環境試験装置
【課題】多様な供試体の形状や数量に対応可能としながら、供試体の形状等に応じて環境温度を短時間で設定温度に移行させることが可能な環境試験装置を提供する。
【解決手段】この環境試験装置は、供試体が収容される試験空間Ｓ１を内部に有する試験槽２を備え、試験空間Ｓ１内に高温と低温の空気を導入可能な環境試験装置であって、試験槽２に設けられ、外部から試験空間Ｓ１に前記空気を導入する流入部４２と、試験槽２に設けられ、試験空間Ｓ１から外部へ空気を流出させる流出部４６と、流入部４２と流出部４６の間で試験空間Ｓ１内に着脱可能に設けられ、流入部４２から導入された空気が流通するとともに供試体が設置される流通空間Ｓ２を内部に有する風洞部５０とを備えている。
【解決手段】この環境試験装置は、供試体が収容される試験空間Ｓ１を内部に有する試験槽２を備え、試験空間Ｓ１内に高温と低温の空気を導入可能な環境試験装置であって、試験槽２に設けられ、外部から試験空間Ｓ１に前記空気を導入する流入部４２と、試験槽２に設けられ、試験空間Ｓ１から外部へ空気を流出させる流出部４６と、流入部４２と流出部４６の間で試験空間Ｓ１内に着脱可能に設けられ、流入部４２から導入された空気が流通するとともに供試体が設置される流通空間Ｓ２を内部に有する風洞部５０とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、供試体の環境温度を変化させて、その温度変化による供試体への影響を調べる環境試験が行われており、下記の特許文献１にはそのような環境試験を行う環境試験装置の一例として冷熱衝撃試験装置が開示されている。
【０００３】
この特許文献１に開示された冷熱衝撃試験装置では、供試体を内部に収容する試験槽が設けられており、この試験槽内に高温空気または低温空気を供給できるように構成されている。そして、試験槽内に高温空気を導入して供試体の環境温度を高温に一定時間保持した後、今度は低温空気を導入して供試体の環境温度を低温に一定時間保持するサイクルを繰り返し行って、供試体に与えられる高温及び低温の熱ストレスの影響を調べるようになっている。
【特許文献１】特公平８−１４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような冷熱衝撃試験装置では、多様な供試体の形状や数量に対応できるようにするため、試験槽内の空間をある一定以上の大きさをもつ空間とせざるを得ない。この場合、供試体が小さいものであったり、少数である場合には、試験槽内に余剰のスペースが多く生まれる。このように試験槽内に余剰のスペースが多く生まれると、供試体の環境温度を設定温度まで移行させるのに、余剰のスペースの温度も変化させる必要があるので、設定温度までの移行時間が長くなるという不都合が生じる。
【０００５】
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、多様な供試体の形状や数量に対応可能としながら、供試体の形状等に応じて環境温度を短時間で設定温度に移行させることが可能な環境試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、供試体が収容される試験空間を内部に有する試験槽を備え、前記試験空間内に高温のガス又は低温のガスの少なくとも一方を導入可能な環境試験装置であって、前記試験槽に設けられ、外部から前記試験空間に前記ガスを導入する流入部と、前記試験槽に設けられ、前記試験空間から外部へ前記ガスを流出させる流出部と、前記流入部と前記流出部の間で前記試験空間内に着脱可能に設けられ、前記流入部から導入されたガスが流通するとともに前記供試体が設置される流通空間を内部に有する風洞部とを備えている。
【０００７】
この環境試験装置では、流入部から導入されたガスが流通するとともに供試体が設置される流通空間を内部に有する風洞部が、流入部と流出部の間で試験槽の試験空間内に設けられている。これにより、多様な供試体の形状や数量に対応するために大きな試験空間を試験槽内に形成した場合でも、供試体の環境温度の設定に用いられる試験空間の体積は実質的に小さくなるので、短時間で供試体の環境温度を高温または低温の設定温度に移行させることができる。さらに、この環境試験装置では、風洞部が流入部と流出部の間で着脱可能に設けられているので、供試体の形状や数量に合わせて適切な形状及び大きさをもつ風洞部に付け替えたり、風洞部を取り外して試験空間にそのまま供試体を設置することができる。従って、この環境試験装置では、多様な供試体の形状や数量に対応しながら、供試体の形状等に応じて環境温度を短時間で設定温度に移行させることができる。
【０００８】
上記環境試験装置において、前記風洞部を構成する壁部は、前記試験槽を構成する壁部よりも薄肉に形成されており、前記風洞部は、その外面と前記試験槽の内面との間に隙間を有する状態で前記試験空間に設けられているのが好ましい。この構成では、風洞部が試験槽よりも薄肉であることに起因して、風洞部自体の熱容量は試験槽自体の熱容量よりも小さくなる。そして、風洞部の外面と試験槽の内面との間に隙間が存在するので、試験槽の熱容量が風洞部の熱容量に付加されるのを抑制できる。このため、風洞部内の流通空間において供試体の環境温度を変化させる際の熱容量負荷を小さくすることができるので、供試体の環境温度をより短時間で前記設定温度に移行させることができる。また、試験槽内に風洞部を設けず、直接試験槽内に供試体を設置する構成では、試験槽を構成する壁部の肉厚を小さくして供試体の環境温度を変化させる際の熱容量負荷を小さくすることが考えられるが、この場合には試験槽の剛性が低下する虞がある。これに対して、上記構成によれば、試験槽を構成する壁部の肉厚を小さくしなくても、前記熱容量負荷を小さくすることができるので、試験槽の剛性を確保することができる。
【０００９】
上記環境試験装置において、前記試験槽内には、前記風洞部を載置するための支持台と、前記支持台に対して前記風洞部の位置を固定するための位置固定手段とが設けられているのが好ましい。このように構成すれば、試験槽内の試験空間に風洞部を設置する際、風洞部を支持台上に載置して位置固定手段により風洞部を適切な位置に配置した状態で支持台に対して固定できる。これにより、流入部に対する風洞部の位置ずれを防止することができるので、流入部から導入されたガスを確実に風洞部内の流通空間に導くことができる。
【００１０】
上記環境試験装置において、前記供試体は、基板上に装着された電子部品であり、前記風洞部を構成する壁部には、前記基板に電気配線を接続するための貫通孔が設けられているのが好ましい。このように構成すれば、基板上に装着された電子部品を供試体として試験を行う際、前記貫通孔を通じて電気配線を基板に接続して電子部品に電流を流しながら試験を行うことができる。これにより、電子部品の環境温度を変化させながら、その電子部品の電気的な性能の経時変化を調べることができる。
【００１１】
上記環境試験装置において、前記試験槽に着脱可能に設けられ、前記流入部と前記風洞部の流入側端部とを連結する流入側連結部と、前記試験槽に着脱可能に設けられ、前記流出部と前記風洞部の流出側端部とを連結する流出側連結部とを備え、前記流入側連結部は、前記流入部の開口形状に対応した形状をもつ流入口と、前記風洞部の流入側端部の開口形状に対応した形状をもつ流出口とを有し、前記流出側連結部は、前記風洞部の流出側端部の開口形状に対応した形状をもつ流入口と、前記流出部の開口形状に対応した形状をもつ流出口とを有するのが好ましい。このように構成すれば、風洞部を供試体の形状等に合わせて交換する場合に、流入側連結部と流出側連結部もその風洞部の形状に合わせて交換して、流入部から導入されたガスを風洞部内の流通空間にスムーズに流入させることができるとともに、流通空間から排出されるガスを流出部へスムーズに流出させることができる。したがって、この構成では、供試体の形状等に応じて風洞部を交換する場合でも、流入部から風洞部を経て流出部へスムーズにガスを流通させることができる。その結果、供試体の形状等に応じて種々の風洞部を用いることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の環境試験装置によれば、多様な供試体の形状や数量に対応しながら、供試体の形状等に応じて環境温度を短時間で設定温度に移行させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による環境試験装置の構成を示した流路図である。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態による環境試験装置の全体構成について説明する。
【００１５】
