JP5664821B2 - 圧電ファン - Google Patents

Description

本発明は、圧電素子を駆動源として羽板を振動させることで送風する圧電ファンに関するものである。

従来、特許文献１に示すように、平板状の羽板に圧電素子を配設し、当該圧電素子を駆動することで羽板を振動させて送風を行う圧電ファンが考案されている。

図７（Ａ）は特許文献１に示す従来の圧電ファン１０Ｐの外観斜視図であり、図７（Ｂ）は圧電ファン１０Ｐの平面図であり、図７（Ｃ）は圧電ファン１０Ｐの側面図である。

圧電ファン１０Ｐは、振動板１１、圧電素子１２１Ｐ，１２２Ｐ，１２３Ｐ，１３１Ｐ，１３２Ｐ，１３３Ｐ、支持体１４１，１４２を備える。なお、図７では、圧電素子１３１Ｐ，１３２Ｐを図示していない。

振動板１１は、３枚の羽板１１１，１１２，１１３とベース部１１０とからなる。３枚の羽板１１１，１１２，１１３とベース部１１０とは一体形成されている。羽板１１１，１１２，１１３は、ベース部１１０の長手方向に沿って、羽板１１２、羽板１１１、羽板１１３の順で配置されている。

羽板１１１の一方の平板面には圧電素子１２１Ｐが設置されており、羽板１１１の他方の平板面には圧電素子１３１Ｐが設置されている。羽板１１２の一方の平板面には圧電素子１２２Ｐが設置されており、羽板１１２の他方の平板面には圧電素子１３２Ｐが設置されている。羽板１１３の一方の平板面には圧電素子１２３Ｐが設置されており、羽板１１３の他方の平板面には圧電素子１３３Ｐが設置されている。

このような構成からなる振動板１１は、ベース部１１０の両平板面から支持体１４１，１４２で挟み込むことによって支持されている。この際、支持体１４１，１４２は、圧電素子１２１Ｐ，１２２Ｐ，１２３Ｐ，１３１Ｐ，１３２Ｐ，１３３Ｐの端面と支持体１４１，１４２の端面が当接するように設置される。

このような圧電ファン１０Ｐに対して、配列方向の中央の羽板１１１と配列方向の両端の羽板１１２，１１３とが逆位相で振動するように、圧電素子１２１Ｐ，１２２Ｐ，１２３Ｐ，１３１Ｐ，１３２Ｐ，１３３Ｐの分極方向や印加電圧の向きが設定されている。このような設定を行うことで、中央の羽板１１１の振動と配列方向の両端の羽板１１２，１１３の振動とが打ち消し合い、支持体１４１，１４２での振動を抑制している。

実開平３−３５２９８号公報

しかしながら、特許文献１に示す構成の圧電ファン１０Ｐでは、次に示す問題が生じる。図８は、特許文献１に示す構成の圧電ファン１０Ｐの問題点を説明するための平面拡大図である。

特許文献１に示す圧電ファン１０Ｐは、上述のように、圧電素子１２１Ｐ，１２２Ｐ，１２３Ｐ，１３１Ｐ，１３２Ｐ，１３３Ｐの端面を支持体１４１，１４２の端面に当接するように設置している。しかしながら、実際には、圧電素子１２１Ｐ，１２２Ｐ，１２３Ｐ，１３１Ｐ，１３２Ｐ，１３３Ｐの端面と支持体１４１，１４２の端面との間には、振動板１１に対する各圧電素子１２１Ｐ，１２２Ｐ，１２３Ｐ，１３１Ｐ，１３２Ｐ，１３３Ｐや支持体１４１，１４２の取り付け誤差等によって、それぞれギャップが生じてしまうことがある。

例えば、図８に示すように、圧電素子１２１Ｐと支持体１４１との間にギャップＧａｐ１が生じ、圧電素子１２２Ｐと支持体１４１との間にギャップＧａｐ２が生じ、圧電素子１２３Ｐと支持体１４１との間にギャップＧａｐ３が生じることがある。この際、ギャップＧａｐ１，Ｇａｐ２，Ｇａｐ３が一致しないと、各羽板１１１，１１２，１１３の共振周波数が異なってしまう。

