(57)【要約】【課題】本発明は、簡易な工程でシミュレーションが実行できるようにする。【解決手段】本発明の粘弾性特性の算出方法においては、落下試験において粘弾性体１５及びダミーＨＤＤ１４を含む試験体１０が接地した直後に当該ダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆの全てが当該粘弾性体１５の粘性力Ｆｖであり、かつ粘性係数ｃが定数であると仮定すると共に、弾性係数ｋが、粘弾性体１５のひずみについてのみ依存すると仮定して、当該粘性係数ｃ及び当該弾性係数ｋを算出するようにした。【選択図】図９
2007101220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の粘弾性体に所定の測定荷重が加えられたときに測定された測定データを取得する測定データ取得ステップと、
上記粘弾性体に上記測定荷重が加えられた直後に上記粘弾性体から生じる発生力の全てが、上記粘弾性体に固有の粘性係数及び上記測定データに基づいて算出されたひずみ速度の積で表される粘性力であり、上記粘性係数が定数であると仮定して、その定数値を算出する粘性係数算出ステップと、
所定の粘弾性モデルに対して上記測定データを適用し、上記測定データに応じた上記粘弾性体のひずみ、上記粘性係数及び上記ひずみに対する上記ひずみ速度の関係によって決定される上記粘弾性体に固有な弾性係数が用いられた運動方程式によって、上記粘弾性体に対して上記測定荷重が加えられた際の上記発生力を表す運動方程式作成ステップと、
上記弾性係数が、上記ひずみについてのみ依存すると仮定して、上記粘性係数算出ステップにおいて算出された上記粘性係数及び上記運動方程式作成ステップにおいて作成された上記運動方程式に基づいて上記弾性係数を算出する弾性係数算出ステップと
を具えることを特徴とする粘弾性特性算出方法。
【請求項２】
上記粘弾性モデルは、フォークトの粘弾性モデルである
ことを特徴とする請求項１に記載の粘弾性特性算出方法。
【請求項３】
上記粘性係数及び上記弾性係数を用いたシミュレーションによって、上記粘弾性体と同一材料で形状が異なる粘弾性体に対して所定のシミュレーション荷重が加えられたときに測定されると予測される予測測定データを算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の粘弾性特性算出方法。
【請求項４】
上記測定データには、
それぞれ加速度センサを設置した２つの剛体間に上記粘弾性体が挟まれた試験体を所定の落下高度から落下させることによって測定される加速度データを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の粘弾性特性算出方法。
【請求項５】
所定の粘弾性体に所定の測定荷重が加えられたときに測定された測定データを取得する測定データ取得手段と、
上記粘弾性体に上記測定荷重が加えられた直後に上記粘弾性体から生じる発生力の全てが、上記粘弾性体に固有の粘性係数及び上記測定データに基づいて算出されたひずみ速度の積で表される粘性力であり、上記粘性係数が定数であると仮定して、その定数値を算出する粘性係数算出手段と、
所定の粘弾性モデルに対して上記測定データを適用し、上記測定データに応じた上記粘弾性体のひずみ、上記粘性係数及び上記ひずみに対する上記ひずみ速度の関係によって決定される上記粘弾性体に固有な弾性係数が用いられた運動方程式によって、上記粘弾性体に対して上記測定荷重が加えられた際の上記発生力を表す運動方程式作成手段と、
上記弾性係数が、上記ひずみについてのみ依存すると仮定して、上記粘性係数算出手段によって算出された上記粘性係数及び上記運動方程式作成手段によって作成された上記運動方程式に基づいて上記弾性係数を算出する弾性係数算出手段と
を具えることを特徴とする粘弾性特性算出装置。
【請求項６】
コンピュータに対して
所定の粘弾性体に所定の測定荷重が加えられたときに測定された測定データを取得する測定データ取得ステップと、
上記粘弾性体に上記測定荷重が加えられた直後に上記粘弾性体から生じる発生力の全てが、上記粘弾性体に固有の粘性係数及び上記測定データに基づいて算出されたひずみ速度の積で表される粘性力であり、上記粘性係数が定数であると仮定して、その定数値を算出する粘性係数算出ステップと、
所定の粘弾性モデルに対して上記測定データを適用し、上記測定データに応じた上記粘弾性体のひずみ、上記粘性係数及び上記ひずみに対する上記ひずみ速度の関係によって決定される上記粘弾性体に固有な弾性係数が用いられた運動方程式によって、上記粘弾性体に対して上記測定荷重が加えられた際の上記発生力を表す運動方程式作成ステップと、
上記弾性係数が、上記ひずみについてのみ依存すると仮定して、上記粘性係数算出ステップにおいて算出された上記粘性係数及び上記運動方程式作成ステップにおいて作成された上記運動方程式に基づいて上記弾性係数を算出する弾性係数算出ステップと
を実行させることを特徴とする粘弾性特性算出プログラム。
【請求項７】
所定の粘弾性体に所定の測定荷重が加えられたときに測定された測定データを取得する測定データ取得ステップと、
上記粘弾性体に上記測定荷重が加えられた直後に上記粘弾性体から生じる発生力の全てが、上記粘弾性体に固有の粘性係数及び上記測定データに基づいて算出されたひずみ速度の積で表される粘性力であり、上記粘性係数が定数であると仮定して、その定数値を算出する粘性係数算出ステップと、
所定の粘弾性モデルに対して上記測定データを適用し、上記測定データに応じた上記粘弾性体のひずみ、上記粘性係数及び上記ひずみに対する上記ひずみ速度の関係によって決定される上記粘弾性体に固有な弾性係数が用いられた運動方程式によって、上記粘弾性体に対して上記測定荷重が加えられた際の上記発生力を表す運動方程式作成ステップと、
上記弾性係数が、上記ひずみについてのみ依存すると仮定して、上記粘性係数算出ステップにおいて算出された上記粘性係数及び上記運動方程式作成ステップにおいて作成された上記運動方程式に基づいて上記弾性係数を算出する弾性係数算出ステップと
上記粘性係数及び上記弾性係数を用いて、上記粘弾性体と同一材料で形状が異なる粘弾性体に所定のシミュレーション荷重が加えられたときの上記粘弾性体の挙動についてのシミュレーションを実行するシミュレーションステップと
を具えることを特徴とするシミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘弾性特性算出方法、粘弾性特性算出装置、粘弾性特性算出プログラム及びシミュレーション方法に関し、例えば携帯型音楽プレーヤに内蔵されたＨＤＤ（Hard Disc Drive）の保護に使用されるインシュレータの衝撃吸収効果をシミュレーションする場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＨＤＤは、携帯型音楽プレーヤを始めとする種々の携帯型電子機器に搭載されている。このＨＤＤは衝撃に対して非常に弱いため、当該携帯型音楽プレーヤでは、ＨＤＤの周囲にインシュレータを配置することによって、当該携帯型音楽プレーヤが例えば落下した時に加えられる衝撃から当該ＨＤＤを保護するようになされている。
