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JP2007222727A - Vibration actuator and jet generator - Google Patents

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JP2007222727A
JP2007222727A JP2006044745A JP2006044745A JP2007222727A JP 2007222727 A JP2007222727 A JP 2007222727A JP 2006044745 A JP2006044745 A JP 2006044745A JP 2006044745 A JP2006044745 A JP 2006044745A JP 2007222727 A JP2007222727 A JP 2007222727A
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JP
Japan
Prior art keywords
vibrating body
yoke
vibration
support member
elastic support
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006044745A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Yoshitaka
弘幸 良尊
Norikazu Nakayama
典一 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2006044745A priority Critical patent/JP2007222727A/en
Publication of JP2007222727A publication Critical patent/JP2007222727A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration actuator which is capable of reducing the power consumption in a jet generator to generate gas combined jet. <P>SOLUTION: An elastic support member 36 is designed so that when the elastic support member 36 moves to the upper side spring force becomes smaller than spring force when the elastic support member 36 moves to the bottom side. The static position of the vibration plate 33 is set at the lower side from the center of electromagnetic force generated by a driving mechanism 35 consisting of a magnet 27, a bottom york 26, a top york 34 and a coil 28. In other word, the center position of electromagnetic force generated from the driving mechanism 35 is set so that it is shifted upward to the vibration direction from the static position of the vibration plate 33 (position of the center of gravity of the vibration plate 33). Thus, the vibration plate 33 tends to move around the center position of the driving force of a magnetic circuit when the vibration plate 33 is driven by the magnetic force. The center of vibration of the vibration plate 33 is lifted and then can be driven with a small electric current. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、気体の合成噴流を発生する噴流発生装置及びこれに搭載された振動アクチュエータに関する。   The present invention relates to a jet generating device that generates a synthetic jet of gas and a vibration actuator mounted thereon.

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。   Conventionally, an increase in the amount of heat generated from a heating element such as an IC (Integrated Circuit) associated with high performance of a PC (Personal Computer) has been a problem, and various heat radiation technologies have been proposed or commercialized. Yes.

その放熱方法として、空気を脈流で吐出して合成噴流を生成し、この合成噴流を、放熱フィン(ヒートシンク)等に供給し、熱を持つ放熱フィンの表面に形成される温度境界層を効率良く破壊して放熱する方法がある(例えば、特許文献1参照。)。このような噴流発生装置は、開口を有する筐体と、その筐体内の空気に圧力変化を起こす振動板とを有している。振動板が振動することで筐体内に圧力変化が生じ、開口を介して空気が脈流として吐出することで合成噴流が発生する。   As a heat dissipation method, a composite jet is generated by discharging air in a pulsating flow, and this combined jet is supplied to a heat dissipation fin (heat sink), etc., and the temperature boundary layer formed on the surface of the heat dissipation fin is efficient. There is a method of well destroying and dissipating heat (see, for example, Patent Document 1). Such a jet generating device has a housing having an opening and a diaphragm that causes a pressure change in the air in the housing. When the diaphragm vibrates, a pressure change occurs in the casing, and air is discharged as a pulsating flow through the opening, thereby generating a synthetic jet.

合成噴流は、次のような原理で発生する。筐体の開口から空気が吐出されるときに空気の流れが生じることにより、筐体外の開口の周囲の気圧が低下し、これにより、当該周囲の空気が開口から吐出される空気に巻き込まれて合成噴流が発生する。   The synthetic jet is generated according to the following principle. As air flows when air is discharged from the opening of the housing, the air pressure around the opening outside the housing is reduced, so that the surrounding air is caught in the air discharged from the opening. A synthetic jet is generated.

また、特許文献1に記載の噴流発生装置は、2つのチャンバから交互に空気が吐出され、つまり逆位相で空気が吐出されるので、各チャンバや開口(ノズル)から発生する音が弱め合う。これにより騒音が低減される。
特開2005−256834号公報(段落[0079]、図1)
Moreover, since the jet flow generator described in Patent Document 1 alternately discharges air from the two chambers, that is, discharges air in opposite phases, sounds generated from the respective chambers and openings (nozzles) weaken each other. This reduces noise.
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-256834 (paragraph [0079], FIG. 1)

かかる合成噴流を発生する噴流発生装置が製品化されるには、低消費電力化は重要な課題となる。   In order to commercialize a jet generator that generates such a synthetic jet, it is an important issue to reduce power consumption.

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、消費電力を低減することができる振動アクチュエータ及びこれを搭載した噴流発生装置を提供することにある。   In view of the circumstances as described above, it is an object of the present invention to provide a vibration actuator capable of reducing power consumption and a jet flow generation device equipped with the vibration actuator.

上記目的を達成するため、本発明に係る振動アクチュエータは、気体の合成噴流を発生する噴流発生装置に用いられる振動アクチュエータであって、振動体と、前記振動体を振動可能に支持し、振動体の変位に対するバネ力が非線形な弾性支持部材と、前記振動体の振動方向における駆動力の中心位置が、前記振動体の静止状態での重心位置から該振動方向で所定の距離だけずれるように、前記振動体を駆動する駆動機構とを具備する。   In order to achieve the above object, a vibration actuator according to the present invention is a vibration actuator used in a jet generating device that generates a synthetic jet of gas, and supports the vibration body and the vibration body so as to vibrate. An elastic support member having a non-linear spring force with respect to the displacement and a center position of the driving force in the vibration direction of the vibrating body deviate by a predetermined distance in the vibration direction from a center of gravity position of the vibrating body in a stationary state, A driving mechanism for driving the vibrating body.

本発明では、弾性支持部材のバネ力が非線形である場合には、駆動力の中心位置が、振動体の静止状態で重心位置ではなく、その重心位置から振動方向で所定距離だけずれた位置に適宜設定されることにより、低消費電力化を図ることができる。   In the present invention, when the spring force of the elastic support member is non-linear, the center position of the driving force is not the center of gravity position when the vibrating body is stationary, but is shifted from the center of gravity position by a predetermined distance in the vibration direction. By setting appropriately, low power consumption can be achieved.

本発明において、前記弾性支持部材は、前記重心位置から第1の側へ第1の距離だけ変位した位置で第1のバネ力を有するとともに、前記重心位置から前記第1の側とは反対側の第2の側へ、前記第1の距離と同じ距離だけ変位した位置で前記第1のバネ力より小さい第2のバネ力を有し、前記駆動機構は、前記第2の側へ前記駆動力の中心位置がずれるように前記振動体を駆動する。これにより、消費電力を最小にすることができる。   In the present invention, the elastic support member has a first spring force at a position displaced from the center of gravity position to the first side by a first distance, and is opposite to the first side from the center of gravity position. A second spring force that is smaller than the first spring force at a position displaced by the same distance as the first distance, and the drive mechanism drives the drive to the second side. The vibrating body is driven so that the center position of the force is shifted. Thereby, power consumption can be minimized.

本発明において、前記弾性支持部材は、前記振動体の振動方向にほぼ垂直な面内における周囲を支持し、外周側に山及び内周側に谷がそれぞれ1つずつ設けられたベローズ状の部材である。   In the present invention, the elastic support member supports a periphery in a plane substantially perpendicular to the vibration direction of the vibrating body, and is a bellows-like member provided with one peak on the outer peripheral side and one trough on the inner peripheral side. It is.

