結露抑制装置およびそれを備えた環境試験装置
【課題】結露発生の抑制機能を向上させることが可能な結露抑制装置、およびそれを備えた環境試験装置を提供する。
【解決手段】結露抑制装置３は、試験室５の内部圧の上昇に伴い、試験室５内から流入する空気によって膨らむ一方、試験室５の内部圧の低下に伴い、試験室５内に空気を流出させて縮むことにより、試験室５の内部圧の変動を緩和するエアバッグ１８を有する圧力調整部と、エアバッグ１８を強制的に縮ませることが可能な変形強制部５０とを含む。
【解決手段】結露抑制装置３は、試験室５の内部圧の上昇に伴い、試験室５内から流入する空気によって膨らむ一方、試験室５の内部圧の低下に伴い、試験室５内に空気を流出させて縮むことにより、試験室５の内部圧の変動を緩和するエアバッグ１８を有する圧力調整部と、エアバッグ１８を強制的に縮ませることが可能な変形強制部５０とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部圧が上昇、低下し得る閉空間内に外気が侵入することに起因して結露が発生するのを抑制する結露抑制装置、およびそれを備えた環境試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、試料の熱的強度等を試験する目的で、高温雰囲気および低温雰囲気を生成して、試料に熱負荷を与える試験装置が知られている。このような試験装置では、試験室の雰囲気が高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられたとき、試験室の内部圧が低下する。その結果、試験室内に外気が吸い込まれるため、試験装置内で結露が発生し得る。結露が発生すると、試験装置の冷凍機の冷凍能力が低下したり、除霜のために試験が中断したりするといった問題が生じる。
【０００３】
結露の発生を抑制することが可能な結露抑制装置を備えた試験装置として、例えば特許文献１のものが知られている。特許文献１に開示される結露抑制装置は、試験室に取り付けられた変形自在なエアバッグを有している。エアバッグは、低温雰囲気から高温雰囲気に切り換えられた試験室内の高温空気を流入させて膨らむことにより、試験室の内部圧の上昇を緩和する。また、エアバッグは、該エアバッグ内の空気を、高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられた試験室内に流出して縮むことにより、試験室の内部圧の低下を緩和する。このように、エアバッグは、試験室の内部圧の変動を緩和することが可能な圧力調整部として用いられている。このエアバッグによって、試験室の内部圧は、高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられても大きく低下しないので、外気が試験室内に吸い込まれるのを抑制できる。これにより、結露の発生を抑制している。
【特許文献１】特開２００２−４８７０５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、前記結露抑制装置では、エアバッグ内の空気が迅速に試験室内に流入しないこと等に起因して、エアバッグが内部圧低下を緩和することが可能な程度に縮まない場合があり、その場合、試験室内に外気が吸い込まれてしまうので、試験装置内で結露が発生するのを抑制できない。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、結露発生の抑制機能を向上させることが可能な結露抑制装置、およびそれを備えた環境試験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、本発明に係る結露抑制装置は、内部圧が上昇、低下し得る閉空間内に外気が侵入することに起因して結露が発生するのを抑制する結露抑制装置であり、前記内部圧の上昇に伴い、前記閉空間内から流入する空気によって膨らむ一方、前記内部圧の低下に伴い、前記閉空間内に空気を流出させて縮むことにより、前記閉空間の前記内部圧の変動を緩和するエアバッグを有する圧力調整部と、前記エアバッグを強制的に縮ませることが可能な変形強制部とを備えている。
【０００７】
本発明に係る結露抑制装置によれば、エアバッグによって閉空間の内部圧の変動が緩和されるので、閉空間内に外気が侵入し難く、その結果、結露の発生を抑制することが可能である。具体的には、閉空間の内部圧が低下しても、エアバッグから閉空間内に空気が流入するので、前記内部圧の低下が緩和され、外気が閉空間内に吸い込まれ難くなる。その結果、結露が発生するのを抑制できる。また、閉空間の内部圧が上昇しても、閉空間内の空気はエアバッグに流入するので、閉空間の内部圧の上昇が緩和される。
【０００８】
さらに、本発明の結露抑制装置では、変形強制部がエアバッグを強制的に縮ませるので、エアバッグ内の空気を閉空間内に積極的に流入させることができる。その結果、閉空間の内部圧低下が急速に起こる場合等においても外気が閉空間内に一層吸い込まれ難くなる。このように、本発明の結露抑制装置は、結露発生の抑制機能が高い。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態では、前記圧力調整部は、さらに、前記変形強制部による前記エアバッグの縮み方を規制して、前記エアバッグから前記閉空間への空気の流通を確保することが可能な空気流通確保手段を含む。
【００１０】
変形強制部によってエアバッグを一方的に縮めると、エアバッグは、縮み方によっては、エアバッグから閉空間への空気の流通を阻害してしまう場合があるが、この構成では、空気流通確保手段によって、変形強制部によるエアバッグの縮み方を規制することができるので、エアバッグが該エアバッグから閉空間への空気の流通を阻害することを回避でき、これにより、エアバッグから閉空間への空気の流通を確保できる。
【００１１】
本発明の他の好ましい実施形態では、前記空気流通確保手段は、前記閉空間および前記エアバッグ間に配設された板部材を有しており、前記板部材には、複数の開口が形成されている。前記複数の開口は、好ましくは前記板部材の全面にわたって形成されている。
【００１２】
この構成では、板部材によって、変形強制部によるエアバッグの縮み方を規制している。また、板部材には、複数の開口が形成されているので、エアバッグから閉空間への空気の流通を円滑に行うことが可能である。
【００１３】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記空気流通確保手段は、前記エアバッグ内に延在するように配設された筒状部材であり、前記筒状部材は、複数の開口が形成された周壁を有している。
【００１４】
この構成では、筒状部材によって、変形強制部によるエアバッグの縮み方を規制している。また、筒状部材の周壁には、複数の開口が形成されているので、閉空間およびエアバッグ間の空気の流通を円滑に行うことが可能である。
【００１５】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記圧力調整部は、さらに、前記エアバッグを収容する箱体を備え、前記変形強制部は、前記箱体内に連通されており、前記箱体と前記エアバッグとの間に形成される空間内に空気を供給することにより、前記エアバッグを強制的に縮ませるものである。
【００１６】
この構成では、エアバッグを収容する箱体を利用し、箱体とエアバッグとの間の空間に空気を供給するだけで、空圧を利用してエアバッグを強制的に縮ませることができるので、結露抑制装置の構成を簡単化できる。
【００１７】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記変形強制部は、前記箱体と前記エアバッグとの間に形成された前記空間内の空気を吸引することにより、前記エアバッグを強制的に膨らませる機能を有する。
【００１８】
この構成によれば、変形強制部がエアバッグを強制的に膨らませるので、エアバッグ内に空気を積極的に溜めることができる。これにより、閉空間の内部圧が低下する前に予めエアバッグ内に空気を溜めておくことができる。
【００１９】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記変形強制部は、前記エアバッグを押圧して該エアバッグを強制的に縮ませる可動部材と、前記可動部材を駆動する駆動部とを含む。この構成では、可動部材によってエアバッグを押圧することでエアバッグを強制的に縮めている。
【００２０】
前記閉空間は、例えば、閉空間内の温度を変えることによって該閉空間内に載置された試料に熱負荷を与える試験室である。この試験室に、本発明に係る結露抑制装置を取り付けてもよい。これにより、試験室内で結露が発生するのを抑制できる。
【００２１】
