JP2004257774A - Drop testing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼球を所定の高さから被試験体上に落下させて試験を行う落下試験装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、鋼球を所定高さから被試験体に衝突させて衝撃寿命や耐衝撃信頼性などの試験では、鋼球をある高さに1本の細い切離しロープで固定し、これを切断し鋼球を落下させて被試験体に衝突させて、跳ね返ったときに高速巻取り器で鋼球に取りつけた他の1本の巻取りロープを高速巻き取りし、2回目以降の衝突をしないように引き上げることが行われている(特許文献1)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−23438号公報の図1およびその説明である、〔0005〕から〔0009〕参照。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の手法では、鋼球に切離しロープと巻取りロープの2本を取り付けて落下試験を行っているため、落下試験毎に切離しロープを取りつける手間が生じて繰り返して多くの被試験体に試験し難いという問題があると共に、鋼球が跳ね返ったときに高速巻取り器で巻取りロープをタイミング良く巻き取る必要があり、構成および制御が煩雑になってしまうなどの問題があった。
【0005】
本発明は、これらの問題を解決するため、被試験体への鋼球の2度当りを防止し、被試験体上の多数の試験物あるいは多数の被試験体に同じ衝撃加重による落下試験を精度良くかつ迅速に繰り返し行うことを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
図1を参照して課題を解決するための手段を説明する。
【0007】
図1において、被試験体1は、鋼球2を落下させて試験を行う対象である。
鋼球2は、被試験体1に落下して試験を行うものである。
【0008】
ロープ3は、鋼球2を引き上げるものである。
クランプ機構4は、鋼球2を引き上げたロープ3を所定位置でクランプしたり、開放して鋼球2を自由落下させたりするものである。
【0009】
ロック機構5は、鋼球2が自由落下して被試験体1から跳ね返ったときに2回目以降の衝撃しないようにロープ3を引き上げるものである。
【0010】
引上げ機構6は、ロープ3を引き上げて鋼球2を所定位置に調整するものである。
【0011】
巻上げ機構7は、鋼球2が被試験体1にほぼ接するようにロープ3を巻き上げるものである。
【0012】
次に、動作を説明する。
引上げ機構6がロープ3を引き下げて、鋼球2を所定位置まで引き上げて調整し、クランプ機構4がロックを解除して鋼球2を被試験体1上に落下させ、ロック機構5で跳ね返ったときにローラの間にあるロープ3を当該ローラ3側に押し込んで引き上げ、2度衝突を防止するようにしている。
【0013】
この際、鋼球2をロープ3で所定高さに引き上げるとして、ローラで挟まれた間のロープ3をローラで当該ローラの側に押し下げて所定高さまで鋼球2を引き上げ、クランプ機構4でロープ3をロックさせた後、当該ローラをロープと直角方向に移動あるいは回転させて引き抜く引上げ機構6を設けるようにしている。
【0014】
また、巻上げ機構7が鋼球2に取りつけたロープ3の長さについて当該鋼球2を被試験体1に接するように調整した後、引き上げ機構6がロープを引き下げて所定高さに鋼球2を設定するようにしている。
【0015】
また、クランプ機構4として、円筒状のクランプでロープ3を平坦なブロック、あるいは斜めに切り込んだブロックに押しつけてクランプするようにしている。
【0016】
また、ロープ3を取りつけた鋼球2を円錐状に切込みを入れた位置決めブロックに引き込んでクランプして位置決めするようにしている。
【0017】
従って、鋼球2に1本のロープ3を付けて当該ロープ3で所定位置まで引上げてクランプし、クランプを解除して鋼球2を落下させて被試験体1に衝突して跳ね返ってきたときにロック機構5でロープ3を引き上げて所定位置で鋼球を停止させることにより、被試験体1への鋼球2の2度当りを防止し、被試験体1上の多数の試験物あるいは多数の被試験体1に同じ衝撃加重による落下試験を精度良好かつ迅速に繰り返し行うことが可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
次に、図1から図5を用いて本発明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。
【0019】
図1は、本発明のシステム構成図を示す。
