JP2001305033A

JP2001305033A - 液槽式冷熱衝撃装置

Info

Publication number: JP2001305033A
Application number: JP2000121140A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Sugiyama; 茂樹杉山
Original assignee: Tabai Espec Co Ltd
Current assignee: Espec Corp
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2000-04-21
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】試料移動が不要で構造、操作、制御の簡単な
液槽式冷熱衝撃装置を提供する。【解決手段】本装置は、高低温側熱媒液Ｌ₁及びＬ₂
で試料Ｗに熱衝撃を与えられるようにした装置であり、
液Ｌ₁とＬ₂と試料Ｗとが出し入れされる１基の液槽
１、その外にそれぞれ加熱器２１及び冷却器３１を備え
ていてこれらによって液Ｌ₁及びＬ₂を加熱及び冷却し
て液槽１を介して循環を可能にする高低温側循環系２及
び３、循環系２と３とを切り換えて循環可能にするため
の高低温側電磁弁２２及び３２、その他循環ポンプ２
３、３３、電動弁２４、３４、冷凍機の圧縮機３ａ、凝
縮器３ｂ、膨張機構３ｃ、回収管３ｄ、等を有する。【効果】液Ｌ₁、Ｌ₂を所定の間隔で交互に試料Ｗに
掛けて冷熱衝撃を与えることができる。液槽が１つで試
料移動及びそのための出し入れが不要で、装置構造や制
御が簡単になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、熱容量の大きい
液体を利用し、試料に対して高温と低温の熱ストレスを
交互に一定時間付与する冷熱衝撃装置に関し、半導体、
電気・電子部品、その他の工業製品等の信頼性試験であ
って、試料の熱的ストレスを加速させて潜在欠陥を顕在
化させて検出し、製品の品質向上を目的とする信頼性試
験に好都合に利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来の液槽式冷熱衝撃装置では、高温用
及び低温用の熱媒体が液体であって容器に入れられると
定形性を有すると共に熱容量の大きいものであることか
ら、これらの液を高温液槽と低温液槽との２槽に入れて
保有し、それぞれの槽内の熱媒液を高温と低温とに温度
制御し、試験される試料の方をそれぞれの槽内の熱媒液
に交互に浸漬させるようにしていた。

【０００３】しかしながら、このような装置では、高温
用及び低温用の液槽間で試料を移動させるため、試料の
往復移動機構が必要になること、そのため装置構成が複
雑になって装置コストが高いこと、試験時の操作や制御
も複雑になること等の問題を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
於ける上記問題を解決し、試料移動機構が不要で構造及
び操作・制御が簡単でコストの低減された冷熱衝撃装置
を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１の発明は、高温側熱媒液と低温側
熱媒液とで試料に熱衝撃を与えられるようにした液槽式
冷熱衝撃装置において、前記高温側熱媒液と前記低温側
熱媒液と前記試料とが出し入れされる単一の容器と、該
容器の外に加熱器を備えていて該加熱器で前記高温側熱
媒液を加熱して前記容器を介して循環を可能にする高温
側循環系と、前記容器の外に冷却器を備えていて該冷却
器で前記低温側熱媒液を冷却して前記容器を介して循環
を可能にする低温側循環系と、前記高温側循環系と前記
低温側循環系とを切り換えて前記循環を可能にする切換
手段と、を有することを特徴とする。

【０００６】この場合、前記高温側循環系及び前記低温
側循環系に、それぞれ前記高温側熱媒液又は前記低温側
熱媒液によって前記容器内で前記試料を浸漬可能にする
高温側液張り手段及び低温側液張り手段を設けるように
してもよい。

【０００７】請求項２の発明は、上記に加えて、前記高
温側熱媒液と前記低温側熱媒液とは前記試料に掛けられ
るように前記容器に入れられ、前記高温側循環系と前記
低温側循環系とはそれぞれ少なくとも前記掛けられてい
る前記高温側熱媒液と前記低温側熱媒液とを含んで高温
側循環液と低温側循環液とを保有していることを特徴と
する。

