落下試験とは?

落下試験 - それは何か?

電子製品の寿命の間に、ある時点で落下する可能性があります。電子製品が落下した場合、損傷に耐え、適切に機能し続ける能力は、修理または交換コストに大きく影響し、総所有コストに影響を与える可能性があります。したがって、製品の耐久性と物理的損傷に対する耐性は、初期購入価格を超えて、ユーザーの長期的な費用を決定する上で重要な役割を果たします。

電子機器において堅牢性が重要な理由

落下時の電子製品の堅牢性、つまり損傷に対する耐性を検証することが重要です。 電子製品の堅牢性が重要なのは、故障や破損することなく繰り返しの衝撃にどれだけ耐えられるかを決定するためです。複数回の落下を通じて製品の耐久性を理解することで、メーカーは設計機能を強化し、寿命とユーザー満足度を向上させることができます。 

堅牢性は、 モバイルコンピュータのような製品、特に製造環境、 倉庫、物流センター、フィールドサービス業務、小売などの過酷な環境で使用される製品にとって重要な機能です。これらのデバイスは、落下、振動、粉塵や水への曝露に頻繁に直面するため、その耐久性と信頼性は業務を円滑に維持するための鍵となります。堅牢なモバイルコンピュータは、修理や交換の必要性を減らすことで、長期的にはコストを節約することがよくあります。これにより、多くの企業にとってコスト効率の高い選択肢となります。さらに、寿命が長いということは、機器の入れ替え頻度が少なくなることを意味し、これはコストがかかり、業務を中断させる可能性があります。 

落下の強度は、極端なもの(発生頻度が低い)から、より一般的に発生する低強度の落下(「タンブル」と呼ばれる)まで、さまざまです。 

現在、電子デバイスの耐久性を評価するための試験基準を定義する確立された規格のセットはありません。この標準化されたベンチマークの欠如は、企業が製品の堅牢性を評価するために適用できるさまざまな規格を特定し、理解することに積極的に取り組む必要があることを意味します。その際、電子製品の堅牢性に寄与する重要な要素に細心の注意を払う必要があります。これらの要因には、物理的衝撃に耐えるデバイスの能力、極端な温度下での動作、湿気や埃への曝露に耐える能力、性能の低下なしに長期間の使用に耐える能力などが含まれる場合があります。これらの要素を包括的に理解することで、企業は自社製品が意図された用途や環境に必要な耐久性要件を満たすことをより確実にすることができます。

落下試験は実際の使用状況をどのように反映すべきか?

製品の耐久性を評価する際には、損傷に対する耐性を規定するために使用される方法が、顧客が実際に製品を使用する方法と一致していることを確認することが不可欠です。これは、耐久性を測定するために割り当てられた試験や評価が、実際の使用で発生する条件やシナリオを現実的に反映していなければならないことを意味します。顧客は異なる使用事例を持つ可能性があり、つまり、異なるレベルのストレスや負荷をかけるさまざまな方法で製品を使用する可能性があります。したがって、試験方法をこれらの使用事例と一致させることが重要です。試験シナリオが製品の使用方法を正確に表していない場合、評価は時間の経過とともに摩耗や損傷に耐える製品の真の能力を示す信頼できる指標ではない可能性があります。本質的に、耐久性評価が意味があり有効であるためには、実際の条件を効果的にシミュレートする試験に基づいている必要があります。

電子製品の落下時の堅牢性を評価する際には、以下を理解することが重要です:

• 落下試験のさまざまな基準とその限界。
• 製品が落下する表面が、製品が受ける可能性のある累積的な損傷に大きく影響する可能性があること。

頻繁で小さな落下を試験することがなぜ重要なのか?

デバイスは小さく頻繁な落下に直面することがよくあります。破損や誤動作なしに繰り返しの落下に耐えられるかどうかを確認するために試験することが重要です。これにより、製品が日常的な使用や偶発的な落下に耐えられることを確保できます。

落下試験: 製品信頼性向上のための実際の落下のシミュレーション

落下試験は、落下に耐える製品の能力を評価します。 これは、実際の生活では、製品が使用中に誤って落下する可能性があるため重要です。信頼性を確保するために、製品は損傷を受けることなくこれらの偶発的な落下を乗り切るように設計されるべきです。製品は意図的に落下させることを目的としていないことを覚えておくことが重要です。落下試験は、実際の事故をシミュレートする方法にすぎません。

落下試験が実施される前に、いくつかの要因を明確に定義する必要があります。これには、製品が落下される回数、落下される高さ、着地時に衝突する表面の種類が含まれます。これらの詳細を規定することで、試験は潜在的な実際のシナリオを正確に反映でき、メーカーが製品の耐久性を向上させるのに役立ちます。

試験中、製品は「自由落下」方式で、設定された回数、固定された高さから平らな表面に落下されます。 これは、製品が最初の押しや方向なしに静止位置から単に放たれ、重力の影響下で自然に落下することを意味します。物体は静止位置から落下され、投げられたり方向付けられたりすることはありません。

テストユニットは、各落下において指定された向き(例えば、ディスプレイを下向き、ディスプレイを上向き、横向きなど)に配置されます。

各落下後、ユニットは損傷がないか検査されます。落下テスト後に、電源投入、データキャプチャ、データ入力などの機能に重大な損失を示すユニットは、テストに合格しません。

落下テストの結果に影響を与える要因は何ですか?

