JP2007187569A

JP2007187569A - 伸縮部材試験装置、伸縮部材検査装置、伸縮部材試験方法及び伸縮部材検査方法

Info

Publication number: JP2007187569A
Application number: JP2006006336A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Oe; 敦司大江
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2007-07-26

Abstract

【課題】被験体の伸縮方向だけでなく、複数の方向に曲げることができるため、曲げた状態において負荷をかけることができる。
【解決手段】被験体の伸縮部を伸縮させる第１の駆動機構と、弾性体を介して前記第１の駆動機構にとりつけられている被験体の伸縮部を保持する第１の保持手段と、被験体本体を保持する第２の保持手段と、前記第２の保持手段を被験体の伸縮部の伸縮方向を軸として回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構が固定されているステージと、前記被験体の伸縮部を前記ステージを介して屈曲させる第２の駆動機構とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、材料に対して圧縮や引張りの繰り返し荷重をかけて疲労試験を行ったり、機械的構造体に対して抜き差しなどの繰り返し動作に対する耐久性を試験するための材料試験装置に関し、特に微小な試験力を必要としたり、繰り返し速度の速い試験に適した材料試験装置に関する。

材料に繰り返し荷重をかけて材料の変形や破壊などの特性を評価する試験装置は疲労試験機として知られている。またこの疲労試験機は、コネクタなどの様に２つの機械的構造体を抜き差しした場合の挿抜耐久性や、伸び縮み可能なアンテナなどの可動部分の伸縮耐久性を試験する場合に利用することができる。

従来の材料試験装置は、試験体に対して負荷軸方向に繰り返し荷重をかけて該試験体の特性または耐久性を試験する材料試験装置において、試験装置の全体を支持するフレームと、試験体を固定する試料台と、この試料台を負荷軸に沿って直線的に駆動するリニアモータ駆動部を有する直線駆動部材と、この直線駆動部材を前記フレームに対して負荷軸方向に直線的に駆動するネジザオを備えたものであった（図６参照）。
特開２００２−１０７２７８号公報

しかしながら、上述の技術では、直線駆動方向に負荷をかけることはできるが、試験体が曲げられた状態で負荷をかけることができなかった。

上記の問題点を解決すべく、本発明は実際の製品の使用状況に、より近い状態で試験を行える装置、方法を提供することを目的としたものである。

（１）被験体の伸縮部を伸縮させる第１の駆動機構と、
弾性体を介して前記第１の駆動機構にとりつけられている被験体の伸縮部を保持する第１の保持手段と、
被験体本体を保持する第２の保持手段と、
前記第２の保持手段を被験体の伸縮部の伸縮方向を軸として回転させる回転駆動機構と、
前記回転駆動機構が固定されているステージと、
前記被験体の伸縮部を前記ステージを介して屈曲させる第２の駆動機構と
を具備することを特徴とする伸縮部材試験装置。

（２）被験体の伸縮部を保持する第１の保持手段と、
被験体本体を保持する第２の保持手段と、
前記第１の保持手段を有し前記伸縮部の伸縮荷重を検査する検査手段と
を具備することを特徴とする伸縮部材検査装置。

（３）被験体本体を保持する工程と、
前記第２の保持手段を回転駆動機構によって回転させる工程と、
前記被験体の伸縮部先端を保持する工程と、
前記被験体の伸縮部を屈曲させる工程と
を具備することを特徴とする伸縮部材試験方法。

（４）被験体本体を保持する工程と、
前記被験体の伸縮部先端を保持する工程と、
前記伸縮部の伸縮荷重を検査する検査工程と
を具備することを特徴とする伸縮部材検査方法。

（５）被験体本体を保持する工程と、
被験体の伸縮部先端を保持する工程と、
前記被験体本体と前記被験体の伸縮部先端とを回転駆動機構によって被験体伸縮部の伸縮方向を軸として同じ方向に同時に回転させる工程と、
前記被験体を屈曲させる工程と
を具備することを特徴とする伸縮部材試験方法。

被験体の伸縮方向だけでなく、複数の方向に曲げることができるため、曲げた状態において負荷をかけることができる。

以下、本発明の第１の実施の形態について図１〜図４を用いて説明する。

図１、図２は携帯電話のアンテナの伸縮試験装置である。図３は揺動運動による屈曲アーム８（ステージ）と屈曲アーム８上に設けられた長穴１１及びカムフォロア１０の動きを示した図である。図４は揺動運動による携帯電話アンテナ２の動きを示した図である。

