(57)【要約】【課題】液体に粉粒体が混合された混合液体を被試験体に噴射する試験に適し、液体の送液部における損傷を抑制することが可能な耐候性試験装置を提供する。【解決手段】耐候性試験装置１は、被試験体１００に向けて液体Ｌ１を噴射する噴射部２１と、噴射部２１に液体Ｌ１を送る送液部２９と、を有する液体噴射ユニット２と、噴射部２１から被試験体１００に向かう液体Ｌ１の噴射軌道上に粉粒体Ｓを供給する粉粒体供給ユニット４と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体に粉粒体が混合された混合液体を被試験体に向けて噴射し、前記被試験体の耐性を試験する耐候性試験装置であって、
前記被試験体に向けて前記液体を噴射する噴射部と、前記噴射部に前記液体を送る送液部と、を有する液体噴射ユニットと、
前記噴射部から前記被試験体に向かう前記液体の噴射軌道上に前記粉粒体を供給する粉粒体供給ユニットと、を備えることを特徴とする、耐候性試験装置。
【請求項２】
前記粉粒体供給ユニットは、前記液体の噴射軌道上に前記粉粒体を落下させることが可能な位置に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の耐候性試験装置。
【請求項３】
前記噴射部は、スリット状に形成された前記液体の噴射口を有し、
前記粉粒体供給ユニットは、前記スリットの長さ方向に所定の幅を有し、前記粉粒体を落下させる落下端を有し、
前記液体噴射ユニット及び前記粉粒体供給ユニットは、前記液体の噴射軌道に沿った方向における前記噴射口と前記落下端との相対位置を可変に構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の耐候性試験装置。
【請求項４】
前記粉粒体供給ユニットは、前記粉粒体を前記噴射軌道上に送る粉粒体送り部を有し、
前記粉粒体送り部において前記粉粒体を乾燥させる乾燥手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の耐候性試験装置。
【請求項５】
前記乾燥手段は、前記粉粒体を加熱するヒーターであることを特徴とする、請求項４に記載の耐候性試験装置。
【請求項６】
前記乾燥手段は、前記粉粒体にドライエアーを吹き付けるドライエアー供給部であることを特徴とする、請求項４に記載の耐候性試験装置。
【請求項７】
前記粉粒体供給ユニットを収容すると共に、前記粉粒体を供給するための開口部が形成された筐体を有する粉粒体供給室をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の耐候性試験装置。
【請求項８】
前記粉粒体供給室は、前記筐体の前記開口部を開閉する供給室用シャッターをさらに有することを特徴とする、請求項７に記載の耐候性試験装置。
【請求項９】
前記被試験体を収容する試験槽をさらに備え、
前記液体噴射ユニット及び前記粉粒体供給ユニットは、前記試験槽の外に配置され、
前記試験槽は、
前記被試験体を収容すると共に、前記液体の噴射軌道が通過する開口部が形成された槽本体と、
前記槽本体の前記開口部を開閉する試験槽用シャッターと、を有することを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載の耐候性試験装置。
【請求項１０】
前記粉粒体供給ユニットからの前記粉粒体の供給が開始された後に前記液体噴射ユニットからの前記液体の噴射が開始されるように、前記液体噴射ユニット及び前記粉粒体供給ユニットの動作を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜９の何れか１項に記載の耐候性試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐候性試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１及び２に開示されるように、様々な外部環境に起因する劣化に対する部材や部品等の耐性を試験するための耐候性試験装置が知られている。
【０００３】
下記特許文献１には、自動車部品の耐候性試験の一種である塩害試験を行うための装置について開示されている。この試験装置は、被試験体である自動車を収容する試験槽と、塩水及び泥水をそれぞれ貯留するタンクと、塩水及び泥水を試験槽内に向けてそれぞれ噴射するノズルと、タンクからノズルに塩水及び泥水を導くパイプと、を備えている。
【０００４】
下記特許文献２には、建物の外壁材等を想定した汚染試験を行うための装置について開示されている。この試験装置は、被試験体を収容する試験槽と、粒状物や粉状物等の汚染源を発生させる汚染源発生機と、被試験体に向けて液体を吐出する液体吐出機と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５７−１９１５３４号公報
【特許文献２】実開昭６０−１６１８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示される試験装置では、タンク内において土粒子（粉粒体）と水（液体）を混合することにより泥水（混合液体）が予め準備される。そして、当該泥水がパイプを介してノズルに供給され、その後ノズルから試験室内に噴射される。この試験装置では、泥水に含まれる土粒子による摩耗によってパイプに設けられた弁やポンプなどの送液部が損傷を受ける可能性がある。
