(57)【要約】【課題】実環境に近い気象条件を人工的に再現することが可能な人工気象室及び環境試験方法を提供する。【解決手段】人工気象室は、被試験物が配置される試験空間が形成された試験室と、少なくとも水を前記試験空間に噴出するノズル機構と、水及び空気のうち少なくとも水を前記ノズル機構に供給する供給機構と、前記供給機構を制御する制御部と、を備えている。前記制御部は、前記試験空間において降雨環境を再現する降雨運転、前記試験空間において降雪環境を再現する降雪運転及び前記試験空間において霧環境を再現する霧運転のうち少なくとも２つの運転が切り替わるように、前記供給機構を制御して前記ノズル機構への水及び空気のうち少なくとも水の供給条件を切り替える。【選択図】図１
2020134261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験物が配置される試験空間が形成された試験室と、
少なくとも水を前記試験空間に噴出するノズル機構と、
水及び空気のうち少なくとも水を前記ノズル機構に供給する供給機構と、
前記供給機構を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記試験空間において降雨環境を再現する降雨運転、前記試験空間において降雪環境を再現する降雪運転及び前記試験空間において霧環境を再現する霧運転のうち少なくとも２つの運転が切り替わるように、前記供給機構を制御して前記ノズル機構への水及び空気のうち少なくとも水の供給条件を切り替える、人工気象室。
【請求項２】
前記ノズル機構は、単一のノズルにより構成されており、
前記制御部は、前記少なくとも２つの運転が切り替わるように、前記供給機構を制御して前記単一のノズルへの水及び空気のうち少なくとも水の供給条件を切り替える、請求項１に記載の人工気象室。
【請求項３】
前記少なくとも２つの運転の各々について、前記試験空間の温湿度、環境因子の量及び運転時間のうち少なくとも１つの運転条件を設定可能な操作設定部をさらに備えた、請求項１又は２に記載の人工気象室。
【請求項４】
前記操作設定部は、前記降雨運転、前記降雪運転及び前記霧運転のうち少なくとも１つの運転について、前記環境因子の量の時間変化を設定可能に構成されており、
前記制御部は、設定された前記環境因子の量の時間変化に基づいて前記供給機構を制御する、請求項３に記載の人工気象室。
【請求項５】
前記操作設定部は、前記降雨運転、前記降雪運転及び前記霧運転のうち少なくとも１つの運転について、各環境の温湿度の代表値が自動設定されるように構成されている、請求項３又は４に記載の人工気象室。
【請求項６】
前記操作設定部は、地域及び月を選択することにより、選択された地域及び月に対応する温湿度の代表値が設定されるように構成されている、請求項３〜５のいずれか１項に記載の人工気象室。
【請求項７】
前記操作設定部は、前記少なくとも２つの運転を実行する順番を設定可能に構成されており、
前記制御部は、設定された前記順番に従って前記供給機構を制御する、請求項３〜６のいずれか１項に記載の人工気象室。
【請求項８】
前記少なくとも２つの運転を実行する順番を設定可能な操作設定部をさらに備え、
前記制御部は、設定された前記順番に従って前記供給機構を制御する、請求項１又は２に記載の人工気象室。
【請求項９】
被試験物が配置される試験空間が形成された試験室と、少なくとも水を前記試験空間に噴出するノズル機構と、水及び空気のうち少なくとも水を前記ノズル機構に供給する供給機構と、を備えた人工気象室を用いて、前記被試験物について環境試験を行う方法であって、
前記試験空間において降雨環境を再現する降雨運転、前記試験空間において降雪環境を再現する降雪運転及び前記試験空間において霧環境を再現する霧運転のうち少なくとも２つの運転が切り替わるように、前記供給機構から前記ノズル機構への水及び空気のうち少なくとも水の供給条件を切り替える、環境試験方法。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの運転を実行する順番を予め設定し、
設定された前記順番に従って前記少なくとも２つの運転が切り替わるように、前記供給機構から前記ノズル機構への水及び空気のうち少なくとも水の供給条件を切り替える、請求項９に記載の環境試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工気象室及び環境試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、日射、降雨、降雪、霧又は気圧等の様々な気象環境下における各種製品や部品の品質、性能等を評価する環境試験に用いられる人工気象室が知られている。このような人工気象室の１つとして、特許文献１に記載されているように、試験室内において霧環境を再現することが可能な環境試験装置がある。
【０００３】
特許文献１に記載された環境試験装置は、環境試験室と、当該環境試験室内に水の微粒子を噴霧する２流体ノズルと、当該環境試験室内に外気を入れるための送風機と、を備えており、水の微粒子が空気中に浮遊することにより霧環境が形成される。この装置では、２流体ノズルからの水の噴霧量及び送風機による外気の換気量を調整することにより、試験室内における霧の濃さが変わる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−５１８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された環境試験装置は、試験室内において霧環境を再現可能な装置であるが、雨、雪及び霧等の環境因子が移り変わる様子を再現可能なものではなかった。このため、例えば雨から雪へ移り変わる様子、雪が止んだ後に雨が降って氷結が起こる様子又は雨が止んだ後に発生する靄の様子等、実環境における気象条件を再現することは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、実環境に近い気象条件を人工的に再現することが可能な人工気象室及び環境試験方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面に係る人工気象室は、被試験物が配置される試験空間が形成された試験室と、少なくとも水を前記試験空間に噴出するノズル機構と、水及び空気のうち少なくとも水を前記ノズル機構に供給する供給機構と、前記供給機構を制御する制御部と、を備えている。前記制御部は、前記試験空間において降雨環境を再現する降雨運転、前記試験空間において降雪環境を再現する降雪運転及び前記試験空間において霧環境を再現する霧運転のうち少なくとも２つの運転が切り替わるように、前記供給機構を制御して前記ノズル機構への水及び空気のうち少なくとも水の供給条件を切り替える。
