JPWO2009050990A1

JPWO2009050990A1 - 圧電マイクロブロア

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Publication number: JPWO2009050990A1
Application number: JP2009507635A
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Inventors: 平田　篤彦; 篤彦平田; 神谷　岳; 岳神谷
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2011-03-03
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Abstract

【課題】逆止弁を使用せずに大流量の圧縮性流体を輸送でき、外部に漏れ出す騒音を抑制できる圧電マイクロブロアを提供する。【解決手段】ブロア本体１に第１壁部１２と第２壁部１０とを設け、ダイヤフラム２の中央部と対向する壁部の位置に開口部１２ａ，１０ａを形成する。両壁部の間に、開口部１２ａ，１０ａと外部とを連通させる流入通路１１ｂを形成する。圧電素子２２に電圧を印加してダイヤフラム２を振動させると、開口部１２ａ周辺の第１壁部１２が振動し、流入通路１１ｂから気体を吸い込み、開口部１０ａから気体を排出することができる。流入通路１１ｂの途中に吸音用の複数の枝路１１ｃを接続し、開口部１０ａ付近で発生する騒音が流入口４から漏れ出るのを防止する。【選択図】図２

Description

本発明は空気のような圧縮性流体を輸送するのに適した圧電マイクロブロアに関するものである。

ノートパソコンなどの小型電子機器の冷却水輸送用ポンプや燃料電池の燃料輸送用ポンプなどに、圧電マイクロポンプが用いられている。一方、ＣＰＵ等の冷却用ファンに代わる送風用ブロア、あるいは燃料電池で発電するのに必要な酸素を供給するための送風用ブロアとして、圧電マイクロブロアを用いることができる。圧電マイクロポンプ及び圧電マイクロブロアは共に、圧電素子への電圧印加により屈曲変形するダイヤフラムを用いたポンプ（ブロア）であり、構造が簡単で、薄型に構成でき、かつ低消費電力であるという利点がある。

液体のような非圧縮性流体を輸送する場合には、流入口および流出口にそれぞれゴムや樹脂のような柔らかい材料を用いた逆止弁を設け、数十Ｈｚ程度の低い周波数で圧電素子を駆動するのが一般的である。ところが、逆止弁を持つマイクロポンプを空気のような圧縮性流体を輸送するために用いた場合、圧電素子の変位量が非常に小さく、流体を殆ど吐出できない。圧電素子をダイヤフラムの共振周波数（１次共振周波数又は３次共振周波数）付近で駆動すると、最大変位が得られるが、共振周波数はｋＨｚのオーダーの高周波数のため、逆止弁が追従動作できない。そのため、圧縮性流体を輸送するためには逆止弁を有しない圧電マイクロブロアが望ましい。

特許文献１には、ステンレス鋼製ディスク上に取り付けられた圧電ディスクを有する超音波駆動体と、ステンレス鋼製ディスク上に配設される第１のステンレス鋼膜体と、超音波駆動体と略平行に取り付けられると共に超音波駆動体から所与の距離隔てられた第２のステンレス鋼膜体とを備えたガス流発生器が開示されている。圧電ディスクに電圧を印加することにより、超音波駆動体を屈曲させる。第２のステンレス鋼膜体の中心部分に孔が穿たれている。

空気は第２のステンレス製膜体における孔を介して振動する。圧縮行程においては、この孔から高度に指向性の慣性噴射（ジェット）が発生される一方、反対の行程においては、この孔を介して空洞内へ、より等方性の流れが生成される。これにより、当該膜体の表面に垂直な強力なジェット流が生じる。このガス流発生器も逆止弁を有しないので、超音波駆動体を高周波で駆動することができる。

また、このガス流発生器は、電気部品からの熱を放散させるために二重両面ヒートシンクと一緒に使用することができる。孔を有する第２のステンレス製膜体の面に沿って流されるガスが、ヒートシンクの上面に沿ってチャンネル内を流れる。膜体からのジェット流は当該ヒートシンクの中心を経て通過する。次いで、ジェット流はヒートシンクの下面上のチャンネルを経て流れる。