表１は、ギャップＧａｐ１，Ｇａｐ２，Ｇａｐ３が異なる場合の羽板１１１，１１２，１１３の共振周波数の例を示している。表１は、従来の圧電ファン１０Ｐにおける各羽板１１１，１１２，１１３が最大振幅を得られる共振周波数を示している。

表１に示すように、ギャップＧａｐ１，Ｇａｐ２，Ｇａｐ３が異なり、羽板１１１，１１２，１１３の共振周波数が一致しないと、羽板１１１，１１２，１１３に同じ周波数の駆動信号を印加した場合に、羽板１１１，１１２，１１３の振幅量が異なってしまう。

表２は、ギャップＧａｐ１，Ｇａｐ２，Ｇａｐ３が異なる場合であって、羽板１１１，１１２，１１３に同じ周波数の駆動信号を印加した場合の羽板１１１，１１２，１１３の振幅量の例を示している。印加電圧の周波数は、羽板１１１，１１２，１１３の共振周波数の平均値である。なお、表２における振動残存率は、具体的な算出方法は後述するが、羽板１１１，１１２，１１３の平均振幅に対する相殺されずに残る振動の割合を示す指標である。

このように、羽板１１１，１１２，１１３毎の振幅量が異なると、羽板１１１，１１２，１１３の振動を相殺することができず、支持体１４１，１４２に伝搬される振動を抑制することができなくなってしまう。

なお、この現象は、３枚の羽板の構造に限るものではなく、複数の羽板を用いる場合にも生じてしまう。

したがって、本発明の目的は、複数の羽板の振動を確実に相殺することができる圧電ファンを提供することにある。

この発明の圧電ファンは、次の特徴を有する。圧電ファンは、複数枚の羽板を備える振動板、圧電素子、支持体を備える。複数枚の羽板は、一方端を自由端とする平板からなる。圧電素子は、振動板の少なくとも一方の平板面における複数枚の羽板のそれぞれに取り付けられている。支持体は、振動板の少なくとも一方の平板面における他方端側に取り付けられている。さらに、支持体は、複数枚の羽板にそれぞれ取り付けられた圧電素子が支持体と振動板とによって挟持されるように、取り付けられている。

この構成では、各羽板に取り付けられた圧電素子が支持体と振動板との間に挟持されるので、従来構成のような支持体の端面と圧電素子の端面と間にギャップが生じない。これにより、各羽板の共振周波数が一致する。したがって、各羽板に同じ周波数の駆動信号を加えて各羽板の振動を相殺するように圧電素子を駆動した場合にも、振動が確実に相殺される。

また、この発明の圧電ファンでは、次の構成であることが好ましい。羽板は３枚である。支持体は直交する一方方向を長手方向とし他方方向を短手方向とする長尺状の平板である。３枚の羽板は支持体の長手方向に沿って配列されている。圧電ファンは、３枚の羽板における配列方向の中央の羽板と、配列方向の両端の羽板とを逆位相に振動させる単一の周波数の駆動信号を圧電素子に印加する駆動手段を備える。

この構成では、羽板が３枚の場合における具体的な各羽板の配列および駆動機構を示している。このような構成とすれば、３枚の羽板からなる圧電ファンにおいて、支持体に伝搬される各羽板からの振動が確実に相殺され、支持体（固定位置）の振動を確実に抑制することができる。

また、この発明の圧電ファンでは、次の構成であることが好ましい。中央の羽板に取り付けられている圧電素子と、両端の羽板に取り付けられている圧電素子とは、羽板に取り付けられている側から見た分極方向が逆である。

この構成では、各圧電素子に与える駆動信号を統一することができ、圧電素子に駆動信号を与える回路構成、配線パターンを簡易にすることができる。

また、この発明の圧電ファンは、次の構成であることが好ましい。３枚の羽板の配列方向に直交する方向の長さは同じである。中央の羽板の配列方向に沿った長さは、両端の羽板の配列方向に沿った長さの２倍である。

この構成では、３枚の羽板のより具体的な構造を示すものであり、中央の羽板の配列方向に沿った長さ（幅）が、両端の羽板の配列方向に沿った長さ（幅）の２倍であることで、相殺効果を向上させることができる。これにより、支持体（固定位置）の振動をより確実に抑制することができる。

