特許 6485963 落下装置および落下方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6485963

(24)【登録日】2019年3月1日

(45)【発行日】2019年3月20日

(54)【発明の名称】落下装置および落下方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/303 20060101AFI20190311BHJP

【ＦＩ】

   G01N3/303 A

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-149521(P2015-149521)

(22)【出願日】2015年7月29日

(65)【公開番号】特開2017-32295(P2017-32295A)

(43)【公開日】2017年2月9日

【審査請求日】2018年4月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000224101

【氏名又は名称】藤森工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100155066

【弁理士】

【氏名又は名称】貞廣 知行

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(72)【発明者】

【氏名】福田 耕治

(72)【発明者】

【氏名】小野 松太郎

【審査官】 伊藤 昭治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−３４４２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１７４５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５０２６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６５０８１０３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００４−０４５３３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３／３０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被落下物を挟み込んで保持する状態と、前記被落下物の挟み込みを解除する状態とが可能となるように、開閉可能に構成された第１の保持部材および第２の保持部材からなる保持治具と、
前記保持治具の移動を案内する案内機構とを有し、
前記案内機構は、前記第１の保持部材を案内する第１の案内軌道と、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材の開閉中心部を案内する第２の案内軌道と、前記第２の保持部材を案内する第３の案内軌道と、を備え、
前記第１の保持部材は、前記第１の案内軌道に沿って移動可能な第１の結合部を有し、
前記開閉中心部は、前記第２の案内軌道に沿って移動可能な第２の結合部を有し、
前記第２の保持部材は、前記第３の案内軌道に沿って移動可能な第３の結合部を有し、
各結合部が各案内軌道に沿って移動する際、前記第１の結合部と前記第３の結合部との距離が拡大することにより、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材が開いた状態となり、前記第１の結合部と前記第３の結合部との距離が縮小することにより、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材が閉じた状態となり、
前記案内機構は、前記第１の保持部材に対して前記第２の保持部材を上方に開いて前記被落下物を前記第１の保持部材の上に載置可能とする載置部と、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材を閉じて前記被落下物を前記第１の保持部材および前記第２の保持部材の間に挟み込んで保持させるチャック部と、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材を下向きに開いて前記被落下物を落下させる姿勢とする落下部と、前記チャック部から前記落下部に至る間で、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材が閉じて前記被落下物を挟み込んで保持した状態で前記第１の保持部材および前記第２の保持部材を移動させることが可能な移動部と、を有し、
前記第１の保持部材および前記第２の保持部材は、前記案内機構に沿って、前記載置部、前記チャック部、前記移動部、前記落下部の順に移動可能であり、前記チャック部において、前記第１の保持部材に対して前記第２の保持部材が上側となる姿勢で横向きに移動し、前記落下部において、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材が開く側を下方とする姿勢で上向きに移動する構成であることを特徴とする落下装置。

【請求項2】

前記載置部から前記チャック部にかけて、前記第２の案内軌道と前記第３の案内軌道との間隔が縮小し、前記落下部では、前記第１の案内軌道と前記第３の案内軌道との間隔が徐々に増加することを特徴とする請求項１に記載の落下装置。

【請求項3】

前記落下装置が落下試験機であることを特徴とする請求項１または２に記載の落下装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の落下装置を用いた落下方法であって、
前記載置部において、前記第１の保持部材に対して前記第２の保持部材が上方に開いた状態とする工程と、
前記第１の保持部材の上に前記被落下物を載置する工程と、
前記チャック部において、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材が閉じて前記被落下物を挟み込んで保持する工程と、
前記移動部において、前記被落下物を挟み込んで保持した状態で前記第１の保持部材および前記第２の保持部材を移動させる工程と、
前記落下部において、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材が下向きに開いて前記被落下物を落下させる工程と、を有することを特徴とする落下方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物品を所定の高さまたは位置から落下させる、落下装置および落下方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば内容物を充填した容器（バッグ、パウチ等）においては、所定の高さから落下しても容器の破損や内容物の漏洩のないことが求められている。
特許文献１，２には、ディスク（円盤）等の物品を紐状体にぶら下げ、紐状体の引き上げと、紐状体に対する係合の解除とを繰り返すことにより、物品が破壊されるまでの落下回数を測定可能にした落下試験機が記載されている。
特許文献３には、被試験物を保持部に紐状素材により連結することで、被試験物に任意の姿勢を取らせて落下させる落下試験装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第２６９８４１１号公報

