JP2006127718A - ディスクドライブ装置の実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】機器のベースシャーシ２に実装されるディスクドライブ装置３の騒音と振動を低減すると共に、落下時にディスクドライブ装置３に伝わる衝撃を緩和し、かつディスクドライブ装置３で発生する熱を効果的に放熱できる実装構造を実現する。
【解決手段】ディスクドライブ装置３の少なくとも上面側に密着して配置される多孔質弾性材料２０と、この多孔質弾性材料２０と共にディスクドライブ装置３を拘束してベースシャーシ２に固定するマウント部材２２と、を備えてなり、ここで多孔質弾性材料２０には、多数の放熱穴２１を設け、マウント部材２２は、この放熱穴２１を開放する状態で上面側の多孔質弾性材料２０を拘束する形状に形成する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、機器のベースシャーシにディスクドライブ装置を実装するための構造に関し、特にディスクドライブ装置の騒音対策に係るものである。

近年、パーソナルコンピュータやビデオレコーダなどの機器において記録装置として搭載されるハードディスクドライブ装置では、さらなる高速アクセスを実現するため、ディスクを回転駆動するスピンドルモータの高速回転化が進んでおり、即ちスピンドルモータの回転数は、従来の４２００ｒｐｍ、５４００ｒｐｍから７２００ｒｐｍへと高速化される傾向にあり、今後はさらに１００００ｒｐｍ以上となることも考えられる。

しかし、この高速回転化に伴いスピンドルモータの回転音やランダムアクセス音も大きくなっており、これが非常に耳障りな騒音となって問題化し、特に家庭用機器では大きな課題となっている。

そのため従来は、例えば下記の特許文献１に示されるように、ディスクドライブ装置の上にゴム製の制振材を配置し、この制振材と共にディスクドライブ装置を固定具によってシャーシに固定して、ディスクドライブ装置から発生する騒音を制振材で吸収するようにした構造が提案されている。
特開平１０−２０７５７１号公報

しかしながら、この特許文献１の構造では、ディスクドライブ装置が制振材と固定具によって全体的に覆われているため、ディスクドライブ装置の内部で発生する熱を充分に逃がすことができない。ディスクドライブ装置は、スピンドルモータの高速回転化に伴ってモータの発熱量も増加し、内部温度が上昇するが、特許文献１の構造では充分な放熱効果が期待できないので、ディスクドライブ装置の内部温度が異常に上昇し、装置の寿命に深刻な影響を与えることになる。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、ディスクドライブ装置の騒音を低減し、かつディスクドライブ装置で発生する熱を効果的に放熱できる実装構造を実現することを目的とする。

即ち本発明は、機器のベースシャーシにディスクドライブ装置を実装するための構造であって、ディスクドライブ装置の少なくとも上面側に密着して配置される多孔質弾性材料と、この多孔質弾性材料と共にディスクドライブ装置を拘束してベースシャーシに固定するマウント部材と、を備え、この構成において多孔質弾性材料には、多数の放熱穴が形成され、マウント部材は、この放熱穴を開放する状態で上面側の多孔質弾性材料を拘束する形状に形成されていることを特徴とするものである。ここで多孔質弾性材料は、ディスクドライブ装置の上面側と下面側の両側に配置することが望ましい。また多孔質弾性材料には、軟質ウレタンフォームが好適に用いられ、さらにマウント部材の材料には、アルミニウムが好適に用いられるものとする。

本発明の実装構造では、ハードディスクドライブ装置で発生するスピンドルモータの回転音やランダムアクセス音が多孔質弾性材料で効果的に吸収されるので、ハードディスクドライブ装置の騒音を確実に低減することができる。またスピンドルモータの回転やランダムアクセスによって発生するハードディスクドライブ装置の自己振動も多孔質弾性材料で吸収されるので、振動低減にも効果がある。また、機器の落下等によって衝撃が加わった際には、多孔質弾性材料が衝撃ダンパとして働くことにより、ディスクドライブ装置に伝わる衝撃を吸収緩和し、ディスクドライブ装置を保護することができる。

そして特に本発明では、多孔質弾性材料に多数の放熱穴が形成され、さらにマウント部材は、この放熱穴を開放する状態で多孔質弾性材料を拘束する形状に形成されていることにより、ディスクドライブ装置で発生する熱を効率的に放熱できるので、ディスクドライブ装置の内部温度が異常に上昇することを回避することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。
図１はハードディスクドライブ装置を搭載した機器としてビデオレコーダの例を示し、即ちこのビデオレコーダ１は、筐体１ａの内部のベースシャーシ２に固定して記録再生装置であるハードディスクドライブ装置３が実装されており、内蔵のＴＶチューナで受信した映像及び音声データをこのハードディスクドライブ装置３に記録し再生するものである。

