专利名称：减振元件、应用减振元件的减振系统及减振元件设计方法
技术领域：
本发明是关于一种减振技术，特别是关于一种应用在硬盘上的减振元件、应用减振元件的减振系统及减振元件设计方法。
背景技术：
光磁储存技术朝更高密度的存储媒体发展已是现今产业发展的趋势，诸如应用光磁储存技术的硬盘等数据储存装置是所有数据存储与交换的核心。同时，诸如计算机或服务器的电子产品中多采用可更换式硬盘作为数据储存装置，以方便使用、更换硬盘。因此，诸如硬盘的数据储存装置通常是以可滑进滑出的结构定位在上述电子产品的机壳或机箱中。
然而，硬盘一般与机壳/机箱刚性连接，在经常抽取、移动、回装、作开机冲击试验、风扇或外界其它因素引起的振动下，即使振幅不大，也会直接传到硬盘造成性能(performance)显著下降，而且往往由于硬盘无法对抗过量的振动，易造成数据传输中断或甚至当机。如此大大地降低硬盘工作的稳定性及其寿命。
为此，有人设计减振技术解决上述问题。相关的专利技术例如有中国台湾发明专利证书第I229852号、实用新型专利证书第M278994号、发明专利证书第I220514号、实用新型专利证书第M275512号、发明专利公告第556937号、实用新型专利公告第564988号及实用新型专利公告第371490号等案。
在这些设计中，设计者主要采用弹簧或橡胶垫对单个硬盘的数据储存装置进行单方向的减振，对于具备多个硬盘的电子产品至今尚无全方位行之有效的减振方案。
同时，上述专利均仅对特定问题进行探讨与解决，并未周详考虑到包括安装减振设计的空间限制、安装便利性、稳定性、安全性、机壳接地、强度、材料老化及防止电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)等各个层面，无法提供整体有效的减振技术。
因此，如何克服上述现有技术的缺失，提供一种性能优越、稳定的减振技术提高整个数据储存装置的性能，提高整个电子产品运行的稳定性和安全性，实为目前亟待解决的课题。
发明内容
为克服上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种减振元件、应用减振元件的减振系统及减振元件设计方法，提升减振效果。
本发明的另一目的在于提供一种减振元件、应用减振元件的减振系统及减振元件设计方法，有效解决材料老化及电磁干扰(EMI)等问题。
本发明的再一目的在于提供一种减振元件、应用减振元件的减振系统及减振元件设计方法，提供安装便利性。
本发明的又一目的在于提供一种减振元件、应用减振元件的减振系统及减振元件设计方法，提升电子产品的稳定性与安全性。
本发明的还一目的在于提供一种减振元件、应用减振元件的减振系统及减振元件设计方法，提升强度。
为达上述及其它目的，本发明提供一种减振元件、应用减振元件的减振系统及减振元件设计方法。
该减振元件设在数据储存装置中具有第一定位部的机壳与容置该数据储存装置的机箱间，其中，该减振元件包括本体，具有端部与相对于该端部的根部，且变形量是表示为ϵ=A[σ]Elt2,]]>其中，E表示本体材料的杨氏系数，l表示本体长度，I表示本体的横截面的转动惯量，[σ]表示本体材料的许可应力，t表示本体的厚度，A=h(l22-(l-h)((l-h)ln(h-l)-l)+lh(l-h)lnh-h2(l-h)lnh),]]>h表示本体的宽度变化需要的长度；第二定位部，设在该本体，对应结合该第一定位部，将该本体结合到该机壳；以及连接部，设在该本体的端部，用于接触该机箱，吸收并减小该机箱与该机壳间的位移与相对振动。
