JP2011215115A - 回転衝撃試験方法及び回転衝撃試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実使用環境において被試験体に印加される加速度の時間推移を精度良く模擬可能な回転衝撃試験方法及び回転衝撃試験装置を提供する。
【解決手段】回転衝撃試験方法は、鉛直回転軸を中心として１ガイド部を回転させることによって、第１筐体を回転させる回転工程と、第１筐体の保持を解除することによって、第１筐体を第１ガイド部に当接させながら径方向外向きに滑走させる滑走工程と、滑走工程において第１被試験体に働くコリオリの加速度の時間推移及び被試験体の電気信号を検出する検出工程とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器などの回転衝撃試験方法、及び回転衝撃試験装置に関する。

砲弾を火砲から発射する時，砲弾は砲身内で加速され，砲弾には数万Ｇの加速度が印加される。近年、様々な電子部品を搭載する砲弾の研究が行われており、搭載される電子部品の加速度に対する抗たん性の確保が技術的課題としてクローズアップされてきた。

実際の射撃を行わずに電子部品などの被試験体に加速度を印加する方法としては、落下試験がある。落下試験とは、電子部品を収容する鋼製の容器を１２ｍ程度の高さから落下させ、地上に置かれた金属製の受台に容器を衝突させることによって、被試験体に加速度を印加する方法である。落下試験によれば、地上に置かれた金属製の受台の材質及び形状に応じて、被試験体に印加される加速度の大きさと印加時間とを調節できる。しかしながら、落下試験では、実際の射撃に比べて、極めて短い時間しか射撃相当の加速度を印加できない。

そこで、衝撃試験被試験体を収容する筐体を所定の高さから液体中に落下させる方法が提案されている（特許文献１参照）。このような方法によれば、被試験体を固体上に落下させる方法に比べて、被試験体に加速度が印加される時間を長くできるとされている。

実開平５−２０５１号公報

ところで、被試験体の耐衝撃性を正確に評価するには、実使用環境において被試験体に印加される加速度の時間推移を精度良く模擬することが重要である。

しかしながら、特許文献１に記載の方法において被試験体に印加される加速度の時間推移を調整するには、筐体の形状、液体の粘度及び落下高さなどを適切に変更する必要がある。また、筐体を液体中に落下させるので、印加される加速度は射撃に比べかなり小さいと予想される。そのため、実使用環境において被試験体に印加される加速度の時間推移を精度良く模擬することが困難である。

本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、実使用環境において被試験体に印加される加速度の時間推移を精度良く模擬可能な回転衝撃試験方法及び回転衝撃試験装置を提供することを目的とする。

本発明の基本原理は、回転円板上で移動する質点に働くコリオリの力を利用して、被試験体にコリオリの力に基づく加速度（以下、「コリオリの加速度」と略称する。）を印加するものである。回転円板の回転ベクトルをω、質点の質量をｍ、質点の速度ベクトルをｖとすると、質点には、２・ｍ・ω×ｖ（ただし、ω×ｖはベクトル積）に則ったコリオリの力が働く。また、質点には、コリオリの加速度２・ω×ｖが働く。

本発明に係る回転衝撃試験方法では、鉛直回転軸を中心として回転しながら鉛直回転軸の径方向に直線移動する物体に働くコリオリの力を利用して、被試験体に加速度が印加される。回転衝撃試験方法は、第１被試験体を収容する第１筐体を、鉛直回転軸の径方向に沿って設けられる第１ガイド部に当接させた状態で保持する保持工程と、鉛直回転軸を中心として第１ガイド部を回転させる回転工程と、第１筐体の保持を解除することによって、第１筐体を第１ガイド部に当接させながら径方向外向きに滑走させる滑走工程と、滑走工程において第１被試験体に働くコリオリの加速度の時間推移を検出する検出工程とを備える。

本発明に係る回転衝撃試験装置は、鉛直回転軸を中心として回転しながら鉛直回転軸の径方向に直線移動する物体に働くコリオリの力を利用して、被試験体に加速度を印加する。回転衝撃試験装置は、鉛直回転軸を中心として回転可能な回転体と、鉛直回転軸の径方向に沿って設けられており、回転体に取り付けられる第１ガイド部と、第１被試験体を収容し、第１ガイド部に当接される第１筐体と、第１筐体を第１ガイド部に当接させた状態で保持する第１保持機構と、第１保持機構による第１筐体の保持を解除する第１解除機構とを備える。

筐体と第１ガイド部との動摩擦係数を仮定すれば、回転体の角速度及び筐体の質量に基づいて運動方程式を解くことができる。さらに、運動方程式の解として得られる時間に対する筐体の重心の速度に基づいて、コリオリの加速度の時間推移を計算できる。

