JP4360249B2 - 衝撃緩衝部材、それを用いた電子機器の衝撃緩衝方法およびそれらを用いた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、情報を高密度に記録・再生を行う磁気ディスク装置や光ディスク装置等のディスク型記録再生装置（以下、ディスク装置と言う）その他の携帯に供する電子装置等の衝撃を緩衝するための衝撃緩衝部材とそれを用いた電子機器の衝撃緩衝方法およびそれらを適応した電子機器に関する。

近年、ディスク装置等の電子機器装置の小型化、軽量化が進み、携帯に供する電子機器装置が非常に多くなってきている。そのような携帯に供する電子機器装置において、携帯時に落下等による非常に大きな衝撃を受ける機会も増加している。また、小型、軽量化のさらなる進化に伴い機器の携帯時の落下高さが高くなる傾向があり、そのときの落下による衝撃は一層大きくなっている。

以下、従来の電子機器等に対する衝撃緩衝部材および衝撃緩衝方法について、図面を用いて説明する。

図９は、従来の電子機器等に対する衝撃緩衝部材および衝撃緩衝方法を説明するための図であり、図９（ａ）は電子機器本体に衝撃緩衝部材を固着した状態を示す斜視図、図９（ｂ）は衝撃緩衝部材を介して電子機器本体に外装ケースが取付けられた状態を示す電子機器の概略断面図である。

図９において、例えばディスク装置等の電子機器本体６１の上下左右前後の６面に、それぞれスポンジクッション材等の衝撃緩衝部材６２が貼付され、さらに、その外側にそれぞれの衝撃緩衝部材６２を介して外装ケース７１が取付けられて、電子機器７２が構成されている。電子機器７２が落下等の衝撃を受けた場合に、それらの衝撃緩衝部材６２によって電子機器本体６１が受ける衝撃力を緩和するようになされている。

また、衝撃緩衝特性の異なる複数の材料の組み合わせにより構成した、衝撃緩衝部材が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

図１０（ａ）に示したのは、広い温度範囲において防振特性を維持するために、異なる温度範囲それぞれに適したダンピング特性を有する材料の組み合わせにより防振機構を構成し、磁気ディスク装置に適用した例である。この例では、使用温度範囲内の低温におけるダンピング特性が良好なゴムからなる第１の衝撃緩衝部材１２１と、高温におけるダンピング特性が良好なゴムからなる第２の衝撃緩衝部材１２２とを接着剤等により接合して、衝撃緩衝防振ゴム１０２に一体化している。図１０（ａ）に示すように、内部に磁気ディスク、磁気ヘッド、位置決め機構等を密封して収容した磁気ディスク装置等の電子機器１０１の筐体を、４箇所に配置した衝撃緩衝防振ゴム１０２でフレーム１０３に支持して防振機構が構成されている。この構成により、使用温度範囲内の低温側においては、第１の衝撃緩衝部材１２１による良好なダンピング特性により電子機器１０１の筐体を支持し、また周囲温度が上昇して使用温度範囲内の高温側となった場合、第２の衝撃緩衝部材１２２による良好なダンピング特性により電子機器１０１を支持させることにより、広い温度範囲にわたって電子機器１０１の耐外乱特性の向上を図るようにしている。

一方、図１０（ｂ）に示したのは、電子装置の筐体のディスク装置収納部を覆うケース等とディスク装置との間に、複数の部材からなる振動・衝撃を吸収する衝撃緩衝部材を設ける他の例である。図１０（ｂ）において、電子装置に接着等により固着されるシート材１４１がケース（図示せず）と対向する面側に、２つの長辺に沿ってそれぞれ３つの小片に分割された柔らかい第１の衝撃緩衝部材４１１を貼り付けるとともに、この個々の第１の衝撃緩衝部材４１１の間に、新たに、第１の衝撃緩衝部材４１１より硬質の別の第２の衝撃緩衝部材４１２を設けたものである。この場合の新たに付加した第２の衝撃緩衝部材４１２の厚さは、第１の衝撃緩衝部材４１１の圧縮による緩衝効果が失われる厚さにほぼ等しく設定している。そして、弱い衝撃の場合には、柔らかい第１の衝撃緩衝部材４１１のみによって柔らかく衝撃を吸収し、強い衝撃の場合には、柔らかい第１の衝撃緩衝部材４１１で吸収しきれない衝撃を新たに付加した硬い第２の衝撃緩衝部材４１２で吸収する２段階構造にしている。したがって、いずれの衝撃緩衝部材もそれぞれの弾性変形により衝撃を吸収している。この構成により、単一の衝撃緩衝部材に比べて弱い衝撃から強い衝撃までの幅広い衝撃に対して効果的に対応することができるとしている。
特開平０３−２４１５８３号公報（第３頁、第１図） 特開平１１−２４２８８１号公報（第８頁、第６図）

しかしながら上記の従来の構成の衝撃緩衝部材および衝撃緩衝方法では、図９に示す単一の部材からなる衝撃緩衝部材６２を用いる場合、例えば１万Ｇ以上にも達する非常に大きな落下衝撃に対して、その衝撃力を有効に緩和して、電子機器本体６１に致命的な損傷がないようにするためには、それぞれの衝撃緩衝部材６２の厚みを大きくする必要がある。しかし、衝撃緩衝部材６２の厚みを増加しても、衝撃が加わった初期の時点においては、衝撃吸収力は大きいが、衝撃緩衝部材６２の変形が急速に進み、衝撃緩衝部材６２の弾性復元力は急速に大きくなり、それにしたがって緩衝能力が急速に小さくなって緩衝吸収力が弱くなり、短時間のうちに比較的大きな衝撃力を受けることになるという課題があった。また、衝撃緩衝部材６２の厚みを増加することによって、電子機器７２が大きくなり、小型化が困難になるという課題があった。

