(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに電気的に接続された雄端子と雌端子との接点を前後方向に微摺動させる精密微摺動試験機において、
基台上において前後方向に移動自在に配置された方形板状のブロック板と、
前記雄端子と雌端子とをそれぞれ保持し、互いに係合可能に形成されると共に、一方が前記基台に固定され、他方が前記ブロック板に固定された一対のケーシングと、
前後方向に進退可能なエンド部を有し、前記ブロック板の前後いずれかの側面に前記エンド部が当接するように配置された圧電振動子と、
前記圧電振動子に対し所定の駆動電圧波形を与えることにより前記エンド部を前後方向に振動させる圧電振動子駆動手段と、
前記ブロック板の前後方向における往復移動の変位を検出するブロック変位検出手段と、
前記雄端子と雌端子との接点の微摺動の相対変位を検出する相対変位検出手段と、
前記雄端子と雌端子との間における電気的特性を測定する電気的特性測定手段と、
前記ブロック変位検出手段及び相対変位検出手段の出力に基づき、前記圧電振動子駆動手段の動作制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ブロック変位検出手段が検出した前記ブロック板の往復移動の変位を用いて、前記圧電振動子駆動手段に与える駆動電圧波形の位相のずれを補正するフィードバック制御を行うと共に、前記相対変位検出手段が検出した前記雄端子と雌端子との接点の微摺動の相対変位を用いて、前記圧電振動子駆動手段に与える駆動電圧波形の振幅値を決定するフィードバック制御を行い、
前記電気的特性測定手段が測定した端子接点の電気的特性の変化を出力する精密微摺動試験機であって、
更に、前記ブロック板の四隅には、該ブロック板を前記基台に対して前後方向に移動可能とする弾性ヒンジがそれぞれ設けられ、
かつ、前記ブロック板と前記基台との間には、前記圧電振動子のエンド部が前記ブロック板に与える押圧方向とは反対の方向に付勢力を与える弾性部材が設けられ、
前記弾性部材の付勢力により前記圧電振動子のエンド部は、その進退位置に拘わらず前記ブロック板の前後いずれかの側面に対し当接し、且つ、前記エンド部の先端が球面に形成されていることにより前記ブロック板の側面に対し点接触していることを特徴とする精密微摺動試験機。
【請求項２】
互いに電気的に接続された雄端子と雌端子との接点を前後方向に微摺動させる精密微摺動試験機において、
基台上において前後方向に移動自在に配置された方形板状のブロック板と、
前記雄端子と雌端子とをそれぞれ保持し、互いに係合可能に形成されると共に、一方が前記基台に固定され、他方が前記ブロック板に固定された一対のケーシングと、
前後方向に進退可能なエンド部を有し、前記ブロック板の前後いずれかの側面に前記エンド部が当接するように配置された圧電振動子と、
前記圧電振動子に対し所定の駆動電圧波形を与えることにより前記エンド部を前後方向に振動させる圧電振動子駆動手段と、
前記ブロック板の前後方向における往復移動の変位を検出するブロック変位検出手段と、
前記雄端子と雌端子との接点の微摺動の相対変位を検出する相対変位検出手段と、
前記雄端子と雌端子との間における電気的特性を測定する電気的特性測定手段と、
前記ブロック変位検出手段及び相対変位検出手段の出力に基づき、前記圧電振動子駆動手段の動作制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ブロック変位検出手段が検出した前記ブロック板の往復移動の変位を用いて、前記圧電振動子駆動手段に与える駆動電圧波形の位相のずれを補正するフィードバック制御を行うと共に、前記相対変位検出手段が検出した前記雄端子と雌端子との接点の微摺動の相対変位を用いて、前記圧電振動子駆動手段に与える駆動電圧波形の振幅値を決定するフィードバック制御を行い、
前記電気的特性測定手段が測定した端子接点の電気的特性の変化を出力する精密微摺動試験機であって、
更に、少なくとも前記一対のケーシングのいずれかには、前記雄端子と雌端子との接点を観察するための観察用窓が設けられ、
前記観察用窓を介して前記２つの端子の接点を撮像するための撮像手段を備え、前記相対変位検出手段は、前記撮像手段が撮像した画像に基づき、前記２つの端子の接点の相対変位を算出することを特徴とする精密微摺動試験機。
【請求項３】
前記ブロック変位検出手段は、
