WO2019049304A1 - 衝撃試験装置 - Google Patents

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guide
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impact table
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浩 谷口
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神栄テストマシナリー株式会社
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/08—Shock-testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
    • G01N3/303—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight generated only by free-falling weight

Definitions

  • the present invention relates to an impact test apparatus for testing an impact when a test object such as a home appliance is dropped.
  • JIS C-60068-2-27 defines this test method.
  • the magnitude of the impact pulse, the action time, the number of tests, the direction, etc. are specified.
  • an impact test method for confirming the impact strength of the product itself is defined in JIS Z0119.
  • a method of applying a shock pulse to obtain a damage boundary curve of a product is specified.
  • an impact test device provided with a mounting table held at a predetermined height position, and a firing means for firing an impacting object provided below the mounting table upward (for example, , Patent Document 2).
  • This impact test apparatus is provided with a breaking bolt for holding the collision body at a predetermined height position and a compression spring for applying an upward force to the collision body. Then, the elastic energy of the compression spring is released at once by the fracture of the fracture bolt, and the collision body is accelerated to collide with the mounting table.
  • This device also makes it possible to perform an impact test from a position higher than the actual height by using the force of the compression spring.
  • an object of this invention is to provide an impact test apparatus which can form an apparatus compactly and can perform an impact test with high reproducibility.
  • the present invention is an impact test apparatus for testing an impact when an object to be tested is dropped, comprising: an impact table portion on which the test object is placed and dropped; and the impact table portion A guide for guiding the guide in the vertical direction, an elevating unit for lifting the impact table along the guide to a predetermined height, a holder for holding the impact table at a predetermined height, and the impact A base portion having a collision portion disposed in a falling portion of the table portion, a sensor for detecting an impact when the impact table portion collides with the collision portion, and the impact table portion held by the holding portion are dropped A control unit, wherein the base unit urges the shock table unit downward when the shock table unit ascends to increase a falling speed of the shock table unit. It is further provided with a wood.
  • the shock table on which the test object is placed is lifted up to a predetermined height by the elevating unit along the guide and held by the holding unit, so that the shock table is directed downward by the spring member provided on the base. It is held in the energized state. Then, by releasing the holding portion, the impact table portion is given the same drop speed as when dropped from a height higher than the actual height by gravity and initial acceleration by the spring member to conduct an impact test. Can.
  • the shock at this time can be detected by a sensor.
  • an impact test apparatus capable of performing an impact test from a height higher than the actual height can be formed compactly while suppressing the height and the occupied area.
  • the spring member can perform an impact test with high reproducibility of the impact waveform.
  • the guide portions may be disposed to face each other so as to guide the facing position of the impact table portion, and a plurality of the spring members may be disposed at positions adjacent to the guide portion. According to this structure, a large drop speed can be obtained even if the impact table portion is dropped from a low height by the force of the plurality of spring members. Moreover, the arrangement space can be reduced by using a plurality of spring members. In addition, by adjusting the number of spring members, it is possible to change the falling speed of the impact table portion.
  • the base portion may further include a spring guide, which suppresses lateral fluttering of a central portion of the spring member, to a side of the collision portion.
  • the spring guide can prevent the central portion of the vertically extending spring member from fluttering on the side of the collision portion.
  • the spring member can be stably contracted when the impact table portion is dropped.
  • the spring guide may be formed of a resin material and may have a spring insertion hole through which the spring member is inserted. According to this structure, noise can be suppressed and flapping can be suppressed even when the spring member abuts against the spring guide of the resin material when the spring member is contracted.
  • the holding portion may be configured by a hydraulic pressure holding portion that holds the impact table portion at a predetermined height on the guide portion. According to this structure, even if the downward biasing force of the spring member is acting on the impact table portion raised to the predetermined height, the state in which the impact table portion is held by the guide portion by the hydraulic pressure holding portion such as a hydraulic brake It can be kept properly.
  • the drop speed of the impact table portion can be increased by the spring member, it is possible to suppress the height of the impact test device and achieve downsizing. Further, it is possible to conduct an impact test with high reproducibility of the impact waveform by the spring member.
  • FIG. 1 is a front view of an impact test apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a plan view of the impact test apparatus shown in FIG. 1
  • FIG. 2B is a plan view of a spring guide.
  • 3 (A) and 3 (B) are cross-sectional views showing the mounting portion of the spring member of the impact test apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the holding portion of the impact table shown in FIG.
  • FIG. 5 is a front view showing a portion of the collision part shown in FIG.
  • FIG. 6 is a front view in the middle of a test of the impact test device shown in FIG.
  • FIG. 7 is a side view of the impact tester in the middle of the test shown in FIG.
  • FIG. 8 is a front view of the impact test apparatus in the state shown in FIG. 6 immediately before the impact test.
  • an impact test apparatus 1 will be described by way of example in which the impact table section 20 on which the test object 80 is placed and dropped is raised and lowered along the guide sections 30 disposed on the left and right.
  • the concept of up, down, left, and right directions in the specification and claims is consistent with the concept of up, down, left, and right directions in a state directed to the impact test apparatus 1 shown in FIG.
  • FIG. 1 is a front view of an impact test apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2A is a plan view of the impact test apparatus shown in FIG. 1
  • FIG. 2B is a plan view of a spring guide.
  • a base portion 11 is provided above a base plate 10 fixed at an installation position.
  • the base portion 11 is supported by the base plate 10 by air springs 12 provided at front and rear positions.
  • the collision part 13 is provided on the upper part of the base part 11.