【０００８】
この人工気象室では、ノズル機構への水及び空気のうち少なくとも水の供給条件を制御部によって切り替えることにより、降雨運転、降雪運転及び霧運転のうち少なくとも２つの運転が切り替わる。これにより、雨、雪及び霧のうち少なくとも２つの環境因子が移り変わる様子を試験空間で再現し、実環境に近い気象条件を人工的に再現することができる。
【０００９】
上記人工気象室において、前記ノズル機構は、単一のノズルにより構成されていてもよい。前記制御部は、前記少なくとも２つの運転が切り替わるように、前記供給機構を制御して前記単一のノズルへの水及び空気のうち少なくとも水の供給条件を切り替えてもよい。
【００１０】
この構成によれば、単一のノズルにより環境因子の移り変わりを再現可能となり、各運転の切り替え後にノズル内に水が残るのを防ぐことができる。
【００１１】
上記人工気象室は、前記少なくとも２つの運転の各々について、前記試験空間の温湿度、環境因子の量及び運転時間のうち少なくとも１つの運転条件を設定可能な操作設定部をさらに備えていてもよい。
【００１２】
この構成によれば、環境試験の条件を詳細に設定することができる。
【００１３】
上記人工気象室において、前記操作設定部は、前記降雨運転、前記降雪運転及び前記霧運転のうち少なくとも１つの運転について、前記環境因子の量の時間変化を設定可能に構成されていてもよい。前記制御部は、設定された前記環境因子の量の時間変化に基づいて前記供給機構を制御してもよい。
【００１４】
この構成によれば、環境因子の量（降雨量、視程、降雪量）を時間と共に変化させることによって、より実環境に近い気象条件を再現することができる。
【００１５】
上記人工気象室において、前記操作設定部は、前記降雨運転、前記降雪運転及び前記霧運転のうち少なくとも１つの運転について、各環境の温湿度の代表値が自動設定されるように構成されていてもよい。
【００１６】
この構成によれば、温湿度の設定値を手入力する手間を省くことができるため、環境試験を円滑に行うことができる。
【００１７】
上記人工気象室において、前記操作設定部は、地域及び月を選択することにより、選択された地域及び月に対応する温湿度の代表値が設定されるように構成されていてもよい。
【００１８】
この構成によれば、地域及び月を選択するだけで温湿度を簡単に設定することができるため、環境試験を円滑に行うことができる。
【００１９】
上記人工気象室において、前記操作設定部は、前記少なくとも２つの運転を実行する順番を設定可能に構成されていてもよい。前記制御部は、設定された前記順番に従って前記供給機構を制御してもよい。
【００２０】
上記人工気象室は、前記少なくとも２つの運転を実行する順番を設定可能な操作設定部をさらに備えていてもよい。前記制御部は、設定された前記順番に従って前記供給機構を制御してもよい。
【００２１】
この構成によれば、例えば雨から雪に変わる過程、雪の後に雨が降る様子、雨の後に靄が発生する様子等、所望の順番で環境因子の移り変わりを再現することができる。
【００２２】
本発明の一局面に係る環境試験方法は、被試験物が配置される試験空間が形成された試験室と、少なくとも水を前記試験空間に噴出するノズル機構と、水及び空気のうち少なくとも水を前記ノズル機構に供給する供給機構と、を備えた人工気象室を用いて、前記被試験物について環境試験を行う方法である。この環境試験方法では、前記試験空間において降雨環境を再現する降雨運転、前記試験空間において降雪環境を再現する降雪運転及び前記試験空間において霧環境を再現する霧運転のうち少なくとも２つの運転が切り替わるように、前記供給機構から前記ノズル機構への水及び空気のうち少なくとも水の供給条件を切り替える。
【００２３】
この環境試験方法では、ノズル機構への水及び空気のうち少なくとも水の供給条件を切り替えることにより、降雨運転、降雪運転及び霧運転のうち少なくとも２つの運転を切り替える。これにより、雨、雪及び霧のうち少なくとも２つの環境因子が移り変わる様子を試験空間で再現し、実環境に近い気象条件を人工的に再現することができる。したがって、この環境試験方法によれば、実環境に近い気象条件下において被試験物の品質や性能等を評価することができる。
【００２４】
上記環境試験方法において、前記少なくとも２つの運転を実行する順番を予め設定し、設定された前記順番に従って前記少なくとも２つの運転が切り替わるように、前記供給機構から前記ノズル機構への水及び空気のうち少なくとも水の供給条件を切り替えてもよい。
【００２５】
この方法によれば、所望の順番で環境因子の移り変わりを再現することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、実環境に近い気象条件を人工的に再現することが可能な人工気象室及び環境試験方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態１に係る人工気象室の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る人工気象室における水供給機構及び空気供給機構の構成を模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る人工気象室の構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る人工気象室における操作表示部を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る環境試験方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態１に係る環境試験方法の降雨運転を説明するための模式図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る環境試験方法の霧運転を説明するための模式図である。
