移動ヒンジ
移動ヒンジは、移動ヒンジによって連結された二つの対象物間に移動の動きを提供する移動要素と、移動要素に連結された回転アッセンブリとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書中に開示された構造及び技術は、ベアリングに関し、より具体的にはヒンジに関する。
【背景技術】
【0002】
当該技術分野において知られているように、ベアリングは、強制された相対運動、一般的には二つの部品又は対象物間の回転又は直線運動を可能にするデバイスである。ベアリングは、ベアリングが可能にする動きに応じて及びベアリングの動作の原理に従って、並びに、ベアリングが扱うことができる適用された荷重の方向によって、広範囲に分類される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ヒンジは、二つの対象物を接続するベアリングのタイプであり、一般的に、対象物間の制限された回転角度だけを可能にする。理想的なヒンジによって接続された二つの対象物は、固定された回転軸(ヒンジの幾何学的な軸)を中心にして互いに対して回転する。ヒンジは、剛性または可撓性材料及び/又は可動部品で作られることができる。ヒンジは、多くのタイプのドア、可動橋、家具、電子機器、自動車のドア、又は、二つの対象物が接続されているのが望ましいが互いに相対的に回転することができるあらゆる構造に利用される。
【0004】
移動ヒンジは、移動の動きと回転の双方を可能にする特定のタイプのヒンジである。二つの技術は、一般的に移動ヒンジを提供するために使用されている。一方の技術は、4つのバー結合を利用し、他方の技術は、スロット付きヒンジアッセンブリを利用する。4つのバー結合技術の欠点は、(1)結果として得られるヒンジは接合面に垂直な方向に移動されないこと;(2)結果として得られるヒンジは多くの可動部品を有すること;(3)結果として得られるヒンジは比較的にかさばるアッセンブリであり、従って、ヒンジが使用されることができる位置/アプリケーションを制限することである。スロット付きヒンジの技術の欠点は、(1)回転が移動が完了する前に生じること(それは、移動が回転の前に完了することを必要とするアプリケーションで望ましくない);(2)結果として得られるヒンジは移動した位置でスプリングを装填することが比較的困難であること;及び(3)一般的にスロットの製造はスロットの幅よりも小さい直径のエンドミルでスロットの外形に手を加えることによって達成されるので、スロットがヒンジ構造で提供されることができる精度のために、厳しい公差を達成することが比較的困難であることである。この技術を使用して提供されたスロットは、特に、エンドミルの直径に対するスロットの深さの比が5:1を超えるときに、+/−0.00508cm(0.002インチ)よりも大きい公差を達成するために苦心する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本明細書中で説明された技術及びコンセプトに従って、移動ヒンジは、移動ヒンジによって連結された二つの対象物間に移動の動きを提供する移動要素と、移動要素に連結された回転アッセンブリとを含む。
【0006】
この特定の構成によれば、移動及び回転の双方の動きのために形状づけられた移動ヒンジが提供される。移動ヒンジが、互いに接触又は近接する表面を有する二つの対象物を連結すると、移動要素は、対象物の表面に対して垂直である方向に対象物が移動する(完全な垂直移動として本明細書中で呼ばれる)のを許容する。一実施形態では、移動要素は、移動される対象物の動きを案内するシャフトを含む。いくつかの実施形態では、移動要素は、対象物を移動するための力を提供するスプリングを含む。他の実施形態では、移動ヒンジ及び対象物は、対象物を移動させるための力が例えば、重力によって提供されるように構成される。代替的に、外力を提供するデバイス(例えば、空気又は他のデバイス)が対象物の動きを生じるために力を提供するのに使用されることができる。このような力を提供するデバイスは、(例えば、移動要素に機械的に連結された)移動ヒンジの一部として提供されることができ、あるいは、移動ヒンジとは別体にすることができる。スプリングが使用される場合では、自己支持されるスプリングの大きさ及び剛性を選択することにより、スプリングは、回転される対象物の重量を支持することができる。別の言い方をすれば、移動ヒンジは、回転運動中複数の様々な位置に回転される対象物を保持することができる。一実施形態では、スプリングは、コイルスプリングとして提供され、移動要素のシャフトは、ねじとして提供される。一実施形態では、ねじは、回転アッセンブリの逆に穴が開いたねじ付き穴を通じて及びコイルスプリングの中心領域を通じて配置されたショルダーねじとして提供される。
【0007】
コイルスプリングの実施形態では、スプリングの外径/内径は、スプリングがショルダーねじの軸に適合するがスプリングがあまりにも大きな空間を占めるように大規模ではないように選択される。また、スプリングの力(剛性)/圧縮特性は、スプリングから提供される力が、ヒンジが移動位置にあるときにヒンジが支持する対象物の重量を超えるように選択される。スプリング力は、圧縮に比例して増加する。従って、スプリングは、移動される対象物を保持するために移動位置で十分な力を提供しなければならないし、移動ヒンジの収納位置で底に達しないで圧縮するのに十分な動きの領域を有しなければならない。
【0008】
スプリングの剛性は、スプリングが作られる材料及びスプリングの形状(例えば、コイル径、ワイヤの径、#インチ当たりのコイルターン)に由来される。好適実施形態では、スプリングは、荷重の長さを超えて使用されない(すなわち、スプリングの最大圧縮長さであるソリッドの高さよりもわずかに大きい長さ)。その荷重の長さを超えてスプリングを使用しないことは、ソリッドの高さに達するのを避ける。システムが金属を曲げるのと対照的にソリッドの金属を圧縮すると、適用された荷重はかなりの量によって増加するので、そのソリッドの高さまでスプリングを圧縮するのを避けるのが望ましい。考慮すべき別の重要な要因は、スプリングの自由長さである(すなわち、力がかけられていないときのスプリングの長さ)。(剛性の定数が由来する)幾何学と材料特性に依存して、異なる自由及び荷重長さを有する同じ剛性の定数をもつ様々なスプリングがあることに留意されるべきである。当然ながら、スプリングは、圧縮スプリング、引っ張りスプリングとして提供されることができ、あるいは、他のタイプのスプリングを使用することができることを理解されるべきである。
【0009】
移動要素及び回転要素がきつい公差部品から提供され(例えば、小さい変形を有する特定の部品寸法を実現する機械加工オペレーションによって提供された)、及びショルダーねじのための逆穴あき穴を使用することによって提供された場合、移動ヒンジは、ヒンジされた対象物間に非常に正確なアライメントを提供することができる。カウンター穴の目的は、ショルダーねじのアライメントのためである。そのような正確なアライメントは、例えば、移動ヒンジによって連結された個々の対象物に配置された(見えない接合の相互接続を含むがこれに限定しない)機械的又は電気的相互接続の接合を必要とするアプリケーションで望ましい。さらに、アプローチ(すなわち、きつい公差部品を利用すること)は、移動ヒンジによって連結された対象物間にあらゆる他の整合特徴の必要性を排除する。従って、本明細書中に記載された移動ヒンジは、ヒンジされた対象物間の重要なアライメントを必要とするアプリケーションで使用するのに適する。例えば、二つの対象物間の電気的相互接続の接合、二つの対象物間の機械的連結の接合を必要とするアプリケーションでは、及び/又はEMI/天候ガスケットが二つの対象物間に配置されるアプリケーションでは、及び/又は二つの対象物が機械的特徴を有するアプリケーションでは、それは、整合される必要がある。
【0010】
また、回転動作中対象物を支持しかつ保持することができ、回転位置で対象物をしっかりと保持することができるスプリングをヒンジに含むことによって、移動ヒンジは、支持された対象物を、偶発的な接触、及び、隣接して配置された対象物あるいは予め決められた回転の包絡線内の構造物との潜在的な損傷から防止するのに役立つ。従って、スプリングが回転動作中一つ以上の回転位置で対象物をしっかりと保持するのに十分な力を提供するようにスプリングを適当に寸法づけることによって、ヒンジは、回転中自己を支持すると言われる。対象物が互いに隣接して配置された環境では(すなわち、密集した環境では)、セルフサポート機能は、偶発的な接触及び隣接する構造物間の潜在的な損傷を防ぐことができる。
【0011】
さらに、本明細書中に記載した移動ヒンジの回転アッセンブリは、密集した構造内の対象物へのアクセスを可能にする。特定の方向に、ある対象物を回転することによって、回転された対象物の下に配置された他の対象物へのアクセスが提供される。密集した構成要素を有するレーダーシステムでは、例えば、移動ヒンジは、レーダーシステムから他の構成要素を取り除かないで及び所望の構成要素への接近を得るために隣接する構成要素を妨害しないで、レーダーシステム内の構成要素へのアクセスを可能にする。
【0012】
移動要素が完全な垂直移動を提供するので、移動ヒンジは、EMI/天候ガスケット及びヒンジされた対象物間の電気的相互連結の効果的な使用を可能にする。移動要素がショルダーねじを備える、本明細書中に記載した一実施形態では、移動長さは、ショルダーねじを短くするか長くすることによって変更されることができる。移動長さを容易に短くするか長くする能力は、異なる厚さ及び/又は高さ及び/又は他の機械的特性の対象物をヒンジするための設計の柔軟性を向上させる。従って、移動ヒンジは、内部回転軸及び正確な移動要素を有する高い精度な自己支持ヒンジとして提供されることができる。
【0013】
さらに、本明細書中に記載した移動ヒンジは、インターフェース表面を有するヒンジされた対象物へのアクセスを可能にし、それによって、必要な時に分解及び再生を容易にする。
【0014】
一アプリケーションでは、例えば、本明細書中に記載したタイプの移動ヒンジは、レーダーシステムなどの電子システムで使用することができる。そのような移動ヒンジは、本発明の譲受人に譲渡された米国特許7384932号に記載されるように、いわゆる“パネル構造”に従って製造されたアレイアンテナを有するレーダーシステムに特に有用である。後述の米国特許7384932号に記載されたようなパネル構造を有するアレイアンテナは、アレイアンテナを比較的薄くするのを許容するので電子機器の層又は積層を利用することができ(従って、アレイアンテナは、低プロフィール(profile)を有する又は維持すると言われる)。
【0015】
しかしながら、電子機器は、(通常は直流信号から)電力を利用する構成要素及び熱の形でエネルギーを消費する構成要素を含む。従って、パネルを形成する電子機器は、熱エネルギーの相当量を生じるアンテナパネルに帰する。その結果、アンテナパネル(及び特にアンテナのパネル内の電子機器)は冷却する必要がある。ハイパワー領域の中間で動作するレーダーシステムは、多くの場合、しばしば冷たいプレートと呼ばれる液体冷却を使用するヒートシンクに依存する。従って、アンテナパネルは、コールドプレート(またはコールドプレートの一部分)に連結される。同様に、レーダーシステムで使用され、アンテナパネルに隣接して配置された電子機器は、熱の形態でエネルギーを発散させ、従って、第2のコールドプレートに連結される。低プロフィール(profile)を維持するために、電子機器は、第2のコールドプレートの凹部領域に配置される。二つのコールドプレートが(例えば、ねじなどによって)互いに連結された場合、電子機器は、実際上空洞領域内にあり、従って、二つのコールドプレートを分離することなくアクセスすることはできない。
【0016】
移動ヒンジを介して二つのコールドプレートを連結することにより、コールドプレートは、分離されることができ、従って、電子機器へのアクセスを提供する。このように、移動ヒンジを介してコールドプレートを連結することは、移動ヒンジが双方のアッセンブリ(すなわち、関連した電子機器を有する双方のコールドプレート)を征服するので有益であり、従って、双方のアッセンブリの便利性を改善する。
【0017】
さらに、二つのヒートシンクは、移動ヒンジを介して連結されるので、ヒートシンク又は電子機器をサービスするために二つのヒートシンクを完全に分離する必要はない。ヒートシンクは、サービス中緩んでいないので、これは、いずれかのアッセンブリに対する損傷の可能性を減らし、アッセンブリの一方(あるいは双方)がサービスされる。移動ヒンジを介してヒートシンクを連結することは、そうでなければコールドプレートを分離するために必要とされるクーランとの素早い切断の必要性がない。少ない素早い切断連結は、少ないリーク及びより堅牢で信頼性の高いシステムを意味する。さらに、本明細書中に記載した移動ヒンジは、サービス中の無傷を維持するために二つのアッセンブリ間の電気的相互接続を可能にする。これは、(例えば、電気コネクタの切断及び再接続のせいで)コネクタへの損傷の可能性を低減し、ヒートシンクと電子機器へのアクセスを許可し、簡単にアクセスできる構成で実行されるそれのテストを可能にする。
【0018】
互いにヒンジされる二層以上の構成要素を可能にし、独立してアクセス可能にすることにより、本明細書中に記載した移動ヒンジは、また、パネルアレイアンテナ構造を利用するRFシステムの将来の成長のためのフレームワークを提供する。例えば、3つ以上のコールドプレートのスタックは、移動ヒンジを介して連結される。コールドプレート以外のアッセンブリまたはヒートシンクアッセンブリも積層されることができる。例えば、ヒートシンクを必要としない多数の電子モジュールを積み重ねることができる。あるいは、コールドプレート、ヒートシンク及び/又は電子モジュールの組み合わせは、移動ヒンジを介して連結されることができる。従って、ヒンジ自体は、異なる大きさ及び形状の対象物と動作するように大きさを変更でき、同時にシステムの大きさを変更できる。
【0019】
このように、本明細書中に記載した移動ヒンジは、好ましくは、少なくとも一つ以上の以下の特性(1)ヒンジの回転軸線が、LRUの便利性を可能にし、密集した構造(例えば、パネル構造を有するRFシステム)に組み込まれたLRUの予め決められた包絡線内にあること、(2)LRUの包絡線内に回転軸線を有することは、回転前に移動を必要とすること、(3)移動の動きを受ける対象物は、移動位置に安定していること、(4)移動ヒンジによって連結された二つの対象物は、互いに精密に整合されることができ、正確な見えない接合(例えば、電気的相互接続及び/又は二つの対象物間のEMIガスケットの見えない接合)が生じるのを許容すること、を組み込む。
【0020】
本発明の上記特徴、ならびに本発明自体は、以下の図面の説明からより完全に理解されることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】図1は、無線周波数(RF)送信/受信システムの前部を示す一連の等角図である。