上記のようにガスを輸送する場合には、超音波駆動体をその共振周波数付近で駆動することで、所望のジェット流を発生させることが可能になるが、吐出口又は流入口付近で発生する騒音を無視できなくなる。一般に、人間の耳には数十Ｈｚ〜２０ｋＨｚ程度の周波数の音が聞こえるが、特に７ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ付近の高周波音が非常に耳障りである。特許文献１に示されるガス流発生器では、第２のステンレス鋼膜体と二重両面ヒートシンクの間の空間に、ストレートな形状の流路が形成されているに過ぎないため、孔周辺で発生した騒音（風切り音）が流路を介して外部に漏れ出すという問題がある。
特表２００６−５２２８９６号公報

そこで、本発明の好ましい実施例の目的は、逆止弁を使用せずに大流量の圧縮性流体を輸送でき、外部に漏れ出す騒音を抑制できる圧電マイクロブロアを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の第１実施形態は、ブロア本体と、外周部がブロア本体に対して固定され、圧電素子を有するダイヤフラムと、ブロア本体とダイヤフラムとの間に形成されたブロア室とを備え、上記圧電素子に電圧を印加しダイヤフラムを屈曲変形させて、圧縮性流体を輸送する圧電マイクロブロアにおいて、上記ダイヤフラムとの間でブロア室を形成するブロア本体の第１壁部と、上記ダイヤフラムの中心部と対向する上記第１壁部の部位に形成され、ブロア室の内部と外部とを連通させる第１開口部と、上記第１壁部を間にしてブロア室と反対側に、第１壁部と間隔をあけて設けられた第２壁部と、上記第１開口部と対向する上記第２壁部の部位に形成された第２開口部と、上記第１壁部と第２壁部との間に形成され、外側端部が外部に連通され、内側端部が第１開口部及び第２開口部に接続された流入通路と、上記流入通路の途中に接続され、先端が閉じられた複数の枝路と、を備えることを特徴とする圧電マイクロブロアを提供する。

本発明の第２実施形態は、ブロア本体と、外周部がブロア本体に対して固定され、圧電素子を有するダイヤフラムと、ブロア本体とダイヤフラムとの間に形成されたブロア室とを備え、上記圧電素子に電圧を印加しダイヤフラムを屈曲変形させて、圧縮性流体を輸送する圧電マイクロブロアにおいて、上記ダイヤフラムとの間でブロア室を形成するブロア本体の第１壁部と、上記ダイヤフラムの中心部と対向する上記第１壁部の部位に形成され、ブロア室の内部と外部とを連通させる第１開口部と、上記第１壁部を間にしてブロア室と反対側に、第１壁部と間隔をあけて設けられた第２壁部と、上記第１開口部と対向する上記第２壁部の部位に形成された第２開口部と、上記第１壁部と第２壁部との間に形成され、外側端部が外部に連通され、内側端部が第１開口部及び第２開口部に接続された流入通路と、上記第２壁部に対して間隔をあけて設けられた第３壁部と、上記第２壁部と第３壁部との間に、一端流出口が外部に連通され、他端が上記第２開口部に接続された流出通路と、上記流出通路の途中に接続され、先端が閉じられた複数の枝路と、を備えることを特徴とする圧電マイクロブロアを提供する。

本発明の第１実施形態では、ダイヤフラムの屈曲変形によりダイヤフラムと第１開口部との距離を変化させ、このブロア室のダイヤフラムと第１開口部との距離の変化に伴って第１開口部及び第２開口部を高速で流れる圧縮性流体の流れにより、流入通路から流体を第１，第２開口部へ引き込むことができる。本発明では逆止弁を用いないので、ダイヤフラムを高周波で屈曲振動させることができ、流入通路を流れる流体の慣性が終息する前に、第１，第２の開口部に次の流れを発生させることができ、流入通路の中に常に中心方向への流れを起させることができる。つまり、ダイヤフラムと第１開口部の距離が大きくなる時に流入通路から第１開口部を介してブロア室に流体を引き込むだけでなく、ダイヤフラムと第１開口部との距離が小さくなる時にブロア室から第１開口部，第２開口部を経て外部へ押し出される流体の流れによって、流入通路から第２開口部へ流体を引き込むことができる。流入通路から引き込まれた流体とブロア室から押し出された流体とが合流して第２開口部から吐出されるので、ダイヤフラムの変位体積以上の吐出流量を得ることができる。しかも、第１開口部と第２開口部とが対向しており、第１開口部から押し出された流体はエネルギーを失うことなく第２開口部から排出される。そのため、開口部を流れる高速流が流入通路に逆流することがなく、流量を効果的に増大させることができる。

