(57)【要約】【課題】検査対象となる試料の結露箇所および結露量の観測および制御が可能な結露試験装置を提供する。【解決手段】チャンバ内にセットした試験対象となる試料に結露を生じさせる結露試験装置であって、上記試料にミストを噴射する少なくとも１つのミストノズルと、上記チャンバ内にセットされた上記試料の温度を変化させるクーラーおよびヒータと、上記チャンバ外から上記チャンバに設けられた開口を通して上記試料の温度変化を計測するサーモビューワーと、上記試料に風を送る送風機と、上記クーラー、上記ヒータ、上記送風機、上記ミストノズル、上記サーモビューワーを制御する制御装置を備え、上記チャンバの開口には、エアカーテンあるいは赤外線透過材料からなる閉鎖部材が設けられ、上記サーモビューワーによって、結露試験時の上記試料の温度分布および温度変化を計測し、得られた計測データを基に上記制御装置で上記試料の結露分布および結露量を求める。【選択図】図１
2010181221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内にセットした試験対象となる試料に結露を生じさせる結露試験装置であって、
上記試料にミストを噴射する少なくとも１つのミストノズルと、上記チャンバ内にセットされた上記試料の温度を変化させるクーラーおよびヒータと、上記チャンバ外から上記チャンバに設けられた開口を通して上記試料の温度変化を計測するサーモビューワーと、上記試料に風を送る送風機と、上記クーラー、上記ヒータ、上記送風機、上記ミストノズル、上記サーモビューワーを制御する制御装置を備え、
上記チャンバの開口には、エアカーテンあるいは赤外線透過材料からなる閉鎖部材が設けられ、
上記サーモビューワーによって、結露試験時の上記試料の温度分布および温度変化を計測し、得られた計測データを基に上記制御装置で上記試料の結露分布および結露量を求めることを特徴とする結露試験装置。
【請求項２】
上記サーモビューワーにより上記試料の温度分布および温度変化を計測して上記制御装置によって得られた上記試料の結露分布および結露量を基に、上記制御装置によって、上記クーラー、ヒータ、送風機を制御して上記試料の温度を変化させ、さらに、上記ミストノズルを制御してミストの噴射量を変化させて、所定の結露量および結露分布となるように制御することを特徴とする請求項１に記載の結露試験装置。
【請求項３】
上記ミストノズルが可動であり、上記ミストノズルの動きを上記制御装置で制御し、上記試料の所定の箇所に所定量のミストを噴射させることを特徴とする請求項１または２に記載の結露試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の信頼性評価試験に用いる結露試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器を屋外で使用する場合、結露にさらされる機会があり、電子機器は結露によって導体間のショートや導体の一部が腐食する恐れがある。このようなことから、電子機器の信頼性評価試験の１つである結露試験方法を用いて電子機器の試験を行う。
【０００３】
このような結露試験としては、結露サイクル試験、温湿度サイクル試験、低温低湿槽と高温高湿槽の２槽を用いて交互に試験対象物を入れ替える方法等が用いられている。結露サイクル試験は、例えば、特許文献１に示されているような環境試験装置を用いて、湿度条件を急激に変化させ、一定量、一定時間の結露の生成と乾燥を繰り返すことにより、結露による変化を進行させる試験方法であり、上記環境試験装置は、乾燥状態に保った試験室に被試験物を置き、この被試験物に湿った空気を吹きつけるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１６４６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記環境試験装置を含めて、従来の結露試験ではいずれの場合にも試料のどの箇所にどの程度結露したのかを確認するのが困難であった。また、従来の結露試験は、空調制御方式を用いているために、風上、風下が存在し、試料の結露箇所に偏りが生じやすいという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に鑑みて、結露箇所および結露量の制御および観測が可能な結露試験装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の結露試験装置は、チャンバ内にセットした試験対象となる試料に結露を生じさせる結露試験装置であって、上記試料にミストを噴射する少なくとも１つのミストノズルと、上記チャンバ内にセットされた上記試料の温度を変化させるクーラーおよびヒータと、上記チャンバ外から上記チャンバに設けられた開口を通して上記試料の温度変化を計測するサーモビューワーと、上記試料に風を送る送風機と、上記クーラー、上記ヒータ、上記送風機、上記ミストノズル、上記サーモビューワーを制御する制御装置を備え、上記チャンバの開口には、エアカーテンあるいは赤外線透過材料からなる閉鎖部材が設けられ、上記サーモビューワーによって、結露試験時の上記試料の温度分布および温度変化を計測し、得られた計測データを基に上記制御装置で上記試料の結露分布および結露量を求めることを特徴とする。
