JP6409666B2 - 送風機 - Google Patents

Description

本発明は、送風機に関するものである。

従来の軸流送風機として、羽根の前縁部にセレーションを設けたものがある（例えば、特許文献１、２参照）。セレーションを設けると、羽根の前縁部に気流が流入する際に、山部の斜辺部分から羽根の負圧面側に回り込む流れが発生する。この回り込む流れは、負圧面に向かって下降する下降流である。この下降流により、羽根の負圧面上を山部の頂部から羽根の後縁部に向かう主流が、羽根の負圧面に抑えつけられて、主流の負圧面からの剥離が抑制される。これにより、羽根の翼面近傍の気流の乱れを緩和し、翼面上での圧力変動を抑えることで、軸流送風機の低騒音化が可能となる。

特開２０００−８７８９８号公報 特開２０１４−８８７８８号公報

しかし、本発明者が、実際に、上記したセレーションの効果を検証したところ、下記の理由により、期待していた効果が十分に得られないことがわかった。

すなわち、１つの羽根における翼面上の気流の向きは、翼面上のファン径方向での位置によって異なる。このため、セレーションによって生成した下降流を伴う主流が負圧面上で衝突し、気流の乱れが生じる。この結果、負圧面上での主流の剥離の抑制効果が十分に発揮されなくなってしまう。このような課題は、軸流送風機に限らず、羽根にセレーションを設けた遠心ファンや貫流ファンを備える他の送風機においても同様に生ずる。

本発明は上記点に鑑みて、セレーションの効果の向上が可能な送風機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、複数の羽根（１２）を有し、回転することにより気流を発生させるファン（１０）を備える送風機を対象としている。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
羽根の前縁部（１２３）の少なくとも一部には、山部（４１）と谷部（４２）がそれぞれ交互に複数並ぶセレーション（４０）が設けられており、
羽根における負圧面（１２１）には、負圧面から突出するリブ（５１）が１つ以上設けられており、
リブは、谷部を起点（５１ａ）として羽根の後縁部（１２４）に向かって延びた形状であることを特徴としている。

これによれば、羽根の負圧面側では、隣り合う山部で生成された下降流を伴う主流が谷部を起点として後縁部に向かって延びるリブに沿って流れるので、負圧面上を流れる気流の向きを揃えることができる。このため、セレーションによって生成された下降流を伴う主流同士の衝突を抑えて、負圧面上での主流の剥離の抑制効果を発揮させることが可能となる。

また、上記目的を達成するため、請求項２に記載の発明では、
ファン軸心（ＣＬ１）の周りに配置された複数の羽根（１２）を有し、ファン軸心を中心として回転する軸流ファン（１０）を備え、
複数の羽根は、それぞれ、ファン軸心方向における空気流れ上流側に配置される負圧面（１２１）と、負圧面の反対側に配置される正圧面（１２２）とからなる翼面が形成されているとともに、回転方向前方に位置する前縁部（１２３）および回転方向後方に位置する後縁部（１２４）を有しており、
羽根の前縁部に、前縁部に沿って、山部（４１）と谷部（４２）がそれぞれ交互に複数並ぶセレーション（４０）が設けられており、
羽根の負圧面に、負圧面から突出した１つもしくは複数のリブ（５１）が設けられており、
リブは、谷部を起点（５１ａ）として、後縁部に向かって延びた形状であることを特徴としている。

これによれば、リブによって、負圧面上を流れる気流の向きを揃えることができるので、セレーションによって生成した下降流を伴う主流の衝突を防止できる。このため、セレーションによって生成した下降流による負圧面上での主流の剥離の抑制効果を発揮させることができる。

したがって、本発明によれば、リブを設けない場合と比較して、セレーションの効果を向上できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

第１実施形態における軸流送風機の正面図である。 図１のII−II線断面図である。 ファン軸心方向での空気流れ上流側から見た羽根の上面図である。 図３の羽根の斜視図である。 図３のV−V線断面図である。 図４のVI部における空気流れを示す図である。 比較例１の軸流送風機における羽根の斜視図である。 図７のVIII部における空気流れを示す図である。 第２実施形態における羽根の斜視図である。 第３実施形態における羽根の斜視図である。 第４実施形態における羽根の斜視図である。 第５実施形態における羽根の斜視図である。 第６実施形態における羽根の斜視図である。 第１実施形態、第６実施形態および比較例１における軸流送風機の騒音レベルの測定結果を示す図である。 第７実施形態における羽根の斜視図である。 図１５のXVI−XVI線断面図である。 他の実施形態における羽根の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。また、各実施形態において、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。

（第１実施形態）
本実施形態では、本発明の送風機を、軸方向に沿って空気を送風する軸流送風機１に適用した例について説明する。まず、図１、２を用いて、本実施形態の軸流送風機１の全体構成について説明する。なお、図１は、空気流れ上流側から見た軸流送風機１の正面図である。なお、図１、２中の上下方向を示す矢印Ｄ１、左右方向を示す矢印Ｄ２、前後方向を示す矢印Ｄ３は、車両搭載状態での方向を示している。

本実施形態の軸流送風機１は、車両用のラジエータ２に装着され、ラジエータ２に空気を供給する車両用の送風機である。ラジエータ２は、車両の走行用エンジンの冷却水と空気との熱交換により、冷却水を冷却する熱交換器である。

図２に示すように、軸流送風機１は、ラジエータ２に対して、車両後方側であって、ラジエータ２を通過する空気流れの下流側に配置されている。軸流送風機１は、ラジエータ２を通過した空気を吸引して車両後方に向けて吹き出すものである。

軸流送風機１は、軸流ファン１０と、シュラウド２０と、モータ３０とを備えている。モータ３０は、軸流ファン１０を回転駆動する電動機である。モータ３０は、回転軸３１を有している。モータ３０は、ステー３２によってシュラウド２０に固定されている。ステー３２は、モータ３０を支持する支持部材である。

軸流ファン１０は、モータ３０によって軸流ファン１０のファン軸心ＣＬ１を中心に回転する。図１中の矢印ＤＲ１方向が軸流ファン１０の回転方向である。軸流ファン１０は、モータ取付部１１と、複数の羽根１２と、リング部１３とを有して構成されている。