上記のような構造のマイクロブロアの場合、流入通路から漏れる騒音が問題になる。特に、ダイヤフラムをその共振周波数（１次共振周波数又は３次共振周波数）付近で駆動した場合、２ｋＨｚ〜１０ｋＨｚに亘って耳障りな風切り音が発生する。その原因は、吐出口である第２開口部と流入通路とが連通しているため、第２開口部周辺で発生した騒音が、流入通路を逆流して流入口から漏れ出るからであると考えられる。そこで、本発明では、流入通路の途中に先端が閉じられた複数の枝路を形成してある。第２開口部周辺で発生した騒音が流入通路を逆流しても、それらの音が枝路の吸音効果により減衰し、流入口側から漏れるのが大幅に低減される。流入通路を迷路構造とし、通路長を長くすることで騒音を低減することも可能であるが、これでは流路抵抗が増加し、流量が低下する。これに対し、本発明では流入通路自体の長さを長くしなくても、先端が閉じられた枝路を接続するだけで騒音を低減できるので、流量を低下させない。

本発明の第２実施形態では、流入通路に吸音用枝路を形成するのに代えて、流出通路に吸音用枝路を形成したものである。第１実施形態は、流入口が外部に露出しており、流入口における風切り音を低減させることが求められているマイクロブロアに適用した場合に有効であり、第２実施形態は流出口が外部に露出しており、流出口の風切り音を低減させることが求められているマイクロブロアに適用した場合に有効である。

本発明におけるダイヤフラムとは、樹脂板又は金属板よるなる振動板の片面に平面方向に伸縮する圧電素子を貼り付けたユニモルフ構造、振動板の両面に逆方向に伸縮する圧電素子を貼り付けたバイモルフ構造、振動板の片面に屈曲変形するバイモルフ型圧電素子を貼り付けたものなど、如何なる構造でもよい。圧電素子に印加する交番電圧（正弦波電圧または矩形波電圧）によって板厚方向に屈曲振動させるものであればよい。

上記流入通路は、第１開口部及び第２開口部と接続された中心部から放射方向に向かって延びる複数の湾曲又は屈曲形状の通路としてもよい。流入通路を湾曲させることで、直線状の通路に比べて音を減衰させる効果が高くなる。流入通路を複数本設けることにより、流体抵抗をさらに低減できる。

上記枝路は、第１開口部及び第２開口部を中心とする同心円弧状に形成してもよい。枝路の形状は任意であるが、同心円弧状に形成すれば、枝路の本数が増えてもブロア本体の形状が大きくならず、小型のマイクロブロアを実現できる。特に、枝路を櫛歯状に形成して互いにかみ合わせることで、より小型で吸音特性に優れたマイクロブロアを実現できる。なお、枝路の幅及び長さは、減衰させるべき音の周波数に応じて自由に設定できる。

発明の好ましい実施形態の効果

以上のように、本発明の第１実施形態によれば、ダイヤフラムの中心部と対向するブロア本体の第１壁部に第１開口部を形成するとともに、第１壁部と間隔をあけて設けられた第２壁部の対向位置に第２開口部を形成し、第１壁部と第２壁部との間に流入通路を形成したので、第１，第２開口部を高速で流れる流体の流れを利用して、ダイヤフラムと第１開口部との距離が大きくなる時だけでなく小さくなる時にも流入通路から流体を開口部へ巻き込むことができる。そのため、ダイヤフラムの変位体積以上の吐出流量を得ることが可能となる。また、流入通路の途中に先端が閉じられた複数の枝路を接続したので、第２開口部周辺で発生した騒音が流入通路を逆流しても、枝路の吸音効果により減衰し、流入口から漏れ出るのを抑制できる。