【図2】図2は、無線周波数(RF)送信/受信システムの後部を示す一連の等角図である。
【図3】図3は、無線周波数(RF)送信/受信システムの側部を示す一連の等角図である。
【図3A】図3Aは、図3に示され、図3の線3A−3Aで切断されたライン交換可能なユニット(LRU)の断面図である。
【図3B】図3Bは、複数のLRUの断面図である。
【図4】図4は、図2の線4−4で切断された無線周波数(RF)送信/受信システムのヒンジの拡大上面図である。
【図5】図5は、移動ヒンジを解放するプロセス及びLRUを備える対象物を回転するプロセスを示すライン交換可能なユニット(LRU)の一連の端面図である。
【図5A】図5Aは、移動ヒンジを解放するプロセス及びLRUを備える対象物を回転するプロセスを示すライン交換可能なユニット(LRU)の一連の端面図である。
【図5B】図5Bは、移動ヒンジを解放するプロセス及びLRUを備える対象物を回転するプロセスを示すライン交換可能なユニット(LRU)の一連の端面図である。
【図5C】図5Cは、移動ヒンジを解放するプロセス及びLRUを備える対象物を回転するプロセスを示すライン交換可能なユニット(LRU)の一連の端面図である。
【図6】図6は、係合した位置にある移動ヒンジの拡大斜視図である。
【図6A】図6Aは、移動した位置にある図6の移動ヒンジの拡大斜視図である。
【図7】図7は、移動ヒンジの斜視図である。
【図7A】図7Aは、図7の移動ヒンジの分解斜視図である。
【図8】図8は、複数の対象物を連結する移動ヒンジ及び移動ヒンジを解放するプロセスを示す一連の図である。
【図8A】図8Aは、複数の対象物を連結する移動ヒンジ及び移動ヒンジを解放するプロセスを示す一連の図である。
【図8B】図8Bは、複数の対象物を連結する移動ヒンジ及び移動ヒンジを解放するプロセスを示す一連の図である。
【図8C】図8Cは、複数の対象物を連結する移動ヒンジ及び移動ヒンジを解放するプロセスを示す一連の図である。
【図8D】図8Dは、複数の対象物を連結する移動ヒンジ及び移動ヒンジを解放するプロセスを示す一連の図である。
【図8E】図8Eは、複数の対象物を連結する移動ヒンジ及び移動ヒンジを解放するプロセスを示す一連の図である。
【図8F】図8Fは、複数の対象物を連結する移動ヒンジ及び移動ヒンジを解放するプロセスを示す一連の図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
二つの対象物を連結するのに使用されることができる移動ヒンジが本明細書中に記載される。移動ヒンジを説明する前に、参照が、時々、無線周波数(RF)送信/受信システムに、特に、いわゆるパネル構造を有するレーダーシステムに使用される移動ヒンジに本明細書中においてなされることを理解すべきである。しかしながら、そのようなレーダーシステムへの参照が、記載されると共に主張された概念に関する説明及び図面に明白さを促進する目的だけでなされ、そのような参照は、限定するものと解釈する意図ではなく、限定するものと解釈するべきではないということを理解すべきである。
【0023】
本明細書中に記載された移動ヒンジの概念は、商業用アプリケーション及び軍事用アプリケーションの双方を含む多種多様なアプリケーションでの使用を見出すことを完全に理解されよう。本明細書中に記載された移動ヒンジの概念は、移動の動きと回転の動きの双方を提供するヒンジを含むことが望まれるあらゆるアプリケーションでの特定の使用を見出す。構造が密接に離間され、構造の特定の部分へのアクセスが必要とされるアプリケーションでの特定の使用を見出す。そのようなアプリケーションは、ドア、可動橋、家具、電子機器、電化製品(ワッフルメーカーなど)、コピー機、自動車、パネル構造を有するRFレーダーシステムを含むRFシステム、又は、回転可能に連結されることから利益を得る二つの対象物を含むあらゆる構造を含むが、これらに限定されない。
【0024】
いくつかの図面を通じて同じ要素が同じ参照符号を有するように提供された図1乃至図4を参照すると、レーダー通信又は他の無線周波数(RF)送信/受信システムの一部は、概ね12で示された、複数のいわゆるRF“アンテナパネル”12a−12N(時に単に“パネル12”として本明細書中で参照される))から提供されたアレイアンテナ10を含む。従って、アレイアンテナ10は、 “パネル構造”を有すると言われる。アンテナパネルの一例は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許7384932号に記載される。
【0025】
好ましい実施態様では、アンテナパネル12は、スタンドアローンユニットである。すなわち、パネル12は、各々、独立的機能ユニット(すなわち、一つのパネルの機能は他のパネルに依存しない)である。例えば、各パネル12に対する供給回路は、パネル自体に完全に含まれ、他のパネルに対して直接的に結合されない。一つのパネル12が故障した場合、パネル12は、アレイ11から単に取り除かれ、他のパネルが、その場所に取り付けられる。この特徴は、故障が発生した場合にRFシステムを修理することが困難である場所や位置に配置されたRF送信/受信システムで特に有利である。
【0026】
米国特許7384932号に記載されているように、低プロフィール(profile)を維持するためにパネル構造を有するアンテナに使用されたアンテナパネルに好適である。これは、RF及び他の電子要素が互いに近接して配置された一つ以上の回路アッセンブリを提供する複数の多層回路基板を利用することによって、達成されることができる。そのような電子要素の動作は、電力を使用し、従って、電子要素は、熱形態のエネルギーを浪費する。従って、アンテナパネル12は、冷却されなければならない。
【0027】
図1乃至図3に示されるように、アレイアンテナ10(及びより具体的にはRFパネル12)は、パネル熱シンク14に連結される。この例では、パネルヒートシンク14は、複数の、本明細書中では4つの、別個の区分14a−14dで構成される。各ヒートシンク区分14a−14dの第1表面は、15aで表示され、各ヒートシンク区分14a−14dの反対の第2表面は、15bで表示される。従って、RFパネル12はヒートシンク14の第1表面15aに連結される。
【0028】
後ヒートシンク16は、ヒートシンク14の表面15bに連結される。この例では、後ヒートシンク16は、複数の、本明細書中では4つの、個々の区分16a−16dを含む(図2)。各ヒートシンク区分16a−16dの第1表面は、17aで表示され、各ヒートシンク区分16a−16dの反対の第2表面は、17bで表示される。従って、ヒートシンクの表面15bの部分がヒートシンクの表面17aの部分と接触する。
【0029】
ヒートシンク区分及び関連したパネルのセットや組み合わせは、アレイから取り除かれ、ヒートシンク区分及び関連したパネルの他のセットと置き換えられる。そのような組み合わせは、ライン交換可能なユニット(LRU)と呼ばれる。例えば、ヒートシンク区分14a、16a及びパネルは、ヒートシンク区分14a上に配置され、LRU20aを形成する。従って、図1の例示的なシステムは、4つのLRU20a−20dを備え、LRUの各々は、8つのパネル12、パネルヒートシンク区分14a−14dの一つ及び後ヒートシンク区分16a−16dの対応する一つを含む。以下の図3Aの説明から明らかになるように、一実施形態では、パネルヒートシンク区分14a−14d及び後ヒートシンク区分16a−16dは、“U”字形状の断面形状を有するように提供される。従って、パネルヒートシンク区分14a−14d及び対応する後ヒートシンク区分16a−16dが結合されているとき、内部空洞が、電源及び論理回路/電子回路が配置されるそれらの間に形成される。
【0030】
図3Aを簡単に参照すると、LRU20a−20cの代表としてLRU20dを取り上げると、ヒートシンク14d、16dの各々は、電子機器26、28が配置された凹部領域22、24をそれぞれ有して提供される。従って、ヒートシンク14、16が互いに連結されたとき、電子機器22、24は、その凹部22、24及びそれぞれのヒートシンク14、16の関連した内部表面によって形成された空洞領域内に効果的に配置される。従って、パネルヒートシンク14は、主にアンテナパネル12及び電子式器26を冷却し、後ヒートシンク16は、主に電子機器28を冷却する。
【0031】
当然ながら、他の実施形態では他のヒートシンクの構成が望ましいまたは必要となる場合があることを理解すべきである。例えば、ヒートシンク14、16の一方だけがそこに配置された電子機器を有する凹部領域を有するように提供される。代替的に、いくつかの例では、ヒートシンク14、16は、どちらも、凹部領域を有するように提供されない。ヒートシンクを提供し、電子機器を連結するための特定の方法は、特定のアプリケーション及びそのアプリケーションと関連したファクターに依存する。
【0032】
図1乃至図3を再度参照すると、一実施形態では、ヒートシンク14、16は、それに連結された(パネル12及び電子機器26、28などの)発熱構造物を冷却するために、液体を使用する、いわゆるコールドプレートとして提供される。液体は、流体継手29及び流路18を介してヒートシンク14、16に提供されたチャンネル(図示せず)を通じて供給される。ヒートシンク14、16の各々は、(図1乃至図3に示されるように)互いに連結された様々なコンポーネント又はサブアッセンブリを備え、又は、代替的にヒートシンク14、16は、モノリシックな構造体として提供されることを理解されるべきである。他の実施形態では、空気冷却が使用されることができる。
【0033】
電子機器は、パネルヒートシンクの表面と、後ヒートシンクの内表面との間に配置されるため、電子機器26、28は、図1乃至図3に示されたようにパネルヒートシンク14及び後ヒートシンク16が連結されるときにアクセスできない。従って、後ヒートシンク16の凹部領域へのアクセスを提供するために(及びそれによって後ヒートシンク16の凹部領域に配置された電子機器へのアクセスを提供するために)、一つ以上の移動ヒンジ30は、パネルヒートシンク14a−14dを後ヒートシンク16a−16dのそれぞれに結合する。従って、以下の説明からさらに明らかになるように、移動ヒンジは、凹部領域22、24に配置された電子機器にアクセスするのを許容し、それによって、必要に応じて、電子機器26、28(又はそれらの部分)及び/又はヒートシンク(又はそれらの部分)の分解及び再生を容易にする。
【0034】
図2乃至図4を参照しながらより明確に見られるように、ヒートシンク14a−14dは、複数のファスナー36及び複数の移動ヒンジ30を介して、それぞれ、ヒートシンク16a−16dに連結される。図1乃至図4の例示的な実施形態では、ファスナー36は、ヒートシンク16に取り付けられ、ヒートシンク14に提供されたねじ付き穴と螺合するねじとして提供される。当業者は、あらゆる特定のアプリケーションで使用するためにファスナー36の適当な種類及び数を選択する方法を理解すべきである。一実施形態では、ファスナー36は、ばねで留められた捕虜ねじとして提供されることができる。
【0035】
図3及び図4に見られるように、移動ヒンジ30は、パネルヒートシンク14dを後ヒートシンク16dに結合する。これら二つのアッセンブリ(すなわち、パネルヒートシンク14d及び後ヒートシンク16d)をちょうつがいすることは、いずれかのアッセンブリのサービスのとき、ヒンジ30がヒートシンク14d、16dを捕らえ、従ってヒートシンク14d、16dのどちらも緩くないため、有益である。これは、ヒートシンク14d、16dのいずれかの損傷の可能性を減らす。また、どちらのヒートシンクも常に緩まないため、移動ヒンジ30は、ヒートシンク14、16の利便性及びヒートシンク14d、16dの凹部領域に配置された電子機器26、28の利便性を改善する。
【0036】
図2及び図3においては、パネルヒートシンク14a−14dの各々が一対の移動ヒンジによって後ヒートシンク16a−16dのそれぞれに結合され、他の実施例では、二つより少ない又は二つ以上の移動ヒンジが使用されることができることを理解されるべきである。本明細書の開示を読んだ後、当業者は、特定のアプリケーションで使用するために移動ヒンジの適切な数を選択する方法を理解するであろう。
【0037】
移動ヒンジのアプローチは、二つのコールドプレートを分離するために必要とされる冷却水のすばやい切断の必要がなくなる。より少なく迅速な切断は、より少ない漏電及びより強くて信頼性の高いシステムを意味する。さらに、(例えば、図4のRF及びDC/ロジックコネクタ32、34を介するような外部の場所から)電子機器26、28への電気相互接続及び/又は電子機器26、28間の電気相互接続は、サービス中無傷のままである。これは、(例えば、電気コネクタを切断し、再接続に起因する)コネクタへの損傷の可能性を軽減し、電子機器へのアクセスを可能にすると共に、(例えば、図5Cと関連して以下に示され説明されたような)簡単にアクセス可能な構成で電子機器のテストを可能にする。
【0038】
いくつかの図面を通じて同じ要素が同じ参照符号を有するように提供された図5乃至図5Cを参照すると、ライン交換可能なユニット(LRU)50は、第1の対象物54を第2の対象物56に連結する移動ヒンジ52を含む。一つ以上のファスナー58は、第1及び第2対象物54、56を固定する。説明及び図面で明確にするために、一方のファスナー58だけが示される。しかしながら、一方のファスナー58だけが図5−図5Cに示されるが、当業者は、多数のファスナーを、対象物54、56を互いに固定するために使用することができることを理解すべきであり、当業者は、特定のアプリケーションで使用するためにファスナーの適切な数を選択する方法を理解するであろう。同様に、一方の移動ヒンジだけが図5−図5Cに示されるが、多数の移動ヒンジを、対象物54、56を互いに固定するために使用することができることを理解すべきであり、当業者は、特定のアプリケーションで使用するために移動ヒンジの適切な数を選択する方法を理解するであろう。
【0039】
LRU50は、図1と関連して上述されたLRU20−20dと同じであるかそれらと同様である。同様に、第1の対象物54は、例えば、図1と関連して上述されたパネルヒートシンク14などのパネルヒートシンクに対応し、第2の対象物56は、例えば、図1と関連して上述された後ヒートシンク16などの後ヒートシンクに対応する。また、ファスナー58は、図1乃至図4と関連して上述された捕虜ねじ36と同じであるかそれらと同様である(例えば、ファスナー58は、捕虜ねじとしてあるいはばねで留められた捕虜ねじとして提供されることができる)。当然ながら、他のタイプのファスナーが使用されることができる。
【0040】
第1及び第2対象物54、56は、隣接した対向表面54a、56aを有する(図5の例示的な実施例で示されるように、表面54a、56aの少なくともいくつかの部分は、互いに接触している)。第3の対象物60は、対象物54の第2の表面54bに連結される。第3の対象物は、一つ以上の移動ヒンジを介して対象物54に連結される又は連結されないようにすることができる。
【0041】
