JPH02190742A - 試験片の高速屈曲・振動方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はフレキシブル配線板（ＦＰＣ）　、プラスチッ
クフィルム、布０紙等の屈曲或いは振動疲労検査のため
の高速屈曲・振動方法およびその装置に関する。

（従来の技術） 出願人が提案しているところの試験片の高速屈曲・振動
装置がある（特開昭６３−１４２２３３号参照）。

同￥７ｋｌｆｆ（第６図参照）はマグネット（５０）に
よる内外の強磁性体（５１）（５２）間の磁界中に位置
する振動体（５３）のコイル部（５４）に電流を流して
、同電流の強弱に比例した振動体（５３）の振動運動を
求め、この振動体（５３）の固定部（５５）に固定側端
部（５７）と反対の自由側端部（５８）が取付けられる
試験片（５６）を高速で屈曲或いは振動試験するもので
ある。

この装置では、従前のモーター、偏心カム、可動体によ
る機械的駆動方式に比べ、桁違いの高速屈曲・振動試験
が可能であること、たとえば１０’回以上の屈曲回数を
要求されるディスクドライブ用ケーブルの屈曲試験結果
について機械的駆動方式によるものが約１年半以上かが
るのに比べ、電気的駆動方式のものでは約１ケ月弱で得
られる。

そして、屈曲および撮動幅を、コイルに対する電流調整
によって小から大まで無段階に微調整可能であること、
電気的駆動方式で耐久性に優れていることにより、機械
的駆動方式のものにＪ３ける作動系の摩耗等によるとこ
ろの初期性能を維持できない問題が起らない等の利点を
有しているものである。

（発明が解決しようとする問題点） 斯く有用な前記装置であるが、次の新たな問題が生じた
。

■　振動体のストロークを一定以上大きくすることがで
きない。

■　試験片がブレがらである。

この■、■について原因究明した結果、駆動源である振
動体に取付けられた試験片が、たとえば屈曲試験中にお
いて、その屈曲されて生じた反力で振動体を同振動体の
撮動方向と直交する方向に負荷して働いているからであ
り、振動体のストロークが大きくなるのに比例して前記
負荷は増大し、試験片のブレは大きくなることを知見し
た。そして、この問題は、振動体に駆動源としての働き
と試験片の取付は部としての働きとの双方を求めた手段
にあることを確認した。

本発明は前記の事実関係に基づいて問題解決したもので
、種々の利点をもたらす前記電気的駆動方式による駆動
要素と、試験片の取付は要素とに専業化することにより
、はぼ２倍近くのストロークとブレのない条件下で、試
験片の屈曲或いは撮動による疲労、破断を短時間で求め
ることができるところの高速屈曲・撮動方法および従来
装置の２倍近くのストロークまでブレが生じないように
試験片を高速で屈曲或いは振動せしめることができて、
しかも耐久性に優れるところのその装置を得たものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明の高速屈曲・振動方法では、マグネットによる内
外の強磁性体間の磁界中に振動体のコイル部をタンバー
で納めたそのコイル部に電流を流して、このコイル部と
一体に振動体を横軸線方向に振動せしめ、該振動体に接
続されて且つ同横軸線上を移動可能に案内されている可
動シャフトを通じて、同可動シャフトに固定側端部と反
対の自由側端部が取付けられる試験片を屈曲或いは振動
ならしめることを特徴とする。

そして、本発明の高速屈曲・振動装置では、フレームに
振動体をダンパーで同振動体と一体のコイル部が上記フ
レームと一体の内外の強磁性体間の空間中に位置して且
つ同空間における上記自侭磁性体と一体Ｍ４造状のマグ
ネットによる磁界方向と直交する横＠線方向に振動自在
に備え、この振動体の横軸線上には可動シャフトをエア
スライダーで周横軸線方向に移動可能に案内支持して備
え、前記振動体と可動シャフトを接続すると共に可動シ
ャフトに試験片の自由側端部が取付く固定部を形設し、
該固定部の相対位置には試験片の固定側端部が取付く固
定要素を定設し、上記コイルに周波数変換回路および電
圧調整器を有する制御要素を短絡してなる構成を特徴と
する。

（作　用） ［１が磁界中のコイルに流れるのにともない、その電流
の強さに応じた機械的な力がコイルに働き運動を起こす
ことにより、振動体は横軸線に沿い低速から高速まで自
在に振動し、その振動ストローク相当を可動シャフトが
往復移動する。

そして、可動シャフトがエアスライダーにより空間中に
浮いた状態のほぼ移動抵抗ゼロに案内支持されて横軸線
に沿い規制されて移動し、この可動シャフトに従動して
試験片も同速度で屈曲或いは振動されることになり、且
つ振動体の振動方向も横軸線に沿い規制されて振動する
ことになる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施の一例を説明する。

