(Microsoft PowerPoint - \220U\223\256\214v\221\252\203N\203\211\203u \222\361\217o\227p.pptx)

(1)

第11回振動計測クラブ

衝撃試験の必要性と試験規格及び

市場のニーズ

2014/7/9

神栄テクノロジー㈱

(2)

1.衝撃試験の必要性

2.衝撃試験の基礎と試験装置

3.マーケットとニーズ

(3)

１．衝撃試験の必要性

製品のライフサイクル

輸送中の衝撃

製品使用中の

衝撃

(4)

衝撃事象への対策

落下試験

衝撃試験

落下試験

衝撃試験

物流品質向上

輸送環境調査

製品

物流

包装

(5)

加速度

ma

F =

運動方程式

WG

F =

力単位：N（1N=1/9.8kgf）

加速度単位：m/s

2

力単位：kgf（1kgf=9.8N）

加速度単位：G

W=m×g （g=9.8m/s

2

₎

なぜ製品が破損するか？

F：力

m：質量

a：加速度

F：力

W：重量

G：Gファクター（重力加速度の倍数）

m

F

a

(6)

床→⊿t=0.001s（1ms）

a=(4.43-0)/0.001=4430m/s^2

=452G

F=0.06kgf×452G=

27.1kgf

クッション→⊿ｔ=0.1s（100ms）

a=(4.43-0)/0.1=44.3m/s^2

=4.4G

F=0.06kgf×4.4G=

0.27kgf

落下高さ1m

gh

V

₁

₌

₂

NG

OK

=4.43m/s

t

V

a

∆

2

1 −

=

加速度＝単位時間当りの速度の変化量

時間

加速度

パターンA

パターンB

A

B

60gのたまごを落とす

(7)

最大加速度

最大加速度（

（（

（m/s

2 _{or G)}

→大

大

大きいほど

大

きいほど

きいほど大

大

大ダメージ

ダメージ

衝撃作用時間

衝撃作用時間（

（（

（ms））））

→衝突面

衝突面

衝突面（

衝突面

（（

（緩衝材

緩衝材

緩衝材）

））

）の

の材質

の

材質

材質に

に

に影響

影響

(8)

衝撃加速度パルス発生方法

加速度

時間

製品

衝撃テーブル

緩衝体（弾性ゴム）

Acc. Pick-up

ピーク加速度

作用時間

速度変化

(落下高さ)

衝撃試験の規格例

100G_6ms_正弦半波

50G_10ms_台形波

など

落下高さ

(9)

最大加速度（m/s

2

)

最大加速度（G)

作用時間(ms)

50

5

6

60

6

11 …

…

5,000

500

1 15,000

1,500

0.5 30,000

3,000

0.2 30,000

3,000

0.3 50,000

5,000

0.3 100,000

10,000

0.2 ※正弦半波パルス

JIS-C-60068-2-27 環境試験方法-電気電子-衝撃試験方法

作用時間

最大加速度

※のこぎり波パルス

※台形波パルス

適用範囲

この規格は、輸送、保管、荷扱い中、または使用中に衝撃を受ける部品、機器、その他

電気製品（供試品）の試験方法について規定する。

衝撃試験は、基本的には既定のピーク加速度、及び作用時間の標準パルスの波形を

供試品に加える試験である。

9

(10)

加速度

(m/s2)

作用時

間(ms)

