JP2009154111A - Piezoelectric pump, cooling device, and electronic appliance - Google Patents
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Abstract
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圧電ポンプ、冷却装置及び電子機器に関する。 The present invention relates to a piezoelectric pump, a cooling device, and an electronic device used for cooling a hard disk drive or the like mounted on a portable electronic device such as a portable video camera.
従来、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、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1)。 Conventionally, as a technique for cooling an electronic component mounted on a portable electronic device, for example, a diaphragm is vibrated in a chamber having a nozzle for ejecting gas, and a gas for cooling is ejected from the nozzle. A "jet generator" is disclosed (Patent Document 1).
また、圧電作用を利用して振動板を振動させ音を発生させる場合には、圧電体に電圧を印加するための配線と、圧電体に設けられた電極との接続箇所での接続の信頼性が低下するという問題があった。 In addition, when generating a sound by vibrating the diaphragm using the piezoelectric action, the reliability of the connection at the connection point between the wiring for applying a voltage to the piezoelectric body and the electrode provided on the piezoelectric body There was a problem that decreased.
この問題を解決するために、圧電体に設けられた電極をフレキシブル導線に接続する技術が開示されている(特許文献2)。
しかしながら、上記特許文献2の技術では、圧電体に設けられた電極に接続されたフレキシブル導線が圧電駆動時に振動してしまうため、圧電体に電圧を印加するための配線と、圧電体に設けられた電極との接続箇所やフレキシブル導線に負荷がかかり接続の信頼性を確実に確保することが難しい、という問題がある。
However, in the technique of the above-mentioned
また、上記特許文献1の技術では、圧電体を有する圧電ポンプ(冷却装置)と、圧電ポンプを駆動する駆動回路基板とが別々に構成されているので、駆動回路基板を電子機器側に組み込まなければならず、駆動回路の設計に負担がかかってしまい、結果として、圧電ポンプを電子機器に容易に組み込むことが難しい、という問題がある。
In the technique disclosed in
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、圧電体に設けられた電極と配線との接続信頼性に優れ、組み込みが容易な圧電ポンプ、冷却装置及び電子機器を提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a piezoelectric pump, a cooling device, and an electronic device that are excellent in connection reliability between electrodes and wiring provided on a piezoelectric body and can be easily assembled.
かかる課題を解決するため、本発明に係る圧電ポンプは、外部から流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための孔と、前記孔に対向するように配置された壁部と、前記壁部を振動させるために前記壁部に設けられた圧電体と、前記圧電体の外側に設けられた電極とを有するポンプ本体と、前記圧電体を駆動する駆動回路と、前記圧電体が駆動しているときに前記圧電体の振動の節となる位置に対応して前記電極に接続された電圧印加用配線とを有し、前記ポンプ本体に一体的に接続された駆動回路基板とを具備する。 In order to solve such a problem, a piezoelectric pump according to the present invention includes a hole for introducing a fluid from the outside into the inside and ejecting the fluid from the inside, and a wall portion disposed so as to face the hole. A pump body having a piezoelectric body provided on the wall to vibrate the wall, an electrode provided outside the piezoelectric body, a driving circuit for driving the piezoelectric body, and the piezoelectric body A drive circuit board integrally connected to the pump body, and a voltage application wiring connected to the electrode corresponding to a position that becomes a vibration node of the piezoelectric body when It comprises.
本発明では、圧電体が駆動しているときに圧電体の振動の節となる位置に対応して電極に電圧印加用配線が接続されているので、圧電体が駆動してポンプ本体の壁部が振動しても、電圧印加用配線が電極に接続された位置がほとんど変動せず、電圧印加用配線と電極との接続箇所にかかる負荷を低減して接続の信頼性を向上させることができると共に、ポンプ本体と駆動回路基板とが一体的に接続されているので、ポンプ本体と別々に駆動回路を電子機器側に組み込む必要がなくなり、駆動回路の設計の負担を低下することができ、圧電ポンプを電子機器に容易に組み込むことができる。 In the present invention, since the voltage applying wiring is connected to the electrode corresponding to the position of the vibration of the piezoelectric body when the piezoelectric body is driven, the piezoelectric body is driven and the wall portion of the pump body The position where the voltage applying wiring is connected to the electrode hardly fluctuates even if the vibration occurs, and the load applied to the connecting portion between the voltage applying wiring and the electrode can be reduced to improve the connection reliability. In addition, since the pump body and the drive circuit board are integrally connected, there is no need to incorporate the drive circuit on the electronic device side separately from the pump body, and the design burden of the drive circuit can be reduced. The pump can be easily incorporated into electronic equipment.
