(57)【要約】【課題】従来の扇風機用のプロペラファンは、吹き出す気流の風速減衰が大きいために気流の風速が遅くなるという課題があり、気流の風速減衰を抑制することで風速の速い気流を発生させることを目的としている。【解決手段】回転軸２の中心から翼端部５までの半径Ｒ１に対し、Ｒ１の０．６５〜０．８５倍の領域を翼中間部１２とした際、子午面から見た後縁８の曲線形状は、翼中間部１２において軸方向の高さが最も風下側になるように極値を有する軸方向極値点１５を備え、且つ、回転軸２の方向から見た後縁８の曲線形状は、翼中間部１２において回転方向に対して最も後退側になる極値を有する回転方向極値点１３を備え、軸方向極値点１５と回転方向極値点１３の位置を合わせるようにしたことで、風速の減衰を抑制して風速の速い気流を発生させることができる。【選択図】図２
2015183605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心に回転軸を有するハブと、
前記ハブの周囲に複数配列した翼を備え、
前記翼の翼弦長Ｌ、翼間ピッチＴからなるソリディテイσ＝Ｌ／Ｔが０．５０〜０．９５とし、
前記翼の直径Ｄ１、前記ハブの直径Ｄ２からなるハブ比Ｄ２／Ｄ１＝０．２〜０．４とした扇風機用のプロペラファンであって、
前記プロペラファンは、周囲を環状に覆う風洞を設けずに軸方向に気流を送風する構成とし、
前記翼の形状は、
最も外周に位置し円弧状を成す翼端部と前記ハブに接する翼根元部を連続して繋いだ形状とし、
前記回転軸の中心から前記翼端部までの半径Ｒ１に対し、Ｒ１の０．６５〜０．８５倍の領域を翼中間部とした際、
子午面から見た後縁の曲線形状は、
前記翼中間部に軸方向の高さが最も風下側になるように極値を有する軸方向極値点を備え、前記軸方向極値点から前記翼端部に向かって漸次風上側に傾斜する形状で、
且つ、前記回転軸の方向から見た前記後縁の曲線形状は、前記翼中間部に回転方向に対して最も後退側になる極値を有する回転方向極値点を備え、前記回転方向極値点から前記翼端部に向かうにつれて漸次前進する形状とし、
前記軸方向極値点と前記回転方向極値点の位置を合わせるようにしたことを特徴とする扇風機用のプロペラファン。
【請求項２】
前記回転軸の中心から前記ハブの外側、すなわち前記翼根元部までの半径をＲ２とし、Ｒ２から前記半径Ｒ１までの各半径位置における翼弦の中点を結んだ線を翼弦中心線とし、前記翼弦中心線及び前記前縁は、
子午面から見た際に、前記翼中間部から前記翼端部に向かって軸方向の高さが漸次風上側に傾斜し、且つ、
前記回転軸の方向から見た際に、前記翼中間部から前記翼端部に向かって回転方向に対して前進する形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の扇風機用のプロペラファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、居室内の天井や壁、床面に設置され、直接気流による体感温度の減少や室内の空気の循環に使用される扇風機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の扇風機用のプロペラファンの形状として、例えば特許文献１に記載する構成が示されている。
【０００３】
以下、そのプロペラファンの形状について図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照しながら説明する。
【０００４】
図９（ａ）に従来の扇風機用のプロペラファンを回転軸方向から見た形状を示す正面図、図９（ｂ）に従来の扇風機用のプロペラファンの回転α５における１枚の翼を前縁方向から見た側面図を示している。
【０００５】
図９（ａ）に示すように、プロペラファン１０１は、回転軸１０２を有するハブ１０３と、ハブ１０３の外周に形成される複数のブレード１０４を具備している。さらに、ブレード１０４の形状は、円弧状とした前縁１０５と、同じく円弧状とした後縁１０６を有している。
【０００６】
回転軸１０２を中心に回転位置を示す線を引いたとき、翼から最後に吹き出される位置をα５とし、α５と後縁１０６との接点位置をＰｒとする。
【０００７】
