JP2007333559A - 冷熱衝撃試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、高温と低温の間の雰囲気温度の試験環境を迅速に形成することが可能な冷熱衝撃試験装置の提供を課題とする。
【解決手段】上記課題を解決するため、本発明は、高温の雰囲気温度に調整された第１の試験環境と第１の試験環境よりも低温の雰囲気温度に調整された第２の試験環境とを含む複数の試験環境に切り替え可能であって、第１及び第２の試験環境が、送風機１１によって気体を循環させて雰囲気温度を調整可能な冷熱衝撃試験装置１であり、前記送風機１１のうち少なくとも一方の負圧側に、第１の試験環境の外部又は第２の試験環境の外部から気体を導入して試験環境内の気体を換気することにより、第１の試験環境と第２の試験環境との間の雰囲気温度に調整された第３の試験環境に試料をさらすことができることを特徴とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷熱衝撃試験装置に関するものである。

近年、電子部品や電子機器は、小型化・高機能化によって、その構成が複雑になっている。また、携帯電話や車載機器のように小型化された機器は、様々な環境で使用されるようになっている。機器の使用環境や動作・停止の繰り返しによる温度ストレスは、機器の信頼性に大きな影響を及ぼす可能性がある。そのため、温度ストレスによる影響が懸念される機器類やこれに使用される部品の製造および開発では、温度ストレスに対する信頼性評価試験が実施されることが多い。

そこで、かかる信頼性評価試験を実施すべく、従来より下記特許文献１に開示されているような冷熱衝撃試験装置が提供されている。特許文献１に開示されている冷熱衝撃試験装置は、雰囲気温度が高温に設定された高温試験室と雰囲気温度が低温に設定された低温試験室とを有し、そのうちの一つの試験室内に試料を収容してその雰囲気温度下に所定のさらし時間だけさらした後、その試料を別の試験室に移動させる冷熱サイクルを繰り返し実施可能な構成とされている。

特開平５−２０３５５５号

しかし、従来技術の冷熱衝撃試験装置では、高温の雰囲気温度にさらされた試料が、触れても火傷するおそれがない温度まで下がるのに長時間待つ必要があった。例えば、１５０℃の高温にさらされた試料（プラスティックモールドＩＣ）１０ｋｇが５５℃まで下がるのに、従来は１０時間以上待つ必要があった。そのため、試験終了後又は試験中断時に、試料をすぐに取り出すことができなかった。

また、従来の冷熱衝撃試験装置では、高温と低温の間の雰囲気温度である中温の試験環境を形成するのに時間がかかり、温度の安定性も良くなかった。そのため、低温→中温→高温→中温のような３つの試験環境の冷熱サイクルを繰り返す３ゾーン試験を行うことが困難であった。
そこで本発明は、高温と低温の間の雰囲気温度の試験環境を迅速に形成することが可能な冷熱衝撃試験装置の提供を課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、高温の雰囲気温度に調整された第１の試験環境と第１の試験環境よりも低温の雰囲気温度に調整された第２の試験環境とを含む複数の試験環境に切り替え可能であって、第１及び第２の試験環境が、送風手段によって気体を循環させて雰囲気温度を調整可能な冷熱衝撃試験装置であり、前記送風手段のうち少なくとも一方の負圧側に、第１の試験環境の外部又は第２の試験環境の外部から気体を導入して試験環境内の気体を換気することにより、第１の試験環境と第２の試験環境との間の雰囲気温度に調整された第３の試験環境に試料をさらすことができることを特徴とした。

