JPH06508232A - ディスクドライブ用の衝撃吸収マウント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ディスクドライブ用の衝撃吸収マウント本発明は、１９９０年１２月１９日に出 願された第０７／６３０．　１３６号出願の一部継続出願である。

皮折分１ 本発明は、様々な部品や装置を外部がらの衝撃力に対して保護するための衝撃吸 収マウント構造に関し、特にコンピュータのディスクドライブのためのこのよう な構造に関する。

１基弦滞 測定器、機械その他の物品の部品或いは装置を、外部からの振動或いは衝撃力が ら保護し或いはそれらがら遮断するようにマウントするために種々のシステムが 知られている。部品の下に敷かれる発泡ゴムその他の変形容易なパッドは最も単 純な構造の１つである。或いは、部品を、それがマウントされるべき面に対して 積極的に取着する作用を発揮するよう、通常、ねじその他の締結具が挿入される べき孔を有するようなエラストマ材料からなるグロメット或いはアイソレータを 用いて部品をマウントすることも行われている。

コンピュータ、特に小型のポータプルコンピュータに用いられるディスクドライ ブは、外部がらの振動及び衝撃に対して保護される必要のある敏感な部品の１つ である。このようなディスクドライブには、　「ダイナミックローディング型」 及び「コンタクトスタート／ストップ型」と呼ばれる２種類の形式のものがある 。ダイナミックローディング型ドライブに於ては、リード／ライトヘッドが取着 されたアクチュエータ即ちキャリッジがディスクドライブの非作動時にあっては ディスクから引っ込められた位置に置かれる。コンタクトスタート／ストップ型 ドライブに於ては、リード／ライトヘッドは、ディスクドライブの非作動時にあ っては、ディスクの面上の（通常内側部分に設けられる）パーク位置に置かれる 。

ダイナミックローディング型ドライブに於ては、スピンドル−モータの軸受が特 に影響を受け易い。ドライブに加えられる成る程度の大きさの衝撃は、これらの 軸受の内外輪を塑性変形即ちブリネル（Ｂｒｉｎｅｌｌ）変形させる場合がある 。このようなベアリングの内外輪の変形は、ディスクの回転に伴い、再現性のな い態様をもって揺れる現象（非繰返し的ランアウト）を引き起こし、トラッキン グに対して支障をきたす。ブリネル変形した軸受に発生するクリック音による音 響的な劣化も引き起こされる。しがち、ブリネル変形は、軸受に過度の摩擦を引 き起こし、ディスクの回転速度を減少させ、場合によってはディスクの回転を完 全に不可能にしてしまう場合がある。

コンタクトスタート／ストップ型ドライブに於ては、ドライブに加えられる衝撃 は、ヘッドが持ち上げられ、再びディスクの表面に落下する、所謂ヘッドスラッ プを引き起こす場合がある。これら画形式の何れのものであってもドライブが作 動時に揺すられると、ヘッドは、それを支持する空気の薄い境界層を突き破り、 ディスクの表面と激しく衝突する、所謂ヘッドクラッシュと呼ばれる減少が引き 起こされる場合もある。このような事態が発生した場合には、何れの場合も、ヘ ッド及びまたはディスクを損傷させる場合がある。

これらの問題は、あちこちに持ち運ばれる際に、過酷な環境に置かれたり、繰返 しぶつけられたり或いは落とされたりする場合の多いラップトツブ或いはハンド ベルト式のコンピュータの出現により、より一層一般的な問題となってきた。こ のような形式のコンピュータに於けるディスクドライブは、このような事情によ り、様々な並進運動的或いは回転衝撃を受け易い。このような問題を軽減するた めに、通常ディスクドライブは、エラストマ材料からなるグロメット及びねじに より、或いは端部にスタッドが取着されたアイソレータなどを用いてマウントさ れるのが一般的であった。しかしながら、これらの方法の何れにも欠点がある。

第１に、グロメット或いはアイソレータは多大なスペースを必要とするが、この ような小型のコンピュータに於てはスペースは極めて貴重である。第２に、組付 は或いは装着されるべき幾つもの部品が必要である。これらのスチップにより必 要となる余分なコストは、ラップトツブ、ハンドベルト或いはその他の小型のコ ンピュータに於けるディスクドライブ等の比較的小型の部品をマウントする際に は無視できない重要な問題である。

