減振元件、應用減振元件的減振系統及減振元件設計方法
2023-04-24 02:29:56
專利名稱：減振元件、應用減振元件的減振系統及減振元件設計方法
技術領域：
本發明是關於一種減振技術，特別是關於一種應用在硬碟上的減振元件、應用減振元件的減振系統及減振元件設計方法。
背景技術：
光磁儲存技術朝更高密度的存儲媒體發展已是現今產業發展的趨勢，諸如應用光磁儲存技術的硬碟等數據儲存裝置是所有數據存儲與交換的核心。同時，諸如計算機或伺服器的電子產品中多採用可更換式硬碟作為數據儲存裝置，以方便使用、更換硬碟。因此，諸如硬碟的數據儲存裝置通常是以可滑進滑出的結構定位在上述電子產品的機殼或機箱中。
然而，硬碟一般與機殼/機箱剛性連接，在經常抽取、移動、回裝、作開機衝擊試驗、風扇或外界其它因素引起的振動下，即使振幅不大，也會直接傳到硬碟造成性能(performance)顯著下降，而且往往由於硬碟無法對抗過量的振動，易造成數據傳輸中斷或甚至當機。如此大大地降低硬碟工作的穩定性及其壽命。
為此，有人設計減振技術解決上述問題。相關的專利技術例如有中國臺灣發明專利證書第I229852號、實用新型專利證書第M278994號、發明專利證書第I220514號、實用新型專利證書第M275512號、發明專利公告第556937號、實用新型專利公告第564988號及實用新型專利公告第371490號等案。
在這些設計中，設計者主要採用彈簧或橡膠墊對單個硬碟的數據儲存裝置進行單方向的減振，對於具備多個硬碟的電子產品至今尚無全方位行之有效的減振方案。
同時，上述專利均僅對特定問題進行探討與解決，並未周詳考慮到包括安裝減振設計的空間限制、安裝便利性、穩定性、安全性、機殼接地、強度、材料老化及防止電磁幹擾(Electromagnetic Interference，EMI)等各個層面，無法提供整體有效的減振技術。
因此，如何克服上述現有技術的缺失，提供一種性能優越、穩定的減振技術提高整個數據儲存裝置的性能，提高整個電子產品運行的穩定性和安全性，實為目前亟待解決的課題。
發明內容
為克服上述現有技術的缺點，本發明的主要目的在於提供一種減振元件、應用減振元件的減振系統及減振元件設計方法，提升減振效果。
本發明的另一目的在於提供一種減振元件、應用減振元件的減振系統及減振元件設計方法，有效解決材料老化及電磁幹擾(EMI)等問題。
本發明的再一目的在於提供一種減振元件、應用減振元件的減振系統及減振元件設計方法，提供安裝便利性。
本發明的又一目的在於提供一種減振元件、應用減振元件的減振系統及減振元件設計方法，提升電子產品的穩定性與安全性。
本發明的還一目的在於提供一種減振元件、應用減振元件的減振系統及減振元件設計方法，提升強度。
為達上述及其它目的，本發明提供一種減振元件、應用減振元件的減振系統及減振元件設計方法。
該減振元件設在數據儲存裝置中具有第一定位部的機殼與容置該數據儲存裝置的機箱間，其中，該減振元件包括本體，具有端部與相對於該端部的根部，且變形量是表示為=A[]Elt2,]]>其中，E表示本體材料的楊氏係數，l表示本體長度，I表示本體的橫截面的轉動慣量，[σ]表示本體材料的許可應力，t表示本體的厚度，A=h(l22-(l-h)((l-h)ln(h-l)-l)+lh(l-h)lnh-h2(l-h)lnh),]]>h表示本體的寬度變化需要的長度；第二定位部，設在該本體，對應結合該第一定位部，將該本體結合到該機殼；以及連接部，設在該本體的端部，用於接觸該機箱，吸收並減小該機箱與該機殼間的位移與相對振動。
