ノズル、噴流発生装置、冷却装置及び電子機器
【課題】気体の吐出の際に外気を効率よく巻き込むとともに、外気を効率よく吸気することで効率よく合成噴流を発生させること。
【解決手段】噴流発生装置１０に装着されたノズル２のノズル本体２０は、その上部表面に斜面２０ａを、下部表面に斜面２０ｂを有し、斜面２０ａには、吐出口２１ａを有する流路２１及び吐出口２２ａを有する流路２２が設けられ、斜面２０ｂには、吐出口２３ａを有する流路２３及び吐出口２４ａを有する流路２４が設けられている。各流路が斜面に設けられているため、ヒートシンクと組み合わせた場合に各吐出口とヒートシンクとの間に十分なスペースが生まれ、噴流発生装置１０から空気を吐出した場合に効率よく外気を巻き込んで合成噴流を発生させヒートシンク側へ供給することができるとともに、吐出した空気を引き戻すことなく外気を効率よく吸入することができる。
【解決手段】噴流発生装置１０に装着されたノズル２のノズル本体２０は、その上部表面に斜面２０ａを、下部表面に斜面２０ｂを有し、斜面２０ａには、吐出口２１ａを有する流路２１及び吐出口２２ａを有する流路２２が設けられ、斜面２０ｂには、吐出口２３ａを有する流路２３及び吐出口２４ａを有する流路２４が設けられている。各流路が斜面に設けられているため、ヒートシンクと組み合わせた場合に各吐出口とヒートシンクとの間に十分なスペースが生まれ、噴流発生装置１０から空気を吐出した場合に効率よく外気を巻き込んで合成噴流を発生させヒートシンク側へ供給することができるとともに、吐出した空気を引き戻すことなく外気を効率よく吸入することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の合成噴流を発生する噴流発生装置、当該噴流発生装置に用いられるノズル、当該噴流発生装置を用いた冷却装置、及び当該冷却装置を搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２５６８３４号公報（段落[００７９]、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の噴流発生装置においては、気体を吐出するためのノズルが、気体の吐出方向に略垂直な筐体側面から突出するように設けられているため、当該噴流発生装置をヒートシンク等の発熱体と組み合わせた場合に、ノズルの周囲とヒートシンクとの間の空間が狭くなる。これにより、ノズル自体が、外部の気体の巻き込みの障害となり、外部から効率よく気体を巻き込んで合成噴流を発生させることができない。
【０００６】
また、上記噴流発生装置においては、上下のノズルのうち一方のノズルから気体の吐出を行うと同時に他方のノズルで外気の吸気を行うこととなるが、上記空間が狭いため、一方のノズルから吐出された気体を他方のノズルが引き戻して吸入してしまい、他方のノズルが効率よく外気を吸入できない。それとともに、合成噴流を効率よく発生させることも困難となる。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、気体の吐出の際に外気を効率よく巻き込むとともに、外気を効率よく吸気することで効率よく合成噴流を発生させることが可能なノズル、当該ノズルを用いた噴流発生装置、当該噴流発生装置を用いた冷却装置、当該冷却装置が搭載された電子機器を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の別の目的は、気体を吐出する際の騒音を低減することが可能なノズル、噴流発生装置、冷却装置及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本発明の主たる観点に係るノズルは、開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、当該筐体内に振動可能に設けられた振動体と、当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバとを有する噴流発生装置に用いられ、前記振動体の振動により前記気体を脈流として吐出可能なノズルであって、上部表面と下部表面とを有し、前記筐体の前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路とを具備する。
【００１０】
上記噴流発生装置においては、上記振動体が周期的に往復運動をすることで、上記第１のチャンバから上記第１の流路を介して気体が吐出されるとともに上記第２の流路を介して外部の気体が第２のチャンバへ吸気される動作と、上記第２のチャンバから上記第２の流路を介して気体が吐出されるとともに上記第１の流路を介して外部の気体が第１のチャンバへ吸入される動作とが間欠的に繰り返されることとなる。吐出された気体は、例えばヒートシンクやＩＣ等の高熱部に当てられる。
【００１１】
本発明によれば、上記第１の流路及び第２の流路が、上部表面と下部表面との距離が上記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体の上部表面及び下部表面に第１の吐出口及び第２の吐出口をそれぞれ有するように設けられているため、上部表面と下部表面との距離が一定のノズル本体（の垂直面上）に各流路が設けられている場合に比べて、上記吐出された気体が当てられる高熱部と各吐出口との間に十分なスペースを確保することができる。これにより、吐出された気体の流れにより外部から高熱部側へ引き込まれる気体の体積を増加させ、効率よく合成噴流を発生させることができる。この結果、噴流発生装置からの吐出体積を増やすことなく、高熱部へ当たる気体の流量を増加させることができるため、各流路から吐出される気体の最大流速でほぼ決まる気流音による騒音の発生を抑えながら、高熱部の熱抵抗を低減させ、高熱部から発せられる熱を効果的に放熱することができる。
【００１２】
また、上記第１の流路と第２の流路とを上記上部表面及び下部表面に設けることで、第１の流路と第２の流路との間が、当該上部表面及び下部表面の、各流路よりも吐出方向の部分で仕切られることとなるため、一方の流路から吐出された気体を他方の流路が引き戻すのを極力防いで、外部の気体を効率よく吸入することができる。
【００１３】
振動体の駆動方式としては、例えば電磁作用、圧電作用または静電作用を利用することができる。また気体は、例えば空気が挙げられるが、これに限らず、窒素、ヘリウムガス、あるいはアルゴンガス、その他の気体であってもよい。
【００１４】
上記ノズルは、前記ノズル本体の前記上部表面に形成された第１の段差部と、前記ノズル本体の前記下部表面に形成された第２の段差部とを更に具備し、前記第１の流路は前記第１の吐出口を前記第１の段差部に有するように設けられ、前記第２の流路は前記第２の吐出口を前記第２の段差部に有するように設けられていてもよい。
【００１５】
これにより、上記第１の段差部及び第２の段差部にそれぞれ第１の流路及び第２の流路が設けられているため、噴流発生装置と高熱部との間に当該段差分のスペースが生まれ、第１及び第２の吐出口から吐出される気体の流れにより外部から高熱部側へ引き込まれる気体の体積を増加させることができる。
【００１６】
また、第１の段差部と第２の段差部の、第１の吐出口と第２の吐出口からそれぞれ吐出方向に進んだ部分によって各吐出口が仕切られることとなるため、一方の流路から吐出された気体の、他方の流路による引き戻しを極力防ぐことができる。
【００１７】
上記ノズルは、前記ノズル本体の前記上部表面に形成された第１の斜面と、前記ノズル本体の前記下部表面に形成された第２の斜面とを更に具備し、前記第１の流路は前記第１の吐出口を前記第１の斜面に有するように設けられ、前記第２の流路は前記第２の吐出口を前記第２の斜面に有するように設けられていてもよい。
【００１８】
これにより、上記第１の斜面及び第２の斜面にそれぞれ第１の流路及び第２の流路が設けられているため、噴流発生装置と高熱部との間に当該斜面分のスペースが生まれ、第１の及び第２の吐出口から吐出される気体の流れにより外部から高熱部側へ引き込まれる気体の体積を増加させることができる。
【００１９】
また、第１の斜面と第２の斜面の、各吐出口から吐出方向に進んだ部分によって各吐出口が仕切られることとなるため、一方の流路から吐出された気体の、他方の流路による引き戻しを極力防ぐことができる。
【００２０】
更に、上記第１の吐出口及び第２の吐出口自体が傾斜を有しているため、各吐出口から吐出された気体の流れの幅が広がり、高熱部に対する気体の接触面積が大きくなり、高熱部を効率よく放熱させることができる。特に面積の大きいヒートシンクを放熱する場合には有効となる。
【００２１】
上記ノズルにおいて、前記第１の段差部は、前記上部表面に設けられた第３の段差部と、前記上部表面の前記第３の段差部よりも低い位置に設けられた第４の段差部とを有し、前記第２の段差部は、前記下部表面に設けられた第５の段差部と、前記下部表面の前記第５の段差部よりも高い位置に設けられた第６の段差部とを有し、前記第１の流路は、前記第３の段差部に第３の吐出口を有する第３の流路と、前記第４の段差部に第４の吐出口を有する第４の流路とを有し、前記第２の流路は、前記第５の段差部に第５の吐出口を有する第５の流路と、前記第６の段差部に第６の吐出口を有する第６の流路とを有していても構わない。
【００２２】
この構成においては、第１のチャンバにそれぞれ連通する第３の流路及び第４の流路と、第２のチャンバにそれぞれ連通する第５の流路及び第６の流路という上下各２つの流路を設けている。各吐出口から吐出される気体の流速は流路の径が小さいほど大きくなり、吐出される気体の流れにより外部から高熱部側へ引き込まれる気体の体積も大きくなる。したがって、上記振動体の振幅や各チャンバの容量等の他の条件が一定ならば、上下各２つの流路を設けることにより、流路が上下各１つの場合に比べて、流路の径を大きくすることなく、すなわち吐出される気体の流速を維持しながら、高熱部側へ引き込まれる気体の体積を大きくすることができる。
【００２３】
また、この構成においては、上部表面と下部表面との距離を、それぞれ吐出方向に向かう２つの段差部を設けることによって徐々に小さくして、かつ、当該上下各２つの段差部にそれぞれ流路を設けることとしたため、第３の段差部に設けられた第３の吐出口から高熱部までの距離及び第５の段差部に設けられた第５の吐出口から高熱部までの距離が、それぞれ第４の吐出口及び第６の吐出口から高熱部等までの距離よりも長くなり、そこにスペースが生まれる。これにより、各流路から吐出された気体の流れにより外部から高熱部側へ引き込まれる気体の体積を大きくすることができる。
【００２４】
更に、第３の吐出口と第４の吐出口、第５の吐出口と第６の吐出口とで、その上記吐出方向における位置がそれぞれ異なるため、上部または下部の各２つの流路が一方の流路の吸気動作に依存することなく、すなわち第３の吐出口と第４の吐出口がそれぞれ独自に、また第５の吐出口と第６の吐出口がそれぞれ独自に効率よく外気を吸入することができ、それにより効率よく合成噴流を発生させることができる。
【００２５】
上記ノズルにおいて、前記第１の流路は、前記第１の斜面に第３の吐出口を有する第３の流路と、前記第１の斜面の前記第３の吐出口よりも低い位置に第４の吐出口を有する第４の流路とを有し、前記第２の流路は、前記第２の斜面に第５の吐出口を有する第５の流路と、前記第２の斜面の前記第５の吐出口よりも高い位置に第６の吐出口を有する第６の流路とを有していても構わない。
【００２６】
これにより、上記第１の斜面及び第２の斜面にそれぞれ２つずつ流路を設けることで、吐出される気体の流速を維持しながらヒートシンク等に引き込まれる気体の体積を大きくすることができるとともに、第３の吐出口及び第５の吐出口と高熱部との間に十分なスペースを確保することで、外部からヒートシンク等へ引き込まれる気体の体積を大きくすることができる。また、上部または下部の各２つの流路が、一方の流路の吸気動作に依存することなく独自に効率よく外気を吸入することができる。
【００２７】
更に、上下の各斜面にそれぞれ設けられた吐出口それぞれが傾斜しているため、吐出された気体の流れが拡散し、高熱部のより広い面積に気体を当てて効率よく放熱を行うことができる。
【００２８】
上記ノズルは、前記ノズル本体の前記吐出方向の端部に突出するように延在された仕切り板を更に具備していてもよい。
【００２９】
これにより、第１の吐出口または第２の吐出口から吐出された気体の流れが上記仕切り板によって仕切られるため、一方の吐出口から吐出された気体を他方の吐出口が引き戻す等、一方の吐出口から吐出された気体が他方の吐出口の動作に与える影響を極力排除して、吐出動作と吸気動作をそれぞれ独立して効率よく行うことができる。
【００３０】
上記ノズルにおいて、前記仕切り板は、前記上部表面及び下部表面から一体的に形成され、その垂直方向における厚さが前記吐出方向に向かって徐々に小さくなっていてもよい。
【００３１】
これにより、仕切り板と上部表面または下部表面との間の凹凸を極力排除して、吐出された気体をスムーズに案内することができる。
【００３２】
上記ノズルにおいて、前記第１の段差部は、前記垂直方向に形成された第１の垂直面と、当該第１の垂直面から水平方向に連続して形成された第１の水平面と、当該第１の水平面から前記垂直方向に前記第１の垂直面よりも低い位置に形成された第２の垂直面とを有し、前記第２の段差部は、前記垂直方向に形成された第３の垂直面と、当該第３の垂直面から前記水平方向に連続して形成された第２の水平面と、当該第２の水平面から前記垂直方向に前記第３の垂直面よりも高い位置に形成された第４の垂直面とを有し、前記第１の流路は、前記第１の吐出口が前記第１の垂直面、前記第１の水平面及び前記第２の垂直面に亘って形成されるように設けられ、前記第２の流路は、前記第２の吐出口が前記第３の垂直面、前記第２の水平面及び前記第４の垂直面に亘って形成されるように設けられていても構わない。
【００３３】
これにより、第１の吐出口及び第２の吐出口から吐出された気体の軌道が拡散する方向に変化するため、面積の大きい高熱部の熱抵抗を効率よく低減することができる。
【００３４】
上記ノズルにおいて、前記第１の段差部は、前記上部表面に設けられた第３の段差部と、前記上部表面の前記第３の段差部よりも低い位置に設けられた第４の段差部と、前記上部表面の前記第４の段差部よりも低い位置に設けられた第５の段差部とを有し、前記第２の段差部は、前記下部表面に設けられた第６の段差部と、前記下部表面の前記第６の段差部よりも高い位置に設けられた第７の段差部と、前記下部表面の前記第７の段差部よりも高い位置に設けられた第８の段差部とを有し、前記第１の流路は、前記第３の段差部に第３の吐出口を有する第３の流路と、前記第４の段差部に第４の吐出口を有する第４の流路と、第５の段差部に第５の吐出口を有する第５の流路とを有し、前記第２の流路は、前記第６の段差部に第６の吐出口を有する第６の流路と、前記第７の段差部に第７の吐出口を有する第６の流路と、前記第８の段差部に第８の吐出口を有する第８の流路とを有していてもよい。
【００３５】
これにより、ノズル本体の上部表面と下部表面とに流路を各３つ設けることで、各２つの場合に比べて、上記振動体の振幅や各チャンバの容量等（各チャンバからの吐出流量）の他の条件が一定ならば、高熱部側へ引き込まれる気体の流量を更に大きくすることができる。また、流路が上下各２つの場合に比べて、各吐出口から高熱部までの間に更にスペースが生まれるため、これによっても高熱部側へ引き込まれる気体の流量を更に大きくすることができる。
【００３６】
上記ノズルにおいて、前記第１の段差部及び前記第２の段差部はそれぞれＲ形状を有していてもよい。
【００３７】
これにより、各段差部がエッジ状に形成されている場合に比べて各吐出部から高熱部までの間に更にスペースが生まれるため、高熱部側へ引き込まれる気体の流量を更に大きくすることができる。また、各段差部がエッジ状に形成されている場合に比べて、各吐出部から気体を吐出する際及び気体を吸入する際の空気抵抗が軽減されることで、騒音を更に抑えることもできる。
【００３８】
上記ノズルにおいて、前記第１の流路及び前記第２の流路は、それぞれ前記吐出方向に向かって各流路径が徐々に小さくなるように形成されても構わない。
【００３９】
これにより、各流路を吐出方向に向かってテーパ状に形成することで、上記振動体の振動に伴う各流路内の圧力の変動を、テーパ状に形成しない場合に比べて小さくすることができるため、騒音を軽減することが可能となる。また、各吐出口から吐出される気体の吐出流量を小さくすることなく最大流速を小さくすることができるため、単位流速あたりの吐出流量を大きくすることができる。これによっても騒音を軽減することができる。
【００４０】
上記ノズルにおいて、前記第１の流路及び前記第２の流路は、前記吐出方向に形成された複数の溝をそれぞれ有していてもよい。
【００４１】
この場合、各流路の径方向の断面は多角形状になる。これにより、各流路内の圧力の変動を小さくすることで、騒音を軽減することができる。また、単位流速あたりの吐出流量を大きくすることによっても騒音を軽減することができる。
【００４２】
上記ノズルにおいて、前記第１の吐出口及び前記第２の吐出口はそれぞれＲ形状を有していても構わない。
【００４３】
これにより、各吐出口近辺の空気抵抗を小さくすることで、各流路内の圧力の変動を小さくし、騒音を軽減することができる。また、各吐出口にＲ形状を付けることで、実質的に各吐出口の径を大きくして単位流速あたりの吐出流量を大きくし、騒音を軽減することができる。
【００４４】
本発明の他の観点に係る噴流発生装置は、気体を脈流として吐出可能な噴流発生装置であって、開口を有し、内部に前記気体が含まれた筐体と、前記筐体内に振動可能に設けられた振動体と、当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバと、上部表面と下部表面とを有し、前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路とを有するノズルと、前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記筐体内の気体を脈流として吐出させるために前記振動体を駆動させる駆動部とを具備する。
【００４５】
上記噴流発生装置において、前記筐体は、前記気体を前記第１のチャンバ内へ吸入するための第１の吸気口と、前記気体を前記第２のチャンバ内へ吸入するための第２の吸気口とを有し、当該噴流発生装置は、前記第１の吸気口を開閉可能に設けられ、前記吸入された気体の逆流を防ぐ第１の逆止弁と、前記第２の吸気口を開閉可能に設けられ、前記吸入された気体の逆流を防ぐ第２の逆止弁とを更に具備していても構わない。
【００４６】
これにより、気体の吸入量を増加させて高熱部側への気体の吐出量を増加させることができ、また、各吐出口から吐出された気体を引き戻してしまうことも防ぐことができる。
【００４７】
本発明のまた別の観点に係る冷却装置は、気体を脈流として吐出可能な噴流発生装置を有する冷却装置であって、開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記筐体内に振動可能に設けられた振動体と、当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバと、上部表面と下部表面とを有し、前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路とを有するノズルと、前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記筐体内の気体を脈流として吐出させるために前記振動体を駆動させる駆動部とを有する噴流発生装置と、外部から前記気体を取り入れ可能な通気部を、前記第１の吐出口または第２の吐出口から吐出された気体を受ける側に有するヒートシンクとを具備する。
【００４８】
この構成により、上記第１の吐出口または第２の吐出口周辺に十分なスペースを確保することができるため、吐出された気体の流れにより十分な外気を巻き込んで効率よく合成噴流を発生させることができ、それによりヒートシンクへ上記通基部から引き込まれる気体の体積を増加させ、ヒートシンク出口から排出される気体の流量を増加させることで、ヒートシンクを効率よく放熱させることができる。
【００４９】
上記冷却装置において、前記ヒートシンクは、前記吐出方向に直交する第１の方向に複数の前記通気部を形成するように並設された複数のフィンを有し、前記第１の流路及び前記第２の流路は、一の前記第１の吐出口及び一の前記第２の吐出口からそれぞれ吐出される気体が複数の前記通気部を通るように、それぞれ前記第１の方向に複数設けられていてもよい。
【００５０】
これにより、一の通気部に各一の吐出口を対応させた場合に比べて、同等の熱抵抗を実現しながら、各流路の流路抵抗を小さくして圧力損失を小さくすることができるため、上記駆動部の消費電力を低減することができる。
【００５１】
本発明の更に別の観点に係る電子機器は、気体を脈流として吐出可能な噴流発生装置を有する電子機器であって、発熱体と、開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記筐体内に振動可能に設けられた振動体と、当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバと、上部表面と下部表面とを有し、前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路とを有するノズルと、前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記筐体内の気体を脈流として吐出させるために前記振動体を駆動させる駆動部とを有する噴流発生装置と、外部から前記気体を取り入れ可能な通気部を、前記第１の吐出口または第２の吐出口から吐出された気体を受ける側に有するヒートシンクと、前記噴流発生装置及び前記ヒートシンクを保持可能な第２の筐体とを具備する。
【００５２】
ここで発熱体とは例えばＩＣであり、電子機器としては例えばコンピュータ（パーソナルコンピュータの場合、ラップトップ型であっても、デスクトップ型であってもよい。）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子辞書、カメラ、ディスプレイ装置、オーディオ／ビジュアル機器、携帯電話、ゲーム機器、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。