一方、複数の衝撃緩衝部材を組み合わせた構成の場合、図１０（ａ）に示す温度特性の異なる複数の衝撃緩衝部材を組み合わせても、上記の単一の衝撃緩衝部材の課題、すなわち、例えば１万Ｇ以上にも達する非常に大きな落下衝撃に対して、衝撃緩衝部材の厚みを増加しても、衝撃が加わった初期の時点での衝撃吸収力は大きいが、衝撃緩衝部材の変形が急速に進み、衝撃緩衝部材の弾性復元力は急速に大きくなり、それにしたがって緩衝能力が急速に小さくなって緩衝吸収力が弱くなり、短時間のうちに比較的大きな衝撃力を受けることになるという課題は、温度には無関係であるのでそのまま残され、非常に大きな衝撃への対応は困難であった。さらに、図１０（ｂ）に示すように、柔らかい第１の衝撃緩衝部材４１１とそれよりも硬質の第２の衝撃緩衝部材４１２を組み合わせる場合、確かに単一の衝撃緩衝部材よりも衝撃力の緩和には有効であると考えられるが、例えば１万Ｇ以上にも達する非常に大きな落下衝撃の場合には、硬質の第２の衝撃緩衝部材４１２でも、単に弾性変形によって衝撃を吸収させるものである限り、その衝撃力を有効に緩和して、電子機器本体に致命的な損傷がないようにすることは困難であると考えざるをえない。

本発明は、上記の課題を解決し、落下等の非常に大きな衝撃を受けた場合にも、装置本体には大きな衝撃を受けることがなく、衝撃による致命的な損傷がなく、衝撃時にも正常な動作をすることができるような衝撃緩衝部材および電子機器の衝撃緩衝方法およびそれらを用いた電子機器を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の衝撃緩衝部材は、機器本体に配設され、衝撃方向と直角な方向に屈曲する屈曲部を形成した緩衝基材部と緩衝柔軟部とからなる衝撃緩衝部材において、前記緩衝基材部の厚みは前記緩衝柔軟部より薄く、かつ、衝撃を受けたとき前記緩衝基材部は前記屈曲部から座屈して衝撃を吸収することを特徴とする衝撃緩衝部材である。また、緩衝基材部と緩衝柔軟部のそれぞれの長手方向が、衝撃力のかかる方向と略平行に配設される構成、緩衝基材部と緩衝柔軟部が一体に形成されている構成、屈曲部が緩衝基材部の長手方向とは垂直な方向の有効幅を狭く形成している構成、屈曲部が緩衝基材部の長手方向とは垂直な方向の有効厚さを薄く形成している構成とすることができ、緩衝基材部は緩衝柔軟部よりも大きい硬度を有する構成としてもよい。

これらの構成により、携帯使用時の落下等の非常に大きな衝撃を受けた場合、緩衝基材部の屈曲により衝撃を吸収してから、さらに屈曲部での座屈により衝撃を吸収するので、比較的長い時間にわたって衝撃圧縮力を受けとめることができ、緩衝性能を充分に発揮させることが可能な衝撃緩衝部材が得られ、電子機器装置等に用いて、本体に大きな衝撃力が発生せず、致命的な損傷を生じさせることがない。

また、本発明の電子機器の衝撃緩衝方法は、機器本体に、衝撃方向と直角な方向に屈曲する屈曲部を形成した緩衝基材部および緩衝柔軟部が接合成形されて形成した衝撃緩衝部材を備えた電子機器の衝撃緩衝方法において、前記緩衝基材部の厚みを前記緩衝柔軟部より薄くし、かつ、衝撃を受けたとき前記緩衝基材部が前記屈曲部から座屈して衝撃を吸収することを特徴とする電子機器の衝撃緩衝方法である。また、衝撃に対して緩衝基材部を座屈させ衝撃力を吸収するとき、初期の衝撃に対して緩衝基材部を座屈させ衝撃力を吸収した後に、緩衝柔軟部によって主として衝撃力を吸収する過程を有してもよい。これらの過程によって、携帯使用時の落下等の非常に大きな衝撃を受けた場合、緩衝基材部の屈曲により衝撃を吸収してから、さらに屈曲部での座屈により衝撃を吸収するので、比較的長い時間にわたって衝撃圧縮力を受けとめることができ、電子機器装置本体には致命的な損傷を生じることがないような衝撃緩衝方法を得ることができる。

さらに、本発明の電子機器の衝撃緩衝方法は、機器本体と外部部材が対向する面の間に配置する衝撃緩衝部材を、隣接する衝撃緩衝部材の緩衝基材部および緩衝柔軟部との接合面に垂直な面が６０°以上で１２０°以下の角度を有するように配置する過程を有してもよい。この過程によって、より好ましい衝撃緩衝部材の配置となり、衝撃力を受けた衝撃緩衝部材がその緩衝基材部の中程にて座屈することになり、緩衝性能を充分に発揮させることを可能にする衝撃緩衝方法となる。

