JP6696702B2 - 相変化材料に蓄えられた熱エネルギーを伝達する技術 - Google Patents

相変化材料に蓄えられた熱エネルギーを伝達する技術 Download PDF

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Description

本明細書で説明される実施形態は、概して、相変化材料に蓄えられた熱エネルギーを吸収し伝達する技術に関する。
最近、ウェアラブルデバイス及び他のスモールフォームファクタのデバイスが、当初提供しようと設計されたことを超えた機能性を提供し始めている。例えば、時計などのウェアラブルデバイスは、今では、発信者番号通知機能、フィットネストラッキング機能、通知機能性などを提供することができる。したがって、これらのデバイスでは、各構成要素を格納するための限定された内部容積及び不規則な形状を有する一方で、処理能力、蓄電、及び給電の必要性が高まっている。
コンピューティングシステムの例示的な実施形態を示す。
コンピューティングシステムの第2の例示的な実施形態を示す。
相変化材料のエンクロージャに関する例示的な実施形態の断面図を示す。
相変化材料のエンクロージャに関する第2の例示的な実施形態の断面図を示す。
相変化材料及びプリント回路基板のエンクロージャに関する例示的な実施形態の断面図を示す。
相変化材料及びプリント回路基板のエンクロージャに関する例示的な実施形態を、上から見た図を示す。
時計バンド型エンクロージャの例示的な実施形態を断面図で示す。
時計の文字盤に連結された時計バンド型エンクロージャの例示的な実施形態の側面図を示す。
マグ型エンクロージャの例示的な実施形態の断面図を示す。
第1の論理フロー図の例示的な実施形態を示す。
第2の論理フロー図の例示的な実施形態を示す。
コンピューティングデバイスの例示的な実施形態を示す。
コンピューティングアーキテクチャの例示的な実施形態を示す。
様々な実施形態は、相変化材料によって熱エネルギーを吸収し、電気的エネルギーに変換するために当該熱エネルギーを熱電コンポーネントに伝達する、システム、デバイス、方法、及び技術を対象とする。より具体的には、様々な実施形態は、熱い液体、身体部分、電子コンポーネント、周囲大気温度などの熱源から熱エネルギーを受け取って蓄えることが可能な相変化材料を、エンクロージャに格納することを含む。相変化材料は、熱エネルギーを吸収すると、熱エネルギーを蓄えるために第1の相から第2の相に変化することができる。例えば、相変化材料は、固体状態から液体状態に、又は液体状態から気体状態に変化することができる。
いくつかの実施形態において、相変化材料に蓄えられた熱エネルギーは、熱伝導材料を介して、熱電コンポーネントに伝達されてよい。例えば、相変化材料の少なくとも一部は、熱伝導材料と熱的に及び/又は物理的に連結されてよく、熱伝導材料は熱電コンポーネントと連結されてもよい。次に熱エネルギーは、熱伝導材料を介して熱電コンポーネントに伝達される、又は伝導されてよい。
熱電コンポーネントは、熱エネルギーを受け取り、当該熱エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。電気エネルギーは、1つ又は複数のコンポーネントに電力を供給して仕事を行うのに用いられてよい。いくつかの実施形態において、熱電コンポーネントは、1つ又は複数の相互接続を介して、電気エネルギーを1つ又は複数のコンポーネントに直接供給することができる。別の例では、熱電コンポーネントは、電気エネルギーを蓄電用のバッテリに供給することができる。第3の例では、電気エネルギーは、1つ又は複数の誘導コイルに供給されてよく、また給電及び/又は蓄電のために別のデバイスに伝達されてよい。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではなく、これら及び他の詳細が、次の説明において以下に論じられている。
様々な実施形態はまた、これらの動作を行うための装置又はシステムに関する。この装置は、必要な目的のために特別に構築されてよく、又は、コンピュータに格納されたコンピュータプログラムによって選択的に起動される又は再構成される汎用コンピュータを含むことができる。本明細書で提示される手順は、特定のコンピュータ又は他の装置に本質的に関連しているわけではない。様々な汎用機械が、本明細書の教示に従って記述されたプログラムと共に用いられてよく、さもなければ、必要な方法を行うためにより特化した装置を構築することが好都合であると分かることがある。様々なこれらの機械に必要な構造は、与えられた説明から明らかとなるであろう。
次に図面を参照するが、ここで、同様の参照数字が全体を通して同様の要素を指すのに用いられている。次の説明では、説明を目的として、その十分な理解を提供するために多数の具体的な詳細が述べられている。しかし、これらの具体的な詳細を用いずに、新規性のある実施形態が実施され得ることは明らかであろう。他の例では、よく知られた構造及びデバイスが、その説明を容易にするために、ブロック図の形態で示されている。その意図は、特許請求される主題に則した全ての修正形態、均等な形態、及び代替形態を対象とすることである。
図1Aは、コンピューティングシステム105の例示的な実施形態を示し、その中で本開示の態様が利用され得る。コンピューティングシステム105は、情報及びデータを処理する任意の数のコンポーネントを含むことができる。コンピューティングシステム105は、熱源から熱エネルギーを吸収する相変化材料102、並びに、相変化材料102及び熱電コンポーネント106からの熱エネルギーを伝達する熱伝導材料104も含むことができる。
いくつかの実施形態において、コンピューティングシステム105は、コンピューティングデバイス、モバイルコンピューティングデバイス、ラップトップコンピューティングデバイス、パーソナルコンピューティングデバイス、又はデータ及び情報を処理することができるその他のタイプのコンピューティングデバイスのうち、いずれのタイプであってもよい。いくつかの実施形態において、コンピューティングシステム105は、時計、眼鏡、ペンダント、ネックレス、宝飾品類、帽子、スマートバンド、ヘッドホン、イヤホン、又はその他のタイプのウェアラブルデバイスを含むウェアラブルコンピューティングデバイスであってよい。様々な実施形態はこの態様に限定されるものではなく、コンピューティングシステム105は任意のタイプのデバイスであってよい。
コンピューティングシステム105は相変化材料102を含むことができ、相変化材料102は、熱エネルギーを蓄えること及び放出することが可能な任意の材料であってよい。例えば、相変化材料102は、パラフィン若しくは脂肪酸などの有機相変化材料、又は塩水和物などの無機相変化材料であってよい。いくつかの実施形態において、相変化材料102は、水などの共晶材料又は吸湿材料であってよい。様々な実施形態は、上述の相変化材料に限定されるものではない。
相変化材料102は、1つ又は複数の電子コンポーネント、1つ又は複数の人体部分、コーヒー、お茶、若しくはその他のタイプの液体又は物質を含む任意のタイプの物質などの熱源で発生した熱を受け取ることができる。相変化材料102は、熱源で発生した熱エネルギーを吸収し、相変化材料が融解温度、すなわち相変化温度に達するまでの間に、熱エネルギーを分子内に蓄えることができる。
例えば、いくつかの実施形態において、相変化材料102は、熱エネルギー、例えば熱を吸収すると、物質の第1の状態又は初期状態から、物質の第2の状態又は最終状態に変化することができる。さらに、相変化材料102は、熱を吸収すると、固体状態から液体状態に、又は液体状態から気体状態に変化することができる。
さらに、相変化材料102は、蓄えられた熱エネルギーを放出することもでき、第2の状態又は最終状態から第1の状態又は初期状態に戻ることができる。例えば、冷却すると、相変化材料102は、液体状態から固体状態に、又は気体状態から液体状態に変化することができる。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではない。
通常、用いられる相変化材料102は、熱エネルギー源の温度範囲を含む環境的な動作条件に基づいて選択されてよい。例えば、相変化材料102は、室温(例えば約20°C、あるいは約68°F)における固体から、人の体温(例えば約37°C、あるいは約98°F)近傍若しくはそれ以下の温度、又は標準的な皮膚温(例えば、約33.5°Cから36°Cの間、あるいは約92.3°Fから98.4°Fの間)においては液体状態に変化するように選択されてよい。この例では、相変化材料102は、腕時計バンドなどのウェアラブルデバイスの一部であってよく、人体又は手首で発生した熱エネルギーを吸収して、人の体温よりも低い温度で、固体状態から液体状態に変化することができる。
別の例では、相変化材料102は、室温では固体状態にあり、電子コンポーネントの仕様書により規定される電子コンポーネントの正常動作状態近傍の温度又はそれ以下の温度で液体状態に変化するように選択されてよい。この例では、相変化材料102はハウジングの中にあってよく、また1つ又は複数の電子コンポーネントを囲んでもよい。さらに、この例では、相変化材料102は、1つ又は複数の電子コンポーネントに対して腐食性を示さないように選択されてもよい。
第3の例では、相変化材料102は、室温では固体状態にあり、熱い飲み物の標準的な温度(例えば、70°Cから85°Cの間、あるいは160°Fから185°Fの間)近傍又はそれ以下の温度では液体状態に変化するように選択されてよい。この例では、相変化材料102は、熱い飲み物を飲むためのマグ又はカップの一部であってよい。
様々な実施形態は上述の例に限定されるものではなく、相変化材料102を選択する場合に、他の環境因子が用いられてよい。例えば、相変化材料102は、熱エネルギーを蓄えるその能力、溶融特性の熱、融点、凝固点、特定の熱特性、密度、熱伝導率、体積熱容量特性、熱浸透率、変化サイクル数、重量、及びコストに基づいて選択されてよい。例えば、低温領域の融解温度を持つ相変化材料(30〜50°C)は、消費者向けモバイルデバイスに適した候補である。
コンピューティングシステム105は、相変化材料102及び熱電コンポーネント106と連結され得る熱伝導材料104も含むことができる。熱伝導材料104は、熱エネルギーを相変化材料102から熱電コンポーネント106に伝達することが可能ないずれのタイプの材料でもよい。例えば、熱伝導材料104は、銀、アルミニウム、金、銅、鉄、モリブデン、鉛、白金、タングステンなどの金属(150〜400W/[m・K](a−b面))であってよい。さらに、熱伝導材料104は、プリント回路基板上の1つ又は複数の電子コンポーネントを相互接続する1つ又は複数のトレース、例えば、接地面として用いられる銅などの金属であってよい。熱伝導路がコンポーネント基板又はプリント回路基板上にもたらされる場合などの特定の用途において、基板及びパッケージには、高熱伝導率且つ低熱膨張率(0〜6ppm/°C)の特性が必要とされる。したがって、低熱膨張フィラー(例えば、炭素繊維、炭素複合積層材、又はモリブデン粒子)を有する銅マトリックス複合材料が用いられてよい。
さらに別の例では、熱伝導材料104は、良好な熱伝導率、例えば約2W/[m・K]を有するグラファイトシート又はシリコンゴムなどの曲げられる材料又は柔軟な材料であってよく、また時計バンドの一部として用いられてよい。しかし、様々な実施形態はこの態様に限定されるものではなく、熱伝導材料104は、エネルギーを相変化材料102から熱電コンポーネント106に伝達することが可能なその他のタイプの材料であってよい。
