JP2009103111A - 冷却装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】
防水性に優れ、冷却を効率的に行うことができる冷却装置、圧電ポンプ及び電子機器を提供する。
【解決手段】
冷却装置１は、外部から気体を導入するための通路３１を有する筐体３の底部１０と、通路３１を介して外部から気体を導入し、内部から気体を噴出する圧電ポンプ３２と、通路３１を塞ぐように設けられ、少なくとも気体は通過するが液体の通過を規制するフィルタ３３とを備えるので、水滴などを吸い込むようなことはなくなり、防水性に優れた携帯型ビデオカメラ１を得ることができる。圧電ポンプ３２は静圧が２ｋＰａ程度と高いため、フィルタ３３によって圧電ポンプ３２による吸引力が実質的に低下することは小さく、従って冷却を効率的に行うことができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば携帯型ビデオカメラなどの携帯型電子機器に搭載されたハードディスクドライブなどを冷却するために用いられる冷却装置、圧電ポンプ及び電子機器に関する。

従来から、携帯型電子機器に搭載された電子部品を冷却するための技術として、冷却ファンにより筐体内を強制排気することがよく知られている（例えば、特許文献１参照。）。

しかし、ファンや通気路確保のための空間などを含めると容積が大きく、最近の携帯型電子機器の小型化や薄型化を阻害する要因となっている。また、ファンから発生する騒音の問題もある。特に、携帯型ビデオカメラのような録音機能を有する場合には、騒音の問題は致命的である。

これらを解決する技術として、例えば気体を噴出するためのノズルを有するチャンバ内で振動板を人間の聞き取りにくい周波数で振動させ、ノズルから冷却のための気体を噴出させる「噴流発生装置」が開示されている（特許文献２）。
特開２００５−１２１３２号公報（段落[００１９]、図２） 特開２００６−２９７２９５号公報（段落[００２９]〜[００３１]、図２）

携帯型ビデオカメラや携帯電話などの携帯型電子機器は、例えば濡れた手で把持され、あるいは降水時に水滴が筐体に付着する機会があり、その場合に上記のように冷却のための気体を外部から導入すると、水滴が機器内に侵入し、機器の故障の原因となる。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、防水性に優れ、冷却を効率的に行うことができる冷却装置、圧電ポンプ及び電子機器を提供することにある。

かかる課題を解決するため、本発明に係る冷却装置は、外部から気体を導入するための通路を有する気体導入部と、前記通路を介して外部から気体を導入し、内部から気体を噴出する圧電ポンプと、前記通路を塞ぐように設けられ、少なくとも気体は通過するが液体の通過を規制するフィルタとを具備する。

本発明では、圧電ポンプに対して外部から気体を導入するための通路に、この通路を塞ぐように気体は通過するが液体の通過を規制するフィルタを設けたので、水滴などを吸い込むようなことはなくなり、防水性に優れたものとなる。また、圧電ポンプは静圧が高いため、圧電ポンプに対して外部から気体を導入するための通路に上記のフィルタを設けても、圧電ポンプによる吸引力が実質的に低下することは小さく、従って冷却を効率的に行うことができる。

付言すると、本発明では、上記のフィルタを設けたことで、例えば本発明に係る冷却装置が搭載される携帯型電子機器内に埃などが吸引される機会が激減し、このような埃などに起因する電子機器の故障が非常に少なくなる。また、圧電ポンプを用いたことで、静粛性に優れ、しかも低消費電力化が実現できる。しかも、圧電ポンプは薄型化が容易に可能であることから、本発明に係る冷却装置が搭載される例えば携帯型電子機器の小型薄型化に寄与することが十分可能である。

前記圧電ポンプは、前記通路から気体を内部に導入し、かつ、内部から気体を噴出するための共通の孔を有し、圧電体によって駆動されるポンプ室と、前記通路を挟んで前記孔と対向するように設けられた吐出口を有する壁体とを具備することが好ましい。このような共通の孔及び吐出口によりベンチュリーノズルを構成することで、圧電ポンプの「呼吸動作」による流量の増大を図ることができる。

前記気体導入部は、外部表面に対して凹部を有し、前記凹部の底部に前記通路の導入口が設けられていることが好ましい。これにより、通路の気体の導入口が水によって塞がれて気体の導入口を介して外部から水を吸い込むようなことがなくなる。

前記圧電ポンプは、前記通路から気体を内部に導入するための導入孔と、内部から外部に気体を噴出するための噴出孔とを有し、圧電体によって駆動されるポンプ室を具備し、前記冷却装置は、前記通路上に配置された熱交換体を更に具備することが好ましい。熱交換体を気体の流通経路の上流に設けることで、冷却効率を高めることができる。

前記圧電ポンプは、２２ｋＨｚ以上の周波数で駆動することが好ましい。これにより、可聴音域外の周波数での圧電ポンプの駆動が可能となり、静粛性に優れたものとなる。

前記フィルタは、撥水性の高いシート状素材に多数の微細な孔が穿設された防水通気シートであることが好ましい。微細な孔としては、例えば円形で、直径２５０μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下であればよく、また前記フィルタとして、ゴアテックス（登録商標）などからなる防水通気シートを用いても構わない。

フィルタを撥水性の高いシート状素材に多数の微細な孔が穿設された防水通気シートとすると、水滴はシート状素材の撥水性と水自身の表面張力の影響で玉状になり、シートを通過することができない。一方、空気は微細な孔を自由に通過できるため、水は通さず空気は通すという機能が得られる。撥水性の高いシート状素材としては、例えばテフロン（登録商標）を用いることができる。なお、例えばフィルタとしてゴアテックス（登録商標）が使用することもできるが、上記の撥水性の高いシート状素材に多数の微細な孔が穿設された防水通気シートを用いることで、通気抵抗や防水性を最適に設計することが可能である。例えば、吸入圧力が高い場合は孔径を小さくして水を吸入してしまうことを防ぎ、圧力が低い場合は孔径を大きくして通気抵抗を小さくする、などの設計が可能である。加えて、フィルタの素材として薄いシート状素材を用いることで、圧電ポンプの低背性を損なわず、例えば携帯型電子機器への実装に有利である。