本実施形態による環境試験装置は、供試体の環境温度を高温と低温に交互に繰り返し変化させて、その温度変化による供試体への影響を調べる冷熱衝撃試験を行うものである。この環境試験装置には、試験槽２と、混合室４と、冷気供給部６と、冷気送風機８と、冷気分流機構１０と、熱気供給部１２と、熱気送風機１４と、熱気分流機構１６とが設けられている。
【００１６】
前記試験槽２は、供試体が収容される試験空間Ｓ１を内部に有しており、後述するように、この試験空間Ｓ１内において供試体の環境温度が高温に一定時間保持された後、低温に一定時間保持されるサイクルが繰り返し行われるようになっている。
【００１７】
前記混合室４は、試験槽２の手前で前記冷気分流機構１０からの冷気と前記熱気分流機構１６からの熱気とがそれぞれ導入されて撹拌される部分であり、円管状の供給ダクト１８を介して試験槽２と繋がっている。具体的には、後述するように、供試体の環境温度を高温にする場合には、前記熱気のみが混合室４に導入される一方、供試体の環境温度を低温にする場合には、前記冷気のみが混合室４に導入されるようになっている。そして、混合室４内には、温度調節用のヒータ４ａが設けられており、このヒータ４ａによって混合室４に導入された熱気または冷気の温度が微調整されて試験槽２の試験空間Ｓ１へ供給される高温または低温の空気となるように構成されている。
【００１８】
前記冷気供給部６は、試験槽２の試験空間Ｓ１へ供給される冷気を生成する部分である。この冷気供給部６には、冷凍機６ａと熱交換器６ｂが設けられており、これらにより空気が冷却されて冷気が生成されるようになっている。また、冷気供給部６には、温度調節用のヒータ６ｃが設けられており、このヒータ６ｃにより冷気の温度を微調整するようになっている。そして、冷気供給部６の下流側には、ダクト２０を介して前記冷気送風機８が接続されているとともに、その冷気送風機８に直管状の配管２２を介して前記冷気分流機構１０の流入部１０ａが接続されている。直管状の配管２２によって冷気送風機８と冷気分流機構１０が接続されていることにより、冷気送風機８から吐出された冷気が偏流することなく冷気分流機構１０内へ導入されるようになっている。
【００１９】
前記冷気分流機構１０は、導入された冷気を２つに分流するためのものである。この冷気分流機構１０は、第１流出部１０ｂと第２流出部１０ｃを有しており、この第１流出部１０ｂと第２流出部１０ｃに流す冷気の流量比を図略の制御部により制御できるように構成されている。そして、冷気分流機構１０の第１流出部１０ｂは、前記混合室４に繋がっている一方、冷気分流機構１０の第２流出部１０ｃは、冷気供給部６への循環ダクト２４に接続されている。従って、この環境試験装置では、冷気供給部６、ダクト２０、冷気送風機８、配管２２、冷気分流機構１０及び循環ダクト２４によって低温側循環回路が構成されている。
【００２０】
前記熱気供給部１２は、試験槽２の試験空間Ｓ１へ供給される熱気を生成する部分である。この熱気供給部１２には、ヒータ１２ａが設けられており、このヒータ１２ａにより空気が加熱されて熱気が生成されるようになっている。そして、熱気供給部１２の下流側には、ダクト２６を介して前記熱気送風機１４が接続されているとともに、その熱気送風機１４に直管状の配管２８を介して前記熱気分流機構１６の流入部１６ａが接続されている。直管状の配管２８によって熱気送風機１４と熱気分流機構１６が接続されていることにより、熱気送風機１４から吐出された熱気が偏流することなく熱気分流機構１６へ導入されるようになっている。
【００２１】
前記熱気分流機構１６は、導入された熱気を２つに分流するためのものである。この熱気分流機構１６は、第１流出部１６ｂと第２流出部１６ｃを有しており、この第１流出部１６ｂと第２流出部１６ｃに流す熱気の流量比を図略の制御部により制御できるように構成されている。そして、熱気分流機構１６の第１流出部１６ｂは、前記混合室４に繋がっている一方、熱気分流機構１６の第２流出部１６ｃは、熱気供給部１２への循環ダクト３０に接続されている。従って、この環境試験装置では、熱気供給部１２、ダクト２６、熱気送風機１４、配管２８、熱気分流機構１６及び循環ダクト３０によって高温側循環回路が構成されている。
【００２２】
また、前記試験槽２の下流側には、排気ダクト３２が接続されている。この排気ダクト３２は、２手に分かれており、一方がダンパ３４を介して冷気供給部６への循環ダクト２４に合流している一方、もう一方がダンパ３６を介して熱気供給部１２への循環ダクト３０に合流している。
【００２３】
上記した本実施形態による環境試験装置の動作としては、まず、供試体の環境温度を高温に設定する場合には、熱気供給部１２で生成された熱気が熱気分流機構１６の第１流出部１６ｂを通って混合室４に送られる。この際、冷気分流機構１０は、冷気供給部６からの冷気を第２流出部１０ｃを通じて流すように制御されるとともに、第１流出部１０ｂを通じて混合室４へ冷気を送らないように制御される。そして、混合室４において前記熱気の温度がヒータ４ａで微調整された後、混合室４から高温の空気が供給ダクト１８を通じて試験槽２の試験空間Ｓ１へ送られる。これにより、供試体の環境温度が高温に設定される。そして、この状態が一定時間保持されることによって、供試体の環境温度が高温に一定時間保持される。
【００２４】
この後、供試体の環境温度を低温に移行させる。この際、熱気分流機構１６が全ての前記熱気を第２流出部１６ｃを通じて流すように切り換えられるとともに、第１流出部１６ｂを通じて混合室４へ熱気を送らないように制御される。同時に、冷気分流機構１０において冷気供給部６からの冷気が第１流出部１０ｂを通じて混合室４へ送られる。そして、混合室４において前記冷気の温度がヒータ４ａで微調整された後、混合室４から低温の空気が供給ダクト１８を通じて試験槽２の試験空間Ｓ１へ送られる。これにより、供試体の環境温度が低温に設定される。そして、この状態が一定時間保持されることによって、供試体の環境温度が低温に一定時間保持される。
【００２５】
この後、上記と同様にして供試体の環境温度が再度高温に移行されて一定時間保持され、その後低温保持と高温保持のサイクルが繰り返し行われる。
【００２６】
図２は、本実施形態による環境試験装置の試験槽２の全体構造を示した斜視図であり、図３は、図２に示した試験槽２の内部構造を示した斜視図である。図４は、図２に示した試験槽２内に設置する風洞部５０の構造を示した斜視図である。次に、図１〜図４を参照して、本実施形態による環境試験装置の試験槽２の詳細な構造について説明する。
【００２７】
本実施形態による試験槽２は、図２及び図３に示すように、中空の箱体に形成されており、所定の厚みを有する板金によって構成されている。具体的には、前記箱体を構成する試験槽２の壁部は、板金が曲げ加工されることによって内板と外板の間、すなわち壁部の内部に空間を有するように形成されており、この壁部の内部空間に断熱材が挿入されている。そして、このように形成された各壁部が互いに接合されることによって、箱状の試験槽２が形成されている。この試験槽２には、流入部４２と、流入側連結部４４と、流出部４６と、流出側連結部４８と、風洞部５０と、支持台５２と、位置固定手段５４とが設けられている。そして、流入部４２、流入側連結部４４、風洞部５０、流出側連結部４８及び流出部４６は、この順番で空気の流れ方向に沿って配置されている。
【００２８】
前記流入部４２は、前記混合室４（図１参照）からの高温または低温の空気を試験槽２内の試験空間Ｓ１に導入する部分であり、試験槽２の一方の側壁部に固定されている。この流入部４２は、前記一方の側壁部を貫通して当該側壁部の内面に円形に開口している。そして、流入部４２は、試験槽２の外部で前記供給ダクト１８（図１参照）に接続されており、供給ダクト１８の形状に対応した略円筒状に形成されている。
【００２９】
前記流入側連結部４４は、流入部４２と前記風洞部５０の流入側端部とを連結しており、この流入側連結部４４内の流路を通って流入部４２から風洞部５０内の後述する流通空間Ｓ２へ前記高温または低温の空気が導入されるようになっている。そして、この流入側連結部４４は、流入部４２の流路形状を風洞部５０の流通空間Ｓ２の形状に変換するアダプターとして機能し、風洞部５０の形状に応じて適切な形状のものに交換可能となっている。具体的には、流入側連結部４４は、前記流入部４２が溶接された試験槽２の側壁部の内面に着脱可能にねじ留めされている。そして、流入側連結部４４は、空気が流通する流路を内部に有しており、この流路の流入口が流入部４２内の流路と接続する一方、前記流路の流出口が風洞部５０の流入側端部の開口と接続している。本実施形態では、流入側連結部４４の流入口は、流入部４２の開口形状に対応して円形に形成されている一方、流入側連結部４４の流出口は、風洞部５０の流入側端部の開口形状に対応して矩形状に形成されている。この構成により、流入部４２から流入側連結部４４内にスムーズに空気が流れ込むとともに、流入側連結部４４から風洞部５０内の流通空間Ｓ２にスムーズに空気が流れ込むようになっている。
