JP6250178B2

JP6250178B2 - 流体送り装置

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Inventors: ゆい公文; 大塚　雅生; 大塚　　雅生
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Filing date: 2015-06-05
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Description

本発明は、流体送り装置に関し、特に、静翼ユニットを備えた流体送り装置に関する。

流体送り装置は、プロペラファンを用いて流体を送り出す。流体送り装置の例としては、ヘアドライヤー、カールドライヤー、ペット用ドライヤー、および園芸用ブロワーなどが挙げられる。一般的な流体送り装置においては、プロペラファンの下流側に、静翼を有する静翼ユニットが配置される。静翼は、固定翼や整流翼などとも呼ばれる。

流体送り装置には、当該装置から送り出される流体に直進性および風圧を持たせることを求められる場合がある。たとえばドライヤーの分野においては、髪を乾かすといった機能に限られず、直進性および風圧を有する気流を生成し、その気流によって頭皮をケアするといった機能を実現することを求められる。頭皮ケアを実現するためには、毛髪を掻き分けて頭皮に到達するような気流を送り出すことが必要となる。ブロワーの分野においても、たとえば効率よく落葉などを清掃できるように、直進性および風圧を有する気流を送り出すことが求められる場合がある。

特許第４７９７９２８号公報（特許文献１）は、吐出ノズルを備えたヘアドライヤーに関する発明を開示している。この発明は、吐出ノズルの形状を工夫することによって、ノズルから吐出される空気の風圧を確保し、風量低下の防止を図っている。

特許第４７９７９２８号公報

直進性および風圧を有する気流を送り出すことを目的として、プロペラファンや吐出ノズルの形状を工夫した発明は知られている。しかしながら、プロペラファンの下流側に配置される静翼（静翼ユニット）の形状を改善するといった試みは、これまでほとんど為されていなかった。

本発明は、形状が改善された静翼ユニットによって直進性および風圧を有する気流を送り出すことが可能な流体送り装置を提供することを目的とする。

流体送り装置は、１枚または複数枚の翼部を含み、回転軸周りに回転することにより流体の流れを発生させるプロペラファンと、１枚または複数枚の静翼を含み、上記流体が流れる方向における上記プロペラファンの下流側に上記静翼が位置するように配置された静翼ユニットと、を備え、上記静翼は、上記流体が流れる方向における上記静翼の上流側の縁を形成する上流側縁部と、上記流体が流れる方向における上記静翼の下流側の縁を形成する下流側縁部と、を有しており、上記回転軸に対して平行な方向から上記上流側縁部を見た場合、上記上流側縁部のうちの上記回転軸から最も近くに位置する内側部分は、上記上流側縁部のうちの上記回転軸から最も遠くに位置する外側部分よりも上記プロペラファンの回転方向における前方に位置しており、上記回転軸に垂直な平面に対して上記静翼を上記回転軸に平行な方向に投影した際に上記平面上に描かれる投影像を見た場合、上記静翼のうちの上記回転軸から最も近くに位置する根元部分の周方向長さは、上記静翼のうちの上記回転軸から最も遠くに位置する外周部分の周方向長さよりも長く、かつ、上記静翼の周方向長さは、上記根元部分から上記外周部分に向かうにつれて、いったん幅広になったのち、テーパー状に先細りとなる形状を有している。

好ましくは、上記回転軸に対して平行な方向から上記上流側縁部を見た場合、上記上流側縁部は、上記内側部分から上記外側部分に向かって曲線状に延びる形状を有している。
好ましくは、上記回転軸に対して平行な方向から上記下流側縁部を見た場合、上記下流側縁部は、上記根元部分の側から上記外周部分の側に向かうにつれて、いったん回転方向における前方側に向かって延びたのち、同方向における後方側に向かって延びる形状を有している。

好ましくは、上記回転軸に対して平行な方向から上記上流側縁部を見た場合、上記上流側縁部は、上記内側部分から上記外側部分に向かって直線状に延びる形状を有しており、上記回転軸に対して平行な方向から上記上流側縁部を見た場合に、上記回転軸と上記内側部分とを結ぶ直線に対して上記上流側縁部がなす角度は１５°以上〜２５°以下である。

好ましくは、上記回転軸に対して平行な方向から上記上流側縁部を見た場合に上記内側部分と上記外側部分とを結ぶ直線を描いたとすると、当該直線が上記回転軸と上記内側部分とを結ぶ直線に対してなす角度は３０°以上〜５０°以下である。

好ましくは、上記プロペラファンの回転方向に沿った切断面により得られる上記静翼の断面形状を見る場合において、上記静翼のうちの任意位置において得られる上記断面形状を内側断面形状とし、上記静翼のうちの上記任意位置よりも径方向外側の位置において得られる上記断面形状を外側断面形状とすると、上記内側断面形状は、上記外側断面形状に比べて、上記上流側縁部の側から上記下流側縁部の側に向かうにつれて急峻に湾曲する湾曲部を有している。