【０００３】
このインシュレータは、変形することによって携帯型音楽プレーヤが落下した時の衝撃を吸収するようになされており、吸収する衝撃に応じた厚みが必要とされる。しかしながら、昨今の携帯型音楽プレーヤの小型化に伴い、内蔵されるインシュレータの小型化が要求されている。
【０００４】
従って、極力小さい変形量で落下時の衝撃を吸収するインシュレータ材料を選定してインシュレータを小型化する必要があるが、この変形量はインシュレータ材料の粘弾性特性だけでなく、当該インシュレータの形、位置及び大きさによっても変化する。そこで、一つのインシュレータ材料について形、位置及び大きさを変化させた複数の試験体を作製し、落下した時の衝撃を落下試験によって測定していたが、いわゆるトライアンドエラーでひたすら実験を繰り返すこととなり、作業効率が非常に悪かった。
【０００５】
このため、このインシュレータの設計を効率的に行うためには、インシュレータ材料の粘弾性特性を測定した上で、当該粘弾性特性に基づいて当該インシュレータの形や大きさ等を変化させた時の落下試験をシミュレーションすることが望ましい。
【０００６】
そこで、インシュレータ材料に対して高速で衝撃を加えると共に、このときの測定データから粘弾性特性を算出し、この粘弾性特性を基に同一のインシュレータ材料の形や大きさを変化させた場合における状況をシミュレーションするようになされたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開2003-139669公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところでかかる構成のシミュレーション方法においては、複数回に渡って測定データを測定すると共に、この測定データから得られたひずみ及びひずみ速度の値を３つの体積成分と３つの偏差成分との合計６成分に分解することにより計６軸に対応する弾性係数を決定し、さらに粘性係数を可変として、粘弾性特性である弾性係数及び粘性係数を算出するようにしているため、粘弾性特性を算出するまでの工程及び計算方法が複雑であり、シミュレーションを実行するまでの工程が煩雑になってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な工程でシミュレーションを実行し得る粘弾性特性算出方法、粘弾性特性算出装置、粘弾性特性算出プログラム及びシミュレーション方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため本発明においては、所定の粘弾性体に所定の測定荷重が加えられたときに測定された測定データを取得し、粘弾性体に測定荷重が加えられた直後に粘弾性体から生じる発生力の全てが、粘弾性体に固有の粘性係数及び測定データに基づいて算出されたひずみ速度の積で表される粘性力であり、粘性係数が定数であると仮定して、その定数値を算出し、所定の粘弾性モデルに対して測定データを適用し、測定データに応じた粘弾性体のひずみ、粘性係数及びひずみに対するひずみ速度の関係によって決定される粘弾性体に固有な弾性係数が用いられた運動方程式によって、粘弾性体に対して測定荷重が加えられた際の発生力を表し、弾性係数が、ひずみについてのみ依存すると仮定して、算出された粘性係数及び作成された運動方程式に基づいて弾性係数を算出するようにした。
【００１０】
これにより、粘弾性体に上記測定荷重が加えられた直後に粘弾性体から生じる発生力の全てが当該粘弾性体における粘性力であり、かつ粘性係数が定数であると仮定すると共に、弾性係数が、当該粘弾性体のひずみについてのみ依存すると仮定することにより、当該粘弾性体に固有の当該粘性係数及び当該弾性係数を一度の測定データに基づいて簡易に算出することができる。この結果、この算出された当該粘性係数及び当該弾性係数を用いて当該粘弾性体から発生する発生力についてのシミュレーションを実行することができる。
【００１１】
さらに本発明のシミュレーション方法においては、所定の粘弾性体に所定の測定荷重が加えられたときに測定された測定データを取得する測定データ取得ステップと、粘弾性体に測定荷重が加えられた直後に粘弾性体から生じる発生力の全てが、粘弾性体に固有の粘性係数及び測定データに基づいて算出されたひずみ速度の積で表される粘性力であり、粘性係数が定数であると仮定して、その定数値を算出する粘性係数算出ステップと、所定の粘弾性モデルに対して測定データを適用し、測定データに応じた粘弾性体のひずみ、粘性係数及びひずみに対するひずみ速度の関係によって決定される粘弾性体に固有な弾性係数が用いられた運動方程式によって、粘弾性体に対して測定荷重が加えられた際の発生力を表す運動方程式作成ステップと、弾性係数が、ひずみについてのみ依存すると仮定して、粘性係数算出ステップにおいて算出された粘性係数及び運動方程式作成ステップにおいて作成された運動方程式に基づいて弾性係数を算出する弾性係数算出ステップと、粘性係数及び弾性係数を用いて、粘弾性体と同一材料で形状が異なる粘弾性体に所定のシミュレーション荷重が加えられたときの粘弾性体の挙動についてのシミュレーションを実行するシミュレーションステップとを設けるようにした。
【００１２】
これにより、粘弾性体に上記測定荷重が加えられた直後に粘弾性体から生じる発生力の全てが当該粘弾性体における粘性力であり、かつ粘性係数が定数であると仮定すると共に、弾性係数が、当該粘弾性体のひずみについてのみ依存すると仮定することにより、当該粘弾性体に固有の当該粘性係数及び当該弾性係数を一度の測定データに基づいて簡易に算出することができる。この結果、この算出された当該粘性係数及び当該弾性係数を用いて当該粘弾性体から発生する発生力についてのシミュレーションを実行することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、粘弾性体に上記測定荷重が加えられた直後に粘弾性体から生じる発生力の全てが当該粘弾性体における粘性力であり、かつ粘性係数が定数であると仮定すると共に、弾性係数が、当該粘弾性体のひずみについてのみ依存すると仮定することにより、当該粘弾性体に固有の当該粘性係数及び当該弾性係数を一度の測定データに基づいて簡易に算出することができる。この結果、この算出された当該粘性係数及び当該弾性係数を用いて当該粘弾性体から発生する発生力についてのシミュレーションを実行することができ、かくして簡易な工程でシミュレーションを実行できる粘弾性特性算出方法、粘弾性特性算出装置、粘弾性特性算出プログラム及びシミュレーション方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１５】
（１）携帯型音楽プレーヤにおけるＨＤＤ周りの構成
まず、ＨＤＤを保護するためのインシュレータが、携帯型音楽プレーヤにおいてどのように設置されているかについて説明する。
【００１６】
図１において、１は全体として携帯型音楽プレーヤの構成を示し、携帯型音楽プレーヤ１の外観を構成する筐体２の筐体上部２Ａ及び筐体下部２Ｂによって形成される内部空間に、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）４が収納されるようになされている。