前記駆動回路は、交流発振器と、前記交流発振器に接続された一次巻き線と前記一次巻き線からの電磁作用により電流が流れる二次巻き線とを有するトランスと、前記二次巻き線に並列に接続された電子式可変リアクタンス素子とを有する。電子式可変リアクタンス素子は、例えば可変コンデンサや可変コイル等を含む。 The drive circuit includes an AC oscillator, a transformer having a primary winding connected to the AC oscillator, and a secondary winding through which current flows by electromagnetic action from the primary winding, and in parallel with the secondary winding. And an electronic variable reactance element connected thereto. The electronic variable reactance element includes, for example, a variable capacitor and a variable coil.
これにより、交流発振器からの周波数に基づき、トランスを介して、圧電体を駆動することができると共に、電子式可変リアクタンス素子により例えば電子式可変リアクタンス素子に蓄えられるエネルギーを変化させて圧電体の駆動周波数を制御することができる。 Thus, the piezoelectric body can be driven via the transformer based on the frequency from the AC oscillator, and the piezoelectric body can be driven by changing the energy stored in the electronic variable reactance element by the electronic variable reactance element, for example. The frequency can be controlled.
前記駆動回路基板は可撓性基板であり、前記電圧印加用配線は該可撓性基板に設けられていることが好ましい。 It is preferable that the drive circuit board is a flexible board, and the voltage application wiring is provided on the flexible board.
これにより、圧電体の駆動時に、電圧印加用配線が圧電体の電極に接続された位置が変動したとしても、可撓性基板が撓むみ電圧印加用配線と電極との接続箇所への負荷を低減し、この接続箇所での破断を防止することができる。 As a result, even when the position where the voltage application wiring is connected to the electrode of the piezoelectric body fluctuates during driving of the piezoelectric body, the flexible substrate is bent and a load is applied to the connection place between the voltage application wiring and the electrode. It can reduce and can prevent the fracture | rupture in this connection location.
前記電圧印加用配線と前記電極とは複数箇所で接続されていることが好ましい。これにより、電圧印加用配線と電極との接続信頼性を更に向上させることができる。 The voltage application wiring and the electrode are preferably connected at a plurality of locations. Thereby, the connection reliability between the voltage application wiring and the electrode can be further improved.
本発明に係る圧電ポンプは、外部から流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための孔と、前記孔に対向するように配置された壁部と、前記壁部を振動させるために前記壁部に設けられた圧電体と、前記圧電体の外側に設けられた電極とを有するポンプ本体と、前記圧電体を駆動する駆動回路と、前記圧電体が駆動しているときに前記圧電体の振動の節となる位置に対応して前記電極に接続された電圧印加用配線とを有し、前記ポンプ本体に一体的に固定されたハウジングとを具備する。 A piezoelectric pump according to the present invention introduces a fluid from the outside into the interior and ejects the fluid from the inside, a wall portion arranged to face the hole, and vibrates the wall portion Therefore, when the piezoelectric body is driven, a pump body having a piezoelectric body provided on the wall and an electrode provided on the outside of the piezoelectric body, a drive circuit for driving the piezoelectric body, and A housing having a voltage application wiring connected to the electrode corresponding to a position serving as a node of vibration of the piezoelectric body, and integrally fixed to the pump body.