モータ取付部１１は、モータ３０の回転軸３１に取り付けられている円筒状の部材である。モータ取付部１１は、その側壁の外側に複数の羽根１２を支持している。なお、モータ取付部１１は、ボス部とも呼ばれる。

複数の羽根１２は、モータ取付部１１から放射状に延びている。複数の羽根１２は、モータ取付部１１の周囲に主に等間隔で配置されている。

リング部１３は、軸流ファン１０の外周部に設けられた円環状の部材である。より具体的には、リング部１３は、図１に示すように、ファン軸心ＣＬ１を中心とした円環状であって、図２に示すように、ファン軸心ＣＬ１方向に所定長さ延びた円筒状の部材である。

リング部１３は、円筒状の側壁１３１を有している。リング部１３は、複数の羽根１２のそれぞれの外周端部と連結している。換言すると、リング部１３の側壁１３１には、複数の羽根１２のそれぞれと連結する連結部１３２が形成されている。なお、ここでいう連結とは、別体として形成された羽根１２とリング部１３とが繋がっている状態だけでなく、一体として形成された羽根１２とリング部１３とが連続している状態も含む意味である。本実施形態では、モータ取付部１１、複数の羽根１２およびリング部１３は、ポリプロピレンなどの樹脂にて一体に成形されている。

リング部１３は、側壁１３１の空気流れ上流側端部に、断面円弧状のベルマウス１３３が形成されている。

シュラウド２０は、ラジエータ２を通過した空気が軸流ファン１０に向かって流れる空気流路２０ｃを形成している。シュラウド２０は、ポリプロピレンなどの樹脂で成形されている。シュラウド２０は、ラジエータ２側に空気が流入する空気流入口２０ａが形成されており、その反対側に空気が流出する空気流出口２０ｂが形成されている。シュラウド２０の内部のうち空気流出口２０ｂ側の部分に、軸流ファン１０が配置されている。

より具体的には、シュラウド２０は、空気流入部２１と、空気流出部２２と、中間部２３とを有している。

空気流入部２１は、空気流入口２０ａが形成されている部分である。空気流入部２１の空気流入側がラジエータ２に連結されている。空気流入口２０ａは、ラジエータ２に対向してファン軸心ＣＬ１方向に開口している。空気流入口２０ａの中心位置は、ファン軸心ＣＬ１に一致している。

空気流入口２０ａは、ラジエータ２の形状に対応した形状である。すなわち、空気流入口２０ａは、図１に示すように、ファン軸心ＣＬ１方向から見たとき、車両上下方向Ｄ１に延びる辺よりも、車幅方向Ｄ２に延びる辺の方が長い横長の長方形形状である。このため、車両左右方向Ｄ２における空気流入部２１の内壁と軸流ファン１０との距離Ｌ２は、車両上下方向Ｄ１における空気流入部２１の内壁と軸流ファン１０との距離Ｌ１よりも大きくなっている。

空気流出部２２は、空気流出口２０ｂが形成されている部分であって、内部に軸流ファン１０が配置されている部分である。軸流ファン１０が回転するので、空気流出部２２は、リング部１３との間に隙間、すなわち、クリアランス部２４を有するように形成されている。したがって、本実施形態では、空気流出部２２が、リング部１３の径方向外側でリング部１３に対向する筒状の部分を構成している。

空気流出口２０ｂは、ファン軸方向ＣＬ１方向に開口している。空気流出口２０ｂは、軸流ファン１０に対応した形状である。すなわち、空気流出口２０ｂは、ファン軸心ＣＬ１方向から見たとき、円形状である。空気流出口２０ｂの中心位置は、ファン軸心ＣＬ１に一致している。

また、本実施形態では、空気流出口２０ｂの半径がリング部１３の下流側端部の内径と同じとなるように、空気流出部２２の空気流れ最下流部２２１は、リング部１３と対向する部分２２２よりも内側に突出した形状となっている。空気流出部２２の空気流れ最下流部２２１とリング部１３との間に、クリアランス部２４へ空気が流入する空気入口２５が形成されている。

中間部２３は、空気流入部２１から空気流出部２２まで空気を導く空気流路を形成している。中間部２３は、車両左右方向Ｄ２における空気流入部２１の内壁と軸流ファン１０との距離Ｌ２が、空気流入部２１から空気流出部２２に向かって徐々に小さくなっている。したがって、中間部２３は、流路断面積（開口面積）が、空気流入部２１から空気流出部２２に向かって徐々に小さくなっている。

本実施形態のシュラウド２０は、空気流入部２１と空気流出部２２と間に中間部２３が介在していることで、シュラウド２０内部の空気流路２０ｃの流路断面積が空気流入部２１から空気流出部２２に至る過程で縮小されている。

このような構成の軸流送風機１では、モータ３０の回転軸３１が回転することによって、軸流ファン１０が回転すると、図２中の矢印Ｆ１のように、ラジエータ２を通過した空気が、軸流ファン１０に吸い込まれ、軸流ファン１０からファン軸心ＣＬ１に平行に吹き出される。

このとき、軸流ファン１０の回転により、空気流路２０ｃ内の空気を空気流出口２０ｂに送るため、シュラウド２０内における空気流出口２０ｂ側の位置Ａ１での圧力は軸流ファン１０の空気吸入側の位置Ａ２での圧力よりも高い。このため、図２中の矢印Ｆ２のように、軸流ファン１０から流出した空気の一部が、空気入口２５からクリアランス部２４を通って、軸流ファン１０の吸入側に逆流する。本実施形態では、軸流ファン１０の外周にリング部１３を設けているので、リング部１３を設けない場合と比較して、この逆流Ｆ２が低減されている。さらに、リング部１３の先端側にベルマウス１３３を設けているので、ベルマウス１３３を設けない場合と比較して、逆流Ｆ２が合流する軸流ファン１０の空気流入側の乱流が抑制されている。

