JP4641665B2

JP4641665B2 - 携帯型情報処理端末

Info

Publication number: JP4641665B2
Application number: JP2001167518A
Authority: JP
Inventors: 進裕岩田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-04
Filing date: 2001-06-04
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2021-06-04
Also published as: JP2002358140A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はノートパソコン等の携帯型情報処理端末に関し、より詳しくはハードディスク装置等に代表される内蔵デバイスを衝撃から保護するための耐衝撃構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ノートパソコン等の携帯型情報処理端末の需要は急速に拡大している。
この携帯型情報処理端末の開発においては、薄型・軽量化と共に、ハードディスク装置に代表される内蔵デバイスを落下衝撃から保護する耐衝撃装置の開発が重要な課題となっている。
【０００３】
図１０は従来の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置における構造を説明するものである。図１０（ａ）は携帯型情報処理端末の外観を示す斜視図であり、この携帯型情報処理端末の外殻をなす筐体１は、それぞれ金属もしくは樹脂材料よりなる前面筐体１ａと背面筐体１ｂとよりなる。また、携帯型情報処理端末の表示部として液晶パネル２を有する。
【０００４】
図１０（ｂ）に示すように、携帯型情報処理端末には、ハードディスク装置に代表される内蔵デバイス３が内蔵されており、図１０（ｃ）は携帯型情報処理端末の内蔵デバイス３を取除いた状態を示している。背面筐体１ｂには内蔵デバイス３の側面、上下面、背面と対向する仕切壁１ｃおよび壁面部１ｄが形成されており、これらの仕切壁１ｃおよび壁面部１ｄの内面にはシリコン、ウレタン等の熱硬化性樹脂をゲル状とした弾性衝撃吸収体４ａ〜４ｅが両面テープ等により接着されている。また、内蔵デバイス３の前面と対向する前面筐体１ａの内面には弾性変形により衝撃を吸収する別途の弾性衝撃吸収体（図示せず）が両面テープ等により接着されている。これらの弾性衝撃吸収体４（弾性衝撃吸収体４ａ〜４ｅおよび前面筐体１ａ側の弾性衝撃吸収体）における筐体１への接着面に対向する面（内面側）と接触するように内蔵デバイス３が配置されている。
【０００５】
この耐衝撃装置によれば、落下衝撃は、筐体１から内蔵デバイス３に伝達されるときに、弾性衝撃吸収体４によって減衰されるため、内蔵デバイス３の破壊を回避することが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置では、携帯型情報処理端末の薄型化に不可欠な弾性体を薄くすることが困難であるという課題がある。詳細を以下に説明する。
【０００７】
図１１は弾性体としての弾性衝撃吸収体４のエネルギー吸収特性を説明するための応力−歪み特性を示す図である。縦軸と横軸は圧縮応力と圧縮歪である。図１１における、応力歪み特性曲線ａと、圧縮応力＝０の直線ｂと、圧縮歪＝ｃの直線ｄとで囲まれた斜線部ｅの面積は、弾性衝撃吸収体４が圧縮歪＝０から圧縮歪＝ｃになるまで圧縮される間に、単位体積当りの弾性衝撃吸収体４が吸収する衝撃エネルギー量を示している。従って、弾性衝撃吸収体４全体での衝撃エネルギーの吸収量は、斜線部ｅの値に弾性衝撃吸収体４の体積を乗じた値となる。図１１に示すように、応力歪み特性曲線ａは下に凸であるため衝撃エネルギー吸収効率（エネルギー吸収量／圧縮量）が小さく、携帯型情報処理端末の薄型化に伴って弾性衝撃吸収体４を薄型化すると、そのエネルギー吸収量が著しく低下してしまう。