第１図は第一発明の高速屈曲・撮動方法を実施するため
に開発した第二発明の高速屈曲・振動装置！（Ａ）の概
略を例示している。

この装置（Ａ）は加振要素（１）と取付は要素（２）と
制御ｌ要素（３）とで構成している。

加振要素（１）はベース（４）に起立状のフレーム（５
）に振動体（６）をダンパー（７）で振動体（６）のコ
イル部（８）がフレーム（５）と一体の内外の強磁性体
（９）（１０）間の空間（Ｓ）中に位置して且つ空間（
Ｓ）における自侭磁性体（９）（１Ｇ＞と一体構造状の
マグネット（１１）による磁界方向と直交する横＠線方
向に振動自在に備えている。

ダンパー（７）は振幅良好なコルゲーションダンパーで
、−層で良く、コイルｌ４（８）がその振動中に空間（
Ｓ）形成面を摺擦することがない。

ボール状の内側の強磁性体（９）は隙間（Ｓ）の形成面
部（９ａ）を除いて小径状に形成していて、ＦＲ動体（
６）と取付は要素（２）における可動シャフト（１２）
との接続関係で振動体（６）の振動軸線が設定された軸
線から多少傾いた場合でも、その小径部分（９ｂ）にコ
イル部（８）が摺擦しないようにしている。

そして、振動体（６）のコイル部（８）には制御要素（
３）が短絡している。

取付は要素（２）はベース（４）に起立状の支持体（１
３）には可動シャフト（１２）を左右一対のエアスライ
ダー（１４）（１４）で前記振動体（６）の横軸線と同
一軸線上を往復移動自在に案内支持して備え、この可動
シャフト（１２）は振動体（６）と一体運動状に接続し
ている。

又、支持体（１３）にはエアスライダー（１４Ｈ４）間
の上下に固定要素（１５Ｈ５）が、両エアスライダー（
１４）の間の可動シャツ１−（１２）部分におｔプる上
下のシャツ１−面の固定部（１６）（１６）と夫々対峙
するように設けられている。

エアスライダー（１４）（１４）は周知の機ａ構造のも
ので、可動シャフト（１２）をエアー圧で浮いた状態に
案内支持して、同シャフトが移動抵抗をほとんど受けな
い状態で振動体（６）に従動するようにしている。

固定要素（１５）（１５）は摘み（１７）（１７）を回
し操作することで上下に移動自在にしてあり、固定部（
１６）との間隔を調整して試験片（８）の曲率半径を約
２〜２０＃ｌまで可変可能にしており、屈曲試験が種々
の曲率半径で行ないえるようにしている。

又、この固定要素（１５）および固定部（１６）につい
ては、−或いは三以上に増減するも良く、−回当りの試
験片数を選択し得るようにする。

制御要素（３）は、コイル部（８）に流れる電流の周波
数変換器を有して振動体（６）の振動速度を０〜３００
０サイクル／分まで調整可能な制御部（１８）　、コイ
ル部（８）に流れる電流の電圧を調整して振動体（６）
の撮動ストロークを最大６Ｏ，。

程度まで増減可能な電圧調整器（１９）と、支持体（１
３）側における可動シャフト（１２）端位置に定設され
て、ａＩＩＪｉｌｌ要素（３）における周波数変換回路
と連絡して可動シャフト（１２）の振動数をカウントし
且つストＯ−りを計測するカウンタ（２０）により構成
している。

これにより、試験片（Ｂ）の両端を固定部（１６）と固
定要素（１５）に口って架装して、制御要素（３）によ
りコイル部（８）に流れる電流の周波数と電圧を調整且
つカウンタ（２０）でそのストロークおよび撮動数を確
認しながら、振動体（６）の振動速度およびストローク
を制御して、試験片（Ｂ）の屈曲疲労或いは振動疲労さ
らには破断を格段早くチエツクできることになる。

第３図には試験片（Ｂ）が［ＰＣである場合における他
の制御要素（３）を例示しており、制御要素（３）は、
ＦＰＣ（Ｂ）の導体パターンに電流を流して、屈曲によ
る金属疲労によって増加する導体抵抗を測定し且つ導体
の破断を検知する破断検知・抵抗測定部（２１）　、導
体の抵抗増加の層歴を記録する抵抗記録計（２２）、振
動体（６）の振動数すなわちＦＰＣ（Ｂ）の屈曲回数を
デジタル表示する表示部（２３）をも備えている。

これにより、ＦＰＣ（Ｂ）の屈曲回数を表示部（２３）
で視認し、抵抗記録計（２２）により導体の破断時期を
予測し、その破断すなわち断線を、断線と同時に振動体
（６）そしてカウンタ（２０）が停止することにより、
表示部（２３）からその破断時の屈曲回数を確認し、又
、抵抗記録計（２２）によっても破断状況を確認できる
ことになる。

