圧電マイクロブロア
【課題】吐出口の位置を筐体の中心部から変更することができる圧電マイクロブロアを提供する。
【解決手段】ブロア筐体１と圧電素子２１を有するダイヤフラム２０との間にブロア室５を形成し、圧電素子に電圧を印加してダイヤフラムを屈曲振動させることにより、ブロア室から空気を吐出する圧電マイクロブロアである。ブロア室は楕円形に形成され、楕円形の一方の焦点Ｆ１にダイヤフラムの最大変位点が位置するようにし、楕円形の他方の焦点Ｆ２の位置に開口部４１を形成する。ダイヤフラムにより発生した圧力波がブロア室の内周壁で反射し、開口部より排出される際に周囲の空気を巻き込んで空気流として吐出する。
【解決手段】ブロア筐体１と圧電素子２１を有するダイヤフラム２０との間にブロア室５を形成し、圧電素子に電圧を印加してダイヤフラムを屈曲振動させることにより、ブロア室から空気を吐出する圧電マイクロブロアである。ブロア室は楕円形に形成され、楕円形の一方の焦点Ｆ１にダイヤフラムの最大変位点が位置するようにし、楕円形の他方の焦点Ｆ２の位置に開口部４１を形成する。ダイヤフラムにより発生した圧力波がブロア室の内周壁で反射し、開口部より排出される際に周囲の空気を巻き込んで空気流として吐出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気のような流体を輸送するのに適した圧電マイクロブロアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯型の電子機器では小型化と部品の高密度実装化に伴って、電子機器内部で発生する熱の放熱対策が課題になっている。このような電子機器の熱を効率よく放出する手段として、圧電マイクロブロアが知られている。圧電マイクロブロアは、圧電素子への電圧印加により屈曲変形するダイヤフラムを用いたポンプの一種であり、構造が簡単で、薄型に構成でき、かつ低消費電力であるという利点がある。
【０００３】
特許文献１には、ステンレス鋼製ディスク上に取り付けられた圧電ディスクを有する超音波駆動体と、超音波駆動体を取り付けた第１のステンレス鋼膜体と、超音波駆動体から所定の間隔を隔てて超音波駆動体と略平行に取り付けられた第２のステンレス鋼膜体とを備えたガス流発生器が開示されている。圧電ディスクに電圧を印加することにより、超音波駆動体が屈曲変位し、第２のステンレス鋼膜体の中心部分に形成された孔から空気流が放出される。
【０００４】
前記ガス流発生器の場合、超音波駆動体を高周波で駆動すると、第２ステンレス鋼膜体の中心部分に形成された孔の周囲の空気を吸い込み、あるいは巻き込みながら、空気を孔の直交方向に吐出し、慣性噴射（ジェット）を発生させることができる。しかし、この構造では、超音波駆動体の中心部と対向する第２のステンレス鋼膜体に孔を設けないと、空気を放出できない。つまり、配置上の制約などでガス流発生器の中心部に孔を形成できない場合には、使用できないという問題があった。
【０００５】
また、前述のガス流発生器の構造では、吐出した流れは筐体と垂直方向となる。このガス流発生器を小型低背機器に適用しようとした場合、いくらガス流発生器を低背化しても、流体の流れのための垂直方向の空間が必要になってしまう。流れを横方向にしようとすれば、ガス流発生器を縦向きにするか、又は一旦垂直方向に排出した流れを別途経路を設けて横方向に変える必要があり、結局は高さが必要になってしまうため、低背機器には不向きであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００６−５２２８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、吐出口の位置を筐体の中心部から変更することが可能な圧電マイクロブロアを提供することを目的とする。他の目的は、横方向への空気の吹き出しを可能にできる圧電マイクロブロアを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明は、ブロア筐体と圧電素子を有するダイヤフラムとの間にブロア室を形成し、前記圧電素子に電圧を印加してダイヤフラムを屈曲振動させることにより、ブロア室から空気を吐出する圧電マイクロブロアにおいて、前記ブロア室は楕円形に形成され、前記ブロア室の楕円形の一方の焦点に前記ダイヤフラムの最大変位点が位置するように前記ダイヤフラムが配置され、前記ブロア室の楕円形の他方の焦点の位置に開口部が形成されていることを特徴とする、圧電マイクロブロアを提供する。
【０００９】
本発明ではブロア室の形状を楕円形とし、ダイヤフラム変位が大きくなる部分を一方の焦点に配置し、他方の焦点に開口部を設けてある。楕円形の場合、一方の焦点からブロア室の内周壁で反射して他方の焦点に至る経路長が一定であるから、ダイヤフラムによって一方の焦点で発生した圧力波のエネルギーは、ブロア室の内周壁で反射した後、他方の焦点に集中する。そして、圧力波が開口部より排出される際に、周囲の空気を巻き込んで空気流として吐出することができる。そのため、寸法上の制約などによりブロアの中央部以外の場所から吐出動作を行ないたい場合でも、その開口部を配置したい場所にあわせて楕円形状と寸法を設計することで、特性改善や吐出位置の変更を達成できる。
【００１０】
さらに、従来のマイクロブロアでは、変位が最大になるダイヤフラム中心部に対向する位置に開口部を設け、圧力変動を利用して吐出動作を行なっていたため、流体の吐出方向はブロア筐体と垂直方向（縦吹き）になる。しかし、横方向に吐出しようとして、圧力変動が最大になるダイヤフラム中央部と対向する位置に横吹きの開口部を設けようとすると、通路や壁などを配置する必要があり、ダイヤフラム変位の妨げになり、発生する圧力を十分に生かす事ができない。そこで、楕円形ブロア室の一方の焦点にダイヤフラム変位が大きくなる部分を配置し、他方の焦点に横吹き用の開口部を形成する。楕円形のブロア室の場合、一方の焦点で発生した圧力波が反射して他方の焦点に集まるので、そこに横吹き用開口部を設ければ、変位の妨げにならず、発生圧力を十分生かして横吹きが可能になる。
【００１１】
例えば、楕円の一方の焦点にダイヤフラム変位の大きい部分を配置し、それによって発生しブロア室端で反射した圧力波の位相と合うように調整された別のダイヤフラムを他方の焦点に配置すれば、互いのダイヤフラムの振動が強めあうので、どちらか一方の焦点に対向する位置に開口部を設ければ、公知の構成に比べてより良好な特性が得られる。
