JP4290216B2 - ダンパおよび携帯電子機器 - Google Patents

Description

この発明はダンパおよび携帯電子機器に関し、特に、衝撃の吸収性に優れた、ダンパおよび携帯電子機器に関する。

従来、ハードディスクを搭載した携帯電子機器が知られている。ハードディスクは衝撃に弱い。特に落下時の衝撃に弱いため、その衝撃性を高めるための構成が、たとえば特開２００６−１５３１０８号公報（特許文献１）に開示されている。図５は特許文献１に開示された携帯電子機器用のダンパを示す図である。

図５を参照して、携帯電子機器１００のダンパ１０１は、ハードディスク１１０とハードディスク支持体１０４との間に介在されて、ハードディスク１１０にかかる衝撃を吸収する。ダンパ１０１はコの字状のベース部を構成する第１の構成部材１０２と第１の構成部材１０２よりも低硬度の素材で作られた第２の構成部材１０３とを備えている。第２の構成部材１０３は第１の構成部材１０２のハードディスク支持体１０４と対向する面から略半球形状または錘形状に突出して頂部がハードディスク支持体１０４に接触するように構成されている。

また、従来、第２の構成部材１０３を備えることなく、第１の構成部材１０２のみを一対設け、これでハードディスクを保持するように構成されたダンパも提供されている。このようなダンパはスチレン系のエラストマーで全体が構成され、ハードディスクを保持する部分のみが、プラスチックの二色成形で構成されている。このダンパの硬度は、一般的にデュロＡ硬度で７から１０程度である。
特開２００６−１５３１０８号公報（要約）

従来の携帯電子機器のハードディスクを支持するダンパは上記のように構成されていた。従来のダンパは、スチレン系エラストマーであり、デュロＡ硬度で７程度であった。このような柔らかい材質はコストが高く、また、柔らかくするためには油のような軟化剤の追加が必要であり、ダンパがべとつき、携帯用電子機器への組込み作業が難しいという問題や、触感が悪いという問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、コストが安く、かつ、携帯用電子機器への組込み作業が容易な、ダンパおよび携帯電子機器を提供することを目的とする。

この発明に係る、携帯電子機器を保持する面を有する高分子弾性体製のダンパは、携帯電子機器を保持する面、またはその反対側の面には、多数の有底凹部が、間に薄い立壁を形成するように隣接して設けられ、高分子弾性体のデュロＡ硬度は１５°以上６０°以下である。

ダンパを構成する高分子弾性体のデュロＡ硬度は１５°以上６０°以下と汎用グレード領域で且つ１０°以下のゲル領域のものより軟化剤の添加量も少ないため、安価なコストで製造できるとともに、ダンパはべとつくことなく、機器への組込み作業が容易になる。一方、硬度は上がるが、携帯電子機器を保持する面には複数の有底凹部が連続して設けられているため、クッション性は保持される。

その結果、コストが安く、かつ、携帯用電子機器への組込み作業が容易な、ダンパを提供できる。

好ましくは、有底凹部が設けられる面の端縁に位置する端面には、凹凸形状が連続して延在する。

さらに好ましくは、多数の有底を隣接させた形状は、ハニカム状である。

有底凹部は、面全体にわたって設けられてもよい。

好ましくは、高分子弾性体のデュロＡ硬度は、２０°以上である。

なお、携帯電子機器は直方体であり、ダンパは前記携帯電子機器の対向する２面を保持するのが好ましい。

この発明の他の局面においては、携帯電子機器は、筐体と、筐体内に収納された高分子弾性体製のダンパと、ダンパによって保持されたハードディスクとを含み、ダンパは、前記ハードディスクを保持する面、または、その反対側の面には、多数の有底凹部が、間に薄い立壁を形成するように隣接して設けられ、高分子弾性体のデュロＡ硬度は１５°以上６０°以下である。

この発明のさらに他の局面においては、高分子弾性体製のダンパは、携帯電子機器を保持する面を有する。高分子弾性体製のダンパは、携帯電子機器を保持する面、またはその反対側の面には、多数の有底凹部が、間に薄い立壁を形成するように隣接して設けられる。

以下、この発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。図１はこの発明の一実施の形態にかかるダンパで携帯電子機器を保持した状態を示す斜視図である。図１を参照して、携帯電子機器の一例としてのハードディスク２０は、上下に設けられた２つの高分子弾性体製のダンパ１０に保持されて、図示のない筐体に内蔵されている。高分子弾性体製のダンパ１０はたとば、ゴムのような単一材料によって形成されている。