  • an impact table portion 20 is provided which is dropped from above toward the collision portion 13.
  • the impact table portion 20 is vertically guided along a guide portion 30 provided upward from the base portion 11.
  • the guide portion 30 has a guide shaft 31 oppositely disposed so as to guide the opposing position across the central portion of the impact table portion 20.
  • the base 11 is provided with a lift 35 that lifts the impact table 20 along the guide shaft 31 to a predetermined height.
  • the impact table unit 20 is lifted up to a predetermined height along the guide unit 30 by the elevation unit 35, dropped from the predetermined height, and collided with the collision unit 13 (FIGS. 6 to 8).
  • the elevation unit 35 is configured of an air cylinder 36.
  • the impact table portion 20 has a placement portion 21 for placing the test object 80 in the central portion.
  • Guide blocks 22 each having a guide hole 23 through which the guide shaft 31 is inserted are provided on opposite left and right side portions of the mounting portion 21.
  • the guide holes 23 at positions opposed to each other across the placement portion 21 in the central portion are guided by the guide shaft 31 to move up and down.
  • a holding portion 40 for holding the impact table portion 20 raised along the guide shaft 31 at a predetermined height is provided at the portion of the guide hole 23, a holding portion 40 for holding the impact table portion 20 raised along the guide shaft 31 at a predetermined height is provided.
  • spring members 50 are provided to bias the impact table portion 20 downward when the impact table portion 20 is lifted and to increase the falling speed of the impact table portion 20.
  • a plurality of spring members 50 are juxtaposed between a spring mounting portion 24 projecting laterally from the guide block 22 of the impact table portion 20 and a spring fixing portion 16 provided on the base portion 11.
  • the spring member 50 is constituted by a tension spring having a predetermined spring constant. In this example, four spring members 50 are arranged in parallel on both sides of the impact table 20. The spring member 50 is disposed close to the guide portion 30.
  • the base portion 11 is provided with a spring guide 55 which suppresses the spring member 50 from fluttering.
  • the spring guide 55 is a block body that protrudes laterally from the base portion 11 and is formed of a resin material or the like.
  • the spring guide 55 is provided on the side of the collision portion 13 provided on the base portion 11. The upper end of the spring guide 55 is located below the upper end of the collision portion 13.
  • the spring guide 55 is provided with a spring insertion hole 56 vertically penetrating at the same position as the juxtaposed spacing of the spring members 50 at the position where the spring member 50 is disposed. It is a tubular member.
  • the spring guide 55 of this embodiment is a rectangular member whose outer shape is a vertically long rectangular shape and in which four spring insertion holes 56 are provided in the vertical direction.
  • the spring insertion hole 56 has a diameter larger than the outer diameter of the spring member 50, and a predetermined gap S is formed between the spring insertion hole 56 and the outer periphery of the spring member 50 when the spring member 50 is inserted.
  • the gap S can be a gap S corresponding to the outer diameter of the spring member 50, and can be, for example, about 3 mm or less.
  • the spring guide 55 suppresses lateral fluttering of the central portion of the spring member 50.
  • the spring guide 55 is made of a resin material, it is possible to suppress the rattling of the spring member 50 while suppressing the noise when the spring member 50 abuts on the spring guide 55.
  • the impact table portion 20 is provided with a sensor 26 for detecting an impact when the impact table portion 20 collides with the collision portion 13.
  • a sensor 26 for detecting an impact when the impact table portion 20 collides with the collision portion 13.
  • an acceleration sensor can be used.
  • the amount by which the impact table portion 20 is raised by the air cylinder 36 can be detected by a stroke sensor 37 provided between the impact table portion 20 and the base portion 11.
  • the stroke sensor 37 detects the amount of ascent of the impact table portion 20 by the amount of movement along the detection shaft 38 provided parallel to the guide shaft 31 (FIG. 7).
  • a cover 60 that covers the side of the spring member 50 is further provided on the side of the guide 30.
  • the cover portion 60 of this embodiment is a cover member 61 which covers the periphery of the impact test device 1.
  • the cover 61 may be a resin cover that covers the sides of the spring member 50.
  • control to raise and hold the impact table unit 20 to a predetermined height control to drop the impact table unit 20, control to display the detection result of the impact generated on the impact table unit 20, etc.
  • the control unit 70 includes a processor, volatile memory, nonvolatile memory, I / O interface, and the like.
  • the control unit 70 includes an operation unit, a storage unit, an output unit, an input unit, and the like.
  • the output unit and the input unit are realized by an I / O interface.
  • the storage unit is realized by volatile memory and non-volatile memory. By the operation of the operation unit, the processor performs arithmetic processing using the volatile memory based on the program stored in the non-volatile memory to control each unit.
  • FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views showing the mounting portion of the spring member 50 of the impact test device 1 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the holding portion 40 of the impact table portion 20 shown in FIG.
  • FIG. 5 is a front view showing a portion of the collision part 13 shown in FIG.
  • the upper end of the spring member 50 is attached to a spring attachment portion 24 which protrudes laterally from the guide block 22 of the impact table portion 20.
  • a mounting bolt 52 projecting upward from the seat 51 is provided at the upper end of the spring member 50.
  • the upper end of the spring member 50 is inserted into a bush 27 provided in the insertion hole 24 a provided in the spring mounting portion 24 with the mounting bolt 52, and is fixed to the spring mounting portion 24 by a fixing nut 25.
  • the seat portion 51 can be realized, for example, by attaching a screw top to the end of the spring member 50.
  • the mounting bolt 52 can be realized by standing on a screwing piece.
