(57)【要約】  ピエゾ・アクチュエータは、複数のセラミック材料の層（３０１〜３０５）、複数のセラミック材料の層間に介在する複数の導電材料の層（３０６〜３０９）、およびアクチュエータの終端に取り付けられたプレート（３３０）を含む。ピエゾ・アクチュエータのプレートは、張出し部分（３３２）を含む。好ましくは、アクチュエータは、ファンを構成するためにプレートの周囲に射出成形されたブレード（３１０）をさらに含む。
2008545357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧電セラミック材料の層と、
前記複数のセラミック材料の層間に介在する複数の導電材料の層と、
アクチュエータの終端に取り付けられたプレートと、
から構成されることを特徴とするピエゾ・アクチュエータ。
【請求項２】
前記プレートは、張出し部分を含むことを特徴とする請求項１記載のピエゾ・アクチュエータ。
【請求項３】
前記プレートは、セラミック材料の層に取り付けられることを特徴とする請求項１記載のピエゾ・アクチュエータ。
【請求項４】
前記プレートは、複数のＢａＴｉＯ３の層、前記複数の導電材料の層、および前記プレートを焼結することによってセラミック材料の層に取り付けられることを特徴とする請求項１記載のピエゾ・アクチュエータ。
【請求項５】
前記プレートは、前記複数の導電材料の層とほぼ同じ材料で形成されることを特徴とする請求項１記載のピエゾ・アクチュエータ。
【請求項６】
前記プレートに取り付けられたブレードをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のピエゾ・アクチュエータ。
【請求項７】
前記プレートの周囲に射出成形されたブレードをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のピエゾ・アクチュエータ。
【請求項８】
前記ピエゾ・アクチュエータに電気的に取り付けられた電流源をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のピエゾ・アクチュエータ。
【請求項９】
前記ピエゾ・アクチュエータに電気的に取り付けられた交流電流源をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のピエゾ・アクチュエータ。
【請求項１０】
セラミック材料の層の第１セットに取り付けられた第１電極と、
セラミック材料の層の第２セットに取り付けられた第２電極と、
前記第１電極および前記第２電極に電気的に取り付けられた交流電流源と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のピエゾ・アクチュエータ。
【請求項１１】
前記複数のセラミック材料の層および前記複数の導電材料の層は、１ミクロンから４ミクロンの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１記載のピエゾ・アクチュエータ。
【請求項１２】
前記セラミック材料の層は、ＢａＴｉＯ３であることを特徴とする請求項１記載のピエゾ・アクチュエータ。
【請求項１３】
筐体を有する装置と、
ピエゾ・アクチュエータを含むファンと、
から構成されるシステムであって、前記ピエゾ・アクチュエータは、さらに、
複数のセラミック材料の層、
前記複数のセラミック材料の層間に介在する複数の導電材料の層、および、
前記アクチュエータの終端に取り付けられたプレート、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１４】
前記ピエゾ・アクチュエータの前記プレートに取り付けられたファン・ブレードをさらに含むことを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記ピエゾ・アクチュエータの前記プレートの周囲に射出成形されたファン・ブレードをさらに含むことを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項１６】
前記ピエゾ・アクチュエータの前記プレートに取り付けられたファン・ブレードと、
前記複数の導電材料の第１セットに取り付けられた第１電極と、
前記複数の導電材料の層の第２セットに取り付けられた第２電極と、
前記第１電極および前記第２電極に取り付けられた交流電流源と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項１７】
