JP5459594B2 - Energy conversion mechanism, boiling cooler and electronic equipment - Google Patents

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Description

本発明は、熱エネルギを運動エネルギに変換させるエネルギ変換機構、沸騰冷却器、およびそれを用いた電子機器に関する。   The present invention relates to an energy conversion mechanism that converts thermal energy into kinetic energy, a boiling cooler, and an electronic device using the same.

近年のコンピュータネットワークの普及により、インターネットなどのネットワークに接続されたサーバや端末によってネットワークを介して遠隔地から情報及びサービスを提供し、また情報及びサービスの提供を受ける所謂ユビキタスコンピューティングやクラウドコンピューティングが展開されている。これに伴い、サーバや端末といった電子機器のさらなる普及が予測されており、これら電子機器によるエネルギの消費量が増大するという問題が世界規模で顕在化している。   With the spread of computer networks in recent years, so-called ubiquitous computing and cloud computing that provide information and services from remote locations via servers and terminals connected to networks such as the Internet, and receive information and services. Has been expanded. Along with this, further spread of electronic devices such as servers and terminals is predicted, and the problem of increased energy consumption by these electronic devices has become apparent worldwide.

また、多数の電子機器が協動して自立的に無線通信を確立する所謂センサネットワークが知られている。センサネットワークでは、電子機器同士が互いの通信可能範囲に入った際に即時に無線通信可能とするため、通信相手の存在を常時監視するなどの通信状況に応じた情報処理が必要である。これに伴い、電子機器に搭載される大規模集積回路(LSI)などの高性能化や高密度化によってLSIや電子機器の発熱量が増大するという問題がある。   In addition, a so-called sensor network in which a large number of electronic devices cooperate to independently establish wireless communication is known. In the sensor network, in order to immediately enable wireless communication when electronic devices enter the mutual communicable range, it is necessary to perform information processing according to the communication status such as constantly monitoring the presence of a communication partner. Along with this, there is a problem that the amount of heat generated by LSIs and electronic devices increases due to high performance and high density of large scale integrated circuits (LSIs) mounted on electronic devices.

従来、LSIなどから発生する熱は、強制排気用のファンを用いた強制空冷方式(例えば特許文献1、2参照)や、冷媒による気液の相変化を利用した水冷方式(例えば特許文献3、4参照)などが採用された冷却器によって外部へ放熱されている。例えば空冷方式では、電力を用いてファンを回転させて気流を発生させている。また例えば水冷方式では、冷媒を循環するポンプなどを電力を用いて駆動させている。   Conventionally, heat generated from an LSI or the like is generated by a forced air cooling method using a fan for forced exhaust (for example, see Patent Documents 1 and 2), or a water cooling method using a gas-liquid phase change by a refrigerant (for example, Patent Document 3, 4)) is radiated to the outside by a cooler. For example, in the air cooling system, electric current is generated by rotating a fan using electric power. Further, for example, in the water cooling system, a pump that circulates refrigerant is driven using electric power.

特開2007−165764号公報JP 2007-165664 A 特開2007−335624号公報JP 2007-335624 A 特開2004−193438号公報JP 2004-193438 A 特開2009−123231号公報JP 2009-123231 A

ところで、高性能化されることで発熱量が増大している近年のLSIが搭載された電子機器では、LSIや電子機器を冷却するために、大型のファンやモータを採用したり、ファンやモータの回転速度を高める必要があり、ファンやモータを駆動するための電力が増大してしまうという問題があった。
このように、機器の冷却と消費電力低減との両立を考慮した場合、冷却効率の向上だけでなく、冷却に必要な消費エネルギを回収し、機器に搭載される部品の駆動源として再利用し、機器全体の消費エネルギを低減させることが重要である。
By the way, in recent electronic devices equipped with LSIs that have increased in calorific value due to high performance, large fans and motors have been used to cool LSIs and electronic devices, and fans and motors have been used. Therefore, there is a problem that the power for driving the fan and the motor increases.
In this way, when considering both the cooling of equipment and the reduction of power consumption, it not only improves cooling efficiency, but also recovers the energy consumed for cooling and reuses it as a drive source for components mounted on equipment. It is important to reduce the energy consumption of the entire device.

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、LSIや電子機器から発生する熱を放熱するために要する電力を低減できるとともにLSIや電子機器を好適に冷却することができるエネルギ変換機構、沸騰冷却器及び電子機器を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce power required to dissipate heat generated from LSIs and electronic devices and to cool LSIs and electronic devices appropriately. It is to provide an energy conversion mechanism, a boiling cooler, and an electronic device that can be used.

本発明のエネルギ変換機構は、加熱されることにより沸騰する液体が内部に収納されケースと、前記液体と接触可能に前記ケースに接合され、熱伝導性を有する熱伝達部材と、前記液体と接触するように前記ケースに接合され、前記熱伝達部材から伝達された熱により前記液体が沸騰することによって生じる気泡が衝突可能に配置された振動体と、を備え、前記振動体は、前記気泡が衝突することによって振動することを特徴とする。
また、本発明の沸騰冷却器は本発明のエネルギ変換機構を備えることを特徴とする。
また、本発明の電子機器は本発明のエネルギ変換機構を備えることを特徴とする。
Energy conversion mechanism of the present invention includes a case where the boiling liquid is Ru housed inside by being heated, is bonded to the contact can be the case with the liquid, and the heat transfer member having thermal conductivity, and the liquid A vibrating body that is joined to the case so as to come into contact and is arranged to be able to collide with bubbles generated by boiling of the liquid by heat transferred from the heat transfer member, and the vibrating body includes the bubbles There characterized that you vibration by collision.
Moreover, the boiling cooler of this invention is equipped with the energy conversion mechanism of this invention, It is characterized by the above-mentioned.
In addition, an electronic device according to the present invention includes the energy conversion mechanism according to the present invention.

本発明のエネルギ変換機構、沸騰冷却器及び電子機器によれば、気泡が振動体に衝突することにより振動体を振動させることが可能であり、熱エネルギを運動エネルギに高効率で変換して熱伝導部材に伝達される熱を放熱することができる。このため、例えばLSIや電子機器から発生する熱を放熱するために電力を必要とせず、電力を低減できるとともにLSIや電子機器を好適に冷却することができる。   According to the energy conversion mechanism, the boiling cooler, and the electronic device of the present invention, it is possible to vibrate the vibrating body when the bubbles collide with the vibrating body, and heat energy is converted into kinetic energy with high efficiency. The heat transmitted to the conductive member can be dissipated. For this reason, for example, no power is required to dissipate heat generated from the LSI or the electronic device, and the power can be reduced and the LSI or the electronic device can be suitably cooled.

本発明の第1の実施形態のエネルギ変換機構を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the energy conversion mechanism of the 1st Embodiment of this invention. (A)は同エネルギ変換機構の平面図、(B)は(A)のA−A線における断面図である。(A) is a top view of the energy conversion mechanism, and (B) is a cross-sectional view taken along line AA of (A). 同エネルギ変換機構の使用時の動作を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operation | movement at the time of use of the energy conversion mechanism. 同エネルギ変換機構における振動体の振動態様を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the vibration aspect of the vibrating body in the energy conversion mechanism. 同エネルギ変換機構における振動体の動作原理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the operating principle of the vibrating body in the energy conversion mechanism. 本発明の第2の実施形態のエネルギ変換機構を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the energy conversion mechanism of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の機構を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the mechanism of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態の機構を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the mechanism of the 4th Embodiment of this invention. (A)は本発明の第5の実施形態のエネルギ変換機構を示す平面図、(B)は(A)のB−B線における縦断面図である。(A) is a top view which shows the energy conversion mechanism of the 5th Embodiment of this invention, (B) is a longitudinal cross-sectional view in the BB line of (A). (A)は本発明の第6の実施形態のエネルギ変換機構を示す平面図、(B)は(A)のC−C線における縦断面図である。(A) is a top view which shows the energy conversion mechanism of the 6th Embodiment of this invention, (B) is a longitudinal cross-sectional view in CC line of (A). 本発明の第7の実施形態のエネルギ変換機構を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the energy conversion mechanism of the 7th Embodiment of this invention. 本発明の実施例8のエネルギ変換機構における振動体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vibrating body in the energy conversion mechanism of Example 8 of this invention. 本発明の実施例10のエネルギ変換機構を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the energy conversion mechanism of Example 10 of this invention. (A)は本発明の実施例14のエネルギ変換機構を示す断面図、(B)は同実施例のエネルギ変換機構における熱伝達部材を示す平面図である。(A) is sectional drawing which shows the energy conversion mechanism of Example 14 of this invention, (B) is a top view which shows the heat transfer member in the energy conversion mechanism of the Example. (A)は本発明の実施例15のエネルギ変換機構を示す断面図、(B)は同実施例のエネルギ変換機構における熱伝達部材を示す平面図である。(A) is sectional drawing which shows the energy conversion mechanism of Example 15 of this invention, (B) is a top view which shows the heat transfer member in the energy conversion mechanism of the Example. (A)は本発明の実施例16のエネルギ変換機構を示す平面図、(B)は(A)のE−E線における断面図である。(A) is a top view which shows the energy conversion mechanism of Example 16 of this invention, (B) is sectional drawing in the EE line | wire of (A). (A)は本発明の実施例17のエネルギ変換機構を示す平面図、(B)は(A)のF−F線における断面図である。(A) is a top view which shows the energy conversion mechanism of Example 17 of this invention, (B) is sectional drawing in the FF line | wire of (A). 本発明の実施例20のエネルギ変換機構を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the energy conversion mechanism of Example 20 of this invention. 同エネルギ変換機構における熱伝達部材を示す平面図である。It is a top view which shows the heat transfer member in the energy conversion mechanism. 本発明の実施例21のエネルギ変換機構における熱伝達部材を示す平面図である。It is a top view which shows the heat transfer member in the energy conversion mechanism of Example 21 of this invention. 本発明の実施例22のエネルギ変換機構における熱伝達部材を示す平面図である。It is a top view which shows the heat transfer member in the energy conversion mechanism of Example 22 of this invention. 本発明の実施例23のエネルギ変換機構における熱伝達部材を示す平面図である。It is a top view which shows the heat transfer member in the energy conversion mechanism of Example 23 of this invention. 本発明の実施例24のエネルギ変換機構における熱伝達部材を示す平面図である。It is a top view which shows the heat transfer member in the energy conversion mechanism of Example 24 of this invention. 本発明の実施例29のエネルギ変換機構を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the energy conversion mechanism of Example 29 of this invention. 本発明の実施例32のエネルギ変換機構を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the energy conversion mechanism of Example 32 of this invention. 本発明の実施例34のエネルギ変換機構を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the energy conversion mechanism of Example 34 of this invention. 本発明の実施例1ないし実施例36、及び比較例1ないし比較例3の結果をまとめて示す表である。It is a table | surface which shows the result of Example 1 thru | or Example 36 of this invention, and the comparative example 1 thru | or the comparative example 3 collectively.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成において、同一の構造部については同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in the structure of each embodiment demonstrated below, about the same structure part, the same code | symbol is attached | subjected and shown, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

(第1の実施形態)
以下では本発明の第1の実施形態のエネルギ変換機構について説明する。図1は、本実施形態のエネルギ変換機構の構成を示す分解斜視図である。また、図2は本実施形態のエネルギ変換機構を示す図で、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A線における断面図である。
図1及び図2に示すように、エネルギ変換機構1−1は、加熱されることにより沸騰する液体である液体41−1が内部に収納されたケース51−1と、液体41−1と接触可能にケース51−1に接合され熱伝導性を有する熱伝達部材31−1と、液体41−1と接触するようにケース51−1に接合された振動体61−1とを備えて構成されている。
(First embodiment)
The energy conversion mechanism according to the first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is an exploded perspective view showing the configuration of the energy conversion mechanism of the present embodiment. 2A and 2B are diagrams showing the energy conversion mechanism of the present embodiment, in which FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, the energy conversion mechanism 1-1 is in contact with a case 51-1 in which a liquid 41-1 that is a liquid that is boiled by heating is stored, and the liquid 41-1. The heat transfer member 31-1 is bonded to the case 51-1 and has thermal conductivity, and the vibrating body 61-1 is bonded to the case 51-1 so as to come into contact with the liquid 41-1. ing.

ケース51−1は、内部に空洞を有して形成され、その内部に液体41−1を収納可能な構成になっている。ケース51−1の材質としては、ポリエチレンやポリプリピレン、あるいはアクリル樹脂の等の樹脂材料や、アルミニウム等の金属材料、あるいはセラミック材料などが挙げられる。なお、溶媒に対して化学的に耐性をもつ材料であれば、ケース51−1の材質は特に限定されない。
また、ケース51−1には、ケース51−1の内部に連通する流路を有する熱交換器71−1が取り付けられている。
The case 51-1 is formed with a cavity inside, and has a configuration capable of storing the liquid 41-1 therein. Examples of the material of the case 51-1 include a resin material such as polyethylene, polypropylene, or an acrylic resin, a metal material such as aluminum, or a ceramic material. Note that the material of the case 51-1 is not particularly limited as long as the material is chemically resistant to the solvent.
In addition, a heat exchanger 71-1 having a flow path communicating with the inside of the case 51-1 is attached to the case 51-1.

熱交換器71−1は、外気との接触面積を増加させるための熱交換フィン71−1aを有している。熱交換器71−1の内部には液体41−1が気化した気体が流通し、熱交換器71−1の外部の空気へ熱が拡散するようになっている。これにより、液体41−1が気化した気体は熱交換器71−1の内部で凝縮して液化しケース51−1へと還流するようになっている。   The heat exchanger 71-1 has heat exchange fins 71-1a for increasing the contact area with the outside air. A gas obtained by vaporizing the liquid 41-1 flows through the heat exchanger 71-1, and heat is diffused to the air outside the heat exchanger 71-1. Thereby, the gas which the liquid 41-1 vaporized condenses inside the heat exchanger 71-1, liquefies, and recirculate | refluxs to the case 51-1.

熱伝達部材31−1はエネルギ変換機構1−1の外部の発熱体21−1から発生する熱を液体41−1に伝え、液体41−1を沸騰させる機能を持っている。熱伝達部材31−1の材質は、熱伝導率が高い材質(例えば、熱伝導率が10W/mK以上)であることが好ましく、例えば、アルミニウム、銅などの金属材料をあげることができる。なお、熱伝達部材31−1の材質は、熱伝導性を有する材料であれば金属材料以外でもよく、特に限定されない。
また、熱伝達部材31−1は、液体41−1が接触する側の表面に溝やスリットなどの表面加工が施されていることが好ましい。
The heat transfer member 31-1 has a function of transferring heat generated from the heating element 21-1 outside the energy conversion mechanism 1-1 to the liquid 41-1, and boiling the liquid 41-1. The material of the heat transfer member 31-1 is preferably a material having a high thermal conductivity (for example, a thermal conductivity of 10 W / mK or more), and examples thereof include metal materials such as aluminum and copper. The material of the heat transfer member 31-1 may be other than a metal material as long as it has a thermal conductivity, and is not particularly limited.
Moreover, it is preferable that the heat transfer member 31-1 is subjected to surface processing such as a groove or a slit on the surface on the side in contact with the liquid 41-1.

発熱体21−1は、例えばLSIなどの電子部品などであり、熱伝導性の高いシリコン系コンパウンドにより熱伝達部材31−1と密着して取り付け可能である。発熱体21−1としては、エネルギ変換機構1−1の外部に配置された発熱部品において発生した熱を輸送する熱輸送部材であってもよく、冷却されることを要する部材であればどのようなものであってもよい。   The heating element 21-1 is, for example, an electronic component such as an LSI, and can be attached in close contact with the heat transfer member 31-1 with a silicon compound having high thermal conductivity. The heat generator 21-1 may be a heat transport member that transports heat generated in a heat generating component disposed outside the energy conversion mechanism 1-1, and any member that needs to be cooled can be used. It may be anything.

振動体61−1は、ケース51−1よりも剛性が低く設定されている。振動体61−1の材料としては、例えばポリエチレンや、ウレタン、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂材料をあげることができる。また、振動体61−1は、液体41−1に一方の面が接触している。このため、振動体61−1は、少なくとも液体41−1に接触する側の面において腐食や溶解に抵抗性を有する材料であることが好ましい。
本実施形態では、振動体61−1は、液体41−1を挟んで熱伝達部材31−1と対向配置されている。
The vibrating body 61-1 is set to be lower in rigidity than the case 51-1. Examples of the material of the vibrating body 61-1 include resin materials such as polyethylene, urethane, and polyethylene terephthalate. Further, the vibrating body 61-1 is in contact with the liquid 41-1 on one surface. For this reason, it is preferable that the vibrating body 61-1 is a material having resistance to corrosion and dissolution at least on the surface in contact with the liquid 41-1.
In the present embodiment, the vibrating body 61-1 is disposed opposite to the heat transfer member 31-1 with the liquid 41-1.

