JP7195490B1 - 軸流羽根車及び軸流送風機 - Google Patents

Abstract

軸流羽根車は、回転駆動され回転軸を形成するハブと、ハブの周囲に形成され、ハブから径方向の外側に延びる羽根と、を備え、羽根は、前縁部、後縁部、ハブと一体に形成された内周縁部、及び、前縁部と後縁部との間の外縁を形成する外周縁部を有する主翼と、主翼の外周側の半分の部分において、主翼の翼面から突出し、径方向の外側に延びる板状の副翼と、を有し、主翼は、外周縁部において、前縁部側に位置する部分から後縁部に向かうにつれて主翼部分の外径が徐々に小さくなるように形成された縮小部を有し、副翼は、副翼の外周縁を形成する部分であって、前縁部側に位置する部分から後縁部に向かうにつれて副翼部分の外径が徐々に大きくなるように形成された拡大部を有し、羽根は、回転軸の軸方向に見た場合に、主翼の縮小部と副翼の拡大部とが互いに交差するように形成されているものである。

Description

本開示は、軸流羽根車及び軸流送風機に関するものであり、特に翼の形状に関するものである。

従来、軸流送風機には、軸流羽根車と、該軸流羽根車の外周側を囲うベルマウスとを備えたものが提案されている。軸流送風機の軸流羽根車は、特に回転速度が大きい羽根の外周側の部分において、羽根の負圧面と正圧面との間で大きな圧力差が生じる。軸流羽根車が回転すると、羽根の外周端部では、生じた圧力差によって正圧面側から負圧面側へ向かう空気の流れが生じて大きな渦となる。この渦は翼端渦といい、翼端渦は、羽根の回転に対して抵抗として働き送風効率を低減させる。また、翼端渦は、渦を生じさせた羽根自身、渦を生じさせた羽根に隣接する別の羽根、あるいは、軸流羽根車の下流側にある構造物等と衝突することで空力騒音を発生させることがある。そこで、従来の軸流羽根車には、翼端渦に起因する騒音の抑制を目的として、羽根の外周端部に、その前縁から後縁にかけて徐々に幅が大きくなる反り返り部を設けることによって翼端渦を抑制して騒音を低減する軸流羽根車が提案されている（特許文献１参照）。

特許第３６２９７０２号公報

特許文献１の軸流羽根車は、翼端渦の発達を抑制するために羽根に反り返り部を設けているが、羽根の反り返り部においては羽根が有効に正圧面としての機能を発揮させる仕事ができないため、送風能力が低下し、ファン効率が低下する恐れがある。

本開示は、上述のような課題を解決するためのものであり、騒音の抑制を図り、送風能力を低下させることなくファン効率を向上させる軸流羽根車及び軸流送風機を提供することを目的とする。

本開示に係る軸流羽根車は、回転駆動され回転軸を形成するハブと、ハブの周囲に形成され、ハブから径方向の外側に延びる羽根と、を備え、羽根は、前縁部、後縁部、ハブと一体に形成された内周縁部、及び、前縁部と後縁部との間の外縁を形成する外周縁部を有する主翼と、主翼の外周側の半分の部分において、主翼の翼面から突出し、径方向の外側に延びる板状の副翼と、を有し、主翼は、外周縁部において、前縁部側に位置する部分から後縁部に向かうにつれて主翼部分の外径が徐々に小さくなるように形成された縮小部を有し、副翼は、副翼の外周縁を形成する部分であって、前縁部側に位置する部分から後縁部に向かうにつれて副翼部分の外径が徐々に大きくなるように形成された拡大部を有し、羽根は、回転軸の軸方向に見た場合に、主翼の縮小部と副翼の拡大部とが互いに交差するように形成されているものである。

本開示に係る軸流送風機は、上記構成の軸流羽根車と、軸流羽根車の径方向外側において、軸流羽根車を囲むように配置されたベルマウスとを備えたものである。

本開示に係る軸流送風機は、上記構成の軸流羽根車と、軸流羽根車の径方向外側において、軸流羽根車を囲むように配置されたベルマウスと、を備え、副翼は、副翼の外周縁において、拡大部よりも後縁部側の部分に副外周縁部を有し、副外周縁部は、副翼の外周縁において、主翼の前縁部側に位置する部分から主翼の後縁部側に位置する部分にかけて一定の外径を形成する部分であり、ベルマウスは、筒状に形成されており、羽根が形成する空気の流れる方向において、上流側から下流側に向かって流路が徐々に小さくなるように形成された縮流部と、上流側から下流側に向かって流路の幅が一定に形成された直流部と、上流側から下流側に向かって流路が徐々に大きくなるように形成された拡大管部と、を有し、副翼の拡大部が、ベルマウスの縮流部の内部に位置し、副翼の副外周縁部が、ベルマウスの縮流部及び直流部の内部に位置しているものである。

本開示によれば、軸流羽根車の羽根は、回転軸の軸方向に見た場合に、主翼の縮小部と副翼の拡大部とが互いに交差するように形成されているものである。また、軸流羽根車は、回転軸の軸方向に見た場合に、縮小部と拡大部とが互いに交差するように形成されていることによって、羽根の副翼が主翼の縮小部と重なる位置に形成されている。主翼は、縮小部を有することによって、主翼の外周縁部で発生した翼端渦が、後縁端部付近において発達することを防止できる。主翼は、縮小部を有することによって、翼端渦の発達を防止できることで、発生した翼端渦が騒音源となることを防止できる。また、主翼は、縮小部を有することによって、翼端渦の発達を防止できることで、発生した翼端渦が羽根の回転に対して大きな抵抗となることを防止でき、ファン効率の低減を抑制できる。また、軸流羽根車は、縮小部を有する主翼によって主翼で発生した翼端渦が羽根の回転に対する抵抗として働くことを防ぐと共に、主翼で減少した仕事量を副翼が補うため送風能力の低下を防止できる。そのため、軸流羽根車は、騒音の抑制を図り、送風能力を低下させることなくファン効率を向上させることができる。

実施の形態１に係る軸流羽根車の代表的な構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係る軸流羽根車の羽根の代表的な構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係る軸流羽根車の一部を回転軸Ａ方向に見た平面図である。 実施の形態１に係る軸流羽根車の変形例の一部を回転軸Ａ方向に見た平面図である。 実施の形態２に係る軸流羽根車の羽根の代表的な構成を示す斜視図である。 実施の形態２に係る軸流羽根車の一部を回転軸Ａ方向に見た平面図である。 実施の形態３に係る軸流羽根車の羽根の代表的な構成を示す斜視図である。 実施の形態３に係る軸流羽根車の回転軸Ａに沿った任意の平面で軸流羽根車を切断した断面の内、代表的な断面を示す概念図である。 実施の形態４に係る軸流羽根車の羽根の代表的な構成を示す斜視図である。 実施の形態４に係る軸流羽根車の回転軸Ａに沿った任意の平面で軸流羽根車を切断した断面の内、代表的な断面を示す概念図である。 実施の形態５に係る軸流羽根車の一部を回転軸Ａ方向に見た平面図である。 実施の形態６に係る軸流羽根車の一部を回転軸Ａ方向に見た平面図である。 実施の形態７に係る軸流送風機の子午面図である。 図１３の軸流送風機及びベルマウスの拡大図である。

以下、実施の形態に係る軸流羽根車及び軸流送風機について図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、各構成部材の相対的な寸法あるいは位置関係等が実際とは異なる場合がある。また、以下の図面において同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。また、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」及び「後」等）を適宜用いるが、それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置あるいは部品の配置及び向きを限定するものではない。

実施の形態１．
［軸流羽根車１００］
図１は、実施の形態１に係る軸流羽根車１００の代表的な構成を示す斜視図である。なお、図中の矢印で示す回転方向Ｒは、軸流羽根車１００が回転する方向を示している。また、図中の両向き矢印で示す周方向ＣＤは、軸流羽根車１００の周方向を示している。また、図１の白抜き矢印で示す方向Ｆは、軸流羽根車１００の回転によって流れる流体の流れる方向を示している。

流体の流れる方向Ｆにおいて、軸流羽根車１００に対してＹ１側は、軸流羽根車１００に対して気流の上流側となり、軸流羽根車１００に対してＹ２側は、軸流羽根車１００に対して気流の下流側となる。すなわち、Ｙ１側は、軸流羽根車１００に対して流体の吸込側であり、Ｙ２側は、軸流羽根車１００に対して流体の吹出側である。

また、図１に示すＸ軸は、軸流羽根車１００の回転軸Ａに対して垂直な方向であって、軸流羽根車１００の径方向を表している。径方向においてＸ２側の部分はＸ１側の部分に対して外周側の部分に位置しており、Ｘ１側の部分はＸ２側の部分に対して内周側の部分に位置している。すなわち、軸流羽根車１００のＸ１側は、軸流羽根車１００の内周側であり、軸流羽根車１００のＸ２側は、軸流羽根車１００の外周側である。

図１を用いて実施の形態１に係る軸流羽根車１００について説明する。軸流羽根車１００は、軸流式の羽根車であり、流体の流れを形成する装置である。軸流羽根車１００は、後述する軸流送風機２００に用いられ、例えば、空気調和装置又は換気装置等のファンとして用いられる。軸流羽根車１００は、回転軸Ａを中心として回転方向Ｒに回転することで流体の流れを形成する。流体は、例えば、空気等の気体である。

軸流羽根車１００は、モーター（図示は省略）等の駆動源によって回転する回転軸に接続されるハブ１０と、ハブ１０から外周側に向かって延びる複数の羽根５０とを有する。より詳細には、軸流羽根車１００は、モーター（図示は省略）等の駆動源によって回転する回転軸に接続されるハブ１０と、ハブ１０から延びる複数の主翼２０と、複数の主翼２０のそれぞれの翼面２８の一部から外周側に向かって延びる副翼３０とを備える。

（ハブ１０）
ハブ１０は、モーター（図示は省略）等の駆動源の回転軸と接続される。ハブ１０は、円筒状に形成されてもよく、あるいは、円盤状等の板状に形成されてもよい。ハブ１０は、上述したように駆動源の回転軸と接続されるものであればよく、その形状は限定されるものではない。図１に示す軸流羽根車１００は、隣接する羽根５０の主翼２０がハブ１０を介して繋がっている。