また、運動方程式を解くことにより、保持機構で保持される筐体の重心と鉛直回転軸との間隔と、回転体の角速度とによってコリオリの加速度の時間推移を調整できることが判る。

本発明によれば、コリオリの加速度の時間推移を事前に計算できるとともに、保持機構で保持される筐体の重心と鉛直回転軸との間隔と、回転体の角速度とによってコリオリの加速度の時間推移を調整できるので、実使用環境において被試験体に印加される加速度の時間推移を精度良く模擬可能な回転衝撃試験方法及び回転衝撃試験装置を提供することができる。

また、本発明によれば、被試験体が電子部品である場合には、コリオリの加速度の印加時に被試験体から送信される電気信号を解析することによって、被試験体がコリオリの加速度の印加時に正常に作動したか否かを容易に判別できる。

さらに、筐体に加速度センサが搭載される場合には、被試験体に実際に印加されたコリオリの加速度の時間推移を外部計測器によって計測できる。

実施形態に係る回転衝撃試験装置１００の構成を示す断面図である。 実施形態に係る滑走部８周辺の構成を示す透過斜視図である。 実施形態に係る回転体７を鉛直方向上方から見た平面図である。 実施形態に係る第１滑走部８１の斜視図である。 実施形態に係る筐体Ｖ１の構成を示す透過斜視図である。 実施形態に係る第１滑走空間Ｓ１を径方向外側から見た図である。 実施形態に係る滑走工程において筐体Ｖに働く慣性力を示す模式図である。 実証実験で使用した筐体の構成を示す透過斜視図である。 実証実験の結果を示すグラフである。

次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なっている場合がある。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（実施形態の概要）
本実施形態に係る回転衝撃試験は、被試験体を遠心力で径方向外向きに滑走させることによって、被試験体にコリオリの加速度を働かせるものである。本実施形態では、被試験体に働くコリオリの加速度により、被試験体には、衝撃力が印加される。

ここで、被試験体に働くコリオリの加速度は、前述の通り算出可能である。また、被試験体に働くコリオリの加速度の時間推移は、保持機構で保持される筐体の重心と鉛直回転軸との間隔と、回転体の角速度ωとを変更することによって容易に調整可能である。従って、本実施形態に係る回転衝撃試験によれば、実使用環境において被試験体に印加される加速度の時間推移を精度良く模擬できる。

以下において、回転衝撃試験装置の構成及び機能と、回転衝撃試験方法とについて順次説明する。

（回転衝撃試験装置１００の構成及び機能）
本実施形態に係る回転衝撃試験装置１００の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る回転衝撃試験装置１００の構成を示す断面図である。なお、図１は、第１筐体Ｖ１及び第２筐体Ｖ２（以下、「筐体Ｖ」と適宜総称する。）が放出された状態を模式的に示している。

回転衝撃試験装置１００は、図１に示すように、枠体１、観察窓２、緩衝体３、駆動源４、回転軸５、軸受け部６、回転体７、滑走部８、保持機構９、解除機構１０、振れ止め部１１、内部配線１２、スリップリング１３及び外部配線１４を備える。

第１筐体Ｖ１は、第１被試験体ＤＵＴ１を収容する（図５参照）。第２筐体Ｖ２は、第２被試験体ＤＵＴ２を収容する。第１被試験体ＤＵＴ１及び第２被試験体ＤＵＴ２は、回転衝撃試験装置１００による回転衝撃試験の対象物である。第１被試験体ＤＵＴ１及び第２被試験体ＤＵＴ２（以下、「被試験体ＤＵＴ」と適宜総称する。）は、例えば、砲弾に内蔵されるＣＰＵやＬＳＩなどの電子部品である。被試験体ＤＵＴは、電子部品としての機能に応じた所定の電気信号を送信する。

枠体１は、胴部１ａ及び蓋部１ｂによって構成される。胴部１ａと蓋部１ｂとが互いに密着して固定されることによって、枠体１の内部に密閉空間が形成される。

観察窓２は、蓋部１ｂに形成される。ユーザは、観察窓２を介して枠体１の内部を観察できる。

緩衝体３は、胴部１ａの内壁に沿って配置される。緩衝体３は、滑走部８から放出される筐体Ｖを受け止める。

駆動源４は、蓋部１ｂの上面中央に配置される。駆動源４は、回転軸５に駆動力を供給する。駆動源４は、例えば、圧縮空気によって駆動するエアタービンである。

回転軸５は、回転衝撃試験装置１００の内部で鉛直方向に沿って支持される。回転軸５は、回転衝撃試験装置１００から供給される動力によって鉛直回転軸Ａを中心として回転する。回転軸５の内部には、内部配線１２が挿通される。

軸受け部６は、蓋部１ｂに形成される。軸受け部６は、回転軸５の下端部を回転自在に支持する。軸受け部６は、回転体７の上端部を回転自在に支持する。軸受け部６の内部には、内部配線１２が挿通される。

