(57)【要約】【課題】  騒音の発生を抑制しつつ、発熱体から発せられる熱を効果的に放熱することができる噴流発生装置、これを搭載した電子機器を提供すること。【解決手段】  本発明に係る噴流発生装置１は、ノズル３ａ及び３ｂを有し、内部２ａ及び２ｂに冷媒が含まれた筐体２と、筐体２内に配置され、冷媒に振動を与えることで、当該振動に同期するように、ノズル３ａ及び３ｂを介して交互に冷媒を脈流として吐出させる振動板５と、筐体２内に配置され、振動板５の振動方向Ｒで該振動板に対して対称構造を有し、前記振動板５の振動を駆動する駆動機構１０とを具備する。本発明では、駆動機構１０が振動板５に対して対象構造を有しているので、筐体２内において振動板５に対して対称的な空力特性を得ることができる結果、騒音の発生を抑えることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、
前記筐体内に配置され、前記気体に振動を与えることで、当該振動に同期するように、前記第１及び第２の開口を介して交互に前記気体を脈流として吐出させる振動板と、
前記筐体内に配置され、前記振動板の振動方向で該振動板に対して対称構造を有し、前記振動板の振動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２】
請求項１に記載の噴流発生装置であって、
前記振動板は平板状であることを特徴とする噴流発生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の噴流発生装置であって、
前記振動板は、振動の方向にほぼ垂直な第１の面と、前記第１の面と対向する第２の面とを有し、
前記駆動機構は、
前記第１の面側に配置された前記第１のアクチュエータと、
前記第２の面側に配置され、前記第１のアクチュエータと同期して駆動し、前記第１のアクチュエータと同じ構造の第２のアクチュエータと
を有することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項４】
請求項１の記載の噴流発生装置であって、
前記筐体は内壁を有し、
当該噴流発生装置は、前記振動板の外周に取り付けられるとともに、前記内壁に取り付けられ、前記振動板を支持する支持部材をさらに具備することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項５】
請求項４の記載の噴流発生装置であって、
前記振動板の外周の形状と、前記支持部材が取り付けられた位置における前記内壁の周方向での形状とがほぼ同じであることを特徴とする噴流発生装置。
【請求項６】
請求項１に記載の噴流発生装置であって、
前記駆動機構は、
ステータと、
作動することで前記ステータの少なくとも一部が出入りする内部空間と、前記内部空間に連通する前記気体が流通可能な流通孔とを有し、前記振動板に接続された筒状の可動部材と
を有することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項７】
請求項６に記載の噴流発生装置であって、
前記可動部材は、前記流通孔が前記振動板と対面するように設けられた底部を有し、
前記駆動機構は、前記可動部材の底部と前記振動板とを接続するロッドを有することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項８】
請求項１に記載の噴流発生装置であって、
前記振動板は、振動の方向に沿うように立設され、第１の端部と、前記振動方向で前記第１の端部と反対側に設けられた第２の端部とを有する側壁を有し、
当該噴流発生装置は、
前記第１の端部を支持する第１の支持部材と、
前記第２の端部を支持する第２の支持部材と
をさらに具備することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項９】
請求項１に記載の噴流発生装置であって、
前記振動板は、振動の方向に沿うように立設された側壁を有し、
当該噴流発生装置は、前記側壁を前記振動方向に摺動可能に支持する支持部材をさらに具備することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の噴流発生装置であって、
前記側壁と前記支持部材との間に介在された潤滑材をさらに具備することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の噴流発生装置であって、
前記潤滑材は磁性流体であることを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の噴流発生装置であって、
前記筐体は内壁を有し、
前記振動板は、振動の方向に沿うように立設され、前記内壁により振動の方向に摺動可能に支持された側壁を有することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の噴流発生装置であって、
