JPH0743318B2 - 耐候光試験機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】耐候光試験機において、試料の表
面温度を均一にする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】耐候光試験機は、光源に例えばサンシャ
インアークランプ、キセノンアークランプ、メタルハラ
イドランプなどを用い、それらの照射光の中、主として
紫外部を中心に照射し、試料の光による劣化を促進試験
するものであり、この光照射に加えて、温湿度、降雨、
結露など各種条件を負荷して試験するものである。

【０００３】図４は、日本工業規格（ＪＩＳ） Ｂ ７７
５４「キセノンアーク燈式耐光性及び耐候性試験機」な
どに規定されている各種の条件を満足する耐候光試験機
１ｂである。

【０００４】図において、光源６としてキセノンアーク
ランプが試験槽１０の中央に垂直に配してあり、その回
りを装置の下部に設けた回転装置１５によって回転する
回転枠７に、試料４を垂直に取り付る、いわゆる垂直形
試料ホルダー１６が取り付けてある。又、試験槽１０内
の下部から試料４の表面温度を一定に維持するために空
気が送入され、試験槽１０内を循環するようになってい
る。

【０００５】さて、試料４の表面温度は、光源６からの
放射エネルギーと試料４の周囲温度とによって決まる。
ここで試料表面を所定の試験温度に維持するには、耐候
光試験１ｂは光源６の放射エネルギーを一定として試験
するのが原則であるため、試料４の周囲温度を調節する
ことで行うことになる。

【０００６】この試料４の表面温度の調節は、試験槽１
０の下部から送入される循環空気を試料４の表裏面側を
通るように流して行うようにしているが、試料表面の各
種性状、例えば起毛等が空気流の影響を受けないように
するために、一般には分流器１７などを用いて試料４の
表面側より裏面側の方が多く流れるように構成されてい
る。又、試料４の表面温度は試料表面と同位置に配した
いわゆるブラックパネル温度計１８によって検出され、
この検出温度から試験温度を維持するように循環空気の
温度や送入量が調節されている。

【０００７】尚、本図の装置１ｂでは、試験槽１０に隣
接して調温室１９が設けてあり、その調温室１９内で、
循環空気はモーター２０によって回転するファン２１吸
引送風され、その風量、風速は一定として循環するよう
になっている。その温度は、ヒーター２２及び冷却器２
３、冷凍機２４によって所定の温度となるように制御さ
れ、湿度は図示しない湿度発生器によって調節されるよ
うになっている。又、図中２５はキセノンランプの冷却
水配管である。

【０００８】さて、上記のような耐候光試験機１ｂで、
垂直形試料ホルダー１６に取り付けた試料４の表面温度
及び放射照度はどうしても均一にならないため、試験結
果に大きなバラツキを生じることがあった。このため、
所定時間ごとに装置を停止し、試料４の表面温度及び放
射照度が均一になるようにその上下を入れ換える、手間
のかかる方法が採られていた。

【０００９】そこで、こうした欠点をなくそうとして、
最近、例えば実開昭５８−３０８５７号公報に開示され
ている技術を利用して、試料ホルダーに取り付けた試料
の表面が均一な温度及び放射照度となるように、図５で
示すような、両端部を傾斜させた変形コの字状の三段形
試料ホルダー２ｂが用いられてきた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のような耐候光試
験機１ｂに実開昭５８−３０８５７号公報に開示されて
いる技術を利用した図５の変形コの字状の試料ホルダー
２ｂ（照射窓６個形試料ホルダー）は、試料４表面がほ
ぼ光源の配光曲線上に位置するように構成したものであ
るため、試料表面が受ける放射照度は表１に示すように
ほぼ均一になる。

