(57)【要約】  電子装置用の熱管理システムを供する。熱管理システムは、スタックアレンジメント内に供されており、スタックアレンジメントの中の各スペーサで分けられた複数のシンセティックジェットを含む。シンセティック・ジェットのスタックは、熱管理システム内の空気の流れを容易とする（例えば、一実施形態では、ヒートシンク上を空気が流れることを容易とする）ことに用いることができる。【選択図】図１
2015528183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダ構成部と、
スタックアレンジメント内で前記ホルダ構成部の中に配置された複数のシンセティック・
ジェット・ダイアフラム（１００）であって、各シンセティック・ジェット・ダイアフラム
（１００）が、
変形可能なシム（１１０）、および
前記変形可能なシム（１１０）に取り付けられた圧電素子（１１４）、を備える、前記複
数のシンセティック・ジェット・ダイアフラム（１００）と、
前記スタックアレンジメント内で前記ホルダ構成部の中に配置された複数のスペーサ（１
０２）であって、各スペーサ（１０２）が一組の前記シンセティック・ジェット・ダイアフ
ラム（１００）間に配置されており、各スペーサ（１０２）が、前記複数のシンセティック
・ジェット・ダイアフラム（１００）動作時に空気が通り流れる少なくとも一つの開口（１
０４）を備える、複数のスペーサ（１０２）と、
を備えるシンセティック・ジェット・スタック・アセンブリ。
【請求項２】
前記ホルダ構成部が、前記スタックアレンジメント内で前記シンセティック・ジェット・
ダイアフラム（１００）とスペーサ（１０２）の配置を容易にするように構成される複数の
ポスト（１３０）を備える、請求項１に記載のシンセティック・ジェット・スタック・アセ
ンブリ。
【請求項３】
前記シンセティック・ジェット・ダイアフラム（１００）とスペーサ（１０２）の一つま
たは両方が、前記一つまたは複数の前記ポスト（１３０）に係合するように構成される切欠
部を備える、請求項２に記載のシンセティック・ジェット・スタック・アセンブリ。
【請求項４】
前記ホルダ構成部の中で前記スタックアレンジメント内に、前記シンセティック・ジェッ
ト・ダイアフラム（１００）とスペーサ（１０２）を保持するように構成されるクランプ機
構を備える、請求項１に記載のシンセティック・ジェット・スタック・アセンブリ。
【請求項５】
前記クランプ機構が、
前記ホルダ構成部上に一つまたは複数の係合構造（１２６）に係合するよう大きさが決め
られた少なくとも一つのクランプ板（１２４）、および、
少なくとも一つのクランプ板（１２４）と、シンセティック・ジェット・ダイアフラム（
１００）とスペーサ（１０２）の前記スタックアレンジメントとの間に保持されるように構
成される圧縮性リング（１２８）、
を備える、請求項４に記載のシンセティック・ジェット・スタック・アセンブリ。
【請求項６】
各シンセティック・ジェット・ダイアフラム（１００）が２５ｍｍ未満である直径を有す
る請求項１に記載のシンセティック・ジェット・スタック・アセンブリ。
【請求項７】
一つまたは複数の発熱電子部品と、
熱管理システム（１４）であって、前記一つまたは複数の発熱電子部品と熱を伝導するヒ
ートシンク（２０）、および複数のシンセティック・ジェット・ダイアフラム（１００）と
、複数のスペーサ（１０２）と、を備える、スタックアセンブリであって、各一組のシンセ
ティック・ジェット・ダイアフラム（１００）がスペーサ（１０２）により分けられ、また
各スペーサ（１０２）が、前記シンセティック・ジェット・ダイアフラム（１００）の動作
中、空気が通り排出される開口（１０４）を有する、スタックアセンブリを備える、熱管理
システム（１４）と、
を備える電子装置。
【請求項８】
前記スタックアセンブリが、前記複数のシンセティック・ジェット・ダイアフラム（１０
０）、および、前記複数のスペーサ（１０２）が配置されたホルダ構成部をさらに備える、
請求項７に記載の電子装置。
【請求項９】
前記ホルダ構成部の一つまたは複数の係合構造（１２６）と係合するように構成される少
なくとも一つのクランプ板（１２４）と、
少なくとも一つのクランプ板（１２４）と前記スタックアセンブリとの間に配置された圧
縮性リング（１２８）と、
を備える、請求項８に記載の電子装置。
【請求項１０】
