JP2006214795A - Torsion testing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a torsion fatigue test, while holding an object properly, without being influenced by shrinkage of the object caused by torsion. <P>SOLUTION: This torsion testing device 1 includes a first gripping part 21a and a second gripping part 21b for sandwiching both ends of a circuit board 9 from both main surfaces; a linear rotary bush 32 for supporting rotatably and slidably the second gripping part 21b through a shaft 31; a pulley 341 to which rotation is transferred from a motor; and a linear way 33 capable of sliding the pulley 341 along the shaft 31, while rotating the shaft 31 together with the pulley 341. In the torsion testing device 1, since both ends of the circuit board 9 are sandwiched, even a flexible printed board can be held properly, and even if the circuit board 9 is shrunk by torsion, the second gripping part 21b is slid and moved, to thereby enable the torsion fatigue test to be performed without being influenced by shrinkage. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、対象物のねじりに対する疲労を試験するねじり試験装置に関する。   The present invention relates to a torsion test apparatus for testing fatigue against torsion of an object.

ＩＣカードは、使用者が常時携帯することが想定されており、常にねじれによる外力にさらされる状態にある。普段の人の生活により無意識に、あるいは意図的にＩＣカードが何度もねじられることにより、外観上では変形、亀裂等の不具合、電気的にはリーダライタとの通信不能等の不具合の発生が予想される。一方、電気回路を有するとともに曲げられたりねじられたりする部材として、フレキシブルプリント基板がプリンタといった往復運動を高速にて繰り返す部位を有する電子機器の配線材料として、あるいは、ハードディスク駆動装置、デジタルカメラ、液晶パネル等の組み立て時に柔軟性が求められる部位における高密度配線部材として多用されている。そこで、ＩＣカードや回路基板等のねじり疲労に対する信頼性を確保するために、様々な試験装置が提案されている。   The IC card is assumed to be always carried by the user, and is always exposed to an external force caused by twisting. Due to unintentional or intentional twisting of the IC card many times due to everyday life, defects such as deformation and cracking on the appearance, and inability to electrically communicate with the reader / writer may occur. is expected. On the other hand, as a member that has an electric circuit and is bent or twisted, as a wiring material of an electronic device having a flexible printed circuit board that repeats reciprocating motion at high speed, such as a printer, or as a hard disk drive, digital camera, liquid crystal It is frequently used as a high-density wiring member in a part that requires flexibility when assembling a panel or the like. Therefore, various test apparatuses have been proposed in order to ensure reliability against torsional fatigue of IC cards and circuit boards.

特許文献１には、回路基板アセンブリのはんだ接合を評価するためのねじり試験を行う装置が開示されており、この装置では回路基板アセンブリの両端部がクランプにより強固に保持された上でねじり試験が行われる。ＩＣカードに対するねじり試験としては、例えば、非特許文献１に記載されたものが知られている。非特許文献１に記載された装置では、ＩＣカードの長手方向の両端部が保持部の溝に固定されることなくはめ込まれて（いわゆる、すきまばめにて）ＩＣカードが起立姿勢で保持される。そして、保持部が回動することにより試験が行われる。
特許第２８５９５４９号公報 “ＩＣカードの普及等によるＩＴ装備都市研究事業製造実現性に関する研究報告書（テーマ５）”、３５−３７頁、［online］、財団法人ニューメディア開発協会、［平成１６年１２月２０日検索］、インターネット＜URL:http://www.itcity.jp/itsoubi/pdf/report/kaihatsu/matsushita/matsushita04.pdf＞ Patent Document 1 discloses an apparatus for performing a torsion test for evaluating the solder joint of a circuit board assembly. In this apparatus, the torsion test is performed after both ends of the circuit board assembly are firmly held by clamps. Done. As a torsion test for an IC card, for example, the one described in Non-Patent Document 1 is known. In the apparatus described in Non-Patent Document 1, both end portions of the IC card in the longitudinal direction are fitted into the holding portion without being fixed (so-called clearance fit), and the IC card is held in an upright position. The And a test is performed by a holding | maintenance part rotating.
Japanese Patent No. 2859549 “Research Report on Manufacturing Feasibility of IT Equipment Cities Research Projects by Spreading IC Cards (Theme 5)”, pages 35-37, [online], New Media Development Association, [December 20, 2004 search ] Internet <URL: http: //www.itcity.jp/itsoubi/pdf/report/kaihatsu/matsushita/matsushita04.pdf>

ところで、一般に試験の対象物にねじりを加えると、対象物がねじりの回動軸方向に関して縮むという現象が生じる。したがって、特許文献１のように間隔調整後に固定された２つのクランプで回路基板アセンブリの両端部を強固に固定すると、ねじりと同時に引張変形が生じてしまう。すなわち、特許文献１の装置では、純粋なねじりに対して試験を行っているのではなく、ねじりと引っ張りとの合成試験が行われる。   By the way, in general, when twisting is applied to an object to be tested, a phenomenon occurs in which the object shrinks in the direction of the rotational axis of the twist. Therefore, if both ends of the circuit board assembly are firmly fixed with the two clamps fixed after the interval adjustment as in Patent Document 1, tensile deformation occurs simultaneously with torsion. That is, in the apparatus of Patent Document 1, a test for pure torsion is not performed, but a combined test of torsion and tension is performed.

また、非特許文献１に記載の装置では、ＩＣカードの両端部が強固には固定されず、溝内にて滑ることができるため、ＩＣカードはねじりに伴って自然に縮むことができ、回動軸方向の引っ張りは生じない。しかしながら、疲労試験が進行するに伴ってＩＣカードと溝との間に摩耗が生じるおそれがあり、さらに、対象物がフレキシブルプリント基板のようにシート状の場合は、対象物が重力により変形して保持具から外れたりずれたりしてしまうおそれも考えられる。   Further, in the apparatus described in Non-Patent Document 1, both ends of the IC card are not firmly fixed and can slide in the groove, so that the IC card can be naturally shrunk with twisting and rotating. There is no pulling in the direction of the dynamic axis. However, wear may occur between the IC card and the groove as the fatigue test progresses. Furthermore, if the object is a sheet like a flexible printed circuit board, the object is deformed by gravity. There is also a possibility that the holder may come off or shift.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ねじりにより生じる対象物の縮みの影響を受けることなく、対象物を適切に保持してねじり疲労試験を行うことを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to perform a torsional fatigue test while appropriately holding an object without being affected by the shrinkage of the object caused by torsion.

請求項１に記載の発明は、対象物のねじりに対する疲労を試験するねじり試験装置であって、対象物の一方の端部を把持する第１把持部と、前記対象物の他方の端部を把持する第２把持部と、回動駆動源と、前記第１把持部から前記第２把持部へと向かう所定の中心軸方向に関して前記一方の端部に対する前記他方の端部の相対的な移動をほぼ自由に許容するスライド機構と、前記回動駆動源からの回動を伝達して前記中心軸を中心に前記第２把持部を前記第１把持部に対して相対的に回動させる回動伝達機構とを備える。   The invention according to claim 1 is a torsion test apparatus for testing fatigue against torsion of an object, and includes a first grip part for gripping one end part of the object and the other end part of the object. Relative movement of the other end relative to the one end with respect to the second gripping portion to be gripped, the rotation drive source, and a predetermined central axis direction from the first gripping portion toward the second gripping portion And a slide mechanism that allows the rotation of the second gripping portion relative to the first gripping portion about the central axis by transmitting the rotation from the rotational driving source. A dynamic transmission mechanism.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のねじり試験装置であって、前記スライド機構が、前記対象物の表面と前記第２把持部との間に設けられた複数の転がり部材を備え、前記複数の転がり部材の転がり方向が前記中心軸に平行な方向に拘束される。   The invention according to claim 2 is the torsion test apparatus according to claim 1, wherein the slide mechanism includes a plurality of rolling members provided between the surface of the object and the second gripping portion. A rolling direction of the plurality of rolling members is constrained in a direction parallel to the central axis.

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のねじり試験装置であって、前記対象物が薄板状であり、前記複数の転がり部材のそれぞれが球形であり、前記複数の転がり部材が前記対象物の両主面に沿って前記中心軸に垂直な方向に配列される。   Invention of Claim 3 is a torsional testing apparatus of Claim 2, Comprising: The said target object is a thin plate shape, each of these rolling members is a spherical form, and these rolling members are the said Arranged in a direction perpendicular to the central axis along both main surfaces of the object.

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のねじり試験装置であって、前記第１把持部および前記第２把持部に対して前記対象物の前記一方の端部および前記他方の端部が固定され、前記第１把持部および前記第２把持部により前記一方の端部および前記他方の端部の間に互いに離れる方向に微小な力が与えられる。   The invention according to claim 4 is the torsion test apparatus according to claim 1, wherein the one end and the other end of the object with respect to the first grip portion and the second grip portion. The portion is fixed, and a minute force is applied in a direction away from the one end and the other end by the first grip portion and the second grip portion.

