自動試験装置
【課題】Ｚ軸方向に所定の負荷をかける機器の試験を行う自動試験装置において、Ｚ軸方向へ所定の負荷をかける加重制御の管理可能な加重の幅を広くする。
【解決手段】Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にそれぞれ移動するＸ軸移動ユニット２、Ｙ軸移動ユニット３、Ｚ軸移動ユニット４を備えた自動試験装置において、前記Ｚ軸移動ユニット４に固定されＸ軸方向の下方に延びたアーム４０４の下端部に取り付けられた加重制御ユニット４０１と、前記加重制御ユニットの下側に取り付けられた作用子４０２を備え、前記加重制御ユニット４０１は、前記上側固定板４０１ａに設けられた孔４０１ｅに上側固定板４０１ａには摺動自在となるように貫設し、上部に前記下側稼動板４０１ｂの下方向の移動を係止する係止部を具備した圧縮バネ案内軸４０１ｄと、前記圧縮バネ案内軸４０１ｄに案内される圧縮バネ４０１ｃから構成されている。
【解決手段】Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にそれぞれ移動するＸ軸移動ユニット２、Ｙ軸移動ユニット３、Ｚ軸移動ユニット４を備えた自動試験装置において、前記Ｚ軸移動ユニット４に固定されＸ軸方向の下方に延びたアーム４０４の下端部に取り付けられた加重制御ユニット４０１と、前記加重制御ユニットの下側に取り付けられた作用子４０２を備え、前記加重制御ユニット４０１は、前記上側固定板４０１ａに設けられた孔４０１ｅに上側固定板４０１ａには摺動自在となるように貫設し、上部に前記下側稼動板４０１ｂの下方向の移動を係止する係止部を具備した圧縮バネ案内軸４０１ｄと、前記圧縮バネ案内軸４０１ｄに案内される圧縮バネ４０１ｃから構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動可能な構造を持つ３軸ロボット自動試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動可能な構造を持つ３軸ロボットの一般的な構造としては、ベースに対してＸ軸方向に移動可能なＸステージと、Ｘステージに対してＹ軸方向に移動可能なＹステージと、Ｙステージに対してＺ軸方向に移動可能なＺ軸移動作用部を設け、ベースに設けたＸアクチュエータと移動機構でＸステージのＸ軸方向の移動を制御し、Ｘステージに設けたＹアクチュエータと移動機構でＹステージのＹ軸方向の移動を制御し、Ｙステージに設けたＺアクチュエータと移動機構でＺ軸方向の移動を制御する構造が知られている。上記Ｚ軸移動作用部には打点部を有し、Ｚ軸移動作用部と打点部を連結するコイルバネと打点部にコイルバネを有することで、所定の弾力でボタンキーなどの押下ができる３軸ロボットを提供している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の３軸ロボット自動試験装置では、Ｚ軸方向に所定の負荷をかける必要がある機器の試験を行うときに、Ｚ軸移動作用部にコイルバネを装着してＺ軸方向に負荷の加重制御を行っている。しかし、上記Ｚ軸移動作用部の先端可動部分は一本の軸に１本のコイルバネを介して接触子が設けられた構造をしており、先端可動部分の重さはほぼ無視されるので、コイルバネに圧縮加重の大きなものを用いる必要があり、コイルバネのフリー状態と最大圧縮状態におけるコイルバネの圧縮寸法差が小さくなる。このため、ボタンキー押下の加重制御において、管理可能な加重の幅が狭くなってしまう問題があった。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できる自動試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の自動試験装置は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にそれぞれ移動するＸ軸移動ユニット、Ｙ軸移動ユニット、Ｚ軸移動ユニットを備えた自動試験装置において、前記Ｚ軸移動ユニットに固定されＸ軸方向の下方に延びたアームの下端部に取り付けられた加重制御ユニットと、前記加重制御ユニットの下側に取り付けられた作用子を備え、前記加重制御ユニットは、前記アームの下端部でＸ軸にほぼ垂直に固定された上側固定板と、前記上側固定板の下側であって該上側固定板とほぼ平行に配置され前記作用子がＺ軸方向を向けて下側に固定された下側稼動板と、Ｘ軸方向の上方に向けて前記下側稼動板に固定され、前記上側固定板に設けられた孔に前記上側固定板には摺動自在となるように貫設され、上部に前記下側稼動板の下方向の移動を係止する係止部を具備した圧縮バネ案内軸と、前記下側稼動板と前記上側固定板の間において前記圧縮バネ案内軸に案内される圧縮バネを備えたことを特徴とする。
また、本発明の自動試験装置は、前記下側稼動板との距離が所定の距離になったことを検知する近接センサーが前記アームの下端部に取り付けられたことを特徴とする。
また、本発明の自動試験装置は、前記圧縮バネが複数個装着されたことを特徴とする。
また、本発明の自動試験装置は、前記加重制御ユニットが、前記係止部が前記上側固定板の上面に当接していないときは接触子に少なくとも前記下側稼動板の自重が掛かるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の自動試験装置は、Ｚ軸方向に所定の負荷をかける必要がある機器の試験を行うときに、Ｚ軸方向へ所定の負荷をかける加重制御において、管理可能な加重の幅を広くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
機器のボタンキー押下を試験するときに、Ｚ軸方向に所定の負荷をかけることができる加重制御において管理可能な加重の幅を広くできる本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
（実施の形態）
本発明の実施の形態について、携帯電話機のボタンキー押下試験を行う３軸ロボット自動試験装置の例で説明する。
【００１０】
図１に、本発明の実施の形態である３軸ロボット自動試験装置の外観を示す。図１に示すように、本発明の実施の形態の３軸ロボット自動試験装置は、ベース部１、Ｘ軸移動ユニット２、Ｙ軸移動ユニット３、Ｚ軸移動ユニット４から構成されている。更に、Ｘ軸移動ユニット２は、支柱部２１と片持ち梁状の梁部２２から構成されている。また、Ｚ軸移動ユニット４には、ボタンキー打点ユニット４０が取り付けられている。このボタンキー打点ユニット４０の下端部には拡大図に示すように加重制御ユニット４０１、及び作用子４０２が備わっている。そしてベース部１の上に、被試験物である携帯電話機５が載置されている。
【００１１】
