(57)【要約】【課題】  気体の吐出量を低下させることなく、騒音の発生を抑制することができる振動装置、この振動装置を搭載した噴流発生装置、及びこの噴流発生装置を搭載した電子機器を提供すること。【解決手段】  振動装置１５は、フレーム４と、フレーム４に装着された、駆動機構となるアクチュエータ５と、弾性支持部材６によってフレーム４に支持された振動板３とを有している。筐体１の前面１ａには、ノズル２ａ及び２ｂがそれぞれ複数配列されている。振動板３が上下に振動することでこれらのノズル２ａ及び２ｂを介して空気が脈流として吐出される。アクチュエータ５は、例えばボイスコイルモータでなり、ボイスコイル体と、マグネット等の磁気回路部材とが接触しないように駆動する。これにより、気体の吐出量を所望の量に維持しながら騒音の発生を抑制することができる。【選択図】図２
2006305453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体に含まれた気体を、前記筐体が有する開口を介して脈流として吐出させるために前記気体を振動させる振動装置であって、
フレームと、
振動板と、
前記フレームに装着され、前記振動板を振動可能に支持する支持部材と、
前記フレームに装着された磁気回路部材と、前記振動板に装着されるとともに前記磁気回路部材により形成される磁場により移動可能であり、前記振動板が振動するときに前記磁気回路部材への接触を抑制するように構成されたボイスコイル体とを有し、前記振動板を駆動する駆動機構と
を具備することを特徴とする振動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の振動装置であって、
前記磁気回路部材は、
前記振動板の振動方向に着磁されたマグネットと、
前記振動方向の第１の位置で前記マグネットの前記振動板側に装着された磁性体のプレートと、前記プレートとの間に磁気ギャップを形成するとともに前記マグネットとの間に前記スペースを形成する磁性体の筒体とを有するヨークとを有し、
前記ボイスコイル体は、先端と、コイルと、前記コイルが巻回されたボビンとを有し、前記先端及び前記コイルのうち少なくも一方が、前記磁気回路部材に接触することを抑制するように、前記スペース内で前記振動方向に移動することを特徴とする振動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の振動装置であって、
前記支持部材は、前記振動板の振動方向にほぼ垂直な面内であって前記振動方向の第２の位置で前記振動板を支持し、
前記ボイスコイル体は、前記第２の位置から前記振動方向に所定の距離だけ離れた第３の位置に前記先端を有し、
前記所定の距離は、前記面内における前記振動板の中心から周縁までの長さが最も短い長さである第１の長さと、前記第１の長さの長さ方向における前記周縁から前記フレームまでの長さの半分の長さである第２の長さとを足した第３の長さの関数となるように設定されていることを特徴とする振動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の振動装置であって、
前記所定の距離がd[mm]、前記第３の長さがR[mm]、前記磁気ギャップがG[mm]、前記スペース内での前記ボイスコイル体の厚さがt[mm]、前記振動板が前記振動方向以外の方向に移動したときの、前記振動板の中心から前記第３の長さにある前記支持部材の前記振動方向の変位がX[mm]の場合、
d<[(G−t)R]/(2X)
を満たすことを特徴とする振動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の振動装置であって、
R=５〜１００であることを特徴とする振動装置。
【請求項６】
請求項４に記載の振動装置であって、
R=１０〜４０の場合、d=０〜２０、またはd=０〜１０であることを特徴とする振動装置。
【請求項７】
請求項２に記載の振動装置であって、
前記支持部材は、前記振動方向にほぼ垂直な面内であって、前記第１の位置から前記振動方向に所定の距離だけ離れた第２の位置で前記振動板を支持し、
前記磁気ギャップが、前記面内における前記スペースの幅より小さい場合、前記所定の距離は、前記面内における前記振動板の中心から周縁までの長さが最も短い長さである第１の長さと、前記第１の長さの長さ方向における前記周縁から前記フレームまでの長さの半分の長さである第２の長さとを足した第３の長さの関数となるように設定されていることを特徴とする振動装置。
【請求項８】
請求項７に記載の振動装置であって、
前記所定の距離がd[mm]、前記第３の長さがR[mm]、前記磁気ギャップがG[mm]、前記スペース内での前記ボイスコイル体の厚さがt[mm]、前記振動板が前記振動方向以外の方向に移動したときの、前記振動板の中心から前記第３の長さにある前記支持部材の前記振動方向の変位がX[mm]の場合、
d<[(G−t)R]/(2X)
を満たすことを特徴とする振動装置。
【請求項９】
請求項７に記載の振動装置であって、
R=５〜１００であることを特徴とする振動装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の振動装置であって、
R=１０〜４０の場合、d=０〜１０、またはd=０〜５であることを特徴とする振動装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の振動装置であって、
前記ボイスコイル体は、前記振動方向の、前記第２の位置とは異なる第４の位置で前記振動板に装着されていることを特徴とする振動装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の振動装置であって、
前記第４の位置は、前記第２の位置より前記マグネットに近い側、または前記第２の位置より前記マグネットから遠い側にあることを特徴とする振動装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の振動装置であって、
前記振動板は、
前記支持部材に支持された側板と、
前記ボイスコイル体に装着された平板と
を有することを特徴とする振動装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の振動装置であって、
前記振動板は、
前記支持部材に支持された第１の平板と、
前記ボイスコイル体に装着され、前記第１の平板にほぼ平行な第２の平板と
を有することを特徴とする振動装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の振動装置であって、
前記振動板は、前記振動方向の一側に向けて徐々に径が広がるコーン形状でなることを特徴とする振動装置。
【請求項１６】
請求項３に記載の振動装置であって、
前記ボイスコイル体は、前記振動方向の、前記第２の位置とほぼ同じ位置で前記振動板に装着されていることを特徴とする振動装置。
【請求項１７】
請求項１３に記載の振動装置であって、
前記駆動機構は、
前記ボイスコイル体に接続され、前記側板及び前記平板に這わせるように配置された給電線を有することを特徴とする振動装置。
【請求項１８】
請求項１４に記載の振動装置であって、
前記駆動機構は、
前記ボイスコイル体に接続され、前記第１の平板及び第２の平板に這わせるように配置された給電線を有することを特徴とする振動装置。
【請求項１９】
請求項７に記載の振動装置であって、
前記ボイスコイル体は、前記振動方向の、前記第２の位置とは異なる第４の位置で前記振動板に装着されていることを特徴とする振動装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の振動装置であって、
