JP2009250132A - 冷却装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出流量を向上させると共に吐出させる際の騒音の発生を抑制できる冷却装置及び電子機器を提供すること。
【解決手段】冷却装置１５のポンプ室３６から噴出した気体を一端１８ａから流入させ、他端１８ｂから吐出するまでに慣性効果を持たせる第１の流路２４を具備することとしたので、吐出した気体は慣性を有しており、それにより先行技術文献１のような逆流を防止でき、吐出される流量も多くすることが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば携帯型ビデオカメラなどの携帯型電子機器に搭載されたハードディスクドライブなどを冷却するために用いられる冷却装置及び電子機器に関する。

従来から、携帯型電子機器に搭載された電子部品を冷却するための技術として、冷却ファンにより筺体内を強制排気することがよく知られている。

しかしながら、このようなファンによる空気の強制排気ではファンや通気路確保のために容積が大きくなり、最近の携帯型電子機器の小型化や薄型化を阻害する要因となっている。また、ファンから発生する騒音の問題もある。

これらを解決する技術として、例えばトランスジューサの動作が駆動体を屈曲させるように構成された超音波駆動体と、当該トランスジューサ若しくは基板上に配設されるか、又はトランスジューサ若しくは基板と一体に形成される第１膜体と、駆動体と略平行に取り付けられると共に、駆動体から所与の距離だけ離隔された第２膜体とを有し、膜体の１つは有孔であり、これによりトランスジューサを駆動した際の駆動体の超音波屈曲が有孔膜体を経てガス流を生じさせるようなガス流発生器が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特表２００６−５２２８９６号公報（段落[０００６]、図１９ｂ，図２０ｂ）

上記したガス流発生器をヒートシンクと一緒に用いることで、例えば特許文献１の図２０ｂに示すように当該ガス流発生器が二重ヒートシンクの上面から短い距離だけ隔てられている場合は、当該有孔膜体の面に沿って流れるガスは、該ヒートシンクの上面に沿ってチャンネル内を流れる。また、有孔膜体からのジェット流は当該ヒートシンクの中心を経て通過し、次いで、ヒートシンクの下面上のチャンネルを経て通過してヒートシンクを冷却することができる。

しかし、当該ガス流発生器は吐出されるガスの慣性が不十分であってヒートシンクの中心で、逆流が生じ、十分な流量が得られないという問題が考えられる。

また、吐出の流量が十分でないなどの原因から、吐出の際に風切り音や吐出する孔付近の振動による振動音などが生じるという問題も考えられる。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、吐出流量を向上させると共に吐出させる際の騒音の発生を抑制できる冷却装置及び電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る冷却装置は、外部から流体を導入し、内部から流体を噴出する圧電ポンプ部と、前記噴出した流体を一端から流入させて慣性を生じさせ、他端から吐出させる流路部とを具備する。ここで、「流体」とは例えば空気などの気体をいうが、これに限られるものではなく電子部品などを冷却できるものであればよい。

本発明では、圧電ポンプ部から噴出した流体を一端から流入させ、他端から吐出するまでに慣性効果を持たせる流路部を具備することとしたので、吐出した流体は慣性を有しており、それにより先行技術のようなヒートシンク中での逆流を防止でき、吐出される流量も多くすることが可能となる。また、吐出口から慣性力を有して流体が吐出するので吐出する際の風切り音や吐出口付近の振動による騒音の発生が抑制される。しかも、圧電ポンプは薄型化が容易に可能であることから、本発明に係る冷却装置が搭載される例えば携帯型電子機器の小型薄型化に寄与することが十分可能である。

前記流路部は、前記一端で流体が流入する流入口から前記他端で流体が吐出する第１の吐出口までの管状の内壁により形成された第１の流路を有する。これにより、流体が第１の流路を流れるときにその管状の内壁により流れが整えられて、その流れを維持しようとする慣性が生じ、慣性効果が得られる。

前記第１の流路は、前記流入口から第１の吐出口までの間の少なくとも一部で同じ内径で形成された流路を有する。これにより、同じ内径の所定の長さの流路を流体が流れることでその流れが整流され、その流れを維持しようとする強い慣性力が生じ、吐出口から当該慣性効果の生じた流体が吐出されることとなる。

前記第１の流路は、前記第１の吐出口から前記流入口側に向かって内径が小さくなるように形成されている第１の内径部を有する。これにより、前記第１の流路を通過する流れは減速しながら圧力回復して吐出されるので、流量を向上させることが可能となる。なお、第１の内径部は当該第１の流路の一部であってもよいし、その全体であってもよい。

前記第１の内径部は、直線的に内径が小さくなるように形成されていてもよいし、曲線的に内径が小さくなるように形成されていてもよい。曲線的に内径が小さくなるように形成されていると、前記第１の流路を通過する流れはより滑らかに減速しながら圧力回復して吐出されるので、さらに流量を向上させることが可能となる。

前記第１の流路は、前記流入口から形成され、前記第１の内径部の前記流入口側に連続する第２の内径部を有し、前記第２の内径部は、前記同じ内径で形成された流路である。これにより、流入口側の第２の内径部により整流された流体が、第１の内径部に連続的に流れ込み、そこで流れが外側に広がりながら吐出口での流れの乱れを抑制されて吐出できるので、より吐出口からの吐出流量を多くできる。