図5では、移動ヒンジ52は、表面54a、56aが互いに所望な近接にある又は(図5に示されるように)互いに接触して同一平面上にあるように、二つの対象物54、56が連結されることを意味する、閉じた又は係合した状態で示される。
【0042】
図5Aでは、ファスナー58は、移動ヒンジ52がその移動した位置に移動できるように解放されている。その移動位置に移動することにより、移動ヒンジ52は、対象物54に関して対象物56を立てる。移動ヒンジ52は、接合面54a、56aに対して垂直である方向に移動することを理解されるべきである。従って、移動ヒンジの移動要素は、厳密な垂直移動を有する移動ヒンジを提供する。これは、EMI/天候ガスケット及び例えば対象物54と対象物56との間の電気的相互連結の有効活用を可能にする。
【0043】
代替の構成では、移動ヒンジは、接合表面に対して平行に回転させることができることを理解されるべきである。しかしながら、回転軸線の全て又は移動軸線の全てのどちらかが、それらの移動/回転動作中に互いに移動ヒンジの結合を防止するために整合されるべきであるということを理解すべきである。
【0044】
図5Aでは、移動の長さは、距離Dによって示される。一つ以上のスプリング62(図5−5Cにおいて見える一つのスプリングだけを有する図5B)が、対象物56を対象物54上に移動しかつ保持するために十分な大きさである力を提供する。図6−7Aの説明から明らかになるように、移動の長さは、移動要素を短くするか長くすることによって変更(例えば、短縮または延長のどちらか)されることができるということを理解されるべきである。一実施形態では、また、移動要素は、スプリング62の中央長手方向の領域を通じたショルダーねじ64(図5B)を備え、その移動長さは、ショルダーねじの長さを短くするか長くすることによって変更(例えば、短縮または延長のどちらか)される。また、スプリング62の特性の適当な調整は、必要とされる。
【0045】
図5Bに示されるように、ひとたび移動ヒンジ52が移動し、それによって対象物54を対象物56から分離すると、対象物56は、対象物54から離れて垂直方向に回転されることができる。図5Bでは、対象物56は、ヒートシンク14に関して90度の位置に移動されて示される。
【0046】
回転中引っ込んだ位置に回転アッセンブリ56をしっかりと保持するためにスプリング62を適当に大きさを決めることによって、ヒンジ52は、回転中自己支持されるといわれ、移動ヒンジ52が所望の位置に対象物56を保持することができるということを意味することを理解されるべきである。これは、偶発的接触を防止し、連結された対象物54、56間の潜在的な損傷及び隣接するLRU50a(図5C)などの対象物54、56に近接した他の構成要素間の潜在的な損傷を防止する。
【0047】
対象物56が対象物54に関して垂直位置に回転されると、概ね66で示された電子機器の部分は、見られることができる。対象物54、56の一方又は双方は、電子機器66を収容するように寸法づけられた凹部領域を有するように提供されることを理解されるべきである。
【0048】
移動ヒンジ58が(図5に示されるように)その閉じた位置にあるとき、電子機器66と他の電子機器(図5には示されていない)との間の電気接続が行われ、これらの電気接続は、信号経路70(図5C)などの信号経路を利用することによって維持される。従って、電子機器66と他の電子機器との間の電気接続は、対象物56を対象物54から離れる方向に回転させることによって中断される必要がない。
【0049】
図5Cを参照すると、ヒンジ52(及び従って対象物56)は、180度の位置に回転されて示され、従って、LRU50は、隣接するLRU50aと重なることができる。LRU50、50aは、同じ高さであり、そのような180の回転は、最初に垂直方向に移動する移動ヒンジ52によって達成される。これは、LRU50aの上面51aによって画定された平面53上に移動ヒンジ52の回転軸線57を移動する。ヒンジ52aがその閉じた(又は移動されていない)位置にあり、この位置においてヒンジポイント57aが平面53より以下にあるということを留意すべきである。ヒンジ52a平面53上にヒンジポイント57aを移動しなかった場合、ヒンジ対象物間の機械的な干渉が生じ、その対象物間の追加の相対移動なしでLRU50aを開くことができない。
【0050】
また、移動ヒンジ52が完全な垂直方向に移動する(すなわち、対象物56の表面56aが対象物54の表面54aに対して垂直な方向に移動する)ので、移動ヒンジ52の回転軸線72は、図5Cの基準ライン55R、55Lによって画定されたLRUの幅の包絡線内にあることができる。移動の動きなしで、回転軸線72は、LRU50の幅の外側に(すなわち、参照ライン55Rの右側に、そうでなければ、二つの接合表面54a、56a結合される)ある必要がある。ヒンジの移動要素は、回転軸線がLRUの幅の包絡線内にあることを厳密に許容し、コネクタの挿入、位置合わせピンの係合などのために必要とされる完全な垂直移動のゾーンを作る。これは、隣接するLRU間の間隙Sが小さい実施形態で必要とされる。例えば、一つのアプリケーションにおいては、LRUとLRUとの間の間隙Sは約0.0508cm(約0.020インチ)である。
【0051】
また、各LRU50、50aが傾斜された又は面取りされた側面59を有することに留意されるべきである。しかしながら、ヒンジ52、52aによって提供された移動が十分に大きな距離である場合には、傾斜表面59は必要とされない。また、LRUの縁部に関するヒンジポイント57、57aの位置(すなわち、LRUの側面によって画定された平面55R)は、移動高さに対して比例することを理解されるべきである。図5Cでは、縁部55Rからのヒンジポイント57の距離は、DHPで表示される。一実施形態では、LRU間の間隙Sは、約0.0508cm(約0.020インチ)であり、移動ヒンジによって提供された移動高さは、LRUの表面上において約0.508cm(約0.200インチ)である(例えば、ヒンジ52aに対し、その距離は、表面51aによって画定された平面53上において約0.0508cm(約0.020インチ)である)。この場合、距離DHPは、約1.143cm(約0.450インチ)である。
【0052】
明細書中に記載されているように、一実施形態では、”包絡線内に”あるヒンジに対する参照は、LRUの幅の包絡線内(すなわち、基準ライン55R、55Lを画定するLRUの縁部によって画定された領域内)にあるヒンジを参照する。対象物56が180度回転することを許容することによって、ヒンジ52は、LRU50を、近傍に包まれた同様のLRUの列あるいはそれに連結された移動ヒンジを有するLRUと同じ厚さを実質的に有する他の対象物をから取り除かないで構成要素(例えば、対象物54、56の凹部領域に配置された電子機器)に対する有用性を許容する。従って、移動ヒンジ52は、隣接するLRU、例えばLRU50a(又は他の構造)を妨害しないでLRU50へのアクセスを許容する。
【0053】
いくつかの図面を通じて同じ要素が同じ参照符号を有するように提供された図6−7Aを参照すると、移動ヒンジ80が第1対象物82を第2対象物84に連結する。
図6では、一つ以上のファスナー86(明確にするために、一方のファスナーだけが図6に示される)は、二つの対象物54、56の表面が互いに密接しているあるいは互いに接触していることを意味する、閉じた又は係合した状態に第1及び第2対象物82、84を固定する。移動ヒンジによって結合された対象物の特定の位置は、様々なファクター及びヒンジが使用される特定のアプリケーションの必要性に依存する。例えば、図1−5Cに関連して上述されたパネル構造を有するRFシステムの場合では、各ヒートシンク14、16の表面の少なくともいくつかの部分は、パネルアレイの機械的及び電気的接続に関連する理由によって接触する。
【0054】
しかしながら、他のアプリケーションでは、移動ヒンジによって結合された対象物の表面間の実際の接触は必要ないあるいは望まれさえしないことを理解されるべきである。従って、ヒンジを備える構成要素の特定の寸法は、ヒンジが使用される特定のアプリケーションの必要性を満たすために選択される。当業者は、本明細書中に提供された説明を読んだ後、特定のアプリケーションに対してヒンジを備える構成要素の特定の寸法を選択する方法を理解されよう。
【0055】
移動ヒンジは、その対向端部から突出する一対のヨークブロック94a、94bを有するヒンジピン92を通るねじ90を含む。一実施形態では、ねじ90は、ショルダーねじとして提供される。整合アプリケーションでのショルダーねじの使用は、そのようなねじは一般的に精密な公差で製作されており、このようなアプリケーションのために意図されているので、好ましい。このようにショルダーの直径の許容差は、産業基準で行われる。その直径の標準公差は、通常+/−0.001”である。+/−0.005”の公差を有するより高い精密部品を使用することができる。しっかりと公差されたショルダーねじは、第1及び第2対象物82、84に関してヒンジアッセンぶりを正確に配置する。
【0056】
ヒンジピン92は、ショルダーねじ90のヘッド91を受け入れるそこに提供された凹部93を有する第1又は上表面を有する。ショルダーねじ90の軸95は、ねじ部分96を含む(図7及び図7Aに見ることができる)。軸95は、ヒンジピン92を通過する。凹部93は、例えば、ヒンジピンを逆に穴あけすることによって提供されることができる。ヒンジピンは、移動が完了した後にショルダーねじのヘッドがピンの凹部の中にそれ自体を埋めることを許容することによってアッセンブリの低プロフィール(profile)を維持する。ヒンジピンは円形である必要はないことに留意されるべきである。アプリケーションに依存して、ブロック形状又は他の形状にすることができる。
【0057】
第1ワッシャー98は、ショルダーねじの軸上に配置され、ヒンジピン92の第2又は底表面に対して配置される。(例えば、圧縮ばねとして提供されることができる)スプリング100は、ねじの軸上に配置される。適切なバネの剛性は、希望する場合に移動だけが生じるのを確実にするために選択される。圧縮スプリングの第1端部は、第1ワッシャー98の表面に対して配置され、圧縮スプリングの第2端部は、ショルダーねじ90の軸95上に配置された第2ワッシャー102の表面に対して配置される。ショルダーワッシャー98、102は、ねじ90の中心にスプリング100を維持し、ヒンジピンに対して比較的滑らかな軸受面を作る。
【0058】
ショルダーねじの正確な直径は、ヒンジアッセンブリを正確に配置し、二つの別個のヨーク94a、94b及び整合ピン104a、104b(図7及び図7A)は、ピンとヨークの間の(製造公差の結果である)間隙を考慮し、組み立て中にそのような間隙を取り除くことを許容する。ヒンジピン、ヨークと後ヒートシンク(例えば、冷却プレート)の整合ピンとの間に存在する公差の積み重ねは、ヨークとヒンジピンとの間の間隙を防止するために考慮する必要がある。間隙がある場合には、ヒンジピンは、自由に上下に動き、それは、前及び後ヒートシンクアッセンブリの組み立て公差を著しく妥協する。この効果は、相互接続の短絡及び/又は相互接続への損傷を生じる。二つの別個のヨーク94a、94bのスロット104a、104bは、ヨーク及びヒンジピンなどの実際的な構成要素の製造のために生じる公差の積み重ねのために生じる全ての公差を受け入れることによってこの問題を解決する。スロット104a、104bは、後ヒートシンクのピン105(図6A)上に正確に適合する。このピン/スロット構成は、第1方向(例えば、水平又はx方向)にヨークを制限し、ヨークがヒンジピンに対して第2の直交する方向(例えば、y方向)にじかに押されることを許容する。ひとたび公差が排除されると、各ヨーク上のファスナー106(図6A)は、締結される(好ましい実施形態では、ファスナーは、あらかじめ決められたレベルまでねじられる)。その結果は、二つのヒンジアッセンブリが互いに正確に整合される。
【0059】
ショルダーねじのために厳しい公差及び逆穴あきねじ穴を有する機械加工部品は、ヒンジされた対象物間の非常に正確な整合を確実にすることを理解されるべきである。二つの対象物間の見えない接合の相互接続を有するアプリケーションでは、移動ヒンジによって提供されたそのような正確な整合は、正常に接合されることができる、見えない接合の相互接続を保証するために重要である。他の整合特徴は、アッセンブリ間に必要とされない。あらゆる見えない接合の相互連結を必要としないアプリケーションでは、公差は、きつい必要はなく、それは、より安価な部品を生じる。
【0060】
ヒンジは、回転中に回転するアッセンブリを引っ込んだ位置にしっかりと保持するためにスプリングを適当に寸法づけることによって回転中自身を支持される。これは、連結された対象物間及び移動ヒンジによって連結された対象物に隣接した他の構成要素間の誘発的接触及び潜在的な損傷を防止する。
移動長さは、距離Dによって示される(図6)。図5−5Cの説明で上述したように、移動長さは、変更(例えば、短縮または延長のどちらか)されることができる。図6−7Aに示された実施形態では、以下により詳細に説明されるように、ショルダーねじ90の長さを変更(例えば、ショルダーねじの長さを短縮または延長)することによって、移動長さを変更することができる。移動長さの変更の許容は、移動ヒンジによって連結される様々な機械的構造の数を増加する。
【0061】
図7及び図7Aに最も明確に見られるように、ショルダーねじ90は、ヒンジピン92及びヒンジピン92の両端から突出する一対のヨークブロック94a、94bを通過する。凹部93は、ヒンジピンの第1又は上表面に提供される。凹部は、ショルダーねじのヘッド91を受け入れるが、ショルダーねじの軸95は、ヒンジピンを通過する。逆に穴が開けられたヒンジピンは、移動が完了した後にショルダーねじのヘッドがピンの中にそれ自体を埋めることを許容することによってアッセンブリの低プロフィール(profile)を維持する。第1ワッシャーは、ショルダーねじの軸95上に配置され、ヒンジピンの第2又は底表面に対して配置される。圧縮スプリングがねじの軸95上に配置される。適切なバネの剛性は、希望する場合に移動だけが生じるのを確実にするために選択される。圧縮スプリングの第1端部は、第1ワッシャーの表面に対して配置され、圧縮スプリングの第2端部は、第2ワッシャーの表面に対して配置される。ショルダーワッシャーは、ねじの中心にスプリングを維持し、回転中滑らかな軸受面を作る。
【0062】
ショルダーねじの正確な直径は、ヒンジアッセンブリを正確に配置し、二つの別個のヨーク及び整合スロットは、ピンとヨークの間の(製造公差の結果である)間隙を考慮し、組み立て中にそのような間隙を取り除くことを許容する。
【0063】
上述したように、ショルダーねじのために厳しい公差及び逆穴あきねじ穴を有する機械加工部品を提供することによって、ヒンジされた対象物間の非常に正確な整合を確実にする。そのような正確な整合は、相互接続を確実にするための正確な整合が正常にされるために機械的又は電気的相互接続(例えば、見えない接合の相互接続を含むがこれに限定しない)を有するアプリケーションで重要である。他の整合特徴は、アッセンブリ間に必要とされない。
