JP2006336641A - 噴流発生装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】気体の吐出量を低下させることなく、あるいは冷却能力を低下させることなく、振動が噴流発生装置の外部に伝わることを抑制できる噴流発生装置及びこれを搭載した電子機器を提供すること。
【解決手段】振動板３ａが下方向に移動するタイミングで、振動板３ｂが上方向に移動する。また、振動板３ａが上方向に移動するタイミングで、振動板３ｂが下方向に移動する。このように振動板３ａ及び３ｂが互いに加振力が弱め合うように振動するため、各振動板３ａ及び３ｂの振動が筐体１や噴流発生装置１０の外部へ伝わることを抑制することができる。一方で、振動板は複数用いられ、また、振幅を大きくしても加振力が弱め合うので、空気の吐出量を低下させることはない。
【選択図】図２

Description

本発明は、気体の噴流を発生させる噴流発生装置及びこの噴流発生装置を搭載した電子機器に関する。

従来から、ＰＣ（Personal Computer）の高性能化に伴うＩＣ（Integrated Circuit）等の発熱体からの発熱量の増大が問題となっており、様々な放熱の技術が提案され、あるいは製品化されている。その放熱方法として、例えばＩＣにアルミなどの金属でなる放熱用のフィンを接触させて、ＩＣからの熱をフィンに伝導させて放熱する方法がある。また、ファンを用いることにより、例えばＰＣの筐体内の温まった空気を強制的に排除し、周囲の低温の空気を発熱体周辺に導入することで放熱する方法もある。あるいは放熱フィンとファンとを併用することにより、放熱フィンで発熱体と空気の接触面積を大きくしつつ、ファンにより放熱フィンの周囲の暖まった空気を強制的に排除する方法もある。

しかしながら、このようなファンによる空気の強制対流では、放熱フィンの下流側でフィン表面の温度境界層が生起され、放熱フィンからの熱を効率的に奪えないという問題がある。このような問題を解決するためには、例えばファンの風速を上げて温度境界層を薄くすることが挙げられる。しかし、風速を上げるためにファンの回転数を増加させることにより、ファンの軸受け部分からの騒音や、ファンからの風が引き起こす風切り音などによる騒音が発生するという問題がある。

一方、送風手段としてファンを用いずに、上記温度境界層を破壊し、放熱フィンからの熱を効率よく外気に逃がす方法として、周期的に往復運動する振動板を用いる方法がある（例えば特許文献１、２、３、４参照）。これらの装置のうち、特に特許文献３及び４の装置は、チャンバ内を空間的に概略二分する振動板と、振動板を支持しチャンバに設けられた弾性体と、振動板を振動させる手段とを備えている。これらの装置では、例えば振動板が上方向に変位したときには、チャンバの上部空間の体積が減少するため、上部空間の圧力が上昇する。上部空間は吸排気口を通じて外気と連通しているため、上部空間の圧力上昇によって、その内部の空気の一部が外気中に放出される。一方このとき、振動板を挟んで上部空間と反対側にある下部空間の体積は逆に増加するため、下部空間の圧力が下降する。下部空間は吸排気口を通じて外気と連通しているため、下部空間の圧力減少によって、吸排気口近傍にある外気の一部が下部空間内部に引き込まれる。これとは逆に、振動板が下方向に変位したときには、チャンバの上部空間の体積が増加するため、上部空間の圧力が下降する。上部空間は吸排気口を通じて外気と連通しているため、上部空間の圧力下降によって、吸排気口近傍にある外気の一部が上部空間内部に引き込まれる。一方このとき、振動板を挟んで上部空間と反対側にある下部空間の体積は逆に減少するため、下部空間の圧力は上昇する。下部空間の圧力上昇によって、その内部の空気の一部が外気中に放出される。振動板の駆動は例えば電磁駆動方式が用いられる。このように、振動板を往復運動させることによって、チャンバ内の空気が外気に排出される動作と、外気がチャンバ内に吸気される動作が周期的に繰り返される。このような、振動板の周期的な往復運動によって誘起される空気の脈流が放熱フィン（ヒートシンク）等の発熱体に吹き付けられることにより、放熱フィンの表面にある温度境界層が効率よく破壊され、結果的に放熱フィンが効率良く冷却される。
特開２０００−２２３８７１号公報（図２） 特開２０００−１１４７６０号公報（図１） 特開平２−２１３２００号公報（第１図） 特開平３−１１６９６１号公報（第３図）

近年のＩＣの高クロック化によって発生する熱量は増加の一途をたどっている。したがって、例えばその発熱によって放熱フィン付近に形成される温度境界層を破壊するためには、そのＩＣや放熱フィンに向けてこれまでより多量の空気を送り込まなければならない。上記特許文献１〜４に記載されているような、周期的に往復運動する振動板を用いる空気吐出方法では、振動板の振幅を大きくすることによって空気の吐出量を大きくすることができる。しかしながら、振動板の振幅を大きくすると、振動板の振幅方向の振動が大きくなり、この振動が、噴流発生装置の筐体やこの冷却装置を搭載する電子機器の筐体等に伝わるという問題がある。

この振動の原因は、重さを持つ振動板及びこの振動板の駆動部の往復運動によって発生する加振力である。この加振力を低減するには、質量を小さくすること、振幅を小さくすること、あるいは周波数を下げること等が考えられる。しかしながら質量を小さくすることは、振動板の強度維持と相反し、振幅及び周波数を下げることは、冷却効率をあげるために噴流発生装置の空気吐出量をあげることと相反する（空気吐出量は振動板の振幅と有効断面積と周波数の積に比例する）。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、気体の吐出量を低下させることなく、あるいは冷却能力を低下させることなく、振動が噴流発生装置の外部に伝わることを抑制できる噴流発生装置及びこれを搭載した電子機器を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、振動が噴流発生装置の外部に伝わることを抑制することができ、噴流発生装置の小型化または薄型化を実現することができる技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る噴流発生装置は、開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記筐体に振動可能に装着され、合成の加振力が減衰するように振動しながら前記気体に振動を与えることで、前記開口を介して前記気体を脈流として吐出させるための複数の振動体と、前記各振動体を駆動する駆動部とを具備する。

本発明では、複数の振動体の合成加振力が減衰するように振動するため、筐体や噴流発生装置の外部へ伝わる振動を抑制することができる。一方で、振動体は複数用いられ、また、振幅を大きくしても合成加振力が減衰するので、気体の吐出量を低下させることはなく、それどころか吐出量を増やすことができる。

例えば、振動体の質量、構造、振幅及び位相のうち少なくとも１つが調整されることにより、加振力が互いに弱められる。あるいは後述するように、各振動体の配置によって加振力が弱め合うようにしてもよい。

各振動体の配置は、合成加振力が減衰するように配置されていれば、どのような配置であってもよい。例えば、各振動体が振動方向に配列されたり、振動方向に垂直方向に配列されていればよい。あるいは、例えば３つの振動体が、互いに振動方向を１２０度ずつ傾けて（当該３つの振動体で三角柱等が形成されるように）、または４つの振動体が互いに振動方向を９０度ずつ傾けて（当該４つの振動体で直方体が形成されるように）、立体的に配置することも可能である。ここでいう振動方向とは、振動の往復の方向であり、位相とは無関係である。これ以降の「振動方向」についても同様である。

気体は、例えば空気が挙げられるが、これに限らず、窒素、ヘリウムガス、あるいはアルゴンガス、その他の気体であってもよい。

駆動部の駆動方式としては、例えば電磁作用、圧電作用または静電作用を利用することができる。

振動体の形状は、平板状でなくてもよく立体的な構造であってもよい。例えば振動板に側板やリブ等が取り付けられていて剛性が高められるような構造がある。しかし、そのような目的に限られず、どのような形状であってもよい。また、振動体の振動方向に垂直な面の形状は、円、楕円、四角等の形状が挙げられる。

本発明において、前記各振動体のうち２つの振動体が対向して配置され、前記駆動部は、前記２つの振動体が互いに近づくように、かつ、互いに遠ざかるように駆動する。これにより、互いの加振力が弱められる。この場合、振動体の大きさ、形状及び材質等は必ずしも同じでなくてよく、異なっていてもよい。

本発明において、前記振動体の数がｎ、前記各振動体の大きさ、形状及び材質が同じであって、前記各振動体の振動数が同じである場合、前記駆動部は、ほぼ３６０／ｎの位相差で前記各振動体を駆動する。これにより、互いの加振力が弱められる。各振動体の大きさ、形状及び材質が同じとは、振動体の量産過程において製造される場合の「同じ」であって、本発明が実現できる程度に実質的に同じであればよく、物理的に全く同じでなくてもよい。

