(57)【要約】【課題】試験対象物の着地面への複数の所定の落下姿勢を自動的に変更することが可能な落下試験装置を提供する。【解決手段】落下試験装置は、強制加速手段２と強制加速手段２に加速される支持アーム１８に接続された保持部１１を有する。さらに、その着地部６の近傍に少なくとも左右軸回転手段５Ｃを有する。保持部１１に保持させた試験対象保持枠体Ｗを開放して着地面６ｆへ落下させた後、保持部１１で左右軸回転手段５Ｃの回転軸の高さ位置まで試験対象保持枠体Ｗを上昇させる。左右軸回転手段５Ｃにより保持して、保持部１１を離し、他の衝突面に変更した後、保持部１１に保持させて、初期の高さ位置に引き上げさせ、他の衝突面での落下試験を自動的に継続させる。【選択図】図４
2011106844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験対象物を落下させて着地面に衝突させることで落下衝撃試験を行う落下試験装置において、
前記試験対象物を、または前記試験対象物をその内部に固定した試験対象保持枠体を落下対象物として保持する保持部と、
前記保持部を昇降させ前記落下対象物を落下させる昇降手段と、
落下された前記落下対象物を水平方向において対向する一対の部材により挟み込んで水平軸周りに前記落下対象物を回転させる面回転手段と、を備え、
落下された前記落下対象物を、前記面回転手段により前記水平軸周りに所定角度回転させることにより、次に前記着地面に衝突する前記落下対象物の衝突面を変更して落下衝撃試験を行うことを特徴とする落下試験装置。
【請求項２】
前記着地面に衝突して跳ね上がった前記落下対象物を空中で把持する把持手段を備え、
前記把持手段により把持した後、前記把持した落下対象物を前記着地面に載置することで前記面回転手段による前記落下対象物の回転角度を保証する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の落下試験装置。
【請求項３】
前記試験対象保持枠体は、前記衝突面となりうる面を六つ有する六面体形状であり、前記試験対象物を固定する固定部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の落下試験装置。
【請求項４】
前記落下対象物は、前記衝突面となりうる面を六つ有する六面体形状であり、
前記面回転手段は、
左右方向において対向する前記落下対象物の六面体形状の２面に前記対向する一対の部材を当接させ、前記落下対象物の前記落下面を変更する第１の面回転手段と、
前後方向において対向する前記落下対象物の六面体形状の２面に前記対向する一対の部材を当接させ、前記落下対象物の前記落下面を変更する第２の面回転手段と、から構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の落下試験装置。
【請求項５】
前記落下対象物の前記衝突面を予め操作者が入力して設定することができる入力手段を備え、
前記面回転手段は、前記入力手段により入力された前記衝突面を下に向けるように設定して、前記保持部に保持させ、落下試験を行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の落下試験装置。
【請求項６】
さらに、前記保持部、前記昇降手段、前記面回転手段、前記落下対象物の回転角度を保証する手段を制御する制御部を、備え、
前記落下対象物の回転角度を保証する手段は、前記着地面の左右方向に対向して配置された着地位置左右方向修正手段と、前記着地面の前後方向に対向して配置された着地位置前後方向修正手段と、を有し、
前記制御部は、
前記落下対象物の落下後に、前記着地位置左右方向修正手段および着地位置前後方向修正手段によって前記落下対象物の前記着地面上での水平位置を左右方向および前後方向において修正後に、前記落下対象物を前記保持部に保持させて、前記昇降手段により前記面回転手段の前記水平軸の高さ位置と、前記落下対象物の回転中心位置との位置合わせをすることを特徴とする請求項４に記載の落下試験装置。
【請求項７】
さらに、前記昇降手段は、前記保持部を強制的に加速する強制加速手段を兼ね、
前記制御部は、前記落下対象物を保持させた前記保持部を落下方向に所望の速度まで加速した時点で、前記保持部による保持を開放して、前記落下対象物を前記着地面に向けて落下させることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の落下試験装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記落下対象物の前記着地面への衝突振動を吸収する振動吸収手段を介してその筺体に取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の落下試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器などの信頼性評価のために行われる落下試験に用いられる落下試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器、例えば、携帯電話やモバイル型携帯端末などの携帯機器や、それに用いられる電子機器では、携帯中に起こり得る落下衝撃に対する信頼性が強く求められる。そのことから携帯機器のメーカや携帯機器に内蔵させる回路基板のメーカなどでは、落下時の信頼性評価のために所定回数の落下試験を繰り返し行うようにしている。その繰返し落下試験は、例えば、携帯機器のメーカであれば携帯機器自体を試験対象物として行い、携帯機器用の回路基板のメーカであれば、携帯機器のパッケージを模擬したパッケージ枠に固定した回路基板を試験対象物として行う。こうした落下試験に用いられる落下試験装置としては、例えば特許文献１，２が知られている。
【０００３】
特許文献１には、試験対象物を保持部で保持し、強制的に加速した後、保持部による試験対象物の保持を開放して、所定の高さからの落下試験を模擬する落下試験装置の技術が開示されている。
また、特許文献２には、試験対象物を保持部で保持し、強制的に加速した後、保持部による試験対象物の保持を解放して、所定の高さからの落下試験を模擬する際に、試験対象物が着地面に衝突した後、リバウンドを防止する落下試験装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２００９１１号公報
【特許文献２】特開２００６−２００９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記したように電子機器などの落下試験を行う場合には、試験対象物の落下姿勢を変更して、複数の所定の落下姿勢での着地面への衝突に対して試験をする要請がある。
その場合、落下試験装置を操作する作業員が試験対象物の落下姿勢を設定しなおして、保持部に保持させるようにし、その後新たな落下姿勢での落下試験を繰り返し行う必要があり、効率的に落下試験を行うことができる落下試験装置が要請されていた。
また、このような落下試験装置においては、試験対象物の着地の際の衝撃の振動が落下試験装置の制御部に伝播して、繰り返される落下試験の結果、制御部に含まれる電子回路や電気回路などが損傷するおそれがある。そのため、制御部の耐久性を向上させる要請があった。
【０００６】
本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、効率的に落下試験を行うことができ、耐久性のある落下試験装置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】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、試験対象物を落下させて着地面に衝突させることで落下衝撃試験を行う落下試験装置において、試験対象物を、または試験対象物をその内部に固定した試験対象保持枠体を落下対象物として保持する保持部と、保持部を昇降させ落下対象物を落下させる昇降手段と、落下された落下対象物を水平方向において対向する一対の部材により挟み込んで水平軸周りに落下対象物を回転させる面回転手段と、を備え、落下された落下対象物を、面回転手段により水平軸周りに所定角度回転させることにより、次に着地面に衝突する落下対象物の衝突面を変更して落下衝撃試験を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、保持部、昇降手段、面回転手段を制御する制御部は、落下対象物の着地面への衝突振動を吸収する振動吸収手段を介してその筺体に取り付けられていることが好ましい。