従来のマウント技術に於ける第３の重要な欠点は、純然たる並進的（直線的）衝 撃が、回転的衝撃に連成する点にある。これは、コンピュータが突然直線的に変 位したときに、グロメット或いはアイソレータを介してドライブに加えられる個 々の力の合成ベクトルが、一般にはドライブの重心を通過しないために引き起こ されるものである。従って、ドライブは、直線的な力のみならず力の回転モーメ ントも受けることとなる。これは、力の加えられる方向についてドライブが傾く 傾向として観測することができる。回転式のアクチュエータやキャリッジを含む ディスクドライブにとって回転的な衝撃は特に厄介なものである。なぜなら、回 転的な衝撃は、回転式アクチュエータ或いはキャリッジに対してその枢支点の周 りの回転運動を引き起こし、リード／ライトヘッドとディスクとの間に損傷を引 き起こし得るような接触を引き起こす原因となり、或いはリード及びライト動作 に対してトラッキングエラーを引き起こす原因となる。並進的な力と回転力との 達成を断つことは、ドライブに加えられる直線的な力の合成力が常にドライブの 重心を通るようにすることによってのみ達成される。

本発明によれば、ディスクドライブ或いはその他の部品が、発泡ゴムなどの変形 容易であって衝撃吸収能力を有する材料からなるジャケット内に内包されている 。ジャケットは、問題となる部品があらゆる方向の衝撃力に対して保護される限 り、部品を完全に或いは部分的に包囲するものであってよく、或いは複数のジャ ケットを用いてもよい。

ジャケットは、発泡材料その他の軟質の材料からなるものであってよく、或いは 特定のパターンのリブ、ビード、リップルなどが形成され、成る程度の剛性を有 するような中実材料からなるものであってよい。

ジャケットにより内包された部品は、コンピュータその他の計測器内のキャビテ ィ或いは窪み内に配置され或いは支持される。キャビティの寸法及び形状は、ジ ャケットが部品とキャビティの内面との間に緩く保持されるように定められる。

キャビティ自体は完全に閉じられたものであっても、或いは様々な開口を有する ものであってもよい。例えば、キャビティは、１つまたは複数の面が縦格子或い は格子状をなすものであってよい。しかしながら、キャビティを画定する面が、 ディスクドライブその他の部品を任意の方向の衝撃から保護し得るべく、ショッ ク吸収性のジャケットと共働するように機能し得るものであることが重要である 。

本発明に基づくマウント構造は極めて僅かなスペースを占めるのみで、その製造 及び装着を低コストに行うことができ、直線的な衝撃が加えられたときに、当該 部品に加えられる合成力がその重心を常に通過するようにすることをもって、直 線的な衝撃を回転的な衝撃に変換するような好ましくない達成を回避することは できる。直線的な力を回転力へと連成する事態を回避することに加えて、本発明 に基づ〈実施例は、直線力のみならず回転力に対しても極めて高い遮断能力を発 揮することができる。

本発明のもう１つの利点は、部品を、その取扱いの直前に保護用のジャケット内 に配置することができることがら、コンピュータその他の計測器内にこの部品を 装着する際に、それを保護することができる。

本発明の別の実施例によれば、衝撃吸収用のジャケットが導電性材料からなるこ とにより、部品を静電放電或いは電磁放射からの損傷に対して保護することがで きる。

本発明の応用範囲は特定の部品に限定されるものではなく、それがマウントされ るべき対象に対して剛固な物理的結合を必要としないような任意の装置或いは機 構を含むものである。