また、この発明の圧電ファンは、支持体と圧電素子との間に弾性体が取り付けられていることが好ましい。

この構成では、圧電素子間で厚みのばらつきがあっても、支持体と羽板とで確実に圧電素子を挟持することができる。これにより、支持体（固定位置）の振動をより確実に抑制することができる。また、支持体による圧電素子の傷つきを抑制することができる。

また、この発明の圧電ファンは、圧電素子が振動板の両平板面に取り付けられていることが好ましい。

この構成では、振動板を構成する各羽板がバイモルフ型の圧電アクチュエータとなる。したがって、ユニモルフ型の場合と比較して、同じ振幅の駆動信号で、羽板をより大きく振動させることができる。

また、この発明の圧電ファンは、支持体が振動板の両平板面に取り付けられていることが好ましい。

この構成では、振動板がより強固に固定される。特に、両面に圧電素子を取り付ける場合には、羽板の両面の圧電素子を挟持できることで、大きな振幅を得ながら、支持体（固定位置）の振動をより確実に抑制することができる。

この発明によれば、圧電ファンを構成する複数の羽板の振動を確実に相殺することができる。

本発明の第１の実施形態に係る圧電ファン１０の外観斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電ファン１０の分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電ファン１０の平面図、側面図、および正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電ファン１０の駆動概念を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る圧電ファン１０Ａの平面図、側面図、裏面図である。 本発明の第３の実施形態に係る圧電ファン１０Ｂの平面図、側面図、裏面図である。 特許文献１に示す従来の圧電ファン１０Ｐの外観斜視図、平面図、側面図である。 特許文献１に示す構成の圧電ファン１０Ｐの問題点を説明するための平面拡大図である。

本発明の第１の実施形態に係る圧電ファンについて、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧電ファン１０の外観斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る圧電ファン１０の分解斜視図である。図３（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電ファン１０の平面図（第１平板面側から見た図）である。図３（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電ファン１０の側面図（羽板１１１，１１２，１１３の配列方向に平行な方向から見た図）である。図３（Ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電ファン１０の正面図（振動板１１の自由端側から見た図）である。

圧電ファン１０は、振動板１１、圧電素子１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３、支持体１４１，１４２を備える。

振動板１１は、所定の剛体を有する平板からなる。例えば、振動板１１は、厚み０．１ｍｍからなるステンレススチールの平板によって形成されている。

振動板１１は、３枚の羽板１１１，１１２，１１３およびベース部１１０が一体形成されてなる。羽板１１１，１１２，１１３およびベース部１１０は、それぞれ長尺状からなる。羽板１１１，１１２，１１３は、ベース部１１０の長手方向に沿って所定の間隔で、ベース部１１０に接続されている。この際、ベース部１１０の長手方向に沿って、羽板１１２、羽板１１１、羽板１１３の順で並ぶように接続されている。

羽板１１１，１１２，１１３は、それぞれの長手方向がベース部１１０の長手方向すなわち羽板１１１，１１２，１１３の配列方向に対して直交するように、ベース部１１０に接続している。これにより、羽板１１１，１１２，１１３のベース部１１０に接続する側が各羽板１１１，１１２，１１３の固定端となる。一方、羽板１１１，１１２，１１３の長手方向に沿った当該固定端と反対側の端部が自由端となる。

羽板１１１，１１２，１１３は、長手方向に沿った所定位置で幅（配列方向に沿った長さ）が変わる形状からなる。具体的には、羽板１１１，１１２，１１３の固定端側の所定長さの領域の幅は、羽板１１１，１１２，１１３の自由端側の所定長さの領域の幅よりも短く（狭く）なっている。