次に、図３、４、５を用いて、本実施形態の軸流送風機１の主な特徴部分について説明する。

図５に示すように、複数の羽根１２は、それぞれ、ファン軸心ＣＬ１方向における空気流れ上流側に配置される負圧面１２１と、負圧面１２１の反対側に配置される正圧面１２２とからなる翼面が形成されている。複数の羽根１２は、それぞれ、回転方向ＤＲ１前方に位置する前縁部１２３および回転方向ＤＲ１後方に位置する後縁部１２４を有している。複数の羽根１２は、それぞれ、所定の抑え角α、所定の翼弦長Ｌ１２を有している。

そして、図３、４に示すように、複数の羽根１２のそれぞれにおいて、羽根１２の前縁部１２３に、前縁部１２３に沿って、山部４１と谷部４２がそれぞれ交互に複数並ぶセレーション４０が設けられている。さらに、羽根１２の負圧面１２１に、負圧面１２１の表面から突出した複数のリブ５１が設けられている。

セレーション４０は、三角形状の突起部が複数並んだものである。突起部のうち突起部の先端を含む部分が山部４１であり、隣り合う突起部の間の窪みが谷部４２である。

各リブ５１は、前縁部１２３の谷部４２の位置を起点５１ａとし、後縁部１２４に向かって延びた形状である。具体的には、各リブ５１は、前縁部１２３の谷部４２の位置を起点５１ａとし、後縁部１２４の位置を終点５１ｂとして、連続して延びた形状である。換言すると、各リブ５１は、前縁部１２３の谷部４２から後縁部１２４にわたって、配置されている。各リブ５１同士は、互いに平行に延びている。

より詳細には、各リブ５１の起点５１ａは、谷部４２のうち最も底の部分に位置している。各リブ５１は、軸流ファン１０のファン軸心ＣＬ１を中心とする円の周方向に平行に延びた形状である。換言すると、各リブ５１の中心軸は、軸流ファン１０のファン軸心ＣＬ１の位置を中心とし、各リブ５１が設置された起点を通る円弧状に延びた形状である。

本実施形態では、複数の谷部４２の全部に対して、リブ５１が設けられている。したがって、セレーション４０の谷部４２の数とリブ５１の数とが一致している。

また、各リブ５１の高さｈ１は、翼面上に形成される気流の境界層よりも高くなるように設定される。さらに、羽根１２を基準とする羽根１２周りの空気流れの相対速度は羽根１２の内周側の方が外周側よりも遅いことから、後述する負圧面１２１上における下降流Ｆ５を伴った主流Ｆ４の流れは、羽根１２の内周側ほど負圧面１２１から剥離し難い。このため、羽根１２の内周側でのリブ５１の高さｈ１は羽根１２の外周側でのリブ５１の高さｈ１よりも低くしても、後述するリブ５１による効果が得られる。

そこで、本実施形態では、軸流ファン１０の外周側から内周側に向かうにつれて低くなるように、各リブ５１の高さｈ１が設定されている。換言すれば、本実施形態の軸流ファン１０は、各リブ５１の高さｈ１が、ファンの径方向内側（内周側）から径方向外側（外周側）に向かうにつれて高くなるように設定されている。

ここで、本実施形態の軸流送風機１と図７に示す比較例１の軸流送風機Ｊ１とを比較する。比較例１の軸流送風機Ｊ１は、羽根１２の負圧面１２１にリブ５１が形成されていない点のみが、本実施形態の軸流送風機１と異なるものである。

図１、２に示す本実施形態および比較例１の軸流送風機１、Ｊ１では、軸流ファン１０に流入する空気流れは、軸流ファン１０のファン軸心ＣＬ１に垂直な方向、すなわち、ファン軸心ＣＬ１に向かう方向の速度成分を有する。また、軸流ファン１０を通過する空気流れの、羽根を基準とする相対速度は、軸流ファン１０の外周側よりも内周側の方が速い。これらにより、軸流ファン１０の外周側部分での空気流れは縮流となる。なお、縮流が発生する要因の１つとしては、シュラウド２０内部の空気通路の流路断面積が空気流入部２１から空気流出部２２に至る過程で縮小されることが挙げられる。

さらに、本実施形態および比較例１の軸流送風機１、Ｊ１では、車両左右方向Ｄ２における空気流入部２１の内壁と軸流ファン１０との距離Ｌ２が、車両上下方向Ｄ１における空気流入部２１の内壁と軸流ファン１０との距離Ｌ１よりも大きくなっているため、軸流ファン１０を通過する空気流れは、車両左右方向において、縮流の傾向が強くなっている。すなわち、本実施形態の構成では、シュラウド２０内部における空気通路の流路断面積の縮小度合いが車両上下方向よりも車両左右方向において大きいことから、車両左右方向において、縮流の傾向が強くなっている。

また、本実施形態および比較例１の軸流送風機１、Ｊ１においては、リング部１３の内周面近傍における連結部１３２の空気流れ下流側の領域Ａ３（図２参照）に、空気流れのよどみが発生する。このよどみの発生により、上記した軸流ファン１０の外周側と内周側の流速差が拡大するため、軸流ファン１０の外周側部分の縮流が助長される。このことから、本実施形態および比較例１の軸流送風機１、Ｊ１においては、１つの羽根１２における翼面上の気流の向きは、翼面上のファン径方向での位置によって異なっている。具体的には、図６、８に示すように、羽根１２に流入する気流Ｆ３の向きが、羽根１２の内周側と外周側で異なっている。羽根１２の内周側に流入する気流Ｆ３ａは、ファン軸心ＣＬ１を中心とする円の周方向を向いており、羽根１２の外周側に流入する気流Ｆ３ｂは、羽根１２の内周側に流入する気流Ｆ３ａよりも、ファン軸心ＣＬ１側を向いている。

