特許 6802270 インペラ、及び、そのインペラを備えた軸流ファン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6802270

(24)【登録日】2020年11月30日

(45)【発行日】2020年12月16日

(54)【発明の名称】インペラ、及び、そのインペラを備えた軸流ファン

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/38 20060101AFI20201207BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/38 A

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-517903(P2018-517903)

(86)(22)【出願日】2016年10月6日

(65)【公表番号】特表2018-529885(P2018-529885A)

(43)【公表日】2018年10月11日

(86)【国際出願番号】JP2016079783

(87)【国際公開番号】WO2017061540

(87)【国際公開日】20170413

【審査請求日】2019年8月7日

(31)【優先権主張番号】特願2015-199714(P2015-199714)

(32)【優先日】2015年10月7日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】笹島 知佳

(72)【発明者】

【氏名】樋口 幸洋

(72)【発明者】

【氏名】村上 直哉

(72)【発明者】

【氏名】竹田 光一

【審査官】 田中 尋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２６４８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２８２５６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インペラ（１）を備える軸流ファンであって、
前記インペラ（１）は、
ハブ（１０）と、
前記ハブ（１０）の外周上に設けられる複数の羽根（２０）と、を備え、
前記羽根（２０）の各々は、前記インペラ（１）の回転軸（Ｏ）方向の一方に面する圧力面（４０ｂ）と、前記インペラ（１）の回転軸（Ｏ）方向の他方に面する負圧面（４０ａ）とを有しており、
前記羽根（２０）の圧力面（４０ｂ）は、少なくとも一部が負圧面（４０ａ）側から圧力面（４０ｂ）側に向かって膨らんだ出っ張り面とされており、
前記出っ張り面は、前記羽根（２０）の前記ハブ（１０）側の所定の領域（２１）内の前記圧力面（４０ｂ）に設けられており、
前記所定の領域（２１）は前記羽根（２０）の径方向幅の途中までの範囲であり、
前記出っ張り面は、前記ハブ（１０）側から径方向外側に向かうに連れて出っ張り量が少なくなることを特徴とする軸流ファン。

【請求項2】

前記所定の領域（２１）が前記羽根（２０）の径方向幅の５０％以内の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の軸流ファン。

【請求項3】

前記所定の領域（２１）が前記羽根（２０）の径方向幅の４５％以内の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の軸流ファン。

【請求項4】

前記所定の領域（２１）が前記インペラ（１）の回転方向の前記羽根（２０）の最前方側となる前縁部（２０ａ）及び最後方側となる後縁部（２０ｂ）から前記羽根（２０）の周方向幅の５％以上周方向内側の範囲であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の軸流ファン。

【請求項5】

前記所定の領域（２１）が前記インペラ（１）の回転方向の前記羽根（２０）の最前方側となる前縁部（２０ａ）及び最後方側となる後縁部（２０ｂ）から前記羽根（２０）の周方向幅の１０％以上周方向内側の範囲であることを特徴とする請求項４に記載の軸流ファン。

【請求項6】

前記出っ張り面は、前記出っ張り面を通るように前記羽根（２０）を回転中心からの距離が等しい距離で周方向に円弧状に切断したときの円弧の長さをＬとし、前記円弧上に位置する前記出っ張り面の出っ張り高さをＨとしたときに、最も前記出っ張り高さＨが高くなるところでも、前記円弧の長さＬの５％以内の高さに収まる出っ張り状態であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の軸流ファン。

