JP4815466B2 - 環境試験装置 - Google Patents

Description

本発明は環境試験装置に関するものであり、特に温度調整された空気などの気体を試験部に導入して試験を実施可能なものに関する。

従来より、下記特許文献１に開示されている冷熱衝撃試験装置や、冷熱サイクル試験装置のように温度調整された空気などの気体を試験部に導入して試験を実施可能な環境試験装置が提供されている。従来技術の環境試験装置では、高温に調整された気体を試験部に導入して高温雰囲気下に供試体を晒す高温晒しモードによる運転と、低温に調整された気体を試験部に導入して低温雰囲気下に供試体を晒す低温晒しモードによる運転とを順次実施する冷熱サイクル動作を繰り返し実施することで、供試体に対して熱衝撃を与えて試験を行うこととされている。
特開平１１−１６０２１７号公報

上記したように、所定温度に温度調整された気体を試験部に導入することで冷熱衝撃試験を実施する試験装置では、試験部内の雰囲気温度や、試験部内に設置された供試体の温度が所定の試験温度に到達するまでに時間を要していた。通常、冷熱衝撃試験は、上述した冷熱サイクルを数百サイクルあるいはそれ以上繰り返して実施するため、試験部内の雰囲気温度や供試体の温度が試験温度に到達するまでの期間を少しでも短縮することが望まれていた。

上記した知見に基づき、本発明者らは、冷熱サイクル動作の実施にあたり、運転モードを高温晒しモードや低温晒しモードに切り替える際に、試験部内の雰囲気温度等をなるべく早く所定の試験温度に到達させるために、試験温度を越えて高温あるいは低温に温度調整された気体を試験部に導入することを検討した。しかし、かかる方策を採用した場合についても、試験部内の雰囲気温度等の温度変化速度の向上に限界があり、冷熱サイクル動作の実施期間を大幅に短縮することはできなかった。

そこで、本発明は、試験時間を大幅に短縮可能な環境試験装置の提供を目的とした。

上記した課題を解決すべく提供される本発明の環境試験装置は、供試体が設置される試験部と、当該試験部に対して供給される気体の温度調整を行う温調部と、を有し、当該温調部が、当該試験部に対して導入される気体を所定温度に調整可能な温調手段と、当該温調手段により温度調整された気体を前記試験部に向けて送風可能な送風手段と、を有し、高温に調整された気体を試験部に導入して高温雰囲気下に供試体を晒す高温晒しモード、並びに、低温に調整された気体を試験部に導入して低温雰囲気下に供試体を晒す低温晒しモードを含む複数の運転モードを組み合わせて構成される一連の冷熱サイクル動作を繰り返し実施可能であり、前記送風手段が、試験部に対して導入される気体の風速を調整可能であり、高温晒しモードおよび低温晒しモードへの運転モードの切替に際し、試験部内の雰囲気温度が所定温度に到達するまでの移行期間において試験部に対して導入される気体の風速が、所定温度に到達してから高温晒しモードあるいは低温晒しモードが完了するまでの試験期間において試験部に対して導入される気体の風速より高く、前記温調部が、気体を高温に調整する高温側温調部と、気体を低温に調整する低温側温調部と、を有し、試験部と前記高温側温調部との間、並びに、試験部と前記低温側温調部との間に、温調ダンパがそれぞれ作動可能なように配されており、当該温調ダンパは、開口部分を閉塞した状態において温調部側を向く流路形成面と、試験部側を向く当接面とを有し、且つ当該当接面に対して所定の角度で傾斜した傾斜面があり、試験部と前記高温側温調部との間に配された温調ダンパ、並びに、試験部と前記低温側温調部との間に配された温調ダンパのうちの一方が開状態になると、当該開状態になった温調ダンパが閉状態である他方の温調ダンパに対して傾斜し、開状態になったものの流路形成面が、他方側に設けられた傾斜面と一連のスロープを形成した状態になることを特徴としている（請求項１）。

本発明の環境試験装置では、高温晒しモードや低温晒しモードへの運転モードの切替に際して、試験部内の雰囲気温度が所定温度に到達するまでの移行期間に、送風手段により試験部に対して導入される気体の風速が、所定温度に到達してから高温晒しモードや低温晒しモードが完了するまでの試験期間において試験部に対して導入される気体の風速よりも高く設定されている。そのため、本発明の環境試験装置では、運転モードの切替時の移行期間において、次々と所定温度に温度調整された気体が試験部内に導入され、試験部内にある気体と置換されていく。従って、本発明の環境試験装置によれば、試験部内の雰囲気温度や、この内部に設置された供試体の温度を迅速に所定温度に到達させることができ、冷熱衝撃試験の試験期間を大幅に短縮することができる。
またかかる構成によれば、温調部から試験部に向けて流れる気体が流路形成面や傾斜面に案内されてスムーズに流れ込む。

ここで、上記した環境試験装置は、温調部が温度調整された気体を前記試験部を外れた領域内において循環させて待機する待機状態で動作可能なものとすることができる。かかる構成とした場合、待機状態において気体を必要以上の高速で循環させると、攪拌熱の影響により気体の温度が不安定になったり、気体を所定の温度に調整するために過剰なエネルギーを必要とする可能性がある。

かかる知見に基づけば、上述した本発明の環境試験装置を、温調部が、温度調整された気体を試験部に対して供給する気体供給状態と、温度調整された気体を前記試験部を外れた領域内において循環させる待機状態と、で動作可能とした場合は、待機状態である場合における気体の循環速度を、気体供給状態である場合に試験部に供給される気体の風速よりも低速とすることが望ましい（請求項２）。

かかる構成とすれば、上述した攪拌熱の影響により気体の温度が不安定になったり、気体の温度調整のために過剰なエネルギーが消費されるのを抑制することができる。

ここで、上述した本発明の環境試験装置において、供試体を設置部位によらず均一の温度雰囲気下に晒すためには、試験部に向けて供給される気体が部位によらずほぼ均一の流速で流れることが望ましい。

