专利名称：压电微型鼓风机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适合于输送空气那样的压缩性流体的压电微型鼓风机。
背景技术：
在笔记本个人计算机和数字AV设备等小型电子设备中，存在内部发热较大的问 题。作为其中使用的冷却用鼓风机，重视并要求其小型、薄型、低功耗。作为冷却用鼓风机中使用的驱动部，有一种是使用压电体使隔膜弯曲变形。一般 使用使压电元件粘合在由树脂或金属的薄板构成的隔膜上的振动板，具有结构简单、可构 成为薄型、而且低功耗的优点。通过对压电元件施加交变电压使其弯曲变形，以使鼓风机室 的压力变化，从而可产生空气流。在这种压电微型鼓风机中，若使振动板减小以使其小型 化，则由于位移急剧变小，流量下降，无法得到所要的冷却效果，因此存在无法充分小型化 的问题。专利文献1中，披露了包括外壳、振动致动器、喷嘴体的喷流产生装置。振动致动 器具有磁体、安装有驱动线圈的振动板、支承振动板的弹性支承构件、和磁轭。在外壳内的 振动板的固有振动频率满足外壳的赫姆霍尔兹共振的条件时，由于噪音增大，因此将振动 板的固有振动频率设定为与外壳的赫姆霍尔兹共振频率错开。具体而言，针对外壳的赫姆 霍尔兹共振频率为1.09kHz、而振动板的固有振动频率处于IkHz附近的情况，通过改变振 动板的材质或在振动板上设置凸缘或局部改变厚度的部位，以改变振动板的刚性，从而使 振动板的固有振动频率变化成1. 4 2. 4kHz。然而，若外壳的共振频率设为1. 09kHz，空洞 体积设为1.5X10_5m3，则预计例如具有100 X 30 X 5mm等的外壳，非常大，无法面向小型便 携设备来使用。而且，IkHz的驱动频率由于处于听阈，因此仍然存在噪音的问题。专利文献1中，虽然使鼓风机室内的空气共振频率与振动板的谐振频率错开以用 于减小噪音，但这是由于谐振频率处于听阈，若以超过听阈的频率来驱动振动板，则可解决 噪音的问题。因此，在专利文献2所记载的气流产生器中，使用在压电体材料制盘片和隔膜(不 锈钢制膜体)之间夹有直径比压电体材料制盘片要大的不锈钢制盘片的结构的超声波驱 动体(参照图1、段落0018)。由于使用压电弯曲振动的3阶谐振模式，在超过听阈的区域进 行超声波驱动，因此不会产生噪音的问题。虽然若以1阶谐振模式进行驱动，则可得到最大 的位移，因而是所希望的，但存在1阶谐振频率处于听阈从而噪音变大的情况。与此不同的 是，虽然在3阶谐振模式下位移量变小，但由于可提高频率，因此噪音不会成为问题。然而， 若减小隔膜的直径以使其小型化，则由于位移急剧变小，因此鼓风机特性下降，无法得到所 要的冷却效果。专利文献1 日本专利特开2008-14148号公报专利文献2 日本专利特表2006-522896号公报因此，本发明的目的在于提供一种可得到良好的鼓风机特性且使其小型化的压电 微型鼓风机。
为了达到上述目的，本发明提供一种压电微型鼓风机，包括振动板，通过对压电 元件施加预定频率的电压从而对该振动板以弯曲模式进行驱动；及鼓风机主体，该鼓风机 主体将所述振动板的两端部或周围固定，且在与振动板之间形成鼓风机室，在与所述振动 板的中央部相对的鼓风机主体的部位设有开口部，其特征在于，在与所述振动板的中央部 对应的鼓风机室的部位，通过以所述开口部为中心在其周围设置间隔部，从而在间隔部的 内侧形成共振空间，将所述共振空间的大小设定成使得所述振动板的驱动频率与共振空间 的赫姆霍尔兹共振频率对应。通过使鼓风机室的共振频率与振动板的驱动频率相配，从而可利用鼓风机室的空 气共振来提高鼓风机性能。然而，若要以超过听阈的频率(例如，20kHz以上)使鼓风机室 整体进行空气共振，则构成鼓风机室的一个表面的振动板的尺寸也必须减小，从而导致位 移变小，流量极大地下降。即，若要使鼓风机室共振以增加流量，则振动板会变得过小，反而 会使流量下降。