(57)【要約】【課題】  電子機器を任意の姿勢で繰り返し、短時間で落下試験することのできる落下試験機を提供すること。【解決手段】  鉛直に設置された案内シャフトと、前記案内シャフトの所定高さ位置に被検体と落下部とを保持する固定ガイドと、前記固定ガイドから離れ、前記案内シャフトに沿って被検体と共に落下する落下部と、前記被検体の衝突する衝突板と備えた落下試験機において、前記落下部は、被検体の落下方向の背面側に被検体の姿勢を保持する姿勢保持手段を備えたので、電子機器を任意の姿勢で繰り返し短時間で落下試験することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直に設置された案内シャフトと、前記案内シャフトに沿って被検体と共に落下する落下部と、前記案内シャフトの所定高さ位置に被検体と前記落下部とを保持する固定ガイドと、前記固定ガイドとの間に間隔をおいて、前記被検体を衝突させる衝突板と備えた落下試験機において、
前記落下部と被検体とを前記被検体と衝突板との衝突に先立って分離させる分離手段と、
前記被検体の落下方向と反対の面に接触して被検体の姿勢を保持する姿勢保持手段とを備えたことを特徴とする落下試験機。
【請求項２】
前記姿勢保持手段は、落下方向にそれぞれ移動可能な複数の押し付けアームを備えたことを特徴とする請求項１に記載の落下試験機。
【請求項３】
前記落下部は、前記押し付けアームと対をなす螺合部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の落下試験機。
【請求項４】
前記固定ガイドは、前記落下部を保持或いは切り離す第１の着脱機構を備えたことを特徴とする請求項１から３の何れか１に記載の落下試験機。
【請求項５】
前記固定ガイドは、前記被検体を保持或いは切り離す第２の着脱機構を備えたことを特徴とする請求項１から４の何れか１に記載の落下試験機。
【請求項６】
前記落下部は、前記被検体を保持或いは切り離す第３の着脱機構を備えたことを特徴とする請求項１から５の何れか１に記載の落下試験機。
【請求項７】
前記被検体と衝突板との衝突に先立って落下部と衝突するとともに、衝突に際して衝撃を吸収する落下停止手段を備えたことを特徴とする請求項１から６の何れか１に記載の落下試験機。  
【請求項８】
被検体とこれより空気抵抗が小さな落下部とを所定高さに保持する保持工程と、
前記固定ガイドと独立して落下可能な落下部が前記被検体に対して所定の角度で接触しつつ下方へ押し付けながら共に落下する落下工程と、
前記被検体を所定の姿勢で衝突板と衝突させる工程と、
前記被検体が衝突板に衝突するに先だって前記落下部の落下を阻止する工程と、
を有することを特徴とする落下試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯可能な電子機器、例えば携帯電話等の落下試験機および落下試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、携帯電話に代表される携帯可能な電子機器は、広く普及している。これらの電子機器は、携帯可能であるが故に操作者の不注意により常に落下衝撃を受ける可能性を有している。このため、落下等の衝撃に対してある程度の信頼性を確保する上で製品開発の過程で落下試験は重要であり、JIS C60068-2-32、IEC60068-2-32にも試験方法が規定されている。また、従来の落下試験機は、被検体を両側からクランプ等で挟み込んだ状態で自由落下させ、衝突直前でクランプを外していた。例えば、非特許文献１に開示されている。
【非特許文献１】インターネット＜URL:http://www.yoshida-seiki.co.jp/dt2.htm＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、これら従来の落下試験機では、電子機器の形状により挟む姿勢に制約が多かった。また、複数回の試験を行う場合に電子機器をその都度同じ姿勢でクランプするのが難しかった。更に、電子機器をクランプすると、クランプ力によって電子機器自体が変形し歪みが発生するので、歪みゲージによる歪み測定試験の精度が低下すると云う問題があった。
また、被検体の姿勢を保持するために針金等で案内ガイドを作成しても、１回目の試験で案内ガイドが変形してしまい、２回目以降の試験には使用することが困難となり、再現性を向上することが出来なかった。
