(57)【要約】【課題】薄型化を実現しながら、極力振動も抑制することが可能な噴流発生装置及び電子機器を提供すること。【解決手段】噴流発生装置１０の筐体１には、２枚の振動板３ａ及び３ｂが弾性支持部材６ａ及び６ｂを介して振動可能に支持される。また各振動板の間には、各振動板を振動方向Ｒへ逆位相に駆動させ、チャンバ１２内の空気を開口２を介して筐体１の外部へ脈流として吐出させるための一の駆動部１５が設けられている。駆動部１５には例えば磁気回路で構成され、磁気回路を共有しながら、振動板３ａに設けられたコイル５ａと振動板３ｂに設けられたコイル５ｂの各直径を異ならせることによって、各コイルをいわゆる入れ子状に配置することができる。これにより噴流発生装置１０のＺ方向において薄型化することができる。【選択図】  図２
2007209845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の振動板と、
前記第１の振動板に対面する第２の振動板と、
前記第１及び第２の振動板の間に形成された１つの第１のチャンバと、前記第１のチャンバに連通する第１の開口とを有し、内部に気体が含まれ、前記第１及び第２の振動板を振動可能に支持する筐体と、
前記第１のチャンバ内に配置され、前記気体を前記第１の開口を介して前記筐体外へ脈流として吐出させるために、前記第１及び前記第２の振動板を駆動させる駆動部と
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、
前記駆動部は、前記第１の振動板を前記振動方向の一側へ駆動させるとともに、前記第２の振動板を前記一側とは反対側へ駆動させることを特徴とする噴流発生装置。
【請求項３】
請求項２に記載の噴流発生装置であって、
前記駆動部は、
前記第１の振動板に設けられ、第１の外径を有する第１のコイルと、
前記第２の振動板に前記第１の振動板と略同心状に設けられ、前記第１の外径よりも大きい第２の内径を有する第２のコイルと、
マグネットと、前記第１及び第２のコイルが配置される磁気ギャップとを有する磁気回路と
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３に記載の噴流発生装置であって、
前記マグネットは、前記第１及び第２のコイルの内側に配置され、前記第１のコイルの内径よりも小さい直径を有する円柱状のマグネットであることを特徴とする噴流発生装置。
【請求項５】
請求項３に記載の噴流発生装置であって、
前記マグネットは、前記第１及び第２のコイルの外側に配置され、前記第２のコイルの外径よりも大きい内径を有するリング状のマグネットであることを特徴とする噴流発生装置。
【請求項６】
請求項３に記載の噴流発生装置であって、
前記マグネットは、前記第１のコイルの外側であって前記第２のコイルの内側に配置され、前記第１のコイルの外径よりも大きい内径と、前記第２のコイルの内径よりも小さい外径とを有するリング状のマグネットであることを特徴とする噴流発生装置。
【請求項７】
請求項２に記載の噴流発生装置であって、
前記筐体は、
前記第１の振動板の前記振動方向であって、前記第１の振動板を挟んで前記第１のチャンバとは逆方向に形成された１つの第２のチャンバと、
前記第２の振動板の前記振動方向であって、前記第２の振動板を挟んで前記第１のチャンバとは逆方向に形成された１つの第３のチャンバと、
前記第２のチャンバと連通する第２の開口と、
前記第３のチャンバと連通する第３の開口と
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７に記載の噴流発生装置であって、
前記第１の開口と前記第３の開口はそれぞれ第１の数だけ設けられ、それぞれ第１の面積を有し、
前記第２の開口はそれぞれ前記第１の数だけ設けられ、それぞれ前記第１の面積の略２倍の第２の面積を有する
ことを特徴とする噴流発生装置。
【請求項９】
請求項７に記載の噴流発生装置であって、
前記第１の開口と前記第３の開口は、それぞれ第１の開口面積を有し、それぞれ第１の数だけ設けられ、
前記第２の開口は、前記第１の開口面積を有し、それぞれ第１の数の２倍の第２の数だけ設けられる
ことを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１０】
第１の振動板と、
前記第１の振動板に対面する第２の振動板と、
前記第１の振動板と前記第２の振動板との間に形成された１つの第１のチャンバと、前記第１の振動板の前記振動方向であって前記第１の振動板を挟んで前記第１のチャンバをとは反対側に形成された１つの第２のチャンバと、前記第２の振動板の前記振動方向であって前記第２の振動板を挟んで前記第１のチャンバとは反対側に形成された１つの第３のチャンバと、前記第１のチャンバと連通する第１の開口と、前記第２のチャンバと連通する第２の開口と、前記第３のチャンバと連通する第３の開口とを有し、前記第１及び第２の振動板を振動可能に支持し、内部に気体が含まれた筐体と、
前記第１のチャンバ内に配置され、前記気体を前記第１のチャンバ、第２のチャンバ及び第３のチャンバからそれぞれ前記第１の開口、第２の開口及び第３の開口を介して前記筐体外へ脈流として吐出させるために、前記第１の振動板及び前記第２の振動板を駆動させる駆動部と
を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、
前記駆動部は、前記第１の振動板を前記振動方向の一側へ駆動させるとともに、前記第２の振動板を前記一側とは反対側へ駆動させることを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の噴流発生装置であって、
前記駆動部は、