【0064】
上述したように、好適実施形態では、移動要素は、完全な垂直移動を提供する。他の実施形態では、軸からそれた垂直移動が好ましい又は必要になる。これは、例えば、傾斜からそれた、あるいは湾曲したショルダーねじ及び適当に変形されたヒンジアッセンブリ及びスプリングを用いることによって達成することができる。スプリングは、圧縮スプリング、引っ張りスプリング又は他のタイプのスプリングとして提供されることができることを理解されるべきである。移動長さは、ショルダーねじを短縮または延長することによって変更されることができる。あらゆるタイプのねじ又はピンが使用されることができるということを理解されるべきである。
【0065】
図7の参照符号76、77、78によって示されるように、移動ヒンジ80は、移動の方向に対して二つの直交する方向に回転を提供する。図7に示されるように、参照符号76は、ヒンジ80に対する移動方向に対応する。参照符号77は、ヒンジ80に対して第1回転方向に対応し、参照符号78は、ヒンジ80に対する回転の第2の直交方向に対応する。
【0066】
このように、移動ヒンジ80は、第1方向(例えば、二つの対象物間の接合表面に対して垂直な方向)に移動し、回転は、二つの方向のいずれかに生じるということを理解されるべきである。特に、移動ヒンジは、図7において参照符号77によって示された(及び図5Bにおいて参照符号67及び図5Cにおいて参照符号74によって示された)移動方向に直交する方向に回転させることができ及び/又は、移動ヒンジは、(図7において参照符号78によって示された)接合表面に平行な方向に回転させることができる。
【0067】
しかしながら、少なくとも二つ以上(使用するヒンジの数に応じて)の軸線が互いに一線にすることは(必要とされる場合で)重要であることを理解されるべきである。換言すれば、回転軸の全てあるいは移動軸の全てのいずれかがそれらの移動/回転動作中に互いに移動ヒンジの結合を防止するために整列される必要がある。
【0068】
いくつかの図面を通じて同じ要素が同じ参照符号を有するように提供された図8−8Fを参照すると、移動ヒンジ110は、第1対象物110を第2対象物116に結合する。 移動ヒンジ110は、図1−7Aの各図において上述された移動ヒンジ30、52及び80と同様に動作する。第2の対の移動ヒンジ116は、第2の対象物114を第3の対象物118に結合する。移動ヒンジ116は、図1−7Aの各図において上述された移動ヒンジ30、52及び80と同様に動作する。図8−8Fの移動ヒンジ110の少なくとも一つは、スプリングを含まないということを理解されるべきである。
【0069】
移動ヒンジ110、116は、二つ以上の層の構成要素が互いにヒンジされ個々にアクセス可能できることを許容する。例えば、3つの対象物112、114、188のスタック又は3つ以上の対象物は、移動ヒンジを介して結合されることができる。さらに、移動ヒンジ112、116の移動高さは、調整されることができるので、移動ヒンジは、異なる厚さ(すなわち、異なる高さ)の対象物を結合することができる。例えば、図8−8Fにおいて、対象物112、114及び118は、全て異なる高さを有するように提供される。従って、移動ヒンジ自体は、異なる大きさ及び形状の対象物と動作するように大きさを変更でき、同時にシステムの大きさを変更できる(すなわち、多数の移動ヒンジは、図8−8Fに示されたように3つ以上の層の対象物を積層することができる)。
【0070】
上述を鑑みて、特許の範囲は、記載された実施形態に限定されるべきではなく、むしろ以下の特許請求の精神及び範囲によってのみ制限されるべきである。
【技術分野】
【0001】
本明細書中に開示された構造及び技術は、ベアリングに関し、より具体的にはヒンジに関する。
【背景技術】
【0002】
当該技術分野において知られているように、ベアリングは、強制された相対運動、一般的には二つの部品又は対象物間の回転又は直線運動を可能にするデバイスである。ベアリングは、ベアリングが可能にする動きに応じて及びベアリングの動作の原理に従って、並びに、ベアリングが扱うことができる適用された荷重の方向によって、広範囲に分類される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ヒンジは、二つの対象物を接続するベアリングのタイプであり、一般的に、対象物間の制限された回転角度だけを可能にする。理想的なヒンジによって接続された二つの対象物は、固定された回転軸(ヒンジの幾何学的な軸)を中心にして互いに対して回転する。ヒンジは、剛性または可撓性材料及び/又は可動部品で作られることができる。ヒンジは、多くのタイプのドア、可動橋、家具、電子機器、自動車のドア、又は、二つの対象物が接続されているのが望ましいが互いに相対的に回転することができるあらゆる構造に利用される。
【0004】
移動ヒンジは、移動の動きと回転の双方を可能にする特定のタイプのヒンジである。二つの技術は、一般的に移動ヒンジを提供するために使用されている。一方の技術は、4つのバー結合を利用し、他方の技術は、スロット付きヒンジアッセンブリを利用する。4つのバー結合技術の欠点は、(1)結果として得られるヒンジは接合面に垂直な方向に移動されないこと;(2)結果として得られるヒンジは多くの可動部品を有すること;(3)結果として得られるヒンジは比較的にかさばるアッセンブリであり、従って、ヒンジが使用されることができる位置/アプリケーションを制限することである。スロット付きヒンジの技術の欠点は、(1)回転が移動が完了する前に生じること(それは、移動が回転の前に完了することを必要とするアプリケーションで望ましくない);(2)結果として得られるヒンジは移動した位置でスプリングを装填することが比較的困難であること;及び(3)一般的にスロットの製造はスロットの幅よりも小さい直径のエンドミルでスロットの外形に手を加えることによって達成されるので、スロットがヒンジ構造で提供されることができる精度のために、厳しい公差を達成することが比較的困難であることである。この技術を使用して提供されたスロットは、特に、エンドミルの直径に対するスロットの深さの比が5:1を超えるときに、+/−0.00508cm(0.002インチ)よりも大きい公差を達成するために苦心する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本明細書中で説明された技術及びコンセプトに従って、移動ヒンジは、移動ヒンジによって連結された二つの対象物間に移動の動きを提供する移動要素と、移動要素に連結された回転アッセンブリとを含む。
【0006】
この特定の構成によれば、移動及び回転の双方の動きのために形状づけられた移動ヒンジが提供される。移動ヒンジが、互いに接触又は近接する表面を有する二つの対象物を連結すると、移動要素は、対象物の表面に対して垂直である方向に対象物が移動する(完全な垂直移動として本明細書中で呼ばれる)のを許容する。一実施形態では、移動要素は、移動される対象物の動きを案内するシャフトを含む。いくつかの実施形態では、移動要素は、対象物を移動するための力を提供するスプリングを含む。他の実施形態では、移動ヒンジ及び対象物は、対象物を移動させるための力が例えば、重力によって提供されるように構成される。代替的に、外力を提供するデバイス(例えば、空気又は他のデバイス)が対象物の動きを生じるために力を提供するのに使用されることができる。このような力を提供するデバイスは、(例えば、移動要素に機械的に連結された)移動ヒンジの一部として提供されることができ、あるいは、移動ヒンジとは別体にすることができる。スプリングが使用される場合では、自己支持されるスプリングの大きさ及び剛性を選択することにより、スプリングは、回転される対象物の重量を支持することができる。別の言い方をすれば、移動ヒンジは、回転運動中複数の様々な位置に回転される対象物を保持することができる。一実施形態では、スプリングは、コイルスプリングとして提供され、移動要素のシャフトは、ねじとして提供される。一実施形態では、ねじは、回転アッセンブリの逆に穴が開いたねじ付き穴を通じて及びコイルスプリングの中心領域を通じて配置されたショルダーねじとして提供される。
【0007】
コイルスプリングの実施形態では、スプリングの外径/内径は、スプリングがショルダーねじの軸に適合するがスプリングがあまりにも大きな空間を占めるように大規模ではないように選択される。また、スプリングの力(剛性)/圧縮特性は、スプリングから提供される力が、ヒンジが移動位置にあるときにヒンジが支持する対象物の重量を超えるように選択される。スプリング力は、圧縮に比例して増加する。従って、スプリングは、移動される対象物を保持するために移動位置で十分な力を提供しなければならないし、移動ヒンジの収納位置で底に達しないで圧縮するのに十分な動きの領域を有しなければならない。
【0008】
スプリングの剛性は、スプリングが作られる材料及びスプリングの形状(例えば、コイル径、ワイヤの径、#インチ当たりのコイルターン)に由来される。好適実施形態では、スプリングは、荷重の長さを超えて使用されない(すなわち、スプリングの最大圧縮長さであるソリッドの高さよりもわずかに大きい長さ)。その荷重の長さを超えてスプリングを使用しないことは、ソリッドの高さに達するのを避ける。システムが金属を曲げるのと対照的にソリッドの金属を圧縮すると、適用された荷重はかなりの量によって増加するので、そのソリッドの高さまでスプリングを圧縮するのを避けるのが望ましい。考慮すべき別の重要な要因は、スプリングの自由長さである(すなわち、力がかけられていないときのスプリングの長さ)。(剛性の定数が由来する)幾何学と材料特性に依存して、異なる自由及び荷重長さを有する同じ剛性の定数をもつ様々なスプリングがあることに留意されるべきである。当然ながら、スプリングは、圧縮スプリング、引っ張りスプリングとして提供されることができ、あるいは、他のタイプのスプリングを使用することができることを理解されるべきである。
【0009】
移動要素及び回転要素がきつい公差部品から提供され(例えば、小さい変形を有する特定の部品寸法を実現する機械加工オペレーションによって提供された)、及びショルダーねじのための逆穴あき穴を使用することによって提供された場合、移動ヒンジは、ヒンジされた対象物間に非常に正確なアライメントを提供することができる。カウンター穴の目的は、ショルダーねじのアライメントのためである。そのような正確なアライメントは、例えば、移動ヒンジによって連結された個々の対象物に配置された(見えない接合の相互接続を含むがこれに限定しない)機械的又は電気的相互接続の接合を必要とするアプリケーションで望ましい。さらに、アプローチ(すなわち、きつい公差部品を利用すること)は、移動ヒンジによって連結された対象物間にあらゆる他の整合特徴の必要性を排除する。従って、本明細書中に記載された移動ヒンジは、ヒンジされた対象物間の重要なアライメントを必要とするアプリケーションで使用するのに適する。例えば、二つの対象物間の電気的相互接続の接合、二つの対象物間の機械的連結の接合を必要とするアプリケーションでは、及び/又はEMI/天候ガスケットが二つの対象物間に配置されるアプリケーションでは、及び/又は二つの対象物が機械的特徴を有するアプリケーションでは、それは、整合される必要がある。
【0010】
また、回転動作中対象物を支持しかつ保持することができ、回転位置で対象物をしっかりと保持することができるスプリングをヒンジに含むことによって、移動ヒンジは、支持された対象物を、偶発的な接触、及び、隣接して配置された対象物あるいは予め決められた回転の包絡線内の構造物との潜在的な損傷から防止するのに役立つ。従って、スプリングが回転動作中一つ以上の回転位置で対象物をしっかりと保持するのに十分な力を提供するようにスプリングを適当に寸法づけることによって、ヒンジは、回転中自己を支持すると言われる。対象物が互いに隣接して配置された環境では(すなわち、密集した環境では)、セルフサポート機能は、偶発的な接触及び隣接する構造物間の潜在的な損傷を防ぐことができる。
【0011】
さらに、本明細書中に記載した移動ヒンジの回転アッセンブリは、密集した構造内の対象物へのアクセスを可能にする。特定の方向に、ある対象物を回転することによって、回転された対象物の下に配置された他の対象物へのアクセスが提供される。密集した構成要素を有するレーダーシステムでは、例えば、移動ヒンジは、レーダーシステムから他の構成要素を取り除かないで及び所望の構成要素への接近を得るために隣接する構成要素を妨害しないで、レーダーシステム内の構成要素へのアクセスを可能にする。
【0012】
移動要素が完全な垂直移動を提供するので、移動ヒンジは、EMI/天候ガスケット及びヒンジされた対象物間の電気的相互連結の効果的な使用を可能にする。移動要素がショルダーねじを備える、本明細書中に記載した一実施形態では、移動長さは、ショルダーねじを短くするか長くすることによって変更されることができる。移動長さを容易に短くするか長くする能力は、異なる厚さ及び/又は高さ及び/又は他の機械的特性の対象物をヒンジするための設計の柔軟性を向上させる。従って、移動ヒンジは、内部回転軸及び正確な移動要素を有する高い精度な自己支持ヒンジとして提供されることができる。
【0013】
さらに、本明細書中に記載した移動ヒンジは、インターフェース表面を有するヒンジされた対象物へのアクセスを可能にし、それによって、必要な時に分解及び再生を容易にする。
【0014】
一アプリケーションでは、例えば、本明細書中に記載したタイプの移動ヒンジは、レーダーシステムなどの電子システムで使用することができる。そのような移動ヒンジは、本発明の譲受人に譲渡された米国特許7384932号に記載されるように、いわゆる“パネル構造”に従って製造されたアレイアンテナを有するレーダーシステムに特に有用である。後述の米国特許7384932号に記載されたようなパネル構造を有するアレイアンテナは、アレイアンテナを比較的薄くするのを許容するので電子機器の層又は積層を利用することができ(従って、アレイアンテナは、低プロフィール(profile)を有する又は維持すると言われる)。
【0015】
しかしながら、電子機器は、(通常は直流信号から)電力を利用する構成要素及び熱の形でエネルギーを消費する構成要素を含む。従って、パネルを形成する電子機器は、熱エネルギーの相当量を生じるアンテナパネルに帰する。その結果、アンテナパネル(及び特にアンテナのパネル内の電子機器)は冷却する必要がある。ハイパワー領域の中間で動作するレーダーシステムは、多くの場合、しばしば冷たいプレートと呼ばれる液体冷却を使用するヒートシンクに依存する。従って、アンテナパネルは、コールドプレート(またはコールドプレートの一部分)に連結される。同様に、レーダーシステムで使用され、アンテナパネルに隣接して配置された電子機器は、熱の形態でエネルギーを発散させ、従って、第2のコールドプレートに連結される。低プロフィール(profile)を維持するために、電子機器は、第2のコールドプレートの凹部領域に配置される。二つのコールドプレートが(例えば、ねじなどによって)互いに連結された場合、電子機器は、実際上空洞領域内にあり、従って、二つのコールドプレートを分離することなくアクセスすることはできない。
