環境試験用空調装置
【課題】 環境試験の実施に掛かる手間が少なく、装置を小型化することができ、ランニングコストを低く抑えることができる環境試験用空調装置を提供する。
【解決手段】 本発明の環境試験用空調装置は、環境試験装置本体２０の一部分であって被試験体１０が設置された状態の試験機構部２１を含む部分の周囲を覆って内部に収容できるように構成され、環境試験装置本体２０に気密に取り付けてその内部空間に恒温室２ａを形成する恒温槽２と、恒温室２ａの温度を被試験体２０の恒温試験に応じて所定温度に温度調整する恒温ユニット４と、を備える。
【解決手段】 本発明の環境試験用空調装置は、環境試験装置本体２０の一部分であって被試験体１０が設置された状態の試験機構部２１を含む部分の周囲を覆って内部に収容できるように構成され、環境試験装置本体２０に気密に取り付けてその内部空間に恒温室２ａを形成する恒温槽２と、恒温室２ａの温度を被試験体２０の恒温試験に応じて所定温度に温度調整する恒温ユニット４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車部品のような被試験体に対して環境試験を行うための環境試験用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、部品等（ワイパー、ウインカー等の自動車部品、電気部品、機械部品、等）のような被試験体を対象として、目的の環境下における作動状態を検査する環境試験（恒温試験）が行われる。従来、このような環境試験を実施するために、図６に示すような環境試験装置が用いられていた。
この環境試験装置１００は、被試験体１０１を固定して試験に応じた所定の動作を行わせる試験装置本体１０２と、この試験装置本体１０２を収容し内部を所定温度（例えば、−４０〜＋９５℃）に保持して所定の環境状態を作る空調装置１０３とを備えて構成されている。この空調装置１０３は、内部に恒温室１０４ａをもつ恒温槽１０４と、恒温室１０４ａ内を所定温度に温度調整する空調室（図示せず）とを有している。なお、このような環境試験装置としては、例えば、下記特許文献１に示されたもの等、種々の提案がなされている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２９３９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の環境試験用の空調装置１０３は、試験装置本体１０２の全体を大型の恒温槽１０４（人が入ることができるものは「ウォークイン型チャンバー」と称されることがある。）に搬入して試験を行うものであるため、試験の実施に際し、試験装置本体１０２を恒温槽１０４が設置された場所まで移動させる手間が掛かる。
また、恒温槽１０４が大型であるため、広い設置スペースが必要であり、装置の設置に手間が掛かる。
さらに、恒温槽１０４が大型であるため、空調室において容量の大きいヒータや冷凍機が必要となる。このため、ランニングコストが高いという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、環境試験の実施に掛かる手間が少なく、装置を小型化することができ、ランニングコストを低く抑えることができる環境試験用空調装置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】
上記課題を解決するために、本発明の環境試験用空調装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる環境試験用空調装置は、被試験体を設置して該被試験体に対して環境試験のための所定動作を行わせる試験機構部を有する環境試験装置本体における前記被試験体の周囲空気を環境試験に応じて所定温度に保持するための環境試験用空調装置であって、前記環境試験装置本体の一部分であって前記被試験体が設置された状態の前記試験機構部を含む部分の周囲を覆って内部に収容できるように構成され、前記環境試験装置本体に気密に取り付けてその内部空間に恒温室を形成する恒温槽と、前記恒温室の温度を被試験体の環境試験に応じて所定温度に温度調整する恒温ユニットと、を備える、ことを特徴とする。
【０００７】
このように、恒温槽は、環境試験装置本体の一部分に取り付けてその内部に環境試験を行うための恒温室が形成されるように構成されているので、恒温槽を環境試験装置本体に取り付けるだけで環境試験を実施できる。上述したように、従来の環境試験では、大型の恒温槽まで環境試験装置本体を移動し、搬入する必要があり、試験の実施に手間が掛かっていたが、本発明によれば、そのような手間が不要となる。したがって、試験の実施に掛かる手間が少ない。
また、恒温槽は、環境試験装置本体のうち被試験体及び試験機構部に被せて使用するものであるので、従来のものに比して小型化が可能であり、広い設置スペースを必要としない。
また、恒温槽の小型化が可能であるので、空調を行う恒温ユニットのヒータや冷凍機を従来のものに比して小容量のものとすることができる。したがって、製造コスト及びランニングコストを低減することができる。
【０００８】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記恒温槽は、前記恒温ユニットにより温度調整された空気を恒温室に導入する給気口及びその空気を排気する排気口を有し、前記恒温ユニットには、前記排気口を介して空気を取り入れて温度調整した空気を前記給気口に戻す通風路が形成されているとともに、該通風路内に、取り入れた空気を前記給気口側へ送出し前記恒温室内に空気を循環させる送風機と、空気を加熱する加熱手段と、空気を冷却する冷却手段と、を有する、ことを特徴とする。
【０００９】
このように、恒温槽は給気口及び排気口を有し、恒温ユニットの通風路には送風機、加熱手段及び冷却手段を有するので、加熱手段及び冷却手段により温度調整をした空気を、恒温槽と恒温ユニットとの間で循環させることができる。したがって、この循環流により恒温室内の空気温度分布が均一化される。
【００１０】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記恒温槽と恒温ユニットとは、温度調整された空気を前記恒温室へ送給する可撓性を有する給気ダクトと、前記恒温室内の空気を前記通風路に戻す可撓性を有する還気ダクトとにより互いに接続されている、ことを特徴とする。
【００１１】
このように、恒温槽と恒温ユニットとが、可撓性を有する給気ダクト及び還気ダクトにより接続されているので、試験の実施に際しては、環境試験用空調装置を環境試験装置本体の近傍に位置付けた後は、恒温ユニットを床上に配置したまま恒温槽のみを動かして環境試験装置本体に取り付けることができる。したがって、環境試験装置本体に恒温槽を被せる作業や、取り付け位置の調整作業を容易に行うことができる。
【００１２】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記恒温槽は、前記恒温室のうち前記被試験体の収容領域を挟む一端側に設けられ前記給気口から空気を導入し当該一端側の壁面に沿って吹き出す導入チャンバと、前記恒温室のうち前記被試験体の収容領域を挟む他端側に設けられ前記恒温室の空気を当該他端側の壁面に沿って取り込み前記排気口から排気する排気チャンバと、を有する、ことを特徴とする。
【００１３】
このように、恒温室のうち被試験体の収容領域の一端側に導入チャンバが設けられ、他端側に排気チャンバが設けられており、それぞれ恒温室の壁面側から空気を吹出し、あるいは取り込むように構成されているので、恒温室内の空気の流れが、被試験体の収容領域の全体を通過するように形成される。したがって、恒温室内の空気温度分布が均一化される。
【００１４】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記恒温槽は、前記恒温室の一端側近傍に設けられ多数の通気穴を有し前記導入チャンバから流出した空気を当該通気穴から前記恒温室の他端側に向けて吹き出す給気側整流部材を備える、ことを特徴とする。
【００１５】
このように、給気側整流部材に多数の通気穴が設けられているので、導入チャンバからの空気を、多数の通気穴により範囲を拡大して吹き出すことができる。したがって、被試験体へ流す空気の温度分布が均一化される。
【００１６】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記恒温槽は、前記恒温室の他端部側近傍に前記一端側に対向するように設けられ多数の通気穴を有し前記恒温室の空気を当該通気穴から吸い込んで前記排気チャンバへ流す排気側整流部材を備える、ことを特徴とする。
【００１７】
このように、排気側整流部材に多数の通気穴が設けられているので、恒温室内の空気を、多数の空気穴により広い範囲で吸い込むことができる。このため、恒温室の排気側整流部材周辺の空気の流れが均一化される。したがって、恒温室内の空気温度分布が均一化される。