上述減振元件中，該本體是金屬彈片，該本體的端部與根部比例為1∶2。該第一定位部是定位柱，該第二定位部則是對應的定位孔，並設有兩個第二定位部及兩個連接部。該連接部可選擇垂直於該端部的折邊，或該連接部是從該端部傾斜延伸的折邊。
該減振元件的設計方法，應用在設計設在數據儲存裝置中具有第一定位部的機殼與容置該數據儲存裝置的機箱間的減振系統中的減振元件，該減振元件的設計方法包括確定減振系統固有頻率；決定減振元件結構；以及決定減振元件尺寸及材料。
上述設計方法中，在確定減振系統固有頻率的步驟中，先根據以往測試結果配合振動理論確定減振系統固有頻率範圍，再依系統空間限制進一步確定該減振系統固有頻率範圍，確定該減振系統固有頻率。該減振系統固有頻率是20至70Hz之間。在決定減振元件結構的步驟中，採用等強度變截面的懸臂梁結構作為該減振元件。在決定減振元件結構的步驟中，包括設計該減振元件的彈性係數和需要的變形量，其中，該減振元件的本體端部與根部比例是1∶2。在決定減振元件尺寸及材料的步驟中，決定該減振元件的厚度、長度、材料屬性及減振元件材料的許可應力。
該減振系統應用在可設置數據儲存裝置的電子產品中，該減振系統包括機殼，設在該數據儲存裝置且具有第一定位部；機箱，容置該機殼；以及減振元件，對應該第一定位部設在該機殼與該機箱之間，並包括可變形的本體，變形量表示為=A[]Elt2,]]>其中，E表示本體材料的楊氏係數，l表示本體長度，I表示本體的橫截面的轉動慣量，[σ]表示本體材料的許可應力，t表示本體的厚度，A=h(l22-(l-h)((l-h)ln(h-l)-l)+lh(l-h)lnh-h2(l-h)lnh),]]>h表示本體的寬度變化需要的長度，吸收並減小該機箱與該機殼間的位移與相對振動。
上述減振系統中，該減振元件還包括設在該本體用於對應結合該第一定位部的第二定位部以及設在該本體端部用於接觸該機箱的連接部。該減振元件是等強度變截面的懸臂梁，該本體是金屬彈片。
現有技術相比，本發明設在數據儲存裝置進行多方向減振的減振元件，提供全方位行之有效的減振方案。同時，由於本發明的設計周詳地考慮到包括安裝減振設計的空間限制、安裝便利性、穩定性、安全性、機殼接地、強度、材料老化及防止電磁幹擾(EMI)等各個層面，可提供整體有效的減振技術。本發明可提升減振效果，有效解決材料老化及電磁幹擾(EMI)等問題，提供安裝便利性、提升電子產品的穩定性與安全性並提升構件強度，解決了現有技術的缺失。
圖1是本發明減振元件的結構示意圖；圖2是應用該減振元件的減振系統的示意圖，其中，該減振元件是設置在數據儲存裝置的機殼；圖3是本發明減振元件設計方法的流程示意圖；圖4是減振系統物理模型的示意圖；圖5是振動時最大相對位移隨頻率變化的示意圖；圖6是衝擊時最大相對位移隨頻率變化的示意圖；圖7是衝擊時最大絕對加速度隨頻率變化的示意圖；圖8是振動時系統運動空間隨頻率變化的示意圖；圖9A及9B是該減振元件的尺寸設計的示意圖，圖9A中減振元件受力點和固定端的寬度相同，圖9B是本體的寬度由b0變到0時需要的長度；以及圖10是決定減振元件尺寸及材料的流程圖。
具體實施例方式
實施例圖1及圖2分別是本發明減振元件的立體圖及減振系統的示意圖。
該減振元件應用在減振系統中，諸如設在數據儲存裝置中具有第一定位部的機殼與電子產品中容置該數據儲存裝置的機箱間，該電子產品可以是諸如計算機、伺服器或其它可配備數據儲存裝置的電子產品，該數據儲存裝置則可以是硬碟、光碟或其它可供存取數據的數據儲存裝置。由於數據儲存裝置的機殼與容置該數據儲存裝置的機箱都是現有技術，此處所示僅為例示性說明，非限定本發明，適先敘明。
