(57)【要約】      （修正有）【課題】シャーシシステムは、シャーシシステムのキャビティ１８内に差し込まれた１つまたは複数の電子モジュール１６を環境的に保護する。【解決手段】シャーシシステムは、本体１４、蓋１２、キャビティ１８、バックプレーン２８、および導電コネクタ３２を含む。蓋１２は本体１４に取り外し可能に取り付けられ、蓋１２が本体１４に取り付けられると、本体１４および取り付けられた蓋１２によって本体１４内のキャビティ１８は完全に密閉される。蓋１２および本体１４は、キャビティ１８に電磁波を侵入させない少なくとも１つの材料で作られている。バックプレーン２８は本体１４または蓋１２に取り付けられる。導電コネクタ３２は本体１４または蓋１２に取り付けられる。コネクタ３２は、該導電コネクタ３２とバックプレーン２８との間を電気またはデータが流れることを可能とするためにバックプレーン２８と有線または無線で通じる。【選択図】図１
2014039015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体（１４）と、
前記本体（１４）に取り外し可能に取り付けられる蓋（１２）であって、前記本体（１４）に取り付けられると、前記本体（１４）および前記取り付けられた蓋（１２）によって前記本体（１４）内のキャビティ（１８）は完全に密閉され、前記蓋（１２）および前記本体（１４）は、前記キャビティ（１８）に電磁波を侵入させない少なくとも１つの材料で作られている、蓋（１２）と、
前記本体（１４）または前記蓋（１２）に取り付けられるバックプレーン（２８）と、
前記本体（１４）または蓋（１２）に取り付けられる導電コネクタ（３２）であって、前記導電コネクタ（３２）と前記バックプレーン（２８）との間を電気またはデータが流れることを可能とするために前記バックプレーン（２８）と有線または無線で通じる、導電コネクタ（３２）と、
を備えるシャーシシステム。
【請求項２】
ｉ）前記蓋（１２）もしくは前記本体（１４）は熱伝導性を有すること、および
ｉｉ）前記蓋（１２）もしくは前記本体（１４）はメタマテリアルもしくは複合材料で作られていること、
のうち少なくともいずれかである、請求項１に記載のシャーシシステム。
【請求項３】
前記キャビティ（１８）内において前記本体（１４）に取り付けられる複数の離間された熱伝導性レール（２０）をさらに備える、請求項１または２に記載のシャーシシステム。
【請求項４】
前記複数の離間された熱伝導性レール（２０）の間に延在し、それらと接触する別の熱伝導性レール（２４）をさらに備える、請求項３に記載のシャーシシステム。
【請求項５】
前記キャビティ（１８）内において、前記複数の離間された熱伝導性レール（２０）の間に収容され、前記バックプレーン（２８）と接触する少なくとも１つの電子モジュール（１６）をさらに備える、請求項３に記載のシャーシシステム。
【請求項６】
前記キャビティ（１８）内に収容され、前記バックプレーン（２８）と接触する少なくとも１つの電子モジュール（１６）であって、前記バックプレーン（２８）と無線で通じる、少なくとも１つの電子モジュール（１６）をさらに備え、前記少なくとも１つの電子モジュール（１６）は熱伝導性外板（４０、４２）内に少なくとも部分的に密閉される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシャーシシステム。
【請求項７】
前記シャーシシステムは車両または航空機の一部を構成し、前記シャーシシステムの振動を低減するために前記蓋（１２）または前記本体（１４）に取り付けられる少なくとも１つのメタマテリアルアイソレータをさらに備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシャーシシステム。
【請求項８】
前記蓋（１２）または本体（１４）にどちらも取り付けられる熱電層および形状記憶合金層（５２）をさらに備え、前記形状記憶合金層（５２）は圧縮されると熱を発生し、前記熱電層は、前記形状記憶合金層（５２）によって発生された前記熱を電気に変換する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシャーシシステム。
【請求項９】
本体（１４）、前記本体（１４）内のキャビティ（１８）、および蓋（１２）を備えるシャーシを形成することであって、前記蓋（１２）が前記本体（１４）に取り付けられると、前記キャビティ（１８）は前記本体（１４）および前記蓋（１２）によって完全に密閉される、シャーシを形成することと、