必要な落下回数、表面からの高さ、落下表面の硬度の増加、および落下中のユニットの温度の低下(製品が衝撃に対してより硬くなるため)など、いくつかの要因がテストの厳しさのレベルを高めます。

各要因のより詳細な説明は次のとおりです:

1. 落下回数:

   • 頻度の増加: 製品が落下する回数が多いほど、蓄積されるストレスが大きくなります。各落下は、既存の弱点を悪化させたり、新しい弱点を生み出したりする可能性があります。落下回数を増やすことで、テスターは長期間の取り扱いや使用をシミュレートでき、製品の寿命にわたる潜在的な故障ポイントを特定するのに役立ちます。

2. 落下高さ:

   • 高さの増加: 落下が高いほど、衝撃時の速度が大きくなり、製品に加わる力が増加します。これは、重力加速度がより長い距離にわたって作用するためです。さまざまな高さでテストすることで、製品が損傷なく落下できる最大高さを決定するのに役立ち、これは実際のシナリオでの耐久性を評価するために重要です。

3. 落下表面の硬度:

   • 表面材料: コンクリートのような硬い表面は、衝撃エネルギーをあまり吸収しないため、より多くの力が製品に戻されます。カーペットのような柔らかい表面は、より多くのエネルギーを吸収し、衝撃を和らげます。さまざまな表面でテストすることで、製品がさまざまな環境でどのように機能するかを評価し、どこに落としても無傷のままであることを保証します。

4. 温度条件:

   • 温度の低下: 低温は材料をより脆くし、衝撃時の損傷の可能性を高めます。寒冷条件では、多くの材料の柔軟性が低下し、ひび割れや破砕が起こりやすくなります。低温で落下テストを実施することで、メーカーは製品が寒冷環境でも耐久性を維持し、過度に脆くならないことを保証できます。これはコールドチェーンロジスティクスにおいて重要です。

これらの要因は、製品が遭遇する可能性のあるさまざまな実際の条件をシミュレートするために調整されることがよくあります。結果は、メーカーが耐久性を高め、さまざまな状況での製品の信頼性を確保するための設計改善を特定するのに役立ちます。これらの要因を理解し最適化することで、企業は実際の使用の厳しさに対して製品をより適切に準備でき、最終的には顧客満足度の向上と返品や保証請求の削減につながります。

落下規格とは何ですか?

デバイスをテストする際には、さまざまな落下規格または落下仕様の参照がよく使用されます。これには、Zebra社内落下基準、米国軍事規格(MIL-STD)、および競合他社の落下基準/仕様参照が含まれます。

1. Zebra社内落下試験

Zebraの社内落下試験基準では、以下が要求されます:

• ユニットを36回落下させる - 各面につき6回。
• デバイスの動作温度範囲全体(高温、低温、室温)で3つの異なるユニットに対して試験を繰り返す。
• 試験ユニットは落下時に動作状態(電源オン)である。
• 落下高さは4～8フィートの範囲。

試験中にデバイスの電源が切れたり再起動したりしてデータが失われた場合、そのデバイスは落下試験に不合格とみなされる。

2. MIL-STD-810認証

米国軍事規格MIL-STD-810G 516.6は、デバイスをすべての面(側面)、角、およびエッジで26回落下させるプロセスを定義しています。

• 5つの試験ユニットに分散して、ユニット試験には8回の角落下、12回のエッジ落下、および6回の面落下が含まれます。
• ユニットは試験方法で定義された温度で落下させる。
• ユニットは落下試験時に非動作状態(電源オフ)である。

MIL-STD落下試験内のさまざまなオプションと製品への影響

MIL-STDは落下試験に合格するためのオプションを提供しています。製品がMIL-STD-810G 516.6落下基準を満たすと規定されている場合、製品仕様を軍事規格の多くのオプションと直接比較して、落下試験の正確な詳細を確認し、それによって試験の厳しさをよりよく理解し、結果としてデバイスの真の堅牢性を理解することが重要です。

MIL-STD落下試験内のさまざまなオプションは、以下を含む試験の厳しさに影響します:

• 落下高さ:デバイスはMIL-STD仕様内のさまざまな高さから落下させることができます。高い位置からの落下はより大きな衝撃を生み出します。
• 表面材質:ユニットを落下させる表面材質。コンクリート上の合板、コンクリート上のビニールタイル、コンクリート、または鋼など。より硬く粗い表面は、落下試験中により高い衝撃を生み出します。
• 温度:落下試験は、選択された軍事規格オプションに応じて、デバイスの動作温度を超える温度で実施することも、室温のみで実施することもできます。より広い温度範囲で実施される落下試験は、極端な温度でコンポーネントが物理的故障を起こしやすくなるため(低温でのひび割れや高温での膨張など)、合格がより困難になります。

競合他社の落下規格または仕様参照

落下高さ以外の項目も規定される場合があります:

• 落下面、落下回数、温度範囲が仕様に含まれる場合と含まれない場合があります。
• 落下試験の温度範囲が省略される場合もあります。

通常定義されない要素には以下が含まれます:

• 試験に合格するために落下させるユニット数。
• ユニットの電源状態(オン/オフ)の定義

落下規格の概要

すべての落下仕様が同じではないため、落下性能を評価する際には、以下の要素を確認する必要があります:

• 使用されている落下規格(例:Zebra社内規格またはMIL-STD810G 516.6)または仕様参照
• 落下高さ
• 落下面
• 温度範囲にわたる落下
• 落下回数(記載されている場合)
• タンブル仕様も定義されているかどうか。

落下試験に関する、より詳細なガイドを作成しました。