ここで用いられるハードディスクドライブ装置の一般的な構成を図２及び図３で説明する。図２はハードディスクドライブ装置の蓋板を取り外した状態の斜視図、図３は縦断面図である。

このハードディスクドライブ装置３は、装置本体４の内部に、スピンドルモータ８によって回転駆動される磁気ディスク(ハードディスク)７と、この磁気ディスク７の記録面に対しデータの書き込み／読み出しを行なう磁気ヘッド１１と、を密閉状態で収容して構成される。

装置本体４の筐体は、矩形状の筐体シャーシ５と、この筐体シャーシ５を覆う蓋板６とによりなり、この蓋板６を端部の複数箇所において螺子によって筐体シャーシ５に固定して装置本体４を密閉するようにしている。

磁気ディスク７は、スピンドルモータ８の駆動軸であるスピンドル９にクランパ１０を介して固定されており、スピンドルモータ８の駆動によって４２００ｒｐｍ、５４００ｒｐｍ、７２００ｒｐｍの回転数で高速回転されるものである。

磁気ヘッド１１は、軸１２を支点として磁気ディスク７の径方向に回動するスイングアーム１３の先端部に取り付けられている。スイングアーム１３は、磁気ディスク７の回転に伴ってアクチュエータ１４の駆動によって回動し、これと一体に磁気ヘッド１１が磁気ディスク７の径方向に移動してデータの書き込み／読み出しを行なう。なお、ここで磁気ヘッド１１は、磁気ディスク７の記録面に対し数ｎｍ浮上した状態でデータの書き込み／読み出しが行なわれるようになっている。

磁気ディスク７は、その表裏両面に記録面を有し、これに対応してスイングアーム１３と磁気ヘッド１１は、磁気ディスク７を挟んで１対が組になって設けられている。このハードディスクドライブ装置においては、磁気ディスク７は３枚が同時に回転されるように設けられており、従ってスイングアーム１３と磁気ヘッド１１は、各磁気ディスクに対応して３対が設けられている。

以上のように構成されるハードディスクドライブ装置３において、上記スピンドルモータ８による磁気ディスク７の回転駆動動作及び上記磁気ヘッド１１によるデータの書き込み／読み出し動作(ランダムアクセス動作)は、筐体シャーシ５の底部に実装された電子回路基板１５上のＣＰＵとハードディスクコントローラによって制御されるようになっている。

このハードディスクドライブ装置３を機器の内部においてベースシャーシ２に実装するための構造を図４〜図６に示す。
図４はハードディスクドライブ装置の実装部の平面図、図５及び図６は正面から見た縦断面図で、図５はハードディスクドライブ装置を通常の向きで実装した状態、図６は上下逆向きで実装した状態である。

この実装構造は、ハードディスクドライブ装置３の上下両面側に密着して多孔質弾性材料２０を配置し、この多孔質弾性材料２０と共にハードディスクドライブ装置３をマウント部材２２によって拘束してベースシャーシ２に固定する構成により、ハードディスクドライブ装置３から発生する騒音・振動や、落下時にハードディスクドライブ装置３に伝わる衝撃を、多孔質弾性材料２０で吸収して低減するようにしたものである。

ここで多孔質弾性材料２０は、ハードディスクドライブ装置３の上面及び下面をほぼ全面的に覆う大きさで、所要の厚みを有する板状に形成されており、ハードディスクドライブ装置３はこの多孔質弾性材料２０に挟まれる状態でシャーシ２に実装される。
この多孔質弾性材料２０としては、軟質ウレタンフォームが好適に用いられ、その中でも特に微細セルウレタンフォーム(MICRO-SELE POLMER)「ＰＯＲＯＮ」が最適である。この微細セルウレタンフォームは、高密度で極めて微細かつ均一なセル構造を持った発泡体であり、一般のウレタンフォームと比較して、
・圧縮残留歪が小さい
・エネルギー吸収性に優れている
・他素材への汚染等の影響が少ない
・寸法安定性に優れている
などの特長を有するものである。

そして、特に本発明による構造では、この多孔質弾性材料２０に直径１０ｍｍ程度の多数の放熱穴２１を等間隔で形成してあり、これによってハードディスクドライブ装置３で発生する熱をこの放熱穴２１から逃がして放熱性を確保するようにしている。

