JP5113132B2 - フレキシブル熱音響装置及び該フレキシブル熱音響装置を含む熱音響素子を利用した旗 - Google Patents
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Description
図1を参照すると、本発明のフレキシブル熱音響装置10は、信号装置12と、音波発生器14と、第一電極142と、第二電極144と、支持体16と、を含む。前記第一電極142及び第二電極144は所定の距離で離れるように、それぞれ前記音波発生器14と電気的に接続されている。且つ、前記第一電極142及び第二電極144はそれぞれ前記信号装置12と電気的に接続されている。前記第一電極142及び第二電極144により、前記信号装置12からの信号を前記音波発生器14へ転送する。
前記カーボンナノチューブ構造体は、図2に示す、少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルム143aを含む。このカーボンナノチューブフィルム143aはドローン構造カーボンナノチューブフィルム(drawn carbon nanotube film)である。前記カーボンナノチューブフィルム143aは、超配列カーボンナノチューブアレイ(Superaligned array of carbon nanotubes,非特許文献2を参照)から引き出して得られたものである。単一の前記カーボンナノチューブフィルム143aにおいて、複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って、端と端が接続されている。即ち、単一の前記カーボンナノチューブフィルム143aは、分子間力で長さ方向端部同士が接続された複数のカーボンナノチューブを含む。図2及び図3を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルムは、複数のカーボンナノチューブセグメント143bを含む。前記複数のカーボンナノチューブセグメント143bは、長さ方向に沿って分子間力で端と端が接続されている。それぞれのカーボンナノチューブセグメント143bは、相互に平行に、分子間力で結合された複数のカーボンナノチューブ145を含む。単一の前記カーボンナノチューブセグメント143bにおいて、前記複数のカーボンナノチューブ145の長さが同じである。前記カーボンナノチューブフィルム143aを有機溶剤に浸漬させることにより、前記カーボンナノチューブフィルム143aの強靭性及び機械強度を高めることができる。有機溶剤に浸漬された前記カーボンナノチューブフィルム143aの単位面積当たりの熱容量が低くなるので、その熱音響効果を高めることができる。前記カーボンナノチューブフィルム143aの幅は100μm〜10cmに設けられ、厚さは0.5nm〜100μmに設けられる。
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルムを含む。このカーボンナノチューブフィルムは綿毛構造カーボンナノチューブフィルム(flocculated carbon nanotube film)である。図4を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブは、絡み合い、等方的に配列されている。前記カーボンナノチューブ構造体においては、前記複数のカーボンナノチューブが均一に分布されている。複数のカーボンナノチューブは配向せずに配置されている。単一の前記カーボンナノチューブの長さは、100nm以上であり、100nm〜10cmであることが好ましい。前記カーボンナノチューブ構造体は、自立構造の薄膜の形状に形成されている。ここで、自立構造とは、支持体材を利用せず、前記カーボンナノチューブ構造体を独立して利用することができるという形態である。前記複数のカーボンナノチューブは、分子間力で接近して、相互に絡み合って、カーボンナノチューブネット状に形成されている。前記複数のカーボンナノチューブは配向せずに配置されて、多くの微小な穴が形成されている。ここで、単一の前記微小な穴の直径が10μm以下になる。前記カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブは、相互に絡み合って配置されるので、該カーボンナノチューブ構造体は柔軟性に優れ、任意の形状に湾曲して形成させることができる。用途に応じて、前記カーボンナノチューブ構造体の長さ及び幅を調整することができる。前記カーボンナノチューブ構造体の厚さは、0.5nm〜1mmである。