ハブ１０は、羽根５０の主翼２０と連続的に形成されてもよく、主翼２０を構成する部分と明確な区別なく一体に形成されてもよい。軸流羽根車１００は、複数枚の主翼２０の内、隣り合う主翼２０の前縁側と後縁側とがボスを介さず連続面となるように接続されたいわゆるボスレス型のファンを含むものである。

ハブ１０は、モーター（図示は省略）等によって回転駆動され回転軸Ａを形成する。ハブ１０は、回転軸Ａを中心に回転する。軸流羽根車１００に対して気流の上流側となるＹ１側から軸流羽根車１００を見た場合に、軸流羽根車１００の回転方向Ｒは、図１中の矢印で示すように反時計回りの方向である。ただし、軸流羽根車１００の回転方向Ｒは、反時計回りに限定されるものではない。ハブ１０は、羽根５０の取り付け角度、あるいは、羽根５０の向き等を変更した構成にすることによって、軸流羽根車１００に対して気流の上流側となるＹ１側から軸流羽根車１００を見た場合に、時計回りに回転してもよい。

（羽根５０）
軸流羽根車１００は、複数の羽根５０を有する。羽根５０は、ハブ１０の周囲に形成され、ハブ１０から径方向の外側に延びている。羽根５０は、主翼２０と副翼３０とを有する。なお、実施の形態１においては、３枚の羽根５０を有する軸流羽根車１００が例示されているが、羽根５０の枚数は３枚に限定されるものではない。

主翼２０と副翼３０とを有する複数の羽根５０は、ハブ１０の周囲において、それぞれ同一の形状で形成されている。また、複数の羽根５０は、周方向ＣＤにおいて、等しい間隔で設けられている。なお、羽根５０は、当該構成に限定されるものではない。複数の羽根５０は、それぞれ異なる形状に形成されてもよく、周方向ＣＤにおいて異なる間隔で形成されてもよい。

羽根５０は、軸流羽根車１００の回転に伴って羽根５０の間に存在している流体を押すことで流体を搬送する。この際、羽根５０の翼面２８の内、羽根５０の回転時に流体を押して圧力が上昇する側の面を正圧面２５とし、正圧面２５の裏側の面を構成し、圧力が下降する側の面を負圧面２６とする。翼面２８は、流体の流れる方向Ｆにおいて、主翼２０の上流側（Ｙ１側）に向いた面が負圧面２６となり、下流側（Ｙ２側）に向いた面が正圧面２５となる。また、正圧面２５は、回転方向Ｒに向いた面であり、負圧面２６は、回転方向Ｒとは反対側に向いた面である。

（主翼２０）
主翼２０は、軸流羽根車１００の回転に伴って主翼２０の間に存在している流体を翼面２８で押すことで流体を搬送する。主翼２０は、羽根５０において主たる部分を構成する。主翼２０の翼面積は、副翼３０の翼面積よりも大きい。主翼２０は、ハブ１０から径方向外側に向かって延びるように形成されている。複数の主翼２０は、ハブ１０から径方向外側に向かって放射状に配置されている。

主翼２０は、ハブ１０の周囲に形成されている。複数の主翼２０は、周方向ＣＤにおいて、それぞれ相互に離隔して設けられている。なお、実施の形態１においては、３枚の主翼２０を有する軸流羽根車１００が例示されているが、主翼２０の枚数は３枚に限定されるものではない。

主翼２０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、外周側の部分の周方向ＣＤの幅が内周側の部分の周方向ＣＤの幅よりも大きい略三角形状に形成されている。なお、主翼２０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、略三角形状に形成されているものに限定されるものではない。

主翼２０は、外周側の部分が内周側の部分よりも回転方向Ｒの前方に突き出した前進翼の形状に形成されている。軸流羽根車１００は、特に換気扇に用いられる場合に主翼２０が前進翼として形成される場合が多い。なお、主翼２０は、前進翼に限定されるものではなく、他の形状に形成されてもよい。

ここで回転軸Ａを中心とした半径の円筒断面で羽根５０を切断した場合の断面を、羽根断面とする。主翼２０の羽根断面は、前縁側の部分から後縁側の部分にかけて羽根の厚さが一定に形成された断面形状でもよく、流線形状のように前縁側の部分から後縁側の部分にかけて羽根の厚さが変化する断面形状でもよい。

主翼２０は、前縁部２１と、後縁部２２と、ハブ１０と一体に形成された内周縁部２４と、前縁部２１と後縁部２２との間の外縁を形成する外周縁部２３とを有する。前縁部２１は、主翼２０において回転方向Ｒの前進側の部分に形成されている。すなわち、前縁部２１は、回転方向Ｒにおいて、後縁部２２に対して前方に位置している。前縁部２１は、軸流羽根車１００が発生させる流体の流れる方向Ｆにおいて、後縁部２２に対して上流側の部分に位置している。

後縁部２２は、主翼２０において回転方向Ｒの後進側の部分に形成されている。すなわち、後縁部２２は、回転方向Ｒにおいて、前縁部２１に対して後方に位置している。後縁部２２は、軸流羽根車１００が発生させる流体の流れる方向Ｆにおいて、前縁部２１に対して下流側の部分に位置している。軸流羽根車１００は、軸流羽根車１００の回転方向Ｒを向く翼端部として前縁部２１を有し、回転方向Ｒにおいて前縁部２１に対して反対側の翼端部として後縁部２２を有している。

外周縁部２３は、前縁部２１の最外周部と後縁部２２の最外周部とを接続するように回転方向Ｒにおいて主翼２０前後に延びる縁部分である。外周縁部２３は、軸流羽根車１００において、径方向（Ｘ軸方向）の外周側の端部に位置しており、主翼２０の外周縁を形成する。

外周縁部２３は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、弧状に形成されている。しかし、外周縁部２３は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、弧状に形成されている構成に限定されるものではない。外周縁部２３は、前縁端部２０１と、後縁端部２０３とを有する（図２参照）。前縁端部２０１は、外周縁部２３において最も前縁部２１側に位置する部分であり、前縁部２１との境界部分である。後縁端部２０３は、外周縁部２３において最も後縁部２２側に位置する部分であり、後縁部２２との境界部分である。

主翼２０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、周方向ＣＤにおける外周縁部２３の長さが、周方向ＣＤにおける内周縁部２４の長さよりも長く形成されている。ただし、主翼２０は、外周縁部２３の長さと内周縁部２４の長さとの関係が当該構成に限定されるものではない。例えば、主翼２０は、周方向ＣＤにおける外周縁部２３の長さと内周縁部２４の長さとが等しくてもよく、内周縁部２４の長さが外周縁部２３の長さよりも長くてもよい。

内周縁部２４は、前縁部２１の最内周部と後縁部２２の最内周部とを接続するように回転方向Ｒにおいて主翼２０の前後に延びる縁部分である。内周縁部２４は、軸流羽根車１００において、径方向（Ｘ軸方向）の内周側の端部を構成している。

内周縁部２４は、主翼２０の根元部分となる。内周縁部２４は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、弧状に形成されている。しかし、内周縁部２４は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、弧状に形成されている構成に限定されるものではない。主翼２０の内周縁部２４は、ハブ１０と接続されている。一例として、主翼２０の内周縁部２４は、円筒形状に形成されたハブ１０の外周壁と一体に形成されている。

主翼２０は、回転軸Ａに垂直な平面に対して傾いて形成されている。より詳細には、主翼２０は、正圧面２５が回転方向Ｒを向き、主翼２０に対して下流側となるＹ２側を向くように形成されている。また、主翼２０は、負圧面２６が回転方向Ｒとは反対方向を向き、主翼２０に対して上流側となるＹ１側を向くように形成されている。

図２は、実施の形態１に係る軸流羽根車１００の羽根５０の代表的な構成を示す斜視図である。図３は、実施の形態１に係る軸流羽根車１００の一部を回転軸Ａ方向に見た平面図である。図４は、実施の形態１に係る軸流羽根車１００の変形例の一部を回転軸Ａ方向に見た平面図である。また、図３及び図４では羽根５０の説明のために一枚の羽根５０のみを記載し、他の羽根５０の図示を省略する。図２～図４を用いて羽根５０の詳細な構成について更に説明する。

図３及び図４において点線で示す円筒面Ｂは、軸流羽根車１００を回転軸Ａの軸方向に見た場合において、回転軸Ａを中心とした軸流羽根車１００の最外径を半径とする仮想の円筒面Ｂの位置を示している。仮想の円筒面Ｂは、軸流羽根車１００の最外径を形成する羽根５０の位置を示しており、軸流羽根車１００が回転した場合の、軸流羽根車１００の最外径を形成する部分による回転軌跡を示している。仮想の円筒面Ｂを形成する羽根５０の部分は、後述する主翼２０の外周縁部２３でもよく、副翼３０の副外周縁部３３でもよい。あるいは、仮想の円筒面Ｂを形成する羽根５０の部分は、後述する主翼２０の外周縁部２３及び副翼３０の副外周縁部３３の両方でもよい。

主翼２０は、外周縁部２３において、周方向ＣＤにおいて、前縁部２１側に位置する部分から後縁部２２に向かうにつれて主翼２０部分の外径が徐々に小さくなるように形成された縮小部２３ｂを有する。縮小部２３ｂは、回転方向Ｒとは反対方向に向かうにつれて、主翼２０部分の外径が徐々に小さくなるように形成されている。縮小部２３ｂは、回転方向Ｒとは反対方向に向かうにつれて、径方向における主翼２０部分の長さが徐々に小さくなるように形成されている。なお、主翼２０部分の外径とは、回転軸Ａを中心とした軸流羽根車１００の外径であって、回転軸Ａの軸方向に見た場合の、回転軸Ａと主翼２０の外縁との間の距離である。

主翼２０の縮小部２３ｂでは、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、前縁部２１側に位置する部分から後縁部２２に向かうにつれて、回転軸Ａを中心とした径方向における円筒面Ｂと外周縁部２３との幅が大きくなるように形成されている。例えば、縮小部２３ｂを構成する主たる部分は、前縁部２１側に位置する部分から後縁部２２に向かうにつれて、主翼２０の外径が単調に減少するように形成されている。

主翼２０は、縮小部２３ｂの部分において、縮小部２３ｂを有していない場合の主翼２０の外周縁部２３となる円筒面Ｂに位置する仮想の外縁部２３ｃと比較して、切り欠かれた形状に形成されている。図３及び図４に示すように、縮小部２３ｂは、円筒面Ｂに対して回転軸Ａに近い内周側（Ｘ１側）の部分に位置するように形成されている。

