JP4193463B2

JP4193463B2 - 情報記憶装置

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Publication number: JP4193463B2
Application number: JP2002303532A
Authority: JP
Inventors: 泰之工藤; 千尋菊池
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2022-10-17
Also published as: JP2004139670A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆる外付け型の情報記憶装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置において、データやプログラムの書き込みや、記録されているデータの等の読み込みが行われる記録再生装置として重要な役割を果たしている。
【０００３】
このＨＤＤは、情報処理装置の本体ばかりでなく、情報処理装置本体に対して着脱自在とされる、いわゆるデタッチャブルの拡張機器である小型の情報記憶装置としての用途も検討されている。
そして、このような情報記録装置は、必要に応じて情報処理装置本体から取り外され、それ自体携帯されたり、情報処理装置本体とは別個に保管されたりする。さらには、携帯用機器に装着されて使用される。
【０００４】
ＨＤＤは、例えば情報処理装置に取り付けられた際に、この情報処理装置を経由して加わる振動や衝撃の影響で、読み込みや書き込みの時間が長くなったり、また上述したような携帯等の際に、情報記録装置を誤って落下させ、この落下時の衝撃によりＨＤＤが壊れてしまったりする等の問題を生じることがある。
【０００５】
上述した外付けの情報記録装置においては、通常ＨＤＤが筐体内に収容されて提供がなされており、この筐体内に上述した衝撃、振動から保護する目的でスポンジ等の緩衝材を入れているもの（例えば特許文献１参照）もあるが、充分な効果が得られていない。
【０００６】
【特許文献１】
特公平６−６６１１１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、外側の筐体（外筺体）とＨＤＤが収容された内側の筐体（内筺体）との間に、衝撃吸収用の緩衝材と振動吸収用の緩衝材とを設けることにより、衝撃吸収と防振を行うことが考えられる。
【０００８】
この場合、振動吸収用の緩衝材では、その共振周波数を低周波領域にして、外部から加わる振動の周波数の領域よりも低く（小さく）することにより、外部から加わった振動に対して共振を起こさないようにすることができる。
【０００９】
例えば室内での使用や歩行時に携帯することを目的とした場合には、上述のように２種類の緩衝材を設けて情報処理装置を構成することにより、振動と落下などの衝撃に共に対応することが可能になる。
【００１０】
これに対して、一般車両内での使用を目的とした場合には、車両が発生する振動は１０Ｈｚ程度の低周波から２００Ｈｚまでと幅広い周波数を含んでおり、このような環境で共振を起こさずに防振の効果を出すためには、１０Ｈｚ以下と低い共振周波数を有する緩衝材（防振材）が必要となってしまう。
しかし、このような防振材を構成するためには、非常に柔らかい材質が必要となるため現実的ではない。
【００１１】
上述した問題の解決のために、本発明においては、筺体の外部からの振動や衝撃に対する耐振動性及び耐衝撃性を大きく向上することができる情報記憶装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の情報記憶装置は、機器本体に対して着脱自在とされ、ハードディスク駆動機構部と、このハードディスク駆動機構部を内部に収容する第１の筐体と、この第１の筐体を内部に収容する第２の筐体と、機器本体に対して接続するためのコネクタ部と、定常状態において第１の筐体を第２の筐体から離間して支持し、複数種類の緩衝材から成る第１の緩衝材と、第１の筐体と第２の筐体との間に配され、定常状態において第１の筐体又は第２の筺体のうちいずれか一方にのみ接する第２の緩衝材とを備え、第１の緩衝材の複数種類の緩衝材は、非線形の特性を有する板バネから成る緩衝材と、弾性を有する部材から成る緩衝材とを含み、板バネは、衝撃を受けた際にたわむことにより弾性係数が小さくなるように変化する特性を有するものである。
【００１３】
