流体強制流通装置および流体の強制流通方法
【課題】ファンを使用することなく電位板間の流体を強制的に所定の方向へ流通させることのできる流体強制流通装置および流体の強制流通方法を提供することを目的とする。
【解決手段】流体強制流通装置は、各々異なる値の電位が与えられる対向する２つの電位板と、２つの電位板間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された振動体と、複数の電極のそれぞれに対し所定の極性の電位が所定のタイミングで与えられるように制御する制御部と、を有している。２つの電位板と振動体に配設された複数の電極との間で発生する静電気力により当該振動体を振動させる。
【解決手段】流体強制流通装置は、各々異なる値の電位が与えられる対向する２つの電位板と、２つの電位板間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された振動体と、複数の電極のそれぞれに対し所定の極性の電位が所定のタイミングで与えられるように制御する制御部と、を有している。２つの電位板と振動体に配設された複数の電極との間で発生する静電気力により当該振動体を振動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向する２つの電位板の間の流体を強制的に流通させる流体強制流通装置および流体の強制流通方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータなどのコンピュータや電源装置など電子装置には、ＣＰＵ（中央演算処理装置）などの演算処理チップ、トランジスタなどの半導体素子など発熱する部品が含まれている。
【０００３】
これらの電子装置には、発熱部品に密着させたヒートシンク（放熱板）によって当該発熱部品から伝達される熱を放熱するとともに、ファンを使用してその放熱された熱により暖められた空気を外部へ流通（排出）させることにより当該ヒートシンクを冷却することで、当該発熱部品を冷却するようにしたものがある。
【０００４】
なお、ヒートシンクを用いた電子装置の冷却機構に関する技術として、例えば特開２００６−８５４２２号公報に記載のものがある。
【特許文献１】特開２００６−８５４２２号公報
【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、ヒートシンクとファンを使用した上述した従来技術では、そのファンから発せられる音（モータ音、風切音）による騒音とファンを設置するスペースが必要であるという問題があった。
【０００６】
また、放熱フィンの間隔を狭くして、放熱フィンの数を多くすることで、放熱効率を向上させることが可能となるが、放熱フィン間の間隔が狭くなると、その隙間の空気（放熱された熱により暖められた空気）が流通し難くなり、その隙間に滞留することになる。そのため、この場合は、放熱された熱により暖められ滞留した空気を大型のファンにより強制的に外部へ排出させる構造にする必要がある。しかし、ファンが大型化になるにつれて、そのファンから発せられるモータ音や風切音も大きくなり、電子装置からは、常にこれらの音（による騒音）が発生するという問題がある。
【０００７】
これと同時に、ファンの大型化に伴って、その設置スペースも多く必要とし、電子装置の小型化を図ることは困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は、ファンを使用することなく電位板間の流体を強制的に所定の方向へ流通させることのできる流体強制流通装置および流体の強制流通方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の流体強制流通装置は、各々異なる値の電位が与えられる対向する２つの電位板と、前記２つの電位板間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された振動体と、前記複数の電極のそれぞれに対し所定の極性の電位が所定のタイミングで与えられるように制御する制御手段と、を有し、前記２つの電位板と前記振動体に配設された複数の電極との間で発生する静電気力により当該振動体を振動させる、ことを特徴とする。
【００１０】
これにより、静電気力により複数の電極が対向する２つの電位板のうち何れかの電位板の方向へ移動するのに伴って、振動体を振動させることができるので、ファンを使用することなく電位板間の流体を強制的に所定の方向へ流通させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の発明において、前記２つの電位板においては、一方の電位板には負極性または正極性の電位が与えられ、他方の電位板には当該一方の電位板に与えられる電位の極性とは異なる極性の電位または零電位が与えられる、ことを特徴とする。
【００１２】
これにより、対向する２つの電位板の間に確実に所定の電位差を発生させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記振動体は、フレキシブル基板を有し、このフレキシブル基板に前記複数の電極が前記所定の流通方向と同一の方向に配設されている、ことを特徴とする。
【００１４】
これにより、静電気力により複数の電極が対向する２つの電位板のうち何れかの電位板の方向へ移動するのに伴って、フレキシブル基板を振動させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、前記２つの電位板における前記振動体と対向する側または前記振動体に配設された複数の電極に対し絶縁性に関わるコーティング処理が施されている、ことを特徴とする。
【００１６】
これにより、電位板と振動体に配設された複数の電極との間での絶縁性を確保することができる。
【００１７】
請求項５に記載の本発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、前記複数の電極は、３以上の電極毎にグループ化され、１以上のグループに対応する複数の電極であり、前記制御手段は、各々のグループ内の複数の電極のそれぞれに対し互いに位相の異なる交流電圧が付与されるように制御する、ことを特徴とする。
【００１８】
これにより、静電気力により１以上のグループに対応する複数の電極のそれぞれが順次対向する２つの電位板のうち何れかの電位板の方向へ移動するのに伴って、振動体を周期性をもって振動させることができる。
【００１９】
請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の発明において、前記制御手段は、前記振動体に複数のグループに対応する複数の電極が配設されている場合は、各々のグループ内における複数の電極に対し、グループ内の電極の並び順における同一順位の電極に対しては同相の交流電圧が付与されるように制御する、ことを特徴とする。
【００２０】
これにより、振動体の所定の流通方向の長さを一定とした場合、静電気力により複数のグループに対応する複数の電極のそれぞれが順次対向する２つの電位板のうち何れかの電位板の方向へ移動するのに伴って、振動体を短い周期をもって振動させることができる。
【００２１】
請求項７に記載の本発明の流体強制流通装置は、各々が零電位が与えられる対向する２つの第１の電位板と、前記２つの電位板間に介在し正極性または負極性の電位が与えられる第２の電位板と、前記２つの第１の電位板のうちの一方の第１の電位板と前記第２の電位板との間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された第１の振動体と、前記２つの第１の電位板のうちの他方の第１の電位板と前記第２の電位板との間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された第２の振動体と、前記第１の振動体および前記第２の振動体のそれぞれに配設された複数の電極のそれぞれに対し所定の極性の電位が所定のタイミングで与えられるように制御する制御手段と、を有し、前記一方の第１の電位板および前記第２の電位板と前記第１の振動体に配設された複数の電極との間で発生する静電気力により当該第１の振動体を振動させるとともに、前記他方の第１の電位板および前記第２の電位板と前記第２の振動体との間で発生する静電気力により当該第２の振動体を振動させる、ことを特徴とする。
【００２２】
これにより、静電気力により複数の電極が一方の第１の電位板または第２の電位板の方向へ移動するのに伴って、第１の振動体を振動させることができるとともに、静電気力により複数の電極が他方の第１の電位板または第２の電位板の方向へ移動するのに伴って、第２の振動体を振動させることができるので、ファンを使用することなく電位板間の流体を強制的に所定の方向へ流通させることができる。
【００２３】
請求項８に記載の本発明の流体の強制流通方法は、各々異なる値の電位が与えられる対向する２つの電位板の間に所定の電位差を発生させるとともに、当該２つの電位板間に介在しこれらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された振動体に対し所定の交流電圧を与え、前記２つの電位板間に所定の電位差が発生している状態で前記複数の電極に前記所定の交流電圧が与えられたことに起因して発生する静電気力により当該振動体を振動させ、当該２つの電位板間の流体を前記所定の流通方向に強制的に流通させる、ことを特徴とする。
【００２４】
これにより、静電気力により複数の電極が対向する２つの電位板のうち何れかの電位板の方向へ移動するのに伴って、振動体を振動させることができるので、ファンを使用することなく電位板間の流体を強制的に所定の方向へ流通させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の流体強制流通装置および流体の強制流通方法によれば、静電気力により複数の電極が対向する２つの電位板のうち何れかの電位板の方向へ移動するのに伴って、振動体を振動させることができるので、ファンを使用することなく電位板間の流体を強制的に所定の方向へ流通させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の構成要素には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００２７】
（実施の形態１）
【００２８】
図１は、本発明に係る流体強制流通装置の原理を説明する図を示している。
【００２９】
流体強制流通装置は、図１に示すように、各々異なる値の電位が与えられる対向する２つの電位板１１，１２と、２つの電位板間１１，１２に介在し、これらの電位板間の流体例えば気体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極（これの詳細については後述する）が配設された振動体２０と、を有している。
【００３０】
２つの電位板１１，１２は導電性の材質例えば銅やアルミニウムなど金属で形成され、電位板１１と電位板１２との間隔（離間距離）Ｌは、当該流体強制流通装置の用途に応じて１０［μｍ］〜３［ｍｍ］になるように設定される。
【００３１】
２つの電位板１１，１２においては、一方の電位板例えば電位板１１には負極性または正極性の電位が与えられ、他方の電位板例えば電位板１２には当該一方の電位板１１に与えられる電位の極性とは異なる極性の電位または零電位が与えられる。
【００３２】
振動体２０に配設される上記複数の電極（詳細については後述する）のそれぞれに対し、後述する制御部の制御の下、所定の極性の電位が所定のタイミングで与えられるようになっている。
【００３３】
本発明では、２つの電位板１１，１２間に所定の電位差が発生している状態で振動体２０に配設された上記複数の電極に所定の電位が与えられたことに起因して発生する静電気力により、当該複数の電極を対向する２つの電位板１１，１２のうち何れかの電位板の方向へ移動させ、当該振動体２０を振動させるようにしている。このようにして振動体２０を振動させることにより、当該２つの電位板１１，１２間の流体例えば気体を例えば図中矢印Ａで示される所定の流通方向に強制的に流通させるようにしている。