本発明において、前記振動体の数が３以上であって、前記各振動体の大きさ、形状及び材質が同じであり、前記各振動体の振動数が同じである場合、前記駆動部は、前記各振動体のうち２つ以上の第１の振動体群が同じ第１の位相で、当該第１の振動体群の振幅の和が第１の振幅となるように、かつ、前記第１の振動体群以外の振動体のうち１つ以上の振動体が前記第１の位相とは逆の第２の位相で、当該１つ以上の振動体の振幅の和である第２の振幅が、前記第１の振幅と同じになるように、前記各振動体を駆動する。このように振幅を制御することによっても合成加振力を弱めることができる。

本発明において、前記各振動体は、大きさ、形状及び材質のうち少なくとも１つが異なる少なくとも２種類がある。２種類以上の振動体であっても、振幅または位相等が制御されることにより合成加振力を弱めることができる。

本発明において、前記筐体は、前記開口として、前記各振動体の駆動により、交互に前記気体を吐出する第１及び第２の開口を有する。第１及び第２の開口での気体の吐出のタイミングが逆であるので、第１及び第２の開口付近から発生する音波が弱め合い、騒音を低減できる。第１の開口は、複数あってもよく、また、第２の開口も複数あってもよい。

本発明において、各振動体は、第１の振動板と、前記第１の振動板の外周側に環状に配置された第２の振動板とによりそれぞれ構成される。これにより、第１の振動板と第２の振動板の、それぞれの主面（振動方向に垂直な面）をほぼ同じ平面に配置することが可能となり、噴流発生装置の薄型化を実現することができる。

本発明において、前記駆動部は、前記第１及び第２の振動板の間に配置された環状のマグネットと、前記第１の振動板の外周側に接続され、前記マグネットの内周側に配置された第１のコイルと、前記第２の振動板の内周側に接続され、前記マグネットの外周側に配置された第２のコイルとを有する。本発明では、環状のマグネットと、第１のコイルと、第２のコイルとを、例えば同心状に配置することができるので、噴流発生装置の薄型化を実現することができる。なお、マグネットと、第１のコイルと、第２のコイルとは必ずしも同心状に配置されなくてもよく、噴流発生装置の薄型化を達成できるように、上記振動方向に垂直な面内で平面的に並ぶように配置すればよい。

本発明において、噴流発生装置は、前記第１の振動板の外周側に接続され、前記第１の振動板を支持する第１の弾性支持部材と、前記第２の振動板の内周側に接続され、前記第２の振動板を支持する第２の弾性支持部材とをさらに具備する。本発明では、第１及び第２の弾性支持部材についても、上記振動方向に垂直な面内で平面的に並ぶように配置させることができるので、噴流発生装置の薄型化に寄与する。

本発明において、噴流発生装置は、前記第２の振動板に対面するように、前記筐体内に前記第２の振動板の振動方向で配列された一対の板材をさらに具備する。これにより、一対の板材で挟まれた領域において第２の振動板の駆動による気流を発生させることができ、一対の板材の外側の領域においては第１の振動板の振動による気流を発生させることができる。すなわち、本発明では、第１及び第２の振動板のそれぞれの駆動による気流発生のための独立させた領域を形成することができる。

本発明において、前記一対の板材は、前記筐体内における、前記開口に近い側に設けられている。これにより、筐体内のうち開口付近で最も大きな圧力変化を起こすことができ、気体の吐出量を極力増やすことが可能となる。

本発明において、前記筐体は、前記第１の振動板の駆動により圧力変化を発生する第１の領域と、前記開口として、前記第１の領域における前記圧力変化により交互に前記気体を吐出する第１及び第２の開口と、前記一対の板材で挟まれ、前記第２の振動板の駆動により圧力変化を発生する第２の領域と、前記開口として、前記第２の領域における前記圧力変化により交互に前記気体を吐出する第３及び第４の開口とを有する。第１及び第２の開口での気体の吐出のタイミングが逆であるので、第１及び第２の開口付近から発生する音波が弱め合い、騒音を低減できる。また、第３及び第４の開口での気体の吐出のタイミングが逆であるので、第３及び第４の開口付近から発生する音波が弱め合い、騒音を低減できる。第１の開口は、複数あってもよく、また、第２の開口も複数あってもよい。第３の開口または第４の開口も同様に複数あってもよい。

本発明の他の観点に係る噴流発生装置は、開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記気体に振動を与えることで、前記開口を介して前記気体を脈流として吐出させるための第１の振動体と、前記第１の振動体の外周側に環状に設けられ、前記気体に振動を与えることで、前記開口を介して前記気体を脈流として吐出させるための第２の振動体と、前記第１及び第２の振動体の位相が逆になるように、該第１及び第２の振動体を駆動する駆動部とを具備する。

本発明では、第１の振動板と第２の振動板の、それぞれの主面（振動方向に垂直な面）をほぼ同じ平面に配置することが可能となり、噴流発生装置の薄型化を実現することができる。

本発明のさらに別の観点に係る噴流発生装置は、開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記筐体に振動可能に装着され、前記気体に振動を与えることで、前記開口を介して前記気体を脈流として吐出させるための気体吐出用振動体と、前記気体吐出用振動体を駆動する第１の駆動部と、前記気体吐出用振動体の加振力が減衰するように振動する減衰用振動体とを具備する。

本発明では、減衰用振動体が気体吐出用振動体の加振力が減衰するように振動するので、筐体や噴流発生装置の外部へ伝わる振動を抑制することができる。

本発明において、前記第１の駆動部は、マグネットと、前記気体吐出用振動体に弾性的に接続され、前記減衰用振動体を構成するコイルとを有する。本発明では、第１の駆動部の一部であるコイルが減衰用振動体を構成するので、気体吐出用振動体の加振力減衰のために、別途の振動体を設ける必要がなく、噴流発生装置を小型化または薄型化することができる。本発明の場合、気体吐出用振動体の固有振動数が、第１の駆動部による駆動周波数と実質的に同一周波数及び実質的に同じ振動エネルギーとなるように、かつ、逆位相になるように、噴流発生装置の設計段階で、振動系の構造、または上記駆動周波数等が調整されればよい。上記「構造」には、質量、形状、大きさ、材質、または空気抵抗等の概念が含まれる。

本発明において、前記減衰用振動体は、前記筐体の外部に装着されている。これにより、減衰用振動体が振動しても、気体吐出用振動体の駆動により筐体内に発生する気流に影響がない。ここでいう「筐体の外部」とは、減衰用振動体が振動しても、気体を吐出させるための筐体内部の圧力変化に寄与しない領域であり、また、外観上見える部分であるとは限らない。

この場合、噴流発生装置は、前記減衰用振動体を駆動する第２の駆動部をさらに具備することが好ましい。このように、第１の駆動部とは別の第２の駆動部が設けられることにより、第１の駆動部による気体吐出用振動体の駆動に応じて、該気体吐出用振動体の加振力が減衰するように第２の駆動部の駆動が制御されればよい。

本発明のさらに別の観点に係る噴流発生装置は、開口をそれぞれ有し、内部に気体が含まれた複数の筐体と、前記各筐体に振動可能にそれぞれ装着され、合成の加振力が減衰するように振動しながら前記気体に振動を与えることで、前記開口を介して前記気体を脈流として吐出させるための複数の振動体と、前記筐体ごとに設けられ、前記各振動体を駆動する複数の駆動部とを具備する。

本発明では、筐体が複数ある場合でも、上記同様に複数の振動体の合成加振力が減衰するように振動するため、筐体や噴流発生装置の外部へ伝わる振動を抑制することができる。各筐体は、開口を１つずつ有していてもよいし、それぞれ複数有していてもよい。

本発明において、前記振動体の数が３以上ある場合、前記各駆動部は、前記各振動体のうち２つ以上の第１の振動体群の振動方向が同じ第１の方向であって、同じ第１の位相である場合、前記第１の振動体群以外の１つ以上の振動体の振動方向が前記第１の方向であって、前記第１の位相とは逆の第２の位相となるように、前記各振動体をそれぞれ駆動する。振動体の大きさ、形状及び材質等は必ずしも同じでなくてよく、互いの加振力が弱め合うように、各振動体が配置され、かつ、駆動部が各振動体を駆動すればよい。

本発明において、前記各振動体の振動方向が同じである場合、前記筐体は、前記振動方向に配列されている。すべての振動体の振動方向が同じでも、少なくとも２つの振動体の位相は異なることは言うまでもない。これにより、振動方向を含む面内で１次元的または２次元的に配置された発熱体等の対象物に向けて、効果的に気体を吐出することができる。あるいは、前記各振動体の振動方向が同じである場合、前記筐体は、前記振動方向にほぼ垂直な面内で配列されていれば、その垂直な面内で１次元的または２次元的に配置された発熱体等の対象物に向けて、気体を吐出することができる。