本発明の原理は、コンピュータに於ける着脱可能な記憶装置として用いられるデ ィスクドライブに適用するのに特に適している。

１面の簡単生役朋 第１図は本発明に基づく衝撃吸収用ジャケットの斜視図である。

第２図はディスクドライブを内包した状態にある第１図のジャケットを示す。

第３図は本発明に基づくコンピュータハウジング内にマウントされたディスクド ライブを示す。

第４図は本発明に基づくコンピュータハウジング内にマウントされたディスクド ライブ及び関連する回路基板を示す断面図である。

第５Ａ〜５Ｅ図は、本発明に基づく衝撃吸収用ジャケットの様々な形成可能なパ ターンを示す断面図である。

第６図は、本発明に基づく衝撃吸収用ジャケットの別の実施例を示す斜視図であ る。

第７図及び第８図は、コンピュータに於ける着脱可能な記憶装置として用いられ るディスクドライブのための衝撃吸収用ジャケットを示す斜視図である。

良訓旦用亙ム１１ 第１図は、本発明に基づく衝撃吸収用ジャケット１０を示す。ジャケット１０は 、発泡ゴムその他の軟質の材料により製造成いは成形される。ジャケット１０に 設けられた長円形の開口１１．１２の大きさは、ジャケット内にディスクドライ ブを挿入し得るように定められている。

第２図は、ディスクドライブ２０が内設された状態にあるジャケット１０を示す 。

第３図は、ディスクドライブ２０が、コンピュータのハウジング３１にマウント される様子を示している。内部にディスクドライブ２０が組み込まれたジャケッ ト１０は、ハウジング３１に立設されかつキャビティ３２を画定する壁３０によ り画定される周辺部の内側に配置される。ジャケット１０及び壁３０の高さは概 ね互いに等しい。ジャケット１０及びドライブ２０がキャビティ３２内に配置さ れた後、　（図示されない）平板状のカバーが壁３０の上面に配置され、それに よりディスクドライブ２０を固定する。

衝撃力に対して最大限の保護作用を得るためには、ドライブ２０の外面と、壁３ ０．　コンピュータハウジング３１及びカバーの対向面との間に約０．５〜１． ６ｍｍの空隙を設けるべきであることが見い出された。ジャケット１０の厚みに よりこの間隙が埋められることにより、ドライブ２０がキャビティ３２内に緩く しかしながら確実に保持されることとなる。

ドライブ２０の重心が、通常見られるようにその物理的中心またはその近傍にあ る場合には、ジャケット１０を構成する材料は、厚さ及び剛性について、ドライ ブ２０の全ての面について均一であるべきである。これにより、ジャケット１０ を介してドライブ２０に加えられる力の合成力が、その概ね重心を通過するよう になる。ドライブ２０の重心が物理的中心の一方の側にかなりずれている場合に は、ジャケット１０をやや厚く及びまたはより剛性の高い材料をもって製造し、 前記一方の側に於て、より強い衝撃力を吸収し得るようにするべきである。さも ないと、直線的な力が存在した場合に、ドライブ２ｏに、キャビティ３２内で回 転しようとする傾向が生じ、上記したような速成現象が引き起こされる。

第４図は上記した構造の断面図であり、更に、ディスクドライブ２０が、ドライ ブコントローラボード４ｏ及びコンピュータマザーボード４１に対してフレキシ ブルコネクタ４２を介して連結されている様子を示している。フレキシブルコネ クタ４２は、壁３０に設けられたチャネル４３を通過している。壁３０の上面に 当接するカバー４４は、ディスクドライブ２０を受容するべき閉じられたキャビ ティを形成する。カバー４４及びハウジング３１は成形プラスチック材料からな り、ディスクドライブ２０を受容するべき剛固な或いは概ね剛固なキャビティを 形成するべく組み合わされるように設計されるのが好ましい。

ディスクドライブ２０に関連しがっそれを制御するドライブコントローラボード ４０は、コンピュータのための回路及びデバイスが搭載されたマザーボード４１ の上にピギーバック式に重ね合わされている。このようなドライブコントローラ ボード４０とマザーボード４１とをピギーバック式に組み合わせたアセンブリは 、通常、ハウジング３１に設けられたねじ付きのソケットに嵌入されるべきねじ 或いはクリップ、またはスナップ締結具により、ハウジング３１に取着される。

第４図に示された構造は、ディスクドライブ２０、ドライブコントローラボード ４ｏ及びマザーボード４１からなるアセンブリのための薄型構造を提供するもの で、これはラップトツブ、ハンドベルト或いはその他の小型のコンピュータにと って特に適したものである。

