JPS6287700A - 小型フアン - Google Patents

小型フアン

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JPS6287700A
JPS6287700A JP60229622A JP22962285A JPS6287700A JP S6287700 A JPS6287700 A JP S6287700A JP 60229622 A JP60229622 A JP 60229622A JP 22962285 A JP22962285 A JP 22962285A JP S6287700 A JPS6287700 A JP S6287700A
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JP
Japan
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vibrating
piezoelectric vibrator
plate
length
blades
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JP60229622A
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JPH0529799B2 (ja
Inventor
Shinichi Asakura
朝倉 信一
Takemasa Sato
佐藤 壯征
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Misuzu Erie Co Ltd
Original Assignee
Misuzu Erie Co Ltd
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Publication date
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Cold Air Circulating Systems And Constructional Details In Refrigerators (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は気体中の温度、湿度センサ付近の換気、小型電
子部品の冷却あるいは冷蔵庫内部の脱臭剤5の送風等に
使用する圧電振動子を応用した小型ファンに係り、特に
50Hz 、 60Hzのいずれの商用電源でも駆動で
きる小型ファンに関する。
〔先行技術〕
この種の小型ファンとしては、圧電振動子に50Hz及
び60Hzにそれぞれ共振する銅系、ステンレス系等の
金属製振動羽根板を並べて取り付けてなる小型ファン(
本出願人提供の実願昭59〜162939号)及び軽量
で弾性率の高い合成樹脂製の振動羽根板を取り付けてな
る小型ファン(本出願人提供の特願昭60−40708
号)等がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来のいずれの小型ファンにおいても振動羽根板の
共振周波数foと板長l、板厚t、板材のヤング率E、
板材の密度ρとの関係を示すと、となり、駆動電源の周
波数が変化すると圧電振動子、振動羽根板とも共振し得
なくなる。一定の条件下で最大風量が得られるように設
計されても、使用地域が異なると満足な風量が得られな
いという問題点がある。
〔発明の概要〕
本発明小型ファンは上記の問題点を解決するため、第1
.第2図示のように圧電振動子1の一端部を支持部に固
定し、この圧電振動子1の他端部に変位拡大用振動羽根
板13a、13bを複数個並べて取付け、この各変位拡
大用振動羽根板13a、 13bの先端部に振動羽根板
15a 、 15bを取付けると共に、各振動羽根板の
共振振動数を夫々異にした小型ファンを提供するもので
ある。
このように変位拡大用振動羽根板13a 、 13bと
振動羽根板15a 、 15bを組み合わせることより
50Hzの商用電源で駆動した場合51本来なら一方の
振動羽根板15a側のみが電源周波数50tlzに共振
するはずであるが、他方の振動羽根板15bも変位拡大
用振動羽根板13bが同調して50Hz共振に近い振れ
を示す。同様に60Hzの商用電源で駆動した場合も上
記とは逆の現象になる。即ち2組の振動羽根板13a 
、 15aと13b 、 15bはお互い干渉しあい、
一方の振動羽根板15aまたは15bの共振時に他方の
振動羽根板15bまたは15aはこれに同調して振れる
ので1枚の圧電振動子1を用いるだけで、50Hz及び
60Hz専用の小型ファンを2台組み合わせたものと略
同じ性能が得られ、小型、軽量で安価にできる。
