(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験体を収容する筒状の本体と、前記本体の上面側を覆うフードとを有し、前記フードの下面は、水平面に対する傾斜角度が３０度以上の領域が、前記フードの下面の全体の８０％以上となるように形成され、前記試験体は、表面に試験材料を有する板状に形成され、前記試験体は、前記本体の内部に、側方から水平に支持されるとともに、その下面が前記本体の下端の高さに配置されていることを特徴とする大気暴露試験容器。
【請求項２】
請求項１に記載の大気暴露試験容器において、
前記試験材料は前記試験体の上面に設置され、前記試験体の上面には、前記試験材料の外周に沿って排水用の溝が形成されていることを特徴とする大気暴露試験容器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の大気暴露試験容器において、
前記試験材料は前記試験体の上面に設置され、前記試験体の上面には、前記試験材料の外周から前記試験体の外周に向けて低くなる排水用の傾斜が形成されていることを特徴とする大気暴露試験容器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の大気暴露試験容器を複数有することを特徴とする大気暴露試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気暴露試験容器および大気暴露試験装置に係り、遮へい暴露試験用の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁その他の鉄鋼構造物においては、開放大気環境下での耐候性・耐食性を考慮することが要求される。
これらの耐候性・耐食性の評価には、日本工業規格ＪＩＳＺ２３８１「大気暴露試験方法通則」（非特許文献１）が利用される。
【０００３】
橋梁などの構造物では、外面は太陽光や風雨に曝されるため、前述した規格のなかでも「直接暴露試験」による評価が好ましい。一方、橋桁下面側や内側は太陽光や風雨に曝されにくく、構造物表面の残留塩分等が耐候性に影響する。従って、これらの残留塩分等を流失させる風雨などの影響を避けられる「遮へい暴露試験」が好ましい。
【０００４】
遮へい暴露試験には、試験材料である試験片を、所期の遮蔽性能を有する暴露容器あるいは暴露架台に収容した大気暴露試験装置が用いられる。
例えば、試験片として試験材料を小型の矩形板状に形成したワッペンを用い、暴露容器として百葉箱に類似の筐体を用い、通気は得るようにしつつ風雨の影響を避けるようにしたものが知られている（非特許文献２）。
【０００５】
なかでも、非特許文献２の第４５〜４６頁に記載された「円筒形暴露容器」は、塩化ビニル製の小型容器内にワッペン試験片を収容し、風雨の直接的な暴露を避けつつ通気が得られるようにしている。
このようなコンパクトな大気暴露試験装置であれば、電柱などの高所などにも取り付けて使用することができ、多様な環境への暴露試験の適用が可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】日本工業規格ＪＩＳＺ２３８１：２００１「大気暴露試験方法通則」、一般財団法人日本規格協会
【非特許文献２】「耐候性鋼橋梁の適用性評価と防食予防安全」平成２１年９月、社団法人日本鋼構造協会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した非特許文献１に記載の暴露試験装置は比較的大型の略直方体形状の覆いの中に小型の試験片を内部のフレームに多数設置した装置となっている。しかしながら覆いの天板の角度が規定されていないため、天板下面からの結露により試験結果がばらつく問題がある。また比較的大型の試験装置を用いるため天板には製作時にうねりが生じてしまい試験片の設置位置によりさらに結果がばらつく、さらには試験片の設置高さも規定されておらず、試験装置の覆いの形状が四角形となっているので、風の影響が装置ごとに異なるほか試験片の設置位置によって風の影響も異なる問題がある。
【０００８】
また、前述した百葉箱に類似の筐体を用いた試験では、台風などの強風時に廂に付着した結露や雨水が風によって筐体内に進入し試験片に付着するため、試験結果に大きなばらつきをもたらす問題がある。
【０００９】
前述した円筒形暴露容器では、円錐台状の筒体の上面開口に沿ってワイヤでワッペン試験片の四隅を吊り下げ支持し、その上面側をさらに円筒状のカバーで覆い、風雨の直接的な暴露を回避している。
しかし、気候条件によっては、カバーの内側に結露が生じ、この結露水分が滴下して試験片にかかる可能性がある。
このような水分滴下により、試験片の表面の付着塩分等が流失すると、適切な試験結果が得られない可能性がでてくる。さらに、水分滴下が特定の部位に限られる場合など、周囲の他の試験片との比較結果が適切でなくなる可能性があり信頼性が高い結果を得られなかった。
【００１０】
