(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液浴式の高温槽及び低温槽とこれらに装着されたそれぞれ加熱手段及び冷却手段とこれらの間で被試験物を移動する移動手段とを備えこれらを用いて試験を行える液槽式冷熱衝撃試験装置において、
前記高温槽及び低温槽はそれぞれ２つの槽である高温槽Ｈ1 と高温槽Ｈ2 及び低温槽Ｌ1 と低温槽Ｌ2 から成り、前記加熱手段及び冷却手段は前記それぞれの槽に対応して設けられていて、前記移動手段には前記被処理物が入れられる１つの試料支持体が取り付けられていて、前記高温槽及び低温槽の中の何れか１つの高温槽と何れか１つの低温槽との２槽の組合せで前記試験を行える２槽モード及び前記２つの高温槽と前記２つの低温槽との４槽の組合せで前記試験を行える４槽モードのうちの何れかのモードを選択できる選択手段と、前記２槽モードが選択されたときには前記２槽の組合せで該２槽に対応して設けられている前記加熱手段及び前記冷却手段を作動させ前記１つの試料支持体を前記２槽の間で移動させて前記試験を行えるように前記加熱手段及び冷却手段と前記移動手段とを制御し前記４槽モードが選択されたときには前記４槽の組合せで前記加熱手段及び冷却手段を全て作動させ前記１つの試料支持体を前記高温槽Ｈ1 、低温槽Ｌ1 、高温槽Ｈ2 及び低温槽Ｌ2 の順番に移動させて前記試験を行えるように前記加熱手段及び冷却手段と前記移動手段とを制御する制御手段と、を有することを特徴とする液槽式冷熱衝撃試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温槽及び低温槽とこれらに装着されたそれぞれ加熱手段及び冷却手段とこれらの間で被試験物を移動する移動手段とを備えこれらを用いて試験を行える液槽式冷熱衝撃試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液槽式冷熱衝撃試験装置としては、従来、液浴式の高温槽及び低温槽をそれぞれ１基づつ備え、これらの間又はこれらに常温空間を加えた３ゾーンの間で試料を移動させて冷熱サイクル試験を行えるようにしたものが一般的であった（例えば特開昭６０−２６３８３６号公報参照）。このような液槽式冷熱衝撃試験装置は、最大熱容量を持つ試料を最短の時間で曝すという最も厳しい試験条件で設計されるのが通常である。そのため、試験する試料や試験条件によっては、装置の能力が過大になることが多かった。このような場合には、過大能力を持つ装置を負荷の低い状態で使用することになるが、負荷の割りには消費電力が低下しない。
【０００３】
一方、極めて厳しい条件の試験に対しては、従来の装置では対応困難な場合があった。即ち、浴液の加熱又は冷却速度を大きくするに当たって、ヒータや冷凍機を大型化することは容易であるが、熱伝達速度が介在するため、局部的な過熱又は過冷却を防止しつつ浴液全体の温度を早く昇降させるには限界があり、従来の装置ではより厳しい試験条件への対応が困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術に於ける上記問題を解決し、厳しい試験条件に容易に対応できると共に低負荷時に省エネの図られた液槽式冷熱衝撃試験装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、液浴式の高温槽及び低温槽とこれらに装着されたそれぞれ加熱手段及び冷却手段とこれらの間で被試験物を移動する移動手段とを備えこれらを用いて試験を行える液槽式冷熱衝撃試験装置において、
前記高温槽及び低温槽はそれぞれ２つの槽である高温槽Ｈ1 と高温槽Ｈ2 及び低温槽Ｌ1 と低温槽Ｌ2 から成り、前記加熱手段及び冷却手段は前記それぞれの槽に対応して設けられていて、前記移動手段には前記被処理物が入れられる１つの試料支持体が取り付けられていて、前記高温槽及び低温槽の中の何れか１つの高温槽と何れか１つの低温槽との２槽の組合せで前記試験を行える２槽モード及び前記２つの高温槽と前記２つの低温槽との４槽の組合せで前記試験を行える４槽モードのうちの何れかのモードを選択できる選択手段と、前記２槽モードが選択されたときには前記２槽の組合せで該２槽に対応して設けられている前記加熱手段及び前記冷却手段を作動させ前記１つの試料支持体を前記２槽の間で移動させて前記試験を行えるように前記加熱手段及び冷却手段と前記移動手段とを制御し前記４槽モードが選択されたときには前記４槽の組合せで前記加熱手段及び冷却手段を全て作動させ前記１つの試料支持体を前記高温槽Ｈ1 、低温槽Ｌ1 、高温槽Ｈ2 及び低温槽Ｌ2 の順番に移動させて前記試験を行えるように前記加熱手段及び冷却手段と前記移動手段とを制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を適用した液槽式冷熱衝撃試験装置の構成例を示す。なお、図では簡略化した基本構造のみを示している。実際の装置では図示のほか必要に応じて種々のものが設けられるが、それらについては、本発明と直接関係がないため、図示及び説明を省略する。
