コンピュータデバイス内の集積回路を冷却するシステム

著者らは特許

G06F - 電気的デジタルデータ処理(特定の計算モデルに基づくコンピュータ・システムG06N)
G06F1/16 - 構造上の細部または配置
G06F1/20 - 冷却手段
G06F3/016 - 音声入力;音声出力(音声のデジタル情報への変換またはその逆G10L)
H01L - 半導体装置,他に属さない電気的固体装置(測定のための半導体装置の使用G01;抵抗一般H01C;磁石,インダクタ,トランスH01F;コンデンサー一般H01G;電解装置H01G9/00;電池,蓄電池H01M;導波管,導波管の共振器または線路H01P;電線接続器,集電装置H01R;誘導放出装置H01S;電気機械共振器H03H;スピーカー,マイクロフォン,蓄音機ピックアップまたは類似の音響電気機械変換器H04R;電気的光源一般H05B;印刷回路,ハイブリッド回路,電気装置の箱体または構造的細部,電気部品の組立体の製造H05K;特別な応用をする回路への半導体装置の使用は,応用サブクラスを参照)
H01L23/34 - 冷却,加熱,換気または温度補償用装置
H01L23/473 - 液体を流すことによるもの
H05K7/20 - 冷却,換気または加熱を容易にするための変形

の所有者の特許 JP2016517566:

タクタス テクノロジー,インコーポレイテッドTactus Technology,Inc.

 

コンピュータデバイス内の電子部品を冷却するシステムの一変形例であり、デジタルディスプレイを具え:集積回路に熱的に接続され、第1の端部と第2の端部を有する流体経路を規定する内部ヒートシンクと;デジタルディスプレイの画面に亘って配置され、透明材料を有し、デジタルディスプレイの一部に亘って延在する流体チャネルを規定する熱交換層であって、この流体チャネルが流体経路の第1の端部に接続された流体入口と、流体経路の第2の端部に接続された流体出口を有する、熱交換層と;透明流体と;内部ヒートシンクと流体チャネルとの間に透明流体を循環させるように構成した変換デバイスと;を具える。
【選択図】図1

 

 

