特開 2025-7613 治具セット

(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】P2025007613

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】治具セット

(51)【国際特許分類】

   G01M 7/02 20060101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

G01M7/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023109133

(22)【出願日】2023-07-03

(71)【出願人】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社国際電気

(74)【代理人】

【識別番号】100093104

【弁理士】

【氏名又は名称】船津 暢宏

(72)【発明者】

【氏名】吉田 哲郎

(57)【要約】

【課題】 ２０００Ｈｚまでの振動試験の場合に、治具セットと供試体とが共振を起こさず、振動試験に悪影響を及ぼすことを低減できる治具セットを提供する。
【解決手段】 供試体３０を試験装置６に取り付けるもので、供試体３０を挿入する面を除いた５面がボルト４ａで固定されて形成される治具本体１０と、治具本体１０をボルト４ｃで接続する試験装置用アダプタ２０とを備え、試験装置用アダプタ２０が試験装置６の接続部５にボルト４ｂで固定され、治具本体１０と試験装置用アダプタ２０とが、厚さ３０ｍｍ以上５０ｍｍ以下のアルミニウムの切り出し加工の素材で形成され、設けられるボルト４穴の間隔が２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下とした治具セットである。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

供試体を試験装置に取り付ける治具セットであって、
前記供試体を挿入する面を除いた５面がボルトで固定されて形成される治具本体と、
前記治具本体を前記試験装置にボルトで接続する試験装置用アダプタとを備え、
前記治具本体と前記試験装置用アダプタとは、厚さ３０ｍｍ以上５０ｍｍ以下のアルミニウムの切り出し加工の素材で形成され、設けられるボルト穴の間隔が２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする治具セット。

【請求項2】

前記試験装置用アダプタは、複数のボルト穴を備えており、前記治具本体の５面の内、任意の面と接して前記治具本体を前記試験装置に固定することを特徴とする請求項１記載の治具セット。

【請求項3】

供試体が取り付けられた前記治具本体の重心の位置が、前記試験装置用アダプタの中心位置から５０ｍｍ以内となるよう設置することを特徴とする請求項１又は２記載の治具セット。

【請求項4】

前記治具本体は、角部をカットし、または、前記５面の表面に凹部を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の治具セット。

【請求項5】

供試体の設置方向を変更した場合にも、当該供試体が取り付けられた前記治具本体の重心の位置が、前記試験装置用アダプタの中心位置から５０ｍｍ以内となるよう設置することを特徴とする請求項１又は２記載の治具セット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子機器の振動に対する耐環境性能を評価する試験に用いられる治具本体と試験装置用アダプタから成る治具セットに係り、特に、試験対象の供試体に治具本体が共振して試験結果に影響を及ぼすことを低減する治具セットに関する。

【背景技術】

【0002】

［従来の技術］
従来、電子機器の耐環境性能を評価する試験において、試験対象の供試体の取り付け箇所を模擬する（実際の取り付け状態に真似る）治具を製作するにあたり、平板の溶接で取り付け構造を再現していた。

【0003】

［従来の治具セット：図６］
従来の治具セットについて図６を参照しながら説明する。図６は、従来の治具セットの概略図である。
従来の治具セットは、図６に示すように、治具本体１と、試験装置用アダプタ２と、治具固定用金具３と、ボルト４とから構成されている。

【0004】

治具本体１は、アルミニウムの箱型の形状で、供試体３０を挿入する正面と背面を除いて４面あり、当該各面には治具固定用金具３に接続するための複数のボルト通し穴が設けられている。
試験装置用アダプタ２は、アルミニウムの平板の形状で、治具固定用金具３を介して接続する治具本体１を試験装置に固定するための複数のボルト通し穴が設けられている。

【0005】

治具固定用金具３は、Ｌ字状の金具で、治具本体１と試験装置用アダプタ２に接続するために複数のボルト通し穴が設けられている。
ボルト４は、治具本体１と治具固定用金具３とを固定し、治具固定用金具３と試験装置用アダプタ２とを固定する。尚、試験装置用アダプタ２を試験装置に固定するにもボルトが用いられる。
図６では、挿入された供試体３０の正面が上を向いており、背面が下側で、その背面からは接続用のケーブルが引き出されている。