液体41−1は、温度の高い場所から低い場所へ熱を移動させるために使用される熱媒体である。さらに、本実施形態では、液体41−1は熱媒体であることに加えて、振動体61−1に振動を与える沸騰気泡41−1bを発生させる機能を有するものである。液体41−1は冷媒を好適に採用することができる。具体的には、ハイドロフルオロエーテル、ポリオキシアルキレングリコール(エーテル系潤滑油)やエステル系潤滑材などを含有する非フロン系溶媒などを採用することができる。液体41−1として冷媒を使用する際には地球温暖化係数やオゾン破壊係数が低いものを採用することが好ましいが、発熱体21−1から熱伝達部材31−1を介して伝達される熱によって沸騰する液体材料であれば、特に限定されない。   The liquid 41-1 is a heat medium used for transferring heat from a place having a high temperature to a place having a low temperature. Furthermore, in this embodiment, in addition to the liquid 41-1 being a heat medium, the liquid 41-1 has a function of generating a boiling bubble 41-1b that vibrates the vibrating body 61-1. As the liquid 41-1, a refrigerant can be preferably used. Specifically, non-fluorocarbon solvents containing hydrofluoroether, polyoxyalkylene glycol (ether-based lubricating oil), ester-based lubricant, and the like can be employed. When a refrigerant is used as the liquid 41-1, it is preferable to employ a refrigerant having a low global warming potential or ozone depletion potential, but heat transmitted from the heating element 21-1 via the heat transfer member 31-1. If it is a liquid material which boils by, it will not specifically limit.

本実施形態では、発熱体21−1と熱伝達部材31−1とは、熱伝導性を有するシリコン系コンパウンドなどを用いて接合される。また、熱伝達部材31−1とケース51−1との接合及び振動体61−1とケース51−1との接合には、例えばエポキシ系接着剤を用いることができる。エポキシ系接着剤による接着剤層の厚みは特に限定されるものではないが、接着剤層が薄すぎると液体41−1がエネルギ変換機構1−1の外部に漏れるおそれがあり、一方で接着剤層が厚すぎると、振動体61−1の部分で接着剤層に振動エネルギが吸収され、十分な振動変位を得にくくなるおそれがある。このため、接着剤層の厚さは例えば5μm以上500μm以下であることが好ましい。さらに、接着強度の観点から、接着剤層の厚みが10μm以上100μm以下であることがより好ましい。 In the present embodiment, the heating element 21-1 and the heat transfer member 31-1 are bonded using a silicon compound having thermal conductivity. Moreover, for example, an epoxy-based adhesive can be used for joining the heat transfer member 31-1 and the case 51-1 and joining the vibrating body 61-1 and the case 51-1. The thickness of the adhesive layer by the epoxy adhesive is not particularly limited, but if the adhesive layer is too thin, the liquid 41-1 may leak to the outside of the energy conversion mechanism 1-1, while the adhesive is If the layer is too thick, vibration energy is absorbed by the adhesive layer at the portion of the vibrating body 61-1, and it may be difficult to obtain sufficient vibration displacement. For this reason, it is preferable that the thickness of an adhesive bond layer is 5 micrometers or more and 500 micrometers or less, for example. Furthermore, from the viewpoint of adhesive strength, the thickness of the adhesive layer is more preferably 10 μm or more and 100 μm or less.

以上に説明した構成の、本実施形態のエネルギ変換機構の作用について説明する。
発熱体21−1が発熱すると、発熱体21−1の熱は熱伝達部材31−1へと拡散する。熱伝達部材31−1に伝わった熱は液体41−1に伝達される。すると、液体41−1は加熱される。液体41−1が加熱されることで沸騰すると、液体41−1が気化した沸騰気泡41−1bが発生する。
The operation of the energy conversion mechanism of the present embodiment having the above-described configuration will be described.
When the heating element 21-1 generates heat, the heat of the heating element 21-1 diffuses to the heat transfer member 31-1. The heat transferred to the heat transfer member 31-1 is transferred to the liquid 41-1. Then, the liquid 41-1 is heated. When the liquid 41-1 is boiled by being heated, a boiling bubble 41-1b in which the liquid 41-1 is vaporized is generated.

沸騰気泡41−1bは、液体41−1内で上方向へ移動し、液体41−1に接触している振動体61−1に衝突する。すると、振動体61−1は沸騰気泡41−1bが衝突する運動エネルギによって変形する。
より詳しくは、図3に示すように、振動体61−1は、沸騰泡41−1bの衝突を受けてまず上面方向に変形し、上方向に凸となるような湾曲状態となる。続いて、図4に示すように、振動体61−1の弾性による復元力によって、上方向に凸となった振動体61−1は、元の平板状に戻る。さらに、振動体61−1の慣性によって振動体61−1は下方向に凸となるような湾曲形状となる。
The boiling bubble 41-1b moves upward in the liquid 41-1, and collides with the vibrating body 61-1 in contact with the liquid 41-1. Then, the vibrating body 61-1 is deformed by the kinetic energy with which the boiling bubble 41-1b collides.
More specifically, as shown in FIG. 3, the vibrating body 61-1 is first deformed in the upper surface direction in response to the collision of the boiling bubble 41-1b, and is in a curved state that is convex upward. Subsequently, as illustrated in FIG. 4, the vibrating body 61-1 that is convex upward returns to the original flat plate shape by the restoring force due to the elasticity of the vibrating body 61-1. Furthermore, the vibrating body 61-1 has a curved shape that protrudes downward due to the inertia of the vibrating body 61-1.

下方向に凸となった振動体61−1には、沸騰気泡41−1bが衝突しているため、振動体61−1は再び上方向に凸となるように変形する。
このように、振動体61−1は、沸騰気泡41−1bが衝突する向きで上に凸となる状態と下に凸となる状態とを交互に繰り返し、一定の振幅を有して振動する。
Since the boiling bubble 41-1b collides with the vibrating body 61-1 that is convex downward, the vibrating body 61-1 is deformed so as to be convex upward again.
In this manner, the vibrating body 61-1 vibrates with a constant amplitude by alternately repeating a state of convexing upward and a state of convexing downward in the direction in which the boiling bubbles 41-1b collide.

これは、例えば図5に示すように、固定壁300に一端が固定されたスプリング200と、スプリング200の他端に固定された錘100とにおいて、錘100に対して上方向の力を断続的に加えることでスプリング200が伸縮して錘100が上下に振動するのと同様の原理によるものである。   For example, as shown in FIG. 5, an upward force is intermittently applied to the weight 100 in the spring 200 having one end fixed to the fixed wall 300 and the weight 100 fixed to the other end of the spring 200. This is based on the same principle that the spring 200 expands and contracts and the weight 100 vibrates up and down.

振動体61−1に衝突した後の沸騰気泡41−1bは、液体41−1の液面まで到達し、沸騰気泡41−1b内の気体はケース51−1の内部から熱交換器71−1へと移動して凝縮することによって液化して液体41−1に戻る。熱交換器71−1において液化した液体41−1は、ケース51−1へ還流して、ケース51−1の内部の液体41−1と一体になる。このように、液体41−1は気化と凝縮を繰り返してエネルギ変換機構1−1の内部で循環する。   The boiling bubble 41-1b after colliding with the vibrating body 61-1 reaches the liquid level of the liquid 41-1, and the gas in the boiling bubble 41-1b is transferred from the inside of the case 51-1 to the heat exchanger 71-1. It is liquefied by moving and condensing and returns to the liquid 41-1. The liquid 41-1 liquefied in the heat exchanger 71-1 is returned to the case 51-1, and is integrated with the liquid 41-1 inside the case 51-1. In this manner, the liquid 41-1 circulates inside the energy conversion mechanism 1-1 by repeating vaporization and condensation.

以下に、本実施形態のエネルギ変換機構において発熱体21−1から伝わる熱エネルギを振動体61−1の運動エネルギに変換する効率を、振動体61−1が振動する周波数と振動変位との関係を用いて説明する。
機械エネルギは、加速度と重量との積に依存する。また、熱エネルギから運動エネルギの変換効率ηは、周波数の3乗、変位の2乗に比例する。このため、本実施形態のエネルギ変換機構1−1では、振動体61−1が振動する周波数を高域周波数帯域に設定し、また振動体61−1の振動変位量を大きくすることで、熱エネルギから運動エネルギの変換効率を高めることができる。また、上述の変換効率ηが周波数の3乗、変位の2乗に比例するので、振動体61−1の振動変位量よりも振動体61−1の周波数がエネルギ変換機構1−1における変換効率ηに対して支配的な因子であると考えられる。振動体61−1が振動する周波数と振動体61−1の振動変位量の具体的な値については後述する。
Below, in the energy conversion mechanism of this embodiment, the efficiency which converts the thermal energy transmitted from the heat generating body 21-1 into the kinetic energy of the vibrating body 61-1, the relationship between the frequency at which the vibrating body 61-1 vibrates and the vibration displacement. Will be described.
Mechanical energy depends on the product of acceleration and weight. Moreover, the conversion efficiency η of heat energy to kinetic energy is proportional to the cube of the frequency and the square of the displacement. For this reason, in the energy conversion mechanism 1-1 of the present embodiment, the frequency at which the vibrating body 61-1 vibrates is set to a high frequency band, and the vibration displacement amount of the vibrating body 61-1 is increased, thereby increasing the heat. The conversion efficiency of energy to kinetic energy can be increased. Further, since the above-described conversion efficiency η is proportional to the cube of the frequency and the square of the displacement, the frequency of the vibrating body 61-1 is higher than the amount of vibration displacement of the vibrating body 61-1. It is considered to be a dominant factor with respect to η. Specific values of the frequency at which the vibrating body 61-1 vibrates and the vibration displacement amount of the vibrating body 61-1 will be described later.

本実施形態のエネルギ変換機構1−1では、振動体61−1が振動する周波数を決定する因子として、振動体61−1の重量と剛性が支配的である。
また、エネルギ変換機構1−1では、振動体61−1への重量負荷や、振動体61−1を構成するための材料の密度及び剛性を最適化して設定することによって、振動体61−1の外形形状を変更しなくても周波数特性を最適化してエネルギ変換機構を構成することができる。また、振動体61−1として剛性が異なる材料を用いることで振動体61−1の振動変位量を増加させることもできる。
In the energy conversion mechanism 1-1 of the present embodiment, the weight and rigidity of the vibrating body 61-1 are dominant as factors that determine the frequency at which the vibrating body 61-1 vibrates.
In the energy conversion mechanism 1-1, the vibration body 61-1 is set by optimizing and setting the weight load on the vibration body 61-1 and the density and rigidity of the material for constituting the vibration body 61-1. The energy conversion mechanism can be configured by optimizing the frequency characteristics without changing the outer shape. Moreover, the vibration displacement amount of the vibrating body 61-1 can be increased by using materials having different rigidity as the vibrating body 61-1.

以上説明したように、本実施形態のエネルギ変換機構によれば、熱伝達部材31−1からの熱伝達によって発生した液体41−1の沸騰気泡41−1bが振動体61−1に衝突して振動体61−1を振動させるので、熱エネルギを運動エネルギに変換することができる。   As described above, according to the energy conversion mechanism of the present embodiment, the boiling bubble 41-1b of the liquid 41-1 generated by the heat transfer from the heat transfer member 31-1 collides with the vibrating body 61-1. Since the vibrating body 61-1 is vibrated, heat energy can be converted into kinetic energy.

また、発熱体21−1において発生した熱エネルギを振動体61−1の運動エネルギへ変換する変換効率は、振動体61−1の重量、剛性及び密度を設定して振動変位量と周波数とを変化させることによって容易に調整可能である。このため、ケース51−1、熱伝達部材31−1の構成などエネルギ変換機構1−1の全体の構造を変更する必要がなく、エネルギ変換機構を製造するときの製造安定性が高い。さらに、特性が異なるエネルギ変換機構を製造するための部品を共有することができ、製造コストを低く抑えることができる。   Further, the conversion efficiency for converting the heat energy generated in the heating element 21-1 into the kinetic energy of the vibrating body 61-1 is to set the weight, rigidity and density of the vibrating body 61-1, and to change the vibration displacement amount and frequency. It can be easily adjusted by changing. For this reason, it is not necessary to change the entire structure of the energy conversion mechanism 1-1 such as the configuration of the case 51-1 and the heat transfer member 31-1, and the manufacturing stability when manufacturing the energy conversion mechanism is high. Furthermore, parts for manufacturing energy conversion mechanisms having different characteristics can be shared, and manufacturing costs can be kept low.

また、ケース51−1の内部で沸騰して液体41−1が気化した気体が、熱交換器71−1へ移動して凝縮するので、液体41−1に伝達された熱を効率よくケース51−1の外部に輸送し、熱交換器71−1を介して外部に拡散させることができる。このため、熱エネルギを運動エネルギに変換することと、熱を外部へ輸送することとを併用することができ、効果的に発熱体21−1を冷却することができる。   Moreover, since the gas which boiled inside the case 51-1 and the liquid 41-1 vaporized moves to the heat exchanger 71-1, and is condensed, the heat transmitted to the liquid 41-1 is efficiently used in the case 51. -1 can be transported outside and diffused to the outside via the heat exchanger 71-1. For this reason, converting heat energy into kinetic energy and transporting heat to the outside can be used in combination, and the heating element 21-1 can be effectively cooled.

また、振動体61−1が弾性を有しておりケース51−1よりも剛性が低い材料であるので、エネルギ変換機構1−1を備える電子機器などが落下してエネルギ変換機構1−1に対して衝撃が加わった場合に、この衝撃を振動体61−1が吸収して液体41−1の漏れやケース51−1の破損を抑制することができる。したがって、本実施形態のエネルギ変換機構1−1は、ユーザが携帯して使用する携帯型電子機器(例えば、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、小型ゲーム機器など)に内蔵されて好適に使用することができる。   Moreover, since the vibrating body 61-1 has elasticity and is a material whose rigidity is lower than that of the case 51-1, an electronic device or the like including the energy conversion mechanism 1-1 is dropped to the energy conversion mechanism 1-1. On the other hand, when an impact is applied, the vibrating body 61-1 absorbs the impact, and the leakage of the liquid 41-1 and the damage of the case 51-1 can be suppressed. Therefore, the energy conversion mechanism 1-1 according to the present embodiment is preferably used by being incorporated in a portable electronic device (for example, a mobile phone, a notebook personal computer, a small game device, etc.) carried and used by the user. Can do.

また、振動体61−1が液体41−1を挟んで熱伝達部材31−1と対向配置されているので、熱伝達部材31−1の面上で発生した沸騰気泡41−1bを振動体61−1に効率よく衝突させることができる。このため、熱エネルギから運動エネルギへ効率よくエネルギを変換することができる。   In addition, since the vibrating body 61-1 is disposed opposite to the heat transfer member 31-1 with the liquid 41-1, the boiling bubble 41-1b generated on the surface of the heat transfer member 31-1 is removed from the vibrating body 61. -1 can be efficiently collided. For this reason, energy can be efficiently converted from thermal energy to kinetic energy.

(第2の実施形態)
以下では、本発明の第2の実施形態のエネルギ変換機構について説明する。図6は、本発明の第2の実施形態のエネルギ変換機構を示す断面図である。
本実施形態のエネルギ変換機構2−1は、図6に示すように、振動体61−1に代えて振動体62−1を備えている点で第1実施形態のエネルギ変換機構1−1と構成が異なっている。
(Second Embodiment)
Below, the energy conversion mechanism of the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 6 is a sectional view showing an energy conversion mechanism according to the second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 6, the energy conversion mechanism 2-1 of the present embodiment is different from the energy conversion mechanism 1-1 of the first embodiment in that a vibration body 62-1 is provided instead of the vibration body 61-1. The configuration is different.

