JP2000136990A - メカニカル疲労試験装置 - Google Patents

メカニカル疲労試験装置

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JP2000136990A
JP2000136990A JP10312515A JP31251598A JP2000136990A JP 2000136990 A JP2000136990 A JP 2000136990A JP 10312515 A JP10312515 A JP 10312515A JP 31251598 A JP31251598 A JP 31251598A JP 2000136990 A JP2000136990 A JP 2000136990A
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fatigue test
load
mechanical fatigue
oscillator
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JP10312515A
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Yutaka Shinozaki
豊 篠崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々の形態の荷重を試料に加えてメカニカル
疲労試験を行う。 【解決手段】 試料2に対して動的な荷重を加えて試料
2の疲労試験を行う装置であって、架台4と、架台4に
固定された試料取り付け台6と、架台4に固定されたソ
レノイドコイル8と、ソレノイドコイル8の可動鉄心1
6の先端部に装着されたクランパ10とを含み、さらに
発振器20と、発振器20が出力する交流電圧を増幅し
てソレノイドコイル8に印加するアンプ22とを備えて
いる。そして、試料取り付け台6に固定した試料2をク
ランパ10でクランプして可動鉄心16を試料2に固定
し、アンプ22からの交流電圧によりソレノイドコイル
8を駆動することで、試料2に動的な荷重を加え、メカ
ニカル疲労試験を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料に対して動的
な荷重を加えて試料の疲労試験を行う装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】ビデオテープレコーダ、テレビジョン装
置、ラジオカセットテープレコーダなどで使用されてい
るピンジャックやミニジャックの半田付け箇所には、利
用者がジャックに対してプラグを挿抜するたびに力が加
わる。したがって、このような半田付け箇所は、使用時
間が長くなるにつれて亀裂などを生じて不具合を起こし
易く、そのため十分な強度を備えている必要がある。そ
こで従来より、ジャックの半田付け箇所に荷重を加え、
所定の荷重に耐えられるか否かを試験して、必要な強度
を確保できるよう図られている。しかし、従来は静的な
荷重を加えて荷重試験が行われているのに対して、実際
にはプラグの挿抜により強さが変化する動的な荷重が半
田付け箇所に繰り返し加わっており、試験方法が実際の
使用状態にそぐわないという問題があった。
【0003】したがって、荷重試験をより実際の使用状
態に合ったものとするためには、動的な荷重を試料に対
して繰り返し加えるメカニカル疲労試験を行う必要があ
る。メカニカル疲労試験を行う方法としては、例えばモ
ータによりカムを回転させ、重りを取り付けたアームを
カムにより駆動することで荷重を試料に加えるといった
方法が考えられるが、さまざまな形態の荷重を試料に加
えて詳細かつ総合的にメカニカル疲労試験を行うために
は、このような方法では不十分である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題を解決するためになされたもので、その目的は、さま
ざまな形態の荷重を試料に加えて詳細かつ総合的にメカ
ニカル疲労試験を行えるメカニカル疲労試験装置を提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、試料に対して動的な荷重を加えて前記試料
の疲労試験を行う装置であって、架台と、前記架台に固
定された試料取り付け台と、前記架台に固定されたソレ
ノイドコイルと、前記ソレノイドコイルの可動鉄心の先
端部に装着されたクランパと、発振器と、前記発振器が
出力する交流電圧を増幅して前記ソレノイドコイルに印
加するアンプとを備え、前記試料取り付け台に固定した
前記試料を前記クランパでクランプして前記可動鉄心を
前記試料に固定し、前記アンプからの交流電圧により前
記ソレノイドコイルを駆動することで、前記試料に動的
な荷重を加えることを特徴とする。
【0006】本発明のメカニカル疲労試験装置によって
メカニカル疲労試験を行う場合には、まず試料取り付け
台に試料を固定し、その上で試料をクランパでクランプ
して可動鉄心を試料に固定する。この状態で、発振器が
発生しアンプで増幅された交流電圧によりソレノイドコ
イルを駆動すると、試料には交互に方向が反転する荷重
が繰り返し加えられ、メカニカル疲労試験を行うことが
できる。発振器が発生する交流電圧の振幅、周波数、な
