(57)【要約】      （修正有）【課題】恒温槽内の温度変化に影響を受けることなく、常に安定した複合環境試験を行うことのできる環境試験装置を提供する。【解決手段】環境試験装置１であって、供試体が載置される供試体受台２と、供試体受台を覆い、供試体受台に載置された供試体に所定の温度環境を付与可能な恒温槽３と、箱体の外部に設けられた振動台４と、振動台の側部に連結され、当該振動台を略水平方向に加振する加振機５と、箱体を貫通して設けられ、供試体受台と振動台とを連結する連結部材７と、振動台を略上下方向から挟むように配設され、加振機の加振時に当該振動台を略水平方向に案内する一対の軸受部８、９と、を備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試体が載置される供試体受台と、
前記供試体受台を覆い、前記供試体受台に載置された供試体に所定の温度環境を付与可能な箱体と、
前記箱体の外部に設けられた振動台と、
前記振動台の側部に連結され、当該振動台を略水平方向に加振する加振部と、
前記箱体を貫通して設けられ、前記供試体受台と前記振動台とを連結する連結部材と、
前記振動台を略上下方向から挟むように配設され、前記加振部の加振時に当該振動台を略水平方向に案内する一対の軸受部と、
を備えることを特徴とする環境試験装置。
【請求項２】
前記一対の軸受部のうち、一方の軸受部を支持する支持部と、
前記支持部と前記一方の軸受部との間に設けられ、前記一方の軸受部を他方の軸受部に向かって弾性的に押圧する弾性部材と、
前記弾性部材の前記一方の軸受部に対する押圧力を調整する調整部材と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の環境試験装置。
【請求項３】
前記一対の軸受部の各軸受部は、
前記振動台に当接するとともに、当該振動台の移動に従って回転する回転部材と、
前記回転部材を回転可能に支持する枠部と、
を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の環境試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度、湿度等の雰囲気的環境試験を行う環境試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気・電子分野などの比較的小型な部品等から航空・宇宙分野などの比較的大型の製品等について、様々な振動条件の下で振動試験を行わせることにより、部品や製品の耐震性や耐久性を評価する振動試験機が知られている。
このような振動試験機として、例えば、温度、湿度等を調整した雰囲気的環境試験を行うための恒温槽と、恒温槽内に設けられ、供試体が載置される振動台と、振動台を振動させて物理的環境試験を行うための加振機等を備え、恒温槽で再現した雰囲気的環境と加振機で再現した物理的環境とを組み合わせて各種複合環境を再現して試験する環境試験装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
ところで、一般的に、振動台を略水平方向へ振動させる振動試験機は、基台と、基台の上部に配設された振動台と、振動台の下面部に設けられている複数の移動子と、基台の上面部に設けられ、各移動子を加振方向に往復動可能に案内する複数のガイドレール等を備えている。そして、振動試験時においては、振動台の加振方向以外の運動を拘束するとともに、加振方向に対しては、摩擦抵抗を極力抑えて振動台を振動させることができるようになっている。
【特許文献１】特開平７−１４００３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、環境試験装置において、上記した移動子及びガイドレールを設ける振動試験機を適用した場合、振動台の加振方向以外の運動が拘束されるため、複合環境試験時において振動台全体が加振方向以外の方向に熱膨張し、振動台の熱膨張が室温環境にある基台の熱膨張に比べて大きくなった場合に、振動台の熱膨張が拘束され、振動台端部近傍に設けられた移動子とガイドレールとの間の摩擦抵抗が大きくなってしまい、移動子の往復動が妨げられるため、安定した複合環境試験を行うことができないという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、恒温槽内の温度変化に影響を受けることなく、常に安定した複合環境試験を行うことができる環境試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、環境試験装置（１）であって、例えば、図１に示すように、
供試体が載置される供試体受台（２）と、
前記供試体受台を覆い、前記供試体受台に載置された供試体に所定の温度環境を付与可能な箱体（例えば、恒温槽３）と、
前記箱体の外部に設けられた振動台（４）と、
