(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器に対して落下試験を行う方法であって、
機器の重心を通過する軸心を中心として該機器を回転可能に支承させ、
前記機器を任意の姿勢に停止させた状態で前記機器と同一の質量を有した落下用錘を所定の高さ位置から前記機器に向けて落下させることを特徴とする落下試験方法。
【請求項２】
機器に装着された状態の試験対象部品に対して落下試験を行う方法であって、
試験対象部品を装着した機器の重心を通過する軸心を中心として該機器を回転可能に支承させ、
前記機器を任意の姿勢に停止させた状態で前記試験対象部品を装着した機器と同一の質量を有した落下用錘を所定の高さ位置から前記機器の試験対象部品に向けて落下させることを特徴とする落下試験方法。
【請求項３】
機器に装着された状態の試験対象部品に対して落下試験を行う方法であって、
試験対象部品を装着した治具の重心を通過する軸心を中心として該治具を回転可能に支承させ、
前記治具を任意の姿勢に停止させた状態で前記試験対象部品を装着した機器と同一の質量を有した落下用錘を所定の高さ位置から前記治具の試験対象部品に落下させることを特徴とする落下試験方法。
【請求項４】
前記治具は、試験対象部品を装着した場合に重心を通過する軸心回りの慣性モーメントが試験対象部品を装着した機器と同一となることを特徴とする請求項３に記載の落下試験方法。
【請求項５】
機器に対して落下試験を行う装置であって、
機器の重心を通過する軸心を中心として該機器を回転可能に支承する支承手段と、
前記機器と同一の質量を有し、上下方向に沿ってスライド可能に配設した落下用錘と
を備え、前記落下用錘のスライド領域に前記機器を任意の姿勢に停止させた状態で配置し、所定の高さ位置から前記機器に向けて前記落下用錘を落下させることを特徴とする落下試験装置。
【請求項６】
機器に装着された状態の試験対象部品に対して落下試験を行う装置であって、
試験対象部品を装着した機器の重心を通過する軸心を中心として該機器を回転可能に支承する支承手段と、
前記試験対象部品を装着した機器と同一の質量を有し、上下方向に沿ってスライド可能に配設した落下用錘と
を備え、前記落下用錘のスライド領域に前記支承手段に支承させた機器を任意の姿勢に停止させた状態で配置し、所定の高さ位置から前記機器の試験対象部品に向けて前記落下用錘を落下させることを特徴とする落下試験装置。
【請求項７】
機器に装着された状態の試験対象部品に対して落下試験を行う装置であって、
試験対象部品を装着した治具と、
前記試験対象部品を装着した治具の重心を通過する軸心を中心として該治具を回転可能に支承する支承手段と、
前記試験対象部品を装着した機器と同一の質量を有し、上下方向に沿ってスライド可能に配設した落下用錘と
を備え、前記落下用錘のスライド領域に前記支承手段に支承させた治具を任意の姿勢に停止させた状態で配置し、所定の高さ位置から前記治具の試験対象部品に向けて前記落下用錘を落下させることを特徴とする落下試験装置。
【請求項８】
前記治具は、試験対象部品を装着した場合に重心を通過する軸心回りの慣性モーメントが試験対象部品を装着した機器と同一となることを特徴とする請求項７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、機器の落下試験及び機器に装着された状態でバッテリユニット等の部品の落下試験を行う方法並びに装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータや携帯電話等の電子機器は、通常、落下試験を行うことで耐衝撃性の検証や解析を行うようにしている。電子機器に装着される部品に関しては、単体で落下試験を行うよりも、実際の使用状態、つまり電子機器に装着した状態で落下試験が行われる。例えば、パーソナルコンピュータの落下試験では、バッテリユニット等の部品を装着した状態で、所定の高さ位置から床面等の障壁に落下させるのが一般的である。
【０００３】