本発明の第２実施形態によれば、第２壁部と第３壁部との間の流出通路に吸音用枝路を形成したので、流出口から漏れ出る騒音を効果的に低減できる。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、実施例に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第１実施例を示す。本実施例の圧電マイクロブロアＡは、電子機器の空冷用ブロアとして用いた例であり、大略ブロア本体１と、外周部がブロア本体１に対して固定されたダイヤフラム２とで構成されている。

ブロア本体１は、天板（第２壁部）１０と、流路形成板１１と、セパレータ（第１壁部）１２と、ブロア枠体１３と、底板１４とを上方から順に積層固定したものであり、ブロア枠体１３と底板１４との間にダイヤフラム２が接着固定されている。ダイヤフラム２を除く部品１０〜１４は金属板や硬質樹脂板のような剛性のある平板材料で形成されている。

天板１０は四角形平板で形成されており、中心に表裏に貫通する吐出口（第２開口部）１０ａが形成されている。

流路形成板１１も天板１０と同一外形を有する平板であり、その中央部には吐出口１０ａより大径な中央孔１１ａが形成されている。中央孔１１ａから４つのコーナ部に向かって放射方向に延びる円弧状の流入通路１１ｂが形成されている。さらに流入通路１１ｂには、先端が閉じられた複数の枝路１１ｃが接続されている。本実施例では、４本の流入通路１１ｂが形成され、１本の流入通路１１ｂに対して３本の枝路１１ｃが中央孔１１ａを中心とする同心円弧状に延びている。隣り合う２本の流入通路１１ｂから対向方向に延びる枝路１１ｃは、半径方向に交互にかみ合っている。

セパレータ１２も天板１０と同一外形を有する平板であり、その中心部には吐出口１０ａと対向する位置に、吐出口１０ａとほぼ同一径の貫通孔１２ａ（第１開口部）が形成されている。４つのコーナ部近傍には、流入通路１１ｂの末端部と対応する位置に流入孔１２ｂが形成されている。天板１０と流路形成板１１とセパレータ１２とを接着することにより、吐出口１０ａと中央孔１１ａと貫通孔１２ａとが同一軸線上に並び、後述するダイヤフラム２の中心部と対応している。

ブロア枠体１３も天板１０と同一外形を有する平板であり、その中心部には大径な空洞部１３ａが形成されている。４つのコーナ部近傍には、上記流入孔１２ｂと対応する位置に流入孔１３ｂが形成されている。ブロア枠体１３を間にしてセパレータ１２とダイヤフラム２とを接着することにより、ブロア枠体１３の空洞部１３ａによってブロア室３が形成される。

底板１４も天板１０と同一外形を有する平板であり、その中心部にはブロア室３とほぼ同形の空洞部１４ａが形成されている。底板１４は圧電素子２２の厚みと金属板２１の変位量との合計より厚肉に形成されており、マイクロブロアＡを基板などに搭載した場合でも、圧電素子２２が基板と接触するのを防止できる。上記空洞部１４ａは後述するダイヤフラム２の圧電素子２２の周囲を取り囲む空洞部を形成している。底板１４の４つのコーナ部近傍には、上記流入孔１２ｂ，１３ｂと対応する位置に流入孔１４ｂが形成されている。

ダイヤフラム２は、金属板２１の中央部下面に円形の圧電素子２２を貼り付けた構造を有する。圧電素子２２は上述のブロア枠体１３の空洞部１３ａより小径な円板である。この実施例では、圧電素子２２として表裏面に電極を持つ単板の圧電セラミックスを使用し、これを金属板２１の裏面（ブロア室３と逆側の面）に貼り付けてユニモルフ型ダイヤフラムを構成した。圧電素子２２に交番電圧（正弦波または矩形波）を印加することにより、圧電素子２２が平面方向に伸縮するので、ダイヤフラム２全体が板厚方向に屈曲変形する。圧電素子２２にダイヤフラム２を１次共振モード又は３次共振モードで屈曲変位させる交番電圧を印加することにより、それ以外の周波数の電圧を印加する場合に比べてダイヤフラム２の変位を格段に大きくでき、流量を大幅に増加させることができる。

金属板２１の４つのコーナ部近傍には、上記流入孔１２ｂ，１３ｂ，１４ｂと対応する位置に流入孔２１ａが形成されている。上記流入孔１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，２１ａによって、一端が下方に開口し、他端が流入通路１１ｂへ通じる流入口４が形成される。