図1において、被試験体1は、鋼球2を落下させて試験を行う対象であって、例えばプリント基板や、プリント基板上に多数配置したICパッケージである。鋼球をプリント基板上の半田付けしたICパッケージのケースに落下させ、破断などを電気的にチェックして正常に半田付けされているか検査したり、あるいは所定強度の衝撃を与えて破損しないことを検査したりなどする。
【0020】
鋼球2は、被試験体1に落下して試験を行うものであって、所定の重さと高さから被試験体1に自由落下させて衝撃を与えるものである。通常は、鋼の球である。
【0021】
ロープ3は、鋼球2を引き上げたりなどするものである。
クランプ機構4は、鋼球2を引き上げたロープ3を所定位置でクランプしたり、開放して鋼球2を自由落下させたりなどするものである。
【0022】
ロック機構5は、鋼球2が自由落下して被試験体1から跳ね返ったときに2回目以降の衝突しないようにロープ3を引き上げるものであって、ここでは、3つのローラのうち真中のローラ▲1▼がロープ3を両側のローラの間に挿入してロープ3を引き上げる機構を持つものである。例えば、ローラ▲1▼を両側のローラの間に挿入する機構としては、例えばバネの力で挿入し、ソレノイドあるいはモータでローラ▲1▼を両側のローラとほぼ同じでロープ3の通路を邪魔にしない位置に当該バネの力に逆らって戻してロックしておき、当該ロックを開放することでローラ▲1▼を両側のローラの間に高速に挿入するようにしておけばよい。
【0023】
引上げ機構6は、ロープ3を引き下げて鋼球2を所定位置に持ち上げ(引上げ)て調整し、クランプ機構4がロープ3をクランプしたときに、ロープ3の引下げを開放して鋼球2の自由落下を可能にするものであって、ここでは、3つのローラのうち真中のローラを両側のローラの間に挿入してロープ3を引き下げ、鋼球2を所定位置に持ち上げ調整し、クランプ機構4がロープ3をクランプしたときに、真中のローラを引きぬくあるいは90°回転させてロープ3を開放して鋼球2の自由落下を可能にするものである。
【0024】
次に、図2のフローチャートの順番に従い、図1の構成の動作を詳細に説明する。
【0025】
図2は、本発明の動作説明フローチャートを示す。
図2において、S1は、プリント板をセットする。これは、被試験体1であるプリント板を、図1の被試験体1の位置にセットする。例えば鋼球2が落下して衝突する位置に試験しようとするICパケッジをセット(X、Y移動機構でセット)する。
【0026】
S2は、鋼球2をプリント板上面に接するようにロープ3を調整する。これは、図1の巻上げ機構7を使って、鋼球2が被試験体1であるプリント板の上面に接するようにしたときにロープ3が丁度たるまないように巻き上げたり、巻き戻したりして調整する。
【0027】
S3は、ローラCをおろし、鋼球2を設定高さまで引き上げて、ロープ3をクランプする。これは、図1の引上げ機構6の真中のローラCを図示ようにおろしてロープ3を引き下げ、鋼球2を所定の設定高さまで引き上げた後、クランプ機構4でロープ3をクランプして固定する。
【0028】
S4は、ローラCを90°回転させて退避させる。これは、S3でロープ3をクランプしたので、引上げ機構6のローラ3を90°回転させてロープ3から外し、当該ロープ3につながった鋼球2が自由落下するようにする(図3を用いて後述する)。
【0029】
S5は、クランプを開放およびプリント板の試験開始する。これは、図1のクランプ機構4がロープ3のクランプを開放、および被試験体1であるプリント板に設けた端子からハンダの抵抗や、Pt板のひずみ量などの測定を開始する。
【0030】
S6は、鋼球が落下開始する。これは、S5でロープ3のクランプが開放されたことに対応して、鋼球2が自由落下を開始する。
【0031】
S7は、所定時間を経過か判別する。これは、S6で鋼球が自由落下を開始し、プリント板に衝突して跳ね返えるに必要な時間、例えば0.05秒経過か判別する。YESの場合には、S8に進む。NOの場合には、S7を繰り返し、待機する。
【0032】
S8は、ローラ▲1▼を所定位置まで移動させる。
S9は、鋼球が所定高さで停止する。これらS8、S9は、S7のYESで鋼球2がプリント板に衝突して跳ね返ったと判明(所定時間経過したと判明)したので、図1のロック機構5を構成する3つのローラのうちの真中のローラ▲1▼を図示の右側の所定位置まで移動させてロープ3を引上げ、結果として、鋼球2を所定高さで停止させ、2回目以降のプリント板への衝突を防止する。
【0033】