【発明の効果】
【００５３】
以上のように、本発明によれば、気体の吐出の際に外気を効率よく巻き込むとともに、外気を効率よく吸気することで効率よく合成噴流を発生させることができる。また、気体の吐出の際の騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００５５】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るノズルを有する噴流発生装置の外観を示した斜視図であり、図２は、図１に示す噴流発生装置の断面図である。なお当該噴流発生装置は、例えばヒートシンク等の放熱部材と組み合わされることで、冷却装置として機能する。
【００５６】
噴流発生装置１０は、筐体１と、筐体１に装着されたノズル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。まず筐体１及び振動アクチュエータ１５について説明する。
【００５７】
図２に示すように、筐体１には、振動板３３、駆動装置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、筐体１の内壁に装着され、振動板３３の周囲を弾性的に支持する。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、後述するノズル２の流路２１及び流路２２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、後述する流路２３及び流路２４を介して筐体１の外部と連通している。
【００５８】
駆動装置３５は、例えば上部のチャンバ３内に配置されている。例えば円筒状のヨーク１６の内側に、振動板３３の振動方向Ｒに着磁されたマグネット１７が内蔵され、マグネット１７には、例えば円板状のヨーク３４が取り付けられている。このマグネット１７、ヨーク１６及び３４により磁気回路が構成される。マグネット１７とヨーク１６との間の空間には、コイル１８が巻回されたコイルボビン１９が出入りするようになっている。コイルボビン１９は振動板３３の表面に固定されている。このように構成された駆動装置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を矢印Ｒの方向に振動させることができる。
【００５９】
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Ｒ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。
【００６０】
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る。更に、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２とは別体の方が、噴流発生装置１０の作製が容易になる。筐体１が熱伝導性の高い材料、例えば金属でなる場合、駆動装置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。駆動装置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。
【００６１】
弾性支持部材３６は、例えばゴムや樹脂等でなる。弾性支持部材３６の形状は、振動板３３の形状（外形）による。図２のように弾性支持部材３６の断面形状は、１つの山部及び１つの谷部を有するものが用いられる。以下、これを２ロールタイプの弾性支持部材という。１つの谷部のみ、または１つの山部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。山部及び谷部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Ｒ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、２ロールタイプの弾性支持部材が用いられることの望ましい。しかしながら、必ずしも２ロールタイプが用いられなければならないわけではない。
【００６２】
次に、ノズル２について説明する。ノズル２のノズル本体２０は、筐体１の前面の開口１ａに装着されている。
【００６３】
ノズル本体２０は、上部表面に斜面２０ａを有し、下部表面に斜面２０ｂを有している。斜面２０ａと斜面２０ｂとは、ノズル本体２０の上部表面と下部表面との距離（両図のＺ軸方向における距離）が、両図のＹ軸方向に向かって徐々に小さくなるように形成されている。斜面２０ａの上部には吐出口２１ａが、下部には吐出口２２ａが設けられ、ノズル本体２０内部には、当該吐出口２１ａ及び２２ａと上記チャンバ３とをそれぞれ連通する空気の流路２１及び流路２２が設けられている。
【００６４】
また同様に斜面２０ｂの下部には吐出口２３ａが、上部には吐出口２４ａが設けられ、ノズル本体２０内部には、当該吐出口２３ａ及び２４ａと上記チャンバ４とをそれぞれ連通する空気の流路２３及び流路２４が設けられている。
【００６５】
後述するが、流路２１、流路２２、流路２３及び流路２４は図２の実線の矢印で示すように、各吐出口を介してチャンバ３及び４から外部へ空気を吐出し、また破線の矢印で示すように、各吐出口を介してチャンバ３及び４へ外気を吸入することが可能となっている。
【００６６】
上記流路２１の長さと流路２３の長さは略同一である。また上記流路２２と流路２４の長さは略同一であり、それぞれ斜面２０ａの下方及び斜面２０ｂの上方から水平方向（Ｙ軸方向）に設けられているため、それぞれ流路２１及び流路２３の長さよりも長くなっている。各流路の径は略同一であるが、流路２１と流路２２とで、また流路２３と流路２４とで異なるように形成されていても構わない。
【００６７】
またノズル本体２０の上記空気の吐出方向（Ｙ軸方向）の端部には、上記各流路から吐出されまたは吸入された空気の流れを仕切るための仕切り板２５が設けられている。
【００６８】
次に、上記噴流発生装置１０と組み合わされるヒートシンクについて説明する。図３は、ヒートシンクの斜視図であり、図４は、ヒートシンクを構成するフィン１枚の斜視図である。
【００６９】
両図に示すように、ヒートシンク４０は、噴流発生装置１０から吐出された空気を受ける複数のフィン（放熱板）４１が、同図Ｘ軸方向に連続的に並設されて構成される。フィン４１は上下方向（同図Ｙ軸方向）の端部４２ａ及び４２ｂが同じ方向（図３中のＸ軸方向）にそれぞれ所定の長さＣだけ折り曲げられた、厚さ約０．３ｍｍの平板から構成されている。所定の長さはフィン４１の大きさにより決まるもので、例えば折り曲げられていない部分の長さＤが約１２ｍｍであるときは約２．３ｍｍに形成されている。
【００７０】
またフィン４１は、噴流発生装置１０から吐出された空気を受ける側に通気部としての切欠き４３ａ及び４３ｂを有している。切欠き４３ａ、４３ｂは、上記折り曲げられた両端部４２ａ及び４２ｂが、上記噴流発生装置１０から吐出された空気を受ける側の端部から同図Ｚ軸方向へ所定の長さＥ分だけ矩形状に切り取られて形成されている。所定の長さは例えば４ｍｍである。
【００７１】
ここで切欠き４３ａ及び４３ｂを上下のいずれか一方にのみ形成することもできるが、外部からの気体の取入れが両方に有る場合に比べ少なくなるため２つが好ましい。また、通気部としては当該切欠き４３ａ及び４３ｂに限られるものではなく、貫通孔のようなものでもよい。
【００７２】
フィン４１に用いる熱伝導部材は、銅系の合金に限られず、アルミニウム系の合金等、熱伝導率の大きい材料であればよい。
【００７３】
図５は、噴流発生装置１０とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した斜視図である。同図に示すように、噴流発生装置１０とヒートシンク４０とは、噴流発生装置１０の各仕切り板２５が、ヒートシンクの各フィン４１の間に係合するように組み合わされる。またヒートシンク４０は、ノズル２の各流路（各吐出口）が、ヒートシンク４０の各切欠き４３ａ及び４３ｂに対応するように形成されている。ヒートシンク４０は、当該各切欠き４３ａ及び４３ｂを通気部として、ノズル２の各流路から吐出された空気を内部に取り込むことが可能となっている。そして、ヒートシンク４０は、図示しないＩＣ等の発熱体からの熱を受けるように設置される。これにより噴流発生装置１０とヒートシンク４０とは当該発熱体の冷却装置として機能する。
【００７４】
次に、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。
【００７５】
駆動装置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、それぞれ上部の流路２１及び流路２２と、下部の流路２３及び流路２４とを介して交互に脈流として吐出される。
【００７６】
そして、流路２１及び流路２２から、または流路２３及び流路２４から空気が吐出されるときに、筐体１やノズル２の周囲の気圧が低下することにより、当該周囲の空気が各流路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、発熱体や高熱部へ吹き付けられることにより、当該発熱体や高熱部を冷却することができる。発熱体や高熱部としては、上記ヒートシンク４０の他、例えばＩＣ、コイル、抵抗等の電子部品が挙げられるが、これらに限られず発熱するものなら何でもよい。
【００７７】
なお、流路２１及び流路２２、または流路２３及び流路２４から空気が吐出されるときに、各流路から独立して、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。
【００７８】
噴流発生装置１０とヒートシンク４０とを組み合わせた場合、上述したように、ヒートシンク４０は、上記４３切欠きａ及び４３ｂを介して、上記合成噴流を取り込むことが可能である。この結果、上記各流路から吐出された気体量よりも多くの気体がヒートシンク４０の出口から排出されることとなる。これにより、噴流発生装置１０の噴出体積を抑制して騒音の発生を極力抑えながら、発熱体から発生される熱を効果的に放熱することができる。
【００７９】
ところで、上記噴流発生装置１０とヒートシンク４０とを組み合わせた場合において、噴流発生装置１０のノズル２に各吐出口を吐出方向とは垂直な面上に設けた場合、ノズルとヒートシンク４０の各切欠き４３ａ及び４３ｂとの間に十分なスペースが無いと、上記吐出された空気による外気の巻き込みが困難となり、合成噴流を効果的に発生することができないことがある。しかしながら、本実施形態における噴流発生装置１０は、上記第１の斜面及び第２の斜面に各吐出口が設けられるように各流路を形成することでこの問題を解決している。
【００８０】
図６は、ノズル２の各流路の各吐出口を斜面に設けた場合と、吐出方向に対して垂直な面に設けた場合とで吐出された空気の流れを比較した図である。同図（ａ）は、各吐出口を垂直面に設けたノズルを有する噴流発生装置とヒートシンク４０とを組み合わせて、当該噴流発生装置を動作させた場合の、ノズルの中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。また同図（ｂ）は、本実施形態における噴流発生装置１０を動作させた場合の、ノズル２の中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。なお、両図においては、上部の２つの流路を介して上のチャンバから空気を吐出し、下部の２つの流路を介して下のチャンバへ空気を吸入しているものとする。
【００８１】
同図（ａ）に示すように、垂直面に各吐出口を設けた場合には、同図Ａの丸で囲んだ部分において、上の２つの吐出口とヒートシンク４０との距離が近く、十分なスペースが無いために、上の２つの流路から空気が吐出されても、当該吐出された空気による外気の巻き込みが少なくなっており、また巻き込まれた空気が各切欠き４３ａから取り込まれるスペースも十分でないため、合成噴流を効率よく発生させヒートシンク４０へ取り込むことが困難な状態となっている。すなわち、ノズル自体が、外気の巻き込みよる合成噴流の発生及びその取り込みの障害となっている。
【００８２】
一方、同図（ｂ）に示すように、本実施形態におけるノズル２を用いた場合には、上部の流路２１及び流路２２が斜面２０ａに形成されているため、各流路、特に流路２１（吐出口２１ａ）とヒートシンク４０の各切欠き４３ａとの間に十分なスペースが生まれ、図６（ａ）の場合に比べて外気を巻き込みやすくなっている。これにより、各吐出口から吐出した空気の流れで合成噴流をより効果的に発生させることができ、ヒートシンク４０は、当該合成噴流によってより多くの空気を取り込むことが可能となっている。具体的には、本発明者によるシミュレーションの結果、本実施形態におけるノズル２によれば、同図（ａ）のような垂直面に吐出口を有するノズルに比べて、ヒートシンク４０へ取り込まれる空気の流量を最大１５％程度増加させることができることが分かった。なお、ノズル２の下部の流路２３及び流路２４から空気を吐出する場合においても、もちろん同様にヒートシンク４０の切欠き４３ｂを介してより多くの空気を取り込むことができる。
【００８３】
この結果、ヒートシンク４０の出口から排出される空気の流量を増やすことが可能となるため、各流路から吐出する空気の最大流速でほぼ決まる気流音を増加させることなく、熱抵抗を低減させることができる。
【００８４】
また、各流路からの吸気動作に関して、図６（ａ）のように各流路を垂直面に設けたノズルにおいては、各流路とヒートシンク４０との間に十分なスペースが無いため、外部から効率よく空気を吸入することができない場合がある。しかし、本実施形態におけるノズル２においては、各流路を第１の斜面及び第２の斜面に有する各流路を形成することで、この問題も解決している。
【００８５】
図７は、ノズル２の各流路の各吐出口を斜面に設けた場合と、吐出方向に対して垂直な面に設けた場合とで、ノズル２から吸入される空気の流れを比較した図である。同図（ａ）は、各吐出口を垂直面に設けたノズルを有する噴流発生装置とヒートシンク４０とを組み合わせて、当該噴流発生装置を動作させた場合の、ノズルの中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。また同図（ｂ）は、本実施形態における噴流発生装置１０を動作させた場合の、ノズル２の中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。なお、両図においては、下部の２つの流路を介して下のチャンバから空気を吐出し、上部の２つの流路を介して上のチャンバへ空気を吸入しているものとする。
【００８６】
同図（ａ）に示すように、垂直面に吐出口を設けた場合には、同図Ａの丸で囲んだ部分において、上の２つの吐出口とヒートシンク４０との距離が近く、各吐出口周辺のスペースが十分でないために、当該上の２つの吐出口は、下の２つの吐出口から空気が吐出される際に、上部の外気をあまり吸入できずに、むしろ下の２つの吐出口から吐出された空気を引き戻してしまっている。また、上の２つの吐出口のうち、下部の吐出口が引き戻した空気から分岐した空気を上部の吐出口も引き戻してしまっており、各吐出口が独立して吸気動作をできていない。これでは、本来ヒートシンク４０に取り込まれるべき空気が取り込まれないため、ヒートシンク４０から排出される空気の流量も少なくなってしまう。
【００８７】
一方、同図（ｂ）に示すように、斜面２０ａに各吐出口を設けた場合、同図Ｂの丸で囲んだ部分において、各流路、特に流路２１とヒートシンク４０の切欠き４３ａとの間に十分なスペースが生まれるため、上の２つの吐出口２１ａ及び２２ａによる、下の２つの吐出口２３ａ及び２４ａから吐出された空気の引き戻しは少なく、吐出口２１ａ及び吐出口２２ａ周辺の外部の空気を効率よく吸入している。また、吐出口２１ａと吐出口２２ａの位置が吐出方向においてずれて配置されているため、各吐出口が独立してそれぞれ吸気動作を行うことができる。この結果、効率よく合成噴流を発生させてヒートシンク４０へより多くの空気を取り込むことができる。もちろん、上部の吐出口２１ａ及び吐出口２２ａから空気が吐出され下部の吐出口２３ａ及び吐出口２４ａから吸気を行う場合でも、吐出口２３ａ及び吐出口２４ａは同様に効率よく外気を吸気することで、結果として多くの空気をヒートシンク４０へ取り込むことができる。
【００８８】
また、本実施形態においては、斜面２０ａ及び斜面２０ｂに各吐出口を設けることで、各吐出口自体が傾斜を有している。これにより、各吐出口から吐出された空気の流れの方向が変化し、流れの幅も広がることとなる。これは特に積載面積の大きいヒートシンクと組み合わせた場合に有効となる。図８は、当該積載面積の大きいヒートシンク５０を示した斜視図であり、図９は、図８のヒートシンク５０を構成する各フィン５１のうち一枚を示した斜視図である。
【００８９】
これらの図に示すように、ヒートシンク５０は、上記図３で示したヒートシンク４０と同様に、フィン５１の両端部５２ａ及び５２ｂを同一方向に折り曲げて複数並設して構成される。また各フィン５１には、ヒートパイプ（図示せず）を挿通するための円形の貫通孔５４が設けられている。なお、ヒートパイプは、パイプ内に冷媒例えば純水などを入れ、図示しないＩＣ等の発熱源により加熱された蒸気流をヒートシンク５０のフィン５１で冷却し液化させてパイプ内の毛細管現象で発熱源に還流させるものである。ヒートパイプを用いることにより、フィン５１を発熱源から離すことができる他、ノートパソコンのように電子機器全体の厚さを薄くすることができる。ヒートパイプは例えば熱伝導性に優れた銅系の合金やアルミニウム系の合金等により形成されている。
【００９０】
図１０は、積載面積の大きいヒートシンク５０と、４つの噴流発生装置１０とを組み合わせて、噴流発生装置１０から空気を吐出させるシミュレーションを行った様子を示した図である。同図（ａ）は、各吐出口を垂直面に設けたノズルを有する４つの噴流発生装置とヒートシンク５０とを組み合わせて、当該噴流発生装置を動作させた場合の、ノズルの中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。また同図（ｂ）は、本実施形態における４つの噴流発生装置１０を動作させた場合の、ノズル２の中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。
【００９１】
同図（ａ）の丸で囲んだＡの部分と、同図（ｂ）の丸で囲んだＢの部分を比較すると、本実施形態におけるノズル２から空気を吐出した場合の方が噴流の幅が広がっていることが分かる。したがって、本実施形態のように斜面に各吐出口が形成されるように各流路を設けることにより、ヒートシンク５０のように積載面積の大きいヒートシンクのフィン全体を効率よく放熱に利用することができる。具体的には、本発明者らのシミュレーションの結果、同図（ａ）のノズルで空気を吐出した場合に比べて、同図（ｂ）のノズル２で空気を吐出した場合には、ヒートシンク５０の出口から排出される空気の流量が最大２０％程度増加することが分かった。
【００９２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上記第１実施形態においては、ノズル２の上部表面に斜面２０ａを、下部表面に斜面２０ｂを設け、当該斜面２０ａ及び斜面２０ｂにそれぞれ２つずつ吐出口を有する各流路を形成していたが、本実施形態においては、上記斜面２０ａ及び斜面２０ｂの代わりに段差部を設け、当該段差部に各流路を設けることとしている。なお、本実施形態において上記第１実施形態と同様の構成及び機能を有する部分については同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
【００９３】
図１１は、本実施形態におけるノズルを有する噴流発生装置の外観を示した図であり、図１２は、図１１に示した噴流発生装置１００の断面図である。両図に示すように、噴流発生装置１００は、筐体１と、筐体１に装着されたノズル１２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。筐体１及び振動アクチュエータ１５の構成及び機能は、上記第１実施形態におけるものと同様であるため、説明を省略する。
【００９４】
本実施形態におけるノズル１２のノズル本体１２０は、上記第１実施形態におけるノズル２と同様、筐体１の前面の開口１ａに装着されている。ノズル本体１２０の上部表面には段差部１２０ａが設けられ、段差部１２０ａの下方には段差部１２０ｂが設けられている。またノズル本体１２０の下部表面には段差部１２０ｃが設けられ、その上方には段差部１２０ｄが設けられている。すなわち、段差部１２０ａ、段差部１２０ｂ、段差部１２０ｃ及び段差部１２０ｄは、ノズル本体１２０の上部表面と下部表面との同図Ｚ軸方向における距離が、同図Ｙ軸方向に向かって徐々に小さくなるように形成されている。
【００９５】
そして、上部表面の段差部１２０ａには吐出口１２１ａが、段差部１２０ｂには吐出口１２２ａが設けられ、ノズル本体１２０内部には、当該吐出口１２１ａ及び１２２ａとチャンバ３とをそれぞれ連通する空気の流路１２１及び流路１２２が設けられている。
【００９６】
また同様に、下部表面の段差部１２０ｃには吐出口１２３ａが、段差部１２０ｄには吐出口１２４ａが設けられ、ノズル本体１２０内部には、当該吐出口１２３ａ及び１２４ａとチャンバ４とをそれぞれ連通する空気の流路１２３及び流路１２４が設けられている。
【００９７】
当該流路１２１、流路１２２、流路１２３及び流路１２４は、上記第１実施形態と同様、図１２の実線の矢印で示すように、各吐出口を介してチャンバ３及び４から外部へ空気を吐出し、また破線の矢印で示すように、各吐出口を介してチャンバ３及び４へ外気を吸入することが可能となっている。
【００９８】
上記流路１２１の長さと流路１２３の長さは略同一である。また上記流路１２２と流路１２４の長さは略同一であり、それぞれ段差部１２０ａ及び段差部１２０ｃとは高さの異なる段差部１２０ｂ及び段差部１２０ｄに設けられているため、それぞれ流路１２１及び流路１２３の長さよりも長くなっている。各流路の径は略同一であるが、流路１２１と流路１２２とで、また流路１２３と流路１２４とで異なるように形成されていても構わない。