【０００８】請求項３の発明は、上記に加えて、前記高
温側循環系及び前記低温側循環系はそれぞれ、少なくと
も前記掛けられている高温側循環液及び低温側循環液を
貯留できる高温側熱媒液貯留容器及び低温側熱媒液貯留
容器を有することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用した液槽式冷
熱衝撃装置の全体構成の一例を示す。本装置は、高温側
熱媒液Ｌ₁と低温側熱媒液Ｌ₂とで試料Ｗに熱衝撃を与
えられるようにした装置であり、高温側熱媒液Ｌ₁と低
温側熱媒液Ｌ₂と試料Ｗとが出し入れされる単一の容器
である液槽１、その外に加熱器２１を備えていてこれに
よって高温側熱媒液Ｌ₁を加熱して液槽１を介して循環
を可能にする高温側循環系２、同様に液槽１の外に冷却
器３１を備えていてこれによって低温側熱媒液Ｌ₂を冷
却して液槽１を介して循環を可能にする低温側循環系
３、高温側循環系２と低温側循環系３とを切り換えて循
環可能にする切換手段として本例では高温側電磁弁２２
及び低温側電磁弁３２、等を有する。

【００１０】試料Ｗは、半導体、電気・電子部品、その
他の工業製品等であり、種々の形状を持ち単一又は複数
個もしくは複数種類の組み合わせから成る。試験される
高低温度も試料によってある程度相違する。試料Ｗは通
常網目状の試料かご４に入れられ、液槽１内に吊り下げ
られたり適当な支持台上に置かれる。

【００１１】高低温側熱媒液Ｌ₁及びＬ₂としては、一
般的には次のような性状の熱媒液が使用される。即ち、
高温側熱媒液Ｌ₁は、沸点が高く比熱が大きく伝熱特性
の良い不導体から成り、高温側熱媒液としての必要な性
状を持つ例えば高温用フッ素不活性液のような特殊液で
ある。低温側熱媒液Ｌ₂も同様であるが、凝固点が低く
低温流動性の良い例えば低温用フッ素不活性液のような
特殊液である。低温側熱媒液Ｌ₂は高温条件では揮発性
を有する。

【００１２】しかし、試料Ｗの中には、最高／最低温度
が９５℃／−５℃程度でこの間の温度差が１００℃程度
までの条件で試験されるものも多く、そのような場合に
は、高低温側熱媒液Ｌ₁、Ｌ₂を同じ熱媒液とし、例え
ば前記高温用及び低温用フッ素不活性液の中間的性状を
持つフッ素不活性液を使用することができる。

【００１３】高温側循環系２には高温側循環ポンプ２３
及び高温側電動弁２４が設けられている。このポンプに
よる循環液量は、試料Ｗに必要十分な液量が掛けられる
ように、高温側電動弁２４の開度調整によって調整可能
になっている。加熱器２１としては、通常電気ヒータが
用いられる。

【００１４】低温側循環系３にも低温側循環ポンプ３３
及び低温側電動弁３４が設けられている。高温側と同様
に循環液量は低温側電動弁３４で調整される。冷却器３
１としては通常冷凍機の蒸発器が用いられる。又、特に
図示していないが、通常、冷却器３１の熱媒液Ｌ₂は低
温熱衝撃のための設定温度に制御される。符号３ａ、３
ｂ、３ｃはそれぞれ、冷凍機の冷凍回路を構成する圧縮
機、凝縮器及び膨張機構である。又この系では、回収冷
却管３ｄを設けて、これに冷却器３１を冷却した後の冷
媒を流し、それから圧縮機３ａに戻すようにしている。

【００１５】回収冷却管３ｄは、液槽１の上部の図では
広がっている部分の周囲で試料Ｗの出し入れの邪魔にな
らない位置に配設されていて、液槽１内で気化している
熱媒液を冷却凝縮させて回収するためのものである。高
低側温熱媒液Ｌ₁、Ｌ₂が異なった熱媒液であるときに
は、液槽１に高温側熱媒液Ｌ₁を入れたときに、この中
に混入していて高温時に蒸発した低温側熱媒液Ｌ₂を冷
却凝縮させ、このＬ₂を回収してＬ₁と分離することが
できる。