回転体７は、連結部７１とフライホイール７２とによって構成される。連結部７１は、回転軸５の下端部に連結される。フライホイール７２は、連結部７１の下部に連結される。フライホイール７２は、例えば円板状に形成されており、回転エネルギーを貯蔵する機能を有する。回転体７の内部には、内部配線１２が挿通される。

滑走部８は、フライホイール７２上に取り付けられる。滑走部８は、第１滑走部８１と第２滑走部８２とを有する。第１滑走部８１は、第１筐体Ｖ１の滑走空間Ｓ１（図３参照）を構成する。第２滑走部８２は、第２筐体Ｖ２の滑走空間Ｓ２（図３参照）を構成する。滑走部８の構成については後述する。

保持機構９は、筐体Ｖを滑走部８内の所定位置に保持する。なお、図１では、保持機構９のうちフライホイール７２内に設けられる一対の第１保持軸９１ａ及び一対の第２保持軸９２ａのみが図示されている。保持機構９の構成については後述する。

解除機構１０は、回転体７の下部に取り付けられる。解除機構１０は、回転体７とともに回転する。解除機構１０は、一対の第１保持軸９１ａ及び一対の第２保持軸９２ａの下端に連結される支持板１０１と、支持板１０１を上下動させるモータ１０２とを有する。解除機構１０は、モータ１０２を駆動して支持板１０１を降下させる。これによって、一対の第１保持軸９１ａが降下されて第１筐体Ｖ１の保持が解除されるとともに、一対の第２保持軸９２ａが降下されて第２筐体Ｖ２の保持が解除される。解除機構１０の構成については後述する。

振れ止め部１１は、解除機構１０の下端部を支持する。振れ止め部１１は、鉛直回転軸Ａを中心として回転する回転体７の振れが大きい場合に、回転体７の振れを止める。

内部配線１２は、図示しないが、電力線と信号線とを有する。電力線は、回転軸５及び回転体７の内部に挿通されており、モータ１０２とスリップリング１３とを接続する。信号線は、滑走部８の電気接点２１（図４参照）とスリップリング１３とを接続する。信号線には、筐体Ｖの６本の端子３３（図５参照）及び滑走部８の電気接点２１（図４参照）を介して、被試験体ＤＵＴから送信される所定の電気信号が伝達される。

スリップリング１３は、回転側の内部配線１２と非回転側の外部配線１４とを電気的に接続する。

図示しないが、回転衝撃試験装置１００は、オシロスコープなどの外部計測器を備える。

外部配線１４は、スリップリング１３と図示しない外部計測器とを接続する。外部配線１４は、内部配線１２によって伝送される信号を図示しない外部計測器に伝送する。また、外部配線１４は、スリップリング１３と図示しない外部電源装置とを接続する。

（滑走部８周辺）
以下において、本実施形態に係る滑走部８周辺の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係る滑走部８周辺の構成を示す透過斜視図である。図３は、本実施形態に係る回転体７を鉛直方向上方から見た平面図である。図４は、本実施形態に係る第１滑走部８１の斜視図である。なお、図３では、後述する第１蓋部８１ｃ及び第２蓋部８２ｃが省略されている。

１．回転体７
回転体７は、鉛直回転軸Ａを中心として回転方向Ｂに向かって回転する。回転体７は、第１水平面ｆ_Ｈ１及び第２水平面ｆ_Ｈ２を有する。第１水平面ｆ_Ｈ１及び第２水平面ｆ_Ｈ２は、鉛直回転軸Ａの径方向Ｃに沿って水平に形成される。第１水平面ｆ_Ｈ１と第２水平面ｆ_Ｈ２とは、鉛直回転軸Ａを中心として１８０℃回転対称に形成される。

２．滑走部８
図２及び図３に示すように、滑走部８は、第１滑走部８１及び第２滑走部８２を有する。

２．１ 第１滑走部８１
第１滑走部８１は、第１ガイド部８１ａ、第１側壁部８１ｂ及び第１蓋部８１ｃを有する。

第１ガイド部８１ａは、径方向Ｃに沿って回転体７（フライホイール７２）上にボルトによって取り付けられる。第１筐体Ｖ１は、第１ガイド部８１ａに当接された状態で保持される。また、第１筐体Ｖ１は、第１ガイド部８１ａに当接された状態で滑走する。第１ガイド部８１ａは、第１筐体Ｖ１が当接される第１ガイド面ｆ_Ｇ１を有する。本実施形態において、第１ガイド面ｆ_Ｇ１は、図３に示すように、径方向Ｃに沿って延びる鉛直面である。

