C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
(1)
まえがき
この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,財団法人日本電子部品信頼性センター (RCJ)
/財団法人日本規格協会 (JSA) から,工業標準原案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出があり,
日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格である。
JIS C 0056
には,次に示す附属書がある。
附属書 A(参考) 指針
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
(1)
目次
ページ
序文
1
1.
適用範囲
1
2.
引用規格
2
3.
定義
2
4.
試験要求事項
4
5.
厳しさ
6
6.
前処理
9
7.
初期測定
9
8.
試験
9
9.
中間測定
10
10.
回復
10
11.
最終測定
10
12.
製品規格に規定する事項
10
付図 1 5 サイクル 5 回サインビート
11
付図 2 折れ点振動数 0.8Hz の推奨試験レベル
12
付図 3 折れ点振動数 1.6Hz の推奨試験レベル
13
付図 4 折れ点振動数 8Hz の推奨試験レベル
14
付図 5 サインビート当たりのサイクル数
15
付図 6 異なるサインビートの増幅係数
16
付図 7 標準化された加速度,その速度及びその変位のサインビート
17
附属書 A(参考) 指針
18
日本工業規格
JIS
C
0056
: 2001
(IEC 60068-2-59
: 1990
)
環境試験方法−電気・電子−
サインビート振動試験方法
Environmental testing
−Part 2 : Test methods Test Fe :
Vibration
−Sine-beat method
序文 この規格は,1990 年に第 1 版として発行された IEC 60068-2-59 (Environmental testing Part 2 : Test
methods Test Fe : Vibration
−Sine-beat method) を翻訳し,技術的内容及び規格票の様式を変更することなく
作成した日本工業規格である。
なお,この規格で点線の下線を施してある箇所は,原国際規格にはない事項である。
1.
適用範囲 この規格は,例えば,地震若しくは爆発現象,又は機械の振動によって発生する短時間の
パルス的な力又は周期的な力に遭遇することがある部品,機器及びその他の電気・電子製品(以下,供試
品という。
)の試験方法を規定する。
この試験では,固定振動数のあらかじめ規定した回数のサインビート波で供試品を加振する(
付図 1 参
照)
。固定振動数としては,規定振動数と正弦波振動試験(IEC 60068-2-6 参照)によって明らかにした臨
界振動数との両方がある。供試品の応答運動が重ならないようにするために,個々のサインビートの間に
は,休止を設ける。製品規格に規定するために考慮すべき詳細の表を 12.に,
附属書 A には指針を示す。
1.1
目的 規定の厳しさの過渡振動に耐える機器の能力をサインビート試験方法によって決定するため
の標準的な手順を規定することを目的とする。
1.2
概要 この試験は,供試品の機械的弱点及び/又は特定の性能の劣化を判定すること,及び製品規
格とともにその判定情報を用いて供試品の合否を判定することを目的とする。この試験は,供試品の機械
的堅ろう性の実証及び/又は動特性の調査に使用することもできる。
製品規格には,振動中に供試品を動作させるのか,又は単に振動に耐えるだけでよいのかを,規定する。
この規格では,試験の実施方法及び与えられた点の振動測定方法を規定する。振動運動及び厳しさ(振
動数範囲,試験レベル,サインビートサイクル数及びサインビートの回数を含む。
)の選択に関する要求事
項も規定する。
振動試験では,常にある程度の技術的判断が要求されるが,供給者と購入者双方はこのことに十分注意
する必要がある。製品規格を作成する場合は,供試品とその使用に適した試験手順と厳しさの値を選択す
べきである。
この試験では,供試品は,常に,振動台に固定する。
この規格を便利に使用できるように,本体では
附属書 A の関連する項を引用し,附属書 A では本体の関
連する項を引用した。さらに,
附属書 A には,サインビートの変位,速度及び加速度の関係を示す。
この規格は,JIS C 0010 とともに使用する。
2
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
備考 この規格の対応国際規格を,次に示す。
なお,対応の程度を表す記号は,ISO/IEC Guide 21 に基づき,IDT(一致している)
,MOD
(修正している)
,NEQ(同等でない)とする。
IEC 60068-2-59 : 1990, Environmental testing
−Part 2 : Test methods Test Fe : Vibration−Sine-beat
method (IDT)
2.
引用規格 次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す
る。これらの引用規格のうちで,発行年を付記してあるものは,記載の年の版だけがこの規格の規定を構
成するものであって,その後の改正版・追補には適用しない。
JIS C 0010
環境試験方法−電気・電子−通則
備考 IEC 60068-1 : 1988 Environmental testing−Part 1 : General and guidance Amendment 1 が,この
規格と一致している。
JIS C 0040
環境試験方法−電気・電子−正弦波振動試験方法
備考 IEC 60068-2-6 : 1995 Environmental testing−Part 2 : Tests−Test Fc : Vibration (sinusoidal) が,
この規格と一致している。
JIS C 0047
環境試験方法−電気・電子−動的試験での供試品の取付方法及び指針
備考 IEC 60068-2-47 : 1982 Environmental testing − Part 2 : Tests − Mounting of components,
equipment and other articles for dynamic tests including shock (Ea), bump (Eb), vibration (Fc
and Fd) and steady-state acceleration (Ga) and guidance
が,この規格と一致している。
JIS C 0055
環境試験方法−電気・電子−機器の耐震試験方法の指針
備考 IEC 60068-3-3 : 1991 Environmental testing−Part 3 : Guidance, Seismic test methods for equipment
が,この規格と一致している。
ISO 2041 : 1990 Vibration and shock
−Vocabulary
3.
