(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、粉粒体が均一に混合された混合液体を被試験体に向けて噴射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、混合液体Ｌ１が通過する開口部１３が設けられた試験槽１１と、開口部１３を開閉するシャッター２０と、試験槽１１に収容された被試験体１００に向けて混合液体Ｌ１を噴射する噴射部３１と、混合液体Ｌ１が循環する循環回路４０と、循環回路４０から分岐するとともに、循環回路４０から噴射部３１に混合液体Ｌ１を導く分岐経路４１と、シャッター２０が開口部１３を閉じた状態で混合液体Ｌ１を循環回路４０において循環させる予備運転と、シャッター２０が開口部１３を開いた状態で噴射部３１から被試験体１００に混合液体Ｌ１を噴射する試験運転と、を実行する制御部６０と、を備える。【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、
前記混合液体が通過する開口部が設けられた試験槽と、
前記開口部を開閉するシャッターと、
前記試験槽に収容された前記被試験体に向けて前記混合液体を噴射する噴射部と、
前記混合液体が循環する循環回路と、
前記循環回路から分岐するとともに、前記循環回路から前記噴射部に前記混合液体を導く分岐経路と、
前記シャッターが前記開口部を閉じた状態で前記混合液体を前記循環回路において循環させる予備運転と、前記シャッターが前記開口部を開いた状態で前記噴射部から前記被試験体に前記混合液体を噴射する試験運転と、を実行する制御部と、を備えることを特徴とする、耐候性試験装置。
【請求項２】
前記分岐経路に配置されるとともに前記混合液体の流通および遮断を切り替えるバルブであって、前記制御部により制御される前記バルブをさらに備え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】
前記制御部は、前記予備運転において、前記循環回路から前記分岐経路を通じて前記噴射部に導かれる前記混合液体を、前記シャッターが前記開口部を閉じた状態で前記噴射部から噴射することを特徴とする、請求項１または２に記載の耐候性試験装置。
【請求項４】
前記循環回路において前記混合液体を循環させるための動力を発生するポンプであって、前記制御部により制御される前記ポンプをさらに備え、
前記制御部は、前記試験運転時における前記ポンプの動力よりも、前記予備運転時における前記ポンプの動力が低くなるように、前記ポンプを制御す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】
前記循環回路において前記混合液体を循環させるための動力を発生するポンプであって、前記制御部により制御される前記ポンプをさらに備え、
前記制御部は、前記予備運転において、前記ポンプの動力を調整した後に前記噴射部から前記混合液体を噴射することを特徴とする、請求項３に記載の耐候性試験装置。
【請求項６】
前記循環回路において前記混合液体を循環させるための動力を発生するポンプであって、前記制御部により制御される前記ポンプをさらに備え、
前記制御部は、前記試験運転において、前記ポンプの動力を調整した後に前記噴射部から前記混合液体を噴射す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７】
前記分岐経路における前記バルブよりも上流側から分岐するとともに、前記分岐経路から流入した前記混合液体を前記循環回路に戻す戻し経路をさらに備え、
前記制御部は、前記予備運転において、前記循環回路から前記分岐経路に流入する前記混合液体を、前記戻し経路を通じて前記循環回路に戻すことを特徴とする、請求項２に記載の耐候性試験装置。
【請求項８】
前記循環回路に配置され、前記混合液体を貯めるタンクと、
前記噴射部から前記試験槽内に噴射された前記混合液体を前記タンクに回収するための回収経路と、をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の耐候性試験装置。
【請求項９】
被試験体を収容する空間が設けられた試験槽と、前記試験槽に設けられた開口部を開閉するシャッターと、液体に粉粒体が混合された混合液体を前記被試験体に向けて噴射する噴射部と、前記混合液体が循環する循環回路と、前記循環回路から分岐するとともに前記循環回路から前記噴射部に前記混合液体を導く分岐経路と、を備えた装置を用いて、前記混合液体を前記被試験体に向けて噴射することにより前記被試験体の耐性を試験する方法であって、
前記シャッターが前記開口部を閉じた状態で前記混合液体を前記循環回路において循環させる予備運転と、前記シャッターが前記開口部を開いた状態で前記噴射部から前記被試験体に前記混合液体を噴射する試験運転と、を行うことを特徴とする、耐候性試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐候性試験装置および耐候性試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１および特許文献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各種部品の耐性を試験するための耐候性試験装置および耐候性試験方法について知られている。
【０００３】