【００３４】
ちなみに、電位板１１，１２間の所定の電位差は、電位板１１と電位板１２との離間距離Ｌおよび当該流体強制流通装置が適用されるシステムなどの条件に応じて、例えば数十［Ｖ］〜数千［Ｖ］になるように設定される。
【００３５】
振動体２０は、その長手方向（所定の流通方向）に沿って弛んだ状態で、その両端部２０ａ，２０ｂが固定されるようになっている。すなわち、振動体２０を電位板１１と電位板１２との略中間に配置した場合に、静電気力により当該振動体２０に配設された複数の電極が電位板１１または電位板１２へ近接すべく移動可能なように、振動体２０の端部２０ａおよび端部２０ｂが固定される。
【００３６】
また、振動体２０は、図２に示すように、フレキシブル基板２１を有し、このフレキシブル基板２１の一方の面２１ａに複数の電極１ａ〜８ａが、また他方の面２１ｂに複数の電極１ｂ〜８ｂがそれぞれ配設されている。そして、一方の面２１ａに配設された複数の電極１ａ〜８ａおよび他方の面２１ｂに配設された複数の電極１ｂ〜８ｂが、２つの電位板１１，１２間の流体例えば気体の所定の流通方向と同一の方向に配置されるように、当該振動体２０が配設される。
【００３７】
ここで、フレキシブル基板２１は、例えばポリイミドで形成され、その厚さｔ１は例えば６〜７［μｍ］である。
【００３８】
複数の電極１ａ〜８ａおよび複数の電極１ｂ〜８ｂは、導電性を有する材質例えば銅箔（Ｃｕ箔）など金属箔あるいは導電性プラスチックで形成され、その厚さｔ２は例えば１〜８［μｍ］である。
【００３９】
このような複数の電極においては、例えば一方の面２１ａに配置された電極１ａと他方の面２１ｂに配置された電極１ｂとは、フレキシブル基板２１に形成されたスルーホール２１ｃを介して電気的に接続されている。この場合、電極１ａと電極１ｂとで１つの電極１が形成されたことになる。
【００４０】
同様に、一方の面２１ａに配置された電極２ａ〜８ａと他方の面２１ｂに配置された電極２ｂ〜８ｂとは、フレキシブル基板２１に形成されたスルーホールを介して電気的に接続されており、それぞれ１つの電極２〜８が形成されたことになる。
【００４１】
本実施の形態では、電極１〜８を、電極１〜４の４つの電極を有する第１のグループＧＲ１と電極５〜８の４つの電極を有する第２のグループＧＲ２とにグループ化している。
【００４２】
なお、１つのグループは３以上の電極を有していればよく、また、このような１以上のグループがフレキシブル基板２１に形成されていればよい。
【００４３】
すなわち、それぞれ所定数（ｍ）の電極を有する複数（ｋ）のグループをフレキシブル基板２１に形成する場合は、「ｍ×ｋ＝ｎ」を演算して得られる値ｎに応じた複数（ｎ）の電極をフレキシブル基板２１に配設する必要がある。
【００４４】
また、本実施の形態では、グループＧＲ１内の４つの電極１〜４を電極＃１〜＃４とし、またグループＧＲ２内の４つの電極５〜８も電極＃１〜＃４とする。
【００４５】
ところで、フレキシブル基板２１に配設された複数（ｎ）の電極１〜８、すなわち一方の面２１ａに配設された複数の電極１ａ〜８ａおよび他方の面２１ｂに配設された複数の電極１ｂ〜８ｂに対しては、図３に示すように、絶縁性に関わる例えばポリイミドによるコーティング３１，３２が施されている。
【００４６】
なお、本実施の形態では、複数の電極に対して絶縁性に関わるコーティング処理を施すようにしているが、本発明はこれに限定されることなく、２つの電位板１１，１２における振動体２０と対向する側に当該コーティング処理を施すようにしてもよい。すなわち、振動体２０が振動することに起因して当該振動体２０の一部が電位板１１または電位板１２に近接した場合に、複数の電極と２つの電位板１１，１２との間での絶縁性が確保されるようになっていればよい。
【００４７】
図４は、流体強制流通装置の制御系の要部図を示している。
【００４８】
図４において、フレキシブル基板２１は、図２に示すフレキシブル基板２１の一方の面２１ａ側から見た状態を示している。
【００４９】
図４に示すように、グループＧＲ１の電極１ａ（電極＃１）とグループＧＲ２の電極５ａ（電極＃１）とは、フレキシブル基板２１の一方の面２１ａに設けられたパターン配線４１によって電気的に接続されているとともに端子５１と電気的に接続されている。
【００５０】
グループＧＲ１の電極３ａ（電極＃３）とグループＧＲ２の電極７ａ（電極＃３）とは、フレキシブル基板２１の一方の面２１ａに設けられたパターン配線４３によって電気的に接続されているとともに端子５３と電気的に接続されている。
【００５１】
グループＧＲ１の電極２ａ（電極＃２）とグループＧＲ２の電極６ａ（電極＃２）とは、フレキシブル基板２１の一方の面２１ａに設けられたパターン配線４２ａ、フレキシブル基板２１に設けられたスルーホール４２ｃ、およびフレキシブル基板２１の他方の面２１ｂに設けられたパターン配線４２ｂによって電気的に接続されているとともに端子５２と電気的に接続されている。なお、パターン配線４２ａとパターン配線４２ｂとはスルーホール４２ｃを介して電気的に接続されている。
【００５２】
グループＧＲ１の電極４ａ（電極＃４）とグループＧＲ２の電極８ａ（電極＃４）とは、フレキシブル基板２１の一方の面２１ａに設けられたパターン配線４４ａ、フレキシブル基板２１に設けられたスルーホール４４ｃ、およびフレキシブル基板２１の他方の面２１ｂに設けられたパターン配線４４ｂによって電気的に接続されているとともに端子５４と電気的に接続されている。なお、パターン配線４４ａとパターン配線４４ｂとはスルーホール４４ｃを介して電気的に接続されている。
【００５３】
また、図４において、電源部６０は、振動体２０に設けられた複数の電極に所定の電位（電圧）を供給するものであり、電極＃１に対し所定の電位（交流電圧）を供給する交流電源ＡＣ１と、電極＃２に対し所定の電位（交流電圧）を供給する交流電源ＡＣ２と、電極＃３に対し所定の電位（交流電圧）を供給する交流電源ＡＣ３と、電極＃４に対し所定の電位（交流電圧）を供給する交流電源ＡＣ４と、交流電源ＡＣ１〜ＡＣ４に対応しオン・オフするスイッチｓｗ１〜ｓｗ４と、スイッチｓｗ１〜ｓｗ４がオンのときに該当する交流電源からの電位（交流電圧）が出力される端子６１〜６４とを、備えている。
【００５４】
振動体２０（フレキシブル２１）の端子５１〜５４と電源部６０の端子６１〜６４とは例えばフレキシブルケーブル６５を介して電気的に接続されている。
【００５５】
制御部７０は、スイッチｓｗ１〜ｓｗ４のオンオフを制御するとともに、複数の電極１〜８詳しくは電極＃１〜＃４のそれぞれに対し所定の極性の電位つまり交流電圧が所定のタイミングで与えられるように制御する。
【００５６】
制御部７０は、図５に示すように、振動体２０つまりフレキシブル基板２１に形成された複数のグループＧＲ１，ＧＲ２に対応する複数の電極＃１〜＃４に、所定の周波数の方形波の交流電圧が印加されるように制御する。すなわち、制御部７０は振動体２０を４相駆動により振動させる。
【００５７】
ここで、図５において、（ａ）はグループＧＲ１，ＧＲ２内の電極＃１に印加される交流電圧（印加電圧）の波形を示し、（ｂ）はグループＧＲ１，ＧＲ２内の電極＃２に印加される交流電圧（印加電圧）波形を示し、（ｃ）はグループＧＲ１，ＧＲ２内の電極＃３に印加される交流電圧（印加電圧）波形を示し、（ｄ）はグループＧＲ１，ＧＲ２内の電極＃４に印加されるの交流電圧（印加電圧）波形を示している。
【００５８】
さて、制御部７０は、電極＃１に対しては図５（ａ）に示すように方形波の交流電圧Ｖ１が、電極＃２に対しては図５（ｂ）に示すように交流電圧Ｖ１よりも位相がπ／２異なる方形波の交流電圧Ｖ２が、電極＃３に対しては図５（ｃ）に示すように交流電圧Ｖ２よりも位相がπ／２異なる方形波の交流電圧Ｖ３が、電極＃４に対しては図５（ｄ）に示すように交流電圧Ｖ３よりも位相がπ／２異なる方形波の交流電圧Ｖ４が、それぞれ印加されるように制御する。
【００５９】
すなわち、制御部７０は、上述したようにグループ内の複数の電極＃１〜＃４のそれぞれに対し互いに位相の異なる（互いに位相がπ／２異なる）交流電圧が印加されるように制御する。
【００６０】
また、制御部７０は、振動体２０つまりフレキシブル基板２１に複数のグループＧＲ１，ＧＲ２に対応する複数の電極＃１〜＃４が配設されている場合は、各々のグループ内における複数の電極＃１〜＃４に対し、グループ内の電極の並び順（電極＃１、電極＃２、電極＃３、電極＃４）における同一順位の電極に対しては同相の交流電圧が印加されるように制御する。
【００６１】
なお、電極＃１〜＃４に印加される交流電圧の周波数を高くした場合には、静電気力による当該複数の電極の繰り返しの移動動作が速くなり、これに伴って振動体２０の振動も速くなる。
【００６２】
図６は、２つの電位板１１，１２間に介在する振動体２０つまりフレキシブル基板２１に、上述したような複数の電極＃１〜＃４を有する４つのグループＧＲ１〜ＧＲ４が形成された場合の流体強制流通装置の概略構成図を示している。この場合、振動体２０は、図２〜図４に示した例の構成と同様の構成になっている。
【００６３】
なお、図６に示す振動体２０においては、説明の都合上、フレキシブル基板２１を省略し、４つのグループＧＲ１〜ＧＲ４に対応する複数の電極＃１〜＃４を記載している。
【００６４】
電位板１１には負極性の電位（電圧）Ｅ１が与えられ、一方、電位板１２には正極性の電位（電圧）Ｅ２が与えられる。振動体２０の各電極＃１〜＃４には図５に示す各電極に対応する交流電圧Ｖ１〜Ｖ４が印加されるものとする。
【００６５】
このような前提条件の下、図６に示した流体強制流通装置において、２つの電位板１１，１２間に所定の電位差が発生している状態で、振動体２０のグループＧＲ１〜ＧＲ４に対応する複数の電極＃１〜＃４に図５に示すような方形波の交流電圧が印加されたことに起因して発生する静電気力により、当該振動体２０が振動する様子について、図７を参照して説明する。
【００６６】
図７は、グループＧＲ１〜ＧＲ４内の電極＃１〜＃４にこれらの電極に対応する交流電源からの１周期分の交流電圧が印加された場合の、静電気力に応じた当該各電極の移動の様子を示している。
【００６７】
なお、図７においてはグループＧＲ１〜ＧＲ４内の電極＃１〜＃４の表示については省略しているが、これら電極＃１〜＃４は図６に示した構成（電極並び）と同様になっている。
【００６８】
また、図５（ａ）〜（ｄ）の各交流電圧波形において、時点ｔ０〜時点ｔ１を時間Ｔ１、時点ｔ１〜時点ｔ２を時間Ｔ２、時点ｔ２〜時点ｔ３を時間Ｔ３、さらに時点ｔ３〜時点ｔ４を時間Ｔ４とする。
【００６９】
最初に、時間Ｔ１においては、図５（ａ）、（ｄ）に示すように、電極＃１および電極＃４にはそれぞれ正極性の電圧Ｖ１および電圧Ｖ４が印加され、また図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、電極＃２および電極＃３には負極性の電圧Ｖ２および電圧Ｖ３が印加される。
【００７０】
そして、グループＧＲ１内の電極＃１〜＃４は、負極性の電位が与えられている電位板１１または正極性の電位が与えられている電位板１２との間の静電気力により、電位板１１または電位板１２に向けて移動する。
【００７１】
すなわち、グループＧＲ１内の電極＃１〜＃４においては、図７（ａ）に示すように、正極性の電圧が印加された電極＃１および電極＃４は、負極性の電位が与えられている電位板１１に向けて移動し、一方、負極性の電圧が印加された電極＃２および電極＃３は、正極性の電位が与えられている電位板１２に向けて移動する。
【００７２】
なお、グループＧＲ２〜４内の電極＃１〜＃４についても、これらの電極と電位板１１，１２との間の静電気力により、ループＧＲ１内の電極＃１〜＃４の場合と同様の移動が行われる。
【００７３】
次に、時間Ｔ２においては、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、電極＃１および電極＃２にはそれぞれ正極性の電圧Ｖ１および電圧Ｖ２が印加され、また図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、電極＃３および電極＃４には負極性の電圧Ｖ３および電圧Ｖ４が印加される。