かかる知見に基づけば、前記試験部に導入された気体が流れる送風経路ａと、当該送風経路ａに対して交差した送風経路ｂと、を有し、前記温調ダンパを開くことにより、前記送風経路ｂを介して試験部と温調部との間における気体の流出入が可能な連通状態になり、流路形成面は前記連通状態において前記送風経路ａ，ｂに面し、前記連通状態において、当該流路形成面と送風経路ａの内周面とが連続した状態になるものであることが望ましい（請求項３）。

本発明の環境試験装置では、温調ダンパが開き、連通状態になった際に送風経路ａ，ｂの双方に面する流路形成面が送風経路ａの内周面と連続した状態になる。そのため、本発明の環境試験装置は、温調部から試験部に向けて気体が大流量で流れたとしても、この気体が流路形成面に案内されてスムーズに送風経路ａに流れ込むこととなる。従って、本発明の環境試験装置では、試験部に向けて部位によらずほぼ均一の流速で気体を供給することができ、供試体を設置部位によらず均一の温度雰囲気下に晒すことができる。

上述した本発明の環境試験装置は、温調ダンパがそれぞれ独立的に作動可能なように配されており、前記温調ダンパが閉状態である場合に、前記傾斜面が送風経路ａの内周面と連続しており、試験部と前記高温側温調部との間に配された温調ダンパ、並びに、試験部と前記低温側温調部との間に配された温調ダンパのうちの一方が開状態になると、当該開状態になった温調ダンパが閉状態である他方の温調ダンパに対して傾斜した状態で当接し、前記開状態になった一方の温調ダンパの流路形成面と、前記閉状態である温調ダンパに設けられた傾斜面と、が連続した状態になることを特徴とする請求項３に記載の環境試験装置が連続した状態になるものであってもよい（請求項４）。

かかる構成によれば、開状態になった温調ダンパの流路形成面が、閉状態である温調ダンパに設けられた傾斜面を経て送風経路ａの内周面まで連続した状態になる。そのため、上述した構成によれば、温調部から試験部に向けて流れる気体が流路形成面や傾斜面に案内されてスムーズに送風経路ａに流れ込むこととなる。従って、本発明の環境試験装置によれば、試験部に向けて部位によらずほぼ均一の流速で気体を供給し、供試体を設置部位によらず均一の温度雰囲気下に晒すことができる。

上述した本発明の環境試験装置は、当接面および傾斜面がなす角度が、閉状態にある温調ダンパおよび開状態にある温調ダンパがなす角度と同一であることが好ましい（請求項５）。

かかる構成とした場合は、温調ダンパが開くと当接面から傾斜面にかけて一定の角度で連続した状態になるため、気体が局所によどむことなく、温調部から試験部に向けてスムーズに流れる。従って、本発明によれば、供試体を設置部位によらず均一の温度雰囲気下に晒すことができる。

上述した本発明の環境試験装置は、試験部と温調部との間に温調ダンパが設けられており、当該温調ダンパを開くことにより温調部から試験部に対して気体を導入可能な連通状態となるものであり、前記温調部内に、気体を循環させることが可能な内部循環流路と、当該内部循環流路を開閉可能な内部ダンパと、が設けられており、当該内部ダンパが、連動機構を介して温調ダンパと連動可能なように連結されており、前記温調ダンパを開くことにより、送風経路ａ，ｂが連通状態になり、内部ダンパが前記内部循環流路を閉じた状態になり、前記温調ダンパを閉じることにより、前記送風経路ａ，ｂが非連通状態になり、内部ダンパが開いた状態になるものであってもよい（請求項６）。

本発明の環境試験装置では、温調ダンパを開くと、これに連動して送風経路ｂと送風経路ａとが連通状態となり、温調部で温度調整された気体が内部循環流路に流れることなく、試験部側に向けて流れる。一方、本発明の環境試験装置では、温調ダンパを閉じると、これに連動して送風経路ｂと送風経路ａとが非連通状態となり、気体が温調部内で循環可能となる。そのため、本発明の環境試験装置では、温調ダンパの開閉により、気体の循環系統として適宜最適なものを選択することができる。

上述した本発明の環境試験装置は、温調ダンパの流路形成面に、温調部と試験部との間で流れる気体の流れを整流する整流手段が設けられたものであることが望ましい（請求項７）。

かかる構成によれば、温調部と試験部との間を気体がスムーズに流れることになり、試験部に導入される気体の勢いが弱まったり、気体の流れが部位によって不均一になるのを最小限に抑制することができる。

上述した本発明の環境試験装置は、試験部が、気体が流出入可能な試験部本体と、前記試験部本体に対して着脱可能な供試体設置部と、を有する構成とすることも可能である（請求項８）。

本発明の環境試験装置では、試験部が試験部本体と、これに対して脱着可能な供試体設置部とを備えているため、供試体設置部を試験部本体から取り外して供試体を設置しやすい場所で設置することができる。また、本発明の環境試験装置によれば、供試体設置部を試験部本体から取り外して別の場所に移動させ、異なる試験を行うことも可能である。

また、上述した本発明の環境試験装置は、試験部の内側に配された供試体に対して電気的に接続された接続端子を、試験部の外側に取出可能なものであってもよい（請求項９）。

本発明の環境試験装置によれば、例えば供試体に対して電気的に接続された接続端子に対して、試験部の外部に設けられた電気的特性を測定するための測定機器を接続することにより供試体の電気的特性を前記測定機器で測定したり、前記接続端子に電源を接続することにより、電力を印加した状態における供試体の冷熱衝撃試験を行う等、冷熱衝撃試験等に伴う供試体の電気的特性についての試験を容易に実施することができる。

本発明によれば、試験時間を大幅に短縮可能な環境試験装置を提供できる。

続いて、本発明の環境試験装置の一実施形態に係る冷熱衝撃試験装置１（以下、単に試験装置１とも称す）について図面を参照しつつ、詳細に説明する。なお、以下の説明において上下左右や奥行き、高さ等の位置関係は、特に断りのない限り図１に示す通常の設置状態を基準として説明する。

図１に示すように、冷熱衝撃試験装置１は、筐体２を有する。筐体２は、直方体状の形状を有するものであり、断熱性を有する外壁によって外周が囲まれている。図２に示すように冷熱衝撃試験装置１は、この筐体２の内部に、試験部３と温調部５とを有する。試験部３は、筐体２において高さ方向のほぼ中央部に位置している。試験部３は、試験室１０と、入口側空間１１と、出口側空間１２とを有する。試験室１０は、筐体２内に作り付けられたケージ状の枠体１３ａ（試験部本体）と、この枠体１３ａに対して着脱自在な供試体設置容器１３ｂ（供試体設置部）とを有する。