前記第１の振動板に設けられ、第１の外径を有する第１のコイルと、
前記第２の振動板に前記第１の振動板と略同心状に設けられ、前記第１の外径よりも大きい第２の内径を有する第２のコイルと、
マグネットと、前記第１及び第２のコイルが配置される磁気ギャップとを有する磁気回路と
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１２に記載の噴流発生装置であって、
前記マグネットは、前記第１及び第２のコイルの内側に配置され、前記第１のコイルの内径よりも小さい直径を有する円柱状のマグネットであることを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の噴流発生装置であって、
前記マグネットは、前記第１及び第２のコイルの外側に配置され、前記第２のコイルの外径よりも大きい内径を有するリング状のマグネットであることを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載の噴流発生装置であって、
前記マグネットは、前記第１のコイルの外側であって前記第２のコイルの内側に配置され、前記第１のコイルの外径よりも大きい内径と、前記第２のコイルの内径よりも小さい外径とを有するリング状のマグネットであることを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１６】
請求項１１に記載の噴流発生装置であって、
前記第１の開口と前記第３の開口はそれぞれ第１の数だけ設けられ、それぞれ第１の面積を有し、
前記第２の開口はそれぞれ前記第１の数だけ設けられ、それぞれ前記第１の面積の略２倍の第２の面積を有する
ことを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１７】
請求項１１に記載の噴流発生装置であって、
前記第１の開口と前記第３の開口は、それぞれ第１の開口面積を有し、それぞれ第１の数だけ設けられ、
前記第２の開口は、前記第１の開口面積を有し、それぞれ第１の数の２倍の第２の数だけ設けられる
ことを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１８】
発熱体と、
第１の振動板と、前記第１の振動板に対面する第２の振動板と、前記第１及び第２の振動板の間に形成された１つのチャンバと、前記チャンバに連通する開口とを有し、内部に気体が含まれ、前記第１及び第２の振動板を振動可能に支持する筐体と、前記チャンバ内に配置され、前記気体を前記開口を介して前記発熱体へ向けて脈流として吐出させるために、前記第１及び前記第２の振動板を駆動させる駆動部とを有する噴流発生装置と
を具備することを特徴とする電子機器。
【請求項１９】
発熱体と、
第１の振動板と、前記第１の振動板に対面する第２の振動板と、前記第１の振動板と前記第２の振動板との間に形成された１つの第１のチャンバと、前記第１の振動板の前記振動方向であって前記第１の振動板を挟んで前記第１のチャンバをとは反対側に形成された１つの第２のチャンバと、前記第２の振動板の前記振動方向であって前記第２の振動板を挟んで前記第１のチャンバとは反対側に形成された１つの第３のチャンバと、前記第１のチャンバと連通する第１の開口と、前記第２のチャンバと連通する第２の開口と、前記第３のチャンバと連通する第３の開口とを有し、前記第１及び第２の振動板を振動可能に支持し、内部に気体が含まれた筐体と、前記第１のチャンバ内に配置され、前記気体を前記第１のチャンバ、第２のチャンバ及び第３のチャンバからそれぞれ前記第１の開口、第２の開口及び第３の開口を介して前記発熱体へ向けて脈流として吐出させるために、前記第１の振動板及び前記第２の振動板を駆動させる駆動部とを有する噴流発生装置と
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、気体の合成噴流を発生する噴流発生装置、この噴流発生装置を搭載した電子機器及び噴流発生方法に関する。
【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。
【０００３】
その放熱方法として、空気を脈流で吐出して合成噴流を生成し、この合成噴流を、放熱フィン（ヒートシンク）等に供給し、熱を持つ放熱フィンの表面に形成される温度境界層を効率良く破壊して放熱する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。このような噴流発生装置は、開口を有する筐体と、その筐体内の空気に圧力変化を起こす振動板とを有している。振動板が振動することで筐体内に圧力変化が生じ、開口を介して空気が脈流として吐出することで合成噴流が発生する。
【０００４】
合成噴流は、次のような原理で発生する。筐体の開口から空気が吐出されるときに空気の流れが生じることにより、筐体外の開口の周囲の気圧が低下し、これにより、当該周囲の空気が開口から吐出される空気に巻き込まれて合成噴流が発生する。
【０００５】
また、特許文献１に記載の噴流発生装置は、２つのチャンバから交互に空気が吐出され、つまり逆位相で空気が吐出されるので、各チャンバや開口（吐出口）から発生する音が弱め合う。これにより騒音が低減される。
【０００６】
ところで、上記特許文献１に記載のような噴流発生装置を例えばラップトップ型のＰＣ（Personal Computer）等のモバイル機器に搭載する場合等には、当該噴流発生装置の更なる薄型化が望まれる。しかしながら、上記のような噴流発生装置においては、気体を吐出するために振動板を所定の振幅で振動させる必要があり、この振幅が噴流発生装置の薄型化のネックとなる。
【０００７】