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のねじり試験装置であって、前記対象物に与えられたトルクの反力を計測するセンサと、前記センサからの出力に基づいて前記対象物に生じる異常を検出する異常検出部とをさらに備える。   The invention according to claim 5 is the torsion test apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a sensor for measuring a reaction force of torque applied to the object and an output from the sensor are provided. And an abnormality detection unit that detects an abnormality occurring in the object based on the abnormality.

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のねじり試験装置であって、前記対象物に与えられたトルクの反力を計測するセンサと、前記センサからの出力に基づいて前記対象物に与えられるトルクの最大値が一定になるように前記回動駆動源を制御するフィードバック制御部とをさらに備える。   The invention according to claim 6 is the torsion test apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a sensor for measuring a reaction force of torque applied to the object and an output from the sensor are provided. And a feedback control unit that controls the rotation drive source so that the maximum value of torque applied to the object is constant.

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のねじり試験装置であって、前記対象物が薄板状であり、前記対象物の主面の法線が水平方向を向く。   The invention according to claim 7 is the torsion test apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the object is a thin plate, and a normal line of a main surface of the object is directed in a horizontal direction. .

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のねじり試験装置であって、前記中心軸が鉛直方向を向く。   The invention according to claim 8 is the torsional testing apparatus according to claim 7, wherein the central axis faces the vertical direction.

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載のねじり試験装置であって、前記第１把持部および前記第２把持部に把持された前記対象物を観察する顕微鏡をさらに備える。   The invention according to claim 9 is the torsional testing apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein a microscope for observing the object gripped by the first gripping part and the second gripping part is provided. Further prepare.

請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載のねじり試験装置であって、前記対象物が、電子部品が表面に実装された、または内蔵された回路基板であり、前記回路基板に接続された配線を介して試験途上の前記回路基板を電気的に検査する回路検査部をさらに備える。   The invention according to claim 10 is the torsion test apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the object is a circuit board on which an electronic component is mounted or built-in, A circuit inspection unit that electrically inspects the circuit board under test via wiring connected to the circuit board is further provided.

請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載のねじり試験装置であって、前記対象物の主要部が、フレキシブルプリント基板である。   An eleventh aspect of the present invention is the torsion test apparatus according to any one of the first to tenth aspects, wherein the main part of the object is a flexible printed circuit board.

本発明では、ねじりにより生じる対象物の縮みの影響を受けることなく、対象物を適切に保持してねじり疲労試験を行うことができる。請求項２および３の発明では、対象物と把持部との間に転がり部材を設けることにより、把持部への回動を伝達する機構を簡素化することができる。   In the present invention, the torsional fatigue test can be performed by appropriately holding the object without being affected by the shrinkage of the object caused by torsion. According to the second and third aspects of the present invention, by providing a rolling member between the object and the grip portion, the mechanism for transmitting the rotation to the grip portion can be simplified.

また、請求項４の発明では、対象物が極めて撓みやすい場合であっても、適切にねじり疲労試験を行うことができ、請求項５の発明では、自動的に対象物の異常を検出することができ、請求項６の発明では、最大トルクを一定とする試験を行うことができる。   Further, in the invention of claim 4, even if the object is extremely easy to bend, the torsional fatigue test can be appropriately performed. In the invention of claim 5, abnormality of the object is automatically detected. In the invention of claim 6, it is possible to perform a test in which the maximum torque is constant.

また、請求項７の発明では、対象物に加わる重力の影響を低減することができ、請求項８の発明では、対象物が極めて撓みやすい場合であっても把持および試験を容易に行うことができ、請求項９の発明では、試験中に対象物を観察することができ、請求項１０の発明では、対象物である回路基板の異常を自動的に検出することができる。   In the invention of claim 7, the influence of gravity applied to the object can be reduced, and in the invention of claim 8, gripping and testing can be easily performed even when the object is extremely flexible. In the invention of claim 9, the object can be observed during the test, and in the invention of claim 10, an abnormality of the circuit board as the object can be automatically detected.

図１は、本発明の一の実施の形態に係るねじり試験装置１の構成を示す正面図であり、図２は、ねじり試験装置１の平面図である。ねじり試験装置１は、試験の対象物である電子部品が表面に実装された回路基板や電子部品が内蔵された回路基板（以下、「回路基板」という。）９のねじりに対する疲労を試験する装置である。   FIG. 1 is a front view showing a configuration of a torsion test apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the torsion test apparatus 1. The torsional testing apparatus 1 is an apparatus for testing fatigue against torsion of a circuit board (hereinafter referred to as “circuit board”) 9 in which an electronic component, which is an object to be tested, is mounted on the surface, or a circuit board (hereinafter, referred to as “circuit board”). It is.

ねじり試験装置１は、回路基板９の（Ｘ方向に関して）両側の端部を把持する把持部（以下、（−Ｘ）側の把持部を「第１把持部」２１ａ、（＋Ｘ）側の把持部を「第２把持部」２１ｂという。）を備える。図１および図２に示すように、第１把持部２１ａは、Ｚ方向に伸びる第１回動軸２２ａを中心に回動可能に支持部２３ａに取り付けられており、支持部２３ａはスタッドボルト２４を介して固定ブロック１１に取り付けられる。固定ブロック１１はさらに基台１０に固定される。   The torsional testing apparatus 1 includes a gripping part (hereinafter referred to as a (−X) side gripping part “a first gripping part” 21a and a (+ X) side gripping part of the circuit board 9 (with respect to the X direction). Part is referred to as a “second gripping part” 21b). As shown in FIGS. 1 and 2, the first gripping portion 21 a is attached to a support portion 23 a so as to be rotatable about a first rotation shaft 22 a extending in the Z direction. The support portion 23 a is a stud bolt 24. It is attached to the fixed block 11 via. The fixed block 11 is further fixed to the base 10.

第２把持部２１ｂは、第１回動軸２２ａに平行な第２回動軸２２ｂを中心に回動可能に支持部２３ｂに取り付けられており、支持部２３ｂはシャフト３１を介してリニアロータリブッシュ３２に支持される。シャフト３１はリニアロータリブッシュ３２により、シャフト３１がＸ方向（すなわち、第１把持部２１ａから第２把持部２１ｂへと向かう方向）にスライド可能とされるとともにシャフト３１の中心軸Ｊを中心として回動可能とされる。リニアロータリブッシュ３２はブラケット１２１を介して基台１０に固定される。   The second gripping portion 21b is attached to the support portion 23b so as to be rotatable about a second rotation shaft 22b parallel to the first rotation shaft 22a. The support portion 23b is connected to the linear rotary bush via the shaft 31. 32. The shaft 31 is slidable in the X direction (that is, the direction from the first gripping portion 21 a to the second gripping portion 21 b) by the linear rotary bush 32 and rotates around the central axis J of the shaft 31. It is possible to move. The linear rotary bush 32 is fixed to the base 10 via the bracket 121.

シャフト３１には、第２把持部２１ｂとリニアロータリブッシュ３２との間にリニアウェイ３３が取り付けられ、リニアウェイ３３にはプーリ３４１が固定される。プーリ３４１はリニアウェイ３３により、シャフト３１に沿って滑らかにスライド可能とされる。一方、シャフト３１の表面には、シャフト３１の伸びる方向に沿って溝（図示省略）が形成されており、リニアウェイ３３内のボールがこの溝に係合している。したがって、プーリ３４１が回動すると、シャフト３１がプーリ３４１と共にシャフト３１の中心軸Ｊを中心として回動する。   A linear way 33 is attached to the shaft 31 between the second gripping portion 21 b and the linear rotary bush 32, and a pulley 341 is fixed to the linear way 33. The pulley 341 can be smoothly slid along the shaft 31 by the linear way 33. On the other hand, a groove (not shown) is formed on the surface of the shaft 31 along the direction in which the shaft 31 extends, and the balls in the linear way 33 are engaged with the groove. Therefore, when the pulley 341 rotates, the shaft 31 rotates about the central axis J of the shaft 31 together with the pulley 341.

図１では図示を省略しているが、図２に示すようにプーリ３４１の（−Ｙ）側にはもう１つのプーリ３４２が配置され、プーリ３４１とプーリ３４２との間にはタイミングベルト３４３が架けられる。プーリ３４２はシャフト３５に固定され、シャフト３５はトルクセンサ３６を介してねじり試験の回動の駆動源となるステッピングモータ３７のシャフトに取り付けられる。モータ３７はブラケット１２２を介して基台１０に固定される。   Although not shown in FIG. 1, another pulley 342 is arranged on the (−Y) side of the pulley 341 as shown in FIG. 2, and the timing belt 343 is interposed between the pulley 341 and the pulley 342. It can be built. The pulley 342 is fixed to a shaft 35, and the shaft 35 is attached to a shaft of a stepping motor 37 that is a driving source for rotation of a torsion test via a torque sensor 36. The motor 37 is fixed to the base 10 via the bracket 122.