【０００９】
本発明によれば、試験対象物または落下対象物の衝突面を変更する面回転手段を備えているので、予め試験対象物の複数の所定の衝突面を、入力手段を介して入力しておくことにより、面回転手段が自動的に衝突面を変更して落下試験を続けることが可能となる。
【００１０】
また、制御部が、落下対象物の記着地面への衝突振動を吸収する振動吸収手段を介してその筺体に取り付けられているので、制御部に含まれる電子機器、例えば、マイクロコンピュータとして、汎用品が利用でき、製造コストが安く、耐久性のある制御部を構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、試験対象物の着地面への複数の所定の落下姿勢を自動的に変更することが可能で、効率的に落下試験を行うことができる落下試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の落下試験装置の全体斜視図である。
【図２】落下試験装置の右側面からの断面図である。
【図３】落下試験装置の上部の断面平面図である。
【図４】落下試験装置の正面からの断面図である。
【図５】落下試験装置の後面からの断面図である。
【図６】保持部と支持アームの上平面図である。
【図７】落下試験装置の保持部を前左上方から見下ろした斜視図である。
【図８】停止受け部を前側から見た拡大立面図である。
【図９】着地面周辺のリバウンド防止手段などを左上方から見た斜視図である。
【図１０】着地面周辺の平面配置図である。
【図１１】図１０におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図１２】図１０におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図１３】落下試験装置の制御部の機能ブロック図である。
【図１４】落下高さの設定および各衝突面に対する落下試験回数を設定する運転条件設定画面の説明図である。
【図１５】衝突面と、左右軸回転手段および前後軸回転手段の対応関係の説明図である。
【図１６】落下試験のシーケンス制御の１例の説明図である。
【図１７】落下試験のシーケンス制御の１例の説明図である。
【図１８】落下試験のシーケンス制御の１例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係わる落下試験装置１００について説明する。図１から図５に本実施形態の落下試験装置の構成を示す。図１は、実施形態の落下試験装置の全体斜視図である。図１に示すように落下試験装置１００の外形は、鋼材などを用いて上下方向に細長い直方体状に形成された枠体（筺体）１に覆われた形状である。枠体１の前側にはハンドル操作により操作員が開閉できる扉部１ａと、枠体１の後ろ側には着脱可能な背面パネル１ｂが設けられている。
扉部１ａには、縦方向に長い透明樹脂で構成された窓１ａ1、入力表示手段（入力手段）１ａ2、非常停止ボタン１ａ3が設けられている。入力表示手段１ａ2は、例えば、タッチパネル式の液晶表示装置であり入力手段を兼ねている。入力表示手段１ａ2は、後記する制御盤（制御部）７（図５参照）に含まれるマイクロコンピュータ１０１（図１３参照）と接続している。
以下では、図１の左下に矢印で方向を示すように、落下試験装置１００の扉部１ａ側を正面である前側として、前後、左右の方向を定義して用いる。
【００１４】
図２は、落下試験装置の右側面からの断面図、図３は、落下試験装置の上部の断面平面図、図４は、落下試験装置の正面からの断面図、図５は、落下試験装置の後面からの断面図である。
落下試験装置１００は、強制加速手段（昇降手段）２（図２参照）、加速力伝達手段３（図２参照）、保持手段４（図２参照）、着地位置左右方向修正手段を兼ねるリバウンド防止手段（把持手段）５Ａ（図４参照）、着地位置前後方向修正手段５Ｂ（図２参照）、左右軸回転手段（面回転手段、第１の面回転手段）５Ｃ（図４参照）、前後軸回転手段（面回転手段、第２の面回転手段）５Ｄ（図２参照）、着地部６（図２参照）および制御盤７を主な要素として組み付けて構成されている。
なお、図２から図５では、煩雑になるのを避けて構成要素の一部について適宜に図示を省略し、また符号についても記入を適宜省略してある。
【００１５】
《強制加速手段》
まず、図２、図３を参照しながら適宜、図４、図１３を参照して、強制加速手段２の構成について説明する。図２、図３に示すように強制加速手段２は、枠体１の上端部分に組み付けられており、駆動源１２、カップリング１２ａを介して駆動源１２の回転軸に接続した電動式のクラッチ１４及び電動式のブレーキ１３を含んで構成されている。ここで、図２、図３に示したクラッチ１４及びブレーキ１３は、一体型であり、クラッチ・ブレーキユニットの構成となっている。ブレーキ１３の出力軸は、駆動プーリ１５と接続し、タイミングベルト１７に回転駆動力、制動力を伝達する。
駆動源１２は、保持手段４における後記する保持部１１に保持させた、例えば、試験対象保持枠体Ｗ（図４参照）を、保持部１１ごと落下方向に所望の速度まで強制加速するように機能する。そのため駆動源１２は、強制加速用の駆動力を発生させるブレーキ付きのサーボモータで構成されている。駆動源１２としてサーボモータを用いることにより、回転軸の回転速度を自由に変えられ、また、回転を急停止できる。
【００１６】
ちなみに、駆動源１２を構成するサーボモータは、内部にパルスジェネレータ６３、例えば、ロータリエンコーダを有し、そのパルスジェネレータ６３（図１３参照）からのパルス信号を後記する制御盤７のマイクロコンピュータ１０１（図１３参照）に入力し、保持部１１の上下位置を検知できるようになっている。
また、強制加速手段２のブレーキ１３は、保持部１１を所望の速度まで加速した時点で保持部１１による試験対象保持枠体Ｗの保持を開放して、試験対象保持枠体Ｗを着地面６ｆに向けて落下させる際、つまり、開放落下時に保持部１１を急停止させるのに機能する。
【００１７】
ここで、試験対象保持枠体Ｗは、樹脂製の正六面体形状をしており、試験対象物、例えば、携帯電話を前記した正六面体形状の面に対して所定の姿勢で固定保持したものである。そのために、試験対象保持枠体Ｗは、試験対象物を正六面体形状の面に臨ませて、または、正六面体形状の面より内側に、正六面体形状の所定の面に対して所定の姿勢にして固定する図示しない固定部を有している。
【００１８】
このブレーキ１３は、前記したように電動式のクラッチ１４を介して駆動源１２に接続されており、開放落下時に駆動源１２から分離できるようにされている。このようにブレーキ１３と駆動源１２の間にクラッチ１４を介在させることにより、保持部１１の急停止時に駆動源１２のサーボモータに回生電流が発生するのを有効に防止することができる。
さらに、ブレーキ１３によりタイミングベルト１７を、タイミングベルト１７に固定された保持手段４とともに制動するときに、サーボモータの回転慣性を除くことができ、ブレーキ１３の制動力を軽減できる。
【００１９】
《加速力伝達手段》
次に、図２、図５を参照しながら加速力伝達手段３の構成を説明する。図２、図５に示すように、加速力伝達手段３は、前記強制加速手段２のブレーキ１３の出力軸に接続された駆動プーリ１５と、枠体１の下端部に組み付けられた従動プーリ１６の間にタイミングベルト１７をかけ回して構成されている。そして、そのタイミングベルト１７で駆動源１２による強制加速用の駆動力を保持手段４に伝達できるようにされている。すなわちタイミングベルト１７が強制加速手段２による駆動力を受けて駆動プーリ１５と従動プーリ１６の間で回転走行し、このタイミングベルト１７の回転走行で強制加速手段２による強制加速用の駆動力を保持部１１に伝達できるようにされている。
このように強制加速用の駆動力の伝達をタイミングベルト１７で行うようにすることにより、加速力伝達手段３の軽量化を図れ、強制加速手段２に対する加速力伝達手段３の慣性負荷を軽減できる。
【００２０】
《保持手段》
