精密電子裝置的隔振系統的製作方法
2024-01-31 11:59:15 4
專利名稱：精密電子裝置的隔振系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種隔振系統，特別是涉及一種將電子裝置架設於機動設備上的精密電子裝置的隔振系統。
背景技術：
工業用或軍用計算機筆記型計算機，其操作環境惡劣，如設置在工業機具上之筆記型計算機，在機具運轉過程中，產生的機械振動會影響計算機硬碟之運轉，也會使得各種組件不斷承受加速應力，而出現接點脫落或組件損壞等現象。而軍用筆記型計算機所遭遇的狀況更為激烈，軍用筆記型計算機經常會在機動載具上進行操作，例如在路上機動載具運行過程中，可能因為路況因素，不斷出現的振動，此一振動的震幅及頻率難以預測，路面出現大坑洞或土丘時，又會形成震幅極大的衝擊，在海上或空中的機動載具也會出現不同型態的振動現象。在此情況下，除了軍規筆記型計算機的耐震衝擊必須提升之外，也需採用可隔振、吸震的避震承載裝置，將軍規筆記型計算機架設在機動載具內部，在將外來的振動加以隔離、吸收，使軍規筆記型計算機在運轉時不受影響。
如圖1所示為中國臺灣TW515496號專利案提出一種減震架，其由一上基座1、一下基座2及若干個彈性柱體3所構成，該上基座1是用以放置一筆記型計算機4，該下基座2則設置于振動源上(如工業機具、機動載具)，該各彈性柱體3是固定於該上基座1及該下基座2之間，利用彈性變形以達成隔振作用。然而直立設置的彈性柱體3於水平方向隔振效能受限，而且彈性柱體3阻尼效果並不明顯，在受到壓縮之後，釋放彈性位能的瞬間所產生的加速度反而會形成二次衝擊。而TW592276號專利案是利用則進一步提供於一垂直避震單元上方設置一水平避震單元，以構成複合避震裝置。該垂直避震單元是以彈簧構成垂直方向的隔振效果，而水平避震單元主要以一彈性體在水平方向扭曲變形，而達成水平方向隔振向果。然而TW592276號專利案在垂直方向或水平方向仍會有二次衝擊的問題發生，而影響到實質的隔振保護效果。
再參照圖2所示，其為美國專利US6229698號專利案所提供的一種避震結構，其是於一基座5及一承載裝置本體6之間設置若干個螺旋鋼絲索7，該各螺旋鋼絲索7之長軸方向是呈水平擺設，而被夾置于于該基座5及該本體6之間，該各螺旋鋼絲索7可沿軸向或徑向進行彈性變形，因此可同時提供水平及垂直方向的隔振效果，然而其物理特性仍以彈性變化為主，阻尼效果極低，雖可避免瞬間的衝擊，但是仍會形成大振幅。此外，在螺旋鋼絲索7受壓後，所形成的彈性恢復力會形成二次衝擊，因此實際上的效果仍然有限。
現有的隔振裝置是利用螺旋彈簧進行振動隔離保護，然而螺旋彈簧的阻尼特性並不明顯，使得螺旋彈簧受到壓縮之後，仍會釋放彈性位能產生二次衝擊，因而降低隔振效果。
發明內容
本發明的目的在於提供一種精密電子裝置的隔振系統，其利用阻尼特性緩衝瞬間加速度、並藉由阻尼特性消耗動能，以避免因螺旋彈簧受壓縮後所產生的二次衝擊對電子裝置造成破壞。另外，還通過提供第二層隔振保護，避免了瞬間加速度及振幅過大，而使隔振裝置失去作用。
為了達到上述目的，本發明所提供一種精密電子裝置的隔振系統包含一第一基座，其為一板體，用以裝設於一振動源之上；一第二基座，是為一板體，該所述第二基座是平行設置於所述第一基座的上方，並形成一間隔距離，所述第二基座是用以承載一電子裝置；若干個螺旋彈簧，其設置於所述第一基座及第二基座之間，以其等之側邊與所述第一基座及第二基座連接；另外，還包括若干個阻尼組件，其等之二端分別連接於該第二基座及該第一基座。