【０００７】
液槽式冷熱衝撃試験装置は、それぞれ液浴式の２つの槽としての高温槽Ｈ1 、Ｈ2 及び低温槽Ｌ1 、Ｌ2 を備えている。これらは、ケーシング１内の下部において断熱層２に囲われて配置されている。高温槽Ｈ1 、Ｈ2 及び低温槽Ｌ1 、Ｌ2 には、それぞれ、加熱及冷却手段としてのヒータｈ1 、ｈ2 及びクーラｌ1 、ｌ2 が装着されている。クーラｌ1 、ｌ2 は、それぞれの冷凍回路Ｒ1 、Ｒ2 から冷媒を供給される蒸発器から成る。なお、図１（ｂ）では、断面方向の異なった位置に配置されるそれぞれ２つの槽に設けられるヒータ、クーラ、冷凍回路を模擬的に１つのものとして示している。高温槽Ｈ1 、Ｈ2 及び低温槽Ｌ1 、Ｌ2 には、それぞれ高温用及び低温用の浴液Ｗ、Ｗ´が入れられている。
【０００８】
ケーシング１の上部１ａには、移動手段としての昇降機構３及び回転機構４が配設されている。昇降機構３は、エアシリンダや電動ボールネジ等の直線駆動機構で構成される。回転機構４は、電動歯車機構等で構成される。回転機構４に代えて、昇降機構３をＸＹ方向に移動できる例えばラックとピニオンで構成される平面移動機構を用いてもよい。昇降機構３には、被試験物である試料Ｓを入れられる籠や枠等から成る試料支持体５が取り付けられている。上部１ａと下部との間の中間部分１ｂは試料の移動スペースである。この部分を換気等で適当に空調し、冷熱状態に常温状態を加えたサイクル試験を行えるようにしてもよい。
【０００９】
図２は、このような液槽式冷熱衝撃試験装置の制御系統を示す。
制御部分を構成する選択手段及び制御手段は、制御装置１０に一体的に組み込まれている。選択手段としてのモード選択スイッチ１１は、本例では、２槽モードＡ、２槽モードＢ及び４槽モードで構成されている。２槽モードＡ又はＢは、高温槽Ｈ1 と低温槽Ｌ1 、又は、高温槽Ｈ2 と低温槽Ｌ2 のように２槽の組合せを使用して冷熱サイクル試験を行うモードである。４槽モードは、全ての高温槽及び低温槽の４槽の組合せを用いるモードである。
【００１０】
なお、図において二点鎖線で示すように、２槽モードＣを追加してもよい。２槽モードＣは、２槽の組合せを使用するが、２槽モードＡと２槽モードＢとの両方をサイクルの位相をずらせて試験するモードである。このような２槽モードＣを設ければ、４つの槽を有効に活用することができる。
【００１１】
制御装置１０は、モード選択スイッチ１１の選択により、上記の何れかのモードでサイクル試験を行えるような制御を行う。そのため、ヒータｈ1 、ｈ2 、冷凍回路Ｒ1 、Ｒ2 、昇降機構３及び移動機構４をそれぞれの試験モードに適合するように制御する。なお、例えば高低温槽に通常設けられる自動開閉蓋の開閉制御等、細かい制御部分については図示及び説明を省略する。
【００１２】
以上のような液槽式冷熱衝撃試験装置は次のように運転制御される。
例えばモード選択スイッチ１１の２槽モードＡが選択されたときには、制御装置１０は、通常の液槽式冷熱衝撃試験装置と同様に、ヒータｈ1 及び冷凍回路Ｒ1 を作動させ、図１（ａ）の下の二点鎖線で示す如く、昇降機構３及び回転機構４が試料支持体５を高温槽Ｈ1 と低温槽Ｌ1 との間のみで往復移動させ、高温槽Ｈ1 及び低温槽Ｌ1 のみを使用して試験を行うように制御する。
【００１３】
このモードは、通常の余り厳しくない運転条件、即ち、試料Ｓの熱容量や高温−低温の温度差が余り大きくなく、又曝し時間が比較的長い場合等に選択される。このときには、高温槽Ｈ2 及び低温槽Ｌ2 は使用されず、ヒータｈ2 、冷凍回路Ｒ2 は停止している。その結果、装置能力が運転条件に適合したものとなり、電力消費が少なくなり省エネが図られる。なお、２槽モードＢでは、高温槽Ｈ2 及び低温槽Ｌ2 を使用し高温槽Ｈ1 及び低温槽Ｌ1 は使用されない。又２槽モードＣでは、上記の２槽モードＡと２槽モードＢとをサイクルの位相をずらせて行う。このときには、試料支持体５と昇降機構３との間を切り離して交互に切り換える。
【００１４】