請求項１の発明では、第１の試験環境の外部又は第２の試験環境の外部から送風手段の負圧（吸引）側に気体を導入することよって、導入された気体と冷熱衝撃試験装置内の気体とを入れ替えることができる。自然対流によって冷熱衝撃試験装置内の空気を換気させるのではなく、送風手段の負圧側に外部から気体が導入されて、冷熱衝撃試験装置内の空気と外部の気体とが強制的に入れ替えられる。これにより、第１の試験環境と第２の試験環境との間の中温の雰囲気温度である第３の試験環境を迅速に形成することができる。
このため、請求項１の発明に係る冷熱衝撃試験装置によれば、低温→中温→高温→中温のような３つの試験環境の冷熱サイクルを繰り返す３ゾーン試験を行うことができる。また、第３の試験環境に試料をさらすことによって、試料の温度を下げることも可能であり、これにより試料の取り出しも容易になる。

上記請求項１に記載の冷熱衝撃試験装置は、試料を配置可能な試料配置手段があり、第１の試験環境と第２の試験環境とが別の位置に形成され、第１の試験環境と第２の試験環境との間を試料配置手段が移動することにより試料がさらされる試験環境の切り替えが可能であることを特徴とするものであってもよい（請求項２）。

請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、試験環境の外部から気体を供給させるための送風機があることを特徴とした。

これにより、試験環境内に大量の外気を迅速に供給することができる。そのため、第３の試験環境を迅速に形成することができる。

請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれかの発明において、高温の雰囲気温度に調整された第１の試験環境に外気を導入して第３の試験環境が形成されることを特徴とした。

低温の試験環境に外気が導入されると、外気に含まれる水分が冷却され、結露したり、霜が付着したりするおそれがある。従来の冷熱衝撃試験装置においては、霜を取り除く除霜運転を定期的に行っていたが、試験時間を短くするためにも、結露や霜の発生を抑えて除霜運転に要する時間を短くすることが望ましい。また、試料や試料の周辺に結露や霜が発生すると試験環境が一定ではなくなるため、安定した試験結果を得ることができないという不具合も生じかねない。
そこで、請求項４の発明は、高温の試験環境側に外気を導入することにより、試験環境内に結露や霜が生じるのを抑制している。そのため、霜を取り除くのにかかる手間や時間を最小限に抑えることができ、低温の試験環境に外気が導入された場合と比べ試験時間を大幅に短縮させることが可能である。また、試料にも結露や霜が発生しにくいため安定した試験結果を得ることができる。

請求項５の発明では、請求項４の発明において、第１の試験環境には、試験環境内の雰囲気温度を調整可能な高温側温調手段があり、当該高温側温調手段を作動させた状態で、外気を導入することにより第３の試験環境を形成可能であることを特徴とした。

高温の雰囲気温度である第１の試験環境は、ヒータ等の高温側温調手段によって調整されて形成される。しかし、高温側温調手段を高温試験の度に加熱していたのでは、第１の試験環境に復帰するまでの時間が長くなり、それだけ試験時間も長くなってしまう。
請求項５の発明は、冷熱衝撃試験装置内の気体の換気をして、第３の試験環境を形成している間であっても、高温側温調手段は作動させた状態であるため、第３の試験環境（中温）から第１の試験環境（高温）に復帰するまでの時間を短くすることができ、それだけ試験時間も短くすることができる。

本発明は、送風手段によって冷熱衝撃試験装置内の気体を強制的に換気させることによって、第１の試験環境と第２の試験環境の間の雰囲気温度である第３の試験環境を冷熱衝撃試験装置内に迅速に形成することができる。

以下、本発明の一実施形態である冷熱衝撃試験方法、並びに、冷熱衝撃試験装置について図面を参照しながら説明する。図１において、１は本実施形態の冷熱衝撃試験装置である。冷熱衝撃試験装置１は、図１に示すように高温試験槽２と、低温試験槽３と、両試験槽２，３の間を往復動可能なラック４とを備えている。

