(57)【要約】【課題】固定部材を低剛性で簡易なものにすることができる圧電アクチュエータ、及び当該圧電アクチュエータを備える電子機器を提供する。【解決手段】圧電ファン１０１は、振動板１９９と、圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２と、平板１１３、１２３、１３３、１４３と、固定部材１９０とを備えている。振動板１９９の中心部には固定部材１９０が貼付されている。振動板１９９には、固定部材１９０に固定されている一端を固定端、他端を自由端とするブレード１１１、１２１、１３１、１４１が構成されている。そして、各ブレード１１１、１２１、１３１、１４１と、各平板１１３、１２３、１３３、１４３とによって各振動部１１４、１２４、１３４、１４４が構成されている。振動部１１４、１２４、１３４、１４４は、振動板１９９の中心部を中心にして放射状に角度π／２の間隔で隣り合って配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２ｎ（ｎは２以上の整数）個の振動部を有する振動板と、
前記２ｎ個の振動部のそれぞれに貼付された圧電素子と、
前記振動板を固定する固定部材と、を備え、
前記２ｎ個の振動部は、前記固定部材で固定されている前記振動板の固定部を中心にして放射状に角度π／ｎの間隔で隣り合って配置されており、
前記２ｎ個の振動部のうちの、第１振動部と前記第１振動部に隣り合う第２振動部とは、おのおの逆位相で振動する、圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記２ｎ個の振動部は、全て同一形状である、請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記２ｎ個の振動部は、全て同一材料から一体形成されている、請求項１または２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記第１振動部に貼付された圧電素子の分極方向と、前記第２振動部に貼付された圧電素子の分極方向とは、逆向きである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
前記２ｎ個の振動部は、それぞれ団扇状に形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータおよび発熱部品を収納するケーシングと、を備え、
前記固定部材は、前記圧電アクチュエータの前記２ｎ個の振動部が前記発熱部品の上方において前記発熱部品と平行になる位置で、前記振動板の前記固定部を前記ケーシング内に固定する、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電圧の印加により圧電セラミックスが伸縮する圧電アクチュエータ、及び当該圧電アクチュエータを備える電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＣＰＵやＬＳＩなどの発熱部品を内蔵した電子機器の冷却には、電圧の印加により圧電セラミックスが伸縮する性質を利用して、圧電アクチュエータが多く使用されている。例えば特許文献１には、図１に示す断面形状をした圧電ファン１８が開示されている。
【０００３】
図１は、特許文献１の圧電ファン１８の構成を示す正面図である。図２は、特許文献１の圧電ファン１８の構成を示す平面図である。圧電ファン１８は、２枚の板状圧電素子２６，２７と、２枚の圧電素子２６，２７の間に中央部が挟まれ、その両端部が拘束されず振動可能となっている弾性金属板２０と、弾性金属板２０の両端部に設けられた振動板部材３０，３２と、圧電素子２６，２７を電子機器のケーシングに固定する固定部材２４と、交流電源３４を有する回路とを備えている。圧電ファン１８は、電子機器内のＬＳＩやＣＰＵなどの発熱部品周辺に設置される。
【０００４】
圧電ファン１８は、弾性金属板２０を両主面から挟むように２枚の圧電素子２６，２７を弾性金属板２０に貼付してなるバイモルフ型の圧電ファンである。２枚の圧電素子２６，２７は、圧電セラミックスの表裏面に電極２６Ａ，２６Ｂ、２７Ａ，２７Ｂを形成した構造を有している。各電極２６Ａ、２７Ａと弾性金属板２０とには、前述の交流電源３４が接続されている。
【０００５】
そして、２枚の圧電素子２６，２７は、各電極２６Ａ、２６Ｂ、２７Ａ、２７Ｂと弾性金属板２０との間に交流電圧が当該交流電源３４から印加されたとき、弾性金属板２０が弾性金属板２０の厚み方向に撓んで次のように屈曲振動する。
【０００６】
即ち、圧電素子２６の電極２６Ｂと圧電素子２７の電極２７Ａが伸びて、圧電素子２６の電極２６Ａと圧電素子２７の電極２７Ｂが縮んだとき、これに追随して弾性金属板２０の振動板部材３２側の端部は上方に折れ曲がり、弾性金属板２０の振動板部材３０側の端部は下方に折れ曲がる。
【０００７】
反対に、圧電素子２６の電極２６Ａと圧電素子２７の電極２７Ｂが伸びて、圧電素子２６の電極２６Ｂと圧電素子２７の電極２７Ａが縮んだとき、これに追随して弾性金属板２０の振動板部材３２側の端部は下方に折れ曲がり、弾性金属板２０の振動板部材３０側の端部は上方に折れ曲がる。これにより、冷却風が発生し、弾性金属板２０の両端側に位置する発熱部品を冷却できる。
【０００８】
すなわち、圧電ファン１８に交流電圧を印加すると、弾性金属板２０の両端部に設けられた振動板部材３０，３２が互いに逆位相で団扇のように揺動する。このため、圧電ファン１８全体としての変位が打ち消され、固定部材２４で固定された弾性金属板２０の長手方向の中心部の変位量がほぼ０になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−３２３８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記弾性金属板２０は、屈曲振動時、図１に示すように、固定部材２４で固定された弾性金属板２０の中心部を節にして弾性金属板２０の両端部の振動板部材３０，３２が逆位相で揺動している。そのため、固定部材２４には、弾性金属板２０の長手方向の中心において、弾性金属板２０の短手方向に延びるＸ軸（図２参照）を回転軸とするモーメントがかかる。
【００１１】
よって、前記特許文献１の圧電ファン１８では、弾性金属板２０の回転を抑制するため、質量の高い固定部材２４を使用したり固定部材２４を大型化したりするなど、剛性の高い固定部材２４を用いる必要がある。
【００１２】
この発明の目的は、固定部材を低剛性で簡易なものにすることができる圧電アクチュエータ、及び当該圧電アクチュエータを備える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】
【００１３】
本発明の圧電アクチュエータは、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。
（１）２ｎ（ｎは２以上の整数）個の振動部を有する振動板と、
前記２ｎ個の振動部のそれぞれに貼付された圧電素子と、
前記振動板を固定する固定部材と、を備え、
