(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面（６８）および下面（７０）を含む取り付けブラケット（１４）と、
前記取り付けブラケット（１４）によって画定される開口を横切るように位置付けられ、前記取り付けブラケット（１４）の前記上面（６８）に取り付けられる第１の可撓性基板（６６）と、
前記取り付けブラケット（１４）によって画定される前記開口を横切るように位置付けられ、前記取り付けブラケット（１４）の前記下面（７０）に取り付けられる第２の可撓性基板（６６）と、
前記第１の可撓性基板（６６）の外向面（７２）に取り付けられる第１のプレート（２４）と、
前記第２の可撓性基板（６６）の外向面（７２）に取り付けられる第２のプレート（２６）と、
前記第１および第２のプレート（２４、２６）の少なくとも一方の後縁部を前記取り付けブラケット（１４）に連結するように、前記第１および第２のプレート（２４、２６）の前記少なくとも一方の前記後縁部に取り付けられる１つまたは複数のヒンジ（８４）と、
を含み、
前記１つまたは複数のヒンジ（８４）の各々は、粘着剤またはシリコーンの層を含む、
シンセティックジェットサブアセンブリ。
【請求項２】
上面（６８）および下面（７０）を含む取り付けブラケット（１４）と、
前記取り付けブラケット（１４）によって画定される開口を横切るように位置付けられ、前記取り付けブラケット（１４）の前記上面（６８）に取り付けられる第１の可撓性基板（６６）と、
前記取り付けブラケット（１４）によって画定される前記開口を横切るように位置付けられ、前記取り付けブラケット（１４）の前記下面（７０）に取り付けられる第２の可撓性基板（６６）と、
前記第１の可撓性基板（６６）の外向面（７２）に取り付けられる第１のプレート（２４）と、
前記第２の可撓性基板（６６）の外向面（７２）に取り付けられる第２のプレート（２６）と、
前記第１および第２のプレート（２４、２６）の少なくとも一方の後縁部を前記取り付けブラケット（１４）に連結するように、前記第１および第２のプレート（２４、２６）の前記少なくとも一方の前記後縁部に取り付けられる１つまたは複数のヒンジ（８４）と、
を含み、
前記１つまたは複数のヒンジ（８４）の各々は、金属帯板を含む、
シンセティックジェットサブアセンブリ。
【請求項３】
前記第１および第２の可撓性基板（６６、６６）と前記取り付けブラケット（１４）は、周囲環境（３２）と流体連通している凹所（６４）を画定する、請求項１または２に記載のシンセティックジェットサブアセンブリ。
【請求項４】
前記シンセティックジェットアセンブリは、前記第１および第２のプレート（２４、２６）の少なくとも一方に連結されその撓みを選択的に引き起こすアクチュエータ要素（３４、３６）をさらに含み、前記凹所（６４）の内部の容積を変化させて、流体の流れを生成してそこから外に放出させる、請求項３記載のシンセティックジェットサブアセンブリ。
【請求項５】
前記１つまたは複数のヒンジ（８４）は、前記第１および第２のプレート（２４、２６）の前記少なくとも一方の前記後縁部に取り付けられる一対のヒンジ（８４）を含む、請求項１乃至４のいずれかに記載のシンセティックジェットサブアセンブリ。
【請求項６】
前記１つまたは複数のヒンジ（８４）は、前記第１および第２のプレート（２４、２６）の前記少なくとも一方の前記後縁部に取り付けられる単一のヒンジ（８４）を含む、請求項１乃至４のいずれかに記載のシンセティックジェットサブアセンブリ。
【請求項７】
前記第１および第２の可撓性基板（６６、６６）は、５００Ｈｚよりも低い周波数で動作される、請求項１乃至６のいずれかに記載のシンセティックジェットサブアセンブリ。
【請求項８】
前記第１および第２の可撓性基板（６６、６６）の各々は、マイラーまたはウレタンを含む、請求項１乃至７のいずれかに記載のシンセティックジェットサブアセンブリ。
【請求項９】
前記取り付けブラケット（１４）は、ｕ形状のブラケットを含む、請求項１乃至８のいずれかに記載のシンセティックジェットサブアセンブリ。
【請求項１０】
開口を画定する取り付けブラケット（１４）を提供するステップと、
一対の可撓性基板（６６、６６）を前記取り付けブラケット（１４）の対向する上面（６８）および下面（７０）に取り付け、したがって、前記一対の可撓性基板（６６、６６）の各々が前記取り付けブラケット（１４）の前記開口の上にまたがり、前記一対の可撓性基板（６６、６６）および前記取り付けブラケット（１４）が凹所（６４）を画定する、ステップと、
前記一対の可撓性基板（６６、６６）の一方の外向面（７２）に第１のプレート（２４）を取り付けるステップと、
前記一対の可撓性基板（６６、６６）の他方の外向面（７２）に第２のプレート（２６）を取り付けるステップと、
前記第１および第２のプレート（２４、２６）の少なくとも一方にアクチュエータ要素（３４、３６）を取り付けて、その撓みを選択的に引き起こし、それにより前記凹所（６４）の内部の容積を変化させ、したがって、流体の流れを生成して前記凹所（６４）から外に放出させる、ステップと、
