JP2006063900A - Jet generating device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
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の噴流発生装置を搭載した電子機器に関する。 The present invention relates to a jet generating device that generates a jet to cool a heating element such as an electronic component, and an electronic apparatus equipped with the jet generating device.
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。 Conventionally, an increase in the amount of heat generated from a heating element such as an IC (Integrated Circuit) associated with high performance of a PC (Personal Computer) has been a problem, and various heat radiation technologies have been proposed or commercialized. Yes. As a heat dissipation method, for example, there is a method in which a heat dissipation fin made of a metal such as aluminum is brought into contact with the IC, and heat from the IC is conducted to the fin to dissipate heat. Also, there is a method of dissipating heat by forcibly removing, for example, warm air in a PC housing by using a fan and introducing ambient low-temperature air around the heating element. Alternatively, there is a method of forcibly removing the warm air around the radiating fin by the fan while using the radiating fin and the fan together to increase the contact area between the heating element and the air with the radiating fin.
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。 However, in such forced convection of air by the fan, there is a problem that a temperature boundary layer on the surface of the fin occurs on the downstream side of the radiating fin, and heat from the radiating fin cannot be efficiently taken. In order to solve such a problem, for example, it is possible to increase the wind speed of the fan to make the temperature boundary layer thinner. However, increasing the number of rotations of the fan in order to increase the wind speed has a problem in that noise from the bearing portion of the fan or noise due to wind noise caused by the wind from the fan occurs.
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。)。
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。
However, in the technique described in
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及びこれを搭載した電子機器を提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a jet generating device capable of effectively dissipating heat generated from a heating element while suppressing generation of noise as much as possible, and an electronic apparatus equipped with the jet generating device. There is to do.
本発明に係る噴流発生装置は、第1及び第2の開口と、前記第1及び第2の開口にそれぞれ連通する第1及び第2のチャンバとを有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記第1のチャンバの容積を互いに増加させるように、かつ、前記第1のチャンバの容積を互いに減少させるように同期して振動し、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを形成するために前記筐体の内部を仕切るように配置された第1及び第2の振動板を有し、当該第1及び第2の振動板の振動により前記第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機構とを具備する。 A jet flow generating apparatus according to the present invention includes first and second openings, and first and second chambers communicating with the first and second openings, respectively, and a housing containing gas therein. A body, and the first chamber and the second chamber are oscillated synchronously to increase the volume of the first chamber and to decrease the volume of the first chamber. And the first and second diaphragms are arranged so as to partition the inside of the housing, and the first and second openings are opened by vibrations of the first and second diaphragms. And a vibration mechanism for alternately discharging the gas as a pulsating flow.
本発明では、第1及び第2の振動板の振動によって、第1及び第2の開口を介して交互に気体を脈流として吐出させるようにしている。第1の振動板等により第1のチャンバの容積を増減させるという作用により、この作用に同期して第2のチャンバの容積も増減することは言うまでもない。その結果、各開口から発生する音波の周波数も等しくなり、逆位相となって弱め合い、騒音が低減される。また、本発明では、1つの筐体の内部に2つの振動板が設けられているので、これらの振動板の振動によって第1のチャンバ及び第2のチャンバの容積の変化を大きくすることができ、気体の吐出量を多くすることができる。したがって、冷却能力を向上させることができる。 In the present invention, the gas is alternately discharged as a pulsating flow through the first and second openings by the vibrations of the first and second diaphragms. Needless to say, the volume of the first chamber is increased or decreased by the action of increasing or decreasing the volume of the first chamber by the first diaphragm or the like. As a result, the frequency of the sound wave generated from each opening is also equalized and weakened in opposite phases, and noise is reduced. Further, in the present invention, since two diaphragms are provided inside one housing, changes in the volumes of the first chamber and the second chamber can be increased by the vibration of these diaphragms. The amount of gas discharged can be increased. Therefore, the cooling capacity can be improved.
本発明において、第1の振動板と第2の振動板とは、相対的に角度が付けられて配置されていてもよいし、平面状に配列(振動方向にほぼ垂直な面内で配列)されるようにようにしてもよい。第1の振動板には、例えばコイルまたは永久磁石等が取り付けられた電磁駆動により振動する振動板が用いられる。この場合、そのコイルに対面するように永久磁石が前記筐体内に配置されていればよい。電磁駆動に限られず、静電作用、圧電作用を利用して駆動するものであってもよい。第2の振動板も同様である。あるいは、振動機構は、例えば振動板に接続されたロッドと、このロッドをリニア駆動する駆動部を有するようにしてもよい。この場合、駆動部は、電磁駆動、静電駆動、圧電駆動で駆動するものが用いられる。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。以下、同様である。 In the present invention, the first diaphragm and the second diaphragm may be arranged at a relatively angle, or arranged in a plane (arranged in a plane substantially perpendicular to the vibration direction). You may be made to do. For the first diaphragm, for example, a diaphragm that vibrates by electromagnetic driving with a coil or a permanent magnet attached thereto is used. In this case, a permanent magnet may be arranged in the casing so as to face the coil. The driving is not limited to electromagnetic driving, and may be performed using electrostatic action or piezoelectric action. The same applies to the second diaphragm. Alternatively, the vibration mechanism may include, for example, a rod connected to the diaphragm and a drive unit that linearly drives the rod. In this case, the drive unit is driven by electromagnetic drive, electrostatic drive, or piezoelectric drive. Examples of the gas include air, but other gases may be used. The same applies hereinafter.