【００７４】
そのため、図７（ａ）に示す状態のグループＧＲ１内の電極＃１〜＃４においては、図７（ｂ）に示すように、時間Ｔ１中に負極性の電圧Ｖ２が印加されていた電極＃２には正極性の電圧Ｖ２が印加されることになるので、この電極＃２は負極性の電位が与えられている電位板１１に向けて移動することになる。
【００７５】
また、時間Ｔ１中に正極性の電圧Ｖ４が印加されていた電極＃４には負極性の電圧Ｖ４が印加されることになるので、この電極＃４は正極性の電位が与えられている電位板１２に向けて移動することになる。
【００７６】
なお、電極＃１および電極＃３には時間Ｔ１時に印加されていた電圧の極性と同一の極性の電圧が印加されているので、当該電極＃１および電極＃３は、そのままの状態になっている。
【００７７】
この場合も、グループＧＲ２〜４内の電極＃１〜＃４は、これらの電極と電位板１１，１２との間の静電気力により、ループＧＲ１内の電極＃１〜＃４の場合と同様の移動が行われる。
【００７８】
続いて、時間Ｔ３においては、図５（ａ）、（ｄ）に示すように、電極＃１および電極＃４にはそれぞれ負極性の電圧Ｖ１および電圧Ｖ４が印加され、また図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、電極＃２および電極＃３には負極性の電圧Ｖ２および電圧Ｖ３が印加される。
【００７９】
そのため、図７（ｂ）に示す状態のグループＧＲ１内の電極＃１〜＃４においては、図７（ｃ）に示すように、時間Ｔ２中に正極性の電圧Ｖ１が印加されていた電極＃１には負極性の電圧Ｖ１が印加されることになるので、この電極＃１は正極性の電位が与えられている電位板１２に向けて移動することになる。
【００８０】
また、時間Ｔ２中に負極性の電圧Ｖ３が印加されていた電極＃３には正極性の電圧Ｖ３が印加されることになるので、この電極＃３は負極性の電位が与えられている電位板１１に向けて移動することになる。
【００８１】
なお、電極＃２および電極＃４には時間Ｔ２時に印加されていた電圧の極性と同一の極性の電圧が印加されているので、当該電極＃２および電極＃４は、そのままの状態になっている。
【００８２】
この場合も、グループＧＲ２〜４内の電極＃１〜＃４は、これらの電極と電位板１１，１２との間の静電気力により、ループＧＲ１内の電極＃１〜＃４の場合と同様の移動が行われる。
【００８３】
さらに、時間Ｔ４においては、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、電極＃１および電極＃２にはそれぞれ負極性の電圧Ｖ１および電圧Ｖ２が印加され、また図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、電極＃３および電極＃４には正極性の電圧Ｖ３および電圧Ｖ４が印加される。
【００８４】
そのため、図７（ｃ）に示す状態のグループＧＲ１内の電極＃１〜＃４においては、図７（ｄ）に示すように、時間Ｔ３中に正極性の電圧Ｖ２が印加されていた電極＃２には負極性の電圧Ｖ２が印加されることになるので、この電極＃２は正極性の電位が与えられている電位板１２に向けて移動することになる。
【００８５】
また、時間Ｔ３中に負極性の電圧Ｖ４が印加されていた電極＃４には正極性の電圧Ｖ４が印加されることになるので、この電極＃４は負極性の電位が与えられている電位板１１に向けて移動することになる。
【００８６】
なお、電極＃１および電極＃３には時間Ｔ３時に印加されていた電圧の極性と同一の極性の電圧が印加されているので、当該電極＃２および電極＃４は、そのままの状態になっている。
【００８７】
この場合も、グループＧＲ２〜４内の電極＃１〜＃４は、これらの電極と電位板１１，１２との間の静電気力により、ループＧＲ１内の電極＃１〜＃４の場合と同様の移動が行われる。
【００８８】
以上説明したように、１周期分の方形波の交流電圧がグループＧＲ１〜ＧＲ４内の電極＃１〜＃４に印加されることにより、これらの電極＃１〜＃４は、図７（ａ）に示す状態、図７（ｂ）に示す状態、図７（ｃ）に示す状態および図７（ｄ）に示す状態の４つの状態に順次遷移する。そして、次の１周期分についても、前述した４つの状態に順次遷移することになる。
【００８９】
これにより、電位板１１と電位板１２との間の気体は、各グループＧＲ１〜ＧＲ４の電極＃１側から電極＃２側に、次に電極＃２側から電極＃３側に、さらに電極＃３側から電極＃４側に向けて流通されることとなる。
【００９０】
なお、本実施の形態では、振動体２０において複数の電極はフレキシブル基板２１の一方の面２１ａおよび他方の面２１ｂの両面に配設するようにしているが、本発明はこれに限定されることなく、複数の電極はフレキシブル基板２１の両面のうち何れか一方の面に配設するようにしてもよい。
【００９１】
すなわち、振動体２０は、図８に示すように、例えばフレキシブル基板２１の一方の面２１ａに、複数のグループ例えば２つのグループＧＲ１，ＧＲ２に対応する複数の電極＃１〜＃４を配設するようにしてもよい。
【００９２】
また、本実施の形態では、電位板１１には負極性の電位が与えられ、電位板１２には正極性の電位が与えられるようになっているが、本発明はこれに限定されることなく、次のようにしてもよい。
【００９３】
（１）すなわち、電位板１１には正極性の電位を与え、電位板１２には負極性の電位を与えるようにしてもよい。つまり、電位板１１には正極性または負極性の電位を与え、電位板１２には電位板１１に与えられた電位の極性とは反対の極性の電位を与えるようにしてもよい。
【００９４】
（２）また、電位板１１および電位板１２の何れかの電位板には正極性または負極性の電位を与え、他方の電位板には零電位（グランドレベル）を与えるようにしてもよい。
【００９５】
（３）さらに、電位板１１および電位板１２には、電位板１１と電位板１２との間で電位差が発生するような、同極性の電位を与えるようにしてもよい。
【００９６】
ただし、２つの電位板１１，１２と複数の電極＃１〜＃４との間で確実に静電気力を発生させるという観点から最も好ましいのは、上記（１）の場合の電位の与え方である。次に好ましいのは上記（２）の場合の電位の与え方である。
【００９７】
さらに、本実施の形態では、各グループ内の電極＃１〜＃４に印加される印加電圧としての交流電圧は方形波の交流電圧としているが、本発明はこれに限定されることなく、その印加電圧は正弦波の交流電圧とするようにしてもよい。
【００９８】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、正極性または負極性の電位が与えられる電位板１１およびこの電位板１１に与えられる電位の極性とは反対の極性の電位が与えられる電位板１２、または、正極性または負極性の電位が与えられる電位板１１，１２のうち一方の電位板および零電位が与えられる他方の電位板と、交流電圧が供給される振動体２０（のフレキブル基板２１）に配設された複数の電極＃１〜＃４との間で発生する静電気力により、当該複数の電極＃１〜＃４が２つの電位板１１，１２のうち何れかの電位板の方向へ移動するのに伴って、振動体２０を振動させることができる。
【００９９】
このように振動体２０が振動することにより、ファンを使用することなく電位板間の気体（流体）を強制的に所定の方向へ流通させることができる。これにより、電位板間の暖められた気体（空気）を速やかに当該電位板外へ排出させることができる。
【０１００】
（実施の形態２）
【０１０１】
図９は、実施の形態２に係る流体強制流通装置の概略構成図を示している。
【０１０２】
この流体強制流通装置は、２つの第１の電位板１１０，１２０と、第２の電位板１３０と、第１の振動体２１０と、第２の振動体２２０と、電源部１４０と、制御部１５０とを備えている。
【０１０３】
２つの第１の電位板１１０，１２０は、導電性の材質例えば銅やアルミニウムなど金属で形成され、互いに対向し各々が零電位が与えられる。
【０１０４】
第２の電位板１３０は、導電性の材質例えば銅やアルミニウムなど金属で形成され、２つの電位板１１０，１２０間に介在し正極性または負極性の電位が与えられる。本実施の形態では、電位板１３０には正極性の電位Ｅ３が与えられるものとする。
【０１０５】
第２の電位板１３０が第１の電位板１１０，１２０間に介在した場合、第２の電位板１３０と電位板１１０および電位板１２０のそれぞれとの間隔（離間距離）Ｌは、当該流体強制流通装置の用途に応じて１０［μｍ］〜３［ｍｍ］になるように設定される。
【０１０６】
第１の振動体２１０は、２つの第１の電位板１１０，１２０のうちの一方の第１の電位板例えば電位板１１０と第２の電位板１３０との間に介在し、これらの電位板間の流体例えば気体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設されている。
【０１０７】
第２の振動体２２０は、２つの第１の電位板１１０，１２０のうちの他方の第１の電位板例えば電位板１２０と第２の電位板との間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設されている。
【０１０８】
なお、振動体２１０および振動体２２０は、上述した実施の形態１の振動体２０と同様の構成および機能を有している（図２〜図４参照）ので、ここではその詳細な説明は省略する。
【０１０９】
電源部１４０は、第１の振動体２１０および第２の振動体２２０のそれぞれに設けられた複数の電極に所定の電位（交流電圧）を供給する。すなわち、電源部１４０は、上述した実施の形態１の電源部６０と同様の構成および機能を有している。
【０１１０】
制御部１５０は、第１の振動体２１０および第２の振動体２２０のそれぞれに配設された複数の電極のそれぞれに対し所定の極性の電位（交流電圧）が所定のタイミングで与えられるように制御する。すなわち、制御部１５０は、上述した実施の形態１の制御部７０と同様の制御機能を有している（図５参照）。
【０１１１】
本実施の形態では、振動体２１０および振動体２２０に対し、図１０に示すように、単数の制御部１５０の制御に従って作動する共通の電源部１４０から所定の交流電圧が供給されるようになっている。
【０１１２】
すなわち、振動体２１０の端子と振動体２２０の端子とが電気的に並列に接続された場合の共通の端子２０１〜２０４と、電源部１４０の各交流電源ＡＣ１〜ＡＣ４に対応する端子１４１〜１４４とを、例えばフレキシブルケーブル１４５などで電気的に接続するようにする。
【０１１３】
勿論、振動体２１０および振動体２２０それぞれに対応して、電源部１４０および制御部１５０を設け、各振動体に対し、対応する制御部１５０の制御に従って作動する電源部１４０から所定の交流電圧が供給されるようにしてもよい。
【０１１４】
さて、図１０に示すような状態で交流電圧が供給される図９に示す振動体２１０，２２０に対し、図５に示した方形波の交流電圧を供給した場合の当該各振動体すなわちフレキシブル基板に配設された複数の電極＃１〜＃４の移動について、図１１を参照して説明する。ここでは、図５に示した方形波の交流電圧の期間Ｔ１のみについて説明する。
【０１１５】
図１１に示すように、正極性の電圧が供給された電極は、グランド（ＧＮＤ）レベルの電位板１１０または電位板１２０に向けて移動する。例えば振動体２１０では、電極＃１，＃４が電位板１１０に向けて移動し、振動体２２０では、電極＃１，＃４が電位板１２０に向けて移動する。
【０１１６】
一方、負極性の電圧が供給された電極は、正極性の電圧が供給されている電位板１３０に向けて移動する。例えば振動体２１０および振動体２２０では、電極＃２，＃３が電位板１３０に向けて移動する。
【０１１７】
図１２は、流体強制流通装置の応用例を示している。
【０１１８】
図１２に示す例では、図９に示した構造、すなわち、２つの第１の電位板１１０，１２０と、これらの電位板１１０，１２０間に介在する第２の電位板１３０と、電位板１１０と第２の電位板１３０との間に介在する第１の振動体２１０と、電位板１２０と第２の電位板との間に介在する第２の振動体２２０とを有する構造を、複数配置した構造となっている。因みに図１２に示す例では、図９に示した構造が４つ配置されている。
【０１１９】