前記２ｎ個の振動部は、前記固定部材で固定されている前記振動板の固定部を中心にして放射状に角度π／ｎの間隔で隣り合って配置されており、
前記２ｎ個の振動部のうちの、第１振動部と前記第１振動部に隣り合う第２振動部とは、おのおの逆位相で振動する。
【００１４】
この構成の圧電アクチュエータに対して交流電圧を印加すると、第1振動部の自由端側と、第２振動部の自由端側とが互いに逆位相で団扇のように揺動する。ここで、固定部材に固定されている各振動部の一端が固定端であり、他端が自由端である。
【００１５】
この構成では、第1振動部および第２振動部が、振動板の固定部を中心にして放射状に角度π／ｎの間隔で隣り合って配置されているため、振動部全体の中心から第２ｎ振動部の長手方向に延びるＸ軸を回転軸とするモーメントが互いに打ち消し合う（後述の数式１参照）。さらに、Ｘ軸に直交するＹ軸を回転軸とするモーメントも互いに打ち消し合う（後述の数式２参照）。
【００１６】
また、この構成の圧電アクチュエータでは、第1振動部の自由端側と、第２振動部の自由端側とが互いに逆位相で団扇のように揺動するため、第1振動部の自由端が同位相で揺動する反作用として振動板の固定部を第1振動部の自由端の変位方向と逆方向に変位させようとする力と、第２振動部の自由端が同位相で揺動する反作用として振動板の固定部を第２振動部の自由端の変位方向と逆方向に変位させようとする力とが相殺される。よって、固定部材で固定された振動板の固定部の変位も互いに打ち消し合う。
【００１７】
したがって、この構成の圧電アクチュエータによれば、複数の振動部が振動板の固定部まわりのモーメントと変位の両方を打ち消すように振動するため、外部への振動漏洩を防ぐことができる。このため、固定部材を低剛性で簡易なものにすることができる。
【００１８】
（２）前記２ｎ個の振動部は、全て同一形状であることが好ましい。
【００１９】
この構成では、各振動部の体積が等しくなるため、複数の振動部が振動板の固定部まわりのモーメントと変位の両方をより打ち消すように振動する。したがって、この構成によれば、外部への振動漏洩をより防ぐことができ、固定部材をより低剛性で簡易なものにすることができる。
【００２０】
（３）前記２ｎ個の振動部は、全て同一材料から一体形成されていることが好ましい。
【００２１】
この構成では、各振動部の質量が等しくなるため、複数の振動部が振動板の固定部まわりのモーメントと変位の両方をより打ち消すように振動する。したがって、この構成によれば、外部への振動漏洩をより防ぐことができ、固定部材をより低剛性で簡易なものにすることができる。
【００２２】
（４）前記第１振動部に貼付された圧電素子の分極方向と、前記第２振動部に貼付された圧電素子の分極方向とは、逆向きであることが好ましい。
【００２３】
この構成では、異なる位相の交流電圧を第１振動部の圧電素子と第２振動部の圧電素子とに印加しなくても、同位相の交流電圧を第１振動部の圧電素子と第２振動部の圧電素子とに印加するだけで、第１振動部と第２振動部とを互いに逆位相で屈曲させることができる。
【００２４】
よって、この構成によれば、簡易な回路構成で電圧の印加を行うことができるため、圧電アクチュエータの製造コストを低減できる。
【００２５】
（５）前記２ｎ個の振動部は、それぞれ団扇状に形成されていることが好ましい。
【００２６】
この構成により、圧電アクチュエータの送風量が増加するため、簡易な構造で圧電アクチュエータの送風能力を向上させることができる。
【００２７】
また、本発明の電子機器は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【００２８】
（６）前記（１）から前記（５）のいずれかに記載の圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータおよび発熱部品を収納するケーシングと、を備え、
前記固定部材は、前記圧電アクチュエータの前記２ｎ個の振動部が前記発熱部品の上方において前記発熱部品と平行になる位置で、前記振動板の前記固定部を前記ケーシング内に固定する。
【００２９】
この構成により、前記（１）〜（５）のいずれかの圧電アクチュエータを用いることで、当該圧電アクチュエータを備える電子機器も同様の効果を奏する。また、このように配置しているので、振動板の側面側だけでなく、主面側に位置する発熱部品も冷却することができる。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、複数の振動部が振動板の固定部まわりのモーメントと変位の両方を打ち消すように振動するため、外部への振動漏洩を防ぐことができる。このため、固定部材を低剛性で簡易なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】特許文献１の圧電ファン１８の構成を示す正面図である。
【図２】特許文献１の圧電ファン１８の構成を示す平面図である。
【図３】第１の実施形態に係る圧電ファン１０１の構成を示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）は、図３に示すＳ−Ｓ線の断面図である。図４（Ｂ）は、図３に示すＴ−Ｔ線の断面図である。
【図５】図５（Ａ）は、図３に示すＳ−Ｓ線の圧電ファン１０１駆動時の断面図である。図５（Ｂ）は、図３に示すＴ−Ｔ線の圧電ファン１０１駆動時の断面図である。
【図６】図３に示す圧電ファン１０１を備える電子機器１００のケーシング４０内の構成を示す上面図である。
【図７】図６に示すＵ−Ｕ線の断面図である。
【図８】図３に示す圧電ファン１０１を備える電子機器１００′のケーシング４０内の構成を示す平面図である。
【図９】第２の実施形態に係る圧電ファン２０１の構成を示す平面図である。
【図１０】第３の実施形態に係る圧電ファン３０１の構成を示す平面図である。
【図１１】第４の実施形態に係る圧電ファン４０１の構成を示す平面図である。
【図１２】第５の実施形態に係る圧電ファン５０１の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
《第１の実施形態》
本発明の第１の実施形態に係る圧電ファンについて、以下図３、図４（Ａ）（Ｂ）、図５（Ａ）（Ｂ）を参照しながら説明する。
【００３３】
図３は、第１の実施形態に係る圧電ファン１０１の構成を示す平面図である。図４（Ａ）は、図３に示すＳ−Ｓ線の断面図であり、図４（Ｂ）は、図３に示すＴ−Ｔ線の断面図である。図５（Ａ）は、図３に示すＳ−Ｓ線の圧電ファン１０１駆動時の断面図であり、図５（Ｂ）は、図３に示すＴ−Ｔ線の圧電ファン１０１駆動時の断面図である。
【００３４】
なお、図４（Ａ）（Ｂ）は、圧電ファン１０１に備えられる各圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２の構造を説明するため便宜上、各圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２の厚みを厚く示している。また、図５（Ａ）（Ｂ）は、圧電ファン１０１の駆動時の様子を説明するため便宜上、駆動交流電源ＡＣと配線の図示を省略している。
【００３５】