【0006】

［供試体の方向変更：図７］
従来の治具セットは、供試体３０の設置（試験）方向を変えて使用できるように、各部が分割可能であり、各部を組み替えてボルト４で締結して、供試体３０の向きを変えるものである。

【0007】

図７に、供試体３０の試験方向を変更した例を示している。図７は、供試体の試験方向を変更した例を示す概略図である。
図７（ａ）は、供試体３０の正面が横を向いており、正面の短辺が試験装置用アダプタ２の平面に対向している。
図７（ｂ）は、供試体３０の正面が横を向いており、正面の長辺が試験装置用アダプタ２の平面に対向している。

【0008】

［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特許第３２７５３４０号「振動試験装置」（特許文献１）がある。
特許文献１には、移送ラインで移送される電子機器の耐振性を試験する振動試験装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特許第３２７５３４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、上記従来の治具セットでは、平板の溶接構造であるため、２０００Ｈｚ以下の振動試験の場合に、治具セットの固有振動数が１０００Ｈｚ以下となり、供試体の固有振動数の５００～７００Ｈｚに一致することになると、治具セットと供試体とで共振し、振動試験に悪影響を及ぼすことがあるという問題点があった。

【0011】

特許文献１では、２０００Ｈｚまでの振動試験の場合に、治具セットと供試体とが共振を起こさないようにする構成が記載されていない。

【0012】

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、２０００Ｈｚまでの振動試験の場合に、治具セットと供試体とが共振を起こさず、振動試験に悪影響を及ぼすことを低減できる治具セットを提出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、供試体を試験装置に取り付ける治具セットであって、供試体を挿入する面を除いた５面がボルトで固定されて形成される治具本体と、治具本体を試験装置にボルトで接続する試験装置用アダプタとを備え、治具本体と試験装置用アダプタとは、厚さ３０ｍｍ以上５０ｍｍ以下のアルミニウムの切り出し加工の素材で形成され、設けられるボルト穴の間隔が２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする。

【0014】

本発明は、上記治具セットにおいて、試験装置用アダプタが、複数のボルト穴を備えており、治具本体の５面の内、任意の面と接して治具本体を試験装置に固定することを特徴とする。

【0015】

本発明は、上記治具セットにおいて、供試体が取り付けられた治具本体の重心の位置が、試験装置用アダプタの中心位置から５０ｍｍ以内となるよう設置することを特徴とする。

【0016】

本発明は、上記治具セットにおいて、治具本体が、角部をカットし、または、５面の表面に凹部を形成したことを特徴とする。

【0017】

本発明は、上記治具セットにおいて、供試体の設置方向を変更した場合にも、当該供試体が取り付けられた治具本体の重心の位置が、試験装置用アダプタの中心位置から５０ｍｍ以内となるよう設置することを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、供試体を挿入する面を除いた５面がボルトで固定されて形成される治具本体と、治具本体を試験装置にボルトで接続する試験装置用アダプタとを備え、治具本体と試験装置用アダプタとは、厚さ３０ｍｍ以上５０ｍｍ以下のアルミニウムの切り出し加工の素材で形成され、設けられるボルト穴の間隔が２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である治具セットとしているので、２０００Ｈｚまでの振動試験において供試体と治具セットとが共振せず、試験結果に悪影響を及ぼすことを低減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本治具セットの概略図である。