なお、モバイル機器において、所定の振幅を得ながら機器全体を薄型化するための技術として、下記特許文献２には、ハウジングを基枠に、振動を空気伝搬するダイアフラムと、ダイアフラムに取り付けられる第１のボイスコイルと磁気ギャップを隔てて配置するマグネットと、そのマグネットを組み付けるマグネットホルダーと、マグネットホルダーを支持するスプリング体とを備えて発音用の駆動回路を組み立てるとともに、ハウジングの開放端に張設する定置プレートと、その定置プレートに取り付けてマグネットと磁気ギャップを隔てて配置する第２のボイスコイルとから起振用の駆動回路を組み立てた電磁誘導型アクチュエータ装置が記載されている。そして当該アクチュエータ装置においては、上記マグネットホルダーの、上記ダイアフラムとは反対側に凹部を設け、更に当該凹部中央に開口を設けて、上記マグネットを、当該開口の口径と整合する内径を有するリング状マグネットとし、上記第１のボイスコイルをリング状マグネットの内径と相対配置するとともに、上記第２のボイスコイルをリング状マグネットの外形と相対配置することで、２つのボイスコイル及びマグネットをいわゆる入れ子構造として、機器全体の薄型化を実現している。
【０００８】
また、上記特許文献１に記載のような噴流発生装置を電子機器に搭載する場合には、上記合成噴流の発生効果を維持しながらも、振動板の振動による噴流発生装置自体の振動を極力抑える必要がある。下記特許文献３には、筐体内の２枚の振動板の間にボイスコイルを設け、両振動板にマグネットを設けて、ボイスコイルを駆動させることで２枚の振動板によりそれぞれ区切られた４つの空間から、当該空間に対応して筐体にそれぞれ設けられた開口を介して空気を吐出する放熱装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２５６８３４号公報（段落[００７９]、図１）
【特許文献２】特開２００１−２５９５２５号公報（段落[００３９]、図２）
【特許文献３】特開平０３−１１６９６１号公報（図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献２に記載のアクチュエータ装置は、定置プレートがハウジングに固定されているため、上記起振用の駆動回路により装置全体が振動することとなる。したがって、上記特許文献１に記載の噴流発生装置の振動アクチュエータに、特許文献２に記載のアクチュエータ装置を適用しようとすると、噴流発生装置ひいては電子機器が振動してしまうという不具合が生じてしまう。したがって、特許文献１に記載の噴流発生装置と特許文献２に記載のアクチュエータ装置とは単純に組み合わせることはできない。
【００１０】
また、上記特許文献３に記載の放熱装置においては、振動板にマグネットを設けているため、マグネットの重量により振動板が振動しにくくなり、そのような振動板を駆動させようとすると消費電力が大きくなるという問題がある。
【００１１】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、薄型化を実現しながら、極力振動も抑制することが可能な噴流発生装置及び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】
【００１２】
上述の課題を解決するため、本発明の主たる観点に係る噴流発生装置は、第１の振動板と、前記第１の振動板に対面する第２の振動板と、前記第１及び第２の振動板の間に形成された１つの第１のチャンバと、前記第１のチャンバに連通する第１の開口とを有し、内部に気体が含まれ、前記第１及び第２の振動板を振動可能に支持する筐体と、前記第１のチャンバ内に配置され、前記気体を前記第１の開口を介して前記筐体外へ脈流として吐出させるために、前記第１及び前記第２の振動板を駆動させる駆動部とを具備する。
【００１３】
これにより、上記２枚の振動板を一つの駆動部によって駆動させることができ、噴流発生装置の薄型化を図りながら効率よく空気を吐出することができる。
【００１４】
駆動部の駆動方式としては、例えば電磁作用、圧電作用または静電作用を利用することができる。また気体としては、例えば空気が挙げられるが、これに限られず、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。また上記各振動板は、例えばベローズ状の弾性支持部材を介して筐体の各開口に振動可能に設けられている。
【００１５】
上記噴流発生装置において、前記駆動部は、前記第１の振動板を前記振動方向の一側へ駆動させるとともに、前記第２の振動板を前記一側とは反対側へ駆動させるようにしてもよい。
【００１６】
この構成においては、第１のチャンバの体積が減少するように各振動板が駆動して第１の開口を介して第１のチャンバから気体が吐出される動作と、第１のチャンバの体積が増加するように各振動板が駆動して第１の開口を介して第１のチャンバへ気体が吸入される動作とが交互に繰り返されることとなる。各振動板が逆相駆動することにより、各振動板の振動が相殺されて噴流発生装置全体の振動を極力抑えることが可能となる。また各振動板の振動による音も相殺することができるため、噴流発生装置全体の騒音も極力抑えることが可能となる。
【００１７】
上記噴流発生装置において、前記駆動部は、前記第１の振動板に設けられ、第１の外径を有する第１のコイルと、前記第２の振動板に前記第１の振動板と略同心状に設けられ、前記第１の外径よりも大きい第２の内径を有する第２のコイルと、マグネットと、前記第１及び第２のコイルが配置される磁気ギャップとを有する磁気回路とを有していても構わない。
【００１８】
これにより、上記第１のコイルの外径よりも第２のコイルの内径が大きく、また上記磁気回路に両コイルが配置される磁気ギャップを設けたことにより、第１及び第２のコイルとをいわゆる入れ子状に配置することができ、第１及び第２のコイルの筐体内の上記振動方向における占有空間を小さくして、噴流発生装置全体を更に薄型化することができる。