この多孔質弾性材料２０と共にハードディスクドライブ装置３を拘束するマウント部材２２は、上面側の多孔質弾性材料２０の放熱穴２１を開放するように左右に分割して設けられている。即ちこのマウント部材２２は、図５で明らかな如く、水平の下板部２２ａと垂直の中間板部２２ｂと水平の上板部２２ｃとで構成される断面鉤型の板金部材であり、これが左右対称に配置されている。そしてこのマウント部材２２の下板部２２ａを螺子２３によってベースシャーシ２に固定することで、上板部２２ｃとベースシャーシ２との間で多孔質弾性材料２０とハードディスクドライブ装置３を押さえ付けるようにして拘束するものである。このマウント部材２２の材料には、熱伝導性に優れたアルミニウムが好適に用いられる。

この左右のマウント部材２２に拘束された状態でハードディスクドライブ装置３は、左右両面側から螺子２４によってマウント部材２２の中間板部２２ｂに固定保持され、また多孔質弾性材料２０は、ハードディスクドライブ装置３の上下で厚み方向に圧縮された状態で固定保持される。

さらに左右のマウント部材２２には、上板部２２ｃの内側端縁から連続して水平に突出する複数の爪板部２２ｃ_１が設けられており、これによって多孔質弾性材料２０を押さえる面積を増加させて、多孔質弾性材料２０とハードディスクドライブ装置３をしっかりと拘束する構成としている。ここで爪板部２２ｃ_１は、多孔質弾性材料２０の放熱穴２１を避けるように突出形成されており、これによって放熱穴２１からの放熱性を確保するようにしている。

以上の如く構成される本例の実装構造では、ハードディスクドライブ装置３で発生するスピンドルモータ８の回転音やランダムアクセス音が多孔質弾性材料２０で効果的に吸収されるので、ハードディスクドライブ装置３の騒音を確実に低減することができる。またスピンドルモータ８の回転やランダムアクセスによって発生するハードディスクドライブ装置３の自己振動も多孔質弾性材料２０で吸収されるので、振動低減にも効果がある。

図７は、ハードディスクドライブ装置のランダムアクセス時の騒音を比較した実験結果を示すもので、ここでは多孔質弾性材料なしの場合の平均騒音が３４．８ｄＢであるのに対し、多孔質弾性材料ありの場合の平均騒音は３０．８ｄＢであり、その差４ｄＢの騒音改善効果が確認された。さらに図８は、ハードディスクドライブ装置のランダムアクセス時の振動パワースペクトルの平均を比較した結果を示し、ここでも多孔質弾性材料なしの場合に比べて多孔質弾性材料ありの場合の振動低減効果がはっきりと認められた。

特に本例の構造では、ハードディスクドライブ装置３の上下に多孔質弾性材料２０を配置してあるので、ハードディスクドライブ装置３の実装向きに関わらず効果的に騒音及び振動を低減することができる。即ち、ハードディスクドライブ装置３では、スピンドルモータ８の近傍が最も大きな騒音及び振動の発生源であるが、本例の構造によれば、ハードディスクドライブ装置３を通常の向きで実装した場合(図５参照)は下側の多孔質弾性材料２０によってスピンドルモータ８の騒音及び振動が吸収され、ハードディスクドライブ装置３を逆向きで実装した場合(図６参照)は上側の多孔質弾性材料２０によってスピンドルモータ８の騒音及び振動が吸収されるように作用し、これによって確実な騒音及び振動の低減効果が得られるものである。

さらに本例の構造では、機器の落下等によってシャーシ２から大きな衝撃力が加わった際には、多孔質弾性材料２０が衝撃ダンパとして働くことにより、ハードディスクドライブ装置３に伝わる衝撃を効果的に吸収緩和し、ハードディスクドライブ装置３を保護することができる。

図９は、衝撃入力実験でハードディスクドライブ装置に伝達される衝撃力を検証したデータを示す。この実験では、通常の向きで実装したハードディスクドライブ装置に衝撃センサを取り付け、ハードディスクドライブ装置を非動作とした状態で１２８Ｇの正弦半波衝撃入力を３ｍｓの作用時間で印加した場合の衝撃センサの出力を測定した。その結果、図９に示す如く、印加した衝撃入力最大値１２８Ｇに対して多孔質弾性材料なしの場合は最大１８８Ｇがハードディスクドライブ装置に加わっており、よって衝撃増幅度は１．５倍であるのに対し、多孔質弾性材料ありの場合は最大１６５Ｇで、衝撃増幅度は１．３倍程度に改善され、ダンパ効果が認められる。また、多孔質弾性材料なしの場合は衝撃後の残留応答が大きく収斂が遅いが、多孔質弾性材料ありの場合は残留応答が小さく収斂度も速い。図１０は上記実験での衝撃応答を解析したもので、ここで４３０Ｈｚでの最大応答Ｇは多孔質弾性材料なしの場合で５８０Ｇ、多孔質弾性材料ありの場合は３５４Ｇであり、スペクトラム的にも大きな改善効果が認められる。

