JPH11145659A - 空冷装置 - Google Patents

空冷装置

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JPH11145659A
JPH11145659A JP30670697A JP30670697A JPH11145659A JP H11145659 A JPH11145659 A JP H11145659A JP 30670697 A JP30670697 A JP 30670697A JP 30670697 A JP30670697 A JP 30670697A JP H11145659 A JPH11145659 A JP H11145659A
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JP
Japan
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housing
air
cooling device
deformable member
piezoelectric element
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JP30670697A
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English (en)
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Minoru Ishikawa
実 石川
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低消費電力、低騒音、省スペースを実現す
る。 【解決手段】 圧電素子4に周期的に電圧を印加すると
圧電素子4は湾曲して振動し、圧電素子4を覆っている
ゴムシート6は筐体8の内側方向への膨出および逆方向
への縮退を繰り返す。ゴムシート6が膨出したときは、
空気が第2の弁46を通じ圧電素子4側に流入すること
はなく、そしてゴムシート6の膨出分だけ筐体8内の空
間部分の容積が縮小し、筐体8内の高温の空気が通気口
を通じて筐体8の外に排出される。このとき第1の弁4
2を通じ筐体8外の低温の空気がゴムシート6の内側流
入する。逆に、ゴムシート6が縮退するときは、空気は
第1の弁42を通じ筐体8外に流出できず、ゴムシート
6の内側の低温の空気は第2の弁46を通じて筐体8の
空間部分に流入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却対象の装置に
装着され、装置内の空気の排出および装置内への空気の
吸引を行うことによって装置を冷却する空冷装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】例えば電子装置を空冷する場合、従来は
次の2つの方法のいずれかが採られていた。第1の方法
は自然放熱によるものである。すなわち、電子装置筐体
内の種々の発熱源から発生した熱は、発熱源周辺の筐体
内部の空気に伝導し、熱を吸収した空気は自然対流によ
って筐体に形成された通気口を通じて筐体外に出る。ま
た、発熱源からの熱は直接または何らかの部材を介して
筐体に伝導し、筐体の外面から外部に放熱される。この
ような自然放熱の結果、電子装置が冷却される。第2の
方法は強制空冷によるものである。すなわち、ファンを
例えば筐体に形成した通気口近傍に装着し、筐体内で熱
を吸収して高温となった空気を筐体外に強制的に排出す
ることで電子装置を冷却する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、第1の方法で
は、構造によっては筐体内での自然対流が効果的に発生
せず、また、筐体内での発熱量に比べ筐体の表面積が狭
い場合は必要な冷却効果を確保することは困難である。
一方、第2の方法では、ファンを使用するため、電力を
必要とし、さらに騒音が発生するとうい問題があり、そ
してファンを配置するたのスペースを確保しなければな
らない。本発明はこのような問題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、十分な冷却効果が得られ、低
消費電力で、かつ騒音が発生せず、しかも場所をとらな
い空冷装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、通気口を備えた冷却対象の装置に装着され、