【特許文献2】特許第２７０４７４８号公報

【特許文献3】特開２０００−６５６７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１〜３に記載の装置によれば、いずれも物品を紐に取り付けたまま落下させている。このため、物品に紐を取り付ける作業が煩雑である、途中で紐の取り付けが緩んだり紐が絡んだりすると、試験が正常に実施されない等の問題がある。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、作業性よく、物品を所定の高さまたは位置から落下させることが可能な、落下装置および落下方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するため、本発明は、被落下物を挟み込んで保持する状態と、前記被落下物の挟み込みを解除する状態とが可能となるように、開閉可能に構成された第１の保持部材および第２の保持部材からなる保持治具と、前記保持治具の移動を案内する案内機構とを有し、前記案内機構は、前記第１の保持部材を案内する第１の案内軌道と、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材の開閉中心部を案内する第２の案内軌道と、前記第２の保持部材を案内する第３の案内軌道と、を備え、前記第１の保持部材は、前記第１の案内軌道に沿って移動可能な第１の結合部を有し、前記開閉中心部は、前記第２の案内軌道に沿って移動可能な第２の結合部を有し、前記第２の保持部材は、前記第３の案内軌道に沿って移動可能な第３の結合部を有し、各結合部が各案内軌道に沿って移動する際、前記第１の結合部と前記第３の結合部との距離が拡大することにより、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材が開いた状態となり、前記第１の結合部と前記第３の結合部との距離が縮小することにより、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材が閉じた状態となり、前記案内機構は、前記第１の保持部材に対して前記第２の保持部材を上方に開いて前記被落下物を前記第１の保持部材の上に載置可能とする載置部と、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材を閉じて前記被落下物を前記第１の保持部材および前記第２の保持部材の間に挟み込んで保持させるチャック部と、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材を下向きに開いて前記被落下物を落下させる姿勢とする落下部と、前記チャック部から前記落下部に至る間で、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材が閉じて前記被落下物を挟み込んで保持した状態で前記第１の保持部材および前記第２の保持部材を移動させることが可能な移動部と、を有し、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材は、前記案内機構に沿って、前記載置部、前記チャック部、前記移動部、前記落下部の順に移動可能であり、前記チャック部において、前記第１の保持部材に対して前記第２の保持部材が上側となる姿勢で横向きに移動し、前記落下部において、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材が開く側を下方とする姿勢で上向きに移動する構成であることを特徴とする落下装置を提供する。

【0007】

前記載置部から前記チャック部にかけて、前記第２の案内軌道と前記第３の案内軌道との間隔が縮小し、前記落下部では、前記第１の案内軌道と前記第３の案内軌道との間隔が徐々に増加する構成を採用することも可能である。
前記落下装置が落下試験機であってもよい。

【0008】

上記の落下装置を用いた落下方法は、前記載置部において、前記第１の保持部材に対して前記第２の保持部材が上方に開いた状態とする工程と、前記第１の保持部材の上に前記被落下物を載置する工程と、前記チャック部において、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材が閉じて前記被落下物を挟み込んで保持する工程と、前記移動部において、前記被落下物を挟み込んで保持した状態で前記第１の保持部材および前記第２の保持部材を移動させる工程と、前記落下部において、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材が下向きに開いて前記被落下物を落下させる工程と、を有することができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、作業性よく、物品を所定の高さまたは位置から落下させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の落下装置の一例を示す斜視図である。

【図2】載置部における動作の一例を示す側面図である。

【図3】チャック部における動作の一例を示す側面図である。

【図4】移動部における動作の一例を示す側面図である。

【図5】落下部における動作の一例を示す側面図である。

【図6】保持部材と案内軌道との間の結合構造の一例を示す、図５のＳ−Ｓ線に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。図１に、本発明の落下装置１０の一例を示す。この落下装置１０は、被落下物を保持する保持治具３０と、保持治具３０の移動を案内する案内機構２０を有する落下装置本体１１を有する。図１の落下装置本体１１は、正面と上面が開放された箱状または枠状である。落下装置本体１１の左右の側部１３に、それぞれ案内機構２０が設けられている。落下装置１０を落下試験機（落下試験装置）として用いる場合、被落下物は被試験体である。