因此，本发明中，通过在鼓风机室中设置间隔部从而形成共振空间，并将该 共振空间设为比振动板的振动区域要小的尺寸，从而在共振空间中产生赫姆霍尔兹共振， 确保振动板的振动区域。这样，由于利用间隔部来任意地选择实际效果上作为共振室进行 动作的区域，并与鼓风机室的尺寸分开独立地使其与目标的赫姆霍尔兹共振频率相配，因 此可利用空气共振来实现流量大的微型鼓风机。另一方面，振动板也与鼓风机室的尺寸分 开考虑，可独立地在构件条件(厚度、大小、杨氏模量)的选项的范围内，任意地设计使得成 为目标的驱动频率。由此，可得到流量大、且小型的微型鼓风机。另外，由于可在超过听阈 的区域驱动振动板，因此还可解决噪音的问题。也可为，在间隔部和与该间隔部相对的振动板或鼓风机主体的部位之间，设有当 振动板位移时使其不会相互接触的间隙。在这种情况下，共振空间的周围并非完全封闭，通 过微小的间隙与其周围的鼓风机室连通。此外，在与间隔部相对的振动板的部位为振动板 的振动的波节点的情况下，或者间隔部由橡胶等柔软的材质构成的情况下，即使间隔部与 振动板接触，也可得到与上述相同的效果。根据优选的实施方式，也可为，在间隔部和与该间隔部相对的驱动版或鼓风机主 体之间形成的微小的间隙比开口部的直径要小。若间隔部与相对的壁部之间的间隙过小， 则由于振动板位移时间隔部和与该间隔部相对的部位(振动板或鼓风机主体)会接触，阻 碍振动板的振动，因而不优选。另一方面，若间隙过大，则实质上与扩大共振空间相同，共振 频率发生变化，无法得到所要的空气共振。因此，通过将微小的间隙设定得比开口部的直径 要小，从而可形成实际效果上作为共振室进行动作的空间。间隔部既可从鼓风机主体突出设置，也可从振动板突出设置。在使间隔部从鼓风 机主体朝振动板突出设置的情况下，也可将间隔部设为台阶部，该台阶部从鼓风机室的内 周缘朝内侧延伸。另外，也可将间隔部设为环状的凸部，该环状的凸部的外周部位于比鼓风 机室的内周缘更内侧。在为台阶部的情况下，只是减小鼓风机室，台阶部接近到振动板的驱 动部周边的位移的部分附近为止，可能会因空气阻力的影响而妨碍弯曲动作，但在设为环 状凸部的情况下，由于在环状凸部的外侧形成别的空间，因此空气阻力的影响减小且具有 良好的特性。而且，也可为，从鼓风机主体及振动板的双方分别突出设置直径略微不同的环 状凸部，且两凸部彼此在轴向上重叠。根据优选的实施方式，也可为，以3阶模式对振动板进行谐振驱动，将间隔部形成在与振动板的振动的波节点对应的位置。由于波节点为振动板不位移的位置，因此即使间 隔部位于其附近，也可减小对于位移的影响。在这种情况下，由于可使间隔部和与该间隔部 相对的部位(振动板或鼓风机主体)进一步接近，因此共振空间的体积稳定，可产生所要的 赫姆霍尔兹共振。间隔部既可从鼓风机主体突出设置，也可从振动板突出设置。在振动板为将环状的压电元件粘贴于隔膜上的构件时，也可将压电元件的内径设 为间隔部的内径以下。使用环状压电元件的振动板、与使用圆板状压电元件的振动板相比， 隔膜的中心部分的位移较大。因此，通过使隔膜的最大位移的中心部分与共振空间对应，从 而可增大流量。而且，也可为，将振动板设为将环状的压电元件粘贴于隔膜的鼓风机室侧侧面的 构件，将共振空间形成在压电元件的内周侧。即，可将环状的压电元件的内侧空间用作为共 振空间。在这种情况下，无需设置额外的间隔部。此外，也可将压电元件直接粘贴在隔膜上， 也可使环状的中间板介于隔膜和压电元件之间。所谓本发明中的振动板，也可为在隔膜(树脂板或金属板)的单面粘贴有在平面 方向上伸缩的压电元件的单层压电型、在隔膜的两面粘贴有彼此朝相反方向伸缩的压电元 件的双层压电型、在隔膜的单面粘贴有其自身弯曲变形的层叠型压电元件的双层压电型、 以及隔膜自身由层叠型压电元件构成的类型等。另外，压电元件的形状也可为圆板状或圆 环状。也可采用在压电元件和隔膜之间粘贴有中间板的结构。