【００１８】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記恒温ユニットは、前記通風路を流れる空気を加湿する加湿手段と、外気を除湿して前記通風路に導入する除湿空気導入手段と、前記通風路内の空気の一部を排気する排気手段と、を有する、ことを特徴とする。
【００１９】
このように、加湿手段により空気を加湿し、除湿空気導入手段により除湿空気を導入することができるので、恒温室内の空気の湿度調整を行うことができる。したがって、所望の湿度条件で被試験体の環境試験を行うことができる。
また、排気手段により通風路内の空気の一部を排気することができるので、除湿空気導入手段により導入した空気量に相当する分の空気を外部に排気し、恒温室内の圧力を一定に保持することができる。
【００２０】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記恒温ユニットは、圧縮機と、凝縮器と、受液器と、開度可変膨張弁と、前記冷却手段である蒸発器と、を順次接続してなる冷凍回路をもつ冷凍機を備える、ことを特徴とする。
【００２１】
このように、冷凍機の冷凍回路に開度可変膨張弁が組み込まれているので、その開度を調整することにより蒸発器の温度を調整することができる。したがって、空気の冷却温度調整能力が高く、温度均一性も良い。
【００２２】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記冷凍機は、前記冷凍回路上の前記蒸発器と前記圧縮機との間の位置であって前記通風路の外側に、前記蒸発器とは別の第２の蒸発器を有し、前記蒸発器で蒸発しなかった冷媒を前記第２の蒸発器により蒸発させるように構成されている、ことを特徴とする。
【００２３】
このように、蒸発器で蒸発しなかった冷媒を第２の蒸発器により蒸発させるように構成されているため、蒸発器における冷媒の蒸発温度を上げた場合でも、その冷凍能力上昇分の熱負荷を外気から得て、ヒータは使用しない。
したがって、冷媒の蒸発温度を上げた場合でも、ヒータにより熱負荷を与える必要が無く、省エネルギーである。また、ヒータを使用しないため、温度調整した空気の温度分布が良い。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の環境試験用空調装置によれば、環境試験の実施に掛かる手間が少なく、装置を小型化することができ、ランニングコストを低く抑えることができる、という優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２６】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態に係る環境試験用空調装置１の概略構成、および環境試験装置本体２０を示す図である。
環境試験装置本体２０は、試験機構部２１、ベース部２２、機器格納部２３及び台車２４から構成されている。
試験機構部２１は、被試験体１０を固定又は載置することにより設置できるようになっており、被試験体１０に対して環境試験のための所定動作を行わせるための機構である。被試験体１０としては、例えば、部品等（ワイパー、ウインカー等の自動車部品、電気部品、機械部品、等）を対象とする。
ベース部２２上には、試験機構部２１が設置されている。ベース部２２の下部には保温材（断熱材）が埋め込まれており、保温材の断熱効果により、試験機構部２１側と機器格納部２３側との間が断熱される。また、ベース部２２の外周部には、後述する恒温槽２を取り付けるための取付け金具１２ｂ（固定具）が設けられている。
機器格納部２３の内部には、試験機構部２１を駆動するためのモータや制御機器（図示せず）が格納されている。
台車２４の下部にはキャスター２５が設けられている。
【００２７】
環境試験用空調装置１は、上記環境試験装置本体２０における被試験体１０の周囲空気を環境試験に応じて所定温度に保持するための装置である。環境試験用空調装置１は、環境試験装置本体２０に取り付けて内部に恒温室２ａを形成する恒温槽２と、恒温室２ａの温度を所定温度に調整する恒温ユニット４と、恒温槽２と恒温ユニット４とを接続する給気ダクト６及び還気ダクト７と、から構成されている。なお、恒温ユニット４の下部にはキャスター８が設けられている。
【００２８】
恒温槽２は、環境試験装置本体１の一部分であって被試験体１０が設置された状態の試験機構部２１を含む部分の周囲を覆って内部に収容できるように構成されている。本実施形態において、恒温槽２は、ほぼ直方体状で、下方が開口した中空形状をなしている。
そして、恒温槽２は、環境試験装置本体２０に気密に取り付けてその内部空間に恒温室２ａを形成するようになっている。本実施形態では、恒温槽２は、環境試験装置本体２０のベース部２２に載せ、恒温槽２に設けられた取付け金具１２ａと上述したベース部２２に設けられた取付け金具１２ｂにより固定される。
また、恒温槽２の環境試験装置本体２０との接触面には、恒温室２ａの内外を気密に保持するための、例えばＯリングのようなシール部材（図示せず）が設けられている。
なお、本実施形態において恒温槽２は直方体状をなしているが、本発明はこれに限られず、環境試験装置本体２０の種類、形状、大きさ、等に合わせて、適宜形状、大きさを設定することができる。
【００２９】
図２は、本実施形態における恒温槽２の構成を示す図である。恒温槽２を形成する壁部は、内部に保温材（断熱材）により形成した断熱層をもち、外壁は、アルミニウムなどの金属や、樹脂等により構成することができる。
また、図２に示すように、本実施形態では、恒温槽２は、上部壁部の一部２Ａを取り外すことができるようになっており、その取り外した部分が観察窓１１となっている。この観察窓１１の部分は、アクリルガラスやポリカーボネートのような透明度の高い材料で構成することができる。このように構成されているため、環境試験の実施中に、必要に応じて、上部壁部の一部を取り外して、被試験体１０の動作状態を確認することができる。
【００３０】
また、恒温槽２には、恒温ユニット４により温度調整された空気を恒温室２ａに導入する給気口１４と、恒温室２ａ内の空気を排気する排気口１５とが形成されている。
本実施形態では、給気口１４及び排気口１５は、恒温室２ａのうち被試験体収容領域の両側上部に形成されているが、状況に応じて位置を決めることができる。
【００３１】
また、恒温槽２は、導入チャンバ１７及び排気チャンバ１８を有している。
導入チャンバ１７は、恒温室２ａのうち被試験体収容領域を挟む一端側（図２で左側）に設けられている。導入チャンバ１７は、恒温槽２の壁部と、導入チャンバ形成部材１７ａとにより囲まれた内部に形成されている。
導入チャンバ形成部材１７ａは、恒温槽２の上記一端側の壁部との間に、間隔ｔの隙間が形成されるように形成されている。この間隔ｔの隙間は、恒温室２ａ内の空気の流れ方向と直交する方向（図２で紙面に垂直な方向）に延びて形成されている。
このような構成の導入チャンバ１７により、給気口１４から空気を導入し、上記一端側の壁面に沿って吹き出すようになっている。
【００３２】
排気チャンバ１８は、恒温室２ａのうち被試験体収容領域を挟む他端側（図２で右側）に設けられている。排気チャンバ１８は、恒温槽２の壁部と、排気チャンバ形成部材１８ａとにより囲まれた内部に形成されている。
排気チャンバ形成部材１８ａは、恒温槽２の上記他端側の壁部との間に、間隔ｔの隙間が形成されるように形成されている。この間隔ｔの隙間は、上述した導入チャンバ１７と同様に、恒温室２ａ内の空気の流れ方向と直交する方向（図２で紙面に垂直な方向）に延びて形成されている。
このような構成の排気チャンバ１８により、恒温室２ａの空気を上記他端側の壁面に沿って取り込み排気口１５から排気するようになっている。
【００３３】
なお、本実施形態における導入チャンバ形成部材１７ａ及び排気チャンバ形成部材１８ａは、ともに断面Ｌ字型に形成されているが、上述した機能を発揮できる範囲で種々の形状変更が可能である。例えば、断面円弧状に形成されるものであってもよい。
また、導入チャンバと排気チャンバにおける隙間の間隔ｔは、必ずしも同じである必要な無い。
【００３４】
図３は、本実施形態にかかる環境試験用空調装置１のシステム構成を示す図である。
図３に示すように、恒温槽２と恒温ユニット４とは、給気ダクト６及び還気ダクト７により互いに接続されている。
給気ダクト６は、一端が恒温槽２の給気口１４に接続され、他端が後述する恒温ユニット４の通風路３１出口に接続されており、温度調整された空気Ａを恒温室２ａへ送給するようになっている。
還気ダクト７は、一端が恒温槽２の排気口１５に接続され、他端が恒温ユニット４の通風路３１入口に接続されており、恒温室２ａ内の空気を通風路３１に戻すようになっている。
また、給気ダクト６及び還気ダクト７は、ともに可撓性（フレキシブル）及び断熱性を有する材料により構成されている。
【００３５】
恒温ユニット４は、通風路３１、送風機３２、ヒータ３３、冷凍機４０、制御部５０、などを主要構成要素として備えている。