様々な実施形態において、熱伝導材料104は、相変化材料102に蓄えられた熱エネルギーを吸収できるように、相変化材料102に連結されても、接続されてもよい。例えば、熱伝導材料104は、熱エネルギーを吸収するために、相変化材料102と物理的に及び/又は熱的に接触することができる1つ又は複数の面を含んでよい。いくつかの実施形態において、熱伝導材料104は、一方の端部に相変化材料102を連結する又は接触させることができ、他方の端部に熱電コンポーネント106を連結する又は接触させることができ、これにより、熱エネルギーは相変化材料102から熱電コンポーネント106に伝達される。いくつかの実施形態において、熱伝導材料104は、相変化材料102で囲まれてよく、1つ若しくは複数の端部又は面も、熱電コンポーネント106に連結する又は接触させることができ、これにより、熱エネルギーが伝達される。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではない。
同じ又は他の実施形態において、熱伝導材料104は、マイクロヒートパイプ又はヒートシンクであってよい。通常、マイクロヒートパイプは、内壁にキャピラリー構造を有する小型の金属パイプであってよい。マイクロヒートパイプは、内部が真空であり、少量の流体を有することができる。実施形態において、マイクロヒートパイプは相変化材料102に連結される又は接続されてよく、相変化材料102が熱エネルギー(熱)を吸収した場合、マイクロヒートパイプは、連結した熱電コンポーネント106に熱エネルギーを伝達することができる。相変化材料は、「スマートグラス」のフレームなど、デバイスの空所内に封入されてよい。マイクロヒートパイプの一端は、この空間で終端されてよく、ヒートパイプの他端は、デバイスの遠端に位置する熱電コンポーネント106に熱エネルギーを伝導することができる。他の実装例において、相変化材料は電子回路を内部に封入することができ、これも、熱エネルギーを熱電コンポーネント106に伝達する熱伝導材料及び熱伝導路としての役割を果たす。スマートウォッチのストラップ/バンド又はズボンのベルトに見られるなどの別の例において、電子回路は、デバイスの使用モデル及び熱エネルギーの集中熱電力変換回路への伝達をサポートする柔軟な高熱伝導材料上に搭載されてよい。
言及されたように、コンピューティングシステム105は熱電コンポーネント106も含むことができ、熱電コンポーネント106は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換することが可能な任意のタイプのデバイス又はコンポーネントであってよい。いくつかの実施形態において、熱電コンポーネント106は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換するゼーベック効果と呼ばれる現象を用いる熱電発電器又は熱電変換器であってよい。熱電コンポーネント106は、例えば、テルル化ビスマス、テルル化鉛、酸化マンガンカルシウム、又はこれらの組み合わせで作製される半導体デバイスであってよい。
実施形態において、熱電コンポーネント106は、相変化材料102に蓄えられた熱エネルギーを受け取るように、熱伝導材料104に連結されてよい。例えば、熱電コンポーネント106は、熱伝導材料104の1つ又は複数の面と物理的に及び/又は熱的に接触している1つ又は複数の面を含むことができる。これらの接触部は、熱伝導材料104を介して、相変化材料102と熱電コンポーネント106との間で熱エネルギーを伝達するのに用いられてよい。いくつかの実施形態において、熱電コンポーネント106は、コンピューティングデバイスの1つ又は複数のコンポーネントから熱エネルギーを直接受け取ることもできる。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではない。
熱電コンポーネント106は、コンピューティングシステム105の1つ又は複数の他のコンポーネントとも連結されてよい。例えば、熱電コンポーネント106は、バッテリコンポーネント132と連結されてよく、発生した電気エネルギーを蓄電用のバッテリコンポーネント132に伝達することができる。別の例では、熱電コンポーネント106は、処理コンポーネント134及びメモリコンポーネント136にも連結されてよく、発生した電気エネルギーをこれらのコンポーネントに伝達して電力を供給することができる。第3の例では、熱電コンポーネント106は、インダクタ又は充電コイルに連結されてよい。この例では、熱電コンポーネント106は、電気エネルギーを誘導コイルに供給することができ、次に誘導コイルは別のデバイス又はコンポーネントを充電することができる。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではなく、熱電コンポーネント106は、任意の数のコンポーネント又はデバイスに連結されてよい。
コンピューティングシステム105は、1つ又は複数のトレース及びバスなどにより連結された任意の数のコンポーネントを含むことができるプリント回路基板130も含んでよい。プリント回路基板130は、バッテリコンポーネント132、処理コンポーネント134、及びメモリコンポーネント136などの電子コンポーネントを機械的に支え、電気的に接続する任意のタイプの構造であってよい。これらのコンポーネントは、非導電性基板上に積層された銅シートからエッチングされた導電性のトレース、パッド、及び他のフィーチャ(feature)を介して連結されてよい。実施形態において、プリント回路基板130は、片面基板、両面基板、単層基板、及び/又は多層基板であってよい。異なる層上の導体及びトレースは、1つ又は複数のスルーホールを介して共に連結されてよい。
実施形態において、プリント回路基板130は、ハウジング又はエンクロージャ内に封入されてよく、また相変化材料102により少なくとも部分的に囲まれてよい。これらの実施形態において、相変化材料102は、プリント回路基板130上の1つ又は複数のコンポーネントで発生した熱エネルギーを吸収することができる。熱エネルギーは、プリント回路基板130上の1つ又は複数のトレースを介して、相変化材料102から熱電コンポーネント106に伝達されてよい。言い換えると、トレースは、熱エネルギーを熱電コンポーネント106に伝達する熱伝導材料104であってよい。様々な実施形態はこの態様に限定されるものではなく、いくつかの実施形態において、プリント回路基板130は、相変化材料102で囲まれていなくてもよく、異なる熱伝導材料104が、熱エネルギーを熱電コンポーネント106に伝達するのに用いられてよい。
前述したように、プリント回路基板130は、バッテリコンポーネント132、処理コンポーネント134、及びメモリコンポーネント136を含むことができる。バッテリコンポーネント132は、任意のタイプのエネルギー貯蔵デバイスであってよい。バッテリコンポーネント130は、蓄えられた化学エネルギーを電気エネルギーに変換する1つ又は複数の電気化学電池を有するデバイスであってよい。各電池は、正端子(カソード)及び負端子(アノード)を含む。電解質によって、イオンが電極間及び端子間を移動することが可能となり、これにより、電流がバッテリから流れ出て仕事を行うことが可能となる。実施形態において、バッテリコンポーネント132は、熱電コンポーネント106などの別のコンポーネントから電流を受け取り、蓄電及び後で使用することができるように、再充電可能であってよい。さらに、後のある時点において、蓄えられた電気エネルギーは、仕事及び様々な動作を行うために、他のコンポーネントに提供されてよい。バッテリコンポーネント132は、エネルギーを蓄えることが可能な任意のタイプのバッテリであってよい。
様々な実施形態において、処理コンポーネント134は、限定されるものではないが、マイクロプロセッサ、プロセッサ、中央処理装置、デジタル信号処理ユニット、デュアルコアプロセッサ、モバイルデバイスプロセッサ、デスクトッププロセッサ、シングルコアプロセッサ、システムオンチップ(SoC)デバイス、複合命令セットコンピューティング(CISC)マイクロプロセッサ、縮小命令セット(RISC)マイクロプロセッサ、超長命令語(VLIW)マイクロプロセッサ、又は、その他のタイプのプロセッサ、若しくは単一チップ上の処理回路、若しくは集積回路、若しくは処理回路など、任意のタイプの計算要素のうち1つ又は複数であってよい。処理コンポーネント134は、1つ又は複数のバス、制御ライン、トレース、及びデータラインなどの相互接続を介して、コンピューティングシステム105の他の要素及びコンポーネントに接続されてよく、それらと通信してもよい。様々な実施形態は、1つより多くの処理コンポーネント134も含んでよく、この態様に限定されるものではない。
1つの実施形態において、プリント回路基板130は、所与の実装の要求通りに、メモリコンポーネント136を含むことができる。メモリコンポーネント136は、データを格納することが可能な、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの両方を含む、任意の機械可読媒体又はコンピュータ可読媒体を用いて実装されてよい。いくつかの実施形態において、機械可読媒体又はコンピュータ可読媒体は、非一時的媒体を含むことができる。実施形態は、この文脈に限定されるものではない。
メモリコンポーネント136は、命令及びデータを、一瞬の間、一時的に、又は恒久的に、格納することができる。さらに、メモリコンポーネント136は、処理コンポーネント134が命令を実行している間、一時変数又は他の中間情報も格納することができる。メモリコンポーネント136は、上述のデータを格納することに限定されるものではなく、任意のタイプのデータを格納することができる。
様々な実施形態は、これらのコンポーネントに限定されるものではなく、プリント回路基板130は、より多い又はより少ないコンポーネントを含んでよい。例えば、図1Bに示されるように、プリント回路基板は、熱電コンポーネント106も含むことができる。
より具体的には、図1Bは、コンピューティングシステム105の第2の例示的な実施形態を示している。この例示の実施形態において、熱電コンポーネント106は、プリント回路基板130のコンポーネントであっても、プリント回路基板130上のコンポーネントであってもよい。この実施形態において、相変化材料102は、熱伝導材料104を介して、プリント回路基板130上の熱電コンポーネント106に連結されてよい。図1Bに示されたコンピューティングシステム105は、図1Aに示されたコンピューティングシステム105と同じ態様で動作することができる。
図2A/2Bは、相変化材料102が中に配置されたエンクロージャ210を含むデバイス200および250の例示的な実施形態の断面図を示す。いくつかの実施形態において、エンクロージャ210は、キャビティ220を形成することが可能な任意の形状を形成できる1つ又は複数の面又は壁を含んでよい。さらに、相変化材料102は、エンクロージャ210の1つ又は複数の面又は壁により形成されたキャビティ220の中に配置されてよい。いくつかの実施形態において、エンクロージャ210の1つ又は複数の面は、断熱部分230を含んでも、又はポリスチレンなどの断熱材から作られてもよい。より多くの熱エネルギーが熱伝導材料104を介して熱電コンポーネント106に確実に供給されるように、断熱部分230は熱エネルギーの損失を防ぐ、又は熱エネルギーが外部環境に逃げるのを防ぐのに役立つことができる。
さらに、図2Aは断熱材230を含むエンクロージャ210の面の全てを示しているが、様々な実施形態はこの態様に限定されるものではない。例えば、エンクロージャ210の1つ又は複数の面は断熱材から作られていなくてよく、1つ又は複数の面は、熱エネルギーを伝導する材料など、異なる材料から作られてよい。より具体的には、実施形態は、熱エネルギーを外部の熱源から相変化材料102に伝導する金属など、熱伝導材料からなる1つの面を有するエンクロージャ210を含むことができ、残りの面は断熱材から作られてよい。様々な実施形態はこの態様に限定されるものではなく、これらの面は任意の材料から任意の構成で作られてよい。
図2Aは、実質的に長方形の形状を有するエンクロージャ210を示しているが、様々な実施形態はこの態様に限定されるものではなく、エンクロージャ210は、キャビティ210を形成して相変化材料102を格納することが可能な任意の形状であってよい。例えば、いくつかの実施形態において、エンクロージャ210は、腕時計バンド、コーヒーマグ、コンピューティングコンポーネントを収容するエンクロージャなどの形態であってよい。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではない。