上記しかつ第１〜第４図について示された構造の利点は当業者であれば自ずと明 かであろう。ディスクドライブ２０は、僅かな労力及びコストを要するのみで衝 撃吸収用ジャケット１０内に挿入し、コンピュータハウジング内に設けられたキ ャビティ内に配置することができる。従来の衝撃保護用マウント構造に於て多用 されたようなねじ及びグロメットなどの多数の小さな部品を組み付ける必要が回 避される。しかも、ディスクドライブがキャビティ内に装着されると、コンピュ ータに対して外部からの衝撃が加わった場合、ディスクドライブ２０の重心が、 ジャケット１０によりドライブ２０に加えられた力の合成力と同一直線上に位置 することとなる。従って、従来技術に基づく構造に於て一般的に引き起こされて いたような直線的衝撃の回転的な衝撃への好ましくない達成の虞れが回避される 。

上記した衝撃吸収用ジャケットは発泡ゴムその他の軟質の材料からなるものであ るが、特にデュロメータ（ｄｕｒｏｍｅ　ｔ　ｅ　ｒ）の読み取り値が約６０シ ヨアＡであるようなものであるのが好ましい。リップル、リブ、ビード或いはそ の他のパターンをもって成形されるエラストマその他の材料も用いることはでき る。このような構造の例が、第５Ａ〜５Ｅ図に断面図により示されている。これ らの構造は、コンピュータその他の計測器の作動中に遭遇し得るような低い衝撃 力を受けた場合には、比較的低い剛性即ち変形に対して小さな抵抗を示すのに対 し、大きな、高エネルギの衝撃力が存在し、その結果比較的大きな変位が引き起 こされるような場合には、高い剛性を示す。リブその他のパターン化された材料 が用いられる場合には、その機械的剛性（即ち材質プラス断面係数）を、発泡材 料のそれと略同様にすべきである。

本発明に基づく衝撃吸収用ジャケットは、様々な形状をもって製造することはで き、装着時には、衝撃力に対して、その加えられる方向に係わらず、内設された 部品をジャケットが保護し得る限り、その表面に様々な形状及び寸法の開口を有 するものであってよい。製造上の考慮事項はジャケットの形状に対しても影響を 及ぼす。例えば、第６図は両側にスロット６１を有するジャケット６０を示して いる。ジャケット６０は、その端部が互いに折り重ねられていることにより、側 方から見たときにＵ字形の輪郭形状を有するものとすることができる。これは、 インジェクションモールディングにより容易に形成可能であり、完成したときに も型から容易に取外すことができる。また、任意の方向からの衝撃に対する保護 を行うことができる限り、単一のジャケットに代えていくつものジャケットを用 いることもできる。例えば、カップ状のジャケットを両端部に装着することによ っても、ディスクドライブ２０を保護し得ることは云うまでもない。

部品を組み込むべきキャビティ或いは窪みは、部品が装着されるべきコンピュー タ或いは計測器に対して実質的に固定された位置に部品を保持することができ、 衝撃を、その方向に係わらず、衝撃吸収性のジャケットと共働して部品を保護し 得る限り、完全に閉じられたものである必要はない。例えば、部品を縦格子の籠 或いは格子状の構造の内部に配置することもできる。

ディスクドライブ、特にそのリード／ライトヘッドは、それらが装着されるべき コンピュータその他の計測器の内部或いはその外部のソースからの電磁放射によ る悪影響を受ける場合が多い。例えば、コンピュータに於ては電磁干渉（ＥＭＩ ）は、電源、スイッチデバイス或いはディスプレイスクリーンから放射される。

更に、静電気がドライブ内に蓄積し、その放電によりドライブに対して損傷を与 える場合がある。

本発明の別の実施例に於ては、衝撃吸収用のジャケットが、ドライブその他の部 品を静電放電（ＥＳＤ）に対して保護し、それをジャケット外のソースからのＥ ＭＩに対してシールドする作用を発揮するような導電性の材料により構成されて いる。炭素または金属の粒子または繊維を含む入手可能な発泡材料及びエラスト マ材料は、ＥＳＤに対する十分な保護作用を提供し、成る程度のＥＭＩに対する 保護作用を提供する。より高いＥＭＩに対する保護作用は、金属製のワイヤメツ シュが埋め込まれ或いは接着された発泡材またはエラストマ材料によって得られ る。良好なＥＳＤ及びＥＭＩに対する保護作用のためには、ドライブまたは部品 を全面に亘って包囲するジャケットによって得るようにするのが好ましい。

