JPS6272149A - 圧電フアン付放熱フイン - Google Patents
圧電フアン付放熱フインInfo
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- JPS6272149A JPS6272149A JP60211145A JP21114585A JPS6272149A JP S6272149 A JPS6272149 A JP S6272149A JP 60211145 A JP60211145 A JP 60211145A JP 21114585 A JP21114585 A JP 21114585A JP S6272149 A JPS6272149 A JP S6272149A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- heat dissipation
- heat
- fan
- piezoelectric fan
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D33/00—Non-positive-displacement pumps with other than pure rotation, e.g. of oscillating type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は放熱フィンに係り、特に圧電ファンによって効
率的な放熱を行うことを企図した圧電ファン付放熱フィ
ンに関する。
率的な放熱を行うことを企図した圧電ファン付放熱フィ
ンに関する。
本発明による圧電ファン付放熱フィンは、たとえばパワ
ートランジスタの放熱フィンや各種エレクトロニクス機
器の放熱手段等に適用される。
ートランジスタの放熱フィンや各種エレクトロニクス機
器の放熱手段等に適用される。
［従来技術］
近年、電子回路の集積化および機器の小型化が進み、そ
れに伴なって回路やａ器の放熱対策が重要となってきた
。放熱対策が不十分であると、回路の誤動作の原因にな
り、信頼性を高める上で大きな支障となるからである。
れに伴なって回路やａ器の放熱対策が重要となってきた
。放熱対策が不十分であると、回路の誤動作の原因にな
り、信頼性を高める上で大きな支障となるからである。
このような放熱対策として、従来では、たとえばパワー
トランジスタをアルミ材等で作製された放熱フィン上に
固定し、その放熱フィンを外気に触れ易く配置すること
によって、パワートランジスタ等から発生する熱を外部
へ除去する。という方法が一般的に用いられていた。
トランジスタをアルミ材等で作製された放熱フィン上に
固定し、その放熱フィンを外気に触れ易く配置すること
によって、パワートランジスタ等から発生する熱を外部
へ除去する。という方法が一般的に用いられていた。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、回路の高密度化およびパワートランジス
タの高出力化に伴って発熱量は増加する傾向にあり、こ
の発ｆｊ１１ｆｔの増大傾向に対して上記従来の方法で
は、放熱フィンの放熱部の表面積を大きくし放熱効率を
増大させることで対処しなければならない、このために
、大きな放熱フィンを組込むスペースを必要とし装置全
体の小型化を極めて困難にしていた。また逆に、装置の
小型化を図ろうとすれば、放熱フィンの大きさが制限さ
れるために、十分な放熱効果を得ることができず、蓄熱
によって装置の信頼性が低下してしまう。いずれにして
も、従来の放熱フィンでは、このような問題点を解決す
ることはできなかった。
タの高出力化に伴って発熱量は増加する傾向にあり、こ
の発ｆｊ１１ｆｔの増大傾向に対して上記従来の方法で
は、放熱フィンの放熱部の表面積を大きくし放熱効率を
増大させることで対処しなければならない、このために
、大きな放熱フィンを組込むスペースを必要とし装置全
体の小型化を極めて困難にしていた。また逆に、装置の
小型化を図ろうとすれば、放熱フィンの大きさが制限さ
れるために、十分な放熱効果を得ることができず、蓄熱
によって装置の信頼性が低下してしまう。いずれにして
も、従来の放熱フィンでは、このような問題点を解決す
ることはできなかった。
［問題点を解決するための手段］
本発明による圧電ファン付放熱フィンは、放熱板に圧電
ファンを設け、前記放熱板に送風することを特徴とする
。
ファンを設け、前記放熱板に送風することを特徴とする
。
［作用］
このように、圧電ファンを放熱フィンの放熱部である放
熱板に設けて送風することにより、強制冷却を行い、放
熱効果を大幅に高めることができる。また、圧電ファン
を放熱板に設けたことで、放熱板の熱を圧電ファンに直
接伝えることができ、圧電素子の温度特性を利用して送
風力の自動調節を行うことができる。
熱板に設けて送風することにより、強制冷却を行い、放
熱効果を大幅に高めることができる。また、圧電ファン
を放熱板に設けたことで、放熱板の熱を圧電ファンに直
接伝えることができ、圧電素子の温度特性を利用して送
風力の自動調節を行うことができる。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図は、本発明による圧電ファン付放熱フィンの一実
施例の斜視図である。
施例の斜視図である。
同図において、放熱フィンの複数の放熱板ｌには開口部
