(57)【要約】【課題】携帯型情報通信端末の内蔵デバイスの保護に用いられる衝撃吸収体を薄くしても、衝撃エネルギーを十分に吸収可能な耐衝撃構造を提供する。【解決手段】本発明の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置は、座屈衝撃吸収体の座屈変形によって衝撃エネルギーを吸収する。また、本発明の他の手段としての携帯型情報処理端末は、座屈衝撃吸収体の座屈変形に加えて弾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。また、本発明の他の手段としての携帯型情報処理端末は、形状記憶合金よりなる板金構造の座屈衝撃吸収体を備え、座屈変形した座屈衝撃吸収体を、通電による自己発熱によって復元可能とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属のもしくは樹脂の座屈変形によって衝撃エネルギーを吸収する座屈衝撃吸収体を用いて内蔵デバイスを保護することを特徴とする携帯型情報処理端末の耐衝撃装置。
【請求項２】
前記座屈衝撃吸収体は、針状体の集合体であることを特徴とする請求項１記載の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置。
【請求項３】
前記座屈衝撃吸収体は、コイル状体の集合体であることを特徴とする請求項１記載の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置。
【請求項４】
前記座屈衝撃吸収体は、板構造であることを特徴とする請求項１記載の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置。
【請求項５】
前記座屈衝撃吸収体は、薄肉ドーム構造であることを特徴とする請求項１記載の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置。
【請求項６】
金属のもしくは樹脂の座屈変形によって衝撃エネルギーを吸収する座屈衝撃吸収体と、弾性変形によって衝撃エネルギーを吸収する弾性衝撃吸収体によって内蔵デバイスを保護することを特徴とする携帯型情報処理端末の耐衝撃装置。
【請求項７】
前記座屈衝撃吸収体は、針状体の集合体であることを特徴とする請求項６記載の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置。
【請求項８】
前記座屈衝撃吸収体は、コイル状体の集合体であることを特徴とする請求項６記載の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置。
【請求項９】
前記座屈衝撃吸収体は、板構造であることを特徴とする請求項６記載の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置。
【請求項１０】
前記座屈衝撃吸収体は、薄肉ドーム構造であることを特徴とする請求項６記載の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置。
【請求項１１】
前記座屈衝撃吸収体は、形状記憶材料であることを特徴とする請求項４、５、９、10記載の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置。
【請求項１２】
前記座屈衝撃吸収体は、衝撃吸収による座屈変形後、先端が鋭利なもので、筐体に設けられた観測孔を通して形状復元が可能なことを特徴とする請求項４、５、９、10記載の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置。
【発明の詳細な説明】
【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装置に関し、より詳しくはハードディスク装置、光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通信端末の需要は急速に拡大している。この携帯型情報通信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、光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構造の開発が重要な課題となっている。
図１２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１２（ａ）は携帯方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。
図１２（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、光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１２（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。
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。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２９７５７２号公報
【０００４】
【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。
【０００５】
図１３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−歪特性を示す図である。縦軸と横軸は圧縮応力と圧縮歪みである。図１３における、応力歪み特性曲線ａと、圧縮応力＝０の直線ｂと、圧縮歪み＝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が圧縮歪み＝０から圧縮歪み＝ｃになるまで圧縮される間に、単位体積当た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、応力ひずみ特性曲線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。
