CN106574637A - 压电风扇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对于侧漏，可以有效地送风的压电风扇。自由端110a以及固定端110b具有送风部件110和送风部件110上固定着的板状的压电元素120，具有通过压电元素120使送风部件110的自由端110a振动的结构的压电风扇100，由于送风部件110相对于压电元素120上固定着的第1面112和第1面112垂直并且互相平行垂直的第2面114以及第3面116构成，送风部件110的自由端110a的形状呈H字型。由于送风部件的送风口的形状为H字型，可以有效地防止风的侧漏，提高风的方向的一致性。

Description

压电风扇

技术领域

本发明涉及一种利用压元素件来驱动送风板的超薄型风扇-压电风扇。

背景技术

作为侧漏电子机器等局部发热源的风扇，利用压电元件的超薄型风扇-压电风扇为人们所知。压电风扇通过加压交流电给压电元素来使板状体产生振幅，从而达到送风的效果。专利文献1所公开的压电风扇通过驱动交流电源来外加电压给压电元素中形成的电极(没有图示)以及由导体构成的振动板，达到驱动的效果。压电元素伸缩运动时振动板的自由端会形成扇状进行弯曲振动作为风扇驱动。专利文献1公开的压电风扇由多个振动板组成，各振动板配置在多个具有散热片的风扇之间。

先行技术文献：

专利文献1：JP特开2012-184665号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，平板状的振动板只通过扇状弯曲振动很难在需要的方向上产生所需要的风量。更进一步地，为了防止振动板和放热风扇接触，在其之间设置有隔片，如果风侧漏会扰乱风向。因为这点，振动板很难有效地将风送到放热风扇，而产生散热片的侧漏效果降低等问题。并且为了提高侧漏效果，振动板和放热风扇和隔片需要极力做到最小化。因此振动板的大小就需要调整到和散热片的放热风扇间隔同样大小。更进一步地，为了提高侧漏效果，一般会考虑增大风量，但是这样就需要加大压电元素，不仅会使生产成本和供电量增加，而且会加快振动板的劣化。

本发明借鉴了上述问题，提供了一种可以提高侧漏效率，将风有效地送到侧漏对象的新式改良压电风扇。

为了解决上述问题，本发明提供一种由拥有自由端和固定端的送风部件以及上述送风部件中固定着的板状的压电元素构成的，通过上述压电元素来使上述送风部件自由端振动的压电风扇。压电风扇的特征在于上述送风部件由固定着上述压电元素的振动面，上述振动面的一侧或者两侧的边缘上设置的侧翼组成。作为一个组合的例子，上述送风部件的上述自由端的形状可以呈H字型。并且上述振动面和上述侧翼可以形成一体。

在本发明中，送风部件由固定着压电元素的振动面，振动面的一侧或者两侧边缘上设置的侧翼构成，从而由侧翼有效地防止振动面形成的风的侧漏，并且提高送风方向的一致性。这样可以有效地将风送到侧漏对象.

本发明的压电风扇可以产生各种应用。举例来讲，可以将上述侧翼的自由端侧的一端或者两端设置为突出结构，而非上述振动面的自由端。在这个结构中，可以更好地防止从压电风扇的前端送出的风的扩散。因此，可以增大风量和风速的同时提高风向的一致性。

并且，上述侧翼在上述振动面的两面的突出部分的高度可以不同。特别是在非对称的极限结构中，侧翼只从振动面的一端突出也是可以的。在此结构中，更高的突出中送出的风量以及风速会更大。并且如果在附近配置由其他部品，可以扩大侧翼和其他部品之间的间隔，从而防止在压电风扇的弯曲振动时和其他部品接触。

并且上述在振动面和上述侧翼可以由不同的部品构成。这个时候上述振动面和上述侧面可以由不同的材料构成。特别地，上述振动面采用比上述侧翼更具有弯曲强度的材料，上述侧翼采用比上述振动面比重更小的材料的话，可以提高压电风扇的强度，延长寿命。