Ｘ軸移動ユニット２は、ベース部１に収容された機構により支持されつつベース部１に対してＸ方向に移動する。また、Ｙ軸移動ユニット３は、Ｘ軸移動ユニット２の梁部２２に収容された機構により支持されつつＸ軸移動ユニット２に対してＹ方向に移動する。そして、Ｚ軸移動ユニット４に取り付けられたボタンキー打点ユニット４０は、Ｙ軸移動ユニット３に収容された機構により支持されつつ、Ｙ軸移動ユニット３に対してＺ方向に移動する。各軸の移動は、例えばステッピングモータあるいはサーボモータとボールスクリューを組み合わせた機構を用いて行うことができる。
【００１２】
次に、図１の加重制御ユニット４０１の拡大図、及び図２を参照して、３軸ロボット自動試験装置のボタンキー打点ユニット４０の構造を説明する。図２において（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、ボタンキー打点ユニット４０の正面図、側面図、上面図を示している。図１、図２を参照すると、本実施の形態のボタンキー打点ユニット４０は、アーム４０４、加重制御ユニット４０１、作用子４０２、近接センサー４０３を具備している。アーム４０４の下端部に加重制御ユニット４０１の上側固定板４０１ａがねじあるいは溶接などで取り付けられ、更に加重制御ユニット４０１の下側可動板４０１ｂに作用子４０２が装着されている。
【００１３】
加重制御ユニット４０１は、上側固定板４０１ａ、下側稼動板４０１ｂ、３個の圧縮バネ４０１ｃ、圧縮バネ案内軸４０１ｄから構成されている。３個の圧縮バネ４０１ｃは、上側固定板４０１ａと下側稼動板４０１ｂの間において圧縮バネ案内軸４０１ｄの軸部４０１ｉに挿入されている。そして、それぞれの圧縮バネ案内軸４０１ｄは、下側稼動板４０１ｂにねじ４０１ｆをねじ込むことによって下側稼動板４０１ｂに固定され、上側固定板４０１ａには摺動自在となるように孔４０１ｅに貫設されている。４０１ｇは上側固定板４０１ａと圧縮バネ４０１ｃの間に介在させたワッシャである。加重制御ユニット４０１は、圧縮バネ４０１ｃを圧縮することによってＺ軸方向の加重が所定の範囲に入るように制御を行う。本発明の実施の形態では、加重フリーの状態において上側固定板４０１ａと下側稼動板４０１ｂの間隔を図３に示したように１７ｍｍに設定している。このとき、圧縮バネ案内軸４０１ｄの頭部４０１ｈ（係止部）が上側固定板４０１ａの上面に当接し、上側固定板４０１ａと下側稼動板４０１ｂの間隔がこれ以上広がらないように制限している。また、最大に圧縮した状態は後述の図５に示したように上側固定板４０１ａと下側稼動板４０１ｂの間隔が４．５ｍｍに設定している。
【００１４】
また、誤って最大に圧縮した状態から更にボタンキー打点ユニット４０が下方まで移動した場合に、安全に装置を停止するために近接センサー４０３が、アーム４０４の下端側の上側固定板４０１ａ近傍に設けられている(図１、図３の４０３参照)。この近接センサー４０３は、アーム４０４の下端部に取付金具４０３ｂとねじ４０３ｃによって固定されている。近接センサー４０３のと下側稼動板４０１ｂの間隔は図５に示すようにＬｍｍに調節して設定されている。Ｌｍｍは、例えば２ｍｍ程度に設定され、ボタンキー打点ユニット４０がこれ以上下方まで移動しようとした場合にＺ軸の移動を停止させる。４０３ａは近接センサー４０３の検出信号を図示しない制御装置に伝送する信号ケーブルである。
【００１５】
下側稼動板４０１ｂの下側には作用子４０２がナット４０２ｂにより作用子４０２の軸がＺ軸下方向に向けて固定されて取り付けられ、その作用子４０２の下端部には接触子４０２ａが取り付けられている。この接触子４０２ａは外側がウレタンで覆われており、被試験物である携帯電話機５のボタンキーを押下したとき、傷をつけないように適当な弾力を持たせている。
【００１６】
このように本発明の実施の形態の３軸ロボット自動試験装置は、Ｚ軸移動ユニット４をＸＹＺ各方向へ任意に移動することができるように構成されている。ユーザは、本発明の３軸ロボット自動試験装置を用い、ベース部１に載置した携帯電話機５の複数のボタンキー５ａを所望の順序で、ボタンキー打点ユニット４０の加重制御ユニット４０１の下側に取り付けられた作用子４０２によって押下する。ユーザは、押下された携帯電話機５のボタンキー５ａに対して、携帯電話機５が正常に応答するかどうかを調べる機能検査を行う。
【００１７】
次に、携帯電話機５のボタンキー５ａの試験装置に適用した本発明の実施の形態の３軸ロボット自動試験装置のＺ軸方向の加重制御機構について説明する。
【００１８】
Ｚ軸方向の加重制御は、Ｚ軸移動ユニット４と、Ｚ軸移動ユニット４に装着されているボタンキー打点ユニット４０の加重制御ユニット４０１により行われる。Ｚ軸移動ユニット４からの動力が、ボタンキー打点ユニット４０に伝達される。ボタンキー打点ユニット４０は、伝達された動力に応じて、下端に取り付けられた加重制御ユニット４０１の位置を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させる。加重制御ユニット４０１の下側に取り付けられた作用子４０２の接触子４０２ａが携帯電話機５のボタンキー５ａに接触した状態で、加重制御ユニット４０１を下方に移動すると、圧縮バネ４０１cが圧縮される。そして、圧縮バネ４０１cの圧縮状態を変えることにより、Ｚ軸方向への負荷をかける加重制御を行うことができる。
【００１９】
次に、圧縮バネ４０１cを圧縮したときに、携帯電話機５のボタンキー５ａに加えることができる加重について説明する。本発明の実施の形態に係わる３軸ロボット自動試験装置における加重制御ユニット４０１の加重フリー状態（作用子４０２の接触子４０２ａが携帯電話機５のボタンキー５ａに接触していない状態、またはボタンキー５ａへの圧力が０の接触状態）を図３に示す。図３に示す加重フリー状態は、自由長が２０ｍｍの圧縮バネ４０１cを１７ｍｍで取り付けたときの状態を示しており、この場合圧縮バネ４０１cは既に３ｍｍ圧縮されている。また、圧縮バネ４０１cの最大加重状態(圧縮バネ４０１cが最大圧縮可能な状態)は１５．５ｍｍ(圧縮後の長さは、図５で示した４．５ｍｍ)とする。
【００２０】
作用子４０２の接触子４０２ａをとおして、携帯電話機５のボタンキー５ａに作用する押圧加重は、下記の押圧加重計算式で求められる。
【００２１】
ボタンキー５ａの押圧加重(ｇ)
＝自重(ｇ)＋バネ圧縮加重(ｇ／ｍｍ)×バネ圧縮寸法(ｍｍ)×バネ本数(本)
・・・・・（数１）
【００２２】
（数１）における自重とは、下側可動板４０１ｂ＋作用子４０２＋圧縮バネ案内軸４０１ｄ×３＋圧縮バネ４０１c×３の総合された重さ(ｇ)である。上側固定板４０１ａと圧縮バネ案内軸４０１ｄは、孔４０１ｅが圧縮バネ案内軸４０１ｄに対して上下方向に摺動自在の状態なので、圧縮バネ案内軸４０１ｄの頭部４０１ｈが上側固定板４０１ａの上面に当接していないときは、下側可動板４０１ｂ＋作用子４０２＋圧縮バネ案内軸４０１ｄ×３＋圧縮バネ４０１c×３の総合された重さ(ｇ)は作用子４０２の接触子４０２ａをとおして、ボタンキー５ａに対し自重として作用する。