前記ファンは前記装置の前記筐体内に位置し、前記装置の部分上の空気を移動させ、対流によって前記装置の前記部分を冷却することを特徴とする請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
前記交流電流を流すことによって、前記ファン・ブレードを共振周波数で振動させることを特徴とする請求項１６記載のシステム。
【請求項１９】
セラミック材料の層を形成する段階と、
導電材料を含む層を形成する段階であって、前記層は圧電セラミック材料の前記層と交互に配置された導電材料を含む、段階と、
セラミック材料の層上に導電材料のキャップを形成する段階と、
第１の切断幅で前記セラミック材料の層と前記導電材料の層を切断する段階と、
前記セラミック材料の層と前記導電材料の層を切断することによって形成された溝を通して、前記第１の幅よりも狭い第２の切断幅で前記キャップを切断する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記キャップの部分は、前記セラミック材料の層および前記導電材料の層から張出すことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記切断間の前記セラミック材料の層および前記導電材料の層を、前記溝と直角方向にさいの目状に切断し、一方端に張出しを有する個別のアクチュエータ・アセンブリを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
前記個別のアクチュエータ・アセンブリを焼結する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
アクチュエータ・アセンブリの第１側面に第１電極を付加する段階と、
アクチュエータ・アセンブリの第２側面に第２電極を付加する段階と、
前記アクチュエータ・アセンブリをアニーリングする段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記アクチュエータ・アセンブリの一方端で、前記張出しにファン・ブレードを成形する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２５】
前記アクチュエータ・アセンブリの一方端で、前記張出しの周囲に成形材料を射出してファン・ブレードを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２６】
アクチュエータ・アセンブリの第１側面に第１電極を付加する段階と、
アクチュエータ・アセンブリの第２側面に第２電極を付加する段階と、
前記第１電極および前記第２電極に交流電流を流す段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
一方端に張出しを有するキャパシタを形成する段階と、
前記キャパシタをピエゾ・アクチュエータに転換する段階と、
モールド内に前記張出しを載置する段階と、
前記張出しの周囲に成形可能材料を射出してファン・ブレードを形成する段階と、
から構成されることを特徴とする方法。
【請求項２８】
前記キャパシタをピエゾ・アクチュエータに転換する段階は、容量性の平面とほぼ垂直方向に強誘電体領域を整列させるために熱およびｄｃ電界を印加することにより、前記キャパシタを分極する段階を含むことを特徴とする第１電極および第２電極に交流電流を流す請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
一方端に張出しを有するキャパシタを形成する段階は、導電材料の層を含むアセンブリを焼結する段階を含み、セラミック材料の層が前記導電材料の層と前記張出しとの間に介在することを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３０】
第１電極および第２電極に交流電流を流し、前記ファン・ブレードを動作する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、マイクロエレクトロニック・アプリケーション、特に携帯用装置のための冷却（熱）ソリューションに関する。
【背景技術】
【０００２】
本特許出願は、２００５年６月３０日に出願された米国出願番号１１／１７３，９０３に基づく優先的利益を主張し、それは参照としてここに組み込まれる。
【０００３】
