CN1856224A - 振动冲击吸收机构和内容再现装置 - Google Patents

Abstract

保护安置在外壳中的物体的振动冲击吸收机构包括，安置在外壳中并吸收冲击的冲击吸收元件以及安置在该物体与冲击吸收元件之间并衰减包含该物体的共振频率的预定频率范围中的振动和冲击的共振衰减元件。

Description

振动冲击吸收机构和内容再现装置

相关申请的交叉引用

本发明包含与2005年4月20日向日本专利局提交的日本专利申请第JP2005-122277号所涉及的主题，该申请的整体内容通过引用包含在此。

技术领域

本发明涉及当对外壳施加振动或冲击时减少安置在该外壳中的物体的振动的振动冲击吸收机构，以及配备这样一种机构的内容再现装置。

背景技术

在便携式电子装置中，考虑到较好的轻便性，十分需要紧密性且小外形(low-profile)的结构。除了紧密性和小外形的结构以外，由于便携式电子装置用于移动环境中，因此相比固定装置，便携式电子装置更抗振动和冲击。尤其，在配备诸如硬盘驱动器(HDD)的抗振动和冲击能力弱的设备的便携式内容再现装置中，对振动和冲击的抵抗力更为必需。

图1中示出了相关技术的内容再现装置的示例。内容再现装置包括外壳101以及安置在外壳101与硬盘驱动器102之间的冲击吸收元件103，硬盘驱动器102是安置在外壳101内部要受到保护的物体。冲击吸收元件103吸收对内容再现装置施加的振动和冲击，以便保护硬盘驱动器102免于振动和冲击。参考图2，在横断面中冲击吸收元件103中的每一个基本上都是C形的，从硬盘驱动器102的上下表面夹住硬盘驱动器102。

尽管相关技术中的冲击吸收元件103具有阻尼或缓冲振动和冲击的能力，但仍旧存在硬盘驱动器102的磁头响应于对内容再现装置施加的振动或冲击共振的可能性。共振可能导致磁头撞击硬盘驱动器102中的磁盘。

发明内容

从而，如上所述，在相关技术的内容再现装置中，即使冲击吸收元件103具有衰减或缓冲振动和冲击的能力，但仍旧存在硬盘驱动器102的磁头响应于对内容再现装置施加的振动或冲击共振的可能性，引起磁头撞击硬盘驱动器102中的磁盘。

这是由于磁头的共振频率包含在未由内容再现装置的冲击吸收元件103所衰减或缓冲的振动或冲击频率范围中。

从而，期望提供减少诸如硬盘驱动器的所保护物体的共振的振动冲击吸收机构，以便保护硬盘驱动器免于引起读错误和写错误并防止被损坏。

也期望提供诸如音频播放器的内容再现装置，它在移动环境中保护诸如硬盘驱动器的设备免受振动或冲击。具体地，期望提供诸如便携式音乐播放器的便携式内容再现装置。

根据本发明的实施例的振动冲击吸收机构包括外壳、安置在外壳中要保护的物体、安置在外壳中并吸收冲击的冲击吸收元件以及安置在物体与冲击吸收元件之间并衰减包含物体的共振频率的预定频率范围中的振动和振动的共振衰减元件。

根据本发明的实施例的内容再现装置包括，外壳、置于外壳中并具有配置成从存储内容的存储介质中读出内容的读出单元的设备、安置在外壳中的冲击吸收元件、安置在该设备与冲击吸收元件之间并衰减包含该设备的共振频率的预定频率范围中的振动和冲击的共振衰减元件以及配置成再现内容的再现单元。