【請求項7】

前記インペラ（１）の回転軸（Ｏ）に直交する軸と、前記羽根（２０）の同一の径方向幅における前縁部（２０ａ）と後縁部（２０ｂ）とを結ぶ軸との間の角度は、２４度〜２７度の範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の軸流ファン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はインペラ、及び、そのインペラを備えた軸流ファンに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、低騒音化のために、略円柱形のハブと、前記ハブの周囲に配設された複数の羽根とで構成され、前記羽根の前縁の形状が回転軸と直交する平面に投影した時の投影面で直線であり、前記羽根前縁とハブとの交点Ｂと、前記羽根前縁の外周端Ｈと、前記回転軸の中心Ｏのなす角∠ＢＨＯが、８°〜１６°となるように前記前縁を回転方向に前傾し、かつ、前記前縁の外周側に前記外周端Ｈと前記前縁の回転方向前方に頂点をもつ三角平板を配設した軸流送風機の羽根車が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０３−０６４６９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、近年は、ファンの風量特性を低下させることなく、消費電力を低減することも求められるようになってきている。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ファンの風量特性を低下させることなく、消費電力を低減するためのインペラ及びそのインペラを備えた軸流ファンを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
（１）本発明のインペラは、ハブと、前記ハブの外周上に設けられる複数の羽根と、を備え、前記羽根の圧力面は、少なくとも一部が負圧面側から圧力面側に向かって膨らんだ出っ張り面とされており、前記出っ張り面は、前記羽根の前記ハブ側の所定の領域内の前記圧力面に設けられている。
（２）上記（１）の構成において、前記所定の領域が前記羽根の径方向幅の５０％以内の範囲である。
（３）上記（２）の構成において、前記所定の領域が前記羽根の径方向幅の４５％以内の範囲である。
（４）上記（１）から（３）のいずれか１つの構成において、前記所定の領域が前記インペラの回転方向の前記羽根の最前方側となる前縁部及び最後方側となる後縁部から前記羽根の周方向幅の５％以上周方向内側の範囲である。
（５）上記（４）の構成において、前記所定の領域が前記インペラの回転方向の前記羽根の最前方側となる前縁部及び最後方側となる後縁部から前記羽根の周方向幅の１０％以上周方向内側の範囲である。
（６）上記（１）から（５）のいずれか１つの構成において、前記出っ張り面は、前記ハブ側から径方向外側に向かって膨らまないように出っ張り量が少なくなる。
（７）上記（１）から（６）のいずれか１つの構成において、前記出っ張り面は、前記出っ張り面を通るように前記羽根を回転中心からの距離が等しい距離で周方向に円弧状に切断したときの円弧の長さをＬとし、前記円弧上に位置する前記出っ張り面の出っ張り高さをＨとしたときに、最も前記出っ張り高さＨが高くなるところでも、前記円弧の長さＬの５％以内の高さに収まる出っ張り状態である。
（８）本発明の軸流ファンは、上記（１）から（７）のいずれか１つの構成を有するインペラを備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ファンの風量特性を低下させることなく、消費電力を低減するためのインペラ及びそのインペラを備えた軸流ファンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る実施形態のインペラの負圧面側を見る正面図である。

【図2】図１と同じ正面図であり、所定の領域などを説明するための図である。

【図3】本発明に係る実施形態の羽根の径方向での出っ張り面の状態を示すための図であり、図３（ａ）の左図はハブ側から羽根の径方向幅１０％の位置で切断した図であり、右図はその羽根の切断面だけを示した断面図であり、図３（ｂ）の左図はハブ側から羽根の径方向幅３５％の位置で切断した図であり、右図はその羽根の切断面だけを示した断面図であり、図３（ｃ）の左図はハブ側から羽根の径方向幅５０％の位置で切断した図であり、右図はその羽根の切断面だけを示した断面図であり、図３（ｄ）の左図はハブ側から羽根の径方向幅９０％の位置で切断した図であり、右図はその羽根の切断面だけを示した断面図である。

【図4】本発明に係る実施形態のインペラを回転させたときの空気の流れを示す図であり、図４（ａ）はハブ側から羽根の径方向幅１０％の位置の空気の流れを示す図であり、図４（ｂ）はハブ側から羽根の径方向幅９０％の位置の空気の流れを示す図である。

【図5】本発明に係る実施形態のインペラを用いた軸流ファンと比較例のインペラを用いた軸流ファンとの性能を比較するグラフである。

【図6】本発明に係る実施形態の羽根の形状と比較例の羽根の形状とを比較する図であり、図６（ａ）は実施形態のハブ側から羽根の径方向幅１０％及び５０％の位置での羽根の断面図であり、図６（ｂ）は比較例のハブ側から羽根の径方向幅１０％及び５０％の位置での羽根の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という)を、添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