通風路３１は、恒温槽２の排気口１５を介して空気Ａを取り入れて温度調整した空気Ａを給気口１４に戻す機能を有する。
送風機３２は、通風路３１内に設けられており、制御部５０による制御の下、回転数を制御され、恒温槽２の排気口１５から取り入れた空気を給気口１４側へ送出し恒温室２ａ内に空気を循環させる。
ヒータ３３は、制御部５０による制御の下、温度調節器３５により温度調整され、通風路３１内を流れる空気を加熱する。つまり、ヒータ３３は加熱手段として機能する。また、ヒータ３３には温度計３４が付設されており、温度を監視してその過熱を防止するようになっている。
【００３６】
冷凍機４０は、冷媒を圧縮する圧縮機４１と、冷媒を凝縮液化する凝縮器４２と、液化した冷媒を一時的に溜める受液器４３と、受液器４３からの冷媒を可変に減圧膨張させる開度可変膨張弁４４と、通風路３１内に設けられ冷媒を膨張気化させ通風路３１を流れる空気を冷却する冷却手段である蒸発器４５と、を順次接続してなる冷凍回路をもつ。
圧縮機４１は、運転周波数が可変のインバータ圧縮機が好適であり、これにより冷媒循環量を変化させて冷凍能力を調整することができる。
また、開度可変膨張弁４４の開度を調整することにより冷媒の減圧度を変化させ、蒸発器４５の温度を調整することができる。開度可変膨張弁４４は、電子膨張弁が好適であるが、手動膨張弁により開度の調節を行うようにしてもよい。
このように構成された冷凍機４０により、制御部５０による制御の下、通風路３１内を流れる空気を冷却する。
【００３７】
また、恒温ユニット４は、通風路３１を流れる空気を加湿する加湿手段としての加湿器５２と、外気を除湿して通風路３１に導入する除湿空気導入手段５４と、通風路３１内の空気の一部を排気する排気手段６０と、を有する。
加湿器５２は、制御部５０による制御の下、温度調節器５３により温度調整され、通風路３１内に加湿空気を供給するようになっている。
また、加湿器５２からの加湿空気は、送風機３２の上流側から通風路３１内に導入されるようになっており、これにより、加湿空気を送風機３２で撹拌させて均一化を図るようになっている。
【００３８】
本実施形態において、除湿空気導入手段５４は、通風路３１内に外気を導入する空気導入管５５と、外気に含まれる塵埃を除去するエアフィルター５６と、外気を除湿する除湿器５７と、流量計５８と、流量調節弁５９とを有する。
除湿器５７は、例えばメンブレンエアドライヤで構成することができる。メンブレンエアドライヤは、水蒸気は通しやすいが空気（酸素や窒素）は通しにくい性質の高分子膜でできたフィルタをもつ除湿器である。
流量調節弁５９は、制御部５０による制御の下、外気の導入量を調整する。
【００３９】
排気手段６０は、加湿器５２による加湿空気の導入や、除湿空気導入手段５４による外気の導入による空気量に相当する分の空気を外部に排気し、恒温室２ａ内の圧力を一定に保持する。
【００４０】
恒温槽２の恒温室２ａには、温度計３６及び湿度計３７が設置され、その検出信号が制御部５０に入力されるようになっている。なお、符号６１は、通風路３１内で発生した水滴を排出するドレンである。
【００４１】
次に、以上のように構成された環境試験用空調装置１の動作について説明する。
まず、図１に示すように、被試験体１０を設置した環境試験装置本体２０の近傍に、環境試験用空調装置１を位置付ける。そして、恒温槽２を被せ、取付け金具１２ａ、１２ｂにより堅固に固定する。
次に、恒温ユニット４により、恒温槽２から空気を取り入れ、ヒータ３３による加熱と蒸発器４５による冷却のいずれか又はその組み合わせにより、空気を温度調整して、恒温槽２に戻して循環させ、恒温室２ａ内を所定温度（例えば、−４０〜＋９５℃）に保持して所定の環境状態を作る。また、必要に応じて、加湿器５２、除湿空気導入手段５４により湿度を調整する。
このようにして環境条件をつくった恒温室２ａにおいて、環境試験装置本体２０の試験機構部２１を駆動させ、被試験体１０に所定の動作を行わせて、被試験体１０の作動状態を検査する。
なお、恒温室２ａ内の温度は、上記の範囲に限られず、上記温度以下であっても、上記温度以上であってもよい。
【００４２】
次に、本実施形態にかかる環境試験用空調装置１の作用・効果について説明する。
本実施形態にかかる環境試験用空調装置１によれば、恒温槽２は、環境試験装置本体２０の一部分に取り付けてその内部に環境試験を行うための恒温室２ａが形成されるように構成されているので、恒温槽２を環境試験装置本体２０に取り付けるだけで環境試験を実施できる。
上述したように、従来の環境試験では、大型の恒温槽まで環境試験装置本体を移動し、搬入する必要があり、試験の実施に手間が掛かっていたが、本発明によれば、そのような手間が不要となる。したがって、試験の実施に掛かる手間が少ない。
また、恒温槽は、環境試験装置本体２０のうち被試験体１０及び試験機構部２１に被せて使用するものであるので、従来のものに比して小型化が可能であり、広い設置スペースを必要としない。
また、恒温槽２の小型化が可能であるので、空調を行う恒温ユニットのヒータ３３や冷凍機４０を従来のものに比して小容量のものとすることができる。したがって、製造コスト及びランニングコストを低減することができる。
【００４３】
また、本実施形態にかかる環境試験用空調装置１では、ヒータ３３及び蒸発器４５により温度調整をした空気を、恒温槽２と恒温ユニット４との間で循環させるので、この循環流により恒温室２ａ内の空気温度分布が均一化される。
【００４４】
また、恒温槽２と恒温ユニット４とが、可撓性を有する給気ダクト６及び還気ダクト７により接続されているので、試験の実施に際しては、環境試験用空調装置１を環境試験装置本体２０の近傍に位置付けた後は、恒温ユニット４を床上に配置したまま恒温槽２のみを動かして環境試験装置本体２０に取り付けることができる。したがって、環境試験装置本体２０に恒温槽２を被せる作業や、取り付け位置の調整作業を容易に行うことができる。
【００４５】
また、図２に示したように、恒温室２ａのうち被試験体収容領域の一端側に導入チャンバ１７が設けられ、他端側に排気チャンバ１８が設けられており、それぞれ恒温室２ａの壁面側から空気を吹出し、あるいは取り込むように構成されているので、恒温室２ａ内の空気の流れが、被試験体収容領域の全体を通過するように形成される。したがって、恒温室２ａ内の空気温度分布が均一化される。
【００４６】
また、加湿器５２により空気を加湿し、除湿空気導入手段５４により除湿空気を導入することができるので、恒温室２ａ内の空気の湿度調整を行うことができる。したがって、所望の湿度条件で被試験体１０の環境試験を行うことができる。
また、排気手段６０により通風路３１内の空気の一部を排気することができるので、除湿空気導入手段５４により導入した空気量に相当する分の空気を外部に排気し、恒温室２ａ内の圧力を一定に保持することができる。
【００４７】
また、冷凍機４０の冷凍回路に開度可変膨張弁４４が組み込まれているので、その開度を調整することにより蒸発器４５の温度を調整することができる。したがって、空気の冷却温度調整能力が高く、温度均一性も良い。
【００４８】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
図４は、第２実施形態にかかる環境試験用空調装置に適用する恒温槽２の構成を示す断面図である。図４において、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ矢視図である。
図４（Ａ）に示すように、本実施形態における恒温槽２には、給気側整流部材６３が設けられている。給気側整流部材６３は、恒温室２ａの一端側（図で左側）近傍に、導入チャンバ１７出口側の領域と、被試験体収容領域とを仕切るように設けられている。
また、図４（Ｂ）に示すように、給気側整流部材６３には、多数の通気穴６３ａが形成されている。
給気側整流部材６３は、このように構成されているため、導入チャンバ１７から流出した空気をその通気穴６３ａから恒温室２ａの他端側（図で右側）すなわち被試験体収容領域に向けて吹き出すようになっている。
【００４９】
また、本実施形態における恒温槽２には、排気側整流部材６４が設けられている。排気側整流部材６４は、恒温室２ａの他端側（図で右側）近傍に、排気チャンバ１８入口側の領域と、被試験体収容領域とを仕切るように設けられている。また。排気側整流部材６４も、上述した給気側整流部材６３と同様に、多数の通気穴６４ａを有している。
排気側整流部材６４は、このように構成されているため、恒温室２ａの空気をその通気穴６４ａから吸い込んで排気チャンバ１８へ流すようになっている。
【００５０】
本実施形態にかかる環境試験用空調装置の他の部分の構成は、上述した第１実施形態と同様である。
【００５１】
次に、本実施形態にかかる環境試験用空調装置の作用・効果について説明する。
本実施形態にかかる環境試験用空調装置によれば、給気側整流部材６３に多数の通気穴６３ａが設けられているので、導入チャンバ１７からの空気を、多数の通気穴６３ａにより範囲を拡大して吹き出すことができる。したがって、均一な空気の流れになるため、被試験体１０へ流す空気の温度分布も均一化される。