前記第４の位置は、前記第２の位置より前記マグネットに近い側、または前記第２の位置より前記マグネットから遠い側にあることを特徴とする振動装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の振動装置であって、
前記振動板は、
前記支持部材に支持された側板と、
前記ボイスコイル体に装着された平板と
を有することを特徴とする振動装置。
【請求項２２】
請求項２０に記載の振動装置であって、
前記振動板は、
前記支持部材に支持された第１の平板と、
前記ボイスコイル体に装着され、前記第１の平板にほぼ平行な第２の平板と
を有することを特徴とする振動装置。
【請求項２３】
請求項２０に記載の振動装置であって、
前記振動板は、前記振動方向の一側に向けて徐々に径が広がるコーン形状でなることを特徴とする振動装置。
【請求項２４】
請求項７に記載の振動装置であって、
前記ボイスコイル体は、前記振動方向の、前記第２の位置とほぼ同じ位置で前記振動板に装着されていることを特徴とする振動装置。
【請求項２５】
請求項２１に記載の振動装置であって、
前記駆動機構は、
前記ボイスコイル体に接続され、前記側板及び前記平板に這わせるように配置された給電線を有することを特徴とする振動装置。
【請求項２６】
請求項２２に記載の振動装置であって、
前記駆動機構は、
前記ボイスコイル体に接続され、前記第１の平板及び第２の平板に這わせるように配置された給電線を有することを特徴とする振動装置。
【請求項２７】
請求項１に記載の振動装置であって、
前記振動板は、振動方向にほぼ垂直な、円形、楕円形、多角形、または角円形でなる面を有することを特徴とする振動装置。
【請求項２８】
請求項１に記載の振動装置であって、
前記支持部材は、ゴムまたは樹脂であることを特徴とする振動装置。
【請求項２９】
請求項１に記載の振動装置であって、
前記振動板と前記支持部材とが同じ材料でなることを特徴とする振動装置。
【請求項３０】
フレームと、
開口を有し、前記フレームを支持するとともに内部に気体が含まれた筐体と、
振動することにより前記開口を介して前記気体を脈流として吐出させるための振動板と、
前記フレームに装着され、前記振動板を振動可能に支持する支持部材と、
前記フレームに装着された磁気回路部材と、前記振動板に装着されるとともに前記磁気回路部材により形成される磁場により移動可能であり、前記振動板が振動するときに前記磁気回路部材への接触を抑制するように構成されたボイスコイル体とを有し、前記振動板を駆動する駆動機構と
を具備することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項３１】
開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、
振動することにより前記開口を介して前記気体を脈流として吐出させるための振動板と、
前記筐体に装着され、前記振動板を振動可能に支持する支持部材と、
前記筐体に装着された磁気回路部材と、前記振動板に装着されるとともに前記磁気回路部材により形成される磁場により移動可能であり、前記振動板が振動するときに前記磁気回路部材への接触を抑制するように構成されたボイスコイル体とを有し、前記振動板を駆動する駆動機構と
を具備することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項３２】
発熱体と、
フレームと、
開口を有し、前記フレームを支持するとともに内部に気体が含まれた筐体と、
振動することにより前記開口を介して前記気体を前記発熱体に向けて脈流として吐出させるための振動板と、
前記フレームに装着され、前記振動板を振動可能に支持する支持部材と、
前記フレームに装着された磁気回路部材と、前記振動板に装着されるとともに前記磁気回路部材により形成される磁場により移動可能であり、前記振動板が振動するときに前記磁気回路部材への接触を抑制するように構成されたボイスコイル体とを有し、前記振動板を駆動する駆動機構と
を具備することを特徴とする電子機器。
【請求項３３】
発熱体と、
開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、
振動することにより前記開口を介して前記気体を前記発熱体に向けて脈流として吐出させるための振動板と、
前記筐体に装着され、前記振動板を振動可能に支持する支持部材と、
前記筐体に装着された磁気回路部材と、前記振動板に装着されるとともに前記磁気回路部材により形成される磁場により移動可能であり、前記振動板が振動するときに前記磁気回路部材への接触を抑制するように構成されたボイスコイル体とを有し、前記振動板を駆動する駆動機構と
を具備することを特徴とする電子機器。
【請求項３４】
フレームと、
振動板と、
前記フレームに装着され、前記振動板を振動可能に支持する支持部材と、
前記フレームに装着された磁気回路部材と、前記振動板に装着されるとともに前記磁気回路部材により形成される磁場により移動可能であり、前記振動板が振動するときに前記磁気回路部材への接触を抑制するように構成されたボイスコイル体とを有し、前記振動板を駆動する駆動機構と
を具備するスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の噴流を発生させるために気体に振動を与えるための振動装置、この振動装置を搭載した噴流発生装置、及びこの噴流発生装置を搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＰＣ（Personal Computer）の高性能化に伴うＩＣ（Integrated Circuit）等の発熱体からの発熱量の増大が問題となっており、様々な放熱の技術が提案され、あるいは製品化されている。その放熱方法として、例えばＩＣにアルミなどの金属でなる放熱用のフィンを接触させて、ＩＣからの熱をフィンに伝導させて放熱する方法がある。また、ファンを用いることにより、例えばＰＣの筐体内の温まった空気を強制的に排除し、周囲の低温の空気を発熱体周辺に導入することで放熱する方法もある。あるいは放熱フィンとファンとを併用することにより、放熱フィンで発熱体と空気の接触面積を大きくしつつ、ファンにより放熱フィンの周囲の暖まった空気を強制的に排除する方法もある。
【０００３】
しかしながら、このようなファンによる空気の強制対流では、放熱フィンの下流側でフィン表面の温度境界層が生起され、放熱フィンからの熱を効率的に奪えないという問題がある。このような問題を解決するためには、例えばファンの風速を上げて温度境界層を薄くすることが挙げられる。しかし、風速を上げるためにファンの回転数を増加させることにより、ファンの軸受け部分からの騒音や、ファンからの風が引き起こす風切り音などによる騒音が発生するという問題がある。
【０００４】
一方、送風手段としてファンを用いずに、上記温度境界層を破壊し、放熱フィンからの熱を効率よく外気に逃がす方法として、周期的に往復運動する振動板を用いる方法がある（例えば特許文献１、２、３、４参照）。これらの装置のうち、特に特許文献３及び４の装置は、チャンバ内を空間的に概略二分する振動板と、振動板を支持しチャンバに設けられた弾性体と、振動板を振動させる手段とを備えている。これらの装置では、例えば振動板が上方向に変位したときには、チャンバの上部空間の体積が減少するため、上部空間の圧力が上昇する。上部空間は吸排気口を通じて外気と連通しているため、上部空間の圧力上昇によって、その内部の空気の一部が外気中に放出される。一方このとき、振動板を挟んで上部空間と反対側にある下部空間の体積は逆に増加するため、下部空間の圧力が下降する。下部空間は吸排気口を通じて外気と連通しているため、下部空間の圧力減少によって、吸排気口近傍にある外気の一部が下部空間内部に引き込まれる。これとは逆に、振動板が下方向に変位したときには、チャンバの上部空間の体積が増加するため、上部空間の圧力が下降する。上部空間は吸排気口を通じて外気と連通しているため、上部空間の圧力下降によって、吸排気口近傍にある外気の一部が上部空間内部に引き込まれる。一方このとき、振動板を挟んで上部空間と反対側にある下部空間の体積は逆に減少するため、下部空間の圧力は上昇する。下部空間の圧力上昇によって、その内部の空気の一部が外気中に放出される。振動板の駆動は例えば電磁駆動方式が用いられる。このように、振動板を往復運動させることによって、チャンバ内の空気が外気に排出される動作と、外気がチャンバ内に吸気される動作が周期的に繰り返される。このような、振動板の周期的な往復運動によって誘起される空気の脈流が放熱フィン（ヒートシンク）等の発熱体に吹き付けられることにより、放熱フィンの表面にある温度境界層が効率よく破壊され、結果的に放熱フィンが効率良く冷却される。
