JP2015190909A - ハニカム構造体の落下衝撃試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度で且つ高い再現性を有する信頼性の高い落下衝撃試験を行うことが可能なハニカム構造体の落下衝撃試験装置を提供する。
【解決手段】磁性を有する落下試験対象物２０を、柱状のハニカム構造体１０の鉛直上方にて保持し、落下試験対象物２０の保持状態を落下開始時において解除する保持手段３０と、保持手段３０とハニカム構造体１０との間に設けた落下試験対象物２０が通過する落下経路４０と、ハニカム構造体１０に落下試験対象物２０が衝突したことを検知する衝突検知手段５０と、落下経路４０の周縁に配置された電磁石６１、及び衝突検知手段５０の検知情報に基づいて電磁石６１への通電を行う通電部６２を有するリバウンド防止手段６０と、を備えた、ハニカム構造体の落下衝撃試験装置１００。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハニカム構造体の落下衝撃試験装置に関する。さらに詳しくは、高精度で且つ高い再現性を有する信頼性の高い落下衝撃試験を行うことが可能なハニカム構造体の落下衝撃試験装置に関する。

化学、電力、鉄鋼等の様々な分野において、環境対策や特定物資の回収等のために使用される触媒装置用の担体、又はフィルタとして、耐熱性、耐食性に優れるセラミック製のハニカム構造体が採用されている。ハニカム構造体は、一方の端面である第一端面から、他方の端面である第二端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁、及び最外周に位置する外周壁を有する柱状の構造物である（例えば、特許文献１）。

このようなセラミック製のハニカム構造体の耐久性の品質評価の１つして、落下衝撃試験が行われることがある（例えば、非特許文献１）。セラミック製のハニカム構造体における落下衝撃試験としては、以下のような方法を挙げることができる。まず、球状の落下試験対象物を、柱状のハニカム構造体の鉛直上方にて保持する。次に、落下試験対象物をハニカム構造体に向けて自由落下させて、ハニカム構造体の測定箇所に衝突させる。次に、落下試験対象物が衝突したハニカム構造体の測定箇所について、目視などにより、欠けやひび割れの発生の有無を検査する。落下衝撃試験においては、落下試験対象物の質量や衝突するまでの距離などを変えて試験を行うことで、被対象物であるハニカム構造体の耐久性を評価する。また、落下衝撃試験においては、ハニカム構造体の側面（外周壁）や端面などの種々の箇所について試験が行われることがある。

特開平７−３９７６１号公報

ＪＩＳ Ｒ ３２０６−２００３（落球試験）

従来、ハニカム構造体に対して行われる落下衝撃試験では、落下試験対象物がハニカム構造体に一旦衝突した後、リバウンドした落下試験対象物の再度の衝突により、正確で且つ高い再現性を有する試験を行うことが困難という問題があった。特に、ハニカム構造体は、極めて薄い隔壁を有する構造体であり、リバウンドした２回目以降の衝突による試験結果への影響が非常に大きなものであった。

また、ハニカム構造体は、円柱状の構造体であるため、市販されているような従来の落下衝撃試験装置では、再現性の高い落下衝撃試験を行うことが困難であるという問題があった。例えば、ハニカム構造体の端面周縁における欠けの発生状況を試験するには、ハニカム構造体の端面周縁の所定箇所に、落下試験対象物を再現性よく衝突させることが必要となる。しかしながら、従来の落下衝撃試験装置では、再現性よく一定の箇所に落下試験対象物を衝突させることが困難であったり、上述したリバウンドによって落下試験対象物の衝突箇所が定まらなかったりするという問題があった。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものである。本発明は、高精度で且つ高い再現性を有する信頼性の高い落下衝撃試験を行うことが可能なハニカム構造体の落下衝撃試験装置を提供する。

上述の課題を解決するため、本発明は、以下のハニカム構造体の落下衝撃試験装置を提供するものである。

［１］ 磁性を有する落下試験対象物を、柱状のハニカム構造体の鉛直上方にて保持し、当該落下試験対象物の保持状態を落下開始時において解除する保持手段と、前記保持手段と前記ハニカム構造体との間に設けた前記落下試験対象物が通過する落下経路と、前記ハニカム構造体に前記落下試験対象物が衝突したことを検知する衝突検知手段と、前記落下経路の周縁に配置された電磁石、及び前記衝突検知手段の検知情報に基づいて前記電磁石への通電を行う通電部を有するリバウンド防止手段と、を備えた、ハニカム構造体の落下衝撃試験装置。