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するもので、携帯型情報処理端末の薄型化に適応できながら、内蔵デバイスへの衝撃エネルギーを十分に吸収することができる携帯型情報処理端末を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の携帯型情報処理端末は、内蔵デバイスと、前記内蔵デバイスに接触して配置され、弾性変形により衝撃エネルギーを吸収する弾性衝撃吸収体と、前記弾性衝撃吸収体を介して前記内蔵デバイスから所定の距離をおいて配置され、塑性変形により衝撃エネルギーを吸収する塑性衝撃吸収体と、前記内蔵デバイス、前記弾性衝撃吸収体、および前記塑性衝撃吸収体を囲む筐体とを備え、前記内蔵デバイスへの振動および許容値以下の衝撃に対しては、前記弾性衝撃吸収体が変形することによって衝撃エネルギーを吸収し、前記内蔵デバイスへの許容値以上の衝撃に対しては、前記弾性衝撃吸収体の変形に加えて前記塑性衝撃吸収体も変形することによって衝撃エネルギーを吸収することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、内蔵デバイスへ許容値以上の衝撃が負荷しようとした場合には、この衝撃が、弾性衝撃吸収体の変形に加えて塑性衝撃吸収体も変形することによって、効果的に吸収される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、従来の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置と同様な機能の構成要素には同符号を付す。
（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明における第１の実施の形態にかかる携帯型の情報通信端末などの携帯型情報処理端末の耐衝撃装置の構成を示すもので、図１（ａ）は、携帯型情報処理端末の内部構造を示す斜視図、図１（ｂ）は、内蔵デバイス３を取除いた状態を示す斜視図、図１（ｃ）は、さらに弾性衝撃吸収体４ｃを取除いた状態を示している。
【００１３】
本実施の形態の耐衝撃装置が従来のものと異なる点は、図１（ｃ）に示すように、弾性変形により衝撃エネルギーを吸収する弾性衝撃吸収体４（４ａ〜４ｅ）に加えて、塑性変形により衝撃エネルギーを吸収する塑性衝撃吸収体５が用いられている点であり、その他の構成は従来技術と同様なので説明は省略する。弾性衝撃吸収体４は内蔵デバイス３に接触して配置され、塑性衝撃吸収体５は弾性衝撃吸収体４ｃを介して内蔵デバイス３から所定の距離をおいて配置されている。
【００１４】
図２（ａ）〜（ｃ）、図３（ａ）〜（ｃ）は、塑性衝撃吸収体５を示している。塑性衝撃吸収体５は、アルミ等の金属よりなる格子構造であり、板厚０．１〜０．２ｍｍ、高さ０．５〜１．０ｍｍのものが用いられる。図２（ａ）〜（ｃ）には、四角形格子の塑性衝撃吸収体５ａを示し、図３（ａ）〜（ｃ）には、円形格子の塑性衝撃吸収体５ｂを示しているが、この他にも塑性衝撃吸収体５ａとして五角形格子、六角形格子のものを用いても同様の効果が得られる。
【００１５】
図４は、弾性衝撃吸収体４と塑性衝撃吸収体５との衝撃エネルギーの吸収特性を説明するための応力−歪み特性を示す図である。縦軸と横軸は圧縮応力と圧縮歪である。図４における弾性衝撃吸収体４の応力歪み特性曲線ａと、応力歪み特性曲線ａと、圧縮応力＝０の直線ｂと、圧縮歪＝ｃの直線ｄとで囲まれた斜線部ｅの面積は、弾性衝撃吸収体４が圧縮歪＝０から圧縮歪＝ｃになるまで圧縮される間に、単位体積当りの弾性衝撃吸収体４が吸収する衝撃エネルギー量を示している。従って、弾性衝撃吸収体４全体では、上記面積に弾性衝撃吸収体４の体積を乗じた値となる。同様に、図４における塑性衝撃吸収体５の応力歪み特性曲線ｆと、応力歪み特性曲線ａと、圧縮応力＝０の直線ｂと、圧縮歪＝ｃの直線ｄとで囲まれた領域の面積は、単位体積当りの塑性衝撃吸収体５が吸収する衝撃エネルギー量を示しており、塑性衝撃吸収体５では、上記面積に塑性衝撃吸収体５の体積を乗じた値となる。
【００１６】