【特許文献１】特開２０００−２２３８７１号公報（図２）
【特許文献２】特開２０００−１１４７６０号公報（図１）
【特許文献３】特開平２−２１３２００号公報（第１図、第３図）
【特許文献４】特開平３−１１６９６１号公報（第３図、第８図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、発熱体の発熱量が多い場合には、さらに冷却能力の高い、つまり、気体の噴出量の多いデバイスが要求される。特に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の発熱量は年々増え続けているので、これを効率良く冷却する必要がある。一方、気体噴出量を多くするためには、振動板の振幅を大きくすればよい。しかし、振幅を大きくすると、振動板に撓みが発生し、効果的に気体に振動を与えることができない上、余分なノイズが発生して騒音の原因になるおそれがある。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、気体の吐出量を低下させることなく、騒音の発生を抑制することができる振動装置、この振動装置を搭載した噴流発生装置、及びこの噴流発生装置を搭載した電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る振動装置は、筐体に含まれた気体を、前記筐体が有する開口を介して脈流として吐出させるために前記気体を振動させる振動装置であって、フレームと、振動板と、前記フレームに装着され、前記振動板を振動可能に支持する支持部材と、前記フレームに装着された磁気回路部材と、前記振動板に装着されるとともに前記磁気回路部材により形成される磁場により移動可能であり、前記振動板が振動するときに前記磁気回路部材への接触を抑制するように構成されたボイスコイル体とを有し、前記振動板を駆動する駆動機構とを具備する。
【０００８】
本発明では、駆動機構は、振動板が振動するときに磁気回路部材への接触を抑制するように構成されたボイスコイル体を有しているので、ボイスコイル体の磁気回路部材への接触による不要なノイズが発生することを抑制できる。したがって、例えば気体の吐出量を所望の量に維持しながら振動板の振動数や振幅等を下げずに、騒音を抑制することができる。
【０００９】
気体は、例えば空気が挙げられるが、これに限らず、窒素、ヘリウムガス、もしくはアルゴンガス等の不活性ガス、あるいはその他の気体であってもよい。
【００１０】
本発明において、前記磁気回路部材は、前記振動板の振動方向に着磁されたマグネットと、前記振動方向の第１の位置で前記マグネットの前記振動板側に装着された磁性体のプレートと、前記プレートとの間に磁気ギャップを形成するとともに前記マグネットとの間に前記スペースを形成する磁性体の筒体とを有するヨークとを有し、前記ボイスコイル体は、先端と、コイルと、前記コイルが巻回されたボビンとを有し、前記先端及び前記コイルのうち少なくも一方が、前記磁気回路部材に接触することを抑制するように、前記スペース内で前記振動方向に移動する。ボイスコイル体は、特に振動方向とは異なる方向に傾いて動いてしまうことにより、ボイスコイル体の先端が磁気回路部材に接触する可能性がある。したがって、その先端及びコイルのうち少なくとも一方が、磁気回路部材に接触することを抑制するようにボイスコイル体が移動すればよい。
【００１１】
例えば、前記支持部材は、前記振動板の振動方向にほぼ垂直な面内であって前記振動方向の第２の位置で前記振動板を支持し、前記ボイスコイル体は、前記第２の位置から前記振動方向に所定の距離だけ離れた第３の位置に前記先端を有し、前記所定の距離は、前記面内における前記振動板の中心から周縁までの長さが最も短い長さである第１の長さと、前記第１の長さの長さ方向における前記周縁から前記フレームまでの長さの半分の長さである第２の長さとを足した第３の長さの関数となるように設定されている。
【００１２】
より具体的には、前記所定の距離がd[mm]、前記第３の長さがR[mm]、前記磁気ギャップがG[mm]、前記スペース内での前記ボイスコイル体の厚さがt[mm]、前記振動板が前記振動方向以外の方向に移動したときの、前記振動板の中心から前記第３の長さにある前記支持部材の前記振動方向の変位がX[mm]の場合、d<[(G−t)R]/(2X)を満たす。
【００１３】
振動装置が搭載される電子機器として、例えばその大きさが、小型の携帯型オーディオ機器から、大型のディスプレイ装置等までを想定する場合、実用的な第３の長さは、R=５〜１００となる。
【００１４】
特に、R=１０〜４０の場合、d=０〜２０、またはd=０〜１０であることが好ましい。例えば、振動装置が搭載される電子機器として、ポータブルな機器を想定する場合、特に、R=１０〜４０が最も実用的なものとして想定される。より好ましくは、R=１５〜３５である。この場合に、上記の式を考慮すると、d=０〜２０、またはd=０〜１０である。d=０の場合は、プレートがある平面内で支持部材が振動板を支持することになり、振動装置を薄型化することが可能となる。
【００１５】
あるいは、例えば、前記支持部材は、前記振動方向にほぼ垂直な面内であって、前記第１の位置から前記振動方向に所定の距離だけ離れた第２の位置で前記振動板を支持し、前記磁気ギャップが、前記面内における前記スペースの幅より小さい場合、前記所定の距離は、前記面内における前記振動板の中心から周縁までの長さが最も短い長さである第１の長さと、前記第１の長さの長さ方向における前記周縁から前記フレームまでの長さの半分の長さである第２の長さとを足した第３の長さの関数となるように設定されている。
【００１６】
この場合においても、前記所定の距離がd[mm]、前記第３の長さがR[mm]、前記磁気ギャップがG[mm]、前記スペース内での前記ボイスコイル体の厚さがt[mm]、前記振動板が前記振動方向以外の方向に移動したときの、前記振動板の中心から前記第３の長さにある前記支持部材の前記振動方向の変位がX[mm]の場合、d<[(G−t)R]/(2X)を満たせばよい。
【００１７】
この場合も、特に実用的な形態を考慮すると、R=１０〜４０の場合、d=０〜１０、またはd=０〜５であることが好ましい。
【００１８】
本発明において、前記ボイスコイル体は、前記振動方向の、前記第２の位置とは異なる第４の位置で前記振動板に装着されている。第４の位置は、第２の位置よりマグネットに近い側にあってもよい。または、前記第４の位置は、第２の位置よりマグネットから遠い側にあってもよい。これらの場合、コーン形状であったり、側板が設けられる等、平板状でなくてよい。このように、振動板がフラットではなく立体的に構成されることにより、振動板の剛性が高まり、振動板の撓みを抑制して効果的に振動させることができる。その結果、気体の吐出の効率を向上させることができる。特に、第４の位置が第２の位置に対して第１の位置とは振動方向に反対側にある場合、振動装置を薄型化することが可能となる。
【００１９】
振動板の側板は、振動板の振動方向にほぼ平行に立設されていてもよいし、あるいは垂直でなくてもよい。側板は、例えば連続的に設けられていればよい。すなわち、側板は、振動方向にほぼ垂直な平板の周囲、またはそれより内側に設けることができる。