【００１１】

【表１】

【００１２】上記表１の放射照度の測定は次のような条
件で測定されたものである。即ち、前記図４と同様の装
置で、光源として７．０Ｋｗのキセノンアークランプを
用い、図５の試料ホルダー２ｂをその周囲に隙間なく配
した。放射照度の測定位置は、図５中のア〜カの位置
（点線の円の位置）で、エ位置の放射照度を１２０Ｗ／
ｍ² でコントロールし、これを１００としたときの各位
値における比である。又、光源の中心とウとエの中間の
位置（図中黒丸の位置）までの距離は２４０mmで、各試
料ホルダー２ｂの照射窓５にはダミーとして白厚紙を取
り付けた。

【００１３】又、試料４の表面温度を測定した結果が表
２である。この表面温度の測定は、熱電対などの温度計
を用いて、図５に示す試料ホルダー２ｂに、試料４とし
て黒色の樹脂板の裏面に１０mm厚のウレタンが接着して
あるものを取り付け、図５のａ〜ｆの各試料表面位置に
熱電対などの温度計を貼り付けて測定したものである。
この時の放射照度は上記表１と同じ１２０Ｗ／ｍ² にコ
ントロールし、試験槽内の温度は、光源６の光が直接当
たらないところに配した乾球温度計で３５゜Ｃにコント
ロールし、１０分間隔で１０回測定した平均値である。
又この時、試料４の表面側及び裏面側を流れる空気は、
試料表面側が約０．５ｍ／ｓ、裏面側が約０．８ｍ／ｓ
で、試料表面の性状に影響を与えない程度の微風となっ
ている。

【００１４】

【表２】

【００１５】上記表２から、試料４の表面温度はその放
射照度と異なり、均一ではなく、特にｂ、ｃ、ｄ位置に
おける温度が他の位置に比べて高くなるものであった。
このため、試料表面が受ける放射照度が均一であって
も、試料４の表面温度のバラツキが原因となって、試料
４の取り付け位置で異なる試験結果が生じることがあっ
た。

【００１６】そこで、試料表面が受ける放射照度が全て
の試料において均一で、かつその表面温度も均一にな
り、試験結果に試料の取り付け位置によるバラツキの生
じない耐候光試験機の開発が強く望まれていた。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、前述の耐候光試験機において、試料が光源のほぼ
同一配光曲線上に位置するように変形コの字状に両端部
を傾斜させた、複数個の照射窓を有する試料ホルダーを
配し、その一部又は全部の照射窓に、前記空気の流れ方
向を基準にし、その下流側になる照射窓の端部とその照
射窓に取り付ける試料の下流側端部とで開口をなし、そ
の開口の幅を調節できるように、照射窓の表面側又は裏
面側に、照射窓側部の枠に沿って移動し、前記試料端部
に接する試料ストッパーを設けて構成したことを手段と
した。

【００１８】

【作用】上記手段を採用したことにより、即ち、試験槽
内に送入又は循環し試料温度を一定にするための空気の
流れを基準にし、試料ホルダーの照射窓で、その流れの
下流側になる端部とその照射窓に取り付ける試料の端部
とで開口をなすことによって、試料の裏面側を流れる空
気が多いためこの開口部分で表面側と裏面側とに負圧が
生じ、試料表面側を流れる空気がこの開口の表面側より
裏面側に流れ出ることになる。従って、試料表面側を流
れる空気が試料表面全体に均一に当たることになり、試
料面全体に亘って均一な温度とすることができる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて詳細に説
明する。

【００２０】図１は本発明の耐候光試験機１ａに取り付
けるための試料ホルダー２ａの正面及び側面の要部構成
図、図２は試料ストッパー３の一例の部分斜視図、図３
は図１及び図２で示した試料ホルダー２ａを取り付けた
本発明の耐候光試験機１ａの要部構成図である。

【００２１】図１において、本願発明の耐候光試験機１
ａに用いる試料ホルダー２ａは、上述した従来技術の試
料ホルダー２ｂと基本的に同一構造で、試料４が光源６
のほぼ同一配光曲線上に位置するように、その両端部を
傾斜させた変形コの字状で、複数個（本実施例では６
個）の照射窓５を有するものである。ここで本実施例で
用いる試料ホルダー２ａの両端部の傾斜角θはそれぞれ
約２８゜となっている。即ち、この試料ホルダー２ａは
変形コの字状の三段形で、中央の段部の両端に上記傾斜
角度の段部がそれぞれそ接続した形状で、各段部に同一
の大きさの照射窓５が２個ずつ設けて構成してある。