【０００７】
上記特許文献２に開示される試験装置は、粉粒体と液体を混合せず、それぞれ別々に被試験体に対して噴射する構成となっている。しかし、自動車部品の水はね試験（スプラッシュウォーター試験）等においては、水（液体）と砂（粉粒体）を混合した混合液体を被試験体に向けて噴射する必要がある場合があり、上記特許文献２の試験装置はこのような試験には適さない。
【０００８】
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、液体に粉粒体が混合された混合液体を被試験体に噴射する試験に適し、液体の送液部における損傷を抑制することが可能な耐候性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】
【０００９】
本発明に係る耐候性試験装置は、液体に粉粒体が混合された混合液体を被試験体に向けて噴射し、前記被試験体の耐性を試験する装置である。上記耐候性試験装置は、前記被試験体に向けて前記液体を噴射する噴射部と、前記噴射部に前記液体を送る送液部と、を有する液体噴射ユニットと、前記噴射部から前記被試験体に向かう前記液体の噴射軌道上に前記粉粒体を供給する粉粒体供給ユニットと、を備えている。
【００１０】
上記耐候性試験装置では、液体噴射ユニットの噴射部から被試験体に向けて液体を噴射すると共に、粉粒体供給ユニットから当該液体の噴射軌道上に粉粒体を供給する。これにより、噴射後の液体に粉粒体が混合されることにより混合液体が得られ、当該混合液体を被試験体に当てることができる。従来の耐候性試験装置では、水（液体）と土粒子（粉粒体）が予め混合された泥水（混合液体）がパイプ内を流れるため、当該パイプ及びこれに設けられた弁やポンプなどの送液部が土粒子による摩耗に起因して損傷を受ける可能性がある。これに対して、本発明に係る耐候性試験装置では、粉粒体が混合される前の液体が送液部（例えば配管、弁又はポンプなど）により噴射部に送られ、噴射後の液体に粉粒体が混合されることにより混合液体が得られる。このため、液体噴射ユニットの送液部において粉粒体による摩耗に起因する損傷の発生を抑制することができる。したがって、液体噴射ユニットの送液部において粉粒体による摩耗に対する対策を施す必要がなく、装置コストの増加を抑制することができる。
【００１１】
上記耐候性試験装置において、前記粉粒体供給ユニットは、前記液体の噴射軌道上に前記粉粒体を落下させることが可能な位置に配置されていてもよい。
【００１２】
この構成によれば、液体噴射ユニットから噴射された液体の軌道上に粉粒体を落下させるだけで容易に混合液体を得ることができる。
【００１３】
上記耐候性試験装置において、前記噴射部は、スリット状に形成された前記液体の噴射口を有していてもよい。前記粉粒体供給ユニットは、前記スリットの長さ方向に所定の幅を有し、前記粉粒体を落下させる落下端を有していてもよい。前記液体噴射ユニット及び前記粉粒体供給ユニットは、前記液体の噴射軌道に沿った方向における前記噴射口と前記落下端との相対位置を可変に構成されていてもよい。
【００１４】
噴射後の液体の広がり幅は、噴射口のスリット幅と一致しない場合がある。また落下後の粉粒体の幅も、落下端の幅と必ずしも一致するとは限らない。これに対して、上記構成によれば、噴射口と落下端の相対位置を調整することにより、粉粒体の落下幅と液体の広がり幅を容易に合わせることができる。したがって、噴射後の液体に対して粉粒体を確実に混合させることができる。
【００１５】
上記耐候性試験装置において、前記粉粒体供給ユニットは、前記粉粒体を前記噴射軌道上に送る粉粒体送り部を有していてもよい。上記耐候性試験装置は、前記粉粒体送り部において前記粉粒体を乾燥させる乾燥手段をさらに備えていてもよい。
【００１６】
粉粒体送り部において水分等の影響により粉粒体の流動性が悪化すると、粉粒体送り部から噴射軌道に向かって粉粒体を送るのが困難になる。これに対して、上記構成によれば、粉粒体送り部において粉粒体を乾燥させることにより、当該粉粒体の流動性を維持することができるため、噴射軌道に向かって粉粒体を確実に送ることができる。
【００１７】
上記耐候性試験装置において、前記乾燥手段は、前記粉粒体を加熱するヒーターであってもよい。
【００１８】
この構成によれば、加熱により粉粒体に含まれる水分を除去することができるため、粉粒体を確実に乾燥させることができる。
【００１９】
上記耐候性試験装置において、前記乾燥手段は、前記粉粒体にドライエアーを吹き付けるドライエアー供給部であってもよい。
【００２０】
この構成によれば、ドライエアーを用いることにより粉粒体の温度変動を抑制しつつ当該粉粒体を乾燥させることができる。このため、乾燥後の粉粒体を液体に混合した場合でも、液体の温度が変動するのを抑制することができる。
【００２１】
上記耐候性試験装置は、前記粉粒体供給ユニットを収容すると共に、前記粉粒体を供給するための開口部が形成された筐体を有する粉粒体供給室をさらに備えていてもよい。上記耐候性試験装置は、前記筐体内の空気が前記開口部を通じて前記筐体の外へ流出可能に構成されていてもよい。
【００２２】
