(57)【要約】【課題】  気体の吐出量を低下させることなく、あるいは冷却能力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気流発生装置及びこれを搭載した電子機器を提供すること。【解決手段】  ノズル２の開口面積S1 [m2]、ノズル２内の空気の流量をV1[m3/s]、チャンバ１１内で最も流速の大きい気流が発生する箇所の、当該気流にほぼ垂直な面（Ｙ−Ｚ平面）内のチャンバ１１内の断面積をS2 [m2]、その箇所の空気の流量をV2[m3/s]とする。この場合において、この気流発生装置１０では、V2 / S2 ≦ V1 / S1を満たす。つまり、チャンバ１１内で最も流速の大きい気流の流速が、ノズル２内の開口部で発生する気流の流速以下となるように設定されている。これにより、チャンバ１１内で気流の速度を極力小さくして、騒音を防止することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流速で第１の気流が発生する第１の開口部と、前記第１の開口部に連通し、内部で最も大きい流速が前記第１の流速より小さい第２の流速である第２の気流が発生する第１のチャンバとを有し、気体が含まれた筐体と、
前記筐体内の前記気体に圧力変化を発生させることで、前記第１のチャンバ内に前記第２の気流を発生させるとともに前記第１の開口部に前記第１の気流を発生させながら、該第１の開口部を介して前記気体を吐出させる圧力変化発生機構と
を具備することを特徴とする気流発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の気流発生装置であって、
前記圧力変化発生機構は、前記気体を脈流として吐出させるために前記筐体に振動可能に支持された振動体を有することを特徴とする気流発生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の気流発生装置であって、
前記第２の流速は、０．５〜３．０[m2/s]であることを特徴とする気流発生装置。
【請求項４】
請求項２に記載の気流発生装置であって、
前記第２の流速は、０．５〜３．０[m2/s]であることを特徴とする気流発生装置。
【請求項５】
請求項２に記載の気流発生装置であって、
前記第１の開口部は、前記第１のチャンバ側に端部を有し、
前記振動体は、前記端部から、ほぼ前記第１の気流の方向で１．０〜３０．０[mm]に離れた位置に配置された周縁部を有することを特徴とする気流発生装置。
【請求項６】
請求項２の記載の気流発生装置であって、
前記筐体は、
第３の流速で第３の気流が発生する第２の開口部と、
前記第２の開口部に連通し、前記振動体に対して前記第１のチャンバとは反対側に設けられ、前記第３の流速より小さい第４の流速で第４の気流が発生する第２のチャンバと
を有することを特徴とする気流発生装置。
【請求項７】
請求項６の記載の気流発生装置であって、
前記第４の流速は、０．５〜３．０[m2/s]であることを特徴とする気流発生装置。
【請求項８】
請求項６に記載の気流発生装置であって、
前記第２の開口部は、前記第２のチャンバ側に端部を有し、
前記振動体は、前記端部から、ほぼ前記第３の気流の方向で１．０〜３０．０[mm]に離れた位置に配置された周縁部を有することを特徴とする気流発生装置。
【請求項９】
発熱体と、
第１の流速で第１の気流が発生する第１の開口部と、前記第１の開口部に連通し、内部で最も大きい流速が前記第１の流速より小さい第２の流速である第２の気流が発生する第１のチャンバとを有し、気体が含まれた筐体と、
前記筐体内の前記気体に圧力変化を発生させることで、前記第１のチャンバ内に前記第２の気流を発生させるとともに前記第１の開口部に前記第１の気流を発生させながら、該第１の開口部を介して前記気体を前記発熱体に向けて吐出させる圧力変化発生機構と
を具備することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の吐出させる気流発生装置及びこの気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）
【特許文献４】特開平３−１１６９６１号公報（第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年のＩＣの高クロック化によって発生する熱量は増加の一途をたどっている。したがって、例えばその発熱によって放熱フィン付近に形成される温度境界層を破壊するためには、そのＩＣや放熱フィンに向けてこれまでより多量の空気を送り込まなければならない。上記特許文献１〜４に記載されているような、周期的に往復運動する振動板を用いる空気排出方法では、振動板の振幅を大きくすることによって空気の吐出量を大きくすることができる。しかしながら、振動板の振幅を大きくするほど騒音が大きくなるという問題があり、実用的には、騒音が気にならないような小さな振幅で動作させなければならない。