本発明の目的は、容器がコンパクトかつ結露水分の影響および風向の影響を回避できる大気暴露試験容器および大気暴露試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の大気暴露試験容器は、試験体を収容する筒状の本体と、前記本体の上面側を覆うフードとを有し、前記フードの下面は、水平面に対する傾斜角度が３０度以上の領域が、前記フードの下面の全体の８０％以上となるように形成され、前記試験体は、表面に試験材料を有する板状に形成され、前記試験体は、前記本体の内部に、側方から水平に支持されるとともに、その下面が前記本体の下端の高さに配置されていることを特徴とする。
【００１２】
このような本発明では、本体の内部に支持された試験体は、フードにより覆われて遮へい暴露試験とすることができる。この際、フードの下面、つまり試験体に向き合う内側面は、水平面に対して３０度以上の角度で傾斜されており、この面に結露が生じ、水滴が成長して滴下する程度の大きさに至ったとしても、この水滴は傾斜した下面を伝って下方へ流下する。従って、フードの下面に結露を生じても、水滴として滴下することを防止でき、試験体に対する結露水分の影響を解消することができる。
【００１３】
本発明フードの形状としては、円錐状または角錐状とすることができる。また、フードとしては、半球状あるいはこれを上下に引き延ばした形状、円錐台状などとしてもよい。
フードの先端には、本体よりも小径の筒状の支持部を形成してもよい。あるいは、円錐状または角錐状のフードの先端に、小径の半球状を形成してもよい。
【００１４】
これらの各形状の一部（半球状や円錐台状など）では、頂点周辺の一部に水平面に対して傾斜を３０度以上でない領域が生じる。しかし、このような領域が、フードの平面形状全体の２０パーセント以下であれば、周囲の傾斜面へと水滴を流下させることができ、本発明のフードとして利用可能である。
これらの形状は、フードを通常の板材で形成する場合、内面側も外面側も同形状となるが、例えば内側に円錐形状の板材を設置して内面を形成し、外側に円筒状の板材を設置して外面を形成してもよい。この場合、外形に拘わらず、内面の傾斜角度を３０度以上とする。
【００１５】
このような本発明において、試験体は、表面に試験材料を有する板状に形成され、かつ本体の内部に側方から水平に支持されるとともに、その下面が本体の下端の高さに配置されているので、フードの内面に生じた結露は試験体には伝わらず、下方に滴下する。
そして、前記試験体は筒状の本体に覆われているので、雨かかりを防止するとともに風向に起因する渦等の影響も防止することができる。さらに、試験体の下端が本体の下端と一致しているのでので、Ｈ鋼などを用いた橋梁の下フランジと同様な風雨暴露環境を設定することができる。従って、より実際に近い暴露試験環境を得ることができる。
【００１６】
なお、板状の試験体としては、板状の基材の表面に試験材料のワッペンを貼った既存の試験片が利用できるとともに、全体が試験材料で形成された板状の試験片が利用できる。ワッペンを貼る基材は絶縁性であることが望ましい。
【００１７】
本発明の大気暴露試験容器において、前記試験材料は前記試験体の上面に設置され、前記試験体の上面には、前記試験材料の外周に沿って排水用の溝が形成されていることが望ましい。
このような本発明では、試験体の周囲に結露が生じた場合でも、排水用の溝により結露水を効果的に排水することができ、結露水が試験材料に付着することを防止できる。
【００１８】
本発明の大気暴露試験容器において、前記試験材料は前記試験体の上面に設置され、前記試験体の上面には、前記試験材料の外周から前記試験体の外周に向けて低くなる排水用の傾斜が形成されていることが望ましい。
このような本発明では、試験体の周囲に結露が生じた場合でも、試験材料の傾斜により結露水を効果的に排水することができ、結露水が試験材料に付着することを防止できる。  
【００１９】
本発明の大気暴露試験装置は、前述した本発明の大気暴露試験容器を複数有することを特徴とする。
【００２０】
このような本発明では、複数の試験容器に収容された各試験体の試験材料や形状、設置条件などを個々に調節することにより、異なる条件での測定結果を同時に取得することができる。
この際、各試験容器はコンパクトであるため、例えば上下に並べて支柱に支持したり、左右に並べて支持したり、状況に応じて多様な設置形態を選択できる。
さらに、各試験容器は、本発明に基づく大気暴露試験容器であるため、本体の内部に収容された試験体に対して、容器内面の結露や風向による影響を回避することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の大気暴露試験装置によれば、コンパクトな容器としつつ、結露水や風向の影響を解消して精度の高い結果を得ることができるので、橋梁の下フランジなどを適切に模擬した暴露試験環境を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態における大気暴露試験装置を示す側面図。