前記第１および第２のプレート（２４、２６）の各々の後縁部に１つまたは複数のヒンジ（８４）を形成するステップを含み、
前記１つまたは複数のヒンジ（８４）の各々が前記取り付けブラケット（１４）と前記第１および第２のプレート（２４、２６）の各々の前記後縁部との間に延在して、前記第１および第２のプレート（２４、２６）を前記取り付けブラケット（１４）に機械的に連結し、
前記１つまたは複数のヒンジ（８４）を形成するステップは、粘着剤層を適用すること、シリコーン層を適用すること、または金属帯板を適用することのうちの１つを含む、シンセティックジェットアセンブリを製造する方法。
【請求項１１】
前記第１および第２の可撓性基板（６６、６６）の各々は、マイラーまたはウレタンを含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
開口を画定する複数の脚（７６、７８、８０）を含む取り付けブラケット（１４）と、
前記取り付けブラケット（１４）の前記開口の中に少なくとも部分的に位置付けされるシンセティックジェット（６２）と、
を含み、
前記シンセティックジェット（６２）は、
前記取り付けブラケット（１４）によって画定される前記開口を横切るように延びて、前記取り付けブラケット（１４）の上面（６８）に取り付けられる第１の可撓性基板（６６）と、
前記取り付けブラケット（１４）によって画定される前記開口を横切るように延びて、前記取り付けブラケット（１４）の下面（７０）に取り付けられる第２の可撓性基板（６６）であって、前記第１および第２の可撓性基板（６６、６６）と前記取り付けブラケット（１４）が周囲環境（３２）と流体連通するシンセティックジェット凹所（６４）を画定する、第２の可撓性基板（６６）と、
前記第１の可撓性基板（６６）の外向面（７２）に取り付けられる第１のプレート（２４）と、
前記第２の可撓性基板（６６）の外向面（７２）に取り付けられる第２のプレート（２６）と、  前記第１および第２のプレート（２４、２６）の少なくとも一方に連結されその撓みを選択的に引き起こし、したがって、流体の流れを生成して前記シンセティックジェット凹所（６４）から外に放出させる、アクチュエータ要素（３４、３６）と、
前記第１および第２のプレート（２４、２６）の少なくとも一方の後縁部を前記取り付けブラケット（１４）に連結するように、前記第１および第２のプレート（２４、２６）の前記少なくとも一方の前記後縁部に取り付けられる１つまたは複数のヒンジ（８４）と、  を含み、
前記１つまたは複数のヒンジ（８４）の各々は、金属帯板、粘着剤またはシリコーンの層を含み、
前記第１および第２の可撓性基板（６６、６６）は、前記シンセティックジェット（６２）を前記取り付けブラケット（１４）に確保する、シンセティックジェットアセンブリ。
【請求項１３】
前記第１および第２の可撓性基板（６６、６６）は、５００Ｈｚよりも低い周波数で動作される、請求項１２記載のシンセティックジェットアセンブリ。
【請求項１４】
前記第１および第２の可撓性基板（６６、６６）の各々は、マイラーまたはウレタンを含む、請求項１２または１３記載のシンセティックジェットアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は低共振シンセティックジェット構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
シンセティックジェットアクチュエータは、広範に利用される技術であって、流体のシンセティックジェットを生成して、表面にわたるそこからの放熱のための流体の流れに影響を与える。典型的なシンセティックジェットアクチュエータは、内部室を画定するハウジングを備える。ハウジングの壁には、オリフィスが存在する。アクチュエータはさらに、一連の流体渦（ｆｌｕｉｄ  ｖｏｒｔｉｃｅｓ）を生成してハウジングのオリフィスから外部環境に放出するように、ハウジングの中または周囲に、内部室の内部の容積を周期的に変化させるための機構を含む。容積変化機構の例にあっては、例えば、ジェットハウジングの中に位置付けられたピストンを含む場合があり、ピストンの往復運動またはハウジングの壁としての可撓性隔板（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｄｉａｐｈｒａｇｍ）の往復運動の間に流体がオリフィスの内外に移動される。可撓性隔板は通常、圧電アクチュエータまたは他の適切な手段によって駆動される。
【０００３】