縮小部２３ｂは、周方向ＣＤにおいて、外周縁部２３の後縁部２２側の部分に形成されている。縮小部２３ｂは、周方向ＣＤにおいて、始点部２０２から後縁端部２０３まで形成されている。始点部２０２は、外周縁部２３において前縁端部２０１と後縁端部２０３との間に設けられている。また、始点部２０２は、図４に示すように、前縁端部２０１と同じ位置に設けられてもよいが、後縁端部２０３とは異なる位置に設けられている。この場合、縮小部２３ｂは、周方向ＣＤにおいて、外周縁部２３の後縁部２２側の部分に形成されてもよく、あるいは、前縁部２１から後縁部２２にかけて形成されてもよい。

始点部２０２は、上述したように、外周縁部２３において、前縁端部２０１の位置、あるいは、前縁端部２０１と後縁端部２０３との間に設けられている。始点部２０２の形成位置は、主翼２０に縮小部２３ｂが形成されていない場合に、主翼２０の外周縁部２３において、翼端渦が発達する部分に設けると効果的であり望ましい。主翼２０の外周縁部２３において、始点部２０２を形成する最適な位置は、主翼２０の形状、あるいは、軸流送風機の動作点によって決定される。すなわち、軸流羽根車１００は、送風機がどの動作点で運転しているかによって始点部２０２を形成する最適な位置が変わり得る。動作点は、その送風機がどのような運転状態で使用されているかを表している。具体的には、動作点は、送風機が取り付けられる風路の圧損（≒送風機に要求される圧力上昇）によって、回転数を一定とした場合に送風機によって得られる風量が異なるが、その圧力と風量との組で決まる点である。

始点部２０２は、主翼２０の外周縁部２３において円筒面Ｂに対して異なる曲率を形成する部分である。始点部２０２は、主翼２０の外周縁部２３において円筒面Ｂの曲率に対して大きな曲率を形成する部分である。すなわち、縮小部２３ｂは、回転方向Ｒとは反対方向に向かう場合に、円筒面Ｂから離れて内周側（Ｘ１側）に向かう部分である。

主翼２０は、前縁端部２０１と始点部２０２との位置が異なるように設けられていることが望ましい。この場合、主翼２０は、前縁端部２０１と始点部２０２との間の部分に前方外縁部２３ａを有する。

前方外縁部２３ａは、主翼２０の外径が一定に形成された部分であり、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、円筒面Ｂに沿って形成されている部分である。前方外縁部２３ａは、軸流羽根車１００の最外径を形成する部分である。前方外縁部２３ａは、前縁端部２０１と始点部２０２との間の一部に形成されてもよく、前縁端部２０１と始点部２０２との間の全ての部分に形成されてもよい。

主翼２０は、外周縁部２３において、縮小部２３ｂよりも前縁部２１側の部分に前方外縁部２３ａを有する。前方外縁部２３ａは、外周縁部２３において、前縁部２１側に位置する部分から後縁部２２側に位置する部分にかけて一定の外径を形成する部分であって、軸流羽根車１００の最外径を形成する部分である。

羽根５０は、前縁端部２０１と始点部２０２とを異なる位置に設け、前縁端部２０１と始点部２０２との間の全ての部分が前方外縁部２３ａで形成されていることが望ましい。すなわち、羽根５０は、前縁端部２０１と始点部２０２とを異なる位置に設け、前縁端部２０１と始点部２０２の間の部分において主翼２０の外径が一定で軸流羽根車１００の最外径を形成することが望ましい。羽根５０は、主翼２０の前縁端部２０１と始点部２０２との間が前方外縁部２３ａで形成され、始点部２０２と後縁端部２０３との間が縮小部２３ｂで形成されていることが望ましい。

羽根５０は、主翼２０の前縁端部２０１と始点部２０２との間に前方外縁部２３ａを有する形態に限定するものではない。例えば、羽根５０は、図４に示すように、前縁端部２０１と始点部２０２との位置が一致しており、前縁端部２０１から後縁端部２０３まで縮小部２３ｂが形成されていてもよい。

図４に示すように、羽根５０は、主翼２０の外周縁部２３全体が縮小部２３ｂを有しており、前縁端部２０１から後縁端部２０３に向かうにつれて主翼２０の外径が漸次小さくなるように形成されてもよい。すなわち、図４に示すように、主翼２０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、前縁端部２０１から後縁端部２０３に向かうにつれて、回転軸Ａを中心とした径方向における円筒面Ｂと外周縁部２３との幅が大きくなるように形成されている。

また、羽根５０は、主翼２０の前縁端部２０１と始点部２０２との間の部分を構成する外周縁部２３が円筒面Ｂに沿った形状に形成されていなくてもよい。例えば、羽根５０は、主翼２０の前縁端部２０１と始点部２０２との間の部分を構成する外周縁部２３の曲率と、縮小部２３ｂの曲率とが異なるように形成されてもよい。

あるいは、羽根５０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０の前縁端部２０１と始点部２０２との間の部分を構成する外周縁部２３に直線状に形成された部分を含んでもよい。羽根５０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０の前縁端部２０１と始点部２０２との間の部分を構成する外周縁部２３の一部に主翼２０の外径が小さくなる部分を有してもよい。

また、羽根５０は、主翼２０の始点部２０２と後縁端部２０３の間の部分を構成する縮小部２３ｂの一部において、始点部２０２から後縁端部２０３に向かうにつれて、主翼２０の外径が単調に減少しない部分を含んでもよい。縮小部２３ｂは、始点部２０２から後縁端部２０３に向かうにつれて、主翼２０の外径が減少しない部分を含んでもよく、主翼２０の外径の減少率が小さくなる部分を含んでもよく、減少率が大きくなる部分を含んでもよい。なお、縮小部２３ｂは、全体としては、前縁部２１側に位置する部分から後縁部２２に向かうにつれて、主翼２０の外径が減少するように形成されている。

主翼２０は、縮小部２３ｂを有することによって、主翼２０の外周縁部２３で発生した翼端渦が、特に後縁端部２０３付近においてさらに発達することを防止できる。主翼２０は、縮小部２３ｂを有することによって、翼端渦の発達を防止できることで、発生した翼端渦が騒音源となることを防止できる。また、主翼２０は、縮小部２３ｂを有することによって、翼端渦の発達を防止できることで、発生した翼端渦が羽根５０の回転に対して大きな抵抗となることを防止でき、ファン効率の低減を抑制できる。

軸流式の羽根車は、羽根の外周縁部に近い部分ほど大きな仕事量が得られる。そのため、軸流式の羽根車は、上記の構成のように主翼２０の外周縁部２３において単に縮小部２３ｂを有する構成だけでは、主翼２０による仕事量が大きく減少してしまい、送風能力が低下し、また、送風効率が低下する。そこで、実施の形態１に係る軸流羽根車１００の羽根５０は、主翼２０の他に副翼３０が設けられている。

（副翼３０）
副翼３０は、主翼２０の外周側の半分の部分において、主翼２０の翼面２８から突出し、径方向の外側に延びている。副翼３０は、例えば主翼２０の負圧面２６側の一部に設けられている。副翼３０は、例えば後退翼である。ただし、副翼３０は、後述する拡大部３１を有するものであれば、後退翼に限定するものではない。

副翼３０は、主翼２０の負圧面２６側の部分から突出するように設けられている。副翼３０は、主翼２０の負圧面２６の内、外周側半分の一部から分岐し、羽根５０の外周側に延びるように形成されている。副翼３０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０よりも小さく形成されている。副翼３０は、回転軸Ａを中心とした径方向において、主翼２０の内周縁部２４よりも外周縁部２３に近い位置に形成されている。

副翼３０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、周方向ＣＤにおいて、主翼２０の前縁部２１よりも後縁部２２に近い位置に形成されている。なお、周方向ＣＤにおける副翼３０の形成位置は、主翼２０の前縁部２１よりも後縁部２２に近い位置に形成される態様に限定されるものではない。副翼３０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、周方向ＣＤにおいて、主翼２０の後縁部２２よりも前縁部２１に近い位置に形成されてもよく、あるいは、周方向ＣＤにおいて、主翼２０の前縁部２１と後縁部２２との間の中間地点付近に形成されてもよい。

副翼３０は、図３及び図４に示すように、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、縮小部２３ｂの少なくとも一部と重なるように形成されている。副翼３０は、縮小部２３ｂに対して気流の上流側（Ｙ１側）に位置するように形成されている。回転軸Ａの軸方向において、副翼３０の少なくとも一部は、縮小部２３ｂが形成されている部分の主翼２０の負圧面２６と対向するように形成されている。

副翼３０は、板状に形成されている。副翼３０は、拡大部３１と、副後縁部３２と、副外周縁部３３と、副内周縁部３４とを有している。拡大部３１と、副後縁部３２と、副外周縁部３３とは、副翼３０の外周縁３０ａを形成する。拡大部３１は、副翼３０の前縁部分を形成しており、副翼３０において回転方向Ｒの前進側の部分に形成されている。すなわち、拡大部３１は、回転方向Ｒにおいて、副後縁部３２に対して前方に位置している。拡大部３１は、軸流羽根車１００が発生させる流体の流れる方向Ｆにおいて、副後縁部３２に対して上流側の部分に位置している。

拡大部３１は、副翼３０の外周縁３０ａを形成する部分であって、主翼２０の前縁部２１側に位置する部分から主翼２０の後縁部２２に向かうにつれて副翼３０部分の外径が徐々に大きくなるように形成されている。すなわち、拡大部３１は、回転方向Ｒとは反対方向に向かうにつれて、副翼３０部分の外径が徐々に大きくなるように形成されている。拡大部３１は、回転方向Ｒとは反対方向に向かうにつれて、径方向における副翼３０部分の長さが徐々に大きくなるように形成されている。

羽根５０は、図３及び図４に示すように、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０の縮小部２３ｂと副翼３０の拡大部３１とが互いに交差するように形成されている。すなわち、羽根５０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０の外縁の一部と副翼３０の外縁の一部とが互いに交差するように構成されている。

副後縁部３２は、副翼３０において回転方向Ｒの後進側に形成されている。すなわち、副後縁部３２は、回転方向Ｒにおいて、拡大部３１に対して後方に位置している。副後縁部３２は、軸流羽根車１００が発生させる流体の流れる方向Ｆにおいて、拡大部３１に対して下流側の部分に位置している。軸流羽根車１００は、軸流羽根車１００の回転方向Ｒを向く翼端部として拡大部３１を有し、回転方向Ｒにおいて拡大部３１に対して反対側の翼端部として副後縁部３２を有している。