  • a seat 53 and a mounting bolt 54 projecting downward are provided at the lower end of the spring member 50.
  • the mounting bolt 54 is inserted into the insertion hole 16 a of the spring fixing portion 16 provided on the side of the base portion 11 at the lower end of the spring member 50, and is fixed to the spring fixing portion 16 by a fixing nut 17.
  • the seat portion 53 can also be realized, for example, by attaching a screwing piece to the end of the spring member 50.
  • the mounting bolt 54 can be erected on a screwing piece.
  • the holding portion 40 provided in the impact table portion 20 of this embodiment becomes a hydraulic brake 41 serving as a hydraulic pressure holding portion for holding the impact table portion 20 at a predetermined height on the guide shaft 31.
  • the guide hole 23 of the impact table portion 20 is provided with a brake pad 42 projecting from the periphery toward the center.
  • the portion of the brake pad 42 in contact with the guide shaft 31 is substantially semicircular.
  • a seal portion 43 is provided on the outer peripheral side of the brake pad 42.
  • a pressure oil chamber 44 is provided on the outer peripheral side of the seal portion 43. Pressure oil is supplied to the pressure oil chamber 44 from a pressure oil supply unit 45 connected to a pressure oil supply source (not shown).
  • the brake pad 42 can press the guide shaft 31 to hold the impact table 20 at a predetermined position of the guide shaft 31.
  • the hydraulic brake 41 as the holding portion 40, the impact table portion 20 raised against the biasing force of the spring member 50 can be held at a predetermined position.
  • a shock absorber 14 is provided at a portion where the impact table portion 20 collides with the collision portion 13 provided at the falling portion of the impact table portion 20.
  • the buffer body 14 is provided inside the cylindrical body 15 provided on the upper portion of the base portion 11.
  • the buffer 14 is formed of an elastic material such as rubber or plastic.
  • the buffer 14 can change the spring constant by changing the effective protrusion amount T from the cylinder 15. This buffer 14 is an example.
  • FIG. 6 is a front view in the middle of a test of impact test device 1 shown in FIG.
  • FIG. 7 is a side view of the impact test apparatus 1 during the test shown in FIG.
  • FIG. 8 is a front view of the impact test device 1 in the state shown in FIG. 6 immediately before the impact test. The operation of the impact test by the impact test apparatus 1 will be described below.
  • the test object 80 is placed on the placement unit 21 of the impact table unit 20, and the control unit 70 inputs a test condition (falling height).
  • the drop height (the height from the upper surface of the shock absorber 14 of the collision portion 13 to the lower surface of the impact table portion 20) in the impact test device 1 is the peak acceleration when the initial acceleration is given by the spring member 50 (designated By obtaining the correspondence relationship between the impact acceleration) and the drop height, it is possible to input an appropriate drop height at which a desired peak acceleration can be obtained.
  • the standby switch (not shown) is pressed.
  • the air cylinder 36 is extended and the impact table 20 is raised along the guide shaft 31.
  • the impact table portion 20 is raised against the biasing force of the plurality of spring members 50.
  • the stroke sensor 37 detects the stroke sensor 37.
  • the extension of the air cylinder 36 is stopped.
  • the shock table 20 is held at a predetermined position of the guide shaft 31 by the hydraulic brake 41 (holding unit 40) (FIG. 4).
  • the air cylinder 36 is lowered.
  • This state is the state immediately before the impact test, and the impact table portion 20 is held by the hydraulic brake 41 in the state of having the height energy in the state of being held at the predetermined height and the downward biasing force by the spring member 50. It is done.
  • the drop switch (not shown) is pressed in the control unit 70, the hydraulic brake 41 is released.
  • the impact table portion 20 is dropped downward by its own weight and the biasing force of the spring member 50 and is made to collide with the collision portion 13.
  • the specified impact acceleration is generated by the height energy of the impact table portion 20 and the downward biasing force of the spring member 50.
  • the brake pad 42 of the hydraulic brake 41 may be brought into contact with the guide shaft 31 to prevent the impact table portion 20 from rebounding.
  • an impact generated by the collision is measured by the sensor 26 and input to the control unit 70.
  • an acceleration sensor is used as the sensor 26
  • the acceleration on the shock table unit 20 is measured by the sensor 26.
  • the measured acceleration of the drop impact test is analyzed and quantified, for example, by an acceleration measurement analysis system (not shown).
  • an acceleration measurement analysis system (not shown).
  • the shock pulse can be obtained.
  • the shock pulse can be displayed, for example, by providing the control unit 70 with a monitor.
  • an analysis system a system suitable for the type of sensor 26 may be employed.
  • the impact table unit 20 on which the test object 80 is placed is lifted by the elevation unit 35 along the guide unit 30 to a predetermined height and held by the hydraulic brake 41.
  • the impact table portion 20 can be properly held in a state of being biased downward by the spring member 50 provided on the base portion 11. That is, since the positioning position holding of the impact table portion 20 is performed by the hydraulic brake 41, even if the downward biasing force of the spring member 50 acts on the impact table portion 20 raised to a predetermined height, the impact table portion 20 is hydraulically The held state can be properly maintained.
  • the impact table portion 20 collides with the collision portion 13 by giving the same drop speed to the impact table portion 20 as when dropped from a height higher than the actual height.
  • An impact test can be performed by detecting the impact of time with the sensor 26.
  • the impact test can be performed by giving the test object 80 a velocity dropped from a position higher than the actual height, and thus the height of the impact test device 1 can be increased. This makes it possible to reduce the size and achieve compactness. Moreover, by using the spring member 50 as a configuration for applying a downward biasing force to the impact table portion 20, the occupied area of the impact test apparatus 1 can be suppressed and the impact test with high reproducibility of the impact waveform can be performed. It becomes possible.