成形用金型は、上記の流体送り装置に備えられる上記静翼ユニットを成形するために用いられる。

上記の流体送り装置によれば、静翼が運動エネルギーを効率的に回収して風速を静圧に変換するため、直進性および風圧を有する気流を送り出すことが可能となる。

実施の形態１における流体送り装置を示す断面図である。図１中のＩＩ線に囲まれた領域を拡大して示す断面図である。図２中の矢印ＩＩＩの方向から見た流体送り装置（プロペラファンおよび静翼ユニット）を示す平面図である。実施の形態１におけるプロペラファンを示す側面図である。実施の形態１におけるプロペラファンを示す平面図である。実施の形態１における静翼ユニットを示す斜視図である。図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った矢視断面図である。実施の形態１における静翼ユニットを示す平面図である。図８中のＩＸ線に囲まれた領域を拡大して示す平面図である。実施の形態１における静翼ユニットを示す底面図である。実施の形態１における流体送り装置（静翼ユニット）の作用および効果を説明するための平面図である。図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った矢視断面図である。図１１中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。実施の形態１における流体送り装置（静翼ユニット）の他の作用および効果を説明するための斜視図である。実施の形態１における流体送り装置（静翼ユニット）のさらに他の作用および効果を説明するための断面図である。比較例１における流体送り装置（プロペラファンおよび静翼ユニット）を示す平面図である。比較例１における静翼ユニットを示す断面図である。比較例１における静翼ユニットを示す平面図である。図１８中のＸＩＸ線に囲まれた領域を拡大して示す平面図である。比較例１における静翼ユニットを示す底面図である。比較例１における流体送り装置（静翼ユニット）の作用を説明するための平面図である。比較例２における静翼ユニットを示す断面図である。比較例２における静翼ユニットを示す平面図である。図２３中のＸＸＩＶ線に囲まれた領域を拡大して示す平面図である。比較例２における静翼ユニットを示す底面図である。比較例２における流体送り装置（静翼ユニット）の作用を説明するための平面図である。比較例３における流体送り装置（静翼ユニット）の作用を説明するための平面図である。実施の形態２における静翼ユニットを示す斜視図である。実施の形態２における静翼ユニットを示す断面図である。実施の形態２における静翼ユニットを示す平面図である。図３０中のＸＸＸＩ線に囲まれた領域を拡大して示す平面図である。実施の形態２における静翼ユニットを示す底面図である。図３１中のＸＸＸＩ−ＸＸＸＩ線に沿った矢視断面図である。実施の形態２における静翼ユニットの作用および効果を説明するための平面図である。実験例に関し、実施例Ａ，Ｂ（上述の実施の形態１）および比較例Ａ，Ｂ（上述の比較例２）における圧力流量特性（Ｐ−Ｑ）特性を示す図である。実験例に関し、実施例Ａ，Ｂ（上述の実施の形態１）および比較例Ａ，Ｂ（上述の比較例２）における３６Ｖおよび４５Ｖの印加電圧に対する仕事Ｐ＊Ｑの値を示す図である。実験例に関し、実施の形態１に基づくファンユニットと（実施例Ｃ）、比較例２に基づくファンユニット（比較例Ｃ）との回転数と風量との関係を示す図である。他の実施の形態における成形用金型を示す断面図である。

各実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。特に制限が無い限り、各実施の形態に示す構成および各実験例に示す構成を適宜組み合わせて用いることは、当初から予定されていることである。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、実施の形態１における流体送り装置１００を示す断面図である。流体送り装置１００は、ヘアドライヤーであり、本体部１０、把持部１８および操作部１９を備える。本体部１０は、外ケース１１、内ケース１２、駆動モータ３０、静翼ユニット４０、プロペラファン５０、およびヒータ１７を含む。外ケース１１は、入口開口１３および出口開口１４を有する。

内ケース１２は、円筒形状を有しており、その両端には吸入口１５および吐出口１６が設けられる。内ケース１２の内側には、モータ支持部４４（図２参照）が設けられる。内ケース１２の内径は、たとえばφ５６ｍｍである。駆動モータ３０は、その出力軸３１（図２参照）が本体部１０の長手方向に対して略平行となるように、モータ支持部４４の内側に配置される。モータ支持部４４は、駆動モータ３０のステータの一部としても機能し得るものである。

プロペラファン５０は、駆動モータ３０に取り付けられる。プロペラファン５０は、駆動モータ３０よりも吸入口１５の側に配置される。プロペラファン５０は、プロペラファン５０の回転軸（図２における回転軸８０を参照）が本体部１０の長手方向に対して略平行となるように配置される。

図２は、図１中のＩＩ線に囲まれた領域を拡大して示す断面図である。図示上の便宜のため、図２の断面図は、紙面の上側に吸入口１５が位置し、紙面の下側に吐出口１６が位置するように図示されている。図３は、図２中の矢印ＩＩＩの方向から見た流体送り装置１００（プロペラファン５０および静翼ユニット４０）を示す平面図である。

図２および図３を参照して、プロペラファン５０および静翼ユニット４０は、内ケース１２の中に設けられる。静翼ユニット４０は、複数枚の静翼４２を含む。各静翼４２は、略板状の形状を有している（詳細は後述する）。各静翼４２は、モータ支持部４４の外表面４４Ｓから径方向の外側に向かって略放射状に延びるように配置されており（詳細は後述する）、その延びている方向における先端は内ケース１２の内表面１２Ｓに到達している。

静翼ユニット４０は、気流が流れる方向におけるプロペラファン５０の下流側に各静翼４２が位置するように配置される。本実施の形態では、内ケース１２および静翼ユニット４０（各静翼４２）は、一体成形により互いに一体化した状態で作製されており、一つの物品を構成している。

