JP5006246B2 - 環境試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、環境試験装置に関するものである。

従来、試料が収納される試験室内に熱風又は冷風を供給することによって試料に熱負荷をかけることができる環境試験装置が知られている。この種の環境試験装置として、下記特許文献１に開示されているように、試験室内に連通するように圧力調整室を設けて試験室内の圧力変動を抑制することで、試験室内に外気が流入することを防止するようにしたものが知られている。具体的には、ポリエチレン薄膜等で袋状に形成された圧力調整室が試験室に連通するように設けられており、低温試験時に低温室から冷風が供給されることにより試験室内の空気が冷却されて収縮すると、圧力調整室内の空気が試験室に導入される。これにより、試験室内での圧力変動が緩和され、湿気を含んだ外気が試験室に流入して着霜の原因になることを抑制するようにしている。
特許第３９７３２２４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された環境試験装置では、前記圧力調整室が試験室の圧力変化に応じて伸縮するだけであり、その伸縮状態を任意に制御することができない。このため、環境試験装置において試験を低温試験から開始する場合に湿気を含んだ外気が試験室に流入する虞がある。

すなわち、環境試験装置において試験を低温試験から開始する場合に前記圧力調整室が収縮している場合には、試験室内の空気が冷却されて収縮するときに圧力調整室から試験室に空気を導入することができず、湿気を含んだ外気が試験室に流入することになる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、低温試験から試験を始める場合に試験槽を構成する閉空間構成部の内部の閉空間に湿気を含んだ外気が供給されるのを確実に抑制することが可能な環境試験装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明による環境試験装置は、圧力変動する閉空間を内部に有する閉空間構成部と、前記閉空間との間で空気が流通可能なバッファ空間の周囲の少なくとも一部を覆うエアバッグを有し、前記閉空間の圧力変化に応じて前記エアバッグの伸縮を伴いながら前記閉空間と前記バッファ空間との間で空気を流動させる圧力調整部と、前記バッファ空間と前記閉空間との間の空気の流通路に接続され、前記バッファ空間に乾燥した空気を充填するための空気充填機構と、前記空気充填機構からの空気を前記流通路を通じて前記バッファ空間へ流す開位置と、前記空気充填機構から前記流通路への空気の流通を遮断し、前記閉空間と前記バッファ空間との間で空気を流通させる閉位置とに切り換え可能な切換弁とを備え、前記切換弁は、前記閉空間が冷却される低温試験から試験が開始される場合に、その低温試験の開始前に前記開位置になって前記空気充填機構からの乾燥した空気を前記流通路を通じて前記バッファ空間へ流通させる一方、前記低温試験の開始後に前記閉位置に切り換わって前記空気充填機構から前記流通路への空気の流通を遮断する。

この環境試験装置では、低温試験から試験を始める場合に前もって空気充填機構により乾燥した空気をバッファ空間に充填し、エアバッグを膨らませておくことができる。このため、低温試験が開始されて前記閉空間が冷却されることによりその閉空間で空気が収縮したときには、エアバッグが収縮しながらバッファ空間内の乾燥した空気が閉空間へ供給され、閉空間における圧力変動が緩和される。その結果、環境試験装置において低温試験から試験を始める場合に閉空間構成部の内部の閉空間に湿気を含んだ外気が供給されるのを確実に抑制することができる。また、この環境試験装置では、低温試験の開始前にバッファ空間へ空気を流してバッファ空間に乾燥した空気を充填することができる一方、試験の開始後は閉空間とバッファ空間との間で空気を流通させるように切換弁を切り換えて、閉空間側に不要な空気流が生じないようにすることができる。

上記環境試験装置において、前記空気充填機構は、前記バッファ空間へ空気を供給する空気供給手段と、その空気供給手段から前記バッファ空間へ供給される空気中の水分を除去する除湿部とを含むのが好ましい。

この構成によれば、空気充填機構によりバッファ空間に乾燥した空気を充填するための具体的な構造を構成することができる。

上記空気充填機構が空気供給手段を含む構成において、前記空気供給手段は、前記バッファ空間へ空気を供給する機能のみならず、前記バッファ空間から空気を吸引する機能を有するのが好ましい。この場合において、前記空気供給手段は、前記閉空間が昇温される高温試験から試験が開始される場合に、その高温試験の開始前に前記バッファ空間から空気を吸引することが好ましい。

このように構成すれば、例えば高温試験から試験を始める場合に前もってバッファ空間から空気を吸引しておくことができる。これにより、高温試験時に閉空間の昇温によって膨張した空気をバッファ空間に受け入れやすくすることができる。