【００１７】
このＨＤＤ４は、扁平な直方体形状でなり、その上面には例えばゴム等の粘弾性体でなる４つのインシュレータ５が貼り付けられている。また、当該ＨＤＤ４の下面には図示しないインシュレータ５が同様に貼り付けられている。
【００１８】
そしてＨＤＤ４は、上下面に設置されたインシュレータ５に対して僅かに圧力がかかった状態で筐体上部２Ａ及び筐体下部２Ｂによって挟まれ、携帯型音楽プレーヤ１内に保持される。
【００１９】
これにより、携帯型音楽プレーヤ１は、例えば落下によって外部から筐体２に対して衝撃が加えられた場合であっても、複数のインシュレータ５によって衝撃を吸収させ得るため、ＨＤＤ４に加えられる衝撃を低減させ得るようになされている。
【００２０】
（２）落下試験による加速度の測定
ところで、このような携帯型音楽プレーヤ１においては、当該携帯型音楽プレーヤ１の製品仕様として定められた所定の落下高度から落下した際に、内蔵されているＨＤＤ４が故障することを防止するため、この落下時において当該ＨＤＤ４に加えられる衝撃の大きさを当該ＨＤＤ４の製品仕様で定められた耐衝撃値以下に抑える必要がある。このため、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、当該携帯型音楽プレーヤ１を模した試験体１０を用いる落下試験装置において、当該ＨＤＤ４を模したダミーＨＤＤ１４に対して加えられる衝撃値を測定することによって、インシュレータ５の衝撃を吸収する効果が確認される。
【００２１】
この落下試験は、煩雑で時間を要してしまうため、上述したようにインシュレータ材料の粘弾性特性である粘性係数や弾性係数を算出した上で、当該粘弾性特性に基づいて形や大きさ等の条件を変更して落下試験を行った場合のダミーＨＤＤ１４に加わる衝撃値をシミュレーションすることが望ましい。
【００２２】
しかしながら、この落下試験のような高速かつ大きな力が加わった時に、粘弾性特性の算出に通常必要となるインシュレータ５のひずみ（変形量）を正確に測定することが困難であることから、このような落下試験時におけるひずみを直接的に測定することは困難である。
【００２３】
そこで本発明における粘弾性特性の算出方法では、この落下試験で得られる測定データから、インシュレータ５のひずみを算出すると共に粘弾性特性を算出し得るようになされている。そしてこのように算出された粘弾性特性を使用して落下試験のシミュレーションを実行するようになされている。
【００２４】
具体的には、試験体１０を用いる図示しない落下試験装置によって落下試験が実行される。試験体１０は、治具１２の治具上部１２Ａ及び治具下部１２Ｂと、当該治具１２間に挟まれた状態で収納されるダミーＨＤＤ１４と、当該治具１２及び当該ダミーＨＤＤ１４の間に配置された複数の粘弾性体１５とによって構成されている。
【００２５】
治具１２は、筐体２（図１）を模して箱状に形成されており、上部が開口した治具下部１２ＢにダミーＨＤＤ１４が収納されると共に、治具上部１２Ａによってこの開口部が覆われ、その周縁部をねじ止めにより固定されることによって、収納された当該ダミーＨＤＤ１４が落下試験時の衝撃によって飛び出すことを防止するようになされている。そして治具下部１２Ｂにおいて落下時に接地する面の反対面となる治具下部上面１２Ｂａには加速度センサ２１が設置されている。
【００２６】
ここで、治具１２は、例えばステンレス、鉄等の剛性の高い材質が使用されている。これにより、落下時の衝撃による当該治具１２の振動や変形を低減し得、この治具１２上に設置された加速度センサ２１によって測定される加速度Ａ１において、当該振動や変形に依存するノイズを減少させ得るようになされている。
【００２７】
ダミーＨＤＤ１４は、ＨＤＤ４（図１）を模して扁平な直方体形状に形成されており、例えばステンレス、鉄等からなる剛性の高い材質のものが使用され、その上面の中央付近には加速度センサ２２が設置されている。また、当該ダミーＨＤＤ１４には、４つの穴が形成されることによって重量調整がなされ、実際に音楽プレーヤ１に内蔵されるＨＤＤ４と略同一重量に形成されている。
【００２８】
ここで、ダミーＨＤＤ１４は、治具１２と同様に剛性の高い材質でなり、これにより落下時の衝撃による当該ダミーＨＤＤ１４の振動や変形を低減でき、このダミーＨＤＤ１４上に設置された加速度センサ２２によって測定される加速度Ａ２において、当該振動や変形に依存するノイズを減少させ得るようになされている。
【００２９】
粘弾性体１５は、インシュレータ５（図１）を模して扁平な直方体形状に形成されており、例えばウレタンゴム、ブタジエンゴム等からなる当該インシュレータ５と同一材料でなる。そして粘弾性体１５は、治具下部上面１２Ｂａの４隅にそれぞれ載置されると共に、その上部に載置されたダミーＨＤＤ１４の４隅にもそれぞれ載置される。次いで治具下部１２Ｂに治具上部１２Ａが固定されることによって、合計８個の粘弾性体１５が僅かに圧力をかけられた状態で当該治具１２及び当該ダミーＨＤＤ１４間に保持される。  
【００３０】
そして落下試験装置は、この試験体１０を所定の落下高度から実際に落下させると共に、その落下時における治具１２及びダミーＨＤＤ１４が受ける衝撃値をそれぞれ加速度センサ２１及び加速度センサ２２によって、当該治具１２の加速度Ａ１及び当該ダミーＨＤＤ１４の加速度Ａ２として測定するようになされている。
【００３１】
このようにして、落下試験装置は、携帯型音楽プレーヤ１を模した試験体１０を実際に落下させ、この時に治具１２及びダミーＨＤＤ１４が受ける衝撃値を測定することにより、加速度Ａ１及びＡ２を測定する。この結果、落下試験では、実際に携帯型音楽プレーヤ１が落下高度から落下した場合に、当該携帯型音楽プレーヤ１の中で使用されているＨＤＤ４が受ける衝撃値と近似した、すなわち実際に使用される条件に則した測定データ（加速度Ａ１及びＡ２）を得ることができる。
【００３２】
そして後述する粘弾性特性算出方法では、実際に使用される条件に則したこの測定データに基づいて粘弾性特性を算出し得るため、この算出された粘弾性特性は実際に携帯型音楽プレーヤ１として使用される状況を反映している。そしてこのような粘弾性特性を用いて落下試験がシミュレーションされることにより、当該落下試験のシミュレーションでは、携帯型音楽プレーヤ１として実際に使用される状況を反映させ得るようになされている。
【００３３】
なお、落下試験装置は、有線又は無線によって加速度センサ２１及び２２に接続されており、落下試験において得られた測定データである加速度Ａ１及び加速度Ａ２が当該加速度センサ２１及び２２から供給されると、この測定データを図示しないＲＡＭに一時保存するようになされている。
【００３４】
（３）粘弾性特性の算出方法
次に、上述した落下試験において得られた測定データから、シミュレーションに必要となる粘弾性特性を算出する方法について説明する。
【００３５】