相変化材料102に加えて、熱伝導材料104もエンクロージャ210のキャビティ220の中に配置されてよい。熱伝導材料104は、相変化材料102と接触する表面積を最大化するために、任意の好適な態様でキャビティ220の中に配置されてよい。例えば、熱伝導材料104は、図2Aに示されるように、エンクロージャ210の1つの面の内側部分に配置されてよい。しかし、様々な実施形態はこの態様に限定されるものではなく、いくつかの実施形態において、熱伝導材料104は、相変化材料102を囲むように配置されてよい。別の例において、熱伝導材料104は、相変化材料102が熱伝導材料104を囲むように、任意の好適な態様でキャビティ220の中に配置されてよい。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではない。
いくつかの実施形態において、熱伝導材料104は、熱エネルギーが相変化材料102から熱電コンポーネント106に伝達されるように、相変化材料102及び熱電コンポーネント106に連結することができる、又は接触することができる。いくつかの実施形態において、熱伝導材料104は相変化材料102によって囲まれてよく、1つ又は複数の端部又は面も、熱エネルギーが伝達されるように、熱電コンポーネント106に連結することができる、又は接触することができる。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではない。
言及されたように、熱電コンポーネント106は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換することが可能な任意のタイプのデバイス又はコンポーネントであってよい。いくつかの実施形態において、例えば、熱電コンポーネント106は、熱電発電器又は熱電変換器であってよく、またテルル化ビスマス、テルル化鉛、酸化マンガンカルシウム、又はこれらの組み合わせで作製される半導体デバイスであってよい。
実施形態において、熱電コンポーネント106は、相変化材料102に蓄えられた熱エネルギーを受け取るように、熱伝導材料104に連結されてよい。例えば、熱電コンポーネント106は、熱伝導材料104の1つ又は複数の面と物理的に及び/又は熱的に接触している1つ又は複数の面を含むことができる。これらの接触部は、熱伝導材料104を介して、相変化材料102と熱電コンポーネント106との間で熱エネルギーを伝達するのに用いられてよい。
熱電コンポーネント106は、PCB130上のコンポーネントなど、1つ又は複数の他のコンポーネントとも連結されてよい。例えば、熱電コンポーネント106は、バッテリコンポーネント132と連結されてよく、発生した電気エネルギーを蓄電用のバッテリコンポーネント132に伝達することができる。別の例では、熱電コンポーネント106は、処理コンポーネント134及びメモリコンポーネント136にも連結されてよく、発生した電気エネルギーをこれらのコンポーネントに伝達して電力を供給することができる。第3の例では、熱電コンポーネント106は、インダクタ又は充電コイルに連結されてよい。この例では、熱電コンポーネント106は、電気エネルギーを誘導コイルに供給することができ、次に誘導コイルは別のデバイス又はコンポーネントを充電することができる。様々な実施形態はこの態様に限定されるものではなく、熱電コンポーネント106は、任意の数のコンポーネント又はデバイスに連結されてよい。いくつかの実施形態において、熱電コンポーネント106は、図2Bに示されるように、PCB130の一部であってよい。
図3Aは、相変化材料102が中に配置されたエンクロージャ210を含むデバイス300に関する例示的な実施形態の別の断面図を示す。この例示的な実施形態では、デバイス300は、1つ又は複数のコンピュータコンポーネント、例えばPCB130上に通常見られるものなどを収容するエンクロージャ210を含むことができる。例えば、デバイス300はコンピューティングデバイスであってよく、エンクロージャ210はコンピュータシャシであってよい。あるいは、図3Aに示されるエンクロージャ210は、シャシの内側のエンクロージャであってよい。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではない。
上述されたのと同様に、エンクロージャ210は、1つ又は複数の面又は壁を含むことができ、キャビティ220を形成することが可能な任意の形状であってよい。さらに、相変化材料102は、エンクロージャ210の1つ又は複数の面又は壁により形成されたキャビティ220の中に配置されてよい。いくつかの実施形態において、エンクロージャ210の1つ又は複数の面は、断熱部分230を含んでも、又は断熱材から作られてもよい。
さらに、図3Aに示されるように、PCB130が相変化材料102によって少なくとも部分的に囲まれるように、PCB130もエンクロージャ210の中に配置されてよい。1つ又は複数のコンポーネントを含むPCB130を少なくとも部分的に囲むことにより、相変化材料102は、PCB130の1つ又は複数のコンポーネントで発生した熱エネルギーを吸収することができる。例えば、PCB130は、図1A及び図1Bに示されるように、処理コンポーネント134を含むことができ、処理コンポーネント134は、情報を処理する間、熱又は熱エネルギーを発生させることができる。この発生した熱エネルギーは、相変化材料102により吸収され得る。
さらに、デバイス300は、熱エネルギーを相変化材料102から熱電コンポーネント106に伝達する熱伝導材料104を含むことができる。いくつかの実施形態において、熱伝導材料104は、PCB130上の、熱エネルギーを伝達する1つ又は複数のトレース、例えば、接地面であってよい。しかし、様々な実施形態はこの態様に限定されるものではなく、熱伝導材料104はPCB130から分かれた状態であってもよい。
図3Bは、デバイス300を上から見たコンポーネント図を示す。図3Bには示されていないが、熱電コンポーネント106、バッテリコンポーネント132、処理コンポーネント134、及びメモリコンポーネント136を含むPCB130のコンポーネントは、熱エネルギーを吸収する相変化材料102によって囲まれてよい。この例示的な実施形態では、上述したように、電気エネルギーに変換するために、熱エネルギーを相変化材料102から熱電コンポーネント106に伝達する熱伝導材料104として、PCB130の1つ又は複数のトレースが用いられてよい。例えば、銅(又は、その他の導電性材料)で作られた接地面352が、相変化材料102に蓄えられた熱エネルギーを熱電コンポーネント106に伝達するのに用いられてよい。より具体的には、接地面352は、相変化材料102及び熱電コンポーネント106と物理的に接触、及び/又は熱的に接触してよい。熱電コンポーネント106は、トレースを介して、相変化材料102から熱エネルギーを受け取ることができる。この例において、相変化材料102は、PCB130上のコンポーネントの物理的フィーチャ及び動作上のフィーチャに害を及ぼさない、又はこれらに対して腐食性を示さないように選択されてよい。
図4Aは、デバイスの別の実施形態、具体的には、相変化材料102が中に配置されたエンクロージャ210を含む時計バンド400の断面図を示す。時計バンド400は、相変化材料102のためのキャビティ220を画定するエンクロージャ210を含む。様々な実施形態において、図4Aに示される時計バンド400は、シリコーンゴムなどの柔軟な材料から作られてよく、断熱部分230を含むことができる。しかし、様々な実施形態はこの態様に限定されるものではなく、時計バンド400は、相変化材料102を格納するキャビティ220を有することが可能な任意の材料から作られてよく、そのような材料には、金属、セラミック、ナイロン、革、人工皮革などが含まれる。
いくつかの実施形態において、図4Aに示されるように、エンクロージャ210は、面又は壁のうち1つ又は複数として、断熱部分230及び熱伝導材料104を含むことができる。さらに、熱伝導材料104は、エンクロージャ210の一部であってよく、相変化材料102を封入する面としての役割を果たすことができる。1つの例において、エンクロージャ210の3つの「面」が断熱材230から作られてよく、4つ目の「面」が熱伝導材料104から作られてよい。より具体的には、時計バンドが人の手首に着用された場合に、熱伝導材料104が手首と接触するように、熱伝導材料104は、時計バンド400の内側部分を画定することができる。こうして、人の身体からの熱エネルギーが、熱伝導材料104により吸収され、相変化材料102に伝達されてよい。さらに、熱伝導材料104は、熱電コンポーネント106に連結されてよく、又はこれと接触してもよい。相変化材料102に蓄えられた熱エネルギー、及び/又は人が発生した熱エネルギーは、熱伝導材料104を介して、熱電コンポーネント106に伝達されてよく、又は伝導されてよい。
図4Bは、時計バンド400及び時計部分402を含む時計450の実施形態の断面図を示す。時計部分402は、時を正確に刻み、時計として動作することが可能な1つ又は複数のコンポーネントを含むことができる。例えば、時計部分402は、1つ又は複数の電子コンポーネント、1つ又は複数の機械コンポーネント、又はこれらの組み合わせを含むことができ、時を正確に刻んで使用者に表示するよう動作することができる。
いくつかの実施形態において、時計部分402は、熱エネルギーを時計部分402が使用する電気エネルギーに変換するのに用いられ得る熱電コンポーネント106を含んでよく、又は熱電コンポーネント106に連結されてよい。例えば、時計部分402は、電気エネルギーを蓄えて時計部分402に電力を供給することができるバッテリを含んでよい。様々な実施形態はこの態様に限定されるものではなく、熱電コンポーネント106は、時計部分402に直接電力を供給するのに用いられてよい。
図4Bに示されるように、時計バンド400は、時計部分402及び1つ又は複数の端部にある熱電コンポーネント106に連結されてよい。例えば、時計バンド400は、バンドのエンドピースなどの固定留め具により、時計部分402に連結されてよい。さらに、熱伝導材料104を含む時計バンド400は、1つ又は複数の物理接続ポイントを介して、熱電コンポーネント106に連結されてよい。こうして、相変化材料102に格納された、人が発生した熱エネルギーは、熱電コンポーネント106に伝達され、電気エネルギーに変換されてよい。様々な実施形態において、時計バンド400は、最大量の熱エネルギーが熱電コンポーネント106に伝達されるように、熱電コンポーネント106に連結されてよい。
図4A及び図4Bは、エンクロージャ210の「面」のうちの1つとして熱伝導材料104を示すが、様々な実施形態はこの態様に限定されるものではない。いくつかの実施形態において、導電性材料又は断熱材などの別の材料層が、キャビティ220の中に熱伝導材料104を保持しつつも、熱エネルギーが人から相変化材料102に流れることを可能にするような側壁であってよい。他の実施形態が企図されてよい。
図5は、相変化材料102を格納するエンクロージャ210を含んだマグ500の実施形態の断面図を示す。例示の実施形態において、マグ500は、マグ部分502及び取っ手部分504を含むことができる。マグ部分502は、コーヒー、お茶、牛乳、ホットチョコレートなどを含む任意のタイプの液体を保持するために、一端が閉じた円筒形状を有してよい。さらに、取っ手部分504は一般に、人がマグ500を手に取ることができるような半円形の形状を有してよい。様々な実施形態は、マグ500のこれらの形状に限定されるものではなく、マグ部分502が流体を保持することが可能であり、取っ手部分が人又は使用者によって保持されることが可能である限りは、他の形状が企図されてよい。