【0012】

保持治具３０は、開閉中心部３３を中心として相互に開閉可能に構成された第１の保持部材３１および第２の保持部材３２を有する。以下、本明細書では、第１の保持部材３１および第２の保持部材３２を総称して、「保持部材３１，３２」ということがある。開閉中心部３３は、保持部材３１，３２とは別の部材から構成されてもよく、各保持部材３１，３２の一部を組み合わせた構成でもよい。開閉中心部３３を中心として保持部材３１，３２を開くことにより、被落下物Ｐの挟み込みを解除することができる。

【0013】

保持部材３１，３２は、被落下物Ｐ（図２〜５参照）を挟み込んで保持できれば、その構造は特に限定されない。被落下物Ｐが平たい場合は、板状が好ましい。その他の構造としては、箱状、棒状、網状、格子状などが挙げられる。保持部材３１，３２が被落下物Ｐに接触する部位に、ゴム、スポンジ等の緩衝材を設けると、緩衝材が被落下物Ｐに密着してチャック強度が向上するので好ましい。

【0014】

案内機構２０は、保持部材３１，３２に対して被落下物Ｐを載置可能とする載置部２４と、保持部材３１，３２を閉じて被落下物Ｐを挟み込むチャック部２５と、保持部材３１，３２が下向きに開いて被落下物Ｐを落下可能とする落下部２８と、チャック部２５から落下部２８に至る間で保持部材３１，３２を移動させる移動部（転向部２６、上昇部２７）を有する。保持部材３１，３２は、案内機構２０に沿って、載置部２４、チャック部２５、転向部２６、上昇部２７、落下部２８の順に移動可能である。

【0015】

案内機構２０は、三種類の案内軌道を有する。三種類の案内軌道とは、第１の保持部材３１を案内する第１の案内軌道２１と、開閉中心部３３を案内する第２の案内軌道２２と、第２の保持部材３２を案内する第３の案内軌道２３である。以下、本明細書では、第１の案内軌道２１、第２の案内軌道２２、第３の案内軌道２３を総称して、「案内軌道２１〜２３」という場合がある。

【0016】

保持治具３０は、各案内軌道２１〜２３に対応して、三種類の結合部を有する。三種類の結合部とは、第１の保持部材３１に設けられた第１の結合部３４と、開閉中心部３３に設けられた第２の結合部３６と、第２の保持部材３２に設けられた第３の結合部３５である。第１の結合部３４は第１の案内軌道２１に沿って、第２の結合部３６は第２の案内軌道２２に沿って、第３の結合部３５は第３の案内軌道２３に沿って、それぞれ移動可能である。本明細書では、第１の結合部３４、第２の結合部３６、第３の結合部３５を総称して、「結合部３４〜３６」という場合がある。

【0017】

各結合部３４〜３６が各案内軌道２１〜２３に沿って移動する際、第１の結合部３４と第３の結合部３５との距離が拡大することにより、保持部材３１，３２を開いた状態とすることができる。また、第１の結合部３４と第３の結合部３５との距離が縮小することにより、保持部材３１，３２を閉じた状態とすることができる。各案内軌道２１〜２３は、各結合部３４〜３６の相対位置を制御するため、案内機構２０の各部において間隔が変化した構成を有する。

【0018】

図２に、保持治具３０が載置部２４に位置する状態を示す。載置部２４では、第１の保持部材３１に対して第２の保持部材３２が上方に開いた状態で、保持治具３０が待機する。そこで、作業者は、第１の保持部材３１の上に被落下物Ｐを載置する。載置の際、被落下物Ｐが第２の保持部材３２に接触しても構わない。保持部材３１，３２の開き角は特に限定されないが、例えば３０〜１５０°である。第１の案内軌道２１および第２の案内軌道２２が略等間隔で略水平（横向き）に延び、第３の案内軌道２３が上方に湾曲した経路をとる。