  • the spring members 50 it is possible to adjust the number of the spring members 50 and change the falling speed of the impact table portion 20.
  • the spring force to be applied to the impact table portion 20 can be reduced by using three each. You can do it easily.
  • the number of spring members 50 can be adjusted as needed. Further, by arranging the spring member 50 along the guide portion 30, the maintenance of the spring member 50 can be easily performed.
  • the spring guide 55 for guiding the middle portion of the spring member 50 is provided on the side of the collision portion 13 in the base portion 11, the center of the spring member 50 that shrinks when performing the impact test. It is possible to suppress that the part flaps. As a result, when the impact table portion 20 drops, the spring member 50 can be stably contracted.
  • the number and arrangement of the spring members 50 in the above-described embodiment show an example, and the present invention can be practiced with different numbers of spring members 50, and various configurations can be made within the scope of the present invention.
  • the present invention may be modified, and the present invention is not limited to the embodiment described above.

Abstract

試験対象物を載せて落下させる衝撃テーブル部と、衝撃テーブル部を上下方向に案内するガイド部と、衝撃テーブル部をガイド部に沿って所定高さまで持ち上げる昇降部と、衝撃テーブル部をガイド部の所定高さで保持する保持部と、衝撃テーブル部の落下部分に配置された衝突部を有するベース部と、衝撃テーブル部が衝突部に衝突したときの衝撃を検出するセンサと、保持部で保持した衝撃テーブル部を落下させる制御部と、を備え、ベース部は、衝撃テーブル部の上昇時に衝撃テーブル部を下向きに付勢して衝撃テーブル部の落下速度を増加させるスプリング部材をさらに備えている。これにより、装置をコンパクトに形成することができ、再現性が高い衝撃試験ができる衝撃試験装置を構成できる。

Description

衝撃試験装置
　本発明は、家電品などの試験対象物を落下させたときの衝撃を試験するための衝撃試験装置に関する。
　従来、家電品やパーソナルコンピュータなどの製品は、搬送及び使用時における落下などの衝撃で破損するかどうかの試験が行われている。この試験方法として、ＪＩＳ　Ｃ－６００６８－２－２７に規定がある。この規定では、衝撃パルスの大きさ、作用時間、試験回数、方向などについて指定されている。また、製品自体の衝撃強度を確認するための衝撃試験方法が、ＪＩＳ　Ｚ０１１９に規定がある。この規定では、製品の損傷境界曲線を得るための、衝撃パルスの印加方法が指定されている。
　このような衝撃試験を行う装置として、試験対象物を所定高さから落下させたときの衝撃を計測する装置がある。しかし、近年、試験対象物をより高い位置から落下させる衝撃試験が行える装置が望まれている。
　この種の衝撃試験装置に関する先行技術として、例えば、所定高さ位置に保持される載置台と、この載置台の上方に設けられ破断ボルトと、破断ボルトを介して載置台を上方に引き上げるシリンダと、シリンダによって圧縮されることで載置台に下向きの力を付加する圧縮ばねと、載置台の下方に設けられた衝突部材と、を備えた衝撃試験装置がある（例えば、特許文献１参照）。この衝撃試験装置では、シリンダで圧縮ばねの力に抗して載置台を上方に引き上げ、破断ボルトの破断によって圧縮ばねの力を一気に解放して載置台を衝突部材に衝突させている。この装置では、圧縮ばねの力を利用して実際の高よりも高い位置からの衝撃試験が行えるようにしている。
　また、他の先行技術として、所定高さ位置に保持される載置台と、この載置台の下方に設けられた衝突体を上向きに発射させる発射手段と、を備えた衝撃試験装置がある（例えば、特許文献２参照）。この衝撃試験装置では、衝突体を所定高さ位置に保持する破断ボルトと衝突体に上昇方向の力を付与する圧縮バネとを備えさせている。そして、破断ボルトの破断によって圧縮バネの弾性エネルギを一気に開放して衝突体を加速させて載置台に衝突させている。この装置でも、圧縮ばねの力を利用して実際の高よりも高い位置からの衝撃試験が行えるようにしている。