【００２０】
本発明において、前記振動板は、前記支持部材に支持された第１の平板と、前記ボイスコイル体に装着され、前記第１の平板にほぼ平行な第２の平板とを有する。この場合も、振動板が単なる平板状でなく３次元的な構成になるため、振動板の剛性を高めることができる。
【００２１】
本発明において、前記ボイスコイル体は、前記振動方向の、前記第２の位置と同じ位置で前記振動板に装着されている。この場合、振動板は平板状であることが多いが、必ずしも平板状でなくてもよい。
【００２２】
本発明において、前記駆動機構は、前記振動板は、前記支持部材に支持された側板と、前記ボイスコイル体に装着された平板とを有する。あるいは、前記駆動機構は、前記ボイスコイル体に接続され、前記第１の平板及び第２の平板に這わせるように配置された給電線を有する。これらの構成によれば、振動板が振動するとき、振動板と給電線とが一体的に動くので断線を防止することができる。
【００２３】
本発明において、前記振動板は、振動方向にほぼ垂直な、円形、楕円形、多角形、または角円形でなる面を有する。角円形とは、直線と曲線とで囲まれた領域の形であり、例えば角が円形の多角形等が挙げられる。
【００２４】
本発明に係る噴流発生装置は、フレームと、開口を有し、前記フレームを支持するとともに内部に気体が含まれた筐体と、振動することにより前記開口を介して前記気体を脈流として吐出させるための振動板と、前記フレームに装着され、前記振動板を振動可能に支持する支持部材と、前記フレームに装着された磁気回路部材と、前記振動板に装着されるとともに前記磁気回路部材により形成される磁場により移動可能であり、前記振動板が振動するときに前記磁気回路部材への接触を抑制するように構成されたボイスコイル体とを有し、前記振動板を駆動する駆動機構とを具備する。
【００２５】
本発明の他の観点に係る噴流発生装置は、開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、振動することにより前記開口を介して前記気体を脈流として吐出させるための振動板と、前記筐体に装着され、前記振動板を振動可能に支持する支持部材と、前記筐体に装着された磁気回路部材と、前記振動板に装着されるとともに前記磁気回路部材により形成される磁場により移動可能であり、前記振動板が振動するときに前記磁気回路部材への接触を抑制するように構成されたボイスコイル体とを有し、前記振動板を駆動する駆動機構とを具備する。すなわち、フレームがなくてもよく、筐体がそのフレームの機能を有するようにしてもよい。
【００２６】
本発明に係る電子機器は、発熱体と、フレームと、開口を有し、前記フレームを支持するとともに内部に気体が含まれた筐体と、振動することにより前記開口を介して前記気体を前記発熱体に向けて脈流として吐出させるための振動板と、前記フレームに装着され、前記振動板を振動可能に支持する支持部材と、前記フレームに装着された磁気回路部材と、前記振動板に装着されるとともに前記磁気回路部材により形成される磁場により移動可能であり、前記振動板が振動するときに前記磁気回路部材への接触を抑制するように構成されたボイスコイル体とを有し、前記振動板を駆動する駆動機構とを具備する。
【００２７】
本発明に他の観点に係る電子機器は、発熱体と、開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、振動することにより前記開口を介して前記気体を前記発熱体に向けて脈流として吐出させるための振動板と、前記筐体に装着され、前記振動板を振動可能に支持する支持部材と、前記筐体に装着された磁気回路部材と、前記振動板に装着されるとともに前記磁気回路部材により形成される磁場により移動可能であり、前記振動板が振動するときに前記磁気回路部材への接触を抑制するように構成されたボイスコイル体とを有し、前記振動板を駆動する駆動機構とを具備する。すなわち、フレームがなくてもよい。
【００２８】
これらの電子機器としては、コンピュータ（パーソナルコンピュータの場合、ラップトップ型であっても、デスクトップ型であってもよい。）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子辞書、カメラ、ディスプレイ装置、オーディオ／ビジュアル機器、携帯電話、ゲーム機器、カーナビゲーション機器、ロボット機器、その他の電化製品等が挙げられる。発熱体としては、例えばＩＣや抵抗等の電子部品、あるいは放熱フィン（ヒートシンク）等が挙げられるが、これらに限られず発熱するものなら何でもよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、本発明によれば、気体の吐出量を低下させることなく、騒音の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施の形態に係る噴流発生装置を示す斜視図である。図２は、図１に示す噴流発生装置の断面図である。
【００３２】
噴流発生装置１０は、後部が円筒状をなす筐体１と、筐体１内に配置された振動装置１５とを備えている。筐体１の前面１ａには、ノズル２ａ及び２ｂがそれぞれ複数配列されている。図２に示すように、筐体１の内部は、振動装置１５と、この振動装置１５が取り付けられる取付部７によって、上部チャンバ１１ａ及び下部チャンバ１１ｂに分離されている。ノズル２ａ及び２ｂが取り付けられている筐体１の前面１ａには、ノズル２ａ及び２ｂに対応する位置に開口１２ａ及び１２ｂが形成されている。これにより、上部チャンバ１１ａ及び下部チャンバ１１ｂは筐体１の外部の大気にそれぞれ連通している。各チャンバ１１ａと１１ｂとは、容積がほぼ同じとなっている。すなわち、振動装置１５が上部チャンバ１１ａに配置される分、下部チャンバ１１ｂより上部チャンバ１１ａの方が図２中の上下方向（厚さ方向）で厚くなっている。これにより、後述するようにノズル２ａ及び２ｂから交互に吐出される気体量を同じにすることができ、静音性が向上する。
【００３３】
振動装置１５は、例えばスピーカに類似した構成を有している。振動装置１５は、フレーム４と、フレーム４に装着された、駆動機構となるアクチュエータ５と、弾性支持部材６によってフレーム４に支持された振動板３とを有している。フレーム４には、フレーム４の内外で筐体１内に含まれた空気を流通させるための流通口４ａが形成されている。流通口４ａは、複数設けられる構成であってもよいし、長穴が１つ、または複数設けられるであってもよい。
【００３４】
振動板３は、例えば樹脂、紙、または金属でなる。特に、振動板３が紙でなることにより、非常に軽量化される。紙は、樹脂ほど任意な形状に作製しにくいが、軽量化では有利である。振動板３が樹脂の場合、成形により任意の形状に作製しやすい。一方、振動板３が金属の場合、マグネシウムのような軽量で射出成形が可能な材料があるので、場合に応じて使用できる。
【００３５】
図３は、アクチュエータ５を示す拡大断面図である。例えば円筒状のヨーク８の内側に、振動板３の振動方向Ｓに着磁されたマグネット１４が内蔵され、マグネット１４には、例えば円板状のヨーク１８が取り付けられている。このマグネット１４、ヨーク８及び１８により図４に示すような磁界が発生し、磁気回路が構成される。以下、マグネット１４、ヨーク８及び１８を磁気回路部材という。マグネット１４とヨーク８との間のスペースには、ボイスコイル体１９が出入りするようになっている。ボイスコイル体１９は、コイル１７が巻回されたコイルボビン９でなる。すなわち、アクチュエータ５はボイスコイルモータでなる。コイル１７には、給電線１６により、例えば図示しない駆動用のＩＣから電気信号が供給される。ヨーク８はフレーム４の内側中央に固定され、コイルボビン９は振動板３の表面に固定されている。
【００３６】