図２は、図１に示した２つのダンパ１０のうちの１つを取り出して、それを各方向、または、断面を見た図である。図２（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は平面図（Ａ）において矢印Ｂ−Ｂで示す側面図であり、（Ｃ）は平面図（Ａ）において矢印Ｃ−Ｃで示す部分の断面図であり、（Ｄ）は底面図であり、（Ｅ）は（Ａ）において、Ｅ−Ｅで示す矢視図であり、（Ｆ）は（Ａ）において、Ｆ−Ｆで示す部分の断面図である。

図２（Ａ）を参照して、ダンパ１０はデュロＡ硬度１５°〜６０°の高分子弾性体で形成されている。図２（Ａ）に示すように、ダンパ１０の平面全体にわたって、多数の有底凹部が、間に薄い立壁１２を形成するように隣接して設けられ、全体として、ハニカム状を形成している。ここでは、ハニカム状の凹部１１が２列に連続して左右方向に延在している。それぞれのハニカム状の凹部１１は底を有している。ここで、立壁の厚みｔは、１ｍｍ〜１．５ｍｍ程度が好ましい。ハニカム状の凹部１１が連続する方向に交わる方向の端部は、ハニカム状の壁を形成する六角形の隣接する２辺とそれらが交わる頂点とで形成されているため、凹凸が連続している。

すなわち、有底凹部が設けられる面の端縁に位置する端面には、凹凸形状が連続して延在する。したがって、この方向における衝撃も吸収される。なお、ダンパ１０にはその一部に、ハードディスク２０と外部との接続用の矩形状の切り欠き部１３が設けられている。

図２（Ｂ）を参照して、ダンパ１０の長手方向の両端部には長手方向に交わる方向（図中第１方向で示す）に延在する部分１４，１５を有し、長手方向に延在する部分とそれに交わる方向に延在する部分１４，１５とで直方体であるハードディスク２０の一つの面の対向する２つの角部を保持している。また、図２（Ｅ）をあわせて参照して、ダンパ１０は、図中第２方向で示す方向においては、全体的に中央部が平坦で、その両端部が垂れ下がっている。

図２（Ｃ）を参照して、連続して形成された複数のハニカム状の凹部１１は一定厚さの底を有しており、凹部１１の深さはその裏側に設けられた底の厚さにほぼ等しい。また、図２（Ｄ）をあわせて参照して、ハードディスク２０は、その端部がダンパ１０の裏側中央に設けられた溝１６で保持される。また、この溝１６の深さは、ハニカム状の凹部１１の深さとその裏側に設けられた底の厚さとの和にほぼ等しい。

以上のように、この実施の形態によれば、ダンパ１０を中実ではなく、その一部にハニカム状の有底凹部１１を設けて体積を減らした。したがって、硬度の高い高分子弾性体を用いながら、従来並の柔らかさを実現した。ダンパ１０としては従来と比べてデュロＡ硬度の高い材質を利用できるため、高分子弾性体に軟化剤を添加する必要がない。そのため、コストを安価にできるとともに、ダンパ自体がべとつかないため、取り扱いが容易になる。一方、ハードディスク２０のような携帯電子機器を保持する面の反対側の面には、ハニカム状の有底凹部を２列、長手方向に延在させたため、ハードディスク２０を内蔵した携帯電子機器が落下しても、その衝撃は、ハニカム状の有底凹部で吸収され、従来の柔らかい高分子弾性体で形成されたダンパと同様の衝撃吸収性が得られる。

すなわち、落下時には、まずハニカム状の凹部を囲む立壁１２が容易に変形して、従来と同様の柔らかい高分子弾性体で形成されたダンパと同様の衝撃吸収作用を行う。一定以上の荷重が加わるようになると、厚みを有する底部および底部に連続する立壁１２で衝撃を受ける。

なお、高分子弾性体の硬度は、上記したように、軟化剤の添加量に比例して小さくなる。したがって、ハニカム状の凹部を形成する壁の厚さ、高分子弾性体の硬度、ダンパのべたつき度は、相互に関連する。

この点を考慮すれば、多少べたついて操作性が悪くても、ハニカム状の凹部を設けることによって柔軟性を確保すれば、高分子弾性体の硬度は１５°以上あれば、従来と同様の耐衝撃吸収性を確保できる。この場合、壁の厚さは２ｍｍ程度になる。

