JP2008138558A

JP2008138558A - Cooling fan

Info

Publication number: JP2008138558A
Application number: JP2006324362A
Authority: JP
Inventors: Chiharu Katagiri; 千春片桐
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-06-19

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling fan driven at low voltage. SOLUTION: This cooling fan 1 is provided with a plurality of tongue-like fin sections 4 arranged in parallel at equal spaces, and a base 3 connected to the base ends of the fin sections 4 and formed into a wavy cross section. The fin sections 4 are formed from a pair of fin parts 4A, 4B arranged in parallel. The fin parts 4A, 4B are integrally formed by a thin film 2 together with the base 3. The thin film 2 is formed from a bidirectional shape memory alloy layer 7 and an electric insulating layer 8 bonded to the shape memory alloy layer 7. The shape memory alloy layer 7 is formed into a U-shape on the surface of the electric insulating layer 8. COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、各種携帯通信機器（例えば、携帯電話）などの発熱源を冷却するために用いる小型の冷却ファンに関する。 The present invention relates to a small cooling fan used for cooling a heat source such as various mobile communication devices (for example, mobile phones).

従来、このような分野の技術として、圧電セラミックを用いた冷却ファンが知られている。例えば特許文献１には、圧電セラミックからなる圧電振動子と、この圧電振動子に対して直立する複数のブレードとを備えた冷却ファンが開示されている。そして、圧電振動子の屈曲運動により複数のブレードが振動することで、風量の増加が図られている。また、特許文献２には、長尺状の弾性金属板と、この弾性金属板の長さの中央部で弾性金属板を挟むように設けられた２枚の圧電セラミック板とを備えた冷却ファンが開示されている。圧電セラミック板に交流電圧を印加することで、弾性金属板の両自由端が振動して風を起し、冷却ファンに隣接した電子部品の冷却が図られている。
特開平３−３３５００号公報特開２０００−３２３８８２号公報特開２００２−１３０１９８号公報特開２００４−６４９９１号公報 Conventionally, a cooling fan using a piezoelectric ceramic is known as a technique in such a field. For example, Patent Document 1 discloses a cooling fan including a piezoelectric vibrator made of piezoelectric ceramic and a plurality of blades standing upright with respect to the piezoelectric vibrator. The air volume is increased by the plurality of blades vibrating due to the bending motion of the piezoelectric vibrator. Patent Document 2 discloses a cooling fan including an elongated elastic metal plate and two piezoelectric ceramic plates provided so as to sandwich the elastic metal plate at the center of the length of the elastic metal plate. Is disclosed. By applying an AC voltage to the piezoelectric ceramic plate, both free ends of the elastic metal plate vibrate to generate wind, thereby cooling the electronic components adjacent to the cooling fan.
JP-A-3-33500 JP 2000-323882 A JP 2002-130198 A JP 2004-64991 A

最近では、携帯通信機器の低電圧化の促進に伴い、これらの携帯通信機器の駆動電圧は数Ｖ程度まで低下している。従って、携帯通信機器に用いられる冷却ファンも低電圧での駆動が要求されている。しかしながら、上記の文献に開示されている冷却ファンは、圧電セラミックを振動させるために数十Ｖの交流電圧が必要である。そのため、圧電セラミックを用いた冷却ファンは、低電圧での駆動に適し難い。 Recently, with the promotion of lowering the voltage of portable communication devices, the driving voltage of these portable communication devices has dropped to about several volts. Therefore, a cooling fan used in a mobile communication device is also required to be driven at a low voltage. However, the cooling fan disclosed in the above literature requires an AC voltage of several tens of volts to vibrate the piezoelectric ceramic. Therefore, a cooling fan using a piezoelectric ceramic is difficult to be suitable for driving at a low voltage.

本発明は、低電圧での駆動を可能にした冷却ファンを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a cooling fan that can be driven at a low voltage.

本発明に係る冷却ファンは、往復運動する平板状のフィン部を備えた冷却ファンにおいて、フィン部は、形状記憶合金層と、形状記憶合金層に貼り合わされた電気絶縁層とが設けられた薄膜を有し、形状記憶合金層には電流が供給されることを特徴とする。 The cooling fan according to the present invention is a cooling fan having a flat fin portion that reciprocates, and the fin portion is a thin film provided with a shape memory alloy layer and an electrical insulating layer bonded to the shape memory alloy layer. And a current is supplied to the shape memory alloy layer.