不管是哪一种，只要是通过 对压电元件施加交变电压(交流电压或矩形波电压)、从而在板厚方向上弯曲振动的振动 板即可。虽然振动板并不一定对其要进行谐振驱动，但优选谐振驱动。例如，虽然若以1阶 谐振模式(1阶谐振频率)进行驱动，则由于可得到最大的位移量因而优选，但1阶谐振频 率处于人类的听阈，存在噪音变大的情况。与此不同的是，若使用3阶谐振模式(3阶谐振 频率)，则尽管与1阶谐振模式相比位移量变小，但可得到比不使用谐振模式时要大的位移 量，而且由于能够以超过听阈的频率进行驱动，因此可防止噪音。此外，所谓1阶谐振模式， 是指振动板的中央部和周边部向相同方向位移的模式，所谓3阶谐振模式，是指振动板的 中央部和周边部向相反方向位移的模式。也可采用如下结构鼓风机主体包括第一壁部，该第一壁部与振动板相对而将 鼓风机室介于其间；第一开口部，该第一开口部形成在与振动板的中心部相对的所述第一 壁部的部位，且使鼓风机室的内部与外部连通；第二壁部，该第二壁部与第一壁部隔开间隔 设置在与鼓风机室相反的一侧而将第一壁部介于其间；第二开口部，该第二开口部形成在 与第一开口部相对的第二壁部的部位；及中央空间，该中央空间形成在第一壁部和第二壁 部之间，外侧端部与外部连通，且与第一开口部及第二开口部连通，与中央空间相对的第一 壁部的一部分随着振动板的驱动而振动。即，通过使得第一壁部的与中央空间相对的部分 的固有振动频率和振动板的驱动频率接近，或者将其设定成振动板的驱动频率的整数倍或 整数分之一，从而可跟随振动板的位移而使第一壁部振动。在这种情况下，具有如下作用 利用第一壁部的位移使振动板所产生的流体的流量增大，可实现更大的流量增加。而且优 选的是，使第一壁部的与中央空间相对的部分的固有振动频率与振动板的谐振频率接近， 使第一壁部的中央空间部分和振动板进行谐振。可实现更大的流量增加。振动板和第一壁 部既可以以相同的谐振模式进行振动，也可为一方以1阶谐振模式进行振动，另一方以3阶谐振模式进行振动。根据本发明的压电微型鼓风机，由于通过在鼓风机室中设置间隔部从而形成共振 空间，因此可在该共振空间中产生赫姆霍尔兹共振，可增加流量。而且，可与共振空间的尺 寸分开独立地任意设计振动板的大小，使得成为目标的振动频率。由此，可实现获得良好的 鼓风机性能、且小型的微型鼓风机。
图1是本发明所涉及的压电微型鼓风机的第1实施例的剖视图。图2是在图1所示的压电微型鼓风机的流入口切断后的剖视图。图3是图1所示的压电微型鼓风机的分解立体图。图4是表示图1的压电微型鼓风机中的振动板的位移的图。图5是本发明所涉及的压电微型鼓风机的第2实施例的剖视图。图6是表示图5的压电微型鼓风机中的振动板的位移的图。图7是使图5所示的压电微型鼓风机的间隔部的直径变化时的流量特性图。图8是本发明所涉及的压电微型鼓风机的第3实施例的剖视图。图9是本发明所涉及的压电微型鼓风机的第4实施例的剖视图。图10是本发明所涉及的压电微型鼓风机的第5实施例的剖视图。图11是本发明所涉及的压电微型鼓风机的第6实施例的剖视图。图12是本发明所涉及的压电微型鼓风机的第7实施例的剖视图。
具体实施例方式下面，根据附图，说明本发明优选的实施方式。[第1实施例]图1 图3表示本发明所涉及的压电微型鼓风机的第1实施例。本实施例中，说 明对振动板50进行谐振驱动的例子。本实施例的压电微型鼓风机A是用作为电子设备的 空气冷却用鼓风机的例子，从上方开始依次层叠固定有顶板(第二壁部)10、流通路径形成 板20、隔离物(第一壁部)30、鼓风机框体40、振动板50及底板60。在鼓风机框体40和底 板60之间粘接有振动板50的隔膜51的外周部。顶板10、流通路径形成板20、隔离物30、 鼓风机框体40、底板60构成鼓风机主体1，由金属板或硬质树脂板那样的具有刚性的平板 材料形成。顶板10由四边形平板形成，在其中心部形成有正面背面贯通的排出口(第二开口 部)11。