(57)【要約】【課題】  上下左右前後の各方向すなわちＸＹＺの３軸同時振動試験が可能で、しかも、小型および軽量で安価で試験場所の制限を受け難く、軽量物から重量物まで幅広く試験運用することが可能な輸送梱包試験装置を提供すること。【解決手段】  架台３０上に振動台３３をコイルスプリング３４を経て水平状に支持し、この振動台３３上に試験物４８を保持具４１で保持可能に形成し、振動台３３裏面の中央に、回転軸線が前後方向に水平状で上下左右各方向への振動を発生する中央加振機３５を吊設すると共に、振動台３３裏面中央の左右位置に、回転軸線が左右方向に水平状で前後方向への振動を発生する左右一対の加振機３６を吊設し、この中央加振機３５および左右の加振機３６を加振機制御部４６で制御することにより、中央加振機３５および左右の加振機３６による上下左右前後各方向への合成振動に基づいて振動台３３が３軸同時振動するように形成してある。【選択図】  図１
2007292640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台上に振動台を当該振動台裏面四隅のコイルスプリングを経て水平状に支持し、
この振動台上面のテーブル面部に試験物を保持具で保持可能に形成し、
前記振動台裏面の中央に、回転軸線が前後方向に水平状の回転駆動部の回転軸と該回転軸両端に一体連動状の前後の偏心フライホイルとの重量アンバランスによる回転数に見合った周波数の上下左右各方向への振動を発生する中央加振機における回転駆動部内蔵部側に設けた取付脚部を取り付けて吊設すると共に、
振動台裏面中央の左右位置に、回転軸線が左右方向に水平状の回転駆動部の回転軸と該回転軸に一体連動状の偏心フライホイルとの重量アンバランスによる回転数に見合った周波数の前後方向への振動を発生する左右一対の加振機における回転駆動部内蔵部側に設けたそれぞれの取付脚部を当該左右の加振機の回転軸線が同軸線上に一致するように取り付けて吊設し、
この中央加振機の前記回転駆動部を正逆回転制御可能で且つ左右の加振機の前記回転駆動部を同回転方向および同回転数に回転制御可能な加振機制御部を備えることで、
前記中央加振機および左右の加振機による上下左右前後各方向への合成振動に基づいて振動台が３軸同時振動するように形成してあることを特徴とする輸送梱包試験装置。
【請求項２】
中央加振機における前後の偏心フライホイル内臓部と、左右の加振機を、それぞれ振動台重心軸に対して軸対称状に吊設してあることを特徴とする請求項１記載の輸送梱包試験装置。
【請求項３】
振動台の側縁部に振動調整錘部を適宜配設し、振動台の上下左右前後の各振幅比を微調整可能にしてあることを特徴とする請求項１または２記載の輸送梱包試験装置。
【請求項４】
振動台の上下左右前後の振幅比が、大略１０：８：２であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の輸送梱包試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の商品や包装物、特に重量物が様々な輸送環境下や使用環境下で受ける振動を模擬的に再現して試験するのに有用な輸送梱包試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には振動試験装置が記載されている。この装置では、振動台４はＸ方向（左右方向）のみ、Ｙ方向（前後方向）のみ、Ｚ方向（上下方向）のみ、これらの２次元あるいは３次元の任意のいずれかに加振されるもので、振動台上の被試験体を加振して試験し得るようになっている。
そして、ＸＹＺの各方向の振動を得るために、それぞれ専用の振動発生機を備えており、３機の振動発生機を必要としている。
そのため、設備機械が大型化および重量化するのを避けらず、設置場所の基礎工事やアンカー打ちが必要であり、価格的にも高額になっている。
また、大型で重量があるために、どこでも試験できるというわけにはいかない問題もある。
