壓電微型鼓風(fēng)的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種振動(dòng)板的振動(dòng)難以泄漏到外部、且可減小能耗的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)。該壓電微型鼓風(fēng)機(jī)具有：內(nèi)殼體，該內(nèi)殼體固定具有壓電元件的振動(dòng)板的周?chē)?，并在與振動(dòng)板之間形成鼓風(fēng)機(jī)室；及外殼體，該外殼體以預(yù)定的間隙不接觸地覆蓋內(nèi)殼體的外側(cè)，利用外殼體通過(guò)多個(gè)聯(lián)結(jié)部彈性支承內(nèi)殼體。在與振動(dòng)板的中央部相對(duì)的內(nèi)殼體的頂板部形成第一開(kāi)口部，在與第一開(kāi)口部相對(duì)的外殼體的頂板部形成第二開(kāi)口部，在兩頂板部之間形成將從外部流入的流體通過(guò)兩殼體的間隙導(dǎo)入的中央空間。通過(guò)對(duì)振動(dòng)板以彎曲模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而將空氣吸入到中央空間，并從第二開(kāi)口部排出。聯(lián)結(jié)部抑制振動(dòng)板的振動(dòng)從內(nèi)殼體泄漏到外殼體，以減小能耗。
【專(zhuān)利說(shuō)明】壓電微型鼓風(fēng)機(jī)
[0001]本發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2009年6月I日、申請(qǐng)?zhí)枮?00980121188.2(國(guó)際申請(qǐng)?zhí)朠CT/JP2009/059951)、名稱(chēng)為“壓電微型鼓風(fēng)機(jī)”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]技術(shù)鄰域
[0003]本發(fā)明涉及一種適合于輸送空氣那樣的壓縮性流體的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0004]作為用于使便攜式電子設(shè)備的外殼內(nèi)部產(chǎn)生的熱量有效地發(fā)散、或用于提供燃料電池發(fā)電所需的氧氣的送風(fēng)用鼓風(fēng)機(jī)，已知有壓電微型鼓風(fēng)機(jī)。壓電微型鼓風(fēng)機(jī)是使用通過(guò)向壓電元件施加電壓從而彎曲變形的隔膜的一種泵，具有如下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可構(gòu)成小型和薄型，且功耗低。
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)I中提出了一種流動(dòng)產(chǎn)生裝置，該流動(dòng)產(chǎn)生裝置包括:基體，該基體具有充滿流體的加壓室；噴嘴板，該噴嘴板具有設(shè)置成面對(duì)加壓室的噴嘴；及振子，該振子具有開(kāi)口，且安裝于噴嘴板，使得噴嘴位于該開(kāi)口的大致中央，將噴嘴板和振子安裝于基體，并且將振子的諧振頻率附近的頻率的交流信號(hào)提供給該振子。在這種情況下，可省去逆止閥，通過(guò)以高頻驅(qū)動(dòng)振子從而可增大流量。專(zhuān)利文獻(xiàn)I的圖5的結(jié)構(gòu)中，采用如下結(jié)構(gòu):在噴嘴板的前方設(shè)置流入空氣室，從噴嘴噴出的氣流一邊將周?chē)目諝馐业目諝饩砣?，一邊從排出口排出?br>
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)2中披露了一種微型鼓風(fēng)機(jī),該微型鼓風(fēng)機(jī)包含吸引并噴射外部空氣的噴射單元、形成有將從噴射單元噴射出的空氣排出的排出口的蓋部、及與噴射單元結(jié)合的基底單元。專(zhuān)利文獻(xiàn)2的圖4中披露了如下結(jié)構(gòu):設(shè)置具有吸引孔和噴射孔的噴射板，包括磁性片的振動(dòng)板通過(guò)加壓室安裝于該噴射板的背后，利用線圈使磁性片振動(dòng)以從空腔產(chǎn)生噴射氣流，將位于噴射板前方的蓋空腔的空氣卷入并從排出口排出。
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)3中披露了如下結(jié)構(gòu)的氣流產(chǎn)生器:在不銹鋼制盤(pán)片的單面粘貼壓電元件以構(gòu)成超聲波驅(qū)動(dòng)體，在不銹鋼制盤(pán)片的另一面固定第一不銹鋼制膜體，在與該不銹鋼制膜體之間隔開(kāi)一定空洞來(lái)固定第二不銹鋼制膜體。
[0008]作為微型鼓風(fēng)機(jī)所要求的特性之一有高能效化。即，需要將所輸入的電能盡量不浪費(fèi)地轉(zhuǎn)換成空氣的噴射流量。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的情況下，由于由內(nèi)殼體和外殼體的雙重壁結(jié)構(gòu)構(gòu)成，因此成為內(nèi)殼體的振動(dòng)難以泄漏到外部的結(jié)構(gòu)，但由于連接內(nèi)殼體和外殼體的壁部為剛體，而且壁部在振子的振動(dòng)方向上延伸，因此振子的振動(dòng)容易通過(guò)該壁部從內(nèi)殼體傳播到外殼體。存在如下問(wèn)題:雖然外殼體固定于設(shè)備的外殼或基板等，但由于振子的振動(dòng)泄漏到外殼體，因而能耗變大，并且特性會(huì)由于外殼體和外殼的固定結(jié)構(gòu)而變動(dòng)。
[0009]在專(zhuān)利文獻(xiàn)2的情況下，振子通過(guò)容器本體安裝于噴射板，噴射板的外周部與外側(cè)的殼體固定。由于噴射板為不會(huì)隨著振子的振動(dòng)而振動(dòng)的那樣比較厚的板，因此振子的振動(dòng)會(huì)傳播到外側(cè)的殼體，與專(zhuān)利文獻(xiàn)I相同，能耗變大。
[0010]在專(zhuān)利文獻(xiàn)3的情況下，雖然將第二不銹鋼制膜體固定于外殼等，但由于第一不銹鋼制膜體和第二不銹鋼制膜體在外周部固定，因此超聲波驅(qū)動(dòng)體的振動(dòng)會(huì)原樣泄漏到外部，與專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2相比可認(rèn)為能耗更大。另外，還可能會(huì)因向外殼固定的結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致特性變動(dòng)。
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利特公昭64 - 2793號(hào)公報(bào)
[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利特開(kāi)2005 - 113918號(hào)公報(bào)