S10は、試験結果を出力し、判定する。これは、S5でプリント板の試験開始し、S9の鋼球2が停止するまで当該プリント板に衝撃試験用に設けたICパッケージと半田の導通の有無や配線パターンの導通の有無などのデータをもとに試験結果(衝突によるプリント板の試験結果)などを判定する。判定した結果、設定値を越えたら(YES)、試験を終了する。NOの場合に、再び、S1からS14の手順により、鋼球落下試験を続行する。
【0034】
以上によって、被試験体1であるプリント板をセットし、引上げ機構6で鋼球2を所定高さに引き上げ、クランプ機構4でクランプした後、クランプを開放し、鋼球2が自由落下してプリント板に衝突して跳ね返ったときにロック機構5でロープ3を引き上げて鋼球2が2回目以降の衝撃を防止し、衝撃試験を行うことが可能となる。そして、結果を判定し、NOの場合には再び、同じ所に鋼球を落下させパッケージが破壊するまで鋼球を落す。
【0035】
図3は、本発明の引上げ機構例を示す。
図3の(a)は図1の引上げ機構6のローラCを図示の下方に引き下げ、鋼球2を所定の高さに引き上げた状態を示す。この状態で既述したようにクランプ機構4でロープ3をクランプした後(図2のS3のクランプした後)、図示の回転機構61でローラCを90°回転させてロープ3から外すと、図3の(b)の状態に移行する。
【0036】
図3の(b)は、図3の(a)のローラCを回転機構61で90°回転させてロープ3から外した状態を示す。この状態では、ロープ3からローラCが外れており、クランプ機構4がクランプを開放すると、ロープ3につながっている鋼球2が被試験体1に向けて自由落下する。
【0037】
以上によって、引上げ機構6によってロープ3を引き下げて鋼球2を所定高さに設定し(図3の(a)の状態)、クランプ機構4でロープ3をクランプした後、引上げ機構6の真中のローラCをロープ3から外し(図3の(b)の状態)、更に、クランプ機構4でクランプを開放することで鋼球2を自由落下させて被試験体1に衝撃試験することが可能となる。
【0038】
尚、ローラCを回転させてロープ3から外したが、ローラCを垂直方向に移動させてロープ3から外すようにしてもよい。
【0039】
図4は、本発明のクランプ機構例を示す。
図4の(a)は、円筒状のクランプでロープ3を平坦なブロックに押しつけてロープ3をクランプする機構例を示す。この平坦なブロックに押しつけてロープ3をクランプすることを数百回も繰り返すと、ロープ3が徐々につぶされたり、同時に、空気中のチリや埃、油分が当該ロープ3とブロックとの間に蓄積され、ノリ状に変化してくることがあり、これにより、ロープ3のクランプを開放してもブロックの壁にロープ3が固着し、鋼球2が落下しないことが発生することがあるので、これを避けるために図4の(b),(c)に示すようにしてもよい。
【0040】
図4の(b),(c)は、ブロックを斜め方向に切り込んだ面を作成し、この面にロープ3を円筒状のクランプを押しつけてクランプする状態を示す。
【0041】
図4の(b)はクランプ前の状態を示し、図4の(c)はクランプ後の状態を示す。クランプ後の図4の(c)の状態で、クランプを左方向に移動させて開放すると、ロープ3はブロックの面S1から斜め方向(S2の方向)に力が働き、ブロックの面がロープ3と平行の図4の(a)の場合に比してロープ3がブロックの面からはがれやすくなり、チリやホコリや油分の影響を受け難くなる。
【0042】
図5は、本発明の位置決め機構例を示す。これは、既述した図1のクランプ機構4の鋼球2の側に設けた機構であって、鋼球2が丁度納まる円錐状のくぼみを持ち、中心にロープ3を通過させる穴を設けたものである。ロープ3を引き上げて丁度鋼球2の設定高さの位置に当該位置決め機構8を設置することにより、鋼球2が一定位置かつロープ3にぶる下がって振れることを迅速に停止させ、衝撃試験を迅速かつ落下する高さを正確に規定することが可能となる。
【0043】
図6は、本発明の説明図(クランプ)を示す。これは、ひも(ロープ)3をひっぱった状態でクランプを右方向に移動して当該ひも3をクランプすると、ひも3が固着しにくく、クランプを左方向に移動してひも3を開放したときに速やかにブロックから離れて鋼球2の自由落下を可能とする。
【0044】
図7は、本発明のロック機構例を示す。
図7の(a)は基本構想図の例を示し、図7の(b)は実際の構造例を示す。
【0045】
図7の(b)において、
・ブロック▲1▼を上へ回転させてツメをはずす。
【0046】
・レバーは、引張りバネで引張られて左へ移動と同時にローラ▲1▼が右へ移動し、ひも3を引き上げる。
【0047】
以上によって、ツメをはずすと、ひも(ロープ)3を瞬時に引き上げて鋼球2が2度目の衝突をプリント板にすることを防止できる。
【0048】
・ローラ▲1▼を引戻すときは、電磁ソレノイドを用いて引き戻し、ブロック▲1▼のツメを使って固定する(通常は電磁ソレノイドはOFF).