ここで、図４に示すように、第１ガイド部８１ａには、凹部２０及び６本の電気接点２１が形成されている。凹部２０は、径方向Ｃに沿って形成される。６本の電気接点２１は、凹部２０の底面において、径方向Ｃに沿って形成される。６本の電気接点２１は、内部配線１２の信号線に接続されている。

第１側壁部８１ｂは、径方向Ｃに沿って回転体７（フライホイール７２）上にボルトによって取り付けられる。第１側壁部８１ｂは、第１ガイド部８１ａに対向する第１側壁面ｆ_Ｓ１を有する。第１側壁面ｆ_Ｓ１は、径方向Ｃに沿って延びるように形成される。また、本実施形態において、第１側壁面ｆ_Ｓ１は、図３に示すように、径方向Ｃに沿って延びる鉛直面であり、第１ガイド面ｆ_Ｇ１に対向している。

第１蓋部８１ｃは、第１ガイド部８１ａ、第１側壁部８１ｂ及び回転体７によって囲まれた第１滑走空間Ｓ１を覆う。第１蓋部８１ｃは、第１ガイド部８１ａ及び第１側壁部８１ｂにボルトによって取り付けられる。

なお、第１ガイド部８１ａと第１側壁部８１ｂとは、フライホイール７２への締結面において互いに連結されていてもよい。

２．２ 第２滑走部８２
第２滑走部８２は、第２ガイド部８２ａ、第２側壁部８２ｂ及び第２蓋部８２ｃを有する。第２ガイド部８２ａ、第２側壁部８２ｂ及び第２蓋部８２ｃは、上述の第１ガイド部８１ａ、第１側壁部８１ｂ及び第１蓋部８１ｃと同様の構成を有する。

ただし、第２滑走部８２は、鉛直回転軸Ａを中心として第１滑走部８１と１８０°回転対称に形成されていることに留意すべきである。第２ガイド部８２ａの第２ガイド面ｆ_Ｇ２は、鉛直回転軸Ａを中心として第１ガイド面ｆ_Ｇ１と１８０°回転対称に形成される。第２側壁部８２ｂの第２側壁面ｆ_Ｓ２は、鉛直回転軸Ａを中心として第１側壁面ｆ_Ｓ１と１８０°回転対称に形成される。

フライホイール７２上には、第２水平面ｆ_Ｈ２、第２ガイド面ｆ_Ｇ２及び第２側壁面ｆ_Ｓ２によって囲まれた第２滑走空間Ｓ２が形成される。

なお、第２ガイド部８２ａと第２側壁部８２ｂとは、フライホイール７２への締結面において互いに連結されていてもよい。

３．保持機構９
図２及び図３に示すように、保持機構９は、第１保持機構９１及び第２保持機構９２を有する。

３．１ 第１保持機構９１
第１保持機構９１は、第１滑走空間Ｓ１の鉛直回転軸Ａ側において、第１筐体Ｖ１を第１ガイド面ｆ_Ｇ１に当接させた状態で保持する。第１保持機構９１は、一対の第１保持軸９１ａ、一対の第１介在レバー９１ｂ及び一対の第１保持レバー９１ｃによって構成される。

一対の第１保持軸９１ａは、フライホイール７２に挿通される。一対の第１保持軸９１ａの下端部は、支持板１０１に連結される。一対の第１保持軸９１ａの上端部は、一対の第１介在レバー９１ｂの第１端部に挿入される。

一対の第１介在レバー９１ｂは、一対の第１保持軸９１ａと一対の第１保持レバー９１ｃとの間に介在する部材である。一対の第１介在レバー９１ｂの第１端部は、一対の第１保持軸９１ａに係止される。一対の第１介在レバー９１ｂの第２端部は、鉛直軸ｍに回転可能に支持される。

ここで、鉛直軸ｍは、第１介在レバー９１ｂの第２端部に設けられる。そのため、第１保持軸９１ａから第１介在レバー９１ｂに作用する力を、第１保持レバー９１ｃから第１介在レバー９１ｂに作用する力よりも小さくできる。このように、第１介在レバー９１ｂは、てこの作用によって第１保持レバー９１ｃを保持できる。

一対の第１保持レバー９１ｃは、第１筐体Ｖ１を直接保持する。一対の第１保持レバー９１ｃの第１端部は、一対の第１介在レバー９１ｂの第２端部に係止される。一対の第１保持レバー９１ｃの第２端部は、鉛直軸ｎに回転可能に支持される。また、一対の第１保持レバー９１ｃの第２端部の先端に形成された爪部Ｐは、第１筐体Ｖ１の両側に噛み合わされる。

ここで、鉛直軸ｎは、第１保持レバー９１ｃの第２端部に設けられる。そのため、第１介在レバー９１ｂから第１保持レバー９１ｃに作用する力を、第１筐体Ｖ１から第１保持レバー９１ｃに作用する力よりも小さくできる。このように、第１保持レバー９１ｃは、てこの作用によって第１筐体Ｖ１を保持できる。