供試体設置容器１３ｂは、筐体２の正面をなす正面壁２ａに設けられた開口２ｂを介して試験室１０に対して着脱可能とされている。具体的には、供試体設置容器１３ｂは、図１（ａ）に示すように引き出し状とされており、図１（ｂ）に示すように必要に応じて筐体２側から引き抜くことができる構成とされている。供試体設置容器１３ｂは、試験室１０に対して装着した状態において正面壁２ａの開口２ｂを閉塞する閉塞部１４と、これに対して一体的に取り付けられた籠状の収容部１５とを有する。閉塞部１４は、筐体２の正面壁２ａと同様に断熱性を有する材質によって構成されている。

図１に示すように、閉塞部１４には、配線接続部１７が設けられている。配線接続部１７は、供試体設置容器１３ｂを試験室１０に対して設置した状態において、筐体２の外側（正面壁２ａ側）に露出する部分に設けられた配線用スリット１７ａを有する。図１（ｂ）に示すように、配線用スリット１７ａは、試験装置１とは別に設けられた電気的特性を測定するための測定機器などに電気的に接続するための配線１７ｂを試験室１０の内側から外側に取り出すために使用できる。

収容部１５は、試験室１０内にほぼ隙間なく納まる大きさとされている。収容部１５には、供試体を複数並べて配置可能である。収容部１５の内側には、電気・電子基板などの供試体を電気的に接続可能な供試体接続用の端子部（内部端子部）が半田付け等により設けられている。この内部端子部（図示せず）は、上述した配線１７ｂに対して電気的に接続される。そのため、収容部１５の内側に設けられた内部端子部（図示せず）に供試体を電気的に接続し、配線用スリット１７ａを経由して試験室１０の外側に取り出された配線１７ｂに対して測定機器を接続すると、供試体の電気的特性を測定することができる。

入口側空間１１および出口側空間１２は、それぞれ試験室１０に対して隣接する位置に設けられている。これにより、試験部３には、入口側空間１１から試験室１０を経て出口側空間１２に至る送風経路１６（送風経路ａ）が形成されている。入口側空間１１は、後に詳述する温調部５から温度調整された空気が流入する部分である。また、出口側空間１２は、試験室１０に対して入口側空間１１とは逆側に隣接する位置にあり、試験室１０を通過してきた空気が流入する部分である。

温調部５は、試験部３に対して上方に配された高温側温調部２０と、試験部３に対して下方に配された低温側温調部２１とを有する。高温側温調部２０は、ほぼ水平に配された仕切３０を介して、加熱部３１と内部循環ダクト３２とに分かれている。加熱部３１には、加熱器３４（温調手段）や、送風機３５（送風手段）が設けられている。また、図３や図４に示すように、内部循環ダクト３２には、内部ダンパ３６が設けられている。さらに、高温側温調部２０と試験部３の入口側空間１１との間、並びに、高温側温調部２０と出口側空間１２との間には、高温側温調ダンパ３７，３７がそれぞれ試験室１０を介して対称の位置関係となるように配されている。

加熱器３４は、加熱部３１に流入した空気を加熱することができる。送風機３５は、加熱器３４に対して隣接する位置にあり、加熱器３４で加熱された空気を吸い込み、所定の風速で吹き出すことができる。送風機３５は、試験部３の入口側空間１１が設けられた部分の上方に位置しており、高温側温調ダンパ３７を開くことにより、入口側空間１１側（下方側）に向けて送風可能なように送風口を向けて設置されている。そのため、高温側温調ダンパ３７，３７を開いた状態で送風機３５を作動させると、加熱器３４で加熱された空気が、送風機３５の送風口から高温側温調ダンパ３７に至る領域（以下、送出経路３８（送風経路ｂ）とも称す）を経て試験部３に向けて送風される。また、試験部３に送風された空気は、試験部３に形成された送風経路１６を経て出口側空間１２側にある高温側温調ダンパ３７を通過し、高温側温調部２０に戻る。高温側温調部２０に流入した空気は、高温側温調ダンパ３７と加熱器３４との間に形成された領域（以下、戻り流路３９（送風経路ｂ）とも称す）を送風経路１６と交差する方向に流れ（本実施形態では、ほぼ直交する方向）、再び加熱器３４に戻る。このようにして、加熱器３４で加熱された空気は、高温側温調部２０と試験部３との間で循環する。一方、高温側温調部２０は、高温側温調ダンパ３７，３７を閉じ、内部ダンパ３６を開いた状態で送風機３５を作動させることにより、加熱器３４により空気を適宜加熱しつつ、加熱部３１と内部循環ダクト３２との間で空気を循環させることができる。

低温側温調部２１は、内部空間が上下方向に向けて配された仕切４０を介して左右に分かれている。また、低温側温調部２１の内部には、仕切４０と一連に形成された仕切４１により試験部３との間に形成された内部循環ダクト４２を有する。低温側温調部２１において仕切４０の左側に形成された空間（以下、流入側空間４３とも称す）には、蒸発器４６（温調手段）が設けられている。また、仕切４０に対して右側の空間（以下、流出側空間４４とも称す）には、温調用加熱器４８と、送風機４９（送風手段）とが上下に並べて設けられている。内部循環ダクト４２内には、内部ダンパ５０が設けられている。

流入側空間４３と流出側空間４４とは、仕切４０の下方に形成された連通部分を介して互いに連通している。低温側温調部２１の流入側空間４３側の部分と試験部３の出口側空間１２との間、並びに、流出側空間４４側の部分と入口側空間１１との間には、低温側温調ダンパ４７，４７が、それぞれ試験室１０を介して対称の位置関係となるように配されている。

蒸発器４６は、図示しない冷凍機から送られてくる冷媒との熱交換により流入側空間４３に流入してきた空気を冷却することができる。温調用加熱器４８は、流出側空間４４内であって、蒸発器４６に対して送風機４９を作動させた場合における空気の流れ方向下流側の位置に設けられている。温調用加熱器４８は、蒸発器４６を通過してきた空気が必要以上に低温になっている場合に、これを加熱して適温に調整するためのものであり、必要に応じて適宜作動可能とされている。

