JP2002372485A - 落下衝撃試験装置 - Google Patents
落下衝撃試験装置Info
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- JP2002372485A JP2002372485A JP2001179667A JP2001179667A JP2002372485A JP 2002372485 A JP2002372485 A JP 2002372485A JP 2001179667 A JP2001179667 A JP 2001179667A JP 2001179667 A JP2001179667 A JP 2001179667A JP 2002372485 A JP2002372485 A JP 2002372485A
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Abstract
由落下に近い状態で衝突面に衝突させることのできる落
下衝撃試験装置を提供する。 【解決手段】 真空ポンプ3を駆動し、電磁弁A5を介
してチューブA21内を真空状態にして試験物吸着パッ
ド1の先端に試験物4を吸着させ、電磁弁B6を介して
チューブB22内を真空状態にしてハンド吸着パッド2
の先端にハンド14を吸着させる。スイッチA8をON
にして電磁弁B6を閉じると、試験物4を吸着したハン
ド14は、ハンド吸着パッド2から解放され、リニアレ
ール11に沿って間隔Jだけ落下する。間隔Jだけ落下
すると、ハンド14は、スイッチB9をONし、電気信
号が信号線C19、制御部7、信号線D20を伝わり、
真空ポンプ3の電磁弁A5を閉じる。これにより、試験
物4は、ハンド14から解放された後、衝突受け板15
に衝突する。
Description
ば携帯電話機、パーソナルコンピューターなどの落下衝
撃試験装置に関する。
地面に落としてしまうことがよくある。従って、ユーザ
ーからはこのような落下衝撃に耐え得る製品が要求され
ている。このため、メーカーでは製品の耐衝撃力を試験
することが必要となるが、このような試験は、試験物に
ひずみゲージ等の衝撃検出用センサを貼り付け、人手に
より試験物を所定の高さから衝突面に自然落下させ、製
品に加わるひずみあるいは応力を測定しているのが現状
である。
ているため、放し方によっては空中で製品の姿勢が変わ
り、衝突部分が定まらず、正確な測定値を得ることは非
常に難しい。このため、落下衝撃試験を装置化する動き
も各メーカーに見られ、図2は、このような従来の落下
衝撃試験装置として代表的なものを示している。図2
(a)は正面図であり、図2(b)は側面図であり、図
2(c)はアーム部の上面図である。
物31を挟み、ある所定高さでアーム38を固定し、ス
イッチA32により電気信号をアーム38に送り、アー
ムを広げ、試験物31を自由落下させるというものであ
る。または試験物31を挟んだまま衝突受け板36に衝
突する直前まで、アーム38をリニアレール34に沿っ
て一緒に自由落下させ、衝突する直前でアーム38を広
げて試験物31を解放するというものである。
よる落下試験方法は、放し方によって空中で試験物4の
姿勢が変わり、衝突部分が定まらないため、測定値が毎
回異なり、正確な値を得ることが非常に難しいという問
題がある。
持して所定の高さから落下させる従来の落下衝撃試験装
置は、人手による場合に比べ放し方は一定となるが、試
験物31が衝突受け板36に落下するまでに、空気抵抗
により姿勢が崩れてしまうという問題がある。
をリニアレール34に沿って一緒に自由落下させる落下
衝撃試験装置は、この空気抵抗による影響を排除できる
ため、従来の落下衝撃試験装置の中では良好な装置と言
える。しかしながら、できるかぎり衝突直前までアーム
38で保持する必要があることから、落下物を解放する
際には高速駆動機構が必要となり、装置が高額となる
上、アーム38の左右が離れるタイミングが僅かにずれ
ると試験物31の姿勢が崩れるという問題は依然として
残っている。この崩れは、直前までアーム38で試験物
31の姿勢を保持しているので、所定の落下高さから試
験物31を解放して衝突させるより遥かに少ないが、本
発明者が携帯電話機のFEM(有限要素法)モデルに対
し行った落下解析の結果では、衝突角度が僅か1゜変化
すると、内部に組み込んだLSI実装基板モデルのはん
だ接続部に生じる衝撃応力は、約30%変化することが
判明している。従って、電子機器においては僅かな姿勢
の崩れも正確な実験値を求める際の障害となり得る。
において、その落下姿勢を一定に保ちつつ、かつ、自由
落下に近い状態で衝突面に衝突させることのできる落下
衝撃試験装置を提供することにある。
撃試験装置を提供することにある。
開放可能に保持する試験対象物保持部と、前記試験対象