【００１２】
焦点間の直接距離と楕円形ブロア室端部で反射して他方の焦点まで達する距離との差を適切に選ぶ事で、直接波と反射波の位相を合わせて強めあうことができ、良好な特性が得られる。具体的には、ブロア室を内周壁で閉空間に囲んで反射させる場合には、焦点間の直接距離と、一方の焦点から楕円形ブロア室の内周壁で反射して他方の焦点まで達する距離との差を、駆動周波数での波長λの整数倍（ｎλ）に合わせるのがよい。また、ブロア室の側壁を無くして側面を大気開放して反射させる場合には、焦点間の直接距離と、一方の焦点から楕円形ブロア室端で反射して他方の焦点まで達する距離との差を、駆動周波数での波長λの１／２と駆動周波数での波長λの整数倍との和（λ/2＋ｎλ）に合わせると、直接波と反射波の位相が合って強めあうようにできる。
【００１３】
ダイヤフラムとの間でブロア室を形成するブロア筐体の第１壁部と、ブロア室の楕円形の他方の焦点に対応する第１壁部の部位に形成され、ブロア室の内部と外部とを連通させる第１開口部と、第１壁部を間にしてブロア室と反対側に、第１壁部と間隔をあけて設けられた第２壁部と、第１開口部と対向する第２壁部の部位に形成された第２開口部と、第１壁部と第２壁部との間に形成され、外側端部が外部に連通され、内側端部が第１開口部及び第２開口部に接続された流入通路とを備える構造とするのがよい。この場合には、周囲の環境に影響されずに流入通路から空気を吸込み、第２開口部から空気流を吐出することができる。
【００１４】
前述のように、流入通路を形成した場合、ダイヤフラムの振動に伴い、第１壁部が共振するように、第１壁部の固有振動数を設定するのがよい。この場合には、ダイヤフラムの振動に伴って第１壁部が共振することで、空気の吐出流量が格段に増加する。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、ブロア室を楕円形とし、ダイヤフラム変位が大きくなる部分を一方の焦点に配置し、他方の焦点に開口部を設けたので、その開口部をブロアの中央部に対してオフセットさせることができる。そのため、寸法上の制約などによりブロアの中央部以外の場所から吐出動作を行ないたい場合に、その場所にあわせて楕円形状と寸法を設計することで、これが可能になる。特に、本発明によれば、開口部の位置を横向きに配置することができ、横方向への空気の吹き出しを容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る圧電マイクロブロアの第１実施形態の断面図及び平面図である。
【図２】図１に示す圧電マイクロブロアの作動原理を説明する図である。
【図３】本発明に係る圧電マイクロブロアの第２実施形態の断面図及び平面図である。
【図４】本発明に係る圧電マイクロブロアの第３実施形態の断面図及び平面図である。
【図５】本発明に係る圧電マイクロブロアの第４実施形態の断面図及び平面図である。
【図６】本発明に係る圧電マイクロブロアの第５実施形態の断面図及び平面図である。
【図７】本発明に係る圧電マイクロブロアの第６実施形態の断面図及び平面図である。
【図８】本発明に係る圧電マイクロブロアの第７実施形態の断面図及び平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔第１実施形態〕
図１は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第１実施形態を示す。本実施形態の圧電マイクロブロアＡは、下側から底板１０、ダイヤフラム２０、枠板３０、天板４０の順に積層固定したものである。ダイヤフラム２０の外周部は、枠体３０と底板１０との間で接着固定され、ダイヤフラム２０、枠板３０、天板４０の間にブロア室５が形成されている。ダイヤフラム２０を含む部品１０，３０，４０はブロア筐体１を構成しており、金属板や硬質樹脂板のような剛性のある平板材料で形成されている。ダイヤフラム２０はばね弾性を持つ金属薄板で構成されている。底板１０には円形の窓穴１１が形成されており、この窓穴１１で囲まれたダイヤフラム２０の円形部分２０ａの裏面（ブロア室と逆側の面）に、圧電素子２１が貼り付けられている。圧電素子２１に所定周波数の電圧を印加することにより、窓穴１１で囲まれたダイヤフラム２０の部分２０ａが厚み方向に屈曲振動することができる。ダイヤフラム２０の振動モードは任意であるが、一次共振モードが最も変位が大きいので、望ましい。なお、天板４０としてばね弾性を持つ薄肉金属板を使用し、ダイヤフラム２０の振動に伴って天板４０が共振できるように、天板４０の固有振動数を設定してもよい。
【００１８】
ブロア室５を構成する枠板３０の内周壁３１の形状は、図１の（ｂ）に示すように楕円形状とされている。そして、ダイヤフラム２０の部分２０ａの最大変位点が楕円の一方の焦点Ｆ１になるように、圧電素子２１及び底板１０の窓穴１１が配置されている。具体的には、楕円の一方の焦点Ｆ１と底板１０の円形の窓穴１１の中心（圧電素子２１の中心）とが一致している。ダイヤフラム２０と対向する天板４０であって、楕円の他方の焦点Ｆ２と対応する位置には、ブロア室５と外部とを連通させる開口部４１が形成されている。
【００１９】
本発明の原理を図２を参照して説明する。図２に示すように、横軸をｘ、縦軸をｙとすると、楕円形は次式で表される。
ｘ2／ａ2＋ｙ2／ｂ2＝１
ここで、長軸の長さは２ａであり、単軸の長さは２ｂである。焦点Ｆ１及びＦ２の座標は次式の通りである。
焦点Ｆ１の座標（√（ａ2−ｂ2），０）
焦点Ｆ２の座標（−√（ａ2−ｂ2），０）
楕円上の任意の点をＰとすると、ＰＦ１＋ＰＦ２の合計長さは常に２ａ（一定値）となる。なお、焦点Ｆ１〜Ｆ２の距離は、２√（ａ2−ｂ2）である。
【００２０】
圧電素子２１を駆動すると、ダイヤフラム２０の円形部分２０ａの中心部が最大変位点（焦点Ｆ１）になる。その最大変位点付近で発生した圧力波ｗは、図１の（ｂ）の矢印で示すように、放射方向に発散し、ブロア室５の内周壁３１で反射した後、他方の焦点Ｆ２に集中する。この時、焦点Ｆ１〜点Ｐ〜焦点Ｆ２の経路長が一定（＝２ａ）であるから、焦点Ｆ２に到達した各圧力波ｗの位相は同じになる。そのため、焦点Ｆ２に集中した圧力波ｗは互いに強め合い、焦点Ｆ２に設けられた開口部４１から大きな圧力波が吐出される。その圧力波によって周囲の空気が巻き込まれ、空気流Ｑとして上方へ吐出される。