[関連出願のクロスリファレンス]
本出願は、2013年3月14日に出願された米国暫定特許出願第61/786,300号の利益を主張する。この出願は、引用により全体が組み込まれている。
本出願は、また、2008年1月4日に出願された米国特許出願第11/969,848号、2012年3月7日に出願された米国特許出願第13/414,589号、2012年4月25日に出願された米国特許出願第13/456,010号、2012年4月25日に出願された米国特許出願第13/456,031号(P04−US2)、2012年5月7日に出願された米国特許出願第13/465,737号、2012年5月7日に出願された米国特許出願第13/465,772号、2013年9月24日に出願された米国特許出願第14/035,851号、2013年11月15日に出願された米国特許出願第14/081,519号に関連する。これらの全ての出願は、引用により全体が組み込まれている。
本発明は、コンピュータデバイスに関するものであり、特に、コンピュータデバイス内の集積回路302を冷却する新規で有用なシステムに関する。
図1は、本発明の第1のシステムを示す図である。 図2は、第1のシステムの一変形例を示す図である。 図3A及び図3Bは、第1のシステムの一変形例を示す図である。 図4A及び図4Bは、第1のシステムの一変形例を示す図である。 図5は、第1のシステムの一変形例を示す図である。 図6A、6B、6Cは、第1のシステムの変形例を等寸で示す図である。 図7A及び7Bは、第1のシステムの一変形例を示す図である。 図8は、第1のシステムの一変形例のフローチャートである。 図9A及び9Bは、本発明の第2のシステムを示す図である。 図10は、第2のシステムの一変形例を示す図である。 図11は、第2のシステムの一変形例を示す図である。 図12は、第2のシステムの一変形例を示す図である。 図13は、第2のシステムの一変形例を示す図である。
[好適な実施例の説明]
本発明の好ましい実施例に関する以下の説明は、本発明をこれらの好ましい実施例に限定することを意図するものではなく、当業者が本発明を作成し使用できるようにするためのものである。
図1に示すように、デジタルディスプレイ330を具えるコンピュータデバイス内の集積回路302を冷却する第1のシステム100は:集積回路302に熱的に接続され、第1及び第2の端部を有する流体経路112を規定している内部ヒートシンク110と;デジタルディスプレイ330の画面に亘って配置され、透明材料を具え、デジタルディスプレイ330の一部に亘って延在する流体チャネル122を規定している熱交換層120であって、この流体チャネル122が流体経路112の第1の端部に連結された流体入口と流体経路112の第2の端部に連結された流体出口を具える、熱交換層120と;透明流体130と;透明流体を内部ヒートシンク110と流体チャネル122との間で循環させるように構成した移動デバイス140と;を具える。
図1及び8に示すように、第1のシステム100の一変形例は:コンピュータデバイス内の電子部品302に熱的に接続され、第1の端部及び第2の端部を具える流体経路を規定する内部ヒートシンクと;デジタルディスプレイ330の上に配置された熱交換層120であって、内部ヒートシンク110と共働して第1の流体チャネルを規定して第1の流体回路を規定するとともに、内部ヒートシンク110と共働して第2の流体チャネル222を規定して第2の流体回路を規定する熱交換層120と;透明流体130と;透明流体130を、第1の位置におけるコンピュータデバイスの検出した方向に応じて第1の回路内で循環させ、第2の位置におけるコンピュータデバイスの検出した方向に応じて第2の回路内で透明流体130を循環させるように構成した変換デバイス140と;を具える。
第1のシステム100は、内部ヒートシンクから、コンピュータデバイスのデジタルディスプレイ330の上に配置した透明な表面熱交換器に流体を送り込むことによって、コンピュータデバイス内の一またはそれ以上の電子部品(例えば、受動回路素子、集積回路302等)を冷却するように機能する。例えば、第1システム100は、内部ヒートシンク110と熱交換層120との間で流体を循環させることによって、熱を、プロセッサ、電源、電圧レギュレータ、ディスプレイドライバ、及び/又は移動コンピュータデバイスのバッテリから、デバイスの外側表面へ伝達させることができる。一般的に、第1のシステム100は、コンピュータデバイスの局所熱源(すなわち、集積回路、ディスプレイ、バッテリ)から、表面熱交換器(すなわち、コンピュータデバイスの一またはそれ以上の外側表面上)へ、ヒートシンクと熱交換器の両方に熱的に接続されている閉流体システム(すなわち、流体回路)を介して流体を移動させることによって、熱を積極的に移動させる。コンピュータデバイスは、携帯電話、スマートホン、タブレット、ラップトップコンピュータ、デジタル時計、パーソナルデータアシスタント(PDA)、パーソナルミュージック(例えばMP3)プレイヤ、あるいは、ディスプレイと操作中に熱を出力する電子回路を有するその他の適宜のタイプのデバイスであってもよい。
1.2 内部ヒートシンク
第1のシステム100の内部ヒートシンク110は、集積回路302に熱的に接続されており、第1及び第2の端部を具える流体経路を規定している。一般的に、内部ヒートシンク110は、一方の側部で第1の流体チャネル122の入口に、反対側の及び/又は上流側側部で流体チャネル122の出口に連結されて、集積回路302(及び/又はコンピュータデバイス内のその他の電子部品)から、流体経路112を通って循環している流体へ熱を伝達するように機能する。
一実装例では、流体経路112は、細長チャネル(例えば、断面一定、あるいは断面変化)を規定しており、このチャネルはコンピュータデバイス内の電子部品302に亘って延在している。例えば、流体経路112は、リニアであり、断面矩形であってもよい。この実装例では、内部ヒートシンク110は、また、第1端部で流体入口に接続されている入口マニフォールド124と、反対側又は上流側端部で流体出口に接続されている出口マニフォールド124に合流している複数流体経路を規定することもできる。代替的に、流体経路112は、流体入口の近位側から流体出口の近位側へ延在するフィン又は壁によって分割されている広い及び/又は深いボリュームを規定することができる。例えば、内部ヒートシンク110は、集積回路302に隣接する流体チャネル122内の一連の内部翼を規定することができる。この翼は、流体経路112を通る透明流体130が流れる方向にほぼ平行に延在している。しかしながら、内部ヒートシンク110は、その他のジオメトリ又は断面を有し、その他の適宜の方法で流体チャネル122に直接的あるいは間接的に流体連結されている一またはそれ以上の流体経路を規定することもできる。
集積回路302又は電子部品が、平坦な外側面(例えば、プロセッサ、固体ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、又はバッテリ)を規定している。一実装例では、内部ヒートシンク110は、図1に示すように、電子部品302の外側表面に亘って延在し、直接接触しており、これによって、電子部品302の外と流体内に熱を伝える。内部ヒートシンク110は、代替的に、電子部品近傍に埋め込んでもよく、あるいは、熱グリースまたはグラフェン膜などの熱伝導材料(TIM)を介して電子部品302に熱的に接続するようにしてもよい。更に、平坦な印刷回路基板(PCB)350上に装填した電子部品302用に、内部ヒートシンク110の一部を、図3に示すように、PCB350の表面上で電子部品302の近位側のような、PCB350上に配置する、及び/又は、PCB350に熱的に接続するようにしてもよい。
内部ヒートシンク110は、このように、電子部品302から流体隔離され、電子部品302の表面から及び/又はPCB350から流体内へ熱エネルギィを送るように構成された、封入流体経路を規定してもよい。特に、この実装例では、内部ヒートシンク110は、デバイス内で電子部品に接触する、あるいは熱的に連結するように構成した封入構造を規定することができる。例えば、内部ヒートシンク110は、刻印した胴又はアルミニウムでできており、連結部においてろう付けあるいは溶接されたクラムシェル構造であり、熱交換層120内の流体チャネル122の流体入り口と流体出口に流体連結するように構成した2又はそれ以上のポートを伴う封入ボリュームを形成するものでもよい。この例では、クラムシェルの一半分あるいは両半分が、スタンプされた、成型された、溶接された、あるいはその内部構造に形成された内部リブ又は翼を具えていてもよい。ここで、このリブ又は翼は、封入したボリューム内でパーティションを形成し、内部ヒートシンク110を通る流体の流れを案内する。内部ヒートシンク110は、更に、第2の集積回路302又は、(第1の)電子部品近傍のPCB350上に配置した受動電子部品など、コンピュータデバイス内の一またはそれ以上のその他の電子部品の上に延在する、これに接触する、及び/又は熱的に接続するように構成したジオメトリを規定することができる。例えば、内部ヒートシンク110は、交互の、段付きのあるいは溝付きの外側表面を規定できる。ここでは、内部ヒートシンク110の外側表面に亘る様々な垂直位置におけるファセットが、図1に示すように、PCB350に亘り様々な高さで電子部品に接触(又は熱的に接続)している。このように、本例では、変換デバイス140が流体チャネル122から流体を内部ヒートシンク110へ送り出して、流体が第1電子部品近傍の内部ヒートシンク110の外側表面の第1ファセットを通過して、次いで、第2電子部品303近傍の内部ヒートシンク110の外側表面の第2ファセットを通過して、流体入口を介して熱交換層120内の流体チャネル122に戻る前に、一連の第1及び第2電子部品から熱を吸収して、この熱エネルギィを周囲環境へ消散させる。更に、この実装例では、流体経路112は、コンピュータデバイス内の一またはそれ以上のPCB上の様々な位置において、リニアであり、回旋状であり(図6Bに示す)、あるいは、流体を任意数の電子部品に方向づけるその他のジオメトリであってもよい。追加であるいは代替的に、内部ヒートシンク110は、一またはそれ以上のリブ又は翼を規定して、流体経路112を流れる流体フローを案内するあるいは分離させることができる。
内部ヒートシンク110はまた、流体の停滞を制限するように構成された内部ジオメトリを規定することができる。一例では、内部ヒートシンク110は、流体中に受動的に乱流を誘発する、翼や、内側表面テクスチュアといった、内部ジオメトリを規定している。別の例では、内部ヒートシンク110は、電子部品302近傍で流体を能動的に混合するように構成した、二次ポンプなどの能動部品を具えている。更なる例では、内部ヒートシンク110は、電子部品302に沿って及び/又はその上に、チャンバ、バイアス、あるいはチャネルを規定しており、変換デバイス140がチャネルを通る流体を推進する。しかしながら、内部ヒートシンク110は、流体が内部ヒートシンク110を通って循環する際の停滞を制限する他の様々なジオメトリおよび/または受動的か能動的な混合システムを具えてもよい。
更なる実装例では、内部ヒートシンク110がコンピュータデバイス内のPCB350(又は、電子部品302を支持しているその他の基体)と共働して、電子部品302周辺の封入ボリューム(入口ポートと出口ポートを有する)を規定する。この実装例では、内部ヒートシンク110とPCB350は、共働して流体経路112を規定しており、流体が流体経路112を移動するときに電子部品302が流体につかるようにする。例えば、内部ヒートシンク110は、PCB350(あるいは、コンピュータデバイス内のその他の基体)の上に配置したカバーを規定して、電子部品302を入れて、電子部品302は、従って、流体経路112があふれた時に流体内につかる。従って、電子部品302から流体に直接熱が伝わる。この実装例では、内部ヒートシンク110は、また、PCB350と共働して、PCB350上に配置されている様々なその他の能動電子部品又は受動電子部品を包んで、冷却する。更に、この実装例では、PCB350上のトレース及び/又はバイアス接続した電子部品をシールするあるいは非導電性コーティングで被覆して、トレース及びバイアスが水を含む流体などの流体に露出した時の短絡を防止できる。付加的または代替的に、この流体システムに、例えばアルコール、オイル、またはPCB350の配線間や他の電気接続をショートさせない他の非イオン流体といった非導電性流体を充填してもよい。
同様に、内部ヒートシンク110は、コンピュータデバイスのハウジングと物理的に同延とすることができ、この場合、ハウジングは、PCB350、プロセッサ、バッテリ、ディスプレイドライバ、及び/又はコンピュータデバイスのその他の電子部品を入れる封入した内部キャビティ(熱交換層120への入口ポートと出口ポートを有する)を規定する。この実装例では、キャビティが流体であふれており、コンピュータデバイス内の電子部品が流体につかり、従って、流体が内部ヒートシンク110と熱交換層120との間を循環するのでこれらの部品の外に熱エネルギィを直接伝えることができる。内部ヒートシンク110は更に、流体経路(すなわち、このキャビティ)を流れる流体フローを方向付ける内部リブあるいは翼を規定するようにしてもよい。上述した通り、この実装例では、トレース、バイアス、及び/又は透明流体130が非導電性流体を含んでおり、コンピュータデバイス内の露出した導電性表面に亘る短絡を防止している。
しかしながら、内部ヒートシンク110は、その他のジオメトリであってもよく、その他の好適な方法でその他のジオメトリの流体経路112を規定することができる。
内部ヒートシンク110は、また、コンピュータデバイス内に取り外し可能に、あるいは一時的に配置することができる。一例では、内部ヒートシンク110は、コンピュータデバイスに一時的に取り付けたバッテリ310上に配置する、あるいはその中に一体化されている。この例では、流体経路112は、デバイスにバッテリ310を取り付けた時に流体チャネル122に接続し、及びデバイスからバッテリ310を取外したときに流体チャネル122から外れる、入口ポートと出口ポートでそれぞれ開始及び終端している。別の例では、内部ヒートシンク110が、流体チャネル122の流体入口及び流体出口を一時的に連通させるクイック切断箇所において始まり、終端する流体経路112を有する個別(独立型)部品を規定しており、内部ヒートシンク110をデバイスから取り外して、サービス又は修理を行い、デバイスに再取付けを行うことができる。
内部ヒートシンク110(及び熱交換層120)も、フレキシブルであってもよい。例えば、コンピュータデバイスは、フレキシブルなハウジングを具えていてもよく、従って、内部ヒートシンク110もフレキシブルであり、内部ヒートシンク110はハウジングの様々な方向に伴って変形できる。
内部ヒートシンク110のハウジング、カバー、クラムシェル、その他は、更に、電磁妨害(EMI)シールドとして機能する。例えば、内部ヒートシンク110は、薄い金属(例えば、胴、アルミニウム、スチール、錫)でできた互いにロウ付けしたクラムシェルを具えており、流体経路112を、PCB350上に配置した時に、内部ヒートシンク110がEMI送信を電子部品302からシールドして、デバイス外を通過するように規定することができる。別の例では、内部ヒートシンク110は、PCB350上を覆うファセットカバーから離れて延在するPCB350上の接地トレースと電気的に接触している導電性タブ又はフィンガを具えている。代替的に、コンピュータデバイスは、電子部品302(及びPCB350)と内部ヒートシンク110の間に配置したEMIシールド340を具えており、内部ヒートシンク110が電子部品302(及び/又はPCB350)の外にEMIシールド340を介して熱を伝えるようにしてもよい。更に代替的には、内部ヒートシンク110を電子部品302(又はPCB350)とEMIシールド340との間に配置してもよい。更に代替的には、透明流体130が導電性であり、内部ヒートシンク110(コンピュータデバイス内の隣接する一体的及び/受動的回路)を通過する流体が、EMIシールドとして機能して、デバイス外へのEMI送信をシールドしている。
1.3 熱交換層
熱交換層120は、デジタルディスプレイ330の画面上に配置されており、透明材料を具え、デジタルディスプレイ330の一部に亘って延在している流体チャネル122を規定する。ここで、流体チャネル122は、流体経路112の第1の端部に接続した流体入口と、流体経路112の第2の端部に接続した流体出口とを具える。一般的に、熱交換層120は、表面流体−空気熱交換器を規定しており、コンピュータデバイスの外側表面上で一またはそれ以上の封入チャネルを通って流体を連通させ、内部ヒートシンク110において電子部品302から吸収した熱を周囲に消散させる。特に、変換デバイス140は、内部ヒートシンク110を通って電子部品302の上に流体を移動させ、熱が周囲に消散する流体チャネル122を通って、内部ヒートシンク110に戻り、ここで冷却されて、電子部品302からの熱を再び吸収する。熱交換層の流体チャネル122と、内部ヒートシンク110の流体経路112と、変換デバイス140は、従って、閉流体回路のデバイスであってもよい。更に、以下に述べる第1システム100の一実装例では、内部ヒートシンク110と共働する熱交換層120が第1の流体チャネル122を規定して、第1の流体回路を形成するとともに、更に、内部ヒートシンク110と共働する第2の流体チャネル222を規定して以下に述べるように、第2の流体回路を形成する。しかしながら、基体は、これ以外の数の、一またはそれ以上のヒートシンクと共働して、対応する流体回路を規定する個別流体チャネル又は個別流体チャネルセットを規定してもよい。
熱交換層120は、図1及び3に示すように、コンピュータデバイスのディスプレイ330の上に配置されている。ディスプレイ330は、LED−バックライトLCD、e−インクディスプレイ、あるいはプラズマディスプレイなどのデジタルディスプレイ330であってもよい。ディスプレイ330は、容量性又は抵抗性タッチセンサに接続されたデジタルディスプレイ330などの、タッチスクリーンであってもよい。しかしながら、ディスプレイ330は、その他の適宜のタイプのディスプレイであってもよい。熱交換層120は、間に配置された個別タッチセンサ320を有するディスプレイ330上に配置することができる。熱交換層120は、従って、半透明あるいは実質的に透明であって、ディスプレイからユーザ又はビューワへ光(例えば、画像)を伝達できる。例えば、熱交換層120は、アモルファスガラス、サファイア、シリコーン、アクリル、及び/又はポリカーボネートでできた一またはそれ以上の実質的に透明な層を具える。熱交換層120は、また、ディスプレイ330及び/又はディスプレイ330近傍のべゼルに亘るなど、横方向に流体を連通する流体チャネル122を規定している。熱交換層120は、従って、その流体の屈折率とほぼ同様の屈折率を有する材料から選択して、流体チャネル122が、ユーザの眼とコンピュータデバイス間の12インチの見える距離から、ユーザに対して実質的に感知できないようにする。例えば、熱交換層120は、ある光波長で第一の屈折率を有する透明エラストマ(例えば、シリコーン、ポリカーボネート)層を具えていてもよく、透明流体130は、その光波長で第1の屈折率とほぼ同じ第2の屈折率を持つオイルであってもよい。熱交換層120は、また、屈折率が異なる多重層を伴う複合材料でできていてもよく、この多重層は深さが異なる屈折率の単層と、流体の光学特性にほぼ合致するように設計したアッベ数、その他を有する一またはそれ以上の層であり、流体と流体チャネル122間の接続部が、標準視聴距離で(人間の)裸眼で実質的に感知できないようにしている。熱交換層120は、また、流体チャネル122を規定しており、このチャネルは、流体チャネルを視覚的に区別することが難しいほど実質的に小さな断面積のチャネルである。例えば、流体チャネル122は、実質的にアスペクト比が高く、長さが幅(又は径)よりも長いマイクロ流体チャネルであってもよい。
一実装例では、熱交換層120が、シリケートガラス、アルカリ−アルミノシリケートガラス、窒化アルミニウム、サファイヤなどの硬質基体を具え、この基体がデバイスの外側表面を規定している。この実装例では、開チャネルをエッチング、機械加工、成型する、あるいは、基体の内側表面に形成できる。これは、次いで、ディスプレイ330又はその他のタッチセンサ層上に接続させる。基体は、ディスプレイ330、又は、開チャネルを閉じて流体チャネル122を規定するタッチセンサの上に接続させることができる。代替的に、開チャネルをガラス基体に形成して、パネルを閉じているガラス又はエラストマを基体に連結して開チャネルを閉じ、これによって、流体チャネル122を形成する。この実装例では、第1のシステム100が更に、内部ヒートシンク110と熱交換層120の間に配置して、スレッシュホールド圧力を超える流体チャネル122内の流体圧力に応じて開くように構成した、圧力安全弁を具えていてもよい。特に、この圧力安全弁は、流体チャネル122内がスレッシュホールド圧力に近づくと、流体チャネル122内の流体圧力を開放して、熱交換層120にクラックが入ったり、あるいは流体チャネル122内の過剰な流体圧力で熱交換層が壊れることを防止している。追加であるいは代替的に、流体が実質的に熱拡張係数が小さいことを示し、あるいは 変換デバイス140が、流体チャネル122及び/又は流体経路112に流体連結された圧力センサの出力に基づいて、流体チャネル122を通る流体の流速を操作できる。
別の実装例では、熱交換層120が、ディスプレイ330(及び/又はタッチセンサ320)の上に配置した基体に連結されたエラストマでできた外側サブ層を具えている。例えば、熱交換層120は、各端部(内部ヒートシンク及び/又は変換デバイス140に流体連結されている)にバイアスのついた開チャネルを規定している伸縮性のある基体を規定していてもよく、伸縮性のある外側サブ層は、基体上に連結されて、開チャネルを閉じ、これによって、流体チャネル122を形成している。例えば、基体及び外側サブ層は、2013年9月24日に出願した、ここに引用により組み込まれている米国特許出願第14/035,851号に記載されているように、組み立てることができる。しかしながら、熱交換層120は、適宜の材料を具えていてもよく、適宜の外側あるいは流体チャネルジオメトリを規定することができ、及び/又は、米国特許出願第11/969,848号及び米国特許出願第13/414,589号に記載されているような、適宜の方法で製造することができる。これらの出願は、ここに引用により全体が組み込まれている。