落下試験を行う度に落下姿勢が異なると耐衝撃性の検証や解析にも影響を及ぼす恐れがある。つまり、電子機器が筐体から障壁に衝突する場合と、バッテリユニットから障壁に衝突する場合とでは、それぞれの部品に加えられる衝撃力も異なるものとなり、同一の高さ位置から落下させた場合にも、検証すべき部品の損傷具合に大きな差が生じることとなる。このため、より精度の高い検証や解析を必要とする場合には、電子機器が同じ落下姿勢となるように、固定部材によって姿勢変化を制限し、この状態から落下試験を実施するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、姿勢変化を制限した状態で落下試験を実施すれば、常に同じ部分から障壁に衝突させることができるため、衝突部位の相違による影響を排除することができるようになる。しかしながら、姿勢変化を制限した場合には、障壁に衝突した後の電子機器の運動にも制限が加えられることになる。この結果、落下試験による耐衝撃性の検証や解析が、実際に電子機器を落下してしまった場合とは異なる結果になる恐れがある。
【０００６】
しかも、落下試験を行う電子機器やバッテリユニットが比較的重量物の場合には、固定部材として十分な強度を有したものを適用する必要がある。従って、固定部材の質量を無視することが困難となり、落下試験の結果に大きな影響を及ぼす恐れがある。
【０００７】
本発明の目的は、上記実情に鑑みて、機器や試験対象部品の重量の大小に関わらず、試験対象部品の耐衝撃性について精度の高い検証や解析を行うことのできる落下試験方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、機器に対して落下試験を行う方法であって、機器の重心を通過する軸心を中心として該機器を回転可能に支承させ、前記機器を任意の姿勢に停止させた状態で前記機器と同一の質量を有した落下用錘を所定の高さ位置から前記機器に向けて落下させることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、機器に装着された状態の試験対象部品に対して落下試験を行う方法であって、試験対象部品を装着した機器の重心を通過する軸心を中心として該機器を回転可能に支承させ、前記機器を任意の姿勢に停止させた状態で前記試験対象部品を装着した機器と同一の質量を有した落下用錘を所定の高さ位置から前記機器の試験対象部品に向けて落下させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、機器に装着された状態の試験対象部品に対して落下試験を行う方法であって、試験対象部品を装着した治具の重心を通過する軸心を中心として該治具を回転可能に支承させ、前記治具を任意の姿勢に停止させた状態で前記試験対象部品を装着した機器と同一の質量を有した落下用錘を所定の高さ位置から前記治具の試験対象部品に落下させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記治具は、試験対象部品を装着した場合に重心を通過する軸心回りの慣性モーメントが試験対象部品を装着した機器と同一となることが望ましい。
【００１２】
また、本発明は、機器に対して落下試験を行う装置であって、機器の重心を通過する軸心を中心として該機器を回転可能に支承する支承手段と、前記機器と同一の質量を有し、上下方向に沿ってスライド可能に配設した落下用錘とを備え、前記落下用錘のスライド領域に前記機器を任意の姿勢に停止させた状態で配置し、所定の高さ位置から前記機器に向けて前記落下用錘を落下させることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、機器に装着された状態の試験対象部品に対して落下試験を行う装置であって、試験対象部品を装着した機器の重心を通過する軸心を中心として該機器を回転可能に支承する支承手段と、前記試験対象部品を装着した機器と同一の質量を有し、上下方向に沿ってスライド可能に配設した落下用錘とを備え、前記落下用錘のスライド領域に前記支承手段に支承させた機器を任意の姿勢に停止させた状態で配置し、所定の高さ位置から前記機器の試験対象部品に向けて前記