上記結果は、エネルギー吸収効率（吸収される衝撃エネルギー量／圧縮歪量）を考えると塑性衝撃吸収体５の方が大幅にエネルギー吸収効率が高く、塑性衝撃吸収体５を弾性衝撃吸収体４と組み合せることで、衝撃吸収体全体として薄くしながら、より大きな衝撃エネルギーを吸収できることを示している。
【００１７】
図５（ａ），（ｂ）は塑性衝撃吸収体５の配置箇所を示している。塑性衝撃吸収体５（５ａ）は、背面筐体１ｂの壁面部１ｄの背面に両面テープ等を用いて固定される。弾性衝撃吸収体４（４ｃ）は、シリコン、ウレタン等の熱硬化性樹脂をゲル状としたものであり、塑性衝撃吸収体５と同等の面積を有し、高さは塑性衝撃吸収体５よりも約１ｍｍ大きな直方体をしている。弾性衝撃吸収体４ｃは、塑性衝撃吸収体５と重なり、背面筐体１ｂの壁面部１ｄの内側に接触するように配置される。具体的には、塑性衝撃吸収体５における壁面部１ｄと接触しない側の端部から弾性衝撃吸収体４ｃを塑性衝撃吸収体５内に押込むことにより、弾性衝撃吸収体４ｃの端部は、塑性衝撃吸収体５により格子状に分割されて格子内部に収納される。
【００１８】
この構成によると、衝撃吸収体としての薄形化を行えながら、製品（携帯型情報処理端末）の実使用時における内蔵デバイス３への振動および許容値以下の衝撃に対しては、弾性衝撃吸収体４ｃが変形して衝撃エネルギーを吸収することにより、振動に対する性能を保証することができる。また、製品落下等による許容値以上の衝撃に対しては、塑性衝撃吸収体５も変形して衝撃エネルギーを吸収することにより、内蔵デバイス３の破損を回避することができる。
【００１９】
塑性衝撃吸収体５は、落下等により一旦変形すると、衝撃吸収効果が低下するため、交換する必要になるという欠点はあるが、近年、携帯型情報処理端末が広く使用され、製品落下により内蔵デバイス３が破損して貴重なデータが失われるという問題が多発していることを鑑みると、とにかく内蔵デバイス３を保護するという本発明の構造は不可欠な構造と考えられる。なお、塑性衝撃吸収体５として樹脂材料のものを用いてもよい。
（実施の形態２）
図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明における第２の実施の形態にかかる携帯型情報処理端末の耐衝撃装置の構成を示すもので、図６（ａ）は、携帯型情報処理端末の内部構造を示す斜視図、図６（ｂ）は、内蔵デバイス３を取除いた状態を示す斜視図、図６（ｃ）は、さらに弾性衝撃吸収体４ｃを取除いた状態を示している。
【００２０】
本実施の形態にかかる携帯型情報処理端末の耐衝撃装置が上記第１の実施の形態にかかる耐衝撃装置と異なる点は、図６（ｃ）に示すように、背面筐体１ｂの壁面部１ｄに微小な貫通孔１ｅを設けた点であり、その他の構成は上記第１の実施の形態の耐衝撃装置と同様なので説明は省略する。
【００２１】
貫通穴１ｅは、塑性弾性吸収体５を取付ける背面筐体１ｂの壁面部１ｄに設けられる直径約１ｍｍの孔である。
この構成によれば、製品落下等による許容値以上の衝撃が印加されると、弾性衝撃吸収体４ｃおよび塑性衝撃吸収体５が変形して衝撃エネルギーを吸収することにより、内蔵デバイス３の破損を回避すると共に、貫通孔１ｅより弾性衝撃吸収体４ｃが筐体１の外部に押出される。したがって、塑性衝撃吸収体５が変形していることが外部からわかるため、製品を分解することなく塑性衝撃吸収体５の交換時期を判断することが可能となる。
（実施の形態３）
図７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明における第３の実施の形態にかかる携帯型情報処理端末の耐衝撃装置の構成を示すもので、図７（ａ）は、携帯型情報処理端末の内部構造を示す斜視図、図７（ｂ）は、内蔵デバイス３を取除いた状態を示す斜視図、図７（ｃ）は、さらに弾性衝撃吸収体４ｃを取除いた状態を示している。
【００２２】
本実施の形態にかかる携帯型情報処理端末の耐衝撃装置が上記第１の実施の形態にかかる耐衝撃装置と異なる点は、図７（ｃ）に示すように、背面筐体１ｂの壁面部１ｄに観測孔１ｆを設け、この観測孔１ｆに透明な観測窓１ｇを取付けると共に、観測窓１ｇと塑性衝撃吸収体５との間に感圧紙を配置した点であり、その他の構成は上記第１の実施の形態の耐衝撃装置と同様なので説明は省略する。
【００２３】