送風機４９は、温調用加熱器４８に対して上方に配されており、蒸発器４６、温調用加熱器４８で低温に温度調整された空気を送風することができる。送風機４９は、試験部３において入口側空間１１が設けられた部分の下方に位置しており、送風口が入口側空間１１側（上方側）を向くように配されている。そのため、低温側温調ダンパ４７，４７を開いた状態で送風機４９を作動させると、蒸発器４６で冷却された空気が、送風機４９の送風口から低温側温調ダンパ４７に至る領域（以下、送出経路５１（送風経路ｂ）とも称す）を経て試験部３に向けて送風される。また、試験部３に送風された空気は、試験部３を通過し、出口側空間１２側に設けられた低温側温調ダンパ４７を経て、低温側温調部２１に戻る。低温側温調部２１に流入した空気は、低温側温調ダンパ４７と蒸発器４６との間に形成された領域（以下、戻り経路５３（送風経路ｂ）とも称す）を送風経路１６と交差する方向に流れ（本実施形態では、ほぼ直交する方向）、再び蒸発器４６に戻る。蒸発器４６で冷却された空気は、このようにして低温側温調部２１と試験部３との間で循環する。また、低温側温調ダンパ４７，４７を閉じ、内部ダンパ５０を開いた状態で送風機４９を作動させると、蒸発器４６、温調用加熱器４８で温度調整された低温の空気を低温側温調部２１内で循環させることができる。

ここで、本実施形態の試験装置１において、上述した高温側温調ダンパ３７や低温側温調ダンパ４７、内部ダンパ３６，５０は、図３〜図５に示すような特徴的な構成とされている。具体的には、高温側温調ダンパ３７は、平板状でダンパ本体６０を有する。ダンパ本体６０は、試験部３の入口側空間１１や出口側空間１２と、高温側温調部２０との境界に設けられた開口部分を閉塞可能な大きさを有する板体である。ダンパ本体６０は、前記した開口部分を閉塞した状態（閉状態）において高温側温調部２０の内側を向く流路形成面６１と、試験部３側を向く当接面６２とを有する。ダンパ本体６０は、一端側に設けられた支軸６３により軸支されており、これを中心として開閉可能とされている。

ダンパ本体６０の流路形成面６１側には、垂直ガイドベーン６５（整流手段）と水平ガイドベーン６６（整流手段）とが設けられている。垂直ガイドベーン６５は、金属板などによって形成されたほぼ短冊状の板体であり、流路形成面６１に対して垂直に、所定の間隔を空けて複数枚（本実施形態では２枚）取り付けられている。また、垂直ガイドベーン６５は、流路形成面６１において、上記した支軸６３が設けられた側から、これとは反対側に向けて面が拡がるように取り付けられている。また、水平ガイドベーン６６は、金属板などによって形成された平板であり、垂直ガイドベーン６５の端部に、ダンパ本体６０の流路形成面６１に対して平行もしくは必要に応じて適当な角度をつけて取り付けられている。一方、ダンパ本体６０の当接面６２側には、傾斜片６７が設けられている。傾斜片６７は、断面形状がほぼ三角形の形状とされており、当接面６２に対して一定の角度ａをなす傾斜面６８を有する。

内部ダンパ３６は、高温側温調部２０内に形成された内部循環ダクト３２に設けられている。内部ダンパ３６は、シャッター板７０を有し、これが支軸７１によって回動自在に支持されている。シャッター板７０は、リンク機構７２を介して上述した高温側温調ダンパ３７のダンパ本体６０に接続されている。これにより、内部ダンパ３６は、試験部３と高温側温調部２０との境界に設けられた開口部分を高温側温調ダンパ３７が閉じた状態（閉状態）にある場合に開状態になり、高温側温調ダンパ３７が前記開口部分を開いた状態（開状態）にある場合に閉状態になるように高温側温調ダンパ３７の動作に関連づけられている。

低温側温調ダンパ４７や内部ダンパ５０は、上述した高温側温調ダンパ３７や内部ダンパ３６と同一の構造とされている。低温側温調ダンパ４７のダンパ本体６０は、閉状態において流路形成面６１が低温側温調部２１の内側を向き、当接面６２が試験部３側を向く姿勢となるように取り付けられている。また、低温側温調ダンパ４７のダンパ本体６０は、高温側温調ダンパ３７のダンパ本体６０と対向するように配されている。また、低温側温調ダンパ４７のダンパ本体６０は、傾斜片６７が設けられた部位が試験室１０側に位置し、支軸６３が設けられた部位が試験室１０から離れた位置になるように取り付けられている。

内部ダンパ５０は、低温側温調部２１内に形成された内部循環ダクト４２に設けられており、リンク機構７２を介して低温側温調ダンパ４７のダンパ本体６０に連結されている。これにより、内部ダンパ５０は、低温側温調ダンパ４７が開状態になると閉状態になり、低温側温調ダンパ４７が閉状態になると開状態になるように動作が関連づけられている。

図４に示すように、上述した高温側温調ダンパ３７および低温側温調ダンパ４７は、一方（図示状態では低温側温調ダンパ４７）が開状態になると、傾斜片６７が他方（図示状態では高温側温調ダンパ３７）の当接面６２に当接した状態になる。この状態において、高温側温調ダンパ３７および低温側温調ダンパ４７のうち開状態になったもののダンパ本体６０は、他方側に設けられた傾斜片６７の傾斜面６８とほぼ同一の角度ａで傾斜した状態になる。この状態において、試験室１０を介して左右対称に配された高温側温調ダンパ３７，３７や低温側温調ダンパ４７，４７のうち、入口側空間１１側に設けられたものであって、開状態になっているもののダンパ本体６０を構成する流路形成面６１は、高温側温調部２０や低温側温調部２１の内側に形成された送出経路３８，５１（図示状態では送出経路５１）、並びに、試験部３に形成された送風経路１６の双方に面した状態になる。また、高温側温調ダンパ３７，３７や低温側温調ダンパ４７，４７のうち、出口側空間１２側に設けられたものであって、開状態になっているもののダンパ本体６０を構成する流路形成面６１は、高温側温調部２０や低温側温調部２１の内側に形成された戻り経路３９，５３、並びに、試験部３に形成された送風経路１６の双方に面した状態になる。さらに、高温側温調ダンパ３７や低温側温調ダンパ４７が開状態になった状態において、開状態になったものの流路形成面６１が、他方側に設けられた傾斜面６８と一連のスロープを形成した状態になる。