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、塩水および泥水をそれぞれ貯留するタンクと、塩水およ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および泥水をそれぞれ導くパイプと、を備えている。
【０００４】
特許文献２には、建物の外壁材など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、粒状物や粉状物など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】
特許文献１に開示された試験装置では、ノズルからの泥水の噴射が停止されている間に、パイプ内において泥が沈殿することがある。このため、泥水の噴射を開始する際、泥が均一に混合されていない水が被試験体に向けて噴射されてしまうという問題がある。
【０００７】
特許文献２に開示された試験装置は、粉粒体と液体とを混合せず、それぞれ別々に被試験体に向けて噴射する構成となっている。ここで、自動車部品の水はね試験（以下、「スプラッシュウォーター試験」ともいう）などにおいては、水（液体）に砂（粉粒体）が混合された混合液体を噴射する必要があり、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、粉粒体が均一に混合された混合液体を被試験体に向けて噴射することが可能な耐候性試験装置および耐候性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】
【０００９】
本発明の一局面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。この耐候性試験装置は、前記混合液体が通過する開口部が設けられた試験槽と、前記開口部を開閉するシャッターと、前記試験槽に収容された前記被試験体に向けて前記混合液体を噴射する噴射部と、前記混合液体が循環する循環回路と、前記循環回路から分岐するとともに、前記循環回路から前記噴射部に前記混合液体を導く分岐経路と、前記シャッターが前記開口部を閉じた状態で前記混合液体を前記循環回路において循環させる予備運転と、前記シャッターが前記開口部を開いた状態で前記噴射部から前記被試験体に前記混合液体を噴射する試験運転と、を実行する制御部と、を備えている。
【００１０】
この耐候性試験装置によれば、被試験体に混合液体を噴射する試験運転の前に、予備運転において混合液体を循環させることにより、液体中に粉粒体が均一に混合された状態を維持することができる。そして、予備運転から試験運転に切り替えることにより、液体中に粉粒体が均一に混合された混合液体を被試験体に向けて確実に噴射することができる。したがって、より正確な試験条件の下で耐候性試験を実施することが可能になる。
【００１１】
上記耐候性試験装置は、前記分岐経路に配置されるとともに前記混合液体の流通および遮断を切り替えるバルブであって、前記制御部により制御される前記バルブをさらに備えていてもよい。
【００１２】
この構成によれば、噴射部からの混合液体の噴射およびその停止をバルブによって簡単に切り替えることができる。
【００１３】
上記耐候性試験装置では、前記制御部は、前記予備運転において、前記循環回路から前記分岐経路を通じて前記噴射部に導かれる前記混合液体を、前記シャッターが前記開口部を閉じた状態で前記噴射部から噴射してもよい。
【００１４】
循環回路から分岐する分岐経路が設けられる場合には、混合液体の噴射を停止する間に分岐経路内において液体中の粉粒体が沈殿してしまうことがある。これに対し、予備運転において、シャッターが開口部を閉じた状態で混合液体を噴射部から噴射する予備散水を行うことにより、試験運転の実行前において粉粒体が均一に混合された混合液体を分岐経路内に流すことができる。したがって、予備運転から試験運転に切り替えた後、粉粒体が均一に混合された混合液体を被試験体に向けて確実に噴射することができる。
【００１５】
上記耐候性試験装置は、前記循環回路において前記混合液体を循環させるための動力を発生するポンプであって、前記制御部により制御される前記ポンプをさらに備えていてもよい。前記制御部は、前記試験運転時における前記ポンプの動力よりも、前記予備運転時における前記ポンプの動力が低くなるように、前記ポンプを制御してもよい。
【００１６】
この構成によれば、予備運転時におけるポンプの動力を低くすることにより、省エネルギー化を図ることができる。また混合液体を循環させるポンプの動力を低くすることにより、上記予備散水を行う場合には、噴射部から噴射される混合液体の勢いを小さくすることもできる。これにより、予備散水時にシャッターに当たる混合液体の勢いが小さくなるため、シャッターの損傷を少なくすることができる。
【００１７】
上記耐候性試験装置は、前記循環回路において前記混合液体を循環させるための動力を発生するポンプであって、前記制御部により制御される前記ポンプをさらに備えていてもよい。前記制御部は、前記予備運転において、前記ポンプの動力を調整した後に前記噴射部から前記混合液体を噴射してもよい。
【００１８】
この構成によれば、予備散水を行うに際して、ポンプの動力によって流量が確実に調整された混合液体を噴射することができる。
【００１９】