一方で、製造上、凹部を形成するための壁の厚さを考慮すると、最大でも６０°以下、好ましくは、５０°以下である。この場合、壁の厚さは１ｍｍ程度となる。また、べたつきを完全に排除するには、硬度は２０°以上が好ましい。

次に、この実施の形態に係るダンパの性能について従来のものと比較して説明する。図３および図４は、この実施の形態に係るダンパと従来のダンパとの性能を示す棒グラフである。図３は、図１に示したのと同様の構成の、ハードディスク２０を上記実施の形態で示したダンパで保持した筐体と、従来のダンパで保持した筐体を２０ｃｍの高さから落下させた場合の衝撃値を示したグラフであり、図４は、同様のものを、高さ１００ｃｍから落下させた場合の衝撃値を示すグラフである。

それぞれにおいて（Ａ）はＸ方向における衝撃値であり、（Ｂ）はＹ方向における衝撃値であり、（Ｃ）はＺ方向における衝撃値である。なお、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向は図１に示している。図中、ハッチング付きは従来のダンパの場合のデータであり、ハッチングなしはこの実施の形態によるものである。

なお、ここでいう従来のダンパは、高分子弾性体の硬度が７であるとともに、内部のハードディスクを保持する溝部分に樹脂が二色成形で埋め込まれた構成のものである。

図３および図４を参照して、いずれの落下条件、方向においても、従来のダンパに比べて、この実施の形態に係るダンパの耐衝撃性は優れている。

一方、Ｙ方向においては、落下高さが大きくなると、この実施の形態に係るダンパの性能は従来に比べて非常に優れていることがわかる。これは、上記したハニカム状の凹部の効果であると思われる。

また、Ｚ方向においても、この実施の形態に係るダンパの性能が従来のものに比べて優れている。これもハニカム状の凹部の効果であると思われる。

なお、上記実施の形態においては、底を有する凹部として、ハニカム状の凹部を例にあげて説明したが、これに限らず、丸、三角形、矩形、多角形、楕円形等の凹部であってもよい。

また、上記実施の形態においては、ダンパを、平面部と平面部の両端部で下方向に延在する部分を有する、全体として、コの字状とし、ハードディスクをその平面部で主に保持する形状とし、その平面部の裏面にハードディスクを保持するための溝を設け、その反対側（表面側）に２列のハニカム状の凹部を長手方向に複数連続して設けた例について説明したが、これに限らず、ハニカム状の凹部は、ハードディスクを保持する側に設けてもよい。また、ハードディスを保持する側、および、その反対側の両面に設けてもよい。

また、上記実施の形態においては、ハニカム状の凹部は、ダンパの平面全体を覆うように２列設けた例について説明したが、これに限らず、１列であってもよいし、３列以上であってもよい。

また、上記実施の形態においては、隣接するハニカム状の凹部は一定の壁厚を有しているが、この壁厚を下部に行くほど厚くなるようにしてもよい。

まず、本願発明に係るダンパの基本的考え方について説明する。このようなダンパの基本的な特性として、保持する物品に対する衝撃を吸収する衝撃吸収力が必要である。ダンパがこの衝撃吸収力を有するには、ダンパを構成する構造体として衝撃吸収力を有する場合とダンパ自体の材料で衝撃吸収力を有する場合とがある。いずれの場合においても、構造体の堅さ、または、構造体を構成する材料の硬度がある程度必要である。

図１等に示すように、本願発明のダンパはゴムのような単一材料によって、ハニカム状の有底凹部が形成されている。このようなハニカム状の有底凹部を有するダンパであれば、ハニカム状の貫通孔を有するダンパと異なり、次のような特徴がある。

すなわち、貫通孔を有する場合は、貫通孔が形成される方向には、ダンパを構成する構造体として堅さによって一定の衝撃吸収力を有する。しかしながら、それに交わる方向においては、同様の衝撃吸収力を有さない。すなわち、衝撃吸収力について方向性を有する。

また、通常、ダンパはハードディスクを包むように配され組みつけられる。外部からの衝撃が大きい場合は筐体の変形も大きくなり、ハードディスクと挟まれる様にダンパは大きく変形する。このとき凹部が貫通孔であると、筐体（樹脂又は金属）が直接ハードディスクに接触する場合がありダンパの機能が大きく損なわれるという問題も生じる。