この落下試験の測定データは、横軸を時間、縦軸を加速度とした場合、図３に示すようなグラフとして表すことができる。このグラフでは、試験体１０が落下開始した時点Ｔ０を０．０００秒とし、時点Ｔ１において接地した治具１２の加速度Ａ１が破線で、及びダミーＨＤＤ１４の加速度Ａ２が実線でそれぞれ示されている。この図３では時点Ｔ１における試験体１０の接地に伴って急激に当該治具１２に衝撃が加わると共に、この衝撃が粘弾性体１５を介してダミーＨＤＤ１４に加えられたことを表している。
【００３６】
なお、この落下試験における落下高度ｈは３０ｃｍであり、試験体１０におけるダミーＨＤＤ１４の質量ｍは１００ｇである。
【００３７】
本発明では、粘弾性モデルとしてフォークトの粘弾性モデル（以下、これをフォークトモデルと呼ぶ）ＶＭに落下試験で得られた測定データ（加速度Ａ１及びＡ２）を当て嵌めることによって、粘弾性特性を算出するようになされている。図４に示すように、このフォークトモデルＶＭは、弾性を示すバネＳＰと粘性を示すダッシュポットＤＰとによって構成され、次式で表される。
【００３８】
【数１】
2007101220.tif 000003
【００３９】
この（１）式において、フォークトモデルＶＭから発生する力σは、弾性力σ１と粘性力σ２との和で表され、時刻ｔにおけるこのフォークトモデルＶＭの変形量をε、変形速度をνとすると、当該フォークトモデルＶＭから発生する発生力σについての運動方程式は、一般的な物理公式に従って次式で表される。
【００４０】
【数２】
2007101220.tif 000004
【００４１】
なお、（２）式において、ｋは弾性係数を表しており、ｋが係る弾性項（ｋε）はフォークトモデルＶＭにおける弾性力σ１を表している。同様に、ｃは粘性係数を表しており、ｃが係る粘性項（ｃν）は粘性力σ２を表している。
【００４２】
ここで、上述した落下試験における測定データを、このフォークトモデルＶＭに当て嵌める。フォークトモデルＶＭが発生する力σは、粘弾性体１５から発生する力に相当するため、この力の全てがダミーＨＤＤ１４に加えられるとみなすことで、フォークトモデルＶＭから発生する力σをダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆとすることができる。また、フォークトモデルＶＭの変形量εが粘弾性体１５のひずみＥに、フォークトモデルＶＭの変形速度νが粘弾性体１５のひずみ速度Ｖに相当するため、それぞれを代入することによって、ダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆの運動方程式は、次式のように表すことができる。
【００４３】
【数３】
2007101220.tif 000005
【００４４】
そして、ダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆは、一般的な物理の公式に従い、ダミーＨＤＤ１４の質量ｍ及び加速度Ａ２によって次式のように表すことができる。
【００４５】
【数４】
2007101220.tif 000006
【００４６】
次に、ひずみ速度Ｖを決定する。まず、治具１２の加速度Ａ１及びダミーＨＤＤ１４の加速度Ａ２をそれぞれ積分することによって、治具１２の速度Ｖ１及びダミーＨＤＤ１４の速度Ｖ２を算出することができる。
【００４７】
ここで、速度Ｖ１及び速度Ｖ２の差分は、粘弾性体１５がひずむときのひずみ速度Ｖであるとみなせるため、粘弾性体１５のひずみ速度Ｖは、次式に従って算出することができる。
【００４８】
【数５】
2007101220.tif 000007
【００４９】
次に、ひずみＥを決定する。治具１２の速度Ｖ１及びダミーＨＤＤ１４の速度Ｖ２をそれぞれ積分することによって、治具１２の変位量Ｅ１及びダミーＨＤＤ１４の変位量Ｅ２を算出することができる。
【００５０】
ここで、変位量Ｅ１及び変位量Ｅ２の差分は、粘弾性体１５におけるひずみＥであるとみなせるため、粘弾性体１５のひずみＥは次式に従って算出することができる。
【００５１】
【数６】
2007101220.tif 000008
【００５２】
上述した（３）式のダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆの運動方程式は、このように算出された力Ｆｆ（（４）式）、ひずみＥ（（６）式）及びひずみ速度Ｖ（（５）式）を代入することによって、次式のように表すことができる。
【００５３】
【数７】
2007101220.tif 000009
【００５４】
なお、（７）式では、（２）式と同様に、ｋは弾性係数を表しており、ｋが係る弾性項（ｋ（Ｅ１−Ｅ２））は粘弾性体１５における弾性力Ｆｅを表している。同様に、ｃは粘性係数を表しており、ｃが係る粘性項（ｃ（Ｖ１−Ｖ２））は粘性力Ｆｖを表している。
【００５５】
次に、（７）式における粘性係数ｃを算出する。
【００５６】
図５のグラフは、粘弾性体１５のひずみ速度Ｖと、ダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆとの関係を示している。図５では、試験体１０が接地した瞬間である時点Ｔ１から治具１２の加速度Ａ１がゼロとなる時点Ｔ２（図３参照）において、ひずみ速度Ｖの値が増加するにつれてダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆは右肩上がりでかつ直線的に上昇する。
【００５７】
ここで、本実施の形態における粘弾性特性算出方法では、非線形特性を有する一般的な粘弾性体においてひずみが小さい時には弾性力が小さいことに着目し、ひずみＥが小さい時点Ｔ１から時点Ｔ２までは、弾性力Ｆｅが殆どなく、ゼロであると仮定することによって、時点Ｔ１から時点Ｔ２までの間における数式（６）を、次式のように表すことができる。
【００５８】
【数８】
2007101220.tif 000010
【００５９】
そして、図５に示したように、時点Ｔ１から時点Ｔ２までのひずみ速度ＶとダミーＨＤＤ１４との関係は直線的であることから、粘性係数ｃを定数と仮定する。これにより、一般的な線形近似手法である最小二乗法により粘性係数ｃの値を算出することができる。
【００６０】
このように、粘弾性特性の算出方法では、弾性力Ｆｅがゼロであると仮定することにより、粘性係数ｃの値を簡易な工程で算出することができると共に、粘性係数ｃの値を定数と仮定することにより、粘性係数ｃ自体を単純な定数とすることができるため、ダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆの運動方程式自体を単純化することができ、当該運動方程式を用いて算出する弾性係数ｋの計算や、粘性係数ｃを用いて行うシミュレーションにおける計算を簡素化し得るようになされている。
【００６１】
そして、既知の値である質量ｍ及び加速度Ａ２に加え、これまでに算出したひずみＥ（（６）式）、ひずみ速度Ｖ（（５）式）及び粘性係数ｃ（（８）式）の値を（７）式に代入すると共に、弾性係数ｋを算出する。
【００６２】
ここで、弾性係数ｋの値は、一般的にひずみＥ及びひずみ速度Ｖの２つの因子にそれぞれ依存しているとされ、これら２つの因子の関係に応じて算出される。本実施の形態における粘弾性特性算出方法では、ひずみ速度Ｖが大きくなるにつれて当該ひずみ速度Ｖに対する弾性係数ｋの変化が小さくなるという弾性係数ｋにおける一般的な特性に着目し、粘弾性体１５に対して大きなひずみ速度Ｖが与えられる落下試験において、弾性係数ｋはひずみ速度Ｖに依存せず、ひずみＥにのみ依存すると仮定することによって、弾性係数ｋをひずみＥの関数として算出する。
