JP2020101522A - 熱監視のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱監視のためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】監視対象装置（１０４）の温度を検出するための熱監視システム（１０１）は、第１の表面（１１２）を有するキャリア（１０２）と、キャリア（１０２）に結合され、キャリア（１０２）と監視対象装置（１０４）との間に延在して、それらの間に第１の熱伝導経路を提供するように構成された付勢要素と、を含む。付勢要素は、連続的に延在する熱伝導性材料で形成された本体をさらに含む。本体は、監視対象装置（１０４）とキャリア（１０２）との間で圧縮可能である。熱監視システム（１０１）は、キャリア（１０２）に結合され、監視対象装置（１０４）の温度を検出するように構成された温度センサをさらに含む。【選択図】図１

Description

本出願は、一般に、熱監視システムに関し、より具体的には、電気機器内に配置された電気部品および／または機械部品の熱監視のための構造に関する。

通信システムなどの電気および／または電気機械システム内に配置された電気部品は、大量の熱を発生させる。実際、これらの電気エンクロージャ内に配置された部品は、限られたスペース内に密に詰め込まれている場合があり、それにより、電気部品の熱劣化などの様々な熱的影響をもたらす。そのようなシステムは一般に、そのような電子部品の放熱技術および電力調整などの電気部品への熱的影響を低減させるのに役立つ多種多様な熱調整技術を組み込むことができる。少なくともいくつかの熱調整技術では、温度センサを使用して、電気部品または電気機器の温度を監視し、実行される熱調整技術の制御を通知する。

したがって、温度センサと電気部品との間の様々な配置を利用して、電気部品および／または機械部品の温度を監視し、監視された温度に基づいて熱調整技術を制御することができる。例えば、いくつかの配置では、温度センサがプリント回路基板などの電子キャリア上に配置され、電子キャリア（例えば、ヒートシンク、冷却プレート、エンクロージャなど）の外部の監視対象装置の温度を検出するように配置される。いくつかの構成では、サーマルギャップパッドが熱センサと監視対象装置との間に配置され、監視対象装置から温度センサへの熱伝導経路を提供する。しかし、これらの配置は一般に、監視対象装置を取り外す機能を制限する。例えば、監視対象の装置が取り外し可能なカードである用途では、サーマルギャップパッドからカードを取り外し、サーマルギャップパッドと接触する別のカードまたは同じカードの位置を変更すると、多くの場合、カードから温度センサへの熱経路の信頼性が低下する。さらに、そのような配置では、そのようなサーマルギャップパッドは一般に電子キャリアに取り付けられず、その結果、組み立て中の人的エラーの影響を受けやすく、使用中に電子キャリアから分離される。さらに、他の配置では、電子キャリアは、監視対象装置に配置された温度センサに取り付けるように設計されたコネクタおよびワイヤラグを含む。しかし、このような配置では、一般に、監視対象装置の温度センサまたは電子キャリアのコネクタのいずれかからのワイヤラグの手動による取り付けおよび取り外しが必要である。

一態様では、監視対象装置の温度を検出するための熱監視システムが提供される。熱監視システムは、第１の表面を有するキャリアと、キャリアに結合され、キャリアと監視対象装置との間に延在して、それらの間に第１の熱伝導経路を提供するように構成された付勢要素と、を含む。付勢要素は、第１の表面に接触する第１の端部と、第１の端部の反対側にあって監視対象装置に接触するように構成された第２の端部と、を含む。付勢要素は、第１の端部と第２の端部との間に連続的に延在する熱伝導性材料で形成された本体をさらに含む。本体は、監視対象装置とキャリアとの間で圧縮可能である。熱監視システムは、キャリアに結合され、監視対象装置の温度を検出するように構成された温度センサをさらに含む。

別の態様では、外部キャリア上に配置された温度センサによって熱的に監視されるように構成されたリモート装置が提供される。リモート装置は、熱伝導性表面と、熱伝導性表面に結合された付勢要素と、を含む。付勢要素は、リモート装置がキャリアに結合されてそれらの間に第１の熱伝導経路を提供する際に、温度センサに近接するキャリアの領域まで延在するように構成される。付勢要素は、キャリアに接触するように構成された第１の端部と、第１の端部の反対側にあって熱伝導性表面に接触する第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に連続的に延在する熱伝導性材料で形成された本体と、を含む。本体は、熱伝導性表面とキャリアとの間で圧縮可能である。

さらに別の態様では、監視対象装置の温度を検出するための熱監視システムを使用する方法が提供される。本方法は、第１の表面を有するキャリアを提供するステップと、付勢要素をキャリアおよび監視対象装置の少なくとも一方に結合するステップと、を含む。本方法は、監視対象装置をキャリアに結合するステップをさらに含み、付勢要素の第１の端部は第１の表面に接触し、第１の端部の反対側にある付勢要素の第２の端部は、監視対象装置に接触して、それらの間に熱伝導経路を提供する。付勢要素は、第１の端部と第２の端部との間に連続的に延在する熱伝導性材料で形成された本体を含む。本体は、監視対象装置とキャリアとの間で圧縮される。本方法は、温度センサが監視対象装置の温度を検出するように構成されるように、温度センサをキャリアに結合するステップをさらに含む。

例示的な電気機器の斜視図である。 図１に示す電気機器の側面図である。 図１に示す電気機器の例示的な熱監視システムの斜視図である。 熱監視システムと係合する監視対象装置を含む図３に示す熱監視システムの正面図である。 非圧縮状態の付勢要素を含む、図３に示す例示的な熱監視システムの概略図である。 圧縮状態の付勢要素を含む、図５に示す例示的な熱監視システムの概略図である。 図１に示す電気機器の熱監視システムの側面図である。 複数の熱監視システムを含む、図１に示す電気機器の一部の正面図である。 図１に示す電気機器で使用するための代替的な熱監視システムの側面図である。 図１に示す電気機器で使用するための別の代替的な熱監視システムの概略図である。 非圧縮状態の代替的な付勢要素を含む、図１に示す電気機器で使用するためのさらに別の代替的な熱監視システムの概略図である。 圧縮状態の代替的な付勢要素を含む、図１１に示す代替的な熱監視システムの概略図である。