このため、図８に示すように、比較例１では、セレーション４０によって生成した下降流Ｆ５を伴う主流Ｆ４が負圧面１２１上で衝突し、気流の乱れＦ６が生じる。この結果、セレーション４０の効果、すなわち、負圧面１２１上での主流Ｆ４の剥離の抑制効果が十分に発揮されなくなってしまう。なお、図８中の下降流Ｆ５は、羽根１２の前縁部１２３に気流Ｆ３が流入する際に、山部４１の斜辺部分から羽根１２の負圧面１２１側に回り込み、負圧面１２１に向かって下降する空気流れである。また、図８中の主流Ｆ４は、羽根１２の負圧面１２１上を山部４１の頂部から羽根１２の後縁部１２４に向かう空気流れである。また、図８中の一点鎖線は、主流Ｆ５の流れ方向を負圧面１２１に投影したものである。図６中の一点鎖線も、図８中の一点鎖線と同様である。

これに対して、図６に示すように、本実施形態では、複数のリブ５１によって、負圧面１２１上を流れる気流の向きを揃えることができるので、セレーション４０によって生成した下降流Ｆ５を伴う主流Ｆ４の衝突を防止できる。このため、セレーション４０によって生成した下降流Ｆ５による負圧面１２１上での主流Ｆ４の剥離の抑制効果を発揮させることができる。この結果、翼面近傍の気流の乱れを緩和できるので、騒音発生の要因である翼面圧力変動を抑えることが可能となり、低騒音化が可能となる。

ここで、セレーション４０の山部４１は、羽根１２の前縁部１２３に流入する気流が羽根１２の負圧面１２１側に回り込む際に、羽根１２の負圧面１２１側に下降する下降流（縦渦）を生成する部位である。

これに対して、セレーション４０の谷部４２は、セレーション４０において、羽根１２の負圧面１２１側における下降流の生成に何ら寄与せず、却って、羽根１２の負圧面１２１側の下降流を乱す気流を生成する部位となる。

この点を鑑みて、本実施形態では、リブ５１の起点５１ａをセレーション４０における下降流の生成に寄与しない谷部４２に設定している。これによれば、リブ５１自体がセレーション４０における下降流の生成を阻害する要因とならないので、セレーション４０における主流の剥離の抑制効果を充分に発揮させることができる。

また、本実施形態では、羽根１２の負圧面１２１側にリブ５１を設けることで、羽根１２の翼面に沿った気流と、羽根１２の外側における気流（例えば、クリアランス部２４を流れる気流）との干渉を抑えることができる。これによれば、羽根１２の翼面における気流の乱れによる乱流騒音（広帯域騒音）だけでなく、翼面に沿った気流と、羽根１２の外側における気流との干渉による回転騒音の発生を抑えることが可能となる。

特に、本実施形態では、軸流ファン１０の径方向内側から径方向外側に向かうにつれてリブ５１の突出方向の高さを高くしているので、翼面に沿った気流と、羽根１２の外側における気流との干渉による回転騒音の発生をより効果的に抑えることができる。

（第２実施形態）
本実施形態は、第１実施形態に対して、リブ５１の数を減らしたものであり、その他の構成は、第１実施形態と同じである。

図９に示すように、本実施形態では、複数のリブ５１を、セレーション４０の複数の谷部４２のうち１つおきに並ぶ谷部４２のみに対して設けている。このように、本実施形態では、谷部４２の数よりもリブ５１の数が少なく、谷部４２の数とリブ５１の数が一致していない。

本実施形態のように、リブ５１の数が谷部４２の数よりも少なくても、負圧面１２１にリブ５１を設けていない場合と比較して、セレーション４０によって生成した下降流Ｆ５による負圧面１２１上での主流Ｆ４の剥離の抑制効果を発揮させることができる。

また、負圧面１２１に複数のリブ５１を設けることは、負圧面１２１上を流れる気流の中に新たな固定壁面を生成することになり、リブ５１そのものからの新たな渦発生を招いてしまう。このため、不必要にリブ５１を設けることは好ましくなく、本実施形態のように、設置するリブ５１の数をできるだけ少なく設定することが好ましい。したがって、本実施形態によれば、全部の谷部４２に対してリブ５１を設ける場合と比較して、リブ５１からの新たな渦発生を抑制することができる。

なお、本実施形態は、羽根１２の外周側と内周側での気流の向きの相違が小さく、全部の谷部４２に対してリブ５１を設けなくても、複数の谷部４２の一部のみに対してリブ５１を設けることでも、負圧面１２１上での主流Ｆ４の剥離の抑制効果が十分に得られる場合に有効である。

（第３実施形態）
本実施形態は、第２実施形態と同様に、第１実施形態に対して、リブ５１の数を減らし、さらに、セレーション４０のうち内周側部分よりも外周側部分にリブ５１を多く設置したものである。その他の構成は、第１実施形態と同じである。

図１０に示すように、本実施形態では、内周側から１番目と２番目に位置する谷部４２を除き、外周側から１番目から５番目に位置する谷部４２のそれぞれに対して、リブ５１を設けている。

ここで、セレーション４０の形成領域における軸流ファン１０の径方向中央位置よりも軸流ファン１０の内周側の部分を、セレーション４０の内周側部分とする。また、セレーション４０の形成領域における軸流ファン１０の径方向中央位置よりも軸流ファン１０の外周側の部分をセレーション４０の外周側部分とする。このとき、本実施形態では、外周側から１、２、３番目の谷部４２がセレーション４０の外周側部分に位置し、内周側から１、２、３番目の谷部４２がセレーション４０の内周側部分に位置している。本実施形態では、セレーション４０の外周側部分に３つのリブ５１が設けられており、セレーション４０の内周側部分に１つのリブ５１が設けられている。したがって、本実施形態では、リブ５１は、セレーション４０の内周側部分よりも外周側部分の方に多く設けられている。

以上の説明のように、本実施形態では、複数のリブ５１を、セレーション４０の複数の谷部４２のうち一部の谷部４２のみに対して設けているので、第２実施形態と同様の効果を奏する。

さらに、本実施形態では、複数のリブ５１を、セレーション４０の内周側部分よりも外周側部分の方に多く設けている。これにより、下記の理由により、複数のリブ５１を複数の谷部４２のうち一部の谷部４２のみに対して設ける場合において、負圧面１２１上での主流Ｆ４の剥離の抑制効果を十分に発揮させることができる。

