(57)【要約】【課題】インペラ形状の改良により同一風量に対する消費電力を低減した軸流ファンを提供する。【解決手段】インペラカップ４１とその外周面から径方向外側に延び回転中心軸ＡＸを中心として周方向に配列された複数の羽根４２とを有するインペラ４と、インペラカップの内部に配置されインペラを回転させるモータ２と、モータを支持するベース部１２とを備えた軸流ファンにおいて、複数の羽根４２のそれぞれは、回転方向下流側の縁である前縁４２１と、回転方向上流側の縁である後縁４２２と、前縁の径方向外側端部と後縁の径方向外側端部とを接続する外周縁４２３とを有し、各羽根が後退翼であると共に、前縁４２１の径方向内側端部から径方向に延びる直線に対して、前縁４２１の径方向外側端部が回転中心軸方向基端側に位置している。【選択図】図１
2009174414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラカップとその略円筒状の外周面から径方向外側に向けて延び回転中心軸を中心として周方向に配列された複数の羽根とを有するインペラと、前記インペラカップの内部に配置され前記インペラを回転させるモータと、前記モータを支持するベース部とを備えた軸流ファンであって、
前記複数の羽根のそれぞれは、回転方向下流側の縁である前縁と、回転方向上流側の縁である後縁と、前記前縁の径方向外側端部と前記後縁の径方向外側端部とを接続する外周縁とを有し、
前記前縁の径方向内側端部から径方向に延びる直線に対して、前記前縁の径方向外側端部が回転方向上流側に位置しており、かつ、
前記前縁の径方向内側端部から径方向に延びる直線に対して、前記前縁の径方向外側端部が前記回転中心軸方向基端側に位置していることを特徴とする軸流ファン。
【請求項２】
前記前縁の径方向外側端部は、径方向外側に行くほど前記回転中心軸方向基端側へ向かう傾斜部を有することを特徴とする
請求項１記載の軸流ファン。
【請求項３】
前記前縁は、前記径方向内側端部から前記径方向外側端部に向かって直線的に前記回転中心軸方向基端側へ傾斜していることを特徴とする
請求項１記載の軸流ファン。
【請求項４】
前記前縁は、前記径方向内側端部から前記径方向外側端部に向かって直線的に回転方向上流側へ傾斜していることを特徴とする
請求項１記載の軸流ファン。
【請求項５】
前記前縁は、前記径方向内側端部から前記径方向外側端部に向かって曲線的に前記回転中心軸方向基端側へ傾斜していることを特徴とする
請求項１記載の軸流ファン。
【請求項６】
前記前縁は、前記径方向内側端部から前記径方向外側端部に向かって曲線的に回転方向上流側へ傾斜していることを特徴とする
請求項１記載の軸流ファン。
【請求項７】
前記前縁の径方向内側端部と前記インペラカップの前記回転中心軸方向先端側の面とが略同一の前記回転中心軸方向位置にあることを特徴とする
請求項１から６のいずれか１項記載の軸流ファン。
【請求項８】
前記後縁の径方向内側端部から径方向に延びる直線に対して、前記後縁の径方向外側端部が回転方向上流側に位置していることを特徴とする
請求項１から７のいずれか１項記載の軸流ファン。
【請求項９】
前記後縁の径方向内側端部から径方向に延びる直線に対して、前記後縁の径方向外側端部が前記回転中心軸方向基端側に位置していることを特徴とする
請求項１から８のいずれか１項記載の軸流ファン。
【請求項１０】
前記インペラカップの外周面が、前記回転中心軸方向基端側へ向かうほど径方向外方へ広がる形状を有することを特徴とする
請求項１から９のいずれか１項記載の軸流ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の冷却用として使用される軸流ファンに関し、詳しくは軸流ファンを構成するインペラの形状の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器には、筐体内の電子部品を冷却するための冷却ファンを備えているものが多い。特に、電子機器の高性能化に伴ってＣＰＵ等の演算処理装置の処理速度が高くなり、それらの発熱量が多くなるに従って高性能の冷却ファンが求められている。電子機器に使用される冷却ファンとして、構造の異なる二種類の冷却ファン、すなわち軸流ファンと遠心ファンが一般的に使用されている。通常、大きな風量が求められる用途には軸流ファンが使用され、高い静圧が求められる用途には遠心ファンが使用される。