上記耐候性試験装置は、前記循環回路において前記混合液体を循環させるための動力を発生するポンプであって、前記制御部により制御される前記ポンプをさらに備えていてもよい。前記制御部は、前記試験運転において、前記ポンプの動力を調整した後に前記噴射部から前記混合液体を噴射してもよい。
【００２０】
この構成によれば、ポンプの動力によって流量が確実に調整された混合液体を被試験体に噴射することができる。したがって、正確な試験条件の下で耐候性試験を実施することが可能になる。
【００２１】
上記耐候性試験装置は、前記分岐経路における前記バルブよりも上流側から分岐するとともに、前記分岐経路から流入した前記混合液体を前記循環回路に戻す戻し経路をさらに備えていてもよい。前記制御部は、前記予備運転において、前記循環回路から前記分岐経路に流入する前記混合液体を、前記戻し経路を通じて前記循環回路に戻してもよい。
【００２２】
この構成によれば、予備運転において、予備散水を行わなくても、粉粒体が均一に混合された混合液体を分岐経路内に（バルブの入口まで）流すことができる。したがって、予備散水を行わなくても、予備運転から試験運転に切り替えた後に粉粒体が均一に混合された混合液体を噴射することができる。
【００２３】
上記耐候性試験装置は、前記循環回路に配置され、前記混合液体を貯めるタンクと、前記噴射部から前記試験槽内に噴射された前記混合液体を前記タンクに回収するための回収経路と、をさらに備えていてもよい。
【００２４】
この構成によれば、試験槽内に噴射された混合液体の再利用が可能になる。
【００２５】
本発明の他局面に係る耐候性試験方法は、被試験体を収容する空間が設けられた試験槽と、前記試験槽に設けられた開口部を開閉するシャッターと、液体に粉粒体が混合された混合液体を前記被試験体に向けて噴射する噴射部と、前記混合液体が循環する循環回路と、前記循環回路から分岐するとともに前記循環回路から前記噴射部に前記混合液体を導く分岐経路と、を備えた装置を用いて、前記混合液体を前記被試験体に向けて噴射することにより前記被試験体の耐性を試験する方法である。この方法は、前記シャッターが前記開口部を閉じた状態で前記混合液体を前記循環回路において循環させる予備運転と、前記シャッターが前記開口部を開いた状態で前記噴射部から前記被試験体に前記混合液体を噴射する試験運転と、を行う。
【００２６】
この方法によれば、被試験体に混合液体を噴射する試験運転の前に、予備運転において混合液体を循環させることにより、液体中に粉粒体が均一に混合された状態を維持することができる。そして、予備運転から試験運転に切り替えることにより、液体中に粉粒体が均一に混合された混合液体を被試験体に向けて確実に噴射することができる。したがって、より正確な試験条件の下で耐候性試験を実施することが可能になる。
【発明の効果】
【００２７】
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、粉粒体が均一に混合された混合液体を被試験体に向けて噴射することが可能な耐候性試験装置および耐候性試験方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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模式的に示す図である。
【図２】上記耐候性試験装置により実行される予備運転および試験運転をそれぞれ示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施形態２に係る耐候性試験装置における散水部の構成を模式的に示す図である。
【図４】本発明のその他実施形態に係る耐候性試験装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】本発明のその他実施形態に係る耐候性試験装置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】
【００２９】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る耐候性試験装置および耐候性試験方法について詳細に説明する。
【００３０】
（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を主に参照して説明する。図１は、耐候性試験装置１の主要な構成要素を模式的に示している。
【００３１】
耐候性試験装置１は、液体に粉粒体が混合された混合液体Ｌ１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。具体的には、耐候性試験装置１は、車載機器のスプラッシュウォーター試験用の装置であって、０℃以上４℃以下に温調された冷水または冷塩水（液体）に砂（粉粒体）が混合された砂水（混合液体Ｌ１）を、被試験体１００に向けて所定のインターバルで噴射する。
【００３２】
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種であって、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。この試験においては、冷水に砂が混合された砂水を被試験体１００に当てることにより、自動車の路上運転時における水はねを再現した試験を行うことができる。
【００３３】
図１に示すように、耐候性試験装置１は、被試験体１００を所定の温度環境下において保持する恒温器１０と、シャッター２０と、被試験体１００に混合液体Ｌ１を噴射する散水部３０と、制御部６０と、を主に備えている。以下、これらの構成要素についてそれぞれ説明する。
