JP4466431B2 - 衝突試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、落下衝突時にモバイル製品、又はモバイル製品に搭載される部品に衝撃を加える場合に使用する衝突試験装置に関する。

携帯用製品の物理的な強度を評価するために、メーカーはこれらの製品に衝撃を与えた後、その継続的な機能及び信頼性の試験を行う。

電子機器の小型化が進み、携帯型電子機器の使用が最近では増えている。携帯型電子機器は、手に持って使用することや携行することが多いため、不注意によって落下させてしまう危険性がある。そのため、落下に対する対策が必要となり、誤って落としても機器が動作不良にならないよう、落下衝撃に対して耐性がある高信頼性の機器とする必要がる。そのため、メーカーではあらかじめ落下衝撃に対する試験を行って、落下衝撃性向上を図っている。

落下試験は、製品を規定した高さから、衝突面に向けて実際に落下させて、故障しないことを確認している。

従来は、落下方法として、製品を手で持ち、規定の高さで手を放して落下するという方法を行ってきた。しかし、人手による方法では、製品を放す位置が一定でない、放し方によって空中で姿勢が変わり衝突箇所が定まらない、等の理由により、測定データのバラツキが大きいとともに、製品が一旦衝突面に衝突した後、跳ね返るため、衝突の回数が複数回になってしまうという問題があった。

一方、図６に示すような落下装置を用いる方法では、製品を落とす位置を一定に保つことができ、落下高さの再現性は向上するが、空中での姿勢変化は改善されないとともに、製品が一旦コンクリート材に衝突した後、跳ね返るため、衝突の回数が複数回になってしまうという問題点があった。

このような衝突試験装置には次のような特許文献が存在している。
特開平１−２３９４６５号公報

従来の試験方法では、落下衝突後の跳ね返りにより、被試験体に複数回の衝撃を加えてしまう事、衝突の仕方により、結果のばらつきが大きいことから、定量的な落下衝撃耐力の測定が困難である。この解決策として人手により落下後の被測定物を瞬時に回収したり、試験回数を多くし、統計的に処理する等しているが、効率が悪く、現実的な解にならない。

本発明中、第１の発明の衝突試験装置は、衝突面と、被試験体を保持し水平方向に移動する台車と、台車に接続され滑車を経由した後、台車と反対側に接続された錘により垂直方向に落下する紐と、被試験体が衝突面に衝突した時紐から外れ、被試験体が衝突面に複数回衝突することを防止する錘とを備えているというものである。

本発明中、第２の発明の衝突試験装置は、第１の発明において、錘に接続される紐の端部はリング状の金具を備え、錘は相対する２つのバネで挟み込まれた金具を備え、リング状の金具はバネで挟み込まれた金具に接続されているというものである。

本発明中、第３の発明の衝突試験装置は、第１の発明において、被試験体が衝突面に衝突することを検出する衝突センサー、被試験体が衝突面に衝突する時の加速度となっていることを検出する加速度センサー又は、被試験体が衝突面に衝突する位置にあることを検出する位置センサーの内少なくとも１つのセンサーを備え、センサーからの通知により錘を切り離す切り離し制御部を備えているというものである。

本発明中、第４の発明の衝突試験装置は、衝突面と、紐に接続された第１の錘と、接続された第１の錘と第２の錘により垂直方向に落下する紐と、滑車を経由した後、垂直方向に上昇する紐に接続された被試験体を保持する保持部材と、
被試験体が衝突面に衝突した時第１の錘から外れ、被試験体が衝突面に複数回衝突することを防止する第１の錘に接続された第２の錘とを備えているというものである。

本発明中、第５の発明の衝突試験装置は、第４の発明において、第１の錘はリング状の金具を備え、第２の錘は相対する２つのバネで挟み込まれる金具を備え、リング状の金具は前記バネで挟み込まれる金具に接続されているというものである。

以上説明したように、本発明によれば、衝突面に被試験体が衝突した時、錘を切り離すため、被試験体が衝突面に再衝突することがなく、衝突面が一定であるため、ばらつきの少ない試験結果を得ることができ、かつ錘の重さを変えることで、被試験体の落下衝撃に対する耐力を定量的に測定することが可能となる。