一実装例では、熱交換層120が連結された流体チャネルセットを規定している。例えば、熱交換層は、平行な流体チャネルセット、入口マニフォールド124、及び出口マニフォールド126を規定しており、流体チャネルセット内の各流体チャネルは、図6Aに示すように、入口マニフォールド124から発して、出口マニフォールド126で終端している。本例では、入口マニフォールド124と出口マニフォールド126をコンピュータデバイスのベゼル領域の上の、デジタルディスプレイ330の表示画面近傍に配置することができ、流体チャネルは、図6Aに示すように、ディスプレイ330の第1側部(例えば、横長方向から見た時にディスプレイ330の左側近傍)からディスプレイ330の第2側部(例えば、横長方向から見た時のディスプレイ330の右側部近傍)へと、延在している。熱交換層120は、ほぼリニアでほぼ一定かつ同様の断面領域をもつ流体チャネルを規定できる。熱交換層120は、追加であるいは代替的に、蛇行(図6Bに示す)カーブ、ジグザグ、あるいはその他のジオメトリ、及び/又は断面が一定のあるいは変化する一またはそれ以上の流体チャネルを規定するものでもよい。例えば、熱交換層120は、丸、矩形、直線、多角形、あるいは、楕円形の断面をもつ流体チャネルを規定するものでもよい。しかしながら、熱交換層120は、その他の形、ジオメトリ、あるいは断面を有する一またはそれ以上の流体チャネルを規定することができる。
熱交換層120は、更に、流体チャネルの第2セットを規定することができる。このセットは、図6Cに示すように、流体チャネルの第1セットにほぼ直交して、ディスプレイ330の第3の側部(例えば、縦長方向に見た時のディスプレイ330の上側)から、ディスプレイ330の第3の側部(縦長方向に見た時にディスプレイ330の下側)へ延在する。例えば、熱交換層120は、内部ヒートシンク110に流体連結された第2の流体入口及び第2の流体入口を具える第2の流体チャネル222を規定できる。第2の流体チャネル222は、矩形画面の第1の長端及び第1の長端に対向する矩形画面の第2の長端近傍の第2の流体入口近傍の第2流体入口と共にデジタルディスプレイ330上に延在している。この例では、熱交換層120は、同様に、第2の入口マニフォールド124と第2の出口マニフォールド126に接続された平衡流体チャネルの第2セットを規定してもよい。この実装例では、図6Cに示すように、流体チャネルの第1セットは、熱交換層120内で第1の(一定の)深さに設定し、第2流体チャネル222又は流体チャネルの第2セットは、熱交換層120内で、第1の深さと異なる第2の深さに設定できる。代替的に、熱交換層120は、第1及び第2セットの流体チャネルを、ほぼ同じか、あるいは流体チャネルが重なるが、交差部分で連結しない、異なる深さに規定することができる。
流体チャネル122(及び/又は流体チャネルセット内の各流体チャネル)は、ディスプレイ330の一方のエッジ近傍(例えば入口)からディスプレイ330の反対側(例えば、出口)のエッジへ延在している。流体チャネル122は、ディスプレイ330を超えて、例えば、ディスプレイのボーダ又はベゼル領域へ延在していてもよい。流体チャネル122は、ディスプレイ330の同じ端部(又はエッジ)で又はその近傍で、あるいはディスプレイ330のその他の領域(又はエッジ)で又はその近傍で、開始し終端してもよい。例えば、流体チャネル122は、ディスプレイ330の第1端部にある入口から、ディスプレイ330の反対側の端部へ直線的に延在して、二つの90度のベンドを規定し、流体出口に接続している第1の端部に戻るようにできる。代替的に、第1の流体チャネル122は、ディスプレイ330の画面上に延在して、第2の流体チャネル222は、ディスプレイ330の画面近傍のベゼル上に延在するようにしてもよい。例えば、第2のチャネルは、ベゼル領域の一直線領域上に蛇行経路を規定しており、熱交換層120は、各々共通マニフォールドに接続された平行流体チャネルセットを規定している。
熱交換層120は、同様に、各々が個別領域上またはディスプレイ330の交差領域上に配置された、複数の流体チャネルセットを規定している。例えば、図4A及び4Bに示すように、熱交換層120は、ディスプレイ330の数個の個別(直線)領域の一つの上に各流体チャネルセットを規定し、この個別領域はディスプレイ330に亘ってグリッドパターン(例えば、3×6グリッドアレイ)に配置されている。この例では、第1システム100は、ユーザが手を置いてコンピュータデバイスを保持する場所に基づいて、熱交換層120内の流体チャネルを通って選択的に流体を押し出す。例えば、変換デバイス140は、図4A及び4Bに示すように、ユーザの手指の近くにある流体チャネルセットへの流体フローを遮断して、ユーザの手指近傍でない熱交換層120内のその他の流体チャネルに再度流体フローを向ける。本例では、第1のシステム100は更に、ディスプレイ330上のタッチセンサ320のタッチ又は入力を、デバイス上のユーザの手指の予測した配置に変換し、この予測した配置に基づいて流体チャネルと内部ヒートシンク110の間の一連のバルブを、その予測した人間の接触ポイントから離れた熱交換層120の特定の領域へ加熱した流体を移動させるように設定するプロセッサ170を含んでいてもよい。追加で、あるいは代替的に、本例では以下に述べるように、プロセッサ170が動作センサ(例えば、加速度計、ジャイロスコープ)とインターフェースをとって、デバイス上の人間の接触ポイントに関連するデバイスの方向(例えば、ポートレート方向、ランドスケープ方向)を検出し、流体チャネル122と流体経路112及び/又は変換デバイス140との間のバルブをそれに応じて設定する。しかしながら、熱交換層120は、その他の形又はジオメトリで一またはそれ以上のチャネル内に、あるいは、ディスプレイ330上の何らかのジオメトリの一またはそれ以上の部分上に、その他の数の流体チャネルを規定することができる。
一変形例において、第1のシステム100は更に、デジタルディスプレイ330の反対側のコンピュータデバイスの後部外側表面上に配置した第2の熱交換層220を具えている。ここでは、第2の熱交換層220は、第1の流体チャネル122に流体連結された第2の流体チャネル222を規定している。この変形例では、第2の熱交換層220は、内部ヒートシンク110に流体連結された第2の流体チャネル222と同様のジオメトリと同様の(透明)材料でできているなど、第1の熱交換層120とほぼ同じである。しかしながら、第2の熱交換層220は、その他の材料及び/又はジオメトリでできていてもよい。したがって、変換デバイス140は、内部ヒートシンク110からの流体を外部熱交換層の第1の流体チャネル122と、第2の熱交換層の第2の流体チャネル222へ流体を移動させ、これによって、コンピュータデバイスの「前側」及び「後側」外側表面へ熱を分散させ、その中の一又はそれ以上の電子部品を冷却する。追加で又は代替的に、変換デバイス140は、以下に述べるように、内部ヒートシンク110と第1の流体チャネル122との間、及び内部ヒートシンク110と第2の流体チャネル222との間で選択的に循環させてもよい。
この装置の別の実装例では、熱交換層120が、基体とエラストマ層を具えており、この基体がデジタルディスプレイ330の反対側の両面上に延在する開口溝を規定し、エラストマ層は、開口溝上に配置した基体と変形可能領域166とに接続されて流体チャネル122を規定する周辺領域168を具えており、変形可能領域166は、流体チャネル122内の高い流体圧に応じて周辺領域168上方で外側に拡張するように構成されている。一般的に、この実装例では、変形可能な領域166は、外側に変形するように機能し、これによって、熱交換層の外側表面積が増え、流体外の周辺環境への熱の移動が大きくなる。例えば、基体は、各端部でマニフォールドに連結された一連の平行リニア溝を規定しており、エラストマ層は、溝の上方で変形可能な領域166を規定して、対応する流体チャネル内の流体圧力が周辺圧力(気圧)より高くなると、変形可能な領域が拡張して熱交換層120に亘ってフィン又はリブを形成する。次いで、流体圧力が上がるあるいは気圧以下になると、変形領域が戻って、周辺領域168と同一面になり、熱交換層120がほぼ均一な厚さとなり、これによって、ディスプレイ330による光出力の光学歪を最小にすることができる。基体は、また、この溝の上に配置した支持部材を規定して、米国特許出願第13/414,589号に記載されているように、変形可能な領域166が溝内に変形することを防止できる。この実装例では、熱交換層120がディスプレイ330に亘って、ディスプレイ330の周辺周りに、及び/又は、ディスプレイ330近傍のベゼル領域の上に、変形領域166を規定することができる。第2の熱交換層220を具える第1システム100のこの変形例では、第2の熱交換層220が追加であるいは代替的に、基体及び第2のエラストマ層を具え、第2の基体が第2の開口溝を規定しており、第2のエラストマ層が、第2の基体に連結された第2の周辺領域168と、第2の開口溝の上に配置した第2の変形可能な領域166を具え、第2の流体チャネル222を規定しており、第2の変形可能な領域166は、第2の流体チャネル222内の高い流体圧力に応じて第2の周辺領域168上で外側に拡張するように構成されている。
上述の実装例では、変形可能領域166がほぼ双安定性であり、変形可能な領域166は、スレッシュホールド流体圧力が流体チャネル122内の圧力に届くまで周辺領域168とほぼ同一平面を維持しており、そのポイントで変形可能な領域166が、流体圧力がスレッシュホールド圧力以下に下がるまで拡張した設定に移行する。代替的に、変形領域166は、流体チャネル122の流体圧力に比例して拡張してもよく、変形デバイス140は、流体チャネル122に連結された圧力センサとインターフェースを取って、流体チャネル内の流体圧力を調整し、従って、対応する変形可能な領域166(s)の高さが周辺領域168の上になる。
1.4 流体ジャンクション
図1に示すように、第1のシステム100の一変形例は、内部ヒートシンク110を熱交換層120に流体接続するように構成した流体ジャンクション150を具える。一般的に、流体ジャンクション150は、内部ヒートシンク110の出口ポートを熱交換層120の流体入口に連結し、熱交換層120の流体出口を内部ヒートシンク110の入口ポートに連結するよう機能して、閉流体ループを作り、このループを透明流体130が流れて、デバイス内の一またはそれ以上の電子部品からの熱を吸収して、熱エネルギィを周囲環境に放出する。一実装例では、熱交換層120の流体入口と流体出口は、米国特許出願第14/035,851号に記載されているように、熱交換層120の基体と、第1のシステムを通るビアを規定しており、内部ヒートシンク110内の流体経路112の対応する端部に各ビアを接続する一の流体ジャンクション150を具える。例えば、流体ジャンクション150は、シリコーン、PETG、あるいはウレタンカップリングなどのソフトカップリングを具えていてもよく、または、流体ジャンクション150は、コンピュータデバイスを第1のシステム100と共に組み立てた時に硬質に接続する雄雌のカップリングなどの硬質カップリングを具えていてもよい。
流体ジャンクション150は更に、変換デバイス140とインターフェースを取ることができる。一実装例では、変換デバイス140は、図1に示すように、内部ヒートシンク110の流体入口サイドで、あるいは、内部ヒートシンク110の流体出口サイドで、流体ジャンクション150と一致して配置されている。流体ジャンクション150はまた、図3A及び3Bに示すように、一またはそれ以上のバルブ、第2の熱交換層、及び/又は追加の変換デバイスと、インターフェースを取るようにしてもよい。
流体ジャンクション150は、また、ユーザ又は機械が第1システム100を流体で満たすことができるように、隔壁あるいは充填ポートを具えていてもよい。充填ポートは、ユーザ又は機械によって迅速にアクセスできるようにコンピュータデバイスのハウジングを通っているか、あるいは、コンピュータデバイス内部に配置して、コンピュータデバイスの一部を分解して、第1のシステム100内に流体を充填する、流体を空にする、及び/又は、流体を変更するようにしてもよい。流体ジャンクション150は、同様に、ユーザ又は機械が、第1システム100から流体を除去できるようにドレナージポートを具えていてもよい。上述した通り、流体ジャンクション150は、変換デバイス140や、内部ヒートシンク110等の様々な部品を取外して、補修、修理、再取付け、及び/又は交換できるように、クイックディスコネクトを具えていてもよい。
1.5 変換デバイス
変換デバイス140は、内部ヒートシンク110と外部熱交換層との間で透明流体130を循環させるように構成されている。一般的に、変換デバイス140は、封入した流体システム内を能動的に流体を移動させて、コンピュータデバイスを伴う熱源からの熱をコンピュータデバイスの表面に再分配して、コンピュータデバイス内部の一またはそれ以上の電子部品が、外部環境へ熱を消散させることによって冷却されるようにしている。
変換デバイス140は、米国特許出願第13/414,589号に記載されているような、単方向に流体を送り出す(又は引く)容積型ポンプであってもよい。代替的に、変換デバイス140は、米国特許出願第14/081,519号に記載されているような、間欠ポンプであってもよい。さらに代替的に、変換デバイス140は、内部ヒートシンク110と共働して、受動的ヒートパイプを規定することができる。変換デバイス140は、内部ヒートシンク110及び熱交換層120と共働して、加熱流体を電子部品302の近位側から熱交換層120へ循環させ、冷却流体を熱交換層120から電子部品302近傍の流体経路112へ戻す、熱サイフォンを形成することもできる。変換デバイス140は、従って、流体に直接的に作用する(すなわち、流体と接触する)。代替的に、変換デバイス140は、第1のシステム100内の流体を、流体を収容しているリザーバを操作するなどして、間接的に交換することができる。例えば、変換デバイス140は、間接的な(例えば、チェック)バルブを用いて、ブラダを、ブラダに連結された二つのポートにおいて拡張させたり引っ込めたりして、流体をブラダから流体経路112へ、次いで流体チャネル122へ循環させて、ブラダに戻すことができ、あるいはこの逆に循環させることができる。
しかしながら、変換デバイス140は、その他の適切なタイプの能動又は受動ポンプであってもよく、その他の適切な方法で第1のシステムを通って流体を循環させることができる。第1のシステム100は、また、任意の数の同じ又は異なるポンプを具えており、コンピュータデバイス中に流体を移動させることができる。
1.6 動的触覚層
図3A、3B、7A、及び7Bに示すように、第1のシステム100の一変形例は更に、ディスプレイ330の反対側にある熱交換層120上に配置され、第2の流体チャネル222と、第2の流体チャネル222に流体連結された流体導管224と、流体チャネル122から流体分離した第2の流体チャネル222とを規定する、実質的に透明材料でできた164と;実質的に透明材料からできており、基体164に連結された周辺領域168と、流体導管224の上に配置され基体164から切り離した変形可能な領域166とを具える、触覚層162と;第2の流体チャネル222に連結され、流体チャネル122を通って流体を変換し、ひっこめた設定(図3Aに示す)から拡張した設定(図3Bに示す)に変形可能領域166を移行させるように構成した第2の変換デバイス240と;を具え、この変形可能領域166は、拡張した設定では周辺領域168上方に上がっている。
一般的に、この変形例では、第1のシステム100は、コンピュータデバイスのディスプレイ330の上で変形可能領域166を規定しており、この変形可能な領域166は、断続的に及び選択的に拡張して、米国特許出願第13/414,589号に記載されているように、ディスプレイ330の上に臨時の触覚ガイダンスを提供できる。一実装例では、基体164と触覚層162は、熱交換層120の上に配置されて、熱エネルギィが流体から熱交換層120へ流れ、次いで、図7A及び7Bに示すように、周辺環境に放散する前(あるいは、ユーザまたはコンピュータデバイスに接触しているその他の面に放散する前)に、基体164と触覚層162へ流れるようにしている。代替的に、基体164と触覚層162は、物理的に熱交換層120と同延であり、ここで、図3A及び3Bに示すように、内部ヒートシンクと第2に連結した流体チャネル122と、変形可能な領域166と連通する第2の流体チャネル222の両方が基体164内に規定されている。この実装例では、(第1の)流体チャネルと第2の流体チャネル222とが、独立して、流体分離されて、第1の流体チャネル122は変換デバイス140に連結されて、流体チャネル122と内部ヒートシンク110との間に流体を循環させ、第2の流体チャネル222は、第2の変換デバイス240に連結され、流体を変形可能な領域166に向けて及びこの領域から離れるように連通させて、変形可能な領域166を拡張及びひっこめることができる。しかしながら、基体164と触覚層162は、その他の好適な方法で、第1のシステム100内に配置及び/又は規定することができる。
1.7 バルブ
図3A及び3Bに示すように、第1のシステム100の一変形例は、更に、第1のシステム100を通る流体フローを制御するように構成したバルブ142を具える。例えば、熱交換層120が二つの独立した流体チャネルセットを規定している上述した実装例では、バルブ142を、二つの流体チャネルセット間のジャンクションに配置して、一の又はその他の流体チャネルセットへのフローを選択的に遮断することができる。
コンピュータデバイスが、米国特許出願第13/414,589号に開示されているような動的触覚層162を具える一実装例では、図3A及び3Bに示すように、第1のシステム100が、第1のシステム100の冷却部分と動的触覚層162の再設定可能なボタンとの間にバルブ142を具えていてもよい。例えば、熱交換層120は、動的触覚層162と物理的に同延であり、変換デバイス140が閉鎖した流体システムを通る流体を変換する圧力差を作り、第1のバルブ対が流体チャネルサブセットの各端部で開いて、流体が流体チャネルのサブセットを通ってディスプレイ330の第1部分の上に流れ、流体内の熱を消散させ、第2のバルブ対の一方のバルブが開き、他方のバルブが閉じて、流体が各流体チャネルサブセット内に集まるようにし、これによって、流体チャネルのサブセットに流体連結されている動的触覚層162の変形可能な領域166が外側に変形する。本例では、第1のシステム100の流体チャネル122が、動的触覚層162の流体チャネルと物理的に同延である。更に、本例では、変換デバイス140が流体システム中の流体を、コンピュータデバイスを通って熱を再分配すると共に(例えば、同時に)、デジタルディスプレイ330上の動的触覚オーバーレイを操作することができる。
流体システムのバルブ142は、開くあるいは閉じる二股バルブ、二つの流体経路間で選択して、この二つの流体経路間完全に流体フローを閉じる三股バルブ、あるいはその他の適切なタイプのバルブであってもよい。しかしながら、バルブ142は、同時に不完全なもの、すなわち、流体フローを100%より少なく抑える、あるいはバルブ142にかかる圧力差の下でリークするものであってもよい。一実装例では、熱交換層120は、デジタルディスプレイ330の上に独立した前側熱交換領域、ベゼル領域、独立した側部熱交換機、及び/又は、コンピュータデバイスの後側(デジタルディスプレイ330の反対側)にある独立した後部熱交換領域を具えていてもよく、各熱交換領域は一またはそれ以上の流体チャネルを具えている。例えば、前側及び後側熱交換領域の入口が、不完全二股バルブを介して接続されており、第1の位置では、コンピュータデバイスが表面上で上向きに設けられている場合、このバルブが流体フローの80%が前側熱交換領域に入り、30%が後側熱交換領域に入る。更に、第2の位置では、不完全二股バルブは、デジタルディスプレイ330がアウトドアにユーザがいる(例えば、ディスプレイ330に熱的に接続されたサーミスタ180で測定した高いディスプレイ温度によって決定されるような)間に太陽熱で加熱されている場合に、図5に示すように、30%の流体フローを前側熱交換領域に流し、80%が後側熱交換領域を通過するようにする。この例示的実装例では、第1のシステム100は、不完全バルブを用いて流体システムの所定の領域に、加熱した流体の優先的(例えば、80%)変換を行って、更に、実質的な冷却機能を達成することができる。特に、第1のシステム100は、流体のリークをわずかな、あるいはそれより多い流体圧psiに抑えることなく、高価な及び/又は大きなバルブを必要とせずに、電子部品302からの熱を、コンピュータデバイスの表面に適切に分散できる。
変換デバイス140が米国特許出願第61/727,083号に記載されているような間欠ポンプである別の実装例では、第1のシステム100が、三股バルブ又は二つの逆に制御された二股バルブを具えていてもよく、これは、変換デバイス140が正圧状態と真空状態の間を移行する状態の間で行ったり来たりして、変換デバイス140が開閉する際に、閉流体ループを通って流体が単方向に引かれる。しかしながら、第1のシステム100は、その他の適切な方法で配置されたその他の数のバルブを具えており、第1のシステム100を通る流体フローを制御するようにしてもよい。しかしながら、第1のシステム100は、閉流体ループを通る任意の経路に配置した任意数のバルブを具えていてもよい。
1.8 プロセッサ
図5に示すように、第1のシステム100の一変形例は、更に、プロセッサ170を具えており、これが、内部ヒートシンク110と熱交換層120を通る流体の分散を制御して、電子部品302を冷却する。一般的に、プロセッサ170は、変換デバイス140及び/又は第1のシステム100の一またはそれ以上のバルブを、加速度計、ジャイロスコープ、光センサ又はカメラ、サーミスタ180又は温度センサ180、比吸収率(SAR)センサ、電力系、及び/又は、ニアボディ近接センサ、などのコンピュータデバイス内の一またはそれ以上のセンサからの様々な出力に基づいて制御するように機能する。センサベースの冷却アーキテクチュアは、このように、直接、リアルタイムで人の接近と、デバイスの方向を検出して、プロセッサ170が様々な流体バルブを動的に制御して、ユーザと現在接触しているコンピュータデバイスの部分から加熱された流体を遠ざけるよう方向づけることができる。プロセッサ170は、追加であるいは代替的に、コンピュータデバイスの設定(例えば、クロック速度)に基づいて第1のシステムの部品を制御できる。プロセッサ170は、独立型のコントローラであってもよく、コンピュータデバイス内の電子部品(例えば、CPU)と物理的に同延であってもよい。