前記装置内の空気の排出および装置内への空気の吸引を
行うことによって前記装置を冷却する空冷装置を次のよ
うに構成した。すなわち、本発明の空冷装置では、電気
エネルギを供給することで、湾曲して振動する板状の変
形部材を、冷却対象装置の筐体の内面に近接し板面を前
記内面に対して略平行にして変形可能な状態で配設し、
柔軟性を有するシート部材を前記変形部材にほぼ密着さ
せて前記シート部材により前記変形部材を覆い、前記シ
ート部材の周辺部全体を前記筐体の前記内面にほぼ隙間
なく固定し、前記シート部材により前記変形部材と共に
覆われた前記筐体の箇所に第1の開口を形成して、前記
第1の開口を通じて前記筐体内の空気が流出することを
阻止する一方前記筐体内に空気が流入することは可能と
する第1の弁を前記第1の開口の箇所に取り付け、前記
シート部材に第2の開口を形成して、前記第2の開口を
通じて前記変形部材側に空気が流入することを阻止する
一方前記変形部材側から空気が流出することは可能とす
る第2の弁を前記第2の開口の箇所に取り付けた。
【0005】本発明の空冷装置においては、変形部材に
電気エネルギを供給することで変形部材を湾曲して振動
させることができ、この振動に伴って、変形部材を覆っ
ているシート部材は筐体の内側方向への膨出、および逆
方向への縮退を繰り返す。そして、シート部材が膨出し
たときは、第2の弁の作用によって空気が第2の開口を
通じ変形部材側に流入することはなく、そしてシート部
材の膨出分だけ筐体内の空間部分の容積が縮小し、筐体
内の高温の空気が通気口を通じて筐体の外に排出され
る。また、このとき、第1の弁の作用によって第1の開
口を通じ筐体外の低温の空気がシート部材と、シート部
材により覆われた筐体の内面との間の空間内に流入す
る。逆に、シート部材が上述のように縮退するときは、
第1の弁の作用によって空気は第1の開口を通じ筐体外
に流出できず、一方、第2の弁の作用によって空気は第
2の開口を通じ変形部材側から流出可能であるため、シ
ート部材と、シート部材により覆われた筐体の内面との
間の空間内の低温の空気は、筐体の空間部分に流入す
る。したがって、変形部材を上述のように振動させるこ
とで、筐体外の低温の空気が第1および第2の開口(第
1および第2の弁)を通じて筐体の空間部分に流入し、
一方、筐体内の高温の空気は冷却対象装置の通気口を通
じて筐体から排出される。
【0006】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態例につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明による空冷装
置の一例を示す概略断面側面図である。この空冷装置2
は、圧電素子4およびゴムシート6を含んで構成されて
いる。圧電素子4は、矩形の板状に形成され、電圧を印
加することで湾曲して振動し、冷却対象装置の筐体8の
内面10に近接し板面を内面10に対して略平行にして
配設されている。圧電素子4の一方の端部14は、圧電
素子4が変形可能な状態で筐体8の内面10に固定さ
れ、もう一方の端部16は、内面10に接しているが自
由端となっている。
【0007】ゴムシート6は、圧電素子4よりやや広
く、圧電素子4にほぼ密着して圧電素子4を覆ってお
り、ゴムシート6の周辺部は全体が筐体8の内面10に
対しほぼ隙間なく、望ましくは隙間なく固定されてい
る。ゴムシート6により圧電素子4と共に覆われた筐体
の箇所、本実施の形態例では圧電素子4のほぼ中央部に
対向する箇所に第1の開口40が形成され、この第1の
開口の箇所には第1の弁42が取り付けられている。第
1の弁42は、第1の開口を通じて筐体内の空気が流出
することを阻止する一方筐体内に空気が流入することは
可能とするものである。そして、ゴムシート6には、本
実施の形態例ではそのほぼ中央部に第2の開口44が形
成され、第2の開口44の箇所には、第2の弁46が取
り付けられている。第2の弁46は、第2の開口44を
通じて圧電素子4側に空気が流動することを阻止する一
方、圧電素子4側から空気が流出することは可能とする
ものである。図2はこの空冷装置2を装着した電子装置
の全体を示す概略斜視図である。空冷装置2は電子装置
18の筐体8の1つの側壁20に装着されており、他の
側壁22には通気口24が形成されている。
【0008】次に、このように構成された空冷装置2の
動作について説明する。圧電素子4に電圧を印加しない
状態では、圧電素子4は変形せず、図1に示したように