【０００３】
軸流ファンは遠心ファンに比べて、大きな風量を得ることができるが静圧が低い。しかし最近では高い静圧が要求される用途に軸流ファンが使用されることもあり、軸流ファンの性能向上、特に静圧の向上が求められるようになってきた。他方、ファンの回転数は増加傾向にあるが、それに伴って増加する消費電力を抑えることが求められている。
【０００４】
なお、この種の軸流ファンにおいて、インペラ及びモータを収容するケースの中心部（ベース部）と周壁部とを接続するリブの形状に着目して性能向上を図ったものが特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００７ー１９２２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、近年の電子機器に使用される冷却用の軸流ファンには、大風量、高静圧及び低消費電力が要求されている。本発明の目的は、インペラの形状を改良することにより、上記のような要求を満たすことができる軸流ファンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の軸流ファンは、インペラカップとその略円筒状の外周面から径方向外側に向けて延び回転中心軸を中心として周方向に配列された複数の羽根とを有するインペラと、前記インペラカップの内部に配置され前記インペラを回転させるモータと、前記モータを支持するベース部とを備えた軸流ファンであって、前記複数の羽根のそれぞれは、回転方向下流側の縁である前縁と、回転方向上流側の縁である後縁と、前記前縁の径方向外側端部と前記後縁の径方向外側端部とを接続する外周縁とを有し、前記前縁の径方向内側端部から径方向に延びる直線に対して、前記前縁の径方向外側端部が回転方向上流側に位置しており、かつ、前記前縁の径方向内側端部から径方向に延びる直線に対して、前記前縁の径方向外側端部が前記回転中心軸方向基端側に位置していることを特徴とする。なお、「回転中心軸方向基端側」は、インペラの回転中心軸の方向におけるインペラカップの開口部側を意味し、後述の「回転中心軸方向先端側」はその反対側を意味する。
【０００７】
上記のような本発明に係る軸流ファンのインペラ形状の具体的な実施形態として、前記前縁の径方向外側端部は、径方向外側に行くほど前記回転中心軸方向基端側へ向かう傾斜部を有することが好ましい（請求項２）。
【０００８】
別の実施形態として、前記前縁は、前記径方向内側端部から前記径方向外側端部に向かって直線的に前記回転中心軸方向基端側へ傾斜していることが好ましい（請求項３）。更に、前記前縁は、前記径方向内側端部から前記径方向外側端部に向かって直線的に回転方向上流側へ傾斜していることが好ましい（請求項４）。
【０００９】
更に別の実施形態として、前記前縁は、前記径方向内側端部から前記径方向外側端部に向かって曲線的に前記回転中心軸方向基端側へ傾斜していることが好ましい（請求項５）。更に、前記前縁は、前記径方向内側端部から前記径方向外側端部に向かって曲線的に回転方向上流側へ傾斜していることが好ましい（請求項６）。また、前記前縁の径方向内側端部と前記インペラカップの前記回転中心軸方向先端側の面とが略同一の前記回転中心軸方向位置にあることも好ましい（請求項７）。
【００１０】
また、インペラの後縁に関して、その径方向内側端部から径方向に延びる直線に対して、前記後縁の径方向外側端部が回転方向上流側に位置していることが好ましい（請求項８）。更に、後縁の径方向内側端部から径方向に延びる直線に対して、前記後縁の径方向外側端部が前記回転中心軸方向基端側に位置していることが好ましい（請求項９）。
【００１１】