図９（ｂ）に示すように、１枚のブレードを側面から見ると、回転軸１０２に垂直な平面と後縁１０６との接点位置をＰｚとした場合、ＰｒとＰｚは異なる位置に存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１３３６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
扇風機は人に気流を当てることで涼感を得て快適性を向上させることが望まれており、そのためにはプロペラファンから吹き出す気流の風速を速くすることが必要である。しかし、従来の扇風機用のプロペラファンの翼形状では、吹き出す気流の風速減衰が大きいために気流の風速が遅くなってしまうという課題があった。
【００１０】
これは、例えば図９（ａ）、図９（ｂ）に示す従来のプロペラファンの場合、気流の流れを解析し、回転位置がα１〜α５まで翼が回転した場合の空気の流れを観察していくと、以下の様に気流が発生していることが確認できた。
【００１１】
まず、回転位置α１で翼端の前縁から空気が流入し、回転位置α２で翼端から翼根元までの前縁すべてに空気が流入して翼面上を空気が流れる。翼面を流れる空気は翼の回転によって流速を速めながら気流となって流れ、回転位置α３の時に翼端部から気流が吹き出される。その後、回転位置α４のときに接点Ｐｚから気流が吹き出される。このとき、接点Ｐｚの気流の半径方向外側には翼端から吹き出した気流が隣接して流れているが、接点Ｐｚの気流の半径方向内側の気流は、まだ後縁に達していないため、吹き出されておらず、気流が無い状態になっている。そのため、接点Ｐｚから吹き出した気流は、その内側の空気との風速差が大きく、風速が減衰してしまう。回転位置α５に至る間に、接点Ｐｚの後縁から内側の接点Ｐｒに向かって順に気流が吹き出されるが、そのとき、図９（ｂ）に示すように、接点Ｐｚから吹き出した気流はすでに軸方向に下流を流れており、空気抵抗を受けて風速が大きく減衰した状態になっていることが分かった。
【００１２】
これを模式化したグラフとして、図１０（ａ）に気流が吹き出し始める回転位置α３からα５のときの翼半径位置と吹出風速の関係を示し、図１０（ｂ）に後縁形状と気流が吹き出し始める回転位置α３からα５における翼半径位置と気流の軸方向位置を示す。
【００１３】
図１０（ａ）に示すように、回転位置α３のときに翼端側から気流が吹き出し始め、回転位置α４のときに翼中央側からも気流が吹き出し始めるが、その時、翼端側の気流の風速は減衰により風速が低下していく。最終的に回転位置α５の際の風速は、半径方向外側ではすでに気流を吹き出して時間が経過しているため、風速はかなり減衰して低くなっている。接点Ｐｒがある半径方向内側は気流を吹き出した直後であるため風速は減衰していないが、翼半径が小さいために周速が低く、翼端側の吹き出し風速と比較すると相対的に低い風速となっている。また、図１０（ｂ）に示すように、翼半径位置と後縁の回転軸方向位置の関係は、接点Ｐｚが極大となり、接点Ｐｚから半径方向に遠くなるにつれて高さが低くなっている。しかし、回転位置α３からα５に至るまで、半径方向外側から順次気流が吹き出されていくため、回転位置α５の際には翼端側の吹出気流の高さ位置はかなり下流に移動していることがわかる。
【００１４】
図１０（ａ）と図１０（ｂ）を照らし合わせて比較すると、後縁の接点Ｐｒと接点Ｐｚの半径位置が異なっていることがわかる。図１０（ａ）から回転位置α３の時に接点Ｐｚから吹出されたときの気流の位置は、図１０（ｂ）の回転位置α３を参照すると、後縁の形状によって最も下流側から吹き出されていることが分かる。このとき、接点Ｐｚの半径方向内側には気流が無い上に回転位置α４になるにつれて接点Ｐｚの半径方向内側から気流が吹き出され始めるが、後縁の位置が低く、上流側から吹き出しているため、すでに接点Ｐｚから吹き出された気流に隣接していない。したがって、接点Ｐｚから吹き出した気流の風速が減衰してしまう。
【００１５】
また、もう一つの課題として、例えば従来技術の翼形状の別の一例があり、以下に記載する。説明するにあたり、翼の任意の半径位置における円筒断面形状において、前縁の点と後縁の点を結んだ直線と回転軸に垂直な平面との成す角度を取付角と呼ぶこととする。
【００１６】
プロペラファンを回転させた際に最も周速が速くなる翼端側の気流の吹き出し風速を上げるため、翼端部の取付角を大きくすると翼端部の正圧面で生じる圧力が高くなり、プロペラファンを回転させる際の抵抗が増加するためにモータの必要回転トルクが増大し、モータの消費電力が増大するという課題もある。
