(57)【要約】【課題】ファンから送り出される流体の不快感が低減されるプロペラファン、そのプロペラファンを備える流体送り装置およびそのプロペラファンの製造に用いられる成形用金型、を提供する。【解決手段】プロペラファンは、仮想の中心軸１０１を中心に回転するボスハブ部４１と、ボスハブ部４１から中心軸１０１の半径方向外側に延出する翼２１とを備える。翼２１は、回転方向の側に配置される前縁部２２と、回転方向の反対側に配置される後縁部２４と、中心軸１０１の周方向に延び、前縁部２２と後縁部２４との間を接続する外縁部２３とを有する。翼２１の噴出側に中心軸に直交する平面１０７を想定し、その平面１０７からの中心軸１０１の軸方向における長さを高さという場合に、後縁部２４は、中心軸１０１を中心とする外周側で、外縁部２３に近づくほど大きくなる高さを有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想の中心軸を中心に回転する回転軸部と、
前記回転軸部から前記中心軸の半径方向外側に延出する翼とを備え、
前記翼は、回転方向の側に配置される前縁部と、回転方向の反対側に配置される後縁部と、前記中心軸の周方向に延び、前記前縁部と前記後縁部との間を接続する外縁部とを有し、
前記翼の噴出側に前記中心軸に直交する平面を想定し、その平面からの前記中心軸の軸方向における長さを高さという場合に、前記後縁部は、前記中心軸を中心とする外周側で、前記外縁部に近づくほど大きくなる高さを有する、プロペラファン。
【請求項２】
前記翼を前記中心軸の軸方向から見た場合に、前記後縁部は、前記回転軸部から前記中心軸の半径方向外側に向けて所定方向に延びる内周部と、前記所定方向より回転方向の側に傾きを変化させて、前記内周部から前記外縁部に向けて延びる外周部とを含む、請求項１に記載のプロペラファン。
【請求項３】
前記所定方向は、前記中心軸を中心とする半径方向である、請求項２に記載のプロペラファン。
【請求項４】
前記外周部は、直線状もしくは円弧状に延びる、請求項２または３に記載のプロペラファン。
【請求項５】
前記前縁部は、前記回転軸部と前記外縁部との間で一定の高さを有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のプロペラファン。
【請求項６】
前記前縁部は、前記中心軸を中心とする内周側で一定の高さを有し、前記中心軸を中心とする外周側で、前記外縁部に近づくほど小さくなる高さを有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のプロペラファン。
【請求項７】
前記翼は、
前記翼および前記回転軸部の外表面の間に配置される翼根部と、
前記前縁部の、前記中心軸の半径方向外側に配置される翼先端部と、
前記後縁部の、前記中心軸の半径方向外側に配置される翼後端部と、
前記翼根部、前記前縁部、前記翼先端部、前記外縁部、前記翼後端部および前記後縁部に囲まれた領域に形成される翼面とをさらに有し、
前記外縁部は、前記翼先端部と前記翼後端部との間を接続し、
前記翼面は、
前記翼根部を含み、前記中心軸の半径方向内側に位置する内側領域と、
前記翼後端部を含み、前記中心軸の半径方向外側に位置する外側領域と、
前記前縁部、前記翼先端部または前記外縁部寄りに位置する前端部から、前記後縁部寄りに位置する後端部まで延在し、前記翼面の正圧面側が凸となり前記翼面の負圧面側が凹となるように、前記内側領域と前記外側領域とを連結する連結部とを含み、
前記翼面は、前記翼面のうちの前記連結部よりも前記中心軸の半径方向外側の部分の食い違い角よりも、前記翼面のうちの前記連結部よりも前記半径方向内側の部分の食い違い角の方が小さくなるように形成される、請求項１から６のいずれか１項に記載のプロペラファン。
【請求項８】
前記連結部は、前記翼の回転に伴って前記翼面上に発生する翼先端渦の流れに沿うように形成される、請求項７に記載のプロペラファン。
【請求項９】
前記連結部は、前記連結部の前記負圧面側に形成される内角が、前記翼の回転方向における前記連結部の中心付近で最も小さくなるように形成され、
前記前端部および前記後端部の各々の周囲に位置する前記翼面は、前記前端部および前記後端部の各々を通り前記半径方向に沿った断面視において、１８０°となるように形成される、請求項７または８に記載のプロペラファン。
【請求項１０】
前記翼の回転方向における前記連結部の中心位置を通り、かつ前記中心軸を中心とする仮想の同心円を描いた場合に、前記連結部の前記前端部は、前記同心円の半径方向外側に位置し、前記連結部の前記後端部は、前記同心円の半径方向内側に位置する、請求項７から９のいずれかに記載のプロペラファン。
【請求項１１】
前記翼面は、前記翼面のうちの前記連結部よりも半径方向内側の部分の食い違い角が、前記回転軸部に近づくに従って小さくなるように形成される、請求項７から１０のいずれかに記載のプロペラファン。
【請求項１２】
前記翼面は、前記翼面のうちの前記連結部よりも半径方向内側の部分の翼面積が、前記翼面のうちの前記連結部よりも半径方向外側の部分の翼面積と同一もしくはこれよりも大きくなるように形成されている、請求項７から１１のいずれか１項に記載のプロペラファン。
【請求項１３】
前記連結部は、前記内側領域から前記外側領域に向かって湾曲するように設けられる、請求項７から１２のいずれか１項に記載のプロペラファン。
【請求項１４】
前記連結部は、前記内側領域から前記外側領域に向かって屈曲するように設けられる、請求項７から１２のいずれか１項に記載のプロペラファン。
【請求項１５】
前記外縁部は、前記前縁部側に位置する前方外縁部と、前記後縁部側に位置する後方外縁部と、前記前方外縁部および前記後方外縁部を接続する接続部とを含む、請求項１から１４のいずれか１項に記載のプロペラファン。
【請求項１６】
樹脂成形品からなる、請求項１から１５のいずれか１項に記載のプロペラファン。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載のプロペラファンと、
前記プロペラファンを回転駆動する駆動モータとを備える、流体送り装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載のプロペラファンを成形するために用いられる、成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、プロペラファン、流体送り装置および成形用金型に関し、より特定的には、流体を送り出すためのプロペラファンと、そのようなプロペラファンを備えた扇風機、サーキュレータ、エアーコンディショナ、空気清浄機、加湿機、除湿機、ファンヒータ、冷却装置または換気装置などの流体送り装置と、そのようなプロペラファンを樹脂により成形する際に用いられる成形用金型とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプロペラファンに関して、たとえば、特開２００３−２０６８９４号公報には、プロペラファンの翼先端部および翼端部より生じる渦の変動、発達を抑制するとともに、翼面上における剥離を防ぎ、風量を増大させることを目的としたプロペラファンが開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたプロペラファンは、円筒状のボスと、複数の翼とからなる。翼の後縁の所定位置には、へこみが形成されている。
【０００３】
また、特開２０１１−５８４４９号公報には、省エネルギ性や省資源化設計の面で大きく貢献することを目的としたプロペラファンが開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示されたプロペラファンは、２枚もしくは３枚の翼と、翼同士を連接する連結部とを有する。連設部は、翼面状の表面を有しており、翼の回転中心付近において順方向に送風する機能を発揮する。
【０００４】
また、特開２００４−２９３５２８号公報には、空力的な性能を向上させるとともに、騒音や消費電力を低減することを目的としたプロペラファンが開示されている（特許文献３）。特許文献３に開示されたプロペラファンにおいて、羽根をその回転軸方向の所定平面により切断した場合に、上流側に向かって凸である滑らかな凸曲線が得られる。
【０００５】
また、特開２０００−５４９９２号公報には、空気流の流れの剥離を低減して、送風性能の向上と送風騒音の低減とを共に図ることを目的としたプロペラファンが開示されている（特許文献４）。特許文献４に開示されたプロペラファンにおいては、ボス部の周りに複数の翼が配設されている。各翼は、その断面形状が周方向と半径方向との両方向で流線形をなすように形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０６８９４号公報
【特許文献２】特開２０１１−５８４４９号公報
【特許文献３】特開２００４−２９３５２８号公報
【特許文献４】特開２０００−５４９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１〜４に開示されるように、送風能力を向上させることを主な目的とした各種のプロペラファンが知られている。このようなプロペラファンにおいては、翼の周速の違いによって、送風能力がファンの外周側で高くなり、内周側で低くなる。このため、ファンの外周側では、翼の高さを大きくしたり、翼のコード長さを大きくしたりして送風させるが、ファンの回転中心に配置されたボスハブ部やその付近では、材料費を削るためや軽量化のために、高さを小さくし、中心部では無くす傾向にある。
【０００８】
一方、節電ブームの到来により、扇風機やサーキュレータの人気が再度高まってきた昨今、これらの電気機器には、室内の空気を撹拌したり、直接人の肌に風を当てて涼を得るにあたり、撹拌能力が高く、快適（均一）な風を送ることが求められている。これまでのプロペラファンでは、風当たりの良さ、つまり風速や温度分布の均一さ（やわらかな風・自然な風・さわやかな風・心地よい風・滑らかな風）については、詳細な検討がなされていない。ファンの外周側に極端な風速のピークを有したり、ファンから送り出される空気の流れが半径方向外側に拡散されたりするために、特に扇風機やサーキュレータなどといった、人に直接風を当てて涼を得たり、室内の空気を撹拌することを目的とする使用方法では、ファンから送り出される風を不快に感じることが多くなる。
【０００９】
元来、ファンの回転中心付近では、ファンの固定のためにスピンナーという部材が取り付けられたり、モーターシャフトが通されたりする。このため、ほとんど送風に寄与していないばかりか、むしろ逆流してしまう場合もある。そこで、逆流を防ぐために、ファンの回転中心に大きなボスハブ部を設けるという対策が採られるが、このような対策では、ファンの回転中心付近が送風に寄与していないという問題は解決できていない。