【０００８】
さらに、上記サーモビューワーにより上記試料の温度分布および温度変化を計測して上記制御装置によって得られた上記試料の結露分布および結露量を基に、上記制御装置によって、上記クーラー、ヒータ、送風機を制御して上記試料の温度を変化させ、さらに、上記ミストノズルを制御してミストの噴射量を変化させて、所定の結露量および結露分布となるように制御する。
【０００９】
また、上記ミストノズルが可動であり、上記ミストノズルの動きを上記制御装置で制御し、上記試料の所定の箇所に所定量のミストを噴射させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の結露試験装置は、チャンバ内にセットした試験対象となる試料に結露を生じさせる結露試験装置であって、上記試料にミストを噴射する少なくとも１つのミストノズルと、上記チャンバ内にセットされた上記試料の温度を変化させるクーラーおよびヒータと、上記チャンバ外から上記チャンバに設けられた開口を通して上記試料の温度変化を計測するサーモビューワーと、上記試料に風を送る送風機と、上記クーラー、上記ヒータ、上記送風機、上記ミストノズル、上記サーモビューワーを制御する制御装置を備え、上記チャンバの開口には、エアカーテンあるいは赤外線透過材料からなる閉鎖部材が設けられ、上記サーモビューワーによって、結露試験時の上記試料の温度分布および温度変化を計測し、得られた計測データを基に上記制御装置で上記試料の結露分布および結露量を求めることにより、結露試験時に、試料のどの場所にどれだけの結露が生じているのかを確認することが可能となる。
【００１１】
さらに、上記サーモビューワーにより上記試料の温度分布および温度変化を計測して上記制御装置によって得られた上記試料の結露分布および結露量を基に、上記制御装置によって、上記クーラー、ヒータ、送風機を制御して上記試料の温度を変化させ、さらに、上記ミストノズルを制御してミストの噴射量を変化させて、所定の結露量および結露分布となるように制御することにより、結露試験時に、試料の必要な場所に、必要な量の結露を生じさせることが可能となり、より正確な結露試験を行うことができるようになる。
【００１２】
また、上記ミストノズルが可動であり、上記ミストノズルの動きを上記制御装置で制御し、上記試料の所定の箇所に所定量のミストを噴射させることにより、より細かな結露分布および結露量を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態の結露試験装置の概略断面図である。
【図２】第２の実施形態の結露試験装置の概略断面図である。
【図３】第３の実施形態の結露試験装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図を用いて本発明の第１の実施形態の結露試験装置１について詳しく説明する。図１が第１の実施形態の結露試験装置１の概略断面図である。
【００１５】
第１の実施形態の結露試験装置１は、試験対象となる試料１０を入れるチャンバ２と、上記試料１０にミストを噴射するミストノズル３と、上記試料１０の温度を変化させるクーラー４、ヒータ５、送風機６と、上記チャンバ２の外から上記試料１０の温度分布および温度変化を計測するサーモビューワー９と、上記クーラー４、上記ヒータ５、上記送風機６、上記ミストノズル３、上記サーモビューワー９を制御する制御装置７を備える。
【００１６】
上記チャンバ２の上部には、上記サーモビューワー９によって上記チャンバ２内にセットされた試料１０を計測するために、エアカーテン８を備えた開口１８が設けられており、上記エアカーテン８により結露試験時にはチャンバ２内は外気の影響を受けないようになっている。上記ミストノズル３は複数配置され、各ミストノズル３は可動でありミストの噴射方向を変えることができる。また、上記ミストノズル３は、連続噴射およびパルス噴射可能であり、さらに、ミストの量および噴射速度を変化させることができる。
【００１７】
上記送風機６は、チャンバ２内の温度を制御することと、上記エアカーテン８を作動させることに用いられる。上記送風機６により発生する風は、図１に矢印で示すように、チャンバ２の側壁から上面へと流れ上記開口１８のエアカーテン８となる流れと、上記チャンバ２内に設けられた上記試料１０をセットするステージ１９の側面に設けられた送風穴から上記試料１０への流れの２種類であり、上記送風機６は、上記クーラー４と上記ヒータ５と連動して作動し、上記試料１０の温度を変化させる。