続いて、本実施形態の試験装置１の動作について、図面を参照しつつ説明する。試験装置１は、高温側温調部２０において加熱された空気を試験部３に導入することにより、試験室１０内に設置された供試体を高温の雰囲気下にさらす高温晒しモードと、低温側温調部２１において冷却された空気を試験部３に導入することにより、試験室１０内に設置された供試体を冷温の雰囲気下にさらす冷温晒しモードとを組み合わせて構成される冷熱サイクル動作を、設定されたサイクル数だけ繰り返し実施することができる。

試験装置１が高温晒しモードで動作する場合は、図６（ｃ），（ｅ）に示すように、高温側温調ダンパ３７が開状態とされ、低温側温調ダンパ４７が閉状態とされる。これに連動して、高温側温調部２０に設けられた内部ダンパ３６が閉状態となり、低温側温調部２１に設けられた内部ダンパ５０が開状態になる。高温側温調ダンパ３７や低温側温調ダンパ４７、内部ダンパ３６，５０がこのように開度調整されると、高温側温調部２０において加熱器３４によって加熱された空気（以下、高温空気とも称す）が送風機３５により試験部３の入口側空間１１に向けて送風され、高温側温調部２０と試験室３との間で循環する。この際、高温空気は、開状態にある高温側温調ダンパ３７の流路形成面６１に設けられた垂直ガイドベーン６５や水平ガイドベーン６６によって整流された状態で循環する。

ここで、図６（ｂ）に示すように、試験装置１の運転状態が高温晒しモードに切り替わった後、試験室１０内の雰囲気温度が所定の設定温度ＴＨに達するまでの移行期間の間は、送風機３５の送風能力が高い状態に設定され、試験部３側に向けて送風される送風速度が移行期風速Ｖｔに設定される。本実施形態では、送風機３５のファン回転用のモータ（図示せず）の電源周波数が７０［Ｈｚ］に設定され、移行期風速Ｖｔが２０［ｍ／ｓｅｃ］に調整される。

高温晒しモードによる運転が開始された後、試験室１０内の雰囲気温度が設定温度ＴＨに到達すると、上記した移行期間よりも送風機３５の送風能力が低く設定され、試験部３側に向けて送風される送風速度が移行期風速Ｖｔよりも低速の試験期風速Ｖｅに調整される。本実施形態では、送風機３５のファン回転用のモータの電源周波数が６０［Ｈｚ］に設定され、試験期風速Ｖｅが１５［ｍ／ｓｅｃ］に調整される。

一方、高温晒しモードでの動作中は、低温側温調部２１は、待機状態になる。低温側温調部２１が待機状態にある間においても、蒸発器４６により空気の冷却は行われるが、送風機４９の送風能力が低い状態に設定される。そのため、高温晒しモードでの動作中は、図６（ｄ）に示すように、低温に冷却された空気が、低温温調部２１内において上記した試験期風速Ｖｅよりも低速の待機時風速Ｖｗで循環する。

上記したようにして高温晒しモードでの運転が開始された後、運転モードを低温晒しモードに切り替えるタイミングになると、高温側温調ダンパ３７が閉状態とされ、低温側温調ダンパ４７が開状態とされる。また、これに連動して、高温側温調部２０内に設けられた内部ダンパ３６が内部循環ダクト３２を開いた状態になり、低温側温調部２１内に設けられた内部ダンパ５０が内部循環ダクト４２を閉じた状態になる。

試験装置１の運転モードが低温晒しモードに切り替わると、高温側温調部２０および低温側温調部２１の動作状態が高温晒しモードでの動作中の状態と逆転する。具体的には、運転モードが低温晒しモードに切り替わると、試験室１０内の雰囲気温度が所定の設定温度ＴＬに到達するまでの移行期間において、低温側温調部２１側の送風機４９の送風能力が高められ、試験部３側に向けて送風される送風速度が移行期風速Ｖｔ（本実施形態では２０［ｍ／ｓｅｃ］）に調整される。その後、試験室１０内の雰囲気温度が設定温度ＴＬに達すると、送風機４９の送風能力が前述した移行期間よりも低く設定され、送風速度が試験期風速Ｖｅ（Ｖｅ＜Ｖｔ，本実施形態では１５［ｍ／ｓｅｃ］）に調整される。

一方、低温晒しモードでの動作中は、高温側温調部２０が待機状態に切り替わる。高温側温調部２０が待機状態になると、送風機３５の送風能力がさらに低い状態とされる。これにより、加熱器３４によって加熱された空気が、待機時風速Ｖｗで高温温調部２０内を循環する。

上記したようにして低温晒しモードでの運転が開始された後、低温晒しモードを終了するタイミングになると、一連の冷熱サイクル動作が１サイクル分完了する。試験装置１は、冷熱サイクル動作を設定されたサイクル数だけ繰り返す。

上記したように、本実施形態の試験装置１では、高温晒しモードや低温晒しモードへの運転モードの切替後、試験部３内の雰囲気温度が設定温度ＴＨ，ＴＬに到達するまでの移行期間に、送風機３５，４９により試験部３に対して導入される空気の風速（移行期風速Ｖｔ）が、設定温度ＴＨ，ＴＬに到達した後の試験期間における風速（試験期風速Ｖｅ）よりも高く設定されている。そのため、試験装置１では、運転モードの切替後、供試体を設定温度ＴＨ，ＴＬの雰囲気下に晒すことが可能になるまでの移行期間が極めて短く、冷熱衝撃試験の試験期間を大幅に短縮することができる。

