JPH10307092A

JPH10307092A - 荷重発生方法及びその装置

Info

Publication number: JPH10307092A
Application number: JP11465797A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Komai; 尚紀駒井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-05-02
Filing date: 1997-05-02
Publication date: 1998-11-17

Abstract

(57)【要約】【課題】荷重を正確に制御して正確なデータを得るこ
とのできる荷重発生方法及びその装置を提供すること。【解決手段】レバー２の重心位置を変えるために、作
用点２ｂ側に錘１１により荷重をかけ、このレバー２の
重心位置と支点位置である軸４とを一致させる。同様に
レバー３についても、作用点６ｂ側に錘１１により荷重
をかけてこのレバー３の重心位置と軸５の位置とを一致
させる。これにより、双方のレバー２、３の軸４、５を
中心とする左右のトルクが均等になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、材料や部
品の疲労試験等を行うために、被試験体に所定の荷重を
所定の倍率で印加して、精度の高い荷重測定を行うため
の荷重発生方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電気製品や機械製品等は、その
製品の構成部品や材料の物性値をパラメータとして、有
限要素法などの数値解析に基づく機械強度計算を行うこ
とでその製品の機械的な信頼性が保証されている。

【０００３】従って、正確な物性値を得ることが必要で
あり、そのためには精度の高い疲労試験機を用い、様々
な材料試験を行い、材料の正確な物性値を測定する必要
がある。

【０００４】特に、製品の寿命予測においては、製品の
部品や材料についての疲労試験の正確なデータ（物性
値）を得ることが重要である。

【０００５】

【発明に至る経過】上記の如き試験に好適な疲労試験機
として、本出願人は既に、図１９に示す如き試験機を提
起した。この疲労試験機は、駆動装置２２にカム軸１ａ
を支軸されたカム１の駆動により、軸４で回動可能に支
持されたレバー２の一方の端部の作用点２ａをカム１で
上下動させ、従動させるようになっている。

【０００６】そして、このレバー２の他端部側には、別
のレバー３が軸５によって回動可能に支持され、このレ
バー３の一方の端部に設けられたピン６ａがレバー２の
作用点２ｂに当接する。また、レバー３の他端部にはピ
ン６ｂが設けられ、ロッド１４のアーム１５ａと１５ｂ
との間に介在している。

【０００７】更に、レバー２のカム１側端部上には荷重
部７が設けられ、また、レバー３のピン６ａ側端部上に
は荷重部８が設けられ、これら荷重部７、８にかけられ
る荷重とカム１の駆動とによりアーム１５ａ、１５ｂを
介してロッド１４を上下動させ、試験される試料に荷重
を印加する（ストレスを発生させる）ようになってい
る。

【０００８】ロッド１４の下端には試料の取付け部１６
が設けられ、更にその下方には固定台が配され、試験さ
れる試料２４（ここでは後述するプリント配線板３３に
結合されたリード線３４を示している。）の一部分がこ
の取付け部１６と固定台１７とによって疲労試験機に固
定されるようになっている。

【０００９】ロッド１４の上方には、ロッド１４の上下
動を検出する変位検出センサー１９が設けられ、更に、
固定台１７の下方には、試料２４に印加される荷重を検
出する荷重検出センサー（ロードセル）１８が配され、
これらのセンサー１８、１９によって検出された検出値
はそれぞれの信号回路により制御装置２０へ供給され
る。

【００１０】制御装置２０は、変位検出センサ１９及び
荷重検出センサ１８より供給される信号に基づいて、試
料２４の破壊の検出、破壊までの荷重印加回数のカウン
ト等と共に測定した荷重印加回数等の試験結果を、記録
装置用出力２１を介して、所定の記録装置（図示省略）
に出力するようになっている。

【００１１】図１９に示す如く、レバー２の作用点２ａ
と２ｂとの距離Ｌにおいて、レバー２の支点である軸４
と作用点２ａ間の距離ｌ₂と、軸４と作用点２ｂ間の距
離ｌ₁との比は例えば５：１に形成されている。同様
に、レバー３のピン６ａと６ｂとの距離Ｌ₁において、
このレバー３の支点である軸５とピン６ａ間の距離ｌ₄
と、軸５とピン６ｂ間の距離ｌ₃との比は例えば５：１
に（従って、５倍の荷重が出力されるように）形成され
ている。