【図８】本発明の実施形態１に係る環境試験方法の降雪運転を説明するための模式図である。
【図９】本発明の実施形態１に係る環境試験方法の水抜き運転を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の実施形態１に係る環境試験方法の各運転における水供給条件及び空気供給条件を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施形態２に係る人工気象室における操作表示部を示す模式図である。
【図１２】本発明の実施形態３に係る人工気象室の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る人工気象室及び環境試験方法について詳細に説明する。
【００２９】
（実施形態１）
＜人工気象室＞
まず、本発明の実施形態１に係る人工気象室１の構成について、図１〜図４を参照して説明する。人工気象室１は、試験室１０内（試験空間Ｓ１）において降雨環境、降雪環境及び霧環境を連続的に切り替え可能な装置である。図１〜図３に示すように、人工気象室１は、試験室１０と、空調室２０と、空調部３０と、送風機４０と、ノズル機構５０と、供給機構１１０（水供給機構６０及び空気供給機構７０）と、操作設定部８０と、制御部９０と、を主に備えている。なお、図１〜図３は、人工気象室１における主要な構成要素のみを示しており、人工気象室１は、これらの図に現れていない他の構成要素もさらに備え得るものである。以下、人工気象室１の各構成要素についてそれぞれ説明する。
【００３０】
試験室１０は、被試験物１００が配置される試験空間Ｓ１が内部に形成された筐体である。図１に示すように、試験室１０は、例えば直方体形状を有しており、被試験物１００が設置される底壁１１と、底壁１１の端部から上方に立ち上がった前壁１２、後壁１３及び左右の側壁（図示しない）と、底壁１１に対して上下方向に対向する天井壁１４と、を有している。
【００３１】
各壁は、例えば平面視矩形状を有しており、且つ断熱壁により構成されている。前壁１２には、試験室１０内への入口（図示しない）と、当該入口を開閉する扉（図示しない）と、がそれぞれ設けられている。また試験室１０内には、試験空間Ｓ１の温度を測定する温度センサＴ１と、試験空間Ｓ１の湿度を測定する湿度センサＨ１と、がそれぞれ設置されている。被試験物１００の種類は特に限定されないが、例えば自動車等であり、底壁１１の床面１１Ａ上に設置される。
【００３２】
空調室２０は、空調部３０及び送風機４０が配置される空調空間Ｓ２が内部に形成された筐体であり、試験室１０の後壁１３に設けられている。図１に示すように、空調空間Ｓ２は、後壁１３により試験空間Ｓ１に対して仕切られている。後壁１３には、試験空間Ｓ１から空調空間Ｓ２に空調空気Ａ１を吸い込むための吸込口２２と、空調空間Ｓ２から試験空間Ｓ１に空調空気Ａ１を吹き出すための吹出口２１と、がそれぞれ設けられている。本実施形態では、吸込口２２が後壁１３の下部に設けられており、吹出口２１が後壁１３の上部に設けられているが、これらの位置は特に限定されない。また空調空間Ｓ２は、試験空間Ｓ１から離れた位置において独立して設けられていてもよい。
【００３３】
空調部３０は、空調空気Ａ１の温度及び湿度を、降雨環境、降雪環境及び霧環境の各々の再現に適した温度及び湿度に調整するものである。図１に示すように、空調部３０は、冷凍機３１と、加湿器３２と、を有している。
【００３４】
冷凍機３１は、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う装置であり、冷媒が循環する冷媒回路３４と、当該冷媒回路３４に配置された冷却器３３（蒸発器）、圧縮機、凝縮器及び膨張弁と、を有している。図１では、圧縮機、凝縮器及び膨張弁を、符号３５で示す四角によって模式的に示している。
【００３５】
図１に示すように、冷却器３３は、空調空間Ｓ２において吸込口２２よりも上方に配置されている。試験空間Ｓ１から吸込口２２を通じて空調空間Ｓ２の下部に吸い込まれた空調空気Ａ１は、吹出口２１に向かって上方に流れつつ、冷却器３３において冷媒と熱交換することにより温度調整（冷却）される。
【００３６】
加湿器３２は、空調空間Ｓ２を流れる空調空気Ａ１を加湿するものである。図１に示すように、本実施形態における加湿器３２は、蒸気発生用の水を貯留する容器３６と、容器３６内の水を加熱して蒸気を発生させる加湿ヒータ３８と、容器３６内で発生した蒸気Ｖ１を空調空間Ｓ２に供給する蒸気供給管３７と、を有している。
【００３７】
送風機４０は、空調空気Ａ１を試験空間Ｓ１と空調空間Ｓ２との間で循環させるためのファンである。図１に示すように、送風機４０は、空調空間Ｓ２における冷却器３３よりも上方の位置で吹出口２１に臨むように配置されている。空調空気Ａ１は、送風機４０の吸引圧により試験空間Ｓ１から空調空間Ｓ２に吸い込まれ、空調部３０によって温湿度が調整された後、送風機４０により試験空間Ｓ１に吹き出される。
【００３８】
ノズル機構５０は、水及び空気を試験空間Ｓ１に噴出するものであり、本実施形態では単一のノズル５１により構成されている。ノズル５１は２流体ノズルであり、図１に示すように、試験室１０の天井壁１４において噴出口を下方に向けた状態で設置されている。なお、図１では、１つのノズル５１のみが示されているが、試験空間Ｓ１の大きさや各環境因子の上限値（最大降雨量、最小視程、最大降雪量）等に応じて複数のノズル５１が設置されてもよい。
