JP2015108361A - インペラ、および、送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】羽根本体の形状を変えることなく、送風量を向上できるインペラ、および送風機を提供する。
【解決手段】この軸流式のインペラ３は、複数の羽根４０と、羽根の翼面から突出し、周方向に延びる第１補助翼５０および第２補助翼６０とを有する。第１補助翼は、第２補助翼の径方向外側に配置され、第２補助翼と少なくとも一部が径方向に重なる。また、第１補助翼の最も回転方向前方に位置する第１前端から回転軸までの距離と、第２補助翼の最も回転方向前方に位置する第２前端から回転軸までの距離との差は、第１補助翼の最も回転方向後方に位置する第１後端から回転軸までの距離と、第２補助翼の最も回転方向後方に位置する第２後端から回転軸までの距離との差より、大きい。
【選択図】図２

Description

本発明は、軸流式のインペラ、および、送風機に関する。

従来、羽根の回転により気流を生じさせる扇風機、サーキュレータ、ディフューザ等の軸流式の送風機が知られている。また、これらの空調を目的とした送風機の他に、自動車、ＯＡ機器等に搭載され、エンジンや電機部品などの種々の装置を冷却するための、軸流式の送風機が知られている。従来の軸流式の送風機については、例えば、特表２０１１−５１３６１８号公報に記載されている。

特表２０１１−５１３６１８号公報

近年、空調目的の送風機においては、住宅やオフィス等の狭小化に伴って、送風機のコンパクト化が求められている。一方、装置冷却目的の送風機においては、各装置の性能向上に伴う発熱量増加等によって、送風機の体格を大きくすることなく、送風量を向上させることが求められている。

特表２０１１−５１３６１８号公報に記載された冷却ファンなどの従来の送風機では、羽根（ブレード）が発生させた風の送風量を向上させるための機構を有していない。このため、従来の送風機では、羽根（ブレード）の形状や面積のみにより、発生する風の風量が決まっていた。しかしながら、送風機の体格を大きくすることなく、送風量を向上させるべく羽根本体の形状を設計すると、剛性や抵抗力等の問題が生じる虞がある。そのため、羽根本体の形状を大きく変えることなく、送風量を向上する技術が求められている。

本発明の目的は、羽根本体の形状を変えることなく、送風量を向上できるインペラ、および送風機を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、回転軸を中心に回転する、軸流式のインペラであって、周方向に配列された、複数の羽根と、前記羽根の翼面から突出し、周方向に延びる、第１補助翼および第２補助翼と、を有し、前記第１補助翼および前記第２補助翼は、前記羽根の加圧面側および負圧面側の少なくとも一方に配置され、前記第１補助翼は、前記第２補助翼の径方向外側に配置され、かつ、前記第２補助翼と少なくとも一部が径方向に重なり、前記第１補助翼の最も回転方向前方に位置する第１前端から前記回転軸までの距離と、前記第２補助翼の最も回転方向前方に位置する第２前端から前記回転軸までの距離との差は、前記第１補助翼の最も回転方向後方に位置する第１後端から前記回転軸までの距離と、前記第２補助翼の最も回転方向後方に位置する第２後端から前記回転軸までの距離との差より、大きい、インペラである。

本願の例示的な第１発明によれば、２つの補助翼の距離が、回転方向前方から後方に向かって狭くなる。これにより、羽根により発生した軸方向の気流を、２つの補助翼の間で集中させることで、その気流に風速の速い部分が生じる。当該風速の速い部分が、コアンダ効果により周囲の気体を引き込むことで、軸方向正面側へ向かう気流の風量を増加できる。

図１は、第１実施形態に係る扇風機の側面図である。 図２は、第１実施形態に係るインペラの斜視図である。 図３は、第１実施形態に係るインペラの正面図である。 図４は、第１実施形態に係るインペラの背面図である。 図５は、第１実施形態に係るインペラの部分側面図である。 図６は、変形例に係るインペラの正面図である。 図７は、変形例に係るインペラの背面図である。 図８は、変形例に係るインペラの部分側面図である。 図９は、変形例に係るインペラの背面図である。 図１０は、変形例に係るインペラの背面図である。 図１１は、変形例に係るインペラの背面図である。 図１２は、変形例に係るインペラの背面図である。 図１３は、変形例に係るインペラの背面図である。 図１４は、変形例に係るインペラの背面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、回転軸と平行な方向を「軸方向」、回転軸に直交する方向を「径方向」、回転軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向の一方側であるインペラの加圧面側を正面側、軸方向の他方側であるインペラの負圧面側を背面側として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この正面側および背面側の定義により、本発明に係るインペラおよび送風機の使用時の向きを限定する意図はない。