本発明において、前記駆動機構は、マグネットと、前記マグネットを収容する筒状の第1のヨークと、前記第1のヨークとの間に磁気ギャップを形成するように前記マグネットに装着された、厚さ1.0〜1.7(mm)でなる板状の第2のヨークと、前記磁気ギャップに配置され、前記振動体に接続されたコイルとを有し、前記コイルに所定の電流が印加されたときに、前記第2のヨークの前記厚さ方向における中央位置の磁束密度の最大値が1.5〜2.1(T)となるように構成されている。このような駆動機構の構成によれば、磁気ギャップ間で効率良く磁束が発生し、消費電力が低減される。「振動体に接続されたコイル」とは、コイルが直接振動体に接続されていなくてもよく、振動体とコイルとが一体的に動けばよい、という意味である。   In the present invention, the drive mechanism is mounted on the magnet so as to form a magnetic gap between the magnet, a cylindrical first yoke that houses the magnet, and the first yoke. A plate-shaped second yoke having a thickness of 1.0 to 1.7 (mm) and a coil disposed in the magnetic gap and connected to the vibrating body, and a predetermined current is applied to the coil When this is done, the maximum value of the magnetic flux density at the center position in the thickness direction of the second yoke is configured to be 1.5 to 2.1 (T). According to such a drive mechanism configuration, magnetic flux is efficiently generated between the magnetic gaps, and power consumption is reduced. The “coil connected to the vibrating body” means that the coil does not have to be directly connected to the vibrating body, and the vibrating body and the coil need only move together.

本発明の他の観点に係る振動アクチュエータは、気体の合成噴流を発生する噴流発生装置に用いられる振動アクチュエータであって、振動体と、マグネットと、前記マグネットを収容する筒状の第1のヨークと、前記第1のヨークとの間に磁気ギャップを形成するように前記マグネットに装着された、厚さ1.0〜1.7(mm)でなる板状の第2のヨークと、前記磁気ギャップに配置され前記振動体に接続されたコイルとを有し、前記コイルに所定の電流が印加されたときに、前記第2のヨークの前記厚さ方向における中央位置の磁束密度の最大値が1.5〜2.1(T)となるように構成された駆動機構とを具備する。   A vibration actuator according to another aspect of the present invention is a vibration actuator used in a jet generating device that generates a synthetic jet of gas, and includes a vibrating body, a magnet, and a cylindrical first yoke that houses the magnet. And a plate-shaped second yoke having a thickness of 1.0 to 1.7 (mm), which is mounted on the magnet so as to form a magnetic gap between the first yoke and the first yoke. A coil disposed in the gap and connected to the vibrating body, and when a predetermined current is applied to the coil, the maximum value of the magnetic flux density at the central position in the thickness direction of the second yoke is And a drive mechanism configured to be 1.5 to 2.1 (T).

本発明に係る噴流発生装置は、開口を有し、内部に気体を含む筐体と、前記筐体内に配置され、振動により前記開口を介して前記気体を吐出する振動体と、前記振動体を振動可能に支持し、振動体の変位に対するバネ力が非線形な弾性支持部材と、前記振動体の振動方向における駆動力の中心位置が、前記振動体の静止状態での重心位置から該振動方向で所定の距離だけずれるように、前記振動体を駆動する駆動機構とを具備する。   A jet flow generating apparatus according to the present invention includes a housing having an opening and containing gas therein, a vibrating body that is disposed in the housing and discharges the gas through the opening by vibration, and the vibrating body. An elastic support member that is supported so as to vibrate and has a non-linear spring force with respect to the displacement of the vibrating body, and the center position of the driving force in the vibration direction of the vibrating body is determined from the position of the center of gravity of the vibrating body in the vibration direction. And a drive mechanism for driving the vibrating body so as to be shifted by a predetermined distance.

本発明の他の観点に係る噴流発生装置は、開口を有し、内部に気体を含む筐体と、前記筐体内に配置され、振動により前記開口を介して前記気体を吐出する振動体と、マグネットと、前記マグネットを収容する筒状の第1のヨークと、前記第1のヨークとの間に磁気ギャップを形成するように前記マグネットに装着された、厚さ1.0〜1.7(mm)でなる板状の第2のヨークと、前記磁気ギャップに配置され前記振動体に接続されたコイルとを有し、前記コイルに所定の電流が印加されたときに、前記第2のヨークの前記厚さ方向における中央位置の磁束密度の最大値が1.5〜2.1(T)となるように構成された駆動機構とを具備する。   A jet flow generating device according to another aspect of the present invention includes a housing having an opening and containing a gas therein, a vibrating body disposed in the housing and discharging the gas through the opening by vibration, Thickness of 1.0 to 1.7 (mounted on the magnet so as to form a magnetic gap between the magnet, a cylindrical first yoke that accommodates the magnet, and the first yoke) mm) and a coil disposed in the magnetic gap and connected to the vibrating body, and when a predetermined current is applied to the coil, the second yoke And a drive mechanism configured such that the maximum value of the magnetic flux density at the center position in the thickness direction is 1.5 to 2.1 (T).

以上のように、本発明によれば、気体の合成噴流を発生する噴流発生装置に搭載される振動アクチュエータの消費電力を低減することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the power consumption of the vibration actuator mounted on the jet generating device that generates the combined gas jet.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

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、図1に示す噴流発生装置の断面図である。   FIG. 1 is a perspective view showing a jet flow generating apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the jet flow generating device shown in FIG.

噴流発生装置10は、筐体1と、筐体1に装着されたノズル体2と、筐体1内に配置された振動アクチュエータ15とを備えている。ノズル体2は、筐体1の前面1aに装着され、複数の空気の流路(開口)2aが上段に設けられ、複数の空気の流路2bが下段にそれぞれ設けられている。上下の流路2a及び2bの間には、仕切り板2cが、X方向に並んだ流路2a(または2b)の数の分だけ設けられている。後述するように、噴流発生装置10が動作するとき、上下の流路2a及び2bにおいて、常に風向きが逆になる。この仕切り板2cが設けられることにより、例えば流路2bから吐出された空気が流路2a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。   The jet flow generator 10 includes a housing 1, a nozzle body 2 attached to the housing 1, and a vibration actuator 15 disposed in the housing 1. The nozzle body 2 is mounted on the front surface 1a of the housing 1, and a plurality of air flow paths (openings) 2a are provided in the upper stage, and a plurality of air flow paths 2b are provided in the lower stage. Between the upper and lower flow paths 2a and 2b, as many partition plates 2c as the number of the flow paths 2a (or 2b) arranged in the X direction are provided. As will be described later, when the jet flow generator 10 operates, the wind direction is always reversed in the upper and lower flow paths 2a and 2b. By providing the partition plate 2c, for example, air discharged from the flow path 2b is not easily sucked from the flow path 2a, and air is efficiently discharged.