附图说明

图1是相关技术的平面图；

图2是相关技术的横断面视图；

图3是根据本发明的第一实施例的振动冲击吸收机构和内容再现装置的横断面视图；

图4是根据本发明的第一实施例的内容再现装置的立体图；

图5是示出其中将装置本体从外壳中卸下的状态的立体图；

图6是图5的下方立体图；

图7是冲击吸收元件和硬盘驱动器的立体图；

图8是示出理想状态中对内容再现装置施加的振动和冲击的频率特性的曲线图；

图9是示出内容再现装置的磁头单元的频率响应的曲线图；

图10是示出非织造布的振动衰减特性的曲线图；

图11是示出理想状态中对配备非织造布的内容再现装置施加振动和冲击的频率特性的曲线图；

图12是示出在内容再现装置在图8所示的理想状态中受到冲击和振动的情况中磁头单元的冲击和振动频率响应的曲线图；

图13是根据本发明的第二实施例的振动冲击吸收机构和内容再现装置的横断面视图；

图14是根据本发明的第二实施例的内容再现装置的示意性横断面视图；

图15是作为对根据本发明的实施例的内容再现装置的比较示例的内容再现装置的示意性横断面视图；以及

图16是示出根据本发明的实施例的内容再现装置的优点的曲线图。

具体实施方式

第一实施例

图3是根据本发明的第一实施例的振动冲击吸收机构1的横断面视图。振动冲击吸收机构1包括外壳2、冲击吸收元件4和共振衰减元件5。冲击吸收元件4被安置在外壳2与安置在外壳2内部将被保护的物体3之间。共振衰减元件5由具有与冲击吸收元件4不同的振动衰减特性的材料构成，它被安置在物体3与冲击吸收元件4之间。

每一冲击吸收元件4在横断面中基本上是C形的，且它具有一对第一上段4a和第二下段4b、以及连接第一和第二段4a和4b的第三中段4c。冲击吸收元件4按照第一和第二段4a和4b分别从物体3的上下主表面3a和3b部分地夹住物体3来附加到物体3的左侧和右侧。而且，冲击吸收元件4由诸如橡胶和合成橡胶的弹性材料构成。

共振衰减元件5被附加到上和下主表面3a和3b的诸部分，其中在冲击吸收元件4的第一和第二段4a和4b的内表面之间夹住物体3。因此，冲击吸收元件4的第一和第二段4a和4b的内表面在没有与上下主表面3a和3b直接接触的情况下经由共振衰减元件5夹住物体3。

共振衰减元件5由制成片或条的通常所说的非织造布构成。将在此处简要地描述非织造布。非织造布通过机械地缠结纤维或通过化学或使用热量来处理纤维形成。与此相反，一般的纺织品和针织物是使用线或纱的织物，它们通过对一组纤维进行纺纱或捻线来形成，并通过使用例如织布机或针织设备的复杂加工来制成。取决于不同的制造工艺，非织造布可分为各种组，包括例如，热轧(thermal bond)非织造布、针刺(needle punch)非织造布、水刺(spun lace)非织造布和化学粘合(chemical bond)非织造布。具体地，化学粘合非织造布通过经由浸渍、喷射或起泡将粘合树脂应用于纤维来使得纤维的缠结点(intertwining point)粘附在一起，然后对纤维加热来形成。因此，化学粘合非织造布能以相对的低成本制造，因此适用作共振衰减元件5。

从而，在根据第一实施例的振动冲击吸收机构1中，共振衰减元件5分别介入冲击吸收元件4的第一和第二段4a、4b的内表面与物体3的上下主表面3a和3b之间。由非织造布构成的每一共振衰减元件5具有缓冲的功能。从而，通过结合冲击吸收元件4的振动吸收能力和共振衰减元件5的振动吸收能力，可有效地衰减高频范围中的振动，而这对于仅使用冲击吸收元件4是难以实现的。而且，通过由具有高于冲击吸收元件4的摩擦系数的摩擦系数的材料构成共振衰减元件5，即使当从外部来源施加振动或冲击，也可防止冲击吸收元件4由图3中的箭头A所示的方向(即，离开物体3的方向)移位。而且，为进一步增强对这样的移位的防范，可使用诸如双面胶带等摩擦生成元件将共振衰减元件5粘附到物体3的上下主表面3a和3b。

尽管在第一实施例中将共振衰减元件5附加到物体3的上下主表面3a和3b，但该共振衰减元件5替换地也可仅附加到上下主表面3a和3b的其中之一。作为另一替换，共振衰减元件5可附加到物体3的侧面，使得每一共振衰减元件5介入相应的冲击吸收元件4的第三段4c与物体3的相应侧面之间。作为又一替换，共振衰减元件5可由纸张构成。换言之，共振衰减元件5可由任何类型的材料构成，只要当对内容再现装置11施加振动或冲击时，共振衰减元件5具有衰减或缓冲磁头元件37的共振频率范围中的振动或冲击的能力。