如圖1及圖2所示，減振元件1設置在數據儲存裝置10的機殼101與容置該數據儲存裝置10的機箱(未標出)間，該機殼101具有諸如定位柱的第一定位部1011，該減振元件1包括本體11，具有端部與相對於該端部的根部，且變形量表示為=A[]Elt2,]]>其中，E表示本體11材料的楊氏係數，l表示本體11長度，I表示本體11的橫截面的轉動慣量，[σ]表示本體11材料的許可應力，t表示本體11的厚度，A=h(l22-(l-h)((l-h)ln(h-l)-l)+lh(l-h)lnh-h2(l-h)lnh),]]>h表示本體11的寬度變化需要的長度；第二定位部13，設在該本體11，對應結合該第一定位部1011，將該本體11結合到該機殼101；以及連接部15，設在該本體11的端部，用於接觸該機箱101，吸收並減小該機箱與該機殼101間的位移與相對振動。
該本體11具有端部及相對該端部的根部。在本實施例中，該本體11是例如彈片，較佳是金屬彈片。當然，該本體11也可以是金屬鋼板或其它具有彈性變形能力的彈性體或等效元件，藉此提升強度、防止材料老化及電磁幹擾(EMI)。
該第二定位部13設在該本體11，對應結合該第一定位部1011，將該本體11結合到該機殼101。該減振元件1設有兩個第二定位部13。
該連接部15則設在該本體11的端部，該連接部15可選擇垂直於該端部的折邊，該連接部15也可以從該端部傾斜延伸的折邊，該減振元件1設有兩個連接部，用於接觸電子產品(未標出)中容置該數據儲存裝置10的機箱(未標出)，吸收並減小該機箱與該機殼101間的位移與相對振動。
減振系統100應用在電子產品中，該減振系統100包括機殼101，設在該數據儲存裝置且具有第一定位部1011；機箱(未標出)，容置該機殼101；以及減振元件1，對應該第一定位部1011設在該機殼101與該機箱之間，並包括可變形的本體11，變形量表示為=A[]Elt2,]]>其中，E表示本體11材料的楊氏係數，1表示本體11長度，I表示本體11的橫截面的轉動慣量，[σ]表示本體11材料的許可應力，t表示本體11的厚度，A=h(l22-(l-h)((l-h)ln(h-l)-l)+lh(l-h)lnh-h2(l-h)lnh),]]>h表示本體11的寬度變化需要的長度；第二定位部13，設在該本體11，對應結合該第一定位部1011，將該本體11結合到該機殼101以及連接部15，設在該本體11的端部，用於接觸該機箱101，吸收並減小該機箱與該機殼101間的位移與相對振動。由於容置該數據儲存裝置10的機箱結構是現有技術，為了簡化附圖此處未顯示機箱結構。
該減振元件1的設計方法包括如圖3所示的確定減振系統固有頻率(301)、決定減振元件結構(303)、決定減振元件尺寸及材料(305)等步驟。
在本實施例中，步驟301中先根據以往測試結果配合振動理論，確定減振系統固有頻率範圍，再依系統空間限制進一步確定減振系統固有頻率範圍，確定減振系統固有頻率。
在根據以往測試結果配合振動理論確定減振系統固有頻率範圍上，由振動力學可知，要抑制高頻振動，理論上減振系統100的固有頻率設計得越低越好。同時，系統的固有頻率越低，系統需要運動的空間也就越大。因此，設計的減振系統100的固有頻率較佳是綜合考慮減振效果與諸如伺服器的電子產品機箱內部可以利用的空間大小，在這兩者之間找到理想的平衡點。
因此，可先將外部的各種幹擾簡化，將振動激勵簡化為ze=A0sint:.]]> 表示激勵的加速度，A0表示振動加速度的幅值，ω表示振動的頻率，t表示時間。