図１に示すように、圧電マイクロブロアＡの流入口４はブロア本体１の下方に向かって開口しており、吐出口１０ａは上面側に開口している。圧縮性流体を圧電マイクロブロアＡの裏側の流入口４から吸込み、表側の吐出口１０ａから排出することができるので、燃料電池の空気供給用ブロアやＣＰＵの空冷用ブロアとして好適な構造となる。なお、流入口４は下方に開口している必要はなく、外周に開口していてもよい。

次に、上記構成よりなる圧電マイクロブロアＡの作動を図４に従って説明する。図４の（ａ）は初期状態（非電圧印加時）であり、ダイヤフラム２は平坦状である。図４の（ｂ）は圧電素子２２への印加電圧の最初の１／４周期を示し、ダイヤフラム２が下に凸に屈曲するので、ダイヤフラム２と第１開口部１２ａとの距離が増大し、流入通路１１ｂから第１開口部１２ａを介してブロア室３内に流体が吸い込まれる。矢印は流体の流れを示す。次の１／４周期で、図４（ｃ）のようにダイヤフラム２は平坦状に戻る時、ダイヤフラム２と第１開口部１２ａとの距離が減少する方向になるため、流体は開口部１２ａ，１０ａを通って上方向に押し出される。この時、流入通路１１ｂの流体を一緒に巻き込みながら上方に流れるので、第２開口部１０ａの出口側では大流量が得られる。次の１／４周期では、図４（ｄ）のようにダイヤフラム２が上に凸に屈曲するので、ダイヤフラム２と第１開口部１２ａとの距離がさらに減少し、ブロア室３内の流体が高速で開口部１２ａ，１０ａから上方向に押し出される。この高速流は、流入通路１１ｂの流体をさらに一緒に巻き込みながら上方に流れるので、第２開口部１０ａの出口側では大流量が得られる。次の１／４周期で、図４の（ｅ）のようにダイヤフラム２は平坦状に戻る時、ダイヤフラム２と第１開口部１２ａとの距離が拡大する方向になることから、流体は第１開口部１２ａを通過してブロア室３内に若干吸い込まれるが、流入通路１１ｂの流体は慣性により、中心方向及びブロア室外に押し出される方向に流れ続ける。その後、ダイヤフラム２の動作は図４の（ｂ）に戻り、それ以後（ｂ）〜（ｅ）の動作を周期的に繰り返す。ダイヤフラム２を高周波で屈曲振動させることにより、流入通路１１ｂを流れる流体の慣性が終息する前に、開口部１２ａ，１０ａに次の流れを発生させることができ、流入通路１１ｂの中に常に中心方向への流れを惹起させることができる。

本実施例の圧電マイクロブロアＡの場合、流入通路１１ｂが中心の開口部１２ａ，１０ａに対して４方向から連通しているため、ダイヤフラム２のポンピング動作に伴って流体が抵抗なく開口部１２ａ，１０ａに引き寄せられ、さらなる流量の増大を図ることができる。このように、本マイクロブロアＡは大流量が得られる利点があるが、吐出口１０ａが流入通路１１ｂと連通しているため、吐出口１０ａで発生した風切り音が流入通路１１ｂを通って逆流し、流入口４から外部へ漏れ出るという課題がある。本発明では、その騒音対策として流入通路１１ｂに先端が閉じられた複数の枝路１１ｃを接続してある。