【００５２】
また、排気側整流部材６４に多数の通気穴６４ａが設けられているので、恒温室２ａ内の空気を、多数の空気穴６４ａにより広い範囲で吸い込むことができる。このため、排気側整流部材６４周辺の空気の流れが均一化される。したがって、恒温室２ａ内の空気温度分布が均一化される。
【００５３】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
図５は、第３実施形態に係る環境試験用空調装置に適用する冷凍機の構成を示す図である。
図５に示すように、本実施形態における冷凍機４０の冷凍回路は、上述した第１実施形態における冷凍回路の構成に、第２の蒸発器４６を追加したものである。
この第２の蒸発器４６は、冷凍回路上の蒸発器４５と圧縮機４１との間の位置であって通風路３１の外側に設けられており、蒸発器４５で蒸発しなかった冷媒を全て蒸発させるように構成されている。この第２の蒸発器４５内の冷媒と熱交換をさせる空気は外気（例えば、環境試験用空調装置が設置される試験室内の空気）である。
【００５４】
本実施形態にかかる環境試験用空調装置の他の部分の構成は、上述した第１又は第２実施形態と同様である。
【００５５】
次に、本実施形態にかかる環境試験用空調装置の作用・効果について説明する。
従来の冷凍機では、異なる蒸発温度毎（例えば、−４０℃、−２０℃、０℃）に設定された電磁弁と膨張弁の組を並列に接続し、蒸発器における冷媒の蒸発温度を変えるときは、電磁弁のＯＮ／ＯＦＦで冷媒が通過する膨張弁を切り替える。
また、上記の第１実施形態では、開度可変膨張弁４４の開度を調整することにより蒸発器４５における冷媒の蒸発温度を調節する。
ここで、蒸発器における冷媒の蒸発温度を上げると、冷凍機の冷凍能力は上がる（例えば、ある冷凍機では、−４５℃時の冷凍能力は１．８２ｋＷであるのに対し、−５℃時の冷凍能力は８．４８ｋＷである。）。
このため、当初は冷媒が蒸発器で全て蒸発（ガス化）するが、温度調整された空気の温度が次第に冷えてくると、全てが蒸発しなくなり、未蒸発分（液体の冷媒）が残るようになる。
冷媒（液体）が圧縮機に入ると故障又は停止の原因となるため、上記の蒸発温度上昇にあたっては、ヒータで熱負荷を加え、冷媒を全て蒸発（ガス化）させるのが一般的である。
【００５６】
しかし、このようなヒータでの熱負荷は、冷凍機の凝縮器で排熱されるため、エネルギー消費量が多く、また、温度分布が悪くなるという問題がある。
これに対し、本実施形態にかかる環境試験用空調装置は、前記蒸発器で蒸発しなかった冷媒を前記第２の蒸発器により蒸発させるように構成されており、冷媒を全て蒸発させるための熱負荷を外気から得るようになっている。すなわち、蒸発器４５における冷媒の蒸発温度を上げた場合でも、その冷凍能力上昇分の熱負荷を外気から得て、ヒータ３３は使用しない。
このように本実施形態にかかる環境試験用空調装置によれば、冷媒の蒸発温度を上げた場合でも、ヒータにより熱負荷を与える必要が無く、省エネルギーである。また、ヒータを使用しないため、温度調整した空気の温度分布が良い。
【００５７】
以上説明したように、本発明の環境試験用空調装置によれば、環境試験の実施に掛かる手間が少なく、装置を小型化することができ、ランニングコストを低く抑えることができる、という優れた効果が得られる。
【００５８】
なお、上記の実施形態（図３）では、送風機３２はヒータ３３及び蒸発器４５の前に取り付けているが、ヒータ３３及び蒸発器４５の後に取り付ける場合がある。
その他、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる環境試験用空調装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる環境試験用空調装置に適用する恒温槽の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる環境試験用空調装置のシステム構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる環境試験用空調装置に適用する恒温槽の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる環境試験用空調装置に適用する冷凍機の構成を示す図である。
【図６】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 環境試験用空調装置
２ 恒温槽
２ａ 恒温室
４ 恒温ユニット
６ 給気ダクト
７ 還気ダクト
８ キャスター
１０ 被試験体
１１ 観測窓
１２ａ、１２ｂ 取付け金具
１４ 給気口
１５ 排気口
１７ 導入チャンバ
１７ａ 導入チャンバ形成部材
１８ 排気チャンバ
１８ａ 排気チャンバ形成部材
２０ 環境試験装置本体
２１ 試験機構部
２２ ベース部
２３ 機器収納部
２４ 台車
２５ キャスター
３１ 通風路
３２ 送風機
３３ ヒータ
３４ 温度計
３５ 温度調節機
３６ 温度計
３７ 湿度計
４０ 冷凍機
４１ 圧縮機
４２ 凝縮器
４３ 受液器
４４ 開度可変膨張弁
４５ 蒸発器
４６ 第２の蒸発器
５０ 制御部
５２ 加湿器
５３ 温度調節機
５４ 除湿空気導入手段
５５ 空気導入管
５６ エアフィルター
５７ 除湿器
５８ 流量計
５９ 流量調節弁
６０ 排気手段
６１ ドレン
６３ 給気側整流部材
６４ 排気側整流部材
６３ａ，６３ｂ 通気穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車部品のような被試験体に対して環境試験を行うための環境試験用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、部品等（ワイパー、ウインカー等の自動車部品、電気部品、機械部品、等）のような被試験体を対象として、目的の環境下における作動状態を検査する環境試験（恒温試験）が行われる。従来、このような環境試験を実施するために、図６に示すような環境試験装置が用いられていた。
この環境試験装置１００は、被試験体１０１を固定して試験に応じた所定の動作を行わせる試験装置本体１０２と、この試験装置本体１０２を収容し内部を所定温度（例えば、−４０〜＋９５℃）に保持して所定の環境状態を作る空調装置１０３とを備えて構成されている。この空調装置１０３は、内部に恒温室１０４ａをもつ恒温槽１０４と、恒温室１０４ａ内を所定温度に温度調整する空調室（図示せず）とを有している。なお、このような環境試験装置としては、例えば、下記特許文献１に示されたもの等、種々の提案がなされている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２９３９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の環境試験用の空調装置１０３は、試験装置本体１０２の全体を大型の恒温槽１０４（人が入ることができるものは「ウォークイン型チャンバー」と称されることがある。）に搬入して試験を行うものであるため、試験の実施に際し、試験装置本体１０２を恒温槽１０４が設置された場所まで移動させる手間が掛かる。
また、恒温槽１０４が大型であるため、広い設置スペースが必要であり、装置の設置に手間が掛かる。
さらに、恒温槽１０４が大型であるため、空調室において容量の大きいヒータや冷凍機が必要となる。このため、ランニングコストが高いという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、環境試験の実施に掛かる手間が少なく、装置を小型化することができ、ランニングコストを低く抑えることができる環境試験用空調装置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】
上記課題を解決するために、本発明の環境試験用空調装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる環境試験用空調装置は、被試験体を設置して該被試験体に対して環境試験のための所定動作を行わせる試験機構部を有する環境試験装置本体における前記被試験体の周囲空気を環境試験に応じて所定温度に保持するための環境試験用空調装置であって、前記環境試験装置本体の一部分であって前記被試験体が設置された状態の前記試験機構部を含む部分の周囲を覆って内部に収容できるように構成され、前記環境試験装置本体に気密に取り付けてその内部空間に恒温室を形成する恒温槽と、前記恒温室の温度を被試験体の環境試験に応じて所定温度に温度調整する恒温ユニットと、を備える、ことを特徴とする。
【０００７】
このように、恒温槽は、環境試験装置本体の一部分に取り付けてその内部に環境試験を行うための恒温室が形成されるように構成されているので、恒温槽を環境試験装置本体に取り付けるだけで環境試験を実施できる。上述したように、従来の環境試験では、大型の恒温槽まで環境試験装置本体を移動し、搬入する必要があり、試験の実施に手間が掛かっていたが、本発明によれば、そのような手間が不要となる。したがって、試験の実施に掛かる手間が少ない。
