JPH03181793A - 熱伝達ヒンジ - Google Patents

熱伝達ヒンジ

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JPH03181793A
JPH03181793A JP2262932A JP26293290A JPH03181793A JP H03181793 A JPH03181793 A JP H03181793A JP 2262932 A JP2262932 A JP 2262932A JP 26293290 A JP26293290 A JP 26293290A JP H03181793 A JPH03181793 A JP H03181793A
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JP
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rotor
finger
pivot axis
plane
thermally conductive
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Application number
JP2262932A
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English (en)
Inventor
Jr Arthur Holmberg
アーサー・ホームバーグ・ジュニア
David E Wilson
デイビッド・イー・ウィルソン
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Boeing North American Inc
Original Assignee
Rockwell International Corp
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Publication date
Application filed by Rockwell International Corp filed Critical Rockwell International Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/10—Arrangements for locking
    • F16C11/103—Arrangements for locking frictionally clamped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/47—Cosmonautic vehicles, i.e. bearings adapted for use in outer-space
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00—Heat exchange
    • Y10S165/135—Movable heat exchanger

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は機械的ヒンジまたはロータリ継手の分野に関
し、かつより特定的には、高い熱コンダクタンス、良好
な信頼性、低いトルク、小さなサイズ、軽量、かつ深い
空間、真空環境において動作するヒンジ結合されたジヨ
イントを横切る大変低い熱勾配を必要とする航空宇宙用
、軍用および産業用の応用における使用に適した機械的
ヒンジの分野に関する。
先行技術の説明 ヒンジ結合されたジヨイントは典型的には、固定された
または基準のヒンジ表面へまたはそこからヒンジ結合さ
れた動く表面へまたはそこから熱を伝導させることによ
ってヒンジを介して基準部材からピボット部材に熱を移
動させる。基準部材ヒンジ表面は典型的には内部スリー
ブまたは円筒形表面である。基準または固定された部材
ヒンジ表面は典型的には内部スリーブまたは円筒形表面
であり、例えばジンバルまたはトラニオンである。
動くヒンジ結合された表面は典型的にはピンまたは円筒
形表面であって、スリーブまたは円筒形基準表面によっ
て受けられる。他の形態のヒンジは玉軸受を用いる。ジ
ヨイントを横切る所与の熱負荷に対する熱勾配は、使用
可能表面領域、熱領域接触力、材料の熱伝導率、ジヨイ