【００２１】
もし、焦点Ｆ１〜Ｆ２間の直線距離（２√（ａ2−ｂ2））と、焦点Ｆ１〜点Ｐ〜焦点Ｆ２の経路長（＝２ａ）との差を、次式のように圧電素子２１の駆動周波数での波長λの整数倍（ｎλ）に合わせた場合には、焦点Ｆ１からＦ２への直接波ｗ１と、焦点Ｆ１からブロア室内周壁で反射して焦点Ｆ２へ到達した反射波ｗとが強め合い、一層大きな圧力波を開口部４１から吐出できる。そのため、開口部４１から吐出される空気流Ｑの流量も増大する。
２ａ−２√（ａ2−ｂ2）＝ｎλ （ｎ＝１，２．．．）
【００２２】
このように、ダイヤフラム２０の最大変位点を一方の焦点Ｆ１の位置に設け、開口部４１を他方の焦点Ｆ２の位置に設けることにより、ダイヤフラム２０の最大変位点に対してオフセットした位置から空気流を発生させることができる。そのため、配置上の制約などでブロア筐体１の中心部に開口部を形成できない場合でも、本発明のマイクロブロアは適用できる。
【００２３】
〔第２実施形態〕
図３は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第２実施形態を示し、第１実施形態と同一箇所には同一符号を付して重複説明を省略する。本実施形態の圧電マイクロブロアＢでは、底板１０に２つの窓穴１１，１２が形成され、これらの窓穴１１，１２で囲まれたダイヤフラム２０の２つの円形部分２０ａ，２０ｂが屈曲振動できるようになっている。ダイヤフラム２０の各円形部分２０ａ，２０ｂの裏面には、それぞれ圧電素子２１，２２が固定されている。窓穴１１，１２の中心、つまり圧電素子２１，２２の中心は、楕円形のブロア室５の焦点Ｆ１，Ｆ２と一致するように配置されている。
【００２４】
圧電素子２１，２２は、一方の焦点Ｆ１で発生し、ブロア室５の内周壁で反射した後、他方の焦点Ｆ２に到達した反射波の位相と、他方の焦点Ｆ２で発生した圧力波の位相とが合致するように駆動される。つまり、下記式のように、一方の焦点Ｆ１で発生し、焦点Ｆ１〜点Ｐ〜焦点Ｆ２の経路長（＝２ａ）を経て他方の焦点Ｆ２に到達した圧力波と、他方の焦点Ｆ２で発生した圧力波とが同期するように駆動される。
２ａ＝ｎλ （ｎ＝１，２．．．）
【００２５】
そのため、両方の圧力波が強め合って圧力変動が大きくなり、開口部４１から大きな圧力波が放出される。その結果、周囲の空気を強く巻き込み、大流量の空気流を発生させることができる。
【００２６】
図３では、それぞれの焦点Ｆ１，Ｆ２に個別のダイヤフラム２０ａ，２０ｂを設けた構成としているが、ダイヤフラムの３次や５次などの高次モードを利用し、同一のダイヤフラムで変位が大きくなる別の点をそれぞれ焦点に配置するよう設計してもよい。また、図３ではダイヤフラムや圧電素子の寸法を同じにしているが、同じでなくてもよい。
【００２７】
〔第３実施形態〕
図４は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第３実施形態を示す。本実施形態の圧電マイクロブロアＣでは、枠体３０の他方の焦点Ｆ２の近傍位置に、一方の焦点Ｆ１に対して逆方向に向かって横向きに拡開した開口部３２が形成されている。底板１０、ダイヤフラム２０及び天板４０の焦点Ｆ２の近傍位置には、開口部３２と同様にＶ字状の切欠部１３、２３、４２が形成されている。開口部３２の端部は切欠部１３、２３、４２より焦点Ｆ２に近接している。
【００２８】
この実施形態も第１実施形態と同様に、一方の焦点Ｆ１で発生した圧力波ｗがブロア室５の内周壁３１で反射した後、他方の焦点Ｆ２に集中する。焦点Ｆ２に集中した圧力波ｗは、開口部３２を通って横向きに吐出され、開口部３２の上下に設けた切欠部１３、２３、４２から空気を巻き込み、横向きの空気流Ｑを発生させることができる。この実施形態では、開口部３２をダイヤフラム２０の変位が大きくなる焦点位置（Ｆ１）に配置しなくてよいので、ダイヤフラム２０の振動を阻害せず、焦点Ｆ２の圧力変動を利用して横吹き動作ができる。
【００２９】
〔第４実施形態〕
図５は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第４実施形態を示す。本実施形態の圧電マイクロブロアＤは、第３実施形態のマイクロブロアＣと比べて、枠体３０の開口部３２に対応する天板４０の部位に空気吸入口４３を形成した点が相違する。この場合も、矢印で示すように、一方の焦点Ｆ１で発生した圧力波ｗがブロア室５の内周壁３１で反射した後、他方の焦点Ｆ２に集中し、焦点Ｆ２に集中した圧力波は開口部３２から横向きに吐出される。その際、開口部３２の上側に設けた空気吸入口４３から空気を巻き込むので、横向きの空気流Ｑを発生させることができる。この実施形態も、第３実施形態と同様に、ダイヤフラム２０の振動を阻害せず、焦点Ｆ２の圧力変動を利用して横吹き動作ができる。この実施形態は、底板１０がケースや基板等に固定され、空気流入用の切欠部１３を形成できない場合に好適である。
【００３０】
〔第５実施形態〕
図６は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第５実施形態を示す。本実施形態の圧電マイクロブロアＥは、第４実施形態のマイクロブロアＤと比べて、開口部３２の下側に位置するダイヤフラム２０と底板１０とに、それぞれ空気吸入口２４、１４を形成した点が相違する。この場合は、圧力波が開口部３２から横向きに吐出された際、開口部３２の上下に設けられた空気吸入口４３、２４、１４から空気を巻き込むので、横向きの大きな空気流Ｑを発生させることができる。
【００３１】
〔第６実施形態〕
図７は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第６実施形態を示し、第１実施形態と同一箇所には同一符号を付して重複説明を省略する。本実施形態の圧電マイクロブロアＦは、第１実施形態のマイクロブロアＡと比べて、第１天板４０の上に所定の隙間を開けて第２天板５０を固定し、外周端に第１天板４０と第２天板５０との隙間（流入通路５１）へ空気を導入するための流入口５２を形成した点が異なる。なお、第１天板４０としてばね弾性を持つ薄肉金属板を使用し、ダイヤフラム２０の振動に伴って第１天板４０が共振できるように、第１天板４０の固有振動数を設定してもよい。第２天板５０には、第１天板４０に形成された第１開口部４１と対応する位置に第２開口部５３が形成され、この第２開口部５３を取り囲むようにノズル５４が上向きに突設されている。