上記の微細な孔として１５０μｍ以下程度では、防水通気シート全面を水で覆い尽くさない限り、圧電ポンプの吸引圧力（静圧と考えても良い）が２ｋＰａ程度と高くてもまず水滴が防水通気シートを通過することはない。なぜならば、水滴が付着していない部分から空気が通過して圧力を逃がしてしまうからである。一方、微細な孔として直径２５０μｍ以下程度では、圧電ポンプの吸引圧力が３００Ｐａ以下のように低い場合に限って使用できる。大きい孔径では、防水通気シートの通気抵抗が低いため、吸引圧力の低い圧電ポンプを使用した際の性能低下が少なくてすむ。

なお、防水通気シートの通気抵抗は空気が通過できる領域の面積に反比例するので、面積が広ければ広いほど性能低下が少なくてすむ。したがって、理想的には圧電ポンプの実装面積すべてを防水通気シートに利用できれば理想である。圧電ポンプは、圧電体アクチュエータが駆動するための空間を備えるため、この空間の面積を防水通気シートで使用できる構成とすることで、圧電ポンプの面積で実現できる最大の性能を発揮することができる。

本発明に係る圧電ポンプは、外部から気体を導入するための通路から気体を内部に導入し、かつ、内部から気体を噴出するための共通の孔を有し、圧電体によって駆動されるポンプ室と、前記通路を挟んで前記孔と対向するように設けられた吐出口を有し、前記ポンプ室との間で前記通路を構成する壁体とを具備する。

既に説明したように、共通の孔及び吐出口によりベンチュリーノズルを構成することで、圧電ポンプの「呼吸動作」による流量の増大を図ることができる。これにより、圧電ポンプとしての性能を向上させることができる。また、薄型化にも寄与する。

前記ポンプ室は、前記圧電体が取り付けられたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムとの間でポンプ室内を形成し、前記ダイヤフラムと対面する側に前記孔が設けられたポンプ本体とを具備することが好ましい。これにより、圧電ポンプの薄型化が可能になる
前記吐出口の径は、前記孔の径よりも大きいことが好ましい。これにより、圧電ポンプの「呼吸動作」による流量をより増大することが可能になる。

本発明に係る電子機器は、外部から気体を導入するための通路を有する気体導入部と、前記通路を介して外部から気体を導入し、内部から気体を噴出し、可聴音域外の周波数で駆動する圧電ポンプと、前記通路を塞ぐように設けられ、少なくとも気体は通過するが液体の通過を規制するフィルタとを有する冷却装置と、前記圧電ポンプから噴出された気体に基づいて冷却される電子部品とを具備する。

本発明では、圧電ポンプに対して外部から気体を導入するための通路に、この通路を塞ぐように気体は通過するが液体の通過を規制するフィルタを設けたので、水滴などを吸い込むようなことはなくなり、防水性に優れたものとなる。また、圧電ポンプは静圧が高いため、圧電ポンプに対して外部から気体を導入するための通路に上記のフィルタを設けても、圧電ポンプによる吸引力が実質的に低下することは小さく、従って冷却を効率的に行うことができる。更に、本発明では、上記のフィルタを設けたことで、電子機器内に埃などが吸引される機会が激減し、このような埃などに起因する電子機器の故障が非常に少なくなる。また更に、圧電ポンプを用いたことで、静粛性に優れ、しかも低消費電力化が実現できる。しかも、圧電ポンプは薄型化が容易に可能であることから、本発明に係る電子機器の小型薄型化に寄与することが十分可能である。

前記圧電ポンプは、前記圧電体が取り付けられたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムとの間でポンプ室内を形成し、前記ダイヤフラムと対面する側に前記孔が設けられたポンプ本体とを有するポンプ室を具備し、前記ダイヤフラムは、前記電子機器のスピーカとして兼用されることが好ましい。これにより、電子機器の部品点数の削減を図ることができる。

以上のように、本発明によれば、防水性に優れ、冷却を効率的に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る携帯型電子機器の構成を示す要部分解斜視図、図２はその携帯型電子機器のマイクロフォン及びレンズを含めた断面図、図３はその電子機器の外観図である。ここでは、携帯型電子機器として、携帯型ビデオカメラを例に取っているが、勿論携帯電話やその他の電子機器であっても勿論構わない。

これらの図に示すように、携帯型ビデオカメラ１では、撮像した被写体映像はカメラ本体２の筐体３内に搭載されたＨＤＤユニット５によってビデオ記録・再生などが行われる。

ここで、図３において、４はカメラ部のレンズ、６は撮像時の集音用のマイクロフォン、７はカメラ本体２に回転可能に枢着されたモニタ兼ファインダとなるＬＣＤなどの表示部、８は接眼部、９は操作釦群であり、筐体３の底部１０には冷却装置１６が配置されている。

ＨＤＤユニット５のケーシング５ａは表側（図１では裏側）がアルミダイカスト等で鋳造した金属部であり、裏側（図１では表側）は駆動用プリント基板で構成されているものが多いので表側の金属部分を下側にして熱伝導シート２１ａを介して、熱伝導率の高い、例えば銅等の金属から成る熱伝達部２０に接合される。

熱伝達部２０は帯状銅板の両端を互に反対方向に折り曲げた形状とし、一方の折曲片２０ａに熱伝達シート２１ａを接合し、ＨＤＤユニット５に固定する。他方の折曲片２０ｂにも、熱伝達シート２１ｂを接合し、該熱伝導シート２１ｂを密閉ケーシング１９の上面に接合して、図２に示すようにＨＤＤユニット５を密閉ケーシング１９上に固定させる。