ところで、各種の商品や包装物等の輸送物がトラック等で運送される場合、路面の凹凸や段差による上下振動、カーブ走行時の左右振動、加速時や減速時の前後振動等による合成振動を負荷される。因みに、包装貨物−振動試験方法として、ＪＩＳ  Ｚ  ０２３２−２００４には、包装貨物が輸送過程で受ける垂直振動に対する内容品又は包装の耐振性を評価する試験方法についての規定がある。
このような場合、隣り合う輸送物同士あるいは商品と包装物が擦れ合って傷ついたりすることがあり、商品価値がなくなることになる。
このような試験は、前記した特許文献１の振動試験装置等で行なったり、実際にトラック等で輸送して実車テストをしているが、前者は前記した不都合があり、後者は運転の仕方等の輸送環境条件によって試験結果の差が大きい、多くの労力と費用を必要とする、試験途中のデータの把握が困難である、危険負担が多い等の不都合がある。
本願発明者は、高速道や一般道を未舗装道路を含めて繰り返し実車テストした結果、荷台で輸送物が受ける上下左右前後の各方向における振動の平均値のおおよその割合が、上下振幅：１０、左右振幅：８、前後振幅：２であることを知見した。
また、試験物の重量が１００ｋｇ程度になると、これを受け止める振動台はもとより、この振動台上に重い試験物を固定する保持具についても、それぞれ損壊しないように強度アップすることになる。
そして、このような強度アップは振動台および保持具の重量増加をもたらすことになり、１００ｋｇ程度の重量物対応型として強化された振動台における裏面中央に加振機を吊設した振動試験装置で試験したところでは、結果として、試験物重量が５０ｋｇ程度の軽量物のものまで得られていた上下左右前後の各方向の３軸合成振動が、試験物重量が１００ｋｇ程度の重量物になると、上下左右各方向の２軸合成振動が得られるだけで、前後方向の振動が得られず、前後方向を含めた３軸合成振動は得られないことを知見した。
【特許文献１】特開２００５−９１０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする課題は、第１には、上下左右前後の各方向すなわちＸＹＺの３軸同時振動試験が可能で、しかも、小型および軽量で安価で試験場所の制限を受け難く、軽量物から重量物まで幅広く試験運用することが可能な輸送梱包試験装置を、第２には、さらに、上下左右前後の各方向の振動試験データの精度が高い輸送梱包試験装置を、第３には、さらに、実車テストに準じる振動試験データを模擬的に得ることが可能な輸送梱包試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は前記した課題を達成するため、以下の構成にしたことを特徴とする。
１．架台上に振動台を当該振動台裏面四隅のコイルスプリングを経て水平状に支持し、この振動台上面のテーブル面部に試験物を保持具で保持可能に形成し、前記振動台裏面の中央に、回転軸線が前後方向に水平状の回転駆動部の回転軸と該回転軸両端に一体連動状の前後の偏心フライホイルとの重量アンバランスによる回転数に見合った周波数の上下左右各方向への振動を発生する中央加振機における回転駆動部内蔵部側に設けた取付脚部を取り付けて吊設すると共に、振動台裏面中央の左右位置に、回転軸線が左右方向に水平状の回転駆動部の回転軸と該回転軸に一体連動状の偏心フライホイルとの重量アンバランスによる回転数に見合った周波数の前後方向への振動を発生する左右一対の加振機における回転駆動部内蔵部側に設けたそれぞれの取付脚部を当該左右の加振機の回転軸線が同軸線上に一致するように取り付けて吊設し、この中央加振機の前記回転駆動部を正逆回転制御可能で且つ左右の加振機の前記回転駆動部を同回転方向および同回転数に回転制御可能な加振機制御部を備えることで、前記中央加振機および左右の加振機による上下左右前後各方向への合成振動に基づいて振動台が３軸同時振動するように形成してあることを特徴とする。
