(57)【要約】【課題】漏洩磁束およびサージ電圧が生じず、薄型化が図れるファンを提供すること。【解決手段】略矩形状の補強板１０の両面に圧電素子９を設けて振動体８を形成する。振動体８の凸部１１をベアリング２１に所定の押付力で当接させる。振動体１０に所定の周波数で電圧を印加すると、圧電素子９が伸縮することにより、振動体８が縦振動と屈曲振動を組み合わせた楕円軌道を描いて振動する。この振動によって凸部１１がベアリング２１を一方向に押して回転させ、ベアリング２１に固定された羽根体３を回転させる。羽根体３の回転により空気がケース４の通風口２４を通って被冷却物に吹き付けられて冷却される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子の変形で振動する振動体と、この振動体の振動によって回転駆動されるロータと、このロータとともに回転する羽根体とを備えていることを特徴とするファン。
【請求項２】
請求項１に記載のファンにおいて、前記振動体は、縦振動と屈曲振動とを組み合わせた楕円軌道を描く形状に設けられていることを特徴とするファン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のファンにおいて、前記圧電素子の長辺を１とすると、短辺は０．２７４以上に形成され、前記振動体の短辺には、ロータに当接して当該ロータを駆動する突起が設けられ、前記圧電素子の長手方向に伸縮する縦振動と、前記圧電素子の平面中心に対して点対称に、前記縦振動に直交する方向に屈曲する屈曲振動とにおいて、縦振動の共振周波数に対する屈曲振動の共振周波数の比が、１．００より大きく、１．０３以下となるように設定されていることを特徴とするファン。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のファンにおいて、前記振動体は、長辺と短辺とで構成される矩形平板状とされ、当該長辺が支持されていることを特徴とするファン。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のファンにおいて、前記羽根体の回転半径領域内に前記振動体の駆動用回路が設けられていることを特徴とするファン。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のファンにおいて、前記振動体と前記ロータとの間には増速機構が設けられていることを特徴とするファン。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のファンを備えていることを特徴とする電子部品。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のファンを備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンおよびこれを備えた電子部品ならびに電子機器に関する。より詳しくは、電子部品や電子機器などを冷却するためのファンおよびこのファンを備えた電子部品ならびに電子機器に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、コンピュータなどの電子機器の冷却機構として冷却ファンが知られている。これは、羽根体を回転させて空気を電子機器に吹き付け、あるいは吸い出し、電子機器の放熱を促進させることによって冷却するものである。このようなファンには通常、羽根体を回転させるための駆動源として例えばブラシモータや、コアレスモータ、ブラシレスモータなどが使用されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１７４４０６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなモータでは、内部に磁石が設けられているため、漏洩磁束によって例えばコンピュータのディスプレイなどの電子機器に影響を及ぼす可能性がある。また、近年、電子機器の小型化を図るため、ファンの薄型化が望まれているが、これら従来のモータを小さく構成すると、必要な回転トルクを得ることができず、十分な風量、風速が得られない。