【００２２】又、この試料ホルダー２ａは光源６を中心
にした円環状の回転枠７に取り付けるため（図３参
照）、照射窓５を形成するための枠８部分の幅が全て同
一では回転枠７に隙間なく取り付けようとしたとき、そ
の両傾斜段部で隙間が開くことになる。このため両傾斜
段部の枠８は、中央の段部の枠８の幅から端部に向けて
狭くなるように構成してある。

【００２３】さて、この枠幅は試料ホルダー２ａの幅と
その両端部の傾斜角度（θ）及び光源６からの距離とに
よって決められることになる。本実施例では、両傾斜段
部の傾斜角度（θ）は上記のように約２８゜であり、各
照射窓５の大きさは約５１mm×４１mmで、最大幅は中央
段部で約８６mm、最小幅は両端部で約６８mmであり、図
３で、光源６の中心からこの試料ホルダー２ａの中心部
（図１中黒丸の位置）までの距離が約２４０mmとしたと
き用いる試料ホルダー２ａとして構成してある。

【００２４】又、図２で示すように、試料ストッパー３
を取り付けるために、この枠８に試料４を挟んで対象位
置に約１．５mm×１０mmの長孔９が設けてある。即ち、
試験槽１０内を循環する空気の流れを基準にして、その
下流側に位置する傾斜段部の二つの照射窓５中で中央段
部側に位置する照射窓５ａ及び中央段部の二つの照射窓
５ｂの枠８に、上述の空気流の下流側の各照射窓端部と
同位置から上流側の端部に向かって設けたものである。

【００２５】この試料ホルダー２ａの枠は、照射窓５の
側部から若干の幅を設けて直角に折り曲げてあり、さら
にその端部を照射窓部と平行になるように再度折り曲げ
た、断面階段形状となっている。又、この再度折り曲げ
た部分が、傾斜段部では中央段部の枠幅から端部に向け
て狭くなるように構成してある。又、上記各長孔９は枠
８のこの部分に設けてある。

【００２６】さて、試料ストッパー３は長方形の平板の
一つの辺から若干の幅を設けてほぼ二等分に切り、その
一方を直角に曲げた形状である。この折り曲げた部分の
端部が上記のように照射窓５の側部に設けた若干の幅部
分に接するようにし、その他方の部分のほぼ中央に小さ
い穴１１（直径約１．２mm）が設けてあり、この穴１１
の中心が前記長孔９の中心線とほぼ一致するようになっ
ている。又、この穴１１と長孔９にビス１２を通しナッ
ト１３を用いて試料ホルダー２ａに固定するようになっ
ている。さらに照射窓５ａ、５ｂの両側部の枠８に、そ
の端部を起点とした目盛り１４（例えば２mm間隔）が設
けてある。従って、試料ストッパー３は長孔９の範囲で
移動調節できることになり、又、各試料ストッパー３は
目盛り１４に従って固定することで、各照射窓５ａ、５
ｂにおいて容易に同位置（照射窓を挟んで対象）に固定
できることになる。

【００２７】上記試料ストッパー３を設けた照射窓５
ａ、５ｂでの試料４の取付は、試料４の一端部を試料ス
トッパー３に当てて図示しない試料固定具で試料ホルダ
ー２ａに固定するため、試料端部と照射窓端部との間に
一定幅の開口２６をなすことになる。又、他の照射窓５
には試料ストッパー３を設けていないため、試料４は照
射窓全体が隠れるよう、同様に図示しない試料固定具で
取り付けることになる。本実施例でこの開口２６は、照
射窓５ａは約２mm、中央段部の二つの照射窓５ｂ中、照
射窓５ａ寄りでは約３mm、その一方は約７mmとしてあ
る。