前記振動台の側部に連結され、当該振動台を略水平方向に加振する加振部（例えば、加振機５）と、
前記箱体を貫通して設けられ、前記供試体受台と前記振動台とを連結する連結部材（７）と、
前記振動台を略上下方向から挟むように配設され、前記加振部の加振時に当該振動台を略水平方向に案内する一対の軸受部（８、９）と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の環境試験装置であって、
前記一対の軸受部のうち、一方の軸受部（例えば、上部軸受部８）を支持する支持部（上部軸受部支持部８０）と、
前記支持部と前記一方の軸受部との間に設けられ、前記一方の軸受部を他方の軸受部に向かって弾性的に押圧する弾性部材（例えば、コイルスプリング８２）と、
前記弾性部材の前記一方の軸受部に対する押圧力を調整する調整部材（例えば、調整ねじ８５）と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の環境試験装置であって、
前記一対の軸受部の各軸受部は、
前記振動台に当接するとともに、当該振動台の移動に従って回転する回転部材（例えば、ローラ１０）と、
前記回転部材を回転可能に支持する枠部（１１）と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、振動台を加振方向へ案内する一対の軸受部が振動台を上下方向から挟むように配設されているので、複合環境試験時において、振動台が加振方向以外の方向に熱膨張した場合であっても、この熱膨張が拘束されることがない。従って、この振動台と一対の軸受部との間の摩擦抵抗が増加しにくくなることとなって、恒温槽内の温度環境に影響を受けることなく、常に安定した複合環境試験を行うことができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、一対の軸受部のうち、一方の軸受部は、弾性部材により弾性的に押圧されている。従って、恒温槽の加熱により振動台がその面に垂直な方向に熱膨張した場合であっても、この熱膨張分だけ弾性部材が縮むことによって、振動台と一対の軸受部との間の摩擦抵抗の増加をより一層抑えることができるので、複合環境試験を一層安定した状態で行うことができる。
また、弾性部材の一方の軸受部に対する押圧力を調整する調整部材を備えているので、環境試験装置の製造時において押圧力を調整することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、一対の軸受部の各軸受部は、振動台に当接するとともに、当該振動台の移動に従って回転する回転部材と、回転部材を回転可能に支持する支持部材とを備えているので、複合環境試験時において、回転部材が振動台の移動に従って回転する。従って、複合環境試験時における振動台と一対の軸受部と間の摩擦抵抗をさらに低減できることとなって、振動台をより好適に案内することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明にかかる環境試験装置の最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明にかかる環境試験装置の構成を、装置の平面に沿った断面により一部を切り欠いて示した図、図２は、図１の環境試験装置のＩＩ−ＩＩ部断面図、図３は、図２の環境試験装置のＩＩＩ−ＩＩＩ部断面図、図４、図２の一対の軸受部の拡大図、図５は、図４の一対の軸受部の拡大図、図６は、図３の一対の軸受部の拡大図である。
なお、本実施の形態においては、加振方向とは、略水平方向（図１、図２における略左右方向）を指すものとする。
【００１３】
図１に示すように、環境試験装置１は、供試体（図示省略）が載置される供試体受台２と、供試体受台２を覆い、供試体受台２に載置された供試体に所定の温度環境を付与可能な箱体としての恒温槽３と、恒温槽３の外部下方に配置された振動台４と、振動台４の側部に連結され、振動台４を略水平方向に加振する加振部としての加振機５と、恒温槽３を固定支持する恒温槽支持部６等を備えている。
【００１４】
供試体受台２は、図１に示すように、例えば、略正方形状に形成されており、恒温槽３の底面部３ａ近傍に配置され、供試体を固定可能に構成されている。
振動台４は、図１に示すように、例えば、略長方形状に形成されており、恒温槽３の外部下方であって恒温槽３内の供試体受台２に対応する位置に配置されている。
また、振動台４は、加振機連結部５ａを介して加振機５と連結されている。
【００１５】
この供試体受台２と振動台４とは、図３に示すように、恒温槽３の底面部３ａを貫通して設けられた連結部材７によって連結されている。
連結部材７は、例えば、平面視略矩形を為す支柱であって、図１、図３に示すように、例えば、振動台４の加振方向に略平行に配置されるとともに、３箇所に等間隔に設けられている。そして、加振機５の加振時に振動台４が略水平方向に振動すると、振動台４の振動に連動して、供試体受台２が略水平方向に振動するようになっている。