衝擊激勵簡化為ze=B0sin(0.011t)0tze=0t>.]]>B0表示衝擊加速度的幅值，τ表示衝擊的持續時間。
對於一個系統來說，用ωn表示系統的共振頻率。當n=1]]>時，系統處於共振狀態；n1]]>或者1n2]]>時，系統處於放大區，n>2]]>時，系統進入了衰減區。
由於諸如硬碟的數據儲存裝置10主要是避免高頻振動的激勵，低頻振動相對來說影響比較小，因此減振系統100主要是為抑制高頻振動對該數據儲存裝置10的影響而設計，換言之即要保證減振系統對高頻振動具有良好的衰減效果。對於該數據儲存裝置10的減振系統100來說，設計的固有頻率要小於激勵頻率的倍，即n=2.]]>理論上為了達到高頻減振的要求，系統固有頻率越小越好。但是，固有頻率也不是越低越好，過低的固有頻率會在共振點處產生高的超出承受能力的響應，需要的減振空間也會太大。
該數據儲存裝置10不穩定的主要原因是受到開機瞬時的衝擊與和機殼101運動激勵引起的振動造成的。易言之，設計的減振系統須將該機殼101與該機箱隔離，減少振動和衝擊對該機殼101內的數據儲存裝置10的影響，這種方式一般稱為被動隔振。同時，因為設計的主要目的是為了抑制該數據儲存裝置10的高頻振動，不應該另加阻尼元件，僅僅靠結構阻尼減少共振峰值。因為結構阻尼一般較小，對共振以外其它情況影響較小。所以，對於減振系統可以建立如圖4所示的物理模型。
如圖4所示的減振系統物理模型，根據振動力學原理，忽略減振元件的質量m』，可以得到系統的振動方程式mz″+k(z-ze)＝0 (1-1)其中，m表示數據儲存裝置10的質量，z表示數據儲存裝置10的位移，ze表示機箱的位移，k表示減振元件的彈性係數。
一般而言，ze是各種頻率的簡諧振動的疊加，可將系統支撐機箱的運動位移簡化為ze＝A0sinωt，系統的固有頻率則由彈性係數k和本身的質量決定n=m.]]>經適當合理的簡化後，可以解得
z=11-(n)2ze---(1-2)]]>對於一個簡諧振動來說，其加速度的幅值與位移關係式為A0＝a/ω2，其中，a表示位移幅值的大小。
根據式(1-2)，可以得到數據儲存裝置因為激勵振動而響應的振動幅值A為A=11-(n)2A0---(1-3)]]>從而可以得到該數據儲存裝置與機箱之間的相對位移大小R=A+A0=11-(n)2A0+A0---(1-4)]]>根據上述(1-1)至(1-4)各式，就可以依應用環境、測試標準確定減振系統固有頻率，設計一個合理有效的減振系統。
舉例來說，對於諸如伺服器的電子產品而言，可規定測試標準，例如在開機狀態下的測試標準為振動幅值大小為0.25g(g為重力加速度)，頻率從10Hz變化到500Hz，其數學表達式如下ze=0.25*9.8*sin(t),10500]]>由此就可以得到該數據儲存裝置10的機殼101在外部振動激勵下的各種振動參數。
圖5是振動時最大相對位移隨頻率變化的示意圖，當系統的固有頻率從20Hz變化到70Hz時，機殼101振動幅值的變化情況，說明振動情況下振幅與頻率的關係。如圖所示，固有頻率越低，其振幅就越大，但對於高頻振動的衰減也越大，符合設計需要的減振要求。
同時，考慮衝擊情況下振幅與頻率的關係，對此也有相應的測試標準。