上述减振元件中，该本体是金属弹片，该本体的端部与根部比例为1∶2。该第一定位部是定位柱，该第二定位部则是对应的定位孔，并设有两个第二定位部及两个连接部。该连接部可选择垂直于该端部的折边，或该连接部是从该端部倾斜延伸的折边。
该减振元件的设计方法，应用在设计设在数据储存装置中具有第一定位部的机壳与容置该数据储存装置的机箱间的减振系统中的减振元件，该减振元件的设计方法包括确定减振系统固有频率；决定减振元件结构；以及决定减振元件尺寸及材料。
上述设计方法中，在确定减振系统固有频率的步骤中，先根据以往测试结果配合振动理论确定减振系统固有频率范围，再依系统空间限制进一步确定该减振系统固有频率范围，确定该减振系统固有频率。该减振系统固有频率是20至70Hz之间。在决定减振元件结构的步骤中，采用等强度变截面的悬臂梁结构作为该减振元件。在决定减振元件结构的步骤中，包括设计该减振元件的弹性系数和需要的变形量，其中，该减振元件的本体端部与根部比例是1∶2。在决定减振元件尺寸及材料的步骤中，决定该减振元件的厚度、长度、材料属性及减振元件材料的许可应力。
该减振系统应用在可设置数据储存装置的电子产品中，该减振系统包括机壳，设在该数据储存装置且具有第一定位部；机箱，容置该机壳；以及减振元件，对应该第一定位部设在该机壳与该机箱之间，并包括可变形的本体，变形量表示为ϵ=A[σ]Elt2,]]>其中，E表示本体材料的杨氏系数，l表示本体长度，I表示本体的横截面的转动惯量，[σ]表示本体材料的许可应力，t表示本体的厚度，A=h(l22-(l-h)((l-h)ln(h-l)-l)+lh(l-h)lnh-h2(l-h)lnh),]]>h表示本体的宽度变化需要的长度，吸收并减小该机箱与该机壳间的位移与相对振动。
上述减振系统中，该减振元件还包括设在该本体用于对应结合该第一定位部的第二定位部以及设在该本体端部用于接触该机箱的连接部。该减振元件是等强度变截面的悬臂梁，该本体是金属弹片。
现有技术相比，本发明设在数据储存装置进行多方向减振的减振元件，提供全方位行之有效的减振方案。同时，由于本发明的设计周详地考虑到包括安装减振设计的空间限制、安装便利性、稳定性、安全性、机壳接地、强度、材料老化及防止电磁干扰(EMI)等各个层面，可提供整体有效的减振技术。本发明可提升减振效果，有效解决材料老化及电磁干扰(EMI)等问题，提供安装便利性、提升电子产品的稳定性与安全性并提升构件强度，解决了现有技术的缺失。
图1是本发明减振元件的结构示意图；图2是应用该减振元件的减振系统的示意图，其中，该减振元件是设置在数据储存装置的机壳；图3是本发明减振元件设计方法的流程示意图；图4是减振系统物理模型的示意图；图5是振动时最大相对位移随频率变化的示意图；图6是冲击时最大相对位移随频率变化的示意图；图7是冲击时最大绝对加速度随频率变化的示意图；图8是振动时系统运动空间随频率变化的示意图；图9A及9B是该减振元件的尺寸设计的示意图，图9A中减振元件受力点和固定端的宽度相同，图9B是本体的宽度由b0变到0时需要的长度；以及图10是决定减振元件尺寸及材料的流程图。
具体实施例方式
实施例图1及图2分别是本发明减振元件的立体图及减振系统的示意图。
该减振元件应用在减振系统中，诸如设在数据储存装置中具有第一定位部的机壳与电子产品中容置该数据储存装置的机箱间，该电子产品可以是诸如计算机、服务器或其它可配备数据储存装置的电子产品，该数据储存装置则可以是硬盘、光盘或其它可供存取数据的数据储存装置。由于数据储存装置的机壳与容置该数据储存装置的机箱都是现有技术，此处所示仅为例示性说明，非限定本发明，适先叙明。