【００１６】
恒温槽３は、例えば、内部空間を有する箱体であって、内部の温度、湿度等を所定の値に調整可能となっている。また、恒温槽３の側壁部３ｂには窓部（図示省略）が設けられており、外部から恒温槽３の内部を観察できるようになっている。
また、恒温槽３の底面部３ａには、連結部材７を貫通させる貫通穴３１が形成されている。
【００１７】
貫通穴３１は、図１、図３に示すように、例えば、貫通させる３本の連結部材７に対応して、３箇所に形成されている。
そして、貫通穴３１の長手方向及び幅方向の長さは、連結部材７の長手方向及び幅方向の長さよりもやや長くなるように形成され、連結部材７と貫通穴３１との間には、シール部材３２が充填されている。このシール部材３２は、例えば、スポンジゴム等の気密性及び断熱性を備えた材料により構成されており、恒温槽３内の温度環境を維持できるようになっている。
【００１８】
加振機５は、例えば、永久磁石（図示省略）と、永久磁石によって形成された磁界内に配設された駆動コイル（図示省略）等を備えている。そして、駆動コイルに電源（図示省略）から所定の交流電流が供給されると、駆動コイルに電磁力が働き、加振機５が略水平方向に振動するようになっている。そして、加振機５が振動するのに伴って、加振機連結部５ａを介して振動台４に振動が伝達され、振動台４が略水平方向に振動するようになっている。
【００１９】
恒温槽支持部６は、例えば、振動台４を振動可能に収容する上部基台６１と、上部基台６１及び恒温槽３を支持する下部基台６２とから構成されている。
【００２０】
上部基台６１は、図２に示すように、例えば、恒温槽３と下部基台６２との間に配設され、加振機５側の側部に開口部６１ａが形成されている。この開口部６１ａから、加振機５に連結されている振動台４が挿入され、振動台４が上部基台６１内に収容されるようになっている。
また、図３に示すように、上部基台６１の上部中央部にも開口部６１ｂが形成されており、連結部材７が恒温槽３の底面部３ａを貫通可能に構成されている。
【００２１】
この上部基台６１には、振動台４を上下方向から挟むように配設され、振動台４の振動時に加振方向に案内する一対の軸受部８、９と、一対の軸受部８、９を支持する一対の軸受部支持部８０、９０と、振動台４の加振方向に案内するガイドレール６１１等が設けられている。
【００２２】
一対の軸受部８、９は、例えば、上部基台６１の４箇所に設けられ、振動台４の中心を通る軸線上に沿って配置されている。
この一対の軸受部８、９は、例えば、図２、図３に示すように、上部基台６１の上部側部６１ｃに設けられ、振動台４と当接する上部軸受部８と、上部基台６１の下部側部６１ｄに設けられ、振動台４と当接する下部軸受部９とから構成されている。
上部軸受部８及び下部軸受部９は、図４、図６に示すように、例えば、振動台４の移動に従って回転する回転部材としてのローラ１０と、ローラ１０を回転可能に支持するローラ軸１０ａを有する枠部１１等をそれぞれ備えている。
【００２３】
より具体的には、例えば、複数のローラ１０が加振方向に並列して設けられているとともに、ローラ軸１０ａが加振方向に直交する方向（即ち、図４における紙面に対して直交する方向）に設けられている。このローラ１０は、内部にベアリング（図示省略）を備えており、振動台４の加振方向への移動に従って回転し、案内するようになっている。
なお、回転部材はローラ１０に限定されるものではなく、例えば、複数のボールを枠部内に配列させるとともに、ベアリングにより各ボールを回転可能に支持する構成であってもよい。
【００２４】
一対の軸受部支持部８０、９０は、上部軸受部８を支持する支持部としての上部軸受部支持部８０と、他方の軸受部としての下部軸受部９を固定支持する下部軸受部支持部９０とから構成されている。
【００２５】
上部軸受部支持部８０は、図４、図６に示すように、例えば、上部基台６１の上部側部６１ｃから振動台４側へ突出して設けられている。
この上部軸受部支持部８０には、振動台４側に形成され、上部軸受部８の一部を収容する凹部８１と、凹部８１の空間８１ａ内に配設され、上部軸受部８を下部軸受部９に向かって弾性的に押圧する弾性部材としてのコイルスプリング８２とが設けられている。
【００２６】
凹部８１における振動台４に平行な方向の長さは、上部軸受部８における振動台４に平行な方向の長さと略一致するように形成されている。即ち、この凹部８１に上部軸受部８の一部が収納されることにより、上部軸受部８が加振方向へ移動しないようになっている。
【００２７】
コイルスプリング８２は、図４、図５に示すように、例えば、一端部８２ａが上部軸受部８の枠部１１に固定されているとともに、他端部８２ｂが押圧板８３に固定されている。