仕切り板2cは複数設けられているが、このような形態に限らずX方向に延設された1枚の板で構成されていてもよい。しかしながら、図1等に示すように仕切り板2cが複数に分割さ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2cを嵌め込むことができる。これにより、噴流発生装置10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。   Although a plurality of partition plates 2c are provided, the partition plate 2c is not limited to such a form, and may be configured by a single plate extending in the X direction. However, since the partition plate 2c is divided into a plurality of parts as shown in FIG. 1 and the like, the partition plates 2c can be fitted between the heat radiation fins constituting the heat sink (not shown). Thereby, the jet flow generator 10 and the heat sink can be positioned easily and accurately.

図2に示すように、筐体1には、板状の振動体(以下、振動板という)33、駆動機構35及び弾性支持部材36を有する振動アクチュエータ15が備えられている。弾性支持部材36は、振動板33の周囲を弾性的に支持する。筐体1内には、平板状のフレーム328が設けられ、フレーム328に弾性支持部材36が装着されている。   As shown in FIG. 2, the housing 1 includes a vibration actuator 15 having a plate-like vibrating body (hereinafter referred to as a diaphragm) 33, a drive mechanism 35, and an elastic support member 36. The elastic support member 36 elastically supports the periphery of the diaphragm 33. A flat frame 328 is provided in the housing 1, and an elastic support member 36 is attached to the frame 328.

図3は、振動板33及び弾性支持部材36の拡大断面図である。弾性支持部材36は、このように山36a及び谷36bが1つずつ設けられたベローズ状をなしている。この例では、山36aが外周側に設けられ、谷36bが内周側に設けられている。しかし、山36aが内周側に設けられ、谷36bが外周側に設けられていてもよい。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the diaphragm 33 and the elastic support member 36. As described above, the elastic support member 36 has a bellows shape in which one peak 36a and one valley 36b are provided. In this example, the peak 36a is provided on the outer peripheral side, and the valley 36b is provided on the inner peripheral side. However, the peak 36a may be provided on the inner peripheral side, and the valley 36b may be provided on the outer peripheral side.

図4は、振動板33、弾性支持部材36及びフレーム328を個々に示した斜視図である。弾性支持部材36は穴36cを有し、振動板33はこの穴36cを塞ぐように弾性支持部材の内周部36dに接続されている。さらに、フレーム328は穴328aを有し、弾性支持部材36は、この穴328aを塞ぐように該弾性支持部材36の外周部36eにおいてフレーム328に装着される。フレーム328が平板状であることにより、組み立てが容易、すなわち製造が容易となる。   FIG. 4 is a perspective view showing the diaphragm 33, the elastic support member 36, and the frame 328 individually. The elastic support member 36 has a hole 36c, and the diaphragm 33 is connected to the inner peripheral portion 36d of the elastic support member so as to close the hole 36c. Further, the frame 328 has a hole 328a, and the elastic support member 36 is attached to the frame 328 at the outer peripheral portion 36e of the elastic support member 36 so as to close the hole 328a. Since the frame 328 is flat, assembly is easy, that is, manufacture is easy.

弾性支持部材36は、ゴムまたは樹脂でなる。弾性支持部材36が1つの谷のみ、または1つの山のみからなる弾性支持部材の場合、図2中の上下方向の高さが高くなり、厚さが増えてしまう。山及び谷がそれぞれ複数ある場合、振動板33が振動するときに振動方向(Z方向)以外の複雑な動きが発生するおそれがあり、効率が落ちる可能性がある。また、それによって騒音が大きくなるおそれもある。したがって、図3に示したような1つの山36a及び1つの谷36bでなる弾性支持部材36が用いられることが望ましい。しかしながら、必ずしもこのような弾性支持部材36が用いられなければならないわけではない。   The elastic support member 36 is made of rubber or resin. When the elastic support member 36 is an elastic support member composed of only one valley or only one mountain, the height in the vertical direction in FIG. 2 is increased and the thickness is increased. When there are a plurality of peaks and valleys, when the diaphragm 33 vibrates, there is a possibility that complicated movements other than the vibration direction (Z direction) may occur, and the efficiency may decrease. Moreover, there is a risk that noise will increase. Therefore, it is desirable to use the elastic support member 36 having one peak 36a and one valley 36b as shown in FIG. However, such an elastic support member 36 does not necessarily have to be used.

フレーム328と弾性支持部材36とは、一体成型により作製されても構わない。すなわち、予め用意されたフレーム328が、例えば弾性支持部材36の成型用の型内に配置された状態で、ゴムや樹脂等でなる弾性支持部材が成型される。一体成型の手法としては、例えば、コンプレッション法、トランスファ法、インジェクション法、あるいはその他の公知の方法が用いられる。一体成型により、製造工程が少なくなることはもちろん、弾性支持部材36とフレーム328との位置精度、ひいては弾性支持部材36と筐体1との位置精度が位置精度が著しく向上する。   The frame 328 and the elastic support member 36 may be manufactured by integral molding. That is, an elastic support member made of rubber, resin, or the like is molded in a state where the frame 328 prepared in advance is disposed in a mold for molding the elastic support member 36, for example. As an integral molding method, for example, a compression method, a transfer method, an injection method, or other known methods are used. The integral molding not only reduces the manufacturing process, but also significantly improves the positional accuracy of the elastic support member 36 and the frame 328, and consequently the positional accuracy of the elastic support member 36 and the housing 1.

弾性支持部材36と振動板33とが一体成型されてもよい。この場合、フレーム328の場合と同様に、予め用意された振動板33が、弾性支持部材36の成型用の型内に配置された状態で、弾性支持部材が成型される。   The elastic support member 36 and the diaphragm 33 may be integrally formed. In this case, as in the case of the frame 328, the elastic support member is molded in a state where the vibration plate 33 prepared in advance is arranged in a mold for molding the elastic support member 36.

図2に示すように、振動板33及び弾性支持部材36により筐体1内が二分され、チャンバ3及び4が形成される。上部に形成されたチャンバ3は、上記流路2aを介して筐体1の外部と連通し、下部に形成されたチャンバ4は、上記流路2bを介して筐体1の外部と連通している。   As shown in FIG. 2, the inside of the housing 1 is divided into two by the diaphragm 33 and the elastic support member 36, and the chambers 3 and 4 are formed. The chamber 3 formed in the upper part communicates with the outside of the housing 1 through the flow path 2a, and the chamber 4 formed in the lower part communicates with the outside of the housing 1 through the flow path 2b. Yes.

