JP3183915U - 放熱用圧電ファンの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】軽く・薄く・短く小さい上、磁場が生じず、省エネを達成できる放熱用圧電ファンの構造を提供する。
【解決手段】支持部材と、片側の縁が支持部材に固定された二つの圧電アクチュエータモジュールとからなる。その内、圧電アクチュエータモジュールは、片側の縁が支持部材両側に固定された二つの導電素子と、導電素子に設けられた圧電素子とからなる。交流電圧を圧電アクチュエータモジュールに印加した時、Ｕ形を呈する空洞により、圧電アクチュエータモジュールにおける固定されていない残りの領域が、交流電圧によって、開いたり閉じたりして揺れ動き、空気が吸入された後に噴出する。また、支持部材の両側箇所に保護蓋をさらに取り付けることができ、それにより、圧電アクチュエータモジュールの電極層を保護して外に露出させないことができる。
【選択図】図３

Description

本考案は放熱用圧電ファンに関し、特に特に回転ブレードと電磁式回転モーターの設計をもたず、軽い・薄い・短く小さいといった特性を備えるとともに、省エネで電磁場が発生しないという複数の長所を備えた放熱用圧電ファンの構造に関する。

図１と図１ａを参照する。図１と図１ａは、従来の放熱ファンの概略図及び従来の放熱ファンの断面図である。従来の放熱ファン２は、例えば、米国特許公報であるＵＳ ７．１６５．９３８．Ｂ２及びＵＳ ２００８／０１３０２２６Ａ１に開示されているように、一般的に、ブレードと、電磁式回転モーターと、ケースとからなる。しかしながら、一般的な従来の放熱ファン２の外形は長方体であり、ノート型パソコンやＩ ＰＡＤ等の最近の携帯電子機器は、どんどん薄く軽く小さく短くなってきている。

しかしながら、従来の長方体の放熱ファン２は、厚みの設計上、難しい課題を抱えており、放熱ファン２の厚さを如何にして減らすかについて、各メーカーは頭を悩ませている。

米国特許ＵＳ ７．１６５．９３８．Ｂ２明細書 米国特許ＵＳ ２００８／０１３０２２６Ａ１明細書

本考案は、薄型の圧電アクチュエータモジュールの設計を採用することにより厚みを減らすとともに、エネルギーの消耗を減らして省エネを達成でき、しかも、圧電アクチュエータモジュールは電場を利用して揺り動かすため、ファンの周囲に磁場が発生せず、その他の電子素子の作動に影響を与えない、放熱用圧電ファンの構造を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本考案の放熱用圧電ファンの構造は、支持部材と、片側の縁が支持部材の両側に固定された二つの圧電アクチュエータモジュールと、からなる。その内、前記圧電アクチュエータモジュールは、片側の縁が前記支持部材に固定された二つの導電素子と、前記導電素子に設けられた圧電素子とからなる。また、上述した支持部材には、さらに、保護蓋が設けられる。

上述の構造と組み合わせにより、圧電アクチュエータモジュールを、片側の縁を固定する方式で支持部材に固定して、交流電圧を二つの圧電アクチュエータモジュールに印加した時、ｕ形を呈する空洞の設計により、前記二つの圧電アクチュエータモジュールにおける支持部材に固定されていない残りの領域が開いたり閉じたりして揺れ動き、空気が吸入された後に噴出する。また、本考案は、支持部材の両側箇所に保護蓋をさらに取り付けることができ、それにより、圧電アクチュエータモジュールの電極層を保護して外に露出させないことができ、しいては、軽い・薄い・短くて小さいという特性を達成するとともに、磁場が生じず、省エネを達成できるといった多くの実用進歩性を達成することができる。

従来の放熱ファンの概略図である。 従来の放熱ファンの断面図である。 本考案の放熱用圧電ファンの斜視図である。 本考案の放熱用圧電ファンの組み合わせを示した分解図である。 本考案の放熱用圧電ファンの正面図である。 本考案の放熱用圧電ファンの二つの圧電アクチュエータモジュールが開いたり閉じたりして揺れ動く様子を示した断面図である。 本考案の圧電アクチュエータモジュールの組み合わせを示した分解図である。 本考案の放熱用圧電アクチュエータモジュールの斜視図である。 保護蓋を備えた本考案の放熱用圧電ファンの斜視図である。 保護蓋を備えた本考案の放熱用圧電ファンの分解図である。 保護蓋を備えた本考案の放熱用圧電ファンの正面図である。 保護蓋を備えた本考案の放熱用圧電ファンの断面図である。