【００３０】
前記流出部４６は、試験槽２内の試験空間Ｓ１から外部へ空気を流出させる部分であり、試験槽２の他方の側壁部に固定されている。この流出部４６は、前記他方の側壁部を貫通して当該側壁部の内面に円形に開口している。そして、流出部４６は、試験槽２の外部で前記排気ダクト３２（図１参照）に接続されており、排気ダクト３２の形状に対応した略円筒状に形成されている。
【００３１】
前記流出側連結部４８は、前記風洞部５０の流出側端部と流出部４６とを連結しており、この流出側連結部４８内の流路を通って風洞部５０内の後述する流通空間Ｓ２から流出部４６へ空気が流れるようになっている。そして、この流出側連結部４８は、風洞部５０の流通空間Ｓ２の形状を流出部４６の流路形状に変換するアダプターとして機能し、風洞部５０の形状に応じて適切な形状のものに交換可能となっている。具体的には、流出側連結部４８は、前記流出部４６が溶接された試験槽２の側壁部の内面に着脱可能にねじ留めされている。そして、流出側連結部４８は、空気が流通する流路を内部に有しており、この流路の流入口が風洞部５０の流出側端部の開口と接続する一方、前記流路の流出口が流出部４６内の流路と接続している。本実施形態では、流出側連結部４８の流入口は、風洞部５０の流出側端部の開口形状に対応して矩形状に形成されている一方、流出側連結部４８の流出口は、流出部４６の開口形状に対応して円形に形成されている。この構成により、風洞部５０内の流通空間Ｓ２から流出側連結部４８内にスムーズに空気が流れるとともに、流出側連結部４８から流出部４６にスムーズに空気が流れるようになっている。
【００３２】
前記風洞部５０は、図４に示すように、板金を用いて略角筒状に形成されており、その内部に流通空間Ｓ２を有している。この風洞部５０は、図３に示すように、前記流入側連結部４４と前記流出側連結部４８の間で試験槽２の試験空間Ｓ１内に着脱可能に設けられている。すなわち、本実施形態では、風洞部５０を前記支持台５２上に単に載置するだけで試験空間Ｓ１に風洞部５０を装着できる一方、その支持台５２上に載置された風洞部５０を単に取り外すだけで試験空間Ｓ１から風洞部５０を脱着できるように構成されている。
【００３３】
そして、風洞部５０が試験空間Ｓ１内に設置された状態で、風洞部５０の流入側端部と流入側連結部４４の流出側端部とが直接接触しているとともに、風洞部５０の流出側端部と流出側連結部４８の流入側端部とが直接接触している。風洞部５０内の流通空間Ｓ２には、前記流入部４２及び前記流入側連結部４４を通じて導入された高温または低温の空気が流通するとともに、供試体が設置される。これにより、供試体の環境温度は、流通空間Ｓ２内のみで変化するようになっている。
【００３４】
本実施形態では、基板１００（図４参照）上に装着された電子部品を供試体としている。流通空間Ｓ２には、前記基板１００を複数設置できるようになっている。具体的には、複数の基板１００が、立てた状態で空気の流通方向に沿って流通空間Ｓ２内に設置される。各基板１００は、風洞部５０の幅方向に等間隔で設置され、この各基板１００間の間隙を通じて前記高温または低温の空気が流通するようになっている。
【００３５】
風洞部５０の天壁部５０ａには、前記基板１００に電気配線５６を接続するための貫通孔５０ｂが設けられている。この貫通孔５０ｂは、風洞部５０の幅方向に等間隔で複数設けられている。そして、各貫通孔５０ｂは流通空間Ｓ２内に設置される各基板１００に対応する位置に設けられている。本実施形態では、貫通孔５０ｂを通じてコネクタ５８が基板１００の端縁に接続されているとともに、そのコネクタ５８に平形の電気配線５６が接続されている。これにより、基板１００上に設置された電子部品に電流を流してその電子部品の電気的な性能の経時変化を調べることが可能となっている。
【００３６】
また、風洞部５０を構成する壁部は、板金製であり、前記試験槽２を構成する壁部よりも薄肉に形成されている。そして、風洞部５０は、その外面と試験槽２の内面との間に隙間を有する状態で試験空間Ｓ１内に設けられている。具体的には、風洞部５０は、試験空間Ｓ１の中央に設置されているとともに、風洞部５０の上下方向の寸法と、風洞部５０の空気の流通方向に沿った寸法と、風洞部５０の空気の流通方向に直交する幅方向の寸法とは、それぞれ試験空間Ｓ１の対応する部分の寸法に比べて小さくなっている。この構成により、風洞部５０の各壁部の外面と、対応する試験槽２の各壁部の内面との間に隙間が設けられている。
【００３７】
前記支持台５２は、図３に示すように、試験空間Ｓ１において試験槽２の底壁部上に設置されている。この支持台５２は、風洞部５０を載置するためのものである。風洞部５０が支持台５２上に載置された状態で、流入側連結部４４の流出口と風洞部５０の流入側端部の開口とが完全に重なるとともに、流出側連結部４８の流入口と風洞部５０の流出側端部の開口とが完全に重なるように構成されている。そして、支持台５２は、一対の脚部５２ａ，５２ａと、風洞部５０を支持する支持板部５２ｂを有している。前記一対の脚部５２ａ，５２ａは、所定の間隔を隔てて試験槽２の底壁部上に設置されており、それら両脚部５２ａ，５２ａの上端部間に前記支持板部５２ｂが設けられている。したがって、支持板部５２ｂは、試験槽２の底壁部の上面から上方に脚部５２ａの高さ分に相当する隙間を隔てて配置されている。これにより、支持板部５２ｂ上に載置された風洞部５０の底壁部の下面と試験槽２の底壁部の上面との間には隙間が存在する。また、支持板部５２ｂは、風洞部５０の底壁部に対応した矩形状に形成されている。
【００３８】
前記位置固定手段５４は、前記支持台５２に対して風洞部５０の位置を固定するものである。この位置固定手段５４は、支持台５２の支持板部５２ｂに設けられた固定ピン５２ｃと、風洞部５０の底壁部に設けられた固定穴５０ｃとによって構成されている。前記固定ピン５２ｃは、支持板部５２ｂに４つ設けられており、各固定ピン５２ｃは支持板部５２ｂの４隅にそれぞれ設けられている。この固定ピン５２ｃは、支持板部５２ｂの上面から上方に突出している。前記固定穴５０ｃは、風洞部５０の底壁部に４つ設けられており、各固定穴５０ｃは前記各固定ピン５２ｃに対応して風洞部５０の底壁部の４隅にそれぞれ設けられている。そして、風洞部５０を支持台５２の支持板部５２ｂ上に載置する際、各固定穴５０ｃと対応する固定ピン５２ｃとが係合することによって、支持台５２に対する風洞部５０の位置が適切な位置に固定される。すなわち、上記した流入側連結部４４の流出口と風洞部５０の流入側端部の開口とが完全に重なるとともに、流出側連結部４８の流入口と風洞部５０の流出側端部の開口とが完全に重なる位置に、風洞部５０の位置が固定されるようになっている。そして、風洞部５０を支持台５２に載置する際、固定穴５０ｃに固定ピン５２ｃが挿入される一方、風洞部５０を支持台５２上から取り外す際、固定穴５０ｃから固定ピン５２ｃが抜脱されるだけであるので、風洞部５０を試験空間Ｓ１に容易に着脱可能となっている。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態による環境試験装置では、流入部４２から導入された高温または低温の空気が流通するとともに供試体が設置される流通空間Ｓ２を内部に有する風洞部５０が、試験槽２の試験空間Ｓ１内に設けられている。これにより、多様な供試体の形状や数量に対応するために大きな試験空間Ｓ１を試験槽２内に形成した場合でも、供試体の環境温度の設定に用いられる試験空間Ｓ１の体積は実質的に小さくなるので、短時間で供試体の環境温度を高温または低温の設定温度に移行させることができる。さらに、本実施形態による環境試験装置では、風洞部５０が試験空間Ｓ１内に着脱可能に設けられているので、供試体の形状や数量に合わせて適切な形状及び大きさをもつ風洞部５０に付け替えたり、風洞部５０を取り外して試験空間Ｓ１にそのまま供試体を設置することができる。従って、本実施形態による環境試験装置では、多様な供試体の形状や数量に対応しながら、供試体の形状等に応じて環境温度を短時間で設定温度に移行させることができる。
【００４０】
また、本実施形態による環境試験装置では、風洞部５０を構成する壁部が試験槽２を構成する壁部よりも薄肉に形成されているとともに、風洞部５０がその外面と試験槽２の内面との間に隙間を有する状態で試験空間Ｓ１に設けられている。この構成では、風洞部５０が試験槽２よりも薄肉であることに起因して、風洞部５０自体の熱容量は試験槽２自体の熱容量よりも小さくなる。そして、風洞部５０の外面と試験槽２の内面との間に隙間が存在するので、試験槽２の熱容量が風洞部５０の熱容量に付加されるのを抑制できる。このため、風洞部５０内の流通空間Ｓ２において供試体の環境温度を変化させる際の熱容量負荷を小さくすることができるので、供試体の環境温度をより短時間で前記設定温度に移行させることができる。また、試験槽２内に風洞部５０を設けず、直接試験槽２内に供試体を設置する構成では、試験槽２を構成する壁部の肉厚を小さくして供試体の環境温度を変化させる際の熱容量負荷を小さくすることが考えられるが、この場合には試験槽２の剛性が低下する虞がある。これに対して、上記構成によれば、試験槽２を構成する壁部の肉厚を小さくしなくても、前記熱容量負荷を小さくすることができるので、試験槽２の剛性を確保することができる。