この図１２に示す流体強制流通装置においても、図１１を参照して説明したように、振動体２１０，２２０に印加される方形波の交流電圧に応じて当該各振動体に配設されている複数の電極が所定の電位板に向けて移動する。
【０１２０】
これにより一方の第１の電位板１１０と第２の電位板１３０との間および他方の第１の電位板１２０と第２の電位板１３０との間に所定の電位差が発生している状態で、第１の振動体２１０および第２の振動体２２０のそれぞれに配設された複数のグループに対応する複数の電極＃１〜＃４に所定の電位（交流電圧）が与えられたことに起因して発生する静電気力により、当該第１の振動体２１０および当該第２の振動体２２０を振動させ、一方の第１の電位板１１０と第２の電位板１２０間および他方の第１の電位板１２０と第２の電位板１３０間の流体例えば気体（所定の温度に達した空気）を所定の流通方向に強制的に流通させることができる。
【０１２１】
図１３は、図１２に示した流体強制流通装置が適用される一例の概略図を示している。
【０１２２】
図１３において、ヒートシンク（放熱板）Ｈ１０は、パーソナルコンピュータなどのコンピュータや電源装置など電子装置に設けられる発熱する部品（発熱部品）Ｈ２０に密着して配設される。
【０１２３】
発熱部品Ｈ２０としては、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）などの演算処理チップ、トランジスタなどの半導体素子などが挙げられる。
【０１２４】
ヒートシンク（放熱板）Ｈ１０は、所定の間隔をもって複数（Ｎ）のフィンＨ１−１，Ｈ１−２，Ｈ１−３，Ｈ１−４，Ｈ１−Ｎが設けられている。
【０１２５】
対向する２つのフィン例えばフィンＨ１−１とフィンＨ１−２の間には所定の極性の電位が与えられる電位板Ｈ２が配置され、フィンＨ１−１と電位板Ｈ２との間には振動体Ｈ３ａが配置され、またフィンＨ１−２と電位板Ｈ２との間には振動体Ｈ３ｂが配置されている。
【０１２６】
電位板Ｈ２は、ヒートシンクＨ１０との間での絶縁が確保されるべく、ヒートシンクＨ１０から所定の距離離間して配設されている。
【０１２７】
振動体Ｈ３ａおよび振動体Ｈ３ｂは、上述した振動体２１０および振動体２２０と同様に、上述した実施の形態１の振動体２０と同様の構成および機能を有している（図２〜図４参照）。
【０１２８】
同様に、フィンＨ１−２とフィンＨ１−３との間、フィンＨ１−３とフィンＨ１−４との間においても、電位板Ｈ２および振動体Ｈ３ａ，Ｈ３ｂが配置されている。
【０１２９】
図１４は、図１３のヒートシンクＨ１０を同図中矢印Ｂの方向から見た様子に加えて、電気的な概略の構成を説明する図を示している。
【０１３０】
図１４に示すように、フィンＨ１−１〜Ｈ１−Ｎを含むヒートシンクＨ１０は、グランド（ＧＮＤ）レベルに設定されている。これらのフィンＨ１−１〜Ｈ１−Ｎにおいて、対向する２つのフィンが、例えばフィンＨ１−１およびフィンＨ１−２の場合は、前者が図９に示した第１の電位板１１０に相当し、後者が図９に示した第１の電位板１２０に相当する。また、対向する２つのフィンが、フィンＨ１−２およびフィンＨ１−３の場合は、前者が電位板１１０に相当し、後者が電位板１２０に相当する。他の対向する２つのフィンについても、前述のような関係がある。
【０１３１】
複数の電位板Ｈ２は、図９に示した第１の電位板１３０に相当し、正極性または負極性の電位が与えられる。ここでは、例えば正極性の電位が与えられるものとする。
【０１３２】
振動体Ｈ３ａは図９に示した振動体２１０に相当し、一方、振動体Ｈ３ｂは図９に示した振動体２２０に相当し、これらの振動体Ｈ３ａ、Ｈ３ｂに設けられた複数のグループ内の複数の電極＃１〜＃４には、制御部１５０（図１０参照）の制御に従って作動する電源部１４０（図１０参照）からの図５に示したような方形波の交流電圧が供給される。
【０１３３】
この場合、上記図１２を参照して説明したように、静電気力により振動体Ｈ３ａおよび振動体Ｈ３ｂを振動させ、一方のフィン（例えばフィンＨ１−１）と電位板Ｈ２間および他方のフィン（例えばフィンＨ１−２）と電位板Ｈ２間の流体例えば気体（所定の温度に達した空気）を所定の流通方向例えば図１４中矢印Ｃの方向に強制的に流通させることができる。
【０１３４】
以上説明したように、実施の形態２によれば、ヒートシンク（放熱板）に所定の電位（電圧）を与えることができない状態であっても、零電位レベルの対向する２つのフィン、正極性または負極性の電位が与えられる電位板Ｈ２、および交流電圧が印加される振動体Ｈ３ａ、Ｈ３ｂの複数の電極＃１〜＃４との間で発生する静電気力により、当該電極＃１〜＃４を、２つのフィンのうちの一方のフィンまたは電位板Ｈ２に向けて移動させることができ、これにより当該振動体Ｈ３ａおよび振動体Ｈ３ｂを振動させることができる。
【０１３５】
これにより、対向する２つのフィンのうちの一方のフィンと電位板Ｈ２間および他方のフィンと、これらのフィン間に介在する電位板の流体例えば気体（所定の温度に達した空気）を所定の流通方向に強制的に流通させることができる。そして、例えばフィン間の暖められた気体（空気）を速やかに当該ヒートシンク外へ排出させることができ、結果的に、発熱部品を効率よく冷却することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、発熱する部品を有し該部品を冷却する必要のある様々な装置、例えば空調機などに適用することができるものであり、上記実施の形態に示す装置の冷却に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明に係る流体強制流通装置の原理を説明する図である。
【図２】実施の形態１に係る振動体の構造を示す構造図（断面図）である。
【図３】図２に示した振動体にコーティング処理が施された状態の当該振動体の構造を示す構造図（断面図）である。
【図４】実施の形態１に係る流体強制流通装置の制御系の要部構成を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る振動体に配設される複数の電極に印加される交流電圧の波形を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る振動体のフレキシブル基板に複数の電極を有する複数のグループが形成された場合の流体強制流通装置の概略構成を示す概略構成図である。
【図７】図６に示した状態において、複数のグループ内の複数の電極にこれらの電極に対応する交流電源からの１周期分の交流電圧が印加された場合の、静電気力に応じた当該各電極の移動の様子を説明する図である。
【図８】実施の形態１に係る振動体の他の構造例を示す構造図（断面図）である。
【図９】実施の形態２に係る流体強制流通装置の概略構成を示す概略構成図である。
【図１０】実施の形態２に係る流体強制流通装置の制御系の要部構成を示す図である。
【図１１】実施の形態２に係る２つの振動体に対し図５に示した方形波の交流電圧を供給した場合の当該各振動体のフレキシブル基板に配設された複数の電極の移動の様子を説明する図である。
【図１２】実施の形態２に係る流体強制流通装置の応用例を示す図である。
【図１３】図１２に示した流体強制流通装置が適用される一例の構成を示す概略図である。
【図１４】図１３のヒートシンクを同図中矢印Ｂの方向から見た様子に加えて、電気的な概略構成を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１〜８，１ａ〜８ｂ，１ａ〜８ｂ，＃１〜＃４ 電極
１１，１２ 電位板
２０ 振動体
２１ フレキシブル基板
２１ａ フレキシブル基板の一方の面
２１ｂ フレキシブル基板の他方の面
３１ａ，３１ｂ コーティング
４１、４１ａ，４１ｂ ４２ａ，４２ｂ，４３，４４ａ，４４ｂ パターン配線
４２ｃ，４４ｃ スルーホール
５１〜５４，６１〜６４ 端子
６０，１４０ 電源部
７０，１５０ 制御部
１１０，１２０ 第１の電位板
１３０ 第２の電位板
２１０ 第１の振動体
２２０ 第２の振動体
ＡＣ１〜ＡＣ４ 交流電源
Ｈ１−１〜Ｈ１−Ｎ フィン（第１の電位板）
Ｈ２ 電位板（第２の電位板）
Ｈ３ａ 第１の振動体
Ｈ３ａ 第２の振動体
Ｈ１０ ヒートシンク
Ｈ２０ 発熱部品
ｓｗ１〜ｓｗ４ スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向する２つの電位板の間の流体を強制的に流通させる流体強制流通装置および流体の強制流通方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータなどのコンピュータや電源装置など電子装置には、ＣＰＵ（中央演算処理装置）などの演算処理チップ、トランジスタなどの半導体素子など発熱する部品が含まれている。
【０００３】
これらの電子装置には、発熱部品に密着させたヒートシンク（放熱板）によって当該発熱部品から伝達される熱を放熱するとともに、ファンを使用してその放熱された熱により暖められた空気を外部へ流通（排出）させることにより当該ヒートシンクを冷却することで、当該発熱部品を冷却するようにしたものがある。
【０００４】
なお、ヒートシンクを用いた電子装置の冷却機構に関する技術として、例えば特開２００６−８５４２２号公報に記載のものがある。
【特許文献１】特開２００６−８５４２２号公報
【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、ヒートシンクとファンを使用した上述した従来技術では、そのファンから発せられる音（モータ音、風切音）による騒音とファンを設置するスペースが必要であるという問題があった。
【０００６】
また、放熱フィンの間隔を狭くして、放熱フィンの数を多くすることで、放熱効率を向上させることが可能となるが、放熱フィン間の間隔が狭くなると、その隙間の空気（放熱された熱により暖められた空気）が流通し難くなり、その隙間に滞留することになる。そのため、この場合は、放熱された熱により暖められ滞留した空気を大型のファンにより強制的に外部へ排出させる構造にする必要がある。しかし、ファンが大型化になるにつれて、そのファンから発せられるモータ音や風切音も大きくなり、電子装置からは、常にこれらの音（による騒音）が発生するという問題がある。
【０００７】
これと同時に、ファンの大型化に伴って、その設置スペースも多く必要とし、電子装置の小型化を図ることは困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は、ファンを使用することなく電位板間の流体を強制的に所定の方向へ流通させることのできる流体強制流通装置および流体の強制流通方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の流体強制流通装置は、各々異なる値の電位が与えられる対向する２つの電位板と、前記２つの電位板間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された振動体と、前記複数の電極のそれぞれに対し所定の極性の電位が所定のタイミングで与えられるように制御する制御手段と、を有し、前記２つの電位板と前記振動体に配設された複数の電極との間で発生する静電気力により当該振動体を振動させる、ことを特徴とする。
【００１０】
これにより、静電気力により複数の電極が対向する２つの電位板のうち何れかの電位板の方向へ移動するのに伴って、振動体を振動させることができるので、ファンを使用することなく電位板間の流体を強制的に所定の方向へ流通させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の発明において、前記２つの電位板においては、一方の電位板には負極性または正極性の電位が与えられ、他方の電位板には当該一方の電位板に与えられる電位の極性とは異なる極性の電位または零電位が与えられる、ことを特徴とする。
【００１２】
これにより、対向する２つの電位板の間に確実に所定の電位差を発生させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記振動体は、フレキシブル基板を有し、このフレキシブル基板に前記複数の電極が前記所定の流通方向と同一の方向に配設されている、ことを特徴とする。