また、本発明の電子機器は、機器本体の外部に配設され、かつ、衝撃方向と直角な方向に屈曲する屈曲部を形成した緩衝基材部と緩衝柔軟部とを有する衝撃緩衝部材を備えた電子機器において、前記緩衝基材部の厚みを前記緩衝柔軟部より薄くし、かつ、衝撃を受けたとき前記緩衝基材部が前記屈曲部から座屈して衝撃を吸収することを特徴とする電子機器である。また、緩衝基材部と緩衝柔軟部とからなる衝撃緩衝部材の長手方向を、衝撃力のかかる方向と略平行に配設する構成、また、緩衝基材部と緩衝柔軟部が一体に形成された衝撃緩衝部材を用いる構成、また、屈曲部において、緩衝基材部の長手方向とは垂直な方向の有効幅を狭く形成している衝撃緩衝部材を用いる構成、また、屈曲部において、緩衝基材部の長手方向とは垂直な方向の有効厚さを薄く形成した衝撃緩衝部材を用いる構成、また、緩衝基材部は緩衝柔軟部よりも大きい硬度を有する衝撃緩衝部材を用いる構成、また、機器本体と外部部材が対向する面の間に少なくとも３個の衝撃緩衝部材を有する構成、また、機器本体と外部部材が対向する面の間に衝撃緩衝部材を有し、隣接する衝撃緩衝
部材の緩衝基材部および緩衝柔軟部との接合面に垂直な面がなす角は、６０°以上で１２０°以下である構成、また、衝撃緩衝部材を、機器本体外側面あるいは外部部材内側面のいずれか一方に固着する構成、また、衝撃緩衝部材は直方体、円柱、半円柱、楕円柱、半楕円柱、多角形柱のうちのいずれかの形状を有し、緩衝基材部を有する面は緩衝基材部と緩衝柔軟部との接合面に平行である構成、さらに、衝撃緩衝部材の緩衝基材部を有する面は衝撃緩衝部材の外周部にあり、緩衝基材部の外周径または外周長は衝撃緩衝部材の外周径または外周長の半分よりも小である構成とすることもできる。

これらの構成によって、本発明の電子機器は前述の衝撃緩衝方法を適応した構成で製造されているので、携帯使用時の落下等の非常に大きな衝撃を受けても、衝撃緩衝効果が非常に大きく、電子機器装置本体には大きな衝撃力が発生せず、致命的な損傷を生じることがなく、機器の信頼性が高くなる。

以上のように本発明は、緩衝基材部と緩衝柔軟部とからなり、緩衝基材部の厚みが緩衝柔軟部より薄く、かつ、衝撃を受けたとき緩衝基材部は屈曲して衝撃を吸収する構成とし、その緩衝基材部の屈曲が緩衝基材部の屈曲部から座屈するようにした衝撃緩衝部材を機器本体に配設する衝撃緩衝方法を電子機器に適用するものであるので、非常に大きな衝撃を受けたときにも、比較的長い時間にわたって衝撃圧縮力を受けとめることができ、電子機器装置本体が受ける衝撃は非常に小さな衝撃となり、電子機器装置本体には致命的な損傷を与えることがなく、優れた衝撃緩衝能力を有する電子機器装置の衝撃緩衝方法を実現することができるという大きな効果を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における電子機器装置に対する衝撃緩衝方法を説明するために、衝撃緩衝構成を有する電子機器装置の主要部の構造を示す概略断面図である。以下の記述において、電子機器装置として、例えば磁気ディスク装置を例に挙げて説明する。

図１において、軸受部１によって回転自在に軸支された回転軸２に固着されたロータハブ部３の外周下端面側に複数磁極に着磁された回転磁石４が圧入あるいは接着その他の周知の方法により固着されており、一方、モータシャーシ５には回転磁石４の内周面に対向するようにステータ６が固定され、そのステータ６は複数の磁極歯部を有するステータコア６ａとそれぞれの磁極歯部にコイル６ｂが巻かれた構成を有している。コイル６ｂに電流が供給されることによって、回転磁石４に回転駆動力が発生し、ロータハブ部３が回転するように構成され、スピンドルモータ７を形成している。

ロータハブ部３のフランジ部の上面には磁気ディスク８が載置され、ロータハブ部３の回転に伴って回転するようになされている。

磁気ディスク８が搭載されたスピンドルモータ７が、磁気ディスク装置の基板９に固定され、また、スピンドルモータ７を回転駆動し、回転制御する回路および磁気ディスク８に信号を記録あるいは再生する信号処理回路等の装置として必要な電子回路が組み込まれた回路基板１０が支持部材１１を介して固定され、さらに、磁気ディスク８に信号を記録あるいは再生する信号変換素子である磁気ヘッド１２を所定のトラック位置に位置決めする揺動手段であるサスペンション１３が支柱１４を介して基板９に固定され、磁気ヘッド１２が磁気ディスク８の表面に対向するように配設されている。

また、基板９の端縁部において、例えば基板９の上側あるいは下側へ屈曲された部分に、上内部筐体１５および下内部筐体１６が固定されて、磁気ディスク装置本体１７が形成されている。

さらに、上内部筐体１５および下内部筐体１６で囲まれた磁気ディスク装置本体１７の外側にある６面には、それぞれの面に対応させてそれぞれ４個の衝撃緩衝部材１８が固着されており、その外側に配置する外装ケース１９の内側に前述の衝撃緩衝部材１８が当接するように構成して、磁気ディスク装置を形成している。なお、磁気ディスク装置本体１７に６面あるそれぞれの外側面に固着する衝撃緩衝部材１８の個数はそれぞれ４個に限ることはなく、少なくとも３個あればよい。また、磁気ディスク装置本体１７は必ずしも上内部筐体１５および下内部筐体１６で囲まれる構成にする必要はなく、基板９に曲げ加工等の加工を加えた基板９に衝撃緩衝部材１８を直接固着する構成でもよい。