通常、制御システムが使用され、容積変化機構の時間的に正弦的な（ｔｉｍｅ−ｈａｒｍｏｎｉｃ）動きが創出される。該機構によって室容積が縮小されると、流体がオリフィスを介して室外に放出される。流体がオリフィスを通過する際、オリフィスの鋭利な縁部によって流体が分離されて、渦巻き状に巻き上げられる渦層（ｖｏｒｔｅｘ  ｓｈｅｅｔｓ）が創出される。これらの渦は、それ自体の自己誘導の速度（ｓｅｌｆ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｖｅｌｏｃｉｔｙ）でオリフィスの縁部から遠ざかる。容積変化機構によって室容積が増大されると、周囲の流体がオリフィスの遠距離から室内に引き込まれる。渦は、既にオリフィスの縁部から遠ざかっているので、室内に流入する周囲の流体から影響を受けることはない。渦は、オリフィスから離れて行く際に、流体のジェット、すなわち、「シンセティックジェット」を合成する。
【０００４】
既存のシンセティックジェットの設計の難点は、シンセティックジェットの作動から生じるノイズである。可聴ノイズは、可撓性隔板に交互の動きで撓みが引き起こされることを原因としたシンセティックジェットの作動における特有のものであり、シンセティックジェットの様々な作動モード（構造的／機械的、ディスク曲げ、および音響）の固有周波数は、作動中に生じるノイズ量に影響を及ぼす。作動中に、シンセティックジェットは通常、電気的から機械的への変換を最適化するために、そして、最小の機械的エネルギの入力で最大の撓みを実現するように、機械的共振モード（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｍｏｄｅ）でまたはその近辺で励起される。シンセティックジェットの冷却性能は、機械的共振モードでまたはその近辺で作動させるときに最適化されるが、特定の周波数でシンセティックジェットを作動させることで、相当な量の音響ノイズを生成することができ、そのようなノイズは、デバイスの音響信号がデバイスの駆動周波数によって部分的に決定されるので、例えば、６００Ｈｚ程度の構造的固有周波数を有すると認められる。
【０００５】
したがって、デバイスの流量出力に影響を及ぼすことなく、シンセティックジェットによって生じる見掛けの音響ノイズを低減するように、低い共振周波数（例えば、５００Ｈｚ未満）を有する機械的共振モードで作動できるシンセティックジェットを提供することが希求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第２０１０／００５１７２１号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、シンセティックジェットサブアセンブリは、上面および下面を含む取り付けブラケットと、取り付けブラケットによって画定される開口を横切るように位置付けられ、取り付けブラケットの上面に取り付けられる第１の可撓性基板と、取り付けブラケットによって画定される開口を横切るように位置付けられ、取り付けブラケットの下面に取り付けられる第２の可撓性基板と、第１の可撓性基板の外向面に取り付けられる第１のプレートと、第２の可撓性基板の外向面に取り付けられる第２のプレートと、を含む。
【０００８】
本発明の別の態様に従い、シンセティックジェットアセンブリを製造する方法は、開口を画定する取り付けブラケットを提供するステップと、一対の可撓性基板を取り付けブラケットの対向する上面および下面に取り付け、したがって、一対の可撓性基板の各々が取り付けブラケットの開口の上にまたがり、一対の可撓性基板および取り付けブラケットが凹所を画定する、ステップと、を含む。本方法は、一対の可撓性基板の一方の外向面に第１のプレートを取り付けるステップと、一対の可撓性基板の他方の外向面に第２のプレートを取り付けるステップと、第１および第２のプレートの少なくとも一方にアクチュエータ要素を取り付けて、その撓みを選択的に引き起こし、それにより凹所の内部の容積を変化させ、したがって、流体の流れを生成して凹所から外に放出させる、ステップと、も含む。
【０００９】
本発明のさらに別の態様に従い、シンセティックジェットアセンブリは、開口を画定する複数の脚を含む取り付けブラケットと、取り付けブラケットの開口の中に少なくとも部分的に位置付けされるシンセティックジェットと、を含み、シンセティックジェットはさらに、取り付けブラケットによって画定される開口を横切るように延びて、取り付けブラケットの上面に取り付けられる第１の可撓性基板と、取り付けブラケットによって画定される開口を横切るように延びて、取り付けブラケットの下面に取り付けられる第２の可撓性基板であって、第１および第２の可撓性基板と取り付けブラケットが周囲環境と流体連通するシンセティックジェット凹所を画定する、第２の可撓性基板と、を含む。シンセティックジェットは、第１の可撓性基板の外向面に取り付けられる第１のプレートと、第２の可撓性基板の外向面に取り付けられる第２のプレートと、第１および第２のプレートの少なくとも一方に連結されその撓みを選択的に引き起こし、したがって、流体の流れを生成してシンセティックジェット凹所から外に放出させる、アクチュエータ要素と、も含む。第１および第２の可撓性基板は、シンセティックジェットを取り付けブラケットに確保する。
【００１０】