第1のシステム100を通って流体を能動的に循環させる変換デバイス140の一実装例では、変換デバイス140は、一定の(例えば、単一の)流速で、あるいは可変流速で動作するように構成できる。例えば、第1のシステム100は、流体チャネル122に接続した圧力センサからの流体圧力データ及び/又は変換デバイス140に接続されたモータドライバからの電力データを集めて、第1システム100内の流体圧を決定するプロセッサ170を具えていてもよく、このプロセッサ170は、したがって、フィードバック制御を実装して、それに応じて、変換デバイス140へ供給する電力量を変更することによって、第1のシステム100を通る流体の流速に電力を調整する。同様に、デバイス全体に配置した一またはそれ以上の熱センサとインターフェースを取って、閉ループフィードバックを実装し、第1のシステム100を通る流速を調整し(例えば、変換デバイス140の電力消費量に比例するように)、コンピュータデバイス内の一またはそれ以上の位置における目標温度を達成する。例えば、プロセッサ170は、比例・積分・微分(PID)コントロールを実装して、流体回路を通る流速を、電子部品302における温度、デジタルディスプレイ330における温度勾配、及び流体回路内の流体圧に基づいて制御する。特に、本例では、プロセッサ170は、変換デバイス140を、透明流体130が内部ヒートシンク110と流体チャネル122の間で、電子部品302(例えば、集積回路302)の測定した温度に対応する作動圧力で循環するように制御できる。
一実装例では、熱交換層120は、複数の独立した流体チャネル(又は独立した流体チャネルセット)を具えており、各々のチャネルが、デジタルディスプレイ330鵜の上に熱交換領域を規定している。例えば、ディスプレイ330の表示画面は矩形であり、熱交換層120は、内部ヒートシンク110と共に第1の流体回路を規定している表示画面の各短端部に沿って熱交換領域を具えており、熱交換層120は、内部ヒートシンク110とともに第2の流体回路を規定している表示画面の各長端部に沿って熱交換領域を具えていてもよい。プロセッサ170は、コンピュータデバイス内の加速度計及び/又はジャイロスコープ(あるいはその他の動作又は位置センサ)とインターフェースを取って、コンピュータデバイスの方向を検出し、プロセッサ170がコンピュータデバイスがポートレイト方向(図4Bに示す)内にあることを検出したら、プロセッサ170は、第1のシステム100内の一又はそれ以上のバルブの状態を、第1のシステム100内の第2の流体回路を通る流体フローは閉じて、第1の流体回路を通る流体回路を開くように設定し、これによって、デジタルディスプレイ330上の領域における熱の放散を、ポートレイトオリエンテーションにあるユーザの手に接触しているように、制限することができる。同様に、プロセッサ170は、コンピュータデバイスがランドスケープ方向にある(図4Aに示す)場合、プロセッサ170は、第1のシステム100の一またはそれ以上のバルブの状態を、第1の流体回路を通る流体フローを閉じて、第2の流体回路を通る流体回路を開けるように設定し、これによって、コンピュータデバイスがランドスケープ方向にあるときにユーザの手に接触しているかのように、デジタルディスプレイ330上の領域における熱の放散を制限することができる。
追加で、又は代替的に、プロセッサ170は、コンピュータデバイス内の一またはそれ以上のセンサとインターフェースを取って、現在のデバイスの方向を検出することができ、続いて、プロセッサ170は、第1のシステム100の一またはそれ以上のバルブの状態を設定して、そこを通る流体フローを、コンピュータデバイスの表面からの伝達による目標熱流速に合致するように配分することができる。例えば、プロセッサ170は、第1のシステム100内のバルブの状態を、デバイスがほぼアップライトに保持されている場合にはデバイスの前側及び後側表面であり、デバイスが水平面上で上向きに配置されている場合には、デバイスの前側及び横側といった、コンピュータデバイスの表面にほぼ直交して上向きになるように流体を優先的に分配することができる。特に、本例では、第1のシステム100は、デバイスのデジタルディスプレイ330上、デバイスの後側面上、及び/又は上述したように、デバイスの側部上などに、複数の熱交換層を具えていてもよい。これらはすべて、デバイス内の一またはそれ以上の電子部品に、内部ヒートシンクとバルブ142を介して流体接続されており、プロセッサ170は、第1のシステム100内のバルブを選択的に開閉して、所望の温度分布及び/又はコンピュータデバイスの表面の熱流束に従って、第1のシステム全体に流体を分配することができる。同様に、プロセッサ170は、コンピュータデバイス全体に配置した温度センサとインターフェースを取って、デバイスの表面の温度分布を測定及び/又は推定することができ、プロセッサ170は、バルブ及び/又は変換デバイス140を操作して、第1のシステム100を通る流体フローを分配して、デバイスの表面に亘ってほぼ均一な温度(又はその他の所望の温度勾配)を達成することができる。
プロセッサ170は、更に、デバイス内のタッチセンサ320とインターフェースを取って、ユーザに接触しているデバイス上の領域を検出し、プロセッサ170は、第1のシステム100内の一またはそれ以上のバルブを、内部ヒートシンク110から、ユーザとの接触領域から取り外した流体チャネルを通る加熱流体を移動させるように設定することができる。例えば、プロセッサ170は、タッチセンサ320、近接センサ、及び/又はコンピュータデバイス内にあるその他のセンサとインターフェースを取って、デバイスが、ユーザの肌に対向しているディスプレイ330と共にユーザのズボンのポケットにあることを検出し、従ってプロセッサ170は、ディスプレイ330上の熱交換層120への流体フローを閉じて、内部ヒートシンク110からの加熱流体を、ディスプレイ330に対向するコンピュータデバイスの背面上に配置した第2の熱交換層220に再ルートすることができる。別の例では、プロセッサ170は、デバイスを介して様々な近位センサとインターフェースを取って、コンピュータデバイス上のユーザの手及び/又は指の位置を検出し、プロセッサ170は、第1のシステム100内の一またはそれ以上のバルブを制御して、ユーザの手及び/又は指から流体フローを離して流すように制御することができ、これによって、ユーザの手及び/又は指へ電子部品302からの熱の放散を制限又は防止することができる。プロセッサ170は、また、デバイスオリエンテーションと近位側事象の履歴を保存及び/又はこれにアクセスして、更に、機械学習を実装し、特定のモバイルコンピュータデバイスの様々な使用シナリオへの応答を改善できる。
上述の実装例では、追加の流体チャネル及び/又は熱交換層が共通の内部ヒートシンクに、一又はそれ以上のバルブを介するなどして、流体連結することができ、プロセッサ170は、この一またはそれ以上のバルブを操作して、第1のシステム100全体に流体を選択的に分配することができる。代替的に、各追加の流体チャネル及び/又は熱好感層は、個別の内部ヒートシンクと、個別の変換デバイスに流体連結することができ、プロセッサ170は、様々な変換デバイスに選択的に電力を送り、第1のシステム100全体に、上述した方法又は技術の何れかによるなどして、流体を選択的に分配することができる。一例では、内部ヒートシンク110は、電子部品302の一方の側部に配置されており、デジタルディスプレイ330の上に配置した熱交換層120と、変換デバイス140と共働して、第1の閉流体ループを規定し、また、電子部品302の反対側部にある第2の内部ヒートシンクは、コンピュータデバイスの背面に配置した第2の熱交換層220と第2の変換デバイス240と共働して、第2の閉流体ループを規定しており、この第1の閉流体ループと第2の閉流体ループは独立しており、プロセッサ170によって個別に制御される。この例では、プロセッサ170は各閉流体ループの構成部品を、コンピュータデバイスの方向コンピュータデバイス上のユーザの手及び/又は指の一に基づくなどして、個別に制御することができる。しかしながら、第1のシステム100は、その他の適切な方法で配置した、任意数の内部ヒートシンク、熱交換層、センサ、バルブ、及び/又は変換デバイスを具えていてもよい。
別の実装例では、第1のシステム100は、デジタルディスプレイ330の上の熱交換層120と、ディスプレイ330の反対側のコンピュータデバイスの背部上の第2の熱交換層220(図5に示す)と、コンピュータデバイスの側部に第3の熱交換領域を具える。この実装例では、プロセッサ170は、デジタルディスプレイ330に熱的に接続されたサーミスタ180とインターフェースを取って、デバイスの動作中のデジタルディスプレイ330に亘る温度上昇を測定することができる。プロセッサ170が、ディスプレイの温度がスレッシュホールド温度を超えるのを認識すると、プロセッサ170は、第1のシステム100の一またはそれ以上のバルブを操作して、加熱された流体をディスプレイ330上の第1の熱交換層からデバイスの背面の第2の熱交換層220に移動させて、そこで熱が周囲環境に放散されてディスプレイ330を冷却する。一例では、プロセッサ170は、このようにして、第1のシステム100の一またはそれ以上のバルブを制御して、コンピュータデバイスが直射日光の下で使用されている場合など、ディスプレイ330の太陽熱によって加熱される間にデジタルディスプレイ330を冷却することができる。
さらに別の実装例では、プロセッサ170は、電子部品302に熱的に接続されているサーミスタ180とインターフェースを取って、電子部品302の温度を測定する。一例では、電子部品302の温度がスレッシュホールド温度を超えると、プロセッサ170は、変換デバイス140を「ON」に切り替えて、加熱流体を内部ヒートシンク110から熱交換層120に送りこみ、これによって電子部品302を冷却する。別の例では、プロセッサ170は、流体の流速、あるいは、変換デバイス140の「速度」を電子部品302の温度に基づいて制御する。これは、電子部品302におけるより高い測定温度に応じて変換デバイス140の速度を上げることと、電子部品302におけるより低い測定温度に応じて変換デバイス140の速度を下げることを含む。さらに別の例では、プロセッサ170は、電子部品302のクロック速度と変換デバイス140の速度を動的に及び比例的に調節して、これによって、第1のシステム100を通る熱流束を、電子部品302の熱出力(クロック速度に比例する)に比例して増やす。
集積回路302(例えば、プロセッサ、マイクロコントローラ、ディスプレイドライバ)の電力消費量は、コンピュータの電力(例えば、負荷、クロック速度)と温度に比例するため、第1のシステム100は、上述した実装例にあるように、集積回路302を冷却して、コンピュータデバイス内のバッテリの寿命を実質的に犠牲にすることなく、コンピュータの電力を上げることができる。追加で又は代替的に、第1のシステム100は、低容量(例えば、安価な)集積回路302を冷却して、これによって、コンピュータデバイスのバッテリの寿命及び/又は集積回路302のカレンダーの寿命を実質的に犠牲にすることなく、低容量集積回路302でコンピュータの電力レベルを、冷却していない高容量(例えば、より高価な)集積回路に比較できる程度にすることができる。
同様に、別の実装例では、プロセッサ170は、サーミスタ180とインターフェースを取って、コンピュータデバイス内に配置したバッテリ310の温度を検出している。一例では、バッテリ310の温度がスレッシュホールド温度を超えると、プロセッサ170がバルブの状態を設定して、変換デバイス140を「ON」に切り替えて、バッテリ310近傍に配置した内部ヒートシンクを通って流体を移動させてバッテリ310を冷却する。別の例では、プロセッサ170は、流速又は変換デバイス140の「速度」をバッテリ310の温度に基づいて制御する。これは、変換デバイス140を通る流速を、より高いバッテリ310の測定温度に応じて上げることと、変換デバイス140を通る流速を、より低いバッテリの測定温度に応じて下げることを含む。このように、本実装例では、第1のシステム100は、チャージ速度、放出速度を速める、及び/又は、コンピュータデバイス内部のバッテリの性能を短期的に改善するとともに、上述したバッテリ310を能動的に冷却することによって、バッテリ310のカレンダー寿命を長期的に改善することができる。
更なる実装例では、内部ヒートシンク110がコンピュータデバイスの内部スピーカの上、近傍、及び/又は近位に配置した熱交換領域を具え、変換デバイス140が加熱された流体を内部スピーカからディスプレイ330に亘って熱交換層120へ移動させて、スピーカ内の電子機械的ドライバを冷却している。例えば、ユーザが音楽を再生しているあるいはコンピュータデバイス内のスピーカを介して電話をしている場合、プロセッサ170は、第1のシステム100内の一またはそれ以上のバルブの状態を設定して、スピーカに熱的に接続された第2の内部熱交換器を介して流体を送り、これによって、スピーカを冷却することができる。このように、本実装例では、第1のシステム100は、スピーカ内の電子機械的スピーカドライバを冷却することによって、スピーカが周波数応答がより良好で、より大きく、歪の少ない音を出力できる。第1のシステム100は、追加で又は代替的に、低品質なスピーカを積極的に冷却することによって、低品質(例えば、より廉価な)スピーカで、高品質(例えば、より高価な)スピーカによる音出力に比較できる音を出力することができる。
流体システムは、また、流体に流体接続(例えば、流体ジャンクション150を介して)された圧力センサを具えていてもよく、プロセッサ170は、流体システム中の漏れを検出して、予期しない流体圧力の低下に応じて変換デバイス140への電力を切断することができる。プロセッサ170は、また、コンピュータデバイスのディスプレイ330上に示した視覚的警告など、警告を出す、あるいはアラームをトリガして、このような異常をユーザに通知できる。
第1のシステム100は更に、一またはそれ以上の、ファン又はブローワなどの空気ディストリビュータを具えていてもよい。これは、空気を積極的に熱交換層120に移動させて、熱交換層120からの熱の移動レートを上げるように構成されている。しかしながら、プロセッサ170は、バルブ142、内部ヒートシンク110、熱交換層120、変換デバイス140、及び/又は空気ディストリビュータは、別の方法でコンピュータデバイス上又は中に配置することができ、別の方法で、コンピュータデバイス内の一またはそれ以上の電子部品を積極的に冷却するように機能することができる。
2.第2のシステムとアプリケーション
図9A及び9Bに示すように、コンピュータデバイス内の集積回路を冷却する第2のシステム500は:コンピュータデバイス内に配置され、コンピュータデバイスの外部ハウジングまで延在し、キャビティ518を含む閉流体回路を規定する基体510であって、第1の牛耕式(boustrophedonic)流体チャネル511と、第2の牛耕式流体チャネル512とを具え、第1の牛耕式流体チャネル511は、集積回路近傍の基体510の第1領域に亘って規定されており、第2の牛耕式流体チャネル512は、基体510の外周近傍の基体510の第2領域に亘って規定されている、基体と;閉流体回路内の大量の流体520と;キャビティ518に亘って配置され、第1の位置と第2の位置の間で動作可能なダイヤフラム532であって、第1の位置でキャビティ518内に向けて拡張し、第2の位置でキャビティ518から遠ざかる方向に拡張するダイヤフラム532と;変換デバイス530に電力を送って第1の位置と第2の位置の間でダイヤフラム532を往復させて、閉流体回路を通って大量の流体520を送り出す電源540と;を具える。
上述した第1のシステム100と同様に、第2のシステム500は、電子部品近傍領域から内部構造近く及び/又はコンピュータデバイスのハウジング近傍領域間のコンピュータデバイス内の内部構造(すなわち、基体510)を通って流体を循環させることによって、コンピュータデバイス内の一またはそれ以上の電子部品を冷却するように機能する。特に、第2のシステム500は、コンピュータデバイス内の熱を、熱源(すなわち、集積回路)からヒートシンク(例えば、コンピュータデバイスのハウジング)近傍の流体チャネルへ流体を循環させることによって、再分配して、戻すように機能する。
上述した通り、コンピュータデバイスは、携帯電話、スマートホン、タブレット、ラップトップコンピュータ、デジタル時計、PDA、パーソナル音楽プレーヤ、ディスプレイと動作中に熱を発する電気回路を有するその他の適切な電子及び/又はコンピュータデバイスであってもよい。
2.1 基体510
第2のシステム500の基体510は、コンピュータデバイス内に配置されており、コンピュータデバイスの外側ハウジングまで延在して、キャビティ、第1の牛耕式流体チャネル511、及び第2の牛耕式流体チャネル512を具える閉流体回路を規定している。第1の牛耕式流体チャネル511は、集積回路近傍の基体510の第領域にわたって規定されており、第2の牛耕式流体チャネル512は、基体510の周辺近傍の基体510の第2領域にわたって規定されている。一般的に、基体510は、コンピュータデバイス内に配置されており、そこを通って流体がコンピュータデバイス内の熱エネルギィを再分配するよう送られる、内部流体閉回路を規定している。特に、基体510は、熱エネルギィを集積回路(すなわち、熱源)から、第1の牛耕式流体チャネル511内の流体へ伝導するとともに、熱エネルギィを、コンピュータデバイスのハウジングの中など、基体510の周囲近傍の第2の牛耕式流体チャネル512内の流体の外に伝導する。第2のシステムの基体510は、従って、上述の第1のシステムS100の内部ヒートシンクを同様の構造を規定することができる。
一実装例では、基体510は、熱的に平坦構造を規定しており、基体510の幅広平坦面は、コンピュータデバイス内の集積回路を支持している印刷回路基板に熱的に接続されている。この実装例では、基体510は、集積回路の下の第1の牛耕式流体チャネル511を規定している。例えば、基体510は、集積回路のフットプリント近傍にあり、これと整列している第1の牛耕式流体チャネル511を規定している。代替的に、基体510は、複数の集積回路近傍の平坦構造の領域、及び/又は、コンピュータデバイス内のその他の電子部品に亘る領域といった、平坦構造のより大きな領域に亘って延在する第1の牛耕式流体チャネル511を規定して、第1の牛耕式流体チャネル511を通過する流体が、複数の集積回路及び/又は電子部品からの熱を、第2の牛耕式流体チャネル512においてこの熱をヒートシンクに放出する前に、吸収することができる。
代替的に、基体510は、第2の牛耕式流体チャネル512に流体接続されており、ダイの電子部品(例えば、第2の集積回路、バッテリ)近傍にある第3の牛耕式流体チャネル513を規定して、第3の牛耕式流体チャネル513を通過する流体が、第2の電子部品からの熱を基体510周辺近傍の第2の牛耕式流体チャネル512を通って放出する前に、吸収することができる。基体510は、同様に、第2の電子部品(例えば、第2の集積回路、バッテリ)流体近傍にある第3の牛耕式流体チャネル513を具え、第4の牛耕式流体チャネルに連結された、第2の流体閉ループを規定して、第3の牛耕式流体チャネル513を通過する流体が、第2の電子部品からの熱を、基体510の周囲近傍の第4の牛耕式流体チャネルを通ってこの熱を放出する前に、吸収するようにすることができる。
同様の実装例において、基体510を二つの印刷回路基板の間に挟むことができる。各印刷回路基板は、集積回路を支持している。この実装例では、第1の牛耕式流体チャネル511が、両方の集積回路近傍の基体510の領域にわたって延在できる。代替的に、基体510は、第1の印刷回路基板上に配置した第1の集積回路近傍に第1の牛耕式流体チャネル511を規定することができ、基体510は、第2の印刷回路基板の上に配置した第2の集積回路近傍に第3の牛耕式流体チャネル513を規定することができる。ここで、第3の牛耕式流体チャネル513は、第2の牛耕式流体チャネル512に流体連結して、第1の牛耕式流体チャネル511と共に流体閉回路を形成しており、あるいは、第3の牛耕式流体チャネル513は、第4の牛耕式流体チャネルに連結して、基体510内に第2の独立した流体閉回路を形成している。
したがって、基体510は、コンピュータデバイス内の電子部品近傍に第1の(熱源)牛耕式流体チャネルを規定して、コンピュータデバイスが稼働している間にこの電子部品で発生した熱が、第1の牛耕式流体チャネル511内の流体に基体510を介して伝わるようにしている。また、基体510は、基体510の周囲近傍に第2の(熱源)牛耕式流体チャネルを規定して、第2の牛耕式流体チャネル512に送り出された加熱流体が、基体510の外側領域内へ、ハウジング内へ、あるいはコンピュータデバイスの別の周囲構造内へ放出され、これによって、流体が第1の牛耕式流体チャネル511に戻る前に流体を冷却して、電子部品からより多くの熱を吸収するようにしている。基体510は、また、その他の電子部品近傍に、流体閉回路内の第2の牛耕式流体チャネル512に流体連結したその他の熱源である牛耕式流体チャネルを規定できる。あるいは、基体510は、その他の電子部品近傍に、もう一つのヒートシンクである牛耕式流体チャネルに流体連結した、その他の熱源である牛耕式流体チャネルを規定して、第2の独立した流体閉回路を規定することができる。第1の牛耕式流体チャネル511は、また、基体510の第1領域に亘って複数の平行独立流体チャネルを規定することができ、この独立した流体チャネルは、各端部のマニフォールドで終端するか、あるいはキャビティ518内で直接終端している。第2の牛耕式流体チャネル512は、同様に、基体510の第2の領域にわたって複数の平行(又は非並行)流体チャネルを規定することができる。しかしながら、基体510は、コンピュータデバイス内のその他の配置に、その他の数の独立した、あるいは流体接続された、牛耕式流体チャネルを規定することができる。
第1の牛耕式流体チャネル511は、正弦曲線パターン又は蛇行曲線パターンといった第1の領域に亘る平行変動セクションの第1密度を規定しており、第2の牛耕式流体チャネル512は、第2領域に亘る平行変動セクションの第2密度を規定している。第2密度は第1密度より大きい。この実装例では、第1の牛耕式流体チャネル511の断面積が、第2の牛耕式流体チャネル512の断面積より大きく、第1の牛耕式流体チャネル511を通る流速が、第2の牛耕式流体チャネル512を通る流速より小さく、これによって、流体のサブボリュームが電子部品(又は、実質的に小さいフットプリント)近傍の基体510の領域を通過して、この流体が、周辺近くの基体510の比較的大きな領域にわたって第2の牛耕式流体チャネル512内の流体を消散させる。代替的に、第1の牛耕式流体チャネル511は、第1の断面積を規定して、第2の牛耕式流体チャネル512が、第1の断面積より大きな第2の断面積を規定するようにしてもよい。しかしながら、第1及び第2の(及び、その他の)牛耕式流体チャネルは、その他の形、経路、及び/又は断面であってもよく、その他のサイズ又はジオメトリの基体510の対応する領域にわたって規定されうる。