様々な実施形態の具体的な特徴がいくつかの図面には示されており、他の図面には示されていない場合があるが、これは単に便宜上のものである。図面の任意の特徴は、他の任意の図面の任意の特徴と組み合わせて参照および／または請求することができる。

以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語に言及するが、それらは以下の意味を有すると規定する。

単数形「１つの（ａ、ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、文脈が特に明確に指示しない限り、複数の言及を含む。

「任意選択の」または「任意選択的に」は、後で述べられる事象または状況が、起こる場合も起こらない場合もあることを意味し、この記述は、その事象が起こる事例と、起こらない事例とを含むことを意味する。

本明細書および特許請求の範囲を通してここで使用される、近似を表す文言は、関連する基本的機能に変化をもたらすことなく、差し支えない程度に変動できる任意の量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「およそ（ａｂｏｕｔ）」、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、および「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」などの用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似する文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。

本明細書の説明および特許請求の範囲を通して、「含む」という単語および「含む」および「含む」などの単語の変形は、「含むがこれらに限定されない」ことを意味し、例えば他の添加物、構成要素、整数またはステップを除外することを意図しない。「例示的な」は「一例」を意味し、好ましいまたは理想的な実施形態の表示を伝えることを意図していない。「など」は、限定的な意味ではなく、説明目的で使用される。開示された方法およびシステムを実行するために使用できる構成要素が開示されている。これらおよび他の構成要素は、本明細書に開示されており、また、これらの構成要素の組み合わせ、サブセット、相互作用、グループなどが開示されている場合、様々な個々の集合的な組み合わせの具体的な参照およびこれらの順列は明示的に開示されていない場合があるが、すべての方法およびシステムについて、それぞれが具体的に考慮され、本明細書で説明されていることが理解される。これは、開示された方法のステップを含むがこれに限定されない、本出願のすべての態様に適用される。したがって、実行され得る様々な追加のステップがある場合、これらの追加のステップの各々は、開示された方法の任意の特定の実施形態または実施形態の組み合わせで実行され得ることが理解される。

監視対象装置の温度を検出するための熱監視システムは、第１の表面を有するキャリアと、キャリアに結合された付勢要素と、を含む。付勢要素は、キャリアと監視対象装置との間に延在するように構成され、キャリアと監視対象装置との間に第１の熱伝導経路を提供する。付勢要素は、キャリアの第１の表面に接触する第１の端部と、監視対象装置に接触するように構成された第１の端部の反対側の第２の端部と、を含む。付勢要素は、第１の端部と第２の端部との間に連続的に延在する熱伝導性材料で形成された本体をさらに含む。本体は、監視対象装置とキャリアとの間で圧縮可能である。熱監視システムは、キャリアに結合され、監視対象装置の温度を検出するように構成された温度センサをさらに含む。

図１は、例示的な電気機器１００の斜視図である。図２は、図１に示す電気機器１００の側面図である。座標系１２は、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を含む。

例示的な実施形態では、電気機器１００は、キャリア１０２および監視対象装置１０４を含む。例示的な実施形態では、監視対象装置１０４は、リモートカード１０６、概括的にはリモート装置、およびリモートカード１０６に結合されたカバープレート１０８を含む。具体的には、カバープレート１０８は、複数の固定機構１１０を介してリモートカード１０６に固定的に取り付けられている。カバープレート１０８は、熱伝導性材料で形成され、リモートカード１０６に構造的支持を提供するように構成される。代替的な実施形態では、監視対象装置１０４は、電気機器１００が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の電気部品または機械部品である。例えば、限定するものではないが、代替的な実施形態では、監視対象装置１０４は、ヒートシンク、シャーシ、ハウジング、キャパシタ、抵抗器、論理デバイス、プリント回路基板などのいずれか１つである。例示的な実施形態では、カバープレート１０８は、リモートカード１０６から熱エネルギーを導いて、リモートカード１０６から放射される熱エネルギーを吸収するように構成される。例示的な実施形態では、カバープレート１０８はアルミニウム合金で形成されている。代替的な実施形態では、カバープレート１０８は、電気機器１００が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の材料で形成される。例示的な実施形態では、リモートカード１０６は、周辺機器相互接続エクスプレス（ＰＣＩｅ）カードである。代替的な実施形態では、リモートカード１０６は、電気機器１００が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の発熱部品である。

例示的な実施形態では、キャリア１０２は、Ｙ軸に沿って延在し、一般的にＬで示される長さと、Ｘ軸に沿って延在し、一般的にＷで示される幅と、を含む。キャリア１０２は、第１の表面１１２と、第１の表面１１２上に配置された複数のコネクタ１１４と、第１の表面１１２の反対側の第２の表面１１６と、をさらに含む。監視対象装置１０４は、複数のコネクタ１１４のうちの単一のコネクタ１１４を介してキャリア１０２に結合される。例示的な実施形態では、コネクタ１１４は、監視対象装置１０４とキャリア１０２との間の電気通信を容易にする。特に、例示的な実施形態では、コネクタ１１４は、ＰＣＩｅカードを受け入れるように構成されたＰＣＩｅスロットである。代替的な実施形態では、コネクタ１１４は、電気機器１００が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意のコネクタ１１４である。例示的な実施形態では、キャリア１０２は、キャリア１０２の長さＬに沿ってそれぞれ横方向に離間され、それぞれ監視対象装置１０４をその中に受け入れるように構成された３つのコネクタ１１４を含む。特に、コネクタ１１４は、それぞれが監視対象装置１０４をその中に個別に受け入れるように、互いに十分な距離を空けて配置される。代替的な実施形態では、キャリア１０２は、電気機器１００が本明細書に記載されているように機能することを可能にする任意の数のコネクタ１１４を含む。代替的な実施形態では、監視対象装置１０４は、キャリア１０２に電気的に接続されていない。