本発明の他の態様に従い、シンセティックジェットサブアセンブリは、上面および下面を含む取り付けブラケットと、取り付けブラケットによって画定される開口を横切るように位置付けられ、取り付けブラケットの上面に取り付けられる第１の可撓性基板と、取り付けブラケットによって画定される開口を横切るように位置付けられ、取り付けブラケットの下面に取り付けられる第２の可撓性基板と、第１および第２の可撓性基板の少なくとも一方の外向面に取り付けられるプレートと、を含む。
【００１１】
これらおよび他の利点および特徴は、添付図面に関連して提供される本発明の好適な実施形態の以下の詳細な説明からさらに容易に理解されよう。
【００１２】
図面は、本発明を実施するために実際に考慮した実施形態を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態で使用可能なシンセティックジェットアセンブリを示す図である。
【図２】本発明の実施形態で使用可能なシンセティックジェットアセンブリを示す図である。
【図３】図１および２のシンセティックジェットの断面図であって、制御システムによって隔板がオリフィスに向かって内向きに進行されるジェットを示す図である。
【図４】図１および２のシンセティックジェットの断面図であって、制御システムによって隔板がオリフィスから遠ざかる外向きに進行されるジェットを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るシンセティックジェットアセンブリの水平断面図および垂直断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るシンセティックジェットアセンブリの水平断面図および垂直断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るシンセティックジェットアセンブリの上面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るシンセティックジェットアセンブリの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態は、シンセティックジェットデバイスにおいて、低めの音響出力および増大した流量出力を実現するための装置および方法に向けられている。
【００１５】
図１〜４は、本発明の理解を良好なものとするために、シンセティックジェットアセンブリ１０の全体構成とその作動中の様々な部品の動きを示す。先ず図１を参照すると、シンセティックジェットアセンブリ１０は、その断面が図２に示されるシンセティックジェット１２と取り付けブラケット１４とを含むように示されている。一実施形態では、取り付けブラケット１４は、１つまたは複数の位置でシンセティックジェット１２の本体またはハウジング１６に付加されるｕ形状の取り付けブラケットであるけれども、円形のシンセティックジェット１２を中に受けるように構成された半円形のブラケットなどの異なる形状／輪郭を有するブラケットとして取り付けブラケットを構成することができると認められる。回路ドライバ１８は、取り付けブラケット１４の外面に配置または付加することができる。あるいは、回路ドライバ１８は、シンセティックジェットアセンブリ１０から遠ざけて配置することもできる。
【００１６】
図１および２の双方を参照すると、図中に示されているように、シンセティックジェット１２のハウジング１６は、ガスまたは流体２２を中に有する内部室または凹所２０を画定して部分的に包囲している。ハウジング１６および内部室２０は、本発明の様々な実施形態に従って実質的にあらゆる幾何学的構成を採用することができるが、論述および理解を目的とするために、ハウジング１６は、間に位置付けられたスペーサ要素２８による離間した関係に保持される第１のプレート２４および第２のプレート２６（またはシム）を含むように、図２で断面が示されている。一実施形態では、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の隙間を保持している。第１および第２のプレート２４、２６とスペーサ要素２８の側壁の間には、内部室２０を周囲の外部環境３２と流体連通した状態に置くために、１つまたは複数のオリフィス３０が形成される。代替実施形態では、スペーサ要素２８は、１つまたは複数のオリフィス３０が形成される前面（図示せず）を含む。
【００１７】
様々な実施形態によれば、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することができる。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することができる。適切な金属としては、ニッケル、アルミニウム、銅、およびモリブデンなどの材料や、ステンレス鋼、真鍮、青銅その他のものなどの合金が含まれる。適切な重合体およびプラスチックとしては、ポリオレフィン、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エポキシ、ウレタン、アクリル、シリコーン、ポリイミド、およびフォトレジスト可能材料、ならびに他の弾力性樹脂が含まれる。適切なセラミックスとしては、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）およびモリブデン酸塩が含まれる。さらに、シンセティックジェット１２の他の様々な部品は金属で同様に形成することができる。
