(57)【要約】【課題】促進老化試験にも使用することが可能なセル型の熱老化試験装置を提供する。【解決手段】恒温槽１内に試験片Ｓを収容するセル２を配置し、セル２内の空気を恒温槽外部に排気しながら恒温槽内のセル２外の空気と置換しつつ加熱された恒温槽１内のセル２内で試験片Ｓの熱老化試験を行うようにしたセル型の熱老化試験装置であり、セル２の排気側と恒温槽１との間にセル２内から恒温槽１内に空気を浄化しながら循環させる循環手段４が設置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
恒温槽内に試験片を収容するセルを配置し、セル内の空気を恒温槽外部に排気しながら恒温槽内のセル外の空気と置換しつつ加熱された恒温槽内のセル内で試験片の熱老化試験を行うようにした熱老化試験装置において、前記セルの排気側と前記恒温槽との間に、セル内から恒温槽内に空気を浄化しながら循環させる循環手段を設置した熱老化試験装置。
【請求項２】
前記セルの排気側に排気路を介して前記セル内の空気を恒温槽外部に排気する空気置換用排気手段を接続し、前記排気路と前記恒温槽との間に前記循環手段を接続した請求項１に記載の熱老化試験装置。
【請求項３】
前記循環手段は、前記排気路と前記恒温槽との間に接続した循環路に、前記セル内から循環する空気を浄化するフィルターと、該フィルターで浄化された空気を循環させる循環ポンプと、該循環ポンプを通過した空気の流速を調整可能な流量調整弁と、該流量調整弁を通過した空気の流量を測定する流量計とを具備する請求項２に記載の熱老化試験装置。
【請求項４】
前記循環ポンプをインバータ制御することにより前記フィルターで浄化された空気の循環量を可変制御可能にした請求項３に記載の熱老化試験装置。
【請求項５】
前記循環路を接続した箇所より前記セル側に位置する排気路内に流速検出センサーを設置し、該流速検出センサーからの検出信号に基づいて前記循環ポンプによる空気の循環量を制御する請求項４に記載の熱老化試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム材料などの熱老化特性を評価する熱老化試験装置に関し、更に詳しくは、促進老化試験にも使用することができるセル型の熱老化試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム材料の熱老化特性を評価するセル型の熱老化試験装置は、通常、恒温槽内に試験片を収容するセルを配置し、セル内の空気を恒温槽外部に排気しながら恒温槽内のセル外の空気と置換（空気置換）しつつ、加熱された恒温槽内のセル内で試験片の熱老化試験を行うようになっている（例えば、特許文献１，２参照）。独立した各セル内に試験片をセットして試験を行うことができるため、相互の試験片から発生する揮発分の影響が小さく、高い精度の熱老化試験を行うことができるという優れた利点がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１３８０１６号公報
【特許文献２】
特開平１０−２５３５２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、熱老化試験には、空気置換率をＪＩＳで規定された範囲（３〜１０回／時間）にコントロールしながら加熱した空気を強制循環（流速０．４〜１．５ｍ／秒）させて老化を促進する促進老化試験と、空気置換率のみをコントロールして加熱した空気を自然循環させて老化させる熱抵抗性試験がある。
【０００５】
上述したセル型の熱老化試験装置は、セル内に試験片を収容するため、加熱した恒温槽内の空気を強制的にセル内に循環させて試験片の老化を促進することができず、そのため高い精度で熱老化試験を行い得る優れた利点があるにもかかわらず、専ら熱抵抗性試験にしか用いられておらず、促進老化試験にも使用できるようなセル型の熱老化試験装置の提案が強く求められていた。
【０００６】
本発明の目的は、促進老化試験にも使用することが可能なセル型の熱老化試験装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、恒温槽内に試験片を収容するセルを配置し、セル内の空気を恒温槽外部に排気しながら恒温槽内のセル外の空気と置換しつつ加熱された恒温槽内のセル内で試験片の熱老化試験を行うようにした熱老化試験装置において、前記セルの排気側と前記恒温槽との間に、セル内から恒温槽内に空気を浄化しながら循環させる循環手段を設置したことを特徴とする。
【０００８】