ントが動作する温度およびジヨイントが動作することを
必要とされる大気圧の関数である。低いトルクの応用は
典型的には回転する表面の間での動くインターフェース
を与える。インターフェース圧力が減少すると、ヒンジ
を回転させるために必要なトルクが減少し、ジヨイント
を横切る熱勾配は所与の大気圧において所与の熱負荷に
対して増加する。
発明の要約 この発明は、低い回転トルク入力要件および所与の熱負
荷に対する大変低い熱勾配で基準または固定部材からヒ
ンジ結合された部材に信頼性を持って熱を結合するため
の改良されたヒンジを特徴付ける。主要な実施例は、高
い熱伝導率（すなわち高純度の銅に対するそれよりもよ
り大きな）および低い摩擦係数（すなわちテフロンのオ
ーダにおいて）を与えるためにヒンジインターフェース
においてダイアモンド材料を用いる。そのダイアモンド
材料は、単結晶産業用ダイアモンド、多結晶ダイアモン
ドまたはミクロン層ダイアモンドコーティングの形態を
とってもよい。最良の性能のためには、これらの構成は
すべて高い熱伝導率の他のヒンジ材料と結合されなけれ
ばならない（たとえば銅、アルミニウムなど）。
構造的および支持エレメントによってかつヒートパイプ
によって熱はジヨイントに結合されかつジヨイントから
除去され、そこにおいてアセンブリ間での熱のより効率
的な伝達が必要とされる。
好ましい実施例の簡単な説明 第１図および第２図は、第１のロータ１２および第２の
ロータ１４を有するこの発明の熱伝達ヒンジ１０の平面
図および側面図である。示される構成は多結晶ダイアモ
ンドインターフェースのためのものであるが、単結晶ま
たはミクロン層ダイアモンドインターフェースに対して
も同じ線に沿って従うであろう。第２図に示される仮想
ブロック１６および１８内のアセンブリは第１のロータ
を第２のロータに枢軸的に結合するためのピボット手段
を表わす。各ロータは、第１および第２のロータ１２．
１４の間を通るピボット軸２０上で自由に旋回する。交
互に重ねられたフィンガ部材、たとえば仮想ブロック１
６および１８の間に位置付けられた第１のロータのフィ
ンガ２４ａ、２４ｂ・・・２４におよび第２ロータのフ
ィンガ２６ａ、２６ｂ・・・２６ｊの配置は、隣接する
ロータフィンガ上の熱伝導性平面を介して第１のロータ
を第２のロータに結合する。
第１のロータのフィンガ２４ａ、２４ｂ・・・２４には
熱伝導性平面を第１のロータに対して熱的に結合するた
めの手段を表わす。第６図は、第２図に示される交互に
重ねられたフィンガの配置の概略分解図である。
第６図は第２図の断面の分解部分概略図であり、各第１
のロータフィンガが、それぞれの第１のロータのフィン
ガヘッド３０　ａ、　３０　ｂ・・・３０にの平行な対
置する側上に形成される右および左の熱伝導性平面２８
１ａ、２８ｒａ、２８１ｂ。
２８ｒｂ％−−−１２８１に、２８ｒｋを有することを
示す。各第１のロータのフィンガヘッドは第１のロータ
のフィンガフィン３４ａ、３４ｂ・・・３４ｋによって
対応する第１のロータのフィンガフット３２ａ、３２ｂ
・・・３２ｋから分離される。
第６図はまた、第２のロータのフィンガ２６ａ１２６ｂ
１　・・・、２６ｊが第２のロータに対して熱伝導性平
面を熱的に結合するための手段を表わすことを示す。各
第２のロータのフィンガはそれぞれの第２０−タフイン
ガヘツド３８　ａ、　３８　ｂ。
・・・、３８ｊの平行な対置する側上に形成された左お
よび右の熱伝導性平面３６１ａ、３６ｒａ。
３６１ｂ％　３５ｒｂ、＠＋＋ａ、３６Ｎ、３６ｒｊを
有する。各第２０−タフインガヘツドは第２０−タフィ
ンガフイン４２ａ、４２ｂ、　　・・・４２ｊによって
それぞれの第２０−タフインガフツト４　Ｑ　ａ−、４
０ｂｚ　　・・・４０ｊから分離される。
第２図およびまた第７図および８図は第１および第２の
ロータフィンガ上の左右熱伝導性平面が仮想ブロックエ
６および１８内のピボットアセンブリによってピボット
軸に対して垂直に位置付けられていることを示す。ピボ
ット軸２０はそれぞれの熱伝導性の平らな表面の各々を
介して中心を通る。枢軸的支持は仮想ブロック１６およ
び１８内のピボットアセンブリによって設けられるのみ
である。左右のばね４３ａ、４３ｂは、第１のロータ↓
２が第２のロータ１４に関してピボット軸２０上で旋回
するとき、第１０−タ平面を第２０−タ平面に対して支
持するための手段を表わす。
すべてのフィンガの配置および第２０−タ熱伝導性面に