冲击吸收元件4主要缓冲对内容再现装置11施加的冲击，而共振衰减元件5主要衰减物体3的共振频率范围中的振动。

图4示出了配备上述振动冲击吸收机构的内容再现装置11。内容再现装置11可以是，例如作为音乐分发便携式终端的便携式音乐播放器或者除音乐以外还能够再现活动图像的便携式多媒体播放器。参考图5，内容再现装置11包括小外形的长方形外壳12和容纳在外壳12内的装置本体13。

外壳12由铝合金或镁合金组成，且具有小外形、空心的结构。外壳12的上表面装备监视器显示窗口21和含有多个操作按钮22a、22b和22c的操作部分23。在外壳12的一个侧面装备电池插槽24，该插槽位于操作部分23的侧面。可使用盖子关上电池插槽24。

内容再现装置11在外壳12的一端含有开口25。通过该开口25，装置本体13可被插入外壳12内。

装置本体13含有上部本体部分和下部本体部分，之间介入居中的底座31。装置本体13的上部本体部分装备诸如液晶监视器等显示信息的显示部分32、为装置11供应电力而保持电池的电池保持件33以及保持例如用于内容再现的再现单元的印刷电路板34。另一方面，装置本体13的下部本体部分装备硬盘驱动器35，较佳地保护后者免受振动和冲击。通过将装置本体13插入外壳12，诸如液晶监视器的显示部分32变为对准监视器显示窗口21，而在电池保持件33的一个侧面提供的插槽33a变为与在外壳12的一个侧面提供的电池插槽24对准。

如图6中所示，硬盘驱动器35具有小外形的长方形形状。硬盘驱动器35包括用于存储内容的由磁盘定义的存储介质36以及用作从存储介质36读出内容的读出单元的磁头单元37。根据该实施例，磁头单元37的共振频率范围基本上在1KHz到3KHz之内。在操作模式中，磁头单元37使其磁头定位在用作存储介质36的磁盘上。在非操作模式中，磁头单元37使其磁头从用作存储介质36的磁盘移开。沿着硬盘驱动器35的左和右纵向侧提供了包含在振动冲击吸收机构中的冲击吸收元件40。

参考图7，硬盘驱动器35装备有对其附加冲击吸收元件40的冲击吸收元件附加部分41。附加部分41从硬盘驱动器35的左右纵向两侧突出。

每一冲击吸收元件40在横断面中基本上是C形的，且含有一对第一上段40a和第二下段40b，以及连接第一和第二段40a和40b的第三中段40c。冲击吸收元件40由诸如橡胶和合成橡胶的弹性材料构成。

通过将硬盘驱动器35的附加部分41插入第一和第二段40a、40b之间，冲击吸收元件40a与硬盘驱动器35的左右纵向两侧接合。

硬盘驱动器35的每一附加部分41的上下表面装备共振衰减元件42。提供共振衰减元件42用于当对内容再现装置11施加振动或冲击时衰减硬盘驱动器35的磁头单元37的共振。

共振衰减元件42由衰减或缓冲处于不同于冲击吸收元件40的频率范围中的振动或冲击的材料组成。具体地，共振衰减元件42衰减处于磁头单元37的共振频率范围中的振动或冲击。

根据该实施例，共振衰减元件42在高频范围中具有比冲击吸收元件40高的振动衰减率，且各自由有效衰减处于基本上1KHz到3KH内的设备(即，硬盘驱动器35的磁头单元37)的共振频率范围中的振动或冲击的非织造布构成。这样的非织造布可以是，例如化学粘合非织造布。共振衰减元件42可使用诸如双面胶带的摩擦生成元件粘附到硬盘驱动器35的附加部分41的上下表面。

因此，当将冲击吸收元件40接合至附加部分41时，冲击吸收元件40的第一和第二段40a和40b的内表面与共振衰减元件42接触。

以下将描述使用非织造布作为共振衰减元件42用于有效衰减磁头单元37的共振频率范围中的振动和冲击的原因。

图8是示出对内容再现装置11的磁头单元37施加的振动和冲击的频率特性的曲线图。该图表示出在宽频率范围上具有恒定冲击值和振幅的冲击和振动。

图9是示出内容再现装置11中的磁头单元37的频率响应的示例的曲线图。在其中磁头单元37的共振频率由fa HZ指示的情况中，当对磁头单元37施加具有fa HZ的频率的冲击或振动时，磁头单元37强烈共振和振动。从而，磁头单元37撞击磁盘表面的可能性高。