更に、針金等の固いものではなく、紐などの変形し易いもので吊した場合には、自由落下の途中で被検体に対する空気抵抗が前後左右の形状によって差が生じて姿勢が変わってしまい、被検体に所望の姿勢で落下衝撃を付与することが困難であった。また、衝突までの間に被検体が回転してその都度姿勢がふらつき、落下試験の再現性が乏しいと云う問題が存在した。
【０００４】
この発明は、上記に鑑み提案されたもので、被検体に所望の姿勢で落下衝撃を付与することできるとともに、再現性を向上することのできる落下試験機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する為に、本発明の落下試験機は、鉛直に設置された案内シャフトと、前記案内シャフトに沿って被検体と共に落下する落下部と、前記案内シャフトの所定高さ位置に被検体と前記落下部とを保持する固定ガイドと、前記固定ガイドとの間に間隔をおいて、前記被検体の衝突する衝突板と備えた落下試験機において、前記落下部と被検体とを前記被検体と衝突板との衝突に先立って分離させる分離手段と、被検体の落下方向の反対側で被検体に接して姿勢を保持する姿勢保持手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明において、前記姿勢保持手段は、伸縮可能な複数の押し付けアームを備えたことを特徴とする。
また、本発明において、前記落下部は、前記押し付けアームと対をなす螺合部を備えたことを特徴とする。
また、本発明において、前記固定ガイドは、前記落下部を保持或いは切り離す第１の着脱機構を備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明において、前記固定ガイドは、前記被検体を保持或いは切り離す第２の着脱機構を備えたことを特徴とする。
また、本発明において、前記落下部は、前記被検体を保持或いは切り離す第３の着脱機構を備えたことを特徴とする。
また、本発明において、前記被検体と衝突板との衝突に先立って前記落下部を衝突させ、この衝突に際して衝撃を吸収する落下停止手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の落下試験方法は、被検体とこれより空気抵抗が小さな落下部とを所定高さに保持する保持工程と、前記固定ガイドと独立して落下可能な落下部が前記被検体に対して所定の角度で接触しつつ下方へ押し付けながら共に落下する落下工程と、前記被検体を所定の姿勢で衝突板と衝突させる工程と、該被検体と衝突板との衝突に先立って前記落下部の落下を阻止する工程とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
本発明によれば、鉛直に設置された案内シャフトと、前記案内シャフトの所定高さ位置に被検体と落下部とを保持する固定ガイドと、前記固定ガイドから離れ、前記案内シャフトに沿って被検体と共に落下する落下部と、前記被検体の衝突する衝突板と備えた落下試験機において、前記落下部は被検体の落下方向の背面側に被検体の姿勢を保持する姿勢保持手段を備えたので、電子機器の落下姿勢に制約を受けることなく、種々の姿勢で落下試験を行うことができる。また、姿勢保持手段によって上から押さえ付けるので、電子機器の落下中の前後左右の空気抵抗の差による姿勢のふらつきを抑制できる。また被検体と一体に落下する落下部を分離することにより、被検体を落下部に影響されない本来の状態で試験することができる。
【０００９】
また本発明では、前記姿勢保持手段は、移動可能な複数の押し付けアームを備えたので、この押し付けアームの調整により、電子機器を水平状態のみならず所定の角度あるいは所定の方向へ傾斜した状態等、様々な姿勢で落下試験することができる。また本発明では、前記落下部は、前記押し付けアームと対をなす螺合部を備えたので、螺合部の調整によって電子機器の姿勢を自由に設定することができる。
【００１０】
また、本発明では、前記落下部の落下速度は、落下部の空気抵抗が被検体より小さいため、前記被検体の落下速度より大きいので、電子機器を効果的に上から押さえることができる。また、本発明では、前記固定ガイドは、前記落下部を保持或いは切り離す第１の着脱機構を備えたので、落下運動の初期に余分な回転運動を電子機器に与えることなく、自由落下試験を行うことができる。
また、本発明では、前記落下部の落下を阻止しつつ衝撃を吸収する落下停止手段を備えたので、落下部に備えられた姿勢保持手段が衝突によって変形することなく短時間に繰り返し試験を行うことができる。また、落下部および姿勢保持手段が衝突時に被検体に接触することがないので、本来の自由落下の跳ね返り現象を再現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