本発明の一の形態によれば、前記第1及び第2の振動板は、互いに逆向きに振動する。これにより、例えば、筐体に伝達された第1の振動板の振動と、同じく筐体に伝達された第2の振動板の振動とがキャンセルされ、ノイズが発生することを抑制することができる。第1の振動板や第2の振動板の振幅や面積を大きくして、気体の吐出量を大きくすることが望まれるが、その場合、振動板の振動によってその振動の方向に噴流発生装置に働く力(加振力)も大きくなってしまう。本発明では、互いに逆向きの振動によりその力を相殺することができる。その加振力は、F=−mrω2sinωtで表すことができる。mは振動板の質量、rは振幅、ωは振動数である。本発明においては、第1及び第2の振動板の振動方向にほぼ垂直な面同士を対面させてもよいし、対面させなくてもよい。特に、当該面同士を対面させるようにすれば、1つの振動板が設けられる場合の噴流発生装置の設置面積と同じで、吐出量を増やすことができる。すなわち、省スペース化を達成しつつ冷却能力を上げることができる。 According to one aspect of the present invention, the first and second diaphragms vibrate in opposite directions. Thereby, for example, the vibration of the first diaphragm transmitted to the casing and the vibration of the second diaphragm transmitted to the casing can be canceled to suppress the generation of noise. . It is desirable to increase the gas discharge rate by increasing the amplitude and area of the first diaphragm and the second diaphragm. In that case, the vibration is caused to the jet flow generator by the vibration of the diaphragm. The working force (vibration force) will also increase. In the present invention, the forces can be canceled by vibrations in opposite directions. The excitation force can be expressed by F = −mrω2sinωt. m is the mass of the diaphragm, r is the amplitude, and ω is the frequency. In the present invention, the surfaces substantially perpendicular to the vibration direction of the first and second diaphragms may face each other or may not face each other. In particular, if the surfaces are made to face each other, the discharge amount can be increased in the same manner as the installation area of the jet generating device when one diaphragm is provided. That is, the cooling capacity can be increased while achieving space saving.
本発明の一の形態によれば、噴流発生装置は、前記第1の振動板と前記第2の振動板とを一体的に支持し、前記第1及び第2のチャンバを形成するように前記筐体の内部を仕切る仕切り部材をさらに具備する。本発明では、第1及び第2の振動板の振動が互いに逆向きで、しかも、これらの振動板を一体的に支持する仕切り部材により筐体内部が仕切られるので、各チャンバを形成するための筐体内部のスペースを有効に利用することができる。その結果、筐体の小型化を図ることができる。 According to an aspect of the present invention, the jet flow generating device integrally supports the first diaphragm and the second diaphragm, and forms the first and second chambers. A partition member for partitioning the inside of the housing is further provided. In the present invention, the vibrations of the first and second diaphragms are opposite to each other, and the inside of the housing is partitioned by a partition member that integrally supports these diaphragms, so that each chamber is formed. The space inside the housing can be used effectively. As a result, the housing can be downsized.
本発明の一の形態によれば、前記振動機構は、前記第1の振動板に同期して前記第1のチャンバの容積を増減するように振動する第3の振動板と、前記第3の振動板と互いに逆向きに振動し、前記第2の振動板に同期して前記第1のチャンバの容積を増減するように振動する第4の振動板とを有する。このように、第1の振動板に加え第3の振動板がさらに第1のチャンバの容積を変化させ、かつ、第2の振動板に加え第4の振動板がさらに第2のチャンバの容積を変化させることで、各チャンバの容積の変化がさらに大きくなり、気体の吐出量を増やすことができる。第1の振動板と第3の振動板とは、上述したように面同士が対面していてもよいし、対面していなくてもよい。第2の振動板と第4の振動板との相対的な配置についても同様である。 According to an aspect of the present invention, the vibration mechanism includes a third diaphragm that vibrates so as to increase or decrease the volume of the first chamber in synchronization with the first diaphragm, and the third diaphragm And a fourth diaphragm that vibrates in opposite directions to the diaphragm and vibrates so as to increase or decrease the volume of the first chamber in synchronization with the second diaphragm. Thus, the third diaphragm in addition to the first diaphragm further changes the volume of the first chamber, and the fourth diaphragm in addition to the second diaphragm further increases the volume of the second chamber. By changing this, the change in the volume of each chamber is further increased, and the amount of gas discharged can be increased. As described above, the first diaphragm and the third diaphragm may face each other or may not face each other. The same applies to the relative arrangement of the second diaphragm and the fourth diaphragm.