上記環境試験装置において、前記エアバッグを収縮させるようにそのエアバッグを加圧するための加圧機構を備えていることが好ましい。

このように構成すれば、加圧機構によりエアバッグを収縮させてバッファ空間内の乾燥した空気を閉空間側へ押し流すことができる。このため、閉空間における圧力変化が急速である場合でも、その圧力変化に対応して乾燥した空気を閉空間へ供給することができる。

上記環境試験装置において、前記閉空間構成部は、試験槽であるとともに、前記閉空間は、その試験槽内の試料を収納する空間であり、前記バッファ空間は、前記試験槽内の試料を収納する空間と連通していてもよい。

このように構成すれば、低温試験から試験を始める場合に試験槽内の試料を収納する空間に湿気を含んだ外気が流入するのを抑制することができ、着霜が生じるのを抑制することができる。

上記環境試験装置において、前記閉空間構成部は、試験槽の壁体を構成する断熱パネルの中空状の本体部であるとともに、前記閉空間は、前記本体部内の空間であり、前記バッファ空間は、前記本体部内の空間と連通していてもよい。

この構成では、低温試験から試験を始める場合に試験槽内の温度低下に伴って断熱パネルの本体部内の空気が低温になり収縮したとき、バッファ空間から乾燥した空気を断熱パネルの本体部内に供給することができる。このため、本体部内が降温してもその本体部内の圧力変化を緩和することができ、本体部を構成するパネル材の接合部やシール部を通じて本体部内の空間に湿気を含んだ外気が流入するのを抑制することができる。その結果、本体部内での結露を抑制することができるとともに、その本体部内の断熱材の濡れを抑制することができ、試験槽の断熱性能が低下することを抑制することができる。しかも、断熱パネル内での結露が抑制されるので、断熱パネルからの水漏れが生じることを抑制することができる。

以上説明したように、本発明の環境試験装置によれば、低温試験から試験を始める場合に試験槽を構成する閉空間構成部の内部の閉空間に湿気を含んだ外気が供給されるのを確実に抑制することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る環境試験装置１０の全体構成を概略的に示す断面図である。図２は、図１に示した環境試験装置１０の壁体１８の一部を概略的に示す断面図である。図３は、図１に示した環境試験装置１０の圧力調整部５０、空気充填機構６０及び加圧機構７０を概略的に示す断面図である。図４は、図３に示した加圧機構７０の構成を説明するための回路図である。まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態による環境試験装置１０の構成について説明する。

本実施形態による環境試験装置１０は、図１に示すように、試料Ｗを内部に収納可能な試験槽１２を備えており、この試験槽１２内の空間ＳＴ（以下、試験空間ＳＴという）に収納された試料Ｗに熱負荷を与えることができるものである。すなわち、この環境試験装置１０は、試料Ｗを低温と高温に交互に曝して試料Ｗに熱ストレスを与える熱衝撃試験装置、あるいは試料Ｗを所定条件の雰囲気に曝し続けて試料Ｗに熱負荷を与える恒温槽又は恒温恒湿槽として構成されている。試料Ｗとしては、例えば半導体チップが実装されたプリント基板等を挙げることができる。なお、試験槽１２は、本発明の閉空間構成部の概念に含まれるものであり、試験空間ＳＴは、本発明の閉空間の概念に含まれるものである。

環境試験装置１０は、加熱室１４、冷却室１６、及び前記試験空間ＳＴを画定する壁体１８と、この壁体１８に取り付けられた開閉扉２２とを有している。

加熱室１４は、試験空間ＳＴとの間で循環する空気を加熱するための部屋であり、試験空間ＳＴを昇温させるために使用される。加熱室１４には、ヒータ２４と送風機２６とが配設されている。

冷却室１６は、試験空間ＳＴとの間で循環する空気を冷却するための部屋であり、試験空間ＳＴを降温させるために使用される。冷却室１６には、冷却器２８と送風機３０と補助加熱器３２とが配設されている。補助加熱器３２は、冷却室１６から試験空間ＳＴに供給される空気が目標温度よりも低温になった場合に駆動される。

試験空間ＳＴと加熱室１４との間の高温側仕切り壁３５には、吸入口３５ａと吹出し口３５ｂが設けられており、これら吸入口３５ａ及び吹出し口３５ｂにはそれぞれ開閉ダンパー３５ｃが配設されている。この開閉ダンパー３５ｃは、図略のコンプレッサから供給される空圧によって作動する。吸入口３５ａは、試験空間ＳＴの空気を加熱室１４に導入するための開口部である。吹出し口３５ｂは、加熱室１４で加熱された高温の空気を試験空間ＳＴに流入させるための開口部である。開閉ダンパー３５ｃは、試験空間ＳＴ内を昇温させるときに吸入口３５ａ及び吹出し口３５ｂを開放する一方、試験空間ＳＴ内を降温させるときに吸入口３５ａ及び吹出し口３５ｂを閉じる。

