ワーク固定式冷熱衝撃試験装置及び方法
【課題】 ワークを所定位置に固定した状態でワークの加熱及び冷却を繰返し行ってワークの冷熱衝撃試験を効率的、かつ確実に行う簡便構造のワーク固定式冷熱衝撃試験装置及び方法を提供する。
【解決手段】 ワーク１はワーク固持部２により所定位置に固持される。加熱室３及び冷却室４は固定位置にあるワーク１に交互に係合し、この加熱及び冷却を繰返し行う。以上によりワークを所定位置に固持した状態で冷熱衝撃試験が行われ、加熱室３及び冷却室４は予熱及び予冷されるため効率的な試験ができる。
【解決手段】 ワーク１はワーク固持部２により所定位置に固持される。加熱室３及び冷却室４は固定位置にあるワーク１に交互に係合し、この加熱及び冷却を繰返し行う。以上によりワークを所定位置に固持した状態で冷熱衝撃試験が行われ、加熱室３及び冷却室４は予熱及び予冷されるため効率的な試験ができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの加熱及び冷却を繰返し行ってワークに冷加熱の衝撃を与えてワークの熱ストレス特性や耐久性，熱的強度等の試験を行うための試験装置及び方法に係り、特に、ワークの形態上、その移動が困難なワークに対して前記試験を行うための簡便構造のワーク固定式冷熱衝撃試験装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの熱的ストレス特性や熱的強度等を試験してワークを評価する試験として冷却衝撃試験装置が従来より採用されている。この冷熱試験としては気体を用いるものや液体を用いるものがあるが、気体を用いたものとして「特許文献１」が一例として挙げられ、液体を用いたものとし「特許文献２」が一例として挙げられる。なお、本発明は気体を用いたものである。
【特許文献１】特開２００１−８３０５８号（図１）
【特許文献２】特開平１０−３３２５６５号（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
「特許文献２」の「特開平１０−３３２５６５号」の「液槽式熱衝撃試験装置」は前記のように液体を用いたものであり、高温槽と低温層を別々に固定側に配置し、試料（ワーク）を移動させて高温槽と冷温槽に順次繰返し浸漬して衝撃試験を行うものであり、液体を用いたものであると共に試料（ワーク）が移動式であり、本発明と構成において大きく相違するものである。
【０００４】
一方、「特許文献１」の「特開２００１−８３０５８号」の「冷熱衝撃試験装置」は試料（ワーク）を収納している試験室と高温室及び低温室とを別々に、かつ試験室を挟んで設け、高温室及び冷却室と試験室との間にダンパを配置して試験室内に熱風と冷風を交互に供給する構造のものからなる。この「特許文献１」の場合は試料（ワーク）は固定式であり、後述する本発明と近似する点があるが、前記のように試験室内に熱風と冷風が交互に投入されるものであり、熱風と冷風との切り替えに時間がかかる問題点があると共に試験室内を所定の温度に正確に保持し得る安定性，確実性が劣る問題がある。
【０００５】
本発明は、以上の事情に鑑みて発明されたものであり、ワークを所定の温度で交互に迅速に冷加熱でき、冷熱試験精度の向上と試験時間の短縮ができ、装置構造としてコンパクトにまとめられ、移動の困難なすべてのワークに適用できるワーク固定式冷熱衝撃試験装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、試験体（以下、ワークと仮称する）を交互に冷却及び加熱してワークに熱衝撃を与えてワークの衝撃試験を行うための試験装置であって、該装置は、ワークを一定位置に固持するワーク固持部と、ワークを囲みこれを所定温度下で加熱又は冷却するための加熱室又は冷却室と、前記加熱室及び冷却室を前記ワークに係合する位置及びこれから離隔する位置に往復動させる室移動機構部と、前記ワークに係合する前記加熱室及び冷却室に形成される開口部を開閉するためのシャッタ部及びシール部と、前記加熱室及び冷却室内を所定温度に加熱及び冷却するための加熱手段及び冷却手段と、前記各構成要素を制御するコントローラと、前記各構成要素の略全体を被包するケース本体とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、前記加熱室及び冷却室の前記開口部側にはワーク側に出入時において前記ワーク固持部に干渉しないための切欠き部が形成され、前記シャッタ部は、前記開口部及び前記切欠き部を閉止して前記加熱室及び冷却室を略密閉状態に保持すべく前記加熱室及び冷却室に挿脱自在に一体的に保持されるものからなることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明は、前記ワーク冷熱衝撃試験時における前記加熱室の内部温度は約１５０℃からなり、前記冷却室の内部温度が約−６５℃であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４の発明は、前記請求項１乃至３に記載されるワーク固定式冷熱衝撃試験装置によるワークの冷熱衝撃試験方法であって、該方法は、まずワークを所定位置に固持する第１工程と、前記ワークを加熱室で囲んでワークの加熱を行う第２工程と、前記ワークから加熱室を離隔させその開口部をシャッタ部により閉止し予熱を行う第３工程と、前記第３工程と同時に行われ前記ワークを冷却室で囲んでワークの冷却を行う第４工程と、前記ワークから前記冷却室を離隔させてその開口部をシャッタ部により閉止し予冷を行う第５工程と、前記第５工程と同時に前記加熱室をワークを囲む位置に位置決めする第６工程とからなり、これ等の工程を順次繰返し行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１の「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置」によれば、所定位置に固持されたワークに対し、夫々別々に形成されている加熱室と冷却室とを交互に係合させてこれ等の室内でワークを冷加熱するものであり、熱風と冷風との混在が発生せず、ワークは適正の温度で確実に冷加熱される。また、加熱室と冷却室との交替は短時間で円滑に行われ、試験時間の短縮化が図れる。また、装置の各構成要素はケース本体内に収納され、コンパクトにまとめられる。