本発明の一の形態によれば、噴流発生装置は、前記第1、第2、第3及び第4の振動板を一体的に支持し、前記第1及び第2のチャンバを形成するように前記筐体の内部を仕切る仕切り部材をさらに具備する。本発明では、第1及び第2の振動板の振動が互いに逆向きで、また、第3及び第4の振動板の振動が互いに逆向きで、しかも、これら4つの振動板を一体的に支持する仕切り部材により筐体内部が仕切られるので、各チャンバを形成するための筐体内部のスペースを有効に利用することができる。これにより、冷却能力が向上する。 According to one aspect of the present invention, the jet flow generating device integrally supports the first, second, third, and fourth diaphragms to form the first and second chambers. A partition member for partitioning the inside of the housing is further provided. In the present invention, the vibrations of the first and second diaphragms are opposite to each other, the vibrations of the third and fourth diaphragms are opposite to each other, and these four diaphragms are integrally supported. Since the inside of the housing is partitioned by the partitioning member, the space inside the housing for forming each chamber can be used effectively. Thereby, a cooling capacity improves.
本発明の一の形態によれば、前記筐体は、第3及び第4の開口と、前記第1及び第2の振動板の振動方向に前記第1及び第2のチャンバとともに配列され、前記第3及び第4の開口にそれぞれ連通する第3及び第4のチャンバとを有し、前記振動機構は、前記第2の振動板と互いに逆向きに同期して振動し、前記第2の振動板との間で前記第3のチャンバを形成するように、かつ、前記筐体との間で前記第4のチャンバを形成するように配置された第3の振動板を有し、当該第2及び第3の振動板の振動により前記第3及び第4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。これにより、第1及び第2の開口を介して気体が吐出するときの音波が弱め合うことに加え、第3及び第4の開口で発生する音波が弱め合うので、騒音を抑えつつ吐出量をさらに多くすることができる。したがって、冷却能力が向上する。 According to an aspect of the present invention, the housing is arranged together with the first and second chambers in the vibration direction of the third and fourth openings and the first and second diaphragms, Third and fourth chambers communicating with the third and fourth openings, respectively, and the vibration mechanism vibrates in synchronization with the second diaphragm in opposite directions, and the second vibration A third diaphragm arranged to form the third chamber with the plate and to form the fourth chamber with the housing, and the second diaphragm The gas is alternately discharged as a pulsating flow through the third and fourth openings by the vibration of the third diaphragm. Thereby, in addition to the weakening of sound waves when gas is discharged through the first and second openings, the sound waves generated in the third and fourth openings are weakening, so the discharge amount can be reduced while suppressing noise. You can do more. Therefore, the cooling capacity is improved.
本発明の別の観点に係る噴流発生装置は、第1、第2、第3及び第4の開口と、前記第1及び第2の開口に連通する第1のチャンバと、前記第3及び第4の開口に連通する第2のチャンバとを有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記第1のチャンバに配置された第1の振動板と、前記第2のチャンバに配置され、前記第1の振動板と逆向きに同期して振動する第2の振動板とを有し、前記第1の振動板の振動により前記第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、前記第2の振動板の振動により前記第3及び第4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機構とを具備する。 According to another aspect of the present invention, there is provided a jet flow generating apparatus including first, second, third, and fourth openings, a first chamber that communicates with the first and second openings, and the third and second openings. 4, a second chamber communicating with the opening of 4, a housing containing gas therein, a first diaphragm disposed in the first chamber, and a second chamber disposed in the second chamber And a second diaphragm that vibrates in synchronization with the first diaphragm in an opposite direction, and the gas is alternately passed through the first and second openings by the vibration of the first diaphragm. And a vibration mechanism that discharges the gas alternately as a pulsating flow through the third and fourth openings by the vibration of the second diaphragm.