【００６３】
弾性係数ｋの算出方法としては、非線形形状を表現する際に一般的に用いられるMooney-revlinの３パラメータモデルを使用し、図６に示すひずみＥと弾性力Ｆｅの関係を表すグラフに対してカーブフィットすることで算出する。このMooney-revlinモデルにより、比較的単純な関数が得られることが知られていることから、この弾性係数ｋを使用してシミュレーションする時の計算時間を短縮することができる。なお、弾性係数ｋの算出方法としては、OgdenモデルやAuuuda-Boyeeモデル等の各種モデルを用いることもできる。
【００６４】
このように、弾性係数ｋをひずみＥのみに依存する関数として算出することにより、従来のように複数回に渡る落下試験から一つのひずみＥの値に対応する複数のひずみ速度Ｖの値を測定し、複雑な計算によってこれらひずみＥ及びひずみ速度Ｖの両方の関係に応じた弾性係数ｋを算出する必要がなく、１度の落下試験の測定データから、かつ簡易に弾性係数ｋを算出することができる。
【００６５】
このようにして、粘弾性特性の算出方法では、フォークトモデルＶＭに落下試験を当て嵌めると共に、試験体１０が接地した直後の弾性力Ｆｅをゼロとした上で粘性係数ｃを定数とし、さらに弾性係数ｋをひずみＥについての関数として算出することにより、一度の落下試験における測定データから簡易な工程で粘弾性特性を算出することができ、この粘弾性特性を用いて粘弾性体１５の形や大きさ等を変更した場合のシミュレーションを実行し得るようになされている。
【００６６】
因みに、図６に示したように、弾性力Ｆｅは非線形特性を有している。非線形特性を有する粘弾性材料を使用することにより、少ないたわみ量で、大きな耐衝撃特性を得られることが報告されている（特開２００４−４３１７７参照）。したがって、本発明の粘弾性特性の算出方法によって非線形特性を有する弾性係数ｋの値を算出すなわち同定することができるため、この弾性係数ｋの値を積極的に活用して、この非線形特性を最適化することによって、最適なインシュレータ５を設計することができる。
【００６７】
（４）粘弾性特性算出装置の構成
次に、上述した粘弾性特性の算出方法を用いて粘弾性特性の算出を実行する粘弾性特性算出装置の構成について説明する。図７において、５０は全体として粘弾性特性算出装置を示し、粘弾性特性算出装置５０全体の制御を司るＣＰＵ（Central  Processing  Unit）５１に対し、バス５２を介して、ＲＯＭ（Read Only Memory）５３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５４と、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）５５と、入力部５６と、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等でなる表示部５７とが接続されることによって構成されている。
【００６８】
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５３又はＨＤＤ５５から読み出してＲＡＭ５４上に展開した基本プログラム及び粘弾性特性算出プログラム等に基づいて各種処理や後述する粘弾性特性算出処理手順を実行するようになされている。
【００６９】
ＣＰＵ５１は、フレキシブルディスクドライブや通信インターフェース、キーボード等でなる入力部５６を介して、フレキシブルディスク等の各種記憶媒体や、粘弾性特性算出装置５０に接続された落下試験装置から、若しくはユーザのキーボード操作によって入力された落下試験の測定データを、ＲＡＭ５４に一時記憶させるようになされている。
【００７０】
そしてＣＰＵ５１は、この落下試験の測定データから粘弾性特性算出プログラムに従って算出された粘弾性特性を表示部５７に表示させると共に、ＲＡＭ５４に一時記憶させるようになされている。
【００７１】
（５）粘弾性特性の算出処理手順
次に、粘弾性特性算出装置５０における粘弾性特性の算出処理手順ＲＴ１について図８のフローチャートに従って、図９を併用しながら説明する。
【００７２】
粘弾性特性算出装置５０のＣＰＵ５１は、粘弾性特性算出プログラムが起動すると、粘弾性特性の算出処理手順ＲＴ１の開始ステップから入ってステップＳＰ１へ移る。ステップＳＰ１において、ＣＰＵ５１は、落下試験の測定データとしてダミーＨＤＤ１４（図２）の質量ｍ（ＮＦ０）、治具１２の加速度Ａ１（ＮＦ１）及びダミーＨＤＤ１４の加速度Ａ２（ＮＦ１１）が入力されると、次のステップＳＰ２へ移る。
【００７３】
ステップＳＰ２において、ＣＰＵ５１は、ＢＰＦ（Band Pass Filter）（ＮＦ２）により加速度Ａ１（ＮＦ１）の治具１２に依存する高周波帯域の振動成分を除去した後、周波数の補間処理に一般的に使用されるＳＩＮＣ関数を用いて補間処理（ＮＦ３）を行い、次のステップＳＰ３へ移る。
【００７４】
ステップＳＰ３において、ＣＰＵ５１は、ステップＳＰ２において補間処理された加速度Ａ１（ＮＦ３）を積分することによって治具１２の速度Ｖ１（ＮＦ４）を算出すると、次のステップＳＰ４へ移る。
【００７５】
ステップＳＰ４において、ＣＰＵ５１は、速度Ｖ１（ＮＦ４）をさらに積分することによって、治具１２の変位量Ｅ１（ＮＦ５）を算出し、次のステップＳＰ５へ移る。
【００７６】
ステップＳＰ５において、ＣＰＵ５１は、ＢＰＦ（ＮＦ１２）により加速度Ａ２（ＮＦ１１）のダミーＨＤＤ１４に依存する高周波帯域の振動成分を除去した後、ＳＩＮＣ関数を用いて補間処理（ＮＦ１３）を行い、次のステップＳＰ６へ移る。
【００７７】
ステップＳＰ６において、ＣＰＵ５１は、補間処理された加速度Ａ２（ＮＦ１３）とダミーＨＤＤ１４の質量ｍ（ＮＦ０）とから、ダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆ（ＮＦ２１）を算出すると、次のステップＳＰ７へ移る。
【００７８】
ステップＳＰ７において、ＣＰＵ５１は、補間処理された加速度Ａ２（ＮＦ１３）を積分することによってダミーＨＤＤ１４の速度Ｖ２（ＮＦ１４）を算出し、次のステップＳＰ８へ移る。
【００７９】
ステップＳＰ８において、ＣＰＵ５１は、速度Ｖ２（ＮＦ１４）をさらに積分することによってダミーＨＤＤ１４の変位量Ｅ２（ＮＦ１５）を算出し、次のステップＳＰ９へ移る。
【００８０】
ステップＳＰ９において、ＣＰＵ５１は、治具１２の速度Ｖ１（ＮＦ４）とダミーＨＤＤ１４の速度Ｖ２（ＮＦ１４）との差分を粘弾性体１５のひずみ速度Ｖ（ＮＦ１６）として算出し、次のステップＳＰ１０へ移る。
【００８１】
ステップＳＰ１０において、ＣＰＵ５１は、時点Ｔ１〜時点Ｔ２における弾性力Ｆｅをゼロと仮定し、さらに粘性力Ｆｖがひずみ速度Ｖについての１次関数で表され、粘性項（ｃＶ）における粘性係数ｃが不可変の定数（ＮＦ２２）と仮定することにより、線形近似することによって粘性係数ｃ（ＮＦ２３）を算出すると、次のステップＳＰ１１へ移る。