この構成によれば、筐体内の空間を外部空間の環境から隔離することができる。また、粉粒体にドライエアーを吹き付ける構成とする場合は、粉粒体にドライエアーが吹き付けられた後、筐体内の空間をドライエアーが充満した乾燥状態にすることができる。このため、粉粒体の流動性を確実に維持することができる。しかも、筐体内の空気が開口部を通じて筐体の外へ流出可能とする場合は、筐体の外から筐体内に蒸気などが流れ込むのを防ぐこともできる。これにより、筐体内に流れ込む蒸気が凝縮して粉粒体の流動性が悪化するのを抑制することができる。
【００２３】
上記耐候性試験装置において、前記粉粒体供給室は、前記筐体の前記開口部を開閉する供給室用シャッターをさらに有していてもよい。
【００２４】
この構成によれば、粉粒体の供給時など必要な時にのみ筐体の開口部を開くことができる。よって、必要時以外は筐体の開口部を閉じることにより、筐体内に蒸気等が流れ込むのを防ぐことができる。
【００２５】
上記耐候性試験装置は、前記被試験体を収容する試験槽をさらに備えていてもよい。前記液体噴射ユニット及び前記粉粒体供給ユニットは、前記試験槽の外に配置されていてもよい。前記試験槽は、前記被試験体を収容すると共に、前記液体の噴射軌道が通過する開口部が形成された槽本体と、前記槽本体の前記開口部を開閉する試験槽用シャッターと、を有していてもよい。
【００２６】
この構成によれば、被試験体に混合液体を噴射する時以外は試験槽用シャッターによって槽本体の開口部を閉じることにより、液体噴射ユニット及び粉粒体供給ユニットを槽本体内の空間に対して隔離することができる。これにより、槽内が高温環境とされる場合などにおいて、液体噴射ユニット及び粉粒体供給ユニットが熱による損傷等を受けることを抑制することができる。
【００２７】
上記耐候性試験装置は、前記粉粒体供給ユニットからの前記粉粒体の供給が開始された後に前記液体噴射ユニットからの前記液体の噴射が開始されるように、前記液体噴射ユニット及び前記粉粒体供給ユニットの動作を制御する制御部をさらに備えていてもよい。
【００２８】
粉粒体供給ユニットから供給される粉粒体の量は、供給開始直後において安定しない場合がある。このため、液体の噴射後に粉粒体の供給を開始すると、粉粒体の供給量が安定していないことにより、粉粒体の濃度が所望の範囲から外れた混合液体が被試験体に噴射されてしまう場合がある。これに対して、上記構成によれば、粉粒体の供給量を安定させた後に液体の噴射を開始することができるため、粉粒体の濃度が安定した混合液体を被試験体に噴射することができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、液体に粉粒体が混合された混合液体を被試験体に噴射する試験に適し、液体の送液部における損傷を抑制することが可能な耐候性試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態１に係る耐候性試験装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】上記耐候性試験装置における液体の噴射口及び粉粒体の落下端の近傍の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る耐候性試験装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明のその他実施形態に係る耐候性試験装置を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。
【００３２】
（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１に係る耐候性試験装置１について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る耐候性試験装置１の構成を概略的に示している。なお、図１は、耐候性試験装置１の主要な構成のみを示しており、本実施形態に係る耐候性試験装置１は図１に示されていない他の任意の構成を備え得る。
【００３３】
耐候性試験装置１は、液体Ｌ１に粉粒体Ｓが混合された混合液体を被試験体１００に向けて噴射し、被試験体１００の耐性を試験するものである。具体的には、耐候性試験装置１は、車載機器の水はね試験（スプラッシュウォーター試験）に用いられるものであり、０℃以上４℃以下の範囲に温調された冷水又は冷塩水（液体Ｌ１）に砂（粉粒体Ｓ）が混合された砂水（混合液体）を、被試験体１００に向けて所定のインターバルで間欠的に噴射する。耐候性試験装置１は、スプラッシュウォーター試験の規格上、３０分毎に３秒間だけ混合液体を噴射する動作を１００回実施する。なお、図１では、液体Ｌ１の噴射軌道が破線矢印により示されている。
【００３４】
スプラッシュウォーター試験は、ＩＳＯ（国際標準化機構）の１６７５０−４規格に定められるアイスウォーター衝撃試験の１種であり、冷水による熱衝撃に対する車載機器の耐性を試験するものである。ここで、砂が混合された冷水を噴射することにより、自動車の路上運転時の環境を模擬した試験を行うことができる。図１に示すように、耐候性試験装置１は、試験槽３と、液体噴射ユニット２と、粉粒体供給ユニット４と、を主に備えている。
【００３５】
＜試験槽＞
試験槽３は、例えば自動車のエンジンルームなどに設置される車載機器である被試験体１００を収容するものである。試験槽３は、被試験体１００を収容する槽本体３１と、槽本体３１内に配置された支持台３２と、を主に有している。支持台３２は、被試験体１００が載置される上面３２Ａを有している。
