耐候性試験装置
【課題】線状光源から複数の試料に対してむらなく光を照射することが可能な耐候性試験装置を提供する。
【解決手段】耐候性試験装置１は、メタルハライドランプ２１と、メタルハライドランプ２１の長手方向に沿ってメタルハライドランプ２１に対向して配置された長手形状の試料設置面４１とを有し、メタルハライドランプ２１により試料設置面４１に配置された試料に光を照射する構成を有し、メタルハライドランプ２１の試料設置面４１側に、試料設置面４１から外れた方向にメタルハライドランプ２１から放射された光を試料設置面４１に向けて反射する下部反射板３２が配置され、下部反射板３２は、メタルハライドランプ２１の端部側に位置して試料設置面４１の中心よりも長手方向端部側に寄った領域に反射光を照射する第１の反射面と、第１の反射面が光を照射する領域よりも端の領域に反射光を照射する第２の反射面とを有する。
【解決手段】耐候性試験装置１は、メタルハライドランプ２１と、メタルハライドランプ２１の長手方向に沿ってメタルハライドランプ２１に対向して配置された長手形状の試料設置面４１とを有し、メタルハライドランプ２１により試料設置面４１に配置された試料に光を照射する構成を有し、メタルハライドランプ２１の試料設置面４１側に、試料設置面４１から外れた方向にメタルハライドランプ２１から放射された光を試料設置面４１に向けて反射する下部反射板３２が配置され、下部反射板３２は、メタルハライドランプ２１の端部側に位置して試料設置面４１の中心よりも長手方向端部側に寄った領域に反射光を照射する第１の反射面と、第１の反射面が光を照射する領域よりも端の領域に反射光を照射する第２の反射面とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料に光を照射して耐候性試験を行う耐候性試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源の下方に試料を置いて光を照射し、光による劣化を試験する試験装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）。このような試験装置では、光源からの光が無駄なく試料に当たるように、光源の近傍に反射板を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−２７１４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された構成のように、複数の試料を配置するスペースに対して１つ或いは少数の光源により光を照射する場合、試料毎に照射される光量のむらを生じる可能性がある。このような光量のむらは試験条件のばらつきの一因となるため、むらを抑えることが望まれる。しかしながら、従来の反射板等は、例えば特許文献１に記載されたように半円形状とすることで、試料から外れた方向に放射された光を試料に導くことを目的としており、複数の試料に対する光量のむらを解消するものではなかった。また、光量のむらを低減させるための手法として、反射板にエンボス加工を施して光を拡散させる方法や、多数の反射板を配置する方法が考えられたが、光量のむらの発生状態は、光源の形状等によって異なるので、単に拡散させたり多数の反射板を配置したりする方法や、反射板の形状を曲面にする等の方法では容易に解消できない。さらに、多数の反射板を用いる方法やエンボス加工を施す方法はコスト増を招くという問題もあった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、線状光源から複数の試料に対してむらなく光を照射することが可能な耐候性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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の耐候性試験装置は、線状光源と、前記線状光源の長手方向に沿って前記線状光源に対向して配置された長手形状の試料設置面とを有し、前記線状光源により前記試料設置面に配置された試料に光を照射する耐候性試験装置において、前記線状光源の前記試料設置面側に、前記試料設置面から外れた方向に前記線状光源から放射された光を前記試料設置面に向けて反射する反射部材が配置され、前記反射部材は、前記線状光源の端部側に位置して前記試料設置面の中心よりも長手方向端部側に寄った領域に反射光を照射する第１の反射面と、前記第１の反射面が光を照射する領域よりも端の領域に反射光を照射する第２の反射面とを有すること、を特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、上記耐候性試験装置において、前記線状光源を挟んで前記試料設置面の反対側に、前記線状光源の長さ方向に延びる曲面によって前記線状光源から放射された光を、前記試料設置面の側端部を含む領域に照射する曲面反射部材が配置されたこと、を特徴とする。
【０００７】
さらに、本発明は、上記耐候性試験装置において、前記第１および第２の反射面と、前記曲面反射部材が有する反射面とは平滑な鏡面で構成されたこと、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、線状光源によって長手形状の試料設置面に配置された複数の試料に対して光を照射する場合に、試料設置面における光量むらを抑え、複数の試料に均等に光を照射できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る耐候性試験装置の構成を示す一部破断正面図である。
【図２】試料設置面とメタルハライドランプとの位置関係を示す概略平面図である。
【図３】反射板の構成を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｐ’断面図である。
【図４】反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は反射光の進路を示し、（Ｂ）は試料台における照射位置を示す。
【図５】反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は反射光の進路を示し、（Ｂ）は試料台における照射位置を示す。
【図６】反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は反射光の進路を示し、（Ｂ）は試料台における照射位置を示す。
【図７】反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は反射光の進路を示し、（Ｂ）は試料台における照射位置を示す。
【図８】試料設置面の幅方向における照度分布を示す図表である。
【図９】試料設置面の長さ方向における照度分布を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明を適用した実施の形態に係る耐候性試験装置１の構成を示す正面図であり、筐体１０の一部を破断して内部を示している。
耐候性試験装置１の上部には光源収容室１１が設けられ、この光源収容室１１に、線状光源としてのメタルハライドランプ２１を有する光源部２が配置されている。また、光源収容室１１の下方には試験槽１２が設けられ、試験槽１２内には、試料４を載置する試料台４０が設置されている。耐候性試験装置１は、光源部２によって試料台４０に載置された試料４に紫外線を照射することにより、試料４の耐候性を試験する装置である。
【００１１】