理論上來說，單位脈衝力的衝擊響應h(t)在忽略阻尼的情況下為h(t)=1mnsinnt---(1-5)]]>短時間作用的力P(t)可視為一系列脈衝力的疊加，則系統靜止狀態下，任意激勵力的衝擊響應x(t)如下x(t)=0tp(t)h(t-)d---(1-6)]]>假設系統受到幅值為A，周期為τ的半正弦波衝擊p=Asin(t)0tF=0t>,]]>代入式(1-6)中，得到表達式如下x(t)=0tAsin*1mnsin(n(t-))d]]>=An2k2sinnt-2nsint2-n2]]>=Ak[sint-nsinnt1-(n)2]=Ak[sin(t)-T2sin(nt)1-(T2)2]]]>其中T=2n.]]>當t≥τ時，外部衝擊消失，此時系統將做自由振動，其初始條件為x2(0)=x1,x2(0)=x1,]]>所以，後面的振動方程可以直接寫出x2(t)=x1cosnt+x1nsinn2t]]>=Ak((T/2)2-1)Tcos(T)sin(n(t-/2))]]>在推出了直接作用力後的衝擊響應方程式後，利用方程式的相似性，可以得到機殼101激勵為半正弦波加速度輸入a=Asin(t),]]>其作用時間為τ，則回應的相對位移公式為x(t)=(A/n2)1-(/n)2(sint-nsinnt)0tx(t)=(A/n2)1-(/n)2cos(n/(2))sin(n(t-/2))t>---(1-7)]]>絕對加速度公式為
x(t)=A1-(/n)2(sint-nsinnt)0tx(t)=A1-(/n)2cos(n/(2))sin(n(t-/2))t>---(1-8)]]>上述方程式得出了系統在受到衝擊時的各種響應及其參數，依照此就可以得出需要考慮的減振空間及減振元件本身的特性，設計出一個有效的減振系統。
在一測試標準中，開機狀態下，外部衝擊的大小為5g，作用時間為0.011秒，表達式如下p(t)=5*9.8*sin(t),00.01]]>根據(1-7)、(1-8)式可分別得到衝擊時，最大相對位移與絕對加速度隨頻率變化的關係，如圖6所示為衝擊時最大相對位移隨頻率變化示意圖，如圖7所示為衝擊時最大絕對加速度隨頻率變化示意圖。
由上便可設計出一個能通過測試標準的減振同時也可以減振的減振系統。
經過前面的計算，可以知道固有頻率為f的減振系統受到0.25g，10至500Hz的機殼101激勵，當激勵的頻率為10Hz時，有最大相對位移為R，假設減振元件直接固定在機殼101上，裝配時給定初始變形量為δ，由於數據儲存裝置10及其機殼101的自重，減振元件會有一撓度變化a=mgk,]]>接著，在依系統空間限制進一步確定減振系統固有頻率範圍時，在系統運動要求最大空間下，為了使減振元件既不與機殼101脫離，又滿足強度要求，則需滿足條件-aR+a+R[],]]>其中，[δ]是要求的減振元件變形量大小。
如此，可以解得[δ]≥2(R+a)，得到振動時，系統要求減振元件變形量隨頻率的關係，如圖8所示即為振動時系統運動空間隨頻率變化示意圖。
同理，當此減振系統經受幅值為5g，周期為τ＝0.011sec的半正弦波一個周期衝擊時，則可得到系統要求減振元件變形量隨頻率變化的關係。
由上可知，對於一個減振系統來說，當固有頻率定為30至50Hz，要求的減振元件變形空間為3.5mm以下時，這種減振系統能夠在現有的空間中實現減振與防衝擊的目的。
設計實例在步驟301中，可依以往測試結果確定硬碟對哪些頻率段的振動敏感，例如由計算機硬碟測試結果可知，硬碟主要受到外部10至500Hz的基礎激勵。其中，高頻振動是造成硬碟不穩定的主要因素，100Hz以下的振動幾乎不影響硬碟的工作性能。同時，在此步驟中是初步確定減振系統固有頻率範圍，例如已知一產品規格的硬碟受到的振動激勵為f＝10到500Hz，a＝0.25g，由測試結果得知對硬碟工作性能影響大的頻率段為f≥100hz。