【００３６】
槽本体３１は、断熱壁構造を有し、液体Ｌ１の噴射軌道（図１中破線矢印）が通過する開口部３１Ａが形成されている。図１に示すように、開口部３１Ａは、槽本体３１における液体噴射ユニット２及び粉粒体供給ユニット４側の壁部３１ＡＡに設けられている。この開口部３１Ａによって、槽本体３１の内外の空間が連通している。
【００３７】
支持台３２は、上面３２Ａが槽本体３１の開口部３１Ａと略同じ高さ位置となるように配置されている。これにより、図１に示すように、粉粒体Ｓが混合された液体Ｌ１を開口部３１Ａを通じて被試験体１００に当てることができる。
【００３８】
試験槽３は、槽本体３１の開口部３１Ａを開閉する試験槽用シャッター３３と、槽本体３１内の温度を調節する温度調節機構（図示しない）と、を備えている。この温度調節機構により、槽本体３１内を自動車のエンジンルームを想定した高温環境（例えば６０〜１６０℃）に調節することが可能になる。また試験槽用シャッター３３は、断熱部材により構成されることが好ましい。試験停止中は試験槽用シャッター３３を下ろすことにより槽本体３１の開口部３１Ａを閉じることができる。このため、槽本体３１内からの熱気により液体噴射ユニット２及び粉粒体供給ユニット４が損傷を受けるのを抑制することができる。また槽本体３１内において噴射水が蒸発して生成した水蒸気が、開口部３１Ａを通じて槽本体３１の外へ流出するのも防ぐことができる。なお、試験槽用シャッター３３は、本発明に係る耐候性試験装置において必須ではなく、省略されてもよい。
【００３９】
＜液体噴射ユニット＞
液体噴射ユニット２は、被試験体１００に向けて液体Ｌ１を噴射する噴射部２１と、噴射部２１に液体Ｌ１を送る送液部２９と、を有している。図１に示すように、液体噴射ユニット２は、試験槽３の外に配置されている。
【００４０】
送液部２９は、循環回路２２と、分岐経路２７と、を主に有している。循環回路２２は、液体Ｌ１を循環させるものであり、蓄液タンク２４と、循環配管２５と、送液ポンプ２３と、第１開閉弁２６と、を有している。
【００４１】
蓄液タンク２４は、液体Ｌ１を貯留するものであり、スプラッシュウォーター試験に必要な水量に応じた容積を有している。蓄液タンク２４には、液体Ｌ１の入口２４Ａと、液体Ｌ１の出口２４Ｂと、が設けられている。出口２４Ｂから液体Ｌ１を流出し易くするため、入口２４Ａが蓄液タンク２４の側部上側（出口２４Ｂよりも上側）に設けられ、出口２４Ｂが蓄液タンク２４の底部中央（入口２４Ａよりも下側）に設けられている。しかし、蓄液タンク２４における入口２４Ａ及び出口２４Ｂの位置は、これに限定されない。
【００４２】
循環配管２５は、蓄液タンク２４から流出した液体Ｌ１を再び蓄液タンク２４に戻すためのものである。循環配管２５は、蓄液タンク２４の出口２４Ｂに接続される上流端と、蓄液タンク２４の入口２４Ａに接続される下流端と、を有している。
【００４３】
送液ポンプ２３は、循環配管２５に設けられており、インバータモーターの回転数により循環配管２５を流れる液体Ｌ１の流量を調節する。第１開閉弁２６は、循環配管２５に設けられており、循環配管２５内における液体Ｌ１の流通及び遮断を切り替える。
【００４４】
上記液体噴射ユニット２は、蓄液タンク２４内の液体Ｌ１の温度を調節する温度調節部５０をさらに備えている。本実施形態では、温度調節部５０は、蓄液タンク２４内に配置される加熱部５１及び冷却部５２を有している。加熱部５１は、蓄液タンク２４内の液体Ｌ１を加熱するものであり、伝熱ヒーター等により構成されている。冷却部５２は、蓄液タンク２４内の液体Ｌ１を冷却するものであり、例えば冷凍機により構成されている。
【００４５】
分岐経路２７は、循環配管２５から分岐した分岐配管２８と、分岐配管２８に設けられた第２開閉弁２８Ａと、を有している。分岐配管２８は、循環配管２５における送液ポンプ２３と第１開閉弁２６との間の部分Ｐ１から分岐している。分岐配管２８は、循環配管２５の部分Ｐ１に接続される上流端と、噴射部２１が設けられる下流端と、を有している。第２開閉弁２８Ａは、分岐配管２８内における液体Ｌ１の流通及び遮断を切り替える。
【００４６】
送液部２９によれば、以下のようにして噴射部２１に液体Ｌ１を送ることができる。まず、第２開閉弁２８Ａが閉じ且つ第１開閉弁２６が開いた状態において送液ポンプ２３を作動させる。これにより、温度調節部５０によって温調された液体Ｌ１が蓄液タンク２４の出口２４Ｂから流出し、循環配管２５の上流端から下流端まで流れた後、入口２４Ａから蓄液タンク２４内に流入する。つまり、温度調節部５０によって温調された液体Ｌ１が循環回路２２において循環する。
【００４７】
次に、第１開閉弁２６が閉じ且つ第２開閉弁２８Ａが開いた状態に切り替わる。これにより、温度調節部５０により温調された液体Ｌ１が循環配管２５の部分Ｐ１から分岐配管２８内に導入される。そして、分岐配管２８を通じて液体Ｌ１が噴射部２１に送られる。
【００４８】
上記の動作の他に、第１開閉弁２６を省略し、循環回路２２において液体Ｌ１が常時循環し、噴射部２１から噴射する時だけ第２開閉弁２８Ａが開くという動作が採用されてもよい。この場合、第１開閉弁２６と第２開閉弁２８Ａとを同期させる必要がなくなり、弁制御を簡易化することができる。また第１開閉弁２６を流量調整弁に変更し、所定の開度で常時開くようにしてもよい。