第１保持機構９１による第１筐体Ｖ１の保持は、第１筐体Ｖ１が回転方向Ｂに回転している場合に解除機構１０が作動されることによって解除される。具体的には、支持板１０１がモータ１０２の駆動力で降下すると、一対の第１保持軸９１ａは、一対の第１介在レバー９１ｂから下方に抜き外される。次に、一対の第１介在レバー９１ｂが自身の遠心力によって鉛直軸ｍを中心として回転方向Ｄに回転することによって、一対の第１保持レバー９１ｃの第１端部の係止が外れる。次に、一対の第１保持レバー９１ｃは、爪部Ｐにかかる第１筐体Ｖ１の遠心力によって鉛直軸ｎを中心として回転方向Ｅに回転する。この結果、第１筐体Ｖ１の両側から一対の第１保持レバー９１ｃの爪部Ｐが外れることによって、第１筐体Ｖ１の保持が解除される。

３．２ 第２保持機構９２
第２保持機構９２は、第２滑走空間Ｓ２の鉛直回転軸Ａ側において、第２筐体Ｖ２を保持する。第２保持機構９２は、一対の第２保持軸９２ａ、一対の第２介在レバー９２ｂ及び一対の第２保持レバー９２ｃによって構成される。

一対の第２保持軸９２ａ、一対の第２介在レバー９２ｂ及び一対の第２保持レバー９２ｃは、上述の第１保持軸９１ａ、一対の第１介在レバー９１ｂ及び一対の第１保持レバー９１ｃと同様の構成を有する。

第２保持機構９２による第２筐体Ｖ２の保持は、第２筐体Ｖ２が回転方向Ｂに回転している場合に解除機構１０が作動されることによって解除される。

（筐体Ｖ）
以下において、本実施形態に係る筐体Ｖの構成について、図面を参照しながら説明する。なお、第１筐体Ｖ１と第２筐体Ｖ２との構成は同じであるので、以下、第１筐体Ｖ１の構成について説明する。

図５は、本実施形態に係る筐体Ｖ１の構成を示す透過斜視図である。図６は、本実施形態に係る第１滑走空間Ｓ１を径方向外側から見た図である。図５に示すように、第１筐体Ｖ１は、本体部３０、第１側壁３１、第２側壁３２、６本の端子３３を有する。

本体部３０は、円柱状に形成された収容容器である。本体部３０は、内部に形成された空間に第１被試験体ＤＵＴ１を収容する。第１被試験体ＤＵＴ１は、電子部品としての機能に応じた所定の電気信号を送信する。

第１側壁３１は、本体部３０の第１ガイド部８１ａ側に設けられる。第２側壁３２は、本体部３０の第１側壁部８１ｂ側に設けられる。

第１側壁３１は、第１ガイド面ｆ_Ｇ１に当接される被当接面ｆ_Ｃ１を有する。第１筐体Ｖ１は、被当接面ｆ_Ｃ１が第１ガイド面ｆ_Ｇ１に当接された状態で、第１滑走空間Ｓ１を滑走する。

６本の端子３３は、いわゆるブラシ端子である。６本の端子３３は、被当接面ｆ_Ｃ１から突出する。６本の端子３３は、本体部３０に収容される第１被試験体ＤＵＴ１と電気的に接続される。図６に示すように、６本の端子３３は、第１ガイド部８１ａの６本の電気接点２１に当接される。これによって、第１筐体１が第１滑走空間Ｓ１を滑走する場合、第１被試験体ＤＵＴ１から送信される所定の電気信号は、６本の端子３３を介して６本の電気接点２１に伝達される。

（回転衝撃試験方法）
次に、回転衝撃試験装置１００を用いた回転衝撃試験方法について説明する。

まず、第１被試験体ＤＵＴ１を第１筐体Ｖ１に収容するとともに、第２被試験体ＤＵＴ２を第２筐体Ｖ２に収容する。

次に、第１筐体Ｖ１を第１ガイド部８１ａ（第１ガイド面ｆ_Ｇ１）に当接させて配置するとともに、第２筐体Ｖ２を第２ガイド部８２ａ（第２ガイド面ｆ_Ｇ２）に当接させて配置する。

次に、第１筐体Ｖ１を第１ガイド部８１ａに当接させた状態で、第１保持機構９１によって第１筐体Ｖ１を保持するとともに、第２筐体Ｖ２を第２ガイド部８２ａに当接させた状態で、第２保持機構９２によって第２筐体Ｖ２を保持する（以下、「保持工程」という。）。具体的には、一対の第１保持レバー９１ｃの爪部Ｐを第１筐体Ｖ１の両側に噛み合わせた後に、一対の第１保持レバー９１ｃの第１端部を、一対の第１介在レバー９１ｂの第２端部に係止するとともに、一対の第１介在レバー９１ｂの第１端部に一対の第１保持軸９１ａの上端部を挿入する。同様に、一対の第２保持レバー９２ｃの爪部Ｐを第２筐体Ｖ２の両側に噛み合わせた後に、一対の第２保持レバー９２ｃの第１端部を一対の第２介在レバー９２ｂの第２端部に係止するとともに、一対の第２介在レバー９２ｂの第１端部に一対の第２保持軸９２ａの上端部を挿入する。