定義 この規格で使用する用語は,ISO 2041 及び JIS C 0010 又は JIS C 0040 に,一般的に規定され
ている。ここでは,読者に便利なように,これらの規格の定義をその出典を付けて示す。出典との違いも
併せて示す。
この規格の目的のために必要な新たな用語及び定義も次に示す。
3.1
臨界振動数 (critical frequency) [JIS C 0040 の 3.9 の定義と技術的に同じ] 次の振動数,−振動
によって供試品の機能不良及び/又は性能劣化が現れる振動数,及び/又は−機械共振及び/又は例えば,
チャタリングなどのその他の応答の影響が起きる振動数。
3.2
折れ点振動数 (crossover frequency) [ISO 2041 の定義と技術的に同じ] 振動の特性が一つの関
係から次の関係に変化する振動数。
備考 例えば,振動数対一定変位から振動数対一定加速度に変化する振動数。
3.3
減衰 (damping) [ISO 2041 の定義と同一ではない] 系内部の種々のエネルギー損失のメカニズ
ムに起因する一般的用語。減衰は,実際には,構造系,振動モード,ひずみ(歪み)
,外力,速度,材料,
接合部の滑りなどのような多くのパラメータに影響される。
3.3.1
臨界減衰 (critical damping) 変位した系が振動することなく始めの位置に戻ることができる最小
の粘性減衰。
3.3.2
減衰比 (damping ratio) 粘性減衰系における臨界減衰に対する実際の減衰の比。
3
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
3.4
ひずみ (distortion) [ISO 2041 の定義とは異なる]
(%)
100
2
1
2
1
2
tot
・
−
=
ひずみ
a
a
a
d
ここに,
a
1
: 駆動振動数の加速度の rms 値
a
tot
: 与えた加速度の合計 rms 値(a
1
を含む)
参考 JIS C 0040 : 1995 では, ひずみ に代わって シグナルトレランス が規定されている。
3.5
固定点 (fixing point) [JIS C 0040 の 3.1 と技術的に同じ定義] 通常の使用状態で供試品が固定
されている点で,取付具又は振動台に接している供試品上の点。
備考 実際の取付構造物の一部を取付具として使う場合は,供試品側ではなく,取付構造物側の点を
固定点として扱う。
3.6
g
n
地球の重力による標準加速度,重力による加速度は高度及び緯度によって変化する。
備考 この規格では,g
n
の値は 10m/s
2
に丸める。
参考 我が国は,SI 単位系を採用しており,計量法ではこの単位は用いていないが,ここでは翻訳し
てそのまま記載した。
3.7
計測点 (measurint points) [JIS C 0040 の 3.2 の定義と技術的に同一] 試験を実施するためにデ
ータを収集する特定の点。これらの点には,次に定義する二つの種類がある。
備考 供試品の振舞いを調べるために,供試品の内部の点の測定を行うことがあるが,この規格では,
これらの点を計測点とはいわない。
3.7.1
監視点 (check point) 固定点の一つにできるだけ近い,取付具,振動台又は供試品上の点で,い
かなる場合も固定点に強固に固定されている点。
備考1. 試験要求事項が満たされることを確実にする手段として,多くの監視点を使用する。
2.
4
点以下の固定点がある場合,
各点を監視点として使用する。
4
点を超える固定点がある場合,
代表的な 4 点を監視点として使用することを製品規格に規定できる。
3.
例えば,大形で複雑な供試品のような特別の場合,固定点から離れた点を,製品規格に規定
できる。
4.
