JPH0352820B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、IC，LSI等半導体の熱衝撃や、温度
サイクル等に対する耐久性試験、強度試験を行な
う際に生じる液面の氷結や、蒸気もれによる液の
消耗及び汚染等を最少限度に止めようとする熱浸
漬試験装置に関する。

これまでのものは、枠３またはカゴが槽の出入
口４にある時、槽内と外部は開放状態となり、冷
却槽１の液面は外気が氷結をしはじめ、やがて枠
３の浸漬をさまたげ、長時間の運転に支障をもた
らしている。

加熱槽２では、熱媒の蒸気が外部へもれるので
その高温による危険と悪臭を防ぐため、装置を壁
体で囲み、さらに天井にダクトを設け高価な熱媒
を屋外へ廃棄している。

そのため維持費が高くつき、なかには１月間で
数拾万円に及ぶものもあり、試験法が優秀である
にもかかわらず利用率が悪い原因となつている。

このように従来採用されている試験装置におい
ては種々の問題点を有し、長時間サイクル運転や
採算のとれる経済運転が行ない難い。

本発明は従来の問題点を解決して、移動時に枠
３を出入口４に一定時間止め、低温の場合は除湿
気体を出入口４の空間に吹込み外気と置換させ、
移動が高温側の場合は冷却気体を蒸気と置換し、
置換された蒸気を凝縮させて液化還元を行なうこ
とにより、熱媒液の消耗や氷結に悩まされること
なく試験が行なはれるようにしたのである。即
ち、本発明では、 熱媒液が充填された冷却槽１と加熱槽２とを有
し、試料を収納した枠等の容器３を上記各槽１，
２内に没入乃至槽外に引出し可能とした熱浸漬試
験装置において、 (a) 冷却槽１と加熱槽２とのそれぞれの上部開口
に、試料を収納した容器３を収納しうる大きさ
に設定された内部スペースを有する出入口４，
４を設ける、 (b) 各出入口４と冷却槽１および加熱槽２との間
に上記容器３を出入可能とする開閉扉５を設け
ると共に、上記出入口４の上方に上記容器３を
出入口４の中空内に収納した際に出入口４の上
方を閉止する断熱蓋７，８または７′を設けて、
上記容器３が各槽１，２内の浸漬位置からそれ
ぞれの出入口４に入つたときに一時停止し上記
開閉扉５と断熱蓋７，８または７′とを閉じて
容器３を出入口４内に密閉可能とする、 (c) 上記冷却槽１の出入口４にはその内部を除湿
する手段１６を設けて該出入口４に浸入した外
気等が結露して冷却槽１内に混入しないよう除
湿する、 (d) 上記加熱槽２の出入口４にはその内部を冷却
する手段１７を設けて該出入口４に浸入した高
温熱媒液の蒸気を冷却し凝縮させて加熱槽２に
還元する、 という技術的手段を講じている。

これにより、枠などの容器３は、冷却槽１また
は加熱槽２内の浸漬位置からそれぞれの出入口４
に入つたときに一時停止し、上記開閉扉５と断熱
蓋７，８または７′とを閉じて容器３を出入口４
内に密閉する。

そして、冷却槽１の出入口４では除湿する手段
１６で該出入口４に浸入した外気等が結露して冷
却槽１内に混入しないよう除湿する。

また、加熱槽２の出入口４では冷却する手段１
７で該出入口４に浸入した高温熱媒液の蒸気を冷
却し凝縮させて加熱槽２に還元する。

この発明の実施例を、図面を参照しながら説明
すれば次の通りである。

第図から第４図に示すものは本発明装置の代
表的な第１実施例であつて、冷却器２１及び冷却
器２１により冷却された低温熱媒を移動させる攪
拌羽根２３を備えた低温槽１と、加熱器２２及び
加熱器２２により加熱された高温熱媒を移動させ
る攪拌羽根２３を備えた高温槽２とを、断熱材２
４に囲まれる外箱２５内に配設し、各槽に試料を
入れた枠３またはカゴが出入出来る出入口４を設
け、出入口４の下部には開閉扉５を取付け、枠３
には支持棒６及び支持棒６と同一軸で移動出来る
断熱蓋７を通し、それ等を支持棒６に直結した往
復直線駆動体（例えばエアーシリンダー）９にて
上下移動させ、さらに水平に設置した案内軸１０
上を他の往復直線駆動体１１にて水平移動を行な
い、外部からの電気信号にて槽１、槽２の間で、
浸漬と移動を繰返して冷・熱サイクル試験を行な
う。

第１図はその概要を示したものである。

第２図は枠３が槽に浸漬している状態を示した
もので、枠３は支持棒６及び往復直線駆動体９に
連結されて上下移動を行ない、駆動体９は水平方
向に移動する往復直線駆動体１１に固定されてお
り本体と水平に取付けられた案内棒１０の同一軸
上を中心そつて槽１、槽２の間を移動出来るよう
配置してある。

