知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024093428
(43)【公開日】2024-07-09
(54)【発明の名称】振動試験方法
(51)【国際特許分類】
G01M 7/02 20060101AFI20240702BHJP
G01M 99/00 20110101ALI20240702BHJP
【ＦＩ】
G01M7/02 B
G01M99/00 Z
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022209802
(22)【出願日】2022-12-27
(71)【出願人】
【識別番号】000000918
【氏名又は名称】花王株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002170
【氏名又は名称】弁理士法人翔和国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中本 和伸
(72)【発明者】
【氏名】野口 徳司
(72)【発明者】
【氏名】中田 理
【テーマコード（参考）】
2G024
【Ｆターム（参考）】
2G024AD18
2G024BA12
2G024BA17
2G024CA13
2G024DA12
2G024EA01
2G024EA13
2G024FA06
2G024FA15
(57)【要約】
【課題】収容体の輸送過程における振動の再現性が高く、簡便に実行できる振動試験方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係る振動試験方法は、シミュレーション工程と、振動試験装置３０を用いて複数の物品１１が収容された収容体１２に振動を加える加振工程とを具備する。前記シミュレーション工程は、蓄積疲労に基づき、振動試験装置３０の振動条件をシミュレーションによって導出する工程である。前記加振工程は、振動試験装置３０を用いて、前記振動条件下で収容体１２に振動を加える工程である。前記蓄積疲労が、収容体１２における複数の測定対象物１０ａ，１０ｂ間の加速度差である相対加速度に基づいて算出される。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係る振動試験方法は、シミュレーション工程と、振動試験装置３０を用いて複数の物品１１が収容された収容体１２に振動を加える加振工程とを具備する。前記シミュレーション工程は、蓄積疲労に基づき、振動試験装置３０の振動条件をシミュレーションによって導出する工程である。前記加振工程は、振動試験装置３０を用いて、前記振動条件下で収容体１２に振動を加える工程である。前記蓄積疲労が、収容体１２における複数の測定対象物１０ａ，１０ｂ間の加速度差である相対加速度に基づいて算出される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シミュレーション工程と、振動試験装置を用いて複数の物品が収容された収容体に振動を加える加振工程とを具備し、
前記シミュレーション工程は、蓄積疲労に基づき、前記振動試験装置の振動条件をシミュレーションによって導出する工程であり、
前記加振工程は、前記振動試験装置を用いて前記振動条件下で、前記収容体に振動を加える工程であり、
前記蓄積疲労が、前記収容体における複数の測定対象物間の加速度差である相対加速度に基づいて算出される、振動試験方法。
前記シミュレーション工程は、蓄積疲労に基づき、前記振動試験装置の振動条件をシミュレーションによって導出する工程であり、
前記加振工程は、前記振動試験装置を用いて前記振動条件下で、前記収容体に振動を加える工程であり、
前記蓄積疲労が、前記収容体における複数の測定対象物間の加速度差である相対加速度に基づいて算出される、振動試験方法。
【請求項2】
前記シミュレーション工程よりも前に、複数の物品が収容された収容体を輸送状態にして、前記相対加速度を測定する、予備工程を具備し、
前記シミュレーション工程は、前記振動試験装置による振動の前記蓄積疲労が、前記予備工程で測定された前記相対加速度に基づく前記蓄積疲労と等価となる、前記振動条件を導出する、請求項１に記載の振動試験方法。
前記シミュレーション工程は、前記振動試験装置による振動の前記蓄積疲労が、前記予備工程で測定された前記相対加速度に基づく前記蓄積疲労と等価となる、前記振動条件を導出する、請求項１に記載の振動試験方法。
【請求項3】
前記シミュレーション工程は、前記振動試験装置による振動の単位時間当たりの前記蓄積疲労から、前記振動試験装置による振動と前記予備工程とで、前記蓄積疲労が等価となる振動時間を計算する、請求項２に記載の振動試験方法。
【請求項4】
前記複数の測定対象物が、前記収容体内で接触可能に収容された物品どうしである、請求項１～３の何れか１項に記載の振動試験方法。
【請求項5】
前記複数の測定対象物が、前記収容体内で前記振動によって最も損傷を受ける物品どうしである、請求項１～４の何れか１項に記載の振動試験方法。
【請求項6】
前記収容体が段ボール箱である、請求項１～５の何れか１項に記載の振動試験方法。
【請求項7】
前記シミュレーションをマルチボディダイナミクスにより行う、請求項１～６の何れか１項に記載の振動試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、振動試験方法に関する。
【背景技術】
【0002】
商品等の流通過程において、該商品が収容された収容体に振動が加わり、それによって商品が変形又は損傷することがある。斯かる振動を再現して、商品の変形や損傷の有無を評価する振動試験が知られている。
例えば、特許文献１には、実輸送における輸送条件下で、被輸送品に生ずる蓄積疲労を理論蓄積疲労として算出する工程と、振動台を用いた振動試験によって、被輸送品を輸送条件における振動加速度で所定時間振動させ、該被輸送品に生ずる振動加速度から蓄積疲労を実績疲労として算出する工程とを具備し、実績疲労が理論蓄積疲労になるまで、振動台の振動加速度を増大させた前記振動試験を繰り返す、振動試験方法が開示されている。
例えば、特許文献１には、実輸送における輸送条件下で、被輸送品に生ずる蓄積疲労を理論蓄積疲労として算出する工程と、振動台を用いた振動試験によって、被輸送品を輸送条件における振動加速度で所定時間振動させ、該被輸送品に生ずる振動加速度から蓄積疲労を実績疲労として算出する工程とを具備し、実績疲労が理論蓄積疲労になるまで、振動台の振動加速度を増大させた前記振動試験を繰り返す、振動試験方法が開示されている。
【0003】
また、輸送過程で輸送品が受ける垂直振動に対し、輸送品における内容品又は包装の耐久性を評価するための試験方法がＪＩＳにより定められている（非特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００５－１８１１９５号公報
【非特許文献1】ＪＩＳ Ｚ ０２００＿２０１３ 包装貨物－性能試験方法一般通則
【非特許文献2】ＪＩＳ Ｚ ０２３２＿２００４ 包装貨物－振動試験方法
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
振動に対する商品や包装体の耐久性を把握する観点から、振動試験は、実際の輸送状況に合った振動を再現できることが要求される。特許文献１並びに非特許文献１及び２の振動試験方法は、振動を発生させる車両等の輸送手段の振動を再現したものであるにも拘らず、該振動試験方法の振動により生じる商品の損傷の程度は、実際の輸送経路で生じる商品の損傷の程度から乖離したものであった。特に、収容体に収容された商品の損傷の程度を従来の振動試験によって再現することが困難であった。また、輸送手段の振動を再現するには、予め実際の輸送手段を用いた輸送状態における振動の挙動を把握する必要があり、簡便に振動試験を行うことが困難であった。
【0006】
したがって本発明は、収容体の輸送過程における振動の再現性と簡便性が高い、振動試験方法を提供することに関する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、振動試験方法に関する。
一実施形態として、前記振動試験方法は、シミュレーション工程と、振動試験装置を用いて複数の物品が収容された収容体に振動を加える加振工程とを具備することが好ましい。
前記シミュレーション工程は、蓄積疲労に基づき、前記振動試験装置の振動条件をシミュレーションによって導出する工程である。
前記加振工程は、前記振動試験装置を用いて前記振動条件下で、前記収容体に振動を加える工程である。
前記蓄積疲労が、前記収容体における複数の測定対象物間の加速度差である相対加速度に基づいて算出される。
