(57)【要約】架台５上でプリント基板２を水平に支持し、上方から落下される剛球によりプリント基板２に歪みを生じさせるようにすると共に、プリント基板の表裏面に対向して緩衝ブロック１Ａ，１Ｂを設ける。これら緩衝ブロック１Ａ，１Ｂはプリント基板２の表裏面の適所に接触可能なように、移動ステージ３にて移動可能に支持される。緩衝ブロック１Ａ，１Ｂは歪みが生じるプリント基板の適所に接触し、歪みを規制して衝撃により生じる一つ目の歪み波形と二つ目の歪み波形とのピークを相対的に変更調整すると共に歪みの急峻度を変更調整する。
2004029574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験体の適所を支持する被試験体支持部と、
前記被試験体支持部に支持された前記被試験体に衝撃を加えて歪みを発生させるための歪み発生手段と、
前記歪み発生手段により発生された前記被試験体の歪み波形を検出する歪み波形検出手段と、
前記被試験体の歪みが発生する面の適所に接触可能に設けられる歪み規制部材と、
前記歪み規制部材を移動自在に支持するための歪み規制部材支持部と、
を備えてなる歪み波形制御装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の歪み波形制御装置において、
前記歪み波形検出手段により検出される歪み波形が所定の波形となるように、前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材を移動させる制御部を備える歪み波形制御装置。
【請求項３】
請求の範囲第２項に記載の歪み波形制御装置において、
前記制御部は衝撃により生じる歪み波形の一つ目のピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材と前記被試験体との位置関係を制御する歪み波形制御装置。
【請求項４】
請求の範囲第２項に記載の歪み波形制御装置において、
前記制御部は衝撃により生じる歪み波形の二つ目のピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材と前記被試験体との位置関係を制御する歪み波形制御装置。
【請求項５】
請求の範囲第２項に記載の歪み波形制御装置において、
前記制御部は衝撃により生じる歪み波形の最大ピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材と前記被試験体との位置関係を制御する歪み波形制御装置。
【請求項６】
請求の範囲第２項に記載の歪み波形制御装置において、
前記制御部は衝撃により生じる歪み波形の２番目に大きなピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材と前記被試験体との位置関係を制御する歪み波形制御装置。
【請求項７】
請求の範囲第２項に記載の歪み波形制御装置において、
前記制御部は衝撃により生じる歪み波形の急峻度を所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材と前記被試験体との位置関係を制御する歪み波形制御装置。
【請求項８】
請求の範囲第２項に記載の歪み波形制御装置において、
前記制御部は衝撃により生じるひずみ波形の一つ目の波形と二つ目の波形とを相対的に変更調整するように前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材と前記被試験体との位置関係を制御する歪み波形制御装置。
【請求項９】
請求の範囲第２項に記載の歪み波形制御装置において、
前記歪み規制部材支持部は前記歪み規制部材を前記被試験体の衝撃を加える面に対して垂直な方向に移動可能に支持する歪み波形制御装置。
【請求項１０】
請求の範囲第２項に記載の歪み波形制御装置において、
前記歪み規制部材支持部は前記歪み規制部材を前記被試験体の衝撃を加える面に対して平行な方向に移動可能に支持する歪み波形制御装置。
【請求項１１】
請求の範囲第１項に記載の歪み波形制御装置において、
前記歪み規制部材支持部は、前記試験体に衝撃を加える面とその反対の面の双方の面に対向して前記歪み規制部材を取り付けることができるように設けられている歪み波形制御装置。
【請求項１２】
請求の範囲第１項に記載の歪み波形制御装置において、
前記歪み規制部材は、歪み波形のピークの大きさの変更について主として作用する第一歪み波形規制部材と、歪み波形のピークの急峻度の変更について主に作用する第二歪み波形規制部材との少なくとも２種の歪み規制部材が設けられる歪み波形制御装置。
【請求項１３】
請求の範囲第１項に記載の歪み波形制御装置において、
前記被試験体は、回路実装されるプリント基板である歪み波形制御装置。
【請求項１４】
被試験体の適所を支持する被試験体支持部と、
前記被試験体支持部に支持された前記被試験体に衝撃を加えて歪みを発生させるための歪み発生手段と、
前記歪み発生手段により発生された前記被試験体の歪み波形を検出する歪み波形検出手段と、
前記被試験体の歪みが発生する面の適所に接触可能に対向して設けられる歪み規制部材を移動自在に支持するための歪み規制部材支持部と、
を備えてなる歪み波形制御装置。
【請求項１５】
請求の範囲第１４項に記載の歪み波形制御装置において、
前記歪み波形検出手段により検出される歪み波形が所定の波形となるように、前記歪み規制部材支持部を駆動する制御部を備える歪み波形制御装置。
【請求項１６】
請求の範囲第１４項に記載の歪み波形制御装置を備えて衝撃に対する被試験体の試験を行う衝撃試験装置。
【請求項１７】
請求の範囲第１４項に記載の歪み波形制御装置における前記歪み規制部材支持部に支持されることができる歪み波形規制部材。
【請求項１８】
請求の範囲第１７項に記載の歪み波形規制部材において、
所定の弾性係数を有している歪み波形規制部材。
【請求項１９】
請求の範囲第１７項に記載の歪み波形規制部材において、
ゴム体により形成される歪み波形規制部材。
【請求項２０】
請求の範囲第１７項に記載の歪み波形規制部材において、