振動体62−1は、圧電特性を有する材料、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛などによって構成されている。すなわち、振動体62−1は、沸騰気泡41−1bによって上に凸あるいは下に凸となるように変形されることで電位差が生じるものである。振動体62−1の具体的な構成は後述する実施例及び図12において示すが、例えば図12に示すように、板状の圧電体62−1aと、圧電体62−1aの板厚方向の両面のそれぞれに配置された一対の電極板62−1bとを有している。電極板62−1bには図示しない配線を接続可能であり、圧電体62−1aが変形することによって生じる電圧を取り出すことができる。   The vibrating body 62-1 is made of a material having piezoelectric characteristics, such as lead zirconate titanate. That is, the vibrator 62-1 is deformed so as to be convex upward or downward by the boiling bubble 41-1b, thereby generating a potential difference. A specific configuration of the vibrating body 62-1 is shown in an embodiment described later and FIG. 12, but for example, as shown in FIG. 12, a plate-like piezoelectric body 62-1a and the thickness direction of the piezoelectric body 62-1a are shown. And a pair of electrode plates 62-1b disposed on both sides. A wiring (not shown) can be connected to the electrode plate 62-1b, and a voltage generated by the deformation of the piezoelectric body 62-1a can be taken out.

このような構成であっても、第1実施形態のエネルギ変換機構1−1と同様の効果を奏することができる。
さらに、本実施形態のエネルギ変換機構2−1によれば、圧電材料が機械電気変換子としての機能をもつために、振動体62−1が振動することで運動エネルギと同時に電気エネルギをも取り出すことが可能である。振動体62−1から取り出した電気エネルギは、エネルギ変換機構2−1の外部で例えば電子機器などに配置された部品を駆動する電力などとして使用することができる。このため、エネルギ変換機構2−1によって変換されたエネルギを適用できる範囲が第1実施形態で説明したエネルギ変換機構1−1よりも広い。
Even if it is such a structure, there can exist an effect similar to the energy conversion mechanism 1-1 of 1st Embodiment.
Further, according to the energy conversion mechanism 2-1 of the present embodiment, since the piezoelectric material has a function as a mechanical electric transducer, the vibration body 62-1 vibrates to extract electric energy as well as kinetic energy. It is possible. The electrical energy taken out from the vibrating body 62-1 can be used as electric power for driving a component arranged in, for example, an electronic device outside the energy conversion mechanism 2-1. For this reason, the range which can apply the energy converted by the energy conversion mechanism 2-1 is wider than the energy conversion mechanism 1-1 demonstrated in 1st Embodiment.

(第3の実施形態)
以下では、本発明の第3の実施形態のエネルギ変換機構について説明する。
図7は、本実施形態のエネルギ変換機構3−1を示す断面図である。
図7に示すように、エネルギ変換機構3−1は、振動体61−1に代えて設けられた振動体ユニット63−1と、ケース51−1に代えて設けられたケース53−1とを備える点で第1の実施形態で説明したエネルギ変換機構1−1と構成が異なっている。
(Third embodiment)
Below, the energy conversion mechanism of the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the energy conversion mechanism 3-1 of the present embodiment.
As shown in FIG. 7, the energy conversion mechanism 3-1 includes a vibrating body unit 63-1 provided instead of the vibrating body 61-1, and a case 53-1 provided instead of the case 51-1. The configuration is different from the energy conversion mechanism 1-1 described in the first embodiment in that it is provided.

振動体ユニット63−1は、薄膜形状に形成された振動体63−1aと、振動体63−1aの輪郭に沿って振動体63−1aに接合されて設けられた振動拡大機構63−1bとを有している。   The vibrating body unit 63-1 includes a vibrating body 63-1a formed in a thin film shape, and a vibration enlarging mechanism 63-1b provided to be joined to the vibrating body 63-1a along the outline of the vibrating body 63-1a. have.

振動拡大機構63−1bは、一端が上述のように振動体63−1aに接合されているとともに、他端がケース53−1に接合されている。振動拡大機構63−1bと振動体63−1aとの間及び振動拡大機構63−1bとケース53−1との間は、エポキシ系接着剤を用いた接着によって固定されている。また、振動拡大機構63−1bの形状は、振動体63−1aの厚さ方向に延びた蛇腹状であり、振動拡大機構63−1bの材料は例えばウレタン樹脂や、PET、天然ゴム、合成ゴムなどの樹脂材料で、弾性を有している。   The vibration enlarging mechanism 63-1b has one end joined to the vibrating body 63-1a as described above and the other end joined to the case 53-1. The vibration magnifying mechanism 63-1b and the vibrating body 63-1a and the vibration magnifying mechanism 63-1b and the case 53-1 are fixed by adhesion using an epoxy adhesive. The shape of the vibration magnifying mechanism 63-1b is an accordion shape extending in the thickness direction of the vibrating body 63-1a. The material of the vibration magnifying mechanism 63-1b is, for example, urethane resin, PET, natural rubber, or synthetic rubber. Resin material such as has elasticity.

本実施形態のエネルギ変換機構3−1の作用について説明する。
本実施形態においても、上述の第1実施形態で説明したエネルギ変換機構1−1と同様に発熱体21−1から熱伝達部材31−1に伝達された熱によって液体41−1が沸騰する。
The operation of the energy conversion mechanism 3-1 of this embodiment will be described.
Also in this embodiment, like the energy conversion mechanism 1-1 described in the first embodiment, the liquid 41-1 is boiled by the heat transferred from the heating element 21-1 to the heat transfer member 31-1.

沸騰気泡41−1bは、振動体ユニット63−1の振動体63−1aに衝突し、第1実施形態の振動体61−1と同様の作用によって上に凸及び下に凸となるように振動体63−1aは振動する。   The boiling bubble 41-1b collides with the vibrating body 63-1a of the vibrating body unit 63-1, and vibrates so as to protrude upward and downward by the same action as the vibrating body 61-1 of the first embodiment. The body 63-1a vibrates.

すると、振動体63−1aの振動は振動拡大機構63−1bにも伝達され、振動拡大機構63−1bの弾性によって伸縮動作する。振動拡大機構63−1bの他端はケース53−1に固定されているので、振動拡大機構63−1bの伸縮の方向に沿って振動体63−1aとケース53−1とは相対移動する。   Then, the vibration of the vibrating body 63-1a is also transmitted to the vibration magnifying mechanism 63-1b, and expands and contracts by the elasticity of the vibration magnifying mechanism 63-1b. Since the other end of the vibration magnifying mechanism 63-1b is fixed to the case 53-1, the vibrating body 63-1a and the case 53-1 move relative to each other along the direction of expansion and contraction of the vibration magnifying mechanism 63-1b.

本実施形態のエネルギ変換機構3−1によれば、ケース53−1の内部で振動体63−1が上に凸及び下に凸となるように振動するとともに振動拡大機構63−1bによって振動体63−1aとケース53−1とが相対移動するので、振動体63−1aの振動変位量は上述の第1実施形態で説明した振動体61−1の振動変位量よりも大きい。したがって、熱エネルギから運動エネルギへ高い効率でエネルギを変換できる。   According to the energy conversion mechanism 3-1 of the present embodiment, the vibrating body 63-1 vibrates so as to be convex upward and convex downward in the case 53-1, and the vibrating body is vibrated by the vibration enlarging mechanism 63-1b. Since the 63-1a and the case 53-1 move relative to each other, the vibration displacement amount of the vibration body 63-1a is larger than the vibration displacement amount of the vibration body 61-1 described in the first embodiment. Therefore, energy can be converted from heat energy to kinetic energy with high efficiency.

(第4の実施形態)
以下では、本発明の第4の実施形態のエネルギ変換機構について説明する。
図8は、本実施形態のエネルギ変換機構4−1を示す断面図である。
図8に示すように、エネルギ変換機構4−1は、振動体61−1に代えて設けられた振動体64−1と、振動体64−1の中央部に一端が固定されたディスプレーサ84−1とを備えている点で第1の実施形態で説明したエネルギ変換機構1−1と構成が異なっている。
(Fourth embodiment)
Below, the energy conversion mechanism of the 4th Embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the energy conversion mechanism 4-1 of the present embodiment.
As shown in FIG. 8, the energy conversion mechanism 4-1 includes a vibrating body 64-1 provided instead of the vibrating body 61-1, and a displacer 84-having one end fixed to the center of the vibrating body 64-1. 1 is different in configuration from the energy conversion mechanism 1-1 described in the first embodiment.

ディスプレーサ84−1は、振動体64−1の厚さ方向に延びる柱状に形成されており、例えば母線に直交する断面の面積が一定な円柱形状や、あるいは角柱形状に形成されている。   The displacer 84-1 is formed in a columnar shape extending in the thickness direction of the vibrating body 64-1, and is formed in, for example, a columnar shape with a constant cross-sectional area perpendicular to the generatrix or a prismatic shape.

このような構成であっても、第1の実施形態で説明したエネルギ変換機構1−1と同様の効果を奏することができる。さらに、本実施形態のエネルギ変換機構4−1によれば、ディスプレーサ84−1によって、振動体64−1が振動することによる運動エネルギを振動体64−1から離間した位置で往復運動として取り出すことができる。   Even if it is such a structure, there can exist an effect similar to the energy conversion mechanism 1-1 demonstrated in 1st Embodiment. Furthermore, according to the energy conversion mechanism 4-1 of the present embodiment, the displacer 84-1 extracts the kinetic energy generated by the vibration of the vibrating body 64-1 as a reciprocating motion at a position separated from the vibrating body 64-1. Can do.

(第5の実施形態)
以下では、本発明の第5の実施形態のエネルギ変換機構について説明する。
図9(A)は、本実施形態のエネルギ変換機構5−1を示す平面図である。また、図9(B)は図9(A)のB−B線における断面図である。
図9(A)及び図9(B)に示すように、エネルギ変換機構5−1は、熱伝達部材31−1に代えて設けられた熱伝達部材35−1a、35−1bを備えている点で第1の実施形態で説明したエネルギ変換機構1−1と構成が異なっている。また、本実施形態では、上述の第4実施形態と同様にディスプレーサ84−1を有している。
(Fifth embodiment)
Below, the energy conversion mechanism of the 5th Embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 9A is a plan view showing the energy conversion mechanism 5-1 of the present embodiment. FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
As shown in FIGS. 9A and 9B, the energy conversion mechanism 5-1 includes heat transfer members 35-1a and 35-1b provided in place of the heat transfer member 31-1. In this respect, the configuration is different from that of the energy conversion mechanism 1-1 described in the first embodiment. Moreover, in this embodiment, it has the displacer 84-1, similarly to the above-mentioned 4th Embodiment.

熱伝達部材35−1a、35−1bは、断熱性を有する断熱部材35−2によって2箇所に分断されて配置されている。熱伝達部材35−1a、35−1bのそれぞれには、異なる発熱体25−1a、25−1bを取り付けることができるようになっている。   The heat transfer members 35-1a and 35-1b are divided into two portions by a heat insulating member 35-2 having heat insulating properties. Different heating elements 25-1a and 25-1b can be attached to the heat transfer members 35-1a and 35-1b, respectively.

本実施形態のエネルギ変換機構5−1では、発熱体25−1aが取り付けられた熱伝達部材35−1aには発熱体25−1aから発生した熱が拡散する。一方、発熱体25−1bが取り付けられた熱伝達部材35−1bには発熱体25−1bから発生した熱が拡散する。   In the energy conversion mechanism 5-1 of the present embodiment, the heat generated from the heating element 25-1a is diffused in the heat transfer member 35-1a to which the heating element 25-1a is attached. On the other hand, the heat generated from the heating element 25-1b diffuses to the heat transfer member 35-1b to which the heating element 25-1b is attached.

熱伝達部材35−1a、35−1bへ拡散した熱は、ともに液体41−1へ伝達され、液体41−1が沸騰して沸騰気泡41−1bが生じる。すると、第1実施形態のエネルギ変換機構1−1と同様に振動体61−1が振動することで熱エネルギが運動エネルギへ変換される。   The heat diffused to the heat transfer members 35-1a and 35-1b is both transmitted to the liquid 41-1, and the liquid 41-1 boils to produce a boiling bubble 41-1b. Then, similarly to the energy conversion mechanism 1-1 of the first embodiment, the vibration body 61-1 vibrates to convert thermal energy into kinetic energy.

このような構成であっても、第1実施形態で説明したエネルギ変換機構1−1と同様の効果を奏することができる。さらに、断熱材35−2を間に介在させて互いに離間した状態で熱伝達部材35−1a、35−1bが配置されているので、熱伝達部材35−1aと熱伝達部材35−1bとの間の熱の移動が抑制されている。このため、熱伝達部材35−1a、35−1bに取り付けられた発熱体25−1aと発熱体25−1bとの間において互いの発熱状態が相互に影響することを抑えることができる。   Even if it is such a structure, there can exist an effect similar to the energy conversion mechanism 1-1 demonstrated in 1st Embodiment. Further, since the heat transfer members 35-1a and 35-1b are arranged in a state of being separated from each other with the heat insulating material 35-2 interposed therebetween, the heat transfer member 35-1a and the heat transfer member 35-1b The heat transfer between them is suppressed. For this reason, it can suppress that a mutual heat-generation state mutually influences between the heat generating body 25-1a and the heat generating body 25-1b attached to the heat transfer members 35-1a and 35-1b.

また、複数の発熱体に対してエネルギ変換機構を対応する数だけ備える必要がないので、例えば電子機器などにエネルギ変換機構を搭載する場合の電子機器の製造が容易になり、また部品点数を削減できることで電子機器の信頼性を高めることや、電子機器を省スペースに構成することなどができる。
なお、本実施形態のエネルギ変換機構5−1は、発熱体と熱伝達部材の組が2組であることに限定されるものではなく、発熱体と熱伝達部材の組を複数有する構成とすることができる。
In addition, since it is not necessary to provide a corresponding number of energy conversion mechanisms for a plurality of heating elements, for example, it is easy to manufacture an electronic device when the energy conversion mechanism is mounted on an electronic device, and the number of parts is reduced. By being able to do so, the reliability of the electronic device can be increased, and the electronic device can be configured to save space.
In addition, the energy conversion mechanism 5-1 of this embodiment is not limited to two sets of a heat generating body and a heat transfer member, It is set as the structure which has two or more sets of a heat generating body and a heat transfer member. be able to.

(第6の実施形態)
以下では、本発明の第6の実施形態のエネルギ変換機構について説明する。
図10(A)は、本実施形態のエネルギ変換機構6−1を示す平面図である。また、図10(B)は図10(A)のC−C線における断面図である。
図10(A)及び図10(B)に示すように、エネルギ変換機構6−1は、ケース51−1に代えて設けられたケース56−1と、振動体61−1に代えて設けられた振動体66−1a、66−1bとを備えている点で第1の実施形態で説明したエネルギ変換機構1−1と構成が異なっている。
(Sixth embodiment)
The energy conversion mechanism according to the sixth embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 10A is a plan view showing the energy conversion mechanism 6-1 of the present embodiment. FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
As shown in FIGS. 10A and 10B, the energy conversion mechanism 6-1 is provided instead of the case 56-1 provided instead of the case 51-1, and the vibrating body 61-1. The configuration is different from the energy conversion mechanism 1-1 described in the first embodiment in that the vibrators 66-1a and 66-1b are provided.

ケース56−1は、振動体66−1aと振動体66−1bとを液体41−1内で離間して支持するように二つの凹部56−1a、56−1bを有して形成されている。凹部56−1a、56−1bのそれぞれの底部には開口が形成されており、これらの開口は振動体66−1a、66−1bによって封止されている。
振動体66−1a及び振動体66−1bは、例えば互いの密度が異なる材料によって形成されている。
The case 56-1 has two concave portions 56-1a and 56-1b so as to support the vibrating body 66-1a and the vibrating body 66-1b so as to be separated from each other in the liquid 41-1. . Openings are formed at the bottoms of the recesses 56-1a and 56-1b, respectively, and these openings are sealed by vibrating bodies 66-1a and 66-1b.
The vibrating body 66-1a and the vibrating body 66-1b are formed of materials having different densities, for example.

本実施形態のエネルギ変換機構6−1では、第1実施形態で説明したエネルギ変換機構1−1と同様に発熱体21−1から熱が熱伝達部材31−1に伝達され、熱伝達部材31−1によって液体41−1が加熱される。液体41−1が沸騰して生じる沸騰気泡41−1bは、振動体66−1a及び振動体66−1bに対して同一条件で衝突する、すると、振動体66−1aと振動体66−1bとは異なる振動変位量で振動する。   In the energy conversion mechanism 6-1 of the present embodiment, heat is transmitted from the heating element 21-1 to the heat transfer member 31-1 in the same manner as the energy conversion mechanism 1-1 described in the first embodiment, and the heat transfer member 31. The liquid 41-1 is heated by -1. When the boiling bubble 41-1b generated by boiling the liquid 41-1 collides with the vibrating body 66-1a and the vibrating body 66-1b under the same condition, the vibrating body 66-1a and the vibrating body 66-1b Vibrates with different vibration displacements.