[0013]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本專(zhuān)利特表2006 - 522896號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]因此本發(fā)明的目的在于提供一種振動(dòng)板的振動(dòng)不易泄漏到外部、且可減小能耗的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)。
[0015]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種壓電微型鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于，包括:振動(dòng)板，該振動(dòng)板具有壓電元件；內(nèi)殼體，該內(nèi)殼體將所述振動(dòng)板的周?chē)潭ǎ⒃谂c振動(dòng)板之間形成鼓風(fēng)機(jī)室；第一開(kāi)口部，該第一開(kāi)口部設(shè)置在與所述振動(dòng)板的中央部相對(duì)的內(nèi)殼體的壁部；外殼體，該外殼體以預(yù)定的間隙不接觸地覆蓋所述內(nèi)殼體的外側(cè)；第二開(kāi)口部，該第二開(kāi)口部設(shè)置在與所述第一開(kāi)口部相對(duì)的外殼體的壁部；多個(gè)聯(lián)結(jié)部，該多個(gè)聯(lián)結(jié)部將所述內(nèi)殼體和外殼體之間進(jìn)行聯(lián)結(jié)，實(shí)質(zhì)上抑制從所述內(nèi)殼體向外殼體的振動(dòng)傳播；及中央空間，該中央空間形成在與所述振動(dòng)板相對(duì)的內(nèi)殼體的壁部、和與該內(nèi)殼體的壁部相對(duì)的外殼體的壁部之間，將從外部流入的流體通過(guò)所述間隙導(dǎo)入，且與所述第一開(kāi)口部及第二開(kāi)口部連通，通過(guò)對(duì)所述壓電元件施加預(yù)定頻率的電壓，對(duì)振動(dòng)板以彎曲模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而將壓縮性流體通過(guò)所述間隙吸入到中央空間，并從第二開(kāi)口部排出。
[0016]若對(duì)壓電元件施加預(yù)定頻率的電壓以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)板，則隨著振動(dòng)板的位移將空氣在某個(gè)半周期從第一開(kāi)口部吸入，在下個(gè)半周期排出。利用隨著振動(dòng)板的高頻驅(qū)動(dòng)而從第一開(kāi)口部排出的高速氣流，一邊將位于其周?chē)目諝饩砣耄贿厪牡诙_(kāi)口部同時(shí)排出。SP，由于通過(guò)內(nèi)殼體和外殼體的間隙吸入到中央空間的空氣、和從第一開(kāi)口部排出的空氣合流并從第二開(kāi)口部排出，因此可得到振動(dòng)板的位移體積以上的噴射流量。
[0017]由于作為驅(qū)動(dòng)部的內(nèi)殼體和作為非驅(qū)動(dòng)部的外殼體通過(guò)實(shí)質(zhì)上抑制從內(nèi)殼體向外殼體的振動(dòng)傳播的多個(gè)聯(lián)結(jié)部進(jìn)行聯(lián)結(jié)，因此可減少內(nèi)殼體的振動(dòng)泄漏到外殼體的情況，能耗較少。因此，可將輸入到壓電元件的電能高效地轉(zhuǎn)換成空氣流量，可實(shí)現(xiàn)高效的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)。另外，通過(guò)使作為驅(qū)動(dòng)部分的內(nèi)殼體和作為非驅(qū)動(dòng)部分的外殼體成為分開(kāi)的部件，采用分離的結(jié)構(gòu)，從而能防止因向外殼等安裝時(shí)所引起的特性變動(dòng)。而且，由于可將內(nèi)殼體和外殼體之間的間隙全部作為流入通路，因此可減小流通路徑阻力，實(shí)現(xiàn)更大的流量增加。雖然聯(lián)結(jié)部形成在流入通路中，但由于該聯(lián)結(jié)部只要在周向上隔開(kāi)間隔設(shè)置即可，因此實(shí)質(zhì)上不會(huì)成為流通路徑阻力。
[0018]所謂本發(fā)明中的振動(dòng)板，也可為在隔膜(例如金屬板)的單面粘貼有在平面方向上伸縮的壓電元件的單層壓電型、在隔膜的兩面粘貼有彼此朝相反方向伸縮的壓電元件的雙層壓電型、在隔膜的單面粘貼有其自身彎曲變形的層疊型壓電元件的雙層壓電型、以及省去隔膜而以壓電元件自身來(lái)構(gòu)成振動(dòng)板的類(lèi)型。另外，壓電元件的形狀也可為圓板狀、矩形、或圓環(huán)狀。也可采用在壓電元件和隔膜之間粘貼有中間板的結(jié)構(gòu)。不管是哪一種，只要是通過(guò)對(duì)壓電元件施加交變電壓(交流電壓或矩形波電壓)、從而振動(dòng)板在板厚方向上彎曲振動(dòng)的振動(dòng)板即可。[0019]雖然以I階諧振模式(I階諧振頻率)來(lái)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)板可得到最大的位移量因而優(yōu)選，但I(xiàn)階諧振頻率處于人類(lèi)的聽(tīng)閾，會(huì)有噪音變大的情況。與此不同的是，若使用3階諧振模式(3階諧振頻率)，則盡管與I階諧振模式相比位移量變小，但可得到比不使用諧振模式時(shí)要大的位移量，而且由于能夠以超過(guò)聽(tīng)閾的頻率進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此可防止噪音。此外，所謂I階諧振模式，是指振動(dòng)板的波腹為一個(gè)的振動(dòng)模式，所謂3階諧振模式，是指在振動(dòng)板的中央部及其周邊部分別各產(chǎn)生一個(gè)波腹的振動(dòng)模式。
[0020]內(nèi)殼體的壁部可形成為使得隨著振動(dòng)板的驅(qū)動(dòng)而振動(dòng)。特別是，內(nèi)殼體的壁部可形成為使得隨著振動(dòng)板的諧振驅(qū)動(dòng)而諧振。即，通過(guò)使內(nèi)殼體的壁部的與中央空間相對(duì)的部分的固有頻率與振動(dòng)板的諧振頻率接近、或者將其設(shè)定成振動(dòng)板的諧振頻率的整數(shù)倍或整數(shù)分之一，從而可跟隨振動(dòng)板的位移而使內(nèi)殼體的壁部諧振。在這種情況下，具有如下作用:振動(dòng)板利用內(nèi)殼體的壁部的位移而使所產(chǎn)生的流體的流量增大，可實(shí)現(xiàn)更大的流量增力口。振動(dòng)板和內(nèi)殼體的壁部既可為以相同的諧振模式進(jìn)行振動(dòng)，也可為一方以I階諧振模式進(jìn)行振動(dòng)，另一方以3階諧振模式進(jìn)行振動(dòng)。
[0021]聯(lián)結(jié)部可由在與振動(dòng)板的振動(dòng)方向相同的方向上自由位移的彈簧構(gòu)件形成。雖然聯(lián)結(jié)部的位移方向并無(wú)特別限定，但在利用在與振動(dòng)板的振動(dòng)方向相同的方向上自由位移的彈簧構(gòu)件來(lái)形成的情況下，可更有效地減少?gòu)膬?nèi)殼體向外殼體的振動(dòng)泄漏。