【００４１】
また、本実施形態による環境試験装置では、試験槽２内に、風洞部５０を載置するための支持台５２と、この支持台５２に対して風洞部５０の位置を固定するための位置固定手段５４とが設けられているので、試験槽２内の試験空間Ｓ１に風洞部５０を設置する際、風洞部５０を支持台５２上に載置して位置固定手段５４により風洞部５０を適切な位置に配置した状態で支持台５２に対して固定できる。これにより、流入部４２及び流入側連結部４４に対する風洞部５０の位置ずれを防止することができるので、流入部４２から導入された高温または低温の空気を確実に風洞部５０内の流通空間Ｓ２に導くことができる。
【００４２】
また、本実施形態による環境試験装置では、供試体である電子部品を装着した基板１００に電気配線５６を接続可能な貫通孔５０ｂが風洞部５０の天壁部５０ａに設けられているので、前記貫通孔５０ｂを通じて電気配線５６を基板１００に接続して電子部品に電流を流しながら試験を行うことができる。これにより、電子部品の環境温度を変化させながら、その電子部品の電気的な性能の経時変化を調べることができる。
【００４３】
また、本実施形態による環境試験装置では、流入側連結部４４が試験槽２に着脱可能に設けられているとともに、流入部４２の開口形状に対応した形状をもつ流入口と、風洞部５０の流入側端部の開口形状に対応した形状をもつ流出口とを有している。また、流出側連結部４８が試験槽２に着脱可能に設けられているとともに、風洞部５０の流出側端部の開口形状に対応した形状をもつ流入口と、流出部４６の開口形状に対応した形状をもつ流出口とを有している。このような構成により、風洞部５０を供試体の形状等に合わせて交換する場合に、流入側連結部４４と流出側連結部４８もその風洞部５０の形状に合わせて交換して、流入部４２から導入された高温または低温の空気を風洞部５０内の流通空間Ｓ２にスムーズに流入させることができるとともに、流通空間Ｓ２からの空気を流出部４６へスムーズに流出させることができる。したがって、この構成では、供試体の形状等に応じて風洞部５０を交換する場合でも、流入部４２から風洞部５０を経て流出部４６へスムーズに高温または低温の空気を流通させることができる。その結果、供試体の形状等に応じて種々の風洞部５０を用いることができる。
【００４４】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４５】
例えば、上記実施形態では、試験槽２内へ導入するガスの一例として空気を用いる場合を示したが、本発明はこれに限らず、空気以外の種々のガスを試験槽２内へ導入するようにしてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、支持台５２に対して風洞部５０の位置を固定する位置固定手段５４として固定ピン５２ｃと固定穴５０ｃを用いる場合を示したが、これに限らず、上記以外の構成の位置固定手段を用いてもよい。例えば、固定ピンを風洞部５０の底壁部の下面に設けるとともに、固定穴を支持台５２の支持板部５２ｂに設けてもよい。また、風洞部５０を支持台５２にねじ留めするねじ留め部を位置固定手段として用いてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、複数の基板１００を収容するのに適した角筒状に風洞部５０を構成したが、これに限らず、風洞部５０としては、供試体の形状、大きさ、数量に応じて様々な形状のものを用いることができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、風洞部５０の流入側端部と流入側連結部４４の流出側端部とが直接接触するとともに、風洞部５０の流出側端部と流出側連結部４８の流入側端部とが直接接触するようにしたが、風洞部５０の流入側端部と流入側連結部４４の流出側端部とをパッキン等の封止材を介して密着させるとともに、風洞部５０の流出側端部と流出側連結部４８の流入側端部とを同様の封止材を介して密着させてもよい。このように構成すれば、上記各部材の接合部分において空気の漏出をより確実に防ぐことが可能である。
【００４９】
また、上記実施形態では、風洞部５０の天壁部５０ａに電気配線５６を接続するための貫通孔５０ｂを設けたが、供試体が配線を不要なものである場合には、前記貫通孔５０ｂを省略することが可能である。
【００５０】
また、上記実施形態では、環境試験装置において試験槽２の試験空間Ｓ１内に高温空気と低温空気を交互に導入して供試体の環境温度を高温と低温に交互に繰り返し変化させる場合を例にとって説明したが、環境試験装置では、試験空間Ｓ１に高温空気を導入して供試体の環境温度を高温から低温へのみ変化させる場合や、試験空間Ｓ１に低温空気を導入して供試体の環境温度を低温から高温へのみ変化させる場合もあり、これらの場合でも本発明を適用した環境試験装置では、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
また、上記実施形態による環境試験装置では、供試体の環境温度を高温にする場合には、熱気のみが混合室４に導入される一方、供試体の環境温度を低温にする場合には、冷気のみが混合室４に導入されるようにしたが、これに限らず、熱気分流機構１６と冷気分流機構１０を制御することにより、熱気と冷気を所定の流量比で混合室４に流入させてそれら熱気と冷気が混合されることによって、供試体の環境温度を高温にするための高温空気と、供試体の環境温度を低温にするための低温空気が混合室４で生成されるようにしてもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、風洞部５０を構成する壁部を板金製としたが、これに限らず、風洞部５０を板金以外の材料を用いて形成してもよい。例えば、ポリイミドフィルムやその他の樹脂フィルムを用いて風洞部５０を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態による環境試験装置の構成を示した流路図である。
【図２】本発明の一実施形態による環境試験装置の試験槽の全体構造を示した斜視図である。
【図３】図２に示した試験槽の内部構造を示した斜視図である。
【図４】図２に示した試験槽内に設置する風洞部の構造を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
２ 試験槽
４２ 流入部
４４ 流入側連結部
４６ 流出部
４８ 流出側連結部
５０ 風洞部
５０ｂ 貫通孔
５２ 支持台
５４ 位置固定手段
５６ 電気配線
１００ 基板
Ｓ１ 試験空間
Ｓ２ 流通空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、供試体の環境温度を変化させて、その温度変化による供試体への影響を調べる環境試験が行われており、下記の特許文献１にはそのような環境試験を行う環境試験装置の一例として冷熱衝撃試験装置が開示されている。
【０００３】
この特許文献１に開示された冷熱衝撃試験装置では、供試体を内部に収容する試験槽が設けられており、この試験槽内に高温空気または低温空気を供給できるように構成されている。そして、試験槽内に高温空気を導入して供試体の環境温度を高温に一定時間保持した後、今度は低温空気を導入して供試体の環境温度を低温に一定時間保持するサイクルを繰り返し行って、供試体に与えられる高温及び低温の熱ストレスの影響を調べるようになっている。
【特許文献１】特公平８−１４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような冷熱衝撃試験装置では、多様な供試体の形状や数量に対応できるようにするため、試験槽内の空間をある一定以上の大きさをもつ空間とせざるを得ない。この場合、供試体が小さいものであったり、少数である場合には、試験槽内に余剰のスペースが多く生まれる。このように試験槽内に余剰のスペースが多く生まれると、供試体の環境温度を設定温度まで移行させるのに、余剰のスペースの温度も変化させる必要があるので、設定温度までの移行時間が長くなるという不都合が生じる。
【０００５】