部品の場合

機器の場合

300

18 -取り付けの構造上の強度試験。

一般の路上車輛、鉄道車両もしくは輸送用航空機に

取り付けられる機器、または輸送する機器に対する

試験

500

11 一般輸送機関によって輸送する頑丈に包

装された部品に対する試験。

一般輸送機関で輸送する機器または一般

輸送機関に取り付けられている部品に対

する試験、

不整地走行の車両に頑丈に取り付けられている機

器または不整地走行の車両で輸送する機器に対す

る試験。

長期にわたり一般の路上車輛、又は鉄道車両に固

定しないで輸送する機器に対する試験。

工業分野で利用され機械式運搬装置で衝撃を受け

る機器に対する試験。

1000

6 不整地走行の車両で輸送する部品に対す

る試験。

長期にわたり一般の路上車輛、又は鉄道

車両に固定しないで輸送する部品に対す

る試験。

亜音速または超音速の航空機に設置され

ている機器に取り付けられている部品に

対する試験。

路上輸送又は鉄道輸送での過酷な取扱いによる衝

撃を受ける機器に対する試験。

ロケット（宇宙船）のエンジン点火時および段階分離

時、並びに宇宙船のバフェっティング時及び再突入

時における高衝撃に対する試験。

ポータブル機器に対する試験。

5000

1 半導体デバイス、ハイブリッドICを含むIC及

_{びマイクロアセンブリの構造上の強度試験}

陸地、海中、または空気中の爆風によって生じる衝

_{撃を受ける機器に対する試験}

15000

0.5 半導体デバイス、ハイブリッドICを含むICの

_{構造上の強度試験。}

(11)

-11

SRSによる衝撃試験

m1

k1

m2

k2

m3

k3

10Hz

100Hz

500Hz…

SRS（Shock Response Spectrum)

入力

G

F

10Hz

100H

500Hz…

参考規格：JIS-C60068-2-27 付属書B

(12)

加速度

SRSによる衝撃試験

周波数

Cross-over

Frequency

Peak

Acceleration

85Hz

75G

Q ： Quality factor

ζ ：減衰率

例（MIL-STD-810G 516.6)

75G

85Hz

m

k

c

ζ＝

+6dB/oct

試験衝撃パルス

(13)

落下型衝撃試験装置

型式：ASQシリーズ

特徴

・落下型衝撃試験装置

・最大500kg（ASQ-1500)まで試験可

・Max500G 正弦半波パルス

・専用コントローラによる簡易制御

２．衝撃試験装置概要

(14)

振り子型衝撃試験装置

型式：PST-300

特徴

・振り子式卓上小型

・最大800gまで試験可

・Max5000G 正弦半波パルス

・専用コントローラによる簡易制御

(15)

高加速度衝撃試験装置

型式：HDST-２３０

特徴

・落下型衝撃試験装置

・最大10kgまで試験可能

・Max5000G 正弦半波パルス

(16)

JEDEC用衝撃試験装置

型式：HDST-150

特徴

・落下型衝撃試験装置

・JEDEC/JEITA試験対応

(17)

17

超高加速度発生用二次衝撃台

型式：HGP-150

特徴

・超高加速度発生用オプション

・最大10000G～

(18)

分野

対象品

試験規格

家庭・車載用

大型電池等

リチウムイオン電池

UL1642 150G-6ms

UN38

150G-6ms

50G-11ms

車載 HEV BEV 用

リチウムイオン2次電

池のセルの信頼性

IEC-62660-2

車載・その他

密閉型小型2次電池

JISC8712-06

IEC62133:2002

自動車用部品

各種モーター

30000G（社内基準）

電気・電子部品

モバイル機

電気電子-第2-27部

基板の衝撃試験

JIS-C-60068-2-27

JEDEC MIL

米軍・防衛関連

各種装備品

MIL NDS

３．マーケットとニーズ

(19)

19

衝撃試験におけるマーケットとニーズ１

リチウムイオン電池の車載用・家庭用における衝撃試験

試験目的・背景

車載用リチウムイオン電池の普及

により、輸送時やハンドリングなど

で受ける衝撃耐性の評価が必要

試験条件

150G－6ms

50G－11ms（大型製品）

(20)

衝撃試験におけるマーケットとニーズ２

ハンダの接着評価（JEDEC試験）における衝撃試験

試験目的・背景

鉛フリー化等でハンダ接合

部の衝撃耐性の評価試験

が必要になった。

試験条件

1500G－0.5ms

引用：http://www.elnec.co.jp/programming_adapters/sockcon.html 引用：http://www.espec.co.jp/products/test/test14.html

(21)

EIA JEDECとは

EIA ： Electronic Industries Alliance

（米国電子工業会）発行元

JEDEC ： Joint Electron Device Engineering Council

（電子部品の標準化を推進するアメリカの業界団体

「２６０社以上が加盟」）

JEDEC STANDARD JESD22－B111

２００３年７月発行

(22)