２．前記した１において、中央加振機における前後の偏心フライホイル内臓部と、左右の加振機を、それぞれ振動台重心軸に対して軸対称状に吊設してあることを特徴とする。
３．前記した１または２において、振動台の側縁部に振動調整錘部を適宜配設し、振動台の上下左右前後の各振幅比を微調整可能にしてあることを特徴とする。
４．前記した１〜３いずれか１項において、振動台の上下左右前後の振幅比が、大略１０：８：２であることを特徴とする。
【０００５】
本発明における左右とは前方に向かって左、右（車の前進方向に対しての左方向、右方向）になり、前後とは左、右に対しての前後（車の前進方向と後進方向）になり、上下とは天地の上下である。３軸同時振動とは左右前後上下の各方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の各振動が複合された合成振動を指す。振動台重心軸とは水平状の振動台の重心を通る縦軸を指す。
振動台は平面視正方形状あるいは長方形状でも円形状でもよく、試験物が載乗可能なテーブル面を有するものであればよく制限されない。保持具は試験物を固定状に保持するものであってもよいし、試験物を遊動状に保持するものでもよい。コイルスプリングは振動台および同ベッド上に保持される試験物等を含めて支え且つ同ベッドの振動を軽減乃至吸収して架台への影響が最小限あるいは出ないものになる。振動台におけるテーブル面部および／または保持具は、試験物との接触面に静電シートを貼着する等して静電処理し、試験時にテーブル面部および保持具と試験物との間に静電気が発生し難いように静電対策してもよいし、そうしなくてもよい。
【０００６】
振動台裏面に取り付けられる中央加振機は、該裏面中央に吊設されてもよいし、前後の偏心フライホイル内臓部が振動台重心軸に対して前後に軸対称状になるように吊設されてもよい。同様に、振動台裏面に取り付けられる左右一対の加振機は、該裏面中央の左右に吊設されてもよいし、左右の加振機が振動台重心軸に対して軸対称状になるように吊設されてもよい。
また、中央加振機における前後の偏心フライホイル内臓部と左右の加振機をそれぞれ振動台重心軸に対して軸対称状になるように吊設すなわち中央加振機の重心そして左右の加振機間の重心がそれぞれ振動台重心軸線上で一致して均衡している状態にしてもよいし、そうしなくてもよい。
【０００７】
中央加振機は、中央の回転駆動部内蔵部と前後の偏心フライホイル内蔵部を有し、モーター等の回転駆動部の回転軸と該回転軸両端に一体連動状の前後の偏心フライホイルとの重量アンバランスによる回転数に見合った周波数の上下左右各方向の２軸合成振動を発生する回転式振動発生機であり、回転駆動部内蔵部側に設けた取付脚部を振動台裏面の中央位置に取り付けることで、前後の偏心フライホイルのいわば首振り回転による上下左右各方向への２軸合成振動を振動台に負荷して、同ベッドを上下左右に同時振動させて、ベッド上の試験物を上下左右に加振可能なものであればよい。前後の偏心フライホイルの回転方向および回転数は回転駆動部の回転軸と同じになる。
この中央加振機における回転駆動部は加振機制御部からの信号を受けることにより正逆回転可能であればよく、正回転時（右回転時）には振動台上の試験物が上下左右の各方向に２軸同時振動されながら左方向に振られ、逆回転時（左回転時）には振動台上の試験物が上下左右の各方向に２軸同時振動されながら右方向に振られることになる。
【０００８】
左右一対の加振機は、それぞれ回転駆動部内蔵部と偏心フライホイル内蔵部を有し、モーター等の回転駆動部の回転軸と該回転軸に一体連動状の偏心フライホイルとの重量アンバランスによる回転数に見合った周波数の前後方向の振動を発生する回転式振動発生機であり、それぞれの回転駆動部内蔵部側に設けた取付脚部を振動台裏面中央の左右位置に当該左右の加振機の回転軸線が左右方向に同軸線状に一致して水平状を呈するように取り付けることで、偏心フライホイルのいわば首振り回転による前後方向への振動を振動台に負荷して、同ベッドを前後に同時振動させて、ベッド上の試験物を前後に加振可能なものであればよい。この左右一対の加振機における回転軸と偏心フライホイルの回転方向および回転数は加振機制御部からの信号を受けて同じになる。左右の加振機の回転方向および回転数が異なる場合には、振動台重心軸回りの回転すなわち捩れが発生することになるので不適である。