試験空間ＳＴと冷却室１６との間の低温側仕切り壁３６には、吸入口３６ａと吹出し口３６ｂが設けられており、これら吸入口３６ａ及び吹出し口３６ｂにはそれぞれ開閉ダンパー３６ｃが配設されている。この開閉ダンパー３６ｃは、前記図略のコンプレッサから供給される空圧によって作動する。吸入口３６ａは、試験空間ＳＴの空気を冷却室１６に導入するための開口部である。吹出し口３６ｂは、冷却室１６で冷却された低温の空気を試験空間ＳＴに流入させるための開口部である。開閉ダンパー３６ｃは、試験空間ＳＴ内を降温させるときに吸入口３６ａ及び吹出し口３６ｂを開放する一方、試験空間ＳＴ内を昇温させるときに吸入口３６ａ及び吹出し口３６ｂを閉じる。

壁体１８は、試験槽１２を構成する複数の壁体２０と、加熱室１４を囲む複数の壁体１９と、冷却室１６を囲む複数の壁体２１とからなる。これら壁体１９，２０，２１は何れも、図２に示すように、断熱パネル４０によって構成されている。断熱パネル４０は、複数のパネル材４２が組み付けられた構成の中空状の本体部４０ａと、この本体部４０ａの内部に設けられた断熱材４０ｂとを備えている。パネル材４２は例えばステンレス板からなり、断熱パネル４０の本体部４０ａは、例えば折り曲げ加工したパネル材４２や平板状のままのパネル材４２の縁部同士を接合することによって中空状に形成されている。そして、パネル材４２同士の接合部４２ａにシール材（図示省略）を施すことにより、外部の空気が接合部４２ａを通して本体部４０ａ内になるべく侵入しないようにしている。断熱材４０ｂは、グラスウールやロックウール等の綿状積層体を有する断熱材４０ｂである。

前記開閉扉２２は、試験槽１２を構成する壁体２０に設けられた試料Ｗの出し入れ口を開閉可能に設けられている。この開閉扉２２も壁体２０と同様に断熱性を有している。すなわち、開閉扉２２は、複数のパネル材４４を中空状に組み付けるとともにその内部に断熱材２２ａが配設された構成となっている。この断熱材２２ａは、グラスウールやロックウール等の綿状積層体を有する断熱材２２ａである。

そして、本実施形態の環境試験装置１０では、図３に示すように、圧力調整部５０と、空気充填機構６０と、加圧機構７０とが設けられている。

圧力調整部５０は、前記試験空間ＳＴとの間で空気を流動させて試験空間ＳＴ内の圧力変化を緩和するものである。

具体的には、圧力調整部５０は、筐体５２と、エアバッグ５４と、流通ダクト５６とを有する。

前記筐体５２は、中空の箱状に形成されており、前記流通ダクト５６と接続されるダクト側部分５２ａと、前記加圧機構７０と接続される加圧機構側部分５２ｂとからなる。これらダクト側部分５２ａのフランジ部５２ｃと加圧機構側部分５２ｂのフランジ部５２ｄとがボルト５２ｅとナット５２ｆで締結されることによって筐体５２が構成されている。

そして、この筐体５２内に前記エアバッグ５４が設けられている。エアバッグ５４は、ポリエチレン、ビニル樹脂等の軟質材を用いて形成された伸縮自在な膜体からなる。このエアバッグ５４は、その縁部が前記ダクト側部分５２ａのフランジ部５２ｃと前記加圧機構側部分５２ｂのフランジ部５２ｄとの間に挟み込まれ、それら両フランジ部５２ｃ，５２ｄ同士の締結に伴って固定されている。このエアバッグ５４の縁部は、両フランジ部５２ｃ，５２ｄ間の隙間を閉塞するパッキンとしても利用されている。

そして、エアバッグ５４は、加圧機構側部分５２ｂ内に膨らむように構成されており、その加圧機構側部分５２ｂ内でバッファ空間ＳＢを覆っている。筐体５２のダクト側部分５２ａには通気口５２ｇが設けられており、この通気口５２ｇに前記流通ダクト５６の一端部が接続されている。流通ダクト５６の他端部は、試験空間ＳＴを構成する壁体２０に設けられた貫通孔２０ａ内に挿嵌されている。この流通ダクト５６の他端部は、試験空間ＳＴにまで進入している。これにより、バッファ空間ＳＢは、通気口５２ｇ及び流通ダクト５６内の流通路を通じて試験空間ＳＴとの間で空気が流通可能となっている。このため、圧力調整部５０では、試験空間ＳＴの圧力変化に応じてエアバッグ５４の伸縮を伴いながら試験空間ＳＴとバッファ空間ＳＢとの間で空気が流動することによって試験空間ＳＴの圧力変化を緩和するようになっている。すなわち、試験空間ＳＴの圧力がバッファ空間ＳＢの圧力よりも高ければ、試験空間ＳＴからバッファ空間ＳＢに向かって空気が移動してエアバッグ５４を膨張させる。一方、試験空間ＳＴの圧力がバッファ空間ＳＢの圧力よりも低ければ、バッファ空間ＳＢから試験空間ＳＴに向かって空気が移動してエアバッグ５４を収縮させる。