被検体の落下方向の背面側に被検体の姿勢を保持する姿勢保持手段を備えた落下部を使用することにより、電子機器の落下姿勢に制約を受けることなく、種々の姿勢で落下試験を行うことができるという目的が達成できる。
【００１２】
以下、一実施形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る落下試験機Ｓの全体構成を示す斜視図、図２は本発明の落下試験機の固定ガイド、落下部等を示す拡大斜視図、図３は本発明の衝突部を示す拡大斜視図である。ここで、落下試験機Ｓは、ベース部材１０に鉛直に設置された支柱１１に固定された案内シャフト１２と、この案内シャフト１２の所定高さ位置に被検体（電子機器）Ｄと落下部１４とを保持する固定ガイド１３、前記固定ガイド１３から離れ、前記案内シャフト１２に沿って被検体Ｄと共に落下する落下部１４と、前記被検体Ｄの衝突する衝突板１５と備えている。
【００１３】
ベース部材１０には、底部に水平調整のためのアジャスタボルト１６が垂直に設けられるとともに、各コーナーには、水平方向外方へ向けて転倒防止アーム１７が設けられている。転倒防止アーム１７は、先端底部近傍に高さ位置調整のための垂直な調整ボルト１８を備えている。また、前記ベース部材１０の上面には、案内シャフト１２の直下に対応する位置に、落下した物体の衝撃を受け止める衝突板１５を備えている。更に、前記ベース部材１０の上面には、支柱１１が垂直に設けられている。
【００１４】
前記支柱１１の衝突板１５から上方へ所定の高さ離れた位置には、ショックアブソーバ１９が取り付けられている。このショックアブソーバ１９は、空気バネ、バネ、オイルダンパ、弾性部材等を使用して、その変位（図示の場合は垂直方向の変位）によって、落下物の運動エネルギを吸収するものである。なお、機械的な運動によってエネルギを吸収する方式のみならず、発砲ゴムやウレタン等の弾性体、粘弾性体等のシートを用いても良い。
本発明の落下停止手段は、前記案内シャフト１２に沿って落下して来る落下部１４に接触して落下を停止させるとともに、接触とともに衝撃を和らげる。すなわち、落下停止手段は、前記落下部１４と接することにより、前記ショックアブソーバ１９の上端より下方に下がった位置で位置で停止させる。更に、支柱１１にはショックアブソーバ１９に対応する高さに近接センサー２０が設置されている。近接センサー２０は、案内シャフト１２に沿って落下して来る落下部１４、電子機器Ｄを例えば光学的に、あるいは磁気的に検出するものである。
【００１５】
前記案内シャフト１２の所定高さ位置には、被検体Ｄと落下部１４とを保持する固定ガイド１３が取り付けられている。この固定ガイド１３は、前記案内シャフト１２にクランプされるクランプ部１３ａと、左右に伸びたアーム部１３ｂと、前記落下部１４を吸着するための第１の着脱機構である電磁チャック１３ｃとを備えている。この電磁チャック１３ｃは、前記落下部１４の一部を吸着して、落下部１４を固定ガイド１３に固定するとともに、所定の信号によって解放し、落下部１４を案内シャフト１２に沿って落下させることができる。また、前記アーム部１３ｂの端部にはそれぞれ紐２５を掴むための第２の着脱機構である紐クランプ２１が取り付けられている。紐クランプ２１は、一端が電子機器に取り付けられた紐２５をクランプし、解放信号によって解放することができる。  
【００１６】
落下部１４は、案内シャフト１２に沿って摺動可能に支承するガイド部材２２と、被検体Ｄの落下方向の背面側（上面）に被検体の姿勢を保持する姿勢保持手段である伸縮可能な複数の押し付けアーム２３を備えている。また、押し付けアーム２３は、例えば落下部１４側に設けられた螺合部２４と螺合することにより、自由に長さ（垂直方向の位置）を調整することができる。したがって、複数の押し付けアーム２３の位置をそれぞれ調整することにより、電子機器を任意の姿勢で保持することができる。また前記落下部１４は、前記電磁チャック１３ｃによる吸着のため、鋼などの強磁性体を主体として製作されており、このように、大部分を金属製とすることによって、質量が電子機器に比べて約２０倍程度大きく設定されている。このため、重力の加速度に比べて空気抵抗が小さいため、空気抵抗による落下速度の低下が電子機器より少ない。したがって、前記落下部１４の落下速度が電子機器（被検体）Ｄの落下速度より大きくなるため、この速度差によって上からの押し付け効果が生まれる。
【００１７】
次に、以上のように構成された落下試験機Ｓを利用した電子機器の落下試験は、下記の順序で行われる。