軸流ファン１０の内周側は、リング部１３近傍に生じるよどみの影響を受けにくいため、縮流の傾向が弱く、軸流ファン１０の外周側は、リング部１３近傍に生じるよどみの影響により、縮流の傾向が強い。このため、セレーション４０の内周側部分のリブ５１の数を少なくし、外周側部分のリブ５１の数を多くすることで、負圧面１２１上を流れる気流の向きを揃えることができ、セレーション４０によって生成した下降流を伴う主流の衝突を防止できる。

なお、本実施形態では、セレーション４０の外周側部分に３つのリブ５１が設けられており、セレーション４０の内周側部分に１つのリブ５１が設けられていたが、セレーション４０の内周側部分よりも外周側部分の方がリブ５１の設置数が多いという関係を満たしていれば、セレーション４０の外周側部分と内周側部分のそれぞれにおけるリブ５１の設置数を変更してもよい。例えば、外周側から１、２、３番目に位置する谷部４２のみに対してリブ５１を設け、リブ５１の数を、セレーション４０の外周側部分は３とし、内周側部分は０としてもよい。

（第４実施形態）
本実施形態は、第１実施形態に対して、羽根１２の正圧面１２２へのリブ５２の設置を追加したものであり、その他の構成は、第１実施形態と同じである。

図１１に示すように、本実施形態では、第１実施形態と同様に、羽根１２の負圧面１２１において、セレーション４０の複数の谷部４２の全部に対してリブ５１が設けられている。さらに、羽根１２の正圧面１２２においても、セレーション４０の複数の谷部４２の全部に対してリブ５２が設けられている。以下では、負圧面１２１に設けられたリブ５１を第１リブ５１と呼び、正圧面１２２に設けられたリブ５２を第２リブ５２と呼ぶ。

複数の第２リブ５２は、それぞれ、第１実施形態で説明した複数の第１リブ５１と同様に、前縁部１２３の谷部４２の位置を起点５２ａとし、後縁部１２４の位置を終点５２ｂとして、連続して延びた形状である。ただし、複数の第２リブ５２のそれぞれの高さｈ２は、全て同じであり、最外周に位置する第１リブ５１の高さｈ１と同じである。

ところで、第１実施形態のように、羽根１２の負圧面１２１と正圧面１２２のうち負圧面１２１のみにリブ５１を設けた場合、羽根１２の後縁部１２４から放出される気流は、負圧面１２１側ではリブ５１に沿って放出され、正圧面１２２側では縮流に従って放出される。このため、羽根１２の後縁部１２４から放出される気流の向きが、正圧面１２２側と負圧面１２１側とで異なってしまい、羽根１２の後縁部１２４から放出される気流に乱れが生じてしまう。

これに対して、本実施形態では、負圧面１２１に複数の第１リブ５１を設け、さらに、正圧面１２２にも複数の第２リブ５２を設けている。これにより、羽根１２の後縁部１２４から放出される気流の向きを、負圧面１２１側と正圧面１２２側とで等しくでき、羽根１２の後縁部１２４から放出される気流を安定させることができる。

なお、本実施形態では、セレーション４０の谷部４２の数と第１リブ５１の数と第２リブ５２の数が一致しており、第１リブ５１と第２リブ５２とが１対１で対応して設けられている。このため、羽根の後縁部１２４から放出される気流を安定させるという効果が最も高くなる。

また、羽根１２の後縁部１２４から放出される気流の向きを負圧面１２１側と正圧面１２２側とで揃える観点では、本実施形態の如く、ファン軸心ＣＬ１方向において第１リブ５１と重なり合うように第２リブ５２を設けることが望ましい。

（第５実施形態）
本実施形態は、第４実施形態に対して、第１リブ５１の数と第２リブ５２の数を減らしたものであり、その他の構成は、第４実施形態と同じである。

図１２に示すように、本実施形態では、複数の第１リブ５１を、セレーション４０の複数の谷部４２のうち一部の谷部４２のみに対して設けている。具体的には、第２実施形態と同様に、第１リブ５１を、前縁部１２３に並ぶ複数の谷部４２のうち１つおきの谷部４２に対して、それぞれ、設けている。このため、本実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果を奏する。

また、本実施形態では、複数の第２リブ５２を、セレーション４０の複数の谷部４２のうち一部の谷部４２のみに対して設けている。具体的には、第２リブ５２を、外周側から１、２、３番目の谷部４２に対して、それぞれ、設けている。

ここで、第２実施形態での説明の通り、羽根１２の翼面に複数のリブを設けることは、翼面上を流れる気流の中に新たな固定壁面を生成することになり、リブそのものからの新たな渦発生を招いてしまう。本実施形態によれば、第２リブ５２の数を谷部４２の数よりも少なくしているので、全部の谷部４２に対して第２リブ５２を設ける場合と比較して、第２リブ５２からの新たな渦発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、第２リブ５２の数は、第１リブ５１の数よりも少ない。さらに、第２リブ５２は、セレーション４０のうち内周側部分よりも外周側部分の方に多く設けられている。第３実施形態での説明の通り、軸流ファン１０の内周側よりも外周側の方が縮流の傾向が強い。そこで、第２リブ５２の数を少なくする場合、第２リブ５２を、セレーション４０のうち内周側部分よりも外周側部分の方に多く設けることが有効である。

（第６実施形態）
本実施形態は、第５実施形態と同様に、第４実施形態に対して、第１リブ５１の数と第２リブ５２の数を減らしたものである。ただし、本実施形態は、第２リブ５２の数が第１リブ５１の数よりも多い点などが、第５実施形態と異なっている。

図１３に示すように、本実施形態では、複数の第１リブ５１を、内周側から１、２、３番目に位置する谷部４２に設けず、外周側から１、２、３、４番目に位置する谷部４２のそれぞれに対して設けている。また、複数の第２リブ５２を、最内周側に位置する谷部４２に設けず、外周側から１、２、３、４、５、６番目の谷部４２に対して第２リブ５２を設けている。