前記基台に固定されたセンサ部と、前記基台に対して前後方向に移動する前記ブロック板との間の静電容量の変化に基づき、前記ブロック板の往復移動の変位を検出する静電容量センサを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された精密微摺動試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、精密微摺動試験機に関し、特に電気的に接続された雄端子と雌端子との接点が微摺動することにより生じるフレッティングコロージョンの現象を試験する精密微摺動試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の電気系統において、２本の電線（リード線）同士を電気的に接続する場合、一方の先端に設けられた雄コネクタと、他方の先端に設けられた雌コネクタとを相互に係合する構成のものが多く採用されている。
前記雄コネクタと雌コネクタには、例えばプラスチックからなるケーシングに、それぞれ金属端子である雄端子と雌端子とが設けられている。前記雄コネクタと雌コネクタのケーシングは、相互に係合可能に形成されており、ケーシング同士が係合することによって、前記雌端子に前記雄端子が嵌入され、相互に電気的に接続されるようになっている。
【０００３】
ところで、自動車の機械的振動や熱の影響によるケーシングの膨張、収縮などによって、前記雄端子と雌端子との接点において、所謂フレッティングコロージョンと呼ばれる現象が発生することが知られている。
このフレッティングコロージョンは、前記端子の接点において発生する微少な振動や、往復のすべり運動を繰り返すことによって、接点間に酸化被膜等が堆積する現象であり、この現象が発生すると接点抵抗が大きくなる。そのため、フレッティングコロージョンにより接点抵抗が大きくなり過ぎると、接点不良が発生するという課題があった。
【０００４】
前記課題を解決するため、従来から、フレッティングコロージョンの現象を試験機上で発生させることが試みられている。
例えば雄端子と雌端子との接点においては、フレッティングコロージョンが発生する振幅は±数μｍの範囲であり、前記試験機にあっては、その範囲で接点を微摺動させる駆動手段が必要とされる。
例えば、特許文献１には、接続された一対の雄端子と雌端子とをピエゾアクチュエータ（圧電振動子）により微摺動させ、フレッティングコロージョンを発生させる試験機が開示されている。即ち、前記接点の微摺動の駆動手段としてピエゾアクチュエータを用い、前記接点の微摺動を発生させている。
尚、特許文献１では、フレッティングコロージョンを発生させた後の２つの端子間の電気的抵抗を測定することにより端子設計の良否を判定するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８９９０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された試験機のように、端子接点をピエゾアクチュエータにより微摺動（数μｍ）させる構成にあっては、振動子の振幅の直進性が悪いために、端子接点の微摺動を正確に発生させることができないという課題があった。
即ち、端子接点の摺動（振幅）を正確に発生させることができないために、フレッティングコロージョンの発生する振幅領域が実際とは異なり、金属端子やコネクタケーシングの設計の良否判定を正しくできない虞があった。
【０００７】
また、フレッティングコロージョンの発生原因を特定するためには、試験機においてフレッティングコロージョンを発生させると共に、端子接点の相対変位の測定と、接点で生じる堆積物や形状変化などの経時変化の記録が必要である。
前記端子接点の相対変位の測定にあっては、摺動試験後に生じた傷跡を測定し、それに基づき変位を判断する方法もあるが、その傷がどのような状態で生じたのか明確に解らないため、正確な相対変位の測定が可能とは言えなかった。
また、金属端子は、一般にコネクタケーシングで覆われた状態であるため、端子接点で生じる堆積物や形状変化などの経時変化を捉えることができないという課題があった。
【０００８】
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、互いに接続された２つの金属端子の接点を微摺動させる精密微摺動試験機において、前記端子接点の微摺動を高精度に発生させると共に、前記微摺動による前記端子接点の相対変位を正確に求めることができ、また、前記端子接点近傍の経時変化を観察可能な精密微摺動試験機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するためになされた、本発明に係る精密微摺動試験機は、互いに電気的に接続された雄端子と雌端子との接点を前後方向に微摺動させる精密微摺動試験機において、基台上において前後方向に移動自在に配置された方形板状のブロック板と、前記雄端子と雌端子とをそれぞれ保持し、互いに係合可能に形成されると共に、一方が前記基台に固定され、他方が前記ブロック板に固定された一対のケーシングと、前後方向に進退可能なエンド部を有し、前記ブロック板の前後いずれかの側面に前記エンド部が当接するように配置された圧電振動子と、前記圧電振