【００３９】
図２は、供給機構１１０の構成を示している。本実施形態における供給機構１１０は、水及び空気をノズル５１に供給するものであり、水供給機構６０と、空気供給機構７０と、を有している。
【００４０】
水供給機構６０は、ノズル５１に水Ｗ１を供給するものであり、貯水タンク６１と、水供給配管６２と、送水ポンプ６３と、複数（３つ）の圧力調整バルブ６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃと、経路切替バルブ６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃと、流量調整バルブ６６と、流量計６７と、出口バルブ６８と、を有している。
【００４１】
貯水タンク６１には、水Ｗ１が貯まっている。水供給配管６２は、一端が貯水タンク６１の流出口６１Ａに接続されていると共に、他端がノズル５１の水入口５２Ａ（図１）に接続されている。図２に示すように、水供給配管６２は、部位Ｐ１において複数（３つ）の分岐配管６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃに分岐しており、当該部位Ｐ１よりも下流側の部位Ｐ２において分岐配管６２Ａ〜６２Ｃが合流している。
【００４２】
送水ポンプ６３は、貯水タンク６１から流出した水Ｗ１をノズル５１（図１）に向かって送出するものである。送水ポンプ６３は、例えば送水圧が５ＭＰａ程度の高圧ポンプであり、水供給配管６２における部位Ｐ１よりも上流側に配置されている。
【００４３】
圧力調整バルブ６４Ａ〜６４Ｃは、水供給配管６２を流れる水Ｗ１の圧力を調整するものであり、分岐配管６２Ａ〜６２Ｃの各々に設置されている。圧力調整バルブ６４Ａ〜６４Ｃは、それぞれ圧力の調整範囲が異なるものであってバルブ径が異なり、降雨運転、降雪運転及び霧運転に応じて使い分けられる。具体的には、符号６４Ａのバルブが霧運転で用いられる霧用バルブであり、符号６４Ｂのバルブが降雪運転で用いられる降雪用バルブであり、符号６４Ｃのバルブが降雨運転で用いられる降雨用バルブである。バルブ径は、降雨用バルブ６４Ｃ、降雪用バルブ６４Ｂ、霧用バルブ６４Ａの順に小さくなる。圧力調整バルブ６４Ａ〜６４Ｃを用いて水Ｗ１の圧力を調整することにより、降雨運転、降雪運転及び霧運転の各々に応じて、ノズル５１から噴出する水滴の径を調整することができる。
【００４４】
分岐配管６２Ａ〜６２Ｃの各々には、圧力調整バルブ６４Ａ〜６４Ｃの下流側に経路切替バルブ６５Ａ〜６５Ｃがそれぞれ設置されている。経路切替バルブ６５Ａ〜６５Ｃは、それぞれ開閉バルブであり、これらの開閉状態を切り替えることにより、分岐配管６２Ａ（霧用分岐配管）にのみ水Ｗ１が流れる状態、分岐配管６２Ｂ（降雪用分岐配管）にのみ水Ｗ１が流れる状態、及び分岐配管６２Ｃ（降雨用分岐配管）にのみ水Ｗ１が流れる状態を切り替えることができる。
【００４５】
流量調整バルブ６６は、水供給配管６２を流れる水Ｗ１の流量を調整するものであり、水供給配管６２における部位Ｐ２よりも下流側に設置されている。流量調整バルブ６６は、例えば３方弁であり、水Ｗ１を貯水タンク６１に戻すための水戻し配管６９が接続されている。
【００４６】
流量計６７は、水供給配管６２を流れる水Ｗ１の流量を測定するセンサであり、水供給配管６２において流量調整バルブ６６よりも下流側で且つ出口バルブ６８よりも上流側に設置されている。出口バルブ６８は、開閉バルブであり、水供給配管６２を通じたノズル５１への水Ｗ１の供給が許容される状態と、水供給配管６２を通じたノズル５１への水Ｗ１の供給が阻止される状態と、を切り替える。
【００４７】
空気供給機構７０は、ノズル５１に空気を供給するものであり、エアーコンプレッサ７１と、空気供給配管７２と、圧力調整バルブ７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃと、経路切替バルブ７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃと、流量調整バルブ７７と、流量計７６と、出口バルブ７５と、を有している。
【００４８】
エアーコンプレッサ７１は、圧縮空気を生成する。空気供給配管７２は、一端がエアーコンプレッサ７１の吐出口に接続されていると共に、他端がノズル５１の空気入口５２Ｂ（図１）に接続されている。また水供給配管６２と同様に、空気供給配管７２は、部位Ｐ３において複数（３つ）の分岐配管７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃに分岐しており、当該部位Ｐ３よりも下流側の部位Ｐ４において分岐配管７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃが合流している。
【００４９】
圧力調整バルブ７３Ａ〜７３Ｃは、空気供給配管７２を流れる空気の圧力を調整するものであり、分岐配管７２Ａ〜７２Ｃの各々に設置されている。圧力調整バルブ７３Ａ〜７３Ｃは、降雪運転、霧運転及び水抜き運転に応じて使い分けられる。具体的に、符号７３Ａのバルブが霧運転で用いられる霧用バルブであり、符号７３Ｂのバルブが降雪運転で用いられる降雪用バルブであり、符号７３Ｃのバルブが水抜き運転で用いられる水抜き用バルブである。
【００５０】
分岐配管７２Ａ〜７２Ｃの各々には、圧力調整バルブ７３Ａ〜７３Ｃの下流側に経路切替バルブ７４Ａ〜７４Ｃがそれぞれ設置されている。経路切替バルブ７４Ａ〜７４Ｃは、それぞれ開閉バルブであり、これらの開閉状態を切り替えることにより、分岐配管７２Ａ（霧用分岐配管）にのみ圧縮空気が流れる状態、分岐配管７２Ｂ（降雪用分岐配管）にのみ圧縮空気が流れる状態、及び分岐配管７２Ｃ（水抜き用分岐配管）にのみ圧縮空気が流れる状態を切り替えることができる。
【００５１】