前記流路部は、前記一端から前記他端までの外径が当該一端から他端に進むに従って小さくなるように形成されている。これにより、吐出口周辺の流体の流れが吐出方向に沿うような流れとなるので、より吐出口での流体の乱れが抑制され、流量が増加する。

前記圧電ポンプ部は、前記流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための共通の孔が設けられ圧電体によって駆動されるポンプ室を有し、前記冷却装置は、外部から流体を導入する第２の流路を形成できるように前記ポンプ室を覆う壁体を更に具備し、前記壁体は、前記孔に対向し、前記流入口と連通する開口部を有する。このような共通の孔及び流入口と連通する開口部によりベンチュリーノズルを構成することで、前記第２の流路を通って確実に外部から吸入することができる。

前記流路部は、少なくとも前記開口部と一体的に形成されている。これにより、部品点数を減らすことができ、また流路部を壁体に接続する工程も不要とでき、製造コストなどの低減が図れる。

前記冷却装置は、少なくとも前記第１の吐出口を収容し、当該第１の吐出口の中心とずれた中心を有するように離間する第２の吐出口が設けられた流路室を更に具備する。これにより、少なくとも第１の吐出口が流路室に収容されており、第１の吐出口から騒音が発生しても、第２の吐出口でその音波が反射するため、騒音が外部に漏れるのを抑制できる。また、第２の吐出口の位置が第１の吐出口からずれているので、第１の吐出口から騒音が発生してもより確実に当該流路室の外部に漏れるのを抑制できる。

前記第２の吐出口は、前記第１の吐出口と平面的に異なる位置に設けられている。これにより、完全に第１の吐出口と第２の吐出口とは重なっていないので第１の吐出口からの騒音が直接に第２の吐出口から外に漏れることを軽減でき、冷却装置全体からの騒音の発生をより少なくすることが可能となる。

本発明に係る電子機器は、外部から流体を導入し、内部から流体を噴出する圧電ポンプ部と、前記噴出した流体を一端から流入させて慣性を生じさせ、他端から吐出させる流路部とを有する冷却装置と、前記流路部から吐出された流体に基づいて冷却される電子部品とを具備する。

本発明は、冷却装置が圧電ポンプ部から噴出した流体を一端から流入させ、他端から吐出するまでに慣性効果を持たせる流路部を有することとしたので、吐出した流体は慣性を有しており、吐出される流量を多くできるので、電子機器の電気的信頼性をより向上させることが可能となる。また、吐出口から慣性力を有して流体が吐出するので吐出する際の風切音や吐出口付近の振動による騒音の発生が抑制され、電子機器での騒音の発生防止が図れる。

前記流路部は、前記一端に流体が流入する流入口と前記他端に慣性が生じた流体が吐出する第１の吐出口とを有し、前記冷却装置は、前記流路部を収容し、前記第１の吐出口と平面的に異なる位置に第２の吐出口が設けられた流路室を有する。これにより、完全に第１の吐出口と第２の吐出口とは重なっていないので第１の吐出口からの騒音が直接に第２の吐出口から外に漏れることを軽減でき、電子機器からの騒音の発生をより少なくすることが可能となる。

以上のように、本発明によれば、騒音の発生の抑制に優れ、冷却を効率的に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る携帯型電子機器の構成を示す要部分解斜視図、図２はその携帯型電子機器のマイクロフォン及びレンズを含めた断面図、図３はその電子機器の外観図である。ここでは、携帯型電子機器として、携帯型ビデオカメラを例に取っているが、勿論携帯電話やその他の電子機器であってもかまわない。

これらの図に示すように、携帯型ビデオカメラ１では、撮像した被写体映像はカメラ本体２の筺体３内に搭載されたＨＤＤ(Hard Disk Drive)ユニット５によってビデオ記録・再生などが行われる。

ここで、図３において、４はカメラ部のレンズ、６は撮像時の集音用のマイクロフォン、７はカメラ本体２に回転可能に枢着されたモニタ兼ファインダとなるＬＣＤ(Liquid Crystal Display)などの表示部、８は接眼部、９は操作釦群であり、筺体３の底部１０には冷却装置１５が配置されている。

ＨＤＤユニット５のケーシング５ａは表側（図１では裏側）がアルミダイカスト等で鋳造した金属部であり、裏側（図１では表側）は駆動用プリント基板で構成されているものが多いので表側の金属部分を下側にして熱伝達シート２１ａを介して、熱伝導率の高い、例えば銅等の金属から成る熱伝達部２０に接合される。

熱伝達部２０は帯状銅板の両端を互いに反対方向に折り曲げた形状とし、一方の折曲片２０ａに熱伝達シート２１ａを接合し、ＨＤＤユニット５に固定する。他方の折曲片２０ｂにも、熱伝達シート２１ｂを接合し、該熱伝達シート２１ｂを密閉ケーシング１９の上面に接合して、図２に示すようにＨＤＤユニット５を密閉ケーシング１９上に固定させる。