例示的な実施形態では、キャリア１０２は、第１の表面１１２上のそれぞれのコネクタ１１４に隣接して配置され、かつ、キャリア１０２に結合された監視対象装置１０４の温度を検出するように構成された熱監視システム１０１をさらに含む。熱監視システム１０１はそれぞれ、キャリア１０２の長さＬに沿って横方向に離間され、それぞれ、キャリア１０２に結合された監視対象装置１０４の温度を検出するように構成される。より詳細には、熱監視システム１０１は、隣接する監視対象装置１０４（図示せず）からの熱エネルギーを検出することなく、各熱監視システム１０１に対応するそれぞれのコネクタ１１４内に受け入れられた監視対象装置１０４の温度の隔離および検出を容易にするために、キャリア１０２の長さＬに沿って十分な距離を置いて配置されている。例示的な実施形態では、熱監視システム１０１は、監視対象装置１０４から検出された熱を隔離することを妨げる追加の熱源からの熱レベルを熱監視システム１０１が検出するのを防ぐのに十分なように、任意の追加の熱源（図示せず）からさらに離れて配置される。代替的な実施形態では、熱監視システム１０１は、熱監視システム１０１が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の方法でキャリア１０２上に配置される。

図２を参照すると、例示的な実施形態では、リモートカード１０６は、複数の電気部品が取り付けられたプリント回路基板（図示せず）を含む。リモートカード１０６は、キャリア１０２の電気部品とリモートカード１０６の電気部品との間の電気通信を容易にするために、コネクタ１１４内に少なくとも部分的に受け入れられる。特に、例示的な実施形態では、リモートカード１０６の電気部品は、コネクタ１１４を介して電流を受け取る。使用中に、リモートカード１０６の電気部品は熱を発生し、それによりリモートカード１０６を加熱する可能性がある。リモートカード１０６によって生成された熱の少なくとも一部は、熱対流および熱伝導の少なくとも一方によって、リモートカード１０６からカバープレート１０８に伝達される。したがって、例示的な実施形態では、カバープレート１０８は、リモートカードから受け取った熱エネルギーをカバープレート１０８全体に伝達する。

例示的な実施形態では、監視対象装置１０４のカバープレート１０８は、カバープレート１０８からキャリア１０２の第１の表面１１２に向かって延在するアーム１１８を含む。例示的な実施形態では、アーム１１８は、リモートカード１０６とキャリア１０２との間に延在する熱伝導性表面１２０を含む。カバープレート１０８は、監視対象装置１０４がコネクタ１１４内に受け入れられたときに、アーム１１８がキャリア１０２の第１の表面１１２の上方に、一般的にＨ_１で示される高さで吊るされるようにサイズが決められる。例示的な実施形態では、熱監視システム１０１は、熱監視システム１０１が熱伝導性表面１２０と直接接触するように、第１の表面１１２と熱伝導性表面１２０との間に延在する。したがって、アーム１１８は、監視対象装置１０４がコネクタ１１４内に受け入れられたときに、熱伝導性表面１２０と熱監視システム１０１との間の直接接触を介して熱監視システム１０１と熱的に連通する。したがって、例示的な実施形態では、監視対象装置１０４と熱監視システム１０１との間に熱伝導経路１２６（図４に示す）が存在する。

図３は、図１に示す電気機器１００の例示的な熱監視システム１０１の斜視図である。図４は、熱監視システム１０１と係合する監視対象装置１０４の一部を含む、図３に示す熱監視システム１０１の正面図である。

熱監視システム１０１は、少なくとも１つの付勢要素１２２および温度センサ１２４を含む。例示的な実施形態では、熱監視システムは、付勢要素１２２の間に位置する温度センサ１２４を備えた２つの付勢要素１２２を含む。代替的な実施形態では、熱監視システム１０１は、温度センサ１２４に近接して配置された単一の付勢要素１２２を含む。さらなる代替的な実施形態では、熱監視システム１０１は、熱監視システムが本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の数の付勢要素１２２を含む。例えば、いくつかの代替的な実施形態では、熱監視システム１０１は、互いに隣接して配置された３つの付勢要素１２２を含む（図１０に示す）。

例示的な実施形態では、付勢要素１２２はそれぞれ、圧縮されたときに負荷を提供するように構成された圧縮ばねである。付勢要素１２２は、キャリア１０２および監視対象装置１０４の少なくとも一方に結合される。付勢要素１２２は、キャリア１０２と監視対象装置１０４との間に延在して、それらの間に熱伝導経路１２６を提供するように構成される。温度センサ１２４は、付勢要素１２２と熱的に連通しており、温度センサ１２４は、付勢要素１２２からの熱エネルギーを検出して、付勢要素１２２の温度の決定を容易にすることができる。例えば、例示的な実施形態では、付勢要素１２２は、温度センサ１２４が付勢要素１２２の温度を正確に決定できるように、温度センサ１２４に十分近く、かつ代替的な熱源（図示せず）から十分に離れるように間隔が空けられている。例示的な実施形態では、付勢要素１２２はそれぞれ、温度センサ１２４からほぼ等距離に離間している。別の実施形態では、付勢要素１２２は、熱監視システム１０１が本明細書で説明するように機能することを可能にする温度センサ１２４から任意の距離だけ離間している。