（プロペラファン５０）
図４および図５は、それぞれ、プロペラファン５０を示す側面図および平面図である。図２〜図５を参照して、プロペラファン５０は、駆動モータ３０（図２）からの回転動力を受けることにより、回転軸８０の周りに矢印ＡＲ１方向に回転する。プロペラファン５０は、ボス部６０および４枚の翼部７０を備える。プロペラファン５０は、１枚以上であれば、翼部７０を何枚備えていても構わない。

ボス部６０は、外表面６１を含む。外表面６１の上流端部６２は、外表面６１のうちの最も上流側（頂点）の位置に形成される。外表面６１の下流端６３は、外表面６１の最も下流側の位置に形成される部位である。プロペラファン５０が回転している時、上流端部６２を通るように回転軸８０が形成される。

翼部７０は、ボス部６０の外表面６１に設けられる。翼部７０は、翼先端部７１、前縁部７２、根元部７３、後縁部７４、外周後端部７５および外周縁部７６を含む。翼先端部７１は、プロペラファン５０の回転方向（矢印ＡＲ１方向）における最も先端（前方側）に位置する。前縁部７２は、回転方向における翼部７０の前縁を形成する。根元部７３は、翼部７０とボス部６０の外表面６１との間（境目）に形成される。

後縁部７４は、前縁部７２よりも回転方向（矢印ＡＲ１方向）における後側に設けられ、プロペラファン５０の回転方向（矢印ＡＲ１方向）における翼部７０の後縁を形成する。外周後端部７５は、回転半径方向（径方向）における後縁部７４の最も外側の端部（外側端）に形成される。外周縁部７６は、翼先端部７１と外周後端部７５とを接続し、回転半径方向における翼部７０の外周縁を形成する。

プロペラファン５０が回転している時、翼部７０の翼面の吐出口１６（図２）側の面には正圧面が形成され、翼部７０の翼面の吸入口１５（図２）の面には負圧面が形成される。プロペラファン５０が回転している時、翼部７０の翼面は、吸入口１５から吐出口１６に向かって流れる気流を発生させる。

（静翼ユニット４０）
図６は、静翼ユニット４０を示す斜視図である。図７は、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った矢視断面図である。図８は、静翼ユニット４０を示す平面図である。図９は、図８中のＩＸ線に囲まれた領域を拡大して示す平面図である。図１０は、静翼ユニット４０を示す底面図である。

図３、図６〜図１０を参照して、上述の通り、静翼ユニット４０は、気流が流れる方向におけるプロペラファン５０（図３）の下流側に各静翼４２が位置するように配置される。内ケース１２および静翼ユニット４０（各静翼４２）は、一体成形により互いに一体化した状態で作製されており、一つの物品を構成している。

静翼４２は、上流側縁部４３および下流側縁部４５を有している（図２も参照）。上流側縁部４３は、流体が流れる方向における静翼４２の上流側の縁を形成する。下流側縁部４５は、流体が流れる方向における静翼４２の下流側の縁を形成する。上流側縁部４３および下流側縁部４５は、いずれも、モータ支持部４４の外表面４４Ｓから内ケース１２の内表面１２Ｓに到達するまで延びている。

図９を参照して、ここで、回転軸８０に対して平行な方向から上流側縁部４３を見たとする。この場合には、上流側縁部４３は、上流側縁部４３のうちの回転軸８０から最も近くに位置する内側部分Ｐ１と、上流側縁部４３のうちの回転軸８０から最も遠くに位置する外側部分Ｐ２とを有することになる。同様に、回転軸８０に対して平行な方向から下流側縁部４５を見たとする。この場合には、下流側縁部４５は、下流側縁部４５のうちの回転軸８０から最も近くに位置する内側部分Ｒ１と、下流側縁部４５のうちの回転軸８０から最も遠くに位置する外側部分Ｒ２とを有することになる。

本実施の形態の静翼ユニット４０においては、上流側縁部４３の内側部分Ｐ１は、上流側縁部４３の外側部分Ｐ２よりもプロペラファン５０の回転方向（矢印ＡＲ１）における前方に位置している。換言すると、回転軸８０と内側部分Ｐ１とを結ぶ線分Ｌ１を描き、回転軸８０と外側部分Ｐ２とを結ぶ線分Ｌ２を描いた場合には、線分Ｌ１（内側部分Ｐ１）は、線分Ｌ２よりもプロペラファン５０の回転方向（矢印ＡＲ１）における前方に位置している。

さらに、回転軸８０に垂直な平面に対して静翼４２を回転軸８０に平行な方向に投影した際にその平面上に描かれる投影像を見たとする。この投影像は、図９中における点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｒ２、点Ｒ１の順で囲まれる領域に一致する。すなわち、この投影像は、図９中に示す内側部分Ｐ１、外側部分Ｐ２、外側部分Ｒ２および内側部分Ｒ１により囲まれる領域に一致する形状を有する像として、上記平面上に描かれることになる。

本実施の形態の静翼ユニット４０においては、静翼４２のうちの回転軸８０から最も近くに位置する根元部分４６の周方向長さＬＡは、静翼４２のうちの回転軸８０から最も遠くに位置する外周部分４１の周方向長さＬＢよりも長いという特徴を有している（ＬＡ＞ＬＢ）。根元部分４６とは、上流側縁部４３の内側部分Ｐ１から下流側縁部４５の内側部分Ｒ１に到達するまでの円弧状に延びる部分である。