圧電ファン１０１は、図３に示すように、振動板１９９と、圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２と、平板１１３、１２３、１３３、１４３と、固定部材１９０とを備えている。
【００３６】
振動板１９９は、例えば厚み０．１５ｍｍのステンレススチールの板をプレス金型で打ち抜くことにより十字型に形成されている。振動板１９９の中心部、すなわち十字の交差する箇所の両主面には固定部材１９０が貼付されている。振動板１９９には、固定部材１９０に固定されている一端を固定端、他端を自由端とするブレード１１１、１２１、１３１、１４１が構成されている。
【００３７】
ブレード１１１、１２１、１３１、１４１は、それぞれ幅５ｍｍ×長さ３０ｍｍ×厚み０．１５ｍｍの同一形状に形成されている。各ブレード１１１、１２１、１３１、１４１は、固定部材１９０に固定されている振動板１９９の中心部を中心にして放射状に角度π／２の間隔で隣り合って配置されている。
【００３８】
固定部材１９０は、例えばガラスエポキシ製であり、幅５ｍｍ×長さ５ｍｍ×厚み１．６ｍｍの寸法となっている。
【００３９】
平板１１３、１２３、１３３、１４３の材質は、例えばステンレススチールである。平板１１３、１２３、１３３、１４３は、それぞれ幅２０ｍｍ×長さ２０ｍｍ×厚み０．１５ｍｍの正方形板であり、同一形状に形成されている。平板１１３、１２３、１３３、１４３は、それぞれブレード１１１、１２１、１３１、１４１の自由端側に貼付されている。
【００４０】
なお、各ブレード１１１、１２１、１３１、１４１と、各ブレード１１１、１２１、１３１、１４１に対応する各平板１１３、１２３、１３３、１４３とによって、固定部材１９０に固定されている一端を固定端とした団扇状の各振動部１１４、１２４、１３４、１４４が構成されている。
【００４１】
圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２は、それぞれ幅５ｍｍ×長さ１５ｍｍ×厚み０．０５ｍｍの方形板であり、同一形状に形成されている。圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスから構成されている。
【００４２】
各圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２は、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、各圧電セラミックス１１６、１２６、１３６、１４６の表裏面に電極膜１１５Ａ，１１５Ｂ、１２５Ａ，１２５Ｂ、１３５Ａ，１３５Ｂ、１４５Ａ，１４５Ｂを形成した構造を有している。圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２は、それぞれブレード１１１、１２１、１３１、１４１の一方主面の固定端側に貼付されている。
【００４３】
圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２は、例えば図４（Ａ）（Ｂ）の矢印に示すように、それぞれ厚み方向に分極されている。圧電素子１１２、１３２は、振動板１９９側へ向けて分極されており、圧電素子１２２、１４２は、振動板１９９と逆側へ向けて分極されている。
【００４４】
そして、圧電素子１１２〜１４２のブレード１１１〜１４１に貼付されていない側の電極膜１１５Ａ、１２５Ａ、１３５Ａ、１４５Ａの全ては、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、配線で駆動交流電源ＡＣの一端に接続されており、振動板１９９は、配線で駆動交流電源ＡＣの他端に接続されている。
【００４５】
これにより、駆動交流電源ＡＣは、電極膜１１５Ａ、１３５Ａとブレード１１１、１３１との間と、電極膜１２５Ａ、１４５Ａとブレード１２１、１４１との間とに、同位相の交流電圧を出力する。
【００４６】
振動部１１４及び振動部１３４は、圧電素子１１２、１３２の電極膜１１５Ａ、１３５Ａとブレード１１１、１３１との間に交流電圧が駆動交流電源ＡＣから印加されたとき、振動板１９９の厚み方向に撓んで次のように屈曲振動する。即ち、圧電素子１１２が伸びたときには圧電素子１３２も伸び、これに追随して振動部１１４の自由端と振動部１３４の自由端とは下方に屈曲する（図５（Ａ）参照）。反対に、圧電素子１１２が縮んだときには圧電素子１３２も縮み、これに追随して振動部１１４の自由端と振動部１３４の自由端とは上方に屈曲する。
【００４７】
また、振動部１２４及び振動部１４４は、圧電素子１２２、１４２の電極膜１２５Ａ、１４５Ａとブレード１２１、１４１との間に交流電圧が駆動交流電源ＡＣから印加されたとき、振動板１９９の厚み方向に撓んで次のように屈曲振動する。即ち、圧電素子１２２が縮んだときには圧電素子１４２も縮み、これに追随して振動部１２４の自由端と振動部１４４の自由端とは上方に屈曲する（図５（Ｂ）参照）。反対に、圧電素子１２２が伸びたときには圧電素子１４２も伸び、これに追随して振動部１２４の自由端と振動部１４４の自由端とは下方に屈曲する。
【００４８】
すなわち、本実施形態の圧電ファン１０１では、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、ブレード１１１、１３１の自由端側に設けられた平板１１３と平板１３３とが同位相で揺動し、ブレード１２１、１４１の自由端側に設けられた平板１２３と平板１４３とが同位相で揺動する。そして、平板１１３及び平板１３３と平板１２３及び平板１４３とは互いに逆位相で揺動する。
【００４９】
そのため、圧電ファン１０１では駆動時、振動板１９９の中心からブレード１２１、１４１の長手方向に延びるＸ軸（図３参照）を回転軸とするモーメントが互いに打ち消し合い、Ｘ軸と直交し、振動板１９９の中心からブレード１１１、１３１の長手方向に延びるＹ軸（図３参照）を回転軸とするモーメントも互いに打ち消し合う。また、Ｘ軸およびＹ軸と直交するＺ軸を回転軸とするモーメントは発生しない。
【００５０】
詳述すると、圧電ファン１０１では駆動時、任意の時刻ｔにおけるＸ軸回りのモーメントの総和をＭｘ（ｔ）とし、振動部１１４、１２４、１３４、１４４による各モーメントをＭ（ｔ）としたとき、Ｍｘ（ｔ）＝Ｍ（ｔ）×sinπ/２−Ｍ（ｔ）×sinπ+Ｍ（ｔ）×sin３π/２−Ｍ（ｔ）×sin２π＝０となり、Ｘ軸回りのモーメントは打ち消し合う。
【００５１】
同様に、圧電ファン１０１では駆動時、任意の時刻ｔにおけるＹ軸回りのモーメントの総和をＭｙ（ｔ）とし、前記各モーメントをＭ（ｔ）としたとき、Ｍｙ（ｔ）＝Ｍ（ｔ）×cosπ/２−Ｍ（ｔ）×cosπ+Ｍ（ｔ）×cos３π/２−Ｍ（ｔ）×cos２π＝０となり、Ｙ軸回りのモーメントも打ち消し合う。
【００５２】
さらに、圧電ファン１０１では駆動時、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、振動部１１４、１３４と、振動部１２４、１４４とが互いに逆位相で団扇のように揺動する。
【００５３】