【００１９】
上記噴流発生装置において、前記マグネットは、前記第１及び第２のコイルの内側に配置され、前記第１のコイルの内径よりも小さい直径を有する円柱状のマグネットであってもよい。
【００２０】
これにより、第１のコイルと第２のコイルとを入れ子構造としながら、マグネットを第１及び第２のコイルの内側に設けたいわゆる内磁型構造とすることで、噴流発生装置全体の薄型化を実現することができる。
【００２１】
上記噴流発生装置であって、前記マグネットは、前記第１及び第２のコイルの外側に配置され、前記第２のコイルの外径よりも大きい内径を有するリング状のマグネットであってもよい。
【００２２】
これにより、第１のコイルと第２のコイルとを入れ子構造としながら、マグネットを第１及び第２のコイルの外側に設けたいわゆる外磁型構造とすることで、噴流発生装置全体の薄型化を実現することができる。
【００２３】
上記噴流発生装置において、前記マグネットは、前記第１のコイルの外側であって前記第２のコイルの内側に配置され、前記第１のコイルの外径よりも大きい内径と、前記第２のコイルの内径よりも小さい外径とを有するリング状のマグネットであってもよい。
【００２４】
これにより、第１のコイルと第２のコイルとを入れ子構造としながら、マグネットを第１のコイルと第２のコイルとの間に設けたいわゆる中磁型構造とすることで、噴流発生装置全体の薄型化を実現することができる。
【００２５】
上記噴流発生装置において、前記筐体は、前記第１の振動板の前記振動方向であって、前記第１の振動板を挟んで前記第１のチャンバとは逆方向に形成された１つの第２のチャンバと、前記第２の振動板の前記振動方向であって、前記第２の振動板を挟んで前記第１のチャンバとは逆方向に形成された１つの第３のチャンバと、前記第２のチャンバと連通する第２の開口と、前記第３のチャンバと連通する第３の開口とを有していてもよい。
【００２６】
これにより、チャンバ及び開口を３つ設けることによって、吐出量を増やして効率よく気体を吐出することができる。
【００２７】
上記噴流発生装置において、前記第１の開口と前記第３の開口はそれぞれ第１の数だけ設けられ、それぞれ第１の面積を有し、前記第２の開口はそれぞれ前記第１の数だけ設けられ、それぞれ前記第１の面積の略２倍の第２の面積を有していても構わない。
【００２８】
これにより、各開口の数が同一の場合には、第２の開口の面積を第１の開口及び第３の開口の面積の２倍とすることで、各開口から吐出または吸入される気体の流速が均等になり、第１の開口及び第３の開口からの気体の吐出または吸入によって生じる騒音（風切り音）と第２の開口からの気体の吸入または吐出によって生じる騒音が相殺され、噴流発生装置全体の騒音を極力抑えることができる。
【００２９】
上記噴流発生装置において、前記第１の開口と前記第３の開口は、それぞれ第１の開口面積を有し、それぞれ第１の数だけ設けられ、前記第２の開口は、前記第１の開口面積を有し、それぞれ第１の数の２倍の第２の数だけ設けられるようにしても構わない。
【００３０】
これにより、各開口の面積が同一の場合には、第２の開口の数を第１の開口及び第３の開口の数の２倍とすることで、各開口から吐出される気体の流速が均等になり、各開口からの気体の吐出または吸入によって生じる騒音（風切り音）が相殺され、噴流発生装置全体の騒音を極力抑えることができる。
【００３１】
本発明の他の観点に係る噴流発生装置は、第１の振動板と、前記第１の振動板に対面する第２の振動板と、前記第１の振動板と前記第２の振動板との間に形成された１つの第１のチャンバと、前記第１の振動板の前記振動方向であって前記第１の振動板を挟んで前記第１のチャンバをとは反対側に形成された１つの第２のチャンバと、前記第２の振動板の前記振動方向であって前記第２の振動板を挟んで前記第１のチャンバとは反対側に形成された１つの第３のチャンバと、前記第１のチャンバと連通する第１の開口と、前記第２のチャンバと連通する第２の開口と、前記第３のチャンバと連通する第３の開口とを有し、前記第１及び第２の振動板を振動可能に支持し、内部に気体が含まれた筐体と、前記第１のチャンバ内に配置され、前記気体を前記第１のチャンバ、第２のチャンバ及び第３のチャンバからそれぞれ前記第１の開口、第２の開口及び第３の開口を介して前記筐体外へ脈流として吐出させるために、前記第１の振動板及び前記第２の振動板を駆動させる駆動部とを具備する。
【００３２】
これにより、上記２枚の振動板を一つの駆動部によって駆動させて、噴流発生装置の薄型化を図りながら、３つの開口及びチャンバを設けることで、吐出量を増大させて効率よく空気を吐出することができる。
【００３３】
上記噴流発生装置において、前記駆動部は、前記第１の振動板を前記振動方向の一側へ駆動させるとともに、前記第２の振動板を前記一側とは反対側へ駆動させるようにしてもよい。
【００３４】
この構成においては、上記駆動部により第１の振動板及び第２の振動板が駆動されると、上記第１のチャンバ及び第３のチャンバから第１の開口及び第３の開口を介して気体が吐出されるときに、第２のチャンバから第２の開口を介して外気が吸入される動作と、第１のチャンバ及び第３のチャンバから第１の開口及び第３の開口を介して外気が吸入されるときに、第２のチャンバから第２の開口を介して気体が吐出される動作が交互に繰り返されることとなる。この構成により、上記２枚の振動板が逆相駆動するため、各振動板の振動が相殺されて噴流発生装置全体の振動を極力抑えながら、３つの開口により効率よく気体を吐出することが可能となる。
【００３５】