なお、筐体５２内の容量、詳細には加圧機構側部分５２ｂ内の空間の容量は、エアバッグ５４の最大容量よりも少なくなっているのが好ましい。この場合には、筐体５２内でエアバッグ５４が限界を超えて膨らむことがなくなるので、エアバッグ５４の破裂が確実に防止される。

筐体５２のダクト側部分５２ａの内部には、通気口５２ｇを通って空気が流通する方向に対して垂直に配置されたスリット板５３が通気口５２ｇと離間して設けられている。スリット板５３は、その縁部がダクト側部分５２ａの内面に固定されることによってダクト側部分５２ａの内部に設置されている。このスリット板５３は、複数のスリットを有しており、エアバッグ５４内と通気口５２ｇ側の空間との間で空気を流通可能としながら、バッファ空間ＳＢから通気口５２ｇを通じて空気が流出するときに収縮したエアバッグ５４が通気口５２ｇを塞ぐのを阻止する。

そして、筐体５２内においてエアバッグ５４に対してバッファ空間ＳＢと反対側の空間が加圧空間ＳＰとなっている。筐体５２の加圧機構側部分５２ｂには、前記加圧機構７０が接続される加圧用通気口５２ｈが設けられており、後述するように加圧機構７０から供給される空気が加圧用通気口５２ｈを通じて加圧空間ＳＰに導入されることによって、エアバッグ５４が収縮するように加圧される。

また、筐体５２の加圧機構側部分５２ｂには、排気口５２ｉが設けられている。加圧機構側部分５２ｂの外面には、この排気口５２ｉを通じて排気可能な状態と排気不可能な状態とを切り換えるための開閉機構５５が設けられている。

具体的には、開閉機構５５は、排気口カバー５５ａと、開閉スリット板５５ｂと、エアシリンダ５５ｃとを有している。

排気口カバー５５ａは、排気口５２ｉを覆うように加圧機構側部分５２ｂの外面に設けられている。この排気口カバー５５ａには、複数のスリットが形成されている。

開閉スリット板５５ｂは、複数のスリットを有しており、排気口カバー５５ａの外面に摺接するように設けられている。

エアシリンダ５５ｃは、そのロッド部５５ｄが開閉スリット板５５ｂに接続されており、開閉スリット板５５ｂを排気口カバー５５ａに対してスライドするように動作させる。このエアシリンダ５５ｃによる開閉スリット板５５ｂのスライド動作によって、当該開閉スリット板５５ｂのスリットが排気口カバー５５ａのスリットに合うことにより排気口カバー５５ａのスリットが開放され、筐体５２の加圧空間ＳＰ内から排気可能な状態となる。一方、開閉スリット板５５ｂのスリット間の部分が排気口カバー５５ａのスリットに合うことにより排気口カバー５５ａのスリットが遮蔽され、筐体５２内の加圧空間ＳＰから排気不可能な状態となる。

前記空気充填機構６０は、バッファ空間ＳＢに乾燥した空気を充填するためのものである。

具体的には、この空気充填機構６０は、空気供給手段６２と、除湿部６４とを有する。

前記空気供給手段６２は、送風機又はポンプからなり、バッファ空間ＳＢへ空気を供給するためのものである。この空気供給手段６２は、供給ダクト６３を介して前記流通ダクト５６に接続されている。

前記除湿部６４は、供給ダクト６３内に設けられており、空気供給手段６２から供給される空気中の水分を除去するものである。この除湿部６４は、例えば乾燥剤やその他の除湿機能を有するものからなる。このような構成により、空気供給手段６２から供給された空気が除湿部６４で除湿された後、供給ダクト６３及び流通ダクト５６内の空間を通ってバッファ空間ＳＢに導入されるようになっている。

なお、空気供給手段６２を構成する送風機又はポンプを逆回転させることにより、バッファ空間ＳＢから空気を吸引することも可能となっている。

供給ダクト６３と流通ダクト５６との接続箇所には、切換弁６６が設けられている。この切換弁６６は、空気供給手段６２からバッファ空間ＳＢへ空気を流すか、又は、試験空間ＳＴとバッファ空間ＳＢとの間で空気を流通させるかを切り換えるためのものである。