如图1及图2所示，减振元件1设置在数据储存装置10的机壳101与容置该数据储存装置10的机箱(未标出)间，该机壳101具有诸如定位柱的第一定位部1011，该减振元件1包括本体11，具有端部与相对于该端部的根部，且变形量表示为ϵ=A[σ]Elt2,]]>其中，E表示本体11材料的杨氏系数，l表示本体11长度，I表示本体11的横截面的转动惯量，[σ]表示本体11材料的许可应力，t表示本体11的厚度，A=h(l22-(l-h)((l-h)ln(h-l)-l)+lh(l-h)lnh-h2(l-h)lnh),]]>h表示本体11的宽度变化需要的长度；第二定位部13，设在该本体11，对应结合该第一定位部1011，将该本体11结合到该机壳101；以及连接部15，设在该本体11的端部，用于接触该机箱101，吸收并减小该机箱与该机壳101间的位移与相对振动。
该本体11具有端部及相对该端部的根部。在本实施例中，该本体11是例如弹片，较佳是金属弹片。当然，该本体11也可以是金属钢板或其它具有弹性变形能力的弹性体或等效元件，借此提升强度、防止材料老化及电磁干扰(EMI)。
该第二定位部13设在该本体11，对应结合该第一定位部1011，将该本体11结合到该机壳101。该减振元件1设有两个第二定位部13。
该连接部15则设在该本体11的端部，该连接部15可选择垂直于该端部的折边，该连接部15也可以从该端部倾斜延伸的折边，该减振元件1设有两个连接部，用于接触电子产品(未标出)中容置该数据储存装置10的机箱(未标出)，吸收并减小该机箱与该机壳101间的位移与相对振动。
减振系统100应用在电子产品中，该减振系统100包括机壳101，设在该数据储存装置且具有第一定位部1011；机箱(未标出)，容置该机壳101；以及减振元件1，对应该第一定位部1011设在该机壳101与该机箱之间，并包括可变形的本体11，变形量表示为ϵ=A[σ]Elt2,]]>其中，E表示本体11材料的杨氏系数，1表示本体11长度，I表示本体11的横截面的转动惯量，[σ]表示本体11材料的许可应力，t表示本体11的厚度，A=h(l22-(l-h)((l-h)ln(h-l)-l)+lh(l-h)lnh-h2(l-h)lnh),]]>h表示本体11的宽度变化需要的长度；第二定位部13，设在该本体11，对应结合该第一定位部1011，将该本体11结合到该机壳101以及连接部15，设在该本体11的端部，用于接触该机箱101，吸收并减小该机箱与该机壳101间的位移与相对振动。由于容置该数据储存装置10的机箱结构是现有技术，为了简化附图此处未显示机箱结构。
该减振元件1的设计方法包括如图3所示的确定减振系统固有频率(301)、决定减振元件结构(303)、决定减振元件尺寸及材料(305)等步骤。
在本实施例中，步骤301中先根据以往测试结果配合振动理论，确定减振系统固有频率范围，再依系统空间限制进一步确定减振系统固有频率范围，确定减振系统固有频率。
在根据以往测试结果配合振动理论确定减振系统固有频率范围上，由振动力学可知，要抑制高频振动，理论上减振系统100的固有频率设计得越低越好。同时，系统的固有频率越低，系统需要运动的空间也就越大。因此，设计的减振系统100的固有频率较佳是综合考虑减振效果与诸如服务器的电子产品机箱内部可以利用的空间大小，在这两者之间找到理想的平衡点。
因此，可先将外部的各种干扰简化，将振动激励简化为z··e=A0sinωt:.]]> 表示激励的加速度，A0表示振动加速度的幅值，ω表示振动的频率，t表示时间。
冲击激励简化为z··e=B0sin(π0.011t)0≤t≤τz··e=0t>τ.]]>B0表示冲击加速度的幅值，τ表示冲击的持续时间。