［２］ 前記衝突検知手段が、前記ハニカム構造体に前記落下試験対象物が衝突した際の音を検知する音検知部を有する、前記［１］に記載のハニカム構造体の落下衝撃試験装置。

［３］ 前記衝突検知手段が、前記音検知部が検知した音を音波解析し、前記落下試験対象物が衝突した際の衝突音により、前記ハニカム構造体の破損状態を検知する破損検知部を更に有する、前記［２］に記載のハニカム構造体の落下衝撃試験装置。

［４］ 前記落下経路が、筒状の側壁部を有し、前記側壁部の一方の端部側の周縁の一部が切り欠かれ、当該切り欠かれた部分に前記ハニカム構造体を配置する、前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体の落下衝撃試験装置。

［５］ 前記リバウンド防止手段が、前記落下経路の経路方向に沿って移動可能に構成されている、前記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体の落下衝撃試験装置。

［６］ 前記保持手段が、前記落下経路の経路方向に沿って移動可能に構成されているとともに、第二の電磁石、及び前記衝突検知手段の検知情報に基づいて前記第二の電磁石への通電を行う第二の通電部を有し、磁力により前記落下試験対象物を引き付けた前記リバウンド防止手段が経路方向の上方に移動して保持手段となり、前記保持手段が経路方向の下方に移動してリバウンド防止手段となる、前記［５］に記載のハニカム構造体の落下衝撃試験装置。

［７］ 前記落下経路の鉛直方向に対する傾きを測定するための水準器を更に備えた、前記［１］〜［６］のいずれかに記載のハニカム構造体の落下衝撃試験装置。

本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置は、落下経路の周縁に配置された電磁石、及び衝突検知手段の検知情報に基づいて電磁石への通電を行う通電部を有するリバウンド防止手段を備えている。このようなリバウンド防止手段によれば、ハニカム構造体への１回目の落下試験対象物の衝突を妨げることなく、一旦衝突した後にリバウンドした落下試験対象物を、電磁石の磁力により引き付けて、落下試験対象物の再衝突を有効に防止することができる。このため、高精度で且つ高い再現性を有する信頼性の高い落下衝撃試験を行うことができる。

本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の一の実施形態を一の方向から見た模式的な斜視図である。 本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の一の実施形態を他の方向から見た模式的な斜視図である。 本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の一の実施形態の断面を模式的に示す概略断面図である。 本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の一の実施形態の断面を模式的に示す概略断面図である。 本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の一の実施形態の断面を模式的に示す概略断面図である。 本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の他の実施形態の断面を模式的に示す概略断面図である。 本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の一の実施形態の断面を模式的に示す概略断面図である。 本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の一の他の実施形態の断面を模式的に示す概略断面図である。 本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の更に他の実施形態の断面の一部を模式的に示す概略断面図である。 本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の更に他の実施形態を上面から見た平面図である。 本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の検査対象であるハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。

次に本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。

（１）ハニカム構造体の落下衝撃試験装置：
本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の一の実施形態は、図１〜図３に示すように、保持手段３０と、落下経路４０と、衝突検知手段５０と、リバウンド防止手段６０と、を備えた、ハニカム構造体の落下衝撃試験装置１００である。本実施形態のハニカム構造体の落下衝撃試験装置１００は、図１１に示すような、柱状のハニカム構造体１０を検査対象とした落下衝撃試験装置である。図１１に示すように、ハニカム構造１０は、流体の流路となる第一端面１１から第二端面１２まで延びる複数のセル２を区画形成する隔壁１、及び最外周に配置された外周壁３を有する柱状の構造部である。ハニカム構造体１０は、排ガス浄化用のフィルタや触媒担体として使用されている。ハニカム構造体１０の隔壁１及び外周壁３は、例えば、セラミックからなる多孔体によって構成されている。図１〜図３に示す落下衝撃試験装置１００は、球状等の落下試験対象物２０を、ハニカム構造体１０の鉛直上方から落下させ、この落下試験対象物２０をハニカム構造体１０に衝突させることで、ハニカム構造体１０の耐久性を検査するための装置である。