【０００９】
加振機制御部は、少なくとも中央加振機の回転駆動部を正逆回転制御可能で且つ左右の加振機の回転駆動部を同回転方向および同回転数に回転制御可能であればよい。加振機制御部は、架台に備えてもよいし、別体の専用台に備えるようにしてもよい。
振動調整錘部は、振動台の側縁部に適宜配設されることで振動台の上下左右前後の各方向の振幅比を微調整可能な重量のものであればよく、ベッドの前縁部に配設されると上下振幅を抑制し、左あるいは右側縁部に配設されると左右振幅を抑制する。
【発明の効果】
【００１０】
Ａ．請求項１により、振動台は、当該振動台裏面中央に吊設された中央加振機による上下左右各方向の振動と、同じく裏面に吊設された左右一対の加振機による前後方向の振動とからなる上下左右前後の各方向の合成振動によって３軸同時振動するため、この振動台上に保持される軽量物から重量物までを３軸同時振動試験することができる。
振動台の振動はコイルスプリングに吸収されて架台につたわることがなく、その振動台上において試験物を上下左右前後の各方向に同時に振動させて３軸同時振動試験することができる。
そして、回転駆動部を正逆回転制御することで試験物を３軸同時振動させながら左方向あるいは右方向に振り、トラック、貨車、船等による輸送時における左カーブ走行時あるいは右カーブ走行時と同程度のデータを得ることができる。
しかも、小型および軽量で安価であり、架台のスペースがあればよくて試験場所の制限を受け難い。
したがって、軽量の試験物から１００ｋｇ程度の重量がある試験物まで３軸同時振動試験をすることができ、機器や商品の損傷検証、レトルトパックのピンホール検証、ラベルの黒ずみや剥がれ検証、印刷部の擦れや消え検証、錠剤やビスケットの割れ検証、包装材やパッキング材の選定等の各種用途に有用である。
Ｂ．請求項２により、さらに、中央加振機における前後の偏心フライホイル内臓部と、左右の加振機を、振動台裏面に対して重心軸対称状に吊設することで、振動台の重心バランスすなわち水平バランスが保たれているため、上下左右前後の各方向の振動試験データの精度が高い。
Ｃ．請求項３および４により、さらに、振動台の上下左右前後の振幅比を適宜微調整することで、実車テストに準じる振動試験データを試験室内で模擬的に得ることができ、輸送手段の大半を占めるトラックはもとよりのこと貨車や船等による運送データを事前に掌握して対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１〜図５には本発明の輸送梱包試験装置における実施の１形態を例示しており、架台３０は、底面四隅にロック付キャスター３１を、該各キャスター脇にそれぞれ上下移動調整可能な固定脚３２を備えてあり、移動し易く且つ任意の位置に停止し易く構成してある。
そして、架台３０の上面部３０ａには振動台３３を該振動台裏面四隅のコイルスプリング３４を経て水平状に支持することで、架台３０裏面に吊設した中央加振機３５および左右一対の加振機３６の運転により発生する振動台３３の振動がコイルスプリング３４に吸収されて架台３０に伝わらぬように形成してある。また、振動台３３裏面には振動センサー３３ｅを備えてあり、上下方向（Ｚ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）そして前後方向（Ｙ軸方向）の各振動を検知し、その振動データが加振機制御部４６に送られることで、振動台３３における上下左右前後の各方向の振幅が液晶タッチパネル４７に表示されるようにしてある。
【００１２】