図３は、第１把持部２１ａおよび第２把持部２１ｂ近傍を拡大して示す図である。図３および図２に示すように、第１把持部２１ａおよび第２把持部２１ｂはそれぞれ、第１回動軸２２ａおよび第２回動軸２２ｂを介して支持部２３ａおよび支持部２３ｂに対して回動可能に取り付けられる把持本体２１１、並びに、把持本体２１１にねじ止めされる把持板２１２を備える。   FIG. 3 is an enlarged view showing the vicinity of the first gripping portion 21a and the second gripping portion 21b. As shown in FIGS. 3 and 2, the first gripping portion 21a and the second gripping portion 21b are respectively connected to the support portion 23a and the support portion 23b via the first rotation shaft 22a and the second rotation shaft 22b. A grip body 211 that is rotatably attached, and a grip plate 212 that is screwed to the grip body 211 are provided.

回路基板９は、Ｘ方向の両端部において第１回動軸２２ａおよび第２回動軸２２ｂに平行な方向（すなわち、Ｚ方向）に伸びるエッジを有する薄板状（シート状を含む。）の部材であり、（−Ｘ）側の端部が第１把持部２１ａにより把持され、（＋Ｘ）側の端部（すなわち、第１回動軸２２ａおよび第２回動軸２２ｂに垂直なＸ方向において、第１把持部２１ａに把持される端部とは反対側の端部）が第２把持部２１ｂにより把持される。   The circuit board 9 is a thin plate (including a sheet) member having edges extending in a direction parallel to the first rotation shaft 22a and the second rotation shaft 22b (that is, the Z direction) at both ends in the X direction. The (−X) side end portion is gripped by the first gripping portion 21a, and the (+ X) side end portion (that is, in the X direction perpendicular to the first rotating shaft 22a and the second rotating shaft 22b). , The end opposite to the end gripped by the first gripping portion 21a) is gripped by the second gripping portion 21b.

具体的には、図２に示すように、回路基板９の（−Ｘ）側および（＋Ｘ）側の端部において、回路基板９の（＋Ｙ）側を向く主面に当接する把持本体２１１に、回路基板９の（−Ｙ）側を向く主面に当接するように把持板２１２が取り付けられることにより、回路基板９の（−Ｘ）側および（＋Ｘ）側の端部が、第１把持部２１ａおよび第２把持部２１ｂにより両主面から強く挟持される。これにより、回路基板９が主面の法線を水平方向（Ｙ方向）に向けて把持される。   Specifically, as shown in FIG. 2, at the (−X) side and (+ X) side ends of the circuit board 9, the gripping body 211 is in contact with the main surface facing the (+ Y) side of the circuit board 9. By attaching the holding plate 212 so as to contact the main surface facing the (−Y) side of the circuit board 9, the (−X) side and (+ X) side ends of the circuit board 9 are first held. It is strongly clamped from both main surfaces by the portion 21a and the second gripping portion 21b. As a result, the circuit board 9 is held with the normal of the main surface directed in the horizontal direction (Y direction).

以上の構造により、ねじり試験装置１では、図２に示すモータ３７に回転量を示すパルス信号が入力されてモータ３７のシャフトが一定角度回動すると、トルクセンサ３６を介しつつプーリ３４２が回動し、さらにタイミングベルト３４３を介してプーリ３４１が回動する。そして、プーリ３４１の回動はシャフト３１に伝えられて第２把持部２１ｂが回動し、回路基板９の第２把持部２１ｂ側の端部がＺ方向に平行な姿勢から所定の角度だけ中心軸Ｊを中心に回動する。すなわち、プーリ３４１，３４２およびタイミングベルト３４３による回動伝達機構により、モータ３７からの回動が伝達されて、中心軸Ｊを中心に第２把持部２１ｂが第１把持部２１ａに対して相対的に回動する。   With the above-described structure, in the torsion test apparatus 1, when a pulse signal indicating the rotation amount is input to the motor 37 shown in FIG. 2 and the shaft of the motor 37 rotates by a certain angle, the pulley 342 rotates through the torque sensor 36. Further, the pulley 341 rotates via the timing belt 343. Then, the rotation of the pulley 341 is transmitted to the shaft 31 and the second gripping portion 21b is rotated, and the end of the circuit board 9 on the second gripping portion 21b side is centered by a predetermined angle from the posture parallel to the Z direction. It rotates about the axis J. That is, the rotation from the motor 37 is transmitted by the rotation transmission mechanism including the pulleys 341 and 342 and the timing belt 343, and the second gripping portion 21 b is relative to the first gripping portion 21 a around the central axis J. To turn.

このとき、ねじりにより回路基板９は僅かにシャフト３１の中心軸Ｊ（回動の中心軸でもある。）の方向に関して縮むが、リニアロータリブッシュ３２がシャフト３１をスライドさせることによりリニアロータリブッシュ３２が中心軸Ｊ方向に関して回路基板９の一方の端部に対する他方の端部の相対的な移動を自由に許容するスライド機構としての役割を果たすため、回路基板９に中心軸Ｊ方向の引張応力が不必要に発生することが防止される。その結果、回路基板９の縮みの影響を受けることなく回路基板９を適切に保持してねじり疲労試験を行うことができる。また、プーリ３４１はリニアウェイ３３によりシャフト３１に対してスライド可能であることから、回路基板９の中心軸Ｊ方向の縮みはシャフト３１への回動の伝達には影響を与えない。   At this time, the circuit board 9 slightly shrinks with respect to the direction of the central axis J of the shaft 31 (which is also the central axis of rotation) due to torsion, but when the linear rotary bush 32 slides the shaft 31, the linear rotary bush 32 is In order to serve as a sliding mechanism that allows the relative movement of the other end portion relative to one end portion of the circuit board 9 with respect to the central axis J direction, the circuit board 9 is not subjected to tensile stress in the central axis J direction. It is prevented from occurring when necessary. As a result, the torsional fatigue test can be performed while appropriately holding the circuit board 9 without being affected by the shrinkage of the circuit board 9. Further, since the pulley 341 is slidable with respect to the shaft 31 by the linear way 33, the contraction of the circuit board 9 in the central axis J direction does not affect the transmission of the rotation to the shaft 31.

さらに、既述のように、第１把持部２１ａおよび第２把持部２１ｂが第１回動軸２２ａおよび第２回動軸２２ｂを中心に回動可能とされることから、回路基板９の両端部が強固に把持される場合であっても回路基板９においてねじりとは関連しない余計な応力の発生を低減することができる。   Further, as described above, since the first gripping portion 21a and the second gripping portion 21b can be rotated around the first rotation shaft 22a and the second rotation shaft 22b, both ends of the circuit board 9 are provided. Even when the portion is firmly gripped, it is possible to reduce generation of extra stress that is not related to torsion in the circuit board 9.

なお、第１回動軸２２ａおよび第２回動軸２２ｂは回路基板９の曲げ疲労試験にも利用することができる。この場合、例えば、基台１０内にX方向に伸びるボールねじ機構を設け、そのナットに第２把持部２１ｂを取り付け、これにより、第２把持部２１ｂよりも（＋X）側のリニアロータリブッシュ３２やモータ３７等の構造が、第２把持部２１ｂをX方向に往復移動する機構に置き換えられる。そして、第２把持部２１ｂの往復移動に伴って回路基板９を曲げる曲げ疲労試験が行われる。このとき、第１回動軸２２ａおよび第２回動軸２２ｂの回動を利用して、回路基板９全体に一様な曲げ応力を発生させることが実現される。   The first rotating shaft 22a and the second rotating shaft 22b can also be used for a bending fatigue test of the circuit board 9. In this case, for example, a ball screw mechanism extending in the X direction is provided in the base 10, and the second gripping portion 21b is attached to the nut, whereby the linear rotary bush 32 on the (+ X) side of the second gripping portion 21b. The structure of the motor 37 and the like is replaced with a mechanism that reciprocates the second gripping portion 21b in the X direction. And the bending fatigue test which bends the circuit board 9 with the reciprocation of the 2nd holding part 21b is performed. At this time, it is realized that uniform bending stress is generated in the entire circuit board 9 by utilizing the rotation of the first rotation shaft 22a and the second rotation shaft 22b.

図２に示すように、ねじり試験装置１は制御部７も備え、制御部７には専用のインターフェイス回路や演算回路等により実現される回路検査部７１および異常検出部７２が設けられる。回路検査部７１は、回路基板９に接続された図示省略の配線を介して試験途上の回路基板９を電気的に検査し、異常検出部７２は、トルクセンサ３６からの出力に基づいて回路基板９に生じる異常（例えば、ねじり疲労による強度低下）を検出する。また、回路基板９の脇には回路基板９の主面を観察するための顕微鏡８も配置される。   As shown in FIG. 2, the torsion test apparatus 1 also includes a control unit 7, and the control unit 7 is provided with a circuit inspection unit 71 and an abnormality detection unit 72 that are realized by a dedicated interface circuit, arithmetic circuit, or the like. The circuit inspection unit 71 electrically inspects the circuit board 9 under test via a wiring (not shown) connected to the circuit board 9, and the abnormality detection unit 72 is based on the output from the torque sensor 36. 9 is detected (for example, strength reduction due to torsional fatigue). A microscope 8 for observing the main surface of the circuit board 9 is also arranged on the side of the circuit board 9.