まず、伸縮試験装置に設置される被験体の携帯電話機本体部１に関して説明をする。携帯電話の本体部分は根元保持部３によって保持されている。また、この根元保持部３（第２の保持手段）は屈曲アーム８上に固定された回転駆動機構１４に接続されている。

屈曲アーム８は回転軸を中心として揺動運動をする。揺動運動は直進駆動機構9（第２の駆動機構）によるものである。この運動方向の変換についての構造は後ほど述べる。屈曲アーム８上に設けられた長穴１１と、直進駆動機構9に連動して駆動し長穴１１と係合されるカムフォロア１０とによって揺動運動が行われる。

次に携帯電話アンテナ２に関して説明をする。携帯電話アンテナ２は携帯電話機本体部１に接続されている。携帯電話アンテナ２はアンテナ先端部５を先端保持部４（第１の保持手段）によって保持されている。先端保持部４はコイルバネ６を介して直進駆動機構７（第１の駆動機構）に固定されている。

先端保持部４は高圧エア機構と接続しており、対象物を掴んだり放したりすることができる。

高圧エア機構以外の機構でも代替可能な機構であれば他の機構を用いてもよい。コイルバネ６は装置の伸縮運動の際に装置においてあらかじめ設定した数値と、実際の被験体の有するサイズの数値の誤差により、被験体を痛めたり検査が十分に行われなかったりすることを防ぐための緩衝材である。コイルバネ以外でも代替可能な部材があれば、他の緩衝材でも良い。

直線駆動機構９は、アンテナの揺動回数の入力及び、揺動回数をカウントできる制御部に接続されている。

次に、実験時の装置の動きについて説明する。

回転駆動機構１４、直進駆動機構9、直進駆動機構７が同時にそれぞれ矢印方向Ａ、Ｂ，Ｄの方向に動く。

各機構の動きを説明する。直進駆動機構７によりアンテナ先端部５を保持した先端保持部４を矢印Ｄ方向で携帯電話機本体部１の方向とは反対の方向に移動させる。これにより携帯電話アンテナ２が伸びる。

そして回転駆動機構１４により、携帯電話本体１を携帯電話アンテナ２を軸として矢印Ａ方向に回転させ、任意の角度まできたら回転を止める。

このとき、携帯電話本体１と携帯電話アンテナ２の相対回転角度を変更させないように、携帯電話アンテナ２を一旦先端保持部４から放し、回転が止まった時点で再び携帯電話アンテナ２を先端保持部４で保持する。
次に図３を参照しながら説明をする。直進駆動機構9によってガイドローラーであるカムフォロア１０が矢印Ｂ方向の一方向に動く。一方で、長穴１１を有する屈曲アーム８は端部下面を回転軸によって固定されている。

カムフォロア１０は長穴１１内を自由に移動できるように係合されているため、カムフォロア１０が直線上を移動するとカムフォロア１０が長穴１１内移動し、長穴１１の内側面に作用が働く。その結果長穴１１を有する屈曲アーム８が携帯電話機本体部１ごと回転軸を中心に矢印方向Ｃの一方向へ移動し、携帯電話アンテナ２は図４のように曲げられる。

次に、携帯電話アンテナ２の先端保持部４を矢印Ｄ方向で携帯電話機本体部１の方向に移動させ、アンテナを縮め、同時に直進駆動機構9によって動くカムフォロア１０が初期位置へ戻る。

次に再び直進駆動機構７により携帯電話アンテナ２の先端保持部４を矢印Ｄ方向で携帯電話機本体部１とは逆の方向に移動させ、アンテナを伸ばす。

次に直進駆動機構9によってカムフォロア１０が矢印Ｂ方向の先ほどとは逆方向に動き、回転軸１３を中心として携帯電話機本体部１を屈曲アーム８ごと矢印方向Ｃの先ほどとは逆方向へ移動する。その結果携帯電話アンテナ２が先ほどとは逆方向へ曲げられる。

以上のように直進駆動機構9によるカムフォロア１０が矢印Ｂ方向に１往復したら、携帯電話本体１は回転駆動機構１４によって別の角度に設定される。以上の動作が繰り返される。

