WO2007069355A1

WO2007069355A1 - 衝撃緩衝シートとそれを用いた電子機器

Info

Publication number: WO2007069355A1
Application number: PCT/JP2006/311187
Authority: WO
Inventors: Hideki Kuwajima; Tsutomu Mitani
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2006-06-05
Publication date: 2007-06-21
Also published as: JPWO2007069355A1; US20090047470A1; CN101326383A

Abstract

　衝撃緩衝シートは衝撃荷重を受ける第１面を有する。そして第１の緩衝材と第２の緩衝材とで構成されている。第２の緩衝材は、第１の緩衝材より大きな圧縮弾性率を有し、第１の緩衝材中に配置されている。第２の緩衝材は第１面に対し実質的に直交する方向に伸びているように配置されている。第１面と平行な断面において第１の緩衝材の断面積は第２の緩衝材の断面積以上である。

Description

明細書

衝撃緩衝シートとそれを用いた電子機器

技術分野

[0001] 本発明は、高密度に情報の記録 ·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)や、携帯に供する電子装置等への衝撃を緩衝するための衝撃緩衝シートとそれを用いた電子機器に関する。

背景技術

[0002] 近年、ディスク装置等の電子機器の小型化、軽量化が進み、携帯に供する電子機器が非常に多くなつてきている。そのような電子機器には、携帯時に落下等により非常に大きな衝撃を受ける機会も増カロしている。また、さらなる小型化、軽量化の進展に伴い、電子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つている。

[0003] このような状況に対し、まず電子機器本体の周囲にスポンジクッション材等の衝撃緩衝部材を貼付し、この衝撃緩衝部材を介して電子機器本体を内蔵用ケースに取り付ける方法が提案された。し力しながらこの構成によって、例えば 1万 G以上にも達する非常に大きな落下衝撃の衝撃力を有効に緩和し、電子機器本体を致命的な損傷力も守るためには、衝撃緩衝部材の厚みを大きくする必要がある。衝撃緩衝部材の厚みを増加させれば、衝撃が加わった初期の時点における衝撃吸収力は大きい。しカゝしながら、衝撃緩衝部材の変形は急速に進むため、衝撃緩衝部材の弹性復元力は急速に大きくなる。それにしたがって緩衝能力は急速に低下して緩衝吸収力が弱くなり、短時間のうちに電子機器本体は比較的大きな衝撃力を受けることになる。また、衝撃緩衝部材の厚みを増加すると、電子機器本体と衝撃緩衝部材とを内蔵する電子機器が大きくなり、小型化が困難になる。

[0004] このような課題を解決するために、特開平 11— 242881号公報には弾性変形率の異なる 2種類の衝撃緩衝部材を適用することが提案されている。この構成では、硬質の第 2の衝撃緩衝部材の厚さは、柔らか、第 1の衝撃緩衝部材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されて、る。 [0005] 衝撃が弱い場合には、柔らかい第 1の衝撃緩衝部材のみが柔ら力べ衝撃を吸収し、衝撃が強!、場合には、柔らか、第 1の衝撃緩衝部材で吸収しきれな、衝撃を第 2の衝撃緩衝部材が吸収する。このように、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する。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、衝撃までの幅広、衝撃に対して効果的に対応することができる。このような構成において硬質の第 2の衝撃緩衝部材も、単に弾性変形によって衝撃を吸収する。し力しながらこのような構成でも、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、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。

[0006] さらに特開 2004— 315087号公報は、耐衝撃性能を飛躍的に向上することができる技術を開示している。この技術を図 11A、図 1 IBを用いて説明する。図 11Aはディスク装置等の電子機器を内蔵した機器の断面図、図 11Bはこの機器に用いられる衝撃緩衝部材の模式斜視図である。

[0007] 図 11 Bに示すように、衝撃緩衝部材 1118は緩衝基材部 1118 Aと緩衝柔軟部 111 8Bとが個片で組み合わされた構造を有する。そして図 11Aに示すように、ディスク装置等の電子機器 1117は衝撃緩衝部材 1118を介して機器 1119に内蔵されて、る。この構成では、機器 1119に加わる衝撃が弱い場合には、緩衝柔軟部 1118Bが柔らカゝく衝撃を吸収する。そして衝撃が強、場合には緩衝基材部 1118Aが衝撃を吸収する。さらに、緩衝基材部 1118Aが吸収しきれないほど衝撃が大きい場合には緩衝基材部 1118Aが折れることによって衝撃を吸収する。これにより例えば 1万 G以上にも達する非常に大きな落下衝撃の衝撃力も吸収される。

[0008] しカゝしながらこの構成の衝撃緩衝性能を越えるほどの衝撃の場合には、電子機器 1 117が損傷することも想定される。さらに、このような複数の個片カもなる衝撃緩衝部材 1118を電子機器 1117と機器 1119との間隙に配置する必要がある。このため電子機器 1117へ個々の衝撃緩衝部材 1118を取り付ける繁雑な作業が必要になる。発明の開示

[0009] 本発明は、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伝えることがなぐ衝撃による致命的な損傷を与えない衝撃緩衝シートである。またそれを具備した電子機器である。本発明の衝撃緩衝シートは衝撃荷重を受ける第