動子に対し所定の駆動電圧波形を与えることにより前記エンド部を前後方向に振動させる圧電振動子駆動手段と、前記ブロック板の前後方向における往復移動の変位を検出するブロック変位検出手段と、前記雄端子と雌端子との接点の微摺動の相対変位を検出する相対変位検出手段と、前記雄端子と雌端子との間における電気的特性を測定する電気的特性測定手段と、前記ブロック変位検出手段及び相対変位検出手段の出力に基づき、前記圧電振動子駆動手段の動作制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ブロック変位検出手段が検出した前記ブロック板の往復移動の変位を用いて、前記圧電振動子駆動手段に与える駆動電圧波形の位相のずれを補正するフィードバック制御を行うと共に、前記相対変位検出手段が検出した前記雄端子と雌端子との接点の微摺動の相対変位を用いて、前記圧電振動子駆動手段に与える駆動電圧波形の振幅値を決定するフィードバック制御を行い、前記電気的特性測定手段が測定した端子接点の電気的特性の変化を出力する精密微摺動試験機であって、更に、前記ブロック板の四隅には、該ブロック板を前記基台に対して前後方向に移動可能とする弾性ヒンジがそれぞれ設けられ、かつ、前記ブロック板と前記基台との間には、前記圧電振動子のエンド部が前記ブロック板に与える押圧方向とは反対の方向に付勢力を与える弾性部材が設けられ、前記弾性部材の付勢力により前記圧電振動子のエンド部は、その進退位置に拘わらず前記ブロック板の前後いずれかの側面に対し当接し、且つ、前記エンド部の先端が球面に形成されていることにより前記ブロック板の側面に対し点接触していることに特徴を有する。
【００１０】
このように構成することにより、接続された雄端子と雌端子との接点に対し、直進性に優れた振幅性能を有するブロック板を介して振動波形を与えることができる。即ち、圧電振動子の直進性の精度が低い場合でも、前記ブロック板を介すことによって高精度の直進性をもった振動（振幅）を前記端子接点に与えることができる。
更に、前記ブロック板の往復移動の変位と前記雄端子と雌端子との接点の微摺動の相対変位を圧電振動子の駆動電圧波形にフィードバックすることにより、前記端子接点の微摺動を高精度に発生させることができる。
即ち、前記端子接点の微摺動が高精度に発生し、前記雄端子と雌端子との間における電気的特性（例えば抵抗値）の変化が出力されるため、所定の設定条件下でのフレッティングコロージョンによる接点不良の発生タイミングを正確に知ることができ、その現象の原因解析を行うことができる。
【００１１】
特に、前記ブロック板と前記基台との間には、前記圧電振動子のエンド部が前記ブロック板に与える押圧方向とは反対の方向に付勢力を与える弾性部材が設けられ、前記弾性部材の付勢力により前記圧電振動子のエンド部は、その進退位置に拘わらず前記ブロック板の前後いずれかの側面に対し当接し、且つ、前記エンド部の先端が球面形成されていることにより前記ブロック板の側面に対し点接触しているため、ブロック板、及びその四隅の弾性ヒンジに対し圧電振動子のエンド部からの応力を均等に与えることができる。
【００１２】
前記課題を解決するためになされた、本発明に係る精密微摺動試験機は、互いに電気的に接続された雄端子と雌端子との接点を前後方向に微摺動させる精密微摺動試験機において、基台上において前後方向に移動自在に配置された方形板状のブロック板と、前記雄端子と雌端子とをそれぞれ保持し、互いに係合可能に形成されると共に、一方が前記基台に固定され、他方が前記ブロック板に固定された一対のケーシングと、前後方向に進退可能なエンド部を有し、前記ブロック板の前後いずれかの側面に前記エンド部が当接するように配置された圧電振動子と、前記圧電振動子に対し所定の駆動電圧波形を与えることにより前記エンド部を前後方向に振動させる圧電振動子駆動手段と、前記ブロック板の前後方向における往復移動の変位を検出するブロック変位検出手段と、前記雄端子と雌端子との接点の微摺動の相対変位を検出する相対変位検出手段と、前記雄端子と雌端子との間における電気的特性を測定する電気的特性測定手段と、前記ブロック変位検出手段及び相対変位検出手段の出力に基づき、前記圧電振動子駆動手段の動作制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ブロック変位検出手段が検出した前記ブロック板の往復移動の変位を用いて、前記圧電振動子駆動手段に与える駆動電圧波形の位相のずれを補正するフィードバック制御を行うと共に、前記相対変位検出手段が検出した前記雄端子と雌端子との接点の微摺動の相対変位を用いて、前記圧電振動子駆動手段に与える駆動電圧波形の振幅値を決定するフィードバック制御を行い、前記電気的特性測定手段が測定した端子接点の電気的特性の変化を出力する精密微摺動試験機であって、更に、少なくとも前記一対のケーシングのいずれかには、前記雄端子と雌端子との接点を観察するための観察用窓が設けられ、前記観察用窓を介して前記２つの端子の接点を撮像するための撮像手段を備え、前記相対変位検出手段は、前記撮像手段が撮像した画像に基づき、前記２つの端子の接点の相対変位を算出することに特徴を有する。