前記一つまたは複数の発熱電子部品が光源（１２）を備える、請求項７に記載の電子装置
。
【請求項１１】
前記ヒートシンク（２０）が一つまたは複数の冷却フィン（６２）を備え、
前記一つまたは複数のスペーサ（１０２）の前記各開口（１０４）が、前記一つまたは複
数の冷却フィン（６２）上を空気が流れるように配置された、請求項７に記載の電子装置。
【請求項１２】
前記熱管理システム（１４）が、前記複数のシンセティック・ジェット・ダイアフラム（
１００）動作時に空気が動く一つまたは複数の通風スロットまたはホール（２２）を備える
、請求項７に記載の電子装置。
【請求項１３】
前記一つまたは複数の発熱電子部品と前記ヒートシンク（２０）との間に配置された熱伝
導構造を備える、請求項７に記載の電子装置。
【請求項１４】
各シンセティック・ジェット・ダイアフラム（１００）の直径が２５ｍｍ未満である請求
項７に記載の電子装置。
【請求項１５】
前記スタックアセンブリが前記電子装置のねじ込みベース（８６）の中に配置されている
、請求項７に記載の電子装置。
【請求項１６】
少なくとも一つの光源（１２）と、
前記光源（１２）と複数のシンセティック・ジェット・ダイアフラム（１００）の一つま
たは両方を駆動するように構成される電子回路と、
熱管理システム（１４）であって、
前記少なくとも一つの光源（１２）と少なくとも熱伝導するヒートシンク（２０）、
スタックアレンジメント内に前記複数のシンセティック・ジェット・ダイアフラム（１０
０）を保持するように構成されるホルダ構成部、
前記ホルダ構成部の中で前記スタックアレンジメント内に配置された前記複数のシンセテ
ィック・ジェット・ダイアフラム（１００）、および
複数のスペーサ（１０２）であって、各スペーサ（１０２）が各一組のシンセティック・
ジェット・ダイアフラム（１００）間に配置されており、前記シンセティック・ジェット・
ダイアフラム（１００）の動作時、空気が通りヒートシンク（２０）へ流れる開口（１０４
）を各スペーサ（１０２）が備える、複数のスペーサ（１０２）、
を備える熱管理システム（１４）と、
を備える照明装置。
【請求項１７】
前記照明装置をソケットの中に保持するねじ込ベース（８６）を備え、前記ホルダ構成部
が前記ねじ込ベース（８６）の中に嵌合する、請求項１６に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記ホルダ構成部の一つまたは複数の係合構造（１２６）と係合するように構成される少
なくとも一つのクランプ板（１２４）、および
少なくとも一つのクランプ板（１２４）と、シンセティック・ジェット・ダイアフラム（
１００）とスペーサ（１０２）とのスタックアレンジメントとの間に保持されるように構成
される圧縮性リング（１２８）、
を備える、請求項１６に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記ヒートシンク（２０）が、一つまたは複数の冷却フィン（６２）を備え、前記前記一
つまたは複数のスペーサ（１０２）の前記各開口（１０４）が、前記一つまたは複数の冷却
フィン（６２）上を空気が流れるように配置された、請求項１６に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記複数のシンセティック・ジェット・ダイアフラム（１００）動作時に、空気が通り動
く一つまたは複数の通気スロット、またはホール（２２）を備える請求項１６に記載の照明
装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱管理および熱伝達に関し、特に光学および電子装置における熱管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
高効率照明システムは、白熱灯や蛍光灯などの従来の面光源と競合し絶えず発展している。白色光を発するダイオード（ＬＥＤ）は、従来、サイネージアプリケーションに用いられていたが、ＬＥＤ技術の利点は、このような技術を一般的領域の照明アプリケーションに用いる要望を高めている。ＬＥＤおよび有機ＬＥＤは、ソリッドステートの半導体装置であり、電気エネルギーを光に変換する。ＬＥＤが無機半導体層を用いて電気エネルギーを光に変換するのに対して、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）は、有機半導体層を用いて電気エネルギーを光に変換する。ＬＥＤやＯＬＥＤを用いる一般的領域の照明は著しく発展してきている。