更に、別の実施形態として、前記インペラカップの外周面が、前記回転中心軸方向基端側へ向かうほど径方向外方へ広がる形状を有することが好ましい（請求項１０）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の軸流ファンは、上記のようなインペラ形状の改良によって、従来の軸流ファンに比べて、同一消費電力に対する風量増加と静圧向上の効果が得られる。換言すると、従来の軸流ファンに比べて同一風量に対する消費電力の低減と静圧向上の効果が得られる。詳細な特性については後述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る軸流ファンの特徴であるインペラの形状に関する説明に先立ち、軸流ファンの概略構造について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る軸流ファンの概略構造を示し、中心軸ＡＸを含む断面で切断した断面図である。また、この軸流ファンに使用されているインペラの平面図を図２に示し、同じく側面図を図３（ａ）に示す。なお、図３（ｂ）は比較例に係るインペラの側面図である。この軸流ファンは、樹脂成形品であるハウジング１の内部に、モータ２及びインペラ４を組み込んだものである。
【００１５】
ハウジング１は、平面視で略正方形の外形と略円形の内周面を有する筒状部１１と、その中心部に配置された平面視で円形のベース部１２と、複数本（例えば４本）の連結部１３とからなる。筒状部１１の平面視で円形の内周面１１２は、インペラ４の外周縁と所定の空隙を挟んで対向する略円筒状の面であり、インペラ４の回転によって軸方向に送られる空気の通路を構成している。なお、ハウジング１は、樹脂成形品に限らず、アルミニウムのダイカストにより成形してもよい。また、ハウジング１の筒状部１１、ベース部１２、及び連結部１３は、樹脂の射出成形やアルミニウムのダイカストにより一体に形成される。
【００１６】
ハウジング１のベース部１２は複数本の連結部１３によって筒状部１１の内側中心部に支持されており、モータ２がベース部１２に保持されている。ベース部１２の中心部に中心軸ＡＸを中心とする円筒部１２１が立設され、この中にモータ２（及びインペラ４）の回転軸２１を回転自在に支持する一対の軸受２２が装着されている。一対の軸受２２は、中心軸ＡＸに沿う方向に離間するように配置され、円筒部材２２１の内側に固定されている。この円筒部材２２１は、ハウジング１の円筒部１２１の内側に挿入され、一体として固定されている。また、回転軸２１の基端側端部には、抜け防止用のリング部材２１１が装着されている。なお、中心軸ＡＸに沿う方向（軸方向）において、ハウジング１のベース部１２及び連結部１３がある側を基端側と記し、反対側を先端側と記す。
【００１７】
回転軸２１の先端側には、磁性体（例えば亜鉛メッキ鋼板など）のロータホルダ２５が固定されている。ロータホルダ２５は、回転軸２１に固定された中心部２５１と、径方向外方に略円板状に広がる円板部２５２と、その外周部から基端側へ折れ曲がって延びる円筒部２５３を有する。円筒部２５３の内周面には、略円筒状のロータマグネット２６の外周部が固着され、保持されている。ロータマグネット２６は４極に磁化されている。
【００１８】
ロータホルダ２５の外側（外周面）には、インペラ４が固定されている。インペラ４は樹脂成形品であり、ロータホルダ２５の円筒部２５３及び円板部２５２の外面を覆うインペラカップ４１と、その外周面から径方向外方に向けて延び回転中心軸ＡＸを中心として周方向に配列された複数枚（図２の例では７枚）の羽根４２とからなる。図１から分かるように、インペラカップ４１の内部にモータ２が配置されることになる。なお、図２において、矢印ＲＴは、インペラ４の回転方向を示している。
【００１９】
モータ２は回転中心軸（以下、単に中心軸ということもある）ＡＸを中心とするステータ部と中心軸ＡＸを中心に回転するロータ部とを備えている。ロータ部は、略円筒状のロータマグネット２６と、ロータマグネット２６の外周部を保持する円筒部２５３を有するロータホルダ２５とを備え、ステータ部は、コイル３１が巻回されたステータコア３２と、コイル３１の電線端部が電気的に接続される制御回路部を有した回路基板３５とを備えている。制御回路部は、モータ２のロータマグネット２６の回転に伴う磁束の変化を検出するホール素子（又はホールＩＣ）、その出力信号に基づいてコイル３１への供給電流を制御するモータ駆動用ＩＣ等の回路部品で構成されている。
【００２０】