そのため、振動部１１４、１３４の自由端が同位相で揺動する反作用として振動板１９９の中心部を振動部１１４、１３４の自由端の変位方向と逆方向に変位させようとする力と、振動部１２４、１４４の自由端が同位相で揺動する反作用として振動板１９９の中心部を振動部１２４、１４４の自由端の変位方向と逆方向に変位させようとする力とが相殺される。このため、本実施形態の圧電ファン１０１では、固定部材１９０で固定された振動板１９９の中心部が変位０の節となる。
【００５４】
よって、本実施形態の圧電ファン１０１では、複数の振動部１１４、１２４、１３４、１４４が振動板１９９の中心部まわりのモーメントと変位の両方を打ち消すように振動するため、振動板１９９の中心部まわりのモーメントによる回転が生じず、振動板１９９の中心部の変位が０になる。
【００５５】
したがって、本実施形態の圧電ファン１０１によれば、外部への振動漏洩を防ぐことができ、固定部材１９０を低剛性で簡易なものにすることができる。
【００５６】
また、振動部１１４、１３４に貼付された圧電素子１１２、１３２の分極方向と、振動部１２４、１４４に貼付された圧電素子１２２、１４２の分極方向とは、前述したように逆向きである。
【００５７】
そのため、異なる位相の交流電圧を圧電素子１１２、１３２と圧電素子１２２、１４２とに印加しなくても、同位相の交流電圧を圧電素子１１２、１３２と圧電素子１２２、１４２とに印加するだけで、振動部１１４、１３４と振動部１２４、１４４とを互いに逆位相で屈曲させることができる。
【００５８】
したがって、本実施形態の圧電ファン１０１によれば、簡易な回路構成で電圧の印加を行うことができるため、製造コストを低減できる。
【００５９】
また、振動部１１４、１２４、１３４、１４４は前述したように、それぞれ団扇状に形成されている。これにより、圧電ファン１０１の送風量が増加するため、簡易な構造で圧電ファン１０１の送風能力を向上させることができる。
【００６０】
図６は、第１の実施形態に係る圧電ファン１０１を備える電子機器１００のケーシング４０内の構成を示す平面図である。図７は、図６に示すＵ−Ｕ線の断面図である。電子機器１００は、前述の圧電ファン１０１と、回路基板Ｐと、直方体状のケーシング４０とを備える。
【００６１】
ケーシング４０の内部には、圧電ファン１０１と、発熱部品５０を実装した回路基板Ｐとが取付けられている。発熱部品５０は、例えばＣＰＵ、又はＬＳＩであり、幅４０ｍｍ×長さ４０ｍｍの寸法となっている。
ケーシング４０には、圧電ファン１０１の固定部材１９０を装着して圧電ファン１０１を固定するための棒状の装着部４９が接合されている。
【００６２】
圧電ファン１０１の固定部材１９０は、振動板１９９が発熱部品５０の上面に対して平行となるよう、発熱部品５０の上面から振動板１９９を所定間隔（この実施形態では３mm）浮かして、装着部４９に装着される。
【００６３】
以上の構成では、発熱部品５０で発生する熱によって空気が暖められ、発熱部品５０の上方に暖気が発生する。そして、圧電ファン１０１の駆動時、振動部１１４、１３４と、振動部１２４、１４４とが、発熱部品５０の上方で発熱部品５０の上面に当接することなく逆位相で揺動する。
【００６４】
これにより、冷気が各振動部１１４、１２４、１３４、１４４の間の隙間の上方から下方へ流入し、発熱部品５０の上方を通過して、発熱部品５０の上方から遠ざかる方向へ流出する気流ＡＦ１〜４が生じる。この結果、発熱部品５０が冷却される。
【００６５】
次に、圧電ファン１０１の冷却能力について、圧電ファン１０１を電子機器１００に設置しなかった場合と、図６及び図７に示すように圧電ファン１０１を電子機器１００に設置した場合とを比較しながら説明する。
【００６６】
なお、以下では、電子機器１００のケーシング４０内の気温が２４℃の環境下において発熱部品５０に２．５Ｗの電力を与えた条件で、発熱部品５０の温度を測定した実験結果について説明する。
【００６７】
圧電ファン１０１を設置しなかった電子機器１００では発熱部品５０の温度が８１．８℃であるのに対し、圧電ファン１０１を設置し、１５１Ｈｚで４０Ｖｐｐの正弦波交流電圧を圧電ファン１０１に印加した電子機器１００では発熱部品５０の温度が６４．５℃にまで低下した。即ち、本実施形態の圧電ファン１０１を電子機器１００に設置すれば、発熱部品５０を十分に冷却できることが実験により明らかとなった。
【００６８】
以上より、本実施形態の圧電ファン１０１によれば、低剛性の固定部材１９０で電子機器１００に設置できるとともに、ケーシング４０内の振動板１９９の側面側だけでなく、主面側に実装される発熱部品５０も十分に冷却することができる。
【００６９】
なお、図８に示すように、発熱部品５０の上面に、ヒートスプレッダＨの底面が熱的に結合するようにヒートスプレッダＨを配置しても構わない。この構成では、発熱部品５０で発生する熱がヒートスプレッダＨに伝導し、ヒートスプレッダＨによって空気が暖められ、ヒートスプレッダＨの上方に暖気が発生する。
【００７０】
そして、圧電ファン１０１を駆動させると、冷気が各振動部１１４、１２４、１３４、１４４の間の隙間の上方から下方へ流入し、ヒートスプレッダＨの上方を通過して、発熱部品５０の上方から遠ざかる方向へ流出する気流ＡＦ１〜４が生じる。この結果、発熱部品５０が冷却される。
【００７１】
したがって、図８に示すようにヒートスプレッダＨを設置しても、発熱部品５０を十分に冷却することができる。
【００７２】
《第２の実施形態》
図９は、第２の実施形態に係る圧電ファン２０１の構成を示す平面図である。本実施形態の圧電ファン２０１が第１実施形態の圧電ファン１０１と相違する点は、圧電素子が接合されたブレードが２枚増えた点である。
【００７３】
詳述すると、圧電ファン２０１は、振動板２９９と、圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２と、６枚の平板（不図示）と、固定部材１９１とを備えている。
【００７４】
６枚の平板は、説明簡略化のために図示を省略しており、ブレードの個数に応じた形状を有する。その他の点については、前述の平板１１３、１２３、１３３、１４３と同じである。
【００７５】
固定部材１９１は、円柱状である点で固定部材１９０と異なり、その他の点については同じである。
【００７６】
振動板２９９は、例えば厚み０．１５ｍｍのステンレススチールの板をプレス金型で打ち抜くことにより形成されている。振動板２９９の中心部の両主面には固定部材１９１が貼付されている。振動板２９９には、固定部材１９１に固定されている一端を固定端、他端を自由端とするブレード１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１が構成されている。
【００７７】
ブレード１１１〜１６１は、それぞれ幅５ｍｍ×長さ３０ｍｍ×厚み０．１５ｍｍの同一形状に形成されている。各ブレード１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１は、固定部材１９１に固定されている振動板２９９の中心部を中心にして放射状に角度π／３の間隔で隣り合って配置されている。
【００７８】