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．扇風機の全体構造＞
図１は、本発明の送風機の第１実施形態に係る扇風機１の側面図である。図２は、扇風機１のインペラ３の斜視図である。図３は、インペラ３の正面図である。図４は、インペラ３の背面図である。図１〜図４の各図には、回転方向が実線矢印で示されている。

この扇風機１は、モータ２の動力によりインペラ３を回転させて、インペラ３の正面側に風を送る装置である。扇風機１は、例えば、ユーザに直接風を当て、ユーザが涼をとるために用いられる。また、扇風機１は、エアコンディショナー等とともに用いられるサーキュレータとして、用いられてもよい。図１に示すように、本実施形態の扇風機１は、モータ２と、軸流式のインペラ３と、を有する。

モータ２は、インペラ３に対して、回転のための動力を供給する機構である。本実施形態では、モータ２にブラシレスＤＣモータが用いられる。ブラシレスＤＣモータは、ブラシの摩耗による性能の劣化が無いため、ブラシ付きモータより長寿命である。また、ブラシレスＤＣモータは、ＡＣモータより変速させやすく、かつ、消費電力を低減しやすい。

モータ２は、静止部２１と、回転軸９を中心として回転する回転部２２とを有する。静止部２１は、モータの電機子とロータ等の回転部２２の一部とを収容するモータケーシング２１１を有する。

回転部２２は、電機子との間でトルクを発生させるロータと、回転軸９に沿って延びるシャフト２２１とを有する。シャフト２２１は、モータケーシング２１１の内部において、ロータに固定されている。シャフト２２１の正面側の端部は、モータケーシング２１１より正面側へ突出し、インペラ３の後述する中央部３０に固定されている。このため、モータ２の駆動時には、インペラ３は、モータ２の回転部２２とともに、回転軸９を中心として回転する。なお、本実施形態では、シャフト２２１の正面側の端部がインペラ３に固定されているが、シャフト２２１の正面側の端部以外の部分が、インペラ３に固定されていてもよい。すなわち、シャフト２２１の一部と、インペラ３とが固定されていればよい。

インペラ３は、モータ２の静止部２１に対して回転可能に支持される。インペラ３は、図１〜図４中、実線矢印で示す回転方向に回転することにより、背面側から正面側へ向かう気流を生じさせる。図１〜図４に示すように、インペラ３は、中央部３０、複数の羽根４０、第１補助翼５０、および第２補助翼６０を有する。

本実施形態のインペラ３は、樹脂製であり、射出成型にて成型される。このため、中央部３０、複数の羽根４０、第１補助翼５０、および、第２補助翼６０は、単一の部材として形成される。なお、インペラ３は金属等の他の材料により形成されてもよい。また、インペラ３は、複数の部品を組み合わせて形成されてもよい。

中央部３０は、図２および図４に示すように、回転軸９を中心とした円板状の円板部３０１と、円板部３０１の端縁から軸方向背面側へ延びる壁部３０２とを有する。すなわち、本実施形態の中央部３０は、有蓋円筒形状である。また、図４に示すように、中央部３０は、筒状部３０３と、リブ３０４とをさらに有する。筒状部３０３は、円板部３０１から背面側へ向けて、略円筒状に突出する。当該形状により、中央部３０は、背面側の略中央に、筒状部３０３の内部空間であるシャフト穴３１を有する。シャフト穴３１にはモータ２のシャフト２２１が挿入され、固定される。このため、モータ２が駆動すると、シャフト２２１とともに、回転軸９を中心としてインペラ３が回転する。壁部３０２と筒状部３０３とは、放射状に延びる複数のリブ３０４により接続される。これにより、筒状部３０３が回転軸９に対して歪むことが抑制される。すなわち、インペラ３がシャフト２２１に対して歪むことが抑制される。