少なくとも１つの電気コネクタ（３２）を前記蓋（１２）または前記本体（１４）に成形加工することと、
少なくとも１つのモジュール固定部材（２４）を前記蓋（１２）または前記本体（１４）に成形加工することと、
バックプレーン（２８）を前記蓋（１２）または前記本体（１４）に取り付けることと、
前記少なくとも１つの電気コネクタ（３２）と前記バックプレーン（２８）との間を電気またはデータが流れることを可能とするために、前記バックプレーン（２８）を前記少なくとも１つの電気コネクタ（３２）に有線または無線で接続することと、
を含む、シャーシの製作方法。
【請求項１０】
ｉ）前記シャーシを、３Ｄ印刷を用いて形成すること、および
ｉｉ）前記本体（１４）および前記蓋（１２）を、前記キャビティ（１８）に電磁波を侵入させない少なくとも１つの材料から形成すること、
のうち少なくとも１つをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ｉ）前記本体（１４）または前記蓋（１２）を熱伝導性材料から形成すること、
ｉｉ）前記本体（１４）または前記蓋（１２）をメタマテリアルまたは複合材料から形成すること、
ｉｉｉ）少なくとも１つの電子モジュール（１６）を、前記少なくとも１つのモジュール固定部材（３０）によって固定され、前記バックプレーン（２８）と接触し、前記バックプレーン（２８）と無線で通じるように、前記キャビティ（１８）内に配すること、および
前記電子モジュール（１６）を熱伝導性外板（４０、４２）内に少なくとも部分的に密閉すること、
ｉｖ）前記シャーシを車両内に設置すること、
ｖ）前記シャーシの振動を低減するために少なくとも１つのメタマテリアルアイソレータを前記蓋（１２）または前記本体（１４）に取り付けること、ならびに
ｖｉ）圧縮されると熱を発生するように構成された形状記憶合金層（５２）と、前記形状記憶合金層（５２）によって発生された前記熱を電気に変換するように構成された熱電層とを前記蓋（１２）または本体（１４）に取り付けること、
のうち少なくとも１つをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、環境条件から電子モジュールを保持または保護するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
民生モジュール等の電子モジュールは通常、軍用もしくは民間航空環境等の苛酷な環境、またはその他の種類の苛酷な環境に耐え抜くようには設計されていない。これらの電子モジュールを標準的なシャーシ内に統合しても、環境曝露は低減されず、電子モジュールが故障するリスクが高まる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電子モジュールを苛酷な環境から保護するシャーシシステムおよび方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの実施形態では、シャーシシステムは、本体、蓋、キャビティ、バックプレーン、および導電コネクタを含む。蓋は本体に取り外し可能に取り付けられ、蓋が本体に取り付けられると、本体および取り付けられた蓋によって本体内のキャビティは完全に密閉される。蓋および本体は、キャビティに電磁波を侵入させない少なくとも１つの材料で作られている。バックプレーンは本体または蓋に取り付けられる。導電コネクタは本体または蓋に取り付けられる。コネクタは、導電コネクタとバックプレーンとの間を電気またはデータが流れることを可能とするためにバックプレーンと有線または無線で通じる。
【０００５】
別の実施形態では、シャーシシステムは、本体、蓋、複数の離間された熱伝導性レール、バックプレーン、少なくとも１つの電子モジュール、および導電コネクタを含む。蓋は本体に取り外し可能に取り付けられ、蓋が本体に取り付けられると、本体および取り付けられた蓋によって本体内のキャビティは完全に密閉される。蓋および本体は、キャビティに電磁波を侵入させない少なくとも１つの材料で作られている。複数の離間された熱伝導性レールはキャビティ内で本体に取り付けられる。バックプレーンは本体または蓋に取り付けられる。少なくとも１つの電子モジュールは、キャビティ内において、複数の離間された熱伝導性レールの間に収容され、バックプレーンと接触する。導電コネクタは本体または蓋に取り付けられる。導電コネクタは、導電コネクタとバックプレーンとの間を電気またはデータが流れることを可能とするためにバックプレーンと有線または無線で通じる。
【０００６】