【０００３】
ＬＥＤアプリケーションの欠点の一つは、使用中、ＬＥＤの電気の大部分が光より熱に変換されることである。熱がＬＥＤ照明システムから効果的に除去されなければ、ＬＥＤは高温となり、よって効率が下がり、ＬＥＤ照明システムの信頼性が低下する。所望の明るさが要求される一般的領域の照明アプリケーションにＬＥＤを用いるには、ＬＥＤを能動的に冷却する熱管理システムが考えられる。コンパクト、軽量、高効率、高信頼性、および十分に明るい一般的領域の照明アプリケーションに、ＬＥＤベースの一般的領域の照明システムを供することが試されている。ＬＥＤにより発生した熱を制御するため熱管理システムを導入することは利点がある一方、熱管理システム自体が多くの追加的な設計課題をもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２，４４７，９９２号明細書
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態では、シンセティック・ジェット・スタック・アセンブリを供する。シンセティック・ジェット・スタック・アセンブリは、ホルダ構成部、および、スタックアレンジメント内でホルダ構成部の中に配置された複数のシンセティック・ジェット・ダイアフラムを備える。各シンセティック・ジェット・ダイアフラムは、変形可能なシム、および、変形可能なシムに接続された圧電素子を備える。シンセティック・ジェット・スタック・アセンブリはまた、スタックアレンジメント内のホルダ構成部の中に配置された複数のスペーサを備える。各スペーサは、一組のシンセティック・ジェット・ダイアフラム間に配置される。各スペーサは、複数のシンセティック・ジェット・ダイアフラムの動作時に空気が通り流れる少なくとも一つの開口を備える。
【０００６】
他の実施形態では、電子装置を供する。電子装置は、一つまたは複数の発熱する電子部品、および、熱管理システムを備える。熱管理システムは、一つまたは複数の発熱する電子部品と熱交換するヒートシンク、および、スタックアセンブリを備える。スタックアセンブリは、複数のシンセティック・ジェット・ダイアフラム、および、複数のスペーサを備える。各一組のシンセティック・ジェット・ダイアフラムは、スペーサにより離間されている。各スペーサはシンセティック・ジェット・ダイアフラムの動作中、空気が通り放出される開口を備える。
【０００７】
他の実施形態では、照明装置を供する。照明装置は、少なくとも一つの光源、光源と複数のシンセティック・ジェット・ダイアフラムの一つまたは両方を運転するように構成される電子回路、および熱管理システムを備える。熱管理システムは、少なくとも一つの光源と少なくとも熱交換するヒートシンク、スタックアレンジメント内で複数のシンセティック・ジェット・ダイアフラムを保持するように構成されるホルダ構成部、ホルダ構成部の中でスタックアレンジメント内に配置された複数のシンセティック・ジェット・ダイアフラム、および、複数のスペーサを備える。各スペーサは、各一組のシンセティック・ジェット・ダイアフラム間に配置されている。各スペーサは、シンセティック・ジェット・ダイアフラムの動作時、空気が通りヒートシンクへ流れる開口を備える。
【０００８】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様、利点は、添付図面を参照して続く詳細な記載を読めばより理解されるであろう。図において、同様の符号は図面を通して同様の部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の態様に関する照明システムのブロックダイヤグラムである。
【図２】本開示の態様に関する照明システムの斜視図である。
【図３】本開示の態様に関する、図２の照明システムの分解立体図である。
【図４】本開示の態様に関する、図２の照明システムの他の分解立体図である。
【図５】本開示の態様に関する、熱管理システムの一部を示す。
【図６】本開示の態様に関する、さらなる照明システムを示す。
【図７】本開示の態様に関する、図６の照明システムのベースの分解断面図を示す。