密閉ケーシング１９及び冷却装置１６はビス２３を介して筐体３の底部１０に固定される。従って、ＨＤＤユニット５で高温度に温められた熱は熱伝達部２０に伝達され、この熱が冷却装置１６により冷却される。

図４は冷却装置１６の構成を示す断面図である。
図４に示すように、冷却装置１６は、外部から気体を導入するために筐体３の底部１０（気体導入部）の例えば４箇所に設けられた流路３１（導入孔２５）と、各流路３１を介して外部から気体を導入し、内部から気体を噴出する圧電ポンプ３２と、各流路３１を塞ぐように設けられ、気体は通過するが液体の通過を規制するフィルタ３３とを具備する。

図５は圧電ポンプ３２の分解斜視図である。
図４及び図５に示すように、圧電ポンプ３２は、上から順番に、壁体としての天板３４、流路（通路）３１を形成するめの介挿板３５、ポンプ室３６の天板３７、ポンプ室３６内の空間を形成するための介挿板３８、ダイヤフラム３９、ダイヤフラム３９の裏面に取り付けられた圧電素子４０、及び保護リング４１から構成される。

天板３４は、例えば略箱形状であり、この天板３４の中央に圧電ポンプ３２から噴出された気体を折曲片２０ｂ側に向けて吐出するための吐出口４２が設けられている。

介挿板３５は、例えば略矩形状であり、流路３１を形成するために十字状の打ち抜き部４３を有する。ベンチュリーノズル部は上記の吐出口４２に対応した位置、つまり介挿板３５の中央（十字状の打ち抜き部４３の交差部）に設けられている。

ポンプ室３６の天板３７は、例えば正方形の各角部が切り取られた例えば８角形の形状をなしている。これらの正方形の各角部が切り取られた部分４４は、天板３４の内壁との間で流路３１を形成する。天板３７は、流路３１からポンプ室３６内に気体を導入すると共に、ポンプ室３６内から吐出口４２を介して折曲片２０ｂ側に気体を噴出するための孔４５が設けられている。

ポンプ室３６内の空間を形成するための介挿板３８も、上記の天板３７と同様の形状をなし、切り取られた部分４６は、天板３４の内壁の間で流路３１を形成する。介挿板３８は、ポンプ室３６としてのある程度空間を形成するための厚さを有する。

ダイヤフラム３９も、上記の天板３７と同様の形状をなし、切り取られた部分４７は、天板３４の内壁との間で流路３１を形成する。１辺から水平方向に突起した突起部４８は、圧電素子４０への配線パターンが形成される。

圧電素子４０は、例えば円形をなし、印加された電圧（交番電圧）に応じて振動する。図６はこの圧電素子４０の制御系の概略構成を示すブロック図であり、制御部４９が例えば筐体３内の温度検出センサ５０により検出された温度に応じた電圧値の電圧を圧電素子４０に印加するように電源供給部５１を制御している。印加する電圧の周波数としては、例えば非可聴音領域である２２ｋＨｚ以上であることが騒音抑制の観点から好ましい。

保護リング４１は、上記の天板３７などと同様の形状をなし、切り取られた部分５２は、天板３４の内壁との間で流路３１を形成する。保護リング４１は圧電素子４０の振動によってダイヤフラム３９及び圧電素子４０が振動の際に筐体３の底部１０にぶつかることを防止する程度の厚さを有する。

図７はフィルタ３３の断面図である。
フィルタ３３は、図７に示すように、例えばテフロン（登録商標）などの撥水性の高いシート状素材５３に多数の微細な孔５４が穿設された防水通気シートである。微細な孔５４としては、例えば円形で、直径２５０μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下であればよい。なお、フィルタ３３として、ゴアテックス（登録商標）などからなる防水通気シートを用いても勿論構わない。

フィルタ３３として上記の防水通気シートとすると、水滴はシート状素材５３の撥水性と水自身の表面張力の影響で玉状になり、シートを通過することができない。一方、空気は微細な孔５４を自由に通過できるため、水は通さず空気は通すという機能が得られる。フィルタ３３として撥水性の高いシート状素材５３に多数の微細な孔５４が穿設された防水通気シートを用いることで、通気抵抗や防水性を最適に設計することが可能である。例えば、吸入圧力が高い場合は孔径を小さくして水を吸入してしまうことを防ぎ、圧力が低い場合は孔径を大きくして通気抵抗を小さくする、などの設計が可能である。

上記の微細な孔５４として１５０μｍ以下程度では、防水通気シート全面を水で覆い尽くさない限り、圧電ポンプ３２の吸引圧力（静圧と考えても良い）が２ｋＰａ程度と高くてもまず水滴が防水通気シートを通過することはない。なぜならば、水滴が付着していない部分から空気が通過して圧力を逃がしてしまうからである。一方、微細な孔５４として直径２５０μｍ以下程度では、圧電ポンプ３２の吸引圧力が３００Ｐａ以下のように低い場合に限って使用できる。大きい孔径では、防水通気シートの通気抵抗が低いため、吸引圧力の低い圧電ポンプ３２を使用した際の性能低下が少なくてすむ。

次に、このように構成された冷却装置１６の動作を図８（ａ）〜（ｅ）に基づき説明する。

図８（ａ）〜図（ｅ）は、冷却装置１６の動作を説明するための図である。

図８（ａ）に示す状態において、圧電素子４０に交番電圧を印加することにより、図８（ｂ）に示すようにダイヤフラム３９を屈曲変形させ、ポンプ室３６の容積を増加させる。これにより、外気を導入孔２５から流路３１内に導入し孔４５を介してポンプ室３６内に取り入れる。