【００１４】
これにより、静電気力により複数の電極が対向する２つの電位板のうち何れかの電位板の方向へ移動するのに伴って、フレキシブル基板を振動させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、前記２つの電位板における前記振動体と対向する側または前記振動体に配設された複数の電極に対し絶縁性に関わるコーティング処理が施されている、ことを特徴とする。
【００１６】
これにより、電位板と振動体に配設された複数の電極との間での絶縁性を確保することができる。
【００１７】
請求項５に記載の本発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、前記複数の電極は、３以上の電極毎にグループ化され、１以上のグループに対応する複数の電極であり、前記制御手段は、各々のグループ内の複数の電極のそれぞれに対し互いに位相の異なる交流電圧が付与されるように制御する、ことを特徴とする。
【００１８】
これにより、静電気力により１以上のグループに対応する複数の電極のそれぞれが順次対向する２つの電位板のうち何れかの電位板の方向へ移動するのに伴って、振動体を周期性をもって振動させることができる。
【００１９】
請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の発明において、前記制御手段は、前記振動体に複数のグループに対応する複数の電極が配設されている場合は、各々のグループ内における複数の電極に対し、グループ内の電極の並び順における同一順位の電極に対しては同相の交流電圧が付与されるように制御する、ことを特徴とする。
【００２０】
これにより、振動体の所定の流通方向の長さを一定とした場合、静電気力により複数のグループに対応する複数の電極のそれぞれが順次対向する２つの電位板のうち何れかの電位板の方向へ移動するのに伴って、振動体を短い周期をもって振動させることができる。
【００２１】
請求項７に記載の本発明の流体強制流通装置は、各々が零電位が与えられる対向する２つの第１の電位板と、前記２つの電位板間に介在し正極性または負極性の電位が与えられる第２の電位板と、前記２つの第１の電位板のうちの一方の第１の電位板と前記第２の電位板との間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された第１の振動体と、前記２つの第１の電位板のうちの他方の第１の電位板と前記第２の電位板との間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された第２の振動体と、前記第１の振動体および前記第２の振動体のそれぞれに配設された複数の電極のそれぞれに対し所定の極性の電位が所定のタイミングで与えられるように制御する制御手段と、を有し、前記一方の第１の電位板および前記第２の電位板と前記第１の振動体に配設された複数の電極との間で発生する静電気力により当該第１の振動体を振動させるとともに、前記他方の第１の電位板および前記第２の電位板と前記第２の振動体との間で発生する静電気力により当該第２の振動体を振動させる、ことを特徴とする。
【００２２】
これにより、静電気力により複数の電極が一方の第１の電位板または第２の電位板の方向へ移動するのに伴って、第１の振動体を振動させることができるとともに、静電気力により複数の電極が他方の第１の電位板または第２の電位板の方向へ移動するのに伴って、第２の振動体を振動させることができるので、ファンを使用することなく電位板間の流体を強制的に所定の方向へ流通させることができる。
【００２３】
請求項８に記載の本発明の流体の強制流通方法は、各々異なる値の電位が与えられる対向する２つの電位板の間に所定の電位差を発生させるとともに、当該２つの電位板間に介在しこれらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された振動体に対し所定の交流電圧を与え、前記２つの電位板間に所定の電位差が発生している状態で前記複数の電極に前記所定の交流電圧が与えられたことに起因して発生する静電気力により当該振動体を振動させ、当該２つの電位板間の流体を前記所定の流通方向に強制的に流通させる、ことを特徴とする。
【００２４】
これにより、静電気力により複数の電極が対向する２つの電位板のうち何れかの電位板の方向へ移動するのに伴って、振動体を振動させることができるので、ファンを使用することなく電位板間の流体を強制的に所定の方向へ流通させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の流体強制流通装置および流体の強制流通方法によれば、静電気力により複数の電極が対向する２つの電位板のうち何れかの電位板の方向へ移動するのに伴って、振動体を振動させることができるので、ファンを使用することなく電位板間の流体を強制的に所定の方向へ流通させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の構成要素には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００２７】
（実施の形態１）
【００２８】
図１は、本発明に係る流体強制流通装置の原理を説明する図を示している。
【００２９】
流体強制流通装置は、図１に示すように、各々異なる値の電位が与えられる対向する２つの電位板１１，１２と、２つの電位板間１１，１２に介在し、これらの電位板間の流体例えば気体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極（これの詳細については後述する）が配設された振動体２０と、を有している。
【００３０】
２つの電位板１１，１２は導電性の材質例えば銅やアルミニウムなど金属で形成され、電位板１１と電位板１２との間隔（離間距離）Ｌは、当該流体強制流通装置の用途に応じて１０［μｍ］〜３［ｍｍ］になるように設定される。
【００３１】
２つの電位板１１，１２においては、一方の電位板例えば電位板１１には負極性または正極性の電位が与えられ、他方の電位板例えば電位板１２には当該一方の電位板１１に与えられる電位の極性とは異なる極性の電位または零電位が与えられる。
【００３２】
振動体２０に配設される上記複数の電極（詳細については後述する）のそれぞれに対し、後述する制御部の制御の下、所定の極性の電位が所定のタイミングで与えられるようになっている。
【００３３】
本発明では、２つの電位板１１，１２間に所定の電位差が発生している状態で振動体２０に配設された上記複数の電極に所定の電位が与えられたことに起因して発生する静電気力により、当該複数の電極を対向する２つの電位板１１，１２のうち何れかの電位板の方向へ移動させ、当該振動体２０を振動させるようにしている。このようにして振動体２０を振動させることにより、当該２つの電位板１１，１２間の流体例えば気体を例えば図中矢印Ａで示される所定の流通方向に強制的に流通させるようにしている。
【００３４】
ちなみに、電位板１１，１２間の所定の電位差は、電位板１１と電位板１２との離間距離Ｌおよび当該流体強制流通装置が適用されるシステムなどの条件に応じて、例えば数十［Ｖ］〜数千［Ｖ］になるように設定される。
【００３５】
振動体２０は、その長手方向（所定の流通方向）に沿って弛んだ状態で、その両端部２０ａ，２０ｂが固定されるようになっている。すなわち、振動体２０を電位板１１と電位板１２との略中間に配置した場合に、静電気力により当該振動体２０に配設された複数の電極が電位板１１または電位板１２へ近接すべく移動可能なように、振動体２０の端部２０ａおよび端部２０ｂが固定される。
【００３６】
また、振動体２０は、図２に示すように、フレキシブル基板２１を有し、このフレキシブル基板２１の一方の面２１ａに複数の電極１ａ〜８ａが、また他方の面２１ｂに複数の電極１ｂ〜８ｂがそれぞれ配設されている。そして、一方の面２１ａに配設された複数の電極１ａ〜８ａおよび他方の面２１ｂに配設された複数の電極１ｂ〜８ｂが、２つの電位板１１，１２間の流体例えば気体の所定の流通方向と同一の方向に配置されるように、当該振動体２０が配設される。
【００３７】
ここで、フレキシブル基板２１は、例えばポリイミドで形成され、その厚さｔ１は例えば６〜７［μｍ］である。
【００３８】
複数の電極１ａ〜８ａおよび複数の電極１ｂ〜８ｂは、導電性を有する材質例えば銅箔（Ｃｕ箔）など金属箔あるいは導電性プラスチックで形成され、その厚さｔ２は例えば１〜８［μｍ］である。
【００３９】
このような複数の電極においては、例えば一方の面２１ａに配置された電極１ａと他方の面２１ｂに配置された電極１ｂとは、フレキシブル基板２１に形成されたスルーホール２１ｃを介して電気的に接続されている。この場合、電極１ａと電極１ｂとで１つの電極１が形成されたことになる。
【００４０】
同様に、一方の面２１ａに配置された電極２ａ〜８ａと他方の面２１ｂに配置された電極２ｂ〜８ｂとは、フレキシブル基板２１に形成されたスルーホールを介して電気的に接続されており、それぞれ１つの電極２〜８が形成されたことになる。
【００４１】
本実施の形態では、電極１〜８を、電極１〜４の４つの電極を有する第１のグループＧＲ１と電極５〜８の４つの電極を有する第２のグループＧＲ２とにグループ化している。
【００４２】
なお、１つのグループは３以上の電極を有していればよく、また、このような１以上のグループがフレキシブル基板２１に形成されていればよい。
【００４３】
すなわち、それぞれ所定数（ｍ）の電極を有する複数（ｋ）のグループをフレキシブル基板２１に形成する場合は、「ｍ×ｋ＝ｎ」を演算して得られる値ｎに応じた複数（ｎ）の電極をフレキシブル基板２１に配設する必要がある。
【００４４】
また、本実施の形態では、グループＧＲ１内の４つの電極１〜４を電極＃１〜＃４とし、またグループＧＲ２内の４つの電極５〜８も電極＃１〜＃４とする。
【００４５】
ところで、フレキシブル基板２１に配設された複数（ｎ）の電極１〜８、すなわち一方の面２１ａに配設された複数の電極１ａ〜８ａおよび他方の面２１ｂに配設された複数の電極１ｂ〜８ｂに対しては、図３に示すように、絶縁性に関わる例えばポリイミドによるコーティング３１，３２が施されている。
【００４６】
なお、本実施の形態では、複数の電極に対して絶縁性に関わるコーティング処理を施すようにしているが、本発明はこれに限定されることなく、２つの電位板１１，１２における振動体２０と対向する側に当該コーティング処理を施すようにしてもよい。すなわち、振動体２０が振動することに起因して当該振動体２０の一部が電位板１１または電位板１２に近接した場合に、複数の電極と２つの電位板１１，１２との間での絶縁性が確保されるようになっていればよい。
【００４７】
図４は、流体強制流通装置の制御系の要部図を示している。
【００４８】
図４において、フレキシブル基板２１は、図２に示すフレキシブル基板２１の一方の面２１ａ側から見た状態を示している。
【００４９】
図４に示すように、グループＧＲ１の電極１ａ（電極＃１）とグループＧＲ２の電極５ａ（電極＃１）とは、フレキシブル基板２１の一方の面２１ａに設けられたパターン配線４１によって電気的に接続されているとともに端子５１と電気的に接続されている。
【００５０】
グループＧＲ１の電極３ａ（電極＃３）とグループＧＲ２の電極７ａ（電極＃３）とは、フレキシブル基板２１の一方の面２１ａに設けられたパターン配線４３によって電気的に接続されているとともに端子５３と電気的に接続されている。
【００５１】
グループＧＲ１の電極２ａ（電極＃２）とグループＧＲ２の電極６ａ（電極＃２）とは、フレキシブル基板２１の一方の面２１ａに設けられたパターン配線４２ａ、フレキシブル基板２１に設けられたスルーホール４２ｃ、およびフレキシブル基板２１の他方の面２１ｂに設けられたパターン配線４２ｂによって電気的に接続されているとともに端子５２と電気的に接続されている。なお、パターン配線４２ａとパターン配線４２ｂとはスルーホール４２ｃを介して電気的に接続されている。
【００５２】