【００１０】
一方、ファンの外周側では、Ｖ∝Ａ（πｒ２）の関係で風速が大きくなり、翼の外縁部付近では、最も高速となって極端なピーク点を有する。この風速のピークと、上述のファンの回転中心付近が送風に寄与しないこととが相まって、ファンの内周側と外周側との間で風速の差が大きくなる。このような風速のばらつきが、ファンから送り出される風を不快に感じることの原因となる。
【００１１】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、ファンから送り出される流体の不快感が低減されるプロペラファン、そのプロペラファンを備える流体送り装置およびそのプロペラファンの製造に用いられる成形用金型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に従ったプロペラファンは、仮想の中心軸を中心に回転する回転軸部と、回転軸部から中心軸の半径方向外側に延出する翼とを備える。翼は、回転方向の側に配置される前縁部と、回転方向の反対側に配置される後縁部と、中心軸の周方向に延び、前縁部と後縁部との間を接続する外縁部とを有する。翼の噴出側に中心軸に直交する平面を想定し、その平面からの中心軸の軸方向における長さを高さという場合に、後縁部は、中心軸を中心とする外周側で、外縁部に近づくほど大きくなる高さを有する。
【００１３】
このように構成されたプロペラファンによれば、中心軸を中心とする外周側で、翼の高さ（中心軸の軸方向における前縁部と後縁部との間の距離）を小さくすることによって、翼による流体の送り能力を抑制する。これにより、中心軸を中心とする内周側と外周側との間で流体の送り能力の差が縮まり、流体をより均一に送り出すことができる。これにより、ファンから送り出される流体の不快感を低減させることができる。
【００１４】
また好ましくは、翼を中心軸の軸方向から見た場合に、後縁部は、回転軸部から中心軸の半径方向外側に向けて所定方向に延びる内周部と、所定方向より回転方向の側に傾きを変化させて、内周部から外縁部に向けて延びる外周部とを含む。
【００１５】
また好ましくは、所定方向は、中心軸を中心とする半径方向である。
また好ましくは、外周部は、直線状もしくは円弧状に延びる。
【００１６】
また好ましくは、前縁部は、回転軸部と外縁部との間で一定の高さを有する。
また好ましくは、前縁部は、中心軸を中心とする内周側で一定の高さを有し、中心軸を中心とする外周側で、外縁部に近づくほど小さくなる高さを有する。
【００１７】
また好ましくは、翼は、翼および回転軸部の外表面の間に配置される翼根部と、前縁部の、中心軸の半径方向外側に配置される翼先端部と、後縁部の、中心軸の半径方向外側に配置される翼後端部と、翼根部、前縁部、翼先端部、外縁部、翼後端部および後縁部に囲まれた領域に形成される翼面とをさらに有する。外縁部は、翼先端部と翼後端部との間を接続する。翼面は、翼根部を含み、中心軸の半径方向内側に位置する内側領域と、翼後端部を含み、中心軸の半径方向外側に位置する外側領域と、前縁部、翼先端部または外縁部寄りに位置する前端部から、後縁部寄りに位置する後端部まで延在し、翼面の正圧面側が凸となり翼面の負圧面側が凹となるように、内側領域と外側領域とを連結する連結部とを含む。翼面は、翼面のうちの連結部よりも中心軸の半径方向外側の部分の食い違い角よりも、翼面のうちの連結部よりも半径方向内側の部分の食い違い角の方が小さくなるように形成される。
【００１８】
また好ましくは、連結部は、翼の回転に伴って翼面上に発生する翼先端渦の流れに沿うように形成される。
【００１９】
また好ましくは、連結部は、連結部の負圧面側に形成される内角が、翼の回転方向における連結部の中心付近で最も小さくなるように形成される。前端部および後端部の各々の周囲に位置する翼面は、前端部および後端部の各々を通り半径方向に沿った断面視において、１８０°となるように形成される。
【００２０】
また好ましくは、翼の回転方向における連結部の中心位置を通り、かつ中心軸を中心とする仮想の同心円を描いた場合に、連結部の前端部は、同心円の半径方向外側に位置し、連結部の後端部は、同心円の半径方向内側に位置する。
【００２１】
また好ましくは、翼面は、翼面のうちの連結部よりも半径方向内側の部分の食い違い角が、回転軸部に近づくに従って小さくなるように形成される。
【００２２】
また好ましくは、翼面は、翼面のうちの連結部よりも半径方向内側の部分の翼面積が、翼面のうちの連結部よりも半径方向外側の部分の翼面積と同一もしくはこれよりも大きくなるように形成されている。
【００２３】
また好ましくは、連結部は、内側領域から外側領域に向かって湾曲するように設けられる。
【００２４】
また好ましくは、連結部は、内側領域から外側領域に向かって屈曲するように設けられる。
【００２５】
また好ましくは、外縁部は、前縁部側に位置する前方外縁部と、後縁部側に位置する後方外縁部と、前方外縁部および後方外縁部を接続する接続部とを含む。
【００２６】
なお、上記接続部は、最大半径の異なる上記前方外縁部と上記後方外縁部とを接続する部位であり、望ましくは上記前方外縁部と上記後方外縁部とを滑らかに接続している。また、上記接続部は、望ましくは上記前方外縁部と上記後方外縁部とを略鋭角形状、たとえば切れ込みを有する状態で接続している。また、上記接続部は、望ましくは上記前方外縁部と上記後方外縁部とを略鈍角形状、たとえば段差を有する状態で接続している。また、上記接続部は、望ましくは上記中心軸側に向けて窪んだ形状とされている。
【００２７】
また好ましくは、上述のいずれかに記載のプロペラファンは、樹脂成形品からなる。
この発明に従った流体送り装置は、上述のいずれかに記載のプロペラファンと、プロペラファンを回転駆動する駆動モータとを備える。
【００２８】
この発明に従った成形用金型は、上述の樹脂製のプロペラファンを成形するために用いられる。
【発明の効果】
【００２９】
以上に説明したように、この発明に従えば、ファンから送り出される流体の不快感が低減されるプロペラファン、そのプロペラファンを備える流体送り装置およびそのプロペラファンの製造に用いられる成形用金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施の形態１におけるプロペラファンを備えた扇風機を示す側面図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるプロペラファンを吸込側から見た斜視図である。
【図３】図２中のプロペラファンを噴出側から見た斜視図である。
【図４】図２中のプロペラファンを吸込側から見た平面図である。
【図５】図２中のプロペラファンを噴出側から見た平面図である。
【図６】図２中のプロペラファンを示す側面図である。
【図７】図５中のプロペラファンを部分的に拡大して示す平面図である。
【図８】図２中に示すプロペラファンの第１変形例を示す平面図である。
【図９】図２中に示すプロペラファンの第２変形例を示す側面図である。
【図１０】図２中に示すプロペラファンの第３変形例を示す側面図である。
【図１１】第１比較例におけるプロペラファンを示す側面図である。
【図１２】第２比較例におけるプロペラファンを示す側面図である。
【図１３】図９中の第２変形例におけるプロペラファンおよび図１１中の第１比較例におけるプロペラファンにおいて、回転数と風量との関係を示すグラフである。
【図１４】図９中の第２変形例におけるプロペラファンおよび図１１中の第１比較例におけるプロペラファンにおいて、風量と消費電力との関係を示すグラフである。
【図１５】図９中の第２変形例におけるプロペラファンおよび図１１中の第１比較例におけるプロペラファンにおいて、風量と騒音との関係を示すグラフである。
【図１６】図９中の第２変形例におけるプロペラファンおよび図１１中の第１比較例におけるプロペラファンにおいて、回転中心からの距離と風速との関係を示すグラフである。
【図１７】図７中の実施の形態１におけるプロペラファン、図８中の第１変形例におけるプロペラファンおよび図１２中の第２比較例におけるプロペラファンにおいて、回転数と風量との関係を示すグラフである。
【図１８】図７中の実施の形態１におけるプロペラファン、図８中の第１変形例におけるプロペラファンおよび図１２中の第２比較例におけるプロペラファンにおいて、風量と消費電力との関係を示すグラフである。
【図１９】図７中の実施の形態１におけるプロペラファン、図８中の第１変形例におけるプロペラファンおよび図１２中の第２比較例におけるプロペラファンにおいて、風風量と騒音との関係を示すグラフである。
【図２０】図７中の実施の形態１におけるプロペラファン、図８中の第１変形例におけるプロペラファンおよび図１２中の第２比較例におけるプロペラファンにおいて、回転中心からの距離と風速との関係を示すグラフである。
【図２１】この発明の実施の形態２におけるプロペラファンを備えたクロスフローファンを示す斜視図である。
【図２２】この発明の実施の形態２におけるプロペラファンを吸込側から見た平面図である。
【図２３】図２２中のプロペラファンを噴出側から見た平面図である。
【図２４】図２２中のプロペラファンを示す側面図である。
【図２５】図２２中のプロペラファンを部分的に示す平面図である。
【図２６】図２２中のプロペラファンを部分的に示す別の平面図である。
【図２７】図２６中のＡ−Ａ線上に沿ったプロペラファンを示す断面図である。
【図２８】図２６中のＢ−Ｂ線上に沿ったプロペラファンを示す断面図である。
【図２９】図２６中のＣ−Ｃ線上に沿ったプロペラファンを示す断面図である。
【図３０】図２６中のＤ−Ｄ線上に沿ったプロペラファンを示す断面図である。
【図３１】図２６中のＥ−Ｅ線上に沿ったプロペラファンを示す断面図である。
【図３２】図２６中のＦ−Ｆ線上に沿ったプロペラファンを示す断面図である。
【図３３】図２５中のＸＸＸＩＩＩ−ＸＸＸＩＩＩ線上に沿った断面図である。
【図３４】図２５中のＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶ線上に沿った断面図である。
【図３５】プロペラファンの翼が回転している際の様子を吸込側から見た平面図である。
【図３６】プロペラファンの翼が回転している際の様子を噴出側から見た平面図である。
【図３７】プロペラファンを連結部に沿って仮想的に切断したときの断面図であり、プロペラファンの翼が回転している際の様子を示す図である。
【図３８】比較のためのプロペラファンにおいて、本実施の形態における連結部に対応する部分に沿って仮想的に切断したときの断面図であり、このプロペラファンの翼が回転している際の様子を示す図である。