駆動機構35は、例えば下部のチャンバ4内に配置されている。例えば筒状のボトムヨーク26の内側に、振動板33の振動方向(Z方向)に着磁されたマグネット27が内蔵され、マグネット27には、例えば板状のトップヨーク34が取り付けられている。マグネット27、ボトムヨーク26及びトップヨーク34により磁気回路が構成される。例えば振動方向にほぼ垂直な面内における、ボトムヨーク26やトップヨーク34の形状は、円形、楕円形、多角形等、どんな形状であってもよい。マグネット27の当該面内の形状は、そのボトムヨーク26やトップヨーク34が円形なら、例えばリング状または円筒状でなる。トップヨーク34とボトムヨーク26との間の磁気ギャップには、コイル28が巻回されたコイルボビン29が出入りするようになっている。コイルボビン29は振動板33の下面に装着されている。このように構成された駆動機構35に駆動信号発生器5から電気信号が供給されることにより、振動板33をZ方向に振動させることができる。   The drive mechanism 35 is disposed, for example, in the lower chamber 4. For example, a magnet 27 magnetized in the vibration direction (Z direction) of the diaphragm 33 is incorporated inside the cylindrical bottom yoke 26, and a plate-like top yoke 34 is attached to the magnet 27, for example. The magnet 27, the bottom yoke 26, and the top yoke 34 constitute a magnetic circuit. For example, the shape of the bottom yoke 26 and the top yoke 34 in a plane substantially perpendicular to the vibration direction may be any shape such as a circle, an ellipse, or a polygon. The in-plane shape of the magnet 27 is, for example, a ring shape or a cylindrical shape if the bottom yoke 26 and the top yoke 34 are circular. A coil bobbin 29 around which a coil 28 is wound enters and exits a magnetic gap between the top yoke 34 and the bottom yoke 26. The coil bobbin 29 is attached to the lower surface of the diaphragm 33. By supplying an electrical signal from the drive signal generator 5 to the drive mechanism 35 configured as described above, the diaphragm 33 can be vibrated in the Z direction.

振動板33は、例えば樹脂、紙、または金属でなる。特に、振動板33が紙でなることにより、非常に軽量化される。紙は、樹脂ほど任意な形状に作製しにくいが、軽量化では有利である。振動板33が樹脂の場合、成形により任意の形状に作製しやすい。一方、振動板33が金属の場合、例えば銅、アルミニウム、あるいはステンレス等でなる。あるいはマグネシウムでもよい。マグネシウムは軽量で射出成形が可能であるので有利となる。振動板33は平板状でなくてもよく、例えば立体的な振動体であってもよい。振動板33の平面形状(振動方向にほぼ垂直な面の形状)は、円、楕円、矩形、あるいはこれらの組み合わせ等の形状が考えられる。   The diaphragm 33 is made of, for example, resin, paper, or metal. In particular, when the diaphragm 33 is made of paper, the weight is very reduced. Paper is not as easy to make in an arbitrary shape as resin, but it is advantageous in reducing the weight. When the diaphragm 33 is a resin, it can be easily formed into an arbitrary shape by molding. On the other hand, when the diaphragm 33 is a metal, it is made of, for example, copper, aluminum, or stainless steel. Alternatively, magnesium may be used. Magnesium is advantageous because it is lightweight and can be injection molded. The diaphragm 33 may not be a flat plate, and may be, for example, a three-dimensional vibrator. The planar shape of the diaphragm 33 (the shape of the surface substantially perpendicular to the vibration direction) may be a circle, an ellipse, a rectangle, or a combination thereof.

筐体1は、例えば、樹脂、ゴム、または金属でなる。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、振動アクチュエータ15の駆動により発生する音、あるいは振動板33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、さらに、軽量化に対応でき、低コストとなる。樹脂等の射出成形で筐体1が作製される場合は、ノズル体2と一体で成形することが可能である。しかし、図1及び図2に示すように、筐体1とノズル体2とは別体の方が、噴流発生装置10の作製が容易になる。   The housing 1 is made of, for example, resin, rubber, or metal. Resin and rubber are easy to produce by molding and are suitable for mass production. Further, when the housing 1 is made of resin or rubber, it is possible to suppress sound generated by driving the vibration actuator 15 or airflow sound generated by vibration of the vibration plate 33. That is, when the housing 1 is made of resin or rubber, the attenuation rate of those sounds is also high, noise can be suppressed, and further, the weight can be reduced and the cost is reduced. When the housing 1 is manufactured by injection molding of resin or the like, it can be molded integrally with the nozzle body 2. However, as shown in FIGS. 1 and 2, the jet flow generating device 10 can be easily manufactured when the casing 1 and the nozzle body 2 are separate.

筐体1が熱伝導性の高い材料、例えば金属でなる場合、駆動機構35から発せられる熱を筐体1に逃がして筐体1の外部に放熱することができる。金属としては、アルミニウムや銅が挙げられる。熱伝導性を考慮する場合、金属に限らず、カーボンであってもよい。金属としては、射出成形が可能なマグネシウム等も用いることができる。駆動機構35の磁気回路からの漏れ磁界が機器の他のデバイスに影響する場合は、漏れ磁界を無くす工夫が必要である。その一つが、筐体1を磁性材料、例えば鉄等にすることである。これにより、漏れ磁界はかなりのレベルで低減される。さらに、高温での使用や、特殊用途ではセラミックスの筐体であってもよい。   When the housing 1 is made of a material having high thermal conductivity, for example, metal, heat generated from the drive mechanism 35 can be released to the housing 1 and radiated to the outside of the housing 1. Examples of the metal include aluminum and copper. When considering thermal conductivity, carbon is not limited to metal. As the metal, magnesium that can be injection-molded can be used. When a leakage magnetic field from the magnetic circuit of the drive mechanism 35 affects other devices of the device, it is necessary to devise a method for eliminating the leakage magnetic field. One of them is to make the housing 1 from a magnetic material such as iron. Thereby, the leakage magnetic field is reduced to a considerable level. Further, it may be a ceramic case for use at high temperatures or for special applications.

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。   The operation of the jet flow generating device 10 configured as described above will be described.

駆動機構35に例えばサイン波の交流電圧が印加されると、振動板33は正弦波振動を行う。これにより、チャンバ3及び4内の容積が増減する。チャンバ3及び4の容積変化に伴い、それらチャンバ3及び4の圧力が交互に増減し、これに伴い、空気がそれぞれ流路2a及び2bを介して交互に脈流として吐出される。流路2a及び2bから空気が吐出されるときに筐体1やノズル体2の周囲の気圧が低下することにより、当該周囲の空気が流路2a及び2bから吐出される空気に巻き込まれ、合成噴流が発生する。この合成噴流が、図示しない発熱体や高熱部に吹き付けられることにより、当該発熱体を冷却することができる。なお、発熱体としては、例えばIC、コイル、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。   For example, when a sinusoidal AC voltage is applied to the drive mechanism 35, the diaphragm 33 performs sinusoidal vibration. Thereby, the volume in the chambers 3 and 4 increases or decreases. As the volumes of the chambers 3 and 4 change, the pressures in the chambers 3 and 4 alternately increase and decrease, and along with this, air is alternately discharged as pulsating flows through the flow paths 2a and 2b, respectively. When air is discharged from the flow paths 2a and 2b, the air pressure around the casing 1 and the nozzle body 2 is reduced, so that the surrounding air is caught in the air discharged from the flow paths 2a and 2b, and is synthesized. A jet is generated. This synthetic jet can be cooled by being blown to a heating element (not shown) or a high-heat part. Examples of the heating element include an electronic component such as an IC, a coil, a resistor, or a heat radiating fin (heat sink).