平板状のヨーク１８は、上述のように例えば円板形である。しかし、円でなくても楕円や、矩形状でもよい。ヨーク８は、上述のように円筒状であってもよいが、例えば角柱状であってもよい。ヨーク８やヨーク１８の、振動方向Ｓに垂直な面内での形状は、振動板３の当該面内での形状と相似な形が合理的とも考えられる。
【００３７】
筐体１は、例えば、樹脂、ゴム、または金属でなる。樹脂やゴムは成形で作製しやすく量産向きである。また、筐体１が樹脂やゴムの場合、アクチュエータ５の駆動により発生する音、あるいは振動板３が振動することにより発生する空気の気流音等を抑制することができる。つまり、筐体１が樹脂やゴムの場合、それらの音の減衰率も高くなり、騒音を抑制することができる。さらに、軽量化に対応でき、低コストとなる。樹脂等の射出成形で筐体１が作製される場合は、ノズル２ａ及び２ｂと一体で成形することが可能である。筐体１が熱伝導性の高い材料、例えば金属でなる場合、アクチュエータ５から発せられる熱を筐体１に逃がして筐体１の外部に放熱することができる。金属としては、アルミや銅が挙げられる。熱伝導性を考慮する場合、金属に限らず、カーボンであってもよい。金属としては、射出成形が可能なマグネシウム等も用いることができる。アクチュエータ５の磁気回路からの漏れ磁界が機器の他のデバイスに影響する場合は、漏れ磁界を無くす工夫が必要である。その一つが、筐体１を磁性材料、例えば鉄等にすることである。これにより、漏れ磁界はかなりのレベルで低減される。さらに、高温での使用や、特殊用途ではセラミックスの筐体であってもよい。
【００３８】
上述したように、放熱のために筐体１に高熱伝導材料が用いられる場合、フレーム４も熱伝導性の高い材料を用いることが好ましい。この場合、フレーム４も金属やカーボンが用いられる。しかし、熱伝導をあまり考慮しない場合、フレーム４は、例えば樹脂が用いられる。樹脂であれば、安価で軽量なフレームを射出成形で作製することができる。フレーム４の一部を磁性体とすることもできる。これにより、その磁性体でアクチュエータ５のヨークを構成することができ、磁束密度を高めることも可能である。
【００３９】
弾性支持部材６は、例えばゴムや樹脂等でなる。弾性支持部材６はベローズ状をなし、上面から見る場合、円環形状をなしている。振動板３は、主にアクチュエータ５により支持されるが、振動板３の振動方向Ｓとは垂直方向の振れである横振れを防止するために、弾性支持部材６は振動板３を支持する機能を有している。また、弾性支持部材６は、上記したように、チャンバ１１ａ及び１１ｂを分離し、振動板３が振動するときに、チャンバ１１ａ及び１１ｂ間での気体の流通を阻止する。弾性支持部材６は、ベローズ状をなしているが、その山部と谷部の個数は、図２に示すようにそれぞれ１つずつが好ましい。１つの谷部、または１つの山部だけの場合、図２中の上下方向の高さが高くなり、薄型化に反し、山部及び谷部が複数ある場合、振動板３が振動するときに振動方向Ｓ以外の複雑な動きが発生し、効率が落ちる可能性があるからである。
【００４０】
しかしながら、弾性支持部材６は、図２に示すような形状に限られず、山部（または谷部）が１つで構成されたものでもよいし、あるいは、山部及び谷部がそれぞれ２以上設けられた構成であってもよい。あるいは弾性支持部材６は、図２で見た断面が平板状であってもよい。
【００４１】
なお、筐体１にはノズル２ａ及び２ｂが設けられる構成としたが、ノズルではなく、筐体１に単に開口が設けられている構成であってもかまわない。
【００４２】
以上のように構成された噴流発生装置１０の動作について説明する。
【００４３】
アクチュエータ５に例えば正弦波の交流電圧が印加されると、振動板３は正弦波振動を行う。これにより、チャンバ１１ａ及び１１ｂ内の容積が増減する。チャンバ１１ａ及び１１ｂの容積変化に伴い、それらチャンバ１１ａ及び１１ｂの圧力が変化し、これに伴い、それぞれノズル２ａ及び２ｂを介して空気の流れが脈流として発生する。例えば、振動板３がチャンバ１１ａの容積を増加させる方向に変位すると、チャンバ１１ａの圧力は減少し、チャンバ１１ｂの圧力は増加する。これによりノズル２ａを介して筐体１の外部の空気がチャンバ１１ａ内に流れ込み、チャンバ１１ｂにある空気がノズル２ｂを介して外部に噴出される。逆に、振動板３がチャンバ１１ａの容積を減少させる方向に変位すると、チャンバ１１ａの圧力は増加し、チャンバ１１ｂの圧力は減少する。これによりチャンバ１１ａにある空気がノズル２ａを介して外部に噴出され、ノズル２ｂを介して外部の空気がチャンバ１１ｂ内に流れ込む。ノズル２ａ及び２ｂから空気が噴出されるときにノズル２ａ及び２ｂの周囲の気圧が低下することにより、当該周囲の空気が各ノズルから噴出される空気に巻き込まれる。すなわち、これが合成噴流である。このような合成噴流が、発熱体や高熱部に吹き付けられることにより、当該発熱体や高熱部を冷却することができる。
【００４４】
一方、ノズル２ａ及び２ｂから空気が噴出されるときに、各ノズル２ａ及びノズル２ｂから独立して騒音が発生する。しかしながら、各ノズル２ａ及びノズル２ｂとで発生する各音波は逆位相の音波であるため互いに弱められる。これにより、騒音が抑制され、静音化を図ることができる。
【００４５】
図５は、上記のチャンバが１つの場合の噴流発声装置を示す断面図である。この噴流発生装置２０では、上部が開口された筐体２１のその開口部に振動装置１５が装着されることにより、筐体２１内にチャンバ１１が形成されている。チャンバ１１は、ノズル２を介して外部と連通している。筐体２１の形状は、例えば図１に示すように、ノズル２とは反対側の後部が円筒状でなるものであってもよいが、これに限られない。このように構成された噴流発生装置２０では、振動板３が図中上下に振動することにより、チャンバ１１の圧力変化に伴ってノズル２を介して空気が外部に吐出されたり、チャンバ１１内に吸入されたりする。このように、チャンバ１１が１つであっても空気を脈流として吐出することができる。
【００４６】
次に、以上説明した噴流発生装置１０または２０の振動装置１５についてより詳細に説明する。そこで、その説明の前に、図６及び図７を参照して、振動板の横揺れの防止手段について説明する。
【００４７】
図６に示す振動装置２５が有する振動板１３には、その周縁に側板１３ａが立設されている。この振動板１３の振動方向Ｓに垂直な平面内での形状は例えば円形である。このように側板１３ａがあることにより、振動板１３の剛性を高めることができるので、より効率的に空気に圧力変化を与えることができる。また、振動板１３が変形しにくいので余分なノイズ等も低減することができる。側板１３ａがあることは、上記横揺れの防止には直接は関係ないが、側板１３ａがあることによって、振動方向Ｓに２つの弾性支持部材６を配列させて備え付けることができる。これにより、弾性支持部材６が１つの場合に比べ、振動板１３が振動するときに、振動方向Ｓ以外の方向へ移動すること、つまり、振動板１３が、例えば図９に示すように傾いて横揺れを起こすことを抑制することができる。
【００４８】
図７に示す振動装置３５についても、弾性支持部材６と、別の弾性支持部材２６（横揺れ防止用のダンパ）とがあることによって、振動板３の横揺れを抑制している。この振動装置３５は、一般的なスピーカの構造とほぼ同様の構造を有している。
【００４９】
これらの振動装置２５及び３５は、そのように横揺れを抑えることにより、以下のような利点がある。すなわち、横揺れにより図９で示したようにボイスコイル体１９が傾いて、磁気回路部材に接触したりすることで発生するノイズや騒音を抑えることができる。
【００５０】