付勢要素１２２はそれぞれ、第１の表面１１２と接触するように構成された第１の端部１２８と、第１の端部１２８の反対側の第２の端部１３０と、を含む。第２の端部１３０は、監視対象装置１０４に接触するように構成される。付勢要素１２２は、第１の端部１２８と第２の端部１３０との間に連続的に延在する熱伝導性材料で形成された本体１３２をさらに含む。したがって、例示的な実施形態では、熱伝導性材料は、本体１３２の全体にわたって連続的に延在する。結果として、付勢要素１２２は、第１の端部１２８から第２の端部１３０への熱伝導経路を提供するために圧縮される必要がない。付勢要素１２２の本体１３２は、監視対象装置１０４とキャリア１０２との間で圧縮可能である。特に、例示的な実施形態では、付勢要素１２２の本体１３２は、付勢要素１２２の構造的完全性を損なうことなく、監視対象装置１０４によって加えられる外力によって付勢要素１２２が圧縮されてもよいように柔軟に形成される。例示的な実施形態では、監視対象装置１０４によって加えられた外力が除去された後に、付勢要素１２２は、元の非圧縮の形態および形状に実質的に戻る。

例示的な実施形態では、付勢要素１２２の第１の端部１２８は、それぞれキャリア１０２の第１の表面１１２に結合される。第２の端部１３０は、キャリア１０２から自由に延びて、監視対象装置１０４と取り外し可能に接触するように構成される。別の実施形態では、第２の端部１３０は監視対象装置１０４に結合され、第１の端部１２８は監視対象装置１０４から自由に延び、第１の端部１２８はキャリア１０２の第１の表面１１２と取り外し可能に接触するように構成される。例えば、限定するものではないが、そのような代替的な実施形態の少なくともいくつかでは、付勢要素１２２は、熱伝導性表面１２０に固定的に取り付けられ、監視対象装置１０４がコネクタ１１４（図２に示す）内に受け入れられたときに熱伝導性表面１２０とキャリア１０２との間に延びる。例示的な実施形態では、付勢要素１２２はそれぞれキャリア１０２にはんだ付けされる。代替的な実施形態では、付勢要素１２２は、熱監視システム１０１が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の適切なタイプの接続手段を介してキャリア１０２に結合される。例えば、限定するものではないが、代替的な実施形態では、付勢要素１２２は、接着、締結、締め付け、または溶接によりキャリア１０２に結合される。

例示的な実施形態では、温度センサ１２４は温度センサ集積回路である。より詳細には、温度センサ１２４は、電圧と電流との間に温度依存関係を有するように構成された局所温度センサ集積回路である。代替的な実施形態では、温度センサ１２４は、例えば、抵抗温度検出器、サーミスタベースの温度センサ、および熱電対などの代替的な温度センサである。さらなる代替的な実施形態では、温度センサ１２４は、熱監視システム１０１が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の温度検出装置である。例示的な実施形態では、温度センサ１２４はデジタル出力を提供する。したがって、例示的な実施形態では、温度センサは、温度センサ１２４と監視対象装置１０４との間の既知のまたは予想される温度差に基づいて、監視対象装置１０４の推定温度を計算するようにプログラム可能に構成される。代替的な実施形態では、温度センサ１２４はアナログ温度センサである。

例示的な実施形態では、温度センサ１２４は、コントローラ（図示せず）に接続され、温度センサ１２４によって検出された温度を示す信号をコントローラに送信するように構成される。コントローラは、温度センサ１２４から検出された温度信号を受信し、その信号に基づいて、それに応じて１つまたは複数の動作を決定するように構成される。例えば、限定ではなく、例示的な実施形態では、コントローラは、監視対象装置１０４の検出された温度を示す温度センサ１２４からの信号を受信することに応答して、警告信号、監視対象装置１０４に付随する冷却装置（例えば、ファン）の駆動、診断レポートの生成、および監視対象装置１０４に流れる電流の遮断のうちの少なくとも１つを提供するように構成される。

図４を参照すると、例示的な実施形態では、監視対象装置１０４がコネクタ１１４（図１および図２に示す）内に受け入れられると、アーム１１８はキャリア１０２上に吊り下げられ、熱監視システム１０１の付勢要素１２２に接触する。より具体的には、図５および図６に関して以下でより詳細に説明するように、付勢要素１２２は、監視対象装置１０４によって加えられる力によって圧縮される。例示的な実施形態では、一般的に符号１２６で示される矢印は、監視対象装置１０４から温度センサ１２４に近接したキャリア１０２の領域への熱伝導経路を示す。例示的な実施形態では、熱伝導経路１２６は、監視対象装置１０４から、より具体的にはカバープレート１０８を通ってカバープレート１０８のアーム１１８に流れる。熱接続経路１２６は、カバープレート１０８の熱伝導性表面１２０にさらに流れ、圧縮された付勢要素１２２を通ってキャリア１０２に流れる。

図５は、非圧縮状態の付勢要素１２２を含む、図４に示す熱監視システム１０１の概略図である。図６は、圧縮状態の付勢要素１２２を含む、図４に示す例示的な熱監視システム１０１の概略図である。図５を参照すると、非圧縮状態では、付勢要素１２２はそれぞれ、付勢要素１２２の第１の端部１２８から第２の端部１３０まで高さＨ_２だけ延びる。