冷熱衝撃試験装置１は、ラック４を上下動させて試料を高温試験槽２あるいは低温試験槽３のいずれか一方に移動させることにより、試料がさらされる試験環境を切り替えることができる。すなわち、冷熱衝撃試験装置１は、異なる雰囲気温度に調整された温度環境間において試料を移動させる移動手段（図示せず）を備えている。冷熱衝撃試験装置１は、試料を高温の試験環境に所定時間にわたってさらす高温試験と、低温の試験環境に所定時間にわたってさらす低温試験を連続的に実施する冷熱サイクルを任意のサイクル数だけ繰り返す試験動作を行い、試料に熱ストレスを与えることができる。また、冷熱衝撃試験装置１は、試験動作に伴って低温試験槽３内に発生する霜等を除去する除霜運転を実施可能な構成とされている。

高温試験槽２および低温試験槽３は、それぞれ内部の雰囲気温度を所定の温度幅内の任意の温度に独立的に設定することができる構成とされている。高温試験槽２は、内部の雰囲気温度を例えば６０℃〜２００℃のような高温の温度範囲内で任意の温度に調整することができる。また同様に、低温試験槽３は、内部の雰囲気温度を例えば０℃〜−６５℃のような低温の温度範囲内で任意の温度に調整することができる。

高温試験槽２および低温試験槽３は、図１に示すように上下方向に積み重ねられたような状態とされている。さらに具体的には、高温試験槽２は、低温試験槽３に対して上方に積み重ねられた構成とされている。高温試験槽２と低温試験槽３との境界部分や、これらの試験槽２，３の外周部分は、断熱性の高い断熱壁５と隔壁６で囲まれている。高温試験槽２と低温試験槽３の境界をなす隔壁６には連通孔７が設けられている。

高温試験槽２には、槽内の雰囲気温度を所定の設定温度となるように調整可能なヒータ等の高温側温調手段８が設けられている。また、高温試験槽２には、モータ１０によって駆動する送風機１１と、送風ダクト１２とが設けられている。本実施形態において、送風機１１は遠心ファンであり、回転数の制御が可能である。

また、図１に示すように、高温試験槽２の天面側の断熱壁５には、外気導入口１４ａと排気口１４ｃとが設けられており、外気導入口１４ａは、送風ダクト１２の吸引口１２ｂ近傍に位置する。外気導入口１４ａおよび排気口１４ｃにはダンパ１４ｂ，１４ｄがあり、そのそれぞれが開閉可能な構成となっている。

そして、外気導入口１４ａの高温試験槽２側には案内板１４ｅがある。案内板１４ｅは、外気導入口１４ａを送風ダクト１２の吸引口１２ｂに向けるように設けられているため、外気導入口１４ａから導入された外気は、案内板１４ｅに沿って吸引口１２ｂに流れる。そのため、空気導入口１４ａから導入された外気の大部分が送風ダクト１２を通って高温試験槽２内を循環することとなる。これにより、外気導入口１４ａから導入された外気がラック４に直接吹き付けられて、試料が急冷されるのを防止することができる。また、外気導入口１４ａから導入された外気によって、高温試験槽２内の循環流や温度分布が乱れるのを防止することもできる。

また、本実施形態に係る冷熱衝撃試験装置１では、高温試験槽２の外側にも、モータ２４によって駆動する送風機２５と、送風ダクト２６とが設けられている。送風機２５についても送風機１１と同様に遠心ファンが使用され、回転数の制御が可能である。そして、送風ダクト２６の送風口２６ａは、外気導入口１４ａに接続されている。

低温試験槽３には、低温側温調手段１３と、モータ１５によって駆動する送風機１６と、送風ダクト１７とが設けられている。送風機１６としては、送風機１１と同様の遠心ファンが使用され、回転数の制御が可能である。低温側温調手段１３は、雰囲気温度を低温に調整するための蓄冷器１３ａおよび蒸発器１３ｂと、冷熱衝撃試験の進行に伴って低温試験槽３の内壁面や低温側温調手段１３等に付着する霜を融かす除霜動作を行うためのヒータ１３ｃとを備えた構成とされている。

高温試験槽２および低温試験槽３は、それぞれ各試験槽２，３の背面側に設けられた送風口１２ａ，１７ａから高温側温調手段８や低温側温調手段１３において温度調整された空気を吹き出し、循環させる構成とされている。高温試験槽２および低温試験槽３内において空気を循環させると、図１や図２に矢印で示すような空気の循環流が発生する。

