JP6687346B2 - アクティブダンピング機構を備えた振動式流体ムーバアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、アクティブダンピング機構を備えた振動式流体ムーバアセンブリに関する。

例えばシンセティックジェットアクチュエータなどの振動式流体ムーバは広く用いられている技術である。この装置は流体のジェットを生成し、表面に広がるその流体の流れを利用して表面の熱を逃がす。一般的な振動式流体ムーバは、内部チャンバの境界を定めるハウジングを備える。ハウジングの壁にはオリフィスが設けられている。振動式流体ムーバは、一連の流体渦を生成してそれをハウジングのオリフィスから外部環境に噴出するように内部チャンバ内の体積を周期変化させる機構を、ハウジングの内部もしくは周囲にさらに備える。体積変化機構の例には、例えば、ジェットハウジング内に置かれ、ピストンの往復運動に際して流体をオリフィスから流入出させるピストンや、ハウジングの壁を兼ねた可撓性ダイアフラムなどがある。可撓性ダイアフラムは、一般に圧電アクチュエータ等の適切な手段によって作動する。

一般に、体積変化機構の時間的調和運動を生成するには制御システムが用いられる。体積変化機構によってチャンバ体積が減少すると、流体がオリフィスを通ってチャンバから噴出する。シンセティックジェットアクチュエータでは、流体がオリフィスを通過すると、オリフィスの尖った縁部によって流れがさえぎられ、生じた渦面が巻き上がって渦を作る。こうした渦はみずからの自己誘起速度でオリフィス縁部から離れていく。一方、体積変化機構によってチャンバ体積が増大すると、オリフィスから離れた位置からチャンバ内へと周囲流体が流入する。渦はオリフィス縁部からすでに離れているため、チャンバに流入する周囲流体の影響を受けない。オリフィスから遠ざかる渦は流体のジェットを作る。これがすなわち「シンセティックジェット」である。

振動が伝播する現象は、振動式流体ムーバの動作において負の側面であると認識されている。かかる振動伝播に関しては、振動式流体ムーバの可動面からムーバが取り付けられた実装構造物に振動が伝わること、および／または周囲の構造物もしくは実装構造物の取り付け面に振動が到達すること、を防止することが極めて望ましい。振動伝播を最小限に抑える実装構造物を提供することは可能だが、かかる実装構造物は、振動式流体ムーバを固定静止面に対して強く拘束した場合に生じうる、振動式流体ムーバの流体出力の減衰が発生しないように設計することも求められる。

したがって、シンセティックジェット装置（以下、ジェット装置をたんに「ジェット」と言う）の可動面から実装構造物ならびに実装構造物の取り付け面に伝わる無用な振動の量を制限することによって振動減衰を行うような実装構造物を提供することが求められている。さらに、固定静止面に対してより強く拘束する場合に比べて空気流出力の減衰を低減した状態でシンセティックジェットが機能することが実装構造物に対して求められている。

米国特許出願公開第２０１４／００４９９７０号明細書

本発明の一実施態様によれば、振動式流体ムーバアセンブリは、第１のプレートと、第１のプレートから離間する第２のプレートと、第１および第２のプレートの間にあって第１および第２のプレートを離間した状態に維持するスペーサ要素であって、内部にオリフィスが形成されたスペーサ要素と、第１および第２のプレートのうちの少なくとも１つに結合され、かつ流体流を生成してそれをオリフィスから噴出するようにそのたわみを選択的に生じさせるアクチュエータ素子と、を有する振動式流体ムーバを備える。振動式流体ムーバアセンブリは、振動式流体ムーバに接続され、かつ振動式流体ムーバに対してアクティブダンピングを行う吸振系をさらに備え、吸振系は、振動式流体ムーバに結合された複数個の懸垂用突起と、振動式流体ムーバを懸架状態で実装するように構成された複数個のばね要素と、を有する。

本発明の別の実施態様によれば、振動式流体ムーバアセンブリは、キャビティおよびオリフィスが内部に形成された本体と、本体に結合され、かつ本体のたわみを選択的に生じさせてそれによって流体流を生成してそれをオリフィスから噴出させる少なくとも１つのアクチュエータ素子と、を有する振動式流体ムーバを備える。振動式流体ムーバアセンブリは、振動式流体ムーバに接続された動吸振系をさらに備え、動吸振系は、振動式流体ムーバを外部の系に対して懸架状態で実装するように構成された複数個のばね要素と、振動式流体ムーバを複数個のばね要素に結合する複数個の懸垂用突起と、を有し、上記複数個のばね要素と複数個の懸垂用突起とは振動式流体ムーバに対してアクティブダンピングを行う。