本発明では、圧電体が駆動しているときに圧電体の振動の節となる位置に対応して電極に電圧印加用配線が接続されているので、圧電体が駆動してポンプ本体の壁部が振動しても、電圧印加用配線が電極に接続された位置がほとんど変動せず、電圧印加用配線と電極との接続箇所にかかる負荷を低減して接続の信頼性を向上させることができると共に、ポンプ本体とハウジングとが一体的に固定されているので、ポンプ本体と別々に駆動回路を電子機器側に組み込む必要がなくなり、駆動回路の設計の負担を低下することができ、圧電ポンプを電子機器に容易に組み込むことができる。 In the present invention, since the voltage applying wiring is connected to the electrode corresponding to the position of the vibration of the piezoelectric body when the piezoelectric body is driven, the piezoelectric body is driven and the wall portion of the pump body The position where the voltage applying wiring is connected to the electrode hardly fluctuates even if the vibration occurs, and the load applied to the connecting portion between the voltage applying wiring and the electrode can be reduced to improve the connection reliability. In addition, since the pump body and the housing are integrally fixed, it is not necessary to incorporate a drive circuit on the electronic device side separately from the pump body, and the burden of designing the drive circuit can be reduced. It can be easily incorporated into electronic equipment.
本発明に係る冷却装置は、外部から流体を導入するための通路を有する流体導入部と、前記通路から流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための孔と、前記孔に対向するように配置された壁部と、前記壁部を振動させるために前記壁部に設けられた圧電体と、前記圧電体の外側に設けられた電極とを有するポンプ本体と、前記圧電体を駆動する駆動回路と、前記圧電体が駆動しているときに前記圧電体の振動の節となる位置に対応して前記電極に接続された電圧印加用配線とを有し、前記ポンプ本体に一体的に接続された駆動回路基板とを具備する。 The cooling device according to the present invention includes a fluid introducing portion having a passage for introducing a fluid from the outside, a hole for introducing the fluid into the inside from the passage and ejecting the fluid from the inside, and the hole A pump body having a wall portion disposed so as to oppose, a piezoelectric body provided on the wall portion to vibrate the wall portion, and an electrode provided on the outside of the piezoelectric body; and the piezoelectric body And a voltage application wiring connected to the electrode corresponding to a position that becomes a vibration node of the piezoelectric body when the piezoelectric body is driven, and the pump body And a drive circuit board integrally connected thereto.
前記流体導入部は、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ことが好ましい。 The fluid introduction part preferably has a discharge port provided so as to face the hole with the passage interposed therebetween.
これにより、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。この結果、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。 Thus, by configuring the venturi nozzle with the hole and the discharge port, it is possible to increase the flow rate due to the “breathing operation” of the piezoelectric pump. As a result, the performance as a piezoelectric pump can be improved. In addition, it contributes to thinning.
本発明に係る電子機器は、外部から流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための孔と、前記孔に対向するように配置された壁部と、前記壁部を振動させるために前記壁部に設けられた圧電体と、前記圧電体の外側に設けられた電極とを有するポンプ本体と、前記圧電体を駆動する駆動回路と、前記圧電体が駆動しているときに前記圧電体の振動の節となる位置に対応して前記電極に接続された電圧印加用配線とを有し、前記ポンプ本体に一体的に接続された駆動回路基板とを具備する圧電ポンプと、前記圧電ポンプから噴出された流体に基づいて冷却される電子部品とを具備する。 An electronic apparatus according to the present invention introduces a fluid from the outside into the interior and ejects the fluid from the inside, a wall portion disposed so as to face the hole, and vibrates the wall portion Therefore, when the piezoelectric body is driven, a pump body having a piezoelectric body provided on the wall and an electrode provided on the outside of the piezoelectric body, a drive circuit for driving the piezoelectric body, and A piezoelectric pump having a voltage application wiring connected to the electrode corresponding to a position of a vibration node of the piezoelectric body, and a drive circuit board integrally connected to the pump body; And an electronic component that is cooled based on the fluid ejected from the piezoelectric pump.
圧電ポンプは、前記電子機器のスピーカとして兼用される。これにより、電圧印加用配線と電極との接続の信頼性に優れたスピーカを得ることができる。 The piezoelectric pump is also used as a speaker of the electronic device. Thereby, the speaker excellent in the connection reliability of the voltage application wiring and the electrode can be obtained.
以上のように、本発明によれば、圧電体に設けられた電極と配線との接続信頼性に優れ、組み込みが容易な圧電ポンプを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a piezoelectric pump that is excellent in connection reliability between an electrode provided on a piezoelectric body and wiring and can be easily assembled.