ステータコア３２は、中心軸ＡＸを中心として周方向の複数箇所から径方向外方に伸びる複数（例えば４個）の極歯を有し、各極歯にコイル３１が巻回されている。ステータコア３２は複数枚の電磁鋼板が中心軸ＡＸの方向に積層されたものであり、各電磁鋼板は、ドーナツ状の部分の外周から上記の極歯を構成する部分が径方向外方へ延びる形状を有している。ドーナツ状の部分が積層されて構成されるステータコア３２の中央円筒部が、ハウジング１のベース部１２の円筒部１２１の周囲に外嵌するようにして、ステータコア３２を含むステータがハウジング１のベース部１２に固定される。
【００２１】
また、コイル３１は、樹脂製の絶縁体であるインシュレータ３３を介してステータコア３２に巻回される。インシュレータ３３は、軸方向先端側のインシュレータ３３Ｄと軸方向基端側のインシュレータ３３Ｐとに分かれており、両者が軸方向両側からステータコア３２に被せられ、その上からコイル３１が巻回されている。ステータコア３２の各極歯の外周面は、電磁鋼板の径方向外側端面が露出している。
【００２２】
次に、インペラ４の形状の特徴とその作用効果について説明する。本発明の実施形態に係る軸流ファンのインペラ４の形状の第１の特徴は、いわゆる後退翼である点にある。ここでいう後退翼は、図２に示すように、各羽根（翼）４２がインペラ４の回転方向（ＲＴ）の上流側（後側）に傾斜しているようなインペラの形状を意味する。より正確には、下記のように定義される。
【００２３】
後退翼の定義に先立って、図２に示すように、各羽根４２の輪郭が前縁４２１、後縁４２２及び外周縁４２３を有するものとする。前縁４２１は回転方向ＲＴ下流側（前側）の縁であり、後縁４２２は回転方向ＲＴ上流側（後側）の縁である。そして、前縁４２１の径方向外側端部と後縁４２２の径方向外側端部とを接続する縁が外周縁４２３である。
【００２４】
上記のような羽根（翼）４２の形状に関して、図２に示すように、その前縁４２１の径方向内側端部から径方向に延び中心軸ＡＸを通る直線ＲＬ１と、径方向外側端部から径方向に延び中心軸ＡＸを通る直線ＲＬ２との位置関係に関して、直線ＲＬ２が直線ＲＬ１よりも回転方向ＲＴ上流側（後側）に位置しているような羽根（翼）４２を後退翼という。言い換えれば、前縁４２１の径方向内側端部から径方向に延び中心軸ＡＸを通る直線ＲＬ１に対して、前縁４２１の径方向外側端部が回転方向ＲＴ上流側（後側）に位置している羽根４２が後退翼である。
【００２５】
上記のような形状の後退翼は、大きな風量を得る目的で採用される。軸流ファンのインペラ４の回転によって発生する空気流は回転中心軸ＡＸに沿う方向の成分である軸方向成分と、インペラ４の回転方向ＲＴ（周方向）に沿う方向の成分である旋回成分と、径方向外方に向かう成分である径方向成分とを有している。後退翼のインペラ４を採用することにより、各羽根の空気に対して作用する面が径方向外方を向いているので、空気流の径方向成分が大きくなる。つまり、インペラ４によって押し出される空気がスムーズに径方向外方に向かって流れ、その結果風量が増加することが実験結果から分かっている。その理由に関する考察を以下に述べる。
【００２６】
上記のような後退翼と反対に、前縁４２１の径方向内側端部から径方向に延びる直線ＲＬ１に対して、前縁４２１の径方向外側端部が回転方向ＲＴ下流側（前側）に位置している羽根、すなわち、図２における直線ＲＬ２が直線ＲＬ１よりも回転方向ＲＴ下流側（前側）に位置しているような羽根を「前進翼」と呼称することにする。そして、インペラが回転するときの各羽根による空気の流れについて、前進翼の場合と後進翼の場合とを比較して模式的に図４（ａ）に示す。図中、破線の横線はインペラの回転中心軸ＡＸであり、ＲＴは回転方向を示している。４本の矢印線は１個の羽根による空気の流れを模式的に示している。
【００２７】
また、図４（ａ）では、前進翼の場合と後進翼の場合とのそれぞれについて、高負荷領域、サージ領域、低負荷領域の３つの領域に分けて空気の流れを図示している。なお、図４（ｂ）に一般的な静圧−風量特性（いわゆるＰＱカーブ）における高負荷領域、サージ領域及び低負荷領域を示している。低負荷領域は負荷が軽く風量が多くなる領域であり、高負荷領域は負荷が重くなって風量が少なくなる領域であり、サージ領域は低負荷領域と高負荷領域との間の領域である。