进一步地，以上说明的本发明的应用例可以进行两种以上的组合。

发明的效果

在本发明中，可以有效地防止风从压电风扇中侧漏，增加风向的一致性。这样一来，解决了侧漏的问题，可以有效地送风。关于本发明的其他效果，通过以下的发明实施形式项目进行说明。

附图说明

[图1]是关于第1种实施形式的压电风扇的构成概要图示。

[图2]是图1中的压电风扇从矢量A方向看过来的图。

[图3]是图1中的压电风扇的电气连接示意图。

[图4]是从压电风扇侧面看过来的风量以及风向仿真结果的示例图，(a)表示原来的压电风扇的风量以及风向，(b)表示本实施形式的压电风扇风量以及风向。

[图5]是从压电风扇的上方看过来的风量以及风向仿真的结果的示例图，(a)表示原来的压电风扇的风量以及风向，(b)表示本实施形式的压电风扇的风量以及风向。

[图6]压电风扇和散热片的配置示例图。

[图7]关于第2种实施形式的压电风扇的结构概要示例图。

[图8]关于第3种实施形式的压电风扇的结构概要示例图。

[图9]关于第3种实施形式的另外一种实例的压电风扇的结构概要示例图。

[图10]关于第4种实施形式的压电风扇的结构概要示例图。

[图11]关于第5种实施形式的压电风扇的结构概要示例图。

[图12]关于第6种实施形式的压电风扇的结构概要示例图。

[图13]关于第7种实施形式的压电风扇的结构概要示例图。

[图14]关于第7种实施形式的压电风扇的结构概要示例图。

具体实施方式

参照以下的附加图面,对适合于本发明的实施形式进行详细说明。进一步地，在本说明书以及图面中，对具有构成实质性的同一功能机构的构成要素，通过附上同一符号来省略重复的说明。

(第1种实施形式)

说明关于本发明的第1种实施形式。图1是关于本实施形式压电风扇100的结构概要示例图。

关于本实施形式压电风扇100具有如图1所示的具有自由端110a以及固定端110b的送风部件110和送风部件110上固定着的板状压电元素。并且通过压电元素120，来使送风部件110的自由端110a产生震动。以下进行顺序说明。

(送风部件110)

送风部件110由贴付着压电元素120的第1面112和垂直于第1面112相互平行的第2面114和第3面116组成。通过这种结构，送风部件110的自由端110a形成H字形形状。图2是从图1的压电风扇100的自由端110a侧(图1的矢量A方向)看过来的图。

送风部件110的一端为自由端110a，另一端为固定端110b。送风部件110的自由端110a侧配置有图1所示的第2面114以及第3面116。并且在固定端110b侧的第1面112上配置有后述的压电元素120。固定端110b指的是固定在压电风扇100上所安装的电子机器等的盒体上(没有图示)，震动关节的端部。

本实施形式中，如图2所示，第1面112，第2面114以及第3面116是用同样材料构成的整体。构成送风部件110的第1面112，第2面114以及第3面116是用较薄的板状物构成。第1面112为长方形状，例如，长度为70mm，宽度为12mm，厚度为0.5mm。第2面114和第3面116为同样形状，例如，第2面114以及第3面116的大小为长35mm，宽12mm，厚0.5mm。例如，第1面112，第2面114以及第3面116可以为Ni－Fe合金导电体构成。进一步地，这里说明的送风部件110的尺寸以及材料只是一个例子，并非作为限制。

(压电元素120)

压电元素(piezoelectric element)为一般的利用压电效果的被动元素，是将压电体上施加的力转化为电压，或者将电压转化为力的元素。piezoelectric element的读法可以为压电元素。本实施形式的压电元素120的一个例子为长度25mm，宽度10mm，厚度0.13mm的板状物，在主平面上形成电极。压电元素120的一个例子是由钛酸锆酸铅类陶瓷构成。进一步的，这里说明的压电元素120的尺寸以及材料只是一个例子，并非作为限制。