上述の本発明の情報記憶装置の構成によれば、複数種類の第１の緩衝材が非線形の特性を有する板バネから成る緩衝材を含み、この非線形の特性を有する板バネが、衝撃を受けた際にたわむことにより弾性係数が小さくなるように変化する特性を有することにより、静的な状態においては、外部から受ける振動に対して共振せず振動を防止することができる。一方、非線形の特性を有する板バネが、衝撃を受けた際には弾性係数が小さくなるように変化する特性を有することにより、衝撃を受けた際に大きく変形する。このとき、非線形の特性を有する板バネの変形により、第１の筐体又は第２の筺体のうちいずれか一方（の筐体）にのみ接する第２の緩衝材に対して、離れた他方の筐体が接触するので、この第２の緩衝材により衝撃を吸収することが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、機器本体に対して着脱自在とされる情報記憶装置であって、ハードディスク駆動機構部と、このハードディスク駆動機構部を内部に収容する第１の筐体と、この第１の筐体を内部に収容する第２の筐体と、機器本体に対して接続するためのコネクタ部と、定常状態において第１の筐体を第２の筐体から離間して支持し、複数種類の緩衝材から成る第１の緩衝材と、第１の筐体と第２の筐体との間に配され、定常状態において第１の筐体又は第２の筺体のうちいずれか一方にのみ接する第２の緩衝材とを備え、第１の緩衝材の複数種類の緩衝材は、非線形の特性を有する板バネから成る緩衝材と、弾性を有する部材から成る緩衝材とを含み、板バネは、衝撃を受けた際にたわむことにより弾性係数が小さくなるように変化する特性を有する情報記憶装置である。
【００１６】
また本発明は、上記情報記憶装置において、板バネは幅が狭く形成されたくびれ部を有し、このくびれ部において屈曲することにより、衝撃を受けた際にたわむ構成とする。
【００１７】
また本発明は、上記情報記憶装置において、上記板バネが、第１の筐体或いは第２の筐体のいずれか一方の筐体に固定された固定端と、他方の筐体に接触するが固定されていない自由端とを有する構成とする。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態として、情報記憶装置１の概略構成図（分解斜視図）を示す。この情報記憶装置１は、ハードディスク駆動機構部２と、このハードディスク駆動機構部２を収容する筺体３と、コネクタ４とを有してなる。
この情報記憶装置１は、容量拡張用の拡張機器として、又は大量の画像、映像等のデータやプログラムを記録する記録媒体として、パーソナルコンピュータやビデオカメラ等（以下、情報記憶装置１が接続される電子機器を単に機器本体と称して説明する。）に対して、ケーブル等を介さずに、コネクタ４により直接情報記憶装置１自体が着脱自在に接続されるものである。
【００１９】
ハードディスク駆動機構部２は、図２Ａ及び図２Ｂに示すシャーシ５とトップカバー６とから成る空間内に、図２Ｃに示すように回転スピンドル７に装着された磁気ディスク８と、この磁気ディスク８に対して情報の記録・再生を行う磁気ヘッド９と、この磁気ヘッド９がヘッドアーム１０を介して支持されたヘッド位置決め用のアクチュエータ１１とが配設されている。また、ハードディスク駆動機構部２には、シャーシ５の裏面側に、上述した各部品の駆動制御や磁気ディスク７への記録・再生を制御する電子回路が搭載された配線基板１２が取り付けられている。そして、この配線基板１２には、磁気ヘッド９に対する記録・再生信号の入出力用とスピンドルモータ（図示せず）及びアクチュエータ１１等に対する駆動電源接続用のコネクタピン１３が、シャーシ５の一側面に位置するように取り付けられている。
【００２０】
筺体３は、上ハーフ３ａと下ハーフ３ｂとから成り、これら上ハーフ３ａと下ハーフ３ｂとは、例えばプラスチック等の合成樹脂によって形成されている。下ハーフ３ｂは、その一側壁、本実施の形態では短辺側の側壁が切り欠かれ、この切り欠き部分にコネクタ４が取り付けられる。このコネクタ４には、電源ラインや信号ラインが形成されたフレキシブルケーブル（図示せず）を介して、ハードディスク駆動機構部２のコネクタピン１３が接続される。
本実施の形態の情報記憶装置１においては、このコネクタ４が直接機器本体の接続端子に接続されて機器本体からの電源供給や信号授受のインタフェイスとなり、筺体３内のハードディスク駆動機構部２に対する駆動電源の供給及び信号の授受が行われる。
【００２１】
また、本実施の形態の情報記憶装置１においては、図１及び図３に示すように、ハードディスク駆動機構部２の側面と筺体３の側面との間に、外部からの振動や衝撃から筺体３の内部のハードディスク駆動機構部２を保護するために、振動吸収用の第１の緩衝材１４と、衝撃吸収用の第２の緩衝材１５とが配設されている。
このように、本実施の形態の情報記憶装置１においては、第１の緩衝材（振動用緩衝材）１４と第２の緩衝材（衝撃用緩衝材）１５という２種の緩衝材が筺体３の側面とハードディスク駆動機構部２の側面との間にそれぞれ配設されているが、これは以下のような理由による。
【００２２】
即ち、振動吸収においては、より防振の効果を得て情報記憶装置１の耐振動性を向上させるために、振動用緩衝材１４の固有振動数をより低い周波数帯域まで下げていく必要がある。振動用緩衝材１４の固有振動数は、防振の効果を与えたい対象物であるハードディスク駆動機構部２自体の重量を重くするか、又は振動用緩衝材１４の大きさを小さくすることによってハードディスク駆動機構部２の見かけの重さ、即ち振動用緩衝材１４の大きさに対するハードディスク駆動機構部２の重さの割合を大きくするかのいずれかの方法によって、より低い周波数帯域に下げることができる。実際には、ハードディスク駆動機構部２の重量を重くするということは、製品重量の増加につながり好ましくなく実用的でないため、振動用緩衝材１４の大きさを小さくすることによって、振動用緩衝材１４の固有振動数をより低い周波数帯域まで下げることとなる。