【００１１】
また、請求項２の「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置」によれば、加熱室や冷却室に開口部と切欠き部を形成することによりこれ等をワーク側に出入されることができると共に、シャッタ部により前記加熱室及び冷却室の前記開口部や前記切欠き部を略閉止して加熱室及び冷却室を略密閉状態に保持することができる。
【００１２】
本発明の請求項３の「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置」によれば、加熱室及び冷却室はこの衝撃試験に必要とされている高温の約１５０℃及び低温の約−６５℃に保持されるため所定の試験を確実に行うことができる。
【００１３】
また、本発明の請求項４の「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置」によれば、前記第１工程から前記第６工程までで順次行うことにより固定されているワークに対して別々の加熱室や冷却室が交互にコントロールされて係合し、かつ待機時には予熱及び予令されるため試験時間の短縮度の向上が図れる。また、加熱室や冷却室にはこれ等の室をワークに干渉しないで往復動するための開口部があるためシャッタ部やシール部により開口部を閉止し加熱や冷却の熱の放出を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置及び方法」の実施の形態を図面を参照して詳述する。図１は本発明の「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置」の全体構成図であり、図２は本発明における加熱室や冷却室及びこのシャッタ部の概要構造を示す斜視図であり、図３は加熱室や冷却室とシャッタ部との係合状態を説明するための模式図であり、図４はシール部の概要構造を示す模式図であり、図５及び図７は本発明における「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置による試験方法」を説明するための模式図である。
【００１５】
図１に示すように、「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置」１００は、大別してワーク１を一定位置に固持するワーク固持部２と、ワーク１の加熱を行う加熱室３及びワーク１の冷却を行う冷却室４と、これ等に一体的に係合する加熱室用シャッタ部５及び冷却室用シャッタ部６と、前記シャッタ部５，６を開閉するための加熱室３又は冷却室４用のシャッタ部開閉機構部７，８と、加熱室３及び冷却室４をワーク１側に出入させるための加熱室側室移動機構部９及び冷却室側室移動機構部１０と、加熱室３や冷却室４を所望の温度に保持するための加熱手段１１や冷却手段１２と、装置の主要構成部を被包するためケース本体１３と、夫々の機構部や手段をコントロールするためのコントローラ部１４等とからなる。
【００１６】
ワーク１としては夫々多様な形状のものからなるが、本発明に適用されるワーク１としてはワーク本体に各種の付属品が一体的に形成されてワーク１を簡単に移動できないものが主に適用されるが、これに限定するものではない。例えば、ワーク１としてはワーク本体１ａとこれに連結されるワイヤ１ｂ等とからなり、ワイヤ１ｂは後記するワーク固持部２の押圧パイプ２ａ内に収納されて加熱室３や冷却室４と干渉しないようにしているが、勿論これに限定されるものではない。
【００１７】
ワーク固持部２は、ワーク１に当接してこれを固持する押圧パイプ２ａと、これをワーク１側に移動又は離隔するための押圧手段２ｂ等とからなり、押圧手段２ｂはケース本体１３側に固持される。また、ワーク固持部２はコントローラ１４に連結されてコントロールされる。
【００１８】
加熱室３及び冷却室４は図２に示すように加熱室本体３ａと加熱室用シャッタ部５及び冷却室本体４ａと冷却室用シャッタ部６を合体したものからなる。なお、加熱室３や冷却室４は全体構造としては同一のものからなり、以下の説明では加熱室３によりその詳細構造を説明するが以下における括弧内の符号は同一構造の冷却室４側の構成要素を示すものである。
【００１９】
図３に示すように、加熱室本体３ａ（４ａ）は、立方体状のものからなり、一方側に開口部３ｂ（４ｂ）を有すると共に開口部３ｂ（４ｂ）側に形成される切欠き部３ｃ（４ｃ）等とからなる。なお、切欠き部３ｃ（４ｃ）は、ワーク１を固持する押圧パイプ１ａに嵌り込む形状のものからなり、前記開口部３ｂ（４ｂ）と切欠き部３ｃ（４ｃ）の形成により加熱室３や冷却室４は円滑にワーク１を被包し得る位置に移動可能となる。
【００２０】