ここで、図１は、本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の一の実施形態を一の方向から見た模式的な斜視図である。図２は、本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の一の実施形態を他の方向から見た模式的な斜視図である。図３は、本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の一の実施形態の断面を模式的に示す概略断面図である。図１１は、本実施形態のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の検査対象であるハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。以下、本実施形態の「ハニカム構造体の落下衝撃試験装置」について、単に「落下衝撃試験装置」ということがある。また、ハニカム構造体は、落下衝撃試験装置における被対象物（被試験対象物）であり、落下衝撃試験装置の構成要素の一部ではない。

保持手段３０は、磁性を有する落下試験対象物２０を、柱状のハニカム構造体１０の鉛直上方にて保持し、当該落下試験対象物２０の保持状態を落下開始時において解除するものである。保持手段３０は、磁性を有する落下試験対象物２０を保持するための第二の電磁石３１を有していることが好ましい。第二の電磁石３１への通電により磁力を発生させることで、磁性を有する落下試験対象物２０を保持し、第二の電磁石３１への通電を止めることで、磁性を有する落下試験対象物２０の保持を解除することができる。なお、保持手段３０における落下試験対象物２０の保持方法は、上述した電磁石（第二の電磁石３１）による方法に限定されるものではない。

落下経路４０は、保持手段２０とハニカム構造体１０との間に設けた、落下試験対象物２０が通過する経路である。落下経路４０は、保持手段２０での保持状態が解除された落下試験対象物２０が、自由落下してハニカム構造体１０に衝突するように、鉛直方向に延びる経路であることが好ましい。落下経路４０は、筒状の側壁部４１を有する筒状のものを挙げることができる。

衝突検知手段５０は、ハニカム構造体１０に落下試験対象物２０が衝突したことを検知する検知手段である。衝突検知手段５０としては、ハニカム構造体１０に落下試験対象物２０が衝突した際の光や振動を検知するものや、レーザー光、赤外線、超音波などにより落下試験対象物２０の移動推移を計測し、ハニカム構造体１０への衝突を検知するもの等を挙げることができる。

リバウンド防止手段６０は、落下経路２０の周縁に配置された電磁石６１、及び衝突検知手段５０の検知情報に基づいて電磁石６１への通電を行う通電部６２を有するものである。

本実施形態の落下衝撃試験装置１００は、ハニカム構造体１０への１回目の落下試験対象物２０の衝突を妨げることなく、且つ、落下試験対象物２０がリバウンドしてハニカム構造体１０に再度衝突することを有効に防止することができる。例えば、図３に示す落下衝撃試験装置１００の状態が、落下衝撃試験の開始時の状態である。図３に示す落下衝撃試験装置１００（落下開始時）においては、リバウンド防止手段６０の電磁石６１への通電は行われておらず、リバウンド防止手段６０の電磁石６１に磁力は発生していない。以下、本明細書において、電磁石への通電が停止されること、及び、電磁石への通電が行われておらず、電磁石に磁力が発生していないことを、電磁石の通電が「オフ」ということがある。一方、電磁石への通電が行われること、及び、通電により電磁石に磁力が発生していることを、電磁石の通電が「オン」ということがある。

落下衝撃試験が開始されると、保持手段３０の第二の電磁石３１への通電がオフとなり、磁性を有する落下試験対象物２０の保持が解除される。落下試験対象物２０は、落下経路４０内を、ハニカム構造体１０に向かって落下する。図４に示すように、落下試験対象物２０がハニカム構造体１０に衝突するまでは、落下試験対象物２０の自由落下を妨げるものはない。なお、落下試験対象物２０の落下時には、僅かな空気抵抗が考えられるが、ここでの説明では、落下試験対象物２０に対する空気抵抗は無視するものとする。落下試験対象物２０とハニカム構造体１０との衝突における反発係数は、通常、ゼロ以上であるため、落下試験対象物２０は、反発（リバウンド）して落下経路４０内を鉛直上方に跳ね返される。本実施形態の落下衝撃試験装置１００においては、衝突検知手段５０によって、ハニカム構造体１０に落下試験対象物２０が衝突したことを検知する。そして、この衝突検知手段５０による検知信号は、速やかに、リバウンド防止手段６０の通電部６２に伝達される。衝突検知手段５０は、ハニカム構造体１０に落下試験対象物２０が衝突したことを検知する検知部５１と、検知部５１にて検知した検知情報をリバウンド防止手段６０に伝達する信号伝達部５２とを有することが好ましい。通電部６２は、衝突検知手段５０からの「ハニカム構造体１０に落下試験対象物２０が衝突したこと」を知らせる検知情報に基づいて、電磁石６１への通電をオンにする。電磁石６１への通電がオンになることにより、電磁石６１の周囲に磁力が発生する。通電部６２は、衝突検知手段５０の検知情報に基づいて、電磁石６１への通電のオン／オフを制御する制御部を有することが好ましい。