【００１６】本例の装置では、高温側熱媒液Ｌ₁と低温
側熱媒液Ｌ₂とは図示の如く試料Ｗに掛けられるように
液槽１に入れられる。そのため、高温側循環系２と低温
側循環系３とは、それぞれ、少なくとも掛けられている
高温側熱媒液Ｌ₁と低温側熱媒液Ｌ₂とを含んで高温側
循環液と低温側循環液とを保有している。

【００１７】即ち、例えば高温側循環系２では、高温側
循環液は、少なくとも、図において高温側電磁弁２２の
位置くらいから、配管、高温側循環ポンプ２３、加熱器
２１を介して電磁弁２４の出口までの系内を充満させる
液に加えて、液槽１内において放出されている液や試料
Ｗを伝っている液によって構成される。本例では、液切
れのない良好な循環性を確保するために、図の実線で示
す状態のように、高温側電磁弁２２及び電動弁２４が開
で低温側電磁弁３２及び電動弁３４が閉で、液槽１内に
高温側熱媒液Ｌ₁が入れられるときに、この液Ｌ₁が液
槽１の底に滞留して液面Ｓを形成するように、液保有量
に余裕を持たせている。試料Ｗは通常液面より上の位置
に設置にされる。なお、液Ｌ₁とＬ₂とが異なった液で
ある場合において液Ｌ₁のＬ₂への混入又はＬ₂のＬ₁
への混入を少なくするためには、液面Ｓを出来るだけ低
レベルにすることが望ましい。

【００１８】この例では、試料Ｗは熱媒液に浸漬される
ことなく、上から熱媒液を掛けられることによって熱衝
撃を受けるので、試料Ｗに熱媒液が均一的に掛かるよう
に熱媒液の流量や流速が定められる。この場合、液槽１
の上部の複数位置から熱媒液を放出させるようにしても
よい。又、試料かご４に複数の穴のあるトレイ状の蓋を
設け、その穴を介して熱媒液を一様に落下させるような
方法を採用してもよい。

【００１９】液槽１及び高低温側循環系２、３を構成す
る諸機器や配管系は、通常、冷凍機の圧縮機３ａ及び凝
縮器３ｂを除いて断熱性のあるケーシング５内に配置さ
れる。液槽１の上部にはシャッター式の上蓋６が設けら
れ、これらの上にはカバー７が被せられる。

【００２０】以上のような液槽式冷熱衝撃装置は次のよ
うに運転される。まず、高低温側熱媒液Ｌ₁、Ｌ₂が同
液である場合について説明する。初期状態として、前回
の冷熱衝撃試験が低温熱衝撃工程で終了し、試料Ｗに掛
けられている低温側熱媒液が落下して液面Ｓより少し上
のレベルまで残っていて、高温側及び低温側循環系２、
３には、それぞれ、温度は異なるが同じ液Ｌ₁、Ｌ₂が
充填されているものとする。弁類は閉鎖され、ポンプ類
は停止している。この状態で例えば高温側から試験を開
始するときには、加熱器２１をオンにすると共に、冷凍
機を運転して冷却器３１を冷却可能な状態にして、加熱
器２１及び冷却器３１内の熱媒液Ｌ₁及びＬ₂をそれぞ
れほぼ目的とする高温及び低温にする。

【００２１】高温熱衝撃工程では、高温側電磁弁２２を
開にすると共に高温側電動弁２４を予め定められた開度
まで開き、高温側循環ポンプ２３を起動する。これによ
り、例えばＴ₁＝９０℃程度の高温側熱媒液Ｌ₁が液槽
１内に入れられ、図１の実線で示すように一様且つ連続
的に試料Ｗに掛けられる。これにより、液Ｌ₁は試料Ｗ
を急速加熱しつつ落下し、試料に高温熱衝撃を与える。

【００２２】落下した液Ｌ₁は、ほぼ液面Ｓを維持しつ
つ高温側循環ポンプ２３に吸入され、加熱器２１で再加
熱され、再び試料Ｗに掛けられる。このときの液の流量
は、上記の如く高温側電動弁２４の開度によって予め調
整されている。