本発明において、前記各筐体は、互いに係合し合う係合部をそれぞれ有する。これにより、発熱体等の対象物の形状や配置によって適宜筐体を積層したり、ある平面内に並べたりすることができ、効果的に放熱等することができる。

本発明に係る電子機器は、発熱体と、開口を有し、内部に気体が含まれた噴流発生用筐体と、前記噴流発生用筐体に振動可能に装着され、合成の加振力が減衰するように振動しながら前記気体に振動を与えることで、前記開口を介して前記気体を前記発熱体に向けて脈流として吐出させるための複数の振動体と、前記各振動体を駆動する駆動部とを具備する。

噴流発生用筐体が複数ある場合、本発明に係る電子機器は、発熱体と、開口をそれぞれ有し、内部に気体が含まれた複数の噴流発生用筐体と、前記各噴流発生用筐体に振動可能にそれぞれ装着され、合成の加振力が減衰するように振動しながら前記気体に振動を与えることで、前記開口を介して前記気体を前記発熱体に向けて脈流として吐出させるための複数の振動体と、前記噴流発生用筐体ごとに設けられ、前記各振動体を駆動する複数の駆動部とを具備する。

上記電子機器としては、コンピュータ（パーソナルコンピュータの場合、ラップトップ型であっても、デスクトップ型であってもよい。）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子辞書、カメラ、ディスプレイ装置、オーディオ／ビジュアル機器、携帯電話、ゲーム機器、その他の電化製品等が挙げられる。発熱体としては、例えばＩＣや抵抗等の電子部品、あるいは放熱フィン（ヒートシンク）等が挙げられるが、これらに限られず発熱するものなら何でもよい。

以上のように、本発明によれば、気体の吐出量を低下させることなく、あるいは冷却能力を低下させることなく、振動が噴流発生装置の外部に伝わることを抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る噴流発生装置を示す斜視図である。図２は、その断面図である。

噴流発生装置１０は、内部に空気が含まれた筐体１を備えている。筐体１は例えば直方体形状を有している。筐体１内には、例えば互いに対向する２つの振動板３ａ及び３ｂ、これら振動板３ａ及び３ｂを駆動するアクチュエータ５ａ及び５ｂが設けられている。アクチュエータ５ａ及び５ｂは、例えば筐体１の上部及び下部にそれぞれ配置され、振動板３ａ及び３ｂを駆動する。各振動板３ａ及び３ｂの周縁部には弾性支持部材６ａ及び６ｂがそれぞれ装着され、各弾性支持部材６ａ及び６ｂは、筐体１の内壁から突出する突出部７にそれぞれ装着されている。すなわち、振動板３ａ及び３ｂは、弾性支持部材６ａ及び６ｂによって筐体１に対して振動可能となっている。振動板３ａ、弾性支持部材６ａ、振動板３ｂ及び弾性支持部材６ｂにより、筐体１の内部が３つのチャンバ１１ａ、１１ｂ及び１１ｃに分離されている。

チャンバ１１ｂは、チャンバ１１ａ及び１１ｃより容積が大きくなっている。しかし、必ずしもこのように構成しなくてもよく、すべてのチャンバが同じ容積であってもよいし、すべてのチャンバが異なる容積であってもよい。

筐体１の側面１２には、開口１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄがそれぞれ１列ずつ複数設けられている。開口１ａはチャンバ１１ａに連通している。開口１ｂ及び１ｃはチャンバ１１ｂに連通し、開口１ｄは、チャンバ１１ｃに連通している。開口１ａ〜１ｄが設けられることにより、後述するように各チャンバ１１ａ〜１１ｃから当該開口１ａ及び１ｂを介して、図示しないヒートシンク等の発熱体に向けて空気が吐出される。

上下２つのアクチュエータ５ａ及び５ｂは同様の構成となっている。例えば円筒状のヨーク８の内側に、振動板３ａ及び３ｂの振動方向Ｒに着磁されたマグネット１４が内蔵され、マグネット１４には、例えば円板状のヨーク１８が取り付けられている。このマグネット１４、ヨーク８及び１８により磁気回路が構成される。マグネット１４とヨーク８との間の空間には、コイル１７が巻回されたコイルボビン９が出入りするようになっている。すなわち、アクチュエータ５ａ及び５ｂはボイスコイルモータでなる。アクチュエータ５ａ及び５ｂのコイル１７には図示しない給電線が接続され、この給電線は図示しない駆動用のＩＣに接続されている。この駆動用ＩＣから、当該給電線を介してアクチュエータ５ａ及び５ｂに電気信号が供給され、振動板３ａ及び３ｂを矢印Ｒの方向にそれぞれ振動させることができる。

筐体１は、例えば、樹脂、ゴム、金属、またはセラミックスでなる。樹脂やゴムは成形で作製しやすく量産向きである。また、筐体１が樹脂やゴムの場合、アクチュエータ５ａ及び５ｂの駆動により発生する音、あるいは振動板３ａが振動することにより発生する空気の気流音等を抑制することができる。つまり、筐体１が樹脂やゴムの場合、それらの音の減衰率も高くなり、騒音を抑制することができる。さらに、軽量化に対応でき、低コストとなる。金属としては、筐体１の放熱を考慮すると、熱伝導性のよい銅やアルミがよい。弾性支持部材６は、例えば樹脂、ゴム等でなる。

振動板３ａ及び３ｂは、例えば、樹脂、紙、ゴム、または金属等でなる。振動板３ａ及び３ｂの形状は、図示するような平板状に限らず、スピーカに搭載される振動板のようなコーン状であってもよい。あるいは立体的な形状であってもよい。振動板３ａ及び３ｂの平面形状（振動方向Ｒにほぼ垂直な面の形状）は、図１に示した矩形に限らず、円、楕円、あるいは矩形と円を組み合わせたような、すなわち角が丸い矩形とすることもできる。

以上のように構成された噴流発生装置１０の動作について説明する。

各アクチュエータ５ａ及び５ｂに例えば正弦波の交流電圧がそれぞれ印加されると、振動板３ａ及び３ｂは正弦波振動を行う。具体的には、振動板３ａと３ｂとは、互いに近づき合い、かつ、遠ざかるように、アクチュエータ５ａ及び５ｂにより駆動される。これにより、チャンバ１１ａ〜１１ｃ内の容積が増減する。チャンバ１１ａ〜１１ｃの容積変化に伴い、チャンバ１１ａ〜１１ｃの圧力が変化することで開口１ａ〜１ｄから空気の流れが脈流として発生する。例えば、振動板３ａ及び３ｂがチャンバ１１ａ及び１１ｃの容積を増加させる方向に変位すると、チャンバ１１ａ及び１１ｃの圧力は減少する。このとき、チャンバ１１ｂの圧力は増加する。これにより開口１ａ及び１ｄを介して筐体１の外部の空気がチャンバ１１ａ及び１１ｃ内に流れ込み、チャンバ１１ｂ内の空気が開口１ｂ及び１ｃを介して筐体１の外部へ吐出される。逆に、振動板３ａ及び３ｂがチャンバ１１ｂの容積を減少させる方向に変位すると、チャンバ１１ａ及び１１ｃの圧力は増加する。これにより、チャンバ１１ａ内及び１１ｃの空気が開口１ａ及び１ｂを介して外部に吐出される。

開口１ａ〜１ｄから空気が噴出されるときに、筐体１の外部における開口１ａ〜１ｄの周囲の気圧が低下することにより、当該周囲の空気が各開口１ａ〜１ｄから吐出される空気に巻き込まれる。すなわち、これが合成噴流である。このような合成噴流が、ヒートシンク等の発熱体に吹き付けられることにより、発熱体を冷却することができる。

また、開口１ａ〜１ｄから空気が噴出されるときに、それぞれの開口１ａ〜１ｄから独立して、風切り音が発生する。これが主な騒音の原因となる。しかし、本実施の形態では、開口１ａ及び１ｄから空気が吐出されるタイミングと、開口１ｂ及び１ｃから空気が吐出されるタイミングが交互である、つまり位相が１８０度異なるので、音波が弱め合い、騒音が低減される。

図３は、振動板３ａ及び３ｂが振動することによって、合成の加振力が減衰する様子を表すグラフである。図３において、実線が振動板３ａの振幅変化で、破線が振動板３ｂの振幅変化を示す。このグラフは、図２で示した振動板３ａ及び３ｂの配置における各振幅の変化をそのまま示したグラフである。そして２波の重ね合わせが、太線で示したように振幅が理想的にはゼロになる。ここで、振動の式（Ｙ＝Ａｓｉｎωｔ（Ａは振幅、ωは角速度、ｔは時間））の二階の時間微分により、加速度の式になるため、振幅変化と同相であり、振幅変化と加振力とは比例関係にある。したがって、互いの振動が逆位相であることにより、合成加振力が減衰する。