例えばポータブルな電子機器として、ラップトップ型ＰＣ等の電子機器に噴流発生装置が搭載されることを想定した場合、所望の空気吐出量を得るために、噴流発生装置は既存の軸流ファンと同程度の大きさとなることが期待される。上記図２等で示す振動板３及び弾性支持部材６が円形の場合は、その直径（例えば後述の図８で示すRの２倍）が４０mmから８０mm程度、あるいは５０mmから８０mm程度、筐体１の厚さが２０mm以下位である。この程度の大きさで、十分な冷却能力を持たせるには、本発明者の経験から、振動板の振れは４mmp-p(peak to peak) 程度（振幅が２mm程度）持たせることが望ましい。振動の周波数を上げると振幅を小さくすることが可能だが、５０Hzを超えるあたりから騒音が大きくなる。したがって、所望の空気吐出量を得ながら低騒音の噴流発生装置を実現するには、やはり振幅が４mmp-p程度が必要となる。径が５０mm程度、厚さが２０mm以下で振れが４mmp-p取れる振動装置は、スピーカを考えた場合でもない。
【００５１】
スピーカの場合は振動板が４mm振れるものは中音域〜低音域のウーハタイプで、このような大振幅を実現するためには、図６に示したように、２つの弾性支持部材６の距離を極力離したり、図７に示したように、横揺れ防止用のダンパ２６を用意したりすればよい。しかしながら、図６及び図７に示すように、２つの弾性支持部材６等で振動板１３等が支持される場合、弾性支持部材が１つの場合に比べその振動板が振動するときに該振動板に働く抵抗力が大きくなる。その分、アクチュエータ５の消費電力も増える。そうは言いながらも、弾性支持部材６が１つのみでは、振動板３に大きな振幅を発生させた場合には、横揺れが発生して上述のように騒音が発生する。
【００５２】
そこで、上述の噴流発生装置１０または２０に搭載される振動装置１５では、弾性支持部材は１つのみ設けられる構成とし、振動板３に働く抵抗力を小さくしつつも、後述するような構造によって振動板３の横揺れを極力小さくしている。これにより、ボイスコイル体１９が磁気回路部材に接触することを防止している。以下、これについて説明する。
【００５３】
図８は、振動装置１５の主にアクチュエータ５及び振動板３を示す断面図である。図９は、振動板３が振動方向Ｓに振動するときに、ボイスコイル体１９と振動板３とが傾いた状態を示す図である。このような振動板３の横揺れの状態を定量化するため、以下のように定義する。
【００５４】
振動板３の図中左右方向における中心：点O
円筒状ヨーク８とマグネット１４との間のスペースの幅（後述するように磁気ギャップに相当）：G[mm]
ボイスコイル体１９の当該スペース内での厚さ：t[mm]
振動板３の中心Oからボイスコイル体１９の垂直壁まで距離：r [mm]
振動板３の中心Oから周縁までの長さと、その周縁からフレーム４までの長さの半分の長さとを足した長さ（中心Oから点Ｐまでの長さ）：R[mm]
振動方向Ｓにおける、弾性支持部材６が振動板３の周縁を支持する位置[２]（第２の位置）からボイスコイル体１９の上部先端１９ａの位置[３]（第３の位置）までの距離：d[mm]
弾性支持部材６における、振動板３の周縁からフレーム４までの長さの半分の長さ位置：点Ｐ
振動板３に傾きが生じたときの、上記点Ｐの振動方向Ｓ（本来の振動方向）における変位量：X[mm]（図９参照）
上記点Ｐの変位量がXの場合に、ボイスコイル体１９の先端１９ａの、上記振動方向Ｓに直交する方向における変位量：Y[mm]（図９参照）
【００５５】
なお、厚さtは、コイルボビン９とこれに巻回されたコイル１７とを含む厚さである。図８及び図９は、プレート状ヨーク１８の径がマグネット１４の径とほぼ同じ場合を示しているため、この場合、上記スペースの幅Gは、プレート状ヨーク１８と円筒状ヨーク８とのギャップ、つまり磁気ギャップと同じ値となる。
【００５６】
上記点Ｐの変位量Xが生じた場合、振動板３は、ほぼ点Oを中心に回転する。図１０に示すように、振動板３が点Oを中心に角度θだけ回転した場合、直角三角形RXと、直角三角形dYとは相似であるので、Yは次式（１）で表すことができる。  
Y≒(d・X)/R・・・（１）
変位量Yは微小であるので、rに依存する変位量（例えば、図９に示すように振動板３が傾くことによって回動する場合、その回動によってボイスコイル体１９の先端１９ａが、図中、上方へ向かう変位量）は無視することができる。したがって、式（１）は十分に正確な近似となる。
【００５７】
ボイスコイル体１９のスペースG内での寸法マージンmは、次式（２）で表すことができる。  
ｍ=(G−t)/2・・・（２）
mは片側のマージンを示しており、ここでのマージンは、スペースGがボイスコイル体１９の両側に均等にあると仮定している。設計によっては内側か外側のマージンを多く取る場合もあり得る。とにかく、ボイスコイル体１９の先端１９ａの変位Yがマージンmを超えると、磁気回路部材に先端１９ａが接触する。先端１９ａが磁気回路部材に接触しないようにするためには、
Y<m・・・（３）
となるため、式（１）、（２）及び（３）より、
[(d・X)/R]<[(G−t)/2]・・・（４）
となる。すなわち、dが次式（５）を満足すればよい。  
d<[(G−t)R]/(2X) ・・・（５）
式（５）より、弾性支持部材６により振動板３が支持される支持面である第２の位置[２]から、先端１９ａまでの距離dが短いほど、ボイスコイル体１９が磁気回路部材に接触しにくくなる。変位量Xの現実的な値として約０．５mmを想定すると、dは次のようになる。  
d<(G−t)R・・・（６）
上記Xの値として約０．５mmが当てはまる場合とは、現実的なRとして、R=１０〜４０、あるいはR=１５〜３５の場合となる。
【００５８】
実際に発明者が作製した振動装置の寸法で、dがどの程度か見積もってみる。G＝０．９４mm、ｔ＝０．３５mm、R＝２２mm、r＝８mmで、dの値は１３mmとなる。つまり、実際に発明者が作製したアクチュエータでは、dを１３mm以下にすれば、弾性支持部材６が１つしか設けられていない場合であっても、接触による騒音を防ぐことができる。実験では、確実に騒音が低減され、かなり静音性が向上した。dの取り得る範囲として、R=１０〜４０の場合、d=０〜２０であり、より好ましくはd=０〜１０である。
【００５９】
これらの値は振動装置１５の各部の寸法、マージンに依存するが、先に述べたようなラップトップ型のＰＣを想定した大きさでは、dの寸法は２０mm以下、より好ましくは１０mm以下となることが望ましいと言える。
【００６０】
以上のように、本実施の形態によれば、dが適切な値に設定されることにより、振動板３が振動するときにボイスコイル体１９が磁気回路部材への接触することを抑制することができる。したがって、空気の吐出量を所望の量に維持しながら振動板の振動数や振幅等を下げずに、騒音を抑制することができる。つまり、本実施の形態によれば、上述したように、振動板の径が比較的小さいスピーカでは考えられないウーハが持つような振幅を維持しつつも、横揺れによる騒音を抑制することができる。
【００６１】
また、弾性支持部材が１つでよいので、低消費電力を達成することができ、構造が単純化され、軽量化にも寄与する。さらに、ボイスコイル体１９と磁気回路部材との接触がないのでアクチュエータ５の耐久性も向上する。
【００６２】
上記では、R=１０〜４０としが、Rはこの範囲に限られない。本実施の形態に係る振動装置１５や噴流発生装置１０が搭載される電子機器のうち小型のものとしては、例えばフラッシュメモリやハードディスクを搭載したオーディオプレーヤや、ＩＣボイスレコーダ等が挙げられる。また、上記電子機器のうち大型のものとしては、例えば２０インチ以上、３０インチ以上のディスプレイ機器、あるいは５０インチ以上の大型のディスプレイ機器等が挙げられる。このような観点から、Rの可能性としては、５〜１００が考えられる。また、Rが４０を超える場合、振動板の振幅は上記したような４mmp-pより大きな振幅で駆動することが好ましい。
【００６３】