両端の羽板１１２，１１３の形状は同じである。配列方向に沿った中央の羽板１１１の幅は、配列方向に沿った両端の羽板１１２，１１３の幅の略２倍である。

羽板１１１の第１平板面には、圧電素子１２１が取り付けられている。圧電素子１２１は平板状であり、対向する平板面に直交する方向に分極された圧電素子である。圧電素子１２１は、自身の平板面が羽板１１１の第１平板面と平行になるように取り付けられている。圧電素子１２１は、羽板１１１の固定端側の領域からベース部１１０に亘る所定面積の範囲を覆うように取り付けられている。圧電素子１２１は、羽板１１１の長手方向と同じ方向に長く（以下、この方向を圧電素子１２１の長さ方向とする）、羽板１１１の幅方向に短い（以下、この方向を圧電素子１２１の幅方向とする。）形状からなる。圧電素子１２１における羽板１１１の第１平板面と当接する面と反対側の平板面には、駆動信号印加用の電極が形成されている（図示せず）。

羽板１１１の第２平板面（第１平板面に対向する面）には、圧電素子１３１が取り付けられている。圧電素子１３１は平板状であり、対向する平板面に直交する方向に分極された圧電素子である。圧電素子１３１は、自身の平板面が中央の羽板１１１の第２平板面と平行になるように取り付けられている。圧電素子１３１は、中央の羽板１１１の固定端側の領域からベース部１１０に亘る所定面積の範囲を覆うように取り付けられている。圧電素子１２１と圧電素子１３１は、互いの平板面が対向するように同じ形状で形成されている。圧電素子１３１における羽板１１１の第２平板面と当接する面と反対側の平板面には、駆動信号印加用の電極が形成されている（図示せず）。

羽板１１２の第１平板面には、圧電素子１２２が取り付けられている。圧電素子１２２は平板状であり、対向する平板面に直交する方向に分極された圧電素子である。圧電素子１２２は、自身の平板面が羽板１１２の第１平板面と平行になるように取り付けられている。圧電素子１２２は、羽板１１２の固定端側の領域からベース部１１０に亘る所定面積の範囲を覆うように取り付けられている。圧電素子１２２の長さ（羽板１１２の長手方向と同じ方向の長さ）は、圧電素子１２１の長さと同じである。圧電素子１２２の幅は、圧電素子１２１の幅の半分である。圧電素子１２２における羽板１１２の第１平板面と当接する面と反対側の平板面には、駆動信号印加用の電極が形成されている（図示せず）。

羽板１１２の第２平板面（第１平板面に対向する面）には、圧電素子１３２が取り付けられている。圧電素子１３２は平板状であり、対向する平板面に直交する方向に分極された圧電素子である。圧電素子１３２は、自身の平板面が中央の羽板１１２の第２平板面と平行になるように取り付けられている。圧電素子１３２は、中央の羽板１１２の固定端側の領域からベース部１１０に亘る所定面積の範囲を覆うように取り付けられている。圧電素子１２２と圧電素子１３２は、互いの平板面が対向するように同じ形状で形成されている。圧電素子１３２における羽板１１２の第２平板面と当接する面と反対側の平板面には、駆動信号印加用の電極が形成されている（図示せず）。

羽板１１３の第１平板面には、圧電素子１２３が取り付けられている。圧電素子１２３は平板状であり、対向する平板面に直交する方向に分極された圧電素子である。圧電素子１２３は、自身の平板面が羽板１１３の第１平板面と平行になるように取り付けられている。圧電素子１２３は、羽板１１３の固定端側の領域からベース部１１０に亘る所定面積の範囲を覆うように取り付けられている。圧電素子１２３は圧電素子１２２と同じ形状で形成されている。圧電素子１２３における羽板１１３の第１平板面と当接する面と反対側の平板面には、駆動信号印加用の電極が形成されている（図示せず）。

羽板１１３の第２平板面（第１平板面に対向する面）には、圧電素子１３３が取り付けられている。圧電素子１３３は平板状であり、対向する平板面に直交する方向に分極された圧電素子である。圧電素子１３３は、自身の平板面が中央の羽板１１３の第２平板面と平行になるように取り付けられている。圧電素子１３３は、中央の羽板１１３の固定端側の領域からベース部１１０に亘る所定面積の範囲を覆うように取り付けられている。圧電素子１２３と圧電素子１３３は、互いの平板面が対向するように同じ形状で形成されている。圧電素子１３３における羽板１１３の第２平板面と当接する面と反対側の平板面には、駆動信号印加用の電極が形成されている（図示せず）。