【００２３】
（数１）におけるバネ圧縮加重とは、１本の圧縮バネ４０１cを１ｍｍ圧縮するときの単位圧縮寸法当りの加重(ｇ／ｍｍ)である。
【００２４】
（数１）における圧縮寸法とは、圧縮バネ４０１cの圧縮寸法である。例えば、自由長２０ｍｍの圧縮バネ４０１cを最大の圧縮を行い４．５ｍｍの長さにした場合の圧縮寸法は、２０ｍｍ−４．５ｍｍ＝１５．５ｍｍとなる。
【００２５】
（数１）におけるバネ本数は、圧縮バネ４０１cの本数である。圧縮バネ４０１cが複数の場合は、全て同じバネ圧縮加重の圧縮バネ４０１cとする。
【００２６】
本発明の実施の形態である圧縮バネを３本装着したときと、特許文献１に挙げた従来技術である圧縮バネを１本装着したときの管理可能な加重の幅を検証するために、圧縮バネの圧縮寸法３ｍｍ(加重フリー状態)と圧縮寸法１５．５ｍｍ(最大加重状態)であるときの押圧加重を、押圧加重計算式で計算する。押圧加重計算式で計算する圧縮バネの自重は１７５ｇ、バネ圧縮加重は１０ｇ／ｍｍとする。
【００２７】
図４（ａ）に圧縮バネが３本のときの押圧加重計算値を示す。図４（ｂ）に特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときの押圧加重計算値を示す。
【００２８】
本発明の実施の形態である圧縮バネが３本のときの自重は１７５ｇである。他方、特許文献１に挙げた従来技術である圧縮バネが１本のときは先端可動部分は一本の軸となり、先端可動部分の重さはほぼ無視されるので、自重は０ｇである。
【００２９】
図４（ａ）の押圧加重計算値に示すように、バネ圧縮寸法を３ｍｍから１５．５ｍｍまで変化させたときに、本発明の実施の形態である圧縮バネが３本のときの加重は、上記条件を数１に代入すると２６５ｇ〜６４０ｇの範囲で変化する。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態である圧縮バネを３本装着させたときの押圧加重計算値２６５ｇ〜６４０ｇを得るための、特許文献１に挙げた従来技術における圧縮寸法範囲を求める。
【００３１】
まず、本発明の実施の形態である圧縮バネが３本で圧縮寸法が３ｍｍ(加重フリー状態)の加重と同じ２６５ｇの加重を、特許文献１に挙げた従来技術である圧縮バネが１本で圧縮寸法３ｍｍ(加重フリー状態)が得るときの、バネ圧縮加重Ｘｇを求めると次の（数２）に示したようにＸｇ＝８８ｇ／ｍｍとなる。
【００３２】
Ｘｇ×３ｍｍ＝２６５ｇ
∴ Ｘｇ＝８８ｇ／ｍｍ ・・・・・（数２）
【００３３】
次に、本発明の実施の形態である圧縮バネを３本装着させたときの圧縮寸法が１５．５ｍｍ(最大加重状態)の加重６４０ｇを、特許文献１に挙げた従来技術である１本の圧縮バネ４０１ｃで、６４０ｇの加重を得ようとするときの圧縮寸法Ｙｍｍを求めると、バネ圧縮加重Ｘｇが（数２）で求めたようにＸｇ＝８８ｇ／ｍｍなので、次の（数３）に示したようにＹｍｍ＝７．３ｍｍとなる。
【００３４】
８８ｇ／ｍｍ×Ｙｍｍ ＝ ６４０ｇ
∴ Ｙｍｍ＝７．３ｍｍ ・・・・・（数３）
【００３５】
上記計算により、特許文献１に挙げた従来技術により圧縮バネを１本装着させて加重６４０ｇを得るための、圧縮寸法は、７．３ｍｍとなる。
【００３６】
本発明の実施の形態である圧縮バネが３本のときは、２６５ｇ〜６４０ｇの加重を得る圧縮バネのバネ圧縮加重は１０ｇ／ｍｍであり、圧縮寸法は３ｍｍ〜１５．５ｍｍである。しかし、特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときは、２６５ｇ〜６４０ｇの加重を得る圧縮バネのバネ圧縮加重は８８ｇ／ｍｍであり、圧縮寸法は３ｍｍ〜７．３ｍｍとなる。このため、特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネ１本を装着した場合には、本発明の実施の形態である圧縮バネ３本を装着した場合に比べて、圧縮寸法が小さくなる。
【００３７】
以上の本発明の実施の形態である圧縮バネを３本装着したときと、特許文献１に挙げた従来技術である圧縮バネを１本装着したときの管理可能な加重の幅についての検証結果により、本発明の実施の形態である圧縮バネを３本装着したときは、管理可能な加重の幅を広くすることができることがわかる。
【００３８】
次に、本発明の実施の形態により上記のように管理可能な加重の幅を広くすることができる理由を数式を用いて説明する。以下では本発明の実施の形態による圧縮バネが複数本のときと、特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときの押圧加重が等しいときの圧縮バネの圧縮比について計算する。
【００３９】
（数４）は本発明の実施の形態による圧縮バネが複数本のときの加重フリー状態の押圧加重(Ｆ１)を求める計算式で、(数５)は本発明の実施の形態による圧縮バネが複数本のときの最大加重状態の押圧加重(Ｆ２)を求める計算式である。また、（数６）は特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときの加重フリー状態の押圧加重(Ｆ１)を求める計算式で、（数７）は特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときの最大加重状態の押圧加重(Ｆ２)を求める計算式である。
Ｍ０＋ｋ１ｌ１ｍ１＝Ｆ１ ・・・・・（数４）
Ｍ０＋ｋ１ｌ２ｍ１＝Ｆ２ ・・・・・（数５）
ｋ２ｌ１＝Ｆ１ ・・・・・（数６）
ｋ２ｌ3 ＝Ｆ２ ・・・・・（数７）
また、（数４）〜（数７）の計算式で使用している符号の内容を、下記に示す。
Ｍ０：自重（本発明の実施の形態）
ｋ１：バネ圧縮加重（本発明の実施の形態）
ｋ２：バネ圧縮加重（特許文献１に挙げた従来技術）
ｌ１：加重フリー状態のバネ圧縮寸法
（本発明の実施の形態及び特許文献１に挙げた従来技術に共通）
ｌ２：最大加重状態のバネ圧縮寸法（本発明の実施の形態）
ｌ3 ：最大加重状態のバネ圧縮寸法（特許文献１に挙げた従来技術）
ｍ１：圧縮バネ本数（本発明の実施の形態）
【００４０】
本発明の実施の形態と特許文献１に挙げた従来技術において、（数４）＝（数６）、（数５）＝（数７）と置くと、下記の計算式が成り立つ。
Ｍ０＋ｋ１ｌ１ｍ１＝ｋ２ｌ１ ・・・・・（数８）
Ｍ０＋ｋ１ｌ２ｍ１＝ｋ２ｌ3 ・・・・・（数９）
上記（数８）の計算式よりｋ２を求めると下記となる。
ｋ２＝(Ｍ０＋ｋ１ｌ１ｍ１)／ｌ１ ・・・・・（数１０）
また、計算式の（数９）−（数８）を求めると、下記の計算式となる。
ｋ１ｍ１(ｌ２−ｌ１)＝ｋ２(ｌ3−ｌ１)
∴ (ｌ２−ｌ１)／(ｌ3−ｌ１)＝ｋ２／ｋ１ｍ１・・・・・（数１１）
そして、上記（数１１）の計算式ｋ２に（数１０）の計算式を当てはめると下記の計算式となる。
