JP2005274396A - 落下試験装置、落下試験方法および被載置部材 - Google Patents

Abstract

【課題】一定の条件下で試験対象物を落下させるのが容易で、かつ労力を費やすことなく、試験環境の再現性が高い落下試験装置および落下試験方法を提供する。
【解決手段】 試験対象物１００をステイ５０ａとステイ５０ｂに架け渡すように載置する。落下台４０の高さを必要な高さまで上昇させる。そして、落下台４０を解放し、落下させる。すると、落下台４０が落下し、やがてステイ５０ａ、５０ｂが衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃに接触することなく、衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃ間の間隙内に収まり、試験対象物１００が衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃの上面に衝突し、そしてこの直後に、落下台４０はダンパを介してベース１０上に着地するようにしたものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、落下時に物体に加わる衝撃などを測定するのに用いられる落下試験装置に関する。

周知のように、HDD（ハードディスクドライブ）などの衝撃に弱い部品を内蔵している各種製品においては、ユーザが携帯中に誤って落下させることにより、故障やデータ破壊などの重大な損害を引き起こす可能性が高い。そのため落下衝撃に対する強度評価が製品開発上とても重要となる。

実際の強度評価では衝撃加速度の測定などが行われるが、この際に試験対象物の衝突姿勢が安定せず測定値にバラツキがあると、評価の品質や効率を著しく低下させることになる。そこで、試験対象物を常に安定した衝突姿勢で、繰り返し落下させることができる試験装置が必要とされる。

これに対して従来の技術として、試験対象物をその保持部と共に落下させ、衝突直前に対象物を放すことにより、試験対象物の単独落下時間を短くして姿勢を安定させる手法がある（例えば、特許文献１参照）。また試験対象物をその保持部と共に落下させ、衝突の瞬間に対象物が離れる構造とすることで姿勢を安定させる手法などがある（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、これら従来手法技術では、試験対象物を保持する方法として、いずれも側面から挟み込むような構造をとっている。試験対象物の衝突姿勢を安定させるためには、設置姿勢、落下姿勢が共に一定でなければならないが、このような挟み込みの構造では、設置の姿勢が試験毎にばらつく可能性がある。また挟み込みを解放する制御が複雑であるばかりか、コストがかかるという問題もある。

また挟む力が足りずに落下中に姿勢がずれてしまう可能性や、放した瞬間に姿勢がずれる可能性がある。そのため衝突姿勢を一定に保つことが困難と思われ、データのバラツキの問題がおきてしまう。さらには、これらを一定に保つ挟み込み作業に、非常に労力を要するという問題もある。
特開２０００−０５５７７８公報 特開平９−０５４０２９号公報

従来の落下試験装置では、一定の条件下で試験対象物を落下させるのが困難であるばかりか、またその状態を作る作業に多くの労力が費やされるという問題があった。

この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、一定の条件下で試験対象物を落下させるのが容易で、かつ労力を費やすことなく、試験環境の再現性が高い落下試験装置、落下試験方法および被載置部材を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明は、試験対象物を落下させる試験を行う落下試験装置において、試験対象物が載置される被載置手段と、この被載置手段を昇降自在に保持し、かつ被載置手段の重量によって落下する程度の摩擦力で保持する保持手段とを具備して構成するようにした。

以上述べたように、この発明では、試験対象物が載置される被載置手段を、落下に際し摩擦力が加わる保持手段で保持することで、自由落下しようとする試験対象物が被載置手段とほぼ一体となって落下するようにしている。

したがって、この発明によれば、試験対象物は被載置手段上に載置するという容易な作業により設置姿勢や落下姿勢を設定でき、試験者が多大な労力を費やすこともなく、再現性の高い試験を容易に繰り返すことが可能な落下試験装置、落下試験方法および被載置部材を提供できる。

以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
図１および図２は、この発明の一実施形態に係わる落下試験装置の構成を示すものである。図１は正面方向から見た図であり、これに対して図２は側面方向から見た図である。

落下試験装置は、ベース１０と、連架部２０と、ガイドポール３０ａ、３０ｂと、落下台４０と、ステイ５０ａ、５０ｂと、衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃとを備えている。