副外周縁部３３は、拡大部３１の最外周部と副後縁部３２の最外周部とを接続するように回転方向Ｒにおいて副翼３０前後に延びる縁部分である。副外周縁部３３は、副翼３０において、径方向（Ｘ軸方向）の外周側の端部に位置しており、副翼３０の外周縁３０ａを形成する。副翼３０は、副翼３０の外周縁３０ａにおいて、拡大部３１よりも主翼２０の後縁部２２が位置している側の部分に副外周縁部３３を有する。

副外周縁部３３は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、弧状に形成されている。図３及び図４に示すように、副外周縁部３３は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、円筒面Ｂに沿った形状に形成されている。副外周縁部３３は、副翼３０の外周縁３０ａにおいて、主翼２０の前縁部２１側に位置する部分から主翼２０の後縁部２２側に位置する部分にかけて一定の外径を形成する部分である。

なお、副外周縁部３３は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、弧状に形成されている構成に限定されるものではなく、また、円筒面Ｂに沿った形状に限定されるものではない。例えば、副外周縁部３３は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、直線状に形成された部分を含んでもよく、円筒面Ｂよりも内周側に位置する部分を含んでもよい。

副内周縁部３４は、拡大部３１の最内周部と副後縁部３２の最内周部とを接続するように回転方向Ｒにおいて副翼３０の前後に延びる縁部分である。副内周縁部３４は、副翼３０において、径方向（Ｘ軸方向）の内周側の端部を構成している。副内周縁部３４は、副翼３０の根元部分であり、主翼２０の負圧面２６から立ち上がる部分である。副内周縁部３４は、主翼２０と一体に形成されている部分である。

副翼３０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、周方向ＣＤにおける副内周縁部３４の長さが、周方向ＣＤにおける副外周縁部３３の長さよりも長く形成されている。ただし、副翼３０は、副内周縁部３４の長さと副外周縁部３３の長さとの関係が当該構成に限定されるものではない。例えば、副翼３０は、周方向ＣＤにおける副内周縁部３４の長さと副外周縁部３３の長さとが等しくてもよく、副外周縁部３３の長さが副内周縁部３４の長さよりも長くてもよい。

副内周縁部３４は、内縁前端部３０１と、内縁後端部３０４とを有する。副外周縁部３３は、外縁前端部３０２と、外縁後端部３０３とを有する。内縁前端部３０１は、副内周縁部３４において最も拡大部３１側に位置する部分であり、拡大部３１との境界部分である。換言すれば、内縁前端部３０１は、拡大部３１において最も副内周縁部３４側に位置する部分であり、副内周縁部３４との境界部分である。

内縁後端部３０４は、副内周縁部３４において最も副後縁部３２側に位置する部分であり、副後縁部３２との境界部分である。換言すれば、内縁後端部３０４は、副後縁部３２において最も副内周縁部３４側に位置する部分であり、副内周縁部３４との境界部分である。

外縁前端部３０２は、副外周縁部３３において最も拡大部３１側に位置する部分であり、拡大部３１との境界部分である。換言すれば、外縁前端部３０２は、拡大部３１において最も副外周縁部３３側に位置する部分であり、副外周縁部３３との境界部分である。

外縁後端部３０３は、副外周縁部３３において最も副後縁部３２側に位置する部分であり、副後縁部３２との境界部分である。換言すれば、外縁後端部３０３は、副後縁部３２において最も副外周縁部３３側に位置する部分であり、副外周縁部３３との境界部分である。

副翼３０は、周方向ＣＤにおいて、内縁前端部３０１から外縁前端部３０２に向かうにつれて、副翼３０の外径が徐々に大きくなるように形成されている。すなわち、副翼３０の拡大部３１を形成する部分は、回転方向Ｒの前方から後方に向かうにつれて、副翼３０の外径が徐々に大きくなるように形成されている。なお、副翼３０の外径とは、回転軸Ａを中心とした軸流羽根車１００の外径であって、回転軸Ａの軸方向に見た場合の、回転軸Ａと副翼３０の外縁との間の距離である。副翼３０の外縁は、副翼３０の内縁前端部３０１からその後方側にある外縁前端部３０２まで外径が徐々に大きくなる拡大部３１を有している。

羽根５０は、周方向ＣＤにおいて、外縁前端部３０２から外縁後端部３０３にかけて副翼３０の外径が一定であることが望ましい。すなわち、副外周縁部３３は、周方向ＣＤにおいて、外縁前端部３０２から外縁後端部３０３にかけて、一定の外径となるように形成されていることが望ましい。

副翼３０は、拡大部３１と、副後縁部３２と、副外周縁部３３と、副内周縁部３４とを有する構成に限定されるものではない。例えば、副翼３０は、内縁前端部３０１と外縁前端部３０２とが一体に形成されてもよく、拡大部３１と副外周縁部３３とが一体に形成されてもよい。

拡大部３１と副外周縁部３３とが一体に形成されている場合であって、当該部分を拡大部３１であるとした場合、羽根５０の構成を次のように考えてもよい。羽根５０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０の縮小部２３ｂと副翼３０の拡大部３１とが互いに交差するように形成されている。すなわち、羽根５０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０の外縁の一部と副翼３０の外縁の一部とが互いに交差するように構成されている。

［軸流羽根車１００の作用効果］
軸流羽根車１００の羽根５０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０の縮小部２３ｂと副翼３０の拡大部３１とが互いに交差するように形成されているものである。また、軸流羽根車１００は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、縮小部２３ｂと拡大部３１とが互いに交差するように形成されていることによって、羽根５０の副翼３０が主翼２０の縮小部２３ｂと重なる位置に形成されている。

主翼２０は、縮小部２３ｂを有することによって、主翼２０の外周縁部２３で発生した翼端渦が、後縁端部２０３付近において発達することを防止できる。主翼２０は、縮小部２３ｂを有することによって、翼端渦の発達を防止できることで、発生した翼端渦が騒音源となることを防止できる。また、主翼２０は、縮小部２３ｂを有することによって、翼端渦の発達を防止できることで、発生した翼端渦が羽根５０の回転に対して大きな抵抗となることを防止でき、ファン効率の低減を抑制できる。また、軸流羽根車１００は、縮小部２３ｂを有する主翼２０によって、主翼２０で発生した翼端渦が羽根５０の回転に対する抵抗として働くことを防ぐと共に、主翼２０で減少した仕事量を副翼３０が補うため送風能力の低下を防止できる。そのため、軸流羽根車１００は、騒音の抑制を図り、送風能力を低下させることなくファン効率を向上させることができる。

また、副翼３０が形成された翼面２８は、羽根５０の回転時に流体を押して圧力が上昇する正圧面２５の裏側の面を構成する負圧面２６である。軸流羽根車１００は、縮小部２３ｂを有する主翼２０によって、主翼２０で発生した翼端渦が羽根５０の回転に対する抵抗として働くことを防ぐと共に、主翼２０で減少した仕事量を負圧面２６に形成された副翼３０が補うため送風能力の低下を防止できる。そのため、軸流羽根車１００は、騒音の抑制を図り、送風能力を低下させることなくファン効率を向上させることができる。

また、前方外縁部２３ａは、外周縁部２３において、前縁部２１側に位置する部分から後縁部２２側に位置する部分にかけて一定の外径を形成する部分であって、軸流羽根車１００の最外径を形成する部分である。また、副外周縁部３３は、副翼３０の外周縁３０ａにおいて、主翼２０の前縁部２１側に位置する部分から主翼２０の後縁部２２側に位置する部分にかけて一定の外径を形成する部分である。軸流羽根車１００は、当該構成を有することによって、例えば、主翼２０部分が最外径を形成しない羽根５０及び副翼３０が縮小部２３ｂを有する羽根５０等と比較して、主翼２０及び副翼３０の双方の仕事量を増加させることができる。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る軸流羽根車１００の羽根５０の代表的な構成を示す斜視図である。図６は、実施の形態２に係る軸流羽根車１００の一部を回転軸Ａ方向に見た平面図である。なお、図６では羽根５０の説明のために一枚の羽根５０のみを記載し、他の羽根５０の図示を省略する。実施の形態２に係る軸流羽根車１００は、実施の形態１に係る軸流羽根車１００と比較して主翼２０と副翼３０との位置関係が異なるものであり、他の構成については実施の形態１に係る軸流羽根車１００と同じである。図１～図４の軸流羽根車１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

（軸流羽根車１００）
軸流羽根車１００は、モーター（図示は省略）等の駆動源によって回転する回転軸に接続されるハブ１０と、ハブ１０から延びる複数の主翼２０と、複数の主翼２０のそれぞれの正圧面２５の一部から外周側に向かって延びる副翼３０とを備える。

（副翼３０）
実施の形態１の副翼３０は、主翼２０の負圧面２６側の一部に設けられているのに対し、実施の形態２の副翼３０は、主翼２０の正圧面２５側の一部に設けられている。実施の形態２の副翼３０は、主翼２０の正圧面２５側の部分から突出するように設けられている。実施の形態２の副翼３０は、主翼２０の正圧面２５の内、外周側半分の一部から分岐し、羽根５０の外周側に延びるように形成されている。

実施の形態２の副翼３０は、図６に示すように、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、縮小部２３ｂの少なくとも一部と重なるように形成されている。副翼３０は、縮小部２３ｂに対して気流の下流側（Ｙ２側）に位置するように形成されている。回転軸Ａの軸方向において、副翼３０の少なくとも一部は、縮小部２３ｂが形成されている部分の主翼２０の正圧面２５と対向するように形成されている。

副翼３０は、拡大部３１と、副後縁部３２と、副外周縁部３３と、副内周縁部３４とを有している。羽根５０は、図６に示すように、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０の縮小部２３ｂと副翼３０の拡大部３１とが互いに交差するように形成されている。すなわち、羽根５０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０の外縁の一部と副翼３０の外縁の一部とが互いに交差するように構成されている。実施の形態２の副翼３０は、副外周縁部３３が副内周縁部３４に対し、気流の下流側（Ｙ２側）に位置するように形成されている。