対するすべての第１０−タ熱伝導性面の予荷重は、それ
らがそれぞれの第１および第２のロータに堅固に固定さ
れる前に、第２図に示される交互に重ねられた配列内に
それぞれの第１．および第２のロータフィンガをジグで
処理することによって達成される。ジグ（図示せず）は
、フィンガ部材をそれぞれの第１および第２ロータに対
して永久的に固着する前に、容筒）第２０−タフインガ
上に熱伝導性表面をピボット軸２０に対して垂直に位置
付ける様にされる。ジグはまたピボット軸が中心を通る
ように、または実務としてそれぞれの熱伝導性平面の各
々の熱伝導性面の中心の近くを通るようにするように作
られる。
再び第６図ないし第８図を参照して、各第１ロータフィ
ンガフット３２　ａ　％　３２　ｂ　Ｎ　　・・・、３
２には、対応する第１ロータのフットアパーチャ４４ａ
、４４ｂ、−−、，４４に内に各第１０−タのフィンガ
フットを位置付けることによって第１ロータに結合され
る。第１０−タのフィンガのジグ処理された配列を乱さ
ないように、容筒（ロータのフットアパーチャは対応す
る第工ロータのフィンガフットをしめしろなしに自由に
受ける形状にされる。
各第２ロータのフィンガフット４　Ｑ　ａ、　４０　ｂ
ｓ・・・、４０には、各第２０−タのフィンガフットを
対応する第２０−タのフットアパーチャ内に位置付ける
ことによって第２ロータに結合される。
各第２０−タのフットアパーチャは、第２のロータのフ
ィンガのジグ処理された配列の乱れを避けるためにしめ
しろなしに対応する第２のロータフィンガフットを自由
に受ける形状にされる。
第２図に示される第１および第２のロータのアパーチャ
は矩形のノツチとして形作られる。第工ロータのアパー
チャ４４　ａ、　４４　ｂ、　　・・・４４には第１０
−タ王２の下方端内に形成される。第２ロータのアパー
チャ４６ａ％　４６ｂ、　　・・・４６ｊは第２０−タ
１４の上方端にある。
第４図および第５図はロータフィンガの詳細な側面図お
よび詳細な正面図を与える。フィンガは銅またはアルミ
ニウムのコアから形成される。左のタングステンカーバ
イドディスク４８は左の取付は穴内に受けられる。右の
タングステンカーバイドディスク５０は右の取付は穴内
に受けられる。
左および右のディスクはジグで処理されたフィンガセン
ブリの温度をソルダプリフォームの融点まで上昇させる
前にそれぞれのディスクの下にそれぞれの左および右の
取付は穴内に位置付けられたソルダプリフォームによっ
て装着される。好ましい実施例においては、ディスクの
外側表面は多結晶ダイアモンド材料または良好な熱伝導
性を有する代替えの低摩擦材料で予めコートされる。単
結晶ダイアモンドエレメントおよびミクロン層ダイアモ
ンドが適切な代替えのコーティングエレメントと考えら
れる。
第４図および第５図はまた、面５２ａおよび５２ｂなど
の熱伝導性面が典型的には円形の形状をとることを示す
。そのコーティングはディスクをフィンガ部材に固着す
るのに先立ってタングステンカーバイドディスクに対し
て施される。各ディスクは平らで平行な表面を有する。
インサートの多結晶表面は１インチの１００００分の１
の許容範囲まで平らでありかつ２マイクロインチの仕上
げを有する。第４図に示されるように、右および左面５
２ａおよび５２ｂは１インチの１０００分の１．内まで
平行であるように機械加工されかつ研磨される。
ディスクは多結晶ダイアモンドコーティングで被覆され
、それは例えばユタ州、プロウボウのメガダイアモンド
（Ｍｅｇａｄｉａｍｏｎｄ、２７５Ｗｅｓｔ　　２２３
０　　Ｎｏｒｔｈ、Ｐｒｏｖｏ。
Ｕｔａｈ、８４６０４）などの会社による。ダイアモン
ドインターフェース材料の他の源としては、単結晶ダイ
アモンドではカリフォルニア州、トランスのスミトモ・
エレクトリック・ＵＳＡ・インコーホレーテッド（Ｓｕ
ｍｉｔｏ、ｍｏ　　Ｅｌｅｃｔｒｔｃ　　ＵＳＡ　　Ｉ
ｎｃ、、２３４４０　　Ｈａｗｔｈｏｒｎｅ　　Ｂ１．
ｖｄ、、Ｂｌｄｇ、２．Ｒｍ　　２ＩＱ、Ｔｏｒｒａｎ
ｃｅ、ＣＡ、９０５０５−４７６２）およびミクロン層
ダイアモンドコーティングとしてはオハイオ州、ダブリ
ンのビーム・アロイ・コーポレーション（ｔｈｅ　　Ｂ
ｅａｍ　　Ａ１１ｏｙ　　Ｃｏｒｌ）、、６３６０　　
Ｄｕｂｌｉｎ　　Ｔｎｄｕｓｔｒｉａｌ　　Ｌａｎｅ、
Ｄｕｂｌｔｎ、０ｈｉｏ　　４３０１７）などがある。
好ましい実施例における使用のために熱伝導性コーティ