前記振動板の外周で該振動板を支持する支持部材と、
少なくとも前記支持部材に取り付けられるように配線され、前記駆動機構に給電するための導線と
をさらに具備することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の噴流発生装置であって、
前記導線は、前記振動板の周囲に沿って螺旋状に配線されていることを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の噴流発生装置であって、
前記導線は前記支持部材に埋設されていることを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の噴流発生装置であって、
前記支持部材は、前記振動板の周囲に沿って螺旋状に形成された溝を有し、
前記導線は、前記溝に沿って配線されていることを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１７】
請求項３に記載の噴流発生装置であって、
前記第１の面側に前記振動板の周囲に沿って螺旋状に形成された第１の溝と、前記第１の溝が稜線となるように前記第２の面側に螺旋状に形成された第２の溝とを有し、前記振動板の外周で該振動板を支持する支持部材と、
前記第１の溝に沿って配線され、前記第１のアクチュエータに給電するための第１の導線と、
前記第２の溝に沿って配線され、前記第２のアクチュエータに給電するための第２の導線と
をさらに具備することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１８】
発熱体と、
第１及び第２の開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、
前記筐体内に配置され、前記気体に振動を与えることで、当該振動に同期するように、前記第１及び第２の開口を介して交互に、前記気体を脈流として前記発熱体に向けて吐出させる振動板と、
前記筐体内に配置され、前記振動板の振動方向で該振動板に対して対称構造を有し、前記振動板の振動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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴流を発生させて電子部品等の発熱体を冷却する噴流発生装置及びこれ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上げられる。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】
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空気に逃がす方法として、合成噴流を用いたものがある。これはチャンバ内に設けられた往復するピストンなどにより生じる空気の動きを、チャンバの一端に設けられた孔から噴出させるものである。この孔から噴出された空気は合成噴流と呼ばれ、空気の混合を促進し上記温度境界層の破壊を引き起こし、従来のファンによる強制対流に比べ効率よく放熱することができる（例えば、特許文献１参照。）。  
【特許文献１】米国特許第６１２３１４５号明細書（ＦＩＧ．８等）
【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、上記特許文献１に記載の技術では、ピストンの往復運動による空気振動が音波として伝搬するため、この音による騒音が問題となる。また、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ため、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。そうすると、上記特許文献１におけるＦＩＧ．１Ａ等に示された装置のように、振動膜を振動させて空気を噴出させる装置であっても、その振動の振幅を上げて空気の噴出量を上げなければならない。したがってその振動膜の振動数が可聴帯域にある場合には、その振動膜の騒音も問題となる。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、極力騒音の発生を抑制しつつ、発熱体から発せられる熱を効果的に放熱することができる噴流発生装置、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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る噴流発生装置は、第１及び第２の開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記筐体内に配置され、前記気体に振動を与えることで、当該振動に同期するように、前記第１及び第２の開口を介して交互に前記気体を脈流として吐出させる振動板と、前記筐体内に配置され、前記振動板の振動方向で該振動板に対して対称構造を有し、前記振動板の振動を駆動する駆動機構とを具備する。