中央加振機３５は、中央の回転駆動部内蔵部３５ａと前後の偏心フライホイル内蔵部３５ｂからなり、回転軸線が前後方向に水平状の回転駆動部３５ｃの回転軸３５ｄと該回転軸３５ｄの前後両端に一体連動状に連係している前後の偏心フライホイル３５ｅとの重量アンバランスによる回転数に見合った周波数の振動すなわち上下左右各方向の合成振動を発生するように構成してある。また、前後の偏心フライホイル３５ｅの偏心度合いを調整摘み部３５ｇの回し操作により増減することで、合成振動を大きく或いは小さく微調整可能にしてある。この中央加振機３５における回転駆動部３５ｃは架台３０に備えられた加振機制御部４６からの信号を受けて正逆回転するようにしてあり、回転軸３５ｄと同一回転軸線上の前後の偏心フライホイル３５ｅが同じ回転方向に同じ回転数で回転するようにしてある。
かかる中央加振機３５は、回転駆動部内蔵部３５ａ側に設けた取付脚部３５ｆを振動台３３裏面中央に、回転駆動部３５ｃの回転軸線が前後方向に水平状で且つ前後の偏心フライホイル内臓部３５ｂが振動台重心軸ａに対して軸対称状になるように、重心バランスを整えてボルト等の固定具により取り付けて吊設することで、この中央加振機３５の運転により発生する上下方向（Ｚ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）の合成振動に基づいて振動台３３が上下方向および左右方向に同時に振動するようにしてある。
【００１３】
左右一対の加振機３６は、回転駆動部内蔵部３６ａと偏心フライホイル内蔵部３６ｂからなり、回転軸線が左右方向に水平状の回転駆動部３６ｃの回転軸３６ｄと該回転軸３６ｄに一体連動状に連係している偏心フライホイル３６ｅとの重量アンバランスによる回転数に見合った周波数の振動すなわち前後方向の振動を発生するように構成してある。また、偏心フライホイル３６ｅの偏心度合いを調整摘み部３６ｇの回し操作により増減することで、振動を大きく或いは小さく微調整可能にしてある。この左右の加振機３６における回転駆動部３６ｃは加振機制御部４６からの信号を受けて回転可能にしてあり、同じ回転方向に同じ回転数で回転するようにしてある。
かかる左右の加振機３６は、それぞれの回転駆動部内蔵部３６ａ側に立設した取付脚部３６ｆを振動台３３裏面における中央加振機３５の左右両脇に、左右の回転駆動部３６ｃの回転軸線が左右方向に水平状の同一回転軸線上に一致し且つ左右の加振機３６が振動台重心軸ａに対して軸対称状になるように、重心バランスを整えてボルト等の固定具により取り付けて吊設することで、この左右の加振機３６の運転により発生する前後方向（Ｙ軸方向）の振動に基づいて振動台３３が上下方向および左右方向に加えて前後方向にも同時に振動して３軸同時振動するようにしてある。
【００１４】
振動台３３は前後に若干長い平面視長方形状のもので、前縁部３３ｂに振動調整錘部３７を適宜配設することにより、中央加振機３５および左右の加振機３６による振動台３３の上下方向と左右方向と前後方向の振幅比が大略１０：８：２になるように調整してある。
この振動台３３上面のテーブル面部３３ａには試験物を保持バンド４１で固定状に保持可能に形成してある。固定バンド４１は弾性伸縮性を有し、バンド４１両端を振動台３３における左右側縁部３３ｃ，３３ｄの止め具３８に係脱可能にしてある。
テーブル面部３３ａには、Ｌ型保持具４２あるいは鉤付きＬ型保持具４３をボルト４５で止着するためのネジ孔３９、十字型保持具４４をボルト４５で止着するためのネジ孔４０をそれぞれ設けてある。
また、振動台３３におけるテーブル面部３３ａおよび保持バンド４１は、試験物との接触面に静電シートを貼着する等して静電処理し、試験時に静電気が発生し難いように静電対策してある。
【００１５】
加振機制御部４６は、中央加振機３５における回転駆動部３５ｃの停始動、正逆回転、運転時間、運転回数等を、左右の加振機３６における回転駆動部３６ｃの停始動、運転時間、運転回数等を、それぞれ液晶タッチパネル４７から入力して３軸同時振動試験を含む輸送梱包試験が行えるようにプログラムされており、また、液晶タッチパネル４７に当該プログラムが表示されるようにしてある。