【００４９】
なお、本発明における送液部は、本実施形態のように循環回路２２及び分岐経路２７を有する態様には限定されない。例えば、液体Ｌ１を循環させず、蓄液タンク２４から１本の配管を通じて噴射部２１に液体Ｌ１を直接送る態様でもよい。また温度調節部５０により温調された液体Ｌ１を噴射する態様にも限定されず、温調されていない液体を噴射する態様でもよい。つまり、温度調節部５０が省略されてもよい。
【００５０】
噴射部２１は、液体Ｌ１の噴射口２１Ａを有し、液体Ｌ１と粉粒体Ｓを混合させるための混合空間３７Ａに対して噴射口２１Ａが臨むように配置されている。図１に示すように、混合空間３７Ａは、槽本体３１の壁部３１ＡＡに固定される筐体３７内の空間である。分岐配管２８は、噴射部２１が混合空間３７Ａ内に位置するように、筐体３７の壁部を貫通している。
【００５１】
図２は、噴射部２１の近傍の構成を詳細に示している。図２に示すように、噴射部２１は、扁平形状を有する噴射ノズルにより構成されている。噴射部２１は、横長のスリット状に形成された液体Ｌ１の噴射口２１Ａを有している。この噴射口２１Ａは、ノズルの噴射端面２１ＡＡにより規定されている。図２に示すように、噴射部２１によれば、噴射口２１Ａからスリットの長さ方向Ｄ１に広がるように液体Ｌ１を噴射することができる。また噴射部２１を構成する噴射ノズルは、分岐配管２８の下流端に対して着脱可能に構成されていてもよい。
【００５２】
＜粉粒体供給ユニット＞
粉粒体供給ユニット４は、噴射部２１から被試験体１００に向かう液体Ｌ１の噴射軌道上に粉粒体Ｓを供給する。本実施形態では、粉粒体供給ユニット４は、砂（例えばアリゾナサンド）である粉粒体Ｓを供給する。
【００５３】
本実施形態に係る耐候性試験装置１は、このように粉粒体供給ユニット４により液体Ｌ１の噴射軌道上に粉粒体Ｓを供給する点に特徴を有している。これにより、図１に示すように、試験槽３の外の混合空間３７Ａにおいて液体Ｌ１に粉粒体Ｓが混合された混合液体が形成され、当該混合液体を開口部３１Ａを通じて被試験体１００に向けて噴射することができる。つまり、粉粒体供給ユニット４と液体噴射ユニット２とによって、混合液体噴射ユニットが構成されている。
【００５４】
従って、本実施形態に係る耐候性試験装置１では、粉粒体Ｓが混合される前の液体Ｌ１が循環回路２２及び分岐経路２７を流れ、噴射部２１に送られる。そして、噴射後の液体Ｌ１に粉粒体Ｓが混合されることにより混合液体が得られる。このため、循環配管２５及び分岐配管２８の内面、第１及び第２開閉弁２６，２８Ａの内部、及び送液ポンプ２３の内部において、粉粒体Ｓによる摩耗に起因する損傷の発生を抑制することができる。従って、循環配管２５、分岐配管２８、第１及び第２開閉弁２６，２８Ａ及び送液ポンプ２３において粉粒体Ｓによる摩耗に対する特殊な対策を施す必要がない。その結果、装置コストの増加を抑制することができる。
【００５５】
粉粒体供給ユニット４は、試験槽３の外に配置されている。また本実施形態では、粉粒体供給ユニット４は、液体噴射ユニット２よりも上側に配置されている。これにより、図１に示すように、粉粒体供給ユニット４から液体Ｌ１の噴射軌道上に粉粒体Ｓを落下させることができる。粉粒体供給ユニット４は、粉粒体Ｓを落下させる落下端４１と、粉粒体Ｓを落下端４１に送る粉粒体送り部４２と、を有している。
【００５６】
図２は、粉粒体供給ユニット４における落下端４１の近傍の構成を詳細に示している。図２に示すように、粉粒体送り部４２は、上方に開口するトレー形状を有している。粉粒体送り部４２のトレー底面には、粉粒体Ｓが敷き詰められる。粉粒体送り部４２は、トレー底面の振動によって落下端４１に向かって粉粒体Ｓを送る機構となっている。
【００５７】
落下端４１は、噴射口２１Ａのスリットの長さ方向Ｄ１に所定の幅Ｗ１を有し、粉粒体Ｓを液体Ｌ１に向かって滝状に落下させる。また本実施形態では、液体噴射ユニット２及び粉粒体供給ユニット４は、液体Ｌ１の噴射軌道に沿った方向Ｄ２（前後方向）における噴射口２１Ａと落下端４１との相対位置を可変に構成されている。つまり、液体噴射ユニット２及び粉粒体供給ユニット４の少なくとも一方（一方又は両方）の前後方向の位置を変えることにより、当該前後方向における噴射口２１Ａと落下端４１との位置関係を調整することができる。具体的には、ローラーやレールなどのスライド機構により粉粒体送り部４２のトレーを前後移動させることにより、落下端４１の前後方向の位置を制御可能にすることができる。また噴射部２１の取付位置を手動で調整することにより、噴射口２１Ａの前後方向の位置を調整することができる。
【００５８】
噴射部２１から噴射された後の液体Ｌ１の幅Ｗ２は、噴射口２１Ａのスリット幅と一致しない場合がある（本実施形態では液体Ｌ１が扇状に広がる）。また落下中の粉粒体Ｓの幅も、落下端４１の幅Ｗ１に対して必ずしも一致するとは限らない。このため、噴射口２１Ａのスリット幅と落下端４１の幅Ｗ１を精密に設計しても、噴射後の液体Ｌ１の幅Ｗ２と落下中の粉粒体Ｓの幅を一致させるのが困難になる場合がある。これに対し、本実施形態に係る耐候性試験装置１によれば、噴射口２１Ａと落下端４１の前後方向における相対位置を調整することにより、落下中の粉粒体Ｓの幅と液体Ｌ１の幅Ｗ２を容易に合わせることができる。このため、噴射後の液体Ｌ１に対して粉粒体Ｓを確実に混合させることができる。