【０００８】
本発明では、駆動機構の駆動によって振動板が振動することで、筐体内から第１及び第２の開口を介して交互に前記気体を脈流として吐出させるようにしている。このように交互に気体が吐出されることで、開口から発生する音波の周波数も等しくなり、逆位相となり弱め合うことになる。これにより、騒音が低減される。また、駆動機構は振動板に対して対象構造を有しているので、筐体内において振動板に対して対称的な空力特性を得ることができる。その結果、第１及び第２の開口から発生する音波の振幅等が等しくなり、それぞれの音波の弱め合いに寄与し、騒音のさらなる低減化が図れる。
【０００９】
本発明において、気体としては例えば空気が挙げられるが、その他の気体であってもよい。また、第１及び第２の開口はそれぞれ複数設けられていてもよい。このように複数設けられる場合、騒音の低減化のため、第１の開口と第２の開口の数が等しくすることが好ましい。駆動機構としては、例えば電磁駆動のものを用いることができるが、そのほか、圧電駆動または静電駆動でもよい。以下、同様である。
【００１０】
本発明の一の形態によれば、前記振動板は平板状である。これにより、振動する方向で振動板が対称形状となるため、騒音を低減することができる。
【００１１】
本発明の一の形態によれば、前記振動板は、振動の方向にほぼ垂直な第１の面と、前記第１の面と対向する第２の面とを有し、前記駆動機構は、前記第１の面側に配置された前記第１のアクチュエータと、前記第２の面側に配置され、前記第１のアクチュエータと同期して駆動し、前記第１のアクチュエータと同じ構造の第２のアクチュエータとを有する。このように２つのアクチュエータが設けられることにより、振動方向での対称性を確保することができる上、大きな駆動力を得ることができ、気体の吐出量を多くすることができる。
【００１２】
本発明の一の形態によれば、前記筐体は内壁を有し、当該噴流発生装置は、前記振動板の外周に取り付けられるとともに、前記内壁に取り付けられ、前記振動板を支持する支持部材をさらに具備する。振動板が支持部材を介して筐体の内壁に直接取り付けられることにより、例えばフレームを有するスピーカ型の振動装置を筐体内に設ける場合に比べ、構造が簡単になり、噴流発生装置の小型化、低コスト化が図れる。また、そのようなフレームがある場合に比べ、本発明のようにフレームがない場合は空力特性がよくなる。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、前記振動板の外周の形状と、前記支持部材が取り付けられた位置における前記内壁の周方向での形状とがほぼ同じである。これにより、振動板が振動するときに、筐体内に含まれた気体に対して極力大きな面積による振動を与えることができる。したがって、各開口からの流量もその分多くなり、冷却効率を向上させることができる。
【００１４】
本発明の一の形態によれば、前記駆動機構は、ステータと、作動することで前記ステータの少なくとも一部が出入りする内部空間と、前記内部空間に連通する前記気体が流通可能な流通孔とを有し、前記振動板に接続された筒状の可動部材とを有する。本発明では、可動部材が作動し、ステータと可動部材との相対的な動きによってステータが上記内部空間に出入りする。流通孔がない場合は、ステータが内部空間に入ることにより、例えば振動板の撓みで容積を小さくしようとする側のチャンバの容積を大きくすることになり、チャンバの容積変化が打ち消し合い効率が悪くなる。しかし、本発明によれば、流通孔が設けられることにより、内部空間にある気体がその流通孔を介して可動部材の外側に逃げることができるのでそのような問題を解消することができる。本発明においては、駆動機構としては、例えば電磁駆動のものを用いることができる。例えば、筒状の可動部材にコイルが巻回されたものが挙げられるが、これに限らず、ステータにコイルが設けられているものであってもよい。
【００１５】
本発明の一の形態によれば、前記可動部材は、前記流通孔が前記振動板と対面するように設けられた底部を有し、前記駆動機構は、前記可動部材の底部と前記振動板とを接続するロッドを有する。ロッドが設けられる場合は、可動部材の底部と振動板とは離れているので、その底部に流通孔が設けられていてもよい。
【００１６】
