を接続している。このため、平行部１７は、下流側端部１５の位置では、段差部１８側の端部が最も前記径方向の内方に位置しており、段差部１８から離れるに従って径方向の外方に位置し、段差部１８から最も離れた位置で、他の段差部１８によって隣接する平行部１７と接続されている。このように、各平行部１７は段差部１８によって隣接する平行部１７に接続されており、これにより、下流側端部１５を回転軸２５の軸方向に見た場合における外周面１３の形状は、ラチェットギア状の形状になっている。また、このようにラチェットギア状の形状に形成されるハブ１１は、肉厚が一定になっている。また、ハブ１１の内側には、板状の形状で複数のリブ１９が設けられている。

図１１は、図４のＧ部詳細図である。前記圧力面３６及び負圧面３７には、壁部であるガイドフェンス４０が設けられており、ガイドフェンス４０は、内周ガイドフェンス４１と外周ガイドフェンス４２とを有している。このうち、内周ガイドフェンス４１は、羽根３１の接続部３２の近傍で、接続部３２よりも羽根外側端部３３寄りに部分に設けられており、外周ガイドフェンス４２は、羽根外側端部３３の近傍で、羽根外側端部３３よりも接続部３２寄りの部分に設けられている。さらに、内周ガイドフェンス４１は、圧力面３６と負圧面３７との双方の表面に設けられており、外周ガイドフェンス４２は、負圧面３７にのみ設けられている。また、これらのガイドフェンス４０は、回転軸２５を中心とする円周方向に沿った形状で羽根３１の表面から突出している。即ち、各ガイドフェンス４０は、回転軸２５を中心とする円周方向に沿って湾曲した板状の形状で形成されており、前縁３４の近傍から後縁３５にかけて形成されている。また、羽根３１の表面からの高さは、前縁３４から後縁３５に向かうに従って高くなっている。

また、内周ガイドフェンス４１は、圧力面３６と負圧面３７との双方に設けられているが、双方の内周ガイドフェンス４１は、回転軸２５を中心とする径方向における位置が、ほぼ同じ位置になっている。なお、この内周ガイドフェンス４１は、羽根３１の接続部３２から羽根外側端部３３までの、回転軸２５を中心とする径方向における距離Ｊを１００％とした場合に、圧力面３６側の内周ガイドフェンス４１及び負圧面３７側の内周ガイドフェンス４１は共に、接続部３２から前記径方向における外方への距離Ｋが５％〜４５％の範囲内となる位置に設けられているのが好ましい。

次に、回転翼車１０の製造方法について説明する。回転翼車１０は、樹脂によって形成されているため、射出成形などにより成形される。即ち、回転翼車１０の形状の空間を有する型（図示省略）に液体状の樹脂を流入し、その空間に樹脂を満たして樹脂を硬化させることによって成形する。この型は、回転軸２５の軸方向における上流側端部１４側の部分を成形する型と、下流側端部１５側の部分を成形する型と、からなり、羽根３１の負圧面３７側やハブ１１の傾斜部１６は、上流側端部１４側用の型によって成形され、羽根３１の圧力面３６側やハブ１１の平行部１７は、下流側端部１５側用の型によって成形される。回転翼車１０の製造時には、これらの型を組み合わせ、これらの型に形成された回転翼車１０の形状の空間に樹脂を流入し、樹脂が硬化したら、これらの型を前記軸方向に外す。これにより、回転翼車１０は型から取り出すことができ、回転翼車１０は、上述した形状で成形される。

この実施例に係るプロペラファン１は以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。前記プロペラファン１に設けられるモータ５０に接続された電気コード５２のコネクタ５３を、電源から繋がる他の電気コード５２に接続することによりモータ５０と電源とを電気的に接続し、モータ５０に電気を流すと、モータ５０が有するモータ軸５１が回転する。モータ軸５１が回転すると、モータ軸５１に接続された接続孔２０を有する回転翼車１０のハブ１１が、回転軸２５を中心に回転する。これにより、回転翼車１０全体が回転軸２５を中心に回転する。その回転方向は、回転翼車１０が有する各羽根３１が、それぞれの羽根３１が有する前縁３４の方向に向かう方向に回転する。つまり、各羽根３１において、前縁３４が進行方向に位置する方向に、回転翼車１０は回転する。