ここで、衝撃緩衝部材１８について図２を用いて説明する。図２（ａ）は衝撃緩衝部材１８の斜視図である。また、図２（ｂ）は衝撃緩衝部材の衝撃吸収の一過程を示す側面図である。図２（ａ）において、衝撃緩衝部材１８は、一般的に市販されている緩衝材である緩衝材シートを用いて、これを所定の大きさに切断して作製している。この緩衝材シートには、例えば、ポリエチレン等に代表される、その部材を長手方向に押圧した場合に曲がって変形するようなある程度の硬さを有し、かつ、柔軟性を備えた樹脂材料で作製された薄板状のシートからなる緩衝基材部１８ａと、その一方の表面上に、ゴム材のように部材を押圧すると圧縮変形するようなクッション性能を有する非常に柔軟な緩衝柔軟部１８ｂを比較的厚みがあるように一体にモールド成形して形成された複合部材を利用できる。

そして、図１における上内部筐体１５および下内部筐体１６、すなわち磁気ディスク装置本体１７と外装ケース１９との間において、図２（ａ）における緩衝基材部１８ａと緩衝柔軟部１８ｂが一体モールド成形されて重なった面に垂直な相対する長手方向の両側の端面２１、２２を磁気ディスク装置本体１７の外側にある面と外装ケース１９の内側にあるそれぞれの面に当接させ、衝撃緩衝部材１８の一方の端面２１を上内部筐体１５あるいは下内部筐体１６、すなわち磁気ディスク装置本体１７の外側にある面にそれぞれ接着等の方法により固着し、他方の端面２２は外装ケース１９の内側の面に対して固着せず、フリーな状態とする。なお、衝撃緩衝部材１８は外装ケース１９の内側の面に固着し、磁気ディスク装置本体１７の外側の面をフリーな状態としてもよく、あるいは、外装ケース１９の内側面および磁気ディスク装置本体１７外側面の両方を固着してもよい。

このように、ある程度の硬さのある緩衝基材部１８ａと非常に柔軟でクッション性能を有する緩衝柔軟部１８ｂが一体モールド成形された衝撃緩衝部材１８を用いて、緩衝基材部１８ａと緩衝柔軟部１８ｂの両者で並列的に衝撃を受けるようにした構成とし、また、その衝撃緩衝部材１８の緩衝部分の厚み（すなわち、衝撃緩衝部材１８の端面２１と端面２２の距離）を適当な厚みとすることによって、非常に大きな衝撃を受けた際、初期の衝撃に対して、ある程度の硬さのある緩衝基材部１８ａとクッション性能を有する緩衝柔軟部１８ｂによって並列的に衝撃を受けるが、このときには主として緩衝基材部１８ａが衝撃に耐え、次に、図２（ｂ）に示すように、緩衝基材部１８ａの中程の中間部１８１で屈曲する屈曲部を形成し、緩衝基材部１８ａが衝撃的圧縮力に耐えきれずに中間部１８１近傍の屈曲部で座屈して、衝撃荷重を吸収する。その後は、圧縮力に対する緩衝基材部１８ａの反発力は徐々に小さくなり、クッション性能を有する緩衝柔軟部１８ｂによって主として衝撃力を吸収することになる。なお、図２（ｃ）に示すように、ある程度の硬さのある緩衝基材部１８ａを２個のクッション性能を有する緩衝柔軟部１８ｂ、１８ｃで挟み込む構成として衝撃緩衝部材１８を一体化形成してもよい。

図３は本発明の実施の形態における電子機器の衝撃緩衝部材の動作を模式化して示す図である。図３（ａ）において、外装ケース１９と上内部筐体１５（あるいは下内部筐体１６）が並列に配設されており、衝撃緩衝部材１８は緩衝基材部１８ａの中間部１８１をリンクとする剛体とみなして太い実線で示し、緩衝柔軟部１８ｂをばねで図形化して示している。図３（ｂ）には衝撃緩衝部材１８に加わる衝撃荷重Ｆおよび衝撃緩衝部材１８の耐衝撃能の時間変化率Ｐに関して、それぞれの経時変化がグラフで示されている。装置の落下等により、外装ケース１９に非常に大きな衝撃力Ｆが働くと、最初は緩衝基材部１８ａは、例えば板ばねが曲がるように、緩衝柔軟部１８ｂは、例えばゴム部材が圧縮されるように、ともに弾性変形するので、耐衝撃能の時間変化率Ｐは図３（ｂ）のＵまで、衝撃荷重Ｆにほぼ沿って変化していく。衝撃荷重Ｆが緩衝基材部１８ａの線形の弾性変形限界を越えて増加すると、剛体とした緩衝基材部１８ａはその中間部１８１で撓み変形により屈曲し始める。このことは、中間部１８１をリンクとして緩衝基材部１８ａが曲がるように変形すると考えればよい。この撓み変形の状態では緩衝基材部１８ａの耐衝撃能の時間変化率Ｐはほとんど一定で変化せずに推移し、図３（ｂ）のＶにいたる。

衝撃荷重Ｆがさらに増加し、緩衝基材部１８ａの撓み変形による屈曲の限界を越えると衝撃的圧縮力に耐えきれずに中間部１８１の近傍の屈曲点で座屈し、図２（ｂ）に示すように、緩衝基材部１８ａの、中間部１８１の近傍にて屈折し、（このとき、図３（ａ）の右側に示すように、中間部１８１をリンクとして緩衝基材部１８ａが折れ曲がるように変形した状態と考えられる。このとき、衝撃緩衝部材１８は変形量δだけ圧縮された形状になる。）衝撃荷重を吸収する。その後、圧縮力に対する緩衝基材部１８ａの反発力は徐々に小さくなり、クッション性能を有する緩衝柔軟部１８ｂによって主として衝撃力が吸収されるので、耐衝撃能の時間変化率Ｐは図３（ｂ）のＶよりも右側に示すように次第に減少していく。衝撃緩衝部材１８に衝撃荷重Ｆが加わり、耐衝撃能の時間変化率ＰがＵからＶにいたる状況は、重量物をメカニカルジャッキで持ち上げる場合に最初は非常に重く大きな力を必要とするまでの経過が図３（ｂ）の衝撃荷重の加わり始めからＵまでに相当し、ある程度持ち上がると軽くなり、小さな力で操作できるようになるまでの経過が図３（ｂ）のＵからＶまでの様相に相当するのと似ている。