【００２８】図３は、上記の試料ホルダー２ａを光源６
の周りに隙間なく並べて構成した耐候光試験機１ａであ
る。この耐候光試験機１ａは図４として説明した従来の
耐候光試験機１ｂと、試料ホルダー２ａの取付け部分だ
けが異なり、他の構成は同一である。

【００２９】ここで、前記表１及び表２の結果を得た条
件で試験をしたときの試料表面温度を表３に示す。表３
のａ〜ｆは図１中のａ〜ｆに対応した試料表面温度の測
定位置である。又、便宜的に図５と同一記号を用いてい
る。

【００３０】

【表３】

【００３１】表３から、本実施例の耐候光試験機１ａの
試料表面温度は、表２に示す従来の耐候光試験機１ｂの
試料表面温度に比べてより均一になったことがわかる。
即ち、従来は試料表面温度の最高と最低の差は５°Ｃで
あったものが、本実施例では１°Ｃとなっている。又、
数値は示さないが、このときの放射照度の比は表１とほ
ぼ同一であった。

【００３２】尚、上記実施例の耐候光試験機１ａは、光
源６を垂直に配し、その周りに試料ホルダー２ａを隙間
なく並べた構成であるが、図示しないが、例えばメタル
ハライドランプなどを光源とした耐候光試験機では、ラ
ンプを垂直に配したのではその本来の性能が得られない
ため、ランプを水平に配した構成としている。この場合
でも、上記実施例で説明した試料ホルダー２ａと同様の
試料ホルダーを水平に配した光源の周りに隙間なくなら
べ、そのホルダーの試料表面側より裏面側により多くの
循環空気を流すように構成した装置であれば、表３で得
られた試料表面温度と同じく均一な温度が得られること
がわかった。

【００３３】

【効果】従来の耐候光試験機では、試料が受ける放射照
度は均一にできたが、その表面温度までは均一にできな
かったため、その温度差によって試験結果に大きなバラ
ツキを生じていた。

【００３４】本発明の耐候光試験機によれば、試料が受
ける放射照度と共にその表面温度も均一にできるため、
試験結果にバラツキを生じることがなくなり、信頼性あ
る試験を行うことのできる装置となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の耐候光試験機に用いる試料ホルダーの
正面及び側面図。

【図２】図１の裏面の部分斜視図。

【図３】本発明の耐候光試験機の要部構成図。

【図４】従来の耐候光試験機の要部構成図。

【図５】従来の耐候光試験機に用いる試料ホルダーの正
面及び側面図。

【符号の説明】

１ａ 耐候光試験機 ２ａ 試料ホルダー ３ 試料ストッパー ４ 試料 ５ 照射窓 ５ａ 照射窓 ５ｂ 照射窓 ６ 光源 ７ 回転枠 ９ 長孔 １０ 試験槽 ２６ 開口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源の周囲を回転する試料枠に試料ホル
   ダーを隙間なく並べて配し、試料の温度を一定に維持す
   るために空気を試験槽内に送入し又は循環させ、試料の
   表面（照射面）側より裏面側に多く流すように構成した
   耐候光試験機において、試料が光源のほぼ同一配光曲線
   上に位置するように変形コの字状に両端部を傾斜させ
   た、複数個の照射窓を有する試料ホルダーを配し、その
   一部又は全部の照射窓に、前記空気の流れ方向を基準に
   し、その下流側になる照射窓の端部とその照射窓に取り
   付ける試料の下流側端部とで開口をなし、その開口の幅
   を調節できるように、照射窓の表面側又は裏面側に、照
   射窓側部の枠に沿って移動し、前記試料端部に接する試
   料ストッパーを設けて構成し、試料の表面側を流れる空
   気が試料の裏面側に向かって前記開口を通過して流れる
   ようにし、試料の表面温度を均一にすることを特徴とす
   る耐候光試験機。