本発明のさらに別の実施態様によれば、振動式流体ムーバアセンブリは、第１のプレートと、第１のプレートから離間する第２のプレートと、内部にオリフィスが形成され、かつ第１および第２のプレートの間にあって第１および第２のプレートを離間した状態に維持するスペーサ要素と、第１および第２のプレートのうちの少なくとも１つに結合され、かつ流体流を生成してそれをオリフィスから噴出するようにそのたわみを選択的に生じさせるアクチュエータ素子と、を有する振動式流体ムーバを備える。振動式流体ムーバアセンブリは、振動式流体ムーバの周りの少なくとも一部分に配置されて振動式流体ムーバを支持する実装用支持具であって、実装用支持具の内縁に沿って溝が形成されている実装用支持具をも備える。振動式流体ムーバアセンブリは、振動式流体ムーバを実装用支持具に結合する複数個の懸垂用突起であって、溝と嵌合することによって振動式流体ムーバと実装用支持具との間にある程度柔軟な接続を実現する、複数個の懸垂用突起をさらに備える。

上記ならびにその他の効果および特徴は、本発明の好適な実施形態に関する以下の詳細な説明、ならびに添付の関連図面によってさらに容易に理解されるだろう。

添付の図面は、本発明の実施にあたって現時点で想定される実施形態を示したものである。

図面の内容は次のとおりである。

本発明の実施形態において使用可能なシンセティックジェットの斜視図である。 本発明の実施形態において使用可能なシンセティックジェットの部分的な断面である。 図２のシンセティックジェットの断面図であり、制御システムによってダイアフラムが内側、すなわちオリフィスに近づく方向に移動するときのジェットを示す図である。 図２のシンセティックジェットアクチュエータの断面図であり、制御システムによってダイアフラムが外側、すなわちオリフィスから遠ざかる方向に移動するときのジェットを示す図である。 本発明の一実施形態によるシンセティックジェットアセンブリの斜視図である。 本発明の一実施形態によるシンセティックジェットアセンブリの斜視図である。 本発明の一実施形態によるシンセティックジェットアセンブリの斜視図である。 本発明の一実施形態によるシンセティックジェットアセンブリの分解斜視図である。

本発明の実施形態は、振動式流体ムーバのためのアクティブダンピング機構を対象とする。アクティブダンピング機構は、振動式流体ムーバの動作時にそれに関連して生じる機械振動を低減および／または除去する。アクティブダンピング機構は、振動式流体ムーバが取り付けられたシステム全体を大きな吸い込み系として使用できるようにし、エネルギーならびに振動式流体ムーバの動作に伴う機械振動を吸収することによって振動の減衰を実現する。

本発明の実施態様をさらに深く理解できるよう、本発明の実施形態において使用されうる振動式流体ムーバ（ならびにその動作）に関する例示的実施形態を図１〜図４に示す。なお、本発明の実施形態はある特定の振動式流体ムーバの用途に限定されるものではない。ただし、ある例示的実施形態では振動型エアムーバが使用されるため、以下、本発明の実施形態を論じる際にはシンセティックジェットまたはシンセティックジェットアクチュエータについて述べることにする。

図１および図２を参照すると、シンセティックジェット１２が提供されており、これは概して本体ないしハウジング１６と、シンセティックジェットを駆動する回路駆動装置１８とを備えている。シンセティックジェット１２のハウジング１６は、ガスないし流体２２が入った内部チャンバないしキャビティ２０の境界を定め、かつその一部を取り囲む。ハウジング１６および内部チャンバ２０は、本発明のさまざまな実施形態に従って実質的に任意の幾何学構成を取ることができるが、説明および理解の便宜上、図２の断面においてハウジング１６は第１のプレート２４と第２のプレート２６とを含む構成で示されている。第１のプレート２４と第２のプレート２６とは、両者の間に置かれたスペーサ要素２８によって離間した状態に維持されている。一実施形態において、スペーサ要素２８は第１および第２のプレート２４、２６の間に約１ｍｍの間隔を維持する。第１および第２のプレート２４、２６ならびにスペーサ要素２８の側壁の間には１つ以上のオリフィスないし開口部３０が形成され、内部チャンバ２０を周囲の外部環境３２と流体連通する。代替的な一実施形態において、スペーサ要素２８は１つ以上のオリフィス３０が形成される前面（図示せず）を有する。

さまざまな実施形態によると、第１および第２のプレート２４、２６は、金属、プラスチック、ガラス、および／またはセラミックで形成されうる。同様に、スペーサ要素２８は金属、プラスチック、ガラス、および／またはセラミックで形成されうる。適切な金属には、ニッケル、アルミニウム、銅、モリブデン等の物質、またはステンレス鋼、真鍮、青銅等の合金などがある。適切なポリマーおよびプラスチックには、ポリオレフィン、ポリカーボネート、熱硬化性樹脂、エポキシ、ウレタン、アクリル樹脂、シリコーン、ポリイミド、およびフォトレジスト可能材料などの熱可塑性材料、およびその他の弾性プラスチックがある。適切なセラミックには、例えば、チタン酸塩（チタン酸ランタン、チタン酸ビスマス、およびチタン酸ジルコン酸鉛など）やモリブデン酸塩がある。さらに、シンセティックジェット１２の他のさまざまな構成要素も金属から形成されうる。

アクチュエータ３４、３６は第１および第２のプレート２４、２６にそれぞれ結合され、第１および第２の複合構造体ないし可撓性ダイアフラム３８および４０を形成する。可撓性ダイアフラム３８および４０は制御部ないし制御装置系（図示せず）を介して駆動装置１８によって制御される。例えば、可撓性ダイアフラム３８、４０のそれぞれは金属層を備えてもよく、またその金属層に隣接して金属電極を設け、電極と金属層との間に与えた電気バイアスによってダイアフラム３８、４０を動かしてもよい。