【０００６】
この騒音の原因の１つは、振動板の往復運動によってチャンバ内の気圧が周期的に変動することで発生する音波である。この音波がチャンバの壁面を振動させたり、あるいは、吸排気口を通じて音波が外気中に伝搬したりすることにより、外気中に、振動板の振動周波数と同じ周波数の音波が放出される。したがって振幅を大きくするほどこの音による騒音が問題となる。
【０００７】
騒音のもう１つの原因は、振動板の往復運動によって発生する空気の流れの乱れによる気流音である。振幅を大きくするほど、往復運動する空気の最大流速が大きくなるため、チャンバ内部にあって、空気の滑らかな流れを阻害する構造体（例えば、駆動手段や吸排気口）によって発生する空気流の乱れ、あるいは吸排気口を高速で通過する空気流や吸排気口外部の空気流の乱れによって生起された気流音による騒音が問題となる。
【０００８】
振動板の往復運動による空気振動が音波となって生ずる騒音は、例えば特許文献３及び４に記載されているように（特許文献３及び４のそれぞれの第２頁左下欄）、振動の周波数を可聴域から離すことによって低減できるが、周波数を下げるほど単位時間あたりの空気排出量が少なくなってしまう（空気排出量は振動板の振幅、有効断面積及び周波数の積に比例する）。逆に可聴域外の高い周波数で振動させると、駆動手段を含む機械振動系の振幅−周波数特性によって、振動板の振幅が著しく低下してしまい、単位時間あたりの空気排出量がやはり少なくなってしまう。一方、チャンバ内部の空気流の乱れによって発生する気流音は、振動板の振動周波数ではなく、空気の最大流速に依存するため、振動の周波数を可聴域から離すだけの手段では抑制することができない。
【０００９】
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、あるいは冷却能力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気流発生装置及びこれ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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る気流発生装置は、第１の流速で第１の気流が発生する第１の開口部と、前記第１の開口部に連通し、内部で最も大きい流速が前記第１の流速より小さい第２の流速である第２の気流が発生する第１のチャンバとを有し、気体が含まれた筐体と、前記筐体内の前記気体に圧力変化を発生させることで、前記第１のチャンバ内に前記第２の気流を発生させるとともに前記第１の開口部に前記第１の気流を発生させながら、該第１の開口部を介して前記気体を吐出させる圧力変化発生機構とを具備する。
【００１１】
本発明では、第１のチャンバ内で発生する最も流速の大きな第２の気流の第２の流速が、第１の気流より流速が小さくなるように筐体が構成されている。したがって、例えば所望の気体吐出量が得られる大きな振幅で振動体を振動させても、第１のチャンバ内における第２の気流によって発生する騒音を低減することができる。
【００１２】
気流発生装置から発生する騒音の原因の１つとして、圧力変化発生機構によって筐体内の気体の圧力が変化し気流の乱れによって発生する気流音が挙げられる。第２の気流が乱れる場合もそのような気流音が発生する。気流の速度が大きいほど、騒音が大きくなる傾向が見られるので、本発明では、第１のチャンバ内で発生する気流の流速を極力小さくし、このような気流音による騒音を極力抑えようというものである。
【００１３】
第１の気流と第２の気流は、その向きが同じであってもよいし異なっていてもよい。
【００１４】
圧力変化発生機構は、層流の気流を発生させる機構であってもよいし、または、後述するように脈流の気流を発生させる機構であってもよい。層流を発生させる機構としては、例えば軸流ファンが挙げられる。
【００１５】
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、あるいはアルゴンガス、その他の気体であってもよい。
【００１６】
振動体の駆動方式としては、例えば静電作用、圧電作用、または磁気作用を利用することができる。
【００１７】
振動体の形状は、平板状であってもよいし、側板が付いた形状やコーン状のような立体的な形状であってもよい。「振動体」の概念には、振動板を支持するための弾性支持部材の概念が含まれてもよい。振動体の振動方向にほぼ垂直な面（気体の圧力変化の発生に寄与する面）の形状は、円形、楕円形、多角形、または角円形でなる。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。