２が各々形成され、その開口部２内に圧電ファン３は上
方に向けて設置されている。圧′屯ファン３は弾性板４
と圧電素子５とから成り、圧電素子５の一端は放熱板１
に直接又は熱伝導の良好な弾性材を介して固定されてい
る。したがって、圧′屯素子５に適当な周波数の交流電
圧を印加することで、圧電ファン３を駆動させ、放熱板
１に下方から送風することができ、放熱効果を増大させ
ることができる。
２が各々形成され、その開口部２内に圧電ファン３は上
方に向けて設置されている。圧′屯ファン３は弾性板４
と圧電素子５とから成り、圧電素子５の一端は放熱板１
に直接又は熱伝導の良好な弾性材を介して固定されてい
る。したがって、圧′屯素子５に適当な周波数の交流電
圧を印加することで、圧電ファン３を駆動させ、放熱板
１に下方から送風することができ、放熱効果を増大させ
ることができる。
また、圧１ヒ素子５には、第２図に示すように、各種横
効果型圧電素子を用いることができる。
効果型圧電素子を用いることができる。
２１’Ｓ ２ ’Ｉｌｌ （Ａ）〜（Ｄ）は、ユニモル
フ、へイモルフ、積層ユニモルフ、積層バイモルフの各
構造を有する圧電素子の概略的断面図である。
フ、へイモルフ、積層ユニモルフ、積層バイモルフの各
構造を有する圧電素子の概略的断面図である。
第２図（Ａ）では、金属板５１の一方に圧電セラミック
ス５２およびｔ極５３が形成され、同図（Ｂ）では、金
属板５１の両側に形成されている。
ス５２およびｔ極５３が形成され、同図（Ｂ）では、金
属板５１の両側に形成されている。
同図（Ｃ）では、金属板５１の一方に圧電セラミックス
および電極の積層部５４が形成されており、同図（ロ）
では、金属板５１のＨ側に積層部５４が形成されている
。このような圧電セラミックスと電極との積層化により
内部電極間距離が短縮され、圧電素子を低電圧で駆動す
ることができる。なお、金属板５１を延長して弾性板４
を構成してもよい。
および電極の積層部５４が形成されており、同図（ロ）
では、金属板５１のＨ側に積層部５４が形成されている
。このような圧電セラミックスと電極との積層化により
内部電極間距離が短縮され、圧電素子を低電圧で駆動す
ることができる。なお、金属板５１を延長して弾性板４
を構成してもよい。
さらに、本実施例では、圧電定数ｄ３１の温度係数が正
で、且つ１ｏ００ｐＰｌ ／ ”Ｃ以上の圧電セラミッ
クスを用い、圧電ファン３の送風力を放熱板１の温度に
よって自動的に３１節するように構成した。
で、且つ１ｏ００ｐＰｌ ／ ”Ｃ以上の圧電セラミッ
クスを用い、圧電ファン３の送風力を放熱板１の温度に
よって自動的に３１節するように構成した。
以下、圧電定数ｄ３１と圧電素子５の変位量および駆動
力との関係を説明する。
力との関係を説明する。
第３図は、バイモルフ構造の圧電素子における圧電定数
ｄ３１と変位量および駆動力との関係を説明するための
圧電素子の斜視図である。
ｄ３１と変位量および駆動力との関係を説明するための
圧電素子の斜視図である。
同図において、自由状態にあるバイモルフ圧電素子の金
属板５１と７［極５３との間に直流電圧Ｖを印加した場
合、圧電素子の変位量Ｘおよび駆動力Ｆは次式で表わさ
れる。
属板５１と７［極５３との間に直流電圧Ｖを印加した場
合、圧電素子の変位量Ｘおよび駆動力Ｆは次式で表わさ
れる。
ｘ ＝ ３ （Ｌ／Ｔ）２ ＠ｄＨ＊ ＶＦ ＝ （Ｔ
Ｗ ／Ｌ） ・（ｄ：ｕ／ Ｓ目Ｅ） ＊ Ｖただし
、Ｌ、’ｉｔ、Ｔは各々圧電素子の高さ、幅、厚さを表
わし、 ５ｌｌＥは電界ゼロの場合の弾性コンプライア
ンス全表わす。
Ｗ ／Ｌ） ・（ｄ：ｕ／ Ｓ目Ｅ） ＊ Ｖただし
、Ｌ、’ｉｔ、Ｔは各々圧電素子の高さ、幅、厚さを表
わし、 ５ｌｌＥは電界ゼロの場合の弾性コンプライア
ンス全表わす。
上記各式から明らかなように、温度が上昇することで圧
電セラミックスの圧電定数ｄ３１の値が大きくなると、
バイモルフ圧電素子５の変位端Ｘおよび駆動力Ｆは共に
増加する。逆に、温度が低下して圧゛准セラミックスの
圧電定数ｄｌｌの値が小さ ・くなれば、変位量Ｘおよ
び駆動力Ｆは減少する。
電セラミックスの圧電定数ｄ３１の値が大きくなると、
バイモルフ圧電素子５の変位端Ｘおよび駆動力Ｆは共に
増加する。逆に、温度が低下して圧゛准セラミックスの
圧電定数ｄｌｌの値が小さ ・くなれば、変位量Ｘおよ
び駆動力Ｆは減少する。
すでに述べたようにバイモルフ圧電素子５の一端は放熱
板１に直接又は熱伝導の良好な弾性材を介して固定され
ているために、放熱板ｌの熱は即座にバイモルフ圧電素
子５に伝達される。従って圧電素子の駆動で素子自身も
温度上昇するが、その温度以上に放熱板１の温度が上昇
すると、バイモルフ圧電素子５の圧電セラミックスの圧
圧電定数ｄ３１の値が大きくなり、バイモルフ圧電素子
５の変位Ｍ ｘおよび駆動力Ｆが増加して圧電ファン３
の送風力が増大する。その結果、放熱板ｌの放熱効果が
大きくなり、冷却能力が増加する。また、放熱板１の温
度が低下すれば、バイモルフ圧′ｉｆ素′ｆ−５の変位
量Ｘおよび駆動力Ｆが低下し、圧電ファン３の送風力が
低下する。
板１に直接又は熱伝導の良好な弾性材を介して固定され
ているために、放熱板ｌの熱は即座にバイモルフ圧電素
子５に伝達される。従って圧電素子の駆動で素子自身も
温度上昇するが、その温度以上に放熱板１の温度が上昇
すると、バイモルフ圧電素子５の圧電セラミックスの圧
圧電定数ｄ３１の値が大きくなり、バイモルフ圧電素子