【００３４】
恒温器１０は、被試験体１００が収容される内部空間Ｓ１が設けられた試験槽１１と、この試験槽１１に隣接して配置されるとともに、試験槽１１の内部空間Ｓ１を温調する空調部１２と、を有している。被試験体１００は、例えば、自動車のエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ；Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）などの車載機器であって、試験槽１１内に配置される支持台（図示しない）の上面に設置される。なお、被試験体１００は、自動車のＥＣＵに限定されるものではない。
【００３５】
恒温器１０においては、空調部１２によって、試験槽１１の内部空間Ｓ１を、例えば自動車のエンジンルームを想定した高温環境（約１５０℃）に温調することができる。なお、本発明の耐候性試験装置において、空調部１２は必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。
【００３６】
試験槽１１は、断熱壁構造を有しており、散水部３０側の槽壁１１Ａにおいて開口部１３が設けられている。散水部３０から供給される混合液体Ｌ１は、この開口部１３を通過して試験槽１１内に噴射される。また図１に示すように、試験槽１１の上部には、試験槽１１内で蒸発した水を当該試験槽１１の外へ逃がすための蒸気逃がし孔１４が設けられている。
【００３７】
シャッター２０は、試験槽１１の開口部１３を開閉するものであり、内部空間Ｓ１において槽壁１１Ａに隣接して配置されている。図１に示すように、槽壁１１Ａの内面とシャッター２０の表面との間には隙間が空いている。
【００３８】
シャッター２０は、槽壁１１Ａの内面に沿って上下に移動するように、制御部６０によって制御される。シャッター２０が下りることにより開口部１３が開いた状態となり、一方、シャッター２０が上がることにより開口部１３が閉じた状態（開口部１３がシャッター２０により塞がれた状態）となる。
【００３９】
シャッター２０は、例えば断熱部材により構成されている。このため、シャッター２０によって開口部１３を塞ぐことにより、高温の内部空間Ｓ１と低温の散水部３０側の領域とを熱的に遮断することができるため、散水部３０を構成する各機器が試験槽１１内の熱気によって損傷を受けるのを防ぐことができる。なお、シャッター２０は、断熱部材により構成されるものに限定されず、任意の材料により構成されるものを用いることができる。
【００４０】
散水部３０は、試験槽１１内に混合液体Ｌ１を噴射するものであって、噴射部３１と、バルブ５０と、循環回路４０と、分岐経路４１と、流量計４２と、ポンプ７０と、タンク７１と、を主に有している。循環回路４０は、混合液体Ｌ１を循環させる配管によって構成されており、図１に示すように、タンク７１およびポンプ７０がそれぞれ配置されている。
【００４１】
タンク７１は、混合液体Ｌ１を一時的に貯めるものであって、スプラッシュウォーター試験に必要な水量に応じたタンク容積を有している。タンク７１には、混合液体Ｌ１の入口７１Ａおよび混合液体Ｌ１の出口７１Ｂがそれぞれ設けられており、入口７１Ａおよび出口７１Ｂには、循環回路４０を構成する配管の両端部がそれぞれ接続されている。これにより、出口７１Ｂから流出した混合液体Ｌ１を、循環回路４０を通過させた後、入口７１Ａからタンク７１内に戻すことができる。
【００４２】
なお、図示は省略するが、タンク７１には、タンク７１内において混合液体Ｌ１を撹拌するための撹拌部、混合液体Ｌ１を加温するヒータなどの加温部、および混合液体Ｌ１を冷却する冷凍機などの冷却部が設けられていてもよい。
【００４３】
ポンプ７０は、循環回路４０において混合液体Ｌ１を循環させる動力を発生するものであって、混合液体Ｌ１の循環方向においてタンク７１の下流側に配置されている。ポンプ７０は、例えばインバータモーターにより駆動されるものであって、制御部６０によってその運転周波数が制御される。このように、ポンプ７０の運転周波数を制御することにより、循環回路４０を流れる混合液体Ｌ１の流量を調整することができる。なお、ポンプ７０は、インバータモーター式のものに限定されない。
【００４４】
分岐経路４１は、循環回路４０から分岐した配管により構成されており、バルブ５０および流量計４２がそれぞれ配置されている。図１に示すように、分岐経路４１は、循環回路４０におけるポンプ７０の吐出口とタンク７１の入口７１Ａとの間に位置する部位Ｐ１に一端が接続されるとともに、他端に噴射部３１が配置されている。分岐経路４１は、当該部位Ｐ１から上方に延びた後、試験槽１１に向かって水平方向に延びている。これにより、循環回路４０の部位Ｐ１から分岐経路４１に混合液体Ｌ１を流入させ、当該混合液体Ｌ１を分岐経路４１を通じて噴射部３１に導くことができる。
【００４５】
バルブ５０は、分岐経路４１における混合液体Ｌ１の流通および遮断を切り替えるものである。バルブ５０は、例えばピンチバルブであって、ダイヤフラムを空気によって膨らませることにより分岐経路４１内の流路を遮断し、また当該ダイヤフラムから空気を抜くことにより分岐経路４１内の流路を開放するように構成されている。バルブ５０の開閉は、制御部６０によって制御される。
【００４６】