對於一個系統來說，用fn表示系統的共振頻率。當ffn=1]]>時，系統處於共振狀態；ffn1]]>或者1ffn2]]>時，系統處於放大區，ffn>2]]>時，系統進入了衰減區。由於硬碟主要是怕高頻振動的激勵，對於低頻振動相對來說比較強壯，因此設計的減振系統主要是抑制高頻振動對硬碟的影響，也就是說要保證減振系統對高頻振動具有良好的衰減效果。對於硬碟的減振系統，應該使設計的固有頻率小於激勵頻率的倍，即，fnf2=1002=70.7.]]>同時，因為共振的緣故，激勵頻率範圍太寬，所以系統要經過共振區。理論上，共振回應該是無窮大；但是，由於存在機構阻尼，一般共振幅值會放大8至10倍，只要系統固有頻率大於20Hz，共振的響應幅值都不會太高，初步確定系統固有頻率為20至70Hz。
此外，通過比較減振系統在20至70Hz範圍內系統需要運動空間隨頻率的關係，然後根據系統所需空間與機箱實際上能提供給減振系統的空間比較，綜合減振效果的考慮，便可確定系統固有頻率的參考範圍。
例如在20至70Hz範圍內，振動時系統最大相對位移隨頻率變化的關係為R=A+A0=11-(ffn)2A0+A0]]>其中，f＝10Hz，A0=0.25g(2f)2,]]>fn＝20～70。
而且，在20至70Hz範圍內，衝擊時系統最大相對位移隨頻率變化的關係為x(t)=-(A/fn2)1-(f/fn)2(sint-ffnsin(2fnt))0tx(t)=(A/fn2)1-(f/fn)2cos(fn/(2f))sin(2fn(t-/2))t>]]>其中，f＝10Hz，，fn＝20～70，A＝5g，τ＝0.011。
另外，在20至70Hz範圍內，衝擊時系統最大絕對加速度隨頻率變化的關係如下。其中，產品規格例如為允許最大加速度a≤10g。
x(t)=-A1-(f/fn)2(sint-ffnsin2fnt)0tx(t)=A1-(f/fn)2cos(fn/(2f))sin(2fn(t-/2))t>]]>其中，f＝10Hz，，fn＝20～70。
如此，便可進一步確定減振系統固有頻率範圍。
在系統運動要求最大空間下，為了使減振元件既不會脫離機殼且滿足強度要求，則需滿足條件-aR+a+R[][]2(R+a)]]>其中，[δ]是要求的減振元件變形量(也就是相對位移)大小，a=mgk,]]>k＝(2πfn)2m，fn＝20～70，綜合考慮系統空間和減振效果的優劣，系統固有頻率為30至50Hz時都比較理想，下面以40Hz為例，設計一減振元件。即接著進行步驟303。步驟303是在系統固有頻率確定以後進行，並在此步驟中設計減振元件本體的彈性係數和需要的變形量[δ]，但並非以此為限。
在初始參數的給定上，對於一個已知的減振系統來說，其要求的振幅是已知的，也就是說對於一個減振元件來說，其許可的變形量至少應該大於減振系統要求的振幅，只有這樣才能達到有效的減振效果。因此，對於減振元件來說，在滿足彈性係數k及強度要求的情況下，希望其所能許可的變形量越大越好。在本實施例中，該減振元件選用變形量為最大的懸臂梁結構，但並非以此為限。同時，考慮到安裝減振系統的空間限制與安裝便利性、穩定性及電磁幹擾(EMI)等，例如可採用金屬彈片作為減振元件。
減振元件的物理模型如圖9A所示，減振元件在末端受力F作用。圖9A的減振元件在受力點和固定端的寬度都設計成一樣的寬度，在圖9B減振元件，減振元件的端部寬度為b0，受力點處的寬度為b1。其中，h表示本體的寬度由b0變到0時需要的長度，決定著減振元件的形狀。
減振系統是否成功，主要是看裝上此系統後，設備能否滿足某項規格。為了便於計算，下面採用規格為(1)振動時，f＝10至500Hz、a＝0.25g；(2)衝擊時，激勵為作用時間為τ＝0.011s的半正弦函數a=5gsin(t),]]>回應加速度amax≤10g的規格的機箱。當然，若應用在其它規格的機箱時，則用對應的規格參數替代上述數值即可。