【００１８】
本発明において、上記のように、脈流を発生させる場合、前記圧力変化発生機構は、前記気体を脈流として吐出させるために前記筐体に振動可能に支持された振動体を有する。これにより、気体を脈流として吐出させることができるので、例えば発熱体の温度境界層が破壊され、効果的に放熱することができる。
【００１９】
本発明において、前記第２の流速は、０．５〜３．０[m2/s]である。第２の流速が、０．５[m2/s]より小さいと、所望の気体吐出量を得るためには大きな筐体が必要なるからである。第２の流速が、３．０[m2/s]を超えるあたりから、人間にとって気になる程度の騒音が発生するからである。
【００２０】
本発明において、前記第１の開口部は、前記第１のチャンバ側に端部を有し、前記振動体は、前記端部から、ほぼ前記第１の気流の方向で１．０〜３０．０[mm]に離れた位置に配置された周縁部を有する。振動体の周縁部が、第１の開口部の端部から１．０[mm]より小さい距離にあると、騒音が人間にとって気になる程度の騒音が発生するからである。振動体の周縁部が第１の開口部の端部から３０．０[mm]より大きい距離にあると、筐体に対して振動体の大きさが小さいものとなり、非効率となるからである。本発明の場合、振動体の振動方向にほぼ垂直な面内（気体の圧力変化の発生に寄与する面内）の半径が、１０〜４０[mm]であることが好ましい。その場合、「半径」とは、その面が円でない場合、その面の中心から、最も短い距離にある振動体の周縁部までの距離とする。
【００２１】
本発明において、前記筐体は、第３の流速で第３の気流が発生する第２の開口部と、前記第２の開口部に連通し、前記振動体に対して前記第１のチャンバとは反対側に設けられ、前記第３の流速より小さい第４の流速で第４の気流が発生する第２のチャンバとを有する。これにより、第１及び第２の開口部を介して交互に気体が吐出され、特に各開口部から生じる上記第２の音の位相が逆位相であるため、各音波は弱め合う。したがって、さらに騒音を低減できる。また、例えば所望の気体吐出量が得られる大きな振幅で振動体を振動させても、第１のチャンバと同様に、第２のチャンバ内における第４の気流によって発生する騒音を低減することができる。
【００２２】
上記のように、第２のチャンバがある場合、第１のチャンバと同様に、第４の流速は、０．５〜３．０[m2/s]である。あるいは、前記第２の開口部は、前記第２のチャンバ側に端部を有し、前記振動体は、前記端部から、ほぼ前記第３の気流の方向で１．０〜３０．０[mm]に離れた位置に配置された周縁部を有する。
【００２３】
本発明に係る電子機器は、発熱体と、第１の流速で第１の気流が発生する第１の開口部と、前記第１の開口部に連通し、内部で最も大きい流速が前記第１の流速より小さい第２の流速である第２の気流が発生する第１のチャンバとを有し、気体が含まれた筐体と、前記筐体内の前記気体に圧力変化を発生させることで、前記第１のチャンバ内に前記第２の気流を発生させるとともに前記第１の開口部に前記第１の気流を発生させながら、該第１の開口部を介して前記気体を前記発熱体に向けて吐出させる圧力変化発生機構とを具備する。
【００２４】
電子機器としては、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、プロジェクタ、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】
【００２５】
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、あるいは冷却能力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】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る気流発生装置とヒートシンクを示す斜視図である。図２は、図１に示す気流発生装置１０の断面図である。
【００２８】
気流発生装置１０は、上部に矩形の穴１ｂが開けられた筐体１を備えている。筐体１の穴１ｂの周囲には、矩形の弾性支持部材６が装着され、この弾性支持部材６により振動板３が支持されている。振動板３、弾性支持部材６及び筐体１によりチャンバ１１が形成される。筐体１の側面１ａには、チャンバ１１内の空気を筐体１の外部に配置されたヒートシンク２０に向けて吐出するための複数のノズル２が取り付けられている。ノズル２は、筐体１と一体的に形成されていてもよい。ノズル２は、複数でなく１つであってもよい。
【００２９】