また、前記閉空間は、例えば、試料に熱負荷を与える試験室を構成する断熱パネル壁である。この断熱パネルに、本発明に係る結露抑制装置を取り付ければ、断熱パネル壁内で結露が発生するのを抑制できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る結露抑制装置によれば、結露発生の抑制機能を向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
（実施形態１）
図１は、本発明の第１実施形態に係る結露抑制装置およびそれを備えた試験装置の構成を概略的に示す断面図である。試験装置１は、試料Wを試験する試験装置本体２と、試験装置本体２に取り付けられて、試験装置本体２内で結露が発生するのを抑制する結露抑制装置３とを含む。試験装置１は、試料Wに熱負荷を与えて試料Wの熱的強度等を試験する、例えば環境試験装置である。この環境試験装置１は、試料を低温と高温に交互に曝して試料に熱負荷を与える熱衝撃試験装置、あるいは試料を所定条件の雰囲気に曝し続けて試料に熱負荷を与える恒温槽や恒温恒湿槽として構成されている。また、試料Wとして、例えば半導体チップが実装されたプリント基板が挙げられる。本実施形態では、試験装置１は熱衝撃試験装置として説明を続ける。
【００２５】
試験装置本体２は、試験される対象である試料Wが載置される試験室５と、図略の加熱手段により空気を加熱して熱風を試験室５に送出する高温室７と、図略の冷凍機により空気を冷却して冷風を試験室５に送出する低温室９とを含む。試験室５、高温室７および低温室９のそれぞれは、断熱材（断熱層）を内部に有する断熱パネル壁１１によって囲まれた閉空間であり、互いに熱的に遮断されている。試験室５には、試料Wを出し入れするための試験室扉６が設けられている。また、試験室５には、該試験室５の内部圧を測定する圧力センサ５８が配置されている。試験装置本体２は、さらに、圧力センサ５８によって得た測定値に基づき、後述する変形強制部５０を制御する制御部５６を含む。
【００２６】
高温室７および試験室５間の断熱パネル壁１１には、高温室７から試験室５に熱風を供給するための熱風供給口１３と、前記熱風を試験室５から高温室７に戻すための熱風排出口１４とが形成されている。熱風は、熱風供給口１３から試験室５内に流入し、試験室５内を循環した後、熱風排出口１４を通って高温室７に戻る。これにより、試験室５内は高温雰囲気となる。
【００２７】
また、低温室９および試験室５間の断熱パネル壁１１には、低温室９から試験室５に冷風を供給するための冷風供給口１５と、前記冷風を試験室５から低温室９に戻すための冷風排出口１６とが形成されている。冷風は、冷風供給口１５から試験室５内に流入し、試験室５内を循環した後、冷風排出口１６を通って低温室９に戻る。これにより、試験室５内は低温雰囲気となる。なお、熱風供給口１３および熱風排出口１４には、熱風切換ダンパ１７が配置されており、冷風供給口１５および冷風排出口１６には、冷風切換ダンパ１９が配置されている。図１では、熱風切換ダンパ１７が開状態、冷風切換ダンパ１９が閉状態のときを示している。
【００２８】
試験装置１の稼働中、試料Wは、高温雰囲気および低温雰囲気に交互に曝されて、熱負荷が与えられる。これにより、試料Wの、例えば熱強度、熱ストレス特性、耐久性が試験される。高温雰囲気および低温雰囲気のサイクル数は、試料Wに応じて任意である。
【００２９】
結露抑制装置３は、試験室５内の圧力の変動を抑制するエアバッグ１８、エアバッグ１８を収容する箱体２２、および箱体２２内に配設される網状の板部材２６を有する圧力調整部と、制御部５６からの指示を受けて、エアバッグ１８を強制的に縮ませ、かつ膨らませるように変形させることが可能な変形強制部５０とを含む。エアバッグ１８は、変形自在な部材であり、試験室５から高温空気が流入すると膨らむ一方、エアバッグ１８内の空気が試験室５内に流出すると縮む。図１では、エアバッグ１８が収容カバー２３内で膨らんだ状態を実線Ｌ１で示すと共に、縮んだ状態を一点鎖線Ｌ２で示している。エアバッグ１８の一般的な材料としては、例えばポリエチレン、ビニル樹脂、シリコン、ポリイミド、ＰＴＦＥが挙げられる。
【００３０】
箱体２２は、エアバッグ１８を収容する収容カバー２３と、収容カバー２３が組み付けられる底部材２４とを含む。底部材２４および収容カバー２３間には、網状板部材２６が配設されている。底部材２４および収容カバー２３の各開口部の開口縁部には、外方に突出する連結用フランジ２４ａ，２３ａが形成されている。エアバッグ１８は、その縁部を連結用フランジ２３ａ，２４ａ間に重ねて配置した後、連結用フランジ２３ａ，２４ａ同士を、図略の連結部材、例えばボルトおよびナットで連結することにより、箱体２２内で支持される。このように箱体２２に支持されるエアバッグ１８は、連結用フランジ２３ａ，２４ａ間を気密にシールするシール部材としても機能する。箱体２２は、底部材２４に収容カバー２３を組み付けた状態では断面矩形状であるが、箱体２２の形状は、それに限定されるものではない。
【００３１】
箱体２２と試験室５とは、例えばステンレスからなる、筒状部材である接続管２８により連通されている。具体的には、試験室５の一側面には、断熱パネル壁１１を貫通する貫通孔３０が形成されており、また、底部材２４の底部には、その略中央部分に貫通孔３１が形成されている。試験室５の貫通孔３０に、接続管２８の一端部３２が気密に嵌入される一方、底部材２４の貫通孔３１に、接続管２８の他端部３３が気密に嵌入される。このように、箱体２２と試験室５とを接続管２８を介して連通することで、後述するように、試験室５内の高温空気が接続管２８を通ってエアバッグ１８内に流入可能となり、また、エアバッグ１８内の空気が接続管２８を通って試験室５内に流入可能となる。なお、箱体２２および試験室５は、接続管２８により連通されているが、接続管２８を用いずに、互いに直接連結して連通させてもよい。
【００３２】
底部材２４および収容カバー２３間に配設された網状板部材２６は、その全面にわたって均一に多数の網目が形成された部材であり、網目を介してエアバッグ１８内の空気の流通が行われる。エアバッグ１８は、一点鎖線Ｌ２で示すように、網状板部材２６によって縮み動作が遮られ、縮み方が規制される。特に、エアバッグ１８は、後述する変形強制部５０によって強制的に縮められても、網状板部材２６によって縮み方が規制される。これにより、エアバッグ１８が、変形強制部５０によって一方的に縮められて底部材２４の貫通孔３１に吸い込まれるのを防止できるので、エアバッグ１８から試験室５への空気の流通を確保することができる。このように、網状板部材２６は、エアバッグ１８の縮み方を規制してエアバッグ１８から試験室５への空気の流通を確保する空気流通確保手段を構成している。なお、網状板部材２６の網目の数および各網目の寸法は、試験室５およびエアバッグ１８間の連通を良好に保つことが可能な範囲で設定されている。
【００３３】
結露抑制装置３の変形強制部５０は、エアバッグ１８および収容カバー２３間に形成される空間Ｇに空気を供給する空気供給部５２と、空気供給部５２によって導入管５３を介して供給される空気の圧力を調整する空圧調整部５１とを含む。空圧調整部５１は、導出管５４によって収容カバー２３内、つまり空間Ｇに連通されている。空間Ｇは、エアバッグ１８によって試験室５との連通が遮断された空間であり、空間Ｇに供給された空気と、試験室５内の空気とが接続管２８を介して互いに混合することはない。空気供給部５２は、空気を供給する、例えばエアコンプレッサ（図略）と、制御部５６から指示を受けてエアコンプレッサを駆動する駆動部（図略）を含む。
【００３４】
図２は、空圧調整部５１の構成の一例を示す説明図である。空圧調整部５１は、例えば、上流側から、第１フィルタ６２、空圧調整弁６３、空圧ゲージ６４、第２フィルタ６５および開閉バルブ６６を含む。第１フィルタ６２は、空気供給部５２から導入管５３を介して供給された空気に含有される油分を除去する。空圧調整弁６３は、例えばバタフライ弁であり、空気の圧力（つまり、流量）を調整する。空圧ゲージ６４は、空圧調整弁６３によって調整された空気の圧力を測定する。第２フィルタ６５は、空気中の塵等を除去する。開閉バルブ６５は、制御部５６から開動作の指示を受けると、空気を導出管５４に導出する一方、閉動作の指示を受けると空気の流通を遮断する。
【００３５】