一方、流路2a及び2bから空気が吐出されるときに、各流路2a及び2bから独立して、特に気流音による騒音が発生する。しかしながら、各流路2a及び2bで発生する各音波は逆位相の音波であるため互いに弱められる。これにより、ある程度騒音が抑制され、静音化を図ることができる。   On the other hand, when air is discharged from the flow paths 2a and 2b, noise due to airflow noise is generated independently of the flow paths 2a and 2b. However, since each sound wave generated in each flow path 2a and 2b is an anti-phase sound wave, it is weakened mutually. Thereby, noise can be suppressed to some extent, and noise reduction can be achieved.

なお、本実施の形態に係る噴流発生装置は空気を吐出するが、空気に限らず、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。   The jet generating device according to the present embodiment discharges air, but is not limited to air, and may be nitrogen, helium gas, argon gas, or other gases.

図5は、弾性支持部材36の変位とそのバネ力の関係を示すグラフである。このグラフにおいて起磁力は10ATである。「弾性支持部材の変位」とは、言い換えると、図2に示すようなZ方向における振動板33の静止位置からの当該振動板33の変位であり、さらに詳しくは、振動板33の静止状態での重心位置からの当該振動板33の変位である。このグラフにおいて、変位のプラス側は図2中、上方向の変位であり、変位のマイナス側は図2中、下方向の変位である。このグラフでは、弾性支持部材36は、図3に示したように外周側が山36aでなり、内周側が谷36bでなる弾性支持部材36が用いられている。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the displacement of the elastic support member 36 and its spring force. In this graph, the magnetomotive force is 10AT. In other words, the “displacement of the elastic support member” is the displacement of the diaphragm 33 from the stationary position of the diaphragm 33 in the Z direction as shown in FIG. 2, and more specifically, in the stationary state of the diaphragm 33. Is the displacement of the diaphragm 33 from the center of gravity position. In this graph, the positive side of displacement is the upward displacement in FIG. 2, and the negative side of displacement is the downward displacement in FIG. In this graph, as shown in FIG. 3, the elastic support member 36 uses an elastic support member 36 whose outer peripheral side is a mountain 36a and whose inner peripheral side is a valley 36b.

このグラフから、バネ性に非線形性が見られる。バネ力が非常に小さい領域(プラス側)と、バネ力が大きい領域(マイナス側)の2つの領域があることが分かる。この実験で用いられた弾性支持部材36は、外周側に山36aを設けているが、その影響を受けプラス側でバネ力が小さくなっている。   From this graph, the nonlinearity is seen in the spring property. It can be seen that there are two regions, a region where the spring force is very small (plus side) and a region where the spring force is large (minus side). The elastic support member 36 used in this experiment has a crest 36a on the outer peripheral side, but the spring force is reduced on the plus side due to the influence.

なお、仮に内周側が山である弾性支持部材が用いられると、プラス側でバネ力が大きく、マイナス側でバネ力が小さくなる。しかし、弾性支持部材や振動板の重力の影響もあるので、図5に示すグラフと全く対称的にはならないと考えられる。   If an elastic support member having a mountain on the inner peripheral side is used, the spring force is large on the plus side and the spring force is small on the minus side. However, since there is an influence of the gravity of the elastic support member and the diaphragm, it is considered that the graph is not completely symmetrical with the graph shown in FIG.

ここで、振動板33の静止位置を、駆動機構35から発生する電磁力のセンタ(図6の0.5(mm))から下側、例えば図6に示す出力(変位)0(mm)のところにあえて設定することが、本実施の形態の最も特徴的な技術である。図6は、上記のような弾性支持部材36が用いられるときの、振動板33の変位のシミュレーション結果である。変位0(mm)が振動板33の静止位置(重心位置)となる。このように、電磁力の中心位置が、振動板33の静止位置(振動板33の重心位置)から振動方向に所定の距離だけずれて設定されることが望ましい。これにより、振動板33がその電磁力で駆動される際に、振動板33は磁気回路の駆動力の中心位置を中心に動こうとし、振動板33の振動中心が持ち上がる。ここでは、振動中心がバネ力が小さいプラス側に0.5(mm)移動するように設定されている。このプラス側の領域では、バネ力が小さいために、少ない電流で駆動することが可能になり、結果として消費電力を減らすことが可能となる。   Here, the stationary position of the diaphragm 33 is lower than the center (0.5 mm in FIG. 6) of the electromagnetic force generated from the drive mechanism 35, for example, the output (displacement) 0 (mm) shown in FIG. However, this is the most characteristic technique of the present embodiment. FIG. 6 is a simulation result of the displacement of the diaphragm 33 when the elastic support member 36 as described above is used. The displacement 0 (mm) is the stationary position (center of gravity position) of the diaphragm 33. As described above, it is desirable that the center position of the electromagnetic force is set to be shifted from the rest position of the diaphragm 33 (the center of gravity position of the diaphragm 33) by a predetermined distance in the vibration direction. Thus, when the diaphragm 33 is driven by the electromagnetic force, the diaphragm 33 tries to move around the center position of the driving force of the magnetic circuit, and the vibration center of the diaphragm 33 is lifted. Here, the vibration center is set to move 0.5 (mm) to the plus side where the spring force is small. Since the spring force is small in this positive region, it is possible to drive with a small current, and as a result, it is possible to reduce power consumption.

電磁力のセンタ位置をずらすには、例えば磁気回路に対する、コイルが配置されるZ方向での位置をずらせばよい。   In order to shift the center position of the electromagnetic force, for example, the position in the Z direction where the coil is disposed with respect to the magnetic circuit may be shifted.

図7は、形状等が異なる複数の種類の弾性支持部材を用い、電磁力のセンタ位置をいろいろ変えて、振動板33を所定の振幅で駆動させたときの電流値を示すグラフである。図7中、(A)は、弾性支持部材が上側に動いたときのバネ力が、下側に動いたときに比べ柔らかく(小さく)、かつ、振動板33の静止位置の上側に電磁力のセンタ位置がある弾性支持部材が用いられる場合を示す。(B)は、弾性支持部材が上側に動いたときのバネ力が、下側に動いたときに比べ硬く(大きく)、かつ、振動板33の静止位置の上側に電磁力のセンタ位置がある弾性支持部材が用いられる場合を示す。(C)は、弾性支持部材が上側に動いたときのバネ力が、下側に動いたときに比べ柔らかく(小さく)、かつ、振動板33の静止位置の下側に電磁力のセンタ位置がある弾性支持部材が用いられる場合を示す。図6に説明したグラフは、(A)の弾性支持部材が用いられる場合を示す。(C)についても、(B)に比べ消費電力を下げることができるが、(A)が最も消費電力を低減させることができる。   FIG. 7 is a graph showing current values when the diaphragm 33 is driven with a predetermined amplitude by using various types of elastic support members having different shapes and the like and changing the center position of the electromagnetic force in various ways. In FIG. 7, (A) shows that the spring force when the elastic support member moves upward is softer (smaller) than when it moves downward, and the electromagnetic force is above the stationary position of the diaphragm 33. The case where the elastic support member with a center position is used is shown. In (B), the spring force when the elastic support member moves upward is harder (larger) than when the elastic support member moves downward, and the center position of the electromagnetic force is above the stationary position of the diaphragm 33. The case where an elastic support member is used is shown. (C) shows that the spring force when the elastic support member moves upward is softer (smaller) than when it moves downward, and the center position of the electromagnetic force is below the stationary position of the diaphragm 33. The case where a certain elastic support member is used is shown. The graph described in FIG. 6 shows a case where the elastic support member (A) is used. Regarding (C), the power consumption can be reduced compared to (B), but (A) can reduce the power consumption the most.