【００１２】図２０は、図１９の一部分を抽出して示し
た概略図であるが、カム１の回転によりカム１がレバー
２の作用点２ａから離れ、レバー２の一方の端部が荷重
部７への荷重によって下がった状態を示している。従っ
て、レバー２が軸４を中心に反時計方向に回動し、作用
点２ｂがレバー３のピン６ａを押し上げて軸５を中心に
レバー３を時計方向に回動させ、レバー３のピン６ｂが
アーム１５ｂを介してロッド１４を押し下げ、試料２４
に圧縮荷重が印加され、破壊試験等が可能である。

【００１３】また、図２１は、図２０と同じ部分の概略
図であるが、図２０とは逆の状態を示している。即ち、
カム１の回転によりカム１がレバー２の作用点２ａに当
接し、レバー２を押し上げている状態である。従って、
レバー２が時計方向に回動して作用点２ｂがレバー３の
ピン６ａから離れ、レバー３は荷重部８の荷重のみによ
って反時計方向に回動し、ピン６ｂがアーム１５ａを介
してロッド１４を押し上げ、試料２４に対して引っ張り
荷重が印加され、クリープ試験等が可能である。

【００１４】レバー２の荷重部７及びレバー３の荷重部
８には、試験される試料２４の種類に応じてそれぞれ各
種の荷重をかけることができる。そして、図１９に示す
ように、レバー２及びレバー３のそれぞれの支点となる
軸４、５を中心とするレバーの両端部までの長さの比
は、上記した如く５：１となっているので、梃子の原理
によって、それぞれのレバー２、３への荷重は反対側端
部において５倍の荷重（ストレス）が作用する。しか
も、各レバーの出力側のストロークは入力側（荷重部
側）の１／５ですむため、最終的には１／２５のストロ
ークで荷重が出力されることになる。

【００１５】即ち、図２０のような状態の場合は、レバ
ー２の荷重部７の荷重が５倍となって作用点２ｂでレバ
ー３のピン６ａに作用し、レバー３の荷重部８にかかる
荷重がないとすれば、この５倍になった荷重が更に５倍
となって反対側のピン６ｂからアーム１５ｂを介してロ
ッド１４に伝達される。但し、レバー３の荷重部８にも
荷重されるので、この荷重に相当する荷重が相殺され
る。

【００１６】また、図２１のような状態の場合は、レバ
ー２の荷重部７の荷重によるレバー３のピン６ａへの作
用はないので、レバー３の荷重部８による荷重の５倍の
荷重がアーム１５ａを介してロッド１４に伝達される。
しかも、この出力側でのレバーの上下動距離は入力側
（荷重部側）の上下動距離の１／５ですむため、１／５
と僅かなストロークで５倍の荷重が得られることにな
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図２２に示す
如く、レバー２自体の重心位置２５（以下、重心位置を
△又は▲で示す）は、レバー２のほぼ中心にあると考え
られるが、支点となる軸４は、作用点２ｂ側に偏位（レ
バー３についても同様）している。従って、軸４を中心
とする両方のトルクが異なるため、上述の如き疲労試験
機においても、このトルクの差による誤差が加味される
ため、荷重部の大きさに正確に対応した正確な荷重デー
タが得られず、精度を要求される上記の如き疲労試験機
においても改善の余地がある。

【００１８】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、荷重を正確に制御して正確なデータが得ら
れる荷重発生方法及びその装置を提供することを目的と
するものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、誤差を生じさ
せないための効果的な制御の方法を見出し、本発明に到
達したものである。

【００２０】即ち、本発明は、少なくとも１つの荷重伝
達レバーを介して所定の倍率で荷重を発生させるに際
し、前記荷重伝達レバーの重心位置を制御する重心位置
制御手段により前記重心位置を制御する荷重発生方法に
係るものである。

【００２１】また、本発明は、少なくとも１つの荷重伝
達レバーを介して所定の倍率で荷重を発生させるため
に、前記荷重伝達レバーの重心位置を制御する重心位置
制御手段が設けられている荷重発生装置に係るものであ
る。

【００２２】本発明の荷重発生方法及びその装置によれ
ば、荷重伝達レバーの重心位置を制御するので、例え
ば、荷重伝達レバーの重心位置をこの荷重伝達レバーの
支点位置と一致させることにより、支点位置を中心とす
る荷重伝達レバーの両側のトルクが均等になり、これに
基づく測定誤差をなくすことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の荷重発生方法及びその装
置においては、前記荷重伝達レバーの重心位置と支点位
置とを一致させて行うことが望ましい。