以上によって、次回に、ツメをはずして、ひも(ロープ)3を瞬時に引上げて鋼球2が2度目の衝突をプリント板にすることを防止する準備が完了したこととなる。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、鋼球2に1本のロープ3を付けて当該ロープ3で所定位置まで引上げてクランプし、クランプを解除して鋼球2を落下させて被試験体1に衝突して跳ね返ってきたときにロック機構5でロープ3を引き上げて所定位置で鋼球を停止させる構成を採用しているため、被試験体1への鋼球2の2度当りを防止し、被試験体1上の多数の試験物あるいは多数の被試験体1に同じ衝撃加重による落下試験を精度良好かつ迅速に繰り返し行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全体説明図である。
【図2】本発明の動作説明フローチャートである。
【図3】本発明の引上げ機構例である。
【図4】本発明のクランプ機構例である。
【図5】本発明の位置決め機構例である。
【図6】本発明の説明図(クランプ)である。
【図7】本発明のロック機構例である。
【符号の説明】
1:被試験体
2:鋼球
3:ロープ
4:クランプ機構
5:ロック機構
6:引上げ機構
61:回転機構
7:巻上げ機構
8:位置決め機構[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a drop test apparatus for performing a test by dropping a steel ball from a predetermined height onto a test object.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in tests such as impact life and impact reliability by hitting a steel ball against a test object from a predetermined height, the steel ball is fixed to a certain height with a single thin detached rope, cut and cut. When the ball is dropped and collides with the test object, when it bounces, the other high-speed winding rope attached to the steel ball with the high-speed winder is wound at high speed to prevent the second and subsequent collisions. Lifting is performed (Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
See FIG. 1 of JP-A-11-23438 and its description, [0005] to [0009].
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method described above, since a drop test is performed by attaching a separating rope and a winding rope to a steel ball, it takes time and effort to mount the separating rope for each drop test, so that many tests are performed. In addition to the problem that it is difficult to test the body, when the steel ball bounces, it is necessary to wind up the winding rope with a high-speed winder in a timely manner, and the configuration and control become complicated. .
[0005]
In order to solve these problems, the present invention prevents the steel ball from hitting the test object twice, and performs a drop test by applying the same impact load to many test objects or many test objects on the test object. The purpose is to repeat it accurately and quickly.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the problem will be described with reference to FIG.
[0007]
In FIG. 1, a
The steel ball 2 falls on the
[0008]
The
The
[0009]
The lock mechanism 5 pulls up the
[0010]
The pulling mechanism 6 adjusts the steel ball 2 to a predetermined position by pulling up the
[0011]
The
[0012]
Next, the operation will be described.
The pulling mechanism 6 pulls down the
[0013]
At this time, assuming that the steel ball 2 is pulled up to a predetermined height by the
[0014]
Further, after adjusting the length of the
[0015]
Further, as the
[0016]
In addition, the steel ball 2 to which the
[0017]
Therefore, when one
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the embodiment and operation of the present invention will be sequentially described in detail with reference to FIGS.
[0019]
FIG. 1 shows a system configuration diagram of the present invention.
In FIG. 1, a
[0020]
The steel ball 2 drops on the
[0021]
The
The
[0022]
The lock mechanism 5 pulls up the
[0023]
The pulling mechanism 6 adjusts the steel ball 2 by pulling down the
[0024]
Next, the operation of the configuration of FIG. 1 will be described in detail according to the order of the flowchart of FIG.
[0025]
FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the present invention.
In FIG. 2, a step S1 sets a printed board. In this, the printed board, which is the
[0026]
In step S2, the
[0027]
In step S3, the roller C is lowered, the steel ball 2 is pulled up to the set height, and the
[0028]
In step S4, the roller C is rotated by 90 ° and retracted. Since the
[0029]
In step S5, the clamp is released and the test of the printed board is started. This means that the
[0030]
In S6, the steel ball starts falling. This corresponds to the release of the clamp of the
[0031]
In S7, it is determined whether a predetermined time has elapsed. In step S6, it is determined whether the time required for the steel ball to start free-falling and hitting the printed board and rebounding, for example, 0.05 seconds has elapsed. In the case of YES, the process proceeds to S8. If NO, repeat S7 and wait.