本発明にかかるマイクロブロアＡの騒音低減効果を確認するため、比較例としてのモニタサンプルＭとサンプルＢとを用いて、下記条件で騒音実験を行った。以下にマイクロブロアＡの一構成を示す。まず、厚み０．０８ｍｍの４２Ｎｉ板上に、厚み０．１５ｍｍ、直径１１ｍｍのＰＺＴ単板からなる圧電素子を貼り付けたダイヤフラムを用意した。続いて、真鍮板からなるセパレータ、及びＳＵＳ板からなる天板、流路形成板、ブロア枠体及び底板を用意した。なお、天板の中心には直径０．８ｍｍの第２開口部が設けられ、セパレータの中心には直径０．６ｍｍの第１開口部が設けられている。また、流路形成板は図２に示されるものを利用しており、直径６ｍｍの中央孔１１ａから放射方向に円弧状に延びる流入通路１１ｂが幅１．６ｍｍ、長さ１０ｍｍ、高さ０．４ｍｍで形成されている。さらに幅１．６ｍｍ、長さ５〜１０ｍｍである円弧状の枝路１１ｃが、流入通路１１ｂから枝状に複数本形成されている。続いて、上記の構成部材を、底板、ダイヤフラム、ブロア枠体、セパレータ、流路形成板、天板の順に積み重ねて接着し、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×高さ２．４ｍｍのブロア本体を作製した。なお、ブロア本体のブロア室は高さ０．１５ｍｍ、直径１６ｍｍに設計されている。

上記構成のマイクロブロアＡに、周波数２４ｋＨｚ、±２０Ｖｐ−ｐのｓｉｎ波形の電圧を印加して駆動したところ、１００Ｐａ時で流量８００ｍｌ／ｍｉｎを得た。これは３次モードで駆動させた場合の例であるが、１次モードでも駆動することが可能である。このように、流量の大きなマイクロブロアを得ることができる。

図５は騒音測定の様子を示し、マイクロブロアＡをその吐出口１０ａが筐体５の内部に向くように取り付け、マイクロブロアＡから７０ｃｍ離れた位置にマイクロホン６を配置し、マイクロブロアＡを駆動した時の流入口４から漏れ出る音を測定した。

モニタサンプルＭは、図６の（ａ）に示すように、中央孔１１ａから放射方向に直線的に延びる流入通路１１ｂを形成したものであり、サンプルＢは、図６の（ｂ）に示すように、中央孔１１ａから放射方向に円弧状に延びる流入通路１１ｂを形成したものである。いずれのサンプルにも枝路は形成されていない。

図７はモニタサンプルＭとサンプルＢとの相対音圧レベルの周波数特性を示したものであり、図８はモニタサンプルＭと本発明にかかるマイクロブロアＡとの相対音圧レベルの周波数特性を示したものである。モニタサンプルＭでは、２ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの広い周波数域に亘って大きな風切り音が発生しており、特に耳障りな高周波音である７ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの高域の音圧が大きい。サンプルＢの場合は、２ｋＨｚ〜６ｋＨｚの低域における音圧がモニタサンプルＭに比べて低下しているが、高域では音圧が殆ど低下していない。一方、本発明の場合、図８に示すように、７ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの高域における音圧が大幅に低下していることがわかる。サンプルＢと本発明のマイクロブロアＡとの差は枝路１１ｃの有無だけであるため、枝路１１ｃによって高域の騒音を効果的に低減できたことが証明された。

図９は本発明の第２実施例を示す。第１実施例と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この第２実施例では、天板１０の上面に第２流路形成板１５を介して第２天板１６を固定したものである。第２流路形成板１５には、図２に示す流路形成板１１と同様な形状の流出通路１５ａと枝路（図示せず）とが形成されている。各流出通路１５ａの外周端は、第２天板１６の外周部に形成された吹出口（流出口）１６ａとそれぞれ連通している。そのため、吐出口１０ａから排出された流体は、流出通路１５ａを通って吹出口１６ａから放出される。この実施例の場合も、吐出口１０ａから高周波の騒音が生じるが、流出通路１５ａに形成された枝路の吸音効果により、吹出口１６ａから音が漏れだすのを抑制できる。なお、流路形成板１１の流入通路１１ｂ及び枝路１１ｃは図２に示す形状と同一である必要はなく、枝路１１ｃを省略することも可能である。

上記のように、流出通路１５ａに枝路を形成することにより、流量は第１実施例に比べて減少するものの、吐出口１０ａの周辺で発生した騒音のうち、第２天板１６の吹出口１６ａから放出される騒音が低減される。

第１実施例は、図５に示すように、流入口４が外部に露出した状態で使用される流入口露出型のマイクロブロアに有効な構造であり、流入口４から漏れ出る騒音を低減できる。一方、第２実施例は、吹出口１６ａが外部に露出した状態で使用される流出口露出型のマイクロブロアに有効な構造であり、流出口１６ａから漏れ出る騒音を低減できる。