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、携帯電話やその他の電子機器であっても勿論構わない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a main part showing a configuration of a portable electronic device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view including a microphone and a lens of the portable electronic device, and FIG. It is an external view. Here, a portable video camera is taken as an example of the portable electronic device, but a portable phone or other electronic device may of course be used.
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。
As shown in these drawings, in the
携帯型ビデオカメラ1は、図3に示すように、カメラ部のレンズ4、撮像時の集音用のマイクロフォン6、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7、接眼部8、操作釦群9を備え、筐体3の底部10には冷却装置16が配置されている。
As shown in FIG. 3, the
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。
The
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、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。
The
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。
The sealed
図4は冷却装置16の斜視図である。
図4に示すように、冷却装置16は、圧電ポンプ本体31と、圧電ポンプ本体31に一体的に接続された駆動回路基板32とを備えている。
FIG. 4 is a perspective view of the
As shown in FIG. 4, the
圧電ポンプ本体31は、ほぼ中央に気体を噴出するための吐出孔33が形成されている。圧電ポンプ本体31の四隅には、気体の通路となる孔34が形成されている。駆動回路基板32上には、圧電ポンプ本体31を駆動するための駆動回路の一部を構成するマイクロトランス35などが実装されている。
The piezoelectric pump
図5は冷却装置16の底面側の斜視図、図6は圧電素子に形成された電極と円環状接続部との接続箇所を示す拡大平面図及び斜視図、図7は図6のA−A断面図である。
図5に示すように、圧電ポンプ本体31の底面には、開口61が形成されており、後述するダイヤフラム36が露出している。ダイヤフラム36には、圧電素子37を介して電極38が設けられている。
5 is a perspective view of the bottom side of the
As shown in FIG. 5, an
駆動回路基板32からは、導出部39dを介して円環状接続部39が導出され、円環状接続部39等には、配線41が引き回されている。この円環状接続部39(配線41)は、電極38の表面に例えば半田40等により複数箇所で接続されている。
From the
図6に示すように、圧電素子37及び電極38の直径L1に対して、半田40の位置は、直径L2の円周上に設けられている。直径L2の円周上は、例えば後述するように圧電素子37を駆動しているときに、圧電素子37の振動の節に対応する位置である。複数の半田40の接続箇所は、円環状接続部39の円周方向に等間隔に設けられている。
As shown in FIG. 6, with respect to the diameter L1 of the
図7に示すように、電極38は、例えば圧電素子37と同形状の金属板が用いられている。駆動回路基板32には、スルーホールが形成されており、スルーホール内の半田40により、電極38と配線41(円環状接続部39)とが接続されている。
As shown in FIG. 7, for example, a metal plate having the same shape as the
図8は冷却装置16の構成を示す断面図、図9は圧電ポンプ本体31の分解斜視図である。
図8に示すように、冷却装置16は、圧電ポンプ本体31と、圧電ポンプ本体31に一体的に接続された駆動回路基板32とを備えている。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the
As shown in FIG. 8, the
図8に示すように、圧電ポンプ本体31は、上から順番に、天板43、通路42を形成するめの介挿板44、ポンプ室の天板45、ポンプ室内の空間を形成するための介挿板46、壁部としてのダイヤフラム36、ダイヤフラム36の裏面に取り付けられた圧電素子37、電極38、保護リング47及びリング47Bから構成される。
As shown in FIG. 8, the
図9に示すように、天板43は、例えば略箱形状であり、この天板43の中央にポンプ室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孔33が設けられている。
As shown in FIG. 9, the