本発明では、第1の振動板と第2の振動板とが互いに逆向きに同期して振動するため、筐体に伝達される各振動板のそれぞれの振動が弱め合い、筐体から発生するノイズを抑制することができる。また、第1及び第2の開口からそれぞれ交互に気体が吐出されるので、つまり、逆位相で音波が発生するので互いに音波が弱め合い、騒音を低減できる。また、第3及び第4の開口から発生する音波も、同様に弱め合うため、騒音を低減できる。第1及び第2の振動板は対面していてもよいし、しなくてもよい。例えば、両振動板同士が対面しない場合、筐体全体にモーメントが発生するが、各振動板の振幅等が小さく、そのモーメントが小さければ問題ない。 In the present invention, since the first diaphragm and the second diaphragm vibrate in synchronization with each other in opposite directions, the vibrations of the diaphragms transmitted to the casing are weakened and generated from the casing. Noise can be suppressed. Further, gas is alternately discharged from the first and second openings, that is, sound waves are generated in opposite phases, so that the sound waves weaken each other and noise can be reduced. In addition, since sound waves generated from the third and fourth openings are also weakened in the same manner, noise can be reduced. The first and second diaphragms may or may not face each other. For example, when both diaphragms do not face each other, a moment is generated in the entire housing, but there is no problem if the amplitude of each diaphragm is small and the moment is small.
本発明に係る電子機器は、発熱体と、第1及び第2の開口と、前記第1及び第2の開口にそれぞれ連通する第1及び第2のチャンバとを有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記第1のチャンバの容積を互いに増加させるように、かつ、前記第1のチャンバの容積を互いに減少させるように同期して振動し、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを形成するために前記筐体の内部を仕切るように配置された第1及び第2の振動板を有し、当該第1及び第2の振動板の振動により前記第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機構とを具備する。 An electronic apparatus according to the present invention includes a heating element, first and second openings, and first and second chambers communicating with the first and second openings, respectively, and contains gas therein. The first chamber and the second chamber are oscillated synchronously so as to increase the volume of the first housing and the first chamber and to decrease the volume of the first chamber. The first and second diaphragms are arranged so as to partition the interior of the housing to form the chamber, and the first and second diaphragms are vibrated by vibrations of the first and second diaphragms. And a vibration mechanism for alternately discharging the gas as a pulsating flow toward the heating element through the opening.
本発明において、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。 In the present invention, examples of the heating element include an electronic component such as an IC chip and a resistor, a heat radiating fin, and the like. Examples of the electronic device include a computer, a PDA (Personal Digital Assistance), a camera, a display device, an audio device, and other electrical appliances. The same applies hereinafter.
本発明の別の観点に係る電子機器は、発熱体と、第1、第2、第3及び第4の開口と、前記第1及び第2の開口に連通する第1のチャンバと、前記第3及び第4の開口に連通する第2のチャンバとを有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記第1のチャンバに配置された第1の振動板と、前記第2のチャンバに配置され、前記第1の振動板と逆向きに同期して振動する第2の振動板とを有し、前記第1の振動板の振動により前記第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、前記第2の振動板の振動により前記第3及び第4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機構とを具備する。 An electronic device according to another aspect of the present invention includes a heating element, first, second, third, and fourth openings, a first chamber that communicates with the first and second openings, and the first And a second chamber communicating with the third and fourth openings, a housing containing gas therein, a first diaphragm disposed in the first chamber, and the second chamber And a second diaphragm that vibrates in synchronization with the first diaphragm in an opposite direction, and alternately through the first and second openings by the vibration of the first diaphragm. A vibration mechanism for discharging the gas as a pulsating flow, and alternately discharging the gas as a pulsating flow toward the heating element through the third and fourth openings by the vibration of the second diaphragm. It comprises.