【００２８】
図４（ａ）に示すように、低負荷領域では各羽根の周方向の回転速度から定まる遠心力と径方向の圧力勾配がほぼ釣り合った状態となるが、前進翼に比べて後退翼では遠心力の影響が大きくなり、その分だけ空気の流れが径方向外側へ向きやすい。
【００２９】
低負荷領域より負荷が重くなり風量が小さくなるサージ領域では、回転中心軸ＡＸ方向の流速が小さくなり、その分だけ遠心力の影響が大きくなるので、空気の流れは径方向外側へ向きやすくなる。図に示すように、各羽根の回転中心軸ＡＸの基端側（空気流の下流側）で空気が径方向外側へ移動すると、径方向内側で負圧による逆流が生じる。この流れは回転中心軸ＡＸの先端側から基端側へ空気を送る仕事に寄与しないので効率低下につながる。
【００３０】
サージ領域より更に負荷が重くなり風量が小さくなる高負荷領域では、図に示すように空気流の下流側だけでなく上流側でも逆流が生じる。なお、上流側では径方向外側で逆流が生じやすくなる。この逆流も回転中心軸ＡＸの先端側から基端側へ空気を送る仕事に寄与しないので効率低下につながる。
【００３１】
前進翼の場合も後退翼の場合も、上記のような仕事に寄与しない逆流が発生するが、上述のように、前進翼に比べて後退翼では遠心力の影響が大きくなり、その分だけ空気の流れが径方向外側へ向きやすいので、逆流による効率低下は前進翼に比べて後退翼のほうが少ないと考えられる。つまり、前進翼のインペラを採用している従来の軸流ファンに比べて後退翼のインペラ４を採用した本発明の実施形態に係る軸流ファンは効率が向上している。
【００３２】
次に、本発明の実施形態に係る軸流ファンのインペラ４の形状の第２の特徴は、図３（ａ）に示すように、回転中心軸ＡＸに垂直な方向から見て、各羽根４２の前縁４２１の径方向内側端部から径方向に延びる直線に対して、前縁４２１の径方向外側端部が回転中心軸（ＡＸ）方向基端側に位置している点にある。図３（ａ）に示す例では、前縁４２１径方向外側端部が距離ｄだけ回転中心軸ＡＸ方向基端側に位置している。また、前縁４２１の径方向内側端部とインペラカップ４１の回転中心軸ＡＸ方向先端側の面とが略同一の回転中心軸ＡＸ方向位置にあり、その径方向内側端部から径方向外側端部に向けて徐々に（ほぼ直線的に）回転中心軸ＡＸ方向基端側へ傾斜するように前縁４２１が形成されている。
【００３３】
なお、図３（ｂ）に示す比較例に係るインペラでは、前縁４２１’の径方向内側端部と径方向外側端部は共にインペラカップ４１’の回転中心軸ＡＸ方向先端側の面と同じ回転中心軸ＡＸ方向位置にある。図３（ａ）に示した本発明の実施形態に係る軸流ファンのインペラの形状によれば、図３（ｂ）に示した比較例のインペラの形状に比べて、余分な負荷を取り除いて、同等の風量を得ながら消費電力を下げることができる。つまり、図４を参照して説明したような後退翼による空気流の分布において、各羽根の前縁４２１の仕事に寄与していない部分（小円又は小長円で囲んだ部分）を削ったような羽根形状とすることにより、余分な負荷を取り除いて、消費電力を下げることができる。
【００３４】
図５は、図３（ａ）に示したインペラを有する本発明の実施形態に係る軸流ファンの特性と図３（ｂ）に示した比較例のインペラを有する軸流ファンの特性とを実測値に基づいて比較して示すグラフである。図５（ａ）は静圧−流量特性を示し、図５（ｂ）は消費電力−流量特性を示している。また、両グラフにおいて、◆でプロットされた破線が本発明の実施形態に係る軸流ファンのインペラの特性を示し、■でプロットされた実線が比較例のインペラの特性を示している。
【００３５】
図５（ｂ）から分かるように、測定範囲である０−１．４５立方メートル／分の流量範囲全体にわたって、本発明の実施形態に係る軸流ファンのインペラのほうが比較例のインペラよりも消費電力が小さい。他方、図５（ａ）から分かるように、静圧−流量特性は発明のインペラと比較例のインペラとの間にはほとんど差異がなく、むしろ、０−０．４立方メートル／分の小さい流量範囲における静圧が本発明の実施形態に係る軸流ファンのインペラのほうが比較例のインペラよりも若干勝っている。
【００３６】