【００２４】この場合、前記重心位置制御手段は、スト
レスを伝達する前記荷重伝達レバーの支点位置に対する
この荷重伝達レバーの重心位置に応じて、前記支点位置
に関し、前記重心位置とは反対側に所定の荷重をかけて
前記荷重伝達レバーの重心位置を制御してよい。

【００２５】また、前記重心位置制御手段は、前記荷重
伝達レバーの所定の場所に錘を吊り下げてこの荷重伝達
レバーの重心位置を制御してよい。

【００２６】また、前記重心位置制御手段は、前記荷重
伝達レバー上面の所定の場所に錘を取り付けてこの荷重
伝達レバーの重心位置を制御してよい。

【００２７】また、前記重心位置制御手段は、前記荷重
伝達レバーの所定の場所の側方に取付け部を設け、この
取付け部に錘を取り付けて前記荷重伝達レバーの重心位
置を制御してよい。

【００２８】また、前記重心位置制御手段は、前記荷重
伝達レバーの長さ、形状又は比重の調整により前記荷重
伝達レバーの重心位置を制御してよい。

【００２９】また、前記荷重伝達レバーを、この荷重伝
達レバーの重心位置と支点位置とを予め一致させて形成
してよい。

【００３０】更に、動力発生手段により発生させた動力
に応じて、少なくとも１つの荷重伝達レバーを介して所
定のストレスを所定の倍率で被試験体に発生させてよ
い。

【００３１】上記の如くに構成することにより、材料及
び部品等の疲労試験を好適に行うことができる。

【００３２】以下、本発明の好ましい実施の形態を説明
するが、本発明が以下の例に限定されるものでないこと
は勿論である。

【００３３】図１は、本発明の実施の形態を示す疲労試
験機の概略図であるが、図示の如く、図１９の例と基本
的な構造及び機構等は同様であるので、共通する部材に
ついては共通の符号を用いる。

【００３４】従って、本例の疲労試験機においても、既
述した図１９の試験機と同様に、駆動装置２２のカム１
の駆動により、荷重部７を負荷しているレバー２の作用
点２ａ側がカム１に従動して上下動する。このため、軸
４を中心に反対側の作用点２ｂが回動してレバー３のピ
ン６ａに作用し、荷重部８を負荷しているレバー３のピ
ン６ａ側がレバー２の作用点２ｂに従動する。これによ
りレバー３は軸５を中心に回動し、ピン６ｂが当接する
アーム１５ａ又は１５ｂを介してロッド１４を上下動さ
せる。

【００３５】そして、ロッド１４の下部の取付け部１６
と固定台１７とによりこの疲労試験機に固定されている
試料２４は、ロッド１４の上下動によって荷重され、目
的に応じた試験が行われる。このロッド１４の上下動は
ロッド上方の変位検出センサー１９によって検出され、
また、試料に印加された荷重は固定台１７下方の荷重検
出センサー（ロードセル）１８によって検出される。

【００３６】これらの検出センサー１８、１９による検
出値はそれぞれの信号回路により制御装置２０へ供給さ
れ、制御装置２０において、試料２４の破壊の検出、破
壊までの印加荷重回数のカウント等の試験結果を、記録
装置用出力２１を介して、所定の記録装置に出力する。

【００３７】このように、本例の疲労試験機は、図１９
の例と同様に作動するものであるが、本例の疲労試験機
が従来と異なる特筆すべき特徴は、図１に示す如く、レ
バー２、３のそれぞれの重心位置を制御する重心位置制
御手段が設けられ、レバー２、３の重心位置をそれぞれ
の支点となる軸（以下、支点と称することがある）４、
５に一致させていることである。

【００３８】図２〜図４は、重心位置制御の基本的な方
法を示す図であり、まず、レバー２についてその方法を
説明する。

【００３９】まず、図２において△で示すように、レバ
ー２の重心位置２５はレバー２のほぼ中心にある。従っ
て、このレバー２の支点となる軸４が一方の作用点２ｂ
寄りに偏位しているため、レバー２の重心２５と支点で
ある軸４とは一致せず、このレバー２のトルクは作用点
２ａ側に多く発生し、反時計方向のトルクが生じる。

【００４０】そこで、反対側の作用点２ｂの位置に、例
えば錘用の受け皿１０を吊るせば、この受け皿１０の重
量により、図２において▲で示すように、重心位置２５
ａを支点軸４寄りに移動させることができる。