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。 As described above, according to the present invention, it is possible to effectively dissipate heat generated from the heating element while suppressing generation of noise as much as possible.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
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は図1に示す噴流発生装置1の断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a jet flow generating apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the jet
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つの振動板10a及び10bが配置されている。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。振動板10a及び10bは、図2に示すように、それらの外周部にエッジ部材18が装着されており、これらのエッジ部材18を介して仕切り板5によって一体的に支持されている。仕切り板5は、例えば3つの側面が開放された形状となっており、その開放された3側面が筐体2の内側壁に2dに当接されることで筐体2の内部を仕切っている。したがって、筐体2、仕切り板5、エッジ部材18、振動板10a及び10bによってチャンバ2a及び2bが形成される。エッジ部材18は、振動板10a及び10b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。
The
振動板10a及び10bはそれぞれ実質的に同一の構成を有している。具体的には、振動板10a及び10b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。振動板10a及び10bは、図2中、矢印Rの方向に振動し、制御部19によってその振動が制御されるようになっている。具体的には、例えば、振動板10a及び10b上に平面コイルがそれぞれ設置され、さらに振動板10a及び10bのそれぞれの近傍、例えば筐体2の内部の天井部と底部とにそれぞれ図示しない永久磁石が設置されていればよい。つまり、それらの平面コイルに電圧が印加されれば当該各平面コイルに電磁力が働き、振動板10a及び10bが振動する。制御部19は、例えば、各平面コイル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。
The
なお、振動板10a及び10bの構成として、上記のように電磁駆動を利用するものに限らない。例えば振動板10aに圧電素子を取り付けて、圧電駆動を利用するものでもよいし、振動板10a自体が圧電体と電極膜とで構成されたものであってもよい。あるいは、上記永久磁石の代わりに電極を設けて、振動板に取り付けられた平面コイルとの間で静電気力を発生させて、振動板10a及び10bをそれぞれ振動させるようにしてもよい。
The configurations of the
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がそれぞれ複数設けられている。ノズル3a及び3bは、筐体2等から突出した形状でなくてもよい。つまり、筐体2の内部に含められた空気が筐体2の外部に噴出すればよいので、筐体2等の側面が開口されているだけでもよい。
For example, a plurality of
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が振動板10a及び10bを互いに逆向きに同期して正弦波振動させる。具体的には、まず図2中、振動板10aが下方に撓むとともに振動板10bが上方に撓むことにより、チャンバ2aの容積が減少する。チャンバ2aの容積が減少することでチャンバ2aの圧力が増加し、その増加する作用によってノズル3aからチャンバ2aにある空気が外部に吐出される。逆に、振動板10aが上方に撓むとともに振動板10bが下方に撓むことにより、チャンバ2bの容積が減少する。チャンバ2bの容積が減少することでチャンバ2bの圧力が増加し、その増加する作用によってノズル3bからチャンバ2bにある空気が外部に吐出される。このようにノズル3a及び3bから交互に空気が噴出する。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。
The operation of the jet
一方、振動板10a及び10bの振動は音波となって空気中を伝搬する。特に、ノズルから音が生じるわけであるが、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。
On the other hand, the vibrations of the
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。
As shown in FIG. 1, when the distance between the
以上のように、本実施の形態では、ノズル3a及び3bから互いに逆位相で音が発生するため、音が弱め合い、騒音を低減させることができる。また、1つの筐体2の内部に、2つの振動板10a及び10bが設けられているので、これらの振動板10a及び10bの振動によってチャンバ2a及び2bの容積の変化を大きくすることができ、空気の吐出量を多くすることができる。したがって、冷却能力を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, sound is generated from the
また、特に、振動板10a及び10b同士を対面させており、つまり、振動板10a及び10bが積層するように配置されているので、噴流発生装置1の設置面積を、1つの振動板が設けられる場合の噴流発生装置の設置面積と同じで、吐出量を増やすことができる。すなわち、省スペース化を達成しつつ冷却能力を上げることができる。
In particular, the
さらに、振動板10a及び10bを一体的に支持する仕切り板5によって、筐体2の内部が仕切られ、チャンバ2a及び2bが形成されているので、各チャンバ2a及び2bを形成するための筐体内部のスペースを有効に利用することができる。これにより、筐体2、ひいては噴流発生装置1の小型化を図ることができる。
Furthermore, since the inside of the housing | casing 2 is partitioned off by the
本実施の形態において、振動板10a及び10bの振動は、エッジ部材18である程度吸収されるが、一部は筐体2に伝達される。ここで、仮に、振動板10a及び10bを横に並べて、逆方向でなく同じ方向に同期して振動させた場合であって、それらの振動が筐体2に伝達された場合には、筐体2が振動し、ノイズが発生する可能性がある。しかし、本実施の形態のように、振動板10a及び10bを逆方向に同期して振動させることで、筐体に伝達された振動はキャンセルされる。これにより、ノイズが発生することを抑制することができる。
In the present embodiment, the vibrations of the
図3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。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a jet flow generating apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the description after the second embodiment, the description of the same members and functions of the jet
この噴流発生装置11に設けられたノズル13a及び13bは、上記の噴流発生装置1のノズル3a及び3bが設けられた筐体2の側面とは反対側の側面に設けられている。ノズル13aは、仕切り板5の側面を貫く2caを貫き、チャンバ2aとノズル内の流路が連通している。このような構成によっても、上記の噴流発生装置1と同様の作用効果が得られる。
The
また、両ノズル13a及び13bは、それらの一端が筐体2の内部へ突出するように設けられ、上記ノズル3a及び3bより長く形成されている。このようにノズル13a及び13bが長く形成されることで、ノズル13a及び13bで形成される音を極力低くすることができ、これにより、人間の聴感特性上、騒音を低減することができる。また、このように、ノズル13a及び13bはノズル3a及び3bより長く形成されていても、各ノズル13a及び13bは筐体2の内部へ突出するように設けられているので、噴流発生装置11の図3中の横幅の寸法を、噴流発生装置1のそれより大きくすることもない。これにより、小型化を図ることができる。
Moreover, both the
図4は、本発明の第3の実施の形態に係る噴流発生装置の筐体の内部を示す斜視図である。図5はその断面図である。 FIG. 4 is a perspective view showing the inside of the casing of the jet flow generating device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view thereof.
