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1. (WO2015140974) 電子機器の固定装置及び固定方法
Document

明 細 書

発明の名称 電子機器の固定装置及び固定方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008  

発明の効果

0009  

図面の簡単な説明

0010  

発明を実施するための形態

0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049  

符号の説明

0050  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

明 細 書

発明の名称 : 電子機器の固定装置及び固定方法

技術分野

[0001]
 本発明は、電子機器の固定装置及び固定方法に関し、特に収容トレイに収容されたハードディスクドライブの固定装置及び固定方法に適用して好適なものである。

背景技術

[0002]
 従来、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)に振動が加えられると、データの読み書きを行う磁気ヘッドに位置ズレが生じ、読み書き性能が低下する原因になることが知られている。振動の原因としては、ハードディスクドライブ自体の振動及び外部からの衝撃による振動が挙げられる。これらの振動を抑制するための構造として、例えば特許文献1にデータ記憶装置モジュール用緩衝装置が開示されている。
[0003]
 具体的に特許文献1には、ドライブが収容されているモジュールを筐体に挿入するため、筐体に設けられている上下のガイドの少なくとも一方にバネ等の弾性体を設けた構造が開示されている。この構造によれば、バネの反発力によりディスクドライブをガタのないように筐体に収容することができるため、衝撃によるドライブの損傷を防止することができるとしている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2000-30428号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 しかし特許文献1に記載の構造では、バネの反発力が弱いと、ディスクドライブを収容するモジュールを強固に固定することができず、ディスクドライブ自体の振動及び外部からの衝撃による振動を十分に抑制することができない。一方でバネの反発力が強いと、モジュールを強固に固定することはできるが、バネと筐体との間に生じる摩擦力も強くなる。よってモジュールを筐体に挿抜し難くなるという問題が生じる。
[0006]
 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、HDDを筐体に収容した収容状態においてはHDDを筐体に強固に固定し、一方でHDDを筐体から挿抜する挿抜時には強固に固定した固定状態を解除して挿抜し易くし得る電子機器の固定装置及び固定方法を提案する。

課題を解決するための手段

[0007]
 かかる課題を解決するために、本発明の電子機器の固定装置においては、電子機器を収容する収容トレイと、収容トレイを収容する筐体とを備え、収容トレイは、電子機器を支持金具により固定して収容し、筐体は、膨張する膨張体を備え、収容トレイを収容した状態において、収容トレイを膨張体により固定して収容することを特徴とする。
[0008]
 またかかる課題を解決するために、本発明の電子機器の固定方法においては、収容トレイが、電子機器を支持金具により固定して収容する第1のステップと、筐体が、収容トレイを収容した状態において、収容トレイを膨張する膨張体により固定して収容する第2のステップとを備えることを特徴とする。

発明の効果

[0009]
 本発明によれば、HDDを筐体に収容した収容状態においてはHDDを筐体に強固に固定し、一方でHDDを筐体から挿抜する挿抜時には強固に固定した固定状態を解除して挿抜し易くすることができる。

図面の簡単な説明

[0010]
[図1] 筐体の斜視図である。
[図2] 筐体の一部を拡大した斜視図である。
[図3] HDDを筐体に収容した状態及び収容する直前の状態を示す斜視図である。
[図4] HDDを筐体に収容する直前の状態を示す側面図である。
[図5] HDDを筐体に収容した状態を示す側面図である。
[図6] 従来の構造におけるバネ近傍を示す側面図である。
[図7] 本実施の形態の構造におけるバネ近傍を示す側面図である。
[図8] 膨張前後の膨張体近傍を示す側面図である。
[図9] 膨張後の膨張体近傍を示す側面図である。
[図10] 他の実施の形態における膨張前の膨張体近傍を示す側面図である。
[図11] 他の実施の形態における膨張後の膨張体近傍を示す側面図である。