多くの小さな供試品を一つの取付具に取り付ける場合,又は幾つかの取付点がある小さな供
試品の場合,制御信号を取り出すために,1 個の監視点(すなわち,基準点)を選択しても
よい。したがって,この信号は,供試品の取付点よりは,取付具を代表している。この方法
は,負荷状態の取付具の最低共振振動数が試験の上限振動数より十分高いときだけ許される。
3.7.2
基準点 (reference point) [JIS C 0040 の 3.2.2 の定義と技術的に同一] 監視点から選択した点
で,この規格の要求事項を満足させるように試験を制御するために,この点の信号を使用する。
3.8
変調振動数 (modurating frequency) 試験振動数を変調する振動数(附属書の A.2,A.3 及び付図 1
参照)
。
3.9
高応力サイクル (high-stress cycles) 供試品に高い応力による疲労を発生させる応答のサイクル。
3.10
休止 (pause) 引き続く二つのサインビートの間隔。
備考 供試品の応答運動ができるだけ重ならないように休止時間を設定すべきであり,休止時間は次
の式で計算できる。
d
f
T
100
1
・
>
4
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
ここに,
T
:
時間 (s)
f
:
試験振動数 (Hz)
d
:
試験振動数における臨界減衰 (%)
3.11
推奨試験軸 (preferred testing axes) 供試品の最も弱い軸を含む直交する 3 軸。
3.12
サインビート (sine beat) 低振動数の正弦波で変調された単一振動数の連続正弦波。一つのサイン
ビートの時間は,変調振動数の半周期に等しい(
付図 5 参照)。
備考 サインビート信号の数学的表現は,附属書 A の A.2 参照。
3.13
掃引サイクル (sweep cycle) [JIS C 0040 の 3.の定義と技術的に同じ] 特定の振動数範囲の各方
向への 1 回の移動,例えば,1Hz〜35Hz〜1Hz。
3.14
試験振動数 (test frequency) 試験中に供試品を加振する振動数。
試験振動数は,次に規定する 2 種類のどちらかである。
3.14.1
規定振動数 (predetermined test frequency) 製品規格に規定された振動数。
3.14.2
検査による試験振動数 (investigated test frequency) 振動応答検査で決定した振動数。
3.15
試験レベル (test level) 試験波形中の最大ピーク値。
備考 これは,半周期の変調波のピーク値に等しいか又は小さくてもその差は無視できるほどである。
4.
試験要求事項 振動応答検査に関する要求事項を 4.1 に,サインビート試験に関しては 4.2 に,取付け
に関しては 4.3 に示す。振動応答検査及びサインビート試験に適用する許容差の比較を,
表 1 に示す。
表 1 許容差の比較
許容差
振動応答検査
サインビート試験
ひずみ
基本運動の 25%(4.1.5 参照)
適用しない
基準点の振動
基本運動の±15%(4.1.6.1 参照)
監視点の振動 500Hz 以下で,規定加速度の±25%(4.1.6.2 参照)
500Hz
を超えて,規定加速度の±50%(4.1.6.2 参照)
横運動 50%(4.1.2 参照)
又は 25%(特別の場合)
25%
(4.2 参照)
試験振動数
(4.1.7 参照)
0.5Hz
まで,±0.05Hz
0.5Hz
を超えて 5Hz まで,±10%
5Hz
を超えて 100Hz まで,±0.5%
100Hz
を超えて,±0.5%
a)
規定振動数(4.2.5.1 参照)
0.5Hz
まで,±0.05Hz
0.5Hz
を超えて 5Hz まで,±10%
5Hz
を超えて 100Hz まで,±0.5Hz
100Hz
を超えて,±0.5%
b)
検査による振動数(4.2.5.2 参照)
:±2%
4.1
製品規格に振動応答検査の規定がある場合,特に次の 4.1.1〜4.1.8 を考慮して,JIS C 0040 の規定に
基づいた方法で,これを実施する。
4.1.1
基本運動 基本運動は,時間に関する正弦関数とし,製品規格に規定する振動台上の供試品の固定
点(複数)の運動は,次の 4.1.2,4.13 及び 4.1.5 に規定する限界内の,実質上同位相の並進運動とする。
4.1.2
横運動 規定軸に直交する軸方向の監視点の振動の最大値は,基本運動の 50%以下とする。例えば,
小形の供試品のような場合,製品規格に規定があれば,横運動のピーク値の許容値を 25%に制限してもよ
い。
ある振動数で,又は大形の若しくは質量の大きな供試品の場合,これらの値を実現することが困難なこ
とがある(
附属書 A の A.1 参照)。そのような場合,製品規格には,次のどれを適用するかを規定する。
5
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
a)
前記の規定を超える横運動を試験報告書に記録する。
b)
横運動を監視する必要はない。
4.1.3
回転運動 振動台の不必要な回転運動が問題となりそうな場合,試験報告書に記録すべき許容値を,
製品規格に規定してもよい。
4.1.4
計測点
4.1.4.1
基準点 製品規格には,1 点制御又は多点制御のどちらを使うかを規定する。製品規格に多点制
御を規定する場合,監視点の信号の平均値を規定値に制御するのか,又は選択した点の値を制御するのか
を規定する。
4.1.4.2
監視点 ある振動数で,又は大形の若しくは質量の大きな供試品の場合,4.1.6.2 で要求する許容
差を実現するのが困難な場合がある(
附属書 A の A.1 参照)。そのような場合,製品規格によって広い許
容差を規定するか,又は使用した別の評価方法を試験報告書に記録する。
4.1.5
加速度ひずみ 試験振動数の 5 倍までの振動数帯域を分析範囲として,基準点の加速度ひずみの測
定を実施する。
3.