【００８２】
ステップＳＰ１１において、ＣＰＵ５１は、治具１２の変位量Ｅ１（ＮＦ５）とダミーＨＤＤ１４との変位量Ｅ２（ＮＦ１５）の差分を粘弾性体１５のひずみＥとして（ＮＦ１７）算出すると、次のステップＳＰ１２へ移る。
【００８３】
ステップＳＰ１２において、ＣＰＵ５１は、フォークトモデルＶＭ（（１）式）に基づいて、これまでに算出されたダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆ（ＮＦ２１）、粘性係数ｃ（ＮＦ２３）及びひずみ速度（ＮＦ１６）の積で表される粘性力Ｆｖ、未知の弾性係数ｋ及びひずみ（ＮＦ１７）の積で表される弾性力Ｆｅ（ＮＦ２５）を代入することにより、ダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆについての運動方程式（ＮＦ３０）を作成すると、次のステップ１３へ移る。
【００８４】
ステップＳＰ１３において、ＣＰＵ５１は、弾性係数ｋをひずみＥについてのみ依存すると仮定し、ステップＳＰ１２において作成された運動方程式（ＮＦ３０）を変形して弾性力Ｆｅについての関数（ＮＦ３１）とし、この弾性力Ｆｅについての関数を非線形形状を表現するためのMooney-revlinモデルに当て嵌めてカーブフィット（ＮＦ３１）することによって弾性係数ｋ（ＮＦ３２）を算出すると、次のステップＳＰ１４へ移る。
【００８５】
ステップＳＰ１４において、ＣＰＵ５１は、ステップＳＰ１０において算出された粘性係数ｃ（ＮＦ２３）と、ステップＳＰ１２において算出された弾性係数ｋ（ＮＦ３２）を表示部５７（図７）に表示し、次のステップＳＰ１５へ移り、処理を終了する。
【００８６】
なお、粘弾性特性の算出処理手順ＲＴ１では、ステップＳＰ１からステップＳＰ１５に従って処理を実行するようにしたが、ステップＳＰ２からステップＳＰ１１までの順序は適宜変更でき、要は質量ｍと、ＢＰＦ及び補間処理された加速度Ａ１と、加速度Ａ２とからダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆ、ひずみ速度Ｖ及びひずみＥを算出し、このダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆ及びひずみ速度Ｖを用いて粘性係数ｃを算出すると共に、算出されたこれらの値（Ｆｆ、Ｖ、Ｅ、ｃ）を用いて弾性係数ｋを算出するようにすればよい。
【００８７】
このようにして、ＣＰＵ５１は、落下試験において得られた測定データから、簡易な工程で粘弾性特性を算出し得るようになされている。そして、このように算出された粘弾性特性を用いて、差分法や、ＦＥＮ（Finite element method）等の手法によって、粘弾性体１５と同一材料かつ大きさや形の異なる粘弾性体１５´や、粘弾性体１５の位置を変更した試験体１０´の落下試験をシミュレーションできるようになされている。
【００８８】
（６）粘弾性特性を用いたシミュレーション
次に、上述した粘弾性特性を用いて、実際に粘弾性体１５の形や大きさを変化させてシミュレーションを行う方法について説明する。
【００８９】
ここでは、粘弾性特性算出装置５０と同じ構成でなるシミュレーション装置（図示せず）を使用し、粘弾性体１５の代わりとして当該粘弾性体１５と同一材料かつサイズの異なる粘弾性体１５´を使用した試験体１０´を落下高度３０ｃｍから落下させた時にダミーＨＤＤ１４が受ける衝撃（加速度Ａ２）についてのシミュレーションを実行する場合について説明する。
【００９０】
シミュレーション装置のＣＰＵは、粘弾性特性として粘弾性特性算出プログラムに従い粘弾性特性算出装置５０によって、算出された粘弾性体１５の弾性係数ｋ、粘性係数ｃ及び粘弾性体１５´の形状として形、大きさ及び試験体１０´における位置や、落下高度ｈ等の各種シミュレーション条件が入力部を介して入力されると、粘弾性体１５の弾性係数ｋ及び粘性係数ｃを（７）式に代入した後、落下開始の時点Ｔ０から、例えば１０マイクロ秒毎に時間軸を刻み、差分法で近似して運動方程式を逐次解くことによって、ダミーＨＤＤ１４の加速度Ａ２の値を算出する。
【００９１】
これにより、シミュレーション装置は、１０マイクロ秒毎のダミーＨＤＤ１４の加速度Ａ２を算出することができるため、試験体１０´内に粘弾性体１５´を使用した場合の当該粘弾性体１５´の挙動として、ダミーＨＤＤ１４が受ける衝撃値のシミュレーションを実行することができる。
【００９２】
また、シミュレーション装置では、落下試験に基づいて算出された粘性係数ｃ、弾性係数ｋ及びダミーＨＤＤ１４についての運動方程式をそのまま落下試験についてのシミュレーションに使用することができるため、従来の所定の測定条件によって得られた測定データから異なるシミュレーション条件についてのシミュレーションを実行する場合と比較して、測定条件とシミュレーション条件を合致させることができ、一段とシミュレーションの精度を向上させることができる。
【００９３】
このようにして、粘弾性特性の算出方法では、フォークトモデルＶＭに落下試験を当て嵌めると共に、接地直後の弾性力Ｆｅをゼロとした上で粘性係数ｃを定数とし、さらに弾性係数ｋをひずみＥについての関数として算出することにより、当該落下試験における測定データから粘弾性特性を簡易な工程で算出することができ、落下試験のシミュレーションを簡易に実行することができるようになされている。
【００９４】
なお、このシミュレーションの精度を確認するため、実際に粘弾性体１５´を使用して試験体１０´を作製し、上述したシミュレーションと同条件である落下高度ｈ＝３０ｃｍから当該試験体１０´を落下させる落下試験を行い、ダミーＨＤＤ１４の加速度Ａ２を測定した結果を図１０のグラフに示した。このグラフでは、シミュレーション結果を実線で、実際の測定データを破線で示しており、時点Ｔ１´で試験体１０´が接地し、時点Ｔ２´でひずみ速度が最大となったことを示している。
【００９５】
図１０に示したように、シミュレーションによって算出されたダミーＨＤＤ１４の加速度Ａ２´と、実際の落下試験による測定によって得られたダミーＨＤＤ１４の加速度Ａ２とは、非常に近似しており、上述した粘弾性特性の算出方法によって算出された弾性係数ｋ及び粘性係数ｃを用いることにより、シミュレーションを高精度に実行し得ることが証明された。
【００９６】
このことから、本発明の粘弾性特性の算出方法によって算出した弾性係数ｋ及び粘性係数ｃは、ほぼ正確な粘弾性体１５の粘弾性特性を表していると共に、この粘弾性特性を用いることによって、精度の高いシミュレーションを実行することができる。
【００９７】
（７）動作及び効果
以上の構成において、本発明の粘弾性特性算出装置５０は、図８に示した粘弾性特性の算出処理手順ＲＴ１に従って粘弾性特性を算出するように説明したが、ここでは、図１１に示すフローチャートに従って、本発明の技術的思想について説明する。なお、図８において対応するステップをカッコ（  ）内に示す。
【００９８】