【図８】本開示の態様に関する、シンセティックジェットの構成部の分解図を示す。
【図９】本開示の態様に関する、シンセティックジェットのダイアフラムの側面図を示す。
【図１０】本開示の態様に関する、シンセティックジェットのダイアフラムの平面図を示す。
【図１１】本開示の態様に関する、シンセティックジェットのダイアフラムの一実施形態の線対称の層を示す。
【図１２】本開示の態様に関する、シンセティックジェットのスタックの断面図を示す。
【図１３】本開示の態様に関する、シンセティックジェットのスタックの斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の態様は、主にＬＥＤベースの面照明システム、または、熱管理（例えば冷却や他のタイプの熱伝導）を用いるか、その利点を得る、他の電子および／または光学装置に関する。例えば、一実施形態では、照明システムは、駆動電子装置、ＬＥＤ光源（複数可）、および、能動的冷却システム（すなわち、熱管理システム）を備え、能動的冷却システムは、シンセティックジェットの動作を最適化し空気を流し、よってより高効率な照明システムを供するように、システムに配置され保持されたシンセティックジェットを含む。熱管理システムは、空気の流れを照明システムの内外に供することに用いるシンセティックジェットを含み、よって動作中に照明システムを冷却する。
【００１１】
一実施形態では、照明システムは、電気的グリッドと接続する通常のねじ込みベース（すなわちエジソンベース）を用いる。電力は、同一の駆動電子装置ユニットにより、熱管理システムおよび光源に適切に供給される。特定の実施形態では、シンセティックジェット装置はヒートシンクとともに運転するよう供され、ヒートシンクは、複数のフィン、および空気口を有し、これらがともに能動的にまた受動的にＬＥＤを冷却する。このような一実施形態では、シンセティックジェットは、スタックアレンジメント内に配置され、ヒートシンクのフィンにわたり空気の流れを供するように配置される。後に述べるように、シンセティックジェット装置は、ＬＥＤの照明中に十分冷却できるよう十分な電力レベルで動作する。
【００１２】
次に図１を参照すると、ブロックダイアフラムで照明システム１０の形態で冷却される電気的システムの一例を示す。一実施形態において、照明システム１０は、高効率のソリッドステートのダウンライトの照明器具であってもよく、または、その他の多目的照明であってもよい。一般的に、照明システム１０は、光源１２、熱管理システム１４、および、光源１２と熱管理システム１４を各々駆動するように構成される駆動電子装置１６を含む。さらに後に述べるように、光源１２は、一般的領域の照明に適するダウンライト照明を実現するよう配置された複数のＬＥＤを含む。一実施形態では、光源１２は、７５ｌｍ／Ｗ、ＣＲＩ＞８０、ＣＣＴ＝２７００ｋ−３２００ｋ、ＬＥＤジャンクション温度１００℃で５０，０００時間寿命において、少なくともおよそ１５００フェイスルーメンを実現可能であってもよい。さらに、光源１２は、角度の制御同様、色の感知とフィードバックを含んでもよい。
【００１３】
さらに後述するように、熱管理システム１４は熱を発生する電子装置（例えば本例ではＬＥＤ）を動作中に冷却するように構成されている。一実施形態では、熱管理システム１４はシンセティックジェット装置１８、ヒートシンク２０、および、照明システム１０に所望の冷却および空気の交換を実現するための空気口（すなわち通気スロットまたはホール２２）を含む。さらに後述するように、シンセティックジェット装置１８は、冷却用に所望の水準の空気の流れを供するスタックアレンジメント内に配置され、保持されている。
【００１４】
駆動電子装置１６は、ＬＥＤ電源２４とシンセティックジェット電源２６とを含む。一実施形態によると、ＬＥＤ電源２４とシンセティックジェット電源２６とは各々、複数のチップと、同じシステムボード（プリント回路基板等（ＰＣＢ））上にある集積回路とを備え、駆動電子装置１６用のシステムボードは、熱管理システム１４同様、光源１２を駆動するように構成されている。ＬＥＤ電源２４とシンセティックジェット電源２６とに同じシステムボードを用いることで、照明システム１０の大きさを小さくし最小化できる。代替えの実施形態では、ＬＥＤ電源２４とシンセティックジェット電源２６とは各々、独立のボード上に分けられてもよい。
【００１５】