【００９９】
また上記第１実施形態と同様、ノズル本体１２０の上記空気の吐出方向（同図Ｙ軸方向）の端部には、上記各流路から吐出されまたは吸入された空気の流れを仕切るための仕切り板１２５が設けられている。
【０１００】
次に、本実施形態における噴流発生装置１００の動作について説明する。筐体１内部の振動アクチュエータ１５等の動作については、上記第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１０１】
図１３は、本実施形態における噴流発生装置１００と上記第１実施形態におけるヒートシンク４０とを組み合わせて、ノズル１２から空気を吐出した場合の、ノズル１２中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。なお、同図においては、上部の流路１２１及び流路１２２を介してチャンバ３から空気を吐出し、下部の流路１２３及び流路１２４を介してチャンバ４へ空気を吸入しているものとする。
【０１０２】
同図に示すように、本実施形態におけるノズル１２を用いた場合、流路１２１と流路１２２が、それぞれ段差部１２０ａ及び段差部１２０ｂに形成されているため、同図Ａの丸で囲んだ部分において、上記第１実施形態と同様に、各流路、特に流路１２１（吐出口１２１ａ）とヒートシンク４０の各切欠き４３ａとの間に十分なスペースが生まれ、外気を巻き込みやすくなっている。これにより、ヒートシンク４０へ取り込まれる空気及びヒートシンク４０の出口から排出される空気の流量を増やすことが可能となる。なお、ノズル２の下部の流路１２３及び流路１２４から空気を吐出する場合においても、もちろん同様にヒートシンク４０の切欠き４３ｂを介してより多くの空気を取り込むことができる。
【０１０３】
図１４は、本実施形態における噴流発生装置１００と上記ヒートシンク４０とを組み合わせて、ノズル１２から外部の空気を吸入する場合の、ノズル１２中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。なお、両図においては、流路１２３及び流路１２４を介してチャンバ４から空気を吐出し、流路１２１及び流路１２２を介してチャンバ３へ空気を吸入しているものとする。
【０１０４】
同図に示すように、本実施形態におけるノズル１２を用いた場合、流路１２１と流路１２２が、それぞれ段差部１２０ａ及び段差部１２０ｂに形成されているため、同図Ａの丸で囲んだ部分において、上記第１実施形態と同様に、各流路、特に流路１２１（吐出口１２１ａ）とヒートシンク４０の各切欠き４３ａとの間に十分なスペースが生まれる。これにより、上の２つの吐出口１２１ａ及び１２２ａによる、下の２つの吐出口１２３ａ及び１２４ａから吐出された空気の引き戻しは少なく、吐出口１２１ａ及び吐出口１２２ａ周辺の外部の空気を効率よく吸入している。また、吐出口１２１ａと吐出口１２２ａの位置が吐出方向においてずれて配置されているため、各吐出口が独立してそれぞれ吸気動作を行うことができる。この結果、効率よく合成噴流を発生させてヒートシンク４０へより多くの空気を取り込むことができる。
【０１０５】
もちろん、上部の吐出口１２１ａ及び吐出口１２２ａから空気が吐出され下部の吐出口１２３ａ及び吐出口１２４ａから吸気を行う場合でも、同様に多くの空気をヒートシンク４０へ取り込むことができる。
【０１０６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。上記第１実施形態及び第２実施形態においては、ノズルに設けられる流路は上下各２つずつであったが、この数に限定されるものではなく、上下各２つ以上であってもよいし、各１つずつであってもよい。本実施形態においては、流路を上下各１つずつ設けることとしている。なお、本実施形態において、上記各実施形態と同様の機能または構成となる部分については同様の符号を付し、図示を省略する。
【０１０７】
図１５は、流路を上下各１つずつ設けたノズルを用いて空気を吐出した場合のノズル中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。同図に示すように、ノズル１１２の上部表面及び下部表面にはそれぞれ段差部２２０ａ及び２２０ｂが設けられており、段差部２２０ａには流路２２１が、段差部２２０ｂには流路２２２が設けられている。同図においては、上部の流路２２１から空気を吐出し、下部の流路２２２から空気を吸入している。この場合でも、流路２２１の吐出口２２１ａから吐出された空気は、吐出口２２１ａ周辺の空気を効率よく巻き込みながら、ヒートシンク４０へ取り込まれている。
【０１０８】
図１６は、上記図１５のノズル１１２を用いて空気を吸気する場合の流速ベクトルを示した図である。同図においては、下部の流路２２２から空気を吐出し、上部の流路２２１から空気を吸入している。同図に示すように、上部の流路２２１の吐出口２２１ａは、その周辺の外気を効率よく吸気しており、下部の流路２２２の吐出口２２２ａから吐出された空気をほとんど引き戻してはいない。
【０１０９】
なお、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【０１１０】
上記各実施形態におけるノズルは、空気の吐出方向に仕切り板を有していたが、当該仕切り板も、ノズル本体の上部表面と下部表面との距離が吐出方向に向かって徐々に小さくなっていくとの同様に、その垂直方向の幅が上記吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されても構わない。図１７は、上記図１５及び図１６に示したノズル１１２において仕切り板２２５が吐出方向に向かってその垂直方向の幅が徐々に小さくなるように一体的に形成されている例を示した断面図である。仕切り板２２５をこのように形成することにより、仕切り板２２５と上部表面または下部表面との間の凹凸を極力排除して、吐出された気体をスムーズに案内することができる。
【０１１１】
また、上記第２実施形態においては、ノズルの段差部の垂直面上に各吐出口を設けていたが、図１８に示すように、上下の２つの段差部（垂直面）３２０ａ及び３２０ｂとそれらの段差部を繋ぐ水平面３２０ｃに亘って吐出口３２１ａを設けるようにしても構わない。これにより、吐出された空気の流れの幅が、上記第１実施形態のように吐出口を斜面に設けた場合よりも更に広がり、特に積載面積の大きいヒートシンク等を効率よく放熱することが可能となる。
【０１１２】
上述した噴流発生装置とヒートシンクとを組み合わせた冷却装置は、電子機器に搭載される。図１９は、上記各図に示した噴流発生装置１０等が電子機器としてＰＣ１５０に搭載された状態を示す斜視図である。噴流発生装置１０から供給される合成噴流がヒートシンク４０に吹き付けられ、ヒートシンク４０の背後に設けられたＰＣ筐体の排気口１５１から、熱を持つ空気が排出される。
【０１１３】
なお、図１９では電子機器としてラップトップ型のＰＣを例に挙げたが、デスクトップ型のＰＣでもよい。ＰＣに限らず、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。
【０１１４】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、本実施形態以降の実施形態において、上記各実施形態と同様の機能または構成となる部分については同様の符号を付し、図示を省略する。
【０１１５】
図２０は、本実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。また、図２１は、図２０のノズル４１２とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した斜視図である。これらの図に示すように、上記図１１等に示した第２の実施形態におけるノズル１２が段差部を上部表面と下部表面に各２段有し、各段差部に流路を有しているのに比べて、本実施形態においては、ノズル４１２は、上部表面と下部表面に段差部（上部の段差部４２０ａ〜４００ｃ及び下部の段差部４２０ｄ〜４２０ｆ）を各３段有しており、各段差部には流路（上部の流路４２１〜４２３及び下部の流路４２４〜４２６）を有している。
【０１１６】
なお、本実施形態において、ノズル４１２には仕切り板を設けていないが、仕切り板を設けるようにしてももちろん構わない。また、本実施形態以降の実施形態においても同様である。
【０１１７】
図２２は、上記第２の実施形態におけるノズル１２（２段ノズル）を有する噴流発生装置１００と、本実施形態におけるノズル４１２（３段ノズル）を有する噴流発生装置１００とをそれぞれヒートシンク４０と組み合わせてシミュレーションを行った結果を示した図である。本シミュレーションにおいては、ヒートシンク４０の出口を流れる気体の流量（以下、単に出口流量という）、両ノズルから吐出される気体の最大流速、単位流速あたりの出口流量（出口流量／最大流速）、ノズルからの気体の吸入と吐出１周期分の流路内の最大圧力と最小圧力との差（以下、単に圧力差という）をそれぞれ測定し、また出口流量、最大流速、単位流速あたりの出口流量及び圧力差のそれぞれについて、２段ノズルに対する３段ノズルの比率を計算した。なお、本シミュレーションにおいては、２段ノズルから吐出される気体の流量は３段ノズルから吐出される気体の流量と同一となるようにした。
【０１１８】
同図から、本実施形態のように段差部を上下各３段有するノズル４１２を用いることにより、段差部が上下各２段である場合に比べて、ヒートシンク４０の出口流量が約６％増加していることが分かる。これは、段差部を増やすことで、各吐出口とヒートシンク４０との間に更にスペースが生まれるためであると考えられる。すなわち、本実施形態のノズル４１２によれば、２段ノズルに比べて、ヒートシンク４０の熱抵抗を低減することが可能となる。
【０１１９】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図２３は、本実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。また、図２４は、図２３のノズル５１２とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した斜視図である。これらの図に示すように、本実施形態においては、上記第２実施形態におけるノズル１２に比べて、ノズル５１２の段差部５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ及び５２０ｄのそれぞれのエッジを曲面状に削ったＲ部５２６ａ、５２６ｂ、５２６ｃ及び５２６ｄを設けている。
【０１２０】
図２５は、上記第２の実施形態におけるノズル１２（Ｒ無し）を有する噴流発生装置１００と、本実施形態におけるノズル５１２（Ｒ有り）を有する噴流発生装置１００とをそれぞれヒートシンク４０と組み合わせて、上記図２２と同様に出口流量、最大流速、単位流速あたりの出口流量及び圧力差の各項目について測定したシミュレーション結果を示した図である。
【０１２１】
同図から、本実施形態のように段差部にＲ部を設けることにより、Ｒ部を設けない場合に比べて、ヒートシンク４０の出口流量が約３％増加していることが分かる。これは、Ｒ部を設けたことで、ヒートシンク４０と各吐出口との間に更にスペースが生まれるためであると考えられる。すなわち、本実施形態のノズル５１２によれば、段差部にＲ部を設けない場合に比べて、ヒートシンク４０の熱抵抗を低減することが可能となる。
【０１２２】
図２６は、上記第２の実施形態におけるノズル１２（Ｒ無し）を有する噴流発生装置１００と本実施形態におけるノズル５１２（Ｒ有り）を有する噴流発生装置とをそれぞれヒートシンク４０と組み合わせて、駆動装置３５を駆動させた場合の各騒音レベルを測定したシミュレーション結果を示した図である。なお、本シミュレーションにおいては、駆動装置３５の駆動による振動板３３の振幅を、３．５ｍｍ、４ｍｍ及び４．５ｍｍの３段階に変更して測定を行った。また、本シミュレーションにおいては、装置による測定結果のばらつきを見るために、異なる２つの噴流発生装置１００（Ａ及びＢ）を用いて測定を行った。また、騒音の測定は、ヒートシンク４０の出口から図２４のｙ軸方向に１５ｃｍ、ｚ軸方向に１５ｃｍの地点において行った。
【０１２３】
同図に示すように、いずれの振幅段階においても、またいずれの噴流発生装置を用いた場合でも、本実施形態のように段差部にＲ部を設けたノズル５１２を用いることにより、Ｒ部が無い場合に比べて騒音が低減されており、平均すると約２ｄＢＡの改善があった。これは、Ｒ部を設けることにより空気抵抗が軽減したためであると考えられる。すなわち、本実施形態におけるノズル５１２を用いることにより、熱抵抗のみならず騒音を低減することも可能となる。
【０１２４】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。図２７は、本実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。同図に示すように、本実施形態においては、上記第２実施形態におけるノズル１２に比べて、流路６２１、６２２、６２３及び６２４それぞれの径が、気体の吐出方向（同図ｙ軸方向）に向かって徐々に小さくなるようなテーパを設けている。同図においてテーパ角θは例えば０．９度であるが、これに限られるものではない。また、各流路の各吐出口６２１ａ、６２２ａ、６２３ａ及び６２４ａの径は上記第２実施形態におけるノズル１２の各吐出口１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ及び１２４ａの径と同一であり、当該各吐出口から気体の吸入方向に向かって各流路内の径が徐々に大きくなるように形成されている。
【０１２５】
図２８は、上記第２の実施形態におけるノズル１２（テーパ無し）を有する噴流発生装置１００と、本実施形態におけるノズル６１２（テーパ有り）を有する噴流発生装置１００とをそれぞれヒートシンク４０と組み合わせて、上記図２２等と同様に出口流量、最大流速、単位流速あたりの出口流量及び圧力差の各項目について測定したシミュレーション結果を示した図である。
【０１２６】
同図から、本実施形態のように流路にテーパを設けることにより、テーパを設けない場合に比べて、圧力差が約１８％小さくなっていることが分かる。すなわち、本実施形態のノズル６１２によれば、テーパ状に形成しない場合に比べて、上記振動アクチュエータ１５の振動に伴う各流路内の圧力の変動を小さくすることで、振動アクチュエータ１５の駆動時における騒音を低減することが可能となる。
【０１２７】
また、同図から、流路にテーパを設けることにより、ヒートシンク４０の出口流量は約１％減少するものの、最大流速が約５％減少しており、単位流速あたりの出口流量は約４％増加している。したがって、ノズル６１２からの吐出流量を減らすことなく流速を低くすることができるため、これによっても騒音を低減することが可能となる。
【０１２８】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。図２９は、本実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。同図に示すように、本実施形態においては、上記第２実施形態におけるノズル１２に比べて、各流路７２１、７２２、７２３及び７２４内に、気体の吐出方向に向かう複数の溝を設けている。すなわち、同図の円で囲んだ拡大図に示すように、各流路の径方向の断面形状が、２つの５角形を１８０度位相をずらして重ねた形状となるように各流路を形成している。
【０１２９】
図３０は、上記第２の実施形態におけるノズル１２（流路内に溝無し）を有する噴流発生装置１００と、本実施形態におけるノズル７１２（流路内に溝有り）を有する噴流発生装置１００とをそれぞれヒートシンク４０と組み合わせて、上記図２２等と同様に出口流量、最大流速、単位流速あたりの出口流量及び圧力差の各項目について測定したシミュレーション結果を示した図である。
【０１３０】
同図から、本実施形態のように流路内に溝を設けることにより、溝を設けない場合に比べて上記圧力差が約４０％減少していることが分かる。したがって、流路内に溝を設けることにより、振動アクチュエータ１５の駆動時における騒音を低減することが可能となる。
【０１３１】
また、同図から、流路内に溝を設けることにより、溝を設けない場合に比べて単位流速あたりの出口流量が約１２％増加していることが分かる。したがって、ノズル７１２からの吐出流量を減らすことなく流速を低くすることができるため、これによっても騒音を低減することが可能となる。
【０１３２】
なお、流路内に溝を設ける場合には、上述のように流路の断面形状が２つの５角形を重ねた形状となる形態のみならず、例えば６角形となるような形状にしてもよいし、３角形を位相をずらして複数重ねた形状となるようにしてもよいし、それ以外の多角形となるように、または当該多角形を複数重ねた形状となるようにしても構わない。
【０１３３】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。図３１は、本実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。同図に示すように、本実施形態においては、同図に示すように、本実施形態においては、上記第２実施形態におけるノズル１２に比べて、各流路８２１、８２２、８２３及び８２４にテーパを設け、また各段差部にＲ部８２６ａ〜８２６ｄを設け、更に各吐出口８２１ａ、８２２ｂ、８２３ｃ及び８２４ｄをＲ形状に形成している。すなわち、本実施形態においては、上記第５の実施形態におけるノズル５１２と第６の実施形態におけるノズル６１２とを組合せ、更に各吐出口にＲ形状を設けている。
【０１３４】
図３２は、上記第２の実施形態におけるノズル１２（テーパ・段差部Ｒ・吐出口Ｒ無し）を有する噴流発生装置１００と、本実施形態におけるノズル６１２（テーパ・段差部Ｒ・吐出口Ｒ有り）を有する噴流発生装置１００とをそれぞれヒートシンク４０と組み合わせて、上記図２２等と同様に出口流量、最大流速、単位流速あたりの出口流量及び圧力差の各項目について測定したシミュレーション結果を示した図である。
【０１３５】
同図から、テーパ、段差部のＲ及び吐出口のＲをそれぞれ設けることで、それぞれを設けない場合に比べて上記圧力差が約１６％減少していることが分かる。これは、各流路にテーパを設けたことによる効果である。これにより、振動アクチュエータ１５の駆動時における騒音を低減することが可能となる。
【０１３６】
また、同図から、テーパ、段差部のＲ及び吐出口のＲをそれぞれ設けることで、それぞれを設けない場合に比べてヒートシンクの出口流量が約２％増加し、最大流速が約８％小さくなり、単位流速あたりの出口流量が約１１％増加していることが分かる。出口流量の増加は、各流路にテーパを設けたことによる効果である。これにより、ヒートシンク４０の熱抵抗を更に減少させることができるとともに、振動アクチュエータ１５の駆動時における騒音を低減することが可能となる。
【０１３７】
すなわち、本実施形態によれば、流路にテーパを設けることによる効果と、段差部または吐出口にＲを設けることによる効果とを相反させることなく得ることができる。また、以上説明した、テーパと、各段差部または各吐出口のＲ部と、上記第４実施形態における上下各３段の段差部とを任意に組み合わせてノズルを構成することももちろん可能であり、これによっても上記の効果を得ることができる。
【０１３８】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９の実施形態について説明する。図３３は、本実施形態におけるノズル９１２とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した斜視図である。また図３４（ａ）は、図３３のノズル９１２及びヒートシンク４０をヒートシンク４０の出口側（図３３の矢印Ａ方向）から捉えた図であり、図３４（ｂ）は、図３３のノズル９１２及びヒートシンク４０をノズル９１２側（図３３の矢印Ｂ方向）から捉えた図であり、図３４（ｃ）は、ノズル９１２単独の斜視図である。
【０１３９】
同図に示すように、本実施形態におけるノズル９１２は、上記第３実施形態において図１５等に示したノズル１１２と同様、流路を上部表面と下部表面とで各１つずつ設けたものであるが、上記各実施形態のように、各流路をヒートシンク４０の各フィン４１の１つの隙間４４に対応させるのではなく、各流路の径を大きくして、各フィン４１の２つの隙間４４に対応させている点で異なる。すなわち、本実施形態においては、一の吐出口９２１ａ及び９２２ａから吐出された気体は、各吐出口を略２分するように配置されたフィン４１とその両隣のフィン４１とで形成される２つの隙間を通って、ヒートシンク４０の内部に取り込まれることとなる。なお、本実施形態におけるノズル９１２の流路の数は、上記第３実施形態におけるノズル１１２の流路の数の１／２であるが、ノズル９１２の吐出口９２１ａ及び９２２ａの開口面積の和は、ノズル１１２の吐出口２２１ａ及び２２２ａの開口面積の和に等しくなるように設計されている。
【０１４０】
図３５は、上記第３の実施形態におけるノズル１１２（各フィン４１の１つの隙間に１つの吐出口が対応）を有する噴流発生装置１００と、本実施形態におけるノズル９１２（各フィン４１の２つの隙間に１つの吐出口が対応）を有する噴流発生装置１００とをそれぞれヒートシンク４０と組み合わせて駆動させた場合の消費電力及び熱抵抗を測定したシミュレーション結果を示した図である。両ノズルからの気体の吐出流量は等しくなるように設定した。同図（ａ）が各振動板の振幅と消費電力との関係を示しており、同図（ｂ）が消費電力と熱抵抗との関係を示している。なお、各図においては、本実施形態のノズル９１２を「大穴ノズル」、第３実施形態のノズル１１２を「普通ノズル」と称している。
【０１４１】
同図（ａ）から、吐出口と各フィン４１の隙間を１：２で対応させることで、１：１で対応させる場合に比べて、振幅に関わらず消費電力が約０．６倍になることが分かる。また同図（ｂ）から、消費電力が同一の場合、本実施形態のノズル９１２（大穴ノズル）の方が、熱抵抗が約０．１ｋ／Ｗ小さくなることが分かる。すなわち、本実施形態によれば、各流路の径を大きくして流路抵抗及び圧力損失を小さくすることで、同等の消費電力でより低い熱抵抗を実現し、また同等の熱抵抗で低消費電力を実現することができる。