実施形態において、マグ部分502は、キャビティ220を画定するエンクロージャ210を含むことができる。さらに、マグ部分502は、断熱材230の外面を含むことができる。断熱材230は、熱い流体又は液体がマグ部分502の中に蓄えられた場合、マグ500の使用者を火傷させないような、又はマグ500の使用者に害を及ぼさないような材料から作られてよい。断熱材230は、熱エネルギーが外部環境に放出されずに、マグ部分502の相変化材料102の中に蓄えられるようなバリアを提供することもできる。
上述されたのと同様に、相変化材料102は、エンクロージャ210及びキャビティ220の中に配置されてよい。エンクロージャ210及びキャビティ220は、相変化材料102を格納するために、任意の形状を取ることができる。例えば、相変化材料102は、マグ部分502の外壁及び内壁の中に配置されてよい。図5は、キャビティ220を、マグ部分502の中の1つの連続したキャビティであるとして示しているが、様々な実施形態はこの態様に限定されるものではない。いくつかの実施形態において、マグ部分502は複数のキャビティ又はチャンバに分割されてよく、そのそれぞれは相変化材料102を格納することが可能である。
さらに、熱伝導材料104が、キャビティ220及びエンクロージャ210の中に配置されてよい。いくつかの実施形態において、熱伝導材料104は、マグ部分502の壁及び基部の中に配置されてよい。さらに、熱伝導材料104は、マグ部分502の中に配置されてよく、相変化材料102によって囲まれてよい。さらに、熱伝導材料104は、熱伝導材料104の最大の表面積が相変化材料102と接触するように、マグ部分502の内壁及び外壁の中に配置されてよい。
エンクロージャ210及びキャビティ220を含むマグ部分502は、PCB130も収容することができ、前述したようにPCB130は、1つ又は複数のコンポーネントを含むことができる。いくつかの実施形態において、PCB130はマグ部分502の基部の中に格納されてよい。しかし、様々な実施形態はこの態様に限定されるものではなく、PCB130向けの他の位置が企図され得る。
実施形態において、例えば、マグ部分502のエンクロージャ210の中の相変化材料102は、マグ500に注がれた熱い液体から熱エネルギーを受け取ることができる。相変化材料102は、電気エネルギーに変換するために熱電コンポーネントに伝達され得る熱エネルギーを蓄えることができる。より具体的には、相変化材料102は、PCB130上の、又はPCB130に連結された熱電コンポーネント106に熱エネルギーが伝達され得るように、熱伝導材料104と熱的に及び/又は物理的に連結されてよい。電気エネルギーは、変換されると、処理コンポーネント、メモリコンポーネント、ディスプレイコンポーネントなど、PCB130上の他のコンポーネントに電力を供給するのに用いられてよい。
別の例において、PCB130は、誘導手段を介して電気エネルギーを別のコンポーネントに伝達する誘導コイルコンポーネントを含むことができる。例えば、マグ500は、電気エネルギーを受け取るために誘導コイルを有するモバイルコンピューティングデバイスなど、別の電子デバイスに近接した範囲内(数インチ、数センチメートルなど)に配置されてよい。電気エネルギーは、モバイルコンピューティングデバイスにより受け取られ、バッテリコンポーネント及び/又は処理コンポーネントを含むモバイルコンピューティングデバイスの1つ又は複数のコンポーネントを充電する、又はこれらに電力を供給するのに用いられてよい。デバイスは、誘導コイルを介して電気エネルギーを受け取ることが可能な場合、マグ500に近接した範囲内にあるとみなされてよい。
図5に示されてはいないが、いくつかの実施形態において、マグ500の取っ手部分504も、熱エネルギーを蓄え、当該熱エネルギーを変換のために熱電コンポーネントに伝達するよう、相変化材料102及び熱伝導材料104を含んでよい。さらに、他のフォームファクタ及びエンクロージャが、考慮され企図されてよい。例えば、相変化材料及び熱伝導材料は、ボウル、皿、花瓶、額縁、その他のタイプの家庭用品などの他のエンクロージャに組み込まれてよい。他の例示的なフォームファクタには、ウェアラブルグラス又はフレーム、帽子、宝飾品類、ベルト、靴、衣類などが含まれてよい。相変化材料及び熱伝導材料を保持することができるような、あらゆるフォームファクタが考慮されてよい。
図6は、論理フロー図600の実施形態を示す。論理フロー600は、本明細書で説明される1つ又は複数の実施形態により実行される動作のいくつか又は全てを代表することができる。例えば、論理フロー600は、コンピューティングシステム105及び図3A〜図5のデバイスのうち1つ又は複数により実行される動作を示すことができる。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではない。
様々な実施形態において、ロジック600は、ブロック602で熱エネルギーを吸収する段階を含むことができる。例えば、相変化材料102は、コンピューティングコンポーネント、熱い液体又は流体、人体などの熱源で発生した熱エネルギーを吸収することができる。いくつかの実施形態において、相変化材料102は、エンクロージャの中、又はエンクロージャのキャビティの中に位置してよく、エンクロージャの1つ又は複数の面又は壁を通して熱エネルギーを吸収することができる。より具体的には、例えば、相変化材料102は、時計又は眼鏡などのウェアラブル用品のキャビティの中にあってよく、熱エネルギーは、ウェアラブル用品を着用する人から、エンクロージャの壁又は面を通して相変化材料102に伝達されてよい。別の例において、相変化材料は、マグの内壁及び外壁により形成されたキャビティの中にあってよく、マグに注がれた熱い液体で発生した熱エネルギーを吸収することができる。第3の例において、相変化材料は、1つ又は複数のコンピューティングコンポーネントを収容するエンクロージャの壁又は面により画定されたキャビティの中にあってよい。この例において、相変化材料102は、1つ又は複数のコンピューティングコンポーネントで発生した熱エネルギーを吸収することができる。様々な実施形態はこれらの例に限定されるものではなく、任意の数の異なるエンクロージャ内の任意の熱源で発生した熱エネルギーが、相変化材料により吸収されてよい。
いくつかの実施形態において、論理フロー600は、ブロック604で、相変化材料102が第1の状態から第2の状態に変化する段階を含むことができる。より具体的には、熱エネルギーを吸収すると、又はエネルギーを吸収する間に、相変化材料102は、固体状態から液体状態に、又は液体状態から気体状態に変化することができる。状態変化は、相変化材料102の特徴又は特性に基づく特定の温度で発生してよい。例えば、相変化材料102は、融解温度(融点)で固体状態から液体状態に変化することができ、沸騰温度(沸点)で液体状態から気体状態に変化することができる。相変化材料のそれぞれは、特定の融点及び特定の沸点を有することができ、これらの特性に基づいて選択されてよい。
実施形態において、ブロック606で、熱エネルギーは相変化材料102から熱電コンポーネント106に伝達されてよい。より具体的には、相変化材料102は、熱エネルギーを相変化材料102から熱電コンポーネント106に伝達することができる熱伝導材料104と、熱的に及び/又は物理的に連結されてよい。いくつかの実施形態において、熱伝導材料104は、例えば、熱エネルギーを吸収する相変化材料102で囲まれてよい。別の例において、熱伝導材料104は、PCB130上の1つ又は複数のトレースであってよい。第3の例において、熱伝導材料104は、熱エネルギーを吸収するエンクロージャの1つ又は複数の面であってよい。様々な実施形態は、これらの例に限定されるものではない。
論理600は、ブロック608で、熱電コンポーネント106が熱エネルギーを電気エネルギーに変換する段階も含むことができる。いくつかの実施形態において、熱電コンポーネント106は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換するゼーベック効果と呼ばれる現象を用いることができる熱電発電器又は熱電変換器であってよい。熱電コンポーネント106は、例えば、テルル化ビスマス、テルル化鉛、酸化マンガンカルシウム、又はこれらの組み合わせで作製される半導体デバイスであってよい。
さらに、ブロック610で、蓄電器が電気エネルギーを蓄えるのに利用できるかに関する判定が行われてよい。例えば、システムは、蓄電及び後で使用するための電気エネルギーを送るのに、バッテリコンポーネントが利用できるかを判定することができる。ブロック610で蓄電器が利用できない場合、電気エネルギーは、ブロック618で、処理コンポーネント及びメモリコンポーネントなどの1つ又は複数のコンポーネントに直接送られてよい。これらのコンポーネントは、例えば、熱エネルギーから電気エネルギーに変換されているときに、電気エネルギーをリアルタイムで用いることができる。いくつかの実施形態において、ブロック618で、電気エネルギーは使用するために、1つ又は複数の他のデバイスに送られてよい。例えば、電気エネルギーは、誘導技術又はその他の無線送電技術によって、別のデバイスに送られてよい。
ブロック610で蓄電器が利用できる場合、ブロック612で、電気エネルギーは蓄電器に伝達されてよい。蓄電器に蓄えられた電気エネルギーは、ブロック618で、処理コンポーネント及びメモリコンポーネントなどの1つ又は複数のコンポーネントに伝達されてよい。いくつかの実施形態において、ブロック614で、蓄電器が満杯かどうかに関する判定が行われてよい。蓄電器が満杯の場合、様々な実施形態は、蓄電器が利用できるようになるまで、ブロック616で、熱エネルギーから電気エネルギーへのエネルギー変換を休止又は停止する段階を含むことができる。いくつかの実施形態において、変換は一定の時間にわたって停止してよく、その後、ブロック614で、蓄電器が満杯かどうかに関する別の判定が行われてよい。蓄電器が満杯でない場合、熱エネルギーの電気エネルギーへの変換を続けることができる。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではない。例えば、特定の段階又はブロックが、異なる順序で行われてよく、全く行われなくてもよい。さらに、ブロック602から618までが、任意の回数、連続的に又は非連続的に行われてよい。
図7は、論理フロー図700の実施形態を示す。論理フロー700は、本明細書で説明される1つ又は複数の実施形態により実行される動作のいくつか又は全てを代表することができる。例えば、論理フロー700は、コンピューティングシステム105及び図3A〜図5のデバイスにより実行される動作を示すことができる。
図7に示される例示の実施形態において、論理フロー700は、ブロック705で、熱エネルギーを熱源から受け取る段階を含むことができる。例えば、相変化材料を含むデバイスが、熱を発生し得る任意の熱源、例えば、熱い液体、人体、1つ又は複数の電子コンポーネント、周囲大気温度を含むその他の熱源などから熱エネルギーを受け取ることができる。
いくつかの実施形態において、熱エネルギーは、エンクロージャの1つ又は複数の面又は壁を通して、相変化材料により受け取られてよい。面又は壁は、熱伝導材料など、熱エネルギーを伝導することが可能な材料を含む任意の材料から作られてよい。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではない。
いくつかの実施形態において、論理フロー700は、ブロック710で、熱エネルギーの吸収に応答して、初期状態から二次状態に相変化材料が変化する段階を含むことができる。例えば、相変化材料は、固体状態から液体状態に、又は液体状態から気体状態に変化することができる。相変化材料の状態の変化は、相変化材料が熱エネルギーを熱源から吸収して蓄えていることを示す。さらに、熱エネルギーが外部環境に消失する代わりに、熱エネルギーは、後で使用するために相変化材料に蓄えられてよい。例えば、いくつかの実施形態において、熱エネルギーは電気エネルギーに変換され、1つ又は複数のコンポーネントに電力を供給してよく、及び/又はバッテリに蓄えられてよい。