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、多様な供試体の形状や数量に対応可能としながら、供試体の形状等に応じて環境温度を短時間で設定温度に移行させることが可能な環境試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、供試体が収容される試験空間を内部に有する試験槽を備え、前記試験空間内に高温のガス又は低温のガスの少なくとも一方を導入可能な環境試験装置であって、前記試験槽に設けられ、外部から前記試験空間に前記ガスを導入する流入部と、前記試験槽に設けられ、前記試験空間から外部へ前記ガスを流出させる流出部と、前記流入部と前記流出部の間で前記試験空間内に着脱可能に設けられ、前記流入部から導入されたガスが流通するとともに前記供試体が設置される流通空間を内部に有する風洞部とを備えている。
【０００７】
この環境試験装置では、流入部から導入されたガスが流通するとともに供試体が設置される流通空間を内部に有する風洞部が、流入部と流出部の間で試験槽の試験空間内に設けられている。これにより、多様な供試体の形状や数量に対応するために大きな試験空間を試験槽内に形成した場合でも、供試体の環境温度の設定に用いられる試験空間の体積は実質的に小さくなるので、短時間で供試体の環境温度を高温または低温の設定温度に移行させることができる。さらに、この環境試験装置では、風洞部が流入部と流出部の間で着脱可能に設けられているので、供試体の形状や数量に合わせて適切な形状及び大きさをもつ風洞部に付け替えたり、風洞部を取り外して試験空間にそのまま供試体を設置することができる。従って、この環境試験装置では、多様な供試体の形状や数量に対応しながら、供試体の形状等に応じて環境温度を短時間で設定温度に移行させることができる。
【０００８】
上記環境試験装置において、前記風洞部を構成する壁部は、前記試験槽を構成する壁部よりも薄肉に形成されており、前記風洞部は、その外面と前記試験槽の内面との間に隙間を有する状態で前記試験空間に設けられているのが好ましい。この構成では、風洞部が試験槽よりも薄肉であることに起因して、風洞部自体の熱容量は試験槽自体の熱容量よりも小さくなる。そして、風洞部の外面と試験槽の内面との間に隙間が存在するので、試験槽の熱容量が風洞部の熱容量に付加されるのを抑制できる。このため、風洞部内の流通空間において供試体の環境温度を変化させる際の熱容量負荷を小さくすることができるので、供試体の環境温度をより短時間で前記設定温度に移行させることができる。また、試験槽内に風洞部を設けず、直接試験槽内に供試体を設置する構成では、試験槽を構成する壁部の肉厚を小さくして供試体の環境温度を変化させる際の熱容量負荷を小さくすることが考えられるが、この場合には試験槽の剛性が低下する虞がある。これに対して、上記構成によれば、試験槽を構成する壁部の肉厚を小さくしなくても、前記熱容量負荷を小さくすることができるので、試験槽の剛性を確保することができる。
【０００９】
上記環境試験装置において、前記試験槽内には、前記風洞部を載置するための支持台と、前記支持台に対して前記風洞部の位置を固定するための位置固定手段とが設けられているのが好ましい。このように構成すれば、試験槽内の試験空間に風洞部を設置する際、風洞部を支持台上に載置して位置固定手段により風洞部を適切な位置に配置した状態で支持台に対して固定できる。これにより、流入部に対する風洞部の位置ずれを防止することができるので、流入部から導入されたガスを確実に風洞部内の流通空間に導くことができる。
【００１０】
上記環境試験装置において、前記供試体は、基板上に装着された電子部品であり、前記風洞部を構成する壁部には、前記基板に電気配線を接続するための貫通孔が設けられているのが好ましい。このように構成すれば、基板上に装着された電子部品を供試体として試験を行う際、前記貫通孔を通じて電気配線を基板に接続して電子部品に電流を流しながら試験を行うことができる。これにより、電子部品の環境温度を変化させながら、その電子部品の電気的な性能の経時変化を調べることができる。
【００１１】
上記環境試験装置において、前記試験槽に着脱可能に設けられ、前記流入部と前記風洞部の流入側端部とを連結する流入側連結部と、前記試験槽に着脱可能に設けられ、前記流出部と前記風洞部の流出側端部とを連結する流出側連結部とを備え、前記流入側連結部は、前記流入部の開口形状に対応した形状をもつ流入口と、前記風洞部の流入側端部の開口形状に対応した形状をもつ流出口とを有し、前記流出側連結部は、前記風洞部の流出側端部の開口形状に対応した形状をもつ流入口と、前記流出部の開口形状に対応した形状をもつ流出口とを有するのが好ましい。このように構成すれば、風洞部を供試体の形状等に合わせて交換する場合に、流入側連結部と流出側連結部もその風洞部の形状に合わせて交換して、流入部から導入されたガスを風洞部内の流通空間にスムーズに流入させることができるとともに、流通空間から排出されるガスを流出部へスムーズに流出させることができる。したがって、この構成では、供試体の形状等に応じて風洞部を交換する場合でも、流入部から風洞部を経て流出部へスムーズにガスを流通させることができる。その結果、供試体の形状等に応じて種々の風洞部を用いることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の環境試験装置によれば、多様な供試体の形状や数量に対応しながら、供試体の形状等に応じて環境温度を短時間で設定温度に移行させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による環境試験装置の構成を示した流路図である。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態による環境試験装置の全体構成について説明する。
【００１５】
本実施形態による環境試験装置は、供試体の環境温度を高温と低温に交互に繰り返し変化させて、その温度変化による供試体への影響を調べる冷熱衝撃試験を行うものである。この環境試験装置には、試験槽２と、混合室４と、冷気供給部６と、冷気送風機８と、冷気分流機構１０と、熱気供給部１２と、熱気送風機１４と、熱気分流機構１６とが設けられている。
【００１６】
前記試験槽２は、供試体が収容される試験空間Ｓ１を内部に有しており、後述するように、この試験空間Ｓ１内において供試体の環境温度が高温に一定時間保持された後、低温に一定時間保持されるサイクルが繰り返し行われるようになっている。
【００１７】
前記混合室４は、試験槽２の手前で前記冷気分流機構１０からの冷気と前記熱気分流機構１６からの熱気とがそれぞれ導入されて撹拌される部分であり、円管状の供給ダクト１８を介して試験槽２と繋がっている。具体的には、後述するように、供試体の環境温度を高温にする場合には、前記熱気のみが混合室４に導入される一方、供試体の環境温度を低温にする場合には、前記冷気のみが混合室４に導入されるようになっている。そして、混合室４内には、温度調節用のヒータ４ａが設けられており、このヒータ４ａによって混合室４に導入された熱気または冷気の温度が微調整されて試験槽２の試験空間Ｓ１へ供給される高温または低温の空気となるように構成されている。
【００１８】
前記冷気供給部６は、試験槽２の試験空間Ｓ１へ供給される冷気を生成する部分である。この冷気供給部６には、冷凍機６ａと熱交換器６ｂが設けられており、これらにより空気が冷却されて冷気が生成されるようになっている。また、冷気供給部６には、温度調節用のヒータ６ｃが設けられており、このヒータ６ｃにより冷気の温度を微調整するようになっている。そして、冷気供給部６の下流側には、ダクト２０を介して前記冷気送風機８が接続されているとともに、その冷気送風機８に直管状の配管２２を介して前記冷気分流機構１０の流入部１０ａが接続されている。直管状の配管２２によって冷気送風機８と冷気分流機構１０が接続されていることにより、冷気送風機８から吐出された冷気が偏流することなく冷気分流機構１０内へ導入されるようになっている。
【００１９】
前記冷気分流機構１０は、導入された冷気を２つに分流するためのものである。この冷気分流機構１０は、第１流出部１０ｂと第２流出部１０ｃを有しており、この第１流出部１０ｂと第２流出部１０ｃに流す冷気の流量比を図略の制御部により制御できるように構成されている。そして、冷気分流機構１０の第１流出部１０ｂは、前記混合室４に繋がっている一方、冷気分流機構１０の第２流出部１０ｃは、冷気供給部６への循環ダクト２４に接続されている。従って、この環境試験装置では、冷気供給部６、ダクト２０、冷気送風機８、配管２２、冷気分流機構１０及び循環ダクト２４によって低温側循環回路が構成されている。
【００２０】
前記熱気供給部１２は、試験槽２の試験空間Ｓ１へ供給される熱気を生成する部分である。この熱気供給部１２には、ヒータ１２ａが設けられており、このヒータ１２ａにより空気が加熱されて熱気が生成されるようになっている。そして、熱気供給部１２の下流側には、ダクト２６を介して前記熱気送風機１４が接続されているとともに、その熱気送風機１４に直管状の配管２８を介して前記熱気分流機構１６の流入部１６ａが接続されている。直管状の配管２８によって熱気送風機１４と熱気分流機構１６が接続されていることにより、熱気送風機１４から吐出された熱気が偏流することなく熱気分流機構１６へ導入されるようになっている。