一実施形態において、アクチュエータ３４、３６は圧電駆動装置であり、これはこの圧電駆動装置を高速に伸縮させる調和交流電圧の印加によって作動しうる。動作時、駆動装置１８（および対応する制御システム）が圧電アクチュエータ３４、３６に電荷を送ると、その電荷に応じた機械的な応力および／またはひずみが圧電アクチュエータ３４、３６に発生する。圧電駆動アクチュエータ３４、３６に応力および／またはひずみが生じると、第１および第２のプレート２４、２６のそれぞれにたわみが生じる。このとき、内部チャンバ２０のプレート２４、２６間の体積が変わるような時間的調和運動ないし周期運動が発生するようにする。一実施形態によれば、スペーサ要素２８も可撓性として、内部チャンバ２０の体積が変化するように変形させることができる。内部チャンバ２０に生じる体積変化により、内部チャンバ２０と外部環境３２との間でガス等の流体が入れ替わる。これについては図３と図４に基づいて別途詳しく説明する。

本発明のさまざまな実施形態によれば、圧電駆動アクチュエータ３４、３６はモノモルフ素子でもよく、またバイモルフ素子でもいい。モノモルフ素子の実施形態において、圧電駆動アクチュエータ３４、３６は、金属、プラスチック、ガラス、またはセラミックを含む材料で形成されたプレート２４、２６に結合されうる。バイモルフ素子の実施形態において、片方または両方の圧電駆動アクチュエータ３４、３６は、圧電材料で形成されたプレート２４、２６に結合されたバイモルフアクチュエータでありうる。代替的な実施形態において、バイモルフは単独のアクチュエータ３４、３６を含んでもよく、プレート２４、２６が第２のアクチュエータになる。

シンセティックジェット１２の構成要素は相互に接着してもいいし、接着剤やはんだなどを用いて相互に取り付けてもよい。一実施形態において、アクチュエータ３４、３６を第１および第２のプレート２４、２６と接合して第１および第２の複合構造体（ダイアフラム）３８、４０を形成するにあたって熱硬化性接着剤または導電性接着剤が使用される。導電性接着剤の場合、シンセティックジェット１２にリード線（図示せず）を取り付けるために銀や金などの導電性充填剤を接着剤に充填してもよい。適切な接着剤はショアＡ硬度が１００以下の硬度でありえ、また１２０℃以上の動作温度が実現されるよう、例としてシリコーン、ポリウレタン、熱可塑性ゴム等を含みうる。

本発明の一実施形態において、アクチュエータ３４、３６は圧電駆動型装置以外の装置、例えば油圧装置、空気圧装置、磁性装置、静電装置、超音波装置等を含みうる。したがって、かかる実施形態において、駆動装置１８（および対応する制御システム）は、アクチュエータ３４、３６のそれぞれを対応する方法で作動させるように構成される。例えば、静電装置を用いる場合、第１および第２のプレート２４、２６をそれぞれ作動および屈曲させるためにアクチュエータ３４、３６に高速交番静電圧が印加されうる。

シンセティックジェット１２の動作を図３と図４を参照して説明する。まず図３を参照すると、シンセティックジェット１２では、第１および第２のプレート２４、２６が内部チャンバ２０に対して矢印４４で示すように外側に動くようにアクチュエータ３４、３６が制御される。第１および第２のプレート２４、２６が外側に屈曲すると内部チャンバ２０の内部体積が増加し、周囲流体ないし周囲ガス４６が一連の矢印４８で示すように内部チャンバ２０に吸い込まれる。アクチュエータ３４、３６は駆動装置１８によって制御され、このとき、第１および第２のプレート２４、２６が内部チャンバ２０に対して外側に動くときに渦がすでにオリフィス３０の縁部から離れ、したがって内部チャンバ２０に引き込まれる周囲流体４６の影響を受けないように制御される。一方、オリフィス３０からかなり離れた位置から引き込まれる周囲流体４６が渦によって強力に吸い込まれることにより、周囲流体４６のジェットが作られる。

図４が示すシンセティックジェット１２では、第１および第２のプレート２４、２６が矢印５０で示すように内部チャンバ２０に向けて内側に屈曲するようにアクチュエータ３４、３６が制御される。内部チャンバ２０の内部体積が減少すると、流体２２は一連の矢印５２が示す方向、すなわち冷却を行う装置５４（例えば発光ダイオードなど）に向けて、冷却ジェットとしてオリフィス３０から噴射される。流体２２がオリフィス３０を通って内部チャンバ２０の外に出るとき、オリフィス３０の尖った縁部において流体流がさえぎられ、渦面が発生する。渦面は巻き上がって渦を作り、オリフィス３０の縁部から遠ざかり始める。