出入口４の下部に取付けられた開閉扉５は、枠
３が浸漬中は開いており、出入口４は断熱扉７に
よつて閉ざされている。

いま枠３は、高温槽２に浸漬していると仮定し
た場合、浸漬時間終了の信号にて往復直線駆動体
９は上昇を開始し、枠３が３′位置に到達した時
停止し現状を保つ。

断熱蓋７は自重にて元の位置に止まり（蓋が小
型で軽い場合はロツクする）蓋の役割りを果し、
開閉扉５は停止の信号と連動して扉を閉じ出入口
４内に密閉空間を作る。

出入口４の外壁には冷却器１７が取付けられて
いて、常時熱媒の蒸気を凝縮し還元する役割りを
果している。

さらに給気口１４から冷却気体（装置の規模に
よつて異なるが装置内で冷却された空気、あるい
は外部より液化炭酸ガス、フロンガス等）を送り
込み、空間内部の蒸気温度を降下させると同時
に、残留蒸気を排気口１５より排気せしめ、その
途中に凝縮器を設けて蒸気を液化還元する。

ここで冷却気体を使用する理由について説明し
ておきたい。

気体を吹込むのは空間内の蒸気と置換するのが
目的だから、通常の圧縮空気でもよく、排気側の
凝縮器の能力が適切であれば蒸気の処理は出来
る。

しかし装置の容量が大きかつたり、空間内での
停止時間が極端に短い場合は、冷却気体を使用し
て蒸気の凝縮を促進した方が効率の良い処理が出
来る。

以上の理由で構成上冷却気体を使用することに
した。

出入口４の内部に停止する時間が経過すると、
枠３′は更に昇し３″に達するが、この時断熱蓋７
も枠３′に引上げられて７′にて停止する。

槽内の蒸気は、すでに閉じられている開閉扉
５′により外気と断熱され、外部への蒸気もれは
ほとんどない。

移動は往復直線駆動体９によつて行なはれるが
装置の高さを制限されている場合は、駆動体を２
段にして構成する必要がある。

以上で上昇の過程は終了し水平移動に移る。

第３図は枠３が移動した後、または枠３が浸漬
を始める以前の状態を示したものである。

先に枠３が高温槽２に浸漬している状態を説明
したから、この図では低温槽１の状態を説明する
ことにする。

低温槽１では熱媒が冷却されているので、蒸気
が発生することはほとんどないが、槽内の圧力が
外部より低いため外気が浸入して来て、槽内壁面
や液面に凝縮、冷却されて氷結しようとする。

本発明では、出入口４下部に配置された開閉扉
５が閉じられて５′位置にあり外気を遮断、更に
上部は単独の断熱蓋８があり内部に密閉空間を作
り出している。

出入口４の外壁には冷凍機の吐出ガスの余熱を
利用した加熱器１６があり、封入された空気及び
外気が、低温槽１より熱伝導によつて冷却され結
露しようとするのを防いでいる。

断熱蓋８は水平に移動する往復直線駆動体１１
に連動してその反対方向に移動する。

図中の記載はその一例で、これでは細いワイヤ
ーロープ１９をガイドプーリ２０を介して駆動体
１１に取付けて環状にし、駆動体１１と反対移動
側に断熱扉８を取付けることにより簡単に処理し
ている。

断熱蓋８は各槽の出入口４上部外周の立上り部
及び２槽間をつなぐ案内板２６の上面を滑つて移
動するが、この際枠３″の移動中滴下した熱媒を
元に戻す役割をも兼ねており、蓋内側にあるガス
ケツト２７が滑らかな移動と熱媒の送り返しを助
長している。

第４図は枠３″の移動中及び浸漬を開始する状
態を示したものである。

枠３″の上部には熱媒蓋７′が乗つており枠３″
と共に移動し、反対側の熱媒蓋８′は枠３″の下の
案内板上を移動して立体的に通過するので衝突す
ることはない。

枠３″は水平移動を終了して低温槽１に浸漬を
始めるが、熱媒蓋７′が７の位置に到達し開閉扉
５′が開かれる以前に、給気口１２を開いて乾燥
気体を吹込み、出入口４内の外気を外部へ放出す
る。