高温試験槽２および低温試験槽３の内部には、各試験槽２，３内の雰囲気温度を検知可能なように雰囲気温度センサ１８，２０が設けられている。冷熱衝撃試験装置１の制御装置（図示せず）は、雰囲気温度センサ１８，２０の検知温度に基づいて、高温試験槽２や低温試験槽３内の雰囲気温度を調整する。

ラック４は、図示しない昇降機構により、連通孔７を介して高温試験槽２と低温試験槽３との間を上下方向に往復動可能な構成とされている。ラック４は、試料の形状や大きさ、伝熱効率等を勘案し、試料を載置するための本体部４ａをかご状や棚状等の適宜の形状としたり、適宜の大きさとすることができる。ラック４の本体部４ａは、高温試験槽２と低温試験槽３とを隔てる隔壁６に設けられた連通孔７を通過可能な大きさとされている。連通孔７のうち、高温試験槽２側の開口部分および低温試験槽３側の開口部分の外周には、断熱パッキン２１，２２が取り付けられている。

本体部４ａには、環境温度検知センサ９が取り付けられている。環境温度検知センサ９は、ラック４に載置されている試料がさらされる試験環境の温度を検知するためのものである。

ラック４の本体部４ａの天面側および底面側には、遮熱部４ｂ，４ｃが設けられている。遮熱部４ｂ，４ｃは、隔壁６とほぼ同一の高さを有し、断熱壁５や隔壁６と同様に断熱特性が優れている。遮熱部４ｂの上方には、天板部４ｄが設けられている。また遮熱部４ｃの下方には底板部４ｅが設けられている。天板部４ｄや底板部４ｅは、それぞれ図１に示すようにそれぞれ本体部４ａや遮熱部４ｂ，４ｃよりも外側に張り出しており、ラック４を昇降させる際に連通孔７を通過できない大きさとされている。そのため、ラック４を天板部４ｄや底板部４ｅが隔壁６に突き当たるまで昇降させることにより、連通孔７を天板部４ｄや底板部４ｅによって塞ぎ、高温試験槽２と低温試験槽３とを熱的に遮断することができる。

冷熱衝撃装置１は、外気導入口１４ａのダンパ１４ｂおよび排気口１４ｃのダンパ１４ｄを閉じて高温試験槽２を密閉し、高温側温調手段８を作動させて高温試験槽２内の気体を加熱し、加熱された気体を送風機１１で高温試験槽２内に循環させることによって、高温の雰囲気温度である第１の試験環境を高温試験槽２内に形成することができる。

また、低温側温調手段１３を作動させて低温試験槽３内の気体を冷却し、冷却された気体を送風機１６で低温試験槽３内に循環させることによって、低温の雰囲気温度である第２の試験環境を低温試験槽３内に形成することができる。

また、冷熱衝撃試験装置１は、図３に示すように、高温試験槽２の天面側に設けられた、外気導入口１４ａのダンパ１４ｂおよび排気口１４ｃのダンパ１４ｄを開放することによって、高温試験槽２内に外気を導入させて、第１の試験環境と第２の試験環境との間の雰囲気温度である第３の試験環境を形成することができる。
すなわち、高温試験槽２の外側には、送風機２５と送風ダクト２６とが設けられており、送風ダクト２６の送風口２６ａが外気導入口１４ａに接続されている。このため、冷熱衝撃試験装置１は、送風機２５によって大量の外気を高温試験槽２内に供給することができる。