これに対して、有底凹部を有するダンパであれば、図２に示すように、底部で立壁１２と接しているため、一定の衝撃吸収力を有している。したがって、衝撃吸収力についての方向性はあまりない。

このような有底凹部を有するダンパにおいても、一般に衝撃吸収力は高い方が好ましい。高い衝撃力吸収性を有するためには、構造体の堅さ、または、材料の硬度は高い方が好ましい。しかしながら、構造体が堅すぎる、または、材料の硬度が高すぎるとダンパ自体を成形できなくなる。たとえば、１．８インチハードディスク用のダンパで空隙率を７５％程度まで高めると、肉厚が１ｍｍを下回り、ダンパの作成が困難になる。したがって、製造上、素材の硬度の上限が存在しうる。一方で、柔らかくすることは可能であるが、柔らかすぎると、ダンパを筐体に挿入できなくなる。すなわち、構造体の堅さ、または、材料の硬度は高すぎても、低すぎても問題が生じる。

そこで、この実施の形態では、これらの値を適切に評価できるよう、凹部を空隙と考えて空隙率という概念を導入した。この場合、空隙率と構造体の堅さには相関があり、製品の構造体としての堅さは「素材の硬度×（１−空隙率）」で概ね定義可能である。ここで、空隙率について説明する。図１に示したダンパ１０を構成するハニカム状の凹部１１は、それぞれが、六角形の立壁１２ａと底部１７とで囲まれていると仮定する。ここで、凹部１１が全て充填されている状態を空隙率０％といい、立壁１２ａも底部１７も存在しない状態を１００％とする。

たとえば、素材の硬度が６０°で空隙率が３０％であれば、堅さ＝６０×（１−０．３）となり、堅さは４２となる。

また、上記した空隙率を７５％程度まで高めたダンパを硬度６０°の素材で製造すると、その堅さは、堅さ＝６０×（１−０．７５）＝１５となる。

次に、このような有底凹部を有するハニカム状のダンパを様々な硬度で作成した場合の具体的な実験データについて説明する。

まず、ダンパ１０の筐体への挿入性について説明する。ここでは、挿入性の指標として摩擦係数を考慮した。図６はダンパの硬度と摩擦係数との関係を示すグラフである。ここでダンパの空隙率は３０％である。当然ながら、摩擦係数が低いほど、ダンパを容易に筐体へ挿入できる。摩擦係数は以下に示す実験から、２.０以下が好ましい。

図６を参照して、摩擦係数が２．０以下になるのは硬度１５°以上である。従って、硬度は１５°以上が好ましい。なお、この摩擦係数の測定は、新東科学株式会社製のＨＥＩＤＯＮ表面性測定器を用いて測定したもので、測定条件は、荷重が５０ｇｆ、送り速度が３２０ｍｍ／分、相手部材はＡＢＳ板とした場合のものである。

次に、挿入性と硬度との関係を別の観点で調査した結果について説明する。ここでは、筐体へのダンパの挿入時間を実測し、その時間によって、挿入しやすさを判定した。ここでもサンプルの空隙率は３０％であり、使用したメカは、ＳＯＮＹ製ビデオカメラＤＣＲ−ＳＲ６０である。結果を表１に示す。

表１を参照して、ここでも硬度が１０°以下では挿入自体ができず、硬度は１５°以上必要であることがわかる。また、ダンパの硬度が高くなるほど短時間で挿入が可能であることが分かる。

以上から、挿入性を考慮すると、硬度は１５°以上が好ましい。また、構造体の堅さは１０．５以上が好ましいことが分かる。

次に、耐衝撃性（衝撃吸収力）についての実験結果について説明する。様々な硬度のダンパを１００ｃｍの高さから落下させた場合の衝撃値を図７に示す。ここでも、空隙率は３０％であり、Ｘ，Ｙ，Ｚは、図３および図４の場合と同様に、図１に示した方向を示している。ここでは、硬度２０°の貫通孔を有するダンパを比較例として加えた。なお、硬度としては、１０°、２０°および、５０°のものを比較した。

図７を参照して、Ｘ，Ｙ，Ｚの全方向において、衝撃値が２０００Ｇ以下となるのは２０°３０％と、５０°３０％であり、特に、２０°３０％では、高くても、Ｘ方向で１６００Ｇ程度であり、特に耐衝撃性に優れている。

上記したように、貫通孔を設けた場合は、特にＹ方向において衝撃値が２５００Ｇを超えた高い値になっている。また、硬度が１０°のものは特にＸ方向において衝撃値２３００を超えている。