【００２１】
前記熱気分流機構１６は、導入された熱気を２つに分流するためのものである。この熱気分流機構１６は、第１流出部１６ｂと第２流出部１６ｃを有しており、この第１流出部１６ｂと第２流出部１６ｃに流す熱気の流量比を図略の制御部により制御できるように構成されている。そして、熱気分流機構１６の第１流出部１６ｂは、前記混合室４に繋がっている一方、熱気分流機構１６の第２流出部１６ｃは、熱気供給部１２への循環ダクト３０に接続されている。従って、この環境試験装置では、熱気供給部１２、ダクト２６、熱気送風機１４、配管２８、熱気分流機構１６及び循環ダクト３０によって高温側循環回路が構成されている。
【００２２】
また、前記試験槽２の下流側には、排気ダクト３２が接続されている。この排気ダクト３２は、２手に分かれており、一方がダンパ３４を介して冷気供給部６への循環ダクト２４に合流している一方、もう一方がダンパ３６を介して熱気供給部１２への循環ダクト３０に合流している。
【００２３】
上記した本実施形態による環境試験装置の動作としては、まず、供試体の環境温度を高温に設定する場合には、熱気供給部１２で生成された熱気が熱気分流機構１６の第１流出部１６ｂを通って混合室４に送られる。この際、冷気分流機構１０は、冷気供給部６からの冷気を第２流出部１０ｃを通じて流すように制御されるとともに、第１流出部１０ｂを通じて混合室４へ冷気を送らないように制御される。そして、混合室４において前記熱気の温度がヒータ４ａで微調整された後、混合室４から高温の空気が供給ダクト１８を通じて試験槽２の試験空間Ｓ１へ送られる。これにより、供試体の環境温度が高温に設定される。そして、この状態が一定時間保持されることによって、供試体の環境温度が高温に一定時間保持される。
【００２４】
この後、供試体の環境温度を低温に移行させる。この際、熱気分流機構１６が全ての前記熱気を第２流出部１６ｃを通じて流すように切り換えられるとともに、第１流出部１６ｂを通じて混合室４へ熱気を送らないように制御される。同時に、冷気分流機構１０において冷気供給部６からの冷気が第１流出部１０ｂを通じて混合室４へ送られる。そして、混合室４において前記冷気の温度がヒータ４ａで微調整された後、混合室４から低温の空気が供給ダクト１８を通じて試験槽２の試験空間Ｓ１へ送られる。これにより、供試体の環境温度が低温に設定される。そして、この状態が一定時間保持されることによって、供試体の環境温度が低温に一定時間保持される。
【００２５】
この後、上記と同様にして供試体の環境温度が再度高温に移行されて一定時間保持され、その後低温保持と高温保持のサイクルが繰り返し行われる。
【００２６】
図２は、本実施形態による環境試験装置の試験槽２の全体構造を示した斜視図であり、図３は、図２に示した試験槽２の内部構造を示した斜視図である。図４は、図２に示した試験槽２内に設置する風洞部５０の構造を示した斜視図である。次に、図１〜図４を参照して、本実施形態による環境試験装置の試験槽２の詳細な構造について説明する。
【００２７】
本実施形態による試験槽２は、図２及び図３に示すように、中空の箱体に形成されており、所定の厚みを有する板金によって構成されている。具体的には、前記箱体を構成する試験槽２の壁部は、板金が曲げ加工されることによって内板と外板の間、すなわち壁部の内部に空間を有するように形成されており、この壁部の内部空間に断熱材が挿入されている。そして、このように形成された各壁部が互いに接合されることによって、箱状の試験槽２が形成されている。この試験槽２には、流入部４２と、流入側連結部４４と、流出部４６と、流出側連結部４８と、風洞部５０と、支持台５２と、位置固定手段５４とが設けられている。そして、流入部４２、流入側連結部４４、風洞部５０、流出側連結部４８及び流出部４６は、この順番で空気の流れ方向に沿って配置されている。
【００２８】
前記流入部４２は、前記混合室４（図１参照）からの高温または低温の空気を試験槽２内の試験空間Ｓ１に導入する部分であり、試験槽２の一方の側壁部に固定されている。この流入部４２は、前記一方の側壁部を貫通して当該側壁部の内面に円形に開口している。そして、流入部４２は、試験槽２の外部で前記供給ダクト１８（図１参照）に接続されており、供給ダクト１８の形状に対応した略円筒状に形成されている。
【００２９】
前記流入側連結部４４は、流入部４２と前記風洞部５０の流入側端部とを連結しており、この流入側連結部４４内の流路を通って流入部４２から風洞部５０内の後述する流通空間Ｓ２へ前記高温または低温の空気が導入されるようになっている。そして、この流入側連結部４４は、流入部４２の流路形状を風洞部５０の流通空間Ｓ２の形状に変換するアダプターとして機能し、風洞部５０の形状に応じて適切な形状のものに交換可能となっている。具体的には、流入側連結部４４は、前記流入部４２が溶接された試験槽２の側壁部の内面に着脱可能にねじ留めされている。そして、流入側連結部４４は、空気が流通する流路を内部に有しており、この流路の流入口が流入部４２内の流路と接続する一方、前記流路の流出口が風洞部５０の流入側端部の開口と接続している。本実施形態では、流入側連結部４４の流入口は、流入部４２の開口形状に対応して円形に形成されている一方、流入側連結部４４の流出口は、風洞部５０の流入側端部の開口形状に対応して矩形状に形成されている。この構成により、流入部４２から流入側連結部４４内にスムーズに空気が流れ込むとともに、流入側連結部４４から風洞部５０内の流通空間Ｓ２にスムーズに空気が流れ込むようになっている。
【００３０】
前記流出部４６は、試験槽２内の試験空間Ｓ１から外部へ空気を流出させる部分であり、試験槽２の他方の側壁部に固定されている。この流出部４６は、前記他方の側壁部を貫通して当該側壁部の内面に円形に開口している。そして、流出部４６は、試験槽２の外部で前記排気ダクト３２（図１参照）に接続されており、排気ダクト３２の形状に対応した略円筒状に形成されている。
【００３１】
前記流出側連結部４８は、前記風洞部５０の流出側端部と流出部４６とを連結しており、この流出側連結部４８内の流路を通って風洞部５０内の後述する流通空間Ｓ２から流出部４６へ空気が流れるようになっている。そして、この流出側連結部４８は、風洞部５０の流通空間Ｓ２の形状を流出部４６の流路形状に変換するアダプターとして機能し、風洞部５０の形状に応じて適切な形状のものに交換可能となっている。具体的には、流出側連結部４８は、前記流出部４６が溶接された試験槽２の側壁部の内面に着脱可能にねじ留めされている。そして、流出側連結部４８は、空気が流通する流路を内部に有しており、この流路の流入口が風洞部５０の流出側端部の開口と接続する一方、前記流路の流出口が流出部４６内の流路と接続している。本実施形態では、流出側連結部４８の流入口は、風洞部５０の流出側端部の開口形状に対応して矩形状に形成されている一方、流出側連結部４８の流出口は、流出部４６の開口形状に対応して円形に形成されている。この構成により、風洞部５０内の流通空間Ｓ２から流出側連結部４８内にスムーズに空気が流れるとともに、流出側連結部４８から流出部４６にスムーズに空気が流れるようになっている。
【００３２】
前記風洞部５０は、図４に示すように、板金を用いて略角筒状に形成されており、その内部に流通空間Ｓ２を有している。この風洞部５０は、図３に示すように、前記流入側連結部４４と前記流出側連結部４８の間で試験槽２の試験空間Ｓ１内に着脱可能に設けられている。すなわち、本実施形態では、風洞部５０を前記支持台５２上に単に載置するだけで試験空間Ｓ１に風洞部５０を装着できる一方、その支持台５２上に載置された風洞部５０を単に取り外すだけで試験空間Ｓ１から風洞部５０を脱着できるように構成されている。
【００３３】
そして、風洞部５０が試験空間Ｓ１内に設置された状態で、風洞部５０の流入側端部と流入側連結部４４の流出側端部とが直接接触しているとともに、風洞部５０の流出側端部と流出側連結部４８の流入側端部とが直接接触している。風洞部５０内の流通空間Ｓ２には、前記流入部４２及び前記流入側連結部４４を通じて導入された高温または低温の空気が流通するとともに、供試体が設置される。これにより、供試体の環境温度は、流通空間Ｓ２内のみで変化するようになっている。
【００３４】
本実施形態では、基板１００（図４参照）上に装着された電子部品を供試体としている。流通空間Ｓ２には、前記基板１００を複数設置できるようになっている。具体的には、複数の基板１００が、立てた状態で空気の流通方向に沿って流通空間Ｓ２内に設置される。各基板１００は、風洞部５０の幅方向に等間隔で設置され、この各基板１００間の間隙を通じて前記高温または低温の空気が流通するようになっている。