このように構成することにより、前記ブロック板の往復移動の変位と前記雄端子と雌端子との接点の微摺動の相対変位を圧電振動子の駆動電圧波形にフィードバックすることにより、前記端子接点の微摺動を高精度に再現することができる。
即ち、前記端子接点の微摺動が高精度に再現され、前記雄端子と雌端子との間における電気的特性（例えば抵抗値）の変化が出力されるため、所定の設定条件下でのフレッティングコロージョンの発生タイミングを正確に知ることができ、その現象の原因解析を行うことができる。
特に、少なくとも前記一対のケーシングのいずれかには、前記２つの端子の接点を観察するための観察用窓が設けられ、前記観察用窓を介して前記２つの端子の接点を撮像するための撮像手段を備えるため、前記観察用窓を介して撮像手段による撮像が可能となるため、前記端子接点の相対変位を正確に測定することができ、端子接点の経時変化を映像として記録することができる。また、前記相対変位検出手段は、前記撮像手段が撮像した画像に基づき、前記２つの端子の接点の相対変位を算出するため、雄端子と雌端子との接点の微摺動による相対変位を容易且つ高精度に得ることができる。
【００１３】
また、前記ブロック変位検出手段は、前記基台に固定されたセンサ部と、前記基台に対して前後方向に移動する前記ブロック板との間の静電容量の変化に基づき、前記ブロック板の往復移動の変位を検出する静電容量センサを含むことが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、互いに接続された２つの金属端子の接点を微摺動させる精密微摺動試験機において、前記端子接点の微摺動を高精度に発生させると共に、前記微摺動による前記端子接点の相対変位を正確に求めることができ、また、前記端子接点近傍の経時変化を観察可能な精密微摺動試験機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明に係る精密微摺動試験機の全体構成を模式的に示す側面図である。
【図２】図２は、図１の精密微摺動試験機の主要部を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】図４は、図３の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】図５は、図１の精密微摺動試験機が備える制御ＰＣにより実行されるフィードバック制御プログラムの機能ブロック図である。
【図６】図６は、図５のフィードバック制御の流れを示すフローである。
【図７】図７は、図１の精密微摺動試験機が備えるカメラから入力される撮影映像に映された雌端子と雄端子とを模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る精密微摺動試験機の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の精密微摺動試験機の全体構成を模式的に示す側面図である、また、図２は、図１の精密微摺動試験機の主要部を示す斜視図であり、図３は、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００１７】
図１に示す精密微摺動試験機１００は、相互に電気的に接続された雄端子と雌端子との間の抵抗値を測定し、測定値の変化からフレッティングコロージョン発生のタイミングを検出し、そのときの端子接点の状態を観察するための装置である。
この精密微摺動試験機１００は、例えばテーブル等からなる第１基台２上に設けられた微摺動装置１と、前記微摺動装置１の上方に配置されたカメラ８（撮像手段）とを備える。前記カメラ８は、アーム７によって支持され、アーム７は前記第１基台２上に立設されたカメラスタンド６に昇降自在に取り付けられている。また、カメラ８には高倍率の撮影を実現可能とするマクロレンズ９、１０が取り付けられ、微摺動装置１上のコネクタ（端子接点）に焦点が合わせられている。尚、カメラ８は、高いフレームレート（例えば６０ｆｐｓ）で動画撮影を行う高速度撮影可能なカメラが用いられる。
【００１８】
また、精密微摺動試験機１００は、前記微摺動装置１に搭載された圧電振動子であるピエゾアクチュエータ２１に所定の駆動電圧波形を与えるピエゾアンプ４（圧電振動子駆動手段）と、前記ピエゾアンプ４等を駆動制御する制御ボックス３とを備える。