以上より、バネ力の非線形特性を利用して、バネが柔らかくなる方に電磁力の中心を配置することにより、消費電力を減らすことが可能になる。   From the above, it is possible to reduce the power consumption by using the non-linear characteristic of the spring force and arranging the center of the electromagnetic force on the softer side of the spring.

次に、他の実施の形態に係る噴流発生装置について説明する。なお、これ以降では、駆動機構の構成は、図2に示す駆動機構35と同様の構成をしているものとして説明する。   Next, a jet generator according to another embodiment will be described. In the following description, it is assumed that the drive mechanism has the same configuration as that of the drive mechanism 35 shown in FIG.

図8は、トップヨーク34のZ方向の厚さとコイル28に流す電流値との関係を示すシミュレーションのグラフである。ここでは、円板状でなるトップヨーク34を想定している。図8のグラフから、電流値を0.105(A)以下に設定して消費電力を抑えるためには、トップヨーク34を1.0〜1.7(mm)の厚さにすればよく、この範囲が実際の製品として使うことができそうな範囲である。トップヨーク34の厚さ1.2(mm)で電流値が最小になる。   FIG. 8 is a simulation graph showing the relationship between the thickness of the top yoke 34 in the Z direction and the value of the current flowing through the coil 28. Here, a top yoke 34 having a disk shape is assumed. From the graph of FIG. 8, in order to suppress the power consumption by setting the current value to 0.105 (A) or less, the top yoke 34 may have a thickness of 1.0 to 1.7 (mm). This is the range that can be used as an actual product. The current value is minimized when the thickness of the top yoke 34 is 1.2 (mm).

図9に、トップヨーク34の厚さtをパラメータとして、コイルが高さ方向(Z方向)に移動したときのコイル28に発生する電磁力(ローレンツ力)の解析の結果を示す。横軸はコイルの変位量を示し、0(mm)がコイル28の静止位置である。このグラフから、t=1.2(mm)で大きな力を広い範囲で得ることができていることが確認される。   FIG. 9 shows the result of analysis of electromagnetic force (Lorentz force) generated in the coil 28 when the coil moves in the height direction (Z direction) using the thickness t of the top yoke 34 as a parameter. The horizontal axis indicates the amount of displacement of the coil, and 0 (mm) is the stationary position of the coil 28. From this graph, it is confirmed that a large force can be obtained in a wide range at t = 1.2 (mm).

図10は、マグネット27、トップヨーク34及びボトムヨーク26でなる磁気回路の磁気ギャップに発生する磁束密度を、測定位置である高さ位置を横軸に表して示している。具体的には、後で説明する図12(B)のコイル28のセンタを通る、縦に延びる細線の下端を、図10における横軸での0(mm)としている。このグラフで見ても、やはりt=1.2(mm)のトップヨーク34が最も効率的なことが分かる。   FIG. 10 shows the magnetic flux density generated in the magnetic gap of the magnetic circuit composed of the magnet 27, the top yoke 34, and the bottom yoke 26 with the height position, which is the measurement position, being shown on the horizontal axis. Specifically, the lower end of the vertically extending fine line passing through the center of the coil 28 in FIG. 12B described later is set to 0 (mm) on the horizontal axis in FIG. It can be seen from this graph that the top yoke 34 with t = 1.2 (mm) is the most efficient.

図11は、トップヨーク34のBH特性を示す。図10から分かるように、今回の実験で用いられたトップヨーク34は、2(T)でほぼ飽和状態となるので、このトップヨーク34に最大2(T)程度の磁束が発生するような磁界を発生させるようにすれば、効率良く振動板を駆動することができる。   FIG. 11 shows the BH characteristics of the top yoke 34. As can be seen from FIG. 10, since the top yoke 34 used in this experiment is almost saturated at 2 (T), a magnetic field that generates a maximum magnetic flux of about 2 (T) at the top yoke 34 is obtained. If it is made to generate | occur | produce, a diaphragm can be driven efficiently.

図12〜図14に、トップヨーク34の厚さごとの磁場解析の結果を示す。なお、図12〜図14では、図2におけるマグネット27、トップヨーク34、ボトムヨーク26及びコイル28の断面のうち右半分を示している。   12 to 14 show the results of magnetic field analysis for each thickness of the top yoke 34. 12 to 14 show the right half of the cross sections of the magnet 27, the top yoke 34, the bottom yoke 26, and the coil 28 in FIG.

図12(A)及び図12(B)は、トップヨーク34の厚さが適切な場合を示す。図12(A)から、トップヨーク34から出た磁束が、コイル28が配置される位置、つまり磁気ギャップに集中していることが分かる。また、図12(B)に示すように、トップヨーク34内は磁束密度として2(T)未満の領域がほとんどであり、トップヨーク34がぎりぎり飽和しない状態であることが分かる。図12では、トップヨーク34の厚さが例えば1.0〜1.7(mm)の場合を示した。なお、図中、左に示された磁束密度について、「xe+000」は、「x×100」であり、「xe−001」は、「x×10-1」である。 12A and 12B show a case where the thickness of the top yoke 34 is appropriate. From FIG. 12A, it can be seen that the magnetic flux emitted from the top yoke 34 is concentrated at the position where the coil 28 is disposed, that is, at the magnetic gap. Further, as shown in FIG. 12B, it can be seen that the top yoke 34 has almost no magnetic flux density in the region of less than 2 (T), and the top yoke 34 is in a state of being hardly saturated. FIG. 12 shows the case where the thickness of the top yoke 34 is, for example, 1.0 to 1.7 (mm). In the figure, regarding the magnetic flux density shown on the left, “xe + 000” is “x × 10 0 ” and “xe−001” is “x × 10 −1 ”.

図13(A)及び図13(B)は、トップヨーク34の厚さが薄すぎる場合を示す。図13(A)から、マグネット27から出た磁束が、トップヨーク34に入りきらずに上のほうから漏れ出し、磁気ギャップに集中できていないことが分かる。また、図13(B)に示すように、トップヨーク34内は磁束密度として2(T)を越える部分が多くあり、トップヨーク34が飽和してしまい、磁束が漏れ出してしまっていることが分かる。   13A and 13B show the case where the top yoke 34 is too thin. From FIG. 13A, it can be seen that the magnetic flux emitted from the magnet 27 leaks from the upper side without entering the top yoke 34 and is not concentrated in the magnetic gap. Further, as shown in FIG. 13B, there are many portions in the top yoke 34 where the magnetic flux density exceeds 2 (T), the top yoke 34 is saturated, and the magnetic flux leaks. I understand.