密閉ケーシング１９及び冷却装置１５はビス２３を介して筺体３の底部１０に固定される。従って、ＨＤＤユニット５で高温度に温められた熱は熱伝達部２０に伝達され、この熱が冷却装置１５により冷却される。

図４は冷却装置の構成を示す断面図である。

図４に示すように、冷却装置１５は、外部から流体としての気体を導入し、内部から気体を噴出する圧電ポンプ部１６、その圧電ポンプ部１６を覆う壁体１７及び圧電ポンプ部１６から噴出した気体を一端１８ａから流入させてその空気に慣性を生じさせ、他端１８ｂから吐出させる流路部１８を有する。

図５は冷却装置の分解斜視図である。

ここで圧電ポンプ部１６は、図４及び図５に示すように上から順に、外部からの気体を導入する第２の流路３１を壁体１７との間に形成するための介挿板３５、ポンプ室３６の天板３７、ポンプ室３６内の空間を形成するための介挿板３８、ダイヤフラム３９、ダイヤフラム３９の裏面に取り付けられた圧電素子４０及び保護リング４１を有する。

介挿板３５は、例えば略矩形状であり、第２の流路３１を形成するために十字の打ち抜き部４３を有する。ベンチュリーノズル部４３ａは壁体１７に設けられた開口部４２に対応した位置、つまり介挿板３５の中央（十字状の打ち抜き部４３の交差部）に形成される。

ポンプ室３６の天板３７は、例えば正方形の各角部が切り取られた８角形の形状をなしている。これらの正方形の各角部が切り取られた部分４４は、壁体１７の内壁との間で第２の流路３１を形成する。天板３７は、気体を内部に導入し、かつ、内部から気体を噴出するための共通の孔４５が設けられている。すなわち、第２の流路３１からポンプ室３６内に気体を導入すると共に、ポンプ室３６内から開口部４２、流路部１８の流入口を介して折曲片２０ｂ側に気体を噴出するための孔４５が設けられている。

ポンプ室３６内の空間を形成するための介挿板３８も、上記の天板３７と同様の形状をなし、切り取られた部分４６は、壁体１７の内壁１７ａとの間で第２の流路３１を形成する。介挿板３８は、ポンプ室３６としてある程度空間を形成するための厚さを有する。

ダイヤフラム３９も、上記の天板３７と同様の形状をなし、切り取られた部分４７は、壁体１７の内壁１７ａとの間で第２の流路３１を形成する。１辺から水平方向に突起した突起部４８は、圧電素子４０への配線パターンが形成されている。

圧電素子４０は、例えば円形をなし、印加された電圧（交番電圧）に応じて振動する。

図６は、この圧電素子の制御系の概略構成を示すブロック図である。

制御部４９が例えば図６に示すように筺体３内の温度検出センサ５０により検出された温度に応じた電圧値の電圧を圧電素子４０に印加するように電源供給部５１により制御している。印加する電圧の周波数としては、例えば非可聴音領域である２２ｋＨｚ以上であることが騒音抑制の観点から好ましい。なお、図示はしないが圧電素子４０とダイヤフラム３９との間にそれらを接合する機能を有する中間板を設けてもよい。

保護リング４１は、上記の天板３７などと同様の形状をなし、切り取られた部分５２は、壁体１７の内壁１７ａとの間で第２の流路３１を形成する。

壁体１７は、ポンプ室３６との間で第２の流路を形成できるように当該ポンプ室を覆う例えば略箱形状であり、この壁体１７の中央には流路部１８の後述する流入口と連通する開口部４２が設けられている。

流路部１８は、例えば図４及び図５に示すように一端１８ａで気体が流入する流入口２４ａから他端１８ｂで気体が吐出する第１の吐出口２４ｂまでの内壁２４ｃにより形成された第１の流路２４を有する。また外形は、中央に第１の流路２４を有する直管状をなし、その内径も流入口２４ａから第１の吐出口２４ｂまで同じ大きさとなっている。

そして、例えば図４に示すように壁体１７の開口部４２と第１の流路２４の流入口２４ａとが同じ内径で形成されており、丁度重なるように接続されている。

これにより、ポンプ室３６から噴出された気体は孔４５、開口部４２及び流入口２４ａを介して第１の吐出口２４ｂから吐出されることとなる。

次に、このように構成された冷却装置の想定される動作を図７（ａ）〜（ｅ）に基づき説明する。

図７（ａ）〜（ｅ）は、冷却装置の動作を説明するための図である。

図７（ａ）に示す状態において、圧電素子４０に交番電圧を印加することにより、図７（ｂ）に示すようにダイヤフラム３９を屈曲変形させ、ポンプ室３６の容積を増加させる。これにより、外気を導入口２５から第２の流路３１内に導入し孔４５を介してポンプ室３６内に取り入れる。

図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すようにダイヤフラム３９を屈曲変形させ、ポンプ室３６の容積を減少させる。これにより、孔４５を介してポンプ室３６内の空気が壁体１７の開口部４２に向けて吐出され、そのまま流入口２４ａから第１の流路２４内に入る。