以上説明したように、本発明の実施の形態における電子機器の衝撃緩衝部材は、ある程度の硬さを有し、かつ、柔軟性を備えた材料を用いて形成した緩衝基材部とクッション性能を有する非常に柔軟な材料を用いて形成した緩衝柔軟部とを一体化した構成であり、非常に大きな衝撃が加わったときには、緩衝基材部を中間部で屈曲させ、屈曲部において座屈させることにより衝撃力を吸収させるものである。また、非常に大きな衝撃が加わったときに、緩衝基材部の中間部で確実に座屈を発生させるために、緩衝基材部に穴部や切り込み、切り欠きを設けてもよい。

例えば、図４（ａ）に示す衝撃緩衝部材１８の緩衝基材部１８ａの中間部に円形の穴部１８２を設けたり、図４（ｂ）に示す衝撃緩衝部材１８の緩衝基材部１８ａの中間部に楔形状の切り込み１８３を長手方向と垂直な方向に設けたり、図４（ｃ）に示す衝撃緩衝部材１８の緩衝基材部１８ａの中間部に半円形の切り欠き１８４を設けることにより確実に座屈を起こさせることが可能になる。また、図４（ｄ）に示すようにクッション性能を有する緩衝柔軟部１８ｂを、円形の穴部１８２を設けた２個のある程度硬さのある緩衝基材部１８ａで挟み込む構成として衝撃緩衝部材１８を一体化形成してもよい。なお、この場合、２個の緩衝基材部１８ａには切り込み、あるいは切り欠きを設けてもよい。さらに、穴部や切り込み、切り欠きの形状は図４に示したものに限ることはなく、断面が半円柱形状の切り込みや、三角形状をした切り欠きであってもよい。

なお、図１に示されるように、磁気ディスク装置本体１７のそれぞれの面に取付けられた衝撃緩衝部材１８は、１つの面上においてそれぞれの衝撃緩衝部材１８の緩衝基材部１８ａと緩衝柔軟部１８ｂが一体モールド成形されて合わさった面が互いに平行な面になるように描かれているが、何らこれに限ることはなく、例えば、図５に示すように、隣接する衝撃緩衝部材１８のうちの少なくとも１つの衝撃緩衝部材１８の緩衝基材部１８ａと緩衝柔軟部１８ｂが一体モールド成形されて合わさった面と略垂直あるいは６０°〜１２０°になるように複数の衝撃緩衝部材１８を配置してもよい。図１に示すような衝撃緩衝部材１８の配置においては、緩衝基材部１８ａと緩衝柔軟部１８ｂが一体モールド成形されて合わさった面に略垂直な方向の分力を有する衝撃力が加わった場合あるいは衝撃緩衝部材１８の緩衝基材部１８ａが磁気ディスク装置本体１７に垂直に当接していない場合に、衝撃力を受けた衝撃緩衝部材１８が緩衝基材部１８ａの中程にて座屈しないで、衝撃緩衝部材１８が倒れるような状態になり、充分な緩衝性能を発揮することができない可能性があるが、図５に示すような衝撃緩衝部材１８の配置を用いることによって、衝撃緩衝部材１８が倒れるような状態が発生することはなく、衝撃緩衝部材１８が緩衝基材部１８ａの中程にて座屈することになり、緩衝性能を発揮するためにより好ましい配置となる。なお、図５に示すように、１つの面に取付けられる衝撃緩衝部材１８は４個あるいは３個に限ることはなく、少なくとも３個の衝撃緩衝部材１８が取付けられていればよい。

次に、衝撃緩衝部材の効果について、実験結果を示して説明する。実験には、衝撃緩衝部材４２の緩衝基材部４２ａを磁気ディスク装置本体（模擬装置４１）の外側面あるいは外装ケース（台４３）の内側面のうちのいずれか一方に接着し、他方に緩衝柔軟部４２ｂを接着して、緩衝基材部４２ａと緩衝柔軟部４２ｂとが直列的に配置されるような従来の構成と、上述の本発明の実施の形態の構成、すなわち、緩衝基材部４７ａと緩衝柔軟部４７ｂが並列的になるように配置した衝撃緩衝部材４７の構成を準備し、２種類の構成による衝撃緩衝の差について調べた。それぞれの構成を図６に、得られた結果を図７に示す。

図６（ａ）は従来の衝撃緩衝部材の配置により衝撃緩衝の効果を調べる方法の一例を示す概略側面図である。図６（ａ）において、磁気ディスク装置に対応した模擬装置４１に衝撃緩衝部材４２の緩衝柔軟部４２ｂ側を接着し、緩衝基材部４２ａ側をそれぞれ接着した状態にして衝撃緩衝部材４２の緩衝基材部４２ａと緩衝柔軟部４２ｂとを直列的に配置した衝撃緩衝方法である。外装ケースに対応する台４３の上面に加速度計４４を、そして、台４３に衝撃緩衝部材４２を介して取付けられた磁気ディスク装置に対応する模擬装置４１の上面に加速度計４５を取付けている。この構成において、高さ１００ｃｍから台４３を矢印４６方向に自然落下させたときのそれぞれの加速度計４４および加速度計４５により衝撃緩衝の時間的変化を記録する。