根元部分４６の周方向長さＬＡとは、回転軸８０を中心とする、根元部分４６の円周方向における長さである。同様に外周部分４１とは、上流側縁部４３の外側部分Ｐ２から下流側縁部４５の外側部分Ｒ２に到達するまでの円弧状に延びる部分であり、外周部分４１の周方向長さＬＢとは、回転軸８０を中心とする、外周部分４１の円周方向における長さである。本実施の形態においては、一例として、（外周部分４１の周方向長さＬＢ）／（根元部分４６の周方向長さＬＡ）＝６．９／１１．５＝０．６である。

（作用および効果）
図１１を参照して、静翼ユニット４０においては、隣り合う静翼４２の間に、気流の通り道となる隙間領域ＲＲ１が形成される。説明上の便宜のため、図１１では、複数（７つ）のうちの代表として、１つの隙間領域ＲＲ１のみをドットハッチングを用いて示している。流路（隙間領域ＲＲ１）内に生じる圧損は、風速の２乗に比例する。したがって風速が高まれば、風速が高まる以上に圧損は増加することになる。一般的に、回転半径方向における外側で風速が速くなりやすく圧損も高くなりやすい。

図示しないプロペラファン５０は、矢印ＡＲ１方向に回転する。プロペラファン５０の回転によって、一次流れとして、図１１の矢印Ａ１，Ａ２に示す方向に流れる気流が発生する。プロペラファンの特性上、矢印Ａ１に示す部分（内周側）を流れる気流の周速よりも、矢印Ａ２に示す部分（外周側）を流れる気流の周速の方が早くなる。

本実施の形態では、上流側縁部４３の内側部分Ｐ１は、上流側縁部４３の外側部分Ｐ２よりもプロペラファン５０の回転方向（矢印ＡＲ１）における前方に位置している。したがって、静翼４２の上流側縁部４３がこの構成を有していることによって、矢印Ａ３に示す方向に流れる二次流れが発生する。この二次流れは、静翼４２の翼面に沿って、プロペラファン５０の回転半径方向の外側から内側に向かって流れるものである。

静翼の機能の一つには、運動エネルギーを回収し、風速を静圧に変換するということが挙げられる。詳細は後述するが、何ら対策を施していない静翼を採用した場合には、プロペラファンによって生成された一次流れが上流側縁部４３の外側部分Ｐ２の近傍に集まりすぎてしまい、静翼が持っている変換機能のキャパシティを超えてしまうことがある。変換機能のキャパシティを超えた場合には、静翼は、風速をそれ以上静圧に変換することができなくなってしまい、直進性および風圧を有する気流を送り出すといったことは難しくなる。

回転半径方向における内側の部分を流れる気流の周速は比較的遅いため、風速を静圧に変換するというキャパシティにも比較的余裕を持ちやすい。すなわち、変換機能のキャパシティを超えやすい箇所から、変換機能のキャパシティに余裕がある箇所（図１１中の領域ＲＲ２）へと変換機能の仕事が再分配される。当該構成によれば、回転半径方向の外側において静翼４２の未変換に起因して生じる損失と、回転半径方向の内側において静翼４２の未稼働に起因して生じる損失とが低減する。これによって、風速から変換される静圧を向上させることが可能となる。静圧が強いと、たとえばドライヤーの場合には、髪を掻き分けたり、濡れた毛髪の水分を飛ばしたりするといったエネルギーが強くなり、直進性の高い風を遠くまで到達させることが可能となる。

上記の作用および効果に加えて、本実施の形態においては（図９参照）、静翼４２の根元部分４６の周方向長さＬＡが、静翼４２の外周部分４１の周方向長さＬＢよりも長いという特徴を有している（ＬＡ＞ＬＢ）。内側部分Ｐ１が外側部分Ｐ２よりも回転方向（矢印ＡＲ１）における前方に位置しているという上記の特徴に、この（ＬＡ＞ＬＢ）という特徴が加わることによって、回転半径方向における外側において、気流が通過可能な面積を増加させることができる。

すなわち、隙間領域ＲＲ１の形状について、圧損が大きくなりやすい回転半径方向における外側において気流が通過可能な面積を増加させることによって、その圧損を低減することが可能となる。これらの構成を採用することによって、変換機能のキャパシティを超えやすい箇所から、変換機能のキャパシティに余裕がある箇所（図１１中の領域ＲＲ２）へと変換機能の仕事がよりいっそう再分配されることになる。これらの構成によれば、静圧を向上させながら風量を同等の値に維持したり、あるいは静圧を向上させながら風量をわずかに増加させたりするといったことが可能となる。

（他の構成）
図９を再び参照して、回転軸８０に対して平行な方向から上流側縁部４３を見た場合、本実施の形態における上流側縁部４３は、内側部分Ｐ１から外側部分Ｐ２に向かって直線状に延びる形状を有している。さらに、回転軸８０に対して平行な方向から上流側縁部４３を見た場合に、回転軸８０と内側部分Ｐ１とを結ぶ直線Ｌ１，Ｌ１Ａに対して上流側縁部４３がなす角度θ１は、１５°以上〜２５°以下であることが好ましい。本実施の形態においては、角度θ１は２０°である。また、回転軸８０に対して平行な方向から下流側縁部４５を見た場合に、回転軸８０と内側部分Ｒ１とを結ぶ直線Ｌ３，Ｌ３Ａに対して下流側縁部４５がなす角度θ２は、約８０°である。

本実施の形態の静翼４２の周方向における幅は、根元部分４６から外周部分４１に向かうにつれて、いったん幅広になったのち、テーパー状に先細りとなる形状を有している。すなわち、図９中の点Ｒ１から点Ｒ５までの間の部分は、静翼４２は徐々に周方向における幅が広がる形状を有しており、点Ｒ５から点Ｒ２までの間の部分は、静翼４２は徐々に周方向における幅が狭くなる形状を有している。