また、開口１ａ〜１ｄを介して空気が外部へ吐出されるタイミングで、それらの開口１ａ〜１ｄ付近から音波が発生する。しかしながら、振動板３ａ及び３ｂは逆位相であり、開口１ｂ及び１ｃから空気が外部へ吐出されるタイミングと、開口１ａ及び１ｄから空気が外部へ吐出されるタイミングは逆位相である。したがって、互いに音は弱め合うことになり、騒音も抑制することができる。

なお、図３における縦軸の単位は、例えば[ｍｍ]が挙げられる。しかし、図３は２つの振動板３ａ及び３ｂの相対的な振幅変化を説明するための図であり、縦軸の単位は何でもよい。後述する図８、９についても同様である。

以上のように、複数の振動板３ａ及び３ｂが互いの加振力が弱め合うように振動するため、各振動板３ａ及び３ｂの振動が筐体１や噴流発生装置１０の外部へ伝わることを抑制することができる。一方で、振動板は複数用いられ、また、振幅を大きくしても互いの加振力が弱め合うので、空気の吐出量を低下させることはなく、それどころか吐出量を増やすことができる。

図４は、本発明の他の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。これ以降の説明では、上記の実施の形態に係る噴流発生装置１０の部材や機能等について同様のものは説明を簡略または省略し、異なる点を中心に説明する。

この噴流発生装置２０は、第１の噴流発生器１２０と第２の噴流発生器２２０とが積層されて構成されている。第１の噴流発生器１２０では、振動板３及び弾性支持部材６により仕切られるように第１のチャンバ１３１ａ及び第２のチャンバ１３１ｂが筐体１２１内形成されている。第２の噴流発生器２２０も筐体２２１を備え、第１の噴流発生器１２０と同様の構成となっている。第２の噴流発生器２２０は、第１の噴流発生器１２０を上下逆にしたように配置され、互いの振動板３を対向させるように配置されている。

各アクチュエータ５は、チャンバ１３１ｂ及び２３１ａの容積を互いに減少させるように、かつ、チャンバ１３１ａ及び２３１ｂの容積を互いに増加させるように各振動板３を駆動する。また、各アクチュエータ５は、チャンバ１３１ｂ及び２３１ａの容積を互いに増加させるように、かつ、チャンバ１３１ａ及び２３１ｂの容積を互いに減少させるように各振動板３を駆動する。このような動作により、各開口１２１ａ、１２１ｂ、２２１ａ及び２２１ｂを介して脈流として空気が吐出される。

このように、２つの噴流発生器１２０及び２２０を用いて、振動板３による加振力を互いに弱め合うようにすることができ、上記図１及び図２に示した噴流発生装置１０と同様の効果を得ることができる。

図５は、本発明のさらに別の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。この噴流発生装置３０は、同様の構成を有する２つの噴流発生器１３０及び２３０が、振動方向Ｒを同じにして互いに逆向きに配置されている。噴流発生器１３０は、筐体１３１を備え、筐体１３１内にアクチュエータ５が配置され、１つのチャンバを有する。このような構成によっても、例えば振動板３が互いに近づき合い、かつ、遠ざかるように振動すれば互いの加振力が弱め合う。

図６は、さらに別の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。この噴流発生装置４０は、２つの噴流発生器１４０及び２４０が積層されて構成されている。噴流発生装置４０と、図４に示した噴流発生装置２０とでは、噴流発生器２４０の振動板３３ｂの形状が異なる。図６に示すように、例えば振動板３３ｂは、噴流発生器１４０の振動板３３ａより厚さが厚くなっている。

このように振動板３３ａ及び３３ｂの大きさ、形状、あるいは材質等が異なっていても、互いに近づき合うように、かつ、互いに遠ざかるように振動すれば、合成加振力を減衰させることができる。この場合、合成された後の加振力が残っていても、減衰しさえすればよい。あるいは、例えば振動板３３ａより振動板３３ｂの質量が大きい場合、振動板３３ａの振幅を振動板３３ｂのそれより大きくする等して、合成加振力をほぼなくすようにしてもよい。

図７は、さらに別の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。噴流発生装置５０は、図４に示した噴流発生器１２０や２２０と同様の構成の噴流発生器１５０、２５０及び３５０が積層されて構成されている。噴流発生器１５０及び２５０は同じ向きに配置され、噴流発生器３５０はそれらと逆向きに配置されている。図８は、噴流発生器１５０、２５０及び３５０がそれぞれ有する振動板３ａ、３ｂ及び３ｃの振幅変化を示すグラフである。これら３つの振動は、位相が１２０°ずつずれている。このように、振動板の数がｎの場合には、３６０／ｎの位相差で振動すれば、重ね合わせの波はなくなる。したがって加振力もなくなる。

３つの振動板３ａ、３ｂ及び３ｃの場合、図９に示すように駆動してもよい。例えば１つの振動の振幅が１．０の大きさとすると、それと逆位相の２つの振動の振幅がグラフ上の０．５の大きさとすればよい。

なお、図７及び図８のグラフに示すような波形を実現するためには、振動板３ａ〜３ｃの形状、大きさ及び材質等が同じであることが望ましい。

図１０は、さらに別の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。この噴流発生装置１１０は、図４で示した噴流発生器１２０または２２０を、振動板３ａ及び３ｂの振動方向Ｒとは垂直な面内で２つ配列させた構成を有している。なお、開口１２１ａ及び１２１ｂは、図中、紙面に垂直方向に向けて空気が流通するように設けられている。振動板３ａが振動する際に下方向に移動するタイミングで、振動板３ｂは上方向に移動する。その逆も同じである。この場合、噴流発生装置全体に矢印Ｔで示す方向にモーメントが発生する。このように振動板３ａ及び３ｂの合成加振力がモーメントに変換されることにより、この流発生装置が搭載される電子機器に与える悪影響を少なくすることができる。また、騒音も低減できる。本実施の形態のように、合成加振力がモーメントに変換される場合も、合成加振力、つまり結果的に装置全体に働く「振動」の力は少なくなるので、この場合も、合成加振力が「減衰」される場合に含めるものとする。

上記モーメントの発生を抑えたい場合、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に示すように、３つ以上の噴流発生器１２０を横並びで配列させればよい。例えば、図１１（Ａ）では、振動板３ａ及び３ｃが図中、上方向に移動するタイミングで、振動板３ｂが下方向に移動する。これらの振動板３ａ〜３ｃの形状、大きさ、材質等が同じである場合であって、加振力を極力小さくしたい場合は、振動板３ａ及び３ｃの合成の加振力（または振幅）が、振動板３ｂの加振力（または振幅）とほぼ同じになるようにすればよい。図１１（Ｂ）では、例えば振動板３ａ及び３ｄが上方向に移動するタイミングで、振動板３ｂ及び３ｃが下方向に移動するように振動すれば、合成加振力を減衰させることができる。

図１２は、噴流発生器１２０を複数配列させた形態を示す模式図である。図１２（Ａ）は、噴流発生器１２０を縦に積層させた形態を示す。つまり、図４で示すような形態である。図１２（Ｂ）は、図１０に示すような形態である。図１２（Ｃ）は、噴流発生器１２０が縦横に２個ずつ配列された形態である。図１２（Ｄ）は、縦にＮ個積層された形態である。図１２（Ｅ）は、横にＭ個配列された形態である。図１２（Ｆ）は、縦横にＮ個、横にＭ個配列された形態である。これらのような形態であっても、振動板の振幅、位相、または配置等を調整することで、合成加振力を減衰させることができる。また、本実施の形態では、発熱体の大きさや形状に合わせて、同じ構造の噴流発生器１２０を適宜組み合わせて配列されることができ、汎用性が高くなる。

図１３は、図１２に示す形態と類似しているが、図１３では１つの筐体の中に、複数の振動板がある形態を示している。例えば図１３（Ａ）は、図２に示すような形態である。つまり、１つの筐体の中で仕切られた数だけ振動板があることを意味している。これらのような構成によっても、合成加振力を減衰させることができる。特に、図１３で示す形態は、予め噴流発生装置の設計段階で、冷却対象となる発熱体の大きさがわかっている場合に有利となる。また、その結果、材料の削減、噴流発生装置全体の外形寸法を小さくできる等の利点がある。

図１４は、噴流発生装置が電子機器に搭載された状態を示す模式図である。図１４（Ａ）は、例えば電子機器としてＰＣの筐体１００に、噴流発生器６０及び７０が搭載された状態を示している。噴流発生器６０と噴流発生器７０は、図では筐体の大きさ等が異なっているが、基本的な構造や原理は、上記で説明したものと同様である。噴流発生器６０等は、例えば図４で示した噴流発生器１２０と同様の構成である。これら図１４に示すように、各種の配置が可能である。