噴射部３１は、被試験体１００に向けて混合液体Ｌ１を噴射するノズルであって、ポンプ７０およびタンク７１よりも上方に配置されている。図１に示すように、噴射部３１は、試験槽１１における槽壁１１Ａの外面から水平方向に延設された板材により規定される噴射室Ｓ２内に配置されるとともに、噴射口３１Ａが試験槽１１の開口部１３に臨むように配置されている。シャッター２０が下がって開口部１３が開いた時は内部空間Ｓ１と噴射室Ｓ２とは互いに連通した状態となり、シャッター２０が上がって開口部１３が閉じた時は内部空間Ｓ１と噴射室Ｓ２とは互いに隔離された状態となる。
【００４７】
耐候性試験装置１は、噴射部３１から試験槽１１内に噴射された混合液体Ｌ１をタンク７１に回収するための回収経路８０をさらに備えている。図１に示すように、回収経路８０は、一端が試験槽１１の底部に接続されるとともに、他端がタンク７１の壁部に接続されている。これにより、噴射部３１から噴射されて試験槽１１の底部に溜まった混合液体Ｌ１を、回収経路８０を通じてタンク７１に回収することができるため、混合液体Ｌ１の再利用が可能になる。なお、回収経路８０は、本発明の耐候性試験装置において必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。
【００４８】
制御部６０は、例えばパーソナルコンピュータにより構成されており、シャッター２０の開閉動作（上下移動）、バルブ５０の開閉動作、およびポンプ７０の運転周波数をそれぞれ制御可能に構成されている。本実施形態に係る耐候性試験装置１は、制御部６０がシャッター２０、バルブ５０およびポンプ７０をそれぞれ制御することにより、シャッター２０が開口部１３を閉じた状態で混合液体Ｌ１を循環回路４０において循環させる予備運転と、シャッター２０が開口部１３を開いた状態で噴射部３１から被試験体１００に混合液体Ｌ１を噴射する試験運転と、を実行可能に構成されている。詳細は、以下の本実施形態に係る耐候性試験方法において説明する。
【００４９】
次に、上記耐候性試験装置１を用いて行われる、本実施形態に係る耐候性試験方法について、図２のタイミングチャートに基づいて説明する。この耐候性試験方法は、上記耐候性試験装置１を用いて、混合液体Ｌ１を被試験体１００に向けて噴射することにより被試験体１００の耐性を試験する方法である。この試験方法では、所定の時間間隔で所定の時間だけ試験運転を行うとともに、試験運転の直前に予備運転を行う。このため、試験運転終了後から次の予備運転を開始するまでの間に待機運転が行われる。
【００５０】
図２のタイミングチャートでは、左から右に向かって時間の流れを示すとともに、ポンプ７０の運転周波数の変化、バルブ５０の開閉およびシャッター２０の開閉のそれぞれのタイミングを示している。
【００５１】
まず、待機運転においては、制御部６０は、バルブ５０およびシャッター２０をそれぞれ閉じるとともに、第１運転周波数（例えば３９．８Ｈｚ）でポンプ７０を運転する。この運転周波数は、試験運転時の運転周波数と同じである。待機運転中は、混合液体Ｌ１がポンプ７０の第１運転周波数に応じた流量で循環回路４０内を循環する一方、噴射部３１から混合液体Ｌ１は噴射されない。つまり、タンク７１の出口７１Ｂから流出した混合液体Ｌ１は循環回路４０を通じて入口７１Ａからタンク７１内に戻される。これによって、混合液体Ｌ１が撹拌されるため、待機運転中に液体中の粉粒体が沈殿するのを抑制することができる。
【００５２】
次に、待機運転から予備運転に切り替わる。予備運転においては、まず、制御部６０は、バルブ５０およびシャッター２０をそれぞれ閉じた状態で、ポンプ７０の運転周波数を第１運転周波数から第１運転周波数よりも小さい第２運転周波数（例えば２０．０Ｈｚ）まで低下させる。具体的には、図２に示すように、制御部６０は、ポンプ７０の運転周波数を第１運転周波数から第２運転周波数まで線形的に低下させる。これにより、混合液体Ｌ１は、ポンプ７０の第２運転周波数に応じた流量（第１運転周波数に応じた流量よりも少ない流量）で循環回路４０内を循環する。
【００５３】
そして、ポンプ７０の運転周波数が第２運転周波数に調整された後、制御部６０は、シャッター２０を閉じた状態でバルブ５０を開く。これにより、試験槽１１の開口部１３がシャッター２０により閉じられた状態で（図１中の一点鎖線で示すシャッター２０）、混合液体Ｌ１が第２運転周波数に応じた流量で循環回路４０において循環するとともに、当該混合液体Ｌ１が循環回路４０の部位Ｐ１から分岐経路４１内に流入する。そして、循環回路４０から分岐経路４１を通じて噴射部３１に導かれる混合液体Ｌ１が、噴射部３１から試験槽１１内に向けて噴射される。
【００５４】
このとき、シャッター２０により開口部１３が閉じられているため、噴射部３１から噴射された混合液体Ｌ１は、被試験体１００には当たらず、シャッター２０の表面に当たる。そして、シャッター２０の表面に当たった混合液体Ｌ１は、シャッター２０の表面と槽壁１１Ａの内面との隙間を流れ落ちて試験槽１１の底部に導かれる。つまり、実施形態１における予備運転では、混合液体Ｌ１を循環回路４０において循環させるとともに、混合液体Ｌ１を、被試験体１００に当たらないように噴射部３１から噴射する予備散水が行われる。
【００５５】
この予備散水によって、分岐経路４１内に存在する空気を噴射口３１Ａから外に追い出すことができる。また待機運転中には、分岐経路４１内において混合液体Ｌ１が流れないため、水中の砂が沈殿することがあるが、この予備散水を行うことによって、水中に砂が均一に混合した混合液体Ｌ１を分岐経路４１内に流すことができる。なお、試験槽１１の底部に溜まった混合液体Ｌ１は、回収経路８０を通じてタンク７１に回収される。