(ｌ２−ｌ１)／(ｌ3−ｌ１)＝１＋Ｍ０／ｋ１ｌ１ｍ１・・・・・（数１２）
【００４１】
以上により、本発明の実施の形態による圧縮バネが複数本のときと、特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときの押圧加重範囲が等しいときの圧縮バネの圧縮比は、本発明の実施の形態による圧縮バネが複数本のときが、特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときの１倍以上となることが分かる。
【００４２】
また、上記（数１２）の計算式に、図４（ａ）に示すバネ圧縮加重(ｋ１＝１０g／ｍｍ)、加重フリー状態のバネ圧縮寸法(ｌ１＝３ｍｍ)、圧縮バネ本数(ｍ１＝３)を当てはめると、本発明の実施の形態による圧縮バネが複数本のときは、特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときに比べて圧縮バネの圧縮比は約３倍となる。
【００４３】
以上説明したように、本発明の実施の形態では、携帯電話機５の試験を行うときに、３個の圧縮バネを保持する加重制御ユニット４０１の先端可動部分の自重を生かすことができ、これにより、圧縮バネのフリー状態と最大圧縮状態における圧縮バネの圧縮寸法の差を大きくすることができ、ボタンキー押下の加重制御において、管理可能な加重の幅を広くすることができる。
【００４４】
また、圧縮バネが１本のときは３本の時に比べ、同じ加重を得ようとすると、バネ定数の大きいことが必要であり、応力も大きくなるため、繰り返して圧縮バネの圧縮が繰り返されることにより圧縮バネのへたりが、圧縮バネが３本に比べて早くなるが、本発明の実施の形態では、圧縮バネはへたりを遅くでき、したがって部品交換の間隔を長くできメンテナンスの上で有利である。
【００４５】
このような本発明の実施の形態によれば、Ｚ軸方向へ所定の負荷にてボタン押下の試験を必要とする機器に対して、管理可能な加重の幅を広くすることができ、部品交換の間隔を長くでき、安定して負荷をかけることができる３軸ロボット自動試験装置を提供することができる。
【００４６】
本発明の実施の形態は、本発明の実施の形態におけるボタンキー打点ユニット４０に、近接センサー４０３を更に装着する形態である。図５に、ボタンキー打点ユニット４０に装着した近接センサー４０３が検知する位置の加重状態を示す。図５に示すように、近接センサー４０３は、圧縮バネ４０１cの最大加重状態である圧縮後の間隔が４．５ｍｍより狭くなった所定の間隔とき(近接センサー４０３と下側固定板４０１ｂの距離がＬｍｍとなったとき)に下側可動板４０１ｂの接近を感知するように設定されている。以上のように、近接センサー４０３を設定することで、Ｚ軸動作ユニット４が誤って、ユーザの所望の位置範囲を超えてさらに下方までボタンキー打点ユニット４０を移動させてしまった場合に、近接センサー４０３がこれを検知して制御装置に通知するので、制御装置は強制的に３軸ロボット自動試験装置を停止させ、ボタン押下の試験を必要とする機器の損傷を防止することができる。
【００４７】
以上、実施の形態により具体的に説明したが、圧縮バネの本数は３本に限定されないで実施できる。また、本発明は上記実施の形態に限定されないで、種々の変形をして実施できることは言うまでも無い。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ボタンキー押下の試験を行う３軸ロボット自動試験装置に好適であるが、ボタンキー押下の試験や３軸ロボット自動試験装置に限られるものではなく、所定の負荷をかける自動試験装置一般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係わる３軸ロボット自動試験装置の外観を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる３軸ロボット自動試験装置のボタンキー打点ユニットの構造を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる３軸ロボット自動試験装置における加重制御ユニットの加重フリー状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる３軸ロボット自動試験装置における押圧加重計算値を示す表である。
【図５】本発明のその他実施の形態に係わる３軸ロボット自動試験装置のボタンキー打点ユニットに装着した近接センサーが感知する位置の加重状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・ベース部、 ２・・・Ｘ軸移動ユニット、 ２１・・・支柱部、 ２２・・・梁部、 ３・・・Ｙ軸移動ユニット、 ４・・・Ｚ軸移動ユニット、 ４０・・・ボタンキー打点ユニット、 ４０１・・・加重制御ユニット、 ４０１ａ・・・上側固定板、 ４０１ｂ・・・下側稼働板、 ４０１ｃ・・・圧縮バネ、 ４０１ｄ・・・圧縮バネ案内軸、 ４０１ｅ・・・孔、 ４０１ｆ・・・ねじ、 ４０１ｇ・・・ワッシャ、 ４０１ｈ・・・圧縮バネ案内軸の頭部（係止部）、 ４０１ｉ・・・圧縮バネ案内軸の軸部、 ４０２・・・作用子、 ４０２ａ・・・接触子、 ４０２ｂ・・・ナット、 ４０３・・・近接センサー、 ４０３ａ・・・信号ケーブル、 ４０３ｂ・・・取付金具、 ４０３ｃ・・・ねじ、 ４０４・・・アーム ５・・・携帯電話機、 ５ａ・・・ボタンキー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動可能な構造を持つ３軸ロボット自動試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動可能な構造を持つ３軸ロボットの一般的な構造としては、ベースに対してＸ軸方向に移動可能なＸステージと、Ｘステージに対してＹ軸方向に移動可能なＹステージと、Ｙステージに対してＺ軸方向に移動可能なＺ軸移動作用部を設け、ベースに設けたＸアクチュエータと移動機構でＸステージのＸ軸方向の移動を制御し、Ｘステージに設けたＹアクチュエータと移動機構でＹステージのＹ軸方向の移動を制御し、Ｙステージに設けたＺアクチュエータと移動機構でＺ軸方向の移動を制御する構造が知られている。上記Ｚ軸移動作用部には打点部を有し、Ｚ軸移動作用部と打点部を連結するコイルバネと打点部にコイルバネを有することで、所定の弾力でボタンキーなどの押下ができる３軸ロボットを提供している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の３軸ロボット自動試験装置では、Ｚ軸方向に所定の負荷をかける必要がある機器の試験を行うときに、Ｚ軸移動作用部にコイルバネを装着してＺ軸方向に負荷の加重制御を行っている。