そして、図５に示す落下衝撃試験装置１００のように、リバウンドして落下経路４０内を鉛直上方に跳ね返った落下試験対象物２０は、リバウンド防止手段６０の電磁石６１から発生する磁力に引き付けられ、落下経路４０内にて、その移動を停止する。これにより、リバウンドした落下試験対象物２０の、ハニカム構造体１０への再衝突を有効に防止することができる。また、電磁石６１の通電のオン／オフは、ハニカム構造体１０への落下試験対象物２０の衝突を契機として切り替えられるため、ハニカム構造体１０への１回目の落下試験対象物２０の衝突を、電磁石６１から発生する磁力が妨げることもない。したがって、本実施形態の落下衝撃試験装置１００によれば、高精度で且つ高い再現性を有する信頼性の高い落下衝撃試験を行うことができる。ここで、図４及び図５は、本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の一の実施形態の断面を模式的に示す概略断面図である。図４では、落下試験対象物２０が、ハニカム構造体１０に衝突した状態を示している。図５では、落下試験対象物２０がリバウンドした後、リバウンド防止手段６０の電磁石６１から発生する磁力に引き付けられ、その移動を停止した状態を示している。

（１−１）落下試験対象物：
落下試験対象物は、磁性を有するものであれば特に制限はない。落下試験対象物は、ハニカム構造体の所定の箇所に再現性よく衝突し、且つ、落下時の空気抵抗が小さくなるように、球状の形状を呈するもの（例えば、球状の錘）であることが好ましい。落下試験対象物の大きさについては特に制限はなく、落下経路４０の内径や、被試験対象物であるハニカム構造体１０の大きさ、また、落下衝撃試験の試験条件に応じて適宜設定することができる。

落下試験対象物の材質については、上述したように、磁性を有するものであればよく、例えば、鉄、４００系ステンレス等を挙げることができる。

（１−２）落下経路：
落下経路は、保持手段とハニカム構造体との間に設けた落下試験対象物が通過する経路である。図１〜図３に示すように、落下経路４０が、筒状の側壁部４１を有していることが好ましい。また、落下経路４０が、筒状の側壁部４１を有し、当該側壁部４１の一方の端部側の周縁の一部が切り欠かれ、当該切り欠かれた部分４２にハニカム構造体１０を配置するものであってもよい。このように構成することによって、筒状の側壁部４１を、ハニカム構造体１０に配設し易くなり、落下試験の試験精度が向上する。例えば、ハニカム構造体１０の狙った箇所に、落下試験対象物２０を衝突させ易くなる。特に、落下経路４０が、筒状の側壁部４１及び切り欠かれた部分４２とから構成されたものであると、落下衝撃試験装置１００を持ち運びでき、被試験対象物であるハニカム構造体１０に対して、落下衝撃試験装置１００の配設位置を調節することができる。例えば、従来公知の落下衝撃試験装置は、装置自体が固定されており、固定されている装置に対して、ハニカム構造体を配置して試験を行うものであるため、ハニカム構造体の狙った箇所に、落下試験対象物を衝突させることが難しかった。

落下経路には、落下試験対象物が通過する際に、経路の内外で気体（空気）の移動が行われる通気口が形成されていてもよい。落下試験対象物の落下時には、僅かな空気抵抗が生じることがある。落下試験の試験結果への空気抵抗の影響は、非常に小さいものであるが、落下経路に通気口が形成されることにより、試験結果への空気抵抗の影響をより小さくすることができる。通気口の形状については特に制限はなく、落下経路の側壁部の複数箇所に孔を開けて形成することができる。また、落下経路の側壁部を、メッシュ状の部材によって作製し、メッシュ状の部材の網の目を、通気口としてもよい。また、後述するように、保持手段やリバウンド防止手段が、落下経路の経路方向に沿って移動可能に構成されている場合には、保持手段やリバウンド防止手段の移動経路が、通気口の機能を有していてもよい。