制御部５６は、試験室５の圧力センサ５８によって得られた測定値に基づき、試験室５の内部圧が、試験装置１周囲の圧力（外気圧）よりも低い負圧であると判断すると、変形強制部５０の空気供給部５２の前記駆動部を作動させて、エアコンプレッサから空気を空圧調整部５１に向けて導出させる。空気供給部５２から供給された空気は、空圧調整部５１によって圧力が調整された後、制御部５６からの指示を受けて開状態とされた開閉バルブ６６を通り、次に、矢印Ａ（図１）で示すように導出管５４を通って空間Ｇ内に導出される。空間Ｇ内に導出された空気は、矢印Ｆで示すように、エアバッグ１８を外側から加圧して強制的に縮ませる。エアバッグ１８の強制的な縮み動作に伴い、エアバッグ１８内の空気は、網状板部材２６の網目を通過し、接続管２８を介して試験室５内に流入する。このように、変形強制部５０は、エアバッグ１８を強制的に縮ませてエアバッグ１８内の空気を積極的に試験室５内に流入させるものである。制御部５６は、エアバッグ１８が縮むと、空気供給部５２の前記駆動部に対してエアコンプレッサの駆動を停止させる指示を出すと共に、空圧調整部５１の開閉バルブ６６に対して閉状態となるように指示を出す。
【００３６】
収容カバー２３には、変形強制部５０によって空間Ｇに導入された空気を外部に排出する排気ユニット８０が設けられている。排気ユニット８０は、図３に示すように、収容カバー２３に形成された貫通孔７４を外部から覆うように固定された第１スリット板８２と、第１スリット板８２に摺動可能に重ねられた第２スリット板８３と、第２スリット板８３を往復動させる駆動部８４とを含む。駆動部８４は、図３では、エアシリンダで構成している。第１スリット板８２および第２スリット板８３のそれぞれには、互いに所定の間隔をあけて複数のスリット８６，８８が形成されている。第１スリット板８２のスリット８６が第２スリット板８３の摺動によって開放されると、変形強制部５０によって空間Ｇ内に導入された空気は、スリット８６，８８を通って外部に放出される。
【００３７】
排気ユニット８０は、変形強制部５０によって空間Ｇ内に空気が導入されてエアバッグ１８が強制的に縮められているときは、第１スリット板８２のスリット８６を閉鎖している。このため、空間Ｇの内部圧が上昇する。次に、試験室５が低温雰囲気から高温雰囲気に切り換えられると、高温空気Ｈが試験室５から縮んでいるエアバッグ１８内に流入し始める。このとき、制御部５６は、駆動部８４により第２スリット板８３を摺動させて第１スリット板８２のスリット８６を開放する。これにより、変形強制部５０によって空間Ｇに導入されていた空気は、矢印Ｔで示すように、スリット８６，８８から外部に放出される。この排気によって空間Ｇの内部圧が低下して外気圧と同じ圧力に戻るので、エアバッグ１８は、高温空気Ｈの流入に従って膨らむことができる。その結果、試験室５の内部圧の上昇緩和を支障なく行うことができる。なお、空間Ｇに導入された空気は、試験室５が低温雰囲気から高温雰囲気に切り換えられる前に予め排出しておくこともできる。また、第１スリット板８２および第２スリット板８３に代えて、開閉式ダンパを用いてもよい。この場合、駆動部８４によって、開閉式ダンパを開状態とすることで、空間Ｇ内の空気を外部に排出できる。
【００３８】
次に、試験装置本体２に取り付けられた結露抑制装置３の作用について説明する。試験室５内に載置された試料Wに熱的負荷を与えて試料Wの熱的強度等を試験するに当たり、まず試験室５内の雰囲気を、例えば高温雰囲気にする。高温雰囲気は、熱風切換ダンパ１７を開状態にし、冷風切換ダンパ１９を閉状態にすることにより、高温室７から熱風を試験室５内に導入し、循環させることで生成される。このとき、試験室５内の空気は高温となって膨張し、試験室５の内部圧が高まることで、矢印Eで示すように、接続管２８、次に網状板部材２６の網目を通ってエアバッグ１８内に流れ込む。エアバッグ１８は、高温空気の流入により、実線Ｌ１で示すように膨らむ。このようにして、エアバッグ１８は、試験室５の内部圧が上昇するのを緩和する。
【００３９】
試料Wを高温雰囲気に所定時間曝した後、試験室５内の雰囲気は、高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられる。低温雰囲気は、熱風切換ダンパ１７を閉じ、冷風切換ダンパ１９を開けることにより、低温室９から冷風を試験室５内に導入し、循環させることで生成される。低温雰囲気が生成されると、試験室５内の空気が収縮して試験室５の内部圧は低下するので、外気が試験室５内に吸い込まれて侵入しようとする。しかしながら、このとき、エアバッグ１８内に存在する空気が、矢印Ｓで示すように、網状板部材２６の網目、次に接続管２８を通って試験室５内に流れ込み、エアバッグ１８は、２点鎖線Ｌ２で示すように縮む。このようにして、エアバッグ１８は、試験室５の内部圧が低下するのを緩和する。
【００４０】
上述のように、エアバッグ１８によって試験室５の内部圧の変動、特に内部圧の低下を緩和することができるので、試験室扉６の隙間等を通って試験室５内に外気が吸い込まれ難い。その結果、吸い込まれた外気が冷却されて発生し得る結露を抑制することが可能である。なお、高温雰囲気および低温雰囲気のサイクル数は、試料Wに応じて任意のサイクル数行われる。
【００４１】
ところで、従来の結露抑制装置では、試験室を高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えた際にエアバッグ内の空気が迅速に試験室内に流入しないこと等に起因して、エアバッグが内部圧低下を緩和することが可能な程度に縮まない場合があり、その場合、試験室内に外気が吸い込まれてしまうので、環境試験装置内で結露が発生するのを抑制できない。しかしながら、本実施形態の結露抑制装置３では、制御部５６が、圧力センサ５８によって得た測定値に基づき、試験室５の内部圧が大気圧よりも低い負圧であると判断すると、変形強制部５０を制御してエアバッグ１８を強制的に縮ませるので、エアバッグ１８内の空気を試験室５内に積極的に流入させることができる。その結果、試験室５の内部圧低下が急激に起こる場合等においても外気が試験室５内に吸い込まれるのを抑制できる。このように、本実施形態の結露抑制装置は、結露発生の抑制機能が高い。
【００４２】
以上、本発明の第１実施形態に係る結露抑制装置３を、環境試験装置１内で結露が発生するのを抑制するために用いた場合につき説明してきたが、結露抑制装置３は、環境試験装置１の断熱パネル壁１１内で結露が発生するのを抑制するために用いてもよい。この例を、本発明の第２実施形態として図４に示している。
【００４３】
（第２実施形態）
図４に示す結露抑制装置３は、試験室５の断熱パネル壁１１に取り付けられて断熱パネル壁１１内で結露が発生するのを抑制する。具体的には、試験室５の断熱パネル壁１１は、板金により成形された外壁１１ａおよび内壁１１ｂを有しており、外壁１１ａおよび内壁１１ｂ間に囲まれた閉空間Ｃに断熱材を配置して断熱層６０を形成したものである。断熱材は、例えばグラスウールやロックウールである。外壁１１ａには、貫通口が形成されており、この貫通口には、接続管４８の一端部が気密に嵌め込まれている。接続管４８の他端部は、箱体２２の底部材２４の貫通孔３１に気密に嵌め込まれている。これにより、結露抑制装置３のエアバッグ１８と断熱パネル壁１１の断熱層６０とが連通されている。結露抑制装置３の構成は、第１実施形態に示すものと同一であるので、説明を省略する。
【００４４】
試験室５内に載置された試料Wに熱的負荷を与えるために、試験室５内で高温雰囲気が生成されると、高温空気によって断熱パネル壁１１の内壁１１ｂが加熱される。内壁１１ｂが加熱されると、断熱層６０中の空気が加熱されて膨張する。膨張した高温空気は、矢印Ｅで示すように、接続管４８を通ってエアバッグ１８に流入し、エアバッグ１８が膨らむ。これにより、断熱パネル壁１１の内部圧が上昇するのを緩和する。
【００４５】
また、試験室５内が高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられると、低温空気によって断熱パネル壁１１の内壁１１ｂが冷却される。内壁１１ｂが冷却されると、断熱層６０中の空気は冷却されて収縮する。このため、断熱パネル壁１１の内部圧は低下するので、外気が、外壁１１ａの板金接続部の隙間等から断熱層６０に吸い込まれて侵入しようとする。しかしながら、このとき、エアバッグ１８内に存在する空気が、矢印Ｓで示すように接続管４８を通り断熱層６０内に流れ込む。これにより、断熱パネル壁１１の内部圧が低下するのを緩和する。
【００４６】
上述のように、エアバッグ１８によって断熱パネル壁１１の内部圧の変動、特に内部圧の低下を緩和することができるので、断熱パネル壁１１内に外気が吸い込まれ難い。その結果、侵入した外気が冷却されて発生し得る結露を抑制することが可能である。
【００４７】
以上、図１〜４を参照しながら、本発明の第１実施形態および第２実施形態につき説明してきたが、それらの第１実施形態および第２実施形態の構成要素には、以下に示すような種々の変形例が考えられる。
【００４８】