【００１７】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、気流の風速減衰を抑制することで風速の速い気流を発生させ、且つ、回転トルクを増大させないことでモータの消費電力の増大を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
そして、この目的を達成するために、本発明は、回転中心に回転軸を有するハブと、ハブの周囲に複数配列した翼を備え、翼の翼弦長Ｌ、翼間ピッチＴからなるソリディテイσ＝Ｌ／Ｔが０．５０〜０．９５とし、翼の直径Ｄ１、ハブの直径Ｄ２からなるハブ比Ｄ２／Ｄ１＝０．２〜０．４とした扇風機用のプロペラファンであって、プロペラファンは、周囲を環状に覆う風洞を設けずに軸方向に気流を送風する構成とし、翼の形状は、最も外周に位置し円弧状を成す翼端部とハブに接する翼根元部を連続して繋いだ形状とし、回転軸の中心から翼端部までの半径Ｒ１に対し、Ｒ１の０．６５〜０．８５倍の領域を翼中間部とした際、子午面から見た後縁の曲線形状は、翼中間部に軸方向の高さが最も風下側になるように極値を有する軸方向極値点を備え、軸方向極値点から翼端部に向かって漸次風上側に傾斜する形状で、且つ、回転軸の方向から見た後縁の曲線形状は、翼中間部に回転方向に対して最も後退側になる極値を有する回転方向極値点を備え、回転方向極値点から翼端部に向かうにつれて漸次前進する形状とし、軸方向極値点と回転方向極値点の位置を合わせるようにしたことを特徴とする扇風機用のプロペラファンとしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、回転中心に回転軸を有するハブと、ハブの周囲に複数配列した翼を備え、翼の翼弦長Ｌ、翼間ピッチＴからなるソリディテイσ＝Ｌ／Ｔが０．５０〜０．９５とし、翼の直径Ｄ１、ハブの直径Ｄ２からなるハブ比Ｄ２／Ｄ１＝０．２〜０．４とした扇風機用のプロペラファンであって、プロペラファンは、周囲を環状に覆う風洞を設けずに軸方向に気流を送風する構成とし、翼の形状は、最も外周に位置し円弧状を成す翼端部とハブに接する翼根元部を連続して繋いだ形状とし、回転軸の中心から翼端部までの半径Ｒ１に対し、Ｒ１の０．６５〜０．８５倍の領域を翼中間部とした際、子午面から見た後縁の曲線形状は、翼中間部に軸方向の高さが最も風下側になるように極値を有する軸方向極値点を備え、軸方向極値点から翼端部に向かって漸次風上側に傾斜する形状で、且つ、回転軸の方向から見た後縁の曲線形状は、翼中間部に回転方向に対して最も後退側になる極値を有する回転方向極値点を備え、回転方向極値点から翼端部に向かうにつれて漸次前進する形状とし、軸方向極値点と回転方向極値点の位置を合わせるようにしたことを特徴とする扇風機用のプロペラファンとしたことにより、翼中間部に設けた軸方向極値点及び回転方向極値点に対し、半径方向外側及び半径方向内側の後縁から先に気流を吹き出し、その後、軸方向極値点及び回転方向極値点から気流を吹き出すことで、その内側と外側の気流によって風速差を小さくして風速減衰を抑制することができるため、使用者が涼感を得て快適性を向上させることができる。
【００２０】
また、気流の風速を速めるために翼端部の取付角を大きくしなくてもよいため回転トルクが増大することがなく、モータの消費電力の増大を抑制することで省エネ化に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１の扇風機用のプロペラファンの正面図
【図２】本発明の実施の形態１の１枚の翼形状を回転軸の方向から見た詳細図
【図３】本発明の実施の形態１の翼の円筒断面形状を展開した展開図
【図４】本発明の実施の形態１の１枚の翼形状を子午面から見た詳細図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１の１枚の翼面を流れる気流を示す正面図、（ｂ）本発明の実施の形態１の回転α５における１枚の翼を前縁方向から見た側面図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態１の翼における回転α３からα５のときの翼半径位置と吹出風速の関係を示す模式図、（ｂ）本発明の実施の形態１の翼における後縁形状と気流が吹き出し始める回転α３からα５における翼半径位置と気流の軸方向位置の関係を示す模式図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態１の翼の取付角を示す斜視図、（ｂ）翼端部の取付角を大きくした一例としての翼の取付角を示す斜視図