物保持部の落下経路を規定するガイド機構とを備える落
下衝撃試験装置において、前記試験対象物保持部は、試
験対象物を吸着する試験対象物吸着手段を備え、前記試
験対象物が衝突面に衝突する直前に前記試験対象物吸着
手段の吸着を解いて前記試験対象物を開放することを特
徴とする。
吸着する試験対象物保持部吸着手段を更に備え、前記試
験対象物保持部吸着手段の吸着を解いて前記試験対象物
保持部を前記ガイド機構に沿って落下させることを特徴
とする。
記試験対象物の落下を検出する落下検出手段を備え、前
記落下検出手段からの信号により前記試験対象物吸着手
段の吸着を解くことを特徴とする。
て図面を参照して説明する。
衝撃試験装置の概念図である。本発明は、試験物吸着パ
ッド(試験対象物吸着手段)1と、ハンド吸着パッド
(試験対象物保持部吸着手段)2と、真空ポンプ3と、
電磁弁A5と、電磁弁B6と、制御部7と、スイッチA
8と、スイッチB(落下検出手段)9と、支柱10と、
リニアレール(ガイド機構)11と、ベース12と、高
さ固定板13と、ハンド(試験対象物保持部)14と、
衝突受け板(衝突面)15と、衝撃吸収材16と、信号
線A17と、信号線B18と、信号線C19と、信号線
D20と、チューブA21と、チューブB22と、フォ
トセンサ(落下開始検出手段)23という構成から成っ
ている。
(大気圧よりも低い圧力状態)にして先端に試験物(試
験対象物)4を吸着し、ハンド吸着パッド2は、内部を
真空状態(大気圧よりも低い圧力状態)にして先端にハ
ンド14を吸着する。ハンド14の一端には試験物吸着
パッド1が取り付けられる。
装着し、リニアレール11に沿って所定の高さに固定す
ることが可能となっている。また、高さ固定板13は、
ハンド14の落下開始を検出するフォトセンサ23を装
着している。
やバネ式のリミットスイッチ等であり、衝突受け板15
の直上に設けられ、ハンド14の落下を検知して電気信
号を出力する。
ド1に取り付けられ、他端が真空ポンプ3の電磁弁A5
に取り付けられている。
ド2に取り付けられ、他端が真空ポンプ3の電磁弁B6
に取り付けられている。
検知するフォトセンサ23と制御部7とを接続して、フ
ォトセンサ23からのハンド14の落下開始信号を制御
部7に伝える。
とを接続して、スイッチB9からのハンド14の落下を
検知する電気信号を制御部7に伝える。
により真空ポンプ3の電磁弁B6の開閉を制御し、スイ
ッチB9からの電気信号により電磁弁A5の開閉を制御
し、また内部にカウンターを備えて、フォトセンサ23
からハンド14の落下開始信号を受け取った時から、ス
イッチB9からハンド14の落下を検知する電気信号を
受け取るまでをカウントする。
3を駆動することにより、開の状態にある電磁弁A5を
介してチューブA21内を真空状態にすることにより、
試験物吸着パッド1の先端に試験物4を吸着させる。
チューブB22内を真空状態にすることにより、ハンド
吸着パッド2の先端にハンド14を吸着させる。ハンド
吸着パッド2は、高さ固定板13に装着されており、リ
ニアレール11を上下させて衝突受け板15と試験物4
との間を所定の距離Hにした後、高さ固定板13をその
位置に固定する。
より、電気信号が信号線A17、制御部7、信号線D2
0を伝わり、真空ポンプ3の電磁弁B6を閉じる。
4は、ハンド吸着パッド2から解放され、リニアレール
11に沿って間隔Jだけ落下する。
すると、ハンド14は、衝突受け板15の直上に設けら
れたスイッチB9をONし、電気信号が信号線C19、
制御部7、信号線D20を伝わり真空ポンプ3の電磁弁
A5を閉じる。これにより、試験物4は、試験物吸着パ
ッド1から解放された後、衝突受け板15に衝突する。
試験物4を解放した試験物吸着パッド1およびハンド1
4は、そのまま落下し、衝撃吸収材16上に落下する。
明する。
下開始信号が信号線B18を伝わり、制御部7のカウン
ターのカウントを開始させ、スイッチB9がONされて
試験物4を解放する電気信号が信号線C19を伝わり、
制御部7のカウンターのカウントを終了させることによ
り、落下開始時間と落下終了時間との時間間隔ΔTを容
易に算出できる。これにより、既知の落下距離Jだけ落
下した時の落下速度Uは、 U=J/ΔT (1) として正確に算出できる。
位置エネルギーが落下により完全に運動エネルギーに変
換されたと考えることができ、 mgh=mv2 /2 (2) ここで、mは質量、gは重力加速度、hは落下距離、終
端でのvは落下速度である。この式より、 v=√(2gh) (3) が得られる。
は、姿勢保持に使用するリニアレール11として低摩擦
係数タイプを用いているが、摩擦によるエネルギー損失
を完全に除去することはできず、理論落下速度に対して
必ず若干小さくなり(5パーセント以内)、誤差Rは残
る。従って、このまま落下させると落下姿勢は保持でき