本発明に係る冷却ファンでは、平板状のフィン部は、形状記憶合金層と電気絶縁層とを有する薄膜からなる。そして、形状記憶合金層の「形状記憶効果」を利用し、形状記憶合金層が通電加熱と自然冷却とを交互に繰り返すことにより、フィン部が往復運動を行い風が生じる。加えて、形状記憶合金層を加熱するために必要とされる電圧が数Ｖ程度であり、駆動電圧が小さいので、その結果として、冷却ファンの低電圧での駆動が可能となる。しかも、電気絶縁層の採用によって、フィン部の密集化も容易となる。 In the cooling fan according to the present invention, the flat fin portion is formed of a thin film having a shape memory alloy layer and an electrical insulating layer. Then, using the “shape memory effect” of the shape memory alloy layer, the shape memory alloy layer alternately repeats energization heating and natural cooling, whereby the fin portion reciprocates and wind is generated. In addition, since the voltage required for heating the shape memory alloy layer is about several volts and the driving voltage is small, the cooling fan can be driven at a low voltage. In addition, the adoption of the electrical insulating layer facilitates the close-packing of the fin portions.

本発明に係る冷却ファンにおいて、薄膜には、電気絶縁層において、形状記憶合金層と反対側の面に貼り合わされたバネ層が更に設けられていると好適である。形状記憶合金層の復元力としてバネ層が利用されるので、フィン部を効率の良く往復運動させることができる。そして、電気絶縁層によって形状記憶合金層とバネ層との電気的導通が阻止され、電気的損失防止が図られる。 In the cooling fan according to the present invention, it is preferable that the thin film is further provided with a spring layer bonded to the surface of the electrical insulating layer opposite to the shape memory alloy layer. Since the spring layer is used as the restoring force of the shape memory alloy layer, the fin portion can be efficiently reciprocated. The electrical insulating layer prevents electrical conduction between the shape memory alloy layer and the spring layer, thereby preventing electrical loss.

本発明に係る冷却ファンにおいて、フィン部は、薄膜の先端に固定されたブレード部を更に備えると好適である。ブレード部の採用により、フィン部を大型化させることができ、所望の風量を任意に作り出すことができる。 In the cooling fan according to the present invention, it is preferable that the fin portion further includes a blade portion fixed to the tip of the thin film. By adopting the blade portion, the fin portion can be enlarged, and a desired air volume can be arbitrarily created.

本発明に係る冷却ファンにおいて、形状記憶合金層は、電気絶縁層の表面上でコの字状に形成され、フィン部は、互いに平行又はハの字になるように一列に並べられていると好適である。フィン部が互いに平行になるように並べられた場合には、振動する際に隣接したフィン部同士が互いに干渉せず、フィン部を高密度に配列する可能となる。また、フィン部が互いにハの字になるように並べられた場合には、フィン部の配置高さを低くすることができ、冷却ファンの薄型化を図ることができる。 In the cooling fan according to the present invention, the shape memory alloy layer is formed in a U-shape on the surface of the electrical insulating layer, and the fin portions are arranged in a line so as to be parallel or C-shaped to each other. Is preferred. When the fin portions are arranged so as to be parallel to each other, adjacent fin portions do not interfere with each other when vibrating, and the fin portions can be arranged at high density. Further, when the fin portions are arranged so as to have a square shape, the arrangement height of the fin portions can be reduced, and the cooling fan can be thinned.

本発明の冷却ファンによれば、低電圧での駆動を可能にする。 According to the cooling fan of the present invention, it is possible to drive at a low voltage.

以下、図面を参照しつつ本発明に係る冷却ファンの好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a cooling fan according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔第１実施形態〕
図１〜図３に示すように、冷却ファン１は、等間隔に並設された複数の舌片状のフィン部４と、断面矩形波状に形成されると共に、一列に整列したフィン部４を基端で連結する基部３とを備えている。そして、フィン部４は、平行に配設された一対のフィン部４Ａ，４Ｂからなる。 [First Embodiment]
As shown in FIGS. 1 to 3, the cooling fan 1 includes a plurality of tongue-like fin portions 4 arranged in parallel at equal intervals, and fin portions 4 that are formed in a rectangular wave shape and aligned in a row. And a base 3 connected at the base end. And the fin part 4 consists of a pair of fin part 4A, 4B arrange | positioned in parallel.