介挿板44は、例えば略矩形状であり、通路42を形成するために十字状の打ち抜き部48を有する。ベンチュリーノズル部は上記の吐出孔33に対応した位置、つまり介挿板44の中央(十字状の打ち抜き部48の交差部)に設けられている。
The
ポンプ室の天板45は、例えば正方形状をなしており、各角部には孔50等が形成され、通路42を形成する。天板45は、通路42からポンプ室内に気体を導入すると共に、ポンプ室内から吐出孔33を介して折曲片20b側に気体を噴出するための孔53が設けられている。
The
ポンプ室内の空間を形成するための介挿板46は、ポンプ室内の空間を形成するための孔55が中央に形成され、4つの角部に孔56が形成され通路42を形成する。介挿板46は、ポンプ室としてある程度空間を形成するための厚さを有する。
In the
ダイヤフラム36も、上記の天板45と同様の形状をなし、各角部に孔57が形成され通路42を形成する。
The
圧電素子37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。圧電素子37は、例えばチタン酸ジルコニウム酸鉛(PZT)のような圧電材料が用いられている。
The
保護リング47は、上記の介挿板46などと同様の形状をなし、各角部に孔58が形成され通路42を形成する。
The
電極38は、例えば圧電素子と同形状の金属板が用いられている。なお、電極38の代わりに、圧電素子37の表面に銀ペーストを塗布して電極を形成してもよい。
For example, a metal plate having the same shape as the piezoelectric element is used for the
リング47Bは、保護リング47と同様の形状を有し、各角部の孔59の内側にそれぞれ切り欠き部60が形成されている。保護リング47及びリング47Bの高さは、圧電素子37の振動によってダイヤフラム36、圧電素子37及び円環状接続部39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。
The
図10は圧電素子37の制御系の概略構成を示すブロック図、図11は圧電素子37側の回路を示す図である。
圧電素子37の制御系100は、駆動回路35Aと、マイクロトランス35、可変コンデンサ79、ダイヤフラム36、圧電素子37及び電極38を備えている。
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system of the
The
駆動回路35Aは、発振器(OSC)70、DIV回路72、カウンタ回路73、DAC(デジタル/アナログ変換器)74、VCO(電圧制御発振器)75、FET76、77、電力制御回路81、電圧制御回路82、AND回路83、DIV回路84、カウンタ回路85、DAC86及びBUF(増幅器)87を備えている。
The
発振器70より発振された所定周波数のクロックパルス信号は、DIV回路(分周回路)72に入力され、ここで所定の分周率で分周され、カウンタ回路73に入力される。カウンタ回路73は、DIV回路(分周回路)72の出力パルスをカウントし、カウント結果をDAC(デジタル/アナログ変換器)74に入力する。DAC74は、カウント値をアナログ信号に変換し、VCO75に出力する。
A clock pulse signal of a predetermined frequency oscillated from the
VCO75の二つの出力端子は、それぞれFET76、77のゲートに接続され、FET76、77のドレインはマイクロトランスの一次コイル35aの両端に接続されている。VCO75は、DAC74からの制御電圧に応じた周波数で各FET76、77のON/OFFを切り替える。これにより、マイクロトランスの一次コイル35aに流れる交流電流の周波数が制御される。
The two output terminals of the
マイクロトランス35の二次コイル35bの一方の端には、圧電素子37を駆動するためのダイヤフラム36が直列に接続され、二次コイル35bの他方の端には、電極38が直列に接続されている。ダイヤフラム36と電極38との間には圧電素子37が配置されている。
A
電圧制御回路82は、二次側回路のA点及びB点の電圧を検出し、検出した電圧を基に、可変コンデンサ79の容量を可変制御するものである。より具体的には、電圧制御回路82は、AND回路83に入力される論理値を切り替える。
The
AND回路83の入力端は、電圧制御回路82の制御出力と共に発振器70の出力とに接続されている。電圧制御回路82の制御出力は、目標制御量に応じてH(論理値)の時間と、L(論理値)の時間の比を可変した出力である。これにより、電圧制御回路82の制御出力に対応するクロックパルス信号がDIV回路84に入力される。DIV回路84に入力されたクロックパルス信号は、DIV回路84で所定の分周率で分周され、カウンタ回路85に入力される。カウンタ回路85は、DIV回路84の出力パルスをカウントし、カウント結果をDAC86に入力する。DAC86は、カウント値をアナログ信号に変換し、BUF(増幅器)87に出力する。BUF(増幅器)87は、DAC86からの信号を増幅し可変コンデンサ79に出力する。
The input terminal of the AND
電力制御回路81は、デューティーを制御する信号をVCO75に出力する。
The
図11に示すように、圧電素子37側の回路は、二次コイル35bと、ダイヤフラム36と、電極38とが直列に接続され、可変コンデンサ79が並列に接続された構成を有している。なお、これら以外の部分については、図11では図示を省略した。可変コンデンサ79は、入出力電極79a、79b、可変コンデンサ79の誘電率を変化させ容量を制御するための制御電極79c、79dを備えている。例えば制御電極79dが駆動回路35Aの出力端子に接続されている。ダイヤフラム36と電極38との間には圧電素子37が配置されている。