に定義するひずみは,基本運動の 25%以下とする。
備考 これを実現できないことがあるが,その場合は,例えば,トラッキングフィルタを使用するこ
とによって,制御信号の基本振動数の振幅を規定値に修正すれば,25%を超えるひずみが許容
される。
大形の又は複雑な供試品の場合に,振動数範囲の一部でひずみの規定値を満足せず,トラッキングフィ
ルタを使用することが実際的でない場合は,加速度の基本振動数成分を規定値に修正する必要はないが,
試験報告書にひずみを記録するものとする(
附属書 A.1 参照)。
トラッキングフィルタを使用した場合もしない場合も,そのシグナルトレランスとその影響を受ける振
動数範囲を報告することを製品規格に規定してもよい。
4.1.6
振動振幅の許容差 監視点及び基準点の規定軸方向の基本運動は,次の許容差内で規定値に等しく
する。この許容差には,計器誤差を含める。
4.1.6.1
基準点 基準点の制御信号の許容差:基本運動の±15%
4.1.6.2
監視点 各監視点の許容差:
500Hz
まで;規定加速度の±25%
500Hz
を超えて;規定加速度の±50%
4.1.7
振動数範囲及び許容差 振動数範囲は,5.1.2 の表 2〜4 から選択し,少なくともサインビートの振
動数範囲を含める。
臨界振動数の許容差を次に示す。
0.5Hz
まで,±0.05Hz
0.5Hz
を超え 5Hz まで,±10%
5Hz
を超え 100Hz まで,±0.5Hz
100Hz
を超えて,±0.5%
4.1.8
掃引 振動数を,時間に対して指数関数的に,毎分 1 オクターブを超えない速度で,連続的に変化
させて掃引する(3.13 参照)
。
備考 ディジタル制御装置では,掃引は厳密には 連続的 ではないが,この違いは実用上重要では
ない。
4.2
サインビート試験 サインビート試験では,次の事項を考慮する。
6
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
4.2.1
基本運動 基本運動は,時間に関するサインビート関数とし,製品規格に定める振動台上の供試品
の固定点(複数)の運動は,次の 4.2.2,4.2.3 及び 4.2.4 に規定する限界内の,実質上同位相で平行な直線
上の運動とする。
4.2.2
横運動 規定軸に直交する軸方向の監視点の変位のピーク値は,製品規格に規定がなければ,サイ
ンビートの規定ピーク値の 25%以下とする。測定振動数帯域は,規定振動数範囲であればよい。
ある振動数の場合,大形の又は質量の大きな供試品の場合,これらの値を実現することが困難なことが
ある(
附属書 A の A.1 参照)。そのような場合,製品規格には,次のどれを適用するかを規定する。
a)
前記の規定を超える横運動を試験報告書に記録する。
b)
横運動を監視する必要はない。
4.2.3
回転運動 振動台の不必要な回転運動が問題となりそうな場合,試験報告書に記録する許容値を製
品規格に規定してもよい。
4.2.4
振動振幅の許容差 監視点及び基準点の規定軸方向の基本運動は,次の許容差内で規定値に等しく
する。この許容差には,計器誤差を含める。
4.2.4.1
基準点 基準点の制御信号の許容差:基本運動の±15%
4.2.4.2
監視点 各監視点の許容差:
500Hz
まで;規定加速度の±25%
500Hz
を超えて;規定加速度の±50%
ある振動数の場合,大形の又は質量の大きな供試品の場合,これらの値を実現することが困難な場合が
ある(
附属書 A の A.1 参照)。そのような場合,製品規格に,より広い許容差を規定するか,又は使用し
た別の評価方法を試験報告書に記録する。
4.2.5
試験振動数の許容差 各試験振動数の許容差は,次による。
4.2.5.1
規定試験振動数
0.5Hz
まで,±0.05Hz
0.5Hz
を超え 5Hz まで,±10%
5Hz
を超え 100Hz まで,±0.5Hz
100Hz
を超えて,±0.5%
4.2.5.2
検査による試験振動数 振動応答検査で得た臨界振動数と試験振動数の偏差は,±2%以内とする。
4.3
取付け 供試品は,JIS C 0047 を引用する JIS C 0040 に従って取り付ける。
通常,防振装置に取り付けられる供試品を防振装置なしで試験する必要がある場合,規定の加振レベル
をそのことを考慮して修正する。
供試品を取り付けるとき,接続,ケーブル,配管などの影響を考慮する。
備考 通常 使用する 供試品の取付構造物は,試験に含める。製品規格には,試験中の供試品の姿
勢及び取付条件を規定するものとし,試験しない条件に拡張することの正当な理由(例えば,
重力の効果が供試品の振舞いに影響を与えないことを証明するなど)を明らかにできなければ,
その試験した条件だけが,この規格の要求事項に適合する唯一の条件であると考えられる。
5.