本發明所述精密電子裝置的隔振系統，在其第一基座接收到振動源所產生的振動時，該所述螺旋彈簧可進行彈性變形並將振動轉換彈性位能，使第二基座不受振動影響，也可以避免振動對電子裝置產生直接衝擊，而且阻尼組件在螺旋彈簧變形的過程中，可消耗動能，更進一步吸收振動，從而避免了螺旋彈簧在回復初始狀態時產生過高的速度及加速度，而對該第二基座形成二次衝擊；本系統提升了精密電子裝置的隔振保護效果，實用價值高。
圖1為現有隔振裝置的立體圖；圖2為另一種現有隔振裝置的立體圖；圖3為本發明較佳實施例的分解圖；圖4為本發明的立體圖；圖5為本發明部分構件的立體圖，為阻尼組件及設置板的立體圖；圖6A至圖6C為阻尼組件的運作示意圖；圖7A及圖7B為該等螺旋彈簧及該緩衝柱的運作示意圖；圖8為本發明另一實施例的示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖及具體實施例對本發明進行詳細說明。
請參照圖3及圖4所示，本發明一較佳實施例所提供的一種精密電子裝置的隔振系統，用以承載一對振動敏感的電子裝置，如筆記型計算機，以將該電子裝置與振動源隔離，藉助良好的彈性及阻尼效果，而使該電子儀器避免承受衝擊或是出現過大的位移擺動，使該電子裝置內部的電子組件受損或是使各組件之間的接點鬆脫。
所述精密電子裝置的隔振系統包含有一第一基座10、一第二基座20、若干個螺旋彈簧30以及若干個夾持組件40。其中，所述第一基座10為一矩形板，設置於一振動源上，例如機動車輛、船隻內部或大型機具的平臺上，而承受來自振動源產生的振動衝擊。所述第二基座20是為一矩形板，平行設置於所述第一基座10的上方，與所述第一基座10之間具有一定的間隔距離，所述第二基座20是用以承載一精密電子裝置50，如工業用或軍用的筆記型計算機。
所述螺旋彈簧30橫向設置於所述第一基座10及第二基座20之間，且使螺旋軸向平行於所述第一基座10及第二基座20，所述螺旋彈簧30是以具彈性的鋼絲索卷繞成螺旋狀，其螺旋圈可沿徑向做螺旋徑的變形，或是朝螺旋軸向使螺旋圈扭轉變形，以將動能吸收轉化為彈性位能，使得所述螺旋彈簧30在螺旋徑向及螺旋軸向皆具備振動隔離效果。
所述各夾持組件40是以二個為一組互相對應，分別設置於所述第一基座10及第二基座20上，用以夾持所述各螺旋彈簧30，使該各螺旋彈簧30連結所述第一基座10及第二基座20；所述各螺旋彈簧30的徑向與軸向皆可進行彈性變形，因此可提供所述第一基座10在水平方向或垂直方向的隔振效果。所述各夾持組件40上還開設有若干道槽溝41，該所述各槽溝41的寬度是匹配該螺旋彈簧30的線徑，所述各螺旋彈簧30的螺旋圈是嵌入所述各槽溝41中，使各螺旋彈簧30以側邊分別與所述各夾持組件40結合，而固定於所述第一基座10與第二基座20之間。
所述螺旋彈簧30是於隔振過程中，利用彈性變形使所述第二基座20與第一基座10出現相對位移，以隔離振動所產生的瞬間衝擊，接著利用彈性恢復力使所述第二基座20與第一基座10恢復至初始的相對位置，以避免振動現象發生時，直接衝擊所述第二基座20，而使精密電子裝置50受損。