【００２３】一定時間の高温熱衝撃時間が経過すると、
高温側循環ポンプ２３を停止すると共に、弁２２及び２
４を閉鎖する。これにより、液槽１内への液の注入が停
止し、掛けられている高温の液Ｌ₁及び試料Ｗを伝って
いる液Ｌ₁が下方に落下し、液面Ｓが少し持ち上がる。

【００２４】次に低温熱衝撃工程になると、低温側電磁
弁３２を開にすると共に低温側電動弁３４を予め定めら
れた開度まで開き、低温側循環ポンプ３３を起動する。
その結果、例えばＴ₂＝５℃程度の低温側熱媒液Ｌ₂が
液槽１内に入れられ、図１の点線で示すように、一様且
つ連続的に試料Ｗに掛けられる。その結果、液Ｌ₂は試
料Ｗを急冷しつつ落下し、これに低温熱衝撃を与える。
落下した液Ｌ₂は、ほぼ液面Ｓを維持しつつ低温側循環
ポンプ３３に吸入され、冷却器３１で再冷却され、再び
試料Ｗに掛けられる。循環液量は、高温側熱媒液のとき
と同様に、低温側電動弁３４で予め調整されている。

【００２５】なお、高温／低温間の切換時には、予め加
熱器２１及び冷却器３１によって液Ｌ₁及びＬ₂が加熱
／冷却されているので、これらが保有する液の高／低熱
量により、最初から試料Ｗに高／低熱衝撃を与えること
ができる。この場合、高温／低温切換時には、液槽１の
底部にそれぞれ低温／高温液Ｌ₂／Ｌ₁が小量残存して
いて、これらの低温／高温液がそれぞれ加熱器２／冷却
器３に入ったときには、それぞれの加熱／冷却の最大能
力を超えて、目的とする高／低温まで液を加熱／冷却で
きない可能性があるが、これは極く短時間の過渡的現象
であり、熱衝撃試験の性能に影響を与える程ではない。

【００２６】次に、高低温側熱媒液Ｌ₁、Ｌ₂が異種液
の場合について説明する。高温熱衝撃工程では、例えば
Ｔ₁＝１５０℃程度の高温側熱媒液Ｌ₁が液槽１内に入
れられ、高温側循環系２内で循環されるが、この中には
少量の低温側熱媒液Ｌ₂が混入している。この液Ｌ₂は
沸点が低いため、加熱器２１で加熱され電動弁２４を通
過して液槽１に入って低圧になると、液槽内で蒸発す
る。この蒸気は、内部を冷媒が流れる回収蒸発管３ｄで
冷却されて液Ｌ₂となり、液槽１の縁を伝って下方に落
下する。この液Ｌ₂の一部分は更に高温側循環系２内を
循環するが、液槽１に入る毎に蒸発し、液Ｌ₁から分離
される。そして、高温熱衝撃工程を終了すると、液Ｌ₂
は主として液槽１内に残留する。従って、液Ｌ₂は液Ｌ
₁中に一定量以上混在せず、液Ｌ₁は高温側熱媒液とし
ての適正範囲の性状を維持する。

【００２７】低温熱衝撃工程では、例えばＴ₂＝−２０
℃程度の低温側熱媒液Ｌ₂が液槽１内に入れられ、低温
側循環系３内で循環されるが、この中には、液槽１内に
滞留している液中の少量の高温側熱媒液Ｌ₁が混入して
いるが、短期間の使用では、このＬ₁がＬ₂の性状に影
響を及ぼすほどには至らない。なお、図示を省略してい
るが、熱媒液Ｌ₁、Ｌ₂が循環系から取り出せるように
なっていることは勿論であり、液Ｌ₂への液Ｌ₁の混入
量がある程度以上多くなると、外部の適当な液分離装置
によって分離した後再使用される。

【００２８】以上のような液槽式冷熱衝撃装置は、液槽
１が１基だけであることと、加熱器２１や冷却器３１を
含む高低温循環系２、３が小サイズのものであることか
ら、従来の装置よりも、装置全体の形状が小型化され
る。この場合、加熱器及び冷却器を液槽とは別に設けて
いるので、液槽の寸法も小型化される。そして、装置全
体として、高価な熱媒液の保有量が極めて少ない。