【００２３】
一方、衝撃吸収においては、あまりに小さい緩衝材を衝撃用緩衝材１５として使用すると、筺体３外部から衝撃を受けたときに衝撃用緩衝材１５が潰れきってしまい、衝撃用緩衝材１５のバネ定数が剛体のバネ定数とほぼ同じになってしまう。このため、あまりに小さい衝撃用緩衝材１５では、極論すると筺体３に接触するのと同様の衝撃がハードディスク駆動機構部２に伝わることとなる。これでは緩衝材としての意味がなくなってしまうため、衝撃用緩衝材１５では、高い衝撃吸収効果を得て、情報記憶装置１の耐衝撃性を向上させるために、より大きな緩衝材を使用することが必要になる。
【００２４】
また、振動吸収のために使用する緩衝材と、衝撃吸収のために使用する緩衝材とでは、防振や衝撃吸収の効果を得るのに最適なバネ定数（弾性係数）も異なる。振動用緩衝材１４においては、最適なバネ定数を以下のようにして判断した。まず、図５に示すように、加振テーブルＴ上に振動用緩衝材１４を配置し、その上に防振の効果を得たい対象物Ｘを載せて、加振テーブルＴに振動を加えつつ対象物Ｘの振動を測定する。この測定結果を図６に示す。
【００２５】
図６に示す特性図においては、振動を無次元化して表示しており、縦軸が対象物Ｘの加速度（出力加速度振幅：Ｇｏｕｔ）と加振テーブルＴの入力加速度（入力加速度振幅：Ｇｉｎ）の比であり、横軸が加振振動数（入力振動数：ω）／振動用緩衝材１４の１次固有振動数（固有振動数：ωｃ）の比である。図６からわかるように、加振振動数が固有振動数に近づくにつれて、即ち横軸における値が１に近づくにつれてＧｏｕｔ／Ｇｉｎの比が高くなり、横軸における値が１に、即ち加振振動数と固有振動数が同じになる点でピークを迎える。そして、加振振動数が固有振動数より高くなるにつれて、Ｇｏｕｔ／Ｇｉｎの比が低下していく。この現象は、一般的な防振材全てに当てはまるものであり、防振材においては、Ｇｏｕｔ／Ｇｉｎの比が１以下となる場合に、防振の効果を得ることができる。このことから、振動用緩衝材１４の固有振動数ωｃをできるだけ小さくし、加振振動数ωと固有振動数ωｃとが同じになる振動数を小さく設定することによって、より広い範囲の振動数域で防振の効果を得ることができることがわかる。
【００２６】
上述した固有振動数ωｃは、図７に示すような重り（対象物Ｘ）の質量をｍ、振動用緩衝材１４のバネ定数をｋとした物理モデルを考えた場合、これらの関係は下記の数１に示す式（１）にて表される。
【００２７】
【数１】

【００２８】
式（１）より、固有振動数ωｃは、バネ定数ｋが小さい方が、小さな値となることがわかり、よって、振動用緩衝材１４においては、バネ定数ｋが小さい方がそれだけ広い振動数域で防振効果を得ることができることになる。
【００２９】
一方、衝撃吸収においては、ある対象物が落下衝撃を受けた際にそれが壊れるかどうかの基準となるバウンダリーカーブを使用して最適なバネ定数を判断した。図８に示すバウンダリーカーブでは、横軸が対象物の受ける速度変化（Velocity Change ）であり、縦軸が対象物の受ける加速度（Acceleration）であり、図中領域Ａで示す範囲は、対象物が壊れる落下衝撃の速度変化及び加速度の範囲である。図８からわかるように、ある対象物が落下衝撃を受けた際に壊れないようにするためには、落下衝撃による速度変化及び加速度を図中領域Ｂの範囲に、具体的には速度変化を小さくするか、加速度を小さくすることが必要である。
【００３０】
一般に、緩衝材は、そのクッション性を利用して対象物の受ける衝撃加速度を低くすることで、対象物が壊れないようにするものである。このため、大きな衝撃吸収効果を得るためには、上述した振動用緩衝材１４における物理モデル（図７）を再度使用して得られる衝撃用緩衝材１５のバネ定数ｋがどのような値をとるときが最も小さな加速度となるかが問題となる。そこで、複数のバネ定数ｋ（ｋ１〜ｋ４）を横軸に、横軸のバネ定数を有する緩衝材に落下させた際に対象物が受ける最大加速度を縦軸とする特性図を図９に示す。衝撃用緩衝材１５のバネ定数ｋが最も小さい場合（ｋ１）には、受けた衝撃に対して柔らかすぎて衝撃用緩衝材１５が潰れきってしまい、最大加速度が大きくなる。また、逆に、衝撃用緩衝材１５のバネ定数が最も大きい場合（ｋ４）には、緩衝材が硬すぎてクッション性がなく、やはり最大加速度が大きくなってしまう。図９からわかるように、最も小さいバネ定数ｋ１と最も大きいバネ定数ｋ４との間に、最も加速度を小さくする最適なｋ、図９においてはバネ定数ｋ３が存在し、このバネ定数ｋ３の緩衝材が最も高い衝撃吸収効果を得ることができることになる。
【００３１】
このようなことから、防振用の緩衝材と衝撃吸収用の緩衝材とでは、最も高い効果を得ることができる緩衝材の大きさやバネ定数がそれぞれ異なり、一の緩衝材で防振用と衝撃吸収用とを両立することは困難である。このため、情報記憶装置１においては、異なる大きさとバネ定数を有し、振動吸収に適した振動用緩衝材１４と、衝撃吸収に適した衝撃用緩衝材１５という２種の緩衝材がそれぞれ筺体３内に配されている。