上述した本発明によれば、セルの排気側と前記恒温槽との間に設置した循環手段によりセル内の空気を恒温槽内に循環させることで、セルの排気量に関係なく加熱した恒温槽内の空気をセル内に強制的に循環させセル内の風速を変更することができるので、試験片の老化を促進することが可能になる。従って、促進老化試験にも使用することができる。
【０００９】
また、循環手段により空気を浄化して恒温槽内に戻すため、セル内の試験片から発生した揮発分の影響が小さく、高い精度の熱老化試験を行うことができるというセル型の熱老化試験装置の優れた利点を阻害することがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の熱老化試験装置の一例を示し、１は断熱材で遮蔽された恒温槽、２はゴム材料からなる試験片Ｓを収容するセル、３はセル２内の空気を排気して置換するための空気置換用排気手段、４はセル２内から恒温槽１内に空気を浄化しながら循環させる循環手段である。
【００１２】
恒温槽１内には試験槽５が設置されている。試験槽５は、上下壁６，７と左右の側壁８，９とを有している。上壁６が恒温槽１の上壁部１ａに固定され、また上下壁６，７と左右の側壁８，９の前端（図の手前側）と後端が恒温槽１の前後の壁部に気密的に取り付けられ、それらに囲まれた試験槽５の空間部Ｘに複数のセル２を配置できるようになっている。図１の手前側の恒温槽１の前側壁部（不図示）に試験片Ｓを収容したセル２を試験槽５に出し入れする不図示の開閉ドアが設けられている。
【００１３】
側壁８，９に加熱した空気を試験槽５内で水平方向に循環させる複数の空気循環孔１０が設けられている。恒温槽１の右側の壁部１ｂには恒温槽１の空気を循環させるための循環ファン１１が設置され、この循環ファン１１の回転によりヒータ１２で加熱された空気が空気循環孔１０を通って試験槽５内を循環し、その循環する加熱空気により各セル２を略同じ温度に維持できるようにしている。
【００１４】
各セル２は上端を密閉した円筒状に形成され、その上端にセル２内の空気を恒温槽外部に排気する排出部１３が設けられている。開口した下端が空気取り入れ口１４になっている。セル２の側部にはセル２内に試験片Ｓを出し入れする不図示の扉が取り付けられている。
【００１５】
各排気路１５の一端部が試験槽５内まで延在し、その端部に取り付けられたワンタッチジョイント１６を介して各セル２の排出部１３を排気路１５に着脱自在に連結するようになっている。この排気路１５の他端側にセル２内の空気置換率を制御する空気置換用排気手段３がそれぞれ接続してある。
【００１６】
各空気置換用排気手段３は、セル２内から排気された空気から油分などの汚染物質を除去して排気空気を浄化するフィルター１７、セル２内から置換する空気を恒温槽外部に排気するための排気用ポンプ１８、排気空気の流量を調整する流量調整弁１９、排気空気の流量を測定する流量計２０とから構成され、セル２側からフィルター１７、排気用ポンプ１８、流量調整弁１９、流量計２０の順で接続されている。
【００１７】
排気用ポンプ１８の作動により、セル２内から吸引された空気がフィルター１７で浄化され、排気用ポンプ１８、流量調整弁１９、流量計２０を通過して恒温槽外部に排気される。流量計２０による計測値を用いて、流量調整弁１９の開度が調整され、規格に適合する空気置換率（３〜１０回／時間）となる空気量がセル２から恒温槽外部に排出されるようにしている。
【００１８】
例えば、内径８ｃｍ、高さ３０ｃｍのセル２を用いた場合、セル内の空気置換率を３回／時間とすると、置換される空気の流量は７５ｃｍ３  ／分（風速０．０００２５ｍ／秒）である。また、セル内の空気置換率を１０回／時間とすると、置換される空気の流量は２５１ｃｍ３  ／分（風速０．０００８３ｍ／秒）となる。
【００１９】
空気置換用排気手段３からの排気により、セル２内には下端の空気取り入れ口１４から加熱された恒温槽１内の空気が自然吸引され、セル２内の空気を空気置換用排気手段３を介して恒温槽外部に排出しながら恒温槽内のセル２外の空気と置換しつつ試験片Ｓの老化試験（熱抵抗性試験）を行えるようになっている。
【００２０】
各セル２の排気側と恒温槽１との間に上記循環手段４がそれぞれ設置されている。各循環手段４は、空気置換率を制御する空気置換用排気手段３とは独立してセル２内の風速を制御するものであり、排気路１５と恒温槽１の側壁部１ｂとの間に接続した循環路３０に、油分などの汚染物質を除去して循環する空気を浄化するフィルター２１、空気を循環させるための循環ポンプ２２、循環する空気の流速を調整するための流量調整弁２３、循環する空気の流量を測定する流量計２４を具備している。