[0022]也可為，利用彈性金屬板來(lái)形成與振動(dòng)板相對(duì)的內(nèi)殼體的壁部，對(duì)聯(lián)結(jié)部采用在該彈性金屬板的外周部沿周向隔開(kāi)間隔形成的彈性片，將該彈性片的外側(cè)端部固定于外殼體。在這種情況下，由于聯(lián)結(jié)部與構(gòu)成內(nèi)殼體的壁部的彈性金屬板形成為一體，因此容易確保聯(lián)結(jié)部的強(qiáng)度，并且內(nèi)殼體和外殼體的相互安裝變得簡(jiǎn)單。
[0023]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，可將聯(lián)結(jié)部的一端部與內(nèi)殼體的壁部的振動(dòng)的波節(jié)連接。由于聯(lián)結(jié)部與內(nèi)殼體的壁部的最難產(chǎn)生振動(dòng)的部分連接，因此可進(jìn)一步減少內(nèi)殼體的振動(dòng)泄漏到外殼體的情況，可減小能耗。雖然內(nèi)殼體的壁部的振動(dòng)模式根據(jù)振動(dòng)板的振動(dòng)模式會(huì)發(fā)生各種變化，但例如在內(nèi)殼體的壁部以外周緣成為波節(jié)那樣的振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的情況下，通過(guò)將聯(lián)結(jié)部與內(nèi)殼體的壁部的外周緣連接，從而可有效地減少振動(dòng)的泄漏。另外，在內(nèi)殼體的壁部以相比外周緣更內(nèi)側(cè)的部位成為波節(jié)那樣的振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的情況下，通過(guò)將聯(lián)結(jié)部與該波節(jié)部聯(lián)結(jié)，從而可有效地減少振動(dòng)的泄漏。在這樣將聯(lián)結(jié)部與波節(jié)部連接的情況下，雖然聯(lián)結(jié)部并不一定需要具有彈簧彈性，但優(yōu)選采用可容許內(nèi)殼體的壁部的波節(jié)部的角度變化那樣的結(jié)構(gòu)。
[0024]在將聯(lián)結(jié)部與內(nèi)殼體的壁部的振動(dòng)的波節(jié)連接的情況下，也可為，將聯(lián)結(jié)部在與內(nèi)殼體的壁部垂直的方向上突出設(shè)置，將聯(lián)結(jié)部的另一端部與和內(nèi)殼體的壁部相對(duì)的外殼體的壁部連接。在這種情況下，可在內(nèi)殼體的壁部和外殼體的壁部之間設(shè)置聯(lián)結(jié)部的長(zhǎng)度大小的成為中央空間的間隙。另外，在將聯(lián)結(jié)部與內(nèi)殼體的壁部的振動(dòng)的波節(jié)連接的情況下，也可為，將聯(lián)結(jié)部與內(nèi)殼體的壁部平行地朝內(nèi)殼體的徑向外側(cè)突出設(shè)置，將聯(lián)結(jié)部的另一端部與外殼體的內(nèi)側(cè)壁連接。在這種情況下，可在內(nèi)殼體適當(dāng)?shù)卦O(shè)置缺口或縫隙等，使得聯(lián)結(jié)部不與內(nèi)殼體的外周部接觸。
[0025]也可使壓電元件的直徑比鼓風(fēng)機(jī)室的內(nèi)徑要大。在使壓電元件的直徑比鼓風(fēng)機(jī)室的內(nèi)徑要大的情況下，可使包含振動(dòng)板及內(nèi)殼體的驅(qū)動(dòng)部整體進(jìn)行振動(dòng)而使得將外周端作為自由端。因此，通過(guò)利用具有彈性的聯(lián)結(jié)部支承驅(qū)動(dòng)部的外周端、或者利用聯(lián)結(jié)部支承驅(qū)動(dòng)部的振動(dòng)的波節(jié)，從而可得到振動(dòng)板的較大的位移，進(jìn)而可得到內(nèi)殼體的頂板的較大的位移，可增加流量。
[0026]可以為，包圍中央空間的周壁部從內(nèi)殼體的壁部或外殼體的壁部突出設(shè)置，在所述周壁部形成有從內(nèi)殼體和外殼體的間隙通向中央空間的流入通路，在該周壁部的頂面、和與該頂面相對(duì)的內(nèi)殼體的壁部或外殼體的壁部之間形成有微小的間隙。在這種情況下，由于中央空間不僅通過(guò)流入通路與外部連通，而且中央空間遍及整個(gè)一周都以微小的間隙與外部連通，因此流入中央空間的空氣的流通路徑阻力變小，而且鼓風(fēng)機(jī)的效率提高。在內(nèi)殼體的壁部隨著振動(dòng)板的諧振驅(qū)動(dòng)而諧振的情況下，周壁部和內(nèi)殼體的壁部之間的微小的間隙需要采用即使內(nèi)殼體的壁部諧振也不會(huì)接觸的那樣大小的間隙。在這種情況下，由于不僅是與中央空間相對(duì)的內(nèi)殼體的壁部的部分，而且其周?chē)牟糠忠部赏瑫r(shí)諧振，因此可擴(kuò)大內(nèi)殼體的壁部的振動(dòng)區(qū)域，而且可實(shí)現(xiàn)流量增加。
[0027]優(yōu)選內(nèi)殼體由金屬材料形成，外殼體由樹(shù)脂材料形成。若利用金屬材料來(lái)形成內(nèi)殼體，則在將壓電元件的一個(gè)電極引出到外部時(shí)可利用內(nèi)殼體作為導(dǎo)電通路。另一方面，若外殼體為絕緣材料，則在將外殼體固定于外殼等時(shí)，可防止壓電兀件的電極與外殼之間發(fā)生短路。
[0028]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)，由于將作為驅(qū)動(dòng)部分的內(nèi)殼體和作為非驅(qū)動(dòng)部分的外殼體分離作為分開(kāi)的部件,并通過(guò)實(shí)質(zhì)上抑制從內(nèi)殼體向外殼體的振動(dòng)傳播的多個(gè)聯(lián)結(jié)部將內(nèi)殼體和外殼體加以聯(lián)結(jié)，因此可減少內(nèi)殼體的振動(dòng)泄漏到外殼體的情況，可減小能耗。另外，在將外殼體安裝到外殼等時(shí)，可減少因安裝所產(chǎn)生的特性變動(dòng)。而且，由于可將內(nèi)殼體和外殼體之間的間隙全部作為流入通路，因此可減小流通路徑阻力。其結(jié)果是，可實(shí)現(xiàn)高效的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本發(fā)明所涉及的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)的第I實(shí)施方式的簡(jiǎn)要剖視圖。
[0030]圖2是圖1的I1-1I線剖視圖。
[0031]圖3是圖1的II1-1II線剖視圖。
[0032]圖4是本發(fā)明所涉及的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)的第2實(shí)施方式的簡(jiǎn)要剖視圖。
[0033]圖5是將本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)具體化后的示例的剖視圖。
[0034]圖6是從斜上方觀察圖5所示的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)時(shí)的分解立體圖。
[0035]圖7是從斜下方觀察圖5所示的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)時(shí)的分解立體圖。