乾燥空気は装置の冷却源を利用すれば比較的簡
単に得られるが、相対湿度で20％前後にしかなら
ないので、完全を期するならば外部より乾燥気体
を供給する必要がある。

通常では窒素ガスやマイナス60℃露点以下の空
気が使用されている。

乾燥気体を供給する時期は、枠３″が出入口４
の入口に達した時点より開閉扉５′が開くまでに
設定すれば、乾燥気体の供給量を最少限度に止め
ることが出来る。

開閉扉５が開いた状態は、再度第２図を参照さ
れたい。

枠３′は３位置に移動して浸漬状態となり、出
入口４は断熱蓋７にて閉じられる。

浸漬時間が経過して枠３が上昇する過程では、
高温の場合と同様３′位置で一時停止するが、給
気は行なはない。

高温の場合は枠３″が位置から３位置まで降下
し浸漬する場合は、低温同様中間では停止しない
し、給気も行なはない。

何れの場合も上昇途中で一時停止するのは、高
温側では蒸気を置換する必要もあるが、試料及び
枠に付着した熱媒を滴下させるためでもある。

熱媒の滴下に要する時間は、熱媒の粘度、表面
張力、温度等により異なるので一定しないが、４
〜５秒でその大部分が滴下するようである。

試料の移動時間は、試験規格で10秒以内と規定
されているものが多いが、上昇時間は出来得る限
り長くとる方が良い。

第５図に示すものは本発明装置の第２実施例で
あつて、第１実施例とほとんど同じ作用効果を奏
する。

異なるところは、反転する腕３１左右に枠が固
着されており（２枠式）、上昇、反転、降下、浸
漬を繰返して試験を行なう。

枠の大きさを変えることなく、２倍の試料を同
一時間で試験出来、第１実施例（１枠式）に使用
した断熱蓋８及び移動機構１９，２０は不用とな
る。

冷却及び加熱の能力は、１枠式に比べて約倍の
出力を必要とする。

本発明には、従来の試験装置にはない密閉空間
を構成することにより、最大の難点であつた低温
での氷結や、高温での蒸気もれを解消し、更にそ
の蒸気を回収して、より高価な熱媒の消費を最小
限度に止めるようにしたのは、すでに説明した通
りである。

本発明では更に従来の試験装置でのもう一つの
難間を解決している。

試験を始める場合、先づ枠に試料を入れ、運転
釦を「入」にして自動運転を開始するのが通常で
ある。

従来の試験装置では、試料を枠に入れる状態の
時は槽の出入口が開放されているので、そのまま
自動運転に入るわけにはゆかない。

もし運転を強行すれば、槽内が設定温度に到達
するまでに低温槽は氷結し、高温槽は蒸気が放出
されて液面低下することが予想される。

そのため従来の試験装置では、始め枠には試料
を入れないで浸漬し、槽内温度が設定温度に到達
後、手動操作にて枠を上昇、素早く試料を枠に入
れ自動運転を開始する状態で、本当の自動運転と
は言い難い。

試験終了の場合そ同様である。

試験終了が報知されると、素早く試料を取出し
手動操作にて枠を浸漬させ、出入口を閉鎖してや
らねばならない。

本発明装置では、従来の問題点を解決している
ので、試験順序に従つて操作すれば良く、運転開
始で枠は密閉空間に入つて自動停止、槽内温度が
設定温度に到達するまで待期を続けるから万全で
ある。

試験終了の場合も、槽内の開閉扉が閉じて外気
を遮断しているから、枠の位置を試験開始と同じ
位置で停止でき、試料を入れ換えれば直ちに次の
試験を続行することが出来る。この発明では、冷
却槽から試料を引出す際に、外部空気が混入して
氷結し低温熱媒液を劣化させるのを有効に防ぐこ
とができる。

更に、高温槽から試料を引出す際に、気化した
高温の熱媒液が外部に洩れるのを防ぎ、冷却して
液化し高温槽内へ還元することができる。

これにより媒液の効率的な使用が可能となり経
済性に優れると共に、外部への悪臭の洩れもなく
環境を悪化させないので極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例の機械収容部
を除く横断面図、第２図及び第３図は要部の拡大
断面図、第４図は要部の拡大側面図、第５図は第
２実施例の機械収容部を除く横断面図である。 １……冷却槽、２……加熱槽、３……枠または
カゴ、４……出入口、５……開閉扉、６……支持
棒、７，８……断熱蓋、９，１１……往復直線駆
動体、１０……案内棒、１２，１４……給気口、
１５……排気口、１６，２２……加熱器、１７，
２１……冷却器、１９……ワイヤーロープ、２０
……ガイドプーリ、２３……攪拌羽根、２４……
断熱材、２５……外箱、２６……案内板、２７…
…ガスケツト、３１……腕。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱媒液が充填された冷却槽１と加熱槽２とを
   有し、試料を収納した枠等の容器３を上記各槽
   １，２内に没入乃至槽外に引出し可能とした熱浸
   漬試験装置において、 冷却槽１と加熱槽２とのそれぞれの上部開口
   に、試料を収納した容器３を収納しうる大きさに
   設定された内部スペースを有する出入口４，４を
   設け、 各出入口４と冷却槽１および加熱槽２との間に
   上記容器３を出入可能とする開閉扉５を設けると
   共に、上記出入口４の上方に上記容器３を出入口
   ４の中空内に収納した際に出入口４の上方を閉止
   する断熱蓋７，８または７′を設けて、上記容器
   ３が各槽１，２内の浸漬位置からそれぞれの出入
   口４に入つたときに一時停止し上記開閉扉５と断
   熱蓋７，８または７′とを閉じて容器３を出入口
   ４内に密閉可能となし、 上記冷却槽１の出入口４にはその内部を除湿す
   る手段１６を設けて該出入口４に浸入した外気等
   が結露して冷却槽１内に混入しないよう除湿し、 上記加熱槽２の出入口４にはその内部を冷却す
   る手段１７を設けて該出入口４に浸入した高温熱
   媒液の蒸気を冷却し凝縮させて加熱槽２に還元す
   ることを特徴とする熱浸漬試験装置。