JP2010024835A - Hydraulically driving type motor, hydraulically driving type fan, and chiller of exothermic body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体の運動を利用して回転軸を駆動するモータ(液体駆動式モータ)、液体駆動式モータを用いた液体駆動式ファン、及び、液体駆動式ファンを用いた発熱体の冷却機に関し、特に、液体を駆動するアクチュエータとして圧電/電歪素子が使用されるものに係わる。 The present invention relates to a motor (liquid drive motor) that drives a rotating shaft using the motion of liquid, a liquid drive fan using a liquid drive motor, and a cooling device for a heating element using a liquid drive fan. In particular, the present invention relates to an actuator in which a piezoelectric / electrostrictive element is used as an actuator for driving a liquid.
特許文献1には、水圧モータ駆動式ポンプが開示されている。このポンプでは、別体の圧力給水ポンプの回転駆動により吐出された圧力水の流れを利用して、モータインペラが回転する。モータインペラが回転すると、モータインペラと一体の回転軸が回転し、この結果、この回転軸と一体のポンプインペラが回転する。このポンプインペラの回転を利用してポンプ作用が達成される。このポンプ作用により、例えば、井戸の水を圧力タンク等に揚水することができる。
上述のように、上記文献に記載の水圧モータ駆動式ポンプでは、液体を駆動するアクチュエータとしての圧力給水ポンプが使用される。この圧力給水ポンプを回転駆動させることで、液体の運動を利用して回転軸を駆動させることができる。換言すれば、この水圧モータ駆動式ポンプは、液体の運動を利用して回転軸を駆動するモータ(即ち、液体駆動式モータ)としても機能し得る。 As described above, in the hydraulic motor-driven pump described in the above document, a pressure feed water pump is used as an actuator for driving liquid. By rotating the pressure water supply pump, the rotation shaft can be driven using the movement of the liquid. In other words, the hydraulic motor-driven pump can also function as a motor (that is, a liquid-driven motor) that drives the rotating shaft using the motion of the liquid.
ところで、通常、圧力給水ポンプは直流ブラシモータ等を利用して回転駆動される。従って、液体を駆動するアクチュエータとして圧力給水ポンプが使用されると、電磁波が発生し、また、ブラシの摺動により作動音が大きいという問題が発生する。また、液体を駆動するアクチュエータとして圧力給水ポンプが使用されると、液体駆動式モータの小型化の要求に応え難いという問題も発生し得る。以上より、電磁波が発生せず、作動音が小さい、且つ小型の液体駆動式モータの提供が望まれているところである。 By the way, normally, the pressure feed water pump is rotationally driven using a DC brush motor or the like. Therefore, when a pressure feed water pump is used as an actuator for driving a liquid, electromagnetic waves are generated, and there is a problem that the operating noise is large due to the sliding of the brush. Further, when a pressure water supply pump is used as an actuator for driving liquid, there may be a problem that it is difficult to meet the demand for downsizing of a liquid drive motor. From the above, it is desired to provide a small liquid drive motor that does not generate electromagnetic waves, has a low operating noise, and is small.
本発明に係る液体駆動式モータは、内部に液体の流路を有する本体と、前記本体に回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸と一体回転するように前記駆動軸に固定されて前記流路内の液体の運動を受けて回転するインペラと、前記流路に接続されたポンプ室内の液体を前記流路に向けて圧送するポンプ部とを備える。この液体駆動式モータは、ポンプ部の作用により前記圧送された液体の運動を前記インペラの回転運動に変換して前記駆動軸を回転駆動する。 A liquid drive motor according to the present invention includes a main body having a liquid flow path therein, a drive shaft rotatably supported by the main body, and fixed to the drive shaft so as to rotate integrally with the drive shaft. An impeller that rotates in response to the movement of the liquid in the flow path, and a pump unit that pumps the liquid in the pump chamber connected to the flow path toward the flow path. The liquid drive motor converts the movement of the pumped liquid into a rotational movement of the impeller by the action of a pump unit, and rotationally drives the drive shaft.