図６（ｂ）は本発明の実施の形態の衝撃緩衝部材の配置により衝撃緩衝の効果を調べる方法の一例を示す概略側面図である。この構成は、上述の図５（ａ）に示されたような配置で衝撃緩衝部材４７を台４３と模擬装置４１の間に介在させ、緩衝基材部４７ａと緩衝柔軟部４７ｂとが並列的になるように衝撃緩衝部材４７を配置した衝撃緩衝方法である。上述の図６（ａ）と同様に、外装ケースに対応する台４３の上面に加速度計４４を、そして、台４３に衝撃緩衝部材４７を介して取付けられた磁気ディスク装置に対応する模擬装置４１の上面に加速度計４８を取付けている。この構成においても、高さ１００ｃｍから台４３を矢印４６方向に自然落下させたときのそれぞれの加速度計４４および加速度計４８により衝撃緩衝の時間的変化を記録する。なお、衝撃緩衝部材４７の高さ（台４３と模擬装置４１の間隔）は、図６（ａ）における衝撃緩衝部材４２の高さと同じ高さにしている。

図７は、このような構成で得られた結果を示し、衝撃緩衝の時間変化を示すグラフである。このグラフで、縦軸は加速度計の出力であるＧ値を示し、横軸は時間を示している。図７において、曲線Ａ（太実線にて示した曲線）は外装ケースに対応する台４３が受けた衝撃力、すなわち、外装ケースに対応する台４３に取付けた加速度計４４によって出力されるＧ値の変化を示し、曲線Ｂ（破線にて示した曲線）は図６（ａ）に示すように、衝撃緩衝部材４２を直列的に使用したときの衝撃緩衝方法による磁気ディスク装置本体に対応した模擬装置４１の衝撃緩衝の時間的経過、すなわち、磁気ディスク装置本体に対応した模擬装置４１に取付けた加速度計４５によって出力されるＧ値の変化を示している。また、曲線Ｃ（細実線にて示した曲線）は図６（ｂ）に示すように本発明の実施の形態における衝撃緩衝部材４７を並列的に使用したときの衝撃緩衝方法における磁気ディスク装置本体に対応した模擬装置４１の衝撃緩衝の時間的経過、すなわち、磁気ディスク装置本体に対応した模擬装置４１に取付けた加速度計４８によって出力されるＧ値の変化である。

図７により、図６（ａ）に示すような従来の衝撃緩衝部材４２の配置を用いた構成による衝撃緩衝の時間変化を示す曲線Ｂにおいて、衝撃を受けた初期の時点から緩衝柔軟部４２ｂの緩衝性能が有効に働き、早期に緩衝性能を発揮するが、衝撃力が非常に大きいため、その緩衝柔軟部４２ｂの圧縮変形が大きく、時間とともに弾性反発力が大きくなり、磁気ディスク装置本体に対応した模擬装置４１が受けるＧ値も大きくなる。最後には剛体的な結合とほとんど同じようになり（いわゆる底打ち現象）、したがって、衝撃の緩衝効果がほとんどなくなる。一方、図６（ｂ）に示すような本発明の実施の形態の衝撃緩衝部材４７の配置を用いた構成においては、図７の曲線Ｃに示すように、衝撃圧縮力を受けた初期には緩衝基材部４７ａと緩衝柔軟部４７ｂが並列的に圧縮力を受け、主として緩衝基材部４７ａの弾性反発力が圧縮に対する耐力となる。さらに衝撃のＧ値が増加すると、緩衝基材部４７ａが圧縮力に耐えきれずに座屈し、徐々に緩衝基材部４７ａの圧縮反発力が小さくなり、緩衝基材部４７ａに替わって緩衝柔軟部４７ｂが圧縮力を受けることになる。したがって、衝撃緩衝部材４２の直列的な配置を使用する従来の衝撃緩衝方法と比較して長い時間にわたって衝撃圧縮力を受けとめて、衝撃力を緩和する効果が非常に大きくなる。図７において、曲線Ａの最大値は約４０００Ｇ（実際のＧ値は約８０００Ｇあるが、グラフでの曲線Ａの表示値はフィルタ操作をしているため約４０００Ｇになっている）であり、曲線Ｂに示す従来の衝撃緩衝部材４２の構成を用いた場合の模擬装置４１（磁気ディスク装置）が受ける衝撃値（Ｇ値）の最大値は約２２００Ｇを示している。一方この衝撃値に対して、曲線Ｃに示す本発明の実施の形態の衝撃緩衝部材４７の構成を用いた場合の模擬装置４１（磁気ディスク装置）が受ける衝撃値（Ｇ値）の最大値は約１２００Ｇを示して、従来の構成の約５５％にまで低減しており、衝撃緩衝部材４７を並列的に使用した場合の有効性を示している。図１における矢印Ｄ方向あるいは矢印Ｅ方向のいずれの衝撃の方向に対しても、このような衝撃緩衝過程となり、いずれの方向の衝撃に対しても同様の効果が得られる。