次に、図２を参照しながら保持手段の構成について説明する。図２に示すように、保持手段４は、保持部１１、保持部１１を支持する支持アーム１８、支持アーム１８の昇降動をガイドする昇降ガイド１９、および支持アーム１８の下降動を急停止させる際の停止受けとなる停止受け部２１を主な要素としている。
ちなみに、図２では、停止受け部２１は簡略化してその前後方向の位置のみ示してある。
【００２１】
そして、保持手段４は、その保持部１１が試験対象保持枠体Ｗを保持した状態で強制加速手段２による強制加速を受けて急降下し、所望の速度まで加速された時点で試験対象保持枠体Ｗの保持を開放して着地部６の着地面６ｆに向けて落下させることができるように構成されている。
この保持手段４については図６、図７に保持部１１と支持アーム１８の部分を拡大して詳細に示してあり、図６は、保持部と支持アームの上平面図、図７は、落下試験装置の保持部を前左上方から見下ろした斜視図である。また、図８に停止受け部２１の詳細構成を示してあり、図８は、停止受け部の拡大図である。
【００２２】
図２に示すように昇降ガイド１９は、支持アーム１８の昇降動を安定化させるために機能する。そのために昇降ガイド１９は、枠体１の支柱１ｄ（図５、図６参照）の上下方向に沿って延在するようにして設けられたスライドレール２８と、このスライドレール２８に噛合ってスライド動を行えるようにされたスライダ２７（図５、図６参照）で構成され、そのスライダ２７に支持アーム１８が後記するように固定されている。
【００２３】
図２、図６に示すように支持アーム１８は、タイミングベルト１７の走行方向に直交する方向（前後方向）に細長くしたアーム状に形成されている。そして、タイミングベルト１７の中間部で、締付け固定金具６１と支持アーム１８との間にタイミングベルト１７を挟み込んで、締付け固定金具６１と支持アーム１８が、複数のボルト６１ａによりスライダ２７に共締め固定されている。スライダ２７は、前記したスライドレール２８を右方向からコの字形状に挟み込み案内されることで、支持アーム１８は、タイミングベルト１７の回転走行に伴って昇降動される。試験対象保持枠体Ｗを下方に加速する際は、強制加速手段２の強制加速用駆動力をタイミングベルト１７から支持アーム１８の下降動により保持部１１を下方に加速する。
【００２４】
ちなみに、支持アーム１８の下面が、停止受け部２１の後記するダンパ３４（図８参照）の受け部３４ｃ（図８参照）に当接する部分である。
また、支持アーム１８の左側面には、後記するフォトセンサ６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄ，６４Ｅ（図５参照）からの投射光を反射する反射部材６７（図６参照）が固定されている。この反射部材６７は、例えば、アルミニウム板で構成されている。
【００２５】
図５に示すように枠体１の支柱１ｄの後面には、支持アーム１８の縦方向位置を検出するためのフォトセンサ６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄ，６４Ｅが上から順に複数個配置されている。各フォトセンサ６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄ，６４Ｅは、光を投射する投射部と反射部材６７（図６参照）からの反射光を検知する受光部とから構成されている。
【００２６】
各フォトセンサ６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄ，６４Ｅの受光部からの信号線は、制御盤７に設けられたマイクロコンピュータ１０１（図１３参照）に接続され、反射光を検知したときＯＮ信号を、反射光を検知していないときＯＦＦ信号を出力する。
フォトセンサ６４Ａ，６４Ｂは、支持アーム１８を落下試験開始のための初期の高さ位置に停止するためのものであり、マイクロコンピュータ１０１が駆動源１２の駆動を制御して、支持アーム１８を駆動源１２で上昇させた際に、フォトセンサ６４ＢがＯＦＦからＯＮになったとき減速して、フォトセンサ６４ＡがＯＦＦからＯＮになった位置で上昇を停止させる。マイクロコンピュータ１０１は、フォトセンサ６４ＡがＯＦＦからＯＮになったことで、所定の位置に支持アーム１８が停止したことを確認できる。
【００２７】
フォトセンサ６４Ｃは、前記したマイクロコンピュータ１０１が駆動源１２の駆動を制御して、支持アーム１８を駆動源１２で下降加速させた際に、所定の目標速度に達させて、保持部１１が保持していた試験対象保持枠体Ｗを開放させる位置（図２に示す支持アーム１８の位置１８−ａ）を設定するものである。そのため、後記する停止受け部２１のダンパ３４の受け部３４ｃの上面の、衝突吸収位置での高さ位置に対応させて高さ位置が調整できるように、スライドレール６５（図５参照）に高さ方向をスライド調整してネジで位置固定できるようになっている。
図５に示すフォトセンサ６４Ｄは、着地した試験対象保持枠体Ｗを後記するリバウンド防止手段５Ａ（図４参照）が左右両側から把持したのを、支持アーム１８を降下させて保持部１１で保持する際の高さ位置（図５の支持アーム１８の位置１８−ｂ）を検出するためのものである。マイクロコンピュータ１０１が駆動源１２の駆動を制御して、支持アーム１８を駆動源１２で低速で降下させた際に、フォトセンサ６４ＤがＯＦＦからＯＮになったときに降下を停止させる。
【００２８】
フォトセンサ６４Ｅは、フォトセンサ６４Ｄにより停止した高さ位置の支持アーム１８をさらに下降させ、試験対象保持枠体Ｗを着地面６ｆにゆっくりと着地させる高さ位置（図５の支持アーム１８の位置１８−ｃの位置）決め用のものである。マイクロコンピュータ１０１が駆動源１２の駆動を制御して、支持アーム１８を駆動源１２で低速で降下させた際に、フォトセンサ６４ＥがＯＦＦからＯＮになったときに下降動を停止させる。
【００２９】
（保持部）
保持部１１は、図６、図７に示すように支持アーム１８の仕切り板１ｃの前側に臨んだ逆Ｔ字形に成形された部分の下面側に取り付けられており、試験対象保持枠体Ｗを保持し、必要時にその保持を開放できるように構成されている。具体的には保持部１１は、保持ユニット２２を有している。保持ユニット２２は、対向状態で設けられた一対の保持爪２４、２４を備えている。両保持爪２４、２４は、前後配置された２つのアクチュエータ部２５、２５に接続されており、アクチュエータ部２５により対向方向に進退動できるようにされ、この進退動により互いの間隔を変えることで試験対象保持枠体Ｗの保持と開放をできるようにされている。アクチュエータ部２５は、例えば、エアアクチュエータなどが用いられる。
また、両保持爪２４、２４は、その保持面に、例えば、ゴム材などのような高摩擦係数材２６を張って摩擦係数の高い状態にされており、試験対象保持枠体Ｗの保持をより安定的に行えるようにされている。
【００３０】
ちなみに、アクチュエータ部２５には、図７に示すように空気圧を供給したり、背圧を抜いたりする樹脂製のエアチューブ（図示省略）が２本接続し、また、アクチュエータ部２５に内蔵されたリードスイッチからの信号を取り出す信号線（図示省略）が２本接続する。そして、図６に示すように支持アーム１８の後側の右側面には、アクチュエータ部２５，２５からの計４本のエアチューブと４本の信号線を結束して接続するためのホルダ部６２が設けられている。
ホルダ部６２から下方には、図５に示すように結束されたエアチューブと信号線の束５４が支持アーム１８の昇降動の範囲に対して容易に柔軟に可撓するように余裕をもって接続され、枠体１の補助支柱１ｅに設けられたホルダ部６６に接続する。ホルダ部６６に到ったエアチューブは、最終的に枠体１の下端に配置されたエア圧制御部７０に集中配線され、信号線は、制御盤７に配線されている。
エア圧制御部７０には、落下試験装置１００に外部ら供給される空気圧源であるコンプレッサからの圧力をエアアクチュエータに供給したり、エアアクチュエータの背圧を抜いたりして各種エアアクチュエータを作動させる後記する電磁弁７１（図１３参照）が集中的に配置してある。ちなみに、エア圧制御部７０は、枠体１のベース１ｆに、ゴムマットの緩衝材を介して、振動が伝達されにくいようにして設けられている。
【００３１】
（停止受け部）