［軸流羽根車１００の作用効果］
実施の形態２に係る軸流羽根車１００は、実施の形態１の軸流羽根車１００と同様に縮小部２３ｂを有する主翼２０と、主翼２０から延びるように形成され、縮小部２３ｂと重なる位置に形成された副翼３０とを有する。そのため、実施の形態２の軸流羽根車１００は、実施の形態１の軸流羽根車１００と同様の効果を発揮させることができる。

軸流羽根車１００は、縮小部２３ｂを有する主翼２０によって、主翼２０で発生した翼端渦が羽根５０の回転に対する抵抗として働くことを防ぐと共に、主翼２０で減少した仕事量を正圧面２５に形成された副翼３０が補うため送風能力の低下を防止できる。実施の形態２に係る軸流羽根車１００は、上記構成の主翼２０と副翼３０とを有することによって、翼端渦による抵抗及び空力騒音を抑制し、送風能力を維持したまま低騒音化及び高効率化を実現できる。

また、副翼３０が形成された翼面２８は、羽根５０の回転時に流体を押して圧力が上昇する正圧面２５である。実施の形態２に係る軸流羽根車１００は、主翼２０の正圧面２５及び主翼２０の後流が副翼３０の負圧面２６側に位置しており、副翼３０の負圧面２６上の境界層に適度なエネルギーを供給することができる。そのため、実施の形態２に係る軸流羽根車１００は、副翼３０の負圧面２６上の逆圧力勾配を抑えることができ、流体の流れの剥離を防ぎ、それに起因する送風効率の低下を防止でき、騒音の悪化を防止できる。したがって、実施の形態２に係る軸流羽根車１００は、翼端渦の発達による抵抗及び負圧面２６からの流体の剥離による抵抗を抑制し、空力騒音を抑制できる。

実施の形態３．
図７は、実施の形態３に係る軸流羽根車１００の羽根５０の代表的な構成を示す斜視図である。図８は、実施の形態３に係る軸流羽根車１００の回転軸Ａに沿った任意の平面で軸流羽根車１００を切断した断面の内、代表的な断面を示す概念図である。なお、図７では羽根５０の説明のために一枚の羽根５０のみを記載し、他の羽根５０の図示を省略する。図８において、平面Ｈは、回転軸Ａに対して垂直な平面である。

実施の形態３に係る軸流羽根車１００は、実施の形態１に係る軸流羽根車１００と比較して主翼２０と副翼３０との形状を特定するものであり、他の構成については実施の形態１に係る軸流羽根車１００と同じである。図１～図６の軸流羽根車１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

ここで、実施の形態３に係る軸流羽根車１００の回転軸Ａに沿った平面であって、周方向ＣＤの特定の位置において、回転軸Ａに沿った軸流羽根車１００を切断した羽根５０の断面をスパン断面と称する。図７及び図８に示すようにａ－ａ１線に沿った羽根５０の断面をスパン断面Ｓ１とし、ｂ－ｂ１線に沿った羽根５０の断面をスパン断面Ｓ２とし、ｃ－ｃ１線に沿った羽根５０の断面をスパン断面Ｓ３とする。

ここで、点ａ、点ｂ及び点ｃは、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０の内周縁部２４上に位置する点である。また、点ａ１、点ｂ１及び点ｃ１は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、仮想の円筒面Ｂ上に位置する点である。点ａ及び点ａ１は、周方向ＣＤにおいて、後縁部２２よりも前縁部２１に近い位置にある点である。点ｃ及び点ｃ１は、周方向ＣＤにおいて、前縁部２１よりも後縁部２２に近い位置にある点である。点ｂは、周方向ＣＤにおいて、点ａと点ｃとの間にある点であり、点ｂ１は、周方向ＣＤにおいて点ａ１と点ｃ１との間にある点である。

スパン断面Ｓ１は、回転軸Ａと、点ａと、点ａ１とを含むスパン断面であり、主翼２０の内周縁部２４と、主翼２０の前方外縁部２３ａとを含む羽根５０の断面である。スパン断面Ｓ２は、回転軸Ａと、点ｂと、点ｂ１とを含むスパン断面であり、主翼２０の内周縁部２４と、主翼２０の縮小部２３ｂと、副翼３０の副内周縁部３４及び拡大部３１とを含む羽根５０の断面である。スパン断面Ｓ３は、回転軸Ａと、点ｃと、点ｃ１とを含むスパン断面であり、主翼２０の内周縁部２４と、主翼２０の縮小部２３ｂと、副翼３０の副内周縁部３４及び副外周縁部３３とを含む羽根５０の断面である。

スパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３は、実施の形態３に係る軸流羽根車１００において、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分を含む断面である。回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分のスパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、主翼２０は、平面Ｈに対して正圧面２５側に曲がって傾斜している。

換言すれば、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分のスパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、主翼２０は、流体の流れる方向Ｆにおいて、平面Ｈに対して下流側（Ｙ２側）に向かって傾斜している。

この主翼２０の傾斜は、流体の流れる方向Ｆにおいて上流側（Ｙ１側）を上とし下流側（Ｙ２側）を下とした場合に、回転軸Ａから径方向の外側に向かうにつれて下に向かうように傾斜している。主翼２０は、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分のスパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、内周側に比べて外周側が下になるように単調に傾斜している。

図８に示す実施の形態３の態様において、主翼２０の単調な傾斜とは、主翼２０が数学用語の「単調減少」を構成するような形状の傾斜である。すなわち、主翼２０は、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分のスパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、内周側の部分から外周側の部分にかけて、どの点を見ても外周側が下になるような傾斜で形成されている。言い換えれば、主翼２０は、内周側から外周側に向かうにつれて、Ｙ方向の位置が単調減少している形状であり、主翼２０は、内周側から外周側に向かうにつれて、Ｙ方向の位置がＹ１側からＹ２側に向かう形状である。

図８に示す主翼２０の翼形状をｙ＝ｆ（ｘ）の関数で表すとする。このとき、図８のＹ軸方向を関数ｙ＝ｆ（ｘ）のｙ軸方向、図８のＸ軸方向を関数ｙ＝ｆ（ｘ）のｘ軸方向とする。主翼２０は、ｘが増えればｙが減るような単調減少の関数を表すような形状となり、主翼２０が外周側に行くほどＹ２側に位置する右下がりの形状となる。図８において主翼２０の形状をｙ＝ｆ（ｘ）の関数として想定した場合、ｘ１を主翼２０の内周側の部分、ｘ２を主翼２０の外周側の部分であるとすると、主翼２０は、ｘ１＜ｘ２ならばｆ（ｘ１）＞ｆ（ｘ２）を満たすような関数のグラフを形成する形状である。

また、スパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、副翼３０は、平面Ｈに対して負圧面２６側に曲がって傾斜している。換言すれば、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分のスパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、副翼３０は、流体の流れる方向Ｆにおいて、平面Ｈに対して上流側（Ｙ１側）に向かって傾斜している。

この副翼３０の傾斜は、流体の流れる方向Ｆにおいて上流側（Ｙ１側）を上とし下流側（Ｙ２側）を下とした場合に、回転軸Ａから径方向の外側に向かうにつれて上に向かうように傾斜している。副翼３０は、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分のスパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、内周側に比べて外周側が上になるように単調に傾斜している。

図８に示す実施の形態３の態様において、副翼３０の単調な傾斜とは、副翼３０が数学用語の「単調増加」を構成するような形状の傾斜である。すなわち、副翼３０は、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分のスパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、内周側の部分から外周側の部分にかけて、どの点を見ても外周側が上になるような傾斜で形成されている。言い換えれば、副翼３０は、内周側から外周側に向かうにつれて、Ｙ方向の位置が単調増加している形状であり、副翼３０は、内周側から外周側に向かうにつれて、Ｙ方向の位置がＹ２側からＹ１側に向かう形状である。

図８に示す副翼３０の翼形状をｙ＝ｆ（ｘ）の関数で表すとする。このとき、図８のＹ軸方向を関数ｙ＝ｆ（ｘ）のｙ軸方向、図８のＸ軸方向を関数ｙ＝ｆ（ｘ）のｘ軸方向とする。副翼３０は、ｘが増えればｙが増えるような単調増加の関数を表すような形状となり、副翼３０が外周側に行くほどＹ１側に位置する右上がりの形状となる。図８において副翼３０の形状をｙ＝ｆ（ｘ）の関数として想定した場合、ｘ１を副翼３０の内周側の部分、ｘ２を副翼３０の外周側の部分であるとすると、副翼３０は、ｘ１＜ｘ２ならばｆ（ｘ１）＜ｆ（ｘ２）を満たすような関数のグラフを形成する形状である。

軸流羽根車１００は、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分において、主翼２０のスパン断面が正圧面２５側に曲がって単調に傾斜しており、副翼３０のスパン断面が負圧面２６側に曲がって単調に傾斜している。

ここで、回転軸Ａに沿った平面で切断した羽根５０のスパン断面において、羽根５０が正圧面２５側に曲がって単調に傾斜した形状を後傾と称し、羽根５０が負圧面２６側に曲がって単調に傾斜した形状を前傾と称する。

実施の形態３に係る軸流羽根車１００は、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分において、主翼２０のスパン断面が後傾するように形成されており、副翼３０のスパン断面が前傾するように形成されている。

羽根５０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０の縮小部２３ｂと副翼３０の拡大部３１とが互いに交差する部分において、主翼２０と副翼３０とは平面Ｈに対して傾斜している。羽根５０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合の縮小部２３ｂと拡大部３１との交差部分において、回転軸Ａに沿った平面で切断した主翼２０の断面における主翼２０は後傾しており、回転軸Ａに沿った平面で切断した副翼３０の断面における副翼３０は前傾している。

［軸流羽根車１００の作用効果］
換気扇等に使用される軸流羽根車は、金型を用いて樹脂あるいは金属を成形して作られる場合が多い。実施の形態３に係る軸流羽根車１００は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に主翼２０の縮小部２３ｂと副翼３０の拡大部３１とが互いに交差する部分において、羽根５０の断面形状における主翼２０は後傾しており、副翼３０は前傾している。

すなわち、軸流羽根車１００は、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なる部分において、主翼２０のスパン断面が正圧面２５側に曲がって単調に傾斜しており、副翼３０のスパン断面が負圧面２６側に曲がって単調に傾斜している。そのため、実施の形態３に係る軸流羽根車１００は、金型を用いて成形して作る場合、回転軸Ａの軸方向の２方向と、半径方向外側への複数方向とに離型することで成形品を取り出すことができる。