図１〜図４のシンセティックジェットはオリフィスが１つのみとして表示および説明しているが、本発明の実施形態がオリフィスを複数個備えたシンセティックジェットアクチュエータを含みうることも想定される。また、図１〜図４のシンセティックジェットアクチュエータは、アクチュエータ素子が第１および第２のプレートのそれぞれに備わるものとして表示および説明しているが、本発明の実施形態はアクチュエータ素子がいずれか一方のプレートに１つだけ設けられた構成を含みうることも想定される。さらに、シンセティックジェットのプレートが本明細書に示すように正方形の構成ではなく、円形、長方形、またはその他の形状の構成で提供されうることも想定される。

図５を参照すると、図１〜図４で表示および説明するシンセティックジェット１２を組み込んだシンセティックジェットアセンブリ５６が、本発明の一実施形態に従って提供される。シンセティックジェットアセンブリ５６は、シンセティックジェット１２を備える以外に、動吸振系５８を内部に備える。動吸振系５８はシンセティックジェットアセンブリ５６を所望の様態で実装するためのものである。吸振系５８の使用により、シンセティックジェットアセンブリ５６が組み込まれ、かつシンセティックジェットアセンブリ５６が取り付けられたシステムないしコンポーネント６０にエンドユーザが触れたり、それを扱ったりする際に、エンドユーザは機械振動を感じることなくシンセティックジェット１２を円滑に操作できるという利点がある。

図５に示すように、一実施形態によると、吸振系５８はいくつかの懸垂用突起６２とばね式支持具６４とで形成される。それらは、シンセティックジェットアセンブリ５６が実装されるシステム／コンポーネント６０の表面からシンセティックジェット１２が懸垂するように機能し、その際、シンセティックジェットアセンブリ１０の可動部品を離間する。懸垂用突起６２は、シンセティックジェットの可動面が固定実装面により堅固に取り付けられる場合に比べて弱い束縛でシンセティックジェット１２をある特定の所望位置に配置するのを助けるとともに、固定静止面に対してより強く拘束する場合に比べて空気流出力の減衰を低減した状態でシンセティックジェット１２が機能できるようにする。懸垂用突起６２は、所望位置での塗布や吐出を含め、いくつかの異なる方法で形成されうる。

本発明のある例示的実施形態によれば、懸垂用突起６２は、シンセティックジェット１２の本体１６とばね式支持具６４とを接続する半可撓性材料で形成されている。ある例示的実施形態では、懸垂用突起６２はシンセティックジェット１２のスペーサ要素２８（図１〜図４）とばね式支持具６４との間に接続を形成する。ただし、そうではなく、懸垂用突起６２がシンセティックジェット１２のプレート２４、２６とばね式支持具６４との間に接続を形成しうることが想定される。懸垂用突起６２は、飽和および不飽和ゴムを含む多くの適切なエラストマー材料のうちの任意のもので形成されうる。一例として、懸垂用突起６２はシリコーンエラストマーまたはシリコーン接着剤で形成され、シンセティックジェット１２とばね式支持具６４との間に柔軟もしくはある程度柔軟な接続を実現する。半可撓性の懸垂用突起６２は、シンセティックジェット１２をばね式支持具６４に対してほぼ静止位置に保持するのに十分な機械的強度をもちながら、一方で、シンセティックジェット１２の可動面からばね式支持具６４に（さらには、ばね式支持具が取り付けられた表面もしくは基板へと）伝わる無用な振動の量を制限することによって振動減衰を行う限定的な柔軟性を示すように製造されている。懸垂用突起６２の具体的な材料組成は、振動減衰量を選択的に制御するように選択すればよい。

懸垂用突起６２によって実現される振動減衰の量は、突起の材料組成の関数である以外に、懸垂用突起６２の大きさ、位置、および数量の関数でもある。したがって、シンセティックジェット１２をばね式支持具６４に取り付けるために使用される懸垂用突起６２の大きさ、位置、および数量は、振動減衰を選択的に制御するようにシンセティックジェットアセンブリ１０の製造時に選択されうる。一実施形態によれば、図５に示すように、ばね式支持具６４が取り付けられた懸垂用突起６２を３片設ける配置が提供される。しかし、シンセティックジェットアセンブリ５６では、図５に示す３片の突起とは異なるさまざまな実施形態や配置の突起６２が提供されうることがわかるだろう。ただし、懸垂用突起６２の大きさ、位置、および数量は個々の実施形態で異なるが、いずれの実施形態においても、シンセティックジェットを確実に実装するには、シンセティックジェット１２の各側に少なくとも１つの懸垂用突起６２が備わることがわかるだろう。

図５に示すように、ばね式支持具６４はばね式支持具６４のほぼ中央点６６において懸垂用突起６２のそれぞれに取り付けられている。ばね式支持具６４は（例えば）接着剤を用いてそれぞれの懸垂用突起６２に固定される。ばね式支持具６４は、例えばステンレス鋼合金など、適切な屈曲特性を実現する多くの適切な金属材料のうちの任意のもので形成されうる。ばね式支持具６４はその向かい合う両端のそれぞれに穴６８が形成されている。穴６８は固定具（例えば、ねじ）を受け入れることができる。向かい合う両端の穴６８に固定具を通すことで、各ばね式支持具６４（ならびにシンセティックジェットアセンブリ５６全体）を、そのシンセティックジェットアセンブリを実装する予定のシステム／コンポーネント６０に固定することができる。