光源部２が備える試験用の紫外線放射光源としてのメタルハライドランプ２１は、図示しない安定器から電力の供給を受けて、試験用の所定波長の紫外線を発する。メタルハライドランプ２１には、冷却水が流れる水冷ジャケット２２が設けられ、水冷ジャケット２２とともに光源収容室１１の天井に固定されている。水冷ジャケット２２は、図１に一部破断面として示すように、外管２２Ａと内管２２Ｂとの間に冷却水が流れる二重管構造を有し、この外管２２Ａと内管２２Ｂとの間の空間には、耐候性試験用の波長の光を透過させるフィルター２３が配設されている。なお、メタルハライドランプ２１が発する光の波長域およびフィルター２３により透過される光の波長域は、要求される試験の目的や内容等に応じて適宜変更可能である。
また、図１に示すように、光源部２は、メタルハライドランプ２１の光を下方に導く反射板３０を備えている。反射板３０は、メタルハライドランプ２１の上方に位置する上部反射板３１（曲面反射部材）と、メタルハライドランプ２１の下側に位置する下部反射板３２（反射部材）とを有し、これらの反射板３０によって、メタルハライドランプ２１が放射した光が効率よく試料設置面４１に照射される。
【００１２】
試料台４０は、試験槽１２の底面に設置された台座に平板状の試料設置面４１を載せた構成となっており、この試料設置面４１に試料４が載置される。試料設置面４１は、メタルハライドランプ２１に対して平行な平面である。試料台４０の台座には、試料設置面４１を昇降させる図示しない昇降機構が設けられ、この昇降機構によって、試料設置面４１の高さを自在に調整し、例えば試験の内容や試料４の大きさに応じて、メタルハライドランプ２１から試料４までの距離を調整できる。
【００１３】
また、筐体１０において試験槽１２の下方には冷却水回路１３が配設されている。冷却水回路１３は、水冷ジャケット２２に冷却水を送出するポンプ、冷却水の温度を所定温度以下に保持する冷却装置、循環される冷却水の水量を十分な量に保つための冷却水タンク等を備えている。
さらに、耐候性試験装置１の前面には、液晶表示パネル等の表示パネルにタッチパネルが重畳されたコントロールパネル１５が配置され、このコントロールパネル１５により、耐候性試験装置１の動作状態等を表示するとともに、耐候性試験装置１の試験条件等の入力操作を行うことができる。
また、図示はしないが、耐候性試験装置１は、試験槽１２内部の気温を検出する温度センサーと、ヒーター、冷却装置、及び、ヒーターと冷却装置とによって温度調整された空気を試験槽１２へ吹き込む送風ファンとを備え、温度センサーの検出値に基づいて試験槽１２内の気温を所定温度に保持する機能を有している。
そして、耐候性試験装置１は、メタルハライドランプ２１を点灯させる安定器（図示略）、冷却水回路１３、上述した温度センサー、ヒーター、冷却装置、及び、送風ファンに接続された制御部１６を有し、制御部１６によって耐候性試験装置１の各部を制御して、コントロールパネル１５の操作によって設定された条件下での試料４の試験を行う。
【００１４】
図２は、試料設置面４１とメタルハライドランプ２１との相対的な位置関係を示す平面図である。
この図２に示すように、試料４が並べて配置される試料設置面４１は長方形に構成されており、試料設置面４１の長さ方向が、線状光源であるメタルハライドランプ２１の長手方向に沿うように配置される。この方向（試料設置面４１の長さ方向、メタルハライドランプ２１の長手方向）を、長さ方向Ｌとする。また、試料設置面４１の短手方向を、幅方向Ｗとする。幅方向Ｗは、長さ方向Ｌと直交する方向である。
試料設置面４１上の試料４は、試験される表面をメタルハライドランプ２１に向けて配置され、必要に応じて試料設置面４１に固定される。
【００１５】
図３は、反射板３０の構成を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｐ’断面図である。
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、上部反射板３１は、メタルハライドランプ２１の長手方向に延びる２つの曲面を、メタルハライドランプ２１の軸中心を通り試料設置面４１に垂直な面で接合した形状を有し、メタルハライドランプ２１を上方から覆うように配設されている。上部反射板３１の内側、すなわちメタルハライドランプ２１側は、２つの反射面３Ａ、３Ａとなっている。これら２つの反射面３Ａ、３Ａは平滑面であり、好ましくは鏡面となっている。反射面３Ａ、３Ａは、メタルハライドランプ２１が上方及び側方へ向けて放射した光を、下方に向けて反射する。反射面３Ａ及び後述する各反射面の立体的形状は、例えば、配光分布についてのシミュレーション計算により、最適分布が得られるような形状を適宜選定すればよい。
【００１６】
一方、下部反射板３２は、メタルハライドランプ２１の下方、かつ、試料設置面４１の上方に位置している。なお、本実施形態では、上部反射板３１と下部反射板３２との間は離隔しているが、互いに接していてもよい。
下部反射板３２は、上部が小さく下部が大きいテーパーを有する四角錐台形状である。この四角錐台の上下の２面は開口していて、下部反射板３２は角錐台の側面に相当する４つの平面を有する。これら４つの平面は、試料設置面４１に垂直な方向に対して、試料設置面４１側を向くよう傾いている。
【００１７】
下部反射板３２を構成する４つの平面のうち、試料設置面４１の長さ方向Ｌにおける両端に位置する２つの平面を反射面３Ｂ、３Ｂ（第１の反射面）とし、幅方向Ｗの両端に位置する２つの平面を反射面３Ｃ、３Ｃとする。これら４つの反射面３Ｂ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｃは平滑な鏡面で構成され、メタルハライドランプ２１が放射した光を試料設置面４１へ向けて反射する。
【００１８】
さらに、２つの反射面３Ｂ、３Ｂには、それぞれ、補助反射板３４、３４が取り付けられている。補助反射板３４、３４の各々は、反射面３Ｂ、３Ｂの上部に固定され、その表面は試料設置面４１を向く反射面３Ｄ、３Ｄ（第２の反射面）となる。反射面３Ｄ、３Ｄは、試料設置面４１に垂直な方向に対して、反射面３Ｂ、３Ｂよりも大きく傾斜しており、反射面３Ｂ、３Ｂとは異なる方向に向けてメタルハライドランプ２１の放射光を反射する。
【００１９】
図４〜図７の各図は、反射板３０が有する各反射面３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄによる反射方向と、試料設置面４１における反射光の概略分布を対比させて示す図である。
図４は、反射面３Ａ、３Ａによる反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は側面方向から見たメタルハライドランプ２１、上部反射板３１及び試料設置面４１の位置関係を示し、（Ｂ）には試料設置面４１上における反射光の分布を示す。
図４（Ａ）中に矢印で示すように、メタルハライドランプ２１から上向き及び横向きに放射された光は反射面３Ａ、３Ａに反射して下方に向かい、主に図４（Ｂ）に符号４１Ｂ、４１Ｂで示す幅方向Ｗの両端部に位置する領域を中心として照射される。領域４１Ａは、試料設置面４１において、長さ方向Ｌの中央を中心とした細長い領域である。上述のように上部反射板３１は幅方向Ｗに並ぶ２つの反射面３Ａ、３Ａを有し、一方の反射面３Ａで反射した光が試料設置面４１の一端側の領域４１Ｂに照射され、他方の反射面３Ａで反射した光が試料設置面４１の他方側の領域４１Ｂに照射される。
【００２０】
試料設置面４１においては、メタルハライドランプ２１の直下に相当する位置に、メタルハライドランプ２１からの直射光が多く照射される。メタルハライドランプ２１は細長い管内で放電することにより発光する光源であるため、その長手方向中央部が最も多くの光を発する。このため、図４（Ｂ）に符号４１Ａで示す領域は、メタルハライドランプ２１の直射光の光量が特に多い。上部反射板３１は、メタルハライドランプ２１の直射光が多く当たる領域４１Ａの両脇に位置する領域４１Ｂ、４１Ｂに向けて光を照射することにより、幅方向Ｗにおける光量（照度）の偏り（むら）を軽減する。
【００２１】