この回転翼車１０を、この方向に回転させると、羽根３１は圧力面３６側が前縁３４側の他の羽根３１に面するように傾斜しているので、圧力面３６側に空気が当たる。各羽根３１は、前縁３４から後縁３５に向かうに従って、ハブ１１の上流側端部１４側から下流側端部１５側に向かうように、周方向に対して傾斜しているので、圧力面３６側に空気が当たると、この空気はハブ１１の下流側端部１５の方向に流れる。つまり、回転翼車１０が回転することにより、圧力面３６側では、圧力面３６に沿って前縁３４側から後縁３５側に空気が流れ、また、この空気は前縁３４側から後縁３５側に空気が流れると共に、上流側端部１４側から下流側端部１５側の方向に流れる。回転翼車１０が回転すると、空気が連続してこのように流れるため、プロペラファン１の作動時には、シュラウド３の流路形成面４側から、モータ支持部６が設けられている方向に向けて、回転軸２５の軸方向に沿って空気が流れる。

羽根３１の圧力面３６側は、上述したように空気が当たるため、空気の圧力が高くなるが、このように空気の圧力が高くなる圧力面３６側に対し、負圧面３７側は、回転翼車１０の回転に伴い羽根３１が移動する際に、羽根３１によって空気が押し退けられるため、負圧面３７側の空気の圧力は低くなる。つまり、回転翼車１０が回転することにより、負圧面３７側では、負圧面３７に沿って前縁３４側から後縁３５側に空気が流れるが、負圧面３７が流れ方向に緩やかな凸部となっているため凸部をまわる流速が早くなり負圧面３７側の空気の圧力は、圧力面３６側の空気の圧力に対して低くなる。即ち、負圧面３７側の空気は、圧力面３６側の空気に対して負圧になる。

従って、回転翼車１０が高速で回転し、羽根３１が高速で移動した場合には、より多くの空気を流路形成面４方向からモータ支持部６の方向に回転軸２５に沿った方向に流すことができるが、この場合、圧力面３６側の空気圧はより高くなり、負圧面３７側の空気圧は、より低くなる。ここで、この羽根３１が接続されているハブ１１は、傾斜部１６を有している。回転軸２５に沿って上流側端部１４から下流側端部１５の方向に向かって流れる空気は、傾斜部１６にも沿って流れるが、この傾斜部１６は、上流側端部１４から下流側端部１５の方向に向かうに従って回転軸２５から離れる方向に傾斜している。このため、ハブ１１の周囲における空気の流路は、空気の流れの上流側から下流側に向かうに従って流路の幅が狭くなっている。即ち、空気の流路は、上流側から下流側に向かうに従って流路が狭くなる縮流流路になっている。

また、羽根３１の接続部３２において、負圧面３７側の形状は傾斜部１６に沿った形状になっており、さらに、負圧面３７は、前縁３４から後縁３５に向かうに従って回転軸２５を中心とした径方向における流路間隔が狭くなっている。このため、負圧面３７に沿って流れる空気は、前縁３４から後縁３５に向かうに従って翼面に付着したままで空気圧が高まり空気圧が低くなり過ぎることによる剥離が抑制される。

これに対し、羽根３１の接続部３２の圧力面３６側には、平行部１７が形成されている。この平行部１７は、傾斜部延長部２６よりも、前記径方向における内方に位置している。圧力面３６側の接続部３２は、この平行部１７に沿った形状になっているため、圧力面３６側の接続部３２は、負圧面３７側の接続部３２よりも前記径方向における内方に位置しており、その分、圧力面３６は面積が大きくなっている。このため、より多量の空気を圧力面３６で受けて上流側端部１４側から下流側端部１５側に流すことができる。