５の変位Ｍ ｘおよび駆動力Ｆが増加して圧電ファン３
の送風力が増大する。その結果、放熱板ｌの放熱効果が
大きくなり、冷却能力が増加する。また、放熱板１の温
度が低下すれば、バイモルフ圧′ｉｆ素′ｆ−５の変位
量Ｘおよび駆動力Ｆが低下し、圧電ファン３の送風力が
低下する。
このように、圧電定数ｄ３１の温度係数が正で、且つ１
０００ＰＰ鳳／℃以上の圧電セラミックスを用いたバイ
モルフ圧電素子５を放熱板１に設けることで、特別な温
度検出手段を用いることなく、放熱板ｌの温度に従って
圧電ファン３の送風力を自動的に調節することができる
。勿論、バイモルフ構造だけではなく、第２図に示す各
種圧電素子を用いて同様の効果が得られる。
０００ＰＰ鳳／℃以上の圧電セラミックスを用いたバイ
モルフ圧電素子５を放熱板１に設けることで、特別な温
度検出手段を用いることなく、放熱板ｌの温度に従って
圧電ファン３の送風力を自動的に調節することができる
。勿論、バイモルフ構造だけではなく、第２図に示す各
種圧電素子を用いて同様の効果が得られる。
なお、圧電セラミックスの圧電定数ｄ３１の温度係数を
ｔｏｏｏｐｐ■／℃以上としたのは、圧電ファンの送風
力を放熱板１の温度変化に応じて効果的に変化させるた
めである。
ｔｏｏｏｐｐ■／℃以上としたのは、圧電ファンの送風
力を放熱板１の温度変化に応じて効果的に変化させるた
めである。
また、圧電ファン３の設ｄ位置は、本実施例に限定され
るものではないが、放熱板Ｉの下方部であることが放熱
効果の点で望ましいことは明らかである。さらに、複数
の放熱板ｌに設けられた圧電ファン３は、交互に反対方
向に揺動させるなどの方法で駆動することが不要な振動
を防１トするために望ましい。
るものではないが、放熱板Ｉの下方部であることが放熱
効果の点で望ましいことは明らかである。さらに、複数
の放熱板ｌに設けられた圧電ファン３は、交互に反対方
向に揺動させるなどの方法で駆動することが不要な振動
を防１トするために望ましい。
［発明の効果］
以上詳細に説明したように、本発明による圧電ファ７１
＝ｔ 放ＭフィンｉｌＤ［ファンを放熱フィンの放熱部
である放熱板に設けて送風するために、強制冷却により
放熱効果を大幅に高めることができる。したがって、放
熱フィンの表面植を小さくすることができ、放熱手段を
必要とする装ごの小型化を促進することができる。
＝ｔ 放ＭフィンｉｌＤ［ファンを放熱フィンの放熱部
である放熱板に設けて送風するために、強制冷却により
放熱効果を大幅に高めることができる。したがって、放
熱フィンの表面植を小さくすることができ、放熱手段を
必要とする装ごの小型化を促進することができる。
また、圧電ファンを放熱板に設けたことで、放熱板の熱
を圧電ファンに直接伝えることができ、圧電素子の圧電
定数の温度特性を利用して送風力の自動［’ｉを行うこ
とができる。
を圧電ファンに直接伝えることができ、圧電素子の圧電
定数の温度特性を利用して送風力の自動［’ｉを行うこ
とができる。
第１図は、本発明による圧電ファン付放熱フィンの一実
施例の斜視図、 ：５２ 図（Ａ）〜（Ｄ）は、ユニモルフ、バイモルフ
、積層ユニモルフ、積層バイモルフの各構造を有する圧
電素子の概略的断面図、 第３図は、バイモルフ構造の圧電素子における圧電定数
ｄ３１と変位量および駆動力との関係を説明するための
圧電素子の斜視図である。 １・・・放熱板 ３・・・圧電ファン ４・・・弾性板 ５・・・圧電素子 代理人 弁理士 山 下 穣 平 第２ 図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ） （Ｄ） 第３図 口一一ツー一一
施例の斜視図、 ：５２ 図（Ａ）〜（Ｄ）は、ユニモルフ、バイモルフ
、積層ユニモルフ、積層バイモルフの各構造を有する圧
電素子の概略的断面図、 第３図は、バイモルフ構造の圧電素子における圧電定数
ｄ３１と変位量および駆動力との関係を説明するための
圧電素子の斜視図である。 １・・・放熱板 ３・・・圧電ファン ４・・・弾性板 ５・・・圧電素子 代理人 弁理士 山 下 穣 平 第２ 図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ） （Ｄ） 第３図 口一一ツー一一
Claims (2)
- （１）放熱板に圧電ファンを設け、前記放熱板に送風す
ることを特徴とする圧電ファン付放熱フィン。 - （２）上記圧電ファンの圧電素子は、圧電定数ｄ＿３＿
１の温度係数が正で１０００ｐｐｍ／℃以上の圧電セラ
ミックスを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の圧電ファン付放熱フィン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60211145A JPS6272149A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 圧電フアン付放熱フイン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60211145A JPS6272149A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 圧電フアン付放熱フイン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6272149A true JPS6272149A (ja) | 1987-04-02 |