ベース１０は、当該落下試験装置の基台であって、安定した水平面に置かれる。そしてこのベース１０上に垂直にガイドポール３０ａ、３０ｂが設けられる。ガイドポール３０ａの上端部とガイドポール３０ｂの上端部とは、連架部２０によって連架される。

落下台４０には、ガイドポール３０ａ、３０ｂが挿通される２つの穴（図示しない）が設けられ、これらの穴にガイドポール３０ａ、３０ｂが挿通され、ベース１０と連架部２０との間で昇降自在に設けられる。

ステイ５０ａ、５０ｂは、落下台４０の側面に水平に（ガイドポール３０ａ、３０ｂの長手方向に対して垂直に）設けられる。ステイ５０ａとステイ５０ｂとは、水平方向に並んだ状態で落下台４０の側面に設けられる。またステイ５０ａ、５０ｂは、互いにその上面が水平で同じ高さになっており、ステイ５０ａとステイ５０ｂとの間を掛け渡すように、試験対象物１００が載架される。すなわち、ステイ５０ａとステイ５０ｂは、落下台４０の昇降の方向に投影される投影部分を有するように試験対象物１００を支持する。

衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、それぞれ上面が水平で互いに同じ高さを有し、ベース１０上において試験対象物１００の直下に設けられ、上記投影部分が衝突する。またベース１０上には、落下台４０が落下する位置にゴムなどの弾性材からなるダンパ７０が設けられており、これにより落下台４０がベース１０上に落下した際に生じる衝撃を吸収する。

また衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、所定の幅の間隙を隔ててベース１０上に並べられており、落下台４０が落下した際に、落下台４０の下面がダンパ７０に達する前に、落下台４０に設けられたステイ５０ａ、５０ｂが衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃに接触することなく、上記間隙内に収まるようにベース１０上に並べられる。

すなわち、落下台４０の下面がダンパ７０に達した状態におけるステイ５０ａ、５０ｂの上面よりも、衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃの上面の方が高い位置となるように構成されているため、落下台４０の下面がダンパ７０に達する前に、試験対象物１００が衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃの上面に衝突（落下）する。

次に、上記構成の落下試験装置の動作について説明する。
まず、試験対象物１００をステイ５０ａとステイ５０ｂに架け渡すように載置する。なお、これに先立って試験対象物１００には、衝撃センサなどのセンサを所望の測定個所に取り付けておく。

次に、落下台４０の高さを必要な高さまで上昇させる。ここで設定される高さは、落下台４０とガイドポール３０ａ、３０ｂとの間に生じる摩擦、空気抵抗などの諸条件を考慮して設定することで、試験対象物１００単体での自由落下を想定した設定ができる。

そして、落下台４０を解放し、落下させる。すると、落下台４０が落下し、やがて図３に示すように、ステイ５０ａ、５０ｂが衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃに接触することなく、衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃ間の間隙内に収まり、試験対象物１００が衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃの上面に衝突する。図４は、その側面図である。そしてこの直後、図５に示すように、落下台４０はダンパ７０を介してベース１０上に着地する。図６は、その側面図である。

以上のように、上記構成の落下試験装置では、落下台４０とガイドポール３０ａ、３０ｂとの間に生じる摩擦により、ステイ５０ａ、５０ｂ上に載置された試験対象物１００は、自由落下しようとすることによりステイ５０ａ、５０ｂおよび落下台４０とほぼ一体となって落下し、衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃに衝突する。

したがって、上記構成の落下試験装置によれば、試験対象物１００は、ステイ５０ａ、５０ｂ上に載置された状態で衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃに衝突するため、再現性の高い落下試験を行うことができる。

また、ステイ５０ａ、５０ｂ上に試験対象物１００を載置するという容易な作業により設置姿勢や落下姿勢を設定でき、試験者が多大な労力を費やすこともなく、同条件の試験を容易に繰り返すことができる。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

その一例として例えば、上記実施の形態では、ステイ５０ａ、５０ｂの上面をそれぞれ水平として説明したが、これに限定されるものではない。試験対象物１００の形状や、所望の設置姿勢や落下姿勢に応じた形状とすることで、種々の条件の落下試験を繰り返し行うことができる。