これに対し、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分において、主翼２０と副翼３０とのいずれか一方又は双方が複雑な形状で形成されている場合について検討する。このような場合、軸流羽根車は離型方向に対してアンダーカットとなるため、追加の型構造が必要となり、製造コストが増大してしまう。なお、アンダーカットとは、金型から成形品を取り出す際に、そのままの状態で離型できない形状のことである。

実施の形態３に係る軸流羽根車１００は、上記の構成を有することによって、製造コストを大きく上げることなく、実施の形態１に係る軸流羽根車１００と同様の効果を発揮させることができ、低騒音化及び高効率化を実現できる。

実施の形態４．
図９は、実施の形態４に係る軸流羽根車１００の羽根５０の代表的な構成を示す斜視図である。図１０は、実施の形態４に係る軸流羽根車１００の回転軸Ａに沿った任意の平面で軸流羽根車１００を切断した断面の内、代表的な断面を示す概念図である。なお、図９では羽根５０の説明のために一枚の羽根５０のみを記載し、他の羽根５０の図示を省略する。

実施の形態４に係る軸流羽根車１００は、実施の形態２に係る軸流羽根車１００と比較して主翼２０と副翼３０との形状を特定するものであり、他の構成については実施の形態２に係る軸流羽根車１００と同じである。図１～図８の軸流羽根車１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

スパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３は、実施の形態４に係る軸流羽根車１００において、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分を含む断面である。回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分のスパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、主翼２０は、平面Ｈに対して負圧面２６側に曲がって傾斜している。

換言すれば、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分のスパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、主翼２０は、流体の流れる方向Ｆにおいて、平面Ｈに対して上流側（Ｙ１側）に向かって傾斜している。

この主翼２０の傾斜は、流体の流れる方向Ｆにおいて上流側（Ｙ１側）を上とし下流側（Ｙ２側）を下とした場合に、回転軸Ａから径方向の外側に向かうにつれて上に向かうように傾斜している。主翼２０は、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分のスパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、内周側に比べて外周側が上になるように単調に傾斜している。

図１０に示す実施の形態４の態様において、主翼２０の単調な傾斜とは、主翼２０が数学用語の「単調増加」を構成するような形状の傾斜である。すなわち、主翼２０は、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分のスパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、内周側の部分から外周側の部分にかけて、どの点を見ても外周側が上になるような傾斜で形成されている。言い換えれば、主翼２０は、内周側から外周側に向かうにつれて、Ｙ方向の位置が単調増加している形状であり、主翼２０は、内周側から外周側に向かうにつれて、Ｙ方向の位置がＹ２側からＹ１側に向かう形状である。

図１０に示す主翼２０の翼形状をｙ＝ｆ（ｘ）の関数で表すとする。このとき、図１０のＹ軸方向を関数ｙ＝ｆ（ｘ）のｙ軸方向、図１０のＸ軸方向を関数ｙ＝ｆ（ｘ）のｘ軸方向とする。主翼２０は、ｘが増えればｙが増えるような単調増加の関数を表すような形状となり、主翼２０が外周側に行くほどＹ１側に位置する右上がりの形状となる。図１０において主翼２０の形状をｙ＝ｆ（ｘ）の関数として想定した場合、ｘ１を主翼２０の内周側の部分、ｘ２を主翼２０の外周側の部分であるとすると、主翼２０は、ｘ１＜ｘ２ならばｆ（ｘ１）＜ｆ（ｘ２）を満たすような関数のグラフを形成する形状である。

また、スパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、副翼３０は、平面Ｈに対して正圧面２５側に曲がって傾斜している。換言すれば、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分のスパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、副翼３０は、流体の流れる方向Ｆにおいて、平面Ｈに対して下流側（Ｙ２側）に向かって傾斜している。

この副翼３０の傾斜は、流体の流れる方向Ｆにおいて上流側（Ｙ１側）を上とし下流側（Ｙ２側）を下とした場合に、回転軸Ａから径方向の外側に向かうにつれて下に向かうように傾斜している。副翼３０は、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分のスパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、内周側に比べて外周側が下になるように単調に傾斜している。

図１０に示す実施の形態４の態様において、副翼３０の単調な傾斜とは、副翼３０が数学用語の「単調減少」を構成するような形状の傾斜である。すなわち、副翼３０は、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分のスパン断面Ｓ２及びスパン断面Ｓ３において、内周側の部分から外周側の部分にかけて、どの点を見ても外周側が下になるような傾斜で形成されている。言い換えれば、副翼３０は、内周側から外周側に向かうにつれて、Ｙ方向の位置が単調減少している形状であり、副翼３０は、内周側から外周側に向かうにつれて、Ｙ方向の位置がＹ１側からＹ２側に向かう形状である。

図１０に示す副翼３０の翼形状をｙ＝ｆ（ｘ）の関数で表すとする。このとき、図１０のＹ軸方向を関数ｙ＝ｆ（ｘ）のｙ軸方向、図１０のＸ軸方向を関数ｙ＝ｆ（ｘ）のｘ軸方向とする。副翼３０は、ｘが増えればｙが減るような単調減少の関数を表すような形状となり、副翼３０が外周側に行くほどＹ２側に位置する右下がりの形状となる。図１０において副翼３０の形状をｙ＝ｆ（ｘ）の関数として想定した場合、ｘ１を副翼３０の内周側の部分、ｘ２を副翼３０の外周側の部分であるとすると、副翼３０は、ｘ１＜ｘ２ならばｆ（ｘ１）＞ｆ（ｘ２）を満たすような関数のグラフを形成する形状である。

軸流羽根車１００は、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なる部分において、主翼２０のスパン断面が負圧面２６側に曲がって単調に傾斜しており、副翼３０のスパン断面が正圧面２５側に曲がって単調に傾斜している。実施の形態４に係る軸流羽根車１００は、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なる部分において、主翼２０のスパン断面が前傾するように形成されており、副翼３０のスパン断面が後傾するように形成されている。

羽根５０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０の縮小部２３ｂと副翼３０の拡大部３１とが互いに交差する部分において、主翼２０と副翼３０とは平面Ｈに対して傾斜している。羽根５０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合の縮小部２３ｂと拡大部３１との交差部分において、回転軸Ａに沿った平面で切断した主翼２０の断面における主翼２０は前傾しており、回転軸Ａに沿った平面で切断した副翼３０の断面における副翼３０は後傾している。

［軸流羽根車１００の作用効果］
実施の形態４に係る軸流羽根車１００は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に主翼２０の縮小部２３ｂと副翼３０の拡大部３１とが互いに交差する部分において、羽根５０の断面形状における主翼２０は前傾しており、副翼３０は後傾している。

すなわち、軸流羽根車１００は、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なる部分において、主翼２０のスパン断面が負圧面２６側に曲がって単調に傾斜しており、副翼３０のスパン断面が正圧面２５側に曲がって単調に傾斜している。そのため、実施の形態４に係る羽根車は、金型を用いて成形して作る場合、回転軸Ａの軸方向の２方向と、半径方向外側への複数方向とに離型することで成形品を取り出すことができる。

これに対し、回転軸Ａの軸方向から見た上面視で主翼２０と副翼３０とが重なっている部分において、主翼２０と副翼３０とのいずれか一方又は双方が複雑な形状で形成されている場合には、実施の形態３で説明したように製造コストが増大してしまう。実施の形態４に係る軸流羽根車１００は、上記構成を有することによって、製造コストを大きく上げることなく、実施の形態２に係る軸流羽根車１００と同様の効果を発揮させることができ、低騒音化及び高効率化を実現できる。

実施の形態５．
図１１は、実施の形態５に係る軸流羽根車１００の一部を回転軸Ａ方向に見た平面図である。なお、図１１では羽根５０の説明のために一枚の羽根５０のみを記載し、他の羽根５０の図示を省略する。実施の形態５に係る軸流羽根車１００は、周方向ＣＤにおける副翼３０との位置を特定するものであり、他の構成については実施の形態１～実施の形態４に係る軸流羽根車１００と同じである。図１～図１０の軸流羽根車１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

（副翼３０）
副翼３０は、周方向ＣＤにおいて、主翼２０の前縁部２１よりも後縁部２２に近い位置に形成されており、回転軸Ａを中心とした径方向において、主翼２０の内周縁部２４よりも外周縁部２３に近い位置に形成されている。副翼３０は、主翼２０の回転方向Ｒにおいて、主翼２０の中央部Ｌよりも後縁部２２側の部分に収まるように配置されている。

図１１において曲線で示す中央部Ｌは、羽根５０を回転軸Ａの軸方向に見た場合に、周方向ＣＤにおける主翼２０の幅の中央部分を示している。主翼２０において、中央部Ｌに対して前縁部２１に近い部分を前方部Ｗ１とし、中央部Ｌに対して後縁部２２に近い部分を後方部Ｗ２とする。副翼３０は、主翼２０の後方部Ｗ２に形成されている。実施の形態５の羽根５０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、副翼３０が主翼２０の後方部Ｗ２とのみ重なっている。羽根５０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０の後方部Ｗ２の外縁と副翼３０の外縁とが互いに交差するように構成されている。

［軸流羽根車１００の作用効果］
実施の形態５に係る軸流羽根車１００の副翼３０は、主翼２０の回転方向Ｒにおいて、主翼２０の中央部Ｌよりも後縁部２２側の部分に収まるように配置されている。軸流羽根車における翼端渦は、後縁部に近い部分でより大きく発達する。実施の形態５の羽根５０は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、副翼３０が主翼２０の後方部Ｗ２とのみ重なっている。軸流羽根車１００は、翼端渦が大きく発達する後縁部２２に近い部分に副翼３０を配置しているため、前縁部２１に近い位置に配置する場合と比較してより効果的に低騒音化及び高効率化を図ることができる。

ここで、実施の形態５に係る軸流羽根車１００の構成によらず、前縁部２１に近い部分から後縁部２２に近い部分にわたって羽根５０の外周のほとんどの部分に副翼３０が設けられた軸流羽根車について考える。羽根５０の外周のほとんどの部分に副翼３０が設けられた軸流羽根車は、副翼３０の表面の摩擦損失が実施の形態１又は実施の形態２の軸流羽根車１００による翼端渦低減効果を打ち消し、送風効率が低下する恐れがある。

実施の形態５に係る軸流羽根車１００は、翼端渦が大きく発達する後縁部２２に近い部分に副翼３０を配置しているため、送風能力を損ねることなく、翼端渦を効果的に抑制し、軸流送風機２００の高効率化及び低騒音化を実現できる。