発明を実施するための形態

[0011]
 以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
[0012]
(1)筐体の構成
 図1は、本実施の形態における筐体1の斜視図を示す。筐体1は、複数の電子機器を収容する箱であり、収容領域を区切るための仕切り板11及び電子機器を挿抜方向Xに案内するための複数のガイドレール12を備えて構成される。筐体1が収容する電子機器は、ここではハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)である。
[0013]
 ガイドレール12は、筐体1の収容領域内部の上面及び下面にそれぞれ設置される。また複数のガイドレール12は、挿抜方向Xに対して平行に設置され、それぞれが並列するように設置される。ガイドレール12の形状は、挿抜方向Xに延在する板形状である。ガイドレール12は、隣接するガイドレール12間にHDDが挿抜されると、HDDが挿抜される方向を挿抜方向Xに制限することができる。
[0014]
 図2は、図1の破線部を拡大した筐体1の斜視図を示す。筐体1は、上記の仕切り板11及びガイドレール12を備える他、基板13、コネクタ14及び換気口15を備える。基板13は、収容領域内の奥側に位置する筐体1の背面に設置される。基板13の形状は、挿抜方向Xに対して垂直方向に延在する板形状である。
[0015]
 コネクタ14は、基板13上に設置され、形状は基板13と同様に挿抜方向Xに対して垂直方向に延在する板形状である。換気口15は、基板13間の筐体1の背面に設置され、収容領域内部に溜まった排熱を外部に排出する。
[0016]
 挿抜方向Xのうちの筐体1の前面から背面に向けて所定の位置までHDDを挿入すると、HDDが筐体1の収容領域内部に収容される。このときHDDのコネクタが筐体1の背面にあるコネクタ14と物理的に接続され、HDDと筐体1に収容される他の電子機器とが電気的に接続される。
[0017]
 これに対し、挿抜方向Xのうちの筐体1の背面から前面に向けて所定の位置までHDDを抜去すると、HDDと筐体1に収容される他の電子機器との電気的接続が切断される。
[0018]
(2)筐体及びHDDの斜視構成
 図3は、HDD2を筐体1に収容した状態及び収容する直前の状態を示す。図3に示すように筐体1は、ガイドレール12に案内された複数のHDD2を並列に収容することができる。HDD2は、HDD2を収容するHDD収容トレイ3に収容されてネジ等の支持金具により固定され、HDD収容トレイ3ごと筐体1に収容される。
[0019]
 HDD収容トレイ3は、前面にハンドル部4を備える。ハンドル部4は、HDD収容トレイ3を筐体1に収容する際のユーザの持ち手部分である。ハンドル部4をHDD収容トレイ3の前面に設けることにより、HDD収容トレイ3に収容されたHDD2を筐体1内にスムーズに挿抜することができる。
[0020]
 またHDD収容トレイ3は、上部及び下部にそれぞれ2つのバネ5を備える。バネ5は、HDD収容トレイ3を筐体1に収容した収容状態において、HDD収容トレイ3を筐体1に固定するための固定部である。ここで従来、HDD収容トレイ3の上部及び下部にバネ5等の固定部を備えた構造は存在する。
[0021]
 しかしバネ5の反発力が弱いと、HDD収容トレイ3を筐体1に固定する力が弱くなるため振動を十分に抑制することができない。一方でバネ5の反発力が強いと、HDD収容トレイ3の挿抜が困難になる。本実施の形態におけるバネ5の詳細については後述する(図4~図9)。
[0022]
(3)筐体及びHDDの側面構成
 図4は、HDD2を筐体1に収容する直前の状態を示す。バネ5は、HDD収容トレイ3の上部及び下部に固定された状態で筐体1の内部に挿入されて収容される。収容前において上部に固定されたバネ5の高さ寸法L1は、HDD収容トレイ3の上面3Aと筐体1の下面1Aとの間の高さL2よりも高くなるように設定される。
[0023]
 換言するとバネ5の高さ寸法L1は、HDD収容トレイ3が筐体1に収容された状態においてバネ5が反発力を生じるような寸法に設定される。下部に固定されたバネ5の高さ寸法についても同様の反発力が生じるように設定される。
[0024]
 なおHDD2とHDD収容トレイ3とは、支持金具6により強固に固定される。支持金具6は、一般的な材質のネジであってもよいが、HDD2の駆動時に生じる排熱をバネ5に伝送し易い材質としてもよい。
[0025]