圧電素子１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスから構成されている圧電体の両主面に、それぞれ電極が形成されてなる。なお、振動板１１を導電体とすることで、振動板１１側の電極は省略することができる。

このように、圧電素子１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３が取り付けられた振動板１１に対して、支持体１４１，１４２を取り付ける。

支持体１４１，１４２は、振動板１１のベース部１１０と略同じ長尺形状の平板からなる。支持体１４１，１４２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性材料によって形成されている。

支持体１４１は、振動板１１のベース部１１０における圧電素子１２１，１２２，１２３が取り付けられた面に取り付けられている。この際、支持体１４１は、ベース部１１０と支持体１４１との間に圧電素子１２１，１２２，１２３が挟持され、羽板１１１，１１２，１１３の配列方向と支持体１４１の長手方向が略一致するように、複数枚の羽板に跨って取り付けられる。

支持体１４２は、振動板１１のベース部１１０における圧電素子１３１，１３２，１３３が取り付けられた面に取り付けられている。この際、支持体１４２は、ベース部１１０と支持体１４２との間に圧電素子１３１，１３２，１３３が挟持されるように取り付けられる。

このような構造からなる圧電ファン１０の各圧電素子１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３に次に示すような条件で駆動電圧を印加することで、各羽板１１１，１１２，１１３が平板面に直交する方向に振動する。図４は本発明の第１の実施形態に係る圧電ファン１０の駆動概念を示す図であり、図４（Ａ）は第１の駆動手段を示し、図４（Ｂ）は第２の駆動手段を示す。

具体的には、図４（Ａ）に示すように、第１の駆動手段として、振動板１１を正面視した状態での圧電素子１２１の分極方向と、圧電素子１２２，１２３の分極方向とを逆にする。同じように、振動板１１を正面視した状態での圧電素子１３１の分極方向と、圧電素子１３２，１３３の分極方向とを逆にする。さらに、振動板１１を正面視した状態での圧電素子１２１の分極方向と圧電素子１３１の分極方向とを同じにする。その上で、図４（Ａ）に示すように、圧電素子１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３に印加する交流電圧を全て同位相にする。この第１の駆動手段を用いることで、振動板１１に取り付ける全ての圧電素子に同じ駆動信号を印加できるので、駆動信号の印加回路や接続構成を簡易化することができる。

また、図４（Ｂ）に示すように、第２の駆動手段として、振動板１１を正面視した状態での全ての圧電素子１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３の分極方向を同じにする。その上で、図４（Ｂ）に示すように、振動板１１を基準電圧Ｖｏにして、圧電素子１２１，１３１に印加する交流電圧と、圧電素子１２２，１２３，１３２，１３３に印加する交流電圧を逆位相にする。

このような駆動手段を設けることで、羽板１１１の振動と羽板１１２，１１３の振動とが逆位相になる。ここで、羽板１１１の幅が羽板１１２，１１３の幅の２倍であるので、羽板１１１で生じる振動と、羽板１１２，１１３で生じる振動の加算振動とは、大きさが同じで逆位相の振動となる。したがって、羽板１１１で生じる振動と、羽板１１２，１１３で生じる振動の加算振動とは、ベース部１１０および支持体１４１，１４２の位置において相殺される。

ここで、本実施形態の構成では、上述のように、圧電素子１２１，１２２，１２３の端面と支持体１４１の端面との間にギャップが生じない。また、圧電素子１３１，１３２，１３３の端面と支持体１４２の端面との間にギャップが生じない。したがって、羽板１１１，１１２，１１３の共振周波数が一致する。

表３は、本実施形態の構成からなる圧電ファン１０の羽板１１１，１１２，１１３の共振周波数の例を示している。表３は、従来の圧電ファン１０における各羽板１１１，１１２，１１３が最大振幅を得られる共振周波数を示している。なお、表３には、上述の表１に示した従来の圧電ファン１０Ｐの結果も記載している。