このような構成であっても、第1実施形態で説明したエネルギ変換機構1−1と同様の効果を奏することができる。さらに、本実施形態のエネルギ変換機構6−1によれば、振動体66−1aと振動体66−1bとでは異なる振動変位量で振動するので、振動体66−1aと振動体66−1bとからそれぞれ異なる振幅を有する往復運動を取り出すことができる。
また、本実施形態のエネルギ変換機構5−1を電子機器に搭載した場合には、一つのエネルギ変換機構5−1から取り出された複数の運動によって複数の部品を駆動させることができる。このため、電子機器の製造が容易になり、また部品点数を削減できることで電子機器の信頼性を高めることや、電子機器を省スペースに構成することなどができる。
Even if it is such a structure, there can exist an effect similar to the energy conversion mechanism 1-1 demonstrated in 1st Embodiment. Furthermore, according to the energy conversion mechanism 6-1 of the present embodiment, the vibrating body 66-1a and the vibrating body 66-1b vibrate with different vibration displacement amounts, and thus the vibrating body 66-1a and the vibrating body 66-1b The reciprocating motions having different amplitudes can be extracted from
Moreover, when the energy conversion mechanism 5-1 of this embodiment is mounted in an electronic device, a plurality of components can be driven by a plurality of movements extracted from one energy conversion mechanism 5-1. For this reason, manufacture of an electronic device becomes easy and the reliability of an electronic device can be improved by being able to reduce the number of parts, and an electronic device can be comprised in a space-saving.

なお、上述の第4実施形態で説明したディスプレーサ84−1やその他リンクを用いることで、エネルギ変換機構5−1の外部に離間して配置された複数の部品のそれぞれに対して、一つのエネルギ変換機構5−1によって異なる運動を伝達することもできる。   In addition, by using the displacer 84-1 and the other links described in the fourth embodiment, one energy is provided for each of a plurality of components arranged apart from the energy conversion mechanism 5-1. Different motions can be transmitted by the conversion mechanism 5-1.

また、本実施形態では振動体66−1aと振動体66−1bとの振動変位量を異ならせる例を説明したが、これに限らず、振動体66−1aと振動体66−1bとのそれぞれの振動周波数を異ならせ、異なる振動周波数で振動する運動エネルギを個別に取り出すこともできる。   In the present embodiment, the example in which the vibration displacement amounts of the vibrating body 66-1a and the vibrating body 66-1b are different from each other has been described. However, the present invention is not limited thereto, and each of the vibrating body 66-1a and the vibrating body 66-1b is used. It is also possible to individually extract kinetic energy that vibrates at different vibration frequencies.

また、振動体66−1aと振動体66−1bとの外形形状は同形同大であってもよいし、直径や厚さが振動体66−1aと振動体66−1bとの間で異なっていてもよい。また、振動体66−1a及び振動体66−1bは同一のものであってもよい。   In addition, the outer shape of the vibrating body 66-1a and the vibrating body 66-1b may be the same shape and the same size, and the diameter and thickness are different between the vibrating body 66-1a and the vibrating body 66-1b. It may be. Further, the vibrating body 66-1a and the vibrating body 66-1b may be the same.

(第7の実施形態)
以下では、本発明の第7の実施形態のエネルギ変換機構について説明する。
図11は、本実施形態のエネルギ変換機構7−1を示す断面図である。
図11に示すように、エネルギ変換機構7−1は、振動体61−1に代えて設けられた振動体67−1と、振動体67−1の中央部に一端87−1aが固定されたディスプレーサ87−1と、ディスプレーサ87−1の他端87−1bが回転自在に連結されたクランク97−1と、クランク97−1の回転軸97−1aに固定された回転体97−2とを備えている点で第1の実施形態で説明したエネルギ変換機構1−1と構成が異なっている。
(Seventh embodiment)
The energy conversion mechanism according to the seventh embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the energy conversion mechanism 7-1 of the present embodiment.
As shown in FIG. 11, the energy conversion mechanism 7-1 includes a vibrating body 67-1 provided instead of the vibrating body 61-1, and one end 87-1a fixed to the center of the vibrating body 67-1. A displacer 87-1, a crank 97-1 to which the other end 87-1b of the displacer 87-1 is rotatably connected, and a rotating body 97-2 fixed to a rotating shaft 97-1a of the crank 97-1. The configuration differs from the energy conversion mechanism 1-1 described in the first embodiment in that it is provided.

ディスプレーサ87−1は、第4実施形態で説明したディスプレーサ84−1と同様の形状を有し、振動体67−1にエポキシ系接着剤によって接着されている。
クランク97−1は、図示しない支持部にクランク軸97−1aが回転自在に支持されている。
回転体97−2は、エネルギ変換機構7−1に蓄積された熱を外部に放出するためのファンなどである。
The displacer 87-1 has the same shape as the displacer 84-1 described in the fourth embodiment, and is bonded to the vibrating body 67-1 with an epoxy adhesive.
In the crank 97-1, a crank shaft 97-1a is rotatably supported by a support portion (not shown).
The rotator 97-2 is a fan or the like for releasing heat accumulated in the energy conversion mechanism 7-1 to the outside.

本実施形態のエネルギ変換機構7−1の作用について説明する。
エネルギ変換機構7−1においても第1の実施形態で説明したエネルギ変換機構1−1と同様に発熱体21−1から熱伝達部材31−1に伝達された熱によって液体41−1は沸騰する。すると、沸騰気泡41−1bは振動体67−1に衝突する。これにより、振動体67−1は上に凸及び下に凸となるように振動し、ディスプレーサ87−1は振動体67−1の振動によって進退動作する。ディスプレーサ87−1の他端87−1bはクランク97−1に連結されているため、ディスプレーサ87−1の進退動作は回転軸97−1a回りの回転動作に変換されてクランク97−1が回転動作する。このとき、クランク97−1に接続された回転体97−2もクランク97−1と一体に回転動作する。
The operation of the energy conversion mechanism 7-1 of the present embodiment will be described.
Also in the energy conversion mechanism 7-1, the liquid 41-1 boils by the heat transferred from the heating element 21-1 to the heat transfer member 31-1 as in the energy conversion mechanism 1-1 described in the first embodiment. . Then, the boiling bubble 41-1b collides with the vibrating body 67-1. Accordingly, the vibrating body 67-1 vibrates so as to be convex upward and downward, and the displacer 87-1 moves forward and backward by the vibration of the vibrating body 67-1. Since the other end 87-1b of the displacer 87-1 is connected to the crank 97-1, the advance / retreat operation of the displacer 87-1 is converted into a rotation operation around the rotation shaft 97-1a, and the crank 97-1 rotates. To do. At this time, the rotating body 97-2 connected to the crank 97-1 also rotates integrally with the crank 97-1.

発熱体21−1によって発生してエネルギ変換機構7−1に伝達された熱は上述のように回転体97−2の回転運動に変換されるが、熱の一部は液体41−1に蓄積され、液体41−1が気化した気体がケース57−1の内部に充満している。回転体97−2が回転動作することで、エネルギ変換機構7−1の周囲に空気の流れが生じ、エネルギ変換機構7−1においてケース57−1に充満した上記気体は凝縮して液体41−1に戻る。   The heat generated by the heating element 21-1 and transmitted to the energy conversion mechanism 7-1 is converted into the rotational motion of the rotating body 97-2 as described above, but a part of the heat is accumulated in the liquid 41-1. The gas obtained by vaporizing the liquid 41-1 is filled in the case 57-1. As the rotating body 97-2 rotates, an air flow is generated around the energy conversion mechanism 7-1, and the gas filled in the case 57-1 in the energy conversion mechanism 7-1 is condensed to form a liquid 41-. Return to 1.

このように、液体41−1は気化と凝縮を繰り返すので、液体41−1が循環することで、発熱体21−1を連続的に冷却することができる。   Thus, since the liquid 41-1 repeats vaporization and condensation, the heating element 21-1 can be continuously cooled by circulating the liquid 41-1.

本実施形態のエネルギ変換機構7−1によれば、発熱体21−1を冷却することができるとともに、液体41−1が気化した気体を回転体(ファン)97−2によって強制冷却することができるので、ファンを回転動作させるための追加的な動力を用意する必要がない。   According to the energy conversion mechanism 7-1 of the present embodiment, the heating element 21-1 can be cooled, and the gas vaporized from the liquid 41-1 can be forcibly cooled by the rotating body (fan) 97-2. As a result, it is not necessary to prepare additional power for rotating the fan.

また、本実施形態のエネルギ変換機構7−1を備えた電子機器によれば、回転体(ファン)によって電子機器に実装された他の電子部品を冷却することができるので、電子部品を冷却するために要する電力などを削減することができる。   Moreover, according to the electronic device provided with the energy conversion mechanism 7-1 of the present embodiment, the other electronic components mounted on the electronic device can be cooled by the rotating body (fan), so the electronic components are cooled. Therefore, it is possible to reduce the electric power required for this.

また、発熱体21−1が発する熱によって回転体97−2を動作させて電子機器の冷却を行うことができるので、電子機器における廃熱を電子機器の冷却に好適に使用することができ、電子機器を駆動させるエネルギの総量を削減することができる。   Further, since the electronic device can be cooled by operating the rotating body 97-2 by the heat generated by the heating element 21-1, waste heat in the electronic device can be suitably used for cooling the electronic device, The total amount of energy for driving the electronic device can be reduced.

本発明のエネルギ変換機構及び電子機器の特性について、異なる構成を有する複数のエネルギ変換機構及び電子機器を比較し、下記の評価項目1ないし評価項目5について評価した。   About the characteristic of the energy conversion mechanism and electronic device of this invention, the several energy conversion mechanism and electronic device which have a different structure were compared, and the following evaluation item 1 thru | or evaluation item 5 were evaluated.

(評価項目1)
評価項目1として、振動体の基本共振周波数を測定した。振動体の基本共振周波数は、レーザ変位計を用いて振動体の周波数と振幅特性とを測定することによって測定した。
(Evaluation item 1)
As an evaluation item 1, the fundamental resonance frequency of the vibrating body was measured. The fundamental resonance frequency of the vibrating body was measured by measuring the frequency and amplitude characteristics of the vibrating body using a laser displacement meter.

(評価項目2)
評価項目2として、振動体の振動変位量を測定した。振動体の振動変位量は、レーザ変位計を用いて、振動体の中央部の振幅を計測することによって測定した。
(Evaluation item 2)
As evaluation item 2, the amount of vibration displacement of the vibrating body was measured. The vibration displacement amount of the vibrating body was measured by measuring the amplitude of the central portion of the vibrating body using a laser displacement meter.

(評価項目3)
評価項目3として、エネルギ変換機構によって熱エネルギを運動エネルギに変換するエネルギ変換効率を測定した。エネルギ変換効率は、評価項目1と評価項目2とから得られた基本共振周波数と振動変位量とのそれぞれと、振動体に取り付けられたディスプレーサの重量とに基づいて算出し、エネルギ変換効率が0.1%以上であれば○(良好)、エネルギ変換効率が0.1%未満であれば×(不良)としてエネルギ変換効率について二段階の評価を行った。
(Evaluation item 3)
As an evaluation item 3, energy conversion efficiency for converting thermal energy into kinetic energy by an energy conversion mechanism was measured. The energy conversion efficiency is calculated based on each of the basic resonance frequency and the vibration displacement amount obtained from the evaluation items 1 and 2, and the weight of the displacer attached to the vibrating body. When the energy conversion efficiency was less than 0.1%, the energy conversion efficiency was evaluated as a two-step evaluation.

(評価項目4)
評価項目4として、エネルギ変換機構によって発熱体を冷却する冷却性能を測定した。冷却性能は、表面温度が一定温度T1で発熱している発熱体にエネルギ変換機構を取り付けて、エネルギ変換機構を取り付けた後に発熱体の表面温度が平衡状態となったときの温度T2を測定し、T1からT2を引いた温度差ΔTが50℃以上であれば○(良好)、温度差ΔTが50℃未満であれば×(不良)として冷却性能について二段階の評価を行った。
(Evaluation item 4)
As evaluation item 4, the cooling performance for cooling the heating element by the energy conversion mechanism was measured. The cooling performance is measured by measuring the temperature T2 when the surface temperature of the heating element is in an equilibrium state after the energy conversion mechanism is attached to the heating element that generates heat at a constant temperature T1. When the temperature difference ΔT obtained by subtracting T2 from T1 is 50 ° C. or more, the evaluation was made in two stages with respect to the cooling performance as ○ (good), and when the temperature difference ΔT was less than 50 ° C., x (defect).

(評価項目5)
評価項目5として、エネルギ変換機構の信頼性を測定した。エネルギ変換機構の信頼性は、発熱体にエネルギ変換機構を取り付けた状態で発熱体の発熱状態を100時間継続させ、発熱体にエネルギ変換機構を取り付けた直後における振動体の振動変位量と、100時間経過後の振動体の振動変位量とをそれぞれ計測して100時間における振動変位量の変化を測定した。信頼性の評価は、試験前の振動変位量と試験後の振動変位量との間の差が±10%以内であれば○(良好)、試験前の振動変位量と試験後の振動変位量との間の差が±10%を超えているものは×(不良)として二段階の評価とした。
以下では、上記評価項目に基づいて実施したエネルギ変換機構及び電子機器の実施例1ないし36並びに比較例1ないし3について、図27を参照して詳述する。図27は、実施例1ないし36、並びに比較例1ないし3における結果をまとめた表である。なお、図27において「N.T.」と記載された部分は評価を行っていないことを示している。
(Evaluation item 5)
As evaluation item 5, the reliability of the energy conversion mechanism was measured. The reliability of the energy conversion mechanism is such that the heat generation state of the heating element is continued for 100 hours with the energy conversion mechanism attached to the heating element, and the vibration displacement amount of the vibration body immediately after the energy conversion mechanism is attached to the heating element is 100 The vibration displacement amount of the vibrating body after the lapse of time was measured, and the change in the vibration displacement amount in 100 hours was measured. Reliability is evaluated as ○ (good) if the difference between the vibration displacement before the test and the vibration displacement after the test is within ± 10%, and the vibration displacement before the test and the vibration displacement after the test. Those with a difference of more than ± 10% were evaluated as a two-step evaluation as x (defect).
Hereinafter, Examples 1 to 36 and Comparative Examples 1 to 3 of the energy conversion mechanism and the electronic device implemented based on the evaluation items will be described in detail with reference to FIG. FIG. 27 is a table summarizing the results in Examples 1 to 36 and Comparative Examples 1 to 3. In FIG. 27, the portion described as “NT” indicates that the evaluation is not performed.

(実施例1)
実施例1として、第1の実施形態のエネルギ変換機構1−1を下記の形状で構成した(図1及び図2参照)。
発熱体21−1としては、縦40mm、横40mm、厚み2mmで、発熱量40W相当のLSIを基板に実装して使用した。
熱伝達部材31−1としては、直径80mm、厚み2mmのアルミニウム製の板を使用した。
液体41−1としては、沸点が50℃に設定された市販のハイドロフルオロエーテル系冷媒を使用した。
ケース51−1としては、熱伝達部材31−1を取り付ける側の開口の外径が80mm、かつ振動体61−1を取り付ける側の開口の外径が30mmで、高さ50mmの概略円筒形状を有し、板厚2mmのアクリルで形成したケースを使用した。
振動体61−1としては、直径30mm、厚み0.1mmのウレタン膜を使用した。
熱交換器71−1としては、市販の空冷式ラジエータを使用し、熱交換器71−1とケース51−1とはシリコンチューブによって接続した。
Example 1
As Example 1, the energy conversion mechanism 1-1 of the first embodiment was configured in the following shape (see FIGS. 1 and 2).
As the heating element 21-1, an LSI having a length of 40 mm, a width of 40 mm, a thickness of 2 mm and a heating value of 40 W was mounted on a substrate.
As the heat transfer member 31-1, an aluminum plate having a diameter of 80 mm and a thickness of 2 mm was used.
As the liquid 41-1, a commercially available hydrofluoroether refrigerant having a boiling point set to 50 ° C. was used.
As the case 51-1, the outer diameter of the opening on the side where the heat transfer member 31-1 is attached is 80 mm, the outer diameter of the opening on the side where the vibrating body 61-1 is attached is 30 mm, and a substantially cylindrical shape with a height of 50 mm. A case made of acrylic having a thickness of 2 mm was used.
As the vibrating body 61-1, a urethane film having a diameter of 30 mm and a thickness of 0.1 mm was used.
A commercially available air-cooled radiator was used as the heat exchanger 71-1, and the heat exchanger 71-1 and the case 51-1 were connected by a silicon tube.

