JP2010066204A - Drop tester - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機器や機器を梱包した梱包物を所望の距離から落下させる落下試験装置に関する。 The present invention relates to a drop test apparatus that drops a device or a package packed with the device from a desired distance.
製品の輸送過程や、製品を購入した購入者等が、誤って当該製品に落下または異物と衝突させることで衝撃を与え、その衝撃に起因する破損等の不具合を予め予測するため、落下試験装置が普及している。特に、近年では製品の小型軽量化とパーソナル化とが相俟って携帯用途製品の普及が著しく、製品の耐衝撃試験を行う必要性が増加している。 A drop test device for predicting in advance defects such as damage caused by the product transportation process and the purchaser who purchased the product accidentally dropped or collided with a foreign object. Is popular. In particular, in recent years, the use of portable products is remarkable due to the reduction in size and weight of products and the personalization of products, and the need to conduct impact resistance tests on products is increasing.
このような落下試験機では、製品に落下衝撃を付与する際に、同一の姿勢で衝撃を付与することが、落下高さを変化させることで衝撃による製品に与える影響の落下高さ依存性を試験する用途等として要望されている。 In such a drop tester, when a drop impact is applied to a product, applying the impact in the same posture reduces the drop height dependency of the impact on the product due to the impact by changing the drop height. It has been requested as an application for testing.
上述の要望を満足する落下試験装置として、例えば特許文献1が知られている。特許文献1では、中心部に備える貫通孔と、この貫通孔の周囲を所定角度の傾斜を有するテーパ部とを備えるテーパ付ホルダーのテーパ部に試験物を載置し、所定の高さから試験物を載置したテーパ付ホルダーと共に、貫通孔を遊挿する衝突受け板に向けて落下させ、この衝突受け板と試験物との落下衝撃を観察する落下衝撃試験装置が開示されている。
For example,
この構成により、試験物をテーパ付ホルダーに保持した状態で衝突受け板に衝突させることができるため、試験物の落下姿勢を一定に保った状態で自由落下させて衝突面に衝突させることができ、衝撃によって生じる歪み、応力等が再現性良く正確に測定できる効果を奏するとしている。また、テーパ部の傾斜角度を調整することにより、落下中にテーパ付ホルダーから試験物が浮上することや、空気抵抗によって生じる試験物の姿勢の崩れを抑制できるとしている。
しかしながら、特許文献1に開示されている技術では、主に次の三点の課題がある。第1に、試験物はテーパ付ホルダーのテーパ部に載置するため、テーパ部における傾斜の影響を受け易く、同一条件で試験物を載置することは困難であり再現性に欠ける。第2に、試験物が衝突し落下衝撃が加えられる箇所は、テーパ付ホルダーの一部の貫通孔を遊挿する衝突受け板であるため、試験物全面での衝突に起因する歪みや応力を測定することができない。第3に、試験物の落下過程ではテーパ付ホルダーと一体で落下させるため、試験物だけの自然落下で被る影響は測定できない。
However, the technique disclosed in
上述の課題を解決するため、試験物だけを自然落下させる図2に示す衝撃試験装置を想起した。図2に示した衝撃試験装置11は、支持台12に固定された支柱13と、支柱13に係合すると共に所定高さに維持する高さ調整部14と、高さ調整部14に支持される回動軸15により回動自在に軸支され試験物17を載置する載置台16との構成が考えられる。この衝撃試験装置11と特許文献1との相違点は、載置台16を回動軸15周りに回動させることで、試験物17だけを自然落下できる構成である。
In order to solve the above-described problems, the impact test apparatus shown in FIG. The
衝撃試験装置11の動作について図3を参照して説明する。同図(a)に示すように、試験物17を載置台16に載置する。次に、試験物17を載置台16に載置した状態で、同図(b)に示すように、例えば載置台16のみに所定の初速度を加え自然落下加速度gよりも早い加速度Gで、高さ調整部14を支持台12の方向に移動させる。この動作を所定距離実行することで、試験物17は載置台16から浮き、載置台16と試験物17との間に空隙が生じる。次に、同図(c)に示すように、載置台16を回動軸15の周りに回動させる。同図(b)における試験物17と載置台16との空隙を、試験物17が自然落下加速度gで落下する前に、載置台16を矢印A方向に回動させると、試験物17は支持台12の面に平行な状態を保ち、支持台12に向けて落下する。
