應用田口方法探討車用手機夾持支架之穩健設計

Robust Design of the In Car Smart Phone Cradle by the Taguchi Methods

陳德廉(Te-Lien Chen)

指導教授 ： 陳政順

國立臺北科技大學/機電學院/製造科技研究所/碩士(2014年)

摘要

目前小型手持式產品越來越多，間接將產品結合於車上同步使用的模式及頻率也就越來越廣泛，而在汽車行駛時的瞬間煞車之衝擊力量或其他外力，將影響手機支架之夾持品質，因此車用手機夾持支架之穩健設計有其研究的必要。本研究首先利用公差分析技術進行車用夾持支架結構之公差設計，並利用有限元素分析模擬與驗證材料結構強度。
最後藉由田口方法之設計理念，在所研究個案定義之品質目標函數為望目特性，影響設計之特性因子為夾持手臂之夾持齒距、壓縮彈簧力、夾持橡膠硬度與承載支撐硬度等等。選擇合適的直交表，並以實際的產品模型進行落下測試，來模擬夾持智慧型手機支架在瞬間煞車或衝撞的衝擊情況，最後收集實驗結果進行分析，找出夾持支架的最佳化設計條件。初步結果顯示最佳參數組合，其條件為夾持齒距1.0 mm、壓縮彈簧力0.6 kgf、夾持橡膠硬度40 shore A及承載支撐硬度45 shore A。

關鍵字

田口方法 ； 公差分析 ； 有限元素分析 ； 衝擊試驗 ； 車用夾持手機支架

並列摘要

In recent years, an increasing number of small handheld products have been brought to the market and widely used for car application in many ways. There is a need to investigate the design of a robust in car cradle for mobile phones since the gripping quality of the in car cradle will be affected if the cradle is damaged due to the impact force caused after harsh braking when driving or other external forces. This study tries to design the tolerance of the in car cradle structure based on tolerance analysis and simulate and verify structural strength of material according to finite element analysis.
Adopting the design concept of the Taguchi method, the Nominal-the-best in the case study is the objective function of the quality, and the characteristics which will the impact of design are the tooth pitch of the clamping arm, compression spring force, gripping rubber hardness and bearing support hardness. Then, select the appropriate orthogonal array, and do the drop test with the actual product model to simulate the impact on the in car cradle upon car harsh braking and collisions. Finally, analyze the collected experimental results to identify the clamping bracket’s optimal design condition. The preliminary results show that the optimal parameter combination includes the conditions of 1.0 mm tooth pitch of the clamping arm, 0.6 kgf compression spring force, 40 shore A gripping rubber hardness and 45 shore A bearing support hardness.

並列關鍵字

Taguchi Method ； Tolerance Analysis ； Finite Element Analysis ； Free-Fall Shock Test ； In Car Smart Phone Cradle

參考文獻

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