1面を有する。そして第 1の緩衝材と第 2の緩衝材とで構成されている。第 2の緩衝材は第 1の緩衝材より大きな圧縮弾性率を有し、第 1の緩衝材中に配置されている。第 2の緩衝材は第 1面に対し実質的に直交する方向に伸びているように配置され、第 1 面と平行な断面において第 1の緩衝材の断面積が第 2の緩衝材の断面積以上である。この構成により、この衝撃緩衝シートは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る。そのためこの衝撃緩衝シートを周囲に設けられた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る。これにより、電子機器装置本体は致命的な損傷を受けることがない。本発明による電子機器は、電子機器本体と、その周囲に設けられた上記衝撃緩衝シートとを有し、優れた衝撃緩衝能力を有する。

図面の簡単な説明

[図 1]図 1は本発明の実施の形態による電子機器の構造を示す概略断面図である。

[図² A]図 2Aは本発明の実施の形態による衝撃緩衝シートを構成する衝撃緩衝部材の斜視図である。

[図 2B]図 2Bは図 2Aの衝撃緩衝部材を密着して並べた衝撃緩衝シートの構造を示す斜視図である。

[図 2C]図 2Cは本発明の実施の形態における衝撃緩衝シートの衝撃吸収の一過程を示す側面図である。

[図 2D]図 2Dは本発明の実施の形態における他の衝撃緩衝シートの衝撃吸収の一過程を示す側面図である。

[図 3]図 3は本発明の実施の形態における衝撃緩衝シートの製造方法の一例を示す図である。

[図 4A]図 4Aは本発明の実施の形態における衝撃緩衝部材を模式ィ匕して示す図である。

[図 4B]図 4Bは図 4Aに示す模式化された衝撃緩衝部材が動作した状態を示す図である。

[図 4C]図 4Cは図 4Aに示す模式ィ匕された衝撃緩衝部材に加わる衝撃荷重と衝撃緩衝部材の耐衝撃能の時間変化率との、それぞれの経時変化を示すグラフである。

[図 5A]図 5Aは従来の衝撃緩衝部材を従来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 5B]図 5Bは従来の衝撃緩衝部材を本発明の実施の形態と同様な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 5C]図 5Cはシート状の従来の衝撃緩衝部材を従来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 5D]図 5Dは本発明の実施の形態における衝撃緩衝部材を本発明の実施の形態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]図 6は本発明の実施の形態における他の電子機器の構造を示す概略断面図である。

[図 7A]図 7Aは本発明の実施の形態における衝撃緩衝シートの別の構造を示す斜視図である。

[図 7B]図 7Bは図 7Aに示す衝撃緩衝部材に支え棒を挿入した状態を示す斜視図である。

[図 8]図 8は本発明の実施の形態における衝撃緩衝シートの他の構造を示す断面図である。

[図 9]図 9は本発明の実施の形態における衝撃緩衝シートのさらに他の構造を示す透視斜視図である。

[図 10]図 10は本発明の実施の形態における衝撃緩衝シートのさらに別の構造を示す斜視図である。

[図 11 A]図 11 Aは従来の衝撃緩衝構成を有するディスク装置の構造を示す概略断面図である。

[図 11B]図 11Bは図 11 Aに示す従来の衝撃緩衝部材の斜視図である。

符号の説明

1 軸受部

2 回転軸

3 ロータハブ部回転磁石

モータシャーシ

ステータ

A ステータコア

B コィノレ

スピンド /レモータ

磁気ディスク

基板

0 回路基板

1 支持部材

2 條5¾へッド

3 サスペンション

4 支柱

5 上内部筐体

6 下内部筐体

7 磁気ディスク装置本体 (電子機器本体)8, 42, 47, 182 衝撃緩衝部材

8A, 18C, 42A, 47A, 182A 第 2の緩衝材8B, 42B, 47B, 182B 第 1の緩衝材9 外装ケース

1 端面 (第 2面）

2 端面 (第 1面）

1 模擬装置

3 台

4, 45 加速度計

6 矢印

80, 180A, 180B, 186 衝撃緩衝シー卜81 屈曲部 184 支え棒 (延出部）

185 ベースシート

1117 電子機器

1118 衝撃緩衝部材

1118A 緩衝基材部

1118B 緩衝柔軟部

1119 機器

発明を実施するための最良の形態

[0012] 図 1は本発明の実施の形態における電子機器の構造を示す概略断面図である。以下の記述において、電子機器として、磁気ディスク装置を例に挙げて説明する。

[0013] 軸受部 1は回転軸 2を回転自在に支持している。ロータハブ部 3は回転軸 2に固着されている。ロータハブ部 3の外周下端面側には、複数の磁極に着磁された回転磁石 4が圧入または接着そのほかの周知の方法により固着されて、る。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が固定されている。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と、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。このようにしてスピンドルモータ 7が構成されて、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が載置されて!、る。磁気ディスク 8はロータハブ部 3の回転に伴って回転する。

[0014] 磁気ディスク 8が搭載されたスピンドルモータ 7は、基板 9に固定されている。回路基板 10は支持部材 11を介して下内部筐体 16に固定されている。回路基板 10には、スピンドルモータ 7を回転駆動し、回転制御する回路と、磁気ディスク 8に信号を記録また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とがみ込まれている。サスペンション 13は支柱 14を介して基板 9に固定されている。サスペンション 13は磁気ヘッド 12を所定のトラック位置に位置決めする揺動部である。磁気ヘッド 12は磁気ディスク 8の表面に対向するように配設されている。磁気ヘッド 12は磁気ディスク 8に信号を記録または再生する信号変換素子である。 [0015] 例えば基板 9の端縁部にぉ、て、基板 9の上側または下側へ屈曲された部分には、上内部筐体 15と下内部筐体 16とが固定されている。上内部筐体 15と下内部筐体 16とは電子機器本体である磁気ディスク装置本体 17の外郭を形成してヽる。このようにして磁気ディスク装置本体 17が構成されて、る。