本発明に係る液体駆動式モータの特徴は、前記ポンプ部が、前記ポンプ室を構成する壁の一部の表面に固着された圧電/電歪素子と、前記圧電/電歪素子を駆動する駆動手段とを備え、前記圧電/電歪素子の駆動による前記壁の一部の変形により前記ポンプ室の容積を変化させることで前記ポンプ室内の液体を前記流路に圧送するように構成されたことにある。なお、前記ポンプ室は、前記本体と別体に設けられてもよいが、液体駆動式モータ全体の小型化のためには、前記ポンプ室が前記本体の内部に配設されることが好適である。 The liquid drive motor according to the present invention is characterized in that the pump unit is a piezoelectric / electrostrictive element fixed to a surface of a part of a wall constituting the pump chamber, and a drive for driving the piezoelectric / electrostrictive element. And the liquid in the pump chamber is pumped to the flow path by changing the volume of the pump chamber by deformation of a part of the wall by driving the piezoelectric / electrostrictive element. It is in. The pump chamber may be provided separately from the main body, but in order to reduce the size of the entire liquid drive motor, it is preferable that the pump chamber is disposed inside the main body. is there.
このように、本発明では、液体を駆動するアクチュエータとして圧電/電歪素子が利用される。圧電/電歪素子が駆動される場合、電磁波が発生しない。また、直流ブラシモータ等に比して作動音が極めて小さい。加えて、圧電/電歪素子そのものの小型化が容易であることから液体駆動式モータ全体の小型化も容易となる。以上より、上記構成によれば、電磁波が発生せず、作動音が小さい、且つ小型の液体駆動式モータを提供することができる。 Thus, in the present invention, a piezoelectric / electrostrictive element is used as an actuator for driving a liquid. When the piezoelectric / electrostrictive element is driven, no electromagnetic wave is generated. In addition, the operating noise is extremely small compared to a DC brush motor or the like. In addition, since the piezoelectric / electrostrictive element itself can be easily downsized, the liquid driven motor as a whole can be easily downsized. As described above, according to the above configuration, it is possible to provide a small-sized liquid drive motor that does not generate electromagnetic waves and that has a low operating noise.
上記本発明に係る液体駆動式モータにおいては、前記ポンプ部は、複数の前記ポンプ室のそれぞれに対して1又は複数の前記圧電/電歪素子を備えていて、前記複数のポンプ室のそれぞれが前記流路に接続されていて、前記駆動手段は、複数の前記圧電/電歪素子の全てを駆動するように構成されることが好適である。 In the liquid drive motor according to the present invention, the pump unit includes one or a plurality of the piezoelectric / electrostrictive elements for each of the plurality of pump chambers, and each of the plurality of pump chambers includes It is preferable that the driving means connected to the flow path is configured to drive all of the plurality of piezoelectric / electrostrictive elements.
これによれば、各圧電/電歪素子の駆動により各ポンプ室から圧送されたそれぞれの液体が、合流して前記流路に導かれてインペラの回転駆動に供される。これにより、ポンプ室が1つの場合に比して、流路内に供給される液体の流量(従って、流速)が増大してインペラの回転速度を高めることができる。この結果、より大きいモータ出力を得ることが可能となる。 According to this, each liquid pumped from each pump chamber by driving each piezoelectric / electrostrictive element joins and is led to the flow path to be used for rotational driving of the impeller. Thereby, compared with the case where there is one pump chamber, the flow rate (and hence the flow rate) of the liquid supplied into the flow path can be increased and the rotation speed of the impeller can be increased. As a result, a larger motor output can be obtained.
また、上記本発明に係る液体駆動式モータにおいて、本体の外部にて、前記駆動軸と一体回転するようにプロペラを配設すると、本発明に係る液体駆動式ファンが提供され得る。この液体駆動式ファンは、例えば、送風機として機能し得る。 In the liquid drive motor according to the present invention, when the propeller is disposed outside the main body so as to rotate integrally with the drive shaft, the liquid drive fan according to the present invention can be provided. This liquid-driven fan can function as a blower, for example.
上記本発明に係る液体駆動式ファンにおいては、前記駆動軸の全ての部分が前記本体の内部に配設され、前記駆動軸と一体回転するように前記駆動軸に固定された第1永久磁石と、前記本体の外部において前記第1永久磁石の周りに配置され前記第1永久磁石の回転に伴って前記駆動軸と同軸的に回転する第2永久磁石とを備え、前記プロペラが前記第2永久磁石と一体回転するように前記第2永久磁石に固定されることが好適である。 In the liquid drive type fan according to the present invention, all the portions of the drive shaft are disposed inside the main body, and the first permanent magnet fixed to the drive shaft so as to rotate integrally with the drive shaft; And a second permanent magnet disposed around the first permanent magnet outside the main body and rotating coaxially with the drive shaft as the first permanent magnet rotates, wherein the propeller is the second permanent magnet. It is preferable that the second permanent magnet is fixed so as to rotate integrally with the magnet.