【０１４２】
（第１０実施形態）
次に、本発明の第１０の実施形態について説明する。図３６は、本実施形態における噴流発生装置の断面図である。
【０１４３】
同図に示すように、本実施形態における噴流発生装置２００は、筐体１の背面（ノズル２とは反対側の面）に、外部からチャンバ３内及びチャンバ４内へそれぞれ気体を吸入するための例えば円筒状の吸気口６及び吸気口８を有している。各吸気口６及び８内部には、各吸気口６及び８からチャンバ３及び４内へ吸入した気体が、振動アクチュエータ１５の駆動によりチャンバ３及び４の外部へ逆流するのを防ぐための逆止弁７及び９がそれぞれ設けられている。
【０１４４】
図３７は、上記図３６の噴流発生装置２００の、各吸気口６及び８近傍の拡大図である。同図（ａ）に示すように、各吸気口６及び８内の各逆止弁７及び９は、例えば円板状の弁体７ａ及び９ａと、当該弁体７ａに接続され当該弁体７ａを、各吸気口６及び８を塞ぐ方向（同図矢印Ａ１方向）に付勢するコイルバネ７ｂ及び９ｂを有している。
【０１４５】
振動アクチュエータ１５の駆動により、チャンバ４内の圧力が上がりチャンバ３内の圧力が下がった場合には、チャンバ３内には、ノズル２の上部の流路２１及び２２から気体が吸入されるとともに、同図（ｂ）に示すように、弁体７ａが上記付勢力に抗して上記矢印Ａ２方向へ移動することで、同図矢印Ｂで示すように吸気口６を介してチャンバ３内へ気体が吸入される。このとき、吸気口８は逆止弁９の弁体９ａにより塞がれているため、圧力が上がったチャンバ４から吸気口８を介して気体が流出することはなく、ノズル２の下部の流路２３及び２４のみから気体が吐出される。
【０１４６】
また、図示しないが、逆にチャンバ３内の圧力が上がりチャンバ４内の圧力が下がった場合には、チャンバ４内に流路２３及び２４から気体が吸入されるとともに、吸気口８からも気体が吸入される。このとき、吸気口６は逆止弁７の弁体７ａにより塞がれているため、圧力が上がったチャンバ３から吸気口６を介して気体が流出することはなく、流路２１及び２２のみから気体が吐出される。
【０１４７】
図３８は、上記各吸気口から吸気を行った場合の吸気率とヒートシンク４０の出口流量の増加率との関係を測定したシミュレーションの結果を示したグラフである。なお、同シミュレーションにおいては、例えばノズル２の各流路にも、例えば逆止弁のような気体の吸入を阻害する機構を設けて振動アクチュエータ１５を駆動させることで、吸気口６及び８からの吸気率を調整した。また、ノズル２の各流路から吐出される気体の流量は常に一定となるように調整した。
【０１４８】
同図に示すように、ノズル２からの吸気を完全に停止して、吸気を１００％吸気口６または８から行った場合、ノズル２から１００％吸気する場合に比べて、ヒートシンク４０の出口流量が約４２％増加している。また、吸気の一部を吸気口６または８から行った場合、例えば吸気率が２５％である場合でも、ヒートシンク４０の出口流量は１６％増加することが分かった。
【０１４９】
すなわち、吸気を全てノズル２以外から行わなくとも、本実施形態のように少なくとも吸気の一部を吸気口６または８から行うことで、各吐出口から吐出された気体の引き戻しが少なくなるため、ヒートシンク４０の出口流量が増加して、ヒートシンク４０の熱抵抗を低減させることができる。
【０１５０】
また、上記噴流発生装置２００を、上記図１９で示したＰＣ１５０のような電子機器に搭載する場合、上記吸気口６及び８を、電子機器の外部から直接外気を吸入するような位置に設けるようにしてもよい。これにより、電子機器内部の暖められた空気をノズル２から吸入して吐出する場合に比べて、ヒートシンク４０のフィン４１の隙間を流れる空気の温度を下げることができるため、発熱体の温度も更に低下させることが可能となる。
【０１５１】
更に、上記吸気口６及び８を、例えばヒートシンク４０に直接熱的に接触していない発熱体の近傍に設置するようにしても構わない。これにより、ヒートシンク４０に直接熱的に接触していない発熱体の周りに気体の流れを作り、当該発熱体の温度を下げることが可能となる。これは、例えば電子機器の筐体表面で局所的に温度の高くなる場所（ヒートスポット）対策に有効である。
【０１５２】
（第１１実施形態）
次に、本発明の第１１の実施形態について説明する。図３９は、本実施形態における噴流発生装置３００の吸気口６及び８近傍の拡大図である。
【０１５３】
同図に示すように、本実施形態においては、上記第１０実施形態において図３６及び図３７に示した噴流発生装置２００の各吸気口６及び８に比べて、各吸気口６及び８の内部に、逆止弁として各２枚の例えば円板状の弾性体１０７ａ、１０７ｂ及び１０９ａ、１０９ｂを設けている。同図（ａ）に示すように、当該各弾性体は、一端が吸気口６及び８内に固定されており、他端が同図矢印Ａ方向（各チャンバ側）へ各吸気口６及び８を開くように湾曲することが可能となっている。
【０１５４】
振動アクチュエータ１５の駆動に伴い、チャンバ４内の圧力が上がりチャンバ３内の圧力が下がった場合には、チャンバ３内には、ノズル２の上部の流路２１及び２２から気体が吸入されるとともに、同図（ｂ）に示すように、逆止弁７の弾性体１０７ａ及び１０７ｂが上記矢印Ａ方向へ湾曲することで、同図矢印Ｂに示すように吸気口６を介してチャンバ３内へ気体が吸入される。このとき、吸気口８は弾性体１０９ａ及び１０９ｂにより塞がれているため、圧力が上がったチャンバ４から吸気口８を介して気体が流出することはなく、ノズル２の下部の流路２３及び２４のみから気体が吐出される。
【０１５５】
また、図示しないが、逆にチャンバ３内の圧力が上がりチャンバ４内の圧力が下がった場合には、上記第１０実施形態と同様、チャンバ４内に流路２３及び２４から気体が吸入されるとともに、吸気口８からも気体が吸入される。このとき、吸気口６は弾性体１０７ａ及び１０７ｂにより塞がれているため、圧力が上がったチャンバ３から吸気口６を介して気体が流出することはなく、流路２１及び２２のみから気体が吐出される。
【０１５６】
以上の構成及び動作により、本実施形態においても、上記第１０実施形態と同様、ヒートシンク４０の出口流量を増加させてヒートシンク４０の熱抵抗を低減させることができる。また、各吸気口６及び８を電子機器の外部から直接外気を吸入するような位置へ設けることで、発熱体の温度を低下させることもできる。また、各吸気口６及び８を発熱体の近傍に設けることで、発熱体の温度を下げることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の第１実施形態におけるノズルを有する噴流発生装置の外観を示した斜視図である。
【図２】図１の噴流発生装置の断面図である。
【図３】第１実施形態におけるヒートシンク４０の斜視図である。
【図４】図３のヒートシンク４０を構成するフィン１枚の斜視図である。
【図５】第１実施形態において噴流発生装置１０とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した斜視図である。
【図６】第１実施形態において、ノズル２の各吐出口を斜面に設けた場合と垂直面に設けた場合とで吐出された空気の流れを比較した図である。
【図７】第１実施形態において、ノズル２の各吐出口を斜面に設けた場合と垂直面に設けた場合とで、ノズル２から吸入される空気の流れを比較した図である。
【図８】第１実施形態において、積載面積の大きいヒートシンク５０を示した斜視図である。
【図９】図８のヒートシンク５０を構成する各フィン５１のうち一枚を示した斜視図である。
【図１０】第１実施形態において、積載面積の大きいヒートシンク５０と、４つの噴流発生装置１０とを組み合わせて、噴流発生装置１０から空気を吐出させるシミュレーションを行った様子を示した図である。
【図１１】本発明の第２実施形態におけるノズルを有する噴流発生装置の外観を示した斜視図である。
【図１２】図１１の噴流発生装置の断面図である。
【図１３】第２実施形態におけるノズル１２から空気を吐出した場合の、ノズル１２中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。
【図１４】第２実施形態における噴流発生装置１００とヒートシンク４０とを組み合わせて、ノズル１２から外部の空気を吸入する場合の、ノズル１２中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。
【図１５】本発明の他の実施形態において、流路を上下に各一つずつ設けたノズルを用いて空気を吐出した場合の流速ベクトルを示した図である。
【図１６】図１５のノズル１１２を用いて空気を吸気する場合の流速ベクトルを示した図である。
【図１７】図１５及び図１６に示したノズル１１２において仕切り板２２５が吐出方向に向かってその垂直方向の幅が徐々に小さくなるように一体的に形成されている例を示した断面図である。
【図１８】他の実施形態において段差部に設けられた吐出口を示した図である。
【図１９】噴流発生装置１０等が電子機器としてＰＣ１５０に搭載された状態を示す斜視図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。
【図２１】図２０のノズル４１２とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した斜視図である。
【図２２】第４実施形態におけるノズル４１２の性能に関するシミュレーション結果を示した図である。
【図２３】本発明の第５の実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。
【図２４】図２３のノズル５１２とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した斜視図である。
【図２５】本発明の第５の実施形態におけるノズル５１２の性能に関するシミュレーション結果を示した図である。
【図２６】本発明の第５の実施形態におけるノズル５１２の性能に関する他のシミュレーション結果を示した図である。
【図２７】本発明の第６の実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。
【図２８】本発明の第６実施形態におけるノズル７１２の性能に関するシミュレーション結果を示した図である。
【図２９】本発明の第７の実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。
【図３０】本発明の第７の実施形態におけるノズル７１２の性能に関するシミュレーション結果を示した図である。
【図３１】本発明の第８の実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。
【図３２】本発明の第８の実施形態におけるノズル８１２の性能に関するシミュレーション結果を示した図である。
【図３３】本発明の第９の実施形態におけるノズル９１２とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した図である。
【図３４】図３３のノズル９１２及びヒートシンク４０を別の角度から捉えた様子を示した図である。
【図３５】本発明の第９の実施形態におけるノズル９１２の性能に関するシミュレーション結果を示した図である。
【図３６】本発明の第１０の実施形態における噴流発生装置２００の断面図である。
【図３７】図３６の噴流発生装置２００の吸気口６及び８近傍の拡大図である。
【図３８】本発明の第１０の実施形態において吸気口から吸気した場合の吸気率と出口流量の増加率との関係を示したグラフである。
【図３９】本発明の第１１の実施形態における噴流発生装置３００の吸気口６及び８近傍の拡大図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１…筐体
２、１２、１１２、４１２、５１２、６１２、７１２、８１２、９１２…ノズル
３、４…チャンバ
５…駆動信号発生器
６、８…吸気口
７、９…逆止弁
７ａ、９ａ…弁体
７ｂ、９ｂ…コイルバネ
１０、１００、２００…噴流発生装置
１５…振動アクチュエータ
１６…ヨーク
１７…マグネット
１８…コイル
１９…コイルボビン
２０、１２０…ノズル本体
２０ａ、２０ｂ…斜面
２１〜２４、１２１〜１２４、２２１、２２２、３２１、４２１〜４２６、５２１〜５２４、６２１〜６２４、７２１〜７２４、８２１〜８２４、９２１〜９２４…流路
２１ａ〜２４ａ、１２１ａ〜１２４ａ、２２１ａ、２２２ａ、３２１ａ、４２１ａ〜４２６ａ、５２１ａ〜５２４ａ、６２１ａ〜６２４ａ、７２１ａ〜７２４ａ、８２１ａ〜８２４ａ、９２１ａ〜９２４ａ…吐出口
２５、１２５、２２５…仕切り板
３３…振動板
３４…ヨーク
３５…駆動装置
３６…弾性支持部材
４０、５０…ヒートシンク
４１、５１…フィン
４３ａ、４３ｂ…切欠き
４４…隙間
１０７ａ、１０７ｂ、１０９ａ、１０９ｂ…弾性体
１２０ａ〜１２０ｄ、２２０ａ、２２０ｂ、３２０ａ、３２０ｂ、４２０ａ〜４２０ｆ、５２０ａ〜５２０ｄ、６２０ａ〜６２０ｄ、７２０ａ〜７２０ｄ、８２０ａ〜８２０ｄ、９２０ａ〜９２０ｄ…段差部
１５０…ＰＣ
３２０ｃ…水平面
５２６ａ〜５２６ｄ、８２６ａ〜８２６ｄ…Ｒ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の合成噴流を発生する噴流発生装置、当該噴流発生装置に用いられるノズル、当該噴流発生装置を用いた冷却装置、及び当該冷却装置を搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２５６８３４号公報（段落[００７９]、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の噴流発生装置においては、気体を吐出するためのノズルが、気体の吐出方向に略垂直な筐体側面から突出するように設けられているため、当該噴流発生装置をヒートシンク等の発熱体と組み合わせた場合に、ノズルの周囲とヒートシンクとの間の空間が狭くなる。これにより、ノズル自体が、外部の気体の巻き込みの障害となり、外部から効率よく気体を巻き込んで合成噴流を発生させることができない。
【０００６】
また、上記噴流発生装置においては、上下のノズルのうち一方のノズルから気体の吐出を行うと同時に他方のノズルで外気の吸気を行うこととなるが、上記空間が狭いため、一方のノズルから吐出された気体を他方のノズルが引き戻して吸入してしまい、他方のノズルが効率よく外気を吸入できない。それとともに、合成噴流を効率よく発生させることも困難となる。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、気体の吐出の際に外気を効率よく巻き込むとともに、外気を効率よく吸気することで効率よく合成噴流を発生させることが可能なノズル、当該ノズルを用いた噴流発生装置、当該噴流発生装置を用いた冷却装置、当該冷却装置が搭載された電子機器を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の別の目的は、気体を吐出する際の騒音を低減することが可能なノズル、噴流発生装置、冷却装置及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本発明の主たる観点に係るノズルは、開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、当該筐体内に振動可能に設けられた振動体と、当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバとを有する噴流発生装置に用いられ、前記振動体の振動により前記気体を脈流として吐出可能なノズルであって、上部表面と下部表面とを有し、前記筐体の前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路とを具備する。
【００１０】
上記噴流発生装置においては、上記振動体が周期的に往復運動をすることで、上記第１のチャンバから上記第１の流路を介して気体が吐出されるとともに上記第２の流路を介して外部の気体が第２のチャンバへ吸気される動作と、上記第２のチャンバから上記第２の流路を介して気体が吐出されるとともに上記第１の流路を介して外部の気体が第１のチャンバへ吸入される動作とが間欠的に繰り返されることとなる。吐出された気体は、例えばヒートシンクやＩＣ等の高熱部に当てられる。
【００１１】
本発明によれば、上記第１の流路及び第２の流路が、上部表面と下部表面との距離が上記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体の上部表面及び下部表面に第１の吐出口及び第２の吐出口をそれぞれ有するように設けられているため、上部表面と下部表面との距離が一定のノズル本体（の垂直面上）に各流路が設けられている場合に比べて、上記吐出された気体が当てられる高熱部と各吐出口との間に十分なスペースを確保することができる。これにより、吐出された気体の流れにより外部から高熱部側へ引き込まれる気体の体積を増加させ、効率よく合成噴流を発生させることができる。この結果、噴流発生装置からの吐出体積を増やすことなく、高熱部へ当たる気体の流量を増加させることができるため、各流路から吐出される気体の最大流速でほぼ決まる気流音による騒音の発生を抑えながら、高熱部の熱抵抗を低減させ、高熱部から発せられる熱を効果的に放熱することができる。
【００１２】
また、上記第１の流路と第２の流路とを上記上部表面及び下部表面に設けることで、第１の流路と第２の流路との間が、当該上部表面及び下部表面の、各流路よりも吐出方向の部分で仕切られることとなるため、一方の流路から吐出された気体を他方の流路が引き戻すのを極力防いで、外部の気体を効率よく吸入することができる。
【００１３】
振動体の駆動方式としては、例えば電磁作用、圧電作用または静電作用を利用することができる。また気体は、例えば空気が挙げられるが、これに限らず、窒素、ヘリウムガス、あるいはアルゴンガス、その他の気体であってもよい。
【００１４】
上記ノズルは、前記ノズル本体の前記上部表面に形成された第１の段差部と、前記ノズル本体の前記下部表面に形成された第２の段差部とを更に具備し、前記第１の流路は前記第１の吐出口を前記第１の段差部に有するように設けられ、前記第２の流路は前記第２の吐出口を前記第２の段差部に有するように設けられていてもよい。
【００１５】
これにより、上記第１の段差部及び第２の段差部にそれぞれ第１の流路及び第２の流路が設けられているため、噴流発生装置と高熱部との間に当該段差分のスペースが生まれ、第１及び第２の吐出口から吐出される気体の流れにより外部から高熱部側へ引き込まれる気体の体積を増加させることができる。
【００１６】
また、第１の段差部と第２の段差部の、第１の吐出口と第２の吐出口からそれぞれ吐出方向に進んだ部分によって各吐出口が仕切られることとなるため、一方の流路から吐出された気体の、他方の流路による引き戻しを極力防ぐことができる。
【００１７】
上記ノズルは、前記ノズル本体の前記上部表面に形成された第１の斜面と、前記ノズル本体の前記下部表面に形成された第２の斜面とを更に具備し、前記第１の流路は前記第１の吐出口を前記第１の斜面に有するように設けられ、前記第２の流路は前記第２の吐出口を前記第２の斜面に有するように設けられていてもよい。
【００１８】
これにより、上記第１の斜面及び第２の斜面にそれぞれ第１の流路及び第２の流路が設けられているため、噴流発生装置と高熱部との間に当該斜面分のスペースが生まれ、第１の及び第２の吐出口から吐出される気体の流れにより外部から高熱部側へ引き込まれる気体の体積を増加させることができる。
【００１９】
また、第１の斜面と第２の斜面の、各吐出口から吐出方向に進んだ部分によって各吐出口が仕切られることとなるため、一方の流路から吐出された気体の、他方の流路による引き戻しを極力防ぐことができる。
【００２０】
更に、上記第１の吐出口及び第２の吐出口自体が傾斜を有しているため、各吐出口から吐出された気体の流れの幅が広がり、高熱部に対する気体の接触面積が大きくなり、高熱部を効率よく放熱させることができる。特に面積の大きいヒートシンクを放熱する場合には有効となる。
【００２１】
上記ノズルにおいて、前記第１の段差部は、前記上部表面に設けられた第３の段差部と、前記上部表面の前記第３の段差部よりも低い位置に設けられた第４の段差部とを有し、前記第２の段差部は、前記下部表面に設けられた第５の段差部と、前記下部表面の前記第５の段差部よりも高い位置に設けられた第６の段差部とを有し、前記第１の流路は、前記第３の段差部に第３の吐出口を有する第３の流路と、前記第４の段差部に第４の吐出口を有する第４の流路とを有し、前記第２の流路は、前記第５の段差部に第５の吐出口を有する第５の流路と、前記第６の段差部に第６の吐出口を有する第６の流路とを有していても構わない。
【００２２】
この構成においては、第１のチャンバにそれぞれ連通する第３の流路及び第４の流路と、第２のチャンバにそれぞれ連通する第５の流路及び第６の流路という上下各２つの流路を設けている。各吐出口から吐出される気体の流速は流路の径が小さいほど大きくなり、吐出される気体の流れにより外部から高熱部側へ引き込まれる気体の体積も大きくなる。したがって、上記振動体の振幅や各チャンバの容量等の他の条件が一定ならば、上下各２つの流路を設けることにより、流路が上下各１つの場合に比べて、流路の径を大きくすることなく、すなわち吐出される気体の流速を維持しながら、高熱部側へ引き込まれる気体の体積を大きくすることができる。
【００２３】
また、この構成においては、上部表面と下部表面との距離を、それぞれ吐出方向に向かう２つの段差部を設けることによって徐々に小さくして、かつ、当該上下各２つの段差部にそれぞれ流路を設けることとしたため、第３の段差部に設けられた第３の吐出口から高熱部までの距離及び第５の段差部に設けられた第５の吐出口から高熱部までの距離が、それぞれ第４の吐出口及び第６の吐出口から高熱部等までの距離よりも長くなり、そこにスペースが生まれる。これにより、各流路から吐出された気体の流れにより外部から高熱部側へ引き込まれる気体の体積を大きくすることができる。
【００２４】
更に、第３の吐出口と第４の吐出口、第５の吐出口と第６の吐出口とで、その上記吐出方向における位置がそれぞれ異なるため、上部または下部の各２つの流路が一方の流路の吸気動作に依存することなく、すなわち第３の吐出口と第４の吐出口がそれぞれ独自に、また第５の吐出口と第６の吐出口がそれぞれ独自に効率よく外気を吸入することができ、それにより効率よく合成噴流を発生させることができる。