次に図２〜図４を参照すると、図２はここで述べる熱管理システムを組み込んだ照明システム１０（ここではバルブで示す）の一実施形態の部分切り取り図である。さらに、図３および図４は、図２に示す照明システム１０の分解斜視図を示す。図を参照すると、記載例では、照明システム１０を動力固定具（ｐｏｗｅｒｅｄ  ｆｉｘｔｕｒｅ）またはソケットに接続すること、もしくは照明システムを電力源に他の方法で接続すること、に用いることができる電気的なプロングまたは端子５０が記載されている。ランプの電子装置５４はまた、動作中、発光要素（例えばＬＥＤ５６）を駆動するか、またはそうでなければ動作を制御できるよう供されてもよい。特定の実施形態では、ランプの電子装置はまた、熱管理システム１４を駆動、またはそうでなければ動作を制御してよいが、記載例では、分離した熱管理電子装置５８（例えばシンセティックジェット駆動電子装置）が熱管理システム１４の動作を制御するため設けられている。
【００１６】
記載した例では、熱管理システム１４は、スタック６０、または、後述するシンセティックジェット装置１８のアセンブリを含む。さらに、熱管理システム１４はヒートシンク２０を含み、これは複数の冷却フィン６２を含んでもよい（図４）。記載例では、駆動電子装置５８は、スタック６０内に配置または組み立てられたシンセティックジェット装置１８の動作を制御する。
【００１７】
記載の照明システム１０はまた、各々ランプの電子装置５４と熱管理電子装置５８、熱管理システム１４、および光源１２、ならびに関連する照明構造または光学部品７２、を収容する様々な収容構造６６を含む。特定の実施形態では、収容構造６６は反射面を含んでもよく、光源１２により発生した光の配向に役立つ。さらに、収容構造６６は、発光構成（例えばＬＥＤ５６）が設けられる基板またはボード６８を支持または包含してもよい。記載例では、ボード６８は、熱管理システム１４および周辺環境を空気が往復する通路（ｐａｓｓａｇｅ）を可能にする通気スロット２２を含む。他の実施形態では、通気部は他の位置（収容構造の一つまたは複数の構成内等）、および／または他の形状（ホールまたはスロットに対し他の通路等）で供されてもよいことが理解されよう。
【００１８】
記載例において、ＬＥＤが搭載されたボード６８は、ＬＥＤ５６の発光部の反対側のボードの表面に電子装置７６を含む。動作中、ＬＥＤ電子装置７６に伴う熱は、熱伝導性圧縮パッド７８等を経て、ヒートシンク２０へ伝導されうる。図５を参照すると、シンセティックジェット１８のスタック６０の部分切欠図をヒートシンク２０と合わせて示しており、スタック６０をよく見るため、その一部を切り欠いている。動作中、ＬＥＤ５６の動作による熱はヒートシンク２０に伝導する。そして、ヒートシンク２０のフィン６２周辺に空気を伝導するためシンセティックジェット１８を用いることができ、よってヒートシンク２０に伝導された熱は周辺環境に放熱される。
【００１９】
図２〜図５が照明システム１０の一実施形態の一例を示す一方、図６および図７とは、さらなる実施形態の一例を示しており、図６は照明システム１０の一部を切り欠いた分解図を示し、図７は照明システム１０のベースを切り欠いた分解図を示し、電子装置および熱管理システムの一部を含む。
【００２０】
本例において、照明システム１０は、電力グリッドと接続される通常のソケットと接続できる通常のねじ込みベース（エジソンベース）８６を含む。リフレクタ８８は照明システム１０用の収容構造の一部を形成し、ＬＥＤ５６で発生じた光を反射し配向するようシステム１０に合わせられている。記載例において、ヒートシンク冷却フィン６２のセットは、リフレクタ８８に関し配置され、ＬＥＤ電子装置によって発生した熱を外部環境へ放熱することを可能とする。
【００２１】
一実施形態において、冷却フィン６２は、ケージ９０と熱的に接続されており、このケージ９０はまた、熱管理システム１４のヒートシンクの一部を成すのと同時に、照明システム１０の収容構造の一部を形成する。ケージ９０は、記載例において、シンセティックジェット装置１８用と同様、ＬＥＤ５６用の電力または駆動電子装置１６を囲む。記載の実施形態において、シンセティックジェット装置１８が単一のプリント回路基板上に備わるのと同様、全電子装置はＬＥＤ５６に電力を供するように構成されている。このように、記載の実施形態においては、光源と熱管理システムの能動的構成は同じ入力電力をシェアする。他の実施形態では、各電力とこれらシステム用の駆動電子装置とは異なるボードまたは構造上に配置されてもよい。