 図5は、HDD2を筐体1に収容した状態を示す。バネ5は、HDD収容トレイ3が筐体1に収容された状態において、L1>L2より上部のバネ5は下方に押しつぶされ、下部のバネ5は上方に押しつぶされて、反発力を生じる。この反発力が弱いと、固定する力が弱くなり振動を十分に抑制することができない。一方で反発力が強いと、HDD収容トレイ3を筐体1に強固に固定することができるため、振動を十分に抑制することができる。
[0026]
(4)固定部分の詳細
 図6は、図5の破線部を拡大した従来の構造におけるバネ近傍を示す側面図である。図6に示すようにHDD収容トレイ3の上部に固定されたバネ5は、HDD収容トレイ3が筐体に収容された状態において、HDD収容トレイ3と筐体との間で下方に押しつぶされて、反発力を生じる。この反発力により、HDD収容トレイ3を下方に押さえつけることができる。
[0027]
 ここでは図示しないHDD収容トレイ3の下部に固定されたバネ5についても同様に反発力を生じる。この反発力により、HDD収容トレイ3を上方に押さえつけることができる。すなわちHDD収容トレイ3の上部及び下部に固定されたバネ5によりHDD収容トレイ3を上下方向に押さえつけることができるため、HDD収容トレイ3を筐体に強固に固定することができる。よってHDD2の振動を十分に抑制することができる。
[0028]
 ここで筐体とバネ5との間の挿抜方向Xの摩擦力Fは、F=μN(μ:摩擦係数、N:反発力)により示される。反発力Nが強いと振動を抑制する効果は向上するが、挿入時には抜去方向に摩擦力Fが大きくなり、一方で抜去時には挿入方向に摩擦力Fが大きくなる。よってHDD収容トレイ3の挿抜が困難になるという問題が生じる。
[0029]
 そこで本実施の形態における固定装置(筐体1及び収容トレイ3)においては、HDD収容トレイ3の挿抜時にはバネ5の反発力が弱く、HDD収容トレイ3が収容状態においてはバネ5の反発力が強くなる構造を備えるようにした。この構造の詳細について以降の図7~図9を参照して説明する。
[0030]
 図7は、本実施の形態の構造におけるバネ近傍を示す側面図である。ここではHDD収容トレイ3の挿抜時におけるバネ近傍を示している。図7に示すように筐体1の下面1Aは、バネ5との接触箇所に凹部を備える。またこの凹部には膨張体7が埋め込まれる。膨張体7は、上部が筐体1の下面1Aのうちの凹部に接着されて支持され、下部はバネ5に接触する。なお挿抜時に膨張体7がバネ5と接触しないようにしてもよい。
[0031]
 膨張体7の長さ(挿抜方向X)及び幅(挿抜方向Xに対して垂直方向)の寸法は、バネ5と同程度又はバネ5よりも大きい寸法となるように設定される。また挿抜時における膨張体7の下面71AとHDD収容トレイ3の上面3Aとの間の高さL3は、筐体1の凹部以外の下面1AとHDD収容トレイ3の上面3Aとの間の高さL1と同一又はL1よりも高くなるように設定される。すなわちL3≧L1のように設定される。
[0032]
 挿抜時にバネ5を過剰に押さえつける状態を回避して、バネ5の反発力によりHDD収容トレイ3の挿抜が困難になることを防止するためである。
[0033]
 なお膨張体7は、ここでは樹脂を用いることを想定しているが、収縮可能であって一定の強度を有する素材であれば他の素材を用いるとしてもよい。
[0034]
 膨張体7の内部には溶剤7Aが封入されている。この溶剤7Aは、常温では一部又は全部が液体であり、HDD2の排熱温度により筐体1内の温度が上昇すると一部又は全部が気化して気体になる特性を有する。
[0035]
 なお溶剤7Aは、例えばハイドロフルオロエーテルを用いることを想定しているが、HDD2の排熱温度に応じて液体又は気体に変化する特性を有するものであれば他の溶剤を用いるとしてもよい。
[0036]
 溶剤7Aにハイドロフルオロエーテルを用いた場合、ハイドロフルオロエーテルの沸点は60℃前後であることから、溶剤7Aは25℃~30℃の常温では液体である。HDD2が駆動してHDD2の排熱温度により筐体1内の温度が50℃~60℃の駆動時温度まで上昇すると、溶剤7Aの一部又は全部が気化して気体となる。
[0037]
 HDD2の駆動が停止すると、筐体1内の排熱が換気口15から排出される。この場合、筐体1内の温度が駆動時温度から常温に下降するため、今度は逆に溶剤7Aは気体から液体に変化し、膨張体7は収縮する。
[0038]
 常温又は駆動時温度は、室温等の環境によって変化し、また筐体1及びHDD2の構造及び材質等によっても変化する。従って環境、構造又は材質等に合わせて常温及び駆動時温度を把握しておき、把握している常温及び駆動時温度で液体及び気体に適切に変化する材料を溶剤7Aとして選定することが望ましい。