本発明の電子機器は、発熱体と、第１の振動板と、前記第１の振動板に対面する第２の振動板と、前記第１及び第２の振動板の間に形成された１つのチャンバと、前記チャンバに連通する開口とを有し、内部に気体が含まれ、前記第１及び第２の振動板を振動可能に支持する筐体と、前記チャンバ内に配置され、前記気体を前記開口を介して前記発熱体へ向けて脈流として吐出させるために、前記第１及び前記第２の振動板を駆動させる駆動部とを有する噴流発生装置とを具備する。
【００３６】
これにより、噴流発生装置の上記２枚の振動板を一つの駆動部によって駆動させることができ、噴流発生装置の薄型化を図ることで電子機器全体の薄型化を図りながら、上記発熱体へ効率よく空気を吐出して、発熱体を効率よく冷却することができる。
【００３７】
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。
【００３８】
また第２の筐体が、前記発熱体と前記噴流発生装置を「保持可能」とは、発熱体や噴流発生装置が必ずしも「収容」されなくてもよく、例えば発熱体等の一部分が第２の筐体の外部へ露出等していてもよいことを含む意味である。
【００３９】
本発明の他の観点に係る電子機器は、発熱体と、第１の振動板と、前記第１の振動板に対面する第２の振動板と、前記第１の振動板と前記第２の振動板との間に形成された１つの第１のチャンバと、前記第１の振動板の前記振動方向であって前記第１の振動板を挟んで前記第１のチャンバをとは反対側に形成された１つの第２のチャンバと、前記第２の振動板の前記振動方向であって前記第２の振動板を挟んで前記第１のチャンバとは反対側に形成された１つの第３のチャンバと、前記第１のチャンバと連通する第１の開口と、前記第２のチャンバと連通する第２の開口と、前記第３のチャンバと連通する第３の開口とを有し、前記第１及び第２の振動板を振動可能に支持し、内部に気体が含まれた筐体と、前記第１のチャンバ内に配置され、前記気体を前記第１のチャンバ、第２のチャンバ及び第３のチャンバからそれぞれ前記第１の開口、第２の開口及び第３の開口を介して前記発熱体へ向けて脈流として吐出させるために、前記第１の振動板及び前記第２の振動板を駆動させる駆動部とを有する噴流発生装置とを具備する。
【００４０】
これにより、噴流発生装置の上記２枚の振動板を一つの駆動部によって駆動させることができ、噴流発生装置の薄型化を図ることで電子機器全体の薄型化を図りながら、３つのチャンバにそれぞれ設けられた３つの開口を介してより多くの気体を上記発熱体へ効率よく空気を吐出して、発熱体を効率よく冷却することができる。
【発明の効果】
【００４１】
以上のように、本発明によれば、薄型化を実現しながら、極力振動も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】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００４３】
（第１実施形態）  
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。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Ａ−Ａ‘断面図、図３は図１に示す噴流発生装置のＢ−Ｂ’断面図である。
【００４４】
これらの図に示すように、噴流発生装置１０は、内部に空気が含まれた筐体１と、筐体１に設けられた２枚の振動板３ａ及び３ｂを備えている。
【００４５】
筐体１の内部の、上記振動板３ａと振動板３ｂとの間にはチャンバ１２が形成され、筐体１の側面１ｃには、当該チャンバ１２と筐体１の外部とを連通する開口２が、各図Ｘ軸方向に並列的に複数設けられている。また筐体１の上面１ａ及び下面１ｂはそれぞれ矩形状に開放しており、当該開放部を塞ぐように、振動板３ａ及び３ｂがそれぞれ弾性支持部材６ａ及び６ｂを介して対面するように設けられている。弾性支持部材６ａ及び６ｂは筐体１の上面１ａに装着され、振動板３ａ及び３ｂの周囲を弾性的に支持する。これにより、振動板３ａ及び３ｂは筐体１に振動可能に支持されている。
【００４６】
図２及び図３に示すように、上記チャンバ１２内には駆動部１５が設けられている。当該駆動部１５は、例えば円柱状のマグネット７と、当該マグネット７の上面に設けられた第１の円板状ヨーク８ａと、マグネット７の下面に設けられ第１の円板状ヨーク８ａの直径よりも大きい直径を有する第２の円板状ヨーク８ｂと、第１の円板状ヨーク８ａと略同一平面上に設けられたリング状の上面及び第２の円板状ヨーク８ｂと略同一平面上に設けられた下面を有する円筒状ヨーク８ｃの各ヨークを有している。第２の円板状ヨーク８ｂと円筒状ヨーク８ｃとは、円筒状の接続部材９によって接続されている。当該マグネット７及び各ヨークにより磁界が発生し、磁気回路が構成される。
【００４７】
当該磁気回路は、マグネット７と各ヨークとの間に磁気ギャップ１１を有しており、当該磁気ギャップ１１には、コイル５ａが巻回されたコイルボビン４ａと、コイル５ｂが巻回されたコイルボビン４ｂとが出入りするようになっている。すなわち、第１の円板状ヨーク８ａと円筒状ヨーク８ｃとの間の磁気ギャップ１１にコイルボビン４ａが、第２の円板状ヨーク８ｂと円筒状ヨーク８ｃとの間の磁気ギャップ１１にコイルボビン４ｂがそれぞれ入り込むようになっている。コイルボビン４ａは振動板３ａの下面の振動方向Ｒに固定され、コイルボビン４ｂは振動板３ｂの上面の振動方向Ｒに固定されている。すなわち、駆動部１５は、コイルボビン４ａ及びコイル５ａとコイルボビン４ｂ及びコイル５ｂとをそれぞれ有し磁気回路を共有する第１の電磁アクチュエータ１５ａと第２の電磁アクチュエータ１５ｂとから構成される。本実施形態においては、円柱状のマグネット７がコイル５ａ及び５ｂの内側に配置されることで、いわゆる内磁型の磁気回路構成となっている。