そして、例えば図７（ｄ）に示すように第１の流路２４内の同じ内径に形成された内壁２４ｃにより流れる気体の移動方向が整えられ、その方向に慣性が生じることとなる。

第１の流路２４を流れた気体はやがて第１の吐出口２４ｂから外部に吐出することとなるが、吐出される気体の流量は上述した慣性が生じている分損失がなく全体として吐出流量は増加することとなる。

また、そのとき孔４５及び第１の吐出口２４ｂにより構成されたベンチュリーノズルにより、第２の流路３１内の空気を同時に第１の吐出口２４ｂから噴出し、流量の更なる増大を図っている。この結果、図２に示す密閉ケーシング１９に空気を噴き付けて、熱伝達部２０を介してＨＤＤユニット５を冷却する。

図７（ｅ）に示すようにダイヤフラム３９を屈曲変形させ、再びポンプ室３６の容積を増加させる。これにより、第２の流路３１を介して再び外気を孔４５からポンプ室３６内に取り入れる。なお、この間も第１の流路を流れた気体は、第１の吐出口から外部に吐出され続ける。

このように本実施形態によれば、冷却装置１５のポンプ室３６から噴出した気体を一端１８ａから流入させ、他端１８ｂから吐出するまでに慣性効果を持たせる第１の流路２４を具備することとしたので、吐出した気体は慣性を有しており、それにより先行技術文献１のような逆流を防止でき、吐出される流量も多くすることが可能となる。

また、流路部１８の一端１８ａで気体が流入する流入口２４ａから他端１８ｂで気体が吐出する第１の吐出口２４ｂまでの管状の内壁２４ｃにより形成された第１の流路２４を有することとしたので、気体が第１の流路２４を流れるときにその管状の内壁２４ｃにより流れが整えられて、その流れを維持しようとする慣性が生じ、慣性効果が得られる。

さらに圧電ポンプ部１６は、気体を内部に導入し、かつ、内部から気体を噴出するための共通の孔４５が設けられ圧電素子４０によって駆動されるポンプ室３６を有し、当該ポンプ室３６との間で外部から気体を導入する第２の流路３１を形成できるようにポンプ室３６を覆う壁体１７を更に具備する。したがって、共通の孔４５及び連通する開口部４２によりベンチュリーノズルを構成することができ、圧電ポンプ部１６の呼吸動作による流量の増大を更に図ることができる。

また、圧電素子４０を用いたことで、静粛性に優れ、しかも低消費電力化が実現できる。さらに圧電素子４０は圧電ポンプ部１６の薄型化が容易に可能であることから、本発明に係る冷却装置１５が搭載される携帯型電子機器、例えば携帯型ビデオカメラ１の小型化薄型化に寄与することが十分可能である。

次に、冷却装置の第一実施例について説明する。
（１）冷却装置１５の各構成部分の寸法は、ポンプ室３６の高さは０．１５ｍｍ、直径１６ｍｍであり、天板３７の厚さは０．０５ｍｍ、中心に設けられた孔４５の直径は０．６ｍｍである。また、壁体１７は天板３７から０．５ｍｍの間隔をおいて設置されており、その厚さは０．１ｍｍ、中心に設けられた開口部４２の直径は０．８ｍｍである。

さらにダイヤフラム３９は厚さ０．０８ｍｍのＦｅ−４２Ｎｉ合金からなり、厚さ０．１５ｍｍ、直径１１ｍｍのＳＵＳ３０４の中間板を挟んで、厚さ０．２ｍｍ、直径１１ｍｍの圧電素子単板を貼り付けてユニモルフ駆動させるような構成になっている。

また、流路部１８は直管状のノズル形状をなし、内径が０．８ｍｍ、流入口２４ａから吐出口２４ｂまでの長さ（高さ）が１．６ｍｍとなっている。
（２）上述の冷却装置１５を動作周波数２５ｋＨｚで駆動させたところ、当該流路部１８を壁体１７の開口部４２に設けない場合の当該開口部４２での流量が０．３７Ｌ／ｍｉｎであったのが、当該流路部１８を開口部４２に設けたときは、０．８６Ｌ／ｍｉｎに向上した。

このことから、本発明に係る流路部１８により吐出口からの流量が増加することが判明した。

次に、冷却装置の第二実施例について説明する。

表１は開口部に直管状の第１の流路を有する流路部を設けた場合の当該流路部の高さ及び内径と流量との関係を示す表である。

上記表１は、同一の冷却装置で流路部１８のみを変更し、同一の電圧条件で圧電素子４０を駆動した場合の流路部１８の第１の吐出口２４ｂから排出される流量の測定結果である。

当該測定結果によれば、壁体１７の開口部４２に本発明に係る流路部１８を付設することで流量を増加させることができ、かつ高さ（ｔ）及び内径（φ）の調節により適切な流量が得られることが判明した。

次に、冷却装置の第三実施例について説明する。

図８は、直管状の第１の流路を設けた場合の流路部の高さと騒音の関係を示すグラフである。縦軸に相対風切音レベル（ｄＢ）、横軸に周波数（ｋＨｚ）をとり、背景雑音を破線とし流路部高さ０．８ｍｍ、１．６ｍｍ、２．４ｍｍ、３．２ｍｍ、４．０ｍｍをそれぞれ異なる線で表している。