流量調整バルブ７７は、空気供給配管７２を流れる圧縮空気の流量を調整するものであり、空気供給配管７２における部位Ｐ４よりも下流側に設置されている。流量計７６は、空気供給配管７２を流れる圧縮空気の流量を測定するセンサであり、空気供給配管７２において流量調整バルブ７７よりも下流側で且つ出口バルブ７５よりも上流側に設置されている。出口バルブ７５は、開閉バルブであり、空気供給配管７２を通じたノズル５１への圧縮空気の供給が許容される状態と、空気供給配管７２を通じたノズル５１への圧縮空気の供給が阻止される状態と、を切り替える。
【００５２】
水供給配管６２と空気供給配管７２とは、接続配管７８により互いに接続されている。具体的には、図２に示すように、接続配管７８の一端が水供給配管６２における出口バルブ６８よりも下流側の部位Ｐ５に接続されており、当該接続配管７８の他端が空気供給配管７２における出口バルブ７５よりも下流側の部位Ｐ６に接続されている。また接続配管７８には、開閉バルブ７９が設置されている。
【００５３】
図３は、人工気象室１の機能的な構成を模式的に示すブロック図である。操作設定部８０は、降雨運転、降雪運転及び霧運転の各々について、試験空間Ｓ１の温湿度、環境因子の量（降雨量、降雪量、視程）及び運転時間の各運転条件を設定可能であると共に、降雨運転、降雪運転及び霧運転を実行する順番を設定可能なものであり、例えばタッチパネル等の入力機器により構成されている。
【００５４】
図４は、操作設定部８０におけるタッチパネル画面の一例を示している。図４に示すように、雨、雪及び霧の各環境因子について、温湿度、環境因子の量（降雨量、降雪量、視程）、順番及び運転時間を設定可能なエリアが設けられている。設定された各運転条件のデータは、制御部９０に送信される（図３）。
【００５５】
操作設定部８０は、降雨運転、降雪運転及び霧運転の各々について、各環境の温湿度の代表値が初期値（デフォルト値）として自動設定されるように構成されている。一例として、降雨運転の温湿度設定値として２０℃、９５％ＲＨ、降雪運転の温湿度設定値として−２０℃、５０％ＲＨ、霧運転の温湿度設定値として２０℃、９８％ＲＨが自動設定される。なお、この自動設定機能は、本発明の人工気象室において必須ではなく、省略されてもよい。
【００５６】
また操作設定部８０は、地域（日本及び外国）及び月を選択することにより、選択された地域及び月に対応する温湿度の代表値が設定されるように構成されている。例えば、大阪の１月に対応する温湿度の代表値のデータが予め記憶されており、ユーザーが「大阪の１月」を選択するだけで温湿度が自動設定される。なお、この機能も本発明の人工気象室において必須ではなく、省略されてもよい。
【００５７】
制御部９０は、人工気象室１の各動作を制御するコントローラであり、中央演算処理装置（ＣＰＵ；Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）により構成されている。制御部９０は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部９４に記憶された各種プログラムを実行することにより、水供給制御部９１、空気供給制御部９２及び空調制御部９３として動作する。以下、これらの具体的な制御内容について説明する。
【００５８】
まず、水供給制御部９１には、操作設定部８０で設定された降雨量、降雪量及び視程の各データが入力される。一方、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の主記憶装置９５には、ノズル５１に供給される水Ｗ１の圧力及び流量の条件（水供給条件）と各環境因子の量（降雨量、降雪量及び視程）との相関関係を示すテーブルの情報が記憶されている。ここで、降雪量は温度毎に水供給条件と相関付けられており、視程は温湿度毎に水供給条件と相関付けられている。
【００５９】
水供給制御部９１は、上記相関テーブルを参照することにより、設定された各環境因子の量（降雨量、降雪量又は視程）に対応する水供給条件を決定する。そして、水供給制御部９１は、決定された水供給条件でノズル５１に水Ｗ１が供給されるように、圧力調整バルブ６４Ａ〜６４Ｃ及び流量調整バルブ６６の開度を制御すると共に、経路切替バルブ６５Ａ〜６５Ｃの開閉を制御する。この時、流量計６７から制御部９０に入力される測定値に基づいて、流量調整バルブ６６の開度がフィードバック制御される。水供給制御部９１は、操作設定部８０で設定された順番に従って水供給機構６０を制御する。
【００６０】
空気供給制御部９２にも、操作設定部８０で設定された降雪量及び視程の各データが入力される。そして、上記相関テーブルは、ノズル５１に供給される空気の圧力及び流量の条件（空気供給条件）と各環境因子の量（降雪量及び視程）との相関関係を示す情報も含んでいる。上記同様に、降雪量は温度毎に空気供給条件と相関付けられており、視程は温湿度毎に空気供給条件と相関付けられている。
【００６１】
空気供給制御部９２は、上記相関テーブルを参照することにより、設定された環境因子の量（降雪量又は視程）に対応する空気供給条件を決定する。そして、空気供給制御部９２は、決定された空気供給条件でノズル５１に圧縮空気が供給されるように、圧力調整バルブ７３Ａ〜７３Ｃ及び流量調整バルブ７７の開度を制御すると共に、経路切替バルブ７４Ａ〜７４Ｃの開閉を制御する。この時、水供給制御部９１の場合と同様に、流量計７６から制御部９０に入力される測定値に基づいて、流量調整バルブ７７の開度がフィードバック制御される。空気供給制御部９２は、操作設定部８０で設定された順番に従って空気供給機構７０を制御する。
【００６２】
空調制御部９３は、操作設定部８０で設定された温度及び温度センサＴ１から入力される温度に基づいて、冷凍機３１の出力を制御する。具体的には、温度センサＴ１により測定される試験空間Ｓ１の実温度が設定温度に近づくように、冷凍機３１における冷媒循環量を制御する。
【００６３】