このように、情報記憶装置１においては、防振用の緩衝材と衝撃吸収用の緩衝材とを別個に設けることにより、振動吸収、衝撃吸収のそれぞれにおいて、最適な大きさやバネ定数を有する緩衝材を選択して使用することができ、防振、衝撃吸収のそれぞれにおいて高い効果を得て、耐振動性、耐衝撃性を向上させることができる。
【００３２】
上述した振動用緩衝材１４は、図３に示すように、略円錐台形状を呈し、ハードディスク駆動機構部２の側面と筺体３の側面との間に、小径部側の端面が筺体３に、大径部側の端面がハードディスク駆動機構部２にそれぞれ接するように配置されている。この振動用緩衝材１４は、ハードディスク駆動機構部２の４つの側面に配され、これら側面の両端部近傍にそれぞれ配設されている。
【００３３】
しかしながら、上述した略円錐台形状の振動用緩衝材１４だけで振動用緩衝材を構成すると、バネ定数（弾性係数）がほぼ一定となることから、前述したように、一般車両内で使用した場合に車両から発生する幅広い周波数領域（１０〜２００Ｈｚ）の振動に対して防振を行うことが難しくなる。
【００３４】
ここで、実際に試算を行ってみる。
例えば図６に示す範囲のうち、防振の効果が現れるのは、入力加速度に対して出力加速度が小さくなる部分、即ち縦軸の値がＧｏｕｔ／Ｇｉｎ＜１の部分であり、横軸においてω／ωｃ＞１．４の部分（ω：加振振動数（入力振動数）、ωｃ：共振振動数（固有振動数））である。
質量ｍの物体をバネ定数ｋで支えている場合の共振振動数ωｃは、数１で計算される。
【００３５】
共振振動数ωｃと共振周波数ｆとの間に、ωｃ＝２πｆという関係があることから、式（１）と合わせて、バネ定数ｋについて次式（２）が成り立つ。
ｋ＝ｍωｃ²＝ｍ・（２πｆ）² （２）
次に、ハードディスク駆動機構部２の質量を０．１ｋｇと仮定して、車両から発生する振動（１０〜２００Ｈｚ）に対して振動しないようにする、即ち加振周波数が１０Ｈｚでも振動しないようにするためのバネ定数ｋを求める。図６の結果から、ω／ωｃ＝１０［Ｈｚ］／ｆ＞１．４であるから、共振周波数ｆの範囲は
ｆ＜７．１４
となる。この範囲を式（２）に当てはめると、
ｋ＜２０１［Ｎ／ｍ］
となる。このとき、バネ（振動用緩衝材１４）のたわみ量ｘは、ハードディスク駆動機構部２の質量ｗから求めることができ、

となる。
従って、ハードディスク駆動機構部２の自重で４．９ｍｍもたわむような非常に柔らかい振動用緩衝材１４が必要となることがわかるが、もともと振動用緩衝材１４が設けられる隙間が数ｍｍ程度しかないため、４．９ｍｍもたわむことはほとんど不可能であり、そのような緩衝材を使用することができない。
【００３６】
そこで、本実施の形態の情報記憶装置１においては、振動用緩衝材のばね定数（弾性係数）を小さくして積極的に防振を行うのではなく、入力に対して出力が１となる状態、即ちω／ωｃ＜１となる状態で、共振を起こさないようにハードディスク駆動機構部２を支持すると共に、衝撃を受けたときに衝撃用緩衝材１５を作用させて衝撃吸収を行うことが可能なように、振動用緩衝材を構成するものである。
【００３７】
図６の結果から、ω／ωｃ＜１となる状態で共振を起こさないのは、ω／ωｃ＜０．２程度であるので、これを満たすような加振振動数ωに対して充分大きい共振振動数ωｃを有する緩衝材、即ち充分大きいバネ定数（弾性係数）ｋを有する緩衝材を、振動用緩衝材として使用する。
【００３８】
具体的には、ハードディスク駆動機構部２のトップカバー６側の上面と筐体３の天面板との間、並びにハードディスク駆動機構部２の配線基板１２側の下面と筺体３の底面板との間に、板バネから成る第２の振動用緩衝材１６が配置されて、情報記憶装置１が構成されている。
第２の振動用緩衝材１６は、図１及び図３に示すように、ハードディスク駆動機構部２の上面及び下面において、各面の四隅近傍に配設されている。
【００３９】
この第２の振動用緩衝材１６の拡大図を図４Ａに示す。また図４ＡのＡ−Ａ´における断面図を図４Ｂに示す。
この第２の振動用緩衝材１６は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、板面が平坦面ではなく、曲率を有する曲面１６Ｃとなっている板バネにより構成されている。
これは、板バネ１６が衝撃等によりたわんでいくときのたわみと反力の関係を非線形にすることを目的としている。
【００４０】
また、板バネ１６の板面の途中には、幅が狭くなったくびれ部１６Ｂが設けられている。このくびれ部１６Ｂが設けられていることにより、衝撃が加わった際に、細く最も弱くなっているくびれ部１６Ｂにおいて板バネ１６が屈曲する。即ち、くびれ部１６Ｂにより、衝撃が加わった際に板バネ１６が屈曲する位置を規制することができる。このくびれ部１６Ｂで板バネ１６が大きく屈曲することにより、屈曲したときの高さをできるだけ低く抑えることができるので、衝撃用緩衝材１５がハードディスク駆動機構部２に接触して衝撃を吸収することができる。
【００４１】