よって、ファンの薄型化を図ることができない。また、特にブラシモータを使用した場合では、サージ電圧が発生し、半導体回路の損傷や回路の誤動作を生じる場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、漏洩磁束およびサージ電圧が生じず、薄型化を図ることができるファンおよび電子部品ならびに電子機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明のファンは、圧電素子の変形で振動する振動体と、この振動体の振動によって回転駆動されるロータと、このロータとともに回転する羽根体とを備えていることを特徴とする。
この構成のファンでは、圧電素子で振動体を振動させてロータを回転させ、この回転力によって羽根体を回転させる。したがって、磁石を用いずに羽根体を駆動させるので、漏洩磁束が生じない。また、ブラシモータのような摺動部を有さないので、サージ電圧が発生せず電磁ノイズが発生しない。さらに、振動体および圧電素子を薄く、例えば平板状に構成する事が可能なので、ファンの薄型化が促進される。
【０００７】
また、本発明のファンでは、振動体は、縦振動と屈曲振動とを組み合わせた楕円軌道を描く形状に設けられていることが望ましい。
この構成のファンでは、振動体が楕円軌道を描くので、振動体が軌道上の一部でロータに押し付けられるように構成すれば、ロータが一方向のみに確実に回転する。
【０００８】
さらに、本発明のファンでは、圧電素子の長辺を１とすると、短辺は０．２７４以上に形成され、振動体の短辺には、ロータに当接して当該ロータを駆動する突起が設けられ、圧電素子の長手方向に伸縮する縦振動と、圧電素子の平面中心に対して点対称に、縦振動に直交する方向に屈曲する屈曲振動とにおいて、縦振動の共振周波数に対する屈曲振動の共振周波数の比が、１．００より大きく、１．０３以下となるように設定されていることが望ましい。
この構成のファンでは、縦振動および屈曲振動の共振周波数が互いに近接しているので、これらの共振周波数近傍で圧電素子を振動させると、縦振動および屈曲振動が同時に現れ、振動体の突起は楕円軌道を描いて振動する。この楕円軌道によって突起はロータを押圧して駆動することが可能となる。この時、圧電素子は、縦振動および屈曲振動のそれぞれの共振点付近で励振されるので、それぞれの振動振幅が大きくなる。従って、突起の楕円軌道の振幅も大きくなり、ロータを高効率で駆動することが可能となる。
【０００９】
ここで、突起が設けられた振動体の短辺が０．２７４よりも小さい場合には、縦振動の共振周波数が屈曲振動の共振周波数よりも大きくなり、良好な楕円軌道を描くことができない。この時、縦振動の共振周波数に対する屈曲振動の共振周波数の比は１．００以下である。また、縦振動の共振周波数に対する屈曲振動の共振周波数の比が１．０３より大きい場合には、縦振動の共振点と屈曲振動の共振点が離れてしまい、両振動の振幅を同時に良好にすることができない。
【００１０】
また、この際、振動体は、長辺と短辺とで構成される矩形平板状とされ、当該長辺が支持されていることが望ましい。
これにより、振動体が所望の軌道を描きやすくなる。
【００１１】
また、本発明のファンでは、羽根体の回転半径領域内に振動体の駆動用回路が設けられていることが望ましい。
この構成のファンでは、振動体の駆動用回路が羽根体の回転半径領域内に設けられているので、ファンの小型化が促進される。特に、従来のコアレスモータやブラシレスモータを使用した場合では、別途駆動用の回路を設けなければならなかったので、本発明は有用である。
【００１２】
さらに、本発明のファンでは、振動体とロータとの間には増速機構が設けられていることが望ましい。
この構成のファンでは、増速機構によって振動体の振動を調整してロータへ伝達するので、回転数が所望に設定される。よって低い振動周波数でもファンが高い回転数で回転し、冷却が促進される。
【００１３】