図１は、水平方向への衝突の実施例を示す。錘１０８の重さは、衝突面１０３に衝突する時に、被試験体１０４の規定の加速度を得られる重さとする。錘１０８により台車１０６は走行し、台車１０６に固定された被試験体１０４はコンクリート材等の衝突面１０３に衝突し、跳ね返るが、衝突時に錘１０８は切り離されるため、再び台車１０６を衝突面１０３へ向かわせる力が働かないので、被試験体１０４が衝突面１０３に再衝突することはない。衝突時に錘１０８を切り離す方法は、以下に示す４種類の方法がある。

紐１０７の端部に備えられたリング状の金具１０９と、錘１０８に備えられた相対する２つのバネで挟み込まれた金具１１０を、図１に示すように接続する。金具１１０は頂点部は繋がっておらず、離れているが所定の力で接触している。したがって、金具１０９と金具１１０は接続が保たれる。しかし、被試験体１０４が衝突面１０３に衝突した時、金具１１０には下向きの力が働いたままだが、紐１０７により金具１０９には上向きの力が働く。これにより、金具１０９と金具１１０は離れる。

錘１０８に接続された２つのバネで挟み込まれた金具１１０の構造を図５に示す。くの字型の金具５０１はバネ５０３に圧迫され、くの字型の金具５０２はバネ５０４に圧迫されて、２つのくの字型の金具５０１及び５０２は、その頂点が
所定の力により接触する。この２つのくの字型の金具５０１及び５０２が、図１の２つのバネで挟み込まれた金具１１０及び、図３の２つのバネで挟み込まれた金具３０８である。

他の３種類の方法はセンサーを使い、センサーの検出時に、センサーから切り離し制御部２０８に通知し、紐２０７と錘２０９を切り離す方法である。本実施例を図２に示す。衝突センサー２１０、加速度センサー２１２、位置センサー２１１の３種類があり、いずれか一つのセンサーにより実現できる。

衝突センサー２１０は、被試験体２０４が衝突面２０３に衝突したことを検出する。加速度センサー２１２は、被試験体２０４が衝突面２０３に衝突する際の加速度になったことを検出する。位置センサー２１１は、被試験体２０４が衝突面２０３に衝突する位置にきたことを検出する。

垂直方向への衝突の実施例を図３に示す。錘３０５の重さと錘３０６の重さの合計は、衝突面３０３に衝突する時に、被試験体の規定の加速度を得られる重さになるようにする。錘３０５及び錘３０６により被試験体３０４は引き上げられ、コンクリート材等の衝突面３０３に衝突し、跳ね返るが、衝突時に錘３０６は切り離されているため、錘３０５の重さが、被試験体３０７と保持部材３０４の重さの合計と吊りあい再衝突を防ぐことができる。

衝突時に錘３０６を切り離す方法は、以下に示す３種類の方法がある。

錘３０５に備えられたリング状の金具３０９と、錘３０６に備えられた相対する２つのバネで挟み込まれた金具３０８を、図３に示すように接続する。金具３０８は頂点部は繋がっておらず、離れているが所定の力で接触している。したがって、金具３０８と金具３０９は接続が保たれる。しかし、被試験体３０７が衝突面３０３に衝突した時、金具３０８には下向きの力が働いたままだが、錘３０５により金具３０９には上向きの力が働く。これにより、金具３０８と金具３０９は離れる。

他の２種類の方法は錘３０５と錘３０６に電磁石を用い、センサーを使って、センサーが検出しない時は、錘３０５と錘３０６を磁石として接続し、センサーの検出時は磁石でなくし、錘３０５と錘３０６を切り離す方法である。本実施例を、図４に示す。センサーとしては衝突センサー４０８、加速度センサー４０９の２種類があり、いずれか一つのセンサーにより実現できる。