図１１は、本発明の他の実施の形態に係る振動装置を示す断面図である。この振動装置４５の振動板１３は、例えば図６で示す振動板１３と同様の構成であり、側板１３ａを有する。側板１３ａは、その下端において、第２の位置[２]の支持面で弾性支持部材６により支持されている。ボイスコイル体１９の先端１９ａの位置を、図１１中、第３の位置[３]とする。この場合も、第２の位置[２]と第３の位置[３]との距離dが上記式（５）または（６）を満たすように、振動装置４５が構成される。これにより、ボイスコイル体１９がマグネット１４、ヨーク８及び１８等の磁気回路部材に接触することを防止することができる。図１１に示すような形態の場合、dが比較的大きくなりやすい。これは、コイルボビン９が振動板１３に取り付けられる取付面（第４の位置[４]）に対して、ボイスコイル体１９から見て遠い位置に支持面（第２の位置[２]）があるからである。すなわち、側板１３ａの下端に支持面（第２の位置[２]）があるからである。dは、上記式（５）または（６）を満たすために、極力小さいことが望ましい。dが小さいほど、ボイスコイル体１９が磁気回路部材に接触しにくくなる。
【００６４】
したがって、図１２に示す、さらに別の実施の形態に係る振動装置５５のように、振動板１３の向きが、図１１で示す場合と振動方向Ｓで逆向きであればよい。この場合、側板１３ａが、図中上向きに立設されるので、側板１３ａの上端に支持面（第２の位置[２]）がくる。これにより、図１１に示す場合に比べ、dを小さくすることができる。あるいは、振動板がコーン状の場合、図１３に示すように、振動板３の上端を弾性支持部材６の支持面（第２の位置[２]）とすればよい。これにより、dを小さくできる。図１２及び図１３に示す振動装置５５及び６５によれば、振動装置の薄型化を達成しつつ、ボイスコイル体１９が磁気回路部材に接触することを防止することができる。
【００６５】
なお、以降の説明において、コイルボビン９が振動板３に装着される位置を第４の位置[４]とする。この場合、第４の位置が第２の位置よりマグネット１４から遠い側に位置することになる。一方、図８や図１１等に示す振動装置では、第４の位置が第２の位置よりマグネット１４に近い側に位置することになる。
【００６６】
図１４は、さらに別の実施の形態に係る振動装置を示す断面図である。図１６は、図１４に示すアクチュエータ１０５の拡大断面図である。振動装置７５が有する振動板２３は、例えば平板状でなる。振動板２３が平板状でなることにより、弾性支持部材６に支持される位置（第２の位置[２]）が、コイルボビン９が振動板２３に取り付けられる位置（上述の第４の位置）とほぼ同じとなる。このように、振動板２３がフラットであることにより、構造がシンプルになる。シンプルな構造であれば、振動板２３が振動して、チャンバ内に圧力変化を発生させるときに、渦等の発生を少なくすることができる。これにより、気流音による騒音を低減することができる。
【００６７】
振動装置７５のマグネット２４に装着されたプレート状ヨーク３８は、マグネット２４の径より大きな径を有している。マグネット２４を収容するヨーク２８は、例えば円筒状をなし、図１６に示すように、磁気ギャップＧを形成するために突出部２８ａが内側に突出している。この場合、磁気ギャップＧは、マグネット２４と円筒状ヨーク２８の内周面２８ｂとの間のスペースの幅Fより小さくなり、磁気ギャップＧが最も狭くなるようにしておく。この場合において、例えば図１５及び図１７に示すように振動板２３が横揺れにより傾いた場合、ボイスコイル体１９のコイル１７の一部が、図１７の破線の円Ｂで示す位置で、突出部２８ａに接触する。ボイスコイル体１９の先端１９ａは内周面２８ｂに接触する可能性もあるが、それより先に、部分Ｂで接触が起こる。このように、ボイスコイル体１９の各箇所のうち、弾性支持部材６による振動板２３の支持面（第２の位置[２]）に近い部分ほど、その変位量Ｙ（図１５参照）は小さくなる。このような構造により、振動板２３の傾きに対するマージンがより大きくなる。ギャップＧの大きさにもよるが、上述したようにボイスコイル体１９の先端１９ａが磁気回路部材に接触する状態より、部分Ｂで接触する状態の方が起こりにくくなる。
【００６８】
振動装置７５では、図１４に示すように、振動方向Ｓにおける、マグネット２４に装着されたプレート状ヨーク３８の中心位置を第１の位置[１]とする。そして、第１の位置[１]と第２の位置[２]との距離をd'とした場合、式（５）と同様に、次式（７）を満たせばボイスコイル体１９が磁気回路部材に接触しない。  
d'<[(G−t)R]/(2X) ・・・（７）
ここで、d'は通常、上記dよりも小さくすることは設計上容易で、その分、ボイスコイル体１９の変位は小さく、傾きに対するマージンは大きいと言える。式（６）と同様に、Ｘに現実的な値を見積もるとd'は次のようになる。  
d'<(G−t)R・・・（８）
なお、図８と図１６との比較の説明を容易にするために、図８においてもd'を示した。また、図１１〜図１３においても第１の位置[１]を示した。
【００６９】
d'の取り得る範囲として、R=１０〜４０の場合、d' =０〜１０であり、より好ましくはd' =０〜５である。
【００７０】
図１４に示す振動装置７５の構造で、さらに振動板２３の傾きに対するマージンを大きくするには、プレート状ヨーク３８の装着位置（第１の位置[１]）と振動板２３の支持位置（第２の位置[２]）とをできるだけ近づければよい。つまり、図１８に示す、さらに別の実施の形態に係る振動装置８５のように、d'＝０となるように設計すればよい。この振動装置８５は、振動板１３が有する側板１３ａの上端が弾性支持部材６によって支持される。
【００７１】
図１９は、図１８に示す振動装置８５の振動板が横揺れして傾いた状態を示す断面図である。この場合、θは、次式（９）で表せる。  
θ＝tan−1(X/R) ・・・（９）
また、図２０に示すように図１９の下に表された三角形を拡大すると、円筒状ヨーク２８と、プレート状ヨーク３８との間の磁気ギャップ部（中心Oからrの距離）におけるボイスコイル体１９の変位量は、式（７）では小さいので無視しているが、次式（１０）で表せる。  
Y=r(1−cosθ) ・・・（１０）
なお、もちろん、式（１０）は、図８及び図９に示した形態においても成立する式である。
【００７２】
ここで、先と同じように、G＝０．９４mm、ｔ＝０．３５mm、R＝２２mm、r＝８mmを式（９）及び（１０）に代入すると、θ＝１．３°となり、Y＝２μmとなる。すなわち、上記磁気ギャップ部でのボイスコイル体１９の変位はほとんど無視できると言え、振動装置８５は、傾きに非常に強い構成となっている。このようなことから、磁気ギャップGをより狭くすることができる。このことは、磁気効率を向上させることにつながり、効率のよい磁気駆動を実現することができ、省エネルギー化を達成することができる。
【００７３】
図２１は、本発明のさらに別の実施の形態に係る振動装置を示す断面図である。この振動装置８５の振動板３３は、ボイスコイル体１９が取り付けられる位置（第４の位置[４]）より、マグネット２４に近い側に、つば３３ａを有する。振動板３３は、つば３３ａの位置（第２の位置[２]）で弾性支持部材６に支持されている。第１の位置[１]と第２の位置[２]は同じ位置である。このような振動板３３により、上記d'＝０とすることができる。
【００７４】
図２２は、本発明の他の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。この噴流発生装置３０は、ノズル３２ａ及び３２ｂを有する筐体３１に、弾性支持部材６によって振動板３３が支持されている。振動板３３は、例えば上述のつば３３ａを有する。ノズル３２ａ及び３２ｂは、それぞれ１つずつでもよいが、図中、紙面の垂直方向に複数設けられることが好ましい。筐体３１の内部には、隔壁３１ｂ、弾性支持部材６及び振動板３３によって、チャンバ１３１ａ及び１３１ｂが形成されている。隔壁３１ｂには、空気の流通穴３７が設けられている。流通穴３７は長穴でもよいし、円形、その他の形状でもよい。また、流通穴３７は複数あってもよい。
【００７５】