基体510は、また、図9A及び9Bに示すように、第1及び第2の牛耕式流体チャネル511、512の間にキャビティを規定している。一般的に、キャビティ518は、変換デバイス530のダイヤフラム532は、閉流体回路との間にインターフェースを規定しており、ダイヤフラムの作動が流体を基体510を通るよう移動させる。一例では、キャビティ518は、第1の牛耕式流体チャネル511の一端に直接、及び第2の流体チャネル512の一方の端部に直接、接続しており、第1及び第2の牛耕式流体チャネル511、512の対向する端部は連結して、閉流体回路を形成している。別の例では、基体510は、第1の牛耕式流体チャネル511と第2の牛耕式流体チャネル512との間に配置した供給導管516とリターン導管517を規定しており、キャビティ518は、供給導管516とリターン導管517との間に、これらに流体連結して規定されている。
基体510が平坦構造(例えば、平坦シート)を規定している一実装例では、キャビティ518は、この平坦構造の広いフェースに直交する軸を有する筒状ボアを規定する。この例では、キャビティ518は、このように平坦シートの一方の側部で開放されており、ダイヤフラム532は、この解放されたボアに亘って配置され、図9A及び9Bに示すようにこれによって、閉流体回路を密封している。
別の実装例では、基体510は、供給導管516とリターン導管517を規定している。各導管は、一方の端部で第1の牛耕式流体チャネル511に、反対側の端部で第2の牛耕式流体チャネル512に連結されている。この実装例では、基体510は、供給導管516とリターン導管517との間の交差パイプと交差ビアの形でキャビティ518を規定しており、ダイヤフラム532は、この交差パイプ又は交差ビア内に配置されて、供給導管516をリターン導管517から分離している。しかしながら、基体510は、その他の形又はジオメトリである、あるいは、その他の方法で第1及び第2の牛耕式流体チャネル511、512に流体連結されているキャビティ518を規定してもよい。
キャビティ518は、従って、入口で第1の牛耕式流体チャネル511に流体連結しており、出口で、第2の牛耕式流体チャネル512に流体連結している。入口は更に、キャビティ518に向けて延在している入口翼を規定し、出口が、キャビティ518から遠ざかって延在している出口翼を規定して、ダイヤフラム532が第2位置から第1位置へ移行する時(例えば、ダイヤフラム532がキャビティ518内へ下がるとき)に流体がキャビティ518から出口へ優先的に移動し、ダイヤフラム532が第1位置から第2位置へ移行するとき(例えば、ダイヤフラム532がキャビティ518の外へ移動する時)、流体が入口からキャビティ518へ優先的に移動するようにする。しかしながら、基体510は、その他の受動的特徴を規定して、あるいは、入口、出口、第1及び第2の牛耕式流体チャネル511、512、あるいはその他のジオメトリをもつキャビティを規定して、ダイヤフラム532が第1及び第2の位置間を往復するときに、キャビティ518を通る単方向フローを誘発するようにしてもよい。
上述した内部ヒートシンクと同様に、基体510は、金属構造(例えば、アルミニウム、銅)、ポリマ構造、あるいはその他の適切な材料でできた構造であってもよい。例えば、基体510は、積層したあるいは互いに接着した複数の層(同じ材料又は似ていない材料でできた)を具え、キャビティ518と、第1及び第2の牛耕式流体チャネル511、512を規定するようにしてもよい。この例では、基体510の第1の層は、キャビティ518と、開構造としてインサイチューで形成した第1及び第2の牛耕式流体チャネル511、512を有するウレタンでできた鋳造物であってもよく、第2の鋳造物又は押し出し成型層が第1層の上に接着されて、第1及び第2の牛耕式流体チャネル511、512を閉じて、これによって、基体510を形成することができる。キャビティ518と第1及び第2の牛耕式流体チャネル511、512は、代替的に、機械加工、スタンプ、あるいは、連続的に組み立てて基体510を形成する一またはそれ以上のサブレイヤ内に形成してもよい。同様の例では、基体を二枚の独立したアルミニウムシートで形成してもよい。一方又は両方のシートが開チャネルを規定しており、互いにブレーズさせて開チャネルを閉じ、これによって、第1及び第2の牛耕式流体チャネルを規定することができる。しかしながら、基体510は、閉ループを形成するその他の方法で製造したその他の熱伝導材料でできていてもよい。
基体510は、コンピュータデバイスの一またはそれ以上の構造体に装着することができる。例えば、基体510は、コンピュータデバイスのハウジングに機械的に締結することができる。基体510は、追加であるいは代替的に、熱導電性接着剤でプリント回路基体、ハウジング、バッテリ、又はコンピュータデバイス内のディスプレイ又はタッチスクリーンの背面に取り付けることができる。追加で、あるいは代替的に、基体510の一部をデバイス内の熱平面上に配置する及び/又は熱的に接続することができ、あるいは基体510は、デバイスのハウジングに向けて延在するがこのハウジングから切り離して、熱エネルギィをハウジング内に放射する(伝えるのではなく)ことができる。しかしながら、基体510は、その他の方法で、コンピュータデバイス内に配置又は装着することができる。
2.2 流体520のボリューム
第2のシステム500の流体520の容量は、閉流体回路内に収容されている。一般的に、流体520の容量は、コンピュータデバイス(すなわち、集積回路)内の熱源からの熱エネルギィを吸収し、コンピュータデバイスの別の構造体内(ハウジング)へ熱エネルギィを捨てる一方で、閉流体回路を循環するよう機能する。例えば、流体520の容量は、水、アルコール、油(例えば、シリコーン油)、あるいは金属流体(例えば、がリンスタン又は水銀)であってもよい。しかしながら、流体520の容量は、その他の一またはそれ以上のタイプの液体又は基体を含んでいてもよい。
2.3 変換デバイス及び電源540
第2のシステム500の変換デバイス530は、キャビティ518に亘って配置され、第1位置と第2位置の間で動作するダイヤフラムを具える。ここで、ダイヤフラム532は、第1位置ではキャビティ518内へ拡張し、第2位置では、キャビティ518から離れる方へ拡張する。更に、第2のシステム500の電源540は、変換デバイス530に電力を供給し、ダイヤフラム532を第1位置と第2位置の間で往復運動させて、流体520の容量を閉流体回路を通って送り出す。
一般的に、電源540は、変換デバイス530に電力を供給して、第1位置と第2位置との間でダイヤフラム532の位置を往復させるよう機能し、これによって、キャビティ518の有効容量を変化させ、第1及び第2の牛耕式流体チャネル511、512の間で流体を送り出す。特に、動作中は、ダイヤフラム532が第1位置へ移動すると、流体がキャビティ518から第2の牛耕式流体チャネル512へ(優先的に)移動し、ダイヤフラム532が第1位置に戻ると、第1の牛耕式流体チャネル511からキャビティ518へ流体が移動する。電源540は、変換デバイス530に電力を送り続け、これによって、ダイヤフラム532が第1及び第2の設定間で前後に往復して、閉流体回路内で流体の循環を誘発する。
一実施例では、変換デバイス530は、ダイヤフラム532上に配置した圧電層534を具え、電源540は圧電素子534の電位差を変動させて閉流体回路を通って流体を送り込む。例えば、電源540は、圧電層534にかかる電位差を、第1の周波数で定電圧と高電圧間で変動させて、図11に示すように閉流体回路を通る流体の第1の流速を誘発する。この実装例では、電源540も、圧電層534に係る電位差の振動数を調整して、流速を調整できる。例えば、図9Aに示すように、第2のシステム500は、集積回路に熱的に接続された温度センサ550(例えば、サーミスタ)を具えており、電源540は、温度センサ550が集積回路でより高い温度が測定された場合、振動周波数を減らす(増やす)ことによって流速を上げることができる。本例では、電源540は、追加であるいは代替的に、圧電層534にかかる電位差を上げて、振動間のダイヤフラム532の変位を大きくすることができ、これによって、ダイヤフラムの振動サイクル当たりのボリューム変動を増やす(したがって、閉流体回路を通る流速を増やす)。電源540は、また、電圧フリップ間の圧電層534に係る電圧維持時間を長くして、同様に、振動間のダイヤフラム532の変位の大きさを大きくすることができる。
上述の実装例では、圧電層534は、ダイヤフラム532上に接続する、ダイヤフラム532上で成長させる、ダイヤフラム532の層間に配置する、あるいはその他の適切な方法でダイヤフラム532に連結することができる。
別の実装例では、変換デバイス530は、図12に示すように、ベルクランクとコネクティングロッドを介してダイヤフラム532に連結した(ほぼ中心で)電気機械的ロータリモータなどのロータリアクチュエータ536を具える。この実装例では、電源540がロータリアクチュエータ536に電力を提供して、ダイヤフラム532を回転させて、これによって、第1及び第2の位置間でダイヤフラム532を変形させる。同様の実装例において、変換デバイス530は、ダイヤフラム(の中心)に接触しているカムに連結した出力シャフトを具えるロータリアクチュエータ536を具える。従って、電源540がロータリアクチュエータ536に電力を供給するので、カムのローブが回転中に周期的に凹みダイヤフラム532を開放して、これによってダイヤフラム532を第1及び第2の位置間で移行させる。変換デバイスは、代替的に、空気式、水圧式、電磁式、あるいはその他の適切なアクチュエータを具え、ダイヤフラムを第1及び第2の位置間で駆動することができる。
上述の実装例及びその他の実装例では、変換デバイスが更に、追加のダイヤフラム(例えば、第2及び第3のダイヤフラム)を具えていてもよく、変換デバイス内のアクチュエータは、第1及び第2の位置間で、ダイヤフラムを選択的に移行させて、変換デバイス(例えば、善導ポンプ)のダイヤフラム(すなわち、ステージ)を通る流体を表示することができる。しかしながら、変換デバイス530は、その他の適切な方法で、第1及び第2の位置間でダイヤフラム532を振動させるように構成されたその他の適切なアクチュエータを具えていてもよい。
ダイヤフラム532は、キャビティ518上あるいはその中に配置されており、従って、流体520のボリュームを閉流体ループ内に密封する、あるいは、閉流体ループの一部を分離するように機能する。例えば、キャビティ518が基体510の幅広面に直交する軸を持つ筒状ボアを規定している上述した実装例では、ダイヤフラム532は、ダイヤフラム532の周辺付近に基体510の幅広面に接合したエラストマ層を具えていてもよい。代替的に、ダイヤフラム532は、基体510のフットプリントに近い寸法のエラストマシートを具えていてもよく、このエラストマシートは、基体510に亘って完全に、従って、ダイヤフラム532の上に接合することができる。このように、本例では、ダイヤフラム532は、第1位置へ移行する間にキャビティ518に向けて内側に引かれ、ダイヤフラム532は、第2の位置に移行する間は、キャビティ518から外側に引かれる。
基体510が供給導管516とリターン導管517との間に挟まれているキャビティ518を規定している上述の実装例の別の例では、ダイヤフラム532をキャビティ518内に配置して、これによって図11に示すように、供給導管516をリターン導管517から流体的に隔離することができる。本例では、ダイヤフラム532は、第1の位置へ移行する間はリターン導管517に向けて引き込まれ、第2の位置に移行する間は、供給導管516に向けて引き込まれる。
ダイヤフラム532は、基体510に化学的に又は機械的に接合する、基体510に機械的に締結する(例えば、機械ねじで)、締りばめでキャビティ518に押し入れる、キャビティ518内にあるいはその上にクランプさせる(例えば、キャビティ518の周囲のダイヤフラム532を圧縮する圧縮リングを用いて)、その他の適切な方法でキャビティ518にオーバーサイズのシール又はキャビティ518に押し込んだO−リング間に挟むキャビティ518内またはその上に結合することができる。ダイヤフラム532はまた、金属、ポリマ、クォーツ、ガラス、あるいはその他の材料又は材料の組み合わせで作ることができる。
電源540は、このように、バッテリ、プロセッサ、モータドライバ、スイッチ、トランジスタ、クロック、及び/又は第2のシステム500に特別な、あるいは、コンピュータデバイス内に一体化されたその他の適切な電子部品を具え、上述したように、変換デバイス530の動きを制御することができる。
しかしながら、第2のシステム500は、米国特許出願第14/081,519号に記載されているような、その他の適切な変換デバイスを具えていてもよい。
2.5 バルブ
第2のシステム500の一変形例は、閉流体導管に沿って配置した一またはそれ以上のバルブを具え、そこを流れる流体フローを制御する。
一実装例では、第2のシステム500は、第1の牛耕式流体チャネル511と第2の牛耕式流体チャネル512との間に配置したチェック(すなわち、一方向)バルブを具え、このチェックバルブが、閉流体回路を通る第1の方向の流体フローを遅らせて、図11に示すように、第1の方向と逆の第2の方向に閉流体回路を通って流体フローが流れるようにする。このように、電源540が変換デバイス530を動かして、ダイヤフラム532を振動させると、チェックバルブが閉流体回路を通る一方向流体フローを維持し、逆流を実質的に防止する。例えば、チェックバルブは、ボールタイプのチェックバルブ、ダイヤフラムタイプのチェックバルブ、あるいはその他の適切なタイプのチェックバルブを具えていてもよい。チェックバルブは、また、第1の牛耕式流体チャネル511内、第2の牛耕式流体チャネル512内で、キャビティ518の入口又は出口に、あるいは、閉流体回路に沿ったその他の位置に配置できる。
別の実装例では、第2のシステム500は、図11に示すように、第1の牛耕式流体チャネル511とキャビティ518の間に配置した第1のバルブ560と、キャビティ518と第2の牛耕式流体チャネル512の間に配置した第2のバルブ561を具える。この実装例では、第1及び第2のバルブ560、561は、上述した通り、チェックバルブであり、閉流体回路に沿った方向にあってそこを通る一方向流体フローを維持することができる(例えば、第2のバルブ561の入口を指している第1のバルブ560の出口を用いて)。代替的に、第1及び第2のバルブ560、561は、電気機械的に駆動することができ、電源540は選択的に第1及び第2のバルブ560、561(位相180°)を、ダイヤフラム532の振動を用いて、合わせて(同相で)開閉することができる。例えば、電源540は、変換デバイス530と第1及び第2のバルブ560、561を、ダイヤフラム532が第1の位置から第2の位置へ移行を開始した時に(すなわち、キャビティ518の有効ボリュームが小さくなり始めた時)第1のバルブ560が開いて第2のバルブ561が閉じるように、また、ダイヤフラム532が第2の位置から第1の位置に移行を開始した時(すなわち、キャビティ518の有効ボリュームが増え始めた時)に、第1のバルブが閉じて第2のバルブ561が開くように、制御できる。
上述の実装例では、電源540は、また、第1のバルブ560に対する第2のバルブ561の動作の位相、及び/又は、ダイヤフラム532の動きに対する第1及び第2のバルブ560、561の動きの位相を調整することができる。例えば、変換デバイス530が第1の(低)周波数で駆動するときに、第1のバルブ560が開き始め、第2のバルブ561はダイヤフラム532が第1の位置の「底部中心」達するので、閉じ始める。しかしながら、本例では、変換デバイス530が、第1の周波数より大きい第2の周波数で駆動されると、第1のバルブ560が開き始め、第2のバルブ561は、ダイヤフラム532が第1の位置における底部中心に達する前に開き始めて、ダイヤフラム532が底部中心に達して、第2の位置へ戻る移行を開始すると第1のバルブ560が完全に開いて第2のバルブ561は完全に閉じ、これによって、第1の牛耕式流体チャネル511からキャビティ518へ流体を引く。特に、本例では、ダイヤフラムの低振動周波数で、第1のバルブ560は〜0°の位相で開き、第2のバルブ561は、〜180°の位相で駆動することができ、ダイヤフラムの高振動周波数で、第1のバルブ560は、〜10°の位相で開き、第2のバルブ561は〜170°の位相で駆動できる。しかしながら、この実装例では、電源540は、第1及び第2のバルブ560,561と、変換デバイス530を、その他の適切な方法で制御することができる。
さらに別の実装例では、図10及び13に示すように、基体510は、第1及び第2の牛耕式流体チャネル511、512に、制御可能なバルブ560で流体接続されている第3の牛耕式流体チャネル513を具える。一の例示的実装例では、第3の牛耕式流体チャネル513は、基体510の周辺近傍にある基体510のヒートシンク領域上に配置されており、バルブ560は、キャビティ518の出口に接続された入口を有するデュアル出口電気機械式バルブを具え、ここで、第1の出口が第2の牛耕式流体チャネル512に接続されており、第2の出口は第3の牛耕式流体チャネル513に接続されている。この実装例では、バルブ560は第1の状態と第2の状態間を選択的に移動し、第2の牛耕式流体チャネル512は第1の状態ではキャビティ518に対して開いており、第3の牛耕式流体チャネル513は閉じており、第2の状態では、第2の牛耕式流体チャネル512はキャビティ518に対して開いており、第3の牛耕式流体チャネル513は閉じている。この実装例では、バルブ560はこのように、基体510のヒートシンク領域上で牛耕式流体チャネルを選択的に開閉するように駆動され、集積回路から基体510へのその他の領域へ、従って、コンピュータデバイスの様々な領域(例えば、表面)への熱エネルギィの分配を制御することができる。例えば、上述した通り、バルブ560を制御して、集積面からユーザの手がコンピュータデバイスの現在の方向にあることが期待されない、コンピュータデバイスの外側表面近傍の基体510の領域へ熱を分配するなど、コンピュータデバイスの方向に基づいて閉流体回路の部分を介して流体を選択的に分配することができる。
同様の実装例において、バルブ560を閉流体ループ内に配置して、閉流体ループの長さを選択的に長くしたり短くしたりするなど、第3の牛耕式流体チャネル513や、第1及び第2の牛耕式流体チャネル511、512を選択的に開閉できる。例えば、上述した通り、バルブ560を閉じて、集積回路の温度がスレッシュホールド温度より低い場合に、流体フローを第1及び第2の牛耕式流体チャネル511、512のみを通るように維持することができ、これによって、閉流体ループを特定の流速で流体が移動することが必要な圧力を制限することができる。本例では、バルブ560が開いて、流体が第3の牛耕式流体チャネル513も通って流すことができ、これによって、特定の流速を維持するためのより高い流体圧においても、第2のシステム500の閉流体回路の長さと冷却容量を増やすことができる。バルブ560は、このように、集積回路の検出した温度に基づいて制御することができる。
上述したように、基体510は、追加で又は代替的に、第2の集積回路近傍など、基体510の熱源領域上に、第4の牛耕式流体チャネルを規定することができる。第2のシステム500は、このように、第4の牛耕式流体チャネルを通る流体フロー制御するように、同様の制御がされたバルブを具え、第2の集積回路の温度を制御(例えば、選択的に低くする)することができる。例えば、第2のシステム500は、その他の方法で受動的又な能動的に作動するその他のバルブを具え、閉流体ループを通る流体フローを制御するようにしてもよい。
2.6 第2の変換デバイス580
図13に示すように、第2のシステム500の一変形例では、閉流体回路が、第2のキャビティ519と、第1の牛耕式流体チャネル511から第2の牛耕式流体チャネル512へ流体を連通させる供給導管516と、第2の牛耕式流体チャネル512から第1の牛耕式流体チャネル511へ流体を連通させるリターン導管517を、具える。キャビティ518は、基体510内に供給導管516に沿って規定されており、第2のキャビティ519は、基体510内にリターン導管517に沿って規定されている。この変形例では、第2のシステム500は、第2の変換デバイス580を具えており、これは、第2のキャビティ519に亘って配置されて、第1の位置と第2の位置間で動作可能である第2のダイヤフラム581を具え、第2のダイヤフラム581は、第1の位置において第2のキャビティ519内へ拡張しており、第2の位置においては、第2のキャビティ519空離れる方向に拡張している。一般的に、この変形例では、第2のシステム500が、(第1の)変換デバイス内で共働して閉流体ループを通って流体を送り出す第2の変換デバイス580を具える。例えば、電源540は、位相180°で、変換デバイス530と第2の変換デバイス580に電力を供給して、第2のダイヤフラム581が第2の位置にあるときにダイヤフラム532が第1の位置にあるように、また、第2のダイヤフラム581が第1の位置にあるときにダイヤフラム532が第2の位置にあるようにする。しかしながら、第2のシステム500は、コンピュータデバイス内にその他の方法で配置して閉流体回路を通る流体フローを含む、その他のタイプ及び数の変換デバイスを具えていてもよい。
2.7 熱交換層
上述した通り、第2のシステム500の基体510は、上述した第1のシステム100の内部ヒートシンクと同様の構造を組み入れており、同様に機能する。第2のシステム500の一変形例は、従って、コンピュータデバイスのデジタルディスプレイの画面に亘って配置した熱交換層を具え、基体510の閉流外貨色は、この熱交換層に流体連結して、集積回路からの熱エネルギィを、コンピュータデバイス内に一体化したディスプレイ上など、コンピュータデバイスの外側表面に再分配する。例えば、上述した通り、熱交換層は、透明材料でできていてもよく、デジタルディスプレイの一部に亘って延在する流体チャネルを規定している。本例では、第2の牛耕式流体チャネル512に流体接続した流体入口と、第1の牛耕式流体チャネル511に流体接続した流体出口を具える。このように、熱交換層の流体チャネルとキャビティ518、基体510の第1の牛耕式流体チャネル511、及び第2の牛耕式流体チャネル512、その他は、閉流体回路を規定できる。しかしながら、第2のシステム500は、その他の適切なタイプまたは形式の熱交換器を具えていてもよく、基体510内の流体構造は、デバイス内の一またはそれ以上の熱交換機に流体連結して、集積回路から離して、熱エネルギィを分配(及び、この熱エネルギィを周辺環境へ放散する)することができる。
当業者は、上述した詳細の説明から、及び図面と特許請求の範囲から、本発明の好ましい実施例に、特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲から外れることなく変形及び変更を行うことができる旨を認識する。