一実施形態として、前記振動試験方法は、シミュレーション工程と、振動試験装置を用いて複数の物品が収容された収容体に振動を加える加振工程とを具備することが好ましい。
前記シミュレーション工程は、蓄積疲労に基づき、前記振動試験装置の振動条件をシミュレーションによって導出する工程である。
前記加振工程は、前記振動試験装置を用いて前記振動条件下で、前記収容体に振動を加える工程である。
前記蓄積疲労が、前記収容体における複数の測定対象物間の加速度差である相対加速度に基づいて算出される。
【発明の効果】
【0008】
本発明の振動試験方法によれば、収容体の輸送過程における振動の再現性が高く、簡便に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。
本実施形態の振動試験方法は、複数の物品１１が収容された収容体１２を輸送状態にして相対加速度を測定する予備工程と、シミュレーション工程と、振動試験装置を用いて収容体１２に振動を加える加振工程とを具備する（図１参照）。相対加速度の詳細は後述する。
シミュレーション工程では、振動試験装置の振動条件をシミュレーションし、加振工程では、シミュレーション工程で得られた振動条件によって、実物の収容体１２を実際に振動させて振動試験を行う。
本実施形態の振動試験方法は、複数の物品１１が収容された収容体１２を輸送状態にして相対加速度を測定する予備工程と、シミュレーション工程と、振動試験装置を用いて収容体１２に振動を加える加振工程とを具備する（図１参照）。相対加速度の詳細は後述する。
シミュレーション工程では、振動試験装置の振動条件をシミュレーションし、加振工程では、シミュレーション工程で得られた振動条件によって、実物の収容体１２を実際に振動させて振動試験を行う。
【0011】
本実施形態の振動試験方法のシミュレーション対象及び加振対象である収容体１２は、複数の物品１１を収容する収容空間を内部に有する。収容体１２としては、段ボール箱、木箱、プラスチック製コンテナ等の輸送状況を反映した梱包資材とすることができる。汎用性の観点から、収容体１２として段ボール箱１７を用いることが好ましい（図１及び図２参照）。
【0012】
物品１１は、振動試験の目的に応じたものとすることできる。例えば、収容体１２に収容された状態で輸送（流通）される商品や、開発段階の試作品とすることができる。
本実施形態の収容体１２は、段ボール箱１７であり、該収容体１２に収容される物品１１は、洗剤が充填された包装容器１６である（図１参照）。この収容体１２は、長手方向Ｘと該長手方向Ｘに直交する幅方向Ｙと、鉛直方向に沿う高さ方向Ｚとを有し（図４参照）、幅方向Ｙに並んだ３個の包装容器１６からなる列が、長手方向Ｘに沿って４列並んでいる。すなわち本実施形態の収容体１２は、１２個の包装容器１６を収容している。
本実施形態の収容体１２は、段ボール箱１７であり、該収容体１２に収容される物品１１は、洗剤が充填された包装容器１６である（図１参照）。この収容体１２は、長手方向Ｘと該長手方向Ｘに直交する幅方向Ｙと、鉛直方向に沿う高さ方向Ｚとを有し（図４参照）、幅方向Ｙに並んだ３個の包装容器１６からなる列が、長手方向Ｘに沿って４列並んでいる。すなわち本実施形態の収容体１２は、１２個の包装容器１６を収容している。
【0013】
本実施形態の予備工程及びシミュレーション工程それぞれでは、複数の物品１１が収容された収容体１２について複数の測定対象物１０ａ，１０ｂを設定する。複数の測定対象物１０ａ，１０ｂは、物品１１どうしであってもよく、物品１１及び収容体１２を含んでいてもよく、収容体１２のみであってもよい。
測定対象物１０ａ，１０ｂに物品１１が含まれる場合、収容体１２内の複数の物品１１から測定対象物１０ａ，１０ｂを選択する。測定対象物１０ａ，１０ｂを物品１１どうしとする場合は、収容体１２内の異なる物品１１を複数選択し、これを測定対象物１０ａ，１０ｂとする。
測定対象物に収容体１２が含まれる場合、収容体１２の内壁、すなわち収容体１２における物品１１と対向する部位から測定対象物１０ａ，１０ｂを選択する。例えば、収容体１２の底面から起立する周壁の一部分を測定対象物として選択する。
測定対象物の数は、２個以上とすることができ、３個以上であってもよい。
測定対象物１０ａ，１０ｂに物品１１が含まれる場合、収容体１２内の複数の物品１１から測定対象物１０ａ，１０ｂを選択する。測定対象物１０ａ，１０ｂを物品１１どうしとする場合は、収容体１２内の異なる物品１１を複数選択し、これを測定対象物１０ａ，１０ｂとする。
測定対象物に収容体１２が含まれる場合、収容体１２の内壁、すなわち収容体１２における物品１１と対向する部位から測定対象物１０ａ，１０ｂを選択する。例えば、収容体１２の底面から起立する周壁の一部分を測定対象物として選択する。
測定対象物の数は、２個以上とすることができ、３個以上であってもよい。
【0014】
本実施形態の振動試験方法は、シミュレーション工程よりも前に、予備工程を具備する。予備工程では、収容体１２における複数の測定対象物１０ａ，１０ｂ間の加速度を測定し、さらにこれらの加速度差である相対加速度を測定する。振動による損傷の再現性をより向上させる観点から、相対加速度を算出するための複数の測定対象物１０ａ，１０ｂ間の加速度は、鉛直方向の加速度であることが好ましい。
本実施形態の振動試験方法では、第１加速度センサーＡ１で測定される鉛直方向の加速度（Ｇ１）と、第２加速度センサーＡ２で測定される鉛直方向の加速度（Ｇ２）との差（Ｇ１―Ｇ２）を、相対加速度とする。斯かる収容体１２における複数の測定対象物１０ａ，１０ｂ間の相対加速度を、以下、単に「相対加速度」ともいう。
本実施形態の振動試験方法では、第１加速度センサーＡ１で測定される鉛直方向の加速度（Ｇ１）と、第２加速度センサーＡ２で測定される鉛直方向の加速度（Ｇ２）との差（Ｇ１―Ｇ２）を、相対加速度とする。斯かる収容体１２における複数の測定対象物１０ａ，１０ｂ間の相対加速度を、以下、単に「相対加速度」ともいう。
【0015】
予備工程は、輸送状態における複数の測定対象物１０ａ，１０ｂ間の加速度を測定し、さらにこれらの加速度差である相対加速度を測定する。この予備工程では、収容体１２が輸送されている間の相対加速度の経時変化を測定する。すなわち、車両等の輸送手段１８によって輸送される収容体１２内の測定対象物１０ａ，１０ｂどうし間の加速度差（相対加速度）を連続して測定する（図１参照）。
予備工程で測定する相対加速度の経時変化は、輸送経路の出発地から目的地までの全区間を測定してもよく、該輸送経路の一部区間のみ測定してもよい。後者の場合、前記一部区間の相対加速度の経時変化から、輸送経路の全区間における相対加速度の経時変化を予測し、その予測値を、予備工程で求められる相対加速度の経時変化としてもよい。
予備工程で測定する相対加速度の経時変化は、輸送経路の出発地から目的地までの全区間を測定してもよく、該輸送経路の一部区間のみ測定してもよい。後者の場合、前記一部区間の相対加速度の経時変化から、輸送経路の全区間における相対加速度の経時変化を予測し、その予測値を、予備工程で求められる相対加速度の経時変化としてもよい。
【0016】
予備工程において収容体１２を輸送する輸送手段１８は特に限定されず、車両や鉄道等の陸上輸送、船舶等を用いた海上輸送、及び航空機やドローン等を用いた飛行輸送の何れか一方又はこれら輸送の組み合わせとすることができる。
本実施形態の予備工程における輸送状態は、陸上輸送した状態を採用する。
本実施形態の予備工程における輸送状態は、陸上輸送した状態を採用する。
【0017】
本実施形態の予備工程は、輸送手段１８の荷台に載せた複数の収容体１２のうち１個の収容体１２について、該収容体１２内の包装容器１６ａに第１加速度センサーＡ１を取り付け、該収容体１２内の別の包装容器１６ｂに第２加速度センサーＡ２を取り付けて、これらの相対加速度を測定する（図２参照）。
本実施形態の予備工程では、輸送状態においてこれら加速度センサーＡ１，Ａ２が、有線又は無線で、加速度のデータ及び相対加速度のデータの一方又は双方をレコーダー（図示せず）に出力し記録する。このように本実施形態の予備工程では、輸送時間中の相対加速度を連続して測定することで、輸送時間中の相対加速度の経時変化のグラフを取得することができる（図１参照）。
本実施形態の予備工程では、輸送状態においてこれら加速度センサーＡ１，Ａ２が、有線又は無線で、加速度のデータ及び相対加速度のデータの一方又は双方をレコーダー（図示せず）に出力し記録する。このように本実施形態の予備工程では、輸送時間中の相対加速度を連続して測定することで、輸送時間中の相対加速度の経時変化のグラフを取得することができる（図１参照）。
【0018】
本実施形態の予備工程では、収容体１２内の２個の包装容器１６ａ，１６ｂを測定対象物１０ａ，１０ｂとする（図１及び図２参照）。加速度センサーＡ１，Ａ２は、加速度を連続して測定可能なものを特に制限なく用いることができる。これら加速度センサーＡ１，Ａ２は、加速度として、ＸＹＺ軸（水平方向及び鉛直方向）の３方向の加速度が測定される。