【００２９】又、２基の液槽の液中への試料Ｗの出し入
れ及び液槽間の試料の移動がないため、試料のハンドリ
ング機構が極めて簡単になり、装置構成の簡素化及び低
コスト化を図ることができる。そして、冷熱衝撃の繰り
返しを弁及びポンプのオン／オフだけで行い、試料の移
動及び移動のための液中への出入り工程を不要にしてい
るため、冷熱試験時の制御が迅速且つ簡単になり、操作
も容易になる。更に、試料への冷熱付与や加熱器、冷却
器における熱媒液の加熱、冷却が、熱媒液の流動状態下
で行われるので、熱交換効率が良くなり、この点でも冷
熱衝撃試験時間が短縮され、試験の能率化が図られる。

【００３０】図２は液槽式冷熱衝撃装置の他の例を示
す。本例の装置では、図１の装置に加えて、高温側及び
低温用に内部循環弁２５ａ及び３５ａを含む内部循環系
２５及び３５を設けている。加熱器２１及び冷却器３１
の出口の熱媒液Ｌ₁及びＬ₂は、図１の装置と同様に設
定温度になるように制御される。このようにすれば、加
熱器及び冷却器内の液と共に、配管内の液も予め加熱、
冷却されると共に、液全体の加熱、冷却温度を目的とす
る温度に精度良く維持することができる。なお、内部循
環系２５及び３５は、熱媒液を液槽１に入れる前の適当
な時期に作動され、電磁弁２２、３２及び電動弁２４、
３４を開にして液槽１を介して液を循環させるときには
停止される。

【００３１】図３は液槽式冷熱衝撃装置の更に他の例を
示す。本例の装置は、図１の装置に加えて、高温側循環
系２及び低温側循環系３はそれぞれ、少なくとも試料Ｗ
に掛けられている高温側循環液Ｌ₁及び低温側循環液Ｌ
₂を貯留できる高温側熱媒液貯留容器及び低温側熱媒液
貯留容器として、小型の液回収タンク２６及び３６とこ
れらに関連した部分を有する。（ａ）の装置では、液槽
１の下部から導設した液排出管１１を左右に水平に分岐
した分岐管１２、１３とし、これらに液落とし用電磁弁
２６ａ及び３６ａを設けて液回収タンク２６及び３６に
接続している。タンクの液出口は逆止弁２６ｂ及び３６
ｂを経由してポンプ２３及び３３に接続されている。符
号２６ｃ及び３６ｃはガス抜き管である。（ｂ）の装置
では、（ａ）の装置に較べて、液落とし用電磁弁を三方
口電磁弁１４とし、その切換によって何れか一方のタン
クに液を回収できるようにしている。

【００３２】本例の装置によれば、液回収タンク２６及
び３６には最初に高液面Ｓ₁までそれぞれ液Ｌ₁及びＬ
₂が入れられると共に、高低温側のそれぞれの循環系
２、３には液Ｌ₁及びＬ₂が充満される。液槽１内及び
その下部配管１１〜１３には液がなく空間になってい
る。液落とし用電磁弁２６ａ及び３６ａは何れも閉にな
っている。

【００３３】この状態から例えば高温側循環系２を使用
するときには、電磁弁２６ａを含む高温側の弁を開きポ
ンプを駆動する。これにより、タンク２６内の液面は低
レベルＳ₂まで低下し、液Ｌ₁はポンプ２３で圧送され
加熱器２１で加熱されて液槽１に入れられ、試料に掛け
られてこれを伝いつつ落下し、下部配管１１及び１２を
介して再びタンク２６内に回収される。この循環中には
低レベルＳ₂が維持される。なお、液面変動があって
も、ガス抜き管２６ｃにより、内圧が変化しないように
されている。

【００３４】高温熱衝撃工程が終了すると、電動弁２４
（図１）やポンプ２３を停止させるが、回収用電磁弁２
６ａは一定時間開いた状態に保持され、この間に、試料
Ｗに掛けられてこれを伝っている液や液槽１の表面を伝
っている液は、管１１及び１２を介して液回収タンク２
６に回収される。その結果、タンク２６では初期の高液
面Ｓ₁が形成され、液槽１及び管１１〜１３には液Ｌ₁
が存在しなくなる。このような液回収のための一定時間
が経過すると、回収用電磁弁２６ａが閉鎖し、低温熱衝
撃試験が行われる。なお、逆止弁２６ｂは、ポンプ２３
の停止時に高温側循環系２内の液保有状態を保持する。