  1. デジタルディスプレイを具えるコンピュータデバイス内の集積回路を冷却するシステムにおいて:
    前記集積回路に熱的に接続され、第1及び第2の端部を具える流体経路を規定する内部ヒートシンクと;
    前記デジタルディスプレイの画面に亘って配置され、透明材料を具え、前記デジタルディスプレイの一部に亘って延在する流体チャネルを規定する熱交換層であって、前記流体チャネルが前記流体経路の第1の端部に接続された流体入口と、前記流体経路の第2の端部に接続された流体出口とを具える、熱交換層と;
    透明流体と;
    前記透明流体を前記内部ヒートシンクと前記流体チャネルとの間で循環させるように構成した変換デバイスと;
    を具えることを特徴とするシステム。

  2. 請求項1に記載のシステムにおいて、前記熱交換層が、前記デジタルディスプレイの上に配置したタッチセンサに接続したガラス基体を具え、当該ガラス基体と前記タッチセンサが共働して前記流体チャネルを規定していることを特徴とするシステム。

  3. 請求項2に記載のシステムが更に、前記内部ヒートシンクと前記熱交換層の間に配置され、前記流体チャネル内のスレッシュホールド圧力を超える流体圧力に応じて開くように構成された、圧力安全バルブを具えることを特徴とするシステム。