一方、加熱室用シャッタ部５（冷却室用シャッタ部６も同じ）は図２に示すように前記加熱室本体３ａ（４ａ）を被包し得る２つ割りのコ字形状の加熱室用シャッタ部本体５ａ（６ａ）と開口部５ｂ（６ｂ）と切欠き部５ｃ（６ｃ）等とからなる。なお、切欠き部５ｃ（６ｃ）等は半割りの加熱室用シャッタ部本体５ａ（６ａ）を合体した場合にワーク固持部２の押圧パイプ２ａに丁度嵌り込む寸法のものからなる。また、加熱室用シャッタ部本体５ａ（６ａ）には底板５ｄ（６ｄ）が一体的に形成され、合体した底板５ｄ（６ｄ）により加熱室本体３ａ（４ａ）の開口部３ｂ（４ｂ）は閉止される。
【００２１】
図３（ａ），（ｂ）は前記の加熱室本体３ａ（４ａ）と加熱室用シャッタ部５（６）との係合状態を示すものである。図３（ａ）は加熱室本体３ａ（４ａ）と加熱室用シャッタ部５（６）とが合体し、加熱室３（４）を略密閉状態にした状態を示し、図３（ｂ）は加熱室３（４）の開放状態を示す。この開放状態により加熱室３（４）はワーク１及びワーク固持部２と干渉しないで移動し得る状態となる。また、加熱室３（４）は図３（ａ）の状態で加熱（冷却）されることになる。また、加熱室用シャッタ部５（６）の開閉は後に説明する加熱室用開閉機構部７（８）により行われる。また、図１に示すように加熱室本体３ａ（４ａ）と加熱室用シャッタ部５（６）との間には加熱室用シャッタ部５（６）を所定位置に保持するための係止具１５（１６）が設けられている。
【００２２】
加熱室用開閉機構部７（８）は、図１及び図３に示すように加熱室本体３ａに固持されるシリンダ７ａ（８ａ）と、シリンダ７ａ（８ａ）のピストンロッド７ｂ（８ｂ）とからなり、ピストンロッド７ｂ（８ｂ）は加熱室用シャッタ部５（６）に連結される。このシリンダ７ａ（８ａ）の作動により２つ割りの加熱室用シャッタ部本体５ａ（６ａ）が開閉動作されることになる。
【００２３】
加熱室側室移動機構部９（１０）は図１に示すようにケース本体１３側に固持されるシリンダ９ａ（１０ａ）とピストンロッド９ｂ（１０ｂ）等とからなり、ピストンロッド９ａ（１０ａ）は加熱室本体３ａ（４ａ）に連結される。このシリンダ９ａ（１０ｂ）の作動により加熱室３（４）はワーク１と係合する位置又は離隔する位置に挿脱動作される。
【００２４】
加熱手段１１及び冷却手段１２は加熱室３及び冷却室４の加熱（予熱）及び冷却（予冷却）を行うためのものであり、加熱室３や冷却室４とは例えばフレキシブルチューブ（図略）により連結される。本実施例では加熱室３はワーク１と係合時には約１５０℃に保持され、冷却室４はワーク１と係合時に約−６５℃に保持される。勿論、この温度条件は限定するものではないが、冷熱衝撃試験としては前記の温度条件が一応設定されている。また、加熱室３や冷却室４はワーク１に係合しないで離隔している状態では係合時において前記の１５０℃や−６５℃に只ちになるように加熱手段１１や冷却手段１２により予加熱又は予冷却される。
【００２５】
前記したシリンダ７ａ（８ａ）やシリンダ９ａ（１０ａ）や加熱手段１１及び冷却手段１２や前記した装置の各構成部はコントローラ部１４により適宜コントロールされるが、この詳細説明は省略する。
【００２６】
図４はシール部（１８）を説明するものである。加熱室本体３ａ（４ａ）は加熱室用シャッタ部５（６）により閉止された状態においても図３（ａ）に示すように押圧パイプ２ａの直径に相当する丸孔１９（２０）が生ずる。この丸孔１９（２０）は加熱室３や冷却室４がワーク１に係合している状態では押圧パイプ２ａにより閉止される。しかしながら、ワーク１から開放された予加熱や予冷却の状態では開放状態にあるため、これを閉止するシール部１７（１８）が必要になる。このシール部１７（１８）は図４に示すように、例えば、丸孔１９（２０）を塞ぐ円盤２１（２２）と、これを保持する支持部２３（２４）と、支持部２３（２４）内に収納されるバネ２５（２６）等とからなる。加熱室３や冷却室４のワーク１への係合時には押圧パイプ２ａに押圧されて円盤２１（２２）は支持部２３（２４）をバネ２５（２６）のバネ力に抗して押し上げて係合を円滑に行われしめるように作動するが、ワーク１から離隔した状態ではバネ２５（２６）のバネ力により元の位置に戻されて丸孔１９（２０）を円盤２１（２２）により閉止してその開放を防止するように機能する。
【００２７】
次に、本発明の「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置」１００によるワーク１の冷熱衝撃試験方法について主に図５乃至図７により説明する。
図５は加熱室３によってワーク１を加熱している状態を示す。加熱室３は加熱室本体３ａを加熱室用シャッタ部５により被包し略密閉状態に保持されるこの状態で加熱室３は加熱手段１１により約１５０℃に加熱され加熱テストが行われる。この状態では図５に示すように冷却室４は冷却室本体４ａを冷却室用シャッタ部６により閉止され、略密閉状態に保持されて予冷却される。勿論、この場合、冷却室４の丸孔２０は円盤２２により閉止されている。また、冷却室４は本実施例ではその開口部６ｂや切欠き部６ｃを上方に向けて配置されている。
【００２８】
図６はワーク１の加熱が終了し、加熱室３が上方に移動し、冷却室４がワーク１に係合しようとしている状態を示す。即ち、加熱室３は、加熱室本体３ａから加熱室用シャッタ部５が離れ、開口部５ｂや切欠き部５ｃを開放した状態となり、この状態で加熱室３はワーク１及びワーク固持部２から離隔する位置に移動される。一方、冷却室４は冷却室用シャッタ部６を冷却室本体４ａから離隔する位置に開きその開口部６ｂや切欠き部６ｃを開放した状態となる。この状態で冷却室４はワーク１と係合し得る位置に移動可能となる。