【００５９】
なお、噴射口２１Ａと落下端４１との相対位置を可変に構成されることは、本発明に係る耐候性試験装置において必須ではない。液体噴射ユニット２及び粉粒体供給ユニット４の位置が固定されていてもよい。
【００６０】
上記耐候性試験装置１は、粉粒体供給室７０をさらに備えている。この粉粒体供給室７０は、粉粒体供給ユニット４を収容すると共に、粉粒体Ｓを供給するための開口部７１ＡＡが形成された筐体７１と、筐体７１の開口部７１ＡＡを開閉する供給室用シャッター７２と、を有している。
【００６１】
図１に示すように、粉粒体Ｓの供給時には、供給室用シャッター７２が上がることにより筐体７１の開口部７１ＡＡが開いた状態となる。そして、粉粒体供給ユニット４の落下端４１から当該開口部７１ＡＡを通じて混合空間３７Ａ内に粉粒体Ｓが供給される。一方、粉粒体Ｓの供給停止時には、供給室用シャッター７２が下りることにより筐体７１の開口部７１ＡＡが閉じられる。この状態では、筐体７１内の空間と筐体７１外の空間（混合空間３７Ａ）とが互いに隔離される。なお、供給室用シャッター７２が省略されてもよいし、粉粒体供給室７０自体が省略されてもよい。
【００６２】
上記耐候性試験装置１は、粉粒体送り部４２において粉粒体Ｓを乾燥させる乾燥手段６０をさらに備えている。本実施形態では、乾燥手段６０は、粉粒体送り部４２において粉粒体Ｓを加熱するヒーター６１である。図１に示すように、ヒーター６１は、粉粒体送り部４２内の粉粒体Ｓに臨むように当該粉粒体Ｓの上方に配置されている。
【００６３】
粉粒体送り部４２において水分等の影響により粉粒体Ｓの流動性が悪化すると、粉粒体送り部４２から落下端４１に向かって粉粒体Ｓを送るのが困難になる。これに対して、ヒーター６１を用いて粉粒体送り部４２内の粉粒体Ｓを加熱乾燥させることにより、粉粒体Ｓの流動性を維持することができる。このため、粉粒体Ｓを落下端４１に向かって確実に送ることができる。しかも、乾燥手段６０としてヒーター６１を用いることにより、加熱によって粉粒体Ｓに含まれ得る水分を確実に除去することができるため、粉粒体Ｓを確実に乾燥させることができる。なお、乾燥手段６０も本発明における必須の構成ではなく、省略されてもよい。
【００６４】
上記耐候性試験装置１は、液体噴射ユニット２及び粉粒体供給ユニット４の動作を制御する制御部９０をさらに備えている。制御部９０は、液体噴射ユニット２における送液ポンプ２３の動作及び第１及び第２開閉弁２６，２８Ａの開閉を制御することにより、噴射部２１からの液体Ｌ１の噴射及びその停止を切り替える。また制御部９０は、粉粒体送り部４２におけるトレー底面の振動動作を制御することにより、落下端４１からの粉粒体Ｓの供給（落下）及びその停止を切り替える。なお、制御部９０は、温度調節部５０、ヒーター６１、供給室用シャッター７２及び試験槽用シャッター３３の動作も制御するように構成されていてもよい。
【００６５】
制御部９０は、液体Ｌ１の噴射と粉粒体Ｓの供給の相互のタイミングが調整されるように液体噴射ユニット２及び粉粒体供給ユニット４の動作を制御する。本実施形態では、制御部９０は、粉粒体供給ユニット４からの粉粒体Ｓの供給が開始された後に液体噴射ユニット２からの液体Ｌ１の噴射が開始されるように、液体噴射ユニット２及び粉粒体供給ユニット４の動作を制御する。
【００６６】
具体的には、制御部９０は、まず、粉粒体供給ユニット４に対して粉粒体Ｓの供給開始指令（粉粒体送り部４２の振動を開始させるための指令）を送る。次に、制御部９０に設けられた時間計測部（タイマー）により、供給開始指令後の経過時間の計測が開始される。そして、当該経過時間が所定時間に達した後、制御部９０は、液体噴射ユニット２に対して液体Ｌ１の噴射開始指令（第２開閉弁２８Ａを開くための指令）を送る。これにより、粉粒体Ｓの供給が開始された後、所定の時間差で液体Ｌ１の噴射を開始することができる。
【００６７】
粉粒体供給ユニット４から供給される粉粒体Ｓの量は、供給開始直後において安定しない場合がある。このため、液体Ｌ１の噴射後に粉粒体Ｓの供給を開始すると、粉粒体Ｓの供給量が安定しない状態で粉粒体Ｓが液体Ｌ１に混合される。その結果、粉粒体Ｓの濃度が所望の範囲から外れた混合液体が被試験体１００に向けて噴射されてしまう場合がある。これに対して、本実施形態では、粉粒体Ｓの供給開始後に液体Ｌ１の噴射を開始することにより、粉粒体Ｓの供給量を安定させた後に液体Ｌ１の噴射を開始することができる。従って、粉粒体Ｓの濃度が安定した混合液体を被試験体１００に向けて噴射することができる。なお、液体Ｌ１の噴射と粉粒体Ｓの供給の相互のタイミングは、上記態様に限定されるものではない。
【００６８】
上記耐候性試験装置１は、上述した構成以外の構成として、回収タンク３４をさらに備えている。なお、回収タンク３４は、本発明に係る耐候性試験装置において必須の構成ではなく、省略されてもよい。
【００６９】
回収タンク３４は、槽本体３１内に噴射された混合液体を回収するためのものである。図１に示すように、回収タンク３４は、第１回収管３５を介して槽本体３１の底部に接続されている。これにより、試験中に被試験体１００に向けて噴射された後、槽本体３１の底に溜まった混合液体を、第１回収管３５を介して回収タンク３４に集めることができる。そして、回収タンク３４に溜まった混合液体から粉粒体Ｓを分離することにより、粉粒体Ｓの再利用も可能になる。特に、スプラッシュウォーター試験において用いられるアリゾナサンドは、高価なものであるため、回収タンク３４を設けることの利点が大きい。