【００３２】
ダイヤフラム２０を駆動すると、上述と同様に、焦点Ｆ２に圧力波が集中し、その圧力波は第１天板４０の第１開口部４１と第２天板５０の第２開口部５３とを通過し、ノズル５４から上方へと排出される。このとき、流入通路５１から空気を巻き込むので、矢印で示すように円滑な空気流Ｑを発生させることができる。特に、ダイヤフラム２０の振動に伴って第１天板４０を共振させると、第２開口部５３から吐出される空気流の流量が格段に増加する。
【００３３】
〔第７実施形態〕
図８は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第７実施形態を示す。本実施形態の圧電マイクロブロアＧは、第２実施形態のマイクロブロアＢと比べて、第１天板４０の上に所定の流入通路５１を開けて第２天板５０を固定し、外周端に流入通路５１へ空気を導入するための流入口５２を形成してある点が異なる。この実施形態も、ダイヤフラム２０の振動に伴って第１天板４０が共振できるように、第１天板４０の固有振動数を設定するのがよい。第２天板５０には、第１天板４０に形成された第１開口部４１と対応する箇所に第２開口部５３が形成され、この第２開口部５３を取り囲むようにノズル５４が上向きに突設されている。
【００３４】
この実施形態では、圧電素子２１の駆動により一方の焦点Ｆ１で発生し、ブロア室５の内周壁で反射した後、他方の焦点Ｆ２に到達した反射波の位相と、圧電素子２２の駆動により他方の焦点Ｆ２で発生した圧力波の位相とが合致するように、圧電素子２１，２２が駆動されるので、両方の圧力波が強め合って圧力変動が大きくなる。そのため、第１開口部４１から大きな圧力波が放出され、流入通路５１から空気を巻き込むことで、ノズル５４から大流量の空気流を吐出することができる。
【００３５】
前記各実施形態では、円板状の圧電素子２１，２２を使用したが、特許文献１に示されるように円環状の圧電素子を使用してもよい。また、ダイヤフラムとして共通の金属板を使用したが、複数の圧電素子を用いる場合にはそれぞれ個別のダイヤフラムを使用してもよい。また、前記実施形態ではブロア本体を複数の板状部材を積層接着して構成したが、これに限るものではなく、ダイヤフラムを除く部品を樹脂又は金属で一体形成することも可能である。第６、第７実施形態において、流入通路５１は一定厚みの空間である必要はなく、単数又は複数の通路であってもよい。
【００３６】
前記第１実施例では、ブロア室５を端反射させるように側壁３１で閉空間に取り囲んだが、例えば図１におけるダイヤフラム２０又は天板４０の一方、又は両方を楕円形にし、枠板３０に代えて複数個のスペーサを配置してダイヤフラム２０と天板４０との間にブロア室５を構成することで、ブロア室５の周囲を大気開放してもよい。第１実施例のように、ブロア室を側壁で囲って閉空間とした場合には、圧力波は側壁で固定端反射する。圧力波の場合、固定端反射では圧力拘束がないので自由に変化でき、正圧ならば正圧のまま反射し、位相はずれない。そのため、反射経路と焦点間経路との差が波長λの整数倍ならば、両方の波が同位相で強めあうことになる。一方、上述のようにブロア室側壁をなくして大気開放させると、ブロア室周端では開放端反射となる。この場合、圧力波は開放端では大気圧に拘束されて変化できないので、正圧は逆に負圧として位相がλ/2ずれて反射する。よって、反射経路と焦点間経路との差がλ/2＋ｎλとなるように設定すると、両方の波が同位相で強めあうことになる。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ〜Ｇ 圧電マイクロブロア
１ ブロア筐体
５ ブロア室
１０ 底板
１１ 窓穴
２０ ダイヤフラム
２１ 圧電素子
３０ 枠板
３１ 内壁部
４０ 天板
４１ 開口部
Ｆ１，Ｆ２ 焦点
ｗ 圧力波
Ｑ 空気流
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気のような流体を輸送するのに適した圧電マイクロブロアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯型の電子機器では小型化と部品の高密度実装化に伴って、電子機器内部で発生する熱の放熱対策が課題になっている。このような電子機器の熱を効率よく放出する手段として、圧電マイクロブロアが知られている。圧電マイクロブロアは、圧電素子への電圧印加により屈曲変形するダイヤフラムを用いたポンプの一種であり、構造が簡単で、薄型に構成でき、かつ低消費電力であるという利点がある。
【０００３】
特許文献１には、ステンレス鋼製ディスク上に取り付けられた圧電ディスクを有する超音波駆動体と、超音波駆動体を取り付けた第１のステンレス鋼膜体と、超音波駆動体から所定の間隔を隔てて超音波駆動体と略平行に取り付けられた第２のステンレス鋼膜体とを備えたガス流発生器が開示されている。圧電ディスクに電圧を印加することにより、超音波駆動体が屈曲変位し、第２のステンレス鋼膜体の中心部分に形成された孔から空気流が放出される。
【０００４】
前記ガス流発生器の場合、超音波駆動体を高周波で駆動すると、第２ステンレス鋼膜体の中心部分に形成された孔の周囲の空気を吸い込み、あるいは巻き込みながら、空気を孔の直交方向に吐出し、慣性噴射（ジェット）を発生させることができる。しかし、この構造では、超音波駆動体の中心部と対向する第２のステンレス鋼膜体に孔を設けないと、空気を放出できない。つまり、配置上の制約などでガス流発生器の中心部に孔を形成できない場合には、使用できないという問題があった。
【０００５】