【００２９】
図７は、冷却室４がワーク１に係合した状態を示す。冷却室本体４ａは冷却室用シャッタ部６により閉止され略密閉状態となり、冷却手段１２により冷却室４内を約−６５℃に冷却される。これにより、冷却テストが行われる。この状態では図７に示すように加熱室３も略密閉状態に保持されて加熱手段１１により予加熱が行われる。
【００３０】
次に、図７の状態から図５に戻されてワーク１は再び加熱され、加熱テストが引き続き行われ、以下、同様の冷却テスト及び加熱テストが繰返し行われ、ワーク１の冷熱衝撃試験が終了することになる。
【００３１】
以上のように、移動が困難（又は移動しにくい）ワーク１の冷熱衝撃試験が行われるが、加熱室３や冷却室４は前記のように予加熱及び予冷却された状態からワーク１に係合する位置に順次移動されるため、試験時間の短縮と加熱及び冷却の効率化が図れる。また、前記のような装置はケース本体１３内にコンパクトにまとめられ、移動も比較的容易に行われる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、移動困難なワークを気体を持ちいて冷熱衝撃試験を行うために便利な装置に関するものであるが、ワークの形態としては任意の形状のものに容易に対応でき、その利用範囲は広い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のワーク固定式衝撃試験装置の全体構造を説明する構成図。
【図２】本発明における加熱室（冷却室）とこれに係合する加熱室用シャッタ部（冷却室用シャッタ部）の構造を説明するための模式的斜視図。
【図３】本発明における加熱室（冷却室）と加熱室用シャッタ部（冷却室用シャッタ部）との係合状態を示す模式図（図３（ａ）はワークの加熱（冷却）時の状態を示し、図３（ｂ）はワークから離隔する状態を示すもの）。
【図４】本発明におけるシール部の構造及び作用を説明するための模式図。
【図５】本発明の冷熱衝撃試験方法を説明するための説明用模式図。
【図６】本発明の冷熱衝撃試験方法を説明するための説明用模式図。
【図７】本発明の冷熱衝撃試験方法を説明するための説明用模式図。
【符号の説明】
【００３４】
１ ワーク
１ａ ワーク本体
１ｂ ワイヤ
２ ワーク固持部
２ａ 押圧パイプ
２ｂ 押圧手段
３ 加熱室
３ａ 加熱室本体
３ｂ 開口部
３ｃ 切欠き部
４ 冷却室
４ａ 冷却室本体
４ｂ 開口部
４ｃ 切欠き部
５ 加熱室用シャッタ部
５ａ 加熱室用シャッタ部本体
５ｂ 開口部
５ｃ 切欠き部
５ｄ 底板
６ 冷却室用シャッタ部
６ａ 冷却室用シャッタ部本体
６ｂ 開口部
６ｃ 切欠き部
６ｄ 底板
７ 加熱室用開閉機構部
７ａ シリンダ
７ｂ ピストンロッド
８ 冷却室用開閉機構部
８ａ シリンダ
８ｂ ピストンロッド
９ 加熱室側室移動機構部
９ａ シリンダ
９ｂ ピストンロッド
１０ 冷却室側室移動機構部
１０ａ シリンダ
１０ｂ ピストンロッド
１１ 加熱手段
１２ 冷却手段
１３ ケース本体
１４ コントローラ部
１５ 係止具
１６ 係止具
１７ シール部
１８ シール部
１９ 丸孔
２０ 丸孔
２１ 円盤
２２ 円盤
２３ 支持部
２４ 支持部
２５ バネ
２６ バネ
１００ ワーク固定式冷熱衝撃試験装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの加熱及び冷却を繰返し行ってワークに冷加熱の衝撃を与えてワークの熱ストレス特性や耐久性，熱的強度等の試験を行うための試験装置及び方法に係り、特に、ワークの形態上、その移動が困難なワークに対して前記試験を行うための簡便構造のワーク固定式冷熱衝撃試験装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの熱的ストレス特性や熱的強度等を試験してワークを評価する試験として冷却衝撃試験装置が従来より採用されている。この冷熱試験としては気体を用いるものや液体を用いるものがあるが、気体を用いたものとして「特許文献１」が一例として挙げられ、液体を用いたものとし「特許文献２」が一例として挙げられる。なお、本発明は気体を用いたものである。
【特許文献１】特開２００１−８３０５８号（図１）
【特許文献２】特開平１０−３３２５６５号（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
「特許文献２」の「特開平１０−３３２５６５号」の「液槽式熱衝撃試験装置」は前記のように液体を用いたものであり、高温槽と低温層を別々に固定側に配置し、試料（ワーク）を移動させて高温槽と冷温槽に順次繰返し浸漬して衝撃試験を行うものであり、液体を用いたものであると共に試料（ワーク）が移動式であり、本発明と構成において大きく相違するものである。
【０００４】
一方、「特許文献１」の「特開２００１−８３０５８号」の「冷熱衝撃試験装置」は試料（ワーク）を収納している試験室と高温室及び低温室とを別々に、かつ試験室を挟んで設け、高温室及び冷却室と試験室との間にダンパを配置して試験室内に熱風と冷風を交互に供給する構造のものからなる。この「特許文献１」の場合は試料（ワーク）は固定式であり、後述する本発明と近似する点があるが、前記のように試験室内に熱風と冷風が交互に投入されるものであり、熱風と冷風との切り替えに時間がかかる問題点があると共に試験室内を所定の温度に正確に保持し得る安定性，確実性が劣る問題がある。
【０００５】