表３に示すように、本実施形態の構成を用いることで、羽板１１１の共振周波数が７０．６［Ｈｚ］、羽板１１２の共振周波数が７０．４［Ｈｚ］、羽板１１３の共振周波数が７０．７［Ｈｚ］となり、略一致する。一方、従来の構成では、羽板１１１の共振周波数が６８．５［Ｈｚ］、羽板１１２の共振周波数が６５．５［Ｈｚ］、羽板１１３の共振周波数が６７．５［Ｈｚ］となり、ばらつきを有する。

表４は、羽板１１１，１１２，１１３に同じ周波数の駆動信号を印加した場合の羽板１１１，１１２，１１３の振幅量の例を示している。印加電圧の周波数は、羽板１１１，１１２，１１３の共振周波数の平均値である。なお、表４には、上述の表２に示した従来の圧電ファン１０Ｐの結果も記載している。

また、表４における振動残存率は、羽板１１１，１１２，１１３の平均振幅に対する相殺されずに残る振動の割合を示す指標である。具体的には、振動残存率は、羽板１１１の振幅の２倍値から羽板１１２，１１３の振幅を減算し、この演算値を、羽板１１１，１１２，１１３の振幅の平均値の４倍値で除算して得られる値である。

式で表すと次のようになる。

（２×（羽板１１１の振幅）−（羽板１１２の振幅）−（羽板１１３の振幅））／（４×（羽板１１１，１１２，１１３の振幅の平均値））
したがって、この指標値が小さいほど振動の抑制効果が高い。

表４に示すように、本実施形態の構成を用いることで、羽板１１１の振幅が６．１［ｍｍ］、羽板１１２の振幅が５．９［ｍｍ］、羽板１１３の振幅が６．０［ｍｍ］となり、略一致する。一方、従来の構成では、羽板１１１の振幅が５．２［ｍｍ］、羽板１１２の振幅が５．３［ｍｍ］、羽板１１３の振幅が５．９［ｍｍ］となり、ばらつきを有する。

また、本実施形態の構成を用いることで、振動残存率は１．２［％］となる。一方、従来の構成では、振動残存率は３．７［％］となる。この結果からも分かるように、本実施形態の構成を用いることで、振動の抑制効果を向上させることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る圧電ファンについて、図を参照して説明する。図５（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る圧電ファン１０Ａの平面図である。図５（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る圧電ファン１０Ａの側面図である。図５（Ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る圧電ファン１０Ａの裏面図（振動板１１の固定端側から見た図）である。

本実施形態の圧電ファン１０Ａは、第１の実施形態に示した圧電ファン１０に対して、弾性体１５１，１５２を追加したものであり、他の構成は同じである。したがって、異なる箇所のみを説明する。

弾性体１５１，１５２は、平膜状からなり、例えばゴム等の絶縁性を有する材質からなる。

弾性体１５１は、圧電素子１２１，１２２，１２３が取り付けられたベース部１１０と支持体１４１との間に挟持されている。

弾性体１５２は、圧電素子１３１，１３２，１３３が取り付けられたベース部１１０と支持体１４２との間に挟持されている。

このような構成とすることで、圧電素子１２１，１２２，１２３の間に厚みのばらつきがあっても、支持体１４１で振動板１１を確実に保持することができる。また、圧電素子１３１，１３２，１３３の間に厚みのばらつきがあっても、支持体１４２で振動板１１を確実に保持することができる。さらに、圧電素子１２１，１２２，１２３、１３１，１３２，１３３の間に厚みのばらつきがあっても、支持体１４１，１４２によって振動板１１を確実且つ強固に、挟持して保持することができる。これにより、上述の振動の相殺抑制効果を向上させることができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る圧電ファンについて、図を参照して説明する。図６（Ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る圧電ファン１０Ｂの平面図である。図６（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る圧電ファン１０Ｂの側面図である。図６（Ｃ）は、本発明の第３の実施形態に係る圧電ファン１０Ｂの裏面図（振動板１１Ｂの固定端側から見た図）である。

本実施形態の圧電ファン１０Ｂは、第２の実施形態に係る圧電ファン１０Ａに対して、振動板１１Ｂの形状が異なるものであり、他の構成は同じである。したがって、異なる箇所のみを説明する。