例示的な実施形態では、キャリア１０２は、第１の表面１１２を少なくとも部分的に画定し、付勢要素１２２が監視対象装置１０４（図６に示す）に接触したときに付勢要素１２２から第１の表面１１２を通して熱を伝導するように配置された第１の熱層１３４を含む。より具体的には、例示的な実施形態では、第１の熱層１３４は、少なくとも熱監視システム１０１に近接したキャリア１０２の領域に第１の表面１１２を画定する。例示的な実施形態では、付勢要素１２２は、第１の熱層１３４に直接接触する。さらに、例示的な実施形態では、キャリア１０２は、第１の熱層１３４から垂直に変位した第２の熱層１３６を含む。例示的な実施形態では、第１の熱層１３４および第２の熱層１３６は銅板である。第１の熱層１３４および第２の熱層１３６は、一般的に符号１３８で示されるキャリア１０２の最上部領域と、一般的に符号１４０で示されるキャリア１０２の最下部領域と、をそれぞれ画定する。代替的な実施形態では、第１の熱層１３４および第２の熱層１３６は、熱監視システム１０１が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の材料で形成される。

例示的な実施形態では、キャリア１０２は、主にキャリア材料１４２から構成される。例示的な実施形態では、キャリア材料１４２は誘電材料である。特に、キャリア材料１４２はガラス繊維である。キャリア材料１４２は、それぞれ第１の熱層１３４および第２の熱層１３６に結合されている。代替的な実施形態では、キャリア材料１４２は、熱監視システム１０１が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の材料を含む。代替的な実施形態では、キャリア１０２は、第１の熱層１３４に結合され、かつ少なくとも部分的に第１の表面１１２を画定する、例えばはんだマスクなどの非熱伝導性材料の薄層（図示せず）を含む。

例示的な実施形態では、キャリア１０２は、第１の熱層１３４と第２の熱層１３６との間のキャリア材料１４２内に延在する複数のチャネル１４６を画定する。特に、例示的な実施形態では、複数のチャネル１４６は、垂直相互接続アクセス（またはＶＩＡ）である。例示的な実施形態では、ＶＩＡ１４６は、ＶＩＡ１４６によって画定される周囲を裏打ちする管状導電性めっきを含む。ＶＩＡ１４６は、第１の熱層１３４と第２の熱層１３６との間で垂直に切れ目なく延在するように画定される。代替的な実施形態では、ブラインドＶＩＡ１４６は、中間層を介してセグメント化されたブラインド間の熱的連通を維持しながら、水平に変位したセグメントのキャリア材料１４２を通って延在するように画定される。さらなる代替的な実施形態では、キャリア１０２の第１の表面１１２は、少なくとも１つのＶＩＡが第１の表面１１２と第２の表面１１６との間で垂直に切れ目なく延在するように貫通孔ＶＩＡ１４６（図８に示す）を画定する。さらに別の代替的な実施形態では、ＶＩＡ１４６は、電気機器１００が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の配置で画定される。例示的な実施形態では、第２の熱層１３６およびＶＩＡ１４６は、キャリア１０２の最下部領域１４０から最上部領域１３８への熱伝導を容易にする。より詳細には、図９および図１０に関してより詳細に説明するように、第２の熱層１３６およびＶＩＡ１４６は、第１の表面１１２上の付勢要素１２２と第２の表面１１６上の温度センサ１２４との間の熱伝導経路を維持しながら、キャリア１０２の第２の表面１１６上の温度センサ１２４の位置決めを容易にする。代替的な実施形態では、熱監視システム１０１が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の方法で、第１の熱伝導層１３４と第２の熱伝導層１３６との間の熱伝導が促進される。例えば、限定ではなく、代替的な実施形態では、圧入部品、貫通孔技術部品、はんだ穴技術部品などの少なくとも１つによって、第１の熱伝導層１３４と第２の熱伝導層１３６との間の熱伝導が促進される。

例示的な実施形態では、温度センサ１２４は、本体１４８と、本体１４８からキャリア１０２の第１の表面１１２まで延在するリード線１５０と、を含む。例示的な実施形態では、温度センサ１２４は、キャリアの第１の表面１１２に結合され、本体１４８は、一般的にＨ_４で示されるキャリアの上方の高さまで延びる。例示的な実施形態では、リード線１５０は、キャリア１０２の第１の表面１１２の下に延在し、キャリア１０２の第１の熱層１３４と接触して終端し、温度センサ１２４のリード線１５０と第１の熱層１３４との間の熱伝導を促進する。

図６を参照すると、例示的な実施形態では、監視対象装置１０４は、コネクタ１１４（図２に示す）内に受け入れられ、付勢要素１２２と接触している。監視対象装置１０４は、付勢要素１２２の付勢に抵抗し、付勢要素１２２を圧縮するのに十分な下向きの力を付勢要素１２２に加える。付勢要素１２２は、第１の表面１１２から高さＨ_３まで延びるように圧縮され、高さＨ_３は非圧縮状態の付勢要素１２２の高さＨ_２（図５に示す）よりも短い。例示的な実施形態では、Ｈ_３はＨ_２の約６０パーセントである。代替的な実施形態では、付勢要素１２２は、付勢要素１２２の高さＨ_３が付勢要素１２２の非圧縮高さＨ_２の３０％から９０％の間にあるように圧縮されるように構成される。さらに別の代替的な実施形態では、付勢要素１２２は、熱監視システム１０１が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の低減されたＨ_３に圧縮されるように構成される。例えば、限定するものではないが、さらなる代替的な実施形態では、付勢要素１２２は、温度センサ１２４の損傷を防ぐために、温度センサ１２４の本体１４８の高さＨ_４よりも高い任意の高さＨ_３まで圧縮されるように構成される。

例示的な実施形態では、付勢要素１２２は、減圧縮されるとばねのように振る舞う。特に、監視対象装置１０４が取り外されて付勢要素１２２に外力が加わらない場合、付勢要素１２２は圧縮状態（図６に示す）から非圧縮状態（図５に示す）に移行する。例示的な実施形態では、非圧縮状態に戻ると、付勢要素１２２は、監視対象装置１０４によって圧縮される前の付勢要素１２２の高さＨ_２に実質的に等しい高さＨ_２まで延びる。したがって、例示的な実施形態では、監視対象装置１０４に接触するのに十分な高さまで付勢要素１２２が延びる能力を妨げることなく、監視対象装置１０４を取り外してキャリア１０２に再取り付けすることができる。代替的な実施形態では、非圧縮状態に戻ると、付勢要素１２２は、監視対象装置１０４によって圧縮される前の付勢要素１２２の高さＨ_２よりも実質的に低い高さまで延びる。