このような応用技術の原理は、コンピュータの着脱可能な、記憶要素として用い られるディスクドライブに特に適している。コンピュータシステムの多くは、何 らかの着脱可能な記憶装置を特徴とする特に、着脱可能な記憶要素は、秘密の情 報をコンピュータから取外しておくことを可能にし、内部メモリ（ＲＡＭ）の拡 張及び、特に大型システムとインタフェースしなければならないフィールド（現 場）用のポータプルコンピュータなどの異なる形式のコンピュータ間の情報の交 換など、異なる種類のコンピュータ間の情報の交換を可能にする。

ソフトウェアの多くは、よく知られた着脱可能な記憶媒体としてのフロッピーデ ィスクに記憶して販売される。フロッピーディスクは比較的廉価であり衝撃に対 する抵抗力を有するものの、その記憶容量がたかだか４メガノくイトに限られて おり、しかも高い湿度或いは温度条件及び粒子による汚染に対して十分な抵抗力 を有していない。

シールされたリジッドなディスクドライブは、より大きな記憶容量（例えば１． ８インチディスクドライブの場合２０／４０メガバイト）を提供し、フロッピー ディスクを用いた場合に直面する問題を回避するように製造することはできる。

しかしながら、従来は、ディスクドライブを振動及び衝撃から絶縁するために、 やや大型であって高コストの外部構造が必要があった。これにより、このような 装置の明かな利点にも拘らず、産業界によりこれらの装置の利用及び受け入れが 限られていた。このような産業界の態度は、技術革新により、ドライブが衝撃或 いは振動による損傷に対してより高い抵抗力を有するようになったにも拘らず依 然として持続している。

本発明の原理を着脱可能な記憶装置に応用することにより、結果としてフロッピ ーディスク並みの衝撃及び振動に対する抵抗力を有すると共に、ハードディスク ドライブの記憶容量を有するような新しい記憶装置を生み出すことになる。実際 、この新規な装置は、フロッピーディスクよりも小さいものであってよく、従来 形式の３．５インチフロッピーディスケットのためには約１．６立方インチが必 要であったの対し、僅かに１．　０立方インチの体積を有するようなミニチュア ディスクドライブを製造することができる。

第７図はディスクドライブ７１及びドライブコントローラボード７２を含むディ スクドライブユニット７ｏを示す。ディスクドライブユニット７ｏは、保護用ジ ャケット７３の後部の図示されない開口から保護用ジャケット７３内に挿入され る。ディスクドライブユニット７ｏは、保護用ジャケット７３に設けられた開ロ ア５から突出するマルチビン静電対策流コネクタ７４を介して、図示されないホ ストコンピュータに接続される。第８図の破１ｆｔ！ｌＪ４ご示されるように、 保護用ジャケット７３は、ディスクドライブユニット７０に対して密接した補完 的形状を有する。

ここで留意すべきことは、ディスクドライブユニット７０が、ディスクドライブ ユニット７０を保護用ジャケット７３内に挿入するべき開ロア５以外については 、保護用ジャケット７３により完全に包囲されていることである。これにより、 ディスクドライブユニット７０がホストコンピュータ内に装着された場合及び装 着されない状態で別個に取り扱われている際に、衝撃、振動及び汚染に対して最 大限の保護作用を提供する。

上記した実施例はコンピュータディスクドライブを保護するべく設計されたもの であるが、本発明の広い原理及び概念は、以下に於いて、個々に或いは全体的に 「部品」と呼ばれる電子式、機械式その他の部品、機構及びデバイスに対して広 く応用し得るものである。実際、本発明は、絶対的に剛固な態様をもって取着さ れなくともよい任意の部品に対して適用可能である。しかも、部品を本発明の概 念に基づき、任意の機械、工具、計測器その他の物品にマウントすることができ 、以下の記載に於てはこれらの対象となる物品を個々に或いは全体として「計測 器」と呼ぶものとする。