以上，说明了关于本实施形式的压电风扇100的结构。接下来，参照图3对压电风扇100的电气连接进行说明。

在压电风扇100中，如图3所示，由交流电源130给压电元素120中形成的电极(没有图示)和由导体构成的送风部件110外加电压。由交流电源130外加电压后，为了让圧电元素120随机排列离子能够整齐排列，需要引起压电元素120的变形。由于压电元素120的变形需要将频率调整成和交流电源130频率相同，就需要压电元素120和交流电源130在同一频率上纵向伸缩。压电元素120纵向伸缩后，送风部件110的一端(固定端110b)因为是固定的，自由端110a对于压电元素120做横向(图3中矢量B方向)扇状弯曲震动。这样一来，压电风扇100的自由端110a侧就会向后述的散热片以及侧漏体进行送风。

(仿真)

接下来，参照图4以及图5对驱动本实施形式的压电风扇100时的风量以及风向仿真进行说明。图4以及图5标示了风量以及风向的仿真结果，图4(a)以及图5(a)标示了原来的压电风扇的风量以及风向，图5(b)以及图5(b)标示了本实施形式的压电风扇100的风量以及风向。进一步地，原来的压电风扇只是由相当于本实施形式的压电风扇100的第1面112上的元素构成，不具有相当于第2面114以及第3面116的元素。

图4(a)以及图4(b)都是从侧面看过来的图，纸面的摆动方向就是压电风扇的振动方向。为了方便图4(b)的压电风扇100的图示，简略化地进行了标示。图4(a)的圆C里面标示了原来的压电风扇从自由端送出的风的状态，(b)的圆D内标示了本实施形式中从压电风扇100的自由端110a送出的风的状态。通过以上图示可以说明本实施形式的压电风扇100比原来的压电风扇具有较少风的侧漏，风向不会发散，风向一致性指向性较高，风量更多，风速更快等优点。

进一步地，图5(a)以及图5(b)都是上方看下来的图面，纸面的上下方向和压电风扇的振动方向呈正交。图5(b)的压电风扇100的图示为了方便起见，进行了简略化的标示。图5(a)的椭圆E标示了从原来的压电风扇的自由端送出的风的状态，图5(b)的圆F中标示了本实施形式中从压电风扇100的自由端中送出的风的状态。根据这些图示可以明确，本实施形式的压电风扇100比原来的压电风扇具有较少风的侧漏，风向不会发散，风向一致性指向性较高，风量更多，风速更快等优点。

进一步地，图5(b)的矢量G标示了第2面114以及第3面116的安装范围，图5(a)的椭圆H部分标示了图5(b)的矢量G对应的位置的风量以及风向。据这些图示可以明确，本实施形式的压电风扇100比原来的压电风扇具有较少风的侧漏。进一步地，本实施形式的压电风扇100中，如图5(b)的椭圆Ⅰ中所示，较第2面114以及第3面116，固定端侧的部分虽然会有较少的侧漏，但是这个部分离固定端110b较近，压电风扇100的振动幅度也较小，不会对风量以及风向产生较大影响。进一步地，为了防止这部分的风的侧漏，可以增加安装在第1面112上的第2面114以及第3面116的面积，也可以在这个部分上安装第2面114以及第3面116。在第1面112上安装的第2面114以及第3面116的面积可以任意设定，也可以兼顾压电风扇100的结构进行设定。

通过这样的方式，由于本实施形式的压电风扇100和第1面112以及第2面114以及第3面116形成一体，第1面112和第3面114以及第3面116之间的间隔就为零。这样一来，就比原来的压电风扇具有较少风的侧漏，风向不会发散，风向一致性指向性较高，风量更多，风速更快。