【００３５】
風洞部５０の天壁部５０ａには、前記基板１００に電気配線５６を接続するための貫通孔５０ｂが設けられている。この貫通孔５０ｂは、風洞部５０の幅方向に等間隔で複数設けられている。そして、各貫通孔５０ｂは流通空間Ｓ２内に設置される各基板１００に対応する位置に設けられている。本実施形態では、貫通孔５０ｂを通じてコネクタ５８が基板１００の端縁に接続されているとともに、そのコネクタ５８に平形の電気配線５６が接続されている。これにより、基板１００上に設置された電子部品に電流を流してその電子部品の電気的な性能の経時変化を調べることが可能となっている。
【００３６】
また、風洞部５０を構成する壁部は、板金製であり、前記試験槽２を構成する壁部よりも薄肉に形成されている。そして、風洞部５０は、その外面と試験槽２の内面との間に隙間を有する状態で試験空間Ｓ１内に設けられている。具体的には、風洞部５０は、試験空間Ｓ１の中央に設置されているとともに、風洞部５０の上下方向の寸法と、風洞部５０の空気の流通方向に沿った寸法と、風洞部５０の空気の流通方向に直交する幅方向の寸法とは、それぞれ試験空間Ｓ１の対応する部分の寸法に比べて小さくなっている。この構成により、風洞部５０の各壁部の外面と、対応する試験槽２の各壁部の内面との間に隙間が設けられている。
【００３７】
前記支持台５２は、図３に示すように、試験空間Ｓ１において試験槽２の底壁部上に設置されている。この支持台５２は、風洞部５０を載置するためのものである。風洞部５０が支持台５２上に載置された状態で、流入側連結部４４の流出口と風洞部５０の流入側端部の開口とが完全に重なるとともに、流出側連結部４８の流入口と風洞部５０の流出側端部の開口とが完全に重なるように構成されている。そして、支持台５２は、一対の脚部５２ａ，５２ａと、風洞部５０を支持する支持板部５２ｂを有している。前記一対の脚部５２ａ，５２ａは、所定の間隔を隔てて試験槽２の底壁部上に設置されており、それら両脚部５２ａ，５２ａの上端部間に前記支持板部５２ｂが設けられている。したがって、支持板部５２ｂは、試験槽２の底壁部の上面から上方に脚部５２ａの高さ分に相当する隙間を隔てて配置されている。これにより、支持板部５２ｂ上に載置された風洞部５０の底壁部の下面と試験槽２の底壁部の上面との間には隙間が存在する。また、支持板部５２ｂは、風洞部５０の底壁部に対応した矩形状に形成されている。
【００３８】
前記位置固定手段５４は、前記支持台５２に対して風洞部５０の位置を固定するものである。この位置固定手段５４は、支持台５２の支持板部５２ｂに設けられた固定ピン５２ｃと、風洞部５０の底壁部に設けられた固定穴５０ｃとによって構成されている。前記固定ピン５２ｃは、支持板部５２ｂに４つ設けられており、各固定ピン５２ｃは支持板部５２ｂの４隅にそれぞれ設けられている。この固定ピン５２ｃは、支持板部５２ｂの上面から上方に突出している。前記固定穴５０ｃは、風洞部５０の底壁部に４つ設けられており、各固定穴５０ｃは前記各固定ピン５２ｃに対応して風洞部５０の底壁部の４隅にそれぞれ設けられている。そして、風洞部５０を支持台５２の支持板部５２ｂ上に載置する際、各固定穴５０ｃと対応する固定ピン５２ｃとが係合することによって、支持台５２に対する風洞部５０の位置が適切な位置に固定される。すなわち、上記した流入側連結部４４の流出口と風洞部５０の流入側端部の開口とが完全に重なるとともに、流出側連結部４８の流入口と風洞部５０の流出側端部の開口とが完全に重なる位置に、風洞部５０の位置が固定されるようになっている。そして、風洞部５０を支持台５２に載置する際、固定穴５０ｃに固定ピン５２ｃが挿入される一方、風洞部５０を支持台５２上から取り外す際、固定穴５０ｃから固定ピン５２ｃが抜脱されるだけであるので、風洞部５０を試験空間Ｓ１に容易に着脱可能となっている。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態による環境試験装置では、流入部４２から導入された高温または低温の空気が流通するとともに供試体が設置される流通空間Ｓ２を内部に有する風洞部５０が、試験槽２の試験空間Ｓ１内に設けられている。これにより、多様な供試体の形状や数量に対応するために大きな試験空間Ｓ１を試験槽２内に形成した場合でも、供試体の環境温度の設定に用いられる試験空間Ｓ１の体積は実質的に小さくなるので、短時間で供試体の環境温度を高温または低温の設定温度に移行させることができる。さらに、本実施形態による環境試験装置では、風洞部５０が試験空間Ｓ１内に着脱可能に設けられているので、供試体の形状や数量に合わせて適切な形状及び大きさをもつ風洞部５０に付け替えたり、風洞部５０を取り外して試験空間Ｓ１にそのまま供試体を設置することができる。従って、本実施形態による環境試験装置では、多様な供試体の形状や数量に対応しながら、供試体の形状等に応じて環境温度を短時間で設定温度に移行させることができる。
【００４０】
また、本実施形態による環境試験装置では、風洞部５０を構成する壁部が試験槽２を構成する壁部よりも薄肉に形成されているとともに、風洞部５０がその外面と試験槽２の内面との間に隙間を有する状態で試験空間Ｓ１に設けられている。この構成では、風洞部５０が試験槽２よりも薄肉であることに起因して、風洞部５０自体の熱容量は試験槽２自体の熱容量よりも小さくなる。そして、風洞部５０の外面と試験槽２の内面との間に隙間が存在するので、試験槽２の熱容量が風洞部５０の熱容量に付加されるのを抑制できる。このため、風洞部５０内の流通空間Ｓ２において供試体の環境温度を変化させる際の熱容量負荷を小さくすることができるので、供試体の環境温度をより短時間で前記設定温度に移行させることができる。また、試験槽２内に風洞部５０を設けず、直接試験槽２内に供試体を設置する構成では、試験槽２を構成する壁部の肉厚を小さくして供試体の環境温度を変化させる際の熱容量負荷を小さくすることが考えられるが、この場合には試験槽２の剛性が低下する虞がある。これに対して、上記構成によれば、試験槽２を構成する壁部の肉厚を小さくしなくても、前記熱容量負荷を小さくすることができるので、試験槽２の剛性を確保することができる。
【００４１】
また、本実施形態による環境試験装置では、試験槽２内に、風洞部５０を載置するための支持台５２と、この支持台５２に対して風洞部５０の位置を固定するための位置固定手段５４とが設けられているので、試験槽２内の試験空間Ｓ１に風洞部５０を設置する際、風洞部５０を支持台５２上に載置して位置固定手段５４により風洞部５０を適切な位置に配置した状態で支持台５２に対して固定できる。これにより、流入部４２及び流入側連結部４４に対する風洞部５０の位置ずれを防止することができるので、流入部４２から導入された高温または低温の空気を確実に風洞部５０内の流通空間Ｓ２に導くことができる。
【００４２】
また、本実施形態による環境試験装置では、供試体である電子部品を装着した基板１００に電気配線５６を接続可能な貫通孔５０ｂが風洞部５０の天壁部５０ａに設けられているので、前記貫通孔５０ｂを通じて電気配線５６を基板１００に接続して電子部品に電流を流しながら試験を行うことができる。これにより、電子部品の環境温度を変化させながら、その電子部品の電気的な性能の経時変化を調べることができる。
【００４３】
また、本実施形態による環境試験装置では、流入側連結部４４が試験槽２に着脱可能に設けられているとともに、流入部４２の開口形状に対応した形状をもつ流入口と、風洞部５０の流入側端部の開口形状に対応した形状をもつ流出口とを有している。また、流出側連結部４８が試験槽２に着脱可能に設けられているとともに、風洞部５０の流出側端部の開口形状に対応した形状をもつ流入口と、流出部４６の開口形状に対応した形状をもつ流出口とを有している。このような構成により、風洞部５０を供試体の形状等に合わせて交換する場合に、流入側連結部４４と流出側連結部４８もその風洞部５０の形状に合わせて交換して、流入部４２から導入された高温または低温の空気を風洞部５０内の流通空間Ｓ２にスムーズに流入させることができるとともに、流通空間Ｓ２からの空気を流出部４６へスムーズに流出させることができる。したがって、この構成では、供試体の形状等に応じて風洞部５０を交換する場合でも、流入部４２から風洞部５０を経て流出部４６へスムーズに高温または低温の空気を流通させることができる。その結果、供試体の形状等に応じて種々の風洞部５０を用いることができる。
【００４４】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４５】