【００１８】
アクチュエータ３４、３６は、それぞれの第１のプレート２４、第２のプレート２６に連結されて、第１および第２の複合構造すなわち可撓性隔板３８、４０が形成され、それらはコントローラアセンブリすなわち制御ユニットシステム４２を介してドライバ１８によって制御される。例えば、可撓性隔板３８、４０は各々が金属層を備えることができ、金属層の近傍には、金属電極を配置することができ、よって、隔板３８、４０は、金属電極および金属層の間に課される電気的なバイアスを介して移動させることができる。図１に示すように、一実施形態では、コントローラアセンブリ４２は、シンセティックジェット１２の取り付けブラケット１４に直接接続されているドライバ１８に電気的に接続される。代替実施形態では、制御ユニットシステム４２は、シンセティックジェット１２から離して配置されるドライバ１８に組み込まれる。さらに、制御システム４２は、例えば、コンピュータ、論理プロセッサ、または信号発生器などの任意の適切なデバイスによって電気的なバイアスを生成するように構成することができる。
【００１９】
一実施形態では、アクチュエータ３４、３６は、圧電原動（ｐｉｅｚｏｍｏｔｉｖｅ）デバイスであり、圧電原動デバイスに急速な膨張および収縮をさせる高調波交流電圧（ｈａｒｍｏｎｉｃ  ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｖｏｌｔａｇｅ）の付加によって駆動することができる。作動中、制御システム４２により、圧電アクチュエータ３４、３６は、ドライバ１８を介して電荷を伝達され、この電荷に応じた機械的な応力および／またはひずみを被る。圧電原動アクチュエータ３４、３６の応力／ひずみにより、第１および第２のプレート２４、２６が各々撓みを生じ、これにより、時間的に正弦的な、すなわち、周期的な動きが実現され、プレート２４、２６間の内部室２０の容積が変化する。一実施形態によれば、スペーサ要素２８は、可撓性を有するように形成することもでき、内部室２０の容積が変わるように変形できる。結果として生じる内部室２０内の容積変化により、図３および４に関して詳説したように、内部室２０と外部環境３２との間で、ガスまたは他の流体の交流が引き起こされる。
【００２０】
圧電原動アクチュエータ３４、３６は、本発明の様々な実施形態に従ったモノモルフ型またはバイモルフ型のデバイスとすることができる。モノモルフ型の一実施形態では、圧電原動アクチュエータ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したプレート２４、２６に連結することができる。バイモルフ型の一実施形態では、圧電原動アクチュエータ３４、３６の一方または双方は、圧電材料で形成したプレート２４、２６に連結されたバイモルフ型のアクチュエータとすることができる。代替実施形態では、バイモルフ型が単一のアクチュエータ３４、３６を含み、プレート２４、２６が第２のアクチュエータである。
【００２１】
シンセティックジェット１２の部品は、共に取り付けることができ、あるいは、接着剤、はんだなどを用いて相互に取り付けることができる。一実施形態では、熱硬化性接着剤または導電性接着剤は、第１および第２の複合構造３８、４０を形成するため、アクチュエータ３４、３６を第１および第２のプレート２４、２６に結合するために採用される。導電性接着剤の場合、接着剤は、リード線（図示せず）をシンセティックジェット１２に取り付けるために、銀、金などのような導電性充填材で埋めるようにすることができる。適切な接着剤は、ショアＡ硬度１００以下の範囲内にある硬度を有することができ、また、１２０度以上の作動温度を実現できるように、シリコーン、ポリウレタン、熱可塑性ゴムなどを例として含めることができる。
【００２２】
本発明の一実施形態では、アクチュエータ３４、３６は、液圧、空圧、磁力、静電気、および超音波材料などの、圧電原動デバイス以外のデバイスを含めることができる。したがって、そのような実施形態では、制御システム４２は、それぞれのアクチュエータ３４、３６を対応するやり方で作動させるように構成される。例えば、静電気材料が使用される場合、制御システム４２は、第１および第２のプレート２４、２６のそれぞれを作動させて湾曲させるために、高速交番型（ｒａｐｉｄｌｙ  ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）の静電電圧をアクチュエータ３４、３６に供給するように構成することができる。
【００２３】