流通路径形成板20也为具有与平板10相同外形的平板，如图3所示，在其中央部 形成有直径比排出口 11要大的中央孔(中央空间)21。形成有从中央孔21朝四个角部在 辐射方向上延伸的多个(这里为4条)流入通路22。在本实施例的压电微型鼓风机A的情 况下，由于流入通路22从4个方向与中央孔21连通，因此流体随着振动板50的泵送动作 无阻力地被吸引到中央孔21，可力图实现更大的流量增加。隔离物30也为具有与顶板10相同外形的平板，在其中心部，在与排出口 11相对 的位置，形成有直径与排出口 11大致相同的贯通孔31(第一开口部)。此外，排出口 11和 贯通孔31既可为相同直径，也可为不同直径，但具有至少比中央孔21要小的直径。在四个角部附近，在与流入通路22的外侧端部对应的位置形成有流入孔32。通过将顶板10和流 通路径形成板20和隔离物30进行粘接，从而排出口 11和中央孔21和贯通孔31在同一轴 线上排列，与后述的振动板50的中心部对应。此外，如后所述，由于使得与中央孔21对应 的隔离物30的一部分进行谐振，因此优选利用薄金属板来形成隔离物30。在隔离物30的 下表面中央部，粘接有由环状凸部构成的间隔部33，使得包围贯通孔31。鼓风机框体40也为具有与顶板10相同外形的平板，在其中心部形成有大直径的 空洞部41。在四个角部附近，在与所述流入孔32对应的位置形成有流入孔42。通过将隔 离物30和隔膜51进行粘接而将鼓风机框体40介于其间，从而利用鼓风室框体40的空洞 部41来形成鼓风机室4。该鼓风机室4中，由间隔部33包围的区域为共振空间34，如后所 述，将间隔部33的直径设定成使得振动板50的谐振频率和共振空间34的赫姆霍尔兹共振 频率对应。在间隔部33的顶部和振动板50之间，设有当振动板50谐振位移时使其不会相 互接触的微小的间隙S。该间隙δ比贯通孔31的直径要小。底板60也为具有与顶板10相同外形的平板，在其中心部形成有与鼓风机室3大 致相同形状的空洞部61。底板60形成为比压电元件52的厚度和振动板50的位移量的总 和要厚，即使在将微型鼓风机A装载于基板等的情况下，也可防止压电元件52与基板接触。 所述空洞部61形成如后所述的包围隔膜51的压电元件52的周围的空洞部。在底板60的 四个角部附近，在与所述流入孔32、42对应的位置形成有流入孔62。振动板50具有在隔膜51的中央部下表面通过中间板53粘贴有圆形的压电元件 52的结构。作为隔膜51，除了可使用不锈钢、黄铜等各种金属材料以外，也可使用由玻璃环 氧树脂等树脂材料构成的树脂板。压电元件52及中间板53为直径比鼓风机框体40的空 洞部41要小的圆板。该实施例中，使用在正面和背面具有电极的单片压电陶瓷以作为压电 元件52，通过中间板53将其粘贴于隔膜51的背面(与鼓风机室3相反一侧的表面)来构 成单层压电型隔膜。中间板53由与隔膜51相同的弹性板构成，被设定成当振动板50弯曲 变形时、位移的零面处于中间板53的厚度的范围内。在隔膜51的四个角部附近，在与所述 流入孔32、42、62对应的位置形成有流入孔51a。利用所述流入孔32、42、62、51a，形成一端 朝下方开口、另一端通向流入通路22的流入口 8。通过对压电元件52施加预定频率的交变电压(正弦波或矩形波)，从而对振动板 50以弯曲模式进行谐振驱动。图4表示以3阶模式对振动板50进行谐振驱动的状态，振动 板50的中央部和周边部向相反方向位移。通过将间隔部33设定在位移小的波节点附近， 从而可使间隔部33的顶部尽量接近振动板50。即，可尽量减小间隙δ，可使共振空间34 的共振频率和共振的效果稳定。此外，虽然也能够以1阶谐振模式对振动板50进行谐振驱 动，但由于在1阶谐振模式中波节点位于鼓风机室4的空洞部41的内周侧，因此无法使间 隔部的位置与波节点一致。另外，在以1阶谐振模式进行谐振驱动的情况下，一阶谐振频 率可能处于人类的听域，与此不同的是，在3阶谐振模式的情况下，由于成为超过听域的频 率，因此可防止噪音。如图1、图2所示，压电微型鼓风机A的流入口 8朝鼓风机主体1的下方开口，排出 口 11朝上表面侧开口。由于可从压电微型鼓风机A的背面侧的流入口 8吸入空气，并从正 面侧的排出口 11排出，因此作为燃料电池的供气用鼓风机和CPU等的空气冷却用鼓风机形 成为合适的结构。此外，流入口 8也可以无需朝下方开口，而朝外周开口。