对于一个系统来说，用ωn表示系统的共振频率。当ωωn=1]]>时，系统处于共振状态；ωωn<1]]>或者1<ωωn<2]]>时，系统处于放大区，ωωn>2]]>时，系统进入了衰减区。
由于诸如硬盘的数据储存装置10主要是避免高频振动的激励，低频振动相对来说影响比较小，因此减振系统100主要是为抑制高频振动对该数据储存装置10的影响而设计，换言之即要保证减振系统对高频振动具有良好的衰减效果。对于该数据储存装置10的减振系统100来说，设计的固有频率要小于激励频率的倍，即ωn=ω2.]]>理论上为了达到高频减振的要求，系统固有频率越小越好。但是，固有频率也不是越低越好，过低的固有频率会在共振点处产生高的超出承受能力的响应，需要的减振空间也会太大。
该数据储存装置10不稳定的主要原因是受到开机瞬时的冲击与和机壳101运动激励引起的振动造成的。易言之，设计的减振系统须将该机壳101与该机箱隔离，减少振动和冲击对该机壳101内的数据储存装置10的影响，这种方式一般称为被动隔振。同时，因为设计的主要目的是为了抑制该数据储存装置10的高频振动，不应该另加阻尼元件，仅仅靠结构阻尼减少共振峰值。因为结构阻尼一般较小，对共振以外其它情况影响较小。所以，对于减振系统可以建立如图4所示的物理模型。
如图4所示的减振系统物理模型，根据振动力学原理，忽略减振元件的质量m’，可以得到系统的振动方程式mz″+k(z-ze)＝0 (1-1)其中，m表示数据储存装置10的质量，z表示数据储存装置10的位移，ze表示机箱的位移，k表示减振元件的弹性系数。
一般而言，ze是各种频率的简谐振动的叠加，可将系统支撑机箱的运动位移简化为ze＝A0sinωt，系统的固有频率则由弹性系数k和本身的质量决定ωn=κm.]]>经适当合理的简化后，可以解得
z=11-(ωωn)2·ze---(1-2)]]>对于一个简谐振动来说，其加速度的幅值与位移关系式为A0＝a/ω2，其中，a表示位移幅值的大小。
根据式(1-2)，可以得到数据储存装置因为激励振动而响应的振动幅值A为A=11-(ωωn)2·A0---(1-3)]]>从而可以得到该数据储存装置与机箱之间的相对位移大小R=A+A0=11-(ωωn)2·A0+A0---(1-4)]]>根据上述(1-1)至(1-4)各式，就可以依应用环境、测试标准确定减振系统固有频率，设计一个合理有效的减振系统。
举例来说，对于诸如服务器的电子产品而言，可规定测试标准，例如在开机状态下的测试标准为振动幅值大小为0.25g(g为重力加速度)，频率从10Hz变化到500Hz，其数学表达式如下z··e=0.25*9.8*sin(ωt),10<ω<500]]>由此就可以得到该数据储存装置10的机壳101在外部振动激励下的各种振动参数。
图5是振动时最大相对位移随频率变化的示意图，当系统的固有频率从20Hz变化到70Hz时，机壳101振动幅值的变化情况，说明振动情况下振幅与频率的关系。如图所示，固有频率越低，其振幅就越大，但对于高频振动的衰减也越大，符合设计需要的减振要求。
同时，考虑冲击情况下振幅与频率的关系，对此也有相应的测试标准。