例えば、変形強制部５０は、第１実施形態および第２実施形態では、空気圧でエアバッグ１８を押圧したが、可動部材でエアバッグ１８を機械的に押圧してもよい。具体的には、変形強制部５０は、図５に示すように、箱体２２の収容カバー２３およびエアバッグ１８間の空間Ｇに配置されてエアバッグ１８を押圧するように可動する可動部材７０と、可動部材７０を収容カバー２３内において矢印Ｒで示すように往復動させる駆動部７２と、可動部材７０および駆動部７２を連結して駆動部７２の駆動力を可動部材７０に伝達する連結棒７１とを含む。可動部材７０は、この変形例では、平板状部材である。連結棒７１に連結される駆動部７２は、例えば、モータで構成してもよいし、空気圧、油圧等の流体圧で可動部材７０を駆動する構成のものでもよい。
【００４９】
この変形例では、制御部５６は、圧力センサ５８によって得た測定値に基づき試験室５の内部圧が負圧であると判断すると、駆動部７２を作動させる。駆動部７２によって、可動部材７０はエアバッグ１８を押圧するように駆動される。これに伴い、エアバッグ１８は、矢印Ｆで示すように、可動部材７０により強制的に縮められ、エアバッグ１８内の空気が試験室５に流入する。可動部材７０は、エアバッグ１８に対して固着されておらず、エアバッグ１８を強制的に縮ませた後、駆動部７２によってエアバッグ１８から離間するように駆動され、エアバッグ１８内に空気が流入する前に元の位置に戻る。これにより、可動部材７０が、エアバッグ１８の膨らみ動作を妨げることはない。なお、可動部材７０は、エアバッグ１８に固着させてもよい。
【００５０】
また、変形強制部５０は、空気を吸引および吐出可能な吸引加圧ポンプで構成してもよい。このようなポンプを用いれば、エアバッグ１８を強制的に縮めることができるだけでなく、空間Ｇ内の空気を吸引してエアバッグ１８を強制的に膨らませることもできるので、エアバッグ１８内に空気を積極的に溜めることができる。これにより、試験室５の内部圧が低下する前に予めエアバッグ１８内に空気を溜めておくことができる。
【００５１】
さらに、変形強制部５０は、空圧調整部５１と空気供給部５２とを有する構成に代えて、工場設備として設けられている高圧空気源に接続可能な配管と、この配管に設けられて前記高圧空気源からの空気の圧力を調整する圧力調整機構とで構成してもよい。
【００５２】
さらに、変形強制部５０の空圧調整部５１は、開口面積の調整が可能なスライドダンパで構成してもよい。この場合、開口面積を調整することで、空気供給部５２からの空気の圧力を調整する。
【００５３】
さらに、図１では、網状板部材２６により空気流通確保手段を構成していたが、図６（Ａ）に示すように、箱体２２内に延在させた接続管（筒状部材）２８の他端部３３により空気流通確保手段を構成してもよい。具体的には、接続管２８は、他端部３３が箱体２２内に所定距離だけ延在するように配置されている。他端部３３は、図６（Ｂ）に示すように、複数の壁孔３５が均一に形成された周壁３３ａを有している。他端部３３の端面３３ｂは、図６（Ｂ）では、閉鎖されているが、周壁３３ａと同様に壁孔が形成されていてもよい。エアバッグ１８は、全ての壁孔３５がエアバッグ１８内で開口することが可能な位置で、図略の締付部材、例えばホースバンドで他端部３３の周壁３３ａに気密に取り付けられている。実線Ｌ１は、エアバッグ１８が膨らんだ状態を示し、一点鎖線Ｌ２は、エアバッグ１８が縮んだ状態を示している。
【００５４】
この変形例においても、エアバッグ１８から試験室５への空気の流通を確保することが可能である。具体的には、エアバッグ１８は、変形強制部５０によって強制的に縮められても、他端部３３によって縮み方が規制される。これにより、エアバッグ１８が、変形強制部５０によって一方的に縮められて箱体２２の貫通孔３１に吸い込まれるのを防止できるので、エアバッグ１８から試験室５への空気の流通を確保することができる。また、他端部３３の壁孔３５は、周壁３３ａに均一に形成されているので、エアバッグ１８は、他端部３３を偏りなく一様に包み込むように縮む。これにより、エアバッグ１８内の空気を偏りなく試験室５内に流入させることができる。
【００５５】
なお、図６（Ｂ）に示す変形例では、他端部３３の周壁３３ａに多数の壁孔３５を形成した場合につき説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、周壁３３ａに、図６（Ｃ）に示すように、端面３３ｂから他端部３３（接続管２８）の長手方向に沿って延びるスリット状の開口３４を複数形成してもよく、また、周壁３３ａの周方向に延びる円弧状の開口を複数形成してもよい。また、他端部３３は、多数の網目を有する網状板部材を円筒状に変形させることで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る結露抑制装置およびそれを備えた試験装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】結露抑制装置の変形強制部の構成の一例を示す説明図である。
【図３】結露抑制装置の箱体に取り付けられた排気ユニットの構成を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の結露抑制装置を、環境試験装置の試験装置本体の断熱パネル壁に取り付けた構成を概略的に示す断面図である。
【図５】結露抑制装置の変形強制部の変形例を示す断面図である。
【図６】（Ａ）は、結露抑制装置の空気流通確保手段の変形例を示す断面図であり、（Ｂ）は、空気流通確保手段の斜視図であり、（Ｃ）は、空気流通確保手段の他の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 環境試験装置
２ 試験装置本体
３ 結露抑制装置
５ 試験室
７ 高温室
９ 低温室
１１ 断熱パネル壁
１８ 袋体
２２ 箱体
２３ 収容カバー
２４ 底部材
２６ 網状板部材（空気流通確保手段）
２８ 接続管
５０ 変形強制部
５１ 空圧調整部
５２ 空気供給部
５６ 制御部
Ｇ 空間
Ｗ 試料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部圧が上昇、低下し得る閉空間内に外気が侵入することに起因して結露が発生するのを抑制する結露抑制装置、およびそれを備えた環境試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、試料の熱的強度等を試験する目的で、高温雰囲気および低温雰囲気を生成して、試料に熱負荷を与える試験装置が知られている。このような試験装置では、試験室の雰囲気が高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられたとき、試験室の内部圧が低下する。その結果、試験室内に外気が吸い込まれるため、試験装置内で結露が発生し得る。結露が発生すると、試験装置の冷凍機の冷凍能力が低下したり、除霜のために試験が中断したりするといった問題が生じる。
【０００３】
結露の発生を抑制することが可能な結露抑制装置を備えた試験装置として、例えば特許文献１のものが知られている。特許文献１に開示される結露抑制装置は、試験室に取り付けられた変形自在なエアバッグを有している。エアバッグは、低温雰囲気から高温雰囲気に切り換えられた試験室内の高温空気を流入させて膨らむことにより、試験室の内部圧の上昇を緩和する。また、エアバッグは、該エアバッグ内の空気を、高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられた試験室内に流出して縮むことにより、試験室の内部圧の低下を緩和する。このように、エアバッグは、試験室の内部圧の変動を緩和することが可能な圧力調整部として用いられている。このエアバッグによって、試験室の内部圧は、高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられても大きく低下しないので、外気が試験室内に吸い込まれるのを抑制できる。これにより、結露の発生を抑制している。
【特許文献１】特開２００２−４８７０５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、前記結露抑制装置では、エアバッグ内の空気が迅速に試験室内に流入しないこと等に起因して、エアバッグが内部圧低下を緩和することが可能な程度に縮まない場合があり、その場合、試験室内に外気が吸い込まれてしまうので、試験装置内で結露が発生するのを抑制できない。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、結露発生の抑制機能を向上させることが可能な結露抑制装置、およびそれを備えた環境試験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、本発明に係る結露抑制装置は、内部圧が上昇、低下し得る閉空間内に外気が侵入することに起因して結露が発生するのを抑制する結露抑制装置であり、前記内部圧の上昇に伴い、前記閉空間内から流入する空気によって膨らむ一方、前記内部圧の低下に伴い、前記閉空間内に空気を流出させて縮むことにより、前記閉空間の前記内部圧の変動を緩和するエアバッグを有する圧力調整部と、前記エアバッグを強制的に縮ませることが可能な変形強制部とを備えている。