また、恒温槽は、環境試験装置本体のうち被試験体及び試験機構部に被せて使用するものであるので、従来のものに比して小型化が可能であり、広い設置スペースを必要としない。
また、恒温槽の小型化が可能であるので、空調を行う恒温ユニットのヒータや冷凍機を従来のものに比して小容量のものとすることができる。したがって、製造コスト及びランニングコストを低減することができる。
【０００８】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記恒温槽は、前記恒温ユニットにより温度調整された空気を恒温室に導入する給気口及びその空気を排気する排気口を有し、前記恒温ユニットには、前記排気口を介して空気を取り入れて温度調整した空気を前記給気口に戻す通風路が形成されているとともに、該通風路内に、取り入れた空気を前記給気口側へ送出し前記恒温室内に空気を循環させる送風機と、空気を加熱する加熱手段と、空気を冷却する冷却手段と、を有する、ことを特徴とする。
【０００９】
このように、恒温槽は給気口及び排気口を有し、恒温ユニットの通風路には送風機、加熱手段及び冷却手段を有するので、加熱手段及び冷却手段により温度調整をした空気を、恒温槽と恒温ユニットとの間で循環させることができる。したがって、この循環流により恒温室内の空気温度分布が均一化される。
【００１０】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記恒温槽と恒温ユニットとは、温度調整された空気を前記恒温室へ送給する可撓性を有する給気ダクトと、前記恒温室内の空気を前記通風路に戻す可撓性を有する還気ダクトとにより互いに接続されている、ことを特徴とする。
【００１１】
このように、恒温槽と恒温ユニットとが、可撓性を有する給気ダクト及び還気ダクトにより接続されているので、試験の実施に際しては、環境試験用空調装置を環境試験装置本体の近傍に位置付けた後は、恒温ユニットを床上に配置したまま恒温槽のみを動かして環境試験装置本体に取り付けることができる。したがって、環境試験装置本体に恒温槽を被せる作業や、取り付け位置の調整作業を容易に行うことができる。
【００１２】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記恒温槽は、前記恒温室のうち前記被試験体の収容領域を挟む一端側に設けられ前記給気口から空気を導入し当該一端側の壁面に沿って吹き出す導入チャンバと、前記恒温室のうち前記被試験体の収容領域を挟む他端側に設けられ前記恒温室の空気を当該他端側の壁面に沿って取り込み前記排気口から排気する排気チャンバと、を有する、ことを特徴とする。
【００１３】
このように、恒温室のうち被試験体の収容領域の一端側に導入チャンバが設けられ、他端側に排気チャンバが設けられており、それぞれ恒温室の壁面側から空気を吹出し、あるいは取り込むように構成されているので、恒温室内の空気の流れが、被試験体の収容領域の全体を通過するように形成される。したがって、恒温室内の空気温度分布が均一化される。
【００１４】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記恒温槽は、前記恒温室の一端側近傍に設けられ多数の通気穴を有し前記導入チャンバから流出した空気を当該通気穴から前記恒温室の他端側に向けて吹き出す給気側整流部材を備える、ことを特徴とする。
【００１５】
このように、給気側整流部材に多数の通気穴が設けられているので、導入チャンバからの空気を、多数の通気穴により範囲を拡大して吹き出すことができる。したがって、被試験体へ流す空気の温度分布が均一化される。
【００１６】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記恒温槽は、前記恒温室の他端部側近傍に前記一端側に対向するように設けられ多数の通気穴を有し前記恒温室の空気を当該通気穴から吸い込んで前記排気チャンバへ流す排気側整流部材を備える、ことを特徴とする。
【００１７】
このように、排気側整流部材に多数の通気穴が設けられているので、恒温室内の空気を、多数の空気穴により広い範囲で吸い込むことができる。このため、恒温室の排気側整流部材周辺の空気の流れが均一化される。したがって、恒温室内の空気温度分布が均一化される。
【００１８】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記恒温ユニットは、前記通風路を流れる空気を加湿する加湿手段と、外気を除湿して前記通風路に導入する除湿空気導入手段と、前記通風路内の空気の一部を排気する排気手段と、を有する、ことを特徴とする。
【００１９】
このように、加湿手段により空気を加湿し、除湿空気導入手段により除湿空気を導入することができるので、恒温室内の空気の湿度調整を行うことができる。したがって、所望の湿度条件で被試験体の環境試験を行うことができる。
また、排気手段により通風路内の空気の一部を排気することができるので、除湿空気導入手段により導入した空気量に相当する分の空気を外部に排気し、恒温室内の圧力を一定に保持することができる。
【００２０】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記恒温ユニットは、圧縮機と、凝縮器と、受液器と、開度可変膨張弁と、前記冷却手段である蒸発器と、を順次接続してなる冷凍回路をもつ冷凍機を備える、ことを特徴とする。
【００２１】
このように、冷凍機の冷凍回路に開度可変膨張弁が組み込まれているので、その開度を調整することにより蒸発器の温度を調整することができる。したがって、空気の冷却温度調整能力が高く、温度均一性も良い。
【００２２】
また、本発明にかかる環境試験用空調装置では、前記冷凍機は、前記冷凍回路上の前記蒸発器と前記圧縮機との間の位置であって前記通風路の外側に、前記蒸発器とは別の第２の蒸発器を有し、前記蒸発器で蒸発しなかった冷媒を前記第２の蒸発器により蒸発させるように構成されている、ことを特徴とする。
【００２３】
このように、蒸発器で蒸発しなかった冷媒を第２の蒸発器により蒸発させるように構成されているため、蒸発器における冷媒の蒸発温度を上げた場合でも、その冷凍能力上昇分の熱負荷を外気から得て、ヒータは使用しない。
したがって、冷媒の蒸発温度を上げた場合でも、ヒータにより熱負荷を与える必要が無く、省エネルギーである。また、ヒータを使用しないため、温度調整した空気の温度分布が良い。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の環境試験用空調装置によれば、環境試験の実施に掛かる手間が少なく、装置を小型化することができ、ランニングコストを低く抑えることができる、という優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２６】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態に係る環境試験用空調装置１の概略構成、および環境試験装置本体２０を示す図である。
環境試験装置本体２０は、試験機構部２１、ベース部２２、機器格納部２３及び台車２４から構成されている。
試験機構部２１は、被試験体１０を固定又は載置することにより設置できるようになっており、被試験体１０に対して環境試験のための所定動作を行わせるための機構である。被試験体１０としては、例えば、部品等（ワイパー、ウインカー等の自動車部品、電気部品、機械部品、等）を対象とする。
ベース部２２上には、試験機構部２１が設置されている。ベース部２２の下部には保温材（断熱材）が埋め込まれており、保温材の断熱効果により、試験機構部２１側と機器格納部２３側との間が断熱される。また、ベース部２２の外周部には、後述する恒温槽２を取り付けるための取付け金具１２ｂ（固定具）が設けられている。
機器格納部２３の内部には、試験機構部２１を駆動するためのモータや制御機器（図示せず）が格納されている。
台車２４の下部にはキャスター２５が設けられている。
【００２７】
環境試験用空調装置１は、上記環境試験装置本体２０における被試験体１０の周囲空気を環境試験に応じて所定温度に保持するための装置である。環境試験用空調装置１は、環境試験装置本体２０に取り付けて内部に恒温室２ａを形成する恒温槽２と、恒温室２ａの温度を所定温度に調整する恒温ユニット４と、恒温槽２と恒温ユニット４とを接続する給気ダクト６及び還気ダクト７と、から構成されている。なお、恒温ユニット４の下部にはキャスター８が設けられている。
【００２８】
恒温槽２は、環境試験装置本体１の一部分であって被試験体１０が設置された状態の試験機構部２１を含む部分の周囲を覆って内部に収容できるように構成されている。本実施形態において、恒温槽２は、ほぼ直方体状で、下方が開口した中空形状をなしている。