現在利用可能なピエゾ・ファンは、ＰｂＺｒ１−ＸＴｉＸＯ３（ＰＺＴ）のような鉛を含む圧電材料から形成される。製造時に鉛を使用することによって、例えば労働者を危険物質にさらすというような問題が生じる。さらに、製品を製造するための特別な許可や規制の強化に対応する必要がある場合には、製造コストが上昇する。さらに、鉛のような危険物質を含む製品は、危険物質を含まない製品よりも、おそらく消費者に受け入れられないであろう。さらに、ＰＺＴ圧電材料を含むピエゾ・ファンを使用すると、動作のために高電圧が必要となる。いくつかの例では、動作のために１００ボルトを超える電圧が必要とされる。さらに、ＰＺＴを含むピエゾ・ファンでは、ファン・ブレードは接着剤を使用してピエゾ・アクチュエータに取り付けられる。このようなピエゾ・ファンは、ファン・ブレードとピエゾ・アクチュエータとの間の接着力が乏しいために短命である。さらに、現在のピエゾ・ファンは比較的高価である。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の実施例は、添付の請求項について詳細に示す。しかしながら、本発明の主題についてのより完全な理解は、関連する図面を考慮しつつ詳細な記述を参照することによって得られるであろう。全図面を通して、同様の参照番号は同様の項目を示す。
【０００５】
ここで提示される記述には、本発明の多様な実施例が示されるが、かかる記述はどのような意味においても、制限として解釈することを意図するものではない。
【０００６】
以下の好適な実施例の詳細な記述において、添付図面はその一部をなすものとして参照され、本発明の主題を実施できるように特定の実施例が例示として示される。示された具体例は、当業者がここに示された教示を実施することができるほど十分に詳細に記述されている。それを他の具体例に利用し、また、そこから他の実施例を導き出すことは可能であり、したがって、本発明の主題の範囲から逸脱することなく、構造および論理の代用および変更が可能である。したがって、以下の詳細な記述は、制限する意味であると捉えるべきではなく、また、本発明の様々な実施例の範囲は、添付の請求項に与えられる範囲と均等である全範囲と共に、添付の請求項によってのみ画定される。
【０００７】
図１は、一実施例に従った、携帯用装置１００の筐体１１０内のピエゾ・ファン２００の斜視図である。図１に示すように、携帯用装置１００は携帯電話である。ピエゾ・ファン２００は、あらゆるタイプの携帯用装置を含むあらゆるタイプの装置を冷却するために使用することができると理解すべきである。携帯用装置は、様々な電気素子１３０で占められた回路基板１２０を含む。いくつかの電気要素（図示せず）に近接して、ヒート・シンク１４０およびヒート・パイプ１５０が配置される。ヒート・シンク１４０およびヒート・パイプ１５０は、電気要素からの熱を伝達する。ピエゾ・ファン２００は、ピエゾ・アクチュエータ３００およびファン・ブレード３１０を含む。ピエゾ・ファン、特にファン・ブレード３１０は、携帯用装置１００の筐体１１０内に位置し、筐体１１０内で気流を生成する。気流によって、電気素子、ヒート・シンク１４０、およびヒート・パイプ１５０の上の空気が対流または移動し、電気素子をさらに冷却する。
【０００８】
図２は、一実施例に従ったピエゾ・ファン２００の概要図である。ピエゾ・ファン２００は、ピエゾ・アクチュエータ３００およびファン・ブレード３１０を含む。ピエゾ・アクチュエータは、層３０１，３０２，３０３，３０４，３０５のような圧電セラミック材料の層を含む。セラミック材料３０１，３０２，３０３，３０４の層間に、ニッケルの層３０６，３０７，３０８，３０９が配置される。ピエゾ・アクチュエータ３００は、さらに、第１電極３２０および第２電極３２２を含む。第１電極３２０は、ニッケル層３０６，３０８のような導電材料に取り付けられる。第２電極３２２は、導電層３０７，３０９に取り付けられ、または電気的に結合される。セラミックの層３０１，３０２，３０３，３０４，３０５は、導電材料の層３０６，３０７，３０８，３０９の間に配置される。
【０００９】
プレートまたはキャップ３３０は、ピエゾ・アクチュエータの一方端に取り付けられる。プレートまたはキャップ３３０は、導電層３０６，３０７，３０８，３０９と同じ導電材料で形成される。第１電極３２０および第２電極３２２に交流電流を流すことによって、ピエゾ・アクチュエータ３００のキャップまたはプレート３３０内で運動が引き起こされる場合がある。プレートまたはキャップ３３０内で運動が引き起こされると、さらにファン・ブレード３１０内で運動が引き起こされる。ファン・ブレード３１０の運動は、ファン・ブレードを取り巻く空気の運動を引き起こす。本発明の一実施例では、ピエゾ・アクチュエータ３００内のセラミック材料はＢａＴｉＯ３である。さらに、一実施例では、プレートまたはキャップ３３０と同様に、導電層３０６，３０７，３０８，３０９もニッケルで形成される。プレートまたはキャップ３３０は、第１張出し３３２および第２張出し３３４を含む。張出し３３２，３３４は、導電層およびセラミック層のスタックあるいは積層構造の寸法を越えて延伸する。ファン・ブレード３１０は、張出し３３２に取り付けられる。