上記実施例では、流入通路を中央孔から放射方向にかつ円弧状に延びる４本の通路としたが、流入通路の本数や形状は流量などの条件に応じて適宜選択できる。また、枝路を中央孔と同心円弧状に延びる形状としたが、これに限るものではなく、その本数も実施例に限定されない。本発明のブロア本体は、実施例のように複数の板状部材を積層した構造に限るものではなく、任意に変更可能である。

本発明に係る圧電マイクロブロアの第１実施例の断面図である。図１のII−II線断面図である。図１に示す圧電マイクロブロアの分解斜視図である。図１に示す圧電マイクロブロアの動作原理図である。圧電マイクロブロアから発生する音の測定方法を示す図である。比較サンプルの流入通路の形状を示す図である。モニタサンプルとサンプルＢとの音圧レベルの周波数特性図である。モニタサンプルと本発明に係るマイクロブロアとの音圧レベルの周波数特性図である。本発明に係る圧電マイクロブロアの第２実施例の断面図である。

符号の説明

Ａ圧電マイクロブロア
１ブロア本体
２ダイヤフラム
２２圧電素子
３ブロア室
４流入口
１０天板（第２壁部）
１０ａ吐出口（第２開口部）
１１流路形成板
１１ａ中央孔
１１ｂ流入通路
１１ｃ枝路
１２セパレータ（第１壁部）
１２ａ貫通孔（第１開口部）
１３ブロア枠体
１４底板

Claims

ブロア本体と、外周部がブロア本体に対して固定され、圧電素子を有するダイヤフラムと、ブロア本体とダイヤフラムとの間に形成されたブロア室とを備え、上記圧電素子に電圧を印加しダイヤフラムを屈曲変形させて、圧縮性流体を輸送する圧電マイクロブロアにおいて、
上記ダイヤフラムとの間でブロア室を形成するブロア本体の第１壁部と、
上記ダイヤフラムの中心部と対向する上記第１壁部の部位に形成され、ブロア室の内部と外部とを連通させる第１開口部と、
上記第１壁部を間にしてブロア室と反対側に、第１壁部と間隔をあけて設けられた第２壁部と、
上記第１開口部と対向する上記第２壁部の部位に形成された第２開口部と、
上記第１壁部と第２壁部との間に形成され、外側端部が外部に連通され、内側端部が第１開口部及び第２開口部に接続された流入通路と、
上記流入通路の途中に接続され、先端が閉じられた複数の枝路と、を備えることを特徴とする圧電マイクロブロア。
上記流入通路は、第１開口部及び第２開口部と接続された中心部から放射方向に向かって延びる複数の湾曲又は屈曲形状の通路であることを特徴とする請求項１に記載の圧電マイクロブロア。
上記枝路は、第１開口部及び第２開口部を中心とする同心円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電マイクロブロア。
ブロア本体と、外周部がブロア本体に対して固定され、圧電素子を有するダイヤフラムと、ブロア本体とダイヤフラムとの間に形成されたブロア室とを備え、上記圧電素子に電圧を印加しダイヤフラムを屈曲変形させて、圧縮性流体を輸送する圧電マイクロブロアにおいて、
上記ダイヤフラムとの間でブロア室を形成するブロア本体の第１壁部と、
上記ダイヤフラムの中心部と対向する上記第１壁部の部位に形成され、ブロア室の内部と外部とを連通させる第１開口部と、
上記第１壁部を間にしてブロア室と反対側に、第１壁部と間隔をあけて設けられた第２壁部と、
上記第１開口部と対向する上記第２壁部の部位に形成された第２開口部と、
上記第１壁部と第２壁部との間に形成され、外側端部が外部に連通され、内側端部が第１開口部及び第２開口部に接続された流入通路と、
上記第２壁部に対して間隔をあけて設けられた第３壁部と、
上記第２壁部と第３壁部との間に、一端流出口が外部に連通され、他端が上記第２開口部に接続された流出通路と、
上記流出通路の途中に接続され、先端が閉じられた複数の枝路と、を備えることを特徴とする圧電マイクロブロア。