シンセティックジェット１２の作動については、図３および４を参照して説明する。先ず図３を参照すると、アクチュエータ３４、３６が制御されて、矢印４４で示すように第１および第２のプレート２４、２６が内部室２０に対して外方に移動する、シンセティックジェット１２が図示されている。第１および第２のプレート２４、２６が外方に湾曲すると、内部室２０の内部容積が増加して、一組の矢印４８で示すように周囲の流体またはガス４６が内部室２０内に急速に入り込む。アクチュエータ３４、３６は、制御システム４２によって制御されており、よって、第１および第２のプレート２４、２６が内部室２０から外方に移動したときに、渦は、オリフィス３０の縁部から移動済みであり、したがって、内部室２０の中に引き込まれ中の周囲の流体４６から影響を受けない。その一方、周囲の流体４６のジェットは、オリフィス３０から離れたかなりの距離から引かれる周囲の流体４６の強固な巻き込みを創出している渦によって合成される。
【００２４】
図４は、アクチュエータ３４、３６が制御されて、矢印５０で示すように第１および第２のプレート２４、２６が内部室２０内で内方に湾曲している、シンセティックジェット１２を示す。内部室２０の内部容積は、減少し、流体２２は、オリフィス３０から冷却ジェットとして、例えば、発光ダイオードなどの冷却されるべきデバイス５４に向かって、一組の矢印５２で示す方向に噴出する。流体２２が、オリフィス３０を介して内部室２０から流出する際に、その流れがオリフィス３０の鋭利な縁部で分離されて、渦巻き状に巻き上げられる渦層が創出され、オリフィス３０の縁部から遠ざかり始める。
【００２５】
図１〜４のシンセティックジェットは、単一のオリフィスを有するように図示および説明されているが、本発明の実施形態が複数オリフィス型シンセティックジェットアクチュエータを含むことができるということも想定される。さらに、図１〜４のシンセティックジェットアクチュエータは、第１および第２のプレートの各々に含められたアクチュエータ要素を有しているように図示および説明されているが、本発明の実施形態が両プレートの一方に位置付けされた単一のアクチュエータ要素のみを含むことができるということも想定される。さらにまた、シンセティックジェットプレートについて、本明細書で図解したような正方形の構成ではなくて、円形、矩形、またはそれとは別の形の構成のものを提供することができるということも想定される。
【００２６】
さて図５および６を参照すると、シンセティックジェットアセンブリ６０について上面図および側面図が提供され、それは本発明の一実施形態に従い、低めの見掛けの音響出力と増大した流量出力を実現するように構成されている。シンセティックジェットアセンブリ６０の全体構造は、図１〜４に示すものと似ており（同様の部品には同じ番号が付けられている）、アセンブリは、ｕ形状の取り付けブラケットとして構成されている、例示的な一実施形態に係る取り付けブラケット１４の中に位置付けされるシンセティックジェット６２を含む。しかしながら、図５のシンセティックジェットにおいて、シンセティックジェット６２は、図１のシンセティックジェット１２とは異なる構造を有するように形成され、そして、シンセティックジェット６２は、シンセティックジェット６２が低めの見掛けの音響出力と増大した流量出力を実現できるように、図１に示すものと異なるやり方で取り付けブラケット１４に取り付けられる。「見掛けの音響出力」という用語は、シンセティックジェット６２によって発生される実際のノイズレベルは低減できるかまたはできないかであるが、シンセティックジェット６２の機械的共振または構造的共振は、シンセティックジェットが５００Ｈｚよりも下の周波数（人間の聴覚の感度が低い周波数のレベル／範囲であり、したがってこの低めの周波数でのノイズレベルは、高めの周波数（例えば、６００Ｈｚ）での同様のノイズレベルよりも低く現れるであろう）のノイズを発生させるように、低めの共振周波数まで変更することができるということを示すために本明細書において使用される。
【００２７】
シンセティックジェットアセンブリ６０において、シンセティックジェット６２は、適切な材料（例えば、金属、プラスチック、ガラス、および／またはセラミック）で形成した第１のプレート２４および第２のプレート２６を含むように構成される。アクチュエータ３４、３６は、それぞれの第１および第２のプレート２４、２６に連結される。圧電アクチュエータ３４、３６には、第１および第２のプレート２４、２６の各々に撓みを起こさせる機械的な応力が内部に生じるように、（図１で図示／説明したようにコントローラアセンブリまたは制御ユニットシステム４２を介してドライバ１８などから）高調波交流電圧を付加することができ、これにより、プレート２４、２６の間の内部室６４の容積を変化させる、時間的に正弦的な、すなわち、周期的な動きが実現される。
【００２８】