押圧板８３は、上部軸受部支持部８０の切欠部８４に形成されたねじ孔８５ａに螺合する調整部材としての調整ねじ８５によって空間８１ａ内で固定されている。つまり、押圧板８３の固定位置は、調整ねじ８５のねじ込み量によって決められる。
そして、環境試験装置１の製造時において、調整ねじ８５のねじ込み量を調整することにより、押圧板８３の空間８１ａ内における固定位置を上部軸受部８に近づく方向或いは離れる方向に調整し、コイルスプリング８２の上部軸受部８に対する押圧力を調整できるようになっている。従って、上部軸受部支持部８０に支持される上部軸受部８は、加振方向（略水平方向）へは移動できないが、略垂直方向（図４における略上下方向）へはコイルスプリング８２によって移動できるようになっている。
なお、押圧力の調整は、例えば、供試体の種類や、環境試験条件等に応じて行う。
【００２８】
下部軸受部支持部９０は、図４、図６に示すように、例えば、上部基台６１の下部側部６１ｄから振動台４側へ突出して設けられている。
この下部軸受部支持部９０の振動台４側には、下部軸受部９を収容する凹部９１が形成されている。
凹部９１における振動台４に平行な方向の長さは、下部軸受部９における振動台４に平行な方向の長さと略同一であり、下部軸受部９が加振方向へ移動しないようになっている。
そして、図４、図６に示すように、下部軸受部９の枠部１１に形成されたねじ孔１１ａと、下部軸受部支持部９０の切欠部９２に形成されたねじ孔９２ａとが、ボルト９３により螺合されることにより、下部軸受部９を下部軸受部支持部９０に固定支持することができるようになっている。
【００２９】
そして、上記のように、一対の軸受部８、９が振動台４を略上下方向から挟むように配設されているので、複合環境試験時において、振動台４が加振方向以外の方向に熱膨張した場合であっても、この熱膨張が拘束されず、この振動台４と一対の軸受部８、９と間の摩擦抵抗が増加しにくい構成となっている。
【００３０】
また、振動台４がその面に垂直な方向に熱膨張した場合には、熱膨張した振動台４によってローラ１０が押圧され、この熱膨張分だけコイルスプリング８２が凹部８１の空間８１ａで縮み、試験後に振動台４の熱膨張した部分が室温により冷やされると、コイルスプリング８２が空間８１ａで伸長し、この弾性変形に従って上部軸受部８が空間８１ａ内を略垂直方向へ移動できるようになっている。
【００３１】
ガイドレール６１１は、図３に示すように、振動台４の下面部４ａの略中央部に延設されている移動子４１を加振方向に案内するための部材である。移動子４１には、例えば、上部基台６１のガイドレール６１１に当接するようにベアリング（図示省略）が組み込まれており、ガイドレール６１１が移動子４１を支持するようになっている。そして、複合環境試験時には、振動台４の振動に応じて、ベアリングがガイドレール６１１に接触して回転することによって、移動子４１がガイドレール６１１に案内されて往復移動できるようになっている。
なお、移動子４１を振動台４の下面部４ａの略中央部に設けたのは、複合環境試験時において、振動台４が加振方向以外の方向に熱膨張した場合であっても、移動子４１とガイドレール６１１との間の摩擦抵抗が最も増加しにくい場所であるからである。
【００３２】
次に、環境試験装置１を用いて行う複合環境試験の一例について説明する。
先ず、ユーザは、供試体受台２に供試体（図示省略）を載置後、恒温槽３内を所定の温度、湿度になるよう調節して、所定の雰囲気的環境に設定するとともに、加振機５による供試体受台２の略鉛直方向の振動の物理的環境試験を組み合わせて複合環境試験を行う。
【００３３】
そして、例えば、恒温槽３を高温環境として供試体の振動試験を行うと、振動台４が一対の軸受部８、９の各ローラ１０及び、移動子４１、ガイドレール６１１によって略水平方向へ案内される。
また、恒温槽３に覆われている供試体受台２が加熱され、供試体受台２全体が加振方向以外の方向（例えば、加振方向に直交する方向）に熱膨張し、この熱膨張に伴って振動台４も加振方向以外の方向に熱膨張するが、この熱膨張が拘束されることがないため、この振動台４と一対の軸受部８、９との間の摩擦抵抗は増加しにくく、振動台４は略水平方向へ円滑に案内される。
【００３４】
また、上部軸受部８のローラ１０が、略垂直方向へ熱膨張した振動台４に押圧されて、この膨張分だけコイルスプリング８２が縮み、上部軸受部８が上部軸受部支持部８０の凹部８１の空間８１ａ内を移動する。
そして、複合環境試験後、振動台４が室温により冷やされると、縮んだコイルスプリング８２が元の長さに戻り、上部軸受部８も元の位置に復帰する。
【００３５】
以上説明した環境試験装置１によれば、上部基台６１に設けられた振動台４を加振方向へ案内する一対の軸受部８、９が振動台４を上下方向から挟むように配設されているので、複合環境試験時において、振動台４が加振方向以外の方向に熱膨張した場合であっても、この熱膨張が拘束されることがない。従って、振動台４と一対の軸受部８、９との間の摩擦抵抗が増加しにくくなることとなって、恒温槽３内の温度環境に影響を受けることなく、常に安定した複合環境試験を行うことができる。