また、振動体61−1から運動エネルギを取り出すため、振動体61−1の中央にディスプレーサ84−1を取り付けた。本実施例では、ディスプレーサ84−1の重量は5gで、ディスプレーサの形状は直径10mm、高さ10mmの円柱形状である。
発熱体21−1と熱伝達部材31−1とはシリコン系グリスを用いて密着させた。また、ケース51−1と熱伝達部材31−1、振動体61−1、デイスプレーサ84−1はエポキシ接着材を用いて接合した。
Further, in order to extract kinetic energy from the vibrator 61-1, a displacer 84-1 was attached to the center of the vibrator 61-1. In this embodiment, the weight of the displacer 84-1 is 5 g, and the shape of the displacer is a cylindrical shape having a diameter of 10 mm and a height of 10 mm.
The heating element 21-1 and the heat transfer member 31-1 were adhered to each other using silicon grease. Further, the case 51-1, the heat transfer member 31-1, the vibrating body 61-1, and the displacer 84-1 were joined using an epoxy adhesive.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、23Hzであり、振動変位量の最大値(以下、「最大変位量」と称する。)は2.0mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。   In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 23 Hz, and the maximum value of the vibration displacement amount (hereinafter referred to as “maximum displacement amount”) was 2.0 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.

(実施例2)
実施例2として、振動体61−1の厚みを実施例1の振動体と異ならせて設定したエネルギ変換機構1−1を作製した。本実施例では、振動体61−1の厚みは0.5mmである。
本実施例のエネルギ変換機構1−1においてその他の構成は実施例1と同一の構成にした。
(Example 2)
As Example 2, an energy conversion mechanism 1-1 in which the thickness of the vibrating body 61-1 was set different from that of the vibrating body of Example 1 was produced. In this embodiment, the thickness of the vibrating body 61-1 is 0.5 mm.
The rest of the configuration of the energy conversion mechanism 1-1 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、35Hzであり、最大変位量は1.7mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 35 Hz, and the maximum displacement amount was 1.7 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例3)
実施例3として、振動体61−1の厚みを実施例1及び実施例2の振動体と異ならせて設定したエネルギ変換機構1−1を作製した。本実施例では、振動体61−1の厚みは0.05mmである。
本実施例のエネルギ変換機構1−1において振動体61−1以外の構成は実施例1と同一の構成にした。
(Example 3)
As Example 3, an energy conversion mechanism 1-1 in which the thickness of the vibrating body 61-1 was set different from that of the vibrating body of Example 1 and Example 2 was manufactured. In the present embodiment, the vibrating body 61-1 has a thickness of 0.05 mm.
In the energy conversion mechanism 1-1 of the present embodiment, the configuration other than the vibrating body 61-1 is the same as that of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、19Hzであり、最大変位量は3.2mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 19 Hz, and the maximum displacement amount was 3.2 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

実施例1ないし3の結果から、振動体の厚さが0.05mm、0.1mm、0.5mmの場合には熱エネルギを運動エネルギに変換できることが明らかになり、振動体は0.05mm以上、0.5mm以下の厚みを有していることが好ましいことがわかった。
また、振動体が薄いほうが振動体の基本共振周波数は低く振動変位量は大きくなり、振動体が厚いほうが振動体の基本共振周波数は高く振動変位量は小さくなる傾向があることがわかった。
From the results of Examples 1 to 3, it becomes clear that the thermal energy can be converted into kinetic energy when the thickness of the vibrating body is 0.05 mm, 0.1 mm, and 0.5 mm. It was found that it was preferable to have a thickness of 0.5 mm or less.
It was also found that the thinner the vibrating body, the lower the basic resonance frequency of the vibrating body and the larger the amount of vibration displacement, and the thicker the vibrating body, the higher the basic resonance frequency of the vibrating body and the smaller the amount of vibration displacement.

(実施例4)
実施例4として、振動体61−1を構成する材料を実施例1のエネルギ変換機構1−1と異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。本実施例では、振動体61−1の材質はポリエチレンテレフタレート(PET)である。振動体61−1の形状は、上述の実施例1と同様に直径30mm、厚み0.1mmの円板状の薄膜とした。
本実施例のエネルギ変換機構1−1において振動体61−1以外の構成は実施例1と同一の構成にした。
Example 4
As Example 4, an energy conversion mechanism configured by making the material constituting the vibrating body 61-1 different from the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 was manufactured. In the present embodiment, the material of the vibrating body 61-1 is polyethylene terephthalate (PET). The shape of the vibrating body 61-1 was a disk-shaped thin film having a diameter of 30 mm and a thickness of 0.1 mm, as in Example 1 described above.
In the energy conversion mechanism 1-1 of the present embodiment, the configuration other than the vibrating body 61-1 is the same as that of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、27Hzであり、最大変位量は2.3mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 27 Hz, and the maximum displacement amount was 2.3 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例5)
実施例5として、振動体61−1を構成する材料を実施例1、実施例4のエネルギ変換機構1−1と異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。本実施例では、振動体61−1の材質は天然ゴムである。振動体61−1の形状は、上述の実施例1と同様に直径30mm、厚み0.1mmの円板状の薄膜とした。
本実施例のエネルギ変換機構1−1において振動体61−1以外の構成は実施例1と同一の構成にした。
(Example 5)
As Example 5, an energy conversion mechanism configured by making the material constituting the vibrating body 61-1 different from the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 and Example 4 was manufactured. In the present embodiment, the material of the vibrating body 61-1 is natural rubber. The shape of the vibrating body 61-1 was a disc-shaped thin film having a diameter of 30 mm and a thickness of 0.1 mm, as in the first embodiment.
In the energy conversion mechanism 1-1 of the present embodiment, the configuration other than the vibrating body 61-1 is the same as that of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、24Hzであり、最大変位量は2.9mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 24 Hz, and the maximum displacement amount was 2.9 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例6)
実施例6として、振動体61−1を構成する材料を実施例1、実施例4及び実施例5のエネルギ変換機構1−1と異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。本実施例では、振動体61−1の材質はポリエチレンである。振動体61−1の形状は、上述の実施例1と同様に直径30mm、厚み0.1mmの円板状の薄膜とした。
本実施例のエネルギ変換機構1−1において振動体61−1以外の構成は実施例1と同一の構成にした。
(Example 6)
As Example 6, an energy conversion mechanism configured by changing the material constituting the vibrating body 61-1 from the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1, Example 4, and Example 5 was manufactured. In the present embodiment, the material of the vibrating body 61-1 is polyethylene. The shape of the vibrating body 61-1 was a disk-shaped thin film having a diameter of 30 mm and a thickness of 0.1 mm, as in Example 1 described above.
In the energy conversion mechanism 1-1 of the present embodiment, the configuration other than the vibrating body 61-1 is the same as that of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、21Hzであり、最大変位量は3.1mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 21 Hz, and the maximum displacement amount was 3.1 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例7)
実施例7として、振動体61−1を構成する材料を実施例1、実施例4ないし実施例6のエネルギ変換機構1−1と異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。本実施例では、振動体61−1の材質はシリコーンゴムである。振動体61−1の形状は、上述の実施例1と同様に直径30mm、厚み0.1mmの円板状の薄膜とした。
本実施例のエネルギ変換機構1−1において振動体61−1以外の構成は実施例1と同一の構成にした。
(Example 7)
As Example 7, an energy conversion mechanism configured by making the material constituting the vibrating body 61-1 different from the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1, Example 4 to Example 6 was manufactured. In the present embodiment, the material of the vibrating body 61-1 is silicone rubber. The shape of the vibrating body 61-1 was a disc-shaped thin film having a diameter of 30 mm and a thickness of 0.1 mm, as in the first embodiment.
In the energy conversion mechanism 1-1 of the present embodiment, the configuration other than the vibrating body 61-1 is the same as that of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、18Hzであり、最大変位量は3.2mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 18 Hz, and the maximum displacement amount was 3.2 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

実施例1、実施例4ないし実施例7の結果から、振動体61−1の材質としては、ウレタン、PET、ポリエチレン、天然ゴム、シリコーンゴムのいずれを用いても熱エネルギを運動エネルギに好適に変換することができることがわかった。すなわち、振動体61−1は樹脂部材であることが好ましい。また、振動体61−1は弾性を有する弾性部材であれば材質は特に限定されないと考えられる。   From the results of Example 1 and Examples 4 to 7, it is preferable to use thermal energy as kinetic energy regardless of whether urethane, PET, polyethylene, natural rubber, or silicone rubber is used as the material of the vibrator 61-1. It turns out that it can be converted. That is, the vibrating body 61-1 is preferably a resin member. The material of the vibrating body 61-1 is not particularly limited as long as it is an elastic member having elasticity.

(実施例8)
実施例8として、第2の実施形態のエネルギ変換機構2−1を下記の形状で構成した(図6及び図12参照)。
発熱体21−1としては、実施例1と同一のLSIを基板に実装して使用した。
熱伝達部材31−1としては、実施例1と同一のアルミニウム製の板を使用した。
液体41−1としては、実施例1と同一のハイドロフルオロエーテル系冷媒を使用した。
ケース51−1としては、実施例1と同一形状を有するケースを使用した。
振動体62−1としては、直径30mmで、厚みは略0.1mmに形成した。より詳しくは、図12に示すように、圧電体62−1aとしては厚さ0.1mmのポリフッ化ビニレン(PVDF)を使用し、圧電体62−1aの上下面には電極板62−1bとして厚さ5μmの銀電極を成膜した。また、電極板62−1bには電気端子を接続して電気エネルギを取り出した。
(Example 8)
As Example 8, the energy conversion mechanism 2-1 of the second embodiment was configured in the following shape (see FIGS. 6 and 12).
As the heating element 21-1, the same LSI as in Example 1 was mounted on a substrate and used.
The same aluminum plate as in Example 1 was used as the heat transfer member 31-1.
As the liquid 41-1, the same hydrofluoroether refrigerant as in Example 1 was used.
As the case 51-1, a case having the same shape as that of Example 1 was used.
The vibrating body 62-1 was formed with a diameter of 30 mm and a thickness of about 0.1 mm. More specifically, as shown in FIG. 12, 0.1 mm-thick polyvinylene fluoride (PVDF) is used as the piezoelectric body 62-1a, and electrode plates 62-1b are formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric body 62-1a. A silver electrode having a thickness of 5 μm was formed. In addition, an electrical terminal was connected to the electrode plate 62-1b to extract electrical energy.

また、振動体62−1から運動エネルギを取り出すため、圧電体62−1aの中央にディスプレーサ84−1を取り付けた。本実施例では、ディスプレーサ84−1としては、実施例1と同一の、重さ5g、直径10mm、高さ10mmの円柱形状のディスプレーサを使用した。   Further, a displacer 84-1 was attached to the center of the piezoelectric body 62-1a in order to extract kinetic energy from the vibrating body 62-1. In the present example, as the displacer 84-1, a cylindrical displacer having the same weight as that of the first example and having a weight of 5 g, a diameter of 10 mm, and a height of 10 mm was used.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、22Hzであり、最大変位量は2.7mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
さらに、振動体62−1から取り出された電気エネルギは、その電圧が2mVであった。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
さらに本実施例のエネルギ変換機構2−1では熱エネルギから電気エネルギへ変換して電気エネルギを外部に取り出すことができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 22 Hz, and the maximum displacement amount was 2.7 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
Furthermore, the voltage of the electric energy extracted from the vibrating body 62-1 was 2 mV.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.
Furthermore, it was found that the energy conversion mechanism 2-1 of this embodiment can convert heat energy into electric energy and take out the electric energy to the outside.

(実施例9)
実施例9として、第3の実施形態のエネルギ変換機構3−1を下記の形状で構成した(図7参照)。
発熱体21−1としては、実施例1と同一のLSIを基板に実装して使用した。
熱伝達部材31−1としては、実施例1と同一のアルミニウム製の板を使用した。
液体41−1としては、実施例1と同一のハイドロフルオロエーテル系冷媒を使用した。
ケース53−1としては、実施例1と同一の材料で構成され、振動拡大機構63−1bを取り付けるために実施例1のケースから壁部の一部が切り取られた形状を有するケースを使用した。
振動体ユニット63−1としては、振動体63−1aは上述の実施例1の振動体61−1同様に直径30mm、厚み0.1mmのウレタン膜を使用し、振動拡大機構63−1bは外径30mm、内径29mm、高さ5mmに形成されたウレタン製のリングを高さ方向に3枚重ねて構成した。
Example 9
As Example 9, the energy conversion mechanism 3-1 of the third embodiment was configured in the following shape (see FIG. 7).
As the heating element 21-1, the same LSI as in Example 1 was mounted on a substrate and used.
The same aluminum plate as in Example 1 was used as the heat transfer member 31-1.
As the liquid 41-1, the same hydrofluoroether refrigerant as in Example 1 was used.
As the case 53-1, a case made of the same material as that of the first embodiment and having a shape in which a part of the wall portion is cut from the case of the first embodiment in order to attach the vibration magnifying mechanism 63-1b was used. .
As the vibrating body unit 63-1, the vibrating body 63-1a uses a urethane film having a diameter of 30 mm and a thickness of 0.1 mm, as in the vibrating body 61-1 of the first embodiment, and the vibration expanding mechanism 63-1b is external. Three urethane rings having a diameter of 30 mm, an inner diameter of 29 mm, and a height of 5 mm were stacked in the height direction.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、20Hzであり、最大変位量は3.9mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 20 Hz, and the maximum displacement amount was 3.9 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

また、振動拡大機構63−1bが設けられていることで、本実施例における振動変位量(3.9mm)は、実施例1における振動変位量(2.0mm)よりも増加した。このように、振動拡大機構を振動体とケースとの間に介在させることで、熱エネルギから運動エネルギへのエネルギ変換効率を高めることができることがわかった。   In addition, the vibration magnifying mechanism 63-1b is provided, so that the vibration displacement amount (3.9 mm) in the present embodiment is larger than the vibration displacement amount (2.0 mm) in the first embodiment. Thus, it was found that the energy conversion efficiency from thermal energy to kinetic energy can be increased by interposing the vibration enlarging mechanism between the vibrating body and the case.

(実施例10)
実施例10として、振動拡大機構の形状を実施例9の振動拡大機構と異ならせて設定したエネルギ変換機構3−1を作製した。本実施例では、図13に示すように振動拡大機構63−1bに代えて振動拡大機構63−2bを有している。振動拡大機構63−2bは、外径30mm、内径29mm、高さ5mmに形成されたウレタン製のリングを高さ方向に2枚重ねて構成した。
本実施例のエネルギ変換機構3−1においてその他の構成は実施例9と同一の構成にした。
(Example 10)
As Example 10, an energy conversion mechanism 3-1 in which the shape of the vibration expansion mechanism was set different from that of the vibration expansion mechanism of Example 9 was produced. In the present embodiment, as shown in FIG. 13, a vibration expansion mechanism 63-2b is provided instead of the vibration expansion mechanism 63-1b. The vibration magnifying mechanism 63-2b was configured by overlapping two urethane rings formed in an outer diameter of 30 mm, an inner diameter of 29 mm, and a height of 5 mm in the height direction.
The rest of the configuration of the energy conversion mechanism 3-1 of the present embodiment is the same as that of the ninth embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、21Hzであり、最大変位量は3.6mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例9に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができ、振動拡大機構を有することで振動体の振動変位量を増加させることができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 21 Hz, and the maximum displacement amount was 3.6 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the ninth embodiment. It has been found that the amount can be increased.