[0016] シート状に配列された衝撃緩衝部材 18は、磁気ディスク装置本体 17の外側にある 6面のそれぞれに対応して固着されている。すなわち、衝撃緩衝シート 180は磁気デイスク装置本体 17の周囲に設けられている。衝撃緩衝部材 18は、磁気ディスク装置本体 17の外側に配置された外装ケース 19の内側に当接している。このようにして磁気ディスク装置が構成されている。磁気ディスク装置本体 17は必ずしも上内部筐体 1 5と下内部筐体 16とで囲まれる構成にする必要はなぐ曲げカ卩ェ等の加工を加えられた基板 9に衝撃緩衝部材 18を直接固着してもよヽ。

[0017] 次に、衝撃緩衝部材 18と衝撃緩衝シート 180について、図 2A、図 2Bを用いて説明する。図 2Aは本発明の実施の形態における電子機器装置である磁気ディスク装置に用いられる衝撃緩衝部材の構造を示す斜視図である。図 2Bは図 2Aの衝撃緩衝部材 18を密着して並べた衝撃緩衝シート 180の構造を示す斜視図である。

[0018] 衝撃緩衝部材 18は、第 1の緩衝材 18Bと第 2の緩衝材 18Aとが交互に積層された緩衝材シートを所定の大きさに切断して作製されている。第 2の緩衝材 18Aは一般的なポリエチレンシートのような緩衝基材部である。第 1の緩衝材 18Bはゲル等の緩衝部材により形成された緩衝柔軟部である。すなわち、第 2の緩衝材 18Aは、第 1の緩衝材 18Bより大きな圧縮弾性率を有し、第 1の緩衝材 18B中に配置されている。圧縮弾性率とは、例え «JIS規格の、 JIS K 7181などで定義することができる。

[0019] ここで、衝撃緩衝部材 18 (衝撃緩衝シート 180)の製造方法の一例を、図 3を用いて説明する。第 1の緩衝材 18Bには、シリコーン榭脂を主原料とし、圧縮弾性率 (ヤング率）が 119. 5kPa、厚み 2mmのゲルシートを用いた。また第 2の緩衝材 16Aには、圧縮弾性率が 7200kPa、厚み 0. 5mmのポリエチレンシートを用いた。

[0020] まずゲルシートを 10cm角に切断する（S01)。一方、ポリエチレンシートも 10cm角に切断する（S02)。次にポリエチレンシートの表面に合成ゴム系接着剤力なる接着剤を塗布する（S03)。そしてゲルシートとポリエチレンシートとを 100枚ずつ交互に積層する（S04)。この積層物を'例えば 40°C、 30分の条件で加熱して接着剤を硬化させる（S05)。硬化した後、積層方向に厚み lmmに切断する（S06)。このようにして衝撃緩衝シート 180が完成する（S07)。

[0021] 例えばポリエチレンシートからなる第 2の緩衝材 18Aはある程度の硬さを有する。そのため衝撃緩衝部材 18を面内方向に押圧した場合、第 2の緩衝材 18Aは屈曲して変形する。一方、第 1の緩衝材 18Bは、ゴム材のようにクッション性能を有する。そのため衝撃緩衝部材 18を押圧すると第 1の緩衝材 18Bは圧縮変形する。すなわち、第 2の緩衝材 18Aの圧縮弾性率は第 1の緩衝材 18Bの圧縮弾性率より大き、。このように、衝撃緩衝部材 18はこの第 2の緩衝材 18 Aと第 1の緩衝材 18Bとを組み合わせた構成を有する。

[0022] 第 1の緩衝材 18Bと第 2の緩衝材 18Aとの圧縮弾性率の大小関係を実現する材料の組み合わせは種々ある。例えば第 1の緩衝材 18Bとしてシリコーン系ゲル等の一般のゲル材料、または天然ゴム、合成ゴム等のゴム材料等が使用可能である。一方、第 2の緩衝材 18Aとしてはポリエチレンテレフタレート（PET)、ポリナフタレンテレフタレート（PEN)、ポリ 4フッ化工チレン（PTFE)、ポリカーボネート等が使用可能である

[0023] 衝撃緩衝シート 180は、図 2Aにおける第 2の緩衝材 18Aと第 1の緩衝材 18Bとが一体成形されて重なった面に対して垂直に相対する長手方向の両側の端面 21、 22 を有する。端面 22は衝撃荷重を受ける第 1面であり、端面 21はそれに対向する第 2 面である。そして図 1に示すように、衝撃緩衝シート 180は上内部筐体 15または下内部筐体 16と外装ケース 19との間に設置されている。すなわち、衝撃緩衝シート 180 は磁気ディスク装置本体 17と外装ケース 19との間に設置されて、る。そして端面 21 、 22は、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の内側にある面にそれぞれ当接するように配置されている。このように衝撃緩衝シート 180は、ある程度の硬さのある第 2の緩衝材 18Aと非常に柔軟でクッション性能を有する第 1の緩衝材 18Bとが積層して一体成形されている。