らびに波形を種々に設定することで、試料に加わる荷重
の強さや繰り返し周期をさまざまに設定でき、また、荷
重の種類も緩やかに変化する荷重から急激に変化する荷
重まで種々に設定することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態例につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明によるメカニ
カル疲労試験装置の一例を示す側面図である。図1に示
したように、本実施の形態例のメカニカル疲労試験装置
1は、試料2に対して動的な荷重を加えて試料2の疲労
試験を行う装置であって、架台4、架台4に固定された
試料取り付け台6、架台4に固定されたソレノイドコイ
ル8、ならびにソレノイドコイル8の可動鉄心の先端部
に装着されたクランパ10などを含んでいる。
【0008】架台4上には柱12が立設され、この柱1
2の頂部には柱12より側方に延出するアーム14が取
り付けられている。そして、上記ソレノイドコイル8
は、その可動鉄心16が下向きで、かつ可動鉄心16の
先端が試料取り付け台6に対向すべくアーム14先端部
に固定されている。また、試料取り付け台6と架台4と
の間には、架台4と試料取り付け台6の双方に固定され
て、試料2に加わる荷重の大きさを測定するロードセル
18が介在されている。
【0009】メカニカル疲労試験装置はまた、低周波発
振器20およびアンプ22を有し、低周波発振器20が
出力する交流電圧はアンプ22により増幅されてソレノ
イドコイル8に印加される。低周波発振器20が出力す
る交流電圧は本実施の形態例では正弦波、矩形波、なら
びに三角波のいずれかであり、低周波発振器20に設け
られた不図示のツマミを操作することでいずれかの波形
を選択することができる。また、低周波発振器20が出
力する交流電圧の振幅は低周波発振器20に設けられた
不図示のボリュームツマミにより種々に変更設定するこ
とができ、さらに、低周波発振器20が出力する交流電
圧の周波数も同様に発振器において可変である。
【0010】ロードセル18が出力する荷重の大きさを
表す電気信号は、ロードセルアンプ24により増幅さ
れ、ロードセルアンプ24に装備された表示装置24A
は、上記増幅された電気信号にもとづいて、測定された
荷重の大きさを例えば数値で表示する。また、ロードセ
ルアンプ24により増幅された電気信号はペンレコーダ
25にも供給され、ペンレコーダはこの電気信号にもと
づいて時間の経過に伴う荷重の大きさの変化を記録す
る。なお、上記ロードセル18、ロードセルアンプ2
4、表示装置24A、ならびにペンレコーダ25は本発
明に係わる荷重測定手段を構成している。
【0011】このように構成されたメカニカル疲労試験
装置1により試料2のメカニカル疲労試験を行う場合に
は、試料2をまず試料取り付け台6の上に固定し、その
上で試料2の上部をクランパ10でクランプして可動鉄
心16を試料2に固定する。試料2が例えば電子部品と
しての印刷配線基板などであり、印刷配線基板上に実装
されたジャックやコネクタの半田付け箇所を試験する場
合には、それらの箇所に荷重が加わるように印刷配線基
板をセットする。
【0012】そして、上述のように試料2を固定し、ク
ランプを固定した状態で、低周波発振器20を動作させ
て交流電圧をアンプ22に供給し、アンプ22で増幅し
た交流電圧をソレノイドコイル8に印加してソレノイド
コイル8を駆動する。その結果、ソレノイドコイル8の
コイル部から可動鉄心16に対して磁力が作用し、この
力は可動鉄心16をソレノイドコイル8のコイル部から
送り出す方向またはコイル部内に引き込む方向の力であ
るから、試料2には圧縮荷重または引っ張り荷重が加え
られる。そして、ソレノイドコイル8には交流電圧が印
加されているので、上記磁力の方向は周期的に反転し、
したがって、試料2には圧縮荷重および引っ張り荷重が
交互に加えられる。ただし、試料2は試料取り付け台6
に固定されているので荷重が加わっても移動することは
なく、荷重の大きさだけが動的に変化する。
【0013】ここで、荷重の大きさおよび繰り返しの周
期は低周波発振器20で上述のようにして任意に設定で
き、また荷重の種類も波形を正弦波、矩形波、三角波と
切り替えることで、緩やかに変化する荷重から急激に変
化する荷重まで種々に設定することができる。したがっ
て、本実施の形態例のメカニカル疲労試験装置1では、
さまざまな形態の荷重を試料2に加えて試料2のメカニ
カル疲労試験を詳細かつ総合的に行うことができる。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、試料に対
して動的な荷重を加えて前記試料の疲労試験を行う装置
であって、架台と、前記架台に固定された試料取り付け
台と、前記架台に固定されたソレノイドコイルと、前記
ソレノイドコイルの可動鉄心の先端部に装着されたクラ
ンパと、発振器と、前記発振器が出力する交流電圧を増
幅して前記ソレノイドコイルに印加するアンプとを備
え、前記試料取り付け台に固定した前記試料を前記クラ
ンパでクランプして前記可動鉄心を前記試料に固定し、
前記アンプからの交流電圧により前記ソレノイドコイル
を駆動することで、前記試料に動的な荷重を加えること
を特徴とする。