The operation of the
発明者らは衝撃試験装置11を試作し、支持台12に試験物17を落下させたが、次に述べるような課題があった。図4は図3(b)から(c)に至る瞬間の様子を示し、図5は試験物17が図3(a)の状態から図3(c)以降の落下過程を示した側面図である。試験物17を自然落下させるため載置台16を矢印A方向に回動軸15の周りに回動させると、回動軸15の軸芯を中心とした回転モーメントが載置台16に加わる。載置台16を回動軸15の周りに矢印A方向に回動すると、試験物17の側面171に相当する載置台16の箇所では回転モーメントMが発生し、試験物17の側面172に相当する載置台16の箇所では回転モーメントmが発生する。周知のように、回転モーメントは回動軸15の軸芯からの距離により大きさが異なり、M>mの関係となる。
The inventors made a prototype of the
回転モーメントMが加わった側面171では、載置台16と試験物17との界面に周囲の空気が乱流として入り込み、この乱流に起因して回転モーメントMに対応して反作用力Wが試験物17の側面171に加わる。同様にして、試験物17の側面172にも、回転モーメントmに対応して反作用力wが加わる。上述したようにM>mであるため、反作用力W>wの関係となり、載置台16から離隔し自然落下する試験物17の側面171と172とに不均一な力が作用する。
On the
この不均一な力が作用することで、図5に示しように、載置台16と試験物17とが空隙を介して離隔した同図(a)から、試験物17の側面171に印加される力Wは側面172に印加される力wよりも大きいため、自然落下過程で同図(b)から(c)へと試験物17を回転させることとなる。この回転には、試験物17の質量、試験物17に例えば足ゴム等を備える場合には足ゴムと載置台16との粘着力、載置台16と試験物17とが相対向する面積、及び落下距離等様々な要因が関係するが、落下過程で回転成分が生じることには変わりがない。
By applying this non-uniform force, as shown in FIG. 5, the mounting table 16 and the
このように、衝撃試験装置11で工夫した技術では、載置台16と対向している試験物17の面を、正確に支持台12の面に再現性よく落下させることはできなく、落下距離を変えると例えば図5(b)の状態で衝突、或いは同図(c)の状態で衝突等、衝突時における試験物17の姿勢が変化した。尤も、載置台16と試験物17との空隙距離が長ければ、載置台16の回動動作によってこの回転モーメントM及びmが発生したとしても、試験物17に反作用力W及びwの発生を無くすことは原理的に可能である。しかしながら、前述の自然落下加速度gよりも大きい加速度Gで、高さ調整部14と載置台16とを移動させるには限界があり、現実問題として反作用力W及びwの発生に起因する影響を抑制することができなかった。従って、衝撃試験装置11を用いても、落下距離と落下衝撃の影響との定量的な関係が得られなかった。
Thus, with the technology devised by the
本発明は、落下過程における試験物の回転による不具合を抑制した落下試験装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a drop test apparatus that suppresses problems caused by rotation of a test object in the fall process.
上記課題を解決する本発明の落下試験装置は、前記被測定物を所定の角度に維持する維持部材を備えた載置部材と、前記被測定物に衝撃を付与する衝撃部材と、前記衝撃部材と前記載置部材との相対位置を変化させると共に、前記相対位置に保持する保持部材と、前記保持部材で所望の相対位置に保持した状態で前記載置部材を回動させる回動軸とを備える。 The drop test apparatus of the present invention that solves the above problems includes a mounting member that includes a maintenance member that maintains the object to be measured at a predetermined angle, an impact member that imparts an impact to the object to be measured, and the impact member And a holding member that is held at the relative position, and a pivot shaft that rotates the mounting member while being held at a desired relative position by the holding member. Prepare.
上述の構成により、落下高さを変化させても、試験物が落下する落下姿勢を一定に保持することができ、衝撃試験における測定結果の高い再現性と信頼性とが得られる。 With the above-described configuration, even when the drop height is changed, the drop posture in which the test object falls can be kept constant, and high reproducibility and reliability of the measurement result in the impact test can be obtained.