上記実施形態の試験装置１は、一連の冷熱サイクル動作において、運転モードが切り替えられてから試験部３内の雰囲気温度が設定温度ＴＨ，ＴＬ付近に到達するまでの移行期間や、移行期間が経過してから高温晒しモードや低温晒しモードが終了するまでの試験期間において、供試体の種類等によらず一定の移行期風速Ｖｔや試験期風速Ｖｅで温度調整された空気を供給する構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、供試体の種類等に応じて適宜、移行期風速Ｖｔや試験期風速Ｖｅの大きさを調整できる構成としてもよい。また、移行期風速Ｖｔや試験期風速Ｖｅが移行期間や試験期間において適宜変動する構成としてもよい。

また、試験装置１は、運転モードの切替後の移行期間において、設定温度ＴＨ，ＴＬを目標温度として移行期風速Ｖｔや試験期風速Ｖｅの大きさを調整するものであってもよいが、供試体や試験室１０の熱容量の影響等を加味し、移行期間における目標温度を設定温度ＴＨよりも高温としたり、設定温度ＴＬよりも低温に設定して送風を行うこととしてもよい。かかる構成によれば、仮に供試体や試験室１０の熱容量が大きい等、試験室１０の雰囲気温度や供試体自身の温度を迅速に変化させる上での障害となる要因があったとしても、これによる影響を最小限に抑制することができる。

本実施形態の試験装置１では、高温晒しモードでの動作中は低温側温調部２１が待機状態になり、低温晒しモードでの動作中は高温側温調部２０が待機状態になる。この際、待機状態にある低温側温調部２１や高温側温調部２０では、温度調整された空気が試験部３を外れた領域、すなわち低温側温調部２１内や高温側温調部２０内を循環するが、この空気の風速（待機時風速Ｖｗ）は、試験部３に対して空気を供給している際の風速である移行期風速Ｖｔや試験期風速Ｖｅよりも低速とされている。そのため、試験装置１は、高温側温調部２０や低温側温調部２１が待機状態にある場合であっても、運転モードの切替に備えて内部を循環している空気の温度が攪拌熱の影響によって不安定になったり、空気の温度を調整するために過剰なエネルギーが必要になるといったような不具合が発生しにくい。

上記実施形態では、高温側温調部２０や低温側温調部２１が待機状態になっている際に、これらの内部に形成された内部循環ダクト３２，４２に空気を流すことで、空気を内部循環させる構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。具体的には、高温側温調部２０や低温側温調部２１が待機状態になっている際に試験部３を外れた領域で空気を循環させることが可能な循環流路を別途設けた構成としてもよい。また、上記実施形態では、高温側温調部２０や低温側温調部２１を適宜待機状態で作動させ、運転モードの切替に備えて内部で空気を循環させつつ温度調整する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、待機状態において高温側温調部２０内や低温側温調部２１内で空気を循環させない構成としてもよい。

上記したように、試験装置１では、高温側温調部２０と試験部３との間に設けられた高温側温調ダンパ３７や、低温側温調部２１と試験部３との間に設けられた低温側温調ダンパ４７を構成するダンパ本体６０に流路形成面６１がある。また、これらの温調ダンパ３７，４７のうちの一方が開状態になると、流路形成面６１と送風経路をなす試験部３の内周面とが温調ダンパ３７，４７のうち閉状態にあるものの当接面６２側に設けられた傾斜面６８を介して連続した状態になる。そのため、試験装置１は、温調部５から試験部３に向けて空気が高速で流れたとしても、空気は局所によどむことなく流路形成面６１に案内されてスムーズに試験部３内の送風経路１６に流れ込み、試験室１０に供給される。従って、本実施形態の試験装置１では、試験部３内の部位によらずほぼ均一の流速で空気を供給することができ、供試体を設置した位置等に関係なくほぼ均一の温度条件下に晒すことができる。

上記実施形態では、対向配置された２つの温調ダンパ３７，４７（高温側温調ダンパ３７，低温側温調ダンパ４７）のそれぞれに傾斜片６７を設けた構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上述したような空気のよどみが起こらない場合や、空気の流れが多少不均一になっても空気の流速低下や空気流の乱れがさほど起こらないような場合は、いずれか一方または双方を省略した構成としてもよい。かかる構成とした場合は、試験装置１の構成をシンプルなものとすることができる。

また、上記実施形態では、温調ダンパ３７，４７をそれぞれ試験部３の入口側空間１１側および出口側空間１２側の双方に配した構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、入口側空間１１側および出口側空間１２側のいずれか一方にだけ設けた構成としてもよい。かかる構成とした場合についても、試験装置１の装置構成をシンプルなものとすることができる。

また、温調ダンパ３７，４７は、傾斜片６７を当接面６２に設ける代わりに、ダンパ本体６０の形状を、開状態になった際に流路形成面６１自身が温調ダンパ３７，４７のうち閉状態にあるものの当接面６２や、試験部３の内周面に連続するように当接可能な形状としてもよい。かかる構成とすれば、上述した試験装置１と同様に、温調ダンパ３７，４７が開状態になった際に空気の流れがよどむ部位が発生するのを最小限に抑制できる。

上記実施形態では、流路形成面６１および傾斜面６８が、その断面形状が直線的に伸びる構成のものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、断面形状が湾曲した形状のものであってもよい。

また、上記したように、本実施形態の試験装置１は、高温側温調ダンパ３７や低温側温調ダンパ４７が、それぞれダンパ本体６０の一端（固定端）側を支軸６３によって支持した構造とされている。また、高温側温調ダンパ３７や低温側温調ダンパ４７は、互いに対向するように配置されており、温調ダンパ３７，４７のうちの一方（図４では低温側温調ダンパ４７）が開くと、これが他方（図４では高温側温調ダンパ３７）の自由端側の位置に当接した状態になる。そのため、温調ダンパ３７，４７のうち閉状態になっているもの（図４では高温側温調ダンパ３７）は、固定端側が支軸６３により支持されるだけでなく、自由端側が温調ダンパ３７，４７のうち開状態になっているもの（図４では低温側温調ダンパ４７）によって支持された状態になり、しっかりと閉まった状態になる。