[0024] 衝撃緩衝シート 180では等、厚さの第 1の緩衝材 18Bと第 2の緩衝材 18Aとがそれぞれ層として形成され、端面 21、 22に実質的に直交する方向に交互に積層配置されている。これ以外に、第 1の緩衝材 18Bの厚さと第 2の緩衝材 18Aの厚さとが異なっていてもよい。このとき、積層の方向における第 1の緩衝材 18Bの平均厚さが第 2 の緩衝材 18Aの平均厚さ以上であることが望ましい。すなわち、第 2の緩衝材 18Aは端面 21、 22に対し実質的に直交する方向に伸びているように配置され、端面 21、 2 2と平行な断面において第 1の緩衝材 18Bの断面積が第 2の緩衝材 18Aの断面積以上であればよい。図 2Bの構成では、第 2の緩衝材 18Aの端部が端面 21、 22に露出しているので、端面 21、 22における第 1の緩衝材 18Bの面積が第 2の緩衝材 18A の面積以上であればょ、。

[0025] 第 2の緩衝材 18Aの平均厚さが第 1の緩衝材 18Bの平均厚さより厚い場合、クッシヨン材としての第 1の緩衝材 18Bの効果は発現しに《なる。この場合、衝撃緩衝シート 180は単に硬い第 2の緩衝材 18Aのみで構成されているようになってしまい、緩衝効果が小さくなる。よって第 1の緩衝材 18Bと第 2の緩衝材 18Aとは上述のような大きさになって!/、ることが好まし、。

[0026] 第 2の緩衝材 18Aと第 1の緩衝材 18Bとの両者は並列的に衝撃を受ける。ここで、衝撃緩衝部材 18の緩衝部分の厚みを適当な厚みとすることが好ましヽ。これによつて、非常に大きな衝撃を受けた際の初期の衝撃に対して、ある程度の硬さのある第 2 の緩衝材 18Aとクッション性能を有する第 1の緩衝材 18Bとが並列的に衝撃を受けることができる。ここで衝撃緩衝部材 18の緩衝部分の厚みとは、端面 21と端面 22の距離である。

[0027] 次に衝撃を受けた第 2の緩衝材 18Aの変化について図 2Cを用いて説明する。図 2 Cは本発明の実施の形態における衝撃緩衝シートの衝撃吸収の一過程を示す側面図である。

[0028] 非常に大きな衝撃を受けた際の初期の衝撃に対しては、主として第 2の緩衝材 18 Aが衝撃に耐える。次に、第 2の緩衝材 18Aは中程の屈曲部 181で屈曲する。すなわち、第 2の緩衝材 18Aは、端面 22に荷重が作用した場合に、端面 22と平行な方向に屈曲変形する屈曲部 181を有する。そして第 2の緩衝材 18Aは衝撃的圧縮力に耐えきれずに中間部近傍の屈曲部 181で座屈する。

[0029] その後は、圧縮力に対する第 2の緩衝材 18Aの反発力は徐々に小さくなり、クッシヨン性能を有する第 1の緩衝材 18Bが主として衝撃力を吸収する。なお、図 2Cにおいては、第 2の緩衝材 18Aの屈曲する方向が全て同一方向になる例を示しているが、第 2の緩衝材 18Aが異なる方向にランダムに屈曲する屈曲部を有する場合もある。この場合、第 2の緩衝材 18Aには圧縮される部分と膨張する部分とが発生するが、それら両方の部分が衝撃力に対して抵抗作用を発揮するために、耐衝撃性能の効果がー層発揮される。

[0030] 図 2Dは衝撃緩衝シート 180の衝撃吸収の一過程を示す他の側面図であり、衝撃を受けた場合の第 2の緩衝材 18Aの他の変化を示している。この場合、第 2の緩衝材 18 Aが座屈せずに図面の左方向に倒れて!/、る。言!、換えると第 2の緩衝材 18 A は端面 22と平行な方向に傾倒している。この場合も、外装ケース 19に対して第 2の緩衝材 18Aが垂直状態から倒れるまで座屈の場合と同様の効果が生じる。

[0031] 図 4Aは第 2の緩衝材 18 Aと第 1の緩衝材 18Bとで構成された衝撃緩衝部材 18の動作を模式化して示す図である。外装ケース 19と下内部筐体 16 (または上内部筐体 15)とは並列に配設されている。第 2の緩衝材 18Aは、屈曲部 181をリンクとする剛体とみなして太!、実線で示されて、る。また第 1の緩衝材 18Bはばねで図形ィ匕して示されて!/、る。図 4Bは外装ケース 19から衝撃荷重 Fが作用した時の状態を示してヽる。