以上から、耐衝撃性を考慮しても、１０°を超えた硬度が必要であり、２０°以上が好ましい。

したがって、挿入性と耐衝撃性とを考慮すると、１５°以上が好ましく、さらに好ましくは、２０°以上である。

また、ここで実験した、硬度が１０°、２０°および、５０°のダンパはそれぞれ、その堅さは、７、１４、および、３５となり、このデータからは、構造体の堅さは、１４以上が好ましいことが分かる。

なお、この耐衝撃性の試験条件としては次のとおりである。試験機は、吉田精機株式会社製のＤＴ−２０２であり、合成木板の落下面に、加速度センサを取付けたＳＯＮＹ製 ＤＣＲ−ＳＲ６０を落下させた。加速度センサは、昭和測器株式会社製の２３５１Ａである。

次に、構造体の堅さについて検討する。以上説明した各実験データから、堅さとしては、挿入性を考慮すると、１０．５以上が好ましく、耐衝撃性を考慮すると１４以上が好ましい。さらに、製造上の観点から考えると、１５以上が好ましいことが分かる。

これら全てを満たすためには、構造体の堅さとしては、１５以上が好ましいことが分かる。この堅さを用いれば、製造方法にもよるが、所望の特性を備えた、ハニカム状の有底凹部を有するダンパを製造することができる。

図面を参照してこの発明の一実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態に限定されるものではない。本発明と同一の範囲内において、または均等の範囲内において、図示した実施形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

この発明に係るダンパおよび携帯電子機器は、コストが安く、かつ、携帯用電子機器への組込み作業が容易であるため、ダンパおよび携帯電子機器として、有利に利用されうる。

この発明の一実施の形態に係る携帯電子機器を保持したダンパを示す斜視図である。 この発明の一実施の形態に係るダンパを示す図である。 この発明の一実施の形態に係るダンパの性能を示すグラフである。 この発明の一実施の形態に係るダンパの性能を示すグラフである。 従来の携帯電子機器用のダンパを示す図である。 ダンパの種類と摩擦係数の関係を示すグラフである。 ダンパの種類と衝撃値とを示す図である。

符号の説明

１０ ダンパ、１１ 凹部、１２ 立壁、１３ 切り欠き部、２０ ハードディスク。

Claims (6)

1. 携帯電子機器を保持する高分子弾性体製のダンパであって、
   Ｘ方向に長く、Ｚ方向に短い矩形状で、Ｙ方向に所定の厚みを有し、
   前記Ｙ方向に交差する一方の面には前記携帯電子機器を保持する溝が設けられ、
   前記Ｙ方向に交差する他方の面には多数の有底凹部が、間に薄い立壁を形成するように隣接して設けられ、
   前記高分子弾性体のデュロＡ硬度は１５°以上６０°以下であり、
   前記Ｙ方向に交差する一方の面および他方の面を接続する側壁面には前記有底凹部を形成する壁を用いた凹凸形状が連続して延在する、高分子弾性体製のダンパ。
2. 前記多数の有底凹部を隣接させた形状は、ハニカム状である、請求項１に記載の高分子弾性体製のダンパ。
3. 前記有底凹部は、面全体にわたって設けられる、請求項１または２に記載の高分子弾性体製のダンパ。
4. 前記高分子弾性体のデュロＡ硬度は、２０°以上である、請求項１から３のいずれかに記載の高分子弾性体製のダンパ。
5. 前記携帯電子機器は直方体であり、前記ダンパは前記携帯電子機器の対向する２面を保持する、請求項１から４のいずれかに記載の高分子弾性体製のダンパ。
6. 筐体と、
   前記筐体内に収納された高分子弾性体製のダンパと、
   前記ダンパによって保持されたハードディスクとを含み、
   前記ダンパは、
   Ｘ方向に長く、Ｚ方向に短い矩形状で、Ｙ方向に所定の厚みを有し、
   前記Ｙ方向に交差する一方の面には前記携帯電子機器を保持する溝が設けられ、
   前記Ｙ方向に交差する他方の面には多数の有底凹部が、間に薄い立壁を形成するように隣接して設けられ、
   前記高分子弾性体のデュロＡ硬度は１５°以上６０°以下であり、
   前記Ｙ方向に交差する一方の面および他方の面を接続する側壁面には前記有底凹部を形成する壁を用いた凹凸形状が連続して延在する、携帯電子機器。

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