またこれに伴って、落下台４０に対してステイ５０ａ、５０ｂを着脱式とし、ステイ５０ａ、５０ｂを種々の形状とすることで実現できる。このような構成によれば、試験内容に応じた形状のステイ５０ａ、５０ｂを落下台４０に取り付けることで、種々の条件の落下試験を行うことができる。

またステイ５０ａ、５０ｂを落下台４０に対して着脱式とするには、ステイ５０ａ、５０ｂに設けたネジ部を、落下台４０に設けたネジ穴に螺合する構成や、ステイ５０ａ、５０ｂに設けたネジ部を、落下台４０の設けたボルト穴に挿通し、落下台４０の背面にてナットによりステイ５０ａ、５０ｂのネジ部を固定するなどの手法が考えられる。

また上記実施の形態では、ステイ５０ａ、５０ｂを落下台４０の側面に取り付ける構成として説明したが、ステイ５０ａ、５０ｂの形状をＬ型などにすることで、落下台の上面や底面に取り付けても試験対象物１００を水平に支持することができる。

また上記実施の形態では、衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃの上面についてもそれぞれ平面として説明したが、種々の形状に変形することにより多彩な条件下での落下試験を行うことができる。また衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃの上面に、絨毯、板、ゴム、スポンジなどの素材を取り付けることで、様々な環境を再現できる。

さらには、衝撃吸収性や剛性などの測定を目的とする新素材、あるいは新形状の試験対象物１００を、衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃの上面に取り付け、一定の重量物（基準物）などをステイ５０ａ、５０ｂ上に置いて、試験対象物１００への落下試験を試みる。すなわち、衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃを試験対象物１００として、これへの落下試験を試みることも可能である。

また、上記の実施形態では、落下台４０に対して、ガイドポール３０ａ、３０を挿通することで、垂直方向に昇降自在に保持する構成としたが、垂直方向に昇降自在に保持する構成であれば、これに限定されるものではない。例えば落下台４０を垂直方向に並行した少なくとも２つのガイドポールで挟み込むことで保持し、これを軌道（レール）としてガイドポール間で昇降するようにしてもよい。

そして、上記実施の形態では、ステイ５０ａ、５０ｂを２つ、衝突ブロック６０ａ、６０ｂ、６０ｃを３つで構成したが、この数に限定されるものではない。
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。

この発明に係わる落下試験装置の一実施形態の構成を示す図。 図１に示した落下試験装置を側面から見た図。 図１に示した落下試験装置において、試験対象物が衝突ブロックに衝突した瞬間を示す図。 図３に示した落下試験装置を側面から見た図。 図１に示した落下試験装置において、落下台が最下点に達した様子を示す図。 図１に示した落下試験装置を側面から見た図。

符号の説明

１０…ベース、２０…連架部、３０ａ，３０ｂ…ガイドポール、４０…落下台、５０ａ，５０ｂ…ステイ、６０ａ，６０ｂ，６０ｃ…衝突ブロック、７０…ダンパ、１００…試験対象物。

Claims (18)