さらに別の実施形態では、シャーシの製作方法が開示される。１つのステップにおいて、シャーシが形成される。形成されるシャーシは、本体、該本体内のキャビティ、ならびに蓋を含み、それにより、蓋が本体に取り付けられると、本体および蓋によってキャビティは完全に密閉される。別のステップにおいて、少なくとも１つの電気コネクタが蓋または本体に成形加工される。追加のステップにおいて、少なくとも１つのモジュール固定部材が蓋または本体に成形加工される。さらに別のステップにおいて、バックプレーンが蓋または本体に取り付けられる。別のステップにおいて、バックプレーンは少なくとも１つの電気コネクタに有線または無線で接続され、導電コネクタとバックプレーンとの間を電気またはデータが流れることを可能とする。
【０００７】
図面および本文において、１つの態様では、本体１４と、該本体１４に取り外し可能に取り付けられる蓋１２であって、該蓋１２が本体１４に取り付けられると、本体１４および取り付けられた蓋１２によって本体１４内のキャビティ１８は完全に密閉され、蓋１２および本体１４は、キャビティ１８に電磁波を侵入させない少なくとも１つの材料で作られている、蓋１２と、本体１４または蓋１２に取り付けられるバックプレーン２８と、本体１４または蓋１２に取り付けられる導電コネクタ３２であって、コネクタ３２は、該導電コネクタ３２とバックプレーン２８との間を電気またはデータが流れることを可能とするためにバックプレーン２８と有線または無線で通じる、導電コネクタ３２と、を含むシャーシシステムが開示される。
【０００８】
代替的に、シャーシシステムでは、蓋１２または本体１４は熱伝導性を有する。代替的に、シャーシシステムでは、蓋１２または本体１４はメタマテリアルまたは複合材料で作られている。代替的に、シャーシシステムは、キャビティ１８内において本体１４に取り付けられる複数の離間された熱伝導性レール２０をさらに含む。代替的に、シャーシシステムは、複数の離間された熱伝導性レール２０の間に延在し、それらと接触する別の熱伝導性レール２４をさらに含む。
【０００９】
代替的に、シャーシシステムは、キャビティ１８内において、複数の離間された熱伝導性レール２０の間に収容され、バックプレーン２８と接触する少なくとも１つの電子モジュール１６をさらに含む。代替的に、シャーシシステムは、キャビティ１８内に収容され、バックプレーン２８と接触する少なくとも１つの電子モジュール１６であって、該少なくとも１つの電子モジュール１６はバックプレーン２８と無線で通じる、少なくとも１つの電子モジュール１６をさらに含む。代替的に、シャーシシステムでは、少なくとも１つの電子モジュール１６は熱伝導性外板４０、４２内に少なくとも部分的に密閉される。
【００１０】
代替的に、シャーシシステムは、該シャーシシステムは車両または航空機の一部を含むことを含む。代替的に、シャーシシステムは、該シャーシシステムの振動を低減するために蓋１２または本体１４に取り付けられる少なくとも１つのメタマテリアルアイソレータをさらに含む。代替的に、シャーシシステムは、蓋１２または本体１４にどちらも取り付けられる熱電層および形状記憶合金層５２をさらに含み、形状記憶合金層は圧縮されると熱を発生し、熱電層は、形状記憶合金層５２によって発生された熱を電気に変換する。
【００１１】
１つの態様では、シャーシシステムは、本体１４と、該本体１４に取り外し可能に取り付けられる蓋１２であって、該蓋１２が本体１４に取り付けられると、本体１４および取り付けられた蓋１２によって本体１４内のキャビティ１８は完全に密閉され、蓋１２および本体１４は、キャビティ１８に電磁波を侵入させない少なくとも１つの材料で作られている、蓋１２と、キャビティ１８内で本体１４に取り付けられる複数の離間された熱伝導性レール２０と、本体１４または蓋１２に取り付けられるバックプレーン２８と、キャビティ１８内において、複数の離間された熱伝導性レール２０の間に収容され、バックプレーン２８と接触する少なくとも１つの電子モジュール１６と、本体１４または蓋１２に取り付けられる導電コネクタ３２であって、該導電コネクタ３２は、該導電コネクタ３２とバックプレーン２８との間を電気またはデータが流れることを可能とするためにバックプレーン２８と有線または無線で通じる、導電コネクタ３２と、を含む。
【００１２】
代替的に、シャーシシステムは、蓋１２または本体１４は熱伝導性を有することを含む。代替的に、シャーシシステムは、蓋１２または本体１４はメタマテリアルまたは複合材料で作られていることを含む。代替的に、シャーシシステムは、少なくとも１つの電子モジュール１６は熱伝導性外板４０、４２内に少なくとも部分的に密閉されることを含む。
【００１３】