そして、恒温槽２は、環境試験装置本体２０に気密に取り付けてその内部空間に恒温室２ａを形成するようになっている。本実施形態では、恒温槽２は、環境試験装置本体２０のベース部２２に載せ、恒温槽２に設けられた取付け金具１２ａと上述したベース部２２に設けられた取付け金具１２ｂにより固定される。
また、恒温槽２の環境試験装置本体２０との接触面には、恒温室２ａの内外を気密に保持するための、例えばＯリングのようなシール部材（図示せず）が設けられている。
なお、本実施形態において恒温槽２は直方体状をなしているが、本発明はこれに限られず、環境試験装置本体２０の種類、形状、大きさ、等に合わせて、適宜形状、大きさを設定することができる。
【００２９】
図２は、本実施形態における恒温槽２の構成を示す図である。恒温槽２を形成する壁部は、内部に保温材（断熱材）により形成した断熱層をもち、外壁は、アルミニウムなどの金属や、樹脂等により構成することができる。
また、図２に示すように、本実施形態では、恒温槽２は、上部壁部の一部２Ａを取り外すことができるようになっており、その取り外した部分が観察窓１１となっている。この観察窓１１の部分は、アクリルガラスやポリカーボネートのような透明度の高い材料で構成することができる。このように構成されているため、環境試験の実施中に、必要に応じて、上部壁部の一部を取り外して、被試験体１０の動作状態を確認することができる。
【００３０】
また、恒温槽２には、恒温ユニット４により温度調整された空気を恒温室２ａに導入する給気口１４と、恒温室２ａ内の空気を排気する排気口１５とが形成されている。
本実施形態では、給気口１４及び排気口１５は、恒温室２ａのうち被試験体収容領域の両側上部に形成されているが、状況に応じて位置を決めることができる。
【００３１】
また、恒温槽２は、導入チャンバ１７及び排気チャンバ１８を有している。
導入チャンバ１７は、恒温室２ａのうち被試験体収容領域を挟む一端側（図２で左側）に設けられている。導入チャンバ１７は、恒温槽２の壁部と、導入チャンバ形成部材１７ａとにより囲まれた内部に形成されている。
導入チャンバ形成部材１７ａは、恒温槽２の上記一端側の壁部との間に、間隔ｔの隙間が形成されるように形成されている。この間隔ｔの隙間は、恒温室２ａ内の空気の流れ方向と直交する方向（図２で紙面に垂直な方向）に延びて形成されている。
このような構成の導入チャンバ１７により、給気口１４から空気を導入し、上記一端側の壁面に沿って吹き出すようになっている。
【００３２】
排気チャンバ１８は、恒温室２ａのうち被試験体収容領域を挟む他端側（図２で右側）に設けられている。排気チャンバ１８は、恒温槽２の壁部と、排気チャンバ形成部材１８ａとにより囲まれた内部に形成されている。
排気チャンバ形成部材１８ａは、恒温槽２の上記他端側の壁部との間に、間隔ｔの隙間が形成されるように形成されている。この間隔ｔの隙間は、上述した導入チャンバ１７と同様に、恒温室２ａ内の空気の流れ方向と直交する方向（図２で紙面に垂直な方向）に延びて形成されている。
このような構成の排気チャンバ１８により、恒温室２ａの空気を上記他端側の壁面に沿って取り込み排気口１５から排気するようになっている。
【００３３】
なお、本実施形態における導入チャンバ形成部材１７ａ及び排気チャンバ形成部材１８ａは、ともに断面Ｌ字型に形成されているが、上述した機能を発揮できる範囲で種々の形状変更が可能である。例えば、断面円弧状に形成されるものであってもよい。
また、導入チャンバと排気チャンバにおける隙間の間隔ｔは、必ずしも同じである必要な無い。
【００３４】
図３は、本実施形態にかかる環境試験用空調装置１のシステム構成を示す図である。
図３に示すように、恒温槽２と恒温ユニット４とは、給気ダクト６及び還気ダクト７により互いに接続されている。
給気ダクト６は、一端が恒温槽２の給気口１４に接続され、他端が後述する恒温ユニット４の通風路３１出口に接続されており、温度調整された空気Ａを恒温室２ａへ送給するようになっている。
還気ダクト７は、一端が恒温槽２の排気口１５に接続され、他端が恒温ユニット４の通風路３１入口に接続されており、恒温室２ａ内の空気を通風路３１に戻すようになっている。
また、給気ダクト６及び還気ダクト７は、ともに可撓性（フレキシブル）及び断熱性を有する材料により構成されている。
【００３５】
恒温ユニット４は、通風路３１、送風機３２、ヒータ３３、冷凍機４０、制御部５０、などを主要構成要素として備えている。
通風路３１は、恒温槽２の排気口１５を介して空気Ａを取り入れて温度調整した空気Ａを給気口１４に戻す機能を有する。
送風機３２は、通風路３１内に設けられており、制御部５０による制御の下、回転数を制御され、恒温槽２の排気口１５から取り入れた空気を給気口１４側へ送出し恒温室２ａ内に空気を循環させる。
ヒータ３３は、制御部５０による制御の下、温度調節器３５により温度調整され、通風路３１内を流れる空気を加熱する。つまり、ヒータ３３は加熱手段として機能する。また、ヒータ３３には温度計３４が付設されており、温度を監視してその過熱を防止するようになっている。
【００３６】
冷凍機４０は、冷媒を圧縮する圧縮機４１と、冷媒を凝縮液化する凝縮器４２と、液化した冷媒を一時的に溜める受液器４３と、受液器４３からの冷媒を可変に減圧膨張させる開度可変膨張弁４４と、通風路３１内に設けられ冷媒を膨張気化させ通風路３１を流れる空気を冷却する冷却手段である蒸発器４５と、を順次接続してなる冷凍回路をもつ。
圧縮機４１は、運転周波数が可変のインバータ圧縮機が好適であり、これにより冷媒循環量を変化させて冷凍能力を調整することができる。
また、開度可変膨張弁４４の開度を調整することにより冷媒の減圧度を変化させ、蒸発器４５の温度を調整することができる。開度可変膨張弁４４は、電子膨張弁が好適であるが、手動膨張弁により開度の調節を行うようにしてもよい。
このように構成された冷凍機４０により、制御部５０による制御の下、通風路３１内を流れる空気を冷却する。
【００３７】
また、恒温ユニット４は、通風路３１を流れる空気を加湿する加湿手段としての加湿器５２と、外気を除湿して通風路３１に導入する除湿空気導入手段５４と、通風路３１内の空気の一部を排気する排気手段６０と、を有する。
加湿器５２は、制御部５０による制御の下、温度調節器５３により温度調整され、通風路３１内に加湿空気を供給するようになっている。
また、加湿器５２からの加湿空気は、送風機３２の上流側から通風路３１内に導入されるようになっており、これにより、加湿空気を送風機３２で撹拌させて均一化を図るようになっている。
【００３８】
本実施形態において、除湿空気導入手段５４は、通風路３１内に外気を導入する空気導入管５５と、外気に含まれる塵埃を除去するエアフィルター５６と、外気を除湿する除湿器５７と、流量計５８と、流量調節弁５９とを有する。
除湿器５７は、例えばメンブレンエアドライヤで構成することができる。メンブレンエアドライヤは、水蒸気は通しやすいが空気（酸素や窒素）は通しにくい性質の高分子膜でできたフィルタをもつ除湿器である。
流量調節弁５９は、制御部５０による制御の下、外気の導入量を調整する。
【００３９】
排気手段６０は、加湿器５２による加湿空気の導入や、除湿空気導入手段５４による外気の導入による空気量に相当する分の空気を外部に排気し、恒温室２ａ内の圧力を一定に保持する。
【００４０】
恒温槽２の恒温室２ａには、温度計３６及び湿度計３７が設置され、その検出信号が制御部５０に入力されるようになっている。なお、符号６１は、通風路３１内で発生した水滴を排出するドレンである。
【００４１】
次に、以上のように構成された環境試験用空調装置１の動作について説明する。
まず、図１に示すように、被試験体１０を設置した環境試験装置本体２０の近傍に、環境試験用空調装置１を位置付ける。そして、恒温槽２を被せ、取付け金具１２ａ、１２ｂにより堅固に固定する。
次に、恒温ユニット４により、恒温槽２から空気を取り入れ、ヒータ３３による加熱と蒸発器４５による冷却のいずれか又はその組み合わせにより、空気を温度調整して、恒温槽２に戻して循環させ、恒温室２ａ内を所定温度（例えば、−４０〜＋９５℃）に保持して所定の環境状態を作る。また、必要に応じて、加湿器５２、除湿空気導入手段５４により湿度を調整する。
このようにして環境条件をつくった恒温室２ａにおいて、環境試験装置本体２０の試験機構部２１を駆動させ、被試験体１０に所定の動作を行わせて、被試験体１０の作動状態を検査する。
なお、恒温室２ａ内の温度は、上記の範囲に限られず、上記温度以下であっても、上記温度以上であってもよい。
【００４２】
次に、本実施形態にかかる環境試験用空調装置１の作用・効果について説明する。
本実施形態にかかる環境試験用空調装置１によれば、恒温槽２は、環境試験装置本体２０の一部分に取り付けてその内部に環境試験を行うための恒温室２ａが形成されるように構成されているので、恒温槽２を環境試験装置本体２０に取り付けるだけで環境試験を実施できる。
上述したように、従来の環境試験では、大型の恒温槽まで環境試験装置本体を移動し、搬入する必要があり、試験の実施に手間が掛かっていたが、本発明によれば、そのような手間が不要となる。したがって、試験の実施に掛かる手間が少ない。