以上に説明したように、本発明の実施形態に係る軸流ファンは、いわゆる後退翼のインペラを採用し、かつ、各羽根の前縁４２１の仕事に寄与していない部分を斜めに削り取ったような形状としたことにより、同一風量に対する消費電力を下げ、効率を向上することができる。静圧も少し向上している。
【００３７】
次に、本発明の実施形態に係る軸流ファンのインペラ形状に関するいくつかの変形例を図６から図９に基づいて説明する。
【００３８】
図６から図８は、本発明の実施形態に係る軸流ファンのインペラ形状に関する変形例を示し、中心軸ＡＸを含む断面で切断した断面概略図である。上述のインペラ形状の第２の特徴、つまり、回転中心軸ＡＸに垂直な方向から見て、各羽根の前縁の径方向内側端部から径方向に延びる直線に対して、前縁の径方向外側端部が回転中心軸ＡＸ方向基端側に位置している形状の変形例を示している。
【００３９】
図１に示した実施形態のインペラ４の羽根４２では前縁４２１が径方向内側端部から径方向外側端部に向かって直線的に回転中心軸ＡＸ方向基端側へ傾いているのに対して、図６（ａ）に示す変形例のインペラでは、前縁４２１の径方向内側部分は従来のインペラのように略水平に径方向外側へ向かっているが、径方向外側端部に、径方向外側に行くほど回転中心軸ＡＸ方向基端側へ向かう傾斜部４２１ａが設けられている。
【００４０】
図６（ｂ）に示す変形例のインペラは、上記の傾斜部４２１ａが曲線的な輪郭を有することが図６（ａ）に示す変形例のインペラと異なっている。図６（ｃ）に示す変形例のインペラは、図１に示した本実施形態のインペラ形状と図６（ａ）に示す変形例のインペラ形状とを組み合わせたものである。同様に、図６（ｄ）に示す変形例のインペラは、図１に示した本実施形態のインペラ形状と図６（ｂ）に示す変形例のインペラ形状とを組み合わせたものである。
【００４１】
また、図１に示した実施形態のインペラ４の羽根４２では前縁４２１が径方向内側端部から径方向外側端部に向かって直線的に回転中心軸ＡＸ方向基端側へ傾いているのに対して、図７（ａ）に示す変形例のインペラでは、前縁４２１が径方向内側端部から径方向外側端部に向かって曲線的に回転中心軸ＡＸ方向基端側へ傾いている。また、曲線的に傾斜している羽根４２の前縁４２１が図７（ａ）に示す変形例のインペラでは外に（上に）凸形状であるのに対して、図７（ｂ）に示す変形例のインペラでは外に（上に）凹形状である。
【００４２】
また、図７（ｃ）に示す変形例のインペラは、図７（ａ）の凸曲線状の前縁４２１に図６（ａ）の傾斜部４２１ａを組み合わせたものである。同様に、図７（ｄ）に示す変形例のインペラは、図７（ｂ）の凹曲線状の前縁４２１に図６（ａ）の傾斜部４２１ａを組み合わせたものである。なお、図６（ｂ）に示した曲線的な輪郭の傾斜部４２１ａを図７（ａ）又は（ｂ）の曲線的に傾斜している前縁４２１と組み合わせてもよい。
【００４３】
図８は、インペラ４の羽根４２の形状のうち、後縁４２２の形状に関する変形例を示している。図１に示した実施形態のインペラ４の羽根４２では前縁４２１と同様に後縁４２２が径方向内側端部から径方向外側端部に向かって直線的に回転中心軸ＡＸ方向基端側へ傾いているのに対して、図８（ａ）に示す変形例のインペラでは、後縁４２２が径方向内側端部から径方向外側端部に向かって曲線的に回転中心軸ＡＸ方向基端側へ傾いている。また、曲線的に傾斜している羽根４２の後縁４２２が図８（ａ）に示す変形例のインペラでは外に（下に）凸形状であるのに対して、図８（ｂ）に示す変形例のインペラでは外に（下に）凹形状である。
【００４４】
また、図８（ｃ）に示す変形例のインペラは、図８（ａ）の凸曲線状の後縁４２２の径方向外側端部に、径方向外側に行くほど回転中心軸ＡＸ方向先端側へ向かう傾斜部４２２ａを設けたものである。同様に、図８（ｄ）に示す変形例のインペラは、図８（ｂ）の凹曲線状の後縁４２２に傾斜部４２２ａを組み合わせたものである。なお、傾斜部４２２ａを曲線的な輪郭としてもよい。また、後縁４２２の形状は必ずしも径方向内側端部から径方向外側端部に向かって回転中心軸ＡＸ方向基端側へ傾斜している必要はなく、回転中心軸ＡＸから垂直に延びるような形状であってもよい。そのような形状の場合に、径方向外側端部に傾斜部４２２ａ又は逆向きの傾斜部（方向外側に行くほど回転中心軸ＡＸ方向基端側へ向かう傾斜部）を設けてもよい。