【0010】

図１は、本発明の実施形態に係るインペラ１の正面図である。
なお、図１の状態は、インペラ１が軸流ファンに用いられた場合に空気を吸込む吸込み口側に面することになるインペラ１の負圧面４０ａを正面に見たものになっている。

【0011】

図１に示すインペラ１は、例えば、冷蔵庫などで用いられる冷却用の軸流ファンなどに用いられるものである。
図１に示すように、インペラ１は、ハブ１０と、３枚（複数）の羽根２０と、を備え、羽根２０がハブ１０の外周上に周方向で略均等間隔に設けられるように、取付部３０のところでハブ１０に一体になるように、例えば、射出成型などによって一体形成されている。

【0012】

（ハブ）
ハブ１０は、有底円筒状の形状をしており、その内部にインペラ１を回転させるためのモータが配置される。
例えば、図示しない軸流ファンのケーシングのベース部上に設けられるモータがハブ１０内に設けられ、そのモータによって回転軸Ｏを中心としてインペラ１が反時計回りに回転する。

【0013】

（羽根）
羽根２０は、インペラ１が回転すると、図１の紙面で上側から紙面奥側に向かって流れる空気の流れを形成する。

【0014】

図１は、上述のように、軸流ファンとしたときに空気の吸込み口側を正面に見る正面図であるので、インペラ１を回転させて、空気の流れを作るときには、空気は、図１で見えている羽根２０の面と反対側の面に沿って流れて送りだされることになる。

【0015】

このため、この図１で見えている羽根２０の面と反対側の面は空気を送り出すときに圧力を受ける面（圧力面４０ｂ）となり、逆に図１で見えている羽根２０の面は、負圧状態となる負圧面４０ａである。

【0016】

後ほど詳細に説明するが、羽根２０の圧力面４０ｂは、少なくとも一部が負圧面４０ａ側から圧力面４０ｂ側に向かって膨らんだ出っ張り面とされている。
この出っ張り面は、図１に示す羽根２０のハブ１０側の所定の領域２１内に設けられており、以下、具体的に説明する。
なお、図１では、１枚の羽根２０についてのみ領域２１を明示しているが、残る２枚の羽根２０についても同様である。

【0017】

（所定の領域）
まず、図２を参照しながら、所定の領域２１が、羽根２０におけるどのような範囲になっているのかについて説明する。
なお、図２は基本的に図１と同じ羽根２０の正面図であるが、領域２１などを説明するときに図が見やすいように、図１における符号の一部を省略している。

【0018】

図２に示すように、領域２１の半径方向の外側を規定する領域境界線２２は、図２に示す矢印Ｆをインペラ１の回転軸Ｏを中心として周方向に回転させて描かれる線である。

【0019】

つまり、インペラ１の回転軸Ｏからの距離が等しい距離として描かれる円弧によって規定されている線であり、領域境界線２２は、図１及び図２では、羽根２０の径方向幅の略中央（羽根２０の径方向幅の約５０％）の位置を通る円弧になっているが、より好ましくはハブ１０側から半径方向外側に向かって、羽根２０の径方向幅の約４５％の位置を通る円弧とされるのが好ましい。

【0020】

一方、所定の領域２１の周方向の一端を規定する領域境界線２３は、インペラ１の回転方向の羽根２０の最前方側となる前縁部２０ａから所定の長さＴ１だけ内側に描かれた線である。

【0021】

より具体的には、インペラ１の回転軸Ｏからの距離を変えた複数の円弧を描き、各円弧の長さＬを基準として、各円弧と交わる前縁部２０ａの位置から円弧に沿って長さＴ１だけ内側の点を繋げるようにして描かれた線になっている。