[0039]
 図8は、膨張前後の膨張体7近傍を示す側面図である。溶剤7Aが液体の場合の膨張体7の下面71Aを実線により示す。この場合におけるバネ5の反発力は、従来の構造の筐体(図6)にHDD収容トレイ3を収容したときの反発力と同様である。
[0040]
 一方溶剤7Aが気体の場合の膨張体7の下面72Aを破線により示す。この場合におけるバネ5の反発力は、下面71Aよりも下方に増長される分だけ大きくなる。具体的にはバネ5の反発力は、体積増加分を膨張体7の幅及び長さで割った増加長L4の分だけ大きくなる。
[0041]
 HDD2が駆動すると、HDD2の排熱温度により筐体1内の温度が駆動時温度まで上昇し、これにともない溶剤7Aが液体から気体に変化して膨張体7の体積が膨張する。このとき膨張体7は、破線により示される形状に変化することになる。
[0042]
 図9は、膨張後の膨張体7近傍を示す側面図である。上記の通り膨張体7は、溶剤7Aが気体の場合、すなわちHDD2が駆動してHDD2の排熱温度により筐体1内の温度が駆動時温度まで上昇した場合、膨張してバネ5を下方に更に押しつぶすように作用する。このときバネ5の反発力は大きくなり、この反発力によりHDD収容トレイ3はより強固に下方に押さえつけられる。
[0043]
 なおここでは図示しないHDD収容トレイ3の下部のバネ5についても同様に反発力が大きくなることから、HDD収容トレイ3は上下方向により強く押さえつけられることになる。結果としてHDD収容トレイ3を強固に固定してHDD2に対する振動を十分に抑制することができる。
[0044]
(5)本実施の形態による効果
 以上のように本実施の形態における電子機器(HDD2)の固定装置(筐体1及びHDD収容トレイ3)によれば、筐体1とHDD収容トレイ3のバネ5とが接触する部分の筐体1側に凹部を設け、この凹部に膨張体7を埋め込み、膨張体7内部には常温では液体で駆動時温度では気体に変化する溶剤7Aを封入するようにした。この場合、HDD収容トレイ3の挿抜時にはHDD2が駆動しておらず常温であるから溶剤7Aは液体であり、溶剤7Aの体積は増加していないことからバネ5の反発力は弱いままとなる。よってHDD収容トレイ3を容易に挿抜することができる。一方でHDD収容トレイ3を筐体1に収容した状態においてはHDD2が駆動して駆動時温度であるから溶剤7Aは気体に変化し、溶剤7Aの体積が増加することからバネ5の反発力が強くなる。よってHDD収容トレイ3を強固に固定することができる。
[0045]
 またバネ5の反発力は、溶剤7Aの初期体積と気化した場合の体積膨張率とに応じて、任意の反発力に調整することができる。また必要に応じて膨張体7の内部の空気を抜いておくことにより、溶剤7Aの沸点温度や気化した場合の膨張体7の体積を任意に調整することができる。
[0046]
(6)他の実施の形態
 図10は、他の実施の形態における膨張前の膨張体7近傍を示す側面図である。また図11は、他の実施の形態における膨張後の膨張体7近傍を示す側面図である。他の実施の形態は、膨張体7内部に溶剤7Aを封入せず、空気を流入及び流出して膨張体7内部の体積を増減する点及び空気を流入及び流出するための構成を備える点で、上記説明してきた本実施の形態の固定装置とは異なる。
[0047]
 具体的に他の実施の形態における筐体11Aは、膨張体7の上部にバルブ8を備える。バルブ8は、キャップ81、弁体82、ナット83及びベース84等により構成される。膨張体7を膨張させる場合、すなわちHDD収容トレイ3を筐体1に収容した場合、小型のポンプ等により弁体82に空気を流入すると、弁体82の先端から膨張体7の内部に空気が流れ込み、膨張体7が膨張する。
[0048]
 なお弁体82には逆止弁が設けられており、弁体82を下方に移動させない限り、膨張体7内部の空気は外部に流出しない。膨張体7が膨張すると(図11)、上記説明してきたようにバネ5の反発力が大きくなり、HDD収容トレイ3を筐体1に強固に固定することができる。
[0049]
 一方で膨張体7を収縮させる場合、すなわちHDD収容トレイ3を挿抜する場合、キャップ81を押下して弁体82全体を下方に移動させる。この場合、弁体82に設けられている流路が外部に通じて膨張体7内部の空気が外部に流出し、膨張体7が収縮する。膨張体7が収縮すると(図10)、上記説明してきたようにバネ5の反発力が弱まるため、HDD収容トレイ3を挿抜し易くすることができる。