いくつかの実施形態において、ブロック715で論理フロー700は、熱伝導材料が相変化材料から熱電コンポーネントに熱エネルギーを伝達する段階を含むことができる。熱伝導材料は、熱エネルギーを伝導することが可能な任意の材料であってよく、相変化材料に熱的に及び/又は物理的に連結されてよい。例えば、熱伝導材料の一部が相変化材料に連結されてよく、別の部分が熱電コンポーネントに連結されてよい。相変化材料に蓄えられた熱エネルギーは、熱伝導材料を介して熱電コンポーネントに伝導されてよい。
論理フロー700は、ブロック720で、1つ又は複数の電子コンポーネントに電力を供給する際に使用するために、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する段階も含むことができる。例えば、熱エネルギーは、熱エネルギーを電気エネルギーに変換することができる熱電コンポーネントにより、受け取られてよい。電気エネルギーは、仕事を行うための電力として、1つ又は複数のコンポーネントにより用いられてよい。いくつかの実施形態において、電気エネルギーは、バッテリに蓄えられ、後の時点での電力として1つ又は複数のコンポーネントにより用いられてよい。別の例において、電気エネルギーは、1つ又は複数の誘導コイルなどの誘導手段に提供されてよく、これは、電気エネルギーを別のデバイスに伝達するのに用いられてよい。様々な実施形態はこの態様に限定されるものではなく、電気エネルギーの他の使用法が企図されてよい。
図8は、コンピューティングデバイス805の実施形態を示す。様々な実施形態において、コンピューティングデバイス805は、コンピューティングシステム105、図3A〜図5のデバイス、並びに図6の論理フロー600及び図7の論理フロー700など、本明細書で説明される1つ又は複数の実施形態と共に使用するためのコンピューティングデバイス又はシステムを代表することができる。
様々な実施形態において、コンピューティングデバイス805は、パーソナルコンピュータ(PC)、ラップトップコンピュータ、ウルトララップトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、ウルトラブックコンピュータ、タブレット、タッチパッド、ポータブルコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、パームトップコンピュータ、携帯情報端末(PDA)、携帯電話、携帯電話/PDAの組み合わせ、テレビ、スマートデバイス(例えば、スマートフォン、スマートタブレット、又はスマートテレビ)、モバイルインターネットデバイス(MID)、メッセージングデバイス、データ通信デバイスなどを含むコンピューティングデバイスを含む任意のタイプのコンピューティングデバイスであってよい。コンピューティングデバイス805は、ネットワークサーバ、ブレードサーバ、SMPサーバなどのサーバも含むことができる。
コンピューティングデバイス805の例には、人が着用するよう構成されたコンピュータ、例えば、リストコンピュータ、フィンガーコンピュータ、リングコンピュータ、眼鏡コンピュータ、ベルトクリップコンピュータ、アームバンドコンピュータ、靴コンピュータ、衣類コンピュータ、及び他のウェアラブルコンピュータなども含まれてよい。実施形態において、例えば、コンピューティングデバイス805は、音声通信及び/又はデータ通信に加えて、コンピュータアプリケーションも実行することが可能なスマートフォンとして実装されてよい。いくつかの実施形態は、例として、スマートフォンとして実装されるコンピューティングデバイス805を用いて説明されてよいが、他の実施形態が他の無線モバイルコンピューティングデバイスを用いて実装されてもよいことが理解されよう。実施形態は、この文脈に限定されるものではない。いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイス805は、家庭電化製品に埋め込まれたナビゲーションシステム、インフォテイメントシステムなどであってもよい。
図8に示されるように、コンピューティングデバイス805は複数の要素を含むことができる。1つ又は複数の要素が、1つ又は複数の回路、コンポーネント、レジスタ、プロセッサ、ソフトウェアサブルーチンモジュール、又はこれらの任意の組み合わせを用いて、設計制約又は性能制約の所与のセットの要求通りに実装されてよい。図8は、例として、限定された数の要素を特定のトポロジーで示しているが、任意の好適なトポロジーのより多い又はより少ない要素が、コンピューティングデバイス805に所与の実装の要求通りに用いられてよいことが理解され得る。実施形態は、この文脈に限定されるものではない。
様々な実施形態において、コンピューティングデバイス805は、1つ又は複数の処理ユニット802を含むことができる。処理ユニット802は、限定されるものではないが、マイクロプロセッサ、プロセッサ、中央処理装置、デジタル信号処理ユニット、デュアルコアプロセッサ、モバイルデバイスプロセッサ、デスクトッププロセッサ、シングルコアプロセッサ、システムオンチップ(SoC)デバイス、複合命令セットコンピューティング(CISC)マイクロプロセッサ、縮小命令セット(RISC)マイクロプロセッサ、超長命令語(VLIW)マイクロプロセッサ、又は、その他のタイプのプロセッサ、若しくは単一チップ上の処理回路、若しくは集積回路、若しくは処理回路など、任意のタイプの計算要素のうち1つ又は複数であってよい。処理ユニット802は、1つ又は複数のバス、制御ライン、及びデータラインなどの相互接続853を介して、コンピューティングシステムの他の要素及びコンポーネントに接続されてよく、それらと通信してもよい。
1つの実施形態において、コンピューティングデバイス805は、処理ユニット802に連結するメモリ804を含むことができる。様々な実施形態において、メモリ804は、コンピューティングデバイス805が使用するデータ及び情報を格納することができる。
メモリ804は、所与の実装の要求通りに、相互接続853を介して、又は処理ユニット802とメモリ804との間の専用通信バスにより、処理ユニット802に連結されてよい。メモリ804は、データを格納することが可能な、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの両方を含む、任意の機械可読媒体又はコンピュータ可読媒体を用いて実装されてよい。いくつかの実施形態において、機械可読媒体又はコンピュータ可読媒体は、非一時的媒体を含むことができる。実施形態は、この文脈に限定されるものではない。
メモリ804は、命令及びデータを、一瞬の間、一時的に、又は恒久的に、格納することができる。メモリ804は、処理ユニット802が命令を実行している間、一時変数又は他の中間情報も格納することができる。メモリ804は、上述のデータを格納することに限定されるものではなく、任意のタイプのデータを格納することができる。
コンピューティングデバイス805は、無線周波数信号を用いて情報を送信及び受信するために、1つ又は複数のコンポーネント及び回路を含む送受信機806を含むことができる。より具体的には、送受信機806は、送信される無線周波数モバイル無線信号を生成し、受信した無線周波数モバイル無線信号を処理するための回路を含むことができる。このために、送受信機806は、1つ又は複数のアンテナ816に連結されてよい。送信又は受信されたモバイル無線信号は、1つ又は複数の特定の周波数範囲にあり、これらの周波数範囲は通常、無線周波数の標準化団体によりサポートされたモバイル無線規格によって規定されている。例えば、送受信機806は、1つ又は複数のIEEE規格、1つ又は複数のピアツーピアプロトコルなどに従って、情報を処理する回路を含むことができる。様々な実施形態はこの態様に限定されるものではなく、前述したように送受信機806は、任意の規格によって、任意の周波数範囲で、1つ又は複数のデバイスを用いて、情報を送信又は受信することができる。
様々な実施形態において、送受信機806は、1つ又は複数の他のデバイス又はステーションと通信するのに用いられてよい。送受信機806は、1つ又は複数のプロトコルに従った1つ又は複数のパケット、フレーム、及びその他の送信構造として、情報を送信することができ、ステーションからの情報を受信することができる。
コンピューティングデバイス805は、入出力アダプタ808を含むことができる。I/Oアダプタ808の例には、ユニバーサルシリアルバス(USB)ポート/アダプタ、IEEE1394ファイヤワイヤポート/アダプタなどが含まれてよい。実施形態は、この文脈に限定されるものではない。
例えば、I/Oアダプタ808には、1つ又は複数のボタン、キーボード、キーパッド、タッチスクリーンディスプレイ、タッチ感応型デバイス、マイク、生体認証指紋リーダ、生体認証眼球スキャナ、又は情報をコンピューティングデバイス805に入力するのに用いられるその他のデバイスなどの入力デバイス又はセンサも含まれてよい。さらに、I/Oアダプタ808は、装置のハウジング、タッチスクリーン又はタッチ感応型ディスプレイを含む装置のディスプレイの上又はそれらの近傍で、1つ又は複数のタッチ又は入力を検出する任意のハードウェア又はロジックを含むセンサであってよい。
様々な実施形態において、I/Oアダプタ808は、使用者に情報を出力する1つ又は複数のコンポーネントを含むことができる。例えば、I/Oアダプタ808は、可聴ノイズを出力するスピーカ、又は振動を出力する触覚フィードバックデバイスを含むことができる。I/Oアダプタ808は、コンピューティングデバイス805の中、若しくはその上のどこに位置してもよく、又は、コンピューティングデバイス805から分かれて、有線接続又は無線接続を介してコンピューティングデバイス805に接続されてもよい。
コンピューティングデバイス805は、ディスプレイ810も含むことができる。ディスプレイ810は、プロセッサユニット802から受信した情報を表示することが可能な任意のディスプレイデバイス、例えば、液晶ディスプレイ(LCD)、ブラウン管(CRT)ディスプレイ、プロジェクタなどを構成することができる。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではない。
コンピューティングデバイス805は、バッテリコンポーネント812も含むことができ、これは、電気エネルギーを蓄える、供給する、及び変換することが可能な、任意のタイプのデバイス、回路、電池などであってよい。例えば、バッテリコンポーネント812は、電力を供給するために化学エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーを蓄えるために逆に変換することが可能な、1つ又は複数の電気化学電池を含むことができる。バッテリコンポーネント812には、NiCdバッテリ、NiMHバッテリ、NiZnバッテリ、AgZnバッテリ、リチウムイオンバッテリなどが含まれてよい。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではない。
いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイス805は、電磁誘導を用いて電気エネルギーを伝達することができる誘導コイルなどの送電コンポーネント814を含むことができる。様々な実施形態は、この態様に限定されるものではない。
図9は、前述したような様々な実施形態を実装するのに適した、例示的なコンピューティングアーキテクチャ900の実施形態を示す。1つの実施形態において、コンピューティングアーキテクチャ900は、システム105の一部を含んでよく、又はシステム105の一部として実装されてよい。