【図３９】図２５中のプロペラファンの第１変形例を示す断面図である。
【図４０】図２５中のプロペラファンの第２変形例を示す平面図である。
【図４１】プロペラファンを低速回転させた場合に得られる風の流れを示す概念図である。
【図４２】プロペラファンを低速回転させた場合に得られる風の状態を模式的に示す図である。
【図４３】プロペラファンを高速回転させた場合に得られる風の流れを示す概念図である。
【図４４】プロペラファンを高速回転させた場合に得られる風の状態を模式的に示す図である。
【図４５】プロペラファンの製造に用いられる成形用金型を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００３２】
（実施の形態１）
［プロペラファンの基本構造について］
図１は、この発明の実施の形態１におけるプロペラファンを備えた扇風機を示す側面図である。図２は、この発明の実施の形態１におけるプロペラファンを吸込側から見た斜視図である。図３は、図２中のプロペラファンを噴出側から見た斜視図である。図４は、図２中のプロペラファンを吸込側から見た平面図である。図５は、図２中のプロペラファンを噴出側から見た平面図である。図６は、図２中のプロペラファンを示す側面図である。
【００３３】
図１から図６を参照して、まず、本実施の形態におけるプロペラファンの基本的な構造について説明する。
【００３４】
本実施の形態におけるプロペラファン２１０は、７枚翼のプロペラファンであり、たとえば、ＡＳ（acrylonitrile-styrene）樹脂等の合成樹脂により一体成形されている。
【００３５】
プロペラファン２１０は、複数の翼として、翼２１Ａ、翼２１Ｂ、翼２１Ｃ、翼２１Ｄ、翼２１Ｅ、翼２１Ｆおよび翼２１Ｇ（以下、特に区別しない場合は翼２１という）を有する。翼２１は、仮想軸である中心軸１０１を中心に、図中の矢印１０２に示す方向に回転する。複数の翼２１は、中心軸１０１を中心に回転することにより、図中の吸込側から噴出側に送風を行なう。
【００３６】
翼２１Ａ〜翼２１Ｇは、プロペラファン２１０の回転軸、すなわち中心軸１０１の周方向において、等間隔に配置されている。本実施の形態では、翼２１Ａ〜翼２１Ｇは、同一形状に形成されており、いずれかの翼２１を中心軸１０１を中心に回転させた場合に、その翼２１の形状と別の翼２１の形状とが一致するように形成されている。翼２１Ａ、翼２１Ｂ、翼２１Ｃ、翼２１Ｄ、翼２１Ｅ、翼２１Ｆおよび翼２１Ｇは、挙げた順に、プロペラファン２１０の回転方向に並んでいる。たとえば、翼２１Ｂは、翼２１Ａに対してプロペラファン２１０の回転方向の側に隣り合って配置され、翼２１Ｃは、翼２１Ｂに対してプロペラファン２１０の回転方向の側に隣り合って配置されている。
【００３７】
翼２１は、プロペラファン２１０の回転方向の側に配置される前縁部２２と、回転方向の反対側に配置される後縁部２４と、前縁部２２と後縁部２４との間を接続する外縁部２３とを有する。
【００３８】
プロペラファン２１０を中心軸１０１の軸方向から見た場合、すなわち、プロペラファン２１０を平面的に見た場合に、前縁部２２および後縁部２４は、後述するボスハブ部４１から、中心軸１０１を中心とする半径方向内側から外側に向けて延びている。前縁部２２は、中心軸１０１を中心とする半径方向内側から外側に湾曲しながら、プロペラファン２１０の回転方向に向かって延びている。後縁部２４は、中心軸１０１を中心とする周方向において、前縁部２２と対向して配置されている。外縁部２３は、全体として、前縁部２２と後縁部２４との間で円弧状に延びている。
【００３９】
外縁部２３は、全体として、中心軸１０１を中心とする周方向に沿って延びている。図４中に示すように、外縁部２３は、その周方向に延びる線上においてプロペラファン２１０の最も回転方向の側に位置する前縁側接続部１０４で前縁部２２と交わり、その周方向に延びる線上においてプロペラファン２１０の最も回転方向の反対側に位置する後縁側接続部１０５で後縁部２４と交わっている。
【００４０】
図４中には、複数の翼２１の外接円１０９が示されている。外接円１０９は、中心軸１０１を中心として半径Ｒを有し、その内側に複数の翼２１が内接している。外接円１０９は、翼２１の外縁部２３に接している。翼２１は、中心軸１０１を中心として最大半径Ｒを有する。外縁部２３は、外接円１０９に接する位置から前縁側接続部１０４に向けて、中心軸１０１を中心とする周方向に沿って延びながら、その半径方向内側に湾曲している。
【００４１】
前縁側接続部１０４および後縁側接続部１０５は、外接円１０９に隣り合って配置されている。前縁側接続部１０４および後縁側接続部１０５は、中心軸１０１からＲ／２（Ｒは、プロペラファンの平面視における翼２１の最大半径）だけ離れた位置よりも外周側に配置されている。前縁側接続部１０４は、前縁部２２と外縁部２３とが接続される付近で極大となる曲率を有する。後縁側接続部１０５は、外縁部２３と後縁部２４とが接続される付近で極大となる曲率を有する。
【００４２】
図４中に示すプロペラファン２１０の平面視において、前縁部２２は、後述するボスハブ部４１と前縁側接続部１０４との間で湾曲しながら延びている。後縁部２４は、後述するボスハブ部４１と後縁部１０５との間で湾曲しながら延びている。
【００４３】
プロペラファン２１０を平面的に見た場合に、翼２１の外形が、前縁部２２、外縁部２３および後縁部２４によって構成されている。プロペラファン２１０を平面的に見た場合に、翼２１は、前縁部２２と外縁部２３とが交わる前縁側接続部１０４を先端にして、鎌状に尖った形状を有する。前縁側接続部１０４は、翼２１においてプロペラファン２１０の最も回転方向の側に位置する。
【００４４】
翼２１には、プロペラファン２１０の回転に伴って送風を行なう（吸込側から噴出側に空気を送り出す）ための翼面２８が形成されている。
【００４５】
翼面２８は、中心軸１０１の軸方向において吸込側および噴出側に面する側にそれぞれ形成されている。翼面２８は、前縁部２２、外縁部２３および後縁部２４に囲まれた領域に形成されている。翼面２８は、前縁部２２、外縁部２３および後縁部２４に囲まれた領域の全面に形成されている。翼面２８は、前縁部２２から後縁部２４に向かう周方向において吸込側から噴出側に傾斜する湾曲面により形成されている。
【００４６】
翼面２８は、正圧面２６と、正圧面２６の裏側に配置される負圧面２７とから構成されている。正圧面２６は、翼面２８の噴出側に面する側に形成され、負圧面２７は、翼面２８の吸込側に面する側に形成されている。プロペラファン２１０の回転時、翼面２８上で空気流れが発生するのに伴って、正圧面２６で相対的に大きく、負圧面２７で相対的に小さくなる圧力分布が生じる。
【００４７】
プロペラファン２１０は、回転軸部としてのボスハブ部４１を有する。ボスハブ部４１は、プロペラファン２１０を、その駆動源である図示しないモータの出力軸に接続する部分である。ボスハブ部４１は、中心軸１０１に軸方向に延びる円筒形状を有する。翼２１は、ボスハブ部４１から中心軸１０１の半径方向外側に延出するように形成されている。前縁部２２および後縁部２４は、ボスハブ部４１から外縁部２３に向けて、中心軸１０１の半径方向外側に延びている。
【００４８】
翼２１は、前縁部２２と後縁部２４とを結ぶ、周方向の断面形状の厚みが、前縁部２２および後縁部２４から翼中心付近に向かうほど厚くなり、翼中心よりも前縁部２２側に寄った位置に最大厚みを有する翼型形状に形成されている。
【００４９】
なお、以上においては、合成樹脂により一体成形されるプロペラファン２１０について説明したが、本発明におけるプロペラファンは樹脂製に限られるものではない。たとえば、一枚物の板金を捻り加工することによってプロペラファン２１０を形成してもよいし、曲面を有して形成される一体の薄肉状物によりプロペラファンを形成してもよい。これらの場合、別に成形したボスハブ部４１に翼２１Ａ〜翼２１Ｇを接合する構造としてもよい。
【００５０】
また、本発明は、７枚翼のプロペラファン２１０に限られず、３枚以外の複数枚の翼２１を備えるプロペラファンであってもよいし、１枚の翼２１を備えるプロペラファンであってもよい。１枚翼のプロペラファンとする場合、中心軸１０１に対して翼２１の反対側に、バランサーとしての錘が設けられる。
【００５１】
図１中には、本実施の形態におけるプロペラファン２１０を有する流体送り装置の一例として、扇風機６１０が示されている。扇風機６１０は、たとえば、人に直接風を当てて涼を得るために用いられる。扇風機６１０は、プロペラファン２１０と、プロペラファン２１０のボスハブ部４１が連結され、複数の翼２１を回転させるための図示しない駆動モータとを有する。
【００５２】
なお、プロペラファン２１０は、扇風機６１０に限られず、サーキュレータ、エアーコンディショナ、空気清浄機、加湿機、除湿機、ファンヒータ、冷却装置または換気装置などの流体送り装置に用いられてもよい。
【００５３】
［翼の後縁部および前縁部の高さについて］
図６中には、プロペラファン２１０の噴出側、すなわち翼２１の正圧面２６が面する側に、プロペラファン２１０の回転軸である中心軸１０１に直交する仮想上の平面１０７が示されている。
【００５４】
図２から図６を参照して、平面１０７から後縁部２４までの中心軸１０１の軸方向における長さを後縁部２４の高さという場合に、本実施の形態におけるプロペラファン２１０においては、後縁部２４が、中心軸１０１を中心とする外周側で、外縁部２３に近づくほど大きくなる高さｈを有する。
【００５５】
後縁部２４の高さは、中心軸１０１を中心とする内周側で、ボスハブ部４１から遠ざかるほど小さくなり、中心軸１０１を中心とする外周側で、外縁部２３に近づくほど大きくなる。言い換えれば、後縁部２４は、ボスハブ部４１と外縁部２３との間で、中心軸１０１の軸方向において噴出側で凸となるように湾曲して延びている。
【００５６】
後縁部２４の高さが外縁部２３に近づくほど大きくなり始める位置は、中心軸１０１を中心に０．４Ｒ〜０．７Ｒ（Ｒは、プロペラファンの平面視における翼２１の最大半径）の範囲にあることが好ましい。
【００５７】
本実施の形態では、ボスハブ部４１に連なる位置における後縁部２４の高さｈ１よりも、外縁部２３に連なる位置（後縁側接続部１０５）における後縁部２４の高さｈ２の方が大きい（ｈ２＞ｈ１）。なお、このような構成に限られず、後縁部２４は、ｈ１＝ｈ２の関係を満たすように形成されてもよいし、ｈ１＞ｈ２の関係を満たすように形成されてもよい。
【００５８】