【００３６】
また、一対の軸受部８、９のうち上部軸受部８は、コイルスプリング８２により弾性的に押圧されている。従って、恒温槽３の加熱時に振動台４がその面に垂直な方向へ膨張した場合であっても、この熱膨張分だけコイルスプリング８２が縮むことによって、振動台４と一対の軸受部８、９との間の摩擦抵抗の増加をより一層抑えることができるので、複合環境試験時における振動台４の案内をより一層安定した状態で行うことができる。
【００３７】
また、コイルスプリング８２は、調整ねじ８５によって固定されている押圧板８３に固定されているので、調整ねじ８５のねじ込み量を調整することにより、押圧板８３の空間８１ａ内における固定位置を上部軸受部８に近づく方向或いは離れる方向に調整し、コイルスプリング８２の上部軸受部８に対する押圧力を調整できる。従って、環境試験装置１の製造時において押圧力を調整することができる。
【００３８】
また、一対の軸受部８、９は、振動台４に当接するとともに振動台４の移動に従って回転するローラ１０と、ローラ１０を回転可能に支持する枠部１１とをそれぞれ備えているので、複合環境試験時において、ローラ１０が振動台４の移動に従って回転する。従って複合環境試験時における振動台と一対の軸受部８、９との間の摩擦抵抗をさらに低減できることとなって、振動台４をより好適に案内することができる。
また、複雑な機構を備えることなく上部軸受部８を恒温槽３側に向かって弾性的に押圧可能な構成であるので、より安価に製造することができる。
【００３９】
また、振動台４の移動子４１と、移動子４１を案内する上部基台６１のガイドレール６１１とが設けられており、複合環境試験時において移動子４１がガイドレール６１１によって加振方向に案内されるので、振動台４のより好適に振動させることができる。
また、３本の連結部材７が、それぞれ平面視略矩形に形成されているので、恒温槽３の貫通穴３１も略矩形に形成すればよい。従って、貫通穴３１の面積をより少なくすることができるので、複合環境試験時における恒温槽３内の雰囲気的環境を損なうことなく供試体受台２を振動させることができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態においては、一対の軸受部８、９にローラ１０を備える構成を示したが、例えば、ローラ１０に替えて、油膜により振動台４を案内する静圧軸受を用いる構成にしてもよい。具体的には、例えば、一対の軸受部８、９のうちの上部軸受部８に、振動台４と当接し内部に油が流入される静圧軸受を備えるとともに、振動台４の変形によって油膜厚さが変化するように構成し、熱膨張時の摩擦抵抗を増加させないようにしてもよい。
【００４１】
また、一対の軸受部８、９が上部基台６１の４箇所に設けられる構成を示したが、少なくとも３箇所以上に設けられ、各一対の軸受部８、９が振動台４の中心を通る軸線上に沿って配設される構成であれば、設置数や設置箇所は特に限定されるものではない。
また、連結部材７の数や幅方向の厚さについては特に限定されるものでないが、連結部材７の数や厚さに伴って恒温槽３の貫通穴３１の数や大きさが変わるので、恒温槽３内の環境を維持できる程度に構成するのが好ましい。
また、上部軸受部８と上部軸受部支持部８０との間に設けられる弾性部材は、コイルスプリング８２に限定されるものではなく、例えば、板ばね、ゴム部材等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明にかかる環境試験装置の構成を、装置の平面に沿った断面により一部を切り欠いて示した図である。
【図２】図１の環境試験装置のＩＩ−ＩＩ部断面図である。
【図３】図１の環境試験装置のＩＩＩ−ＩＩＩ部断面図である。
【図４】図２の環境試験装置の一対の軸受部の拡大図である。
【図５】図４の一対の軸受部の拡大図である。
【図６】図３の環境試験装置の一対の軸受部の拡大図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  環境試験装置
２  供試体受台
３  恒温槽（箱体）  
４  振動台
５  加振機（加振部）
８  上部軸受部（一方の軸受部）
９  下部軸受部（他方の軸受部）
１０  ローラ（回転部材）
１１  枠部
８０  上部軸受部支持部（支持部）
８２  コイルスプリング（弾性部材）
８５  調整ねじ（調整部材）
【図１】
2006125965.tif 000003
【図２】
2006125965.tif 000004
【図３】
2006125965.tif 000005
【図４】
2006125965.tif 000006
【図５】
2006125965.tif 000007
【図６】
2006125965.tif 000008