(実施例11)
実施例11として、振動拡大機構63−1bの材質を実施例9の振動拡大機構と異ならせて設定したエネルギ変換機構3−1を作製した。本実施例では、振動拡大機構63−1bの材質は、シリコーンゴムである。また、振動拡大機構63−1bの形状は実施例9と同一である。
本実施例のエネルギ変換機構3−1においてその他の構成は実施例9と同一の構成にした。
(Example 11)
As Example 11, an energy conversion mechanism 3-1 in which the material of the vibration expansion mechanism 63-1b was set different from that of the vibration expansion mechanism of Example 9 was produced. In the present embodiment, the material of the vibration magnifying mechanism 63-1b is silicone rubber. The shape of the vibration magnifying mechanism 63-1b is the same as that of the ninth embodiment.
The rest of the configuration of the energy conversion mechanism 3-1 of the present embodiment is the same as that of the ninth embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、19Hzであり、最大変位量は3.4mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例9に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができ、振動拡大機構を有することで振動体の振動変位量を増加させることができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 19 Hz, and the maximum displacement amount was 3.4 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the ninth embodiment. It has been found that the amount can be increased.

(実施例12)
実施例12として、第4の実施形態のエネルギ変換機構4−1を下記の形状で構成した(図8参照)。
発熱体21−1としては、実施例1と同一のLSIを基板に実装して使用した。
熱伝達部材31−1としては、実施例1と同一のアルミニウム製の板を使用した。
液体41−1としては、実施例1と同一のハイドロフルオロエーテル系冷媒を使用した。
ケース51−1としては、実施例1と同一形状を有するケースを使用した。
振動体64−1としては、実施例1と同様に直径30mm、厚み0.1mmに形成されたウレタン製の膜を使用し、ディスプレーサ84−1を接着する部分を、膜において液体41−1に接する側と反対側の面上の中央部に設定した。
ディスプレーサ84−1としては、直径3mm、高さ5cmのSUS304製の円柱部材を使用し、一端を振動体64−1にエポキシ系接着剤を用いて接着した。
(Example 12)
As Example 12, the energy conversion mechanism 4-1 of the fourth embodiment was configured in the following shape (see FIG. 8).
As the heating element 21-1, the same LSI as in Example 1 was mounted on a substrate and used.
The same aluminum plate as in Example 1 was used as the heat transfer member 31-1.
As the liquid 41-1, the same hydrofluoroether refrigerant as in Example 1 was used.
As the case 51-1, a case having the same shape as that of Example 1 was used.
As the vibrating body 64-1, a urethane film formed with a diameter of 30 mm and a thickness of 0.1 mm is used as in the first embodiment, and a portion to which the displacer 84-1 is bonded is changed to a liquid 41-1. It was set at the center on the surface opposite to the contact side.
As the displacer 84-1, a cylindrical member made of SUS304 having a diameter of 3 mm and a height of 5 cm was used, and one end thereof was bonded to the vibrating body 64-1 using an epoxy adhesive.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、24Hzであり、最大変位量は2.4mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 24 Hz, and the maximum displacement amount was 2.4 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例13)
実施例13として、ディスプレーサ84−1の形状を実施例12のエネルギ変換機構4−1と異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。本実施例では、ディスプレーサ84−1の形状は、直径5mm、高さ5cmである。ディスプレーサ84−1の材質は実施例12と同一のステンレス鋼(SUS304)である。
本実施例のエネルギ変換機構4−1においてディスプレーサ84−1以外の構成は実施例12と同一の構成にした。
(Example 13)
As Example 13, an energy conversion mechanism configured by changing the shape of the displacer 84-1 from the energy conversion mechanism 4-1 of Example 12 was manufactured. In the present embodiment, the shape of the displacer 84-1 is 5 mm in diameter and 5 cm in height. The material of the displacer 84-1 is the same stainless steel (SUS304) as in the twelfth embodiment.
In the energy conversion mechanism 4-1 of the present embodiment, the configuration other than the displacer 84-1 is the same as that of the twelfth embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、24Hzであり、最大変位量は2.4mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 24 Hz, and the maximum displacement amount was 2.4 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

また、ディスプレーサ84−1の直径(5mm)が実施例12におけるディスプレーサの直径(3mm)よりも太く、ディスプレーサの重量が重くなっているにも拘らず、本実施例における振動体の最大変位量及び振動体の基本共振周波数は実施例12と同等であった。   Further, although the displacer 84-1 has a diameter (5 mm) larger than the displacer diameter (3 mm) in the twelfth embodiment and the weight of the displacer is heavy, the maximum displacement amount of the vibrator in the present embodiment and The fundamental resonance frequency of the vibrating body was the same as in Example 12.

(実施例14)
実施例14として、第5の実施形態のエネルギ変換機構5−1を下記の形状で構成した。図14は、本実施例のエネルギ変換機構の構成を示す図で、(A)は本実施例のエネルギ変換機構5−1の断面図、(B)は本実施例のエネルギ変換機構5−1における熱伝達部材31−1を示す平面図である。
発熱体25−1a、25−1bとしては、縦20mm、横20mm、厚み2mmで、圧熱量20W相当のLSIをそれぞれ使用した。
熱伝達部材35−1a、35−1bとしては、直径40mm、厚み2mmのアルミニウム板を2枚使用した。これらの熱伝達部材35−1a、35−1bは、直径φ80mm、厚み2mmのアクリル板(断熱部材35−2)に埋め込んで一体化させて使用した(図14(B)参照)。
本実施例のエネルギ変換機構5−1において発熱体及び熱伝達部材以外の構成は実施例1と同一の構成とした。
(Example 14)
As Example 14, the energy conversion mechanism 5-1 of the fifth embodiment was configured in the following shape. FIG. 14 is a diagram showing the configuration of the energy conversion mechanism of the present embodiment. FIG. 14A is a sectional view of the energy conversion mechanism 5-1 of the present embodiment, and FIG. 14B is the energy conversion mechanism 5-1 of the present embodiment. It is a top view which shows the heat transfer member 31-1 in.
As the heating elements 25-1a and 25-1b, LSIs having a length of 20 mm, a width of 20 mm, a thickness of 2 mm, and a pressure heat amount of 20 W were used.
As the heat transfer members 35-1a and 35-1b, two aluminum plates having a diameter of 40 mm and a thickness of 2 mm were used. These heat transfer members 35-1a and 35-1b were used by being embedded in an acrylic plate (heat insulating member 35-2) having a diameter of 80 mm and a thickness of 2 mm (see FIG. 14B).
In the energy conversion mechanism 5-1 of the present embodiment, the configuration other than the heating element and the heat transfer member is the same as that of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、20Hzであり、最大変位量は2.6mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。また、複数の異なる発熱体を好適に冷却できることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 20 Hz, and the maximum displacement amount was 2.6 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment. It has also been found that a plurality of different heating elements can be suitably cooled.

(実施例15)
実施例15として、発熱体及び熱伝達部材の構成を実施例14のエネルギ変換機構5−1と異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。図15は、本実施例のエネルギ変換機構5−1を示す図で、(A)は本実施例のエネルギ変換機構の断面図、(B)は本実施例のエネルギ変換機構における熱伝達部材の平面図である。
本実施例では、発熱体と熱伝達部材との組を3組備えている。具体的には、発熱体25−1a及び発熱体25−1bに加えて発熱体25−1cを有している。発熱体25−1a、25−1b、25−1cとしては、縦15mm、横15mm、厚み2mmで発熱量13W相当のLSIを3つ使用した。また、熱伝達部材35−1a、35−1b、35−1cとしては、直径20mm、厚み2mmのアルミニウム板を3枚使用した。これらの熱伝達部材35−1aないし35−1cは、直径φ80mm、厚み2mmのアクリル板(断熱部材35−2)に埋め込んで一体化させて使用した。
本実施例のエネルギ変換機構5−1において発熱体及び熱伝達部材以外の構成は実施例1と同一の構成にした。
(Example 15)
As Example 15, an energy conversion mechanism configured by changing the configuration of the heating element and the heat transfer member from that of the energy conversion mechanism 5-1 of Example 14 was produced. FIG. 15 is a diagram illustrating the energy conversion mechanism 5-1 of the present embodiment, where (A) is a cross-sectional view of the energy conversion mechanism of the present embodiment, and (B) is a heat transfer member of the energy conversion mechanism of the present embodiment. It is a top view.
In this embodiment, three sets of heating elements and heat transfer members are provided. Specifically, the heating element 25-1c is provided in addition to the heating element 25-1a and the heating element 25-1b. As the heating elements 25-1a, 25-1b, and 25-1c, three LSIs having a length of 15 mm, a width of 15 mm, a thickness of 2 mm, and a heat generation amount of 13 W were used. In addition, as the heat transfer members 35-1a, 35-1b, and 35-1c, three aluminum plates having a diameter of 20 mm and a thickness of 2 mm were used. These heat transfer members 35-1a to 35-1c were used by being embedded in an acrylic plate (heat insulating member 35-2) having a diameter of 80 mm and a thickness of 2 mm.
In the energy conversion mechanism 5-1 of the present embodiment, the configuration other than the heating element and the heat transfer member is the same as that of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、20Hzであり、最大変位量は2.5mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。また、複数の異なる発熱体を好適に冷却できることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 20 Hz, and the maximum displacement amount was 2.5 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment. It has also been found that a plurality of different heating elements can be suitably cooled.

(実施例16)
実施例16として、第6の実施形態のエネルギ変換機構6−1を下記の形状で構成した。図16は本実施例のエネルギ変換機構を示す図で、(A)は本実施例のエネルギ変換機構を示す平面図、(B)は(A)のE−E線における断面図である。
発熱体21−1としては、実施例1と同一のLSIを使用した。
熱伝達部材31−1としては、実施例1と同一形状のアルミニウム板を使用した。
ケース56−1としては、実施例1と同様に厚さ2mmのアクリルで形成された概略円筒形状のケースを使用した。また、ケース56−1は振動体66−1aと振動体66−1bとを液体41−1内で離間した位置に支持する二つの凹部を有し、それぞれの凹部の底部には、外径が30mmで内径が26mmの開口が形成されている(図16参照)。
振動体66−1a、66−1bとしては、実施例1と同様に構成された直径30mm、厚み0.1mmのウレタン製の膜を2枚使用し、上記開口のそれぞれにエポキシ系接着剤を用いて固定した。
(Example 16)
As Example 16, the energy conversion mechanism 6-1 of the sixth embodiment was configured in the following shape. 16A and 16B are diagrams showing the energy conversion mechanism of the present embodiment. FIG. 16A is a plan view showing the energy conversion mechanism of the present embodiment, and FIG. 16B is a cross-sectional view taken along line EE in FIG.
The same LSI as in Example 1 was used as the heating element 21-1.
As the heat transfer member 31-1, an aluminum plate having the same shape as in Example 1 was used.
As the case 56-1, a substantially cylindrical case made of acrylic having a thickness of 2 mm was used as in the case of Example 1. Further, the case 56-1 has two recesses that support the vibrating body 66-1a and the vibrating body 66-1b at positions separated from each other in the liquid 41-1, and the bottom of each of the recesses has an outer diameter. An opening having an inner diameter of 30 mm and an inner diameter of 26 mm is formed (see FIG. 16).
As the vibrating bodies 66-1a and 66-1b, two urethane films having a diameter of 30 mm and a thickness of 0.1 mm, which are configured in the same manner as in Example 1, are used, and an epoxy adhesive is used for each of the openings. Fixed.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、振動体66−1aと振動体66−1bとのそれぞれの基本共振周波数は20Hzであり、振動体66−1aと振動体66−1bとのそれぞれの最大変位量は1.9mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the fundamental resonance frequency of each of the vibrating bodies 66-1a and 66-1b is 20 Hz, and the vibrating bodies 66-1a and 66-1b The maximum displacement amount of each was 1.9 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例17)
実施例17として、振動体の個数を実施例16のエネルギ変換機構6−1と異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。図17は、本実施例のエネルギ変換機構を示す図で、(A)は平面図、(B)は(A)のF−F線における断面図である。
図16(A)に示すように、本実施例では、振動体66−1a、66−1b、66−1cとして3つの振動体を有している。振動体66−1a、66−1b、66−1cのそれぞれは、実施例1の振動体61−1と同一形状のウレタン製の膜である。
また、ケース56−1に代えて、振動体66−1a、66−1b、66−1cを支持するための3つの凹部を有するケース517−1を有している。
本実施例のエネルギ変換機構6−1において振動体の数量及びケース517−1の外径形状の構成は実施例1と同一の構成にした。
(Example 17)
As Example 17, an energy conversion mechanism configured by changing the number of vibrators from the energy conversion mechanism 6-1 of Example 16 was manufactured. FIGS. 17A and 17B are diagrams showing the energy conversion mechanism of the present embodiment, in which FIG. 17A is a plan view and FIG. 17B is a cross-sectional view taken along line FF in FIG.
As shown in FIG. 16A, in this embodiment, there are three vibrating bodies as the vibrating bodies 66-1a, 66-1b, 66-1c. Each of the vibrating bodies 66-1a, 66-1b, and 66-1c is a urethane film having the same shape as the vibrating body 61-1 of the first embodiment.
Further, instead of the case 56-1, a case 517-1 having three concave portions for supporting the vibrating bodies 66-1a, 66-1b, 66-1c is provided.
In the energy conversion mechanism 6-1 of the present embodiment, the number of vibrating bodies and the configuration of the outer diameter shape of the case 517-1 are the same as those of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、振動体66−1a、振動体66−1b及び振動体66−1cのそれぞれの基本共振周波数は22Hzであり、振動体66−1a、振動体66−1b及び振動体66−1cのそれぞれの最大変位量は1.7mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency of each of the vibrating body 66-1a, the vibrating body 66-1b, and the vibrating body 66-1c is 22 Hz. The maximum displacement amount of each of the body 66-1b and the vibrating body 66-1c was 1.7 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例18)
実施例18として、実施例1のエネルギ変換機構1−1に実施例1と異なる発熱体を取り付けて構成したエネルギ変換機構を作製した。
発熱体21−1としては、縦20mm、横20mm、厚み2mmで発熱量40W相当のLSIを使用した。
発熱体21−1以外の構成は実施例1の構成と同一である。
(Example 18)
As Example 18, an energy conversion mechanism constituted by attaching a heating element different from Example 1 to the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 was produced.
As the heating element 21-1, an LSI having a length of 20 mm, a width of 20 mm, a thickness of 2 mm and a heating value of 40 W was used.
The configuration other than the heating element 21-1 is the same as the configuration of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、21Hzであり、最大変位量は2.0mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 21 Hz, and the maximum displacement amount was 2.0 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例19)
実施例19として、実施例1のエネルギ変換機構1−1に実施例1と異なる発熱体を取り付けて構成したエネルギ変換機構を作製した。
発熱体21−1としては、縦30mm、横30mm、厚み2mmで発熱量40W相当のLSIを使用した。
発熱体21−1以外の構成は実施例1の構成と同一である。
(Example 19)
As Example 19, an energy conversion mechanism constituted by attaching a heating element different from Example 1 to the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 was produced.
As the heating element 21-1, an LSI having a height of 30 mm, a width of 30 mm, a thickness of 2 mm, and a heating value of 40 W was used.
The configuration other than the heating element 21-1 is the same as the configuration of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、19Hzであり、最大変位量は3.2mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 19 Hz, and the maximum displacement amount was 3.2 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

実施例1、18及び19の結果から、同じ発熱量の発熱体であってもその外径形状の違いによって基本共振周波数及び振動変位量に違いがあることがわかった。これは、熱伝達部材31−1と発熱体とが接触する面積の差によるものと考えられる。また、発熱体の外径形状(縦寸法及び横寸法)が大きいほど沸騰気泡41−1bの発生が活性化されると考えられる。   From the results of Examples 1, 18 and 19, it was found that even if the heating elements have the same heat generation amount, there are differences in the basic resonance frequency and the vibration displacement amount due to the difference in outer diameter shape. This is considered to be due to the difference in the area where the heat transfer member 31-1 and the heating element contact. Moreover, it is thought that generation | occurrence | production of the boiling bubble 41-1b is activated, so that the outer diameter shape (vertical dimension and horizontal dimension) of a heat generating body is large.