1. 試験対象物を落下させる試験を行う落下試験装置において、
   前記試験対象物が載置される被載置手段と、
   この被載置手段を昇降自在に保持し、かつ前記被載置手段の重量によって落下する程度の摩擦力で保持する保持手段とを具備することを特徴とする落下試験装置。
2. 前記被載置手段は、
   前記保持手段によって昇降自在に保持される昇降手段と、
   この昇降手段に取り付けられ、前記試験対象物が載置される支持手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の落下試験装置。
3. 前記支持手段は、前記昇降の方向に投影される投影部分を有するように前記試験対象物を支持するものであって、
   さらに、前記昇降手段を落下させた場合に、前記昇降手段が着地するより先に、前記試験対象物の投影部分が衝突する衝突手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の落下試験装置。
4. 前記支持手段は、前記昇降手段に対して着脱可能な着脱手段を備えることを特徴とする請求項２または請求項３を落下試験装置。
5. 試験対象物を落下させる落下試験方法において、
   前記試験対象物を被載置手段に載置する載置工程と、
   この被載置手段を昇降自在に保持しかつ前記被載置手段の重量によって落下する程度の摩擦力で保持する保持手段を落下させる落下工程とを具備することを特徴とする落下試験方法。
6. 前記被載置手段は、
   前記保持手段によって昇降自在に保持される昇降手段と、
   この昇降手段に取り付けられ、前記昇降の方向に投影される投影部分を有するように前記試験対象物を支持する支持手段とを備え、
   前記落下工程は、前記昇降手段が着地するより先に、前記試験対象物の投影部分が衝突手段に衝突するように前記保持手段を落下させることを特徴とする請求項５に記載の落下試験方法。
7. 落下台を落下させることにより落下試験を行う落下試験装置で用いられる被載置部材であって、
   前記試験対象物が載置される被載置手段と、
   この被載置手段を前記落下台に取り付ける取付手段とを具備することを特徴とする被載置部材。
8. 前記被載置手段は、前記昇降の方向に投影される投影部分を有するように前記試験対象物を支持することを特徴とする請求項７に記載の被載置部材。
9. 前記落下試験装置は、前記試験対象物を衝突させるための衝突手段を備えるものであって、
   前記被載置手段は、前記落下台を落下させた場合に、前記落下台が着地するより先に、前記試験対象物の投影部分が前記衝突手段に衝突するように前記試験対象物を支持することを特徴とする請求項８に記載の被載置部材。
10. 試験対象物に基準物を落下させる試験を行う落下試験装置において、
    前記基準物が載置される被載置手段と、
    この被載置手段を昇降自在に保持し、かつ前記被載置手段の重量によって落下する程度の摩擦力で保持する保持手段とを具備することを特徴とする落下試験装置。
11. 前記被載置手段は、
    前記保持手段によって昇降自在に保持される昇降手段と、
    この昇降手段に取り付けられ、前記基準物が載置される支持手段とを備えることを特徴とする請求項１０に記載の落下試験装置。
12. 前記支持手段は、前記昇降の方向に投影される投影部分を有するように前記基準物を支持するものであって、
    さらに、前記昇降手段を落下させた場合に、前記昇降手段が着地するより先に、前記基準物の投影部分が前記試験対象物に衝突するように、前記試験対象物を支持する試験対象物支持手段を備えることを特徴とする請求項１１に記載の落下試験装置。
13. 前記支持手段は、前記昇降手段に対して着脱可能な着脱手段を備えることを特徴とする請求項１１または請求項１２を落下試験装置。
14. 試験対象物に基準物を落下させる試験を行う落下試験装置において、
    前記基準物を被載置手段に載置する載置工程と、
    前記被載置手段を昇降自在に保持しかつ前記被載置手段の重量によって落下する程度の摩擦力で保持する保持手段を落下させる落下工程とを具備することを特徴とする落下試験方法。
15. 前記被載置手段は、
    前記保持手段によって昇降自在に保持される昇降手段と、
    この昇降手段に取り付けられ、前記昇降の方向に投影される投影部分を有するように前記基準物を支持する支持手段とを備え、
    前記落下工程は、前記昇降手段が着地するより先に、前記基準物の投影部分が前記試験対象物に衝突するように前記保持手段を落下させることを特徴とする請求項１４に記載の落下試験方法。
16. 落下台を落下させることにより基準物を試験対象物に衝突させる落下試験を行う落下試験装置で用いられる被載置部材であって、
    前記基準物が載置される被載置手段と、
    この被載置手段を前記落下台に取り付ける取付手段とを具備することを特徴とする被載置部材。
17. 前記被載置手段は、前記昇降の方向に投影される投影部分を有するように前記基準物を支持することを特徴とする請求項１６に記載の被載置部材。
18. 前記落下試験装置は、前記基準物を前記試験対象物に衝突させるように、前記試験対象物を支持する試験対象物支持手段を備えるものであって、
    前記被載置手段は、前記落下台を落下させた場合に、前記落下台が着地するより先に、前記基準物の投影部分が前記試験対象物に衝突するように前記基準物を支持することを特徴とする請求項１７に記載の被載置部材。

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