【００１０】
図３は、一実施例に従った、動作するためにＡＣ電源３９０に直接接続されたピエゾ・ファン２００の平面図である。ピエゾ・ファン２００は、第１電極３２０および第２電極３２２を有するピエゾ・アクチュエータ３００を含む。ピエゾ・ファン２００は、さらにファン・ブレード３１０を含む。電極３２０および第２電極３２２がＡＣ電源３９０に接続されると、結果として、ファン・ブレードの点線位置３１０’，３１０”で示されるようなファン・ブレード３１０の運動が生じる。ファン・ブレードの運動によって、図３の参照番号３８０の矢印で示すような気流が引き起こされる。
【００１１】
図４から図１２は、一実施例に従って、ピエゾ・アクチュエータ３００（図２および図３で示される）を形成するためのいくつかの段階を示す。図４から図６は、セラミック層および金属導体層の積層またはスタックを形成する工程を示す。図４は、グリーン・シートの形でセラミックの第１層を提供する段階を示す。グリーン・シートは、未焼成のセラミックの層であり、セラミック粉末および有機的な接着材料の混合物である。本発明の一実施例では、使用されるセラミック材料はＢａＴｉＯ３であり、それは無鉛材料である。セラミック材料の第１層またはグリーン・シートは、参照番号４００で示される。
【００１２】
図５は、層４００への層５００の追加を示す。層５００は、導電金属部分３０６のような一連の導電金属部分を含み、それはマスクを通してスクリーン印刷によって形成される。層５００は、実際には、その中に開口５０６のようないくつかの開口を有する金属の層である。各開口は、グリーン・シート積層に続く工程段階中に未焼成セラミック材料で充填される。金属ペーストおよびセラミック・グリーン・シートが同時加熱または同時焼成されたとき、実質的に固形物が形成される。
【００１３】
図６は、一実施例に従って、ピエゾ・アクチュエータを形成する別の段階を示す。図６は、さらなる層がスタックに追加され、層４００，５００および追加の層６１０，６１１，６１２，６１３，６１４，６１５，６１６を含む積層構造６００が形成される段階を示す。層６１０，６１２，６１４，６１６は、グリーン・シート層またはセラミックの層である。層６１１、６１３、６１５は、すべて金属導体を含む層である。層６１１、６１３、６１５の各々は、その中に開口を有する金属ペーストで形成される。開口には、積層工程中に未焼成セラミックが提供される。ペーストおよびグリーン・シートを同時焼成することによって、金属導体およびセラミック誘電体が完全に形成される。その結果が積層構造６００である。いくつかの層内の金属導体はレイアウトおよび寸法が決められているので、積層またはスタック構造６００が選択された切断線に沿って切断されたときに、圧電アクチュエータが形成されることに注目すべきである。さらに、図６で示される金属導体３０６，３０７，３０８，３０９は適切に配置されているので、積層またはスタック６００が切断されたときに、結果として、導体は図２で示されるものと同じ導体を形成するであろう。
【００１４】
図７は、一実施例に従った積層構造６００の平面図を示す。積層構造６００は、その中にスリットまたは開口を形成するために切断される。スリットまたは開口は、参照番号７１０，７１２，７１４，７１６，７１８，７２０，７２２で示される。スリットまたは開口７１０，７１２，７１４，７１６，７１８，７２０，７２２は、積層構造６００の第１終端７３０および第２終端７３２までは達しない。積層構造６００の終端７３０，７３２は、スリットまたは開口７１０，７１２，７１４，７１６，７１８，７２０，７２２の間の残余部分が一直線に残ることを保証する。
【００１５】
図８は、一実施例に従った積層構造８００の平面図を示す。スロットまたは開口７１０，７１２，７１４，７１６，７１８，７２０，７２２を有する積層構造６００は、金属の追加層８１０を提供される。金属層８１０は、固体層または金属グリーン・シートの層であり、下方のスタックの上に積層される。金属グリーン・シートは、金属粒子および有機的な接着材料から形成される。金属層８１０は、典型的には、層５００，６１１，６１３，６１５（図６に示す）のような層よりも厚い。
【００１６】