図１２は、図１１中のＸＩＩ線に沿った矢視断面図である。図１３は、図１１中のＸＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。ここで、プロペラファン５０の回転方向（矢印ＡＲ１）に沿った切断面により得られる静翼４２の断面形状を見る場合において、静翼４２のうちの任意位置（ＸＩＩ線の位置）において得られる断面形状を内側断面形状４２Ａ（図１２）とし、静翼４２のうちの任意位置（ＸＩＩ線の位置）よりも径方向外側の位置（ＸＩＩＩ線の位置）において得られる断面形状を外側断面形状４２Ｂ（図１３）としたとする。

内側断面形状４２Ａは、上流側縁部４３の側から下流側縁部４５の側に向かうにつれて外側断面形状４２Ｂに比べて急峻に湾曲する湾曲部４２Ｕ１を有している。すなわち、内側断面形状４２Ａと外側断面形状４２Ｂとは、略同一の高さＨを有しているところ、内側断面形状４２Ａの幅Ｗ１（図１２）は、外側断面形状４２Ｂの幅Ｗ２（図１３）に比べて大きい。内側断面形状４２Ａの湾曲部４２Ｕ１（図１２）は、外側断面形状４２Ｂの湾曲部４２Ｕ２（図１３）に比べて小さな曲率半径で湾曲する形状を有している。当該構成を採用することによれば、二次流れが領域ＲＲ２（図１１）に向かって集まってくる際に（図１１中の矢印Ａ３）、径方向の内側に向かうにつれて流れを急に転向できるため、変換機能の効率をさらに高めることが可能となり、図１４に示すように、より直進性の高い送風が可能となる。湾曲部４２Ｕ１，４２Ｕ２については、上流側縁部４３の側の部分だけにこれらを設けてもよい。すなわち、湾曲部４２Ｕ１，４２Ｕ２の下流側の形状は、回転軸８０に対して平行な方向に沿って直線状に延びるような形状としても良い。

図１５を参照して、本実施の形態では、翼部７０の後縁部７４および静翼４２の上流側縁部４３の各々は、これらを互いに対向させた状態で回転軸８０に対して垂直な方向からこれらを見ながらこれらのうちの一方をこれらのうちの他方に向かって回転軸に対して平行な方向に沿って仮想的に移動させて互いに接触させたときに（矢印ＤＲ参照）、これらの間に隙間Ｓが形成される形状を有している。当該構成によれば、気流が下流側に向かってスムーズに流れることができるためにいわゆるピーク音が発生し難く、結果としてプロペラファンと静翼との間の部分から発生する騒音を効果的に抑制することが可能となる。

また、図３を再び参照して、本実施の形態では、翼部７０の後縁部７４および静翼４２の上流側縁部４３の各々は、これらを互いに対向させた状態で回転軸８０に対して平行な方向からこれらを見たときにこれらの一部同士のみが交差する形状を有している（すなわち全部が交差しない形状を有している）。当該構成によっても、気流が下流側に向かってスムーズに流れることができるためにいわゆるピーク音が発生し難く、結果としてプロペラファンと静翼との間の部分から発生する騒音を効果的に抑制することが可能となる。

［比較例１］
図１６は、比較例１における流体送り装置１００Ｗ（プロペラファン５０および静翼ユニット４０Ｗ）を示す平面図である。図１７および図１８は、それぞれ、静翼ユニット４０Ｗを示す断面図および平面図である。図１９は、図１８中のＸＩＸ線に囲まれた領域を拡大して示す平面図である。図２０は、静翼ユニット４０Ｗを示す底面図である。

図１６〜図２０（特に、図１９）を参照して、比較例１においては、上流側縁部４３の内側部分Ｐ１は、上流側縁部４３の外側部分Ｐ２よりもプロペラファン５０の回転方向（矢印ＡＲ１）における後方に位置している。換言すると、回転軸８０と内側部分Ｐ１とを結ぶ線分Ｌ１を描き、回転軸８０と外側部分Ｐ２とを結ぶ線分Ｌ２を描いた場合には、線分Ｌ１（内側部分Ｐ１）は、線分Ｌ２よりもプロペラファン５０の回転方向（矢印ＡＲ１）における後方に位置している。

さらに、回転軸８０に垂直な平面に対して静翼４２を回転軸８０に平行な方向に投影した際にその平面上に描かれる投影像を見たとする。この投影像は、図１９中における点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｒ２、点Ｒ１の順で囲まれる領域に一致する。すなわち、この投影像は、図１９中に示す内側部分Ｐ１、外側部分Ｐ２、外側部分Ｒ２および内側部分Ｒ１により囲まれる領域に一致する形状を有する像として、上記平面上に描かれることになる。さらに、比較例１の静翼ユニット４０Ｗにおいては、静翼４２のうちの回転軸８０から最も近くに位置する根元部分４６の周方向長さＬＣは、静翼４２のうちの回転軸８０から最も遠くに位置する外周部分４１の周方向長さＬＤと同じ長さであるという特徴を有している（ＬＣ＝ＬＤ）。