基部３は、一枚の薄膜２をその長手方向に対して直交する方向に沿って折り曲げることによって、６つの山部６と５つの谷部５とからなり、山部６と谷部５とが交互に出現する。谷部５は、同一平面上に形成され、山部６は、谷部５から隆起すると共に、断面略コの字状をなし、谷部５に対して垂直に立設する側壁６ａ，６ｂと、側壁６ａ，６ｂ間を架け渡す平板状の頂部６ｃとからなる。谷部５は平板状に形成されている。 The base portion 3 is composed of six peak portions 6 and five valley portions 5 by bending one thin film 2 along a direction orthogonal to the longitudinal direction thereof. Appears alternately. The valley portion 5 is formed on the same plane, and the peak portion 6 protrudes from the valley portion 5, has a substantially U-shaped cross section, and is provided with side walls 6 a and 6 b that stand vertically with respect to the valley portion 5. And a flat plate-like top portion 6c that bridges between the side walls 6a and 6b. The trough 5 is formed in a flat plate shape.

側壁６ａ，６ｂには、舌片状に形成されたフィン部４Ａ，４Ｂがそれぞれ設けられ、各フィン部４Ａ，４Ｂは、冷却ファン１の幅方向に延在する。フィン部４Ａ，４Ｂは、側壁６ａ，６ｂとほぼ同一平面上に位置する。フィン部４Ａ，４Ｂは、側壁６ａ，６ｂと一体をなす。そして、長手方向において交互に出現するフィン部４Ａ，４Ｂは、互いに平行になるように一列に並べられている。 The side walls 6 a and 6 b are respectively provided with fin portions 4 A and 4 B formed in a tongue-like shape, and the fin portions 4 A and 4 B extend in the width direction of the cooling fan 1. The fin portions 4A and 4B are located on substantially the same plane as the side walls 6a and 6b. The fin portions 4A and 4B are integrated with the side walls 6a and 6b. And fin part 4A, 4B which appears alternately in a longitudinal direction is arranged in a line so that it may become mutually parallel.

図３に示すように、フィン部４Ａ，４Ｂ及び基部３を構成する薄膜２は、二方向性を有する形状記憶合金層７と、形状記憶合金層７に貼り合わされた電気絶縁層８とを備えている。形状記憶合金層７は、例えばＮｉ−Ｔｉ合金やＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金からなり、特殊な熱処理を施すことにより二方向性が付与される。一方、電気絶縁層８は、耐熱性に優れたポリイミッドからなる。 As shown in FIG. 3, the thin film 2 constituting the fin portions 4 A and 4 B and the base portion 3 includes a bidirectional shape memory alloy layer 7 and an electrical insulating layer 8 bonded to the shape memory alloy layer 7. ing. The shape memory alloy layer 7 is made of, for example, a Ni—Ti alloy or a Cu—Zn—Al alloy, and is given bidirectionality by performing a special heat treatment. On the other hand, the electrical insulating layer 8 is made of a polyimide having excellent heat resistance.

ここで、二方向性とは、形状記憶合金層７の形状回復動作を可逆的にすることを意味している。すなわち、形状記憶合金層７を加熱すると、形状記憶合金層７の「形状記憶効果」が働き、記憶された形状に回復し、形状記憶合金層７を冷却すると、形状記憶合金層７が再び加熱前の形状に戻る。なお、Ｎｉ−Ｔｉ合金やＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金への特殊な熱処理方法は周知の方法で行えばよい。 Here, bi-directionality means that the shape recovery operation of the shape memory alloy layer 7 is reversible. That is, when the shape memory alloy layer 7 is heated, the “shape memory effect” of the shape memory alloy layer 7 is activated and recovered to the memorized shape. When the shape memory alloy layer 7 is cooled, the shape memory alloy layer 7 is heated again. Return to the previous shape. Note that a special heat treatment method for a Ni—Ti alloy or a Cu—Zn—Al alloy may be performed by a known method.