【００５６】
上記予備散水が所定時間行われた後（１サイクル目は６秒間、２サイクル目以降は３秒間）、制御部６０によってバルブ５０が閉じられることにより、予備運転が終了する。ここで、バルブ５０はピンチバルブであるため、バルブ５０を閉じる時に噴射部３１から混合液体Ｌ１が勢いよく試験槽１１側に飛散することがある。しかし、上記のとおり予備運転中はシャッター２０が閉じた状態であるため、バルブ５０を閉じる際に飛散した混合液体Ｌ１が被試験体１００に当たるのを防止することができる。
【００５７】
次に、予備運転から試験運転に切り替わる。試験運転においては、まず、制御部６０は、バルブ５０およびシャッター２０をそれぞれ閉じた状態で、ポンプ７０の運転周波数を第２運転周波数から第１運転周波数まで増加させる。具体的には、図２に示すように、制御部６０は、ポンプ７０の運転周波数を第２運転周波数から第１運転周波数まで線形的に増加させる。これにより、混合液体Ｌ１は、ポンプ７０の第１運転周波数に応じた流量（第２運転周波数に応じた流量よりも多い流量）で循環回路４０内を循環する。つまり、本実施形態においては、制御部６０は、試験運転時におけるポンプ７０の運転周波数（第１運転周波数）よりも、予備運転時におけるポンプ７０の運転周波数（第２運転周波数）が低くなるように、ポンプ７０を制御する。
【００５８】
そして、ポンプ７０の運転周波数が第１運転周波数に調整された後、制御部６０は、バルブ５０を閉じた状態でシャッター２０を開く。そして、シャッター２０が開いてから所定時間（例えば１秒間）経過した後、制御部６０はバルブ５０を開く。これにより、シャッター２０により試験槽１１の開口部１３が開かれた状態で、噴射部３１から混合液体Ｌ１が被試験体１００に向けて噴射される。噴射された混合液体Ｌ１は、試験槽１１の開口部１３を通過して試験槽１１内に導かれ、被試験体１００に当たる（試験散水）。なお、試験運転中においても、混合液体Ｌ１は循環回路４０内において常時循環する。
【００５９】
上記試験散水が所定時間行われた後（例えば３秒間）、制御部６０によってバルブ５０が閉じられ、続いてシャッター２０が閉じられる。これにより、試験運転が終了する。上記した待機運転、予備運転および試験運転が１つの試験サイクルを構成し、この試験サイクルが所定回数だけ繰り返される。
【００６０】
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の特徴および作用効果について列記する。
【００６１】
実施形態１に係る耐候性試験装置１は、液体に粉粒体が混合された混合液体Ｌ１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。この耐候性試験装置１は、混合液体Ｌ１が通過する開口部１３が設けられた試験槽１１と、開口部１３を開閉するシャッター２０と、試験槽１１に収容された被試験体１００に向けて混合液体Ｌ１を噴射する噴射部３１と、混合液体Ｌ１が循環する循環回路４０と、循環回路４０から分岐するとともに、循環回路４０から噴射部３１に混合液体Ｌ１を導く分岐経路４１と、シャッター２０が開口部１３を閉じた状態で混合液体Ｌ１を循環回路４０において循環させる予備運転と、シャッター２０が開口部１３を開いた状態で噴射部３１から被試験体１００に混合液体Ｌ１を噴射する試験運転と、を実行する制御部６０と、を備える。
【００６２】
実施形態１に係る耐候性試験方法は、上記耐候性試験装置１を用いて、混合液体Ｌ１を被試験体１００に向けて噴射することにより被試験体１００の耐性を試験する方法であって、シャッター２０が開口部１３を閉じた状態で混合液体Ｌ１を循環回路４０において循環させる予備運転と、シャッター２０が開口部１３を開いた状態で噴射部３１から被試験体１００に混合液体Ｌ１を噴射する試験運転と、を行う。
【００６３】
この特徴によれば、被試験体１００に混合液体Ｌ１を噴射する試験運転の前に、予備運転において混合液体Ｌ１を循環させることにより、液体中に粉粒体が均一に混合された状態を維持することができる。そして、予備運転から試験運転に切り替えることにより、液体中に粉粒体が均一に混合された混合液体Ｌ１を被試験体１００に向けて確実に噴射することができる。したがって、より正確な試験条件の下で耐候性試験を実施することが可能になる。
【００６４】
上記耐候性試験装置１は、分岐経路４１に配置されるとともに混合液体Ｌ１の流通および遮断を切り替えるバルブ５０であって、制御部６０により制御されるバルブ５０を備えている。これにより、噴射部３１からの混合液体Ｌ１の噴射およびその停止をバルブ５０によって簡単に切り替えることができる。
【００６５】
上記耐候性試験装置１において、制御部６０は、予備運転において、循環回路４０から分岐経路４１を通じて噴射部３１に導かれる混合液体Ｌ１を、シャッター２０が開口部１３を閉じた状態で噴射部３１から噴射する。
【００６６】
循環回路４０から分岐する分岐経路４１が設けられる場合には、混合液体Ｌ１の噴射を停止する間に分岐経路４１内において液体中の粉粒体が沈殿してしまうことがある。これに対し、予備運転において、シャッター２０が開口部１３を閉じた状態で混合液体Ｌ１を噴射部３１から噴射する予備散水を行うことにより、試験運転の実行前において粉粒体が均一に混合された混合液体Ｌ１を分岐経路４１内に流すことができる。したがって、予備運転から試験運転に切り替えた後、粉粒体が均一に混合された混合液体Ｌ１を被試験体１００に向けて確実に噴射することができる。