【００２２】
ケージ９０は、記載の照明システム１０の冷却を補助するため、空気が通り流れる様々な通気スロットまたはホール２２を含んでもよい。記載例では、ケージ９０はまた、ここで述べるように、シンセティックジェット装置１８のスタック６０を収容する。シンセティックジェット装置１８は、ケージ９０内外への空気の流れを容易とし、よって照明システム１０の発熱する構成の冷却を助ける。いったん使用のため組み立てられると、照明システム１０が単一ユニットであるように、照明システム１０の構成を保持するため、様々な締結機構が様々な記載の収容構造の中に含まれうることが理解されよう。
【００２３】
上述した熱管理システム１４のシンセティックジェット装置１８に関し、特定の実施形態では、シンセティックジェット装置１８はヒートシンク２０のフィン６２に近接して配置される。かかる構成において、各シンセティックジェット装置１８は、動作時に、フェイスプレートにわたり、また、複数のフィン６２間で空気の流れを生じて、ＬＥＤ５６の冷却を可能にする。これらシンセティックジェットに関し、図８を参照すると、各シンセティックジェット装置１８は、一つまたは複数のダイアフラム１００を典型的に含んでおり、ダイアフラム１００がホローフレームまたはスペーサ１０２の中で前後に（すなわち、フレーム１０２に関して上下に）速く動き、フレーム１０２内の開口（ｏｐｅｎｉｎｇ）を通り空気ジェットを引き起こし、ヒートシンク２０の複数のフィン６２間のギャップを通るよう方向付けられるように、シンセティックジェット電源２６によりダイアフラム１００が動くように構成されている。一実施形態では、スペーサは、エラストマ材料で構成され、スペーサ１０２の壁の厚みはほぼ０．２５ｍｍである。特定の実施形態では、スペーサ１０２はまた、一つまたは複数のワイヤ１１２、もしくは、フレックス回路が通る通路またはスペースを含んでもよく、これによりダイアフラム１００の構造と外部駆動回路との間の電気的接続を可能にする。
【００２４】
図９〜図１１を参照すると、一実施形態において、ダイアフラム１００は、圧電材料１１４（ＰＺＴ−５Ａ（鉛・ジルコネート・タイタネート）材料等）に取り付けられた金属シム１１０（スチールまたはステンレス・スチール・プレート等）を備える。一例では、圧電材料１１４は、シム１１０にエポキシまたは他の好適な接着材を用いて取り付けられてもよい。図１１に、このようなダイアフラム１００の一実施形態の線対称（すなわち、対称軸１１６に関する）の断面図を示す。本例では、圧電材料１１４は、対称軸１１６に関して一表面が半径（Ｒ1）（圧電材料１１４の半径と一致する）にエッチングされたステンレス・スチール・シム１１０上に搭載されている。シム１１０の残りの部分は、しかしながら、エッチングされておらず、対称軸１１６に関して異なる半径（Ｒ2）を有する。他の実施形態では、シム１１０はエッチングされた表面を有さなくてもよく、よって、対称軸１１６に関して単一の半径（Ｒ2）を有する。特定の実施形態では、ダイアフラム１００の対応する直径は約２５ｍｍ、または２５ｍｍ未満であり、通常の照明ソケットベース（例えばエジソンベース）の中に嵌合するように、ダイアフラム１００を用いて形成されたシンセティックジェットを可能にする。加えて、圧電素子１１４とシム１１０は、各々厚みｔ1、ｔ2、ｔ3を備え、ダイアフラム１００の動作特性の決定を助ける。シム１１０がエッチングされていない実施形態においては、シム１１０について単一の厚みのみである（例えば、記載例ではｔ3）ことが理解されよう。
【００２５】
例えば、一実施形態では、圧電材料１１４の半径（Ｒ1）（および、存在する場合、シム１１０のエッチングされた表面）は、約６．７５ｍｍであり、シム材料１１０（または、該当する場合、シム材料のエッチングされていない部分）の半径（Ｒ2）は約７．５ｍｍである。この例では、圧電材料１１４は、約０．１ｍｍの厚み（ｔ1）であってもよく、一方、エッチングされている場合シム１１０は厚み約０．０７５ｍｍ（ｔ2）と０．０７５ｍｍ（ｔ3）との組み合わせであってもよく、または、シム１１０がエッチングされていない場合、全厚み約０．０７５ｍｍであってもよい。このような実施形態では、厚み対直径の比率は、クランプされているとき（後述）、ほぼ０．０７５ｍｍ／１５ｍｍ、あるいは約０．００５となるであろう。