以上のようなファンは、圧電素子を備えた振動体を利用しているので漏洩磁束が発生しない。したがって本発明のファンは、磁束の影響を受けやすい例えばＩＣ等の電子部品の冷却に適している。また、本発明のファンは薄型化が図れるので、コンピュータなどの小型化が望まれる電子機器に組み込まれることに適している。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第二実施形態以降において、以下に説明する第一実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
【００１５】
〔第一実施形態〕
図１には、第一実施形態に係るファン１の平面図が示されている。また、図２には、ファン１の側断面図が示されている。これらの図１および図２において、ファン１は、軸流式のプロペラファンであり、ケース４と、このケース４の内部に収納された羽根体３および駆動機構２とを備えている。
ケース４は、内部が円柱状にくり抜かれた収納部２３を有する。この収納部２３には、複数個（本実施形態では七個）の通風口２４が設けられている。この通風口２４は、ケース４の強度を確保した上で、被冷却物の放熱を促進できるようにできるだけ大きく開口していることが望ましい。また、ケース４の中心には羽根体３を取り付けるために軸孔２２が形成されている。
ケース４には、収納部２３の開口を塞ぐように蓋部５（図２）が設けられており、この蓋部５にも通風口２５が多数設けられている。このようなケース４は、蓋部５が設けられている側の反対側において、例えばコンピュータのＣＰＵ４１（図１０）などの被冷却物に固定されている。
【００１６】
羽根体３は、取付部２６によってケース４の軸孔２２に回転可能に取り付けられている。取付部２６は、軸孔２２に螺合されて固定されるねじ部１９と、このねじ部１９と一体的に形成されている取付軸２０と、取付軸２０に嵌合されたロータとしてのベアリング２１とを有する。ベアリング２１は、回転中に軸方向に移動しないように、ねじ１８によって軸方向に固定されている。また、ベアリング２１の外輪には羽根体３が圧入などにより固定されており、このベアリング２１によって羽根体３が取付軸２０を中心に回転可能となっている。さらに当該外輪には外周に凹部が形成されている。
【００１７】
駆動機構２は、圧電素子９を有して略矩形平板状に形成された振動体８と、振動体８を支持する腕部１２と、羽根体３の回転半径領域内に固定されるとともに、振動体８の圧電素子９に所定周波数の交流電圧を印加することにより振動体８を振動させる駆動用回路としてのＩＣ６とを備えている。
振動体８は、略矩形平板状に形成された補強板１０と、この補強板１０の表裏両面に設けられた平板状の圧電素子９とで構成されている。補強板１０は、略矩形状の長辺と短辺とがほぼ７対２の比で形成されている。また、補強板１０の対角線上の長さ方向両端には、凸部（突起）１１が一体的に形成されている。この凸部１１の一方は、ベアリング２１の前述した凹部に当接されている。
【００１８】
一方、圧電素子９の両面には、ニッケルおよび金などによる電極がめっき、スパッタ、蒸着等の方法で形成されている。この電極には、対角線上に向かい合う二つの角に略矩形状の溝が形成され、この溝によって区画された部分が電極の役割を果たす。
ここで、圧電素子９を形成する材料としては、特に限定されず、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ（登録商標））、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。
【００１９】
圧電素子９の寸法や、厚さ、電極の分割形態などは、圧電素子９に繰り返し電圧が印加された時に、圧電素子９が長手方向に伸縮する、いわゆる縦振動と、縦振動に直交する方向に屈曲する、いわゆる屈曲振動とが同時に現れるように適宜設定される。この時、縦振動の共振周波数と、屈曲振動の共振周波数とは互いに近接するように設定されていることが望ましく、縦振動の共振周波数に対する屈曲振動の共振周波数の比は、１．００より大きく、１．０３以下であることが望ましい。また、圧電素子９の長辺と短辺との長さ比は、長辺を１とすると短辺が０．２７４以上であることが望ましい。
なお、圧電素子９に印加される電圧の周波数は、縦振動の共振周波数と屈曲振動の共振周波数との間、より好ましくは反共振周波数と屈曲振動の共振周波数との間で両方の振動が良好に現れる周波数を適宜選択する。なお、振動体８に印加される電圧の波形は特に限定されず、例えばサイン波、矩形波、台形波などが採用できる。