また空調制御部９３は、操作設定部８０で設定された湿度及び湿度センサＨ１から入力される湿度に基づいて、加湿器３２の出力を制御する。具体的には、湿度センサＨ１により測定される試験空間Ｓ１の実際の湿度が設定湿度に近づくように、加湿ヒータ３８の出力を制御する。
【００６４】
制御部９０は、試験空間Ｓ１において降雨環境を再現する降雨運転、試験空間Ｓ１において降雪環境を再現する降雪運転及び試験空間Ｓ１において霧環境を再現する霧運転が連続的に切り替わるように、水供給機構６０及び空気供給機構７０を制御してノズル５１への水及び空気の供給条件を切り替える。以下、この制御内容を、本実施形態に係る環境試験方法において具体的に説明する。
【００６５】
＜環境試験方法＞
次に、本実施形態に係る環境試験方法を、図５に示すフローチャートに従って説明する。この環境試験方法は、上記人工気象室１を用いて被試験物１００の品質や各種性能等を評価する方法であり、降雨運転、霧運転、降雪運転の順に連続的に切り替わる場合を一例として説明する。
【００６６】
図６は降雨運転中のバルブの開閉状態を示し、図７は霧運転中のバルブの開閉状態を示し、図８は降雪運転中のバルブの開閉状態を示し、図９は水抜き運転中のバルブの開閉状態を示している。図６〜図９において、白抜きのバルブが開状態であることを示し、黒塗りのバルブが閉状態であることを示している。また図１０は、各運転におけるノズル５１への水供給条件（水圧、水流量）及び空気供給条件（空気圧、空気流量）を示すグラフであり、上から順に、ノズル５１に供給される水Ｗ１の圧力、ノズル５１に供給される水Ｗ１の流量、ノズル５１に供給される空気の圧力、ノズル５１に供給される空気の流量をそれぞれ示している。
【００６７】
まず、図１に示すように、被試験物１００を試験室１０内に設置する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０では、試験室１０の前壁１２に設けられた入口（図示しない）から、自動車等の被試験物１００を試験空間Ｓ１に入れる。
【００６８】
次に、人工気象室１の運転モードを選択すると共に、各運転モードにおける運転条件を設定する（ステップＳ２０）。具体的には、図４に示すように、操作設定部８０のタッチパネル画面上で、各運転モードにおける温湿度の設定値（℃、％ＲＨ）、降雨量（ｍｍ／ｈ）、視程（ｍ）、降雪量（ｍｍ／ｈ）、各運転を実行する順番及び各モードの運転時間（ｈ）をそれぞれ設定する。本実施形態では、１番目が降雨運転、２番目が霧運転、３番目が降雪運転のように、実行順番を設定する。
【００６９】
人工気象室１の運転を開始すると、まず、降雨運転が開始する（ステップＳ３０）。このステップＳ３０では、空調部３０により試験空間Ｓ１の温湿度が降雨運転の設定値（例えば２０℃、９５％ＲＨ）に制御されると共に、図６に示すように、経路切替バルブ６５Ａ，６５Ｂ及び出口バルブ７５が閉状態で且つ他のバルブが全て開状態とされる。これにより、図６中の破線矢印で示すように、貯水タンク６１から流出した水Ｗ１が、降雨用分岐配管６２Ｃを含む経路を通じてノズル５１に供給される。また一部の水Ｗ１は、部位Ｐ５から接続配管７８に流入し、部位Ｐ６から空気供給配管７２に流入した後、ノズル５１に供給される。なお、開閉バルブ７９を開状態とする目的は降雨量を確保することであるが、開閉バルブ７９を閉状態としてもよい。
【００７０】
図１０に示すように、ノズル５１に供給される水Ｗ１の圧力は、圧力調整バルブ６４Ｃ（降雨用バルブ）によりＰＷ１に制御され、ノズル５１に供給される水Ｗ１の流量は、流量調整バルブ６６によりＶＷ１に制御される。なお、水圧ＰＷ１及び水流量ＶＷ１の値は、それぞれ降雨量の設定値と相関付けられた値である。
【００７１】
これにより、温湿度が制御された試験空間Ｓ１に向けてノズル５１から水Ｗ１が噴出し、水Ｗ１が床面１１Ａに向かって落下することにより、試験空間Ｓ１において降雨環境が再現される。そして、設定された運転時間が経過すると（ステップＳ４０、ＹＥＳ）、以下のようにして降雨運転から霧運転に連続的に切り替わる（ステップＳ５０）。
【００７２】
具体的には、空調部３０により試験空間Ｓ１の温湿度が霧運転の設定値（例えば、２０℃、９８％ＲＨ）に制御され（加湿器３２の出力を上げる）、バルブの開閉状態が図６の状態から図７の状態（経路切替バルブ６５Ｂ，６５Ｃ、出口バルブ７５及び開閉バルブ７９が閉状態で且つ他のバルブが全て開状態）に切り替わると共に、流量調整バルブ６６の開度が降雨運転時よりも絞られる。
【００７３】
これにより、図７中の破線矢印で示すように、貯水タンク６１から流出した水Ｗ１が、霧用分岐配管６２Ａを含む経路を通じてノズル５１に供給される。この結果、図１０に示すように、ノズル５１に供給される水Ｗ１の圧力は、圧力調整バルブ６４Ａ（霧用バルブ）によって調整されることにより、ＰＷ１から当該ＰＷ１よりも大きいＰＷ２に切り替わる。またノズル５１に供給される水Ｗ１の流量は、流量調整バルブ６６によって調整されることにより、ＶＷ１から当該ＶＷ１よりも小さいＶＷ２に切り替わる。なお、水圧ＰＷ２及び水流量ＶＷ２は、それぞれ視程の設定値と相関付けられた値である。
【００７４】
これにより、温湿度が制御された試験空間Ｓ１に向けて微粒化された水Ｗ１がノズル５１から噴霧され、当該水Ｗ１の微粒子が試験空間Ｓ１を漂うことにより霧環境が再現される。そして、設定された運転時間が経過すると（ステップＳ６０、ＹＥＳ）、霧運転から降雪運転に連続的に切り替わる（ステップＳ７０）。
【００７５】
具体的には、空調部３０により試験空間Ｓ１の温湿度が降雪運転の設定値（−２０℃、５０％ＲＨ）に制御され、バルブの開閉状態が、図７の状態から図８の状態（経路切替バルブ６５Ａ，６５Ｃ，７４Ａ，７４Ｃ及び開閉バルブ７９が閉状態で且つ他のバルブが全て開状態）に切り替わる。これにより、図８中の破線矢印で示すように、貯水タンク６１から流出した水Ｗ１が、降雪用分岐配管６２Ｂを含む経路を通じてノズル５１に供給されると共に、同図中の一点鎖線の矢印で示すように、エアーコンプレッサ７１で生成した圧縮空気が、降雪用分岐配管７２Ｂを含む経路を通じてノズル５１に供給される。降雪運転では、試験空間Ｓ１において水Ｗ１を凍結させるのに水Ｗ１を微粒化する必要があるため、水Ｗ１及び圧縮空気の両方をノズル５１に供給する。