図９は、一実施例に従って、図８の積層構造８００の９−９線に沿った側面図である。図９は、開口またはスロット７１０，７１２，７１４，７１６，７１８，７２０，７２２の上に載置された追加の金属層８１０を示す。
【００１７】
図１０は積層構造１０００を示す。積層構造１０００は、開口９１０，９１２，９１４，９１６，９１８，９２０，９２２が積層構造の金属層８１０内に形成される点でのみ、積層構造８００と異なる。開口９１０，９１２，９１４，９１６，９１８，９２０，９２２は、対応する開口７１０，７１２，７１４，７１６，７１８，７２０，７２２よりも幅が狭いことに注目すべきである。さらに、開口９１０，９１２，９１４，９１６，９１８，９２０，９２２は、スロットまたは開口７１０，７１２，７１４，７１６，７１８，７２０，７２２と同じ長さを有するスロットである。開口９１０，９１２，９１４，９１６，９１８，９２０，９２２および開口７１０，７１２，７１４，７１６，７１８，７２０，７２２は、機械的なパンチングまたはレーザ・パンチング（かかる開口には一般的にＣＯ２レーザが使用される。レーザによって有機的な結合材が燃焼され、金属＋セラミック粉末は開口を通って放出または落下する。）によって形成することができる。開口９１０，９１２，９１４，９１６，９１８，９２０，９２２は、対応する開口７１０，７１２，７１４，７１６，７１８，７２０，７２２よりも幅が狭い。積層構造１０００は、その後、個別の構造を形成するためにさいの目状に切断され、結局それがピエゾ・アクチュエータになる。積層構造１０００内の開口７１０，７１２，７１４，７１６，７１８，７２０，７２２の間の列は、その後個別のアクチュエータ部分を形成するためにさいの目状に切断される。個別のアクチュエータ部分は、図１０の列１０１０に示される断面と類似する断面を有するであろう。より狭いスロットまたは開口９１０，９１２，９１４，９１６，９１８，９２０，９２２は、個別のアクチュエータ部分上のプレート３３０（図２に示す）のような、張出しまたはキャップ構造あるいはプレート構造を提供する。
【００１８】
図１１は、一実施例に従って、個別のアクチュエータ部分１１００の側面を示す。個別のアクチュエータ部分は、セラミック層３０１，３０２，３０３，３０４，３０５および金属層３０６，３０７，３０８，３０９およびキャップ３３０を含む。工程中のこの時点で、個別のアクチュエータ部分１１００が焼結される。焼結は、還元雰囲気内で行われる。雰囲気が過還元である場合、セラミック（ＢａＴｉＯ３）は導電するか、電気が漏れるであろう。焼結によって、さらにニッケルおよびセラミックが結合される。したがって、焼結によって、さらに、プレートまたはキャップ３３０が個別のアクチュエータ部分１１００のセラミックの層３０５に結合される。
【００１９】
図１２は、側面の金属ペーストが、個別のアクチュエータ部分１１００の側面に付加された後の、個別のアクチュエータ部分１１００を示す。側面の金属ペーストは、電極３２０および電極３２２を形成する。側面の金属ペーストは、多様な方法で個別のアクチュエータ部分１１００上に載置することができるが、それには個別のアクチュエータ部分の側面上に導電性のインクを載置する方法が含まれる。側面の金属ペーストが付加された後、さらに、図１２に示される構造がアニーリングされる。図１２の構造は、ここでは参照番号１２００で示される。
【００２０】
図１３は、一実施例に従って、ピエゾ・アクチュエータを形成するための別の段階を示す。図１３は、個別のアクチュエータ部分１２００が、その後、導電金属部分３０６，３０７，３０８，３０９（図１１に示す）によって画定された平面のような金属導電部分または金属導電部分の平面に対して垂直方向に強誘電性領域を整列させるために、熱およびＤＣ電界を印加することにより分極されることを示す。これは個別のアクチュエータ部分の分極と称される。これによって、構造１２００（図１２に示す）は、キャパシタから圧電素子またはアクチュエータに転換される。一旦構造１２００が熱およびＤＣ電界の印加によって分極されると、それによって強誘電体領域が適切に整列し、この段階で構造１２００はピエゾ・アクチュエータ３００（図２および図３に示す）と同等のものになる。ピエゾ・ファンを完成するために、ファン・ブレードが、プレートまたはキャップ３３０に取り付けられる（図２および図１１に示す）。
【００２１】
図１４は、ピエゾ・アクチュエータ３００のためのファン・ブレードのモールドを示す。モールド１４００は、上部１４１０および底部１４２０を含む。底部１４２０は、ピエゾ・アクチュエータ３００を受け入れるための開口を含む。ピエゾ・アクチュエータ３００を受け入れるための開口は、参照番号１４２２で示される。モールド１４００の底部１４２０は、さらに、ファン・ブレードの形としての凹部または開口１４３０を含む。ランナ１４３２は、開口１４３０に流体を送るためにある。