前記歪み規制部材支持部に支持される部分がバネ体により形成され、前記被試験体の面に接触可能な部分がゴム体により形成される歪み波形規制部材。
【請求項２１】
請求の範囲第２０項に記載の歪み波形規制部材において、
前記バネ体は取付交換可能とされている歪み波形規制部材。
【請求項２２】
被試験体に対して衝撃を与える衝撃試験装置に備えられる歪み波形制御装置であって、
前記被試験体の歪みが発生する面の適所に接触可能に設けられ、前記被試験体に発生する歪みを規制する歪み規制部材と、
前記衝撃試験装置の適所に取り付けられることができ、前記歪み規制部材を前記被試験体の歪みが発生する面に対し垂直方向及び平行方向に移動可能に支持することができる前記歪み規制部材の支持移動機構と、
を備えてなる歪み波形制御装置。
【請求項２３】
請求の範囲第２２項に記載の歪み波形制御装置において、
さらに、前記支持移動機構を駆動して、前記歪み規制部材の位置を制御する制御部を備えている歪み波形制御装置。
【請求項２４】
被試験体の適所を支持すると共に歪み規制部材を被試験体の適所に接触可能に支持し、前記被試験体に衝撃を加えて歪み波形を生成すると共にその波形を制御する歪み波形制御装置の歪み波形制御方法であって、
衝撃を加えて発生された歪み波形を検出する歪み波形検出ステップと、
前記歪み波形検出ステップにより検出された歪み波形に基づいて、前記歪み規制部材の位置を変更し、前記歪み波形を所定の波形に制御する波形制御ステップと、
を備えてなる歪み波形制御装置の歪み波形制御方法。
【請求項２５】
請求の範囲第２４項に記載の歪み波形制御装置の歪み波形制御方法において、
前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪み波形の一つ目のピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材を移動させる歪み波形制御装置の歪み波形制御方法。
【請求項２６】
請求の範囲第２４項に記載の歪み波形制御装置の歪み波形制御方法において、
前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪みの二つ目のピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材を移動させる歪み波形制御装置の歪み波形制御方法。
【請求項２７】
請求の範囲第２４項に記載の歪み波形制御装置の歪み波形制御方法において、
前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪み波形の最大ピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材を移動させる歪み波形制御装置の歪み波形制御方法。
【請求項２８】
請求の範囲第２４項に記載の歪み波形制御装置の歪み波形制御方法において、
前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪み波形の２番目に大きなピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材を移動させる歪み波形制御装置の歪み波形制御方法。
【請求項２９】
請求の範囲第２４項に記載の歪み波形制御装置の歪み波形制御方法において、
前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪み波形の急峻度を所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材を移動させる歪み波形制御装置の歪み波形制御方法。
【請求項３０】
請求の範囲第２４項に記載の歪み波形制御装置の歪み波形制御方法において、
前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じるひずみ波形の一つ目の波形と二つ目の波形とを相対的に変更調整するように前記歪み規制部材を移動させる歪み波形制御装置。
【請求項３１】
被試験体の適所を支持すると共に歪み規制部材を被試験体の適所に接触可能に支持し、前記被試験体に衝撃を加えて歪み波形を生成すると共にその波形を制御する歪み波形制御装置において前記歪み波形の制御をコンピュータに実行させる歪み波形制御プログラムであって、
衝撃を加えて発生された歪み波形を検出する歪み波形検出ステップと、
前記歪み波形検出ステップにより検出された歪み波形に基づいて、前記歪み規制部材の位置を変更し、前記歪み波形を所定の波形に制御する波形制御ステップと、
をコンピュータに実行させる歪み波形制御プログラム。
【請求項３２】
請求の範囲第３１項に記載の歪み波形制御プログラムにおいて、
前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪み波形の一つ目のピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材の位置を変更させる歪み波形制御プログラム。
【請求項３３】
請求の範囲第３１項に記載の歪み波形制御プログラムにおいて、
前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪み波形の二つ目のピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材の位置を変更させる歪み波形制御プログラム。
【請求項３４】
請求の範囲第３１項に記載の歪み波形制御プログラムにおいて、
前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪み波形の最大ピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材の位置を変更させる歪み波形制御プログラム。
【請求項３５】
請求の範囲第３１項に記載の歪み波形制御プログラムにおいて、
前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪み波形の２番目に大きなピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材の位置を変更させる歪み波形制プログラム。