１つの態様では、本体１４、該本体１４内のキャビティ１８、および蓋１２を備えるシャーシを形成することであって、蓋１２が本体１４に取り付けられると、キャビティ１８は本体１４および蓋１２によって完全に密閉される、シャーシを形成することと、少なくとも１つの電気コネクタ３２を蓋１２または本体１４に成形加工することと、少なくとも１つのモジュール固定部材２４を蓋１２または本体１４に成形加工することと、バックプレーン２８を蓋１２または本体１４に取り付けることと、少なくとも１つの電気コネクタ３２とバックプレーン２８との間を電気またはデータが流れることを可能とするために、バックプレーン２８を少なくとも１つの電気コネクタ３２に有線または無線で接続することと、を含む、シャーシの製作方法が開示される。
【００１４】
代替的に、方法は、シャーシを、３Ｄ印刷を用いて形成することをさらに含む。代替的に、方法は、本体１４および蓋１２を、キャビティ１８に電磁波を侵入させない少なくとも１つの材料から形成することをさらに含む。代替的に、方法は、本体１４または蓋１２を熱伝導性材料から形成することをさらに含む。代替的に、方法は、本体１４または蓋１２をメタマテリアルまたは複合材料から形成することをさらに含む。代替的に、方法は、少なくとも１つの電子モジュール１６を、少なくとも１つのモジュール固定部材３０によって固定され、バックプレーン２８と接触し、バックプレーン２８と無線で通じるように、キャビティ１８内に配することをさらに含む。
【００１５】
代替的に、方法は、電子モジュール１６を熱伝導性外板４０、４２内に少なくとも部分的に密閉することをさらに含む。代替的に、方法は、シャーシを車両内に設置することをさらに含む。代替的に、方法は、シャーシの振動を低減するために少なくとも１つのメタマテリアルアイソレータを蓋１２または本体１４に取り付けることをさらに含む。代替的に、方法は、熱電層および形状記憶合金層５２を蓋１２または本体１４に取り付けることであって、形状記憶合金層は圧縮されると熱を発生するように構成され、熱電層は、形状記憶合金層５２によって発生された熱を電気に変換するように構成される、熱電層および形状記憶合金層５２を蓋１２または本体１４に取り付けることをさらに含む。
【００１６】
本開示のこれらおよびその他の特徴、態様および利点は、以下の図面、説明、および請求項を参照することによってより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】シャーシシステムの１つの実施形態であって、本体から蓋を取り外し、本体のキャビティ内に保持された電子モジュールを露出した状態の実施形態の底面斜視図である。
【図２】本体に蓋を取り付け、本体のキャビティ内に電子モジュールを固定した状態の図１のシャーシシステムの底面斜視図である。
【図３】図２のシャーシシステムにおける線３−３を通る断面図である。
【図４】メタマテリアルアイソレータを蓋に取り付け、構造に対して配した、図２のシャーシシステムの側面図である。
【図５】図１の実施形態の複数の電子モジュールのうちの１つの斜視図であって、電子モジュールの外側の外板を電子モジュールから取り外した状態の斜視図である。
【図６】シャーシシステムの振動を低減するために、熱電層および形状記憶合金層が蓋に取り付けられ、シャーシシステムが設置される構造に対して配された、図２のシャーシシステムの側面図である。
【図７】シャーシを製作する１つの方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の詳細な説明は、現在考えられている本開示を実施する最良の形態についてのものである。本開示の範囲は添付の請求項によって最もよく定義されるため、説明は限定の意味で捉えられるべきではなく、単に本開示の一般原理を例示する目的のためになされる。
【００１９】
図１は、シャーシシステム１０の１つの実施形態であって、本体１４から蓋１２を取り外し、本体１４のキャビティ１８内に保持された電子モジュール１６を露出した状態の実施形態の底面斜視図を示す。図２は、本体１４に蓋１２を取り付け、本体１４のキャビティ１８内に電子モジュール１６を固定した状態の図１のシャーシシステム１０の底面斜視図を示す。図３は、図２のシャーシシステム１０における線３−３を通る断面図を示す。図４は、メタマテリアルアイソレータ１９を蓋１２に取り付け、構造２１に対して配した、図２のシャーシシステム１０の側面図を示す。
【００２０】