本発明は、以上の事情に鑑みて発明されたものであり、ワークを所定の温度で交互に迅速に冷加熱でき、冷熱試験精度の向上と試験時間の短縮ができ、装置構造としてコンパクトにまとめられ、移動の困難なすべてのワークに適用できるワーク固定式冷熱衝撃試験装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、試験体（以下、ワークと仮称する）を交互に冷却及び加熱してワークに熱衝撃を与えてワークの衝撃試験を行うための試験装置であって、該装置は、ワークを一定位置に固持するワーク固持部と、ワークを囲みこれを所定温度下で加熱又は冷却するための加熱室又は冷却室と、前記加熱室及び冷却室を前記ワークに係合する位置及びこれから離隔する位置に往復動させる室移動機構部と、前記ワークに係合する前記加熱室及び冷却室に形成される開口部を開閉するためのシャッタ部及びシール部と、前記加熱室及び冷却室内を所定温度に加熱及び冷却するための加熱手段及び冷却手段と、前記各構成要素を制御するコントローラと、前記各構成要素の略全体を被包するケース本体とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、前記加熱室及び冷却室の前記開口部側にはワーク側に出入時において前記ワーク固持部に干渉しないための切欠き部が形成され、前記シャッタ部は、前記開口部及び前記切欠き部を閉止して前記加熱室及び冷却室を略密閉状態に保持すべく前記加熱室及び冷却室に挿脱自在に一体的に保持されるものからなることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明は、前記ワーク冷熱衝撃試験時における前記加熱室の内部温度は約１５０℃からなり、前記冷却室の内部温度が約−６５℃であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４の発明は、前記請求項１乃至３に記載されるワーク固定式冷熱衝撃試験装置によるワークの冷熱衝撃試験方法であって、該方法は、まずワークを所定位置に固持する第１工程と、前記ワークを加熱室で囲んでワークの加熱を行う第２工程と、前記ワークから加熱室を離隔させその開口部をシャッタ部により閉止し予熱を行う第３工程と、前記第３工程と同時に行われ前記ワークを冷却室で囲んでワークの冷却を行う第４工程と、前記ワークから前記冷却室を離隔させてその開口部をシャッタ部により閉止し予冷を行う第５工程と、前記第５工程と同時に前記加熱室をワークを囲む位置に位置決めする第６工程とからなり、これ等の工程を順次繰返し行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１の「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置」によれば、所定位置に固持されたワークに対し、夫々別々に形成されている加熱室と冷却室とを交互に係合させてこれ等の室内でワークを冷加熱するものであり、熱風と冷風との混在が発生せず、ワークは適正の温度で確実に冷加熱される。また、加熱室と冷却室との交替は短時間で円滑に行われ、試験時間の短縮化が図れる。また、装置の各構成要素はケース本体内に収納され、コンパクトにまとめられる。
【００１１】
また、請求項２の「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置」によれば、加熱室や冷却室に開口部と切欠き部を形成することによりこれ等をワーク側に出入されることができると共に、シャッタ部により前記加熱室及び冷却室の前記開口部や前記切欠き部を略閉止して加熱室及び冷却室を略密閉状態に保持することができる。
【００１２】
本発明の請求項３の「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置」によれば、加熱室及び冷却室はこの衝撃試験に必要とされている高温の約１５０℃及び低温の約−６５℃に保持されるため所定の試験を確実に行うことができる。
【００１３】
また、本発明の請求項４の「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置」によれば、前記第１工程から前記第６工程までで順次行うことにより固定されているワークに対して別々の加熱室や冷却室が交互にコントロールされて係合し、かつ待機時には予熱及び予令されるため試験時間の短縮度の向上が図れる。また、加熱室や冷却室にはこれ等の室をワークに干渉しないで往復動するための開口部があるためシャッタ部やシール部により開口部を閉止し加熱や冷却の熱の放出を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置及び方法」の実施の形態を図面を参照して詳述する。図１は本発明の「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置」の全体構成図であり、図２は本発明における加熱室や冷却室及びこのシャッタ部の概要構造を示す斜視図であり、図３は加熱室や冷却室とシャッタ部との係合状態を説明するための模式図であり、図４はシール部の概要構造を示す模式図であり、図５及び図７は本発明における「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置による試験方法」を説明するための模式図である。
【００１５】