理论上来说，单位脉冲力的冲击响应h(t)在忽略阻尼的情况下为h(t)=1mωnsinωnt---(1-5)]]>短时间作用的力P(t)可视为一系列脉冲力的叠加，则系统静止状态下，任意激励力的冲击响应x(t)如下x(t)=∫0tp(t)h(t-τ)dτ---(1-6)]]>假设系统受到幅值为A，周期为τ的半正弦波冲击p=Asin(πτt)0≤t≤τF=0t>τ,]]>代入式(1-6)中，得到表达式如下x(t)=∫0tAsin(ωτ)*1mωnsin(ωn(t-τ))dτ]]>=Aωn2k2ωsinωnt-2ωnsinωtω2-ωn2]]>=Ak[sinωt-ωωnsinωnt1-(ωωn)2]=Ak[sin(πτt)-T2τsin(ωnt)1-(T2τ)2]]]>其中T=2τωωn.]]>当t≥τ时，外部冲击消失，此时系统将做自由振动，其初始条件为x2(0)=x1(τ),x2(0)·=x1(τ)·,]]>所以，后面的振动方程可以直接写出x2(t)=x1(τ)cosωnt+x1(τ)·ωn′sinωn2t]]>=Ak((T/2τ)2-1)Tτcos(πτT)sin(ωn(t-τ/2))]]>在推出了直接作用力后的冲击响应方程式后，利用方程式的相似性，可以得到机壳101激励为半正弦波加速度输入a=Asin(πτt),]]>其作用时间为τ，则回应的相对位移公式为x(t)=(A/ωn2)1-(ω/ωn)2(sinπtτ-ωωnsinωnt)0≤t≤τx(t)=(A/ωn2)1-(ω/ωn)2cos(πωn/(2ω))sin(ωn(t-τ/2))t>τ---(1-7)]]>绝对加速度公式为
x(t)=A1-(ω/ωn)2(sinπtτ-ωωnsinωnt)0≤t≤τx(t)=A1-(ω/ωn)2cos(πωn/(2ω))sin(ωn(t-τ/2))t>τ---(1-8)]]>上述方程式得出了系统在受到冲击时的各种响应及其参数，依照此就可以得出需要考虑的减振空间及减振元件本身的特性，设计出一个有效的减振系统。
在一测试标准中，开机状态下，外部冲击的大小为5g，作用时间为0.011秒，表达式如下p(t)=5*9.8*sin(πτt),0<τ<0.01]]>根据(1-7)、(1-8)式可分别得到冲击时，最大相对位移与绝对加速度随频率变化的关系，如图6所示为冲击时最大相对位移随频率变化示意图，如图7所示为冲击时最大绝对加速度随频率变化示意图。
由上便可设计出一个能通过测试标准的减振同时也可以减振的减振系统。
经过前面的计算，可以知道固有频率为f的减振系统受到0.25g，10至500Hz的机壳101激励，当激励的频率为10Hz时，有最大相对位移为R，假设减振元件直接固定在机壳101上，装配时给定初始变形量为δ，由于数据储存装置10及其机壳101的自重，减振元件会有一挠度变化a=mgk,]]>接着，在依系统空间限制进一步确定减振系统固有频率范围时，在系统运动要求最大空间下，为了使减振元件既不与机壳101脱离，又满足强度要求，则需满足条件δ-a≥Rδ+a+R≤[δ],]]>其中，[δ]是要求的减振元件变形量大小。
如此，可以解得[δ]≥2(R+a)，得到振动时，系统要求减振元件变形量随频率的关系，如图8所示即为振动时系统运动空间随频率变化示意图。
同理，当此减振系统经受幅值为5g，周期为τ＝0.011sec的半正弦波一个周期冲击时，则可得到系统要求减振元件变形量随频率变化的关系。
由上可知，对于一个减振系统来说，当固有频率定为30至50Hz，要求的减振元件变形空间为3.5mm以下时，这种减振系统能够在现有的空间中实现减振与防冲击的目的。
设计实例在步骤301中，可依以往测试结果确定硬盘对哪些频率段的振动敏感，例如由计算机硬盘测试结果可知，硬盘主要受到外部10至500Hz的基础激励。其中，高频振动是造成硬盘不稳定的主要因素，100Hz以下的振动几乎不影响硬盘的工作性能。同时，在此步骤中是初步确定减振系统固有频率范围，例如已知一产品规格的硬盘受到的振动激励为f＝10到500Hz，a＝0.25g，由测试结果得知对硬盘工作性能影响大的频率段为f≥100hz。