(実施例20)
実施例20として、実施例1のエネルギ変換機構1−1の熱伝達部材31−1の形状を異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。図18は、本実施例のエネルギ変換機構を示す図で、(A)は本実施例のエネルギ変換機構を示す断面図、(B)は本実施例のエネルギ変換機構における熱伝達部材を示す平面図である。
熱伝達部材31−1としては、液体41−1に接触する側の表面に、互いに平行に延びる溝320−1を0.5mmおきに形成した。溝320−1が形成された領域の大きさは、熱伝達部材31−1の板厚方向で発熱体21−1と重畳する大きさであり、本実施例において溝320−1が形成された領域の大きさは縦40mm、横40mmの四角形状である。
熱伝達部材31−1の形状以外の構成は実施例1の構成と同一である。
(Example 20)
As Example 20, an energy conversion mechanism configured by changing the shape of the heat transfer member 31-1 of the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 was manufactured. 18A and 18B are diagrams showing the energy conversion mechanism of the present embodiment, in which FIG. 18A is a cross-sectional view showing the energy conversion mechanism of the present embodiment, and FIG. 18B is a plan view showing a heat transfer member in the energy conversion mechanism of the present embodiment. FIG.
As the heat transfer member 31-1, grooves 320-1 extending in parallel with each other were formed at intervals of 0.5 mm on the surface on the side in contact with the liquid 41-1. The size of the region in which the groove 320-1 is formed is a size that overlaps the heating element 21-1 in the thickness direction of the heat transfer member 31-1, and the groove 320-1 is formed in this embodiment. The size of the region is a square shape with a length of 40 mm and a width of 40 mm.
The configuration other than the shape of the heat transfer member 31-1 is the same as the configuration of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、24Hzであり、最大変位量は2.8mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
さらに、熱伝達部材31−1に対して上述のように0.5mmおきに溝320−1を形成することで実施例1における最大変位量(2.0mm)よりも本実施例における最大変位量は増加した。これは、熱伝達部材の表面形状を加工することで、液体41−1の核沸騰が促進されたためであると考えられる。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 24 Hz, and the maximum displacement amount was 2.8 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.
Furthermore, by forming the grooves 320-1 at intervals of 0.5 mm as described above with respect to the heat transfer member 31-1, the maximum displacement amount in the present embodiment is greater than the maximum displacement amount (2.0mm) in the first embodiment. Increased. This is considered to be because the nucleate boiling of the liquid 41-1 was promoted by processing the surface shape of the heat transfer member.

(実施例21)
実施例21として、実施例1のエネルギ変換機構1−1の熱伝達部材31−1の形状を異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。図20は本実施例のエネルギ変換機構における熱伝達部材31−1を示す平面図である。本実施例では、実施例20において熱伝達部材31−1に形成された溝320−1と異なるパターンの溝321−1を形成した。具体的には、溝321−1は、熱伝達部材31−1における液体41−1に接触する側の表面に、0.2mmおきに、互いに平行に延びるように形成されている。溝321−1が形成された領域の大きさは、実施例20と同様に縦40mm、横40mmの四角形状である。
熱伝達部材31−1の形状以外の構成は実施例1及び20の構成と同一である。
(Example 21)
As Example 21, an energy conversion mechanism configured by changing the shape of the heat transfer member 31-1 of the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 was manufactured. FIG. 20 is a plan view showing the heat transfer member 31-1 in the energy conversion mechanism of this embodiment. In this example, grooves 321-1 having a different pattern from the grooves 320-1 formed in the heat transfer member 31-1 in Example 20 were formed. Specifically, the grooves 321-1 are formed on the surface of the heat transfer member 31-1 on the side in contact with the liquid 41-1 so as to extend in parallel with each other every 0.2 mm. The size of the region in which the groove 321-1 is formed is a rectangular shape having a length of 40 mm and a width of 40 mm, as in the case of Example 20.
The configuration other than the shape of the heat transfer member 31-1 is the same as the configurations of the first and twenty-first embodiments.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、24Hzであり、最大変位量は2.8mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
また、基本共振周波数と最大変位量とのそれぞれは実施例20と同一であるという結果が得られた。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 24 Hz, and the maximum displacement amount was 2.8 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.
Moreover, the result that each of the fundamental resonance frequency and the maximum displacement was the same as that of Example 20 was obtained.

(実施例22)
実施例22として、実施例1のエネルギ変換機構1−1の熱伝達部材31−1の形状を異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。図21は本実施例のエネルギ変換機構における熱伝達部材31−1を示す平面図である。本実施例では、実施例20及び実施例21において熱伝達部材31−1に形成された溝320−1、321−1と異なるパターンの溝322−1を形成した。具体的には、溝322−1は、熱伝達部材31−1における液体41−1に接触する側の表面に、1.0mmおきに、互いに平行に延びるように形成されている。溝322−1が形成された領域の大きさは、実施例20、21と同様に縦40mm、横40mmの四角形状である。
熱伝達部材31−1の形状以外の構成は実施例1及び20の構成と同一である。
(Example 22)
As Example 22, an energy conversion mechanism configured by changing the shape of the heat transfer member 31-1 of the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 was manufactured. FIG. 21 is a plan view showing the heat transfer member 31-1 in the energy conversion mechanism of the present embodiment. In this example, grooves 322-1 having a different pattern from the grooves 320-1 and 321-1 formed in the heat transfer member 31-1 in the examples 20 and 21 were formed. Specifically, the grooves 322-1 are formed on the surface of the heat transfer member 31-1 on the side in contact with the liquid 41-1 so as to extend in parallel with each other at intervals of 1.0 mm. The size of the region in which the groove 322-1 is formed is a rectangular shape having a length of 40 mm and a width of 40 mm, as in Examples 20 and 21.
The configuration other than the shape of the heat transfer member 31-1 is the same as the configurations of the first and twenty-first embodiments.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、23Hzであり、最大変位量は2.6mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 23 Hz, and the maximum displacement amount was 2.6 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.
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(実施例23)
実施例23として、実施例1のエネルギ変換機構1−1の熱伝達部材31−1の形状を異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。図22は、本実施例のエネルギ変換機構における熱伝達部材31−1をしめす平面図である。本実施例では、実施例20において熱伝達部材31−1に形成された溝と異なるパターンを形成した。具体的には、熱伝達部材31−1としては、液体41−1に接触する側の表面に、0.1mm間隔の凹凸形状323−1を形成した。凹凸形状323−1が形成された領域の大きさは、実施例20と同様に縦40mm、横40mmの四角形状である。
熱伝達部材31−1の形状以外の構成は実施例1及び20の構成と同一である。
(Example 23)
As Example 23, an energy conversion mechanism configured by changing the shape of the heat transfer member 31-1 of the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 was manufactured. FIG. 22 is a plan view showing the heat transfer member 31-1 in the energy conversion mechanism of this embodiment. In this example, a pattern different from the groove formed in the heat transfer member 31-1 in Example 20 was formed. Specifically, as the heat transfer member 31-1, a concavo-convex shape 323-1 having an interval of 0.1 mm was formed on the surface in contact with the liquid 41-1. The size of the region where the uneven shape 323-1 is formed is a rectangular shape having a length of 40 mm and a width of 40 mm, as in the case of Example 20.
The configuration other than the shape of the heat transfer member 31-1 is the same as the configurations of the first and twenty-first embodiments.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、23Hzであり、最大変位量は3.4mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。

また、互いに平行に延びる溝が形成された実施例21及び22における最大変位量よりも本実施例における最大変位量は増加した。これは、熱伝達部材31−1において液体41−1に接する側の面に凹凸形状323−1を形成することで、溝が形成された場合よりも液体と接触可能な表面積が増加して、熱を液体41−1に伝達する効率が向上したためであると考えられる。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 23 Hz, and the maximum displacement amount was 3.4 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.
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In addition, the maximum displacement amount in this example increased from the maximum displacement amounts in Examples 21 and 22 in which grooves extending in parallel with each other were formed. This is because the surface area that can be in contact with the liquid is increased compared to the case where the groove is formed by forming the concave / convex shape 323-1 on the surface of the heat transfer member 31-1 that contacts the liquid 41-1. This is considered to be because the efficiency of transferring heat to the liquid 41-1 was improved.

(実施例24)
実施例24として、実施例1のエネルギ変換機構1−1の熱伝達部材31−1の形状を異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。図23は、本実施例のエネルギ変換機構における熱伝達部材31−1を示す平面図である。本実施例では、実施例23において熱伝達部材31−1に形成された凹凸形状323−1と異なるパターンの凹凸形状324−1を形成した。具体的には、熱伝達部材31−1としては、液体41−1に接触する側の表面に、0.01mm間隔の凹凸形状を形成した。凹凸形状324−1が形成された領域の大きさは、実施例20と同様に縦40mm、横40mmの四角形状である。
熱伝達部材31−1の形状以外の構成は実施例1及び20の構成と同一である。
(Example 24)
As Example 24, an energy conversion mechanism configured by changing the shape of the heat transfer member 31-1 of the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 was manufactured. FIG. 23 is a plan view showing the heat transfer member 31-1 in the energy conversion mechanism of the present embodiment. In this example, the uneven shape 324-1 having a different pattern from the uneven shape 323-1 formed on the heat transfer member 31-1 in Example 23 was formed. Specifically, as the heat transfer member 31-1, an uneven shape with an interval of 0.01 mm was formed on the surface in contact with the liquid 41-1. The size of the region in which the uneven shape 324-1 is formed is a rectangular shape having a length of 40 mm and a width of 40 mm, as in the case of Example 20.
The configuration other than the shape of the heat transfer member 31-1 is the same as the configurations of the first and twenty-first embodiments.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、22Hzであり、最大変位量は3.2mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 22 Hz, and the maximum displacement amount was 3.2 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.
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実施例20ないし実施例24の結果から、振動体61−1の最大変位量は、熱伝達部材31−1おいて液体41−1に接触する面に溝あるいは凹凸形状を形成することで増加することがわかった。また、実施例20ないし22の結果によれば、より大きな運動エネルギを得るという観点では溝の間隔は1mm以下であることが好ましく、溝の間隔が0.5mm以下であることがより好ましく、溝の間隔が0.1mmであることがさらに好ましい。また、実施例23及び実施例24の結果によれば、凹凸形状の間隔は、0.01mm以上0.1mm以下であることが好ましい。   From the results of Examples 20 to 24, the maximum displacement amount of the vibrating body 61-1 is increased by forming a groove or an uneven shape on the surface of the heat transfer member 31-1 that contacts the liquid 41-1. I understood it. Further, according to the results of Examples 20 to 22, in terms of obtaining larger kinetic energy, the groove interval is preferably 1 mm or less, more preferably 0.5 mm or less, It is further preferable that the distance of is 0.1 mm. Further, according to the results of Example 23 and Example 24, the interval between the concavo-convex shapes is preferably 0.01 mm or more and 0.1 mm or less.

(実施例25)
実施例25として、実施例1のエネルギ変換機構1−1の熱伝達部材31−1の材質を異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。本実施例では、熱伝達部材31−1の材質は銅である。また、熱伝達部材31−1の形状は実施例1の構成と同一である。
熱伝達部材31−1の材質以外の構成は実施例1の構成と同一である。
(Example 25)
As Example 25, an energy conversion mechanism configured by changing the material of the heat transfer member 31-1 of the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 was manufactured. In the present embodiment, the material of the heat transfer member 31-1 is copper. The shape of the heat transfer member 31-1 is the same as that of the first embodiment.
The configuration other than the material of the heat transfer member 31-1 is the same as the configuration of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、24Hzであり、最大変位量は3.2mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 24 Hz, and the maximum displacement amount was 3.2 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例26)
実施例26として、実施例1のエネルギ変換機構1−1の熱伝達部材31−1の材質を異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。本実施例では、熱伝達部材31−1の材質はSUS304ステンレス鋼である。また、熱伝達部材31−1の形状は実施例1の構成と同一である。
熱伝達部材31−1の材質以外の構成は実施例1の構成と同一である。
(Example 26)
As Example 26, an energy conversion mechanism configured by changing the material of the heat transfer member 31-1 of the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 was manufactured. In the present embodiment, the material of the heat transfer member 31-1 is SUS304 stainless steel. The shape of the heat transfer member 31-1 is the same as that of the first embodiment.
The configuration other than the material of the heat transfer member 31-1 is the same as the configuration of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、21Hzであり、最大変位量は2.2mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 21 Hz, and the maximum displacement amount was 2.2 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

実施例1、25及び26の結果から、エネルギ変換機構において熱伝達部材31−1は金属材料によって形成されていることが好ましく、銅によって形成されていることがより好ましい。   From the results of Examples 1, 25, and 26, in the energy conversion mechanism, the heat transfer member 31-1 is preferably made of a metal material, and more preferably made of copper.

(実施例27)
実施例27として、実施例1のエネルギ変換機構1−1の液体41−1の種類を異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。本実施例では、液体41−1としては、沸点が60℃のハイドロフルオロエーテル系冷媒を使用した。
液体41−1の種類以外の構成は実施例1の構成と同一である。
(Example 27)
As Example 27, an energy conversion mechanism configured by changing the type of the liquid 41-1 of the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 was manufactured. In this example, a hydrofluoroether refrigerant having a boiling point of 60 ° C. was used as the liquid 41-1.
The configuration other than the type of the liquid 41-1 is the same as that of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、27Hzであり、最大変位量は2.3mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 27 Hz, and the maximum displacement amount was 2.3 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例28)
実施例28として、実施例1のエネルギ変換機構1−1の液体41−1の種類を異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。本実施例では、液体41−1としては、エステル系潤滑材を潤滑剤として含有し沸点が70℃であるハイドロフルオロエーテル系冷媒を使用した。
液体41−1の種類以外の構成は実施例1の構成と同一である。
(Example 28)
As Example 28, an energy conversion mechanism configured by changing the type of the liquid 41-1 of the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 was manufactured. In this example, as the liquid 41-1, a hydrofluoroether refrigerant containing an ester lubricant as a lubricant and having a boiling point of 70 ° C was used.
The configuration other than the type of the liquid 41-1 is the same as that of the first embodiment.