また、前述のガス流発生器の構造では、吐出した流れは筐体と垂直方向となる。このガス流発生器を小型低背機器に適用しようとした場合、いくらガス流発生器を低背化しても、流体の流れのための垂直方向の空間が必要になってしまう。流れを横方向にしようとすれば、ガス流発生器を縦向きにするか、又は一旦垂直方向に排出した流れを別途経路を設けて横方向に変える必要があり、結局は高さが必要になってしまうため、低背機器には不向きであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００６−５２２８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、吐出口の位置を筐体の中心部から変更することが可能な圧電マイクロブロアを提供することを目的とする。他の目的は、横方向への空気の吹き出しを可能にできる圧電マイクロブロアを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明は、ブロア筐体と圧電素子を有するダイヤフラムとの間にブロア室を形成し、前記圧電素子に電圧を印加してダイヤフラムを屈曲振動させることにより、ブロア室から空気を吐出する圧電マイクロブロアにおいて、前記ブロア室は楕円形に形成され、前記ブロア室の楕円形の一方の焦点に前記ダイヤフラムの最大変位点が位置するように前記ダイヤフラムが配置され、前記ブロア室の楕円形の他方の焦点の位置に開口部が形成されていることを特徴とする、圧電マイクロブロアを提供する。
【０００９】
本発明ではブロア室の形状を楕円形とし、ダイヤフラム変位が大きくなる部分を一方の焦点に配置し、他方の焦点に開口部を設けてある。楕円形の場合、一方の焦点からブロア室の内周壁で反射して他方の焦点に至る経路長が一定であるから、ダイヤフラムによって一方の焦点で発生した圧力波のエネルギーは、ブロア室の内周壁で反射した後、他方の焦点に集中する。そして、圧力波が開口部より排出される際に、周囲の空気を巻き込んで空気流として吐出することができる。そのため、寸法上の制約などによりブロアの中央部以外の場所から吐出動作を行ないたい場合でも、その開口部を配置したい場所にあわせて楕円形状と寸法を設計することで、特性改善や吐出位置の変更を達成できる。
【００１０】
さらに、従来のマイクロブロアでは、変位が最大になるダイヤフラム中心部に対向する位置に開口部を設け、圧力変動を利用して吐出動作を行なっていたため、流体の吐出方向はブロア筐体と垂直方向（縦吹き）になる。しかし、横方向に吐出しようとして、圧力変動が最大になるダイヤフラム中央部と対向する位置に横吹きの開口部を設けようとすると、通路や壁などを配置する必要があり、ダイヤフラム変位の妨げになり、発生する圧力を十分に生かす事ができない。そこで、楕円形ブロア室の一方の焦点にダイヤフラム変位が大きくなる部分を配置し、他方の焦点に横吹き用の開口部を形成する。楕円形のブロア室の場合、一方の焦点で発生した圧力波が反射して他方の焦点に集まるので、そこに横吹き用開口部を設ければ、変位の妨げにならず、発生圧力を十分生かして横吹きが可能になる。
【００１１】
例えば、楕円の一方の焦点にダイヤフラム変位の大きい部分を配置し、それによって発生しブロア室端で反射した圧力波の位相と合うように調整された別のダイヤフラムを他方の焦点に配置すれば、互いのダイヤフラムの振動が強めあうので、どちらか一方の焦点に対向する位置に開口部を設ければ、公知の構成に比べてより良好な特性が得られる。
【００１２】
焦点間の直接距離と楕円形ブロア室端部で反射して他方の焦点まで達する距離との差を適切に選ぶ事で、直接波と反射波の位相を合わせて強めあうことができ、良好な特性が得られる。具体的には、ブロア室を内周壁で閉空間に囲んで反射させる場合には、焦点間の直接距離と、一方の焦点から楕円形ブロア室の内周壁で反射して他方の焦点まで達する距離との差を、駆動周波数での波長λの整数倍（ｎλ）に合わせるのがよい。また、ブロア室の側壁を無くして側面を大気開放して反射させる場合には、焦点間の直接距離と、一方の焦点から楕円形ブロア室端で反射して他方の焦点まで達する距離との差を、駆動周波数での波長λの１／２と駆動周波数での波長λの整数倍との和（λ/2＋ｎλ）に合わせると、直接波と反射波の位相が合って強めあうようにできる。
【００１３】
ダイヤフラムとの間でブロア室を形成するブロア筐体の第１壁部と、ブロア室の楕円形の他方の焦点に対応する第１壁部の部位に形成され、ブロア室の内部と外部とを連通させる第１開口部と、第１壁部を間にしてブロア室と反対側に、第１壁部と間隔をあけて設けられた第２壁部と、第１開口部と対向する第２壁部の部位に形成された第２開口部と、第１壁部と第２壁部との間に形成され、外側端部が外部に連通され、内側端部が第１開口部及び第２開口部に接続された流入通路とを備える構造とするのがよい。この場合には、周囲の環境に影響されずに流入通路から空気を吸込み、第２開口部から空気流を吐出することができる。
【００１４】
前述のように、流入通路を形成した場合、ダイヤフラムの振動に伴い、第１壁部が共振するように、第１壁部の固有振動数を設定するのがよい。この場合には、ダイヤフラムの振動に伴って第１壁部が共振することで、空気の吐出流量が格段に増加する。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、ブロア室を楕円形とし、ダイヤフラム変位が大きくなる部分を一方の焦点に配置し、他方の焦点に開口部を設けたので、その開口部をブロアの中央部に対してオフセットさせることができる。そのため、寸法上の制約などによりブロアの中央部以外の場所から吐出動作を行ないたい場合に、その場所にあわせて楕円形状と寸法を設計することで、これが可能になる。特に、本発明によれば、開口部の位置を横向きに配置することができ、横方向への空気の吹き出しを容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る圧電マイクロブロアの第１実施形態の断面図及び平面図である。
【図２】図１に示す圧電マイクロブロアの作動原理を説明する図である。
【図３】本発明に係る圧電マイクロブロアの第２実施形態の断面図及び平面図である。
【図４】本発明に係る圧電マイクロブロアの第３実施形態の断面図及び平面図である。
【図５】本発明に係る圧電マイクロブロアの第４実施形態の断面図及び平面図である。
【図６】本発明に係る圧電マイクロブロアの第５実施形態の断面図及び平面図である。
【図７】本発明に係る圧電マイクロブロアの第６実施形態の断面図及び平面図である。
【図８】本発明に係る圧電マイクロブロアの第７実施形態の断面図及び平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔第１実施形態〕