しかし、上記Ｚ軸移動作用部の先端可動部分は一本の軸に１本のコイルバネを介して接触子が設けられた構造をしており、先端可動部分の重さはほぼ無視されるので、コイルバネに圧縮加重の大きなものを用いる必要があり、コイルバネのフリー状態と最大圧縮状態におけるコイルバネの圧縮寸法差が小さくなる。このため、ボタンキー押下の加重制御において、管理可能な加重の幅が狭くなってしまう問題があった。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できる自動試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の自動試験装置は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にそれぞれ移動するＸ軸移動ユニット、Ｙ軸移動ユニット、Ｚ軸移動ユニットを備えた自動試験装置において、前記Ｚ軸移動ユニットに固定されＸ軸方向の下方に延びたアームの下端部に取り付けられた加重制御ユニットと、前記加重制御ユニットの下側に取り付けられた作用子を備え、前記加重制御ユニットは、前記アームの下端部でＸ軸にほぼ垂直に固定された上側固定板と、前記上側固定板の下側であって該上側固定板とほぼ平行に配置され前記作用子がＺ軸方向を向けて下側に固定された下側稼動板と、Ｘ軸方向の上方に向けて前記下側稼動板に固定され、前記上側固定板に設けられた孔に前記上側固定板には摺動自在となるように貫設され、上部に前記下側稼動板の下方向の移動を係止する係止部を具備した圧縮バネ案内軸と、前記下側稼動板と前記上側固定板の間において前記圧縮バネ案内軸に案内される圧縮バネを備えたことを特徴とする。
また、本発明の自動試験装置は、前記下側稼動板との距離が所定の距離になったことを検知する近接センサーが前記アームの下端部に取り付けられたことを特徴とする。
また、本発明の自動試験装置は、前記圧縮バネが複数個装着されたことを特徴とする。
また、本発明の自動試験装置は、前記加重制御ユニットが、前記係止部が前記上側固定板の上面に当接していないときは接触子に少なくとも前記下側稼動板の自重が掛かるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の自動試験装置は、Ｚ軸方向に所定の負荷をかける必要がある機器の試験を行うときに、Ｚ軸方向へ所定の負荷をかける加重制御において、管理可能な加重の幅を広くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
機器のボタンキー押下を試験するときに、Ｚ軸方向に所定の負荷をかけることができる加重制御において管理可能な加重の幅を広くできる本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
（実施の形態）
本発明の実施の形態について、携帯電話機のボタンキー押下試験を行う３軸ロボット自動試験装置の例で説明する。
【００１０】
図１に、本発明の実施の形態である３軸ロボット自動試験装置の外観を示す。図１に示すように、本発明の実施の形態の３軸ロボット自動試験装置は、ベース部１、Ｘ軸移動ユニット２、Ｙ軸移動ユニット３、Ｚ軸移動ユニット４から構成されている。更に、Ｘ軸移動ユニット２は、支柱部２１と片持ち梁状の梁部２２から構成されている。また、Ｚ軸移動ユニット４には、ボタンキー打点ユニット４０が取り付けられている。このボタンキー打点ユニット４０の下端部には拡大図に示すように加重制御ユニット４０１、及び作用子４０２が備わっている。そしてベース部１の上に、被試験物である携帯電話機５が載置されている。
【００１１】
Ｘ軸移動ユニット２は、ベース部１に収容された機構により支持されつつベース部１に対してＸ方向に移動する。また、Ｙ軸移動ユニット３は、Ｘ軸移動ユニット２の梁部２２に収容された機構により支持されつつＸ軸移動ユニット２に対してＹ方向に移動する。そして、Ｚ軸移動ユニット４に取り付けられたボタンキー打点ユニット４０は、Ｙ軸移動ユニット３に収容された機構により支持されつつ、Ｙ軸移動ユニット３に対してＺ方向に移動する。各軸の移動は、例えばステッピングモータあるいはサーボモータとボールスクリューを組み合わせた機構を用いて行うことができる。
【００１２】
次に、図１の加重制御ユニット４０１の拡大図、及び図２を参照して、３軸ロボット自動試験装置のボタンキー打点ユニット４０の構造を説明する。図２において（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、ボタンキー打点ユニット４０の正面図、側面図、上面図を示している。図１、図２を参照すると、本実施の形態のボタンキー打点ユニット４０は、アーム４０４、加重制御ユニット４０１、作用子４０２、近接センサー４０３を具備している。アーム４０４の下端部に加重制御ユニット４０１の上側固定板４０１ａがねじあるいは溶接などで取り付けられ、更に加重制御ユニット４０１の下側可動板４０１ｂに作用子４０２が装着されている。
【００１３】
加重制御ユニット４０１は、上側固定板４０１ａ、下側稼動板４０１ｂ、３個の圧縮バネ４０１ｃ、圧縮バネ案内軸４０１ｄから構成されている。３個の圧縮バネ４０１ｃは、上側固定板４０１ａと下側稼動板４０１ｂの間において圧縮バネ案内軸４０１ｄの軸部４０１ｉに挿入されている。そして、それぞれの圧縮バネ案内軸４０１ｄは、下側稼動板４０１ｂにねじ４０１ｆをねじ込むことによって下側稼動板４０１ｂに固定され、上側固定板４０１ａには摺動自在となるように孔４０１ｅに貫設されている。４０１ｇは上側固定板４０１ａと圧縮バネ４０１ｃの間に介在させたワッシャである。加重制御ユニット４０１は、圧縮バネ４０１ｃを圧縮することによってＺ軸方向の加重が所定の範囲に入るように制御を行う。本発明の実施の形態では、加重フリーの状態において上側固定板４０１ａと下側稼動板４０１ｂの間隔を図３に示したように１７ｍｍに設定している。このとき、圧縮バネ案内軸４０１ｄの頭部４０１ｈ（係止部）が上側固定板４０１ａの上面に当接し、上側固定板４０１ａと下側稼動板４０１ｂの間隔がこれ以上広がらないように制限している。また、最大に圧縮した状態は後述の図５に示したように上側固定板４０１ａと下側稼動板４０１ｂの間隔が４．５ｍｍに設定している。
【００１４】
また、誤って最大に圧縮した状態から更にボタンキー打点ユニット４０が下方まで移動した場合に、安全に装置を停止するために近接センサー４０３が、アーム４０４の下端側の上側固定板４０１ａ近傍に設けられている(図１、図３の４０３参照)。この近接センサー４０３は、アーム４０４の下端部に取付金具４０３ｂとねじ４０３ｃによって固定されている。近接センサー４０３のと下側稼動板４０１ｂの間隔は図５に示すようにＬｍｍに調節して設定されている。Ｌｍｍは、例えば２ｍｍ程度に設定され、ボタンキー打点ユニット４０がこれ以上下方まで移動しようとした場合にＺ軸の移動を停止させる。４０３ａは近接センサー４０３の検出信号を図示しない制御装置に伝送する信号ケーブルである。