厳しさ 試験の厳しさは,次のパラメータの組合せによって決定する。
− 試験振動数範囲
− 試験レベル
− サインビート内のサイクル数
7
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
− サインビートの回数
製品規格では,5.1〜5.4 に基づいて各パラメータの値を規定する。
5.1
試験振動数 試験振動数及び試験振動数範囲を,次に示す。
5.1.1
試験振動数の決定 使用する試験振動数は,振動応答検査で決定する臨界振動数,規定振動数又は
その両方とする。
振動応答検査では臨界振動数が発見されず,製品規格に試験振動数を選択する方法が規定されていない
場合,5.1.2 に示す値から選択した試験振動数範囲を,1/2 オクターブ以下のステップの振動数で試験を実
施する。
5.1.2
試験振動数範囲 試験振動数範囲は,下限振動数を表 2 から,上限振動数を表 3 から選択して,製
品規格に規定する。推奨振動数範囲を
表 4 に示す。
表 2 下限振動数
表 3 上限振動数
f
1
(Hz)
f
2
(Hz)
0.1
1
5
10
10
20
35
55
100
表 4 推奨振動数範囲
f
1
〜f
2
(Hz)
0.1
〜 10
*
1
〜 35
1
〜100
5
〜 35
*
10
〜100
*
備考 アスタリスク
*
を付けた範囲は,JIS C 0040 の
推奨範囲にはない。
5.2
試験レベル 製品規格には,各軸の試験レベル(変位,加速度又はその両方)を規定する(附属書
A.3
参照)
。
折れ点振動数未満のすべてのピーク値は,一定変位で規定し,これ以上の振動数では一定加速度で規定
する。
選択する折れ点振動数に関する試験レベルの推奨値を
表 5〜7,並びに付図 2〜4 に示す。
表 5 折れ点振動数が 0.8Hz の場合の推奨試験レベル(付図 2 参照)
折れ点振動数未満の変位振幅
mm
折れ点振動数以上の加速度振幅
m/s
2
40
1
80
2
120 3
200 5
備考1. 表のすべてのレベルはサインビートのピーク値である。
2.
加速度の単位として g
n
を用いる場合は,この規格では,10m/s
2
を g
n
とする(3.6 参照)
。
参考 我が国は,SI 単位系を採用しており,計量法ではこの単位は用いていないが,ここでは翻訳し
てそのまま記載した。
8
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
表 6 折れ点振動数が 1.6Hz の場合の推奨試験レベル(付図 3 参照)
折れ点振動数未満の変位振幅
mm
折れ点振動数以上の加速度振幅
m/s
2
10
1
20
2
30
3
50
5
100 10
200 20
備考1. 表のすべてのレベルはサインビートのピーク値である。
2.
加速度の単位として g
n
を用いる場合は,この規格では,10m/s
2
を g
n
とする(3.6 参照)
。
参考 我が国は,SI 単位系を採用しており,計量法ではこの単位は用いていないが,ここでは翻訳し
てそのまま記載した。
表 7 折れ点振動数が 8Hz の場合の推奨試験レベル(付図 4 参照)
折れ点振動数未満の変位振幅
mm
折れ点振動数以上の加速度振幅
m/s
2
0.4
1
0.8
2
1.2
3
2.0
5
4.0
10
8.0
20
12.0 30
20.0 50
備考1. 表のすべてのレベルはサインビートのピーク値である。
2.
加速度の単位として g
n
を用いる場合は,この規格では,10m/s
2
を g
n
とする(3.6 参照)
。
参考 我が国は,SI 単位系を採用しており,計量法ではこの単位は用いていないが,ここでは翻訳し
てそのまま記載した。
ここに定める折れ点振動数を採用することが適切ではない場合,製品規格に別の折れ点振動数を採用し
て,変位と加速度の一組のピーク値を規定してもよい。特別の場合は,一つより多くの折れ点振動数を規
定してもよい。
5.3
サインビート試験波 サインビートの試験波形は,5.3.1 及び 5.3.2 に従って,試験振動数及びサイン
ビート内のサイクル数(
付図 5 参照)によって決定する。
5.3.1
サインビート内のサイクル数 サインビート内のサイクル数は,次の値から選択して,製品規格に
規定する(
付図 5 参照)。
3
,5,10,20
備考 サイクル数が多いと応答スペクトルが狭帯域となり,応答の最大値が高くなる(付図 6 参照)。
臨界振動数の不確かさを考慮すると応答スペクトルが広帯域となるような少ないサイクル数に
する必要がある。サイクル数 5 は,臨界振動数の不確かさと応答の最大値を考慮した妥協によ
る値で,この値を推奨する。
5.3.2
変調振動数 変調振動数は,試験振動数及びサインビート内のサイクル数から求める(附属書 A
の A.2.2 参照)
。
9
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
5.4
サインビート回数 サインビートの回数は,次のシリーズから選択して,製品規格に規定する(付
図 1 参照)。
1
,2,5,10,20,50,…
5.5
低サイクル高応力疲労効果 製品規格では,規定の応力値を超える高応力サイクル数を規定しても
よい(
附属書 A.4 参照)。
6.
前処理 製品規格で前処理を規定してもよい。
7.