落下用錘を落下させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、機器に装着された状態の試験対象部品に対して落下試験を行う装置であって、試験対象部品を装着した治具と、前記試験対象部品を装着した治具の重心を通過する軸心を中心として該治具を回転可能に支承する支承手段と、前記試験対象部品を装着した機器と同一の質量を有し、上下方向に沿ってスライド可能に配設した落下用錘とを備え、前記落下用錘のスライド領域に前記支承手段に支承させた治具を任意の姿勢に停止させた状態で配置し、所定の高さ位置から前記治具の試験対象部品に向けて前記落下用錘を落下させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記治具は、試験対象部品を装着した場合に重心を通過する軸心回りの慣性モーメントが試験対象部品を装着した機器と同一となることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、機器、試験対象部品を装着した機器、もしくは試験対象を装着した治具の重心を通過する軸心を中心として機器、もしくは治具を回転可能に支承し、この状態から機器、もしくは試験対象部品に対して落下用錘を落下させるようにしている。従って、落下用錘に衝突した後の機器、もしくは治具は、実際に落下した場合と同様の運動を行うことができる。しかも、試験を行う機器、もしくは治具が比較的重量物であり、これを回転可能に支承するための支承手段として十分な強度を確保したものを適用しても、その質量が機器、もしくは治具に加えられたり、機器、もしくは治具の運動に影響を与えることがない。これにより、機器の重量の大小に関わらず、耐衝撃性について精度の高い検証や解析を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る落下試験方法及び落下試験装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１〜図４は、本発明の実施の形態である落下試験装置を示したものである。ここで例示する落下試験装置は、図５−１〜図５−３に示すように、ノートブック型パーソナルコンピュータ（請求項の機器に相当するものであり、以下「ノートパソコンＰＣ」という）の本体筐体Ｍに装着されるバッテリユニット（試験対象部品）Ｂに対して落下試験を行うためのものである。試験対象となるバッテリユニットＢは、ノートパソコンＰＣの本体筐体Ｍに設けたバッテリ装着部ＭＢに対して着脱可能に装着されるカセットタイプのものである。特に、本実施の形態では、大容量型バッテリユニットと称され、図５−１に示すように、本体筐体Ｍのバッテリ装着部ＭＢに装着した場合にその一側縁部が本体筐体Ｍから突出するバッテリユニットＢを試験対象としている。
【００１９】
図１〜図４に示すように、落下試験装置は、基準テーブル１０の上面に一対の脚柱部材２０を備えている。脚柱部材２０は、それぞれ横断面が矩形の角柱状を成すもので、互いの間にスライド領域１０ａを確保した状態で基準テーブル１０の上面から鉛直上方に向けて立設してある。スライド領域１０ａは、図２及び図３に示すように、基準テーブル１０の上面中央部に設定した帯状のスペースである。一対の脚柱部材２０は、このスライド領域１０ａを挟んで互いに対向する部位に配設してある。
【００２０】
それぞれの脚柱部材２０には、図１〜図４に示すように、個々の上端面から上方に向けてガイドシャフト２１及びストッパボルト２２が立設してある。ガイドシャフト２１は、全長に亘って同一の外径を有した円柱状部材であり、個々の脚柱部材２０から鉛直方向に沿って配設してある。これらのガイドシャフト２１は、互いの上端部の間を連結する連結ブラケット２３を介してフレーム３０の上端部に取り付けてある。フレーム３０は、複数の鋼材を適宜組み合わせることによって基準テーブル１０の上部に構成した直方体状の枠である。
【００２１】