【００２５】
上記ノズルにおいて、前記第１の流路は、前記第１の斜面に第３の吐出口を有する第３の流路と、前記第１の斜面の前記第３の吐出口よりも低い位置に第４の吐出口を有する第４の流路とを有し、前記第２の流路は、前記第２の斜面に第５の吐出口を有する第５の流路と、前記第２の斜面の前記第５の吐出口よりも高い位置に第６の吐出口を有する第６の流路とを有していても構わない。
【００２６】
これにより、上記第１の斜面及び第２の斜面にそれぞれ２つずつ流路を設けることで、吐出される気体の流速を維持しながらヒートシンク等に引き込まれる気体の体積を大きくすることができるとともに、第３の吐出口及び第５の吐出口と高熱部との間に十分なスペースを確保することで、外部からヒートシンク等へ引き込まれる気体の体積を大きくすることができる。また、上部または下部の各２つの流路が、一方の流路の吸気動作に依存することなく独自に効率よく外気を吸入することができる。
【００２７】
更に、上下の各斜面にそれぞれ設けられた吐出口それぞれが傾斜しているため、吐出された気体の流れが拡散し、高熱部のより広い面積に気体を当てて効率よく放熱を行うことができる。
【００２８】
上記ノズルは、前記ノズル本体の前記吐出方向の端部に突出するように延在された仕切り板を更に具備していてもよい。
【００２９】
これにより、第１の吐出口または第２の吐出口から吐出された気体の流れが上記仕切り板によって仕切られるため、一方の吐出口から吐出された気体を他方の吐出口が引き戻す等、一方の吐出口から吐出された気体が他方の吐出口の動作に与える影響を極力排除して、吐出動作と吸気動作をそれぞれ独立して効率よく行うことができる。
【００３０】
上記ノズルにおいて、前記仕切り板は、前記上部表面及び下部表面から一体的に形成され、その垂直方向における厚さが前記吐出方向に向かって徐々に小さくなっていてもよい。
【００３１】
これにより、仕切り板と上部表面または下部表面との間の凹凸を極力排除して、吐出された気体をスムーズに案内することができる。
【００３２】
上記ノズルにおいて、前記第１の段差部は、前記垂直方向に形成された第１の垂直面と、当該第１の垂直面から水平方向に連続して形成された第１の水平面と、当該第１の水平面から前記垂直方向に前記第１の垂直面よりも低い位置に形成された第２の垂直面とを有し、前記第２の段差部は、前記垂直方向に形成された第３の垂直面と、当該第３の垂直面から前記水平方向に連続して形成された第２の水平面と、当該第２の水平面から前記垂直方向に前記第３の垂直面よりも高い位置に形成された第４の垂直面とを有し、前記第１の流路は、前記第１の吐出口が前記第１の垂直面、前記第１の水平面及び前記第２の垂直面に亘って形成されるように設けられ、前記第２の流路は、前記第２の吐出口が前記第３の垂直面、前記第２の水平面及び前記第４の垂直面に亘って形成されるように設けられていても構わない。
【００３３】
これにより、第１の吐出口及び第２の吐出口から吐出された気体の軌道が拡散する方向に変化するため、面積の大きい高熱部の熱抵抗を効率よく低減することができる。
【００３４】
上記ノズルにおいて、前記第１の段差部は、前記上部表面に設けられた第３の段差部と、前記上部表面の前記第３の段差部よりも低い位置に設けられた第４の段差部と、前記上部表面の前記第４の段差部よりも低い位置に設けられた第５の段差部とを有し、前記第２の段差部は、前記下部表面に設けられた第６の段差部と、前記下部表面の前記第６の段差部よりも高い位置に設けられた第７の段差部と、前記下部表面の前記第７の段差部よりも高い位置に設けられた第８の段差部とを有し、前記第１の流路は、前記第３の段差部に第３の吐出口を有する第３の流路と、前記第４の段差部に第４の吐出口を有する第４の流路と、第５の段差部に第５の吐出口を有する第５の流路とを有し、前記第２の流路は、前記第６の段差部に第６の吐出口を有する第６の流路と、前記第７の段差部に第７の吐出口を有する第６の流路と、前記第８の段差部に第８の吐出口を有する第８の流路とを有していてもよい。
【００３５】
これにより、ノズル本体の上部表面と下部表面とに流路を各３つ設けることで、各２つの場合に比べて、上記振動体の振幅や各チャンバの容量等（各チャンバからの吐出流量）の他の条件が一定ならば、高熱部側へ引き込まれる気体の流量を更に大きくすることができる。また、流路が上下各２つの場合に比べて、各吐出口から高熱部までの間に更にスペースが生まれるため、これによっても高熱部側へ引き込まれる気体の流量を更に大きくすることができる。
【００３６】
上記ノズルにおいて、前記第１の段差部及び前記第２の段差部はそれぞれＲ形状を有していてもよい。
【００３７】
これにより、各段差部がエッジ状に形成されている場合に比べて各吐出部から高熱部までの間に更にスペースが生まれるため、高熱部側へ引き込まれる気体の流量を更に大きくすることができる。また、各段差部がエッジ状に形成されている場合に比べて、各吐出部から気体を吐出する際及び気体を吸入する際の空気抵抗が軽減されることで、騒音を更に抑えることもできる。
【００３８】
上記ノズルにおいて、前記第１の流路及び前記第２の流路は、それぞれ前記吐出方向に向かって各流路径が徐々に小さくなるように形成されても構わない。
【００３９】
これにより、各流路を吐出方向に向かってテーパ状に形成することで、上記振動体の振動に伴う各流路内の圧力の変動を、テーパ状に形成しない場合に比べて小さくすることができるため、騒音を軽減することが可能となる。また、各吐出口から吐出される気体の吐出流量を小さくすることなく最大流速を小さくすることができるため、単位流速あたりの吐出流量を大きくすることができる。これによっても騒音を軽減することができる。
【００４０】
上記ノズルにおいて、前記第１の流路及び前記第２の流路は、前記吐出方向に形成された複数の溝をそれぞれ有していてもよい。
【００４１】
この場合、各流路の径方向の断面は多角形状になる。これにより、各流路内の圧力の変動を小さくすることで、騒音を軽減することができる。また、単位流速あたりの吐出流量を大きくすることによっても騒音を軽減することができる。
【００４２】
上記ノズルにおいて、前記第１の吐出口及び前記第２の吐出口はそれぞれＲ形状を有していても構わない。
【００４３】
これにより、各吐出口近辺の空気抵抗を小さくすることで、各流路内の圧力の変動を小さくし、騒音を軽減することができる。また、各吐出口にＲ形状を付けることで、実質的に各吐出口の径を大きくして単位流速あたりの吐出流量を大きくし、騒音を軽減することができる。
【００４４】
本発明の他の観点に係る噴流発生装置は、気体を脈流として吐出可能な噴流発生装置であって、開口を有し、内部に前記気体が含まれた筐体と、前記筐体内に振動可能に設けられた振動体と、当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバと、上部表面と下部表面とを有し、前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路とを有するノズルと、前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記筐体内の気体を脈流として吐出させるために前記振動体を駆動させる駆動部とを具備する。
【００４５】
上記噴流発生装置において、前記筐体は、前記気体を前記第１のチャンバ内へ吸入するための第１の吸気口と、前記気体を前記第２のチャンバ内へ吸入するための第２の吸気口とを有し、当該噴流発生装置は、前記第１の吸気口を開閉可能に設けられ、前記吸入された気体の逆流を防ぐ第１の逆止弁と、前記第２の吸気口を開閉可能に設けられ、前記吸入された気体の逆流を防ぐ第２の逆止弁とを更に具備していても構わない。
【００４６】
これにより、気体の吸入量を増加させて高熱部側への気体の吐出量を増加させることができ、また、各吐出口から吐出された気体を引き戻してしまうことも防ぐことができる。
【００４７】
本発明のまた別の観点に係る冷却装置は、気体を脈流として吐出可能な噴流発生装置を有する冷却装置であって、開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記筐体内に振動可能に設けられた振動体と、当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバと、上部表面と下部表面とを有し、前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路とを有するノズルと、前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記筐体内の気体を脈流として吐出させるために前記振動体を駆動させる駆動部とを有する噴流発生装置と、外部から前記気体を取り入れ可能な通気部を、前記第１の吐出口または第２の吐出口から吐出された気体を受ける側に有するヒートシンクとを具備する。
【００４８】
この構成により、上記第１の吐出口または第２の吐出口周辺に十分なスペースを確保することができるため、吐出された気体の流れにより十分な外気を巻き込んで効率よく合成噴流を発生させることができ、それによりヒートシンクへ上記通基部から引き込まれる気体の体積を増加させ、ヒートシンク出口から排出される気体の流量を増加させることで、ヒートシンクを効率よく放熱させることができる。
【００４９】
上記冷却装置において、前記ヒートシンクは、前記吐出方向に直交する第１の方向に複数の前記通気部を形成するように並設された複数のフィンを有し、前記第１の流路及び前記第２の流路は、一の前記第１の吐出口及び一の前記第２の吐出口からそれぞれ吐出される気体が複数の前記通気部を通るように、それぞれ前記第１の方向に複数設けられていてもよい。
【００５０】
これにより、一の通気部に各一の吐出口を対応させた場合に比べて、同等の熱抵抗を実現しながら、各流路の流路抵抗を小さくして圧力損失を小さくすることができるため、上記駆動部の消費電力を低減することができる。
【００５１】
本発明の更に別の観点に係る電子機器は、気体を脈流として吐出可能な噴流発生装置を有する電子機器であって、発熱体と、開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記筐体内に振動可能に設けられた振動体と、当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバと、上部表面と下部表面とを有し、前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路とを有するノズルと、前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記筐体内の気体を脈流として吐出させるために前記振動体を駆動させる駆動部とを有する噴流発生装置と、外部から前記気体を取り入れ可能な通気部を、前記第１の吐出口または第２の吐出口から吐出された気体を受ける側に有するヒートシンクと、前記噴流発生装置及び前記ヒートシンクを保持可能な第２の筐体とを具備する。
【００５２】
ここで発熱体とは例えばＩＣであり、電子機器としては例えばコンピュータ（パーソナルコンピュータの場合、ラップトップ型であっても、デスクトップ型であってもよい。）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子辞書、カメラ、ディスプレイ装置、オーディオ／ビジュアル機器、携帯電話、ゲーム機器、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。
【発明の効果】
【００５３】
以上のように、本発明によれば、気体の吐出の際に外気を効率よく巻き込むとともに、外気を効率よく吸気することで効率よく合成噴流を発生させることができる。また、気体の吐出の際の騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００５５】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るノズルを有する噴流発生装置の外観を示した斜視図であり、図２は、図１に示す噴流発生装置の断面図である。なお当該噴流発生装置は、例えばヒートシンク等の放熱部材と組み合わされることで、冷却装置として機能する。
【００５６】
噴流発生装置１０は、筐体１と、筐体１に装着されたノズル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。まず筐体１及び振動アクチュエータ１５について説明する。
【００５７】
図２に示すように、筐体１には、振動板３３、駆動装置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、筐体１の内壁に装着され、振動板３３の周囲を弾性的に支持する。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、後述するノズル２の流路２１及び流路２２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、後述する流路２３及び流路２４を介して筐体１の外部と連通している。
【００５８】
駆動装置３５は、例えば上部のチャンバ３内に配置されている。例えば円筒状のヨーク１６の内側に、振動板３３の振動方向Ｒに着磁されたマグネット１７が内蔵され、マグネット１７には、例えば円板状のヨーク３４が取り付けられている。このマグネット１７、ヨーク１６及び３４により磁気回路が構成される。マグネット１７とヨーク１６との間の空間には、コイル１８が巻回されたコイルボビン１９が出入りするようになっている。コイルボビン１９は振動板３３の表面に固定されている。このように構成された駆動装置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を矢印Ｒの方向に振動させることができる。
【００５９】
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Ｒ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。
【００６０】
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る。更に、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２とは別体の方が、噴流発生装置１０の作製が容易になる。筐体１が熱伝導性の高い材料、例えば金属でなる場合、駆動装置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。駆動装置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。
【００６１】
弾性支持部材３６は、例えばゴムや樹脂等でなる。弾性支持部材３６の形状は、振動板３３の形状（外形）による。図２のように弾性支持部材３６の断面形状は、１つの山部及び１つの谷部を有するものが用いられる。以下、これを２ロールタイプの弾性支持部材という。１つの谷部のみ、または１つの山部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。山部及び谷部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Ｒ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、２ロールタイプの弾性支持部材が用いられることの望ましい。しかしながら、必ずしも２ロールタイプが用いられなければならないわけではない。
【００６２】
次に、ノズル２について説明する。ノズル２のノズル本体２０は、筐体１の前面の開口１ａに装着されている。
【００６３】
ノズル本体２０は、上部表面に斜面２０ａを有し、下部表面に斜面２０ｂを有している。斜面２０ａと斜面２０ｂとは、ノズル本体２０の上部表面と下部表面との距離（両図のＺ軸方向における距離）が、両図のＹ軸方向に向かって徐々に小さくなるように形成されている。斜面２０ａの上部には吐出口２１ａが、下部には吐出口２２ａが設けられ、ノズル本体２０内部には、当該吐出口２１ａ及び２２ａと上記チャンバ３とをそれぞれ連通する空気の流路２１及び流路２２が設けられている。
【００６４】
また同様に斜面２０ｂの下部には吐出口２３ａが、上部には吐出口２４ａが設けられ、ノズル本体２０内部には、当該吐出口２３ａ及び２４ａと上記チャンバ４とをそれぞれ連通する空気の流路２３及び流路２４が設けられている。
【００６５】
後述するが、流路２１、流路２２、流路２３及び流路２４は図２の実線の矢印で示すように、各吐出口を介してチャンバ３及び４から外部へ空気を吐出し、また破線の矢印で示すように、各吐出口を介してチャンバ３及び４へ外気を吸入することが可能となっている。
【００６６】
上記流路２１の長さと流路２３の長さは略同一である。また上記流路２２と流路２４の長さは略同一であり、それぞれ斜面２０ａの下方及び斜面２０ｂの上方から水平方向（Ｙ軸方向）に設けられているため、それぞれ流路２１及び流路２３の長さよりも長くなっている。各流路の径は略同一であるが、流路２１と流路２２とで、また流路２３と流路２４とで異なるように形成されていても構わない。
【００６７】
またノズル本体２０の上記空気の吐出方向（Ｙ軸方向）の端部には、上記各流路から吐出されまたは吸入された空気の流れを仕切るための仕切り板２５が設けられている。
【００６８】
次に、上記噴流発生装置１０と組み合わされるヒートシンクについて説明する。図３は、ヒートシンクの斜視図であり、図４は、ヒートシンクを構成するフィン１枚の斜視図である。
【００６９】
両図に示すように、ヒートシンク４０は、噴流発生装置１０から吐出された空気を受ける複数のフィン（放熱板）４１が、同図Ｘ軸方向に連続的に並設されて構成される。フィン４１は上下方向（同図Ｙ軸方向）の端部４２ａ及び４２ｂが同じ方向（図３中のＸ軸方向）にそれぞれ所定の長さＣだけ折り曲げられた、厚さ約０．３ｍｍの平板から構成されている。所定の長さはフィン４１の大きさにより決まるもので、例えば折り曲げられていない部分の長さＤが約１２ｍｍであるときは約２．３ｍｍに形成されている。
【００７０】
またフィン４１は、噴流発生装置１０から吐出された空気を受ける側に通気部としての切欠き４３ａ及び４３ｂを有している。切欠き４３ａ、４３ｂは、上記折り曲げられた両端部４２ａ及び４２ｂが、上記噴流発生装置１０から吐出された空気を受ける側の端部から同図Ｚ軸方向へ所定の長さＥ分だけ矩形状に切り取られて形成されている。所定の長さは例えば４ｍｍである。
【００７１】
ここで切欠き４３ａ及び４３ｂを上下のいずれか一方にのみ形成することもできるが、外部からの気体の取入れが両方に有る場合に比べ少なくなるため２つが好ましい。また、通気部としては当該切欠き４３ａ及び４３ｂに限られるものではなく、貫通孔のようなものでもよい。
【００７２】
フィン４１に用いる熱伝導部材は、銅系の合金に限られず、アルミニウム系の合金等、熱伝導率の大きい材料であればよい。
【００７３】
図５は、噴流発生装置１０とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した斜視図である。同図に示すように、噴流発生装置１０とヒートシンク４０とは、噴流発生装置１０の各仕切り板２５が、ヒートシンクの各フィン４１の間に係合するように組み合わされる。またヒートシンク４０は、ノズル２の各流路（各吐出口）が、ヒートシンク４０の各切欠き４３ａ及び４３ｂに対応するように形成されている。ヒートシンク４０は、当該各切欠き４３ａ及び４３ｂを通気部として、ノズル２の各流路から吐出された空気を内部に取り込むことが可能となっている。そして、ヒートシンク４０は、図示しないＩＣ等の発熱体からの熱を受けるように設置される。これにより噴流発生装置１０とヒートシンク４０とは当該発熱体の冷却装置として機能する。
【００７４】
次に、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。
【００７５】
駆動装置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、それぞれ上部の流路２１及び流路２２と、下部の流路２３及び流路２４とを介して交互に脈流として吐出される。
【００７６】
そして、流路２１及び流路２２から、または流路２３及び流路２４から空気が吐出されるときに、筐体１やノズル２の周囲の気圧が低下することにより、当該周囲の空気が各流路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、発熱体や高熱部へ吹き付けられることにより、当該発熱体や高熱部を冷却することができる。発熱体や高熱部としては、上記ヒートシンク４０の他、例えばＩＣ、コイル、抵抗等の電子部品が挙げられるが、これらに限られず発熱するものなら何でもよい。
【００７７】
なお、流路２１及び流路２２、または流路２３及び流路２４から空気が吐出されるときに、各流路から独立して、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。
【００７８】
噴流発生装置１０とヒートシンク４０とを組み合わせた場合、上述したように、ヒートシンク４０は、上記４３切欠きａ及び４３ｂを介して、上記合成噴流を取り込むことが可能である。この結果、上記各流路から吐出された気体量よりも多くの気体がヒートシンク４０の出口から排出されることとなる。これにより、噴流発生装置１０の噴出体積を抑制して騒音の発生を極力抑えながら、発熱体から発生される熱を効果的に放熱することができる。
【００７９】
ところで、上記噴流発生装置１０とヒートシンク４０とを組み合わせた場合において、噴流発生装置１０のノズル２に各吐出口を吐出方向とは垂直な面上に設けた場合、ノズルとヒートシンク４０の各切欠き４３ａ及び４３ｂとの間に十分なスペースが無いと、上記吐出された空気による外気の巻き込みが困難となり、合成噴流を効果的に発生することができないことがある。しかしながら、本実施形態における噴流発生装置１０は、上記第１の斜面及び第２の斜面に各吐出口が設けられるように各流路を形成することでこの問題を解決している。