【００２０】
腕部１２は、振動体８の補強板１０に一体的に形成され、当該補強板１０の略中央を両側から支持する腕本体１３と、この腕本体１３を支持する平板状の腕支持部１４とを備えている。腕支持部１４は、腕本体１３とケース４との間に設けられ、ケース４にピン１７を中心として回転可能に固定されている。腕本体１３は、腕支持部１４にねじで固定され、ピン１７と反対側の端部で補強板１０の長辺の略中央を支持するものである。また、腕本体１３には、ピン１７と反対側の端部近傍から略Ｕ字型のばね部材１５が一体的に形成され、このばね部材１５の一端は係止部材１６で固定されている。このばね部材１５により、腕本体１３はベアリング２１側に付勢されている。これにより、振動体８の凸部１１は、腕本体１３によりピン１７を中心にベアリング２１側に付勢され、ベアリング２１の凹部に当接されている。ここで、凸部１１のベアリング２１への押付力は、係止部材１６の取付位置やばね部材１５形状および寸法などによって調整され、振動体８とベアリング２１とが適切な摩擦力を有するように調整されている。
【００２１】
ＩＣ６は、フレキシブルケーブル（図示略）上に実装されており、このフレキシブルケーブルを介してＩＣ６と、圧電素子９表面の電極および補強板１０とが電気的に接続されている。これにより、ＩＣ６から圧電素子９に所定の周波数で電圧を印加する。なお、圧電素子９に印加される電圧の周波数は、２５０ｋＨｚから３００ｋＨｚ（例えば２８０ｋＨｚ）に設定されている。これにより、振動体８が所望の振動周波数で振動する。ここで、圧電素子９に印加される電圧の周波数は、例えば直流電源によって水晶体を備える発振回路を駆動して生成すればよい。
【００２２】
以上のような構成のファン１は、次のように動作する。
図３には振動体８の動作を示す模式図が示されており、図３（Ａ）には、振動体８の縦振動が、図３（Ｂ）には屈曲振動が、図３（Ｃ）には凸部１１の振動軌跡が示されている。
凸部１１がベアリング２１に当接した状態で、図示しない印加装置により振動体８の圧電素子９表面の電極と補強板１０との間に電圧を繰り返し印加して振動体８を振動させる。すると、圧電素子９は図３（Ａ）に示されるように、長手方向に伸縮する縦振動を励振する。この時、圧電素子９表面の電極には、対角線上両端に略矩形状に溝が形成されているので、伸縮する圧電素子９の形状が、振動体８の長手方向に沿った中心線に対して非対称となる。これにより、振動体８では圧電素子９をねじる力が働き、圧電素子９は図３（Ｂ）に示されるように、縦振動に直交する方向に、圧電素子９の平面中心に対して点対称に屈曲する屈曲振動を励振する。
【００２３】
これらの縦振動および屈曲振動が同時に現れることにより、振動体８の凸部１１は図３（Ｃ）に示されるように、縦振動と屈曲振動とが組み合わさった楕円軌道を描いて振動する。また、腕部１２は振動体８の長手方向略中心、つまり縦振動および屈曲振動の節を片持ちで支持している。これにより、振動体８の振動を極力阻害せずに支持することができる。この振動体８が伸長するときに凸部１１がベアリング２１に押圧力を加えて、ベアリング２１を図１中の矢印Ｒ方向に間欠回転させる。
この動作を所定の周波数で繰り返すことによって、ベアリング２１に固定された羽根体３を所定の回転数で回転させる。これにより、羽根体３は、蓋部５の通風口２５から空気を吸入し、ケース４の通風口２４を通して被冷却物側へ排気することで被冷却物を冷却する。
【００２４】
図４には、振動体８の振動特性が示されている。この図４において、線図は、駆動周波数に対する圧電素子９のインピーダンスを示している。この図４に示されるように、本実施形態の振動体８では、圧電素子９に印加する電圧の周波数に対して、インピーダンスが極小となる点が二点現れる。これらのうち周波数の低い方の一点は、縦振動の振動振幅が最大となる共振点で、この共振点における周波数が縦振動の共振周波数ｆ１となる。一方、周波数の高い方の一点は、屈曲振動の振動振幅が最大となる共振点で、この共振点における周波数が屈曲振動の共振周波数ｆ３となる。また、共振周波数ｆ１，ｆ３の間には、反共振周波数ｆ２が現れる。