初期測定 製品規格の規定に従って,供試品の目視,寸法及び機能点検を実施する。
8.
試験
8.1
概要 製品規格に規定がなければ,8.2 及び 8.3 の規定に従って,三つの推奨試験軸の各軸方向に供
試品を加振する。製品規格に規定がなければ,これらの軸の試験順序は重要ではない。
製品規格に,振動台に加える加振力の最大限界を設定して,規定の試験レベルの制御を補正する規定が
ある場合,これを実施する。この場合,加振力の制限方法は,製品規格に規定する。
8.2
振動応答検査 製品規格に振動応答検査の規定がある場合,振動中の供試品の振舞いを調査するた
めに試験振動数範囲の振動応答検査を実施する。振動応答検査は,試験振動数範囲の正弦波で,製品規格
に規定された検査レベルで実施する。振動応答検査は,通常,毎分 1 オクターブを超えない速度の対数掃
引で実施するが,より正確な応答特性の決定が可能であれば,掃引速度を下げてもよい。過度の耐久は避
ける。
加振のピーク値は,供試品の応答がサインビート試験中より小さくなるような値で,臨界振動数を検出
できる十分高いレベルを選択することが望ましい。
製品規格に,振動応答検査中に供試品を動作させる規定があれば,これを実施する。供試品を動作させ
ているので機械振動特性を評価できない場合は,供試品を動作させない振動応答検査を別に実施する。こ
の段階では,臨界振動数を決定するために供試品を検査し,その結果を試験報告書に記録する。
必要な場合,サインビート試験の前後の臨界振動数を比較するために,製品規格でサインビート試験完
了後の振動応答検査の追加を規定してもよい。製品規格では,臨界振動数が変化した場合に取るべき処置
を規定する。二つの振動応答検査は,同じ方法で同じ試験レベルで実施する。
8.3
サインビート試験 サインビート試験の厳しさの値は,5.に基づいて,製品規格に規定されている。
供試品の応答運動の重要な重なりが起きないように,引き続くサインビートの間に休止を設ける。基準点
の実際の制御信号の記録は,使用したフィルタの効果を含めて試験報告書に記録する。製品規格には,単
軸試験又は 2 軸試験のどちらを要求するかを規定する。
8.3.1
単軸試験 特に規定がない限り,各推奨試験軸について順番に実施する単軸試験を推奨する。製品
規格に規定がなければ,これらの軸の試験順序は重要ではない。
8.3.2
2
軸試験 製品規格に 2 軸試験の規定がある場合,二つの推奨試験軸に沿って,サインビートを同
時に与えて試験を実施する。各試験振動数において,二つの信号の位相差を 0°及び 180°とした両方の試
験を実施する。
備考 この試験では,推奨軸と 45°の方向に
2
倍の振幅で加振したことになる。
8.3.3
3
軸試験 3 軸試験はサインビート試験では適切ではない。
10
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
9.
中間測定 製品規格に中間測定が規定されている場合,供試品を規定のサインビート回数の間動作さ
せ,その機能を点検する。
10.
回復 製品規格に回復の規定がある場合,試験の後の最終測定の前に,供試品の,例えば,温度等の
条件を,初期測定のときと同じ状態にするために一定の時間を準備する必要がある。
11.
最終測定 製品規格の規定に従って,供試品の目視,寸法及び機能点検を実施する。
製品規格に供試品の合否判定規準を規定する。
12.
製品規格に規定する事項 この試験が製品規格に含まれている場合,可能な限り次の事項の詳細を,
アスタリスク (
*
)
付きの事項は常に必要なので特別の注意を払って,製品規格に規定する。
関連箇条番号
a)
固定点
*
4.1.1
及び 4.2.1
b)
横運動
4.1.2
及び 4.2.2
c)
回転運動
4.1.3
及び 4.2.3
d)
計測点
4.1.4
e)
加速度ひずみ
4.1.5
f)
振動振幅の許容差
4.1.6
及び 4.2.4
g)
供試品の取付け
*
4.3
h)
試験振動数
*
5.1.1
i)
試験振動数範囲
*
5.1.2
j)
試験レベル
*
(
附属書 A.3 参照)
5.2
k)
サインビート内のサイクル数
*
5.3.1
l)
サインビート回数
*
5.4
m)
高応力サイクル数(
附属書 A.4 参照)
5.5
n)
前処理
6.
o)
初期測定
*
7.
p)
推奨試験軸
8.1
q)
加振力の制限
8.1
r)
振動応答検査
8.2
s)
性能及び機能点検
8.2
t)
単軸又は 2 軸試験
*
8.3
u)
中間測定
9.
v)
回復
10.
w)
最終測定
*
11.