図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）では、噴流発生器６０と７０とが接しているが（他にも噴流発生器８０や９０にも接している）、図１４（Ｄ）〜（Ｆ）では、噴流発生器同士が離れている。図１４（Ｄ）〜図１４（Ｆ）の場合、噴流発生器６０と７０等とが、筐体１００を介して加振力が弱め合うようになっている。

図１５は、発熱体と噴流発生器との位置関係を示す模式図である。ＰＣ等の電子機器の筐体１００の中にあるヒートシンク等の発熱源９５は、図１５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように１箇所の場合が考えられる。あるいは、図１５（Ｄ）〜（Ｆ）に示すように、複数の発熱源９５ａ、９５ｂ等がある場合も考えられ、１つの発熱源に対して１つの噴流発生器が対応するようにしてもよい。電子機器の大きさ、発熱源の容量と配置、噴流発生器６０等の大きさと能力を考慮し、最適に配置されるべきであり、いずれの場合にも加振力を減衰することは可能である。

図１６は、電子機器の筐体と噴流発生器の筐体が一体となった電子機器を示す断面図である。図１６（Ａ）に示すように、電子機器の筐体２００の底面から壁板２００ａ、２００ｂ、２００ｃが立設されている。筐体２００と、壁板２００ａ等とは一体成形することができる。図１６（Ｂ）に示すように、これらの壁板２００ａ、２００ｂ、２００ｃに噴流発生器１３０や１３５が固定されている。この噴流発生器１３０は、図５に示した噴流発生器１３０や２３０と同様の構成である。このような構成によれば、例えば、図１０で示した噴流発生装置をそのまま筐体２００に取り付ける場合に比べ、噴流発生装置の筐体の厚さ分だけ、電子機器を薄型化することができる。なお、本実施の形態では、振動板３ａが図中下方向に移動するタイミングで、振動板３ｂは上方向に移動すれば、合成加振力はモーメントに変換される。

図１７は、例えば図４に示した筐体１２１を有する噴流発生器１２０を多段に積層する場合の当該筐体１２１の構造を示す。図１７（Ａ）に示す破線で囲まれた部分Ｘ、Ｙ及びＺを、図１７（Ｂ）で拡大して示している。筐体１２１の上面には、凸部１２１ｃが設けられ、その下面には、凹部１２１ｄが設けられている。凸部１２１ｃや凹部１２１ｄは、例えば図１８に示すように、４つの角付近にそれぞれ設けられている。このような構成によれば、凸部１２１ｃ及び凹部１２１ｄを係合させることにより、筐体１２１を多段に積層して容易に位置決めをすることができる。

凸部１２１ｃや凹部１２１ｄの数は、図１８に示したように筐体１２１の１つの面に４つでなくてもよく、３つ以下でもよいし、５つ以上でもよい。また、筐体１２１の上面や下面だけでなく、例えば６面すべてに凸部や凹部があれば、縦横すべての範囲で筐体１２１を拡張することができる。これにより、発熱体等の対象物の形状や配置によって適宜筐体１２１を積層したり、ある平面内に容易に並べたりすることができ、効果的に放熱等することができる。

また、凸部１２１ｃや凹部１２１ｄの形状や大きさも、図１７（Ｂ）及び図１８で示した形態に限られない。例えば図１８では円形だが、矩形や他の形状であってもよい。あるいは、長いレール状の凸部及び凹部であってもよい。

図１９は、図１７（Ｂ）で示した筐体１２１の変形例を示す断面図である。この例では、凸部１２１ｃに窪み１２１ｅが形成され、この窪み１２１ｅに例えば接合材１２３が設けられていてもよい。接合材は例えば接着剤等である。この窪み１２１ｅは、凸部１２１ｃや凹部１２１ｄ以外の筐体１２１の表面に配置されていてもよい。

図２０は、図１０で示した噴流発生装置１１０が電子機器に搭載された状態を示す断面図である。この例では、噴流発生装置１１０は、制振材１５を介してＰＣ等の電子機器の筐体２００の底面に取り付けられている。これにより噴流発生装置１１０から筐体２００に振動が伝わることを抑制することができる。制振材１５としては、樹脂、ゴム、低反発素材等、振動や衝撃を吸収しやすいものがよい。

あるいは、図２１に示すように、電子機器の筐体２００に対して、バネやゴム等の弾性体１３によって弾性的に支持される浮遊構造としてもよい。

浮遊構造としては、図２２に示すような構造も一形態として挙げられる。図２３は、図２２に示す噴流発生装置１６０の平面図であり、図２３におけるＡ−Ａ線断面図が図２２になる。例えば、噴流発生装置１６０が備えている２つの噴流発生器１２０の間には、これら２つの噴流発生器１２０の筐体１２１同士を連結する連結部材１６５が設けられている。電子機器の筐体２００の底面には、柱部材１９が例えば２本立設されている。そして可動部材１６が柱部材１９に対して上下動可能に、かつ、傾動可能（図２４（Ｂ）参照）に支持されている。すなわち、可動部材１６は、図２４（Ｂ）で示すように、矢印の上下方向と傾動方向（回転方向）に弾性力を持つ構造を有している。可動部材１６は、噴流発生装置１６０が筐体２００に接触しないように、つまり噴流発生装置１６０が筐体２００内で浮遊するように上記連結部材１６５に固定されている。連結部材１６５は、各筐体１２１と一体成形されていてもよい。

例えば図２４（Ａ）では、２つの筐体１２１（図２２及び図２３）が水平状態にある。各噴流発生器１２０の振動板３がそれぞれ駆動すると、図１０の形態で説明したように噴流発生装置１６０全体にモーメントが発生して図２４（Ｂ）に示すように、噴流発生装置１６０が両回転方向に傾動する。しかしながら、噴流発生装置１６０は浮遊しているので、その振動は伝わりにくい。

かかる可動部材１６の構造の一例を図２５に示す。例えば可動部材１６は、２つの板部材１６ａ及び１６ｂの間に複数のバネ１６ｃを挟むような構造でなっている。連結部材１６５は、上部の板部材１６ａに固定されている。これにより、噴流発生装置１６０は、上下方向及び回転方向に動くことができる。

図２０、図２１、または図２２のうちいずれの方法が、電子機器の振動の減衰の効果が大きいかは、電子機器の形状、大きさ、重量、噴流発生装置１１０や１６０の形状、大きさ、重さ、振動板の往復運動方向、駆動周波数等、様々な要因により変化する。

本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

図１及び図２では、筐体１に単に開口１ａ、１ｂ等が設けられる構成としたが、それらの開口にノズルがそれぞれ取り付けられる構成であってもよい。その場合ノズルは筐体１と一体成形されてもよい。

上記各図に示した形態の特徴部分のうち少なくとも２つを適宜組み合わせることも可能である。

上記各噴流発生装置は、燃料電池の燃料を供給する手段として用いることもできる。具体的には、燃料電池本体の酸素（空気）吸入口と、上記各実施の形態に係る噴流発生装置のノズル（あるいは開口）とを対向させるように配置すればよい。このようにすれば、噴流発生装置から吐出された噴流の空気が当該吸入口から酸素燃料として吸入される。

図２６は、本発明のさらに別の実施の形態に係る噴流発生装置を示す斜視図である。図２７は、図２６に示す噴流発生装置であって、上部カバーが外れた状態を示す図である。図２８は、噴流発生装置の各部品の分解斜視図である。さらに、図２９はこの噴流発生装置の平面図である。

図２６及び図２７に示すように、噴流発生装置１７０は、筐体３５と、この筐体の前側の開口３５ａ（図２７参照）に装着され筐体３５内の空気を吐出するノズル体４８とを備えている。ノズル体４８が筐体３５とは別体であることにより、ノズル体４８を一体成型することができ、製造が容易になる。

筐体３５は、図２８に示すように、上部ケース３６、この上部ケース３６に取り付けられる上部カバー３６ａ、下部ケース３７、この下部ケース３７に取り付けられる下部カバー３７ａとで構成されている。また、後述する第２の振動板構造体５８のガスケット５４が筐体３５の一部を構成しているが、このガスケット５４は、外観上見えないように、筐体内に配置されていてもよい。上部ケース３６と下部ケース３７とは同じ構成を有している。図２８に示すように、筐体３５内には、第１の振動板構造体４５、第２の振動板構造体５５、駆動部の一部となる環状のマグネット４６が設けられている。上部ケース３６及び下部ケース３７は、その水平面内（Ｘ−Ｙ平面内）の形状がほぼ矩形でなるが、矩形に限らずどのような形状でもよい。上部ケース３６及び下部ケース３７の、ノズル体４８が装着される側である前側と、反対側である後ろ側は、その内壁に曲面３６ｅ及び３７ｅをそれぞれ有している。これにより、筐体３５内の気流の渦の発生を抑え、騒音を低減することができる。

