(57)【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、
閉じた位置と移動した位置との間で移動できる移動要素と、
移動方向に対して垂直な軸線を中心にして第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移動要素に連結された回転アッセンブリと、備え、
移動要素は、
そこに提供された穴を有するヒンジピンと、
ヒンジピンに結合された第１端部と、第２端部を有するシャフトであって、シャフトは、ヒンジピンの穴を通じて配置されると共にヒンジピンの穴を通って突出し、シャフトの第２端部が第２対象物に結合される、シャフトと、
シャフトを取り囲む圧縮コイルスプリングと、を有し、
回転アッセンブリは、ヒンジピンを第１対象物に回転可能に連結し、
移動要素は、第２対象物に対する第１対象物の実質的に完全な垂直移動によって、閉じた位置と移動した位置との間で単に移動し、
解放可能なファスナーが提供され、解放可能なファスナーは、係合されるときに、第２対象物に対する第１対象物の実質的に完全な垂直移動に対抗して第１対象物を保持し、
回転アッセンブリは、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のを可能にし、
圧縮コイルスプリングは、完全な垂直移動の方向においてヒンジピン及び第２対象物を離れる方向に付勢する、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３】
請求項１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、ねじの軸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、移動ヒンジ。
【請求項４】
請求項１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５】
請求項３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６】
請求項５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、第１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７】
請求項１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８】
請求項１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９】
第１対象物及び第２対象物を連結するための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し、
ヒンジピンと、ねじと、スプリングとは、閉じた位置と移動した位置との間で移動できる移動要素を構成し、
移動要素は、第２対象物に対する第１対象物の実質的に完全な垂直移動によって、閉じた位置と移動した位置との間で単に移動し、
スプリングは、完全な垂直移動の方向においてヒンジピン及び第２対象物を離れる方向に付勢する、ヒンジアッセンブリ。
【請求項１０】
請求項９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１１】
請求項９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１２】
請求項９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１３】
請求項９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１４】
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１５】
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アッセンブリの一方の第１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、
移動ヒンジは、
閉じた位置と移動した位置との間で移動できる移動要素と、
移動方向に対して垂直な軸線を中心にして第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移動要素に連結された回転アッセンブリと、を備え、
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アッセンブリの他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、
移動要素は、第２アッセンブリに対する第１アッセンブリの実質的に完全な垂直移動によって、閉じた位置と移動した位置との間で単に移動し、
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し、
スプリングは、完全な垂直移動の方向においてヒンジピン及び第２アッセンブリを離れる方向に付勢する、無線周波数（ＲＦ）システム。
【請求項１６】
請求項１５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１７】
請求項１５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１８】
請求項１５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１９】
無線周波数（ＲＦ）システムであって、
第１対象物としてのパネルアレイアンテナと、
第２対象物としての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、請求項１乃至８のうちのいずれか一つに記載の移動ヒンジと、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、
圧縮コイルスプリングは、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、
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２１】
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、
無線周波数（ＲＦ）システムは、更に、
第１対象物としての第１ヒートシンクを第２対象物としての第２ヒートシンクに連結する、請求項１乃至８のうちのいずれか一つに記載の移動ヒンジを備える、無線周波数（ＲＦ）システム。
【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。
【図１】
0005497885.tif 000002
【図２】
0005497885.tif 000003
【図３】
0005497885.tif 000004
【図３Ａ】
0005497885.tif 000005
【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
0005497885.tif 000011
【図６】
0005497885.tif 000012
【図６Ａ】
0005497885.tif 000013
【図７】
0005497885.tif 000014
【図７Ａ】
0005497885.tif 000015
【図８】
0005497885.tif 000016
【図８Ａ】
0005497885.tif 000017
【図８Ｂ】
0005497885.tif 000018
【図８Ｃ】
0005497885.tif 000019
【図８Ｄ】
0005497885.tif 000020
【図８Ｅ】
0005497885.tif 000021
【図８Ｆ】
0005497885.tif 000022