11
C
0056 :
20
01 (IEC
6
006
8-2-5
9
: 19
90)
付図 1 5 サイクル 5 回サインビート
12
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
付図 2 折れ点振動数 0.8Hz の推奨試験レベル
13
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
付図 3 折れ点振動数 1.6Hz の推奨試験レベル
14
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
付図 4 折れ点振動数 8Hz の推奨試験レベル
15
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
付図 5 サインビート当たりのサイクル数
16
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
付図 6 異なるサインビートの増幅係数
17
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
付図 7 標準化された加速度,その速度及びその変位のサインビート
(加速度のサインビートは 5 サイクル)
18
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
附属書 A(参考) 指針
A.1
序文 供試品が種々の振動力に耐えることを実証するための多くの認められた試験方法がある。それ
らの試験方法には,単純な連続正弦波から複雑な高度に特化された時刻歴までがあり,各試験方法は,特
定の要求事項若しくは状況に,又は特定の振動環境に最も適したものである。この規格は,実際に遭遇す
ると予測されるのと同等の効果を試験室内で再現する方法を規定するのものであって,実際の環境を再現
することを意図したものではない。
サインビート試験方法は,使用中に,正確には定義できない短時間のパルス的な力又は周期的な力に遭
遇する機器の試験に適している。この試験は,使用状態でランダム又は多重振動数の励振に遭遇する構造
物に取り付けられる機器の試験に特に適している。これらの構造物は,その共振振動数のサインビート運
動を発生させ,これが対象とする機器の入力となる。したがって,サインビート試験波は,そのように取
り付けられた機器に,実際に見られる運動に近い励振を与える。さらに,供試品の減衰が同じなら,サイ
ンビートは連続正弦波で得られるよりも広帯域の低い応答を発生させる。
この規格では,
異なる場所で試験を実施した場合に同じ結果が得られるように,
パラメータを標準化し,
適切な許容差を選択した。値を標準化したので,機器を振動の厳しさに耐える能力に基づいて分類するこ
とができる。
振動試験では,通常,要求振動数範囲内の供試品の臨界振動数を調べるために,振動応答検査を実施す
る。次に,ある種類の耐久試験を実施するが,しばしば,供試品をこれらの各臨界振動数で規定の回数振
動させる方法をとることがある。
振動応答検査は,通常,要求振動数範囲を 1 往復掃引する単軸加振で行う。振動応答検査の振動振幅は,
耐久試験に匹敵する効果を発生するほど大きくなく,臨界振動数を決定するために十分低い掃引速度とす
ることが望ましい。
耐久試験の前後で,共振又は他の応答が発生する振動数が変化するかどうかを明らかにするために,振
動応答検査を実施することができる。振動数の変化が疲労の発生を示すことがあり,したがって,供試品
はその使用環境に不適合であることがある。
大形の又は質量の大きい供試品の場合,若しくはその重心が供試品の中心から大きく離れている場合,
注意することが望ましい。そのような供試品は振動台の横運動又は回転運動を発生させる傾向がある。そ
のような場合,例えば,監視点の要求許容差を実現することが困難なことがある。
サインビート試験は,振動応答検査で決定した振動数で,規定の振動数で又はその両方で実施する。振
動数が決定又は規定されない場合,通常,規定振動数範囲の全域にわたって,1/2 オクターブのステップ
で試験を実施する。臨界振動数の数が増えるに従って,疲労が累積するので,サインビート方法は適切で
はなくなる。このような場合は,別の試験方法を考慮することが望ましい。
A.2
変位,速度及び加速度のサインビートの関係
A.2.1
サインビート関数(本体の 3.12 参照) サインビートは,一般に,数学的に次の式で表される。
ρ
π
π
ft
ft
a
t
a
2
sin
2
sin
)
(
0
・
・
=
19
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
ここに,
f
t
2
0
ρ
≤
≤
a
0
:
試験レベル
f
:
試験振動数
ρ
:
一般に,試験振動数と変調振動数との比
加速度,速度及び変位は互いに関係があるので,基本関数としてこれらの一つだけを選択することがで
き,それらの間にはある関係がある。
規準信号として加速度を選択すると,各ビートの終わりで,残留変位が発生する。
この影響を避けるために,規準信号として速度を基準とした公式を A.2.2 に示す。
A.2.2
各サインビートの関係 速度を基準関数とする加速度,速度及び変位のサインビートの関係を次に
示す。
加速度のサインビート
ú
û
ù
ê
ë
é
þ
ý
ü
î
í
ì
÷
ø
ö
ç
è
æ
÷
ø
ö
ç
è
æ
þ
ý
ü
î
í
ì
÷
ø
ö
ç
è
æ
÷
ø
ö
ç
è
æ
ft
m
m
ft
m
m
a
t
a
1
1
2
sin
1
1
1
1
2
sin
1
1
2
1
)
(
0
+
・
+
+
−
・
−
−
・
=
π
π
速度のサインビート
ú
û
ù
ê
ë
é
÷
ø
ö
ç
è
æ
÷
ø
ö
ç
è
æ
ft
m
ft
m
f
a
t
v
1
1
2
cos
1
1
2
cos
2
1
2
)
(
0
+
−
−
・
=
π
π
π
m
ft
ft
f
a
t
v
π
π
π
2
sin
2
sin
2
)
(
0
・
=
変位のサインビート
(
)
ú
ú
ú
û
ù
ê
ê
ê
ë
é
÷
ø
ö
ç
è
æ
÷÷
÷
÷
ø
ö
çç
ç
ç
è
æ
−
÷
ø
ö
ç
è
æ
÷÷
÷
÷
ø
ö
çç
ç
ç
è
æ
ft
m
m
ft
m
m
f
a
t
d
1
1
2
sin
1
1
1
1
1
2
sin
1
1
1
2
1
2
)
(
2
0
+
・
+
−
・
−
・
=
π
π
π
ここに,
f
m
t
2
0
≤
≤
m
は加速度の変調振動数に対する試験振動数の比で,n をサインビートの加速度内のサイクル数とする
と, (2n−1) に等しい。
備考1. 一つのサインビートは,数学的に,二つのコサイン波の和として表現することができる。こ
の定義に基づいた5サイクルサインビートの信号を
付図7に示す。
2.