また、負圧面３７に沿って空気を前縁３４から後縁３５に流した際に、後縁３５はジグザグ状に形成されているので、後縁３５付近を流れる空気は、このジグザグ状の形状によって、小さく乱される。即ち、後縁３５に発生する空気の渦の微細化が、より促進される。

また、このように、圧力面３６や負圧面３７に沿って流れる空気は、これらの表面に形成される内周ガイドフェンス４１や外周ガイドフェンス４２によって整流される。つまり、例えば、内周ガイドフェンス４１と接続部３２との間を流れる空気は、前縁３４から後縁３５まで、これらの間を流れ続ける。

以上のプロペラファン１は、ハブ１１が、平行部１７以外の多くの部分が傾斜部１６となった略円錐状の形状で形成され、円錐を基調とした形状で形成されている。これにより、上流側端部１４から下流側端部１５の方向に空気を流す場合に、縮流流路を形成することができ、回転翼車１０の回転時に、負圧面３７で空気の圧力が低くなり過ぎることを抑制できる。従って、低圧で負圧面３７の前縁３４から後縁３５にかけて空気が流れる場合でも、空気の圧力が低いことに起因して空気が剥離することを抑制することができ、剥離が生じることにより送風の効率が低減したり、剥離が生じた際に騒音が発生したりすることを抑制することができる。また、平行部１７が傾斜部延長部２６よりも回転軸２５の径方向における内方に位置することによって、当該平行部１７側の羽根３１の表面である圧力面３６の面積が大きくなっているので、この羽根３１で流す空気の量を増加させることができる。これらの結果、送風性能及び効率の向上を図ると共に騒音の低減を図ることができる。

また、羽根３１の後縁３５をジグザグ状にしているので、後縁３５に発生する空気の渦の微細化が、より促進され、空気が大きく剥離することを抑制することができる。この結果、より確実に送風性能及び効率の向上を図ると共に騒音の低減を図ることができる。

また、羽根３１の表面に壁部であるガイドフェンス４０を設けているので、羽根３１の表面を流れる空気を整流することができ、空気を効率よく流すことができる。また、外周面１３は、傾斜部１６と平行部１７とにより形成されているため、外周面１３に沿って流れる空気は乱れが発生し易いが、このように空気の流れに乱れが生じた場合でも、この空気の乱れはガイドフェンス４０で塞き止められる。つまり、外周面１３で空気の乱れが発生し、外周面１３に接続された羽根３１の接続部３２付近から羽根３１の表面に対して、この空気が到達した場合でも、この流れが乱れた空気は、羽根３１の表面におけるガイドフェンス４０と接続部３２との間のみを流すことができる。さらに、平行部１７は、羽根３１の圧力面３６側に形成されているため、ハブ１１の外周面１３に沿って流れる空気は羽根３１の圧力面３６側で乱れが発生し易いが、ガイドフェンス４０は、羽根３１の圧力面３６側にも設けている。これにより、流れが乱れた空気が流れ易い圧力面３６において、この乱れた空気が広い範囲を流れることを抑制することができるので、流れが乱れた空気が流れることに起因して、空気の剥離などの不具合が発生し易い圧力面３６全体に剥離などの不具合が発生することを、より確実に抑制することができる。これらの結果、より確実に送風性能及び効率の向上を図ると共に騒音の低減を図ることができる。

また、ガイドフェンス４０を圧力面３６と負圧面３７との両方の表面に設けているので、より確実に羽根３１の表面を流れる空気を整流することができ、空気を効率よく流すことができる。また、羽根３１の負圧面３７側よりも圧力面３６側の方が空気圧が高いので、羽根３１の後縁３５から圧力面３６側の空気が負圧面３７側に流れ込む場合があるが、この場合でも、負圧面３７の表面にはガイドフェンス４０が設けられているので、圧力面３６側から流れ込んだ空気をガイドフェンス４０が設けられている範囲内に留めることができ、この空気による乱流を抑制することができる。これらの結果、より確実に送風性能及び効率の向上を図ることができる。