るものの、試験物4が衝突によって受けるひずみや応力
は、実際に被るものより若干小さくなることが予想され
る。本発明の落下衝撃試験装置の他の実施の形態とし
て、前記した電気的な測定方法により落下時間ΔTが算
出できるので、この測定値を式(4)に代入することに
より、高さの微調整だけでR=0に近づけることが容易
に行え、試験物4が自由落下により被るのと同じひずみ
や応力を本装置により与えることができる。
に近付けるように高さを調整する他、制御部7に自動的
に行わせる機能を設けても良い。
装置は、試験物4の落下姿勢保持に試験物吸着パッド1
およびハンド14をバラツキなく解放させるためにハン
ド吸着パッド2を設けたことを特徴としている。したが
って、試験物4およびハンド14の保持部に駆動部がな
くなるため、装置が安価となるという効果が得られる。
験物4をアームにより挟む方法では、試験物4の解放時
にアームの左右が試験物から離れるタイミングが僅かに
ずれて、解放時に試験物4の態勢が崩れるという問題が
あったが、本発明による落下衝撃試験装置は、試験物4
を1個所で吸着により保持しているため、解放時に試験
物の態勢の変動(傾き)が抑えられるという効果が得ら
れる。
制御部7と、信号線D20と、真空ポンプ3と、電磁弁
A5と、チューブA21とにより、リニアレール11に
沿って落下するハンド14に姿勢保持された試験物4
が、衝突受け板15に衝突する直前に電気的制御によっ
て解放されるという特徴を有するため、落下中の空気抵
抗による姿勢の崩れが発生せず、試験物4に衝突後に発
生するひずみや応力等の正確な実験値が得られるという
効果がある。
と、制御部7と、信号線D20と、真空ポンプ3と、電
磁弁B6と、チューブB22とにより、高さ固定板13
に保持したハンド14を放す動作を電気的に制御すると
いう特徴を有するため、従来、人手によると放し方の違
いによって空中で製品の姿勢が変わり、衝突部分が定ま
らないという問題を解決でき、試験物4の姿勢を、より
高精度に保持できるという効果がある。
放と、スイッチB9による試験物4の解放を電気的な信
号に基づいて行うことにより、カウンターによりこの間
の正確な時間間隔ΔTが求められるため、試験物4が解
放されるまでの距離(既知)Jより、衝突直前の落下速
度U=J/ΔTを正確に算出できるという効果も得られ
る。
着パッド1による試験物4の吸着、およびハンド吸着パ
ッド2によるハンド14の吸着を、パッドの内部を真空
状態(大気圧よりも低い圧力状態)にして行ったが、磁
力、静電気による吸引力を利用して試験物4やハンド1
4の吸着を行うようにしても良い。
の落下姿勢保持に試験物吸着パッドおよびハンドをバラ
ツキなく解放させるためにハンド吸着パッドを設け、こ
れにより試験物およびハンドの保持部に駆動部がなくな
るため、装置が安価となるという効果が得られる。
れるタイミングが僅かにずれることによって試験物の姿
勢が崩れるという問題があったが、本発明は、試験物を
1個所で吸着により保持しているので、解放時の試験物
の態勢の変動(傾き)が抑えられるという効果がえられ
る。
ドに姿勢保持された試験物が、衝突受け板に衝突する直
前、電気的制御によって解放されるため、落下中の空気
抵抗による姿勢の崩れが発生せず、試験物に衝撃によっ
て生じるひずみ、応力などの正確な実験値が再現性よく
求めることができるという効果がある。
部のカウンターのカウントを開始させ、衝突受け板の直
上に設けられスイッチからの試験物を解放する信号によ
り制御部のカウンターのカウントを終了させ、この時間
間隔ΔTを容易に算出し、さらに、この値を式(4)に
代入することにより、高さを微調整するだけで容易に誤
差R=0に近づけられるため、実際の高さから自由落下
させた時に生じるひずみ、応力と同じものを試験物に与
えることができるという効果もある。
Claims (6)
- 【請求項1】試験対象物を開放可能に保持する試験対象
物保持部と、前記試験対象物保持部の落下経路を規定す
るガイド機構とを備える落下衝撃試験装置において、 前記試験対象物保持部は、試験対象物を吸着する試験対
象物吸着手段を備え、前記試験対象物が衝突面に衝突す
る直前に前記試験対象物吸着手段の吸着を解いて前記試
験対象物を開放することを特徴とする落下衝撃試験装
置。 - 【請求項2】前記試験対象物保持部を吸着する試験対象
物保持部吸着手段を更に備え、前記試験対象物保持部吸
着手段の吸着を解いて前記試験対象物保持部を前記ガイ
ド機構に沿って落下させることを特徴とする請求項1に
記載の落下衝撃試験装置。 - 【請求項3】前記衝突面の直上に前記試験対象物の落下
を検出する落下検出手段を備え、前記落下検出手段から
の信号により前記試験対象物吸着手段の吸着を解くこと
を特徴とする請求項1または2に記載の落下衝撃試験装