振動板１１Ｂは、それぞれ個別化された羽板１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂによって構成されている。羽板１１１Ｂは、第１の実施形態に示した羽板１１１と、当該羽板１１１から長手方向に延びるベース部１１０の一部とを一体化した形状からなる。羽板１１２Ｂは、第１の実施形態に示した羽板１１２と、当該羽板１１２から長手方向に延びるベース部１１０の一部とを一体化した形状からなる。羽板１１３Ｂは、第１の実施形態に示した羽板１１３と、当該羽板１１３から長手方向に延びるベース部１１０の一部とを一体化した形状からなる。

このような構成であっても、第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、第３の実施形態の構成を、第１の実施形態の構成、すなわち弾性体１５１，１５２を省略した形状に適用することもできる。

また、上述の各実施形態では、振動板を構成する羽板の枚数は３枚としたが、印加する駆動信号によって、固定端側の振動が相殺されるような構造であれば、羽板の枚数はこれに限るものではない。

また、上述の各実施形態では、振動板の両方の平板面に圧電素子を取り付けるバイモルフ型を例に示したが、振動板の片方の平板面に圧電素子を取り付けるユニモルフ型にも適用することができる。なお、ユニモルフ型にする場合には、必ずしも圧電素子を取り付けない側の振動板の平板面に支持体を取り付けなくてもよい。ただし、バイモルフ型の方が、ユニモルフ型と比較して、羽板を大きく振動させることができる。そして、このような大きな振動が得られる場合でも、本実施形態の構成を用いることで、支持体へ伝搬される振動の抑圧効果が得られるので、より好適である。

また、上述の各実施形態では、圧電素子は例えばチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスから構成しているが、これに限るものではない。例えば、ニオブ酸カリウムナトリウム系及びアルカリニオブ酸系セラミックス等の非鉛系圧電体セラミックスの圧電材料などから構成してもよい。

また、上述の説明では、特に詳細に記載していないが、全ての圧電素子が支持体と振動板に挟持される構造であれば、上述の作用効果を得ることができる。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｐ：圧電ファン、
１１，１１Ｂ：振動板、
１１１，１１２，１１３：羽板、
１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３，１２１Ｐ，１２２Ｐ，１２３Ｐ，１３１Ｐ，１３２Ｐ，１３３Ｐ：圧電素子、
１４１，１４２：支持体、
１５１，１５２：弾性体

Claims (7)

1. 一方端を互いに分割された自由端とする平板からなる複数枚の羽板を備える振動板と、
   前記振動板の少なくとも一方の平板面における前記複数枚の羽板のそれぞれに取り付けられた圧電素子と、
   前記振動板の前記少なくとも一方の平板面における他方端側に取り付けられた支持体と、を備える圧電ファンであって、
   前記支持体は、前記複数枚の羽板にそれぞれ取り付けられた前記圧電素子が前記支持体と前記振動板とによって挟持されるように、取り付けられており、
   前記複数枚の羽根板のうちの少なくとも１枚の羽根板の振動は、他の前記羽根板の振動と逆位相である、圧電ファン。
2. 前記羽板は３枚であり、
   前記支持体は直交する一方方向を長手方向とし他方方向を短手方向とする長尺状の平板であり、
   該３枚の羽板は、前記支持体の前記長手方向に沿って配列されており、
   前記３枚の羽板における配列方向の中央の羽板を、前記配列方向の両端の羽板と逆位相に振動させる単一の周波数の駆動信号を前記圧電素子に印加する駆動手段を、備えた、請求項１に記載の圧電ファン。
3. 前記中央の羽板に取り付けられている圧電素子と、前記両端の羽板に取り付けられている圧電素子とは、前記羽板に取り付けられている側から見た分極方向が逆である、請求項２に記載の圧電ファン。
4. 前記３枚の羽板の配列方向に直交する方向の長さは同じであり、
   前記中央の羽板の配列方向に沿った長さは、前記両端の羽板の前記配列方向に沿った長さの２倍である、請求項２または請求項３に記載の圧電ファン。
5. 前記支持体と前記圧電素子との間には、弾性体が取り付けられている、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の圧電ファン。
6. 前記圧電素子は、前記振動板の両平板面に取り付けられている、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の圧電ファン。
7. 前記支持体は、前記振動板の両平板面に取り付けられている、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の圧電ファン。

Images