[0036]圖8是對(duì)圖5所示的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)中的單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)部分(內(nèi)殼體和振動(dòng)板)和利用聯(lián)結(jié)部將驅(qū)動(dòng)部分與外殼體聯(lián)結(jié)的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)頻率及隔膜的中心位移量進(jìn)行比較后的圖。
[0037]圖9是表示對(duì)振動(dòng)板以3階模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況、和以I階模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下的驅(qū)動(dòng)板和內(nèi)殼體的頂板的驅(qū)動(dòng)模式的圖。
[0038]圖10是將本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)具體化后的示例的剖視圖。
[0039]圖11是從斜上方觀察圖10所示的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)時(shí)的分解立體圖。[0040]圖12是從斜下方觀察圖10所示的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)時(shí)的分解立體圖。
[0041]圖13是本發(fā)明所涉及的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)的第3實(shí)施方式的簡(jiǎn)要剖視圖。
[0042]圖14是第3實(shí)施方式的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)中所使用的驅(qū)動(dòng)部分的立體圖。
[0043]圖15是對(duì)第3實(shí)施方式的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)和其比較例的驅(qū)動(dòng)頻率及隔膜的中心位移量進(jìn)行比較后的圖。
[0044]圖16是將本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)具體化后的一個(gè)示例的剖視圖。
[0045]圖17是從斜上方觀察圖16所示的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)時(shí)的分解立體圖。
[0046]圖18是從斜下方觀察圖16所示的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)時(shí)的分解立體圖。
[0047]圖19是將本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)具體化后的其它示例的剖視圖。
[0048]圖20是從斜上方觀察圖19所示的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)時(shí)的分解立體圖。
[0049]圖21是從斜下方觀察圖19所示的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)時(shí)的分解立體圖。
[0050]圖22是圖20的局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051 ] 下面，根據(jù)附圖，說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0052][第I實(shí)施方式]
[0053]圖1?圖3表示本發(fā)明所涉及的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)的第I實(shí)施方式，表示用作為電子設(shè)備的送風(fēng)用鼓風(fēng)機(jī)的示例。該壓電微型鼓風(fēng)機(jī)A大致包括內(nèi)殼體1、和以預(yù)定的間隙α不接觸地覆蓋內(nèi)殼體I的外側(cè)的外殼體5，內(nèi)殼體I和外殼體5之間利用多個(gè)聯(lián)結(jié)部4進(jìn)行聯(lián)結(jié)。本實(shí)施方式中，如圖2所示，外殼體5具有側(cè)壁部50和頂壁部52，其中形成有下方開(kāi)口的圓筒形的空洞部51。在該空洞部51中隔開(kāi)預(yù)定的間隙α容納有圓板形的內(nèi)殼體I。聯(lián)結(jié)部4設(shè)置在內(nèi)殼體I的外周部和外殼體5的側(cè)壁部50之間。內(nèi)殼體I形成為下方開(kāi)口的截面呈C字形，將振動(dòng)板2的隔膜21固定，使得封閉內(nèi)殼體I的開(kāi)口，在內(nèi)殼體I和振動(dòng)板2之間形成有鼓風(fēng)機(jī)室3。本實(shí)施方式的振動(dòng)板2采用將由壓電陶瓷構(gòu)成的壓電元件20粘貼于由金屬薄板構(gòu)成的隔膜21的中央部的單層壓電結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)壓電元件20施加預(yù)定頻率的電壓，從而對(duì)振動(dòng)板2整體以彎曲模式進(jìn)行諧振驅(qū)動(dòng)。
[0054]在與振動(dòng)板2的中央部相對(duì)的內(nèi)殼體I的頂板部(壁部)10形成有第一開(kāi)口部
11。內(nèi)殼體I的頂板部10形成得較薄，使得隨著振動(dòng)板2的諧振驅(qū)動(dòng)而諧振。在與內(nèi)殼體I的頂板部10相對(duì)的外殼體5的頂板部(壁部)52，形成有與第一開(kāi)口部11呈一直線狀排列的第二開(kāi)口部53。本實(shí)施方式中，第二開(kāi)口部53比第一開(kāi)口部11稍大。在外殼體5的頂板部52的內(nèi)表面、即與內(nèi)殼體I的頂板部10相對(duì)的表面，形成有朝內(nèi)殼體I突出、且在與內(nèi)殼體I的頂板部10之間以微小的間隙β靠近的凸部(周壁部)54。間隙β可比間隙α小，且被設(shè)定成當(dāng)頂板部10諧振時(shí)、頂板部10與凸部54不接觸的尺寸。凸部54的高度Y可比間隙β大，可與間隙α相同。在凸部54的內(nèi)周形成有與第一開(kāi)口部11及第二開(kāi)口部53連通的中央空間6，在凸部54形成有從中央空間6朝輻射方向延伸的由多條(這里為4條)溝構(gòu)成的流入通路7 (參照?qǐng)D2)。在該實(shí)施方式中，由于不僅是流入通路7，而且凸部54和頂板部10之間的間隙β也起到作為流入通路的作用，而且間隙β在遍及整個(gè)一周連通，因此可減小流通路徑阻力，并可有助于增加流量。
[0055]如圖3所示，在與流入通路7相位不同的部位，沿周向設(shè)有多個(gè)(這里為4個(gè))聯(lián)結(jié)部4，將內(nèi)殼體I彈性地支承于外殼體5。聯(lián)結(jié)部4由板簧等彈簧構(gòu)件構(gòu)成，將振動(dòng)板的以彎曲模式進(jìn)行振動(dòng)的方向的彈簧彈性設(shè)定得較小，將振動(dòng)板的與以彎曲模式進(jìn)行振動(dòng)的方向垂直的方向的彈簧彈性設(shè)定得較大。因此，具有如下功能:當(dāng)內(nèi)殼體I隨著振動(dòng)板2的諧振驅(qū)動(dòng)在上下方向振動(dòng)時(shí)，抑制該振動(dòng)泄漏到外殼體5。