また、恒温槽は、環境試験装置本体２０のうち被試験体１０及び試験機構部２１に被せて使用するものであるので、従来のものに比して小型化が可能であり、広い設置スペースを必要としない。
また、恒温槽２の小型化が可能であるので、空調を行う恒温ユニットのヒータ３３や冷凍機４０を従来のものに比して小容量のものとすることができる。したがって、製造コスト及びランニングコストを低減することができる。
【００４３】
また、本実施形態にかかる環境試験用空調装置１では、ヒータ３３及び蒸発器４５により温度調整をした空気を、恒温槽２と恒温ユニット４との間で循環させるので、この循環流により恒温室２ａ内の空気温度分布が均一化される。
【００４４】
また、恒温槽２と恒温ユニット４とが、可撓性を有する給気ダクト６及び還気ダクト７により接続されているので、試験の実施に際しては、環境試験用空調装置１を環境試験装置本体２０の近傍に位置付けた後は、恒温ユニット４を床上に配置したまま恒温槽２のみを動かして環境試験装置本体２０に取り付けることができる。したがって、環境試験装置本体２０に恒温槽２を被せる作業や、取り付け位置の調整作業を容易に行うことができる。
【００４５】
また、図２に示したように、恒温室２ａのうち被試験体収容領域の一端側に導入チャンバ１７が設けられ、他端側に排気チャンバ１８が設けられており、それぞれ恒温室２ａの壁面側から空気を吹出し、あるいは取り込むように構成されているので、恒温室２ａ内の空気の流れが、被試験体収容領域の全体を通過するように形成される。したがって、恒温室２ａ内の空気温度分布が均一化される。
【００４６】
また、加湿器５２により空気を加湿し、除湿空気導入手段５４により除湿空気を導入することができるので、恒温室２ａ内の空気の湿度調整を行うことができる。したがって、所望の湿度条件で被試験体１０の環境試験を行うことができる。
また、排気手段６０により通風路３１内の空気の一部を排気することができるので、除湿空気導入手段５４により導入した空気量に相当する分の空気を外部に排気し、恒温室２ａ内の圧力を一定に保持することができる。
【００４７】
また、冷凍機４０の冷凍回路に開度可変膨張弁４４が組み込まれているので、その開度を調整することにより蒸発器４５の温度を調整することができる。したがって、空気の冷却温度調整能力が高く、温度均一性も良い。
【００４８】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
図４は、第２実施形態にかかる環境試験用空調装置に適用する恒温槽２の構成を示す断面図である。図４において、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ矢視図である。
図４（Ａ）に示すように、本実施形態における恒温槽２には、給気側整流部材６３が設けられている。給気側整流部材６３は、恒温室２ａの一端側（図で左側）近傍に、導入チャンバ１７出口側の領域と、被試験体収容領域とを仕切るように設けられている。
また、図４（Ｂ）に示すように、給気側整流部材６３には、多数の通気穴６３ａが形成されている。
給気側整流部材６３は、このように構成されているため、導入チャンバ１７から流出した空気をその通気穴６３ａから恒温室２ａの他端側（図で右側）すなわち被試験体収容領域に向けて吹き出すようになっている。
【００４９】
また、本実施形態における恒温槽２には、排気側整流部材６４が設けられている。排気側整流部材６４は、恒温室２ａの他端側（図で右側）近傍に、排気チャンバ１８入口側の領域と、被試験体収容領域とを仕切るように設けられている。また。排気側整流部材６４も、上述した給気側整流部材６３と同様に、多数の通気穴６４ａを有している。
排気側整流部材６４は、このように構成されているため、恒温室２ａの空気をその通気穴６４ａから吸い込んで排気チャンバ１８へ流すようになっている。
【００５０】
本実施形態にかかる環境試験用空調装置の他の部分の構成は、上述した第１実施形態と同様である。
【００５１】
次に、本実施形態にかかる環境試験用空調装置の作用・効果について説明する。
本実施形態にかかる環境試験用空調装置によれば、給気側整流部材６３に多数の通気穴６３ａが設けられているので、導入チャンバ１７からの空気を、多数の通気穴６３ａにより範囲を拡大して吹き出すことができる。したがって、均一な空気の流れになるため、被試験体１０へ流す空気の温度分布も均一化される。
【００５２】
また、排気側整流部材６４に多数の通気穴６４ａが設けられているので、恒温室２ａ内の空気を、多数の空気穴６４ａにより広い範囲で吸い込むことができる。このため、排気側整流部材６４周辺の空気の流れが均一化される。したがって、恒温室２ａ内の空気温度分布が均一化される。
【００５３】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
図５は、第３実施形態に係る環境試験用空調装置に適用する冷凍機の構成を示す図である。
図５に示すように、本実施形態における冷凍機４０の冷凍回路は、上述した第１実施形態における冷凍回路の構成に、第２の蒸発器４６を追加したものである。
この第２の蒸発器４６は、冷凍回路上の蒸発器４５と圧縮機４１との間の位置であって通風路３１の外側に設けられており、蒸発器４５で蒸発しなかった冷媒を全て蒸発させるように構成されている。この第２の蒸発器４５内の冷媒と熱交換をさせる空気は外気（例えば、環境試験用空調装置が設置される試験室内の空気）である。
【００５４】
本実施形態にかかる環境試験用空調装置の他の部分の構成は、上述した第１又は第２実施形態と同様である。
【００５５】
次に、本実施形態にかかる環境試験用空調装置の作用・効果について説明する。
従来の冷凍機では、異なる蒸発温度毎（例えば、−４０℃、−２０℃、０℃）に設定された電磁弁と膨張弁の組を並列に接続し、蒸発器における冷媒の蒸発温度を変えるときは、電磁弁のＯＮ／ＯＦＦで冷媒が通過する膨張弁を切り替える。
また、上記の第１実施形態では、開度可変膨張弁４４の開度を調整することにより蒸発器４５における冷媒の蒸発温度を調節する。
ここで、蒸発器における冷媒の蒸発温度を上げると、冷凍機の冷凍能力は上がる（例えば、ある冷凍機では、−４５℃時の冷凍能力は１．８２ｋＷであるのに対し、−５℃時の冷凍能力は８．４８ｋＷである。）。
このため、当初は冷媒が蒸発器で全て蒸発（ガス化）するが、温度調整された空気の温度が次第に冷えてくると、全てが蒸発しなくなり、未蒸発分（液体の冷媒）が残るようになる。
冷媒（液体）が圧縮機に入ると故障又は停止の原因となるため、上記の蒸発温度上昇にあたっては、ヒータで熱負荷を加え、冷媒を全て蒸発（ガス化）させるのが一般的である。
【００５６】
しかし、このようなヒータでの熱負荷は、冷凍機の凝縮器で排熱されるため、エネルギー消費量が多く、また、温度分布が悪くなるという問題がある。
これに対し、本実施形態にかかる環境試験用空調装置は、前記蒸発器で蒸発しなかった冷媒を前記第２の蒸発器により蒸発させるように構成されており、冷媒を全て蒸発させるための熱負荷を外気から得るようになっている。すなわち、蒸発器４５における冷媒の蒸発温度を上げた場合でも、その冷凍能力上昇分の熱負荷を外気から得て、ヒータ３３は使用しない。
このように本実施形態にかかる環境試験用空調装置によれば、冷媒の蒸発温度を上げた場合でも、ヒータにより熱負荷を与える必要が無く、省エネルギーである。また、ヒータを使用しないため、温度調整した空気の温度分布が良い。
【００５７】
以上説明したように、本発明の環境試験用空調装置によれば、環境試験の実施に掛かる手間が少なく、装置を小型化することができ、ランニングコストを低く抑えることができる、という優れた効果が得られる。
【００５８】
なお、上記の実施形態（図３）では、送風機３２はヒータ３３及び蒸発器４５の前に取り付けているが、ヒータ３３及び蒸発器４５の後に取り付ける場合がある。
その他、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる環境試験用空調装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる環境試験用空調装置に適用する恒温槽の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる環境試験用空調装置のシステム構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる環境試験用空調装置に適用する恒温槽の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる環境試験用空調装置に適用する冷凍機の構成を示す図である。
【図６】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 環境試験用空調装置
２ 恒温槽
２ａ 恒温室
４ 恒温ユニット
６ 給気ダクト
７ 還気ダクト
８ キャスター