次に、図５、図８を参照しながら停止受け部２１の詳細構成について説明する。停止受け部２１は、支持アーム１８の下降動を急停止させる際の停止受けとして機能する。すなわち保持部１１が試験対象物の保持を開放するのに伴ってブレーキ１３を作動させて、タイミングベルト１７を介して支持アーム１８の下降動を急停止させることになるが、その際にブレーキ１３による制動力だけでは支持アーム１８を、着地面６ｆ（図２参照）から所定の高さ位置で正確に停止させるのは困難である。
そこで、停止受け部２１により運動エネルギを吸収しつつ支持アーム１８を所定の高さ位置に正確に停止させることができるようにしている。
【００３２】
そのために停止受け部２１は、図８に示すように、枠体１（図５参照）の下部から支持され、左右に２本配置された円柱状の案内支柱３１，３１に挿通される左右２個の孔を有する可動枠３２と、可動枠３２に固定された２本のエアシリンダ３３と、ダンパ３４とから構成される。
そして、可動枠３２の上面側において、エアシリンダ３３のシリンダ３３ａが可動枠３２と接続されるとともに、エアシリンダ３３のピストンロッド３３ｂが可動枠３２に設けられた孔を挿通して伸縮可能に下方に延びている。ピストンロッド３３ｂの下端には軸心ズレ許容部材３３ｃ（「フローティングジョイント３３ｃ」とも称する）が取り付けられ、枠体１の下部から上方に延びた円柱状のストッパ３５の頂部と連結するようになっている。
【００３３】
また、ダンパ３４は、シリンダ３４ａと、ロッド３４ｂとから構成されている。シリンダ３４ａの外周には、雄ねじが切られており、可動枠３２の左右方向中央に設けられた雌ねじ孔に組み合わせて上下位置を調整可能になっている。シリンダ３４ａは、可動枠３２の上下から挟み込むように締付けられたナット３４ｄ，３４ｄにより固く可動枠３２と固定されている。シリンダ３４ａから伸縮可能に上方に延びるロッド３４ｂの上端には、支持アーム１８の下面と衝突する受け部３４ｃが設けられている。
支持アーム１８の下降動の停止時の運動エネルギは、エアシリンダ３３，３３とダンパ３４の両方によって吸収する。
【００３４】
また、支持アーム１８を最下方まで降下させて、着地部６に着地した試験対象保持枠体Ｗを保持部１１で保持する際に、受け部３４ｃが支持アーム１８の降下を邪魔しないようにエアシリンダ３３，３３のピストンロッド３３ｂ，３３ｂの伸びを縮ませて、より下方に下げるようになっている。
【００３５】
このように停止受け部２１により、支持アーム１８を所定の高さ位置で正確にその下降動を停止させることができるようにすることで、保持部１１が試験対象保持枠体Ｗの保持を開放する停止高さ位置、つまり開放位置をできるだけ着地面に近いものとすることが可能となる。したがって、保持部１１から開放後の試験対象保持枠体Ｗの自由落下距離をできるだけ短くすることが可能となる。このことは保持部１１から開放された試験対象保持枠体Ｗに落下姿勢の変化を生じる可能性を少なくすることに寄与する。すなわち、試験対象物の着地面６ｆへの衝突姿勢の安定性を高めて試験の再現性を向上させる。
また、停止受け部２１は、着地後の試験対象保持枠体Ｗを保持部１１に再保持させるのに際して着地状態の試験対象保持枠体Ｗに対して保持部１１の高さ方向での位置決めを行わせるのにも機能する。
【００３６】
図９から図１２を参照しながら適宜、図２、図５、図１３を参照して着地位置左右方向修正手段を兼ねるリバウンド防止手段５Ａ、着地位置前後方向修正手段５Ｂ、左右軸回転手段５Ｃ、前後軸回転手段５Ｄについて詳細に説明する。
《リバウンド防止手段》
リバウンド防止手段５Ａは、着地面６ｆに衝突して跳ね上がった試験対象保持枠体Ｗが着地面６ｆに再び落下する前に空中で把持する機能を有し、試験対象保持枠体Ｗが再び着地面６ｆに衝突してリバウンド衝撃を受けるのを防止する。図９は、着地面周辺のリバウンド防止手段などを左上方から見た斜視図である。
【００３７】
図９に示すようにリバウンド防止手段５Ａは、左右方向に対向状態で設けられた一対の把持プレート（把持面）４８、４８と後記する速度計測手段４７（図９では速度計測手段４７をセンサユニット４７ａ，４７ｂで表示）を含んで構成されている。把持プレート４８、４８は、左右方向に駆動する第１のスライドユニット４９Ａにそれぞれ接続され、左右方向に駆動され進退動する。それぞれの第１のスライドユニット４９Ａは、第２のスライドユニット４９Ｂにより左右方向に駆動されるスライドテーブル５７に固定され、自身も左右方向に駆動される。この第１のスライドユニット４９Ａおよび第２のスライドユニット４９Ｂの２段の進退動により、把持プレート４８、４８は、互いの間隔を変えることで試験対象保持枠体Ｗの左右面からの把持と開放ができるようになっている。第１のスライドユニット４９Ａ、第２のスライドユニット４９Ｂは、例えば、エアアクチュエータで構成されている。
【００３８】
図１０は、着地面周辺の平面配置図である。図１０では、着地面６ｆ周辺の平面配置図であるが、着地面６ｆの左右に配置されているリバウンド防止手段５Ａおよび着地面６ｆの前後に配置されている着地位置前後方向修正手段５Ｂは、それぞれ支持枠４０，４０と支持枠５８，５８に隠れて見えない。支持枠４０，４０の上に左右軸回転手段５Ｃと支持枠５８，５８の上に前後軸回転手段５Ｄが見える。
図１１は、図１０におけるＡ−Ａ矢視断面図、図１２は、図１０におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。ただし、図１２では、着地位置前後方向修正手段５Ｂの手前に位置するセンサユニット４７ａ，４７ｂを省略してある。
図１１に示すように把持プレート４８、４８の背面（第１のスライドユニット４９Ａ側）は、縦方向にスライド可能なスライド支持部５１を介して、第１のスライドユニット４９Ａの左右方向断面がＬ字型のスライドテーブル３８の垂直面に接続されている。また、把持プレート４８、４８の背面上端に接続された左右方向断面がＬ字型のプレート４８ｂが、エアシリンダなどを用いた衝撃吸収部５２を介して、スライドテーブル３８の上面に固定された支持金具３９に接続している。
【００３９】
そして、試験対象保持枠体Ｗが着地面６ｆに衝突して跳ね上がったのを空中で把持プレート４８、４８により左右方向から把持する際に、把持プレート４８、４８がスライドテーブル３８に対して上方に移動して、衝撃吸収部５２に運動を伝達し、上方向への試験対象保持枠体Ｗの跳ね上がりの運動エネルギを衝撃吸収部５２において吸収する。
このようにすることにより、試験対象保持枠体Ｗを把持プレート４８、４８で左右方向から把持する際の衝撃が、第１のスライドユニット４９Ａ、第２のスライドユニット４９Ｂに直接かかるのを有効に抑制することができる。
【００４０】
図９戻って、前記した速度計測手段４７は、センサユニット４７ａ，４７ｂを前後方向に対向して設けて構成されている。そして、センサユニット４７ａ，４７ｂは、投射部と受光部を上下に方向に所定距離離間して配置されたフォトセンサを組み込んで構成されている。センサユニット４７ａ，４７ｂは、着地位置前後方向修正手段５Ｂを構成する後記の第１のスライドユニット５６Ａの右側に配置されている。そして、例えば、センサユニット４７ａの上側が投射部であり、その投射部から射出された光をセンサユニット４７ｂの上側の受光部（フォトセンサ６４（図１３参照））で検出する。逆に、センサユニット４７ｂの下側が投射部であり、その投射部から射出された光をセンサユニット４７ａの下側の受光部（フォトセンサ６４（図１３参照））で検出する。センサユニット４７ａ，４７ｂの受光部からの信号線が制御盤７（図１３参照）に接続され、受光しているときＯＮ信号を、受光していないときＯＦＦ信号を出力する。そして、制御盤７に含まれるマイクロコンピュータ１０１（図１３参照）において試験対象保持枠体Ｗの着地速度を計測する。この着地速度は、センサユニット４７ｂの受光部がＯＦＦ信号を出してから、センサユニット４７ａの受光部がＯＦＦ信号を出すまでの時間をマイクロコンピュータ１０１が計測することにより容易に算出できる。
【００４１】
リバウンド防止手段５Ａの第１のスライドユニット４９Ａ，４９Ａ、第２のスライドユニット４９Ｂ，４９Ｂの作動タイミングは、前記した駆動源１２を構成するサーボモータに内蔵のパルスジェネレータ６３（図１３参照）からのパルス信号を用いてマイクロコンピュータ１０１にて算出する。保持部１１に試験対象保持枠体Ｗを保持させた状態で、支持アーム１８を上昇させ、前記したようにフォトセンサ６４Ａ（図５参照）がＯＦＦからＯＮになった位置で上昇を停止させると、マイクロコンピュータ１０１は、パルスジェネレータ６３からのパルス信号の計数（パルス計数）をゼロにリセットする。