【００４８】
コイル５ａ及びコイル５ｂはそれぞれ給電線を介してそれぞれ入力端子１６ａ及び１６ｂに接続され、更に駆動信号発生部１４に接続されている。このように構成された駆動部１５に、駆動信号発生部１４から電気信号が供給されることにより、振動板３ａ及び３ｂを矢印Ｒの方向に振動させることができる。
【００４９】
またコイルボビン４ａの直径は、コイルボビン４ｂの直径よりも小さく形成されており、上記磁気回路はコイルボビン４ａ及びコイルボビン４ｂの各直径に対応するように磁気ギャップを有しているため、コイルボビン４ａとコイルボビン４ｂとは当該磁気ギャップ１１に対していわゆる入れ子状に入り込むようになっている。
【００５０】
このように、駆動部１５においては、磁気回路を共有しながら、直径の異なるコイルボビン４ａ及び４ｂが入れ子状となるように配置することで、筐体１をＺ方向において薄型化することが可能となっている。
【００５１】
また駆動部１５は、円筒状ヨーク８ｃの側面が駆動部支持部材１３を介して筐体１の内壁に固定されることで筐体１に支持される。駆動部支持部材１３は例えば図３に示すように例えば３つ設けられるが、この数に限られるものではない。
【００５２】
振動板３ａ及び３ｂは、例えば樹脂、紙、または金属でなる。特に、振動板３ａ及び３ｂ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３ａ及び３ｂ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３ａ及び３ｂが金属の場合、例えば銅、アルミニウム、あるいはステンレス等でなる。あるいはマグネシウムでもよい。マグネシウムは軽量で射出成形が可能であるので有利となる。振動板３ａ及び３ｂは平板状でなくてもよく、例えば立体的な振動体であってもよい。振動板３ａ及び３ｂの平面形状（振動方向Ｒにほぼ垂直な面の形状）は、矩形のほかにも、円、楕円あるいはこれらの組み合わせ等の形状が考えられる。
【００５３】
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、各電磁アクチュエータ１５ａ及び１５ｂの駆動により発生する音、あるいは振動板３ａ及び３ｂ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。筐体１が熱伝導性の高い材料、例えば金属でなる場合、駆動部１５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、アルミニウムや銅が挙げられる。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。駆動部１５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。
【００５４】
弾性支持部材６ａ及び６ｂは、例えばゴムや樹脂等でなる。弾性支持部材６ａ及び６ｂの形状は、振動板３３の形状（外形）による。図２のように弾性支持部材６ａ及び６ｂの断面形状は、１つの山部及び１つの谷部を有するものが用いられる。以下、これを２ロールタイプの弾性支持部材という。１つの谷部のみ、または１つの山部のみからなる弾性支持部材の場合、図２中の上下方向の高さが高くなり、厚さが増してしまう。山部及び谷部がそれぞれ複数ある場合、振動板３ａ及び３ｂが振動するときに振動方向Ｒ以外の複雑な動きが発生するおそれがあり、効率が落ちる可能性がある。また、それによって騒音が大きくなるおそれもある。したがって、２ロールタイプの弾性支持部材が用いられることの望ましい。しかしながら、必ずしも２ロールタイプが用いられなければならないわけではない。
【００５５】
更に、駆動部１５は、振動板３ａ及び３ｂを逆位相に駆動させることが可能となっている。すなわち、図２に示すように、振動板３ａが矢印Ｒ１方向（筐体１の外側方向）に駆動するとき、振動板３ｂは矢印Ｒ２方向（筐体１の外側方向）に駆動し、振動板３ａが矢印Ｒ２方向（筐体１の内側方向）に駆動するとき、振動板３ｂは矢印Ｒ１方向（筐体１の内側方向）に駆動する。
【００５６】
図４は、当該逆相駆動のための駆動部１５の各入力端子の接続例を示した図である。同図（ａ）が並列接続の場合、同図（ｂ）が直列接続の場合を示している。
【００５７】
同図（ａ）に示すように、並列接続の場合には、第１の電磁アクチュエータ１５ａの入力端子１６ａ及び第２の電磁アクチュエータ１５ｂの入力端子１６ｂにおいて、第１の正極と第２の正極とが電気的に接続され、第１の負極と第２の負極とが電気的に接続されている。また第１の正極は駆動信号発生部１４の入力端子の正極に接続され、第１の負極は駆動信号発生部１４の入力端子の負極に接続されている。
【００５８】
同図（ｂ）に示すように、直列接続の場合には、第１の負極と第２の正極とが電気的に接続されている。また第１の正極は駆動信号発生部１４の入力端子の正極に接続され、第２の負極は駆動信号発生部１４の入力端子の負極に接続されている。
【００５９】
次に、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。
【００６０】
駆動部１５に上記駆動信号発生部１４から例えばサイン波の交流電圧が印加されると、振動板３ａ及び３ｂは、上述のように逆相駆動するように正弦波振動を行う。これにより、チャンバ１２内の容積が増減する。すなわち、振動板３ａ及び３ｂが筐体１の外側へ駆動するとチャンバ１２の容積が増加し、振動板３ａ及び３ｂが筐体１の内側へ駆動するとチャンバ１２の容積が減少する。チャンバ１２の容積変化に伴い、チャンバ１２の圧力が増減し、これに伴い、複数の開口２を介してチャンバ１２内の空気が脈流として吐出される。開口２から空気が吐出されるときに筐体１や開口２の周囲の気圧が低下することにより、当該周囲の空気が開口２から吐出される空気に巻き込まれ、合成噴流が発生する。この合成噴流が、図示しない発熱体や高熱部に吹き付けられることにより、当該発熱体を冷却することができる。なお、発熱体としては、例えばＩＣ、コイル、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。