[0056]在內(nèi)殼體I的外周和外殼體5的側(cè)壁部50的內(nèi)周之間，形成有環(huán)狀的間隙α，通過(guò)該間隙α吸入外部的空氣，通過(guò)流入通路7導(dǎo)入中央空間6。雖然聯(lián)結(jié)部4介于間隙α的中途，但由于聯(lián)結(jié)部4在周向上隔開(kāi)間隔配置，因此無(wú)需擔(dān)心成為空氣的流通路徑阻力。
[0057]這里，說(shuō)明上述結(jié)構(gòu)的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)A的動(dòng)作。若對(duì)壓電元件20施加預(yù)定頻率的交流電壓，則對(duì)振動(dòng)板2以I階諧振模式或3階諧振模式進(jìn)行諧振驅(qū)動(dòng)，由此第一開(kāi)口部11和振動(dòng)板2的距離發(fā)生變化。當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)口部11和振動(dòng)板2的距離增大時(shí)，將中央空間6內(nèi)的空氣通過(guò)第一開(kāi)口部11吸入鼓風(fēng)機(jī)室3，相反地當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)口部11和振動(dòng)板2的距離減小時(shí)，將鼓風(fēng)機(jī)室3內(nèi)的空氣通過(guò)第一開(kāi)口部11向中央空間6排出。由于對(duì)振動(dòng)板2以高頻驅(qū)動(dòng)，因此從第一開(kāi)口部11向中央空間6排出的高速/高能的空氣流通過(guò)中央空間6從第二開(kāi)口部53排出。此時(shí)，由于一邊將處于中央空間6內(nèi)的空氣卷入，一邊從第二開(kāi)口部53排出，因此產(chǎn)生從流入通路7朝向中央空間6的連續(xù)的空氣流，空氣成為噴流從第二開(kāi)口部53連續(xù)排出。圖1中用箭頭表示空氣流。
[0058]在內(nèi)殼體I的頂板部10形成得較薄以使得隨著振動(dòng)板2的諧振驅(qū)動(dòng)而諧振的情況下，由于第一開(kāi)口部11和振動(dòng)板2的距離與振動(dòng)板2的振動(dòng)同步變化，因此與頂板部10不諧振的情況相比，從第二開(kāi)口部53排出的空氣的流量急劇增大。在如圖1所示將頂板部10整體形成得較薄的情況下，由于可使頂板部10整體進(jìn)行諧振，因此可實(shí)現(xiàn)更大的流量增力口。頂板部10可以以I階諧振模式和3階諧振模式的任一種模式進(jìn)行諧振。
[0059]雖然內(nèi)殼體I隨著振動(dòng)板2的諧振驅(qū)動(dòng)而上下振動(dòng)，但由于內(nèi)殼體I通過(guò)聯(lián)結(jié)部4彈性地支承于外殼體5，因此內(nèi)殼體I的振動(dòng)基本不會(huì)泄漏到外殼體5，可減小能耗。其結(jié)果是，可實(shí)現(xiàn)即使是比較小的輸入能量、也產(chǎn)生大流量的微型鼓風(fēng)機(jī)。而且，由于外殼體5基本不振動(dòng)，因此在將外殼體5固定于外殼和基板等時(shí)，振動(dòng)板2的振動(dòng)不會(huì)因該固定結(jié)構(gòu)而受到影響，可消除流量等的特性變動(dòng)。
[0060][第2實(shí)施方式]
[0061]圖4表不本發(fā)明所涉及的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)的第2實(shí)施方式。本實(shí)施方式的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)B中，對(duì)于和第I實(shí)施方式的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)A相同的部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略重復(fù)說(shuō)明。
[0062]本實(shí)施方式的微型鼓風(fēng)機(jī)B中,在內(nèi)殼體I的頂板部10的上表面形成朝上方突出的凸部(周壁部)12，外殼體5的頂板部52的內(nèi)表面設(shè)為平坦面。此外，凸部12上朝輻射方向形成有流入通路7。在這種情況下，內(nèi)殼體I的頂板部10中除凸部12以外的部分、即與中央空間6相對(duì)的頂板部10的部分IOa隨著振動(dòng)板2的諧振驅(qū)動(dòng)而上下諧振。
[0063]此外，第1、第2實(shí)施方式中的凸部54、12并不是必須的，也可將內(nèi)殼體I的頂板部10的上表面及外殼體5的頂板部52的下表面設(shè)為平坦面。在這種情況下，內(nèi)殼體I的頂板部10和外殼體5的頂板部52之間全部成為中央空間6及流入通路7。[0064]圖5~圖7是將上述第I實(shí)施方式的微型鼓風(fēng)機(jī)具體化后的圖，除了標(biāo)注新的標(biāo)號(hào)的部分以外，對(duì)于對(duì)應(yīng)的部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略重復(fù)說(shuō)明。該微型鼓風(fēng)機(jī)A’的內(nèi)殼體I采用頂板10、固定于頂板10的下表面的環(huán)狀的第一框體13、固定于第一框體13的下表面的振動(dòng)板2、及固定于振動(dòng)板2的下表面的環(huán)狀的第二框體14的層疊結(jié)構(gòu)。根據(jù)第一框體13的厚度，來(lái)設(shè)定鼓風(fēng)機(jī)室3的厚度。
[0065]頂板10由具有彈簧彈性的圓板狀的金屬板構(gòu)成，如圖6所示，在其外周部以90°為間隔突出設(shè)置形成一體的4個(gè)寬度小的聯(lián)結(jié)部4，在各聯(lián)結(jié)部4的外側(cè)端部形成有寬度大的安裝部10b、10c。安裝部中的一個(gè)安裝部IOc朝外殼體5的外周方向突出，該安裝部IOc兼作為用于向壓電兀件20施加電壓的一個(gè)電極端子。第一框體13、第二框體14也由金屬材料構(gòu)成，通過(guò)在第一框體13和第二框體14之間夾持振動(dòng)板2的金屬制隔膜21的上下表面，從而壓電元件20的單面的電極可與頂板10的電極端子IOc電連接，而不另外進(jìn)行布線。
[0066]振動(dòng)板2為將中間板22介于其間來(lái)粘接隔膜21和壓電元件20而形成的構(gòu)件。中間板22也由和隔膜21相同的金屬板構(gòu)成，且被設(shè)定成當(dāng)振動(dòng)板2彎曲變形時(shí)、位移的零面在中間板22的厚度范圍內(nèi)。
[0067]外殼體5例如由樹(shù)脂材料進(jìn)行一體成形，在其周壁部端面固定有另一個(gè)電極端子