筐体１の上部には、振動板３を駆動するためのアクチュエータ５が配置されている。例えば円筒状のヨーク８の内側に、振動板３の振動方向Ｒ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により磁気回路が構成される。マグネット１４とヨーク８との間の空間には、コイル１７が巻回されたコイルボビン９が出入りするようになっている。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。アクチュエータ５には、給電線１６が接続されている。給電線１６はカバー４に取り付けられた端子２４を介して例えば駆動用のＩＣ等の制御回路１３に電気的に接続されている。この制御回路１３からアクチュエータ５に電気信号が供給される。
【００３０】
ヨーク８は、筐体１の上部を覆うカバー４と一体的に形成されている。しかし、マグネット１４により発生する磁束がヨーク８からカバー４へ拡散することを防ぐ観点から、ヨーク８とカバー４とを異なる材料とすることも可能である。コイルボビン９は振動板３の表面に固定されている。このようなアクチュエータ５により、振動板３を矢印Ｒ（Ｚ方向）の方向に振動させることができる。
【００３１】
筐体１は、例えば、樹脂、ゴム、金属、またはセラミックスでなる。樹脂やゴムは成形で作製しやすく量産向きである。また、樹脂やゴムの場合、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、軽量化に対応できるし、低コストとなる。金属としては、筐体１の放熱を考慮すると、熱伝導性のよい銅やアルミがよい。カバー４の材料も、例えば、樹脂、ゴム、金属、またはセラミックス等でなる。筐体１及びカバー４の材料はそれぞれ同じものであってもよいし、別の材料であってもよい。弾性支持部材６は、例えば樹脂、ゴム等でなる。
【００３２】
振動板３は、例えば、樹脂、紙、ゴム、または金属等でなる。振動板３の形状は、図示するような平板状に限らず、スピーカに搭載される振動板のようなコーン状であってもよい。あるいは立体的な形状であってもよい。
【００３３】
また、振動板の振動方向Ｒに垂直な面内での各種形状を図４に示す。図４（Ａ）に示す振動板４３のように楕円であってもよいし、図４（Ｂ）に示す振動板５３のように長円であってもよい。あるいは、図示しないが円形であってもよい。図４（Ｃ）〜図４（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４（Ｃ）〜図４（Ｅ）に示した振動板６３、７３または８３を有する気流発生装置１０の筐体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気流発生装置１０の振動板は、必ずしも円である必要はないので、図４（Ａ）〜図４（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等の電子機器に気流発生装置１０が搭載される場合に、その配置や形状の自由度が高まる。
【００３４】
これらの振動板４３等の大きさについては限定されないが、図４（Ａ）〜図４（Ｅ）に示すように、例えばｒは５〜１００[mm]等の範囲が考えられる。ここで、ｒは、振動板の中心から、最も短い距離にある振動板の周縁部までの距離である。このｒ＝５〜１００[mm]という範囲は、気流発生装置１０が搭載される電子機器として、例えば小型の携帯電話機器等から、大型のディスプレイ装置までを考慮したものである。より現実的なｒとしては、１０〜４０[mm]である。
【００３５】
図２を参照して、気流発生装置１０の弾性支持部材６の周縁部から、ノズル２の開口端（チャンバ１１側の開口端）までの距離ｄは、例えば１．０〜３０．０[mm]であることが好ましい。ｄが１．０[mm]より小さいと、騒音が人間にとって気になる程度の騒音が発生するからである。これは、振動板３の振動による開口付近に発生する気流と、吸入される気流とがぶつかり合って騒音が発生すると考えられる。一方、ｄが３０．０[mm]より大きいと、筐体１に対して振動板３の上記ｒが小さいものとなり、非効率となるからである。
【００３６】
以上のように構成された気流発生装置１０の動作について説明する。
【００３７】
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１１内の容積が増減する。チャンバ１１の容積変化に伴い、チャンバ１１の圧力が変化することでノズル２から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１１の容積を増加させる方向に変位すると、チャンバ１１の圧力は減少する。これによりノズル２を介して筐体１の外部の空気がチャンバ１１内に流れ込む。逆に、振動板３がチャンバ１１の容積を減少させる方向に変位すると、チャンバ１１の圧力は増加する。これにより、チャンバ１１内にある空気がノズル２を介して外部に噴出され、ヒートシンク２０にその空気が吹き付けられる。ノズル２から空気が噴出されるときにノズル２の周囲の気圧が低下することにより、当該周囲の空気がノズル２から吐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、ヒートシンク２０に吹き付けられることにより、ヒートシンク２０を冷却することができる。