【００１８】
上記サーモビューワー９は、赤外線を用いて上記試料１０の温度分布および温度変化を計測するものであり、結露試験時の上記試料１０の温度分布を連続して計測する。また、上記サーモビューワー９は可動であり、試料１０が大きい場合、あるいは局所的に結露を確認する場合には試料１０の所定の箇所を測定できるように動かすことができる。
【００１９】
上記結露試験装置１は、上記ミストノズル３、上記クーラー４、上記ヒータ５、上記送風機６、上記エアカーテン８、上記サーモビューワー９を制御するための制御装置７を備えている。上記制御装置７は、上記ミストノズル３を制御するミスト制御部１３、上記クーラー４、上記ヒータ５、上記送風機６を制御するチャンバ制御部１１、上記エアカーテン８を制御するエアカーテン制御部１２、サーモビューワー９を制御するサーモビューワー制御部１４、上記サーモビューワー９の計測結果を解析し、現在の結露分布および結露量を求め、所定の結露量を得るために必要な制御を上記ミスト制御部１３および上記チャンバ制御部１１に伝える結露制御部１５を備える。
【００２０】
上記チャンバ制御部１１は、上記クーラー４、上記ヒータ５、上記送風機６を制御して、上記試料１０の温度を管理するものである。また、上記エアカーテン制御部１２は、上記送風機６を制御して、エアカーテン８の開閉を行う。
【００２１】
上記ミスト制御部１３は、上記ミストノズル３によるミストの噴射場所、噴射量を制御するものであり、複数のミストノズル３を各々制御することができる。さらに、ミストの噴射方法（連続噴射・パルス噴射）、噴射速度を制御することで、上記試料１０の所定の箇所に所定量のミストを噴射して結露を生じさせる。
【００２２】
上記サーモビューワー制御部１４は、サーモビューワー９の動きを制御し、さらに、上記サーモビューワー９からの計測データを保存および管理するものである。そして、上記結露制御部１５は、上記サーモビューワー制御部１４によって得られたサーモビューワー９の計測データを解析し、試料１０の温度分布および温度変化を読み取り、上記試料１０の結露分布および結露量を求める。
【００２３】
さらに、上記結露制御部１５は、得られた結露分布および結露量と試料１０の結露試験に必要とされる結露分布および結露量を比較し、所定の場所に所定の結露量が得られるように、上記チャンバ制御部１１に、必要とされる上記試料１０の温度、および上記ミスト制御部１３に上記ミストノズル３からのミストの噴射量および噴射箇所をデータとして送る。
【００２４】
これらの上記結露制御部１５から送られてくるデータを基に、上記チャンバ制御部１１は上記クーラー４、上記ヒータ５、上記送風機６を制御して上記試料１０を所定の温度へと変化させ、上記ミスト制御部１３は上記ミストノズル３を作動して、上記試料１０の所定の箇所に所定量のミストを噴射する。これにより、上記試料１０に必要とされる結露分布および結露量を生じさせることができる。
【００２５】
さらに、詳しく、上記結露試験装置１を用いた結露試験の方法について説明する。まず初めに、チャンバ２内のステージ１９に試料１０をセットする。この時に、上記試料１０に必要な結露分布および結露量を上記結露制御部１５に入力しておく。
【００２６】
次に、エアカーテン制御部１２によって、送風機６を作動させてエアカーテン８で上記チャンバ２の開口１８を閉める。この状態から結露試験が開始される。そして、上記チャンバ制御部１１によって、上記クーラー４、上記ヒータ５、上記送風機６を制御して上記試料１０を所定の温度にする。この時、上記サーモビューワー９を用いて上記試料１０の温度を計測し、上記試料１０が所定の温度になったことを確認する。
【００２７】
上記試料１０が所定の温度に達したら、上記ミスト制御部１３によって上記ミストノズル３を作動させ、上記試料１０にミストを噴射する。この時、結露試験の条件に応じて、上記試料１０全体に均一にミストを噴射する方法と、上記試料１０の結露が必要な箇所に局所的にミストを噴射する方法を選択することができる。結露量を部分的に変化させる場合には、均一に噴射した後に、局所的に噴射することも可能である。
【００２８】
上記ミストノズル３によるミストの噴射と同時に、上記サーモビューワー９による試料１０の温度分布および温度変化の計測を行う。上記ミストノズル３によってミストを上記試料１０に噴射して結露が発生すると上記試料１０に温度変化が生じる。この温度変化を上記サーモビューワー９で計測し、上記結露制御部１５で上記温度変化の計測データを解析することで、上記試料１０における結露量を得ることができる。温度変化と同時に温度分布を計測しているので、温度分布の計測データを解析することで、結露分布を得ることができる。
【００２９】