これによれば、駆動軸全てが本体内部に配設されている。換言すれば、本体の外壁から駆動軸の一端が突出しない。従って、本体の外壁と駆動軸との摺動部分が存在しないから、その摺動部分を介した本体内部から本体外部への液体の漏出を防止するためのシール機構が不要となる。即ち、上記構成によれば、前記シール機構を採用することなく液体の漏出を防止しながら、プロペラを駆動軸と一体回転するように本体の外部に配設することができる。 According to this, all the drive shafts are disposed inside the main body. In other words, one end of the drive shaft does not protrude from the outer wall of the main body. Accordingly, since there is no sliding portion between the outer wall of the main body and the drive shaft, a sealing mechanism for preventing leakage of liquid from the inside of the main body to the outside of the main body via the sliding portion becomes unnecessary. That is, according to the above configuration, the propeller can be disposed outside the main body so as to rotate integrally with the drive shaft while preventing leakage of the liquid without employing the sealing mechanism.
上記本発明に係る液体駆動式ファンにおいては、前記本体の外表面において、前記プロペラと対向する部分には排気口が、前記プロペラと対向しない部分には吸気口が形成され、前記本体の内部には、前記吸気口と前記排気口とを連通する連通路が形成される形態が採用され得る。 In the liquid drive fan according to the present invention, an exhaust port is formed in a portion facing the propeller on the outer surface of the main body, and an intake port is formed in a portion not facing the propeller. In this case, a form in which a communication path that connects the intake port and the exhaust port is formed may be employed.
これによれば、プロペラによる風(気流)が本体の外表面から遠ざかる方向に形成されるようにプロペラの回転方向が制御される場合、プロペラと対向する部分に形成された排気口近傍でも、本体の外表面から遠ざかる方向(即ち、排気口から空気が排出される方向)に気流が形成される。この気流の形成により、連通路を介して排気口と連通する吸気口近傍では、吸気口から空気が吸入される。即ち、吸気口から空気を吸入して排気口からその空気を排気することができる。従って、この構成は、例えば、発熱体(例えば、CPU)を内部に含む筐体(例えば、パーソナルコンピュータの本体)の外壁の一部に、この形態の液体駆動式ファンを、筐体内部に吸気口が露呈し且つ筐体外部に排気口が露呈するように気密的に配設することで、筐体内部の熱を外部へ排出することができる(空冷機能)。 According to this, when the rotation direction of the propeller is controlled so that the wind (airflow) by the propeller is formed in a direction away from the outer surface of the main body, the main body can be disposed even in the vicinity of the exhaust port formed in the portion facing the propeller. An air flow is formed in a direction away from the outer surface of the gas (that is, a direction in which air is discharged from the exhaust port). Due to the formation of this air flow, air is sucked from the intake port in the vicinity of the intake port communicating with the exhaust port via the communication path. That is, it is possible to suck air from the intake port and exhaust the air from the exhaust port. Therefore, in this configuration, for example, a liquid-driven fan of this form is sucked into the housing inside a part of an outer wall of a housing (for example, a main body of a personal computer) including a heating element (for example, CPU). By disposing air tightly so that the mouth is exposed and the exhaust port is exposed outside the housing, the heat inside the housing can be discharged to the outside (air cooling function).
また、上記本発明に係る液体駆動式ファンにおいて、前記本体の外表面に固着された金属板であって前記金属板の外表面に接触する発熱体を冷却するための金属板と、を備え、前記金属板が、前記金属板の内表面が前記吸気口と対向するように且つ前記吸気口から外気を取り込み可能に配置されると、発熱体の冷却機として機能し得る。 Further, in the liquid drive fan according to the present invention, a metal plate fixed to the outer surface of the main body, and a metal plate for cooling a heating element that contacts the outer surface of the metal plate, When the metal plate is arranged so that the inner surface of the metal plate faces the intake port and can take in outside air from the intake port, the metal plate can function as a cooler for a heating element.
即ち、金属板の外表面に発熱体を接触させた状態で上記構成の発熱体の冷却機を使用すると、上記空冷機能が発揮されることに加え、熱伝導率が小さい金属板を介して発熱体と前記本体(液体を内部に含む)との間で熱交換がなされ得る(液冷機能)。従って、上記空冷機能と液冷機能とにより、発熱体を効果的に冷却することができる。 In other words, when the heat generating body cooler having the above structure is used in a state where the heat generating element is in contact with the outer surface of the metal plate, the air cooling function is exhibited and heat is generated through the metal plate having a low thermal conductivity. Heat exchange can be performed between the body and the main body (including liquid inside) (liquid cooling function). Therefore, the heating element can be effectively cooled by the air cooling function and the liquid cooling function.