【００７０】
また図１に示すように、回収タンク３４は、第２回収管３６を介して混合空間３７Ａを形成する筐体３７の底部に接続されている。これにより、筐体３７の底に溜まった混合液体も回収タンク３４に集めることができる。
【００７１】
また混合液体中の粉粒体Ｓの濃度を測定する濃度測定部を設け、当該濃度測定部による測定結果をフィードバックして液体Ｌ１及び粉粒体Ｓの供給を制御してもよい。
【００７２】
＜実施形態１のまとめ＞
ここで、上記のとおり説明した実施形態１に係る耐候性試験装置１の主な特徴及び当該特徴による作用効果について列記する。
【００７３】
本実施形態に係る耐候性試験装置１は、液体Ｌ１に粉粒体Ｓが混合された混合液体を被試験体１００に向けて噴射し、被試験体１００の耐性を試験する装置である。上記耐候性試験装置１は、被試験体１００を収容する試験槽３と、被試験体１００に向けて液体Ｌ１を噴射する噴射部２１と、噴射部２１に液体Ｌ１を送る送液部２９と、を有する液体噴射ユニット２と、噴射部２１から被試験体１００に向かう液体Ｌ１の噴射軌道上に粉粒体Ｓを供給する粉粒体供給ユニット４と、を備えている。
【００７４】
上記耐候性試験装置１では、液体噴射ユニット２の噴射部２１から被試験体１００に向けて液体Ｌ１を噴射すると共に、粉粒体供給ユニット４から液体Ｌ１の噴射軌道上に粉粒体Ｓを供給する。これにより、噴射後の液体Ｌ１に粉粒体Ｓが混合されることにより混合液体が得られ、当該混合液体を被試験体１００に当てることができる。従って、粉粒体Ｓが混合される前の液体Ｌ１が送液部２９（循環配管２５、分岐配管２８、第１及び第２開閉弁２６，２８Ａ、送液ポンプ２３）により噴射部２１に送られ、噴射後の液体Ｌ１に粉粒体Ｓが混合されることにより混合液体が得られる。このため、液体噴射ユニット２の送液部２９において粉粒体Ｓによる摩耗に起因する損傷の発生を抑制することができる。従って、液体噴射ユニット２の送液部２９において粉粒体Ｓによる摩耗に対する対策を施す必要がなく、装置コストの増加を抑制することができる。
【００７５】
上記耐候性試験装置１において、粉粒体供給ユニット４は、液体Ｌ１の噴射軌道上に粉粒体Ｓを落下させることが可能な位置に配置されている。これにより、液体噴射ユニット２から噴射された液体Ｌ１の軌道上に粉粒体Ｓを落下させるだけで容易に混合液体を得ることができる。
【００７６】
上記耐候性試験装置１において、噴射部２１は、スリット状に形成された液体Ｌ１の噴射口２１Ａを有している。粉粒体供給ユニット４は、当該スリットの長さ方向Ｄ１に所定の幅Ｗ１を有し、粉粒体Ｓを落下させる落下端４１を有している。液体噴射ユニット２及び粉粒体供給ユニット４は、液体Ｌ１の噴射軌道に沿った方向Ｄ２における噴射口２１Ａと落下端４１との相対位置を可変に構成されている。これにより、噴射後の液体Ｌ１の幅Ｗ２と落下中の粉粒体Ｓの幅が一致しない場合でも、噴射口２１Ａと落下端４１の相対位置を調整することにより、落下中の粉粒体Ｓの幅と液体Ｌ１の幅Ｗ２を容易に合わせることができる。したがって、噴射後の液体Ｌ１に対して粉粒体Ｓを確実に混合させることができる。
【００７７】
上記耐候性試験装置１において、粉粒体供給ユニット４は、粉粒体Ｓを落下端４１に送る粉粒体送り部４２を有している。上記耐候性試験装置１は、粉粒体送り部４２において粉粒体Ｓを乾燥させる乾燥手段６０を備えている。これにより、粉粒体送り部４２において粉粒体Ｓを乾燥させることによって、粉粒体Ｓの流動性を維持することができる。このため、落下端４１に向かって粉粒体Ｓを確実に送ることができる。
【００７８】
上記耐候性試験装置１において、乾燥手段６０は、粉粒体Ｓを加熱するヒーター６１である。これにより、加熱によって粉粒体Ｓに含まれる水分を除去することができるため、粉粒体Ｓを確実に乾燥させることができる。
【００７９】
上記耐候性試験装置１において、液体噴射ユニット２及び粉粒体供給ユニット４は、試験槽３の外に配置されている。試験槽３は、被試験体１００を収容すると共に、液体Ｌ１の噴射軌道が通過する開口部３１Ａが形成された槽本体３１と、槽本体３１の開口部３１Ａを開閉する試験槽用シャッター３３と、を有している。被試験体１００に混合液体を噴射する試験時以外は試験槽用シャッター３３によって槽本体３１の開口部３１Ａを閉じることにより、液体噴射ユニット２及び粉粒体供給ユニット４を槽本体３１内の空間に対して隔離することができる。これにより、槽内が高温環境とされる場合などにおいて、液体噴射ユニット２及び粉粒体供給ユニット４が熱による損傷等を受けることを抑制することができる。
【００８０】
上記耐候性試験装置１は、粉粒体供給ユニット４からの粉粒体Ｓの供給（落下）が開始された後に液体噴射ユニット２からの液体Ｌ１の噴射が開始されるように、液体噴射ユニット２及び粉粒体供給ユニット４の動作を制御する制御部９０を備えている。これにより、粉粒体Ｓの供給量を安定させた後に液体Ｌ１の噴射を開始することができるため、粉粒体Ｓの濃度が安定した混合液体を被試験体１００に向けて噴射することができる。