また、前記制御ボックス３及び前記カメラ８を含む試験機全体は、制御ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１１により制御される。尚、前記制御ボックス３と制御ＰＣ１１とにより制御手段が構成される。
前記制御ＰＣ１１は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１ａと、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成された主記憶装置１１ｂと、ハードディスク等により構成された補助記憶装置１１ｃなどを有する。
【００１９】
また、補助記憶装置１１ｃには、端子接点の摺動による相対変位及び周波数が目標値に一致するようにピエゾアクチュエータ２１の駆動電圧波形を制御する機能を実現するためのフィードバック制御プログラムが記憶されている。
そして、前記機能は、ＣＰＵ１１ａが補助記憶装置１１ｃに格納されている前記フィードバック制御プログラムを主記憶装置１１ｂにロードして実行することにより実現される。
尚、前記制御ＰＣ１１には、入力装置としてのキーボード１２やマウス（図示せず）、出力装置としてのモニタ１３が接続されている。
【００２０】
また、前記微摺動装置１は、図２、図３に示すように構成される。尚、図２、図３の説明においては、図示するＹ軸正方向を前側とし、Ｙ軸負方向を後側とする。
図示するように微摺動装置１は、第２基台２０上に、Ｙ軸方向に沿って延びる円柱状のピエゾアクチュエータ２１（圧電振動子）が設けられ、その前端の可動エンド２１ａが方形板状の弾性ヒンジブロック２２（ブロック板）の後側側面に当接する状態で設けられている。
【００２１】
具体的に説明すると、方形板状に形成された第２基台２０の周縁部には、基台面よりも高い高さ（厚み）寸法と所定の幅寸法とを有する枠体２０ａが、第２基台２０と一体形成されている。前記ピエゾアクチュエータ２１は、前記第２基台２０の中央に配置され、その後端の固定エンド２１ｂが前記枠体２０ａの後側の内側面に当接され、枠体２０ａに対し枠体２０ａの外側面側からボルト３１によって固定されている。また、ピエゾアクチュエータ２１の前側の外周面は、半円環状の支持部材３２によって覆われ、第２基台２０に対しボルト固定されている。
【００２２】
また、図２に示すように略方形板状の弾性ヒンジブロック２２は、中央のメインブロック部２２ａと、その四隅に配置された弾性ヒンジ２２ｂとを有する。メインブロック部２２ａの左右両側において、前後に配置された２つの弾性ヒンジ２２ｂの間には取付ブロック部２２ｃが配置され、第２基台２０に対しボルト３３により固定されている。これにより、前記メインブロック部２２ａは、その四隅に配置された弾性ヒンジ２２ｂによって、第２基台２０に対し前後に移動自在に設けられた状態となっている。尚、前記メインブロック部２２ａと前記弾性ヒンジ２２ｂと前記取付ブロック２２ｃとは、それぞれ１枚のブロック板に切り込み（スリットＳＬ）を入れることにより形成されている。
【００２３】
より詳しく説明すると、各弾性ヒンジ２２ｂは、メインブロック部２２ａや取付ブロック２２ｃと同じく、その厚みが大きく形成されている。また、図示するようにＸ方向に延びる複数の切り込み（スリットＳＬ）が左右から交互に設けられることによって、複数枚（図では２枚）の板状体がＹ軸方向に並列に配置された状態となっている。
このように構成された弾性ヒンジ２２ｂがメインブロック部２２ａの四隅に前後左右対称に配置され、しかも各弾性ヒンジ２２ｂが所定の厚さを有しているため、仮にメインブロック部２２ａにＹ軸方向以外の力が作用しても、Ｙ軸方向以外の力は打ち消され、Ｙ軸方向のみに移動するようになっている。
したがって、ピエゾアクチュエータ２１の前後方向に振動する可動エンド２１ａが、所謂ロール方向、ピッチ方向、ヨー方向などの方向に動いても、弾性ヒンジブロック２２のメインブロック部２２ａは、前後方向（Ｙ軸方向）のみに移動し、高い直進性に優れた微小振幅を得ることができる。
【００２４】
また、メインブロック部２２ａの中央には、Ｙ方向に長い溝部２２ｄが形成され、そこにスプリング３４（弾性部材）が収容されている。前記スプリング３４は、図３に示すようにその前端３４ａが基台２０に対し固定され、後端３４ｂでメインブロック部２２ａを後側方向に付勢するように構成されている。
このスプリング３４の付勢力によって、前記したように弾性ヒンジブロック２２（のメインブロック部２２ａ）の後側側面に、ピエゾアクチュエータ２１の前端の可動エンド２１ａが、その進退位置に拘わらず当接する状態が維持される。
また、前記可動エンド２１ａの先端は球面形成されており、前記メインブロック部２２ａの後側側面に対し点接触するように構成されている。そのため、メインブロック部２２ａの四隅に前後左右対象に配置された弾性ヒンジ２２ｂに均等に応力が加わるようになっている。
【００２５】