图10是示出用作共振衰减元件42的非织造布的振动衰减特性的示例的曲线图。从图10中的图表可理解，该非织造布具有衰减具有频率fa HZ的冲击或振动的最大能力。具有这样的特性的这种非织造布将用作内容再现装置11中的共振衰减元件42。

图11是示出当对内容再现装置11施加图8中所示的冲击或振动时由磁头单元37所受到的冲击或振动的曲线图。在图11中，实线指示其中在内容再现装置11中使用非织造布的示例，而虚线指示其中在内容再现装置11中未使用非织造布的示例。这两个示例之间对磁头单元37施加的冲击或振动相差为由非织造布衰减的冲击或振动的量。

在使用非织造布的内容再现装置11中，对磁头单元37施加的振动或冲击在磁头单元37的共振频率fa HZ附近减少。

具体地，图11中的虚线示出了其中对内容再现装置11施加的冲击或振动在没有被衰减或缓冲的情况下直接传播给磁头单元37的理想示例。另一方面，实线是对该理想示例的对比，它示出仅使用非织造布的衰减效果。

图12是示出在其中对磁头单元37施加图11中虚线和实线所指示的冲击和振动的情况中磁头单元37的频率响应的曲线图。当未使用非织造布时，如图11中的虚线所示，磁头单元37受到冲击和振动。另一方面，当使用在磁头单元37的共振频率范围中衰减冲击和振动的非织造布时，如图11中的实线所示，磁头单元37受到在磁头单元37的共振频率范围中被减小的冲击和振动。从而，使用和不使用非织造布之间的比较示出，当内容再现装置11受到某一冲击值和振幅时，磁头单元37的共振在使用非织造布的情况下被更有效地减小。

从而，代替单单使用非织造布，在该实施例中用作内容再现装置11的共振衰减元件42的非织造布具有有效衰减基本上在1KHz到3KHz的设备共振频率范围内的振动和冲击的能力。

第二实施例

在第一实施例中，如图3中所示，每一共振衰减元件5介入相应的冲击吸收元件4的第一或第二段4a或4b与所保护的物体3之间的整个接触面。与此相反，参考图13，根据本发明的第二实施例的每一共振衰减元件5介入相应的冲击吸收元件4的第一或第二段4a或4b与物体3之间的接触面的一部分。

这意味着，在第二实施例中，每一冲击吸收元件4与物体3部分直接接触。因此，与其中共振衰减元件5介入物体3与冲击吸收元件4的第一和第二段4a、4b之间的整个接触面的结构相比，物体3的共振频率范围中的冲击和振动更大。然而，如果所保护的物体3具有如图13中所示的复杂多层结构，则考虑到例如更易于安装共振衰减元件5，可将共振衰减元件5仅安置在物体3与冲击吸收元件4的第一和第二段4a、4b之间的接触面的一部分中。

以下描述的是针对用于测试根据第二实施例的共振衰减元件5的效果而进行的实际试验。

参考图14，每一共振衰减元件42是由厚度T1为0.15mm且重量为45g/m2的化学粘合非织造布的条带组成的。共振衰减元件42使用具有0.05mm的厚度T2的双面胶带43粘附至附加部分41的上下表面。给出每一冲击吸收元件40的第一段40a厚度T3 1.85mm，给出第二段40b的厚度T4 1.75mm。给出内容再现装置11的总厚度T6 6.9mm，而给出每一附加部分41的厚度T5为3.3mm。

图15示出了作为与根据本发明的第二实施例的内容再现装置11的比较示例的未配备共振衰减元件42的内容再现装置。在该比较示例的内容再现装置中，给出每一冲击吸收元件40的第一段40a的厚度T3 2.2mm，给出第二段40b的厚度T42.1mm。给出该比较示例的内容再现装置的总厚度T6 7.6mm，而给出每一附加部分41的厚度T5 3.3mm。该内容再现装置的其它配置与根据图14中所示的第二实施例的内容再现装置11的配置基本相同。