以下、図面を参照しながら本発明による液体駆動式モータ(液体駆動式ファン)の各実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a liquid drive motor (liquid drive fan) according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1〜図6を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る液体駆動式ファンについて説明する。図1(a)は上面図(平面図)であり、図1(b)は正面図であり、図1(c)は下面図であり、図2は、図1(a)の2−2線に沿った平面にて液体駆動式ファンを切断した断面図であり、図3は、図1(a)の3−3線に沿った平面にて液体駆動式ファンを切断した断面図であり、図4は、図1(b)の4−4線に沿った平面にて液体駆動式ファンを切断した断面図であり、図5は、図1(b)の5−5線に沿った平面にて液体駆動式ファンを切断した断面図であり、図6は、図1(a)の6−6線に沿った平面にて液体駆動式ファンを切断した断面図である。
(First embodiment)
A liquid-driven fan according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A is a top view (plan view), FIG. 1B is a front view, FIG. 1C is a bottom view, and FIG. 2 is 2-2 in FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid-driven fan cut along a plane along the line, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid-driven fan cut along the plane 3-3 in FIG. 4 is a cross-sectional view of the liquid-driven fan cut along a plane along line 4-4 in FIG. 1 (b), and FIG. 5 is along line 5-5 in FIG. 1 (b). FIG. 6 is a cross-sectional view of the liquid drive fan cut along a plane, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the liquid drive fan cut along a plane along line 6-6 in FIG.
図1〜図6から理解できるように、この第1実施形態は、直方体状(立方体状)の本体10を備えている。本体10の内部には、流路11と、ポンプ室12と、タンク13とが形成されていて、これらの内部には、液体(例えば、水)が加圧封入されている。液体が加圧封入されているのは、液体中の気泡の発生を抑制するためである。
As can be understood from FIGS. 1 to 6, the first embodiment includes a rectangular parallelepiped (cubic)
流路11は、ポンプ室12の吐出口12a及び吸入口12bとそれぞれ接続されている。ポンプ室12から吐出口12aを経て圧送された液体は、流路11を一巡し(1重ループ)、その後、吸入口12bを経てポンプ室12に還流されるようになっている(特に、図3を参照)。また、タンク13は、吸入口12b近傍にて流路11と接続されていて、吸入口12bに向かう液体の一部を貯留するようになっている。
The
本体10には、駆動軸20が、一端が本体外部に露呈し他端が本体内部に位置するように配設されている(特に、図2を参照)。駆動軸20は、本体10の外壁に形成された支持孔14と、本体10の内部に固定された軸受け30とにより、軸方向に移動不能に且つ回転可能に支持されている。支持孔14と駆動軸20との間にはOリング40が介装されている。これにより、支持孔30と駆動軸20との隙間を介して流路11から本体10の外部へと液体が漏出することが防止される。
The
駆動軸20の他端側には、本体内部にて、インペラ50が一体固定されている(特に、図2を参照)。インペラ50は駆動軸20と一体回転可能に配設されている。インペラ50の一部は流路11の一部に露呈している(特に、図4を参照)。これにより、インペラ50は、流路11内の液体の運動を受けて回転するようになっている。なお、この例では、インペラ50として、液体の流入・流出方向が一致する型式のものが採用されている。
An
駆動軸20の一端側には、本体外部にて、プロペラ60が一体固定されている(特に、図2を参照)。プロペラ60は駆動軸20と一体回転可能に配設されている。これにより、インペラ50が回転すると、駆動軸20を介してプロペラ60が回転するようになっている。
A
本体10の外壁の一部は、ポンプ室12を構成(区画)する壁を兼ねている。本体10の外壁のうちでこの部分は他の部分よりも薄くなっていて、変形し易くなっている。以下、この部分を「駆動板部15」と称呼する。
A part of the outer wall of the
駆動板部15の外側表面には、薄板状の圧電/電歪素子70が固着されている。圧電/電歪素子70は、ECU80により駆動されるようになっている。圧電/電歪素子70が駆動されると、圧電/電歪素子70は、自身の平面に平行な所定の方向において伸縮する。これに伴って、駆動板部15(特に、その中央部)が自身の平面に垂直な方向に変形する。この変形によりポンプ室12の容積が変化する。
A thin plate-like piezoelectric /
ここで、ポンプ室12の吐出口12aの開口面積が吸入口12bの開口面積よりも大きく形成されている。このことに起因して、上記のようにポンプ室12の容積が変化すると、ポンプ室12内の液体が吐出口12aから流路11に向けて圧送され、これに伴って、吸入口12bから液体がポンプ室12へ還流される。以上、圧電/電歪素子70、ECU80、振動板部15、及びポンプ室12(吐出口12a、吸入口12b)は、「ポンプ部」を構成している。