図４は、図３における端子接続部周辺を拡大して示す断面図である。図２乃至図４に示すように第２基台２０の前端側の枠体２０ａ上には、雄端子２５を保持するコネクタケーシング２４が、押さえ部材２６を介してボルト２７によって固定されている（即ち雄端子２５及びコネクタケーシング２４は枠体２０ａに固定されている）。
一方、雌端子２８を収容する前記コネクタケーシング２３は、押さえ部材２９を介してボルト３０によって弾性ヒンジブロック２２のメインブロック部２２ａに固定されている。そして、雄端子２５に雌端子２８が嵌入され、前記雄端子２５のコネクタケーシング２４に雌端子２８のコネクタケーシング２３が係合されることにより、相互に電気的に接続された状態となっている。
また、コネクタケーシング２３，２４の上面側、及び押さえ部材２６の上面側には、それぞれ複数の観察用窓２３ａ、２４ａ、２６ａが設けられ、端子接点を観察可能な状態となされている。
また、図１に示すように前記雌端子２８と雄端子２５とからは、それぞれリード線３７，３８が引き出され、制御ボックス３内の図示しない抵抗値検出回路（電気的特性測定手段）に接続されている。この抵抗値検出回路においては、例えば、前記雌端子２８と雄端子２５との間に定電流を流すことにより端子接点の抵抗が測定される。抵抗値検出回路の出力は制御ＰＣ１１に入力され、モニタ１３上で例えば時系列にグラフ化されて観察可能となされている。即ち、雌端子２８と雄端子２５との接点におけるフレッティングコロージョンの発生を抵抗値の変化により把握することができるように構成されている。
【００２６】
また、図３に示すように、基台２０の前端側の枠体２０ａには、前後方向（Ｙ方向）に貫通する貫通孔２０ｂが形成され、そこに静電容量センサ３６（ブロック変位検出手段）が挿着されている。静電容量センサ３６の先端にはセンサ部３６ａが設けられ、弾性ヒンジブロック２２のメインブロック部２２ａの前側側面に面するように配置されている。
静電容量センサ３６は、制御ボックス３を介して制御ＰＣ１１に接続され、制御ＰＣ１１において弾性ヒンジブロック２２（メインブロック部２２ａ）の往復移動の時間的な変位が算出されるように構成されている。
即ち、前記弾性ヒンジブロック２２のメインブロック部２２ａが前後方向（Ｙ方向）に往復移動することで静電容量センサ３６の静電容量が変化し、ブロック変位検出手段として機能する制御ＰＣ１１において、前記静電容量の変化に基づきメインブロック部２２ａの往復移動の変位を測定するようになっている。
【００２７】
続いて、前記制御ＰＣ１１により実行されるフィードバック制御プログラムの機能について、さらに図５及び図６を用いて説明する。図５は、制御ＰＣ１１により実行されるフィードバック制御プログラムの機能ブロック図である。また、図６は、前記フィードバック制御の流れを示すフローである。
【００２８】
作業者は、先ず、制御ＰＣ１１において、補助記憶装置１１ｃに格納されている前記フィードバック制御プログラムを起動する。
前記プログラムが起動すると、前記モニタ１３上には、端子接点の目標変位、端子接点を微摺動させるための波形（例えば正弦波）及び周波数の入力設定画面が表示され、作業者はキーボード１２を用いてそれぞれ目標値等を入力する（図５の符号Ｆ１、図６のステップＳ１）。
また、制御ＰＣ１１において、前記入力された目標値等に基づいて、ピエゾアクチュエータ２１を駆動させるための駆動電圧波形が生成される（図５の符号Ｆ８、図６のステップＳ２）。
【００２９】
また、モニタ１３上には、ピエゾアクチュエータ２１の駆動実行ボタン（図示せず）が表示され、作業者がそれを選択することにより、前記ステップＳ２で生成された駆動電圧波形に基づいて、ピエゾアンプ４がピエゾアクチュエータ２１を駆動する（図６のステップＳ２）。また、このとき、カメラ８が起動され、観察用窓２３ａ、２４ａ、２６ａを通して端子接点の撮影が開始される。
【００３０】
このように最初にピエゾアクチュエータ２１が駆動されると、雌端子２８と雄端子２５との端子接点が摺動する。即ち、ピエゾアクチュエータ２１の可動エンド２１ａが前進すると、可動エンド２１ａにより弾性ヒンジブロック２２のメインブロック部２２ａの後側側面が押圧され、メインブロック部２２ａも前進する。一方、前記可動エンド２１ａが後退すると、メインブロック部２２ａがスプリング３４の付勢力により押し戻される。前記可動エンド２１ａは、前進と後退とを所定の波形（例えば正弦波）の振幅と周波数で繰り返し往復移動する（図５の符号Ｆ２）。そのため、前記メインブロック部２２ａ及びその上に固定された雄端子２５のコネクタケーシング２３もそれに同期して前進と後退とを繰り返し往復移動する。
ここで、雄端子２５を保持するコネクタケーシング２４は第２基台２０の枠体２０ａに固定されているため、雄端子２５に対し雌端子２８が所定の周波数で前進と後退を繰り返し、端子接点が摺動することとなる（図５の符号Ｆ３）。