本願で用いられるとき、「システム」及び「コンポーネント」という用語は、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中のソフトウェアといったコンピュータ関連のエンティティを指すことが意図されており、それらの例が例示的なコンピューティングアーキテクチャ900により提供される。例えば、コンポーネントは、限定されるものではないが、プロセッサ上で動作するプロセス、プロセッサ、ハードディスクドライブ、(光学ストレージ媒体及び/又は磁気ストレージ媒体の)複数のストレージドライブ、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プログラム、及び/又はコンピュータであってよい。例として、サーバ上で動作するアプリケーション及びサーバは両方とも、コンポーネントであってよい。1つ又は複数のコンポーネントは、実行プロセス及び/又は実行スレッド内に存在してよく、コンポーネントは、1つのコンピュータ上に局在してよく、及び/又は2つ若しくはそれより多くのコンピュータの間に分散されてよい。さらに、これらのコンポーネントは、動作を調整するために、様々なタイプの通信媒体によって互いに通信可能に連結されてよい。この調整には、一方向又は双方向の情報交換が含まれてよい。例えば、これらのコンポーネントは、通信媒体を介して伝達される信号の形態で、情報を伝達することができる。これらの情報は、様々な信号ラインに割り当てられる信号として実装され得る。そのような割り当てにおいて、各メッセージは信号である。しかし、さらなる実施形態が、データメッセージを代替的に利用することができる。そのようなデータメッセージは、様々な接続を通して送信されてよい。例示的な接続には、パラレルインタフェース、シリアルインタフェース、及びバスインタフェースが含まれる。
コンピューティングアーキテクチャ900は、1つ又は複数のプロセッサ、マルチコアプロセッサ、コプロセッサ、メモリユニット、チップセット、コントローラ、周辺機器、インタフェース、発振器、タイミングデバイス、ビデオカード、オーディオカード、マルチメディア入出力(I/O)コンポーネント、電源などの様々な共通コンピューティング要素を含む。しかし、実施形態は、コンピューティングアーキテクチャ900による実装に限定されるものではない。
図9に示されるように、コンピューティングアーキテクチャ900には、処理ユニット904、システムメモリ906、及びシステムバス908が含まれる。処理ユニット904は、商業的に入手可能な様々なプロセッサのいずれであってもよい。
システムバス908は、限定されるものではないが、システムメモリ906を含むシステムコンポーネント用のインタフェースを処理ユニット904に提供する。システムバス908は、商業的に入手可能な様々なバスアーキテクチャのいずれかを用いて、メモリバス(メモリコントローラ搭載又は非搭載)、ペリフェラルバス、及びローカルバスにさらに相互接続することができるいくつかのタイプのバス構造のいずれかであってよい。インタフェースアダプタが、スロットアーキテクチャを介してシステムバス908に接続することができる。例示的なスロットアーキテクチャには、限定されることなく、アクセラレーテッドグラフィックポート(AGP)、カードバス、(拡張)業界標準アーキテクチャ((E)ISA)、マイクロチャネルアーキテクチャ(MCA)、NuBus、ペリフェラルコンポーネントインターコネクト(拡張)(PCI(X))、PCIエクスプレス、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会(PCMCIA)などが含まれてよい。
コンピューティングアーキテクチャ900は、様々な製造品を含んでよく、又はこれらを実装してよい。製造品には、ロジックを格納するコンピュータ可読記憶媒体が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体の例には、揮発性メモリ又は不揮発性メモリ、取り外し可能なメモリ又は取り外しできないメモリ、消去可能なメモリ又は消去できないメモリ、書き込み可能なメモリ又は再書き込み可能なメモリなどを含む、電子データを格納することが可能な任意の有形の媒体が含まれてよい。ロジックの例には、ソースコード、コンパイラ型コード、インタプリタ型コード、実行可能コード、静的コード、動的コード、オブジェクト指向型コード、視覚コードなど、任意の好適なタイプのコードを用いて実装される実行可能なコンピュータプログラム命令が含まれてよい。実施形態は、非一時的コンピュータ可読媒体の中に又はその上に含まれる命令として、少なくとも部分的に実装されてもよく、これらの命令は、本明細書で説明される動作の実行を可能にするために、1つ又は複数のプロセッサによって読み出されて実行されてよい。
システムメモリ906は、1つ又は複数のより高速なメモリユニットの形態で、様々なタイプのコンピュータ可読記憶媒体を含んでよく、これらの媒体には、リードオンリメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、ダイナミックRAM(DRAM)、ダブルデータレートDRAM(DDRAM)、シンクロナスDRAM(SDRAM)、スタティックRAM(SRAM)、プログラマブルROM(PROM)、消去可能プログラマブルROM(EPROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、フラッシュメモリ、強誘電体ポリマーメモリなどのポリマーメモリ、オボニックメモリ、相変化メモリ又は強誘電体メモリ、シリコン/酸化物/窒化物/酸化物/シリコン(SONOS)メモリ、磁気カード又は光学カード、独立ディスク冗長アレイ(Redundant Array of Independent Disks:RAID)ドライブなどのデバイスのアレイ、固体メモリデバイス(例えば、USBメモリ、ソリッドステートドライブ(SSD))、及び情報を格納するのに好適なその他のタイプのストレージなどがある。図8に示される例示の実施形態において、システムメモリ906は、不揮発性メモリ910及び/又は揮発性メモリ912を含むことができる。基本入出力システム(BIOS)が、不揮発性メモリ910に格納されてよい。
コンピュータ902は、1つ又は複数のより低速なメモリユニットの形態で、様々なタイプのコンピュータ可読記憶媒体を含んでよく、これらの媒体には、内部(又は外部)ハードディスクドライブ(HDD)914、リムーバブル磁気ディスク918から読み出す又はそこに書き込む磁気フロッピー(登録商標)ディスクドライブ(FDD)916、並びに、リムーバブル光学ディスク922(例えば、CD−ROM又はDVD)から読み出す又はそこに書き込む光ディスクドライブ920が含まれる。HDD914、FDD916、及び光ディスクドライブ920はそれぞれ、HDDインタフェース924、FDDインタフェース926、及び光学ドライブインタフェース928により、システムバス908に接続されてよい。外部ドライブ実装用のHDDインタフェース924は、ユニバーサルシリアルバス(USB)技術及びIEEE1394インタフェース技術のうち少なくとも1つ又は両方を含むことができる。
ドライブ及び関連コンピュータ可読媒体は、データ、データ構造、コンピュータ実行可能命令などの揮発性ストレージ及び/又は不揮発性ストレージを提供する。例えば、オペレーティングシステム930、1つ又は複数のアプリケーションプログラム932、他のプログラムモジュール934、及びプログラムデータ936を含む複数のプログラムモジュールが、ドライブ及びメモリユニット910、912に格納されてよい。1つの実施形態において、1つ又は複数のアプリケーションプログラム932、他のプログラムモジュール934、及びプログラムデータ936は、例えば、コンピューティングデバイス102及び104の様々なアプリケーション及び/又はコンポーネントを含むことができる。
使用者は、1つ又は複数の有線/無線入力デバイス、例えば、キーボード938及びマウス940などのポインティングデバイスによって、コマンド及び情報をコンピュータ902に入力することができる。他の入力デバイスには、マイク、赤外線(IR)リモコン装置、無線周波数(RF)リモコン装置、ゲームパッド、スタイラスペン、カードリーダ、ドングル、指紋リーダ、グローブ、グラフィックタブレット、ジョイスティック、キーボード、網膜リーダ、タッチスクリーン(例えば、静電容量方式、抵抗膜方式など)、トラックボール、トラックパッド、センサ、スタイラスなどが含まれてよい。これら及び他の入力デバイスは、多くの場合、システムバス908に連結されている入力デバイスインタフェース942によって処理ユニット904に接続されるが、パラレルポート、IEEE1394シリアルポート、ゲームポート、USBポート、IRインタフェースなどの他のインタフェースによって接続されてもよい。
モニタ944又は他のタイプのディスプレイデバイスも、ビデオアダプタ946などのインタフェースを介してシステムバス908に接続される。モニタ944は、コンピュータ902の内部又は外部にあってよい。モニタ944に加えて、コンピュータは通常、スピーカ、プリンタなどの他の周辺出力デバイスを含む。
コンピュータ902は、リモートコンピュータ948などの1つ又は複数のリモートコンピュータへの有線通信及び/又は無線通信を介し、論理接続を用いてネットワーク環境で動作することができる。リモートコンピュータ948は、ワークステーション、サーバコンピュータ、ルータ、パーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータ、マイクロプロセッサベースのエンターテイメント器具、ピアデバイス、又は他の一般的なネットワークノードであってよく、通常、コンピュータ902に関して説明された要素の多く又は全てを含むが、簡潔さを目的として、メモリ/ストレージデバイス950だけが示されている。示される論理接続は、ローカルエリアネットワーク(LAN)952、及び/又は、より大規模なネットワーク、例えばワイドエリアネットワーク(WAN)954への有線/無線接続を含む。そのようなLAN及びWANのネットワーキング環境は、オフィスや企業でよく見られ、イントラネットなどの会社全体のコンピュータネットワークを容易にし、これらのネットワークの全ては、世界的規模の通信ネットワーク、例えばインターネットに接続することができる。
LANネットワーキング環境で用いられる場合、コンピュータ902は、有線通信及び/又は無線通信のネットワークインタフェース又はネットワークアダプタ956によって、LAN952に接続される。アダプタ956は、LAN952への有線通信及び/又は無線通信を容易にすることができ、LAN952は、アダプタ956の無線機能と通信するためにLAN952上に配置された無線アクセスポイントも含んでよい。
WANネットワーキング環境で用いられる場合、コンピュータ902はモデム958を含むことができる、又はWAN954上の通信サーバに接続される、又はインターネットを経由するなど、WAN954を通じて通信を確立するための他の手段を有する。モデム958は、内部又は外部にあってよく、また有線デバイス及び/又は無線デバイスであってよく、入力デバイスインタフェース942を介してシステムバス908に接続する。ネットワーク環境において、コンピュータ902に関して示されるプログラムモジュール、またはそれらの一部は、メモリ/ストレージデバイス950に格納されてよい。示されるネットワーク接続は例示的なものであり、コンピュータ間で通信リンクを確立する他の手段が用いられてよいことが理解されよう。
コンピュータ902は、無線通信(例えば、IEEE902.11無線変調技術)で動作可能に配置された無線デバイスなど、IEEE902ファミリの規格を用いる有線デバイス及び無線デバイス又はエンティティと通信するよう動作可能である。これには、とりわけ、少なくともWi−Fi(登録商標)(又は、Wireless Fidelity)、WiMAX(登録商標)、及びBluetooth(登録商標)無線技術が含まれる。したがって、通信は、従来のネットワークと同様に予め定義された構造であってよく、又は単に、少なくとも2つのデバイス間のアドホック通信であってよい。Wi−Fi(登録商標)ネットワークは、IEEE902.11x(a、b、g、nなど)と呼ばれる無線技術を用いて、セキュアで信頼性の高い高速無線接続を提供する。Wi−Fi(登録商標)ネットワークは、コンピュータを互いにインターネットに、また(IEEE902.3関連の媒体及び機能を用いる)有線ネットワークに接続するのに用いられてよい。