次に、鉛直回転軸Ａを中心として第１ガイド部８１ａ及び第２ガイド部８２ａを回転方向Ｂに回転させる（以下、「回転工程」という。）。これによって、筐体Ｖ、回転体７、滑走部８、保持機構９及び解除機構１０が一体となって回転方向Ｂに回転される。

次に、第１筐体Ｖ１の保持を解除することによって、第１筐体Ｖ１を第１ガイド部８１ａに当接させながら径方向Ｃ外向きに滑走させる。また、第２筐体Ｖ２の保持を解除することによって、第２筐体Ｖ２を第２ガイド部８２ａに当接させながら第１筐体Ｖ１と同時に径方向Ｃの外向きに滑走させる（以下、「滑走工程」という。）。具体的には、回転軸５の回転を一定に保持しながら、解除機構１０を駆動する。これによって、保持機構９による筐体Ｖの保持が解除されるとともに、筐体Ｖは遠心力による滑走を開始する。

ここで、図７は、滑走工程において筐体Ｖに働く慣性力を示す模式図である。図７に示すように、筐体Ｖが径方向Ｃ外向きに滑走するほど筐体Ｖに働く遠心力Ｆｒが大きくなるので、筐体Ｖの径方向Ｃ外向きの速度は増加する。そのため、筐体Ｖが径方向Ｃ外向きに滑走するほど筐体Ｖに働くコリオリの力Ｆｃが増加する。このようなコリオリの力Ｆｃに基づくコリオリの加速度の時間推移は、図示しないオシロスコープ等の外部計測器により検出される（以下、「検出工程」という。）。

なお、滑走工程において被試験体ＤＵＴから送信される電気信号は、６本の端子３３から６本の電気接点２１に伝達された後、内部配線１２、スリップリング１３及び外部配線１４を介して、図示しないオシロスコープ等の外部計測器に入力される。

次に、第１筐体Ｖ１及び第２筐体Ｖ２は、滑走部８から放出された後、胴部１ａの内壁に沿って配置される緩衝体３に衝突する。

（作用及び効果）
（１） 本実施形態に係る回転衝撃試験方法は、鉛直回転軸Ａを中心として第１ガイド部８１ａを回転方向Ｂに回転させることによって、第１筐体Ｖ１を回転方向Ｂに回転させる回転工程と、第１筐体Ｖ１の保持を解除することによって、第１筐体Ｖ１を第１ガイド部８１ａに当接させながら径方向Ｃ外向きに滑走させる滑走工程と、滑走工程において第１被試験体ＤＵＴ１に働くコリオリの加速度の時間推移を検出する検出工程とを備える。

このように、第１ガイド部８１ａに沿って第１筐体Ｖ１を滑走させることによって、第１筐体Ｖ１に収容された第１被試験体ＤＵＴ１にコリオリの加速度を働かせることができる。このようなコリオリ力の加速度によって、第１被試験体ＤＵＴ１に衝撃力が印加される。ここで、第１被試験体ＤＵＴ１に働くコリオリの加速度は、上述のように運動方程式の解として算出可能である。また、第１被試験体ＤＵＴ１に働くコリオリの加速度の時間推移は、回転体７の回転数（角速度ωに対応）及び第１筐体Ｖ１の保持位置（半径ｒに対応）の変更によって、容易に調整可能である。従って、本実施形態に係る回転衝撃試験方法によれば、実使用環境において第１被試験体ＤＵＴ１に印加される加速度の時間推移を精度良く模擬することができる。特に、砲弾発射時などの特殊なケースであっても、砲弾に収容される電子部品が受ける加速度の時間推移を精度良く模擬できる。

また、本実施形態に係る回転衝撃試験方法では、滑走工程において、電子部品である第１被試験体ＤＵＴ１から送信される電気信号を取得する。

従って、電気信号を解析することによって、コリオリの加速度による衝撃力が印加される滑走工程において、第１被試験体ＤＵＴ１が正常に作動したか否かを容易に判別できる。また、第１筐体Ｖ１の外部で電気信号を解析できるので、電気信号を記憶可能なメモリを第１筐体Ｖ１に収容する必要がない。従って、メモリのクロック精度やメモリ容量による制約を受けることなく電気信号を分析することができる。