另一方面，原来的压电风扇不具有本实施形式的第2面114以及第3面116相同的部分，因为只具备第1面112，所以会像图4(a)以及图5(a)标示地那样发生大量侧漏。因此从自由端送出的风量较小，风速也较弱。进一步地，原来的压电风扇会安装在散热片的叶片之间。这样的话，压电风扇的两侧部位会有叶片存在，为了防止压电风扇和叶片接触会设置有间隔，侧漏出来的风的会通过间隙进行移动。因此将原来的压电风安装在散热片的叶片之间会使风向扩撒，压电风扇的从自由端送出的风量会变小，风速也会变弱。

对于上述现象，如图6所示，可以将本实施形式的压电风扇100设置在散热片300的后方。散热片300具有多个并排的叶片310，用于电子部品的侧漏。根据上述，由交流电源130给压电元素120施加电压，压电风扇100的压电元素120向纵向(图6中的矢量B方向)扇状弯曲振动。这样，可以从压电风扇100的固定端110b侧吸入空气，如图6中矢量J所示的那样，从自由端110a送出风。送出的风如图6中矢量K所示，会从压电风扇100的前方的散热片300的多个叶片310之间通过。

这个时候，可以合适地设定压电风扇100和散热片300的间隔。压电风扇100和散热片300的间隔越小，通过散热片300的风量以及风速更大，增加了侧漏效果。进一步，在散热片300的后方配置方压电风扇100，就不需要根据散热片300的叶片310的间隔来调整压电风扇100的面积。

(第1种实施形式的效果)

根据以上说明，在本实施形式中，有由于将形成送风部件110的自由端110a侧设置成H字型，可以有效地防止风的侧漏，提高风的方向的一致性。可以更有效地将风送出。

(第2种实施形式)

本发明的第2种实施形式说明。本实施形式是上述第1种实施形式的应用例，在以下的说明以及图面中，对具有构成实质性的同一功能的部分，通过附上同一符号来省略重复的说明。

上述第1种实施形式中，如图1所示，说明了压电风扇100的自由端110a侧的第1面112，第2面114以及第3面116的各个端部对齐的例子。本实施形式的压电风扇200中，如图7所示，第2面114以及第3面116的端部114b，116b的位置较第1面112端部112a的位置突在外面。这样的结构更好地防止了从第1面112先端送出的风的扩散。为了这个，这样可以让风量更大以及风速更快，提高了风向的一致性。

进一步地，本实施形式中散热片300的一部分可以插入根据第1面112，第2面114以及第3面116定义的空间里。这样一来，从第1面112送出的基本上不会扩散地通过散热片300。

进一步地，本实施形式中，第2面114以及第3面116的两边的端部114b，116b的位置较第1面112的端部112a的位置突出在外面。但是，例如，压电风扇200的周边有其他结构部品在附件安装时，就需要防止影响到其他结构部品。因此，只需要将第2面114以及第3面116的任意一方设置为突出，第2面114以及第3面116全部或者其中一方的端部114b，116b的位置较第1面112端部112a的位置靠后。这样对于第1面112，第2面114以及第3面116的位置可以进行任意变更。

(第3种实施形式)

本发明的第3种实施形式的说明。本实施形式是上述第1种实施形式的应用例，在以下的说明以及图面中，对具有构成实质性的同一功能的部分，通过附上同一符号来省略重复的说明。

上述第1种实施形式中，如图1所示，说明了从第1面112的垂直方向上突出来的第2面114以及第3面116的突出高度为垂直对称的例子。本实施形式的压电风扇300中，如图8所示，第1面112的垂直方向上突出的第2面114以及第3面116的突出高度为非对称。图8所示的一个例子中，增加了在上方突出的高度。

由于这样的突出高度为垂直非对称形式，可以从更大的突出面送出的更大的风量以及更强的风速。进一步的，如果在第2面114以及第3面116附近安装有其他的部品，由于突出高度为垂直非对称，可以加大第2面114以及第3面116和其他部品之间的间隔，从而在压电风扇300弯曲振动时防止和其他部品接触。