【0019】

図３に、保持治具３０がチャック部２５に位置する状態を示す。チャック部２５では、第２の保持部材３２が第１の保持部材３１に向かって上側から閉じるように変位し、最終的には被落下物Ｐが両保持部材３１，３２の間に挟み込んで保持される。第１の案内軌道２１および第２の案内軌道２２が略等間隔で略水平（横向き）に延び、第３の案内軌道２３が徐々に第２の案内軌道２２に接近した経路をとる。この例では、載置部２４からチャック部２５にかけて、第２の案内軌道２２と第３の案内軌道２３との間隔が縮小し、第２の保持部材３２のみが開閉中心部３３の周りで向きを変える構成である。第１の保持部材３１は向きを変えないので、挟み込み（チャック）前の被落下物Ｐの姿勢が安定する。なお、保持治具３０を閉じる際に向きを変える保持部材が、保持部材３１，３２のどちらであるか、または両方であるかは、特に限定されない。

【0020】

図４に、保持治具３０が上昇部２７に位置する状態を示す。転向部２６と上昇部２７を含む移動部では、保持部材３１，３２が被落下物Ｐを挟み込んで保持するように閉じた状態となる。移動部では、各案内軌道２１〜２３が略等間隔で並走し、転向部２６では移動方向が横向きから上向きに転向し、上昇部２７では移動方向が上向きである。また、上昇部２７において、保持治具３０は開閉中心部３３を上側にした姿勢をとる。上昇部２７の長さは、落下高さに応じて、適宜設定可能である。落下高さは特に限定されず、例えば８０ｃｍ〜２ｍであるが、２ｍ以上または８０ｃｍ以下でもよい。

【0021】

さらには、上昇部２７の長さが可変となるように落下装置本体１１の側部１３を構成することが好ましい。例えば、転向部２６を含むパーツと、上昇部２７を含むパーツと、落下部２８を含むパーツとを別部品にして、上昇部２７を含むパーツの個数を変更したり、上昇部２７の長さが異なるパーツに交換したり、上昇部２７の案内機構２０の長さを伸縮自在としたりすることが考えられる。

【0022】

図５に、保持治具３０が落下部２８に位置する状態を示す。落下部２８では、保持部材３１，３２が下向きに開き、被落下物Ｐを落下させる。第１の案内軌道２１および第３の案内軌道２３は、第２の案内軌道２２を中心にして、徐々に間隔を増加させており、第１の結合部３４と第３の結合部３５との距離が拡大することにより、保持部材３１，３２が開閉中心部３３を上側にして開いた状態となる。この例では、落下部２８において、両方の保持部材３１，３２が開閉中心部３３の周りで向きを変える構成である。保持部材３１，３２が被落下物Ｐに対称的に変位するので、落下時の被落下物Ｐの姿勢が安定する。なお、保持治具３０を開く際に向きを変える保持部材が、保持部材３１，３２のどちらであるか、または両方であるかは、特に限定されない。

【0023】

保持治具３０がチャック部２５から落下部２８まで移動する間、保持部材３１，３２は閉じて、被落下物Ｐを挟み込んで保持しているため、落下時の被落下物Ｐの姿勢は、載置部２４において被落下物Ｐを保持部材３１，３２に載置するときに、開閉中心部３３に対する向きに応じて任意に設定することができる。このため、例えば平たい袋容器であれば、上部、下部、側部、上側の隅部、下側の隅部など、所望の部位に落下時の衝撃を加えることができる。被落下物Ｐを水平に落下させる場合は、保持部材３１，３２の開き側の端部に、被落下物Ｐの幅を保持する構造を設けることができる。例えば保持部材を断面Ｌ字状とし、各一端部を開閉中心部として連結した構造が挙げられる。

【0024】

本実施形態の落下装置および落下方法によれば、開いた保持部材３１，３２に被落下物Ｐを載置した後、保持部材３１，３２を案内機構２０に沿って移動させるだけで、被落下物Ｐが保持部材３１，３２に挟み込まれ、所定の高さまで移動し、被落下物Ｐを落下させるまでの一連の動作が一定の経路および手順に従って実施される。このため、耐衝撃性試験等の目的で多数の物品を落下させる場合に、被落下物Ｐを保持部材３１，３２に保持させる作業が簡単であり、しかも落下高さのばらつきを抑制することができる。
本実施形態の落下試験方法は、落下後の被落下物の破壊状況を作業員が確認すること等により、実施することができる。また、本実施形態の落下試験機は、本実施形態の落下装置のみから構成することもでき、あるいは更に他の手段を有することもできる。落下試験機は、例えば、落下中または落下後の被落下物の観測手段、落下時の下降速度や衝撃力などの計測手段を有することができる。