【００７６】
この結果、図１０に示すように、ノズル５１に供給される水Ｗ１の圧力は、圧力調整バルブ６４Ｂ（降雪用バルブ）によって調整されることにより、ＰＷ１よりも大きく且つＰＷ２よりも小さいＰＷ３に切り替わる。またノズル５１に供給される水Ｗ１の流量は、ＶＷ２のまま維持される。一方、ノズル５１に供給される空気の圧力は、圧力調整バルブ７３ＢによりＰＡ１に制御され、当該空気の流量は、流量調整弁７７によりＶＡ１に制御される。
【００７７】
これにより、氷点下の試験空間Ｓ１に向けて微粒化された水Ｗ１がノズル５１から噴霧され、当該水Ｗ１が試験空間Ｓ１で凍結することにより人工雪が形成され、試験空間Ｓ１において降雪環境が再現される。そして、設定された運転時間が経過すると（ステップＳ８０、ＹＥＳ）、降雪運転から水抜き運転に切り替わる（ステップＳ９０）。
【００７８】
具体的には、バルブの開閉状態が、図８の状態から図９の状態（出口バルブ６８及び経路切替バルブ７４Ａ，７４Ｂが閉状態で且つ他のバルブが全て開いた状態）に切り替わる。これにより、エアーコンプレッサ７１で生成した圧縮空気が、水抜き用分岐配管７２Ｃを含む経路を通じてノズル５１に供給される。この時、ノズル５１に供給される空気の圧力は、圧力調整バルブ７３ＣによりＰＡ１よりも高いＰＡ２に調整される。また一部の圧縮空気が、部位Ｐ６から接続配管７８に流入し、部位Ｐ５から水供給配管６２に流入した後ノズル５１に供給される。これにより、ノズル５１内に残った水Ｗ１が凍結するのを防ぐことができる。以上のようにして、本実施形態に係る環境試験方法が実施される。なお、試験室１０内の温度を氷点下まで下げない人工気象室においては、水抜き専用の回路が省略され、水抜き運転を実行しない構成となっていてもよい。
【００７９】
以上の通り、本実施形態では、降雨運転、降雪運転及び霧運転が連続的に切り替わるように、供給機構１１０（水供給機構６０及び空気供給機構７０）からノズル機構５０（単一のノズル５１）への水Ｗ１及び空気の供給条件を切り替える。これにより、雨、雪及び霧の各環境因子が連続的に移り変わる様子を試験空間Ｓ１において再現することが可能になり、実環境に近い気象条件の下で環境試験を行うことができる。
【００８０】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係る人工気象室について説明する。実施形態２に係る人工気象室は、基本的に上記実施形態１に係る人工気象室１と同様の構成を備え且つ同様の効果を奏するものであるが、操作設定部８０において各環境因子の量（降雨量、視程、降雪量）の時間変化を設定可能である点で上記実施形態１に係る人工気象室１とは異なっている。以下、上記実施形態１と異なる点についてのみ説明する。
【００８１】
図１１は、実施形態２における操作設定部８０のタッチパネル画面の一例を示している。実施形態２における操作表示部８０は、降雨運転、霧運転及び降雪運転の各々について、環境因子の量（降雨量、視程及び降雪量）の時間変化を設定可能に構成されている。すなわち、本実施形態に係る操作表示部８０は、図４の定常設定画面に加えて、図１１の非定常設定画面を表示可能となっている。具体的に、図４の画面に表示された「非定常設定」の部分にタッチすることにより、図１１の設定画面に移行できる。
【００８２】
図１１に示すように、非定常設定画面では、各環境因子の量（降雨量、視程、降雪量）の初期値、終了値及び時間をそれぞれ設定することができる。具体的に、図１１の例では、０．１時間の間に降雨量が０から１００ｍｍ／ｈまで増加し、０．５時間の間降雨量が１００ｍｍ／ｈに維持され、０．１時間の間に降雨量が１００から５０ｍｍ／ｈに減少し、その後０．５時間の間に降雨量が５０から０ｍｍ／ｈに減少するように、降雨運転の条件をプログラム設定することができる。また霧運転について、１時間の間に視程が０から１００ｍに増加し、１時間の間視程が１００ｍに維持され、１時間の間に視程が１００から５００ｍに増加し、その後２時間の間に視程が５００から０ｍに減少するように、運転条件をプログラム設定することができる。また降雪運転について、０．５時間の間に降雪量が０から３０ｍｍ／ｈに増加し、１時間の間に降雪量が３０から４０ｍｍ／ｈに増加し、０．５時間の間に降雪量が４０から３０ｍｍ／ｈに減少し、その後０．１時間の間に降雪量が３０から０ｍｍ／ｈに減少するように、運転条件をプログラム設定することができる。そして、制御部９０は、操作設定部８０で設定された環境因子の量の時間変化に基づいて、上記実施形態１と同様に水供給機構６０及び空気供給機構７０を制御する。
【００８３】
本実施形態に係る人工気象室によれば、各環境因子の量（降雨量、視程、降雪量）を時間と共に変化させることによって、より実環境に近い気象条件を試験空間Ｓ１において再現することができる。なお、各環境因子を変化させる態様は特に限定されず、例えば線形的に時間変化させてもよいし、ステップ状に時間変化させてもよい。
【００８４】
（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３に係る人工気象室１Ａについて、図１２を参照して説明する。実施形態３に係る人工気象室１Ａは、基本的に上記実施形態１に係る人工気象室１と同様の構成を備え且つ同様の効果を奏するものであるが、ノズル機構５０が複数のノズル５３，５４，５５により構成されている点で上記実施形態１に係る人工気象室１とは異なっている。以下、上記実施形態１と異なる点についてのみ説明する。
【００８５】
図１２は、実施形態３に係る人工気象室１Ａにおけるノズル機構５０、水供給機構６０及び空気供給機構７０の構成をそれぞれ示している。なお、図１２中において、上記実施形態１で説明した構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００８６】