本実施の形態に係る噴流発生装置21の筐体22の内部には、例えば4つの振動板10a、10b、10c及び10dが配置されている。例えば、これらの振動板10a〜10dは、第1の振動板10aと第2の振動板10bとが対面するように、また、第3の振動板10cと第4の振動板10dとが対面するように、仕切り板25によって各振動板10a、10b、10c及び10dが一体的に支持されている。仕切り板25は、上部の斜板25a、下部の斜板25bを有し、上部斜板25aが筐体2の上部に接続され、下部の斜板25bが筐体2の底部に接続されている。これにより、対称形状のチャンバ22a及び22bが形成される。図4に示すように、筐体22の側面に、チャンバ22aに内部の流路が連通するノズル3aが設けられ、また、チャンバ22bに内部の流路が連通するノズル3bが設けられているが、図をわかりやすくするため、それらの一部を省略している。これらのノズル3a及び3bは、一直線状に配列されている。このように対称形状のチャンバ22a及び22bが形成されることで、各ノズル3a及び3bから発生する音波を等しくすることができるので極力騒音を低減できる。
For example, four
このように構成された噴流発生装置21の作用を説明する。図示しない制御部の制御の下、第1の振動板10a及び第3の振動板10cが図5中、上方に撓むとともに、第2の振動板10b及び第4の振動板10dが下方に撓むことにより、チャンバ22aの容積が減少する。チャンバ2aの容積が減少することでチャンバ2aの圧力が増加し、その増加する作用によってノズル3aからチャンバ22aにある空気が外部に吐出される。逆に、第1の振動板10a及び第3の振動板10cが下方に撓むとともに、第2振動板10b及び第4の振動板10dが上方に撓むことにより、チャンバ2bの容積が減少する。チャンバ2bの容積が減少することでチャンバ2bの圧力が増加し、その増加する作用によってノズル3bからチャンバ2bにある空気が外部に吐出される。このようにノズル3a及び3bから交互に空気が噴出する。
The operation of the jet
本実施の形態では、第1の振動板10aに加え第3の振動板10cがさらに第1のチャンバ22aの容積を変化させ、かつ、第2の振動板10bに加え第4の振動板10dがさらに第2のチャンバ22bの容積を変化させることで、各チャンバ22a及び22bの容積の変化がさらに大きくなり、空気の吐出量を増やすことができる。
In the present embodiment, the
また、4つの振動板10a〜10dを一体的に支持する仕切り板25により筐体22の内部が仕切られるので、各チャンバ22a及び22bを形成するための筐体内部のスペースを有効に利用することができる。
Moreover, since the inside of the housing | casing 22 is partitioned off by the
なお、本実施の形態において、ノズル3aとノズル3bとが最も離れた位置にあるノズル3aと、ノズル3bとの距離をdとした場合に、上記の式d<λ/2、またはd<λ/6を満たすようにすればよい。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。
In the present embodiment, when the distance between the
図6及び図7は、それぞれ図5に示す噴流発生装置の変形例を示す断面図である。図6に示す例では、ノズル3a及び3bの列の上部にさらにノズル23a及び23bの列が設けられている。図7に示す例では、図6で示す形態にさらにノズル33a及び33bの列が加えられている。このように、ノズルを適宜増やすこともでき、各振動板10a〜10dの振幅や、チャンバ22a等の容積によって最適な数に設定されれば、最適な空気の吐出量を得ることができる。
6 and 7 are cross-sectional views showing modifications of the jet generating device shown in FIG. In the example shown in FIG. 6, a row of
図8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31では、上記第3の実施の形態に係る噴流発生装置21と同様に、4つの振動板10a〜10dが仕切り部材35によって一体的に支持されている。図9に、仕切り部材35の斜視図を示す。この仕切り部材35には、斜板35aと斜板35bとを接続し、内部に空気の流路を有する流路形成部材35dと、斜板35bと斜板35cとを接続し、内部に空気の流路を有する流路形成部材35eとが設けられている。このように構成された仕切り部材35によって筐体32の内部が仕切られ、チャンバ32a及び32bが形成される。ノズル3aはチャンバ32aに接続され、ノズル3bはチャンバ32bに接続されている。
FIG. 8 is a sectional view showing a jet generating apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In the jet
このような構成によっても、チャンバ32a及び32bの形状を対称形状とすることができ、騒音を低減することができる。また、筐体32の内部のスペースを有効に利用することができる。
Even with such a configuration, the
図10は、図8に示した噴流発生装置31の変形例を示す断面図である。この噴流発生装置41の筐体42の内部には、上述の仕切り部材35(図9参照)が複数積層されて構成された仕切り部材45が設けられている。この噴流発生装置41では、図示しない制御部の制御の下、振動板10a、10c、10f及び10hが、図10中、上方に撓むとともに、振動板10b、10d、10e及び10gが下方に撓むことにより、チャンバ42aの容積が減少する。これにより、チャンバ42aに接続されたノズル3aから空気が外部に吐出される。一方、各振動板10a〜10hが、上記と逆方向にそれぞれ撓むことにより、チャンバ42bの容積が減少し、これにより、チャンバ42bに接続されたノズル3bから空気が外部に吐出される。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a modification of the jet