また、圧力面３６側から負圧面３７側に空気が流れ込む場合には、後縁３５側から流れ込むことが多いので、空気の流れの乱れは後縁３５側から発生する場合が多いが、ガイドフェンス４０は、表面からの高さが前縁３４から後縁３５に向かうに従って高くなっている。これにより、後縁３５付近で空気の乱れが発生した場合でも、この乱れをより確実にガイドフェンス４０が設けられている範囲内に留めることができ、この空気の乱れが羽根３１全体に影響して空気の剥離などの不具合が羽根３１全体に生じることを、より確実に抑制することができる。この結果、より確実に送風性能及び効率の向上を図ることができる。

また、内周ガイドフェンス４１を、羽根３１の接続部３２から羽根外側端部３３までの、回転軸２５を中心とする径方向における距離Ｊを１００％とした場合における、接続部３２から前記径方向の外方への距離Ｋが５％〜４５％の範囲内となる位置に設けることにより、接続部３２付近での空気の乱れが、羽根３１の表面全体に影響することを抑制することができる。つまり、径方向における接続部３２から内周ガイドフェンス４１までの距離Ｋを、接続部３２から羽根外側端部３３までの距離Ｊの５％以上にすることにより、接続部３２付近で空気が乱れた場合に、この空気の乱れを、より確実に内周ガイドフェンス４１より接続部３２寄りの部分内に収めることができる。これにより、接続部３２付近で発生した空気の乱れが、羽根３１の表面全体に影響することを抑制することができる。

また、径方向における接続部３２から内周ガイドフェンス４１までの距離Ｋを、接続部３２から羽根外側端部３３までの距離Ｊの４５％以下にすることにより、接続部３２付近で空気が乱れた場合に、この空気の乱れが羽根外側端部３３寄りの部分にまで到達することを抑制することができる。これにより、空気の乱れが影響する範囲が広くなり過ぎることを抑制することができ、空気の乱れが影響する範囲が広過ぎる場合のように、回転翼車１０全体での送風の効率が低下することを抑制することができる。これらにより、接続部３２付近で発生した空気の乱れが、羽根３１の表面全体に影響して空気の剥離などの不具合が羽根３１全体に生じること抑制することができ、特に、空気の乱れが影響する範囲を接続部３２寄りの部分のみにすることができる。回転翼車１０の羽根３１では、接続部３２寄りの部分よりも、羽根外側端部３３寄りの部分の方が周速が速いので、羽根外側端部３３寄りの部分の方が送風作用は大きいが、空気の乱れが影響する範囲を接続部３２寄りの部分のみにすることにより、羽根外側端部３３寄りの部分では、より確実に送風することができる。この結果、より確実に送風性能及び効率の向上を図ることができる。

また、回転翼車１０のハブ１１は、上流側端部１４側よりも下流側端部１５側の方が径が大きい円錐を基調とした形状で形成されているが、羽根３１の接続部３２からハブ１１の下流側端部１５にかけては、回転軸２５と平行な平行部１７が形成されている。これにより、ハブ１１が円錐形を基調として形成されている場合における、羽根３１から下流側端部１５までの部分のようなアンダカットの部分を除去することができる。つまり、ハブ１１を、円錐形を基調として形成し、このハブ１１に一体で羽根３１を設ける場合で、樹脂成形によって製造する場合には、回転翼車１０を成形する型のうち、羽根３１から下流側端部１５の部分を成形する型は、下流側端部１５よりも羽根３１側の方が径が小さいため、回転翼車１０を成形した後に回転軸２５の軸方向に外すことが出来なくなる。これに対し、上記の回転翼車１０では、羽根３１から下流側端部１５にかけて回転軸２５と平行な平行部１７が形成されているので、型に樹脂を流入して樹脂が硬化した後に、容易に型を回転軸２５の方向に外すことができ、成形された回転翼車１０を、容易に抜き取ることができる。この結果、上述した回転翼車１０を樹脂によって容易に製造することができ、製造コストの低減を図ることができる。