なお、各ブレード１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１と、各ブレード１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１に対応する各平板とによって、固定部材１９１に固定されている一端を固定端とした各振動部１１４、１２４、１３４、１４４、１５４、１６４が構成されている。
【００７９】
圧電素子１５２、１６２は、圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２と同様に、それぞれ幅５ｍｍ×長さ１５ｍｍ×厚み０．０５ｍｍの方形板であり、同一形状に形成されている。圧電素子１５２、１６２も、例えばチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスから構成されている。
【００８０】
各圧電素子１５２、１６２は、前述の圧電素子１１２〜１４２と同様に、各圧電セラミックスの表裏面に電極膜を形成した構造を有している（図４（Ａ）（Ｂ）参照）。各圧電素子１５２、１６２は、それぞれブレード１５１、１６１の一方主面の固定端側に貼付されている。
【００８１】
圧電素子１５２、１６２は、それぞれ厚み方向に分極されている。圧電素子１５２は、圧電素子１１２、１３２と同様に例えば振動板２９９側へ向けて分極されており、圧電素子１６２は、圧電素子１２２、１４２と同様に例えば振動板２９９と逆側へ向けて分極されている。
【００８２】
そして、圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２のブレード１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１に貼付されていない側の電極膜の全ては、配線で駆動交流電源ＡＣの一端に接続されており、振動板２９９は、配線で駆動交流電源ＡＣの他端に接続されている（図４（Ａ）（Ｂ）参照）。
【００８３】
これにより、駆動交流電源ＡＣは、前述の第１実施形態と同様に、圧電素子１１２、１３２、１５２の前記電極膜とブレード１１１、１３１、１５１との間と、圧電素子１２２、１４２、１６２の前記電極膜とブレード１２１、１４１、１６１との間とに、同位相の交流電圧を出力する。
【００８４】
振動部１１４、１３４、１５４は、圧電素子１１２、１３２、１５２の前記電極膜とブレード１１１、１３１、１５１との間に交流電圧が駆動交流電源ＡＣから印加されたとき、振動板２９９の厚み方向に撓んで次のように屈曲振動する。即ち、圧電素子１１２が伸びたときには圧電素子１３２、１５２も伸び、これに追随して振動部１１４、１３４、１５４の自由端は下方に屈曲する。反対に、圧電素子１１２が縮んだときには圧電素子１３２、１５２も縮み、これに追随して振動部１１４、１３４、１５４の自由端は上方に屈曲する。
【００８５】
また、振動部１２４、１４４、１６４は、圧電素子１２２、１４２、１６２の前記電極膜とブレード１２１、１４１、１６１との間に交流電圧が駆動交流電源ＡＣから印加されたとき、振動板２９９の厚み方向に撓んで次のように屈曲振動する。即ち、圧電素子１２２が縮んだときには圧電素子１４２、１６２も縮み、これに追随して振動部１２４、１４４、１６４の自由端は上方に屈曲する。反対に、圧電素子１２２が伸びたときには圧電素子１４２、１６２も伸び、これに追随して振動部１２４、１４４、１６４の自由端は下方に屈曲する。
【００８６】
すなわち、本実施形態の圧電ファン２０１では、振動部１１４、１３４、１５４の自由端がおのおの同位相で揺動し、振動部１２４、１４４、１６４の自由端もおのおの同位相で揺動する。そして、振動部１１４、１３４、１５４の自由端と振動部１２４、１４４、１６４の自由端とは互いに逆位相で揺動する。
【００８７】
そのため、圧電ファン２０１では駆動時、振動板２９９の中心からブレード１３１、１６１の長手方向に延びるＸ軸（図９参照）を回転軸とするモーメントが互いに打ち消し合い、Ｘ軸と直交し、振動板２９９の中心から延びるＹ軸（図９参照）を回転軸とするモーメントも互いに打ち消し合う。また、Ｘ軸およびＹ軸と直交するＺ軸を回転軸とするモーメントは発生しない。
【００８８】
詳述すると、圧電ファン２０１では駆動時、任意の時刻ｔにおけるＸ軸回りのモーメントの総和をＭｘ（ｔ）とし、振動部１１４、１２４、１３４、１４４、１５４、１６４による各モーメントをＭ（ｔ）としたとき、Ｍｘ（ｔ）＝Ｍ（ｔ）×sinπ/３−Ｍ（ｔ）×sin２π/３+Ｍ（ｔ）×sinπ−Ｍ（ｔ）×sin４π/３+Ｍ（ｔ）×sin５π/３−Ｍ（ｔ）×sin２π＝０となり、Ｘ軸回りのモーメントは打ち消し合う。
【００８９】
同様に、圧電ファン２０１では駆動時、任意の時刻ｔにおけるＹ軸（Ｘ軸に直交する軸）回りのモーメントの総和をＭｙ（ｔ）とし、前記各モーメントをＭ（ｔ）としたとき、Ｍｙ（ｔ）＝Ｍ（ｔ）×cosπ/３−Ｍ（ｔ）×cos２π/３+Ｍ（ｔ）×cosπ−Ｍ（ｔ）×cos４π/３+Ｍ（ｔ）×cos５π/３−Ｍ（ｔ）×cos２π＝０となり、Y軸回りのモーメントも打ち消し合う。
【００９０】
さらに、圧電ファン２０１では駆動時、振動部１１４、１３４、１５４の自由端と、固定部材１９１を介して対向する振動部１４４、１６４、１２４の自由端とが互いに逆位相で団扇のように揺動する。
【００９１】
そのため、振動部１１４、１３４、１５４の自由端が同位相で揺動する反作用として振動板２９９の中心部を振動部１１４、１３４、１５４の自由端の変位方向と逆方向に変位させようとする力と、振動部１２４、１４４、１６４の自由端が同位相で揺動する反作用として振動板２９９の中心部を振動部１２４、１４４、１６４の自由端の変位方向と逆方向に変位させようとする力とが相殺される。このため、本実施形態の圧電ファン２０１では、固定部材１９１で固定された振動板２９９の中心部が変位０の節となる。
【００９２】
よって、本実施形態の圧電ファン２０１では、複数の振動部１１４、１２４、１３４、１４４、１５４、１６４が振動板２９９の中心部まわりのモーメントと変位の両方を打ち消すように振動するため、振動板２９９の中心部まわりのモーメントによる回転が生じず、振動板２９９の中心部の変位が０になる。このため、外部への振動漏洩を防ぐことができ、固定部材１９１を低剛性で簡易なものにすることができる。
【００９３】
したがって、本実施形態の圧電ファン２０１によれば、前記実施形態の圧電ファン１０１と同様の効果を奏する。
【００９４】
《第３の実施形態》
図１０は、第３の実施形態に係る圧電ファン３０１の構成を示す平面図である。本実施形態の圧電ファン３０１が第２実施形態の圧電ファン２０１と相違する点は、圧電素子が接合されたブレードが２枚増えた点であり、その他の構成については同じである。
【００９５】
詳述すると、圧電ファン３０１は、振動板３９９と、圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２と、８枚の平板（不図示）と、固定部材１９１とを備えている。
【００９６】
８枚の平板は、説明簡略化のために図示を省略しており、ブレードの個数に応じた形状を有する。その他の点については、前述の平板１１３、１２３、１３３、１４３と同じである。
【００９７】