8。形成于壓電元件20的另一表面的電極通過(guò)引線81與該電極端子8電連接。通過(guò)在外殼體5的側(cè)壁部50的周向的4個(gè)部位形成支承面55，并在這些支承面55上支承固定頂板10的安裝部10b、IOc,從而內(nèi)殼體I以浮動(dòng)狀態(tài)彈性支承于外殼體5。通過(guò)在外殼體5的周壁部形成上下貫通的多個(gè)安裝孔56，并在這些安裝孔56中插入螺栓(或螺釘)，以緊固于外殼或基板等，從而來(lái)安裝本微型鼓風(fēng)機(jī)A’。此外，也可利用粘接劑來(lái)進(jìn)行固定，以取代螺栓。本實(shí)施例中，雖然外殼體5的空洞部51朝下方開(kāi)放,且壓電兀件20露出到外部,但也可利用蓋體來(lái)封閉外殼體5的下表面 開(kāi)口，使得覆蓋壓電元件20。
[0068]圖8中，在如下的條件下對(duì)于微型鼓風(fēng)機(jī)A’的僅驅(qū)動(dòng)部分(內(nèi)殼體+驅(qū)動(dòng)板)、以及利用聯(lián)結(jié)部聯(lián)結(jié)驅(qū)動(dòng)部分和外殼體的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，通過(guò)仿真來(lái)比較驅(qū)動(dòng)頻率和隔膜的中心位移。此外，利用內(nèi)殼體I的頂板10和外殼體5的頂板52之間成為中央空間6的結(jié)構(gòu)(省去流通路徑形成用的凸部54)來(lái)進(jìn)行仿真。
[0069]鼓風(fēng)機(jī)室(內(nèi)徑、厚度)=(Φ14mm、t0.15mm)
[0070]壓電元件(直徑、厚度)=(Φ11_、?0.15mm)
[0071]隔膜(驅(qū)動(dòng)區(qū)域直徑、厚度、材質(zhì))=(Φ 17mm> t0.05mm>42Ni)
[0072]內(nèi)殼體頂板(驅(qū)動(dòng)區(qū)域直徑、厚度、材質(zhì))=(Φ 17mm、t0.1mm、SUS430)
[0073]第一開(kāi)口部(鼓風(fēng)機(jī)室頂板)=(Φ0.6πιπι)
[0074]聯(lián)結(jié)部(長(zhǎng)度、寬度、厚度、材質(zhì))=(0.5mm>lmm>0.lmm> SUS430)
[0075]外殼體頂板(直徑、厚度、材質(zhì))=(Φ 18mm、0.3mm、PBT)
[0076]內(nèi)殼體的外側(cè)和外殼體的側(cè)壁部的間隙=α (0.5mm)
[0077]中央空間(直徑、厚度)=(Φ 18mm>0.5mm)
[0078]在該實(shí)驗(yàn)中，若以26kHz、15Vpp來(lái)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)板,貝U可得到0.8L/min的流量。在這種情況下，如圖9(a)所示，振動(dòng)板的驅(qū)動(dòng)區(qū)域(Φ17πιπι)以3階模式進(jìn)行振動(dòng)，內(nèi)殼體的頂板的驅(qū)動(dòng)區(qū)域(Φ17πιπι)以與振動(dòng)板不同的3階模式進(jìn)行振動(dòng)。[0079]由圖8可知，若比較驅(qū)動(dòng)部分和聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，則驅(qū)動(dòng)頻率及中心位移量的差異非常小，基本沒(méi)有通過(guò)聯(lián)結(jié)部向外殼體的振動(dòng)泄漏。特別是，在以圖9(a)那樣的模式使振動(dòng)板及內(nèi)殼體的頂板振動(dòng)、且壓電元件的直徑比鼓風(fēng)機(jī)室內(nèi)徑要小的情況下，由于振動(dòng)板及內(nèi)殼體的頂板的外周部的位移都較小，因此想到通過(guò)利用具有彈簧彈性的聯(lián)結(jié)部來(lái)支承其位移較小的部分，從而可基本消除向外殼體的振動(dòng)泄漏。
[0080]圖9(a)表示以3階模式來(lái)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)板時(shí)的狀況，而圖9 (b)表示以I階模式來(lái)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)板時(shí)的狀況。這里，壓電元件的直徑與隔膜幾乎相同，但比鼓風(fēng)機(jī)室的內(nèi)徑要大。在這種情況下，內(nèi)殼體的頂板以在中央部及其周邊部具有波節(jié)的3階模式來(lái)振動(dòng)。由于振動(dòng)板及內(nèi)殼體的頂板以其外周端成為自由端的方式進(jìn)行振動(dòng)，因此作為支承內(nèi)殼體的頂板的外周端的聯(lián)結(jié)部，優(yōu)選由富有彈性的材料形成。由于內(nèi)殼體的頂板的中央部的位移量比振動(dòng)板的中央部的位移量要大，因此與以3階模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況(圖9(a))相比可增加流量。
[0081]如上所述，在本實(shí)施例的微型鼓風(fēng)機(jī)的情況下，由于內(nèi)殼體和外殼體通過(guò)具有彈簧彈性的聯(lián)結(jié)部進(jìn)行聯(lián)結(jié)，因此可減小因驅(qū)動(dòng)部分的振動(dòng)能量泄漏到外殼體而引起的能耗，即使小型化也可得到所要的流量。另外，可維持流量特性而與安裝方法無(wú)關(guān)。而且，由于內(nèi)殼體和凸部的間隙β (0.1mm)起到作為流通路徑的作用，因此與流入通路為相同厚度的情況相比，具有減小流通路徑阻力、增加流量的效果。
[0082]圖10?圖12是將第2實(shí)施方式的微型鼓風(fēng)機(jī)B具體化后的圖，對(duì)于和第I實(shí)施例的微型鼓風(fēng)機(jī)A’對(duì)應(yīng)的部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略重復(fù)說(shuō)明。在該微型鼓風(fēng)機(jī)B’中，在內(nèi)殼體I的頂板10的上表面粘接多個(gè)凸部(周壁部)12。在凸部12的上表面和外殼體5的頂板52之間設(shè)有間隙β。在凸部12彼此之間朝輻射方向形成有溝狀的流入通路7，在流入通路7的內(nèi)側(cè)端形成有縮小部71。流入通路7和中央空間6通過(guò)該縮小部71連通。中央空間6形成為以第一開(kāi)口部11為中心的同心圓形。頂板10中僅有除凸部12的粘接部以外的部分、即與中央空間6相對(duì)的部分IOa隨著振動(dòng)板2的驅(qū)動(dòng)而諧振。
[0083][第3實(shí)施方式]
[0084]圖13、圖14表示本發(fā)明所涉及的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)的第3實(shí)施方式。本實(shí)施方式的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)C中,對(duì)于和第1、第2實(shí)施方式的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)Α、Β相同的部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略重復(fù)說(shuō)明。