本実施形態においてこれら加速度センサーＡ１，Ａ２を、以下、「第１加速度センサーＡ１」及び「第２加速度センサーＡ２」ともいう。第１加速度センサーＡ１は、１個の包装容器１６ａに取り付けられ、第２加速度センサーＡ２は、第１加速度センサーＡ１が取り付けられた包装容器１６ａとは別の包装容器１６ｂに取り付けられる。
本実施形態においてこれら加速度センサーＡ１，Ａ２を、以下、「第１加速度センサーＡ１」及び「第２加速度センサーＡ２」ともいう。第１加速度センサーＡ１は、１個の包装容器１６ａに取り付けられ、第２加速度センサーＡ２は、第１加速度センサーＡ１が取り付けられた包装容器１６ａとは別の包装容器１６ｂに取り付けられる。
【0019】
予備工程は、異なる輸送条件で行い、各輸送条件に対応する相対加速度等の情報を対応情報として蓄積することが好ましい。この対応情報としては、測定対象物１０ａ，１０ｂの情報、測定対象物１０ａ，１０ｂの相対加速度、該相対加速度に基づく蓄積疲労、パワースペクトル密度等のプロファイル情報、輸送経路の情報等が挙げられる。輸送経路の情報には、出発地、目的地、走行距離、車両の種類、荷台における積載位置、路面状態等の情報が含まれる。
本実施形態の振動試験方法では、対応情報を後述するシミュレーション装置１９に記憶させる。また、対応情報のうちプロファイル情報を後述する相対加速度条件として蓄積する。これにより、後述する加振工程の振動によって生じた損傷の程度及び数と、輸送条件とを関連付けた解析が可能となる。
本実施形態の振動試験方法では、対応情報を後述するシミュレーション装置１９に記憶させる。また、対応情報のうちプロファイル情報を後述する相対加速度条件として蓄積する。これにより、後述する加振工程の振動によって生じた損傷の程度及び数と、輸送条件とを関連付けた解析が可能となる。
【0020】
予備工程の後に行われるシミュレーション工程は、加振工程の加振対象となる収容体１２をモデリングして、目標とする蓄積疲労に基づき、振動試験装置３０の振動条件をシミュレーションによって導出する工程である。本実施形態のシミュレーション工程は、予備工程において測定された相対加速度に基づく蓄積疲労と等価となる振動条件を導出する。斯かる導出の詳細は後述する。
シミュレーション工程は、シミュレーション装置１９により実行される（図１参照）。シミュレーション装置１９には、公知の解析ソフトウェアがインストールされており、該シミュレーションソフトウェアを用いて、収容体１２における振動の挙動をシミュレーション可能になされている。
シミュレーション工程は、シミュレーション装置１９により実行される（図１参照）。シミュレーション装置１９には、公知の解析ソフトウェアがインストールされており、該シミュレーションソフトウェアを用いて、収容体１２における振動の挙動をシミュレーション可能になされている。
【0021】
振動による損傷の再現性をより確実に得る観点から、シミュレーション工程では、加振工程において加振対象となる収容体１２及びこれに収容される物品の質量、硬さ、反発係数又はダンピング係数、振動周波数等をモデリングする。収容体１２の内部空間における物品１１の収容状態をより再現する観点から、物品１１及び収容体１２の３次元データを用いてモデリングすることが好ましい。３次元データは、３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）により作成できる。本実施形態のシミュレーション工程は、モデリングされた収容体１２における異なる２個の包装容器１６ａ，１６ｂを測定対象物とする。
振動による損傷の再現性をより確実に得る観点から、収容体１２における測定対象物１０ａ，１０ｂは、予備工程及びシミュレーション工程で共通させることが好ましい。すなわちシミュレーション工程では、モデリングした収容体１２に関し、予備工程で加速度センサーＡ１，Ａ２を取り付けた測定対象物と同じものを測定対象物として選定することが好ましい（図２参照）。なお、図１、図２及び図４では、加速度センサーＡ１，Ａ２が図示されているが、シミュレーション工程で行われるモデリングやシミュレーションから当該センサーは除外される。
振動による損傷の再現性をより確実に得る観点から、収容体１２における測定対象物１０ａ，１０ｂは、予備工程及びシミュレーション工程で共通させることが好ましい。すなわちシミュレーション工程では、モデリングした収容体１２に関し、予備工程で加速度センサーＡ１，Ａ２を取り付けた測定対象物と同じものを測定対象物として選定することが好ましい（図２参照）。なお、図１、図２及び図４では、加速度センサーＡ１，Ａ２が図示されているが、シミュレーション工程で行われるモデリングやシミュレーションから当該センサーは除外される。
【0022】
シミュレーション工程は、加振工程で用いられる振動試験装置３０の振動台３５の挙動をシミュレーションする。振動台３５の挙動は、振動試験装置３０の設定条件（波形、周波数）を異ならせたときの振動台３５の動きを示す要素であり、振動台３５の移動方向（加速度方向）や移動量（加速度）である。上記の再現性をより確実に得る観点から、シミュレーション工程は、予備工程で測定された加速度の方向と同じ方向での、振動台３５の動きをシミュレートすることが好ましく。振動台３５の鉛直方向の動き（位相）をシミュレートすることがより好ましい。斯かるシミュレーションに当たり、振動台３５のモデリングに必要な情報（振動台３５の質量、硬さ、反発係数又はダンピング係数、振動周波数等）は、予めシミュレーション装置１９に入力される。これにより、振動台３５がモデリングされる。
【0023】
シミュレーション工程は、異なる設定条件の振動試験装置３０によって収容体１２を振動させたときの測定対象物１０ａ，１０ｂの相対加速度を連続的に計算する。すなわち、モデリングした収容体１２に対し、異なる設定条件で加振した場合の前記相対加速度の経時変化のグラフを取得することができる（図１参照）。これにより、加振工程で用いられる振動試験装置３０によって収容体１２に振動を加えた場合の測定対象物１０ａ，１０ｂの相対加速度の経時変化をシミュレートすることができる。
【0024】
シミュレーション工程の振動条件の導出について詳述する。この導出は、所望の蓄積疲労に基づき行われる。本実施形態では、シミュレーションにより計算された相対加速度の経時変化に基づく蓄積疲労と等価となる振動条件を導出する。蓄積疲労は、Ｓ―Ｎ曲線に基づくものであり、下記式（１）により求められる。
【0025】
【数1】
【0026】
前記式（１）において「β」は「蓄積疲労」であり、相対加速度の経時変化を示すグラフ（波形）から算出される。当該グラフは、ゼロの軸を中心に相対加速度が正のピークと負のピークとを繰り返す波形となる。前記式（１）において、この波形における各ピークが「ｉ」、各ピークの相対加速度が「Ｇ１―Ｇ２」である。また前記式（１）において「α」は「加速係数」である。すなわち前記式（１）により算出される蓄積疲労（β）は、当該波形における正又は負のピーク毎に得られる相対加速度の絶対値を加速係数分（α回）累乗した値（｜ｇｉ｜α）どうしの総和である。
図３に示すグラフを例にすると、１２回の振動（周波数）における各ピーク値の絶対値をα乗した値の総和（｜ｇ１｜α＋｜ｇ２｜α＋｜ｇ３｜α＋・・・・＋｜ｇ１１｜α＋｜ｇ１２｜α）が、相対加速度の蓄積疲労となる。
図３に示すグラフを例にすると、１２回の振動（周波数）における各ピーク値の絶対値をα乗した値の総和（｜ｇ１｜α＋｜ｇ２｜α＋｜ｇ３｜α＋・・・・＋｜ｇ１１｜α＋｜ｇ１２｜α）が、相対加速度の蓄積疲労となる。
【0027】
前記「α」は、測定対象物１０ａ，１０ｂのＳ―Ｎ曲線の傾きであり、該測定対象物固有の値である。「α」の値が大きいほど、加速度に対する損傷の感度が高い。
複数の測定対象物１０ａ，１０ｂ間で材質が異なっている場合、例えば収容体１２及び物品１１（本実施形態では包装容器１６）を測定対象物とする場合、「α」は、振動による損傷の評価対象となっている方の測定対象物固有の値とする。
複数の測定対象物１０ａ，１０ｂ間で材質が異なっている場合、例えば収容体１２及び物品１１（本実施形態では包装容器１６）を測定対象物とする場合、「α」は、振動による損傷の評価対象となっている方の測定対象物固有の値とする。
【0028】
シミュレーション工程は、ある蓄積疲労を目標値とし、振動試験装置３０によって収容体１２を振動させたときの蓄積疲労が、目標値と等価となる振動条件を導出する。本実施形態のシミュレーション工程は、予備工程にて測定された測定対象物１０ａ，１０ｂ間の相対加速度に基づく蓄積疲労を目標値とする。目標値とする蓄積疲労を、以下、「目標蓄積疲労」ともいう。すなわち本実施形態では、予備工程で測定された蓄積疲労を目標蓄積疲労とし、振動試験装置３０による振動の蓄積疲労が、該目標蓄積疲労と等価となる振動条件をシミュレーション工程により導出する。