図８（ｃ）及び図８（ｄ）に示すようにダイヤフラム３９を屈曲変形させ、ポンプ室３６の容積を減少させる。これにより、孔４５を介してポンプ室３６内の空気を吐出口４２から噴出させる。このとき、孔４５及び吐出口４２により構成されたベンチュリーノズルにより、流路（通路）３１内の空気を同時に吐出口４２から噴出し、流量の増大を図っている。この結果、図２に示す密閉ケーシング１９に空気を噴き付けて、熱伝達部２０を介してＨＤＤユニット５を冷却する。

図８（ｅ）に示すようにダイヤフラム３９を屈曲変形させ、再びポンプ室３６の容積を増加させる。これにより、流路３１を介して再び外気を孔４５からポンプ室３６内に取り入れる。

図８では、孔４５と吐出口４２とが別れているものを図示している。しかし、１個の連続した孔部で構成するようにしてもよい。

このように本実施形態によれば、冷却装置１６の流路（通路）３１に、流路３１を塞ぐように気体は通過するが液体の通過を規制するフィルタ３３を設けたので、水滴などを吸い込むようなことはなくなり、防水性に優れた携帯型ビデオカメラ１を得ることができる。また、圧電ポンプ３２は静圧が２ｋＰａ程度と高いため、フィルタ３３によって圧電ポンプ３２による吸引力が実質的に低下することは小さく、従って冷却を効率的に行うことができる。

フィルタ３３を設けたことで、例えば冷却装置１６が搭載される携帯型ビデオカメラ１内に埃などが吸引される機会が激減し、このような埃などに起因する携帯型ビデオカメラ１の故障が非常に少なくなる。また、圧電ポンプ３２を用いたことで、静粛性に優れ、しかも低消費電力化が実現できる。しかも、圧電ポンプ３２は薄型化が容易に可能であることから、例えば携帯型ビデオカメラ１の小型薄型化に寄与することが十分可能である。

圧電ポンプ３２は、流路（通路）３１から気体を内部に導入し、かつ、内部から気体を噴出するための共通の孔４５を有し、圧電素子４０によって駆動されるポンプ室３６と、流路（通路）３１を挟んで孔４５と対向するように設けられた吐出口４２を有する天板３４とを備えている。このような共通の孔４５及び吐出口４２によりベンチュリーノズルを構成することで、圧電ポンプの「呼吸動作」による流量の増大を図ることができる。

なお、ダイヤフラム３９は、携帯型ビデオカメラ１のスピーカとして兼用されるようにしてもよいこれにより、低コスト化及び小型薄型化を図ることができる。

次に、冷却装置１の一実施例について説明する。
（１）ポンプ室３６の容積（面積、高さ）
直径 φ１６ｍｍ
高さ ０．１５ｍｍ
（２）外部からの空気導入孔の面積
直径 φ１．２ｍｍ×４箇所
（３）空気の導出口の面積（吐出口４２、孔４５）
ポンプ室の孔４５ 直径 φ０．６ｍｍ
吐出口４２ 直径 φ０．８ｍｍ
（４）冷却装置１６全体の容積（面積、高さ）
面積 ２０ｍｍ×２０ｍｍ
高さ １．６ｍｍ
（ノズルを除いた高さ。ノズルを設ける場合のノズル高さは０．８ｍｍであり、全高は２．４ｍｍ）
（５）圧電素子４０の振幅
±６μｍ程度
（６）圧電素子４０の振動周波数
２４ｋＨｚ程度
（７）フィルタ３３の物質名と孔径と孔の密度と厚さ
サンマップＬＣ−Ｔ（日東電工製の超高分子量ポリエチレン多孔質フィルムの商品名）
平均孔径 １７μｍ
気孔率 ２５％
厚さ ０．１ｍｍ
通気度 １．４ｓｅｃ／１００ｃｍ２
（８）フィルタ３３のインピーダンス
０．９ｋＰａ／（Ｌ／ｍｉｎ）程度
（φ１６ｍｍの領域で使用した場合、通気度１．４ｓｅｃ／１００ｃｍ２から換算した値）
（９）静圧
２ｋＰａ
（１０）流量
１．０Ｌ／ｍｉｎである。

図９は圧電ポンプ３２の動作特性を示す図、図１０は圧電ポンプ３２と軸流ファンとの動作特性を比較する図である。

これらの図は圧電ポンプ３２の静圧が１．２ｋＰａ、最大流量２０ｃｃ／ｓであり、軸流ファン（市販品）の静圧が０．０４ｋＰａ、最大流量２５００ｃｃ／ｓである場合を示している。

圧電ポンプ３２の動作点が１０ｃｃ／ｓ以上であるのに対し、軸流ファン（市販品）が１ｃｃ／ｓ以下であることを示している。

防水通気フィルタ（シート）の通気度は１．４ｓｅｃ／１００ｃｍ３であり、これはガーレー法による測定（６．４２ｃｍ２の面積に対して、１．２３ｋＰａの差圧を加えた時に、空気１００ｃｃ３の通過時間を測定）において得られた値である。

通気抵抗が小さい（すなわち筐体３中を空気が自在に流れる状態→実際は困難）場合は軸流ファン（ファンモーター）の方が流量を多く得ることが可能であるが、フィルタ３３（防水通気フィルタ（シート））を使用する場合（または筐体３内を空気が非常に流れにくい状態）では、軸流ファンでは全く流量を得ることができず、圧電ポンプ３２（ブロア）でなければ冷却効果を得ることができない。

本発明の他の実施形態に係る冷却装置１´について説明する。本実施形態以降においては、上記実施形態と同一の構成等には同一の符号を付しその説明を省略し、異なる箇所を中心に説明する。

図１１は他の実施形態の冷却装置が設置された携帯型電子機器の部分断面図である。
図１１に示すように、フィルタ３３とは異なる位置に設けられたフィルタ３３´を有する冷却装置１６´を備えている。