ングを作りかつ研磨することにおいて用いられる工程の
特徴のいくつかは以下の米国特許において説明される。
１．１９８９年１月１０日発行の米国特許第４゜７９７
．２４１号、ユタ州、プロウボウのメガダイアモンド（
Ｍｅｇａｄｉａｍｏｎｄ、２７５Ｗｅｓｔ　　２２３０
　　Ｎｏｒｔｈ　　、Ｐｒｏｖｏ。
Ｕｔａｈ、８４６０４）に譲渡された「多重多結晶体を
作成するための方法（Ｍｅｔｈｏｄ　　ｆ。
ｒ　　Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　　Ｐ
ｏ１ｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　　Ｂｏｄｉｅｓ）Ｊ。
２．１９８５年６月２５日発行の米国特許第４゜５２５
．１７８号、ユタ州、プロウボウのメガダイアモンド・
インダストリーズ・インコーホレーテッド（Ｍｅｇａｄ
ｉａｍｏｎｄ　　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、Ｉｎｃ、、Ｎ
ｏｒｔｈ、Ｐｒｏｖｏ。
Ｕｔａｈ、８４６０４）に譲渡された「複合多結晶ダイ
アモンド（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　　Ｐｏ１ｙｃｒｙｓｔ
ａｌｌｉｎｅ　　Ｄｉａｍｏｎｄ）Ｊ。
３．１９７５年１０月２１日発行米国特許第３゜９１３
．２８０号、ユタ州、プロウボウのメガダイアモンド・
コーポレーション（Ｍｅｇａｄｉａｍｏｎｄ　　Ｃｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｐｒｏｖｏ。
Ｕ　ｔ　ａ　ｈ、　　８４６０４）に譲渡された、「多
結晶ダイアモンド複合物（Ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉ
ｎｅ　　Ｄｉａｍｏｎｄ　　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）」
。
４．１９８７年５月５日発行米国特許第４，６６２．３
４８号、ユタ州、プロウポウのメガダイアモンド・イン
コーホレーテッド（Ｍｅｇａｄｉａｍｏｎｄ　　Ｉｎｃ
、、Ｐｒｏｖｏ、Ｕｔａｈ。
８４６０４）に譲渡された、「バーニシングダイアモン
ド（Ｂｕｒｎｉｓｈｉｎｇ　　Ｄｉａｍｏｎｄ）Ｊ。
それらの内容はここに引用により援用される。
多結晶表面は５００，０００ｐｓｉの許容圧縮応力をも
つダイアモンドのそれに等しい固い耐摩耗性表面を与え
る。その表面は微小なダイアモンド粉およびタングステ
ンカーバイドを耐火モールドに構成することによって一
般に形成される。そのアセンブリはそれから１００００
００ｐｓ　ｉに近い圧力を受け、かつ約華氏３０００度
まで電流によって加熱される。冷却で、ダイアモンドの
結晶はともに焼結してタングステンカーバイド裏当てを
伴う堅い（ｓｏｌｉｄ）塊を形成する。多結晶コーティ
ングの熱伝導性は純粋な銅のそれよりも大きく、かつ摩
擦の係数はテフロンのそれよりも小さい（０，０４）。
これらの特徴は結合して回転する表面間での可能な最も
効率的な熱伝達を達成する。熱の伝達は、ジヨイントを
横切る接触圧力を増加させると、または接触圧力を一定
に保持する一方で回転する熱伝導性面によって形成され
るジヨイントの領域を増加させることによって増加する
。
ディスクのタングステンカーバイド側ははんだ付けまた
はブレージングによって各それぞれの第１および第２の
ロータフィンガのヘッドの対置する側に固着される。フ
ィンガが銅のものである実施例において、ディスクはイ
ンジウムソルダを用いてフィンガヘッドに装着される。
ソルダプリフォームは各ディスクの背後およびフィンガ
の対応する表面の間で用いられる。ディスクはフィンガ
アセンブリジグ（示さず）によってフィンガの対置する
側と接触した状態に保持され、ジグ処理されたフィンガ
としての平行な表面を保証し、かつディスクの配置の温
度がはんだの融点より上に上げられる。対置する左およ
び右の多結晶ダイアモンド表面は、フィンガが隣接のフ
ィンガ間に介在するときに低トルク動作を保証しかつま
た隣接の熱伝導性平面と良好な熱接触を保証するために
指定によって１インチの１０００分の１内まで平行にな
るように制御される。
アルミニウムに対してはんだ付けは華氏５５０度から７
７０度において行なわれる。この温度範囲によってフラ