図４は、ねじり試験装置１による回路基板９のねじり疲労試験の動作の流れを示す図である。回路基板９のねじり疲労試験が行われる際には、回路基板９が第１把持部２１ａおよび第２把持部２１ｂに強固に把持された後、制御部７によりモータ３７が駆動されて回路基板９の第２把持部２１ｂ側の端部（以下、「回動側端部」と呼ぶ。）がＺ方向から所定の角度だけ傾くように回動され、回路基板９にねじりが与えられる（ステップＳ１１）。次に、モータ３７が反対方向に回動し、回路基板９の回動側端部がステップＳ１１の場合とは反対方向にＺ方向から所定の角度だけ傾くまで回動され、回路基板９に反対方向のねじりが与えられる（ステップＳ１２）。その後、往復のねじりが設定回数だけ繰り返される（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１１〜Ｓ１３は高速に繰り返される。制御部７はプログラムにより動作が管理されており、モータ３７の回動角は自在に変更可能とされる。また、ねじりの回数に代えて疲労試験時間が所定時間を超えた時点で疲労試験が自動的に停止してもよい。   FIG. 4 is a diagram showing a flow of operation of the torsional fatigue test of the circuit board 9 by the torsional test apparatus 1. When the torsional fatigue test of the circuit board 9 is performed, after the circuit board 9 is firmly held by the first holding part 21a and the second holding part 21b, the motor 37 is driven by the control part 7 to drive the circuit board 9 The second gripping part 21b side end (hereinafter referred to as “rotation side end”) is rotated so as to be inclined at a predetermined angle from the Z direction, and the circuit board 9 is twisted (step S11). ). Next, the motor 37 is rotated in the opposite direction, and the rotation side end of the circuit board 9 is rotated in a direction opposite to that in the step S11 until it is inclined by a predetermined angle from the Z direction. Directional torsion is provided (step S12). Thereafter, the reciprocating torsion is repeated a set number of times (step S13). Steps S11 to S13 are repeated at high speed. The operation of the control unit 7 is managed by a program, and the rotation angle of the motor 37 can be freely changed. Further, the fatigue test may be automatically stopped when the fatigue test time exceeds a predetermined time instead of the number of twists.

ねじり試験装置１では、回路基板９に対して所定回数の往復のねじり動作が行われる間、トルクセンサ３６により回路基板９に与えられたトルクの反力が継続的に計測されて制御部７の異常検出部７２に送られる。異常検出部７２では、第２把持部２１ｂがＺ方向に対して最大角度まで回動して停止したとき、すなわち、回路基板９のねじり角が最大となったときに、トルクセンサ３６による計測値と、予め異常検出部７２に記憶されているトルクのしきい値とが比較され、計測値がしきい値を下回るか否かが確認される。計測値がしきい値を下回る場合には、回路基板９にねじり疲労により亀裂が生じている可能性が高いため、異常検出部７２が所定の表示部に回路基板９の異常が検出された旨を表示する。そして、異常検出から所定回数ねじりを行った後にねじり試験装置１の動作が停止される（ステップＳ１４）。   In the torsional test apparatus 1, while the circuit board 9 is subjected to a predetermined number of reciprocating torsional operations, the torque reaction force of the torque applied to the circuit board 9 is continuously measured by the torque sensor 36 and the control unit 7 It is sent to the abnormality detection unit 72. In the abnormality detection unit 72, when the second gripping part 21b rotates to the maximum angle with respect to the Z direction and stops, that is, when the torsion angle of the circuit board 9 becomes maximum, the measured value by the torque sensor 36 is measured. And a threshold value of torque stored in advance in the abnormality detection unit 72 is compared to check whether the measured value falls below the threshold value. When the measured value falls below the threshold value, there is a high possibility that the circuit board 9 is cracked due to torsional fatigue, so that the abnormality detection unit 72 detects that the abnormality of the circuit board 9 has been detected on the predetermined display unit. Is displayed. Then, after twisting a predetermined number of times after the abnormality is detected, the operation of the torsion test apparatus 1 is stopped (step S14).

図５は、ねじりの繰返による最大トルクの変化の例を示す図である。図５に示すように、回路基板９に亀裂が生じると最大トルクが大きく低下してしきい値ＴＨを下回る。ねじり試験装置１では、このような最大トルクの変動をトルクセンサ３６を用いてねじり疲労試験中に継続的に計測することができるため、疲労試験中に異常が生じた時点を正確に検出することができる。また、目視等により回路基板９の亀裂等の異常を検出する場合に比べて、より確実に、かつ、自動的に回路基板９の異常を検出することができる。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a change in maximum torque due to repeated torsion. As shown in FIG. 5, when the circuit board 9 is cracked, the maximum torque is greatly reduced and falls below the threshold value TH. In the torsion test apparatus 1, since the fluctuation of the maximum torque can be continuously measured using the torque sensor 36 during the torsional fatigue test, it is possible to accurately detect the time when the abnormality occurred during the fatigue test. Can do. In addition, the abnormality of the circuit board 9 can be detected more reliably and automatically as compared with the case where an abnormality such as a crack of the circuit board 9 is detected by visual observation or the like.

また、疲労試験中は、回路基板９に別途接続された配線を介して回路基板９に形成された配線に所定の電圧が付与され、回路基板９の配線抵抗が制御部７の回路検査部７１により継続的に計測される。そして、回路検査部７１により回路基板９の配線の抵抗が所定のしきい値を超えるか否かが確認され、配線に生じる亀裂がリアルタイムに自動的に検査される。計測値がしきい値を超える場合には、配線にねじり疲労による亀裂が生じている可能性が高いため、回路検査部７１が所定の表示部に回路基板９の異常が検出された旨を表示する。   In addition, during the fatigue test, a predetermined voltage is applied to the wiring formed on the circuit board 9 via the wiring separately connected to the circuit board 9, and the wiring resistance of the circuit board 9 is set to the circuit inspection unit 71 of the control unit 7. Is continuously measured. Then, the circuit inspection unit 71 confirms whether or not the wiring resistance of the circuit board 9 exceeds a predetermined threshold value, and a crack generated in the wiring is automatically inspected in real time. When the measured value exceeds the threshold value, there is a high possibility that the wiring is cracked due to torsional fatigue, so the circuit inspection unit 71 displays on the predetermined display unit that the abnormality of the circuit board 9 has been detected. To do.

異常が検出されると、異常検出から所定回数ねじりを行った後にねじり試験装置１の動作が停止される（ステップＳ１５）。なお、検査対象は配線の亀裂には限定されず、例えば、回路基板９に実装または内蔵されている電子部品の実装状態、電子部品の動作等、回路の様々な部位が正常であるか否かが電気的に検査されてよい。   When an abnormality is detected, the operation of the torsion test apparatus 1 is stopped after twisting a predetermined number of times from the detection of the abnormality (step S15). The inspection target is not limited to a crack in the wiring. For example, whether or not various parts of the circuit are normal, such as the mounting state of the electronic component mounted or built in the circuit board 9 and the operation of the electronic component. May be electrically inspected.

また、疲労試験中は、必要に応じて顕微鏡８を用いてねじり疲労試験中の回路基板９の表面が観察されて亀裂の発生等の異常が確認されてもよく、顕微鏡８にカメラを接続して画像処理により異常が自動的に検出されてもよい。   Further, during the fatigue test, the surface of the circuit board 9 during the torsional fatigue test may be observed using the microscope 8 as necessary to confirm abnormalities such as cracks. A camera is connected to the microscope 8. Thus, the abnormality may be automatically detected by image processing.

以上に説明したように、ねじり試験装置１では、回路基板９の両端部が第１把持部２１ａおよび第２把持部２１ｂによって両主面側から強固に挟持されることにより、回路基板９がねじられる際に回路基板９の端部が把持部からずれることが防止され、薄板状の回路基板９のエッジを摩耗させることなくねじり疲労試験を行うことができる。また、第２把持部２１ｂが第１把持部２１ａに対して回動の中心軸Ｊの方向に自由にスライド可能であることから、ねじりによる回路基板９の縮みの影響を受けないために不要な応力の発生が抑制された理想的なねじりを回路基板９に与えることができる。   As described above, in the torsion test apparatus 1, both ends of the circuit board 9 are firmly clamped from both main surface sides by the first holding part 21a and the second holding part 21b, so that the circuit board 9 is screwed. As a result, it is possible to prevent the end portion of the circuit board 9 from being displaced from the gripping portion, and the torsional fatigue test can be performed without wearing the edges of the thin circuit board 9. Further, since the second gripping part 21b can freely slide in the direction of the central axis J of rotation with respect to the first gripping part 21a, it is unnecessary because it is not affected by the shrinkage of the circuit board 9 due to torsion. An ideal torsion in which the generation of stress is suppressed can be given to the circuit board 9.

さらには、回路基板９の両端部が確実に把持されるため、回路基板９の主要部が剛性の小さいフレキシブルプリント基板であっても適切にねじることができ、ねじり試験装置１はこのような対象物のねじり疲労試験に特に適しているといえる。また、主面の法線を水平方向に向けて回路基板９を把持することにより、重力による回路基板９の撓みの影響を低減しつつねじり疲労試験を行うことも実現される。   Furthermore, since both ends of the circuit board 9 are securely gripped, the main part of the circuit board 9 can be appropriately twisted even if it is a flexible printed board with low rigidity. It can be said that it is particularly suitable for torsional fatigue testing of objects. Further, by holding the circuit board 9 with the normal of the main surface in the horizontal direction, it is possible to perform a torsional fatigue test while reducing the influence of the deflection of the circuit board 9 due to gravity.