上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、24Hzであり、最大変位量は2.0mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 24 Hz, and the maximum displacement amount was 2.0 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例29)
実施例29として、実施例1のエネルギ変換機構1−1に対して振動体及びケースの形状を異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。図24は本実施例のエネルギ変換機構1−1を示す断面図である。本実施例では、ケース51−1は、振動体61−1を支持するための凹部をひとつ有し、図24に示すように凹部の底部の外径φ1は60mmであり内径56mmの開口を有している。
振動体61−1としては、直径60mm、厚み0.1mmのウレタン製の膜を使用した。
上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、19Hzであり、最大変位量は4.1mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
(Example 29)
As Example 29, an energy conversion mechanism configured by changing the shape of the vibrating body and the case with respect to the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 was manufactured. FIG. 24 is a cross-sectional view showing the energy conversion mechanism 1-1 of the present embodiment. In the present embodiment, the case 51-1 has one recess for supporting the vibrating body 61-1, and the outer diameter φ1 of the bottom of the recess is 60 mm as shown in FIG. doing.
As the vibrating body 61-1, a urethane film having a diameter of 60 mm and a thickness of 0.1 mm was used.
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 19 Hz, and the maximum displacement amount was 4.1 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例30)
実施例30として、実施例1及び実施例29のエネルギ変換機構1−1に対して振動体及びケースの形状を異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。本実施例では、ケース51−1は、実施例1、29と同様に凹部をひとつ有するが、凹部の底部の外径は50mmであり、内径46mmの開口を有している。
振動体61−1としては、直径50mm、厚み0.1mmのウレタン製の膜を使用した。
上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、20Hzであり、最大変位量は4.0mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
(Example 30)
As Example 30, an energy conversion mechanism constituted by changing the shape of the vibrating body and the case with respect to the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1 and Example 29 was produced. In the present embodiment, the case 51-1 has one recess as in the first and second embodiments, but the outer diameter of the bottom of the recess is 50 mm and the opening has an inner diameter of 46 mm.
As the vibrating body 61-1, a urethane film having a diameter of 50 mm and a thickness of 0.1 mm was used.
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 20 Hz, and the maximum displacement amount was 4.0 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例31)
実施例31として、実施例1、実施例29及び実施例30のエネルギ変換機構1−1に対して振動体及びケースの形状を異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。本実施例では、ケース51−1は、実施例1、29及び30と同様に凹部をひとつ有するが、凹部の底部の外径は40mmであり、内径36mmの開口を有している。
振動体61−1としては、直径40mm、厚み0.1mmのウレタン製の膜を使用した。
上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、22Hzであり、最大変位量は3.7mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
(Example 31)
As Example 31, an energy conversion mechanism configured by changing the shape of the vibrating body and the case with respect to the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1, Example 29, and Example 30 was manufactured. In the present embodiment, the case 51-1 has one concave portion as in the first, second, and thirtieth embodiments, but the outer diameter of the bottom of the concave portion is 40 mm and the opening has an inner diameter of 36 mm.
As the vibrating body 61-1, a urethane film having a diameter of 40 mm and a thickness of 0.1 mm was used.
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 22 Hz, and the maximum displacement amount was 3.7 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例32)
実施例32として、実施例1、実施例29ないし実施例31のエネルギ変換機構1−1に対して振動体及びケースの形状を異ならせて構成したエネルギ変換機構を作製した。図25は本実施例のエネルギ変換機構1−1を示す断面図である。本実施例では、ケース51−1は、実施例1、及び実施例29ないし31と同様に凹部をひとつ有するが、図25に示すように凹部の底部の外径φ2は15mmであり、内径11mmの開口を有している。
振動体61−1としては、直径15mm、厚み0.1mmのウレタン製の膜を使用した。
上記構成のエネルギ変換機構では、図27に示すように、基本共振周波数は、22Hzであり、最大変位量は3.1mmであった。さらに、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
(Example 32)
As Example 32, an energy conversion mechanism configured by changing the shape of the vibrating body and the case with respect to the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1, Example 29 to Example 31 was manufactured. FIG. 25 is a cross-sectional view showing the energy conversion mechanism 1-1 of the present embodiment. In this embodiment, the case 51-1 has one recess as in the first embodiment and the embodiments 29 to 31, but as shown in FIG. 25, the outer diameter φ2 of the bottom of the recess is 15 mm and the inner diameter is 11 mm. Has an opening.
As the vibrating body 61-1, a urethane film having a diameter of 15 mm and a thickness of 0.1 mm was used.
In the energy conversion mechanism having the above configuration, as shown in FIG. 27, the basic resonance frequency was 22 Hz, and the maximum displacement amount was 3.1 mm. Furthermore, the results of good energy conversion efficiency, cooling performance and reliability were obtained.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例33)
実施例33として、第7の実施形態のエネルギ変換機構7−1を下記の形状で構成した(図11参照)。
発熱体21−1としては、実施例1と同一のLSIを使用した。
熱伝達部材31−1としては、実施例1と同形同大のアルミニウム板を使用した。
液体41−1としては、実施例1と同一のハイドロフルオロエーテル系冷媒を使用した。
ケース51−1としては、実施例1と同形同大のアクリル製のケースを使用した。
振動体67−1としては、実施例12の振動体64−1と同一の振動体を使用した。
ディスプレーサ87−1としては、実施例12のディスプレーサ84−1と同一ディスプレーサを使用した。
クランク97−1としては、棒材を曲げ加工することによりクランク形状を形成したものを使用した。
回転体97−2としては、樹脂製のプロペラ構造を有するファンをクランク97−1の回転軸97−1aに接着固定して使用した。
(Example 33)
As Example 33, the energy conversion mechanism 7-1 of the seventh embodiment was configured in the following shape (see FIG. 11).
The same LSI as in Example 1 was used as the heating element 21-1.
As the heat transfer member 31-1, an aluminum plate having the same shape and size as in Example 1 was used.
As the liquid 41-1, the same hydrofluoroether refrigerant as in Example 1 was used.
As the case 51-1, an acrylic case having the same shape and size as in Example 1 was used.
As the vibrating body 67-1, the same vibrating body as the vibrating body 64-1 of Example 12 was used.
The same displacer as the displacer 84-1 of Example 12 was used as the displacer 87-1.
As crank 97-1, what formed the crank shape by bending a bar was used.
As the rotating body 97-2, a fan having a resin propeller structure was used by being bonded and fixed to the rotating shaft 97-1a of the crank 97-1.

上記構成のエネルギ変換機構では、発熱体21−1の発熱を開始した後にディスプレーサ87−1が進退駆動し、クランク97−1が回転して回転体97−2が回転した。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above configuration, the displacer 87-1 is driven forward and backward after the heating element 21-1 starts to generate heat, the crank 97-1 rotates, and the rotating body 97-2 rotates.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.

(実施例34)
実施例34として、実施例33のエネルギ変換機構に熱交換器71−1をさらに備えたエネルギ変換機構を構成した。図26は、本実施例のエネルギ変換機構を示す部分断面図である。本実施例では、熱交換器71−1は第1の実施形態で説明したのと同様にケース51−1の内部に連通する流路を有している。
また、回転体97−2としては、熱交換器71−1の熱交換フィン71−1aに向かって空気を吹きつけ可能なブロアファンを使用した。
熱交換器71−1を備えることと回転体97−2の構成以外は実施例33のエネルギ変換機構の構成と同一である。
(Example 34)
As Example 34, an energy conversion mechanism in which the energy conversion mechanism of Example 33 was further provided with a heat exchanger 71-1 was configured. FIG. 26 is a partial cross-sectional view showing the energy conversion mechanism of this embodiment. In the present example, the heat exchanger 71-1 has a flow path that communicates with the inside of the case 51-1, as described in the first embodiment.
Further, as the rotating body 97-2, a blower fan capable of blowing air toward the heat exchange fins 71-1a of the heat exchanger 71-1 was used.
Except for the provision of the heat exchanger 71-1 and the configuration of the rotating body 97-2, the configuration is the same as the configuration of the energy conversion mechanism of Example 33.

上記構成のエネルギ変換機構では、発熱体21−1の発熱を開始した後にディスプレーサ87−1が進退駆動し、クランク97−1が回転して回転体97−2が回転して熱交換器71−1の熱交換フィンに空気が吹き付けられた。
このように、本実施例のエネルギ変換機構も実施例1に示したエネルギ変換機構と同様に熱エネルギから運動エネルギへエネルギを変換することができることがわかった。
さらに、液体41−1は気化と凝縮とを繰り返し、発熱部品への持続的な冷却効果が認められた。また、本実施例のエネルギ変換機構では、従来のように回転体97−2をモータなどの別の動力で回転させるのに比べて消費エネルギを2W削減することができた。すなわち、本実施例のエネルギ変換機構を例えば電子機器に搭載した場合には、電子機器が消費する総エネルギーを低減することができることがわかった。
In the energy conversion mechanism having the above-described configuration, the displacer 87-1 is driven forward and backward after the heating element 21-1 starts to generate heat, the crank 97-1 rotates, the rotating body 97-2 rotates, and the heat exchanger 71-. Air was blown onto one heat exchange fin.
As described above, it was found that the energy conversion mechanism of the present embodiment can also convert energy from thermal energy to kinetic energy in the same manner as the energy conversion mechanism shown in the first embodiment.
Furthermore, the liquid 41-1 repeated vaporization and condensation, and the continuous cooling effect to a heat-emitting component was recognized. Moreover, in the energy conversion mechanism of the present embodiment, the energy consumption can be reduced by 2 W compared to the conventional case where the rotating body 97-2 is rotated by another power such as a motor. That is, it was found that when the energy conversion mechanism of this example is mounted on, for example, an electronic device, the total energy consumed by the electronic device can be reduced.

(実施例35)
実施例35として、実施例1のエネルギ変換機構1−1を搭載した電子機器であるラップトップ型パーソナルコンピュータ(不図示)を作製した。
上記構成の電子機器では、図27に示すように、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、実施例1のエネルギ変換機構をラップトップ型パーソナルコンピュータに備えることで、放熱経路の自由度が低いラップトップ型パーソナルコンピュータにおいても好適に放熱を行うことができることがわかった。
(Example 35)
As Example 35, a laptop personal computer (not shown), which is an electronic device equipped with the energy conversion mechanism 1-1 of Example 1, was produced.
As shown in FIG. 27, the electronic device having the above-described configuration has a result that the energy conversion efficiency, the cooling performance, and the reliability are all good.
Thus, it was found that by providing the laptop personal computer with the energy conversion mechanism of Example 1, heat can be suitably radiated even in a laptop personal computer with a low degree of freedom in the heat dissipation path.

(実施例36)
実施例36として、実施例1の機構を搭載した電子機器であるサーバ(不図示)を作製した。
上記構成の電子機器では、図27に示すように、エネルギ変換効率、冷却性能及び信頼性のいずれにおいても良好であるとの結果が得られた。
このように、実施例1のエネルギ変換機構をサーバに備えることで、発熱量の多いサーバにおいても好適に放熱を行うことができることがわかった。また、高密度に構成された例えばラックマウント型のブレードサーバなどにおいても好適に放熱することができると考えられる。
(Example 36)
As Example 36, a server (not shown), which is an electronic device equipped with the mechanism of Example 1, was produced.
As shown in FIG. 27, the electronic device having the above-described configuration has a result that the energy conversion efficiency, the cooling performance, and the reliability are all good.
As described above, it was found that by providing the server with the energy conversion mechanism of Example 1, it is possible to suitably radiate heat even in a server that generates a large amount of heat. Further, it is considered that heat can be suitably radiated also in, for example, a rack mount type blade server configured with high density.

以下では、本発明のエネルギ変換機構を用いない場合を、比較例1ないし比較例3として説明する。   Below, the case where the energy conversion mechanism of this invention is not used is demonstrated as the comparative example 1 thru | or the comparative example 3. FIG.

(比較例1)
比較例1として、強制空冷方式の機構を作成した。本比較例では、発熱体21−1に対して外気(50℃)を吹きつけるブロワファンを使用し、外気の吹きつけ流量は1m/Sとした。
本比較例では、発熱体21−1の冷却は不十分であり、発熱体であるLSIの動作に悪影響が生じた。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, a forced air cooling mechanism was created. In this comparative example, a blower fan that blows outside air (50 ° C.) to the heating element 21-1 was used, and the flow rate of outside air was 1 m / S.
In this comparative example, the cooling of the heating element 21-1 was insufficient, which adversely affected the operation of the LSI that is the heating element.

(比較例2)
比較例2として、水冷方式で示される機構を作成した。本比較例で、水冷方式としては、半導体デバイス等を冷却するための水冷ヘッドを備える周知の水冷装置を採用し、発熱体21−1に水冷ヘッドを取り付けて使用した。
本比較例では、発熱体21−1の冷却は不十分であり、発熱体であるLSIの動作に悪影響が生じた。
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, a mechanism shown by a water cooling method was created. In this comparative example, as a water cooling method, a known water cooling device including a water cooling head for cooling a semiconductor device or the like was adopted, and the water cooling head was attached to the heating element 21-1.
In this comparative example, the cooling of the heating element 21-1 was insufficient, which adversely affected the operation of the LSI that is the heating element.

(比較例3)
比較例3として、比較例1の自然空冷方式で実施例35の電子機器であるラップトップコンピュータを駆動させた。
本比較例では、ラップトップコンピュータの起動後まもなくラップトップコンピュータの誤動作を生じた。
(Comparative Example 3)
As Comparative Example 3, the laptop computer which is the electronic device of Example 35 was driven by the natural air cooling method of Comparative Example 1.
In this comparative example, the laptop computer malfunctioned shortly after the laptop computer was started.

以上、本発明の実施形態について図面を参照し、実施例を交えて詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば上述の第1の実施形態ないし第7の実施形態、実施例1ないし実施例36に説明したエネルギ変換機構はいずれも沸騰冷却器として発熱体の冷却に使用することができる。
また、上述の実施形態及び実施例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings and examples. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design can be changed without departing from the gist of the present invention. Is also included.
For example, any of the energy conversion mechanisms described in the first to seventh embodiments and Examples 1 to 36 described above can be used as a boiling cooler for cooling a heating element.
In addition, the constituent elements shown in the above-described embodiment and examples can be combined as appropriate.

1−1、2−1、3−1、4−1、5−1、6−1、7−1 エネルギ変換機構
21−1、25−1a、25−1b 発熱体
31−1、35−1a、35−1b 熱伝達部材
41−1 液体
51−1、53−1、54−1、57−1 ケース
61−1、62−1、64−1、66−1a 振動体
71−1 熱交換器
84−1、87−1 デイスプレーサ
97−2 回転体
1-1, 2-1, 3-1, 4-1, 5-1, 6-1, 7-1 Energy conversion mechanism 21-1, 25-1a, 25-1b Heating element 31-1, 35-1a , 35-1b heat transfer member 41-1 liquid 51-1, 53-1, 54-1, 57-1 case 61-1, 62-1, 64-1, 66-1 a vibrator 71-1 heat exchanger 84-1, 87-1 Displacer 97-2 Rotating body

Claims (14)

加熱されることにより沸騰する液体が内部に収納されケースと、
前記液体と接触可能に前記ケースに接合され、熱伝導性を有する熱伝達部材と、
前記液体と接触するように前記ケースに接合され、前記熱伝達部材から伝達された熱により前記液体が沸騰することによって生じる気泡が衝突可能に配置された振動体と、
を備え
前記振動体は、前記気泡が衝突することによって振動することを特徴とするエネルギ変換機構。
A case the boiling liquid is Ru housed inside by being heated,
A heat transfer member joined to the case so as to be in contact with the liquid and having thermal conductivity;
A vibrating body that is joined to the case so as to come into contact with the liquid, and is arranged to be able to collide with bubbles generated by boiling the liquid due to heat transferred from the heat transfer member;
Equipped with a,
The vibrating member, the energy conversion mechanism characterized that you vibration by the bubbles collide.
前記振動体は、前記ケースよりも剛性が低く設定されていることを特徴とする請求項1に記載のエネルギ変換機構。   The energy conversion mechanism according to claim 1, wherein the vibration body is set to have a lower rigidity than the case. 前記振動体は、ウレタン、ポリエチレンテレフタレート、およびポリエチレンフィルム、天然ゴムのうちのいずれかであることを特徴とする、請求項1または2に記載のエネルギ変換機構。   3. The energy conversion mechanism according to claim 1, wherein the vibrating body is one of urethane, polyethylene terephthalate, polyethylene film, and natural rubber. 前記振動体は、圧電特性を有することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のエネルギ変換機構。   4. The energy conversion mechanism according to claim 1, wherein the vibrating body has a piezoelectric characteristic. 5. 前記振動体は、前記熱伝達部材に対して前記液体を挟んで対向配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のエネルギ変換機構。   5. The energy conversion mechanism according to claim 1, wherein the vibrating body is disposed to face the heat transfer member with the liquid interposed therebetween. 前記ケースと前記振動体との間に、前記振動体が振動する方向に沿って弾性変形可能な振動拡大機構が介在されていることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載のエネルギ変換機構。   The vibration enlarging mechanism that is elastically deformable along the direction in which the vibrating body vibrates is interposed between the case and the vibrating body. The energy conversion mechanism described. 前記振動拡大機構が蛇腹状に形成されていることを特徴とする、請求項6に記載のエネルギ変換機構。   The energy conversion mechanism according to claim 6, wherein the vibration enlarging mechanism is formed in a bellows shape. 前記振動体は、一端が前記振動体に接合されて前記振動体の振動方向に進退動作可能なディスプレーサを有することを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載のエネルギ変換機構。   The energy conversion mechanism according to any one of claims 1 to 7, wherein the vibrating body includes a displacer having one end joined to the vibrating body and capable of moving back and forth in a vibration direction of the vibrating body. . 前記ディスプレーサに連結されて前記ディスプレーサの進退動作を回転動作に変化するクランク機構を有することを特徴とする、請求項8に記載のエネルギ変換機構。   9. The energy conversion mechanism according to claim 8, further comprising a crank mechanism that is connected to the displacer and changes a forward / backward movement of the displacer to a rotation operation. 前記熱伝達部材を複数有することを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載のエネルギ変換機構。   The energy conversion mechanism according to claim 1, comprising a plurality of the heat transfer members. 前記振動体を複数有することを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載のエネルギ変換機構。   The energy conversion mechanism according to claim 1, wherein the energy conversion mechanism includes a plurality of the vibrating bodies. 前記ケースは、前記振動体が収容される窪みを有し、  The case has a recess in which the vibrating body is accommodated,
前記振動体は、前記液体に接する下面と、前記一方の面と反対側に位置する上面とを有し、前記窪みの中で、前記上面方向に凸となる湾曲状態と前記下面方向に凸となる湾曲状態とを交互に繰り返して振動可能である、ことを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載のエネルギ変換機構。  The vibrating body has a lower surface in contact with the liquid and an upper surface located on the opposite side of the one surface, and in the recess, a curved state that is convex in the upper surface direction and a convex in the lower surface direction. The energy conversion mechanism according to any one of claims 1 to 11, wherein the energy conversion mechanism can vibrate by alternately repeating the curved state.
請求項1〜1のいずれか一項に記載のエネルギ変換機構を備えることを特徴とする沸騰冷却器。 Boiling cooler, characterized in that it comprises an energy conversion mechanism as claimed in any one of claims 1 to 1 2. 請求項1〜1のいずれか一項に記載のエネルギ変換機構を備えることを特徴とする、電子機器。 Characterized in that it comprises an energy conversion mechanism as claimed in any one of claims 1 to 1 2, the electronic device.
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