【0022】

そして、この所定の長さＴ１は、基準となる円弧の長さＬに対して約５％の長さ（Ｔ１＝Ｌ×０．０５）とされるのが好ましく、より好ましくは約１０％の長さ（Ｔ１＝Ｌ×０．１）とされるのが好ましい。
つまり、所定の領域２１の周方向の一端を規定する領域境界線２３は、前縁部２０ａから羽根２０の周方向幅で約５％羽根２０の内側（周方向内側）とされることが好ましく、より好ましくは約１０％羽根２０の内側とされることが好ましい。

【0023】

所定の領域２１の周方向の他端を規定する領域境界線２４は、インペラ１の回転方向の羽根２０の最後方側となる後縁部２０ｂから所定の長さＴ２だけ内側に描かれた線である。

【0024】

この領域境界線２４も領域境界線２３と同様に、インペラ１の回転軸Ｏからの距離を変えた複数の円弧を描き、各円弧の長さＬを基準として、各円弧と交わる後縁部２０ｂの位置から円弧に沿って長さＴ２だけ内側の点を繋げるようにして描かれた線になっており、この所定の長さＴ２は、基準となる円弧の長さＬに対して約５％の長さ（Ｔ２＝Ｌ×０．０５）とされるのが好ましく、より好ましくは約１０％の長さ（Ｔ２＝Ｌ×０．１）とされるのが好ましい。
つまり、所定の領域２１の周方向の他端を規定する領域境界線２４は、後縁部２０ｂから羽根２０の周方向幅で約５％羽根２０の内側（周方向内側）とされることが好ましく、より好ましくは約１０％羽根２０の内側とされることが好ましい。

【0025】

（出っ張り面）
このようにして規定される所定の領域２１内の圧力面４０ｂに設けられている出っ張り面の出っ張り状態に関して図を参照しながら、詳細に説明する。

【0026】

図３は、羽根２０の径方向での出っ張り面の状態を示すための図であり、図３（ａ）の左図はハブ側から羽根２０の径方向幅１０％の位置で切断した図（図２の点線矢印Ｇ１参照）であり、右図は羽根２０の切断面だけを示した図である。

【0027】

図３（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）も図３（ａ）と同様であるが、羽根２０の切断位置が、それぞれハブ側から羽根２０の径方向幅で３５％（図２の点線矢印Ｇ２参照）、５０％（図２の点線矢印Ｇ３参照）及び９０％（図２の点線矢印Ｇ４参照）の位置になっている点が図３（ａ）と異なる。

【0028】

図３（ａ）から（ｄ）の左図において、Ｘ軸は、インペラ１の回転軸Ｏに直交する軸を示している。
また、図３（ａ）から（ｄ）の左図において、Ｍ軸は羽根２０の前縁部２０ａと後縁部２０ｂとを結ぶ軸を示しており、Ｘ軸とＭ軸の間の角度θ（鋭角側角度）は、ほぼハブ１０に対する羽根２０の取付角度になっている（なお、取付角度は２４度から２７度の範囲内である。）。

【0029】

図３（ａ）から（ｄ）の左図の羽根２０の切断面（ハッチング部分）だけを示したのが右図になっており、右図では、羽根２０の断面がほぼ平行に見えるようにした状態として示している。

【0030】

なお、図３（ａ）から（ｄ）は、切断面を側面から見た図になっているため平面に見えているが、上述のように切断面自体がハブ１０の周方向に円弧を描くものになっているため、実際には円弧状の切断面になっている。

【0031】

そして、図３（ａ）から（ｄ）の右図に示す点線は、羽根２０の切断面の円弧長さＬを基準として、切断面に沿って内側に約５％の長さＴ１及びＴ２（Ｔ１＝Ｌ×０．０５、Ｔ２＝Ｌ×０．０５）分だけ前縁部２０ａ及び後縁部２０ｂから羽根２０の内側に入った位置を結ぶ線を示している。