フィルタ３３´は、フィルタ３３と同一の構成部材で構成され、密閉ケーシング１９の面積とほぼ同じ面積に亘って筐体３の内面上に設けられている。フィルタ３３´は、筐体３の気体の導入口１７、排出口１８を塞ぐように設けられている。冷却装置１６´の導入孔２５は（図４参照）、導入口１７に対応している。

このような構成によれば、冷却装置１６´の圧電素子４０を駆動することで、導入口１７から矢印方向に外気を密閉ケーシング１９内に取り込み、排出口１８を介して気体を外部に排出するときに、フィルタ３３´により筐体３内に水滴などを吸い込んだり、排出口１８から水滴が流入したりすることを防止することができる。

フィルタ３３´は、密閉ケーシング１９の面積とほぼ同じ面積に亘って筐体３の内面上に設けられていので、冷却装置１６´の防振性を向上させることができる。フィルタ３３´は密閉ケーシング１９の面積とほぼ同じ面積に亘って筐体３の内面上に設けられているので、確実かつ容易に導入口１７及び排出口１８を塞ぐことができる。

図１２は他の実施形態の冷却装置が設置された携帯型電子機器の部分断面図である。
本実施形態では、図１１に比べて、筐体３の外部表面３Ａに対して凹部５５を有し、凹部５５の底部に流路３１の導入口１７が設けられている点が異なる。このような構成では、流路３１の気体の導入口１７が水によって塞がれて気体の導入口１７を介して外部から水を吸い込むようなことがなくなる。

図１３は他の実施形態の冷却装置が設置された携帯型電子機器の部分断面図である。
図１３に示すように、ＣＣＤ１４に空気を噴出する冷却装置１６と、冷却装置１６に気体を導入する導入部６０と、導入部６０内に水滴などが流入することを防止するフィルタ３３とを備えている。

冷却装置１６は、その吐出孔４２からＣＣＤ１４に気体を噴出することができるように導入部６０に設けられている。

導入部６０は、外部から冷却装置１６の流路３１の導入孔に気体を案内する流路６１と、冷却装置１６の流路３１の導入孔に連通する連通孔６２と、流路６１内に外気を導入するために筐体３に形成された開口部６３とを備えている。

フィルタ３３は、導入部６０の流路６１の開口部６３を塞ぐように設けられている。

このような構成によれば、ＣＣＤ１４等を直接的に冷却することができ、このときに、フィルタ３３により外部から水滴が流入することを防止することができる。

図１４は他の実施形態の冷却装置が設置された携帯型電子機器の部分断面図である。
熱伝達シート２１ｂに対応する位置に熱交換部５７と、熱交換部５７の隣に密閉ケーシング１９内の空気を外部に排出する冷却装置５６とを備えている。

熱交換部５７は、導入孔２５からフィルタ３３を介して密閉ケーシング１９内に導入され熱伝達シート２１ｂを冷却する後述するヒートシンクなどである。

冷却装置５６は、吐出口４２（図４参照）側を筐体３側に向けて、筐体３に配置されている。吐出口４２から吐出される空気が外部に噴出されるように、吐出口４２と筐体３の噴出孔２６とが位置合わせされている。噴出孔２６内にフィルタ３３を挿入するようにしてもよい。

このような構成によれば、冷却装置５６を駆動することで、導入孔２５からフィルタ３３を介して外気を密閉ケーシング１９内に導入すると共に、密閉ケーシング１９内の空気を吐出口４２を介して噴出孔２６から外部へ噴出することができる。このとき、密閉ケーシング１９内で、矢印方向に気体の流れが発生し、ＨＤＤユニット５の熱を熱伝達部２０等を介して熱交換部５７で奪い、ＨＤＤユニット５を冷却することができる。つまり、冷却装置５６から吐出される空気を直接密閉ケーシング１９に噴き付けずに、熱交換部５７を用いてＨＤＤユニット５を冷却することができる。

図１５は熱交換部５７（５７ａ〜５７ｅ）の例を示す断面図である。
図１５（ａ）に示すように、熱交換部５７ａは、断面が櫛歯形状を有するヒートシンク５８ａと、ヒートシンク５８ａを被覆するカバー５９とを備えている。ヒートシンク５８ａは、例えば導入孔２５側から噴出孔２６側に気体が凹部を通過するように設けられている。

図１５（ｂ）に示すように、熱交換部５７ｂは、断面が蛇行形状を有するヒートシンク５８ｂと、ヒートシンク５８ｂを被覆するカバー５９とを備えている。

図１５（ｃ）に示すように、熱交換部５７ｃは、断面が凹凸形状を有するヒートシンク５８ｃと、ヒートシンク５８ｃを被覆するカバー５９とを備えている。

図１５（ｄ）に示すように、熱交換部５７ｄは、断面が蛇腹形状を有するヒートシンク５８ｄと、ヒートシンク５８ｄを被覆するカバー５９とを備えている。

図１５（ｅ）に示すように、熱交換部５７ｅは、断面複数の貫通孔５８ｇを有するヒートシンク５８ｅと、ヒートシンク５８ｅを被覆するカバー５９とを備えている。貫通孔５８は、例えば導入孔２５側から噴出孔２６側に気体が通過するように形成されている。

これらの図に示すように、ヒートシンク５８ａ〜５８ｅは、例えばアルミニウム等の金属で構成されている。

図１６は他の実施形態の冷却装置が設置された携帯型電子機器の部分断面図である。
図１６に示す冷却装置６６は、図１４に示す冷却装置５６に比べて、フィルタ６５が配置されている位置が異なる。

フィルタ６５は、密閉ケーシング１９とほぼ同様の実装面積を覆うように筐体３の内面上に配置されている。フィルタ６５は、導入孔２５、噴出孔２６を塞ぐように配置されている。フィルタ６５は、フィルタ３３と同様の構成材料が用いられている。