Here, the opening area of the
このように、上記第1実施形態では、ECU80により圧電/電歪素子70を駆動することで、ポンプ室12から液体が流路11に向けて圧送され、流路11内に液体の流れが形成される。この液体の運動を受けてインペラ50が回転する。インペラ50が回転すると、駆動軸20が回転する。この観点において、上記実施形態は、モータとして機能する。加えて、駆動軸20が回転することで、プロペラ60が回転する。この結果、風が形成される。この観点において、上記実施形態は、ファン(送風機)として機能し得る。
As described above, in the first embodiment, when the piezoelectric /
以上、説明したように、上記第1実施形態では、液体を駆動するアクチュエータとして圧電/電歪素子70が利用される。圧電/電歪素子70では、駆動による電磁波が発生しない。また、直流ブラシモータ等に比して作動音が極めて小さい。加えて、圧電/電歪素子70そのものの小型化が容易であることから、液体駆動式モータ全体の小型化も容易となる。即ち、上記第1実施形態によれば、電磁波が発生せず、作動音が小さい、且つ小型の液体駆動式モータ(液体駆動式ファン)を提供することができる。
As described above, in the first embodiment, the piezoelectric /
本発明は上記第1実施形態に限らず、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記第1実施形態においては、1つのポンプ室12と、その1つのポンプ室12に対して1つの圧電/電歪素子70が設けられているが、1つのポンプ室12に対して2以上の圧電/電歪素子70が設けられていてもよい。また、ポンプ室12の壁の一部又は全部が圧電/電歪素子70で形成されていてもよい。
The present invention is not limited to the first embodiment, and various modifications can be employed within the scope of the present invention. For example, in the first embodiment, one
また、図1に対応する図7、及び図6に対応する図8に示すように、ポンプ室12が2つ設けられ、2つのポンプ室12のそれぞれに対して1つの圧電/電歪素子70が設けられてもよい。或いは、3つ以上のポンプ室12のそれぞれに対して1つ又は複数の圧電/電歪素子70が設けられてもよい。なお、後出の図において、前出の図に示した部材等と同じ又は等価な部材等については、前出の図に付した符号と同じ符号を付することでそれらの説明に代える。
Also, as shown in FIG. 7 corresponding to FIG. 1 and FIG. 8 corresponding to FIG. 6, two
この場合、図8に示すように、各ポンプ12(の吐出口12a)から吐出されたそれぞれの液体が全て流路11に合流するように、連通路11aが形成される。また、全ての圧電/電歪素子70がECU80により駆動される。従って、各圧電/電歪素子70の駆動により各ポンプ室12から圧送されたそれぞれの液体が、合流して流路11に導かれてインペラ50の回転駆動に供される。
In this case, as shown in FIG. 8, the
これにより、(同じ大きさの)ポンプ室12が1つの場合に比して、流路11内に供給される液体の流量(従って、流速)が増大してインペラ50の回転速度を高めることができる。この結果、より大きいモータ出力を得ることが可能となる。
As a result, the flow rate (and hence the flow rate) of the liquid supplied into the
また、上記第1実施形態では、プロペラ60が本体外部にて駆動軸20と一体固定されているが、図2に対応する図9に示す構成を利用して、プロペラ60を駆動軸20と一体回転するように配設してもよい。
In the first embodiment, the
即ち、図9に示す構成では、本体10の外壁の支持孔14近傍部分において、有底円筒状の蓋体16(本体10の一部を構成する)が、支持孔14を液密的に外部から塞ぐように一体固設されている。加えて、駆動軸20の全ての部分が本体10の内部に配設されている。
That is, in the configuration shown in FIG. 9, the bottomed cylindrical lid 16 (which constitutes a part of the main body 10) has a liquid-tight exterior to the
駆動軸20の一端には、駆動軸20と一体回転するように円筒状の第1永久磁石90が同軸的に一体固定されている。蓋体16の外周(即ち、本体10の外部)には、有底円筒状部分110aと軸部分110bを有する部材110が蓋体16を覆うように且つ蓋体16と相対回転可能に同軸的に嵌合されている。有底円筒状部分110aの先端部には、円筒状の第2永久磁石120が同軸的に一体固定されている。そして、軸部分110bの先端部には、プロペラ60が同軸的に一体固定されている。
A cylindrical first
以上の構成により、インペラ50の回転により駆動軸20が回転すると、第1永久磁石90が駆動軸20と同軸的に回転する。第1永久磁石90が回転すると、第1、第2永久磁石90,120同士の磁力作用により、第1永久磁石90の回転に追従して第2永久磁120も駆動軸20と同軸的に回転する。第2永久磁石120が回転すると、部材110を介してプロペラ60が駆動軸20と同軸的に回転する。このようにして、プロペラ60が駆動軸20と一体回転する。
With the above configuration, when the