一対のガイドシャフト２１には、互いの間にスライドプレート（落下用錘）４０が配設してある。スライドプレート４０は、両端部に筒状体４１を具備し、これら筒状体４１にそれぞれガイドシャフト２１を貫挿することにより、ガイドシャフト２１の延在方向に沿ってスライドすることが可能である。図には明示していないが、スライドプレート４０の筒状体４１には、その内周面にガイドシャフト２１との間の摺動抵抗を低減するためのボール式スライドベアリングが設けてある。
【００２２】
このスライドプレート４０には、筒状体４１の相互間に位置する部位に調整用錘（落下用錘）４５が取り付けてある。調整用錘４５は、スライドプレート４０の質量が、本体筐体ＭにバッテリユニットＢを装着したノートパソコンＰＣと同一の質量となるように調整するためのものである。
【００２３】
ストッパボルト２２は、スライドプレート４０の下面に当接することによってスライドプレート４０の下限位置を規定するものである。スライドプレート４０においてストッパボルト２２に当接する部分には、スライドプレート４０が衝突した場合の衝撃力を緩和するための弾性部材４６が取り付けてある。
【００２４】
また、上記落下試験装置は、基準テーブル１０の上面に二対の案内ブラケット５０及び支承ブロックユニット（支承手段）６０を備えている。案内ブラケット５０は、平板状を成す取付部５１と、取付部５１の一端から直角に屈曲したスライドガイド部５２とを一体に形成したＬ字状を成すものである。対を成す案内ブラケット５０は、上述したスライド領域１０ａを挟んで互いにスライドガイド部５２を対向させた状態で配置し、個々の取付部５１を介して基準テーブル１０の上面に固定してある。個々の案内ブラケット５０のスライドガイド部５２は、互いに対向するガイド面５２ａがスライド領域１０ａの縁に合致するように配設してある。
【００２５】
支承ブロックユニット６０は、一対の支承プレート６１を備えて構成したものである。支承プレート６１は、それぞれ同一の大きさを有した矩形の平板状を成し、互いの間にバッテリユニットＢの厚さ寸法よりも大きな間隙を確保した状態で相互に連結したものである。相互に連結した支承プレート６１は、その厚さ寸法が基準テーブル１０のスライド領域１０ａと同一の幅に構成してあり、対を成す案内ブラケット５０においてスライドガイド部５２の互いに対向するガイド面５２ａに摺動した状態で基準テーブル１０の上面をスライド移動することが可能である。
【００２６】
この支承ブロックユニット６０には、支承プレート６１の互いに対向する部位に軸装着孔６１ａが設けてある。軸装着孔６１ａは、各支承プレート６１の上方に位置する部位に貫設したもので、水平方向に沿って延在している。
【００２７】
一方、上記落下試験装置は、治具７０を備えている。治具７０は、図６−１に示すように、治具本体７１とバラスト７２とを備えて構成したものである。治具本体７１は、ノートパソコンＰＣの本体筐体Ｍと同程度の厚さ寸法を有したブロック状部材であり、その一側縁部に装着部７１ａを有している。装着部７１ａは、ノートパソコンＰＣの本体筐体Ｍと同じ状態でバッテリユニットＢを装着することのできる凹所である。治具本体７１の装着部７１ａは、ノートパソコンＰＣの本体筐体Ｍに設けたバッテリ装着部ＭＢと同じ寸法に構成してあり、バッテリユニットＢを装着した場合にバッテリユニットＢの一側縁部が治具７０から突出する位置や突出量もノートパソコンＰＣの本体筐体Ｍに装着した場合と同一になる。
【００２８】
バラスト７２は、治具本体７１の装着部７１ａにバッテリユニットＢを装着した場合の治具７０の質量と、バッテリユニットＢを装着した実際のノートパソコンＰＣの質量とを一致させるための重錘である。本実施の形態では、特に、図６−２に示すように、調整用ブラケット７３を介してバラスト７２を治具本体７１に取り付けてあり、調整用ブラケット７３をこれを調整した場合に治具本体７１に対するバラスト７２の取付位置を変更することができるように構成してある。
【００２９】