上記結露制御部１５において、このようにして得られた結露分布および結露量を、結露試験時の上記試料１０に必要とされる結露分布および結露量と照らし合わせて、上記試料１０に必要とされる結露量に達していない箇所があれば、上記チャンバ制御部１１に必要とされる上記試料１０の温度をデータとして送り、さらに上記ミスト制御部１３には上記ミストノズル３からのミストの噴射量および噴射箇所をデータとして送る。
【００３０】
これらの上記結露制御部１５から送られてくる各データを基に、上記チャンバ制御部１１は上記クーラー４、上記ヒータ５、上記送風機６を作動させて上記試料１０を所定の温度に達するようにし、同時に、上記ミスト制御部１３は上記ミストノズル３を作動して、上記試料１０の所定の箇所に所定量のミストを噴射する。このようにして、上記試料１０の所定の箇所に所定の量の結露を生じさせることが可能となる。
【００３１】
従来であれば、このような細かな結露分布および結露量の制御は不可能であったが、本発明の結露試験装置１は、上記試料１０に生じている結露分布および結露量を確認しながら結露試験を行うことができ、さらに、上記試料１０の必要とされる場所に必要とされる結露を生じさせることができる。これにより、より正確な結露試験が実施できるようになる。
【００３２】
また、上記結露試験時に試料１０に通電が必要な場合に備えて、試料１０への通電手段を備えることも可能である。また、本実施形態では１つの送風機６によって、上記エアカーテン８と上記試料１０への送風量の制御を行っているが、これらを２つの異なる送風機を用いて行うことも可能である。
【００３３】
続いて、上述のような２つの送風機６，６’を用いる第２の実施形態の結露試験装置１’について説明する。第２の実施形態の結露試験装置１’は、第１の実施形態の結露試験装置１の送風機６を２つの送風機６，６’に変更したものであり、送風機６，６’に関係するもの以外は第１の実施形態と同じであるので、同じ内容の部分についての詳細な説明は省略する。
【００３４】
図２に示すように、本実施形態の結露試験装置１’は、送風機６をチャンバ制御部１１によって、上記クーラー４と上記ヒータ５と組み合わせて制御し、図２に矢印で示すように、チャンバ２内のステージ１９の側面から送風し、上記試料１０の温度を変化させるものであり、送風機６’は上記エアカーテン８を作動させるために図２に矢印で示されるような流れの送風を行うように上記エアカーテン制御部１２によって制御される。
【００３５】
このように、２つの送風機６，６’を別々に用いることで、エアカーテン８の作動はチャンバ２内の温度制御とは独立して行われるので、エアカーテン８を安定して作動させることができるようになる。
【００３６】
また、送風機６をエアカーテン８とは独立して作動させることができるので、送風機６をより細かく制御することが可能となる。これにより、上記送風機６による風量（風速）を、上記ミストノズル３からのミストの噴射量と組み合わせることで、試料１０にかかるミストの量をより細かく制御することができる。
【００３７】
次に、具体的な上記送風機６による風速と上記ミストノズル３からのミスト量との組み合わせにより、上記試料１０の状態がどのように変化するのかを以下の表１を用いて説明する。
【００３８】
【表１】
2010181221.tif 000003
【００３９】
表１に示すように、上記送風機６による風速と、上記ミストノズル３からのミストの噴射量との組み合わせによって、例えば、風速を速くし、ミスト量を多くすると、温度変化が大きくなり、結露状態はｗｅｔになる。また、風速を遅くし、ミスト量を少なくすると、温度変化は小さく、結露状態はｄｒｙになるというような結果が得られる。上記送風機６による風速と、上記ミストノズル３からのミストの噴射量との組み合わせによって、このような試料状態を得ることができるので、これを結露制御部１５による制御に利用し、上記クーラー４と上記ヒータ５の制御と組み合わせることで、より理想に近い結露分布および結露量を試料に生じさせることができる。
【００４０】
次に、第３の実施形態の結露試験装置１’’について、図３を用いて説明する。本実施形態の結露試験装置１’’は、第１の実施形態の結露試験装置１におけるエアカーテン８に代えて、チャンバ２の開口１８に赤外線透過材料からなる閉鎖部材１７としてシリコン製のフィルタを設けたものである。それに伴い、ミストノズル３の配置についても変更している。
【００４１】
図３に示すように、第３の実施形態の結露試験装置１’’は、試験対象となる試料１０を入れるチャンバ２と、上記試料１０にミストを噴射するミストノズル３と、上記試料１０の温度を変化させるクーラー４、ヒータ５、送風機６と、上記チャンバ２の外から上記試料１０の結露状態を計測するサーモビューワー９と、上記クーラー４、上記ヒータ５、上記送風機６、上記ミストノズル３、上記サーモビューワー９を制御する制御装置７を備える。
【００４２】