落下経路の鉛直方向の長さについては特に制限はない。例えば、落下経路の鉛直方向の長さが長ければ、落下試験対象物の落下距離を広範囲に変更することができる。一方、落下経路の鉛直方向の長さが長すぎると、落下衝撃試験装置が大きくなり、落下衝撃試験装置の持ち運びの利便性が低下する。このような観点から、落下経路の鉛直方向の長さは、３０〜４００ｍｍであることが好ましく、５０〜２００ｍｍであることが更に好ましい。また、落下経路の内径は、落下試験対象物の大きさに応じて適宜設定することができる。落下経路の内径と落下試験対象物の直径とのクリアランスは、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることが更に好ましい。

（１−３）衝突検知手段：
衝突検知手段は、ハニカム構造体に落下試験対象物が衝突したことを検知するものである。衝突検知手段は、図１〜図３に示すように、ハニカム構造体１０に落下試験対象物２０が衝突したことを検知する検知部５１と、検知部５１にて検知した検知情報をリバウンド防止手段６０に伝達する伝達部２２とを有することが好ましい。

検知部５１は、ハニカム構造体１０への落下試験対象物２０の衝突を画像等で直接検知するものであってもよいし、衝突により生じる音や振動を検知するものであってもよい。また、検知部５１は、ハニカム構造体１０の近傍にて、上方から落下してくる落下試験対象物２０を検知し、ハニカム構造体１０までの距離と落下試験対象物２０の落下速度などから、ハニカム構造体１０への衝突を間接的に検知するものであってもよい。

衝突により生じる音を検知する検知部（以下、「音検知部」ということがある）としては、例えば、マイクとＦＦＴ解析部とからなるものを挙げることができる。このような音検知部を用いた場合には、マイクにより、ハニカム構造体の衝突予定箇所周辺の音を集音し、集音した音の振幅波形を、ＦＦＴ解析部にて音波解析する。ＦＦＴ解析部には、予め、落下試験対象物がハニカム構造体に衝突した際の衝突音の振幅波形（特定の振幅波形）を記憶させておき、当該特定の振幅波形の音（すなわち、衝突音）が集音された場合に、落下試験対象物がハニカム構造体に衝突したことを検知する。このような音検知部によれば、比較的に簡便な構成で、高精度に衝突の有無を検知することができる。

音検知部においては、音検知部のマイクが検知した音をＦＦＴ解析部にて音波解析し、落下試験対象物が衝突した際の衝突音により、ハニカム構造体の破損状態を検知する破損検知部を更に有していてもよい。すなわち、落下試験対象物が衝突した際の衝突音は、衝突の衝撃によりハニカム構造体が破損した場合と破損しない場合とで、異なる振幅波形を示す。このため、集音した衝突音を音波解析することで、ハニカム構造体の破損の有無を検知することができる。ハニカム構造体の落下試験には、例えば、特定の落下条件にて、ハニカム構造体に破損が生じるか否かを試験する「衝撃破壊評価試験」と、ハニカム構造体に破損が生じるまで落下衝撃を順次増大させて、破壊の限界を試験する「衝撃破壊限界試験」とがある。衝撃破壊評価試験においては、試験終了後、ハニカム構造体を装置から取り出し、ハニカム構造体の衝突箇所を調べることで、試験結果を得ることができるが、衝撃破壊限界試験においては、破損が生じていない場合には、落下試験を再度行う必要がある。円柱状のハニカム構造体は、一旦、落下衝撃試験装置から取り出してしまうと、次回の試験時に、同一の測定箇所に落下試験対象物を衝突させることは極めて困難である。上述したように、衝突音により破損の有無を検知することにより、落下衝撃試験装置からハニカム構造体を取り出すことなく、連続的に落下試験を行うことが可能となる。音検知部において音波解析を行うための解析装置として、例えば、小野測器社製の「ＣＦ−７２００Ａ（商品名）」を用いることができる。

衝突を検知する方法として、振動センサを用いた方法を挙げることができる。また、落下試験対象物とハニカム構造体１０との衝突を間接的に検知する検知部としては、レーザー光、赤外線、超音波などにより落下試験対象物の移動推移を計測する検知部を挙げることができる。

（１−４）リバウンド防止手段：
リバウンド防止手段は、電磁石の磁力を利用して、落下試験対象物のリバウンドによるハニカム構造体への再衝突を防止するものである。図１〜図３に示すように、落下経路４０の周縁に配置された電磁石６１、及び衝突検知手段５０の検知情報に基づいて電磁石６１への通電を行う通電部６２を有する。