粘弾性特性算出装置５０は、開始ステップから入ってステップＳＰ２１に移り、落下試験によって試験体１０内の粘弾性体１５に所定の測定加重である加速度Ａ１が加えられたときに測定された測定データ（質量ｍ、加速度Ａ１及びＡ２）が入力されることによって測定データを取得すると、次のステップＳＰ２２へ移る。
【００９９】
ステップＳＰ２２において、粘弾性特性算出装置５０は、試験体１０が接地することによって、治具１２を介して所定の測定荷重である加速度Ａ１が粘弾性体１５に対して加えられた直後である時点Ｔ１から時点Ｔ２までに当該粘弾性体１５から生じる発生力であるダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆの全てが、粘性係数ｃ及び測定データから算出されたひずみ速度の積で表される粘性力Ｆｖであり、当該粘性係数ｃを定数と仮定するによって、その定数値である当該粘性係数ｃを算出する（ステップＳＰ６及びステップＳＰ１０）と次のステップＳＰ２３へ移る。
【０１００】
ステップＳＰ２３において、粘弾性特性算出装置５０は、フォークトモデルＶＭに対して測定データから算出（ステップＳＰ３〜ステップＳＰ４、ステップＳＰ６〜ステップＳＰ９）した各値（Ｆｆ、Ｆｅ、Ｆｖ）を代入することにより測定データを適用し、当該測定データに応じた粘弾性体１５のひずみＥ、粘性係数ｃ及び弾性係数ｋが用いられた運動方程式（（７）式）によって、ダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆ（ステップＳＰ１１）を表すと、次のステップＳＰ２４へ移る。
【０１０１】
ステップＳＰ２４において、粘弾性特性算出装置５０は、弾性係数ｋが粘弾性体１５の測定データに応じた上記粘弾性体のひずみＥについてのみ依存すると仮定して、ステップＳＰ２３において作成されたダミーＨＤＤ１４についての運動方程式を変形し、Mooney-revlinモデルに当て嵌めてカーブフィットすることにより、ダミーＨＤＤ１４から発生する発生力Ｆｆについての運動方程式に基づいて、弾性係数ｋを算出すると、次のステップに移り、処理を終了する。
【０１０２】
ここで粘弾性特性算出装置５０は、ひずみＥが小さい時には弾性力Ｆｅが小さいという非線形特性を有する一般的な粘弾性体の特性を利用して、粘弾性体１５に力が加えられた直後においての弾性力Ｆｅがゼロであると仮定して、一般的な物理公式によって粘性力Ｆｖをひずみ速度及び粘性係数ｃの積で表した。そして粘弾性特性算出装置５０は、ひずみ速度Ｖが大きくなるにつれて当該ひずみ速度Ｖに対する粘性係数ｃの変化が小さくなるという粘性係数ｃにおける一般的な特性を利用して、粘弾性体１５に対して大きなひずみ速度Ｖが与えられる落下試験において、当該粘性係数ｃを一定値を取る定数とみなした。
【０１０３】
これにより、粘弾性特性算出装置５０は、非常に簡易に粘性係数ｃを算出することができると共に、粘弾性体１５における実際の粘性特性を反映した粘性係数ｃを算出することができる。
【０１０４】
また、粘弾性特性算出装置５０は、ひずみ速度Ｖが大きくなるにつれて当該ひずみ速度Ｖに対する弾性係数ｋの変化が小さくなるという弾性係数ｋにおける一般的な特性を利用して、粘弾性体１５に対して大きなひずみ速度Ｖが与えられる落下試験において、弾性係数ｋはひずみ速度Ｖに依存せず、ひずみＥにのみ依存すると仮定した。
【０１０５】
これにより、粘弾性特性算出装置５０は、ひずみＥ及びひずみ速度Ｖの両方によって決定される弾性係数ｋの値を算出するのではなく、ひずみＥのみによって弾性係数ｋが決定されるようにできるため、複数回の測定によって一つの当該ひずみＥの値に対して複数の当該ひずみ速度Ｖの値を取得し、ひずみＥ及びひずみ速度Ｖの両方に応じた弾性係数ｋの値を算出必要がなく、一回の測定によって得られた測定データから弾性係数ｋを算出することができる。
【０１０６】
また、粘弾性特性算出装置５０は、粘弾性モデルとして最もシンプルなフォークトモデルＶＭに落下試験における測定データを適用することにより、他の粘弾性モデルに適用した場合と比較して、ダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆについての運動方程式を簡易にすることができ、粘性係数ｃ及び弾性係数ｋを一段と簡易に算出することができる。
【０１０７】
さらに、粘弾性特性算出装置５０は、落下試験において、２つの剛体である治具上部１２Ａ及び治具下部１２Ｂと、これらの間に配置されたダミーＨＤＤ１４との間にそれぞれ粘弾性体１５を挟んだ試験体１０を落下高度ｈから落下させ、当該治具１２及び当該ダミーＨＤＤ１４にそれぞれ設置された加速度センサ２１及び加速度センサ２２によって測定された加速度データＡ１及びＡ２を測定データとして使用する。そして粘弾性特性算出装置５０は、この測定データに基づいて粘弾性特性を算出し、落下試験のシミュレーションを実行する。
【０１０８】
これにより、粘弾性特性算出装置５０は、落下試験の測定データ（質量ｍ、加速度Ａ１及びＡ２）を使用して粘性係数ｃ及び弾性係数ｋを算出するため、シミュレーション条件に合致する落下試験において得られた粘性係数ｃ及び弾性係数ｋをシミュレーションに使用することができ、一段と高精度にシミュレーションすることができる。
【０１０９】
さらに、粘弾性を殆ど有さない２つの剛体である治具１２及びダミーＨＤＤ１４間に粘弾性体１５を挟むようにしたことにより、これら２つの剛体によって力が殆ど吸収されず、粘弾性特性の算出に殆ど影響を与えないため、速度Ｖ１及び速度Ｖ２の差分がひずみ速度Ｖであるとみなし、変位量Ｅ１及び変位量Ｅ２の差分がひずみＥであるとみなすことができ、これにより粘弾性体１５の粘弾性特性を精度高く算出することができる。
【０１１０】
さらに、粘弾性特性算出装置５０は、ダミーＨＤＤ１４に加えられる力の測定として、通常行われる落下試験を行い、この結果得られた測定データを使用して粘弾性特性を算出するようにしたため、粘弾性特性の算出するために別途特別な装置や手法を用いて測定データを取得する必要がなく、簡易な工程で粘弾性特性を算出することができる。
【０１１１】
さらに、粘弾性特性算出装置５０では、このように算出された粘弾性特性である粘性係数ｃ及び弾性係数ｋを使用することで、高精度なシミュレーションを実行できることが確認された。すなわち、粘弾性特性の算出方法によって簡易な工程でかつ高精度なシミュレーションが可能となった。
【０１１２】
以上の構成によれば、本発明の粘弾性特性算出装置５０においては、落下試験において粘弾性体１５及びダミーＨＤＤ１４を含む試験体１０が接地した直後に当該ダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆの全てが当該粘弾性体１５の粘性力Ｆｖであり、かつ粘性係数ｃが定数であると仮定すると共に、弾性係数ｋが、粘弾性体１５のひずみについてのみ依存すると仮定することにより、当該粘弾性体１５に固有の当該粘性係数ｃ及び当該弾性係数ｋを一度の測定データに基づいて簡易に算出することができる。この結果、この算出された当該粘性係数ｃ及び当該弾性係数ｋを用いてダミーＨＤＤ１４にかかる力Ｆｆについてのシミュレーションを実行することができ、かくして簡易な工程でシミュレーションを実行できる。
【０１１３】