本発明の一の形態によれば、前記振動板は、振動の方向に沿うように立設され、第１の端部と、前記振動方向で前記第１の端部と反対側に設けられた第２の端部とを有する側壁を有し、当該噴流発生装置は、前記第１の端部を支持する第１の支持部材と、前記第２の端部を支持する第２の支持部材とをさらに具備する。このように振動の方向に配列された第１の支持部材と第２の支持部材とによって側壁が支持されることにより、振動板の横振れを防止して安定した振動を得ることができる。また、横振れが抑えられることにより、例えば駆動機構が電磁駆動のものである場合、ステータと可動部材とが衝突しにくくすることができる。このように衝突しにくくすることで、ステータと可動部材との隙間を狭くすることができコイルにかかる磁界を強くできる。その結果、駆動機構は効率よく駆動力を得ることができる。さらに、衝突しにくくすることで、高次モードの振動を抑制することができ、ノイズを低減することができる。
【００１７】
本発明の一の形態によれば、前記振動板は、振動の方向に沿うように立設された側壁を有し、当該噴流発生装置は、前記側壁を前記振動方向に摺動可能に支持する支持部材をさらに具備する。これにより、軸受部材が支持する側壁の支持面積を大きくすることができるので、振動板の横振れを防止して安定した振動を得ることができる。
【００１８】
本発明の一の形態によれば、前記側壁と前記支持部材との間に介在された潤滑材をさらに具備する。これにより、振動板がスムーズに振動できるようなり、また、筐体内で振動板で仕切られて形成された２つのチャンバ間での気密性を高めることができる。潤滑材は固体でも流体でもよい。
【００１９】
本発明の一の形態によれば、前記潤滑材は磁性流体である。これにより、例えば側壁や支持部材が磁性体であれば、潤滑材の保持が容易になる。
【００２０】
本発明の一の形態によれば、前記筐体は内壁を有し、前記振動板は、振動の方向に沿うように立設され、前記内壁により振動の方向に摺動可能に支持された側壁を有する。このように振動板の側壁が直接筐体の内壁に摺接することで、上記のように側壁を支持する支持部材が設けられる場合に比べ、噴流発生装置を小型化することができる。また、支持部材がある場合に比べ空力特性もよくなる。本発明においても、上記の支持部材の場合と同様に、側壁と内壁との間に潤滑材が設けられていてもよい。
【００２１】
本発明の一の形態によれば、噴流発生装置は、前記振動板の外周で該振動板を支持する支持部材と、少なくとも前記支持部材に取り付けられるように配線され、前記駆動機構に給電するための導線とをさらに具備する。これにより、導線が空中に配線される場合に比べ、導線の断線を抑制することができる。導線は振動板にも取り付けられるようにしてもよい。
【００２２】
本発明の一の形態によれば、前記導線は、前記振動板の周囲に沿って螺旋状に配線されている。導線が振動板や支持部材に取り付けられてこれら振動板や支持部材と一体的に動くように構成されていても、例えば導線が、支持部材の変形量が大きい方向、すなわち振動板の中央から外側に向かう方向に沿って配線される場合には、導線に大きな応力が加わり断線する可能性がある。しかし、本発明では振動板の周囲に沿って螺旋状に配線されているので、導線にかかる応力を低減することができ、断線を防止することができる。
【００２３】
本発明の一の形態によれば、前記導線は前記支持部材に埋設されていてもよい。導線が埋設されることで、信頼性の高い振動デバイスを実現することができる。またその振動デバイスの製造時において、導線の半田付けのような組み立てが不要となり、コストを低減することができる。
【００２４】
本発明の一の形態によれば、前記支持部材は、前記振動板の周囲に沿って螺旋状に形成された溝を有し、前記導線は、前記溝に沿って配線されている。これにより、噴流発生装置を製造するときに、その支持部材への配線が容易となる。
【００２５】
本発明の一の形態によれば、噴流発生装置は、前記第１の面側に前記振動板の周囲に沿って螺旋状に形成された第１の溝と、前記第１の溝が稜線となるように前記第２の面側に螺旋状に形成された第２の溝とを有し、前記振動板の外周で該振動板を支持する支持部材と、前記第１の溝に沿って配線され、前記第１のアクチュエータに給電するための第１の導線と、前記第２の溝に沿って配線され、前記第２のアクチュエータに給電するための第２の導線とをさらに具備する。つまり、本発明では、支持部材は蛇腹（ベローズ）状のものとなる。この蛇腹状の支持部材の両面（上記第１の面側及び第２の面側）の第１及び第２の溝を利用して配線することができる。
【００２６】
本発明に係る電子機器は、発熱体と、第１及び第２の開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記筐体内に配置され、前記気体に振動を与えることで、当該振動に同期するように、前記第１及び第２の開口を介して交互に前記気体を脈流として前記発熱体に向けて吐出させる振動板と、前記筐体内に配置され、前記振動板の振動方向で該振動板に対して対称構造を有し、前記振動板の振動を駆動する駆動機構とを具備する。
【００２７】