図14(A)及び図14(B)は、トップヨーク34が厚すぎる場合を示す。図14(A)から、マグネット27から出た磁束が、トップヨーク34を通り、広い範囲においてにボトムヨークに向かって放出されていることが分かる。磁束が広い範囲で放出されるために、磁束密度としては小さな値となっている。また、図14(B)に示すように、トップヨーク34内は磁束密度として1(T)未満の領域がほとんどであることが分かる。   14A and 14B show a case where the top yoke 34 is too thick. 14A that the magnetic flux emitted from the magnet 27 passes through the top yoke 34 and is released toward the bottom yoke in a wide range. Since the magnetic flux is released in a wide range, the magnetic flux density has a small value. Further, as shown in FIG. 14B, it can be seen that the top yoke 34 is mostly in a region where the magnetic flux density is less than 1 (T).

このように、本実施の形態の場合、トップヨーク34内の磁束密度が多くの領域で2(T)未満となるように厚みを調整することにより、ぎりぎり飽和しない状態を作り出すことができ、適切な範囲に磁束を集中して放出することができる。その結果、コイル28が生み出すローレンツ力を最大化することが可能となる。その結果、少ない電流で大きな力を発生し、結果として消費電力を最小化することが可能となる。   As described above, in the case of the present embodiment, by adjusting the thickness so that the magnetic flux density in the top yoke 34 is less than 2 (T) in many regions, it is possible to create a state that is barely saturated. The magnetic flux can be concentrated and released in a wide range. As a result, the Lorentz force generated by the coil 28 can be maximized. As a result, a large force is generated with a small current, and as a result, power consumption can be minimized.

図15は、トップヨーク34の厚さtをパラメータとした、その円板状のトップヨーク34の半径位置と磁束密度との関係を示すグラフである。「トップヨーク34の半径位置」とは、振動方向にほぼ垂直な面(X−Y平面)内での半径位置である。トップヨーク34の厚さは、図8で示したように1.0〜1.7(mm)のうち、1.0(mm)、1.2(mm)、1.4(mm)及び1.6(mm)をパラメータとした。このグラフより、半径位置7mmあたりで磁束密度は最大となり、t=1.6(mm)で1.5(T)、t=1.0(mm)で2.1(T)となった。したがって、消費電力を抑えるためには、上記したようにt=1.0〜1.7(mm)で、かつ、磁束密度の最大値が1.5〜2.1(T)となるようにすればよい。   FIG. 15 is a graph showing the relationship between the radial position of the disk-shaped top yoke 34 and the magnetic flux density, using the thickness t of the top yoke 34 as a parameter. The “radial position of the top yoke 34” is a radial position in a plane (XY plane) substantially perpendicular to the vibration direction. As shown in FIG. 8, the thickness of the top yoke 34 is 1.0 (mm), 1.2 (mm), 1.4 (mm), and 1 among 1.0 to 1.7 (mm). .6 (mm) was used as a parameter. From this graph, the magnetic flux density is maximum around a radius of 7 mm, and is 1.5 (T) at t = 1.6 (mm) and 2.1 (T) at t = 1.0 (mm). Therefore, in order to suppress the power consumption, as described above, t = 1.0 to 1.7 (mm) and the maximum value of the magnetic flux density is 1.5 to 2.1 (T). do it.

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。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications are possible.

上記駆動方式の例としては、例えば電磁駆動方式について説明したが、特に、図1〜図5で示す形態については、静電作用、または圧電作用を利用する方式も適用可能である。   As an example of the drive method, for example, the electromagnetic drive method has been described. In particular, for the modes shown in FIGS. 1 to 5, a method using an electrostatic action or a piezoelectric action is also applicable.

上記実施の形態では、振動板33は平板状でなる例を説明したが、振動板33に側板が付いたような立体的な形状、あるいはその他の立体的な形状であってもよい。   In the above embodiment, the example in which the diaphragm 33 has a flat plate shape has been described. However, the diaphragm 33 may have a three-dimensional shape with a side plate attached thereto, or another three-dimensional shape.

噴流発生装置10が搭載される電子機器として、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、プロジェクタ、携帯電話、ゲーム機器、カーナビゲーション機器、ロボット機器、その他の電化製品等が挙げられる。   As electronic equipment on which the jet flow generating device 10 is mounted, a computer (in the case of a personal computer, it may be a laptop type or a desktop type), a PDA (Personal Digital Assistance), an electronic dictionary, a camera, a display Devices, audio / visual devices, projectors, mobile phones, game devices, car navigation devices, robot devices, and other electrical appliances.

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。It is a perspective view which shows the jet flow generator which concerns on one embodiment of this invention. 図1に示す噴流発生装置の断面図である。It is sectional drawing of the jet flow generator shown in FIG. 振動板及び弾性支持部材の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a diaphragm and an elastic support member. 振動板、弾性支持部材及びフレームを個々に示した斜視図である。It is the perspective view which showed the diaphragm, the elastic support member, and the flame | frame separately. 弾性支持部材の変位とそのバネ力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the displacement of an elastic support member, and its spring force. 上記のような弾性支持部材が用いられるときの、振動板の変位のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the displacement of a diaphragm when the above elastic support members are used. 形状等が異なる複数の種類の弾性支持部材を用い、電磁力のセンタ位置を変えて、振動板を所定の振幅で駆動させたときの電流値を示すグラフである。It is a graph which shows an electric current value when a diaphragm is driven with a predetermined amplitude by changing the center position of electromagnetic force using a plurality of types of elastic support members having different shapes and the like. トップヨークのZ方向の厚さとコイルに流す電流値との関係を示すシミュレーションのグラフである。It is a graph of the simulation which shows the relationship between the thickness of the Z direction of a top yoke, and the electric current value sent through a coil. トップヨークの厚さtをパラメータとした、コイルのZ方向の中心位置での電磁力の解析の結果を示す。The result of the analysis of the electromagnetic force at the center position in the Z direction of the coil with the thickness t of the top yoke as a parameter is shown. マグネット、トップヨーク及びボトムヨークでなる磁気回路の磁気ギャップに発生する磁束密度を、測定位置である高さ位置を横軸に表して示すグラフである。It is a graph which shows the magnetic flux density which generate | occur | produces in the magnetic gap of the magnetic circuit which consists of a magnet, a top yoke, and a bottom yoke, with the horizontal position showing the height position which is a measurement position. トップヨークのBH特性を示すグラフである。It is a graph which shows the BH characteristic of a top yoke. トップヨークの厚さが適切な場合の磁場解析結果を示す図である。It is a figure which shows the magnetic field analysis result in case the thickness of a top yoke is appropriate. トップヨークの厚さが薄すぎる場合の磁場解析結果を示す図である。It is a figure which shows the magnetic field analysis result in case the thickness of a top yoke is too thin. トップヨークの厚さが厚すぎる場合の磁場解析結果を示す図である。It is a figure which shows the magnetic field analysis result in case the thickness of a top yoke is too thick. トップヨークの厚さをパラメータとした、その円板状のトップヨークの半径位置と磁束密度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the radial position of the disk-shaped top yoke, and magnetic flux density which used the thickness of the top yoke as a parameter.