【図８】本発明の実施の形態１の扇風機用のプロペラファンを搭載した扇風機の外観図
【図９】（ａ）従来技術のプロペラファンを回転軸方向から見た形状を示す正面図、（ｂ）従来技術のプロペラファンの回転α５における１枚の翼を前縁方向から見た側面図
【図１０】（ａ）従来技術のプロペラファンにおける回転α３からα５のときの翼半径位置と吹出風速の関係を示す模式図、（ｂ）従来技術のプロペラファンにおける後縁形状と気流が吹き出し始める回転α３からα５における翼半径位置と気流の軸方向位置の関係を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の請求項１記載の扇風機用のプロペラファンは、回転中心に回転軸を有するハブと、ハブの周囲に複数配列した翼を備え、翼の翼弦長Ｌ、翼間ピッチＴからなるソリディテイσ＝Ｌ／Ｔが０．５０〜０．９５とし、翼の直径Ｄ１、ハブの直径Ｄ２からなるハブ比Ｄ２／Ｄ１＝０．２〜０．４とした扇風機用のプロペラファンであって、プロペラファンは、周囲を環状に覆う風洞を設けずに軸方向に気流を送風する構成とし、翼の形状は、最も外周に位置し円弧状を成す翼端部とハブに接する翼根元部を連続して繋いだ形状とし、回転軸の中心から翼端部までの半径Ｒ１に対し、Ｒ１の０．６５〜０．８５倍の領域を翼中間部とした際、子午面から見た後縁の曲線形状は、翼中間部に軸方向の高さが最も風下側になる極値を有する軸方向極値点を備え、軸方向極値点から翼端部に向かって漸次風上側に傾斜する形状で、且つ、回転軸の方向から見た後縁の曲線形状は、翼中間部に回転方向に対して最も後退側になる極値を有する回転方向極値点を備え、回転方向極値点から翼端部に向かうにつれて漸次前進する形状とし、軸方向極値点と回転方向極値点の位置を合わせるようにしたことを特徴とするものである。
【００２３】
これにより、翼中間部に設けた軸方向極値点及び回転方向極値点よりも半径方向外側及び半径方向内側の後縁から先に気流を吹き出し、その後、軸方向極値点及び回転方向極値点から気流を吹き出す（以下、極値点気流と呼ぶ）こととなり、その極値点気流の内側と外側に気流を隣接して流すことができるので、風速差を小さくして極値点気流の風速減衰を抑制することができる。
【００２４】
また、気流の風速を速めるために翼端部の取付角を大きくしなくてもよいため回転トルクが増大することがなく、モータの消費電力の増大を抑制することができる。
【００２５】
また、本発明の請求項２記載の扇風機用のプロペラファンは、回転軸の中心からハブの外側、すなわち翼根元部までの半径をＲ２とし、Ｒ２からＲ１までの各半径位置における翼弦の中点を結んだ線を翼弦中心線とし、翼弦中心線及び前縁は、子午面から見た際に、翼中間部から翼端部に向かって軸方向の高さが漸次風上側に傾斜し、且つ、回転軸の方向から見た際に、翼中間部から翼端部に向かって回転方向に対して前進する形状であることを特徴とするものである。
【００２６】
これにより、前縁の形状及び翼弦中心線の形状は後縁の形状と相似になるため、翼中間部から翼端部にかけての正圧面は凹凸の無いなだらかな面となり、且つ、翼中間部の取付角に対して翼端部の取付角を同等角度となる。よって、翼中間部及び翼端部を流れる気流は、回転軸の方向から見た際に、いずれも円周方向に沿った平行な流れとなり、且つ、回転軸に対して垂直な平面に対し、翼中間部の後縁から吹き出す気流の角度と翼端部の後縁から吹き出す気流の角度が同等となるため、気流の流れ方向を合わせることができ、同様の効果が得られる。
【００２７】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態１の扇風機用のプロペラファンの正面図である。図２は本発明の実施の形態１の１枚の翼形状を回転軸の方向から見た詳細図である。図３は本発明の実施の形態１の翼の任意の半径Ｒにおける円筒断面を展開した断面図である。