【０００７】
本発明に係る結露抑制装置によれば、エアバッグによって閉空間の内部圧の変動が緩和されるので、閉空間内に外気が侵入し難く、その結果、結露の発生を抑制することが可能である。具体的には、閉空間の内部圧が低下しても、エアバッグから閉空間内に空気が流入するので、前記内部圧の低下が緩和され、外気が閉空間内に吸い込まれ難くなる。その結果、結露が発生するのを抑制できる。また、閉空間の内部圧が上昇しても、閉空間内の空気はエアバッグに流入するので、閉空間の内部圧の上昇が緩和される。
【０００８】
さらに、本発明の結露抑制装置では、変形強制部がエアバッグを強制的に縮ませるので、エアバッグ内の空気を閉空間内に積極的に流入させることができる。その結果、閉空間の内部圧低下が急速に起こる場合等においても外気が閉空間内に一層吸い込まれ難くなる。このように、本発明の結露抑制装置は、結露発生の抑制機能が高い。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態では、前記圧力調整部は、さらに、前記変形強制部による前記エアバッグの縮み方を規制して、前記エアバッグから前記閉空間への空気の流通を確保することが可能な空気流通確保手段を含む。
【００１０】
変形強制部によってエアバッグを一方的に縮めると、エアバッグは、縮み方によっては、エアバッグから閉空間への空気の流通を阻害してしまう場合があるが、この構成では、空気流通確保手段によって、変形強制部によるエアバッグの縮み方を規制することができるので、エアバッグが該エアバッグから閉空間への空気の流通を阻害することを回避でき、これにより、エアバッグから閉空間への空気の流通を確保できる。
【００１１】
本発明の他の好ましい実施形態では、前記空気流通確保手段は、前記閉空間および前記エアバッグ間に配設された板部材を有しており、前記板部材には、複数の開口が形成されている。前記複数の開口は、好ましくは前記板部材の全面にわたって形成されている。
【００１２】
この構成では、板部材によって、変形強制部によるエアバッグの縮み方を規制している。また、板部材には、複数の開口が形成されているので、エアバッグから閉空間への空気の流通を円滑に行うことが可能である。
【００１３】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記空気流通確保手段は、前記エアバッグ内に延在するように配設された筒状部材であり、前記筒状部材は、複数の開口が形成された周壁を有している。
【００１４】
この構成では、筒状部材によって、変形強制部によるエアバッグの縮み方を規制している。また、筒状部材の周壁には、複数の開口が形成されているので、閉空間およびエアバッグ間の空気の流通を円滑に行うことが可能である。
【００１５】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記圧力調整部は、さらに、前記エアバッグを収容する箱体を備え、前記変形強制部は、前記箱体内に連通されており、前記箱体と前記エアバッグとの間に形成される空間内に空気を供給することにより、前記エアバッグを強制的に縮ませるものである。
【００１６】
この構成では、エアバッグを収容する箱体を利用し、箱体とエアバッグとの間の空間に空気を供給するだけで、空圧を利用してエアバッグを強制的に縮ませることができるので、結露抑制装置の構成を簡単化できる。
【００１７】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記変形強制部は、前記箱体と前記エアバッグとの間に形成された前記空間内の空気を吸引することにより、前記エアバッグを強制的に膨らませる機能を有する。
【００１８】
この構成によれば、変形強制部がエアバッグを強制的に膨らませるので、エアバッグ内に空気を積極的に溜めることができる。これにより、閉空間の内部圧が低下する前に予めエアバッグ内に空気を溜めておくことができる。
【００１９】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記変形強制部は、前記エアバッグを押圧して該エアバッグを強制的に縮ませる可動部材と、前記可動部材を駆動する駆動部とを含む。この構成では、可動部材によってエアバッグを押圧することでエアバッグを強制的に縮めている。
【００２０】
前記閉空間は、例えば、閉空間内の温度を変えることによって該閉空間内に載置された試料に熱負荷を与える試験室である。この試験室に、本発明に係る結露抑制装置を取り付けてもよい。これにより、試験室内で結露が発生するのを抑制できる。
【００２１】
また、前記閉空間は、例えば、試料に熱負荷を与える試験室を構成する断熱パネル壁である。この断熱パネルに、本発明に係る結露抑制装置を取り付ければ、断熱パネル壁内で結露が発生するのを抑制できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る結露抑制装置によれば、結露発生の抑制機能を向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
（実施形態１）
図１は、本発明の第１実施形態に係る結露抑制装置およびそれを備えた試験装置の構成を概略的に示す断面図である。試験装置１は、試料Wを試験する試験装置本体２と、試験装置本体２に取り付けられて、試験装置本体２内で結露が発生するのを抑制する結露抑制装置３とを含む。試験装置１は、試料Wに熱負荷を与えて試料Wの熱的強度等を試験する、例えば環境試験装置である。この環境試験装置１は、試料を低温と高温に交互に曝して試料に熱負荷を与える熱衝撃試験装置、あるいは試料を所定条件の雰囲気に曝し続けて試料に熱負荷を与える恒温槽や恒温恒湿槽として構成されている。また、試料Wとして、例えば半導体チップが実装されたプリント基板が挙げられる。本実施形態では、試験装置１は熱衝撃試験装置として説明を続ける。
【００２５】
試験装置本体２は、試験される対象である試料Wが載置される試験室５と、図略の加熱手段により空気を加熱して熱風を試験室５に送出する高温室７と、図略の冷凍機により空気を冷却して冷風を試験室５に送出する低温室９とを含む。試験室５、高温室７および低温室９のそれぞれは、断熱材（断熱層）を内部に有する断熱パネル壁１１によって囲まれた閉空間であり、互いに熱的に遮断されている。試験室５には、試料Wを出し入れするための試験室扉６が設けられている。また、試験室５には、該試験室５の内部圧を測定する圧力センサ５８が配置されている。試験装置本体２は、さらに、圧力センサ５８によって得た測定値に基づき、後述する変形強制部５０を制御する制御部５６を含む。
【００２６】
高温室７および試験室５間の断熱パネル壁１１には、高温室７から試験室５に熱風を供給するための熱風供給口１３と、前記熱風を試験室５から高温室７に戻すための熱風排出口１４とが形成されている。熱風は、熱風供給口１３から試験室５内に流入し、試験室５内を循環した後、熱風排出口１４を通って高温室７に戻る。これにより、試験室５内は高温雰囲気となる。
【００２７】
また、低温室９および試験室５間の断熱パネル壁１１には、低温室９から試験室５に冷風を供給するための冷風供給口１５と、前記冷風を試験室５から低温室９に戻すための冷風排出口１６とが形成されている。冷風は、冷風供給口１５から試験室５内に流入し、試験室５内を循環した後、冷風排出口１６を通って低温室９に戻る。これにより、試験室５内は低温雰囲気となる。なお、熱風供給口１３および熱風排出口１４には、熱風切換ダンパ１７が配置されており、冷風供給口１５および冷風排出口１６には、冷風切換ダンパ１９が配置されている。図１では、熱風切換ダンパ１７が開状態、冷風切換ダンパ１９が閉状態のときを示している。
【００２８】
試験装置１の稼働中、試料Wは、高温雰囲気および低温雰囲気に交互に曝されて、熱負荷が与えられる。これにより、試料Wの、例えば熱強度、熱ストレス特性、耐久性が試験される。高温雰囲気および低温雰囲気のサイクル数は、試料Wに応じて任意である。
【００２９】
結露抑制装置３は、試験室５内の圧力の変動を抑制するエアバッグ１８、エアバッグ１８を収容する箱体２２、および箱体２２内に配設される網状の板部材２６を有する圧力調整部と、制御部５６からの指示を受けて、エアバッグ１８を強制的に縮ませ、かつ膨らませるように変形させることが可能な変形強制部５０とを含む。エアバッグ１８は、変形自在な部材であり、試験室５から高温空気が流入すると膨らむ一方、エアバッグ１８内の空気が試験室５内に流出すると縮む。図１では、エアバッグ１８が収容カバー２３内で膨らんだ状態を実線Ｌ１で示すと共に、縮んだ状態を一点鎖線Ｌ２で示している。エアバッグ１８の一般的な材料としては、例えばポリエチレン、ビニル樹脂、シリコン、ポリイミド、ＰＴＦＥが挙げられる。