図1A〜図9を参照して前述されたシステム及びデバイスの様々な要素は、様々なハードウェア要素、ソフトウェア要素、又は両方の組み合わせを含むことができる。ハードウェア要素の例には、デバイス、論理デバイス、コンポーネント、プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路、プロセッサ、回路要素(例えば、トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、インダクタなど)、集積回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、メモリユニット、論理ゲート、レジスタ、半導体デバイス、チップ、マイクロチップ、チップセットなどが含まれてよい。ソフトウェア要素の例には、ソフトウェアコンポーネント、プログラム、アプリケーション、コンピュータプログラム、アプリケーションプログラム、システムプログラム、ソフトウェア開発プログラム、機械語プログラム、オペレーティングシステムソフトウェア、ミドルウェア、ファームウェア、ソフトウェアモジュール、ルーチン、サブルーチン、関数、方法、手順、ソフトウェアインタフェース、アプリケーションプログラムインタフェース(API)、命令セット、コンピューティングコード、コンピュータコード、コードセグメント、コンピュータコードセグメント、ワード、値、記号、又はこれらの任意の組み合わせが含まれてよい。しかし、実施形態がハードウェア要素及び/又はソフトウェア要素を用いて実装されるかどうかという判定は、所与の実装の要求通りに、所望の計算速度、電力レベル、耐熱性、処理サイクル量、入力データレート、出力データレート、メモリリソース、データバス速度、及び他の設計制約又は性能制約などの任意の数の要因に基づいて変わることがある。
次に、詳細な開示は、さらなる実施形態に関する実施例を提供することになる。以下に提供される実施例1から29は、例示的であり非限定的であることが意図されている。
第1の実施例において、システム、デバイス、コントローラ、又は装置が、封入されたキャビティを画定するエンクロージャと、当該キャビティの中に配置されており、熱エネルギーを吸収し、当該熱エネルギーの吸収に応答して物質の初期状態から物質の二次状態に変化するように機能する相変化材料と、当該相変化材料に熱的に連結されており、熱エネルギーを相変化材料から熱電コンポーネントに伝達するように機能する熱伝導材料とを有する。
第2の実施例において、第1の実施例を促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換して、当該電気エネルギーをバッテリコンポーネントに蓄えるか、又は少なくとも1つのコンポーネントに電力を供給するために当該電気エネルギーを供給する熱電コンポーネントを含むことができる。
第3の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、1つ又は複数のトレースにより連結された1つ又は複数のコンポーネントを含むプリント回路基板を含むことができ、1つ又は複数のトレースは熱伝導材料で構成される。
第4の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、処理コンポーネント、メモリコンポーネント、バッテリコンポーネント、及び熱電コンポーネントのうち少なくとも1つを含む、1つ又は複数のコンポーネントを含むことができる。
第5の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、キャビティの中に位置するプリント回路基板を含むことができ、1つ又は複数のコンポーネントのうち少なくとも一部は相変化材料で囲まれ、当該相変化材料は、1つ又は複数のコンポーネントで発生した熱エネルギーを吸収するように機能する。
第6の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、プリント回路基板、相変化材料、及び熱伝導材料を収容するハウジングを形成するエンクロージャを含むことができる。
第7の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、熱エネルギーを熱源から相変化材料に伝達するように機能する熱伝導材料を含むことができる。
第8の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、断熱部分と、グラファイト材料又はシリコン材料を含む熱伝導材料とを含むエンクロージャを含むことができる。
第9の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、時計バンドの少なくとも一部又は眼鏡のフレームの一部を形成するエンクロージャを含むことができる。
第10の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、断熱部分を含むエンクロージャを含むことができ、熱伝導材料は相変化材料で囲まれる。
第11の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、マグの少なくとも一部を形成するエンクロージャを含むことができる。
第12の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、方法は、相変化材料が、熱エネルギーを熱源から受け取る段階と、熱エネルギーの吸収に応答して、相変化材料が、物質の初期状態から物質の二次状態に変化する段階と、相変化材料に連結された熱伝導材料が、熱エネルギーを相変化材料から熱電コンポーネントに伝達する段階と、1つ又は複数の電子コンポーネントに電力を供給する際に使用するために、熱電コンポーネントが、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する段階とを含むことができる。
第13の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、方法は、熱電コンポーネントが電気エネルギーを1つ又は複数の電子コンポーネントに供給して、1つ又は複数の電子コンポーネントのうち少なくとも1つに電力を供給する段階を含むことができる。
第14の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、方法は、熱電コンポーネントが電気エネルギーをバッテリコンポーネントに提供する段階と、当該バッテリコンポーネントが1つ又は複数の他の電子コンポーネントに電力を供給するために電気エネルギーを蓄える段階とを含むことができる。
第15の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、方法は、前記熱電コンポーネントが電気エネルギーを1つ又は複数の誘導コイルに供給する段階と、当該1つ又は複数の誘導コイルが電気エネルギーを連結されたデバイスに伝達する段階とを含むことができる。
第16の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、方法は、熱エネルギーの熱伝導材料への放出に応答して、相変化材料が二次状態から初期状態に変化する段階を含むことができる。
第17の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、方法は、相変化材料が1つ又は複数の電子コンポーネントで発生した熱エネルギーを吸収するように、1つ又は複数の電子コンポーネントの少なくとも一部を相変化材料で囲む段階を含むことができる。
第18の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、方法は、1つ又は複数の電子コンポーネント、相変化材料、及び熱伝導材料のうち少なくとも1つをエンクロージャの中に配置する段階を含むことができる。
第19の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、方法は、時計バンドの少なくとも一部、眼鏡のフレーム、マグの一部、又は、1つ若しくは複数の電子コンポーネントを格納するハウジングのうち1つを形成するエンクロージャを含むことができる。
第20の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、1つ又は複数の電子コンポーネントを含むプリント回路基板と、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電コンポーネントと、熱エネルギーを吸収し、熱エネルギーの吸収に応答して、物質の初期状態から物質の二次状態に変化する相変化材料と、相変化材料及び熱電コンポーネントに熱的に連結されており、熱エネルギーを相変化材料から熱電コンポーネントに伝達する熱伝導材料とを含むことができる。
第21の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、熱電コンポーネントを含むプリント回路基板を含むことができ、当該熱電コンポーネントは、電気エネルギーをバッテリコンポーネントに蓄える、又は電気エネルギーを供給して、1つ又は複数の電子コンポーネントのうち少なくとも1つに電力を供給する。
第22の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、処理コンポーネント、メモリコンポーネント、バッテリコンポーネント、及び熱電コンポーネントのうち少なくとも1つを含む、1つ又は複数の電子コンポーネントを含むことができる。
第23の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、キャビティを画定するエンクロージャを含むことができ、プリント回路基板、相変化材料、熱伝導材料、及び熱電コンポーネントのうち少なくとも1つがキャビティの中に配置される。
第24の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、プリント回路基板上の1つ又は複数のトレースにより連結された1つ又は複数の電子コンポーネントを含むことができ、1つ又は複数のトレースは、熱エネルギーを熱電コンポーネントに伝達する熱伝導材料として機能する。
第25の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、時計バンドの少なくとも一部、眼鏡のフレーム、マグの一部、又はコンピュータハウジングのうち1つを形成するエンクロージャを含むことができる。
第26の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、固体状態を含む物質の初期状態と、液体状態を含む物質の二次状態とを含むことができる。
第27の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、システム、デバイス、コントローラ、又は装置は、液体状態を含む物質の初期状態と、気体状態を含む物質の二次状態とを含むことができる。
第28の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、方法は、液体状態を含む物質の初期状態と、気体状態を含む物質の二次状態とを含むことができる。
第29の実施例において、前述の実施例のいずれかを促進するために、方法は、固体状態を含む物質の初期状態と、液体状態を含む物質の二次状態とを含むことができる。
いくつかの実施形態が、「1つの実施形態」又は「ある実施形態」という表現をこれらの派生語と共に用いて説明されることがある。これらの用語は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。「1つの実施形態において」という文言が本明細書の様々な箇所に現れるが、必ずしも全て同じ実施形態を指しているわけではない。さらに、いくつかの実施形態は、「連結(coupled)」及び「接続(connected)」という表現をこれらの派生語と共に用いて説明されることがある。これらの用語は、必ずしも互いの同義語として意図されてはいない。例えば、いくつかの実施形態は、2つ又はそれより多くの要素が互いに物理的又は電気的に直接接触していることを示すために、「接続」及び/又は「連結」という用語を用いて説明されることがある。しかし、「連結」という用語は、2つ又はそれより多くの要素が互いに直接接触していないが、それでもまだ、互いに協同又はやり取りしていることも意味することがある。