【0025】

被落下物Ｐが落下後に衝突する衝撃面は、落下部２８の下方で任意の位置に設けることができる。衝撃面の材質は特に限定されないが、コンクリート、石材、金属、樹脂、土壌、木材などが挙げられる。落下装置本体１１の底部１２が開口部を有する場合には、落下装置本体１１を載置する面を衝撃面とすることもできる。また、落下装置本体１１の底部１２を衝撃面としてもよいが、被落下物Ｐの落下により落下装置本体１１が揺れると試験に影響するため、落下装置本体１１を強固に固定することが好ましい。衝撃面は、一般には被落下物Ｐの寸法より十分に広い水平面であるが、この場合、被落下物が衝撃面に衝突する部位は、落下時の最下点となる。曲面、凹凸を有する面、棒状体の側面や先端面などを衝撃面とすることも可能である。

【0026】

被落下物Ｐを落下させた後の保持治具３０は、落下前とは逆の順序で、落下部２８から上昇部２７、転向部２６、チャック部２５を経て、載置部２４に戻される。案内機構２０に沿った保持治具３０の移動は、手動でもよく、電動などの自動でもよい。案内機構２０の経路を循環路とし、落下部２８から載置部２４に戻る経路を移動部とは別に設けることもできる。循環路に２以上の保持治具３０を設置すれば、被落下物Ｐを落下させた後の保持治具３０が載置部２４に戻るのを待たずに、次の保持治具３０を落下部２８まで移動させて落下操作を行うことができる。

【0027】

図６は、保持部材と案内軌道との間の結合構造の一例を示す断面図である。この例では、結合部３４〜３６は、保持部材３１，３２の側方に延びる凸部から構成されている。また、案内軌道２１〜２３は、結合部３４〜３６の凸部を収容する溝状の凹部から構成されている。開閉中心部３３は、保持部材３１，３２の一方に設けられた、第２の結合部３６を有する突出部と、保持部材３１，３２の他方に設けられた、第２の結合部３６が挿入される穴を有する突出部とを組み合わせることにより形成されている。

【0028】

この構成では、案内軌道２１〜２３の溝に対して結合部３４〜３６の凸部が嵌合することにより、保持治具３０は、軌道に沿った方向で前後自在に移動可能であるが、軌道に直交する方向の移動を規制されている。結合部３４〜３６は、移動時の摩擦を低減するため、車輪を有してもよい。結合部３４〜３６と案内軌道２１〜２３との結合構造は特に限定されず、機械的結合に限らず、電磁気的結合でもよい。

【0029】

案内軌道２１〜２３の構成は、底部を有する溝に限らず、側部１３の厚さ方向を貫通した溝穴でもよく、その他のレールや、ベルト、チェーンなどでもよい。第２の案内軌道２２を溝穴とし、この溝穴を通して、開閉中心部３３に設けられた第２の結合部３６が落下装置本体１１の側部１３から外側に突出した構造とした場合、第２の結合部３６の先端をつまんで、保持治具３０を手動で容易に移動させることができる。

【0030】

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
本実施形態の落下装置は、所定の高さまたは位置から物品を落下させることができるので、落下試験のような試験目的に限らず、物品の搬送、加工、不用品の破壊などにも利用することができる。被落下物（被試験体）は特に限定されないが、バッグ、パウチ、紙袋、缶等の容器、携帯電話機等の電子機器、家電用品、産業資材等が挙げられる。
落下装置の保持治具を上昇させる機構としては、保持治具に紐などの線状体を連結し、線状体を巻き上げる方法を採用することもできる。被落下物に線状体を接触させる必要がないので、絡まり等の問題を抑制することができる。

【符号の説明】

【0031】

Ｐ…被落下物、１０…落下装置、１１…落下装置本体、１２…底部、１３…側部、２０…案内機構、２１…第１の案内軌道、２２…第２の案内軌道、２３…第３の案内軌道、２４…載置部、２５…チャック部、２６…移動部のうち転向部、２７…移動部のうち上昇部、２８…落下部、３０…保持治具、３１…第１の保持部材、３２…第２の保持部材、３３…開閉中心部、３４…第１の結合部、３５…第３の結合部、３６…第２の結合部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】