As shown in FIG. 11, the circuit on the
次に、このように構成された冷却装置16の動作を図12(a)〜(e)に基づき説明する。
図12(a)〜図12(e)は、冷却装置16の動作を説明するための図である。
図12(a)に示す状態において、圧電素子37に交番電圧を印加することにより、図12(b)に示すようにダイヤフラム36を屈曲変形させ、ポンプ室の容積を増加させる。これにより、外気を導入孔25から通路42内に導入し孔53を介してポンプ室内に取り入れる。
Next, operation | movement of the
FIG. 12A to FIG. 12E are diagrams for explaining the operation of the
In the state shown in FIG. 12A, by applying an alternating voltage to the
図12(c)及び図12(d)に示すようにダイヤフラム36を屈曲変形させ、ポンプ室の容積を減少させる。これにより、孔53を介してポンプ室内の空気を吐出孔33から噴出させる。このとき、孔53及び吐出孔33により構成されたベンチュリーノズルにより、通路42内の空気を同時に吐出孔33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。
As shown in FIGS. 12C and 12D, the
図12(e)に示すようにダイヤフラム36を屈曲変形させ、再びポンプ室の容積を増加させる。これにより、通路42を介して再び外気を孔53からポンプ室内に取り入れる。
As shown in FIG. 12 (e), the
図12では、孔53と吐出孔33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。
In FIG. 12, the
図13は、圧電素子37が振動しているときの圧電素子37の変位量を説明する図である。
図13(A)は、圧電素子37が振動しているときの圧電素子37の側面形状を示している。圧電素子37が振動していないときを基準位置Oとすると、圧電素子37の振動の節P(半田40)に対応する位置では、基準位置Oからの圧電素子37の変位量Hがほぼ0であることが分かる。
FIG. 13 is a diagram illustrating the amount of displacement of the
FIG. 13A shows a side shape of the
このように本実施形態によれば、圧電素子37等が図13(A)に示すように駆動しているときに、圧電素子37等の振動の節Pとなる位置に対応して電極38に電圧印加用の配線41が接続されているので、圧電素子37が駆動してダイヤフラム36が振動しても、配線41が電極38に接続された位置がほとんど変動せず(図13に示すように基準点Oからの駆動時の変位量が節Pの位置ではほぼ0になり)、配線41と電極38との接続箇所にかかる負荷を低減して接続の信頼性を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, when the
また、圧電ポンプ本体31と駆動回路基板32とが一体的に接続されているので、圧電ポンプ本体31と別々に駆動回路を携帯型ビデオカメラ1側に組み込む必要がなくなり、駆動回路の設計の負担を低下することができ、冷却装置16を携帯型ビデオカメラ1に容易に組み込むことができる。
In addition, since the
駆動回路基板32の円環状接続部39及び導出部39dは可撓性基板である。これにより、圧電素子37の駆動時に、配線41が圧電素子37に接続された位置が変動したとしても、円環状接続部39及び導出部39dが撓むみ配線41と電極38との接続箇所への負荷を低減し、この接続箇所での破断を防止することができる。
The
配線41と電極38とは複数箇所で接続されているので、配線41と電極38との接続信頼性を更に向上させることができる。
Since the
駆動回路基板32は、駆動回路35Aに接続された一次コイル35aと一次コイル35aからの電磁作用により電流が流れる二次コイル35bとを有するマイクロトランス35と、二次コイル35bに並列に接続された可変コンデンサ79とを有する。
The
これにより、VCO75からの駆動周波数に基づき、マイクロトランス35を介して、圧電素子37を駆動することができると共に、可変コンデンサ79に蓄えられるエネルギーを変更し圧電素子37の駆動周波数を制御することができる。
Accordingly, the
次に、冷却装置16の一実施例について説明する。
(1)ポンプ室の容積(面積、高さ)
直径 φ16mm
高さ 0.15mm
(2)外部からの空気導入孔25の面積
直径 φ1.2mm×4箇所
(3)空気の導出口の面積(吐出孔33、孔53)
ポンプ室の孔53 直径 φ0.6mm
吐出孔33 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37の振幅
±6μm程度
(6)圧電素子37の振動周波数
24kHz程度
(7)圧電素子37の直径L1
6mm
(8)円環状接続部39の直径L2(半田40間距離)
4mm
(10)流量
1.0L/minである。
Next, an embodiment of the
(1) Pump chamber volume (area, height)
Diameter φ16mm
Height 0.15mm
(2) Area of
(4) Volume (area, height) of the
Area 20mm x 20mm
1.6mm height
(The height excluding the nozzle. The nozzle height when the nozzle is provided is 0.8 mm, and the total height is 2.4 mm.)