図１に示すように、「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置」１００は、大別してワーク１を一定位置に固持するワーク固持部２と、ワーク１の加熱を行う加熱室３及びワーク１の冷却を行う冷却室４と、これ等に一体的に係合する加熱室用シャッタ部５及び冷却室用シャッタ部６と、前記シャッタ部５，６を開閉するための加熱室３又は冷却室４用のシャッタ部開閉機構部７，８と、加熱室３及び冷却室４をワーク１側に出入させるための加熱室側室移動機構部９及び冷却室側室移動機構部１０と、加熱室３や冷却室４を所望の温度に保持するための加熱手段１１や冷却手段１２と、装置の主要構成部を被包するためケース本体１３と、夫々の機構部や手段をコントロールするためのコントローラ部１４等とからなる。
【００１６】
ワーク１としては夫々多様な形状のものからなるが、本発明に適用されるワーク１としてはワーク本体に各種の付属品が一体的に形成されてワーク１を簡単に移動できないものが主に適用されるが、これに限定するものではない。例えば、ワーク１としてはワーク本体１ａとこれに連結されるワイヤ１ｂ等とからなり、ワイヤ１ｂは後記するワーク固持部２の押圧パイプ２ａ内に収納されて加熱室３や冷却室４と干渉しないようにしているが、勿論これに限定されるものではない。
【００１７】
ワーク固持部２は、ワーク１に当接してこれを固持する押圧パイプ２ａと、これをワーク１側に移動又は離隔するための押圧手段２ｂ等とからなり、押圧手段２ｂはケース本体１３側に固持される。また、ワーク固持部２はコントローラ１４に連結されてコントロールされる。
【００１８】
加熱室３及び冷却室４は図２に示すように加熱室本体３ａと加熱室用シャッタ部５及び冷却室本体４ａと冷却室用シャッタ部６を合体したものからなる。なお、加熱室３や冷却室４は全体構造としては同一のものからなり、以下の説明では加熱室３によりその詳細構造を説明するが以下における括弧内の符号は同一構造の冷却室４側の構成要素を示すものである。
【００１９】
図３に示すように、加熱室本体３ａ（４ａ）は、立方体状のものからなり、一方側に開口部３ｂ（４ｂ）を有すると共に開口部３ｂ（４ｂ）側に形成される切欠き部３ｃ（４ｃ）等とからなる。なお、切欠き部３ｃ（４ｃ）は、ワーク１を固持する押圧パイプ１ａに嵌り込む形状のものからなり、前記開口部３ｂ（４ｂ）と切欠き部３ｃ（４ｃ）の形成により加熱室３や冷却室４は円滑にワーク１を被包し得る位置に移動可能となる。
【００２０】
一方、加熱室用シャッタ部５（冷却室用シャッタ部６も同じ）は図２に示すように前記加熱室本体３ａ（４ａ）を被包し得る２つ割りのコ字形状の加熱室用シャッタ部本体５ａ（６ａ）と開口部５ｂ（６ｂ）と切欠き部５ｃ（６ｃ）等とからなる。なお、切欠き部５ｃ（６ｃ）等は半割りの加熱室用シャッタ部本体５ａ（６ａ）を合体した場合にワーク固持部２の押圧パイプ２ａに丁度嵌り込む寸法のものからなる。また、加熱室用シャッタ部本体５ａ（６ａ）には底板５ｄ（６ｄ）が一体的に形成され、合体した底板５ｄ（６ｄ）により加熱室本体３ａ（４ａ）の開口部３ｂ（４ｂ）は閉止される。
【００２１】
図３（ａ），（ｂ）は前記の加熱室本体３ａ（４ａ）と加熱室用シャッタ部５（６）との係合状態を示すものである。図３（ａ）は加熱室本体３ａ（４ａ）と加熱室用シャッタ部５（６）とが合体し、加熱室３（４）を略密閉状態にした状態を示し、図３（ｂ）は加熱室３（４）の開放状態を示す。この開放状態により加熱室３（４）はワーク１及びワーク固持部２と干渉しないで移動し得る状態となる。また、加熱室３（４）は図３（ａ）の状態で加熱（冷却）されることになる。また、加熱室用シャッタ部５（６）の開閉は後に説明する加熱室用開閉機構部７（８）により行われる。また、図１に示すように加熱室本体３ａ（４ａ）と加熱室用シャッタ部５（６）との間には加熱室用シャッタ部５（６）を所定位置に保持するための係止具１５（１６）が設けられている。
【００２２】
加熱室用開閉機構部７（８）は、図１及び図３に示すように加熱室本体３ａに固持されるシリンダ７ａ（８ａ）と、シリンダ７ａ（８ａ）のピストンロッド７ｂ（８ｂ）とからなり、ピストンロッド７ｂ（８ｂ）は加熱室用シャッタ部５（６）に連結される。このシリンダ７ａ（８ａ）の作動により２つ割りの加熱室用シャッタ部本体５ａ（６ａ）が開閉動作されることになる。
【００２３】
加熱室側室移動機構部９（１０）は図１に示すようにケース本体１３側に固持されるシリンダ９ａ（１０ａ）とピストンロッド９ｂ（１０ｂ）等とからなり、ピストンロッド９ａ（１０ａ）は加熱室本体３ａ（４ａ）に連結される。このシリンダ９ａ（１０ｂ）の作動により加熱室３（４）はワーク１と係合する位置又は離隔する位置に挿脱動作される。
【００２４】
加熱手段１１及び冷却手段１２は加熱室３及び冷却室４の加熱（予熱）及び冷却（予冷却）を行うためのものであり、加熱室３や冷却室４とは例えばフレキシブルチューブ（図略）により連結される。本実施例では加熱室３はワーク１と係合時には約１５０℃に保持され、冷却室４はワーク１と係合時に約−６５℃に保持される。勿論、この温度条件は限定するものではないが、冷熱衝撃試験としては前記の温度条件が一応設定されている。また、加熱室３や冷却室４はワーク１に係合しないで離隔している状態では係合時において前記の１５０℃や−６５℃に只ちになるように加熱手段１１や冷却手段１２により予加熱又は予冷却される。
【００２５】
前記したシリンダ７ａ（８ａ）やシリンダ９ａ（１０ａ）や加熱手段１１及び冷却手段１２や前記した装置の各構成部はコントローラ部１４により適宜コントロールされるが、この詳細説明は省略する。
【００２６】