本発明では、駆動機構が振動板に対して対象構造を有しているので、筐体内において振動板に対して対称的な空力特性を得ることができ、効率よく発熱体を冷却することができる。発熱体としては、例えばＩＣチップや抵抗等の電子部品、あるいは放熱フィン等が挙げられるが、これらに限られず発熱するものなら何でもよい。電子機器としては、コンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、カメラ、ディスプレイ装置、オーディオ機器、その他の電化製品等が挙げられる。以下、同様である。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明によれば、極力騒音の発生を抑制しつつ、発熱体から発せられる熱を効果的に放熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３０】
図１は、本発明の第１の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及び図３はそれぞれ図１に示すＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図である。
【００３１】
噴流発生装置１は筐体２を有しており、筐体２内には例えば２つの振動デバイス１０が配置されている。２つの振動デバイス１０はそれぞれ実質的に同一の構成を有している。筐体２は、剛性の高い物質、例えばアルミ等の金属によって構成されているが、金属に限られず、樹脂でもよい。筐体２内には、図中上下に２つのチャンバ２ａ及び２ｂを形成するために仕切り部材２ｃが設けられ、この仕切り部材２ｃに設けられた開口部２ｄに、振動デバイス１０が装着されている。仕切り部材２ｃ、後述する振動板５及びエッジ部材１８によって、筐体２の内部が分けられ、これにより、チャンバ２ａとチャンバ２ｂとが形成される。
【００３２】
振動デバイス１０は、例えば２つのスピーカが対面するような構造を有する振動デバイスである。振動デバイス１０は、１つの平板状の振動板５を共有する２つのアクチュエータ１１及び２１を備えている。振動板５は、例えば柔軟な膜状の物質でなり、例えばＰＥＴ（polyethylene terephthalate）フィルム等により形成されている。アクチュエータ１１及び２１は、それぞれ実質的に同一の構成を有しており、上記仕切り部材の開口部２ｄに嵌着されたフレーム１７にそれぞれ装着されている。フレーム１７には筐体２内の冷媒、例えば空気が流通する流通孔１７ａがチャンバ２ａ及び２ｂ側で複数設けられている。アクチュエータ１１及び２１は、例えば筒状のヨーク１２及び２２、このヨーク１２に固定されたマグネット１３及び２３、ヨークの機能を果たすプレート１４及び２４、コイル１５及び２５、これらのコイル１５及び２５を保持するコイル保持部材１６及び２６等で構成されている。振動板５は、フレームに取り付けられた支持部材としてのエッジ部材１８により支持されている。エッジ部材１８は、振動板５が振動できるように、例えば弾性、または可撓性を有し、樹脂やゴムでなる。可動部となるコイル保持部材１６及び２６が振動板５の両面に固定されている。これにより振動板５、コイル保持部材１６及び２６が一体的に矢印Ｒの方向振動する。このように、振動デバイス１０は、振動板５の振動方向Ｒで対称的な構造となっている。
【００３３】
図３に示すように、コイル１５及び２５には、アクチュエータ１１及び２１の駆動を制御する制御部１９が電気的に接続されている。制御部１９は、例えば、コイル１５及び２５にそれぞれ正弦波の交流電圧を印加するための電源回路や、その電源回路等を制御する制御回路等を有している。制御部１９は、コイル保持部材１６とコイル保持部材２６との動きが同期して同じ向きとなるようにコイル１５及び２５に電流を流すように制御を行う。
【００３４】
筐体２の側面には、例えばチャンバ２ａ及び２ｂに内部の流路が連通するノズル３ａ及び３ｂがそれぞれ設けられている。図１及び図２に示すように、これらのノズル３ａ及び３ｂは、振動方向Ｒ（図３）にほぼ垂直な面内でそれぞれ複数配列されている。ノズル３ａ等は、筐体２等から突出した形状でなくてもよく、例えば筐体２等の側面が開口されているだけでもよい。
【００３５】
以上のように構成された噴流発生装置１の作用を説明する。制御部１９が振動デバイス１０を駆動し、振動板５を正弦波振動させることにより、チャンバ２ａ及び２ｂ内の容積が増減する。チャンバ２ａ及び２ｂの容積変化に伴い、それらチャンバ２ａ及び２ｂの圧力が変化し、これに伴い、それぞれノズル３ａ及び３ｂを介して交互に空気の流れが脈流として発生する。例えば、振動板５がチャンバ２ｂの容積を増加させる方向に変位すると、チャンバ２ａの圧力は高くなり、ノズル３ａを介して筐体２内の空気が噴出される。このとき、チャンバ２ｂの圧力は低くなり、ノズル３ｂを介し外部から空気がチャンバ２ｂ内に流れ込む。逆に、振動板５がチャンバ２ａの容積を増加させる方向に変位すると、チャンバ２ｂの圧力は高くなり、ノズル３ｂを介して筐体２内の空気が吐出される。このとき、チャンバ２ａの圧力は低くなり、ノズル３ａを介し外部から空気がチャンバ２ｂ内に流れ込む。このように噴出された空気を例えば高熱部に吹き付けることにより、高熱部を冷却することができる。