振動板３９９は、例えば厚み０．１５ｍｍのステンレススチールの板をプレス金型で打ち抜くことにより形成されている。振動板３９９の中心部の両主面には固定部材１９１が貼付されている。振動板３９９には、固定部材１９１に固定されている一端を固定端、他端を自由端とするブレード１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１、１７１、１８１が構成されている。
【００９８】
ブレード１１１〜１８１は、それぞれ幅５ｍｍ×長さ３０ｍｍ×厚み０．１５ｍｍの同一形状に形成されている。各ブレード１１１〜１８１は、固定部材１９１に固定されている振動板３９９の中心部を中心にして放射状に角度π／４の間隔で隣り合って配置されている。
【００９９】
なお、各ブレード１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１、１７１、１８１と、各ブレード１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１、１７１、１８１に対応する各平板とによって、固定部材１９１に固定されている一端を固定端とした各振動部１１４、１２４、１３４、１４４、１５４、１６４、１７４、１８４が構成されている。
【０１００】
圧電素子１７２、１８２は、前述の圧電素子１１２〜１６２と同様に、それぞれ幅５ｍｍ×長さ１５ｍｍ×厚み０．０５ｍｍの方形板であり、同一形状に形成されている。圧電素子１７２、１８２も、例えばチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスから構成されている。
【０１０１】
各圧電素子１７２、１８２は、前述の圧電素子１１２〜１６２と同様に、各圧電セラミックスの表裏面に電極膜を形成した構造を有している。圧電素子１７２、１８２は、それぞれブレード１７１、１８１の一方主面の固定端側に貼付されている。
【０１０２】
圧電素子１７２、１８２は、それぞれ厚み方向に分極されている。圧電素子１７２は、圧電素子１１２、１３２、１５２と同様に例えば振動板３９９側へ向けて分極されており、圧電素子１８２は、圧電素子１２２、１４２、１６２と同様に例えば振動板３９９と逆側へ向けて分極されている。
【０１０３】
そして、圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２のブレード１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１、１７１、１８１に貼付されていない側の電極膜の全ては、配線で駆動交流電源ＡＣの一端に接続されており、振動板３９９は、配線で駆動交流電源ＡＣの他端に接続されている（図４（Ａ）（Ｂ）参照）。
【０１０４】
これにより、駆動交流電源ＡＣは、前述の第１実施形態と同様に、圧電素子１１２、１３２、１５２、１７２の前記電極膜とブレード１１１、１３１、１５１、１７１との間と、圧電素子１２２、１４２、１６２、１８２の前記電極膜とブレード１２１、１４１、１６１、１８１との間とに、同位相の交流電圧を出力する。
【０１０５】
振動部１１４、１３４、１５４、１７４は、圧電素子１１２、１３２、１５２、１７２の前記電極膜とブレード１１１、１３１、１５１、１７１との間に交流電圧が駆動交流電源ＡＣから印加されたとき、振動板３９９の厚み方向に撓んで次のように屈曲振動する。即ち、圧電素子１１２が伸びたときには圧電素子１３２、１５２、１７２も伸び、これに追随して振動部１１４、１３４、１５４、１７４の自由端は下方に屈曲する。反対に、圧電素子１１２が縮んだときには圧電素子１３２、１５２、１７２も縮み、これに追随して振動部１１４、１３４、１５４、１７４の自由端は上方に屈曲する。
【０１０６】
また、振動部１２４、１４４、１６４、１８４は、圧電素子１２２、１４２、１６２、１８２の前記電極膜とブレード１２１、１４１、１６１、１８１との間に交流電圧が駆動交流電源ＡＣから印加されたとき、振動板３９９の厚み方向に撓んで次のように屈曲振動する。即ち、圧電素子１２２が縮んだときには圧電素子１４２、１６２、１８２も縮み、これに追随して振動部１２４、１４４、１６４、１８４の自由端は上方に屈曲する。反対に、圧電素子１２２が伸びたときには圧電素子１４２、１６２、１８２も伸び、これに追随して振動部１２４、１４４、１６４、１８４の自由端は下方に屈曲する。
【０１０７】
すなわち、本実施形態の圧電ファン３０１では、振動部１１４、１３４、１５４、１７４の自由端がおのおの同位相で揺動し、振動部１２４、１４４、１６４、１８４の自由端もおのおの同位相で揺動する。そして、振動部１１４、１３４、１５４、１７４の自由端と振動部１２４、１４４、１６４、１８４の自由端とは互いに逆位相で揺動する。
【０１０８】
そのため、圧電ファン３０１では駆動時、振動板３９９の中心からブレード１４１、１８１の長手方向に延びるＸ軸（図１０参照）を回転軸とするモーメントが互いに打ち消し合い、Ｘ軸と直交し、振動板３９９の中心からブレード１２１、１６１の長手方向に延びるＹ軸（図１０参照）を回転軸とするモーメントも互いに打ち消し合う。また、Ｘ軸およびＹ軸と直交するＺ軸を回転軸とするモーメントは発生しない。
【０１０９】
そのため、圧電ファン３０１では駆動時、任意の時刻ｔにおけるＸ軸回りのモーメントの総和をＭｘ（ｔ）とし、振動部１１４〜１８４による各モーメントをＭ（ｔ）としたとき、Ｍｘ（ｔ）＝Ｍ（ｔ）×sinπ/４−Ｍ（ｔ）×sin２π/４+Ｍ（ｔ）×sin３π/４-Ｍ（ｔ）×sinπ+Ｍ（ｔ）×sin５π/４−Ｍ（ｔ）×sin６π/４+Ｍ（ｔ）×sin７π/４−Ｍ（ｔ）×sin２π＝０となり、Ｘ軸回りのモーメントは打ち消し合う。
【０１１０】
同様に、圧電ファン３０１では駆動時、任意の時刻ｔにおけるY軸回りのモーメントの総和をＭｙ（ｔ）とし、前記各モーメントをＭ（ｔ）としたとき、Ｍｙ（ｔ）＝Ｍ（ｔ）×cosπ/４−Ｍ（ｔ）×cos２π/４+Ｍ（ｔ）×cos３π/４-Ｍ（ｔ）×cosπ+Ｍ（ｔ）×cos５π/４−Ｍ（ｔ）×cos６π/４+Ｍ（ｔ）×cos７π/４−Ｍ（ｔ）×cos２π＝０となり、Ｙ軸回りのモーメントも打ち消し合う。
【０１１１】
さらに、圧電ファン３０１では駆動時、振動部１１４、１３４、１５４、１７４の自由端と、振動部１２４、１４４、１６４、１８４の自由端側の部位とが互いに逆位相で団扇のように揺動する。
【０１１２】
そのため、振動部１１４、１３４、１５４、１７４の自由端が同位相で揺動する反作用として振動板３９９の中心部を振動部１１４、１３４、１５４、１７４の自由端の変位方向と逆方向に変位させようとする力と、振動部１２４、１４４、１６４、１８４の自由端が同位相で揺動する反作用として振動板３９９の中心部を振動部１２４、１４４、１６４、１８４の自由端の変位方向と逆方向に変位させようとする力とが相殺される。このため、本実施形態の圧電ファン３０１では、固定部材１９１で固定された振動板３９９の中心部が変位０の節となる。
【０１１３】