置。 - 【請求項4】前記試験対象物保持部の落下開始を検知す
る落下開始検出手段を備え、前記落下開始検出手段から
の信号によりカウンターのカウントを開始させ、前記落
下検出手段からの信号により前記カウンターのカウント
を終了させて、落下開始時間と落下終了時間との時間間
隔ΔTを計測し、前記時間間隔ΔTと前記試験対象物が
解放されるまでの距離Jより、衝突直前の落下速度U=
J/ΔTを算出することを特徴とする請求項1〜3のい
ずれかに記載の落下衝撃試験装置。 - 【請求項5】前記時間間隔ΔTを以下の式に代入し、 R=v−U=√(2gJ)−J/ΔT R:自由落下速度と実測した落下速度との差 v:自由落下速度 U:実測した落下速度 g:重力加速度 J:試験対象物が解放されるまでの距離 ΔT:落下開始時間と落下終了時間との時間間隔 R=0となるように高さの微調整を行って、自由落下に
より被るのと同じひずみや応力を前記試験対象物に与え
ることを特徴とする請求項4に記載の落下衝撃試験装
置。 - 【請求項6】前記吸着は、大気圧よりも低い圧力、磁力
または静電気による吸引力により行われることを特徴と
する請求項1〜5のいずれかに記載の落下衝撃試験装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001179667A JP2002372485A (ja) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | 落下衝撃試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001179667A JP2002372485A (ja) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | 落下衝撃試験装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002372485A true JP2002372485A (ja) | 2002-12-26 |
Family
ID=19020203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001179667A Withdrawn JP2002372485A (ja) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | 落下衝撃試験装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002372485A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101886976A (zh) * | 2010-06-29 | 2010-11-17 | 上海大学 | 围杆作业安全带整体滑落测试装置 |
CN108351284A (zh) * | 2015-10-30 | 2018-07-31 | 康宁股份有限公司 | 用于对材料进行冲击测试的设备和方法 |
GB2587515A (en) * | 2018-03-23 | 2021-03-31 | Amazon Tech Inc | Mobile drive unit having a split chassis |
-
2001
- 2001-06-14 JP JP2001179667A patent/JP2002372485A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101886976A (zh) * | 2010-06-29 | 2010-11-17 | 上海大学 | 围杆作业安全带整体滑落测试装置 |
CN108351284A (zh) * | 2015-10-30 | 2018-07-31 | 康宁股份有限公司 | 用于对材料进行冲击测试的设备和方法 |
US10962457B2 (en) | 2015-10-30 | 2021-03-30 | Corning Incorporated | Apparatus and methods to impact test materials |
GB2587515A (en) * | 2018-03-23 | 2021-03-31 | Amazon Tech Inc | Mobile drive unit having a split chassis |
GB2587515B (en) * | 2018-03-23 | 2023-03-29 | Amazon Tech Inc | Mobile drive unit having a split chassis |
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