読者が技術的開示の本質を迅速に把握することを可能にするために、本開示の要約書が提供されていることが強調される。要約書は、請求項の範囲又は意味を解釈する又は限定するために用いられることはないという理解で提出されている。さらに、上述の詳細な説明において、本開示の簡略化を目的として、単一の実施形態に様々な特徴が共にグループ化されていることが分かる。この開示方法は、特許請求された実施形態が、各請求項に明確に記載されているよりも多くの特徴を必要とするという意図を表していると解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が表しているように、発明の主題は、開示された単一の実施形態の全ての特徴より少ないところにある。したがって、以下の特許請求の範囲は、本明細書によって詳細な説明に組み込まれ、各請求項は別個の実施形態として独立している。添付された特許請求の範囲において、「含む(including)」及び「ここで(in which)」という用語は、それぞれ「含む(comprising)」及び「ここで(wherein)」という各々の用語に相当する平易な英語として用いられている。さらに、「第1」、「第2」、「第3」などの用語は、単に符号として用いられており、これらの対象に数字上の要件を課すことが意図されているわけではない。
上述されたことには、開示された構成の実施例が含まれる。もちろん、構成要素及び/又は方法に関する全ての想定可能な組み合わせを説明することは不可能であるが、当業者であれば、多くのさらなる組み合わせ及び変形が可能であることを認識し得る。したがって、新規の構成は、添付された請求項の主旨及び範囲の中に含まれる、そのような全ての改変、修正、及び変形を包含することが意図されている。

Claims (29)

  1. 封入されたキャビティを画定するエンクロージャと、
    前記キャビティの中に配置されており、熱エネルギーを吸収し、前記熱エネルギーの吸収に応答して物質の初期状態から物質の二次状態に変化するように機能する相変化材料と、
    前記相変化材料に熱的に連結されており、前記熱エネルギーを前記相変化材料から、前記熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電コンポーネントに伝達するように機能する熱伝導材料と
    1つ又は複数のトレースにより前記熱電コンポーネントと連結された前記1つ又は複数のコンポーネントを含むプリント回路基板と
    を備え、
    前記1つ又は複数のトレースは、前記熱伝導材料で構成され、
    前記プリント回路基板は前記キャビティの中に位置し、前記1つ又は複数のコンポーネントのうち少なくとも一部は前記相変化材料で囲まれ、前記相変化材料は、前記1つ又は複数のコンポーネントで発生した熱エネルギーを吸収するように機能し、
    前記熱伝導材料は、前記エンクロージャに収容され、前記1つ又は複数のコンポーネントから熱エネルギーを前記相変化材料に伝達するように機能し、前記熱電コンポーネントから前記1つ又は複数のコンポーネントに電気エネルギーを伝達するように機能する
    装置。
  2. 前記熱電コンポーネントは、記電気エネルギーをバッテリコンポーネントに蓄えるか、又は少なくとも1つのコンポーネントに電力を供給するために前記電気エネルギーを供給する、
    請求項1に記載の装置。
  3. 前記1つ又は複数のコンポーネントは、処理コンポーネント、メモリコンポーネント、バッテリコンポーネント、及び前記熱電コンポーネントのうち少なくとも1つを含む、
    請求項1または2に記載の装置。
  4. 前記エンクロージャは、前記プリント回路基板、前記相変化材料、及び前記熱伝導材料を収容するハウジングを形成する、
    請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。
  5. 前記エンクロージャは、断熱部分と、グラファイト材料又はシリコン材料を含む前記熱伝導材料とを含む、
    請求項1からのいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記エンクロージャは、時計バンドの少なくとも一部、又は眼鏡のフレームの一部を形成する、
    請求項に記載の装置。
  7. 前記熱伝導材料が、前記相変化材料と接する一の面と、前記エンクロージャの内側部分と接する他の面と、を有する、
    請求項1からのいずれか一項に記載の装置。
  8. 前記熱伝導材料は、前記エンクロージャの一部であり、前記相変化材料を封入する面を構成する、
    請求項1からのいずれか一項に記載の装置。
  9. 前記熱伝導材料は、前記相変化材料を囲むように配置される、
    請求項1からのいずれか一項に記載の装置。
  10. 前記エンクロージャは断熱部分を含み、前記熱伝導材料は前記相変化材料で囲まれる、
    請求項1からのいずれか一項に記載の装置。
  11. 前記エンクロージャは、マグの少なくとも一部を形成する、
    請求項10に記載の装置。
  12. エンクロージャに画定されたキャビティの中に配置された相変化材料が、熱エネルギーを1つ又は複数の電子コンポーネントから吸収する段階と、
    前記熱エネルギーの吸収に応答して、前記相変化材料が、物質の初期状態から物質の二次状態に変化する段階と、
    前記エンクロージャに収容され、前記相変化材料に連結された熱伝導材料が、前記熱エネルギーを前記相変化材料から熱電コンポーネントに伝達する段階と、
    1つ又は複数のトレースにより前記熱電コンポーネントと連結された1つ又は複数の電子コンポーネントに電力を供給する際に使用するために、前記熱電コンポーネントが、前記熱エネルギーを電気エネルギーに変換する段階と、
    前記熱伝導材料が、前記1つ又は複数の電子コンポーネントから前記熱エネルギーを前記相変化材料に伝達する段階と、
    前記熱伝導材料が、前記熱電コンポーネントから前記1つ又は複数の電子コンポーネントに前記電気エネルギーを伝達する段階と
    を備え
    前記1つ又は複数の電子コンポーネントは、プリント回路基板に含まれ、
    前記1つ又は複数のトレースは、前記熱伝導材料で構成され、
    前記プリント回路基板は前記キャビティの中に位置し、前記1つ又は複数の電子コンポーネントのうち少なくとも一部は前記相変化材料で囲まれる方法。
  13. 前記熱電コンポーネントが、前記電気エネルギーを1つ又は複数の電子コンポーネントに供給して、前記1つ又は複数の電子コンポーネントのうち少なくとも1つに電力を供給する段階を備える、
    請求項12に記載の方法。
  14. 前記熱電コンポーネントが、前記電気エネルギーをバッテリコンポーネントに供給する段階と、
    前記バッテリコンポーネントが、1つ又は複数の他の電子コンポーネントに電力を供給するために、前記電気エネルギーを蓄える段階と
    を備える、
    請求項12又は13に記載の方法。
  15. 前記熱電コンポーネントが、前記電気エネルギーを1つ又は複数の誘導コイルに供給する段階と、
    前記1つ又は複数の誘導コイルが、前記電気エネルギーを連結されたデバイスに伝達する段階と
    を備える、
    請求項12から14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記熱エネルギーの前記熱伝導材料への放出に応答して、前記相変化材料が前記二次状態から前記初期状態に変化する段階を備える、
    請求項12から15のいずれか一項に記載の方法。
  17. 前記1つ又は複数の電子コンポーネント、前記相変化材料、及び前記熱伝導材料のうち少なくとも1つを、エンクロージャの中に配置する段階を備える、
    請求項12から16のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記熱伝導材料が、前記相変化材料と接する一の面と、前記エンクロージャの内側部分と接する他の面と、を有する、
    請求項17に記載の方法。
  19. 前記熱伝導材料が、前記エンクロージャの一部であり、前記相変化材料を封入する面を構成する、
    請求項17に記載の方法。
  20. 前記熱伝導材料を、前記相変化材料を囲むように配置する段階を備える、
    請求項12から17のいずれか一項に記載の方法。
  21. 前記エンクロージャは、時計バンドの少なくとも一部、眼鏡のフレーム、マグの一部、又は前記1つ又は複数の電子コンポーネントを格納するハウジングのうち1つを形成する、
    請求項17に記載の方法。
  22. 封入されたキャビティを画定するエンクロージャと、
    1つ又は複数の電子コンポーネントを含むプリント回路基板と、
    熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電コンポーネントと、
    熱エネルギーを吸収し、前記熱エネルギーの吸収に応答して、物質の初期状態から物質の二次状態に変化する相変化材料と、
    前記エンクロージャに収容され、前記相変化材料及び前記熱電コンポーネントに熱的に連結されており、前記熱エネルギーを前記相変化材料から前記熱電コンポーネントに伝達する熱伝導材料と、を備え、
    前記1つ又は複数の電子コンポーネントは、前記プリント回路基板上の1つ又は複数のトレースにより前記熱電コンポーネントと連結されており、前記1つ又は複数のトレースは、前記熱エネルギーを前記熱電コンポーネントに伝達する前記熱伝導材料として機能し、
    前記プリント回路基板は前記キャビティの中に位置し、前記1つ又は複数の電子コンポーネントのうち少なくとも一部は前記相変化材料で囲まれ、前記相変化材料は、前記1つ又は複数の電子コンポーネントで発生した熱エネルギーを吸収するように機能し、
    前記熱伝導材料は、1つ又は複数の熱源から熱エネルギーを前記相変化材料に伝達するように機能し、前記熱電コンポーネントから前記1つ又は複数の電子コンポーネントに電気エネルギーを伝達するように機能する、
    システム。
  23. 前記プリント回路基板は、前記熱電コンポーネントを含み、前記熱電コンポーネントは、前記電気エネルギーをバッテリコンポーネントに蓄える、又は前記電気エネルギーを供給して、前記1つ又は複数の電子コンポーネントのうち少なくとも1つに電力を供給する、
    請求項22に記載のシステム。
  24. 前記1つ又は複数の電子コンポーネントは、処理コンポーネント、メモリコンポーネント、バッテリコンポーネント、及び前記熱電コンポーネントのうち少なくとも1つを含む、
    請求項22または23に記載のシステム。
  25. 記相変化材料、前記熱伝導材料、及び前記熱電コンポーネントのうち少なくとも1つが前記キャビティの中に配置される、
    請求項22から24のいずれか一項に記載のシステム。
  26. 前記熱伝導材料が、前記相変化材料と接する一の面と、前記エンクロージャの内側部分と接する他の面と、を有する、
    請求項25に記載のシステム。
  27. 前記熱伝導材料は、前記エンクロージャの一部であり、前記相変化材料を封入する面を構成する、
    請求項25に記載のシステム。
  28. 前記熱伝導材料は、前記相変化材料を囲むように配置される、
    請求項22から25のいずれか一項に記載のシステム。
  29. 前記エンクロージャは、時計バンドの少なくとも一部、眼鏡のフレーム、マグの一部、又はコンピュータハウジングのうちの1つを形成する、
    請求項25に記載のシステム。
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