（１）図２、４に示すように固定ガイド１３に落下部１４を電磁チャック１３ｃで固定するとともに、落下部１４に電子機器Ｄを取り付ける。このとき、まず電子機器Ｄを紐２５の一端に連結することによって吊り上げる。この紐２５の他端（上端）は、固定ガイド１３のアーム部１３ｂの先端に取り付けられた紐クランプ２１に支持される。また、電子機器Ｄの姿勢は、押し付けアーム２３のそれぞれの下方への突出量を調整することにより決定する。
【００１８】
（２）次に、電磁チャック１３ｃと紐クランプ２１とに信号を送り、同時に解放する。すると、図５に示すように電子機器Ｄと落下部１４が案内シャフト１２に沿って落下する。このとき、落下部１４の落下速度は、電子機器Ｄの落下速度より速いので、各押し付けアーム２３のそれぞれが電子機器Ｄを上から押し付けることができ、セット時の姿勢を保ったまま（各押し付けアーム２３に接触した姿勢を維持したまま）落下することができる。また、落下部１４の質量が大きいので、電子機器Ｄを上から抑えることができ、電子機器Ｄの姿勢が変化することもない。
【００１９】
（３）落下部１４が案内シャフト１２の下端近傍まで来ると、落下部１４のみがショックアブソーバ１９に接触することによって落下が阻止され、電子機器Ｄが落下部１４から分離して、電子機器Ｄのみが衝突板１５に衝突する。この時点では、電子機器Ｄは落下部１４から分離しており、上から押さえつけられていないので、本来の電子機器Ｄの自由落下による跳ね返り現象を再現できる。また、押し付けアーム２３等は、衝突板１５に接触しないので、変形したり損傷することがなく短時間で何回でも同一条件で落下試験を行うことができる。
【００２０】
本発明の他の実施の形態として、第１の実施の形態で固定ガイド１３に設けた紐クランプ２１を電子機器Ｄとともにも落下する落下部１４に第３の着脱機構として設けてもよい。紐クランプ２１を落下部１４に設けた場合、電子機器Ｄは紐２５と押し付けアーム２３によって落下部１４に固着されるとともに、支柱１１の下端に設けた近接センサー２０によって落下部１４の接近を検出し、この検出信号によって第３の着脱機構である紐クランプ２１を解放することにより、電子機器Ｄのみが落下した場合を再現することができる。
【００２１】
以上のように構成した場合は、電子機器Ｄが衝突の直前まで紐２５と押し付けアーム２３によって固定されているので、電子機器Ｄの姿勢を空気抵抗等の影響を受けることなく、より安定させることができる。このように、本発明の落下試験機Ｓによれば意図した電子機器の姿勢を正確に繰り返して、落下試験できるので試験毎のバラツキがなく安定した試験結果を得ることができる。また、安定した試験が可能となり、製品の強度、耐久性を明確にすることができる。更に、安定した試験と数値シミュレーションの双方から製品の強度や耐久性を確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明に係る落下試験機の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、同落下試験機の固定ガイド、落下部等を示す拡大斜視図である。
【図３】図３は、同落下試験機の衝突部を示す拡大斜視図である。
【図４】図４は、同落下試験機に電子機器をセットした状態を示す説明図である。
【図５】図５は、同落下試験機における落下開始時を示す説明図である。
【図６】図６は、同落下試験機における衝突直前を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
Ｓ      落下試験機    １０      ベース部材
１１      支柱          １２      案内シャフト  １３      固定ガイド
１４      落下部        １５      衝突板        １６      アジャスタボルト
１７      転倒防止アーム                        １８      調整ボルト
１９      ショックアブソーバ                    ２０      近接センサー
２１      紐クランプ    ２２      ガイド部材    ２３      押し付けアーム
２４      螺合部        ２５      紐  
【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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