在本實施例中，根據撓度公式及強度公式，該減振元件選用變形量為最大的懸臂梁結構，在較小的截面獲得較大的變形量。同時，考慮到該減振元件各部分的應力不一樣，是以採用等強度變截面的懸臂梁結構為較佳。此外，減振元件的本體端部與根部比例為1∶2。
如此，便可進到步驟305，決定減振元件尺寸及材料。
配合圖10可知，先確定減振元件厚度t、長度1、材料屬性E及減振元件材料的許可應力[σ]。假設首先確定減振元件作為懸臂梁的長度1，虛梁的長度h，可以求出減振元件任意一點x處的力矩為M(x)＝F(1-x)，得出減振元件本體的變形公式為
=FEI0-h(l22-(l-h)((l-h)ln(h-l)-l)+lh(l-h)lnh-h2(l-h)lnh)---(3-1)]]>用A表示(3-1)中有關h、l的關係式，可以得出=FEI0A---(3-2)]]>其中，A=h(l22-(l-h)((l-h)ln(h-l)-l)+lh(l-h)lnh-h2(l-h)lnh)---(3-3)]]>又根據應力許可公式[]=Mt2I0=Flt2I0---(3-4)]]>得出實際的許可變形量EA=[]lt2]]>=A[]Elt2---(3-5)]]>可以計算出減振元件的轉動慣量I0及減振元件根部的寬度b0I0=FAE=kAE=b0t312]]>b0=12kAEt3(3-6)]]>判斷利用(3-5)公式所得的許可變形量是否大於減振元件所需的變形量後，判別根據公式(3-6)得到減振元件寬度是否合理，便可確定減振元件的尺寸與材料。當然，確定減振元件的最終形式及尺寸時還可考慮製造便利性及安裝尺寸的大小。
在本實施例中的減振元件可設在數據儲存裝置機殼的各個位置，只要可有效提供該數據儲存裝置在各方向上(例如六個方向上)的減振效果，即提供全方位行之有效的減振效果者即可，非以附圖中所示為限。
同時，該減振元件可選用金屬彈片，相對於塑料或者橡膠材料可以有效解決數據儲存裝置機殼的接地與EMI等問題。而且，與塑料或橡膠相比，金屬彈片具有更高的強度，不會存在塑料或者橡膠因使用時間長出現的老化現象。
此外，本發明的減振元件可設計較佳的彈性係數，提供更好的減振效果。再者，該減振元件的形狀設計也具備靈活的彈性，能夠節省數據儲存裝置機殼內的寶貴空間，安裝方便，強度也較高。
綜上所述，本發明的減振元件、應用減振元件的減振系統及減振元件設計方法不僅能有效地達到減振效果，也能有效防止各種衝擊對數據儲存裝置造成的傷害，解決了現有技術的種種缺失，實已具備高度產業利用價值。
權利要求
1.一種減振元件，設在數據儲存裝置中具有第一定位部的機殼與容置該數據儲存裝置的機箱間，其特徵在於，該減振元件包括本體，具有端部與相對於該端部的根部，且變形量表示為=A[]Elt2,]]>其中，E表示本體材料的楊氏係數，l表示本體長度，I表示本體的橫截面的轉動慣量，[σ]表示本體材料的許可應力，t表示本體的厚度，A=h(l22-(l-h)((l-h)ln(h-l)-l)+ln(l-h)lnh-h2(l-h)lnh),]]>h表示本體的寬度變化需要的長度；第二定位部，設在該本體，對應結合該第一定位部，將該本體結合到該機殼；以及連接部，設在該本體的端部，用於接觸該機箱，吸收並減小該機箱與該機殼間的位移與相對振動。
2.如權利要求1所述的減振元件，其特徵在於，該本體是金屬彈片。
3.如權利要求1所述的減振元件，其特徵在於，該本體的端部與根部比例為1∶2。