【0032】

図３の右図を見比べるとわかるように、ハブ側から羽根２０の径方向幅１０％の位置（図３（ａ）参照）では、羽根２０の圧力面４０ｂが上述した前縁部２０ａ及び後縁部２０ｂから約５％羽根２０の内側の範囲内において、負圧面４０ａ側から圧力面４０ｂ側に向かって膨らんでいる、つまり、出っ張り面になっていることがわかる。

【0033】

引き続き、図３（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）と、羽根２０の径方向外側に向かって、図３（ａ）で出っ張り面になっているところの状態変化を見ると、図３（ｂ）のハブ１０側から羽根２０の径方向幅３５％の位置では、出っ張り状態が小さくなるものの依然として出っ張り面の状態にあり、一方、図３（ｃ）のハブ１０側から羽根２０の径方向幅５０％の位置では、出っ張り面がほぼ無くなり、概ねフラットな状態となっており、さらに、図３（ｄ）のハブ側から羽根２０の径方向幅９０％の位置では、逆に圧力面４０ｂは負圧面４０ａ側に緩やかに凹む凹み面になっている。

【0034】

このように、図１を参照して説明した羽根２０のハブ１０側の所定の領域２１内では、圧力面４０ｂに出っ張り面が形成されるようになっており、より具体的には、この出っ張り面は、ハブ１０側から径方向外側に向かって出っ張らないように出っ張り量が少なくなるようになっている。
別の表現をすれば、出っ張り面は、ハブ１０側から径方向外側に向かって膨らまないように出っ張り量が少なくなり、フラットな状態に近づいていくようになっている。

【0035】

なお、図３（ａ）及び（ｂ）の右図を見るとわかるように、本実施形態の羽根２０は、圧力面４０ｂが出っ張り面とされている部分の負圧面４０ａは、負圧面４０ａ側から圧力面４０ｂ側に向かって凹む凹み面となるように形成されている。
つまり、上述した所定の領域２１は、羽根２０自体で見ても、負圧面４０ａ側から圧力面４０ｂ側に向かって出っ張る形状に形成されている。

【0036】

以上のような形状の羽根２０を有する本実施形態に係るインペラ１を回転させたときの想定される空気の流れについて説明する。
図４は、図３（ａ）及び（ｄ）の右側の図を示し、インペラ１を反時計回りに回転させたときの羽根２０の圧力面４０ｂを流れる空気の流れを矢印で模式的に示したものである。

【0037】

図４（ａ）に示すハブ１０側の圧力面４０ｂには、図３（ａ）を参照して説明したように、出っ張り面が形成されているため、軸流ファンにしたときに、空気の吹出し口側（図下側）に空気が押圧されやすくなっている。

【0038】

このため、軸流ファンの吹き出し口側において、空気が吹出し難い状況（静圧が高い状況）でも空気を多く吹き出すことができるため、静圧特性が向上すると推察される。
しかしながら、空気を押出す時のインペラ１への負荷は大きくなるため、本来であれば、消費電力の面からすると幾分不利になることが予想される。

【0039】

一方、図４（ｂ）に示すハブ１０から離れた圧力面４０ｂには、図３（ｄ）を参照して説明したように、出っ張り面が形成されておらず、どちらかと言えば、圧力面４０ｂは、凹み面の状態になっており、一般的なインペラとほぼ同様の状態になっている。

【0040】

このため、軸流ファンにしたときに、空気の吹出し口側（図下側）に空気を押し出す能力は一般的なインペラと同等であると推察され、また、消費電力面でも一般的なインペラと同等の状態になることが予想される。

【0041】

上記のことからすれば、一般的なインペラの軸流ファンと比較して、静圧特性は向上するものの、消費電力では若干性能が低下することが予想されるが、図５に示すように、そのような予想を裏切る結果を得ることができている。

【0042】

以下、図５、図６を参照しながら、さらに本発明に係る実施形態のインペラ１について説明を行う。
図６は、本実施形態の羽根２０と比較例の羽根２０’との断面形状を比較するための図であり、図６（ａ）は、図３（ａ）及び（ｃ）の右図に示す羽根２０の断面、つまり、ハブ１０側から羽根２０の径方向幅で１０％（図上側）と５０％（図下側）の位置の断面である。