【００４２】
また、予め入力表示手段１ａ2を介して入力設定された落下高さに対して、マイクロコンピュータ１０１において着地速度が計算される際に、第１のスライドユニット４９Ａ，４９Ａ、第２のスライドユニット４９Ｂ，４９Ｂの作動遅れを考慮して、算出された着地速度に対応して、マイクロコンピュータ１０１は、支持アーム１８（図２参照）の強制加速の際の着地面６ｆ（図２参照）からの所定の高さ位置を示す所定の前記パルス計数を、リバウンド防止手段５Ａの作動を開始タイミングとして予め設定する。そして、マイクロコンピュータ１０１は、落下試験が開始して、駆動源１２が支持アーム１８をフォトセンサ６４Ａの位置から下方に強制加速を開始する際に、パルスジェネレータ６３からのパルス計数を開始し、予め設定された所定のパルス計数に達したとき、リバウンド防止手段５Ａを動作開始させる。そしてこれを受けて第１のスライドユニット４９Ａ，４９Ａ、第２のスライドユニット４９Ｂ，４９Ｂが作動し、把持プレート４８，４８による着地面６ｆから跳ね上がった試験対象保持枠体Ｗの空中での把持がなされる。
【００４３】
ちなみに、マイクロコンピュータ１０１は、入力された落下高さが高いほど、算出される着地速度が大きくなり、それに対応する試験対象保持枠体Ｗのリバウンドの際の跳ね上がり速度も大きくなるので、前記したリバウンド防止手段５Ａの作動開始のタイミングに対応する着地面６ｆからの高さも高くなるように、前記の所定のパルス計数を設定する。
【００４４】
《左右軸回転手段》
図９、図１１に示すように左右軸回転手段５Ｃは、回転駆動部４１、回転従動部４２とから構成される。そして、回転駆動部４１、回転従動部４２は、図１１に示すようにリバウンド防止手段５Ａを構成する第１のスライドユニット４９Ａ、第２のスライドユニット４９Ｂの組み合わせをそれぞれ前後方向に跨ぐほぼコの字型の支持枠４０，４０の上面に固定されている。支持枠４０，４０は、その脚部をベース１ｆにボルト固定されている（図９参照）。
図１１に示すように回転駆動部４１は、ピニオンラック機構を内蔵したエアアクチュエータで構成され、直線運動と揺動運動が可能な構成である。回転駆動部４１の左右方向に向けられたシリンダ部４１ａで、ロッド４１ｃを左右方向に進退動させ、回転駆動部４１の前後方向に向けられたラック部４１ｂで、ロッド４１ｃをその左右方向の軸心の周方向に揺動させる。ロッド４１ｃの端部には、高摩擦係数の部材を右面側に固定された、右面側から見た平面形状が、例えば、長方形の駆動端部４１ｄが設けられている。
回転駆動部４１の左右方向の直線駆動範囲は、シリンダ部４１ａに内蔵されたリードスイッチ（図示せず）により設定される。また、回転駆動部４１の揺動範囲も、ラック部４１ｂに内蔵されたリードスイッチ（図示せず）により設定される。ここでは、ロッド４１ｃが、９０度の範囲で揺動可能にラック部４１ｂに内蔵されたリードスイッチは設定されている。
【００４５】
図１１に示すように回転従動部４２は、エアアクチュエータで構成され、ロッド４２ｂがその軸心の周方向に自由回転可能であるとともに、直線運動が可能な構成である。回転従動部４２の左右方向に向けられたシリンダ部４２ａで、ロッド４２ｂを左右方向に進退動させる。ロッド４２ｂの端部には、高摩擦係数の部材を左面側に固定された、左面側から見た平面形状が、例えば、円形の従動端部４２ｃが設けられている。
回転従動部４２の左右方向の直線駆動範囲は、シリンダ部４２ａに内蔵されたリードスイッチ（図示せず）により設定される。
ちなみに、試験対象保持枠体Ｗの回転容易に行えるように回転駆動部４１のロッド４１ｃと回転従動部４２のロッド４２ｂのそれぞれの軸心は、左右方向の１本の回転軸（水平軸）１３５（図１５参照）と同心になるように配置されている。
ここで、駆動端部４１ｄ、従動端部４２ｃは、特許請求の範囲に記載された「対向する一対の部材」に対応する。
【００４６】
《着地位置前後方向修正手段》
図９、図１２に示すように着地位置前後方向修正手段５Ｂは、前後方向に対向状態で設けられた一対の把持プレート５５Ａ、５５Ｂを備えている。把持プレート５５Ａ、５５Ｂは、前後方向に駆動する第１のスライドユニット５６Ａにそれぞれ接続され、前後方向に駆動され進退動する。それぞれの第１のスライドユニット５６Ａは、第２のスライドユニット５６Ｂにより前後方向に駆動されるスライドテーブル５７（図９参照）に固定され、自身も左右方向に駆動される。この第１のスライドユニット５６Ａおよび第２のスライドユニット５６Ｂの２段の進退動により、把持プレート５５Ａ、５５Ｂは、互いの間隔を変えることで試験対象保持枠体Ｗの前後面からの把持と開放ができるようになっている。把持プレート５５Ａと把持プレート５５Ｂは基本的に同じ構成であり、前後方向に互いに対向する面（試験対象保持枠体Ｗを把持する面）が、樹脂板で構成されている。把持プレート５５Ａの上部の左右方向ほぼ中央において、後記する駆動端部５９ｄを収容可能に縦長に切り欠かれた形状をしているのに対し、把持プレート５５Ｂの上部の左右方向ほぼ中央において、後記する従動端部６０ｃを収容可能にほぼ半円状に切り欠かれた形状をしている。ちなみに、図９では、把持プレート５５Ｂの後側に第１のスライドユニット５６Ａ、第２のスライドユニット５６Ｂが配置されているが、図示省略してある。
この着地位置前後方向修正手段５Ｂは、リバウンド防止手段５Ａと基本的に同じエアアクチュエータで構成されたものであるが、スライド支持部５１を省略されている点でリバウンド防止手段５Ａとは異なる。
【００４７】
そして、リバウンド防止手段５Ａが把持した試験対象保持枠体Ｗを、保持部１１で保持し、試験対象保持枠体Ｗをリバウンド防止手段５Ａの把持プレート４８、４８が開放して、支持アーム１８をさらに下降させ、試験対象保持枠体Ｗを着地面６ｆに置く際に、試験対象保持枠体Ｗを前後方向に中心合わせする。
このため着地位置前後方向修正手段５Ｂによる試験対象保持枠体Ｗの把持は、試験対象保持枠体Ｗの把持に際しての衝撃を受けることがないので、リバウンド防止手段５Ａにおけるスライド支持部５１が不要となる。
【００４８】
《前後軸回転手段》
図９、図１２に示すように前後軸回転手段５Ｄは、回転駆動部５９、回転従動部６０とから構成される。そして、回転駆動部５９、回転従動部６０は、図１２に示すように前後軸回転手段５Ｂを構成する第１のスライドユニット５６Ａ、第２のスライドユニット５６Ｂの組み合わせをそれぞれ前後方向に跨ぐほぼコの字型の支持枠５８，５８の上面に固定されている。支持枠５８，５８は、その脚部をベース１ｆにボルト固定されている（図９参照）。
図１２に示すように回転駆動部５９は、前後方向に向けられたシリンダ部５９ａ、左右方向に向けられたラック部５９ｂ、左右方向に進退するロッド５９ｃ、ロッド５９ｃの端部に設けられた駆動端部５９ｄを有しており、それぞれ回転駆動部４１のシリンダ部４１ａ、ラック部４１ｂ、ロッド４１ｃ、駆動端部４１ｄに対応している。回転駆動部５９の前後軸周方向の揺動範囲も９０度の範囲で揺動可能にラック部５９ｂに内蔵されたリードスイッチが設定されている。回転駆動部５９は、回転駆動部４１と同一の構成であり（図１１参照）、重複する説明を省略する。
ただし、後側から見た平面形状が長方形の駆動端部５９ｄは、把持プレート５５Ａの上部の前記した切り欠き部分を通して前後方向に進退動ができるようになっている。
【００４９】
図１２に示すように回転従動部６０は、前後方向に向けられたシリンダ部６０ａ、前後方向に進退動するロッド６０ｂ、ロッド６０ｂの端部に設けられた従動端部６０ｃを有しており、それぞれ回転従動部４２のシリンダ部４２ａ、ロッド４２ｂ、従動端部４２ｃに対応している。回転従動部６０は、回転従動部４２と同一の構成であり（図１１参照）、重複する説明を省略する。
ただし、前側から見た平面形状が円形の従動端部６０ｃは、把持プレート５５Ｂの上部の前記した切り欠き部分を通して前後方向に進退動ができるようになっている。
ちなみに、回転駆動部５９のロッド５９ｃおよび回転従動部６０のロッド６０ｂのそれぞれの軸心は、前後方向の１本の回転軸（水平軸）と同心になるように配置されるとともに、図１１における回転駆動部４１のロッド４１ｃおよび回転従動部４２のロッド４２ｂの軸心と直交する高さ位置に設定されている。