図１に示されるように、本体１４は、上面１４ａ、対向する縦方向側面１４ｂおよび１４ｃ、ならびに対向する横方向端面１４ｄおよび１４ｅを備えてよい。図２および３に示されるように、蓋１２が１つまたは複数の固定部材１５によって本体１４に取り付けられると、蓋１２は本体１４の底部１４ｆを覆い、長方形の形状を形成し、開口部を生じることなく蓋１２および本体１４内のキャビティ１８を完全に密閉してよく、それにより、ファラデーエンクロージャを作り出す。他の実施形態では、蓋１２および本体１４は、種々の形状、サイズ、または構成のものであってよい。１つまたは複数の固定部材１５は締結具で構成されてよい。さらに他の実施形態では、蓋１２は、ヒンジまたは他の固定部材等の任意の種類の固定部材を用いて本体１４に取り付けられてよい。蓋１２および本体１４は、３Ｄ印刷を用いて印刷されてもよいし、成形加工されてもよいし、または種々の製作プロセスを用いて作られてもよい。蓋１２および本体１４は、キャビティ１８に電磁波が侵入することを許さず、熱伝導性を有し、メタマテリアルまたは複合材料で構成される少なくとも１つの材料で作られていてよい。例えば、蓋１２および本体１４は、アルミニウム、金属、炭素繊維、プラスチック、またはその他の種類の材料で作られていてよい。
【００２１】
図１および３に示されるように、本体１４に対して、キャビティ１８内において、対向する縦方向側面１４ｂおよび１４ｃの間に、複数の離間モジュール固定部材２０が横方向２２に取り付けられている。複数の離間モジュール固定部材２０は、３Ｄ印刷を用いて本体１４のキャビティ１８内に製作されてもよいし、成形加工されてもよいし、または種々の方法を用いて本体１４のキャビティ１８内に製作されるかもしくは取り付けられてもよい。複数の離間モジュール固定部材２０は熱伝導性を有してよく、離間された熱伝導性レールを備えてよい。１つの実施形態では、複数の離間モジュール固定部材２０は、金属、炭素繊維、プラスチック、またはその他の種類の材料で作られていてよい。
【００２２】
同様に熱伝導性を有してよく、熱伝導性レールを同様に備えてよい別のモジュール固定部材２４が、本体１４のキャビティ１８内において、上面１４ａに沿って、対向する横方向端面１４ｄおよび１４ｅの間に縦方向２６に延在し、複数の離間モジュール固定部材２０と接触する。別のモジュール固定部材２４は複数の離間モジュール固定部材２０と垂直に配されてよい。別のモジュール固定部材２４は、３Ｄ印刷を用いて本体１４のキャビティ１８内に製作されてもよいし、成形加工されてもよいし、または種々の方法を用いて本体１４のキャビティ１８内に製作されるかもしくは取り付けられてもよい。１つの実施形態では、別のモジュール固定部材２４は、金属、炭素繊維、プラスチック、またはその他の種類の材料で作られていてよい。他の実施形態では、離間モジュール固定部材２０およびモジュール固定部材２４は材料、サイズ、数、または構成が異なってよい。例えば、１つの実施形態では、別のモジュール固定部材２４は蓋１２に取り付けられてよい。
【００２３】
図１および３に示されるように、バックプレーン２８が蓋１２に取り付けられている。他の実施形態では、バックプレーン２８は本体１４に取り付けられてよい。バックプレーン２８は、１つまたは複数の固定部材３０を用いて蓋１２に取り付けられてよい。１つまたは複数の固定部材３０は締結具で構成されてよい。さらに他の実施形態では、バックプレーン２８は任意の種類の固定部材を用いて蓋１２に取り付けられてもよいし、成形加工による取り付けによって取り付けられてもよいし、または別の種類の取り付け方法を用いて取り付けられてもよい。バックプレーン２８は、金属類、炭素繊維類、導電性プラスチック類、またはその他の種類の材料等の導電性材料で構成される。
【００２４】
図１〜４に示されるように、複数の導電コネクタ３２が横方向端面１４ｄに取り付けられ、本体１４の外部３３からキャビティ１８内へと延在する。複数の導電コネクタ３２は横方向端面１４ｄに成形加工されてよい。他の実施形態では、複数の導電コネクタ３２は種々の方法で横方向端面１４ｄに取り付けられてよい。複数の導電コネクタ３２は、１つまたは複数のデバイス３４に接続されるように適合されている。１つまたは複数のデバイス３４は、電源デバイス、データデバイス、または複数の導電コネクタ３２を通じて電力もしくはデータを送るまたは受け取るための別の種類のデバイスを備えてよい。他の実施形態では、複数の導電コネクタ３２は蓋１２に取り付けられてよい。さらに他の実施形態では、複数の導電コネクタ３２は、数、サイズ、構成、本体１４もしくは蓋１２に対する位置、種類、または取り付け方法が異なってよい。複数の導電コネクタ３２は、導電コネクタ３２とバックプレーン２８との間を電気またはデータが流れることを可能とする、有線式または無線式であってよい接続線３６によって、バックプレーン２８に接続される。