【００８０】
図６は、ノズル２の各流路の各吐出口を斜面に設けた場合と、吐出方向に対して垂直な面に設けた場合とで吐出された空気の流れを比較した図である。同図（ａ）は、各吐出口を垂直面に設けたノズルを有する噴流発生装置とヒートシンク４０とを組み合わせて、当該噴流発生装置を動作させた場合の、ノズルの中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。また同図（ｂ）は、本実施形態における噴流発生装置１０を動作させた場合の、ノズル２の中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。なお、両図においては、上部の２つの流路を介して上のチャンバから空気を吐出し、下部の２つの流路を介して下のチャンバへ空気を吸入しているものとする。
【００８１】
同図（ａ）に示すように、垂直面に各吐出口を設けた場合には、同図Ａの丸で囲んだ部分において、上の２つの吐出口とヒートシンク４０との距離が近く、十分なスペースが無いために、上の２つの流路から空気が吐出されても、当該吐出された空気による外気の巻き込みが少なくなっており、また巻き込まれた空気が各切欠き４３ａから取り込まれるスペースも十分でないため、合成噴流を効率よく発生させヒートシンク４０へ取り込むことが困難な状態となっている。すなわち、ノズル自体が、外気の巻き込みよる合成噴流の発生及びその取り込みの障害となっている。
【００８２】
一方、同図（ｂ）に示すように、本実施形態におけるノズル２を用いた場合には、上部の流路２１及び流路２２が斜面２０ａに形成されているため、各流路、特に流路２１（吐出口２１ａ）とヒートシンク４０の各切欠き４３ａとの間に十分なスペースが生まれ、図６（ａ）の場合に比べて外気を巻き込みやすくなっている。これにより、各吐出口から吐出した空気の流れで合成噴流をより効果的に発生させることができ、ヒートシンク４０は、当該合成噴流によってより多くの空気を取り込むことが可能となっている。具体的には、本発明者によるシミュレーションの結果、本実施形態におけるノズル２によれば、同図（ａ）のような垂直面に吐出口を有するノズルに比べて、ヒートシンク４０へ取り込まれる空気の流量を最大１５％程度増加させることができることが分かった。なお、ノズル２の下部の流路２３及び流路２４から空気を吐出する場合においても、もちろん同様にヒートシンク４０の切欠き４３ｂを介してより多くの空気を取り込むことができる。
【００８３】
この結果、ヒートシンク４０の出口から排出される空気の流量を増やすことが可能となるため、各流路から吐出する空気の最大流速でほぼ決まる気流音を増加させることなく、熱抵抗を低減させることができる。
【００８４】
また、各流路からの吸気動作に関して、図６（ａ）のように各流路を垂直面に設けたノズルにおいては、各流路とヒートシンク４０との間に十分なスペースが無いため、外部から効率よく空気を吸入することができない場合がある。しかし、本実施形態におけるノズル２においては、各流路を第１の斜面及び第２の斜面に有する各流路を形成することで、この問題も解決している。
【００８５】
図７は、ノズル２の各流路の各吐出口を斜面に設けた場合と、吐出方向に対して垂直な面に設けた場合とで、ノズル２から吸入される空気の流れを比較した図である。同図（ａ）は、各吐出口を垂直面に設けたノズルを有する噴流発生装置とヒートシンク４０とを組み合わせて、当該噴流発生装置を動作させた場合の、ノズルの中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。また同図（ｂ）は、本実施形態における噴流発生装置１０を動作させた場合の、ノズル２の中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。なお、両図においては、下部の２つの流路を介して下のチャンバから空気を吐出し、上部の２つの流路を介して上のチャンバへ空気を吸入しているものとする。
【００８６】
同図（ａ）に示すように、垂直面に吐出口を設けた場合には、同図Ａの丸で囲んだ部分において、上の２つの吐出口とヒートシンク４０との距離が近く、各吐出口周辺のスペースが十分でないために、当該上の２つの吐出口は、下の２つの吐出口から空気が吐出される際に、上部の外気をあまり吸入できずに、むしろ下の２つの吐出口から吐出された空気を引き戻してしまっている。また、上の２つの吐出口のうち、下部の吐出口が引き戻した空気から分岐した空気を上部の吐出口も引き戻してしまっており、各吐出口が独立して吸気動作をできていない。これでは、本来ヒートシンク４０に取り込まれるべき空気が取り込まれないため、ヒートシンク４０から排出される空気の流量も少なくなってしまう。
【００８７】
一方、同図（ｂ）に示すように、斜面２０ａに各吐出口を設けた場合、同図Ｂの丸で囲んだ部分において、各流路、特に流路２１とヒートシンク４０の切欠き４３ａとの間に十分なスペースが生まれるため、上の２つの吐出口２１ａ及び２２ａによる、下の２つの吐出口２３ａ及び２４ａから吐出された空気の引き戻しは少なく、吐出口２１ａ及び吐出口２２ａ周辺の外部の空気を効率よく吸入している。また、吐出口２１ａと吐出口２２ａの位置が吐出方向においてずれて配置されているため、各吐出口が独立してそれぞれ吸気動作を行うことができる。この結果、効率よく合成噴流を発生させてヒートシンク４０へより多くの空気を取り込むことができる。もちろん、上部の吐出口２１ａ及び吐出口２２ａから空気が吐出され下部の吐出口２３ａ及び吐出口２４ａから吸気を行う場合でも、吐出口２３ａ及び吐出口２４ａは同様に効率よく外気を吸気することで、結果として多くの空気をヒートシンク４０へ取り込むことができる。
【００８８】
また、本実施形態においては、斜面２０ａ及び斜面２０ｂに各吐出口を設けることで、各吐出口自体が傾斜を有している。これにより、各吐出口から吐出された空気の流れの方向が変化し、流れの幅も広がることとなる。これは特に積載面積の大きいヒートシンクと組み合わせた場合に有効となる。図８は、当該積載面積の大きいヒートシンク５０を示した斜視図であり、図９は、図８のヒートシンク５０を構成する各フィン５１のうち一枚を示した斜視図である。
【００８９】
これらの図に示すように、ヒートシンク５０は、上記図３で示したヒートシンク４０と同様に、フィン５１の両端部５２ａ及び５２ｂを同一方向に折り曲げて複数並設して構成される。また各フィン５１には、ヒートパイプ（図示せず）を挿通するための円形の貫通孔５４が設けられている。なお、ヒートパイプは、パイプ内に冷媒例えば純水などを入れ、図示しないＩＣ等の発熱源により加熱された蒸気流をヒートシンク５０のフィン５１で冷却し液化させてパイプ内の毛細管現象で発熱源に還流させるものである。ヒートパイプを用いることにより、フィン５１を発熱源から離すことができる他、ノートパソコンのように電子機器全体の厚さを薄くすることができる。ヒートパイプは例えば熱伝導性に優れた銅系の合金やアルミニウム系の合金等により形成されている。
【００９０】
図１０は、積載面積の大きいヒートシンク５０と、４つの噴流発生装置１０とを組み合わせて、噴流発生装置１０から空気を吐出させるシミュレーションを行った様子を示した図である。同図（ａ）は、各吐出口を垂直面に設けたノズルを有する４つの噴流発生装置とヒートシンク５０とを組み合わせて、当該噴流発生装置を動作させた場合の、ノズルの中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。また同図（ｂ）は、本実施形態における４つの噴流発生装置１０を動作させた場合の、ノズル２の中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。
【００９１】
同図（ａ）の丸で囲んだＡの部分と、同図（ｂ）の丸で囲んだＢの部分を比較すると、本実施形態におけるノズル２から空気を吐出した場合の方が噴流の幅が広がっていることが分かる。したがって、本実施形態のように斜面に各吐出口が形成されるように各流路を設けることにより、ヒートシンク５０のように積載面積の大きいヒートシンクのフィン全体を効率よく放熱に利用することができる。具体的には、本発明者らのシミュレーションの結果、同図（ａ）のノズルで空気を吐出した場合に比べて、同図（ｂ）のノズル２で空気を吐出した場合には、ヒートシンク５０の出口から排出される空気の流量が最大２０％程度増加することが分かった。
【００９２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上記第１実施形態においては、ノズル２の上部表面に斜面２０ａを、下部表面に斜面２０ｂを設け、当該斜面２０ａ及び斜面２０ｂにそれぞれ２つずつ吐出口を有する各流路を形成していたが、本実施形態においては、上記斜面２０ａ及び斜面２０ｂの代わりに段差部を設け、当該段差部に各流路を設けることとしている。なお、本実施形態において上記第１実施形態と同様の構成及び機能を有する部分については同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
【００９３】
図１１は、本実施形態におけるノズルを有する噴流発生装置の外観を示した図であり、図１２は、図１１に示した噴流発生装置１００の断面図である。両図に示すように、噴流発生装置１００は、筐体１と、筐体１に装着されたノズル１２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。筐体１及び振動アクチュエータ１５の構成及び機能は、上記第１実施形態におけるものと同様であるため、説明を省略する。
【００９４】
本実施形態におけるノズル１２のノズル本体１２０は、上記第１実施形態におけるノズル２と同様、筐体１の前面の開口１ａに装着されている。ノズル本体１２０の上部表面には段差部１２０ａが設けられ、段差部１２０ａの下方には段差部１２０ｂが設けられている。またノズル本体１２０の下部表面には段差部１２０ｃが設けられ、その上方には段差部１２０ｄが設けられている。すなわち、段差部１２０ａ、段差部１２０ｂ、段差部１２０ｃ及び段差部１２０ｄは、ノズル本体１２０の上部表面と下部表面との同図Ｚ軸方向における距離が、同図Ｙ軸方向に向かって徐々に小さくなるように形成されている。
【００９５】
そして、上部表面の段差部１２０ａには吐出口１２１ａが、段差部１２０ｂには吐出口１２２ａが設けられ、ノズル本体１２０内部には、当該吐出口１２１ａ及び１２２ａとチャンバ３とをそれぞれ連通する空気の流路１２１及び流路１２２が設けられている。
【００９６】
また同様に、下部表面の段差部１２０ｃには吐出口１２３ａが、段差部１２０ｄには吐出口１２４ａが設けられ、ノズル本体１２０内部には、当該吐出口１２３ａ及び１２４ａとチャンバ４とをそれぞれ連通する空気の流路１２３及び流路１２４が設けられている。
【００９７】
当該流路１２１、流路１２２、流路１２３及び流路１２４は、上記第１実施形態と同様、図１２の実線の矢印で示すように、各吐出口を介してチャンバ３及び４から外部へ空気を吐出し、また破線の矢印で示すように、各吐出口を介してチャンバ３及び４へ外気を吸入することが可能となっている。
【００９８】
上記流路１２１の長さと流路１２３の長さは略同一である。また上記流路１２２と流路１２４の長さは略同一であり、それぞれ段差部１２０ａ及び段差部１２０ｃとは高さの異なる段差部１２０ｂ及び段差部１２０ｄに設けられているため、それぞれ流路１２１及び流路１２３の長さよりも長くなっている。各流路の径は略同一であるが、流路１２１と流路１２２とで、また流路１２３と流路１２４とで異なるように形成されていても構わない。
【００９９】
また上記第１実施形態と同様、ノズル本体１２０の上記空気の吐出方向（同図Ｙ軸方向）の端部には、上記各流路から吐出されまたは吸入された空気の流れを仕切るための仕切り板１２５が設けられている。
【０１００】
次に、本実施形態における噴流発生装置１００の動作について説明する。筐体１内部の振動アクチュエータ１５等の動作については、上記第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１０１】
図１３は、本実施形態における噴流発生装置１００と上記第１実施形態におけるヒートシンク４０とを組み合わせて、ノズル１２から空気を吐出した場合の、ノズル１２中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。なお、同図においては、上部の流路１２１及び流路１２２を介してチャンバ３から空気を吐出し、下部の流路１２３及び流路１２４を介してチャンバ４へ空気を吸入しているものとする。
【０１０２】
同図に示すように、本実施形態におけるノズル１２を用いた場合、流路１２１と流路１２２が、それぞれ段差部１２０ａ及び段差部１２０ｂに形成されているため、同図Ａの丸で囲んだ部分において、上記第１実施形態と同様に、各流路、特に流路１２１（吐出口１２１ａ）とヒートシンク４０の各切欠き４３ａとの間に十分なスペースが生まれ、外気を巻き込みやすくなっている。これにより、ヒートシンク４０へ取り込まれる空気及びヒートシンク４０の出口から排出される空気の流量を増やすことが可能となる。なお、ノズル２の下部の流路１２３及び流路１２４から空気を吐出する場合においても、もちろん同様にヒートシンク４０の切欠き４３ｂを介してより多くの空気を取り込むことができる。
【０１０３】
図１４は、本実施形態における噴流発生装置１００と上記ヒートシンク４０とを組み合わせて、ノズル１２から外部の空気を吸入する場合の、ノズル１２中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。なお、両図においては、流路１２３及び流路１２４を介してチャンバ４から空気を吐出し、流路１２１及び流路１２２を介してチャンバ３へ空気を吸入しているものとする。
【０１０４】
同図に示すように、本実施形態におけるノズル１２を用いた場合、流路１２１と流路１２２が、それぞれ段差部１２０ａ及び段差部１２０ｂに形成されているため、同図Ａの丸で囲んだ部分において、上記第１実施形態と同様に、各流路、特に流路１２１（吐出口１２１ａ）とヒートシンク４０の各切欠き４３ａとの間に十分なスペースが生まれる。これにより、上の２つの吐出口１２１ａ及び１２２ａによる、下の２つの吐出口１２３ａ及び１２４ａから吐出された空気の引き戻しは少なく、吐出口１２１ａ及び吐出口１２２ａ周辺の外部の空気を効率よく吸入している。また、吐出口１２１ａと吐出口１２２ａの位置が吐出方向においてずれて配置されているため、各吐出口が独立してそれぞれ吸気動作を行うことができる。この結果、効率よく合成噴流を発生させてヒートシンク４０へより多くの空気を取り込むことができる。
【０１０５】
もちろん、上部の吐出口１２１ａ及び吐出口１２２ａから空気が吐出され下部の吐出口１２３ａ及び吐出口１２４ａから吸気を行う場合でも、同様に多くの空気をヒートシンク４０へ取り込むことができる。
【０１０６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。上記第１実施形態及び第２実施形態においては、ノズルに設けられる流路は上下各２つずつであったが、この数に限定されるものではなく、上下各２つ以上であってもよいし、各１つずつであってもよい。本実施形態においては、流路を上下各１つずつ設けることとしている。なお、本実施形態において、上記各実施形態と同様の機能または構成となる部分については同様の符号を付し、図示を省略する。
【０１０７】
図１５は、流路を上下各１つずつ設けたノズルを用いて空気を吐出した場合のノズル中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。同図に示すように、ノズル１１２の上部表面及び下部表面にはそれぞれ段差部２２０ａ及び２２０ｂが設けられており、段差部２２０ａには流路２２１が、段差部２２０ｂには流路２２２が設けられている。同図においては、上部の流路２２１から空気を吐出し、下部の流路２２２から空気を吸入している。この場合でも、流路２２１の吐出口２２１ａから吐出された空気は、吐出口２２１ａ周辺の空気を効率よく巻き込みながら、ヒートシンク４０へ取り込まれている。
【０１０８】
図１６は、上記図１５のノズル１１２を用いて空気を吸気する場合の流速ベクトルを示した図である。同図においては、下部の流路２２２から空気を吐出し、上部の流路２２１から空気を吸入している。同図に示すように、上部の流路２２１の吐出口２２１ａは、その周辺の外気を効率よく吸気しており、下部の流路２２２の吐出口２２２ａから吐出された空気をほとんど引き戻してはいない。
【０１０９】
なお、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【０１１０】
上記各実施形態におけるノズルは、空気の吐出方向に仕切り板を有していたが、当該仕切り板も、ノズル本体の上部表面と下部表面との距離が吐出方向に向かって徐々に小さくなっていくとの同様に、その垂直方向の幅が上記吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されても構わない。図１７は、上記図１５及び図１６に示したノズル１１２において仕切り板２２５が吐出方向に向かってその垂直方向の幅が徐々に小さくなるように一体的に形成されている例を示した断面図である。仕切り板２２５をこのように形成することにより、仕切り板２２５と上部表面または下部表面との間の凹凸を極力排除して、吐出された気体をスムーズに案内することができる。
【０１１１】
また、上記第２実施形態においては、ノズルの段差部の垂直面上に各吐出口を設けていたが、図１８に示すように、上下の２つの段差部（垂直面）３２０ａ及び３２０ｂとそれらの段差部を繋ぐ水平面３２０ｃに亘って吐出口３２１ａを設けるようにしても構わない。これにより、吐出された空気の流れの幅が、上記第１実施形態のように吐出口を斜面に設けた場合よりも更に広がり、特に積載面積の大きいヒートシンク等を効率よく放熱することが可能となる。
【０１１２】
上述した噴流発生装置とヒートシンクとを組み合わせた冷却装置は、電子機器に搭載される。図１９は、上記各図に示した噴流発生装置１０等が電子機器としてＰＣ１５０に搭載された状態を示す斜視図である。噴流発生装置１０から供給される合成噴流がヒートシンク４０に吹き付けられ、ヒートシンク４０の背後に設けられたＰＣ筐体の排気口１５１から、熱を持つ空気が排出される。
【０１１３】
なお、図１９では電子機器としてラップトップ型のＰＣを例に挙げたが、デスクトップ型のＰＣでもよい。ＰＣに限らず、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。
【０１１４】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、本実施形態以降の実施形態において、上記各実施形態と同様の機能または構成となる部分については同様の符号を付し、図示を省略する。
【０１１５】
図２０は、本実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。また、図２１は、図２０のノズル４１２とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した斜視図である。これらの図に示すように、上記図１１等に示した第２の実施形態におけるノズル１２が段差部を上部表面と下部表面に各２段有し、各段差部に流路を有しているのに比べて、本実施形態においては、ノズル４１２は、上部表面と下部表面に段差部（上部の段差部４２０ａ〜４００ｃ及び下部の段差部４２０ｄ〜４２０ｆ）を各３段有しており、各段差部には流路（上部の流路４２１〜４２３及び下部の流路４２４〜４２６）を有している。
【０１１６】
なお、本実施形態において、ノズル４１２には仕切り板を設けていないが、仕切り板を設けるようにしてももちろん構わない。また、本実施形態以降の実施形態においても同様である。
【０１１７】
図２２は、上記第２の実施形態におけるノズル１２（２段ノズル）を有する噴流発生装置１００と、本実施形態におけるノズル４１２（３段ノズル）を有する噴流発生装置１００とをそれぞれヒートシンク４０と組み合わせてシミュレーションを行った結果を示した図である。本シミュレーションにおいては、ヒートシンク４０の出口を流れる気体の流量（以下、単に出口流量という）、両ノズルから吐出される気体の最大流速、単位流速あたりの出口流量（出口流量／最大流速）、ノズルからの気体の吸入と吐出１周期分の流路内の最大圧力と最小圧力との差（以下、単に圧力差という）をそれぞれ測定し、また出口流量、最大流速、単位流速あたりの出口流量及び圧力差のそれぞれについて、２段ノズルに対する３段ノズルの比率を計算した。なお、本シミュレーションにおいては、２段ノズルから吐出される気体の流量は３段ノズルから吐出される気体の流量と同一となるようにした。
【０１１８】
同図から、本実施形態のように段差部を上下各３段有するノズル４１２を用いることにより、段差部が上下各２段である場合に比べて、ヒートシンク４０の出口流量が約６％増加していることが分かる。これは、段差部を増やすことで、各吐出口とヒートシンク４０との間に更にスペースが生まれるためであると考えられる。すなわち、本実施形態のノズル４１２によれば、２段ノズルに比べて、ヒートシンク４０の熱抵抗を低減することが可能となる。
【０１１９】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図２３は、本実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。また、図２４は、図２３のノズル５１２とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した斜視図である。これらの図に示すように、本実施形態においては、上記第２実施形態におけるノズル１２に比べて、ノズル５１２の段差部５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ及び５２０ｄのそれぞれのエッジを曲面状に削ったＲ部５２６ａ、５２６ｂ、５２６ｃ及び５２６ｄを設けている。
【０１２０】
図２５は、上記第２の実施形態におけるノズル１２（Ｒ無し）を有する噴流発生装置１００と、本実施形態におけるノズル５１２（Ｒ有り）を有する噴流発生装置１００とをそれぞれヒートシンク４０と組み合わせて、上記図２２と同様に出口流量、最大流速、単位流速あたりの出口流量及び圧力差の各項目について測定したシミュレーション結果を示した図である。