吸振系５８に備わるばね式支持具６４は、シンセティックジェットアセンブリ５６に対して能動的ないし動的な減衰を行う板ばねの働きをするように設計されている。ばね式支持具６４はシンセティックジェット１２の側面に沿って長手方向に位置合わせされており、シンセティックジェット１２の動作中にシンセティックジェット１２によって生じる機械振動に応答してたわむ。シンセティックジェット１２をばね式支持具６４によってシステム／コンポーネント６０に実装することにより、シンセティックジェット１２の動作に関連して生じる機械振動の低減および／または除去が実現されうる。

図６を参照すると、本発明の別の実施形態に関わるシンセティックジェットアセンブリ７０が示されている。シンセティックジェットアセンブリ７０は内部に動吸振系７２を備える。動吸振系７２はシンセティックジェット１２を所望の様態で実装するためのものである。吸振系７２はいくつかの懸垂用突起６２とコイルばね７４とで形成される。それらはシンセティックジェットアセンブリ７０が実装される表面６０からシンセティックジェット１２が懸垂するように機能し、その際、シンセティックジェットアセンブリ７０の可動部品を離間する。

図５のシンセティックジェットアセンブリ７０に備わる吸振系５８と同様、吸振系７２の懸垂用突起６２は、飽和および不飽和ゴムなど多くの適切なエラストマー材料のうちの任意のものを含む半可撓性材料で形成されている。半可撓性の懸垂用突起６２は、シンセティックジェット１２をコイルばね７４に対してほぼ静止位置に保持するのに十分な機械的強度をもちながら、一方で、シンセティックジェット１２の可動面からコイルばね７４（さらにはコイルばね７４が取り付けられた表面ないしコンポーネント６０へと）伝わる無用な振動の量を制限することによって振動減衰を行う限定的な柔軟性を示すように製造されている。

図６に示すように、コイルばね７４は懸垂用突起６２の底面にそれぞれ取り付けられている。コイルばね７４は例えば接着剤などによって取り付けられる。吸振系７２のコイルばね７４は、シンセティックジェットアセンブリ７０が実装される予定のシステム／コンポーネント６０にさらに固定され、そこからシンセティックジェット１２が懸垂するように機能する。コイルばね７４の剛性はシンセティックジェット１２の動作特性に基づいてユーザが希望に従って選択できる。

ここで図７を参照すると、本発明の別の実施形態に関わるシンセティックジェットアセンブリ７６が示されている。シンセティックジェットアセンブリ７６は内部に動吸振系７８を備える。動吸振系７８はシンセティックジェット１２を所望の様態で実装するためのものである。吸振系７８はいくつかの懸垂用突起６２と実装用支持具アセンブリ８０とで形成される。それらはシンセティックジェットアセンブリ７６が実装される表面６０からシンセティックジェット１２が懸垂するように機能し、その際、シンセティックジェットアセンブリ７６の可動部品を離間する。

吸振系７８の懸垂用突起６２は、図５と図６の吸振系５８および７２に備わる懸垂用突起と同様である。懸垂用突起６２は、飽和および不飽和ゴムなど多くの適切なエラストマー材料のうちの任意のものを含む半可撓性材料で形成されている。

実装用支持具アセンブリ８０は、実装用支持具８２と、実装用支持具８２に取り付けられた複数個のコイルばね８４とを備える。一実施形態において、実装用支持具８２は、複数の支持部８６（すなわち側方支持部と後部／架橋支持部）を有する金属製の堅固なＵ字型実装用支持具として形成され、懸垂用突起６２によってシンセティックジェット１２のハウジング１６に１カ所以上の位置で取り付けられている。懸垂用突起６２は、実装用支持具８２の上面８８およびシンセティックジェット１２に接続して、 シンセティックジェット１２と実装用支持具８２との間に接続が形成されるように、所望位置において塗布もしくは吐出されうる。なお、図７の吸振系７８は、３片の懸垂用突起６２を使ってシンセティックジェット１２を実装用支持具８２に取り付けるように描かれているが、使用する懸垂用突起６２の数および位置がそれとは異なりうること、さらには実装用支持具８２とシンセティックジェット１２の本体１６との間に最低３つの実装点を確保するには、シンセティックジェット１２の３辺のそれぞれに懸垂用突起６２を少なくとも１つ備えるべきであることがわかるだろう。

図７に示すように、実装用支持具８２の底面にはいくつかのコイルばね８４がそれぞれ取り付けられている。コイルばね８４は例えば接着剤などによって取り付けられる。一実施形態において、コイルばね８４は、対応する懸垂用突起６２が実装用支持具８２に取り付けられる位置に隣接して実装用支持具８２に取り付けられる。このときコイルばね８４の個数および位置は懸垂用突起６２の個数および位置に対応する。ただし、それより多くのコイルばね８４を懸垂用突起６２とは対応しない位置で実装用支持具８２に取り付けうることがわかるだろう。吸振系７８のコイルばね８４は、シンセティックジェットアセンブリ７６が実装される予定のシステム／コンポーネント６０に実装用支持具８２を固定するとともに、シンセティックジェットアセンブリ７６がそこから懸垂するように機能する。コイルばね８４の剛性はシンセティックジェット１２の動作特性に基づいてユーザが希望に従って選択する。