【００１５】
下側稼動板４０１ｂの下側には作用子４０２がナット４０２ｂにより作用子４０２の軸がＺ軸下方向に向けて固定されて取り付けられ、その作用子４０２の下端部には接触子４０２ａが取り付けられている。この接触子４０２ａは外側がウレタンで覆われており、被試験物である携帯電話機５のボタンキーを押下したとき、傷をつけないように適当な弾力を持たせている。
【００１６】
このように本発明の実施の形態の３軸ロボット自動試験装置は、Ｚ軸移動ユニット４をＸＹＺ各方向へ任意に移動することができるように構成されている。ユーザは、本発明の３軸ロボット自動試験装置を用い、ベース部１に載置した携帯電話機５の複数のボタンキー５ａを所望の順序で、ボタンキー打点ユニット４０の加重制御ユニット４０１の下側に取り付けられた作用子４０２によって押下する。ユーザは、押下された携帯電話機５のボタンキー５ａに対して、携帯電話機５が正常に応答するかどうかを調べる機能検査を行う。
【００１７】
次に、携帯電話機５のボタンキー５ａの試験装置に適用した本発明の実施の形態の３軸ロボット自動試験装置のＺ軸方向の加重制御機構について説明する。
【００１８】
Ｚ軸方向の加重制御は、Ｚ軸移動ユニット４と、Ｚ軸移動ユニット４に装着されているボタンキー打点ユニット４０の加重制御ユニット４０１により行われる。Ｚ軸移動ユニット４からの動力が、ボタンキー打点ユニット４０に伝達される。ボタンキー打点ユニット４０は、伝達された動力に応じて、下端に取り付けられた加重制御ユニット４０１の位置を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させる。加重制御ユニット４０１の下側に取り付けられた作用子４０２の接触子４０２ａが携帯電話機５のボタンキー５ａに接触した状態で、加重制御ユニット４０１を下方に移動すると、圧縮バネ４０１cが圧縮される。そして、圧縮バネ４０１cの圧縮状態を変えることにより、Ｚ軸方向への負荷をかける加重制御を行うことができる。
【００１９】
次に、圧縮バネ４０１cを圧縮したときに、携帯電話機５のボタンキー５ａに加えることができる加重について説明する。本発明の実施の形態に係わる３軸ロボット自動試験装置における加重制御ユニット４０１の加重フリー状態（作用子４０２の接触子４０２ａが携帯電話機５のボタンキー５ａに接触していない状態、またはボタンキー５ａへの圧力が０の接触状態）を図３に示す。図３に示す加重フリー状態は、自由長が２０ｍｍの圧縮バネ４０１cを１７ｍｍで取り付けたときの状態を示しており、この場合圧縮バネ４０１cは既に３ｍｍ圧縮されている。また、圧縮バネ４０１cの最大加重状態(圧縮バネ４０１cが最大圧縮可能な状態)は１５．５ｍｍ(圧縮後の長さは、図５で示した４．５ｍｍ)とする。
【００２０】
作用子４０２の接触子４０２ａをとおして、携帯電話機５のボタンキー５ａに作用する押圧加重は、下記の押圧加重計算式で求められる。
【００２１】
ボタンキー５ａの押圧加重(ｇ)
＝自重(ｇ)＋バネ圧縮加重(ｇ／ｍｍ)×バネ圧縮寸法(ｍｍ)×バネ本数(本)
・・・・・（数１）
【００２２】
（数１）における自重とは、下側可動板４０１ｂ＋作用子４０２＋圧縮バネ案内軸４０１ｄ×３＋圧縮バネ４０１c×３の総合された重さ(ｇ)である。上側固定板４０１ａと圧縮バネ案内軸４０１ｄは、孔４０１ｅが圧縮バネ案内軸４０１ｄに対して上下方向に摺動自在の状態なので、圧縮バネ案内軸４０１ｄの頭部４０１ｈが上側固定板４０１ａの上面に当接していないときは、下側可動板４０１ｂ＋作用子４０２＋圧縮バネ案内軸４０１ｄ×３＋圧縮バネ４０１c×３の総合された重さ(ｇ)は作用子４０２の接触子４０２ａをとおして、ボタンキー５ａに対し自重として作用する。
【００２３】
（数１）におけるバネ圧縮加重とは、１本の圧縮バネ４０１cを１ｍｍ圧縮するときの単位圧縮寸法当りの加重(ｇ／ｍｍ)である。
【００２４】
（数１）における圧縮寸法とは、圧縮バネ４０１cの圧縮寸法である。例えば、自由長２０ｍｍの圧縮バネ４０１cを最大の圧縮を行い４．５ｍｍの長さにした場合の圧縮寸法は、２０ｍｍ−４．５ｍｍ＝１５．５ｍｍとなる。
【００２５】
（数１）におけるバネ本数は、圧縮バネ４０１cの本数である。圧縮バネ４０１cが複数の場合は、全て同じバネ圧縮加重の圧縮バネ４０１cとする。
【００２６】
本発明の実施の形態である圧縮バネを３本装着したときと、特許文献１に挙げた従来技術である圧縮バネを１本装着したときの管理可能な加重の幅を検証するために、圧縮バネの圧縮寸法３ｍｍ(加重フリー状態)と圧縮寸法１５．５ｍｍ(最大加重状態)であるときの押圧加重を、押圧加重計算式で計算する。押圧加重計算式で計算する圧縮バネの自重は１７５ｇ、バネ圧縮加重は１０ｇ／ｍｍとする。
【００２７】
図４（ａ）に圧縮バネが３本のときの押圧加重計算値を示す。図４（ｂ）に特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときの押圧加重計算値を示す。
【００２８】
本発明の実施の形態である圧縮バネが３本のときの自重は１７５ｇである。他方、特許文献１に挙げた従来技術である圧縮バネが１本のときは先端可動部分は一本の軸となり、先端可動部分の重さはほぼ無視されるので、自重は０ｇである。
【００２９】
図４（ａ）の押圧加重計算値に示すように、バネ圧縮寸法を３ｍｍから１５．５ｍｍまで変化させたときに、本発明の実施の形態である圧縮バネが３本のときの加重は、上記条件を数１に代入すると２６５ｇ〜６４０ｇの範囲で変化する。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態である圧縮バネを３本装着させたときの押圧加重計算値２６５ｇ〜６４０ｇを得るための、特許文献１に挙げた従来技術における圧縮寸法範囲を求める。
【００３１】
まず、本発明の実施の形態である圧縮バネが３本で圧縮寸法が３ｍｍ(加重フリー状態)の加重と同じ２６５ｇの加重を、特許文献１に挙げた従来技術である圧縮バネが１本で圧縮寸法３ｍｍ(加重フリー状態)が得るときの、バネ圧縮加重Ｘｇを求めると次の（数２）に示したようにＸｇ＝８８ｇ／ｍｍとなる。
【００３２】
Ｘｇ×３ｍｍ＝２６５ｇ
∴ Ｘｇ＝８８ｇ／ｍｍ ・・・・・（数２）
【００３３】
次に、本発明の実施の形態である圧縮バネを３本装着させたときの圧縮寸法が１５．５ｍｍ(最大加重状態)の加重６４０ｇを、特許文献１に挙げた従来技術である１本の圧縮バネ４０１ｃで、６４０ｇの加重を得ようとするときの圧縮寸法Ｙｍｍを求めると、バネ圧縮加重Ｘｇが（数２）で求めたようにＸｇ＝８８ｇ／ｍｍなので、次の（数３）に示したようにＹｍｍ＝７．３ｍｍとなる。
【００３４】
８８ｇ／ｍｍ×Ｙｍｍ ＝ ６４０ｇ