【００５０】
そして、着地位置左右方向修正手段でもあるリバウンド防止手段５Ａと、着地位置前後方向修正手段５Ｂとの把持動作により、着地面６ｆに着地させた正六面体形状の試験対象保持枠体Ｗを、着地面６ｆの左右方向中央および前後方向中央に正確に位置修正できる。その結果、支持アーム１８を駆動部前記した試験対象保持枠体Ｗを保持部１１で再保持したときには、試験対象保持枠体Ｗの左右面の前後方向中心は、回転駆動部４１のロッド４１ｃおよび回転従動部４２のロッド４２ｂの軸心と前後方向位置で一致するとともに、試験対象保持枠体Ｗの前後面の左右方向中心は、回転駆動部５９のロッド５９ｃおよび回転従動部６０のロッド６０ｂの軸心と左右方向位置で一致する。
ここで、駆動端部５９ｄ、従動端部６０ｃは、特許請求の範囲に記載された「対向する一対の部材」に対応する。
【００５１】
《着地部》
着地部６は、試験対象となる携帯機器などが実際に使用されている際に落下した場合の着地衝撃条件を想定したものとされ、コンクリート板などを敷いて形成されるのが通常である。
【００５２】
《制御盤》
次に、図１３を参照しながら、適宜、図５、図９などを参照して制御盤７の概要を説明する。制御盤７には、マイクロコンピュータ１０１や、入力表示手段１ａ2（図１３で「操作画面」と表示）との入出力インタフェース回路１１０や、強制加速手段２における作動要素である駆動源１２（図１３では「駆動モータ」と表示）、ブレーキ１３、クラッチ１４に駆動電力を供給する電源回路１１２，１１３，１１４や、保持手段４およびリバウンド防止手段５Ａ、着地位置前後方向修正手段５Ｂ、左右軸回転手段５Ｃ、前後軸回転手段５Ｄそれぞれに含まれるアクチュエータ部（エアアクチュエータ）２５、スライドユニット４９Ａ，４９Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ、回転駆動部（エアアクチュエータ）４１，５９、回転従動部（エアアクチュエータ）４２，６０などに空気圧を供給、または背圧を抜いたりする複数の電磁弁７１（代表的に符号７１で表示）の駆動回路１７１、フォトセンサ６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄ，６４Ｅ（図１３で、符号６４で代表的に表示）の受光部からの信号、駆動源１２に内蔵のパルスジェネレータ６３、およびエアアクチュエータ２５、４１，４２，４９Ａ，４９Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ，５９，６０のリードスイッチ（図１３では、代表的に符号７３で表示）から信号を受信する信号インタフェース回路１７３などが収められている。この制御盤７からは、電力ケーブルや信号ケーブルが引き出され、駆動源１２、ブレーキ１３、クラッチ１４に電力を供給したり、電磁弁７１に作動信号を伝えたりできるようにされている。
マイクロコンピュータ１０１は、ＣＰＵ１０１ａ、ＲＯＭ１０１ｂ、ＲＡＭ１０１ｃを含み、ＲＯＭ１０１ｂに制御プログラムが格納され、ＣＰＵ１０１ａにおいてＲＡＭ１０１ｃに読み出した制御プログラムを実行し、動作要素である前記した駆動源１２、ブレーキ１３、クラッチ１４や各エアアクチュエータの動作を制御する。
【００５３】
ちなみに、制御盤７は、例えば、枠体１の梁および支柱からの振動が伝わりにくいように、図５に示すように金属ワイヤをコイル状にして用いられている防振部材（振動吸収手段）７５を介して、上下方向および左右方向に支持されている。その結果、落下試験時の振動が制御盤７に伝播するのが抑制され、電子装置、電気回路の故障や電気回路の接続不良故障を防止でき、落下試験装置１００の耐久性が向上する。
制御盤７に含まれる電子機器、例えば、マイクロコンピュータとして、汎用品が利用でき、製造コストが安く、耐久性のある制御盤７を構成することができる。
【００５４】
《落下試験の制御》
以下では、本落下試験装置１００でなされる落下試験について説明する。本落下試験装置１００は、強制加速手段２による強制加速で試験対象物を固定した正六面体形状の試験対象保持枠体Ｗの任意の面を真下に向け、落下速度を与えることができる。そのため前記のとおり入力表示手段１ａ2が設けられている。
図１４は、落下高さの設定および各衝突面に対する落下試験回数を設定する運転条件設定画面の説明図である。
運転条件設定画面１２０には、落下高さを入力する落下高さ入力欄１２１、着地速度表示欄１２２、試験対象保持枠体Ｗの各面に対して落下試験を行う回数をそれぞれ独立に入力する落下回数入力欄１２３ａ〜１２３ｆ、操作画面を切り替えるための「戻る」、「次」などと表示のアイコンボタン１３１、１３２が用意されている。
前記したように入力表示手段１ａ2はタッチ式表示パネルであり、落下高さ入力欄１２１、落下回数入力欄１２３ａ〜１２３ｆに指先で操作者がタッチすると、テンキー画面が子画面で表示され、そのテンキー画面を操作して数字入力をして、テンキー画面を閉じることにより各入力欄の設定が完了する。
【００５５】
図１５は衝突面と面回転手段による回転方向の説明図である。運転条件設定画面１２０における試験対象保持枠体Ｗの１面から６面は、試験対象保持枠体Ｗを着地面６ｆに操作者が据え付けた初期状態を基準に図１５に示すように、下向きにおかれた面（「＃１」と表示）が１面であり、例えば、左右軸回転手段５Ｃの回転軸１３５回りの面に＃１〜＃４と表示のように１面から４面が定義される。そして、残りの＃５、＃６と表示の左右方向に対向する面が５面、６面と定義される。
左右軸回転手段５Ｃにより試験対象保持枠体Ｗの衝突面を変更するときは、左右軸回転手段５Ｃの回転軸１３５が、試験対象保持枠体Ｗの正六面体における左右方向に対向する２面のそれぞれの回転中心位置（面心）と一致するように調整される。また、前後軸回転手段５Ｄにより試験対象保持枠体Ｗの衝突面を変更するときは、前後軸回転手段５Ｄの回転軸１３６が、試験対象保持枠体Ｗの正六面体における前後方向に対向する２面のそれぞれの回転中心位置（面心）と一致するように調整される。その調整の詳細は、後記する落下試験の制御のステップＳ１０〜Ｓ１３の説明において後記する。
【００５６】
そして、落下高さ入力欄１２１に落下高さの入力を完了すると、自動的にマイクロコンピュータ１０１は、落下速度を演算して、着地速度表示欄１２２に表示する。その際、さらに強制加速手段２における駆動源１２の駆動速度として、前記したフォトセンサ６４Ｃの高さ位置から自由落下で着地面６ｆまでに加速されて前記した所望の落下速度になることを考慮し、所望の落下速度から所定の速度増分を減じた目標速度に、フォトセンサ６４Ｃ（図５参照）より高い位置までに、前記した目標速度まで加速して、フォトセンサ６４ＣがＯＦＦからＯＮになるタイミングの高さ位置では前記した目標速度に維持するように、駆動源１２の制御条件を設定する。
次いで、入力表示手段１ａ2を操作して試験対象保持枠体Ｗを保持部１１に保持させる。それから入力表示手段１ａ2に表示された試験開始アイコンボタンを押すと試験が開始される。
【００５７】
次に、マイクロコンピュータ１０１による落下試験のシーケンス制御について図１６から図１８を参照しながら、適宜、図２、図５、図７、図８、図１１、図１２、図１３、図１５を参照して説明する。このとき、初期の試験対象保持枠体Ｗの衝突面は図１５で説明した「＃１」の面とする。
図１６から図１８は、落下試験のシーケンス制御の１例の説明図である。この説明図は、前側から見た図で説明している。
図１６の（ａ）に示すように試験が開始されると、初期高さ位置にある支持アーム１８を強制加速手段２による強制加速をタイミングベルト１７（図２参照）で受けさせて急下降させる（ステップＳ１）。ステップＳ２では、図１６の（ａ）に示すようにその高さ位置が所定の開放位置に至ると、それをフォトセンサ６４ｃ（図５参照）が検出し、それをマイクロコンピュータ１０１（図１３参照）が受けて保持部１１が試験対象保持枠体Ｗの保持を開放する。
【００５８】