この図４からもわかるように、圧電素子９を縦振動の共振周波数ｆ１と屈曲振動の共振周波数ｆ３との間の周波数で駆動すると、縦振動および屈曲振動の両方の振幅を大きく得られ、ベアリング２１を高効率で駆動できる。
【００２５】
ここで、圧電素子９の寸法を、長辺の長さを１とした時に短辺の長さを０．２７４より小さくすると、縦振動の共振周波数ｆ１が屈曲振動の共振周波数ｆ３より大きくなり、凸部１１において良好な楕円軌道を得ることができない。この時、縦振動の共振周波数ｆ１に対する屈曲振動の共振周波数ｆ３の比は、１．００以下である。また、両振動の共振周波数ｆ１，ｆ３の比が１．０３よりも大きいと、縦振動の共振点と屈曲振動の共振点とが離れてしまい、両振動の振幅が同時に大きくなる振動周波数を設定することができない。
【００２６】
以上のような第一実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）　すなわち、駆動機構２が圧電素子９を有する振動体８で羽根体３を回転させるので、従来のブラシモータや、コアレスモータ、ブラシレスモータなどのように漏洩磁束が生じない。したがって、ディスプレイなどの磁束に影響される電子機器の近くでも問題なくファン１を駆動させることができる。また、これにより磁束に影響されるＩＣ等の電子部品上にも問題なくファン１を取り付けることができる。
【００２７】
（２）　振動体８が平板状に構成されているので、ファン１の薄型化を図ることができる。また、これにより、ＩＣ６をケース４内部に収納することができ、さらに薄型化を促進できる。従来のコアレスモータ、ブラシレスモータでは、駆動回路を別途設けなければならなかったので、薄型化を図ることが難しかったが、本発明により簡単に実現することができる。
【００２８】
（３）　振動体８が、縦振動と屈曲振動とを組み合わせた楕円軌道を描くので、ベアリング２１を一方向のみに確実に回転させることができ、効率よく動力を伝達することができる。
また、振動体８が、略矩形状の長辺において支持されているので、より一層所望の振動軌道を描くことができる。
【００２９】
（４）　ファン１が圧電素子９を備えた振動体８の振動によって駆動されているので、従来のブラシモータとは異なり、サージ電圧の発生によって半導体回路の損傷や回路の誤動作する等の不都合が生じない。
【００３０】
（５）　圧電素子９が適切な寸法に、つまり長辺の長さを１とした時短辺の長さが０．２７４以上で、かつ縦振動の共振周波数に対する屈曲振動の共振周波数の比が１．００より大きく１．０３以下になるように設定されているので、縦振動および屈曲振動を同時に得ることができ、凸部１１が良好な楕円軌道を描いてベアリング２１を回転駆動できる。この時、縦振動および屈曲振動の共振点が互いに近接しているので、両振動の振幅が共振点近傍の大きな振幅となり、ベアリング２１を高効率で駆動できる。
【００３１】
ここで、第一実施形態の具体的な実施例を挙げる。
圧電素子９の材料をＰＺＴとし、寸法を短辺１．９８ｍｍ、長辺７．００ｍｍ、厚み０．１５ｍｍとする。補強板１０の材料はステンレス鋼（ＳＵＳ３０１）で、厚みが０．１ｍｍとなっている。凸部１１は、平面形状が幅０．５ｍｍ、突出長さが０．４５ｍｍの略半円形状で、質量が約０．１６ｍｇである。また、腕部１２において、圧電素子９と腕支持部１４との間に露出した部分は、幅０．４ｍｍで長さが０．５ｍｍである。
このような振動体８では、凸部１１をベアリング２１に当接せずにベアリング２１から反力を受けない状態で圧電素子９に電圧を印加した時、縦振動の共振周波数ｆ１が約２７９ｋＨｚ、屈曲振動の共振周波数ｆ３が約２８５ｋＨｚ、反共振周波数ｆ２が約２８３ｋＨｚであった。従って、縦振動の共振周波数ｆ１に対する屈曲振動の共振周波数ｆ３の比は、約１．０１５となる。この振動体８に共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ３との間の周波数で、またより望ましくは反共振周波数ｆ２と共振周波数ｆ３との間の周波数で電圧を印加すると、縦振動および屈曲振動がそれぞれ共振点付近で励振されて大きな振動振幅が得られ、凸部１１が良好な楕円軌道を描くことがわかる。
【００３２】
〔第二実施形態〕