图16是示出当处于操作模式中的根据第二实施例的内容再现装置11从例如16cm的预定高度掉下时所获取的冲击或振动特性的曲线图。在图16中，虚线指示未配备共振衰减元件42的内容再现装置的振动特性曲线，实线指示配备根据第二实施例的共振衰减元件42的内容再现装置11的振动特性曲线。与示出理想状态中内容再现装置11的磁头单元37所受到的冲击值和振幅的特性的图11中的实线对比，图16示出了当例如实际掉落时内容再现装置11时所获取的振动特性。正如从两条冲击特性曲线之间的比较，显然磁头单元37的共振频率范围(即，1KHz到3KHz)中的冲击值在配备根据本发明的第二实施例的共振衰减元件42的内容再现装置11中较低。冲击值较低的原因是，由于用作共振衰减元件42的非织造布，内容再现装置11可最大程度吸收冲击和振动的频率位移至1KHz到3KHz的高频范围。由于衰减了1KHz到3KHz的范围(即，磁头单元37的共振频率范围)中的振动，因此减少了磁头单元37的共振。从而，这防止磁头单元37撞击存储介质36，也防止磁头单元37由于其自身的振动而损坏。

尽管根据以上实施例，所保护的物体是针对内容再现装置11中的硬盘驱动器35，但所要保护的物体可包括较佳免受振动和冲击的任何类型的设备。而且，尽管共振衰减元件42可由具有防止例如冲击吸收元件40移位的能力的材料构成，而共振衰减元件42更好地由具有衰减设备共振频率范围中的振动和冲击的能力的材料构成。类似于上述的振动冲击吸收机构1，共振衰减元件42可替换地由纸张构成。

而且，尽管物体3的共振频率可包括，例如内容再现装置11的外壳的共振频率，但以上实施例中的共振频率是针对磁头单元37的共振频率，后者影响对于硬盘的读和写操作。

而且，尽管以上实施例是针对便携式音频播放器的示例，但以上实施例也可应用于固定的内容再现装置，诸如配备硬盘的DVD播放器和音频装置。

在其中未使用共振衰减元件5用于防止冲击吸收元件4的移位的情况中，物体3的上下主表面3a和3b可装有粗糙部分。通过允许冲击吸收元件4与该粗糙部分接触，可在未使用共振衰减元件5的情况下防止冲击吸收元件40相对于硬盘驱动器35即所保护的物体3的移位。

而且，尽管在以上实施例中，安置冲击吸收元件40和共振衰减元件42以便从硬盘驱动器35的上下主表面夹住硬盘驱动器35，但冲击吸收元件40和共振衰减元件42可替换地仅在硬盘驱动器35的上下主表面的其中之一上提供。

在根据本发明的以上实施例的振动冲击吸收机构中，在冲击吸收元件与所保护的物体之间具有衰减处于与冲击吸收元件所吸收的频率范围所不同的频率范围中的振动或冲击的共振衰减元件。从而，物体的共振可由共振衰减元件减少。而且，由于在共振衰减元件与冲击吸收元件之间生成的摩擦力，可防止冲击吸收元件离开物体移位。而且，如上所述，冲击吸收元件和共振衰减元件从物体的上下主表面夹住物体。而且，共振衰减元件至少被安置在物体的上主表面与冲击吸收元件之间的空间和物体的下主表面与冲击吸收元件之间的空间的至少其中之一内。从而，这有效地减少了冲击吸收元件从物体的上下主表面两者或主表面其中之一移位的可能性。

在根据以上实施例的内容再现装置中，冲击吸收元件和共振衰减元件保护设备(即，所保护的物体)免受振动和冲击。具体地，由于共振衰减元件由衰减设备的共振频率范围中的振动和冲击的材料构成，因此当内容再现装置受到振动或冲击时，可衰减处于该设备的共振频率范围中的振动和冲击。而且，由于冲击吸收元件和共振衰减元件被安置在所保护的设备的上下主表面的两者或其中之一上，因此可有效地防止冲击吸收元件从该设备的上下主表面中的两者或其中之一移位。