また、試験装置１では、温調ダンパ３７，４７によって空気流を案内することにより、試験室１０内に部位によらずほぼ均一の流速で流入させることができ、供試体が晒される温度雰囲気をほぼ均一とすることができる。そのため、試験装置１により実施される冷熱衝撃試験は、供試体の設置位置によらず試験精度が高い。さらに、試験装置１により冷熱衝撃試験を行った場合は、供試体が晒される温度雰囲気の均一性が高いため、高温晒しモードや低温晒しモードによる運転時間を過度に長くとる必要がなく、その分だけ試験時間を短縮することができる。

上述したように、試験装置１では、高温側温調ダンパ３７や低温側温調ダンパ４７をなすダンパ本体６０，６０が、それぞれ内部ダンパ３６，５０とリンク機構７２，７２を介して連結されており、温調ダンパ３７，４７の開閉に連動して動作する構成とされている。また、内部ダンパ３６，５０は、それぞれ高温側温調ダンパ３７や低温側温調ダンパ４７が開状態になると閉状態になるため、高温側温調部２０や低温側温調部２１から試験部３に向けて空気を供給すべき場合には、温度調整された空気が高温側温調部２０や低温側温調部２１内に形成された内部循環ダクト３２，４２側に流入するのを防止することができる。その一方で、内部ダンパ３６，５０は、それぞれ高温側温調ダンパ３７や低温側温調ダンパ４７が閉状態になると、開状態になるように関連づけられているため、高温側温調部２０や低温側温調部２１が待機状態になると内部循環ダクト３２，４２を介して空気を内部循環させることが可能になる。従って、上記した構成によれば、高温側温調ダンパ３７や低温側温調ダンパ４７を開閉するだけで、高温側温調部２０や低温側温調部２１で温度調整された空気の循環経路を適宜最適なものにすることができる。

上記実施形態では、高温側温調ダンパ３７や低温側温調ダンパ４７と、内部ダンパ３６，５０とをリンク機構７２を介して接続した構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、他の機構を介して高温側温調ダンパ３７や低温側温調ダンパ４７と、内部ダンパ３６，５０とを連結し、両者が連系して動作する構成としてもよい。また、試験装置１は、高温側温調ダンパ３７や低温側温調ダンパ４７と、内部ダンパ３６，５０とが、それぞれ独立して動作可能な構成としてもよい。

上記したように、高温側温調ダンパ３７や低温側温調ダンパ４７は、流路形成面６１に垂直ガイドベーン６５や水平ガイドベーン６６を有し、これらにより温調部５と試験部３との間で流れる空気の流れを整流することができる。そのため、試験装置１は、温調部５と試験部３との間を空気が整流されてスムーズに流れ、試験部３に導入される気体の勢いが弱まったり、空気の流れが部位によって不均一になるのを防止し、供試体を設置位置によらずほぼ均一した温度雰囲気下に晒して冷熱衝撃試験を実施することができる。

上記実施形態では、空気の流れを整流するための整流手段として垂直ガイドベーン６５および水平ガイドベーン６６の双方を設けた構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば垂直ガイドベーン６５および水平ガイドベーン６６のいずれか一方または双方を省略した構成とすることも可能である。また、垂直ガイドベーン６５や水平ガイドベーン６６の取り付け角度などは、温調部５側から供給される空気の供給状態や、試験部３や温調部５の位置関係などを考慮し、適宜調整してもよい。

試験装置１は、試験室１０が、空気が流出入可能なようにケージ状に形成された枠体１３ａに対して供試体設置容器１３ｂを着脱可能なように設けられている。そのため、試験装置１では、供試体設置部を枠体１３ａから取り外して供試体を設置しやすい場所で設置することができ、冷熱衝撃試験を実施する上での利便性に優れている。

また、試験装置１は、試験部３に設けられた配線接続部１７が、筐体２の外部に露出した配線用スリット１７ａを有し、試験部３の内部において供試体に対して電気的に接続された配線１７ｂを配線用スリット１７ａを介して筐体２の外側に取り出すことができる。そのため、試験装置１は、例えば配線１７ｂに対して電気的特性を測定するための測定機器を接続することにより供試体の電気的特性を前記測定機器で測定したり、配線１７ｂに電源を接続することにより、電力を印加した状態における供試体の冷熱衝撃試験を行う等、冷熱衝撃試験に伴う供試体の電気的特性についての試験を容易に実施することができる。また、上述したように試験部３は、供試体設置容器１３ｂを枠体１３ａから取り外すことができるため、供試体設置容器１３ｂを前記した測定機器や電源が設けられた場所に移動させ、供試体についての冷熱衝撃試験とは別の試験を行うことができる。

上記実施形態では、配線用スリット１７ａを設け、これを介して配線１７ｂを試験部３や筐体２の外側に取り出し可能な構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、配線用スリット１７ａを設けない構成としてもよい。また、配線用スリット１７ａを設ける代わりに、外部機器等を接続するための接続端子を設け、これを介して試験部３内に配された供試体と外部機器等を電気的に接続可能な構成としてもよい。

上記した試験装置１は、試験室１０を構成する供試体設置容器１３ｂを枠体１３ａに対して着脱可能な構成であるものを例示したが、本発明はこれに限定されず、供試体設置容器１３ｂが着脱不可能なものであったり、試験室１０を従来公知のものと同様に槽状のものとしてもよい。

上記実施形態では、試験部３と温調部５との間を空気が循環する構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、他の気体が循環するものであってもよい。

上述した試験装置１は、運転モードの切り替え時に供試体が晒される温度条件を急激に変化させる、いわゆる冷熱衝撃試験を行うものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、運転モードの切り替え時の温度変化を冷熱衝撃試験よりも緩やかに行う冷熱サイクル試験を行うものであってもよい。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る冷熱衝撃試験装置を示す斜視図であり、（ｂ）は供試体設置容器を示す斜視図である。 図１に示す冷熱衝撃試験装置の内部構造を示す斜視図であり、（ａ）は高温晒しモードでの運転中の状態を示す斜視図、（ｂ）は低温晒しモードでの運転中の状態を示す斜視図である。 図１に示す冷熱衝撃試験装置の高温側温調ダンパおよび低温側温調ダンパが閉状態である場合の状態を示す要部拡大図である。 図１に示す冷熱衝撃試験装置の低温側温調ダンパが開状態である場合の状態を示す要部拡大図である。 図３のＡ方向矢視図である。 （ａ）は試験室内の雰囲気温度、（ｂ）は高温側温調部が備える送風機の出力、（ｃ）は高温側温調ダンパの開閉、（ｄ）は低温側温調部が備える送風機の出力、（ｅ）は低温側温調ダンパの開閉の推移を示すタイミングチャートである。