次に、以上述べた衝突試験装置の実施形態から抽出される技術的思想を請求項の記載形式に準じて付記として列挙する。本発明に係る技術的思想は上位概念から下位概念まで、様々なレベルやバリエーションにより把握できるものであり、以下の付記に本発明が限定されるものではない。
（付記１） 衝突面と、
被試験体を保持し水平方向に移動する台車と、
前記台車に接続され滑車を経由した後、前記台車と反対側に接続された錘により垂直方向に落下する紐と、
前記被試験体が前記衝突面に衝突した時前記紐から外れ、前記被試験体が前記衝突面に複数回衝突することを防止する前記錘と、
を備えたことを特徴とする衝突試験装置。
（付記２） 前記錘に接続される前記紐の端部はリング状の部材を備え、前記錘は相対する２つのバネで挟み込まれた金具を備え、前記リング状の部材は前記バネで挟み込まれた金具に接続されることを特徴とする付記１記載の衝突試験装置。
（付記３） 前記被試験体が前記衝突面に衝突することを検出する衝突センサー、前記被試験体が前記衝突面に衝突する時の加速度となっていることを検出する加速度センサー又は、前記被試験体が前記衝突面に衝突する位置にあることを検出する位置センサーの内少なくとも１つのセンサーを備え、前記センサーからの通知により前記錘を切り離す切り離し制御部を備えたことを特徴とする付記１記載の衝突試験装置。
（付記４） 衝突面と、
紐に接続された第１の錘と、
接続された前記第１の錘と第２の錘により垂直方向に落下する前記紐と、
滑車を経由した後、垂直方向に上昇する前記紐に接続された被試験体を保持する保持部材と、
前記被試験体が前記衝突面に衝突した時前記第１の錘から外れ、前記被試験体が前記衝突面に複数回衝突することを防止する前記第１の錘に接続された第２の錘と、
を備えたことを特徴とする衝突試験装置。
（付記５） 前記第１の錘はリング状の部材を備え、前記第２の錘は相対する２つのバネで挟み込まれる金具を備え、前記リング状の部材は前記バネで挟み込まれる金具に接続されることを特徴とする付記４記載の衝突試験装置。
（付記６） 前記第１の錘及び前記第二の錘は電磁石であり、前記被試験体が前記衝突面に衝突することを検出する衝突センサー又は、前記被試験体が前記衝突面に衝突する時の加速度となっていることを検出する加速度センサーを備えることを特徴とする付記４記載の衝突試験装置。

水平方向に被試験体が衝突する衝突試験装置の構成を示す図である。 センサーを用いた水平方向に被試験体が衝突する衝突試験装置の構成を示す図である。 垂直方向に被試験体が衝突する衝突試験装置の構成を示す図である。 センサーを用いた垂直方向に被試験体が衝突する衝突試験装置の構成を示す図である。 図１及び図３に示された２つのバネで挟み込まれた金具の構造を示す図である。 従来例の説明図である。

符号の説明

１０２ 滑車
１０３ 衝突面
１０４ 被試験体
１０６ 台車
１０８ 錘
２１０ 衝突センサー
２１１ 位置センサー
３０８ ２つのバネで挟み込まれた金具
３０９ リング状の金具
４０９ 加速度センサー
５０１ くの字型の金具

Claims (3)

1. 衝突面と、
   被試験体を保持し水平方向に移動する台車と、
   前記台車に接続され滑車を経由した後、前記台車と反対側に接続された錘により垂直方向に落下する紐と、
   前記被試験体が前記衝突面に衝突した時前記紐から外れ、前記被試験体が前記衝突面に複数回衝突することを防止する前記錘と、
   を備えたことを特徴とする衝突試験装置。
2. 前記錘に接続される前記紐の端部はリング状の部材を備え、前記錘は相対する２つのバネで挟み込まれた金具を備え、前記リング状の部材は前記バネで挟み込まれた金具に接続されることを特徴とする請求項１記載の衝突試験装置。
3. 前記被試験体が前記衝突面に衝突することを検出する衝突センサー、前記被試験体が前記衝突面に衝突する時の加速度となっていることを検出する加速度センサー又は、前記被試験体が前記衝突面に衝突する位置にあることを検出する位置センサーの内少なくとも１つのセンサーを備え、前記センサーからの通知により前記錘を切り離す切り離し制御部を備えたことを特徴とする請求項１記載の衝突試験装置。
   

Images