なお、本実施形態では、中央部３０は、正面側から見て略円形であったが、本発明はこれに限られない。中央部３０は、正面側から見て、五角形や六角形などの多角形であってもよい。また、本実施形態では、シャフト２２１の正面側の端部が中央部３０の内部に配置されるが、シャフト２２１と中央部３０とが固定されていれば、シャフト２２１の正面側の端部が中央部３０より正面側に突出してもよい。

図３および図４に示すように、複数の羽根４０は、それぞれ、中央部３０の側面から径方向外側に延びる。複数の羽根４０は、周方向に略等間隔に配列される。ただし、複数の羽根４０の周方向の間隔は、必ずしも一定でなくてもよい。図２および図４に示すように、各羽根４０の負圧面４２側には、一対の補助翼である第１補助翼５０および第２補助翼６０が配置されている。第１補助翼５０および第２補助翼６０の詳細な構成および作用については、後述する。

図１および図２に示すように、各羽根４０は、前縁４０１から後縁４０２に向かうにつれ、背面側から正面側へと傾いている。ここで、前縁４０１は、羽根４０の回転方向前方側の端縁部であり、後縁４０２は、羽根４０の回転方向後方側の端縁部である。当該形状により、インペラ３が回転すると、羽根４０の正面側の翼面である加圧面４１の付近の気圧が高くなり、羽根４０の背面側の翼面である負圧面４２の付近の気圧が低くなる。これにより、羽根４０の周辺において、背面側から正面側へと、軸方向へ向かう気流が発生する。

＜１−２．補助翼について＞
次に、第１補助翼５０および第２補助翼６０の詳細な構成および作用について、説明する。図５は、インペラ３の部分側面図である。なお、図５中には、接稜線が図示されている。

図２に示すように、第１補助翼５０および第２補助翼６０は、羽根４０の負圧面４２から背面側へ向けて突出する。また、第１補助翼５０および第２補助翼６０は、周方向に延びる。第１補助翼５０は、第２補助翼６０の径方向外側に配置される。また、第１補助翼５０の一部分と第２補助翼６０の一部分とは、径方向に重なる。

図４に示すように、軸方向からの平面視において、第１補助翼５０の最も回転方向前方に位置する部分を第１前端５１、第１補助翼５０の最も回転方向後方に位置する部分を第１後端５２、第２補助翼６０の最も回転方向前方に位置する部分を第２前端６１、第２補助翼６０の最も回転方向後方に位置する部分を第２後端６２とする。

第１前端５１から回転軸９までの径方向の距離Ｄ１と第２前端６１から回転軸９までの径方向の距離Ｄ２との差は、第１後端５２から回転軸までの径方向の距離Ｄ３と第２後端６２から回転軸９までの径方向の距離Ｄ４との差より、大きい。すなわち、第１補助翼５０と第２補助翼６０との径方向の距離が、回転方向前方から後方へ向かって狭くなる。これにより、羽根４０により発生した軸方向の気流を、第１補助翼５０と第２補助翼６０との間で集中させる。

このため、図１中に白抜き矢印で示すように、第１補助翼５０と第２補助翼６０とが配置される径方向位置付近では、羽根４０の他の部分が配置される径方向位置と比べて、羽根４０により発生する軸方向の気流の風速が速くなる。その結果、図１中に破線の白抜き矢印で示すように、当該風速が速い気流は、コアンダ効果により、周囲の気体を引き込む。したがって、正面側へ軸方向に向かう気流の風量が増加する。

すなわち、この扇風機１では、第１補助翼５０および第２補助翼６０を設けたことにより、羽根４０の本体形状を変えることなく、また、モータ２の回転数を増加させることもなく、送風量を増加させることができる。

本実施形態の第１補助翼５０では、距離Ｄ１は、距離Ｄ３より大きい。これにより、第１補助翼５０は、第１補助翼５０よりも径方向内側において羽根４０により発生した軸方向の気流を、径方向内側にガイドする機能を有する。また、本実施形態の第２補助翼６０では、距離Ｄ２は、距離Ｄ４より小さい。これにより、第２補助翼６０は、第２補助翼６０よりも径方向外側において羽根４０により発生した軸方向の気流を、径方向外側にガイドする機能を有する。第１補助翼５０および第２補助翼６０のこのようなガイド機能により、羽根４０により発生した軸方向の気流が効率よく集中する。したがって、第１補助翼５０と第２補助翼６０とにより囲まれる径方向位置付近において、効率良く軸方向の気流の速度を高められる。