【００３１】
また、前記弾性ヒンジブロック２２のメインブロック部２２ａの前進と後退の動作（往復移動）の変位は、静電容量センサ３６により検出される。
即ち、静電容量センサ３６と弾性ヒンジブロック２２との間の静電容量が検出され、その変化に基づき、制御ＰＣ１１において、メインブロック部２２ａの往復移動の時間的な変位が算出される（図５のＦ４、図６のステップＳ４）。
【００３２】
一方、カメラ８は、観察用窓２３ａ、２４ａ、２６ａを介して端子接点を撮影しており、その撮影された映像は制御ＰＣ１１に入力される。
制御ＰＣ１１においては、相対変位検出手段として機能し、入力された映像を画像解析することによって端子接点の相対変位を算出する（図５の符号Ｆ６，図６のステップＳ５）。
より具体的に説明すると、図７に示すようにカメラ８から入力される撮影映像には互いに接続された雄端子２５と雌端子２８とが映っている。雄端子２５と雌端子２８とには、それぞれ測定用にマーキングＭ１，Ｍ２が付されている。制御ＰＣ１１は、図７（ａ）の雌端子２８が雄端子２５に対し最も前進した状態（雄端子２５に最も挿入された状態）と、図７（ｂ）の雌端子２８が雄端子２５に対し最も後退した状態（雄端子２５に浅く挿入された状態）の画像を抽出する。そして、雌端子２８の変位であるマーキングＭ２の位置の変位ｄ１を求め、雄端子２５の変位であるマーキングＭ１の位置の変位ｄ２を求めて、それらの減算結果を相対変位（ｄ１−ｄ２）とする。
【００３３】
このように最初に、前記ステップＳ２で生成された駆動電圧波形に基づく前記端子接点の摺動が発生され、メインブロック部２２ａの往復移動の時間的な変位の測定、及び端子接点の相対変位の測定がなされると、第１、第２のフィードバック処理が実行される。
即ち、第１のフィードバック処理として、前記ステップＳ５で測定された端子接点の相対変位に基づき、ＰＩＤ制御（目標値と出力値との偏差の比例、積分、微分制御）が実行され、端子接点の相対変位がステップＳ１の目標変位に収束するように駆動電圧波形の振幅値が補正される（図５の符号Ｆ７、図６のステップＳ６）。
制御ＰＣ１１においては、前記ステップＳ６で補正した振幅値を用いて、新たにピエゾアクチュエータ２１の駆動電圧波形を生成する（図５の符号Ｆ８、図６のステップＳ７）。
【００３４】
また、第２のフィードバック処理として、前記ステップＳ４で測定されたメインブロック部２２ａの往復移動の変位に基づきＰＩＤ制御が実行される。そして、前記ステップＳ２で生成された駆動電圧波形に対する変位波形のずれが補正される（図５の符号Ｆ５、図６のステップＳ８）。
即ち、前記雌端子２８と雄端子２５とには弾性ヒンジブロック２２のメインブロック部２２ａを介して振動波が伝わるため、それにより変位波形のずれが無くなるように駆動電圧波形の変位が補正される。
【００３５】
前記ステップＳ８で変位が補正された駆動電圧波形が生成されると、その駆動電圧波形によりピエゾアクチュエータ２１が駆動される（図６のステップＳ９）。
これにより弾性ヒンジブロック２２のメインブロック部２２ａは、前記補正された新たな駆動電圧波形に基づく振動波によって往復移動し、端子接点が摺動することになる（図５の符号Ｆ２、Ｆ３）。
【００３６】
また、新たな駆動電圧波形に基づく、弾性ヒンジブロック２２のメインブロック部２２ａの往復移動の変位は、前記のように静電容量センサ３６を用いて測定され（図５の符号Ｆ４、図６のステップＳ１０）、その結果が再びフィードバックされる。即ち、ＰＩＤ制御により駆動電圧波形の変位が再び補正される（図５の符号Ｆ５、図６のステップＳ８）。
更に、新たな駆動電圧波形に基づく、端子接点の摺動の相対変位は、前記のようにカメラ８を用いて測定され（図５の符号Ｆ６、図６のステップＳ１１）、その結果が再びフィードバックされる。即ち、ＰＩＤ制御により駆動電圧波形の振幅値が再び補正される（図５の符号Ｆ７、図６のステップＳ６）。
そして、ステップＳ６からステップＳ１１までのループ処理は、試験機の停止制御がなされるまで繰り返し実行され、端子接点の摺動の変位及び周波数を目標値に一致させるためのピエゾアクチュエータ２１の駆動電圧波形が決定されることとなる。
【００３７】
そして、目標変位及び周波数で摺動する端子接点においてフレッティングコロージョンが発生すると、作業者は、それにより生じる接点不良の発生のタイミングをモニタ１３上に表示される端子接点の抵抗値の変化により知ることができる。
また、作業者は、カメラ８により撮像された画像と合わせて現象発生の原因解析を行う（図６のステップＳ１２）。
【００３８】
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、例えば自動車の機械的振動などによってコネクタに加わる振動波（正弦波、矩形波、三角波など）が、ピエゾアクチュエータ２１の可動エンド２１ａの振動動作によって発生される。そして、その振動波形が、直進性に優れた振幅性能を有する弾性ヒンジブロック２２を介してコネクタケーシング２３に与えられる。