なお、図８は上述した第一実施例に示した同一の冷却装置を用いて流路部１８のみを変更し、同一の電圧条件で圧電素子４０を駆動した場合の第１の吐出口２４ｂ付近の音量の測定結果であり、流量は約０．８５Ｌ／ｍｉｎに統一してある。

その測定結果は、図８から明らかなように流路部１８の高さが高くなるほど当該第１の吐出口２４ｂ付近の騒音は下がっていた。

以上から、流路部１８の高さが高くなる程当該第１の吐出口２４ｂ付近の騒音が確実に抑制されていることが判明した。

次に、冷却装置の第四実施例について説明する。

図９（ａ）から（ｆ）は壁体の開口部のみと直管状の複数の流路部の断面図、図１０は図９の（ａ）から（ｆ）での第１の吐出口からの吐出流量と騒音との関係を表す棒グラフである。ここで、図９（ａ）は壁体の開口部のみの場合（以下「なし」という。）であり、図９（ｂ）から（ｆ）は開口部とその上に接続された流路部を表している。

図１０は、上述した第一実施例に示した同一の冷却装置を用いて直管状の第１の流路を設け、流路部１８の内径を０．８ｍｍと共通にし、その高さのみを変更し、同一の電圧条件で圧電素子４０を駆動した場合の第１の吐出口２４ｂ付近の音量と流量の測定結果である。

騒音は、流路部１８の高さがｔ０．８でなしの場合より大きくなっていたが流路部１８の高さｔ１．６からｔ４．０まではいずれもなしの場合の半分程に小さくなっており、ｔ３．２までは高くなるほど当該第１の吐出口２４ｂ付近の騒音は下がっていた。

一方、流量はｔ０．８からｔ４．０までのいずれもなしの場合の約１．６倍と増加しており、各流路部の間ではｔ０．８からｔ１．６で増加し、ｔ１．６からｔ４．０でやや減少傾向が見られた。

以上から、流路部１８が設けられていることで明らかに第１の吐出口２４ｂからの吐出流量が大きくなり、かつ、その付近の騒音も抑制されたことが判明した。また、少なくともｔ３．２までは流路部１８の高さが高くなるほど当該第１の吐出口２４ｂ付近の騒音が小さくなることが判明した。

図１１は、他の実施形態に係る流路部の断面図である。これ以降の説明では、上記の実施の形態に係る冷却装置の部材や機能について同様な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。

流路部１１８は、例えば図１１に示すように気体が流れて慣性効果を生じる第１の流路１２４を有する。そして第１の流路１２４は、第１の吐出口１２４ｂから流入口側に向かって内径が小さくなるように形成された第１の内径部１２６と当該第１の内径部１２６の流入口側に連続する第２の内径部１２７を有する。

ここで、第２の内径部１２７は、流入口１２４ａから第１の内径部１２６の流入口側まで同じ内径で形成されている。

このように本実施形態によれば、第１の流路１２４は、第１の吐出口１２４ｂから流入口側に向かって内径が小さくなるように形成されている第１の内径部１２６を有することとした。したがって、第１の流路を通過する流れは減速しながら圧力回復し吐出されるので、流量を向上させることが可能となる。

次に、冷却装置の第五実施例について説明する。

図１２（ａ）から（ｃ）及び図１３（ｄ）から（ｆ）は、第１の内径部が形成されている場合の当該流路部の高さを変えた複数の断面図、表２は図１２（ａ）から（ｃ）、図１３の（ｄ）から（ｆ）での第１の吐出口からの吐出流量を示す表である。

表２は、上述した第一実施例に示した同一の冷却装置を用いて流路部のみを変更し、同一の電圧条件で圧電素子４０を駆動した場合の第１の吐出口１２４ｂからの流量の測定結果である。

なお、図１２及び図１３、表２では各流路部の第１の内径部の第１の吐出口１２４ｂの内径はφ１．３ｍｍであり、第２の内径部の流入口１２４ａの内径はφ０．８ｍｍとなっている。

流路部１１８に第１の内径部１２６を設けたことによる効果を検討するために表１の流量と表２の流量を比較する。例えば流路部の高さが約１．６ｍｍのときの第１の内径部１２６がない場合は表１から０．８６（Ｌ／ｍｉｎ）であり、テーパ状の流路である第１の内径部１２６が設けられている場合は表２から０．８５（Ｌ／ｍｉｎ）とほとんど変化が見られなかった。

しかし、流路部の高さが約２．４ｍｍのときの第１の内径部１２６がない場合は表１から０．８６（Ｌ／ｍｉｎ）であるが、テーパ状の流路である第１の内径部１２６が設けられている場合は表２から１．０１（Ｌ／ｍｉｎ）と増加した。

以上から、第１の内径部１２６が設けられていることで少なくとも流路部の高さが高い場合は第１の吐出口１２４ｂからの吐出流量が大きくなったことが判明した。

すなわち、高さの高い直管状の第１の流路をテーパ状にすることにより、さらに第１の吐出口からの吐出流量を増加させることができることが判明した。ここで、上記した結果は上記の条件でのものであり、流路部の内径及び高さを調整することにより、さらなる流量の向上が期待できる。