図11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51は、筐体52の内部に振動板10a及び10bが対面するように配置され、振動板10cと10dが対面するように配置されて構成されている。これにより、筐体52の上部から順にチャンバ52a、52b及び52cが形成される。図示しない制御部により、振動板10a及び10bが互いに逆向きに同期して振動するように、かつ、振動板10c及び10dが互いに逆向きに同期して振動するように制御される。複数のノズル3a、3b及び3cはそれぞれチャンバ52a、52b及び52cに接続されている。この場合、最適な吐出量で各ノズルから冷媒が吐出されるように、ノズルの数が設定される。
FIG. 11: is sectional drawing which shows the jet flow generator which concerns on the 5th Embodiment of this invention. The jet
このような噴流発生装置51の構成により、上記各実施の形態に係る噴流発生装置に比べれば、騒音の抑制は期待できない。しかし、例えば振動板10a〜10dを4つ横に配列させる場合に比べて噴流発生装置51の設置面積を小さくしながらも、冷媒の吐出量を増やすことができる。
With such a configuration of the jet
図12は、本発明の第6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13は、図12に示すA−A線断面図である。この噴流発生装置61の筐体62の内部の中央には、振動板10a及び10bの振動方向と同じ方向に立設された仕切り板65が配置されている。これにより、図12及び図13中、横方向に領域が分かれる。さらに、このように分けられた領域が振動板10aによって、チャンバ62aと62bとに分かれ、振動板10bによって、チャンバ62cと62dとに分かれる。チャンバ62a〜62dごとに複数のノズル3a、3b、3c及び3dが設けられている。振動板10a及び振動板10bは、互いに逆向きに同期して振動するように制御される。
FIG. 12: is sectional drawing which shows the jet flow generator which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 13 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. A
本実施の形態では、ノズル3a及び3bから発生する音波が弱め合い、かつ、ノズル3c及び3dから発生する音波が弱め合うので、騒音が低減する。また、振動板10a及び10bは互いに逆向きに振動するので、それらの振動は相殺され、筐体62にノイズが発生することを抑制できる。
In the present embodiment, since the sound waves generated from the
なお、本実施の形態の場合、両振動板10aと10bとは対面していないので、筐体62全体に、図13において反時計回りのモーメントが発生する。しかし、振動板10a及び10bの振幅等が小さく、そのモーメントが小さければ問題ない。
In the case of the present embodiment, since both the
R…振動方向
1、11、21、41、51、61…噴流発生装置
2、22、32、42、52、62…筐体
2a、2b、22a、22b、32a、32b、42a、42b、52a、52b、52c、62a、62b、62c、62d…チャンバ
3a、3b、3c、3d、13a、13b、23a、23b、33a、33b…ノズル
5、25…仕切り板
10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h…振動板
35、45、65…仕切り部材
R ...
Claims (9)
前記第1のチャンバの容積を互いに増加させるように、かつ、前記第1のチャンバの容積を互いに減少させるように同期して振動し、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを形成するために前記筐体の内部を仕切るように配置された第1及び第2の振動板を有し、当該第1及び第2の振動板の振動により前記第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機構と
を具備することを特徴とする噴流発生装置。 A housing having first and second openings, and first and second chambers communicating with the first and second openings, respectively, and containing gas therein;
The first chamber and the second chamber are oscillated synchronously to increase the volume of the first chamber and to decrease the volume of the first chamber to each other to form the first chamber and the second chamber. Therefore, the first and second diaphragms are arranged so as to partition the inside of the housing, and the first and second diaphragms vibrate alternately through the first and second openings. And a vibration mechanism for discharging the gas as a pulsating flow.
前記第1及び第2の振動板は、互いに逆向きに振動することを特徴とする噴流発生装置。 The jet generator according to claim 1,
The jet generator according to claim 1, wherein the first and second diaphragms vibrate in opposite directions.