図５は、反射面３Ｂ、３Ｂによる反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は正面からみた反射面３Ｂ、３Ｂ、メタルハライドランプ２１及び試料設置面４１の位置関係を示し、（Ｂ）には試料設置面４１上における反射光の分布を示す。
図５（Ａ）中に矢印で示すように、メタルハライドランプ２１から斜め下方に放射される放射光のうち、長さ方向Ｌにおいて試料設置面４１から外れた方向へ向かう放射光は、反射面３Ｂ、３Ｂによって試料設置面４１に向けて反射される。この光は、主に、図５（Ｂ）に符号４１Ｄ、４１Ｄで示す領域に集中して放射される。領域４１Ｄ、４１Ｄは、それぞれ、試料設置面４１の長さ方向Ｌにおける中央から端部側にずれた位置にある。領域４１Ｄ、４１Ｄはメタルハライドランプ２１による直射光が多く照射される領域でもあるが、長さ方向Ｌの中心ではないため、光量は領域４１Ａ（図４（Ｂ））に劣る。また、反射面３Ａ、３Ａで反射した反射光が幅方向Ｗの両端側の領域４１Ｂ、４１Ｂに照射されるのに対し、この領域４１Ｂ、４１Ｂよりも長さ方向Ｌの両端側に、反射面３Ｂ、３Ｂの反射光が照射される。従って、反射面３Ｂ、３Ｂにより領域４１Ｄ、４１Ｄに反射光が照射されることで、長さ方向Ｌにおける光量のむらが軽減される。
【００２２】
図６は、反射面３Ｃ、３Ｃによる反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は側面方向から見たメタルハライドランプ２１、上部反射板３１、反射面３Ｃ、３Ｃ及び試料設置面４１の位置関係を示し、（Ｂ）には試料設置面４１上における反射光の分布を示す。
図６（Ａ）中に矢印で示すように、メタルハライドランプ２１から、試料設置面４１より幅方向Ｗに外れた位置に放射された光は、反射面３Ｃ、３Ｃによって試料設置面４１に向けて反射される。また、反射面３Ａ、３Ａで反射された反射光の一部は試料設置面４１から幅方向Ｗに外れた位置に向かってしまうが、この光は反射面３Ｃ、３Ｃに当たって再び反射され、試料設置面４１に照射される。さらに、反射面３Ａの反射光のうち、試料設置面４１に対する傾きが小さい光、すなわち試料設置面４１に平行な向きに近い光は、いずれか一方の反射面３Ａで反射して反対側の反射面３Ｃに達して反射され、さらに反対側の反射面３Ｃで反射する。この光は反射を繰り返して試料設置面４１に照射される。
【００２３】
反射面３Ｃ、３Ｃで反射した反射光は、図６（Ｂ）に符号４１Ｅで示すように、試料設置面４１の長さ方向Ｌの中央部から両端部にかけて広い範囲で、幅方向Ｗの全体にわたって照射される。２つの反射面３Ｃ、３Ｃの反射光は試料設置面４１の中央まで達するため、この反射光が当たる領域は一つの領域４１Ｅとなる。反射面３Ｃ、３Ｃは、反射面３Ａ、３Ａと同様に、メタルハライドランプ２１の長手方向に沿って延びる形状であるため、領域４１Ｅは長さ方向Ｌに広い。また、反射面３Ｃは上下方向の幅が広いため、反射面３Ｃから試料設置面４１に照射される光は試料設置面４１上で広く分布し、大きな光量の偏りを生じにくい。
このように、反射面３Ｃ、３Ｃの反射光は、試料設置面４１のほぼ全体に相当する領域４１Ｅに対し、むらなく照射されるので、試料設置面４１の側方に外れてしまう光を反射面３Ｃ、３Ｃで反射して、試料設置面４１にむらなく多くの光を照射できる。
【００２４】
図７は、反射面３Ｄ、３Ｄによる反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は正面からみた反射面３Ｄ、３Ｄ、メタルハライドランプ２１及び試料設置面４１の位置関係を示し、（Ｂ）には試料設置面４１上における反射光の分布を示す。
図７（Ａ）中に矢印で示すように、メタルハライドランプ２１から斜め下方に放射される放射光のうち、長さ方向Ｌにおいて試料設置面４１から外れた方向へ向かう放射光の一部は、反射面３Ｄ、３Ｄによって試料設置面４１に向けて反射される。上述のように、反射面３Ｄ、３Ｄは反射面３Ｂ、３Ｂよりも、試料設置面４１に対する傾斜が大きく、また、反射面３Ｄ、３Ｄは反射面３Ｂ、３Ｂの上部に配設されている。このため、反射面３Ｂ、３Ｂによる反射に比べて、メタルハライドランプ２１の放射光のうち、試料設置面４１に対する傾きが小さい光、すなわち試料設置面４１に平行な向きに近い光が、反射面３Ｄ、３Ｄによって、鉛直に近い角度で試料設置面４１に照射される。
【００２５】
従って、図７（Ｂ）に示すように、反射面３Ｄ、３Ｄによる反射光は、各々の反射面３Ｄ、３Ｄの直下に近い位置に照射される。反射面３Ｄ、３Ｄによる反射光が照射される領域４１Ｆ、４１Ｆは、試料設置面４１の長さ方向Ｌの両端部に位置し、反射面３Ｂの反射光が当たる領域４１Ｄ、４１Ｄよりも、さらに試料設置面４１の先端側にある。
上述のように、線状光源であるメタルハライドランプ２１は長さ方向Ｌの中央部で最も多くの光を発するので、試料設置面４１の長さ方向Ｌの先端部（末端部）である領域４１Ｆでは、特に光量が低くなりやすい。また、平板状の反射板を用いて、メタルハライドランプ２１が放射した光を領域４１Ｆ、４１Ｆに集めるためには、反射面３Ｂ、３Ｂのようにメタルハライドランプ２１に近い位置で試料設置面４１に対して垂直に近い反射板を設ける必要がある。しかしながら、反射面３Ｂ、３Ｂのような位置及び角度の反射板では、メタルハライドランプ２１から試料設置面４１の外へ放射される光の一部しか反射させることができず、例えば、試料設置面４１に近い位置で外れてしまう光を反射させることができない。さらに、領域４１Ｆ、４１Ｆにのみ光を集めてしまっては、かえって光量の偏りを生じることになりかねない。
【００２６】
そこで、耐候性試験装置１では、メタルハライドランプ２１の長さ方向Ｌにおける端部側に位置する反射面３Ｂ、３Ｂと、この反射面３Ｂ、３Ｂとは別体の反射面３Ｄ、３Ｄとを設け、反射面３Ｂ、３Ｂによって、試料設置面４１の中心よりも端部側に位置する領域４１Ｄ、４１Ｄに光を反射し、反射面３Ｄ、３Ｄにより、領域４１Ｄ、４１Ｄよりもさらに端に位置する領域４１Ｆ、４１Ｆに光を反射する構成とした。この構成によれば、メタルハライドランプ２１から、試料設置面４１に垂直に近い角度で放射された光を、試料設置面４１の長さ方向Ｌにおける中心から全体的に反射させ、水平に近い角度で放射された光を先端の領域４１Ｆ、４１Ｆに反射させるので、試料設置面４１における光量の偏りを抑え、試料設置面４１の全体にむらなくメタルハライドランプ２１の光を照射できる。
【００２７】
図８は、試料設置面４１の幅方向における照度分布を示す図表であり、図９は、試料設置面４１の長さ方向における照度分布を示す図表である。図８の図表では横軸が試料設置面４１の幅方向Ｗにおける位置を示し、位置Ｗ１は試料設置面の一端に相当し、位置Ｗ２は他端に相当する。また、図９の図表の横軸は試料設置面４１の長さ方向Ｌにおける位置を示し、位置Ｌ１は試料設置面の一端に相当し、位置Ｌ２は他端に相当する。
なお、図８及び図９の縦軸は相対的な照度の大小を示しており、縦軸方向のスケールが絶対的な照度の値に対応するものではない。つまり、図８中の縦軸方向の大きさが測定される照度値自体を示すわけではない。従って、図８中に（Ａ）〜（Ｃ）で示す各グラフの照度を、図８の縦軸のスケールを基準として（Ａ）〜（Ｃ）間で比較することはできない。図８は、あくまで、（Ａ）〜（Ｃ）のそれぞれについて、幅方向Ｗにおける位置間の照度の大小を示している。図９も同様に、図９中の縦軸方向の大きさが照度値そのものを指すわけではないから、図９の縦軸のスケールを基準として（Ａ）〜（Ｃ）間で比較することはできない。図９は、あくまで（Ａ）〜（Ｃ）のそれぞれについて、長さ方向Ｌにおける位置間の照度の大小を示す図表である。
【００２８】
図８における（Ａ）はメタルハライドランプ２１の直射光による照度を示し、（Ｂ）は反射面３Ａで反射して試料設置面４１に照射された反射光による照度を示し、（Ｃ）は反射面３Ｃの反射光による照度を示す。
【００２９】