【００４１】更に、図３のように、受け皿１０に適当な
重さの錘１１を載せて荷重すれば、重心位置２５ａを支
点の軸４に一致させることができる。錘１１の形状は、
例えば文銅のようにリング状に形成し、受け皿１０に受
け軸１０ａを設けて係合させればよい。

【００４２】また、図４に示す如く、例えば受け皿１０
をレバー２の作用点２ｂ側端部に取り付けた場合には、
この受け皿１０のみの重量でレバー２の重心位置２５ａ
は支点４の位置を超えて支点４の位置と一致しなくなる
こともあるので、受け皿１０の取り付けを図２及び図３
で述べた位置に変える必要がある。このような現象は受
け皿１０に載せる錘１１が重過ぎた場合にも生じる。

【００４３】また、レバー２のほぼ中央にある重心位置
２５を、図４において仮想線で示すように、支点４とは
反対側に移動させて重心位置２５ｂを形成することもで
きる。従って、この場合は支点４を中心とする左右のト
ルクの差は更に大きくなるが、作用点２ａ側のトルクが
増加した分を荷重部７にかける荷重において軽減するこ
とができ、更に荷重部７への荷重の調整により作用点２
ｂ側の錘１１を軽くすることもできる。

【００４４】図５〜図７は、他方のレバー３の場合を示
す図である。即ち、レバー３は、図１に示すようにロッ
ド１４のアーム１５ａ、１５ｂ及びロッド１４との干渉
を避けるために、錘１１の取り付け位置を変え、図５は
レバー３の上にピン１２を設けて錘１１の孔を係合させ
ている。この場合、図１において仮想線で示すように、
レバー３のピン６ｂ側を延設し、そこに錘１１を取り付
けるようにしてもよい。

【００４５】また、図６は第２の実施の形態であり、こ
の場合、レバー３の側方にブラケット１３を設け、同様
にブラケット１３に設けたピン１２に錘１１の孔を係合
させていることを示し、図６（ａ）はこの正面図、
（ｂ）は平面図である。このようにしてレバー３の場合
もレバー３の重心位置２５ａを支点である軸５と一致さ
せることができる。

【００４６】また、図７は更に他の実施の形態を示すも
のであり、図示の如く、ピン６ａ寄りのレバー３の本体
に切り欠き９を設けてこの部分の重量の軽減を図り、予
めレバー３自体の重心位置と軸５との間隔の開きを少な
くしているため、錘１１の重量は軽くても重心位置２５
ａを軸５に一致させ易くすることができる。

【００４７】上記の如く、レバー２、３それぞれの支点
位置である軸４、５とそれぞれの重心位置とを一致させ
ることにより、それぞれの軸４、５を中心とするレバー
の自重に基づく支点の左右でのトルクが等しくなる。従
って、前述した如きトルクの差が排除されるため、荷重
部７の重量に正確に対応した荷重が作用点に働き、これ
が更に所定倍率で出力側へ伝達されることになるから、
正確な荷重データを得ることができる。

【００４８】即ち、最初の入力側であるレバー２の荷重
部７の荷重が正確に５倍となって、レバー３の入力側へ
伝達され、これを更に正確な５倍の荷重にしてこのレバ
ーの出力側へ伝達することができる。

【００４９】本実施の形態の疲労試験機は、各種の材料
や部品等に繰り返して荷重を負荷させる疲労試験等に使
用するものであるが、被試験体は所定の規格に基づいた
形状のテストピースが用いられることが多い。図８及び
図９は、例えばこの疲労試験機で試験する電子部品のテ
ストピースの一例を示す図である。

【００５０】図８は、プリント配線板とリード線とのは
んだ接合を試験する試料を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、プリント配線
板３３におけるランド３３ａにおいて、リード線３４が
はんだ３５で接合された状態を示している。そして、こ
の試料は、取付け孔３３ｂにおいて、ボルト２３により
固定台１７に固定される（図１０参照）。

【００５１】このようなリード部品の接合部のはんだ３
５は弾性限界が低いため、はんだ３５の弾性限界より大
きい荷重が、容易には変形しないリード線３４に加わる
と、はんだ３５は破断に至る。このように、リード線３
４の弾性係数がはんだ３５の弾性係数より大きく、荷重
により変形しにくい材料の場合（リード線３４よりもは
んだ３５の方が変形し易い場合）には、一定荷重で疲労
試験が行われる。

【００５２】図９は、面実装ＩＣ（Integrated Circui
t）のはんだ付け試料を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。この試料において
は、試験用ＩＣ３８は、中央部で２つに分割された基板
３７に、はんだ４０により接合されている。