对于一个系统来说，用fn表示系统的共振频率。当ffn=1]]>时，系统处于共振状态；ffn<1]]>或者1<ffn<2]]>时，系统处于放大区，ffn>2]]>时，系统进入了衰减区。由于硬盘主要是怕高频振动的激励，对于低频振动相对来说比较强壮，因此设计的减振系统主要是抑制高频振动对硬盘的影响，也就是说要保证减振系统对高频振动具有良好的衰减效果。对于硬盘的减振系统，应该使设计的固有频率小于激励频率的倍，即，fn≤f2=1002=70.7.]]>同时，因为共振的缘故，激励频率范围太宽，所以系统要经过共振区。理论上，共振回应该是无穷大；但是，由于存在机构阻尼，一般共振幅值会放大8至10倍，只要系统固有频率大于20Hz，共振的响应幅值都不会太高，初步确定系统固有频率为20至70Hz。
此外，通过比较减振系统在20至70Hz范围内系统需要运动空间随频率的关系，然后根据系统所需空间与机箱实际上能提供给减振系统的空间比较，综合减振效果的考虑，便可确定系统固有频率的参考范围。
例如在20至70Hz范围内，振动时系统最大相对位移随频率变化的关系为R=A+A0=11-(ffn)2·A0+A0]]>其中，f＝10Hz，A0=0.25g(2πf)2,]]>fn＝20～70。
而且，在20至70Hz范围内，冲击时系统最大相对位移随频率变化的关系为x(t)=-(A/fn2)1-(f/fn)2(sinπtτ-ffnsin(2πfnt))0≤t≤τx(t)=(A/fn2)1-(f/fn)2cos(πfn/(2f))sin(2πfn(t-τ/2))t>τ]]>其中，f＝10Hz，，fn＝20～70，A＝5g，τ＝0.011。
另外，在20至70Hz范围内，冲击时系统最大绝对加速度随频率变化的关系如下。其中，产品规格例如为允许最大加速度a≤10g。
x(t)=-A1-(f/fn)2(sinπtτ-ffnsin2πfnt)0≤t≤τx(t)=A1-(f/fn)2cos(πfn/(2f))sin(2πfn(t-τ/2))t>τ]]>其中，f＝10Hz，，fn＝20～70。
如此，便可进一步确定减振系统固有频率范围。
在系统运动要求最大空间下，为了使减振元件既不会脱离机壳且满足强度要求，则需满足条件δ-a≥Rδ+a+R≤[δ][δ]≥2(R+a)]]>其中，[δ]是要求的减振元件变形量(也就是相对位移)大小，a=mgk,]]>k＝(2πfn)2m，fn＝20～70，综合考虑系统空间和减振效果的优劣，系统固有频率为30至50Hz时都比较理想，下面以40Hz为例，设计一减振元件。即接着进行步骤303。步骤303是在系统固有频率确定以后进行，并在此步骤中设计减振元件本体的弹性系数和需要的变形量[δ]，但并非以此为限。
在初始参数的给定上，对于一个已知的减振系统来说，其要求的振幅是已知的，也就是说对于一个减振元件来说，其许可的变形量至少应该大于减振系统要求的振幅，只有这样才能达到有效的减振效果。因此，对于减振元件来说，在满足弹性系数k及强度要求的情况下，希望其所能许可的变形量越大越好。在本实施例中，该减振元件选用变形量为最大的悬臂梁结构，但并非以此为限。同时，考虑到安装减振系统的空间限制与安装便利性、稳定性及电磁干扰(EMI)等，例如可采用金属弹片作为减振元件。
减振元件的物理模型如图9A所示，减振元件在末端受力F作用。图9A的减振元件在受力点和固定端的宽度都设计成一样的宽度，在图9B减振元件，减振元件的端部宽度为b0，受力点处的宽度为b1。其中，h表示本体的宽度由b0变到0时需要的长度，决定着减振元件的形状。