また、本実施形態の第１補助翼５０は、羽根４０の径方向外側の羽根外縁部４０３に沿って配置される。すなわち、第１補助翼５０の径方向外側の第１外縁部５０１は、羽根外縁部４０３と軸方向に重なる。このように、第１補助翼５０が羽根４０の径方向外側付近に配置されることにより、羽根４０が軸方向正面側に送り出す気流のうち、最も外側の部分の風速が速くなる。したがって、当該風速が速い気流により、羽根４０よりも径方向外側の空気がより引き込まれやすい。すなわち、軸方向正面側へ向かう気流の風量が、より増加する。

なお、本実施形態では、第１外縁部５０１のほぼ全体が、羽根外縁部４０３と軸方向に重なっていたが、第１外縁部５０１のごく一部が、羽根外縁部４０３と軸方向に重なってもよい。

図４に示すように、第１補助翼５０の第１前端５１と、第２補助翼６０の第２前端６１とは、羽根４０の前縁４０１よりも回転方向後方に位置する。すなわち、羽根４０の前縁４０１と、第１前端５１および第２前端６１とが、軸方向に重ならない。したがって、羽根４０の回転により回転方向と逆方向に生じる同一の相対気流が、前縁４０１と、第１前端５１および第２前端６１とに、同時に当たることがない。これにより、前縁４０１と、第１前端５１および第２前端６１とが軸方向に重なる場合と比べて、羽根４０と、第１補助翼５０および第２補助翼６０とが風を切り裂く際の干渉音が低減される。

また、第１補助翼５０の第１前端５１を含む一部分は、角の無い曲面状の表面を有する。第１補助翼５０の第１前端５１付近が丸みを帯びていることにより、第１前端５１付近において、風を切り裂く干渉音が抑制される。また、第１前端５１付近が尖った形状である場合と比べて、第１補助翼５０の強度が高い。なお、第２補助翼６０についても同様に、第２補助翼６０の第２前端６１を含む一部分は、角の無い曲面状の表面を有する。このため、第２補助翼６０に起因する干渉音も抑制される。また、第２前端６１付近が尖った形状である場合と比べて、第２補助翼６０の強度も向上する。

また、図５に示すように、第１補助翼５０および第２補助翼６０は、羽根４０の負圧面４２から背面側に離れるにつれて、漸減する。すなわち、第１補助翼５０および第２補助翼６０は、羽根４０の翼面から軸方向に離れるにつれて、漸減する。これにより、第１補助翼５０および第２補助翼６０付近における乱流の発生を抑制できる。また、インペラ３を射出成型にて成型する際に、第１補助翼５０および第２補助翼６０の周辺で軸方向背面側に、金型を引き抜くことができる。その結果、射出成型が容易となり、複雑な金型を用いることによるパーティングラインの増加を抑制できる。

＜２．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

図６は、一変形例に係るインペラ３Ａの正面図である。図６の例では、第１補助翼５０Ａおよび第２補助翼６０Ａは、羽根４０Ａの加圧面４１Ａから正面側へ向けて突出する。このように、第１補助翼および第２補助翼は、加圧面側に配置されてもよい。

図６の例でも、第１前端５１Ａから回転軸９Ａまでの径方向の距離と第２前端６１Ａから回転軸９Ａまでの径方向の距離との差は、第１後端５２Ａから回転軸９Ａまでの径方向の距離と第２後端６２Ａから回転軸９Ａまでの径方向の距離との差より、大きい。

これにより、第１補助翼５０Ａと第２補助翼６０Ａとが配置される径方向位置付近では、羽根４０Ａの他の部分が配置される径方向位置と比べて、羽根４０Ａにより発生した軸方向の気流の風速が速くなる。その結果、当該風速が速い気流は、コアンダ効果により、周囲の気体を引き込む。したがって、軸方向正面側へ向かう気流の風量が増加する。

図７は、他の変形例に係るインペラ３Ｂの背面図である。図８は、図７の例のインペラ３Ｂの部分側面図である。図７の例では、第１補助翼５０Ｂの第１前端５１Ｂおよび第２補助翼６０Ｂの第２前端６１Ｂは、羽根４０Ｂの前縁４０１Ｂよりも回転方向後方に位置する。また、第１補助翼５０Ｂの第１後端５２Ｂおよび第２補助翼６０Ｂの第２後端６２Ｂは、羽根４０Ｂの後縁４０２Ｂよりも回転方向前方に位置する。すなわち、第１前端５１Ｂ、第１後端５２Ｂ、第２前端６１Ｂ、および第２後端６２Ｂはいずれも、軸方向から見て、羽根４０Ｂの内側に配置されている。