よって、本実施形態の圧電ファン３０１では、複数の振動部１１４、１２４、１３４、１４４、１５４、１６４が振動板２９９の中心部まわりのモーメントと変位の両方を打ち消すように振動するため、振動板３９９の中心部まわりのモーメントによる回転が生じず、振動板３９９の中心部の変位が０になる。このため、外部への振動漏洩を防ぐことができ、固定部材１９１を低剛性で簡易なものにすることができる。
【０１１４】
したがって、本実施形態の圧電ファン３０１によれば、前記実施形態の圧電ファン１０１と同様の効果を奏する。
【０１１５】
《第４の実施形態》
図１１は、第４の実施形態に係る圧電ファン４０１の構成を示す平面図である。本実施形態の圧電ファン４０１が第３実施形態の圧電ファン３０１と相違する点は、圧電素子が接合された振動部の配置であり、その他の構成については同じである。
【０１１６】
詳述すると、圧電ファン４０１も、前述の圧電ファン３０１と同様に、振動板３９９と、圧電素子１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２と、８枚の平板（不図示）と、固定部材１９１とを備えている。
【０１１７】
そして、この振動板３９９には、前述したように、各ブレード１１１、１５１、１２１、１６１、１３１、１７１、１４１、１８１が、固定部材１９１に固定されている振動板３９９の中心部を中心にして放射状に角度π／４の間隔で隣り合って配置されている。
【０１１８】
ただし、本実施形態の圧電ファン４０１では、振動部１１４及び振動部１５４と、振動部１２４及び振動部１６４と、振動部１３４及び振動部１７４と、振動部１４４及び振動部１８４と、がそれぞれ本発明の「振動部」に相当する。すなわち、本実施形態の圧電ファン４０１では、各振動部が固定部材１９１に固定されている振動板３９９の中心部を中心にして放射状に角度π／２の間隔で隣り合って配置されている。
【０１１９】
振動部１１４、１３４、１５４、１７４は、圧電素子１１２、１３２、１５２、１７２の前記電極膜とブレード１１１、１３１、１５１、１７１との間に交流電圧が駆動交流電源ＡＣから印加されたとき、振動板３９９の厚み方向に撓んで次のように屈曲振動する。即ち、圧電素子１１２が伸びたときには圧電素子１３２、１５２、１７２も伸び、これに追随して振動部１１４、１３４、１５４、１７４の自由端は下方に屈曲する。反対に、圧電素子１１２が縮んだときには圧電素子１３２、１５２、１７２も縮み、これに追随して振動部１１４、１３４、１５４、１７４の自由端は上方に屈曲する。
【０１２０】
また、振動部１２４、１４４、１６４、１８４は、圧電素子１２２、１４２、１６２、１８２の前記電極膜とブレード１２１、１４１、１６１、１８１との間に交流電圧が駆動交流電源ＡＣから印加されたとき、振動板３９９の厚み方向に撓んで次のように屈曲振動する。即ち、圧電素子１２２が縮んだときには圧電素子１４２、１６２、１８２も縮み、これに追随して振動部１２４、１４４、１６４、１８４の自由端は上方に屈曲する。反対に、圧電素子１２２が伸びたときには圧電素子１４２、１６２、１８２も伸び、これに追随して振動部１２４、１４４、１６４、１８４の自由端は下方に屈曲する。
【０１２１】
すなわち、本実施形態の圧電ファン４０１では、振動部１１４、１３４、１５４、１７４の自由端がおのおの同位相で揺動し、振動部１２４、１４４、１６４、１８４の自由端もおのおの同位相で揺動する。そして、振動部１１４、１３４、１５４、１７４の自由端と振動部１２４、１４４、１６４、１８４の自由端とは互いに逆位相で揺動する。
【０１２２】
そのため、本実施形態の圧電ファン４０１では駆動時、前記実施形態の圧電ファン３０１と同様にＸ軸回りのモーメントが打ち消し合い、Ｙ軸回りのモーメントも打ち消し合う。また、Ｘ軸およびＹ軸と直交するＺ軸を回転軸とするモーメントは発生しない。
【０１２３】
さらに、圧電ファン４０１では駆動時、圧電ファン３０１と同様に、固定部材１９１で固定された振動板３９９の中心部が変位０の節となる。
【０１２４】
よって、本実施形態の圧電ファン４０１では、複数の振動部１１４、１２４、１３４、１４４、１５４、１６４、１７４、１８４が振動板３９９の中心部まわりのモーメントと変位の両方を打ち消すように振動するため、振動板３９９の中心部まわりのモーメントによる回転が生じず、振動板３９９の中心部の変位が０になる。このため、外部への振動漏洩を防ぐことができ、固定部材１９１を低剛性で簡易なものにすることができる。
【０１２５】
したがって、本実施形態の圧電ファン４０１によれば、前記実施形態の圧電ファン３０１と同様の効果を奏する。
【０１２６】
《第５の実施形態》
以上に示した各実施形態より、振動板５９９が、圧電素子が接合されたブレードを２ｎ（ｎは２以上の整数）個備える場合、第１実施形態の圧電ファン１０１と同様の効果を奏すると考えられる。
【０１２７】
図１２は、第５の実施形態に係る圧電ファン５０１の構成を示す平面図である。本実施形態の圧電ファン５０１が第２実施形態の圧電ファン２０１と相違する点は、圧電素子が接合されたブレードを２ｎ個備える点であり、その他の構成については同じである。
【０１２８】
圧電ファン５０１は、振動板５９９と、２ｎ個の圧電素子１１２、１２２、・・・、２１２、２２２と、２ｎ枚の平板（不図示）と、固定部材１９１とを備えている。
２ｎ枚の平板は、説明簡略化のために図示を省略しており、ブレードの個数に応じた形状を有する。その他の点については、前述の平板と同じである。
【０１２９】
振動板５９９は、例えば厚み０．１５ｍｍのステンレススチールの板をプレス金型で打ち抜くことにより形成されている。振動板５９９の中心部の両主面には固定部材１９１が貼付されている。振動板５９９には、固定部材１９１に固定されている一端を固定端、他端を自由端とする２ｎ枚のブレード１１１、１２１、・・・、２１１、２２１が構成されている。
【０１３０】
ブレード１１１、１２１、・・・、２１１、２２１は、それぞれ幅５ｍｍ×長さ３０ｍｍ×厚み０．１５ｍｍの同一形状に形成されている。各ブレード１１１、１２１、・・・、２１１、２２１は、固定部材１９１に固定されている振動板５９９の中心部を中心にして放射状に角度π／ｎの間隔で隣り合って配置されている。
【０１３１】
なお、この実施形態においても、各ブレード１１１、１２１、・・・、２１１、２２１と、各ブレード１１１、１２１、・・・、２１１、２２１に対応する各平板とによって、固定部材１９１に固定されている一端を固定端とした各振動部１１４、１２４、・・・、２１４、２２４が構成されている。
【０１３２】
圧電素子１１２、１２２、・・・、２１２、２２２は、前記実施形態と同様に、それぞれ幅５ｍｍ×長さ１５ｍｍ×厚み０．０５ｍｍの方形板であり、同一形状に形成されている。圧電素子１１２、１２２、・・・、２１２、２２２は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスから構成されている。
【０１３３】
各圧電素子１１２、１２２、・・・、２１２、２２２は、各圧電セラミックスの表裏面に電極膜を形成した構造を有している。各圧電素子は、それぞれブレードの一方主面の固定端側に貼付されている。
【０１３４】
各圧電素子１１２、１２２、・・・、２１２、２２２は、それぞれ厚み方向に分極されている。第２ｋ−１（ｋは１からｎまでの整数）圧電素子は、例えば振動板５９９側へ向けて分極されており、第２ｋ圧電素子は、例えば振動板５９９と逆側へ向けて分極されている。