保持部１１に試験対象物の保持を開放させるのに際しては、支持アーム１８を急停止させる。その急停止は、前記のように、ブレーキ１３（図２参照）による制動と停止受け部２１による支持アーム１８の運動エネルギの吸収の組み合せで行われ、これにより支持アーム１８を所定の高さ位置で正確に停止させる。停止受け部２１による支持アーム１８の運動エネルギの吸収は、ブレーキ１３による制動を受けてもなお慣性で下降しようとする支持アーム１８の下降力を停止受け部２１におけるダンパ３４（図８参照）の受け部３４ｃ（図８参照）で受けるとともに可動枠３２（図８参照）が運動エネルギ吸収用のエアシリンダ３３（図８参照）に負荷を加えつつ下降することでなされる。
【００５９】
図１６の（ａ）のステップＳ２により保持部１１から開放された試験対象保持枠体Ｗは、開放位置から着地面６ｆに向けて落下する。その落下は、開放時の目標速度に開放位置から着地面６ｆまでの自由落下による落下速度が加わる状態でなされる。つまり開放位置までの強制加速による運動量を持った状態で開放位置後の自由落下を行うことになる。
【００６０】
ステップＳ３では図１６の（ｂ）に示すように、開放位置１８−ａ（図２参照）から落下する試験対象保持枠体Ｗが、所定の落下高さからの自由落下での所望の落下速度となって着地面６ｆに衝突する。
この着地衝突時の落下速度は、前記したようにリバウンド防止手段５Ａにおける速度計測手段４７による開放時の落下速度の測定結果から求められ、その結果にもとづいて制御盤７におけるマイクロコンピュータ１０１（図１３参照）により、必要に応じ予め設定された所定の落下高さからの落下速度となるように駆動源１２の強制落下制御を学習補正演算する。
ステップＳ４では、図１６の（ｃ）に示すようにリバウンド防止手段５Ａは、マイクロコンピュータ１０１が前記したパルスジェネレータ６３からのパルス信号にもとづいて所定のパルス計数になったと判定したとき出力する把持指令を受けて、電磁弁７１の動作で把持動作を行い、着地面６ｆに衝突した反動で跳ね上がってくる試験対象保持枠体Ｗの空中での把持を行う。これにより試験対象保持枠体Ｗが再び着地面６ｆに衝突してリバウンド衝撃を受けるのを防止して確実なシングルインパクト試験が可能となり、試験の信頼性を大幅に高めることができる。このとき、図１６の（ｃ）では図示されていないが着地位置前後方向修正手段５Ｂは、前後方向から少し遅れて把持動作を行い、リバウンド防止手段５Ａによるリバウンド把持の補助を行っても良い。
【００６１】
ステップＳ４で、リバウンド防止手段５Ａが試験対象保持枠体Ｗを把持したら、ステップＳ５で、図１６の（ｃ）に示すように保持部１１をフォトセンサ６４Ｄ（図５参照）の設定高さ位置まで下降させ停止させる。図１６の（ｃ）では、試験対象保持枠体Ｗを保持すべく保持部１１を下降させているところを示している。そして、図１６の（ｄ）に示すように、ステップＳ６で、保持部１１は、保持爪２４、２４（図７参照）の間隔を狭めて試験対象保持枠体Ｗを把持する。ステップＳ７では、試験対象保持枠体Ｗを把持していた把持プレート４８，４８を後退させる。これにより、試験対象保持枠体Ｗは保持部１１に持ち替えられる。
次いで、図１７の（ａ）に示すようにステップＳ８では、保持部１１を、フォトセンサ６４Ｅ（図５参照）の設定されている高さ位置である最下位の位置１８−ｃ（図２参照）まで降下させ、ステップＳ９では、保持爪２４、２４の間隔をゆっくり開いて試験対象物を着地面６ｆに静かに置き、その後、保持部１１を少し上昇させ停止する。
このようにすることで、後記するステップＳ１７による回転角度が保証される。
【００６２】
図１７の（ｂ）に示すようにステップＳ１０では、リバウンド防止手段５Ａの把持プレート４８，４８を前進させ、平らな着地面６ｆに置かれた試験対象保持枠体Ｗの左右方向の中心位置を正しく修正するとともに、図１７の（ｂ）には図示されていないが着地位置前後方向修正手段５Ｂの把持プレート５５Ａ，５５Ｂ（図１２参照）も同時に前進させ、着地面６ｆに置かれた試験対象保持枠体Ｗの前後方向の中心位置を正しく修正する。このようにすることで、後記するステップＳ１７による回転角度がさらに保証される。
左右方向の中心位置合わせは、例えば、リバウンド防止手段５Ａの左右一対の第１のスライドユニット４９Ａ、第２のスライドユニット４９Ｂにリードスイッチが内蔵され、試験対象保持枠体Ｗの左右方向中心合わせのこの動作の前進時には、リードスイッチの信号により把持プレート４８，４８の前進を停止させることで容易に実現できる。
また、前後方向の中心位置合わせは、例えば、着地位置前後方向修正手段５Ｂの前後一対の第１のスライドユニット５６Ａ、第２のスライドユニット５６Ｂにリードスイッチが内蔵され、試験対象保持枠体Ｗの前後方向中心合わせのこの動作の前進時には、リードスイッチの信号により把持プレート５５Ａ，５５Ｂの前進を停止させることで容易に実現できる。
【００６３】
なお、ステップＳ４〜Ｓ１０において、着地して跳ね返った試験対象保持枠体Ｗを空中で把持プレート４８、４８により把持した後、保持部１１を降下させて試験対象保持枠体Ｗを再保持し、着地面６ｆに載置した後、把持プレート４８、４８で試験対象保持枠体Ｗの左右方向の中心位置を正しく修正するように制御している。従って、このステップＳ１０の制御においては、リバウンド防止手段５Ａは、特許請求の範囲に記載する「着地位置左右方向修正手段」に対応している。
【００６４】
ステップＳ１１では、図１７の（ｃ）に仮想線（二点鎖線）で示すように保持部１１を再び最下位の位置１８−ｃ（図２参照）まで降下させ、保持爪２４，２４で試験対象保持枠体Ｗを保持させる。次いで、ステップＳ１２で、リバウンド防止手段５Ａと、着地位置前後方向修正手段５Ｂ（図１７の（ｃ）には図示せず）の把持プレート４８，４８，５５Ａ，５５Ｂを後退させる。この例では、保持部１１で試験対象保持枠体Ｗを保持しているので、把持プレート４８，４８などを後退させる際に試験対象保持枠体Ｗの位置ずれや傾きなどが生じない。次に、ステップＳ１３では、保持部１１を試験太守保持枠体Ｗの左右および前後の対応する面の高さ中心と、左右軸回転手段５Ｃおよび前後軸回転手段５Ｄの回転軸１３５，１３６（図１５参照）の高さ位置とが一致するように、試験対象保持枠体Ｗの姿勢を保ったまま上昇させ停止させる。
この高さ位置制御は、駆動源１２のサーボ制御により、着地面６ｆに着地している状態での試験対象保持枠体Ｗの高さ方向中心と、回転軸１３５，１３６の高さ位置、最下位の位置１８−ｃを予め入力手段である入力表示手段１ａ2を操作して、設定することで容易に行える。
【００６５】
図１７の（ｄ）に示すようにステップＳ１４では、左右軸回転手段５Ｃの駆動端部４１ｄ（図１１参照）、従動端部４２ｃ（図１１参照）を前進させ、ステップＳ１５では、保持部１１を開放させる。その後、図１８の（ａ）に示すようにステップＳ１６で、保持部１１を少し上昇させて停止し、次いで、ステップＳ１７では、例えば、左右軸回転手段５Ｃの回転軸１３５（図１５参照）の周りに所定角度として９０度回転させて、試験対象保持枠体Ｗの衝突面を変える。例えば、図１５にける「＃１」の面から「＃４」の面に変える。その後、図１８の（ｂ）に示すようにステップＳ１８では、保持部１１を、前記したステップＳ１３で上昇を停止した高さ位置まで降下して停止し、ステップＳ１９では保持部１１の保持爪２４，２４で保持する。ステップＳ２０では、図１８の（ｃ）に示すように左右軸回転手段５Ｃの駆動端部４１ｄ、従動端部４２ｃを後退させる。これで、試験対象保持枠体Ｗを再び保持部１１が保持する。
【００６６】
なお、左右軸回転手段５Ｃのシリンダ部４１ａは、右方向（前進方向）の位置信号を出力するリードスイッチを内蔵し、前後軸回転手段５Ｄのシリンダ部５９ａは、後方向（前進方向）の位置信号を出力するリードスイッチをそれぞれ内蔵している。そこで、ロッド４１ｃの前進動を、ロッド４２ｂの左方向への伸び（前進）よりもタイミングを早く開始させるように制御し、試験対象保持枠体Ｗの衝突面の左右方向の中心が正しい位置になるようにロッド４１ｃの前進動を停止させることで、修正された着地位置の左右方向のままで、左右軸回転手段５Ｃで試験対象保持枠体Ｗを保持できる。
同様に、そこで、ロッド５９ｃの前進動を、ロッド６０ｂの前方向への伸び（前進）よりもタイミングを早く開始させるように制御し、試験対象保持枠体Ｗの衝突面の前後方向の中心が正しい位置になるようにロッド５９ｃの前進動を停止させることで、修正された着地位置の前後方向のままで、前後軸回転手段５Ｄで試験対象保持枠体Ｗを保持できる。
【００６７】