【０１２１】
同図から、本実施形態のように段差部にＲ部を設けることにより、Ｒ部を設けない場合に比べて、ヒートシンク４０の出口流量が約３％増加していることが分かる。これは、Ｒ部を設けたことで、ヒートシンク４０と各吐出口との間に更にスペースが生まれるためであると考えられる。すなわち、本実施形態のノズル５１２によれば、段差部にＲ部を設けない場合に比べて、ヒートシンク４０の熱抵抗を低減することが可能となる。
【０１２２】
図２６は、上記第２の実施形態におけるノズル１２（Ｒ無し）を有する噴流発生装置１００と本実施形態におけるノズル５１２（Ｒ有り）を有する噴流発生装置とをそれぞれヒートシンク４０と組み合わせて、駆動装置３５を駆動させた場合の各騒音レベルを測定したシミュレーション結果を示した図である。なお、本シミュレーションにおいては、駆動装置３５の駆動による振動板３３の振幅を、３．５ｍｍ、４ｍｍ及び４．５ｍｍの３段階に変更して測定を行った。また、本シミュレーションにおいては、装置による測定結果のばらつきを見るために、異なる２つの噴流発生装置１００（Ａ及びＢ）を用いて測定を行った。また、騒音の測定は、ヒートシンク４０の出口から図２４のｙ軸方向に１５ｃｍ、ｚ軸方向に１５ｃｍの地点において行った。
【０１２３】
同図に示すように、いずれの振幅段階においても、またいずれの噴流発生装置を用いた場合でも、本実施形態のように段差部にＲ部を設けたノズル５１２を用いることにより、Ｒ部が無い場合に比べて騒音が低減されており、平均すると約２ｄＢＡの改善があった。これは、Ｒ部を設けることにより空気抵抗が軽減したためであると考えられる。すなわち、本実施形態におけるノズル５１２を用いることにより、熱抵抗のみならず騒音を低減することも可能となる。
【０１２４】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。図２７は、本実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。同図に示すように、本実施形態においては、上記第２実施形態におけるノズル１２に比べて、流路６２１、６２２、６２３及び６２４それぞれの径が、気体の吐出方向（同図ｙ軸方向）に向かって徐々に小さくなるようなテーパを設けている。同図においてテーパ角θは例えば０．９度であるが、これに限られるものではない。また、各流路の各吐出口６２１ａ、６２２ａ、６２３ａ及び６２４ａの径は上記第２実施形態におけるノズル１２の各吐出口１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ及び１２４ａの径と同一であり、当該各吐出口から気体の吸入方向に向かって各流路内の径が徐々に大きくなるように形成されている。
【０１２５】
図２８は、上記第２の実施形態におけるノズル１２（テーパ無し）を有する噴流発生装置１００と、本実施形態におけるノズル６１２（テーパ有り）を有する噴流発生装置１００とをそれぞれヒートシンク４０と組み合わせて、上記図２２等と同様に出口流量、最大流速、単位流速あたりの出口流量及び圧力差の各項目について測定したシミュレーション結果を示した図である。
【０１２６】
同図から、本実施形態のように流路にテーパを設けることにより、テーパを設けない場合に比べて、圧力差が約１８％小さくなっていることが分かる。すなわち、本実施形態のノズル６１２によれば、テーパ状に形成しない場合に比べて、上記振動アクチュエータ１５の振動に伴う各流路内の圧力の変動を小さくすることで、振動アクチュエータ１５の駆動時における騒音を低減することが可能となる。
【０１２７】
また、同図から、流路にテーパを設けることにより、ヒートシンク４０の出口流量は約１％減少するものの、最大流速が約５％減少しており、単位流速あたりの出口流量は約４％増加している。したがって、ノズル６１２からの吐出流量を減らすことなく流速を低くすることができるため、これによっても騒音を低減することが可能となる。
【０１２８】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。図２９は、本実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。同図に示すように、本実施形態においては、上記第２実施形態におけるノズル１２に比べて、各流路７２１、７２２、７２３及び７２４内に、気体の吐出方向に向かう複数の溝を設けている。すなわち、同図の円で囲んだ拡大図に示すように、各流路の径方向の断面形状が、２つの５角形を１８０度位相をずらして重ねた形状となるように各流路を形成している。
【０１２９】
図３０は、上記第２の実施形態におけるノズル１２（流路内に溝無し）を有する噴流発生装置１００と、本実施形態におけるノズル７１２（流路内に溝有り）を有する噴流発生装置１００とをそれぞれヒートシンク４０と組み合わせて、上記図２２等と同様に出口流量、最大流速、単位流速あたりの出口流量及び圧力差の各項目について測定したシミュレーション結果を示した図である。
【０１３０】
同図から、本実施形態のように流路内に溝を設けることにより、溝を設けない場合に比べて上記圧力差が約４０％減少していることが分かる。したがって、流路内に溝を設けることにより、振動アクチュエータ１５の駆動時における騒音を低減することが可能となる。
【０１３１】
また、同図から、流路内に溝を設けることにより、溝を設けない場合に比べて単位流速あたりの出口流量が約１２％増加していることが分かる。したがって、ノズル７１２からの吐出流量を減らすことなく流速を低くすることができるため、これによっても騒音を低減することが可能となる。
【０１３２】
なお、流路内に溝を設ける場合には、上述のように流路の断面形状が２つの５角形を重ねた形状となる形態のみならず、例えば６角形となるような形状にしてもよいし、３角形を位相をずらして複数重ねた形状となるようにしてもよいし、それ以外の多角形となるように、または当該多角形を複数重ねた形状となるようにしても構わない。
【０１３３】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。図３１は、本実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。同図に示すように、本実施形態においては、同図に示すように、本実施形態においては、上記第２実施形態におけるノズル１２に比べて、各流路８２１、８２２、８２３及び８２４にテーパを設け、また各段差部にＲ部８２６ａ〜８２６ｄを設け、更に各吐出口８２１ａ、８２２ｂ、８２３ｃ及び８２４ｄをＲ形状に形成している。すなわち、本実施形態においては、上記第５の実施形態におけるノズル５１２と第６の実施形態におけるノズル６１２とを組合せ、更に各吐出口にＲ形状を設けている。
【０１３４】
図３２は、上記第２の実施形態におけるノズル１２（テーパ・段差部Ｒ・吐出口Ｒ無し）を有する噴流発生装置１００と、本実施形態におけるノズル６１２（テーパ・段差部Ｒ・吐出口Ｒ有り）を有する噴流発生装置１００とをそれぞれヒートシンク４０と組み合わせて、上記図２２等と同様に出口流量、最大流速、単位流速あたりの出口流量及び圧力差の各項目について測定したシミュレーション結果を示した図である。
【０１３５】
同図から、テーパ、段差部のＲ及び吐出口のＲをそれぞれ設けることで、それぞれを設けない場合に比べて上記圧力差が約１６％減少していることが分かる。これは、各流路にテーパを設けたことによる効果である。これにより、振動アクチュエータ１５の駆動時における騒音を低減することが可能となる。
【０１３６】
また、同図から、テーパ、段差部のＲ及び吐出口のＲをそれぞれ設けることで、それぞれを設けない場合に比べてヒートシンクの出口流量が約２％増加し、最大流速が約８％小さくなり、単位流速あたりの出口流量が約１１％増加していることが分かる。出口流量の増加は、各流路にテーパを設けたことによる効果である。これにより、ヒートシンク４０の熱抵抗を更に減少させることができるとともに、振動アクチュエータ１５の駆動時における騒音を低減することが可能となる。
【０１３７】
すなわち、本実施形態によれば、流路にテーパを設けることによる効果と、段差部または吐出口にＲを設けることによる効果とを相反させることなく得ることができる。また、以上説明した、テーパと、各段差部または各吐出口のＲ部と、上記第４実施形態における上下各３段の段差部とを任意に組み合わせてノズルを構成することももちろん可能であり、これによっても上記の効果を得ることができる。
【０１３８】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９の実施形態について説明する。図３３は、本実施形態におけるノズル９１２とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した斜視図である。また図３４（ａ）は、図３３のノズル９１２及びヒートシンク４０をヒートシンク４０の出口側（図３３の矢印Ａ方向）から捉えた図であり、図３４（ｂ）は、図３３のノズル９１２及びヒートシンク４０をノズル９１２側（図３３の矢印Ｂ方向）から捉えた図であり、図３４（ｃ）は、ノズル９１２単独の斜視図である。
【０１３９】
同図に示すように、本実施形態におけるノズル９１２は、上記第３実施形態において図１５等に示したノズル１１２と同様、流路を上部表面と下部表面とで各１つずつ設けたものであるが、上記各実施形態のように、各流路をヒートシンク４０の各フィン４１の１つの隙間４４に対応させるのではなく、各流路の径を大きくして、各フィン４１の２つの隙間４４に対応させている点で異なる。すなわち、本実施形態においては、一の吐出口９２１ａ及び９２２ａから吐出された気体は、各吐出口を略２分するように配置されたフィン４１とその両隣のフィン４１とで形成される２つの隙間を通って、ヒートシンク４０の内部に取り込まれることとなる。なお、本実施形態におけるノズル９１２の流路の数は、上記第３実施形態におけるノズル１１２の流路の数の１／２であるが、ノズル９１２の吐出口９２１ａ及び９２２ａの開口面積の和は、ノズル１１２の吐出口２２１ａ及び２２２ａの開口面積の和に等しくなるように設計されている。
【０１４０】
図３５は、上記第３の実施形態におけるノズル１１２（各フィン４１の１つの隙間に１つの吐出口が対応）を有する噴流発生装置１００と、本実施形態におけるノズル９１２（各フィン４１の２つの隙間に１つの吐出口が対応）を有する噴流発生装置１００とをそれぞれヒートシンク４０と組み合わせて駆動させた場合の消費電力及び熱抵抗を測定したシミュレーション結果を示した図である。両ノズルからの気体の吐出流量は等しくなるように設定した。同図（ａ）が各振動板の振幅と消費電力との関係を示しており、同図（ｂ）が消費電力と熱抵抗との関係を示している。なお、各図においては、本実施形態のノズル９１２を「大穴ノズル」、第３実施形態のノズル１１２を「普通ノズル」と称している。
【０１４１】
同図（ａ）から、吐出口と各フィン４１の隙間を１：２で対応させることで、１：１で対応させる場合に比べて、振幅に関わらず消費電力が約０．６倍になることが分かる。また同図（ｂ）から、消費電力が同一の場合、本実施形態のノズル９１２（大穴ノズル）の方が、熱抵抗が約０．１ｋ／Ｗ小さくなることが分かる。すなわち、本実施形態によれば、各流路の径を大きくして流路抵抗及び圧力損失を小さくすることで、同等の消費電力でより低い熱抵抗を実現し、また同等の熱抵抗で低消費電力を実現することができる。
【０１４２】
（第１０実施形態）
次に、本発明の第１０の実施形態について説明する。図３６は、本実施形態における噴流発生装置の断面図である。
【０１４３】
同図に示すように、本実施形態における噴流発生装置２００は、筐体１の背面（ノズル２とは反対側の面）に、外部からチャンバ３内及びチャンバ４内へそれぞれ気体を吸入するための例えば円筒状の吸気口６及び吸気口８を有している。各吸気口６及び８内部には、各吸気口６及び８からチャンバ３及び４内へ吸入した気体が、振動アクチュエータ１５の駆動によりチャンバ３及び４の外部へ逆流するのを防ぐための逆止弁７及び９がそれぞれ設けられている。
【０１４４】
図３７は、上記図３６の噴流発生装置２００の、各吸気口６及び８近傍の拡大図である。同図（ａ）に示すように、各吸気口６及び８内の各逆止弁７及び９は、例えば円板状の弁体７ａ及び９ａと、当該弁体７ａに接続され当該弁体７ａを、各吸気口６及び８を塞ぐ方向（同図矢印Ａ１方向）に付勢するコイルバネ７ｂ及び９ｂを有している。
【０１４５】
振動アクチュエータ１５の駆動により、チャンバ４内の圧力が上がりチャンバ３内の圧力が下がった場合には、チャンバ３内には、ノズル２の上部の流路２１及び２２から気体が吸入されるとともに、同図（ｂ）に示すように、弁体７ａが上記付勢力に抗して上記矢印Ａ２方向へ移動することで、同図矢印Ｂで示すように吸気口６を介してチャンバ３内へ気体が吸入される。このとき、吸気口８は逆止弁９の弁体９ａにより塞がれているため、圧力が上がったチャンバ４から吸気口８を介して気体が流出することはなく、ノズル２の下部の流路２３及び２４のみから気体が吐出される。
【０１４６】
また、図示しないが、逆にチャンバ３内の圧力が上がりチャンバ４内の圧力が下がった場合には、チャンバ４内に流路２３及び２４から気体が吸入されるとともに、吸気口８からも気体が吸入される。このとき、吸気口６は逆止弁７の弁体７ａにより塞がれているため、圧力が上がったチャンバ３から吸気口６を介して気体が流出することはなく、流路２１及び２２のみから気体が吐出される。
【０１４７】
図３８は、上記各吸気口から吸気を行った場合の吸気率とヒートシンク４０の出口流量の増加率との関係を測定したシミュレーションの結果を示したグラフである。なお、同シミュレーションにおいては、例えばノズル２の各流路にも、例えば逆止弁のような気体の吸入を阻害する機構を設けて振動アクチュエータ１５を駆動させることで、吸気口６及び８からの吸気率を調整した。また、ノズル２の各流路から吐出される気体の流量は常に一定となるように調整した。
【０１４８】
同図に示すように、ノズル２からの吸気を完全に停止して、吸気を１００％吸気口６または８から行った場合、ノズル２から１００％吸気する場合に比べて、ヒートシンク４０の出口流量が約４２％増加している。また、吸気の一部を吸気口６または８から行った場合、例えば吸気率が２５％である場合でも、ヒートシンク４０の出口流量は１６％増加することが分かった。
【０１４９】
すなわち、吸気を全てノズル２以外から行わなくとも、本実施形態のように少なくとも吸気の一部を吸気口６または８から行うことで、各吐出口から吐出された気体の引き戻しが少なくなるため、ヒートシンク４０の出口流量が増加して、ヒートシンク４０の熱抵抗を低減させることができる。
【０１５０】
また、上記噴流発生装置２００を、上記図１９で示したＰＣ１５０のような電子機器に搭載する場合、上記吸気口６及び８を、電子機器の外部から直接外気を吸入するような位置に設けるようにしてもよい。これにより、電子機器内部の暖められた空気をノズル２から吸入して吐出する場合に比べて、ヒートシンク４０のフィン４１の隙間を流れる空気の温度を下げることができるため、発熱体の温度も更に低下させることが可能となる。
【０１５１】
更に、上記吸気口６及び８を、例えばヒートシンク４０に直接熱的に接触していない発熱体の近傍に設置するようにしても構わない。これにより、ヒートシンク４０に直接熱的に接触していない発熱体の周りに気体の流れを作り、当該発熱体の温度を下げることが可能となる。これは、例えば電子機器の筐体表面で局所的に温度の高くなる場所（ヒートスポット）対策に有効である。
【０１５２】
（第１１実施形態）
次に、本発明の第１１の実施形態について説明する。図３９は、本実施形態における噴流発生装置３００の吸気口６及び８近傍の拡大図である。
【０１５３】
同図に示すように、本実施形態においては、上記第１０実施形態において図３６及び図３７に示した噴流発生装置２００の各吸気口６及び８に比べて、各吸気口６及び８の内部に、逆止弁として各２枚の例えば円板状の弾性体１０７ａ、１０７ｂ及び１０９ａ、１０９ｂを設けている。同図（ａ）に示すように、当該各弾性体は、一端が吸気口６及び８内に固定されており、他端が同図矢印Ａ方向（各チャンバ側）へ各吸気口６及び８を開くように湾曲することが可能となっている。
【０１５４】
振動アクチュエータ１５の駆動に伴い、チャンバ４内の圧力が上がりチャンバ３内の圧力が下がった場合には、チャンバ３内には、ノズル２の上部の流路２１及び２２から気体が吸入されるとともに、同図（ｂ）に示すように、逆止弁７の弾性体１０７ａ及び１０７ｂが上記矢印Ａ方向へ湾曲することで、同図矢印Ｂに示すように吸気口６を介してチャンバ３内へ気体が吸入される。このとき、吸気口８は弾性体１０９ａ及び１０９ｂにより塞がれているため、圧力が上がったチャンバ４から吸気口８を介して気体が流出することはなく、ノズル２の下部の流路２３及び２４のみから気体が吐出される。
【０１５５】
また、図示しないが、逆にチャンバ３内の圧力が上がりチャンバ４内の圧力が下がった場合には、上記第１０実施形態と同様、チャンバ４内に流路２３及び２４から気体が吸入されるとともに、吸気口８からも気体が吸入される。このとき、吸気口６は弾性体１０７ａ及び１０７ｂにより塞がれているため、圧力が上がったチャンバ３から吸気口６を介して気体が流出することはなく、流路２１及び２２のみから気体が吐出される。
【０１５６】
以上の構成及び動作により、本実施形態においても、上記第１０実施形態と同様、ヒートシンク４０の出口流量を増加させてヒートシンク４０の熱抵抗を低減させることができる。また、各吸気口６及び８を電子機器の外部から直接外気を吸入するような位置へ設けることで、発熱体の温度を低下させることもできる。また、各吸気口６及び８を発熱体の近傍に設けることで、発熱体の温度を下げることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の第１実施形態におけるノズルを有する噴流発生装置の外観を示した斜視図である。
【図２】図１の噴流発生装置の断面図である。
【図３】第１実施形態におけるヒートシンク４０の斜視図である。
【図４】図３のヒートシンク４０を構成するフィン１枚の斜視図である。
【図５】第１実施形態において噴流発生装置１０とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した斜視図である。
【図６】第１実施形態において、ノズル２の各吐出口を斜面に設けた場合と垂直面に設けた場合とで吐出された空気の流れを比較した図である。
【図７】第１実施形態において、ノズル２の各吐出口を斜面に設けた場合と垂直面に設けた場合とで、ノズル２から吸入される空気の流れを比較した図である。
【図８】第１実施形態において、積載面積の大きいヒートシンク５０を示した斜視図である。
【図９】図８のヒートシンク５０を構成する各フィン５１のうち一枚を示した斜視図である。
【図１０】第１実施形態において、積載面積の大きいヒートシンク５０と、４つの噴流発生装置１０とを組み合わせて、噴流発生装置１０から空気を吐出させるシミュレーションを行った様子を示した図である。
【図１１】本発明の第２実施形態におけるノズルを有する噴流発生装置の外観を示した斜視図である。
【図１２】図１１の噴流発生装置の断面図である。
【図１３】第２実施形態におけるノズル１２から空気を吐出した場合の、ノズル１２中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。
【図１４】第２実施形態における噴流発生装置１００とヒートシンク４０とを組み合わせて、ノズル１２から外部の空気を吸入する場合の、ノズル１２中央断面付近における流速ベクトルを示した図である。
【図１５】本発明の他の実施形態において、流路を上下に各一つずつ設けたノズルを用いて空気を吐出した場合の流速ベクトルを示した図である。
【図１６】図１５のノズル１１２を用いて空気を吸気する場合の流速ベクトルを示した図である。
【図１７】図１５及び図１６に示したノズル１１２において仕切り板２２５が吐出方向に向かってその垂直方向の幅が徐々に小さくなるように一体的に形成されている例を示した断面図である。
【図１８】他の実施形態において段差部に設けられた吐出口を示した図である。
【図１９】噴流発生装置１０等が電子機器としてＰＣ１５０に搭載された状態を示す斜視図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。
【図２１】図２０のノズル４１２とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した斜視図である。
【図２２】第４実施形態におけるノズル４１２の性能に関するシミュレーション結果を示した図である。
【図２３】本発明の第５の実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。
【図２４】図２３のノズル５１２とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した斜視図である。
【図２５】本発明の第５の実施形態におけるノズル５１２の性能に関するシミュレーション結果を示した図である。
【図２６】本発明の第５の実施形態におけるノズル５１２の性能に関する他のシミュレーション結果を示した図である。
【図２７】本発明の第６の実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。
【図２８】本発明の第６実施形態におけるノズル７１２の性能に関するシミュレーション結果を示した図である。
【図２９】本発明の第７の実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。
【図３０】本発明の第７の実施形態におけるノズル７１２の性能に関するシミュレーション結果を示した図である。
【図３１】本発明の第８の実施形態におけるノズルの外観を示した斜視図である。
【図３２】本発明の第８の実施形態におけるノズル８１２の性能に関するシミュレーション結果を示した図である。
【図３３】本発明の第９の実施形態におけるノズル９１２とヒートシンク４０とを組み合わせた様子を示した図である。