具体的には、切換弁６６を閉位置Ａに配置し、供給ダクト６３の端部の開口を閉じた場合には、空気供給手段６２からの空気が流通ダクト５６内に供給されず、流通ダクト５６内の流通路を通じて試験空間ＳＴとバッファ空間ＳＢとの間での空気の流通が阻害されることなくスムーズに行われる。一方、切換弁６６を開位置Ｂに配置し、供給ダクト６３の端部の開口を開放するとともに流通ダクト５６内の流通路を遮断した場合には、試験空間ＳＴとバッファ空間ＳＢとの間の空気の流通が遮断され、空気供給手段６２からバッファ空間ＳＢへ空気が供給される。

なお、試験空間ＳＴの圧力低下時に試験空間ＳＴに必要とされる空気量がエアバッグ５４内の容量で不足する場合には、切換弁６６を前記閉位置Ａと前記開位置Ｂの間の位置で止めて空気供給手段６２から空気を補充することも可能となっている。

前記加圧機構７０は、エアバッグ５４を収縮させるように加圧空間ＳＰ側からエアバッグ５４を加圧するためのものであり、前記筐体５２の加圧機構側部分５２ｂの加圧用通気口５２ｈに接続されている。

具体的には、この加圧機構７０は、図４に示すようにエア源７２と、加圧調整ユニット７４とを有している。

前記エア源７２としては、工場等に設けられた空圧生成設備又は各種コンプレッサが用いられる。なお、このエア源７２として、前記開閉ダンパー３５ｃ，３６ｃを作動させるために空圧を供給する前記図略のコンプレッサを共用してもよい。

前記加圧調整ユニット７４は、その上流側がエア供給ダクト７３を介してエア源７２に接続されているとともに、その下流側が加圧用ダクト７５を介して前記加圧用通気口５２ｈに接続されている。この加圧調整ユニット７４は、エア源７２から供給される空気の圧力を所定圧力に調整するものである。加圧調整ユニット７４は、油除去用のフィルタ７４ａと、供給される空気の圧力を所定圧力に減圧する減圧弁７４ｂと、減圧後の空気の圧力を測定する圧力ゲージ７４ｃと、フィルタ７４ｄと、圧力調整部５０へ空圧を供給するか否かを制御する開閉弁７４ｅとが上流側から下流側へこの順番で接続されることによって構成されている。

このような構成により、エア源７２から供給される空気が加圧調整ユニット７４で所定圧力に減圧されるとともに油等の異物が除去された後、加圧用ダクト７５を通じて圧力調整部５０の筐体５２内の加圧空間ＳＰに供給される。この加圧空間ＳＰに供給される空気の圧力によってエアバッグ５４が収縮するように加圧されるとともに、バッファ空間ＳＢ内の空気が強制的に押し出され、流通ダクト５６内の流通路を通じて試験空間ＳＴへ流されるようになっている。

次に、以上のように構成された環境試験装置１０の運転動作について説明する。以下に説明する運転動作は、試験空間ＳＴ内の試料Ｗを高温雰囲気に曝す高温試験と低温雰囲気に曝す低温試験とを交互に繰り返し行う熱衝撃試験においてまず低温試験から始める場合の運転動作である。

この運転動作では、低温試験を始める前の低温室の準備運転時に予め切換弁６６を前記開位置Ｂに切り換え、空気充填機構６０によりバッファ空間ＳＢに乾燥した空気を充填しておく。これにより、エアバッグ５４が筐体５２内で膨らむ。この際、開閉機構５５において排気口カバー５５ａのスリットを開けておき、エアバッグ５４の膨張に伴って加圧空間ＳＰ内の空気が排気口５２ｉ及び前記スリットを通じて排気されるようにする。

そして、低温試験時には、試験空間ＳＴ内に試料Ｗをセットした状態で、低温側仕切り壁３６の吸入口３６ａ及び吹出し口３６ｂを開放する一方、高温側仕切り壁３５の吸入口３５ａ及び吹出し口３５ｂを閉じる。そして、冷却器２８及び送風機３０を駆動して、冷却器２８で空気を冷却するとともにこの低温に冷却された空気を冷却室１６と試験空間ＳＴとの間で循環させる。これにより、試験空間ＳＴが所定の温度まで降温し、この所定の温度に一定時間維持され、試料Ｗの低温曝しが行われる。

低温曝しの際には、試験空間ＳＴの降温に伴ってその空間ＳＴ内の空気が収縮するが、エアバッグ５４が収縮することでバッファ空間ＳＢ内の空気が流通ダクト５６内の流通路を通って試験空間ＳＴに流れるので、試験空間ＳＴの圧力低下が緩和される。このため、試験槽１２を構成する断熱パネル４０同士の接合部や、扉パッキン、ケーブル孔等のシール部を通じて試験空間ＳＴに湿気を含んだ外気が流入することが抑制される。この低温曝しの際、開閉機構５５において排気口カバー５５ａのスリットを開けた状態に維持する。