【００２２】
図１５は、一実施例に従って、ピエゾ・アクチュエータ３００のファン・ブレードを形成する段階を示す。ピエゾ・アクチュエータ３００は、モールド１４００の底部１４２０の開口１４３０内に広がるキャップまたはプレート３３０と共にモールド内に載置される。モールド１４１０の上部は、モールド１４２０の底部の上に載置される。
【００２３】
図１６は、ピエゾ・アクチュエータ３００上にファン・ブレードを形成する別の段階を示す。図１６に示されるように、成形用プラスチックのような成形用材料が、ランナ１４３２を通って開口１４３０内に射出される。その後、プラスチック形成用材料１６００は硬化し、その結果生じた圧電ファン２００がモールドから取り外される。
【００２４】
図１７は、一実施例に従ってピエゾ・ファンを形成するためのフローチャートである。図１７は、基本的に、上述された製造工程の概要である。方法１７００は、一方端に張出しを有するキャパシタを形成すること（１７１０）、キャパシタをピエゾ・アクチュエータに転換すること（１７１２）、モールド内に張出しを載置すること（１７１４）、および、張出しの周囲に成形用材料を射出してファン・ブレードを形成すること（１７１６）を含む。一実施例では、キャパシタをピエゾ・アクチュエータ１７１２に転換することは、容量性の平面に対してほぼ垂直の方向に強誘電体領域を整列させるために熱およびｄｃ電界を印加することにより、キャパシタを分極することを含む。一実施例では、一方端に張出しを有するキャパシタを形成すること（１７１０）は、導電材料の層を含むアセンブリを焼結することを含む。セラミック材料の層は、導電材料の層と張出しとの間に介在する。方法１７００は、さらに、第１電極および第２電極に交流電流を流してファン・ブレードを動作させること（１７１８）を含む。
【００２５】
図１８Ａおよび図１８Ｂは、一実施例に従ってピエゾ・ファンを形成する方法１８００のフローチャートである。方法１８００は、セラミック材料の層を形成すること（１８１０）、および、導電材料を含む層を形成すること（１８１２）を含み、導電材料を含む層は、セラミック材料の層と交互に配置される。方法１８００は、さらに、セラミック材料の層上に導電材料のキャップを形成すること（１８１４）を含む。セラミック材料の層および導電材料の層は切断され、または溝が形成される（１８１６）。それは第１の切断幅を有する。キャップは、セラミック材料の層および導電材料の層を切断することによって形成された溝を通って切断される（１８１８）。第２の切断幅は、第１の切断幅よりも狭い。キャップの部分は、セラミック材料の層および導電材料の層から張出す。方法１８００は、さらに、溝間の導電材料の層およびセラミック材料の層の部分を、溝に対して直角方向にさいの目状に切断し、一方端に張出しを有する個別のアクチュエータ・アセンブリを形成すること（１８２０）を含む。方法１８００は、個別のアクチュエータ・アセンブリを焼結させること（１８２２）、第１電極をアクチュエータ・アセンブリの第１側面に付加すること（１８２４）、第２電極をアクチュエータ・アセンブリの第２側面に付加すること（１８２６）、および、アクチュエータ・アセンブリをアニーリングすることを含む（１８２８）。方法１８００は、さらに、アクチュエータ・アセンブリの一方端の張出しにファン・ブレードを成形することを含む（１８３０）。一実施例では、ファン・ブレードは、ファン・ブレードを形成するアクチュエータ・アセンブリの一方端にある張出しの周囲に成形材料を射出することにより成形される。方法１８００は、第１電極および第２電極に交流電流を流すことを含む（１８３２）。
【００２６】
図１および図２に戻り、システムは、筐体１１０を有する装置１００（図１に示す）、およびピエゾ・アクチュエータ３００を含むファン２００を含む。ピエゾ・アクチュエータ３００は、複数のセラミック材料の層３０１，３０２，３０３，３０４，３０５、複数のセラミック材料の層間に介在する複数の導電材料の層３０６，３０７，３０８，３０９、およびアクチュエータの終端に取り付けられたプレート３３０を含む。システムは、さらに、ピエゾ・アクチュエータ３００のプレート３３０に取り付けられたファン・ブレード３１０を含む。いくつかの実施例では、ファン・ブレード３１０は、ピエゾ・アクチュエータのプレート３３０の周囲に射出成形される。システムは、さらに、ピエゾ・アクチュエータ３００のプレート３３０に取り付けられたファン・ブレード３１０、複数の導電材料の第１セットに取り付けられた第１電極３２０、複数の導電材料の層の第２セットに取り付けられた第２電極３２２、および、第１電極および第２電極に取り付けられた交流電流源を含む。ファン２００は、装置１００の筐体１１０内に位置し、装置の部分上の空気を移動させ、対流によって装置の部分を冷却する。いくつかの実施例では、ピエゾ・ファンに流された交流電流によって、ファン・ブレード３１０が共振周波数で振動する。