【００６７】
上記耐候性試験装置１は、循環回路４０において混合液体Ｌ１を循環させるための動力を発生するポンプ７０であって、制御部６０により制御されるポンプ７０を備えている。制御部６０は、試験運転時におけるポンプ７０の動力よりも、予備運転時におけるポンプ７０の動力が低くなるように、ポンプ７０を制御する。
【００６８】
これにより、予備運転時におけるポンプ７０の動力を低くすることによって、省エネルギー化を図ることができる。また混合液体Ｌ１を循環させるポンプ７０の動力を低くすることにより、予備散水を行う場合に噴射部３１から噴射される混合液体Ｌ１の勢いを小さくすることもできる。これにより、予備散水時にシャッター２０に当たる混合液体Ｌ１の勢いが小さくなるため、シャッター２０の損傷を少なくすることができる。
【００６９】
上記耐候性試験装置１において、制御部６０は、予備運転において、ポンプ７０の動力を調整した後に噴射部３１から混合液体Ｌ１を噴射してもよい。これにより、予備散水を行うに際して、ポンプ７０の動力によって流量が確実に調整された混合液体Ｌ１を噴射することができる。
【００７０】
上記耐候性試験装置１において、制御部６０は、試験運転において、ポンプ７０の動力を調整した後に噴射部３１から混合液体Ｌ１を噴射してもよい。これにより、ポンプ７０の動力によって流量が確実に調整された混合液体Ｌ１を被試験体１００に噴射することができる。したがって、正確な試験条件の下で耐候性試験を実施することが可能になる。
【００７１】
上記耐候性試験装置１は、循環回路４０に配置され、混合液体Ｌ１を貯めるタンク７１と、噴射部３１から試験槽１１内に噴射された混合液体Ｌ１をタンク７１に回収するための回収経路８０と、を備えている。これにより、混合液体Ｌ１の再利用が可能になる。
【００７２】
（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および耐候性試験方法について、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は、基本的に上記実施形態１において説明した耐候性試験装置１と同様の構成を備えているが、散水部の細部において異なっている。以下、上記実施形態１と異なる点についてのみ説明する。
【００７３】
図３は、実施形態２に係る耐候性試験装置における散水部３０Ａの構成のみを示しており、恒温器１０（図１）の構成は省略している。図３に示すように、実施形態２における散水部３０Ａは、上記実施形態１と同様に、混合液体Ｌ１を循環させる循環回路４０を有する。図３に示すように、実施形態２における循環回路４０には、タンク７１およびポンプ７０に加えて、ジャケット部９０がさらに配置されている。図３に示すように、循環回路４０においてタンク７１の出口７１Ｂとジャケット部９０の入口９０Ａとの間の部位には、ポンプ７０と、その下流側に位置する流量計５４と、がそれぞれ設けられている。
【００７４】
ジャケット部９０は、バルブ５０−１および噴射部３１を収容する筒状部材であって、その内部に混合液体Ｌ１を流入可能となっている。これにより、待機運転中においても、噴射部３１の近傍の温度を、温調された混合液体Ｌ１の温度に調整することができる。
【００７５】
分岐経路４１は、循環回路４０におけるポンプ７０の吐出口とジャケット部９０の入口９０Ａとの間の部位Ｐ２から分岐するとともにジャケット部９０内に延びており、その延出端に噴射部３１が配置されている。図３に示すように、分岐経路４１におけるジャケット部９０の外側に位置する部位には流量計４２が配置されており、分岐経路４１におけるジャケット部９０の内側に位置する部位にはバルブ５０−１が配置されている。
【００７６】
実施形態２における散水部３０Ａは、分岐経路４１におけるバルブ５０−１よりも上流側から分岐するとともに、分岐経路４１から流入した混合液体Ｌ１を循環回路４０に戻す戻し経路９５をさらに備えている。図３に示すように、戻し経路９５は、一端が分岐経路４１におけるバルブ５０−１の直ぐ上流側の部位Ｐ４（バルブ５０−１と流量計４２との間の部位であってバルブ５０−１の入口近傍の部位）に接続されるとともに、他端が循環回路４０におけるジャケット部９０の出口９０Ｂとタンク７１の入口７１Ａとの間の部位Ｐ３に接続されている。また、当該戻し経路９５には、上述のバルブ５０−１とは真逆の開閉動作を行うバルブ５０−２が配置されている。つまり、バルブ５０−１が閉じている間にバルブ５０−２が開き、バルブ５０−１が開いている間にバルブ５０−２が閉じる。これにより、部位Ｐ４において分岐経路４１から戻し経路９５内に流入した混合液体Ｌ１を、当該戻し経路９５を通じて循環回路４０に戻すことができるとともに、噴射部３１に正確な量の混合液体Ｌ１を送ることができる。なお、戻し経路９５の一端が接続される部位Ｐ４は、流量計４２よりも上流側であってもよい。
【００７７】
戻し経路９５は、循環回路４０および分岐経路４１よりも配管径が小さくなっている。具体的には、循環回路４０および分岐経路４１の配管径が１インチであるのに対し、戻し経路９５の配管径が１／４〜３／８インチとなっている。
【００７８】
実施形態２における耐候性試験方法は、以下のようにして行われる。