第１の振動板構造体４５は、第１の振動板４２と、この第１の振動板４２の外周側に接続された環状の第１のコイル４１と、第１の振動板４２の内周側に接続された第１の弾性支持部材４３とで構成される。第２の振動板構造体５５は、環状の第２の振動板５２と、第２の振動板５２の内周側に接続された環状の第２のコイル５１と、第２の振動板５２の外周側に接続された環状の第２の弾性支持部材５３と、この第２の弾性支持部材５３を支持する環状のガスケット３８とで構成される。ガスケット３８は、図２６及び図３０に示すように上部ケース３６及び下部ケース３７に挟持されており、上記したように筐体３５の一部を構成している。第１の振動板４２及び第２の振動板５２の各主面（Ｚ方向に垂直な面）の形状は、それぞれほぼ矩形でなるが、この形状も、筐体３５の平面形状に合わせて適宜変更可能である。第１の弾性支持部材４３は、ベローズ状をなしている。第２の弾性支持部材５３も同様にベローズ状をなす。

なお、「環状」とは、円に限られず、図２８のような矩形状であってもよく、その他の形状であってもよい。

図３１は、図２９におけるＢ−Ｂ線断面図であり、図３２は、図２９におけるＣ−Ｃ線断面図である。マグネット４６は、下部ケース３７の中央に設けられたマグネット嵌合部３６ｂ及び３７ｂに嵌め込まれて、マグネット載置部３６ｃ及び３７ｃに挟まれて載置されている。図３１に示すように、マグネット嵌合部３６ｂ及び３７ｂに嵌め込まれたマグネット４６の内周側に上記第１のコイル４１が配置されるように、また、マグネット４６の外周側に上記第２のコイル５１が配置されるように、第１及び第２の振動板構造体４５及び５５がそれぞれ配置される。つまり、内側から順に、第１の振動板構造体４５、マグネット４６、第２の振動板構造体５５が配置され、これらは実質的に同心状に配置されている。なお、第１の振動板構造体４５、マグネット４６及び第２の振動板構造体５５は、同心状に配置されていなくてもよく、中心がずれていてもよい。

上部ケース３６及び下部ケース３７のそれぞれのほぼ中央には、筐体３５内で突出する柱材３６ｄ及び３７ｄがそれぞれ設けられている。これら両柱材３６ｄ及び３７ｄに、上記第１の弾性支持部材４３の中央に設けられた平面部４３ａが挟まれて支持されることにより、第１の振動板構造体４５は支持されている。また、上記したようにガスケット５４が、上部ケース３６及び下部ケース３７に挟持され、かつ、前側でノズル体４８にＺ方向で中央に形成された溝４８ｅに嵌め込まれることにより、第２の振動板構造体５５が支持される。

このように、この噴流発生装置１７０では、第１の振動板４２と第２の振動板５２の、それぞれの主面を、ほぼ同じ水平面に配置することが可能となり、噴流発生装置１７０の薄型化を実現することができる。

マグネット嵌合部３６ｂ及び３７ｂの内側では、Ｚ方向で空気を流通させる空気流通部３６ｆ及び３７ｆが開口されている。また、マグネット嵌合部３６ｂの内側であって、後ろ側には２つの穴３６ｇが設けられている。同様に、マグネット嵌合部３７ｂの内側であって、後ろ側には２つの穴３７ｇが設けられている。これらの穴３６ｇ及び３７ｇは、上部カバー３６ａ及び下部カバー３７ａによりそれぞれ塞がれる。なお、必ずしもこれらの穴３６ｇ及び３７ｇが設けられていなくてもよい。

マグネット４６は、例えばスペーサ４６ｃを挟んで２つのマグネット４６ａ及び４６ｂを有する。これらのマグネット４６ａ及び４６ｂはそれぞれ垂直方向に着磁され、互いに反発する方向に着磁されている。このように２つのマグネット４６ａ及び４６ｂが対向して反発磁界が形成されることにより、スペーサ４６ｃから水平方向に周囲に広がるように流れる方向の磁束密度を増やすことができ、各振動板４２及び５２を効率良く振動させることができるので、消費電力を抑えることができる。スペーサ４６ｃは、磁性材料でもよいし非磁性材料でもよい。非磁性材料としては、例えば樹脂、ゴム、セラミックス、または、アルミニウム等の非磁性材料の金属等で構成される。スペーサ４６ｃは必ずしもなくてもよい。

下部ケース３７には、後ろ側半分に床面３７ｈが設けられ、前側半分はその床面３７ｈよりＺ方向で高さが高い位置に配置された板材３７ｉが設けられている。上部ケース３６も同様に、後ろ側半分に天井面３６ｈが設けられ、前側半分は、その天井面３６ｈよりＺ方向で高さが低い位置に配置された板材３６ｉが設けられている。上記空気流通部３６ｆ及び３７ｆは、この一対の板材３６ｉ及び３７ｉに開口されて形成されている。第２の振動板５２の前側は、この一対の板材３６ｉ及び３７ｉに挟まれた領域５６内に配置され、この領域５６内で振動するとともに、後ろ側は、床面３７ｈ及び天井面３６ｈの間でＺ方向に振動する。一方、第１の振動板４２は、マグネット４６の内周側の領域でＺ方向に振動する。第１の振動板構造体４５により、第１の振動板４２の上側の領域及び板材３６ｉの上側の領域を含む第１の上部チャンバ６１と、板材３６ｉの下側の領域を含む第１の下部チャンバ６２とが形成される。また、マグネット４６の前側の側面４６ｄ、一対の板材３６ｉ及び３７ｉ及び第２の振動板構造体５５により、第２の上部チャンバ６３と、第２の下部チャンバ６４とが形成される。

ノズル体４８は、Ｚ方向に例えば４段に空気の流路４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄが設けられ、これらの流路４８ａ〜４８ｄは、Ｘ方向にそれぞれ複数設けられている。ノズル体４８は、このように筐体３５とは別体としたが、上記各実施の形態のように、複数の開口が筐体に設けられていていもよい。つまり、ノズル体４８がなく、ノズル体４８の流路４８ａ〜４８ｄの代わりとして、筐体３５に複数の開口が形成されていてもよい。この場合、ノズル体４８は、「筐体」の概念に含まれ、「流路」は、「開口」の概念に含まれる。上記第１の上部チャンバ６１は、流路４８ａを介して筐体３５外部に連通し、第１の下部チャンバ６２は、流路４８ｄを介して筐体３５外部に連通している。上記第２の上部チャンバ６３は、流路４８ｂを介して筐体３５外部に連通し、第２の下部チャンバ６４は、流路４８ｃを介して筐体外部に連通している。

なお、マグネット４６とコイル４１との間及びマグネット４６とコイル４１との間には、隙間が空いているが、この隙間を介して上下のチャンバ６１及び６２等で空気が流通してしまう。しかし、この隙間における空気の流通量は、ノズル体４８の各流路４８ａ〜４８ｄを介しての空気の流通量に比べ極めて少なく設計可能であるので問題ない。場合によっては、この隙間に、気密性を確保するための部材、例えば第１の弾性支持部材４３等と類似の部材が設けられていてもよい。

このように構成された噴流発生装置１７０では、第１の振動板４２と第２の振動板５２とが逆位相で駆動される。すなわち、第１の振動板４２が下方向に移動するタイミングで、第２の振動板５２が上方向に移動するように、第１のコイル４１及び第２のコイル５１にそれぞれ電流が流れる。これにより、第１の振動板４２の移動による加振力が、第２の振動板５２の移動によって弱められる。当該加振力がほぼゼロとなるように、第１及び第２の振動板４２及び５２の各振幅が制御されることが望ましい。

図３１に示すように、例えば、第１の振動板４２が下方向に移動し、またそのタイミングで、第２の振動板５２が上方向に移動すると、第１の下部チャンバ６２内及び第２の上部チャンバ６３内の空気が圧縮され、これにより、流路４８ｄ及び流路４８ｂから空気が吐出する。また、これと同じタイミングで、第１の上部チャンバ６１内及び第２の下部チャンバ６４内の空気が拡張するので、これにより、流路４８ａ及び流路４８ｃから空気が流入する。逆に、第１の振動板４２が上方向に移動し、また、第２の振動板５２が下方向に移動すると、流路４８ｄ及び流路４８ｂから空気が流入し、これと同じタイミングで流路４８ａ及び流路４８ｃから空気が吐出する。

流路４８ａ及び４８ｃから空気が吐出されるタイミングと、流路４８ｂ及び４８ｄから空気が吐出されるタイミングは交互であり、つまり逆位相であるので、騒音が低減される。また、第１及び第２の振動板４２及び５２は互いに逆方向に振動するので、つまり、逆位相で振動するので噴流発生装置１７０の重心移動が少なくなり、あるいは重心移動はなくなる。これにより、噴流発生装置１７０に発生する振動を抑制することができる。