【００２１】
循環ポンプ２２の作動により、セル２内の空気が排気路１５を介して循環路３０内に吸引され、フィルター２１で浄化され、循環ポンプ２２、流量調整弁２３、流量計２４を順次通過して恒温槽１内に戻されるようになっており、これにより、加熱した恒温槽１内の空気を強制的にセル２内に循環できるようにしている。
【００２２】
上記循環ポンプ２２は、通常の交流電源による段階的な速度制御に加えて、可変制御もできるようになっている。即ち、循環ポンプ２２にはインバータ制御部２５が接続され、このインバータ制御部２５により、循環ポンプ２２を作動させる不図示のモータをインバータ制御することでモータの回転速度を可変制御し、それによってフィルター２１で浄化された空気の循環量を可変制御可能にしている。
【００２３】
インバータ制御部２５は、流速表示器２６を介して、循環路３０を接続した箇所よりセル２側に位置する排気路１５内に設置された、排気路１５での空気の流速を検出する流速検出センサー２７に接続され、この流速検出センサー２７からの検出信号に基づいて、循環ポンプ２２による空気の循環量を常に設定値に維持する制御を行う。
【００２４】
このインバータ制御は、現存する流速検出センサー２７の感度の点から、循環させる空気の流速が０．１ｍ／秒以上の範囲で使用される。現在のＪＩＳの規定では、促進老化試験における空気の流速（風速）の上限が１．５ｍ／秒であるため、インバータ制御は、ここでは０．１〜１．５ｍ／秒の範囲で使用されるが、当然のことながら、空気の流速が１．５ｍ／秒を超える試験を行うような場合には、１．５ｍ／秒を超える範囲で使用してもよい。
【００２５】
流速が上記範囲より低い場合（例えば、上述した内径８ｃｍ、高さ３０ｃｍのセル２の場合では０．０００２５ｍ／秒を超えて０．１ｍ／秒未満）には、インバータ制御をオフにし、循環ポンプ２２を低速で回転させながら、流量計２４による計測値を用いて、流量調整弁２３の開度を調整することで、循環する空気の流量、即ち流速を調整するようになっている。
【００２６】
恒温槽１の底壁部１ｃには、恒温槽外部の空気を恒温槽１内に取り入れる供給路２８が接続され、その供給路２８の中途部に吸気フィルター２９が接続してある。空気置換用排気手段３によりセル２内の空気が恒温槽外部に排気されるのに伴って、恒温槽外部の空気が吸気フィルター２９で浄化されながら恒温槽１内に自然供給されるようにしている。
【００２７】
この吸気フィルター２９は設置しなくても特に差し支えないが、熱老化試験をより精度よく行うために設けることが好ましい。また、吸気フィルター２９に続いて予熱ヒータ（不図示）を設置するようにしてもよく、これにより恒温槽１内を循環する空気の温度を精度よく制御することができる。
【００２８】
上述した本発明の熱老化試験装置によれば、循環手段４は作動させずに（更に流量調整弁２３を閉にしてもよい）、空気置換用排気手段３を作動させることで、セル２内から排気路１５に吸引された空気がフィルター１７で浄化され、流量計２０の計測値を用いて開度が所定の値に設定された流量調整弁１９を経て恒温槽外部に排出され、空気置換率のみをコントロールしてセル２内の試験片Ｓを熱老化させる従来と同様の熱抵抗性試験を行うことができる。
【００２９】
他方、加熱した恒温槽１内の空気をセル２内に強制循環させて試験片Ｓの老化を促進する促進老化試験を行う場合には、空気置換用排気手段３と循環手段４とを共に作動させる。これにより、セル２から排気路１５に吸引された空気の一部が排気空気として空気置換用排気手段３側に流れ込む一方、残りの空気が循環路３０に流入する。
【００３０】
空気置換用排気手段３側に流れ込んだ空気は、上述と同様にして流量計２０の計測値を用いて開度が所定の値に設定された流量調整弁１９を経て恒温槽外部に排出される。循環路３０に流れ込んだ空気は、フィルター２１で浄化され、循環ポンプ２２、流量調整弁２３、流量計２４を順次通過して恒温槽１内に戻される。
【００３１】
循環させる空気の流速が０．１〜１．５ｍ／秒の範囲では、流速検出センサー２７からの検出信号に基づいて、インバータ制御部２５が循環ポンプ２２を制御し、循環ポンプ２２による空気の循環量を常に設定値となるように維持する。
【００３２】
流速が０．１ｍ／秒より低い範囲で空気を循環させる場合には、インバータ制御をオフにし、循環ポンプ２２を低速で回転させると共に、流量調整弁２３の開度を流量計２４の計測値が所定の流速値となるように調整する。
【００３３】