次に、本発明の落下試験装置の具体的内容について、図面を参照して詳述する。図1は本発明の落下試験装置における一実施形態の構成を説明する要部側面図で、落下試験装置1は、支持台2に固定された支柱3と、支柱3に係合すると共に所定高さに維持する高さ調整部4と、高さ調整部4に対して回動軸5により回動自在に軸支され試験物7を載置する載置台6と、回動軸5と載置台6とに係合する角度調整部8とを備える。角度調整部8としては、例えば複数の傾斜角度を有する複数種類の楔形状治具、2枚の板状部材を回動自在に軸支する支軸と螺合により所定の角度に固定する螺子締結部とを備える治具、2枚の板部材を回動自在に軸支する支軸とピンを差し替えることにより所定の角度に固定する治具等の載置台6と独立した治具を載置台6に固定する構成、または、例えば載置台6と一体に成形されピンが遊挿する貫通孔を有するリングと高さ調整部と一体に成形され回動軸5を遊挿する貫通孔とピンが嵌合する穴とを有する軸受にピンを抜き差しすることで所定の角度に固定する構成、高さ調整部4と一体に成形され回動軸5が遊挿する軸受部と載置台6と一体に成形され軸受部と嵌合するリングとを螺子で螺結することで所定の角度に固定する構成等の載置第6と高さ調整部4との係合部を固定する構成の何れであっても採用することができる。
Next, specific contents of the drop test apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of an essential part for explaining the configuration of an embodiment of a drop test apparatus according to the present invention. The
図1に示した落下試験機1の載置台6としてステンレス鋼SUS304を用い、幅300mm、奥行250mm、高さ40mmのアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂(以下、ABS樹脂と称す)ブロックをくり抜くことで質量を1kgと3kgとの2種類を試験物7として、落下距離500mmで、載置台6の矢印A(図4参照)方向の回動速度は、試験物7における回動軸5から最も離隔している載置台6の先端部で2.5m/secの回転速度(加速度換算で約10G)とした落下試験を行った。また、載置台6における試験物7は、回動軸5の軸方向に試験物7の幅方向を平行で、載置台6の同一箇所に載置した。なお、試験物7の内質量1kgを試験物a、3kgを試験物bと称す。
A stainless steel SUS304 is used as the mounting table 6 of the
先ず、載置台6と支持台2とを平行にして、試験物7が支持台2に当接した角度を写真により観測した。落下試験10回の結果、試験物a及びbは共に図5(b)に示した傾向で、傾斜は支持台2の面に対し試験物aは7.34°傾き、試験物bは8.08°傾いていた。これは、上述の反作用力の影響を受けていることに起因する。この結果に基づき、図1に示した角度調整部8で、試験物aと支持台2との初期傾斜角を7.34°に設定し、試験物bと支持台2との初期傾斜角を8.08°に設定し、同様に10回の落下試験を行った。その結果、試験物a及びbの支持台2に対する落下角度は0°に制御することができた。
First, the mounting table 6 and the support table 2 were made parallel, and the angle at which the
なお、上述の試験では試験物a及びbと載置台6との界面はABS樹脂とSUS304とが直接面接触している場合であるが、実際に試験する電子機器等の試験物7では、試験物7には足ゴム等を備えることで耐衝撃性を緩和している場合が殆どである。また、足ゴムのゴム硬度や足ゴムにおける載置台6との接触面積も試験物7の質量に応じて変えられている。さらに、試験物7が梱包されている場合には、梱包材の影響を考慮する必要が生じる。このように足ゴムや梱包材等を有する試験物7では、載置台6との摩擦力が生じるため傾向が異なることが想定される。従って、載置台6を回動軸5周りの回動に先立ち、例えば1m/sec等の初期速度を印加しながら600msec後に載置台6の回動を行うことにより、足ゴムによる影響を緩和することができると共に、さらに再現性に優れる落下試験を実行する頃ができる。また、上述の落下試験では、落下距離を500mmとしたが、落下距離が変化すると落下距離に応じて初期角度を設定することも当然必要で、上述と同様の手法で、角度調整部8で調整することで、試験物7全体で所望の試験物7の箇所に落下衝撃を付与することができる。
In the test described above, the interface between the test specimens a and b and the mounting table 6 is a case where the ABS resin and SUS304 are in direct surface contact. However, the
本発明の落下試験装置は、例えば携帯電話等の小型軽量の電子装置から例えば冷蔵庫等の大型商品を梱包した梱包物まで幅広い分野の落下試験に適用することができる。 The drop test apparatus of the present invention can be applied to drop tests in a wide range of fields, from small and light electronic devices such as mobile phones to packed items packed with large items such as refrigerators.
1 落下試験装置
2 支持台
3 支柱
4 高さ調整部
5 回動軸
6 載置台
7 試験物
8 角度調整部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記被測定物に衝撃を付与する衝撃部材と、
前記衝撃部材と前記載置部材との相対位置を変化させると共に、前記相対位置に保持する保持部材と、
前記保持部材で所望の相対位置に保持した状態で前記載置部材を回動させる回動軸とを備える落下試験装置。 A mounting member having a maintaining member for maintaining the object to be measured at a predetermined angle;
An impact member for applying an impact to the object to be measured;
While changing the relative position of the impact member and the mounting member, a holding member that holds the relative position,
A drop test apparatus comprising: a pivot shaft that pivots the mounting member while being held at a desired relative position by the holding member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012237722A (en) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Hosokawa Micron Corp | Tapping device for powder measuring apparatus |
CN106441771A (en) * | 2016-09-06 | 2017-02-22 | 广州市丹爵通讯科技有限公司 | Micro-distance drop testing device |
CN108020431A (en) * | 2017-12-29 | 2018-05-11 | 北斗航天汽车(北京)有限公司 | Free-fall testing device |
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