【００５３】接合部のはんだ４０は、図８（ｂ）のはん
だ３５と同様に、変形しにくいが、ＩＣ３８のリード部
３９は、容易に変形し、荷重を吸収する。従って、この
ような試料に、一定荷重を印加すると、その荷重の大き
さによっては、荷重を一回印加させただけで、リード部
３９が大きく変形し、破断してしまうので、このような
試料には、一定変位を印加する疲労試験が行われる。

【００５４】図１０は、図８に示す試料を本例の疲労試
験機のロッド１４に装着した状態を示している。この試
料においては、リード線３４を荷重伝達ロッド１４の取
付け部１６に固定し、基板３３を固定台１７に固定す
る。これにより、荷重伝達用のロッド１４より伝達され
る荷重が、はんだ３５に加えられる。

【００５５】図１１は、図９に示す試料を本例の疲労試
験機のロッド１４に装着した状態を示している。この試
料においては、２つに分割された基板３７のうち、一方
を荷重伝達ロッド１４に固定し、他方を固定台１７に固
定する。これにより荷重伝達用のロッド１４の上下動に
よる変位が、試料のリード部３９に加えられる。

【００５６】図１２は、本実施の形態における制御装置
２０の回路図を示している。前記した図１の制御装置２
０においては、制御回路４１は、使用者の操作に応じた
入力装置からの信号に従って、駆動装置２２を制御する
ようになっている。また、制御回路４１は、比較回路４
３の信号により、試料２４が所定の状態になったと判断
した場合、駆動装置２２を停止させるようになってい
る。

【００５７】更に、制御回路４１は、変位検出センサ１
９からの信号を受け、その信号（変位量）をメモリ付き
カウンタ４５に記憶させるようになっている。

【００５８】ピーク検出回路４２は、図１３に示すグラ
フのような荷重検出センサ１８からの信号により荷重印
加時のピーク荷重を検出し、その値を比較回路４３及び
メモリ付きカウンタ４５に出力するようになっている。

【００５９】比較回路４３は、ピーク検出回路４２の信
号による荷重のピーク値を、メモリ４４に記憶されてい
るところの予め設定された荷重のしきい値と比較し、そ
の結果を制御回路４１に出力するようになっている。

【００６０】メモリ付きカウンタ４５は、ピーク検出回
路４２の信号による荷重の値、及び制御回路４１より信
号される変位の値を記憶すると共に、荷重及び変位の値
が信号された回数をカウントするようになっている。

【００６１】出力回路４６は、制御回路４１を介して、
入力装置より所定の信号を供給されると、メモリ付きカ
ウンタ４５より供給された荷重の印加回数などの、疲労
試験の結果を、記録装置用出力２１を介して、所定の記
録装置（図示省略）に出力するようになっている。

【００６２】次に、疲労試験における制御装置２０の動
作について説明する。

【００６３】使用者が入力装置で試験の開始操作を行う
と、制御回路４１は、その操作に対応する信号を受け取
り、駆動装置２２を動作させる。

【００６４】そして、試料２４に荷重（圧縮荷重の設定
値を＋Ｆａ、引っ張り荷重の設定値を−Ｆａとする）が
印加されると、荷重検出センサ１８は、図１３に示すよ
うに、その荷重を検出し、その信号をピーク検出回路４
２に供給する。

【００６５】ピーク検出回路４２は、荷重検出センサ１
８による検出荷重のピーク値を比較回路４３及びメモリ
付きカウンタ４５に供給し、比較回路４３は、そのピー
ク値と、メモリ４４に記憶されている荷重しきい値の差
を計算し、その値を制御回路４１に出力する。

【００６６】制御回路４１は、その値から試料２４の状
態を把握する。そして、試料２４に亀裂が生じたとき
（図１３においては、試験回数がｔ₁であるとき）、荷
重検出センサ１８で検出される荷重のうち、正負いずれ
かの検出荷重が減少する。制御回路４１は、比較回路４
３からの比較結果から、ピーク検出回路４２より供給さ
れる検出荷重が、メモリ４４に記憶されているしきい値
（図１３においては、圧縮荷重のしきい値を＋Ｆｂ、引
っ張り荷重のしきい値を−Ｆｂとする）より小さくなっ
たと判断すると、メモリ付きカウンタ４５に、そのとき
の荷重印加回数を破壊回数として記憶させる。