また、治具７０の治具本体７１には、軸挿通孔７１ｂが設けてある。軸挿通孔７１ｂは、装着部７１ａにバッテリユニットＢを装着した場合の治具７０の重心となる部位に設けた貫通孔であり、支承ブロックユニット６０の支承プレート６１に形成した軸装着孔６１ａと同一の内径に形成してある。この軸挿通孔７１ｂは、その軸心と治具本体７１に装着したバッテリユニットＢとの相対位置が、本体筐体ＭにバッテリユニットＢを装着した場合のノートパソコンＰＣの重心とバッテリユニットＢとの相対位置と一致するように構成してある。さらに、軸挿通孔７１ｂは、バッテリユニットＢを装着した状態の治具７０においてその軸心回りの慣性モーメントが、本体筐体ＭにバッテリユニットＢを装着したノートパソコンＰＣにおいてその重心を通過する軸心回りの慣性モーメントと一致するように構成してある。
【００３０】
上記のように構成した落下試験装置を適用してノートパソコンＰＣに装着したバッテリユニットＢの落下試験を行う場合には、まず、図２に示すように、治具本体７１の装着部７１ａにバッテリユニットＢを装着し、このバッテリユニットＢを装着した治具７０を支承ブロックユニット６０に支承させる。治具７０を支承ブロックユニット６０に支承させる場合には、図３に示すように、一方の支承プレート６１の軸装着孔６１ａから挿入した軸部材（支承手段）８０を治具７０の軸挿通孔７１ｂに挿通し、さらに治具７０の軸挿通孔７１ｂを貫通した軸部材８０の端部を他方の支承プレート６１の軸装着孔６１ａに挿入すれば良い。この場合に適用する軸部材８０は、その外径が治具本体７１の軸挿通孔７１ｂに対して摺動可能に嵌挿される寸法を有したものである。
【００３１】
上記のようにして軸部材８０を挿通した状態においては、軸部材８０の軸心を中心として治具７０がバッテリユニットＢとともに回転可能に支承されており、治具７０もしくはバッテリユニットＢに外力を加えた場合、軸部材８０の軸心を中心として自由に回転することができる。
【００３２】
次いで、治具７０を支承した支承ブロックユニット６０を基準テーブル１０の上面に載置させ、二対の案内ブラケット５０に摺接させた状態でスライド領域１０ａを適宜スライドさせることにより、図１に示すように、支承ブロックユニット６０を一対の脚柱部材２０の相互間となる部位に配置する。
【００３３】
次いで、軸部材８０の軸心回りに適宜回転させることにより、例えば図４に示すように、治具７０に保持させたバッテリユニットＢを支承プレート６１の上面から突出させ、落下した際に衝突させる部位を最上位に配置する。図示の例では、バッテリユニットＢの角部が最上位となるように配置している。さらに、支承ブロックユニット６０を基準テーブル１０の上面で適宜スライドさせることにより、突出したバッテリユニットＢの角部がスライドプレート４０の下面に当接する位置に調整する。
【００３４】
最後に、ガイドシャフト２１に沿ってスライドプレート４０を上昇させた後、治具７０の姿勢を上述した状態で停止させ、予め設定した高さ位置Ｈからスライドプレート４０を落下させてバッテリユニットＢの角部に衝突させれば良い。スライドプレート４０が当接した後の治具７０は、図７において左側に示す図のように、バッテリユニットＢとともに軸部材８０の軸心回りに回転することになる。
【００３５】
ここで、バッテリユニットＢに衝突するスライドプレート４０は、上述したように、調整用錘４５によって本体筐体ＭにバッテリユニットＢを装着したノートパソコンＰＣと同一の質量を有するように調整したものである。従って、スライドプレート４０が衝突することによってバッテリユニットＢに加えられる衝撃力は、バッテリユニットＢを装着したノートパソコンＰＣを同じ高さ位置Ｈから落下させた場合と同一となる。
【００３６】
しかも、バッテリユニットＢを装着した治具７０は、軸部材８０の軸心回りの慣性モーメントが、換言すれば重心を通過する軸心回りの慣性モーメントが、バッテリユニットＢを装着したノートパソコンＰＣの重心を通過する軸心回りの慣性モーメントと一致するものである。従って、図７において右側に示す図のように、実際にバッテリユニットＢを装着したノートパソコンＰＣを落下してバッテリユニットＢの角部を床面Ｆに衝突させた後にノートパソコンＰＣが呈する挙動と、上述した落下試験装置を適用してスライドプレート４０を落下衝突させた後に治具７０が呈する挙動とが一致することになる。具体的には、ノートパソコンＰＣ及び治具７０の双方が重心を通過する軸心を中心としたモーメントによって、何らの制限を受けることなく矢印Ａ方向に自由に回転することになる。この結果、上記落下試験装置を適用すれば、治具７０に装着したバッテリユニットＢに対してスライドプレート４０を落下衝突させるものではあるものの、実際にバッテリユニットＢを装着したノートパソコンＰＣを床面Ｆに落下させた場合にバッテリユニットＢに加えられる衝撃力を忠実に再現できるようになる。