【図３４】図３３のノズル９１２及びヒートシンク４０を別の角度から捉えた様子を示した図である。
【図３５】本発明の第９の実施形態におけるノズル９１２の性能に関するシミュレーション結果を示した図である。
【図３６】本発明の第１０の実施形態における噴流発生装置２００の断面図である。
【図３７】図３６の噴流発生装置２００の吸気口６及び８近傍の拡大図である。
【図３８】本発明の第１０の実施形態において吸気口から吸気した場合の吸気率と出口流量の増加率との関係を示したグラフである。
【図３９】本発明の第１１の実施形態における噴流発生装置３００の吸気口６及び８近傍の拡大図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１…筐体
２、１２、１１２、４１２、５１２、６１２、７１２、８１２、９１２…ノズル
３、４…チャンバ
５…駆動信号発生器
６、８…吸気口
７、９…逆止弁
７ａ、９ａ…弁体
７ｂ、９ｂ…コイルバネ
１０、１００、２００…噴流発生装置
１５…振動アクチュエータ
１６…ヨーク
１７…マグネット
１８…コイル
１９…コイルボビン
２０、１２０…ノズル本体
２０ａ、２０ｂ…斜面
２１〜２４、１２１〜１２４、２２１、２２２、３２１、４２１〜４２６、５２１〜５２４、６２１〜６２４、７２１〜７２４、８２１〜８２４、９２１〜９２４…流路
２１ａ〜２４ａ、１２１ａ〜１２４ａ、２２１ａ、２２２ａ、３２１ａ、４２１ａ〜４２６ａ、５２１ａ〜５２４ａ、６２１ａ〜６２４ａ、７２１ａ〜７２４ａ、８２１ａ〜８２４ａ、９２１ａ〜９２４ａ…吐出口
２５、１２５、２２５…仕切り板
３３…振動板
３４…ヨーク
３５…駆動装置
３６…弾性支持部材
４０、５０…ヒートシンク
４１、５１…フィン
４３ａ、４３ｂ…切欠き
４４…隙間
１０７ａ、１０７ｂ、１０９ａ、１０９ｂ…弾性体
１２０ａ〜１２０ｄ、２２０ａ、２２０ｂ、３２０ａ、３２０ｂ、４２０ａ〜４２０ｆ、５２０ａ〜５２０ｄ、６２０ａ〜６２０ｄ、７２０ａ〜７２０ｄ、８２０ａ〜８２０ｄ、９２０ａ〜９２０ｄ…段差部
１５０…ＰＣ
３２０ｃ…水平面
５２６ａ〜５２６ｄ、８２６ａ〜８２６ｄ…Ｒ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、当該筐体内に振動可能に設けられた振動体と、当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバとを有する噴流発生装置に用いられ、前記振動体の振動により前記気体を脈流として吐出可能なノズルであって、
上部表面と下部表面とを有し、前記筐体の前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、
前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、
前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路と
を具備することを特徴とするノズル。
【請求項２】
請求項１に記載のノズルであって、
前記ノズル本体の前記上部表面に形成された第１の段差部と、
前記ノズル本体の前記下部表面に形成された第２の段差部と
を更に具備し、
前記第１の流路は前記第１の吐出口を前記第１の段差部に有するように設けられ、
前記第２の流路は前記第２の吐出口を前記第２の段差部に有するように設けられる
ことを特徴とするノズル。
【請求項３】
請求項１に記載のノズルであって、
前記ノズル本体の前記上部表面に形成された第１の斜面と、
前記ノズル本体の前記下部表面に形成された第２の斜面と
を更に具備し、
前記第１の流路は前記第１の吐出口を前記第１の斜面に有するように設けられ、
前記第２の流路は前記第２の吐出口を前記第２の斜面に有するように設けられる
ことを特徴とするノズル。
【請求項４】
請求項２に記載のノズルであって、
前記第１の段差部は、前記上部表面に設けられた第３の段差部と、前記上部表面の前記第３の段差部よりも低い位置に設けられた第４の段差部とを有し、
前記第２の段差部は、前記下部表面に設けられた第５の段差部と、前記下部表面の前記第５の段差部よりも高い位置に設けられた第６の段差部とを有し、
前記第１の流路は、前記第３の段差部に第３の吐出口を有する第３の流路と、前記第４の段差部に第４の吐出口を有する第４の流路とを有し、
前記第２の流路は、前記第５の段差部に第５の吐出口を有する第５の流路と、前記第６の段差部に第６の吐出口を有する第６の流路とを有する
ことを特徴とするノズル。
【請求項５】
請求項３に記載のノズルであって、
前記第１の流路は、前記第１の斜面に第３の吐出口を有する第３の流路と、前記第１の斜面の前記第３の吐出口よりも低い位置に第４の吐出口を有する第４の流路とを有し、
前記第２の流路は、前記第２の斜面に第５の吐出口を有する第５の流路と、前記第２の斜面の前記第５の吐出口よりも高い位置に第６の吐出口を有する第６の流路とを有する
ことを特徴とするノズル。
【請求項６】
請求項１に記載のノズルであって、
前記ノズル本体の前記吐出方向の端部に突出するように延在された仕切り板を更に具備することを特徴とするノズル。
【請求項７】
請求項６に記載のノズルであって、
前記仕切り板は、前記上部表面及び下部表面から一体的に形成され、その垂直方向における厚さが前記吐出方向に向かって徐々に小さくなっていることを特徴とするノズル。
【請求項８】
請求項２に記載のノズルであって、
前記第１の段差部は、前記垂直方向に形成された第１の垂直面と、当該第１の垂直面から水平方向に連続して形成された第１の水平面と、当該第１の水平面から前記垂直方向に前記第１の垂直面よりも低い位置に形成された第２の垂直面とを有し、
前記第２の段差部は、前記垂直方向に形成された第３の垂直面と、当該第３の垂直面から前記水平方向に連続して形成された第２の水平面と、当該第２の水平面から前記垂直方向に前記第３の垂直面よりも高い位置に形成された第４の垂直面とを有し、
前記第１の流路は、前記第１の吐出口が前記第１の垂直面、前記第１の水平面及び前記第２の垂直面に亘って形成されるように設けられ、
前記第２の流路は、前記第２の吐出口が前記第３の垂直面、前記第２の水平面及び前記第４の垂直面に亘って形成されるように設けられる
ことを特徴とするノズル。
【請求項９】
請求項２に記載のノズルであって、
前記第１の段差部は、前記上部表面に設けられた第３の段差部と、前記上部表面の前記第３の段差部よりも低い位置に設けられた第４の段差部と、前記上部表面の前記第４の段差部よりも低い位置に設けられた第５の段差部とを有し、
前記第２の段差部は、前記下部表面に設けられた第６の段差部と、前記下部表面の前記第６の段差部よりも高い位置に設けられた第７の段差部と、前記下部表面の前記第７の段差部よりも高い位置に設けられた第８の段差部とを有し、
前記第１の流路は、前記第３の段差部に第３の吐出口を有する第３の流路と、前記第４の段差部に第４の吐出口を有する第４の流路と、第５の段差部に第５の吐出口を有する第５の流路とを有し、
前記第２の流路は、前記第６の段差部に第６の吐出口を有する第６の流路と、前記第７の段差部に第７の吐出口を有する第６の流路と、前記第８の段差部に第８の吐出口を有する第８の流路とを有する
ことを特徴とするノズル。
【請求項１０】
請求項２に記載のノズルであって、
前記第１の段差部及び前記第２の段差部はそれぞれＲ形状を有することを特徴とするノズル。
【請求項１１】
請求項１に記載のノズルであって、
前記第１の流路及び前記第２の流路は、それぞれ前記吐出方向に向かって各流路径が徐々に小さくなるように形成されることを特徴とするノズル。
【請求項１２】
請求項１に記載のノズルであって、
前記第１の流路及び前記第２の流路は、前記吐出方向に形成された複数の溝をそれぞれ有することを特徴とするノズル。
【請求項１３】
請求項１に記載のノズルであって、
前記第１の吐出口及び前記第２の吐出口はそれぞれＲ形状を有することを特徴とするノズル。
【請求項１４】
気体を脈流として吐出可能な噴流発生装置であって、
開口を有し、内部に前記気体が含まれた筐体と、
前記筐体内に振動可能に設けられた振動体と、
当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバと、
上部表面と下部表面とを有し、前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路とを有するノズルと、
前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記筐体内の気体を脈流として吐出させるために前記振動体を駆動させる駆動部と
を具備することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の噴流発生装置であって、
前記筐体は、前記気体を前記第１のチャンバ内へ吸入するための第１の吸気口と、前記気体を前記第２のチャンバ内へ吸入するための第２の吸気口とを有し、
当該噴流発生装置は、前記第１の吸気口を開閉可能に設けられ、前記吸入された気体の逆流を防ぐ第１の逆止弁と、前記第２の吸気口を開閉可能に設けられ、前記吸入された気体の逆流を防ぐ第２の逆止弁とを更に具備することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１６】
気体を脈流として吐出可能な噴流発生装置を有する冷却装置であって、
開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、
前記筐体内に振動可能に設けられた振動体と、
当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバと、
上部表面と下部表面とを有し、前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路とを有するノズルと、
前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記筐体内の気体を脈流として吐出させるために前記振動体を駆動させる駆動部と
を有する噴流発生装置と、
外部から前記気体を取り入れ可能な通気部を、前記第１の吐出口または第２の吐出口から吐出された気体を受ける側に有するヒートシンクと
を具備することを特徴とする冷却装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の冷却装置であって、
前記ヒートシンクは、前記吐出方向に直交する第１の方向に複数の前記通気部を形成するように並設された複数のフィンを有し、
前記第１の流路及び前記第２の流路は、一の前記第１の吐出口及び一の前記第２の吐出口からそれぞれ吐出される気体が複数の前記通気部を通るように、それぞれ前記第１の方向に複数設けられることを特徴とする冷却装置。
【請求項１８】
気体を脈流として吐出可能な噴流発生装置を有する電子機器であって、
発熱体と、
開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記筐体内に振動可能に設けられた振動体と、当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバと、上部表面と下部表面とを有し、前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路とを有するノズルと、
前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記筐体内の気体を脈流として吐出させるために前記振動体を駆動させる駆動部と
を有する噴流発生装置と、
外部から前記気体を取り入れ可能な通気部を、前記第１の吐出口または第２の吐出口から吐出された気体を受ける側に有するヒートシンクと、
前記噴流発生装置及び前記ヒートシンクを保持可能な第２の筐体と
を具備することを特徴とする電子機器。
【請求項１】
開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、当該筐体内に振動可能に設けられた振動体と、当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバとを有する噴流発生装置に用いられ、前記振動体の振動により前記気体を脈流として吐出可能なノズルであって、
上部表面と下部表面とを有し、前記筐体の前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、
前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、
前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路と
を具備することを特徴とするノズル。
【請求項２】
請求項１に記載のノズルであって、
前記ノズル本体の前記上部表面に形成された第１の段差部と、
前記ノズル本体の前記下部表面に形成された第２の段差部と
を更に具備し、
前記第１の流路は前記第１の吐出口を前記第１の段差部に有するように設けられ、
前記第２の流路は前記第２の吐出口を前記第２の段差部に有するように設けられる
ことを特徴とするノズル。
【請求項３】
請求項１に記載のノズルであって、
前記ノズル本体の前記上部表面に形成された第１の斜面と、
前記ノズル本体の前記下部表面に形成された第２の斜面と
を更に具備し、
前記第１の流路は前記第１の吐出口を前記第１の斜面に有するように設けられ、
前記第２の流路は前記第２の吐出口を前記第２の斜面に有するように設けられる
ことを特徴とするノズル。
【請求項４】
請求項２に記載のノズルであって、
前記第１の段差部は、前記上部表面に設けられた第３の段差部と、前記上部表面の前記第３の段差部よりも低い位置に設けられた第４の段差部とを有し、
前記第２の段差部は、前記下部表面に設けられた第５の段差部と、前記下部表面の前記第５の段差部よりも高い位置に設けられた第６の段差部とを有し、
前記第１の流路は、前記第３の段差部に第３の吐出口を有する第３の流路と、前記第４の段差部に第４の吐出口を有する第４の流路とを有し、
前記第２の流路は、前記第５の段差部に第５の吐出口を有する第５の流路と、前記第６の段差部に第６の吐出口を有する第６の流路とを有する
ことを特徴とするノズル。
【請求項５】
請求項３に記載のノズルであって、
前記第１の流路は、前記第１の斜面に第３の吐出口を有する第３の流路と、前記第１の斜面の前記第３の吐出口よりも低い位置に第４の吐出口を有する第４の流路とを有し、
前記第２の流路は、前記第２の斜面に第５の吐出口を有する第５の流路と、前記第２の斜面の前記第５の吐出口よりも高い位置に第６の吐出口を有する第６の流路とを有する
ことを特徴とするノズル。
【請求項６】
請求項１に記載のノズルであって、
前記ノズル本体の前記吐出方向の端部に突出するように延在された仕切り板を更に具備することを特徴とするノズル。
【請求項７】
請求項６に記載のノズルであって、
前記仕切り板は、前記上部表面及び下部表面から一体的に形成され、その垂直方向における厚さが前記吐出方向に向かって徐々に小さくなっていることを特徴とするノズル。
【請求項８】
請求項２に記載のノズルであって、
前記第１の段差部は、前記垂直方向に形成された第１の垂直面と、当該第１の垂直面から水平方向に連続して形成された第１の水平面と、当該第１の水平面から前記垂直方向に前記第１の垂直面よりも低い位置に形成された第２の垂直面とを有し、
前記第２の段差部は、前記垂直方向に形成された第３の垂直面と、当該第３の垂直面から前記水平方向に連続して形成された第２の水平面と、当該第２の水平面から前記垂直方向に前記第３の垂直面よりも高い位置に形成された第４の垂直面とを有し、
前記第１の流路は、前記第１の吐出口が前記第１の垂直面、前記第１の水平面及び前記第２の垂直面に亘って形成されるように設けられ、
前記第２の流路は、前記第２の吐出口が前記第３の垂直面、前記第２の水平面及び前記第４の垂直面に亘って形成されるように設けられる
ことを特徴とするノズル。
【請求項９】
請求項２に記載のノズルであって、
前記第１の段差部は、前記上部表面に設けられた第３の段差部と、前記上部表面の前記第３の段差部よりも低い位置に設けられた第４の段差部と、前記上部表面の前記第４の段差部よりも低い位置に設けられた第５の段差部とを有し、
前記第２の段差部は、前記下部表面に設けられた第６の段差部と、前記下部表面の前記第６の段差部よりも高い位置に設けられた第７の段差部と、前記下部表面の前記第７の段差部よりも高い位置に設けられた第８の段差部とを有し、
前記第１の流路は、前記第３の段差部に第３の吐出口を有する第３の流路と、前記第４の段差部に第４の吐出口を有する第４の流路と、第５の段差部に第５の吐出口を有する第５の流路とを有し、
前記第２の流路は、前記第６の段差部に第６の吐出口を有する第６の流路と、前記第７の段差部に第７の吐出口を有する第６の流路と、前記第８の段差部に第８の吐出口を有する第８の流路とを有する
ことを特徴とするノズル。
【請求項１０】
請求項２に記載のノズルであって、
前記第１の段差部及び前記第２の段差部はそれぞれＲ形状を有することを特徴とするノズル。
【請求項１１】
請求項１に記載のノズルであって、
前記第１の流路及び前記第２の流路は、それぞれ前記吐出方向に向かって各流路径が徐々に小さくなるように形成されることを特徴とするノズル。
【請求項１２】
請求項１に記載のノズルであって、
前記第１の流路及び前記第２の流路は、前記吐出方向に形成された複数の溝をそれぞれ有することを特徴とするノズル。
【請求項１３】
請求項１に記載のノズルであって、
前記第１の吐出口及び前記第２の吐出口はそれぞれＲ形状を有することを特徴とするノズル。
【請求項１４】
気体を脈流として吐出可能な噴流発生装置であって、
開口を有し、内部に前記気体が含まれた筐体と、
前記筐体内に振動可能に設けられた振動体と、
当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバと、
上部表面と下部表面とを有し、前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路とを有するノズルと、
前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記筐体内の気体を脈流として吐出させるために前記振動体を駆動させる駆動部と
を具備することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の噴流発生装置であって、
前記筐体は、前記気体を前記第１のチャンバ内へ吸入するための第１の吸気口と、前記気体を前記第２のチャンバ内へ吸入するための第２の吸気口とを有し、
当該噴流発生装置は、前記第１の吸気口を開閉可能に設けられ、前記吸入された気体の逆流を防ぐ第１の逆止弁と、前記第２の吸気口を開閉可能に設けられ、前記吸入された気体の逆流を防ぐ第２の逆止弁とを更に具備することを特徴とする噴流発生装置。
【請求項１６】
気体を脈流として吐出可能な噴流発生装置を有する冷却装置であって、
開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、
前記筐体内に振動可能に設けられた振動体と、
当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバと、
上部表面と下部表面とを有し、前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路とを有するノズルと、
前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記筐体内の気体を脈流として吐出させるために前記振動体を駆動させる駆動部と
を有する噴流発生装置と、
外部から前記気体を取り入れ可能な通気部を、前記第１の吐出口または第２の吐出口から吐出された気体を受ける側に有するヒートシンクと
を具備することを特徴とする冷却装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の冷却装置であって、
前記ヒートシンクは、前記吐出方向に直交する第１の方向に複数の前記通気部を形成するように並設された複数のフィンを有し、
前記第１の流路及び前記第２の流路は、一の前記第１の吐出口及び一の前記第２の吐出口からそれぞれ吐出される気体が複数の前記通気部を通るように、それぞれ前記第１の方向に複数設けられることを特徴とする冷却装置。
【請求項１８】
気体を脈流として吐出可能な噴流発生装置を有する電子機器であって、
発熱体と、
開口を有し、内部に気体が含まれた筐体と、前記筐体内に振動可能に設けられた振動体と、当該振動体を挟んで前記筐体内にそれぞれ設けられた第１のチャンバ及び第２のチャンバと、上部表面と下部表面とを有し、前記開口を覆うように設けられ、当該上部表面と下部表面との間の距離が前記気体の吐出方向に向かって徐々に小さくなるように形成されたノズル本体と、前記ノズル本体の前記上部表面に第１の吐出口を有し、前記第１のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第１の流路と、前記ノズル本体の前記下部表面に第２の吐出口を有し、前記第２のチャンバと前記ノズル本体外とを連通する第２の流路とを有するノズルと、
前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記筐体内の気体を脈流として吐出させるために前記振動体を駆動させる駆動部と
を有する噴流発生装置と、
外部から前記気体を取り入れ可能な通気部を、前記第１の吐出口または第２の吐出口から吐出された気体を受ける側に有するヒートシンクと、
前記噴流発生装置及び前記ヒートシンクを保持可能な第２の筐体と
を具備することを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【公開番号】特開２００７−１９２２１０（Ｐ２００７−１９２２１０Ａ）
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４４９２６（Ｐ２００６−１４４９２６）
【出願日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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