日本国　特開２０１２－１２７９２７号公報 日本国　特開２０００－２４９６２０号公報
　しかし、上記した特許文献１及び特許文献２のいずれの衝撃試験装置も、試験対象物が設置される部分を圧縮ばねの力に抗する方向に付勢し、破断ボルトの破断によって一気に開放される圧縮ばねの弾性エネルギで負荷部を衝突部材に衝突させるものである。このため、いずれの先行技術も試験対象物を破断ボルトを破断させる大きな力で衝突させる非常に大型の衝撃試験装置になる。よって、装置の設置場所が限られ、試験対象物の試験場所が限られる。
　また、試験対象物が載置される衝撃テーブル部をエアシリンダで加速させて落下させることも考えられる。しかし、エアシリンダの場合は装置が大型となり、各摺動部のメンテナンスなどに多くの時間と労力が必要となる。しかも、経年使用によるシール部の劣化などで衝撃試験の再現性が悪化するおそれもある。
　そこで、本発明は、装置をコンパクトに形成することができ、再現性が高い衝撃試験ができる衝撃試験装置を提供することを目的とする。
　この目的を達成するために、本発明は、試験対象物を落下させたときの衝撃を試験する衝撃試験装置であって、前記試験対象物を載せて落下させる衝撃テーブル部と、前記衝撃テーブル部を上下方向に案内するガイド部と、前記衝撃テーブル部を前記ガイド部に沿って所定高さまで持ち上げる昇降部と、前記衝撃テーブル部を前記ガイド部の所定高さで保持する保持部と、前記衝撃テーブル部の落下部分に配置された衝突部を有するベース部と、前記衝撃テーブル部が前記衝突部に衝突したときの衝撃を検出するセンサと、前記保持部で保持した前記衝撃テーブル部を落下させる制御部と、を備え、前記ベース部は、前記衝撃テーブル部の上昇時に該衝撃テーブル部を下向きに付勢して該衝撃テーブル部の落下速度を増加させるスプリング部材をさらに備えている。
　この構成により、試験対象物を載せた衝撃テーブル部をガイド部に沿って昇降部で所定高さまで持ち上げて保持部で保持することで、衝撃テーブル部はベース部に備えられたスプリング部材によって下向きに付勢された状態で保持される。そして、保持部を開放することで、衝撃テーブル部には重力とスプリング部材による初期加速とによって実際の高さ以上の高さから落下させたときと同じ落下速度が与えられて衝撃試験を行うことができる。この時の衝撃は、センサで検出することができる。これにより、実際の高さ以上の高さから衝撃試験が行える衝撃試験装置を、高さと占有面積を抑えてコンパクトに形成することができる。その上、スプリング部材により、衝撃波形の再現性が高い衝撃試験を行うことができる。
　また、前記ガイド部は、前記衝撃テーブル部の対向する位置をガイドするように対向配置され、前記スプリング部材は、前記ガイド部に近接した位置にそれぞれ複数本が配置されていてもよい。このように構成すれば、複数本のスプリング部材の力により、衝撃テーブル部を低い高さから落下させても大きな落下速度を得ることができる。しかも、複数本のスプリング部材とすることで配置スペースを小さくできる。その上、スプリング部材の本数を調節することで衝撃テーブル部の落下速度を変化させることができる。
　また、前記ベース部は、前記スプリング部材の中央部分が横方向にばたつくのを抑制するスプリングガイドを前記衝突部の側方にさらに備えていてもよい。このように構成すれば、上下方向に延びるスプリング部材の中央部分が衝突部の側方でばたつくことをスプリングガイドで抑制できる。これにより、衝撃テーブル部の落下時にスプリング部材を安定して縮ませることができる。
　また、前記スプリングガイドは、樹脂材料で形成され、前記スプリング部材を挿通させるスプリング挿通穴を有していてもよい。このように構成すれば、スプリング部材が縮むときに樹脂材料のスプリングガイドに当接しても騒音を抑えてばたつきも抑制することができる。
　また、前記保持部は、前記衝撃テーブル部を所定高さで前記ガイド部に保持する油圧保持部で構成されていてもよい。このように構成すれば、所定高さまで上昇させた衝撃テーブル部にスプリング部材の下向きの付勢力が作用していても、油圧ブレーキなどの油圧保持部によって衝撃テーブル部をガイド部に保持した状態を適切に保つことができる。
　また、前記スプリング部材の側方を覆うカバー部をさらに備えていてもよい。このように構成すれば、スプリング部材において生じる騒音が周囲に漏れるのを抑制することができる。
　本発明によれば、衝撃テーブル部の落下速度をスプリング部材で増加させることができるので、衝撃試験装置の高さを抑えてコンパクト化を図ることが可能となる。また、スプリング部材によって衝撃波形の再現性が高い衝撃試験を行うことが可能となる。
図１は、本発明の一実施形態に係る衝撃試験装置の正面図である。 図２（Ａ）は、図１に示す衝撃試験装置の平面図であり、（Ｂ）はスプリングガイドの平面図である。 図３（Ａ）、（Ｂ）は、図１に示す衝撃試験装置のスプリング部材の取付部分を示す断面図である。 図４は、図１に示す衝撃テーブル部の保持部を示す断面図である。 図５は、図１に示す衝突部の部分を示す正面図である。 図６は、図１に示す衝撃試験装置の試験途中における正面図である。 図７は、図６に示す試験途中の衝撃試験装置の側面図である。 図８は、図６に示す状態から衝撃試験直前の状態となった衝撃試験装置の正面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、試験対象物８０を載置して落下させる衝撃テーブル部２０を、左右に配置されたガイド部３０に沿って昇降させる衝撃試験装置１を例に説明する。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における上下左右方向の概念は、図１に示す衝撃試験装置１に向かった状態における上下左右方向の概念と一致するものとする。
　（衝撃試験装置の全体構成）