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用できながら、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の耐衝撃装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【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の耐衝撃装置は、座屈変形によって衝撃エネルギーを吸収する座屈衝撃吸収体とを備えることを特徴とする。
前記座屈衝撃吸収体としては、例えば金属もしくは樹脂よりなる複数の針状体、板金構造、繊維の集合体とする。
この構成によれば、座屈変形によって衝撃エネルギーは効果的に吸収される。
また、本発明の他の手段としての携帯型情報処理端末は、弾性変形によって衝撃エネルギーを吸収する弾性衝撃吸収体と、座屈変形によって衝撃エネルギーを吸収する座屈衝撃吸収体とを備えることを特徴とする。
前記弾性衝撃吸収体としては、例えば、ウレタン、もしくはシリコン等の熱硬化性樹脂をゲル状とした弾性体とする。前記座屈衝撃吸収体としては、例えば金属もしくは樹脂よりなる複数の針状体、板金構造、繊維の集合体とする。
この構成によれば、座屈変形に加えて弾性吸収体も変形することによって衝撃エネルギーは効果的に吸収されると共に、衝撃・振動の減衰硬化も得られる。
また、本発明の他の手段としての携帯型情報処理端末は、形状記憶合金よりなる板金構造の座屈衝撃吸収体を備えることを特徴とする。
この構成によれば、座屈変形した座屈衝撃吸収体を、通電による自己発熱によって復元可能となる。
【０００７】
【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。
【０００８】
（実施の形態１）
図１（ａ）、（ｂ）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している。
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（ｂ）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耐４（４ａ〜４ｅ）に替えて、座屈変形により衝撃エネルギーを吸収する座屈衝撃吸収体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。座屈衝撃吸収体５ａは内蔵デバイス３に接触して配置される。
図２は、座屈衝撃吸収体５ａを示している。座屈衝撃吸収体５ａは、金属もしくは樹脂よりなる針状体の集合体であり、直径０．１〜０．２ｍｍのものが用いられる。針状体の一端はゴム材料などよりなるシートに固定される。
図２は均等な円筒断面を有する針状体を示しているが、この他にも針状体として四角形など円筒以外の形状の断面、もしくは断面積の変化するものを用いても同様の効果が得られる。
図３は、弾性衝撃吸収体４と座屈衝撃吸収体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みである。但し、座屈衝撃吸収体に関しては、圧縮応力は荷重を荷重の作用する面積で除した値で、圧縮歪みは荷重による変形量を変形前の長さで除した値とする。図３における弾性衝撃吸収体４の応力歪み特性曲線ａと、圧縮応力＝０の直線ｂと、圧縮歪み＝ｃの直線でとで囲まれた斜線部ｅの面積は、弾性衝撃吸収体４が圧縮歪み＝０から圧縮歪み＝ｃになるまで圧縮される間に、単位体積当た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３における座屈衝撃吸収体５の応力歪み特性曲線ｆと、圧縮応力＝０の直線ｂと、圧縮歪み＝ｃの直線ｄで囲まれた領域の面積は、単位体積当たりの座屈衝撃吸収体５が吸収する衝撃エネルギー量を示しており、座屈衝撃吸収体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。
上記の結果、エネルギー吸収効率（吸収される衝撃エネルギー量／圧縮歪み量）を考えると座屈衝撃吸収体５の方が大幅にエネルギー吸収効率が高く、座屈衝撃吸収体を用いることで、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。
【０００９】
（実施の形態２）
図４（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４（ａ）は、携帯型情報処理端末の内部構造を示す斜視図、図４（ｂ）は、内蔵デバイス３を取除いた状態を示す斜視図、図４(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。
本実施の形態の耐衝撃装置が実施の形態１のものと異なる点は、図４（ｃ）に示すように、座屈変形により衝撃エネルギーを吸収する座屈衝撃吸収体５に加えて、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耐４（４ａ〜４ｅ）が用いられている点であり、その他の構成は実施の形態１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、座屈衝撃吸収体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。弾性衝撃吸収体４ｃと座屈衝撃吸収体５ａは一体成形される。
座屈衝撃吸収体５を弾性衝撃吸収体４と組合わせることで、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と共に、弾性衝撃吸収体は衝撃エネルギーを内部摩擦により熱に変換するため、衝撃を急速に減衰させる効果が得られる。
落下衝撃では落下時の一次衝撃だけでなく、筐体の共振などに起因する二次衝撃も内蔵デバイス破損の重要な要因であるため、衝撃をいかに早く減衰させるかは重要な開発課題となる。
【００１０】
（実施の形態３）
図６は、本発明における第３の実施の形態にかかる携帯型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、座屈衝撃吸収体５ｂの斜視図である。