さらに、ハブ１１は肉厚が一定になっているので、回転翼車１０を樹脂成形によって製造する場合においても、樹脂の硬化時の寸法の変化を一定に割合で変化させることができる。これにより、樹脂の硬化時におけるひずみが小さくなるので、精度を出し易くすることができる。この結果、回転翼車１０の精度の向上を図ることができる。

また、前記プロペラファン１は、上述した回転翼車１０を設けているので、駆動手段であるモータ５０で回転翼車１０を回転させることにより、当該プロペラファン１において上述した効果を得ることができる。この結果、送風性能及び効率の向上を図ると共に騒音の低減を図ることができ、高品質のプロペラファン１を得ることができる。

以上のように、本発明に係る回転翼車及びプロペラファンは、送風性能の向上を図る場合に有用であり、特に、回転翼車を樹脂によって成形する場合に適している。

本発明の実施例に係るプロペラファンの正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ矢視図である。 図１の方向から見た回転翼車の外形図である。 ハブの前端部側から見た回転翼車の斜視図である。 図５の回転翼車の反対方向から見た回転翼車の斜視図である。 図４のＤ−Ｄ断面図である。 図７のＥ−Ｅ断面図である。 図７のＦ−Ｆ断面図である。 図２のＣ−Ｃ矢視図であり、回転翼車の要部詳細図である。 図４のＧ部詳細図である。

符号の説明

１ プロペラファン
３ シュラウド
４ 流路形成面
５ 円筒部
６ モータ支持部
１０ 回転翼車
１１ ハブ
１２ 前端部
１３ 外周面
１４ 上流側端部
１５ 下流側端部
１６ 傾斜部
１７ 平行部
１８ 段差部
１９ リブ
２０ 接続孔
２５ 回転軸
２６ 傾斜部延長部
３１ 羽根
３２ 接続部
３３ 羽根外側端部
３４ 前縁
３５ 後縁
３６ 圧力面
３７ 負圧面
４０ ガイドフェンス
４１ 内周ガイドフェンス
４２ 外周ガイドフェンス
５０ モータ
５１ モータ軸

Claims (6)

1. 複数の羽根と、前記複数の羽根を外周面に設けたハブと、を備える回転翼車において、
   前記外周面の前記ハブの回転軸の軸方向における両端部のうち、一方の端部を上流側端部とし、前記両端部のうちの他方の端部を下流側端部とした場合に、
   前記外周面は、前記上流側端部から前記下流側端部の方向に向かうに従って前記回転軸から離れる方向に前記回転軸に対して傾斜した傾斜部と、前記回転軸に沿って形成された平行部と、を有しており、
   前記平行部は、前記羽根が前記外周面に接続されている部分である接続部から前記下流側端部までの間に形成されており、且つ、前記接続部から前記下流側端部までの間において前記傾斜部から連続した前記傾斜部の仮想の延長部分である傾斜部延長部よりも前記回転軸の径方向における内方に位置していることを特徴とする回転翼車。
2. 前記羽根は、後縁が前記回転軸を中心とする円周方向に凹凸となるジグザグ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転翼車。
3. 前記羽根は、互いに反対方向に向けられた２つの表面を有しており、
   前記２つの表面のうち、前記下流側端部側に位置する前記表面を圧力面とし、前記上流側端部側に位置すると共に前記圧力面の反対側の前記表面を負圧面とした場合に、
   前記接続部近傍における前記圧力面と前記負圧面とのうちの少なくとも前記圧力面を含む前記表面には、前記回転軸を中心とする円周方向に沿った形状で前記表面から突出した壁部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転翼車。
4. 前記壁部は、前記圧力面と前記負圧面との両方に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の回転翼車。
5. 前記壁部は、前記羽根の、前記回転軸を中心とする径方向の最も外方側の端部である羽根外側端部から前記接続部までの前記径方向における距離を１００％とした場合に、前記接続部から前記径方向における外方への距離が５％〜４５％の範囲内となる位置に設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の回転翼車。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転翼車と、
   前記回転翼車を、前記回転軸を中心に回転可能に支持する駆動手段と、
   前記回転翼車を内設すると共に前記駆動手段を固定する筐体と、
   を備えることを特徴とするプロペラファン。

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