電磁石６１が設けられる位置は、ハニカム構造体１０と落下試験対象物２０の衝突位置よりも鉛直上方であればよく、落下試験対象物２０の跳ね返り量を考慮して、適宜設定される。すなわち、ハニカム構造体１０と落下試験対象物２０の最初の衝突により、落下試験対象物２０が鉛直上方に跳ね返る範囲に、リバウンド防止手段６０の電磁石６１が設けられていれば、電磁石６１により発生する磁力により、落下試験対象物２０を落下経路４０の途中で停止させることができる。電磁石６１が設けられる位置は、電磁石６１の底辺部で落下試験対象物２０が保持される可能性を考え、衝突位置から落下試験対象物２０の下点までの距離が０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上であることが更に好ましい。０．２ｍｍ未満であると、電磁石６１に引き付けられた落下試験対象物２０が上下方向に振動した際に、落下試験対象物２０がハニカム構造体１０に衝突してしまうことがある。

電磁石６１により発生させる磁場の強さは、下記式（１）に示す吸引力Ｆ（Ｎ）が、落下試験対象物２０の重量ｍｇ（Ｎ）［ｇ：重力加速度（９．８０６６５ｍ／ｓ^２）］を超えればよい。すなわち、Ｆ（Ｎ）＞ｍｇ（Ｎ）であればよい。
Ｆ＝Ｓｂ^２／（２μ） ・・・ （１）
（ここで、上記式（１）において、ｂ［Ｔ］は、直流電磁石の磁束密度を示す。μ［Ｈ／ｍ］は、ギャップの透磁率（Ａｉｒ：１．００００００４×４×π×１０^−７）を示す。Ｓ［ｍ^２］は、電磁石の面積を示す。）

また、安全率をＡとして、Ｆ＝Ａ・ｍｇの条件を満たす磁力を発生させることを、電磁石の基本条件とし、Ａ＞１であることが落下衝撃試験装置を動作させるに必要な条件である。また、落下試験対象物２０を確実に保持するためには、Ａ＞２であることが好ましい。

リバウンド防止手段が、落下経路の経路方向に沿って移動可能に構成されていてもよい。このように構成することによって、電磁石が設けられる位置を、落下試験対象物の跳ね返り量を考慮して、適宜変更することができる。更に、詳しくは後述するが、リバウンド防止手段によって、落下試験対象物を引き付けた状態から、次の落下試験を連続して行う場合に、リバウンド防止手段を保持手段として用い、保持手段をリバウンド防止手段として用いた試験を行うことが可能となる。このように構成することによって、リバウンド防止手段に保持された状態にある「落下試験対象物」を、保持手段に改めて保持させる準備作業が不要となる。このため、円滑な落下試験を実現することができる。また、落下試験対象物の再セットに伴う、ハニカム構造体の位置ずれなどを抑制することができ、高精度な落下試験を実現することができる。

（１−５）保持手段：
保持手段は、落下試験対象物を、柱状のハニカム構造体の鉛直上方にて保持し、当該落下試験対象物の保持状態を落下開始時において解除するものである。図１〜図３に示すように、保持手段３０は、磁性を有する落下試験対象物２０を保持するための第二の電磁石３１を有していることが好ましい。更に、第二の電磁石３１への通電を行う第二の通電部（図示せず）を有していてもよい。また、第二の電磁石３１への通電を行う通電部（第二の通電部）は、リバウンド防止手段６０の電磁石６１への通電を行う通電部６２を用いる（別言すれば、共有する）こともできる。通電部６２を、電磁石６１と第二の電磁石３１とで共有する場合は、電磁石６１と第二の電磁石３１とで、それぞれ独立した制御にて、通電の制御が行われる。すなわち、電磁石６１と第二の電磁石３１とで通電部６２を共有したとしても、電磁石６１と第二の電磁石３１とに同じ条件で通電が行われるわけではない。第二の電磁石３１は、リバウンド防止手段６０の電磁石６１と同様に構成されたものを用いることができる。