図８に示すように、メタルハライドランプ２１の直射光は幅方向Ｗの中心をピークとしており、反射面３Ａ、３Ａによる反射光のピークは幅方向Ｗの両端部にある。これに対し、反射面３Ｃによる反射光は、幅方向Ｗの最も端の領域、すなわち位置Ｗ１、Ｗ２近傍を除いて均一に照射される。さらに、反射面３Ａによる反射光は、メタルハライドランプ２１から側方及び上方に照射された光であり、図３（Ｂ）に示したように、上部反射板３１がメタルハライドランプ２１に被さるように配置されていることから、この反射面３Ａ、３Ａの反射光の光量は非常に大きい。このため、メタルハライドランプ２１の直射光及び反射面３Ｃ、３Ｃによる反射光の偏りを解消するに足る光量が、幅方向Ｗの端部に照射される。この結果、反射面３Ａ、３Ａによる反射光と、反射面３Ｃ、３Ｃによる反射光と、メタルハライドランプ２１の直射光とを合わせた光量は、幅方向Ｗにおいてほぼ均一となり、照度のむらはほとんど生じない。
【００３０】
図９における（Ａ）はメタルハライドランプ２１の直射光による照度を示し、（Ｂ）は反射面３Ｂ、３Ｂで反射して試料設置面４１に照射された反射光による照度を示し、（Ｃ）は反射面３Ｄ、３Ｄの反射光による照度を示す。
図９に示すように、メタルハライドランプ２１の直射光は長さ方向Ｌの中心をピークとしており、反射面３Ｂ、３Ｂによる反射光のピークは長さ方向Ｌの中心よりも端部側に寄った位置にある。そして、反射面３Ｄ、３Ｄによる反射光のピークは、長さ方向Ｌの最も端の領域、すなわち位置Ｌ１、Ｌ２に極めて近い位置にある。このため、上述したように、メタルハライドランプ２１の直射光による反射光の偏りが、反射面３Ｂ、３Ｂによる反射光と、反射面３Ｄ、３Ｄによる反射光によって解消される。この結果、反射面３Ｂ、３Ｂによる反射光と、反射面３Ｄ、３Ｄによる反射光と、メタルハライドランプ２１の直射光とを合わせた光量は、長さ方向Ｌにおいてほぼ均一となり、長さ方向Ｌにおける照度のむらはほとんど生じない。
【００３１】
以上のように、本発明を適用した実施の形態に係る耐候性試験装置１は、メタルハライドランプ２１と、メタルハライドランプ２１の長手方向に沿ってメタルハライドランプ２１に対向して配置された長手形状の試料設置面４１とを有し、メタルハライドランプ２１により試料設置面４１に配置された試料に光を照射する構成を有し、メタルハライドランプ２１の試料設置面４１側に、試料設置面４１から長さ方向Ｌまたは幅方向Ｗに外れた方向にメタルハライドランプ２１から放射された光を試料設置面４１に向けて反射する下部反射板３２が配置され、下部反射板３２は、メタルハライドランプ２１の端部側に位置して試料設置面４１の中心よりも長手方向端部側に寄った領域に反射光を照射する反射面３Ｂ、３Ｂと、反射面３Ｂ、３Ｂが光を照射する領域よりも端の領域に反射光を照射する反射面３Ｄ、３Ｄと、を有するので、試料設置面４１の中央より端に寄った領域４１Ｄ、４１Ｄには、反射面３Ｂ、３Ｂで反射された反射光が当たり、この領域４１Ｄ、４１Ｄより先端側の領域４１Ｆ、４１Ｆには反射面３Ｄ、３Ｄの反射光が当たる。このため、試料設置面４１の中央を含む領域４１Ａにはメタルハライドランプ２１からの直射光が強く当たることと合わせて、試料設置面４１に照射される光量の偏りが反射面３Ｂ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｄによって補正されることで、試料設置面４１における光量むらを抑え、試料設置面４１の全体にむらなくメタルハライドランプ２１の光を照射させることができ、試料設置面４１に配置された複数の試料４に均等に光を照射できる。
【００３２】
このように、メタルハライドランプ２１の下側に位置する４面からなる下部反射板３２に、補助反射板３４を設けて６面の反射面を設けた構成により、試料設置面４１における光のむらを解消できるので、例えば１０枚を超える反射板を用いたり、反射板をエンボス加工して光を拡散させたりする場合に比べ、シンプルな構成で効率よく光量のむらを軽減できる。また、線状光源であるメタルハライドランプ２１の形状に最適な反射面３Ｂ、３Ｂ及び３Ｄ、３Ｄ等を配置し、光を試料設置面４１の外に拡散させないので、光量のロスを低減し、効率よく複数の試料４に均等に光を照射できる。
【００３３】
また、耐候性試験装置１には、メタルハライドランプ２１を挟んで試料設置面４１の反対側に、メタルハライドランプ２１の長さ方向に延びる曲面によってメタルハライドランプ２１から放射された光を、試料設置面４１の側端部を含む領域４１Ｂ、４１Ｂに照射する上部反射板３１が配置されているので、この上部反射板３１の反射面３Ａ、３Ａの反射光が試料設置面４１に照射されることで、反射面３Ｂ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｄの反射光が当たることと合わせて、試料設置面４１における光量むらをより低減できる。
さらに、反射面３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄはいずれも平滑な鏡面で構成されているので、より効率よく光を反射し、光量のロスを減らすことができる。
また、上記実施の形態の耐候性試験装置１は、下部反射板３２の反射面３Ｃ、３Ｃによってもメタルハライドランプ２１の放射光のうち試料設置面４１の外へ放射される光を、試料設置面４１に集めることで、光量のロスをより低減できる。反射面３Ｃ、３Ｃは、反射面３Ｄ、３Ｄ等よりも高さ方向のサイズが大きいため、メタルハライドランプ２１の放射光をむらなく、試料設置面４１のほぼ全体に照射することができる。これにより、試験に必要なメタルハライドランプ２１の出力が低くて済み、メタルハライドランプ２１の長寿命化や消費電力量の低減を図ることができる。
【００３４】
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
例えば、上述した実施の形態では、下部反射板３２の反射面３Ｂ、３Ｂに、補助反射板３４が固定され、この補助反射板３４の表面が反射面３Ｄ、３Ｄとなる構成としたが、反射面３Ｂ、３Ｂの一部を突出させて、この突出部の表面が反射面３Ｄ、３Ｄと同様の反射面として作用する構成としてもよい。また、線状光源はメタルハライドランプ２１に限らず、キセノンランプ、カーボンアークランプ、水銀ランプ等の他種の紫外線光源を用いることが可能である。さらに、上述した実施の形態では、水平に設置された試料設置面４１の上方にメタルハライドランプ２１を配置して、上方から試料４に紫外光を照射する構成としたが、試料設置面４１を垂直に立てて配置し、この試料設置面４１に対して横からメタルハライドランプ２１により紫外光を照射してもよい。また、上部反射板３１の反射面３Ａがメタルハライドランプ２１の上方から側方にかけて位置する構成としたが、より小さいものであってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１ 耐候性試験装置
３Ａ 反射面（曲面）
３Ｂ 反射面（第１の反射面）
３Ｃ 反射面
３Ｄ 反射面（第２の反射面）
４ 試料
２１ メタルハライドランプ（線状光源）
３０ 反射板
３１ 上部反射板（曲面反射部材）
３２ 下部反射板（反射部材）
４０ 試料台
４１ 試料設置面
Ｌ 長さ方向