【００１６】
次に前記した図１の輸送梱包試験装置による試験物の試験状態について図５のグラフを参照しながら説明する。
テーブル面部３３ａにペットボトルが収納された段ボール箱４８を載乗して保持バンド４１で固定する。
然る後に、試験運転を開始し、振動台３３上の段ボール箱４８を上下左右前後の各方向に３軸同時振動させ、運転途中に中央加振機３５の回転駆動部３５ｃを正回転と逆回転に交互に切り換え運転しつつ、一定時間行なった。かかる試験時間（加振時間）は、２０分間で実車による走行距離１０００ｋｍに相当し、４０分で１０００ｋｍ〜２０００ｋｍ、６０分で２０００ｋｍ以上の走行試験をしたことになる。
【００１７】
試験中における振動台３３の振動を振動数（周波数）Ｈｚと加速度振幅ｍｍｐ−ｐと加振時間について計測したところ、振動周波数が２５Ｈｚである時、上下振幅は約１．００ｍｍｐ−ｐ出力（図５の（ａ）参照）、左右振幅は約０．８４ｍｍｐ−ｐ出力（図５の（ｂ）参照）、前後振幅は約０．２５ｍｍｐ−ｐ出力（図５の（ｃ）参照）であった。
こうして試験することにより、実車による輸送時と同様に、段ボール箱４８内の上下左右前後方向に３軸同時振動したペットボトルにおける印刷シールが擦られ合うことで黒ずみを発生しているか否かの確認を目視可能である。また、牛乳パック等の各種パック類の損傷、文字等の印刷のかすれ、レトルトパックのピンホール発生等を検証可能である。
【００１８】
図６には異なる試験物の保持例を示しており、図６の（ａ）では段ボール４８を上下方向への遊動を妨げないように四方からＬ型保持具４２で保持している。図６の（ｂ）ではプラスチックケース４９をＬ型保持具４２と鉤付きＬ型保持具４３で固定状に保持している。図６の（ｃ）では電子部品が入ったトレー５０を段積みして十字型保持具４４で固定状に保持している。
これらの各保持形態によっても同様に各種の試験物を３軸同時振動試験して、黒ずみの発生、損傷、印刷のかすれ、ピンホールの発生等を検証可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の輸送梱包試験装置における実施の１形態を例示している側面図で一部断面している。
【図２】正面図。
【図３】平面図。
【図４】横断平面図。
【図５】（ａ）は振動台の上下方向の振幅を示すグラフ、（ｂ）は振動台の左右方向の振幅を示すグラフ、（ｃ）は振動台の前後方向の振幅を示すグラフで、それぞれ横軸は時間で縦軸は振幅を示している。
【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は各試験物の保持状態をそれぞれ例示している平面図。
【符号の説明】
【００２０】
３０  架台
３０ａ  上面部
３１  ロック付キャスター
３２  固定脚
３３  振動台
３３ａ  テーブル面部
３３ｂ  前縁部
３３ｃ  左側縁部
３３ｄ  右側縁部
３３ｅ  振動センサー
３４  コイルスプリング
３５  中央加振機
３５ａ，３６ａ  回転駆動部内蔵部
３５ｂ，３６ｂ  偏心フライホイル内蔵部
３５ｃ，３６ｃ  回転駆動部
３５ｄ，３６ｄ  回転軸
３５ｅ，３６ｅ  偏心フライホイル
３５ｆ，３６ｆ  取付脚部
３５ｇ，３６ｇ  調整摘み部
３６  左右の加振機
３７  振動調整錘部
３８  止め具
３９，４０  ネジ孔
４１  保持バンド
４２  Ｌ型保持具
４３  鉤付きＬ型保持具
４４  十字型保持具
４５  ボルト
４６  加振機制御部
４７  液晶タッチパネル
４８  段ボール箱（試験物）
４９  プラスチックケース（試験物）
５０  トレー（試験物）
ａ  振動台重心軸
【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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