【００３０】
箱体２２は、エアバッグ１８を収容する収容カバー２３と、収容カバー２３が組み付けられる底部材２４とを含む。底部材２４および収容カバー２３間には、網状板部材２６が配設されている。底部材２４および収容カバー２３の各開口部の開口縁部には、外方に突出する連結用フランジ２４ａ，２３ａが形成されている。エアバッグ１８は、その縁部を連結用フランジ２３ａ，２４ａ間に重ねて配置した後、連結用フランジ２３ａ，２４ａ同士を、図略の連結部材、例えばボルトおよびナットで連結することにより、箱体２２内で支持される。このように箱体２２に支持されるエアバッグ１８は、連結用フランジ２３ａ，２４ａ間を気密にシールするシール部材としても機能する。箱体２２は、底部材２４に収容カバー２３を組み付けた状態では断面矩形状であるが、箱体２２の形状は、それに限定されるものではない。
【００３１】
箱体２２と試験室５とは、例えばステンレスからなる、筒状部材である接続管２８により連通されている。具体的には、試験室５の一側面には、断熱パネル壁１１を貫通する貫通孔３０が形成されており、また、底部材２４の底部には、その略中央部分に貫通孔３１が形成されている。試験室５の貫通孔３０に、接続管２８の一端部３２が気密に嵌入される一方、底部材２４の貫通孔３１に、接続管２８の他端部３３が気密に嵌入される。このように、箱体２２と試験室５とを接続管２８を介して連通することで、後述するように、試験室５内の高温空気が接続管２８を通ってエアバッグ１８内に流入可能となり、また、エアバッグ１８内の空気が接続管２８を通って試験室５内に流入可能となる。なお、箱体２２および試験室５は、接続管２８により連通されているが、接続管２８を用いずに、互いに直接連結して連通させてもよい。
【００３２】
底部材２４および収容カバー２３間に配設された網状板部材２６は、その全面にわたって均一に多数の網目が形成された部材であり、網目を介してエアバッグ１８内の空気の流通が行われる。エアバッグ１８は、一点鎖線Ｌ２で示すように、網状板部材２６によって縮み動作が遮られ、縮み方が規制される。特に、エアバッグ１８は、後述する変形強制部５０によって強制的に縮められても、網状板部材２６によって縮み方が規制される。これにより、エアバッグ１８が、変形強制部５０によって一方的に縮められて底部材２４の貫通孔３１に吸い込まれるのを防止できるので、エアバッグ１８から試験室５への空気の流通を確保することができる。このように、網状板部材２６は、エアバッグ１８の縮み方を規制してエアバッグ１８から試験室５への空気の流通を確保する空気流通確保手段を構成している。なお、網状板部材２６の網目の数および各網目の寸法は、試験室５およびエアバッグ１８間の連通を良好に保つことが可能な範囲で設定されている。
【００３３】
結露抑制装置３の変形強制部５０は、エアバッグ１８および収容カバー２３間に形成される空間Ｇに空気を供給する空気供給部５２と、空気供給部５２によって導入管５３を介して供給される空気の圧力を調整する空圧調整部５１とを含む。空圧調整部５１は、導出管５４によって収容カバー２３内、つまり空間Ｇに連通されている。空間Ｇは、エアバッグ１８によって試験室５との連通が遮断された空間であり、空間Ｇに供給された空気と、試験室５内の空気とが接続管２８を介して互いに混合することはない。空気供給部５２は、空気を供給する、例えばエアコンプレッサ（図略）と、制御部５６から指示を受けてエアコンプレッサを駆動する駆動部（図略）を含む。
【００３４】
図２は、空圧調整部５１の構成の一例を示す説明図である。空圧調整部５１は、例えば、上流側から、第１フィルタ６２、空圧調整弁６３、空圧ゲージ６４、第２フィルタ６５および開閉バルブ６６を含む。第１フィルタ６２は、空気供給部５２から導入管５３を介して供給された空気に含有される油分を除去する。空圧調整弁６３は、例えばバタフライ弁であり、空気の圧力（つまり、流量）を調整する。空圧ゲージ６４は、空圧調整弁６３によって調整された空気の圧力を測定する。第２フィルタ６５は、空気中の塵等を除去する。開閉バルブ６５は、制御部５６から開動作の指示を受けると、空気を導出管５４に導出する一方、閉動作の指示を受けると空気の流通を遮断する。
【００３５】
制御部５６は、試験室５の圧力センサ５８によって得られた測定値に基づき、試験室５の内部圧が、試験装置１周囲の圧力（外気圧）よりも低い負圧であると判断すると、変形強制部５０の空気供給部５２の前記駆動部を作動させて、エアコンプレッサから空気を空圧調整部５１に向けて導出させる。空気供給部５２から供給された空気は、空圧調整部５１によって圧力が調整された後、制御部５６からの指示を受けて開状態とされた開閉バルブ６６を通り、次に、矢印Ａ（図１）で示すように導出管５４を通って空間Ｇ内に導出される。空間Ｇ内に導出された空気は、矢印Ｆで示すように、エアバッグ１８を外側から加圧して強制的に縮ませる。エアバッグ１８の強制的な縮み動作に伴い、エアバッグ１８内の空気は、網状板部材２６の網目を通過し、接続管２８を介して試験室５内に流入する。このように、変形強制部５０は、エアバッグ１８を強制的に縮ませてエアバッグ１８内の空気を積極的に試験室５内に流入させるものである。制御部５６は、エアバッグ１８が縮むと、空気供給部５２の前記駆動部に対してエアコンプレッサの駆動を停止させる指示を出すと共に、空圧調整部５１の開閉バルブ６６に対して閉状態となるように指示を出す。
【００３６】
収容カバー２３には、変形強制部５０によって空間Ｇに導入された空気を外部に排出する排気ユニット８０が設けられている。排気ユニット８０は、図３に示すように、収容カバー２３に形成された貫通孔７４を外部から覆うように固定された第１スリット板８２と、第１スリット板８２に摺動可能に重ねられた第２スリット板８３と、第２スリット板８３を往復動させる駆動部８４とを含む。駆動部８４は、図３では、エアシリンダで構成している。第１スリット板８２および第２スリット板８３のそれぞれには、互いに所定の間隔をあけて複数のスリット８６，８８が形成されている。第１スリット板８２のスリット８６が第２スリット板８３の摺動によって開放されると、変形強制部５０によって空間Ｇ内に導入された空気は、スリット８６，８８を通って外部に放出される。
【００３７】
排気ユニット８０は、変形強制部５０によって空間Ｇ内に空気が導入されてエアバッグ１８が強制的に縮められているときは、第１スリット板８２のスリット８６を閉鎖している。このため、空間Ｇの内部圧が上昇する。次に、試験室５が低温雰囲気から高温雰囲気に切り換えられると、高温空気Ｈが試験室５から縮んでいるエアバッグ１８内に流入し始める。このとき、制御部５６は、駆動部８４により第２スリット板８３を摺動させて第１スリット板８２のスリット８６を開放する。これにより、変形強制部５０によって空間Ｇに導入されていた空気は、矢印Ｔで示すように、スリット８６，８８から外部に放出される。この排気によって空間Ｇの内部圧が低下して外気圧と同じ圧力に戻るので、エアバッグ１８は、高温空気Ｈの流入に従って膨らむことができる。その結果、試験室５の内部圧の上昇緩和を支障なく行うことができる。なお、空間Ｇに導入された空気は、試験室５が低温雰囲気から高温雰囲気に切り換えられる前に予め排出しておくこともできる。また、第１スリット板８２および第２スリット板８３に代えて、開閉式ダンパを用いてもよい。この場合、駆動部８４によって、開閉式ダンパを開状態とすることで、空間Ｇ内の空気を外部に排出できる。
【００３８】
次に、試験装置本体２に取り付けられた結露抑制装置３の作用について説明する。試験室５内に載置された試料Wに熱的負荷を与えて試料Wの熱的強度等を試験するに当たり、まず試験室５内の雰囲気を、例えば高温雰囲気にする。高温雰囲気は、熱風切換ダンパ１７を開状態にし、冷風切換ダンパ１９を閉状態にすることにより、高温室７から熱風を試験室５内に導入し、循環させることで生成される。このとき、試験室５内の空気は高温となって膨張し、試験室５の内部圧が高まることで、矢印Eで示すように、接続管２８、次に網状板部材２６の網目を通ってエアバッグ１８内に流れ込む。エアバッグ１８は、高温空気の流入により、実線Ｌ１で示すように膨らむ。このようにして、エアバッグ１８は、試験室５の内部圧が上昇するのを緩和する。
【００３９】
試料Wを高温雰囲気に所定時間曝した後、試験室５内の雰囲気は、高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられる。低温雰囲気は、熱風切換ダンパ１７を閉じ、冷風切換ダンパ１９を開けることにより、低温室９から冷風を試験室５内に導入し、循環させることで生成される。低温雰囲気が生成されると、試験室５内の空気が収縮して試験室５の内部圧は低下するので、外気が試験室５内に吸い込まれて侵入しようとする。しかしながら、このとき、エアバッグ１８内に存在する空気が、矢印Ｓで示すように、網状板部材２６の網目、次に接続管２８を通って試験室５内に流れ込み、エアバッグ１８は、２点鎖線Ｌ２で示すように縮む。このようにして、エアバッグ１８は、試験室５の内部圧が低下するのを緩和する。