【0043】

そして、図６（ｂ）は、比較例の羽根２０’の断面を示す図であり、ハブ側から羽根２０’の径方向幅で１０％（図上側）と５０％（図下側）の位置の断面である。
なお、図６（ｂ）では、前縁部を２０ａ’、後縁部を２０ｂ’、負圧面を４０ａ’、及び、圧力面を４０ｂ’として示している。

【0044】

図６（ｂ）は一般的なインペラを模擬しているため、羽根２０’は、ハブに近い側（ハブ側から１０％や５０％の位置）も、図３（ｄ）の右図（ハブ１０側から羽根２０の径方向幅で９０％の位置）と同様の形状、つまり、後縁部２０ｂ’側に向かって圧力面４０ｂ’が凹み面となる形状になっている。

【0045】

そして、図５は、このような羽根２０’を有するインペラを用いた比較例の軸流ファンと、本実施形態のインペラ１を有する本実施形態の軸流ファンとの性能を比較するグラフである。
なお、図５の横軸は風量［ｍ^３／ｍｉｎ］、左縦軸は静圧［Ｐａ］、右縦軸は消費電力［Ｗ］であり、本実施形態のインペラ１及び比較例のインペラを有する軸流ファンにおける風量と静圧の関係を実線のグラフで示しており、風量と消費電力の関係を点線のグラフで示している。

【0046】

図５に示すように、消費電力に関しては、本実施形態のインペラ１を有する軸流ファンが比較例のインペラを有する軸流ファンよりも風量の全域にわたって、低減できており、特に、風量が多くなるにつれて、その低減効果が大きくなっていることがわかる。

【0047】

一方、静圧特性に関しても、ほぼ風量の全域において本実施形態のインペラ１を有する軸流ファンの方が比較例のインペラを有する軸流ファンよりもよい結果となっているが、特に、風量が少ない領域において大幅に静圧特性が向上していることがわかる。

【0048】

上述したように、空気を押し出す能力を高めるように、圧力面４０ｂに出っ張り面を形成すると、インペラ１が回転するときの抵抗が大きくなるため、消費電力の点では不利になると考えられる。

【0049】

このことからすると、図１を参照して説明したようなハブ１０に近い側の所定の領域２１内で圧力面４０ｂを出っ張り面するようにしている本実施形態は幾分消費電力面で不利が予想されるが、その出っ張り面を内側だけに留め、羽根２０の外側の領域（所定の領域２１の外側の領域）については出っ張り面としないことで、静圧特性を高めつつ、消費電力も低減できることがわかった。

【0050】

その理由については、推測の域を出ないものの、インペラ１が回転し、空気を送り出す時には、吹出し方向に向かって鉛直に空気は流れるのではなく、遠心方向の成分によって、圧力面４０ｂに沿いつつインペラ１の外側に向かうことになる。

【0051】

そして、この遠心方向の成分は、インペラ１の回転速度が速くなる、つまり、風量を多くするのに伴って多くなっていくと考えられる。
また、インペラ１にかかる負荷は、回転中心（回転軸Ｏ）から離れた羽根２０の部分が空気を押す方が、回転中心（回転軸Ｏ）に近い羽根２０の部分が空気を押すときよりも大きくなると考えられる。

【0052】

これらのことを考えると、図５において、インペラ１の回転が遅い、風量が少ない領域では、遠心方向の成分が少ないため、羽根２０の圧力面４０ｂのハブ１０側にも空気が多く存在し、その空気が出っ張り面によって効率よく、軸流ファンの吹き出し口側に送り出されることになるが、この部分は、ハブ１０側、つまり、回転軸Ｏに近いためインペラ１に対する負荷の増大が少なく、効率よく空気を送り出せることと負荷の増加とのバランスで見ると、消費電力自体も低減するものになっていると推察される。