[0032] 図 4Cは、衝撃緩衝部材 18に加わる衝撃荷重 Fと衝撃緩衝部材 18の耐衝撃能の時間変化率 Pとの、それぞれの時間 tの経過における変化を示すグラフである。装置の落下等により、外装ケース 19に非常に大きな衝撃荷重 Fが働くと、最初は第 2の緩衝材 18Aが例えば板ばねが曲がるように、第 1の緩衝材 18Bが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。そのため、耐衝撃能の時間変化率 Pは時間 tl における図 4Cの時間 tlにおける点 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が第 2の緩衝材 18Aの線形の弾性変形限界を越えて増加すると、剛体である第 2の緩衝材 18Aは屈曲部 181で橈み、屈曲し始める。このことは、屈曲部 181 をリンクとして第 2の緩衝材 18Aが曲がるように変形すると考えればよい。この橈み変形の状態では第 2の緩衝材 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 4Cの時間 t2における点 Vに至る。 [0033] 衝撃荷重 Fがさらに増加し、第 2の緩衝材 18Aの橈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第 2の緩衝材 18Aは中間部近傍の屈曲部 181 で座屈する。すなわち図 2Cに示すように、第 2の緩衝材 18Aは屈曲部 181にて屈折する。このとき、図 4Bに示すように、屈曲部 181をリンクとして、第 2の緩衝材 18Aは折れ曲がるように変形した状態になると考えられる。この時点で衝撃緩衝部材 18は変形量 δだけ圧縮された形状になる。このようにして衝撃緩衝部材 18は衝撃荷重 F を吸収する。

[0034] その後、圧縮力に対する第 2の緩衝材 18Aの反発力は徐々に小さくなる。そしてクッシヨン性能を有する第 1の緩衝材 18Bが主として衝撃荷重 Fを吸収する。そのため、耐衝撃能の時間変化率 Ρは図 4Cの点 Vよりも右側に示すように次第に減少してい

<ο

[0035] 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 Ρが点 U力も点 V にいたる状況は、重量物をメカ-カルジャッキで持ち上げる場合と似ている。すなわち、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 4Cの衝撃荷重の加わり始めから点 Uまでに相当する。そして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 4Cの点 Uから点 Vまでに相当する。

[0036] 以上説明したように、衝撃緩衝シート 180は、ある程度の硬さを有し、かつ、柔軟性を有する材料を用いて形成された第 2の緩衝材 18A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された第 1の緩衝材 18Bとを一体ィ匕した構成を有する。そして非常に大きな衝撃が加わったとき、第 2の緩衝材 18Aが中間部の屈曲部 181で屈曲し、さらに座屈させることにより衝撃力を吸収する。非常に大きな衝撃が加わったときに、屈曲部 181で確実に座屈を発生させるために、第 2の緩衝材 18Aの中間部（屈曲部 181)に孔部ゃ切り込み、切り欠きの少なくともいずれかを設けてもよい。

[0037] また、第 2の緩衝材 18Aは、端面 21、 22に露出していなくてもよい。この場合でも、第 1の緩衝材 18Βが圧縮変形した時に第 2の緩衝材 18 Αが端面 21と端面 22との間を橋渡しすれば、第 2の緩衝材 18Aによる衝撃緩衝効果は得られる。ただし、第 2の緩衝材 18Aの両端部が端面 21、 22に露出していれば第 2の緩衝材 18Aによる衝撃緩衝効果は、上記のように端面に露出して、な、場合に比べてさらに強力に得られるため好ましい。

[0038] 次に、衝撃緩衝シート 180の効果について、実験結果を示して説明する。実験には、図 5 A〜図 5Dに示す構成を用いた。

[0039] 図 5Aの側面図に示す構成では、従来の衝撃緩衝部材 42の第 2の緩衝材 42A力図 1における磁気ディスク装置本体 17に相当する模擬装置 41の外側面に接着されている。そして第 2の緩衝材 42Aにおける模擬装置 41の外側面に接着された面に対向する面に、第 1の緩衝材 42Bが接着されている。このように第 2の緩衝材 42Aと第 1 の緩衝材 42Bとが衝撃荷重方向に対して直列的に配置されている。すなわち、図 1 における外装ケース 19に相当する台 43、第 2の緩衝材 42A、第 1の緩衝材 42B、模擬装置 41がこの順に重ねられている。なお、第 2の緩衝材 42Aと第 1の緩衝材 42B とを逆に重ねても同様の結果が得られる。

[0040] 図 5Bの側面図に示す構成では、従来の衝撃緩衝部材 47の第 2の緩衝材 47Aと第 1の緩衝材 47Bとが衝撃荷重方向に対して並列的になるように配置されて、る。

[0041] 図 5Cの側面図に示す構成では、従来の衝撃緩衝部材 182の第 2の緩衝材 182A が模擬装置 41の外側面に接着されている。第 2の緩衝材 182Aの他方の面には、第 1の緩衝材 182Bが接着されている。このように第 2の緩衝材 182Aと第 1の緩衝材 18 2Bとが衝撃荷重方向に対して直列的に配置されて、る。

[0042] 図 5Dの側面図に示す構成では、本発明による衝撃緩衝部材 18の第 2の緩衝材 1 8 Aと第 1の緩衝材 18Bが衝撃荷重方向に対して並列的になるように配置されて、る。このようにして衝撃緩衝シート 180が配置されている。なお、衝撃緩衝部材 42、 47 、 182、 18の高さ、すなわち台 43と模擬装置 41との間隔は、すべて同じに設定されている。

[0043] このように 4種類の構成による衝撃緩衝の差について調べた。以下、実験方法について簡単に説明する。台 43の上面には加速度計 44が取り付けられている。また、模擬装置 41の上面にはそれぞれ加速度計 45が取り付けられている。そして高さ 100c mから台 43を矢印 46の方向に自然落下させたときのそれぞれの加速度計 44、 45の測定値により衝撃緩衝の時間的変化を記録する。得られた結果を (表 1)に示す。