このため、インペラ３Ｂが射出成型により成型された場合に、第１補助翼５０Ｂおよび第２補助翼６０Ｂにパーティングラインが発生しない。したがって、羽根４０Ｂが第１補助翼５０Ｂおよび第２補助翼６０Ｂを有していない場合と比べて、インペラ３Ｂ全体のパーティングラインが増加しない。

また、図８に示すように、第１補助翼５０Ｂの軸方向正面側の端部５４Ｂと、第２補助翼６０Ｂの軸方向正面側の端部６４Ｂとは、それぞれ、羽根４０Ｂの軸方向正面側の端部４３Ｂよりも軸方向背面側に位置する。また、第１補助翼５０Ｂの軸方向背面側の端部５５Ｂと、第２補助翼６０Ｂの軸方向背面側の端部６５Ｂとは、それぞれ、羽根４０Ｂの軸方向背面側の端部４４Ｂよりも軸方向正面側に位置する。すなわち、第１補助翼５０Ｂの軸方向の存在領域５６Ｂと、第２補助翼６０Ｂの軸方向の存在領域６６Ｂとは、羽根４０の軸方向の存在領域４５Ｂの範囲内に位置する。

これにより、インペラ３Ｂが第１補助翼５０Ｂおよび第２補助翼６０Ｂを有していない場合と比べて、インペラ３Ｂとインペラ３Ｂ周辺に配置された静止部材との距離が縮まない。したがって、静止部材との干渉による騒音の増大が抑制される。また、第１補助翼５０Ｂおよび第２補助翼６０Ｂによって、静止部材を配置するためのスペースが制限されることもない。なお、インペラ３Ｂ周辺に配置された静止部材としては、例えば、モータや、インペラ３Ｂを収容するハウジングなどが想定される。

図９は、他の変形例に係るインペラ３Ｃの背面図である。図９の例では、第１補助翼５０Ｃの第１後端５２Ｃと、第２補助翼６０Ｃの第２後端６２Ｃとは、羽根４０Ｃの後縁４０２Ｃよりも回転方向後方に位置する。図９の例では、羽根４０Ｃにより発生した軸方向の気流が、羽根４０Ｃの後縁４０２Ｃから回転方向後方へと離れた後においても、第１補助翼５０Ｃおよび第２補助翼６０Ｃによりガイドされる。したがって、羽根４０Ｃにより発生した気流を集中させる機能を高めることができる。

また、第１後端５２Ｃおよび第２後端６２Ｃが、軸方向から見て、羽根４０Ｃの外側に配置されることにより、第１補助翼５０Ｃおよび第２補助翼６０Ｃの周方向の長さを長くとれる。これにより、第１補助翼５０Ｃおよび第２補助翼６０Ｃによる気流のガイド機能を、より高めることができる。

図１０は、他の変形例に係るインペラ３Ｄの背面図である。図１０の例では、第１補助翼５０Ｄは、羽根４０Ｄの径方向外側の羽根外縁部４０３Ｄと重ならない。すなわち、第１補助翼５０Ｄは、羽根４０Ｄの最も径方向外側付近に位置しない。このように、第１補助翼５０Ｄは、羽根４０Ｄの羽根外縁部４０３Ｄよりも径方向内側に位置してもよい。

図１１は、他の変形例に係るインペラ３Ｅの背面図である。図１１の例では、第２補助翼６０Ｅの径方向の位置は、羽根４０Ｅの半分よりも径方向外側である。具体的には、以下の寸法関係が満たされる。

軸方向からの平面視において、羽根４０Ｅの最も径方向外側に位置する部分を羽根外端部４０４Ｅ、羽根４０Ｅの最も径方向内側に位置する部分、すなわち、羽根４０Ｅの付け根部分を羽根内端部４０５Ｅ、第２補助翼６０Ｅの最も径方向内側に位置する部分を第２内端部６３Ｅとする。