【図2】供試体が試験装置に取り付けられた状態（１）を示す概略図である。

【図3】本治具セットの試験装置への設置方法を示す概略図である。

【図4】供試体が試験装置に取り付けられた状態（２）を示す概略図である。

【図5】供試体が試験装置に取り付けられた状態（３）を示す概略図である。

【図6】従来の治具セットの概略図である。

【図7】従来の供試体の試験方向を変更した例を示す治具セットの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る治具セット（本治具セット）は、供試体を試験装置に取り付けるものであって、供試体を挿入する面を除いた５面がボルトで固定されて形成される治具本体と、治具本体をボルトで固定する試験装置用アダプタとを備えており、治具本体と試験装置用アダプタとが、厚さ３０ｍｍ以上５０ｍｍ以下のアルミニウムの切り出し加工の素材で形成され、設けられるボルト穴の間隔が２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下としており、２０００Ｈｚまでの振動試験において供試体と治具セットとが共振せず、試験結果に悪影響を及ぼすことを低減できるものである。

【0021】

また、本治具セットは、供試体が取り付けられた治具本体の重心の位置が、試験装置用アダプタの中心の位置から５０ｍｍ以内としたものであり、振動試験中の質量の偏りの影響を小さくし、試験結果に悪影響を及ぼすことがないものである。
この５０ｍｍ以内でも、ボルトの通し穴の間隔（２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下）の半分が適切な値となる。

【0022】

［本治具セット：図１，２］
本治具セットについて図１，２を参照しながら説明する。図１は、本治具セットの概略図であり、図２は、供試体が試験装置に取り付けられた状態（１）の概略図である。
本治具セットは、治具本体１０と、試験装置用アダプタ２０と、ボルト４とから構成されている。

【0023】

治具本体１０の各面がボルト４で固定され、その治具本体１０が、試験装置用アダプタ２０にボルト４で取り付けられている。
ここで、治具本体１０の各面を固定するボルト４をボルト４ａとし、治具本体１０を試験装置用アダプタ２０に固定するボルト４をボルト４ｃとし、試験装置用アダプタ２０を試験装置６の接続部５に固定するボルト４をボルト４ｂとして区別しているが、ボルト４ａ，４ｂ，４ｃを総称してボルト４と呼ぶことがある。

【0024】

［治具本体１０］
治具本体１０は、図１に示すように、アルミニウムの切り出し金属板を５面用いた中空の箱型の形状をしている。箱型の１面が開放されており、その１面（正面）から供試体３０が挿入される挿入口となっている。正面の反対側の背面には、金属板が設けられているものの、配線を引き出す空間は設けられている。

【0025】

金属板は、厚さが３０ｍｍ以上で５０ｍｍ以下であり、後述するボルト通し穴１３同士の間隔が２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下としている。この条件であれば、２０００Ｈｚまでの振動試験において、治具本体１０と供試体３０が共振しないことが実験又はＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析で知られている。

【0026】

尚、供試体のサイズに応じて、治具セットのサイズも変更されるが、金属板の厚みとボルト通し穴１３同士の間隔は、上記条件であれば、共振しないものである。
つまり、供試体３０の固有振動数が５００～７００Ｈｚで、上記金属板を備える治具本体１０の固有振動数が１０００～２０００Ｈｚとなるので、共振が起こらない。

【0027】

そして、治具本体１０の最も広い面積を有する第１面１１を２枚用い、２枚の第１面１１を接続する第２面１２を２枚備え、挿入口の反対側の背面にも第２面１２を用いている。つまり、第２面１２は、３枚用いている。

【0028】

第１面１１は、挿入口とは反対側の角部を斜めにカットして軽量化を図っている。つまり、第１面１１は、斜めにカットした２辺を有する六角形となっている。挿入口に対して反対側の背面は、斜めにカットされた部分があるため、面積が狭くなっており、その狭くなった部分に第２面１２が取り付けられている。
その斜めにカットされた部分で背面に形成される空間から供試体３０に接続する配線が引き出される。

【0029】

第１面１１も第２面１２も複数のボルト通し穴１３が形状されており、任意のボルト通し穴１３を用いてボルト４で固定することで、第１面１１と第２面１２とを接続し、更に、治具本体１０を試験装置用アダプタ２０に固定している。

【0030】

また、第１面１１と第２面１２のボルト通し穴１３には、ボルト４の頭部を収納する収納穴（ボルト通し穴）１４が形成され、ボルト４の頭部が突出しないようになっている。
また、第１面１１と第２面１２には、複数の凹み部（凹部）１５を形成して軽量化を図っている。凹み部１５の深さは、２０ｍｍ以上で４０ｍｍ以下であり、貫通はしていない。