【００３５】低温側循環系３でも、液回収タンク３６に
は高液面Ｓ₁まで液Ｌ₂が入れられていると共に、循環
系３内には液Ｌ₂が充満されている。そして、液槽１内
及びその下部配管１１〜１３には液が存在せず、液落と
し用電磁弁２６ａ及び３６ａは共に閉になっている。

【００３６】この状態で電磁弁３６ａを含む低温側の弁
やポンプが駆動される。低温側循環ポンプ３３の起動に
より、今度は低温側液回収タンク３６内の液面が低レベ
ルＳ ₂まで低下し、液Ｌ₂が液槽１に入れられ、試料に
掛けられてこれを伝いつつ落下し、下部配管１１及び１
３を介してタンク３６内に回収され、低レベルＳ₂が保
たれる。そして、液Ｌ₂の循環中には試料に低温熱衝撃
が与えられ、循環を停止させると液Ｌ₂がタンク３６内
に回収され、タンク内が再び高液面Ｓ₁になると共に、
液槽１及び配管１１〜１３には液Ｌ₂が存在しなくな
る。

【００３７】従って、このような循環系によれば、高温
側熱媒液Ｌ₁と低温側熱媒液Ｌ₂との混合をほぼ完全に
防止することができる。なお上記では、高温及び低温循
環系にそれぞれ液落とし用電磁弁２６ａ及び３６ａを設
けた場合について説明したが、図３（ｂ）のように三方
口電磁弁１４を設けた例では、分岐管１２と１３への液
の流れが切り換えられる。この場合にも、液の混合が防
止される。

【００３８】図４は本発明を適用した液槽式冷熱衝撃装
置の更に他の例を示す。この例の装置は、図１の装置に
加えて、高温側循環系２及び低温側循環系３が、それぞ
れ高温側熱媒液Ｌ₁又は低温側熱媒液Ｌ₂によって液槽
１内で試料Ｗを浸漬可能にする高低温側液張り手段とし
て、高低温側液張り用電動弁２７ａ及び３７ａ並びに高
温側熱媒液貯留槽２７及び低温側熱媒液貯留槽３７を有
する。従って、貯留槽２７、３７はそれぞれ、Ｓ₁とＳ
₂との高低レベル間で、液槽１に試料Ｗが浸漬されるよ
うに高液面Ｓｈまで液を入れたときの液の体積に相当す
る液量が入れられる大きさになっている。

【００３９】この例の装置では、液槽１内の液を高温用
のものと低温用のものと間で総入れ替えすることによ
り、試料Ｗを液槽１内に浸漬して冷熱衝撃を与えること
ができる。従って、上記の如く容量の大きい２つの貯留
槽が必要になるため装置のサイズは大きくなるが、試料
移動がないため機構は簡単で、操作や制御が容易にな
る。又、複雑な形状の試料であっても、全体に均一に熱
衝撃を与えることができる。

【００４０】なお、液槽１には、電動弁２７ａ及び３７
ａを閉にして、液を試料Ｗに掛けながら入れてもよい
し、液槽１の下から液面を上昇させるように液を張り込
んでもよい。試料Ｗに液を掛けないときには、図１に示
す電動弁２４、３４を取り止めて、抵抗の少ない状態で
できるだけ多量に液を流し込むようにすることが望まし
い。又、液槽１内の液の温度を維持するために、液槽内
に高レベルＳｈまで液を入れた状態で電動弁２７ａもし
くは３７ａを適当な開度まで開き、加熱器２１もしくは
３１で加熱もしくは冷却した液を循環させるようにして
もよい。