図１１の例では、第２内端部６３Ｅと回転軸９Ｅとの径方向の距離Ｄ５と、羽根外端部４０４Ｅと回転軸９Ｅとの径方向の距離Ｄ６との差は、羽根内端部４０５Ｅと回転軸９Ｅとの径方向の距離Ｄ７と、距離Ｄ６との差の半分よりも小さい。すなわち、回転軸９Ｅからの距離が距離Ｄ６と距離Ｄ７とのちょうど中間となる位置を、位置Ｄ０とすると、第２補助翼６０Ｅの第２内端部６３Ｅは、位置Ｄ０よりも径方向外側に位置する。

これにより、羽根４０Ｅが軸方向正面側に送り出す気流のうち、第１補助翼５０Ｅと第２補助翼６０Ｅとにより風速が速くなる部分が、より径方向外側となる。したがって、当該風速が速い気流により、羽根４０Ｅよりも径方向外側の空気がより引き込まれやすい。すなわち、軸方向正面側へ向かう気流の風量が、より増加する。

図１２は、他の変形例に係るインペラ３Ｆの背面図である。図１２の例では、第１補助翼５０Ｆは、第１前端５１Ｆ付近および第１後端５２Ｆ付近を除いて、翼厚が一定の平板状である。また、第２補助翼６０Ｆも同様に、第２前端６１Ｆ付近および第２後端６２Ｆ付近を除いて、翼厚が一定の平板状である。このように、第１補助翼５０Ｆおよび第２補助翼６０Ｆの翼厚は、略一定であってもよい。

図１２の例でも、第１前端５１Ｆから回転軸９Ｆまでの径方向の距離と第２前端６１Ｆから回転軸９Ｆまでの径方向の距離との差は、第１後端５２Ｆから回転軸９Ｆまでの径方向の距離と第２後端６２Ｆから回転軸９Ｆまでの径方向の距離との差より、大きい。

これにより、第１補助翼５０Ｆと第２補助翼６０Ｆとが配置される径方向位置付近では、羽根４０Ｆの他の部分が配置される径方向位置と比べて、羽根４０Ｆにより発生した軸方向の気流の風速が速い。その結果、当該風速が速い気流は、コアンダ効果により、周囲の気体を引き込む。したがって、軸方向正面側へ向かう気流の風量が増加する。

図１３は、他の変形例に係るインペラ３Ｇの背面図である。図１３の例では、羽根４０Ｇと、第１補助翼５０Ｇと、第２補助翼６０Ｇとが、別部材となっている。そして、第１補助翼５０Ｇの配置位置を、実線で示した第１方位Ｐ１と、破線で示した第２方位Ｐ２とに切替可能となっている。また、第２補助翼６０Ｇの配置位置を、実線で示した第３方位Ｐ３と、破線で示した第４方位Ｐ４とに切替可能となっている。

ここで、第１方位Ｐ１における第１前端５１Ｇと回転軸９Ｇとの径方向の距離をＤ１１、第２方位Ｐ２における第１前端５１Ｇと回転軸９Ｇとの径方向の距離をＤ１２、第１方位Ｐ１における第１後端５２Ｇと回転軸９Ｇとの径方向の距離をＤ３１、第２方位Ｐ２における第１後端５２Ｇと回転軸９Ｇとの径方向の距離をＤ３２とする。

また、第３方位Ｐ３における第２前端６１Ｇと回転軸９Ｇとの径方向の距離をＤ２１、第４方位Ｐ４における第２前端６１Ｇと回転軸９Ｇとの径方向の距離をＤ２２、第３方位Ｐ３における第２後端６２Ｇと回転軸９Ｇとの径方向の距離をＤ４１、第４方位Ｐ４における第２後端６２Ｇと回転軸９Ｇとの径方向の距離をＤ４２とする。

距離Ｄ１１は、距離Ｄ３１と略同一、または、距離Ｄ３１よりも大きい。これにより、第１方位Ｐ１において、第１補助翼５０Ｇは、羽根４０Ｇにより生じた軸方向の気流の直進性を高める、または、当該気流を径方向内側へガイドする。一方、距離Ｄ１２は、距離Ｄ３２よりも大きい。すなわち、第２方位Ｐ２において、第１補助翼５０Ｇは、羽根４０Ｇにより生じた軸方向の気流を径方向内側へガイドする。また、距離Ｄ１２と距離Ｄ３２との差は、距離Ｄ１１と距離Ｄ３１との差よりも大きい。これにより、第２方位Ｐ２においては、第１方位Ｐ１と比べて、第１補助翼５０Ｇによる軸方向の気流のガイド機能が高い。