図８を参照すると、本発明の別の実施形態に関わるシンセティックジェットアセンブリ９０の分解図が示されている。シンセティックジェットアセンブリ９０は、内部に動吸振系９２を備え、動吸振系９２がいくつかの懸垂用突起６２および実装用支持具アセンブリ８０を有する点、さらにそれらがシンセティックジェットアセンブリ９０が実装される表面からシンセティックジェット１２が懸垂するように機能し、その際、シンセティックジェットアセンブリ９０の可動部品を離間する点において図７に示すものと類似している。ただし、吸振系９２の実装用支持具９４は、支持具９４の内縁に沿って溝９６が形成されている。溝９６の大きさと構成は、その中に懸垂用突起６２がちょうど収まるものとされる。このとき、懸垂用突起６２が（図７のように）実装用支持具９４の上面に適用されるのではなく、突起６２が溝９６と嵌合できるようにする。懸垂用突起６２が実装用支持具９４の溝９６とかみ合うことでシンセティックジェット１２に対する束縛がさらに低減され、シンセティックジェット１２の動作において空気流出力の減衰を低減することが可能になる。

ばねは不要ではあるが、図８にさらに示すように、吸振系９２は実装用支持具９４の底面に取り付けられたいくつかのコイルばね９８をも備えることができる。一実施形態において、コイルばね９８は、対応する懸垂用突起６２が（溝９６において）実装用支持具９４に取り付けられる位置に隣接して実装用支持具９４に取り付けられる。このときコイルばね９８の個数および位置は懸垂用突起６２の個数および位置に対応する。ただし、それより多くのコイルばね９８を懸垂用突起６２とは対応しない位置で実装用支持具９４に取り付けうることがわかるだろう。

上記の各シンセティックジェットアセンブリは、正方形ないし長方形のシンセティックジェット１２および／またはＵ字型の実装用支持具（図７と図８）を備える構造に限定されない。すなわち、他の形状および構成を有するシンセティックジェットアセンブリも本発明の範囲内にあると想定される。例えば、円形のシンセティックジェットを備えたシンセティックジェットアセンブリも本発明の範囲内にあると考えられる。

有利なことに、本発明の実施形態は上記のように動吸振系を備えた振動式流体ムーバアセンブリを提供し、動吸振系はそれが実装される予定のシステム／コンポーネントに対してシンセティックジェットを懸垂するように機能し、その際、シンセティックジェットアセンブリの可動部品を離間する。吸振系は、ある配置に配された懸垂用突起とばねとを備える。懸垂用突起とばねとは、シンセティックジェットの可動面が固定実装面により堅固に取り付けられる場合に比べて弱い束縛でシンセティックジェットを指定の位置に拘束する（すなわち、シンセティックジェットをある特定の所望位置に位置づける）低コストの方法を提供する。さらにこの吸振系により、シンセティックジェットが生成する正の空気流（すなわち空気流出力）の減衰に対する影響が、固定静止面により強く拘束される場合に比べて最小限で済むようにシンセティックジェットが機能できる。

したがって、本発明の一実施形態によれば、振動式流体ムーバアセンブリは、第１のプレートと、第１のプレートから離間する第２のプレートと、第１および第２のプレートの間にあって第１および第２のプレートを離間した状態に維持するスペーサ要素であって、内部にオリフィスが形成されたスペーサ要素と、第１および第２のプレートのうちの少なくとも１つに結合され、かつ流体流を生成してそれをオリフィスから噴出するようにそのたわみを選択的に生じさせるアクチュエータ素子と、を有する振動式流体ムーバを備える。振動式流体ムーバアセンブリは、振動式流体ムーバに接続され、かつ振動式流体ムーバに対してアクティブダンピングを行う吸振系をさらに備え、吸振系は、振動式流体ムーバに結合された複数個の懸垂用突起と、振動式流体ムーバを懸架状態で実装するように構成された複数個のばね要素と、を有する。

本発明の別の実施態様によれば、振動式流体ムーバアセンブリは、キャビティおよびオリフィスが内部に形成された本体と、本体に結合され、かつ本体のたわみを選択的に生じさせてそれによって流体流を生成してそれをオリフィスから噴出させる少なくとも１つのアクチュエータ素子と、を有する振動式流体ムーバを備える。振動式流体ムーバアセンブリは、振動式流体ムーバに接続された動吸振系をさらに備え、動吸振系は、振動式流体ムーバを外部の系に対して懸架状態で実装するように構成された複数個のばね要素と、振動式流体ムーバを複数個のばね要素に結合する複数個の懸垂用突起と、を有し、上記複数個のばね要素と複数個の懸垂用突起とは振動式流体ムーバに対してアクティブダンピングを行う。