なお、上述した直管状の第１の流路をテーパ状にすることにより、流量が増加する点について第１の流路の形状を変えた複数の断面図である図１４（ａ）から（ｃ）での第１の吐出口からの吐出流量を示した棒グラフである図１５によりもう一度検討する。

図１５は、上述した第一実施例に示した同一の冷却装置を用いて流路部のみを変更し、同一の電圧条件で圧電素子４０を駆動した場合の第１の吐出口１２４ｂからの流量の測定結果である。

なお、図１４（ａ）は流路部の内径φ０．８ｍｍ、流路部１１８の高さ１．６ｍｍとなっており、（ｂ）は流入口１２４ａから高さ３．６ｍｍまでの内径がφ０．８ｍｍで同じであり、高さ３．６ｍｍから高さ６．０ｍｍの第１の吐出口１２４ｂまでの内径がφ１．３ｍｍで同じになるような二段の内径の異なる直管により形成されている。また、図１４（ｃ）は流入口１２４ａから高さ１．６ｍｍまでの内径がφ１．０ｍｍで同じ直管状であり、高さ１．６ｍｍから高さ６．０ｍｍの第１の吐出口１２４ｂの内径がφ１．４ｍｍとなるようなテーパ状に形成されている。

図１５の測定結果より明らかなように第１の流路１２４が直管状である場合より、その高さが高くテーパ状に形成された場合の方が流量は大きいことが判明した。図１４（ｂ）の二段直管状に形成された場合は、高さも低く単一な直管状である図１４（ａ）よりは流量は増加しているが、テーパ状形状の場合よりその増加量は小さくなったことが判明した。

以上から、図１４（ａ）から（ｃ）の中では流路部１１８の高さを高くしテーパ状の形状とすることにより一番流量を増加させることができることが判明した。

図１６は、他の実施形態に係る流路部の断面図である。

この流路部２１８は、例えば図１６に示すように気体が流れて慣性効果を生じる第１の流路２２４を有する。そして第１の流路２２４は、第１の吐出口２２４ｂから流入口側に向かって内径が曲線的に小さくなるように形成された第１の内径部２２６と当該第１の内径部２２６の流入口側に連続する第２の内径部２２７を有する。例えば図１６に示すように曲率半径Ｒ２で外側に広がるように第２の内径部２２７の内壁が形成されている。

ここで、第２の内径部２２７は、流入口２２４ａから第１の内径部２２６の流入口側まで同じ内径（直管状）で形成されている。

このように本実施形態によれば、第１の内径部２２６が曲線的に内径が小さくなるように形成されているので、気体はより滑らかに減速しながら圧力回復して吐出されることになり、さらに流量を向上させることが可能となる。

次に、冷却装置の第六実施例について説明する。

図１７（ａ）から（ｃ）は、内径が曲線的に小さくなる（以下「Ｒを付けたテーパ状」という。）第１の内径部が形成されている流路部の複数の断面図、表３は図１７（ａ）から（ｃ）での第１の吐出口からの吐出流量を示す表である。

表３は、上述した第一実施例に示した同一の冷却装置を用いて流路部のみを変更し、同一の電圧条件で圧電素子４０を駆動した場合の第１の吐出口２２４ｂからの流量の測定結果である。

なお、図１７、表３では各流路部の第２の内径部の流入口２２４ａの内径はφ０．８ｍｍ、流路部２１８の高さは１．６ｍｍとなっている。

流路部にＲを付けたテーパ状の第１の内径部２２６を設けたことによる効果を検討するためにＲを付けないテーパ状の第１の内径部の流量を示す表２の流量と表３の流量を比較する。例えば流路部の高さが約１．６ｍｍのときのＲを付けないテーパ状の第１の内径部の場合は表２から０．８５（Ｌ／ｍｉｎ）であり、Ｒを付けたテーパ状の流路である第１の内径部２２６が設けられている場合は表３から例えばＡタイプ（図１７（ａ））で０．９１（Ｌ／ｍｉｎ）と流量が増加した。

この結果は上記条件でのものであり、Ｒの付け方や流路部の内径及び高さを調整することにより、さらなる流量の向上が期待できる。

以上から、テーパ状の第１の流路の出口にＲを付けることにより、出口にＲを付けない場合に比較してさらに流量を増加することが判明した。

図１８は、変形例に係る流路部の断面図である。

この流路部３１８は、例えば図１８（ａ）から（ｃ）に示すように流路部３１８の一端３１８ａから他端３１８ｂまでの外径が当該一端３１８ａから他端３１８ｂに進むにしたがって小さくなるような円錐台状に形成されている。勿論、他端３１８ｂに進むにしたがって小さくなればよく円錐台状に限られるものではない。なお、図１８（ａ）から（ｃ）では、いずれも他端の外径はφ１で一端の外径はφ２（φ１＜φ２）となっており共通である。

ここで、図１８（ａ）は第１の流路３２４が流入口３２４ａから第１の吐出口３２４ｂまで同じ内径で形成されており、その流路部３１８の高さはｈ１である。図１８（ｂ）は第１の流路３２４が流入口３２４ａから高さｈ２までは同じ内径であり、高さｈ２からｈ１まではテーパ状に形成されている。さらに図１８（ｃ）は第１の流路３２４が流入口３２４ａから高さｈ２までは同じ内径であり、高さｈ２からｈ１まではＲを付けたテーパ状に形成されている。