また、図３に示すように外気導入口１４ａは、送風ダクト１２の吸引口１２ｂ近傍に位置している。このため、外気導入口１４ａから高温試験槽２内に供給された外気は、案内板１４ｅに沿って送風ダクト１２の吸引口１２ｂに送られる。そして、吸引口１２ｂに送られた外気は、送風ダクト１２内に引き込まれて送風機１１の負圧側となる遠心ファンの中心近傍に導入される。送風機１１の負圧側に導入された外気は、送風機１１によって送風口１２ａから高温試験槽２内に吹き出される。そして、送風口１２ａから高温試験槽２内に外気が吹き出されると、それまで高温試験槽２内にあった空気の一部は外気によって排気口１４ｃから高温試験槽２の外に押し出される。

上記のように、冷熱衝撃試験装置１は、外気と高温試験槽２内の空気とを送風機１１，２５によって強制的に換気することができる。また、冷熱衝撃試験装置１は、送風機１１及び送風機２５の回転数を制御することにより、高温試験槽２内に導入される外気の量を調整して換気の速度を調整することもできる。

ここで、高温試験槽２内に供給される外気は、常温（冷熱衝撃試験装置１の外部の温度であり、通常は、冷熱衝撃試験装置１が配置される部屋の室温となる。）である。そのため、冷熱衝撃試験装置１は、高温試験槽２内に、第１の試験環境（高温）と第２の試験環境（低温）の間の雰囲気温度であって、常温に近い中温の試験環境（第３の試験環境）を形成することができる。

上記したように、冷熱衝撃試験装置１は、３種の試験環境を形成することができる。冷熱衝撃試験装置１は、試料を高温の試験環境にさらす高温さらし運転や低温の試験環境にさらす低温さらし運転だけでなく、中温の試験環境にさらす中温さらし運転を行うことができる。そのため、冷熱衝撃試験装置１によれば、低温さらし運転→中温さらし運転→高温さらし運転→中温さらし運転を１つのサイクルとする冷熱サイクルを設定されたサイクル数だけ繰り返すことによって、試料を低温の試験環境、中温の試験環境、高温の試験環境の順にさらして熱ストレスを与える３ゾーン試験を実施することができる。

さらに具体的には、上記３ゾーン試験は、ラック４やダンパ１４ｂ，１４ｄ等を下記の表１（ａ）に示すように順次作動させることにより実施される。

表１（ａ）について詳細に説明すると、冷熱衝撃試験装置１では、まず試料を低温の試験環境にさらす低温さらし運転が行われる。低温さらし運転の際、図２に示すように、試料が配置されたラック４は低温試験槽３に位置している。また、このとき高温試験槽２では、送風機１１および高温側温調手段８は作動状態にあり、低温試験槽３では、送風機１６および低温側温調手段１３は作動状態にあり、高温試験槽２および低温試験槽３が所定の雰囲気温度に調整されている。その結果、冷熱衝撃試験装置１は、試料を低温の雰囲気温度にさらすことができる。

低温さらし運転の後、試料を中温の試験環境にさらす中温さらし運転が行われる。低温さらし運転から中温さらし運転への切り替えの際、試料が配置されたラック４は、高温試験槽２に移動される。中温さらし運転中、冷熱衝撃試験装置１では、図３に示すように、外気導入口１４ａのダンパ１４ｂおよび排気口１４ｃのダンパ１４ｄが開放されており、外気導入用の送風機２５が作動している。これにより、高温試験槽２内の空気と外気とが強制的に入れ替えられる。また、このとき高温試験槽２では、送風機１１および高温側温調手段８が作動状態にあり、低温試験槽３では、送風機１６および低温側温調手段１３が作動状態にある。これにより、ラック４が高温試験槽２に移動してから間もなく、高温試験槽２内には中温の雰囲気温度で安定した試験環境が形成される。その結果、冷熱衝撃試験装置１において、試料を中温の雰囲気温度にさらすことができる。

中温さらし運転時、冷熱衝撃試験装置１では、送風機１１，２５によって外気が高温試験槽２内に供給され続けるので、高温試験槽２内の空気は一定の割合で絶え間なく換気され続けることとなる。そのため、高温試験槽２内の空気の温度は、高温側温調手段８によって空気が加熱されても、一定の割合の空気が高温試験槽２の外に排出され続けるので、安定的に中温とすることができる。その結果、冷熱衝撃試験装置１は、高温側温調手段８を作動させた状態であっても、高温試験槽２内の雰囲気温度を常温近くの中温で安定的に維持させることができる。