また、実施の形態５に係る軸流羽根車１００は、主翼２０と副翼３０とを有しており、実施の形態１～実施の形態４と同様の構成を備える場合には、実施の形態１～実施の形態４に係る軸流羽根車１００と同様の効果を発揮させることができる。

実施の形態６．
図１２は、実施の形態６に係る軸流羽根車１００の一部を回転軸Ａ方向に見た平面図である。なお、図１２では羽根５０の説明のために一枚の羽根５０のみを記載し、他の羽根５０の図示を省略する。実施の形態６に係る軸流羽根車１００は、羽根５０の形状を特定するものであり、他の構成については実施の形態１～実施の形態５に係る軸流羽根車１００と同じである。図１～図１１の軸流羽根車１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

実施の形態６に係る軸流羽根車１００は、回転軸Ａの軸方向に見た場合において、回転軸Ａを中心とした軸流羽根車１００の最外径を形成する仮想の円筒面Ｂを想定する。軸流羽根車１００は、回転軸Ａの軸方向に見た場合において、主翼２０における羽根５０の最外径を形成する部分と、副翼３０における羽根５０の最外径を形成する部分とが、仮想の円筒面Ｂ上に位置している。

実施の形態６に係る軸流羽根車１００は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０及び副翼３０のそれぞれの最外径を形成する部分が同一の円筒面Ｂ上に位置している。換言すれば、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、実施の形態６に係る軸流羽根車１００の最外径を形成する部分は、主翼２０及び副翼３０である。なお、最外径とは、仮想の円筒面Ｂを回転軸Ａの軸方向から見た場合の半径であり、仮想の円筒面Ｂは、回転軸Ａから最も離れた羽根５０の部分によって形成される。

主翼２０の外周縁部２３の一部と、副翼３０の副外周縁部３３の少なくとも一部とは、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、仮想の円筒面Ｂに位置している。ただし、羽根５０は、製造過程で形状のゆがみが発生する場合があり、主翼２０と副翼３０とが必ずしも完全に同一の円筒面上に位置する形状に限定されるものではなく、主翼２０の外周縁部２３又は副翼３０の副外周縁部３３が径方向において僅かにずれてもよい。

［軸流羽根車１００の作用効果］
主翼２０と副翼３０の内、一方の部分の外径が他方の部分の外径よりも小さい場合、外径が小さい方の翼は、最大限に仕事をすることができず、軸流羽根車全体としての送風能力が低下する場合がある。このような場合、軸流羽根車は、定格風量を得るための回転数が増大してしまい、結果として騒音を増大させてしまう恐れがある。なお、主翼部分の外径と副翼部分の外径とが異なる場合と、主翼部分の外径と副翼部分の外径とが同じ場合との比較における軸流羽根車の最外径は同じ大きさであるとする。

実施の形態６に係る軸流羽根車１００は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０における羽根５０の最外径を形成する部分と、副翼３０における羽根５０の最外径を形成する部分とが、仮想の円筒面Ｂ上に位置している。すなわち、実施の形態６に係る軸流羽根車１００は、回転軸Ａの軸方向に見た場合に、主翼２０及び副翼３０のそれぞれの最外径を形成する部分がいずれも仮想の円筒面Ｂ上に位置している。実施の形態６に係る軸流羽根車１００は、主翼部分の外径と副翼部分の外径とが同じ大きさである。

実施の形態６に係る軸流羽根車１００は、当該構成を有することによって、主翼２０と副翼３０の内、一方の部分の外径が他方の部分の外径よりも小さい場合と比較して、主翼２０及び副翼３０はそれぞれ最大限に仕事を行うことができる。そのため、実施の形態６に係る軸流羽根車１００は、実施の形態１～実施の形態５に係る軸流羽根車１００と比較して更に送風能力の向上と騒音の抑制とを実現できる。

また、実施の形態６に係る軸流羽根車１００は、主翼２０と副翼３０とを有しており、実施の形態１～実施の形態５と同様の構成を備える場合には、実施の形態１～実施の形態５に係る軸流羽根車１００と同様の効果を発揮させることができる。

実施の形態７．
図１３は、実施の形態７に係る軸流送風機２００の子午面図である。図１４は、図１３の軸流送風機２００及びベルマウス４０の拡大図である。なお、子午面図とは羽根５０を回転軸Ａまわりに回転させたときにできる図形を、回転軸Ａを含む平面で切断した断面図である。実施の形態７に係る軸流送風機２００の軸流羽根車１００は、実施の形態１～実施の形態６に係る軸流羽根車１００である。図１～図１２の軸流羽根車１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、以下の説明では上述した流体を空気として説明する。

軸流送風機２００は、流体の流れを形成する装置であり、空気を送風するために用いられる。軸流送風機２００は、例えば、換気装置あるいは熱交換器を備えて空気調和装置等として用いられる。実施の形態７に係る軸流送風機２００は、実施の形態１～実施の形態６のいずれか１つの軸流羽根車１００と、軸流羽根車１００の径方向外側において軸流羽根車１００を囲むように配置されたベルマウス４０とを有する。また、軸流送風機２００は、軸流羽根車１００を回転させるモーター６０と、軸流羽根車１００、モーター６０及びベルマウス４０を収容する筐体２１０とを有する。

ベルマウス４０は、軸流羽根車１００によって形成された空気流が通過する流路を形成する。ベルマウス４０は、筐体２１０に形成された空気の吹出口２１２ａに設けられ、軸流羽根車１００の外周を囲うように配置されている。ベルマウス４０は、軸流羽根車１００の外周側を囲い、軸流羽根車１００により形成される空気の流れを整える。ベルマウス４０は、羽根５０の外周端よりも外側に位置し、軸流羽根車１００の回転方向Ｒに沿って環状に形成されている。

回転軸Ａの軸方向において、ベルマウス４０の一方の端部は、吹出口２１２ａの外周を囲むように筐体２１０の前壁部２１２と接続されている。なお、ベルマウス４０は、前壁部２１２と一体に形成されているが、当該構成に限定されるものではなく、前壁部２１２と別体として形成され、前壁部２１２につなげられる構成として用意されてもよい。

図１３及び図１４に示す軸流送風機２００は、所謂ハーフダクティドのベルマウス４０によって構成されている。すなわち、軸流送風機２００は、軸流羽根車１００が発生させる空気の流れる方向Ｆにおいて、ベルマウス４０が軸流羽根車１００の下流側の部分を囲むように配置されている。軸流送風機２００は、軸流羽根車１００の羽根５０の一部がベルマウス４０により形成される流路内に配置され、軸流羽根車１００が発生させる空気の流れる方向Ｆにおいて、羽根５０の上流側の部分がベルマウス４０により形成された流路から突出している。

軸流送風機２００は、所謂ハーフダクティドのベルマウス４０によって構成されるものに限定されるものではない。例えば、軸流送風機２００は、軸流羽根車１００の羽根５０全体がベルマウス４０の流路内に配置されるような所謂フルダクティドのベルマウス４０によって構成されてもよい。

ベルマウス４０は、回転軸Ａの軸方向に延びるように筒状に形成されている。また、ベルマウス４０は、両端部において、端部がラッパ状に形成されており、端部側の部分が拡大し中央側の部分が縮小している。

ここで、軸流羽根車１００の羽根５０が形成する空気の流れる方向であって、ベルマウス４０の開口部４５を介して筐体２１０の内部から外部へ向かう方向を第１方向Ｅ１とする。ベルマウス４０は、第１方向Ｅ１に向かうにつれて、開口部４５によって形成される流路の開口径が縮小し、一定の開口径の大きさの流路となり、開口径が拡大する流路となる。ベルマウス４０は、第１方向Ｅ１において、開口部４５を流れる空気の上流側から下流側に向かって縮流部４１と、直流部４２と、拡大管部４３と、を有する。

縮流部４１は、第１方向Ｅ１に向かうにつれて流路幅が次第に縮小する。縮流部４１は、第１方向Ｅ１において、空気の流れの、上流側の開口径が下流側の開口径よりも大きく形成されている。縮流部４１は、第１方向Ｅ１に向かうにつれて開口径が徐々に小さくなるように形成されており、上流側から下流側に向かって流路が徐々に小さくなるように形成されている。

直流部４２は、羽根５０が形成する空気の流れる方向において、上流側から下流側に向かって流路の幅が一定に形成されている。直流部４２は、第１方向Ｅ１において、開口径が一定な直管状に形成されている。

拡大管部４３は、第１方向Ｅ１に向かうにつれて流路幅が次第に拡大する。拡大管部４３は、第１方向Ｅ１において、空気の流れの、下流側の開口径が上流側の開口径よりも大きく形成されている。拡大管部４３は、第１方向Ｅ１に向かうにつれて開口径が徐々に大きくなるように形成されており、上流側から下流側に向かって流路が徐々に大きくなるように形成されている。

軸流羽根車１００の副翼３０は、その外縁の一部が全て縮流部４１の内部に位置し、その外縁の一部が直流部４２の内部に位置している。例えば、軸流羽根車１００の副翼３０は、拡大部３１が全て縮流部４１の内部に位置し、副外周縁部３３の一部が直流部４２の内部に位置している。すなわち、軸流送風機２００は、副翼３０の拡大部３１が全て縮流部４１により形成された流路内に配置されており、副外周縁部３３の一部が直流部４２により形成された流路内に配置されている。

軸流羽根車１００の副翼３０は、拡大部３１と副外周縁部３３とが上記の位置に配置されていると共に、副外周縁部３３の一部が縮流部４１の内部に位置してもよい。この場合、軸流送風機２００は、第１方向Ｅ１において、副外周縁部３３の上流側の部分が縮流部４１により形成された流路内に配置され、副外周縁部３３の下流側の部分が直流部４２により形成された流路内に配置されている。したがって、軸流送風機２００は、図１４に示すように、副翼３０の拡大部３１が、ベルマウス４０の縮流部４１の内部に位置し、副翼３０の副外周縁部３３が、ベルマウス４０の縮流部４１及び直流部４２の内部に位置するように形成されている。

図１３及び図１４に示すように、軸流送風機２００は、軸流羽根車１００とベルマウス４０との間に隙間Ｇを設けている。軸流送風機２００は、軸流羽根車１００とベルマウス４０との間に隙間Ｇを設けることによって、軸流羽根車１００とベルマウス４０とが互いに接触することを防いでいる。