図１は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第１実施形態を示す。本実施形態の圧電マイクロブロアＡは、下側から底板１０、ダイヤフラム２０、枠板３０、天板４０の順に積層固定したものである。ダイヤフラム２０の外周部は、枠体３０と底板１０との間で接着固定され、ダイヤフラム２０、枠板３０、天板４０の間にブロア室５が形成されている。ダイヤフラム２０を含む部品１０，３０，４０はブロア筐体１を構成しており、金属板や硬質樹脂板のような剛性のある平板材料で形成されている。ダイヤフラム２０はばね弾性を持つ金属薄板で構成されている。底板１０には円形の窓穴１１が形成されており、この窓穴１１で囲まれたダイヤフラム２０の円形部分２０ａの裏面（ブロア室と逆側の面）に、圧電素子２１が貼り付けられている。圧電素子２１に所定周波数の電圧を印加することにより、窓穴１１で囲まれたダイヤフラム２０の部分２０ａが厚み方向に屈曲振動することができる。ダイヤフラム２０の振動モードは任意であるが、一次共振モードが最も変位が大きいので、望ましい。なお、天板４０としてばね弾性を持つ薄肉金属板を使用し、ダイヤフラム２０の振動に伴って天板４０が共振できるように、天板４０の固有振動数を設定してもよい。
【００１８】
ブロア室５を構成する枠板３０の内周壁３１の形状は、図１の（ｂ）に示すように楕円形状とされている。そして、ダイヤフラム２０の部分２０ａの最大変位点が楕円の一方の焦点Ｆ１になるように、圧電素子２１及び底板１０の窓穴１１が配置されている。具体的には、楕円の一方の焦点Ｆ１と底板１０の円形の窓穴１１の中心（圧電素子２１の中心）とが一致している。ダイヤフラム２０と対向する天板４０であって、楕円の他方の焦点Ｆ２と対応する位置には、ブロア室５と外部とを連通させる開口部４１が形成されている。
【００１９】
本発明の原理を図２を参照して説明する。図２に示すように、横軸をｘ、縦軸をｙとすると、楕円形は次式で表される。
ｘ2／ａ2＋ｙ2／ｂ2＝１
ここで、長軸の長さは２ａであり、単軸の長さは２ｂである。焦点Ｆ１及びＦ２の座標は次式の通りである。
焦点Ｆ１の座標（√（ａ2−ｂ2），０）
焦点Ｆ２の座標（−√（ａ2−ｂ2），０）
楕円上の任意の点をＰとすると、ＰＦ１＋ＰＦ２の合計長さは常に２ａ（一定値）となる。なお、焦点Ｆ１〜Ｆ２の距離は、２√（ａ2−ｂ2）である。
【００２０】
圧電素子２１を駆動すると、ダイヤフラム２０の円形部分２０ａの中心部が最大変位点（焦点Ｆ１）になる。その最大変位点付近で発生した圧力波ｗは、図１の（ｂ）の矢印で示すように、放射方向に発散し、ブロア室５の内周壁３１で反射した後、他方の焦点Ｆ２に集中する。この時、焦点Ｆ１〜点Ｐ〜焦点Ｆ２の経路長が一定（＝２ａ）であるから、焦点Ｆ２に到達した各圧力波ｗの位相は同じになる。そのため、焦点Ｆ２に集中した圧力波ｗは互いに強め合い、焦点Ｆ２に設けられた開口部４１から大きな圧力波が吐出される。その圧力波によって周囲の空気が巻き込まれ、空気流Ｑとして上方へ吐出される。
【００２１】
もし、焦点Ｆ１〜Ｆ２間の直線距離（２√（ａ2−ｂ2））と、焦点Ｆ１〜点Ｐ〜焦点Ｆ２の経路長（＝２ａ）との差を、次式のように圧電素子２１の駆動周波数での波長λの整数倍（ｎλ）に合わせた場合には、焦点Ｆ１からＦ２への直接波ｗ１と、焦点Ｆ１からブロア室内周壁で反射して焦点Ｆ２へ到達した反射波ｗとが強め合い、一層大きな圧力波を開口部４１から吐出できる。そのため、開口部４１から吐出される空気流Ｑの流量も増大する。
２ａ−２√（ａ2−ｂ2）＝ｎλ （ｎ＝１，２．．．）
【００２２】
このように、ダイヤフラム２０の最大変位点を一方の焦点Ｆ１の位置に設け、開口部４１を他方の焦点Ｆ２の位置に設けることにより、ダイヤフラム２０の最大変位点に対してオフセットした位置から空気流を発生させることができる。そのため、配置上の制約などでブロア筐体１の中心部に開口部を形成できない場合でも、本発明のマイクロブロアは適用できる。
【００２３】
〔第２実施形態〕
図３は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第２実施形態を示し、第１実施形態と同一箇所には同一符号を付して重複説明を省略する。本実施形態の圧電マイクロブロアＢでは、底板１０に２つの窓穴１１，１２が形成され、これらの窓穴１１，１２で囲まれたダイヤフラム２０の２つの円形部分２０ａ，２０ｂが屈曲振動できるようになっている。ダイヤフラム２０の各円形部分２０ａ，２０ｂの裏面には、それぞれ圧電素子２１，２２が固定されている。窓穴１１，１２の中心、つまり圧電素子２１，２２の中心は、楕円形のブロア室５の焦点Ｆ１，Ｆ２と一致するように配置されている。
【００２４】
圧電素子２１，２２は、一方の焦点Ｆ１で発生し、ブロア室５の内周壁で反射した後、他方の焦点Ｆ２に到達した反射波の位相と、他方の焦点Ｆ２で発生した圧力波の位相とが合致するように駆動される。つまり、下記式のように、一方の焦点Ｆ１で発生し、焦点Ｆ１〜点Ｐ〜焦点Ｆ２の経路長（＝２ａ）を経て他方の焦点Ｆ２に到達した圧力波と、他方の焦点Ｆ２で発生した圧力波とが同期するように駆動される。
２ａ＝ｎλ （ｎ＝１，２．．．）
【００２５】
そのため、両方の圧力波が強め合って圧力変動が大きくなり、開口部４１から大きな圧力波が放出される。その結果、周囲の空気を強く巻き込み、大流量の空気流を発生させることができる。
【００２６】
図３では、それぞれの焦点Ｆ１，Ｆ２に個別のダイヤフラム２０ａ，２０ｂを設けた構成としているが、ダイヤフラムの３次や５次などの高次モードを利用し、同一のダイヤフラムで変位が大きくなる別の点をそれぞれ焦点に配置するよう設計してもよい。また、図３ではダイヤフラムや圧電素子の寸法を同じにしているが、同じでなくてもよい。
【００２７】
〔第３実施形態〕
図４は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第３実施形態を示す。本実施形態の圧電マイクロブロアＣでは、枠体３０の他方の焦点Ｆ２の近傍位置に、一方の焦点Ｆ１に対して逆方向に向かって横向きに拡開した開口部３２が形成されている。底板１０、ダイヤフラム２０及び天板４０の焦点Ｆ２の近傍位置には、開口部３２と同様にＶ字状の切欠部１３、２３、４２が形成されている。開口部３２の端部は切欠部１３、２３、４２より焦点Ｆ２に近接している。
【００２８】