なお、ねじり試験装置１では回路基板９に純粋なねじりのみを与えることを目的としているため、回動角は回路基板９が不自然に曲がらない程度の小さなものとして設定される。しかしながら、実際の回路基板９の使用状況を想定して純粋なねじり以外の若干の曲げが生じる程度まで第２把持部２１ｂを回動して試験が行われてもよい。さらに、実際には回路基板９の把持される部位の上下の部分にはねじりに伴う応力集中が生じるが、ねじり試験装置１では両把持部の先端の回路基板９側のエッジには円筒面状の面取りが施され、応力集中の影響を緩和するようにしている。   Since the purpose of the torsion test apparatus 1 is to give only a pure torsion to the circuit board 9, the rotation angle is set as small as the circuit board 9 does not bend unnaturally. However, the test may be performed by rotating the second gripping portion 21b to the extent that a slight bending other than pure torsion occurs, assuming an actual use state of the circuit board 9. Further, in practice, stress concentration due to torsion occurs in the upper and lower portions of the part to be gripped of the circuit board 9, but in the torsional testing apparatus 1, the edge on the circuit board 9 side at the tip of both gripping parts is cylindrical. Chamfering is applied to mitigate the effects of stress concentration.

図６は制御部７の他の例を示す図であり、図７は図６の制御部７によるねじり試験装置１の動作の流れを示す図である。図６に示す制御部７では図２に示す回路検査部７１に代えてフィードバック制御部７３が設けられ、フィードバック制御部７３にはトルクセンサ３６からの出力が入力される。フィードバック制御部７３では、トルクセンサ３６からの出力が所定のトルクを示すようになるまでモータ３７を回動する制御信号が生成され、その結果、回路基板９の回動側端部に与えられるトルクが所定の値になるまで第２把持部２１ｂが回動する。すなわち、ねじりの際に回路基板９に与えられるトルクの最大値を一定に維持するフィードバック制御がフィードバック制御部７３により行われる。   FIG. 6 is a diagram illustrating another example of the control unit 7, and FIG. 7 is a diagram illustrating a flow of operation of the torsion test apparatus 1 by the control unit 7 of FIG. 6. In the control unit 7 shown in FIG. 6, a feedback control unit 73 is provided instead of the circuit inspection unit 71 shown in FIG. 2, and an output from the torque sensor 36 is input to the feedback control unit 73. The feedback control unit 73 generates a control signal for rotating the motor 37 until the output from the torque sensor 36 shows a predetermined torque, and as a result, torque applied to the rotation side end of the circuit board 9. The second gripping portion 21b rotates until becomes a predetermined value. That is, the feedback control unit 73 performs feedback control for maintaining the maximum value of the torque applied to the circuit board 9 at the time of twisting.

図６に示す制御部７を備えるねじり試験装置１では、図７に示すように、フィードバック制御部７３の制御に従って一方向側へと第２把持部２１ｂを所定のトルクとなるまで回動し（ステップＳ２１）、続いてステップＳ２１の場合とは反対方向へと第２把持部２１ｂを所定のトルクが与えられるまで回動し（ステップＳ２２）、これらの往復の回動動作が設定回数行われるまで繰り返される（ステップＳ２３）。   In the torsional testing apparatus 1 including the control unit 7 shown in FIG. 6, as shown in FIG. 7, the second gripping part 21 b is rotated in one direction side to a predetermined torque according to the control of the feedback control unit 73 ( Step S21), and then the second gripping portion 21b is rotated in the opposite direction to the case of Step S21 until a predetermined torque is applied (Step S22), and these reciprocating rotation operations are performed a set number of times. Repeated (step S23).

ねじり試験装置１では、回路基板９に対して往復のねじり動作が行われている間、フィードバック制御部７３からのモータ３７への制御信号が異常検出部７２にも入力され、ねじり角が継続的に計測される。異常検出部７２では、ねじり角が異常に大きくなったと確認された場合には、回路基板９にねじり疲労により亀裂が生じている可能性が高いため、異常検出部７２が所定の表示部に異常が検出された旨を表示する。そして、異常検出から所定回数ねじりを行った後にねじり試験装置１の動作が停止される（ステップＳ２４）。   In the torsional test apparatus 1, while the reciprocating torsional operation is performed on the circuit board 9, a control signal from the feedback control unit 73 to the motor 37 is also input to the abnormality detection unit 72, and the torsion angle is continuously increased. Is measured. In the abnormality detection unit 72, if it is confirmed that the torsion angle has become abnormally large, there is a high possibility that the circuit board 9 is cracked due to torsional fatigue. Is displayed. Then, after twisting a predetermined number of times from the detection of the abnormality, the operation of the torsion test apparatus 1 is stopped (step S24).

以上のようにねじり試験装置１では最大トルクを一定に維持するねじり疲労試験が行われてもよい。   As described above, the torsional testing apparatus 1 may perform a torsional fatigue test that maintains the maximum torque constant.

図８は回路基板９の主面の法線を鉛直方向に対して垂直にしつつ回路基板９の水平方向の両端部を把持する第１把持部２１ａおよび第２把持部２１ｂの他の例を示す正面図であり、図９は平面図である。また、図１０は傾いた第２把持部２１ｂを第１把持部２１ａ側からみた様子を示す図である。図８ないし図１０に示す把持部が利用される場合、図１および図２に示すねじり試験装置１においてリニアロータリブッシュ３２が回転のみをガイドする回転軸受に置き換えられ、リニアウェイ３３が省略されてプーリ３４１がシャフト３１に直接固定される。したがって、第２把持部２１ｂは中心軸Ｊ方向に関して移動不能とされる。   FIG. 8 shows another example of the first holding part 21a and the second holding part 21b that hold both ends of the circuit board 9 in the horizontal direction while making the normal line of the main surface of the circuit board 9 perpendicular to the vertical direction. FIG. 9 is a front view and FIG. 9 is a plan view. FIG. 10 is a view showing a state where the tilted second gripping portion 21b is viewed from the first gripping portion 21a side. When the gripping portion shown in FIGS. 8 to 10 is used, the linear rotary bush 32 is replaced with a rotary bearing that guides only rotation in the torsion test apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2, and the linear way 33 is omitted. A pulley 341 is directly fixed to the shaft 31. Therefore, the second grip portion 21b is immovable with respect to the central axis J direction.

第１把持部２１ａおよび第２把持部２１ｂは同構造となっており、図８および図９中において第２把持部２１ｂ側に符号を付すように、これらの把持部は、横断面が略Ｕ字状の把持本体２１３、把持本体２１３の内側に取り付けられたゴム等の１対の弾性部材２１４、および、弾性部材２１４の内側に取り付けられた１対のガイド部材２１５を備える。ガイド部材２１５の内側（回路基板９側）の面には複数の溝２１５ａが回動の中心軸Ｊに垂直な上下方向に配列して形成されており、各溝２１５ａは中心軸Ｊに平行な方向（すなわち、第１把持部２１ａから第２把持部２１ｂへと向かう方向）へと伸びる。回路基板９の両表面と把持部の各溝２１５ａとの間には複数の転がり部材として金属にて形成された球形のボール２５が挟まれ、複数のボール２５が回路基板９の両主面に沿って中心軸Ｊに垂直な方向に配列される。複数の溝２１５ａにより複数のボール２５の転がり方向がそれぞれ中心軸Ｊに平行な方向に拘束される。   The first gripping portion 21a and the second gripping portion 21b have the same structure. As shown in FIGS. 8 and 9, the gripping portions have a substantially U-shaped cross section so that a reference numeral is attached to the second gripping portion 21b side. It has a letter-shaped gripping body 213, a pair of elastic members 214 such as rubber attached inside the gripping body 213, and a pair of guide members 215 attached inside the elastic member 214. A plurality of grooves 215a are formed on the inner surface (circuit board 9 side) of the guide member 215 so as to be arranged in the vertical direction perpendicular to the central axis J of rotation, and each groove 215a is parallel to the central axis J. It extends in the direction (that is, the direction from the first gripping portion 21a to the second gripping portion 21b). A spherical ball 25 formed of metal as a plurality of rolling members is sandwiched between both surfaces of the circuit board 9 and the grooves 215a of the gripping part, and the plurality of balls 25 are sandwiched between both main surfaces of the circuit board 9. Along the direction perpendicular to the central axis J. The rolling directions of the plurality of balls 25 are constrained in a direction parallel to the central axis J by the plurality of grooves 215a.