本実施の形態の耐衝撃装置が実施の形態１のものと異なる点は、座屈衝撃吸収体５ｂの構造である。その他の構成は従来技術と同様なので説明は省略する。座屈衝撃吸収体５ｂは、金属もしくは樹脂よりなるコイル状体の集合体であり、直径０．１以下のものが用いられる。
座屈衝撃吸収体５ｂは、座屈変形による衝撃エネルギー吸収に加えて、コイル状体の相互摩擦により衝撃エネルギーを熱に変換して消散し、衝撃を急速に減衰させる効果が得られる。
また、実施の形態２と同様に、図７に示すように座屈衝撃吸収体５ｂと弾性衝撃吸収体４ｃを一体成形して用いると、更に高い衝撃の減衰効果が得られる。
【００１１】
（実施の形態４）
図８（ａ）〜（ｂ）は、本発明における第４の実施の形態にかかる携帯型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、座屈衝撃吸収体５ｃの斜視図である。
本実施の形態の耐衝撃装置が実施の形態１のものと異なる点は、座屈衝撃吸収体５ｃの構造である。その他の構成は従来技術と同様なので説明は省略する。
図９は、座屈衝撃吸収体５ａを示している。座屈衝撃吸収体５ｃは、金属もしくは樹脂よりなる板構造であり、厚み０．１〜０．２ｍｍのものが用いられる。また、座屈衝撃吸収体５ｃは、背面筐体１ｂの内側と内蔵デバイス３に固定することなく、接触して配置される。
座屈衝撃吸収体５ｃは、座屈変形（飛び移り座屈）によって衝撃エネルギーを吸収すると共に、座屈後の自由振動によって衝撃エネルギーを消散する。詳細には、座屈衝撃吸収体５ｃが衝撃によって圧縮される場合、所定の圧縮量を超えると座屈衝撃吸収体の凸部は座屈して下に凸になる。この過程において、座屈衝撃吸収体５ｃは衝撃エネルギーを吸収すると共に、拘束されないため自由振動して、吸収した衝撃エネルギーを消散する。
また、図１０は、座屈衝撃吸収体５ｄを示している。座屈衝撃吸収体５ｄは、金属もしくは樹脂よりなる薄肉ドーム構造であり、厚み０．１ｍｍ以下のものが用いられる。座屈衝撃吸収体５ｃと同様の効果がえら得る。
製品落下の衝撃エネルギーを吸収して座屈衝撃吸収体５ｃ、ｄが座屈すると、座屈衝撃吸収体５ｃ、ｄは下に凸の形状となり、衝撃吸収効果が一時的に低くなる。
この対策として,図１１（ｃ）に示すように、背面筐体１ｂに直径１〜２ｍｍの観測孔１eを設ける。座屈衝撃吸収体５ｃ、５ｄの座屈変形後に、先端の鋭利なものを用いて、筐体外部より観測孔１ｅを介して座屈衝撃吸収体５ｃ、ｄを上に凸形状となる迄、押し込むことによって衝撃吸収効果が復元される。
【００１２】
（実施の形態５）
本発明における第５の実施の形態にかかる携帯型の携帯型情報処理端末の耐衝撃装置の構成は実施の形態４のものと異なる点は、形状記憶衝撃吸収体５ｅを用いる点であり、その他の構成は従来技術と同様なので説明は省略する。
形状記憶吸収体５ｅ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５ｅ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。
製品落下の衝撃エネルギーを吸収して形状記憶衝撃吸収体５ｅが座屈すると、形状記憶衝撃吸収体５ｅは下に凸の形状となり、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じには、形状記憶衝撃吸収体５ｅには所定の電圧が印加され、形状記憶衝撃吸収体は自己発熱により温度上昇して形状記憶温度（約８０℃）を超えると形状が復元し、この結果、衝撃吸収効果が復元される。本発明では、実施の形態４の観測孔１ｅを用いる方法で問題となる、貫通孔１ｅを通しての防塵・防滴性能の低下は問題とならない。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の携帯型情報通信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可能で、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。
【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
【図２】同携帯型情報処理端末の耐衝撃構造に用いられている針状体の集合体の座屈衝撃吸収体の斜視図
【図３】同耐衝撃装置における弾性衝撃吸収体と座屈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４】（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５】同耐衝撃装置に用いられている弾性衝撃吸収体と座屈衝撃吸収体の一体構造の斜視図
【図６】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構造に用いられているコイル状体の集合体の座屈衝撃吸収体の斜視図
【図７】同耐衝撃装置に用いられている弾性衝撃吸収体と座屈衝撃吸収体の一体構造の斜視図
【図８】（ａ）は本発明における第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】同携帯型情報処理端末の耐衝撃構造に用いられている板構造の座屈衝撃吸収体の斜視図
【図１０】同携帯型情報処理端末の耐衝撃構造に用いられている薄肉ドーム構造の座屈衝撃吸収体の斜視図
【図１１】同携帯型情報処理端末の耐衝撃構造に用いられている観測孔を有する背面筐体の斜視図
【図１２】（ａ）は従来の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１３】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と座屈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
【符号の説明】
１ｂ  背面筐体
１ｃ  仕切り
１ｄ  壁面部
１ｅ  観測孔
３  内蔵デバイス
４、４ａ〜４ｅ  弾性衝撃吸収体
５、５ａ〜５ｄ  座屈衝撃吸収体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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