また、一対の板材３６ｉ及び３７ｉは、筐体３５内でノズル体４８に近い側に設けられているので、第１及び第２の振動板４２及び５２の駆動によって、筐体３５内のうちノズル体４８付近で初期に最も大きな圧力変化を起こすことができ、気体の吐出量を極力増やすことが可能となる。

図３３は、本発明のさらに別に実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。この噴流発生装置１８０では、振動板７２とコイル７１との間に環状の弾性部材７３が接続されている。符号７６はマグネットを示し、このマグネット７６は、図３１に示したマグネット４６のように、スペーサを介して上下の２つのマグネットが一体となったマグネットであり、形状は例えば円柱形状でなる。弾性部材７３は、弾性支持部材７４と同じ材料（例えばゴムまたは樹脂）でもよいし、異なる材料であってもよい。振動板７２のバネマス系（振動板７２、弾性部材７３及び弾性支持部材７４を含む振動系）の固有振動数が、駆動周波数（コイル７１に加えられる電気信号の周波数）と、実質的に、同一周波数、逆位相及び同じ振動エネルギーとなるように、振動系（バネマス系）の構造、または上記駆動周波数等が調整されればよい。上記「構造」には、質量、形状、大きさ、材質、または空気抵抗、その他抵抗のバランス等の概念が含まれる。

このように構成された噴流発生装置１８０は、図３４（Ａ）及び図３４（Ｂ）に示すように動作する。図３４（Ａ）では、ある所定の駆動周波数において、コイル７１が下方向へ移動するタイミングで振動板７２が上方向へ移動する。図３４（Ｂ）ではその駆動周波数において、コイル７１が上方向へ移動するタイミングで振動板７２が下方向へ移動する。噴流発生装置１８０は、このような動作を繰り返す。すなわち、コイル７１が、振動板７２の振動により発生する加振力を減衰させる機能を有する。これにより、筐体７５や噴流発生装置１８０の外部へ伝わる振動を抑制することができる。しかも、振動板７２の加振力を減衰させるための別途の減衰用振動体を設ける必要がなく、噴流発生装置１８０を小型化または薄型化することができる。

図３５は、この噴流発生装置１８０の上記バネマス系の振動を模式的に表す図である。Ｍ１は振動板７２を示し、Ｍ２はコイル７１を示している。Ｋ１は弾性支持部材７４を示し、Ｋ２は弾性部材７３を示している。このバネマス系では、Ｍ１に働く力がｆ_１＝[１／（２π）]（ｋ／ｍ）^１／２、Ｍ２に働く力がｆ_２＝Ａsinωｔと表すことができる。

図３６は、本発明のさらに別の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。この噴流発生装置１９０では、気体吐出用の振動板８２の振動により発生する加振力を減衰される減衰用振動板９２が、筐体８５の外部に装着されている。ここでいう「筐体８５の外部」とは減衰用振動板９２が振動した場合であっても、気体を吐出させるための筐体８５内部の圧力変化に寄与しない領域である。また、この噴流発生装置１９０は、減衰用振動板９２を収容するハウジング９３を備えている。このように、「筐体８５の外部」といっても、必ずしも外観上見える部分に減衰用振動板９２が配置されていなくてもよい。また、このハウジング９３内に、気体吐出用振動板８２を駆動するためのアクチュエータ８６とは別のアクチュエータ９６が配置されている。このアクチュエータ９６は、マグネット７６と、減衰用振動板９２の内周側に接続されたコイル９８とを有し、このアクチュエータ９６により減衰用振動板９２が駆動される。減衰用振動板９２の構造（形状、大きさ、または材質）は、気体吐出用振動板８２と同じでもよいし、異なっていてもよい。マグネット７６は、図３４で示したマグネット７６と同じ構造とすることができるが、他の構造であってもよい。なお、筐体８５には、気体吐出用振動板８２と減衰用振動板９２を駆動する駆動用回路基板８９が取り付けられている。駆動用回路基板８９からは、それぞれのコイル９７及び９８に接続される給電線が延びている。駆動用回路基板８９でなくても、単なる端子台であってもよい。

このように構成された噴流発生装置１９０では、アクチュエータ９６は、振動板８２の駆動とは逆位相で減衰用振動板９２が振動するように駆動する。これにより、気体吐出用の振動により発生する加振力が弱められ、または、打ち消される。

なお、この噴流発生装置１９０のノズル体７８は縦方向（Ｚ方向）に４段の流路７８ａ、７８ｂ、７８ｃ及び７８ｄを有し、図示しないがもちろん横方向（Ｘ方向）にも複数の流路を有する。流路７８ｂ及び７８ｃの間には、仕切り板７８ｅが設けられている。噴流発生装置１９０が動作するとき、上段の流路７８ａ及び７８ｂと、下段の流路７８ｃ及び７８ｄにおいて、常に風向きが逆になる。仕切り板７８ｅが設けられることにより、例えば上段の流路７８ａ及び７８ｂから吐出された空気が、下段の流路７８ｃ及び７８ｄから吸い込まれにくくなり、効率良く空気が吐出されるようになる。仕切り板７８ｅは、Ｘ方向に延設された１枚の板で構成されていてもよいし、または、Ｘ方向で複数並ぶように設けられていてもよい。仕切り板７８ｅがＸ方向に複数分割して設けられていることにより、図示しないヒートシンクを構成する各放熱フィンの間に各仕切り板７８ｅを嵌め込むことができる。これにより、噴流発生装置とヒートシンクとを容易かつ正確に位置決めすることができる。

本発明の一実施の形態に係る噴流発生装置を示す斜視図である。 図１に示す噴流発生装置の断面図である。 振動板が振動することによって、加振力が弱め合う概念を表すグラフである。 本発明の他の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。 本発明のさらに別の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。 さらに別の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。 さらに別の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。 複数の噴流発生器がそれぞれ有する振動板の振幅変化を示すグラフである。 複数の噴流発生器がそれぞれ有する振動板の振幅変化を示す別のグラフである。 さらに別の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。 図１０の形態で発生するモーメントの発生を抑える場合の実施の形態をそれぞれ示す断面図である。 噴流発生器を複数配列させた形態を示す模式図である。 １つの筐体中に複数の振動板がある形態を示す模式図である。 噴流発生装置が電子機器に搭載された状態を示す模式図である。 発熱体と噴流発生器との位置関係を示す模式図である。 電子機器の筐体と噴流発生器の筐体が一体となった電子機器を示す断面図である。 図４に示した１つの筐体を有する１つの噴流発生器１２０を多段に積層する場合の当該筐体の構造を示す。 図１７（Ａ）の噴流発生装置の筐体の平面図または底面図である。 図１７（Ｂ）で示した筐体の変形例を示す断面図である。 図１０で示した噴流発生装置が電子機器に搭載された形態を示す断面図である。 図１０で示した噴流発生装置が電子機器に搭載された別の状態を示す断面図である。 図１０で示した噴流発生装置が電子機器に搭載されたさらに別の状態を示す断面図である。 図２２に示す噴流発生装置を示す平面図である。 図２１に示す噴流発生装置及び電子機器の要部をそれぞれ示す側面図である。 可動部材の構造の一例を示す側面図である。 本発明のさらに別の実施の形態に係る噴流発生装置を示す斜視図である。 図２６に示す噴流発生装置であって、上部カバーが外れた状態を示す斜視図である。 図２６に示す噴流発生装置の各部品の分解斜視図である。 図２６に示す噴流発生装置の平面図である。 図２６に示す噴流発生装置であって、上部ケース及びノズル体が外れた状態を示す斜視図である。 図２９におけるＢ−Ｂ線断面図であり 図２９におけるＣ−Ｃ線断面図である。 本発明のさらに別に実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。 図３３に示す噴流発生装置の動作をそれぞれ示す図である。 図３３に示す噴流発生装置の上記バネマス系の振動を模式的に表す図である。 本発明のさらに別の実施の形態に係る噴流発生装置を示す断面図である。

符号の説明

１、１２１、１３１、２２１…筐体（噴流発生用筐体）
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１２１ａ、１２１ｂ…開口
３ａ、３ｂ、３ｃ…振動板
５、５ａ、５ｂ…アクチュエータ
６、６ａ、６ｂ…弾性支持部材
１０、２０、３０、４０、５０、１１０、１６０、１７０、１８０、１９０…噴流発生装置
１５…制振材
６０、７０、１２０、１３０、１４０、１５０、２２０、２４０、２５０、３５０…噴流発生器
９５、９５ａ、９５ａ…発熱源
１００…筐体
１２１ｃ…凸部
１２１ｄ…凹部
１３０…噴流発生器
１００、２００…筐体（電子機器用筐体）

Claims (27)