この実施形態も第１実施形態と同様に、一方の焦点Ｆ１で発生した圧力波ｗがブロア室５の内周壁３１で反射した後、他方の焦点Ｆ２に集中する。焦点Ｆ２に集中した圧力波ｗは、開口部３２を通って横向きに吐出され、開口部３２の上下に設けた切欠部１３、２３、４２から空気を巻き込み、横向きの空気流Ｑを発生させることができる。この実施形態では、開口部３２をダイヤフラム２０の変位が大きくなる焦点位置（Ｆ１）に配置しなくてよいので、ダイヤフラム２０の振動を阻害せず、焦点Ｆ２の圧力変動を利用して横吹き動作ができる。
【００２９】
〔第４実施形態〕
図５は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第４実施形態を示す。本実施形態の圧電マイクロブロアＤは、第３実施形態のマイクロブロアＣと比べて、枠体３０の開口部３２に対応する天板４０の部位に空気吸入口４３を形成した点が相違する。この場合も、矢印で示すように、一方の焦点Ｆ１で発生した圧力波ｗがブロア室５の内周壁３１で反射した後、他方の焦点Ｆ２に集中し、焦点Ｆ２に集中した圧力波は開口部３２から横向きに吐出される。その際、開口部３２の上側に設けた空気吸入口４３から空気を巻き込むので、横向きの空気流Ｑを発生させることができる。この実施形態も、第３実施形態と同様に、ダイヤフラム２０の振動を阻害せず、焦点Ｆ２の圧力変動を利用して横吹き動作ができる。この実施形態は、底板１０がケースや基板等に固定され、空気流入用の切欠部１３を形成できない場合に好適である。
【００３０】
〔第５実施形態〕
図６は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第５実施形態を示す。本実施形態の圧電マイクロブロアＥは、第４実施形態のマイクロブロアＤと比べて、開口部３２の下側に位置するダイヤフラム２０と底板１０とに、それぞれ空気吸入口２４、１４を形成した点が相違する。この場合は、圧力波が開口部３２から横向きに吐出された際、開口部３２の上下に設けられた空気吸入口４３、２４、１４から空気を巻き込むので、横向きの大きな空気流Ｑを発生させることができる。
【００３１】
〔第６実施形態〕
図７は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第６実施形態を示し、第１実施形態と同一箇所には同一符号を付して重複説明を省略する。本実施形態の圧電マイクロブロアＦは、第１実施形態のマイクロブロアＡと比べて、第１天板４０の上に所定の隙間を開けて第２天板５０を固定し、外周端に第１天板４０と第２天板５０との隙間（流入通路５１）へ空気を導入するための流入口５２を形成した点が異なる。なお、第１天板４０としてばね弾性を持つ薄肉金属板を使用し、ダイヤフラム２０の振動に伴って第１天板４０が共振できるように、第１天板４０の固有振動数を設定してもよい。第２天板５０には、第１天板４０に形成された第１開口部４１と対応する位置に第２開口部５３が形成され、この第２開口部５３を取り囲むようにノズル５４が上向きに突設されている。
【００３２】
ダイヤフラム２０を駆動すると、上述と同様に、焦点Ｆ２に圧力波が集中し、その圧力波は第１天板４０の第１開口部４１と第２天板５０の第２開口部５３とを通過し、ノズル５４から上方へと排出される。このとき、流入通路５１から空気を巻き込むので、矢印で示すように円滑な空気流Ｑを発生させることができる。特に、ダイヤフラム２０の振動に伴って第１天板４０を共振させると、第２開口部５３から吐出される空気流の流量が格段に増加する。
【００３３】
〔第７実施形態〕
図８は本発明にかかる圧電マイクロブロアの第７実施形態を示す。本実施形態の圧電マイクロブロアＧは、第２実施形態のマイクロブロアＢと比べて、第１天板４０の上に所定の流入通路５１を開けて第２天板５０を固定し、外周端に流入通路５１へ空気を導入するための流入口５２を形成してある点が異なる。この実施形態も、ダイヤフラム２０の振動に伴って第１天板４０が共振できるように、第１天板４０の固有振動数を設定するのがよい。第２天板５０には、第１天板４０に形成された第１開口部４１と対応する箇所に第２開口部５３が形成され、この第２開口部５３を取り囲むようにノズル５４が上向きに突設されている。
【００３４】
この実施形態では、圧電素子２１の駆動により一方の焦点Ｆ１で発生し、ブロア室５の内周壁で反射した後、他方の焦点Ｆ２に到達した反射波の位相と、圧電素子２２の駆動により他方の焦点Ｆ２で発生した圧力波の位相とが合致するように、圧電素子２１，２２が駆動されるので、両方の圧力波が強め合って圧力変動が大きくなる。そのため、第１開口部４１から大きな圧力波が放出され、流入通路５１から空気を巻き込むことで、ノズル５４から大流量の空気流を吐出することができる。
【００３５】
前記各実施形態では、円板状の圧電素子２１，２２を使用したが、特許文献１に示されるように円環状の圧電素子を使用してもよい。また、ダイヤフラムとして共通の金属板を使用したが、複数の圧電素子を用いる場合にはそれぞれ個別のダイヤフラムを使用してもよい。また、前記実施形態ではブロア本体を複数の板状部材を積層接着して構成したが、これに限るものではなく、ダイヤフラムを除く部品を樹脂又は金属で一体形成することも可能である。第６、第７実施形態において、流入通路５１は一定厚みの空間である必要はなく、単数又は複数の通路であってもよい。
【００３６】
前記第１実施例では、ブロア室５を端反射させるように側壁３１で閉空間に取り囲んだが、例えば図１におけるダイヤフラム２０又は天板４０の一方、又は両方を楕円形にし、枠板３０に代えて複数個のスペーサを配置してダイヤフラム２０と天板４０との間にブロア室５を構成することで、ブロア室５の周囲を大気開放してもよい。第１実施例のように、ブロア室を側壁で囲って閉空間とした場合には、圧力波は側壁で固定端反射する。圧力波の場合、固定端反射では圧力拘束がないので自由に変化でき、正圧ならば正圧のまま反射し、位相はずれない。そのため、反射経路と焦点間経路との差が波長λの整数倍ならば、両方の波が同位相で強めあうことになる。一方、上述のようにブロア室側壁をなくして大気開放させると、ブロア室周端では開放端反射となる。この場合、圧力波は開放端では大気圧に拘束されて変化できないので、正圧は逆に負圧として位相がλ/2ずれて反射する。よって、反射経路と焦点間経路との差がλ/2＋ｎλとなるように設定すると、両方の波が同位相で強めあうことになる。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ〜Ｇ 圧電マイクロブロア