(5) The amplitude of the
6mm
(8) Diameter L2 (distance between solders 40) of the annular connecting
4mm
(10) The flow rate is 1.0 L / min.
本発明の他の実施形態に係る冷却装置について説明する。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。 A cooling device according to another embodiment of the present invention will be described. In this embodiment and subsequent embodiments, the same components as those in the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different points will be mainly described.
図14は第2の実施の形態の冷却装置の斜視図である。
本実施形態の冷却装置110は、第1の実施形態の冷却装置16に比べて、駆動回路基板32を備える代わりに、例えば、保護リング47(又はリング47B)に一体的に固定されたハウジング120を備えている。ハウジング120は、保護リング47(又はリング47B)より一方に延在して設けられ、延在している部分Eに駆動回路やマイクロトランス35等が実装されている。なお、電極38と、配線41との半田40による接続は、第1の実施形態と同様である。
FIG. 14 is a perspective view of the cooling device according to the second embodiment.
Compared with the
このような構成によれば、圧電ポンプ本体31とハウジング120とが一体的に固定されているので、冷却装置110を携帯型ビデオカメラ1に容易に組み込むことができる。
According to such a configuration, since the piezoelectric pump
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。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.
例えば、ダイヤフラム36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。
For example, the
上記実施形態では、半田40により電極38と、配線41とを接続した。しかし、半田40を用いずに異方性導電膜ACFを用いて接続するようにしてもよい。
In the embodiment, the
上記実施形態では、半田40が、円環状接続部39の円周方向に沿ってほぼ等間隔に4箇所に設けられている例を示した。しかし、円環状接続部39の形状と同様の円環状に接続箇所を形成するようにしてもよい。これにより、接続信頼性を更に向上させることができる。
In the above-described embodiment, the example in which the
上記実施形態では、気体を噴出して例えばHDDユニット5等の電子部品を冷却する例を示した。しかし、これに限定されず、例えば水等を冷却装置16から噴出して電子部品を冷却することもできる。
In the embodiment described above, an example in which gas is ejected to cool an electronic component such as the
P 節
1 携帯型ビデオカメラ
3 筐体
5 HDDユニット
16,110 冷却装置
25 導入孔
31 圧電ポンプ本体
32 駆動回路基板
33 吐出孔
34 孔
35A 駆動回路
36 ダイヤフラム
37 圧電素子
38 電極
39 円環状接続部
40 半田
41 配線
42 通路
50 孔
70 発振器
35 マイクロトランス
35a 一次コイル
35b 二次コイル
79 可変コンデンサ
120 ハウジング
Claims (9)
前記圧電体を駆動する駆動回路と、前記圧電体が駆動しているときに前記圧電体の振動の節となる位置に対応して前記電極に接続された電圧印加用配線とを有し、前記ポンプ本体に一体的に接続された駆動回路基板と
を具備する圧電ポンプ。 A hole for introducing a fluid from the outside into the interior and ejecting the fluid from the inside; a wall portion disposed so as to face the hole; and the wall portion for vibrating the wall portion. A pump body having a piezoelectric body and an electrode provided outside the piezoelectric body;
A drive circuit for driving the piezoelectric body; and a voltage application wiring connected to the electrode corresponding to a position that becomes a vibration node of the piezoelectric body when the piezoelectric body is driven, A piezoelectric pump comprising: a drive circuit board integrally connected to the pump body.