∴ Ｙｍｍ＝７．３ｍｍ ・・・・・（数３）
【００３５】
上記計算により、特許文献１に挙げた従来技術により圧縮バネを１本装着させて加重６４０ｇを得るための、圧縮寸法は、７．３ｍｍとなる。
【００３６】
本発明の実施の形態である圧縮バネが３本のときは、２６５ｇ〜６４０ｇの加重を得る圧縮バネのバネ圧縮加重は１０ｇ／ｍｍであり、圧縮寸法は３ｍｍ〜１５．５ｍｍである。しかし、特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときは、２６５ｇ〜６４０ｇの加重を得る圧縮バネのバネ圧縮加重は８８ｇ／ｍｍであり、圧縮寸法は３ｍｍ〜７．３ｍｍとなる。このため、特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネ１本を装着した場合には、本発明の実施の形態である圧縮バネ３本を装着した場合に比べて、圧縮寸法が小さくなる。
【００３７】
以上の本発明の実施の形態である圧縮バネを３本装着したときと、特許文献１に挙げた従来技術である圧縮バネを１本装着したときの管理可能な加重の幅についての検証結果により、本発明の実施の形態である圧縮バネを３本装着したときは、管理可能な加重の幅を広くすることができることがわかる。
【００３８】
次に、本発明の実施の形態により上記のように管理可能な加重の幅を広くすることができる理由を数式を用いて説明する。以下では本発明の実施の形態による圧縮バネが複数本のときと、特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときの押圧加重が等しいときの圧縮バネの圧縮比について計算する。
【００３９】
（数４）は本発明の実施の形態による圧縮バネが複数本のときの加重フリー状態の押圧加重(Ｆ１)を求める計算式で、(数５)は本発明の実施の形態による圧縮バネが複数本のときの最大加重状態の押圧加重(Ｆ２)を求める計算式である。また、（数６）は特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときの加重フリー状態の押圧加重(Ｆ１)を求める計算式で、（数７）は特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときの最大加重状態の押圧加重(Ｆ２)を求める計算式である。
Ｍ０＋ｋ１ｌ１ｍ１＝Ｆ１ ・・・・・（数４）
Ｍ０＋ｋ１ｌ２ｍ１＝Ｆ２ ・・・・・（数５）
ｋ２ｌ１＝Ｆ１ ・・・・・（数６）
ｋ２ｌ3 ＝Ｆ２ ・・・・・（数７）
また、（数４）〜（数７）の計算式で使用している符号の内容を、下記に示す。
Ｍ０：自重（本発明の実施の形態）
ｋ１：バネ圧縮加重（本発明の実施の形態）
ｋ２：バネ圧縮加重（特許文献１に挙げた従来技術）
ｌ１：加重フリー状態のバネ圧縮寸法
（本発明の実施の形態及び特許文献１に挙げた従来技術に共通）
ｌ２：最大加重状態のバネ圧縮寸法（本発明の実施の形態）
ｌ3 ：最大加重状態のバネ圧縮寸法（特許文献１に挙げた従来技術）
ｍ１：圧縮バネ本数（本発明の実施の形態）
【００４０】
本発明の実施の形態と特許文献１に挙げた従来技術において、（数４）＝（数６）、（数５）＝（数７）と置くと、下記の計算式が成り立つ。
Ｍ０＋ｋ１ｌ１ｍ１＝ｋ２ｌ１ ・・・・・（数８）
Ｍ０＋ｋ１ｌ２ｍ１＝ｋ２ｌ3 ・・・・・（数９）
上記（数８）の計算式よりｋ２を求めると下記となる。
ｋ２＝(Ｍ０＋ｋ１ｌ１ｍ１)／ｌ１ ・・・・・（数１０）
また、計算式の（数９）−（数８）を求めると、下記の計算式となる。
ｋ１ｍ１(ｌ２−ｌ１)＝ｋ２(ｌ3−ｌ１)
∴ (ｌ２−ｌ１)／(ｌ3−ｌ１)＝ｋ２／ｋ１ｍ１・・・・・（数１１）
そして、上記（数１１）の計算式ｋ２に（数１０）の計算式を当てはめると下記の計算式となる。
(ｌ２−ｌ１)／(ｌ3−ｌ１)＝１＋Ｍ０／ｋ１ｌ１ｍ１・・・・・（数１２）
【００４１】
以上により、本発明の実施の形態による圧縮バネが複数本のときと、特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときの押圧加重範囲が等しいときの圧縮バネの圧縮比は、本発明の実施の形態による圧縮バネが複数本のときが、特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときの１倍以上となることが分かる。
【００４２】
また、上記（数１２）の計算式に、図４（ａ）に示すバネ圧縮加重(ｋ１＝１０g／ｍｍ)、加重フリー状態のバネ圧縮寸法(ｌ１＝３ｍｍ)、圧縮バネ本数(ｍ１＝３)を当てはめると、本発明の実施の形態による圧縮バネが複数本のときは、特許文献１に挙げた従来技術による圧縮バネが１本のときに比べて圧縮バネの圧縮比は約３倍となる。
【００４３】
以上説明したように、本発明の実施の形態では、携帯電話機５の試験を行うときに、３個の圧縮バネを保持する加重制御ユニット４０１の先端可動部分の自重を生かすことができ、これにより、圧縮バネのフリー状態と最大圧縮状態における圧縮バネの圧縮寸法の差を大きくすることができ、ボタンキー押下の加重制御において、管理可能な加重の幅を広くすることができる。
【００４４】
また、圧縮バネが１本のときは３本の時に比べ、同じ加重を得ようとすると、バネ定数の大きいことが必要であり、応力も大きくなるため、繰り返して圧縮バネの圧縮が繰り返されることにより圧縮バネのへたりが、圧縮バネが３本に比べて早くなるが、本発明の実施の形態では、圧縮バネはへたりを遅くでき、したがって部品交換の間隔を長くできメンテナンスの上で有利である。
【００４５】
このような本発明の実施の形態によれば、Ｚ軸方向へ所定の負荷にてボタン押下の試験を必要とする機器に対して、管理可能な加重の幅を広くすることができ、部品交換の間隔を長くでき、安定して負荷をかけることができる３軸ロボット自動試験装置を提供することができる。
【００４６】
本発明の実施の形態は、本発明の実施の形態におけるボタンキー打点ユニット４０に、近接センサー４０３を更に装着する形態である。図５に、ボタンキー打点ユニット４０に装着した近接センサー４０３が検知する位置の加重状態を示す。図５に示すように、近接センサー４０３は、圧縮バネ４０１cの最大加重状態である圧縮後の間隔が４．５ｍｍより狭くなった所定の間隔とき(近接センサー４０３と下側固定板４０１ｂの距離がＬｍｍとなったとき)に下側可動板４０１ｂの接近を感知するように設定されている。以上のように、近接センサー４０３を設定することで、Ｚ軸動作ユニット４が誤って、ユーザの所望の位置範囲を超えてさらに下方までボタンキー打点ユニット４０を移動させてしまった場合に、近接センサー４０３がこれを検知して制御装置に通知するので、制御装置は強制的に３軸ロボット自動試験装置を停止させ、ボタン押下の試験を必要とする機器の損傷を防止することができる。
【００４７】