ほぼ平坦となっている。一方、圧電素子4に電圧を印加
すると、圧電素子4は、図3に示したように、筐体8の
内側に凸となって湾曲する。このとき、圧電素子4に密
着しているゴムシート6は、圧電素子4に押されて筐体
8の内側方向に膨出する。
【0009】そして、圧電素子4には周期的に電圧を印
加し、圧電素子4を周期的に湾曲させて振動させる。そ
の結果、この振動に伴って、圧電素子4を覆っているゴ
ムシート6は筐体8の内側方向への膨出、および逆方向
への縮退を繰り返す。図4の(A)はゴムシート6が膨
出した場合の第1および第2の弁42、46の状態を示
す模式断面側面図、(B)はゴムシート6が縮退した場
合の第1および第2の弁42、46の状態を示す模式断
面側面図である。なお、これらの図では、各弁の作用を
明瞭に示すため、第1および第2の弁42、46は模式
的に描かれている。
【0010】図4の(A)に示したように、ゴムシート
6が膨出したときは、第2の弁46の作用によって開口
44を通じて空気が圧電素子4側に流入することはな
く、そしてゴムシート6の膨出分だけ筐体内の空間部分
の容積が縮小し、筐体内の高温の空気が、図5に矢印A
で示したように、通気口24を通じて筐体8の外に排出
される。また、このとき、第1の弁42の作用によって
第1の開口40を通じて筐体外の低温の空気が、矢印B
で示したように、ゴムシート6の内側の空間内に流入す
る。
【0011】そして、ゴムシート6が縮退するときは、
図4の(B)に示したように、第1の弁42の作用によ
って空気は第1の開口40を通じて筐体8外に流出でき
ず、一方、第2の弁46の作用によって第2の開口44
を通じて圧電素子4側から流出可能であるため、矢印C
で示したように、ゴムシート6の内側の低温の空気は第
2の開口44を通じて筐体の空間部分へ流入する。
【0012】したがって、圧電素子4を上述のように振
動させることで、筐体外の低温の空気が第1および第2
の開口40、44(第1および第2の弁42、46)を
通じて筐体内に流入し、一方、筐体内の高温の空気は冷
却対象装置の通気口24を通じて筐体から排出される。
その結果電子装置18は極めて効果的に冷却される。そ
して、この空冷装置2では、圧電素子4を駆動するのみ
であるから、必要な電力はファンなどに比べ少ない。ま
た、圧電素子4は比較的低い周期で振動させればよいの
で、ファンのような騒音は発生しない。しかも、全体が
平板であるから、場所をとらない。
【0013】なお、本実施の形態例では、変形部材とし
て圧電素子4を用いたが、圧電素子以外にも、例えばバ
イメタルや形状記憶合金を変形部材として用いることが
できる。バイメタルを用いた場合には、バイメタルに通
電するとバイメタルは発熱して温度が上昇し、その結
果、湾曲する。そして、通電を停止すると発熱が停止
し、温度が下がってもとの平坦な状態にもどる。したが
って、バイメタルに対して周期的に通電することで、圧
電素子4と同様の作用を実現でき、電子装置を効果的に
冷却することができる。形状記憶合金を用いた場合に
は、例えば図5に示したように、形状記憶合金38と筐
体8の内面10との間にバネ9を配してバネ9で付勢し
ておき、常時は湾曲した状態にしておく。そして、通電
すると、形状記憶合金は発熱して温度が上昇し、形状記
憶合金38はバネ9の力に打ち勝って、記憶しているも
との平坦な形状に戻る。したがって、この場合にも、形
状記憶合金に対して周期的に通電することで、圧電素子
4と同様に振動させることができ、電子装置の効果的な
冷却が可能となる。
【0014】
【実施例】図1に示した空冷装置2において、圧電素子
4は、0.1〜100Hzの周期で振動させることで良
好な冷却効果が得られた。また、圧電素子4の大きさ
を、横が10cm、縦が3cmとし、振動周期を100
Hzとした場合、810ミリリットル/秒もの換気量が
得られ、これによる放熱量は20Wに達した。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明の空冷装置で
は、変形部材に電気エネルギを供給することで変形部材
を湾曲して振動させることができ、この振動に伴って、
変形部材を覆っているシート部材は筐体の内側方向への
膨出、および逆方向への縮退を繰り返す。そして、シー
ト部材が膨出したときは、第2の弁の作用によって空気
が第2の開口を通じ変形部材側に流入することはなく、
そしてシート部材の膨出分だけ筐体内の空間部分の容積
が縮小し、筐体内の高温の空気が通気口を通じて筐体の
外に排出される。また、このとき、第1の弁の作用によ