图1中，虽然示出了将中间板53夹设于隔膜51和压电元件52之间的结构的振动 板50，但也可为将压电元件52直接粘贴于隔膜51的振动板。这里，说明上述结构的压电微型鼓风机A的动作。若对压电元件52施加预定频率 的交流电压，则对振动板50以1阶谐振模式或3阶谐振模式进行谐振驱动，由此，鼓风机室 4的第一开口部31和振动板50的距离发生变化。当鼓风机室4的第一开口部31和振动板 50的距离增大时，中央空间21内的空气通过第一开口部31被吸入到鼓风机室4，相反地若 鼓风机室4的第一开口部31和振动板50的距离减小时，鼓风机室4内的空气通过第一开 口部31被排出到中央空间21。由于对振动板50以高频驱动，因此从第一开口部31向中央 空间21排出的高速/高能的空气流通过中央空间21从第二开口部11排出。此时，由于一 边将位于中央空间21内的空气卷入，一边从第二开口部11排出，因此产生从流入通路22 朝向中央空间21的连续的空气流，空气成为喷流从第二开口部11连续排出。特别是，在隔离物30的与中央空间21对应的部分形成得较薄、使得随着振动板50 的谐振驱动而谐振的情况下，由于第一开口部21和振动板50的距离与振动板50的振动同 步发生变化，因此与隔离物30不谐振的情况相比，可使得从第二开口部11排出的空气的流 量急剧增大。此外，隔离物30也可以以1阶谐振模式或3阶谐振模式中的任一种模式进行 谐振。本实施例中，当以3阶模式驱动振动板50时，隔离物30以1阶模式进行振动。[第2实施例]图5表示本发明所涉及的压电微型鼓风机的第2实施例。本实施例的微型鼓风机 B中，作为振动板50a，是在隔膜51的上表面通过环状的中间板53a粘贴有环状的压电元件 52a，除了这一点以外，由于其它结构与第1实施例的压电微型鼓风机A相同，因此标注相同 标号并省略重复说明。本实施例的情况下，若以3阶模式对振动板50a进行谐振驱动，则隔膜51如图6 所示那样发生变形。即，隔膜51的中央部的位移比周边部的位移大得多。在这种情况下， 通过将压电元件52a的内径设为间隔部33的内径以下，从而可使隔膜51的最大位移的中 心部分与共振空间34对应，可增大流量。另外，通过使隔膜51的中央部的位移量较大，从 而与隔膜51的中央部相对的隔离物30的中央部的位移量也变大，可实现更大的流量增加。 此外，也可省去中间板53a而将压电元件5 直接粘贴于隔膜51。图7中，以如下的条件制成微型鼓风机B，使共振空间(间隔部)的直径变化，并 评估共振空间的直径和流量特性的关系。准备如下的单层压电板即，在由厚度为0. 08mm 的由42Ni板构成的隔膜上，粘贴厚度为0. 15mm、外径为12mm、内径为5mm的由SUS板构成 的中间板和厚度为0. 2mm、外径为12mm、内径为5mm的由PZT单板构成的压电元件。接着， 准备由SUS板构成的隔离物及由SUS板构成的顶板、流通路径形成板、鼓风机框体、间隔部 及底板。此外，在顶板的中心设有直径为0. 8mm的第二开口部，在隔离物的中心设有直径为 0. 6mm的第一开口部。另外，在流通路径形成板的中心，设有直径为6mm且高度为0. 5mm的 中央空间。另夕卜，间隔部构成为使得共振空间的高度为0. 2mm、内径为2 7mm的间隔部。 接着，分别层叠固定上述构成构件，制造长15mmX宽15mmX高1. 5mm的微型鼓风机B。另 外，制造了不在鼓风机室形成间隔部、且鼓风机室的内径为IOmm的微型鼓风机，以用于比 较。该实验中，施W^.5kHz、30Vpp的sin波电压来驱动振动板。该频率为超过人类的听 域的频率。