【００６１】
このとき、上述したように振動板３ａ及び３ｂが逆相駆動するため、各振動板の振動（重心の変動）を相殺することができ、噴流発生装置１０全体の振動を極力抑えることができる。
【００６２】
（第２実施形態）  
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態において上記第１実施形態における噴流発生装置１０と同様の構成及び機能となる箇所については同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
【００６３】
図５は、本実施形態における噴流発生装置２０を示した図である。上記第１実施形態における駆動部１５は、円柱状のマグネット７がコイル５ａ及び５ｂの内側に配置されたいわゆる内磁型の磁気回路を形成していたが、本実施形態における駆動部１５は、マグネット１７がコイル５ａ及び５ｂの外側に配置されたいわゆる外磁型の磁気回路を形成している。
【００６４】
すなわち、本実施形態における駆動部１５は、リング状のマグネット１７を有し、磁気回路は、第１の円板状ヨーク８ａの下面と第２の円板状ヨーク８ｂの上面に挟まれるように設けられた円柱状ヨーク８ｆと、マグネット１７の上面及び下面にそれぞれ第１の円板状ヨーク８ａ及び第２の円板状ヨーク８ｂと略同一平面上に設けられた第１のリング状ヨーク８ｄ及び第２のリング状ヨーク８ｅを有している。第１のリング状ヨーク８ｄと第２の円板状ヨーク８ｂとは円筒状の接続部材９により接続されている。これにより、磁気回路は上記第１実施形態と同様の磁気ギャップ１１を形成している。またリング状のマグネット１７は駆動部支持部材１３を介して例えば３点で筐体１の内壁に支持されている。
【００６５】
噴流発生装置２０の動作については、上記第１実施形態の噴流発生装置１０と同様であるため説明を省略する。本実施形態においても、駆動部１５の磁気回路を以上のように構成することで、噴流発生装置２０のＺ方向における薄型化を実現することができる。また、上述したように振動板３ａ及び３ｂが逆相駆動するため、各振動板の振動（重心の変動）を相殺することができ、噴流発生装置２０全体の振動を極力抑えることができる。
【００６６】
（第３実施形態）  
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態において上記第１及び第２実施形態における噴流発生装置１０及び２０と同様の構成及び機能となる箇所については同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
【００６７】
図６は、本実施形態における噴流発生装置３０を示した図である。上記第１実施形態における駆動部１５は、円柱状のマグネット７がコイル５ａ及び５ｂの内側に配置されたいわゆる内磁型の磁気回路を形成していたが、本実施形態における駆動部１５は、マグネット１７がコイル５ａと５ｂの間に配置されたいわゆる中磁型の磁気回路を形成している。
【００６８】
すなわち、本実施形態における駆動部１５においては、上記第２実施形態における噴流発生装置２０のリング状のマグネット１７と接続部材９とが入れ替わった構成となっている。具体的には、第１のリング状ヨーク８ｄと第２の円板状ヨーク８ｂとに挟まれるように、リング状のマグネット２７を有し、第１のリング状ヨーク８ｄと第２のリング状ヨーク８ｅとは接続部材９によって接続される。また接続部材９が駆動部支持部材１３により例えば３点で筐体１の内壁に支持されることで、駆動部１５が筐体１に支持される。
【００６９】
噴流発生装置３０の動作については、上記第１及び第２の実施形態の噴流発生装置１０及び２０と同様であるため説明を省略する。本実施形態においても、駆動部１５の磁気回路を以上のように構成することで、噴流発生装置３０のＺ方向における薄型化を実現することができ、また振動板３ａ及び３ｂが逆相駆動するため、各振動板の振動（重心の変動）を相殺して噴流発生装置３０全体の振動を極力抑えることができる。
【００７０】
（第４実施形態）  
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、本実施形態において上記第１実施形態における噴流発生装置１０と同様の構成及び機能となる箇所については同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
【００７１】
本実施形態における噴流発生装置４０は、その筐体４１において、第１実施形態における噴流発生装置１０の筐体１に、新たにチャンバ２２とチャンバ３２とが追加された構成となっている。すなわち、筐体４１の内壁に弾性支持部材支持された振動板３ａの上部（振動方向Ｒ１方向）にはチャンバ２２が形成され、振動板３ｂの下部（振動方向Ｒ２方向）にはチャンバ３２が形成されている。チャンバ２２及び３２は、筐体４１の外部とそれぞれ連通する開口２１及び開口３１を有している。チャンバ２２及び３２の容積は、その２つのチャンバの容積の和がチャンバ１２の（駆動部１５の体積を除いた）容積と略等しくなるように形成されている。
【００７２】