【００３７】
さらに、上述した落下試験装置では、一対のガイドシャフト２１に沿って移動するスライドプレート４０を落下させるものであり、バッテリユニットＢを装着した治具７０については軸部材８０を介して支承ブロックユニット６０に支承させた姿勢で停止している。従って、従前の落下試験装置のごとく、治具の姿勢変化を制限したり、不必要な質量を加算したりすることなく、常に同じ姿勢でバッテリユニットＢにスライドプレート４０を衝突させることができる。
【００３８】
また、バッテリユニットＢやこれを装着するノートパソコンＰＣ（治具７０）が比較的重量物であった場合にも、軸部材８０及び支承プレート６１に関して剛性の大きいものを適用すれば良いため、バッテリユニットＢやこれを装着するノートパソコンＰＣ（治具７０）の回転に何らも影響を与えることがない。
【００３９】
これらの結果、上記落下試験装置によれば、バッテリユニットＢやノートパソコンＰＣ（治具７０）の重量の大小に関わらず、バッテリユニットＢの耐衝撃性について精度の高い検証や解析を行うことが可能となる。
【００４０】
尚、上述した実施の形態では、ノートパソコンＰＣに装着するバッテリユニットＢの落下試験を例示しているが、必ずしもノートパソコンＰＣのバッテリユニットＢに限らず、機器に装着される部品であれば、その他の部品を試験対象部品として落下試験を行うことが可能である。また、バッテリユニットＢの試験を行う場合に上述した実施の形態では、本体筐体Ｍに装着した際に一部が突出するものを例示しているが、必ずしもこれに限らない。
【００４１】
さらに、上述した実施の形態では、試験対象部品を治具７０に装着し、これを回転可能に支承させて落下試験を行うようにしているが、必ずしも治具７０を適用する必要はない。すなわち、試験対象部品を実際の機器に装着し、これを支承ブロックユニット６０に回転可能に支承した状態でスライドプレート４０を落下衝突させるようにしても同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態である落下試験装置を概念的に示す斜視図である。
【図２】図１に示した落下試験装置の分解斜視図である。
【図３】図１に示した落下試験装置の側面一部断面図である。
【図４】図１に示した落下試験装置の正面図である。
【図５−１】落下試験を行う機器を後方側から見た斜視図である。
【図５−２】図５−１に示した機器から試験対象部品を取り外した状態を示す分解斜視図である。
【図５−３】図５−２の底面図である。
【図６−１】図１に示した落下試験装置で適用する治具の概念図である。
【図６−２】図６−１に示した治具に試験対象部品を取り付けた状態を示す概念図である。
【図７】図１に示した落下試験装置を実施した場合の挙動と実際に機器を落下させた場合の挙動とを比較するための概念図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０      基準テーブル
２０      脚柱部材
２１      ガイドシャフト
４０      スライドプレート
４５      調整用錘
６０      支承ブロックユニット（支承手段）
６１      支承プレート
７０      治具
８０      軸部材（支承手段）
Ｂ      バッテリユニット（試験対象部品）
ＰＣ      ノートパソコン（機器）
【図１】
0004558811.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７】
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