４槽モードが選択されたときには、制御装置１０は、ヒータｈ1 、ｈ2 及び冷凍回路Ｒ1 、Ｒ2 を作動させ、図１（ａ）の実線で示す如く、昇降機構３及び回転機構４が試料支持体５を順次高温槽Ｈ1 、低温槽Ｌ1 、高温槽Ｈ2 、低温槽Ｌ2 、高温槽Ｈ1 の順に移動させ、全ての高温槽及び低温槽を使用して試験を行うように制御する。この場合、各槽の温度をモニターして、適宜槽を選択できるようにしてもよい。又、４槽モードでは、例えば試料ＳがＬ1 にあるときには、Ｌ1 に必要な冷凍能力と予冷のためにＬ2 に必要な冷凍能力とは時間的に変化するので、冷凍回路Ｒ1 、Ｒ2 とクーラｌ1 、ｌ2 との間にクロスコネクションを設け、冷凍回路Ｒ1 、Ｒ2 を総合的に必要十分な能力を持つようにしたり、冷凍能力を切り換えられる１つの冷凍回路にする等により、冷凍回路の最適化及び小型化を図るようにしてもよい。
【００１５】
更に、４槽モードの変形として、ヒータｈ1 及びｈ2 の容量を大きくして、例えばＨ1 −Ｌ1 −Ｈ1 −Ｌ2 −Ｈ1 のようなサイクルを設けるようにしてもよい。このようなサイクルを設ければ、高温槽Ｈ1 及びＨ2 に相互間の予備ができることになる。
【００１６】
図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、２槽モードＡ及び４槽モードで冷熱衝撃試験を行うときのサイクル図を示す。この例では、曝し時間を全てｔとし、昇降及び移動時間を省略して示している。
【００１７】
２槽モードＡでは、通常の液槽式冷熱衝撃試験装置と同様に高温槽Ｈ1 及び低温槽Ｌ1 の予熱及び予冷時間はｔである。これに対して、４槽モードでは、全ての槽Ｈ1 、Ｈ2 、Ｌ1 、Ｌ2 の予熱及び予冷時間が３ｔとなり、通常の装置の３倍になる。その結果、極めて厳しい試験条件であっても、容易に対応できることになる。又、それぞれの槽の設計が容易になる。又、２槽モードのうち何れか１組の高温槽及び低温槽を使用する２槽モードＡ、Ｂの場合には、何れかの高温槽及び低温槽が停止することによって装置の連続使用状態が緩和されるため、装置の信頼性や耐久性が向上すると共に、相互に予備の組合せが存在することになり、１組が故障しても他の組みを使用でき、装置全体として使用状態に余裕ができる。一方、２槽モードＣを設ければ、２槽モードでも４槽の全ての使用が可能になり、装置の処理量や稼動率を上げることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、高温槽及び低温槽をそれぞれ２つの槽にし、選択手段により、１つの高温槽と１つの低温槽との組合せで試験する２槽モードと全ての高温槽及び低温槽の組合せで試験する４槽モードのうちの何れかを選択可能にし、制御手段によって、選択されたモードの試験ができるように加熱手段及び冷却手段と移動手段とを制御するので、２槽モードを選択したときには、不要な槽を停止させて省エネ運転をすることができ、一方、４槽モードを選択したときには、予熱及び予冷時間を長くして極めて厳しい条件の冷熱衝撃試験を行うことができる。又、装置の設計が容易化されると共に、苛酷な連続運転条件が緩和され、装置の信頼性や耐久性を向上させることができる。
【００１９】
なお、２槽モードにおいて、１つの高温槽及び１つの低温槽の組合せから成る組みを２組共使用する２槽モードを設ける場合には、各槽の負荷率を上げて省エネを図ると共に、４槽の全てを使用することによって装置全体の処理量や稼動率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した液槽式冷熱衝撃試験装置の概略構造の一例を示す説明図で、（ａ）は平面状態を示し（ｂ）は断面状態を示す。
【図２】上記装置の制御部分の説明図である。
【図３】上記装置による冷熱衝撃試験のサイクル図で、（ａ）は２槽モードで（ｂ）は４槽モードを示す。
【符号の説明】
３                昇降機構（移動手段）
４                回転機構（移動手段）
１０              制御装置（制御手段）
１１              モード選択スイッチ（選択手段）
Ｈ1 、Ｈ2         高温槽
ｈ1 、ｈ2         ヒータ（加熱手段）
Ｌ1 、Ｌ2         低温槽
ｌ1 、ｌ2         冷却器（冷却手段）
Ｒ1 、Ｒ2         冷凍回路（冷却手段）
Ｓ                試料（被試験物）
【図１】
0003722943.tif 000002
【図２】
0003722943.tif 000003
【図３】
0003722943.tif 000004