図４はシール部（１８）を説明するものである。加熱室本体３ａ（４ａ）は加熱室用シャッタ部５（６）により閉止された状態においても図３（ａ）に示すように押圧パイプ２ａの直径に相当する丸孔１９（２０）が生ずる。この丸孔１９（２０）は加熱室３や冷却室４がワーク１に係合している状態では押圧パイプ２ａにより閉止される。しかしながら、ワーク１から開放された予加熱や予冷却の状態では開放状態にあるため、これを閉止するシール部１７（１８）が必要になる。このシール部１７（１８）は図４に示すように、例えば、丸孔１９（２０）を塞ぐ円盤２１（２２）と、これを保持する支持部２３（２４）と、支持部２３（２４）内に収納されるバネ２５（２６）等とからなる。加熱室３や冷却室４のワーク１への係合時には押圧パイプ２ａに押圧されて円盤２１（２２）は支持部２３（２４）をバネ２５（２６）のバネ力に抗して押し上げて係合を円滑に行われしめるように作動するが、ワーク１から離隔した状態ではバネ２５（２６）のバネ力により元の位置に戻されて丸孔１９（２０）を円盤２１（２２）により閉止してその開放を防止するように機能する。
【００２７】
次に、本発明の「ワーク固定式冷熱衝撃試験装置」１００によるワーク１の冷熱衝撃試験方法について主に図５乃至図７により説明する。
図５は加熱室３によってワーク１を加熱している状態を示す。加熱室３は加熱室本体３ａを加熱室用シャッタ部５により被包し略密閉状態に保持されるこの状態で加熱室３は加熱手段１１により約１５０℃に加熱され加熱テストが行われる。この状態では図５に示すように冷却室４は冷却室本体４ａを冷却室用シャッタ部６により閉止され、略密閉状態に保持されて予冷却される。勿論、この場合、冷却室４の丸孔２０は円盤２２により閉止されている。また、冷却室４は本実施例ではその開口部６ｂや切欠き部６ｃを上方に向けて配置されている。
【００２８】
図６はワーク１の加熱が終了し、加熱室３が上方に移動し、冷却室４がワーク１に係合しようとしている状態を示す。即ち、加熱室３は、加熱室本体３ａから加熱室用シャッタ部５が離れ、開口部５ｂや切欠き部５ｃを開放した状態となり、この状態で加熱室３はワーク１及びワーク固持部２から離隔する位置に移動される。一方、冷却室４は冷却室用シャッタ部６を冷却室本体４ａから離隔する位置に開きその開口部６ｂや切欠き部６ｃを開放した状態となる。この状態で冷却室４はワーク１と係合し得る位置に移動可能となる。
【００２９】
図７は、冷却室４がワーク１に係合した状態を示す。冷却室本体４ａは冷却室用シャッタ部６により閉止され略密閉状態となり、冷却手段１２により冷却室４内を約−６５℃に冷却される。これにより、冷却テストが行われる。この状態では図７に示すように加熱室３も略密閉状態に保持されて加熱手段１１により予加熱が行われる。
【００３０】
次に、図７の状態から図５に戻されてワーク１は再び加熱され、加熱テストが引き続き行われ、以下、同様の冷却テスト及び加熱テストが繰返し行われ、ワーク１の冷熱衝撃試験が終了することになる。
【００３１】
以上のように、移動が困難（又は移動しにくい）ワーク１の冷熱衝撃試験が行われるが、加熱室３や冷却室４は前記のように予加熱及び予冷却された状態からワーク１に係合する位置に順次移動されるため、試験時間の短縮と加熱及び冷却の効率化が図れる。また、前記のような装置はケース本体１３内にコンパクトにまとめられ、移動も比較的容易に行われる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、移動困難なワークを気体を持ちいて冷熱衝撃試験を行うために便利な装置に関するものであるが、ワークの形態としては任意の形状のものに容易に対応でき、その利用範囲は広い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のワーク固定式衝撃試験装置の全体構造を説明する構成図。
【図２】本発明における加熱室（冷却室）とこれに係合する加熱室用シャッタ部（冷却室用シャッタ部）の構造を説明するための模式的斜視図。
【図３】本発明における加熱室（冷却室）と加熱室用シャッタ部（冷却室用シャッタ部）との係合状態を示す模式図（図３（ａ）はワークの加熱（冷却）時の状態を示し、図３（ｂ）はワークから離隔する状態を示すもの）。
【図４】本発明におけるシール部の構造及び作用を説明するための模式図。
【図５】本発明の冷熱衝撃試験方法を説明するための説明用模式図。
【図６】本発明の冷熱衝撃試験方法を説明するための説明用模式図。
【図７】本発明の冷熱衝撃試験方法を説明するための説明用模式図。
【符号の説明】
【００３４】
１ ワーク
１ａ ワーク本体
１ｂ ワイヤ
２ ワーク固持部
２ａ 押圧パイプ
２ｂ 押圧手段
３ 加熱室
３ａ 加熱室本体
３ｂ 開口部
３ｃ 切欠き部
４ 冷却室
４ａ 冷却室本体
４ｂ 開口部
４ｃ 切欠き部
５ 加熱室用シャッタ部
５ａ 加熱室用シャッタ部本体
５ｂ 開口部
５ｃ 切欠き部
５ｄ 底板
６ 冷却室用シャッタ部
６ａ 冷却室用シャッタ部本体
６ｂ 開口部
６ｃ 切欠き部
６ｄ 底板
７ 加熱室用開閉機構部
７ａ シリンダ
７ｂ ピストンロッド
８ 冷却室用開閉機構部
８ａ シリンダ
８ｂ ピストンロッド
９ 加熱室側室移動機構部
９ａ シリンダ
９ｂ ピストンロッド
１０ 冷却室側室移動機構部
１０ａ シリンダ
１０ｂ ピストンロッド
１１ 加熱手段
１２ 冷却手段
１３ ケース本体
１４ コントローラ部
１５ 係止具
１６ 係止具
１７ シール部
１８ シール部
１９ 丸孔
２０ 丸孔
２１ 円盤
２２ 円盤
２３ 支持部
２４ 支持部
２５ バネ
２６ バネ