図9に示す構成では、上述のように、駆動軸20の全てが本体内部に配設されている。換言すれば、本体10の外壁から駆動軸20の一端が突出しない。従って、本体10の外壁と駆動軸20との摺動部分が存在しないから、その摺動部分を介した本体内部から本体外部への液体の漏出を防止するためのシール機構が不要となる。即ち、上記第1実施形態(図2を参照)のように支持孔14にOリング40(シール機構)を設ける必要がない。従って、図9に示す構成では、Oリング40が省略されている。以上より、図9に示す構成では、シール機構を採用することなく液体の漏出を防止しながら、プロペラ60を駆動軸20と一体回転するように本体外部に配設することができる。
In the configuration shown in FIG. 9, as described above, all of the
なお、圧電/電歪素子70の駆動が停止した際、駆動軸20の減速に伴ってプロペラ60に回転制動トルクがかかることを回避するため、駆動軸20とプロペラ60との間の回転伝達系統の途中にワンウェイクラッチが介装されてもよい。
When the driving of the piezoelectric /
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る液体駆動式ファンについて図10〜図12を参照しながら説明する。図10(a)は上面図(平面図)であり、図10(b)は正面図であり、図10(c)は下面図であり、図11は、図10(a)の11−11線に沿った平面にて液体駆動式ファンを切断した断面図であり、図12は、図10(a)の12−12線に沿った平面にて液体駆動式ファンを切断した断面図である。
(Second Embodiment)
Next, a liquid drive fan according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 (a) is a top view (plan view), FIG. 10 (b) is a front view, FIG. 10 (c) is a bottom view, and FIG. 11 is 11-11 in FIG. 10 (a). FIG. 12 is a cross-sectional view of the liquid-driven fan cut along a plane along the line, and FIG. 12 is a cross-sectional view of the liquid-driven fan cut along the plane along line 12-12 in FIG. .
図10〜図12から理解できるように、第2実施形態では、上記第1実施形態に対して、ポンプ室12(及び圧電/電歪素子70)が2つ設けられている点、インペラ50として液体の流出方向が液体の流入方向に対して垂直となる形式のものが採用された点、これらに伴って流路11の構成が変更された点(2重ループ)、並びに、本体10に貫通孔17が形成された点が異なる。従って、この第2実施形態においても、少なくとも上記第1実施形態と同じ作用・効果が奏される。なお、第2実施形態では、タンク13が省略されているが、タンク13を設けてもよいことは言うまでもない。
As can be understood from FIGS. 10 to 12, the second embodiment is different from the first embodiment in that two pump chambers 12 (and piezoelectric / electrostrictive elements 70) are provided. The type in which the outflow direction of the liquid is perpendicular to the inflow direction of the liquid is adopted, the configuration of the
貫通孔17は、駆動軸20と平行に2本形成されている(特に、図12を参照)。貫通孔17,17における一端(排気口17a,17a)は、プロペラ60と対向する位置に形成されている。従って、プロペラ60による風(気流)が本体10の外表面から遠ざかる方向(図12において上方向)に形成されるようにプロペラ60の回転方向が制御される場合、排気口17a,17a近傍でも、本体10の外表面から遠ざかる方向(即ち、排気口17a,17aから空気が排出される方向)に気流が形成される。この気流の形成により、貫通孔17,17を介して排気口17a,17aと連通する貫通孔17,17の他端(吸気口17b,17b)近傍では、吸気口17b、17bから空気が吸入される。即ち、吸気口17b,17bから空気を吸入して排気口17a,17aからその空気を排気することができる。
Two through-
従って、図13に示すように、上記第2実施形態を、発熱体(例えば、CPU)を内部に含む筐体(例えば、パーソナルコンピュータの本体)の外壁の一部に、筐体内部に吸気口17b,17bが露呈し且つ筐体外部に排気口17a,17aが露呈するように気密的に配設することで、筐体内部の熱を外部へ排出することができる。以下、このような発熱体の冷却機能を「空冷機能」と呼ぶ。即ち、上記第2実施形態に係る液体駆動式ファンは、空冷機能を利用した発熱体の冷却機としても機能し得る。
Therefore, as shown in FIG. 13, the second embodiment is configured such that a part of the outer wall of a casing (for example, a main body of a personal computer) including a heating element (for example, a CPU) is provided inside the casing. By disposing air tightly so that 17b and 17b are exposed and
更には、図14に示すように上記第2実施形態に改変を加えることもできる。図14(a)(b)はそれぞれ、図10(b)(c)に対応している。図14(a)(b)に示す形態では、直方体状の本体10の下面(底面)に、貫通孔17,17と係わるように、断面が長方形であって直線状の溝18が形成されている。溝18の底面と貫通孔17,17との交差部分に吸気口17b,17bが形成されている。