【０１３５】
そして、圧電素子１１２、１２２、・・・、２１２、２２２のブレード１１１、１２１、・・・、２１１、２２１に貼付されていない側の電極膜の全ては、配線で駆動交流電源ＡＣの一端に接続されており、振動板５９９は、配線で駆動交流電源ＡＣの他端に接続されている（図４（Ａ）（Ｂ）参照）。
【０１３６】
これにより、駆動交流電源ＡＣは、前述の第１実施形態と同様に、圧電素子１１２、・・・、２１２の前記電極膜とブレード１１１、・・・、２１１との間と、圧電素子１２２、・・・、２２２の前記電極膜とブレード１２１、・・・、２２１との間とに、同位相の交流電圧を出力する。
【０１３７】
第２ｋ−１振動部は、交流電圧が駆動交流電源ＡＣから印加されたとき、振動板５９９の厚み方向に撓んで次のように屈曲振動する。即ち、第２ｋ−１圧電素子が伸びたときには、これに追随して第２ｋ−振動部の自由端は下方に屈曲する。反対に、第２ｋ−１圧電素子が縮んだときには、これに追随して第２ｋ−１圧電素子の自由端は上方に屈曲する。
【０１３８】
また、第２ｋ振動部は、交流電圧が駆動交流電源ＡＣから印加されたとき、振動板５９９の厚み方向に撓んで次のように屈曲振動する。即ち、第２ｋ圧電素子が縮んだときには、これに追随して第２ｋ振動部の自由端は上方に屈曲する。反対に、第２ｋ圧電素子が伸びたときには、これに追随して第２ｋ振動部の自由端は下方に屈曲する。
【０１３９】
すなわち、本実施形態の圧電ファン３０１では、第２ｋ−１振動部の自由端がおのおの同位相で揺動し、第２ｋ振動部の自由端もおのおの同位相で揺動する。そして、第２ｋ−１振動部の自由端と第２ｋ振動部の自由端とは互いに逆位相で揺動する。
【０１４０】
このとき、本実施形態の圧電ファン５０１では、任意の時刻ｔにおけるＸ軸回りのモーメントの総和をＭｘ（ｔ）とし、２ｎ個の振動部による各モーメントをＭ（ｔ）としたとき、下記数式１に示すようにＭｘ（ｔ）＝０となり、Ｘ軸回りのモーメントは打ち消し合う。当該Ｘ軸は、振動板５９９の中心から第２ｎ振動部２２１の長手方向に延びる軸である。
【０１４１】
【数１】
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【０１４２】
同様に、任意の時刻ｔにおけるＹ軸（Ｘ軸に直交する軸）を回転軸にしたモーメントの総和をＭｙ（ｔ）とし、２ｎ個の振動部による各モーメントをＭ（ｔ）としたとき、圧電ファン５０１では、下記数式２に示すようにＭｙ（ｔ）＝０となり、Ｙ軸回りのモーメントも打ち消し合う。また、Ｘ軸およびＹ軸と直交するＺ軸を回転軸とするモーメントは発生しない。
【０１４３】
【数２】
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【０１４４】
さらに、圧電ファン５０１では駆動時、第２ｋ−1振動部の自由端側と、第２ｋ振動部の自由端側とが互いに逆位相で団扇のように揺動する。
【０１４５】
そのため、第２ｋ−1振動部の自由端が同位相で揺動する反作用として振動板５９９の中心部を第２ｋ−1振動部の自由端の変位方向と逆方向に変位させようとする力と、第２ｋ振動部の自由端が同位相で揺動する反作用として振動板５９９の中心部を第２ｋ振動部の自由端の変位方向と逆方向に変位させようとする力とが相殺される。このため、本実施形態の圧電ファン５０１では、固定部材１９１で固定された振動板５９９の中心部が変位０の節となる。
【０１４６】
よって、本実施形態の圧電ファン５０１では、複数の振動部１１４、１２４、・・・、２１４、２２４が振動板５９９の中心部まわりのモーメントと変位の両方を打ち消すように振動するため、振動板５９９の中心部まわりのモーメントによる回転が生じず、振動板５９９の中心部の変位が０になる。このため、外部への振動漏洩を防ぐことができ、固定部材１９１を低剛性で簡易なものにすることができる。
【０１４７】
したがって、本実施形態の圧電ファン５０１によれば、前記実施形態の圧電ファン１０１と同様の効果を奏する。
【０１４８】
《その他の実施形態》
なお、前記実施形態では振動板及び平板は、機械的品質係数（Qm）が高い材料、すなわち、金属であればどのようなものを用いてもよい。ステンレススチール以外にも、例えばリン青銅などよりバネ性の高い金属を用いてもよい。
【０１４９】
前記実施形態では、振動板及び平板が別体で形成されているが、これに限るものではない。例えば、一部及び全部を一体形成してもよい。
【０１５０】
前記実施形態では、振動板は一枚の板から一体形成されているが、これに限るものではない。例えば、複数のブレードを、固定部で固定することで振動板を形成してもよい。
【０１５１】
前記実施形態では、平板は正方形板に形成されているが、これに限るものではない。板状であれば、例えば、長方形板や、楕円形板等に形成されていてもよい。
【０１５２】
前記実施形態では、分極方向が異なる二種類の圧電素子を用い、これらの圧電素子に同位相の交流電圧を印加して、互いに逆位相に振動する振動部を実現しているが、これに限るものではない。例えば、全て分極方向が同一である圧電素子を用い、任意の一群の圧電素子に任意の位相の交流電圧を印加し、他の一群の圧電素子に任意の位相の交流電圧と逆位相の交流電圧を印加して、互いに逆位相に振動する振動部を実現してもよい。
【０１５３】
前記実施形態では、ブレードの一方主面に圧電素子を接合したユニモルフ型振動子を構成するタイプを示しているが、これに限るものではない。例えば、ブレードの両主面に圧電素子を接合したバイモルフ型振動子を構成するタイプであってもよい。
【０１５４】
前記実施形態では、圧電素子はチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスから構成しているが、これに限るものではない。例えば、ニオブ酸カリウムナトリウム系及びアルカリニオブ酸系セラミックス等の非鉛系圧電体セラミックスの圧電材料などから構成してもよい。
【０１５５】
なお、前述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１５６】
１８…圧電ファン
２０…弾性金属板
２４…固定部材
２６…圧電素子
２６、２７…圧電素子
２６Ａ、２６Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ…電極
３０，３２…振動板部材
３４…交流電源
４０…ケーシング
４９…装着部
５０…発熱部品
１００…電子機器
１０１〜５０１…圧電ファン
１１１〜１８１、２１１、２２１…ブレード
１１２〜１８２、２１２、２２２…圧電素子
１１３〜１４３…平板
１１４〜１８４、２１４、２２４…振動部
１１５Ａ，１１５Ｂ〜１４５Ａ，１４５Ｂ…電極膜
１１６〜１４６…圧電セラミックス
１９０、１９１…固定部材
１９９、２９９、３９９、５９９…振動板
Ｈ…ヒートスプレッダ
Ｐ…回路基板
【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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