図１に示すように、形状記憶合金層７は、電気絶縁層８の表面上でコの字状に形成されている。具体的には、形状記憶合金層７は、側壁６ａ，６ｂ及びフィン部４Ａ，４Ｂの外縁部に沿って延在している。この場合、電流の流れルートが長くなるので、形状記憶合金層７を短時間で均一に加熱することが可能となる。 As shown in FIG. 1, the shape memory alloy layer 7 is formed in a U shape on the surface of the electrical insulating layer 8. Specifically, the shape memory alloy layer 7 extends along the side walls 6a and 6b and the outer edge portions of the fin portions 4A and 4B. In this case, since the current flow route becomes long, the shape memory alloy layer 7 can be uniformly heated in a short time.

このような構成の冷却ファン１は、図４に示すようなホルダ９内に収容され、例えば携帯電話の発熱源（図示せず）の冷却に利用される。熱伝導性の高い材質からなるホルダ９は、上下に分離された上部ホルダ１０と下部ホルダ１１とを備えている。上部ホルダ１０と下部ホルダ１１とは、それぞれ断面コの字状に形成され、平板状のベース部１０ａ，１１ａと、ベース部１０ａ，１１ａ部に対して垂直に立設された枕部１０ｂ，１０ｃ，１１ｂ，１１ｃとからなる。 The cooling fan 1 having such a configuration is accommodated in a holder 9 as shown in FIG. 4 and is used for cooling a heat source (not shown) of a mobile phone, for example. The holder 9 made of a material having high thermal conductivity includes an upper holder 10 and a lower holder 11 which are separated in the vertical direction. The upper holder 10 and the lower holder 11 are each formed in a U-shaped cross section, and have a flat base portion 10a, 11a and a pillow portion 10b, 10c that is erected perpendicular to the base portion 10a, 11a portion. , 11b, 11c.

また、下部ホルダ１１の枕部１１ｃには、ベース部１１ａと連通する溝部１１ｄが形成されている。この溝部１１ｄには、冷却ファン１の形状記憶合金層７に電流を供給する通電用フレキシブルプリント配線板（通電用ＦＰＣ）１２が配置されている。そして、通電用ＦＰＣ１２には、互いに電気絶縁された２本の銅箔回路１２ａ，１２ｂが内蔵されている。図４（ｂ）に示すように、銅箔回路１２ａは、冷却ファン１の一端に位置するフィン部４Ｂの形状記憶合金層７に対して、一側の端子１２ｃを介して電気的に接続されている。銅箔回路１２ｂは、冷却ファン１の他端に位置するフィン部４Ａの形状記憶合金層７に対して、他側の端子（図示せず）を介して電気的に接続されている。 Further, a groove portion 11d communicating with the base portion 11a is formed in the pillow portion 11c of the lower holder 11. An energizing flexible printed wiring board (energization FPC) 12 for supplying current to the shape memory alloy layer 7 of the cooling fan 1 is disposed in the groove 11d. The energizing FPC 12 includes two copper foil circuits 12a and 12b that are electrically insulated from each other. As shown in FIG. 4B, the copper foil circuit 12a is electrically connected to the shape memory alloy layer 7 of the fin portion 4B located at one end of the cooling fan 1 via a terminal 12c on one side. ing. The copper foil circuit 12b is electrically connected to the shape memory alloy layer 7 of the fin portion 4A located at the other end of the cooling fan 1 via a terminal (not shown) on the other side.

上部ホルダ１０と下部ホルダ１１とを合わせることにより、冷却ファン１はホルダ９の内部に収められ、冷却ファン１の基部３及び通電用ＦＰＣ１２は、接着剤によってベース１０ａ，１１ａに固定される。 By combining the upper holder 10 and the lower holder 11, the cooling fan 1 is housed in the holder 9, and the base 3 of the cooling fan 1 and the energizing FPC 12 are fixed to the bases 10 a and 11 a with an adhesive.