例示的な実施形態では、付勢要素１２２の圧縮は、監視対象装置１０４からキャリア１０２への熱エネルギーの伝達を向上させる。上述のように、付勢要素１２２はそれぞれ熱伝導性材料で形成されている。より具体的には、例示的な実施形態では、付勢要素１２２は、微視的レベルで所与の密度に圧縮された熱伝導性要素を含む熱伝導性金属または金属合金で形成される。したがって、熱伝導性要素自体は低い熱抵抗を有するが、熱伝導性材料の熱伝導性要素間の微視的な分離は、付勢要素１２２内の全体的な熱抵抗に影響を及ぼす。特に、熱伝導性材料内の熱伝導性要素間の距離が大きくなると、付勢要素の熱抵抗が大きくなる。したがって、監視対象装置１０４によって圧縮されると、熱伝導性材料内の熱伝導性要素間の分離が減少し、それにより、付勢要素１２２の全体的な熱抵抗の減少に影響を及ぼす。

図７は、図１に示す電気機器１００の複数の熱監視システム１０１のうちの熱監視システム１０１の側面図である。図８は、図１に示す電気機器１００の一部の正面図である。図７に示すように、例示的な実施形態では、付勢要素１２２は非圧縮状態にある。例示的な実施形態では、付勢要素１２２は、単一部品として一体的に形成される。すなわち、例示的な実施形態では、第１の端部１２８が本体１３２と共に連続的に延び、本体１３２が第２の端部１３０にと共に連続的に延びる。代替的な実施形態では、第１の端部１２８、本体１３２、および第２の端部１３０は、互いに結合された別個の部品として形成される。

例示的な実施形態では、第２の端部１３０は、第１の端部１２８から垂直方向に離間され、第１の端部１２８と平行に配向される。本体１３２は、第１の端部１２８と第２の端部１３０との間に延在し、第１の端部１２８および第２の端部１３０に対して斜めに配向される。第２の端部１３０は、付勢要素１２２の自由端を画定する遠位リップ１５２まで延びる。例示的な実施形態では、第１の端部１２８は、第１の弓状屈曲部１５４で本体１３２と交わり、本体１３２は、第２の弓状屈曲部１５６で第２の端部１３０と交わる。弓状屈曲部１５４、１５６は、付勢要素１２２の構造的完全性を損なうことなく、付勢要素１２２の圧縮を容易にする。例示的な実施形態では、第２の端部１３０の少なくとも一部は、付勢要素１２２が「Ｚ形状」を有するように、第１の端部１２８と垂直に整列して延びる。代替的な実施形態では、付勢要素１２２は、熱監視システム１０１が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の形状である。例えば、限定するものではないが、代替的な実施形態では、付勢要素１２２は、円筒、コイル、砂時計などのいずれか１つに成形される。

図８を参照すると、電気機器１００の複数の熱監視システム１０１が、Ｙ軸（図２に示す）に関して実質的に整列して示されている。例示的な実施形態では、付勢要素１２２の第１の端部１２８は第１の端面１５８（図７に示す）を含み、付勢要素１２２の第２の端部１３０は第２の端面１６０を含む。第１の端面１５８は、キャリア１０２に直接接触するように構成され、第２の端面１６０は、監視対象装置１０４に直接接触するように構成される。より具体的には、第２の端面１６０は、監視対象装置１０４の熱伝導性表面１２０と面接触するように構成される。代替的な実施形態では、第２の端面１６０は、監視対象装置１０４との直接接触の表面積を大きくするために、複数の付勢要素１２２のそれぞれの第２の端面１６０の間に延在するプレート（図示せず）を含む。

図９は、図１に示す電気機器１００で使用するための代替的な熱監視システム２０１の側面図である。図１０は、図１に示す電気機器１００で使用するためのさらなる代替的な熱監視システム３０１の概略図である。

図９を参照すると、例示的な実施形態では、代替的な熱監視システム２０１は、例示的な実施形態では温度センサ１２４がキャリア１０２の第２の表面１１６に結合されていることを除いて、図１〜図８に関して上述した熱監視システム１０１と実質的に同じである。例示的な実施形態では、温度センサ１２４は、キャリア１０２内に画定されたＶＩＡ（図６および図１０に示す）を介して付勢要素１２２と伝導性の熱的連通する。代替的な実施形態では、熱監視システム１０１が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の方法で、第１の熱伝導層１３４と第２の熱伝導層１３６との間の熱伝導が促進される。例えば、限定ではなく、代替的な実施形態では、圧入部品、貫通孔技術部品、はんだ穴技術部品などの少なくとも１つによって、第１の熱伝導層１３４と第２の熱伝導層１３６との間の熱伝導が促進される。したがって、例示的な実施形態では、温度センサ１２４は、監視対象装置１０４に隣接して配置されることなく、付勢要素１２２の温度を検出することができる。結果として、温度センサ１２４を第２の表面１１６に配置することにより、監視対象装置１０４から放射される熱によって温度センサに引き起こされる劣化または損傷の可能性が低減される。