【００２５】
図１および３に示される複数の電子モジュール１６は、民生電子モジュール、プロセッサモジュール、メモリモジュール、電力供給モジュール、入力／出力モジュール、または環境保護を必要とする別の種類の電子モジュール等の任意の種類および数の電子モジュールを備えてよい。図１に示されるように、複数の電子モジュール１６は、蓋１２を本体１４から外している間に、複数の離間モジュール固定部材２０の間に本体１４のキャビティ１８内へと摺動自在に差し込まれてよい。その後、図２および３に示されるように、蓋１２を本体１４に取り付け、複数の電子モジュール１６を蓋１２のバックプレーン２８と接触させてよい。バックプレーン２８が本体１４に取り付けられる他の実施形態では、複数の電子モジュール１６は、蓋１２を本体１４から取り外した状態で本体１４のキャビティ１８内に差し込まれると、バックプレーン２８と直ちに接触してよい。
【００２６】
図１〜３に示されるように、複数の電子モジュール１６は、本体１４のキャビティ１８内において、複数の離間モジュール固定部材２０の間に収容され、対向する縦方向側面１４ｂおよび１４ｃの間に横方向２２に延在する。複数の離間モジュール固定部材２０は電子モジュール１６を縦方向２６のキャビティ１８内の定位置に保持し、対向する縦方向側面１４ｂおよび１４ｃは電子モジュール１６を横方向２２のキャビティ１８内の定位置に保持し、別のモジュール固定部材２４、および蓋１２のバックプレーン２８は、蓋１２が本体１４に取り付けられると、電子モジュールをキャビティ１８内の高さ方向３８の定位置に保持する。複数の電子モジュール１６は、すべて本体１４または蓋１２に成形加工された構成要素を用いてキャビティ１８内に保持されてよい。他の実施形態では、複数の電子モジュール１６は、種々の取り付け方法を用いて本体１４または蓋１２に取り付けられた構成要素を用いてキャビティ１８内に保持されてよい。
【００２７】
図１〜３に示されるように、複数の電子モジュール１６は、蓋１２が本体１４に取り付けられると蓋１２のバックプレーン２８と接触し、バックプレーン２８と無線で通じる。このようにして、１つまたは複数のデバイス３４は、接続線３６を通じてバックプレーン２８に接続された複数の導電コネクタ３２に接続されてよく、バックプレーン２８は複数の電子モジュール１６に無線で接続されてよく、それにより、キャビティ１８の外部３３の１つまたは複数のデバイス３４とキャビティ１８内に保持された電子モジュール１６との間で電力またはデータを伝送する。さらに他の実施形態では、複数の電子モジュール１６は、数、サイズ、構成、本体１４もしくは蓋１２に対する位置、種類、または固定方法が異なってよい。
【００２８】
図５は、図１の実施形態の複数の電子モジュール１６のうちの１つの斜視図であって、電子モジュール１６の外側の外板４０および４２を電子モジュール１６から取り外した状態の斜視図を示す。外板４０および４２は取り付け部材４４によって互いに対して取り付けられ、外板４０および４２の間の電子モジュール１６を少なくとも部分的に密閉してよい。取り付け部材４４は締結具またはその他の種類の取り付け部材で構成されてよい。外板４０および４２は、図１〜４のシャーシシステム１０によってすでに提供されている環境保護以外に電子モジュール１６に追加の環境保護を提供してよく、図１〜４に示されている熱伝導性の複数の離間モジュール固定部材２０を通じ、図１〜４に示されている熱伝導性の別のモジュール固定部材２４を通じ、図１〜４に示されている熱伝導性の本体１４および蓋１２を通じて電子モジュール１６から熱を放散するために、熱伝導性を有してよい。
【００２９】
外板４０および４２は、金属、炭素繊維、プラスチック、またはその他の種類の材料で作られていてよい。外板４０および４２は、３Ｄ印刷、成形加工、またはその他の製作方法を用いて製作されてよい。図１〜４のシャーシシステム１０の蓋１２および本体１４は、電子モジュール１６がシャーシシステム１０内で環境的に保護されるキャビティ１８に電磁波を侵入させない少なくとも１つの材料で作られているために、電子モジュール１６に追加の保護をさらに提供することにさらに留意されたい。
【００３０】