この隙間Ｇは、特にベルマウス４０の直流部４２においては、できる限り小さいことが望ましい。なぜなら、この隙間Ｇでは、羽根５０の回転により生じる翼端渦によって、軸流羽根車１００による送風方向とは逆向きの空気の流れが発生する。軸流送風機２００は、隙間Ｇが大きいと空気の逆流による送風量の損失が大きくなるため、隙間Ｇをできるだけ小さくすることが望ましい。

実施の形態１～実施の形態６に係る軸流羽根車１００は、主翼２０の外縁の一部及び副翼３０の外縁の一部が、軸流羽根車１００の最外径となる仮想の円筒面Ｂよりも小さくなるように設計されている。具体的には、軸流羽根車１００は、主翼２０の縮小部２３ｂ及び副翼３０の拡大部３１が、仮想の円筒面Ｂよりも小さくなるように設計されている。

主翼２０の縮小部２３ｂ及び副翼３０の拡大部３１のような部分が、ベルマウス４０の直流部４２の内部に位置した場合には、軸流送風機２００は、縮小部２３ｂ及び拡大部３１を有さない軸流羽根車と比べて直流部４２における隙間Ｇの幅が広くなる。そのため、縮小部２３ｂ及び拡大部３１のような部分がベルマウス４０の直流部４２の内部に位置する場合には、軸流送風機２００は、縮小部２３ｂ及び拡大部３１を有さない軸流羽根車と比べて、前述した空気の逆流による送風量の損失が大きくなる場合がある。

軸流送風機２００は、副翼３０の外縁の一部がベルマウス４０の縮流部４１の内部に位置し、副翼３０の外縁の他の一部がベルマウス４０の縮流部４１の内部から直流部４２の内部にかけて位置するように形成されている。具体的には、軸流送風機２００は、副翼３０の拡大部３１がベルマウス４０の縮流部４１の内部に位置し、副翼３０の副外周縁部３３がベルマウス４０の縮流部４１の内部から直流部４２の内部にかけて位置するように形成されている。軸流送風機２００は、副翼３０とベルマウス４０とが上記のような位置関係で配置されていることで、直流部４２の内部に縮小部２３ｂ及び拡大部３１が配置されている場合と比較して、羽根５０とベルマウス４０との隙間Ｇを小さくできる。

軸流送風機２００は、軸流送風機２００の外殻を構成する筐体２１０を有する。筐体２１０は、直方体の箱状に形成されている。なお、筐体２１０の形状は、直方体に限定されるものではなく、例えば円柱状あるいは多角柱状等、他の形状に形成されてもよい。

筐体２１０の後壁部２１１には、外部から空気を吸込むための開口部として吸込口２１１ａが形成されており、筐体２１０の前壁部２１２には、筐体２１０の内部から外部に空気を吹き出すための開口部として、吹出口２１２ａが形成されている。

モーター６０は、軸流羽根車１００に駆動力を付与する。軸流羽根車１００は、駆動源であるモーター６０と接続されており、このモーター６０の駆動によって回転する。

［軸流送風機２００の作用効果］
実施の形態７に係る軸流送風機２００は、実施の形態１～実施の形態６のいずれか１つの軸流羽根車１００と、軸流羽根車１００の径方向外側において、軸流羽根車１００を囲むように配置されたベルマウス４０とを有する。そのため、軸流送風機２００は、軸流羽根車１００と同様の効果を発揮させることができる。軸流送風機２００は、軸流羽根車１００を有することによって、翼端渦による抵抗及び空力騒音を抑制し、送風能力を維持したまま低騒音化及び高効率化を実現できる。軸流送風機２００は、実施の形態２に係る軸流羽根車１００を有する場合には、翼端渦の発達による抵抗及び負圧面２６からの流体の剥離による抵抗を抑制し、送風能力を維持したまま低騒音化及び高効率化を実現できる。

実施の形態７に係る軸流送風機２００は、副翼３０の拡大部３１が、ベルマウス４０の縮流部４１の内部に位置し、副翼３０の副外周縁部３３が、ベルマウス４０の縮流部４１及び直流部４２の内部に位置している。軸流送風機２００は、副翼３０とベルマウス４０とが上記のような位置関係で配置されていることで、副翼３０とベルマウス４０との隙間Ｇが広くならず、開口部４５内での空気の逆流を最小限に抑えることができ、送風能力の低下を防止できる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１０ ハブ、２０ 主翼、２１ 前縁部、２２ 後縁部、２３ 外周縁部、２３ａ 前方外縁部、２３ｂ 縮小部、２３ｃ 外縁部、２４ 内周縁部、２５ 正圧面、２６ 負圧面、２８ 翼面、３０ 副翼、３０ａ 外周縁、３１ 拡大部、３２ 副後縁部、３３ 副外周縁部、３４ 副内周縁部、４０ ベルマウス、４１ 縮流部、４２ 直流部、４３ 拡大管部、４５ 開口部、５０ 羽根、６０ モーター、１００ 軸流羽根車、２００ 軸流送風機、２０１ 前縁端部、２０２ 始点部、２０３ 後縁端部、２１０ 筐体、２１１ 後壁部、２１１ａ 吸込口、２１２ 前壁部、２１２ａ 吹出口、３０１ 内縁前端部、３０２ 外縁前端部、３０３ 外縁後端部、３０４ 内縁後端部。

Claims (10)

1. 回転駆動され回転軸を形成するハブと、
   前記ハブの周囲に形成され、前記ハブから径方向の外側に延びる羽根と、
   を備え、
   前記羽根は、
   前縁部、後縁部、前記ハブと一体に形成された内周縁部、及び、前記前縁部と前記後縁部との間の外縁を形成する外周縁部を有する主翼と、
   前記主翼の外周側の半分の部分において、前記主翼の翼面から突出し、前記径方向の外側に延びる板状の副翼と、
   を有し、
   前記主翼は、
   前記外周縁部において、前記前縁部側に位置する部分から前記後縁部に向かうにつれて前記主翼部分の外径が徐々に小さくなるように形成された縮小部を有し、
   前記副翼は、
   前記副翼の外周縁を形成する部分であって、前記前縁部側に位置する部分から前記後縁部に向かうにつれて前記副翼部分の外径が徐々に大きくなるように形成された拡大部を有し、
   前記羽根は、
   前記回転軸の軸方向に見た場合に、前記主翼の前記縮小部と前記副翼の前記拡大部とが互いに交差するように形成されている軸流羽根車。
2. 前記翼面は、
   前記羽根の回転時に流体を押して圧力が上昇する正圧面の裏側の面を構成する負圧面である請求項１に記載の軸流羽根車。
3. 前記翼面は、
   前記羽根の回転時に流体を押して圧力が上昇する正圧面である請求項１に記載の軸流羽根車。
4. 前記羽根は、
   前記回転軸に沿った平面で切断した前記羽根の断面において、前記羽根が正圧面側に曲がって単調に傾斜した形状を後傾と称し、前記羽根が負圧面側に曲がって単調に傾斜した形状を前傾と称する場合、
   前記回転軸の軸方向に見た場合に前記主翼の前記縮小部と前記副翼の前記拡大部とが互いに交差する部分において、前記主翼は後傾しており、前記副翼は前傾している請求項２に記載の軸流羽根車。
5. 前記羽根は、
   前記回転軸に沿った平面で切断した前記羽根の断面において、前記羽根が正圧面側に曲がって単調に傾斜した形状を後傾と称し、前記羽根が負圧面側に曲がって単調に傾斜した形状を前傾と称する場合、
   前記回転軸の軸方向に見た場合に前記主翼の前記縮小部と前記副翼の前記拡大部とが互いに交差する部分において、前記主翼は前傾しており、前記副翼は後傾している請求項３に記載の軸流羽根車。
6. 前記副翼は、
   前記主翼の回転方向において、前記主翼の中央部よりも前記後縁部側の部分に収まるように配置されている請求項１～５のいずれか１項に記載の軸流羽根車。
7. 前記回転軸の軸方向に見た場合において、前記回転軸を中心とした軸流羽根車の最外径を形成する仮想の円筒面を想定した場合に、
   前記回転軸の軸方向に見た場合に、前記主翼における前記羽根の最外径を形成する部分と、前記副翼における前記羽根の最外径を形成する部分とが、前記仮想の円筒面上に位置している請求項１～５のいずれか１項に記載の軸流羽根車。
8. 前記主翼は、
   前記外周縁部において、前記縮小部よりも前記前縁部側の部分に前方外縁部を有し、
   前記前方外縁部は、
   前記外周縁部において、前記前縁部側に位置する部分から前記後縁部側に位置する部分にかけて一定の外径を形成する部分であって、軸流羽根車の最外径を形成する部分であり、
   前記副翼は、
   前記副翼の外周縁において、前記拡大部よりも前記後縁部側の部分に副外周縁部を有し、
   前記副外周縁部は、
   前記副翼の外周縁において、前記主翼の前記前縁部側に位置する部分から前記主翼の前記後縁部側に位置する部分にかけて一定の外径を形成する部分である請求項１～５のいずれか１項に記載の軸流羽根車。
9. 請求項１～５のいずれか１項に記載の軸流羽根車と、
   前記軸流羽根車の径方向外側において、前記軸流羽根車を囲むように配置されたベルマウスと、
   を備えた軸流送風機。
10. 請求項１～５のいずれか１項に記載の軸流羽根車と、
    前記軸流羽根車の径方向外側において、前記軸流羽根車を囲むように配置されたベルマウスと、
    を備え、
    前記副翼は、
    前記副翼の外周縁において、前記拡大部よりも前記後縁部側の部分に副外周縁部を有し、
    前記副外周縁部は、
    前記副翼の外周縁において、前記主翼の前記前縁部側に位置する部分から前記主翼の前記後縁部側に位置する部分にかけて一定の外径を形成する部分であり、
    前記ベルマウスは、
    筒状に形成されており、
    前記羽根が形成する空気の流れる方向において、
    上流側から下流側に向かって流路が徐々に小さくなるように形成された縮流部と、
    上流側から下流側に向かって流路の幅が一定に形成された直流部と、
    上流側から下流側に向かって流路が徐々に大きくなるように形成された拡大管部と、
    を有し、
    前記副翼の前記拡大部が、前記ベルマウスの前記縮流部の内部に位置し、前記副翼の前記副外周縁部が、前記ベルマウスの前記縮流部及び前記直流部の内部に位置している軸流送風機。

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