【００８１】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係る耐候性試験装置１Ａの構成について、図３を参照して説明する。実施形態２に係る耐候性試験装置１Ａは、基本的に上記実施形態１に係る耐候性試験装置１と同様の構成を備えるが、乾燥手段６０がドライエアー供給部６４である点で異なっている。以下、上記実施形態１と異なる点についてのみ詳細に説明する。
【００８２】
図３に示すように、実施形態２に係る耐候性試験装置１Ａは、乾燥手段６０として、粉粒体Ｓにドライエアーを吹き付けるドライエアー供給部６４を備えている。このドライエアー供給部６４は、ドライエアー供給源６２と、ドライエアー供給源６２から粉粒体Ｓにドライエアーを導くドライエアー供給管６３と、を有している。
【００８３】
ドライエアー供給管６３は、ドライエアー供給源６２に接続される一端から粉粒体送り部４２内の粉粒体Ｓの上方に位置する他端（供給口６３Ａ）まで、筐体７１の壁部を貫通するように延びている。これにより、ドライエアー供給源６２からドライエアー供給管６３を介して粉粒体送り部４２内の粉粒体Ｓに対してドライエアーを吹き付けることができる。このドライエアー供給源６２の動作は、制御部９０により制御される。
【００８４】
実施形態２では、上記実施形態１のように粉粒体Ｓの乾燥のためにヒーター６１を用いる場合と異なり、ドライエアーを用いることによって粉粒体Ｓの温度変動を抑制しつつ粉粒体Ｓを乾燥させることができる。このため、乾燥後の粉粒体Ｓを液体Ｌ１に混合した場合でも、液体Ｌ１の温度が変動するのを抑制することができる。
【００８５】
また図３に示すように、粉粒体供給ユニット４は上記実施形態１と同様に粉粒体供給室７０の筐体７１に収容されており、ドライエアー供給管６３の供給口６３Ａは当該筐体７１内の空間に開口している。このため、粉粒体Ｓにドライエアーが吹き付けられた後、筐体７１内の空間をドライエアーが充満した乾燥状態にすることが可能なる。よって、粉粒体Ｓを確実に乾燥状態にすることができる。
【００８６】
また筐体７１外から筐体７１内にドライエアーを供給することにより、筐体７１内の圧力を筐体７１外よりも高くすることができる。よって、筐体７１内の空気（ドライエアーを含む）を開口部７１ＡＡを通じて筐体７１の外へ流出させることができる。このため、筐体７１内に供給されたドライエアーは、開口部７１ＡＡを通じて混合空間３７Ａ側に吹き出される。これにより、図３に示すように、試験中に開口部７１ＡＡが開いた状態であっても、筐体７１内に気体が流れ込むのを防ぐことができる。具体的には、試験中においては槽本体３１内に噴射された水の蒸発により水蒸気が発生するが、この水蒸気が筐体７１内へ流れ込むのを抑制することができる。よって、筐体７１内に流れ込んだ水蒸気が凝縮して粉粒体Ｓの流動性が悪化するのを抑制することができる。
【００８７】
（その他実施形態）
最後に、本発明のその他実施形態に係る耐候性試験装置について説明する。
【００８８】
上記実施形態１では、液体噴射ユニット２により液体Ｌ１を間欠的に噴射する場合について説明したがこれに限定されず、液体Ｌ１を常時噴射する構成であってもよい。
【００８９】
上記実施形態１では、粉粒体の一例として砂を説明したがこれに限定されない。液体噴射ユニット２の送液部２９において摩耗の問題を生じさせ得る種々の粉状体、粒状体も同様に用いることができる。
【００９０】
上記実施形態１では、粉粒体Ｓを液体Ｌ１の噴射軌道上に落下させる場合について説明したがこれに限定されず、液体Ｌ１の噴射軌道よりも下側の位置から上方に向かって粉粒体Ｓを噴射する態様でもよい。
【００９１】
上記実施形態１では、図１に示すように液体噴射ユニット２と粉粒体供給ユニット４とが別々の装置として設けられる場合について説明したが、これに限定されない。例えば、一つの混合液体噴射装置の中に液体噴射ユニット２と粉粒体供給ユニット４とがそれぞれ設けられる態様でもよい。
【００９２】
上記実施形態１では、トレー形状を有する粉粒体送り部４２について説明したが、図４に示すように、粉粒体送り部４２は、粉粒体Ｓが通過可能な中空部４２Ａが形成された構造であってもよい。これにより、トレー形状の場合に比べて、幅方向における粉粒体Ｓの厚みを均一化することができる。
【００９３】
上記実施形態１では、試験槽３に被試験体１００が収容される場合について説明したが、これに限定されない。被試験体１００を試験槽３内に収容せず、所定の部屋に設置した上で試験が行われてもよい。
【００９４】
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】
【００９５】
１，１Ａ  耐候性試験装置
２  液体噴射ユニット
３  試験槽
４  粉粒体供給ユニット
２１  噴射部
２１Ａ  噴射口
２９  送液部
３１  槽本体
３１Ａ  開口部
３３  試験槽用シャッター
４１  落下端
４２  粉粒体送り部
６０  乾燥手段
６１  ヒーター
６４  ドライエアー供給部
７０  粉粒体供給室
７１  筐体
７１ＡＡ  開口部
７２  供給室用シャッター
９０  制御部
１００  被試験体
Ｌ１  液体
Ｓ  粉粒体
【図１】
2018159654.tif 000003
【図２】
2018159654.tif 000004
【図３】
2018159654.tif 000005
【図４】
2018159654.tif 000006