なお、試験空間ＳＴの降温が急速に行われ、その空間ＳＴにおける圧力低下が急激である場合には、加圧機構７０によって筐体５２内の加圧空間ＳＰに所定圧力の空気を導入し、その空気の圧力によってエアバッグ５４を収縮させる。これにより、エアバッグ５４内の空気、すなわちバッファ空間ＳＢ内の空気が流通ダクト５６を通じて試験空間ＳＴへ押し流される。その結果、試験空間ＳＴにおける急激な圧力低下に対応することができ、その試験空間ＳＴの圧力低下が緩和される。この加圧機構７０によって加圧空間ＳＰに空気を導入する際には、開閉機構５５において排気口カバー５５ａのスリットを閉じておく。

一定の時間が経過すると、今度は高温側仕切り壁３５の吸入口３５ａ及び吹出し口３５ｂを開放する一方、低温側仕切り壁３６の吸入口３６ａ及び吹出し口３６ｂを閉じる。そして、ヒータ２４及び送風機２６を駆動して、加熱室１４で空気を加熱するとともにこの高温に加熱された空気を加熱室１４と試験空間ＳＴとの間で循環させる。これにより試験空間ＳＴが所定の温度まで昇温し、この所定の温度に一定時間維持され、試料Ｗの高温曝しが行われる。以降、低温曝しと高温曝しを交互に繰り返すことにより、試料Ｗに熱的ストレスを負荷することができる。

高温曝しの際には、試験空間ＳＴの昇温に伴ってその空間ＳＴ内の空気が膨張するが、その膨張した空気の一部が流通ダクト５６内の流通路を通ってバッファ空間ＳＢに流れ、エアバッグ５４を膨らませるので、試験空間ＳＴの圧力上昇が緩和される。このため、試験空間ＳＴ内の空気が試験槽１２を構成する断熱パネル４０同士の接合部や、扉パッキン、ケーブル孔などのシール部を通じて外部に漏れるのが抑制される。この高温曝しの際、開閉機構５５において排気口カバー５５ａのスリットを開けた状態に維持する。

以上説明したように、本実施形態では、低温試験から試験を始める場合に前もって空気充填機構６０により試験空間ＳＴと連通するバッファ空間ＳＢに乾燥した空気を充填し、エアバッグ５４を膨らませておくことができる。このため、低温試験が開始されて試験空間ＳＴが冷却されることにより試験空間ＳＴで空気が収縮したときには、エアバッグ５４が収縮しながらバッファ空間ＳＢ内の乾燥した空気が試験空間ＳＴへ供給され、試験空間ＳＴにおける圧力変動が緩和される。その結果、環境試験装置１０において低温試験から試験を始める場合に試験空間ＳＴに湿気を含んだ外気が供給されるのを確実に抑制することができる。これにより、試験空間ＳＴ及び冷却室１６を構成する隔壁面や冷却器２８等に着霜が生じるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、空気供給手段６２と流通ダクト５６との接続箇所に空気供給手段６２からバッファ空間ＳＢへ空気を流すか、又は、試験空間ＳＴとバッファ空間ＳＢとの間で空気を流通させるかを切り換えることが可能な切換弁６６が設けられている。このため、低温試験の開始前に切換弁６６を開位置Ｂに配置して空気供給手段６２からバッファ空間ＳＢへ空気を流し、バッファ空間ＳＢに乾燥した空気を充填することができる一方、試験の開始後は試験空間ＳＴとバッファ空間ＳＢとの間で空気を流通させるための閉位置Ａに切換弁６６の位置を切り換えて、空気供給手段６２から供給される空気により試験空間ＳＴに不要な空気流が生じないようにすることができる。

また、本実施形態では、空気供給手段６２がバッファ空間ＳＢへ空気を供給する機能のみならず、バッファ空間ＳＢから空気を吸引する機能を有するので、例えば高温試験から試験を始める場合に前もってバッファ空間ＳＢから空気を吸引しておくことができる。これにより、高温試験時に試験空間ＳＴの昇温によって膨張した空気をバッファ空間ＳＢに受け入れやすくすることができる。

また、本実施形態では、エアバッグ５４を収縮させるようにそのエアバッグ５４に加圧するための加圧機構７０が設けられているので、この加圧機構７０によりエアバッグ５４を収縮させてバッファ空間ＳＢ内の乾燥した空気を試験空間ＳＴへ強制的に押し流すことができる。このため、試験空間ＳＴにおける圧力変化が急速である場合でも、その圧力変化に対応して乾燥した空気を試験空間ＳＴへ供給することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。

例えば、図５に示す上記実施形態の第１変形例のように、バッファ空間ＳＢは流通ダクト５６内の流通路を通じて試験槽１２の壁体２０を構成する断熱パネル４０の本体部４０ａ内の空間ＳＷと連通していてもよい。なお、この第１変形例においては、断熱パネル４０の本体部４０ａが本発明の閉空間構成部の概念に含まれるものであり、本体部４０ａ内の空間ＳＷが本発明の閉空間の概念に含まれるものである。