このような構成によれば、ＨＤＤユニット５等の熱を放熱すると共に、導入孔２５、噴出孔２６から水滴が密閉ケーシング１９内に流入することを防止することができる。

密閉ケーシング１９及び筐体３が共に金属製である場合には、フィルタ６５によりある程度断熱されているため、筐体３に直接熱が伝わりにくく、筐体３が熱くなりにくい。

密閉ケーシング１９が金属製であり、筐体３が樹脂製である場合、密閉ケーシング１９が熱くなっても、筐体３が樹脂製であり熱が伝わりにくい。

図１７は他の実施形態の冷却装置が設置された携帯型電子機器の部分断面図である。
本実施形態は、図１４において密閉ケーシング１９が樹脂製である場合の例である。
図１７に示すように、図１４に比べて、挿入孔１９ａが形成された密閉ケーシング１９´と、熱伝達シート２１ｂを介して熱伝達部２０に接続された熱交換部５７´とを備えている。

密閉ケーシング１９´は、挿入孔１９ａが形成され、挿入孔１９ａ内に熱交換部５７´の頂部が挿入されている。熱交換部５７´の頂部は、熱伝達シート２１ｂを介さずに熱伝達部２０に接続されている。

このような構成によれば、密閉ケーシング１９´が樹脂製であっても、熱伝達シート２１ｂを介して熱交換部５７´によりＨＤＤユニット５の熱を筐体３の外部に放熱することができる。このとき、熱交換部５７´により放熱されるため、熱が筐体３に伝わりにくい。従って、筐体３は樹脂製であっても金属製であってもよい。

図１８は図１７の熱交換部の一例を示す断面図である。

図１８に示すように、熱交換部５７´は、熱伝達部２０に接続されたヒートシンク５８´と、ヒートシンク５８´を支持し収容する密閉ケーシング１９´とを備えている。

ヒートシンク５８´は、熱伝達部２０に接続される接続部５８Ａと、略櫛歯形状をなす凸部５８Ｂと有しており、接続部５８Ａは密閉ケーシング１９´に支持されている。凸部５８Ｂの間の凹部を通過する気体が導入孔２５から噴出孔２６に向かうように複数の凸部５８Ｂが配列している。

このような構成によれば、熱伝達部２０の熱をヒートシンク５８´の接続部５８Ａを介して凸部５８Ｂから放熱し、ＨＤＤユニット５を効率的に冷却することができる。

図１９は別の冷却装置が配置された携帯型電子機器の構成を示す断面図である。
図１９に示すように、冷却装置１６Ａは、外部から気体を導入するために筐体３の底部１０（気体導入部）の例えば２箇所に設けられた導入孔２５と、各流路３１を介して外部から気体を導入し、内部から気体を噴出する圧電ポンプ３２´と、各流路３１を塞ぐように設けられ、気体は通過するが液体の通過を規制するフィルタ３３Ａとを具備する。

図２０は図１９に示す圧電ポンプ３２´の分解斜視図である。
図１９及び図２０に示すように、圧電ポンプ３２´は、上から順番に、壁体としての天板３４´、流路（通路）３１を形成するめの介挿板３５´、ポンプ室３６´の天板３７´、ポンプ室３６´内の空間を形成するための介挿板３８´、ダイヤフラム３９´、ダイヤフラム３９´の裏面に取り付けられた圧電素子４０、及び保護リング４１´から構成される。

介挿板３５´は、例えば矩形枠形状である。ベンチュリーノズル部は上記の吐出口４２に対応した位置、つまり介挿板３５´の中央（枠の孔の交差部）に設けられている。

ポンプ室３６´の天板３７´は、例えば正方形の対向する一対の角部が切り取られた例えば６角形の形状をなしている。これらの正方形の２つの角部が切り取られた部分４４は、天板３４´の内壁との間で流路３１を形成する。

ポンプ室３６´内の空間を形成するための介挿板３８´も、上記の天板３７´と同様の形状をなしている。

ダイヤフラム３９´も、上記の天板３７´と同様の形状をなし、切り取られた部分４７は、天板３４´の内壁との間で流路３１を形成する。

保護リング４１´は、切断部４１Ａが形成されている。

フィルタ３３Ａは、筐体３上に設けられた凸部６８の上に筐体３から離間するように、冷却装置１６Ａの実装面積とほぼ同じ実装面積になるように設けられている。フィルタ３３Ａは、上述したように例えばテフロン（登録商標）などの撥水性の高いシート状素材５３に多数の微細な孔５４が穿設された防水通気シートである。なお、フィルタ３３Ａとして、ゴアテックス（登録商標）などからなる防水通気シートを用いても勿論構わない。

図１９に示すように、圧電素子４０を駆動しポンプ室３６´内の空間が大きくなるときに、外部の空気が導入孔２５から流路３１に導入され、孔４５を介してポンプ室３６´内の空間に流入する。このとき、導入孔２５から導入された空気は、矢印で示すように冷却装置１６Ａの実装面積と同じ面積のフィルタ３３Ａを介して保護リング４１´側に流入し切断部４１Ａを介して流路３１に流入する。圧電素子４０を駆動しポンプ室３６´内の空間が小さくなるときに、ポンプ室３６´内の空間に流入している空気を吐出口４２を介して天板３４´の外部に噴出する。

このような構成によれば、導入孔２５から導入された空気は、図１９の矢印で示すように冷却装置１６Ａの実装面積と同じ面積のフィルタ３３Ａを介して保護リング４１´側に流入し切断部４１Ａを介して流路３１に流入する。従って、効率良く空気を導入することができる。

圧電ポンプ３２´の実装面積すべてをフィルタ３３Ａに利用できるので、フィルタ３３Ａの通気抵抗を減少させて、冷却装置１６Ａの性能低下を防止することができる。圧電ポンプ３２´は、圧電素子４０が駆動するための空間を備えるため、この空間の面積をフィルタ３３Ａで使用できる構成とすることで、圧電ポンプ３２´の面積で実現できる最大の性能を発揮することができる。