中温さらし運転の後、冷熱衝撃試験装置１では、試料を高温の試験環境にさらす高温さらし運転が行われる。中温さらし運転から高温さらし運転への切り替えの際、試料が配置されたラック４は、引き続き高温試験槽２に位置する。そして、図１に示すように、送風機２５の運転を停止して、外気導入口１４ａのダンパ１４ｂおよび排気口１４ｃのダンパ１４ｄを閉じる。このとき、高温試験槽２では、送風機１１および高温側温調手段８が作動状態にあり、低温試験槽３では、送風機１６および低温側温調手段１３が作動状態にある。この結果、冷熱衝撃試験装置１は、試料を高温の雰囲気温度にさらすことができ、低温試験槽３を所定の温度に調整することができる。

ここで、高温側温調手段８は、中温さらし運転から引き続き作動状態にある。このため、中温さらし運転から高温さらし運転に切り替える際、冷熱衝撃試験装置１では、ダンパ１４ｂおよびダンパ１４ｄを閉じるだけですぐに高温試験槽２内の空気の加熱を始めることができる。よって、冷熱衝撃試験装置１は、高温試験槽２内に高温の雰囲気温度の試験環境を迅速に形成することができる。その結果、冷熱衝撃試験装置１は、高温側温調手段８を作動させてから、高温試験槽２内の空気の加熱を始めるまでの時間の無駄をなくすことができ、従来の冷熱衝撃試験装置と比較して、試験に要する時間を短縮させることができる。

３ゾーン試験では、高温さらし運転の後、再び中温さらし運転が行われる。ラック４は引き続き高温試験槽２内に位置している。そして、高温さらし運転から中温さらし運転に切り替えるため、冷熱衝撃試験装置１では、外気導入口１４ａのダンパ１４ｂおよび排気口１４ｃのダンパ１４ｄが開放され、送風機２５の作動が開始される。このときも、高温試験槽２では、送風機１１および高温側温調手段８は作動状態にあり、低温試験槽３では、送風機１６および低温側温調手段１３が作動状態にある。

このように、冷熱衝撃試験装置１は、上記の低温さらし運転→中温さらし運転→高温さらし運転→中温さらし運転の冷熱サイクルを任意のサイクル数だけ繰り返す試験動作を行い、試料に熱ストレスを与えることができる。

また、一般に、３ゾーン試験は高温さらし運転後に終了することが多い。本実施形態における冷熱衝撃試験装置１では、試験終了後に試料を中温の雰囲気温度（第３の試験環境）にさらすことにより、試料や高温試験槽２内の雰囲気温度を、冷熱衝撃試験装置１の外に試料を取り出しやすい温度にまで低下させる中温もどし運転を実施することができる。さらに具体的には、表１（ｂ）に示すように、試料が配置されたラック４を高温試験槽２内に配置して、ダンパ１４ｂおよびダンパ１４ｄを開放させる。高温試験槽２では、換気をするために、送風機１１および高温側温調手段８は作動させているが、試験が終了して低温試験槽３内の温度を調整する必要がないため、送風機１６および低温側温調手段１３は停止されている。また、このとき送風機２５は停止している。このため、冷熱衝撃試験装置１は、試料の温度を迅速に低下させることができ、試験終了後又は試験中断時などに試料をすばやく取り出すことが可能である。

具体的には、従来までの冷熱衝撃試験装置であれば、１５０℃の高温にさらされた試料（プラスティックモールドＩＣ）１０ｋｇが５５℃まで下がるのに、１０時間以上待つ必要があった。しかし、本実施形態にかかる冷熱衝撃試験装置１では、１時間前後で試料の温度を下げることができる。また、冷熱衝撃試験装置１は、送風機２５を作動させることにより、さらに短時間で試料の温度を下げることも可能である。