ガイド部材２１５は着磁されており、回路基板９が存在しない場合であってもボール２５がガイド部材２１５から脱落しないようにされる。もちろん、ボール保持部材を別途設ける等の他の手法によりボール２５の脱落が防止されてもよい。回路基板９が把持される際には、一方の把持部のボール２５が他方の把持部側へと寄せられた上で回路基板９が他方の把持部側からボール２５の間に挿入され、このとき、弾性部材２１４が僅かに圧縮されることによりボール２５が回路基板９の両主面に押圧され、図９および図１０に示すように回路基板９が把持される。   The guide member 215 is magnetized so that the ball 25 does not fall off the guide member 215 even when the circuit board 9 is not present. Of course, the ball 25 may be prevented from falling off by other methods such as separately providing a ball holding member. When the circuit board 9 is gripped, the circuit board 9 is inserted between the balls 25 from the other gripping part side after the ball 25 of one gripping part is moved toward the other gripping part side. When the elastic member 214 is slightly compressed, the balls 25 are pressed against both main surfaces of the circuit board 9, and the circuit board 9 is gripped as shown in FIGS.

図８ないし図１０に示す把持部の場合もねじり試験装置１の動作は図４や図７に示す動作と同様に行われる。このとき、既述のように第２把持部２１ｂは回動の中心軸Ｊの方向に関して固定されるが、図８ないし図１０に示す把持部ではボール２５を介して回路基板９が把持されるため、回路基板９がねじりにより縮んでもボール２５が転がって回路基板９に中心軸Ｊに平行な引張応力が生じることが防止される。すなわち、図８ないし図１０に示す把持部の場合、ガイド部材２１５および複数のボール２５が中心軸Ｊ方向に関して回路基板９の一方の端部に対する他方の端部の相対的な移動を自由に許容するスライド機構となっている。また、ある程度の径を有するボール２５により、ねじる際に把持部近傍に生じる応力集中も効率よく緩和される。その結果、ねじりにより生じる回路基板９の縮みの影響を受けることなく、回路基板９を適切に保持してねじり疲労試験を行うことができる。   The operation of the torsion test apparatus 1 is performed in the same manner as the operations shown in FIGS. 4 and 7 in the case of the gripping portion shown in FIGS. At this time, as described above, the second gripping portion 21b is fixed with respect to the direction of the central axis J of the rotation, but the circuit board 9 is gripped via the balls 25 in the gripping portion shown in FIGS. Therefore, even when the circuit board 9 is contracted by twisting, the balls 25 are prevented from rolling and tensile stress parallel to the central axis J is generated on the circuit board 9. That is, in the case of the gripping portion shown in FIGS. 8 to 10, the guide member 215 and the plurality of balls 25 can freely allow relative movement of the other end portion with respect to one end portion of the circuit board 9 in the central axis J direction. It is a sliding mechanism. Further, the ball 25 having a certain diameter can effectively relieve stress concentration generated in the vicinity of the grip portion when twisting. As a result, the torsional fatigue test can be performed by appropriately holding the circuit board 9 without being affected by the shrinkage of the circuit board 9 caused by torsion.

図３に示す把持部と図８に示す把持部とを比較した場合、図３の把持部では回路基板９のＸ方向側のエッジ（端面）が常に回動の中心軸Ｊに垂直な直線に維持されるのに対し、図８の把持部ではエッジの歪みが許容されるという点で大きく相違する。既述のように回路基板９はねじりにより若干縮むが、回路基板９の上端および下端近傍ではねじりにより大きく引張応力が生じるため、図８の把持部により把持される場合は、Ｘ方向にのみ注目すると回路基板９の左右両端部の上下部は中央部よりも把持部から引き抜かれる方向に歪むこととなる。このように、図８の把持部では回路基板９の端部の上下方向の各部分が独立して中心軸Ｊに沿う方向に自由にスライド可能とされる。   When the gripping portion shown in FIG. 3 is compared with the gripping portion shown in FIG. 8, in the gripping portion of FIG. 3, the X-direction edge (end surface) of the circuit board 9 is always a straight line perpendicular to the rotation center axis J. In contrast to the above, the gripping portion of FIG. 8 is greatly different in that edge distortion is allowed. As described above, the circuit board 9 is slightly shrunk by twisting, but a large tensile stress is generated by twisting in the vicinity of the upper and lower ends of the circuit board 9. Therefore, when gripping by the gripping part of FIG. Then, the upper and lower portions of the left and right end portions of the circuit board 9 are distorted in the direction of being pulled out from the grip portion rather than the center portion. As described above, in the gripping portion of FIG. 8, the vertical portions of the end portion of the circuit board 9 can be freely slid freely in the direction along the central axis J.

以上の相違から、図８に示す把持部は不要な拘束が全くない状態で回路基板９がねじられる際の疲労試験を行う場合に適しているといえる。一方、図３に示す把持部（およびスライド機構）では回路基板９の両端部の一体的なスライドのみが許容されるため、回路基板９が中心軸Ｊに沿って無限に長く存在する場合と同様のねじりを与えることができ、中心軸Ｊ方向に関して均一なねじりを回路基板９に与える疲労試験を行う場合に適しているといえる。   From the above differences, it can be said that the gripping portion shown in FIG. 8 is suitable for performing a fatigue test when the circuit board 9 is twisted without any unnecessary constraint. On the other hand, since the holding part (and the slide mechanism) shown in FIG. 3 allows only integral sliding of both ends of the circuit board 9, it is the same as when the circuit board 9 exists infinitely along the central axis J. It can be said that this is suitable for a fatigue test in which a uniform twist is applied to the circuit board 9 in the direction of the central axis J.

図１１はさらに他の第１把持部２１ａおよび第２把持部２１ｂを示す正面図であり、図１２は傾いた第２把持部２１ｂを第１把持部２１ａ側からみた様子を示す図である。なお、把持部の平面図は図９とほぼ同様となる。   FIG. 11 is a front view showing still another first gripping portion 21a and second gripping portion 21b, and FIG. 12 is a view showing a state where the tilted second gripping portion 21b is viewed from the first gripping portion 21a side. The plan view of the gripping part is almost the same as that shown in FIG.

図１１および図１２に示す把持部では図８に示すボール２５に代えて、上下方向に長い１対の円筒部材２５ａが転がり部材として把持部と回路基板９の両表面との間に当接するように設けられる。これに合わせて図１１に示すようにガイド部材２１５の溝２１５ｂが上下方向に長い形状とされ、円筒部材２５ａの転がり方向は中心軸Ｊに平行な方向に拘束される。その他の構成は図８の場合と同様であり、同様の符号を付している。また、回動機構側も図８の場合と同様に、図１および図２からリニアウェイ３３を省略し、リニアロータリブッシュ３２に代えて回転のみをガイドする回転軸受が設けられる。   11 and 12, instead of the ball 25 shown in FIG. 8, a pair of cylindrical members 25 a that are long in the vertical direction are in contact with both surfaces of the holding part and the circuit board 9 as rolling members. Provided. Accordingly, as shown in FIG. 11, the groove 215b of the guide member 215 has a shape that is long in the vertical direction, and the rolling direction of the cylindrical member 25a is constrained in a direction parallel to the central axis J. Other configurations are the same as those in FIG. 8, and the same reference numerals are given. Further, as in the case of FIG. 8, the linear mechanism 33 is omitted from FIGS. 1 and 2, and a rotating bearing that guides only the rotation is provided instead of the linear rotary bush 32 on the rotating mechanism side.

図１１および図１２に示す把持部の場合も、ガイド部材２１５が着磁される等の手法により円筒部材２５ａの脱落が防止され、一方の把持部の円筒部材２５ａが他方の把持部側へと寄せられた上で回路基板９の端部が１対の円筒部材２５ａの間に挿入されることにより、円筒部材２５ａが回転しつつ回路基板９の端部が円筒部材２５ａに挟まれて保持される。このとき弾性部材２１４が変形することにより、安定した把持が行われる。   11 and 12, the cylindrical member 25a is prevented from falling off by a method such as magnetizing the guide member 215, and the cylindrical member 25a of one gripping part is moved to the other gripping part side. The end of the circuit board 9 is inserted between the pair of cylindrical members 25a after being pushed, so that the end of the circuit board 9 is sandwiched and held between the cylindrical members 25a while the cylindrical member 25a rotates. The At this time, the elastic member 214 is deformed, whereby stable gripping is performed.

図４や図７に示す動作と同様にねじり疲労試験が行われる場合は、図８の場合と同様に第２把持部２１ｂは回動の中心軸Ｊの方向に関して固定されるが、図１１に示す把持部では円筒部材２５ａを介して回路基板９が把持されるため、回路基板９がねじりにより縮んでも円筒部材２５ａが転がって回路基板９に中心軸Ｊに平行な引張応力が生じることが防止される。すなわち、図１１の示す把持部ではガイド部材２１５および１対の円筒部材２５ａが回路基板９の一方の端部に対する他方の端部の相対的な中心軸Ｊ方向の移動を自由に許容するスライド機構となっている。   When the torsional fatigue test is performed similarly to the operation shown in FIGS. 4 and 7, the second gripping portion 21b is fixed with respect to the direction of the central axis J of the rotation as in the case of FIG. Since the circuit board 9 is gripped through the cylindrical member 25a in the gripping portion shown, the cylindrical member 25a is prevented from rolling and generating tensile stress parallel to the central axis J on the circuit board 9 even when the circuit board 9 is contracted by torsion. Is done. That is, in the gripping portion shown in FIG. 11, the guide member 215 and the pair of cylindrical members 25a freely allow the relative movement of the other end relative to one end of the circuit board 9 in the direction of the central axis J. It has become.