図２１は別の冷却装置が配置された携帯型電子機器の構成を示す断面図である。
図２１に示すように、冷却装置１６Ｂは、外部から気体を導入するために筐体３の底部１０（気体導入部）に設けられた導入孔２５と、導入孔２５を介して外部から気体を導入し、内部から気体を噴出する圧電ポンプ３２Ａと、導入孔２５、流路３１を塞ぐように設けられ、気体は通過するが液体の通過を規制するフィルタ３３とを具備する。

図２２は図２１に示す圧電ポンプ３２Ａの分解斜視図である。
図２１及び図２２に示すように、圧電ポンプ３２Ａは、上から順番に、壁体としての天板３４´、流路（通路）３１を形成するめの介挿板３５Ａ、ポンプ室３６Ａの天板３７Ａ、ポンプ室３６Ａ内の空間を形成するための介挿板３８Ａ、ダイヤフラム３９´、ダイヤフラム３９´の裏面に取り付けられた圧電素子４０、及び保護リング４１Ｂから構成される。

介挿板３５Ａは、例えば略矩形板形状であり、流路３１を形成するために角部に孔３５ｂが形成され、中央に孔３５ａが形成され、孔３５ａと孔３５ｂとは直線状の孔３５ｃにより?がっている。この孔３５ｂは、流路３１を形成する。ベンチュリーノズル部は上記の吐出口４２に対応した位置、つまり介挿板３５の中央に設けられている。

ポンプ室３６Ａの天板３７Ａは、例えば四角形の形状をなしている。孔３５ｂに対応する位置に孔３７Ｂが形成されている。この孔３７Ｂは、流路３１を形成する。天板３７Ａは、流路３１からポンプ室３６Ａ内に気体を導入すると共に、ポンプ室３６Ａ内から吐出口４２を介して折曲片２０ｂ側に気体を噴出するための孔４５が設けられている。

ポンプ室３６Ａ内の空間を形成するための介挿板３８Ａも、上記の天板３７Ａと同様の形状をなしている。天板３７Ａには、孔３７Ｂに対応する位置に孔３８Ｂが形成されている。孔３８Ｂにより、流路３１が形成されている。介挿板３８Ａは、ポンプ室３６Ａとしてのある程度空間を形成するための厚さを有する。

保護リング４１Ｂは、上記の介挿板３８Ａなどと同様の形状をなし、３つの切り取られた部分５２、切断部４１Ｃは、天板３４´の内壁との間で流路３１を形成する。保護リング４１Ｂは圧電素子４０の振動によってダイヤフラム３９´及び圧電素子４０が振動の際に筐体３の底部１０にぶつかることを防止する程度の厚さを有する。

このような構成によれば、圧電素子４０の駆動により、導入孔２５から外気を流路３１に取り込み、孔３５ｂ、直線状の孔３５ｃ、孔３５ａ及び孔４５を介してポンプ室３６Ａ内に空気を取り込むことができる。このとき、フィルタ３３により水滴などが筐体３内に進入することを防止することができる。

図２３は別の冷却装置を備えた携帯型電子機器の構成を示す断面図である。
図２３に示すように、携帯型ビデオカメラ１´は、図２１に示す冷却装置１６Ｂの代わりに、フィルタ３３Ｂを備えた冷却装置１６Ｃを備えている。

冷却装置１６Ｃのフィルタ３３Ｂは、天板３４Ｃとほぼ同様の実装面積を覆うように筐体３の内面上に配置されている。フィルタ３３Ｂは、導入孔２５を塞ぐように配置されている。フィルタ３３Ｂは、フィルタ３３と同様の構成材料が用いられている。フィルタ３３Ｂ上に冷却装置６６が配置されている。天板３４´は、フランジ部３４Ｆを有しており、フランジ部３４Ｆが複数箇所でネジ留めされている。

このような構成によれば、フィルタ３３Ｂにより防振効果を得ることができる。なお、フィルタ３３Ｂの他に更に別の防振シートをフィルタ３３Ｂと筐体３との間に配置するようにしてもよい。この場合には、導入孔２５に対応する位置に開口を形成すればよい。

図２４は別の冷却装置を備えた携帯型電子機器の構成を示す断面図である。
図２４に示すように、携帯型ビデオカメラ１Ｂは、図２３に示す冷却装置１６Ｃの代わりに、フィルタ３３Ｃを備えた冷却装置１６Ｄを備えている。冷却装置１６Ｄのフィルタ３３Ｃは、天板３４Ｄとほぼ同様の実装面積を覆うように筐体３の内面上に配置されている。フィルタ３３Ｃは、導入孔２５を塞ぐように配置されている。

筐体３の内面側には、爪部８２が形成されており、天板３４Ｄの一端部、フィルタ３３Ｃの一端部及び防振シート８１が爪部８２により挟持されている。天板３４Ｄの他端部は、フィルタ３３Ｃの他端部を介して、筐体３にネジ留めされている。

このような構成によれば、フィルタ３３Ｃにより、冷却装置１６Ｄ内に水滴などが進入することを防止し、フィルタ３３Ｃ及び防振シート８１による防振効果を得ることができる。また、爪部８２により冷却装置１６Ｄの流路３１と、筐体３の導入孔２５との位置合わせを容易に行うことができる。また、ネジなどの部品点数を削減し低コスト化を図ることができる。

図２５は別の冷却装置を備えた携帯型電子機器の構成を示す断面図である。
図２５に示すように、携帯型ビデオカメラ１Ｃは、冷却装置ユニット１６Ｕを備えている。

冷却装置ユニット１６Ｕは、筐体３に例えばネジなどにより着脱自在に構成されている。冷却装置ユニット１６Ｕは、図２３に示す冷却装置１６Ｃと、爪部８５を備える基板８６とを備えている。