また、第１のフィードバック処理として、端子接点（雄端子２８と雌端子２５との接点）の摺動をカメラ８により観察し、その相対変位が端子接点の摺動の目標変位に収束するようにピエゾアクチュエータ２１の駆動電圧波形の振幅が補正される。
更には、第２のフィードバック処理として、弾性ヒンジブロック２２（のメインブロック部２２ａ）の往復移動の時間的な変位が測定され、それに基づき、ピエゾアクチュエータ２１の駆動電圧波形の目標値に対して、変位波形のずれが無くなるように補正がなされる。
即ち、直進性に優れた振幅性能を有する弾性ヒンジブロック２２と、２つのフィードバック処理とにより、端子接点の摺動の目標値（変位、周波数）を得るためのピエゾアクチュエータ２１の駆動電圧波形を高精度に得ることができ、前記端子接点の微摺動を高精度に発生させることができる。
また、コネクタケーシング２３、２４に観察用窓２３ａ、２４ａを設けることによって、カメラ８による撮影が可能となるため、前記端子接点の相対変位を正確に測定することができ、端子接点の経時変化を画像として記録することができる。
即ち、前記端子接点の微摺動が高精度に発生して、前記雄端子と雌端子との間における抵抗値の変化がモニタ１３に出力され、端子接点の経時変化が画像記録されるため、所定の設定条件下でのフレッティングコロージョンによる接点不良の発生タイミングを正確に知ることができ、その現象の原因解析を行うことができる。
【００３９】
尚、前記実施の形態においては、ピエゾアクチュエータ２１の可動エンド２１ａがメインブロック部２２ａの後側側面に当接する構成としたが、本発明にあっては、その構成に限定されるものではない。即ち、可動エンド２１ａがメインブロック部２２ａの前側側面に当接する構成とし、スプリング３４をその押圧方向とは反対方向に付勢するように配置してもよい。
また、前記実施の形態にあっては、メインブロック部２２ａの往復移動の変位を検出する手段として、静電容量センサを用いる構成としたが、それに限定することなく、他の検出手段を採用してもよい。
また、前記実施の形態においては、電気的特性測定手段として抵抗値測定を行うものとしたが、それに限定されることなく、電気的特性として、測定した電圧値を制御ＰＣ１１に入力するように構成してもよい。
【００４０】
また、前記実施の形態においては、枠体２０ａに雄端子２５を固定し、メインブロック部２２ａに雌端子２８を固定し、雄端子２５に対し雌端子２８を嵌入させる構成としたが、本発明にあってはその構成に限定されるものではない。
例えば、枠体２０ａに雌端子２８を固定し、メインブロック部２２ａに雄端子２５を固定し、雌端子２８に対し雄端子２５を嵌入させる構成としてもよい。
また、コネクタケーシング２３、２４の形状や係合の構造も限定されるものではなく、コネクタ形状に拘わらず本発明を適用することが可能である。その場合、押さえ部材２６，２９の形状を、コネクタ形状に合わせて形成すればよい。
また、押さえ部材２６，２９により、金属端子を直接的に押さえて固定するようにしてもよい。そのように構成することによりコネクタケーシングを持たない金属端子に対しても本発明の精密微摺動試験機を用いて試験することができる。
【００４１】
また、前記実施の形態においては、カメラ８にマクロレンズ９，１０を取り付けて撮影する構成としたが、それに限らず、マクロレンズ９，１０を顕微鏡に置き換えてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１        微摺動装置
２        第１基台
３        制御ボックス（制御手段）
４        ピエゾアンプ（圧電振動子駆動手段）
８        カメラ（撮像手段）
１０      接合部材
１１      制御ＰＣ（制御手段、ブロック変位検出手段、相対変位検出手段）
２０      第２基台（基台）
２１      ピエゾアクチュエータ（圧電振動子）
２２      弾性ヒンジブロック
２２ａ    メインブロック部（ブロック板）
２２ｂ    弾性ヒンジ
２３      コネクタケーシング（ケーシング）
２３ａ    観察用窓
２４      コネクタケーシング（ケーシング）
２４ａ    観察用窓
２５      雄端子
２８      雌端子
３４      スプリング（弾性部材）
３６      静電容量センサ（ブロック変位検出手段）
１００    精密微摺動試験機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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