１ 冷熱衝撃試験装置（環境試験装置）
３ 試験部
５ 温調部
１０ 試験室
１３ａ 枠体（試験部本体）
１３ｂ 供試体設置容器（供試体設置部）
１６ 送風経路（送風経路ａ）
１７ 配線接続部
１７ａ 配線用スリット
２０ 高温側温調部
２１ 低温側温調部
３４ 加熱器（温調手段）
３５，４９ 送風機（送風手段）
３６，５０ 内部ダンパ
３７ 高温側温調ダンパ
３８，５１ 送出経路（送風経路ｂ）
４６ 蒸発器（温調手段）
４７ 低温側温調ダンパ
６１ 流路形成面
６２ 当接面
６５ 垂直ガイドベーン（整流手段）
６６ 水平ガイドベーン（整流手段）
６７ 傾斜片
６８ 傾斜面
ａ 角度
Ｖｔ 移行期風速
Ｖｅ 試験期風速
Ｖｗ 待機時風速
ＴＨ 設定温度
ＴＬ 設定温度

Claims (9)

1. 供試体が設置される試験部と、
   当該試験部に対して供給される気体の温度調整を行う温調部と、を有し、
   当該温調部が、当該試験部に対して導入される気体を所定温度に調整可能な温調手段と、当該温調手段により温度調整された気体を前記試験部に向けて送風可能な送風手段と、を有し、
   高温に調整された気体を試験部に導入して高温雰囲気下に供試体を晒す高温晒しモード、並びに、低温に調整された気体を試験部に導入して低温雰囲気下に供試体を晒す低温晒しモードを含む複数の運転モードを組み合わせて構成される一連の冷熱サイクル動作を繰り返し実施可能であり、
   前記送風手段が、試験部に対して導入される気体の風速を調整可能であり、
   高温晒しモードおよび低温晒しモードへの運転モードの切替に際し、試験部内の雰囲気温度が所定温度に到達するまでの移行期間において試験部に対して導入される気体の風速が、所定温度に到達してから高温晒しモードあるいは低温晒しモードが完了するまでの試験期間において試験部に対して導入される気体の風速より高く、
   前記温調部が、気体を高温に調整する高温側温調部と、気体を低温に調整する低温側温調部と、を有し、
   試験部と前記高温側温調部との間、並びに、試験部と前記低温側温調部との間に、温調ダンパがそれぞれ作動可能なように配されており、
   当該温調ダンパは、開口部分を閉塞した状態において温調部側を向く流路形成面と、試験部側を向く当接面とを有し、且つ当該当接面に対して所定の角度で傾斜した傾斜面があり、
   試験部と前記高温側温調部との間に配された温調ダンパ、並びに、試験部と前記低温側温調部との間に配された温調ダンパのうちの一方が開状態になると、当該開状態になった温調ダンパが閉状態である他方の温調ダンパに対して傾斜し、
   開状態になったものの流路形成面が、他方側に設けられた傾斜面と一連のスロープを形成した状態になることを特徴とする環境試験装置。
2. 温調部が、温度調整された気体を試験部に対して供給する気体供給状態と、温度調整された気体を前記試験部を外れた領域内において循環させる待機状態と、で動作可能であり、
   待機状態である場合における気体の循環速度が、気体供給状態である場合に試験部に供給される気体の風速よりも低速であることを特徴とする請求項１に記載の環境試験装置。
3. 前記試験部に導入された気体が流れる送風経路ａと、当該送風経路ａに対して交差した送風経路ｂと、を有し、
   前記温調ダンパを開くことにより、前記送風経路ｂを介して試験部と温調部との間における気体の流出入が可能な連通状態になり、
   流路成形面は前記連通状態において前記送風経路ａ，ｂに面し、
   前記連通状態において、当該流路形成面と送風経路ａの内周面とが連続した状態になることを特徴とする請求項１又は２に記載の環境試験装置。
4. 温調ダンパがそれぞれ独立的に作動可能なように配されており、
   前記温調ダンパが閉状態である場合に、前記傾斜面が送風経路ａの内周面と連続しており、
   試験部と前記高温側温調部との間に配された温調ダンパ、並びに、試験部と前記低温側温調部との間に配された温調ダンパのうちの一方が開状態になると、当該開状態になった温調ダンパが閉状態である他方の温調ダンパに対して傾斜した状態で当接し、前記開状態になった一方の温調ダンパの流路形成面と、前記閉状態である温調ダンパに設けられた傾斜面と、が連続した状態になることを特徴とする請求項３に記載の環境試験装置。
5. 当接面および傾斜面がなす角度が、閉状態にある温調ダンパおよび開状態にある温調ダンパがなす角度と同一であることを特徴とする請求項４に記載の環境試験装置。
6. 試験部と温調部との間に温調ダンパが設けられており、当該温調ダンパを開くことにより温調部から試験部に対して気体を導入可能な連通状態となるものであり、
   前記温調部内に、気体を循環させることが可能な内部循環流路と、当該内部循環流路を開閉可能な内部ダンパと、が設けられており、
   当該内部ダンパが、連動機構を介して温調ダンパと連動可能なように連結されており、
   前記温調ダンパを開くことにより、送風経路ａ，ｂが連通状態になり、内部ダンパが前記内部循環流路を閉じた状態になり、
   前記温調ダンパを閉じることにより、前記送風経路ａ，ｂが非連通状態になり、内部ダンパが開いた状態になることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の環境試験装置。
7. 温調ダンパの流路形成面に、温調部と試験部との間で流れる気体の流れを整流する整流手段が設けられていることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の環境試験装置。
8. 試験部が、気体が流出入可能な試験部本体と、前記試験部本体に対して着脱可能な供試体設置部と、を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の環境試験装置。
9. 試験部の内側に配された供試体に対して電気的に接続された接続端子を、試験部の外側に取出可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の環境試験装置。

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