以上のように構成された冷却ファン１にあっては、平板状のフィン部４Ａ，４Ｂは、二方向性を有する形状記憶合金層７と電気絶縁層８とを有する薄膜２からなるので、通電用ＦＰＣ１２を介して冷却ファン１の形状記憶合金層７に直流電流を供給すると、形状記憶合金層７のもつ抵抗で熱が発生し、形状記憶合金層７が加熱される。そして、加熱により形状記憶合金層７の「形状記憶効果」が働き、記憶された形状に回復する力が発生し、フィン部４Ａ，４Ｂの先端は、片側にたわむ。そして、フィン部４Ａ，４Ｂへの通電を止めると、形状記憶合金層７が自然冷却し、形状記憶合金層７が加熱前の形状に戻る力（復元力）が生じ、フィン部４Ａ，４Ｂの先端は元の状態に戻る。従って、通電用ＦＰＣ１２への通電のＯＮ／ＯＦＦを高速で切り換えて、フィン部４Ａ，４Ｂへの通電加熱と自然冷却とを交互に繰り返すことにより、フィン部４Ａ，４Ｂが高速で往復運動し風が生じる。 In the cooling fan 1 configured as described above, the flat fin portions 4A and 4B are formed of the thin film 2 including the shape memory alloy layer 7 and the electric insulating layer 8 having bidirectionality. When a direct current is supplied to the shape memory alloy layer 7 of the cooling fan 1 through the FPC 12 for heat, heat is generated by the resistance of the shape memory alloy layer 7 and the shape memory alloy layer 7 is heated. Then, the “shape memory effect” of the shape memory alloy layer 7 is activated by heating, and a force to recover the memorized shape is generated, and the tips of the fin portions 4A and 4B bend to one side. When the energization to the fin portions 4A and 4B is stopped, the shape memory alloy layer 7 naturally cools, and a force (restoring force) for the shape memory alloy layer 7 to return to the shape before heating is generated, and the fin portions 4A and 4B The tip returns to its original state. Therefore, by switching ON / OFF the energization to the energizing FPC 12 at high speed and alternately repeating energization heating and natural cooling to the fin sections 4A and 4B, the fin sections 4A and 4B reciprocate at high speed and wind Occurs.

さらに、形状記憶合金層７を加熱するために必要とされる電圧は数Ｖ程度であり、駆動電圧が小さいので、冷却ファン１の低電圧での駆動が可能となる。しかも、電気絶縁層８の採用によって、フィン部４Ａ，４Ｂの密集化も容易となる。また、フィン部４Ａ，４Ｂが互いに平行になるように一列に並べられているため、往復運動する際に、隣接したフィン部４Ａ，４Ｂ同士は互いに干渉せず、フィン部４Ａ，４Ｂを高密度に配列する可能となる。この結果、大きなスペースの確保を必要とせず、冷却ファン１の小型化を促進させることができ、且つ小型であっても風量の増加を図ることが可能となる。 Furthermore, since the voltage required for heating the shape memory alloy layer 7 is about several volts and the driving voltage is small, the cooling fan 1 can be driven at a low voltage. In addition, the adoption of the electrical insulating layer 8 facilitates the close packing of the fin portions 4A and 4B. Further, since the fin portions 4A and 4B are arranged in a line so as to be parallel to each other, the adjacent fin portions 4A and 4B do not interfere with each other when reciprocating, and the fin portions 4A and 4B are densely arranged. Can be arranged in As a result, it is not necessary to secure a large space, the cooling fan 1 can be reduced in size, and the air volume can be increased even if it is small.

以下、図５及び図６を参照して冷却ファン１の製造方法について説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing the cooling fan 1 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

まず、一枚の電気絶縁シート１３を準備し、その表面に形状記憶合金シート１４を貼り合わせて、薄膜２を形成する（図５（ａ）、（ｂ）参照）。形状記憶合金シート１４は、事前に形状を記憶させるための特殊な熱処理が施されたものである。次に、薄膜２を打抜きプレス加工することによって所定のパターンを形成する。その後、形状記憶合金シート１４が電気絶縁シート１３の表面上でコの字状になるように、形状記憶合金シート１４をエッチング処理し、不必要な形状記憶合金シート１４を除去する。これによって、冷却ファン１の展開ピース１５が複数形成される（図５（ｃ）参照）。 First, a single electrical insulating sheet 13 is prepared, and a shape memory alloy sheet 14 is bonded to the surface thereof to form the thin film 2 (see FIGS. 5A and 5B). The shape memory alloy sheet 14 is subjected to a special heat treatment for storing the shape in advance. Next, a predetermined pattern is formed by punching and pressing the thin film 2. Thereafter, the shape memory alloy sheet 14 is etched so that the shape memory alloy sheet 14 has a U shape on the surface of the electrical insulating sheet 13, and unnecessary shape memory alloy sheet 14 is removed. Thereby, a plurality of development pieces 15 of the cooling fan 1 are formed (see FIG. 5C).