【請求項３６】
請求の範囲第３１項に記載の歪み波形制御プログラムにおいて、
前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪み波形の急峻度を所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材の位置を変更させる歪み波形制御プログラム。
【請求項３７】
請求の範囲第３１項に記載の歪み波形制御プログラムにおいて、
前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じるひずみ波形の一つ目の波形と二つ目の波形とを相対的に変更調整するように前記歪み規制部材の位置を変更させる歪み波形制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、支持された被試験体の適所に歪み規制部材を接触可能に支持し、前記被試験体に衝撃を加えて歪み波形を生成すると共にその波形を制御（変更調整）する歪み波形制御装置、それに用いられる歪み波形規制部材、歪み波形制御装置の歪み波形制御方法、及び歪み波形制御プログラムに関するものであり、特に衝撃試験装置（破壊試験装置も含まれる）として、電子部品のはんだ接合部やプリント回路基板上に形成された導体パターン接着部等のマイクロ接合部近傍のプリント基板上に歪みを発生させ、強度評価を行うためのものに関する。
【背景技術】  従来、衝撃試験装置では、固定されたプリント基板上に衝撃力を加えて歪みを発生させている。プリント基板上に発生する歪み波形は、最初の衝撃力やプリント基板の固定位置によって定められる。また被試験装置の振動制御は衝撃力を変えて行われ、またその対象は最初に発生される歪みのみとされている。
例えば、特開昭６２−２９８７３９号公報では、ＩＣパッケージを搭載したプリント基板において、ＩＣパッケージのリード線とプリント配線のはんだ付けが完全であることを確認するための装置が記載されている（２頁、図４）。
しかしながら、単純にプリント基板を固定した状態で、外部から一つの衝撃力を加えて衝撃に対するプリント基板の試験を行っても、例えば歪みピークの減衰率は一定となるなど、実際に製品として外部ケースなどの筐体に組み込まれた状態で衝撃を受けた場合とは異なる結果となる場合が多く、最終製品としての評価を得ることが困難な場合が多い。このため、衝撃試験をより最終製品状態に近づけて行おうとしても、従来の衝撃試験装置等では、衝撃に伴う減衰振動により生じる歪み波形の形状（特に一つ目の波形と二つ目の波形）が所望の形状となるように制御することができないという問題があった。例えば、二つ目の波形のピーク（２番目に大きな歪み波形ピーク）があまり小さくならないように、大きな衝撃力を加えても、被試験体が衝撃に対して伸びる現象により、一つ目の歪み波形のピーク（最大の歪み波形ピーク）のみが大きくなり、二つ目の波形のピークはあまり変化がなく、従って、一つの同じ被試験体について、二つ目の歪み波形のピークをより大きくすることが困難であるという場合がある。また、この逆に、一つ目の歪み波形のピークに対し二つ目の歪み波形のピークのみを小さくしようとしても、一つ目の歪み波形のピークも同様に小さくなってしまい二つ目の歪み波形のピークのみを小さくすることが困難であるという場合もある。
本発明は、そのような問題を解決するためになされたものであって、被試験体に衝撃を加えて得られる歪み波形を制御（変更調整）することができ、例えば歪み波形のピークを規制することで一つ目の歪み波形と二つ目の歪み波形の形状を相対的に変更調整（制御）させることができ、また歪み波形の急峻度を変更調整（制御）させることができる歪み波形制御装置、それに用いられる歪み波形規制部材、歪み波形制御装置の歪み波形制御方法、及び歪み波形制御プログラムを提供することを目的としている。
【発明の開示】
上述した目的達成のため、本発明は、被試験体の適所を支持する被試験体支持部と、前記被試験体支持部に支持された前記被試験体に衝撃を加えて歪みを発生させるための歪み発生手段と、前記歪み発生手段により発生された前記被試験体の歪み波形を検出する歪み波形検出手段と、前記被試験体の歪みが発生する面の適所に接触可能に設けられる歪み規制部材と、前記歪み規制部材を移動自在に支持するための歪み規制部材支持部とを備えてなる歪み波形制御装置を提供する。
この歪み波形制御装置としては、破壊試験を含めた衝撃試験装置に適用されることができる。被試験体には、例としてプリント基板やモバイル機器やＰＣなどがあげられる。歪み発生手段としては、支持された被試験体に剛球を落下する剛球落下式、ハンマーで被試験体を叩くハンマー式、打撃棒で被試験体を打撃する打撃式等があげられる。歪み波形検出手段は歪みを電気信号に変換する例えば歪みゲージ及びこの歪みゲージの電気信号から歪み波形を計測する動歪み計があげられる。歪規制部材として実施の形態では、緩衝ブロックとして説明している。また歪み規制部材支持部として移動ステージを例示している。
また、本発明の歪み波形制御装置において、前記歪み波形検出手段により検出される歪み波形が所定の波形となるように、前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材を移動させる制御部を備えている。
この制御部は、実施の形態においてパソコン（ＰＣ）により構成されている。
また、本発明の歪み波形制御装置において、前記制御部は衝撃により生じる歪み波形の一つ目のピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材と前記被試験体との位置関係を制御する。
また、本発明の歪み波形制御装置において、前記制御部は衝撃により生じる歪み波形の二つ目のピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材と前記被試験体との位置関係を制御する。
さらに、本発明の歪み波形制御装置において、前記制御部は衝撃により生じる歪み波形の最大ピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材と前記被試験体との位置関係を制御する。