このように、本実施形態では、第１リブ５１は、セレーション４０の内周側部分よりも外周側部分の方に多く設けられており、第２リブ５２も、セレーション４０の内周側部分よりも外周側部分の方に多く設けられている。これにより、本実施形態においても、第３、第５実施形態と同様の効果を奏する。

ところで、一の羽根１２の負圧面１２１を通過した気流は、軸流ファン１０の回転方向ＤＲ１における次の羽根１２の正圧面１２２に到達する。このため、一の羽根１２の正圧面１２２と負圧面１２１とでは、正圧面１２２の方が負圧面１２１よりも、縮流や乱れの影響が強い。

そこで、複数の第２リブ５２を、セレーション４０の複数の谷部４２のうち一部の谷部４２に対して設ける場合では、本実施形態のように、第２リブ５２の数を第１リブ５１の数よりも多くすることが好ましい。これにより、正圧面１２２上を流れる気流の向きを揃えることができるので、羽根１２の後縁部１２４から放出される気流の向きを、負圧面１２１側と正圧面１２２側とで等しくでき、羽根１２の後縁部１２４から放出される気流を安定させることができる。

ここで、図１４に、第１実施形態、第６実施形態および比較例１における軸流送風機の騒音レベルの測定結果を示す。なお、比較例１の軸流送風機Ｊ１は、第１実施形態の軸流送風機１において負圧面１２１に設けたリブ５１をなくしたものである。また、セレーション４０の谷部４２の数をＮとしたとき、第１実施形態の軸流送風機１は、第１リブ５１の数を谷部４２と同数のＮとしたものであり、第６実施形態の軸流送風機１は、第１リブ５１の数をＮ−３とし、第２リブ５２の数をＮ−１としたものである。

図１４に示すように、比較例１と比較して、第１実施形態の軸流送風機は騒音が低減されており、第６実施形態の軸流送風機はさらに騒音が低減されていることが確認できた。この測定結果より、本実施形態が最も低騒音化が可能であることがわかる。

（第７実施形態）
次に、第７実施形態について、図１５、および図１６を用いて説明する。図１５は、本実施形態における羽根１２の斜視図である。図１６は、図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。なお、図１５に示すＸＶＩ−ＸＶＩ線は、羽根１２の周方向（翼弦方向）の中央部を通る曲線である。従って、図１６は、羽根１２を周方向（翼弦方向）の中央部で切断した際の羽根１２の切断面を示している。

本実施形態では、羽根１２における正圧面１２２に対して、複数の凹部５３を追加している点が第１実施形態と相違している。本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。

図１５に示すように、本実施形態では、第１実施形態と同様に、セレーション４０の各谷部４２の全てに対応するように、羽根１２の負圧面１２１側にリブ５１が設けられている。

ここで、第４実施形態で説明したように、羽根１２の負圧面１２１側と正圧面１２２側とでは、気流の向きが異なる傾向がある。そして、羽根１２の負圧面１２１側と正圧面１２２側とで気流の向きが異なると、羽根１２の後縁部１２４にて負圧面１２１側における気流と正圧面１２２側における気流とが交差する際に、騒音の発生要因となる三次元的な渦が発生してしまう。

そこで、図１６に示すように、羽根１２の正圧面１２２には、羽根１２の負圧面１２１側に設けた各リブ５１に対応して、負圧面１２１側に窪む凹部５３が複数設けられている。すなわち、本実施形態では、セレーション４０における全て谷部４２に対して凹部５３が形成されている。従って、本実施形態では、セレーション４０における谷部４２の数と凹部５３の数とが一致している。

各凹部５３は、羽根１２の正圧面１２２側の気流を整流させる機能を果たしている。本実施形態の各凹部５３は、羽根１２の正圧面１２２側における前縁部１２３の谷部４２の位置を起点５２ａとし、後縁部１２４の位置を終点５２ｂとして、連続して延びた形状となっている。具体的には、本実施形態の各凹部５３は、軸流ファン１０のファン軸心ＣＬ１を中心とする円の周方向に沿って延びている。

本実施形態では、各凹部５３を断面がＶ字状の溝で構成している。また、羽根１２の強度を確保する観点で、各凹部５３の幅がリブ５１の幅以下、且つ、各凹部５３の深さが羽根１２の板厚の半分以下となるように設定することが望ましい。

その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の構成によれば、複数のリブ５１によって、セレーション４０によって生成した下降流を伴う主流の衝突を抑制することができるので、セレーション４０における主流の剥離の抑制効果を発揮させることができる。

また、本実施形態では、羽根１２における正圧面１２２に対して、複数の凹部５３を設ける構成としている。これによれば、羽根１２の正圧面１２２側における気流が、各凹部５３に沿って、セレーション４０の谷部４２から羽根１２の後縁部１２４へ向かって流れることで整流される。このため、羽根１２の負圧面１２１側と正圧面１２２側とで気流の向きが揃い易くなり、羽根１２の後縁部１２４にて負圧面１２１側における気流と正圧面１２２側における気流とが交差する際の三次元的な渦の発生を抑えることができる。

この結果、羽根１２の翼面における気流の乱れによる騒音の発生を充分に抑制することが可能となる。さらに、羽根１２の翼面における気流の乱れが抑制されることで、モータ３０の駆動トルクを抑えることができるので、軸流送風機１のファン効率の向上を図ることができる。

さらに、本実施形態では、リブ５１の数と凹部５３の数が、セレーション４０の谷部４２の数と一致しており、リブ５１と凹部５３とが１対１で対応して設けられている。このため、羽根の後縁部１２４から放出される気流を安定させるという効果が最も高くなる。

また、羽根１２の後縁部１２４から放出される気流の向きを負圧面１２１側と正圧面１２２側とで揃える観点では、本実施形態の如く、ファン軸心ＣＬ１方向においてリブ５１と重なり合うように凹部５３を設けることが望ましい。このことは、凹部５３の形成に伴う羽根１２の強度低下を抑える観点でも有効である。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