なお、上記の説明および図面においては、衝撃緩衝部材を直方体形状を例に挙げているが、本発明の衝撃緩衝部材の形状は直方体に限定されることはない。衝撃緩衝部材の形状は、例えば、図８に例示したように、円柱、半円柱、楕円柱、半楕円柱、多角形柱等の各種の形状を利用できる。これらの各種形状の衝撃緩衝部材には、ゴム材のように部材を押圧すると圧縮変形するようなクッション性能を有する非常に柔軟な材料で、例えば、円柱、半円柱、楕円柱、半楕円柱、多角形柱等の比較的長い形状に形成した緩衝柔軟部と、ポリエチレン等に代表される、その部材を長手方向に押圧した場合に曲がって変形するようなある程度の硬さを有し、かつ、柔軟性を備えた樹脂材料で作製された薄板状のシートからなる緩衝基材部とを、一体モールド成形や貼り合わせ等の方法により一体に接合成形した複合部材を所定の幅あるいは厚さに切断加工して形成できる。このとき、緩衝基材部は緩衝柔軟部の外周径または外周長の半分よりも小さい部分に接合するのが好ましい。また、円柱、半円柱、楕円柱、半楕円柱、多角形柱等の各種の衝撃緩衝部材の形状の場合、図２、図４に示したような四角柱あるいは六面体形状に比べ、緩衝基材部の耐衝撃性が増すので、衝撃緩衝部材全体のサイズと緩衝基材部の厚さ、有効幅等に対するディメンションの設計自由度が向上する。図８においては、電子機器本体に配置する衝撃緩衝部材について、各種形状に対し３個あるいは４個を配置させた例を示しているが、これら以外の組み合わせも当然選ぶことができる。

また、上述の本発明の実施の形態においては、電子機器として磁気ディスク装置を例に挙げて説明したが、磁気ディスク装置に限ることはなく、光ディスク装置、光−磁気ディスク装置、あるいは、その他携帯に供する電子機器に適用することができる。

また、衝撃緩衝部材の緩衝基材部が座屈して衝撃を吸収するような、非常に大きな衝撃荷重が加わると、座屈した衝撃緩衝部材の衝撃吸収能力は十分ではなくなる。それ故、このような場合、座屈したことを検知するセンサを衝撃緩衝部材に取付けて、座屈の検知信号に基づいて衝撃緩衝部材の交換を促す表示システムを電子装置に備えることなどにより対策すればよい。

以上説明したように本発明の実施の形態によれば、電子機器の携帯使用時に落下等で非常に大きな衝撃を受けた場合、衝撃の初期には緩衝効果が小さくて弾性反発力が比較的大きく、所定の時間経過時点で弾性反発力が小さくて緩衝効果が大きくなるようにすることができ、さらに比較的長い時間にわたって衝撃圧縮力を受けとめることができるような衝撃緩衝方法およびそれを用いた電子機器を実現することができ、大きな衝撃を受けても、電子機器装置には致命的な損傷を生じることがないなど、非常に優れた衝撃緩衝能力を有している。

本発明は、緩衝基材部と緩衝柔軟部とからなり、緩衝基材部の厚みが緩衝柔軟部より薄く、かつ、衝撃を受けたとき緩衝基材部が屈曲し、その屈曲が緩衝基材部の屈曲部から座屈するようにして衝撃を吸収する構成とした衝撃緩衝部材を機器本体とそのケース等の間に配設するものであり、非常に大きな衝撃を受けたときにも、衝撃緩衝部材が比較的長い時間にわたって衝撃圧縮力を受けとめることができ、電子機器装置本体が受ける衝撃は非常に小さな衝撃となり、電子機器装置本体に致命的な損傷を与えることがないので、ディスク装置等の情報記録再生装置やこれらの装置を内蔵する携帯電子機器、装置等に適用することができる。

本発明の実施の形態における衝撃緩衝構成を有する磁気ディスク装置の主要部の構造を示す概略断面図 （ａ）は本発明の実施の形態における磁気ディスク装置に用いられる衝撃緩衝部材の斜視図（ｂ）は本発明の実施の形態における衝撃緩衝部材の衝撃吸収の一過程を示す側面図（ｃ）は本発明の実施の形態における磁気ディスク装置に用いられる別の構成の衝撃緩衝部材の斜視図 本発明の実施の形態における電子機器の衝撃緩衝部材の動作を模式化して示す図 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の実施の形態における磁気ディスク装置に用いられる他の構成の衝撃緩衝部材の斜視図 （ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態における磁気ディスク装置本体の１つの面に設けられた複数の衝撃緩衝部材の配置の例を示す概略上面図 （ａ）は従来の衝撃緩衝部材の配置により衝撃緩衝の効果を調べる方法の一例を示す概略側面図（ｂ）は本発明の実施の形態における衝撃緩衝部材の配置により衝撃緩衝の効果を調べる方法の一例を示す概略側面図 衝撃緩衝の時間変化を示すグラフ 本発明において利用可能な衝撃緩衝部材の形状および配置の例を示す図 （ａ）は従来の電子機器装置における電子機器本体と衝撃緩衝部材を固着した状態を示す斜視図（ｂ）は従来の電子機器装置における電子機器本体に外装ケースが取付けられた状態を示す概略断面図 （ａ）は電子機器装置における電子機器本体に外装ケースが別の従来の衝撃緩衝部材を介して取付けられた状態を示す平面図（ｂ）は電子機器装置における振動・衝撃を吸収する従来の他の衝撃緩衝部材の配置を示す図