保持手段が、落下経路の経路方向に沿って移動可能に構成されていてもよい。上述したように、リバウンド防止手段も、落下経路の経路方向に沿って移動可能に構成されている場合には、１回目の落下測定が終了した後、図７及び図８に示すように、リバウンド防止手段６０と保持手段３０とを入れ替えて、２回目の落下試験を行うことができる。すなわち、図７に示すように、磁力により落下試験対象物２０を引き付けたリバウンド防止手段６０が経路方向の上方に移動する。そして、図８に示すように、落下試験対象物２０を引き付けた状態のリバウンド防止手段６０が、２回目の落下試験において、保持手段となる。一方、図７に示すように、保持手段３０は、落下試験対象物２０の保持を解除した後、経路方向の下方に移動する。そして、図８に示すように、保持手段３０が、２回目の落下試験において、リバウンド防止手段となる。このように構成することによって、円滑な且つ高精度な落下試験を実現することができる。図７及び図８は、本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の一の実施形態の断面を模式的に示す概略断面図である。図７及び図８では、保持手段３０とリバウンド防止手段６０とが入れ替わる状態を示している。図７及び図８に示す落下衝撃試験装置１００において、図１に示す落下衝撃試験装置１００と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。

保持手段とリバウンド防止手段とが、落下経路の経路方向に沿って移動する際には、例えば、図１及び図２に示すように、落下経路４０の側壁部４１に、経路方向に延びる移動経路４３が設けられていることが好ましい。図１及び図２に示された移動経路４３は、落下経路４０の側壁部４１を経路方向にくり抜いたものであり、この移動経路４３に沿って、保持手段３０とリバウンド防止手段６０とが鉛直方向に上下移動する。

落下衝撃試験装置は、図６に示すように、保持手段３０とリバウンド防止手段６０とが入れ替わることを想定して、電磁石６１と第二の電磁石３１とで共有する通電部６２を用い、スイッチ６３により、電磁石６１と第二の電磁石３１との機能が切り替わるように構成されている。このように構成することによって、２回目の落下試験（すなわち、保持手段３０とリバウンド防止手段６０とが入れ替わった落下試験）において、衝突検知手段５０の検知情報に基づいて、保持手段３０の第二の電磁石３１の通電がオンになる。すなわち、２回目の落下試験においては、落下試験対象物２０がリバウンドした後、第二の電磁石３１から発生する磁力に引き付けられ、その移動を停止することとなる。なお、３回目以降の落下試験においても、上記と同様の方法、保持手段３０とリバウンド防止手段６０とを入れ替ることで、連続して落下試験を行うことができる。

落下衝撃試験装置は、図９及び図１０に示すように、落下経路の鉛直方向に対する傾きを測定するための水準器７０を更に備えたものであってもよい。図９及び図１０に示す落下衝撃試験装置２００は、水準器７０として、落下経路４０の側壁部４１から突出するように設けられた支持体７３と、支持体７３から垂下された紐体７２と、紐体７２の先端に配置されたおもり７１と、から構成されている。このような水準器７０を備えることにより、正確な落下試験を行うことができる。特に、本実施形態の落下衝撃試験装置は、持ち運びが可能であり、被対象物であるハニカム構造体に、落下衝撃試験装置を設置して落下試験を行うことができる。このため、試験開始前に、水準器７０にて、落下経路が垂直に配置されているか否かの確認を行うことは非常に重要である。図９は、本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の更に他の実施形態の断面の一部を模式的に示す概略断面図である。図１０は、本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置の更に他の実施形態を上面から見た平面図である。図９及び図１０に示す落下衝撃試験装置２００において、図１に示す落下衝撃試験装置１００と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１においては、図１〜図３に示すような落下衝撃試験装置１００を用いて、ハニカム構造体の落下試験を行った。落下試験対象物は、材料が高炭素クロムで、直径が１５ｍｍの球体を使用した。落下試験対象物の質量は、１３．７６ｇである。落下経路は、材料がアクリルで、鉛直方向の長さが７０ｍｍであった。衝突検知手段としては、ＦＦＴ解析による音検知を用いた。具体的には、小野測器社製のＣＦ−７２００Ａ（商品名）を用いた。

落下衝撃試験装置のリバウンド防止手段及び保持手段としては、角型の電磁石を用いた。この電磁石は、０．２７Ｎの吸引力が発生するものである。電磁石の制御は、音声スイッチを組み込んだ電気回路によって行った。

被対象物のハニカム構造体は、コージェライト製の端面の直径が１４４ｍｍ、軸方向の長さが１５２ｍｍの円柱状のものを用いた。

被対象物のハニカム構造体に、実施例１の落下衝撃試験装置を配置し、落下試験を１０回行った。落下試験の良否判定は、音波解析によって行った。実施例１における落下試験の衝撃力は、落下試験対象物（球体）が衝突した際に、ハニカム構造体に欠け、ひび割れ等が生じるよりも若干小さいものとした。表１に、実施例１の落下衝撃試験装置における１０回の落下試験の結果を示す。表１における「○」は、落下試験時の音波解析により、ハニカム構造体に欠け、ひび割れが確認されなかったことを示す。表１における「×」は、落下試験時の音波解析により、ハニカム構造体に欠け、ひび割れが確認されたことを示す。