ックスがアルミニウム表面をコートしている酸化アルミ
ニウムを溶かすことが可能になる。アルミニウムのはん
だ付けにおいて用いられる合金は一般的に５０−７５％
の錫を含み残余の亜鉛を伴う。フラックスを用いないは
んだ付けが銅、アルミニウムおよび銀に対して用いられ
得る。フラックスを用いないはんだ付けのある方法は超
音波発生器およびはんだ付はヘッドを含み、それはソル
ダチップおよびヒータのためのトランスジューサ継手を
伴う。約華氏８００度の温度で起こるろう付けは銅およ
びアルミニウムの両方およびそれらの合金とともに用い
られ得る。
第７図および第８図はその上で第１および第２のロータ
１２．１４が回転するピボット手段１６、（８またはヒ
ンジの拡大図をより詳細に表わす。
仮想ボックス１６内の右ピボット手段は、第１のロータ
１２に結合されてスロット６４を形成する左こみ（ｔａ
ｎｇ）６０および右こみ６２を有するヨークとして第７
図に示される。中心こみ６６はスロット６４内への挿入
のために第２０−タ１４に結合される。右のピン６８は
ピボット軸２０との同軸の配列において左および右のこ
み６０゜６２によって支持される。右のピン６８は中心
こみ６６を介して通過してその上に第２のロータ１４が
旋回するべきベアリング表面を与える。第２のロータ１
４は右のピン６８によって枢軸的に支持される。
ベルビル（Ｂｅｌｖｉｌｌｅ）ばね座金４３ａは第１の
ロータ１２に関してピンに一定の予荷重力を与えるため
の右のばね手段を表わす。ピンはヨークを介して自由に
延在し、かつ熱伝導性平面２８ｒａに予荷重力を加えて
第１のロータの平らな平面、たとえば平面２８１ａを第
２のロータの平らな表面、たとえば表面３６ｒａに対し
て保持する。
保持プレート７２はスクリュ７４によって第１のロータ
１２に結合され、それは保持プレート７２を介してねじ
切り受は孔７６内に通過する。保持プレートはピボット
軸２０に対して垂直である。
ピンは、部分的に圧縮された右のばね４３ａが保持プレ
ート７２に関してカラーに抗して左に力を加えると、右
のばね座金４３ａを支持するためのカラー７８を有する
。ばねはピン６８上に同軸的に位置付けられる。
仮想ボックス工８内の左のピボット手段は第１のロータ
■２に結合されてスロット８６を形成する左のこみ８２
および右のこみ８４を有するヨークとして第８図に示さ
れる。中心のこみ９０はスロット８６内への挿入のため
に第２０−タ１４に結合される。左のピン９２はピボッ
ト軸２０と同軸の配列で左および右のこみ８２．８４に
よって支持される。左のピン９２は中心こみ９０を介し
て通過してその上に第２のロータ１４が旋回されるべき
ベアリング表面を与える。第２のロータ１４は左のピン
９２によって枢軸的に支持される。
ベルビルばね座金４３ｂは第１のロータ１２に関してピ
ンに一定の予荷重力を与えるための左のばね手段を表わ
す。ピンは左のヨークを介して自由に延在し、かつ第１
のロータの平面、たとえば平面２８ｒｋを第２のロータ
の平面、たとえば表面３６１ｊに抗して保持するために
熱伝導性平面２８１ｋに予荷重力を与える。
左の保持プレート９６は保持プレート９６を介して左の
ねじ切り受は穴１０３内に通過するスクリュ１００によ
って第（のロータ１２に結合される。その保持プレート
はピボット軸２０に対して垂直である。ピンは、部分的
に圧縮されたばね４３ｂが保持プレート９６に関してカ
ラー１０２に抗して右へ力を与えると、ばね座金４３ｂ
を支持するためにカラー１０２を有する。ばねはピン９
２上に同軸的に位置付けられる。
第工ロータヒートパイプ（０４，１０６は第２図第３図
第７図および第８図において第１のロータ１２内に埋め
込まれて示される。第３図はトップキャリア１０８およ
びボトムキャリア１１０を示し、それぞれが第１のロー
タ１２のトップおよびボトムセクションを形成する。ヒ
ートパイプ↓０４．１０６は精密チャネル内で並んで位
置付けられる。トップおよびボトムセクションはスクリ
ュ１１２ａ、１１２ｂによって結合される。これらのス
クリュはセクションが互いに接触するようにかっヒート
パイプ１０４および１０６と接触するようにセクション
を保持する。第１図は頂部セクション１０８を示す。こ
の型のヒートパイプは、カリフォルニア州、エル・サガ
ンドウのヒユーズ・エアクラフト（Ｈｕｇｈｅｓ　　Ａ
ｉｒｃｒａｆｔ、ＥＩ　　　Ｓｅｇｕｎｄｏ、　　Ｃａ
Ｌｉｆｏｒｎｉａ）およびニューヨーク州、ロング・ア