JEDEC : drop test 試験機

(23)

ＪＥＤＥＣが要求する衝撃試験条件

(24)

(25)

ﾊﾟｯｹｰｼﾞの取付状態

(26)

落下台

落下衝撃時の瞬断監視

電流源（

MAX１６ch）ｼｮｯｸﾏﾈｼﾞｬｰ波形確認、記録、解析電流出力電圧モニター AMP 加速度センサートリガ入力瞬断計測は落下台につけた加速度センサーにてトリガーをかけて測定データ記録 CFにデーター記録実際にはデバイスは下面になるよう取り付けｷｰｴﾝｽ GR7000 瞬断測定瞬断入力７ｃｈ電圧モニターｷｰｴﾝｽ GR7000 瞬断測定瞬断入力８ｃｈ CFにデーター記録 CFカードでデータの受渡

(27)

瞬断波形の観測結果

１７回目現象無し

(28)

(29)

29

衝撃試験におけるマーケットとニーズ３

モバイルPC、タブレット、スマートフォンにおける衝撃試験

試験目的・背景

米国国防総省の性能試験

MIL-STD-810G Method 516.6-Shock

携帯端末の堅牢さの要求をクリアーし

て一般への販売での差別化をする。

試験条件

高さ1.22mから合板（ラワン材）に製品

を閉じた状態。

6面 12角 8稜 26方向落下する。

(30)

(31)

31

衝撃試験におけるマーケットとニーズ４

電子部品、水晶振動子における衝撃試験

試験目的・背景

最終的に組み込まれる製品

にも因るが、厳しい試験条件

に移行している。

試験条件

①100G 6mssec

②1000G 0.5msec

③1500G 0.5msec

④3000G 0.2msec

⑤5000G 0.3msec

⑦10000G

⑧20000G

⑨30000G

(32)

衝撃試験におけるマーケットとニーズ５

車載用モーターにおける衝撃試験

試験目的・背景

高級車に限らずドアーの開閉や座

席の移動、傾き制御にモーターが

使われており、耐衝撃性が要求さ

れている。

試験条件

明確な基準は無い

30000G 等

引用：http://221616.com/car-topics/a_0000069326.html

(33)

33

試験機の信頼性を担保する衝撃発生装置 PST-300

(34)

神栄テクノロジー㈱WEBサイトアドレス

http://www.yoshida-seiki.co.jp/

本資料に関するお問い合わせはこちらまで

神栄テクノロジー㈱

試験機事業本部

川口和晃

[email protected]

(Microsoft PowerPoint - \220U\223\256\214v\221\252\203N\203\211\203u \222\361\217o\227p.pptx)

第11回振動計測クラブ

衝撃試験の必要性と試験規格及び

市場のニーズ

2014/7/9

神栄テクノロジー㈱

目次

1.衝撃試験の必要性

2.衝撃試験の基礎と試験装置

3.マーケットとニーズ

１．衝撃試験の必要性

製品のライフサイクル

輸送中の衝撃

製品使用中の

衝撃

衝撃事象への対策

落下試験

衝撃試験

落下試験

衝撃試験

物流品質向上

輸送環境調査

製品

物流

包装

加速度

ma

F =

運動方程式

WG

F =

力単位：N（1N=1/9.8kgf）

加速度単位：m/s

力単位：kgf（1kgf=9.8N）

加速度単位：G

W=m×g （g=9.8m/s

)

なぜ製品が破損するか？

F：力

m：質量

a：加速度

F：力

W：重量

G：Gファクター（重力加速度の倍数）

m

F

a

床→⊿t=0.001s（1ms）

a=(4.43-0)/0.001=4430m/s^2

=452G

F=0.06kgf×452G=

27.1kgf

クッション→⊿ｔ=0.1s（100ms）

a=(4.43-0)/0.1=44.3m/s^2

=4.4G

F=0.06kgf×4.4G=

0.27kgf

落下高さ1m

gh

V

1

=

2

NG

OK

=4.43m/s

t

V

V

a

∆

2

1

−

=

加速度＝単位時間当りの速度の変化量

時間

加速度

パターンA

パターンB

₎

₁

₌

₂

_{or G)}