続いて、個々の展開ピース１５を切り取り、図６（ａ）中の折り曲げる線Ｌ１，Ｌ２に沿って展開ピース１５を直角に折り、冷却ファン１を形成する（図６（ｂ）参照）。 Subsequently, the individual development pieces 15 are cut out, and the development pieces 15 are folded at right angles along the folding lines L1 and L2 in FIG. 6A to form the cooling fan 1 (see FIG. 6B).

〔第２実施形態〕
図７〜図９に示すように、冷却ファン１６は、複数の舌片状のフィン部１８と、断面鋸歯状に形成されると共に、一列に形成されたフィン部１８と基端で連結する基部１７とを備えている。そして、フィン部１８は、一対のフィン部１８Ａ，１８Ｂからなり、基部１７は、山部と谷部とが交互に出現するようＶ字状に折り曲げられている。 [Second Embodiment]
As shown in FIGS. 7 to 9, the cooling fan 16 includes a plurality of tongue-shaped fin portions 18 and a base portion that is formed in a sawtooth shape in cross section and connected to the fin portions 18 formed in a row at the base end. 17. And the fin part 18 consists of a pair of fin part 18A, 18B, and the base part 17 is bent by the V shape so that a peak part and a trough part may appear alternately.

基部１７の側壁１７ａ，１７ｂには、舌片状に形成されたフィン部１８Ａ，１８Ｂが一体的に形成され、フィン部１８Ａ，１８Ｂは、側壁１７ａ，１７ｂとほぼ同一平面上に位置する。そして、複数のフィン部１８Ａ，１８Ｂは、ハの字状をなし、一列に並べられている。 Fin portions 18A and 18B formed in a tongue shape are integrally formed on the side walls 17a and 17b of the base portion 17, and the fin portions 18A and 18B are located on substantially the same plane as the side walls 17a and 17b. The plurality of fin portions 18A and 18B are formed in a C shape and are arranged in a line.

図９に示すように、薄膜１９は、３層構造をなし、中間に配置された電気絶縁層２０と、電気絶縁層２０の表面に貼り合わされた形状記憶合金層２１と、形状記憶合金層２１と反対側で電気絶縁層２０の裏面に貼り合わされたバネ層２２とを備えている。 As shown in FIG. 9, the thin film 19 has a three-layer structure, an electrical insulating layer 20 disposed in the middle, a shape memory alloy layer 21 bonded to the surface of the electrical insulating layer 20, and a shape memory alloy layer 21. And a spring layer 22 bonded to the back surface of the electrical insulating layer 20 on the opposite side.

形状記憶合金層２１は、一方向性を有するＮｉ−Ｔｉ合金やＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金からなり、電気絶縁層２０は、耐熱性に優れたポリイミッドからなる。一方、バネ層２２は、形状記憶合金層２１の復元力として用いられる。バネ層２２は、バネ性に優れたリン青銅からなる。 The shape memory alloy layer 21 is made of a unidirectional Ni—Ti alloy or Cu—Zn—Al alloy, and the electrical insulating layer 20 is made of polyimide having excellent heat resistance. On the other hand, the spring layer 22 is used as a restoring force of the shape memory alloy layer 21. The spring layer 22 is made of phosphor bronze having excellent spring properties.

形状記憶合金層２１は、電気絶縁層２０の表面上でコ字状に形成されている。具体的には、形状記憶合金層２１は、側壁１７ａ，１７ｂ及びフィン部１８Ａ，１８Ｂの外縁部に沿って延在している。この場合、電流の流れルートが長くなるので、形状記憶合金層２１を短時間で均一に加熱することが可能となる。 The shape memory alloy layer 21 is formed in a U shape on the surface of the electrical insulating layer 20. Specifically, the shape memory alloy layer 21 extends along the outer edges of the side walls 17a and 17b and the fin portions 18A and 18B. In this case, since the current flow route becomes long, the shape memory alloy layer 21 can be uniformly heated in a short time.

このような構成の冷却ファン１６は、冷却ファン１と同様に、図４に示すようなホルダ９内に収容され、携帯電話などの発熱源の冷却に用いられる。 Similarly to the cooling fan 1, the cooling fan 16 having such a configuration is accommodated in a holder 9 as shown in FIG. 4 and used for cooling a heat source such as a mobile phone.