また、本実施形態に係る回転衝撃試験方法では、滑走工程において、鉛直回転軸Ａを中心として第１筐体Ｖ１と対称に第２筐体Ｖ２を滑走させる。

従って、滑走工程において、径方向Ｃにおける対称な運動を生じさせることができるので、回転体７の回転に振れが発生することを抑制できる。また、第１被試験体ＤＵＴ１と第２被試験体ＤＵＴ２とに対する加速度（すなわち、衝撃力）の印加衝撃試験を同時に実施できるので、試験効率を向上することができる。

（２） 本実施形態に係る回転衝撃試験装置１００は、回転方向Ｂに回転可能な回転体７と、径方向Ｃに沿って設けられる第１ガイド部８１ａと、第１筐体Ｖ１を第１ガイド部８１ａに当接させた状態で保持する第１保持機構９１と、第１保持機構９１による保持を解除する解除機構１０とを備える。

従って、第１筐体Ｖ１を第１ガイド部８１ａに当接させた状態で保持して、回転体７を回転させながら解除機構１０を作動させることによって、第１ガイド部８１ａに沿って第１筐体Ｖ１を滑走させることができる。これによって、第１筐体Ｖ１に収容された第１被試験体ＤＵＴ１にコリオリの加速度を働かせることができる。第１被試験体ＤＵＴ１に働くコリオリの加速度は、上述のように運動方程式の解として算出可能である。また、第１被試験体ＤＵＴ１に働くコリオリの加速度の時間推移は、回転体７の回転数及び第１筐体Ｖ１の保持位置の変更によって、容易に調整可能である。従って、本実施形態に係る回転衝撃試験装置によれば、実使用環境において第１被試験体ＤＵＴ１に印加されるコリオリの加速度の時間推移を精度良く模擬することができる。

また、本実施形態に係る回転衝撃試験装置１００によれば、オシロスコープ等の外部計測器によって、印加されるコリオリの加速度の時間推移を計測できる。

また、本実施形態に係る回転衝撃試験装置１００において、第１ガイド部８１ａは、径方向Ｃに沿って第１ガイド部８１ａに設けられる６本の電気接点２１を有し、第１筐体Ｖ１は、６本の電気接点２１に当接され、第１被試験体ＤＵＴ１から送信される電気信号を６本の電気接点２１に伝達する６本の端子３３を有する。

従って、電気信号を解析することによって、滑走工程におけるコリオリの加速度の印加中に第１被試験体ＤＵＴ１が正常に作動したか否かを容易に判別できる。また、第１筐体Ｖ１の外部で電気信号を解析できるので、電気信号を記憶可能なメモリを第１筐体Ｖ１に収容する必要がない。従って、メモリのクロック精度やメモリ容量による制約を受けることなく電気信号を分析することができる。

また、本実施形態に係る回転衝撃試験装置１００は、第２ガイド部８２ａと第２保持機構９２とを備え、解除機構１０は第２保持機構９２による保持を解除する。

従って、滑走工程において、径方向Ｃにおける対称な運動を生じさせることができるので、回転体７の回転に振れが発生することを抑制できる。また、第１被試験体ＤＵＴ１と第２被試験体ＤＵＴ２との回転衝撃試験を同時に実施できるので、試験効率を向上することができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

（１） 上記実施形態では、第１筐体Ｖ１及び第２筐体Ｖ２を同時に滑走させることとしたが、これに限られるものではない。１つの筐体Ｖのみを滑走させてもよいし、３以上の筐体Ｖを同時に滑走させてもよい。

また、ｎ個の筐体を同時に滑走させる場合には、上面視において、鉛直回転軸Ａを中心としてｎ個のガイド部を３６０/ｎ度ずつずらして配置すればよい。これによって、鉛直回転軸Ａを中心としてｎ枚の滑走面ｆ_Ｇが３６０/ｎ度ずつずれた位置に配置されるので、ｎ個の筐体をバランス良く滑走させることができる。

（２） 上記実施形態では、被試験体ＤＵＴが電子部品であることとしたが、これに限られるものではない。被試験体ＤＵＴは、実使用環境において衝撃が印加される物体であればよい。

（３） 上記実施形態では、１つの筐体Ｖに１つの被試験体ＤＵＴが収容されることとしたが、これに限られるものではない。１つの筐体Ｖに複数の被試験体ＤＵＴが収容されていてもよい。

（４） 上記実施形態では、保持機構９による保持を解除する１つの解除機構１０の構成について説明したが、これに限られるものではない。解除機構１０は、第１保持機構９１による保持を解除する第１解除機構と、第２保持機構９２による保持を解除する第２解除機構とによって構成されていてもよい。

（５） 上記実施形態では、被試験体ＤＵＴから送信される所定の電気信号を筐体Ｃの外部で取得することとしたが、これに限られるものではない。例えば、筐体Ｃの内部に収容されたメモリに記憶させてもよい。この場合には、耐衝撃性後において、メモリから読み出される電気信号を分析すればよい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