１０ 被試験体
１１ 観測窓
１２ａ、１２ｂ 取付け金具
１４ 給気口
１５ 排気口
１７ 導入チャンバ
１７ａ 導入チャンバ形成部材
１８ 排気チャンバ
１８ａ 排気チャンバ形成部材
２０ 環境試験装置本体
２１ 試験機構部
２２ ベース部
２３ 機器収納部
２４ 台車
２５ キャスター
３１ 通風路
３２ 送風機
３３ ヒータ
３４ 温度計
３５ 温度調節機
３６ 温度計
３７ 湿度計
４０ 冷凍機
４１ 圧縮機
４２ 凝縮器
４３ 受液器
４４ 開度可変膨張弁
４５ 蒸発器
４６ 第２の蒸発器
５０ 制御部
５２ 加湿器
５３ 温度調節機
５４ 除湿空気導入手段
５５ 空気導入管
５６ エアフィルター
５７ 除湿器
５８ 流量計
５９ 流量調節弁
６０ 排気手段
６１ ドレン
６３ 給気側整流部材
６４ 排気側整流部材
６３ａ，６３ｂ 通気穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験体を設置して該被試験体に対して環境試験のための所定動作を行わせる試験機構部を有する環境試験装置本体における前記被試験体の周囲空気を環境試験に応じて所定温度に保持するための環境試験用空調装置であって、
前記環境試験装置本体の一部分であって前記被試験体が設置された状態の前記試験機構部を含む部分の周囲を覆って内部に収容できるように構成され、前記環境試験装置本体に気密に取り付けてその内部空間に恒温室を形成する恒温槽と、
前記恒温室の温度を被試験体の環境試験に応じて所定温度に温度調整する恒温ユニットと、を備える、
ことを特徴とする環境試験用空調装置。
【請求項２】
前記恒温槽は、前記恒温ユニットにより温度調整された空気を恒温室に導入する給気口及びその空気を排気する排気口を有し、
前記恒温ユニットには、前記排気口を介して空気を取り入れて温度調整した空気を前記給気口に戻す通風路が形成されているとともに、該通風路内に、取り入れた空気を前記給気口側へ送出し前記恒温室内に空気を循環させる送風機と、空気を加熱する加熱手段と、空気を冷却する冷却手段と、を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の環境試験用空調装置。
【請求項３】
前記恒温槽と恒温ユニットとは、温度調整された空気を前記恒温室へ送給する可撓性を有する給気ダクトと、前記恒温室内の空気を前記通風路に戻す可撓性を有する還気ダクトとにより互いに接続されている、ことを特徴とする請求項２に記載の環境試験用空調装置。
【請求項４】
前記恒温槽は、前記恒温室のうち前記被試験体の収容領域を挟む一端側に設けられ前記給気口から空気を導入し当該一端側の壁面に沿って吹き出す導入チャンバと、前記恒温室のうち前記被試験体の収容領域を挟む他端側に設けられ前記恒温室の空気を当該他端側の壁面に沿って取り込み前記排気口から排気する排気チャンバと、を有する、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の環境試験用空調装置。
【請求項５】
前記恒温槽は、前記恒温室の一端側近傍に設けられ多数の通気穴を有し前記導入チャンバから流出した空気を当該通気穴から前記恒温室の他端側に向けて吹き出す給気側整流部材を備える、ことを特徴とする請求項４に記載の環境試験用空調装置。
【請求項６】
前記恒温槽は、前記恒温室の他端部側近傍に前記一端側に対向するように設けられ多数の通気穴を有し前記恒温室の空気を当該通気穴から吸い込んで前記排気チャンバへ流す排気側整流部材を備える、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の環境試験用空調装置。
【請求項７】
前記恒温ユニットは、前記通風路を流れる空気を加湿する加湿手段と、外気を除湿して前記通風路に導入する除湿空気導入手段と、前記通風路内の空気の一部を排気する排気手段と、を有する、ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の環境試験用空調装置。
【請求項８】
前記恒温ユニットは、圧縮機と、凝縮器と、受液器と、開度可変膨張弁と、前記冷却手段である蒸発器と、を順次接続してなる冷凍回路をもつ冷凍機を備える、ことを特徴とする請求項２に記載の環境試験用空調装置。
【請求項９】
前記冷凍機は、前記冷凍回路上の前記蒸発器と前記圧縮機との間の位置であって前記通風路の外側に、前記蒸発器とは別の第２の蒸発器を有し、前記蒸発器で蒸発しなかった冷媒を前記第２の蒸発器により蒸発させるように構成されている、ことを特徴とする請求項８に記載の環境試験用空調装置。
【請求項１】
被試験体を設置して該被試験体に対して環境試験のための所定動作を行わせる試験機構部を有する環境試験装置本体における前記被試験体の周囲空気を環境試験に応じて所定温度に保持するための環境試験用空調装置であって、
前記環境試験装置本体の一部分であって前記被試験体が設置された状態の前記試験機構部を含む部分の周囲を覆って内部に収容できるように構成され、前記環境試験装置本体に気密に取り付けてその内部空間に恒温室を形成する恒温槽と、
前記恒温室の温度を被試験体の環境試験に応じて所定温度に温度調整する恒温ユニットと、を備える、
ことを特徴とする環境試験用空調装置。
【請求項２】
前記恒温槽は、前記恒温ユニットにより温度調整された空気を恒温室に導入する給気口及びその空気を排気する排気口を有し、
前記恒温ユニットには、前記排気口を介して空気を取り入れて温度調整した空気を前記給気口に戻す通風路が形成されているとともに、該通風路内に、取り入れた空気を前記給気口側へ送出し前記恒温室内に空気を循環させる送風機と、空気を加熱する加熱手段と、空気を冷却する冷却手段と、を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の環境試験用空調装置。
【請求項３】
前記恒温槽と恒温ユニットとは、温度調整された空気を前記恒温室へ送給する可撓性を有する給気ダクトと、前記恒温室内の空気を前記通風路に戻す可撓性を有する還気ダクトとにより互いに接続されている、ことを特徴とする請求項２に記載の環境試験用空調装置。
【請求項４】
前記恒温槽は、前記恒温室のうち前記被試験体の収容領域を挟む一端側に設けられ前記給気口から空気を導入し当該一端側の壁面に沿って吹き出す導入チャンバと、前記恒温室のうち前記被試験体の収容領域を挟む他端側に設けられ前記恒温室の空気を当該他端側の壁面に沿って取り込み前記排気口から排気する排気チャンバと、を有する、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の環境試験用空調装置。
【請求項５】
前記恒温槽は、前記恒温室の一端側近傍に設けられ多数の通気穴を有し前記導入チャンバから流出した空気を当該通気穴から前記恒温室の他端側に向けて吹き出す給気側整流部材を備える、ことを特徴とする請求項４に記載の環境試験用空調装置。
【請求項６】
前記恒温槽は、前記恒温室の他端部側近傍に前記一端側に対向するように設けられ多数の通気穴を有し前記恒温室の空気を当該通気穴から吸い込んで前記排気チャンバへ流す排気側整流部材を備える、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の環境試験用空調装置。
【請求項７】
前記恒温ユニットは、前記通風路を流れる空気を加湿する加湿手段と、外気を除湿して前記通風路に導入する除湿空気導入手段と、前記通風路内の空気の一部を排気する排気手段と、を有する、ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の環境試験用空調装置。
【請求項８】
前記恒温ユニットは、圧縮機と、凝縮器と、受液器と、開度可変膨張弁と、前記冷却手段である蒸発器と、を順次接続してなる冷凍回路をもつ冷凍機を備える、ことを特徴とする請求項２に記載の環境試験用空調装置。
【請求項９】
前記冷凍機は、前記冷凍回路上の前記蒸発器と前記圧縮機との間の位置であって前記通風路の外側に、前記蒸発器とは別の第２の蒸発器を有し、前記蒸発器で蒸発しなかった冷媒を前記第２の蒸発器により蒸発させるように構成されている、ことを特徴とする請求項８に記載の環境試験用空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−７１４５７（Ｐ２００７−７１４５７Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５９４３１（Ｐ２００５−２５９４３１）
【出願日】平成１７年９月７日（２００５．９．７）
【出願人】（０００１９８３１８）石川島検査計測株式会社 (132)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月７日（２００５．９．７）
【出願人】（０００１９８３１８）石川島検査計測株式会社 (132)
【Ｆターム（参考）】
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