本発明のさらに別の実施態様によれば、振動式流体ムーバアセンブリは、第１のプレートと、第１のプレートから離間する第２のプレートと、内部にオリフィスが形成され、かつ第１および第２のプレートの間にあって第１および第２のプレートを離間した状態に維持するスペーサ要素と、第１および第２のプレートのうちの少なくとも１つに結合され、かつ流体流を生成してそれをオリフィスから噴出するようにそのたわみを選択的に生じさせるアクチュエータ素子と、を有する振動式流体ムーバを備える。振動式流体ムーバアセンブリは、振動式流体ムーバの周りの少なくとも一部分に配置されて振動式流体ムーバを支持する実装用支持具であって、実装用支持具の内縁に沿って溝が形成されている実装用支持具をも備える。振動式流体ムーバアセンブリは、振動式流体ムーバを実装用支持具に結合する複数個の懸垂用突起であって、溝と嵌合することによって振動式流体ムーバと実装用支持具との間にある程度柔軟な接続を実現する、複数個の懸垂用突起をさらに備える。

本発明は限られた数の実施形態に関連して詳しく説明したにすぎず、本発明がこれら記載の実施形態に限定されないことは容易に理解されるだろう。本発明はむしろこれまでに記載していない変形、改変、代替、または等価なアレンジメントをいくつでも盛り込むように修正でき、しかもそれらは本発明の主旨および範囲と均等である。また、本発明のさまざまな実施形態についてこれまで記載してきたが、本発明の各種態様は記載した実施形態の一部しか含まないことがありうることを理解するべきである。したがって、本発明は上述の説明によって限定されるものと見なしてはならず、本発明は添付の特許請求の範囲の範囲によってのみ限定される。

１０ シンセティックジェットアセンブリ
１２ シンセティックジェット
１６ ハウジング、本体
１８ 回路駆動装置
２０ 内部チャンバ、キャビティ
２２ 流体
２４ 第１プレート
２６ 第２のプレート
２８ スペーサ要素
３０ オリフィス、開口部
３２ 外部環境
３４ 圧電駆動アクチュエータ
３６ 圧電駆動アクチュエータ
３８ 可撓性ダイアフラム
４０ 可撓性ダイアフラム
４４ 矢印
４６ 周囲流体、周囲ガス
４８ 矢印
５０ 矢印
５２ 矢印
５４ 装置
５６ シンセティックジェットアセンブリ
５８ 動吸振系
６０ システム／コンポーネント、表面
６２ 懸垂用突起
６４ ばね式支持具
６６ 中央点
６８ 穴
７０ シンセティックジェットアセンブリ
７２ 動吸振系
７４ コイルばね
７６ シンセティックジェットアセンブリ
７８ 動吸振系
８０ 実装用支持具アセンブリ
８２ 実装用支持具
８４ コイルばね
８６ 支持部
８８ 上面
９０ シンセティックジェットアセンブリ
９２ 動吸振系
９４ 実装用支持具
９６ 溝
９８ コイルばね

Claims (17)