サインビートを時間に関して微分又は積分して得られたすべての信号は,A.2.1 に定義したよ
うに,この規格ではサインビートである。
3.
これは厳密な数学的証明を意図したものではなく,すべてのサインビートの終点の値をゼロ
にするために
ρ
を少し修正して m とした(A.3 参照)
。
A.3
試験レベル(本体の 5.2 参照) 変位,速度及び加速度の試験レベルの値は,十分正確に,固定振動
数の正弦波振動の場合と同じ方法で,主に加速度のサインビート試験レベル a
0
を基準として,求めること
ができる。速度のピーク値 V
0
及び変位のピーク値 d
0
は,次の式で得られる。
f
a
v
π
2
0
0
=
20
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
2
2
0
0
4
f
a
d
π
=
A.4
低サイクル高応力疲労(本体の 5.5 参照) 振動(例えば,地震,爆発によって発生する。)によって
発生する低サイクル高応力疲労の効果を再現するには,特定の環境を可能な限り正確にシミュレートする
ことが必要である。環境が十分に分からない場合又はシミュレートすることが困難な場合,不確かさを許
すために安全余裕を含める必要がある。したがって,試験レベルのピーク値及びサインビートの回数は,
考慮している事象に対して適切なものであることが望ましい。
高レベル繰返し加振の効果を完全には考慮しないこの方法は,しばしば,十分ではないことがある。供
試品の共振振動数で低サイクル高応力が発生したとき供試品は危険な状態となり,供試品に有害な非弾性
ひずみを発生させることがある。
このような場合,
考慮している事象をシミュレートする信号を解析して,
試験の適切性を確認することができる。
21
C 0056 : 2001 (IEC 60068-2-59 : 1990)
環境試験及び分類 JIS 原案作成委員会 構成表
氏名
所属
(委員長)
池 田 弘 明
株式会社精工技研
(幹事)
高 久 清
工業技術院電子技術総合研究所
(委員)
赤 嶺 淳 一
社団法人日本電機工業会
伊 藤 安 行
通商産業省製品評価技術センター
菅 野 久 勝
日本試験機工業会
工 藤 慎一郎
社団法人関西電子工業振興センター
窪 田 明
通商産業省機械情報産業局
栗 原 正 英
社団法人日本プリント回路工業会
酒 井 善 治 IMV 株式会社
酒 井 昌 利
日本プラスチック工業連盟
佐々木 喜 七
財団法人日本電子部品信頼性センター
柴 田 和 男
社団法人日本電機工業会
鈴 木 俊 雄
財団法人電気安全環境研究所
芹 川 寛 治
日本電気計器検定所
塚 田 潤 二
社団法人日本電子機械工業会
寺 岡 憲 吾
防衛庁装備局
関 根 栄
社団法人日本電子工業振興協会
中 村 国 臣
電子技術総合研究所
橋 爪 邦 隆
工業技術院
橋 本 進
財団法人日本規格協会
福 西 寛 隆
日本電気株式会社
船 山 保
財団法人日本品質保証機構
三 上 裕 久
資源エネルギー庁
吉 田 公 一
社団法人日本船舶品質管理協会
吉 田 裕 道
東京都立産業技術研究所
(事務局)
喜多川 忍
財団法人日本電子部品信頼性センター
環境試験及び分類 JIS 原案作成 A 小委員会 構成表
氏名
所属
(主査)
酒 井 善 治 IMV 株式会社
(幹事)
中 間 晴 夫
財団法人日本電子部品信頼性センター
(委員)
小 林 義 昭
工業技術院標準部
井 下 芳 雄
エミック株式会社
斎 藤 武 雄
株式会社アフティ
高 久 清
工業技術院電子技術総合研究所
船 山 保
財団法人日本品質保証機構
宮 崎 宏 重
エア・ブラウン株式会社
梁 池 忠 夫
沖エンジニアリング株式会社
(事務局)
喜多川 忍
財団法人日本電子部品信頼性センター