図２１を参照して、比較例１の構成においては、二次流れが外側に向かって流れ、上流側縁部４３の外側部分（領域ＲＲ３参照）の近傍に集まりすぎてしまい（矢印Ａ４）、静翼４２が持っている変換機能のキャパシティを超えてしまうことがある。変換機能のキャパシティを超えた場合には、静翼４２は、風速をそれ以上静圧に変換することができなくなってしまい、直進性および風圧を有する気流を送り出すといったことは難しくなる。比較例１の構成では、上述の実施の形態１の場合とは異なり仕事の再分配がされないため、回転半径方向の外側において静翼４２の未変換に起因して生じる損失と、回転半径方向の内側において静翼４２の未稼働に起因して生じる損失とはいずれも低減されにくい状態となり、風速から変換される静圧を向上させることは難しいと言える。

［比較例２］
図２２および図２３は、それぞれ、比較例２における静翼ユニット４０Ｙを示す断面図および平面図である。図２４は、図２３中のＸＸＩＶ線に囲まれた領域を拡大して示す平面図である。図２５は、静翼ユニット４０Ｗを示す底面図である。

図２２〜図２５（特に、図２４）を参照して、比較例２においては、上流側縁部４３の内側部分Ｐ１は、上流側縁部４３の外側部分Ｐ２よりもプロペラファン５０の回転方向（矢印ＡＲ１）における後方に位置している。換言すると、回転軸８０と内側部分Ｐ１とを結ぶ線分Ｌ１を描き、回転軸８０と外側部分Ｐ２とを結ぶ線分Ｌ２を描いた場合には、線分Ｌ１（内側部分Ｐ１）は、線分Ｌ２よりもプロペラファン５０の回転方向（矢印ＡＲ１）における後方に位置している。

さらに、回転軸８０に垂直な平面に対して静翼４２を回転軸８０に平行な方向に投影した際にその平面上に描かれる投影像を見たとする。この投影像は、図２４中における点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｒ２、点Ｒ１の順で囲まれる領域に一致する。すなわち、この投影像は、図２４中に示す内側部分Ｐ１、外側部分Ｐ２、外側部分Ｒ２および内側部分Ｒ１により囲まれる領域に一致する形状を有する像として、上記平面上に描かれることになる。さらに、比較例２の静翼ユニット４０Ｙにおいては、静翼４２のうちの回転軸８０から最も近くに位置する根元部分４６の周方向長さＬＣは、静翼４２のうちの回転軸８０から最も遠くに位置する外周部分４１の周方向長さＬＤと同じ長さであるという特徴を有している（ＬＣ＝ＬＤ）。

図２６を参照して、比較例２の構成においても、比較例１の場合と同様に、二次流れが外側に向かって流れ、上流側縁部４３の外側部分（領域ＲＲ３参照）の近傍に集まりすぎてしまい（矢印Ａ４）、静翼４２が持っている変換機能のキャパシティを超えてしまうことがある。変換機能のキャパシティを超えた場合には、静翼４２は、風速をそれ以上静圧に変換することができなくなってしまい、直進性および風圧を有する気流を送り出すといったことは難しくなる。比較例２の構成では、上述の実施の形態１の場合とは異なり仕事の再分配がされないため、回転半径方向の外側において静翼４２の未変換に起因して生じる損失と、回転半径方向の内側において静翼４２の未稼働に起因して生じる損失とはいずれも低減されにくい状態となり、風速から変換される静圧を向上させることは難しいと言える。

［比較例３］
図２７は、比較例３における静翼ユニット４０Ｚを示す平面図である。比較例３においても、上流側縁部４３の内側部分Ｐ１は、上流側縁部４３の外側部分Ｐ２よりもプロペラファン５０の回転方向（矢印ＡＲ１）における後方に位置している。換言すると、回転軸８０と内側部分Ｐ１とを結ぶ線分Ｌ１を描き、回転軸８０と外側部分Ｐ２とを結ぶ線分Ｌ２を描いた場合には、線分Ｌ１（内側部分Ｐ１）は、線分Ｌ２よりもプロペラファン５０の回転方向（矢印ＡＲ１）における後方に位置している。

一方で、回転軸８０に垂直な平面に対して静翼４２を回転軸８０に平行な方向に投影した際にその平面上に描かれる投影像を見たとする。この投影像は、図２７中における点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｒ２、点Ｒ１の順で囲まれる領域に一致する。すなわち、この投影像は、図２７中に示す内側部分Ｐ１、外側部分Ｐ２、外側部分Ｒ２および内側部分Ｒ１により囲まれる領域に一致する形状を有する像として、上記平面上に描かれることになる。比較例３の静翼ユニット４０Ｚにおいては、静翼４２のうちの回転軸８０から最も近くに位置する根元部分４６の周方向長さＬＣは、静翼４２のうちの回転軸８０から最も遠くに位置する外周部分４１の周方向長さＬＤよりも長いという特徴を有している（ＬＣ＞ＬＤ）。

比較例３の構成では、ＬＣ＞ＬＤという条件を満足しているものの、上流側縁部４３の内側部分Ｐ１は、上流側縁部４３の外側部分Ｐ２よりもプロペラファン５０の回転方向（矢印ＡＲ１）における後方に位置している。したがって、結果としては、比較例１，２の場合と同様に、二次流れが外側に向かって流れ、上流側縁部４３の外側部分（領域ＲＲ３参照）の近傍に集まりすぎてしまい（矢印Ａ４）、静翼４２が持っている変換機能のキャパシティを超えてしまうことがある。したがって比較例３の構成であっても、風速から変換される静圧を向上させることは難しいと言える。