[0044] [表 1] 実験最大衝撃値衝撃時間

参照図

No. ( G ) ( m s

0 (台上） 8000 2.7 1

1 図 5 A 2200 0.94

2 図 5 B 1200 1 .46

3 図 5 C 1600 0.90

4 図 5 D 800 1 .24

[0045] (表 1)は、加速度計 45、 48の出力である G値を記録したグラフから求めたそれぞれの最大衝撃値と衝撃時間とを示している。衝撃時間はそれぞれのグラフにおける衝撃開始力も震幅が 10G以下になるまでの時間とした。また、台 43の上面に取り付けた加速度計 44による最大衝撃値と衝撃時間は 4種類の構成で得られたデータの平均値である。

[0046] 図 5A、図 5Cに示す構成では、第 1の緩衝材 42B、 182Bと第 2の緩衝材 42A、 18 2Aとが衝撃荷重方向に対して直列的に配置されている（実験 No. 1と No. 3)。これらの構成においては、衝撃を受けた初期の時点から第 1の緩衝材 42B、 182Bの緩衝性能が有効に働く。そのため早期に緩衝性能を発揮する。このため衝撃期間が短い。し力しながら非常に大きな衝撃力を受けると、第 1の緩衝材 42B、 182Bの圧縮変形が大きぐ時間とともに弾性反発力が大きくなる。その結果、模擬装置 41が受ける最大衝撃値も大きくなる。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が起きる。したがって、衝撃の緩衝効果がほとんどなくなる。

[0047] 一方、図 5B、図 5Dに示す構成では、第 1の緩衝材 47B、 18Bと第 2の緩衝材 47A 、 18Aとが並列的に配置されている（実験 No. 2と No. 4)。これらの構成においては、衝撃圧縮力を受けた初期に第 2の緩衝材 47A、 18Aと第 1の緩衝材 47B、 18Bとが並列的に圧縮力を受ける。そして主として第 2の緩衝材 47A、 18Aの弾性反発力が圧縮に対する耐カとなる。さらに衝撃値が増加すると、第 2の緩衝材 47A、 18Aが圧縮力に耐えきれずに座屈し、徐々に第 2の緩衝材 47A、 18Aの圧縮反発力が小さくなる。すると第 2の緩衝材 47A、 18Aに代わって第 1の緩衝材 47B、 18Bが圧縮力を受ける。したがって、衝撃緩衝部材 47、 18は、衝撃緩衝部材 42、 182のように第 1 の緩衝材と第 2の緩衝材とを衝撃荷重方向に対して直列的に配置した従来の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ることができる。そのため衝撃力を緩和する効果が非常に大きくなる。そして、この衝撃緩和効果は本発明の実施の形態における衝撃緩衝部材 18の方が衝撃緩衝部材 47に比べ広い面積にわたって衝撃を緩衝するのでより顕著に現れる。また、図 5A、図 5Bに示した従来の衝撃緩衝部材 42、 47の結果（実験 No. l、No. 2)と図 5C、図 5Dに示した衝撃緩衝部材 182 、 18の結果 (実験 No. 3、 No. 4)との差は、衝撃緩衝部材 182、 18がシート状で衝撃を平面で受けるためと考えられる。これにより衝撃緩衝能力がより一層高くなつている。なお、図 5Bに示す構成と同程度の衝撃緩衝能力で充分な用途に図 5Dに示す構成を適用する場合には、第 2の緩衝材 18Aとして第 2の緩衝材 47Aより圧縮弾性率の小さい材料を適用することができる。そのため、材料コストや難燃性など、衝撃緩衝以外の観点での材料の選択肢が広がる。

[0048] 本発明の実施の形態である図 5Dの構成では、第 2の緩衝材 18Aと第 1の緩衝材 1 8Bとが衝撃荷重方向に対して実質的に直交する方向に積層されて衝撃緩衝部材 1 8が構成されて、る。さらに衝撃緩衝部材 18によって衝撃緩衝シート 180が構成されている。このような構成、配置により、模擬装置 41が受ける最大衝撃値の値は衝撃緩衝部材 18を用いない構成（実験 No. 0)の 1Z10にあたる 800Gとなる。また従来の構成と比べても約 36%から 50%にまで低減する。さらに衝撃時間も台 43にかかる衝撃時間の半分以下に低下している。このように衝撃緩衝部材 18を並列的に使用した場合の有効性が示されて、る。

[0049] さらに、図 1における矢印 D方向または矢印 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。

[0050] なお、以上の説明では、図 1に示した構造を前提にしている。すなわち、上内部筐体 15、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複数の衝撃緩衝部材 18で構成された衝撃緩衝シート 18 0が固着されている。そして複数の衝撃緩衝部材 18はほぼ均一な密度で配置されている。し力しながら衝撃緩衝部材 18の配置方法はこの例に限定されることはなぐ配置密度を変化させることも可能である。 [0051] 図 6は衝撃緩衝部材 18の配置方法を変えた場合の概略断面図を示している。電子機器の重量は均等に分配されていることはほとんどなく重量集中部が存在する。この重量集中部に第 2の緩衝材 18Aの配置密度を高く配置することで、より大きな衝撃緩衝効果を持たせることが可能になる。すなわち、衝撃荷重が大きく発生する箇所にお!ヽて第 2の緩衝材 18Aの配置密度が大き、ことが好ま、。また重、部材の部分には第 2の緩衝材 18Aを密に配置し、軽い部材の部分には第 2の緩衝材 18Aを疎に配置することが望ましい。例えば、支持部材 11や基板 9が直接上内部筐体 15や下内部筐体 16に固定された箇所等に第 2の緩衝材 18Aを密に配置する。このように衝撃緩衝シート 180Aを構成することが好ま、。