距離Ｄ２１は、距離Ｄ４１よりも小さい。また、距離Ｄ２２は、距離Ｄ４２よりも小さい。これにより、第３方位Ｐ３および第４方位Ｐ４において、第２補助翼６０Ｇは、羽根４０Ｇにより生じた軸方向の気流を径方向外側へガイドする。また、距離Ｄ２２と距離Ｄ４２との差は、距離Ｄ２１と距離Ｄ４１との差よりも大きい。これにより、第４方位Ｐ４においては、第３方位Ｐ３と比べて、第２補助翼６０Ｇにより軸方向の気流のガイド機能が高い。

このように、図１３の例では、第１補助翼５０Ｇを第１方位Ｐ１と第２方位Ｐ２とに切替可能であり、第２補助翼６０Ｇを第３方位Ｐ３と第４方位Ｐ４とに切替可能である。これにより、羽根４０Ｇにより発生した気流の集中する径方向の位置や、当該気流の速度を、用途に応じて選択的に切り替えることができる。

図１４は、他の変形例に係るインペラ３Ｈの背面図である。図１４の例では、インペラ３Ｈは、各羽根４０Ｈに、第１補助翼５０Ｈおよび第２補助翼６０Ｈに加えて、第３補助翼７０Ｈを有する。

図１４の例では、第１補助翼５０Ｈと第２補助翼６０Ｈとの径方向の距離が、回転方向前方から後方へ向かって狭くなる。また、第２補助翼６０Ｈと第３補助翼７０Ｈとの径方向の距離が、回転方向前方から回転方向後方へ向かって狭くなる。これにより、羽根４０により発生した軸方向の気流を、第１補助翼５０Ｈと第２補助翼６０Ｈとの間、および、第２補助翼６０Ｈと第３補助翼７０Ｈとの間で集中させる。このように、各羽根に３つ以上の補助翼が配置されてもよい。

上記の実施形態の扇風機では、インペラを回転させるための動力として、ＤＣモータを用いていた。しかしながら、本発明の送風機は、ＤＣモータに代えて、ＡＣモータを用いてもよい。また、本発明の送風機は、モータに変えて、エンジン等の他の駆動源をインペラに接続することにより、インペラを回転させてもよい。

また、本発明の送風機は、必ずしも、涼をとることを目的とした扇風機でなくてもよい。例えば、シーリングファン、サーキュレータ、自動車用の冷却ファン等の、他の用途に用いる送風機であってもよい。

また、送風機を構成する各部材の細部の形状は、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。例えば、上記の実施形態のインペラは羽根を５枚有していたが、インペラの有する羽根が３枚、４枚、７枚など他の枚数であってもよい。

また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、インペラ、および、送風機に利用できる。

１ 扇風機
２ モータ
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ，３Ｈ インペラ
９，９Ａ，９Ｅ，９Ｆ，９Ｇ 回転軸
２１ 静止部
２２ 回転部
３０ 中央部
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ，４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ 羽根
４１，４１Ａ 加圧面
４２ 負圧面
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆ，５０Ｇ，５０Ｈ 第１補助翼
５１，５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｆ，５１Ｇ 第１前端
５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｆ，５２Ｇ 第１後端
６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｅ，６０Ｆ，６０Ｇ，６０Ｈ 第２補助翼
６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｆ，６１Ｇ 第２前端
６２，６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｆ，６２Ｇ 第２後端
７０Ｈ 第３補助翼
４０１，４０１Ｂ 前縁
４０２，４０２Ｂ，４０２Ｃ 後縁
４０３，４０３Ｄ 羽根外縁部
４０４Ｅ 羽根外端部
４０５Ｅ 羽根内端部
５０１ 第１外縁部

Claims (15)