【００６７】そして、亀裂が進行し、試料２４が破断し
たとき（図１３においては、試験回数がｔ₂であると
き）、荷重検出センサ１８で検出される荷重は、零に収
束していき、制御回路４１は、比較回路４３からの比較
結果から、試料２４が破断したと判断すれば、駆動装置
２２を停止させる。

【００６８】このように試料２４が破断した後、制御回
路４１は、メモリ付きカウンタ４５に破壊回数などの疲
労試験の結果を出力回路４６に出力させる。そして、出
力回路４６は、使用者による設定に従って、その疲労試
験の結果を記録装置用出力２１を介して出力する。

【００６９】以上のように、制御装置２０は、使用者の
操作に応じて駆動装置２２を制御し、試料２４が破壊さ
れた場合、検出される荷重により試料２４の破壊（破
断）を感知して、駆動装置２２を停止させるようになさ
れている。なお、荷重の状況は常にモニターできる。

【００７０】制御装置２０において、破壊の検出のしき
い値を微小破壊に対応して設定し、亀裂が発生したとき
（破断する前）に、駆動装置２２を停止させるようにす
ることで、光学的破壊検査などの実験用のサンプルとし
て利用される、亀裂が進展していない初期破壊のサンプ
ルを作成することもできる。

【００７１】上記の如く構成した本実施の形態の疲労試
験機おいて、レバー２の荷重部７及びレバー３の荷重部
８にそれぞれ各種の荷重をかけ、荷重検出センサー１８
で検出される荷重を測定した。その結果を次の表１に示
す。この表において（＋）はロッドにかかる下向きの荷
重であり、（−）はロッドにかかる上向きの荷重を示し
ている。

【００７２】

【００７３】上記表１の測定結果から、本実施の形態の
疲労試験機のレバー２及び３の如く、これらのレバー
２、３の重心位置がそれぞれの支点位置である軸４、５
に一致されていれば、それぞれの軸４、５と作用点との
距離の構成比５：１に一致した荷重特性を示しているこ
とが分かる。従って、所定通り（計算通り）の荷重を試
料にかけることができ、荷重測定が正確となる。

【００７４】上述した例による疲労試験機のレバー２の
重心位置制御方法は、図２〜図４について示した以外に
も例えば次のように実施することができる。図１４〜図
１８はそれぞれ変形例を示す図である。

【００７５】即ち、図１４は、レバー２の作用点２ｂ側
に軸２６を延設し、例えば、レバー２と同形状に形成さ
れた錘２７に設けた係合孔２７ａを軸２６に係合させ、
ビス２８等で固定する。これにより、ビス２８を緩めて
矢印方向に錘２７をスライドさせることにより重心位置
２５ａを軸４と簡単に一致させることができる。

【００７６】また、図１５は、下部に突起を有する錘２
９の係合穴２９ａを、図１４のように形成した軸２６に
係合させ、同様にビス２８等で固定したものであり、操
作は上記した図１４の場合と同様である。

【００７７】また、図１６は、上記した図１４における
軸にボルト状にねじ山を形成し、ナット状の錘３０を設
けたものである。これにより重心位置の調整は更に容易
になる。

【００７８】また、図１７は、上記した図１５における
錘２９のように、レバー２の作用点２ｂ側に突起部３１
を形成し、予めレバー２の軸４とその重心位置２５が一
致するように形成したものである。

【００７９】同様に、図１８の場合は、軸４を中心に作
用点２ｂ側も反対側と同様に形成することによって、重
心位置２５と軸４とを一致させて形成したものである。
これにより、前述した図２〜図４における吊り下げ式の
錘１０は設けなくてもよく、これは、レバー３について
も適用することができる。

【００８０】また、レバー２及び３において、例えば、
それぞれの軸４、５の近傍を境にレバー２、３の材質を
変えて、作用点２ａ側を軽い材質の材料で形成し、作用
点２ｂ側を重い材質の材料で形成することもできる。こ
れにより、重心位置２５と軸４、５とを一致させること
ができ、少なくとも双方のずれを少なくすることができ
る。

【００８１】また、重心位置制御の方法は、上記したレ
バーの構造や形状以外のものであってもよく、例えば、
上記のような複数のレバー方式でなく、レバー３のみを
設けてカム１に従動させてもよい。この場合は、荷重部
８のみによる荷重により例えばクリープ試験を行うこと
ができる。