さらに、板バネ１６の一端（図中右端）は、螺子等で留めるための穴１７を有しハードディスク駆動機構部２に対して固定される固定端１６Ａとなっており、板バネ１６の他端（図中左端）は穴がなく固定されない自由端となっている。
このように他端は自由端となっているため、静的な状態では筐体３と接触してハードディスク駆動機構部２を支持することが可能である。一方、衝撃が加わった際には、くびれ部１６Ｂでうまく屈曲させることができ、また筐体３との接触点が動くことにより衝撃を緩和することが可能になる。
もし板バネの両端が固定されていると、衝撃が加わった時に板バネの板面に大きな力が掛かり、くびれ部１６Ｂでうまく屈曲しないで衝撃がハードディスク駆動機構部２に伝わってしまうおそれがある。
【００４２】
ここで、この板バネ１６の特性として、たわみ（押し込み変位）−反力（押し込み力）の関係を図４Ｃに示す。
図４Ｃに示すように、たわみと反力の関係は線形ではなく、押し込み変位がｕ１以下で見かけのバネ定数（図４Ｃの線の傾き）がｋ１である第１の状態と、押し込み変位ｕ１以上で見かけのバネ定数がｋ２（＜ｋ１）と急激にバネ定数が下がった第２の状態と、特性の異なる２つの状態に分かれている。
【００４３】
板バネ１６がこのような特性（非線形の特性）を持つことにより、情報記憶装置１が静置されている静的な状態では、ハードディスク駆動機構部２の重力だけが加わるため、荷重は小さく、第１の状態にあって強いバネ定数ｋ１で支えられている状態となる。このときの共振振動数ωｃは、式（２）から算出され、例えば一般車両で発生する加振振動数ωの領域（１０〜２００Ｈｚ）よりも高い周波数領域になるため、共振を起こさず、入力振動をそのまま伝達する。
一方、落下衝撃等の際には、数百Ｇを超える加速度が加わるため、板ばね１６に掛かる加重Ｆは瞬間的に大きくなり（Ｆ＝ｍ・ａ、ｍ：質量、ａ：加速度）、例えば数百Ｇ以上となる。このとき、板ばね１６が小さいバネ定数ｋ２の第２の状態に移り、たわみが大きくなることで、ハードディスク駆動機構部２が衝撃用緩衝材１５と接触し、この衝撃用緩衝材１５により衝撃吸収が行われる。
【００４４】
そして、本実施の形態の情報記憶装置１においては、ハードディスク駆動機構部２が、複数の振動用緩衝材１４，１６によって筺体３から離間して宙吊り状態に支持されている。
【００４５】
衝撃用緩衝材１５は、振動用緩衝材１４，１６で筺体３から離間して支持されているハードディスク駆動機構部２と筺体３との間の空間に、定常状態、即ち情報記憶装置１に対して振動も衝撃も加わっていない状態において、ハードディスク駆動機構部２又は筺体３のうちのいずれか一方にのみ接するように配設されている。
本実施の形態においては、衝撃用緩衝材１５を筺体３にのみ接し、ハードディスク駆動機構部２から所定の間隔を隔てて配設している。尚、衝撃用緩衝材１５は、これとは逆にハードディスク駆動機構部２にのみ接し、筺体３から所定の間隔を隔てて配設されるものであってもよい。
【００４６】
衝撃用緩衝材１５は、平板状を呈しており、ハードディスク駆動機構部２の側面に対しては、略中央部に対向する位置に少なくとも１枚配設されていると共に、ハードディスク駆動機構部２の側面に設けられた振動用緩衝材１４よりも大きな体積を有するものであり、後述するように情報記憶装置１が衝撃を受けた際におけるハードディスク駆動機構部２との接触面積も、振動用緩衝材１４のハードディスク駆動機構部２に対する接触面積に比して大きな面積とされている。
【００４７】
また、衝撃用緩衝材１５は、ハードディスク駆動機構部２の上面及び下面に対しては、これらの各辺近傍に対向する位置にそれぞれ配設されると共に、第２の振動用緩衝材１６のある部分を避けて設けられている。このため、筺体３の上ハーフ３ａ及び下ハーフ３ｂの短辺側では衝撃用緩衝材１５が長く形成されているのに対して、上ハーフ３ａ及び下ハーフ３ｂの長辺側では衝撃用緩衝材１５が短く形成されている。
【００４８】
尚、振動用緩衝材１４と衝撃用緩衝材１５のハードディスク駆動機構部２に対する接触面積は、本実施の形態ではこれら振動用緩衝材１４及び衝撃用緩衝材１５に同一材料を使用しているため、上述したように、即ち衝撃用緩衝材１５の接触面積が振動用緩衝材１４の接触面積に比して大きくなっている。
しかしながら、後述するように振動用緩衝材１４と衝撃用緩衝材１５とに異なる材料を使用する場合には、接触面積の大きさが上述したような関係を有するとは限らず、使用される材料との関係において適した接触面積とされる。
【００４９】
振動用緩衝材１４と衝撃用緩衝材１５とを上述したような配置とした本実施の形態の情報記憶装置１の水平方向における衝撃吸収の作用について、図１０を用いて説明する。図１０Ａは、情報記憶装置１におけるハードディスク駆動機構部２、筺体３、振動用緩衝材１４及び衝撃用緩衝材１５の、静的な状態、例えば情報記憶装置１が設置され、微弱な振動のみが伝わっている状態でのそれぞれの位置関係を模式的に示す図である。このような静的な状態においては、振動用緩衝材１４のみがハードディスク駆動機構部２に接して緩衝材として作用しているため、高い防振の効果を得ることができる。
【００５０】