［実施の形態２］
図２８〜図３４を参照して、実施の形態２における静翼ユニット４０Ａについて説明する。ここでは、主として実施の形態１と実施の形態２との相違点について説明する。静翼ユニット４０Ａは、いわゆる園芸用ブロワーに搭載されることができる。静翼ユニット４０Ａの内ケース１２の内径は、たとえばφ１７６ｍｍである。

図２８は、静翼ユニット４０Ａを示す斜視図である。図２９および図３０は、それぞれ、静翼ユニット４０Ａを示す断面図および平面図である。図３１は、図３０中のＸＸＸＩ線に囲まれた領域を拡大して示す平面図である。図３２は、静翼ユニット４０Ａを示す底面図である。図３３は、図３１中のＸＸＸＩ−ＸＸＸＩ線に沿った矢視断面図である。

図２８〜図３３（主として図３１）に示すように、静翼ユニット４０Ａにおいては、回転軸８０に対して平行な方向から静翼４２の上流側縁部４３を見た場合、内側部分Ｐ１から外側部分Ｐ２に向かって曲線状（円弧状）に延びる形状を有している。湾曲の形状としては、内側部分Ｐ１と外側部分Ｐ２とを両端として上流側縁部４３を見た場合に、上流側縁部４３の中腹部が回転方向における前方に向かって凸となるように湾曲している。回転軸８０に対して平行な方向から上流側縁部４３を見た場合に、内側部分Ｐ１と外側部分Ｐ２とを結ぶ直線Ｌ１Ｂ（図３１）を描いたとする。直線Ｌ１Ｂが、回転軸８０と内側部分Ｐ１とを結ぶ直線Ｌ１，Ｌ１Ａに対してなす角度θ３は、３０°以上〜５０°以下であることが好ましい。本実施の形態では、一例として角度θ３は３７°である。

さらに、回転軸８０に対して平行な方向から静翼４２の下流側縁部４５を見た場合、内側部分Ｒ１から外側部分Ｒ２に向かって曲線状（円弧状）に延びる形状を有している。湾曲の形状としては、内側部分Ｒ１と外側部分Ｒ２とを両端として下流側縁部４５を見た場合に、下流側縁部４５の中腹部が回転方向における前方に向かって凸となるように湾曲している。回転軸８０に対して平行な方向から下流側縁部４５を見た場合に、内側部分Ｒ１と外側部分Ｒ２とを結ぶ直線Ｌ３Ｂ（図３１）を描いたとする。直線Ｌ３Ｂが、回転軸８０と内側部分Ｒ１とを結ぶ直線Ｌ３，Ｌ３Ａに対してなす角度θ４は、本実施の形態では、一例として６４°である。

上流側縁部４３と下流側縁部４５との湾曲の度合いを比較すると、下流側縁部４５の方が緩やかにカーブしており、上流側縁部４３の方が急峻にカーブしている。本実施の形態においては、一例として、（外周部分４１の周方向長さＬＢ）／（根元部分４６の周方向長さＬＡ）＝１２．７７／１６．４＝０．７８である。

図３３を参照して、プロペラファンの回転方向（矢印ＡＲ１）に沿った切断面により得られる静翼４２の断面形状を見た場合、本実施の形態の静翼４２は、上流側縁部４３の側に湾曲部４２Ｕを有しており、下流側縁部４５の側に直線部４２Ｔを有している。

図３４を参照して、本実施の形態の静翼ユニット４０Ａによれば、上流側縁部４３を曲線状に形成することによって、内側部分Ｐ１と外側部分Ｐ２とを結ぶ曲線が、直線の場合と比較して長くなる。二次流れは、直線の場合に比べて長い距離をかけて中心（領域ＲＲ２）に集まってくるため、変換機能がより強化される。湾曲の向きについては、湾曲形状で形成されてさえいればよく、どんな円弧や曲線で形成されてもその効果は得られると考えられる。すなわち、湾曲の形状としては、内側部分Ｐ１と外側部分Ｐ２とを両端として上流側縁部４３を見た場合に、上流側縁部４３の中腹部が回転方向における後方に向かって凸となるように湾曲していても構わない。下流側縁部４５についても同様である。

［実験例］
図３５および図３６を参照して、上述の実施の形態１（図１〜図１５）と上述の比較例２（図２２〜図２６）とに関して行った実験例について説明する。実施の形態１および比較例２の思想をそれぞれ具現化して２種類の静翼ユニットを作製した。同一のプロペラファン（４枚羽根）を用いて圧力流量特性（Ｐ−Ｑ）特性を測定したところ、図３５に示す結果が得られた。また、図３６には、３６Ｖおよび４５Ｖの印加電圧に対する仕事Ｐ＊Ｑの値を示す。

実施の形態１の構成を３６Ｖで駆動したものを「実施例Ａ」とし、実施の形態１の構成を４５Ｖで駆動したものを「実施例Ｂ」として表記している。同様に、比較例２の構成を３６Ｖで駆動したものを「比較例Ａ」とし、比較例２の構成を４５Ｖで駆動したものを「比較例Ｂ」として表記している。

実施例Ａと比較例Ａとを対比すると、実施の形態１に基づく実施例Ａの方が優れた圧力流量特性（Ｐ−Ｑ）特性を示していることがわかる（実施例Ａの比較例Ａに対する比率は１８１％）。同様に、実施例Ｂと比較例Ｂとを対比すると、実施の形態１に基づく実施例Ｂの方が優れた圧力流量特性（Ｐ−Ｑ）特性を示していることがわかる（実施例Ｂの比較例Ｂに対する比率は１８０％）。