【００４１】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、請求項１の
発明においては、熱衝撃用の容器として高低温側熱媒液
と試料とが出し入れされる単一の容器を用いるので、試
料を容器に入れると、この容器への熱媒液の出し入れに
より、試料を高低温用の別の容器に移動させることなく
試料に熱衝撃を与えることが可能になる。その結果、試
料を移動させる機構が不要になり、装置構造を大幅に簡
単にすることができる。又、試料の移動工程が不要にな
るで、冷熱衝撃試験時の操作や試験の自動化が容易にな
る。そして、試験能率を向上させることができる。

【００４２】容器に熱媒液を供給する手段としては、加
熱器で高温側熱媒液を加熱して容器を介して循環を可能
にする高温側循環系と冷却器で低温側熱媒液を冷却して
容器を介して循環を可能にする低温側循環系とを設ける
と共に、これらの系を切り換えて循環可能にする切換手
段を設けているので、例えば低温用循環系で冷却した低
温側熱媒液を容器に入れて容器内の試料を冷却し、試料
に低温熱衝撃を与えた後に低温側熱媒液を容器から出す
ことができる。

【００４３】次に、容器内に低温側熱媒液のない状態で
切換手段を作動させ、低温側循環系から高温側循環系に
切り換え、高温側循環系で加熱した高温側熱媒液を容器
に入れて容器内の試料を加熱し、試料に高温熱衝撃を与
えることができる。この場合、加熱器が容器の外に設け
られているので、熱衝撃を与えるための容器が１基であ
っても、その容器において低温熱衝撃工程中に、高温側
熱媒液を加熱器で加熱し、高温熱衝撃工程のための準備
をしておき、低温熱衝撃工程の終了後直ちに高温熱衝撃
工程を行うことができる。

【００４４】高温熱衝撃工程が終了すると、容器から高
温側熱媒液を出し、再び切換手段を作動させ、低温側循
環系に切り換え、再度低温熱衝撃工程を行うことができ
る。この場合にも、冷却器が容器の外に設けられている
ので、高温熱衝撃工程中に低温側熱媒液を冷却器で冷却
し、低温熱衝撃付与のための準備をしておき、高温熱衝
撃工程の終了後直ちに低温熱衝撃工程を実施することが
できる。即ち、容器が単一であっても、能率よく熱衝撃
試験を行うことができる。

【００４５】以上のような請求項１の液槽式冷熱衝撃装
置によれば、液槽が１基だけであること、外部加熱及び
冷却式であるため液槽が小型になること、加熱器や冷却
器を含む高低温循環系が小サイズのものであることか
ら、従来の装置よりも、装置全体の形状を小型化するこ
とが可能になる。そして、機構の簡素化と装置の小型化
とにより、装置コストの低減が図られる。

【００４６】即ち、液槽式冷熱衝撃装置では、熱媒体が
液体であり、比重及び比熱が大きく比体積が変化しない
定容性のものであると共に、試料との間の熱交換率が高
いことから、従来のような高低温用の２槽式で両液槽へ
の試料の交互出し入れ方式の装置に限らず、請求項１の
発明のような１液槽式で熱媒液を出し入れする方式の装
置であっても、気相式のものとは比較にならない大きな
熱衝撃を与えることができる。そして、請求項１の発明
の装置では、従来の液槽式冷熱衝撃装置に較べて、機構
の簡素化、操作や制御の容易化、コストの低減、装置の
小型化の可能性等の諸効果を得ることができる。

【００４７】このような液槽式冷熱衝撃装置において高
温側循環系及び低温側循環系に、それぞれ高温側熱媒液
又は低温側熱媒液によって容器内で試料を浸漬可能にす
る高温側液張り手段及び低温側液張り手段を設けるよう
にすれば、容器内の液を高温用と低温用との間で交互に
総入れ替えすることにより、複雑な形状の試料であって
も、その表面から一様に熱を加え、精度良く冷熱衝撃試
験を行うことができる。この場合には、装置の小型化は
図れないが、試料移動がないため、従来の装置に較べて
機構の簡素化及び操作や制御の容易化の効果を得ること
ができる。