また、シンセティックジェットを形成している一部は、ブラケット１４の上面６８および下面７０の各々のｕ形状ブラケット１４全体に展開および架橋している可撓性基板またはプレート６６である。例示的な一実施形態によれば、可撓性基板６６は、二軸配向ポリエチレンテレフタレート（ｂｏＰＥＴ）、または、より一般的な公知のマイラーから形成され、あるいは、代替的にウレタンから形成される。しかしながら、基板６６の形成用に同程度の可撓性を有する他の適切な類似材料が使用できると認められる。シンセティックジェット６２を形成するとき、第１および第２のプレート２４、２６（およびその上に位置付けられるアクチュエータ３４、３６）は、上側および下側の可撓性基板６６と、基板６６の外向面７２に取り付けられる。一実施形態によれば、粘着剤または接着剤（図示せず）は、第１および第２のプレート２４、２６を可撓性基板６６に取り付けるために使用される。可撓性基板６６が、ｕ形状ブラケット１４の対向する上面６８および下面７０の上に配置／接着されるために、離隔されるので、可撓性基板６６とｕ形状ブラケット１４とは共同で、シンセティックジェット６２に凹所６４を形成する。凹所６４は、凹所６４を周囲の外部環境３２と流体連通した状態に置くために、（図１に示す開口／オリフィスに似た）開口を含む。
【００２９】
シンセティックジェット６２の一部を形成していることに加えて、可撓性基板６６は、ｕ形状取り付けブラケット１４に対してシンセティックジェット６２を実装する機能も奏する。可撓性基板６６は、ｕ形状ブラケット１４の後脚７６および側脚７８、８０の各々に、８２で略示した粘着剤または他の適切な接着剤を用いて取り付けられ、したがって、シンセティックジェット６２をｕ形状取り付けブラケット１４に取り付けている。
【００３０】
図５に最良に示されるように、本発明の一実施形態によれば、シンセティックジェット６２の後部には、第１および第２のプレート２４、２６をｕ形状ブラケット１４にさらに接続するために、一対のヒンジ８４が追加される。ヒンジ８４は、多数の材料のうちの１つから形成することができ、また、粘着剤もしくはシリコーンの層または金属帯板の形式で設けることができる。ヒンジ８４は、ｕ形状取り付けブラケット１４に対してシンセティックジェット６２を所定の位置に保持するための追加の機構として機能する。シンセティックジェットアセンブリ６０は、図５に示すように、シンセティックジェット６２の後縁部に位置付けされた一対のヒンジ８４を含んでいるが、単一のヒンジ８４のみを持つか（図７）またはヒンジを持たない（図８）他のシンセティックジェットアセンブリを形成することができると認められる。
【００３１】
シンセティックジェットアセンブリ６０の作動中、アクチュエータ３４、３６は、駆動させることができ、第１および第２のプレート２４、２６と可撓性基板６６の撓みが引き起こされ、それにより、プレートおよび基板の撓みが破線８４で示されている、図６に良好に示すことができるように、シンセティックジェット６２の凹所６４の容積が変化する。一度、シンセティックジェット６２が駆動されると、シンセティックジェット６２は、極めて低い共振モードで作動することができ、そして、シンセティックジェットの全幅にわたって最大の振幅を提供することができる。すなわち、シンセティックジェット６２を形成してそれをｕ形状取り付けブラケット１４に取り付けるために使用される（例えば、マイラーまたはウレタンの）基板層６６がまさに可撓性を有するので、シンセティックジェット６２は、作動中に異なったモード形状（ｍｏｄａｌ  ｓｈａｐｅ）（すなわち、移動しているプレート２４、２６のモード形状）を有することが可能になる。基板層６６およびモード形状は、シンセティックジェット６２が、極めて低い共振モードで作動すること、および、流れ形成のために使用されるシンセティックジェットの全幅（すなわち、２つのプレートの間の開口／オリフィスの全幅）にわたって最大の振幅を提供すること、を可能にした。
【００３２】
シンセティックジェット１２を取り付けブラケット１４に取り付けるための可撓性基板６６を採用するシンセティックジェットアセンブリ１０は、図５〜８に示すような、四角／矩形のシンセティックジェット１２およびｕ形状の取り付けブラケット１４を含む構造に限定されない、と認められる。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１０も本発明の範囲内にあると想像される。例えば、円形のシンセティックジェットと、半円形の取り付けブラケットであって、取り付けブラケットにシンセティックジェットを取り付けるための可撓性基板を採用する取り付けブラケットと、を含むシンセティックジェットアセンブリ１０は、本発明の範囲内にあると考えられる。
【００３３】
有益なことに、したがって本発明の実施形態は、低い共振周波数（例えば、５００Ｈｚ未満）を有する機械的共振モードでのシンセティックジェット６２の作動を可能にする可撓性基板６６を含むシンセティックジェットアセンブリ６０を提供する。シンセティックジェット６２がシンセティックジェット全幅について最大の振幅で作動することができるので、この機械的共振モードでのシンセティックジェット６２の作動により、デバイスの流量出力に影響を与えることなく、シンセティックジェットが発生させる見掛けの音響ノイズが低減される。加えて、シンセティックジェット６２は、高めの音響レベルと多様な流量出力で機能するように選択的に「調和させる」ことができる。