【0016】
移動ヒンジを介して二つのコールドプレートを連結することにより、コールドプレートは、分離されることができ、従って、電子機器へのアクセスを提供する。このように、移動ヒンジを介してコールドプレートを連結することは、移動ヒンジが双方のアッセンブリ(すなわち、関連した電子機器を有する双方のコールドプレート)を征服するので有益であり、従って、双方のアッセンブリの便利性を改善する。
【0017】
さらに、二つのヒートシンクは、移動ヒンジを介して連結されるので、ヒートシンク又は電子機器をサービスするために二つのヒートシンクを完全に分離する必要はない。ヒートシンクは、サービス中緩んでいないので、これは、いずれかのアッセンブリに対する損傷の可能性を減らし、アッセンブリの一方(あるいは双方)がサービスされる。移動ヒンジを介してヒートシンクを連結することは、そうでなければコールドプレートを分離するために必要とされるクーランとの素早い切断の必要性がない。少ない素早い切断連結は、少ないリーク及びより堅牢で信頼性の高いシステムを意味する。さらに、本明細書中に記載した移動ヒンジは、サービス中の無傷を維持するために二つのアッセンブリ間の電気的相互接続を可能にする。これは、(例えば、電気コネクタの切断及び再接続のせいで)コネクタへの損傷の可能性を低減し、ヒートシンクと電子機器へのアクセスを許可し、簡単にアクセスできる構成で実行されるそれのテストを可能にする。
【0018】
互いにヒンジされる二層以上の構成要素を可能にし、独立してアクセス可能にすることにより、本明細書中に記載した移動ヒンジは、また、パネルアレイアンテナ構造を利用するRFシステムの将来の成長のためのフレームワークを提供する。例えば、3つ以上のコールドプレートのスタックは、移動ヒンジを介して連結される。コールドプレート以外のアッセンブリまたはヒートシンクアッセンブリも積層されることができる。例えば、ヒートシンクを必要としない多数の電子モジュールを積み重ねることができる。あるいは、コールドプレート、ヒートシンク及び/又は電子モジュールの組み合わせは、移動ヒンジを介して連結されることができる。従って、ヒンジ自体は、異なる大きさ及び形状の対象物と動作するように大きさを変更でき、同時にシステムの大きさを変更できる。
【0019】
このように、本明細書中に記載した移動ヒンジは、好ましくは、少なくとも一つ以上の以下の特性(1)ヒンジの回転軸線が、LRUの便利性を可能にし、密集した構造(例えば、パネル構造を有するRFシステム)に組み込まれたLRUの予め決められた包絡線内にあること、(2)LRUの包絡線内に回転軸線を有することは、回転前に移動を必要とすること、(3)移動の動きを受ける対象物は、移動位置に安定していること、(4)移動ヒンジによって連結された二つの対象物は、互いに精密に整合されることができ、正確な見えない接合(例えば、電気的相互接続及び/又は二つの対象物間のEMIガスケットの見えない接合)が生じるのを許容すること、を組み込む。
【0020】
本発明の上記特徴、ならびに本発明自体は、以下の図面の説明からより完全に理解されることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】図1は、無線周波数(RF)送信/受信システムの前部を示す一連の等角図である。
【図2】図2は、無線周波数(RF)送信/受信システムの後部を示す一連の等角図である。
【図3】図3は、無線周波数(RF)送信/受信システムの側部を示す一連の等角図である。
【図3A】図3Aは、図3に示され、図3の線3A−3Aで切断されたライン交換可能なユニット(LRU)の断面図である。
【図3B】図3Bは、複数のLRUの断面図である。
【図4】図4は、図2の線4−4で切断された無線周波数(RF)送信/受信システムのヒンジの拡大上面図である。
【図5】図5は、移動ヒンジを解放するプロセス及びLRUを備える対象物を回転するプロセスを示すライン交換可能なユニット(LRU)の一連の端面図である。
【図5A】図5Aは、移動ヒンジを解放するプロセス及びLRUを備える対象物を回転するプロセスを示すライン交換可能なユニット(LRU)の一連の端面図である。
【図5B】図5Bは、移動ヒンジを解放するプロセス及びLRUを備える対象物を回転するプロセスを示すライン交換可能なユニット(LRU)の一連の端面図である。
【図5C】図5Cは、移動ヒンジを解放するプロセス及びLRUを備える対象物を回転するプロセスを示すライン交換可能なユニット(LRU)の一連の端面図である。
【図6】図6は、係合した位置にある移動ヒンジの拡大斜視図である。
【図6A】図6Aは、移動した位置にある図6の移動ヒンジの拡大斜視図である。
【図7】図7は、移動ヒンジの斜視図である。
【図7A】図7Aは、図7の移動ヒンジの分解斜視図である。
【図8】図8は、複数の対象物を連結する移動ヒンジ及び移動ヒンジを解放するプロセスを示す一連の図である。
【図8A】図8Aは、複数の対象物を連結する移動ヒンジ及び移動ヒンジを解放するプロセスを示す一連の図である。
【図8B】図8Bは、複数の対象物を連結する移動ヒンジ及び移動ヒンジを解放するプロセスを示す一連の図である。
【図8C】図8Cは、複数の対象物を連結する移動ヒンジ及び移動ヒンジを解放するプロセスを示す一連の図である。
【図8D】図8Dは、複数の対象物を連結する移動ヒンジ及び移動ヒンジを解放するプロセスを示す一連の図である。
【図8E】図8Eは、複数の対象物を連結する移動ヒンジ及び移動ヒンジを解放するプロセスを示す一連の図である。
【図8F】図8Fは、複数の対象物を連結する移動ヒンジ及び移動ヒンジを解放するプロセスを示す一連の図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
二つの対象物を連結するのに使用されることができる移動ヒンジが本明細書中に記載される。移動ヒンジを説明する前に、参照が、時々、無線周波数(RF)送信/受信システムに、特に、いわゆるパネル構造を有するレーダーシステムに使用される移動ヒンジに本明細書中においてなされることを理解すべきである。しかしながら、そのようなレーダーシステムへの参照が、記載されると共に主張された概念に関する説明及び図面に明白さを促進する目的だけでなされ、そのような参照は、限定するものと解釈する意図ではなく、限定するものと解釈するべきではないということを理解すべきである。
【0023】
本明細書中に記載された移動ヒンジの概念は、商業用アプリケーション及び軍事用アプリケーションの双方を含む多種多様なアプリケーションでの使用を見出すことを完全に理解されよう。本明細書中に記載された移動ヒンジの概念は、移動の動きと回転の動きの双方を提供するヒンジを含むことが望まれるあらゆるアプリケーションでの特定の使用を見出す。構造が密接に離間され、構造の特定の部分へのアクセスが必要とされるアプリケーションでの特定の使用を見出す。そのようなアプリケーションは、ドア、可動橋、家具、電子機器、電化製品(ワッフルメーカーなど)、コピー機、自動車、パネル構造を有するRFレーダーシステムを含むRFシステム、又は、回転可能に連結されることから利益を得る二つの対象物を含むあらゆる構造を含むが、これらに限定されない。
【0024】
いくつかの図面を通じて同じ要素が同じ参照符号を有するように提供された図1乃至図4を参照すると、レーダー通信又は他の無線周波数(RF)送信/受信システムの一部は、概ね12で示された、複数のいわゆるRF“アンテナパネル”12a−12N(時に単に“パネル12”として本明細書中で参照される))から提供されたアレイアンテナ10を含む。従って、アレイアンテナ10は、 “パネル構造”を有すると言われる。アンテナパネルの一例は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許7384932号に記載される。
【0025】
好ましい実施態様では、アンテナパネル12は、スタンドアローンユニットである。すなわち、パネル12は、各々、独立的機能ユニット(すなわち、一つのパネルの機能は他のパネルに依存しない)である。例えば、各パネル12に対する供給回路は、パネル自体に完全に含まれ、他のパネルに対して直接的に結合されない。一つのパネル12が故障した場合、パネル12は、アレイ11から単に取り除かれ、他のパネルが、その場所に取り付けられる。この特徴は、故障が発生した場合にRFシステムを修理することが困難である場所や位置に配置されたRF送信/受信システムで特に有利である。
【0026】
米国特許7384932号に記載されているように、低プロフィール(profile)を維持するためにパネル構造を有するアンテナに使用されたアンテナパネルに好適である。これは、RF及び他の電子要素が互いに近接して配置された一つ以上の回路アッセンブリを提供する複数の多層回路基板を利用することによって、達成されることができる。そのような電子要素の動作は、電力を使用し、従って、電子要素は、熱形態のエネルギーを浪費する。従って、アンテナパネル12は、冷却されなければならない。
【0027】
図1乃至図3に示されるように、アレイアンテナ10(及びより具体的にはRFパネル12)は、パネル熱シンク14に連結される。この例では、パネルヒートシンク14は、複数の、本明細書中では4つの、別個の区分14a−14dで構成される。各ヒートシンク区分14a−14dの第1表面は、15aで表示され、各ヒートシンク区分14a−14dの反対の第2表面は、15bで表示される。従って、RFパネル12はヒートシンク14の第1表面15aに連結される。
【0028】
後ヒートシンク16は、ヒートシンク14の表面15bに連結される。この例では、後ヒートシンク16は、複数の、本明細書中では4つの、個々の区分16a−16dを含む(図2)。各ヒートシンク区分16a−16dの第1表面は、17aで表示され、各ヒートシンク区分16a−16dの反対の第2表面は、17bで表示される。従って、ヒートシンクの表面15bの部分がヒートシンクの表面17aの部分と接触する。
【0029】
ヒートシンク区分及び関連したパネルのセットや組み合わせは、アレイから取り除かれ、ヒートシンク区分及び関連したパネルの他のセットと置き換えられる。そのような組み合わせは、ライン交換可能なユニット(LRU)と呼ばれる。例えば、ヒートシンク区分14a、16a及びパネルは、ヒートシンク区分14a上に配置され、LRU20aを形成する。従って、図1の例示的なシステムは、4つのLRU20a−20dを備え、LRUの各々は、8つのパネル12、パネルヒートシンク区分14a−14dの一つ及び後ヒートシンク区分16a−16dの対応する一つを含む。以下の図3Aの説明から明らかになるように、一実施形態では、パネルヒートシンク区分14a−14d及び後ヒートシンク区分16a−16dは、“U”字形状の断面形状を有するように提供される。従って、パネルヒートシンク区分14a−14d及び対応する後ヒートシンク区分16a−16dが結合されているとき、内部空洞が、電源及び論理回路/電子回路が配置されるそれらの間に形成される。
【0030】
図3Aを簡単に参照すると、LRU20a−20cの代表としてLRU20dを取り上げると、ヒートシンク14d、16dの各々は、電子機器26、28が配置された凹部領域22、24をそれぞれ有して提供される。従って、ヒートシンク14、16が互いに連結されたとき、電子機器22、24は、その凹部22、24及びそれぞれのヒートシンク14、16の関連した内部表面によって形成された空洞領域内に効果的に配置される。従って、パネルヒートシンク14は、主にアンテナパネル12及び電子式器26を冷却し、後ヒートシンク16は、主に電子機器28を冷却する。
【0031】
当然ながら、他の実施形態では他のヒートシンクの構成が望ましいまたは必要となる場合があることを理解すべきである。例えば、ヒートシンク14、16の一方だけがそこに配置された電子機器を有する凹部領域を有するように提供される。代替的に、いくつかの例では、ヒートシンク14、16は、どちらも、凹部領域を有するように提供されない。ヒートシンクを提供し、電子機器を連結するための特定の方法は、特定のアプリケーション及びそのアプリケーションと関連したファクターに依存する。
【0032】
図1乃至図3を再度参照すると、一実施形態では、ヒートシンク14、16は、それに連結された(パネル12及び電子機器26、28などの)発熱構造物を冷却するために、液体を使用する、いわゆるコールドプレートとして提供される。液体は、流体継手29及び流路18を介してヒートシンク14、16に提供されたチャンネル(図示せず)を通じて供給される。ヒートシンク14、16の各々は、(図1乃至図3に示されるように)互いに連結された様々なコンポーネント又はサブアッセンブリを備え、又は、代替的にヒートシンク14、16は、モノリシックな構造体として提供されることを理解されるべきである。他の実施形態では、空気冷却が使用されることができる。
【0033】
電子機器は、パネルヒートシンクの表面と、後ヒートシンクの内表面との間に配置されるため、電子機器26、28は、図1乃至図3に示されたようにパネルヒートシンク14及び後ヒートシンク16が連結されるときにアクセスできない。従って、後ヒートシンク16の凹部領域へのアクセスを提供するために(及びそれによって後ヒートシンク16の凹部領域に配置された電子機器へのアクセスを提供するために)、一つ以上の移動ヒンジ30は、パネルヒートシンク14a−14dを後ヒートシンク16a−16dのそれぞれに結合する。従って、以下の説明からさらに明らかになるように、移動ヒンジは、凹部領域22、24に配置された電子機器にアクセスするのを許容し、それによって、必要に応じて、電子機器26、28(又はそれらの部分)及び/又はヒートシンク(又はそれらの部分)の分解及び再生を容易にする。
【0034】
図2乃至図4を参照しながらより明確に見られるように、ヒートシンク14a−14dは、複数のファスナー36及び複数の移動ヒンジ30を介して、それぞれ、ヒートシンク16a−16dに連結される。図1乃至図4の例示的な実施形態では、ファスナー36は、ヒートシンク16に取り付けられ、ヒートシンク14に提供されたねじ付き穴と螺合するねじとして提供される。当業者は、あらゆる特定のアプリケーションで使用するためにファスナー36の適当な種類及び数を選択する方法を理解すべきである。一実施形態では、ファスナー36は、ばねで留められた捕虜ねじとして提供されることができる。
【0035】
図3及び図4に見られるように、移動ヒンジ30は、パネルヒートシンク14dを後ヒートシンク16dに結合する。これら二つのアッセンブリ(すなわち、パネルヒートシンク14d及び後ヒートシンク16d)をちょうつがいすることは、いずれかのアッセンブリのサービスのとき、ヒンジ30がヒートシンク14d、16dを捕らえ、従ってヒートシンク14d、16dのどちらも緩くないため、有益である。これは、ヒートシンク14d、16dのいずれかの損傷の可能性を減らす。また、どちらのヒートシンクも常に緩まないため、移動ヒンジ30は、ヒートシンク14、16の利便性及びヒートシンク14d、16dの凹部領域に配置された電子機器26、28の利便性を改善する。