以下に本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態におけるベアリング２１の代わりに穴石を用いたものである。
図５には、本発明の第二実施形態にかかるファン１の側断面図が示されている。この図５において、取付軸２０には、外周に凹部を有するロータ３０が固定されている。振動体８の凸部１１は、このロータ３０の凹部に適切な押圧力で当接されている。取付軸２０のケース４側の端部は、ケース４の軸孔２２に嵌合された穴石３１に回転可能に支持されている。また、取付軸２０の蓋部５側の端部は、蓋部５の中央に設けられたブッシュ３２によって回転可能に支持されている。なお、取付軸２０には、第一実施形態と同様に羽根体３が固定されている。
【００３３】
このような構成の第二実施形態においても、ＩＣ６が圧電素子９に所定の周波数で電圧を印加すると、振動体８が楕円軌道を描いて振動する。これにより凸部１１がロータ３０に固定された羽根体３を回転させて、被冷却物の冷却を行う。
【００３４】
以上のような第二実施形態によれば、第一実施形態における（１）、（２）、（３）、（４）および（５）と同様の効果が得られる。
【００３５】
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態は、第一実施形態における振動体８とベアリング２１との間に増速機構３５を設けたものである。
図６には、本発明の第三実施形態にかかるファン１の平面図が示されている。この図６において、増速機構３５は、振動体８の凸部１１が当接され、外周に凹部を有するロータ３６と、このロータ３６の回転とともに回転する歯車３７とを備える。歯車３７は、ベアリング２１の外周に刻設された歯車に噛合されている。
ここで、ロータ３６および歯車３７の径寸法や、歯数はロータ３６の回転数とベアリング２１の回転数との増速比によって適宜決定される。また、歯車３７とベアリング２１との間にさらに歯車を追加して所望の増速比を得ることも可能である。
【００３６】
このような構成の第三実施形態によれば、第一実施形態における（１）、（２）、（３）、（４）および（５）と同様の効果の他、次のような効果が得られる。
（６）　振動体８とベアリング２１との間に増速機構３５が設けられているので、この増速機構３５によって増速比を調整すれば、低周波数で高い回転数を得ることができる。また、これにより、高い回転数を得るために駆動機構２を大きく構成する必要がなく、薄型化が促進できる。
【００３７】
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、各実施形態では、ファン１には蓋部５が設けられていたが、例えば図７に示されるように、第一実施形態のファン１に蓋部５が設けられていなくてもよい。この場合には、羽根体３は取付軸２０に圧入されたベアリング２１に固定されていてもよい。この時、取付軸２０は、ケース４に一体的に形成されていてもよく、また、ケース４は、さらなる小型化のために、羽根体３の径寸法よりも小さい平面状部材としてもよい。このように構成すれば、より一層ファン１の薄型化が図れる。
【００３８】
第二実施形態では、ケース４の軸孔２２に穴石３１が設けられ、この穴石３１によって取付軸２０が回転可能に支持されていたが、これに限らない。すなわち、例えば、図８に示されるように穴石３１の代わりにベアリング４０によって支持されていてもよい。
また、このような場合においても図９に示されるように蓋部５が設けられていなくてもよい。
【００３９】
各実施形態では、羽根体３は収納部２３に収納されていたが、これに限らず、例えば収納部２３が羽根体３と反対側に設けられていてもよい。つまり、図１０に示されるように、ケース４は、羽根体３が取り付けられている側とは反対側に収納部２３を備えていてもよい。この場合には、収納部２３にロータ３０や、駆動機構２を収納すればよい。また、ケース４の開口部を直接コンピュータのＣＰＵ４１などの被冷却物に取り付けてもよい。
【００４０】
振動体８の形状は、長辺と短辺との比がほぼ７対２の略矩形状であったが、これに限らず、長辺と短辺との長さの比は、長辺の長さを１とすると短辺の長さが０．２７４以上となるように設定されていればよい。また、他の比や、他の形状であっても、振動体８の振動がベアリング２１や、ロータ３０，３６に適切に伝達される形状であれば任意である。