図１０を参照すると、キャリア１０２の第２の表面１１６上に温度センサ１２４を設けることは、キャリアの第１の表面１１２上により大きな遮るもののない表面積も提供する。例えば、キャリア１０２の第２の表面１１６上に温度センサ１２４を設けることにより、追加の導電性付勢要素１２２を含むための、監視対象装置１０４に隣接する第１の表面１１２上の利用可能な領域が増加する。したがって、例示的な実施形態では、温度センサ１２４の代わりに第３の付勢要素１２２が第１の表面１１２に配置されて、３つの付勢要素１２２が示されている。代替的な実施形態では、第１の表面１１２は、熱監視システム１０１が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の数の付勢要素１２２を含む。例えば、いくつかの代替的な実施形態では、熱監視システム１０１は、各付勢要素１２２が監視対象装置１０４の熱伝導性表面１２０に接触して覆うのを容易にするのに十分な数の付勢要素１２２を含む。監視対象装置１０４と接触するように配置された追加の付勢要素１２２を含むことにより、監視対象装置１０４と温度センサ１２４との間の熱抵抗が低減する。

図１１は、非圧縮状態の代替的な付勢要素１６２を含む、図１に示す電気機器１００で使用するためのさらに別の代替的な熱監視システム４０１の概略図である。図１２は、圧縮状態の代替的な付勢要素１６２を含む、図１１に示す代替的な熱監視システム４０１の概略図である。

例示的な実施形態では、代替的な熱監視システム４０１は、例示的な実施形態では、熱監視システム４０１が代替的な付勢要素１６２を含むことを除いて、図１〜図８に関して上述した熱監視システム１０１と実質的に同じである。例示的な実施形態では、熱監視システム４０１は、単一の代替的な付勢要素１６２を含む。代替的な実施形態では、熱監視システム４０１は、熱監視システム４０１が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の数の代替的な付勢要素１６２を含む。例示的な実施形態では、代替的な付勢要素１６２は、第１の表面１１２と接触するように構成された第１の端部１６４と、第１の端部１６４の反対側の第２の端部１６６と、を含む。第２の端部１６６は、監視対象装置１０４に接触するように構成される。代替的な付勢要素１６２は、第１の端部１６４と第２の端部１６６との間に連続的に延在する熱伝導性材料で形成された本体１６８をさらに含む。代替的な付勢要素１６２の本体１６８は、キャリア１０２に対してある角度で圧縮可能である。特に、例示的な実施形態では、代替的な付勢要素１６２の本体１６８は、代替的な付勢要素１６２が、付勢要素１２２の構造的完全性を損なうことなく監視対象装置１０４によって加えられる外力によって圧縮されてもよいように柔軟に形成され、付勢要素１２２は、監視対象装置１０４によって加えられた外力が取り除かれた後に、その元の非圧縮の形態および形状に実質的に戻る。

図１１を参照すると、例示的な実施形態では、代替的な付勢要素１６２の第１の端部１６４は、キャリア１０２の第１の表面１１２に結合される。第２の端部１６６は、一般的にΘで示される角度で非圧縮状態でキャリア１０２から自由に延びる。第２の端部１６６は、監視対象装置１０４との取り外し可能に接触するように構成される。例示的な実施形態では、非圧縮状態では、第１の端部１６４はキャリア１０２の第１の表面１１２に平行に配向され、第２の端部１６６は第１の端部１６４に対して斜めに配向される。代替的な実施形態では、第２の端部１６６は、第１の端部１６４に対して任意の角度Θで配向され、代替的な付勢要素１６２が本明細書で説明するように機能することを可能にする。

図１２を参照すると、例示的な実施形態では、監視対象装置１０４は、監視対象装置１０４のＹ軸またはＸ軸（図２に示す）に沿った移動によりキャリア１０２に接続される。したがって、例示的な実施形態では、監視対象装置１０４がキャリア１０２に接続されると、監視対象装置１０４は代替的な付勢要素１６２に接触して圧縮し、それにより第２の端部１６６が第１の端部１６４に対して回転するように本体１６８を圧縮する。例示的な実施形態では、代替的な付勢要素１６２が圧縮されると、第２の端部１６６は、第１の端部１６４に対して、角度Θよりも小さく、一般的にαで示される角度で配向されるように第１の端部１６４の周りで回転する。例示的な実施形態では、非圧縮角度Θは１２０度に等しく、圧縮角度αは９０度に等しい。代替的な実施形態では、監視対象装置１０４がキャリア１０２に接続されると、監視対象装置１０４は、代替的な付勢部材１６２の形状を圧縮または変形させることなく代替的な付勢部材１６２に接触する。したがって、そのような実施形態では、非圧縮角度Θは圧縮角度αに実質的に等しい。さらに別の代替的な実施形態では、非圧縮角度Θおよび圧縮角度αは、熱監視システム４０１が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の角度に等しい。

本明細書に記載の方法、システム、および装置の例示的な技術的効果には、（ａ）外部装置の温度監視の精度の向上、（ｂ）取り外し可能な装置を監視するための熱監視システムの信頼性の向上、（ｃ）熱監視システムの寿命の改善、および（ｄ）熱監視システムの製造コストの削減のうちの少なくとも１つが含まれる。

以上、電気機器内の部品の熱監視のためのシステムおよび方法の例示的な実施形態について詳細に説明した。システムおよび方法は、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されず、むしろ、電気機器の部品および／または方法の動作は、本明細書に記載の他の部品および／または動作とは独立して別個に利用されてもよい。さらに、説明した部品および／または動作は、他のシステム、方法、および／または装置で定義または組み合わせて使用することもでき、本明細書で説明する電気通信システムおよび装置のみでの実施に限定されない。

特に明記しない限り、本明細書に図示し記載した本開示の実施形態の動作の実行または遂行の順序は本質的なものではない。すなわち、特に明記しない限り、動作は任意の順序で実行することができ、本開示の実施形態は本明細書に開示したものより多くのまたはより少ない動作を含んでもよい。例えば、特定の動作を別の動作の前に、同時に、またはその後に実行もしくは遂行することは、本開示の態様の範囲内である。