また、本発明の歪み波形制御装置において、前記制御部は衝撃により生じる歪み波形の２番目に大きなピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材と前記被試験体との位置関係を制御する。
さらに、本発明の歪み波形制御装置において、前記制御部は衝撃により生じる歪み波形の急峻度を所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材と前記被試験体との位置関係を制御する。
また、本発明の歪み波形制御装置において、前記制御部は衝撃により生じるひずみ波形の一つ目の波形と二つ目の波形とを相対的に変更調整するように前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材と前記被試験体との位置関係を制御する。
また、本発明の歪み波形制御装置において、前記歪み規制部材支持部は前記歪み規制部材を前記被試験体の衝撃を加える面に対して垂直な方向に移動可能に支持する。
また、本発明の歪み波形制御装置において、前記歪み規制部材支持部は前記歪み規制部材を前記被試験体の衝撃を加える面に対して平行な方向に移動可能に支持する。
また、本発明の歪み波形制御装置において、前記歪み規制部材支持部は、前記試験体に衝撃を加える面とその反対の面の双方の面に対向して前記歪み規制部材を取り付けることができるように設けられている。
また、本発明の歪み波形制御装置において、前記歪み規制部材は、歪み波形のピークの大きさの変更について主として作用する第一（主）歪み波形規制部材と、歪み波形のピークの急峻度の変更について主に作用する第二（補助）歪み波形規制部材との少なくとも２種の歪み規制部材が設けられる。
さらに、本発明の歪み波形制御装置において、前記被試験体は、回路実装されるプリント基板である。
また、本発明は、被試験体の適所を支持する被試験体支持部と、前記被試験体支持部に支持された前記被試験体に衝撃を加えて歪みを発生させるための歪み発生手段と、前記歪み発生手段により発生された前記被試験体の歪み波形を検出する歪み波形検出手段と、前記被試験体の歪みが発生する面の適所に接触可能に対向して設けられる歪み規制部材を移動自在に支持するための歪み規制部材支持部とを備えてなる歪み波形制御装置を提供するものである。
また、本発明は、歪み波形制御装置における前記歪み規制部材支持部に支持されることができる歪み波形規制部材を提供するものである。
また、本発明の歪み波形規制部材において、所定の弾性係数を有している。この場合、歪み波形規制部材をゴム体により形成することができ、あるいは、前記歪み規制部材支持部に支持される部分がバネ体により形成され、前記被試験体の面に接触可能な部分がゴム体により形成されることができる。さらに、この歪み波形規制部材において、前記バネ体は取付交換可能とされることができる。
また、本発明は、被試験体に対して衝撃を与える衝撃試験装置に備えられる歪み波形制御装置であって、前記被試験体の歪みが発生する面の適所に接触可能に設けられ、前記被試験体に発生する歪みを規制する歪み規制部材と、前記衝撃試験装置の適所に取り付けられることができ、前記歪み規制部材を前記被試験体の歪みが発生する面に対し垂直方向及び平行方向に移動可能に支持することができる前記歪み規制部材の支持移動機構とを備えてなる歪み波形制御装置を提供するものである。
また、本発明の歪み波形制御装置において、さらに、前記支持移動機構を駆動して、前記歪み規制部材の位置を制御する制御部を備えている。
また、本発明は、被試験体の適所を支持すると共に歪み規制部材を被試験体の適所に接触可能に支持し、前記被試験体に衝撃を加えて歪み波形を生成すると共にその波形を制御する歪み波形制御装置の歪み波形制御方法であって、衝撃を加えて発生された歪み波形を検出する歪み波形検出ステップと、前記歪み波形検出ステップにより検出された歪み波形に基づいて、前記歪み規制部材の位置を変更し、前記歪み波形を所定の波形に制御する波形制御ステップとを備えてなる歪み波形制御装置の歪み波形制御方法を提供するものである。
ここで、前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪み波形の一つ目のピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材を移動させる。
また、前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪みの二つ目のピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材を移動させる。さらには、前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪み波形の最大ピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材を移動させる。また、前記波形制御ステップにおいては、前記制御部は衝撃により生じる歪み波形の２番目に大きなピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材を移動させる。さらに、前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪み波形の急峻度を所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材を移動させる。また、前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じるひずみ波形の一つ目の波形と二つ目の波形とを相対的に変更調整するように前記歪み規制部材を移動させる。