このように本変形例によれば、流路部３１８が、一端３１８ａから他端３１８ｂまでの外径が当該一端３１８ａから他端３１８ｂに進むに従って小さくなるように形成されているので、第１の吐出口３２４ｂの周辺からの気体が吐出方向に沿うような流れとなるのでより第１の吐出口３２４ｂでの気体の乱れが抑制され、冷却装置の吐出流量が向上する。

図１９は、他の変形例に係る流路部の断面図である。

この流路部４１８は、例えば図１９（ａ）（ｂ）に示すように少なくとも壁体４１７の開口部４４２と一体的に形成されている。

例えば図１９（ａ）に示すように流路部４１８と壁体４１７とを完全に一体化して当該壁体４１７の厚みを開口部４４２付近のみ円錐台状に盛り上がるように厚くして当該流路部４１８を形成してもよい。

また、図１９（ｂ）に示すように流路部４１８と壁体４１７とを完全に一体化して当該壁体４１７の厚みを外周４１７ａから中央部４１７ｂに向かって次第に厚くしていき、当該中央部４１７ｂに流路部４１８、第１の流路４２４、第１の吐出口４２４ｂを形成してもよい。

このように本変形例によれば、流路部４１８は、少なくとも壁体４１７の開口部４４２と一体的に形成することとしたので、部品点数を減らすことができ、また流路部４１８を壁体４１７に接続する工程も不要とでき、製造コストなどの低減が図れる。

図２０は他の実施形態に係る携帯型ビデオカメラの断面図及び図２１は冷却装置の構成を示す断面図である。

図２０，図２１に示すように、冷却装置５１５は、外部から流体としての気体を導入し、内部から気体を噴出する圧電ポンプ部１６、その圧電ポンプ部１６を覆う壁体１７及び圧電ポンプ部１６から噴出した気体を一端１８ａから流入させてその空気に慣性を生じさせ、他端１８ｂから吐出させる流路部１８、少なくとも第１の吐出口２４ｂを収容し、当該第１の吐出口２４ｂの中心とずれた中心を有するように離間する第２の吐出口５２８が設けられた流路室５２９を有する。より具体的には、例えば図２０、図２１では第２の吐出口５２８は、第１の吐出口２４ｂと平面的に異なる位置に設けられている。

ここで、流路室５２９は図２０及び図２１に示すように壁体１７の上面に流路部１８を収納するように設けられた例えば箱型の形状を有し、その箱型の形状の上面、即ち密閉ケーシング１９の裏面に対向する面に第２の吐出口５２８が設けられている。そして、当該第２の吐出口５２８は第１の吐出口２４ｂと重ならない位置に密閉ケーシング１９の裏面に気体を吐出するように設けられており、当該第２の吐出口５２８と密閉ケーシング１９の裏面とは所定の間隔を有するように構成されている。

次に、このように構成された冷却装置５１５の動作を図２１に基づき第１の吐出口から気体が流路室に吐出した後を中心に説明する。

図２１に示すように第１の流路２４を流れることで気体の移動方向が整えられ、その方向に慣性が生じて第１の吐出口２４ｂから流量が増加した気体が流路室５２９に流入する。

流路室内に流入した気体は直接第２の吐出口５２８へ進むのではなく図２１に矢印で示すように一旦、流路室５２９の内壁５２９ａに当たり、それから流れの向きを変えて内壁
５２９ａに沿うようにして第２の吐出口５２８から密閉ケーシング内に噴出する。この結果、図２０に示す密閉ケーシング１９に空気を噴き付けて、熱伝達部２０を介してＨＤＤユニット５を冷却する。

このように本実施形態によれば、冷却装置５１５は、少なくとも第１の吐出口２４ｂを収容し、当該第１の吐出口２４ｂの中心とずれた中心を有するように離間する第２の吐出口５２８が設けられた流路室５２９を更に具備することとした。したがって、少なくとも第１の吐出口２４ｂが流路室５２９に収容されており、第１の吐出口２４ｂから騒音が発生しても、第２の吐出口５２８でその音波が反射するため、騒音が外部に漏れるのを抑制できる。また、第２の吐出口５２８の位置が第１の吐出口２４ｂからずれているので、第１の吐出口２４ｂから騒音が発生してもより確実に当該流路室５２９の外部に漏れるのを抑制できる。

また、第２の吐出口５２８は、第１の吐出口２４ｂと平面的に異なる位置に設けられており、完全に第１の吐出口２４ｂと第２の吐出口５２８とは重なっていないので第１の吐出口２４ｂからの騒音が直接に第２の吐出口５２８から外に漏れることを軽減できるので、冷却装置５１５全体からの騒音の発生をより少なくすることが可能となる。

なお、本発明は以上説明した実施の形態や実施例、変形例には限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。