【００８２】更に、使用する材料や材質等は適宜なもの
であってよく、上記した荷重発生方法や装置は疲労試験
機以外にも適用することができる。

【００８３】上述した本実施の形態によれば、レバー
２、３の重心位置を容易に制御できるので、重心位置と
支点位置とを簡単に一致させることができ、レバー２、
３自体のトルクの差をなくすことができる。従って、被
試験体に対して小さいストロークにも拘らず、所定通り
の大きな荷重を印加することができ、材料や部品等の強
度計算のためのパラメータとして正確な物性値を得るこ
とができる。

【００８４】しかも、構造が簡単であるので、新規の製
作は勿論、既存の疲労試験機の改良にも簡単に採り入れ
ることができ、経費面でも安価に実現することができ
る。

【００８５】また、レバー２、３のそれぞれの荷重部
７、８と軸４、５間の距離と、軸４、５と作用点２ａ、
２ｂ間の距離との構成比も可能な限り拡大すれば、更に
低荷重により大きな荷重をかけることも可能であり、荷
重部７、８にかける荷重の選択により被試験体に対して
大小任意な荷重をかけて試験を行うことができる。

【００８６】

【発明の作用効果】上述した如く、本発明は、少なくと
も１つの荷重伝達レバーを介して所定の倍率で荷重を発
生させるに際し、前記荷重伝達レバーの重心位置を制御
する重心位置制御手段により前記重心位置を制御するの
で、この荷重伝達レバーの重心位置を任意の位置に変え
ることができる。従って、例えば、荷重伝達レバーの重
心位置を移動させて、この荷重伝達レバーの支点位置と
一致させれば、この荷重伝達レバーの支点位置を中心と
する両側のトルクが均等になり、これを疲労試験機に応
用すれば所定の荷重に基づいて所定の荷重を被試験体に
印加することができ、正確な測定が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による疲労試験機を示す概
略図である。

【図２】同、疲労試験機におけるレバーの重心位置制御
の方法を示す概略図である。

【図３】同、疲労試験機におけるレバーの重心位置制御
の方法を示す概略図である。

【図４】同、疲労試験機におけるレバーの重心位置制御
の方法を示す概略図である。

【図５】同、疲労試験機におけるレバーの重心位置制御
の方法を示す概略図である。

【図６】同、疲労試験機におけるレバーの重心位置制御
の方法を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図であ
る。

【図７】同、疲労試験機におけるレバーの重心位置制御
の方法を示す概略図である。

【図８】プリント基板にリード線を接合したテストピー
スを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線
断面図である。

【図９】面実装したＩＣのテストピースを示し、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１０】同、疲労試験機へのテストピースの装着状態
を示す要部の正面図である。

【図１１】同、疲労試験機への他のテストピースの装着
状態を示す要部の正面図である。

【図１２】同、疲労試験機の回路図である。

【図１３】同、疲労試験機により検出される荷重を示す
グラフである。

【図１４】同、疲労試験機におけるレバーの重心位置制
御方法の変形例を示す概略図である。

【図１５】同、疲労試験機におけるレバーの重心位置制
御方法の他の変形例を示す概略図である。

【図１６】同、疲労試験機におけるレバーの重心位置制
御方法の他の変形例を示す概略図である。

【図１７】同、疲労試験機におけるレバーの重心位置制
御方法の他の変形例を示す概略図である。

【図１８】同、疲労試験機におけるレバーの重心位置制
御方法の更に他の変形例を示す概略図である。

【図１９】他の例による疲労試験機を示す概略図であ
る。

【図２０】同、レバー作動の一段階を示す要部の概略図
である。

【図２１】同、レバー作動の他の一段階を示す要部の概
略図である。

【図２２】同、レバーの重心位置を示す概略図である。

【符号の説明】

１…カム、２、２Ａ、３…レバー、２ａ、２ｂ…作用
点、４、５、２６、２６Ａ…軸、６ａ、６ｂ、１２…ピ
ン、７、８…荷重部、１０…受け皿、１０ａ…受け軸、
１１、２７、２９、３０…錘、１３…ブラケット、１４
…ロッド、１５ａ、１５ｂ…アーム、１６…取付け部、
１８…荷重検出センサ、１９…変位検出センサ、２０…
制御装置、２１…記録装置用出力、２２…駆動装置、２
４…試料、２５、２５ａ、２５ｂ…重心、２７ａ、２９
ａ…係合穴、３３…プリント配線板、３４…リード線、
３５、４０…はんだ、３７…基板、３８…ＩＣ、３９…
リード部

