[发明专利]压电风扇及使用该压电风扇的空冷装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过驱动压电元件来使叶片激振、从散热器等发热源排出暖气的压电风扇及空冷装置。

背景技术

近年来，作为便携式的电子设备，随着小型化及元器件的高密度安装化，电子设备内部所产生的热量的散热措施成为要解决的问题。作为使此类电子设备高效地进行空冷的装置，提出了使用被称为压电风扇的空冷装置。

在非专利文献1中，提出了使用压电(piezo)元件的压电风扇。该压电风扇如图5所示那样，在平板状的金属板21的一端侧的两面粘贴有压电元件22，在粘贴有压电元件22的部分形成双层压电晶片致动器部23，以支承构件24支承致动器部23的一端，并在金属板21的另一端侧形成梳齿状的多个叶片21a。将叶片21a插入散热器30的翅片31之间，驱动压电元件22，从而能够使叶片21a激振，来高效地排出翅片31之间的暖气。

在上述结构的压电风扇中，由于叶片21a从致动器部分笔直延伸，因而，存在致动器部分23大幅向散热器30的外部突出、占有体积较大的缺点。另外，由于压电元件22的振动向叶片21a传递，从而叶片21a发生较大的位移，但是，另一方面，由于叶片21a的振幅较大，因此，其反作用也会导致压电元件22进行较大的振动。其结果是，施加到压电元件上的负荷增大，可能会导致压电元件发生裂纹等使可靠性降低。

在专利文献1中，揭示了以下小型风扇：即，将压电振动器的一端部固定到支承构件，沿与该压电振动器的延长方向正交的方向将叶片安装到压电振动器的另一端。在这种情况下，由于能够缩短纵向和横向的长度，因此，具有能够减小设置空间的优点。然而，采用上述结构的风扇由于是将分开设置的叶片通过连接构件安装到压电振动器，因此，应力集中到连结构件的部分，不能获得长期稳定的激振效果。而且，由于是对一个压电振动器安装一个叶片的结构，因此，不能将叶片插入到散热器的多个翅片间，不能高效地排出翅片间的暖气。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利实开平02-127796号公报

专利文献2：日本专利特开2010-67909号公报

非专利文献

非专利文献1：因特网(PC Watch)的以下页面HTTP://pc.watch.impress.co.jp/docs/2007/0423/intel.htm

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷却效果及耐久性优异的、在以共用的压电元件来使多个叶片激振时能够抑制各叶片振幅的偏差的压电风扇及空冷装置。

此处，在说明本发明前，对直到完成本发明的过程进行说明。图6是将非专利文献1所记载的结构应用到专利文献1的压电风扇的设想例。该压电风扇20采用以下结构：即，在振动板21的一端侧的两面粘贴有压电元件22，并在振动板21的另一端侧一体形成多个叶片21a，在叶片21a的根部附近呈直角弯曲。振动板21的一端部由支承构件24进行固定支承。在采用该结构的情况下，如图7所示，由于能够将各叶片21a沿直角方向插入到散热器30的翅片31间，因此，能够集中对散热器30的底部中央进行冷却，并能够沿加热器30的外部配置致动器部分，因此，能够节省空间。而且，如后面所述的那样，与非专利文献1所示的一条直线状的风扇相比，可认为叶片21a的振动对压电元件22的影响减小，因此，压电元件22的可靠性升高。

图8是表示将施加到压电元件的施加电压设为30Vpp、60Vpp时的叶片的弯曲角度与压电元件的位移量之间的关系的图。此外，设振动板是厚度为0.1mm的不锈钢板，叶片宽度是4mm，从叶片的弯曲部到前端的长度L1是22mm，从弯曲部到支承构件的长度L2是20mm。从图8可知，与叶片为直线状(角度0°)的情况相比，随着叶片的弯曲角度增大，压电元件的位移量减小。例如，在叶片的弯曲角度为90°时，压电元件的位移量与叶片为直线状的情况相比，约为其60％。因而，通过弯曲叶片，能够减小施加到压电元件的负荷。

图9是表示将施加到压电元件的施加电压设为30Vpp、60Vpp时的叶片的弯曲角度与位移比之间的关系的图。所谓位移比，是指叶片前端部的位移量与压电元件的位移量之比，位移比越大则激振效率越好。在叶片为直线状(角度0°)的情况下位移比大约为24，与此相比，在叶片的弯曲角度成为90°时，位移比增大到大约35。即，在弯曲叶片的情况下，能够更高效地激振叶片的前端部。