【0036】
図2及び図3においては、パネルヒートシンク14a−14dの各々が一対の移動ヒンジによって後ヒートシンク16a−16dのそれぞれに結合され、他の実施例では、二つより少ない又は二つ以上の移動ヒンジが使用されることができることを理解されるべきである。本明細書の開示を読んだ後、当業者は、特定のアプリケーションで使用するために移動ヒンジの適切な数を選択する方法を理解するであろう。
【0037】
移動ヒンジのアプローチは、二つのコールドプレートを分離するために必要とされる冷却水のすばやい切断の必要がなくなる。より少なく迅速な切断は、より少ない漏電及びより強くて信頼性の高いシステムを意味する。さらに、(例えば、図4のRF及びDC/ロジックコネクタ32、34を介するような外部の場所から)電子機器26、28への電気相互接続及び/又は電子機器26、28間の電気相互接続は、サービス中無傷のままである。これは、(例えば、電気コネクタを切断し、再接続に起因する)コネクタへの損傷の可能性を軽減し、電子機器へのアクセスを可能にすると共に、(例えば、図5Cと関連して以下に示され説明されたような)簡単にアクセス可能な構成で電子機器のテストを可能にする。
【0038】
いくつかの図面を通じて同じ要素が同じ参照符号を有するように提供された図5乃至図5Cを参照すると、ライン交換可能なユニット(LRU)50は、第1の対象物54を第2の対象物56に連結する移動ヒンジ52を含む。一つ以上のファスナー58は、第1及び第2対象物54、56を固定する。説明及び図面で明確にするために、一方のファスナー58だけが示される。しかしながら、一方のファスナー58だけが図5−図5Cに示されるが、当業者は、多数のファスナーを、対象物54、56を互いに固定するために使用することができることを理解すべきであり、当業者は、特定のアプリケーションで使用するためにファスナーの適切な数を選択する方法を理解するであろう。同様に、一方の移動ヒンジだけが図5−図5Cに示されるが、多数の移動ヒンジを、対象物54、56を互いに固定するために使用することができることを理解すべきであり、当業者は、特定のアプリケーションで使用するために移動ヒンジの適切な数を選択する方法を理解するであろう。
【0039】
LRU50は、図1と関連して上述されたLRU20−20dと同じであるかそれらと同様である。同様に、第1の対象物54は、例えば、図1と関連して上述されたパネルヒートシンク14などのパネルヒートシンクに対応し、第2の対象物56は、例えば、図1と関連して上述された後ヒートシンク16などの後ヒートシンクに対応する。また、ファスナー58は、図1乃至図4と関連して上述された捕虜ねじ36と同じであるかそれらと同様である(例えば、ファスナー58は、捕虜ねじとしてあるいはばねで留められた捕虜ねじとして提供されることができる)。当然ながら、他のタイプのファスナーが使用されることができる。
【0040】
第1及び第2対象物54、56は、隣接した対向表面54a、56aを有する(図5の例示的な実施例で示されるように、表面54a、56aの少なくともいくつかの部分は、互いに接触している)。第3の対象物60は、対象物54の第2の表面54bに連結される。第3の対象物は、一つ以上の移動ヒンジを介して対象物54に連結される又は連結されないようにすることができる。
【0041】
図5では、移動ヒンジ52は、表面54a、56aが互いに所望な近接にある又は(図5に示されるように)互いに接触して同一平面上にあるように、二つの対象物54、56が連結されることを意味する、閉じた又は係合した状態で示される。
【0042】
図5Aでは、ファスナー58は、移動ヒンジ52がその移動した位置に移動できるように解放されている。その移動位置に移動することにより、移動ヒンジ52は、対象物54に関して対象物56を立てる。移動ヒンジ52は、接合面54a、56aに対して垂直である方向に移動することを理解されるべきである。従って、移動ヒンジの移動要素は、厳密な垂直移動を有する移動ヒンジを提供する。これは、EMI/天候ガスケット及び例えば対象物54と対象物56との間の電気的相互連結の有効活用を可能にする。
【0043】
代替の構成では、移動ヒンジは、接合表面に対して平行に回転させることができることを理解されるべきである。しかしながら、回転軸線の全て又は移動軸線の全てのどちらかが、それらの移動/回転動作中に互いに移動ヒンジの結合を防止するために整合されるべきであるということを理解すべきである。
【0044】
図5Aでは、移動の長さは、距離Dによって示される。一つ以上のスプリング62(図5−5Cにおいて見える一つのスプリングだけを有する図5B)が、対象物56を対象物54上に移動しかつ保持するために十分な大きさである力を提供する。図6−7Aの説明から明らかになるように、移動の長さは、移動要素を短くするか長くすることによって変更(例えば、短縮または延長のどちらか)されることができるということを理解されるべきである。一実施形態では、また、移動要素は、スプリング62の中央長手方向の領域を通じたショルダーねじ64(図5B)を備え、その移動長さは、ショルダーねじの長さを短くするか長くすることによって変更(例えば、短縮または延長のどちらか)される。また、スプリング62の特性の適当な調整は、必要とされる。
【0045】
図5Bに示されるように、ひとたび移動ヒンジ52が移動し、それによって対象物54を対象物56から分離すると、対象物56は、対象物54から離れて垂直方向に回転されることができる。図5Bでは、対象物56は、ヒートシンク14に関して90度の位置に移動されて示される。
【0046】
回転中引っ込んだ位置に回転アッセンブリ56をしっかりと保持するためにスプリング62を適当に大きさを決めることによって、ヒンジ52は、回転中自己支持されるといわれ、移動ヒンジ52が所望の位置に対象物56を保持することができるということを意味することを理解されるべきである。これは、偶発的接触を防止し、連結された対象物54、56間の潜在的な損傷及び隣接するLRU50a(図5C)などの対象物54、56に近接した他の構成要素間の潜在的な損傷を防止する。
【0047】
対象物56が対象物54に関して垂直位置に回転されると、概ね66で示された電子機器の部分は、見られることができる。対象物54、56の一方又は双方は、電子機器66を収容するように寸法づけられた凹部領域を有するように提供されることを理解されるべきである。
【0048】
移動ヒンジ58が(図5に示されるように)その閉じた位置にあるとき、電子機器66と他の電子機器(図5には示されていない)との間の電気接続が行われ、これらの電気接続は、信号経路70(図5C)などの信号経路を利用することによって維持される。従って、電子機器66と他の電子機器との間の電気接続は、対象物56を対象物54から離れる方向に回転させることによって中断される必要がない。
【0049】
図5Cを参照すると、ヒンジ52(及び従って対象物56)は、180度の位置に回転されて示され、従って、LRU50は、隣接するLRU50aと重なることができる。LRU50、50aは、同じ高さであり、そのような180の回転は、最初に垂直方向に移動する移動ヒンジ52によって達成される。これは、LRU50aの上面51aによって画定された平面53上に移動ヒンジ52の回転軸線57を移動する。ヒンジ52aがその閉じた(又は移動されていない)位置にあり、この位置においてヒンジポイント57aが平面53より以下にあるということを留意すべきである。ヒンジ52a平面53上にヒンジポイント57aを移動しなかった場合、ヒンジ対象物間の機械的な干渉が生じ、その対象物間の追加の相対移動なしでLRU50aを開くことができない。
【0050】
また、移動ヒンジ52が完全な垂直方向に移動する(すなわち、対象物56の表面56aが対象物54の表面54aに対して垂直な方向に移動する)ので、移動ヒンジ52の回転軸線72は、図5Cの基準ライン55R、55Lによって画定されたLRUの幅の包絡線内にあることができる。移動の動きなしで、回転軸線72は、LRU50の幅の外側に(すなわち、参照ライン55Rの右側に、そうでなければ、二つの接合表面54a、56a結合される)ある必要がある。ヒンジの移動要素は、回転軸線がLRUの幅の包絡線内にあることを厳密に許容し、コネクタの挿入、位置合わせピンの係合などのために必要とされる完全な垂直移動のゾーンを作る。これは、隣接するLRU間の間隙Sが小さい実施形態で必要とされる。例えば、一つのアプリケーションにおいては、LRUとLRUとの間の間隙Sは約0.0508cm(約0.020インチ)である。
【0051】
また、各LRU50、50aが傾斜された又は面取りされた側面59を有することに留意されるべきである。しかしながら、ヒンジ52、52aによって提供された移動が十分に大きな距離である場合には、傾斜表面59は必要とされない。また、LRUの縁部に関するヒンジポイント57、57aの位置(すなわち、LRUの側面によって画定された平面55R)は、移動高さに対して比例することを理解されるべきである。図5Cでは、縁部55Rからのヒンジポイント57の距離は、DHPで表示される。一実施形態では、LRU間の間隙Sは、約0.0508cm(約0.020インチ)であり、移動ヒンジによって提供された移動高さは、LRUの表面上において約0.508cm(約0.200インチ)である(例えば、ヒンジ52aに対し、その距離は、表面51aによって画定された平面53上において約0.0508cm(約0.020インチ)である)。この場合、距離DHPは、約1.143cm(約0.450インチ)である。
【0052】
明細書中に記載されているように、一実施形態では、”包絡線内に”あるヒンジに対する参照は、LRUの幅の包絡線内(すなわち、基準ライン55R、55Lを画定するLRUの縁部によって画定された領域内)にあるヒンジを参照する。対象物56が180度回転することを許容することによって、ヒンジ52は、LRU50を、近傍に包まれた同様のLRUの列あるいはそれに連結された移動ヒンジを有するLRUと同じ厚さを実質的に有する他の対象物をから取り除かないで構成要素(例えば、対象物54、56の凹部領域に配置された電子機器)に対する有用性を許容する。従って、移動ヒンジ52は、隣接するLRU、例えばLRU50a(又は他の構造)を妨害しないでLRU50へのアクセスを許容する。
【0053】
いくつかの図面を通じて同じ要素が同じ参照符号を有するように提供された図6−7Aを参照すると、移動ヒンジ80が第1対象物82を第2対象物84に連結する。
図6では、一つ以上のファスナー86(明確にするために、一方のファスナーだけが図6に示される)は、二つの対象物54、56の表面が互いに密接しているあるいは互いに接触していることを意味する、閉じた又は係合した状態に第1及び第2対象物82、84を固定する。移動ヒンジによって結合された対象物の特定の位置は、様々なファクター及びヒンジが使用される特定のアプリケーションの必要性に依存する。例えば、図1−5Cに関連して上述されたパネル構造を有するRFシステムの場合では、各ヒートシンク14、16の表面の少なくともいくつかの部分は、パネルアレイの機械的及び電気的接続に関連する理由によって接触する。
【0054】
しかしながら、他のアプリケーションでは、移動ヒンジによって結合された対象物の表面間の実際の接触は必要ないあるいは望まれさえしないことを理解されるべきである。従って、ヒンジを備える構成要素の特定の寸法は、ヒンジが使用される特定のアプリケーションの必要性を満たすために選択される。当業者は、本明細書中に提供された説明を読んだ後、特定のアプリケーションに対してヒンジを備える構成要素の特定の寸法を選択する方法を理解されよう。
【0055】
移動ヒンジは、その対向端部から突出する一対のヨークブロック94a、94bを有するヒンジピン92を通るねじ90を含む。一実施形態では、ねじ90は、ショルダーねじとして提供される。整合アプリケーションでのショルダーねじの使用は、そのようなねじは一般的に精密な公差で製作されており、このようなアプリケーションのために意図されているので、好ましい。このようにショルダーの直径の許容差は、産業基準で行われる。その直径の標準公差は、通常+/−0.001”である。+/−0.005”の公差を有するより高い精密部品を使用することができる。しっかりと公差されたショルダーねじは、第1及び第2対象物82、84に関してヒンジアッセンぶりを正確に配置する。
【0056】
ヒンジピン92は、ショルダーねじ90のヘッド91を受け入れるそこに提供された凹部93を有する第1又は上表面を有する。ショルダーねじ90の軸95は、ねじ部分96を含む(図7及び図7Aに見ることができる)。軸95は、ヒンジピン92を通過する。凹部93は、例えば、ヒンジピンを逆に穴あけすることによって提供されることができる。ヒンジピンは、移動が完了した後にショルダーねじのヘッドがピンの凹部の中にそれ自体を埋めることを許容することによってアッセンブリの低プロフィール(profile)を維持する。ヒンジピンは円形である必要はないことに留意されるべきである。アプリケーションに依存して、ブロック形状又は他の形状にすることができる。
【0057】
第1ワッシャー98は、ショルダーねじの軸上に配置され、ヒンジピン92の第2又は底表面に対して配置される。(例えば、圧縮ばねとして提供されることができる)スプリング100は、ねじの軸上に配置される。適切なバネの剛性は、希望する場合に移動だけが生じるのを確実にするために選択される。圧縮スプリングの第1端部は、第1ワッシャー98の表面に対して配置され、圧縮スプリングの第2端部は、ショルダーねじ90の軸95上に配置された第2ワッシャー102の表面に対して配置される。ショルダーワッシャー98、102は、ねじ90の中心にスプリング100を維持し、ヒンジピンに対して比較的滑らかな軸受面を作る。
【0058】
ショルダーねじの正確な直径は、ヒンジアッセンブリを正確に配置し、二つの別個のヨーク94a、94b及び整合ピン104a、104b(図7及び図7A)は、ピンとヨークの間の(製造公差の結果である)間隙を考慮し、組み立て中にそのような間隙を取り除くことを許容する。ヒンジピン、ヨークと後ヒートシンク(例えば、冷却プレート)の整合ピンとの間に存在する公差の積み重ねは、ヨークとヒンジピンとの間の間隙を防止するために考慮する必要がある。間隙がある場合には、ヒンジピンは、自由に上下に動き、それは、前及び後ヒートシンクアッセンブリの組み立て公差を著しく妥協する。この効果は、相互接続の短絡及び/又は相互接続への損傷を生じる。二つの別個のヨーク94a、94bのスロット104a、104bは、ヨーク及びヒンジピンなどの実際的な構成要素の製造のために生じる公差の積み重ねのために生じる全ての公差を受け入れることによってこの問題を解決する。スロット104a、104bは、後ヒートシンクのピン105(図6A)上に正確に適合する。このピン/スロット構成は、第1方向(例えば、水平又はx方向)にヨークを制限し、ヨークがヒンジピンに対して第2の直交する方向(例えば、y方向)にじかに押されることを許容する。ひとたび公差が排除されると、各ヨーク上のファスナー106(図6A)は、締結される(好ましい実施形態では、ファスナーは、あらかじめ決められたレベルまでねじられる)。その結果は、二つのヒンジアッセンブリが互いに正確に整合される。