これに対し、情報記憶装置１が落下して衝撃を受けた、いわゆる動的な場合には、図１０Ｂに示すように、振動用緩衝材１４が衝撃用緩衝材１５とハードディスク駆動機構部２との間隔ｔ以上潰れ、ハードディスク駆動機構部２が衝撃用緩衝材１５と接触する。その結果、今度は衝撃用緩衝材１５が緩衝材として作用して、ハードディスク駆動機構部２に加わる加速度を充分に低下させ、高い衝撃吸収効果を得ることができる。
そして、落下後に充分に時間が経過すると、再び筺体３内は静的な状態、即ち衝撃用緩衝材１５がハードディスク駆動機構部２から離間した状態に戻され、振動用緩衝材１４のみによる振動の吸収が行われるようになる。
【００５１】
同様に、第２の振動用緩衝材１６と衝撃用緩衝材１５とを上述したような配置とした本実施の形態の情報記憶装置１の上下方向における衝撃吸収の作用について、図１１を用いて説明する。図１１Ａは、情報記憶装置１におけるハードディスク駆動機構部２、筺体３、第２の振動用緩衝材１６及び衝撃用緩衝材１５の、静的な状態、例えば情報記憶装置１が設置され、微弱な振動のみが伝わっている状態でのそれぞれの位置関係を模式的に示す図である。このような静的な状態においては、第２の振動用緩衝材１６のみがハードディスク駆動機構部２に接して（固定されて）緩衝材として作用し、かつ第２の振動用緩衝材１６が高い弾性係数を有しているため、高い防振の効果を得ることができる。
【００５２】
これに対し、情報記憶装置１が落下して衝撃を受けた、いわゆる動的な場合には、図１１Ｂに示すように、第２の振動用緩衝材１６がくびれ部１６Ｂで屈曲することにより、衝撃用緩衝材１５とハードディスク駆動機構部２との間隔ｔ以上たわんで、ハードディスク駆動機構部２が衝撃用緩衝材１５と接触する。その結果、今度は衝撃用緩衝材１５が緩衝材として作用し、ハードディスク駆動機構部２に加わる加速度を充分に低下させ、高い衝撃吸収効果を得ることができる。
そして、落下後に充分に時間が経過すると、再び筺体３内は静的な状態、即ち屈曲していた第２の振動用緩衝材１６が復元して衝撃用緩衝材１５がハードディスク駆動機構部２から離間した状態に戻され、第２の振動用緩衝材１６による振動の吸収が行われるようになる。
【００５３】
本実施の形態の情報記憶装置１においては、このような仕組みが上述したように縦方向、横方向及び厚み方向の全方向にそれぞれ設けられ、ハードディスク駆動機構部２が筺体３から離間して宙吊り状態で支持されているため、３次元全方向に対して防振、耐緩衝の効果を高いレベルで得て、耐振動性、耐衝撃性を向上させることができる。
【００５４】
側面に設けられた振動用緩衝材１４には、弾性を有する部材、例えばゴムやゲル状物質等の粘弾性体やバネ等を使用することができる。ゴムは、例えば天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム、フッ素ゴム等の種々のゴムを使用することができ、例えば内外ゴム社製のハネナイト（商品名）、イノアックコーポレーション製のポロン（商品名）等が挙げられる。一方、ゲル状物質は、シリコーンゲルのようにシリコーンを主成分としたゲル状素材を使用することができ、例えばジェルテック社製のαゲル、βゲル、θゲル（いずれも商品名）等が挙げられる。バネは、コイルバネや板バネ等の金属バネを使用することができる。
【００５５】
また、衝撃用緩衝材１５には、適度な柔らかさがあり、加速度を低下させることができればよく、基本的には振動用緩衝材１４と同様の部材、即ち弾性を有する部材、例えばゴムやゲル状物質等の粘弾性体やバネ等を使用することができる。衝撃用緩衝材１５においても、やはり温度依存性が少なく、特性が一定な材料が適するため、ゴムよりもゲル状物質を使用することが好ましく、特に広範囲な温度変化にも緩衝効果が変化しにくいシリコーンゲルを使用することが好ましい。本実施の形態においては、衝撃用緩衝材１５にシリコーンゲルを使用した。
【００５６】
尚、振動用緩衝材１４と衝撃用緩衝材１５とに異なる材料を使用する場合には、ハードディスク駆動機構部２との接触面積が、使用される材料との関係において適した大きさになるように振動用緩衝材１４と衝撃用緩衝材１５とが形成される。
【００５７】
さらに、上面及び下面に設けられた第２の振動用緩衝材１６には、一般的な板バネと同様の材料を用いて、前述した非線形の特性が得られるように、成型や加工を施した板バネを使用することができる。
【００５８】
ここで本実施の形態の情報記憶装置１の構成に対して、前述したと同様の試算を行ってみる。
図６の結果より防振の効果が現れるのはω／ωｃ＜０．２であり、車両から発生する振動（１０〜２００Ｈｚ）に対して振動しないようにする、即ち加振周波数が２００Ｈｚでも振動しないようにするためには、ω／ωｃ＝２００［Ｈｚ］／ｆ＜０．２であるから、共振周波数ｆの範囲がｆ＞１０００Ｈｚであればよい。
本実施の形態では、第２の振動用緩衝材１６が同じ上下方向に合計８つ設けられているため、１つの緩衝材１６のバネ定数を例えば５．０×１０⁵［Ｎ／ｍ］とすると、全体のバネ定数はその８倍でｋ＝４．０×１０⁶［Ｎ／ｍ］となる。このような緩衝材１６を用いれば、式（２）から共振周波数ｆ＝１００７＞１０００Ｈｚとなって条件を満たす。
【００５９】