Furthermore, as shown in FIG. 14, the second embodiment can be modified. FIGS. 14A and 14B correspond to FIGS. 10B and 10C, respectively. 14 (a) and 14 (b), a
この図14に示す形態は、例えば、図15に示すように、本体10の下面に金属板130を固着させて使用される。このように金属板130を固着させた状態では、金属板130の内表面が吸気口17b,17bに対向している。加えて、溝18の両端が開口しているから、溝18を介して、外気が吸気口17b,17bから取り込み可能となっている。
The form shown in FIG. 14 is used, for example, with a
そして、この金属板130の外表面にCPUなどの発熱体を接触させた状態で、この冷却機を作動させると、発熱体(CPU)の熱が金属板130に伝達される。これにより、金属板130が暖められる。金属板130が暖められると、金属板130の内表面近傍に存在する空気も暖められる。このように暖められた空気は、貫通孔17,17を介して排気口17a,17aから排気される。即ち、上記空冷機能が発揮される。
Then, when this cooler is operated in a state where a heating element such as a CPU is in contact with the outer surface of the
加えて、発熱体(CPU)から金属板130へ伝達された熱は、金属板130と接触する本体10の外壁を介して本体内部の液体に伝達される。液体に伝達された熱は、本体10の外壁のうちで金属板130と接触していない他の部分を介して本体外部へと放出される。これによっても、発熱体(CPU)の熱を外部へ排出することができる。このような発熱体の冷却機能を「液冷機能」と呼ぶ。
In addition, the heat transmitted from the heating element (CPU) to the
以上、図15に示すように、図14に示す形態を、金属板130を介してCPUなどの発熱体と接触させた状態で使用することで、上記空冷機能と上記液冷機能とが共に発揮され得、発熱体(CPU)を効果的に冷却することができる。
As described above, as shown in FIG. 15, the air cooling function and the liquid cooling function are exhibited by using the form shown in FIG. 14 in contact with a heating element such as a CPU via the
上記金属板130の材質としては、発熱体(CPU)からの熱伝達効率を高めるため、熱伝導率が大きいものが採用されることが好ましい。
As the material of the
10…本体、11…流路、11a…連通路、12…ポンプ室、15…駆動板部、17…貫通孔、17a…排気口、17b…吸気口、20…駆動軸、50…インペラ、60…プロペラ、70…圧電/電歪素子、80…CPU、90…第1永久磁石、120…第2永久磁石、130…金属板
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記本体に回転可能に支持された駆動軸と、
前記駆動軸と一体回転するように前記駆動軸に固定されて前記流路内の液体の運動を受けて回転するインペラと、
前記流路に接続されたポンプ室内の液体を前記流路に向けて圧送するポンプ部と、
を備え、前記圧送された液体の運動を前記インペラの回転運動に変換して前記駆動軸を回転駆動する液体駆動式モータにおいて、
前記ポンプ部は、
前記ポンプ室を構成する壁の一部の表面に固着された圧電/電歪素子と、
前記圧電/電歪素子を駆動する駆動手段と、
を備え、前記圧電/電歪素子の駆動による前記壁の一部の変形により前記ポンプ室の容積を変化させることで前記ポンプ室内の液体を圧送するように構成された液体駆動式モータ。 A body having a liquid flow path therein;
A drive shaft rotatably supported by the body;
An impeller which is fixed to the drive shaft so as to rotate integrally with the drive shaft and rotates by receiving the movement of the liquid in the flow path;
A pump unit that pumps the liquid in the pump chamber connected to the flow path toward the flow path;
A liquid drive motor that converts the motion of the pumped liquid into a rotational motion of the impeller and rotationally drives the drive shaft;
The pump part is
A piezoelectric / electrostrictive element fixed to a surface of a part of a wall constituting the pump chamber;
Driving means for driving the piezoelectric / electrostrictive element;
And a liquid drive motor configured to pump the liquid in the pump chamber by changing the volume of the pump chamber by deformation of a part of the wall by driving the piezoelectric / electrostrictive element.