由图7可知，在间隔部(共振空间)的内径为5mm以上的范围内，与不具有间隔 部的情况相比，从第二开口部排出的流量减小，但若间隔部的直径小于5mm，则流量增加，在 2mm附近出现流量的极大点。极大点上的流量与不具有间隔部的情况相比成为2倍以上的 流量。可想到这是由于，将隔离物的第一开口部进行开口，在将该第一开口部进行开口的共 振空间看作为赫姆霍尔兹共振器的情况下，在流量特性较佳的极大点附近的体积下的共振 空间的共振频率与振动板的驱动频率接近，其结果是，第一开口部附近的空气进行谐振，空 气的出入变得激烈。在本次的实验中，虽然采用间隙δ = 0.05mm，但并不特别局限于该值， 若振动板和间隔部不接触，则即使为0. 01 0. 1mm，也可得到相同的结果。[第3实施例]图8表示本发明所涉及的压电微型鼓风机的第3实施例。本实施例的微型鼓风机 C中，将间隔部33粘接固定于隔膜51的表面，除了这一点以外，与第1实施例的压电微型鼓 风机A相同。在本实施例的情况下，由于间隔部33也随着振动板50的谐振驱动而上下振 动，因此需要在间隔部33和其上相对的隔离物30之间，设置预定的间隙δ。若将间隔部 33的位置设定在振动板50的波节点附近，则由于可抑制间隔部33的振动因而优选。[第4实施例]图9表示本发明所涉及的压电微型鼓风机的第4实施例。本实施例的微型鼓风机 D中，使用了具有环状的压电元件5 及中间板53a的振动板50a，以取代第3实施例的压 电微型鼓风机C的振动板50。在本实施例的情况下，通过将压电元件52a的内径设为间隔 部33的内径以下，从而可使隔膜51的最大位移的中心部分与共振空间34对应，可增大流量。[第5实施例]图10表示本发明所涉及的压电微型鼓风机的第5实施例，对于和第1实施例的压 电微型鼓风机A相同的部分标注相同标号。本实施例的微型鼓风机E中，使鼓风机框体40 朝内径侧扩展，在该扩展部(间隔部)43的中央部形成有开口部44。在开口部44的内侧形 成共振空间34。在鼓风机框体40和隔膜51之间，配置较薄的间隔物45，利用该间隔物在 振动板50和鼓风机框体40的扩展部43之间设置微小的间隙δ。在本实施例的情况下，间 隔部43形成作为从鼓风机室的内周缘朝内侧延伸的台阶部。在这种情况下，鼓风机室与共 振空间34大致相等。[第6实施例]图11表示本发明所涉及的压电微型鼓风机的第6实施例，本实施例的微型鼓风机 F中，使用了具有环状的压电元件5 及中间板53a的振动板50a，以取代第5实施例的压 电微型鼓风机E的振动板50。在本实施例的情况下，通过将压电元件52a的内径设为共振 空间34的内径以下，从而可使隔膜51的最大位移的中心部分与共振空间34对应，可增大流量。[第7实施例]图12表示本发明所涉及的压电微型鼓风机的第7实施例。本实施例的微型鼓风 机G中，将环状的压电元件5 及中间板53a粘贴于隔膜51的上表面、即鼓风机室侧的侧 面，以形成该压电元件5 及中间板53a的内侧的共振空间34。在压电元件5 和隔离物 30之间，形成微小的间隙δ，使得即使对振动板50a进行谐振驱动也不会相互接触。本实施例中，由于压电元件5 及中间板53a配置在鼓风机室4内，因此可实现更低的高度(薄 型化)。 本发明并不局限于上述的实施例。例如在上述说明中，示出了使得与中央空间对 应的隔离物随着振动板的振动而谐振的例子，但隔离板并不一定需要进行谐振。另外，鼓 风机主体并不局限于层叠粘接多个板状构件的结构，也可利用金属或树脂来一体成形而形 成。另外，在上述的实施例中，采用构成流入通路的实施例，但也可不构成流入通路。即，即 使对于将隔离物(第一壁部)作为微型鼓风机的顶板、进一步设置鼓风机框体及振动板来 构成鼓风机室的压电微型鼓风机，也可适用本发明的结构。标号说明Α--G压电微型鼓风机Ι鼓风机主体4鼓风机室8流入口10顶板(第二！I部)11排出孔(第二二开口部20流通路径形成板21中央孔(中央空间)22流入通路30隔离物(第--壁部)31贯通孔(第--开口部33间隔部34共振空间40鼓风机框体50振动板51隔膜52压电元件53中间板60底板δ间隙