【００３６】
一方、振動板５の振動は音波となって空気中を伝搬する。仮に、ノズル３ａ及び３ｂからそれぞれ独立してばらばらに空気が吐出される場合、ノズル３ａ及び３ｂから騒音が発生する。しかしながら、この噴流発生装置１では、ノズル３ａ及び３ｂから交互に吐出音が発生する。すなわち、ノズル３ａ及び３ｂから発生する音波は逆位相となるため、互いに弱め合い、あるいは打ち消し合う。これにより、全体として騒音が低減する。
【００３７】
特に、本実施の形態では、振動デバイス１０が振動板５に対して対象構造を有しているので、筐体２内において振動板５に対して対称的な空力特性を得ることができる。その結果、ノズル３ａ及び３ｂから発生する音波の振幅等が等しくなり、それぞれの音波の弱め合いに寄与し、騒音のさらなる低減化が図れる。振動板に対して対称性が低いほど、振動板５やアクチュエータ１１等の駆動によって発生するノイズ（音波の高調波成分）も大きい。しかし、本実施の形態のように高い対称性を確保することで、ノイズを低減することが可能となる。また、２つのアクチュエータ１１及び２１が設けられることで、大きな駆動力を得ることができ、冷媒の吐出量を多くすることができる。
【００３８】
なお、図１に示すようにノズル３ａとノズル３ｂとの距離をｄ（開口間の距離）とし、音波の波長（基本波の波長）をλ（ｍ）とした場合、ｄ<λ／２、好ましくはｄ<λ／６を満たすことが望ましい。このようにすれば、ノズル３ａ等から発生した音波のほぼ最大振幅同士で強め合う箇所がなくなるので、騒音の発生を極力防止することができる。
【００３９】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。第２の実施の形態以降の説明において、上記第１の実施の形態に係る噴流発生装置１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。
【００４０】
図４に示す噴流発生装置３１では、図３に示したフレーム１７が設けられておらず、アクチュエータ１１及び２１が直接筐体２の内壁２ｅに取り付けられている。振動板５は、エッジ部材１８を介して仕切り部材２ｃに直接取り付けられている。このような構成によれば、例えばフレーム１７がある場合に比べ、構造が簡単になり、噴流発生装置３１の小型化、低コスト化が図れる。また、そのようなフレーム１７がある場合に比べ、筐体２内を流れる空気の抵抗が小さくなり空力特性がよくなる。また、部材が少なくなればなるほど、振動板５に対して対称性を維持しやすくなる。
【００４１】
図５は、本発明の第３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４１の振動板５を支持するエッジ部材１８は、直接筐体２の内壁２ｅに取り付けられている。このような構成によっても、上記第２の実施の形態に係る噴流発生装置３１と同様の効果が得られる。
【００４２】
このようにエッジ部材１８が直接筐体２の内壁２ｅに取り付けられる場合、図６に示すように、振動板５及びエッジ部材１８を内壁２ｅの周方向での形状と同様に長方形とすればよい。つまり、その内壁２ｅの周方向での形状、振動板５の外周形状、エッジ部材１８の外周形状をそれぞれ相似形とすればよい。ここで言う周方向とは、振動板５の振動方向にほぼ垂直な面内での周方向である。このような構成によれば、振動板５が振動するときに、筐体２内に含まれた空気に対して極力大きな面積で振動を与えることができる。したがって、ノズル３ａ及び３ｂからの流量もその分多くなり、冷却効率を向上させることができる。なお、アクチュエータ１１は振動板５の両面側に１つずつ設けられていればよい。
【００４３】
図７は、本発明の第４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５１では、コイル保持部材３６に空気を流通させるための流通孔３６ａが設けられている。例えばコイル３５に電圧が印加され、コイル保持部材３６が上下に作動するとき、ヨーク１２に固定されたマグネット１３及び図示しないプレート等からなるステータと、コイル保持部材３６との相対的な動きによって、ステータがコイル保持部材３６の内部の空間に出入りする。流通孔３６ａがない場合は、ステータがその内部空間に入ることで、例えば振動板５の撓みで容積を小さくしようとする側のチャンバ２ａ（または２ｂ）の容積を大きくすることになり、チャンバ２ａ（または２ｂ）の容積変化が打ち消し合い、噴流を発生させるときの効率が悪くなる。また、流通孔３６ａがない場合は、振動板５の振動時にコイル保持部材３６の内部空間で局所的に圧力変化が起こることも考えられ、効率が悪くなる。その結果、空気の吐出量が減ってしまう。しかし、流通孔３６ａが設けられることにより、その流通孔３６ａから空気が逃げることができるのでそのような問題を解消することができる。