【0053】

一方、インペラ１の回転速度が速くなり、風量が多くなるにつれて、遠心方向の成分が増加し、羽根２０の外側に空気による負荷がかかるようになるが、ハブ１０側に出っ張り面があることで、インペラ１に対して負荷が大きい、羽根２０の外側に空気が流れる前に、軸流ファンの吹き出し口から吹き出す空気の割合が増えるためインペラ１全体で見れば負荷が大幅に低減され、消費電力の低減につながっているものと推察される。

【0054】

これらのことを考慮すると、圧力面４０ｂのうちの上述したような所定の領域２１の範囲、つまり、ハブ１０に近い側の範囲に出っ張り面を設けるようにし、その出っ張り面も羽根２０の外側に向かって出っ張り量が少なくなるようにしておくことがインペラ１に対して負荷を増大させないようにしつつ、効率よく空気を送り出せ、結果として、消費電力が下げることができると考えられるため、好適である。

【0055】

なお、本実施形態及び比較例のどちらにおいても、風量が多い側で消費電力が低下する傾向があるのは、回転速度が上がることでインペラ１自体の回転力が加わり、回転を維持するのに必要な消費電力が下がるためであると考えられる。

【0056】

ここで出っ張り面の出っ張り量について説明しておくと、図３（ａ）の右図に示す点線の範囲内で出っ張り面上の任意の２つの点を取ったときに、その点同士の高さ位置間の距離として定義することができる。

【0057】

例えば、本実施形態では、図３（ａ）の右図において、出っ張り面で最も出っ張っている点（高さが低い点）は、出っ張り面の中央より少し後縁部２０ｂ側の点Ｑであり、出っ張り面の領域の中で最も上側に位置している点（最も高さが高い点）は、前縁部２０ａ側の点Ｓになっている。
この２つの点の間の高さ方向の距離、つまり、例えば、点Ｓを点Ｑの直上に移動させたときの、点Ｑ−Ｓ間の距離が、出っ張り面における出っ張り量となる。

【0058】

このような出っ張り量を羽根２０の径方向の異なる切断面で見ていったときに最も出っ張り量が多いところ、つまり、出っ張り高さＨが最も高くなるところでも、出っ張り高さＨがその点を通る切断面の円弧の長さＬに対する５％以内の高さに収まっていることが好適であり、さらには、３％以内に収まっていることが好適である。

【0059】

出っ張り面の出っ張り量を増やすことで、軸流ファンにおける空気の吹き出し力を高めることができるが、あまりにも出っ張り量が多くなりすぎることはインペラ１にかかる負荷の面で望ましくないためである。
したがって、出っ張り面において最も出っ張り高さがＨが高くなる出っ張り高さＨがその点を通る切断面の円弧の長さＬに対する５％を超えていても依然として効果が得られるものの、一応の目安としては５％以内が好ましい。

【0060】

ちなみに、本実施形態では、ハブ１０側から羽根２０の外側に向かって羽根２０の径方向幅で０％の位置、つまり、ハブ１０に沿った羽根２０の位置における所定の領域２１に形成された出っ張り面が最も出っ張るように形成されており、その出っ張り面の出っ張り高さＨは、その点を通る切断面の円弧の長さＬ（つまり、羽根２０のハブ１０に接する外周円弧の長さ）に対して約３％の高さになっている。

【0061】

以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

【0062】

例えば、本実施形態では、ハブ１０に対して周方向にほぼ均等間隔で３つの羽根２０を設けるようにしたインペラ１の場合について示してきたが、羽根２０の数は３つに限定されるものではなく、４つであってもよく、必要に応じて羽根の数を決めればよい。

【0063】

また、本実施形態では、インペラ１の使用形態として軸流ファンの場合について述べてきたが、軸流ファンに限られず、必要に応じて使用形態は変えてよい。

【0064】

このように、本発明は、具体的な実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を行ったものも含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0065】

１…インペラ、１０…ハブ、２０…羽根、２０ａ…前縁部、２０ｂ…後縁部、２１…所定
の領域、４０ａ…負圧面、４０ｂ…圧力面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】