冷却装置１６Ｃの天板３４´のフランジ部３４Ｆ及びフィルタ３３Ｂの両端部がそれぞれ爪部８５に挟持されている。

このような構成によれば、冷却装置ユニット１６Ｕを筐体３から取り外し、冷却装置１６Ｃや携帯型ビデオカメラ１Ｃ内を容易にメンテナンスすることができる。

なお、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、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。

本発明の一実施形態に係る携帯型電子機器の構成を示す要部分解斜視図である。 携帯型電子機器のマイクロフォン及びレンズを含めた断面図である。 電子機器の外観図である。 冷却装置の構成を示す断面図である。 圧電ポンプの分解斜視図である。 圧電素子の制御系の概略構成を示すブロック図である。 フィルタの断面図である。 冷却装置の動作を説明するための図である。 圧電ポンプの動作特性を示す図である。 圧電ポンプと軸流ファンとの動作特性を比較する図である。 他の実施形態の冷却装置が設置された携帯型電子機器の部分断面図である。 他の実施形態の冷却装置が設置された携帯型電子機器の部分断面図である。 他の実施形態の冷却装置が設置された携帯型電子機器の部分断面図である。 他の実施形態の冷却装置が設置された携帯型電子機器の部分断面図である。 熱交換部の例を示す断面図である。 他の実施形態の冷却装置が設置された携帯型電子機器の部分断面図である。 他の実施形態の冷却装置が設置された携帯型電子機器の部分断面図である。 図１７の熱交換部の一例を示す断面図である。 別の冷却装置が配置された携帯型電子機器の構成を示す断面図である。 図１９に示す圧電ポンプの分解斜視図である。 別の冷却装置が配置された携帯型電子機器の構成を示す断面図である。 図２１に示す圧電ポンプの分解斜視図である。 別の冷却装置を備えた携帯型電子機器の構成を示す断面図である。 別の冷却装置を備えた携帯型電子機器の構成を示す断面図である。 別の冷却装置を備えた携帯型電子機器の構成を示す断面図である。

符号の説明

１，１´，１Ｂ，１Ｃ 携帯型ビデオカメラ
３ 筐体
３Ａ 外部表面
１０ 底部
１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，５６，６６ 冷却装置
２５ 導入孔
３１ 通路
３２ 圧電ポンプ
３３，３３´，３３Ｂ，３３Ｃ フィルタ
３４ 天板
３６ ポンプ室
４０ 圧電素子
４２ 吐出口
４５ 孔
５５ 凹部
２５ 導入孔
１７ 噴出孔
５３ シート状素材
５４ 孔
５７，５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ，５７ｅ 熱交換部

Claims (11)

1. 外部から気体を導入するための通路を有する気体導入部と、
   前記通路を介して外部から気体を導入し、内部から気体を噴出する圧電ポンプと、
   前記通路を塞ぐように設けられ、少なくとも気体は通過するが液体の通過を規制するフィルタと
   を具備する冷却装置。
2. 請求項１に記載の冷却装置であって、
   前記圧電ポンプは、
   前記通路から気体を内部に導入し、かつ、内部から気体を噴出するための共通の孔を有し、圧電体によって駆動されるポンプ室と、
   前記通路を挟んで前記孔と対向するように設けられた吐出口を有する壁体と
   を具備する冷却装置。
3. 請求項１に記載の冷却装置であって、
   前記気体導入部は、外部表面に対して凹部を有し、
   前記凹部の底部に前記通路の導入口が設けられている
   冷却装置。
4. 請求項１に記載の冷却装置であって、
   前記圧電ポンプは、前記通路から気体を内部に導入するための導入孔と、内部から外部に気体を噴出するための噴出孔とを有し、圧電体によって駆動されるポンプ室を具備し、
   前記冷却装置は、前記通路上に配置された熱交換体を更に具備する冷却装置。
5. 請求項１に記載の冷却装置であって、
   前記圧電ポンプは、２２ｋＨｚ以上の周波数で駆動する冷却装置。
6. 請求項１に記載の冷却装置であって、
   前記フィルタは、撥水性の高いシート状素材に多数の微細な孔が穿設された防水通気シートである冷却装置。
7. 外部から気体を導入するための通路から気体を内部に導入し、かつ、内部から気体を噴出するための共通の孔を有し、圧電体によって駆動されるポンプ室と、
   前記通路を挟んで前記孔と対向するように設けられた吐出口を有し、前記ポンプ室との間で前記通路を構成する壁体と
   を具備する圧電ポンプ。
8. 請求項７に記載の圧電ポンプであって、
   前記ポンプ室は、
   前記圧電体が取り付けられたダイヤフラムと、
   前記ダイヤフラムとの間でポンプ室内を形成し、前記ダイヤフラムと対面する側に前記孔が設けられたポンプ本体と
   を具備する圧電ポンプ。
9. 請求項７に記載の圧電ポンプであって、
   前記吐出口の径は、前記孔の径よりも大きい圧電ポンプ。
10. 外部から気体を導入するための通路を有する気体導入部と、前記通路を介して外部から気体を導入し、内部から気体を噴出し、可聴音域外の周波数で駆動する圧電ポンプと、前記通路を塞ぐように設けられ、少なくとも気体は通過するが液体の通過を規制するフィルタとを有する冷却装置と、
    前記圧電ポンプから噴出された気体に基づいて冷却される電子部品と
    を具備する電子機器。
11. 請求項１０に記載の電子機器であって、
    前記圧電ポンプは、
    前記圧電体が取り付けられたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムとの間でポンプ室内を形成し、前記ダイヤフラムと対面する側に前記孔が設けられたポンプ本体とを有するポンプ室を具備し、
    前記ダイヤフラムは、前記電子機器のスピーカとして兼用される
    電子機器。

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