　図１は、一実施形態に係る衝撃試験装置の正面図である。図２（Ａ）は、図１に示す衝撃試験装置の平面図であり、（Ｂ）はスプリングガイドの平面図である。図１に示すように、この実施形態の衝撃試験装置１は、設置位置に固定されるベース板１０の上方にベース部１１が設けられている。ベース部１１は、前後位置に設けられた空気ばね１２でベース板１０に支持されている。ベース部１１を空気ばね１２で支持することにより、衝撃試験時の衝撃がベース板１０に伝わるのを抑制している。ベース部１１の上部には、衝突部１３が設けられている。衝突部１３の上方には、この衝突部１３に向けて上方から落下させる衝撃テーブル部２０が設けられている。
　衝撃テーブル部２０は、ベース部１１から上方に向けて設けられたガイド部３０に沿って上下方向に案内されるようになっている。ガイド部３０は、衝撃テーブル部２０の中央部分を挟んで対向する位置をガイドするように対向配置されたガイドシャフト３１を有している。ベース部１１には、衝撃テーブル部２０をガイドシャフト３１に沿って所定高さまで持ち上げる昇降部３５が設けられている。衝撃テーブル部２０は、昇降部３５でガイド部３０に沿って所定高さまで持ち上げられ、所定高さから落下させられて衝突部１３に衝突させられる（図６－図８）。昇降部３５は、エアシリンダ３６で構成されている。
　図２（Ａ）にも示すように、衝撃テーブル部２０は、中央部分に試験対象物８０を載置する載置部２１を有している。載置部２１の左右の対向する両側部には、ガイドシャフト３１が挿通されるガイド穴２３を有するガイドブロック２２が設けられている。衝撃テーブル部２０は、中央部分の載置部２１を挟んで対向する位置のガイド穴２３がガイドシャフト３１にガイドされて昇降するようになっている。ガイド穴２３の部分には、ガイドシャフト３１に沿って上昇させた衝撃テーブル部２０を所定高さで保持する保持部４０が設けられている。
　そして、ガイドブロック２２の両側部に、衝撃テーブル部２０の上昇時にこの衝撃テーブル部２０を下向きに付勢して、衝撃テーブル部２０の落下速度を増加させるスプリング部材５０が備えられている。スプリング部材５０は、衝撃テーブル部２０のガイドブロック２２から側方に突出したスプリング取付部２４と、上記ベース部１１に設けられたスプリング固定部１６との間に複数本が並設されている。スプリング部材５０は、所定のバネ常数を有する引張バネで構成されている。この例では、衝撃テーブル部２０の両側部にそれぞれ４本のスプリング部材５０が並設されている。スプリング部材５０は、ガイド部３０に近接して配置されている。
　また、上記ベース部１１には、上記スプリング部材５０がばたつくことを抑制するスプリングガイド５５が設けられている。スプリングガイド５５は、ベース部１１から側方に突出するブロック体であり、樹脂材料などで形成される。スプリングガイド５５は、ベース部１１に設けられた衝突部１３の側方に備えられている。スプリングガイド５５の上端は、衝突部１３の上端よりも下方に位置している。
　図２（Ｂ）に示すように、スプリングガイド５５には、スプリング部材５０が配置される位置に、スプリング部材５０の並設間隔と同一間隔で上下方向に貫通するスプリング挿通穴５６が設けられた筒状の部材である。この実施形態のスプリングガイド５５は、外形が縦長の矩形状で、４本のスプリング挿通穴５６が縦方向に設けられた筒状の部材である。スプリング挿通穴５６は、スプリング部材５０の外径よりも大きい直径で、スプリング部材５０を挿通した状態でスプリング部材５０の外周との間に所定の隙間Ｓが形成されるようになっている。隙間Ｓとしては、スプリング部材５０の外径に応じた隙間Ｓとすることができ、例えば、３ｍｍ程度以下にできる。このスプリングガイド５５により、スプリング部材５０の中央部分が横方向にばたつくのを抑制している。スプリングガイド５５を樹脂材料とすれば、スプリングガイド５５にスプリング部材５０が当接したときの騒音を抑えつつ、スプリング部材５０のばたつきを抑制することができる。
　また、図２（Ａ）に示すように、衝撃テーブル部２０には、衝撃テーブル部２０が衝突部１３に衝突したときの衝撃を検出するセンサ２６が設けられている。センサ２６としては、加速度センサを用いることができる。さらに、衝撃テーブル部２０をエアシリンダ３６で上昇させた量は、衝撃テーブル部２０とベース部１１との間に設けられたストロークセンサ３７で検出することができる。ストロークセンサ３７は、ガイドシャフト３１と平行に設けられた検出シャフト３８に沿って移動した量で衝撃テーブル部２０の上昇量を検出する（図７）。
　また、この実施形態では、上記ガイド部３０の側方に、スプリング部材５０の側方を覆うカバー部６０がさらに備えられている。この実施形態のカバー部６０は、衝撃試験装置１の周囲を覆うカバー材６１となっている。カバー材６１としては、スプリング部材５０の側方をカバーする樹脂製カバー材とすることができる。カバー材６１を備えさせることで、スプリング部材５０において生じる騒音が周囲に漏れるのを抑制する防音対策ができる。
　さらに、衝撃試験装置１には、衝撃テーブル部２０を所定高さまで上昇させて保持する制御、衝撃テーブル部２０を落下させる制御、衝撃テーブル部２０に生じる衝撃の検出結果などを表示する制御、などを行う制御部７０が備えられている。制御部７０は、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ及びＩ／Ｏインターフェース等を有する。制御部７０は、操作部、記憶部、出力部、入力部などを有する。出力部及び入力部は、Ｉ／Ｏインターフェースにより実現される。記憶部は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリにより実現される。操作部での操作により、不揮発性メモリに保存されたプログラムに基づいてプロセッサが揮発性メモリを用いて演算処理して各部が制御される。