以上、実施の形態により具体的に説明したが、圧縮バネの本数は３本に限定されないで実施できる。また、本発明は上記実施の形態に限定されないで、種々の変形をして実施できることは言うまでも無い。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ボタンキー押下の試験を行う３軸ロボット自動試験装置に好適であるが、ボタンキー押下の試験や３軸ロボット自動試験装置に限られるものではなく、所定の負荷をかける自動試験装置一般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係わる３軸ロボット自動試験装置の外観を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる３軸ロボット自動試験装置のボタンキー打点ユニットの構造を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる３軸ロボット自動試験装置における加重制御ユニットの加重フリー状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる３軸ロボット自動試験装置における押圧加重計算値を示す表である。
【図５】本発明のその他実施の形態に係わる３軸ロボット自動試験装置のボタンキー打点ユニットに装着した近接センサーが感知する位置の加重状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・ベース部、 ２・・・Ｘ軸移動ユニット、 ２１・・・支柱部、 ２２・・・梁部、 ３・・・Ｙ軸移動ユニット、 ４・・・Ｚ軸移動ユニット、 ４０・・・ボタンキー打点ユニット、 ４０１・・・加重制御ユニット、 ４０１ａ・・・上側固定板、 ４０１ｂ・・・下側稼働板、 ４０１ｃ・・・圧縮バネ、 ４０１ｄ・・・圧縮バネ案内軸、 ４０１ｅ・・・孔、 ４０１ｆ・・・ねじ、 ４０１ｇ・・・ワッシャ、 ４０１ｈ・・・圧縮バネ案内軸の頭部（係止部）、 ４０１ｉ・・・圧縮バネ案内軸の軸部、 ４０２・・・作用子、 ４０２ａ・・・接触子、 ４０２ｂ・・・ナット、 ４０３・・・近接センサー、 ４０３ａ・・・信号ケーブル、 ４０３ｂ・・・取付金具、 ４０３ｃ・・・ねじ、 ４０４・・・アーム ５・・・携帯電話機、 ５ａ・・・ボタンキー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にそれぞれ移動するＸ軸移動ユニット、Ｙ軸移動ユニット、Ｚ軸移動ユニットを備えた自動試験装置において、
前記Ｚ軸移動ユニットに固定されＸ軸方向の下方に延びたアームの下端部に取り付けられた加重制御ユニットと、前記加重制御ユニットの下側に取り付けられた作用子を備え、
前記加重制御ユニットは、
前記アームの下端部でＸ軸にほぼ垂直に固定された上側固定板と、
前記上側固定板の下側であって該上側固定板とほぼ平行に配置され前記作用子がＺ軸方向を向けて下側に固定された下側稼動板と、
Ｘ軸方向の上方に向けて前記下側稼動板に固定され、前記上側固定板に設けられた孔に前記上側固定板には摺動自在となるように貫設され、上部に前記下側稼動板の下方向の移動を係止する係止部を具備した圧縮バネ案内軸と、
前記下側稼動板と前記上側固定板の間において前記圧縮バネ案内軸に案内される圧縮バネを備えたことを特徴とする自動試験装置。
【請求項２】
前記下側稼動板との距離が所定の距離になったことを検知する近接センサーが前記アームの下端部に取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載の自動試験装置。
【請求項３】
前記圧縮バネが複数個装着されたことを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれか一項に記載の自動試験装置。
【請求項４】
前記加重制御ユニットは、前記係止部が前記上側固定板の上面に当接していないときは接触子に少なくとも前記下側稼動板の自重が掛かるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の自動試験装置。
【請求項１】
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にそれぞれ移動するＸ軸移動ユニット、Ｙ軸移動ユニット、Ｚ軸移動ユニットを備えた自動試験装置において、
前記Ｚ軸移動ユニットに固定されＸ軸方向の下方に延びたアームの下端部に取り付けられた加重制御ユニットと、前記加重制御ユニットの下側に取り付けられた作用子を備え、
前記加重制御ユニットは、
前記アームの下端部でＸ軸にほぼ垂直に固定された上側固定板と、
前記上側固定板の下側であって該上側固定板とほぼ平行に配置され前記作用子がＺ軸方向を向けて下側に固定された下側稼動板と、
Ｘ軸方向の上方に向けて前記下側稼動板に固定され、前記上側固定板に設けられた孔に前記上側固定板には摺動自在となるように貫設され、上部に前記下側稼動板の下方向の移動を係止する係止部を具備した圧縮バネ案内軸と、
前記下側稼動板と前記上側固定板の間において前記圧縮バネ案内軸に案内される圧縮バネを備えたことを特徴とする自動試験装置。
【請求項２】
前記下側稼動板との距離が所定の距離になったことを検知する近接センサーが前記アームの下端部に取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載の自動試験装置。
【請求項３】
前記圧縮バネが複数個装着されたことを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれか一項に記載の自動試験装置。
【請求項４】
前記加重制御ユニットは、前記係止部が前記上側固定板の上面に当接していないときは接触子に少なくとも前記下側稼動板の自重が掛かるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の自動試験装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１５４２６７（Ｐ２００９−１５４２６７Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３６８９９（Ｐ２００７−３３６８９９）
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（５０８００１３６１）イ．ソフト株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（５０８００１３６１）イ．ソフト株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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