Ｗ 幅方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料に光を照射して耐候性試験を行う耐候性試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源の下方に試料を置いて光を照射し、光による劣化を試験する試験装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）。このような試験装置では、光源からの光が無駄なく試料に当たるように、光源の近傍に反射板を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−２７１４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された構成のように、複数の試料を配置するスペースに対して１つ或いは少数の光源により光を照射する場合、試料毎に照射される光量のむらを生じる可能性がある。このような光量のむらは試験条件のばらつきの一因となるため、むらを抑えることが望まれる。しかしながら、従来の反射板等は、例えば特許文献１に記載されたように半円形状とすることで、試料から外れた方向に放射された光を試料に導くことを目的としており、複数の試料に対する光量のむらを解消するものではなかった。また、光量のむらを低減させるための手法として、反射板にエンボス加工を施して光を拡散させる方法や、多数の反射板を配置する方法が考えられたが、光量のむらの発生状態は、光源の形状等によって異なるので、単に拡散させたり多数の反射板を配置したりする方法や、反射板の形状を曲面にする等の方法では容易に解消できない。さらに、多数の反射板を用いる方法やエンボス加工を施す方法はコスト増を招くという問題もあった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、線状光源から複数の試料に対してむらなく光を照射することが可能な耐候性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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の耐候性試験装置は、線状光源と、前記線状光源の長手方向に沿って前記線状光源に対向して配置された長手形状の試料設置面とを有し、前記線状光源により前記試料設置面に配置された試料に光を照射する耐候性試験装置において、前記線状光源の前記試料設置面側に、前記試料設置面から外れた方向に前記線状光源から放射された光を前記試料設置面に向けて反射する反射部材が配置され、前記反射部材は、前記線状光源の端部側に位置して前記試料設置面の中心よりも長手方向端部側に寄った領域に反射光を照射する第１の反射面と、前記第１の反射面が光を照射する領域よりも端の領域に反射光を照射する第２の反射面とを有すること、を特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、上記耐候性試験装置において、前記線状光源を挟んで前記試料設置面の反対側に、前記線状光源の長さ方向に延びる曲面によって前記線状光源から放射された光を、前記試料設置面の側端部を含む領域に照射する曲面反射部材が配置されたこと、を特徴とする。
【０００７】
さらに、本発明は、上記耐候性試験装置において、前記第１および第２の反射面と、前記曲面反射部材が有する反射面とは平滑な鏡面で構成されたこと、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、線状光源によって長手形状の試料設置面に配置された複数の試料に対して光を照射する場合に、試料設置面における光量むらを抑え、複数の試料に均等に光を照射できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る耐候性試験装置の構成を示す一部破断正面図である。
【図２】試料設置面とメタルハライドランプとの位置関係を示す概略平面図である。
【図３】反射板の構成を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｐ’断面図である。
【図４】反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は反射光の進路を示し、（Ｂ）は試料台における照射位置を示す。
【図５】反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は反射光の進路を示し、（Ｂ）は試料台における照射位置を示す。
【図６】反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は反射光の進路を示し、（Ｂ）は試料台における照射位置を示す。
【図７】反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は反射光の進路を示し、（Ｂ）は試料台における照射位置を示す。
【図８】試料設置面の幅方向における照度分布を示す図表である。
【図９】試料設置面の長さ方向における照度分布を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明を適用した実施の形態に係る耐候性試験装置１の構成を示す正面図であり、筐体１０の一部を破断して内部を示している。
耐候性試験装置１の上部には光源収容室１１が設けられ、この光源収容室１１に、線状光源としてのメタルハライドランプ２１を有する光源部２が配置されている。また、光源収容室１１の下方には試験槽１２が設けられ、試験槽１２内には、試料４を載置する試料台４０が設置されている。耐候性試験装置１は、光源部２によって試料台４０に載置された試料４に紫外線を照射することにより、試料４の耐候性を試験する装置である。
【００１１】
光源部２が備える試験用の紫外線放射光源としてのメタルハライドランプ２１は、図示しない安定器から電力の供給を受けて、試験用の所定波長の紫外線を発する。メタルハライドランプ２１には、冷却水が流れる水冷ジャケット２２が設けられ、水冷ジャケット２２とともに光源収容室１１の天井に固定されている。水冷ジャケット２２は、図１に一部破断面として示すように、外管２２Ａと内管２２Ｂとの間に冷却水が流れる二重管構造を有し、この外管２２Ａと内管２２Ｂとの間の空間には、耐候性試験用の波長の光を透過させるフィルター２３が配設されている。なお、メタルハライドランプ２１が発する光の波長域およびフィルター２３により透過される光の波長域は、要求される試験の目的や内容等に応じて適宜変更可能である。
また、図１に示すように、光源部２は、メタルハライドランプ２１の光を下方に導く反射板３０を備えている。反射板３０は、メタルハライドランプ２１の上方に位置する上部反射板３１（曲面反射部材）と、メタルハライドランプ２１の下側に位置する下部反射板３２（反射部材）とを有し、これらの反射板３０によって、メタルハライドランプ２１が放射した光が効率よく試料設置面４１に照射される。
【００１２】
試料台４０は、試験槽１２の底面に設置された台座に平板状の試料設置面４１を載せた構成となっており、この試料設置面４１に試料４が載置される。試料設置面４１は、メタルハライドランプ２１に対して平行な平面である。試料台４０の台座には、試料設置面４１を昇降させる図示しない昇降機構が設けられ、この昇降機構によって、試料設置面４１の高さを自在に調整し、例えば試験の内容や試料４の大きさに応じて、メタルハライドランプ２１から試料４までの距離を調整できる。
【００１３】
また、筐体１０において試験槽１２の下方には冷却水回路１３が配設されている。冷却水回路１３は、水冷ジャケット２２に冷却水を送出するポンプ、冷却水の温度を所定温度以下に保持する冷却装置、循環される冷却水の水量を十分な量に保つための冷却水タンク等を備えている。
さらに、耐候性試験装置１の前面には、液晶表示パネル等の表示パネルにタッチパネルが重畳されたコントロールパネル１５が配置され、このコントロールパネル１５により、耐候性試験装置１の動作状態等を表示するとともに、耐候性試験装置１の試験条件等の入力操作を行うことができる。
また、図示はしないが、耐候性試験装置１は、試験槽１２内部の気温を検出する温度センサーと、ヒーター、冷却装置、及び、ヒーターと冷却装置とによって温度調整された空気を試験槽１２へ吹き込む送風ファンとを備え、温度センサーの検出値に基づいて試験槽１２内の気温を所定温度に保持する機能を有している。