前記カーボンナノチューブ構造体は少なくとも一本のカーボンナノチューブワイヤを含む。一本の前記カーボンナノチューブワイヤの熱容量は、0(0は含まず)〜2×10−4J/cm2・Kであり、5×10−5J/cm2・Kであることが好ましい。一本の前記カーボンナノチューブワイヤの直径は4.5nm〜1cmである。図6を参照すると、前記カーボンナノチューブワイヤは、分子間力で接続された複数のカーボンナノチューブからなる。この場合、一本のカーボンナノチューブワイヤ(非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ)は、端と端とが接続された複数のカーボンナノチューブセグメント(図示せず)を含む。前記カーボンナノチューブセグメントは、同じ長さ及び幅を有する。さらに、各々の前記カーボンナノチューブセグメントに、同じ長さの複数のカーボンナノチューブが平行に配列されている。前記複数のカーボンナノチューブはカーボンナノチューブワイヤの中心軸に平行に配列されている。この場合、一本の前記カーボンナノチューブワイヤの直径は、1μm〜1cmである。図7を参照すると、前記カーボンナノチューブワイヤをねじり、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを形成することができる。ここで、前記複数のカーボンナノチューブは前記カーボンナノチューブワイヤの中心軸を軸に、螺旋状に配列されている。この場合、一本の前記カーボンナノチューブワイヤの直径は、1μm〜1cmである。前記カーボンナノチューブ構造体は、前記非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ又はそれらの組み合わせのいずれか一種からなる。
図10を参照すると、本実施例は、熱音響を利用した旗30を提供する。旗面30と、マスト42と、を含む前記旗は、実施例1の熱音響装置10と同じ構造を有する。前記旗面30は実施例1のフレキシブル熱音響装置10と類似し、音波発生器34と、第一電極342と、第二電極344と、支持体36と、を含む。前記旗面30は保護層38を含むことができる。前記保護層38は、前記音波発生器34の一つの表面に設置されるので、前記音波発生器34は前記支持体36及び保護層38の間に挟まれている。前記支持体36及び保護層38は、布、繊維、木などの柔軟な絶縁材料からなる。前記マスト42は、金属、プラスチック、木のいずれか一種からなる。本実施例において、前記マスト42は中空の棒である。
100 スピーカー
102 ボイスコイル
104 マグネット
106 コーン
12 信号装置
14 音波発生器
142 第一電極
143a カーボンナノチューブフィルム
143b カーボンナノチューブセグメント
144 第二電極
145 カーボンナノチューブ
146 カーボンナノチューブワイヤ
30 熱音響を利用した旗
32 信号装置
34 音波発生器
342 第一電極
344 第二電極
346 第一導電ワイヤ
348 第二導電ワイヤ
36 支持体
38 保護層
42 マスト
Claims (9)
- 柔軟な支持体と、音波発生器と、を含み、
前記音波発生器は、前記柔軟な支持体の表面に設置され、
前記音波発生器がカーボンナノチューブ構造体を含み、
前記カーボンナノチューブ構造体において、複数のカーボンナノチューブが分子間力で接続されていて、
前記フレキシブル熱音響装置は、少なくとも二つの電極を含み、
前記少なくとも二つの電極は、前記カーボンナノチューブ構造体と電気的に接続されていることを特徴とするフレキシブル熱音響装置。 - 前記カーボンナノチューブ構造体の単位面積当たりの熱容量が0(0は含まず)〜2×10−4J/cm2・Kであり、
前記カーボンナノチューブ構造体は薄膜形状であることを特徴とする、請求項1に記載のフレキシブル熱音響装置。 - 前記カーボンナノチューブ構造体において、カーボンナノチューブが配向して配置されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のフレキシブル熱音響装置。
- 前記カーボンナノチューブ構造体において、カーボンナノチューブが配向せず配置されていることを特徴とする、請求項1に記載のフレキシブル熱音響装置。
- 前記カーボンナノチューブ構造体が、少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルムを含むことを特徴とする、請求項1に記載のフレキシブル熱音響装置。
- 前記カーボンナノチューブ構造体が、複数のカーボンナノチューブワイヤを含むことを特徴とする、請求項1に記載のフレキシブル熱音響装置。
- 前記柔軟な支持体は、プラスチック、樹脂、織物、紙、ゴムのいずれか一種からなることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のフレキシブル熱音響装置。
- 旗面と、マストと、を含み、
前記旗面は請求項1〜7のいずれか一項に記載のフレキシブル熱音響装置を含むことを特徴とする熱音響素子を利用した旗。 - 前記旗面は、柔軟な支持体及び保護層を含み、
前記音波発生器は前記柔軟な支持体及び保護層の間に挟まれていることを特徴とする、請求項8に記載の熱音響素子を利用した旗。
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