【００４４】
図８は、本発明の第５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６１では、コイル保持部材３６と振動板５とはロッド２７で接続、固定されている。図９に示すように、コイル保持部材３６の底部には流通孔４６ａが設けられている。このような構成によっても、振動板５が、チャンバ２ａの容積を小さくする方向へ動いた場合に、コイル保持部材４６の内部空間４６ｂの空気を流通孔４６ａから空気を逃がすことができる。これにより、効率よく噴流を発生させることができる。
【００４５】
図１０は、本発明の他の実施の形態に係る振動デバイスを示す断面図である。この振動デバイス２０は、例えば直方体形状のフレーム５７を有し、フレーム５７の上部及び下部にアクチュエータ１１及び２１がそれぞれ取り付けられている。フレーム５７には、空気が流通する流通孔５７ａが設けられている。本実施の形態に係る振動板５５は、筒形状の側壁５５ａを有している。この側壁５５ａは振動方向Ｒに沿って立設されており、この側壁５５ａの周囲であって、その上端部及び下端部は、フレーム５７に取り付けられたエッジ部材１８ａ及び１８ｂによってそれぞれ支持されている。側壁５５ａは、周方向に連続的に設けられていてもよいし、間欠的に設けられていてもよい。なお、この振動デバイス２０は、例えば図３で示した筐体２内に配置され、仕切り部材２ｃの開口部２ｄにフレーム５７が嵌着されることにより噴流発生装置が構成される。
【００４６】
このような振動デバイス２０によれば、振動方向Ｒに沿って配列されたエッジ部材１８ａ及び１８ｂによって側壁５５ａが支持されることにより、振動板５５の横振れを防止して安定した振動を得ることができる。側壁５５ａの振動方向Ｒの長さが長いほど、エッジ部材１８ａとエッジ部材１８ｂとの距離が長くなり、振動板５５はより安定して振動する。
【００４７】
図１１は、図１０に示した振動デバイス２０の変形例を示す図である。この振動デバイスの振動板５５の側壁５５ａと、フレーム５７との間には、潤滑材５６が介在されている。これにより、振動板５５がスムーズに振動できるようなり、また、図示しない筐体内で振動板５で仕切られて形成された２つのチャンバ間での気密性を高めることができる潤滑材としては、鉱油系、合成系潤滑材等がある。モリブデン系の固体潤滑材でもよい。液体潤滑材なら、振動板５５の表と裏の気密性を高めるのに効果的である。また、例えばフレーム５７が磁性体であれば、潤滑材に磁性流体が用いられれば、潤滑材の保持が容易になる。
【００４８】
次に、これまで説明した振動デバイスにおける給電用の導線の配線構造について説明する。
【００４９】
図１２は、その配線構造が適用された振動デバイスを示す断面図である。この振動デバイス２８０のアクチュエータ３７０は、ヨーク３７６、マグネット３７２、ヨークの機能を持つプレート３７３、コイル３７８、このコイル３７８が巻回されるとともに振動板２８５が固定された可動部材３７４等で構成される。このアクチュエータ３７０は、図４９等に示すアクチュエータ３７０と同様のものである。アクチュエータ３７０のヨーク３７６は、通気孔２８６ａを有するフレーム２８６に取り付けられ、振動板２８５も、エッジ部材２８７を介してフレーム２８６の開口端部に取り付けられている。
【００５０】
図１３は、図１２に示す振動板２８５及びエッジ部材２８７等を示す平面図である。図に示すように、制御部（例えば図３に示した制御部３１０）からの制御信号をコイル３７８に供給するための導線２８４が、エッジ部材２８７に形成された螺旋状の溝２８７ａに沿って配線されている。導線２８４は、フレーム２８６に固定された上記端子台２８８に接続されている。符号２８７ｂで示す箇所はエッジ部材２８７の稜線である。このような構成により、導線２８４が空中に配線される場合に比べ、導線２８４の断線を抑制することができる。
【００５１】
一般的なスピーカでは、このような導線（一般的に錦糸線と言う）は、電磁コイルから空中を伝って直接端子台に接続されている。つまり、振動板は動くが、端子台は固定されているので、錦糸線の一側は動き、他側は固定される。振動板の数十、数百Ｈｚの動きに追従して錦糸線には繰り返しの応力がかかるため、スピーカの耐久性を論じる場合に、この錦糸線の寿命が問題となる。
【００５２】