特に本例の構造では、ハードディスクドライブ装置３の上下に多孔質弾性材料２０を配置してあるので、ベースシャーシ２から加わる衝撃力を上下の多孔質弾性材料２０でより効果的に吸収緩和することができ、ハードディスクドライブ装置３を確実に保護することができる。

そして、上記効果に加えてさらに本例の構造では、ハードディスクドライブ装置３から発生する熱を効率的に放熱することができる。即ち、ハードディスクドライブ装置では、スピンドルモータ８の回転駆動に伴ってこのモータから熱が発生するが、本例の構造では多孔質弾性材料２０に多数の放熱穴２１が形成され、さらにマウント部材２２は、この放熱穴２１を開放する状態で多孔質弾性材料２０を拘束する形状に形成されていることにより、ハードディスクドライブ装置３の熱を放熱穴２１から容易に逃がすことができる。

さらに本例の構造では、マウント部材２２の材料として熱伝導性に優れたアルミニウムを用いたことにより、ハードディスクドライブ装置３からマウント部材２２に伝わった熱を効率的にベースシャーシ２に逃がすことができるので、一段と高い放熱効果を得ることができるものである。

こうしてハードディスクドライブ装置３から発生する熱を効率的に放熱できることにより、ハードディスクドライブ装置３の内部温度が異常に上昇することを回避することができ、装置の長寿命化に有効である。

以上のように本例の実装構造は、ハードディスクドライブ装置の騒音と振動の低減効果、及び落下時の衝撃緩和効果に加えて、ハードディスクドライブ装置の放熱効果を持ち合わせた複合効果型であることが大きな特徴であり、特にスピンドルモータの回転速度が７２００ｒｐｍ以上のハイパフォーマンスのハードディスクドライブ装置を搭載した家庭用機器に適用して効果が大きいものである。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
例えば、実施例ではマウント部材を左右に分割して設けた構成を示したが、これを上板部で連続した一体形状に形成することもできる。この場合は、マウント部材の上板部に多孔質弾性材料の放熱穴を開放する適宜形状の穴を形成して放熱性を確保すればよい。
また、多孔質弾性材料は、ディスクドライブ装置の上下に加えて左右両側にも配置し、即ちディスクドライブ装置を多孔質弾性材料で囲んだ状態でマウント部材によってシャーシに拘束する構造としてもよい。

さらに本発明は、実施例に示したハードディスクドライブ装置に限ることなく、他にも例えばＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、Ｂｌｕ−Ｒａｙディスクプレーヤ等の各種ディスクドライブ装置の実装に幅広く適用できるものである。

ハードディスクドライブ装置を内蔵したビデオレコーダの斜視図である。 一般的なハードディスクドライブ装置の構成を示す蓋板を取り外した状態の斜視図である。 同、縦断面図である。 本発明による実装構造を示す平面図である。 同、正面から見た縦断面図で、ハードディスクドライブ装置を通常の向きで実装した状態である。 同、正面から見た縦断面図で、ハードディスクドライブ装置を上下逆向きで実装した状態である。 ハードディスクドライブ装置のランダムアクセス時の騒音を比較した実験データである。 ハードディスクドライブ装置のランダムアクセス時の振動パワースペクトルを比較した実験データである。 ハードディスクドライブ装置に伝達される衝撃力を検証した実験データである。 衝撃応答を解析したデータである。

符号の説明

２…ベースシャーシ、３…ハードディスクドライブ装置、２０…多孔質弾性材料、２１…放熱穴、２２…マウント部材

Claims (4)

1. 機器のベースシャーシにディスクドライブ装置を実装するための構造であって、
   上記ディスクドライブ装置の少なくとも上面側に密着して配置される多孔質弾性材料と、
   上記多孔質弾性材料と共に上記ディスクドライブ装置を拘束して上記ベースシャーシに固定するマウント部材と、を備え、
   上記多孔質弾性材料には、多数の放熱穴が形成され、
   上記マウント部材は、上記放熱穴を開放する状態で上記上面側の多孔質弾性材料を拘束する形状に形成されていることを特徴とするディスクドライブ装置の実装構造。
2. 請求項１において、
   上記多孔質弾性材料は、上記ディスクドライブ装置の上面側と下面側の両側に配置されていることを特徴とするディスクドライブ装置の実装構造。
3. 請求項１において、
   上記多孔質弾性材料には、軟質ウレタンフォームが用いられていることを特徴とするディスクドライブ装置の実装構造。
4. 請求項１において、
   上記マウント部材の材料には、アルミニウムが用いられていることを特徴とするディスクドライブ装置の実装構造。
   
   

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