权利要求
1.一种压电微型鼓风机，包括振动板，通过对压电元件施加预定频率的电压从而对 该振动板以弯曲模式进行驱动；及鼓风机主体，该鼓风机主体将所述振动板的两端部或周 围固定，且在与振动板之间形成鼓风机室，在与所述振动板的中央部相对的鼓风机主体的 部位设有开口部，其特征在于，在与所述振动板的中央部对应的鼓风机室的部位，通过以所述开口部为中心在其周围 设置间隔部，从而在该间隔部的内侧形成共振空间，将所述共振空间的大小设定成使得所述振动板的驱动频率与共振空间的赫姆霍尔兹 共振频率对应。
2.如权利要求1所述的压电微型鼓风机，其特征在于，在所述间隔部和与该间隔部相对的振动板或鼓风机主体的部位之间，设有当振动板位 移时使其不会相互接触的间隙。
3.如权利要求2所述的压电微型鼓风机，其特征在于， 所述间隙比所述开口部的直径要小。
4.如权利要求1至3的任一项所述的压电微型鼓风机，其特征在于，所述间隔部为台阶部，该台阶部从所述鼓风机主体朝振动板突出设置，且从鼓风机室 的内周缘朝内侧延伸。
5.如权利要求1至3的任一项所述的压电微型鼓风机，其特征在于，所述间隔部从所述鼓风机主体朝振动板、或者从所述振动板朝鼓风机主体突出设置， 且所述间隔部为环状的凸部，该环状的凸部的外周部位于比鼓风机室的内周缘更内侧。
6.如权利要求1至5的任一项所述的压电微型鼓风机，其特征在于，对所述振动板以3阶模式进行谐振驱动，所述间隔部形成在与振动板的振动的波节点 对应的位置。
7.如权利要求1至6的任一项所述的压电微型鼓风机，其特征在于， 所述振动板为将环状的压电元件粘贴于隔膜上的构件，所述压电元件的内径被设为所述间隔部的内径以下。
8.如权利要求1至3的任一项所述的压电微型鼓风机，其特征在于， 所述振动板为将环状的压电元件粘贴于隔膜的鼓风机室侧侧面的构件， 所述共振空间形成在所述压电元件的内周侧。
9.如权利要求1至8的任一项所述的压电微型鼓风机，其特征在于，采用如下结构 所述鼓风机主体包括第一壁部，该第一壁部与振动板相对而将所述鼓风机室介于其间； 第一开口部，该第一开口部形成在与所述振动板的中心部相对的所述第一壁部的部 位，且使鼓风机室的内部与外部连通；第二壁部，该第二壁部与第一壁部隔开间隔设置在与鼓风机室相反的一侧而将所述第 一壁部介于其间；第二开口部，该第二开口部形成在与所述第一开口部相对的第二壁部的部位；及 中央空间，该中央空间形成在所述第一壁部和第二壁部之间，外侧端部与外部连通，且 与第一开口部及第二开口部连通，与所述中央空间相对的第一壁部的一部分随着振动板的驱动而振动。
全文摘要
本发明提供一种可得到良好的鼓风机特性且使其小型化的压电微型鼓风机。通过以开口部(31)为中心在其周围设置间隔部(33)，从而在与振动板(50)的中央部对应的鼓风机室(4)的部位形成共振空间(34)，并将共振空间(34)的大小设定成使得振动板(50)的驱动频率和共振空间(34)的赫姆霍尔兹共振频率对应。在间隔部(33)和振动板(50)之间，形成有当振动板位移时使其不会相互接触的间隙δ。可利用空气共振以力图实现流量增大。
文档编号F04B45/047GK102057163SQ200980121349
公开日2011年5月11日 申请日期2009年6月1日 优先权日2008年6月5日
发明者兼田阳子, 神谷岳, 金井俊吾 申请人:株式会社村田制作所