また、本実施の形態では、駆動モータから延出する回転シャフトにボスハブ部４１を固定するための図示しないスピンナーと、翼２１との干渉を避けることを目的に、後縁部２４の高さが、中心軸１０１を中心とする内周側で高くなっている。このような構成に限られず、ボスハブ部４１を噴出側に延長して、後縁部２４の高さが、ボスハブ部４１から外縁部２３に向けて大きくなり続ける構成としてもよい。
【００５９】
一般的なプロペラファンでは、翼２１の高さが、中心軸１０１を中心とする内周側と比較して、外周側で極端に大きくなり、このため、その外周側における翼２１の送風能力が極めて高くなる。
【００６０】
これに対して、本実施の形態におけるプロペラファン２１０においては、後縁部２４が、中心軸１０１を中心とする外周側で、外縁部２３に近づくほど大きくなる高さを有する。このような構成により、中心軸１０１を中心とする外周側において、翼２１の高さが低く抑えられ、翼面２６の傾きがなだらかになるため、その外周側の送風能力が抑制される。これにより、内周側と外周側との間の風量（風速）の差を緩和し、プロペラファン２１０からより均一な送風が可能となる。結果、プロペラファン２１０から送風を受けた人が不快に感じることを防止できる。
【００６１】
図７は、図５中のプロペラファンを部分的に拡大して示す平面図である。図７を参照して、本実施の形態におけるプロペラファン２１０においては、後縁部２４が、内周部２４ｐおよび外周部２４ｑから構成されている。内周部２４ｐは、中心軸１０１を中心とする内周側で後縁部２４を構成し、外周部２４ｑは、中心軸１０１を中心とする外周側で後縁部２４を構成している。図７中に示すプロペラファン２１０の平面視において、後縁部２４は、内周部２４ｐと外周部２４ｑとの間で折れ曲がった形状を有する。
【００６２】
より具体的には、内周部２４ｐは、ボスハブ部４１から中心軸１０１の半径方向外側に向けて所定方向に延びている。本実施の形態では、内周部２４ｐが、中心軸１０１を中心とする半径方向に延びている。外周部２４ｑは、内周部２４ｐが延びる所定方向より翼２１の回転方向の側、すなわち、前縁部２２側に傾きを変化させて、内周部２４ｐから外縁部２３に向けて延びている。外周部２４ｑは、直線状、もしくは十分に大きい直径を有する円弧状に延びている。
【００６３】
図７中に示す仮想線２４ｒは、内周部２４ｐが外縁部２３に向けて滑らかに延びた場合の後縁部２４の軌跡である。外周部２４ｑは、この内周部２４ｐが滑らかに延びた場合と比較して、０．８Ｒ（Ｒは、プロペラファンの平面視における翼２１の最大半径）の位置におけるコード長さが５％以上短くなるように形成されることが好ましい（ｘ≧０．０５Ｌ）。図７中には、最も好ましい形態として、外周部２４ｑがｘ＝０．１Ｌの関係を満たすように形成された場合が示されている。
【００６４】
なお、図７中に示すプロペラファン２１０の平面視において後縁部２４の傾きが変化し始める位置、すなわち内周部２４ｐと外周部２４ｑとの境界位置は、中心軸１０１を中心に０．４Ｒ（Ｒは、プロペラファンの平面視における翼２１の最大半径）の位置よりも外周側であることが好ましい（ｒ＞０．４Ｒ）。
【００６５】
このような構成によれば、中心軸１０１を中心とする外周側において、中心軸１０１の軸方向から見た場合の翼２１の面積を小さくしながら、翼２１の高さを低く抑えることができる。これにより、外周側における翼２１の送風能力がさらに抑制されるため、内周側と外周側との間の風量の差をより効果的に緩和することができる。また、後縁部２４の軌跡を、中心軸１０１を中心とする外周側で回転方向の側にシフトさせることによって、隣接する翼２１間が広がる。これにより、翼２１（たとえば、図７中の翼２１Ｂ）で発生した馬蹄渦が、その翼２１に対して回転方向の後方で隣り合う翼２１（たとえば、図７中の翼２１Ａ）に干渉し難くなるため、低騒音化が可能となる。
【００６６】
図２から図６を参照して、本実施の形態におけるプロペラファン２１０においては、前縁部２２が、ボスハブ部４１と、ボスハブ部４１から中心軸１０１の半径方向外側に離れた位置との間で、中心軸１０１の軸方向において一定の高さを有する。
【００６７】
図６中に示す平面１０７を基準にして、前縁部２２は、ボスハブ部４１と、ボスハブ部４１から中心軸１０１の半径方向外側に離れた位置との間で、一定の高さを有する。より具体的には、前縁部２２は、ボスハブ部４１と、ボスハブ部４１および前縁側接続部１０４の間の位置１１９との間（図４中の２点鎖線１１８に示す範囲）で、中心軸１０１の軸方向において一定の高さを有し、位置１１９よりも外周側で、外縁部２３に近づくほど小さくなる高さを有する。
【００６８】
このように本実施の形態におけるプロペラファン２１０においては、前縁部２２が、中心軸１０１を中心とする内周側で一定の高さを有する。このような構成により、中心軸１０１を中心とする内周側において翼２１の高さが大きく設定されることになり、送風能力を向上させることができる。これにより、内周側と外周側との間の風量の差をさらに緩和することができる。
【００６９】
以上に説明した、この発明の実施の形態１におけるプロペラファン２１０の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態におけるプロペラファン２１０は、仮想の中心軸１０１を中心に回転する回転軸部としてのボスハブ部４１と、ボスハブ部４１から中心軸１０１の半径方向外側に延出する翼２１とを備える。翼２１は、回転方向の側に配置される前縁部２２と、回転方向の反対側に配置される後縁部２４と、中心軸１０１の周方向に延び、前縁部２２と後縁部２４との間を接続する外縁部２３とを有する。翼２１の噴出側に中心軸に直交する平面１０７を想定し、その平面１０７からの中心軸１０１の軸方向における長さを高さという場合に、後縁部２４は、中心軸１０１を中心とする外周側で、外縁部２３に近づくほど大きくなる高さを有する。
【００７０】
このように構成された、この発明の実施の形態１におけるプロペラファン２１０によれば、中心軸１０１を中心とする外周側において送風能力を抑制することによって、ファンからの送風の不快感が低減されるプロペラファンを実現することができる。
【００７１】
［プロペラファンの変形例の説明］
図８は、図２中に示すプロペラファンの第１変形例を示す平面図である。本変形例におけるプロペラファンは、図６中に示す側面視と同じ側面視を有する。
【００７２】
図６および図８を参照して、本変形例におけるプロペラファン２２０は、実施の形態１におけるプロペラファン２１０と比較して、プロペラファンを平面視した場合の後縁部２４の軌跡のみが異なる。より具体的には、プロペラファン２２０は、図７中の内周部２４ｐが外縁部２３に向けて滑らかに延びた場合であり、後縁部２４の外周側が回転方向の側にシフトされていない。
【００７３】
図９は、図２中に示すプロペラファンの第２変形例を示す側面図である。本変形例におけるプロペラファンは、図８中に示す平面視と同じ平面視を有する。
【００７４】
図８および図９を参照して、本変形例におけるプロペラファン２３０は、実施の形態１におけるプロペラファン２１０と比較して、プロペラファンを平面視した場合の後縁部２４の軌跡と、前縁部２２の形状とが異なる。より具体的には、プロペラファン２３０は、図７中の内周部２４ｐが外縁部２３に向けて滑らかに延びた場合であり、後縁部２４の外周側が回転方向の側にシフトされていない。さらに、本変形例では、前縁部２２が、平面１０７を基準とする高さが、ボスハブ部４１から外縁部２４に近づくに従って大きくなるように形成されている。
【００７５】
図１０は、図２中に示すプロペラファンの第３変形例を示す側面図である。本変形例におけるプロペラファンは、図４および図５中に示す平面視と同じ平面視を有する。
【００７６】
図４、図５および図１０を参照して、本変形例におけるプロペラファン２６０は、実施の形態１におけるプロペラファン２１０と比較して、前縁部２２の形状のみが異なる。より具体的には、本変形例では、前縁部２２が、ボスハブ部４１と外縁部２３との間の全範囲で、中心軸１０１の軸方向において一定の高さを有する。
【００７７】
このような構成を備えるプロペラファン２２０、プロペラファン２３０およびプロペラファン２６０によっても、上記のプロペラファン２１０による効果を同様に奏することができる。
【００７８】
［実施例の説明］
続いて、実施の形態１におけるプロペラファン２１０、第１変形例におけるプロペラファン２２０および第２変形例におけるプロペラファン２３０によって上記作用効果が奏されることを確認するための実施例について説明する。
【００７９】
図１１は、第１比較例におけるプロペラファンを示す側面図である。図１２は、第２比較例におけるプロペラファンを示す側面図である。これらの比較例におけるプロペラファンは、図８中に示す平面視と同一の平面視を有する。
【００８０】
図１１を参照して、本比較例におけるプロペラファン２４０は、図９中に示すプロペラファン２３０と基本的に同様の構造を有する。但し、後縁部２４が、中心軸１０１を中心する外周側で、中心軸１０１の軸方向において一定の高さを有する。図１２を参照して、本比較例におけるプロペラファン２５０は、図６中に示すプロペラファン２１０と基本的に同様の構造を有する。但し、後縁部２４が、中心軸１０１を中心する外周側で、、中心軸１０１の軸方向において一定の高さを有する。
【００８１】
翼２１の直径および高さ、ならびにボスハブ部４１の直径が同じである、図９中に示す第２変形例におけるプロペラファン２３０と、図１１中に示す第１比較例におけるプロペラファン２４０とを準備した。そして、各プロペラファンにおいて、回転数と風量との関係、風量と消費電力との関係、風量と騒音との関係、および回転中心からの距離と風速との関係を実測により求め、測定結果を比較した。
【００８２】
なお、図９および図１１から分かるように、第２変形例におけるプロペラファン２３０と第１比較例におけるプロペラファン２４０とは、基本的に同じ翼形状を有するが、第２変形例におけるプロペラファン２３０では、後縁部２４の高さが外周側で高くなっているのに対して、第１比較例におけるプロペラファン２４０では、後縁部２４の高さが一定となっている点で異なる。
【００８３】
図１３は、図９中の第２変形例におけるプロペラファンおよび図１１中の第１比較例におけるプロペラファンにおいて、回転数と風量との関係を示すグラフである。図１４は、図９中の第２変形例におけるプロペラファンおよび図１１中の第１比較例におけるプロペラファンにおいて、風量と消費電力との関係を示すグラフである。図１５は、図９中の第２変形例におけるプロペラファンおよび図１１中の第１比較例におけるプロペラファンにおいて、風量と騒音との関係を示すグラフである。
【００８４】