図２から図７を参照する。図２から図７は、本考案の放熱用圧電ファンの斜視図〜圧電アクチュエータモジュールの斜視図である。図から分かるように、本考案の放熱用圧電ファンの構造は、支持部材１１と、片側の縁が支持部材１１に固定された二枚の圧電アクチュエータモジュール１２とからなる。その内、圧電アクチュエータモジュール１２は、片側が支持部材１１に固定された二つの導電素子１２１と、導電素子１２１に設けられた圧電素子１２２とからなる。

また、支持部材１１は、金属、或いは、植物ゴム、或いは、エンジニアリングゴム、或いは、陶磁器、或いは、複合材料の内のいずれか一つからなる。また、導電素子１２１は、金属、或いは、導電複合材料の内のいずれか一つからなる。

上述の構造、組み合わせ設計による本考案を使用した時の作動状況について以下に説明を行う。図２から図７を同時に参照する。図２から図７は、本考案の放熱用圧電ファンの斜視図〜圧電アクチュエータモジュールの斜視図である。図から分かるように、導電素子１２１と支持部材１１の固定は、片側の縁を利用して固定する方法でるため、圧電アクチュエータモジュール１２に交流電圧を印加した時、圧電アクチュエータモジュール１２における支持部材１１に固定されていない残りの領域に変形が生じ、開いたり閉じたりして揺れ動く。それにより、空気が、支持部材１１及び圧電アクチュエータモジュール１２によって生じる空洞口から吸入された後、素早く噴出して気流が生じる。このため、空洞のサイズは本考案の構造の放熱風量を決定する主因となり，適切に設計することにより、本考案の構造の風排出量及び騒音音圧を最適な量にすることができる。一般的に言うと、本考案の構造の外形は、使用端の組立て生産の需要に合わせて、任意の形状にすることができるが、以下に、四角形体を例にとって説明を行う。圧電ファンの外観が四角形体でサイズが長さ４０ｍｍ×幅４０ｍｍ×厚さ３ｍｍである時、支持部材１１及び圧電アクチュエータモジュール１２によって生じる空洞風排出口の面積は３５ｍｍ×１．３ｍｍ＝４５．５ｍｍ^２であり、導線から周波数が２００ｈｚ３０ｖの交流電圧が印加されると、その風排出量は１ｍ^３／分以上に達することができ、パソコンの中央処理装置（ＣＰＵ）の放熱を行うことができる。なお、３０センチ離れた箇所で測定したその音圧は３０ｄｂである。例を挙げて説明すると、導電素子１２１（Ｌｍｅ）が３４ｍｍであり、圧電素子１２２（Ｌｃ）が１８ｍｍである場合、その圧電素子１２２を導電素子１２１に取り付けた時の揺れ動き有効長さ比は１４ｍｍ（Ｌｍｅ）：２８ｍｍ（Ｌｃｅ）＝０．５であり、しかも、揺れ動き有効幅比がＷｃｅ／Ｗｍｅ＝０．９６である時、その消費電力は、実際に計ってみると３０ｖ×７ｍａ＝０．２１ｗであった。このように、実際に測定したデータから、本考案は電気が節約できる放熱ファンであることが分かる。

図８から図１１を同時に参照する。図８から図１１は、保護蓋を備えた本考案の放熱用圧電ファンの斜視図〜断面図である。図から分かるように、本考案による支持部材１１ａ及び圧電アクチュエータモジュール１２ａの組み合わせ構造は、さらに、保護蓋１３ａを支持部材１１ａに設けることができる。この保護蓋１３ａの設計により、圧電アクチュエータモジュール１２ａの電極層を保護して外に露出させないという実用進歩性を達成することができる。

（従来技術の部材）
２ 放熱ファン
（本考案の部材）
１１、１１ａ 支持部材
１２、１２ａ 圧電アクチュエータモジュール
１２１ 導電素子
１２２ 圧電素子
１３ａ 保護蓋

Claims (6)

1. 支持部材と、片側の縁が前記支持部材に固定された二つの圧電アクチュエータモジュールと、からなる放熱用圧電ファンの構造であって、
   前記圧電アクチュエータモジュールは、片側の縁が前記支持部材に固定された導電素子と、前記導電素子に設けられた圧電素子とからなることを特徴とする、放熱用圧電ファンの構造。
2. 前記支持部材には、さらに、保護蓋が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の放熱用圧電ファンの構造。
3. 前記保護蓋は、金属薄片、或いは、樹脂薄片、或いは、紙片、或いは、複合材料の内のいずれか一つからなることを特徴とする、請求項２に記載の放熱用圧電ファンの構造。
5. 前記支持部材は、金属、或いは、植物ゴム、或いは、エンジニアリングゴム、或いは、陶磁器、或いは、複合材料の内の一つからなることを特徴とする、請求項１に記載の放熱用圧電ファンの構造。
6. 前記導電素子は、金属、或いは、導電性複合材料の内の一つからなることを特徴とする、請求項１に記載の放熱用圧電ファンの構造。