符号の説明

１ 軸受部
２ 回転軸
３ ロータハブ部
４ 回転磁石
５ モータシャーシ
６ ステータ
６ａ ステータコア
６ｂ コイル
７ スピンドルモータ
８ 磁気ディスク
９ 基板
１０ 回路基板
１１ 支持部材
１２ 磁気ヘッド
１３ サスペンション
１４ 支柱
１５ 上内部筐体
１６ 下内部筐体
１７ 磁気ディスク装置本体
１８，４２，４７，６２ 衝撃緩衝部材
１８ａ，４２ａ，４７ａ 緩衝基材部
１８ｂ，１８ｃ，４２ｂ，４７ｂ 緩衝柔軟部
１９，７１，１０３ 外装ケース（フレーム）
２１，２２ 端面
４１ 模擬装置
４３ 台
４４，４５，４８ 加速度計
４６ 矢印
６１ 電子機器本体
７２，１０１ 電子機器
１０２ 衝撃緩衝防振ゴム
１２１，４１１ 第１の衝撃緩衝部材
１２２，４１２ 第２の衝撃緩衝部材
１４１ シート部材
１８１ 中間部
１８２ 穴部

Claims (20)

1. 機器本体に配設され、
   衝撃方向と直角な方向に屈曲する屈曲部を形成した緩衝基材部と緩衝柔軟部とからなる衝撃緩衝部材において、
   前記緩衝基材部の厚みは前記緩衝柔軟部より薄く、かつ、
   衝撃を受けたとき前記緩衝基材部は前記屈曲部から座屈して衝撃を吸収することを特徴とする衝撃緩衝部材。
2. 前記緩衝基材部と前記緩衝柔軟部のそれぞれの長手方向が、衝撃力のかかる方向と略平行に配設されることを特徴とする請求項１に記載の衝撃緩衝部材。
3. 前記緩衝基材部と前記緩衝柔軟部が一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の衝撃緩衝部材。
4. 前記屈曲部は、前記緩衝基材部の長手方向とは垂直な方向の有効幅が狭く形成されていることを特徴とする請求項２に記載の衝撃緩衝部材。
5. 前記屈曲部は、前記緩衝基材部の長手方向とは垂直な方向の有効厚さが薄く形成され
   ていることを特徴とする請求項２に記載の衝撃緩衝部材。
6. 前記緩衝基材部は前記緩衝柔軟部よりも大きい硬度を有することを特徴とする請求項１に記載の衝撃緩衝部材。
7. 機器本体の外部に配設され、かつ、衝撃方向と直角な方向に屈曲する屈曲部を形成した緩衝基材部と緩衝柔軟部とを有する衝撃緩衝部材を備えた電子機器において、
   前記緩衝基材部の厚みを前記緩衝柔軟部より薄くし、かつ、衝撃を受けたとき前記緩衝基材部が前記屈曲部から座屈して衝撃を吸収することを特徴とする電子機器。
8. 前記緩衝基材部と前記緩衝柔軟部とからなる前記衝撃緩衝部材の長手方向を、衝撃力の
   かかる方向と略平行に配設することを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
9. 前記緩衝基材部と前記緩衝柔軟部が一体に形成された前記衝撃緩衝部材を用いることを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
10. 前記屈曲部は、前記緩衝基材部の長手方向とは垂直な方向の有効幅が狭く形成されている前記衝撃緩衝部材を用いることを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
11. 前記屈曲部は、前記緩衝基材部の長手方向とは垂直な方向の有効厚さが薄く形成されている前記衝撃緩衝部材を用いることを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
12. 前記緩衝基材部は前記緩衝柔軟部よりも大きい硬度を有する前記衝撃緩衝部材を用いることを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
13. 前記機器本体と外部部材が対向する面の間に少なくとも３個の前記衝撃緩衝部材を有することを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
14. 前記機器本体と前記外部部材が対向する面の間に前記衝撃緩衝部材を有し、
    隣接する前記衝撃緩衝部材の前記緩衝基材部および前記緩衝柔軟部との接合面に垂直な面がなす角は、６０°以上で１２０°以下であることを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
15. 前記衝撃緩衝部材を、前記機器本体の外側面あるいは前記外部部材の内側面のいずれか一方に固着して構成することを特徴とする請求項７から請求項１４のいずれか１項に記載の電子機器。
16. 前記衝撃緩衝部材は直方体、円柱、半円柱、楕円柱、半楕円柱、多角形柱のうちのいずれかの形状を有し、
    前記緩衝基材部を有する面は前記緩衝基材部と前記緩衝柔軟部との接合面に平行であることを特徴とする請求項１５に記載の電子機器。
17. 前記衝撃緩衝部材の前記緩衝基材部を有する面は前記衝撃緩衝部材の外周部にあり、
    前記緩衝基材部の外周径または外周長は前記衝撃緩衝部材の外周径または外周長の半分よりも小であることを特徴とする請求項１５に記載の電子機器。
18. 機器本体に、衝撃方向と直角な方向に屈曲する屈曲部を形成した緩衝基材部および緩衝柔軟部が接合成形されて形成した衝撃緩衝部材を備えた電子機器の衝撃緩衝方法において、
    前記緩衝基材部の厚みを前記緩衝柔軟部より薄くし、
    かつ、衝撃を受けたとき前記緩衝基材部が前記屈曲部から座屈して衝撃を吸収することを特徴とする電子機器の衝撃緩衝方法。
19. 衝撃に対して前記緩衝基材部を座屈させ衝撃力を吸収するとき、初期の衝撃に対して前記緩衝基材部を座屈させ衝撃力を吸収した後に、前記緩衝柔軟部によって主として衝撃力を吸収することを特徴とする請求項１８に記載の電子機器の衝撃緩衝方法。
20. 前記機器本体と前記外部部材が対向する面の間に配置する前記衝撃緩衝部材を、
    隣接する前記衝撃緩衝部材の前記緩衝基材部および前記緩衝柔軟部との接合面に垂直な面が６０°以上で１２０°以下の角度を有するように配置することを特徴とする請求項１８に記載の電子機器の衝撃緩衝方法。

Images