以上のように構成された冷却ファン１６にあっては、平板状のフィン部１８Ａ，１８Ｂは、形状記憶合金層２１と電気絶縁層２０とバネ層２２とを有する薄膜１９からなるので、形状記憶合金層２１に直流電流を供給すると、形状記憶合金層２１のもつ抵抗で熱が発生し、形状記憶合金層２１が加熱される。そして、加熱により形状記憶合金層２１の「形状記憶効果」が働き、記憶された形状に回復する力が発生し、フィン部１８Ａ，１８Ｂの先端は、片側にたわむ。そして、フィン部１８Ａ，１８Ｂへの通電を止めると、形状記憶合金層２１が自然冷却し、バネ層２２に付勢されたバネ力により加熱前の形状に強制的に復元される。このため、フィン部１８Ａ，１８Ｂの先端を元の状態に素早く戻すことができる。従って、通電用ＦＰＣへの通電のＯＮ／ＯＦＦを高速で切り換えて、フィン部１８Ａ，１８Ｂへの通電加熱と自然冷却とを交互に繰り返すことにより、フィン部１８Ａ，１８Ｂが高速で往復運動し風が生じる。このように、バネ層２２を利用することで、記憶された形状に回復した形状記憶合金層２１をスムーズに且つ素早く復元させることができる。その結果、フィン部１８Ａ，１８Ｂを効率の良く往復運動させることができる。 In the cooling fan 16 configured as described above, the flat fin portions 18A and 18B are formed of the thin film 19 having the shape memory alloy layer 21, the electrical insulating layer 20, and the spring layer 22, and thus shape memory. When a direct current is supplied to the alloy layer 21, heat is generated by the resistance of the shape memory alloy layer 21, and the shape memory alloy layer 21 is heated. Then, the “shape memory effect” of the shape memory alloy layer 21 is activated by heating, and a force to recover the memorized shape is generated, and the tips of the fin portions 18A and 18B bend to one side. When the energization to the fin portions 18A and 18B is stopped, the shape memory alloy layer 21 is naturally cooled and is forcibly restored to the shape before heating by the spring force biased by the spring layer 22. For this reason, the front-end | tip of fin part 18A, 18B can be quickly returned to the original state. Accordingly, by switching ON / OFF the energization to the energizing FPC at high speed and alternately repeating energization heating and natural cooling to the fin sections 18A and 18B, the fin sections 18A and 18B reciprocate at high speed and wind. Occurs. Thus, by using the spring layer 22, the shape memory alloy layer 21 recovered to the memorized shape can be restored smoothly and quickly. As a result, the fin portions 18A and 18B can be efficiently reciprocated.

加えて、形状記憶合金層２１を加熱するために必要とされる電圧が数Ｖ程度であり、駆動電圧が小さいので、冷却ファン１６の低電圧での駆動が可能となる。しかも、電気絶縁層２０の採用によって、フィン部１８Ａ，１８Ｂの密集化を向上することができると共に、形状記憶合金層２１とバネ層２２との電気的導通が阻止され、電気的損失防止が図られる。また、フィン部１８Ａ，１８Ｂが互いにハの字になるように並べられているため、フィン部１８Ａ，１８Ｂの配置高さを低くすることができ、冷却ファン１６の薄型化を図ることができる。 In addition, since the voltage required for heating the shape memory alloy layer 21 is about several volts and the drive voltage is small, the cooling fan 16 can be driven at a low voltage. In addition, the adoption of the electrical insulating layer 20 can improve the density of the fin portions 18A and 18B, and the electrical continuity between the shape memory alloy layer 21 and the spring layer 22 is prevented, thereby preventing electrical loss. It is done. Further, since the fin portions 18A and 18B are arranged so as to have a square shape, the arrangement height of the fin portions 18A and 18B can be reduced, and the cooling fan 16 can be thinned.

冷却ファン１６の製造方法は、薄膜２に代えて形状記憶合金層２１と電気絶縁層２０とバネ層２２とからなる薄膜１９を用いる点で冷却ファン１と異なっているが、製造手順などは冷却ファン１と同様のため、重複説明を省略する。 The manufacturing method of the cooling fan 16 is different from the cooling fan 1 in that the thin film 19 including the shape memory alloy layer 21, the electrical insulating layer 20, and the spring layer 22 is used instead of the thin film 2. Since it is the same as that of the fan 1, a duplicate description is omitted.