図１２に示すように、ノズル機構５０は、降雨用ノズル５３、降雪用ノズル５４及び霧用ノズル５５により構成されている。そして、当該ノズル機構５０（１組の降雨用ノズル５３、降雪用ノズル５４及び霧用ノズル５５）が、試験室１０の天井壁１４に複数設置されている。
【００８７】
水供給機構６０は、上記実施形態１と同様に３つの分岐配管６２Ａ〜６２Ｃを有しており、各分岐配管６２Ａ〜６２Ｃが合流することなく霧用ノズル５５、降雪用ノズル５４及び降雨用ノズル５３の水入口にそれぞれ接続されている。また空気供給機構７０は、２つの分岐配管７２Ａ，７２Ｂを有しており、各分岐配管７２Ａ，７２Ｂが合流することなく霧用ノズル５５及び降雪用ノズル５４にそれぞれ接続されている。
【００８８】
このように、実施形態３に係る人工気象室１Ａは、雨、雪及び霧のそれぞれに対応した専用のノズルを備えるものであるが、上記実施形態１と同様にバルブの開閉を制御部９０によって切り替えることにより、降雨運転、霧運転、降雪運転の順に連続的に運転を切り替えることができる。なお、空気供給機構７０が、降雨用ノズル５３の水入口に接続された分岐配管をさらに有していてもよい。この場合、当該分岐配管を通じてエアーコンプレッサ７１から降雨用ノズル５３に圧縮空気を供給することにより、降雨用ノズル５３の水抜き運転を行うことができる。
【００８９】
（その他実施形態）
ここで、本発明のその他実施形態について説明する。
【００９０】
上記実施形態１では、降雨運転、霧運転、降雪運転の順に運転を連続的に切り替える場合を一例として説明したが、各運転を実行する順番はこれに限定されない。例えば、降雨運転、降雪運転、霧運転の順番でもよいし、霧運転、降雨運転、降雪運転の順番でもよいし、霧運転、降雪運転、降雨運転の順番でもよいし、降雪運転、降雨運転、霧運転の順番でもよいし、降雪運転、霧運転、降雨運転の順番でもよい。また降雨運転、霧運転及び降雪運転がそれぞれ１回ずつ実行される場合にも限定されず、これらの運転のうち少なくとも１つの運転が２回以上実行されてもよい。また複数の運転を連続的に切り替えるものにも限定されず、各運転が時間間隔を空けて順に実行されてもよい。
【００９１】
上記実施形態１では、降雨運転、霧運転及び降雪運転の全ての運転を実行する場合について説明したが、これらの運転のうち２つの運転のみを実行してもよい。すなわち、降雨運転と霧運転との間でのみ連続的な切り替えが可能であってもよいし、降雨運転と降雪運転との間でのみ連続的な切り替えが可能であってもよいし、降雪運転と霧運転との間でのみ連続的な切り替えが可能であってもよい。またこれら２つの運転を連続的に切り替えるものに限定されず、各運転が時間間隔を空けて順に実行されてもよい。
【００９２】
ここで、図１０に示したように、降雨運転及び霧運転は、いずれも、ノズル５１に圧縮空気を供給せず、水Ｗ１のみを供給することにより実行可能である。したがって、降雨運転と霧運転との間でのみ切り替え可能な人工気象室においては、ノズル５１が１流体ノズルであり且つ供給機構１１０が水供給機構６０のみ有していてもよい（空気供給機構７０を含まない）。
【００９３】
上記実施形態１では、操作設定部８０の一例としてタッチパネルを説明したがこれに限定されず、例えば、パーソナルコンピュータのキーボードやマウスにより各運転条件を入力可能となっており、図４及び図１１の画面がパーソナルコンピュータのディスプレイ上に表示されてもよい。
【００９４】
上記実施形態１では、霧運転時においてノズル５１に圧縮空気を供給しない場合について説明したが、ノズル５１に圧縮空気を供給してもよい。この場合、図７に示すバルブ開閉状態からの変更点として、経路切替バルブ７４Ｂ，７４Ｃが閉じられると共に出口バルブ７５が開かれる。これにより、ノズル５１から噴霧される水滴がより微粒化され、霧環境をより再現し易くなる。
【００９５】
上記実施形態１では、ノズル５１への水供給条件と霧運転時の視程との相関関係を示すテーブルを用いて水供給機構６０を制御する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、試験空間Ｓ１内の視程を測定する視程計を配置し、その測定結果が視程の設定値に近づくように水供給機構６０をフィードバック制御してもよい。
【００９６】
水供給機構６０は、霧用回路、降雪用回路及び降雨用回路をそれぞれ分けて構成しているものに限定されず、また空気供給機構７０は、霧用回路、降雪用回路及び水抜き用回路をそれぞれ分けて構成しているものに限定されない。例えば、水供給機構６０は、１つの回路によって霧運転、降雪運転及び降雨運転を切り替えるように構成されていてもよいし、２つの回路でこれらの運転を切り替えるように構成されていてもよい。また空気供給機構７０は、１つの回路によって霧運転、降雪運転及び水抜き運転を切り替えるように構成されていてもよいし、２つの回路によってこれらの運転を切り替えるように構成されていてもよい。
【００９７】
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９８】
１，１Ａ  人工気象室
１０  試験室
５０  ノズル機構
５１  ノズル
６０  水供給機構
７０  空気供給機構
８０  操作設定部
９０  制御部
１００  被試験物
１１０  供給機構
Ｓ１  試験空間
Ｗ１  水
【図１】
2020134261.tif 000003
【図２】
2020134261.tif 000004
【図３】
2020134261.tif 000005
【図４】
2020134261.tif 000006
【図５】
2020134261.tif 000007
【図６】
2020134261.tif 000008
【図７】
2020134261.tif 000009
【図８】
2020134261.tif 000010
【図９】
2020134261.tif 000011
【図１０】
2020134261.tif 000012
【図１１】
2020134261.tif 000013
【図１２】
2020134261.tif 000014