  4. 請求項1に記載のシステムにおいて、前記熱交換層が、矩形画面を規定する前記デジタルディスプレイ上に配置されており、前記流体チャネルが、当該矩形画面の第1の短エッジ近傍に前記流体入口を有し、前記第1の短エッジに対向する前記矩形画面の第2の短エッジ近傍に前記流体出口を有する前記デジタルディスプレイに亘って延在していることを特徴とするシステム。

  5. 請求項4に記載のシステムにおいて、前記熱交換層が、前記内部ヒートシンクに流体接続された第2の流体入口と第2の流体出口を具える第2の流体チャネルを規定しており、当該第2の流体チャネルが、当該矩形画面の第1の長エッジ近傍に前記流体入口を有し、前記矩形画面の前記第1の長エッジに対向する第2の長エッジ近傍に前記流体出口を有する前記デジタルディスプレイに亘って延在していることを特徴とするシステム。

  6. 請求項5に記載のシステムにおいて、前記変換デバイスが、前記コンピュータデバイスが、前記矩形画面がランドスケープ位置にある方向を向いているときに前記内部ヒートシンクと前記流体チャネルの間で前記透明流体を循環させ、前記コンピュータデバイスが、前記矩形画面がポートレート位置にある方向を向いているときに前記内部ヒートシンクと前記第2の流体チャネルの間で前記透明流体を循環させるように構成されていることを特徴とするシステム。

  7. 請求項6に記載のシステムにおいて、前記変換デバイスが、前記流体チャネルと前記第2の流体チャネルの間に配置したバルブを具え、更に、前記コンピュータデバイス内に配置した動きセンサの出力に応じて前記バルブの位置を設定するように構成したプロセッサを具えることを特徴とするシステム。

  8. 請求項5に記載のシステムにおいて、前記変換デバイスが、前記コンピュータデバイスに亘る温度勾配に基づいて、前記内部ヒートシンクと前記流体チャネルとの間で、及び前記内部ヒートシンクと前記第2の流体チャネルとの間で、前記透明流体を循環させるように構成したことを特徴とするシステム。

  9. 請求項1に記載のシステムが更に、前記デジタルディスプレイに対向する前記コンピュータデバイスの前側外側表面に亘って配置した第2の熱交換層を具え、当該第2の熱交換層が、前記第1の流体チャネルに流体接続した第2の流体チャネルを規定しており、前記変換デバイスが、前記デジタルディスプレイの温度がスレッシュホールド温度を超えると、前記流体チャネルと前記第2の流体チャネルとの間で前記透明流体を循環させるように構成されていることを特徴とするシステム。

  10. 請求項1に記載のシステムにおいて、前記熱交換層が、平行流体チャネルセットと、入口マニフォールドと、出口マニフォールドと、前記流体チャネルを具える流体チャネルセットを規定しており、前記流体チャネルセットの各流体チャネルが、前記入口マニフォールドで開始しており前記出口マニフォールドで終端していることを特徴とするシステム。

  11. 請求項10に記載のシステムにおいて、前記入口マニフォールドと前記出口マニフォールドが、前記デジタルディスプレイの画面近傍の前記コンピュータデバイスのベゼル領域上に配置されていることを特徴とするシステム。

  12. 請求項1に記載のシステムが更に:
    実質的に透明な材料でできた基体であって、前記ディスプレイに対向する前記熱交換層上に配置され、第2の流体チャネルと当該第2の流体チャネルに流体接続された流体導管とを規定しており、前記第2の流体チャネルが前記流体チャネルから流体分離している、基体と;
    実質的に透明な材料でできた触覚層であって、前記基体に接続された周辺領域と、前記流体導管の上に配置され前記基体から切り離されている変形領域とを具える、触覚層と;
    前記第2の流体チャネルに接続され、前記流体チャネルを通って流体を変位させ前記変形可能な領域をひっこめた設定から拡張させた設定に移行させるように構成した第2の変換デバイスであって、前記変形可能な領域が前記拡張した設定において前記周辺領域上方に上がっている、第2の変換デバイスと;
    を具えることを特徴とするシステム。