図１１および図１２に示す把持部の場合、円筒部材２５ａと回路基板９との間に滑りが生じない限り回路基板９のエッジ（端面）は回動の中心軸Ｊに対して垂直な直線に維持されることから、ねじりの特性は図３に示す把持部の場合に近くなる。また、ある程度の径を有する円筒部材２５ａにより、ねじる際に把持部近傍にて生じる応力集中も効率よく緩和される。   In the case of the gripping portion shown in FIGS. 11 and 12, the edge (end surface) of the circuit board 9 is a straight line perpendicular to the central axis J of the rotation as long as no slip occurs between the cylindrical member 25a and the circuit board 9. Thus, the torsional characteristics are close to those of the gripping portion shown in FIG. In addition, due to the cylindrical member 25a having a certain diameter, the stress concentration generated in the vicinity of the gripping portion when twisting is also efficiently reduced.

また、図８や図１１に示す把持部の場合、リニアウェイ３３を省略したり、リニアロータリブッシュ３２を通常の回転軸受に変更できるため、把持部へ回動を伝達する機構を簡素化することができる。   Further, in the case of the gripping portion shown in FIG. 8 or FIG. 11, the linear way 33 can be omitted or the linear rotary bush 32 can be changed to a normal rotary bearing, thereby simplifying the mechanism for transmitting the rotation to the gripping portion. Can do.

図８および図１１では、第１把持部２１ａおよび第２把持部２１ｂの双方が、転がり部材であるボール２５や円筒部材２５ａを介して回路基板９を把持するが、一方が図３に示す把持部とされ、回路基板９の一方の端部が固定されるように把持されてもよい。この場合であっても、他方の端部は転がり部材を介して把持されるため、回路基板９における中心軸Ｊ方向の引っ張りの発生が防止される。   8 and 11, both the first gripping portion 21a and the second gripping portion 21b grip the circuit board 9 via the ball 25 and the cylindrical member 25a, which are rolling members, but one grips as shown in FIG. And may be gripped so that one end of the circuit board 9 is fixed. Even in this case, since the other end is gripped via the rolling member, the circuit board 9 is prevented from being pulled in the direction of the central axis J.

図１３は、第１把持部２１ａが図３に示す把持部とされ、第２把持部２１ｂが図８に示すものとされたねじり試験装置１ａを示す正面図である。なお、図１の場合と同様に手前側のモータ３７等の図示を省略している。また、図１からリニアウェイ３３が省略され、リニアロータリブッシュ３２に代えて回転のみをガイドする回転軸受３２ａが設けられる。   FIG. 13 is a front view showing the torsional testing apparatus 1a in which the first gripping part 21a is the gripping part shown in FIG. 3 and the second gripping part 21b is the one shown in FIG. Note that the illustration of the front motor 37 and the like is omitted as in the case of FIG. Further, the linear way 33 is omitted from FIG. 1, and a rotary bearing 32 a that guides only the rotation is provided instead of the linear rotary bush 32.

ねじり試験装置１ａでは、第１把持部２１ａが上側に配置され、第２把持部２１ｂが下側に配置され、回路基板９の法線方向が重力に対して垂直にされるとともに回動の中心軸Ｊが鉛直方向を向く。これにより、例えば、回路基板９が非常に薄いシート状のフレキシブルプリント基板であっても、まず、回路基板９の上端部を上側の第１把持部２１ａにて強固に把持することにより、重力により回路基板９に微小な張力が生じて回路基板９が垂れた状態とされ、その後、第２把持部２１ｂ内のボール２５を専用の治具を用いて僅かに上側に持ち上げた状態で回路基板９の下端部がボール２５の間に挿入される。これにより、極めて撓みやすい回路基板９を容易かつ安定して保持することができ、試験も安定して行うことができる。   In the torsional testing apparatus 1a, the first gripping portion 21a is disposed on the upper side, the second gripping portion 21b is disposed on the lower side, the normal direction of the circuit board 9 is perpendicular to gravity, and the center of rotation The axis J faces the vertical direction. Thereby, for example, even if the circuit board 9 is a very thin sheet-like flexible printed board, first, the upper end portion of the circuit board 9 is firmly held by the upper first holding portion 21a, so that the gravity is reduced. The circuit board 9 is brought into a state in which a minute tension is generated on the circuit board 9 and then the ball 25 in the second gripping portion 21b is slightly lifted upward using a dedicated jig. Is inserted between the balls 25. Thereby, the circuit board 9 which is very easy to bend can be easily and stably held, and the test can be performed stably.

図１４は図１に示すねじり試験装置１の改良例を示す図である。図１４では第２把持部２１ｂよりも（＋Ｘ）側の部位のみを示しており、他の部位は図１と同様であり、以下の説明にて同符号を付す。図１４に示すねじり試験装置１では、シャフト３１の（＋Ｘ）側の末端を（＋Ｘ）側に引っ張るバネ３１ａが設けられ、これにより、第１把持部２１ａおよび第２把持部２１ｂに対して回路基板９の両端部が固定された状態で第１把持部２１ａおよび第２把持部２１ｂにより回路基板９の両端部の間に互いに離れる方向に微小な力が与えられる。この微小な力は試験に影響を与えないように自由状態の第２把持部２１ｂを移動させる最小限の大きさに近いものとされ、回路基板９の一方の端部に対する他方の端部の相対的な移動は、図１の場合と同様にほぼ自由に許容される。   FIG. 14 is a view showing an improved example of the torsion test apparatus 1 shown in FIG. In FIG. 14, only the (+ X) side portion from the second gripping portion 21b is shown, and the other portions are the same as those in FIG. 1, and the same reference numerals are given in the following description. In the torsional test apparatus 1 shown in FIG. 14, a spring 31a is provided for pulling the (+ X) side end of the shaft 31 to the (+ X) side, whereby a circuit is provided for the first gripping part 21a and the second gripping part 21b. In a state where both ends of the substrate 9 are fixed, a minute force is applied between the both ends of the circuit board 9 by the first holding part 21a and the second holding part 21b. The minute force is close to the minimum size for moving the second gripping portion 21b in the free state so as not to affect the test, and the other end relative to one end of the circuit board 9 is relatively small. Similar movement is allowed almost freely as in the case of FIG.

第１把持部２１ａおよび第２把持部２１ｂの間に互いに離れる方向の微小な力を与えることにより、回路基板９が極めて撓みやすく自然に元の形状に戻ることができない場合であっても、ねじりを与えた後に両側から引っ張って元の形状に戻すことが実現される。その結果、このような極めて撓みやすい回路基板９であっても適切にねじり疲労試験を行うことができる。なお、微小な力の付与はバネ３１ａを利用する手法には限定されず、例えば、第２把持部２１ｂを第１把持部２１ａに対して下側に位置するようにねじり試験装置１の姿勢が変更されることにより力の付与が行われてもよい。   Even if the circuit board 9 is very flexible and cannot naturally return to its original shape by applying a minute force in a direction away from each other between the first grip portion 21a and the second grip portion 21b, it is possible to twist It is realized to pull back from both sides and return to the original shape. As a result, the torsional fatigue test can be appropriately performed even with such an extremely flexible circuit board 9. Note that the application of minute force is not limited to the method using the spring 31a. For example, the posture of the torsion test apparatus 1 is such that the second gripping portion 21b is positioned below the first gripping portion 21a. Application of force may be performed by being changed.

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.

例えば、ねじり試験装置では、回路基板９の端部を初期の向きから両側にねじる試験（ねじり角（−θ）〜（＋θ））以外にも、例えば、片側のみにねじる試験（ねじり角０〜（＋θ））が行われてもよい。また、回路基板９を複数回だけ一方側にねじった後に１回だけ他方側にねじることを繰り返す試験等、回路基板９のねじり方向を選択的に決定して試験が行われてもよい。   For example, in the torsion test apparatus, in addition to the test (twist angle (−θ) to (+ θ)) where the end of the circuit board 9 is twisted from the initial direction to both sides, for example, the test (twist angle 0 to 0) (+ Θ)) may be performed. Alternatively, the test may be performed by selectively determining the twisting direction of the circuit board 9, such as a test in which the circuit board 9 is twisted to the one side a plurality of times and then twisted to the other side only once.

また、図１のねじり試験装置１ではリニアウェイ３３が設けられるが、回路基板９のねじりによる縮みが極めて小さい場合には、リニアウェイ３３は省略されても回動の伝達には影響は生じない。   In addition, although the linear way 33 is provided in the torsion test apparatus 1 of FIG. 1, if the shrinkage due to torsion of the circuit board 9 is extremely small, the transmission of the rotation is not affected even if the linear way 33 is omitted. .