（１）上記各実施形態では、リブ（第１リブ）５１および第２リブ５２は、どちらも、谷部４２を起点とし、後縁部１２４の位置を終点５１ｂ、５２ｂとしていたが、図１７に示すように、羽根１２の前縁部１２３と後縁部１２４との間の位置を終点５１ｂ、５２ｂとしてもよい。すなわち、上記各実施形態では、第１リブ５１および第２リブ５２は、どちらも、翼弦長方向の全範囲に延びた形状であったが、谷部４２から翼弦長方向の一部の範囲のみに延びた形状であってもよい。

このようにしても、羽根１２の翼面１２１、１２２にリブ５１、５２を設けない場合と比較して、翼面上の気流の向きを揃えることができるので、上記各実施形態と同様の効果が得られる。ただし、翼面上の気流の向きを揃える効果を高めるという観点では、第１リブ５１および第２リブ５２は、どちらも、後縁部１２４の位置を終点５１ｂ、５２ｂとすることが好ましい。

また、上記各実施形態では、第１リブ５１および第２リブ５２は、どちらも、円弧状に延びた形状であったが、後縁部１２４に向かって延びた形状であれば、他の形状であってもよい。例えば、第１リブ５１および第２リブ５２は、ファン軸心ＣＬ１を中心とし、各リブ５１、５２の起点５１ａ、５２ａを通る円に対する起点５１ａ、５２ａを通る接線に平行に延びた形状であってもよい。このように、第１リブ５１および第２リブ５２は、直線状に延びた形状であってもよい。

（２）上記各実施形態では、リブ５１（第１リブ５１）の起点５１ａは、谷部４２の最も底の部分に位置していたが、セレーション４０によって生成した下降流Ｆ５を伴う主流Ｆ４の衝突を防止できる範囲内であれば、谷部４２の最も底の部分からずれていてもよい。このことは、第４〜第６実施形態における第２リブ５２の起点５２ａについても同様である。

（３）上記各実施形態では、１つの羽根１２に対して設けるリブ（第１リブ）５１の数を、複数としたが、１つに変更してもよい。同様に、１つの羽根１２に対して設ける第２リブ５２の数を１つに変更してもよい。なお、この場合、羽根１２の内周側と外周側で翼面上を流れる気流の向きが異なることから、セレーション４０の中央部に第１リブ５１、第２リブ５２を設けることが好ましい。このようにしても、羽根１２の翼面１２１、１２２にリブ５１、５２を設けない場合と比較して、翼面上の気流の向きを揃えることができるので、上記各実施形態と同様の効果が得られる。

（４）上記各実施形態では、複数の羽根１２の全てにリブ（第１リブ）５１を設けたが、複数の羽根１２の一部のみに対して、第１リブ５１を設けてもよい。同様に、複数の羽根１２の一部のみに対して、第２リブ５２を設けてもよい。このようにしても、羽根１２の翼面１２１、１２２にリブ５１、５２を設けない場合と比較して、翼面上の気流の向きを揃えることができるので、上記各実施形態と同様の効果が得られる。

（５）上記各実施形態では、セレーション４０は、羽根１２の前縁部１２３の一部に設けられていたが、前縁部１２３の全部に設けられていてもよい。また、セレーション４０の山部４１は、頂部が尖った三角形状であったが、頂部が丸みを有する形状であってもよい。同様に、セレーション４０の谷部４２は、底部が丸みを有する形状であってもよい。

（６）上記各実施形態の羽根１２は、直進翼や前進翼、後退翼などには因らない。いずれに対しても、羽根１２の翼面上での気流の向きが一様でなく、羽根１２の内周側と外周側で翼面上を流れる気流の向きが異なる場合において、本発明の適用が有効である。

（７）上記各実施形態では、シュラウド２０およびリング部１３を有する軸流送風機１に対して、本発明を適用していたが、シュラウド２０とリング部１３の一方もしくは両方を有していない軸流送風機１に対しても、本発明の適用が可能である。すなわち、本発明は、１つの羽根における翼面上の気流の向きが、翼面上のファン径方向での位置によって異なる軸流送風機に対して適用が可能である。

（８）上記第７実施形態では、凹部５３を、羽根１２の正圧面１２２側における前縁部１２３から後縁部１２４へ連続的に延びた形状としているが、これに限定されず、一部が不連続となる形状であってもよい。

また、第７実施形態の如く、羽根１２の負圧面１２１側に設けられたリブ５１に対応して、正圧面１２２に凹部５３を複数形成することが望ましいが、凹部５３は１つ以上設けられていればよい。例えば、隣り合うリブ５１の一方に対応して凹部５３を形成して、凹部５３の数をリブ５１の数よりも少なくしてもよい。なお、凹部５３は、後縁部１２４から放出される気流の向きが羽根１２の負圧面１２１側と正圧面１２２側とで同様の方向になれば、その形状を円弧状に限らず、直線状の形状としてもよい。

さらに、第７実施形態では、凹部５３を断面がＶ字状の溝で構成する例について説明したが、これに限定されず、例えば、凹部５３を断面がＵ字状の溝や、断面が四角形状の溝で構成してもよい。

また、第７実施形態で説明した凹部５３は、第４〜第６実施形態で説明した第２リブ５２と同様に、羽根１２の正圧面１２２側の気流を整流させるものである。このため、第４〜第６実施形態の第２リブ５２を凹部５３に置き換えてもよい。

（９）上記各実施形態では、軸流ファン１０を備える軸流送風機１に対して本発明の送風機を適用する例について説明したが、これに限定されず、例えば、遠心ファンや、貫流ファン等のファンを備える送風機に本発明の送風機を適用してもよい。

（１０）上述の各実施形態では、本発明に係る送風機を、エンジンを冷却するクーリングモジュールの送風機に対して適用する例について説明したが、これに限定されない。本発明に係る送風機は、車両用の空調装置で用いられる送風機に対して適用したり、車両用以外の家庭用や工業用に用いられる送風機に対して適用したりしてもよい。

（１１）上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、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。

１０ 軸流ファン
ＣＬ１ ファン軸心
１２ 羽根
１２１ 負圧面
１２２ 正圧面
１２３ 前縁部
１２４ 後縁部
４０ セレーション
４１ 山部
４２ 谷部
５１ リブ（第１リブ）
５１ａ リブの起点