また、本発明は、被試験体の適所を支持すると共に歪み規制部材を被試験体の適所に接触可能に支持し、前記被試験体に衝撃を加えて歪み波形を生成すると共にその波形を制御する歪み波形制御装置において前記歪み波形の制御をコンピュータに実行させる歪み波形制御プログラムであって、衝撃を加えて発生された歪み波形を検出する歪み波形検出ステップと、前記歪み波形検出ステップにより検出された歪み波形に基づいて、前記歪み規制部材の位置を変更し、前記歪み波形を所定の波形に制御する波形制御ステップとをコンピュータに実行させる歪み波形制御プログラムを提供するものである。
また、本発明の歪み波形制御プログラムにおいて、前記波形制御ステップにおいては、衝撃により生じる歪み波形の一つ目のピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材の位置を変更させ、または、衝撃により生じる歪み波形の二つ目のピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材の位置を変更させ、または、衝撃により生じる歪み波形の最大ピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材の位置を変更させ、または、衝撃により生じる歪み波形の２番目に大きなピークを所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材の位置を変更させ、または、衝撃により生じる歪み波形の急峻度を所定の範囲に納めるように前記歪み規制部材の位置を変更させ、或い衝撃により生じるひずみ波形の一つ目の波形と二つ目の波形とを相対的に変更調整するように前記歪み規制部材の位置を変更させる。
なお、本発明における歪み制御プログラムは、コンピュータに読取可能な記憶媒体に記憶されることができる。この記憶媒体には、例えばＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の可搬型記憶媒体や、コンピュータプログラムを保持するデータベース、或いは、他のコンピュータ並びにそのデータベースが含まれる。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明の実施の形態１における剛球落下式の衝撃試験装置を示す斜視図である。
第２図は、歪み波形制御系システムの概略構成図である。
第３図は、歪み波形制御装置としての機能をブロックで示した機能ブロック図である。
第４図は、歪み波形制御装置の動作を示すフローチャートである。
第５図は、歪み波形制御装置の作用を示す図である。
第６図は、非制御状態にあるプリント基板の歪み波形を示すタイムチャートである。
第７図は、制御状態にあるプリント基板の歪み波形を示すタイムチャートである。
第８図は、実施の形態２におけるハンマー式の衝撃試験装置を示す斜視図である。
第９図は、実施の形態３における打撃棒式の衝撃試験装置を示す斜視図である。
第１０図は、第１図に示した衝撃試験装置の他の形態を示す側面図である。
第１１図は、第９図に示した諸劇試験装置の簡略側面図である。
第１２図は、緩衝ブロックの一例を示す断面側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態を図を用いて詳細に説明する。実施の形態は本発明の歪み波形制御装置をプリント基板の衝撃試験装置に適用して説明する。
実施の形態１．
第１図は、本発明の実施の形態１における剛球落下式の衝撃試験装置を示す外観斜視図である。この衝撃試験装置では、架台５上に設けられたプリント基板支持台６上に所定のプリント基板固定部４が設けられ、このプリント基板固定部４に被試験体であるプリント基板２の周辺部適所がその両面側から押圧されて把持される。実施の形態では４つのプリント基板固定部４が設けられ、それぞれ四角形上のプリント基板２の四隅を把持している。なお、プリント基板２は例えば１１０ｍｍ□×０．８ｍｍのサイズを有し、中央にＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｌｌａｙ）パッケージが実装されている試験サンプルである。
また、プリント基板２の上面（表面）側及び下面（裏面）側のそれぞれには歪み波形規制部材としての２つの緩衝ブロック１Ａ，１Ｂが移動ステージ３に支持されてプリント基板２の表面に接触可能に且つ移動自在に設けられている。これら緩衝ブロック１Ａ，１Ｂはそれぞれ主に歪み波形のピークの大きさを規制する主緩衝ブロック１Ａと歪み波形の立ち上がり（急峻度）を規制する補助緩衝ブロック１Ｂからなり、それぞれ固定状態にあるプリント基板２の表面又は裏面に対し平行な方向及び垂直な方向に移動可能とされる。またこれら緩衝ブロック１Ａ，１Ｂは、プリント基板２の表面に接するように位置付けられるか、僅かに隙間を設けて位置付けられる。移動ステージ３は、架台５の上面側および下面側においてそれぞれ設けられる。図示された上面側の移動ステージ３について説明すると、プリント基板支持台６の一側部に設けられた第１ステージ３ａと、この第１ステージ３ａに沿って移動可能とされ、且つその移動方向と垂直方向に主緩衝ブロック１Ａと補助緩衝ブロック１Ｂとを移動可能に支持する第２ステージ３ｂとを備えている。この第１ステージ３ａ及び第２ステージ３ｂは架台５の下面側においても同様にプリント基板２の裏面に緩衝ブロック１Ａ，１Ｂを適宜接触可能に移動させるように構成されている。
ここで、架台５の下面側に設けられた移動ステージに支持される緩衝ブロック１Ａ，１Ｂは、架台５の中央部（プリント基板２下方）に設けられた穴５ａを通してプリント基板２の下面（裏面）に接触可能とされている。
これら移動ステージ３及びこれに取り付けられる緩衝ブロック１Ａ，１Ｂは、これらのセットで架台５に取付若しくは取り外し可能とされ、例えば既存の衝撃試験装置の架台上に適宜取付、取り外しが可能である。