そして、耐候性試験装置１は、メタルハライドランプ２１を点灯させる安定器（図示略）、冷却水回路１３、上述した温度センサー、ヒーター、冷却装置、及び、送風ファンに接続された制御部１６を有し、制御部１６によって耐候性試験装置１の各部を制御して、コントロールパネル１５の操作によって設定された条件下での試料４の試験を行う。
【００１４】
図２は、試料設置面４１とメタルハライドランプ２１との相対的な位置関係を示す平面図である。
この図２に示すように、試料４が並べて配置される試料設置面４１は長方形に構成されており、試料設置面４１の長さ方向が、線状光源であるメタルハライドランプ２１の長手方向に沿うように配置される。この方向（試料設置面４１の長さ方向、メタルハライドランプ２１の長手方向）を、長さ方向Ｌとする。また、試料設置面４１の短手方向を、幅方向Ｗとする。幅方向Ｗは、長さ方向Ｌと直交する方向である。
試料設置面４１上の試料４は、試験される表面をメタルハライドランプ２１に向けて配置され、必要に応じて試料設置面４１に固定される。
【００１５】
図３は、反射板３０の構成を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｐ’断面図である。
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、上部反射板３１は、メタルハライドランプ２１の長手方向に延びる２つの曲面を、メタルハライドランプ２１の軸中心を通り試料設置面４１に垂直な面で接合した形状を有し、メタルハライドランプ２１を上方から覆うように配設されている。上部反射板３１の内側、すなわちメタルハライドランプ２１側は、２つの反射面３Ａ、３Ａとなっている。これら２つの反射面３Ａ、３Ａは平滑面であり、好ましくは鏡面となっている。反射面３Ａ、３Ａは、メタルハライドランプ２１が上方及び側方へ向けて放射した光を、下方に向けて反射する。反射面３Ａ及び後述する各反射面の立体的形状は、例えば、配光分布についてのシミュレーション計算により、最適分布が得られるような形状を適宜選定すればよい。
【００１６】
一方、下部反射板３２は、メタルハライドランプ２１の下方、かつ、試料設置面４１の上方に位置している。なお、本実施形態では、上部反射板３１と下部反射板３２との間は離隔しているが、互いに接していてもよい。
下部反射板３２は、上部が小さく下部が大きいテーパーを有する四角錐台形状である。この四角錐台の上下の２面は開口していて、下部反射板３２は角錐台の側面に相当する４つの平面を有する。これら４つの平面は、試料設置面４１に垂直な方向に対して、試料設置面４１側を向くよう傾いている。
【００１７】
下部反射板３２を構成する４つの平面のうち、試料設置面４１の長さ方向Ｌにおける両端に位置する２つの平面を反射面３Ｂ、３Ｂ（第１の反射面）とし、幅方向Ｗの両端に位置する２つの平面を反射面３Ｃ、３Ｃとする。これら４つの反射面３Ｂ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｃは平滑な鏡面で構成され、メタルハライドランプ２１が放射した光を試料設置面４１へ向けて反射する。
【００１８】
さらに、２つの反射面３Ｂ、３Ｂには、それぞれ、補助反射板３４、３４が取り付けられている。補助反射板３４、３４の各々は、反射面３Ｂ、３Ｂの上部に固定され、その表面は試料設置面４１を向く反射面３Ｄ、３Ｄ（第２の反射面）となる。反射面３Ｄ、３Ｄは、試料設置面４１に垂直な方向に対して、反射面３Ｂ、３Ｂよりも大きく傾斜しており、反射面３Ｂ、３Ｂとは異なる方向に向けてメタルハライドランプ２１の放射光を反射する。
【００１９】
図４〜図７の各図は、反射板３０が有する各反射面３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄによる反射方向と、試料設置面４１における反射光の概略分布を対比させて示す図である。
図４は、反射面３Ａ、３Ａによる反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は側面方向から見たメタルハライドランプ２１、上部反射板３１及び試料設置面４１の位置関係を示し、（Ｂ）には試料設置面４１上における反射光の分布を示す。
図４（Ａ）中に矢印で示すように、メタルハライドランプ２１から上向き及び横向きに放射された光は反射面３Ａ、３Ａに反射して下方に向かい、主に図４（Ｂ）に符号４１Ｂ、４１Ｂで示す幅方向Ｗの両端部に位置する領域を中心として照射される。領域４１Ａは、試料設置面４１において、長さ方向Ｌの中央を中心とした細長い領域である。上述のように上部反射板３１は幅方向Ｗに並ぶ２つの反射面３Ａ、３Ａを有し、一方の反射面３Ａで反射した光が試料設置面４１の一端側の領域４１Ｂに照射され、他方の反射面３Ａで反射した光が試料設置面４１の他方側の領域４１Ｂに照射される。
【００２０】
試料設置面４１においては、メタルハライドランプ２１の直下に相当する位置に、メタルハライドランプ２１からの直射光が多く照射される。メタルハライドランプ２１は細長い管内で放電することにより発光する光源であるため、その長手方向中央部が最も多くの光を発する。このため、図４（Ｂ）に符号４１Ａで示す領域は、メタルハライドランプ２１の直射光の光量が特に多い。上部反射板３１は、メタルハライドランプ２１の直射光が多く当たる領域４１Ａの両脇に位置する領域４１Ｂ、４１Ｂに向けて光を照射することにより、幅方向Ｗにおける光量（照度）の偏り（むら）を軽減する。
【００２１】
図５は、反射面３Ｂ、３Ｂによる反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は正面からみた反射面３Ｂ、３Ｂ、メタルハライドランプ２１及び試料設置面４１の位置関係を示し、（Ｂ）には試料設置面４１上における反射光の分布を示す。
図５（Ａ）中に矢印で示すように、メタルハライドランプ２１から斜め下方に放射される放射光のうち、長さ方向Ｌにおいて試料設置面４１から外れた方向へ向かう放射光は、反射面３Ｂ、３Ｂによって試料設置面４１に向けて反射される。この光は、主に、図５（Ｂ）に符号４１Ｄ、４１Ｄで示す領域に集中して放射される。領域４１Ｄ、４１Ｄは、それぞれ、試料設置面４１の長さ方向Ｌにおける中央から端部側にずれた位置にある。領域４１Ｄ、４１Ｄはメタルハライドランプ２１による直射光が多く照射される領域でもあるが、長さ方向Ｌの中心ではないため、光量は領域４１Ａ（図４（Ｂ））に劣る。また、反射面３Ａ、３Ａで反射した反射光が幅方向Ｗの両端側の領域４１Ｂ、４１Ｂに照射されるのに対し、この領域４１Ｂ、４１Ｂよりも長さ方向Ｌの両端側に、反射面３Ｂ、３Ｂの反射光が照射される。従って、反射面３Ｂ、３Ｂにより領域４１Ｄ、４１Ｄに反射光が照射されることで、長さ方向Ｌにおける光量のむらが軽減される。
【００２２】
図６は、反射面３Ｃ、３Ｃによる反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は側面方向から見たメタルハライドランプ２１、上部反射板３１、反射面３Ｃ、３Ｃ及び試料設置面４１の位置関係を示し、（Ｂ）には試料設置面４１上における反射光の分布を示す。
図６（Ａ）中に矢印で示すように、メタルハライドランプ２１から、試料設置面４１より幅方向Ｗに外れた位置に放射された光は、反射面３Ｃ、３Ｃによって試料設置面４１に向けて反射される。また、反射面３Ａ、３Ａで反射された反射光の一部は試料設置面４１から幅方向Ｗに外れた位置に向かってしまうが、この光は反射面３Ｃ、３Ｃに当たって再び反射され、試料設置面４１に照射される。さらに、反射面３Ａの反射光のうち、試料設置面４１に対する傾きが小さい光、すなわち試料設置面４１に平行な向きに近い光は、いずれか一方の反射面３Ａで反射して反対側の反射面３Ｃに達して反射され、さらに反対側の反射面３Ｃで反射する。この光は反射を繰り返して試料設置面４１に照射される。
【００２３】