前記第1の振動板と前記第2の振動板とを一体的に支持し、前記第1及び第2のチャンバを形成するように前記筐体の内部を仕切る仕切り部材をさらに具備することを特徴とする噴流発生装置。 The jet generating device according to claim 2,
And a partition member configured to integrally support the first diaphragm and the second diaphragm and partition the interior of the housing so as to form the first and second chambers. A jet generator.
前記振動機構は、
前記第1の振動板に同期して前記第1のチャンバの容積を増減するように振動する第3の振動板と、
前記第3の振動板と互いに逆向きに振動し、前記第2の振動板に同期して前記第1のチャンバの容積を増減するように振動する第4の振動板と
を有することを特徴とする噴流発生装置。 A jet generator according to claim 2,
The vibration mechanism is
A third diaphragm that vibrates to increase or decrease the volume of the first chamber in synchronization with the first diaphragm;
A fourth diaphragm that vibrates in opposite directions to the third diaphragm and vibrates to increase or decrease the volume of the first chamber in synchronization with the second diaphragm. A jet generator.
前記第1、第2、第3及び第4の振動板を一体的に支持し、前記第1及び第2のチャンバを形成するように前記筐体の内部を仕切る仕切り部材をさらに具備することを特徴とする噴流発生装置。 The jet generator according to claim 4,
A partition member that integrally supports the first, second, third, and fourth diaphragms and that partitions the interior of the housing so as to form the first and second chambers; Characteristic jet generator.
前記第1及び第2のチャンバの形状がほぼ等しいことを特徴とする噴流発生装置。 The jet generator according to claim 5,
A jet flow generating apparatus characterized in that the first and second chambers have substantially the same shape.
前記第1のチャンバに配置された第1の振動板と、前記第2のチャンバに配置され、前記第1の振動板と逆向きに同期して振動する第2の振動板とを有し、前記第1の振動板の振動により前記第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、前記第2の振動板の振動により前記第3及び第4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機構と
を具備することを特徴とする噴流発生装置。 The first, second, third, and fourth openings, the first chamber that communicates with the first and second openings, and the second chamber that communicates with the third and fourth openings are provided. And a housing containing gas inside,
A first diaphragm disposed in the first chamber; and a second diaphragm disposed in the second chamber and oscillating in synchronization with the first diaphragm in a reverse direction; The gas is alternately discharged as a pulsating flow through the first and second openings by the vibration of the first diaphragm, and the third and fourth openings are discharged by the vibration of the second diaphragm. And a vibration mechanism for alternately discharging the gas as a pulsating flow.
第1及び第2の開口と、前記第1及び第2の開口にそれぞれ連通する第1及び第2のチャンバとを有し、内部に気体が含まれた筐体と、
前記第1のチャンバの容積を互いに増加させるように、かつ、前記第1のチャンバの容積を互いに減少させるように同期して振動し、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを形成するために前記筐体の内部を仕切るように配置された第1及び第2の振動板を有し、当該第1及び第2の振動板の振動により前記第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機構と
を具備することを特徴とする電子機器。 A heating element;
A housing having first and second openings, and first and second chambers communicating with the first and second openings, respectively, and containing gas therein;
The first chamber and the second chamber are oscillated synchronously to increase the volume of the first chamber and to decrease the volume of the first chamber to each other to form the first chamber and the second chamber. For this purpose, the first and second diaphragms are arranged so as to partition the inside of the casing, and the first and second diaphragms vibrate through the first and second openings. An electronic device comprising: a vibration mechanism that alternately discharges the gas as a pulsating flow toward the heating element.
第1、第2、第3及び第4の開口と、前記第1及び第2の開口に連通する第1のチャンバと、前記第3及び第4の開口に連通する第2のチャンバとを有し、内部に気体が含まれた筐体と、
前記第1のチャンバに配置された第1の振動板と、前記第2のチャンバに配置され、前記第1の振動板と逆向きに同期して振動する第2の振動板とを有し、前記第1の振動板の振動により前記第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、前記第2の振動板の振動により前記第3及び第4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機構と
を具備することを特徴とする電子機器。 A heating element;
The first, second, third, and fourth openings, the first chamber that communicates with the first and second openings, and the second chamber that communicates with the third and fourth openings are provided. And a housing containing gas inside,
A first diaphragm disposed in the first chamber; and a second diaphragm disposed in the second chamber and oscillating in synchronization with the first diaphragm in a reverse direction; The gas is alternately discharged as a pulsating flow through the first and second openings by the vibration of the first diaphragm, and the third and fourth openings are discharged by the vibration of the second diaphragm. And an oscillating mechanism for alternately discharging the gas as a pulsating flow toward the heating element.
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