図４に示されるように、シャーシシステム１０の振動を低減するために、少なくとも１つのメタマテリアルアイソレータ１９が蓋１２に取り付けられ、シャーシシステム１０が設置される構造２１に対して配されてよい。構造２１は車両、航空機、またはその他の種類の構造の一部を構成してよい。他の実施形態では、少なくとも１つのメタマテリアルアイソレータ１９は、シャーシシステム１０の振動を低減するために本体１４に取り付けられてよい。少なくとも１つのメタマテリアルアイソレータ１９は、接着材、締結具を用いるか、またはその他の取り付け方法によって蓋１２に取り付けられてよい。少なくとも１つのメタマテリアルアイソレータ１９は、接着材、締結具を用いるか、もしくはその他の取り付け方法によって構造２１に取り付けられてもよいし、または構造２１に対して取り付けずに配されてもよい。少なくとも１つのメタマテリアルアイソレータ１９は、蓋１２のすべての４つの外側の角に取り付けられる円形のメタマテリアルアイソレータで構成されてよい。メタマテリアルアイソレータ１９は、金属、炭素繊維、プラスチック、またはその他の種類の材料で作られていてよい。メタマテリアルアイソレータ１９は、軸４６および４８におけるシャーシシステム１０の隔離を助けるために、図１〜４に示される電子モジュール１６の共振周波数に同調されていてよい。他の実施形態では、メタマテリアルアイソレータ１９は、数、形状、サイズ、構成、位置、種類、材料、または取り付けが異なってよい。
【００３１】
図６は、シャーシシステム１０の振動を低減するために、熱電層５０および形状記憶合金層５２が蓋１２に取り付けられ、シャーシシステム１０が設置される構造５４に対して配された、図２のシャーシシステム１０の側面図を示す。構造５４は、車両、航空機、トレー、磁石、またはその他の種類の構造の一部を構成してよい。他の実施形態では、熱電層５０および形状記憶合金層５２は、シャーシシステム１０の振動を低減するために本体１４に取り付けられてよい。熱電層５０は、接着材、締結具を用いるか、またはその他の取り付け方法によって蓋に取り付けられてよい。形状記憶合金層５２は、接着材、締結具を用いるか、またはその他の取り付け方法によって熱電層５０に取り付けられてよい。形状記憶合金層５２は、接着材、締結具を用いるか、もしくはその他の取り付け方法によって構造５４に取り付けられてもよいし、または構造５４に対して取り付けずに配されてもよい。熱電層５０は、ビスマスカルコゲニド類、テルル化鉛および無機包接化合物類、もしくはその他の種類の材料で作られていてよい。形状記憶合金層５２は、ニッケルベース、銅ベース、白金ベース、鉄ベース、またはその他の種類の形状記憶合金類であってよい。
【００３２】
熱電層５０および形状記憶合金層５２の使用により、軸５６内のシャーシシステム１０の隔離が助けられてよい。他の実施形態では、熱電層５０および形状記憶合金層５２は、数、形状、サイズ、構成、位置、種類、材料、または取り付けが異なってよい。形状記憶合金層５２は圧縮されると熱を発生してよく、熱電層５０は、形状記憶合金層５２によって発生された熱を電気に変換してよい。変換された電気は、構造５４に電力を供給するために利用されてもよいし、図１〜４に示される電子モジュール１６に電力を供給するために利用されてもよいし、シャーシシステム１０の振動を低減するべく、構造５４の一部を構成する磁石に電力を供給するために利用されてもよいし、または別の種類のデバイスもしくは構造に電力を供給するために利用されてもよい。
【００３３】
図７は、シャーシを製作する１つの方法６０を示すフローチャートである。ステップ６２において、シャーシが形成される。形成されるシャーシは、本体、該本体内のキャビティ、ならびに蓋であって、本体に取り付けられると本体および蓋によってキャビティは完全に密閉される、蓋を備えてよい。シャーシは、３Ｄ成形加工または別の方法を用いて形成されてよい。本体および蓋は、キャビティに電磁波を侵入させない少なくとも１つの材料から形成されてよい。本体または蓋は、熱伝導性材料、メタマテリアル、複合材料、または別の種類の材料から形成されてよい。ステップ６４において、少なくとも１つの電気コネクタが蓋または本体に成形加工される。ステップ６６において、少なくとも１つのモジュール固定部材が蓋または本体に成形加工される。ステップ６８において、バックプレーンが蓋または本体に取り付けられる。ステップ７０において、バックプレーンは少なくとも１つの電気コネクタに有線または無線で接続され、導電コネクタとバックプレーンとの間を電気またはデータが流れることを可能とする。
【００３４】