グループＧＲ１の電極４ａ（電極＃４）とグループＧＲ２の電極８ａ（電極＃４）とは、フレキシブル基板２１の一方の面２１ａに設けられたパターン配線４４ａ、フレキシブル基板２１に設けられたスルーホール４４ｃ、およびフレキシブル基板２１の他方の面２１ｂに設けられたパターン配線４４ｂによって電気的に接続されているとともに端子５４と電気的に接続されている。なお、パターン配線４４ａとパターン配線４４ｂとはスルーホール４４ｃを介して電気的に接続されている。
【００５３】
また、図４において、電源部６０は、振動体２０に設けられた複数の電極に所定の電位（電圧）を供給するものであり、電極＃１に対し所定の電位（交流電圧）を供給する交流電源ＡＣ１と、電極＃２に対し所定の電位（交流電圧）を供給する交流電源ＡＣ２と、電極＃３に対し所定の電位（交流電圧）を供給する交流電源ＡＣ３と、電極＃４に対し所定の電位（交流電圧）を供給する交流電源ＡＣ４と、交流電源ＡＣ１〜ＡＣ４に対応しオン・オフするスイッチｓｗ１〜ｓｗ４と、スイッチｓｗ１〜ｓｗ４がオンのときに該当する交流電源からの電位（交流電圧）が出力される端子６１〜６４とを、備えている。
【００５４】
振動体２０（フレキシブル２１）の端子５１〜５４と電源部６０の端子６１〜６４とは例えばフレキシブルケーブル６５を介して電気的に接続されている。
【００５５】
制御部７０は、スイッチｓｗ１〜ｓｗ４のオンオフを制御するとともに、複数の電極１〜８詳しくは電極＃１〜＃４のそれぞれに対し所定の極性の電位つまり交流電圧が所定のタイミングで与えられるように制御する。
【００５６】
制御部７０は、図５に示すように、振動体２０つまりフレキシブル基板２１に形成された複数のグループＧＲ１，ＧＲ２に対応する複数の電極＃１〜＃４に、所定の周波数の方形波の交流電圧が印加されるように制御する。すなわち、制御部７０は振動体２０を４相駆動により振動させる。
【００５７】
ここで、図５において、（ａ）はグループＧＲ１，ＧＲ２内の電極＃１に印加される交流電圧（印加電圧）の波形を示し、（ｂ）はグループＧＲ１，ＧＲ２内の電極＃２に印加される交流電圧（印加電圧）波形を示し、（ｃ）はグループＧＲ１，ＧＲ２内の電極＃３に印加される交流電圧（印加電圧）波形を示し、（ｄ）はグループＧＲ１，ＧＲ２内の電極＃４に印加されるの交流電圧（印加電圧）波形を示している。
【００５８】
さて、制御部７０は、電極＃１に対しては図５（ａ）に示すように方形波の交流電圧Ｖ１が、電極＃２に対しては図５（ｂ）に示すように交流電圧Ｖ１よりも位相がπ／２異なる方形波の交流電圧Ｖ２が、電極＃３に対しては図５（ｃ）に示すように交流電圧Ｖ２よりも位相がπ／２異なる方形波の交流電圧Ｖ３が、電極＃４に対しては図５（ｄ）に示すように交流電圧Ｖ３よりも位相がπ／２異なる方形波の交流電圧Ｖ４が、それぞれ印加されるように制御する。
【００５９】
すなわち、制御部７０は、上述したようにグループ内の複数の電極＃１〜＃４のそれぞれに対し互いに位相の異なる（互いに位相がπ／２異なる）交流電圧が印加されるように制御する。
【００６０】
また、制御部７０は、振動体２０つまりフレキシブル基板２１に複数のグループＧＲ１，ＧＲ２に対応する複数の電極＃１〜＃４が配設されている場合は、各々のグループ内における複数の電極＃１〜＃４に対し、グループ内の電極の並び順（電極＃１、電極＃２、電極＃３、電極＃４）における同一順位の電極に対しては同相の交流電圧が印加されるように制御する。
【００６１】
なお、電極＃１〜＃４に印加される交流電圧の周波数を高くした場合には、静電気力による当該複数の電極の繰り返しの移動動作が速くなり、これに伴って振動体２０の振動も速くなる。
【００６２】
図６は、２つの電位板１１，１２間に介在する振動体２０つまりフレキシブル基板２１に、上述したような複数の電極＃１〜＃４を有する４つのグループＧＲ１〜ＧＲ４が形成された場合の流体強制流通装置の概略構成図を示している。この場合、振動体２０は、図２〜図４に示した例の構成と同様の構成になっている。
【００６３】
なお、図６に示す振動体２０においては、説明の都合上、フレキシブル基板２１を省略し、４つのグループＧＲ１〜ＧＲ４に対応する複数の電極＃１〜＃４を記載している。
【００６４】
電位板１１には負極性の電位（電圧）Ｅ１が与えられ、一方、電位板１２には正極性の電位（電圧）Ｅ２が与えられる。振動体２０の各電極＃１〜＃４には図５に示す各電極に対応する交流電圧Ｖ１〜Ｖ４が印加されるものとする。
【００６５】
このような前提条件の下、図６に示した流体強制流通装置において、２つの電位板１１，１２間に所定の電位差が発生している状態で、振動体２０のグループＧＲ１〜ＧＲ４に対応する複数の電極＃１〜＃４に図５に示すような方形波の交流電圧が印加されたことに起因して発生する静電気力により、当該振動体２０が振動する様子について、図７を参照して説明する。
【００６６】
図７は、グループＧＲ１〜ＧＲ４内の電極＃１〜＃４にこれらの電極に対応する交流電源からの１周期分の交流電圧が印加された場合の、静電気力に応じた当該各電極の移動の様子を示している。
【００６７】
なお、図７においてはグループＧＲ１〜ＧＲ４内の電極＃１〜＃４の表示については省略しているが、これら電極＃１〜＃４は図６に示した構成（電極並び）と同様になっている。
【００６８】
また、図５（ａ）〜（ｄ）の各交流電圧波形において、時点ｔ０〜時点ｔ１を時間Ｔ１、時点ｔ１〜時点ｔ２を時間Ｔ２、時点ｔ２〜時点ｔ３を時間Ｔ３、さらに時点ｔ３〜時点ｔ４を時間Ｔ４とする。
【００６９】
最初に、時間Ｔ１においては、図５（ａ）、（ｄ）に示すように、電極＃１および電極＃４にはそれぞれ正極性の電圧Ｖ１および電圧Ｖ４が印加され、また図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、電極＃２および電極＃３には負極性の電圧Ｖ２および電圧Ｖ３が印加される。
【００７０】
そして、グループＧＲ１内の電極＃１〜＃４は、負極性の電位が与えられている電位板１１または正極性の電位が与えられている電位板１２との間の静電気力により、電位板１１または電位板１２に向けて移動する。
【００７１】
すなわち、グループＧＲ１内の電極＃１〜＃４においては、図７（ａ）に示すように、正極性の電圧が印加された電極＃１および電極＃４は、負極性の電位が与えられている電位板１１に向けて移動し、一方、負極性の電圧が印加された電極＃２および電極＃３は、正極性の電位が与えられている電位板１２に向けて移動する。
【００７２】
なお、グループＧＲ２〜４内の電極＃１〜＃４についても、これらの電極と電位板１１，１２との間の静電気力により、ループＧＲ１内の電極＃１〜＃４の場合と同様の移動が行われる。
【００７３】
次に、時間Ｔ２においては、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、電極＃１および電極＃２にはそれぞれ正極性の電圧Ｖ１および電圧Ｖ２が印加され、また図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、電極＃３および電極＃４には負極性の電圧Ｖ３および電圧Ｖ４が印加される。
【００７４】
そのため、図７（ａ）に示す状態のグループＧＲ１内の電極＃１〜＃４においては、図７（ｂ）に示すように、時間Ｔ１中に負極性の電圧Ｖ２が印加されていた電極＃２には正極性の電圧Ｖ２が印加されることになるので、この電極＃２は負極性の電位が与えられている電位板１１に向けて移動することになる。
【００７５】
また、時間Ｔ１中に正極性の電圧Ｖ４が印加されていた電極＃４には負極性の電圧Ｖ４が印加されることになるので、この電極＃４は正極性の電位が与えられている電位板１２に向けて移動することになる。
【００７６】
なお、電極＃１および電極＃３には時間Ｔ１時に印加されていた電圧の極性と同一の極性の電圧が印加されているので、当該電極＃１および電極＃３は、そのままの状態になっている。
【００７７】
この場合も、グループＧＲ２〜４内の電極＃１〜＃４は、これらの電極と電位板１１，１２との間の静電気力により、ループＧＲ１内の電極＃１〜＃４の場合と同様の移動が行われる。
【００７８】
続いて、時間Ｔ３においては、図５（ａ）、（ｄ）に示すように、電極＃１および電極＃４にはそれぞれ負極性の電圧Ｖ１および電圧Ｖ４が印加され、また図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、電極＃２および電極＃３には負極性の電圧Ｖ２および電圧Ｖ３が印加される。
【００７９】
そのため、図７（ｂ）に示す状態のグループＧＲ１内の電極＃１〜＃４においては、図７（ｃ）に示すように、時間Ｔ２中に正極性の電圧Ｖ１が印加されていた電極＃１には負極性の電圧Ｖ１が印加されることになるので、この電極＃１は正極性の電位が与えられている電位板１２に向けて移動することになる。
【００８０】
また、時間Ｔ２中に負極性の電圧Ｖ３が印加されていた電極＃３には正極性の電圧Ｖ３が印加されることになるので、この電極＃３は負極性の電位が与えられている電位板１１に向けて移動することになる。
【００８１】
なお、電極＃２および電極＃４には時間Ｔ２時に印加されていた電圧の極性と同一の極性の電圧が印加されているので、当該電極＃２および電極＃４は、そのままの状態になっている。
【００８２】
この場合も、グループＧＲ２〜４内の電極＃１〜＃４は、これらの電極と電位板１１，１２との間の静電気力により、ループＧＲ１内の電極＃１〜＃４の場合と同様の移動が行われる。
【００８３】
さらに、時間Ｔ４においては、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、電極＃１および電極＃２にはそれぞれ負極性の電圧Ｖ１および電圧Ｖ２が印加され、また図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、電極＃３および電極＃４には正極性の電圧Ｖ３および電圧Ｖ４が印加される。
【００８４】
そのため、図７（ｃ）に示す状態のグループＧＲ１内の電極＃１〜＃４においては、図７（ｄ）に示すように、時間Ｔ３中に正極性の電圧Ｖ２が印加されていた電極＃２には負極性の電圧Ｖ２が印加されることになるので、この電極＃２は正極性の電位が与えられている電位板１２に向けて移動することになる。
【００８５】
また、時間Ｔ３中に負極性の電圧Ｖ４が印加されていた電極＃４には正極性の電圧Ｖ４が印加されることになるので、この電極＃４は負極性の電位が与えられている電位板１１に向けて移動することになる。
【００８６】
なお、電極＃１および電極＃３には時間Ｔ３時に印加されていた電圧の極性と同一の極性の電圧が印加されているので、当該電極＃２および電極＃４は、そのままの状態になっている。
【００８７】
この場合も、グループＧＲ２〜４内の電極＃１〜＃４は、これらの電極と電位板１１，１２との間の静電気力により、ループＧＲ１内の電極＃１〜＃４の場合と同様の移動が行われる。
【００８８】
以上説明したように、１周期分の方形波の交流電圧がグループＧＲ１〜ＧＲ４内の電極＃１〜＃４に印加されることにより、これらの電極＃１〜＃４は、図７（ａ）に示す状態、図７（ｂ）に示す状態、図７（ｃ）に示す状態および図７（ｄ）に示す状態の４つの状態に順次遷移する。そして、次の１周期分についても、前述した４つの状態に順次遷移することになる。
【００８９】
これにより、電位板１１と電位板１２との間の気体は、各グループＧＲ１〜ＧＲ４の電極＃１側から電極＃２側に、次に電極＃２側から電極＃３側に、さらに電極＃３側から電極＃４側に向けて流通されることとなる。
【００９０】
なお、本実施の形態では、振動体２０において複数の電極はフレキシブル基板２１の一方の面２１ａおよび他方の面２１ｂの両面に配設するようにしているが、本発明はこれに限定されることなく、複数の電極はフレキシブル基板２１の両面のうち何れか一方の面に配設するようにしてもよい。
【００９１】
すなわち、振動体２０は、図８に示すように、例えばフレキシブル基板２１の一方の面２１ａに、複数のグループ例えば２つのグループＧＲ１，ＧＲ２に対応する複数の電極＃１〜＃４を配設するようにしてもよい。
【００９２】