ちなみに、左右軸回転手段５Ｃの駆動端部４１ｄ（図１１参照）、従動端部４２ｃ図１１参照）を後退させた後、必要に応じて次の回転に必要な初期位置に９０度逆方向に駆動端部４１ｄを回転させておく。また、次の、衝突面が、例えば、「＃１」の面に回転軸１３５回りに隣接する面ではない場合、再び、ステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４〜Ｓ２０を繰り返して、次の回転軸１３５回りの衝突面に変更する。
これは、ステップＳ１７による回転角度が９０度程度に制限されているからであり、ステップＳ１７による回転が１８０度、２７０度のような回転が行えるようなものであれば、ステップＳ１４〜Ｓ２０を繰り返す必要は無い。
【００６８】
また、ステップＳ１４〜Ｓ２０は、左右軸回転手段５Ｃの回転軸１３５の周りの回転動作による試験対象保持枠体Ｗにおける衝突面の変更を例に説明したが、左右軸回転手段５Ｃの代わりに前後軸回転手段５Ｄの駆動端部５９ｄ（図１２参照）、従動端部６０ｃ（図１２参照）を同様に前進させ、その後９０度回転、後退動作をさせることにより、例えば、図１５にける「＃１」の面から「＃６」の面、または「＃１」の面から「＃５」の面に衝突面を変えることができる。
【００６９】
ステップＳ２１では、図１８の（ｂ）に示すように保持部１１が初期の高さ位置に上昇して停止し、次の、衝突面による落下試験を引き続き行う。
ここで、マイクロコンピュータ１０１によるステップＳ６〜Ｓ１０の制御が、特許請求範囲に記載の「前記把持手段により把持した後、前記把持した落下対象物を前記着地面に載置することで前記面回転手段による前記落下対象物の回転角度を保証する手段」に対応する。
【００７０】
このように、保持部１１がステップＳ２で試験対象保持枠体Ｗを開放して、その後の下降の制動の際に駆動源１２がタイミングベルト１７との伝達をクラッチ１４で切り離されて、マイクロコンピュータ１０１が支持アーム１８、つまり、保持部１１の上下方向の高さ位置を失っても、再度クラッチ１４が接続され、ステップＳ５で支持アーム１８を下降させ、フォトセンサ６４Ｄの信号がＯＦＦからＯＮに変わった時点で、支持アーム１８の降下を停止させることができる。従って、ステップＳ６の動作の時点では、支持アーム１８の高さ位置を再度認識でき、以後の駆動源１２のサーボ制御により高さ位置を容易に正確に制御することができる。つまり、ステップＳ１３での支持アーム１８の位置１８−ｂまの上昇と停止をサーボ制御で行える。
【００７１】
なお、本実施形態では、図１６の（ｃ）におけるステップＳ４の後、保持部１１で試験対象保持枠体Ｗを一度保持してから着地面６ｆに置くステップＳ６〜Ｓ８の制御としたがそれに限定されず、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ８を省略し、ステップＳ４（リバウンドの空中キャッチ）の後、ステップＳ７では、リバウンド防止手段５Ａおよび着地位置前後方向修正手段５Ｂは、それぞれの把持プレート４８，４８，５５Ａ，５５Ｂをゆっくり後退させ、試験対象保持枠体Ｗを静かに、下方に滑らせるように着地面６ｆに着地させるように制御しても良い。
【００７２】
ちなみに、試験対象保持枠体Ｗに試験対象である回路基板を固定しての試験では、着地面６ｆへの衝突ごとに導通モニタを行うのが通常である。導通モニタは、回路基板におけるハンダ部や内部接点などの抵抗値が繰返し落下試験を通じてどのように高くなって行くかを監視して回路基板の耐落下衝撃性を評価するためになされる。こうした導通モニタのためは、導通モニタ用のケーブル（図示を省略）などを保持部１１に配し、そのケーブルなどを介して導通モニタを自動的に行えるようする。ケーブルは、保持部１１からの試験対象保持枠体Ｗの離れ余裕を見込んで配線しておくこととで、回転軸１３６（図１５参照）の周りの試験対象保持枠体Ｗの複数面の変更に対しては、支障なく導通モニタができる。
【００７３】
このように本実施形態によれば、図１６から図１８のシーケンス制御の例のように、正六面体形状の試験対象保持枠体Ｗの所望の複数の面を衝突面として下方に向けて、自動的に連続的に落下試験を実行できる。つまり、試験対象保持枠体Ｗの１つの面に対しての一連の所望回数の落下試験の後、操作者が試験対象保持枠体Ｗの衝突面を手で変えて着地面６ｆに設定する煩雑な作業が無くすことができ、効率的な繰り返し落下試験ができる。
特に、落下回数が数千回、数万回にもおよぶ寿命確認試験では大幅な省人化ができる。
【００７４】
さらに、本実施形態によれば、落下試験装置１００の枠体１の高さに制限されることなく、着地速度の調整により落下試験を模擬すべき落下高さを自由に設定できる。このことは落下試験装置１００の大型化を招かずに落下高さの高い試験にも対応することが可能である。また、強制加速とすることにより、落下について摩擦抵抗のような不安定要素を排除することができ、落下試験の再現性をより一層高めることができる。
【００７５】
以上の実施形態では、基本的に電力を用いるのはサーボモータを用いた駆動源１２（図２参照）、ブレーキ１３（図２参照）、クラッチ１４（図２参照）とし、リバウンド防止手段５Ａ（図１１参照）、着地位置前後方向修正手段５Ｂ（図１２参照）、左右軸回転手段５Ｃ（図１１参照）、前後軸回転手段５Ｄ（図１２参照）、保持部１１（図２参照）などのアクチュエータとしてはエアアクチュエータを用いている。従って、落下試験装置１００を用いる場所に通常ある空気圧源を使え、保持力や把持力を容易に確保でき、コストの安いアクチュエータとしている。
【００７６】
なお、本実施形態における試験対象物を試験対象保持枠体Ｗで固定するときに、試験対象物が六面体や板状の場合に、試験対象保持枠体Ｗの面に平行に固定する必要は無く、試験対象保持枠体Ｗの面に斜めに固定しても良い。従って、試験対象物の落下姿勢は着地面６ｆに平行である以外の落下姿勢を柔軟に設定できる。
また、本実施形態では、落下試験装置１００で行う対象を正六面体形状の試験対象保持枠体Ｗ内に試験対象物を固定したものとして説明したが、それに限定されるものではない。入力手段である力表示手段１ａ2に形状入力画面を用意して、正六面体ではない直方体形状の試験対象物そのもの各辺の長さを入力し、試験対象物そのものを直接保持部１１で保持し落下させても良い。その場合、着地状態での試験対象物の高さが入力された前記各辺のどの辺の長さかを判断して、左右軸回転手段５Ｃ、前後軸回転手段５Ｄの回転軸１３５，１３６との高さ位置合わせをするようにする。
【符号の説明】
【００７７】
１ａ2  入力表示手段（入力手段）
２      強制加速手段（昇降手段）
３      加速力伝達手段
４      保持手段
５Ａ    リバウンド防止手段（把持手段、着地位置左右方向修正手段）
５Ｂ    着地位置前後方向修正手段
５Ｃ    左右軸回転手段（面回転手段、第１の面回転手段）
５Ｄ    前後軸回転手段（面回転手段、第２の面回転手段）
６ｆ    着地面
７      制御盤（制御部）
１１    保持部
４８    把持プレート（把持面）
７５    防振部材（振動吸収手段）
１３５  回転軸（水平軸）
１３６  回転軸（水平軸）
Ｗ      試験対象保持枠体（落下対象物）
【図１】
2011106844.tif 000003
【図２】
2011106844.tif 000004
【図３】
2011106844.tif 000005
【図４】
2011106844.tif 000006
【図５】
2011106844.tif 000007
【図６】
2011106844.tif 000008
【図７】
2011106844.tif 000009
【図８】
2011106844.tif 000010
【図９】
2011106844.tif 000011
【図１０】
2011106844.tif 000012
【図１１】
2011106844.tif 000013
【図１２】
2011106844.tif 000014
【図１３】
2011106844.tif 000015
【図１４】
2011106844.tif 000016
【図１５】
2011106844.tif 000017
【図１６】
2011106844.tif 000018
【図１７】
2011106844.tif 000019
【図１８】
2011106844.tif 000020