特に、上記各実施の形態に係る噴流発生装置が小型化される場合は、単に導線が振動板やエッジ部材に取り付けられているだけでは問題がある。すなわち、噴流発生装置が小型化に伴って振動板の面積も小さくなるので、その分、振幅を大きくして冷媒の噴出量を多くする必要がある。この場合、錦糸線の長さは短く、振動板の振幅は大きくなるので、錦糸線にかかる応力は大きくなりやすい。すなわち、耐久性としては悪い条件となりがちである。具体的には、例えば図１３の破線で示すように導線２８９が配線される場合（振動板２８５の中央から外周に沿って導線が２８９が配線される場合）、導線２８４にかかる応力は大きい。したがって、図１３に示したように、錦糸線２８４がエッジ部材２８７に螺旋状に配線される構成とすることは、断線防止には非常に効果的である。また、特に、本実施の形態では、導線２８４が溝２８７ａに沿って配線されているので、そのエッジ部材２８７への配線が容易となる。
【００５３】
図１４は、図１３に示す振動デバイス２８０が２つ対称的に配置されて構成された振動デバイスを示す断面図である。この振動デバイス２９０では、エッジ部材２８７の表裏両面に設けられた螺旋状の溝に導線２８４が配線されている。このようにエッジ部材２８７の蛇腹形状を利用して、表裏面に導線２８４を螺旋状に配線することができる。このように構成された振動デバイス２９０が、例えば図３で示す筐体２内に、振動デバイス１０の代わりに配設されて噴流発生装置が構成される。
【００５４】
なお、以上のような錦糸線は、エッジ部材２８７に埋め込まれたような形態であってもよい。また、エッジ部材２８７等に固定されていなくても、その形状を長期間に渡り保持できるならば、エッジ部材２８７とは独立して、螺旋状のコイルのような形で空中に浮いていてもよい。この場合、エッジ部材に螺旋状の溝は必要ない。これによっても導線にかかる応力は小さく出来る。
【００５５】
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。
【００５６】
上記各実施の形態に係る噴流発生装置の筐体２等の形状は直方体に限られず、円筒形であってもよい。振動板５もその筐体２の外形、または筐体２の内部の形状に合わせて変形可能である。
【００５７】
図１０に示した形態では、振動板５５の側壁５５ａを支持するエッジ部材１８ａ及び１８ｂがフレーム５７に取り付けられていた。しかし、エッジ部材１８ａ及び１８ｂが筐体２（図３等参照）に直接取り付けられていてもよい。これにより、上記のように側壁５５ａを支持するフレーム５７が設けられる場合に比べ、噴流発生装置を小型化することができる。また、フレーム５７がある場合に比べ空力特性もよくなる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の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におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の第２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５】本発明の第３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６】図５に示す噴流発生装置の横断面図である。
【図７】本発明の第４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８】本発明の第５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９】図８に示すコイル保持部材の斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係る振動デバイスを示す断面図である。
【図１１】図１０に示した振動デバイスの変形例を示す図である。
【図１２】駆動機構への給電用の導線の配線構造が適用された振動デバイスを示す断面図である。
【図１３】図１２に示す振動板及びエッジ部材等を示す平面図である。
【図１４】図１３に示す振動デバイスが２つ対称的に配置されて構成された振動デバイスを示す断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
Ｒ…振動方向
１、３１、４１、５１、６１…噴流発生装置
２、３８２…筐体
２ｅ…内壁
３ａ…ノズル
３ｂ…ノズル
５、５５、２８５…振動板
１０、２０、２８０、２９０…振動デバイス
１１、２１、３７０…アクチュエータ
１７…フレーム
１８、１８ａ、１８ｂ、２８７、３８７…エッジ部材
３６、４６…コイル保持部材
３６ａ、４６ａ…流通孔
４６ｂ…内部空間
５５ａ…側壁
５６…潤滑材
２８４…導線
２８７ａ…溝
【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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