図１３から図１５を参照して、第２変形例におけるプロペラファン２３０では、中心軸１０１を中心とする外周側において翼２１の高さが低く抑えられるため、第１比較例におけるプロペラファン２４０と比較して、風量が若干小さくなった。一方、消費電力および騒音に関しては、第２変形例におけるプロペラファン２３０と第１比較例におけるプロペラファン２４０とで、ほぼ同じ結果が得られた。
【００８５】
図１６は、図９中の第２変形例におけるプロペラファンおよび図１１中の第１比較例におけるプロペラファンにおいて、回転中心からの距離と風速との関係を示すグラフである。
【００８６】
図１６を参照して、第１比較例におけるプロペラファン２４０においては、中心軸１０１から０．８Ｒ（Ｒは、プロペラファンの平面視における翼２１の最大半径）だけ離れた付近で、風速が大きなピーク値を示した。一方、第２変形例におけるプロペラファン２３０においては、中心軸１０１を中心とする外周側における送風能力を抑制することによって、風速のピークを低く抑えることができた。
【００８７】
次に、翼２１の直径および高さ、ならびにボスハブ部４１の直径が同じである、図７中に示す実施の形態１におけるプロペラファン２１０（図７中のｘ＝０．１Ｌ）と、図８中に示す第１変形例におけるプロペラファン２２０と、図１２中に示す第２比較例におけるプロペラファン２５０とを準備した。そして、各プロペラファンにおいて、回転数と風量との関係、風量と消費電力との関係、風量と騒音との関係、および回転中心からの距離と風速との関係を実測により求め、測定結果を比較した。
【００８８】
なお、図７および図８から分かるように、実施の形態１におけるプロペラファン２１０と第１変形例におけるプロペラファン２２０とは、基本的に同じ翼形状を有するが、実施の形態１におけるプロペラファン２１０では、外縁部２４の外周側が回転方向にシフトして形成されているのに対して、第１変形例におけるプロペラファン２２０では、外縁部２４がボスハブ部４１と外縁部２３との間で滑らかに延びている点で異なる。また、図６および図１２から分かるように、実施の形態１におけるプロペラファン２１０と第２比較例におけるプロペラファン２５０とは、基本的に同じ翼形状を有するが、実施の形態１におけるプロペラファン２１０では、後縁部２４の高さが外周側で高くなっているのに対して、第２比較例におけるプロペラファン２５０では、後縁部２４の高さが一定となっている点で異なる。
【００８９】
図１７は、図７中の実施の形態１におけるプロペラファン、図８中の第１変形例におけるプロペラファンおよび図１２中の第２比較例におけるプロペラファンにおいて、回転数と風量との関係を示すグラフである。図１８は、図７中の実施の形態１におけるプロペラファン、図８中の第１変形例におけるプロペラファンおよび図１２中の第２比較例におけるプロペラファンにおいて、風量と消費電力との関係を示すグラフである。図１９は、図７中の実施の形態１におけるプロペラファン、図８中の第１変形例におけるプロペラファンおよび図１２中の第２比較例におけるプロペラファンにおいて、風風量と騒音との関係を示すグラフである。
【００９０】
図１７から図１９を参照して、実施の形態１および第１変形例におけるプロペラファン２１０，２２０では、中心軸１０１を中心とする外周側において翼２１の高さが低く抑えられるため、第２比較例におけるプロペラファン２５０と比較して、風量が若干小さくなった。また、実施の形態１におけるプロペラファン２１０では、外縁部２４の外周側の回転方向へのシフトによって翼面積が減少するため、第１変形例におけるプロペラファン２２０よりも低い風量となった。
【００９１】
また、同一風量時の消費電力および騒音を比較した場合、実施の形態１および第１変形例におけるプロペラファン２１０，２２０の消費電力および騒音が、それぞれ、第２比較例におけるプロペラファン２５０の消費電力および騒音よりも小さい値となった。実施の形態１におけるプロぺラファン２１０では、外縁部２４の外周側の回転方向へのシフトによって翼面積が減少するため、回転方向において先行する翼２１で発生する馬蹄渦が、後に続く翼２１に干渉し難くなる。このため、本実施例では、実施の形態１におけるプロぺラファン２１０の騒音値が最も低い値となった。
【００９２】
図２０は、図７中の実施の形態１におけるプロペラファン、図８中の第１変形例におけるプロペラファンおよび図１２中の第２比較例におけるプロペラファンにおいて、回転中心からの距離と風速との関係を示すグラフである。
【００９３】
図２０を参照して、第２比較例におけるプロペラファン２５０においては、中心軸１０１から０．８Ｒ（Ｒは、プロペラファンの平面視における翼２１の最大半径）だけ離れた付近で、風速がピーク値を示した。一方、第１変形例におけるプロペラファン２２０においては、その風速のピークが抑制され、実施の形態１におけるプロペラファン２１０においては、その風速のピークを完全に解消することができた。
【００９４】
なお、先の実施例で説明した、第２変形例におけるプロペラファン２３０および第１比較例におけるプロペラファン２４０と、後の実施例で説明した、実施の形態１におけるプロペラファン２１０、第１変形例におけるプロペラファン２２０および第２比較例におけるプロペラファン２５０とを比較した場合、前縁部２２の形状が異なる。実施の形態１におけるプロペラファン２１０、第１変形例におけるプロペラファン２２０および第２比較例におけるプロペラファン２５０では、前縁部２２が中心軸１０１を中心とする内周側で一定高さを有する構造によって、第２変形例におけるプロペラファン２３０および第１比較例におけるプロペラファン２４０よりも、総じて風量が大きくなり、風速分布が滑らかになった。
【００９５】
（実施の形態２）
図２１は、この発明の実施の形態２におけるプロペラファンを備えたクロスフローファンを示す斜視図である。図２２は、この発明の実施の形態２におけるプロペラファンを吸込側から見た平面図である。図２３は、図２２中のプロペラファンを噴出側から見た平面図である。図２４は、図２２中のプロペラファンを示す側面図である。
【００９６】
なお、本実施の形態におけるプロペラファンは、実施の形態１におけるプロペラファン２１０と基本的には同様の構造を有する。以下、プロペラファン２１０と重複する構造については、説明を繰り返さない。
【００９７】
図２１から図２４を参照して、本実施の形態におけるプロペラファン１１０は、３枚翼のプロペラファンであり、複数の翼として、翼２１Ａ、翼２１Ｂおよび翼２１Ｃ（以下、特に区別しない場合は翼２１という）を有する。
【００９８】
プロペラファン１１０は、サーキュレータ５１０に搭載されている。サーキュレータ５１０は、たとえば、広い室内において、エアコンから送出された冷気を撹拌するために用いられる。サーキュレータ５１０は、プロペラファン１１０と、プロペラファン１１０のボスハブ部４１が連結され、複数の翼２１を回転させるための図示しない駆動モータとを有する。
【００９９】
図２４中に示すように、本実施の形態におけるプロペラファン１１０においては、後縁部２４が、中心軸１０１を中心とする外周側で、外縁部２３に近づくほど大きくなる高さｈを有する。また、前縁部２２は、ボスハブ部４１と、ボスハブ部４１から中心軸１０１の半径方向外側に離れた位置との間で、中心軸１０１の軸方向において一定の高さを有する。特に本実施の形態では、前縁部２２および外縁部２３が、ボスハブ部４１と最大径端部１１１（図２２中に示す、外縁部２３が外接円１０９と重なる位置と外接円１０９から離れる位置との境界位置）との間で、中心軸１０１の軸方向において一定の高さを有する。
【０１００】
続いて、プロペラファン１１０を参照して、翼２１が備える折れ目構造について説明する。なお、実施の形態１におけるプロペラファン２１０も、プロペラファン１１０の同様の折れ目構造を有するが、本明細書において、代表的にプロペラファン１１０を用いて説明する。
【０１０１】
図２５および図２６は、図２２中のプロペラファンを部分的に示す平面図である。図２５および図２６中には、プロぺラファン１１０が有する３枚の翼２１のうちの１枚だけが示されている。図２７は、図２６中のＡ−Ａ線上に沿ったプロペラファンを示す断面図である。図２８は、図２６中のＢ−Ｂ線上に沿ったプロペラファンを示す断面図である。図２９は、図２６中のＣ−Ｃ線上に沿ったプロペラファンを示す断面図である。図３０は、図２６中のＤ−Ｄ線上に沿ったプロペラファンを示す断面図である。図３１は、図２６中のＥ−Ｅ線上に沿ったプロペラファンを示す断面図である。図３２は、図２６中のＦ−Ｆ線上に沿ったプロペラファンを示す断面図である。
【０１０２】
図２５から図３２を参照して、翼２１は、翼根部３４と、翼根部３４から板状に延びる翼面２８とを有する。翼根部３４は、翼２１とボスハブ部４１の外表面４１Ｓとの間（境目）に配置される。翼面２８の周縁には、翼根部３４のうちの回転方向の側の部分から翼根部３４のうちの回転方向の反対側の部分に向かって、前縁部２２、翼先端部１２４、外縁部２３、翼後端部１２５および後縁部２４が、挙げた順で環状に配置されている。
【０１０３】
翼２１を平面的に見た場合に、翼２１は、前縁部２２と外縁部２３とが交わる翼先端部１２４を先端にして、鎌状に尖った形状を有する。翼先端部１２４は、中心軸１０１から見て前縁部２２の半径方向外側に配置される。翼先端部１２４は、前縁部２２と外縁部２３とが接続される部分である。本実施の形態における翼先端部１２４は、翼２１の中で最も回転方向の側に位置している。翼後端部１２５は、中心軸１０１から見て後縁部２４の半径方向外側に配置される。翼後端部１２５は、後縁部２４と外縁部２３とが接続される部分である。
【０１０４】
前縁部２２、翼先端部１２４、外縁部２３、翼後端部１２５および後縁部２４は、翼根部３４とともに翼２１の周縁を形成する周縁部を構成している。この周縁部（前縁部２２、翼先端部１２４、外縁部２３、翼後端部１２５および後縁部２４）は、いずれも概ね弧状の形状を有するように形成されることで、角部を有さない滑らかな形状とされている。翼面２８は、翼根部３４とこの周縁部（前縁部２２、翼先端部１２４、外縁部２３、翼後端部１２５および後縁部２４）とに囲まれた領域の内側の全域に亘って形成されている。
【０１０５】
［内側領域３１、外側領域３２および連結部３３の説明］
プロペラファン１１０の翼面２８は、内側領域３１、外側領域３２および連結部３３を有する。内側領域３１、外側領域３２および連結部３３は、正圧面２６および負圧面２７の双方に形成されている。
【０１０６】
内側領域３１は、翼根部３４をその一部に含み、外側領域３２に比べて中心軸１０１の半径方向内側に位置する。外側領域３２は、翼後端部１２５をその一部に含み、連結部３３および内側領域３１に比べて中心軸１０１の半径方向外側に位置する。内側領域３１における正圧面２６の表面形状と、外側領域３２における正圧面２６の表面形状とは、相互に異なるように形成されている。内側領域３１における負圧面２７の表面形状と、外側領域３２における負圧面２７の表面形状とは、相互に異なるように形成されている。