また、本実施の形態では、電位板１１には負極性の電位が与えられ、電位板１２には正極性の電位が与えられるようになっているが、本発明はこれに限定されることなく、次のようにしてもよい。
【００９３】
（１）すなわち、電位板１１には正極性の電位を与え、電位板１２には負極性の電位を与えるようにしてもよい。つまり、電位板１１には正極性または負極性の電位を与え、電位板１２には電位板１１に与えられた電位の極性とは反対の極性の電位を与えるようにしてもよい。
【００９４】
（２）また、電位板１１および電位板１２の何れかの電位板には正極性または負極性の電位を与え、他方の電位板には零電位（グランドレベル）を与えるようにしてもよい。
【００９５】
（３）さらに、電位板１１および電位板１２には、電位板１１と電位板１２との間で電位差が発生するような、同極性の電位を与えるようにしてもよい。
【００９６】
ただし、２つの電位板１１，１２と複数の電極＃１〜＃４との間で確実に静電気力を発生させるという観点から最も好ましいのは、上記（１）の場合の電位の与え方である。次に好ましいのは上記（２）の場合の電位の与え方である。
【００９７】
さらに、本実施の形態では、各グループ内の電極＃１〜＃４に印加される印加電圧としての交流電圧は方形波の交流電圧としているが、本発明はこれに限定されることなく、その印加電圧は正弦波の交流電圧とするようにしてもよい。
【００９８】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、正極性または負極性の電位が与えられる電位板１１およびこの電位板１１に与えられる電位の極性とは反対の極性の電位が与えられる電位板１２、または、正極性または負極性の電位が与えられる電位板１１，１２のうち一方の電位板および零電位が与えられる他方の電位板と、交流電圧が供給される振動体２０（のフレキブル基板２１）に配設された複数の電極＃１〜＃４との間で発生する静電気力により、当該複数の電極＃１〜＃４が２つの電位板１１，１２のうち何れかの電位板の方向へ移動するのに伴って、振動体２０を振動させることができる。
【００９９】
このように振動体２０が振動することにより、ファンを使用することなく電位板間の気体（流体）を強制的に所定の方向へ流通させることができる。これにより、電位板間の暖められた気体（空気）を速やかに当該電位板外へ排出させることができる。
【０１００】
（実施の形態２）
【０１０１】
図９は、実施の形態２に係る流体強制流通装置の概略構成図を示している。
【０１０２】
この流体強制流通装置は、２つの第１の電位板１１０，１２０と、第２の電位板１３０と、第１の振動体２１０と、第２の振動体２２０と、電源部１４０と、制御部１５０とを備えている。
【０１０３】
２つの第１の電位板１１０，１２０は、導電性の材質例えば銅やアルミニウムなど金属で形成され、互いに対向し各々が零電位が与えられる。
【０１０４】
第２の電位板１３０は、導電性の材質例えば銅やアルミニウムなど金属で形成され、２つの電位板１１０，１２０間に介在し正極性または負極性の電位が与えられる。本実施の形態では、電位板１３０には正極性の電位Ｅ３が与えられるものとする。
【０１０５】
第２の電位板１３０が第１の電位板１１０，１２０間に介在した場合、第２の電位板１３０と電位板１１０および電位板１２０のそれぞれとの間隔（離間距離）Ｌは、当該流体強制流通装置の用途に応じて１０［μｍ］〜３［ｍｍ］になるように設定される。
【０１０６】
第１の振動体２１０は、２つの第１の電位板１１０，１２０のうちの一方の第１の電位板例えば電位板１１０と第２の電位板１３０との間に介在し、これらの電位板間の流体例えば気体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設されている。
【０１０７】
第２の振動体２２０は、２つの第１の電位板１１０，１２０のうちの他方の第１の電位板例えば電位板１２０と第２の電位板との間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設されている。
【０１０８】
なお、振動体２１０および振動体２２０は、上述した実施の形態１の振動体２０と同様の構成および機能を有している（図２〜図４参照）ので、ここではその詳細な説明は省略する。
【０１０９】
電源部１４０は、第１の振動体２１０および第２の振動体２２０のそれぞれに設けられた複数の電極に所定の電位（交流電圧）を供給する。すなわち、電源部１４０は、上述した実施の形態１の電源部６０と同様の構成および機能を有している。
【０１１０】
制御部１５０は、第１の振動体２１０および第２の振動体２２０のそれぞれに配設された複数の電極のそれぞれに対し所定の極性の電位（交流電圧）が所定のタイミングで与えられるように制御する。すなわち、制御部１５０は、上述した実施の形態１の制御部７０と同様の制御機能を有している（図５参照）。
【０１１１】
本実施の形態では、振動体２１０および振動体２２０に対し、図１０に示すように、単数の制御部１５０の制御に従って作動する共通の電源部１４０から所定の交流電圧が供給されるようになっている。
【０１１２】
すなわち、振動体２１０の端子と振動体２２０の端子とが電気的に並列に接続された場合の共通の端子２０１〜２０４と、電源部１４０の各交流電源ＡＣ１〜ＡＣ４に対応する端子１４１〜１４４とを、例えばフレキシブルケーブル１４５などで電気的に接続するようにする。
【０１１３】
勿論、振動体２１０および振動体２２０それぞれに対応して、電源部１４０および制御部１５０を設け、各振動体に対し、対応する制御部１５０の制御に従って作動する電源部１４０から所定の交流電圧が供給されるようにしてもよい。
【０１１４】
さて、図１０に示すような状態で交流電圧が供給される図９に示す振動体２１０，２２０に対し、図５に示した方形波の交流電圧を供給した場合の当該各振動体すなわちフレキシブル基板に配設された複数の電極＃１〜＃４の移動について、図１１を参照して説明する。ここでは、図５に示した方形波の交流電圧の期間Ｔ１のみについて説明する。
【０１１５】
図１１に示すように、正極性の電圧が供給された電極は、グランド（ＧＮＤ）レベルの電位板１１０または電位板１２０に向けて移動する。例えば振動体２１０では、電極＃１，＃４が電位板１１０に向けて移動し、振動体２２０では、電極＃１，＃４が電位板１２０に向けて移動する。
【０１１６】
一方、負極性の電圧が供給された電極は、正極性の電圧が供給されている電位板１３０に向けて移動する。例えば振動体２１０および振動体２２０では、電極＃２，＃３が電位板１３０に向けて移動する。
【０１１７】
図１２は、流体強制流通装置の応用例を示している。
【０１１８】
図１２に示す例では、図９に示した構造、すなわち、２つの第１の電位板１１０，１２０と、これらの電位板１１０，１２０間に介在する第２の電位板１３０と、電位板１１０と第２の電位板１３０との間に介在する第１の振動体２１０と、電位板１２０と第２の電位板との間に介在する第２の振動体２２０とを有する構造を、複数配置した構造となっている。因みに図１２に示す例では、図９に示した構造が４つ配置されている。
【０１１９】
この図１２に示す流体強制流通装置においても、図１１を参照して説明したように、振動体２１０，２２０に印加される方形波の交流電圧に応じて当該各振動体に配設されている複数の電極が所定の電位板に向けて移動する。
【０１２０】
これにより一方の第１の電位板１１０と第２の電位板１３０との間および他方の第１の電位板１２０と第２の電位板１３０との間に所定の電位差が発生している状態で、第１の振動体２１０および第２の振動体２２０のそれぞれに配設された複数のグループに対応する複数の電極＃１〜＃４に所定の電位（交流電圧）が与えられたことに起因して発生する静電気力により、当該第１の振動体２１０および当該第２の振動体２２０を振動させ、一方の第１の電位板１１０と第２の電位板１２０間および他方の第１の電位板１２０と第２の電位板１３０間の流体例えば気体（所定の温度に達した空気）を所定の流通方向に強制的に流通させることができる。
【０１２１】
図１３は、図１２に示した流体強制流通装置が適用される一例の概略図を示している。
【０１２２】
図１３において、ヒートシンク（放熱板）Ｈ１０は、パーソナルコンピュータなどのコンピュータや電源装置など電子装置に設けられる発熱する部品（発熱部品）Ｈ２０に密着して配設される。
【０１２３】
発熱部品Ｈ２０としては、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）などの演算処理チップ、トランジスタなどの半導体素子などが挙げられる。
【０１２４】
ヒートシンク（放熱板）Ｈ１０は、所定の間隔をもって複数（Ｎ）のフィンＨ１−１，Ｈ１−２，Ｈ１−３，Ｈ１−４，Ｈ１−Ｎが設けられている。
【０１２５】
対向する２つのフィン例えばフィンＨ１−１とフィンＨ１−２の間には所定の極性の電位が与えられる電位板Ｈ２が配置され、フィンＨ１−１と電位板Ｈ２との間には振動体Ｈ３ａが配置され、またフィンＨ１−２と電位板Ｈ２との間には振動体Ｈ３ｂが配置されている。
【０１２６】
電位板Ｈ２は、ヒートシンクＨ１０との間での絶縁が確保されるべく、ヒートシンクＨ１０から所定の距離離間して配設されている。
【０１２７】
振動体Ｈ３ａおよび振動体Ｈ３ｂは、上述した振動体２１０および振動体２２０と同様に、上述した実施の形態１の振動体２０と同様の構成および機能を有している（図２〜図４参照）。
【０１２８】
同様に、フィンＨ１−２とフィンＨ１−３との間、フィンＨ１−３とフィンＨ１−４との間においても、電位板Ｈ２および振動体Ｈ３ａ，Ｈ３ｂが配置されている。
【０１２９】
図１４は、図１３のヒートシンクＨ１０を同図中矢印Ｂの方向から見た様子に加えて、電気的な概略の構成を説明する図を示している。
【０１３０】
図１４に示すように、フィンＨ１−１〜Ｈ１−Ｎを含むヒートシンクＨ１０は、グランド（ＧＮＤ）レベルに設定されている。これらのフィンＨ１−１〜Ｈ１−Ｎにおいて、対向する２つのフィンが、例えばフィンＨ１−１およびフィンＨ１−２の場合は、前者が図９に示した第１の電位板１１０に相当し、後者が図９に示した第１の電位板１２０に相当する。また、対向する２つのフィンが、フィンＨ１−２およびフィンＨ１−３の場合は、前者が電位板１１０に相当し、後者が電位板１２０に相当する。他の対向する２つのフィンについても、前述のような関係がある。
【０１３１】
複数の電位板Ｈ２は、図９に示した第１の電位板１３０に相当し、正極性または負極性の電位が与えられる。ここでは、例えば正極性の電位が与えられるものとする。
【０１３２】
振動体Ｈ３ａは図９に示した振動体２１０に相当し、一方、振動体Ｈ３ｂは図９に示した振動体２２０に相当し、これらの振動体Ｈ３ａ、Ｈ３ｂに設けられた複数のグループ内の複数の電極＃１〜＃４には、制御部１５０（図１０参照）の制御に従って作動する電源部１４０（図１０参照）からの図５に示したような方形波の交流電圧が供給される。
【０１３３】
この場合、上記図１２を参照して説明したように、静電気力により振動体Ｈ３ａおよび振動体Ｈ３ｂを振動させ、一方のフィン（例えばフィンＨ１−１）と電位板Ｈ２間および他方のフィン（例えばフィンＨ１−２）と電位板Ｈ２間の流体例えば気体（所定の温度に達した空気）を所定の流通方向例えば図１４中矢印Ｃの方向に強制的に流通させることができる。
【０１３４】
以上説明したように、実施の形態２によれば、ヒートシンク（放熱板）に所定の電位（電圧）を与えることができない状態であっても、零電位レベルの対向する２つのフィン、正極性または負極性の電位が与えられる電位板Ｈ２、および交流電圧が印加される振動体Ｈ３ａ、Ｈ３ｂの複数の電極＃１〜＃４との間で発生する静電気力により、当該電極＃１〜＃４を、２つのフィンのうちの一方のフィンまたは電位板Ｈ２に向けて移動させることができ、これにより当該振動体Ｈ３ａおよび振動体Ｈ３ｂを振動させることができる。
【０１３５】