上記チャンバ２の上部は、上記試料１０をチャンバ２内にセットするために開閉可能であり、また、上部に設けられた開口１８には赤外線透過材料からなる閉鎖部材１７としてシリコン製のフィルタが設けられている。上記シリコン製のフィルタは、赤外線を透過するので、上記サーモビューワー９は上記シリコン製のフィルタ越しに、チャンバ２内にセットされた試料１０の温度変化および温度分布を計測することができる。
【００４３】
上記ミストノズル３は上記チャンバ２内に複数配置され、各ミストノズル３は可動で噴射箇所を変えることができる。上記送風機６は上記チャンバ２内のステージ１９の側面から上記試料１０に送風し、上記クーラー４と上記ヒータ５と連動して作動して、上記試料１０の温度を変化させる。さらに、上記送風機６は、ミストノズル３と連動することで、試料１０に噴射するミストを制御することも可能である。上記送風機６とミストノズル３の連動の詳細については、第２の実施形態で説明済みであるので、ここでは省略する。
【００４４】
上記制御装置７は、上記ミストノズル３を制御するミスト制御部１３、上記クーラー４、上記ヒータ５、上記送風機６を制御するチャンバ制御部１１、サーモビューワー９を制御するサーモビューワー制御部１４、上記サーモビューワー９の計測結果を解析し、所定の結露量を得るために必要な制御を行うための結露制御部１５を備える。
【００４５】
本実施形態の結露試験装置１’’を用いた結露試験の方法は、これまで述べた実施形態の結露試験とほぼ同じである。まず初めに、チャンバ２内のステージ１９に試料１０をセットし、チャンバ２を閉じる。この時に、上記試料１０に必要な結露分布および結露量を上記結露制御部５に入力しておく。
【００４６】
次に、チャンバ制御部１１によって、上記クーラー４、上記ヒータ５、上記送風機６を制御してチャンバ２内の温度を変化させ、上記試料１０を所定の温度にする。この時、上記サーモビューワー９を用いて上記試料１０が所定の温度に達しているかを確認する。
【００４７】
上記試料１０が所定の温度に達したら、上記ミスト制御部１４によって上記ミストノズル３を作動させ、上記試料１０にミストを噴射する。これと同時に、上記サーモビューワー９による試料１０の温度分布および温度変化の計測を行い、得られたデータを上記結露制御部１５で解析し、上記試料１０における結露分布および結露量を得る。
【００４８】
上記結露制御部１５において得られた結露分布および結露量を、必要とされる結露分布および結露量と照らし合わせて、必要とされる結露分布および結露量を得るための制御に関するデータを上記チャンバ制御部１１および上記ミスト制御部１３に送り、上記チャンバ制御部１１および上記ミスト制御部１３による制御を行う。この時、第２の実施形態で説明した上記送風機６による風量（風速）と、上記ミストノズル３からのミストの噴射量との組み合わせも考慮することで、より細かな制御が可能となる。さらに風速の変化に応じてノズル３の位置、方向および噴射量を微調整すると、結露量を最適に保つことが可能となる。
【００４９】
そして、上記チャンバ制御部１１により、上記クーラー４、上記ヒータ５、上記送風機６を作動させて上記試料１０を所定の温度に変化させ、同時に、上記ミスト制御部１３により上記ミストノズル３を作動して、所定の箇所に所定量のミストを噴射する。
【００５０】
結露分布および結露量の確認は何度でも行うことでき、所定の結露分布および結露量が得られるまで、繰り返し上記結露制御部１５による制御を行う。このようにして、試料１０には、結露検査に必要な結露量を、所定の箇所に発生させることが可能となり、より正確な結露試験が行うことができる。なお、赤外線透過材料からなる閉鎖部材として本実施形態ではシリコン製のフィルタを用いたが、赤外線を透過する他の材料をフィルタとして用いてもよい。また、フィルタにはガラスとして構成されるものの他にフィルム状のもの等、適宜の構成のものを用いることができる。さらに、風向および風量の制御にインバータや風向を制御する部材、あるいは風の吹き出し口の開口率を制御する部材を用いる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１，１’，１’’    結露試験装置
２      チャンバ
３      ミストノズル
４      クーラー
５      ヒータ
６，６’    送風機
７      制御装置
８      エアカーテン
９      サーモビューワー
１０    試料
１１    チャンバ制御部
１２    エアカーテン制御部
１３    ミスト制御部
１４    サーモビューワー制御部
１５    結露制御部
１７    閉鎖部材
１８    開口
１９    ステージ
【図１】
2010181221.tif 000004
【図２】
2010181221.tif 000005
【図３】
2010181221.tif 000006