この第１変形例では、低温試験から試験を始める場合に試験空間ＳＴの温度低下に伴って本体部４０ａ内の空気が低温になり収縮したとき、バッファ空間ＳＢから乾燥した空気を流通ダクト５６内の流通路を通じて本体部４０ａ内の空間ＳＷに供給することができる。このため、本体部４０ａ内の空間ＳＷが降温してもその空間ＳＷの圧力低下を緩和することができ、本体部４０ａを構成するパネル材４２（図２参照）同士の接合部４２ａやシール部を通じて本体部４０ａ内の空間ＳＷに湿気を含んだ外気が流入するのを抑制することができる。その結果、本体部４０ａ内での結露を抑制することができるとともに、その本体部４０ａ内の断熱材４０ｂの濡れを抑制することができ、試験槽１２の断熱性能が低下することを抑制することができる。しかも、断熱パネル４０内での結露が抑制されるので、断熱パネル４０からの水漏れが生じることを抑制することができる。

また、この第１変形例において、高温試験の際には、試験空間ＳＴの昇温に伴って本体部４０ａ内の空間ＳＷの空気が高温になり膨張する。この際、その膨張した空気の一部が流通ダクト５６内の流通路を通じてバッファ空間ＳＢに流れてエアバッグ５４を膨らませるので、本体部４０ａ内の空間ＳＷの圧力上昇が緩和される。このため、本体部４０ａを構成するパネル材４２（図２参照）同士の接合部４２ａやシール部を通じて本体部４０ａ内の空気が外部に漏れるのが抑制される。

また、圧力調整部５０におけるエアバッグ５４の構成とそのエアバッグ５４の取付構造は、上記実施形態で示したものに限られるものではない。

例えば、図６に示す上記実施形態の第２変形例のように、エアバッグ５４が伸縮自在な袋体で構成されており、このエアバッグ５４が通気口５２ｇを通って筐体５２内に突出した流通ダクト５６の端部に被せられるとともに、そのエアバッグ５４の開口が流通ダクト５６の端部の外面に空気漏れがないように密着させられていてもよい。

なお、この第２変形例の構成において、筐体５２、加圧機構７０及び開閉機構５５は必ずしも設ける必要はなく、省略してもよい。

また、エアバッグ５４として膜体や袋体以外の形状のものを用いてもよく、例えば蛇腹状のものを用いてもよい。

また、参考例として、流通ダクト５６を省略し、エアバッグ５４を壁体２０の貫通孔２０ａの外側を覆うように壁体２０の外面に直接取り付けるとともに、そのエアバッグ５４内に空気充填機構６０の供給ダクトを挿し込み、そのエアバッグ５４内のバッファ空間ＳＢに空気充填機構６０から乾燥した空気を供給できるように構成してもよい。

また、上記実施形態の構成において、加圧機構７０を省略してもよい。

また、空気充填機構６０の空気供給手段として送風機やポンプ以外のものを用いてもよい。例えば、工場等に設置された空圧生成設備やその他の送風設備を空気供給手段として用いてもよい。

また、空気充填機構６０の除湿部は、供給ダクト６３以外の箇所に配設してもよい。例えば、筐体５２内のバッファ空間ＳＢの所定箇所や流通ダクト５６内において空気供給手段６２からバッファ空間ＳＢへの空気の供給経路上の所定箇所等に除湿部を設けてもよい。

また、筐体５２内の加圧空間ＳＰに導入してエアバッグ５４が収縮するように加圧するための媒体として空気以外の気体や種々の液体等の流体を用いてもよい。

また、エアバッグ５４を収縮させるようにそのエアバッグ５４を加圧するための加圧機構として、ピストンでエアバッグ５４を加圧するような機構を用いてもよい。

また、前記スリット板５３の代わりに複数の貫通孔が形成された板材を用いてもよい。

また、スリット板５３の代わりに径方向に貫通する複数のスリットや複数の貫通孔が設けられた筒体を用いてもよい。

具体的には、筐体５２の通気口５２ｇに前記筒体を筐体５２内に突出するように取り付け、膜体からなるエアバッグ５４を筐体５２内に突出した筒体の周囲を覆うように筐体５２に取り付けるか、又は、袋体からなるエアバッグ５４を筐体５２内に突出した筒体に被せてエアバッグ５４の開口を筒体の外面に密着するように取り付けてもよい。この場合、エアバッグ５４内のバッファ空間ＳＢから筒体内及び流通ダクト５６を通じて空気が流出するときに収縮したエアバッグ５４の一部が筒体の端部の開口を塞いだとしても、筒体の外周のスリットもしくは貫通孔を通じてエアバッグ５４内のバッファ空間ＳＢから流通ダクト５６の流通路へ空気を流すことが可能となる。