〔第３実施形態〕
本実施形態に係る冷却ファン２３は、平面状に形成されている点、及び平板状のブレード２６を有する点で冷却ファン１と異なっている。図１０に示すように、冷却ファン２３は、平板状の基部２５と、基部２５と一体をなすフィン部３０とを有し、フィン部３０は、基部２５から突出すると共に等間隔に並設された複数の舌片状の振動部２４と、振動部２４の先端に固定されたブレード２６からなる。基部２５と複数の振動部２４とは、前述した冷却ファン１の展開ピース１５と同様な構造を有し、薄膜２からなる。振動部２４とブレード２６とで、フィン部３０が形成され、振動部２４への通電加熱と自然冷却とを交互に繰り返すことにより、振動部２４が往復運動し、ブレード部２６に振動が与えられる。その結果、ブレード部２６が往復運動し風が生じる。 [Third Embodiment]
The cooling fan 23 according to the present embodiment is different from the cooling fan 1 in that it is formed in a planar shape and has a flat blade 26. As shown in FIG. 10, the cooling fan 23 has a flat plate-like base portion 25 and fin portions 30 that are integrated with the base portion 25, and the fin portions 30 protrude from the base portion 25 and are arranged in parallel at equal intervals. It comprises a plurality of tongue-shaped vibrating portions 24 and a blade 26 fixed to the tip of the vibrating portion 24. The base portion 25 and the plurality of vibration portions 24 have the same structure as the deployment piece 15 of the cooling fan 1 described above, and are made of the thin film 2. The vibrating portion 24 and the blade 26 form a fin portion 30. By alternately repeating energization heating and natural cooling to the vibrating portion 24, the vibrating portion 24 reciprocates and gives vibration to the blade portion 26. . As a result, the blade portion 26 reciprocates and wind is generated.

このような構成により、冷却ファン２３は、冷却ファン１と同様に低電圧での駆動が可能となるほか、ブレード部２６の採用によって、フィン部を大型化させることができ、所望の風量を任意に作り出すことができる。 With such a configuration, the cooling fan 23 can be driven at a low voltage similarly to the cooling fan 1, and the fin portion can be enlarged by adopting the blade portion 26, and a desired air volume can be arbitrarily set. Can be produced.

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えばフィン部の形状は上記の実施形態に限らず、扇状やその他の形状でもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the shape of the fin portion is not limited to the above embodiment, and may be a fan shape or other shapes.

本発明に係る冷却ファンの第１実施形態を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a first embodiment of a cooling fan according to the present invention. 図１に示された冷却ファンの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the cooling fan shown in FIG. 1. 図２のIII−III線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the III-III line of FIG. 冷却ファンをホルダに取り付けた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which attached the cooling fan to the holder. 冷却ファンの製造方法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the manufacturing method of a cooling fan. 冷却ファンの製造方法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the manufacturing method of a cooling fan. 本発明に係る冷却ファンの第２実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows 2nd Embodiment of the cooling fan which concerns on this invention. 図７に示された冷却ファンの平面図である。FIG. 8 is a plan view of the cooling fan shown in FIG. 7. 図８のVIII−VIII線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VIII-VIII line of FIG. 本発明に係る冷却ファンの第３実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows 3rd Embodiment of the cooling fan which concerns on this invention.

Explanation of symbols

１，１６，２３…冷却ファン、２，１９…薄膜、４Ａ，４Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ,３０…フィン部、７，２１…形状記憶合金層、８，２０…電気絶縁層、２２…バネ層、２６…ブレード部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,16,23 ... Cooling fan, 2,19 ... Thin film, 4A, 4B, 18A, 18B, 30 ... Fin part, 7, 21 ... Shape memory alloy layer, 8, 20 ... Electrical insulation layer, 22 ... Spring layer, 26: Blade portion.

Claims

In a cooling fan having a flat fin part that reciprocates,
The fin portion includes a thin film provided with a shape memory alloy layer and an electrical insulating layer bonded to the shape memory alloy layer, and a current is supplied to the shape memory alloy layer. cooling fan.

2. The cooling fan according to claim 1, wherein the thin film is further provided with a spring layer bonded to a surface of the electrical insulating layer opposite to the shape memory alloy layer.

The cooling fan according to claim 1, wherein the fin portion further includes a blade portion fixed to a tip of the thin film.

The shape memory alloy layer is formed in a U shape on a surface of the electrical insulating layer, and the fin portions are arranged in a line so as to be parallel to each other or in a U shape. Item 3. The cooling fan according to Item 1 or 2.