【００４８】請求項２の発明においては、請求項１の発
明に加えて、高温側循環系と低温側循環系とは、それぞ
れ容器内をほぼ空間状態にするように、少なくとも試料
に掛けられている高温側熱媒液と低温側熱媒液とを含ん
で高温側循環液と低温側循環液とを保有しているので、
容器内で露出した試料に液を掛けるシャワー方式によっ
て試料に連続して液を供給して冷熱衝撃を与えることが
できる。従って、容器内に液体を充満させる必要がない
ので、試料浸漬用の熱媒液の貯留タンクが不要になり、
装置が小型になると共に、冷熱衝撃装置の全保有液量を
極めて少なくすることができる。そして、冷熱衝撃試験
用の熱媒液は通常高価なものであるため、保有液量の少
量化により、装置の運転コストを大幅に低減させること
ができる。

【００４９】請求項３の発明においては、上記に加え
て、高温側循環系及び低温側循環系はそれぞれ、少なく
とも試料に掛けられている高温側循環液及び低温側循環
液を貯留できる高温側熱媒液貯留容器及び低温側熱媒液
貯留容器を有するので、それぞれの循環系を停止させた
ときに試料に掛けられているそれぞれの液をそれぞれの
貯留容器に貯留することにより、高温側熱媒液と低温側
熱媒液とが異種類の熱媒液である場合に、それらの混合
をほぼ完全に防止することができる。その結果、試料に
掛けられている液を回収するだけの小容量の容器を設け
るだけで、高低温用液を分離するための特別な操作をす
る必要なく、異なった高低温用熱媒液を使用できること
になる。又、高温試験と低温試験との間の切換時に、そ
れぞれの循環系に低温液又は高温液が入らなくなるの
で、熱衝撃試験性能も改善される。従って、液槽式冷熱
衝撃試験装置の適用範囲を拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した液槽式冷熱衝撃装置の一例を
示す説明図である。

【図２】本発明を適用した液槽式冷熱衝撃装置の他の例
を示す説明図である。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明を適用した液槽式冷
熱衝撃装置の更に他の例の構造の一部分を示す説明図で
ある。

【図４】本発明を適用した液槽式冷熱衝撃装置の更に他
の例の構造の一部分を示す説明図である。

【符号の説明】

１液槽（単一の容器）２高温側循環系３低温側循環系２１加熱器２２高温側電磁弁（切換手段）２６液回収タンク（高温側熱媒液貯留容
器）２７高温側熱媒液貯留槽（高温側液張り
手段）２７ａ高温側液張り用電磁弁（高温側液張
り手段）３１冷却器３２低温側電磁弁（切換手段）３６液回収タンク（低温側熱媒液貯留容
器）３７低温側熱媒液貯留槽（高温側液張り
手段）３７ａ低温側液張り用電磁弁（低温側液張
り手段）Ｌ₁ 高温側熱媒液Ｌ₂ 低温側熱媒液Ｗ試料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高温側熱媒液と低温側熱媒液とで試料に
熱衝撃を与えられるようにした液槽式冷熱衝撃装置にお
いて、前記高温側熱媒液と前記低温側熱媒液と前記試料とが出
し入れされる単一の容器と、該容器の外に加熱器を備え
ていて該加熱器で前記高温側熱媒液を加熱して前記容器
を介して循環を可能にする高温側循環系と、前記容器の
外に冷却器を備えていて該冷却器で前記低温側熱媒液を
冷却して前記容器を介して循環を可能にする低温側循環
系と、前記高温側循環系と前記低温側循環系とを切り換
えて前記循環を可能にする切換手段と、を有することを
特徴とする液槽式冷熱衝撃装置。
【請求項２】前記高温側熱媒液と前記低温側熱媒液と
は前記試料に掛けられるように前記容器に入れられ、前
記高温側循環系と前記低温側循環系とはそれぞれ少なく
とも前記掛けられている前記高温側熱媒液と前記低温側
熱媒液とを含んで高温側循環液と低温側循環液とを保有
していることを特徴とする請求項１に記載の液槽式冷熱
衝撃装置。
【請求項３】前記高温側循環系及び前記低温側循環系
はそれぞれ、少なくとも前記掛けられている高温側循環
液及び低温側循環液を貯留できる高温側熱媒液貯留容器
及び低温側熱媒液貯留容器を有することを特徴とする請
求項２に記載の液槽式冷熱衝撃装置。