次に、当該噴流発生装置４０の動作について説明する。各振動板３ａ及び３ｂは、上記各実施形態における場合と同様に逆相駆動する。振動板３ａがＲ１方向へ、また振動板３ｂがＲ２方向へ駆動すると、チャンバ１２の容積が増加し、チャンバ２２及びチャンバ３２の容積が減少する。この容積変化に伴いチャンバ１２内の圧力が低下し、チャンバ２２内及びチャンバ３２内の圧力が増加する。これにより、チャンバ２２及びチャンバ３２の各開口２１及び３１から当該各チャンバ内の空気が脈流として吐出されるとともに、筐体４１の外部の空気がチャンバ１２内に開口２を介して吸入される。
【００７３】
一方、振動板３ａがＲ２方向へ、また振動板３ｂがＲ１方向へ駆動すると、チャンバ１２の容積が減少し、チャンバ２２及びチャンバ２３の容積が増加する。この容積変化に伴い、チャンバ１２内の圧力が増加し、チャンバ２２及びチャンバ３２内の圧力が減少する。これにより、チャンバ１２内の空気が開口２を介して脈流として吐出されるとともに、チャンバ２２及びチャンバ３２の各開口２１及び３１を介して筐体４１の外部の空気がチャンバ２２及びチャンバ３２内へ吸入される。
【００７４】
このように本実施形態においては、筐体４１が３つのチャンバ及び各開口を備えることで、吐出量を増やして、空気を発熱体等へ向けてより効率よく吐出することができる。
【００７５】
また、上記各振動板が逆相駆動することにより上下のチャンバ２２とチャンバ３２とで発生する音と、真ん中のチャンバ１２とで発生する音も逆位相になるため、当該音が相殺される。これにより噴流発生装置４０の騒音を極力抑えることができる。
【００７６】
また、噴流発生装置４０においては、当該各振動板の駆動による騒音だけでなく、各開口から吐出または吸入される空気の風切り音による騒音も発生する。しかし、本実施形態においては開口を３つ有していることから、各開口から吐出または吸入される空気の速度を均等にすることで、当該風切り音による騒音も抑えることができる。
【００７７】
このためには、チャンバ１２の複数の開口２の開口面積の総和を、チャンバ２２及び３２の複数の各開口２１及び３１の各開口面積の総和と等しくなるように形成すればよい。すなわち、各チャンバの開口数が同一の場合には、開口２の開口面積が、開口２１及び開口３１の各開口面積の２倍となるように形成する。または、各チャンバの各開口の開口面積が同一の場合には、チャンバ１２の各開口２の数が、チャンバ２２及び３２の各開口２１及び３１の数の２倍となるように形成する。
【００７８】
なお、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。
【００７９】
上記第４の実施形態においては、第１実施形態の噴流発生装置１０に２つのチャンバを加えた構成としているが、もちろん、第２実施形態の噴流発生装置２０と第３実施形態の噴流発生装置３０に２つのチャンバを加えてそれぞれ３つのチャンバを有する噴流発生装置を構成することができる。
【００８０】
本発明は、上記各噴流発生装置とヒートシンク等の放熱部材とを組み合わせることにより、冷却装置に適用することもできる。
【００８１】
また本発明を、各噴流発生装置が搭載された電子機器として適用することもできる。図８は、上記各図に示した噴流発生装置１０等が電子機器としてＰＣ１５０に搭載された状態を示す斜視図である。噴流発生装置１０から供給される合成噴流がヒートシンク１４６に吹き付けられ、ヒートシンク１４６の背後に設けられたＰＣ筐体の排気口１５１から、熱を持つ空気が排出される。
【００８２】
なお、図８では電子機器としてラップトップ型のＰＣを例に挙げたが、デスクトップ型のＰＣでもよい。ＰＣに限らず、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。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１の実施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Ａ−Ａ‘断面図である。
【図３】図１に示す噴流発生装置のＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】第１実施形態における駆動部１５の各入力端子の接続例を示した図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る噴流発生装置を示す斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る噴流発生装置を示す斜視図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る噴流発生装置を示す斜視図である。
【図８】噴流発生装置１０等が電子機器としてＰＣ１５０に搭載された状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８４】
１、４１…筐体
２、２１、３１…開口
３ａ…振動板
３ｂ…振動板
４ａ、４ｂ…コイルボビン
５ａ、５ｂ…コイル
６ａ…弾性支持部材
７、１７、２７…マグネット
８ａ…第１の円板状ヨーク
８ｂ…第２の円板状ヨーク
８ｃ…円筒状ヨーク
８ｆ…円柱状ヨーク
８ｄ…第１のリング状ヨーク
８ｅ…第２のリング状ヨーク
９…接続部材
１０、２０、３０、４０…噴流発生装置
１１…磁気ギャップ
１２、２２、３２…チャンバ
１３…駆動部支持部材
１４…駆動信号発生部
１５…駆動部
１４６…ヒートシンク
１５０…ＰＣ
【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】
2007209845.tif 000008
【図７】
2007209845.tif 000009
【図８】
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