反射面３Ｃ、３Ｃで反射した反射光は、図６（Ｂ）に符号４１Ｅで示すように、試料設置面４１の長さ方向Ｌの中央部から両端部にかけて広い範囲で、幅方向Ｗの全体にわたって照射される。２つの反射面３Ｃ、３Ｃの反射光は試料設置面４１の中央まで達するため、この反射光が当たる領域は一つの領域４１Ｅとなる。反射面３Ｃ、３Ｃは、反射面３Ａ、３Ａと同様に、メタルハライドランプ２１の長手方向に沿って延びる形状であるため、領域４１Ｅは長さ方向Ｌに広い。また、反射面３Ｃは上下方向の幅が広いため、反射面３Ｃから試料設置面４１に照射される光は試料設置面４１上で広く分布し、大きな光量の偏りを生じにくい。
このように、反射面３Ｃ、３Ｃの反射光は、試料設置面４１のほぼ全体に相当する領域４１Ｅに対し、むらなく照射されるので、試料設置面４１の側方に外れてしまう光を反射面３Ｃ、３Ｃで反射して、試料設置面４１にむらなく多くの光を照射できる。
【００２４】
図７は、反射面３Ｄ、３Ｄによる反射光の概略分布を示す図であり、（Ａ）は正面からみた反射面３Ｄ、３Ｄ、メタルハライドランプ２１及び試料設置面４１の位置関係を示し、（Ｂ）には試料設置面４１上における反射光の分布を示す。
図７（Ａ）中に矢印で示すように、メタルハライドランプ２１から斜め下方に放射される放射光のうち、長さ方向Ｌにおいて試料設置面４１から外れた方向へ向かう放射光の一部は、反射面３Ｄ、３Ｄによって試料設置面４１に向けて反射される。上述のように、反射面３Ｄ、３Ｄは反射面３Ｂ、３Ｂよりも、試料設置面４１に対する傾斜が大きく、また、反射面３Ｄ、３Ｄは反射面３Ｂ、３Ｂの上部に配設されている。このため、反射面３Ｂ、３Ｂによる反射に比べて、メタルハライドランプ２１の放射光のうち、試料設置面４１に対する傾きが小さい光、すなわち試料設置面４１に平行な向きに近い光が、反射面３Ｄ、３Ｄによって、鉛直に近い角度で試料設置面４１に照射される。
【００２５】
従って、図７（Ｂ）に示すように、反射面３Ｄ、３Ｄによる反射光は、各々の反射面３Ｄ、３Ｄの直下に近い位置に照射される。反射面３Ｄ、３Ｄによる反射光が照射される領域４１Ｆ、４１Ｆは、試料設置面４１の長さ方向Ｌの両端部に位置し、反射面３Ｂの反射光が当たる領域４１Ｄ、４１Ｄよりも、さらに試料設置面４１の先端側にある。
上述のように、線状光源であるメタルハライドランプ２１は長さ方向Ｌの中央部で最も多くの光を発するので、試料設置面４１の長さ方向Ｌの先端部（末端部）である領域４１Ｆでは、特に光量が低くなりやすい。また、平板状の反射板を用いて、メタルハライドランプ２１が放射した光を領域４１Ｆ、４１Ｆに集めるためには、反射面３Ｂ、３Ｂのようにメタルハライドランプ２１に近い位置で試料設置面４１に対して垂直に近い反射板を設ける必要がある。しかしながら、反射面３Ｂ、３Ｂのような位置及び角度の反射板では、メタルハライドランプ２１から試料設置面４１の外へ放射される光の一部しか反射させることができず、例えば、試料設置面４１に近い位置で外れてしまう光を反射させることができない。さらに、領域４１Ｆ、４１Ｆにのみ光を集めてしまっては、かえって光量の偏りを生じることになりかねない。
【００２６】
そこで、耐候性試験装置１では、メタルハライドランプ２１の長さ方向Ｌにおける端部側に位置する反射面３Ｂ、３Ｂと、この反射面３Ｂ、３Ｂとは別体の反射面３Ｄ、３Ｄとを設け、反射面３Ｂ、３Ｂによって、試料設置面４１の中心よりも端部側に位置する領域４１Ｄ、４１Ｄに光を反射し、反射面３Ｄ、３Ｄにより、領域４１Ｄ、４１Ｄよりもさらに端に位置する領域４１Ｆ、４１Ｆに光を反射する構成とした。この構成によれば、メタルハライドランプ２１から、試料設置面４１に垂直に近い角度で放射された光を、試料設置面４１の長さ方向Ｌにおける中心から全体的に反射させ、水平に近い角度で放射された光を先端の領域４１Ｆ、４１Ｆに反射させるので、試料設置面４１における光量の偏りを抑え、試料設置面４１の全体にむらなくメタルハライドランプ２１の光を照射できる。
【００２７】
図８は、試料設置面４１の幅方向における照度分布を示す図表であり、図９は、試料設置面４１の長さ方向における照度分布を示す図表である。図８の図表では横軸が試料設置面４１の幅方向Ｗにおける位置を示し、位置Ｗ１は試料設置面の一端に相当し、位置Ｗ２は他端に相当する。また、図９の図表の横軸は試料設置面４１の長さ方向Ｌにおける位置を示し、位置Ｌ１は試料設置面の一端に相当し、位置Ｌ２は他端に相当する。
なお、図８及び図９の縦軸は相対的な照度の大小を示しており、縦軸方向のスケールが絶対的な照度の値に対応するものではない。つまり、図８中の縦軸方向の大きさが測定される照度値自体を示すわけではない。従って、図８中に（Ａ）〜（Ｃ）で示す各グラフの照度を、図８の縦軸のスケールを基準として（Ａ）〜（Ｃ）間で比較することはできない。図８は、あくまで、（Ａ）〜（Ｃ）のそれぞれについて、幅方向Ｗにおける位置間の照度の大小を示している。図９も同様に、図９中の縦軸方向の大きさが照度値そのものを指すわけではないから、図９の縦軸のスケールを基準として（Ａ）〜（Ｃ）間で比較することはできない。図９は、あくまで（Ａ）〜（Ｃ）のそれぞれについて、長さ方向Ｌにおける位置間の照度の大小を示す図表である。
【００２８】
図８における（Ａ）はメタルハライドランプ２１の直射光による照度を示し、（Ｂ）は反射面３Ａで反射して試料設置面４１に照射された反射光による照度を示し、（Ｃ）は反射面３Ｃの反射光による照度を示す。
【００２９】
図８に示すように、メタルハライドランプ２１の直射光は幅方向Ｗの中心をピークとしており、反射面３Ａ、３Ａによる反射光のピークは幅方向Ｗの両端部にある。これに対し、反射面３Ｃによる反射光は、幅方向Ｗの最も端の領域、すなわち位置Ｗ１、Ｗ２近傍を除いて均一に照射される。さらに、反射面３Ａによる反射光は、メタルハライドランプ２１から側方及び上方に照射された光であり、図３（Ｂ）に示したように、上部反射板３１がメタルハライドランプ２１に被さるように配置されていることから、この反射面３Ａ、３Ａの反射光の光量は非常に大きい。このため、メタルハライドランプ２１の直射光及び反射面３Ｃ、３Ｃによる反射光の偏りを解消するに足る光量が、幅方向Ｗの端部に照射される。この結果、反射面３Ａ、３Ａによる反射光と、反射面３Ｃ、３Ｃによる反射光と、メタルハライドランプ２１の直射光とを合わせた光量は、幅方向Ｗにおいてほぼ均一となり、照度のむらはほとんど生じない。
【００３０】
図９における（Ａ）はメタルハライドランプ２１の直射光による照度を示し、（Ｂ）は反射面３Ｂ、３Ｂで反射して試料設置面４１に照射された反射光による照度を示し、（Ｃ）は反射面３Ｄ、３Ｄの反射光による照度を示す。
図９に示すように、メタルハライドランプ２１の直射光は長さ方向Ｌの中心をピークとしており、反射面３Ｂ、３Ｂによる反射光のピークは長さ方向Ｌの中心よりも端部側に寄った位置にある。そして、反射面３Ｄ、３Ｄによる反射光のピークは、長さ方向Ｌの最も端の領域、すなわち位置Ｌ１、Ｌ２に極めて近い位置にある。このため、上述したように、メタルハライドランプ２１の直射光による反射光の偏りが、反射面３Ｂ、３Ｂによる反射光と、反射面３Ｄ、３Ｄによる反射光によって解消される。この結果、反射面３Ｂ、３Ｂによる反射光と、反射面３Ｄ、３Ｄによる反射光と、メタルハライドランプ２１の直射光とを合わせた光量は、長さ方向Ｌにおいてほぼ均一となり、長さ方向Ｌにおける照度のむらはほとんど生じない。
【００３１】