4.如權利要求1所述的減振元件，其特徵在於，該第一定位部是定位柱，該第二定位部則是對應的定位孔。
5.如權利要求1所述的減振元件，其特徵在於，該減振元件設有兩個第二定位部。
6.如權利要求1所述的減振元件，其特徵在於，該連接部垂直於該端部的折邊。
7.如權利要求1所述的減振元件，其特徵在於，該連接部是從該端部傾斜延伸的折邊。
8.如權利要求1所述的減振元件，其特徵在於，該減振元件設有兩個連接部。
9.一種減振元件的設計方法，應用在數據儲存裝置中具有第一定位部的機殼與容置該數據儲存裝置的機箱間的減振系統中的減振元件，其特徵在於，該減振元件的設計方法包括確定減振系統固有頻率；決定減振元件結構；以及決定減振元件尺寸及材料。
10.如權利要求9所述的設計方法，其特徵在於，在確定減振系統固有頻率的步驟中，先根據以往測試結果配合振動理論，確定減振系統固有頻率範圍，再依系統空間限制進一步確定該減振系統固有頻率範圍，確定該減振系統固有頻率。
11.如權利要求10所述的設計方法，其特徵在於，該減振系統固有頻率是20至70Hz之間。
12.如權利要求9所述的設計方法，其特徵在於，在決定減振元件結構的步驟中，採用等強度變截面的懸臂梁結構作為該減振元件。
13.如權利要求9所述的設計方法，其特徵在於，在決定減振元件結構的步驟中包括設計該減振元件的彈性係數和需要的變形量。
14.如權利要求9所述的設計方法，其特徵在於，該減振元件的本體端部與根部比例是1∶2。
15.如權利要求9所述的設計方法，其特徵在於，在決定減振元件尺寸及材料的步驟中，決定該減振元件的厚度、長度、材料屬性及減振元件材料的許可應力。
16.一種減振系統，應用在設置數據儲存裝置的電子產品中，其特徵在於，該減振系統包括機殼，設在該數據儲存裝置且具有第一定位部；機箱，容置該機殼；以及減振元件，對應該第一定位部設在該機殼與該機箱之間，並包括可變形的本體，變形量表示為=A[]Elt2,]]>其中，E表示本體材料的楊氏係數，l表示本體長度，I表示本體的橫截面的轉動慣量，[σ]表示本體材料的許可應力，t表示本體的厚度，A=h(l22-(l-h)((l-h)ln(h-l)-l)+ln(l-h)lnh-h2(l-h)lnh),]]>h表示本體的寬度變化需要的長度，吸收並減小該機箱與該機殼間的位移與相對振動。
17.如權利要求16所述的減振系統，其特徵在於，該減振元件還包括設在該本體用於對應結合該第一定位部的第二定位部以及設在該本體端部用於接觸該機箱的連接部。
18.如權利要求16所述的減振系統，其特徵在於，該本體是金屬彈片。
19.如權利要求16所述的減振系統，其特徵在於，該減振元件是等強度變截面的懸臂梁。
全文摘要
本發明公開一種減振元件、應用減振元件的減振系統及減振元件設計方法，該減振元件包括本體、第二定位部；以及連接部。減振元件的設計方法包括確定減振系統固有頻率；決定減振元件結構；以及決定減振元件尺寸及材料。該減振系統包括機殼，設在該數據儲存裝置且具有第一定位部；機箱，容置該機殼；以及減振元件。本發明的減振元件、應用減振元件的減振系統及減振元件設計方法，提升減振效果，有效解決材料老化及電磁幹擾(EMI)等問題，提供安裝便利性，提升電子產品的穩定性與安全性及強度，相對已解決現有技術的缺失。
文檔編號G11B33/08GK101064180SQ200610078068
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月29日 優先權日2006年4月29日
發明者鄭再魁, 胡永涼, 熊軍, 呂家將, 熊友軍 申請人:英業達股份有限公司