而且，在根据以上实施例的内容再现装置中，冲击吸收元件的第二低段与存储介质上的读出单元相对。从而，由于冲击吸收元件可有效地吸收读出单元撞击存储介质的方向上所施加的冲击，因此可安全地保护读出单元。

而且，在显示部分面向上掉落内容再现装置的情况中，远离显示部分安置的冲击吸收元件的第二低段受到比更接近显示部分安置的冲击吸收元件的第一上段更大程度的冲击。在这种情况中，第二低段可能移位。然而，在从该设备的上下主表面夹住冲击吸收元件的第一和第二段中，远离显示部分安置的冲击吸收元件的第二低段与该设备的相应主表面之间安置有共振衰减元件。从而，防止了冲击吸收元件离开设备移位。

而且，由于响应于振动或冲击生成的硬盘驱动器的共振可由共振衰减元件有效衰减，例如可在硬盘驱动器上执行适当的再现操作。而且，也可防止由振动或冲击引起的对数据的意外删除。

本领域的技术人员应该理解，取决于设计需要和其它因素在落入所附权利要求书及其等效实施方案的范围内可进行各种修改、组合、子组合和变更。

Claims (12)

1.一种保护安置在外壳中的物体的振动冲击吸收机构，包括：

冲击吸收元件，它安置在所述外壳中并吸收冲击；以及

共振衰减元件，它安置在所述物体与所述冲击吸收元件之间，并衰减包含所述物体的共振频率的预定频率范围内的振动。

2.如权利要求1所述的振动冲击吸收机构，其特征在于，所述冲击吸收元件从所述物体的上下主表面夹住所述物体，且

所述共振衰减元件安置在所述物体的上主表面与所述冲击吸收元件之间的空间以及所述物体的下主表面与所述冲击吸收元件之间的空间的至少其中之一中。

3.如权利要求2所述的振动冲击吸收机构，其特征在于，所述安置在物体与冲击吸收元件之间的共振衰减元件是由摩擦系数高于所述冲击吸收元件的摩擦系数的材料构成的。

4.如权利要求3所述的振动冲击吸收机构，其特征在于，所述共振衰减元件与所述物体之间安置摩擦生成装置，所述摩擦生成装置的摩擦系数高于所述共振衰减元件的摩擦系数。

5.一种内容再现装置，包括：

外壳；

安置在所述外壳中且含有被配置成从存储内容的存储介质读出所述内容的读出装置的设备；

安置在所述外壳中的冲击吸收元件；

安置在所述设备与所述冲击吸收元件之间并衰减包含所述设备的共振频率的预定频率范围内的振动和冲击的共振衰减元件；以及

被配置成再现所述内容的再现装置。

6.如权利要求5所述的内容再现装置，其特征在于，所述内容再现装置是便携式装置。

7.如权利要求5所述的内容再现装置，其特征在于，所述安置在设备与冲击吸收元件之间的共振衰减元件是由摩擦系数高于所述冲击吸收元件的摩擦系数的材料构成的。

8.如权利要求5所述的内容再现装置，其特征在于，所述共振衰减元件与所述设备之间安置摩擦生成装置，所述摩擦生成装置的摩擦系数高于所述共振衰减元件的摩擦系数。

9.如权利要求5所述的内容再现装置，其特征在于，所述冲击吸收元件从所述设备的上下主表面夹住所述设备，且

所述共振衰减元件安置在所述设备的上主表面与冲击吸收元件之间的空间以及所述设备的下主表面与冲击吸收元件之间的空间的至少其中之一中。

10.如权利要求5所述的内容再现装置，其特征在于，所述冲击吸收元件与所述存储介质上的读出装置相对。

11.如权利要求5所述的内容再现装置，其特征在于，还包括被配置成显示信息的显示装置，

其中，所述冲击吸收元件安置在远离所述显示装置的接触部分中。

12.一种内容再现装置，包括：

外壳；

安置在所述外壳中且含有被配置成从存储内容的存储介质读出所述内容的读出单元的设备；

安置在所述外壳中的冲击吸收元件；

安置在所述设备与所述冲击吸收元件之间并衰减包含所述设备的共振频率的预定频率范围内的振动和冲击的共振衰减元件；以及

被配置成再现所述内容的再现单元。

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