ねじり試験装置の異常検出部７２では、トルクセンサ３６からの出力に基づく以外の他の方法によりねじり疲労試験中の回路基板９に生じる異常が検出されてもよい。例えば、回路基板９を一定のトルクとなるまでねじる試験を行う場合には、回路基板９上に歪ゲージが設けられ、計測された歪みに基づいて回路基板９の異常が検出されてもよい。   The abnormality detection unit 72 of the torsion test apparatus may detect an abnormality that occurs in the circuit board 9 during the torsional fatigue test by a method other than based on the output from the torque sensor 36. For example, when a test for twisting the circuit board 9 to a constant torque is performed, a strain gauge may be provided on the circuit board 9 and an abnormality of the circuit board 9 may be detected based on the measured strain.

本実施の形態に係るねじり試験装置は、回路基板９のねじり疲労試験以外にも、例えば、ＩＣカードや電子部品が実装されていない配線基板等の薄板状の対象物、さらには、棒状の対象物等、様々な形状および材質の対象物のねじり疲労試験に利用可能である。   In addition to the torsional fatigue test of the circuit board 9, the torsional testing apparatus according to the present embodiment is, for example, a thin plate-like object such as a wiring board on which an IC card or an electronic component is not mounted, or a rod-like object. It can be used for torsional fatigue testing of objects of various shapes and materials.

本発明は、様々な対象物のねじりに対する疲労を試験するねじり試験装置に利用可能であり、特に、回路基板やＩＣカード等の薄板状の、あるいは、フレキシブルプリント基板等のシート状の対象物の試験に適している。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a torsion test apparatus for testing fatigue against torsion of various objects, and in particular, a thin plate shape such as a circuit board or an IC card or a sheet-like object such as a flexible printed board. Suitable for testing.

ねじり試験装置の構成を示す正面図Front view showing the configuration of the torsion tester ねじり試験装置の構成を示す平面図Plan view showing the configuration of the torsion tester 第１把持部および第２把持部近傍を示す拡大図The enlarged view which shows the 1st holding part and the 2nd holding part vicinity ねじり試験装置の動作の流れを示す図Diagram showing the flow of operation of torsion test equipment ねじり疲労試験におけるねじり回数と最大トルクとの関係を示す図Diagram showing the relationship between the number of twists and the maximum torque in the torsional fatigue test 制御部の他の例を示す図The figure which shows the other example of a control part ねじり試験装置の動作の流れを示す図Diagram showing the flow of operation of torsion test equipment 他の把持部の正面図Front view of other gripping parts 他の把持部の平面図Plan view of other gripping parts 他の把持部の側面図Side view of other gripping parts さらに他の把持部の正面図Still another front view of grip さらに他の把持部の側面図Side view of still another grip ねじり試験装置の他の例を示す正面図Front view showing another example of a torsion tester ねじり試験装置の改良例の一部を示す正面図Front view showing a part of an improved torsion tester

符号の説明Explanation of symbols

１，１ａ ねじり試験装置
８ 顕微鏡
９ 回路基板
２１ａ 第１把持部
２１ｂ 第２把持部
２５ ボール
２５ａ 円筒部材
３１ａ バネ
３２ リニアロータリブッシュ
３３ リニアウェイ
３６ トルクセンサ
３７ モータ
７１ 回路検査部
７２ 異常検出部
７３ フィードバック制御部
２１５ ガイド部材
３４１，３４２ プーリ
３４３ タイミングベルト
Ｊ （回動の）中心軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1a Torsion test apparatus 8 Microscope 9 Circuit board 21a 1st holding part 21b 2nd holding part 25 Ball 25a Cylindrical member 31a Spring 32 Linear rotary bush 33 Linear way 36 Torque sensor 37 Motor 71 Circuit inspection part 72 Abnormality detection part 73 Feedback Control unit 215 Guide member 341, 342 Pulley 343 Timing belt J (Rotating) central axis

Claims (11)

対象物のねじりに対する疲労を試験するねじり試験装置であって、
対象物の一方の端部を把持する第１把持部と、
前記対象物の他方の端部を把持する第２把持部と、
回動駆動源と、
前記第１把持部から前記第２把持部へと向かう所定の中心軸方向に関して前記一方の端部に対する前記他方の端部の相対的な移動をほぼ自由に許容するスライド機構と、
前記回動駆動源からの回動を伝達して前記中心軸を中心に前記第２把持部を前記第１把持部に対して相対的に回動させる回動伝達機構と、
を備えることを特徴とするねじり試験装置。 A torsion test apparatus for testing fatigue against torsion of an object,
A first gripping part for gripping one end of the object;
A second gripping part for gripping the other end of the object;
A rotation drive source;
A slide mechanism that allows a relative movement of the other end portion with respect to the one end portion with respect to a predetermined central axis direction from the first gripping portion toward the second holding portion;
A rotation transmission mechanism for transmitting rotation from the rotation drive source and rotating the second gripping portion relative to the first gripping portion around the central axis;
A torsion testing apparatus comprising: 請求項１に記載のねじり試験装置であって、
前記スライド機構が、前記対象物の表面と前記第２把持部との間に設けられた複数の転がり部材を備え、前記複数の転がり部材の転がり方向が前記中心軸に平行な方向に拘束されることを特徴とするねじり試験装置。 The torsion test apparatus according to claim 1,
The slide mechanism includes a plurality of rolling members provided between the surface of the object and the second grip portion, and a rolling direction of the plurality of rolling members is constrained in a direction parallel to the central axis. A torsion testing apparatus characterized by the above. 請求項２に記載のねじり試験装置であって、前記対象物が薄板状であり、
前記複数の転がり部材のそれぞれが球形であり、前記複数の転がり部材が前記対象物の両主面に沿って前記中心軸に垂直な方向に配列されることを特徴とするねじり試験装置。 The torsion test apparatus according to claim 2, wherein the object has a thin plate shape,
Each of the plurality of rolling members is spherical, and the plurality of rolling members are arranged in a direction perpendicular to the central axis along both main surfaces of the object. 請求項１に記載のねじり試験装置であって、
前記第１把持部および前記第２把持部に対して前記対象物の前記一方の端部および前記他方の端部が固定され、前記第１把持部および前記第２把持部により前記一方の端部および前記他方の端部の間に互いに離れる方向に微小な力が与えられることを特徴とするねじり試験装置。 The torsion test apparatus according to claim 1,
The one end portion and the other end portion of the object are fixed to the first grip portion and the second grip portion, and the one end portion is fixed by the first grip portion and the second grip portion. And a torsional testing apparatus characterized in that a minute force is applied in a direction away from each other between the other end. 請求項１ないし４のいずれかに記載のねじり試験装置であって、
前記対象物に与えられたトルクの反力を計測するセンサと、
前記センサからの出力に基づいて前記対象物に生じる異常を検出する異常検出部と、
をさらに備えることを特徴とするねじり試験装置。 The torsion test apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A sensor for measuring a reaction force of torque applied to the object;
An anomaly detector that detects an anomaly that occurs in the object based on an output from the sensor;
The torsion test apparatus further comprising: 請求項１ないし４のいずれかに記載のねじり試験装置であって、
前記対象物に与えられたトルクの反力を計測するセンサと、
前記センサからの出力に基づいて前記対象物に与えられるトルクの最大値が一定になるように前記回動駆動源を制御するフィードバック制御部と、
をさらに備えることを特徴とするねじり試験装置。 The torsion test apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A sensor for measuring a reaction force of torque applied to the object;
A feedback control unit that controls the rotation drive source so that a maximum value of torque applied to the object is constant based on an output from the sensor;
The torsion test apparatus further comprising: 請求項１ないし６のいずれかに記載のねじり試験装置であって、前記対象物が薄板状であり、
前記対象物の主面の法線が水平方向を向くことを特徴とするねじり試験装置。 The torsion test apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the object is a thin plate.
A torsion test apparatus, wherein a normal line of a main surface of the object is directed in a horizontal direction. 請求項７に記載のねじり試験装置であって、
前記中心軸が鉛直方向を向くことを特徴とするねじり試験装置。 The torsion test apparatus according to claim 7,
A torsion tester characterized in that the central axis is oriented in the vertical direction. 請求項１ないし８のいずれかに記載のねじり試験装置であって、
前記第１把持部および前記第２把持部に把持された前記対象物を観察する顕微鏡をさらに備えることを特徴とするねじり試験装置。 A torsion test apparatus according to any one of claims 1 to 8,
A torsional testing apparatus further comprising a microscope for observing the object gripped by the first gripping part and the second gripping part. 請求項１ないし９のいずれかに記載のねじり試験装置であって、前記対象物が、電子部品が表面に実装された、または内蔵された回路基板であり、
前記回路基板に接続された配線を介して試験途上の前記回路基板を電気的に検査する回路検査部をさらに備えることを特徴とするねじり試験装置。 The torsion test apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the object is a circuit board on which an electronic component is mounted or built in a surface,
A torsional testing apparatus further comprising a circuit inspection unit that electrically inspects the circuit board under test via wiring connected to the circuit board. 請求項１ないし１０のいずれかに記載のねじり試験装置であって、
前記対象物の主要部が、フレキシブルプリント基板であることを特徴とするねじり試験装置。 A torsion test apparatus according to any one of claims 1 to 10,
A torsion test apparatus characterized in that the main part of the object is a flexible printed circuit board.
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