尚、図６の結果は図５のモデルに基づくものであるので、情報記憶装置１の内筐体（ハードディスク駆動機構部２）の形状や第２の振動用緩衝材１６の配置によって、防振の効果が現れるω／ωｃの範囲が図６の結果から変わることがある。その場合も車両から発生する振動（加振周波数１０〜２００Ｈｚ）に対して振動しない共振周波数ｆを有するように第２の振動用緩衝材１６を選定すればよい。
【００６０】
上述の本実施の形態の情報記憶装置１の構成によれば、非線形の特性を有する板バネ１６と衝撃用緩衝材１５とを設けたことにより、静的な状態で第２の振動用緩衝材１６即ち非線形の特性を有する板バネ１６によりハードディスク駆動機構部２を支え、そのバネ定数（弾性係数）を衝撃用緩衝材１５よりも剛に即ち充分大きくすることで共振周波数を高くし、車両等実際の使用環境での振動を起こさなくすることができる。
さらに、衝撃を受けたときには、非線形の特性を有する板バネ１６がたわむと共にそのバネ定数（弾性係数）が低下するため、衝撃用緩衝材１５がハードディスク駆動機構部２と接触してその衝撃を緩衝させる働きをする。
これにより、耐衝撃性と耐振動性の両方の向上を図ることができる。
【００６１】
静的状態で非線形の特性を有する板バネ１６のバネ定数が充分大きく共振周波数が高いことにより、特に車両から発生する幅広い周波数領域の振動に対しても共振を起こさないようにすることが可能になる。
【００６２】
そして、本実施の形態によれば、振動用緩衝材１４，１６と、衝撃用緩衝材１５とを設けたことにより、それぞれに振動吸収、衝撃吸収という別個の役割を与えることができ、この役割に最適な大きさ、材料、並びに配置位置を選択して使用することができる。
これにより、衝撃吸収のための衝撃用緩衝材１５を設計する際に、緩衝材１５の共振周波数を気にすることなく、衝撃吸収の目的に対して適切なバネ定数をもった緩衝材を使用することができる。
【００６３】
尚、上述の実施の形態では、第２の振動用緩衝材（板バネ）１６から離して衝撃用緩衝材１５が設けられていたが、本発明ではこのような配置関係に限定されるものではない。
衝撃用緩衝材１５の位置については、第２の振動用緩衝材（板バネ）１６のたわみに影響を及ぼさず、かつ筺体３からハードディスク駆動機構部２に衝撃用緩衝材１５を通して振動を伝達しないようにする限りは、その他の配置としても問題ない。
特に、第２の振動用緩衝材（板バネ）１６の本来の目的が、静的な状態でハードディスク駆動機構部２を支持することであるから、この支持している状態で、衝撃用緩衝材１５が板バネ１６の曲げを拘束したり、衝撃用緩衝材１５が筺体３及びハードディスク駆動機構部２の両方と接触したりすることがなければよい。
【００６４】
第２の振動用緩衝材（板バネ）１６及び衝撃用緩衝材１５の配置を変えた他の形態を、図１２Ａ〜図１２Ｃにそれぞれ示す。
いずれの形態も、ハードディスク駆動機構部２と筐体３との間に第２の振動用緩衝材（板バネ）１６及び衝撃用緩衝材１５が設けられ、第２の振動用緩衝材（板バネ）１６がハードディスク駆動機構部２及び筐体３の一方に固定され、他方に自由端で接触するように構成されている点は共通している。
【００６５】
図１２Ａは、第２の振動用緩衝材（板バネ）１６の近くに衝撃用緩衝材１５を設けた形態である。この場合、衝撃により板バネ１６が屈曲すると、衝撃用緩衝材１５と筐体３（又はハードディスク駆動機構部２）との間に板バネ１６の自由端側が挟まれるが、それでも衝撃用緩衝材１５により衝撃が吸収されるため問題はない。
図１２Ｂは、第２の振動用緩衝材（板バネ）１６の固定端１６Ａに衝撃用緩衝材１５を取り付けた形態である。
図１２Ｃは、第２の振動用緩衝材（板バネ）１６の固定端１６Ａと対向する位置に衝撃用緩衝材１５を取り付けた形態である。
【００６６】
先の実施の形態は、特に一方向（上下方向）の共振周波数について注意を払った構成であったが、共振周波数について必要な方向に関して、それぞれ非線形の特性を有する板バネ１６と衝撃用緩衝材１５とを組み合わせることにより、その方向について共振周波数に注意を払った設計とすることができる。
【００６７】
続いて、本発明の情報記憶装置の他の実施の形態を示す。
図１３に、本発明の他の実施の形態として、情報記憶装置において、ハードディスク駆動機構部２を外側の筐体３から取り出した状態を示す。
本実施の形態では、全方向に、即ちＸＹＺの３軸方向に、振動用緩衝材として図４Ａ及び図４Ｂに示した非線形の特性を有する板バネ１６を用いた場合であり、ハードディスク駆動機構部２の四隅付近の上面、下面、並びに両側面に振動用緩衝材として非線形の特性を有する板バネ１６が設けられている。
【００６８】
この場合、衝撃用緩衝材１５については、図示しないが、前述したように静的な状態で振動を伝達しないように、ハードディスク駆動機構部２或いは筺体３の一方からは離すように設置すればよい。
【００６９】
上述の本実施の形態の構成によれば、ＸＹＺの３軸方向に、非線形の特性を有する板バネ１６を設けたことにより、これら３軸方向に対して共振周波数を高くして、例えば車両から発生する幅広い周波数領域の振動に対しても、耐振動性を向上することができる。
【００７０】