図３７を参照して、また、実施の形態１に基づくファンユニットと（実施例Ｃ）、比較例２に基づくファンユニットとをそれぞれ作製し（比較例Ｃ）、回転数と風量との関係を測定した。その結果、実施の形態１に基づくファンユニットと（実施例Ｃ）の方が優れた結果が得られた。

［他の実施の形態］
本実施の形態では、上述の各実施の形態における静翼ユニットの製造時に用いられる成形用金型４００について説明する。図３８は、成形用金型を示す断面図である。成形用金型４００は、可動側金型４０１および固定側金型４０２を有する。可動側金型４０１および固定側金型４０２により、上述の各実施の形態における静翼ユニットと略同一形状であって、流動性の樹脂が注入されるキャビティ４０３が規定される。このように構成された成形用金型４００によれば、上述の各実施の形態における静翼ユニットを樹脂成形により製造することができる。

以上、実施の形態および実施例について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０本体部、１１外ケース、１２内ケース、１２Ｓ内表面、１３入口開口、１４出口開口、１５吸入口、１６吐出口、１７ヒータ、１８把持部、１９操作部、３０駆動モータ、３１出力軸、４０，４０Ａ，４０Ｗ，４０Ｙ，４０Ｚ静翼ユニット、４１外周部分、４２静翼、４２Ａ内側断面形状、４２Ｂ外側断面形状、４２Ｔ直線部、４２Ｕ，４２Ｕ１，４２Ｕ２湾曲部、４３上流側縁部、４４モータ支持部、４４Ｓ，６１外表面、４５下流側縁部、４６根元部分、５０プロペラファン、６０ボス部、６２上流端部、６３下流端、７０翼部、７１翼先端部、７２前縁部、７３根元部、７４後縁部、７５外周後端部、７６外周縁部、８０回転軸、１００，１００Ｗ流体送り装置、４００成形用金型、４０１可動側金型、４０２固定側金型、４０３キャビティ、Ｐ１，Ｒ１内側部分（点）、Ｐ２，Ｒ２外側部分（点）、ＲＲ１隙間領域、ＲＲ２，ＲＲ３領域、Ｓ隙間、Ｗ１，Ｗ２
幅。

Claims

１枚または複数枚の翼部を含み、回転軸周りに回転することにより流体の流れを発生させるプロペラファンと、
１枚または複数枚の静翼を含み、前記流体が流れる方向における前記プロペラファンの下流側に前記静翼が位置するように配置された静翼ユニットと、を備え、
前記静翼は、前記流体が流れる方向における前記静翼の上流側の縁を形成する上流側縁部と、前記流体が流れる方向における前記静翼の下流側の縁を形成する下流側縁部と、を有しており、
前記回転軸に対して平行な方向から前記上流側縁部を見た場合、前記上流側縁部のうちの前記回転軸から最も近くに位置する内側部分は、前記上流側縁部のうちの前記回転軸から最も遠くに位置する外側部分よりも前記プロペラファンの回転方向における前方に位置しており、
前記回転軸に垂直な平面に対して前記静翼を前記回転軸に平行な方向に投影した際に前記平面上に描かれる投影像を見た場合、前記静翼のうちの前記回転軸から最も近くに位置する根元部分の周方向長さは、前記静翼のうちの前記回転軸から最も遠くに位置する外周部分の周方向長さよりも長く、かつ、前記静翼の周方向長さは、前記根元部分から前記外周部分に向かうにつれて、いったん幅広になったのち、テーパー状に先細りとなる形状を有している、
流体送り装置。
前記回転軸に対して平行な方向から前記下流側縁部を見た場合、前記下流側縁部は、前記根元部分の側から前記外周部分の側に向かうにつれて、いったん回転方向における前方側に向かって延びたのち、同方向における後方側に向かって延びる形状を有している、
請求項１に記載の流体送り装置。
前記回転軸に対して平行な方向から前記上流側縁部を見た場合、前記上流側縁部は、前記内側部分から前記外側部分に向かって曲線状に延びる形状を有している、
請求項１または２に記載の流体送り装置。
前記回転軸に対して平行な方向から前記上流側縁部を見た場合、前記上流側縁部は、前記内側部分から前記外側部分に向かって直線状に延びる形状を有しており、
前記回転軸に対して平行な方向から前記上流側縁部を見た場合に、前記回転軸と前記内側部分とを結ぶ直線に対して前記上流側縁部がなす角度は１５°以上〜２５°以下である、
請求項１または２に記載の流体送り装置。
前記回転軸に対して平行な方向から前記上流側縁部を見た場合に前記内側部分と前記外側部分とを結ぶ直線を描いたとすると、当該直線が前記回転軸と前記内側部分とを結ぶ直線に対してなす角度は３０°以上〜５０°以下である、
請求項３に記載の流体送り装置。
前記プロペラファンの回転方向に沿った切断面により得られる前記静翼の断面形状を見る場合において、前記静翼のうちの任意位置において得られる前記断面形状を内側断面形状とし、前記静翼のうちの前記任意位置よりも径方向外側の位置において得られる前記断面形状を外側断面形状とすると、
前記内側断面形状は、前記外側断面形状に比べて、前記上流側縁部の側から前記下流側縁部の側に向かうにつれて急峻に湾曲する湾曲部を有している、
請求項１から５のいずれか１項に記載の流体送り装置。