　（衝撃テーブル部の周辺構成）
　図３（Ａ）、（Ｂ）は、図１に示す衝撃試験装置１のスプリング部材５０の取付部分を示す断面図である。図４は、図１に示す衝撃テーブル部２０の保持部４０を示す断面図である。図５は、図１に示す衝突部１３の部分を示す正面図である。
　図３（Ａ）に示すように、スプリング部材５０の上端は、衝撃テーブル部２０のガイドブロック２２から側方に突出したスプリング取付部２４に取り付けられている。スプリング部材５０の上端には、座部５１と上向きに突出する取付ボルト５２が設けられている。スプリング部材５０の上端は、取付ボルト５２がスプリング取付部２４に設けられた挿通穴２４ａに設けたブッシュ２７内に挿入され、固定ナット２５でスプリング取付部２４に固定されている。座部５１は、例えば、スプリング部材５０の端部にねじ込み用コマを取り付けることで実現できる。取付ボルト５２は、ねじ込み用コマに立設することで実現できる。
　図３（Ｂ）に示すように、スプリング部材５０の下端には、座部５３と下向きに突出する取付ボルト５４が設けられている。スプリング部材５０の下端は、取付ボルト５４がベース部１１の側方に設けられたスプリング固定部１６の挿通穴１６ａに挿入され、固定ナット１７でスプリング固定部１６に固定されている。この座部５３も、例えば、スプリング部材５０の端部にねじ込み用コマを取り付けることで実現できる。取付ボルト５４は、ねじ込み用コマに立設することができる。
　また、図４に示すように、この実施形態の衝撃テーブル部２０に設けられた保持部４０は、衝撃テーブル部２０を所定高さでガイドシャフト３１に保持する油圧保持部たる油圧ブレーキ４１となっている。衝撃テーブル部２０のガイド穴２３には、周囲から中心に向けて突出するブレーキパッド４２が設けられている。ブレーキパッド４２は、ガイドシャフト３１と接する部分が略半円形となっている。ブレーキパッド４２の外周側にはシール部４３が設けられている。シール部４３の外周側には、圧油室４４が設けられている。圧油室４４には、圧油供給源（図示略）に接続された圧油供給部４５から圧油が供給されるようになっている。圧油室４４に圧油を供給することで、ブレーキパッド４２がガイドシャフト３１を押圧して、衝撃テーブル部２０をガイドシャフト３１の所定位置に保持することができる。保持部４０を油圧ブレーキ４１とすることで、スプリング部材５０の付勢力に対抗して上昇させた衝撃テーブル部２０を所定位置に保持することができる。
　さらに、図５に示すように、衝撃テーブル部２０の落下部分に設けられた衝突部１３には、衝撃テーブル部２０が衝突する部分に緩衝体１４が設けられている。緩衝体１４は、ベース部１１の上部に設けられた筒体１５の内部に設けられている。緩衝体１４は、ゴム、プラスチック等の弾性を有する材料で形成されている。緩衝体１４は、筒体１５からの有効突出量Ｔを変更することでばね常数を変更することができる。この緩衝体１４は一例である。
　（衝撃試験装置の動作説明）
　図６は、図１に示す衝撃試験装置１の試験途中における正面図である。図７は、図６に示す試験途中の衝撃試験装置１の側面図である。図８は、図６に示す状態から衝撃試験直前の状態となった衝撃試験装置１の正面図である。上記衝撃試験装置１による衝撃試験の動作を以下に説明する。
　まず、衝撃テーブル部２０の載置部２１に試験対象物８０を載せ、制御部７０において試験条件（落下高さ）を入力する。衝撃試験装置１における落下高さ（衝突部１３の緩衝体１４上面から衝撃テーブル部２０の下面までの高さ）は、予め、スプリング部材５０によって初期加速が与えられた場合のピーク加速度（指定の衝撃加速度）と落下高さとの対応関係について求めておくことで、所望のピーク加速度が得られる適切な落下高さを入力することができる。
　そして、スタンバイスイッチ（図示略）を押す。これにより、図６，７に示すように、エアシリンダ３６が伸長させられて衝撃テーブル部２０がガイドシャフト３１に沿って上昇させられる。このとき衝撃テーブル部２０は、複数本のスプリング部材５０の付勢力に対抗して上昇させられる。衝撃テーブル部２０が所定高さまで上昇すると、ストロークセンサ３７によって検出される。これにより、エアシリンダ３６の伸長が止められる。そして、油圧ブレーキ４１（保持部４０）によって衝撃テーブル部２０がガイドシャフト３１の所定位置に保持される（図４）。
　その後、図８に示すように、エアシリンダ３６が下降させられる。この状態が衝撃試験直前の状態であり、衝撃テーブル部２０は、所定高さに保持された状態の高さエネルギと、スプリング部材５０による下向きの付勢力とを持った状態で油圧ブレーキ４１で保持されている。そして、制御部７０において落下スイッチ（図示略）が押されると、油圧ブレーキ４１が開放される。これにより、衝撃テーブル部２０が自重とスプリング部材５０の付勢力によって下方へ落下させられて衝突部１３に衝突させられる。この衝突時に、衝撃テーブル部２０の高さエネルギとスプリング部材５０による下向きの付勢力とによって指定の衝撃加速度が発生する。なお、衝撃テーブル部２０が衝突部１３に衝突した後、油圧ブレーキ４１のブレーキパッド４２をガイドシャフト３１に接触させて衝撃テーブル部２０のリバウンドを防止するようにしてもよい。
　そして、衝突によって生じた衝撃がセンサ２６で計測されて、制御部７０に入力される。センサ２６に加速度センサを用いた場合、センサ２６によって衝撃テーブル部２０上の加速度が計測される。計測された落下衝撃試験の加速度は、例えば、加速度計測解析システム（図示略）によって解析されて数値化される。これにより、衝撃パルスを得ることができる。衝撃パルスは、例えば、制御部７０にモニタを備えさせることで表示することができる。解析システムとしては、センサ２６の形式などに応じて適したシステムを採用すればよい。
　（衝撃試験装置による作用効果）