[0032]
In step S8, the roller (1) is moved to a predetermined position.
In S9, the steel ball stops at a predetermined height. In S8 and S9, since it was determined that the steel ball 2 collided with the printed board and rebounded (YES in S7) (it was determined that a predetermined time had elapsed), the middle of the three rollers constituting the lock mechanism 5 in FIG. The roller (1) is moved to a predetermined position on the right side of the drawing to pull up the
[0033]
In step S10, a test result is output to make a determination. This means that the test of the printed board is started in S5 and the data such as the presence / absence of conduction of the solder and the conduction of the wiring pattern with the IC package provided for the impact test on the printed board until the steel ball 2 stops in S9. A test result (a test result of the printed board due to collision) is determined based on the test result. As a result of the determination, if the set value is exceeded (YES), the test is terminated. In the case of NO, the steel ball drop test is continued again according to the procedure from S1 to S14.
[0034]
As described above, the printed board, which is the
[0035]
FIG. 3 shows an example of a pulling mechanism of the present invention.
FIG. 3A shows a state in which the roller C of the pulling mechanism 6 of FIG. 1 is pulled downward in the drawing and the steel ball 2 is pulled up to a predetermined height. In this state, as described above, after the
[0036]
FIG. 3B shows a state in which the roller C of FIG. In this state, the roller C is disengaged from the
[0037]
As described above, the
[0038]
Although the roller C is rotated and removed from the
[0039]
FIG. 4 shows an example of the clamp mechanism of the present invention.
FIG. 4A shows an example of a mechanism for clamping the
[0040]
FIGS. 4B and 4C show a state in which a block is formed by cutting the block diagonally, and the
[0041]
FIG. 4B shows a state before clamping, and FIG. 4C shows a state after clamping. When the clamp is moved to the left and released in the state of FIG. 4C after the clamp, the
[0042]
FIG. 5 shows an example of the positioning mechanism of the present invention. This is a mechanism provided on the side of the steel ball 2 of the
[0043]
FIG. 6 shows an explanatory view (clamp) of the present invention. This is because when the string (rope) 3 is pulled and the clamp is moved rightward to clamp the
[0044]
FIG. 7 shows an example of the lock mechanism of the present invention.
FIG. 7A shows an example of the basic concept diagram, and FIG. 7B shows an actual structure example.
[0045]
In FIG. 7B,
・ Rotate block (1) upward to remove the claws.
[0046]
-The lever is pulled by the tension spring and moves to the left at the same time as the roller (1) moves to the right, and the
[0047]
As described above, when the claws are removed, the string (rope) 3 is instantaneously pulled up, and the steel ball 2 can be prevented from making the second collision with the printed board.
[0048]
• When pulling back the roller (1), pull it back using an electromagnetic solenoid, and fix it using the tab of the block (1) (normally, the electromagnetic solenoid is OFF).
As described above, the preparations for removing the claws and immediately pulling the string (rope) 3 to prevent the steel ball 2 from hitting the printed board the second time are completed.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, one
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall explanatory diagram of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the present invention.
FIG. 3 is an example of a pulling mechanism of the present invention.
FIG. 4 is an example of a clamp mechanism of the present invention.
FIG. 5 is an example of a positioning mechanism of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory view (clamp) of the present invention.
FIG. 7 is an example of a lock mechanism of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Test object 2: Steel ball 3: Rope 4: Clamp mechanism 5: Lock mechanism 6: Pulling mechanism 61: Rotating mechanism 7: Winding mechanism 8: Positioning mechanism
Claims (5)
鋼球をロープで所定高さに引き上げたときに当該ロープをロックするクランプ機構と、
前記クランプ機構がロックを解除して前記鋼球が被試験体上に落下して跳ね返ったときにローラの間にあるロープを当該ローラ側に押し込んで引き上げ、2度衝突を防止するロック機構と
を備えたことを特徴とする落下試験装置。In a drop test device that performs a test by dropping a steel ball from a predetermined height onto a test object,
A clamp mechanism that locks the rope when the steel ball is pulled up to a predetermined height with a rope,
A lock mechanism that releases the rope between the rollers by pushing the rope between the rollers when the steel ball falls on the test object and rebounds when the clamp mechanism releases the lock and the steel ball falls back on the test object, and a lock mechanism that prevents double collision. A drop test device comprising:
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