Claims (16)

1. 複数の羽根（１２）を有し、回転することにより気流を発生させるファン（１０）を備え、
   前記羽根の前縁部（１２３）の少なくとも一部には、山部（４１）と谷部（４２）がそれぞれ交互に複数並ぶセレーション（４０）が設けられており、
   前記羽根における負圧面（１２１）には、前記負圧面から突出するリブ（５１）が１つ以上設けられており、
   前記リブは、前記谷部を起点（５１ａ）として前記羽根の後縁部（１２４）に向かって延びた形状であることを特徴とする送風機。
2. ファン軸心（ＣＬ１）の周りに配置された複数の羽根（１２）を有し、前記ファン軸心を中心として回転する軸流ファン（１０）を備え、
   前記複数の羽根は、それぞれ、ファン軸心方向における空気流れ上流側に配置される負圧面（１２１）と、前記負圧面の反対側に配置される正圧面（１２２）とからなる翼面が形成されているとともに、回転方向前方に位置する前縁部（１２３）および回転方向後方に位置する後縁部（１２４）を有しており、
   前記羽根の前縁部に、前記前縁部に沿って、山部（４１）と谷部（４２）がそれぞれ交互に複数並ぶセレーション（４０）が設けられており、
   前記羽根の負圧面に、前記負圧面から突出した１つもしくは複数のリブ（５１）が設けられており、
   前記リブは、前記谷部を起点（５１ａ）として、前記後縁部に向かって延びた形状であることを特徴とする送風機。
3. 前記リブは、前記負圧面に複数設けられており、
   前記複数のリブは、前記複数の谷部のうち一部の谷部のみに対して設けられていることを特徴とする請求項２に記載の送風機。
4. 前記セレーションの形成領域において、前記軸流ファンの径方向中央位置よりも前記軸流ファンの内周側の部分を前記セレーションの内周側部分とし、前記軸流ファンの径方向中央位置よりも前記軸流ファンの外周側の部分を前記セレーションの外周側部分としたとき、
   前記複数のリブは、前記セレーションの内周側部分よりも前記セレーションの外周側部分に多く設けられていることを特徴とする請求項３に記載の送風機。
5. 前記リブの起点は、前記谷部の最も底の部分に位置していることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の送風機。
6. 前記リブは、前記ファン軸心を中心とする円の周方向に延びた形状であることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１つに記載の送風機。
7. 前記リブは、前記谷部を起点とし、前記後縁部を終点（５１ｂ）として、延びた形状であることを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１つに記載の送風機。
8. 前記リブは、前記負圧面に複数設けられており、
   前記複数のリブは、前記軸流ファンの径方向内側から径方向外側に向かうにつれて高さが高くなるように設定されていることを特徴とする請求項２ないし７のいずれか１つに記載の送風機。
9. 前記羽根の負圧面に設けられたリブを第１リブとし、
   前記羽根の正圧面に、前記正圧面から突出した第２リブ（５２）が１つ以上設けられており、
   前記第２リブは、前記谷部を起点（５２ａ）として、前記後縁部に向かって延びた形状であることを特徴とする請求項２ないし８のいずれか１つに記載の送風機。
10. 前記第２リブは、前記正圧面に複数設けられており、
    前記複数の第２リブは、前記複数の谷部のうち一部の谷部のみに対して設けられていることを特徴とする請求項９に記載の送風機。
11. 前記セレーションの形成領域における前記軸流ファンの径方向中央位置よりも前記軸流ファンの内周側の部分を前記セレーションの内周側部分とし、前記軸流ファンの径方向中央位置よりも前記軸流ファンの外周側の部分を前記セレーションの外周側部分としたとき、
    前記複数の第２リブは、前記セレーションの内周側部分よりも前記セレーションの外周側部分に多く設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の送風機。
12. 前記複数の第２リブの数は、前記複数の第１リブの数よりも多いことを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１つに記載の送風機。
13. 前記第２リブの起点は、前記谷部の最も底の部分に位置していることを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか１つに記載の軸流送風機。
14. 前記第２リブは、前記ファン軸心を中心とする円の周方向に延びた形状であることを特徴とする請求項９ないし１３のいずれか１つに記載の送風機。
15. 前記第２リブは、前記谷部を起点とし、前記後縁部を終点（５２ｂ）として延びた形状であることを特徴とする請求項９ないし１４のいずれか１つに記載の送風機。
16. ファン軸心（ＣＬ１）の周りに配置された複数の羽根（１２）を有し、前記ファン軸心を中心として回転する軸流ファン（１０）を備え、
    前記複数の羽根は、それぞれ、ファン軸心方向における空気流れ上流側に配置される負圧面（１２１）と、前記負圧面の反対側に配置される正圧面（１２２）とからなる翼面が形成されているとともに、回転方向前方に位置する前縁部（１２３）および回転方向後方に位置する後縁部（１２４）を有しており、
    前記羽根の前縁部に、前記前縁部に沿って、山部（４１）と谷部（４２）がそれぞれ交互に複数並ぶセレーション（４０）が設けられており、
    前記羽根の負圧面に、前記負圧面から突出した複数の第１リブ（５１）が設けられており、
    前記羽根の正圧面に、前記正圧面から突出した複数の第２リブ（５２）が設けられており、
    前記複数の第１リブおよび前記複数の第２リブは、前記谷部を起点として、前記後縁部を終点として、前記ファン軸心を中心とする円の周方向に延びた形状であり、
    前記セレーションの形成領域における前記軸流ファンの径方向中央位置よりも前記軸流ファンの内周側の部分を前記セレーションの内周側部分とし、前記軸流ファンの径方向中央位置よりも前記軸流ファンの外周側の部分を前記セレーションの外周側部分としたとき、
    前記複数の第１リブおよび前記複数の第２リブは、前記セレーションの内周側部分よりも前記セレーションの外周側部分に多く設けられており、
    さらに、前記複数の第２リブは、前記複数の第１リブよりも多く設けられていることを特徴とする送風機。

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