【手続補正書】

【提出日】平成９年８月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つの荷重伝達レバーを介し
て所定の倍率で荷重を発生させるに際し、前記荷重伝達
レバーの重心位置を制御する重心位置制御手段により前
記重心位置を制御する荷重発生方法。
【請求項２】前記荷重伝達レバーの重心位置と支点位
置とを一致させて行う、請求項１に記載した荷重発生方
法。
【請求項３】前記重心位置制御手段が、ストレスを伝
達する前記荷重伝達レバーの支点位置に対するこの荷重
伝達レバーの重心位置に応じて、前記支点位置に関し、
前記重心位置とは反対側に所定の荷重をかけて前記荷重
伝達レバーの重心位置を制御する、請求項１に記載した
荷重発生方法。
【請求項４】前記重心位置制御手段が、前記荷重伝達
レバーの所定の場所に錘を吊り下げてこの荷重伝達レバ
ーの重心位置を制御する、請求項１に記載した荷重発生
方法。
【請求項５】前記重心位置制御手段が、前記荷重伝達
レバー上面の所定の場所に錘を取り付けてこの荷重伝達
レバーの重心位置を制御する、請求項１に記載した荷重
発生方法。
【請求項６】前記重心位置制御手段が、前記荷重伝達
レバーの所定の場所の側方に取付け部を設け、この取付
け部に錘を取り付けて前記荷重伝達レバーの重心位置を
制御する、請求項１に記載した荷重発生方法。
【請求項７】前記重心位置制御手段が、前記荷重伝達
レバーの長さ、形状又は比重の調整により前記荷重伝達
レバーの重心位置を制御する、請求項１に記載した荷重
発生方法。
【請求項８】前記荷重伝達レバーを、この荷重伝達レ
バーの重心位置と支点位置とを予め一致させて形成して
いる、請求項７に記載した荷重発生方法。
【請求項９】動力発生手段により発生させた動力に応
じて、少なくとも１つの荷重伝達レバーを介して所定の
ストレスを所定の倍率で被試験体に発生させる、請求項
１に記載した荷重発生方法。
【請求項１０】材料及び部品等の疲労試験を行う、請
求項９に記載した荷重発生方法。
【請求項１１】少なくとも１つの荷重伝達レバーを介
して所定の倍率で荷重を発生させるように構成され、前
記荷重伝達レバーの重心位置を制御する重心位置制御手
段が設けられている荷重発生装置。
【請求項１２】前記荷重伝達レバーの重心位置と支点
位置とを一致させるように構成されている、請求項１１
に記載した荷重発生装置。
【請求項１３】前記重心位置制御手段が、前記ストレ
スを伝達する前記荷重伝達レバーの支点位置に対するこ
の荷重伝達レバーの重心位置に応じて、前記支点位置に
関し、前記重心位置とは反対側に所定の荷重をかけて前
記荷重伝達レバーの重心位置を制御するように構成され
ている、請求項１１に記載した荷重発生装置。
【請求項１４】前記重心位置制御手段が、前記荷重伝
達レバーの所定の場所に錘を吊り下げてこの荷重伝達レ
バーの重心位置を制御するように構成されている、請求
項１１に記載した荷重発生装置。
【請求項１５】前記重心位置制御手段が、前記荷重伝
達レバー上面の所定の場所に錘を取り付けてこの荷重伝
達レバーの重心位置を制御するように構成されている、
請求項１１に記載した荷重発生装置。
【請求項１６】前記重心位置制御手段が、前記荷重伝
達レバーの所定の場所の側方に取付け部を設け、この取
付け部に錘を取り付けて前記荷重伝達レバーの重心位置
を制御するように構成されている、請求項１１に記載し
た荷重発生装置。
【請求項１７】前記重心位置制御手段が、前記荷重伝
達レバーの長さ、形状又は比重の調整により前記荷重伝
達レバーの重心位置を制御するように構成されている、
請求項１１に記載した荷重発生装置。
【請求項１８】前記荷重伝達レバーが、この荷重伝達
レバーの重心位置と支点位置とを予め一致させて形成さ
れている、請求項１７に記載した荷重発生装置。
【請求項１９】動力発生手段により発生させた動力に
応じて、少なくとも１つの荷重伝達レバーを介して所定
のストレスを所定の倍率で被試験体に発生させるように
構成されている、請求項１１に記載した荷重発生装置。
【請求項２０】材料及び部品等の疲労試験を行うため
に構成されている、請求項１９に記載した荷重発生装
置。