【００４０】
上述のように、エアバッグ１８によって試験室５の内部圧の変動、特に内部圧の低下を緩和することができるので、試験室扉６の隙間等を通って試験室５内に外気が吸い込まれ難い。その結果、吸い込まれた外気が冷却されて発生し得る結露を抑制することが可能である。なお、高温雰囲気および低温雰囲気のサイクル数は、試料Wに応じて任意のサイクル数行われる。
【００４１】
ところで、従来の結露抑制装置では、試験室を高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えた際にエアバッグ内の空気が迅速に試験室内に流入しないこと等に起因して、エアバッグが内部圧低下を緩和することが可能な程度に縮まない場合があり、その場合、試験室内に外気が吸い込まれてしまうので、環境試験装置内で結露が発生するのを抑制できない。しかしながら、本実施形態の結露抑制装置３では、制御部５６が、圧力センサ５８によって得た測定値に基づき、試験室５の内部圧が大気圧よりも低い負圧であると判断すると、変形強制部５０を制御してエアバッグ１８を強制的に縮ませるので、エアバッグ１８内の空気を試験室５内に積極的に流入させることができる。その結果、試験室５の内部圧低下が急激に起こる場合等においても外気が試験室５内に吸い込まれるのを抑制できる。このように、本実施形態の結露抑制装置は、結露発生の抑制機能が高い。
【００４２】
以上、本発明の第１実施形態に係る結露抑制装置３を、環境試験装置１内で結露が発生するのを抑制するために用いた場合につき説明してきたが、結露抑制装置３は、環境試験装置１の断熱パネル壁１１内で結露が発生するのを抑制するために用いてもよい。この例を、本発明の第２実施形態として図４に示している。
【００４３】
（第２実施形態）
図４に示す結露抑制装置３は、試験室５の断熱パネル壁１１に取り付けられて断熱パネル壁１１内で結露が発生するのを抑制する。具体的には、試験室５の断熱パネル壁１１は、板金により成形された外壁１１ａおよび内壁１１ｂを有しており、外壁１１ａおよび内壁１１ｂ間に囲まれた閉空間Ｃに断熱材を配置して断熱層６０を形成したものである。断熱材は、例えばグラスウールやロックウールである。外壁１１ａには、貫通口が形成されており、この貫通口には、接続管４８の一端部が気密に嵌め込まれている。接続管４８の他端部は、箱体２２の底部材２４の貫通孔３１に気密に嵌め込まれている。これにより、結露抑制装置３のエアバッグ１８と断熱パネル壁１１の断熱層６０とが連通されている。結露抑制装置３の構成は、第１実施形態に示すものと同一であるので、説明を省略する。
【００４４】
試験室５内に載置された試料Wに熱的負荷を与えるために、試験室５内で高温雰囲気が生成されると、高温空気によって断熱パネル壁１１の内壁１１ｂが加熱される。内壁１１ｂが加熱されると、断熱層６０中の空気が加熱されて膨張する。膨張した高温空気は、矢印Ｅで示すように、接続管４８を通ってエアバッグ１８に流入し、エアバッグ１８が膨らむ。これにより、断熱パネル壁１１の内部圧が上昇するのを緩和する。
【００４５】
また、試験室５内が高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられると、低温空気によって断熱パネル壁１１の内壁１１ｂが冷却される。内壁１１ｂが冷却されると、断熱層６０中の空気は冷却されて収縮する。このため、断熱パネル壁１１の内部圧は低下するので、外気が、外壁１１ａの板金接続部の隙間等から断熱層６０に吸い込まれて侵入しようとする。しかしながら、このとき、エアバッグ１８内に存在する空気が、矢印Ｓで示すように接続管４８を通り断熱層６０内に流れ込む。これにより、断熱パネル壁１１の内部圧が低下するのを緩和する。
【００４６】
上述のように、エアバッグ１８によって断熱パネル壁１１の内部圧の変動、特に内部圧の低下を緩和することができるので、断熱パネル壁１１内に外気が吸い込まれ難い。その結果、侵入した外気が冷却されて発生し得る結露を抑制することが可能である。
【００４７】
以上、図１〜４を参照しながら、本発明の第１実施形態および第２実施形態につき説明してきたが、それらの第１実施形態および第２実施形態の構成要素には、以下に示すような種々の変形例が考えられる。
【００４８】
例えば、変形強制部５０は、第１実施形態および第２実施形態では、空気圧でエアバッグ１８を押圧したが、可動部材でエアバッグ１８を機械的に押圧してもよい。具体的には、変形強制部５０は、図５に示すように、箱体２２の収容カバー２３およびエアバッグ１８間の空間Ｇに配置されてエアバッグ１８を押圧するように可動する可動部材７０と、可動部材７０を収容カバー２３内において矢印Ｒで示すように往復動させる駆動部７２と、可動部材７０および駆動部７２を連結して駆動部７２の駆動力を可動部材７０に伝達する連結棒７１とを含む。可動部材７０は、この変形例では、平板状部材である。連結棒７１に連結される駆動部７２は、例えば、モータで構成してもよいし、空気圧、油圧等の流体圧で可動部材７０を駆動する構成のものでもよい。
【００４９】
この変形例では、制御部５６は、圧力センサ５８によって得た測定値に基づき試験室５の内部圧が負圧であると判断すると、駆動部７２を作動させる。駆動部７２によって、可動部材７０はエアバッグ１８を押圧するように駆動される。これに伴い、エアバッグ１８は、矢印Ｆで示すように、可動部材７０により強制的に縮められ、エアバッグ１８内の空気が試験室５に流入する。可動部材７０は、エアバッグ１８に対して固着されておらず、エアバッグ１８を強制的に縮ませた後、駆動部７２によってエアバッグ１８から離間するように駆動され、エアバッグ１８内に空気が流入する前に元の位置に戻る。これにより、可動部材７０が、エアバッグ１８の膨らみ動作を妨げることはない。なお、可動部材７０は、エアバッグ１８に固着させてもよい。
【００５０】
また、変形強制部５０は、空気を吸引および吐出可能な吸引加圧ポンプで構成してもよい。このようなポンプを用いれば、エアバッグ１８を強制的に縮めることができるだけでなく、空間Ｇ内の空気を吸引してエアバッグ１８を強制的に膨らませることもできるので、エアバッグ１８内に空気を積極的に溜めることができる。これにより、試験室５の内部圧が低下する前に予めエアバッグ１８内に空気を溜めておくことができる。
【００５１】
さらに、変形強制部５０は、空圧調整部５１と空気供給部５２とを有する構成に代えて、工場設備として設けられている高圧空気源に接続可能な配管と、この配管に設けられて前記高圧空気源からの空気の圧力を調整する圧力調整機構とで構成してもよい。
【００５２】
さらに、変形強制部５０の空圧調整部５１は、開口面積の調整が可能なスライドダンパで構成してもよい。この場合、開口面積を調整することで、空気供給部５２からの空気の圧力を調整する。
【００５３】
さらに、図１では、網状板部材２６により空気流通確保手段を構成していたが、図６（Ａ）に示すように、箱体２２内に延在させた接続管（筒状部材）２８の他端部３３により空気流通確保手段を構成してもよい。具体的には、接続管２８は、他端部３３が箱体２２内に所定距離だけ延在するように配置されている。他端部３３は、図６（Ｂ）に示すように、複数の壁孔３５が均一に形成された周壁３３ａを有している。他端部３３の端面３３ｂは、図６（Ｂ）では、閉鎖されているが、周壁３３ａと同様に壁孔が形成されていてもよい。エアバッグ１８は、全ての壁孔３５がエアバッグ１８内で開口することが可能な位置で、図略の締付部材、例えばホースバンドで他端部３３の周壁３３ａに気密に取り付けられている。実線Ｌ１は、エアバッグ１８が膨らんだ状態を示し、一点鎖線Ｌ２は、エアバッグ１８が縮んだ状態を示している。
【００５４】
この変形例においても、エアバッグ１８から試験室５への空気の流通を確保することが可能である。具体的には、エアバッグ１８は、変形強制部５０によって強制的に縮められても、他端部３３によって縮み方が規制される。これにより、エアバッグ１８が、変形強制部５０によって一方的に縮められて箱体２２の貫通孔３１に吸い込まれるのを防止できるので、エアバッグ１８から試験室５への空気の流通を確保することができる。また、他端部３３の壁孔３５は、周壁３３ａに均一に形成されているので、エアバッグ１８は、他端部３３を偏りなく一様に包み込むように縮む。これにより、エアバッグ１８内の空気を偏りなく試験室５内に流入させることができる。
【００５５】