イランド、ベスペイジのゲラマン・エアロスペース・コ
ーポレーション（Ｇｒｕｍｍａｎ　　Ａｅｒｏｓｐａｃ
ｅ　　Ｃｏｒｐ、、Ｂｅｔｈｐａｇｅ、ＬｏｎｇＩｓｌ
ａｎｄ、Ｎｅｗ　　Ｙｏｒｋ）などの会社から入手可能
である。ヒートパイプは、装置の長さに沿って大変低い
温度差である位置から別の位置へと熱を急速に移動させ
る。
第６図ないし８図を参照して、フィンガ部材２４ａは第
１のロータに結合された第１のフィンガ部材を表わし、
かつフィンガ部材２４には第１のロータに結合された最
終フィンガ部材を表わす。
最終フィンガ部材は第１のロータから延在する。
最終フィンガ部材は、ピボット軸に垂直に最終フィンガ
部材上に位置付けられかつ対応する第２のロータのフィ
ンガ部材の平面３６１ｊに抗して支持される平らな表面
２８ｒｋを有する。ピン９２は第１のロータ１２を基準
とする予め定められた力を与えるための左圧力手段を表
わす。予め定められた力はピボット軸２０と同軸に整列
されて対応する第２のフィンガ部材の平らな表面に抗し
て最終フィンガ部材の平面を右へ駆動する。ピン６８は
第１のロータ１２を基準とする予め定められた力を与え
るための右圧力手段を表わす。予め定められた力は対応
する第２のフィンガ部材の平らな表面に抗して左へ最終
フィンガ部材の平らな表面を駆動するためにピボット軸
２０と同軸に整列される。
第９図は、７ワツトの熱伝達要件で、第１のロータから
第２のロータへ、アセンブリを横切る３度Ｋｅｌｖｉｎ
の温度差での第１図ないし８図に示される実施例の性能
をグラフで描く。独立変数”ＨＥＡＴ　　ＴＲＡＮＳＦ
ＥＲＣ０ＥＦＦＩＣＩ　ＥＮＴ　（Ｗ／Ｋ　　ｆ　ｔ２
　）”の関数として従属変数“Ｎｏ、ＨＩＮＧＥＤ　　
Ｐ、ＡｒＲ８（ｎ）”の間の関数的関係が０．　１イン
チおよび０．０１インチのフィンの厚さの交互の値に対
する曲線の対としてグラフで示される。曲線の対は０．
０５．０．０６４．０．１および０．３０インチの予め
定められたピンの直径に対して示される。第９図の曲線
は必要とされるヒンジ結合された対の数が、１００ｗ／
ＫＡ２より下の値に達するまで、熱伝達係数、独立変数
に対して比較的感応しないことを示す。これより上の値
はテストによれば５０ポンドの低さのインタフェース圧
力負荷で容易に得られる。０．１インチより上のピンの
直径に対して、ヒンジ結合された対の数は２０以上であ
り、軽量でかつ組み立てやすい設計を可能とする。
与えられた説明は例示としてのみ意図され、かつ制限と
は考えられない。当業者は開示された図面に対して変更
を思いつくであろう。しかしながら、説明の範囲内にあ
るそのような変更のいずれでもが同様にそこに含まれる
と意図される。この発明の範囲はそれらの均等物を含む
添付の特許請求の範囲の範囲から決められるであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は熱伝達ヒンジの平面図である。 第２図は第１図の熱伝達ヒンジの側面図である。 第３図は交互の回転制限位置を示す熱伝達ヒンジの端面
図である。 第４図はフィンガ部材の側面図である。 第５図はフィンガ部材の正面図である。 第６図はフィンガ部材の分解図である。 第７図および第８図はヒンジ配置を示す部分側面図を表
わす。第７図および第８図は第３図の線３−３に沿う断
面図である。 第９図はディスクの直径およびフィンの厚さの交互の値
に対する熱伝達係数の関数として必要とされるフィンガ
対の数を示す特定の例のためのグラフ的表示である。 図において、１０は熱伝達ヒンジであり、１２は第１ロ
ータであり、１４は第２ロータであり、２０はピボット
軸であり、２４ａ、２４ｂ、　　・・、２４には第１の
ロータのフィンガであり、かつ２６ａ１２６ｂ１　・・
・２６ｊは第２のロータのフィンガである。 「ＩＧ。 Ｑ上 へ） へ（ レ− ＦＩＧ。 ＦＩＧ。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）熱伝達ヒンジであって、 第１のロータと、 第２のロータと、 第１のロータを第２のロータに枢軸的に結合するための
    ピボット手段とを含み、各ロータは第１および第２のロ
    ータの間を通るピボット軸上で自由に旋回し、さらに、 熱伝導性平面を第１のロータに対して熱的に結合するた
    めの手段を含み、該平面はピボット軸に対して垂直に位