【００３８】
ここで、図２を参照して、振動板３が振動することによりチャンバ１１内で圧力変化が発生すると、チャンバ１１内で矢印で示す方向（Ｘ方向）に気流が発生する。図３は、図１及び図２に示した気流発生装置１０のカバー４が外された状態であって、筐体１のみを示す模式的な斜視図である。図２及び図３に示すように、ノズル２の開口面積S1 [m2]、ノズル２内の空気の流量をV1[m3/s]、チャンバ１１内で最も流速の大きい気流が発生する箇所の、当該気流にほぼ垂直な面（Ｙ−Ｚ平面）内のチャンバ１１内の断面積をS2 [m2]、その箇所の空気の流量をV2[m3/s]とする。この場合において、この気流発生装置１０では、次式を満たす。  
V2 / S2 ≦ V1 / S1
つまり、チャンバ１１内で最も流速の大きい気流の流速が、ノズル２内の開口部で発生する気流の流速以下となるように設定されている。これにより、例えば所望の気体吐出量が得られる大きな振幅で振動板３を振動させても、チャンバ１１内における気流によって発生する騒音を低減することができる。チャンバ１１内の気流の速度が大きいほど、騒音が大きくなる傾向が見られるので、本実施の形態では、チャンバ１１内で発生する気流の流速を極力小さくし、このような気流音による騒音を極力抑えようというものである。しかしながら、流速が小さすぎるということは、所望の空気の吐出量を得るためには、S2を大きくする必要があり、これは筐体１の大型化を招く。したがって、あまり流速を小さくすることはできない。したがって、所望の流量が得られるとともに騒音も低減することができる程度の、チャンバ１１内の流速を見出す必要がある。
【００３９】
ここで、ノズル２が複数ある場合、S1は、各ノズル２の開口面積の合計の面積とする。この場合、チャンバ１１内で最も大きい流速は、０．５〜３．０[m2/s]である。０．５[m2/s]より小さいと、所望の気体吐出量を得るためには大きな筐体が必要なるからである。一方、３．０[m2/s]を超えるあたりから、人間にとって気になる程度の騒音が発生するからである。
【００４０】
なお、図１及び図２に示すような気流発生装置１０では、チャンバ１１内はほぼ直方体状をなし、単純な形状であるのでチャンバ１１内においては、だいたいすべての部分で同じ速さ（向きは異なる）の気流が発生する。
【００４１】
図５は、本発明の他の実施の形態に係る気流発生装置を示す断面図である。これ以降の説明では、上記の実施の形態に係る気流発生装置１０の部材や機能等について同様のものは説明を簡略または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００４２】
この気流発生装置３０の筐体２１の内部は、振動板３及び弾性支持部材６により仕切られて第１のチャンバ１１ａ及び第２のチャンバ１１ｂが形成されている。筐体２１には、第１及び第２のチャンバ１１ａ及び１１ｂにそれぞれ連通する開口を形成するノズル２ａ及び２ｂが設けられている。これら、ノズル２ａ及び２ｂはそれぞれ複数であってもよいし、１つずつであってもよい。このような気流発生装置３０では、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ことで、振動板３が振動する。振動板３が振動することにより、各チャンバ１１ａ及び１１ｂ内の圧力が交互に増減し、ノズル２ａ及び２ｂを介して交互に空気が出入りする。つまり、第１のチャンバ１１ａからノズル２ａを介して筐体２１外部へ空気が吐出されるときは、外部からノズル２ｂを介して第２のチャンバ１１ｂへ空気が流入する。逆に、第２のチャンバ１１ｂからノズル２ｂを介して筐体２１外部へ空気が吐出されるときは、外部からノズル２ａを介して第１のチャンバ１１ａへ空気が流入する。
【００４３】
この気流発生装置３０においても、図５及び図６に示すように、上記気流発生装置１０と同様の理由から、Va2 / Sa2 ≦ Va1 / Sa1、  Vb2 / Sb2 ≦ Vb1 / Sb1を満たすことが要求される。具体的には、各チャンバ１１ａ及び１１ｂ内でそれぞれ最も大きな流速が０．５〜３．０[m2/s]となるように設定されている。また、この気流発生装置３０においても、距離ｄが、例えば１．０〜３０．０[mm]となるように設定されることが望ましい。