上述の各実施の形態では、振動用緩衝材の板バネ１６の板面を曲率を有する曲面１６Ｃとしていたが、板バネの板面の形状を他の構成としても良い。
板バネの板面の形状の他の形態を図１４Ａ及び図１４Ｂにそれぞれ示す。
図１４Ａは、板バネの板面を断面略Ｖ字形状とした形態である。
図１４Ｂは、板バネの板面を断面平板状として両端部を折り曲げた形態である。
【００７１】
いずれの形態にしても、衝撃を受けた際に、板バネがたわんで、静的な状態と比較して見かけのバネ定数が下がるような、非線形の特性を有するように板バネの板面を構成すればよい。
【００７２】
また、本発明では、静的な状態において所望の高い弾性係数が得られ、衝撃を受けた際には弾性係数が低下する非線形の特性を有する材料であれば、板バネ以外のものを用いて振動用緩衝材を構成してもよい。
【００７３】
さらに、図４Ｃではある値で屈折する特性曲線となっているが、本発明では、想定される使用時の振動及び衝撃時の振動に対する弾性係数がそれぞれほぼ同等であれば、弾性係数が応力の増加により徐々に低下する材料、即ち曲線的に（例えば上に凸な放物線状に）変化する特性曲線となる材料を使用することも可能である。
【００７４】
また、上述の各実施の形態では、ハードディスク駆動機構部２をシャーシ５・トップカバー６による筺体に収納された構成としたが、このハードディスク駆動機構部２が収納されたシャーシ・トップカバー等の筐体をさらに密閉構造を有する筺体内に収容した構成としてもよい。
【００７５】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【００７６】
【発明の効果】
上述の本発明によれば、振動吸収、衝撃吸収のそれぞれについて高い効果を得ることができ、耐衝撃性と耐振動性の両方の向上を図ることができる。
また、本発明によれば、車両から発生する振動のような、幅広い周波数領域の振動に対しても振動吸収を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の情報記憶装置の概略構成図（分解斜視図）である。
【図２】ハードディスク駆動機構部の構成を示す図である。
Ａトップカバー側から見た斜視図である。
Ｂ配線基板側から見た斜視図である。
Ｃ内部の概略構成を示す図である。
【図３】図１の情報記憶装置において筺体の上ハーフ部を外した状態の斜視図である。
【図４】Ａ図１の情報記憶装置の第２の振動用緩衝材の拡大図である。
Ｂ図４ＡのＡ−Ａ´における断面図である。
Ｃ図４Ａの第２の振動用緩衝材（板バネ）のたわみ−反力の関係を示す図である。
【図５】最適なバネ定数測定のために防振対象物の振動を測定する装置を示す図である。
【図６】図５の測定装置による測定結果を示す特性図である。
【図７】固有振動数を表すための物理モデルを示す図である。
【図８】落下衝撃を受けた対象物が壊れるかどうかの基準となるバウンダリーカーブを示す特性図である。
【図９】バネ定数と緩衝材に落下させた際に対象物が受ける最大加速度との関係を示す特性図である。
【図１０】Ａ、Ｂ衝撃吸収時における筐体内の緩衝材の状態を説明するための模式図である。
【図１１】Ａ、Ｂ衝撃吸収時における筐体内の緩衝材の状態を説明するための模式図である。
【図１２】Ａ〜Ｃ第２の振動用緩衝材（板バネ）と衝撃用緩衝材の配置を変えた他の形態をそれぞれ示す図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態の情報記憶装置におけるハードディスク駆動機構部を筐体から取り出した状態を示す図である。
【図１４】Ａ、Ｂ板バネの板面の他の形態をそれぞれ示す断面図である。
【符号の説明】
１情報記憶装置、２ハードディスク駆動機構部、３筐体、４コネクタ、５シャーシ、６トップカバー、７回転スピンドル、８磁気ディスク、９磁気ヘッド、１０ヘッドアーム、１１アクチュエータ、１２配線基板、１３コネクタピン、１４振動用緩衝材、１５衝撃用緩衝材、１６第２の振動用緩衝材（板バネ）

Claims

機器本体に対して着脱自在とされる情報記憶装置であって、
ハードディスク駆動機構部と、
上記ハードディスク駆動機構部を内部に収容する第１の筐体と、
上記第１の筐体を内部に収容する第２の筐体と、
上記機器本体に対して接続するためのコネクタ部と、
定常状態において上記第１の筐体を上記第２の筐体から離間して支持し、複数種類の緩衝材から成る第１の緩衝材と、
上記第１の筐体と上記第２の筐体との間に配され、定常状態において上記第１の筐体又は上記第２の筺体のうちいずれか一方にのみ接する第２の緩衝材とを備え、
上記第１の緩衝材の複数種類の緩衝材は、非線形の特性を有する板バネから成る緩衝材と、弾性を有する部材から成る緩衝材とを含み、
上記板バネは、衝撃を受けた際にたわむことにより弾性係数が小さくなるように変化する特性を有する
情報記憶装置。
上記板バネは、幅が狭く形成されたくびれ部を有し、該くびれ部において屈曲することにより、衝撃を受けた際にたわむ請求項１に記載の情報記憶装置。
上記板バネは、上記第１の筐体或いは上記第２の筐体のいずれかに一方の筐体に固定された固定端と、他方の筐体に接触するが固定されていない自由端とを有する請求項１に記載の情報記憶装置。