【００７９】
まず、予備運転においては、制御部６０（図１）は、バルブ５０−１およびシャッター２０（図１）を閉じた状態で、ポンプ７０を第１運転周波数で運転する。これにより、シャッター２０が開口部１３（図１）を閉じた状態で、混合液体Ｌ１が第１運転周波数に応じた流量で循環回路４０において循環する。
【００８０】
そして、実施形態２の予備運転においては、循環回路４０の部位Ｐ２から分岐経路４１に流入した混合液体Ｌ１は、噴射部３１から噴射されず、部位Ｐ４（バルブ５０−１の入口）において戻し経路９５に流入する。そして、この混合液体Ｌ１は、戻し経路９５を通じて循環回路４０に戻る。つまり、実施形態２の予備運転においては、予備散水が行われず、バルブ５０−１の入口まで混合液体Ｌ１が流れる。
【００８１】
次に、予備運転から試験運転に切り替わると、制御部６０は、ポンプ７０を第１運転周波数で運転したまま、バルブ５０−１およびシャッター２０（図１）をそれぞれ開き、バルブ５０−２を閉じる。これにより、シャッター２０が開口部１３（図１）を開いた状態で噴射部３１から被試験体１００に混合液体Ｌ１が噴射される。
【００８２】
以上の通り、実施形態２においては、予備運転においてバルブ５０−１の入口まで混合液体Ｌ１が流れる。これにより、予備運転において、予備散水を行わなくても、粉粒体が均一に混合された混合液体Ｌ１を分岐経路４１内に（バルブ５０−１の入口まで）流すことができる。したがって、予備散水を行わなくても、予備運転から試験運転に切り替えた後に粉粒体が均一に混合された混合液体Ｌ１を噴射することができる。
【００８３】
また上記のとおり、戻し経路９５は、循環回路４０および分岐経路４１よりも配管径が小さい。このため、部位Ｐ２からジャケット部９０側に流れる混合液体Ｌ１の流量は、部位Ｐ２から分岐経路４１内に流入する混合液体Ｌ１の流量よりも大きくなる。したがって、ジャケット部９０に流入する混合液体Ｌ１の流量を確保することができるため、ジャケット部９０内における混合液体Ｌ１の淀みの発生を防ぐことができる。
【００８４】
また試験運転においては、バルブ５０−１が開き、バルブ５０−２が閉じるため、噴射部３１には、流量計４２で計測された流量が全て与えられることになる。このため、スプラッシュウォーター試験に必要な混合液体Ｌ１の噴射流量を確保することができる。なお、予備運転と試験運転でポンプ７０の運転周波数を変えてもよい。
【００８５】
（その他実施形態）
最後に、本発明のその他実施形態について説明する。
【００８６】
図４に示すように、上記実施形態１で説明した耐候性試験装置１において、分岐経路４１に一端が接続された逃がし配管９１と、逃がし配管９１の他端に接続されるとともに水Ｌ２が貯留された膨張タンク９２と、を設けてもよい。水Ｌ２の液面には、例えばウレタン製のゴム膜９３が配置される。
【００８７】
これらは、バルブ５０を閉じる際に起こり得るウォーターハンマへの対策として設けられている。つまり、バルブ５０を閉じることによって分岐経路４１内の流路が突然閉塞されたときでも、混合液体Ｌ１を逃がし配管９１を通じて膨張タンク９２側に流入させることができる。このとき、ゴム膜９３が下側から水圧を受けることによって上方に動き、その結果、ゴム膜９３より上側にある空気が圧縮される。これにより、バルブ５０を閉じるときの分岐経路４１の配管のダメージを抑制することができる。
【００８８】
図５に示すように、回収経路８０は、噴射室Ｓ２を規定する板材とタンク７１の壁部とを接続するように設けられていてもよい。この場合、予備散水中に噴射室Ｓ２内に溜まった混合液体Ｌ１を回収経路８０を通じてタンク７１に回収することができる。
【００８９】
上記実施形態１では、試験運転時におけるポンプ７０の運転周波数よりも、予備運転時におけるポンプ７０の運転周波数が低くなるように制御する場合について説明したがこれに限定されず、予備運転時においてもポンプ７０を試験運転時と同じ第１運転周波数で駆動させてもよい。
【００９０】
槽壁１１Ａの内面とシャッター２０の表面との間の隙間が無くてもよい。
【００９１】
シャッター２０の開閉動作は、制御部６０による自動制御ではなく、手動制御可能となっていてもよい。
【００９２】
噴射部３１は、ジャケット部９０内に配置されてもよいし、ジャケット部９０の外に配置されてもよい。つまり、上記実施形態１において噴射部３１がジャケット部９０内に配置されてもよいし、上記実施形態２においてジャケット部９０が省略されてもよい。
【００９３】
混合液体Ｌ１に含まれる粉粒体は砂に限定されるものではなく、本発明の耐候性試験装置はスプラッシュウォーター試験用の装置に限定されるものではない。
【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およ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  耐候性試験装置
１１  試験槽
１３  開口部
２０  シャッター
４０  循環回路
４１  分岐経路
５０  バルブ
６０  制御部
７０  ポンプ
７１  タンク
８０  回収経路
９５  戻し経路
１００  被試験体
Ｌ１  混合液体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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