って第1の開口を通じ筐体外の低温の空気がシート部材
と、シート部材により覆われた筐体の内面との間の空間
内に流入する。逆に、シート部材が上述のように縮退す
るときは、第1の弁の作用によって空気は第1の開口を
通じ筐体外に流出できず、一方、第2の弁の作用によっ
て空気は第2の開口を通じ変形部材側から流出可能であ
るため、シート部材と、シート部材により覆われた筐体
の内面との間の空間内の低温の空気は、筐体の空間部分
に流入する。したがって、変形部材を上述のように振動
させることで、筐体外の低温の空気が第1および第2の
開口(第1および第2の弁)を通じて筐体の空間部分に
流入し、一方、筐体内の高温の空気は冷却対象装置の通
気口を通じて筐体から排出される。その結果、冷却対象
装置を極めて効果的に冷却することができる。そして、
本発明の空冷装置では、例えば圧電素子などの変形部材
を駆動するのみであるから、必要な電力はファンなどに
比べ少ない。また、変形部材は比較的低い周期で振動さ
せればよいので、ファンのような騒音は発生しない。し
かも、全体が平板であるから場所をとらない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による空冷装置の一例を示す概略断面側
面図である。
【図2】空冷装置を装着した電子装置の全体を示す概略
斜視図である。
【図3】図1において圧電素子が湾曲した状態を示す概
略断面側面図である。
【図4】(A)はゴムシートが膨出した場合の第1およ
び第2の弁の状態を示す模式断面側面図、(B)はゴム
シートが縮退した場合の第1および第2の弁の状態を示
す模式断面側面図である。
【図5】圧電素子として形状記憶合金を用いた場合の構
成を示す概略断面側面図である。
【符号の説明】
2……空冷装置、4……圧電素子、6……ゴムシート、
8……筐体、24……通気口、40……第1の開口、4
2……第1の弁、44……第2の開口、46……第2の
弁。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通気口を備えた冷却対象の装置に装着さ
    れ、前記装置内の空気の排出および装置内への空気の吸
    引を行うことによって前記装置を冷却する空冷装置であ
    って、 電気エネルギを供給することで、湾曲して振動する板状
    の変形部材を、冷却対象装置の筐体の内面に近接し板面
    を前記内面に対して略平行にして変形可能な状態で配設
    し、 柔軟性を有するシート部材を前記変形部材にほぼ密着さ
    せて前記シート部材により前記変形部材を覆い、前記シ
    ート部材の周辺部全体を前記筐体の前記内面にほぼ隙間
    なく固定し、 前記シート部材により前記変形部材と共に覆われた前記
    筐体の箇所に第1の開口を形成して、前記第1の開口を
    通じて前記筐体内の空気が流出することを阻止する一方
    前記筐体内に空気が流入することは可能とする第1の弁
    を前記第1の開口の箇所に取り付け、 前記シート部材に第2の開口を形成して、前記第2の開
    口を通じて前記変形部材側に空気が流入することを阻止
    する一方前記変形部材側から空気が流出することは可能
    とする第2の弁を前記第2の開口の箇所に取り付けた、 ことを特徴とする空冷装置。
  2. 【請求項2】 前記変形部材は、略平坦な状態と、前記
    筐体の前記内面から離れる方向に凸の状態とを採って振
    動することを特徴とする請求項1記載の空冷装置。
  3. 【請求項3】 前記変形部材は一端部が前記筐体の前記
    内面に固定されていることを特徴とする請求項1記載の
    空冷装置。
  4. 【請求項4】 前記変形部材は圧電素子であることを特
    徴とする請求項1記載の空冷装置。
  5. 【請求項5】 前記変形部材はバイメタルであることを
    特徴とする請求項1記載の空冷装置。
  6. 【請求項6】 前記変形部材は形状記憶合金であり、前
    記筐体の前記内面と前記形状記憶合金との間にバネを介
    在させ、前記バネによって前記形状記憶合金に対し前記
    形状記憶合金の板面に略直交する方向に付勢する構成と
    したことを特徴とする請求項1記載の空冷装置。
JP30670697A 1997-11-10 1997-11-10 空冷装置 Abandoned JPH11145659A (ja)

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