以上のように、本発明を適用した実施の形態に係る耐候性試験装置１は、メタルハライドランプ２１と、メタルハライドランプ２１の長手方向に沿ってメタルハライドランプ２１に対向して配置された長手形状の試料設置面４１とを有し、メタルハライドランプ２１により試料設置面４１に配置された試料に光を照射する構成を有し、メタルハライドランプ２１の試料設置面４１側に、試料設置面４１から長さ方向Ｌまたは幅方向Ｗに外れた方向にメタルハライドランプ２１から放射された光を試料設置面４１に向けて反射する下部反射板３２が配置され、下部反射板３２は、メタルハライドランプ２１の端部側に位置して試料設置面４１の中心よりも長手方向端部側に寄った領域に反射光を照射する反射面３Ｂ、３Ｂと、反射面３Ｂ、３Ｂが光を照射する領域よりも端の領域に反射光を照射する反射面３Ｄ、３Ｄと、を有するので、試料設置面４１の中央より端に寄った領域４１Ｄ、４１Ｄには、反射面３Ｂ、３Ｂで反射された反射光が当たり、この領域４１Ｄ、４１Ｄより先端側の領域４１Ｆ、４１Ｆには反射面３Ｄ、３Ｄの反射光が当たる。このため、試料設置面４１の中央を含む領域４１Ａにはメタルハライドランプ２１からの直射光が強く当たることと合わせて、試料設置面４１に照射される光量の偏りが反射面３Ｂ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｄによって補正されることで、試料設置面４１における光量むらを抑え、試料設置面４１の全体にむらなくメタルハライドランプ２１の光を照射させることができ、試料設置面４１に配置された複数の試料４に均等に光を照射できる。
【００３２】
このように、メタルハライドランプ２１の下側に位置する４面からなる下部反射板３２に、補助反射板３４を設けて６面の反射面を設けた構成により、試料設置面４１における光のむらを解消できるので、例えば１０枚を超える反射板を用いたり、反射板をエンボス加工して光を拡散させたりする場合に比べ、シンプルな構成で効率よく光量のむらを軽減できる。また、線状光源であるメタルハライドランプ２１の形状に最適な反射面３Ｂ、３Ｂ及び３Ｄ、３Ｄ等を配置し、光を試料設置面４１の外に拡散させないので、光量のロスを低減し、効率よく複数の試料４に均等に光を照射できる。
【００３３】
また、耐候性試験装置１には、メタルハライドランプ２１を挟んで試料設置面４１の反対側に、メタルハライドランプ２１の長さ方向に延びる曲面によってメタルハライドランプ２１から放射された光を、試料設置面４１の側端部を含む領域４１Ｂ、４１Ｂに照射する上部反射板３１が配置されているので、この上部反射板３１の反射面３Ａ、３Ａの反射光が試料設置面４１に照射されることで、反射面３Ｂ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｄの反射光が当たることと合わせて、試料設置面４１における光量むらをより低減できる。
さらに、反射面３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄはいずれも平滑な鏡面で構成されているので、より効率よく光を反射し、光量のロスを減らすことができる。
また、上記実施の形態の耐候性試験装置１は、下部反射板３２の反射面３Ｃ、３Ｃによってもメタルハライドランプ２１の放射光のうち試料設置面４１の外へ放射される光を、試料設置面４１に集めることで、光量のロスをより低減できる。反射面３Ｃ、３Ｃは、反射面３Ｄ、３Ｄ等よりも高さ方向のサイズが大きいため、メタルハライドランプ２１の放射光をむらなく、試料設置面４１のほぼ全体に照射することができる。これにより、試験に必要なメタルハライドランプ２１の出力が低くて済み、メタルハライドランプ２１の長寿命化や消費電力量の低減を図ることができる。
【００３４】
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
例えば、上述した実施の形態では、下部反射板３２の反射面３Ｂ、３Ｂに、補助反射板３４が固定され、この補助反射板３４の表面が反射面３Ｄ、３Ｄとなる構成としたが、反射面３Ｂ、３Ｂの一部を突出させて、この突出部の表面が反射面３Ｄ、３Ｄと同様の反射面として作用する構成としてもよい。また、線状光源はメタルハライドランプ２１に限らず、キセノンランプ、カーボンアークランプ、水銀ランプ等の他種の紫外線光源を用いることが可能である。さらに、上述した実施の形態では、水平に設置された試料設置面４１の上方にメタルハライドランプ２１を配置して、上方から試料４に紫外光を照射する構成としたが、試料設置面４１を垂直に立てて配置し、この試料設置面４１に対して横からメタルハライドランプ２１により紫外光を照射してもよい。また、上部反射板３１の反射面３Ａがメタルハライドランプ２１の上方から側方にかけて位置する構成としたが、より小さいものであってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１ 耐候性試験装置
３Ａ 反射面（曲面）
３Ｂ 反射面（第１の反射面）
３Ｃ 反射面
３Ｄ 反射面（第２の反射面）
４ 試料
２１ メタルハライドランプ（線状光源）
３０ 反射板
３１ 上部反射板（曲面反射部材）
３２ 下部反射板（反射部材）
４０ 試料台
４１ 試料設置面
Ｌ 長さ方向
Ｗ 幅方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状光源と、前記線状光源の長手方向に沿って前記線状光源に対向して配置された長手形状の試料設置面とを有し、前記線状光源により前記試料設置面に配置された試料に光を照射する耐候性試験装置において、
前記線状光源の前記試料設置面側に、前記試料設置面から外れた方向に前記線状光源から放射された光を前記試料設置面に向けて反射する反射部材が配置され、
前記反射部材は、前記線状光源の端部側に位置して前記試料設置面の中心よりも長手方向端部側に寄った領域に反射光を照射する第１の反射面と、前記第１の反射面が光を照射する領域よりも端の領域に反射光を照射する第２の反射面とを有すること、
を特徴とする耐候性試験装置。
【請求項２】
請求項１記載の耐候性試験装置において、
前記線状光源を挟んで前記試料設置面の反対側に、前記線状光源の長さ方向に延びる曲面によって前記線状光源から放射された光を、前記試料設置面の側端部を含む領域に照射する曲面反射部材が配置されたこと、
を特徴とする耐候性試験装置。
【請求項３】
請求項２記載の耐候性試験装置において、
前記第１および第２の反射面と、前記曲面反射部材が有する反射面とは平滑な鏡面で構成されたこと、
を特徴とする耐候性試験装置。
【請求項１】
線状光源と、前記線状光源の長手方向に沿って前記線状光源に対向して配置された長手形状の試料設置面とを有し、前記線状光源により前記試料設置面に配置された試料に光を照射する耐候性試験装置において、
前記線状光源の前記試料設置面側に、前記試料設置面から外れた方向に前記線状光源から放射された光を前記試料設置面に向けて反射する反射部材が配置され、
前記反射部材は、前記線状光源の端部側に位置して前記試料設置面の中心よりも長手方向端部側に寄った領域に反射光を照射する第１の反射面と、前記第１の反射面が光を照射する領域よりも端の領域に反射光を照射する第２の反射面とを有すること、
を特徴とする耐候性試験装置。
【請求項２】
請求項１記載の耐候性試験装置において、
前記線状光源を挟んで前記試料設置面の反対側に、前記線状光源の長さ方向に延びる曲面によって前記線状光源から放射された光を、前記試料設置面の側端部を含む領域に照射する曲面反射部材が配置されたこと、
を特徴とする耐候性試験装置。
【請求項３】
請求項２記載の耐候性試験装置において、
前記第１および第２の反射面と、前記曲面反射部材が有する反射面とは平滑な鏡面で構成されたこと、
を特徴とする耐候性試験装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２３７０５５（Ｐ２０１０−２３７０５５Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８５７４８（Ｐ２００９−８５７４８）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
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