緩衝ブロック１Ａ（１Ｂ）は、第５図に示されるように、プリント基板２が歪みを生じ湾曲したときに、その湾曲により突出される面側の適所に接触（当接）し、その歪みを規制して、歪み波形を変更調整（本明細書ではこれを歪み波形制御と称している）するものであり、これら緩衝ブロックはプリント基板の裏面及び表面に接触させ、若しくはプリント基板の面近傍にプリント基板が歪みを受けて湾曲した場合に接触するように位置付けされて設けられる。そして、これら緩衝ブロックは、移動ステージ側に支持される支持部１ａとプリント基板面に接触する接触部１ｂとから構成されている。この接触部１ｂは例えばゴム体で構成されることが望ましいが、その他の部材として、プラスチック、アルミニウム等の金属など、プリント基板にキズを付けないようなものであれば、適用可能である。また、この緩衝部材を上記ゴム体と共に或いはゴム体に代えて所定の弾性係数（バネ係数）を有する弾性部材を用いて構成し、緩衝ブロックのプリント基板に対する接触（押圧）方向に所定の弾性係数を持たせるように構成しても良い。例えば、第１２図に示されるように、支持部１ａをバネ体とし、接触部１ｂをゴム体で構成することができる。なお、第１２図によれば、支持部１ａは円筒ケース１ｄ内にバネ体（コイルスプリング）１ｅを挿入してなり、この円筒ケース１ｄの基部側にバネ体１ｅの一端側を取り付けるバネ固定部１ｃを設け、これにより円筒ケース１ｄの先端側に挿入支持された接触部（ゴム体）１ｂを所定のバネ係数で弾圧支持している。なお、バネ体はコイルスプリングに代えて板バネ等、他のバネ体により構成しても良い。そして、特に補助緩衝ブロック１Ｂについては、そのバネ係数（弾性係数）の異なるものが複数種類用意されており、移動ステージ３に適宜交換取り付け可能である。なお、この場合、補助緩衝ブロックが支持部１ａと接触部１ｂとから構成される場合において、支持部１ａをバネ体で構成して、この支持部のみを他のバネ係数を有する支持部と交換可能としても良い。支持部と接触部との結合は例えばネジ止め、弾性体による弾圧支持等が適用され得る。本実施の形態において、緩衝ブロック１Ａ，１Ｂがプリント基板に接触する面積は１０ｍｍ□としているが、これら面積を変更することによっても、ピーク波形の変更量は異なる。最も、緩衝ブロックの接触面積を比較的小さくし、緩衝ブロックの数を増やすことにより、より自由度の高い制御を行うことが可能となることは言うまでもない。
なお、実施の形態においては、第２ステージ３ｂの先端側に主緩衝ブロック１Ａが設けられ、その基部側に補助緩衝ブロック１Ｂが設けられているが、これらの位置関係は逆でも良い。また補助緩衝ブロック１Ｂと主緩衝ブロック１Ａは別個独立に移動可能となる構成であっても良い。これら移動ステージは例えばラックピニオン機構による移動機構により緩衝ブロック１Ａ，１Ｂを移動させる。
また、上述した緩衝ブロックについては、プリント基板２の上面側及び下面側に共に主緩衝ブロックと補助緩衝ブロックの双方が設けられている場合を示したが、第１０図に示されるように、補助緩衝ブロックを省略し、主緩衝ブロックのみでも本発明の効果を得ることができる。即ち、主緩衝ブロックのみでも歪み波形のピーク制御を行うことができると共に、そのピークの立ち上がり（急峻度）を制御できるが、補助緩衝ブロックがあれば、これらの制御をより自由度高く行うことができる。また、プリント基板２の下面側にのみ主緩衝ブロック１Ａと補助緩衝ブロック１Ｂの双方を設け、上面側には主緩衝ブロックのみを設けるようにしても良いし、あるいはその逆であっても良い。更には、主緩衝ブロックや補助緩衝ブロックが複数設けられる構成としても良い。また、更には、プリント基板の一方面側のみにおける歪み波形の規制を行う場合には、その面側のみに主緩衝ブロック１Ａや補助緩衝ブロック１Ｂを設けるようにしても良い。例えば一つ目の歪み波形ピークのみを規制する場合は、プリント基板の裏側（衝撃を受ける面の反対面側）のみに緩衝ブロック１Ａ，１Ｂを設けるようにしても良い。
図１に戻り、架台５上には、剛球落下柄８ａを設けるためのスタンド８が立設され、その剛球落下柄８ａの先端近傍に形成された剛球落下部７がプリント基板２の緩衝ブロック１Ａ，１Ｂの位置しない上方に設けられる。
なお、本発明の実施の形態における歪み波形制御装置は、プリント基板を開発しそのハンダ付け等の強度を試験する場合に、それをケース等に実装した状態を作り出し、その状態下において上記プリント基板の衝撃試験を行うためのものであり、剛球の落下位置及び緩衝ブロック１Ａ，１Ｂの初期設定位置は、プリント基板の種類に応じて適宜変更される。また、緩衝ブロック１Ａ，１Ｂの剛球落下位置に対する相対的な位置関係も被試験体により適宜変更される。
以上の衝撃試験装置における測定系（歪み制御系）システムについて第２図を用いて説明する。この測定系システムは、プリント基板２の適所に設けられ、歪みを電気信号（例えば電圧信号）に変換する歪みゲージ１１と、この歪みゲージ１１からの電気信号に基づいて動歪みを検出する動歪み計１２と、動歪み計１２からの測定結果を取り込み、歪み波形の解析を行い、その歪み波形に基づいて、衝撃により所望（所定）の歪み波形が得られるように緩衝ブロック１Ａ，１Ｂを移動させる位置制御を行い、その制御信号を上記移動ステージ３に送出して、緩衝ブロック１Ａ，１Ｂを移動させるパソコン１３とを備えている。
第３図は以上の測定系における歪み波形制御装置としての機能をブロックで示した機能ブロック図である。歪み波形制御装置は、歪み波形を検出する波形検出部１５と、この歪み波形検出部１５で検出された歪み波形からその第１ピーク（衝撃を受けて生じる一つ目（最初）のピークであり、衝撃を受けた反対側の面方向に突出する）を検出する第１ピーク検出部１６、第２ピーク（衝撃を受けて生じる２つ目のピークであり、衝撃を受けた面方向に突出する）を検出する第２ピーク検出部１７、及びピークの急峻度を検出するピーク急峻度検出部１８を備え、更にそれぞれの検出対象が所定の許容範囲に入っているか否かを判断する第１許容判断部１９、第２許容判断部２０及び第３許容判断部２１を備えている。そして第１許容判断部１９により歪み波形の第１ピークが所定の許容範囲に入っていないと判断された場合は、衝撃を与えるプリント基板２面の反対側の面（裏面）側に設けられた主緩衝ブロック１Ａの位置状態を判断する第１ブロック状態判断部２２と、この判断出力に基づいて主緩衝ブロック１Ａの高低（プリント基板裏面との距離）を変更する高低変更アクチュエータ（移動ステージ）２５及びプリント基板２面と平行な方向における主緩衝ブロック１Ａの位置を変更する位置変更アクチュエータ（移動ステージ）２６とを備える。