1. 回転軸を中心に回転する、軸流式のインペラであって、
   周方向に配列された、複数の羽根と、
   前記羽根の翼面から突出し、周方向に延びる、第１補助翼および第２補助翼と、
   を有し、
   前記第１補助翼および前記第２補助翼は、前記羽根の加圧面側および負圧面側の少なくとも一方に配置され、
   前記第１補助翼は、前記第２補助翼の径方向外側に配置され、かつ、前記第２補助翼と少なくとも一部が径方向に重なり、
   前記第１補助翼の最も回転方向前方に位置する第１前端から前記回転軸までの距離と、前記第２補助翼の最も回転方向前方に位置する第２前端から前記回転軸までの距離との差は、前記第１補助翼の最も回転方向後方に位置する第１後端から前記回転軸までの距離と、前記第２補助翼の最も回転方向後方に位置する第２後端から前記回転軸までの距離との差より、大きい、インペラ。
2. 請求項１に記載のインペラであって、
   前記第１前端から前記回転軸までの距離は、前記第１後端から前記回転軸までの距離と同一、または、前記第１後端から前記回転軸までの距離より大きい、インペラ。
3. 請求項１または請求項２に記載のインペラであって、
   前記第２前端から前記回転軸までの距離は、前記第２後端から前記回転軸までの距離と同一、または、前記第２後端から前記回転軸までの距離より小さい、インペラ。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載のインペラであって、
   前記第１補助翼の径方向外側の第１外縁部の少なくとも一部は、前記羽根の径方向外側の羽根外縁部と、軸方向に重なる、インペラ。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載のインペラであって、
   前記第２補助翼のうち最も径方向内側の第２内端部から前記回転軸までの距離と、前記羽根のうち最も径方向外側の羽根外端部から前記回転軸までの距離との差は、前記羽根の内最も径方向内側の羽根内端部から前記回転軸までの距離と、前記羽根外端部から前記回転軸までの距離との差の半分よりも小さい、インペラ。
6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載のインペラであって、
   前記第１補助翼および前記第２補助翼は、前記羽根の前記翼面から軸方向に離れるにつれて、漸減する、インペラ。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載のインペラであって、
   前記第１補助翼の前記第１前端と前記第２補助翼の前記第２前端とは、前記羽根の前縁よりも回転方向後方に位置する、インペラ。
8. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載のインペラであって、
   前記第１補助翼の前記第１後端と前記第２補助翼の前記第２後端とは、前記羽根の後縁よりも回転方向前方に位置する、インペラ。
9. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載のインペラであって、
   前記第１補助翼の前記第１後端と前記第２補助翼の前記第２後端とは、前記羽根の後縁よりも回転方向後方に位置する、インペラ。
10. 請求項１から請求項９までのいずれかに記載のインペラであって、
    前記第１補助翼の軸方向一方側の端部は、前記羽根の軸方向一方側の端部よりも軸方向他方側に位置し、
    前記第１補助翼の軸方向他方側の端部は、前記羽根の軸方向他方側の端部よりも軸方向一方側に位置し、
    前記第２補助翼の軸方向一方側の端部は、前記羽根の軸方向一方側の端部よりも軸方向他方側に位置し、
    前記第２補助翼の軸方向他方側の端部は、前記羽根の軸方向他方側の端部よりも軸方向一方側に位置する、インペラ。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれかに記載のインペラであって、
    前記第１補助翼の前記第１前端を含む一部分と、前記第２補助翼の前記第２前端を含む一部分とは、角の無い曲面状の表面を有する、インペラ。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれかに記載のインペラであって、
    前記インペラは、前記第１補助翼の配置位置を、第１方位と第２方位とに切替可能であり、
    前記第１前端と前記回転軸との距離と、前記第１後端と前記回転軸との距離との第１方位における差は、前記第１前端と前記回転軸との距離と、前記第１後端と前記回転軸との距離との第２方位における差と異なる、インペラ。
13. 請求項１から請求項１２までのいずれかに記載のインペラであって、
    前記インペラは、前記第２補助翼の配置位置を、第３方位と第４方位とに切替可能であり、
    前記第２前端と前記回転軸との距離と、前記第２後端と前記回転軸との距離との第３方位における差は、前記第２前端と前記回転軸との距離と、前記第２後端と前記回転軸との距離との第４方位における差と異なる、インペラ。
14. 請求項１から請求項１３までのいずれかに記載のインペラであって、
    前記インペラは、樹脂製であり、射出成型にて成型される、インペラ。
15. 静止部と、前記回転軸を中心に回転する回転部と、を有するモータと、
    前記回転部とともに回転する、請求項１から請求項１４までのいずれかに記載のインペラと、
    を有する送風機。

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