また、従来の50Hz及び60詠兼用型に比べ、一方の
振動羽根板は従来σ戸4の周波数範囲を満足させること
ができればよいので常に共振に近い理想的な風量が得ら
れ、周波数依存性が小さくなり、結果として前記の式(
1)より温度が変化して共振周波数が変化しても、風景
等の性能変化が非常に小さくてすみ使用温度範囲が広く
なる。
更に、変位拡大用振り」羽根板13a 、 13bが見
掛は上圧電振動子的な駆動の役割を果たすため、圧電振
動子1そのものの先端変位は小さくてよいため圧電振動
子1の破損がほとんど無い。
〔発明の詳細な説明〕
第1図は本発明小型ファンの一実施例を示す正面図、第
2図はその側面図である。
まず、その構成を説明する。
図面において1は小形、薄型の圧電振動子で、。
例えば長さ20〜4Qta、幅10〜40fi、厚さ0
.2〜0.8顛の大きさのものである。圧電振動子lは
セラミックス系、有機系の一枚の膜状圧電体の両面に膜
状電極を設けてなる単層型のものでもよいが、第2図の
ように2枚の膜状圧電体9.9を貼合わせ、その貼合わ
せ面及び両面に膜状電極3.4を設けてなる積層型(バ
イモルフ型)のものとすることが大きな振動を得る上で
好ましい。
この圧電振動子1の一端両面にシリコンゴム等の弾性材
IJを貼付け、当該一端部を2つの塩化ビニル製等の支
持部材10よりなる固定台の溝に嵌め込んでこれらを接
着し、圧電振動子1の他端部に塩化ビニル製等の接続部
材12を介して2枚の弾性率の高い金属製の変位拡大用
振動羽根板13a 、 13bを取り付け、各変位拡大
用振動羽根板13a 、 13bに塩化ビニル製等の接
続部材14a 、 14bを介して軽量で弾性率の高い
合成樹脂製の振動羽根板15a及び15bを取り付け、
前記−労組の振動羽根板13a、15aの全長及び他労
組の振動羽根板13b、15bの全長をそれぞれ単独に
取付けた場合、電源周波数50Hz付近及び60Hz付
近で共振する長さとする構造となっている。
変位拡大用振動羽根板13a 、 13bの材質として
は、銅系、ステンレス系等の金属を用いることができる
また1、振動羽根板15a 、 i5bの材質としては
、6ナイロン、66ナイロン、変性PPO,、ABS。
ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリプロピレン等の合成樹脂を
用いることができる。また、これ等樹脂に無機フィラー
、ガラスキ浅維等を加えたものであってもよい。
比重は0.9〜2.O9弾性率は20000〜4000
0 kg/dが好ましい。
次にその作用を説明する。
圧電振動子1の電極3.4間に50Hzまたは6011
Zの商用電源を接続して交流電圧を印加すると、圧電振
動子1が振動し7、これに取り付けた変位拡大用振動羽
根板13a 、 13bが振動するが、共振し、た方の
振動羽根板13aまたは13bにより接続部材12を介
して他方の振動羽根板13bまたは13aもあたかも共
振しているかのよ・うに振動する。更にこれに取り付け
た振動羽根板15a及び151〕が振動する。
振動羽根板15a及び15aの共振周波数f。と板長p
板厚り、板材のヤング率E、板材の密度ρとの関係を示
すと、前記(1)弐で示す如くなる。
振動羽根板15a及び15bは軽量で弾性率の高い合成
樹脂製を用いれば、5011z、 60!Izのいずれ
の商用電源で駆動しても圧電振動子1の機械的インピ 
−ダンスに整合して圧電振動子1及び振動が拡大された
変位拡大用振動羽根板13a及び13bの振動エネルギ
ーを振動羽根板1.5a及び15bに無駄なく伝えるこ
とができ、振動羽根板15a及び15bを適度にしなわ
せて効率よく送風できる。
また、一方の振動羽根板15aまたは15bの共振時に
他方の振動羽根板15bまたは15aはこれに同調して
振れるので、従来の50Hz及び60Hz兼用型に比べ
、常に共振に近い理想的な風量が得られ、周波数依存性
が非常に小さくなり、前記の(1)式よりたとえ温度変
化により共振周波数が変化しても、風量等の性能変化が
非常に小さくてすみ使用温度範囲が広くなり適用分野が
拡大される。
本実施例A、Bと比較例a −cについて15℃で最大
風量が得られるようにして温度をかえた時の風量を求め
た結果を第1表に示す。
本実施例A、Bの圧電振動子の大きさはそれぞれ第1.
第2図において長さL−25鰭×幅W=30關×厚すT
=0.6 It、  L=25111XW=40111
XT=0.6mmとし、変位拡大用振動羽根板13a 
、 13bの大きさは板長に=15鰭、C=U龍×板幅
W’ −10寵×板厚t’=0.2mのリン青銅板を用
い、振動羽根板15a 、 15hの大きさは実施例A
の場合、板長j?=3QtmX板幅W 720 ha 
x板厚t−1)、2 重言、実施例Bの場合、板長1−