冷熱衝撃試験装置１は、上記した冷熱サイクルを繰り返すと、低温試験槽３内に存在する水分が冷却され、低温試験槽３の内壁面や低温側温調手段１３に結露したり、霜が付着することがある。低温試験槽３内において結露や霜の付着が起こると、低温試験槽３内を循環する空気の循環流が不安定になったり、低温試験槽３内の雰囲気温度の調整が不安定になったりするおそれがある。そのため、冷熱衝撃試験装置１は、冷熱サイクルが所定サイクル数だけ実施される毎に試験運転を一時停止し、低温側温調手段１３のヒータ１３ｃによって低温試験槽３内を４０〜６０℃程度に昇温する除霜運転を実施する構成とされている。

また、上記実施形態の冷熱衝撃試験装置１では、高温側温調手段８を作動させた状態で中温さらし運転が行われたが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、中温さらし運転時に高温側温調手段８を停止させる構成とすることも可能である。

上記実施形態の冷熱衝撃試験装置１は、高温試験槽２と低温試験槽３とを有し、これらの間をラック４を移動させたり、ダンパ１４ｂ，１４ｄを開閉することにより、試料がさらされる試験環境を切り替えるものであったが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、例えば図４に示す冷熱衝撃試験装置５０のように、試料を収容する試験槽５１と、高温側温調手段８を備えた加熱部５２と、低温側温調手段１３を備えた冷却部５３と、試験槽５１と加熱部５２や冷却部５３との間で空気を循環させる循環系統５５，５６を設け、外気導入口１４ａと排気口１４ｃとを設けた構成としてもよい。

このような構成とした場合、加熱部５２や冷却部５３と循環系統５５，５６との境界部に設けられたダンパ６２，６３のいずれか一方と、試験槽５１と循環系統５５，５６との間に空気の流入口５７や流出口５８に設けられたダンパ６０，６１を開くと、図４に矢印Ａあるいは矢印Ｂで示すような空気の循環流が発生するものと想定される。

また、図５に示すように、ダンパ６０，６１，６２と、断熱壁５に設けられたダンパ１４ｂ，１４ｄを開くことにより、上記実施形態の冷熱衝撃試験装置１と同様に、送風機１１，２５によって試験槽５１内の空気を強制的に換気することができ、試験槽５１に中温の試験環境を形成することができる。

上記実施形態の冷熱衝撃試験装置１，５０は、一般的に、暖気が上昇しやすい傾向にあることを考慮し、高温試験槽２や加熱部５２側を、低温試験槽３や冷却部５３側よりも上方に配置する構成としている。そのため、上記した冷熱衝撃試験装置１，５０は、試験環境の切り替え時等に高温試験槽２や加熱部５２内に存在する空気と、低温試験槽３や冷却部５３に存在する空気との混合が起こりにくい。従って、上記した構成によれば、試験環境の切り替え時に各試験槽２，３，５１の雰囲気温度をスムーズに安定させることが可能である。

また、高温試験槽２や加熱部５２側を、低温試験槽３や冷却部５３側よりも上方に配置すれば、湿気を含む可能性がある高温試験槽２内や加熱部５２内の空気が低温試験槽３や冷却部５３側に流入するのを防止できる。従って、上記した構成によれば、冷熱衝撃試験装置１，５０において結露が発生したり、霜が発生するのを抑制でき、除霜運転に要する時間を最小限に抑制できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、高温試験槽２や加熱部５２と低温試験槽３や冷却部５３との上下関係が入れ替わったものや、これらがほぼ同一平面上に並んだ構成であってもよい。