【００２６】
同様に、他の実施形態では、圧電材料１１４（および、存在する場合、シム１１０のエッチング表面）の半径（Ｒ1）は約９ｍｍであり、シム材料１１０（または、該当する場合、シム材料のエッチングされていない部分）の半径（Ｒ2）は約１０ｍｍである。この例では、圧電材料１１４は、約０．１ｍｍの厚み（ｔ1）であってもよく、一方、エッチングされている場合シム１１０は厚み約０．１６ｍｍ（ｔ2）と０．１６ｍｍ（ｔ3）との組み合わせであってもよく、または、シム１１０がエッチングされていない場合、全厚み約０．１６ｍｍであってもよい。このような実施形態では、厚み対直径の比率は、クランプされているとき（後述）、ほぼ０．１６ｍｍ／２０ｍｍ、あるいは約０．００８となるであろう。
【００２７】
さらなる実施形態において、圧電材料１１４（および、存在する場合、シム１１０のエッチング表面）の半径（Ｒ1）は約９ｍｍであり、シム材料１１０（または、該当する場合、シム材料のエッチングされていない部分）の半径（Ｒ2）は約１０ｍｍである。この例では、圧電材料１１４は、約０．０５ｍｍの厚み（ｔ1）であってもよく、一方、エッチングされている場合シム１１０は厚み約０．１５ｍｍ（ｔ2）と０．１５ｍｍ（ｔ3）との組み合わせであってもよく、または、シム１１０がエッチングされていない場合、全厚み約０．１５ｍｍであってもよい。このような実施形態では、厚み対直径の比率は、クランプされているとき（後述）、ほぼ０．１５ｍｍ／２０ｍｍ、あるいは約０．００７５となるであろう。
【００２８】
上述の例を念頭におくと、動作中、電気的制御信号（ワイヤ１１２または他の導電性構造（例えばフレキシブル回路）により伝達される）は、圧電材料１１４に適用され、それに応じて変形、もしくは取り付けられたシム１１０に機械的歪みを分散させ、フレーム（すなわちスペーサ１０２）に関してシム１１０の屈曲を引き起こす。シム１１０の屈曲は、そうでなければ限定されていた空間の体積に変化を次々に引き起こし、よって所定の空間の内外に空気の動きを生じる。
【００２９】
例えば、図８を参照すると、一実施形態では、シンセティック・ジェット・アセンブリ１８は、オリフィス（ｏｒｉｆｉｃｅ）１０４を有するフレーム（すなわちスペーサ）１０２から離れて二つのダイアフラム１００を含んでもよい。ダイアフラム１００の同期した動作（すなわち、シム１１０の屈曲）は、オリフィス１０４を通り、ダイアフラム１００とスペーサ１０２とで定まる内部空間から空気を推し進める。オリフィス１０４を通り押された空気は、ヒートシンク２０の一部、冷却フィン６２等、に向けることができ、ヒートシンク２０へ伝導した熱を分散させる。特定の実施形態では、高さは約０．５５ｍｍから約０．７５ｍｍであり、幅は約０．５５ｍｍから約０．７５ｍｍである。
【００３０】
上述したように、特定の実施形態において、ここで述べたシンセティックジェット装置１８は、スタック６０として形成または組み立てられ、熱管理システム１４の一部として効果的に冷却できる。例えば、図１２および図１３を参照すると、複数のシンセティックジェット、または圧電アクチュエータは、スタックとして配置または組み立てられ、空気の流れ、および、電子装置からの熱の除去を向上する。特定の実施形態では、シンセティックジェットを配置するため機械的クランプ装置１２０を用いてもよい。クランプ装置１２０は、ホルダ１２２を含んでもよく、ホルダ１２２内にはスペーサ１０２によって離間した複数のダイアフラム１００がシンセティックジェット１８のスタック６０を形成するため配置されている。クランプ装置１２０は、スタック内に用いるダイアフラム１００とスペーサ１０２（すなわちシンセティックジェット１８）との数、位置、および／または、ヒートシンク２０に関し開口部（ｏｐｅｎｉｎｇ）１０４、および／または通気スロットまたはホール２２の方向に、柔軟性を可能とする。記載例において、ホルダ１２２は離間したポスト１３０を含んでおり、ポスト１３０は、スペーサ１０２またはダイアフラム１００の一方または両方に供された切欠部を補い、スペーサ１０２および／またはダイアフラム１００の切欠部は、スタック６０の組み立て時に、対応ポスト１３０と係合してもよい。
【００３１】