１００ ワーク固定式冷熱衝撃試験装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験体（以下、ワークと仮称する）を交互に冷却及び加熱してワークに熱衝撃を与えてワークの衝撃試験を行うための試験装置であって、該装置は、ワークを一定位置に固持するワーク固持部と、ワークを囲みこれを所定温度下で加熱又は冷却するための加熱室又は冷却室と、前記加熱室及び冷却室を前記ワークに係合する位置及びこれから離隔する位置に往復動させる室移動機構部と、前記ワークに係合する前記加熱室及び冷却室に形成される開口部を開閉するためのシャッタ部及びシール部と、前記加熱室及び冷却室内を所定温度に加熱及び冷却するための加熱手段及び冷却手段と、前記各構成要素を制御するコントローラと、前記各構成要素の略全体を被包するケース本体とを有することを特徴とするワーク固定式冷熱衝撃試験装置。
【請求項２】
前記加熱室及び冷却室の前記開口部側にはワーク側に出入時において前記ワーク固持部に干渉しないための切欠き部が形成され、前記シャッタ部は、前記開口部及び前記切欠き部を閉止して前記加熱室及び冷却室を略密閉状態に保持すべく前記加熱室及び冷却室に挿脱自在に一体的に保持されるものからなることを特徴とする請求項１に記載のワーク固定式冷熱衝撃試験装置。
【請求項３】
前記ワーク冷熱衝撃試験時における前記加熱室の内部温度は約１５０℃からなり、前記冷却室の内部温度が約−６５℃であることを特徴とする請求項１に記載のワーク固定式冷熱衝撃試験装置。
【請求項４】
前記請求項１乃至３に記載されるワーク固定式冷熱衝撃試験装置によるワークの冷熱衝撃試験方法であって、該方法は、まずワークを所定位置に固持する第１工程と、前記ワークを加熱室で囲んでワークの加熱を行う第２工程と、前記ワークから加熱室を離隔させその開口部をシャッタ部により閉止し予熱を行う第３工程と、前記第３工程と同時に行われ前記ワークを冷却室で囲んでワークの冷却を行う第４工程と、前記ワークから前記冷却室を離隔させてその開口部をシャッタ部により閉止し予冷を行う第５工程と、前記第５工程と同時に前記加熱室をワークを囲む位置に位置決めする第６工程とからなり、これ等の工程を順次繰返し行うことを特徴とするワーク固定式冷熱衝撃試験方法。
【請求項１】
試験体（以下、ワークと仮称する）を交互に冷却及び加熱してワークに熱衝撃を与えてワークの衝撃試験を行うための試験装置であって、該装置は、ワークを一定位置に固持するワーク固持部と、ワークを囲みこれを所定温度下で加熱又は冷却するための加熱室又は冷却室と、前記加熱室及び冷却室を前記ワークに係合する位置及びこれから離隔する位置に往復動させる室移動機構部と、前記ワークに係合する前記加熱室及び冷却室に形成される開口部を開閉するためのシャッタ部及びシール部と、前記加熱室及び冷却室内を所定温度に加熱及び冷却するための加熱手段及び冷却手段と、前記各構成要素を制御するコントローラと、前記各構成要素の略全体を被包するケース本体とを有することを特徴とするワーク固定式冷熱衝撃試験装置。
【請求項２】
前記加熱室及び冷却室の前記開口部側にはワーク側に出入時において前記ワーク固持部に干渉しないための切欠き部が形成され、前記シャッタ部は、前記開口部及び前記切欠き部を閉止して前記加熱室及び冷却室を略密閉状態に保持すべく前記加熱室及び冷却室に挿脱自在に一体的に保持されるものからなることを特徴とする請求項１に記載のワーク固定式冷熱衝撃試験装置。
【請求項３】
前記ワーク冷熱衝撃試験時における前記加熱室の内部温度は約１５０℃からなり、前記冷却室の内部温度が約−６５℃であることを特徴とする請求項１に記載のワーク固定式冷熱衝撃試験装置。
【請求項４】
前記請求項１乃至３に記載されるワーク固定式冷熱衝撃試験装置によるワークの冷熱衝撃試験方法であって、該方法は、まずワークを所定位置に固持する第１工程と、前記ワークを加熱室で囲んでワークの加熱を行う第２工程と、前記ワークから加熱室を離隔させその開口部をシャッタ部により閉止し予熱を行う第３工程と、前記第３工程と同時に行われ前記ワークを冷却室で囲んでワークの冷却を行う第４工程と、前記ワークから前記冷却室を離隔させてその開口部をシャッタ部により閉止し予冷を行う第５工程と、前記第５工程と同時に前記加熱室をワークを囲む位置に位置決めする第６工程とからなり、これ等の工程を順次繰返し行うことを特徴とするワーク固定式冷熱衝撃試験方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１７８１３５（Ｐ２００７−１７８１３５Ａ）
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７３７０９（Ｐ２００５−３７３７０９）
【出願日】平成１７年１２月２７日（２００５．１２．２７）
【特許番号】特許第３８５１９８７号（Ｐ３８５１９８７）
【特許公報発行日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【出願人】（５０２３９１６００）株式会社テクノコア (4)
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２７日（２００５．１２．２７）
【特許番号】特許第３８５１９８７号（Ｐ３８５１９８７）
【特許公報発行日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【出願人】（５０２３９１６００）株式会社テクノコア (4)
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