【0029】
本実施形態のシミュレーション工程は、振動試験装置３０を用いて収容体１２をある周波数及び加速度で振動させたときをシミュレートし、単位時間当たりの測定対象物１０ａ，１０ｂ間の相対加速度と、単位時間当たりの該相対加速度に基づく蓄積疲労を計算する。すなわち、振動試験装置３０による振動の単位時間当たりの蓄積疲労を計算する。そして、この単位時間当たりの蓄積疲労から、前記の周波数及び加速度の条件で振動試験装置３０を稼動した場合の、測定対象物１０ａ，１０ｂに加えられる目標蓄積疲労と等価となる振動時間を計算する。このようにして本実施形態のシミュレーション工程は、目標蓄積疲労と同等の負荷を測定対象物１０ａ，１０ｂに加え得る振動条件（周波数、加速度、及び振動時間）を導出する。
【0030】
シミュレーション工程は、振動試験装置３０について、振動の周波数、振動時間、加速度及び該加速度の波形の１以上を振動条件として設定してもよいが、振動の周波数及び加速度の範囲の組み合わせを人為的に決定した上で、単位時間当たりの測定対象物１０ａ，１０ｂ間の相対加速度と、単位時間当たりの該相対加速度に基づく蓄積疲労を計算し、振動条件を導出することが好ましい。前記の振動の周波数及び加速度の範囲の組み合わせは、例えば操作者の操作に応じてシミュレーション装置１９に入力される。この操作では、操作者は、シミュレートされる振動試験装置３０について、正弦波等の波形に設定できるとともに、周波数及び加速度の範囲を設定できる。
【0031】
振動による収容体１２内の測定対象物１０ａ，１０について動的解析をより効率的に行う観点から、シミュレーション工程のシミュレーションは、マルチボディダイナミクス（ｍｕｌｔｉｂｏｄｙ ｄｙｎａｍｉｃｓ）により行うことが好ましい。マルチボディダイナミクスは、互いに作用し合う複数の要素（測定対象物１０ａ，１０ｂ等）からなる系における該要素を動的に解析する解析手法であり、例えば要素が運動する自由度（拘束条件）、要素の質量、慣性モーメント及び重心位置等が適宜設定される。マルチボディダイナミクスによるシミュレーションは、Altair株式会社製 Hyper WorksのMotionSolve等の市販の解析ソフトウェアを用いることができる。
本実施形態のシミュレーション工程では、マルチボディダイナミクスによって、図１、図２及び図４に示す収容体１２における測定対象物１０ａ，１０ｂすなわち包装容器１６ａ，１６ｂのｘｙｚ座標上の変位を解析する。
本実施形態のシミュレーション工程では、マルチボディダイナミクスによって、図１、図２及び図４に示す収容体１２における測定対象物１０ａ，１０ｂすなわち包装容器１６ａ，１６ｂのｘｙｚ座標上の変位を解析する。
【0032】
本実施形態のシミュレーション工程では、操作者がシミュレーション装置１９にマルチボディダイナミクスによるシミュレーションに必要な情報を入力して、該シミュレーションを行う。本実施形態のシミュレーション工程では、シミュレーションに必要な情報として、収容体１２及びこれに収容された物品１１の３次元形状、質量、硬さ、反発係数又はダンピング係数、振動周波数等をシミュレーション装置１９に入力する。
また本実施形態のシミュレーション工程では、前記のシミュレーションに必要な情報を読み込み、シミュレーション結果を出力する。このシミュレーション結果として、測定対象物１０ａ，１０ｂの相対加速度の経時変化とともに、測定対象物１０ａ，１０ｂを含む収容体１２及び物品１１の運動（変位、速度、加速度、姿勢、角速度）の経時変化、収容体１２又は物品１１が振動により受ける荷重、トルク等が出力される。前記運動の経時変化は、該運動に関する収容体１２及び物品１１の変位、速度、加速度、姿勢及び角速度の変化や、収容体１２又は物品１１が振動により受ける荷重、トルクの変化が、数値として出力されてもよいが、振動時間に応じた収容体１２内部のシミュレーション画像（図１参照）を経時的に連続させた動画であってもよい。
また本実施形態のシミュレーション工程では、前記のシミュレーションに必要な情報を読み込み、シミュレーション結果を出力する。このシミュレーション結果として、測定対象物１０ａ，１０ｂの相対加速度の経時変化とともに、測定対象物１０ａ，１０ｂを含む収容体１２及び物品１１の運動（変位、速度、加速度、姿勢、角速度）の経時変化、収容体１２又は物品１１が振動により受ける荷重、トルク等が出力される。前記運動の経時変化は、該運動に関する収容体１２及び物品１１の変位、速度、加速度、姿勢及び角速度の変化や、収容体１２又は物品１１が振動により受ける荷重、トルクの変化が、数値として出力されてもよいが、振動時間に応じた収容体１２内部のシミュレーション画像（図１参照）を経時的に連続させた動画であってもよい。
【0033】
加振工程は、振動試験装置３０を用いて、シミュレーション工程が導出した振動条件下で、収容体１２に振動を加える工程である。
本実施形態の加振工程は、振動試験装置３０を前記の振動条件に設定し、収容体１２を加振する工程である。加振工程では、シミュレーション装置１９によって導出された振動条件を振動試験装置３０の制御装置に送信するか、又は振動試験装置３０の設定を手動で該振動条件に設定する。そして、当該振動条件で振動試験装置３０を稼働し、振動台３５に載置した収容体１２に振動加える。これにより、目標蓄積疲労と等価となる蓄積疲労で、測定対象物１０ａ，１０ｂに振動を加えることができる。
本実施形態の加振工程は、振動試験装置３０を前記の振動条件に設定し、収容体１２を加振する工程である。加振工程では、シミュレーション装置１９によって導出された振動条件を振動試験装置３０の制御装置に送信するか、又は振動試験装置３０の設定を手動で該振動条件に設定する。そして、当該振動条件で振動試験装置３０を稼働し、振動台３５に載置した収容体１２に振動加える。これにより、目標蓄積疲労と等価となる蓄積疲労で、測定対象物１０ａ，１０ｂに振動を加えることができる。
【0034】
本実施形態の加振工程で用いられる振動試験装置３０は、加振対象物を載せる振動台３５と、該振動台３５を振動させる振動発生部３１とを具備する（図１参照）。振動試験装置３０は、機械型、動電型、油圧型等の公知の振動試験装置を用いることができる。
【0035】
前述したシミュレーション装置１９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、カメラ、表示部、ユーザーが入力操作を行う入力装置等を含んで構成される。ＣＰＵは、画像表示のためのグラフィックスプロセッサ（Graphics Processing Unit（GPU））、High-Definition（HD）ビデオ等のエンコーディング及びデコーディングを行うマルチメディアプロセッサ、ディスプレイを制御するディスプレイコントローラ、及び給電及び充電を制御するためのパワーマネジメントIntegrated Circuit（IC）等を含んでもよい。シミュレーション装置１９が備える表示部は、表示と操作の機能を兼ねたタッチパネル等を用いてもよい。入力装置としては、タッチパネルやキーボード、キーパッド、タッチパッド、マウス、マイクロフォン等が挙げられる。
シミュレーション装置１９の操作者は、入力装置を用いて該シミュレーション装置１９の操作を行う。シミュレーション装置１９が行う処理は、ＣＰＵがＲＯＭやディスクなどに格納されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより実現される。前記処理は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により実現されてもよく、ＡＳＩＣとＦＰＧＡの組み合わせにより実現されてもよい。
シミュレーション装置１９の操作者は、入力装置を用いて該シミュレーション装置１９の操作を行う。シミュレーション装置１９が行う処理は、ＣＰＵがＲＯＭやディスクなどに格納されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより実現される。前記処理は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により実現されてもよく、ＡＳＩＣとＦＰＧＡの組み合わせにより実現されてもよい。
【0036】
また、振動試験装置３０の稼動を制御装置によって制御する場合、当該制御装置は、シミュレーション装置１９と同じ構成とすることができる。この場合、シミュレーション装置１９及び制御装置は、ネットワークを介して接続されており、振動条件等のデータの送受信を互いに行っている。
ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、ＬＡＮなどの無線又は有線ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワーク及び衛星通信ネットワークなどを含む。
ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、ＬＡＮなどの無線又は有線ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワーク及び衛星通信ネットワークなどを含む。
【0037】
本実施形態の加振工程では、予備工程で測定された相対加速度に基づく蓄積疲労（目標蓄積疲労）と等価となるように、収容体１２に振動を加える。換言すると、振動台３５に載置した収容体１２を振動させ、該加振工程における相対加速度に基づく蓄積疲労（以下、「試験時蓄積疲労」ともいう。）が、目標蓄積疲労と等価になる振動条件で、振動試験装置３０を稼働する。試験時蓄積疲労は、加振工程の加振対象である収容体１２において、シミュレーション工程の複数の測定対象物１０ａ，１０ｂに対応するもの（以下、「被検対応物」ともいう。）どうしの相対加速度に基づく蓄積疲労である。Ｓ―Ｎ曲線に基づくと、理論的には、振動の条件（振動の挙動）が異なっていても、蓄積疲労が等価であれば、同じ程度の損傷が生じる。斯かる理論に基づくと、シミュレーション工程で計算した目標蓄積疲労と等価となる振動条件で、収容体１２を振動させれば、試験時蓄積疲労を目標蓄積疲労と等価にすることができる。すなわち加振工程では、目標蓄積疲労と同等の負荷を、収容体１２における複数の測定対象物１０ａ，１０ｂに対応する物品に加えることができる。また、前記の理論に基づくと、試験時蓄積疲労をリアルタイムで測定することを要しない。このように本実施形態の加振工程は、振動条件の設定のみで、ごく簡便に振動試験を行うことができる。
【0038】
本実施形態の振動試験方法は、上述したように、収容体１２における蓄積疲労に基づいて収容体１２に振動を加える。この蓄積疲労は、収容体１２内の一部や物品１１等の測定対象物１０ａ，１０ｂ間の変位差が反映された相対加速度に基づくものであり、振動によって収容体１２内で起こり得る収容体１２と物品１１との衝突又は物品１１どうしの衝突（図４参照）が反映された指標であるので、高い再現性で収容体１２内の振動による損傷を再現できる。一方、従来の振動試験方法は、振動の発生源（例えば輸送手段の荷台等）の振動の挙動を再現対象とするため、収容体１２内で生じる振動の挙動が反映され難く、実際の振動で生じ得る損傷の再現性が低い。前記蓄積疲労に基づく加振工程の再現性の具体的な効果は、後述する実施例にて示す。
また、従来の振動試験方法では、測定対象物それぞれの位相のずれがばらつくことで、周波数による損傷のばらつきが生じるものであった。斯かる点に対し、本実施形態の加振工程では、蓄積疲労を相対加速度に基づくものにすることで、測定対象物間の位相のずれのばらつきを低減できるので、周波数の影響を抑えることができる。
さらに目標蓄積疲労を目標値にすることで、収容体１２に加える振動の周波数や振動時間を容易に設定できる。これにより、前記振動の周波数を特定の範囲に絞り易くなり、且つ振動時間を短時間とすることでき、効率的に振動試験を行うことができる。
また、従来の振動試験方法では、測定対象物それぞれの位相のずれがばらつくことで、周波数による損傷のばらつきが生じるものであった。斯かる点に対し、本実施形態の加振工程では、蓄積疲労を相対加速度に基づくものにすることで、測定対象物間の位相のずれのばらつきを低減できるので、周波数の影響を抑えることができる。
さらに目標蓄積疲労を目標値にすることで、収容体１２に加える振動の周波数や振動時間を容易に設定できる。これにより、前記振動の周波数を特定の範囲に絞り易くなり、且つ振動時間を短時間とすることでき、効率的に振動試験を行うことができる。
【0039】
加振工程後、加振対象の収容体１２は、予備工程及びシミュレーション工程の測定対象物１０ａ，１０ｂに対応する被検対応物に、目標蓄積疲労と同等の負荷が加えられたことになる。この被検対応物の損傷の有無及び損傷の程度を確認することで、収容体１２内で生じた振動による損傷を再現することができる。本実施形態の振動試験方法では、予備工程で測定された蓄積疲労が目標蓄積疲労となっているので、輸送状態下の振動による損傷を高い再現性で再現できる。
【0040】
本実施形態の振動試験方法は、シミュレーション工程を実行することで、試験時蓄積疲労が目標蓄積疲労と等価となるための振動試験装置３０の振動条件、すなわち目標蓄積疲労に対応する振動条件を求めることができる。
振動試験をより容易に実行する観点から、本実施形態の振動試験方法は、振動条件を繰り返し利用して加振工程と同じ工程を行う、繰り返し工程を具備することが好ましい。繰り返し工程では、シミュレーション工程で導出した振動条件で且つ振動試験装置３０を用いて、別の収容体１２に振動を加える。この場合、繰り返し工程で用いられる収容体１２の収容状態は、前記の加振工程と同じ条件にする。繰り返し工程では、加振工程と同じ振動条件で加振するので、シミュレーション工程を繰り返し実行しなくとも、目標蓄積疲労と同等の負荷を、収容体１２の測定対象物１０ａ，１０ｂに対応する被検対応物に加えることができる。すなわち、別のサンプル（収容体１２）で振動試験を行う場合、加振工程のみ行えばよい。これにより、振動試験をより効率的且つ簡便に行うことができ、特に物品１１に使用される包装材の比較耐久試験をより容易に行うことができる。
振動試験をより容易に実行する観点から、本実施形態の振動試験方法は、振動条件を繰り返し利用して加振工程と同じ工程を行う、繰り返し工程を具備することが好ましい。繰り返し工程では、シミュレーション工程で導出した振動条件で且つ振動試験装置３０を用いて、別の収容体１２に振動を加える。この場合、繰り返し工程で用いられる収容体１２の収容状態は、前記の加振工程と同じ条件にする。繰り返し工程では、加振工程と同じ振動条件で加振するので、シミュレーション工程を繰り返し実行しなくとも、目標蓄積疲労と同等の負荷を、収容体１２の測定対象物１０ａ，１０ｂに対応する被検対応物に加えることができる。すなわち、別のサンプル（収容体１２）で振動試験を行う場合、加振工程のみ行えばよい。これにより、振動試験をより効率的且つ簡便に行うことができ、特に物品１１に使用される包装材の比較耐久試験をより容易に行うことができる。
【0041】
本実施形態の振動試験方法において、収容体１２における複数の測定対象物１０ａ，１０ｂは、該収容体１２内で離間した状態で配されていてもよく、隣り合って配されていてもよい。振動による、収容体１２と物品１１との衝突又は物品１１どうしの衝突の再現性をより向上させる観点から、複数の測定対象物１０ａ，１０ｂは、収容体１２内で接触可能に収容された物品１１どうしであることが好ましい。この場合、測定対象物１０ａ，１０ｂは、例えば収容体１２内で、長手方向Ｘ又は幅方向Ｙに隣り合った包装容器１６ａ，１６ｂどうしであることが挙げられる（図２及び図４参照）。また、複数の測定対象物１０ａ，１０ｂは、緩衝材、仕切り等を介して隣り合ってもよい。
【0042】
振動による損傷の再現性をより向上させる観点から、複数の測定対象物１０ａ，１０ｂは、収容体１２内で振動によって最も損傷を受ける物品どうしであることが好ましい。この場合、測定対象物１０ａ，１０ｂは、実際の輸送で積載された収容体１２のうち、該収容体１２に収容された物品の中で、最も物品の損傷が激しかったものとする。
【0043】
次に、上述した実施形態の振動試験方法のフローを、図５を用いて説明する。
本実施形態の振動試験方法では、シミュレーション工程を実行し、目標蓄積疲労と等価となる振動条件を導出する（ステップＳ１）。斯かる導出に当たり、操作者の操作に応じて、振動台３５並びに収容体１２及び物品１１の質量、硬さ、反発係数又はダンピング係数等のシミュレーションに必要な情報がシミュレーション装置１９に入力される。ステップＳ１では、モデリングされた収容体１２を振動台３５（振動試験装置３０）で振動させるシミュレーションを行い、該収容体１２における測定対象物１０ａ，１０ｂについて、単位時間当たりの相対加速度とこれに基づく蓄積疲労を計算する。そして、目標蓄積疲労と等価となる、振動台３５（振動試験装置３０）の振動条件を導出する。振動条件には、周波数、加速度、及び振動時間の条件が含まれる。本実施形態のステップＳ１では、モデリングした収容体１２を振動させるシミュレーションをマルチボディダイナミクスにより実行する。