由於所述螺旋彈簧30的阻尼特性並不明顯，消耗動能的效果有限，因此在受到外力衝擊仍有振幅或加速度可能過大的問題存在，此外該所述螺旋彈簧30變形時會將動能轉換為壓縮位能，在彈性位能再度釋放為動能的瞬間所產生的加速度，對於在所述第二基座20上的精密電子裝置50反而形成二次衝擊；此外瞬間的衝擊力道若是超過該各螺旋彈簧30的操作極限，將使該所述螺旋彈簧30出現永久變形受損而失去彈性復歸效果，並造成所述第二基座20直接衝撞所述第一基座10，而失去隔振保護效果。
為解決上述問題，本發明更設置有若干個阻尼組件60及緩衝柱70，藉助該阻尼組件60的阻尼特性來消耗動能，並利用所述緩衝柱70輔助所述各螺旋彈簧30，避免該螺旋彈簧30變形量過大，造成所述第一基座10與第二基座20互相碰撞，使第二基座20上的精密電子裝置50受損。
請在參照圖5所示，所述各阻尼組件60是分別由一連杆61及二阻尼橡膠塊62所構成，所述二阻尼橡膠塊62是分別設置於連杆61的二端，用以連接所述第一基座10及第二基座20。所述第一基座10及第二基座20受外力推移改變相對位置時，除了所述各螺旋彈簧30變形將動能轉換為彈性位能之外，所述阻尼組件60更可直接消耗動能，並藉由該阻尼橡膠塊62的變形，將動能吸收轉換為熱能溢散，將所述第一基座10所接收的振動直接吸收，而發揮良好的隔振效果，如圖6A至圖6C所示。為方便所述各阻尼組件60的組裝，本發明更包含有二設置板80，將所述各阻尼組件60預先固定於該二設置板80之間，形成一模塊化單元，再將該二設置板80分別固定於所述第一基座10與第二基座20互相面對的一側，所述二設置板80的形態可依據所述阻尼組件60配置的區域形態做決定，方便阻尼組件60的組裝作業。
另參照圖7A及圖7B所示，所述各緩衝柱70是由具備彈性的橡膠材料所製成，其直立設置於所述第一基座10之上，且該各緩衝柱70的頂端與所述第二基座20之間具有一間隔距離，並未直接接觸。當外來振動源產生的振幅在所述螺旋彈簧30及阻尼組件60可加以隔離吸收的範圍之內時，所述緩衝柱70並不與所述第二基座20發生接觸。若是外力振動強度過大而超過螺旋彈簧30及阻尼組件60所能承受的範圍時，則所述螺旋彈簧30會出現較大的變形量，使得所述第二基座20接觸於所述緩衝柱70上，此時該緩衝柱70可作為發揮彈性緩衝效果以吸收動能，並止擋所述第二基座20，以避免所述第二基座20直接衝撞第一基座10，同時也可避免所述螺旋彈簧30變形量過大，超過彈性應變上限出現永久變形而失效。
請再參照圖8所示，所述緩衝柱70也可裝設於所述第二基座20，使該彈性柱70的前端與所述第一基座10之間形成一間隔距離。當振幅過大時，所述緩衝柱70的末端可先牴觸於所述第一基座10，避免第一基座10與第二基座20直接互相衝撞。
現有的隔振裝置，僅利用彈性隔振單元進行振動隔離保護，雖然彈性隔振單元具備阻尼特性，然而其阻尼效果並不明顯，其實質動態特性仍以彈性效果為主。此類彈性阻尼組件雖具備隔振效果，可避免振動直接衝擊，然而卻無法有效地消耗動能，使得隔振過程中，被保護的電子裝置仍有大加速度以及大振幅，使隔振保護效果不佳。此外，彈性隔振單元是將動能轉換為彈性位能儲存，在外力消失後彈性位能會轉換為動能，瞬間的大加速度反而會形成二次衝擊，直接影響被保護的電子裝置，反而失去原先隔振保護的目的。