【０１０７】
連結部３３は、翼面２８の正圧面２６側が凸となり、翼面２８の負圧面２７側が凹となるように、内側領域３１と外側領域３２とを連結している。連結部３３は、概ね回転方向に沿うように設けられており、連結部３３のうちの回転方向の最上流側に位置する前端部３３Ａから、連結部３３のうちの回転方向の最下流側に位置する後端部３３Ｂまで延在している。
【０１０８】
連結部３３は、内側領域３１から外側領域３２に向かうにしたがって翼面２８がやや急峻な曲率変化を持って湾曲するようにして形成されており、相互に異なる表面形状を有する内側領域３１および外側領域３２との境目においてこれら同士を湾曲しながら連結している。
【０１０９】
連結部３３は、その付近において翼面２８の半径方向断面視における曲率が極大となるように設けられており、正圧面２６上においては湾曲状に突出した突条部として前端部３３Ａから後端部３３Ｂに向かって筋状に延びるように現れており、負圧面２７上においては湾曲状の窪んだ溝部として前端部３３Ａから後端部３３Ｂに向かって筋状に延びるように現れている。
【０１１０】
連結部３３の前端部３３Ａは、翼先端部１２４寄りに位置し、後縁部２４からは離れて設けられている。本実施の形態における連結部３３の前端部３３Ａは、翼先端部１２４から回転方向とは反対側に向かって翼面２８の内側にわずかに変位した位置に設けられている。
【０１１１】
連結部３３の前端部３３Ａは、後縁部２４から離れていれば、前縁部２２寄りに位置するように設けられていてもよいし、外縁部２３寄りに位置するように設けられてもよい。連結部３３の前端部３３Ａは、連結部３３を滑らかに回転方向の側に延長した線上に、前縁部２２、翼先端部１２４または外縁部２３が位置するように設けられている。
【０１１２】
連結部３３の後端部３３Ｂは、後縁部２４寄りに位置し、前縁部２２、翼先端部１２４および外縁部２３のいずれに対しても離れて設けられている。本実施の形態における連結部３３の後端部３３Ｂは、中心軸１０１の半径方向における後縁部２４の略中央位置から回転方向に向かって翼面２８の内側にわずかに変位した位置に設けられている。連結部３３の後端部３３Ｂは、連結部３３を滑らかに回転方向の反対側に延長した線上に、後縁部２４が位置するように設けられている。
【０１１３】
図２５中に示すように、翼２１が中心軸１０１を中心として矢印１０２に示す方向に回転した場合、翼面２８上には、翼先端部１２４の付近を中心として、前縁部２２、翼先端部１２４および外縁部２３のそれぞれから、後縁部２４に向かって流れる翼先端渦３４０が発生する。この翼先端渦３４０は、正圧面２６上および負圧面２７上のそれぞれに発生する。好ましくは、連結部３３は、この翼先端渦３４０の流れに沿うように設けられる。
【０１１４】
図２６および図２７中に示すように、本実施の形態の連結部３３は、連結部３３の前端部３３Ａが前縁部２２、翼先端部１２４および外縁部２３のいずれにも到達しない（重ならない）ように設けられている。連結部３３の存在に起因した湾曲は、前縁部２２、翼先端部１２４および外縁部２３のいずれにも現れておらず、連結部３３の前端部３３Ａの周囲に位置する翼面２８（正圧面２６および負圧面２７）は、前端部３３Ａを通り、中心軸１０１の半径方向に沿った断面視において、１８０°となるように平坦に形成されている。
【０１１５】
図２６および図２８中に示すように、連結部３３は、翼面２８（正圧面２６および負圧面２７）が、連結部３３における前端部３３Ａの回転方向とは反対側の近傍で、比較的急峻に湾曲するように設けられている。図２６、図２９および図３０中に示すように、連結部３３は、連結部３３の負圧面２７側に仮想的に形成される内角θが、前端部３３Ａから回転方向における連結部３３の中心付近に向かうにつれて徐々に小さくなるように設けられている。好ましくは、この内角θは、回転方向における連結部３３の中心付近で最も小さくなるように形成されている。
【０１１６】
図２６および図３１中に示すように、連結部３３は、連結部３３の負圧面２７側に仮想的に形成される内角θが、回転方向における連結部３３の中心付近から後端部３３Ｂに向かうにつれて徐々に大きくなるように設けられている。図２６および図３２中に示すように、本実施の形態の連結部３３は、連結部３３の後端部３３Ｂが後縁部２４に到達しない（重ならない）ように設けられている。連結部３３の存在に起因した湾曲は、後縁部２４には現れておらず、連結部３３の後端部３３Ｂの周囲に位置する翼面２８（正圧面２６および負圧面２７）は、後端部３３Ｂを通り中心軸１０１の半径方向に沿った断面視において、１８０°となるように平坦に形成されている。
【０１１７】
［食い違い角θＡ，θＢの説明］
図３３は、図２５中のＸＸＸＩＩＩ−ＸＸＸＩＩＩ線上に沿った断面図である。図２５および図３３を参照して、翼面２８のうちの連結部３３よりも半径方向内側に位置する内側領域３１は、所定の食い違い角θＡを有する。内側領域３１における前縁部２２上の点と内側領域３１における後縁部２４上の点とを結ぶことにより、仮想直線３１Ｌが形成される。食い違い角θＡとは、仮想直線３１Ｌと中心軸１０１とがこれらの間になす角度のことである。
【０１１８】
図３３中に示すように、本実施の形態における翼２１の内側領域３１は、前縁部２２および後縁部２４を両端として内側領域３１の中腹部が仮想直線３１Ｌから遠ざかるように湾曲し、翼面２８（内側領域３１）の正圧面２６側が凸となり翼面２８（内側領域３１）の負圧面２７側が凹となるように反った形状を有している。また、本実施の形態における翼２１は、翼２１のうちの連結部３３よりも半径方向内側の部分の食い違い角θＡが、ボスハブ部４１に近づくにしたがって小さくなるように形成されている。
【０１１９】
図３４は、図２５中のＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶ線上に沿った断面図である。図２５および図３４を参照して、翼面２８のうちの連結部３３よりも半径方向外側に位置する外側領域３２は、所定の食い違い角θＢを有する。外側領域３２における前縁部２２上の点と外側領域３２における後縁部２４上の点とを結ぶことにより、仮想直線３３Ｌが形成される。食い違い角θＢとは、仮想直線３３Ｌと中心軸１０１とがこれらの間になす角度のことである。
【０１２０】
図３４中に示すように、本実施の形態における翼２１の外側領域３２は、前縁部２２および後縁部２４を両端として外側領域３２の中腹部が仮想直線３３Ｌから遠ざかるように湾曲し、翼面２８（外側領域３２）の正圧面２６側が凹となり翼面２８（外側領域３２）の負圧面２７側が凸となるように反った形状を有している。
【０１２１】
図３３および図３４を参照して、本実施の形態における翼２１は、食い違い角θＢよりも食い違い角θＡの方が小さくなるように形成される。翼２１は、翼根部３４における食い違い角θＡも、外縁部２３における食い違い角θＢに比べて小さくなるように形成される。さらに、翼２１は、連結部３３よりも半径方向内側で、正圧面２６側が凸となり負圧面２７側が凹となるように反った形状を有し、連結部３３よりも半径方向外側で、正圧面２６側が凹となり負圧面２７側が凸となるように反った形状を有する。すなわち、本実施の形態では、翼２１が連結部３３を境界にして、互いに反対側に反った形状に形成されている。
【０１２２】
［作用効果の説明］
図３５から図３７を参照して、本実施の形態におけるプロペラファン１１０によって差奏される作用効果について説明する。
【０１２３】
図３５は、プロペラファンの翼が回転している際の様子を吸込側から見た平面図である。図３６は、プロペラファンの翼が回転している際の様子を噴出側から見た平面図である。図３７は、プロペラファンを連結部に沿って仮想的に切断したときの断面図であり、プロペラファンの翼が回転している際の様子を示す図である。
【０１２４】
図３５および図３６を参照して、翼２１は、中心軸１０１を中心として矢印１０２に示す方向に回転する。本実施の形態のプロペラファン１１０における翼２１の翼面２８（正圧面２６および負圧面２７の双方）上には、翼先端渦３４０、主流３１０、二次流れ３３０、馬蹄渦３２０および馬蹄渦３５０が、空気流れとして発生する。
【０１２５】
翼先端渦３４０は、プロペラファン１１０の回転時、主として翼先端部１２４が空気と衝突することによって形成される。翼先端渦３４０は、主として翼先端部１２４を起点として発生し、翼先端部１２４、翼先端部１２４の近傍に位置する前縁部２２の翼先端部１２４寄りの部分、および翼先端部１２４の近傍に位置する外縁部２３の翼先端部１２４寄りの部分から、翼面２８上を通過して後縁部２４に向かって流れる。
【０１２６】
主流３１０は、プロペラファン１１０の回転時、翼先端渦３４０よりも翼面２８のさらに上層側に形成される。換言すると、主流３１０は、翼先端渦３４０が形成される翼面２８の表層に対して、翼先端渦３４０を挟んで翼面２８の反対側に形成される。主流３１０は、前縁部２２、翼先端部１２４および外縁部２３から翼面２８上に流入し、後縁部２４に向かって流れる。
【０１２７】
馬蹄渦３２０は、プロペラファン１１０の回転に伴って生じる正圧面２６と負圧面２７との圧力差に起因して、正圧面２６から負圧面２７に流れ込むように外縁部２３に沿って発生する。二次流れ３３０は、プロペラファンの回転に伴って生じる遠心力に起因して、ボスハブ部４１から外縁部２３に向かって流れるように発生する。馬蹄渦３５０は、連結部３３が翼面２８に設けられている部分を二次流れ３３０が横切るように流れることにより発生する。
【０１２８】
上述のとおり、本実施の形態における連結部３３の前端部３３Ａは、翼先端部１２４から回転方向とは反対側に向かって翼面２８の内側にわずかに変位した位置に設けられ、連結部３３の後端部３３Ｂは、中心軸１０１の半径方向における後縁部２４の略中央位置から回転方向に向かって翼面２８の内側にわずかに変位した位置に設けられている。この構成によって、連結部３３は、主流３１０および翼先端渦３４０の流れる方向に概ね沿うように形成されることになる。
【０１２９】
図３７を参照して、内側領域３１および外側領域３２を湾曲して連結する連結部３３は、翼面２８の表層における連結部３３の近傍に、馬蹄渦３５０および翼先端渦３４０を保持させ、翼面２８の表層から馬蹄渦３５０および翼先端渦３４０が剥離してしまうことを抑制する。連結部３３は、連結部３３の近傍で発生し連結部３３によって保持されながら流れる馬蹄渦３５０が、発達したり変動したりすることも抑制する。
【０１３０】