【図２】前記実施形態の試験容器を示す縦断面図。
【図３】前記実施形態の試験容器を示す横断面図。
【図４】試験体に形成した排水用の溝を示す平面図（Ａ）および縦断面図（Ｂ）。
【図５】試験体に形成した排水用の傾斜および溝を示す平面図（Ａ）および縦断面図（Ｂ）。
【図６】前記実施形態のフードの変形例を示す模式的な斜視図。
【図７】前記実施形態のフードの変形例を示す模式的な斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本実施形態の大気暴露試験装置１は、支柱１０で支持された２つの試験容器２を有する。
支柱１０は、柱体１１の下端に固定版１２を有し、固定版１２は基礎に埋設されたアンカーボルトで固定されている。
【００２４】
試験容器２は、それぞれブラケット１３を介して支柱１０の上部に支持され、互いに上下に並べて設置されている。
本実施形態においては、試験容器２が本発明の大気暴露試験容器であり、その内部には板状の試験体４が収容されている。
【００２５】
図２および図３に示すように、試験容器２は、大気暴露試験容器２０の内部に、板状の試験体４を収容したものである。
大気暴露試験容器２０は、筒状の本体２１と、本体２１の上面側を覆うフード２２とを有する。これらの本体２１およびフード２２は、塩化ビニルなどの耐候性を有しかつ低コストな材料で形成され、互いに連続した一体成形とされている。
【００２６】
本体２１は、円筒状に形成されている。
フード２２は、円錐部２２１と、その上端に接続された円筒部２２２と、その上端に接続された球状部２２３とを有する。
フード２２の円錐部２２１の内側つまり下面側は、水平面に対する傾斜角度が３０度以上とされている。
【００２７】
試験体４は、既存の試験片と同様なものであり、平面八角形の板状の基材４２の表裏に、試験材料で形成された試験用ワッペン４１を貼ったものである。
基材４２としては、例えば、塩化ビニル樹脂やＦＲＰ（繊維強化プラスチック）等の腐蝕しにくく、かつ絶縁性の材料で形成された板材が用いられる。
【００２８】
試験体４は、表面に試験材料を有する板状に形成されていればよく、例えば試験体４の全体が試験材料で形成されていてもよい。
基材４２は、八角形ではなく、１６角形あるいはそれ以上の多角形、ないし円形であってもよい。要するに、基材４２は、円筒状である本体２１の下面開口面の内周との間隔が方位によって異なることがないように、なるべく円形に近いことが望ましい。
なお、基材４２は、通常の四角形の板材であってもよい。例えば、円筒状である本体２１の下面開口面の内周との間隔がある程度大きく得られていれば、基材４２が四角形でも、方向による間隔の変動の影響が生じにくい。
【００２９】
試験体４は、側方から本体２１内に水平に支持されるとともに、その下面が本体２１の下端の高さに配置される。
試験体４の支持は、４本のボルト２１１によって行われている。
本体２１には、その下縁に沿って、周方向の４箇所に９０度間隔で、ボルト２１１を挿通可能な貫通孔２１２が形成されている。ボルト２１１は、貫通孔２１２に挿通されたうえ、先端を基材４２の雌ねじ孔４２１に螺合されている。
なお、ボルト２１１は４本に限らず、３本でもよい。この場合、本体２１の周方向に１２０度間隔で設置すればよい。
【００３０】
図４に示すように、試験体４には排水用の溝４３を形成することもできる。
このとき、排水用の溝４３は、上面だけでなく、下面にも設けると効果的である。すなわち、試験体４の下面においても、外周に生じた結露水が内側の試験用ワッペン４１に達することを防止できる。
【００３１】
図５に示すように、試験体４の上面部には、傾斜４４をつけて排水することもできる。
このような構成にすることで、試験体４の周囲に結露した場合でも、試験体４の周囲の結露水を外周側へと効果的に排水し、試験用ワッペン４１に周囲の結露水が付着することを防止できる。
【００３２】
なお、図５に示す例では、試験体４の上面に傾斜４４を設け、下面に溝４３を設けた。図示しないが、試験体４の上下面ともに傾斜４４を設けてもよい。ただし、下面側の傾斜４４は、内側の試験用ワッペン４１に向けて上に向かう傾斜とし、試験体４の周囲に発生した結露水が試験体４の外周に向けて移動するように形成することが望ましい。
さらに、図示を省略するが、試験体４には、図５のような傾斜４４と、図４のような溝４３とを併用することもできる。
【００３３】
このような本実施形態によれは、以下のような効果が得られる。
試験容器２において、試験体４を大気暴露試験容器２０に収容した。このため、本体２１の内部に支持された試験体４は、フード２２により覆われて遮へい暴露試験とすることができる。
【００３４】
この際、フード２２の下面、つまり試験体４に向き合う内側面は、水平面に対して３０度以上の角度で傾斜されており、この面に結露が生じ、水滴が成長して滴下する程度の大きさに至ったとしても、この水滴は傾斜した下面を伝って下方へ流下する。