循環手段４によりセル２内の空気を恒温槽１に循環させることで、セル２内に空気取り入れ口１４から恒温槽１内の空気が吸引され、セル２内の空気が強制的に循環されて試験片Ｓの促進老化試験が可能になる。
【００３４】
このように本発明では、セル２の排気側と恒温槽１との間にセル２内から恒温槽１内に空気を循環させる循環手段４を設置したので、加熱した恒温槽１内の空気を強制的にセル２内に循環させて試験片Ｓの老化を促進することが可能になり、セル型の熱老化試験装置を熱抵抗性試験に加えて促進老化試験にも使用することができる。
【００３５】
循環手段４により循環させる空気をフィルター１７で浄化して恒温槽１内に戻すため、各試験片Ｓから発生した揮発分の影響が小さく、高い精度の熱老化試験を行うことができるという優れたセル型の熱老化試験装置の利点を何ら損なうことがない。
【００３６】
また、各セル２に対して空気置換用排気手段３と循環手段４をそれぞれ設置するため、各セル２でそれぞれ異なった条件での熱老化試験を行うことができ、更に、セル２内の空気の流速を空気置換率に関係なく独立して極低速からＪＩＳで規定された流速まで広い範囲で変えることができるため、従来では得られなかった熱老化試験条件での試験も可能になる。
【００３７】
図２は、本発明の熱老化試験装置の他の例を示す。上記実施形態では、各セル２を各空気置換用排気手段３に接続し、各セル２に排気側に循環手段４をそれぞれ接続したが、この図２の実施形態では、排気路１５を複数のセル２に接続する複数の副排気路１５ａと、この複数の副排気路１５ａを集めて結合した１本の集合排気路１５ｂとから構成し、この集合排気路１５ｂに１つの空気置換用排気手段３を接続する一方、集合排気路１５ｂと恒温槽１との間に１つの循環手段４を接続したものである。流速検出センサー２７は、循環路３０を接続した箇所よりセル２側に位置する集合排気路１５ｂ内に設置されている。
【００３８】
この熱老化試験装置は、セル２内での試験条件が同じ場合に用いられるが、このような構成であっても、高い精度でかつ従来では得られなかった熱老化試験条件で熱抵抗性試験と促進老化試験の両試験を行うことができる。また、空気置換用排気手段３と循環手段４がそれぞれ１つで済むため、熱抵抗性試験と促進老化試験の両試験ができるセル型の熱老化試験装置のコストを大きく低減することができる。
【００３９】
本発明において、循環手段４は、上述したようにインバータ制御部２５と流速検出センサー２７とを有する構成にするのが、循環する空気の流速制御を精度よくしかも容易に行うことができるので好ましいが、必ずしもそれらを設置しなくてもよい。その場合における流速（０．１〜１．５ｍ／秒）の制御は、低速域と同様に循環ポンプ２２の回転速度を所定の回転速度に設定した後、試験員が流量計２４の計測値を用いて流量調整弁２３の開度を調整することで対応する。
【００４０】
本発明は、ゴム材料の熱老化特性を評価する熱老化試験装置として好適に用いることができるが、それに限定されず、プラスチック材料などの熱老化特性を評価する熱老化試験装置としても好適に使用することができる。
【００４１】
【発明の効果】
上述したように本発明は、セルの排気側と恒温槽との間にセル内から恒温槽内に空気を浄化しながら循環させる循環手段を設置したので、高い精度で熱老化試験を行い得るセル型の熱老化試験装置の利点を損なうことなく促進老化試験にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱老化試験装置の一例を示す概略説明図である。
【図２】本発明の熱老化試験装置の他の例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１  恒温槽                        ２  セル
３  空気置換用排気手段            ４  循環手段
５  試験槽                        １３  排出部
１４  空気取り入れ口              １５  排気路
１７  フィルター                  １８  排気用ポンプ
１９  流量調整弁                  ２０  流量計
２１  フィルター                  ２２  循環ポンプ
２３  流量調整弁                  ２４  流量計
２５  インバータ制御部            ２７  流速検出センサー
３０  循環路                      Ｓ  試験片
【図１】
2004251631.tif 000003
【図２】
2004251631.tif 000004