减振系统是否成功，主要是看装上此系统后，设备能否满足某项规格。为了便于计算，下面采用规格为(1)振动时，f＝10至500Hz、a＝0.25g；(2)冲击时，激励为作用时间为τ＝0.011s的半正弦函数a=5gsin(πτt),]]>回应加速度amax≤10g的规格的机箱。当然，若应用在其它规格的机箱时，则用对应的规格参数替代上述数值即可。
在本实施例中，根据挠度公式及强度公式，该减振元件选用变形量为最大的悬臂梁结构，在较小的截面获得较大的变形量。同时，考虑到该减振元件各部分的应力不一样，是以采用等强度变截面的悬臂梁结构为较佳。此外，减振元件的本体端部与根部比例为1∶2。
如此，便可进到步骤305，决定减振元件尺寸及材料。
配合图10可知，先确定减振元件厚度t、长度1、材料属性E及减振元件材料的许可应力[σ]。假设首先确定减振元件作为悬臂梁的长度1，虚梁的长度h，可以求出减振元件任意一点x处的力矩为M(x)＝F(1-x)，得出减振元件本体的变形公式为
ϵ=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)中有关h、l的关系式，可以得出ϵ=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)]]>又根据应力许可公式[σ]=Mt2I0=Flt2I0---(3-4)]]>得出实际的许可变形量ϵEA=[σ]lt2]]>ϵ=A[σ]Elt2---(3-5)]]>可以计算出减振元件的转动惯量I0及减振元件根部的宽度b0I0=FϵAE=kAE=b0t312]]>b0=12kAEt3(3-6)]]>判断利用(3-5)公式所得的许可变形量是否大于减振元件所需的变形量后，判别根据公式(3-6)得到减振元件宽度是否合理，便可确定减振元件的尺寸与材料。当然，确定减振元件的最终形式及尺寸时还可考虑制造便利性及安装尺寸的大小。
在本实施例中的减振元件可设在数据储存装置机壳的各个位置，只要可有效提供该数据储存装置在各方向上(例如六个方向上)的减振效果，即提供全方位行之有效的减振效果者即可，非以附图中所示为限。
同时，该减振元件可选用金属弹片，相对于塑料或者橡胶材料可以有效解决数据储存装置机壳的接地与EMI等问题。而且，与塑料或橡胶相比，金属弹片具有更高的强度，不会存在塑料或者橡胶因使用时间长出现的老化现象。
此外，本发明的减振元件可设计较佳的弹性系数，提供更好的减振效果。再者，该减振元件的形状设计也具备灵活的弹性，能够节省数据储存装置机壳内的宝贵空间，安装方便，强度也较高。
综上所述，本发明的减振元件、应用减振元件的减振系统及减振元件设计方法不仅能有效地达到减振效果，也能有效防止各种冲击对数据储存装置造成的伤害，解决了现有技术的种种缺失，实已具备高度产业利用价值。
权利要求
1.一种减振元件，设在数据储存装置中具有第一定位部的机壳与容置该数据储存装置的机箱间，其特征在于，该减振元件包括本体，具有端部与相对于该端部的根部，且变形量表示为ϵ=A[σ]Elt2,]]>其中，E表示本体材料的杨氏系数，l表示本体长度，I表示本体的横截面的转动惯量，[σ]表示本体材料的许可应力，t表示本体的厚度，A=h(l22-(l-h)((l-h)ln(h-l)-l)+ln(l-h)lnh-h2(l-h)lnh),]]>h表示本体的宽度变化需要的长度；第二定位部，设在该本体，对应结合该第一定位部，将该本体结合到该机壳；以及连接部，设在该本体的端部，用于接触该机箱，吸收并减小该机箱与该机壳间的位移与相对振动。
2.如权利要求1所述的减振元件，其特征在于，该本体是金属弹片。
3.如权利要求1所述的减振元件，其特征在于，该本体的端部与根部比例为1∶2。