【００３４】
したがって、本発明の一実施形態によれば、シンセティックジェットサブアセンブリは、上面および下面を含む取り付けブラケットと、取り付けブラケットによって画定される開口を横切るように位置付けられ、取り付けブラケットの上面に取り付けられる第１の可撓性基板と、取り付けブラケットによって画定される開口を横切るように位置付けられ、取り付けブラケットの下面に取り付けられる第２の可撓性基板と、第１の可撓性基板の外向面に取り付けられる第１のプレートと、第２の可撓性基板の外向面に取り付けられる第２のプレートと、を含む。
【００３５】
本発明の別の態様によれば、シンセティックジェットアセンブリを製造する方法は、開口を画定する取り付けブラケットを提供するステップと、一対の可撓性基板を取り付けブラケットの対向する上面および下面に取り付け、したがって、一対の可撓性基板の各々が取り付けブラケットの開口の上にまたがり、一対の可撓性基板および取り付けブラケットが凹所を画定する、ステップと、を含む。本方法は、一対の可撓性基板の一方の外向面に第１のプレートを取り付けるステップと、一対の可撓性基板の他方の外向面に第２のプレートを取り付けるステップと、第１および第２のプレートの少なくとも一方にアクチュエータ要素を取り付けて、その撓みを選択的に引き起こし、それにより凹所の内部の容積を変化させ、したがって、流体の流れを生成して凹所から外に放出させる、ステップと、も含む。
【００３６】
本発明のさらに別の態様によれば、シンセティックジェットアセンブリは、開口を画定する複数の脚を含む取り付けブラケットと、取り付けブラケットの開口の中に少なくとも部分的に位置付けされるシンセティックジェットと、を含み、シンセティックジェットはさらに、取り付けブラケットによって画定される開口を横切るように延びて、取り付けブラケットの上面に取り付けられる第１の可撓性基板と、取り付けブラケットによって画定される開口を横切るように延びて、取り付けブラケットの下面に取り付けられる第２の可撓性基板であって、第１および第２の可撓性基板と取り付けブラケットが周囲環境と流体連通するシンセティックジェット凹所を画定する、第２の可撓性基板と、を含む。シンセティックジェットは、第１の可撓性基板の外向面に取り付けられる第１のプレートと、第２の可撓性基板の外向面に取り付けられる第２のプレートと、第１および第２のプレートの少なくとも一方に連結されその撓みを選択的に引き起こし、したがって、流体の流れを生成してシンセティックジェット凹所から外に放出させる、アクチュエータ要素と、も含む。第１および第２の可撓性基板は、シンセティックジェットを取り付けブラケットに確保する。
【００３７】
本発明の他の態様によれば、シンセティックジェットサブアセンブリは、上面および下面を含む取り付けブラケットと、取り付けブラケットによって画定される開口を横切るように位置付けられ、取り付けブラケットの上面に取り付けられる第１の可撓性基板と、取り付けブラケットによって画定される開口を横切るように位置付けられ、取り付けブラケットの下面に取り付けられる第２の可撓性基板と、第１および第２の可撓性基板の少なくとも一方の外向面に取り付けられるプレートと、を含む。
【００３８】
本発明について、限られた数の実施形態のみに関連して詳説したが、本発明がそのような開示の実施形態に限定されないと直ちに理解すべきである。むしろ、本発明は、これまでに記載のない変形、変更、置換または等価な配置構成をいくつでも組み入れるように、しかしながら、本発明の精神および範囲に見合ったように、修正することができる。さらに、本発明の様々な実施形態について記載したが、本発明の態様としては、記載した実施形態の一部のみを含むようにすることもできると理解すべきである。したがって、本発明は、上記の説明によって限定されると理解すべきでなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００３９】
１０、６０  シンセティックジェットアセンブリ
１２、６２  シンセティックジェット
１４  取り付けブラケット
１６  ハウジング
１８  回路ドライバ
２０  内部室
２２  流体
２４  第１のプレート
２６  第２のプレート
２８  スペーサ要素
３０  オリフィス
３２  外部環境
３４、３６  アクチュエータ
３８、４０  可撓性隔板
４２  制御ユニットシステム、制御システム
４６  周囲の流体
５４  デバイス
６４  凹所
６６  可撓性基板
６８  上面
７０  下面
７２  外向面
７６  後脚
７８、８０  側脚
８４  ヒンジ
【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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