Family
ID=16601124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60211145A Pending JPS6272149A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 圧電フアン付放熱フイン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6272149A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01233796A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-19 | Murata Mfg Co Ltd | 放熱器 |
| US5008582A (en) * | 1988-01-29 | 1991-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic device having a cooling element |
| WO2004095593A1 (en) * | 2003-03-31 | 2004-11-04 | Gelcore Llc | Led light assembly with active cooling |
| US7543961B2 (en) | 2003-03-31 | 2009-06-09 | Lumination Llc | LED light with active cooling |
| US7550901B2 (en) * | 2007-09-27 | 2009-06-23 | Intel Corporation | Piezoelectric fan, cooling device containing same, and method of cooling a microelectronic device using same |
| US7556406B2 (en) | 2003-03-31 | 2009-07-07 | Lumination Llc | Led light with active cooling |
| US8322889B2 (en) | 2006-09-12 | 2012-12-04 | GE Lighting Solutions, LLC | Piezofan and heat sink system for enhanced heat transfer |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59158542A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-08 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 電気部品の冷却装置 |
-
1985
- 1985-09-26 JP JP60211145A patent/JPS6272149A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59158542A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-08 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 電気部品の冷却装置 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5008582A (en) * | 1988-01-29 | 1991-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic device having a cooling element |
| JPH01233796A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-19 | Murata Mfg Co Ltd | 放熱器 |
| WO2004095593A1 (en) * | 2003-03-31 | 2004-11-04 | Gelcore Llc | Led light assembly with active cooling |
| US7204615B2 (en) | 2003-03-31 | 2007-04-17 | Lumination Llc | LED light with active cooling |
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| US7550901B2 (en) * | 2007-09-27 | 2009-06-23 | Intel Corporation | Piezoelectric fan, cooling device containing same, and method of cooling a microelectronic device using same |
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