[0085]本實(shí)施方式的微型鼓風(fēng)機(jī)C中，在內(nèi)殼體I的頂板10的上表面垂直形成多個(gè)(這里為4個(gè))聯(lián)結(jié)部4，通過(guò)這些聯(lián)結(jié)部4將頂板10固定于外殼體2的頂板52。聯(lián)結(jié)部4雖也可由不具有彈簧彈性的構(gòu)件形成，但優(yōu)選為彈簧構(gòu)件。從頂板10的中心(第I開(kāi)口部11)到聯(lián)結(jié)部4的徑向距離R被設(shè)定為使得聯(lián)結(jié)部4的位置與頂板10的振動(dòng)的波節(jié)一致。此外，其它結(jié)構(gòu)與第I實(shí)施方式大致相同，但未設(shè)有流通路徑形成用的凸部12、54。因而，內(nèi)殼體I的頂板10和外殼體5的頂板52之間的空間成為中央空間6。
[0086]圖15中，使用將聯(lián)結(jié)部4與振動(dòng)的波節(jié)垂直連接的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)C、和將聯(lián)結(jié)部4與頂板10的外周端部連接的比較例，來(lái)分析驅(qū)動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率和隔膜的中心位移量。這里，用比例來(lái)表示僅驅(qū)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)、相對(duì)于利用聯(lián)結(jié)部將驅(qū)動(dòng)部分(內(nèi)殼體1+振動(dòng)板2)和外殼體5加以聯(lián)結(jié)的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的特性。表示驅(qū)動(dòng)頻率為25kHz并以15Vpp進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)、以I階諧振模式進(jìn)行振動(dòng)的振動(dòng)板和內(nèi)殼體成為諧振狀態(tài)的頻率。這里，驅(qū)動(dòng)部分的各部分的尺寸如下。內(nèi)殼體I的頂板10和外殼體5的頂板52之間成為中央空間6。
[0087]鼓風(fēng)機(jī)室(內(nèi)徑、厚度)=(C>5mm、t0.15mm)
[0088]壓電元件(直徑、厚度)=(Φ 11mm、t0.1mm)
[0089]隔膜(驅(qū)動(dòng)區(qū)域直徑、厚度、材質(zhì))=(Φ 11mm、t0.lmm、42Ni)
[0090]隔膜室頂板(驅(qū)動(dòng)區(qū)域直徑、厚度、材質(zhì))=(Φ 11mm、t0.05mm、SUS430)
[0091]第一開(kāi)口部(鼓風(fēng)機(jī)室頂板)=(Φ0.6πιπι)
[0092]聯(lián)結(jié)部(長(zhǎng)度、寬度、厚度、材質(zhì))=(0.5mm> lmm>0.05mm> SUS430)
[0093]距離 R = 4mm
[0094]外殼體的頂板(直徑、厚度、材質(zhì))=(Φ 12mm、0.3mm、PBT)
[0095]內(nèi)殼體的外側(cè)和外殼體的側(cè)壁部之間的間隙=α (0.5mm)
[0096]中央空間(直徑、厚度)=(Φ 12mm>0.4mm)
[0097]圖15中，左側(cè)為利用外周部來(lái)保持的情況，右側(cè)為利用波節(jié)部來(lái)保持的情況。該實(shí)驗(yàn)中，由于以I階模式來(lái)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)板，因此與圖9(b)相同，振動(dòng)板及內(nèi)殼體的頂板以其外周端成為自由端的方式進(jìn)行振動(dòng),振動(dòng)的波節(jié)位于相比外周端略微內(nèi)側(cè)的部位。而且，內(nèi)殼體的頂板的振動(dòng)的波節(jié)位于與振動(dòng)板的波節(jié)大致相同的位置。由圖15可知，在利用外周部來(lái)保持的情況(比較例)下，由于作為自由端的外周部受到保持部的約束，因此與單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)部分相比，驅(qū)動(dòng)頻率要高大約10%，且由于振動(dòng)從作為自由端的外周部通過(guò)保持部傳到外殼體，因此影響流量特性的隔膜的中心位移量下降到66%。另一方面，如壓電微型鼓風(fēng)機(jī)C那樣在波節(jié)部(R = 4_)的位置進(jìn)行保持的情況下，驅(qū)動(dòng)頻率與單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)部分的驅(qū)動(dòng)頻率相同，隔膜的中心位移量之差也小于1%。由此可知，通過(guò)將聯(lián)結(jié)部與內(nèi)殼體的頂板的波節(jié)部連接，從而因內(nèi)殼體的振動(dòng)泄漏到外殼體而產(chǎn)生的能耗非常小。
[0098]此外，這里所說(shuō)的I階諧振模式為振動(dòng)板的振動(dòng)模式,而并非內(nèi)殼體的頂板(壁部)的振動(dòng)模式。雖然內(nèi)殼體的頂板隨著形成有壓電元件的振動(dòng)板的振動(dòng)而振動(dòng)，但該內(nèi)殼體的頂板的振動(dòng)并不一定與振動(dòng)板的振動(dòng)模式一致，而進(jìn)行復(fù)雜的振動(dòng)。在本次實(shí)驗(yàn)中，包括壓電元件的振動(dòng)板以外周成為自由端的I階諧振模式進(jìn)行振動(dòng)，在內(nèi)殼體的頂板的振動(dòng)中產(chǎn)生波節(jié)，波節(jié)的位置處于相比內(nèi)殼體的外周端在其內(nèi)側(cè)的位置。該波節(jié)的位置可通過(guò)分別利用LDV(激光多普勒流速計(jì))測(cè)定內(nèi)殼體的頂板的振動(dòng)從而來(lái)求出。因此，內(nèi)殼體的振動(dòng)的波節(jié)也有可能根據(jù)振動(dòng)板的振動(dòng)狀況而位于內(nèi)殼體的頂板的外周端。
[0099]如圖15所示，隔膜的中心位移量變大的理由不僅是由于利用波節(jié)部來(lái)支承內(nèi)殼體的頂板，而且壓電元件20的直徑大于鼓風(fēng)機(jī)室3的直徑這一點(diǎn)也有影響。即，在壓電元件20的直徑比鼓風(fēng)機(jī)室3的直徑要大的情況下，由于壓電兀件20的外周端位于第一框體13上，因此一般可想到壓電元件20的位移受到第一框體13的約束，位移變小。然而，若使壓電兀件20的直徑大于鼓風(fēng)機(jī)室3的直徑,將第一框體13的厚度設(shè)為可容易彎曲位移，并以I階模式驅(qū)動(dòng)壓電元件20，在這種情況下，包含振動(dòng)板2的內(nèi)殼體I整體能夠以外周端作為自由端的方式很容易地發(fā)生位移。因此，估計(jì)可得到振動(dòng)板2的較大的位移，進(jìn)而可得到內(nèi)殼體I的頂板的較大的位移。而且，通過(guò)將其直徑設(shè)定成使得鼓風(fēng)機(jī)室3成為共振空間，從而可期待更大的流量增加。