前記ポンプ部は、
複数の前記ポンプ室のそれぞれに対して1又は複数の前記圧電/電歪素子を備えていて、
前記複数のポンプ室のそれぞれが前記流路に接続されていて、
前記駆動手段は、複数の前記圧電/電歪素子の全てを駆動するように構成された液体駆動式モータ。 The liquid drive motor according to claim 1,
The pump part is
One or more piezoelectric / electrostrictive elements are provided for each of the plurality of pump chambers,
Each of the plurality of pump chambers is connected to the flow path,
The drive means is a liquid drive motor configured to drive all of the plurality of piezoelectric / electrostrictive elements.
前記ポンプ室が前記本体の内部に配設された液体駆動式モータ。 In the liquid drive type motor according to claim 1 or 2,
A liquid drive motor in which the pump chamber is disposed inside the main body.
前記本体の外部において前記駆動軸と一体回転するように配設されたプロペラと、
を備えた液体駆動式ファン。 A liquid drive motor according to any one of claims 1 to 3,
A propeller arranged to rotate integrally with the drive shaft outside the body;
Liquid-driven fan with
前記駆動軸の全ての部分が前記本体の内部に配設され、
前記駆動軸と一体回転するように前記駆動軸に固定された第1永久磁石と、
前記本体の外部において前記第1永久磁石の周りに配置され前記第1永久磁石の回転に伴って前記駆動軸と同軸的に回転する第2永久磁石と、
を備え、
前記プロペラが前記第2永久磁石と一体回転するように前記第2永久磁石に固定された液体駆動式ファン。 The liquid-driven fan according to claim 4.
All parts of the drive shaft are disposed inside the main body,
A first permanent magnet fixed to the drive shaft so as to rotate integrally with the drive shaft;
A second permanent magnet that is disposed around the first permanent magnet outside the main body and rotates coaxially with the drive shaft as the first permanent magnet rotates.
With
A liquid-driven fan fixed to the second permanent magnet such that the propeller rotates integrally with the second permanent magnet.
前記本体の外表面において、前記プロペラと対向する部分には排気口が、前記プロペラと対向しない部分には吸気口が形成され、
前記本体の内部には、前記吸気口と前記排気口とを連通する連通路が形成された液体駆動式ファン。 The liquid-driven fan according to claim 4 or 5,
On the outer surface of the main body, an exhaust port is formed in a portion facing the propeller, and an intake port is formed in a portion not facing the propeller.
A liquid-driven fan in which a communication path that communicates the intake port and the exhaust port is formed inside the main body.
前記本体の外表面に固着された金属板であって前記金属板の外表面に接触する発熱体を冷却するための金属板と、
を備え、
前記金属板が、前記金属板の内表面が前記吸気口と対向するように且つ前記吸気口から外気を取り込み可能に配置された、発熱体の冷却機。 A liquid-driven fan according to claim 6;
A metal plate fixed to the outer surface of the main body, and a metal plate for cooling the heating element in contact with the outer surface of the metal plate;
With
A cooling device for a heating element, wherein the metal plate is arranged so that an inner surface of the metal plate faces the intake port and is capable of taking outside air from the intake port.
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JP2008183387A JP2010024835A (en) | 2008-07-15 | 2008-07-15 | Hydraulically driving type motor, hydraulically driving type fan, and chiller of exothermic body |
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CN111417287A (en) * | 2020-03-30 | 2020-07-14 | 维沃移动通信有限公司 | Air driving device and electronic equipment |
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- 2008-07-15 JP JP2008183387A patent/JP2010024835A/en active Pending
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