1. 開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、
   前記筐体に振動可能に装着され、合成の加振力が減衰するように振動しながら前記気体に振動を与えることで、前記開口を介して前記気体を脈流として吐出させるための複数の振動体と、
   前記各振動体を駆動する駆動部と
   を具備することを特徴とする噴流発生装置。
2. 請求項１に記載の噴流発生装置であって、
   前記振動体の数がｎ、前記各振動体の大きさ、形状及び材質が同じであって、前記各振動体の振動数が同じである場合、
   前記駆動部は、ほぼ３６０／ｎの位相差で前記各振動体を駆動することを特徴とする噴流発生装置。
3. 請求項１に記載の噴流発生装置であって、
   前記各振動体のうち２つの振動体が対向して配置され、
   前記駆動部は、前記２つの振動体が互いに近づくように、かつ、互いに遠ざかるように駆動することを特徴とする噴流発生装置。
4. 請求項１に記載の噴流発生装置であって、
   前記振動体の数が３以上であって、前記各振動体の大きさ、形状及び材質が同じであり、前記各振動体の振動数が同じである場合、
   前記駆動部は、
   前記各振動体のうち２つ以上の第１の振動体群が同じ第１の位相で、当該第１の振動体群の振幅の和が第１の振幅となるように、かつ、
   前記第１の振動体群以外の振動体のうち１つ以上の振動体が前記第１の位相とは逆の第２の位相で、前記１つ以上の振動体の振幅の和である第２の振幅が、前記第１の振幅と同じになるように、前記各振動体を駆動することを特徴とする噴流発生装置。
5. 請求項１に記載の噴流発生装置であって、
   前記各振動体は、大きさ、形状及び材質のうち少なくとも１つが異なる少なくとも２種類があることを特徴とする噴流発生装置。
6. 請求項１に記載の噴流発生装置であって、
   前記筐体は、前記開口として、
   前記各振動体の駆動により、交互に前記気体を吐出する第１及び第２の開口を有することを特徴とする噴流発生装置。
7. 請求項１に記載の噴流発生装置であって、
   各振動体は、
   第１の振動板と、
   前記第１の振動板の外周側に環状に配置された第２の振動板と
   によりそれぞれ構成されることを特徴とする噴流発生装置。
8. 請求項７に記載の噴流発生装置であって、
   前記駆動部は、
   前記第１及び第２の振動板の間に配置された環状のマグネットと、
   前記第１の振動板の外周側に接続され、前記マグネットの内周側に配置された第１のコイルと、
   前記第２の振動板の内周側に接続され、前記マグネットの外周側に配置された第２のコイルと
   を有することを特徴とする噴流発生装置。
9. 請求項７に記載の噴流発生装置であって、
   前記第１の振動板の外周側に接続され、前記第１の振動板を支持する第１の弾性支持部材と、
   前記第２の振動板の内周側に接続され、前記第２の振動板を支持する第２の弾性支持部材と
   をさらに具備することを特徴とする噴流発生装置。
10. 請求項７に記載の噴流発生装置であって、
    前記第２の振動板に対面するように、前記筐体内に前記第２の振動板の振動方向で配列された一対の板材をさらに具備することを特徴とする噴流発生装置。
11. 請求項１０に記載の噴流発生装置であって、
    前記一対の板材は、前記筐体内における、前記開口に近い側に設けられていることを特徴とする噴流発生装置。
12. 請求項１０に記載の噴流発生装置であって、
    前記筐体は、
    前記第１の振動板の駆動により圧力変化を発生する第１の領域と、
    前記開口として、前記第１の領域における前記圧力変化により交互に前記気体を吐出する第１及び第２の開口と、
    前記一対の板材で挟まれ、前記第２の振動板の駆動により圧力変化を発生する第２の領域と、
    前記開口として、前記第２の領域における前記圧力変化により交互に前記気体を吐出する第３及び第４の開口と
    を有することを特徴とする噴流発生装置。
13. 開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、
    前記気体に振動を与えることで、前記開口を介して前記気体を脈流として吐出させるための第１の振動体と、
    前記第１の振動体の外周側に環状に設けられ、前記気体に振動を与えることで、前記開口を介して前記気体を脈流として吐出させるための第２の振動体と、
    前記第１及び第２の振動体の位相が逆になるように、該第１及び第２の振動体を駆動する駆動部と
    を具備することを特徴とする噴流発生装置。
14. 開口をそれぞれ有し、内部に気体が含まれた複数の筐体と、
    前記各筐体に振動可能にそれぞれ装着され、合成の加振力が減衰するように振動しながら前記気体に振動を与えることで、前記開口を介して前記気体を脈流として吐出させるための複数の振動体と、
    前記筐体ごとに設けられ、前記各振動体を駆動する複数の駆動部と
    を具備することを特徴とする噴流発生装置。
15. 請求項１４に記載の噴流発生装置であって、
    前記振動体の数が３以上ある場合、
    前記各駆動部は、
    前記各振動体のうち２つ以上の第１の振動体群の振動方向が同じ第１の方向であって、同じ第１の位相である場合、
    前記第１の振動体群以外の１つ以上の振動体の振動方向が前記第１の方向であって、前記第１の位相とは逆の第２の位相となるように、前記各振動体をそれぞれ駆動することを特徴とする噴流発生装置。
16. 請求項１４に記載の噴流発生装置であって、
    前記各振動体の振動方向が同じである場合、前記筐体は、前記振動方向に配列されていることを特徴とする噴流発生装置。
17. 請求項１４に記載の噴流発生装置であって、
    前記各振動体の振動方向が同じである場合、前記筐体は、前記振動方向にほぼ垂直な面内で配列されていることを特徴とする噴流発生装置。
18. 請求項１４に記載の噴流発生装置であって、
    前記各筐体は、互いに係合し合う係合部をそれぞれ有することを特徴とする噴流発生装置。
19. 開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、
    前記筐体に振動可能に装着され、前記気体に振動を与えることで、前記開口を介して前記気体を脈流として吐出させるための気体吐出用振動体と、
    前記気体吐出用振動体を駆動する第１の駆動部と、
    前記気体吐出用振動体の加振力が減衰するように振動する減衰用振動体と
    を具備することを特徴とする噴流発生装置。
20. 請求項１９に記載の噴流発生装置であって、
    前記第１の駆動部は、
    マグネットと、
    前記気体吐出用振動体に弾性的に接続され、前記減衰用振動体を構成するコイルと
    を有することを特徴とする噴流発生装置。
21. 請求項１９に記載の噴流発生装置であって、
    前記減衰用振動体は、前記筐体の外部に装着されていることを特徴とする噴流発生装置。
22. 発熱体と、
    開口を有し、内部に気体が含まれた噴流発生用筐体と、
    前記噴流発生用筐体に振動可能に装着され、合成の加振力が減衰するように振動しながら前記気体に振動を与えることで、前記開口を介して前記気体を前記発熱体に向けて脈流として吐出させるための複数の振動体と、
    前記各振動体を駆動する駆動部と
    を具備することを特徴とする電子機器。
23. 請求項２２に記載の電子機器であって、
    前記発熱体を収容する電子機器用筐体をさらに具備し、
    前記電子機器用筐体の一部が、前記噴流発生用筐体の一部または全部で構成されていることを特徴とする電子機器。
24. 請求項２２に記載の電子機器であって、
    前記発熱体を収容する電子機器用筐体と、
    前記噴流発生用筐体と前記電子機器用の筐体とに接続され、前記各振動体が振動することによる前記噴流発生用筐体の振動を吸収するための吸振機構と
    をさらに具備することを特徴とする電子機器。
25. 発熱体と、
    開口をそれぞれ有し、内部に気体が含まれた複数の噴流発生用筐体と、
    前記各噴流発生用筐体に振動可能にそれぞれ装着され、合成の加振力が減衰するように振動しながら前記気体に振動を与えることで、前記開口を介して前記気体を前記発熱体に向けて脈流として吐出させるための複数の振動体と、
    前記噴流発生用筐体ごとに設けられ、前記各振動体を駆動する複数の駆動部と
    を具備することを特徴とする電子機器。
26. 請求項２５に記載の電子機器であって、
    前記発熱体を収容する電子機器用筐体と、
    前記各噴流発生用筐体のうち少なくとも１つと前記電子機器用筐体とに接続され、前記各振動体が振動することによる前記各噴流発生用筐体の振動を吸収するための吸振機構と
    をさらに具備することを特徴とする電子機器。
27. 請求項２６に記載の電子機器であって、
    前記吸振機構は、
    前記各噴流発生用筐体同士を連結する連結部材と、
    前記電子機器用筐体に設けられ、前記加振力の残力による前記各噴流発生用筐体の移動を吸収するように前記連結部材を弾性的に支持する支持機構と
    を有することを特徴とする電子機器。
    

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