本実施形態の振動試験方法では、シミュレーション工程を実行し、目標蓄積疲労と等価となる振動条件を導出する（ステップＳ１）。斯かる導出に当たり、操作者の操作に応じて、振動台３５並びに収容体１２及び物品１１の質量、硬さ、反発係数又はダンピング係数等のシミュレーションに必要な情報がシミュレーション装置１９に入力される。ステップＳ１では、モデリングされた収容体１２を振動台３５（振動試験装置３０）で振動させるシミュレーションを行い、該収容体１２における測定対象物１０ａ，１０ｂについて、単位時間当たりの相対加速度とこれに基づく蓄積疲労を計算する。そして、目標蓄積疲労と等価となる、振動台３５（振動試験装置３０）の振動条件を導出する。振動条件には、周波数、加速度、及び振動時間の条件が含まれる。本実施形態のステップＳ１では、モデリングした収容体１２を振動させるシミュレーションをマルチボディダイナミクスにより実行する。
【0044】
続くステップＳ２では、ステップＳ１で得られた振動条件を、振動試験装置３０に設定する。ステップＳ２は、操作者の操作に応じて行われてもよい。
【0045】
続くステップＳ３が、上述した加振工程に相当する。ステップＳ３では、収容体１２を振動試験装置３０の振動台３５に載置し、ステップＳ３で設定した振動条件で、該収容体１２に振動を加える。ステップＳ３では、振動条件に設定した振動試験装置３０を稼動させる。斯かる振動条件を満たすことで、試験時蓄積疲労が、目標蓄積疲労と等価となる。
振動試験装置３０の稼動が振動条件を満たすと、続くステップＳ４に進み、振動試験装置３０による加振を終了する。
振動試験装置３０の稼動が振動条件を満たすと、続くステップＳ４に進み、振動試験装置３０による加振を終了する。
【0046】
続くステップＳ５において、繰り返し工程を行うか否かを判定する。ステップＳ５において、繰り返し工程を行うと判定された場合、ステップＳ３に戻り、該ステップＳ３以降の動作を繰り返す。この場合、ステップＳ３の振動試験装置３０の振動台３５には、別の収容体１２が載置される。ステップＳ５において、繰り返し工程を行わないと判定された場合、振動試験装置３０の電源を停止させ、本振動試験を終了する。本実施形態のステップＳ５では、振動試験装置３０の制御装置又は該振動試験装置３０とネットワークを介して接続されたシミュレーション装置１９の表示部に、繰り返し工程を行うか否かを操作者に決定させる表示が出力される。操作者は、当該表示に対し、制御装置又はシミュレーション装置１９の入力装置を操作して、繰り返し工程を行うか否かを決定する。
【0047】
上記のステップＳ１～Ｓ５を経た後、加振工程により振動が加えられた収容体１２について、測定対象物１０ａ，１０ｂに対応する被検対応物の損傷の有無及び該損傷の程度を確認する。斯かる確認は、目視により行われる。例えば、測定対象物１０ａ，１０ｂに対応する包装容器１６の外観を目視し、ラベルの剥がれや該包装容器１６の亀裂の有無を確認する。
このようにして、本実施形態の振動試験方法は、収容体１２の輸送過程における振動による損傷を再現することができる。
このようにして、本実施形態の振動試験方法は、収容体１２の輸送過程における振動による損傷を再現することができる。
【0048】
本発明の振動試験方法は、図１～図５に示す実施形態に限定されず、別の実施形態であってもよい。以下に、本発明に係る振動試験方法の別の実施形態について説明する。以下に示す別の実施形態の説明では、図１～図５に示す実施形態と異なる構成部分を主として説明し、同様の構成部分は同一の符号を付して説明を省略する。特に説明しない構成部分は、図１～図５に示す実施形態についての説明が適宜適用される
【0049】
図６に示す振動試験方法は、シミュレーション工程が、輸送状態における複数の測定対象物（図６において図示せず）間の相対加速度とこれに基づく蓄積疲労を計算する第１シミュレーション工程と、振動条件を導出する第２シミュレーション工程とを具備する。
本実施形態のシミュレーション工程は、シミュレーション装置１９により実行される。また、第２シミュレーション工程は、上述した実施形態のシミュレーション工程に相当する。
本実施形態のシミュレーション工程は、シミュレーション装置１９により実行される。また、第２シミュレーション工程は、上述した実施形態のシミュレーション工程に相当する。
【0050】
第１シミュレーション工程は、目標蓄積疲労をシミュレーションによって計算する工程である。本工程では、図１～５に示す実施形態と同様に、収容体１２をモデリングするとともに、該収容体１２を輸送する車両１８等の輸送手段や輸送経路をモデリングして、輸送状態の収容体１２における複数の測定対象物に加えられる振動をシミュレートする。第１シミュレーション工程は、公知のシミュレーションソフトウェアを用いて行われる。
輸送手段は、輸送手段の種類、体積、重量、速度、動力発生器（エンジン）の種類及び出力等の情報をシミュレーション装置１９に入力することでモデリングされる。輸送経路は、走行距離、路面情報等の情報をシミュレーション装置１９に入力することでモデリングされる。
輸送手段は、輸送手段の種類、体積、重量、速度、動力発生器（エンジン）の種類及び出力等の情報をシミュレーション装置１９に入力することでモデリングされる。輸送経路は、走行距離、路面情報等の情報をシミュレーション装置１９に入力することでモデリングされる。
【0051】
第１シミュレーション工程は、モデリングした収容体１２、輸送手段及び輸送経路に基づき、収容体１２における複数の測定対象物間に生じる相対加速度を計算し、さらに該相対加速度に基づく蓄積疲労を計算する。これにより、実際の輸送状態における振動の条件と同じ又はこれに近似した条件下で生じ得る目標蓄積疲労を取得することができる。すなわち、実際の輸送試験を予め行わなくとも、輸送状態における振動の条件と同じ又は近似した条件の目標蓄積疲労が得られるので、振動試験を短時間で効率的に行うことができる。
【0052】
第２シミュレーション工程は、第１シミュレーション工程で計算した目標蓄積疲労と等価となる振動条件を導出する。続く加振工程は、前述した実施形態と同様の方法により、振動試験装置３０を用いて、収容体１２に振動を加える。
本実施形態の振動試験方法は、予備工程に代えて第１シミュレーション工程を行うことで、より簡便に振動試験を行うことができる。斯かる点に加え、本実施形態の振動試験方法は、前述した実施形態と同様の効果が得られる。
本実施形態の振動試験方法は、予備工程に代えて第１シミュレーション工程を行うことで、より簡便に振動試験を行うことができる。斯かる点に加え、本実施形態の振動試験方法は、前述した実施形態と同様の効果が得られる。
【0053】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されない。
例えば、上述した実施形態の収容体１２は、複数の包装容器１６が収容された段ボール箱１７であったが、収容体１２は斯かる形態に限定されない。収容体１２は、物品１１とともに緩衝材が収容されたものであってもよい。
また、上述した実施形態の振動試験方法では、物品１１（包装容器１６）の外観上の損傷を確認していたが、これに代えて、物品１１の内部の損傷を確認するものであってもよい。例えば、物品１１が、包装容器の内部に粉末化粧料が充填されたアイシャドウやファンデーション等の固形化粧料である場合、該包装容器の内容物（固形化粧料）の損傷を確認してもよい。
例えば、上述した実施形態の収容体１２は、複数の包装容器１６が収容された段ボール箱１７であったが、収容体１２は斯かる形態に限定されない。収容体１２は、物品１１とともに緩衝材が収容されたものであってもよい。
また、上述した実施形態の振動試験方法では、物品１１（包装容器１６）の外観上の損傷を確認していたが、これに代えて、物品１１の内部の損傷を確認するものであってもよい。例えば、物品１１が、包装容器の内部に粉末化粧料が充填されたアイシャドウやファンデーション等の固形化粧料である場合、該包装容器の内容物（固形化粧料）の損傷を確認してもよい。
【0054】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は斯かる実施例に限定されるものではない。
【0055】
〔振動試験評価Ｉ〕
実際の振動試験、及び該振動試験のシミュレーションにおける測定対象物の加速度を対比し、シミュレーションによる該加速度の再現性を評価した。
実際の振動試験、及び該振動試験のシミュレーションにおける測定対象物の加速度を対比し、シミュレーションによる該加速度の再現性を評価した。
【0056】
〔実施例１〕
図１に示すシミュレーション装置１９を用いて、マルチボディダイナミクスによるシミュレーション工程を実施し、振動試験装置３０を用いた振動による測定対象物１０ａの加速度についての再現性を評価した。