[0052] また、図 2Aでは直方体形状の衝撃緩衝部材 18が示され、図 2Bでは複数の直方体形状の衝撃緩衝部材 18を密着して並べ一体形成された衝撃緩衝シート 180の積層構造が示されてヽる。しかし本発明の衝撃緩衝部材の形状はこの例に限定されることはない。例えば、図 7Aに例示したように、衝撃緩衝部材 18を積層した衝撃緩衝シート 180において、中央に穴 183を設けてもよい。そして図 7Bに示すように、図示しない機器本体からの延出部である支え棒 184を穴 183に挿入し固定する構成であつてもよい。この場合も上述と同様の緩衝効果を得ることができる。

[0053] また、図 2Bに示すように衝撃緩衝部材 18を並べて衝撃緩衝シート 180が構成された力図 8に示すように衝撃緩衝シート 180をベースシート 185で挟み込んでもよい。このように第 1の緩衝材 18Bと第 2の緩衝材 18Aとを一体に形成した構成により衝撃緩衝シート 180の取り扱いがより簡単になる。なお、ベースシート 185は、ポリエチレンシート等の薄い材料であり、第 1の緩衝材 18Bがゲル材であれば、その粘着性で容易にベースシート 185上に保持固定される。

[0054] さらに、図 9に示すように円筒状の第 2の緩衝材 18Cがゲル材の第 1の緩衝材 18B 中に分散配置されて衝撃緩衝シート 180Bを構成してもよい。この場合、端面 21、 22 に対し、第 2の緩衝材 18Cの円筒の軸の方向が略垂直、または径方向が端面 21、 2 2に略平行になるように任意に配置されている。衝撃緩衝シート 180Bは、例えば第 1 の緩衝材 18Bとして感光性有機シートを用いて、露光、現像によりこのシートに開口部 (貫通孔)を形成し、その開口部中に熱硬化性の有機榭脂材料を充填後、熱硬化することによって第 2の緩衝材 18Cを形成することができる。

[0055] 第 2の緩衝材 18Cは、第 1の緩衝材 18Bより大きな圧縮弾性率を有し、第 1の緩衝材 18B中に配置されている。第 2の緩衝材 18Cは図 9に示すように所定の間隔で規則的に配置してもよいし、大きな間隔をあけないでランダムに配置してもよい。第 2の緩衝材 18Cの平均径は、その平均配置間隔よりも小さいことが好ましい。言い換えると、第 2の緩衝材 18Cは端面 21、 22に対し実質的に直交する方向に伸びるように配置され、端面 21、 22と平行な断面において第 1の緩衝材 18Bの断面積が第 2の緩衝材 18Cの断面積以上であることが望ましい。この理由は図 2Bの構造と同様である。

[0056] 円筒状の第 2の緩衝材 18Cの径は全て同じでもそれぞれが異なる径を有していてもよい。そして、第 2の緩衝材 18Cは円筒状に限らず、多角柱状、半円柱状、楕円柱状も可能である。また、外径を小さくして繊維状にした第 2の緩衝材 18Cを配置した衝撃緩衝シート 180であっても、上述したのと同様な緩衝効果を得ることができる。また、図 9に示すような第 2の緩衝材 18Cの場合、屈曲する方向はランダムな方向になることが多い。

[0057] また、第 2の緩衝材 18Cは、端面 21、 22に露出していなくてもよい。この場合でも、第 1の緩衝材 18Bが圧縮変形した時に第 2の緩衝材 18Cが端面 21と端面 22との間を橋渡しすれば、第 2の緩衝材 18Cによる衝撃緩衝効果は得られる。ただし、第 2の緩衝材 18Cの両端部が端面 21、 22に露出していれば、上記のように端面に露出して、な、場合に比べてさらに強力に第 2の緩衝材 18Cによる衝撃緩衝効果は得られるため好ましい。

[0058] また、図 2Bに示した衝撃緩衝シート 180のように複数の衝撃緩衝部材 18をストライプ状に並べた以外に、図 10に示す構造であってもよい。図 10に示す構造では、第 2 の緩衝材 18Aと第 1の緩衝材 18Bとで構成された細長!/、一本の衝撃緩衝部材 18を渦巻状に巻き込むことにより衝撃緩衝シート 186が形成されている。すなわち、第 1の緩衝材 18Bと第 2の緩衝材 18Aとはリボン状に形成され、積層された第 1の緩衝材 1 8Bと第 2の緩衝材 18Aとが、渦巻状に卷回されている。また、第 2の緩衝材 18Aと第 1の緩衝材 18Bとで円環状に構成されて異なる大きさの複数の衝撃緩衝部材 18を同心円状に固着形成していわゆるバウムクーヘンのような外観の衝撃緩衝シートを形成することも可能である。