在本發明中，除了以螺旋彈簧30將所述第二基座20與第一基座10加以隔離之外，更利用阻尼組件60消耗動能，使所述第二基座20的振幅或振動所產生的瞬間加速度大幅降低，而所述阻尼組件60更可吸收螺旋彈簧30所釋放的彈性位能，從而降低二次衝擊的影響，此一阻尼特性為現有裝置所不具備著。此外，本發明更利用緩衝柱70作為第二層保護，避免外力過大使得螺旋彈簧30及阻尼組件60無法負荷，造成第二基座20及第一基座10直接碰撞。
權利要求
1.一種精密電子裝置的隔振系統，其特徵在於包括一第一基座；一第二基座，其設置於所述第一基座的上方，且與所述第一基座之間具有一間隔距離；若干個螺旋彈簧，其夾置於所述第一基座及第二基座之間，且各螺旋彈簧是以其螺旋軸向平行於所述第二基座與第一基座，以側邊分別固定於所述第一基座與第二基座；以及若干個阻尼組件，其設置於所述第二基座及第一基座之間。
2.根據權利要求1所述精密電子裝置的隔振是統，其特徵在於所述第一基座是設置於一振動源上。
3.根據權利要求1所述精密電子裝置的隔振是統，其特徵在於所述精密電子裝置裝載於所述第二基座上。
4.根據權利要求1所述精密電子裝置的隔振是統，其特徵在於所述精密電子裝置是為一筆記型計算機。
5.根據權利要求1所述精密電子裝置的隔振是統，其特徵在於還包括有若干個夾持組件，且該各夾持組件是以二個為一組互相對應，分別設置於所述第一基座及第二基座之上。
6.根據權利要求1所述精密電子裝置的隔振是統，其特徵在於所述各阻尼組件是分別由一連杆及二阻尼橡膠塊所構成，且該二阻尼橡膠塊是分別設置於所述連杆的二端，並分別連接所述第一基座及第二基座。
7.根據權利要求1所述精密電子裝置的隔振是統，其特徵在於包括有若干個緩衝柱，其設置於所述第一基座的底部，且該各彈性柱的末端與所述第二基座之間具有一間隔距離。
8.根據權利要求1所述精密電子裝置的隔振是統，其特徵在於包括有若干個緩衝柱，其直立設置於所述第二基座之上，其頂端與所述第一基座之間具有一間隔距離。
9.根據權利要求5所述精密電子裝置的隔振系統，其特徵在於所述各夾持組件上開設有若干道橫向槽溝，且該各溝槽的寬度是匹配所述各螺旋彈簧的線徑，並且所述各螺旋彈簧的螺旋圈嵌入所述各槽溝中。
10.根據權利要求7所述精密電子裝置的隔振系統，其特徵在於所述各緩衝柱是由橡膠所製成。
11.根據權利要求8所述精密電子裝置的隔振系統，其特徵在於所述各緩衝柱是由橡膠所製成。
全文摘要
本發明公開了一種精密電子裝置的隔振系統，其為採用在一第一基座及一第二基座之間夾置若干個橫向設置的螺旋彈簧，且該各螺旋彈簧可於水平或垂直方向彈性變形，從而使該精密電子裝置的隔振系統具備水平及垂直方向的隔振效果。此外，所述第一基座及第二基座之間更設置有若干個阻尼組件，藉以利用阻尼特性消耗動能，以降低所述第一基座相對於第二基座的振幅及瞬間加速度，而提高複合效果。所述第一基座上更設置有若干個緩衝柱，其用以隔離所述第二基座及第一基座，以此避免第二基座直接衝擊第一基座。本發明所述的隔振系統結構簡單，隔振效果好，大大提高了精密電子裝置的隔振效果。
文檔編號H05K5/00GK1987722SQ20051012093
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月22日 優先權日2005年12月22日
發明者李國驤, 陳偉今, 康莊敬, 何靜芳 申請人:佛山市順德區順達電腦廠有限公司, 神基科技股份有限公司