（比較例１）
比較例１においては、リバウンド防止手段を備えていないこと以外は、実施例１と同様に構成された落下衝撃試験装置を用いて、落下試験を１０回行った。落下試験の試験条件は、実施例１と同じである。表１に、比較例１の落下衝撃試験装置における１０回の落下試験の結果を示す。

（結果）
実施例１の落下衝撃試験装置では、１０回の落下試験において、ハニカム構造体に欠け、ひび割れが確認されなかった。一方、比較例１の落下衝撃試験装置では、１０回の落下試験のうち、４回の落下試験において、ハニカム構造体に欠け、ひび割れが確認された。上述したように、実施例１及び比較例１における落下試験は、ハニカム構造体に欠け、ひび割れ等が生じるよりも若干小さい衝撃力にて行われている。このため、比較例１における欠けやひび割れの発生は、リバウンドした２回目以降の衝突によるものであった。リバウンドした２回目以降の衝突によって欠けやひび割れの発生したことは、音波解析でも確認することができた。実施例１の落下衝撃試験装置は、１０回の落下試験において、落下試験対象物（球体）のリバウンドが生じないため、高精度で且つ高い再現性を有する信頼性の高い落下衝撃試験を行うことが可能であった。

本発明のハニカム構造体の落下衝撃試験装置は、ハニカム構造体の落下試験に利用することができる。

１：隔壁、２：セル、３：外周壁、１０：ハニカム構造体、１１：第一端面、１２：第二端面、２０：落下試験対象物、３０：保持手段、３１：第二の電磁石、４０：落下経路、４１：側壁部、４２：切り欠かれた部分、４３：移動経路、５０：衝突検知手段、５１：検知部、５２：信号伝達部、６０：リバウンド防止手段、６１：電磁石、６２：通電部、６３：スイッチ、７０：水準器、７１：おもり、７２：紐体、７３：支持体、１００，２００：落下衝撃試験装置。

Claims (7)

1. 磁性を有する落下試験対象物を、柱状のハニカム構造体の鉛直上方にて保持し、当該落下試験対象物の保持状態を落下開始時において解除する保持手段と、
   前記保持手段と前記ハニカム構造体との間に設けた前記落下試験対象物が通過する落下経路と、
   前記ハニカム構造体に前記落下試験対象物が衝突したことを検知する衝突検知手段と、
   前記落下経路の周縁に配置された電磁石、及び前記衝突検知手段の検知情報に基づいて前記電磁石への通電を行う通電部を有するリバウンド防止手段と、を備えた、ハニカム構造体の落下衝撃試験装置。
2. 前記衝突検知手段が、前記ハニカム構造体に前記落下試験対象物が衝突した際の音を検知する音検知部を有する、請求項１に記載のハニカム構造体の落下衝撃試験装置。
3. 前記衝突検知手段が、前記音検知部が検知した音を音波解析し、前記落下試験対象物が衝突した際の衝突音により、前記ハニカム構造体の破損状態を検知する破損検知部を更に有する、請求項２に記載のハニカム構造体の落下衝撃試験装置。
4. 前記落下経路が、筒状の側壁部を有し、前記側壁部の一方の端部側の周縁の一部が切り欠かれ、当該切り欠かれた部分に前記ハニカム構造体を配置する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカム構造体の落下衝撃試験装置。
5. 前記リバウンド防止手段が、前記落下経路の経路方向に沿って移動可能に構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のハニカム構造体の落下衝撃試験装置。
6. 前記保持手段が、前記落下経路の経路方向に沿って移動可能に構成されているとともに、第二の電磁石、及び前記衝突検知手段の検知情報に基づいて前記第二の電磁石への通電を行う第二の通電部を有し、
   磁力により前記落下試験対象物を引き付けた前記リバウンド防止手段が経路方向の上方に移動して保持手段となり、前記保持手段が経路方向の下方に移動してリバウンド防止手段となる、請求項５に記載のハニカム構造体の落下衝撃試験装置。
7. 前記落下経路の鉛直方向に対する傾きを測定するための水準器を更に備えた、請求項１〜６のいずれか一項に記載のハニカム構造体の落下衝撃試験装置。

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