第４図はＦＰＣ（Ｂ）の他の屈曲試験タイプの装置１１
１（Ａ）を例示しており、その基本的な構成は変わらな
いので説明を省略する。

この装置（Ａ）における固定要素（１５）は第１図に例
示した装！（Ａ）における固定要素（１５）と同構成に
なっている。

そして、制御要素（３）はＦＰＣ（Ｂ）の屈曲部分を間
に対峙して且つ導体の破断を検知する一対の光電スイッ
チ（２４）（２４）　、　２ｉ１１御部（１８）におけ
る周波数変換回路と連絡して振動体（６）の振動数すな
わちＦＰＣ（Ｂ）の屈曲回数をカウントし且つストロー
クを計測するカウンタ（２５）　、その屈曲回数をデジ
タル表示する表示部（２６）をも備えている。

これにより、ＦＰＣ（Ｂ）の屈曲回数を表示部（２６）
で視認しながら、その導体の断線を光電スイッチ（２４
）（２４）で検知し、同時に振動体（６）モしてカウン
タ（２５）が停止することにより、表示部（２６）から
その破断時の屈曲回数を確認できることになる。

又、この装置（Ａ）ではＦＰＣ以外の例えばプラスチッ
クフィルム、金属フィルム、紙等の屈曲或いは振動によ
る疲労に基づく破断試験に有効である。

数表は、第１図に例示した本発明の装置ｆｆ１（Ａ）と
第６図の従来装置のストロークおよびプレの有無そして
ＦＰＣ（Ｂ）の屈曲試験（屈曲回数１０８回）に要した
日数を示している。

尚、屈曲試験は次の条件で実施した。

ＦＰＣ：厚さ８５μ（ベース２５μ、銅箔３５μ、カバ
ー２５μ） ＦＰＣの屈曲半径＝１５ｎ 屈曲速度二本発明３０００サイクル／分。

従来ＪＰＣＡ１２０サイクル／分 ストＯ−り：２Ｇｍ （発明の効果） したがって、本発明方法によれば次の利点がある。

■　可動シャフトを通じた電気的駆動方式であるから、
試験片の屈曲或いは振動を従来の倍近くのストロークま
でプレが全く起らない状態で高速実施できると共に、そ
の疲労状態或いは破断状態の結果を比較的短時間に求め
ることができる効果がある。

そして、本発明装置により、次の利点がある。

■　試験片を低速から高速まで所望の速度で屈曲或いは
振動せしめることができると共にそのストＯ−りについ
て従来の倍近くの範囲まで所望の値で行なうことができ
、様々なストロークの条件下で試験片をプレさせず、又
、一方の試験片が折損等を生じた場合にも、他方の試験
片および振動体に悪影響を及ぼさずに、連続して高速屈
曲或いは振動せしめてテストすることができる。

■　耐久性に優れ、一定条件で連続運転して、試験片を
高い精度で高速屈曲或いは振動し続けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の試験片の高速屈曲・振動装置の概略を
例示している断面図で、第２図は制御要素のブロック図
、第３図は他の制御要素のブロック図。第４図は他の装
置を例示した正面図で一部断面しており、第５図は同装
置における制御要素のブロック図。第６図は従来の屈曲
・振動装置の概略を示す断面図である。 図中 （Ｂ） は試験片　　　（Ｓ）は空間 は加振要素　　（２）は取付は要素 は制御要素　　（５）はフレーム は振動体　　　（７）はダンパー はコイル部　　（９）（１Ｇ）は強磁性体はマグネット
　（１２）は可動シャフトはエアスライダー は固定要素　　（１６）は固定部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マグネットによる内外の強磁性体間の磁界中に振
   動体のコイル部をダンパーで納めたそのコイル部に電流
   を流して、このコイル部と一体に振動体を横軸線方向に
   振動せしめ、該振動体に接続されて且つ同横軸線上を移
   動可能に案内されている可動シャフトを通じて、同可動
   シャフトに固定側端部と反対の自由側端部が取付けられ
   る試験片を屈曲或いは振動ならしめることを特徴とする
   試験片の高速屈曲・振動方法。
2. （２）フレームに振動体をダンパーで同振動体と一体の
   コイル部が上記フレームと一体の内外の強磁性体間の空
   間中に位置して且つ同空間における上記両強磁性体と一
   体構造状のマグネットによる磁界方向と直交する横軸線
   方向に振動自在に備え、この振動体の横軸線上には可動
   シャフトをエアスライダーで周横軸線方向に移動可能に
   案内支持して備え、前記振動体と可動シャフトを接続す
   ると共に可動シャフトに試験片の自由側端部が取付く固
   定部を形設し、該固定部の相対位置には試験片の固定側
   端部が取付く固定要素を定設し、上記コイル部に周波数
   変換回路および電圧調整器を有する制御要素を短絡して
   なる試験片の高速屈曲・振動装置。