筐体３１には、円筒状ヨーク４８が固定されており、上述した振動装置１５等のフレーム４（図２参照）がなく、筐体３１がそのフレームの機能を有する。すなわち、筐体３１に弾性支持部材６が筐体に装着されている。これにより、図１及び図２に示した噴流発生装置１０に比べ、部品点数が減り、装置の小型化、または薄型化を実現することができる。ボイスコイル体１９には、給電線１６が接続されている。給電線１６は、振動板３３とともに振動するため、噴流発生装置３０の寿命まで断線に耐えなければならない。噴流発生装置３０では、数万時間の寿命が要求され、総振動数は数十億回となる。そのために、図２２に示すように、コイルボビン９及び筐体３１に取り付けられることが望ましい。したがって、筐体３１には穴３１ａが開けられ、給電線１６は、筐体に固定された、端子台２７が有する端子２７ａに、穴３１ａを介して接続されている。
【００７６】
図２３は、本発明のさらに別の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。この噴流発生装置４０の給電線１６は、振動板３３に沿うように取り付けられている。給電線１６は、振動板３３に埋め込まれるようにしてもよいし、表面上を這わせるようにしてもよい。あるいは、図２４に示す噴流発生装置５０のように、端子台２７を筐体４１の下部に設け、給電線１６を振動板３３に這わせるようにして、端子台２７に接続してもよい。これらのような構成によれば、給電線１６の一端は端子台２７に固定されるとともに、さらに振動板３３に固定されるので、断線をさらに抑制できる。
【００７７】
図２５は、上記各振動板３、１３、２３、または３３の、他の形態に係る形状を示す図である。これらは、振動方向Ｓに垂直な面内での形状を示している。図２５（Ａ）に示す振動板４３のように楕円であってもよいし、図２５（Ｂ）に示す振動板５３のように長円であってもよい。図２５（Ｃ）〜図２５（Ｅ）に示す振動板６３、７３及び８３形状は、それぞれ正方形、長方形、及び角が曲線の長方形である。これらのように振動板３等の平面形状は任意形状でよいが、円の場合、金型なども含めて作製が容易である。図２５（Ｃ）〜図２５（Ｅ）に示した振動板６３、７３または８３を有する振動装置１５等が上記筐体１等に搭載される場合、筐体１等の平面形状も振動板の形状に合わせて矩形であることが望ましい。例えば、軸流ファン等は回転して送風するため、平面形状は円形である。これに対し、本実施の形態に係る各噴流発生装置の振動板は、必ずしも円である必要はないので、図２５（Ａ）〜図２５（Ｅ）に示すようにフレキシブルな形状を実現できる。このように形状がフレキシブルに対応できることにより、例えばＰＣ等の電子機器に噴流発生装置１０等が搭載される場合に、その配置や形状の自由度が高まる。
【００７８】
図２５（Ａ）〜図２５（Ｅ）に示した各振動板に、上記R（図８参照）を適用すると、図２６（Ａ）〜図２６（Ｅ）に示すようになる。符号４６、５６、６６、７６及び８６は、上述の弾性支持部材を示している。中心Oから最も短い、弾性支持部材上の中心線Ｈまでの距離をRとして適用することができる。したがって、どの形状であっても、dやd'の考え方は適応できる。
【００７９】
図２７は、本発明のさらに別の実施の形態に係る振動装置を示す断面図である。この振動装置２１５では、振動板９３と弾性支持部材９３ａとが同じ材料で一体的に形成されている。その材料は、樹脂やゴム等でなる。この場合、振動板９３及び弾性支持部材９３ａを一体成形することができ、製造コストを低減することができる。
【００８０】
図２８は、噴流発生装置の筐体の他の形態を示す平面図である。このように、噴流発生装置５０の筐体５１は直方体状であってもよい。この場合、図２８には示していない振動板の平面形状は、図２５に示した様々な形状が考えられる。しかし、筐体５１内の圧力変化を効率よく起こすためには、例えば、図２５（Ｄ）に示す振動板７３や、図２５（Ｅ）に示す振動板８３が用いられることが望ましい。
【００８１】
図２９は、例えば図１に示した噴流発生装置１０を、ラップトップ型のＰＣに搭載したときの一部を破断した斜視図である。このように、ＰＣ３００には、ヒートシンク８４と、これに向けて空気を吐出する噴流発生装置１０が搭載されている。噴流発生装置１０から吐出された空気は、ヒートシンク８４を通り、筐体２５１の背面に設けられた複数の通気口２５１ａを介して筐体２５１の外部へ排出される。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る噴流発生装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す噴流発生装置の断面図である。
【図３】図１に示すアクチュエータの拡大断面図である。
【図４】図３に示すアクチュエータにより発生する磁界の様子を示す図である。
【図５】上記のチャンバが１つの場合の噴流発声装置を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る振動装置を示す断面図である。
【図７】スピーカの構造を示す断面図である。
【図８】振動装置の主にアクチュエータ及び振動板を示す断面図である。
【図９】振動板が振動方向に振動するときに、ボイスコイル体と振動板とが傾いた状態を示す図である。
【図１０】図９に示す状態で、変位量Yを説明するための図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施の形態に係る振動装置を示す断面図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施の形態に係る振動装置を示す断面図である。
【図１３】本発明のさらに別の実施の形態に係る振動装置を示す断面図である。
【図１４】本発明のさらに別の実施の形態に係る振動装置を示す断面図である。
【図１５】図１４に示す振動装置の振動板が横揺れにより傾いた状態を示す断面図である。
【図１６】図１４に示す振動装置のアクチュエータの拡大断面図である。
【図１７】図１５に示す振動装置のアクチュエータの拡大断面図である。
【図１８】本発明のさらに別の実施の形態に係る振動装置を示す断面図である。
【図１９】図１８に示す振動装置の振動板が横揺れにより傾いた状態を示す断面図である。
【図２０】図１９に示す状態で、変位量Yを説明するための図である。
【図２１】図２１は、本発明のさらに別の実施の形態に係る振動装置を示す断面図である。
【図２２】本発明の他の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。
【図２３】本発明のさらに別の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。
【図２４】図２３に示す噴流発生装置の変形例を示す断面図である。
【図２５】上記各振動板の他の形態に係る形状を示す平面図である。
【図２６】図２５に示す各振動板及び弾性支持部材を示す平面図である。
【図２７】本発明のさらに別の実施の形態に係る振動装置を示す断面図である。
【図２８】噴流発生装置の筐体の他の形態を示す平面図である。
【図２９】図１に示した噴流発生装置を、ラップトップ型のＰＣに搭載したときの一部を破断した斜視図である。
【符号の説明】
【００８３】
１、２１、３１…筐体
２、２ａ、２ｂ…ノズル
３、１３、３３…振動板
３ｂ、１３ｂ…側板
４…フレーム
５、１０５…アクチュエータ
６…弾性支持部材
８、２８…円筒状ヨーク
９…コイルボビン
１０、２０、３０…噴流発生装置
１２ａ、１２ｂ…開口
１４、２４…マグネット
１５…振動装置
１６…給電線
１７…コイル
１８、３８…プレート状ヨーク
１９…ボイスコイル体
１９ａ…先端
２８ａ…突出部
【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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