このように、上記した本発明に基づ〈実施例は単に例示のために意図されたもの であって、本発明の概念をなんら限定するものではない。当業者であれば、本発 明の広い概念及び原理の中からいくつもの異なる実施例を思い至ることができる ことは云うまでもない。

ＦＩＧＵＲＥ　Ｉ ＦＩＧＵＲＥ　２ ＦＩＧＵＲＥ３ ＦＩＧＵＲＥ５Ａ ＦＩＧＵＲＥ５Ｂ ＦＩＧＵＲＥ５Ｃ ＦＩＧＵＲＥ５Ｅ ６コ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の７第１項） 平成５年６月１８日−

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．部品を衝撃による損傷から保護するための構造であって、 部品と、 前記部品を少なくとも部分的に包囲する衝撃吸収用ジャケットと、 前記ジャケット及び前記部品を計測器内の選択された位置に保持するための手段 とを有し、 前記ジャケット及び前記保持手段が、前記計測器に加えられる衝撃力に対して、 該衝撃力の方向に係わらず前記部品を保護し得るように互いに共働して機能する ものであることを特徴とする構造。
2. ２．前記保持手段が、前記ジャケット及び前記部品が配置されるキャビティを画 定する構造を前記計測器内に有することを特徴とする請求項１に記載の構造。
3. ３．前記構造が概ね閉じられていることを特徴とする請求項２に記載の構造。
4. ４．前記構造が少なくとも１つの開口を有することを特徴とする請求項２に記載 の構造。
5. ５．前記ジャケットが少なくとも１つの開口を有することを特徴とする請求項１ に記載の構造。
6. ６．前記ジャケットが発泡材料からなることを特徴とする請求項１に記載の構造 。
7. ７．前記ジャケットが、特定のパターンをもって形成されたエラストマ材料から なり、前記パターンが、前記エラストマ材料の衝撃方吸収能力を向上させるもの であることを特徴とする請求項１に記載の構造。
8. ８．前記計測器がコンピュータを含み、前記部品がディスクドライブを含むこと を特徴とする請求項１に記載の構造。
9. ９．前記部品が、前記コンピュータのための着脱可能な記憶装置を含むことを特 徴とする請求項８に記載の構造。
10. １０．前記部品の重心が、該部品の物理的中心から一方の側にかなり離れた位置 を占めており、前記部品の前記一方の側を包囲する前記ジャケットの部分が、前 記ジャケットの他の部分よりもより大きな衝撃力を吸収し得るものであるように 製造されることを特徴とする請求項１に記載の構造。
11. １１．前記衝撃吸収用ジャケットが導電性材料からなることを特徴とする請求項 １に記載の構造。
12. １２．部品のための保護装置であって、可撓性を有する材料からなり、かつ前記 部品の面の少なくとも１部を包囲するべく設計されたジャケットを有し、前記ジ ャケットが更に、任意の方向からの衝撃力に対して前記部品を保護するべく設計 されていることを特徴とする保護装置。
13. １３．ディスクドライブを保護するべく設計されていることを特徴とする請求項 １２に記載の保護装置。
14. １４．前記可撓性材料が発泡材料からなることを特徴とする請求項１２に記載の 保護装置。
15. １５．前記発泡材料の少なくとも１部がリブ或いはビードを有するパターンをな すように形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の保護装置。
16. １６．前記ジャケットが導電性材料を含むことを特徴とする請求項１２に記載の 保護装置。
17. １７．前記可撓性材料が、前記ディスクドライブを静電放電及びまたは電磁的干 渉から保護するために炭素または金属の粒子を含むことを特徴とする請求項１２ に記載の保護装置。
18. １８．コンピュータのための着脱可能な記憶装置を保護するために設計されたも のであることを特徴とする請求項１２に記載の保護装置。
19. １９．コンピュータに接続されるべきプラグまたはソケットを有する着脱可能な 記憶装置を保護するべく設計されており、前記ジャケットが前記プラグまたはソ ケットのための開口を有することを特徴とする請求項１８に記載の保護装置。
20. ２０．前記ジャケットが、着脱可能な記憶装置及び、該着脱可能な記憶装置を制 御するためのプリント基板を包囲するべく設計されていることを特徴とする請求 項１８に記載の保護装置。