従って、フード２２の下面に結露を生じても、水滴として滴下することを防止でき、試験体４に対する結露水分の影響を解消することができる。
【００３５】
試験体４は、表面に試験材料を有する板状に形成され、本体２１内に側方から水平に支持されるとともに、その下面が本体２１の下端の高さに配置されていた。
このような配置により、フード２２の内面に生じた結露は試験用ワッペン４１には伝わらず、下方に滴下することを防止することができる。さらに、板状の試験体４に対してＨ鋼などを用いた橋梁の下フランジと同様な風雨暴露環境を設定することができ、実際に近い状態での大気暴露試験を行うことができる。
【００３６】
さらに、本実施形態では、試験容器２を、支柱１０によって互いに上下に並べて支持したため、設置地点における基本的な腐蝕状況を同時に測定することができる。
また、試験容器２は、大気暴露試験容器２０自体がそれぞれコンパクトであるため、設置自由度を高めることができる。
【００３７】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
例えば、大気暴露試験容器２０のフード２２の形状は、前記実施形態の形状に限らず、内面つまり下面の傾斜角度が水平面に対して３０度以上であればよく、多様な形状を採用することができる。
また、例えば地上から支柱を伸ばすのではなく、既設の構造物に支柱などを取り付けて試験容器を取り付けたり、飛来塩分計や類似の試験容器などの他の計測機器を支柱に取り付けたりする構成も採用することができる。
【００３８】
図６（Ａ）は、前記実施形態のフード２２の形状であり、円錐部２２１と、その上端に接続された円筒部２２２と、その上端に接続された球状部２２３とを有する。この形状では、球状部２２３の中心の領域を除く９０％以上が、水平面に対して３０度以上の傾斜角度とされる。
【００３９】
図６（Ｂ）において、フード２２Ｂは、円錐部２２１Ｂと、その上端に接続された球状部２２３Ｂとを有する。このようなフード２２Ｂであっても、球状部２２３の中心部分の、斜角度が水平面に対して３０度以上でない領域が２０％未満であれば、大気暴露試験容器２０に利用することができる。
図６（Ｃ）において、フード２２Ｃは、全体が半球状の球状部２２３Ｃで形成されている。このようなフード２２Ｃであっても、傾斜角度が水平面に対して３０度以上でない中心の領域が２０％未満であれば、大気暴露試験容器２０に利用することができる。
【００４０】
前述した図６の各形態は、それぞれ円錐あるいは半球形状などの曲面を用いていたが、傾斜した平面を用いたフードであってもよい。
図７（Ａ）において、フード２２Ｄは、一対の平面２２１Ｄで構成され、各平面２２１Ｄの傾斜角度は水平面に対して３０度以上とされている。
図７（Ｂ）において、フード２２Ｅは、四角錐状に形成され、４つの側面２２１Ｅはそれぞれ傾斜角度が水平面に対して３０度以上とされている。
このようなフード２２Ｄ，２２Ｅも、大気暴露試験容器２０に利用することができる。
【００４１】
前記実施形態では、本体２１を円筒状、つまり中心軸に沿って内外径が一定のものを用いたが、本体２１は円錐面で構成してもよく、さらにはフード２２と連続した円錐面としてもよい。
図７（Ｃ）において、大気暴露試験容器２０は単一の円錐形状の部材とされ、その下部が試験体を収容する本体２１であり、それより上の部分がフード２２となる構成とすることもできる。
【００４２】
その他、大気暴露試験容器２０において試験体４を支持する構造としては、電気的な導通による腐蝕を回避するために絶縁材を適宜介在させる等の配慮を行うことが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、大気暴露試験容器および大気暴露試験装置に係り、遮へい暴露試験用の装置として利用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１…大気暴露試験装置
２…試験容器
４…試験体
１０…支柱
１１…柱体
１２…固定版
１３…ブラケット
２０…大気暴露試験容器
２１…本体
２１１…ボルト
２１２…貫通孔
２２，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ…フード
２２１，２２１Ｂ…円錐部
２２１Ｄ…平面
２２１Ｅ…側面
２２２…円筒部
２２３，２２３Ｂ，２２３Ｃ…球状部
４１…試験用ワッペン
４２…基材
４２１…孔
４３…溝
４４…傾斜
【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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【図６】
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【図７】
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