[0059] この場合も、第 2の緩衝材 18Bは、第 1の緩衝材 18Bより大きな圧縮弾性率を有し、第 1の緩衝材 18B中に配置されている。そして第 2の緩衝材 18Aは端面 21、 22に対し実質的に直交する方向に伸びて、るように配置されて、る。また第 1の緩衝材 18B の平均厚が、第 2の緩衝材 18Aの平均厚以上である。すなわち、端面 21、 22と平行な断面において第 1の緩衝材 18Bの断面積が第 2の緩衝材 18Aの断面積以上であることが好ましい。

[0060] なお、本実施の形態にぉ、ては、電子機器として磁気ディスク装置 17を例に挙げて説明したが、これに限定されない。光ディスク装置、光一磁気ディスク装置、または、そのほか携帯に供する電子機器に適用することができる。

[0061] また、第 2の緩衝材 18A、 18C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、衝撃緩衝シート 180、 180A、 180B、 186の衝撃吸収能力は十分ではなくなる。そのため、このような場合、第 2の緩衝材 18A、 18Cが座屈したことを検知するセンサを衝撃緩衝シート 180、 180A、 180B、 186に取り付けることが好ましい。そして、座屈の検知信号に基づいて衝撃緩衝シート 180、 180A、 180B、 186 の交換を促す表示システムを電子装置に設けることが好ましい。

産業上の利用可能性

[0062] 本発明による衝撃緩衝シートでは、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い。そして所定の時間経過時点では弾性反発力が小さくて緩衝効果が大きくなる。この衝撃緩衝シートは、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。そのため、この衝撃緩衝シートを用いた電子機器を携帯使用時に、落下等で非常に大きな衝撃がかかった場合でも、電子機器装置には致命的な損傷を生じることがな、。この衝撃緩衝シートは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

Claims

請求の範囲

[1] 衝撃荷重を受ける第 1面を有し、

第 1の緩衝材と、前記第 1の緩衝材より大きな圧縮弾性率を有し、前記第 1の緩衝材中に配置された第 2の緩衝材と、を備え、

前記第 2の緩衝材は前記第 1面に対し実質的に直交する方向に伸びているように配置され、前記第 1面と平行な断面において前記第 1の緩衝材の断面積が前記第 2の緩衝材の断面積の合計以上である、

衝撃緩衝シート。

[2] 前記第 1の緩衝材は複数の第 1の緩衝材の層で形成され、前記第 2の緩衝材は複数の第 2の緩衝材の層で形成され、

前記第 1の緩衝材の層と前記第 2の緩衝材の層とが、前記第 1面に実質的に直交する方向に交互に積層され、前記積層方向における前記第 1の緩衝材の層の平均厚さ力前記第 2の緩衝材の層の平均厚さ以上である、

請求項 1記載の衝撃緩衝シート。

[3] 前記第 1の緩衝材と前記第 2の緩衝材とはリボン状に形成され、積層された前記第 1 の緩衝材と前記第 2の緩衝材とが、渦巻状に卷回されているか、同心円状に積層卷回されている力、のいずれかの構造を有し、

前記第 1の緩衝材の平均厚さが、前記第 2の緩衝材の平均厚さ以上である、請求項 1記載の衝撃緩衝シート。

[4] 前記第 2の緩衝材は複数の第 2の緩衝材の 1つであり、前記複数の第 2の緩衝材は前記第 1の緩衝材中に分散配置されている、

請求項 1記載の衝撃緩衝シート。

[5] 前記第 2の緩衝材は、前記第 1面に衝撃荷重が作用した場合に、前記第 1面と平行な方向に屈曲変形する屈曲部を有する、

請求項 1記載の衝撃緩衝シート。

[6] 前記第 2の緩衝材は前記屈曲部から座屈する、

請求項 5記載の衝撃緩衝シート。

[7] 前記屈曲部には、孔、切り込み、切り欠きの少なくともいずれかが設けられている、請求項 6記載の衝撃緩衝シート。

[8] 前記第 2の緩衝材は複数の第 2の緩衝材の 1つであり、

少なくとも 1つの第 2の緩衝材の屈曲変形方向が、ほかの第 2の緩衝材の屈曲変形方向とは異なる、

請求項 5記載の衝撃緩衝シート。

[9] 前記第 2の緩衝材は、前記第 1面に衝撃荷重が作用した場合に、前記第 1面と平行な方向に傾倒する、

請求項 1記載の衝撃緩衝シート。

[10] 前記第 1の緩衝材と前記第 2の緩衝材が一体に形成されている、

請求項 1記載の衝撃緩衝シート。

[11] 前記衝撃緩衝シートは前記第 1面に対向する第 2面を有し、前記第 2の緩衝材の両端部は前記第 1面と前記第 2面とに露出している、

請求項 1記載の衝撃緩衝シート。

[12] 前記第 2の緩衝材は複数の第 2の緩衝材の 1つであり、

外的荷重の集中する箇所において前記第 2の緩衝材の配置密度が大きい、請求項 1記載の衝撃緩衝シート。

[13] 電子機器本体と、

前記電子機器本体の周囲に設けられた請求項 1記載の衝撃緩衝シートと、を備えた電子機器。

[14] 前記電子機器本体の重量集中部分における第 2の緩衝材の配置密度が大きい、請求項 13記載の電子機器。

[15] 前記電子機器本体は延出部を有し、

前記衝撃緩衝シートには前記延出部を収容する穴が設けられ、

前記延出部は前記穴に挿入され固定された、

請求項 13記載の電子機器。