実証実験

以下、本発明に係る回転衝撃試験方法の実証実験について具体的に説明する。ただし、本発明は、下記の実証実験に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。
（実験目的）
以下に説明する実験は、被試験体に働くコリオリの加速度の実測値と被試験体に働くコリオリの加速度の計算値とが一致することを実証すること、及び回転衝撃試験によって実使用環境における加速度の時間推移を精度良く模擬できることを実証することを目的とする。

なお、今回の実験では、砲弾発射時における加速度の時間推移を模擬した。

（実験装置）
今回の実験では、図１〜図６に示す回転衝撃試験装置１００と同様の構成を有する実験装置を使用した。

（実験結果）
コリオリの加速度の実測値は、コリオリの加速度の計算値と精度良く合致することが実証された。

この結果から、図９に示すように、砲弾発射時の加速度の時間推移を精度良く模擬できることが判明した。図９において、実線は回転衝撃試験装置で実現可能と判明した加速度の時間推移（実験結果）を示し、破線は砲弾発射時の加速度の時間推移を示す。

１００…回転衝撃試験装置、１…枠体、１ａ…胴部、１ｂ…蓋部、２…観察窓、３…緩衝体、４…駆動源、５…回転軸、６…軸受け部、７…回転体、７１…連結部、７２…フライホイール、８…滑走部、８１…第１滑走部、８２…第２滑走部、９…保持機構、１０…解除機構、１０１…支持板、１０２…モータ、１１…振れ止め部、１２…内部配線、１３…スリップリング、１４…外部配線、Ａ…鉛直回転軸、Ｂ…回転方向、Ｃ…径方向、Ｖ…筐体、ＤＵＴ…被試験体、ｆ_Ｇ…ガイド面、ｆ_Ｈ…水平面、ｆ_Ｓ…側壁面、Ｓ…滑走空間

Claims (6)

1. 鉛直回転軸を中心として回転しながら前記鉛直回転軸の径方向に直線移動する物体に働くコリオリの力を利用して、被試験体に加速度を印加する回転衝撃試験方法であって、
   第１被試験体を収容する第１筐体を、前記径方向に沿って設けられる第１ガイド部に当接させた状態で保持する保持工程と、
   前記鉛直回転軸を中心として前記第１ガイド部を回転させる回転工程と、
   前記第１筐体の保持を解除することによって、前記第１筐体を前記第１ガイド部に当接させながら前記径方向外向きに滑走させる滑走工程と、
   前記滑走工程において前記第１被試験体に働くコリオリの加速度の時間推移を検出する検出工程と、
   を備える回転衝撃試験方法。
2. 前記滑走工程において、電子部品である前記第１被試験体から送信される電気信号を取得する、
   請求項１に記載の回転衝撃試験方法。
3. 前記保持工程において、第２被試験体を収容する第２筐体を、前記鉛直回転軸を中心として前記第１ガイド部と対称に形成される第２ガイド部に当接させた状態で保持し、
   前記滑走工程では、前記鉛直回転軸を中心として前記第１筐体と対称に前記第２筐体を前記第２ガイド部に当接させながら滑走させる、
   請求項１又は２に記載の回転衝撃試験方法。
4. 鉛直回転軸を中心として回転しながら前記鉛直回転軸の径方向に直線移動する物体に働くコリオリの力を利用して、被試験体に加速度を印加する回転衝撃試験装置であって、
   前記鉛直回転軸を中心として回転可能な回転体と、
   前記鉛直回転軸の径方向に沿って設けられており、前記回転体に取り付けられる第１ガイド部と、
   第１被試験体を収容し、前記第１ガイド部に当接される第１筐体と、
   前記第１筐体を前記第１ガイド部に当接させた状態で保持する第１保持機構と、
   前記第１保持機構による前記第１筐体の保持を解除する第１解除機構と、
   を備える回転衝撃試験装置。
5. 前記第１被試験体は、電子部品であり、
   前記第１ガイド部は、前記径方向に沿って設けられる電気接点を有し、
   前記第１筐体は、前記電気接点に当接され、前記第１被試験体から送信される電気信号を前記電気接点に伝達する端子を有する、
   請求項４に記載の回転衝撃試験装置。
6. 前記鉛直回転軸を中心として前記第１ガイド部と対称に設けられており、前記回転体に取り付けられる第２ガイド部と、
   第２被試験体を収容し、前記第２ガイド部に当接される第２筐体と、
   前記第２筐体を前記第２ガイド部に当接させた状態で保持する第２保持機構と、
   前記第２保持機構による前記第２筐体の保持を解除する第２解除機構と、
   を備える請求項４又は５に記載の回転衝撃試験装置。

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