1. 第１のプレート（２４）と、
   前記第１のプレート（２４）から離間する第２のプレート（２６）と、
   前記第１および第２のプレート（２４、２６）の間にあって前記第１および第２のプレート（２４、２６）を離間した状態に維持するスペーサ要素（２８）であって、内部にオリフィス（３０）が形成されたスペーサ要素（２８）と、
   前記第１および第２のプレート（２４、２６）のうちの少なくとも１つに結合され、かつ流体流を生成してそれを前記オリフィス（３０）から噴出するようにそのたわみを選択的に生じさせるアクチュエータ素子（３４、３６）と、
   を有する振動式流体ムーバと、
   前記振動式流体ムーバに接続され、かつ前記振動式流体ムーバに対してアクティブダンピングを行う吸振系（５８）であって、前記吸振系（５８）は、
   前記振動式流体ムーバに結合された複数個の懸垂用突起（６２）と、
   前記振動式流体ムーバを懸架状態で実装するように構成された複数個のばね要素であって、前記複数個のばね要素はコイルばね（７４）を備え、各コイルばね（７４）は懸垂用突起（６２）にそれぞれ取り付けられて、前記振動式流体ムーバに対して振動減衰を行う、ばね要素と、
   を有する、吸振系（５８）と、
   を備えた振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
2. 前記複数個の懸垂用突起（６２）のそれぞれは、前記振動式流体ムーバに対して振動減衰を行うエラストマー材料で形成される、請求項１に記載の振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
3. 前記複数個の懸垂用突起（６２）のそれぞれはシリコン接着剤で形成され、かつ前記複数個のばね要素のそれぞれに直接結合されている、請求項１に記載の振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
4. 前記複数個のばね要素はばね式支持具（６４）を備え、各ばね式支持具（６４）は懸垂用突起（６２）にそれぞれ取り付けられて、前記振動式流体ムーバに対して振動減衰を行う、請求項１に記載の振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
5. 各ばね式支持具（６４）はそのばね式支持具（６４）の中央点（６６）で懸垂用突起（６２）にそれぞれ取り付けられる、請求項４に記載の振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
6. 各ばね式支持具（６４）はそのばね式支持具（６４）の向かい合う両端に一対の開口（６８）を備え、前記ばね式支持具（６４）を外部のコンポーネントまたはシステムに固定するために、前記一対の開口（６８）はその内部に固定具を受け入れるように構成される、請求項５に記載の振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
7. 前記複数個の懸垂用突起（６２）は、前記第１および第２のプレート（２４、２６）のモード形状が前記振動式流体ムーバの動作時に影響を受けるように、前記第１および第２のプレート（２４、２６）を前記振動式流体ムーバの周りの少なくとも一部分に配置された実装用支持具（８２）に固定する、請求項１に記載の振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
8. 前記吸収系（５８）は前記振動式流体ムーバの周りの少なくとも一部分に配置された実装用支持具（８２）をさらに備え、前記複数個の懸垂用突起（６２）は前記実装用支持具（８２）に結合されて、前記振動式流体ムーバと前記実装用支持具（８２）の間にある程度柔軟な接続を実現する、請求項１に記載の振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
9. 前記実装用支持具（８２）は、一対の側方支持部を接続する後部支持部を有するＵ字型の実装用支持具（８２）を備え、前記Ｕ字型の実装用支持具（８２）の各辺に少なくとも１つの懸垂用突起（６２）が備わるように前記複数個の懸垂用突起（６２）が配置される、請求項８に記載の振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
10. 前記実装用支持具（８２）は前記実装用支持具（８２）の内縁に沿って溝（９６）が形成され、前記複数個の懸垂用突起（６２）が前記溝（９６）とかみ合うことで前記振動式流体ムーバを前記実装用支持具（８２）に固定する、請求項８に記載の振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
11. 前記複数個のばね要素はコイルばね（７４）を備え、それぞれのコイルばね（７４）は前記実装用支持具（８２）の底面に取り付けられる、請求項８に記載の振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
12. 前記振動式流体ムーバはシンセティックジェット（１２）を備える、請求項１に記載の振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
13. キャビティ（２０）およびオリフィス（３０）が内部に形成された本体（１６）と、
    前記本体（１６）に結合され、かつ前記本体（１６）のたわみを選択的に生じさせてそれによって流体流を生成してそれを前記オリフィス（３０）から噴出させる少なくとも１つのアクチュエータ素子（３４、３６）と、
    を有する振動式流体ムーバと、
    前記振動式流体ムーバに接続された動吸振系（５８）であって、前記動吸振系（５８）は、
    前記振動式流体ムーバを外部の系に対して懸架状態で実装するように構成された複数個のばね要素であって、前記複数個のばね要素はコイルばね（７４）を備える、ばね要素と、
    前記振動式流体ムーバを前記複数個のばね要素に結合する複数個の懸垂用突起（６２）と、
    を有する動吸振系（５８）と、
    を備え、
    前記複数個のばね要素と前記複数個の懸垂用突起（６２）とは前記振動式流体ムーバに対してアクティブダンピングを行う、
    振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
14. 前記複数個の懸垂用突起（６２）のそれぞれはシリコン接着剤で形成され、前記シリコン接着剤は各ばね要素への接着を行うことによって前記懸垂用突起（６２）を前記ばね要素に結合する、請求項１３に記載の振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
15. 前記複数個のばね要素はばね式支持具（６４）を備え、各ばね式支持具（６４）はそのばね式支持具（６４）の中央点（６６）で懸垂用突起（６２）にそれぞれ取り付けられる、請求項１３に記載の振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
16. 第１のプレート（２４）と、
    前記第１のプレート（２４）から離間する第２のプレート（２６）と、
    前記第１および第２のプレート（２４、２６）の間にあって前記第１および第２のプレート（２４、２６）を離間した状態に維持するスペーサ要素（２８）であって、内部にオリフィス（３０）が形成されたスペーサ要素（２８）と、
    前記第１および第２のプレート（２４、２６）のうちの少なくとも１つに結合され、かつ流体流を生成してそれを前記オリフィス（３０）から噴出するようにそのたわみを選択的に生じさせるアクチュエータ素子（３４、３６）と、
    を有する振動式流体ムーバと、
    前記振動式流体ムーバの周りの少なくとも一部分に配置されて前記振動式流体ムーバを支持する実装用支持具（８２）であって、前記実装用支持具（８２）の内縁に沿って溝（９６）が形成されている、実装用支持具（８２）と、
    前記振動式流体ムーバを前記実装用支持具（８２）に結合する複数個の懸垂用突起（６２）であって、前記溝（９６）と嵌合することによって前記振動式流体ムーバと前記実装用支持具（８２）との間にある程度柔軟な接続を実現する、複数個の懸垂用突起（６２）と、
    前記振動式流体ムーバに対してアクティブダンピングを行うために前記実装用支持具（８２）の底面に取り付けられる複数個のコイルばね（７４）と、
    を備える振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。
17. 前記実装用支持具（８２）は、一対の側方支持部を接続する後部支持部を有するＵ字型の実装用支持具（８２）を備え、前記Ｕ字型の実装用支持具（８２）の各辺の前記内縁に形成された前記溝（９６）に少なくとも１つの懸垂用突起（６２）が嵌合するように前記複数個の懸垂用突起（６２）が配置される、請求項１６に記載の振動式流体ムーバアセンブリ（１０）。