観測孔１ｆは、塑性弾性吸収体５が固定される背面筐体１ｂの壁面部１ｄに設けられた貫通孔であり、観測孔１ｆの周辺部には溝が設けられ、アクリル等の透明な材料を用いてなる観測窓１ｇを嵌め込んで固定している。そして、塑性衝撃吸収体５と背面筐体１ｂの壁面部１ｄとの間には、所定の圧力が印加されると変色する感圧紙（図示省略）が配置されている。
【００２４】
この構成によれば、製品落下等による許容値以上の衝撃が筐体１に印加されると、弾性衝撃吸収体４ｃと塑性衝撃吸収体５とが変形して衝撃エネルギーを吸収することにより、内蔵デバイス３の破損が回避されると共に、感圧紙が塑性衝撃吸収体５により圧縮されて変色する。そして、変色した感圧紙を観測窓１ｇより観測することで、製品を分解することなく塑性衝撃吸収体５の交換時期を判断することが可能となる。
【００２５】
また、同様に、感圧紙を設ける代わりに、歪ゲージを塑性衝撃吸収体５に貼り付け、塑性衝撃吸収体５の変形に伴う歪ゲージの抵抗変化による電圧変化を検出すれば、製品を分解することなく塑性衝撃吸収体５の交換時期を判断することが可能となる。この場合に、歪ゲージの抵抗変化による電圧変化をシステムにより検出すれば、塑性衝撃吸収体５の交換要請メッセージを表示することも可能となる。
（実施の形態４）
図８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明における第４の実施の形態にかかる携帯型情報処理端末の耐衝撃装置の全体構成を示すもので、図８（ａ）は、携帯型情報処理端末の内部構造を示す斜視図、図８（ｂ）は、内蔵デバイス３を取除いた状態を示す斜視図を示している。
【００２６】
本実施の形態にかかる携帯型情報処理端末の耐衝撃装置が上記第１の実施の形態にかかる耐衝撃装置と異なる点は、図８（ｂ）に示すように、弾性衝撃吸収体４ｃと塑性衝撃吸収体５とを設ける代わりに、形状記憶衝撃吸収体６を用いる点であり、その他の構成は上記第１の実施の形態の耐衝撃装置と同様なので説明は省略する。
【００２７】
図９（ａ）〜（ｃ）は、形状記憶衝撃吸収体６の構造を示している。形状記憶衝撃吸収体６は、ニッケル、チタンを主成分とする形状記憶合金よりなる、厚み０．２〜０．３ｍｍの波形の板金構造をしており、背面筐体１ｂの壁面部１ｄ内側に配置される。また、形状記憶衝撃吸収体６は両端が電源ケーブル（省略）に連結されており、システムの起動時には、所定の電圧が印加される構造となっている。
【００２８】
この構成において、製品の実使用時における内蔵デバイス３への振動および許容値以下の衝撃に対しては、形状記憶衝撃吸収体６は弾性変形して衝撃エネルギーを吸収することにより、振動に対する性能を保証する。また、製品落下等による許容値以上の衝撃に対しては、形状記憶衝撃吸収体６は塑性変形して衝撃エネルギーを吸収することにより、内蔵デバイス３の破損を回避する。
【００２９】
この場合、形状記憶衝撃吸収体６は、塑性変形しており、振動・衝撃吸収効果が一時的に低くなる。しかし、その後のシステム起動時には、形状記憶衝撃吸収体６には所定の電圧が印加され、形状記憶衝撃吸収体６は自己発熱により温度上昇して形状記憶温度（約８０度）を超えると形状が復元し、この結果、振動・衝撃吸収効果が回復される。このように、形状記憶衝撃吸収体６を用いることで、一時的に塑性変形した場合でも復元できる。なお、形状記憶衝撃吸収体６を、別途の弾性衝撃吸収体４ｃと併用して、形状記憶衝撃吸収体６をほぼ塑性衝撃吸収体としてのみ機能させるように用いてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置によれば、衝撃吸収体を薄くしても、衝撃エネルギーを十分に吸収することができ、内蔵デバイスを落下衝撃から保護することができるため、携帯型情報処理端末の耐衝撃性能が向上する。
【００３１】
また、形状記憶合金よりなる形状記憶衝撃吸収体により弾性衝撃吸収体と塑性衝撃吸収体との両方の機能を含み、形状記憶衝撃吸収体の弾塑性変形および塑性変形によって衝撃エネルギーを吸収するように構成することで、一時的に塑性変形した場合でも復元できる耐衝撃装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明における第１の実施の形態にかかる携帯型情報処理端末の内部構造を示す斜視図、（ｂ）は内蔵デバイスを取除いた状態を示す斜視図、（ｃ）は弾性衝撃吸収体を取除いた状態の斜視図