先ず、シミュレーション工程で図２に示す収容体１２をモデリングした。収容体１２は、図２及び図４に示すものをモデリングした。斯かる収容体１２は、段ボール箱１７であり、図２に示すように、１２本のプラスチックボトルからなる包装容器１６が収容されたものを設定した。包装容器１６の内容量は８５０ｍＬであった。この包装容器１６は、加速係数αは「２」であった。１２本の包装容器１６及びこれを収容した段ボール箱１７それぞれについて、３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）を用いて３次元データを作成した。また、後述する参考例１で用いた振動試験装置３０の振動台３５の３次元データも作成した。３次元データは、１２本の包装容器１６が収容体１２に収容された収容状態のデータである。これらの３次元データ、並びに収容体１２及び包装容器１６の情報（内容量、加速係数α）をモデリングの条件として、シミュレーション装置１９に入力した。
図１に示すシミュレーション装置１９を用いて、マルチボディダイナミクスによるシミュレーション工程を実施し、振動試験装置３０を用いた振動による測定対象物１０ａの加速度についての再現性を評価した。
先ず、シミュレーション工程で図２に示す収容体１２をモデリングした。収容体１２は、図２及び図４に示すものをモデリングした。斯かる収容体１２は、段ボール箱１７であり、図２に示すように、１２本のプラスチックボトルからなる包装容器１６が収容されたものを設定した。包装容器１６の内容量は８５０ｍＬであった。この包装容器１６は、加速係数αは「２」であった。１２本の包装容器１６及びこれを収容した段ボール箱１７それぞれについて、３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）を用いて３次元データを作成した。また、後述する参考例１で用いた振動試験装置３０の振動台３５の３次元データも作成した。３次元データは、１２本の包装容器１６が収容体１２に収容された収容状態のデータである。これらの３次元データ、並びに収容体１２及び包装容器１６の情報（内容量、加速係数α）をモデリングの条件として、シミュレーション装置１９に入力した。
【0057】
モデリングした収容体１２について、１個の測定対象物１０ａを設定した。測定対象物１０ａは、図２に示すように、幅方向Ｙに並んだ３個の包装容器１６からなる列のうち、長手方向Ｘ中央の２本の列の一方であって、幅方向Ｙ中央の包装容器１６ａとした。
次いで、モデリングした振動台３５の上に載置した、モデリングした収容体１２を、正弦波〔一定変位、peak to peak値(P-P値)１．４ｍｍ〕にて、周波数を２０Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、及び３５Ｈｚに異ならせた各条件で振動させた場合をシミュレートし、測定対象物１０ａの加速度の頻出分布を求めた。各条件における振動時間は、４秒とした。当該頻出分布のグラフを図７に示す。
次いで、モデリングした振動台３５の上に載置した、モデリングした収容体１２を、正弦波〔一定変位、peak to peak値(P-P値)１．４ｍｍ〕にて、周波数を２０Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、及び３５Ｈｚに異ならせた各条件で振動させた場合をシミュレートし、測定対象物１０ａの加速度の頻出分布を求めた。各条件における振動時間は、４秒とした。当該頻出分布のグラフを図７に示す。
【0058】
〔参考例１〕
図２と同じ構成の収容体１２を実物で用意し、該収容体１２を加振する振動試験を行った。当該収容体１２において、シミュレーション工程の測定対象物１０ａに対応する被検対応物に、加速度センサーＡ１を取り付けた。加速度センサーＡ１は、被検対応物である包装容器１６ａの天面部（キャップの天面部）に取り付けた。次いで、振動試験装置３０の振動台３５に載置した状態で、振動試験装置３０をシミュレーション工程と同様の条件で稼動し、測定対象物１０ａの加速度の頻出分布を求めた。各条件における振動時間は、シミュレーション工程と同じとした。
図７に、実施例１のシミュレーション工程で得られた測定対象物１０ａの加速度の頻出頻度と、参考例１の加速度センサーＡ１によって測定された被検対応物の加速度の頻出頻度を示す。後者の参考例１は、加速度の頻出頻度の実測値となる。
図２と同じ構成の収容体１２を実物で用意し、該収容体１２を加振する振動試験を行った。当該収容体１２において、シミュレーション工程の測定対象物１０ａに対応する被検対応物に、加速度センサーＡ１を取り付けた。加速度センサーＡ１は、被検対応物である包装容器１６ａの天面部（キャップの天面部）に取り付けた。次いで、振動試験装置３０の振動台３５に載置した状態で、振動試験装置３０をシミュレーション工程と同様の条件で稼動し、測定対象物１０ａの加速度の頻出分布を求めた。各条件における振動時間は、シミュレーション工程と同じとした。
図７に、実施例１のシミュレーション工程で得られた測定対象物１０ａの加速度の頻出頻度と、参考例１の加速度センサーＡ１によって測定された被検対応物の加速度の頻出頻度を示す。後者の参考例１は、加速度の頻出頻度の実測値となる。
【0059】
振動試験装置３０は、振動試験機（アイデックス株式会社製、機種「ＢＦ－５０ＵＴ」）を用いた。
シミュレーション工程は、Altair株式会社製 Hyper WorksのMotionSolveの解析ソフトを用いて行った。
加速度センサーは、８チャンネル小型無線モーションレコーダー（マイクロストーン株式会社製、機種「MVP-RF8-HC」）を用いた。
本振動試験評価Ｉの振動試験では、加速度センサーの測定値として、鉛直方向の加速度を採用した。
シミュレーション工程は、Altair株式会社製 Hyper WorksのMotionSolveの解析ソフトを用いて行った。
加速度センサーは、８チャンネル小型無線モーションレコーダー（マイクロストーン株式会社製、機種「MVP-RF8-HC」）を用いた。
本振動試験評価Ｉの振動試験では、加速度センサーの測定値として、鉛直方向の加速度を採用した。
【0060】
〔振動試験評価ＩＩ〕
複数の測定対象物の相対加速度に基づく蓄積疲労に関し、シミュレーション工程で得られた振動条件で実際に振動試験装置を稼働した試験を行い、被検対応物に生じた損傷の再現性を評価した。
複数の測定対象物の相対加速度に基づく蓄積疲労に関し、シミュレーション工程で得られた振動条件で実際に振動試験装置を稼働した試験を行い、被検対応物に生じた損傷の再現性を評価した。
【0061】
〔実施例２〕
実施例１と同様に、図２に示す収容体１２をモデリングして、幅方向Ｙに並んだ３個の包装容器１６からなる列のうち、長手方向Ｘ中央の２本の列の一方であって、幅方向Ｙ中央の包装容器１６ａと、幅方向Ｙにおいて該包装容器１６ａ及び収容体１２の周壁と隣り合う包装容器１６ｂとを測定対象物１０ａ，１０ｂに設定した。また実施例１と同様に振動台３５をモデリングした。次いで、モデリングした振動台３５の上に載置したモデリングした収容体１２についてシミュレーション工程を実行した。このシミュレーション工程では、振動試験装置３０によって下記表１の条件で振動させたときの、測定対象物１０ａ，１０ｂの相対加速度に基づく蓄積疲労を単位時間当たりの値で計算し、さらに蓄積疲労が３，０００，０００（Ｇ＾２）となる振動時間（振動条件）を導出した。すなわち、目標蓄積疲労を３，０００，０００（Ｇ＾２）とした。シミュレーション工程では、複数の測定対象物１０ａ，１０ｂ間の鉛直方向の加速度差を相対加速度とした。
実施例１と同様に、図２に示す収容体１２をモデリングして、幅方向Ｙに並んだ３個の包装容器１６からなる列のうち、長手方向Ｘ中央の２本の列の一方であって、幅方向Ｙ中央の包装容器１６ａと、幅方向Ｙにおいて該包装容器１６ａ及び収容体１２の周壁と隣り合う包装容器１６ｂとを測定対象物１０ａ，１０ｂに設定した。また実施例１と同様に振動台３５をモデリングした。次いで、モデリングした振動台３５の上に載置したモデリングした収容体１２についてシミュレーション工程を実行した。このシミュレーション工程では、振動試験装置３０によって下記表１の条件で振動させたときの、測定対象物１０ａ，１０ｂの相対加速度に基づく蓄積疲労を単位時間当たりの値で計算し、さらに蓄積疲労が３，０００，０００（Ｇ＾２）となる振動時間（振動条件）を導出した。すなわち、目標蓄積疲労を３，０００，０００（Ｇ＾２）とした。シミュレーション工程では、複数の測定対象物１０ａ，１０ｂ間の鉛直方向の加速度差を相対加速度とした。
【0062】
〔比較例１〕
複数の包装容器１６ａ，１６ｂの相対加速度に基づく蓄積疲労に代えて、収容体１２内の１個の包装容器１６ａの加速度に基づく蓄積疲労を採用し、該蓄積疲労が３，０００，０００（Ｇ＾２）となる振動時間を導出した。斯かる点以外は、実施例２と同様のシミュレーション工程を行った。振動時間は、下記表１に示す条件ごとに導出した。前記の加速度として、鉛直方向の加速度を採用した。