これにより、対向する２つのフィンのうちの一方のフィンと電位板Ｈ２間および他方のフィンと、これらのフィン間に介在する電位板の流体例えば気体（所定の温度に達した空気）を所定の流通方向に強制的に流通させることができる。そして、例えばフィン間の暖められた気体（空気）を速やかに当該ヒートシンク外へ排出させることができ、結果的に、発熱部品を効率よく冷却することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、発熱する部品を有し該部品を冷却する必要のある様々な装置、例えば空調機などに適用することができるものであり、上記実施の形態に示す装置の冷却に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明に係る流体強制流通装置の原理を説明する図である。
【図２】実施の形態１に係る振動体の構造を示す構造図（断面図）である。
【図３】図２に示した振動体にコーティング処理が施された状態の当該振動体の構造を示す構造図（断面図）である。
【図４】実施の形態１に係る流体強制流通装置の制御系の要部構成を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る振動体に配設される複数の電極に印加される交流電圧の波形を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る振動体のフレキシブル基板に複数の電極を有する複数のグループが形成された場合の流体強制流通装置の概略構成を示す概略構成図である。
【図７】図６に示した状態において、複数のグループ内の複数の電極にこれらの電極に対応する交流電源からの１周期分の交流電圧が印加された場合の、静電気力に応じた当該各電極の移動の様子を説明する図である。
【図８】実施の形態１に係る振動体の他の構造例を示す構造図（断面図）である。
【図９】実施の形態２に係る流体強制流通装置の概略構成を示す概略構成図である。
【図１０】実施の形態２に係る流体強制流通装置の制御系の要部構成を示す図である。
【図１１】実施の形態２に係る２つの振動体に対し図５に示した方形波の交流電圧を供給した場合の当該各振動体のフレキシブル基板に配設された複数の電極の移動の様子を説明する図である。
【図１２】実施の形態２に係る流体強制流通装置の応用例を示す図である。
【図１３】図１２に示した流体強制流通装置が適用される一例の構成を示す概略図である。
【図１４】図１３のヒートシンクを同図中矢印Ｂの方向から見た様子に加えて、電気的な概略構成を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１〜８，１ａ〜８ｂ，１ａ〜８ｂ，＃１〜＃４ 電極
１１，１２ 電位板
２０ 振動体
２１ フレキシブル基板
２１ａ フレキシブル基板の一方の面
２１ｂ フレキシブル基板の他方の面
３１ａ，３１ｂ コーティング
４１、４１ａ，４１ｂ ４２ａ，４２ｂ，４３，４４ａ，４４ｂ パターン配線
４２ｃ，４４ｃ スルーホール
５１〜５４，６１〜６４ 端子
６０，１４０ 電源部
７０，１５０ 制御部
１１０，１２０ 第１の電位板
１３０ 第２の電位板
２１０ 第１の振動体
２２０ 第２の振動体
ＡＣ１〜ＡＣ４ 交流電源
Ｈ１−１〜Ｈ１−Ｎ フィン（第１の電位板）
Ｈ２ 電位板（第２の電位板）
Ｈ３ａ 第１の振動体
Ｈ３ａ 第２の振動体
Ｈ１０ ヒートシンク
Ｈ２０ 発熱部品
ｓｗ１〜ｓｗ４ スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々異なる値の電位が与えられる対向する２つの電位板と、
前記２つの電位板間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された振動体と、
前記複数の電極のそれぞれに対し所定の極性の電位が所定のタイミングで与えられるように制御する制御手段と、
を有し、
前記２つの電位板と前記振動体に配設された複数の電極との間で発生する静電気力により当該振動体を振動させる、
ことを特徴とする流体強制流通装置。
【請求項２】
前記２つの電位板においては、一方の電位板には負極性または正極性の電位が与えられ、他方の電位板には当該一方の電位板に与えられる電位の極性とは異なる極性の電位または零電位が与えられる、
ことを特徴とする請求項１記載の流体強制流通装置。
【請求項３】
前記振動体は、
フレキシブル基板を有し、このフレキシブル基板に前記複数の電極が前記所定の流通方向と同一の方向に配設されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の流体強制流通装置。
【請求項４】
前記２つの電位板における前記振動体と対向する側または前記振動体に配設された複数の電極に対し絶縁性に関わるコーティング処理が施されている、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の流体強制流通装置。
【請求項５】
前記複数の電極は、
３以上の電極毎にグループ化され、１以上のグループに対応する複数の電極であり、
前記制御手段は、
各々のグループ内の複数の電極のそれぞれに対し互いに位相の異なる交流電圧が付与されるように制御する、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の流体強制流通装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記振動体に複数のグループに対応する複数の電極が配設されている場合は、各々のグループ内における複数の電極に対し、グループ内の電極の並び順における同一順位の電極に対しては同相の交流電圧が付与されるように制御する、
ことを特徴とする請求項５記載の流体強制流通装置。
【請求項７】
各々が零電位が与えられる対向する２つの第１の電位板と、
前記２つの電位板間に介在し正極性または負極性の電位が与えられる第２の電位板と、
前記２つの第１の電位板のうちの一方の第１の電位板と前記第２の電位板との間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された第１の振動体と、
前記２つの第１の電位板のうちの他方の第１の電位板と前記第２の電位板との間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された第２の振動体と、
前記第１の振動体および前記第２の振動体のそれぞれに配設された複数の電極のそれぞれに対し所定の極性の電位が所定のタイミングで与えられるように制御する制御手段と、
を有し、
前記一方の第１の電位板および前記第２の電位板と前記第１の振動体に配設された複数の電極との間で発生する静電気力により当該第１の振動体を振動させるとともに、前記他方の第１の電位板および前記第２の電位板と前記第２の振動体との間で発生する静電気力により当該第２の振動体を振動させる、
ことを特徴とする流体強制流通装置。
【請求項８】
各々異なる値の電位が与えられる対向する２つの電位板の間に所定の電位差を発生させるとともに、当該２つの電位板間に介在しこれらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された振動体に対し所定の交流電圧を与え、
前記２つの電位板間に所定の電位差が発生している状態で前記複数の電極に前記所定の交流電圧が与えられたことに起因して発生する静電気力により当該振動体を振動させ、当該２つの電位板間の流体を前記所定の流通方向に強制的に流通させる、
ことを特徴とする流体の強制流通方法。
【請求項１】
各々異なる値の電位が与えられる対向する２つの電位板と、
前記２つの電位板間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された振動体と、
前記複数の電極のそれぞれに対し所定の極性の電位が所定のタイミングで与えられるように制御する制御手段と、
を有し、
前記２つの電位板と前記振動体に配設された複数の電極との間で発生する静電気力により当該振動体を振動させる、
ことを特徴とする流体強制流通装置。
【請求項２】
前記２つの電位板においては、一方の電位板には負極性または正極性の電位が与えられ、他方の電位板には当該一方の電位板に与えられる電位の極性とは異なる極性の電位または零電位が与えられる、
ことを特徴とする請求項１記載の流体強制流通装置。
【請求項３】
前記振動体は、
フレキシブル基板を有し、このフレキシブル基板に前記複数の電極が前記所定の流通方向と同一の方向に配設されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の流体強制流通装置。
【請求項４】
前記２つの電位板における前記振動体と対向する側または前記振動体に配設された複数の電極に対し絶縁性に関わるコーティング処理が施されている、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の流体強制流通装置。
【請求項５】
前記複数の電極は、
３以上の電極毎にグループ化され、１以上のグループに対応する複数の電極であり、
前記制御手段は、
各々のグループ内の複数の電極のそれぞれに対し互いに位相の異なる交流電圧が付与されるように制御する、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の流体強制流通装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記振動体に複数のグループに対応する複数の電極が配設されている場合は、各々のグループ内における複数の電極に対し、グループ内の電極の並び順における同一順位の電極に対しては同相の交流電圧が付与されるように制御する、
ことを特徴とする請求項５記載の流体強制流通装置。
【請求項７】
各々が零電位が与えられる対向する２つの第１の電位板と、
前記２つの電位板間に介在し正極性または負極性の電位が与えられる第２の電位板と、
前記２つの第１の電位板のうちの一方の第１の電位板と前記第２の電位板との間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された第１の振動体と、
前記２つの第１の電位板のうちの他方の第１の電位板と前記第２の電位板との間に介在し、これらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された第２の振動体と、
前記第１の振動体および前記第２の振動体のそれぞれに配設された複数の電極のそれぞれに対し所定の極性の電位が所定のタイミングで与えられるように制御する制御手段と、
を有し、
前記一方の第１の電位板および前記第２の電位板と前記第１の振動体に配設された複数の電極との間で発生する静電気力により当該第１の振動体を振動させるとともに、前記他方の第１の電位板および前記第２の電位板と前記第２の振動体との間で発生する静電気力により当該第２の振動体を振動させる、
ことを特徴とする流体強制流通装置。
【請求項８】
各々異なる値の電位が与えられる対向する２つの電位板の間に所定の電位差を発生させるとともに、当該２つの電位板間に介在しこれらの電位板間の流体についての所定の流通方向と同一の方向に複数の電極が配設された振動体に対し所定の交流電圧を与え、
前記２つの電位板間に所定の電位差が発生している状態で前記複数の電極に前記所定の交流電圧が与えられたことに起因して発生する静電気力により当該振動体を振動させ、当該２つの電位板間の流体を前記所定の流通方向に強制的に流通させる、
ことを特徴とする流体の強制流通方法。
【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】
【公開番号】特開２００８−５７３８４（Ｐ２００８−５７３８４Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３３４９７（Ｐ２００６−２３３４９７）
【出願日】平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【出願人】（５０５２８５６１８）
【出願人】（５９９０６３４４６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【出願人】（５０５２８５６１８）
【出願人】（５９９０６３４４６）
【Ｆターム（参考）】
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