[0100]圖16?圖18是將上述第3實(shí)施方式的微型鼓風(fēng)機(jī)C具體化后的圖,對(duì)于和圖13對(duì)應(yīng)的部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略重復(fù)說(shuō)明。該微型鼓風(fēng)機(jī)C’的內(nèi)殼體I米用頂板10、固定于頂板10的下表面的環(huán)狀的框體13、及固定于框體13的下表面的隔膜21的層疊結(jié)構(gòu)。在框體13的內(nèi)側(cè)形成鼓風(fēng)機(jī)室3。
[0101]頂板10由具有彈簧彈性的圓板狀的金屬板構(gòu)成，如圖17所示，在其外周部一體形成有曲柄狀的4個(gè)聯(lián)結(jié)部4。聯(lián)結(jié)部4相對(duì)于頂板10呈直角彎曲。設(shè)定聯(lián)結(jié)部4和第一開(kāi)口部11的距離R，使得聯(lián)結(jié)部4的內(nèi)側(cè)端部41和頂板10的連接位置成為頂板10的振動(dòng)的波節(jié)。聯(lián)結(jié)部4的外側(cè)端部42從頂板10朝輻射方向突出，支承于外殼體5的頂板52的內(nèi)表面。形成于外側(cè)端部42的前端部的安裝部IOb支承于外殼體5的支承面55。此外，安裝部中的一個(gè)安裝部IOc從外殼體5的支承面55朝外部突出，兼作為電極端子。
[0102]在這種情況下，由于可從頂板10 —體形成聯(lián)結(jié)部4，因此結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，并且由于聯(lián)結(jié)部4的外側(cè)端部42被外殼體5的頂板52的內(nèi)表面支承，因此可將內(nèi)殼體I穩(wěn)定地支承于外殼體5。另外，由于聯(lián)結(jié)部4與頂板10的振動(dòng)的波節(jié)連接，因此即使頂板10振動(dòng)，聯(lián)結(jié)部4實(shí)質(zhì)上也不振動(dòng)。即，由于聯(lián)結(jié)部4無(wú)需彈性，因此可選擇任意的材質(zhì)。
[0103]圖19?圖22表不將上述第3實(shí)施方式的微型鼓風(fēng)機(jī)C具體化后的其它具體例。對(duì)于和圖16?圖18的不例對(duì)應(yīng)的部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略重復(fù)說(shuō)明。該微型鼓風(fēng)機(jī)C’’中，聯(lián)結(jié)部4在與頂板10相同的面上朝輻射方向延伸。在聯(lián)結(jié)部4的兩側(cè)形成縫隙10d，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定這些縫隙IOd的切口量、即聯(lián)結(jié)部4的內(nèi)側(cè)端41和頂板10的中心(第一開(kāi)口部11)的距離R，從而調(diào)整成使得聯(lián)結(jié)部4的內(nèi)側(cè)端41成為頂板10的振動(dòng)的波節(jié)。在介于頂板10和隔膜21之間設(shè)置的框體13上，在與聯(lián)結(jié)部4對(duì)應(yīng)的位置形成有缺口部13a，使得聯(lián)結(jié)部4與頂板10在振動(dòng)的波節(jié)的外側(cè)部不接觸。此外，也可利用凹部來(lái)取代缺口部13a。在該實(shí)施例中，由于無(wú)需對(duì)頂板10進(jìn)行彎曲加工以用于形成聯(lián)結(jié)部4，因此頂板10的制造簡(jiǎn)單。
[0104]本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施方式以及實(shí)施例。例如在上述說(shuō)明中，雖然示出了使得與中央空間對(duì)應(yīng)的內(nèi)殼體的頂板部隨著振動(dòng)板的振動(dòng)而振動(dòng)的示例，但內(nèi)殼體的頂板部并不一定需要進(jìn)行振動(dòng)。流入通路的形狀并不局限于從中央空間朝輻射方向直線延伸的形狀，可任意選擇。另外，流入通路的條數(shù)也是任意的，可根據(jù)流量、噪音的大小來(lái)選擇。而且，作為振動(dòng)板，雖然示出了在隔膜的中央部粘貼有圓板狀壓電元件的構(gòu)件、以及在隔膜上通過(guò)圓板狀的中間板粘貼有圓板狀的壓電元件的構(gòu)件，但壓電元件的形狀并不局限于圓板狀，也可為環(huán)狀。連接聯(lián)結(jié)部的一端部的內(nèi)殼體的構(gòu)件可為任意構(gòu)件，并不局限于實(shí)施例那樣的頂板10，也可為介于頂板10和隔膜21之間設(shè)置的第一框體13，也可為隔膜21。
[0105]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0106]A、A，、B、B，、C、C，、C，，壓電微型鼓風(fēng)機(jī)
[0107]I內(nèi)殼體
[0108]10頂板(壁部)
[0109]11 第一開(kāi)口部
[0110]12凸部(周壁部)
[0111]13第一框體
[0112]14第二框體
[0113]2振動(dòng)板
[0114]20壓電元件[0115]21 隔膜
[0116]3鼓風(fēng)機(jī)室
[0117]4聯(lián)結(jié)部
[0118]5外殼體
[0119]51空洞部
[0120]52頂板部(壁部)
[0121]53 第二開(kāi)口部
[0122]54凸部(周壁部)
[0123]6中央空間
[0124]7流入通路
【權(quán)利要求】
1.一種壓電微型鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于，包括: 振動(dòng)板，該振動(dòng)板具有壓電元件； 殼體，該殼體將所述振動(dòng)板的周?chē)潭?，并在與振動(dòng)板之間形成鼓風(fēng)機(jī)室； 第一開(kāi)口部，該第一開(kāi)口部設(shè)置在與所述振動(dòng)板的中央部相對(duì)的所述殼體的壁部；以及 多個(gè)聯(lián)結(jié)部，該多個(gè)聯(lián)結(jié)部設(shè)置在所述殼體的外周部且實(shí)質(zhì)上抑制從所述殼體向外部的振動(dòng)傳播， 通過(guò)對(duì)所述壓電元件施加預(yù)定頻率的電壓，對(duì)所述振動(dòng)板以彎曲模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而自所述第一開(kāi)口部排出壓縮性流體。
2.如權(quán)利要求1所述的壓電微型鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于， 與所述振動(dòng)板相對(duì)的所述殼體的壁部形成為隨著所述振動(dòng)板的驅(qū)動(dòng)而振動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F04B45/047GK103527452SQ201310525885
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2009年6月1日 優(yōu)先權(quán)日:2008年6月3日
【發(fā)明者】藤崎雅章, 栗原潔, 近藤大輔 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所