図１に示すように、プロペラファン１は、回転中心に回転軸２を有する円形状のハブ３と、ハブ３の外周側から半径方向外側に突出した板状の翼４を備えている。翼４は、回転毎に等配になるように複数枚配置しており、本実施形態では、回転７２°毎に５枚配置している。
【００２９】
回転軸２の方向から見た翼４の形状は、図２に示すように、最も外周に位置し円弧状を成す翼端部５とハブ３の外周面に接する翼根元部６を連続して繋いだ略扇形の形状である。図２に示す翼４の回転方向は時計回りである。翼端部５と翼根元部６を結ぶ輪郭のうち、回転方向に対して前進側を前縁７、後退側を後縁８とする。
【００３０】
一例として翼４の大きさは、翼端までの直径Ｄ１と、ハブ３の直径Ｄ２はそれぞれ、Ｄ１＝４００ｍｍ、Ｄ２＝１２５ｍｍでハブ比Ｄ２／Ｄ１は、０．３２５となっている。回転軸２の中心から翼端部５までの半径Ｒ１は２００ｍｍ、翼根元部６までの半径Ｒ２は６２．５ｍｍとなっている。また、図３に示すように、前縁７と後縁８を結んだ線を翼弦９、その翼弦９の長さを翼弦長Ｌとし、隣接する翼４との距離を翼間ピッチＴとしたとき、ソリディテイσ＝Ｌ／Ｔは、０．５〜０．９５の範囲で形成している。
【００３１】
また、翼４の表面である翼面のうち、回転方向に対して前面にあたる面を正圧面１０、背面にあたる面を負圧面１１とする。
【００３２】
上記構成の扇風機用のプロペラファン１において、以下に本発明の翼形状の特徴について説明する。
【００３３】
図２に示すように、翼中間部１２は翼端部５までの半径Ｒ１に対して０．６５〜０．８５倍の領域、すなわち半径１３０〜１７０ｍｍの範囲としている。回転軸２の方向から見た後縁８の曲線形状は、翼中間部１２において回転方向に対して最も後退側になる極値を有する回転方向極値点１３を有している。本実施形態では、回転方向極値点１３は半径Ｒ＝１６５ｍｍの位置に設けている。
【００３４】
また、半径Ｒ１から半径Ｒ２までの各半径位置における翼弦９の中点を結んだ線を翼弦中心線１４とし、翼弦中心線１４及び前縁７は、回転軸２の方向から見た際に、翼中間部１２から翼端部５に向かって回転方向に対して前進する形状としている。
【００３５】
更に、図４に本発明の実施の形態１の１枚の翼形状を子午面から見た詳細図を示し、その特徴を説明する。ここで、子午面とは、回転軸２を原点とし、半径方向をＸ軸、回転軸方向をＹ軸とした円筒座標系で表される面である。
【００３６】
図４に示すように、子午面から見た後縁８の曲線形状は、翼中間部１２において軸方向の高さが最も風下側になる極値を有する軸方向極値点１５を有し、軸方向極値点１５から翼端部５に向かって漸次風上側に傾斜する形状とし、軸方向極値点１５と回転方向極値点１３を合わせるようにしている。
【００３７】
また、翼弦中心線１４は、翼中間部１２から翼端部５に向かって軸方向の高さが漸次風上側に傾斜する形状としている。
【００３８】
図５（ａ）に本発明の実施の形態１の１枚の翼面を流れる気流を示す正面図、図５（ｂ）に本発明の実施の形態１の回転α５における１枚の翼を前縁方向から見た側面図を示し、以下に本発明の翼４の気流流れを説明する。
【００３９】
図５（ａ）に示すように、翼４の正圧面１０を流れる気流をプロペラファン１が回転する回転位置α１からα５まで順に空気の流れの状況を観察する。  ここで、翼中間部１２の正圧面１０を流れ、翼中間部１２の回転方向極値点１３及び軸方向極値点１５から気流を吹き出す気流を極値点気流１６と呼び、極値点気流１６の半径方向外側を流れる気流を外側気流１７、極値点気流１６の半径方向内側を流れる気流を内側気流１８と呼ぶこととする。
【００４０】
まず、回転位置α１のとき、前縁７は翼根元側から翼端側に向かって前進しているので翼端側から順に正圧面１０に空気が流入している。
【００４１】
次に、回転位置α２では、翼４の正圧面１０を流れる空気は、回転する翼４によって昇圧され、徐々に風速が上昇していく。また、このとき、翼端には正圧面１０から負圧面１１に回りこむ翼端渦１９も生成される。
【００４２】
そして、回転位置α３では、翼中間部１２の半径方向外側で翼端部５付近を流れていた空気と、翼中間部１２の半径方向内側を流れている空気は後縁８に到達し、それぞれ外側気流１７、内側気流１８となって吹き出される。このとき、回転方向極値点１３及び軸方向極値点１５を含む翼中間部１２を流れる空気は、まだ後縁８に達しておらず、正圧面１０を流れ続けて風速が上昇し続けている。