上記記載において、携帯電話本体１と携帯電話アンテナ２の相対回転角度を変えないために、上記では携帯電話アンテナ２を先端保持部４から放し、回転が止まった時点で再び携帯電話アンテナ２を先端保持部４で保持していたが、代わりに先端保持部４が携帯電話本体１の回転、すなわち回転駆動機構１４と同時に動くことができる機構を有していれば携帯電話アンテナ２を先端保持部４から放す必要はなく、部品の特定箇所を摩耗させずに伸縮試験を行うことができる。このとき先端保持部４が極めて回転摩耗の小さい部品を介して直進駆動機構７に固定されることが好ましい。

また、上記では根元保持部３を直進駆動機構９と屈曲アーム８により揺動させているが、パルスモータなどの回転駆動系により屈曲アーム８を揺動させても良い。

上記の実験をした後、図５に示すように携帯電話アンテナの伸縮力、すなわち摩耗の程度を調べる。先端保持部４を携帯電話アンテナ２から離し、直進駆動機構７全体を退避させた状態で、測定手段１５をアンテナ先端部５にセットし伸縮力を測定検査することができる。このような構成により、被験体本体を試験装置から外すことなく装置上での検査が可能となる。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。例えば、携帯電話のアンテナに限らず伸縮する部材であれば他の部材でも適用可能である。

本発明の試験装置の平面図。本発明の試験装置の正面図。本発明の試験装置による屈曲アームの動作を示す図。本発明の試験装置による被験体の動きを示す図。本発明の試験装置を利用した検査装置の平面図。従来の試験装置の正面図。

符号の説明

１・・・携帯電話機本体部，２・・・携帯電話アンテナ，３・・・根元保持部，４・・・先端保持部，５・・・アンテナ先端部，６・・・コイルバネ，７・・・直進駆動機構，８・・・屈曲アーム，９・・・直進駆動機構，１０・・・カムフォロア，１１・・・長穴，１４・・・回転駆動機構，１５・・・測定手段

Claims

被験体の伸縮部を伸縮させる第１の駆動機構と、
弾性体を介して前記第１の駆動機構にとりつけられている被験体の伸縮部を保持する第１の保持手段と、
被験体本体を保持する第２の保持手段と、
前記第２の保持手段を被験体の伸縮部の伸縮方向を軸として回転させる回転駆動機構と、
前記回転駆動機構が固定されているステージと、
前記被験体の伸縮部を前記ステージを介して屈曲させる第２の駆動機構と
を具備することを特徴とする伸縮部材試験装置。
前記第１の駆動機構は伸縮部の伸縮方向に駆動し、第１の保持手段と第２の保持手段の位置を相対的に変化させる駆動機構であることを特徴とする請求項１記載の伸縮部材試験装置。
前記伸縮部は電波を送信もしくは受信する部材であることを特徴とする請求項１記載の伸縮部材試験装置。
被験体の伸縮部を保持する第１の保持手段と、
被験体本体を保持する第２の保持手段と、
前記第１の保持手段を有し前記伸縮部の伸縮荷重を検査する検査手段と
を具備することを特徴とする伸縮部材検査装置。
被験体本体を保持する工程と、
前記第２の保持手段を回転駆動機構によって回転させる工程と、
前記被験体の伸縮部先端を保持する工程と、
前記被験体の伸縮部を屈曲させる工程と
を具備することを特徴とする伸縮部材試験方法。
前記被験体の伸縮部の屈曲を戻す工程と、
前記被験体の伸縮部先端を放す工程と
を具備することを特徴とする請求項５記載の伸縮部材試験方法。
前記伸縮部は被験体の電波を送信もしくは受信する部材であることを特徴とする請求項５もしくは請求項６記載の伸縮部材試験方法。
被験体本体を保持する工程と、
前記被験体の伸縮部先端を保持する工程と、
前記伸縮部の伸縮荷重を検査する検査工程と
を具備することを特徴とする伸縮部材検査方法。
前記第１の保持手段は前記回転駆動機構と同時に回転することを特徴とした
請求項１記載の伸縮部材試験装置。
被験体本体を保持する工程と、
被験体の伸縮部先端を保持する工程と、
前記被験体本体と前記被験体の伸縮部先端とを回転駆動機構によって被験体伸縮部の伸縮方向を軸として同じ方向に同時に回転させる工程と、
前記被験体を屈曲させる工程と
を具備することを特徴とする伸縮部材試験方法。