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、同携帯型情報処理端末の耐衝撃装置に用いられている四角形格子の塑性衝撃吸収体の平面図、正面図および斜視図
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、同携帯型情報処理端末の耐衝撃装置に用いられている円形格子の塑性衝撃吸収体の平面図、正面図および斜視図
【図４】同耐衝撃装置における弾性衝撃吸収体と塑性衝撃吸収体との衝撃エネルギーの吸収特性を説明するための応力−歪み特性を示す図
【図５】（ａ）および（ｂ）は、同耐衝撃装置における塑性衝撃吸収体の配置箇所を示す正面図および斜視図
【図６】（ａ）は本発明における第２の実施の形態にかかる携帯型情報処理端末の内部構造を示す斜視図、（ｂ）は内蔵デバイスを取除いた状態を示す斜視図、（ｃ）は弾性衝撃吸収体を取除いた状態の斜視図
【図７】（ａ）は本発明における第３の実施の形態にかかる携帯型情報処理端末の内部構造を示す斜視図、（ｂ）は内蔵デバイスを取除いた状態を示す斜視図、（ｃ）は弾性衝撃吸収体を取除いた状態の斜視図
【図８】（ａ）は本発明における第３の実施の形態にかかる携帯型情報処理端末の内部構造を示す斜視図、（ｂ）は内蔵デバイスを取除いた状態を示す斜視図
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、同携帯型情報処理端末の耐衝撃装置に用いられている形状記憶衝撃吸収体の平面図、正面図および斜視図
【図１０】（ａ）は従来の携帯型情報処理端末の外観斜視図、（ｂ）は内部構造を示す斜視図、（ｃ）は内蔵デバイスを取除いた状態を示す斜視図
【図１１】同従来の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置における弾性衝撃吸収体の衝撃エネルギーの吸収特性を説明するための応力−歪み特性を示す図
【符号の説明】
１ｂ背面筐体
１ｄ壁面部
１ｅ貫通孔
１ｆ観測孔
１ｇ観測窓
３内蔵デバイス
４、４ａ〜４ｅ弾性衝撃吸収体
５、５ａ、５ｂ塑性衝撃吸収体
６形状記憶衝撃吸収体

Claims

内蔵デバイスと、
前記内蔵デバイスに接触して配置され、弾性変形により衝撃エネルギーを吸収する弾性衝撃吸収体と、
前記弾性衝撃吸収体を介して前記内蔵デバイスから所定の距離をおいて配置され、塑性変形により衝撃エネルギーを吸収する塑性衝撃吸収体と、
前記内蔵デバイス、前記弾性衝撃吸収体、および前記塑性衝撃吸収体を囲む筐体とを備え、
前記内蔵デバイスへの振動および許容値以下の衝撃に対しては、前記弾性衝撃吸収体が変形することによって衝撃エネルギーを吸収し、
前記内蔵デバイスへの許容値以上の衝撃に対しては、前記弾性衝撃吸収体の変形に加えて前記塑性衝撃吸収体も変形することによって衝撃エネルギーを吸収する
携帯型情報処理端末。
前記塑性衝撃吸収体が格子構造を有し、前記弾性衝撃吸収体の一部が前記格子内部に収納されている
請求項１記載の携帯型情報処理端末。
前記塑性衝撃吸収体が変形したことを外部から判定可能とした
請求項１または２記載の携帯型情報処理端末。
前記筐体が貫通孔を有し、
前記塑性衝撃吸収体が変形すると、前記弾性衝撃吸収体が前記貫通孔を通して前記筐体外部に排出されることによって、前記塑性衝撃吸収体が変形したことを判定可能とした
請求項３記載の携帯型情報処理端末。
前記筐体が観測窓を有し、
前記塑性衝撃吸収体と前記観測窓の箇所との間に感圧紙を配置し、
前記感圧紙の変色によって、前記塑性衝撃吸収体が変形したことを判定可能とした
請求項３記載の携帯型情報処理端末。
前記塑性衝撃吸収体に貼り付けられた歪ゲージを有し、
前記塑性衝撃吸収体の変形に伴う前記歪ゲージの抵抗変化による電圧変化を検出することによって、前記塑性衝撃吸収体が変形したことを判定可能とした
請求項３記載の携帯型情報処理端末。