【００４５】
次に、図９は、本発明の実施形態に係る軸流ファンのインペラ形状に関する変形例を示す平面概略図でる。本発明の実施形態に係る軸流ファンのインペラ形状の第１の特徴、つまり、後退翼である形状の変形例を示している。図９（ａ）から（ｅ）において、矢印ＲＴはインペラの回転方向を示し、θは後退翼であることを示す角度、つまり、前縁の径方向内側端部から径方向に延びる直線と、前縁の径方向外側端部から径方向に延びる直線とが成す角度を示している。
【００４６】
図２に示した実施形態のインペラ４の羽根４２では後縁４２２が外に凸の曲線形状であるのに対して、図９（ａ）に示す変形例のインペラでは、前縁４２１と後縁４２２が共に直線形状の後退翼となっている。図９（ｂ）に示す変形例のインペラでは、図９（ａ）のインペラ形状に加えて、前縁４２１及び後縁４２２の径方向外側端部に曲線的な傾斜部が設けられている。また、図９（ｃ）に示す変形例のインペラでは前縁４２１が外に凸の曲線形状を有し、図９（ｄ）に示す変形例のインペラでは後縁４２２が外に凸の曲線形状を有する。更に、図９（ｅ）に示す変形例のインペラでは前縁４２１及び後縁４２２が共に外に凸の曲線形状を有する。
【００４７】
なお、図６から図９に示したインペラ形状の変形例は適宜組み合わせることが可能である。また、これら以外の種々の変形も可能である。要は、前述のような定義の後退翼のインペラを採用し、かつ、回転中心軸ＡＸに垂直な方向から見て、各羽根の前縁の径方向内側端部から径方向に延びる直線に対して、前縁の径方向外側端部が回転中心軸ＡＸ方向基端側に位置している形状であればよい。このようなインペラ形状を採用したことにより、軸流ファンの同一風量に対する消費電力を下げ、効率を向上する効果が得られる。
【００４８】
また、図１０に示すように、インペラカップ４１の外周面が、回転中心軸ＡＸ方向基端側へ向かうほど径方向外方へ広がる（断面でテーパ状の）形状を有する変形例も好ましい。この変形例は、インペラ４の羽根（翼）４２の形状に関する上記の実施例又は各変形例と組み合わせて実施することが可能であり、後退翼による風量増加の効果に加えて、静圧を高める効果が得られる。静圧を高める効果は、インペラカップ４１の外周面に沿って流れる空気に遠心力が付与されるためであると考えられられる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係る軸流ファンの概略構造を示す断面図である。
【図２】図１の軸流ファンに使用されているインペラの平面図である。
【図３】図１の軸流ファンに使用されているインペラの側面図である。
【図４】インペラが回転するときの各羽根による空気の流れについて、前進翼の場合と後進翼の場合とを比較して模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る軸流ファンの特性と比較例のインペラを有する軸流ファンの特性とを実測値に基づいて比較して示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態に係る軸流ファンのインペラ形状に関する変形例を示す断面概略図である。
【図７】本発明の実施形態に係る軸流ファンのインペラ形状に関する変形例を示す断面概略図である。
【図８】本発明の実施形態に係る軸流ファンのインペラ形状に関する変形例を示す断面概略図である。
【図９】本発明の実施形態に係る軸流ファンのインペラ形状に関する変形例を示す平面概略図でる。
【図１０】本発明の実施形態に係る軸流ファンの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
２  モータ
４  インペラ
１２  ベース部
４１  インペラカップ
４２  羽根
４２１  前縁
４２１ａ  傾斜部
４２２  後縁
４２３  外周縁
ＡＸ  回転中心軸
ＲＴ  回転方向
【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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