翼先端部１２４の近傍で発生し連結部３３によって保持されながら流れる翼先端渦３４０と、連結部３３の近傍で発生し連結部３３によって保持されながら流れる馬蹄渦３５０とは、主流３１０に対して運動エネルギを付与する。運動エネルギを付与された主流３１０は、翼面２８上の下流側で翼面２８から剥離しにくくなる。結果として、剥離領域５２を縮小もしくは消滅させることができる。プロペラファン１１０は、剥離が抑制されることによって、回転時に発生する騒音を低減することができ、連結部３３を設けない場合と比較して風量を増加させて高効率化することが可能となる。
【０１３１】
図３８は、比較のためのプロペラファンにおいて、本実施の形態における連結部に対応する部分に沿って仮想的に切断したときの断面図であり、このプロペラファンの翼が回転している際の様子を示す図である。比較のためのプロペラファンは、連結部３３を有していない点のほかは、プロペラファン１１０と略同様に構成される。
【０１３２】
図３８を参照して、このような比較のためのプロペラファンにおいては、翼面２８の正圧面２６および負圧面２７に発生する主流３１０および翼先端渦３４０が、前縁部２２、翼先端部１２４および外縁部２３に近い翼面２８上の上流側では翼面２８に沿った流れとなるものの、後縁部２４に近い翼面２８上の下流側では翼面２８に沿った流れとなりにくい。下流側で翼先端渦３４０から主流３１０に対して運動エネルギが付与されないため、主流３１０が翼面２８から剥離する剥離領域５２が生じやすい。このプロペラファンは、回転時に発生する騒音を低減することは困難となる。このような傾向は、正圧面２６および負圧面２７のうち、特に負圧面２７上で顕著となる。
【０１３３】
本実施の形態におけるプロペラファン１１０の回転時、連結部３３が設けられている領域の近傍においては、主流３１０は半径方向外側から同方向内側に向かって流れる。したがって、連結部３３を主流３１０の流れに概ね沿うように形成し、連結部３３が設けられている領域についても翼型を採用することで、あらゆる主流３１０の流れに対して翼型を実現できるため、より効率的な送風を行うことが可能となる。
【０１３４】
内側領域３１側から外側領域３２側に向かって翼面２８が滑らかに湾曲するようにして連結部３３が設けられていることによって、翼面２８の形状に設計上の自由度を確保することができる。たとえば、馬蹄渦の発生を抑制するために、翼先端部１２４に向かって前縁部２２および外縁部２３の幅が細くなる鎌形状を維持しながらボスハブ部４１付近での翼面２８の高さを高くするといった複雑な翼面２８の形状についても対応可能となる。
【０１３５】
本実施の形態におけるプロペラファン１１０では、連結部３３の前端部３３Ａの周囲に位置する翼面２８（正圧面２６および負圧面２７）が、前端部３３Ａを通り中心軸１０１の半径方向に沿った断面視において１８０°となるように平坦に形成され、さらに、連結部３３の後端部３３Ｂの周囲に位置する翼面２８（正圧面２６および負圧面２７）は、後端部３３Ｂを通り中心軸１０１の半径方向に沿った断面視において、１８０°となるように平坦に形成されている。このような構成によれば、翼面２８に流入する風および翼面２８から流出する風を乱さないので、主流３１０に対する抵抗を少なくすることが可能となる。なお、当該構成は、必要に応じて設けられるとよい。
【０１３６】
また、本実施の形態における翼２１は、翼根部３４および内側領域３１においては正圧面２６側が凸となり負圧面２７側が凹となるように反った形状を有し、外側領域３２および外縁部２３においては正圧面２６側が凹となり負圧面２７側が凸となるように反った形状を有している。当該構成は、逆キャンバー構造ということができる。
【０１３７】
一般的なプロペラファンは、その構造に起因して、半径方向内側の部分の周速は遅く、半径方向外側の部分の周速は速くなる。空気の流入角は、半径方向内側に位置する翼根部側と半径方向外側に位置する外縁部側（翼端側）とで異なることになる。したがって、外縁部側（翼端側）で適切な空気の流入が行われるように外縁部側（翼端側）の流入角（キャンバー角）を設計すると、翼根部側では空気の流入が良好に行われにくくなり、翼根部側では空気流れに剥離が生じてしまう場合がある（逆も然り）。
【０１３８】
このため、本実施の形態におけるプロペラファン１１０のように、半径方向内側に位置する翼根部３４側と半径方向外側に位置する外縁部２３側（翼端側）とでそれぞれ適切にキャンバー角を変化させ、翼根部３４側の空気の流入角が大きな領域においては逆キャンバー構造を与えることにより、半径方向の全域にわたって翼面２８に対して空気を適切な流入角で流入させることができ、さらには空気流れの剥離を防止することが可能となる。
【０１３９】
なお、翼根部３４および内側領域３１においては正圧面２６側が凸となり負圧面２７側が凹となるように反った形状を有し、外側領域３２および外縁部２３においては正圧面２６側が凹となり負圧面２７側が凸となるように反った形状を有するような翼面２８の構成（逆キャンバー構造）は、翼面２８に連結部３３が設けられるという技術的な思想とは独立して実施することが可能である。
【０１４０】
プロペラファンに連結部３３が設けられていなくても、翼面２８が逆キャンバー構造を有するという構成によれば、半径方向の全域にわたって翼面２８に対して空気を適切な流入角で流入させることができ、さらには空気流れの剥離を防止するといった課題が解決されることとなる。
【０１４１】
また、本実施の形態におけるプロペラファン１１０では、翼２１が、食い違い角θＢよりも食い違い角θＡの方が小さくなるように形成される。翼２１は、翼根部３４における食い違い角θＡも、外縁部２３における食い違い角θＢに比べて小さくなるように形成される。このような構成によれば、翼面２８の傾きが内周側でより急になり、外周側でよりなだらかになるため、不快感の原因となっている半径方向外側の風速のピークを調整することが可能である。
【０１４２】
また、本実施の形態における翼２１は、翼２１のうちの連結部３３よりも半径方向内側の部分の食い違い角θＡが、ボスハブ部４１に近づくにしたがって小さくなるように形成されている。当該構成によって、中心軸１０１を中心とする内周側においては、中心軸１０１に近づくにつれて送風能力が高くなる。
【０１４３】
一般的なプロペラファンにおいては、半径方向の吹き出し風速分布に大きな差があり、半径方向外側では風速が大きくなり、翼の先端部付近では最も高速となり極端なピーク点を有する。中心軸１０１の近傍の翼２１が機能していない部分と、翼２１が最も機能している部分とでは、風速の差が過大となり、吹き出し風速のムラが生じ、これが不快感の大きな原因となってしまう。
【０１４４】
これに対して、本実施の形態におけるプロペラファン１１０によれば、内周側と外周側との間の風量（風速）の差を緩和することができる。プロペラファン１１０によってより均一な送風が行われ、送風を受けた人が不快に感じることを抑制することが可能となる。プロペラファン１１０によれば、ファンの占有可能な空間を最大限活用することもでき、強力な送風をすることも可能となる。なお、当該構成は、必要に応じて設けられるとよい。
【０１４５】
プロペラファン１１０によってより均一な送風を行うという観点からは、翼２１は、翼２１のうちの連結部３３よりも半径方向内側の部分（内側領域３１）の翼面積が、翼２１のうちの連結部３３よりも半径方向外側の部分（外側領域３２）の翼面積と同一もしくはこれよりも大きくなるように形成されているとよい。
【０１４６】
このような構成によって、翼２１のうちの連結部３３よりも半径方向内側の部分（内側領域３１）の送風能力を増加させ、翼２１のうちの連結部３３よりも半径方向外側の部分（外側領域３２）の送風能力を低減することができる。内周側と外周側との間の風量（風速）の差を緩和することができ、プロペラファン１１０によってより均一な送風が行われ、送風を受けた人が不快に感じることを抑制することが可能となる。当該構成は、必要に応じて設けられるとよい。
【０１４７】
［各種変形例の説明］
図３９は、図２５中のプロペラファンの第１変形例を示す断面図である。図３９は、図２９に対応する図である。
【０１４８】
上述のプロペラファン１１０の連結部３３は、内側領域３１から外側領域３２に向かうにしたがって翼面２８がやや急峻な曲率変化を持って湾曲するようにして形成されており、相互に異なる表面形状を有する内側領域３１および外側領域３２との境目においてこれら同士を湾曲しながら連結している。
【０１４９】
図３９を参照して、連結部３３は、内側領域３１から外側領域３２に向かうにしたがって翼面２８がやや急峻な曲率変化を持って湾曲するようにして形成され、相互に異なる表面形状を有する内側領域３１および外側領域３２との境目においてこれら同士を屈曲しながら連結していてもよい。当該構成によっても、上述のプロペラファン１１０と同様の効果を奏することができる。
【０１５０】
なお、連結部３３において翼面２８があまり極端に折れ曲がると、その連結部３３の形状は、翼面２８で発生する主流ではない二次流れに影響しやすくなる。同じ空間を最大限使用する場合にも、連結部３３での空気流れを考慮し、適切な湾曲度合いまたは屈曲度合いを定めるとよい。
【０１５１】
図４０は、図２５中のプロペラファンの第２変形例を示す平面図である。図４０を参照して、本変形例では、連結部３３が、回転方向における連結部３３の中心位置Ｐ１を通り、かつ中心軸１０１を中心とする仮想の同心円Ｚ１を描いた場合に、連結部３３の前端部３３Ａは同心円Ｚ１の半径方向外側に位置し、連結部３３の後端部３３Ｂは同心円Ｚ１の半径方向内側に位置するように設けられる。このような構成によれば、翼面２８上に形成される主流は、半径方向外側から内側へ向かう方向となるため、そのような主流の流れに沿って連結部３３を設けることができる。
【０１５２】
（実施の形態３）
実施の形態１で説明したプロペラファン２１０においては、翼２１の外縁部２３が、前縁部２２側に位置する前方外縁部１５６と、後縁部２４側に位置する後方外縁部１５７と、これら前方外縁部１５６および後方外縁部１５７を接続する所定形状の接続部１５１とを含む（図４を参照）。このような形状の外縁部２３とすることにより、後述する様々な効果が発揮されることになる。以下においては、図２から図６を参照して、当該外縁部２３の具体的な形状について詳説する。
【０１５３】
外縁部２３には、中心軸１０１側に向けて窪む接続部１５１が形成されている。接続部１５１は、前縁側接続部１０４と後縁側接続部１０５との間の途中の位置に形成されている。
【０１５４】
外縁部２３に上述した接続部１５１が形成されることにより、翼２１の外縁部２３には、前縁側接続部１０４側に位置する前方外縁部１５６（図４を参照）と、後縁側接続部１０５側に位置する後方外縁部１５７（図４を参照）とが設けられることになる。