符号の説明

[0050]
1  筐体
2  HDD
3  HDD収容トレイ
4  ハンドル部
5  バネ
6  支持金具
7  膨張体
7A 溶剤
8  バルブ

請求の範囲

[請求項1]
 電子機器を固定する固定装置において、
 前記電子機器を収容する収容トレイと、
 前記収容トレイを収容する筐体とを備え、
 前記収容トレイは、
 前記電子機器を支持金具により固定して収容し、
 前記筐体は、
 膨張する膨張体を備え、前記収容トレイを収容した状態において、前記収容トレイを前記膨張体により固定して収容する
 ことを特徴とする固定装置。
[請求項2]
 前記膨張体は、
 前記電子機器が駆動することにより生じる前記電子機器の排熱で前記筐体内の温度が上昇すると膨張し、前記収容トレイを固定する
 ことを特徴とする請求項1に記載の固定装置。
[請求項3]
 前記膨張体は、
 前記電子機器の駆動が停止して前記筐体内の温度が下降すると収縮し、前記収容トレイに対する固定を解除する
 ことを特徴とする請求項2に記載の固定装置。
[請求項4]
 前記電子機器は、ハードディスクドライブであり、
 前記電子機器による排熱は、前記ハードディスクドライブが駆動することにより生じる排熱である
 ことを特徴とする請求項2に記載の固定装置。
[請求項5]
 前記筐体は、
 前記電子機器による排熱を外部に排出するための換気口を備え、
 前記電子機器の駆動が停止した場合、前記換気口により前記電子機器の排熱を外部に排出して前記筐体内の温度を下降させる
 ことを特徴とする請求項3に記載の固定装置。
[請求項6]
 前記膨張体は、
 前記筐体内の温度が上昇すると液体から気体に気化する媒体を内部に備える
 ことを特徴とする請求項5に記載の固定装置。
[請求項7]
 前記膨張体は、
 前記収容トレイを収容した状態において膨張し、前記収容トレイに設けられた固定具を押圧することにより前記収容トレイを固定する
 ことを特徴とする請求項1に記載の固定装置。
[請求項8]
 前記固定具は、バネである
 ことを特徴とする請求項7に記載の固定装置。
[請求項9]
 前記膨張体は、
 内部に空気が流入されると膨張し、前記収容トレイを固定する
 ことを特徴とする請求項1に記載の固定装置。
[請求項10]
 前記膨張体は、
 前記電子機器の駆動が停止した場合に内部に流入された空気が外部に流出されると収縮し、前記収容トレイに対する固定を解除する
 ことを特徴とする請求項9に記載の固定装置。
[請求項11]
 電子機器を固定する固定装置の固定方法において、
 収容トレイが、前記電子機器を支持金具により固定して収容する第1のステップと、
 筐体が、前記収容トレイを収容した状態において、前記収容トレイを膨張する膨張体により固定して収容する第2のステップと
 を備えることを特徴とする固定方法。
[請求項12]
 前記第2のステップにおいて、
 前記膨張体が、前記電子機器が駆動することにより生じる前記電子機器の排熱で前記筐体内の温度が上昇すると膨張し、前記収容トレイを固定する
 ことを特徴とする請求項11に記載の固定方法。
[請求項13]
 前記膨張体が、前記電子機器の駆動が停止して前記筐体内の温度が下降すると収縮し、前記収容トレイに対する固定を解除する第3のステップを備える
 ことを特徴とする請求項12に記載の固定方法。
[請求項14]
 前記電子機器は、ハードディスクドライブであり、
 前記電子機器による排熱は、前記ハードディスクドライブが駆動することにより生じる排熱である
 ことを特徴とする請求項12に記載の固定方法。
[請求項15]
 前記第3のステップにおいて、
 前記筐体が、前記電子機器の駆動が停止した場合、換気口により前記電子機器の排熱を外部に排出して前記筐体内の温度を下降させる
 ことを特徴とする請求項13に記載の固定方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]