【００４３】
さらに、回転位置α４では、翼中間部１２を流れていた空気も後縁８に到達しており、回転方向極値点１３及び軸方向極値点１５から最後に極値点気流１６となって吹き出している。このとき、極値点気流１６の外側には外側気流１７、極値点気流１６の内側には内側気流１８が隣接して存在している。外側気流１７及び内側気流１８は、プロペラファン１の周囲の空気との摩擦によって風速が減衰しているものの、極値点気流１６と並行した流れである。また、側面から見た場合では極値点気流１６が吹き出される位置は最も下流側であり、先に外側気流１７及び内側気流１８が吹き出されて下流側に気流が進んでいても、極値点気流１６の近くを流れていることとなり、風速の減衰を抑制する効果を発揮できる。
【００４４】
最後に、回転位置α５では、極値点気流１６の風速は、隣接して流れる外側気流１７及び内側気流１８によって風速の減衰が抑制できており、速い風速を維持しながら送風できている。この状態のときの気流を側面から見た時の様子を図５（ｂ）に示す。後縁８では外側気流１７、内側気流１８が先に吹き出されて下流側に流れが進んでいる。その後、極値点気流１６が吹き出されることになるが、後縁８の最下流位置から吹き出さすこととなるので、極値点気流１６と外側気流１７、内側気流１８を並行して流すことができる。
【００４５】
以上のような気流流れとすることで、本発明の扇風機用のプロペラファン１の極値点気流１６は、その外側及び内側に外側気流１７、内側気流１８がそれぞれ並行して流れるために周囲の空気との風速差が小さくなり、風速減衰が抑制されて送風することができる。
【００４６】
回転方向極値点１３及び軸方向極値点１５を設ける翼中間部１２の領域は、回転軸２の中心から翼端部５までの半径Ｒ１に対し、Ｒ１の０．６５〜０．８５倍の領域が望ましく、その理由として、例えば、回転方向極値点１３及び軸方向極値点１５を回転軸２の中心から翼端部５までの半径Ｒ１に対し、Ｒ１の０．６５倍以下とした場合は、同じ回転数でプロペラファン１を回転させても半径Ｒが小さいために周速が遅くなり、速い風速が得られにくくなるという不具合がある。また、回転方向極値点１３及び軸方向極値点１５を回転軸２の中心から翼端部５までの半径Ｒ１に対し、Ｒ１の０．８５倍以上とした場合は、翼端部５の領域が小さいため、十分な外側気流１７を発生させられなくなり、極値点気流１６の風速減衰が大きくなってしまうという不具合がある。
【００４７】
以上のことを、模式的に説明するため、図６（ａ）に本発明の実施の形態１の翼における回転位置α３からα５のときの翼半径位置と吹出風速の関係を示す模式図を示し、図６（ｂ）本発明の実施の形態１の翼における後縁形状と気流が吹き出し始める回転α３からα５における翼半径位置と気流の軸方向位置の関係を示す模式図を示して説明する。
【００４８】
図６（ａ）に示すように、回転位置α３のとき、翼中間部１２を除く翼端部５や翼根元部６から気流が吹き出し始めている。翼端部５は周速が速いため、吹き出し直後の初速は翼根元部６と比較して速くなっている。このとき、図６（ｂ）の回転位置α３を参照すると、後縁８から吹き出した気流は軸方向下流に向かって流れ、下流位置に移動している。次に回転位置α４に至ると翼中間部１２からも気流が吹き出されている。このとき、軸方向極値点１５及び回転方向極値点１３が最後に吹き出しており、且つ図６（ｂ）に示すように後縁８の軸方向位置も最も下流位置にあるため極値点気流１６の半径方向内側には内側気流１８、半径方向外側には外側気流１７が隣接して存在させることができる。更に回転位置α５に至ると図６（ａ）に示すように翼端部５及び翼根元部６付近から吹き出した気流は周囲の空気との摩擦によって風速が減衰していくのに対して極値点気流１６は周囲にも隣接した気流があるため、風速の減衰を小さく抑えることができる。
【００４９】
図１０に示した従来の扇風機用のプロペラファンの回転位置α３からα５にかけての風速減衰の大きさと比較すると、特に極値点気流１６における風速減衰を抑制することができる。
【００５０】
したがって本発明のように、回転方向極値点１３と軸方向極値点１５を一致させ、極値点気流１６が吹き出される際には、極値点気流１６に隣接した気流を設けるようにすることで、風速の減衰を抑制し、風速の速い気流を使用者に届けて快適性を向上させることができる。