ステップ７２において、少なくとも１つの電子モジュールが、少なくとも１つのモジュール固定部材によって固定され、バックプレーンと接触し、バックプレーンと無線で通じるように、キャビティ内に配される。少なくとも１つの電子モジュールは、蓋が本体から外されている間にキャビティ内に嵌め込まれ、モジュール固定部材によって定位置に保持されてよい。蓋が本体に取り付けられると、バックプレーンは少なくとも１つの電子モジュールと接触してよい。別の実施形態では、蓋が本体から外されている間に少なくとも１つの電子モジュールがキャビティ内に嵌め込まれ、モジュール固定部材によって定位置に保持されるとすぐに、バックプレーンは少なくとも１つの電子モジュールと接触してよい。少なくとも１つの電子モジュールは熱伝導性の外板内に部分的に密閉されてよい。
【００３５】
ステップ７４において、シャーシは、航空機等の車両または別の種類の車両もしくは構造内に設置されてよい。別の実施形態では、シャーシの振動を低減するために、少なくとも１つのメタマテリアルアイソレータが蓋または本体に取り付けられてよい。さらに別の実施形態では、熱電層および形状記憶合金層が蓋または本体に取り付けられてよい。形状記憶合金層は、圧縮されると熱を発生するように構成され、熱電層は、形状記憶合金層によって発生された熱を電気に変換するように構成される。他の実施形態では、方法の１つまたは複数のステップが修正されるかもしくはそれに従わなくてもよいし、ステップの順序が変更されてもよいし、または１つまたは複数の追加のステップが追加されてもよい。
【００３６】
３Ｄ印刷を用いてシャーシを形成すること、および導電コネクタおよびモジュール固定部材を成形加工することによって、締結具等の小さな部品を使用する必要性、およびシャーシおよび電子モジュールを設置するための手作業の必要性が低減され、それにより、コストが低減される。さらに、熱伝導性のモジュール固定部材、熱伝導性の蓋、および熱伝導性の本体を用いることによって、既存のシステムにおいて利用されているようなよりコストの高いくさび状固定具を用いるよりも、電子モジュールからの熱がより効率的に放散される。加えて、電子モジュールとバックプレーンとの間に無線接続を使用することで、シャーシが設置される車両または構造の振動によって生じる電子モジュールの動揺によるモジュールコネクタ上の損耗によって生じるコネクタのフレッティングが解消される。
【００３７】
本開示の１つまたは複数の実施形態は、電子モジュールを保持して使用するための既存の装置および方法の１つまたは複数が経験する１つまたは複数の問題を低減してよい。例えば、本開示の１つまたは複数の実施形態は以下の利点の１つまたは複数を有してよい：シャーシにおける振動の低減；振動の低減または電子モジュールもしくはその他のデバイスへの電力供給等の任意の目的のために利用される電力の発生；シャーシへの電磁波の侵入の防止；バックプレーンと電子モジュールとの間に無線電力またはデータを提供し、シャーシが設置される車両または構造の振動によって生じる電子モジュールの動揺によるモジュールコネクタ上の損耗によって生じるコネクタのフレッティングを解消すること；ファラデーエンクロージャとなるシャーシの生成；３Ｄ印刷および成形加工を用い、締結具等の小さな部品の使用、および手作業の必要性を低減し、それにより、効率を高め、コストを低減すること；熱伝導性構成要素を用いることにより、くさび状固定具を使用する従来システムよりも、電子モジュールによって生み出される熱を効率的に放散すること；シャーシが電子モジュールを熱的および環境的に保護するのを援助する保護モジュール外板の使用；ならびに１つまたは複数の付加的利点。
【００３８】
当然ながら、上述したことは本開示の例示的な実施形態に関するものであること、ならびに添付の請求項に記載されている通りの本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく変更がなされてよいことを理解されたい。
【符号の説明】
【００３９】
１０  シャーシシステム
１２  蓋
１４  本体
１４ａ  上面
１４ｂ、１４ｃ  縦方向側面
１４ｄ、１４ｅ  横方向端面
１４ｆ  底部
１５  固定部材
１６  電子モジュール
１８  キャビティ
１９  メタマテリアルアイソレータ
２０、２４  モジュール固定部材
２８  バックプレーン
３０  固定部材
３２  導電コネクタ
３４  デバイス
３６  接続線
４０、４２  外板
４４  取り付け部材
５０  熱電層
５２  形状記憶合金層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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2014039015000002.pdf
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