また、第２許容判断部２０により歪み波形の第２ピークが所定の許容範囲に入っていないと判断された場合は、衝撃を与えるプリント基板面（表面）側に設けられた主緩衝ブロック１Ａの位置状態を判断する第２ブロック状態判断部２３と、この判断出力に基づいて主緩衝ブロック１Ａの高低（プリント基板裏面との距離）を変更する高低変更アクチュエータ（移動ステージ）２７及びプリント基板面と平行な方向における主緩衝ブロック１Ａの位置を変更する位置変更アクチュエータ（移動ステージ）１８とを備える。更に、第３許容判断部２１により歪み波形の急峻度（ピークの立ち上がり）が所定の許容範囲に入っていないと判断された場合は、プリント基板２の裏面側に設けられた補助緩衝ブロック１Ｂのバネ係数を変更する旨の指示を出すバネ係数変更指示部２４を備えている。上記構成において、波形検出部１５は第２図の歪みゲージ１１と動歪み計１２により構成され、第１許容判断部１９、第２許容判断部２０及び第３許容判断部２１、第１ブロック状態判断部２２、第２ブロック状態判断部２３及びバネ係数変更指示部２４は図２のパソコン１３により構成されている。
以上の構成における歪み波形制御装置の動作について第４図のフローチャートを用いて説明する。まず、剛球落下によりプリント基板２の表面に衝撃を加え、波形検出部１５により歪み波形が検出され、その歪み波形が測定される（Ｓ１）。次にその歪み波形から最初の波形における最初のピーク（第１ピーク：第６図Ｐ１）の値が所定の許容範囲内にあるか否かが判断され（Ｓ２）、許容範囲に無く（Ｓ２，Ｎ）、歪み波形のピークを小さくする場合はステップＳ３において、プリント基板裏側の主緩衝ブロック１Ａがプリント基板２の裏面に接触しているか否かが判断され、接触している場合（Ｓ３，Ｙ）は、その主緩衝ブロック１Ａの位置移動（プリント基板面に平行な方向位置の変更：例えば最も大きな歪みが生じる部分に近づける変更）が行われる（Ｓ４）。なお、上記プリント基板と主緩衝ブロックとが接触しているか否かの判断は、プリント基板固定部４による基板２の支持位置と移動ステージ３による緩衝ブロックの支持高さに基づいて判断する。一方、主緩衝ブロック１Ａがプリント基板２の裏面に接触していないと判断された場合（Ｓ３，Ｎ）はプリント基板裏側の主緩衝ブロック１Ａの高低変更（プリント基板面に垂直な方向位置の変更：例えばプリント基板との距離を小さくする変更）が行われる（Ｓ５）。
ステップＳ２において、最初のピークの値が許容範囲内にある場合（Ｓ２，Ｙ）、あるいはステップＳ４若しくはステップＳ５の処理後には、次に２番目の歪み波形のピーク（第６図Ｐ２）の値が所定の許容範囲内にあるか否かが判断され（Ｓ６）、許容範囲に無い場合（Ｓ６，Ｎ）はステップＳ７において、プリント基板表側の主緩衝ブロック１Ａがプリント基板表面に接触しているか否かが判断され、接触している場合（Ｓ７，Ｙ）は、その主緩衝ブロックの位置変更（プリント基板面に平行な方向位置の変更：例えば最も大きな歪みが生じる部分に近づける変更）が行われる（Ｓ８）。一方、主緩衝ブロックがプリント基板裏面に接触していないと判断された場合（Ｓ７，Ｎ）は表側の主緩衝ブロックの高低（プリント基板面に垂直な方向位置の変更：例えばプリント基板との距離を小さくする変更）が行われる（Ｓ９）。
ステップＳ６において、二つ目（２番目）のピークの値が許容範囲内にある場合（Ｓ６，Ｙ）、あるいはステップＳ９若しくはステップＳ８の処理後には、次にピークの立ち上がり（第１ピークの急峻度）が許容範囲内にあるか否かが判断され（Ｓ１０）、許容範囲にないと判断された場合（Ｓ１０，Ｎ）は、裏側の緩衝ブロックのプリント基板裏面に対する圧力を変更するために、プリント基板の裏側の例えば補助緩衝ブロック（補助緩衝ブロックを有していない場合は、主緩衝ブロックのみ）、成いは補助緩衝ブロックと共に主緩衝ブロックのバネ係数の変更（急峻度を大きくする場合はバネ係数をより大きく変更する。急峻度をより小さくする場合はバネ係数をより小さく変更する）が行われる（Ｓ１１）。なお、補助緩衝ブロックの支持位置はその接触部がプリント基板面に接触する状態で設けておいても良いし、あるいは若干の距離だけ離した状態に設けておいても良い。これらの選択は、被試験体の種類に応じて適宜なされる。また、上述したように、第１０図に示したような補助緩衝ブロックを有さない場合においては、主緩衝ブロックのバネ係数を変更することによっても、同様の効果が期待できる。最も、前述したように、補助緩衝ブロックを有する場合の方が、補助緩衝ブロックを有さない場合に比較して、歪み波形のピークの大きさとこれらの急峻度の双方の制御がより自由度高く容易に行われ得ることとなる。ステップＳ１１の処理後、若しくはピーク立ち上がりが許容範囲に有ると判断された場合（Ｓ１０，Ｙ）は、ステップＳ１２において、全ての判断対象（最初のピーク値、２番目のピーク値、ピークの立ち上がり）が許容範囲になるまで以上の動作が繰り返される。
これらの動作を満たすことにより、例えば歪み波形は最初第６図に示される状態であったものが、緩衝ブロックの適宜位置変更により第７図に示されるような波形に制御変更することができる。この例では、歪み波形の二つ目以降を一つ目の波形に比べてより大きく規制するように、歪み波形ピークと急峻度が調整されている。こうして、例えばプリント基板を製品に組み込まれたと同じような状況下においてその衝撃等の試験を行うことが可能となる。なお、上記緩衝ブロックの高低変更量、移動変更量、補助緩衝ブロック１Ｂのバネ係数変更は、例えば経験的に定められる。同様なプリント基板において、経験的なデータがある場合は、それをデータベースとして保存し、そのデータベースに基づいて適宜移動、バネ係数の変更を行うようにすることもできる。
実施の形態２．
実施の形態１は、剛球落下式のものについて例をとって説明したが、ハンマー式の衝撃試験装置にも適用できる。第８図はハンマー式の衝撃試験装置を示す斜視図であり、プリント基板２を架台上に垂直に支持し、その垂設されたプリント基板２の面に振り子状に落下するハンマーによる衝撃を与えるようにしたものであり、主緩衝ブロック１Ａ、補助緩衝ブロック１Ｂが垂設されたプリント基板の面に対して、その平行、垂直方向に移動自在に設けられる。これらの動作については、実施の形態１と同様であって、ここでの説明は省略する。ハンマー２９はスタンド８に横架されたハンマー支持部８ａに揺動自在に支持され、その先端に打撃部２１ａが形成されている。