上記実施形態では、３ゾーン試験の実施について説明したが、冷熱衝撃試験装置１，５０によって実施可能な試験は、３ゾーン試験に限られるわけではない。例えば、低温さらし運転→高温さらし運転を１サイクルとする冷熱サイクルを設定されたサイクル数だけ繰り返すことにより、試料を高温の試験環境と低温の試験環境とに交互にさらして熱ストレスを与える２ゾーン試験を実施することも可能である。また、２ゾーン試験の後においても、中温もどし運転を実施することにより試料の取り出しを容易にすることが可能である。

また、除霜運転に要する時間の短縮等の観点からすると好ましくはないが、低温試験槽３内の気体を換気して、中温の試験環境（第３の試験環境）を形成することも可能である。具体的には、低温試験槽３に外気導入口１４ａや排気口１４ｃ、案内板１４ｅ等を設け、低温試験槽３の外側に送風機２５等を設けて、低温試験槽３を上記冷熱衝撃試験装置１の高温試験槽２と同様の構成とすることができる。

また、本発明は、高温試験槽２と低温試験槽３のいずれか一方のみが中温の試験環境を形成可能なものに限定されるわけではない。高温試験槽２と低温試験槽３の双方が中温の試験環境を形成することができる構成としてもよい。

また、上記実施形態において、送風機１１，１６，２５としては、遠心ファンが使用されているが、軸流ファンを使用することも可能である。

上記実施形態において、ダンパ１４ｂ及びダンパ１４ｄは、冷熱衝撃試験装置１，５０の作動状況に応じて自動的に開閉される構成としたが、手動で直接又は間接的に開閉可能な構成としてもよい。

また、ダンパ１４ｂ及びダンパ１４ｄの開閉の度合が、環境温度検知センサ１８の検知温度に基づいて決定される構成にしてもよい。これにより、冷熱衝撃試験装置１は、環境温度検知センサ１８で検知される温度に応じて高温試験槽２内に導入される外気の量を調整することができる。

本発明の一実施形態である冷熱衝撃試験装置の第一の動作状態を概念的に示す断面図である。 本発明の一実施形態である冷熱衝撃試験装置の第二の動作状態を概念的に示す断面図である。 本発明の一実施形態である冷熱衝撃試験装置の第三の動作状態を概念的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態である冷熱衝撃試験装置の構成を概念的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態である冷熱衝撃試験装置の構成を概念的に示す断面図である。

符号の説明

１ 冷熱衝撃試験装置
２ 高温試験槽
３ 低温試験槽
４ ラック
８ 高温側温調手段
１１ 送風機
１４ａ 外気導入口
２５ 送風機

Claims (5)

1. 高温の雰囲気温度に調整された第１の試験環境と第１の試験環境よりも低温の雰囲気温度に調整された第２の試験環境とを含む複数の試験環境に切り替え可能であって、第１及び第２の試験環境が、送風手段によって気体を循環させて雰囲気温度を調整可能な冷熱衝撃試験装置であり、
   前記送風手段のうち少なくとも一方の負圧側に、第１の試験環境の外部又は第２の試験環境の外部から気体を導入して試験環境内の気体を換気することにより、第１の試験環境と第２の試験環境との間の雰囲気温度に調整された第３の試験環境に試料をさらすことができることを特徴とする冷熱衝撃試験装置。
2. 試料を配置可能な試料配置手段があり、
   第１の試験環境と第２の試験環境とが別の位置に形成され、第１の試験環境と第２の試験環境との間を試料配置手段が移動することにより試料がさらされる試験環境の切り替えが可能であることを特徴とする請求項１に記載の冷熱衝撃試験装置。
3. 試験環境の外部から気体を供給させるための送風機があることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷熱衝撃試験装置。
4. 高温の雰囲気温度に調整された第１の試験環境に気体を導入して第３の試験環境が形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷熱衝撃試験装置。
5. 第１の試験環境には、試験環境内の雰囲気温度を調整可能な高温側温調手段があり、当該高温側温調手段を作動させた状態で、外気を導入することにより第３の試験環境を形成可能であることを特徴とする請求項４に記載の冷熱衝撃試験装置。

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