【００５１】
次に、本発明の扇風機用のプロペラファン１では回転トルクの増大を抑制できるという効果もあり、その詳細について説明する。
【００５２】
図７（ａ）に本発明の実施の形態１の翼の取付角を示す斜視図、図７（ｂ）に翼端部の取付角を大きくした一例としての翼の取付角を示す斜視図を参照しながら説明する。
【００５３】
本発明の目的である風速の速い気流を発生させようとした場合、一例としてプロペラファン１を回転させた際に最も周速が速くなる翼端側は風速を速めるのに有利であると考えられるため、翼端部５の取付角を大きくする翼形状としている。
【００５４】
例えば図７（ａ）に示す翼４の翼中間部１２の取付角をθ１、翼端部５の取付角をθ２と定義すると、本実施形態の翼形状の場合、θ２−θ１≦±１°としており、ほぼ等しいの取付角としいる。一方対比例として図７（ｂ）に示す翼４の翼中間部１２の取付角をθ３、翼端部５の取付角をθ４とした場合、θ３とθ４の関係はθ４−θ５≧５°、且つθ４＞θ２となっており、翼中間部１２に比べて翼端部５の取付角を大きく設定している。
【００５５】
図７（ａ）と図７（ｂ）の翼４を同じ回転数で回転させた場合、図７（ｂ）の翼形状の方が翼端部５の後縁８から吹き出される気流の風速を速くすることができる。しかしながら、図７（ｂ）の翼形状では翼端部５の正圧面１０で生じる圧力が高くなり、プロペラファン１の回転方向に対して回転トルクが大きくなるという課題がある。回転トルクは、負荷と回転軸２の中心から負荷が発生する位置までの距離の積で表されるので、回転軸２の中心から最も離れた翼端部５で生じる負荷は著しく回転トルクの増大に繋がってしまう。
【００５６】
また、翼端部５の正圧面１０で生じる圧力が高くなると、翼端部５の正圧面１０から負圧面１１に回り込んで翼端渦１９となる流れが更に助長され、翼端部５を流れる気流が翼端渦１９となって損失してしまい、効率良く気流を送風できなくなってしまうという課題も生じてしまう。
【００５７】
したがって図７（ａ）に示す本発明の翼形状では翼端部５の取付角を大きくせずに所期の目的を達成できるため、回転トルクが増大することがなく、モータの消費電力の増大を抑制することができる。
【００５８】
図８に本発明の実施の形態１の扇風機用のプロペラファン１を搭載した扇風機の外観図を示す。
【００５９】
図８に示すように、扇風機用のプロペラファン１の周囲に気流の流れを阻害せず、異物との衝突を回避するためのガード２０を設け、ハブ３の回転軸２にモータ２１を接続してモータ２１の駆動力でプロペラファン１回転させることで回転軸２の方向に気流を送風させる扇風機２２の構成となっている。
【００６０】
本発明の扇風機用のプロペラファン１は、極値点気流１６の風速減衰を抑制し、速い風速を維持しつつ、回転トルクを増大させないような翼形状にすることで扇風機２２の構成においては、使用者の快適性を向上させることができ、且つ、モータ２１の消費電力の増大を抑制できることで省エネ化に貢献できる扇風機２２を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明にかかる扇風機用のプロペラファンは、気流を効率良く送風でき、モータの消費電力の増大を抑制できるため、人に気流を当てて涼感を得るための扇風機や、室内の空気を循環させるためのサーキュレータとして有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１      プロペラファン
２      回転軸
３      ハブ
４      翼
５      翼端部
６      翼根元部
７      前縁
８      後縁
９      翼弦
１０    正圧面
１１    負圧面
１２    翼中間部
１３    回転方向極値点
１４    翼弦中心線
１５    軸方向極値点
１６    極値点気流
１７    外側気流
１８    内側気流
１９    翼端渦
２０    ガード
２１    モータ
２２    扇風機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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