    置付けられ、さらに、 熱伝導性平面を第２のロータに対して熱的に結合するた
    めの手段を含み、該平面はピボット軸に対して垂直に位
    置付けられ、さらに、 第２のロータに関して、第１のロータがピボット軸上で
    旋回すると、第２のロータの平面に抗して第１のロータ
    の平面を保持するための手段を含み、 前記ピボット手段は、 第１のロータに結合されてスロットを形成する左こみお
    よび右こみを有するヨークと、 スロット内への挿入のために第２のロータに結合された
    中央こみと、 ピボット軸と同軸に整列して左および右のこみによって
    支持されるピンとを含み、該ピンは中央こみを介して通
    過し、第２のロータはピンによって枢軸的に支持され、
    さらに、 第１のロータに関してピンに一定の予荷重力を与えるた
    めのばねを含み、該ピンはヨークを介して自由に延在し
    かつ第１のロータの平面を第２のロータの平面に抗して
    保持するために予荷重力を与え、さらに、 ばね手段はさらに、 第１のロータに結合された保持プレートを含み、該保持
    プレートはピボット軸に対して垂直であり、さらに、 該ピンはさらにカラーを含み、 該ばねはピン上に同軸的に位置付けられかつ保持プレー
    トとピンカラーとの間に力を与えるために圧縮され、該
    ピンは第２のロータの平面に抗して第１のロータの平面
    を保持するように駆動される、熱伝達ヒンジ。
  2. （２）熱伝達ヒンジであって、 第１のロータと、 第２のロータと、 第１のロータを第２のロータに枢軸的に結合するための
    ピボット手段とを含み、各ロータは第１および第２のロ
    ータの間を通過するピボット軸上で自由に旋回し、さら
    に、 熱導性平面を第１のロータに熱的に結合するための手段
    を含み、該平面はピボット軸に対して垂直に位置付けら
    れ、さらに、 熱伝導性平面を第２のロータに熱的に結合するための手
    段を含み、該平面はピボット軸に対して垂直に位置付け
    られ、さらに、 第２のロータに関して、第１のロータがピボット軸上で
    旋回すると、第２のロータの平面に抗して第１のロータ
    の平面を保持するための手段と、第１ロータに結合され
    た第１のフィンガ部材を少なくとも含み、該第１のフィ
    ンガ部材は第１のロータから延在し、第１のロータの平
    面はピボット軸に対して垂直に第１のフィンガ部材上に
    位置付けられ、さらに、 第２のロータに結合された少なくとも第２のフィンガ手
    段を含み、第２のフィンガ部材は第２のロータから延在
    し、第２のロータの平面はピボット軸に対して垂直に第
    ２のフィンガ部材上に位置付けられ、さらに、 第１のロータの平面は第２のロータの平面に抗して位置
    付けられており、さらに、 第１のロータを基準とする予め定められた力を与えるた
    めの右圧力手段を含み、該力は第２のフィンガ部材に抗
    して第１のフィンガ部材を駆動するためにピボット軸と
    同軸的に整列されており、第１のフィンガ部材の平面は
    ピボット軸に垂直に第１のフィンガ部材上に位置付けら
    れかつ対応する第２のロータのフィンガ部材の平面に抗
    して支持され、さらに、 第１のロータに結合された最終フィンガ部材を含み、該
    最終フィンガ部材は第１のロータから延在し、該最終フ
    ィンガ部材はピボット軸に垂直に最終フィンガ部材上に
    位置付けられかつ対応する第２のロータフィンガ部材平
    面に抗して支持された平面を有し、さらに、 第１のロータを基準とする予め定められた力を与えるた
    めの左圧力手段を含み、該予め定められた力は対応する
    第２のフィンガ部材の平面に抗して最終フィンガ部材の
    平面を駆動するためにピボット軸と同軸的に整列されて
    いる、熱伝達ヒンジ。
  3. （３）ピボット軸を有するピボットインターフェースを
    横切って熱を伝導するための無負荷ベアリングヒンジ結
    合された熱伝達機構であって、前記ピボット軸に実質的
    に平行な長さを有する第１のロータと、 複数個の第１のロータフィンガとを含み、各々が前記第
    １のロータに結合されたフィンガフットを有し、かつフ
    ィンガヘッドを有し、そこにおいて前記第１のロータフ
    ィンガは前記第１の長さに沿って周期的に前記第１のロ