【００４４】
図７のさらに別の実施の形態に係る気流発生装置４０に示すように、筐体２１の内部に突起する突起部２１ａ及び２１ｂ等がある場合、例えば、チャンバ１１ａでは、突起部２１ａと振動板３との間で流速が最も大きくなると考えられる。また、チャンバ１１ｂでは、突起部２１ｂと振動板３との間で流速が最も大きくなると考えられる。この突起部２１ａ及び２１ｂは、意識的に形成されたものではなく、例えば気流発生装置４０の製造過程において、例えば筐体２１の成形時において作られてしまったもの等である。あるいは、突起部２１ａ及び２１ｂは、意図的に形成されたものであってもよい。つまり、このような突起部２１ａ及び２１ｂがある場合であっても、本発明が適用されることになる。
【００４５】
図７に示す気流発生装置４０の場合、上記同様、Vc2 / Sc2 ≦ Vc1 / Sc1、  Vd2 / Sd2 ≦ Vd1 / Sd1を満たす。具体的には、各チャンバ１１ａ及び１１ｂ内で最も大きな流速が０．５〜３．０[m2/s]となるように設定されている。また、この気流発生装置４０においても、図２に示す距離ｄが、例えば１．０〜３０．０[mm]となるように設定されることが望ましい。
【００４６】
図８は、上記各実施の形態に係る気流発生装置の筐体内に気流が発生したことによる騒音レベル（Ａ特性）を示すグラフである。騒音レベル（Ａ特性）との関係を示すグラフである。Ａ特性とは、人の聴感特性が低い音（周波数の低い音）ほど騒音が感じにくくなることを考慮したものであり、「音圧レベル」をそのような聴感特性に合うように音圧レベルを補正したものである。このグラフでは、ある単位断面積を通過する気流によって発生する騒音レベルが４２．３[dB(A)]であった場合に、その単位断面積より大きい断面積を通過する、当該単位断面積を通過した流量と同じ流量の気流による騒音を数値化した実験である。横軸では、単位断面積の２倍、３倍、・・・というように断面積を変えている。このグラフより、断面積が大きくなるほど騒音レベルが低下することがわかる。特に、単位断面積の４倍とすることで、１７[dB]近く騒音レベルが低下した。
【００４７】
図９は、例えば図５に示した気流発生装置３０において、上記距離ｄと騒音レベル（Ａ特性）との関係を示すグラフである。このグラフから判るように、特に、ｄが１[mm]以上あれば、騒音が３０[dB]未満となり、騒音が低減される。特に、距離ｄが２〜５[mm]とすることで、騒音レベルが４[dB]程度低減されている。
【００４８】
本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００４９】
上記各気流発生装置１０、３０等は、振動板３を用いて筐体内の気圧変化により脈流として空気を吐出する装置を説明した。しかし、軸流ファン等の層流の空気流を筐体内に発生させてその空気を吐出するような気流発生装置であってもよい。
【００５０】
上記各気流発生装置１０、３０等は、燃料電池の燃料を供給する手段として用いることもできる。具体的には、燃料電池本体の酸素（空気）吸入口と、上記各実施の形態に係る気流発生装置のノズル２とを対向させるように配置すればよい。このようにすれば、気流発生装置から吐出された気流の空気が当該吸入口から酸素燃料として吸入される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る気流発生装置とヒートシンクを示す斜視図である。
【図２】図１に示す気流発生装置の断面図である。
【図３】図１及び図２に示した気流発生装置のカバーが外された状態であって、筐体のみを示す模式的な斜視図である。
【図４】振動板の振動方向に垂直な面内での各種形状を示す。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る気流発生装置を示す断面図である。
【図６】図５に示した気流発生装置を示す模式的な斜視図である。
【図７】筐体の内部に突起する突起部がある気流発生装置を示す断面図である。
【図８】各実施の形態に係る気流発生装置の筐体内に気流が発生したことによる騒音レベルを示すグラフである。
【図９】図２に示した気流発生装置において、上記距離と騒音レベルとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１、２１…筐体
２、２ａ、２ｂ…ノズル
３、４３、５３、６３、７３、８３…振動板
５…アクチュエータ
６…弾性支持部材
１０、３０、４０…気流発生装置
【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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