【0059】
ショルダーねじのために厳しい公差及び逆穴あきねじ穴を有する機械加工部品は、ヒンジされた対象物間の非常に正確な整合を確実にすることを理解されるべきである。二つの対象物間の見えない接合の相互接続を有するアプリケーションでは、移動ヒンジによって提供されたそのような正確な整合は、正常に接合されることができる、見えない接合の相互接続を保証するために重要である。他の整合特徴は、アッセンブリ間に必要とされない。あらゆる見えない接合の相互連結を必要としないアプリケーションでは、公差は、きつい必要はなく、それは、より安価な部品を生じる。
【0060】
ヒンジは、回転中に回転するアッセンブリを引っ込んだ位置にしっかりと保持するためにスプリングを適当に寸法づけることによって回転中自身を支持される。これは、連結された対象物間及び移動ヒンジによって連結された対象物に隣接した他の構成要素間の誘発的接触及び潜在的な損傷を防止する。
移動長さは、距離Dによって示される(図6)。図5−5Cの説明で上述したように、移動長さは、変更(例えば、短縮または延長のどちらか)されることができる。図6−7Aに示された実施形態では、以下により詳細に説明されるように、ショルダーねじ90の長さを変更(例えば、ショルダーねじの長さを短縮または延長)することによって、移動長さを変更することができる。移動長さの変更の許容は、移動ヒンジによって連結される様々な機械的構造の数を増加する。
【0061】
図7及び図7Aに最も明確に見られるように、ショルダーねじ90は、ヒンジピン92及びヒンジピン92の両端から突出する一対のヨークブロック94a、94bを通過する。凹部93は、ヒンジピンの第1又は上表面に提供される。凹部は、ショルダーねじのヘッド91を受け入れるが、ショルダーねじの軸95は、ヒンジピンを通過する。逆に穴が開けられたヒンジピンは、移動が完了した後にショルダーねじのヘッドがピンの中にそれ自体を埋めることを許容することによってアッセンブリの低プロフィール(profile)を維持する。第1ワッシャーは、ショルダーねじの軸95上に配置され、ヒンジピンの第2又は底表面に対して配置される。圧縮スプリングがねじの軸95上に配置される。適切なバネの剛性は、希望する場合に移動だけが生じるのを確実にするために選択される。圧縮スプリングの第1端部は、第1ワッシャーの表面に対して配置され、圧縮スプリングの第2端部は、第2ワッシャーの表面に対して配置される。ショルダーワッシャーは、ねじの中心にスプリングを維持し、回転中滑らかな軸受面を作る。
【0062】
ショルダーねじの正確な直径は、ヒンジアッセンブリを正確に配置し、二つの別個のヨーク及び整合スロットは、ピンとヨークの間の(製造公差の結果である)間隙を考慮し、組み立て中にそのような間隙を取り除くことを許容する。
【0063】
上述したように、ショルダーねじのために厳しい公差及び逆穴あきねじ穴を有する機械加工部品を提供することによって、ヒンジされた対象物間の非常に正確な整合を確実にする。そのような正確な整合は、相互接続を確実にするための正確な整合が正常にされるために機械的又は電気的相互接続(例えば、見えない接合の相互接続を含むがこれに限定しない)を有するアプリケーションで重要である。他の整合特徴は、アッセンブリ間に必要とされない。
【0064】
上述したように、好適実施形態では、移動要素は、完全な垂直移動を提供する。他の実施形態では、軸からそれた垂直移動が好ましい又は必要になる。これは、例えば、傾斜からそれた、あるいは湾曲したショルダーねじ及び適当に変形されたヒンジアッセンブリ及びスプリングを用いることによって達成することができる。スプリングは、圧縮スプリング、引っ張りスプリング又は他のタイプのスプリングとして提供されることができることを理解されるべきである。移動長さは、ショルダーねじを短縮または延長することによって変更されることができる。あらゆるタイプのねじ又はピンが使用されることができるということを理解されるべきである。
【0065】
図7の参照符号76、77、78によって示されるように、移動ヒンジ80は、移動の方向に対して二つの直交する方向に回転を提供する。図7に示されるように、参照符号76は、ヒンジ80に対する移動方向に対応する。参照符号77は、ヒンジ80に対して第1回転方向に対応し、参照符号78は、ヒンジ80に対する回転の第2の直交方向に対応する。
【0066】
このように、移動ヒンジ80は、第1方向(例えば、二つの対象物間の接合表面に対して垂直な方向)に移動し、回転は、二つの方向のいずれかに生じるということを理解されるべきである。特に、移動ヒンジは、図7において参照符号77によって示された(及び図5Bにおいて参照符号67及び図5Cにおいて参照符号74によって示された)移動方向に直交する方向に回転させることができ及び/又は、移動ヒンジは、(図7において参照符号78によって示された)接合表面に平行な方向に回転させることができる。
【0067】
しかしながら、少なくとも二つ以上(使用するヒンジの数に応じて)の軸線が互いに一線にすることは(必要とされる場合で)重要であることを理解されるべきである。換言すれば、回転軸の全てあるいは移動軸の全てのいずれかがそれらの移動/回転動作中に互いに移動ヒンジの結合を防止するために整列される必要がある。
【0068】
いくつかの図面を通じて同じ要素が同じ参照符号を有するように提供された図8−8Fを参照すると、移動ヒンジ110は、第1対象物110を第2対象物116に結合する。 移動ヒンジ110は、図1−7Aの各図において上述された移動ヒンジ30、52及び80と同様に動作する。第2の対の移動ヒンジ116は、第2の対象物114を第3の対象物118に結合する。移動ヒンジ116は、図1−7Aの各図において上述された移動ヒンジ30、52及び80と同様に動作する。図8−8Fの移動ヒンジ110の少なくとも一つは、スプリングを含まないということを理解されるべきである。
【0069】
移動ヒンジ110、116は、二つ以上の層の構成要素が互いにヒンジされ個々にアクセス可能できることを許容する。例えば、3つの対象物112、114、188のスタック又は3つ以上の対象物は、移動ヒンジを介して結合されることができる。さらに、移動ヒンジ112、116の移動高さは、調整されることができるので、移動ヒンジは、異なる厚さ(すなわち、異なる高さ)の対象物を結合することができる。例えば、図8−8Fにおいて、対象物112、114及び118は、全て異なる高さを有するように提供される。従って、移動ヒンジ自体は、異なる大きさ及び形状の対象物と動作するように大きさを変更でき、同時にシステムの大きさを変更できる(すなわち、多数の移動ヒンジは、図8−8Fに示されたように3つ以上の層の対象物を積層することができる)。
【0070】
上述を鑑みて、特許の範囲は、記載された実施形態に限定されるべきではなく、むしろ以下の特許請求の精神及び範囲によってのみ制限されるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1対象物及び第2対象物を連結するための移動ヒンジであって、
移動ヒンジは、
移動が単に第1対象物と第2対象物との間で実質的に垂直方向になって、閉じた位置と移動した位置との間で移動するように形状づけられた移動要素と、
移動要素に連結された回転アッセンブリであって、移動要素が移動した位置にあるときに第1対象物が第2対象物に対して回転されることができるように形状づけられた回転アッセンブリと、を備える、移動ヒンジ。
【請求項2】
請求項1記載の移動ヒンジにおいて、
移動要素は、
それに提供された穴を有するヒンジピンであって、回転要素に結合されるように形状づけられたヒンジピンと、
第1対象物に結合された第1端部及び第2対象物に結合された第2端部を有するシャフトであって、ヒンジピンの穴を通じて配置されたシャフトと、を備え、
シャフトの長さは、シャフトがヒンジピンを通って突出するように選択される、移動ヒンジ。
【請求項3】
請求項2記載の移動ヒンジにおいて、
移動ヒンジの移動長さは、シャフトの長さを変更することによって変更されることができる、移動ヒンジ。
【請求項4】
請求項2記載の移動ヒンジにおいて、
シャフトは、ヘッド及び軸を有するねじとして提供され、軸の一部はねじ山があり、軸は、ヒンジピンの穴を通じて配置され、ねじの長さは、ねじがヒンジピンを通じて突出し、ねじのヘッドがヒンジピンの穴内にとどまるように選択される、移動ヒンジ。
【請求項5】
請求項2記載の移動ヒンジにおいて、
移動要素は、更に、ヒンジピン及びねじに結合されたスプリングを備える、移動ヒンジ。
【請求項6】
請求項4記載の移動ヒンジにおいて、
スプリングは、外径及び内径を有するコイルスプリングとして提供され、外径及び内径は、コイルスプリングがねじのシャフト部分に適合するように選択される、移動ヒンジ。
【請求項7】
請求項6記載の移動ヒンジにおいて、
コイルスプリングは、コイルスプリングから提供されたスプリング力が移動要素が移動位置にあるときに移動ヒンジが支持する対象物の重さを超えるように、スプリング力及び圧縮特性を有するように選択される、移動ヒンジ。
【請求項8】
請求項2記載の移動ヒンジにおいて、
回転アッセンブリは、ヒンジピンの両端に回転的に結合された一対のヨークを備える、移動ヒンジ。
【請求項9】
請求項2記載の移動ヒンジにおいて、
ねじは、ショルダーねじとして提供され、ヒンジピンの穴は、ショルダーねじのための逆に穴が開いたねじ付き穴として提供され、逆に穴が開いたねじ付き穴は、第1対象物と第2対象物との間の正確な結合を確実にする、移動ヒンジ。
【請求項10】
ヒンジアッセンブリであって、
第1及び第2の対向表面を有するヒンジピンであって、ヒンジピンの第1又は上表面がそこを通って提供された穴を有するヒンジピンと、
ヒンジピンの両端に移動可能に連結されると共にヒンジピンの両端から突出する一対のヨークブロックと、
ヒンジピンの穴を通じて配置されたねじと、
ねじの軸に配置されると共に、ヒンジピンの第2又は底表面に配置された第1のワッシャーと、
ねじの軸に配置されたスプリングであってスプリングの第1端部が第1ワッシャーの表面に対して配置されたスプリングと、
スプリングの第2端部に配置された第2ワッシャーと、を備え、
第1ワッシャー及び第2ワッシャーは、スプリングをねじの中心に保持する、ヒンジアッセンブリ。
【請求項11】
請求項10記載のヒンジアッセンブリにおいて、
ヒンジピンの穴は、底に提供されたカウンター穴を有するように提供され、カウンター穴は、ねじのヘッドを受け入れ、
移動が完了後にねじのヘッドがヒンジピンのカウンター穴に存在することを許容することによってヒンジピンのカウンター穴がヒンジアッセンブリの低プロフィールを保持するように、ねじの軸は、ヒンジピンを通過する、ヒンジアッセンブリ。
【請求項12】
請求項10記載のヒンジアッセンブリにおいて、
スプリングは、所望なときに移動だけが生じるのを確実にするスプリング剛性を有するように選択される、ヒンジアッセンブリ。
【請求項13】
請求項10記載のヒンジアッセンブリにおいて、
ねじは、あらかじめ決められた直径を有するショルダーねじとして提供される、ヒンジアッセンブリ。
【請求項14】
請求項10記載のヒンジアッセンブリにおいて、
ヨークは、そこに提供された整合スロットを有するように提供される、ヒンジアッセンブリ。
【請求項15】
第1対象物を第2対象物に連結するためのヒンジを動作する方法であって、
(a)第1及び第2の対象物の接合表面が第1の距離によって離間された閉じた位置から、第1及び第2の対象物の接合表面が第2の距離によって離間された移動した位置までヒンジを移動することと、
(b)移動した位置にあるヒンジで第1対象物を第2対象物から離れる方向に回転させることと、を備え、
移動の方向が第1及び第2の対象物の接合表面に対して実質的に垂直である、方法。
【請求項16】
無線周波数(RF)システムであって、
第1表面を有する第1アッセンブリと、
第1表面を有し、第1アッセンブリ上に配置された第2アッセンブリと、
第1アッセンブリ及び第2アッセンブリに連結された移動ヒンジであって、第1アッセンブリ及び第2アッセンブリの第1の一方の第1の表面に対して垂直な方向に移動するように形状づけられると共に、第1アッセンブリを第2アッセンブリから離れる方向に回転させるように形状づけられた移動ヒンジと、を備える、無線周波数(RF)システム。
【請求項17】
請求項16記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
第1アッセンブリは、第1ヒートシンクに対応し、第2アッセンブリは、第2ヒートシンクに対応する、無線周波数(RF)システム。
【請求項18】
請求項16記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
第1ヒートシンク及び第2ヒートシンクは、冷却プレートに対応する、無線周波数(RF)システム。
【請求項19】
請求項16記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
移動ヒンジは、
移動が単に第1アッセンブリと第2アッセンブリとの間で実質的に垂直方向になって、閉じた位置と移動した位置との間で移動するように形状づけられた移動要素と、
移動要素に連結された回転アッセンブリであって、移動要素が移動した位置にあるときに第1アッセンブリが第2アッセンブリに対して回転されることができるように形状づけられた回転アッセンブリと、を備える、無線周波数(RF)システム。
【請求項20】
請求項19記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
移動要素は、
第1及び第2の対向表面を有するヒンジピンであって、ヒンジピンの第1又は上表面がそこを通って提供された穴を有するヒンジピンと、
ヒンジピンの両端に移動可能に連結されると共にヒンジピンの両端から突出する一対のヨークブロックであって、第1アッセンブリ及び第2アッセンブリの第1の一方に連結されたヨークブロックと、
ヒンジピンの穴を通じて配置され、第1アッセンブリ及び第2アッセンブリの第2の一方に連結されたねじと、
ショルダーねじの軸に配置されると共に、ヒンジピンの第2又は底表面に配置された第1のワッシャーと、
ショルダーねじの軸に配置されたスプリングであってスプリングの第1端部が第1ワッシャーの表面に対して配置されたスプリングと、
スプリングの第2端部に配置された第2ワッシャーと、を備え、
第1ワッシャー及び第2ワッシャーは、スプリングをねじの中心に保持する、無線周波数(RF)システム。
【請求項21】
請求項19記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
回転要素は、