　以上のように、上記した衝撃試験装置１によれば、試験対象物８０を載せた衝撃テーブル部２０をガイド部３０に沿って昇降部３５で所定高さまで持ち上げて油圧ブレーキ４１で保持することで、衝撃テーブル部２０をベース部１１に備えられたスプリング部材５０によって下向きに付勢された状態で適切に保持することができる。すなわち、衝撃テーブル部２０の定位位置保持を油圧ブレーキ４１としているため、所定高さまで上昇させた衝撃テーブル部２０にスプリング部材５０の下向きの付勢力が作用した状態でも、油圧によって衝撃テーブル部２０を保持した状態を適切に保つことができる。
　そして、油圧ブレーキ４１を開放することで、衝撃テーブル部２０に対して実際の高さ以上の高さから落下させたときと同じ落下速度を与えて、衝撃テーブル部２０が衝突部１３に衝突した時の衝撃をセンサ２６で検出することで衝撃試験を行うことができる。
　このように、上記衝撃試験装置１によれば、試験対象物８０に対して実際の高さよりも高い位置から落下させた速度を与えて衝撃試験を行うことができるので、衝撃試験装置１の高さを抑えてコンパクト化を図ることが可能となる。その上、衝撃テーブル部２０に対して下向きの付勢力を与える構成をスプリング部材５０とすることで、衝撃試験装置１の占有面積を抑えるとともに、衝撃波形の再現性が高い衝撃試験を行うことが可能となる。
　しかも、スプリング部材５０を複数本とすることで、スプリング部材５０の本数を調節して衝撃テーブル部２０の落下速度を変化させることができる。例えば、上記実施形態では、衝撃テーブル部２０の両側部にそれぞれ４本のスプリング部材５０を設けているため、例えば、それぞれ３本ずつにすることで、衝撃テーブル部２０作用させるバネ力を小さくすることが容易にできる。スプリング部材５０の本数は、必要に応じて調整することができる。また、ガイド部３０に沿ってスプリング部材５０を配置することにより、スプリング部材５０のメンテナンスも容易に行うことができる。
　さらに、上記したようにベース部１１には、衝突部１３の側方にスプリング部材５０の中間部分をガイドするスプリングガイド５５が設けられているので、衝撃試験を行うときに縮むスプリング部材５０の中央部分がばたつくことを抑制できる。これにより、衝撃テーブル部２０の落下時にスプリング部材５０を安定して縮ませることが可能となる。
　（変形例）
　上記した実施形態では、衝撃テーブル部２０を２本のガイドシャフト３１によってガイドする例を説明したが、ガイド部３０の構成は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、衝撃テーブル部２０を４本のガイドシャフト３１によってガイドする構成の衝撃試験装置でも同様に実施可能である。
　また、上記した実施形態におけるスプリング部材５０の本数や配置は一例を示しており、異なる本数のスプリング部材５０でも本発明は実施可能であり、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の構成を変更してもよく、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。
　　　　　１　衝撃試験装置
　　　　１３　衝突部
　　　　１６　スプリング固定部
　　　　２０　衝撃テーブル部
　　　　２１　載置部
　　　　２２　ガイドブロック
　　　　２４　スプリング取付部
　　　　２６　センサ
　　　　３０　ガイド部
　　　　３１　ガイドシャフト
　　　　３５　昇降部
　　　　３６　エアシリンダ
　　　　４０　保持部
　　　　４１　油圧ブレーキ
　　　　５０　スプリング部材
　　　　５５　スプリングガイド
　　　　６０　カバー部
　　　　７０　制御部
　　　　８０　試験対象物
　　　　　Ｓ　隙間

Claims (6)

  1. 　試験対象物を落下させたときの衝撃を試験する衝撃試験装置であって、
    　前記試験対象物を載せて落下させる衝撃テーブル部と、
    　前記衝撃テーブル部を上下方向に案内するガイド部と、
    　前記衝撃テーブル部を前記ガイド部に沿って所定高さまで持ち上げる昇降部と、
    　前記衝撃テーブル部を前記ガイド部の所定高さで保持する保持部と、
    　前記衝撃テーブル部の落下部分に配置された衝突部を有するベース部と、
    　前記衝撃テーブル部が前記衝突部に衝突したときの衝撃を検出するセンサと、
    　前記保持部で保持した前記衝撃テーブル部を落下させる制御部と、
    を備え、
    　前記ベース部は、前記衝撃テーブル部の上昇時に該衝撃テーブル部を下向きに付勢して該衝撃テーブル部の落下速度を増加させるスプリング部材をさらに備えている、
    ことを特徴とする衝撃試験装置。
  2. 　前記ガイド部は、前記衝撃テーブル部の対向する位置をガイドするように対向配置され、
    　前記スプリング部材は、前記ガイド部に近接した位置にそれぞれ複数本が配置されている、
    請求項１に記載の衝撃試験装置。
  3. 　前記ベース部は、前記スプリング部材の中央部分が横方向にばたつくのを抑制するスプリングガイドを前記衝突部の側方にさらに備えている、
    請求項１又は２に記載の衝撃試験装置。
  4. 　前記スプリングガイドは、樹脂材料で形成され、前記スプリング部材を挿通させるスプリング挿通穴を有している、
    請求項３に記載の衝撃試験装置。
  5. 　前記保持部は、前記衝撃テーブル部を所定高さで前記ガイド部に保持する油圧保持部で構成されている、
    請求項１～４のいずれか１項に記載の衝撃試験装置。
  6. 　前記スプリング部材の側方を覆うカバー部をさらに備えている、
    請求項１～５のいずれか１項に記載の衝撃試験装置。
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