また、圧電素子９は、対角線上両端に略矩形状の溝が形成され、これらの溝によって中央に略Ｚ字形の電極が形成されていたが、これに限らず、圧電素子９の電極は例えば補強板１０の矩形状部分全面に形成されていてもよい。この場合には、凸部１１を図１のように対角線上両端に短辺から突出するように設ければ、振動体８の形状が長手方向の中心線に対して非対称になるため、この重量アンバランスによって屈曲振動を励振できる。
要するに、圧電素子９の形状または圧電素子９の電極の形状は、振動体８の振動が所望の軌道を描くような形状であればよい。
さらに、駆動機構２は、各実施形態では一つ設けられていたが、これに限らず複数個設けてもよい。
【００４１】
第三実施形態では、増速機構３５はベアリング２１に噛合されていたが、ベアリング２１の代わりに取付軸２０に固定された歯車に噛合していてもよい。この場合には、取付軸２０は、第二実施形態のように両端を穴石またはベアリングやブッシュによって回転可能に支持すればよい。
【００４２】
各実施形態では、羽根体３は、外部から被冷却物側へ空気を吹き付けて冷却を行っていたが、これに限らず、例えば空気を被冷却物側から吸入して外部に排出することで冷却してもよい。この場合には、羽根体３を逆向きに回転させたり、羽根体３の傾きを逆向きに形成したりすればよい。
【００４３】
また、各実施形態では、羽根体３は軸流式であるプロペラファンであったが、これに限らず例えば図１１および図１２に示されるように斜流式のシロッコファンを用いてもよい。これらの図において、ケース４には、略円柱状にくり抜かれた収納部２３の一端からケース４の外部に向かって排気口４２が設けられている。羽根体３は、ベアリング２１に固定される円盤部４３と、この円盤部４３の外周に設けられて羽根が形成されている円柱状の羽根形成部４４とを有する。また、ケース４の中心に設けられた通風口２４の径寸法は、羽根形成部４４の径寸法よりも小さくなっている。
このようなファン１を駆動機構２によって回転させると、羽根体３の回転によって被冷却物側からケース４の通風口２４を通って空気が吸入され、羽根体３の周方向に排出されて排気口４２から外部へ排出される。これにより被冷却物を冷却する。
【００４４】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００４５】
【発明の効果】
このような本発明によれば、圧電素子を備えた振動体を振動させることによってロータに固定されたファンを回転させるので、漏電磁束が生じることがないという効果がある。また、サージ電圧が発生しないので、半導体回路の損傷や回路の誤動作を防止できる。さらに、振動体を平板状に構成することができるので、ファンの薄型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係るファンを示す平面図。
【図２】本発明の第一実施形態に係るファンを示す側断面図。
【図３】本発明の第一実施形態に係る振動体の動作を示す模式図。
【図４】本発明の第一実施形態に係る振動体の振動特性を示す図。
【図５】本発明の第二実施形態に係るファンを示す側断面図。
【図６】本発明の第三実施形態に係るファンを示す平面図。
【図７】第一実施形態に係るファンの変形例を示す側断面図。
【図８】第二実施形態に係るファンの変形例を示す側断面図。
【図９】第二実施形態に係るファンの別の変形例を示す側断面図。
【図１０】第二実施形態に係るファンのさらに別の変形例を示す側断面図。
【図１１】各実施形態に係るファンの変形例を示す平面図。
【図１２】各実施形態に係るファンの変形例を示す側断面図。
【符号の説明】
１…ファン
３…羽根体
６…ＩＣ（駆動用回路）
８…振動体
９…圧電素子
１１…凸部（突起）
２１…ベアリング（ロータ）
３０，３６…ロータ
３５…増速機構
【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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