【0031】

［試験装置用アダプタ２０］
試験装置用アダプタ２０は、治具本体１０に接続し、治具本体１０を試験装置６の接続部５に固定するものである。
試験装置用アダプタ２０は、アルミニウムの切り出しの八角形の平板で、ボルト穴２２が複数設けられ、ボルト４ｂの頭部を収納する収納穴２１も複数設けられている。

【0032】

収納穴２１には、試験装置用アダプタ２０を接続部５にボルト４ｂで接続するためのボルト通し穴が設けられている。
ボルト穴２２は、治具本体１０を試験装置用アダプタ２０にボルト４ｃで固定するものである。

【0033】

また、試験装置用アダプタ２０の平板は、厚さ３０ｍｍ以上で５０ｍｍ以下であって、形成されるボルト穴２２同士の間隔が、２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下としている。この条件であれば、２０００Ｈｚまでの振動試験において、試験装置用アダプタ２０と供試体３０が共振しないものである。

【0034】

また、試験装置用アダプタ２０の中心位置には、収納穴２１が形成されており（図１，２では隠れているが後述する図３に図示）、ＣＡＥ解析で演算された供試体３０を収納した治具本体１０の重心の位置が、試験装置用アダプタ２０の中心位置から５０ｍｍ以内となるよう、治具本体１０を試験装置用アダプタ２０に設置して接続する。これにより、振動試験中の質量の偏りを小さくすることができ、試験結果に悪影響を及ぼすことがない。

【0035】

［ボルト４］
ボルト４ａは、治具本体１０の第１面１１と第２面１２とを接続するためのボルトである。
ボルト４ｂは、治具本体１０を試験装置用アダプタ２０に接続するためのボルトである。
ボルト４ｃは、試験装置用アダプタ２０を試験装置６の接続部５に接続するためのボルトである。ボルト４ｃは、図１、２に現れていないが、図３に示されている。

【0036】

尚、ボルト４は、雄ねじ５ａと雌ねじ５ｂで構成される。雄ねじ５ａは、収納穴２１から挿入され、ボルト穴２２に通され、反対側に設けられた雌ねじ５ｂに固定される。雌ねじ５ｂは、アルミニウムの金属板に予め固定されている。
また、ボルト穴２２の一方の端部で雄ねじ５ａの頭部が収納されるのが収納穴２１であり、ボルト穴２２の他方の端部で雌ねじ５ｂ部分を収納する収納穴２１を設けるようにしてもよい。

【0037】

［設置方法：図３］
本治具セットを試験装置６に設置する方法について図３を参照しながら説明する。図３は、本治具セットの試験装置への設置方法を示す概略図である。
本治具セットは、図３に示すように、第１に、試験装置６の接続部５に試験装置用アダプタ２０を固定する。

【0038】

具体的には、接続部５には、ボルト４ｂ（雄ねじ５ａ）を固定する雌ねじ５ｂが設けられており、試験装置用アダプタ２０の位置合わせを行って、収納穴２１にボルト４ｂを挿入し、その収納穴２１内に形成されたボルト穴２２に差し込んで、雌ねじ５ｂに回し込んでボルト４ｂを固定し、試験装置用アダプタ２０を接続部５に接続する。

【0039】

第２に、治具本体１０を試験装置用アダプタ２０に固定する。
具体的には、図３では、治具本体１０の位置合わせを行って、試験装置用アダプタ２０に接触する治具本体１０の面に形成されたボルト４ｃを収納する収納穴１４にボルト４ｃを挿入し、その収納穴１４内に形成されたボルト通し穴１３に差し込んで、試験装置用アダプタ２０の裏面でボルト通し穴１３に対して設けられている雌ねじ５ｂにボルト４ｃを回し込んで固定し、治具本体１０を試験装置用アダプタ２０に接続する。
ここで、ＣＡＥ解析で演算された供試体３０を収納した治具本体１０の重心位置が、試験装置用アダプタ２０の中心位置から５０ｍｍ以内となるよう設置して接続する。