符号の説明Explanation of symbols

1…筐体
2…ノズル体
2a、2b…流路(開口)
10…噴流発生装置
15…振動アクチュエータ
26…ボトムヨーク
27…マグネット
28…コイル
33…振動板(振動体)
34…トップヨーク
35…駆動機構
36…弾性支持部材
36a…山
36b…谷
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Housing 2 ... Nozzle body 2a, 2b ... Flow path (opening)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Jet generator 15 ... Vibration actuator 26 ... Bottom yoke 27 ... Magnet 28 ... Coil 33 ... Diaphragm (vibrating body)
34 ... Top yoke 35 ... Drive mechanism 36 ... Elastic support member 36a ... Mountain 36b ... Valley

Claims (7)

気体の合成噴流を発生する噴流発生装置に用いられる振動アクチュエータであって、
振動体と、
前記振動体を振動可能に支持し、振動体の変位に対するバネ力が非線形な弾性支持部材と、
前記振動体の振動方向における駆動力の中心位置が、前記振動体の静止状態での重心位置から該振動方向で所定の距離だけずれるように、前記振動体を駆動する駆動機構と
を具備することを特徴とする振動アクチュエータ。
A vibration actuator used in a jet generating device that generates a synthetic jet of gas,
A vibrating body,
An elastic support member that supports the vibrating body so as to vibrate, and has a non-linear spring force against the displacement of the vibrating body;
A driving mechanism for driving the vibrating body so that a center position of the driving force in the vibration direction of the vibrating body is deviated by a predetermined distance in the vibration direction from a center of gravity position of the vibrating body in a stationary state. Vibration actuator characterized by
請求項1に記載の振動アクチュエータであって、
前記弾性支持部材は、前記重心位置から第1の側へ第1の距離だけ変位した位置で第1のバネ力を有するとともに、前記重心位置から前記第1の側とは反対側の第2の側へ、前記第1の距離と同じ距離だけ変位した位置で前記第1のバネ力より小さい第2のバネ力を有し、
前記駆動機構は、前記第2の側へ前記駆動力の中心位置がずれるように前記振動体を駆動することを特徴とする振動アクチュエータ。
The vibration actuator according to claim 1,
The elastic support member has a first spring force at a position displaced by a first distance from the position of the center of gravity to the first side, and a second side opposite to the first side from the position of the center of gravity. A second spring force smaller than the first spring force at a position displaced to the side by the same distance as the first distance;
The driving mechanism drives the vibrating body so that a center position of the driving force is shifted toward the second side.
請求項1に記載の振動アクチュエータであって、
前記弾性支持部材は、
前記振動体の振動方向にほぼ垂直な面内における周囲を支持し、山部及び谷部がそれぞれ1つずつ設けられたベローズ状の部材であることを特徴とする振動アクチュエータ。
The vibration actuator according to claim 1,
The elastic support member is
A vibration actuator, characterized in that it is a bellows-like member that supports a periphery in a plane substantially perpendicular to the vibration direction of the vibrating body and is provided with one peak and one valley.
請求項1に記載の振動アクチュエータであって、
前記駆動機構は、
マグネットと、
前記マグネットを収容する筒状の第1のヨークと、
前記第1のヨークとの間に磁気ギャップを形成するように前記マグネットに装着された、厚さ1.0〜1.7(mm)でなる板状の第2のヨークと、
前記磁気ギャップに配置され、前記振動体に接続されたコイルとを有し、
前記第2のヨークの前記厚さ方向における中央位置の磁束密度の最大値が1.5〜2.1(T)となるように構成されていることを特徴とする振動アクチュエータ。
The vibration actuator according to claim 1,
The drive mechanism is
Magnets,
A cylindrical first yoke that houses the magnet;
A plate-shaped second yoke having a thickness of 1.0 to 1.7 (mm), which is attached to the magnet so as to form a magnetic gap with the first yoke;
A coil disposed in the magnetic gap and connected to the vibrating body;
The vibration actuator, wherein the maximum value of the magnetic flux density at the center position in the thickness direction of the second yoke is 1.5 to 2.1 (T).
気体の合成噴流を発生する噴流発生装置に用いられる振動アクチュエータであって、
振動体と、
マグネットと、前記マグネットを収容する筒状の第1のヨークと、前記第1のヨークとの間に磁気ギャップを形成するように前記マグネットに装着された、厚さ1.0〜1.7(mm)でなる板状の第2のヨークと、前記磁気ギャップに配置され前記振動体に接続されたコイルとを有し、前記第2のヨークの前記厚さ方向における中央位置の磁束密度の最大値が1.5〜2.1(T)となるように構成された駆動機構と
を具備することを特徴とする振動アクチュエータ。
A vibration actuator used in a jet generating device that generates a synthetic jet of gas,
A vibrating body,
Thickness of 1.0 to 1.7 (mounted on the magnet so as to form a magnetic gap between the magnet, a cylindrical first yoke that accommodates the magnet, and the first yoke) mm) and a coil disposed in the magnetic gap and connected to the vibrating body, and the maximum magnetic flux density at the central position in the thickness direction of the second yoke. And a driving mechanism configured to have a value of 1.5 to 2.1 (T).
開口を有し、内部に気体を含む筐体と、
前記筐体内に配置され、振動により前記開口を介して前記気体を吐出する振動体と、
前記振動体を振動可能に支持し、振動体の変位に対するバネ力が非線形な弾性支持部材と、
前記振動体の振動方向における駆動力の中心位置が、前記振動体の静止状態での重心位置から該振動方向で所定の距離だけずれるように、前記振動体を駆動する駆動機構と
を具備することを特徴とする噴流発生装置。
A housing having an opening and containing a gas inside;
A vibrating body disposed in the housing and discharging the gas through the opening by vibration;
An elastic support member that supports the vibrating body so as to vibrate and has a non-linear spring force relative to the displacement of the vibrating body;
A driving mechanism for driving the vibrating body so that a center position of the driving force in the vibration direction of the vibrating body is deviated by a predetermined distance in the vibration direction from a center of gravity position of the vibrating body in a stationary state. A jet generator characterized by the above.
開口を有し、内部に気体を含む筐体と、
前記筐体内に配置され、振動により前記開口を介して前記気体を吐出する振動体と、
マグネットと、前記マグネットを収容する筒状の第1のヨークと、前記第1のヨークとの間に磁気ギャップを形成するように前記マグネットに装着された、厚さ1.0〜1.7(mm)でなる板状の第2のヨークと、前記磁気ギャップに配置され前記振動体に接続されたコイルとを有し、前記第2のヨークの前記厚さ方向における中央位置の磁束密度の最大値が1.5〜2.1(T)となるように構成された駆動機構と
を具備することを特徴とする噴流発生装置。
A housing having an opening and containing a gas inside;
A vibrating body disposed in the housing and discharging the gas through the opening by vibration;
Thickness of 1.0 to 1.7 (mounted on the magnet so as to form a magnetic gap between the magnet, a cylindrical first yoke that accommodates the magnet, and the first yoke) mm) and a coil disposed in the magnetic gap and connected to the vibrating body, and the maximum magnetic flux density at the central position in the thickness direction of the second yoke. And a drive mechanism configured to have a value of 1.5 to 2.1 (T).
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