（８）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、落下試験によって測定された治具１２の加速度Ａ１及びダミーＨＤＤ１４の加速度Ａ２から粘弾性特性を算出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばレオメータや各種粘弾性率測定手法によって、粘弾性体１５に直接力Ｆｆを加え、力Ｆｆ、ひずみＥ、ひずみ速度Ｖを測定若しくはこのとき測定されたデータ（各種測定条件、既知の値等を含む）から算出し、同様に粘性係数ｃ及び弾性係数ｋを算出するようにしても良い。
【０１１４】
さらに、落下試験と同様の試験体１０を作製し、例えばこの試験体１０の上部から所定の重さを有する物体を落下させる等、様々な方法で当該試験体１０に衝撃を加えるようにしても良い。このとき、本発明の粘弾性算出方法では、粘弾性体１５に所定以上のスピードで力が加えられることによって粘弾性体１５のひずみ速度Ｖが大きい場合には、当該力のスピード変化（ひずみ速度Ｖ）に対する粘性係数ｃ及び弾性係数ｋの変化が小さくなることを利用して当該粘性係数ｃを定数とみなすと共に、弾性係数ｋをひずみにのみ依存するものとみなしているため、粘弾性体１５に当該所定以上のスピードで力を加えたときの測定データを用いて粘弾性特性が算出されることが好ましい。
【０１１５】
さらに上述の実施の形態においては、フォークトモデルＶＭに測定データを当て嵌めるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、粘弾性モデルとしては特に限定されず、粘弾性体１５の材質によって適宜選択されることが好ましい。例えばマックスウェルの粘弾性モデル等の各種粘弾性モデルに測定データを当て嵌めるようにしても良い。
【０１１６】
さらに上述の実施の形態においては、粘性係数ｃは最小二乗法によって線形近似することによって算出されるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の線形近似手法を用いることができる。
【０１１７】
さらに上述の実施の形態においては、粘弾性特性算出装置５０には、入力部５６を介して加速度Ａ１及び加速度Ａ２の値が入力されるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、粘弾性特性算出装置５０は、試験体１０に設置された加速度センサ２１及び２２と接続され、落下試験と同時に通信インターフェースである入力部５６を介して自動的に加速度Ａ１及び加速度Ａ２が入力され、これに応じてＣＰＵ５１が自動的に粘弾性特性を算出するようにしても良い。
【０１１８】
さらに上述の実施の形態においては、シミュレーション装置は、算出された粘弾性特性を用いたシミュレーションによって、落下試験におけるサイズの異なる粘弾性体１５´の挙動としてダミーＨＤＤ１４に加えられる力Ｆｆを算出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、粘弾性体１５´の挙動として例えば形状の異なる粘弾性体１５´のひずみの状態や反発力等を算出してもよく、また、全く異なる種類の力をシミュレーション荷重として加えたときの粘弾性体１５´の挙動をシミュレーションするようにしても良い。
【０１１９】
さらに上述の実施の形態においては、粘弾性特性算出装置５０のＣＰＵ５１は、粘弾性特性の算出のみをするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、粘弾性特性算出装置５０は、粘弾性特性を算出するのみに留まらず、ＲＯＭ５３又はＨＤＤ５５に粘弾性特性算出プログラムに加えシミュレーションプログラムを有し、当該シミュレーションプログラムに基づきこの算出した粘弾性特性を用いてシミュレーションを実行するようにしても良い。
【０１２０】
さらに上述の実施の形態においては、ＣＰＵ５１は、予めＲＯＭ５３又はＨＤＤ５５に格納された粘弾性特性算出プログラムに基づいて粘弾性特性算出処理手順を実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、粘弾性特性算出プログラムが格納されたＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc-Read Only Memory）、半導体メモリ等の種々の記憶媒体からインストールすることによりＣＰＵ５１が粘弾性特性算出プログラムに基づいて粘弾性特性算出処理手順を実行するようにしても良い。
【０１２１】
さらに上述の実施の形態においては、測定データ取得手段としての入力部５６と、運動方程式作成手段、粘性係数算出手段及び弾性係数算出手段としてのＣＰＵ５１とによって粘弾性特性算出装置５０を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる測定データ取得手段と、運動方程式作成手段、粘性係数算出手段及び弾性係数算出手段とから粘弾性特性算出装置５０を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明の粘弾性特性算出方法、粘弾性特性算出装置、粘弾性特性算出プログラム及びシミュレーション方法は、例えば電子部品の保護に使用されるインシュレータや、ゴルフボール、タイヤ等の各種粘弾性体のシミュレーションに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】携帯型音楽プレーヤの構成を示す略線図である。
【図２】試験体の構成を示す略線図である。
【図３】落下試験の測定データを示す略線的グラフである。
【図４】フォークトモデルを示す略線図である。
【図５】ひずみ速度と力の関係を示す略線的グラフである。
【図６】ひずみと弾性力の関係を示す略線的グラフである。
【図７】粘弾性特性算出装置の構成を示す略線図である。
【図８】粘弾性特性の算出処理手順を示すフローチャートである。
【図９】粘弾性特性算出までの流れを模式的に示す模式図である。
【図１０】測定データとシミュレーションの比較の説明に供する略線的グラフである。
【図１１】粘弾性算出方法の技術的思想の説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２４】
１……携帯型音楽プレーヤ、２……筐体、４……ＨＤＤ、５……インシュレータ、１０……試験体、１２……治具、１４……ダミーＨＤＤ、１５……粘弾性体、２１……加速度センサ、２２……加速度センサ。
【図１】
2007101220.tif 000011
【図２】
2007101220.tif 000012
【図３】
2007101220.tif 000013
【図４】
2007101220.tif 000014
【図５】
2007101220.tif 000015
【図６】
2007101220.tif 000016
【図７】
2007101220.tif 000017
【図８】
2007101220.tif 000018
【図９】
2007101220.tif 000019
【図１０】
2007101220.tif 000020
【図１１】
2007101220.tif 000021