本開示の様々な実施形態の特定の特徴は、一部の図面に示され、他の図面には示されていない場合があるが、これは単に便宜上にすぎない。

１２ 座標系
１００ 電気機器
１０１ 熱監視システム
１０２ キャリア
１０４ 監視対象装置
１０６ リモートカード
１０８ カバープレート
１１０ 固定機構
１１２ 第１の表面
１１４ コネクタ
１１６ 第２の表面
１１８ アーム
１２０ 熱伝導性表面
１２２ 付勢要素
１２４ 温度センサ
１２６ 熱伝導経路、熱接続経路
１２８ 第１の端部
１３０ 第２の端部
１３２ 本体
１３４ 第１の熱層、第１の熱伝導層
１３６ 第２の熱層、第２の熱伝導層
１３８ 最上部領域
１４０ 最下部領域
１４２ キャリア材料
１４６ チャネル
１４８ 本体
１５０ リード線
１５２ 遠位リップ
１５４ 第１の弓状屈曲部
１５６ 第２の弓状屈曲部
１５８ 第１の端面
１６０ 第２の端面
１６２ 代替的な付勢要素、代替的な付勢部材
１６４ 第１の端部
１６６ 第２の端部
１６８ 本体
２０１ 代替的な熱監視システム
３０１ 代替的な熱監視システム
４０１ 代替的な熱監視システム

Claims (11)

1. 監視対象装置（１０４）の温度を検出するための熱監視システム（１０１）であって、前記熱監視システム（１０１）は、
   第１の表面（１１２）を含むキャリア（１０２）と、
   前記キャリア（１０２）に結合され、前記キャリア（１０２）と前記監視対象装置（１０４）との間に延在して、前記キャリア（１０２）と前記監視対象装置（１０４）との間に第１の熱伝導経路を提供するように構成された付勢要素（１２２）であって、
   前記第１の表面（１１２）に接触する第１の端部（１２８）と、
   前記第１の端部（１２８）の反対側にあり、前記監視対象装置（１０４）に接触するように構成された第２の端部（１３０）と、
   前記第１の端部（１２８）と前記第２の端部（１３０）との間に連続的に延在する熱伝導性材料で形成された本体（１３２）であって、前記監視対象装置（１０４）と前記キャリア（１０２）との間で圧縮可能である本体（１３２）と、
   を備える付勢要素（１２２）と、
   前記キャリア（１０２）に結合され、前記監視対象装置（１０４）の温度を検出するように構成された温度センサ（１２４）と、
   を含む熱監視システム（１０１）。
2. 前記キャリア（１０２）に結合され、前記キャリア（１０２）と前記監視対象装置（１０４）との間に延在して、前記キャリア（１０２）と前記監視対象装置（１０４）との間に第２の熱伝導経路を提供するように構成された追加の付勢要素（１２２）をさらに含む、請求項１に記載の熱監視システム（１０１）。
3. 前記温度センサ（１２４）は、前記付勢要素（１２２）と前記追加の付勢要素（１２２）との中間で前記キャリア（１０２）に結合される、請求項２に記載の熱監視システム（１０１）。
4. 前記キャリア（１０２）はプリント回路基板を含む、請求項１に記載の熱監視システム（１０１）。
5. 前記監視対象装置（１０４）は、リモートカード（１０６）と、前記リモートカード（１０６）に結合されたカバープレート（１０８）と、を含む、請求項１に記載の熱監視システム（１０１）。
6. 前記第２の端部（１３０）は、前記監視対象装置（１０４）から取り外されるように構成される、請求項１に記載の熱監視システム（１０１）。
7. 前記第１の端部（１２８）は前記第２の端部（１３０）と平行であり、前記本体（１３２）は、前記第１の端部（１２８）と前記第２の端部（１３０）との間で斜めに延在する、請求項１に記載の熱監視システム（１０１）。
8. 前記キャリア（１０２）は、前記第１の表面（１１２）の反対側の第２の表面（１１６）を含み、前記温度センサ（１２４）は、前記第２の表面（１１６）に結合される、請求項１に記載の熱監視システム（１０１）。
9. 前記キャリア（１０２）と前記監視対象装置（１０４）との間に延在するように構成された複数の付勢要素（１２２）をさらに含み、前記複数の付勢要素（１２２）の各付勢要素（１２２）は、各付勢要素（１２２）の間にそれぞれの熱伝導経路を提供する、請求項８に記載の熱監視システム（１０１）。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の熱監視システム（１０１）によって熱的に監視されるように構成されたリモート装置（１０４）。
11. 監視対象装置（１０４）の温度を検出するための熱監視システム（１０１）を使用する方法であって、
    第１の表面（１１２）を含むキャリア（１０２）を提供するステップと、
    付勢要素（１２２）を、前記キャリア（１０２）および前記監視対象装置（１０４）の少なくとも一方に結合するステップと、
    前記監視対象装置（１０４）を前記キャリア（１０２）に結合するステップであって、前記付勢要素（１２２）の第１の端部（１２８）が前記第１の表面（１１２）に接触し、前記第１の端部（１２８）の反対側の前記付勢要素（１２２）の第２の端部（１３０）が、前記監視対象装置（１０４）と接触して、前記第２の端部（１３０）と前記監視対象装置（１０４）との間に熱伝導経路を提供し、前記付勢要素（１２２）が、前記第１の端部（１２８）と前記第２の端部（１３０）との間に連続的に延在する熱伝導性材料で形成された本体（１３２）を含み、前記本体（１３２）が前記監視対象装置（１０４）と前記キャリア（１０２）の間で圧縮される、ステップと、
    温度センサ（１２４）が前記監視対象装置（１０４）の温度を検出するように構成されるように、前記温度センサ（１２４）を前記キャリア（１０２）に結合するステップと、
    を含む方法。

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