进一步地，本实施形式的另外一个例子，如图9所示，在第1面112的下方也可以设置第2面114以及第3面116突出高度为零，只设置上方突出，从自由端110a侧看过来时形状为コ状。进一步地，相反地，也可以只在第1面112的下方设置第2面114以及第3面116的突出形状。

(第4种实施形式)

本发明的第4种实施形式的说明。本实施形式是上述第1种实施形式的应用例，在以下的说明以及图面中，对具有构成实质性的同一功能的部分，通过附上同一符号来省略重复的说明。

上述第1种实施形式中，说明了第1面112的两侧部位中设置了第2面114以及第3面116的例子。本实施形式的压电风扇400中只设置了第2面114和第3面116的其中任意一面。其中的一个例子是，在图10中，标示了只设置了第3面116的机构。这样，如果第1面112附近安装的其他部品压电风扇400在进行弯曲振动时，防止了接触。

(第5种实施形式)

本发明的第5种实施形式的说明。本实施形式是上述第1种实施形式的应用例，在以下的说明以及图面中，对具有构成实质性的同一功能的部分，通过附上同一符号来省略重复的说明。

在上述第1的实施形式中，如图1所示，说明了第1面112为长方形的例子。本实施形式的压电风扇500中，如图11所示，第1面112由固定端110b侧的宽度W1较自由端110a侧的宽度W2要小的小宽度部112b构成。这个小宽度部112b的长度可以为任意长度。

进一步地，本实施形式的压电风扇500中，如图11以及图12中标示，第2面114以及第3面116设置在第1面112压电元素120的附近。因为设置有压电元素120的第1面112的小宽度部112b的宽度W1较自由端110a侧的宽度W2小，第2面114以及第3面116不和小宽度部112b连接，而形成了和小宽度部112b之间间隙。

第1面112中，和第2面114以及第3面116连接的部分虽然不做弯曲振动，但是小宽度部112b和第2面114以及第3面116没有连接，而做弯曲振动。因此，在本实施形式的压电风扇500中，由于第1面112的压电元素120的附近设置了第2面114以及第3面116，可以减少压电元素120附近的风的侧落。因此可以抑制风向的扩散风向扩散，提高风向的一致性，风量更大，风速更快。

(第6种实施形式)

本发明的第6种实施形式的说明。本实施形式是上述第1种实施形式的应用例，在以下的说明以及图面中，对具有构成实质性的同一功能的部分，通过附上同一符号来省略重复的说明。

上述第1种实施形式中，如图1所示，第2面114以及第3面116为长方形，本实施形式的压电风扇600中，如图13所示，第2面114以及第3面116朝着自由端110a侧展开呈梯形。

用上述的送风部件110构成的压电风扇600也和上述第1种实施形式一样，在增大风量以及加强风速时，提高了风向的一致性。

(第7种实施形式)

本发明的第7种实施形式的说明。本实施形式是上述第1种实施形式的应用例，在以下的说明以及图面中，对具有构成实质性的同一功能的部分，通过附上同一符号来省略重复的说明。

上述第1种实施形式中，如图2所示，送风部件110的第1面112，第2面114以及第3面116构成为一体。本实施形式的压电风扇700中，如图14所示，送风部件110的第1面112，第2面114以及第3面116可以由不同的部品构成。图14的例子中，第2面114和第3面116的短边方向的中央位置上，设置有跨越长边方向全长的嵌合沟114a，116a。嵌合沟114a，116a，如图14的矢量L所示，插入第1面111的两侧边缘部插入而进行各自的嵌合。这样就和图2一样，从送风部件110的自由端110a侧看过来的形状可以呈H字型。

进一步地，图14所示的例子中，结合部的凹凸结构可以设置成相反形状。也就是说，第1面112上设置嵌合沟，第2面114以及第3面116上设置突条，可以将第1面112的嵌合沟上嵌合第2面114以及第3面116的突条。这时为了防止突条或者嵌合沟在生产或者组装时的错位，可以采用各种各样的形状和结构。