１ ブロア筐体
５ ブロア室
１０ 底板
１１ 窓穴
２０ ダイヤフラム
２１ 圧電素子
３０ 枠板
３１ 内壁部
４０ 天板
４１ 開口部
Ｆ１，Ｆ２ 焦点
ｗ 圧力波
Ｑ 空気流
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロア筐体と圧電素子を有するダイヤフラムとの間にブロア室を形成し、前記圧電素子に電圧を印加してダイヤフラムを屈曲振動させることにより、ブロア室から空気を吐出する圧電マイクロブロアにおいて、
前記ブロア室は楕円形に形成され、
前記ブロア室の楕円形の一方の焦点に前記ダイヤフラムの最大変位点が位置するように前記ダイヤフラムが配置され、
前記ブロア室の楕円形の他方の焦点の位置に開口部が形成されていることを特徴とする、圧電マイクロブロア。
【請求項２】
前記ブロア室の楕円形の他方の焦点に形成された開口部と対向する位置に、前記ダイヤフラムとは別のダイヤフラムが設けられ、当該別のダイヤフラムは、前記一方の焦点に配置したダイヤフラムで発生した圧力の反射波と位相が合うように駆動されることを特徴とする、請求項１に記載の圧電マイクロブロア。
【請求項３】
前記他方の焦点に、前記ダイヤフラムの振動方向と直交する方向に空気を吐出する横吹き式開口部を設けたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の圧電マイクロブロア。
【請求項４】
前記ブロア室を端反射させるように側壁で閉空間に取り囲み、焦点間の直接距離と、一方の焦点から楕円形ブロア室側壁で反射して他方の焦点まで達する距離との差を、駆動周波数での波長λの整数倍（ｎλ）に合わせた、請求項１ないし３の何れか１項に記載の圧電マイクロブロア。
【請求項５】
前記ブロア室の側壁を一部無くして側面を大気開放して反射させるようにし、焦点間の直接距離と、一方の焦点から楕円形ブロア室側壁で反射して他方の焦点まで達する距離との差を、駆動周波数での波長λの１／２と駆動周波数での波長λの整数倍との和（λ／２＋ｎλ）に合わせた、請求項１ないし３の何れか１項に記載の圧電マイクロブロア。
【請求項６】
前記ダイヤフラムとの間でブロア室を形成するブロア筐体の第１壁部と、
前記ブロア室の楕円形の他方の焦点に対応する前記第１壁部の部位に形成され、
ブロア室の内部と外部とを連通させる第１開口部と、
前記第１壁部を間にしてブロア室と反対側に、第１壁部と間隔をあけて設けられた第２壁部と、
前記第１開口部と対向する前記第２壁部の部位に形成された第２開口部と、
前記第１壁部と第２壁部との間に形成され、外側端部が外部に連通され、内側端部が第１開口部及び第２開口部に接続された流入通路とを備えることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の圧電マイクロブロア。
【請求項７】
前記ダイヤフラムの振動に伴い、前記第１壁部が共振するように、前記第１壁部の固有振動数が設定されていることを特徴とする請求項６に記載の圧電マイクロブロア。
【請求項１】
ブロア筐体と圧電素子を有するダイヤフラムとの間にブロア室を形成し、前記圧電素子に電圧を印加してダイヤフラムを屈曲振動させることにより、ブロア室から空気を吐出する圧電マイクロブロアにおいて、
前記ブロア室は楕円形に形成され、
前記ブロア室の楕円形の一方の焦点に前記ダイヤフラムの最大変位点が位置するように前記ダイヤフラムが配置され、
前記ブロア室の楕円形の他方の焦点の位置に開口部が形成されていることを特徴とする、圧電マイクロブロア。
【請求項２】
前記ブロア室の楕円形の他方の焦点に形成された開口部と対向する位置に、前記ダイヤフラムとは別のダイヤフラムが設けられ、当該別のダイヤフラムは、前記一方の焦点に配置したダイヤフラムで発生した圧力の反射波と位相が合うように駆動されることを特徴とする、請求項１に記載の圧電マイクロブロア。
【請求項３】
前記他方の焦点に、前記ダイヤフラムの振動方向と直交する方向に空気を吐出する横吹き式開口部を設けたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の圧電マイクロブロア。
【請求項４】
前記ブロア室を端反射させるように側壁で閉空間に取り囲み、焦点間の直接距離と、一方の焦点から楕円形ブロア室側壁で反射して他方の焦点まで達する距離との差を、駆動周波数での波長λの整数倍（ｎλ）に合わせた、請求項１ないし３の何れか１項に記載の圧電マイクロブロア。
【請求項５】
前記ブロア室の側壁を一部無くして側面を大気開放して反射させるようにし、焦点間の直接距離と、一方の焦点から楕円形ブロア室側壁で反射して他方の焦点まで達する距離との差を、駆動周波数での波長λの１／２と駆動周波数での波長λの整数倍との和（λ／２＋ｎλ）に合わせた、請求項１ないし３の何れか１項に記載の圧電マイクロブロア。
【請求項６】
前記ダイヤフラムとの間でブロア室を形成するブロア筐体の第１壁部と、
前記ブロア室の楕円形の他方の焦点に対応する前記第１壁部の部位に形成され、
ブロア室の内部と外部とを連通させる第１開口部と、
前記第１壁部を間にしてブロア室と反対側に、第１壁部と間隔をあけて設けられた第２壁部と、
前記第１開口部と対向する前記第２壁部の部位に形成された第２開口部と、
前記第１壁部と第２壁部との間に形成され、外側端部が外部に連通され、内側端部が第１開口部及び第２開口部に接続された流入通路とを備えることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の圧電マイクロブロア。
【請求項７】
前記ダイヤフラムの振動に伴い、前記第１壁部が共振するように、前記第１壁部の固有振動数が設定されていることを特徴とする請求項６に記載の圧電マイクロブロア。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−７７６７７（Ｐ２０１２−７７６７７Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２３３９５（Ｐ２０１０−２２３３９５）
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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