実施の形態３．
実施の形態３は、本発明を打撃棒式の衝撃（振動）試験装置（加振機）に適用した場合を示す。第９図は打撃棒式の衝撃試験装置を示す斜視図であり、第１１図は同装置の概略側面図である。この衝撃試験装置は、プリント基板２を架台上に平行に支持し、その平設されたプリント基板２の面に打撃棒３１による衝撃を与えるものである。第９図においては、主緩衝ブロック１Ａのみが移動ステージ３に支持されている状態を示しているが、第１図と同様、主緩衝ブロック１Ａと共に、補助緩衝ブロック１Ｂを備えても良いことは言うまでもない。
以上、本発明の様々な実施の形態を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において応用可能であることはもちろんである。例えば、本実施の形態は被試験体をプリント基板に例をとって説明したが、プリント基板のほかに、例えば破壊試験としてモバイル機器やＰＣ等についても本発明を適用することが可能である。また、上記実施の形態では、一つ目のピークに対して二つ目のピークを小さく制御（調整変更）する場合（第６図から第７図への変更）に例をとって説明したが、この逆に、被試験体によっては、二つ目のピークを一つ目のピークを基準としてより大きくするように制御する（第７図の状態から第６図の状態への変更）ことも可能である。
【産業上の利用の可能性】
以上説明したように、本発明によれば、被試験体に衝撃を加えて得られる歪み波形を制御することができ、従って、例えば衝撃試験において、被試験体を実際に製品として外部ケースなどの筐体に組み込んだ状態と同様な環境下で試験を行うことができるという効果を奏する。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年12月15日(2004.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験体の適所を支持する被試験体支持部と、
前記被試験体支持部に支持された前記被試験体に衝撃を加えて歪みを発生させるための歪み発生手段と、
前記歪み発生手段により発生された前記被試験体の歪み波形を検出する歪み波形検出手段と、
前記被試験体の歪みが発生する面の適所に接触可能に設けられる歪み規制部材と、
前記歪み規制部材を移動自在に支持するための歪み規制部材支持部と、
を備えてなる歪み波形制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の歪み波形制御装置において、
前記歪み波形検出手段により検出される歪み波形が所定の波形となるように、前記歪み規制部材支持部を駆動して前記歪み規制部材を移動させる制御部を備える歪み波形制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の歪み波形制御装置において、
前記歪み規制部材支持部は、前記試験体に衝撃を加える面とその反対の面の双方の面に対向して前記歪み規制部材を取り付けることができるように設けられている歪み波形制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の歪み波形制御装置において、
前記歪み規制部材は、歪み波形のピークの大きさの変更について主として作用する第一歪み波形規制部材と、歪み波形のピークの急峻度の変更について主に作用する第二歪み波形規制部材との少なくとも２種の歪み規制部材が設けられる歪み波形制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の歪み波形制御装置において、
前記被試験体は、回路実装されるプリント基板である歪み波形制御装置。
【請求項６】
被試験体の適所を支持する被試験体支持部と、
前記被試験体支持部に支持された前記被試験体に衝撃を加えて歪みを発生させるための歪み発生手段と、
前記歪み発生手段により発生された前記被試験体の歪み波形を検出する歪み波形検出手段と、
前記被試験体の歪みが発生する面の適所に接触可能に対向して設けられる歪み規制部材を移動自在に支持するための歪み規制部材支持部と、
を備えてなる歪み波形制御装置。
【請求項７】
被試験体に対して衝撃を与える衝撃試験装置に備えられる歪み波形制御装置であって、
前記被試験体の歪みが発生する面の適所に接触可能に設けられ、前記被試験体に発生する歪みを規制する歪み規制部材と、
前記衝撃試験装置の適所に取り付けられることができ、前記歪み規制部材を前記被試験体の歪みが発生する面に対し垂直方向及び平行方向に移動可能に支持することができる前記歪み規制部材の支持移動機構と、
を備えてなる歪み波形制御装置。
【請求項８】
被試験体の適所を支持すると共に歪み規制部材を被試験体の適所に接触可能に支持し、前記被試験体に衝撃を加えて歪み波形を生成すると共にその波形を制御する歪み波形制御装置の歪み波形制御方法であって、
衝撃を加えて発生された歪み波形を検出する歪み波形検出ステップと、
前記歪み波形検出ステップにより検出された歪み波形に基づいて、前記歪み規制部材の位置を変更し、前記歪み波形を所定の波形に制御する波形制御ステップと、
を備えてなる歪み波形制御装置の歪み波形制御方法。
【請求項９】
被試験体の適所を支持すると共に歪み規制部材を被試験体の適所に接触可能に支持し、前記被試験体に衝撃を加えて歪み波形を生成すると共にその波形を制御する歪み波形制御装置において前記歪み波形の制御をコンピュータに実行させる歪み波形制御プログラムであって、
衝撃を加えて発生された歪み波形を検出する歪み波形検出ステップと、
前記歪み波形検出ステップにより検出された歪み波形に基づいて、前記歪み規制部材の位置を変更し、前記歪み波形を所定の波形に制御する波形制御ステップと、
をコンピュータに実行させる歪み波形制御プログラム。
【国際調査報告】
2004029574.tif 000015
2004029574.tif 000016