【0040】

第３に、供試体３０を治具本体１０に固定する。
具体的には、治具本体１０の供試体３０を挿入する開口部からケーブルを備えた供試体３０をケーブルから挿入し、奥まで差し込んでファスナ又はスタッドなどで治具本体１０に固定する。

【0041】

［試験装置に取り付けられた状態（２）：図４］
また、供試体３０が試験装置６に取り付けられる方向を変えた例について図４を参照しながら説明する。図４は、供試体が試験装置に取り付けられた状態（２）を示す概略図である。
供試体３０の方向を変える場合は、供試体３０が収納される治具本体１０の試験装置用アダプタ２０に設置する方向を変更することになる。
図４では、供試体３０の挿入口は、横向きであり、供試体３０を寝かせた状態で試験を行うようになっている。

【0042】

［試験装置に取り付けられた状態（３）：図５］
また、供試体３０が試験装置６に取り付けられる方向を更に変えた例について図５を参照しながら説明する。図５は、供試体が試験装置に取り付けられた状態（３）を示す概略図である。
図５では、供試体３０の挿入口は、横向きであり、供試体３０を立てた状態で試験を行うようになっている。

【0043】

以上のように、供試体３０の向きを治具本体１０と試験装置用アダプタ２０との接続方向を変えることで変更することができ、任意の供試体３０の向きで試験を行うことができるものである。
尚、供試体３０の向きを変えた場合でも、供試体３０を収納した治具本体１０の重心位置が、試験装置用アダプタ２０の中心位置から５０ｍｍ以内となるよう設置する。

【0044】

また、ＣＡＥ解析を繰り返し、治具本体１０の形状、試験装置用アダプタ２０の形状を供試体３０との共振が起こらないように最適化して、最適な治具本体１０と試験装置用アダプタ２０を開発するものである。

【0045】

更に、本治具セットは、振動試験だけでなく、衝撃試験にも適用することができる。衝撃試験は、振動試験と同じ方向の衝撃を１回ずつ繰り返し供試体３０に与えるものである。

【0046】

［実施の形態の効果］
本治具セットによれば、供試体３０を試験装置６に取り付けるものであり、供試体３０を挿入する面を除いた５面がボルト４ａで固定されて形成される治具本体１０と、治具本体１０をボルト４ｃで接続する試験装置用アダプタ２０とを備え、試験装置用アダプタ２０が試験装置６の接続部５にボルト４ｂで固定され、治具本体１０と試験装置用アダプタ２０とが、厚さ３０ｍｍ以上５０ｍｍ以下のアルミニウムの切り出し加工の素材で形成され、設けられるボルト４穴の間隔が２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下としており、２０００Ｈｚまでの振動試験において供試体３０と本治具セットとが共振せず、試験結果に悪影響を及ぼすことを低減できる効果がある。

【0047】

また、本治具セットによれば、供試体３０が取り付けられた治具本体１０の重心の位置が、試験装置用アダプタ２０の中心の位置から５０ｍｍ以内としたものであり、振動試験中の質量の偏りの影響を小さくし、試験結果に悪影響を及ぼすことを低減できる効果がある。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明は、２０００Ｈｚまでの振動試験の場合に、治具セットと供試体とが共振を起こさず、振動試験に悪影響を及ぼすことを低減できる治具セットに好適である。

【符号の説明】

【0049】

１，１０…治具本体、 ２，２０…試験装置用アダプタ、 ３…治具固定用金具、 ４，４ａ，４ｂ，４ｃ…ボルト、 ５…接続部、 ５ａ…雄ねじ、 ５ｂ…雌ねじ、 ６…試験装置、 １１…第１面、 １２…第２面、 １３…ボルト通し穴、 １４…収納穴（ボルト通し穴）、 １５…凹み部（凹部）、 ２１…収納穴（ボルト通し穴）、 ２２…ボルト穴、 ３０…供試体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】