  13. 請求項1に記載のシステムにおいて、前記熱交換層が、基体とエラストマ層を具え、当該基体が当該基体の表面に亘って延在する開トラフを規定しており、前記エラストマ層が、前記基体の表面に接続された周辺領域と、前記開トラフの上に配置して前記流体チャネルを規定する変形可能な領域とを具え、前記変形可能な領域が前記流体チャネル内の高くなった流体圧に応じて前記周辺領域の上方外側に拡張するように構成されていることを特徴とするシステム。

  14. 請求項1に記載のシステムにおいて、前記変換デバイスが、前記内部ヒートシンクと前記流体チャネル間で前記透明流体を、前記集積回路の測定温度に対応する作動圧力で循環させるように構成されていることを特徴とするシステム。

  15. 請求項1に記載のシステムにおいて、前記変換デバイスと前記内部ヒートシンクが共働して受動ヒートパイプを規定していることを特徴とするシステム。

  16. 請求項1に記載のシステムにおいて、前記熱交換層が、光の波長において第1の屈折率を有する透明エラストマを具え、前記透明流体が、前記光の波長において、前記第1の屈折率と実質的に同様の第2の屈折率を有する油を具えることを特徴とするシステム。

  17. 請求項1に記載のシステムにおいて、前記内部ヒートシンクとが前記コンピュータデバイス内のプリント基体と共働して前記集積回路を封入するように構成したシェルを具え、前記変換デバイスが前記集積回路を透明流体で満たすように構成されていることを特徴とするシステム。

  18. 請求項1に記載のシステムにおいて、前記内部ヒートシンクが前記集積回路から電磁干渉をシールドするように構成した金属構造を具えることを特徴とするシステム。

  19. 請求項1に記載のシステムにおいて、前記内部ヒートシンクが、前記集積回路近傍の前記流体チャネル内に一連の内部翼を規定しており、当該翼が、前記流体経路を通る前記透明流体の流れる方向にほぼ平行に延在していることを特徴とするシステム。

  20. デジタルディスプレイを具えるコンピュータデバイス内の電子部品を冷却するシステムにおいて:
    前記電子部品に熱的に接続され、第1の端部と第2の端部を具える流体経路を規定している内部ヒートシンクと;
    前記デジタルディスプレイの上に配置された熱交換層であって、透明材料を具え、前記内部ヒートシンクと共働して第1の流体回路を規定する第1の流体チャネルを規定し、前記内部ヒートシンクと共働して第2の流体回路を規定する第2の流体チャネルを規定する、熱交換層と;
    透明流体と;前記第1の回路内の透明流体を第1の位置にある前記コンピュータデバイスの検出した方向に応じて循環させ、前記第2の回路内の透明流体を第2の位置にある前記コンピュータデバイスの検出した方向に応じて循環させるように構成した変換デバイスと;
    を具えることを特徴とするシステム。

  21. 請求項20に記載のシステムにおいて、前記変換デバイスが、前記第1の流体チャネルと前記第2の流体チャネルとの間に配置したバルブを具え、更に、センサとプロセッサを具え、当該プロセッサが前記センサの出力に基づいて前記コンピュータデバイスの方向を検出し、前記コンピュータデバイスの検出した方向に基づいて前記バルブの位置を設定するように構成されていることを特徴とするシステム。

  22. 請求項20に記載のシステムにおいて、前記変換デバイスが、ランドスケープ方向に近似する第1の位置にある前記コンピュータデバイスの検出方向に応じて、前記第1の回路内の前記透明流体を循環させるように構成されており、前記変換デバイスが、ポートレート方向を近似する第2の位置にあるコンピュータデバイスの検出方向に応じて前記第2の回路内の透明流体を循環させるように構成されていることを特徴とするシステム。

  23. 請求項20に記載のシステムにおいて、前記第1の流体チャネルが前記ディスプレイの画面上に延在しており、前記第2の流体チャネルが、前記ディスプレイの画面近傍のベゼルの上に延在していることを特徴とするシステム。

  24. コンピュータデバイス内の集積回路を冷却するシステムにおいて:
    前記集積回路に熱的に接続され、第1の端部と第2の端部を具える流体経路を規定する内部ヒートシンクと;
    前記コンピュータデバイスの外側表面に亘って配置され、流体チャネルを規定する熱交換層であって、前記流体チャネルが前記流体経路の第1の端部に接続された流体入口と、前記流体経路の第2の端部に接続された流体出口を具える、熱交換層と;
    流体と;
    前記内部ヒートシンクと前記流体チャネルとの間で前記流体を循環させるように構成した変換デバイスと;
    を具えることを特徴とするシステム。

  25. 請求項24に記載のシステムにおいて、前記熱交換層が前記コンピュータデバイスの不透明領域と、当該コンピュータデバイスのデジタルディスプレイの画面に亘っており、
    前記流体チャネルが前記デジタルディスプレイの一部に亘って延在していることを特徴とするシステム。

  26. コンピュータデバイス内の集積回路を冷却するシステムにおいて:
    前記コンピュータデバイス内に配置され、当該コンピュータデバイスの外側ハウジングへ延在して、キャビティと、第1の牛耕式流体チャネルと、第2の牛耕式流体チャネルを具える閉流体回路を規定する基体であって、前記第1の牛耕式流体チャネルが前記集積回路近傍で前記基体の第1の領域にわたって規定されており、前記第2の牛耕式流体チャネルが、前記基体の周辺近傍で前記基体の第2の領域にわたって規定されている基体と;
    前記閉流体回路内の流体ボリュームと;
    前記キャビティに亘って配置され、第1の位置と第2の位置との間で動作可能なダイヤフラムであって、前記第1の位置では前記キャビティ内に拡張し、前記第2の位置では前記キャビティから離れる方向に拡張する、ダイヤフラムを具える変換デバイスと;
    前記変換デバイスに電力を供給して前記ダイヤフラムを前記第1の位置と前記第2の位置の間で振動させて、前記流体ボリュームを前記閉回路を通って送り出す、電源と;
    を具えることを特徴とするシステム。

  27. 請求項26に記載のシステムにおいて、前記変換デバイスが、前記ダイヤフラム上に配置した圧電層を具え、前記電源が第1の周波数で前記圧電層に印加する電位差を変動させ、第1の流速で前記閉流体回路を通って流体を送り出す、ことを特徴とするシステム。

  28. 請求項27に記載のシステムにおいて、前記基体が、平坦シートを規定しており、前記キャビティが、当該平坦シートの幅広面に直交する軸を規定する筒状ボアを具えることを特徴とするシステム。

  29. 請求項27に記載のシステムが更に、前記集積回路に熱的に接続された温度センサを具え、前記電源が当該温度センサにおける第1の検出温度に応じて第1の周波数で前記圧電層に係る電位差を変動させ、前記電源が、前記第1の検出温度より大きい、前記温度センサにおける第2の検出温度に応じて前記第1の周波数より小さい第2の周波数で、前記圧電層に係る電位差を変動させることを特徴とするシステム。

  30. 請求項26に記載のシステムにおいて、前記閉流体回路が、第2のキャビティと、前記第1の牛耕式流体チャネルから前記第2の牛耕式流体チャネルへ流体を連通する供給導管と、前記第2の牛耕式流体チャネルから前記第1の牛耕式流体チャネルへ流体を連通するリターン導管とを具え、前記キャビティが前記供給導管に沿って前記基体内に規定されており、前記第2のキャビティが、前記リターン導管に沿って前記基体内に規定されており、更に、前記第2のキャビティに亘って配置した第2のダイヤフラムであって、第1の位置と第2の位置との間で操作可能な第2のダイヤフラムを具える第2の変換デバイスを具え、前記第2のダイヤフラムが前記第1の位置において前記第二のキャビティ内へ拡張し、前記第2の位置において前記第2のキャビティから離れる方向へ拡張する、ことを特徴とするシステム。

  31. 請求項30に記載のシステムにおいて、前記電源が前記変換デバイスと前記第2の変換デバイスに電力を供給し、前記第2のダイヤフラムが前記第2の位置にあるときに前記ダイヤフラムが前記第2の位置にあり、前記第2のダイヤフラムが前記第1の位置にあるときに前記ダイヤフラムが前記第2の位置にある、ことを特徴とするシステム。

  32. 請求項26に記載のシステムにおいて、前記閉流体回路が、前記第1の牛耕式流体チャネルと前記第2の牛耕式流体チャネルとの間に配置した供給導管とリターン導管を具え、前記基体が、前記供給導管と前記リターン導管との間の前記キャビティを規定しており、前記ダイヤフラムが前記供給導管と前記リターン導管を分離している前記キャビティ内に配置され、前記第1の位置では前記リターン導管に向けて拡張し、前記第2位置では、前記供給導管に向けて拡張する、ことを特徴とするシステム。

  33. 請求項26に記載のシステムにおいて、前記キャビティが前記第1の牛耕式流体チャネルに入り口で接続されており、前記第2の牛耕式流体チャネルに出口で接続されており、当該入口が前記キャビティに向けて延在する入口翼を規定しており、前記出口が、前記キャビティから離れる方向に延在する出口翼を規定していることを特徴とするシステム。

  34. 請求項26に記載のシステムが更に、前記第1の牛耕式流体チャネルと前記第2の牛耕式流体チャネルとの間に配置したチェックバルブを具え、当該チェックバルブが前記閉流体回路を介して第1の方向に流体フローを遅らせると共に、前記第1の方向に対向する第1の方向において流体フローが前記閉流体回路を通るようにすることを特徴とするシステム。

  35. 請求項26に記載のシステムが更に、前記第1の牛耕式流体チャネルと前記キャビティの間に配置した第1のバルブと、前記キャビティと前記第2の牛耕式流体チャネルとの間に配置した第2のバルブとを具え、前記ダイヤフラムが前記第1の位置から前記第2の位置に移行する時に前記第1のバルブが開いて前記第2のバルブが閉じ、前記ダイヤフラムが前記第2の位置から前記第1の位置へ移行する時に、前記第1のバルブが閉じて前記第2のバルブが開く、ことを特徴とするシステム。

  36. 請求項26に記載のシステムにおいて、前記閉流体回路が更に、前記基体の周辺近傍にある前記基体の第3の領域と、前記基体の第1のエッジ近傍にある前記基体の第2の領域と、前記基体の第2のエッジ近傍にある前記基体の第3の領域とにわたって第3の牛耕式流体チャネルを規定していることを特徴とするシステム。

  37. 請求項36に記載のシステムが更に、前記第2の牛耕式流体チャネルと前記第3の牛耕式流体チャネルとの間に配置したバルブを具え、当該バルブが、前記コンピュータデバイスの方向に基づいて、前記流体を前記第1の牛耕式流体チャネルから前記第2の牛耕式流体チャネル及び前記第3の牛耕式流体チャネルに向けて選択的に方向づけることを特徴とするシステム。

  38. 請求項36に記載のシステムが更に、前記第1の牛耕式流体チャネルと前記第3の牛耕式流体チャネルとの間に配置したバルブを具え、当該バルブが、前記集積回路の検出温度に基づいて、前記第3の牛耕式流体チャネルを前記第1の牛耕式流体チャネルへ選択的に開くことを特徴とするシステム。

  39. 請求項26に記載のシステムにおいて、前記基体が前記集積回路を支持している印刷回路基板に熱的に接続された幅広平坦面を規定しており、前記第1の牛耕式流体チャネルが前記集積回路の下に規定されていることを特徴とするシステム。

  40. 請求項39に記載のシステムにおいて、前記基体が前記印刷回路基板と、第2の集積回路を支持している第2の印刷回路基板との間に挟まれており、前記閉流体回路が更に、前記第2の集積回路の下に第3の牛耕式流体チャネルを規定していることを特徴とするシステム。

  41. 請求項26に記載のシステムにおいて、前記第1の牛耕式流体チャネルが、前記第1の領域に亘る平行振動セクションの第1の密度を規定しており、前記第2の牛耕式流体チャネルが、前記第2の領域に亘る平行振動セクションの第2の密度を規定して、前記第2の密度が前記第1の密度より大きいことを特徴とするシステム。

  42. 請求項26に記載のシステムにおいて、前記第1の牛耕式流体チャネルが前記第1の領域内の第1の交差領域を規定しており、前記第2の牛耕式流体チャネルが前記第2の領域内の第2の交差領域を規定しており、前記第2の交差領域が前記第1の交差領域より大きいことを特徴とするシステム。

  43. 請求項26に記載のシステムにおいて、前記基体が前記ハウジングに機械的に締結されていることを特徴とするシステム。

  44. 請求項26に記載のシステムにおいて、前記基体が、成型ウレタンシートを具え、前記流体ボリュームがシリコーンオイルを具えることを特徴とするシステム。

  45. 請求項26に記載のシステムが更に、前記コンピュータデバイス内の透明層を具えるデジタルディスプレイの画面に亘って配置した熱交換層を具え、前記デジタルディスプレイの一部に亘って延在する流体チャネルを規定しており、当該流体チャネルが前記第2の牛耕式流体チャネルに流体接続した流体入口と、前記第1の牛耕式流体チャネルに流体接続した流体出口とを具える、ことを特徴とするシステム。

 

 

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