使用了像以上的结构的送风部件110的压电风扇700也和上述第1种实施形式一样，加大了风量以及加快乐风速的同时，提高了风向的一致性。

进一步地，如图14所示，送风部件110的第1面112，第2面114以及第3面116由不同的部品组成的情况下，第1面112，第2面114，第3面116也可以由不同的材料制成。

更加详细地说，因为是第1面112做风扇运动，所以较第2面114以及第3面116，可以有弯曲强度更高的材料组成。在这个结构中，压电风扇100的强度更高，寿命更为持久。

进一步地，正是因为用第2面114以及第3面116来决定风的一致性，可以使用较第1面112比重更小的材料。在此结构中，可以减轻压电风扇的全体的重量，提高了压电风扇500的强度，延长了寿命。

进一步地，和图2以及图14所示的例不同，只由第1面112和第2面114和第3面116的任意一方构成，其他可以由别的部品组成。也就是说，第1面112和第2面114可以为一体，第3面116可以由别的部品组成，或者第1面112和第3面116可以为一体，第2面114由别的部品组成。

进一步地，第2种实施形式，第3种实施形式，第4种实施形式，第5实施形式，以及第6种实施形式的压电风扇200，300，400，500，600和第7种实施形式一样，第1面112和第2面114和第3面116由别的部件组成，都可以由不同的材料以及不同强度组成。

以上的内容，参照附带图面说明了本发明适宜的实施形式说明，但没有限定是适用于本发明的例子。从业者明显可以在发明要求的记载的范围内进行各种变更例或者修改例，对于这些例子当然是属于本发明的技术范围以内的。

例如，上述实施形式种，第2面114以及第3面116相对于第1面112垂直且相互平行，并不在本发明种限定。根据压电风扇100和侧漏处的配置，以及付近的其他部品的配置等，为了让产生的风向，风量等任意变化，相对于第1面112，第2面114以及第3面116的角度以及第2面114和第3面116的角度可以任意改变。

进一步地，上述第2～第7种实施形式都是第1种实施形式的应用例，这些应用例种，可以进行一种或者二种以上的任意组合。符号的说明

100 压电风扇

110 送风部件

110a 自由端

110b 固定端

112 第1面

114 第2面

114a 嵌合沟

116 第3面

116a 嵌合沟

120 压电元素

130 交流电源

Claims (10)

1.一种压电风扇，由拥有自由端和固定端的送风部件以及上述送风部件中固定着的板状的压电元素构成的，通过上述压电元素来使上述送风部件自由端振动的压电风扇；其特征在于，上述送风部件由固定着上述压电元素的振动面，上述振动面的一侧或者两侧的边缘上设置的侧翼组成。

2.根据权利要求1所述的压电风扇，其特征在于，上述送风部件的上述自由端的形状呈H字型。

3.根据权利要求1所述的压电风扇，其特征在于，上述振动面和上述侧翼形成一体。

4.根据权利要求1所述的压电风扇，其特征在于，上述振动面的自由端侧的端部较上述侧面的自由端侧的一侧或者两侧的端部突出。

5.根据权利要求2所述的压电风扇，其特征在于，上述振动面的两面的突出高度非对称。

6.根据权利要求1所述的压电风扇，其特征在于，上述侧面只较上述振动面的一面突出。

7.根据权利要求1所述的压电风扇，其特征在于，上述振动面和上述侧面由不同的部品构成。

8.根据权利要求7所述的压电风扇，其特征在于，上述振动面和上述侧面由不同的材料构成。

9.根据权利要求8所述的压电风扇，其特征在于，上述振动面较上述侧面由更强的弯曲强度材料构成。

10.根据权利要求8所述的压电风扇，其特征在于，上述侧面较上述振动面由比重较小的材料构成。