移動要素に回転的に連結されると共に、第1アッセンブリが移動要素を中心にして回転することができるように第1アッセンブリ及び第2アッセンブリの第1の一方に連結された一対のヨークブロックを備える、無線周波数(RF)システム。
【請求項22】
無線周波数(RF)システムであって、
パネルアレイアンテナと、
ヒートシンク構造と、
パネルアレイアンテナをヒートシンク構造に連結する移動ヒンジと、を備える、無線周波数(RF)システム。
【請求項23】
請求項22記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
移動ヒンジは、
垂直移動を許容する移動要素と、
移動要素に連結された回転アッセンブリと、
回転動作中に移動ヒンジが自身を支持し、動作中に引っ込まれた位置に回転アッセンブリをしっかりと保持するように大きさ及び抵抗力を有するように選択されたスプリングと、を備え、
回転アッセンブリは、アッセンブリの包絡線内に回転軸線を有するヒンジを提供する、無線周波数(RF)システム。
【請求項24】
無線周波数(RF)システムであって、
パネルアレイアンテナと、
パネルアレイアンテナに熱的に連結された第1表面と、第2対向表面に提供された凹部領域とを有する第1ヒートシンクと、
第1ヒートシンクの凹部領域に配置された第1電子回路と、
それに提供された凹部を有する第1表面と、第2対向表面とを第2ヒートシンクと、
第2ヒートシンクの凹部に配置された第2電子回路と、を備え、
第2ヒートシンクの第1表面は、第1ヒートシンクの第2表面に連結され、第1電子回路及び第2電子回路は、第1ヒートシンクと第2ヒートシンクとの間の空洞領域に配置される、無線周波数(RF)システム。
【請求項25】
請求項24記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
無線周波数(RF)システムは、更に、
第1ヒートシンクを第2ヒートシンクに連結する移動ヒンジを備える、無線周波数(RF)システム。
【請求項26】
請求項25記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
移動ヒンジは、
完全な垂直移動を許容する移動要素と、
移動要素に連結された回転アッセンブリと、を備える、無線周波数(RF)システム。
【請求項27】
請求項26記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
移動要素は、
それを通る穴を有するヒンジピンと、
ヒンジピンの穴を通じて配置されたねじと、
ねじに配置されたスプリングと、を備え、
スプリングの第1端部は、ヒンジピンの第1表面に対して配置され、スプリングの第2端部は、第2ヒートシンクの第1表面に対して配置される、無線周波数(RF)システム。
【請求項1】
第1対象物及び第2対象物を連結するための移動ヒンジであって、
移動ヒンジは、
移動が単に第1対象物と第2対象物との間で実質的に垂直方向になって、閉じた位置と移動した位置との間で移動するように形状づけられた移動要素と、
移動要素に連結された回転アッセンブリであって、移動要素が移動した位置にあるときに第1対象物が第2対象物に対して回転されることができるように形状づけられた回転アッセンブリと、を備える、移動ヒンジ。
【請求項2】
請求項1記載の移動ヒンジにおいて、
移動要素は、
それに提供された穴を有するヒンジピンであって、回転要素に結合されるように形状づけられたヒンジピンと、
第1対象物に結合された第1端部及び第2対象物に結合された第2端部を有するシャフトであって、ヒンジピンの穴を通じて配置されたシャフトと、を備え、
シャフトの長さは、シャフトがヒンジピンを通って突出するように選択される、移動ヒンジ。
【請求項3】
請求項2記載の移動ヒンジにおいて、
移動ヒンジの移動長さは、シャフトの長さを変更することによって変更されることができる、移動ヒンジ。
【請求項4】
請求項2記載の移動ヒンジにおいて、
シャフトは、ヘッド及び軸を有するねじとして提供され、軸の一部はねじ山があり、軸は、ヒンジピンの穴を通じて配置され、ねじの長さは、ねじがヒンジピンを通じて突出し、ねじのヘッドがヒンジピンの穴内にとどまるように選択される、移動ヒンジ。
【請求項5】
請求項2記載の移動ヒンジにおいて、
移動要素は、更に、ヒンジピン及びねじに結合されたスプリングを備える、移動ヒンジ。
【請求項6】
請求項4記載の移動ヒンジにおいて、
スプリングは、外径及び内径を有するコイルスプリングとして提供され、外径及び内径は、コイルスプリングがねじのシャフト部分に適合するように選択される、移動ヒンジ。
【請求項7】
請求項6記載の移動ヒンジにおいて、
コイルスプリングは、コイルスプリングから提供されたスプリング力が移動要素が移動位置にあるときに移動ヒンジが支持する対象物の重さを超えるように、スプリング力及び圧縮特性を有するように選択される、移動ヒンジ。
【請求項8】
請求項2記載の移動ヒンジにおいて、
回転アッセンブリは、ヒンジピンの両端に回転的に結合された一対のヨークを備える、移動ヒンジ。
【請求項9】
請求項2記載の移動ヒンジにおいて、
ねじは、ショルダーねじとして提供され、ヒンジピンの穴は、ショルダーねじのための逆に穴が開いたねじ付き穴として提供され、逆に穴が開いたねじ付き穴は、第1対象物と第2対象物との間の正確な結合を確実にする、移動ヒンジ。
【請求項10】
ヒンジアッセンブリであって、
第1及び第2の対向表面を有するヒンジピンであって、ヒンジピンの第1又は上表面がそこを通って提供された穴を有するヒンジピンと、
ヒンジピンの両端に移動可能に連結されると共にヒンジピンの両端から突出する一対のヨークブロックと、
ヒンジピンの穴を通じて配置されたねじと、
ねじの軸に配置されると共に、ヒンジピンの第2又は底表面に配置された第1のワッシャーと、
ねじの軸に配置されたスプリングであってスプリングの第1端部が第1ワッシャーの表面に対して配置されたスプリングと、
スプリングの第2端部に配置された第2ワッシャーと、を備え、
第1ワッシャー及び第2ワッシャーは、スプリングをねじの中心に保持する、ヒンジアッセンブリ。
【請求項11】
請求項10記載のヒンジアッセンブリにおいて、
ヒンジピンの穴は、底に提供されたカウンター穴を有するように提供され、カウンター穴は、ねじのヘッドを受け入れ、
移動が完了後にねじのヘッドがヒンジピンのカウンター穴に存在することを許容することによってヒンジピンのカウンター穴がヒンジアッセンブリの低プロフィールを保持するように、ねじの軸は、ヒンジピンを通過する、ヒンジアッセンブリ。
【請求項12】
請求項10記載のヒンジアッセンブリにおいて、
スプリングは、所望なときに移動だけが生じるのを確実にするスプリング剛性を有するように選択される、ヒンジアッセンブリ。
【請求項13】
請求項10記載のヒンジアッセンブリにおいて、
ねじは、あらかじめ決められた直径を有するショルダーねじとして提供される、ヒンジアッセンブリ。
【請求項14】
請求項10記載のヒンジアッセンブリにおいて、
ヨークは、そこに提供された整合スロットを有するように提供される、ヒンジアッセンブリ。
【請求項15】
第1対象物を第2対象物に連結するためのヒンジを動作する方法であって、
(a)第1及び第2の対象物の接合表面が第1の距離によって離間された閉じた位置から、第1及び第2の対象物の接合表面が第2の距離によって離間された移動した位置までヒンジを移動することと、
(b)移動した位置にあるヒンジで第1対象物を第2対象物から離れる方向に回転させることと、を備え、
移動の方向が第1及び第2の対象物の接合表面に対して実質的に垂直である、方法。
【請求項16】
無線周波数(RF)システムであって、
第1表面を有する第1アッセンブリと、
第1表面を有し、第1アッセンブリ上に配置された第2アッセンブリと、
第1アッセンブリ及び第2アッセンブリに連結された移動ヒンジであって、第1アッセンブリ及び第2アッセンブリの第1の一方の第1の表面に対して垂直な方向に移動するように形状づけられると共に、第1アッセンブリを第2アッセンブリから離れる方向に回転させるように形状づけられた移動ヒンジと、を備える、無線周波数(RF)システム。
【請求項17】
請求項16記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
第1アッセンブリは、第1ヒートシンクに対応し、第2アッセンブリは、第2ヒートシンクに対応する、無線周波数(RF)システム。
【請求項18】
請求項16記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
第1ヒートシンク及び第2ヒートシンクは、冷却プレートに対応する、無線周波数(RF)システム。
【請求項19】
請求項16記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
移動ヒンジは、
移動が単に第1アッセンブリと第2アッセンブリとの間で実質的に垂直方向になって、閉じた位置と移動した位置との間で移動するように形状づけられた移動要素と、
移動要素に連結された回転アッセンブリであって、移動要素が移動した位置にあるときに第1アッセンブリが第2アッセンブリに対して回転されることができるように形状づけられた回転アッセンブリと、を備える、無線周波数(RF)システム。
【請求項20】
請求項19記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
移動要素は、
第1及び第2の対向表面を有するヒンジピンであって、ヒンジピンの第1又は上表面がそこを通って提供された穴を有するヒンジピンと、
ヒンジピンの両端に移動可能に連結されると共にヒンジピンの両端から突出する一対のヨークブロックであって、第1アッセンブリ及び第2アッセンブリの第1の一方に連結されたヨークブロックと、
ヒンジピンの穴を通じて配置され、第1アッセンブリ及び第2アッセンブリの第2の一方に連結されたねじと、
ショルダーねじの軸に配置されると共に、ヒンジピンの第2又は底表面に配置された第1のワッシャーと、
ショルダーねじの軸に配置されたスプリングであってスプリングの第1端部が第1ワッシャーの表面に対して配置されたスプリングと、
スプリングの第2端部に配置された第2ワッシャーと、を備え、
第1ワッシャー及び第2ワッシャーは、スプリングをねじの中心に保持する、無線周波数(RF)システム。
【請求項21】
請求項19記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
回転要素は、
移動要素に回転的に連結されると共に、第1アッセンブリが移動要素を中心にして回転することができるように第1アッセンブリ及び第2アッセンブリの第1の一方に連結された一対のヨークブロックを備える、無線周波数(RF)システム。
【請求項22】
無線周波数(RF)システムであって、
パネルアレイアンテナと、
ヒートシンク構造と、
パネルアレイアンテナをヒートシンク構造に連結する移動ヒンジと、を備える、無線周波数(RF)システム。
【請求項23】
請求項22記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
移動ヒンジは、
垂直移動を許容する移動要素と、
移動要素に連結された回転アッセンブリと、
回転動作中に移動ヒンジが自身を支持し、動作中に引っ込まれた位置に回転アッセンブリをしっかりと保持するように大きさ及び抵抗力を有するように選択されたスプリングと、を備え、
回転アッセンブリは、アッセンブリの包絡線内に回転軸線を有するヒンジを提供する、無線周波数(RF)システム。
【請求項24】
無線周波数(RF)システムであって、
パネルアレイアンテナと、
パネルアレイアンテナに熱的に連結された第1表面と、第2対向表面に提供された凹部領域とを有する第1ヒートシンクと、
第1ヒートシンクの凹部領域に配置された第1電子回路と、
それに提供された凹部を有する第1表面と、第2対向表面とを第2ヒートシンクと、
第2ヒートシンクの凹部に配置された第2電子回路と、を備え、
第2ヒートシンクの第1表面は、第1ヒートシンクの第2表面に連結され、第1電子回路及び第2電子回路は、第1ヒートシンクと第2ヒートシンクとの間の空洞領域に配置される、無線周波数(RF)システム。
【請求項25】
請求項24記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
無線周波数(RF)システムは、更に、
第1ヒートシンクを第2ヒートシンクに連結する移動ヒンジを備える、無線周波数(RF)システム。
【請求項26】
請求項25記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
移動ヒンジは、
完全な垂直移動を許容する移動要素と、
移動要素に連結された回転アッセンブリと、を備える、無線周波数(RF)システム。
【請求項27】
請求項26記載の無線周波数(RF)システムにおいて、
移動要素は、
それを通る穴を有するヒンジピンと、
ヒンジピンの穴を通じて配置されたねじと、
ねじに配置されたスプリングと、を備え、
スプリングの第1端部は、ヒンジピンの第1表面に対して配置され、スプリングの第2端部は、第2ヒートシンクの第1表面に対して配置される、無線周波数(RF)システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図6A】
【図7】
【図7A】
【図8】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図8F】
【図2】
【図3】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図6A】
【図7】
【図7A】
【図8】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図8F】
【公表番号】特表2012−521507(P2012−521507A)
【公表日】平成24年9月13日(2012.9.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−502082(P2012−502082)
【出願日】平成22年3月5日(2010.3.5)
【国際出願番号】PCT/US2010/026324
【国際公開番号】WO2010/111012
【国際公開日】平成22年9月30日(2010.9.30)
【出願人】(503455363)レイセオン カンパニー (244)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成24年9月13日(2012.9.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年3月5日(2010.3.5)
【国際出願番号】PCT/US2010/026324
【国際公開番号】WO2010/111012
【国際公開日】平成22年9月30日(2010.9.30)
【出願人】(503455363)レイセオン カンパニー (244)
【Fターム(参考)】
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