記載例において、ダイアフラム１００とスペーサ１０２とは、一つまたは複数のクランプ板１２４によりホルダ１２２に保持されており、このクランプ板１２４は、歯、または、ホルダ１２２の他の係合構造１２６によって所定の位置に次々に保持されてもよい（記載のホルダ１２２のポスト１３０上など）。一実施形態では、クランプ板は平らな金属板であり、各々が厚み約２５０μｍである。記載例において、圧縮性リング１２８（シリコンＯリング等）が二つのクランプ板１２４間に配置され、圧縮性リング１２８のサイズの組み合わせ、圧縮性リング１２８の硬度、および、クランプ板１２４が係合する係合構造１２６の配置が、スタックダイアフラム１００とスペーサ１０２（すなわちシンセティックジェット）に適用される締め付け圧を決める。本例では、間にＯリングが配置された一組のクランプ板１２４を記載したが、他の実施形態では、単一のクランプ板１２４を用いてもよく、このような実施形態においては、Ｏリングはダイアフラム１００の最上部の上に直接配置され、単一のクランプ板１２４はＯリング、ダイアフラム１００、およびスペーサ１０２をスタックアセンブリ内に保持する。
【００３２】
一実施形態において、シンセティックジェットの動作時、空気が通り流れる開口１０４がヒートシンク２０を向くように（例えば、ヒートシンク２０の冷却フィン６２上を流れるように）、シンセティックジェットのスタック６０は組み立てられ、配置されてもよい。一実施形態では、ダイアフラム１００のスタックのセットは、同位相で、またはそうでなければ、各ダイアフラム１００が隣接するダイアフラム１００の動きと同期するように整合して動作され、二つのダイアフラムがともに所定のスペーサ１０２で定まる空間の内側に屈曲するとき、ダイアフラム１００を引き離すように各開口１０４を通って空気が放出される。
【００３３】
すなわち、各ダイアフラムの屈曲は、上のダイアフラムと下のダイアフラムとを同期でき、各ダイアフラムとその下のダイアフラムとが互いに向かい屈曲するとき、これら二つのダイアフラムを引き離すようにスペーサ１０２内に、開口１０４を通って空気が排出される。逆に、各ダイアフラムとその上のダイアフラムが互いに向かい屈曲するとき、二つのダイアフラムを引き離すように空気は開口１０４を通りスペーサ１０２に排出される。このようにして、空気は、動作中、実質的に連続してシンセティックジェットのスタック６０から排出できる。
【００３４】
本記載は、本発明（最良形態を含む）を開示するため、当業者が本発明を実行すること（いずれの装置またはシステムを作り用いること、および、組み入れた方法を実行することを含む）を可能にするため、例を用いている。本発明の特許取得対象となる範囲は、請求項により定義され、当業者が想到する他の例を含んでもよい。このような他の例は、請求項の文言と相違しない構成要素を有する場合、または、請求項の文言から非実質的な相違を有する均等な構成要素を含む場合、請求項の範囲内であると意図してよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０  照明システム
１２  光源
１４  熱管理システム
１６  駆動電子装置
１８  シンセティックジェット装置
２０  ヒートシンク
２２  通気スロットまたはホール
２４  ＬＥＤ電源
２６  シンセティックジェット電源
５０  電気的なプロングまたは端子
５４  ランプの電子装置
５６  ＬＥＤ
５８  熱管理電子装置（シンセティックジェット駆動電子装置）
６０  スタック
６２  冷却フィン
６６  収容構造
６８  基板またはボード
７２  照明構造または光学部品
７６  電子装置
７８  熱伝導性圧縮パッド
８６  ねじ込みベース
８８  リフレクタ
９０  ケージ
１００  ダイアフラム
１０２  ホローフレームまたはスペーサ
１０４  オリフィス、開口
１１０  シム、シム材料
１１２  ワイヤ
１１４  圧電材料、圧電素子
１１６  対称軸
１２０  機械的クランプ装置
１２４  クランプ板
１２６  係合構造
１２８  圧縮性リング
１３０  ポスト
ｔ１  厚み
ｔ２  厚み
ｔ３  厚み
【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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【国際調査報告】
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