また、上記実施形態では、壁体１８によって区画される室内空間が断熱壁３５，３６によって３つの空間（試験空間ＳＴ、加熱室１４、冷却室１６）に仕切られた３ゾーン構成としたが、これに限られるものではない。例えば、試験槽の壁体によって区画される室内空間が断熱壁によって仕切られていない一槽構造の環境試験装置としてもよい。この環境試験装置では、室内空間が試験空間として構成されるが、この試験空間は、仕切り板により、試料がセットされる試料室と、空気を加熱又は冷却する空調室とに仕切られている。空調室には、送風機、ヒータ、冷却器等が配設されており、空調室において加熱又は冷却された空気が仕切り板に設けられた連通孔を通じて試験空間に送風されるようになっている。このため、試験空間内の空気の加熱又は冷却に伴って、壁体が加熱又は冷却され、それに伴って試験空間及び壁体を構成する断熱パネル内の空間の空気が膨張又は収縮する。従って、このような環境試験装置においても、閉空間としての試験空間又は断熱パネル内の空間とバッファ空間との間で空気を流動させる本発明の構成を適用して、上記実施形態による３ゾーン構成の環境試験装置１０と同様の効果を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る環境試験装置の全体構成を概略的に示す断面図である。 図１に示した環境試験装置の壁体の一部を概略的に示す断面図である。 図１に示した環境試験装置の圧力調整部、空気充填機構及び加圧機構を概略的に示す断面図である。 図３に示した加圧機構の構成を説明するための回路図である。 本発明の一実施形態の第１変形例に係る環境試験装置の圧力調整部、空気充填機構及び加圧機構を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態の第２変形例に係る環境試験装置の圧力調整部、空気充填機構及び加圧機構を概略的に示す断面図である。

符号の説明

ＳＢ バッファ空間
ＳＴ 試験空間
Ｗ 試料
１０ 環境試験装置
１２ 試験槽
２０ 壁体
４０ 断熱パネル
４０ａ 本体部
４０ｂ 断熱材
４２ パネル材
５０ 圧力調整部
５４ エアバッグ
６０ 空気充填機構
６２ 空気供給手段
６４ 除湿部
６６ 切換弁
７０ 加圧機構

Claims (7)

1. 圧力変動する閉空間を内部に有する閉空間構成部と、
   前記閉空間との間で空気が流通可能なバッファ空間の周囲の少なくとも一部を覆うエアバッグを有し、前記閉空間の圧力変化に応じて前記エアバッグの伸縮を伴いながら前記閉空間と前記バッファ空間との間で空気を流動させる圧力調整部と、
   前記バッファ空間と前記閉空間との間の空気の流通路に接続され、前記バッファ空間に乾燥した空気を充填するための空気充填機構と、
   前記空気充填機構からの空気を前記流通路を通じて前記バッファ空間へ流す開位置と、前記空気充填機構から前記流通路への空気の流通を遮断し、前記閉空間と前記バッファ空間との間で空気を流通させる閉位置とに切り換え可能な切換弁とを備え、
   前記切換弁は、前記閉空間が冷却される低温試験から試験が開始される場合に、その低温試験の開始前に前記開位置になって前記空気充填機構からの乾燥した空気を前記流通路を通じて前記バッファ空間へ流通させる一方、前記低温試験の開始後に前記閉位置に切り換わって前記空気充填機構から前記流通路への空気の流通を遮断する、環境試験装置。
2. 前記空気充填機構は、前記バッファ空間へ空気を供給する空気供給手段と、その空気供給手段から前記バッファ空間へ供給される空気中の水分を除去する除湿部とを含む、請求項１に記載の環境試験装置。
3. 前記空気供給手段は、前記バッファ空間へ空気を供給する機能のみならず、前記バッファ空間から空気を吸引する機能を有する、請求項２に記載の環境試験装置。
4. 前記空気供給手段は、前記閉空間が昇温される高温試験から試験が開始される場合に、その高温試験の開始前に前記バッファ空間から空気を吸引する、請求項３に記載の環境試験装置。
5. 前記エアバッグを収縮させるようにそのエアバッグを加圧するための加圧機構を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の環境試験装置。
6. 前記閉空間構成部は、試験槽であるとともに、前記閉空間は、その試験槽内の試料を収納する空間であり、
   前記バッファ空間は、前記試験槽内の試料を収納する空間と連通している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の環境試験装置。
7. 前記閉空間構成部は、試験槽の壁体を構成する断熱パネルの中空状の本体部であるとともに、前記閉空間は、前記本体部内の空間であり、
   前記バッファ空間は、前記本体部内の空間と連通している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の環境試験装置。
   

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