【０１５５】
接続部１５１は、滑らかに湾曲した形状とされても、屈曲した形状とされてもよい。本実施の形態においては、接続部１５１が比較的浅く窪むように形成されているため、当該接続部１５１は、略鈍角形状を有している。
【０１５６】
接続部１５１が形成される位置は、外縁部２３上の位置であれば特に限定されるものではないが、本実施の形態においては、前縁側接続部１０４よりも後縁側接続部１０５に寄った位置に接続部１５１が形成されている。このため、本実施の形態においては、前方外縁部１５６の回転方向に沿った幅が、後方外縁部１５７の回転方向に沿った幅よりも大きく形成されている。
【０１５７】
翼２１にこのような接続部１５１を形成することによって、以下のような効果が奏される。
【０１５８】
第一に、径方向における風速分布をより均一にすることができ、風速のムラを抑制することが可能となって風当たりの良い風とすることができる。
【０１５９】
すなわち、外縁部２３に窪み形状の接続部１５１が形成されていない翼形状とした場合には、径方向外側に向かうにつれてほぼ比例して風速が大きくなるため、径方向内側寄りの部分において発生する風の風速と、径方向外側寄りの部分において発生する風の風速との間に大きな差が生じ、発生する風に大きな圧力変動が生じてしまうことになる。
【０１６０】
これに対して、本実施の形態においては、外縁部２３に窪み形状の接続部１５１が形成されているため、外縁部２３に窪み形状の接続部１５１が形成されていない場合に比べて、外縁部２３近傍（すなわち、径方向外側寄りの部分）において翼面積が減少することになる。このため、径方向外側に向かうにつれてほぼ比例して大きくなる風速が、外縁部２３寄りの部分において緩和されることになり、径方向内側寄りの部分において発生する風の風速と、外縁部２３寄りの部分において発生する風の風速とが近づくことになり、径方向における風速分布がより均一になる。したがって、風速のムラが抑制可能となり、風当たりの良い風とすることができる。
【０１６１】
第二に、径方向外側寄りの部分において発生される風に含まれる圧力変動が小さくなり、風当たりの良い風を発生させることができる。
【０１６２】
すなわち、外縁部２３に窪み形状の接続部が形成されていない翼形状とした場合には、翼と翼との間の比較的大きな空間を空気が通過することとなり、発生する風に大きな圧力変動が生じてしまうことになる。これは、より風速の速い風が発生される外縁部２３側の部分において特に顕著となり、翼の枚数が少なくなればなるほど大きな圧力差を含む風が発生することとなる。
【０１６３】
これに対して、本実施の形態においては、外縁部２３に窪み形状の接続部１５１が形成された翼形状であるため、各翼２１に、１枚の翼２１の前方外縁部１５６と後方外縁部１５７との間に比較的小さな空間（すなわち、窪み形状の接続部１５１が位置する空間）が形成されることになり、当該空間が、翼２１の中に風を発生させない空間として存在することになる。その結果、風速の速い風が発生される外縁部２３側の部分において、翼面積が減少することで発生される風に生じる圧力差が緩和されることとなる上に、圧力変動がより小刻みに生じることになる。このため、１枚の翼２１に設けられた前方外縁部１５６および後方外縁部１５７があたかも２枚分の翼で風を送風するような作用が得られ、全体として圧力変動が小さな風当たりの良い風を発生させることができる。
【０１６４】
第三に、低速回転時においては、広範囲に拡散する風当たりの良い風とすることができ、高速回転時においては、直進性が高くより遠くへ到達する風とすることができる。この点について、図４１から図４４を参照して、より詳細に説明する。
【０１６５】
図４１は、プロペラファンを低速回転させた場合に得られる風の流れを示す概念図である。図４２は、プロペラファンを低速回転させた場合に得られる風の状態を模式的に示す図である。図４３は、プロペラファンを高速回転させた場合に得られる風の流れを示す概念図である。図４４は、プロペラファンを高速回転させた場合に得られる風の状態を模式的に示す図である。
【０１６６】
なお、図４１および図４３においては、翼先端渦の代表的な軌道として、前縁側接続部１０４付近で発生する翼先端渦の軌道を破細線にて模式的に示し、馬蹄渦の代表的な軌道を細線にて模式的に示し、さらに翼２１の外縁部２３寄りの位置にて発生される風の軌道を太線にて模式的に示している。
【０１６７】
上述したように、本実施の形態においては、翼２１の外縁部２３に窪み形状の接続部１５１が形成されている。当該外縁部２３上の位置は、前縁側接続部１０４を含む翼先端部の下流側であって、かつ翼面２８上を流れる翼先端渦の流線に沿った位置に該当することになる。
【０１６８】
図４１および図４２を参照して、翼２１が低速で回転した場合には、翼２１が回転することで生じる翼先端渦および馬蹄渦の運動エネルギが小さく、このため翼先端渦および馬蹄渦が窪み形状の接続部１５１によって捉えられることなく、当該部分においてその剥離が促されることになる。これにより、翼先端渦および馬蹄渦は、いずれも窪み形状の接続部１５１が形成された部分において遠心力によって径方向外側に飛ばされることになる。したがって、図４２中に示すように、翼２１で発生された風が扇風機６１０の前方において拡散することになり、風当たりの良い風１５２を広範囲に送風できることになる。このため、夜間等の就寝時に風を殆ど感じることなく扇風機６１０を運転させたい場合に、これを満足する微風運転の実現も可能になる。
【０１６９】
図４３および図４４を参照して、一方、翼２１が高速で回転した場合には、翼２１が回転することで生じる翼先端渦および馬蹄渦の運動エネルギが大きく、このため翼先端渦および馬蹄渦が窪み形状の接続部１５１によって捉えられて保持されることになり、翼先端渦および馬蹄渦の変動や発達が抑制されることになる。また、その際、翼先端渦および馬蹄渦が窪み形状の接続部１５１に沿って内側に移動することになるため、その後、後縁側接続部１５３において剥離した翼先端渦および馬蹄渦が高速回転による大風量および高静圧によって軸方向に飛ばされることになる。したがって、図４４中に示すように、翼２１で発生された風が扇風機６１０の前方において収束することになり、直進性が高くより遠くへ到達する風１５３が送風できることになる。このため、効率よく送風を行なうことが可能になるとともに、風の直進性が高まることによって騒音の発生をも抑制することが可能になる。
【０１７０】
このように、本実施の形態におけるプロペラファン１１０およびこれを備えた扇風機６１０によれば、発生される風の圧力変動が小さく快適な風を送り出すことが可能になるとともに、騒音の低減を図ることが可能になる。
【０１７１】
なお、以上に説明した実施の形態１〜３における各種のプロペラファンの翼構造を適宜組み合わせて、新たなプロペラファンを構成してもよい。
【０１７２】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１〜３における各種のプロペラファンを樹脂を用いて成形するための成形用金型の構造について説明する。
【０１７３】
図４５は、プロペラファンの製造に用いられる成形用金型を示す断面図である。図４５を参照して、成形用金型６１は、固定側金型６２および可動側金型６３を有する。固定側金型６２および可動側金型６３により、プロペラファンと略同一形状であって、流動性の樹脂が注入されるキャビティが規定されている。
【０１７４】
成形用金型６１には、キャビティに注入された樹脂の流動性を高めるための図示しないヒータが設けられてもよい。このようなヒータの設置は、たとえば、ガラス繊維入りＡＳ樹脂のような強度を増加させた合成樹脂を用いる場合に特に有効である。
【０１７５】
なお、図４５中に示す成形用金型６１においては、プロペラファンにおける正圧面側表面を固定側金型６２によって形成し、負圧面側表面を可動側金型６３によって形成することを想定しているが、プロペラファンの負圧面側表面を固定側金型６２によって形成し、プロペラファンの正圧面側表面を可動側金型６３によって形成してもよい。
【０１７６】
プロペラファンとして、材料に金属を用い、プレス加工による絞り成形により一体に形成するものがある。これらの成形は、厚い金属板では絞りが困難であり、質量も重くなるため、一般的には薄い金属板が用いられる。この場合、大きなプロペラファンでは、強度（剛性）を保つことが困難である。これに対して、翼部分より厚い金属板で形成したスパイダーと呼ばれる部品を用い、翼部分を回転軸に固定するものがあるが、質量が重くなり、ファンバランスも悪くなるという問題がある。また、一般的には、薄く、一定の厚みを有する金属板が用いられるため、翼部分の断面形状を翼型にすることができないという問題がある。
【０１７７】
これに対して、プロペラファンを樹脂を用いて形成することにより、これらの問題を一括して解決することができる。
【０１７８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１７９】
この発明は、たとえば、扇風機、サーキュレータ、エアーコンディショナ、空気清浄機、加湿機、除湿機、ファンヒータ、冷却装置または換気装置などの家庭用電気機器に適用される。
【符号の説明】
【０１８０】
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆ，２１Ｇ  翼、２２  前縁部、２３  外縁部、２４  後縁部、２４ｐ  内周部、２４ｑ  外周部、２４ｒ  仮想線、２６  翼面、２６  正圧面、２７  負圧面、３１  内側領域、３１Ｌ，３３Ｌ  仮想直線、３２  外側領域、３３  連結部、３３Ａ  前端部、３３Ｂ  後端部、３４  翼根部、４１  ボスハブ部、４１Ｓ  外表面、５２  剥離領域、６１  成形用金型、６２  固定側金型、６３  可動側金型、１０１  中心軸、１０４  前縁側接続部、１０５  後縁側接続部、１０７  平面、１０９  外接円、１１０，１４０，２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０  プロペラファン、１２４  翼先端部、１２５  翼後端部、１５１  接続部、１５６  前方外縁部、１５７  後方外縁部、３１０  主流、３２０，３５０  馬蹄渦、３３０  二次流れ、３４０  翼先端渦、５１０  サーキュレータ、６１０  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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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