複数の包装容器１６ａ，１６ｂの相対加速度に基づく蓄積疲労に代えて、収容体１２内の１個の包装容器１６ａの加速度に基づく蓄積疲労を採用し、該蓄積疲労が３，０００，０００（Ｇ＾２）となる振動時間を導出した。斯かる点以外は、実施例２と同様のシミュレーション工程を行った。振動時間は、下記表１に示す条件ごとに導出した。前記の加速度として、鉛直方向の加速度を採用した。
【0063】
下記表１に示す波形及び周波数ごとに、実施例２及び比較例１で導出した振動時間で、実際に振動試験を行った。
斯かる振動試験は、前述の加振工程に相当する。前記のモデリングした収容体１２（段ボール箱１７及び包装容器）と同じ構成のものを実物で用意し、振動試験評価Ｉと同じ振動試験装置３０を用いて振動試験を行った。
振動試験後、収容体１２内の被検対応物（包装容器）に発生した損傷を目視で確認し、該損傷の数をカウントした。包装容器に発生した損傷は、包装容器の外面を被覆するラベルの穴あきであった。比較例１において損傷を確認した包装容器は、実施例２の測定対象物１０ａ，１０ｂと同じ配置の包装容器とする。
下記表１に、包装容器に発生した損傷の数を示す。
斯かる振動試験は、前述の加振工程に相当する。前記のモデリングした収容体１２（段ボール箱１７及び包装容器）と同じ構成のものを実物で用意し、振動試験評価Ｉと同じ振動試験装置３０を用いて振動試験を行った。
振動試験後、収容体１２内の被検対応物（包装容器）に発生した損傷を目視で確認し、該損傷の数をカウントした。包装容器に発生した損傷は、包装容器の外面を被覆するラベルの穴あきであった。比較例１において損傷を確認した包装容器は、実施例２の測定対象物１０ａ，１０ｂと同じ配置の包装容器とする。
下記表１に、包装容器に発生した損傷の数を示す。
【0064】
〔参考例２〕
参考例２として、実施例２と同様の構成の収容体１２を実際に陸上輸送した輸送試験を行った。輸送試験では、実施例２に対応する２個の包装容器１６ａ，１６ｂの相対加速度に基づく蓄積疲労が３，０００，０００（Ｇ＾２）であり、比較例１に対応する１個の包装容器１６ａの加速度に基づく蓄積疲労が３，０００，０００（Ｇ＾２）であった。これらの蓄積疲労は、加速度センサーを、包装容器１６ａ，１６ｂの天面部（キャップの天面部）に取り付けて測定した相対加速度又は加速度に基づくものである。加速度センサーは、振動試験評価Ｉと同じものを用いた。
参考例２として、実施例２と同様の構成の収容体１２を実際に陸上輸送した輸送試験を行った。輸送試験では、実施例２に対応する２個の包装容器１６ａ，１６ｂの相対加速度に基づく蓄積疲労が３，０００，０００（Ｇ＾２）であり、比較例１に対応する１個の包装容器１６ａの加速度に基づく蓄積疲労が３，０００，０００（Ｇ＾２）であった。これらの蓄積疲労は、加速度センサーを、包装容器１６ａ，１６ｂの天面部（キャップの天面部）に取り付けて測定した相対加速度又は加速度に基づくものである。加速度センサーは、振動試験評価Ｉと同じものを用いた。
【0065】
【表1】
【0066】
図７に示すグラフから明らかなように、マルチボディダイナミクスによるシミュレーションで出力された測定対象物１０ａの加速度の頻度は、加速度センサーで測定した測定対象物１０ａの加速度の頻度と近似するものであった。この結果から、マルチボディダイナミクスによるシミュレーションによって、実際の振動試験による振動（加速度）を再現可能であることが示された。
【0067】
前述したＳ―Ｎ曲線に基づくと、理論的には、振動試験で測定対象物に加えた蓄積疲労が、輸送状態の蓄積疲労と等価になることで、該輸送状態の振動による損傷を再現できる。また、理論的には、蓄積疲労が等価であれば、異なる振動の条件どうし間で生じた損傷の数は同程度となり、各振動の条件間で損傷の数にばらつきが生じ難いことになる。
しかしながら、振動試験評価ＩＩにおける比較例１の振動試験では、振動の条件によって、損傷の数が大きくばらつく結果となった（表１）。斯かる結果より、蓄積疲労を収容体１２内の包装容器１６の加速度に基づくものにすると、収容体１２内の振動による損傷の再現性が低いことが示された。
一方、表１の結果から明らかなように、実施例２の振動試験では、比較例１に比して、振動の条件を表１のように異ならせても損傷の数にばらつきが少ない結果となった。また実施例２の振動試験では、比較例１に比べて、損傷の数が実際の輸送試験である参考例２に近い値となった。
すなわち、蓄積疲労を複数の測定対象物（包装容器１６ａ，１６ｂ）の相対加速度に基づくものにすると、収容体１２内の振動による損傷を高い再現性で再現できることが示された。
したがって本発明の振動試験方法は、収容体１２の輸送過程における振動の再現性が高く、該振動試験を簡便に実行できることが示された。
しかしながら、振動試験評価ＩＩにおける比較例１の振動試験では、振動の条件によって、損傷の数が大きくばらつく結果となった（表１）。斯かる結果より、蓄積疲労を収容体１２内の包装容器１６の加速度に基づくものにすると、収容体１２内の振動による損傷の再現性が低いことが示された。
一方、表１の結果から明らかなように、実施例２の振動試験では、比較例１に比して、振動の条件を表１のように異ならせても損傷の数にばらつきが少ない結果となった。また実施例２の振動試験では、比較例１に比べて、損傷の数が実際の輸送試験である参考例２に近い値となった。
すなわち、蓄積疲労を複数の測定対象物（包装容器１６ａ，１６ｂ）の相対加速度に基づくものにすると、収容体１２内の振動による損傷を高い再現性で再現できることが示された。
したがって本発明の振動試験方法は、収容体１２の輸送過程における振動の再現性が高く、該振動試験を簡便に実行できることが示された。
【符号の説明】
【0068】
１０ａ，１０ｂ 測定対象物
１１ 物品
１２ 収容体
１６ａ，１６ｂ 包装容器
１７ 段ボール箱
１８ 輸送手段
１９ シミュレーション装置
３０ 振動試験装置
３１ 振動発生部
３５ 振動台
Ａ１，Ａ２ 加速度センサー
Ｘ 長手方向
Ｙ 幅方向
Ｚ 高さ方向
１１ 物品
１２ 収容体
１６ａ，１６ｂ 包装容器
１７ 段ボール箱
１８ 輸送手段
１９ シミュレーション装置
３０ 振動試験装置
３１ 振動発生部
３５ 振動台
Ａ１，Ａ２ 加速度センサー
Ｘ 長手方向
Ｙ 幅方向
Ｚ 高さ方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【手続補正書】
【提出日】2024-03-12
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シミュレーション工程と、振動試験装置を用いて複数の物品が収容された収容体に振動を加える加振工程とを具備し、
前記シミュレーション工程は、蓄積疲労に基づき、前記振動試験装置の振動条件をシミュレーションによって導出する工程であり、
前記加振工程は、前記振動試験装置を用いて前記振動条件下で、前記収容体に振動を加える工程であり、
前記蓄積疲労が、前記収容体における複数の測定対象物間の加速度差である相対加速度に基づいて算出される、振動試験方法。
前記シミュレーション工程は、蓄積疲労に基づき、前記振動試験装置の振動条件をシミュレーションによって導出する工程であり、
前記加振工程は、前記振動試験装置を用いて前記振動条件下で、前記収容体に振動を加える工程であり、
前記蓄積疲労が、前記収容体における複数の測定対象物間の加速度差である相対加速度に基づいて算出される、振動試験方法。
【請求項2】
前記シミュレーション工程よりも前に、複数の物品が収容された収容体を輸送状態にして、前記相対加速度を測定する、予備工程を具備し、
前記シミュレーション工程は、前記振動試験装置による振動の前記蓄積疲労が、前記予備工程で測定された前記相対加速度に基づく前記蓄積疲労と等価となる、前記振動条件を導出する、請求項１に記載の振動試験方法。
前記シミュレーション工程は、前記振動試験装置による振動の前記蓄積疲労が、前記予備工程で測定された前記相対加速度に基づく前記蓄積疲労と等価となる、前記振動条件を導出する、請求項１に記載の振動試験方法。
【請求項3】
前記シミュレーション工程は、前記振動試験装置による振動の単位時間当たりの前記蓄積疲労から、前記振動試験装置による振動と前記予備工程とで、前記蓄積疲労が等価となる振動時間を計算する、請求項２に記載の振動試験方法。
【請求項4】
前記複数の測定対象物が、前記収容体内で接触可能に収容された物品どうしである、請求項１～３の何れか１項に記載の振動試験方法。
【請求項5】
前記複数の測定対象物が、前記収容体内で前記振動によって最も損傷を受ける物品どうしである、請求項１～３の何れか１項に記載の振動試験方法。
【請求項6】
前記収容体が段ボール箱である、請求項１～３の何れか１項に記載の振動試験方法。
【請求項7】
前記シミュレーションをマルチボディダイナミクスにより行う、請求項１～３の何れか１項に記載の振動試験方法。