本発明の一実施形態に係る携帯型電子機器の構成を示す要部分解斜視図である。 携帯型電子機器のマイクロフォン及びレンズを含めた断面図である。 電子機器の外観図である。 冷却装置の構成を示す断面図である。 冷却装置の分解斜視図である。 圧電素子の制御系の概略構成を示すブロック図である。 冷却装置の動作を説明するための図である。 直管状の第１の流路を設けた場合の流路部の高さと騒音の関係を示すグラフである。 壁体の開口部のみと直管状の流路部の断面図である。 第１の吐出口からの吐出流量と騒音との関係を表す棒グラフである。 他の実施形態に係る流路部の断面図である。 第１の内径部が形成されている場合の当該流路部の高さを変えた（ａ）から（ｃ）の断面図である。 第１の内径部が形成されている場合の当該流路部の高さを変えた（ｄ）から（ｆ）の断面図である。 第１の流路の形状を変えた断面図である。 第１の吐出口からの吐出流量を示した棒グラフである。 他の実施形態に係る流路部の断面図である。 Ｒを付けたテーパ状の第１の内径部が形成されている流路部の断面図である。 変形例に係る流路部の断面図である。 他の変形例に係る流路部の断面図である。 他の実施形態に係る携帯型ビデオカメラの断面図である。 他の実施形態に係る携帯型ビデオカメラの冷却装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

１，５０１ 携帯型ビデオカメラ
１５，５１５ 冷却装置
１６ 圧電ポンプ
１７ 壁体
１８，１１８，２１８，３１８，４１８ 流路部
１８ａ、３１８ａ 一端
１８ｂ，３１８ｂ 他端
２４，１２４，２２４，３２４，４２４ 第１の流路
２４ａ，１２４ａ，２２４ａ，３２４ａ、４２４ａ 流入口
２４ｂ，１２４ｂ，２２４ｂ，３２４ｂ，４２４ｂ 第１の吐出口
３１ 第２の流路
３６ ポンプ室
４０ 圧電素子
４２，４４２ 開口部
４５ 孔
１２６，２２６，３２６，４２６ 第１の内径部
１２７，２２７，３２７，４２７ 第２の内径部
５２８ 第２の吐出口
５２９ 流路室

Claims (14)

1. 外部から流体を導入し、内部から流体を噴出する圧電ポンプ部と、
   前記噴出した流体を一端から流入させて慣性を生じさせ、他端から吐出させる流路部と
   を具備する冷却装置。
2. 請求項１に記載の冷却装置であって、
   前記流路部は、前記一端で流体が流入する流入口から前記他端で流体が吐出する第１の吐出口までの管状の内壁により形成された第１の流路を有する冷却装置。
3. 請求項２に記載の冷却装置であって、
   前記第１の流路は、前記流入口から第１の吐出口までの間の少なくとも一部で同じ内径で形成された流路を有する冷却装置。
4. 請求項３に記載の冷却装置であって、
   前記第１の流路は、前記第１の吐出口から前記流入口側に向かって内径が小さくなるように形成されている第１の内径部を有する冷却装置。
5. 請求項４に記載の冷却装置であって、
   前記第１の内径部は、曲線的に内径が小さくなるように形成されている冷却装置。
6. 請求項４に記載の冷却装置であって、
   前記第１の内径部は、直線的に内径が小さくなるように形成されている冷却装置。
7. 請求項５に記載の冷却装置であって、
   前記第１の流路は、前記流入口から形成され、前記第１の内径部の前記流入口側に連続する第２の内径部を有し、
   前記第２の内径部は、前記同じ内径で形成された流路である冷却装置。
8. 請求項７に記載の冷却装置であって、
   前記流路部は、前記一端から前記他端までの外径が当該一端から他端に進むに従って小さくなるように形成されている冷却装置。
9. 請求項３に記載の冷却装置であって、
   前記圧電ポンプ部は、前記流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための共通の孔が設けられ圧電体によって駆動されるポンプ室を有し、
   前記冷却装置は、外部から流体を導入する第２の流路を形成できるように前記ポンプ室を覆う壁体を更に具備し、
   前記壁体は、前記孔に対向し、前記流入口と連通する開口部を有する冷却装置。
10. 請求項９に記載の冷却装置であって、
    前記流路部は、少なくとも前記開口部と一体的に形成されている冷却装置。
11. 請求項３に記載の冷却装置であって、
    前記冷却装置は、少なくとも前記第１の吐出口を収容し、当該第１の吐出口の中心とずれた中心を有するように離間する第２の吐出口が設けられた流路室を更に具備する冷却装置。
12. 請求項１１に記載の冷却装置であって、
    前記第２の吐出口は、前記第１の吐出口と平面的に異なる位置に設けられている冷却装置。
13. 外部から流体を導入し、内部から流体を噴出する圧電ポンプ部と、前記噴出した流体を一端から流入させて慣性を生じさせ、他端から吐出させる流路部とを有する冷却装置と、
    前記流路部から吐出された流体に基づいて冷却される電子部品と
    を具備する電子機器。
14. 請求項１３に記載の電子機器であって、
    前記流路部は、前記一端に流体が流入する流入口と前記他端に慣性が生じた流体が吐出する第１の吐出口とを有し、
    前記冷却装置は、前記流路部を収容し、前記第１の吐出口と平面的に異なる位置に第２の吐出口が設けられた流路室を有する電子機器。