【0015】本発明のメカニカル疲労試験装置によって
メカニカル疲労試験を行う場合には、まず試料取り付け
台に試料を固定し、その上で試料をクランパでクランプ
して可動鉄心を試料に固定する。この状態で、発振器が
発生しアンプで増幅された交流電圧によりソレノイドコ
イルを駆動すると、試料には交互に方向が反転する荷重
が繰り返し加えられ、メカニカル疲労試験を行うことが
できる。発振器が発生する交流電圧の振幅、周波数、な
らびに波形を種々に設定することで、試料に加わる荷重
の強さや繰り返し周期をさまざまに設定でき、また、荷
重の種類も緩やかに変化する荷重から急激に変化する荷
重まで種々に設定することができる。したがって、本発
明のメカニカル疲労試験装置では、さまざまな形態の荷
重を試料に加えて試料のメカニカル疲労試験を詳細かつ
総合的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるメカニカル疲労試験装置の一例を
示す側面図である。
【符号の説明】
1……メカニカル疲労試験装置、2……試料、4……架
台、6……試料取り付け台、8……ソレノイドコイル、
10……クランパ、12……柱、14……アーム、16
……可動鉄心、18……ロードセル、20……低周波発
振器、22……アンプ、24……ロードセルアンプ、2
4A……表示装置、25……ペンレコーダ。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料に対して動的な荷重を加えて前記試
    料の疲労試験を行う装置であって、 架台と、 前記架台に固定された試料取り付け台と、 前記架台に固定されたソレノイドコイルと、 前記ソレノイドコイルの可動鉄心の先端部に装着された
    クランパと、 発振器と、 前記発振器が出力する交流電圧を増幅して前記ソレノイ
    ドコイルに印加するアンプとを備え、 前記試料取り付け台に固定した前記試料を前記クランパ
    でクランプして前記可動鉄心を前記試料に固定し、前記
    アンプからの交流電圧により前記ソレノイドコイルを駆
    動することで、前記試料に動的な荷重を加えることを特
    徴とするメカニカル疲労試験装置。
  2. 【請求項2】 前記架台上に立設された柱と、柱の上方
    において柱より側方に延出するアームとを含み、前記ソ
    レノイドコイルは、その可動鉄心が下向きで、かつ前記
    可動鉄心の先端が前記試料取り付け台に対向すべく前記
    アームに固定されていることを特徴とする請求項1記載
    のメカニカル疲労試験装置。
  3. 【請求項3】 前記発振器は低周波発振器であることを
    特徴とする請求項1記載のメカニカル疲労試験装置。
  4. 【請求項4】 前記発振器が出力する交流電圧は正弦
    波、矩形波、ならびに三角波のいずれかであることを特
    徴とする請求項1記載のメカニカル疲労試験装置。
  5. 【請求項5】 前記発振器が出力する交流電圧の振幅は
    前記発振器において任意に設定可能であることを特徴と
    する請求項1記載のメカニカル疲労試験装置。
  6. 【請求項6】 前記発振器が出力する交流電圧の周波数
    は前記発振器において任意に設定可能であることを特徴
    とする請求項1記載のメカニカル疲労試験装置。
  7. 【請求項7】 前記試料には圧縮荷重と引っ張り荷重が
    交互に加えられることを特徴とする請求項1記載のメカ
    ニカル疲労試験装置。
  8. 【請求項8】 前記試料は半田付けされた箇所を含み、
    前記荷重は前記半田付けされた箇所に加えられることを
    特徴とする請求項1記載のメカニカル疲労試験装置。
  9. 【請求項9】 前記試料は電子部品であることを特徴と
    する請求項8記載のメカニカル疲労試験装置。
  10. 【請求項10】 前記電子部品はジャックおよびコネク
    タのいずれか一方または両方を含むことを特徴とする請
    求項9記載のメカニカル疲労試験装置。
  11. 【請求項11】 前記電子部品は印刷配線基板であるこ
    とを特徴とする請求項9記載のメカニカル疲労試験装
    置。
  12. 【請求項12】 前記試料に加えられた荷重の大きさを
    測定する荷重測定手段をさらに含むことを特徴とする請
    求項1記載のメカニカル疲労試験装置。
  13. 【請求項13】 前記荷重測定手段は、前記架台と前記
    試料取り付け台との間に介在して前記架台と試料取り付
    けの双方に固定されたロードセルと、ロードセルが出力
    する電気信号を増幅するロードセルアンプと、ロードセ
    ルアンプにより増幅されたロードセルからの前記電気信
    号により、前記試料に加えられた荷重を表示する表示装
    置とを含むことを特徴とする請求項12記載のメカニカ
    ル疲労試験装置。
  14. 【請求項14】 前記荷重測定手段は、ロードセルアン
    プにより増幅されたロードセルからの前記電気信号の時
    間の経過に伴う変化を記録するペンレコーダを含むこと
    を特徴とする請求項13記載のメカニカル疲労試験装
    置。
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