30關×板幅w = 28 w X板厚tm0.2龍 
とし、いずれも6ナイロン製とした。
比較例a −Cの圧電振動子1の大きさはL−25va
 X40=50*m X T =0.6 tm、  L
 =25m X W =40mmX T −0,6xx
、  L =40■x W = 16flX T = 
0.53とし、振動羽根板の大きさは比較例a (第3
図)の場合、長さR+=32m x板幅W+=20mx
板厚1. =0.2 m (50Hz用の振動羽根板1
5a)と長さx、=28nX板幅t+z−201mx板
厚t+ =0.2 m (60Hz用の振動羽根板15
b)で6ナイロン製、比較例b(第4図)の場合、長さ
p0=30龍X板幅Wo”’40曹墓×板厚to=0.
1 mm (振動羽根板15)でリン青銅製、比較例C
(第4図)の場合、長さNo=3(1wmx仮幅−0−
4ON×板厚to=o、2龍(振動羽根板15)で6ナ
イロン製とした。
なお、第3図及び第4図において14は接続部材を示す
第1表 本実施例Aと比較例a〜Cの場合はいずれも第5図示の
ように振動羽根板15a 、 15b  、 15の前
方に内側長d=42龍角×有効筒長さD=110mmの
大きさ1本実施例Bの場合はd=62m1角×有効筒長
さD−110mmの大きさの風胴16を設け、環境温度
を冷蔵庫を用いて15℃からO′C迄変比変化50Hz
60Hzの周波数で駆動したときの風速を、日本化学工
業型の風速計(ANEMOMASTERMODEL 6
141)により風胴16の出口のP点で計測し、それを
風量に換算した。
上記第1表からも明らかなように、先行の小型ファン(
比較例)は温度が低下することにより、前記の式(1)
よりヤング率Eが上昇し、共振周波数foが高周波数側
へずれ、5011zでは共振周波数より遠ざかることに
なり、風量はどんどん低下していく。一方、60Hzで
は共振周波数に近づくことになり、風量は一旦上昇する
が、更に低くなると圧電振動子ρ圧電定数の低下及び振
動羽根板のしなりがなくなりやや低下して行くが、本実
施例では圧電定数及び振動羽根板のしなりの低下による
風量の低下は避けられないものの、飛躍的に風量低下を
押さえることができる。
上述のように本発明によれば、圧電振動子1の一端部を
支持部に固定し、この圧電振動子1の他端部に変位拡大
用振動羽根板13a、13bを並べて取付け、この各変
位拡大用振動羽根板13a、13bに振動羽根板15a
 、 15bを取付けると共に、前記−労組の振動羽根
板13a、15aの全長及び他労組の振動羽根板13b
、15bの全長をそれぞれ単独に取付けた場合、電源周
波数50Hz付近及び60Hz付近で共振する長さとす
る構成にしたので、一方の振動羽根板15aまたは15
bが共振している時に他方の振動羽根板15bまたは1
5aが同調して振動することになるから、50Hz、 
60Hzの商用電源で駆動することができるばかりでな
く環境温度が変化しても風量変動を極めて小さく抑える
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明小型ファンの一実施例を示す正面図、第
2図はその側面図、第3図及び第4図はそれぞれ従来の
小型ファンの例(比較例)を示す正面図、第5図は本実
施例及び比較例の風速計測状態を示す説明図である。 ■・・・・・・圧電振動子、10・・・・・・支持部材
、12・・・・・・接続部材、13a 、 13b・・
・・・・変位拡大用振動羽根板、14a 、 14b・
・・・・・接続部材、15a 、 15b・・・・・・
振動羽根板。 寥1目 箋3苗       答qフ 喜52

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 圧電振動子の一端部を支持部に固定し、この圧電振動子
    の他端部に変位拡大用振動羽根板を複数個並べて取付け
    、この各変位拡大用振動羽根板の先端部に振動羽根板を
    取付けると共に、各振動羽根板の共振振動数を夫々異に
    したことを特徴とする小型ファン。
JP60229622A 1985-10-14 1985-10-14 小型フアン Granted JPS6287700A (ja)

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JP60229622A JPS6287700A (ja) 1985-10-14 1985-10-14 小型フアン

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JPH0529799B2 JPH0529799B2 (ja) 1993-05-06

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