前記駆動回路は、交流発振器と、前記交流発振器に接続された一次巻き線と前記一次巻き線からの電磁作用により電流が流れる二次巻き線とを有するトランスと、前記二次巻き線に並列に接続された電子式可変リアクタンス素子とを有する圧電ポンプ。 The piezoelectric pump according to claim 1,
The drive circuit includes an AC oscillator, a transformer having a primary winding connected to the AC oscillator, and a secondary winding through which current flows by electromagnetic action from the primary winding, and in parallel with the secondary winding. A piezoelectric pump having an electronic variable reactance element connected thereto.
前記駆動回路基板は可撓性基板であり、前記電圧印加用配線は該可撓性基板に設けられている圧電ポンプ。 The piezoelectric pump according to claim 1,
The drive circuit board is a flexible board, and the voltage application wiring is a piezoelectric pump provided on the flexible board.
前記電圧印加用配線と前記電極とは複数箇所で接続されている圧電ポンプ。 The piezoelectric pump according to claim 1,
A piezoelectric pump in which the voltage application wiring and the electrode are connected at a plurality of locations.
前記圧電体を駆動する駆動回路と、前記圧電体が駆動しているときに前記圧電体の振動の節となる位置に対応して前記電極に接続された電圧印加用配線とを有し、前記ポンプ本体に一体的に固定されたハウジングと
を具備する圧電ポンプ。 A hole for introducing a fluid from the outside into the interior and ejecting the fluid from the inside; a wall portion disposed so as to face the hole; and the wall portion for vibrating the wall portion. A pump body having a piezoelectric body and an electrode provided outside the piezoelectric body;
A drive circuit for driving the piezoelectric body; and a voltage application wiring connected to the electrode corresponding to a position that becomes a vibration node of the piezoelectric body when the piezoelectric body is driven, A piezoelectric pump comprising: a housing integrally fixed to the pump body.
前記通路から流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための孔と、前記孔に対向するように配置された壁部と、前記壁部を振動させるために前記壁部に設けられた圧電体と、前記圧電体の外側に設けられた電極とを有するポンプ本体と、
前記圧電体を駆動する駆動回路と、前記圧電体が駆動しているときに前記圧電体の振動の節となる位置に対応して前記電極に接続された電圧印加用配線とを有し、前記ポンプ本体に一体的に接続された駆動回路基板と
を具備する冷却装置。 A fluid introduction part having a passage for introducing fluid from the outside;
A hole for introducing a fluid from the passage into the interior and ejecting the fluid from the interior; a wall portion disposed to face the hole; and a wall portion for vibrating the wall portion A pump body having a piezoelectric body formed and an electrode provided outside the piezoelectric body;
A drive circuit for driving the piezoelectric body; and a voltage application wiring connected to the electrode corresponding to a position that becomes a vibration node of the piezoelectric body when the piezoelectric body is driven, And a drive circuit board integrally connected to the pump body.
前記流体導入部は、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冷却装置。 The cooling device according to claim 6,
The cooling device having a discharge port provided so that the fluid introduction portion faces the hole with the passage interposed therebetween.
前記圧電ポンプから噴出された流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。 A hole for introducing a fluid from the outside into the interior and ejecting the fluid from the inside; a wall portion disposed so as to face the hole; and the wall portion for vibrating the wall portion. A pump body having a piezoelectric body, an electrode provided outside the piezoelectric body, a drive circuit for driving the piezoelectric body, and a vibration node of the piezoelectric body when the piezoelectric body is driven, A piezoelectric pump having a voltage application wiring connected to the electrode corresponding to the position, and a drive circuit board integrally connected to the pump body;
And an electronic component that is cooled based on the fluid ejected from the piezoelectric pump.
前記圧電ポンプは、前記電子機器のスピーカとして兼用される電子機器。 The electronic device according to claim 8,
The piezoelectric pump is an electronic device that is also used as a speaker of the electronic device.
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