なお、図６（Ｂ）に示す変形例では、他端部３３の周壁３３ａに多数の壁孔３５を形成した場合につき説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、周壁３３ａに、図６（Ｃ）に示すように、端面３３ｂから他端部３３（接続管２８）の長手方向に沿って延びるスリット状の開口３４を複数形成してもよく、また、周壁３３ａの周方向に延びる円弧状の開口を複数形成してもよい。また、他端部３３は、多数の網目を有する網状板部材を円筒状に変形させることで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る結露抑制装置およびそれを備えた試験装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】結露抑制装置の変形強制部の構成の一例を示す説明図である。
【図３】結露抑制装置の箱体に取り付けられた排気ユニットの構成を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の結露抑制装置を、環境試験装置の試験装置本体の断熱パネル壁に取り付けた構成を概略的に示す断面図である。
【図５】結露抑制装置の変形強制部の変形例を示す断面図である。
【図６】（Ａ）は、結露抑制装置の空気流通確保手段の変形例を示す断面図であり、（Ｂ）は、空気流通確保手段の斜視図であり、（Ｃ）は、空気流通確保手段の他の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 環境試験装置
２ 試験装置本体
３ 結露抑制装置
５ 試験室
７ 高温室
９ 低温室
１１ 断熱パネル壁
１８ 袋体
２２ 箱体
２３ 収容カバー
２４ 底部材
２６ 網状板部材（空気流通確保手段）
２８ 接続管
５０ 変形強制部
５１ 空圧調整部
５２ 空気供給部
５６ 制御部
Ｇ 空間
Ｗ 試料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部圧が上昇、低下し得る閉空間内に外気が侵入することに起因して結露が発生するのを抑制する結露抑制装置であって、
前記内部圧の上昇に伴い、前記閉空間内から流入する空気によって膨らむ一方、前記内部圧の低下に伴い、前記閉空間内に空気を流出させて縮むことにより、前記閉空間の前記内部圧の変動を緩和するエアバッグを有する圧力調整部と、
前記エアバッグを強制的に縮ませることが可能な変形強制部と、
を備えた結露抑制装置。
【請求項２】
請求項１に記載の結露抑制装置において、前記圧力調整部は、さらに、前記変形強制部による前記エアバッグの縮み方を規制して、前記エアバッグから前記閉空間への空気の流通を確保することが可能な空気流通確保手段を含む結露抑制装置。
【請求項３】
請求項２に記載の結露抑制装置において、前記空気流通確保手段は、前記閉空間および前記エアバッグ間に配設された板部材を有しており、
前記板部材には、複数の開口が形成されている結露抑制装置。
【請求項４】
請求項３に記載の結露抑制装置において、前記複数の開口は、前記板部材の全面にわたって形成されている結露抑制装置。
【請求項５】
請求項２に記載の結露抑制装置において、前記空気流通確保手段は、前記エアバッグ内に延在するように配設された筒状部材であり、
前記筒状部材は、複数の開口が形成された周壁を有している結露抑制装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の結露抑制装置において、前記圧力調整部は、さらに、前記エアバッグを収容する箱体を備え、
前記変形強制部は、前記箱体内に連通されており、前記箱体と前記エアバッグとの間に形成される空間内に空気を供給することにより、前記エアバッグを強制的に縮ませる結露抑制装置。
【請求項７】
請求項６に記載の結露抑制装置において、前記変形強制部は、前記箱体と前記エアバッグとの間に形成された前記空間内の空気を吸引することにより、前記エアバッグを強制的に膨らませる機能を有する結露抑制装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の結露抑制装置において、前記変形強制部は、前記エアバッグを押圧して該エアバッグを強制的に縮ませる可動部材と、前記可動部材を駆動する駆動部とを含む結露抑制装置。
【請求項９】
所定の壁体に囲まれた閉空間を有しており、該閉空間内の温度を変えることによって前記閉空間内に載置された試料に熱負荷を与える試験室と、
前記試験室に取り付けられて、該試験室の前記閉空間内で結露が発生するのを抑制する請求項１〜８のいずれか一項に記載の結露抑制装置と、
を備えた環境試験装置。
【請求項１０】
内外壁間に閉空間が形成された断熱パネル壁に囲まれており、雰囲気温度を変えることによって試料に熱負荷を与える試験室と、
前記断熱パネル壁の前記閉空間に取り付けられて、該閉空間内で結露が発生するのを抑制する請求項１〜８のいずれか一項に記載の結露抑制装置と、
を備えた環境試験装置。
【請求項１】
内部圧が上昇、低下し得る閉空間内に外気が侵入することに起因して結露が発生するのを抑制する結露抑制装置であって、
前記内部圧の上昇に伴い、前記閉空間内から流入する空気によって膨らむ一方、前記内部圧の低下に伴い、前記閉空間内に空気を流出させて縮むことにより、前記閉空間の前記内部圧の変動を緩和するエアバッグを有する圧力調整部と、
前記エアバッグを強制的に縮ませることが可能な変形強制部と、
を備えた結露抑制装置。
【請求項２】
請求項１に記載の結露抑制装置において、前記圧力調整部は、さらに、前記変形強制部による前記エアバッグの縮み方を規制して、前記エアバッグから前記閉空間への空気の流通を確保することが可能な空気流通確保手段を含む結露抑制装置。
【請求項３】
請求項２に記載の結露抑制装置において、前記空気流通確保手段は、前記閉空間および前記エアバッグ間に配設された板部材を有しており、
前記板部材には、複数の開口が形成されている結露抑制装置。
【請求項４】
請求項３に記載の結露抑制装置において、前記複数の開口は、前記板部材の全面にわたって形成されている結露抑制装置。
【請求項５】
請求項２に記載の結露抑制装置において、前記空気流通確保手段は、前記エアバッグ内に延在するように配設された筒状部材であり、
前記筒状部材は、複数の開口が形成された周壁を有している結露抑制装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の結露抑制装置において、前記圧力調整部は、さらに、前記エアバッグを収容する箱体を備え、
前記変形強制部は、前記箱体内に連通されており、前記箱体と前記エアバッグとの間に形成される空間内に空気を供給することにより、前記エアバッグを強制的に縮ませる結露抑制装置。
【請求項７】
請求項６に記載の結露抑制装置において、前記変形強制部は、前記箱体と前記エアバッグとの間に形成された前記空間内の空気を吸引することにより、前記エアバッグを強制的に膨らませる機能を有する結露抑制装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の結露抑制装置において、前記変形強制部は、前記エアバッグを押圧して該エアバッグを強制的に縮ませる可動部材と、前記可動部材を駆動する駆動部とを含む結露抑制装置。
【請求項９】
所定の壁体に囲まれた閉空間を有しており、該閉空間内の温度を変えることによって前記閉空間内に載置された試料に熱負荷を与える試験室と、
前記試験室に取り付けられて、該試験室の前記閉空間内で結露が発生するのを抑制する請求項１〜８のいずれか一項に記載の結露抑制装置と、
を備えた環境試験装置。
【請求項１０】
内外壁間に閉空間が形成された断熱パネル壁に囲まれており、雰囲気温度を変えることによって試料に熱負荷を与える試験室と、
前記断熱パネル壁の前記閉空間に取り付けられて、該閉空間内で結露が発生するのを抑制する請求項１〜８のいずれか一項に記載の結露抑制装置と、
を備えた環境試験装置。
【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２００９−２５７９５８（Ｐ２００９−２５７９５８Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０７８５８（Ｐ２００８−１０７８５８）
【出願日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【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２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【出願人】（０００１０８７９７）エスペック株式会社 (282)
【Ｆターム（参考）】
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