    ータに結合され、かつ前記第１のロータフィンガヘッド
    の各々は１対の実質上堅い熱伝導性表面を有し、さらに
    、前記ピボット軸に実質上平行な長さを有する第２のロ
    ータと、 複数個の第２のロータのフィンガとを含み、各々が前記
    第２のロータに結合されたフィンガフットを有し、かつ
    フィンガヘッドを有し、そこにおいて前記第２のロータ
    フィンガは前記第２のロータの長さに沿って周期的に前
    記第２のロータに結合され、かつ前記第２のロータのフ
    ィンガヘッドの各々は１対の実質上堅い熱伝導性表面を
    有し、さらに、 前記第１のロータフィンガのヘッドおよび前記第２のロ
    ータフィンガのヘッドは交互に重ねられ、それゆえ前記
    フィンガヘッドの前記熱伝導性表面は互いに当接する、
    無負荷ベアリングヒンジ結合された熱伝達機構。
  4. （４）前記熱伝導性表面は実質上平らである、請求項３
    に記載のヒンジ結合された熱伝達機構。
  5. （５）前記熱伝導性表面は前記ピボット軸に対して実質
    上垂直である、請求項４に記載のヒンジ結合された熱伝
    達機構。
  6. （６）前記熱伝導性表面は堅くかつ孔を開けられていな
    い、請求項５に記載のヒンジ結合された熱伝達機構。
  7. （７）前記熱伝導性表面各フィンガが１層のタングステ
    ンカーバイドおよび１層の多結晶ダイアモンドを含む、
    請求項６に記載のヒンジ結合された熱伝達機構。
  8. （８）前記熱伝導性表面を互いに接触状態で保持するた
    めの前記ロータのうちの１つに抗して予め定められた力
    を及ぼすための前記ピボット軸と軸的に整列させられた
    ばねを付加的に含む、請求項７に記載のヒンジ結合され
    た熱伝達機構。
  9. （９）ピボット軸を有するピボットインターフェースを
    横切って熱を伝達するための無負荷ベアリングヒンジ結
    合された熱伝達機構であって、前記ピボット軸に実質上
    平行な長さを有する第１のロータと、 複数個の第１のロータフィンガを含み、各々が前記ロー
    タに結合されたフィンガフットを有し、かつフィンガヘ
    ッドを有し、そこにおいて前記第１のロータフィンガは
    前記第１のロータの長さに周期的に沿って前記第１のロ
    ータに結合され、かつ前記第１のロータフィンガヘッド
    の各々が前記ピボット軸と交差する１対の熱伝導性表面
    を有し、さらに、 前記ピボット軸に実質上平行な長さを有する第２のロー
    タと、 複数個の第２のロータフィンガとを含み、各々が前記第
    ２のロータに結合されたフィンガフットを有し、かつフ
    ィンガヘッドを有し、そこにおいて前記第２のロータフ
    ィンガは前記第２のロータの長さに沿って周期的に前記
    第２のロータに結合され、かつ前記第２のロータフィン
    ガヘッドの各々が前記ピボット軸と交差する１対の熱伝
    導性表面を有し、さらに、 前記第１のロータフィンガのヘッドと前記第２のロータ
    フィンガのヘッドが交互に重ねられており、それゆえ前
    記フィンガヘッドの前記熱伝導性表面が互いに当接する
    、無負荷ベアリングヒンジ結合された熱伝達機構。
  10. （１０）前記熱伝導性表面が堅くかつ孔を開けられてい
    ない、請求項９に記載のヒンジ結合された熱伝達機構。
  11. （１１）前記熱伝導性表面が前記ピボット軸に対して実
    質上垂直である、請求項１０に記載のヒンジ結合された
    熱伝達機構。
  12. （１２）前記熱伝導性表面が実質上平らである、請求項
    １１に記載のヒンジ結合された熱伝達機構。
  13. （１３）前記熱伝導性表面各フィンガが一層のタングス
    テンカーバイドおよび一層の多結晶ダイヤモンドを含む
    、請求項１２に記載のヒンジ結合された熱伝達機構。
  14. （１４）前記熱伝導性表面を互いに接触した状態で保持
    するための前記ロータのうちの１つに抗して予め定めら
    れた力を及ぼすための前記ピボット軸と軸方向に整列さ
    れたばねを付加的に含む、請求項１３に記載のヒンジ結
    合された熱伝達機構。
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