【００２７】
ピエゾ・アクチュエータは、複数のセラミック材料の層、複数のセラミック材料の層間に介在する複数の導電材料の層、および、アクチュエータの終端に取り付けられたプレートを含む。ピエゾ・アクチュエータのプレートは、セラミック材料の層に取り付けられた張出し部分を含む。一実施例では、プレートは、ＢａＴｉＯ３の複数の層、複数の導電材料の層、およびプレートを焼結させることにより、セラミック材料の層に取り付けられる。プレートは、複数の導電材料の層とほぼ同一の材料で形成される。ピエゾ・アクチュエータは、プレートに取り付けられたブレードをさらに含む。一実施例では、ブレードはプレートの周囲に射出成形される。ピエゾ・アクチュエータは、さらに、ピエゾ・アクチュエータに電気的に取り付けられた電流源を含む。一実施例では、電流源は交流電流源である。ピエゾ・アクチュエータは、さらに、セラミック材料の層の第１セットに取り付けられた第１電極、および、セラミック材料の層の第２セットに取り付けられた第２電極を含む。交流電流源は、第１電極および第２電極に電気的に取り付けられる。いくつかの実施例では、複数のセラミック材料の層および複数の導電材料の層は、１ミクロンから４ミクロンの範囲の厚さを有する。いくつかの実施例では、セラミック材料の層はＢａＴｉＯ３である。
【００２８】
特定の実施例に関する上記の記述は、本発明の主題の一般的な性質を十分に明らかにするものであり、これ以外の実施例は、現在の知識を適用することによって、一般的な概念から逸脱することなく様々に適用するために、容易にそれを修正または適用することができ、したがって、そのような適用および修正は、開示された実施例と均等の意味および範囲内であると理解すべきである。
【００２９】
ここで使用された語句または用語は、説明目的のためであって、制限する目的ではないと理解すべきである。従って、本発明の実施例は、添付の請求項の精神および範囲内である限り、代替、修正、均等物、およびバリエーションをすべて包含することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施例に従った、携帯用装置の筐体内のピエゾ・ファンの斜視図である。
【図２】一実施例に従った、ピエゾ・ファンの概要図である。
【図３】一実施例に従った、動作するために電力源に電気的に接続されたピエゾ・ファンの平面図である。
【図４】一実施例に従って、ピエゾ・アクチュエータを形成する段階を示す。
【図５】一実施例に従って、ピエゾ・アクチュエータを形成する段階を示す。
【図６】一実施例に従って、ピエゾ・アクチュエータを形成する段階を示す。
【図７】一実施例に従って、積層構造の平面図を示す。
【図８】一実施例に従って、金属導電層を追加した後の積層構造の平面図を示す。
【図９】一実施例に従って、図８の９−９線に沿った積層構造の側面図を示す。
【図１０】一実施例に従って、ピエゾ・アクチュエータ上にファン・ブレードを形成する段階を示す。
【図１１】一実施例に従って、個別のアクチュエータの部分の側面図を示す。
【図１２】一実施例に従って、ピエゾ・アクチュエータを形成する段階を示す。
【図１３】一実施例に従って、ピエゾ・アクチュエータを形成する段階を示す。
【図１４】一実施例に従って、ピエゾ・アクチュエータ上にファン・ブレードを形成するためのモールドを示す。
【図１５】一実施例に従って、ピエゾ・アクチュエータ上にファン・ブレードを形成する段階を示す。
【図１６】一実施例に従って、ピエゾ・アクチュエータ上にファン・ブレードを形成する段階を示す。
【図１７】一実施例に従って、ピエゾ・ファンを形成するためのフローチャートである。
【図１８Ａ】一実施例に従って、ピエゾ・ファンを形成するためのフローチャートである。
【図１８Ｂ】一実施例に従って、ピエゾ・ファンを形成するためのフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【国際調査報告】
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