4.如权利要求1所述的减振元件，其特征在于，该第一定位部是定位柱，该第二定位部则是对应的定位孔。
5.如权利要求1所述的减振元件，其特征在于，该减振元件设有两个第二定位部。
6.如权利要求1所述的减振元件，其特征在于，该连接部垂直于该端部的折边。
7.如权利要求1所述的减振元件，其特征在于，该连接部是从该端部倾斜延伸的折边。
8.如权利要求1所述的减振元件，其特征在于，该减振元件设有两个连接部。
9.一种减振元件的设计方法，应用在数据储存装置中具有第一定位部的机壳与容置该数据储存装置的机箱间的减振系统中的减振元件，其特征在于，该减振元件的设计方法包括确定减振系统固有频率；决定减振元件结构；以及决定减振元件尺寸及材料。
10.如权利要求9所述的设计方法，其特征在于，在确定减振系统固有频率的步骤中，先根据以往测试结果配合振动理论，确定减振系统固有频率范围，再依系统空间限制进一步确定该减振系统固有频率范围，确定该减振系统固有频率。
11.如权利要求10所述的设计方法，其特征在于，该减振系统固有频率是20至70Hz之间。
12.如权利要求9所述的设计方法，其特征在于，在决定减振元件结构的步骤中，采用等强度变截面的悬臂梁结构作为该减振元件。
13.如权利要求9所述的设计方法，其特征在于，在决定减振元件结构的步骤中包括设计该减振元件的弹性系数和需要的变形量。
14.如权利要求9所述的设计方法，其特征在于，该减振元件的本体端部与根部比例是1∶2。
15.如权利要求9所述的设计方法，其特征在于，在决定减振元件尺寸及材料的步骤中，决定该减振元件的厚度、长度、材料属性及减振元件材料的许可应力。
16.一种减振系统，应用在设置数据储存装置的电子产品中，其特征在于，该减振系统包括机壳，设在该数据储存装置且具有第一定位部；机箱，容置该机壳；以及减振元件，对应该第一定位部设在该机壳与该机箱之间，并包括可变形的本体，变形量表示为ϵ=A[σ]Elt2,]]>其中，E表示本体材料的杨氏系数，l表示本体长度，I表示本体的横截面的转动惯量，[σ]表示本体材料的许可应力，t表示本体的厚度，A=h(l22-(l-h)((l-h)ln(h-l)-l)+ln(l-h)lnh-h2(l-h)lnh),]]>h表示本体的宽度变化需要的长度，吸收并减小该机箱与该机壳间的位移与相对振动。
17.如权利要求16所述的减振系统，其特征在于，该减振元件还包括设在该本体用于对应结合该第一定位部的第二定位部以及设在该本体端部用于接触该机箱的连接部。
18.如权利要求16所述的减振系统，其特征在于，该本体是金属弹片。
19.如权利要求16所述的减振系统，其特征在于，该减振元件是等强度变截面的悬臂梁。
全文摘要
本发明公开一种减振元件、应用减振元件的减振系统及减振元件设计方法，该减振元件包括本体、第二定位部；以及连接部。减振元件的设计方法包括确定减振系统固有频率；决定减振元件结构；以及决定减振元件尺寸及材料。该减振系统包括机壳，设在该数据储存装置且具有第一定位部；机箱，容置该机壳；以及减振元件。本发明的减振元件、应用减振元件的减振系统及减振元件设计方法，提升减振效果，有效解决材料老化及电磁干扰(EMI)等问题，提供安装便利性，提升电子产品的稳定性与安全性及强度，相对已解决现有技术的缺失。
文档编号G11B33/08GK101064180SQ200610078068
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月29日 优先权日2006年4月29日
发明者郑再魁, 胡永凉, 熊军, 吕家将, 熊友军 申请人:英业达股份有限公司