例えば、上記実施形態では、試験槽２内へ導入するガスの一例として空気を用いる場合を示したが、本発明はこれに限らず、空気以外の種々のガスを試験槽２内へ導入するようにしてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、支持台５２に対して風洞部５０の位置を固定する位置固定手段５４として固定ピン５２ｃと固定穴５０ｃを用いる場合を示したが、これに限らず、上記以外の構成の位置固定手段を用いてもよい。例えば、固定ピンを風洞部５０の底壁部の下面に設けるとともに、固定穴を支持台５２の支持板部５２ｂに設けてもよい。また、風洞部５０を支持台５２にねじ留めするねじ留め部を位置固定手段として用いてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、複数の基板１００を収容するのに適した角筒状に風洞部５０を構成したが、これに限らず、風洞部５０としては、供試体の形状、大きさ、数量に応じて様々な形状のものを用いることができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、風洞部５０の流入側端部と流入側連結部４４の流出側端部とが直接接触するとともに、風洞部５０の流出側端部と流出側連結部４８の流入側端部とが直接接触するようにしたが、風洞部５０の流入側端部と流入側連結部４４の流出側端部とをパッキン等の封止材を介して密着させるとともに、風洞部５０の流出側端部と流出側連結部４８の流入側端部とを同様の封止材を介して密着させてもよい。このように構成すれば、上記各部材の接合部分において空気の漏出をより確実に防ぐことが可能である。
【００４９】
また、上記実施形態では、風洞部５０の天壁部５０ａに電気配線５６を接続するための貫通孔５０ｂを設けたが、供試体が配線を不要なものである場合には、前記貫通孔５０ｂを省略することが可能である。
【００５０】
また、上記実施形態では、環境試験装置において試験槽２の試験空間Ｓ１内に高温空気と低温空気を交互に導入して供試体の環境温度を高温と低温に交互に繰り返し変化させる場合を例にとって説明したが、環境試験装置では、試験空間Ｓ１に高温空気を導入して供試体の環境温度を高温から低温へのみ変化させる場合や、試験空間Ｓ１に低温空気を導入して供試体の環境温度を低温から高温へのみ変化させる場合もあり、これらの場合でも本発明を適用した環境試験装置では、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
また、上記実施形態による環境試験装置では、供試体の環境温度を高温にする場合には、熱気のみが混合室４に導入される一方、供試体の環境温度を低温にする場合には、冷気のみが混合室４に導入されるようにしたが、これに限らず、熱気分流機構１６と冷気分流機構１０を制御することにより、熱気と冷気を所定の流量比で混合室４に流入させてそれら熱気と冷気が混合されることによって、供試体の環境温度を高温にするための高温空気と、供試体の環境温度を低温にするための低温空気が混合室４で生成されるようにしてもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、風洞部５０を構成する壁部を板金製としたが、これに限らず、風洞部５０を板金以外の材料を用いて形成してもよい。例えば、ポリイミドフィルムやその他の樹脂フィルムを用いて風洞部５０を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態による環境試験装置の構成を示した流路図である。
【図２】本発明の一実施形態による環境試験装置の試験槽の全体構造を示した斜視図である。
【図３】図２に示した試験槽の内部構造を示した斜視図である。
【図４】図２に示した試験槽内に設置する風洞部の構造を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
２ 試験槽
４２ 流入部
４４ 流入側連結部
４６ 流出部
４８ 流出側連結部
５０ 風洞部
５０ｂ 貫通孔
５２ 支持台
５４ 位置固定手段
５６ 電気配線
１００ 基板
Ｓ１ 試験空間
Ｓ２ 流通空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試体が収容される試験空間を内部に有する試験槽を備え、前記試験空間内に高温のガス又は低温のガスの少なくとも一方を導入可能な環境試験装置であって、
前記試験槽に設けられ、外部から前記試験空間に前記ガスを導入する流入部と、
前記試験槽に設けられ、前記試験空間から外部へ前記ガスを流出させる流出部と、
前記流入部と前記流出部の間で前記試験空間内に着脱可能に設けられ、前記流入部から導入されたガスが流通するとともに前記供試体が設置される流通空間を内部に有する風洞部とを備えた、環境試験装置。
【請求項２】
前記風洞部を構成する壁部は、前記試験槽を構成する壁部よりも薄肉に形成されており、
前記風洞部は、その外面と前記試験槽の内面との間に隙間を有する状態で前記試験空間に設けられている、請求項１に記載の環境試験装置。
【請求項３】
前記試験槽内には、前記風洞部を載置するための支持台と、前記支持台に対して前記風洞部の位置を固定するための位置固定手段とが設けられている、請求項１または２に記載の環境試験装置。
【請求項４】
前記供試体は、基板上に装着された電子部品であり、
前記風洞部を構成する壁部には、前記基板に電気配線を接続するための貫通孔が設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の環境試験装置。
【請求項５】
前記試験槽に着脱可能に設けられ、前記流入部と前記風洞部の流入側端部とを連結する流入側連結部と、
前記試験槽に着脱可能に設けられ、前記流出部と前記風洞部の流出側端部とを連結する流出側連結部とを備え、
前記流入側連結部は、前記流入部の開口形状に対応した形状をもつ流入口と、前記風洞部の流入側端部の開口形状に対応した形状をもつ流出口とを有し、
前記流出側連結部は、前記風洞部の流出側端部の開口形状に対応した形状をもつ流入口と、前記流出部の開口形状に対応した形状をもつ流出口とを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の環境試験装置。
【請求項１】
供試体が収容される試験空間を内部に有する試験槽を備え、前記試験空間内に高温のガス又は低温のガスの少なくとも一方を導入可能な環境試験装置であって、
前記試験槽に設けられ、外部から前記試験空間に前記ガスを導入する流入部と、
前記試験槽に設けられ、前記試験空間から外部へ前記ガスを流出させる流出部と、
前記流入部と前記流出部の間で前記試験空間内に着脱可能に設けられ、前記流入部から導入されたガスが流通するとともに前記供試体が設置される流通空間を内部に有する風洞部とを備えた、環境試験装置。
【請求項２】
前記風洞部を構成する壁部は、前記試験槽を構成する壁部よりも薄肉に形成されており、
前記風洞部は、その外面と前記試験槽の内面との間に隙間を有する状態で前記試験空間に設けられている、請求項１に記載の環境試験装置。
【請求項３】
前記試験槽内には、前記風洞部を載置するための支持台と、前記支持台に対して前記風洞部の位置を固定するための位置固定手段とが設けられている、請求項１または２に記載の環境試験装置。
【請求項４】
前記供試体は、基板上に装着された電子部品であり、
前記風洞部を構成する壁部には、前記基板に電気配線を接続するための貫通孔が設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の環境試験装置。
【請求項５】
前記試験槽に着脱可能に設けられ、前記流入部と前記風洞部の流入側端部とを連結する流入側連結部と、
前記試験槽に着脱可能に設けられ、前記流出部と前記風洞部の流出側端部とを連結する流出側連結部とを備え、
前記流入側連結部は、前記流入部の開口形状に対応した形状をもつ流入口と、前記風洞部の流入側端部の開口形状に対応した形状をもつ流出口とを有し、
前記流出側連結部は、前記風洞部の流出側端部の開口形状に対応した形状をもつ流入口と、前記流出部の開口形状に対応した形状をもつ流出口とを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の環境試験装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２３２９７５（Ｐ２００８−２３２９７５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７６０８６（Ｐ２００７−７６０８６）
【出願日】平成１９年３月２３日（２００７．３．２３）
【出願人】（０００１０８７９７）エスペック株式会社 (282)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２３日（２００７．３．２３）
【出願人】（０００１０８７９７）エスペック株式会社 (282)
【Ｆターム（参考）】
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