JP2010223788A - 耐候性試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラック温度検出器の検出温度と試験槽内の温度との両方を、速やかに設定された条件に合わせて調整できる耐候性試験装置を提供する。
【解決手段】キセノンランプ４０を備えた試験槽３内に試料及びブラックスタンダード測温体を配置し、槽内温度検出器、ブロアーファン、ヒーター及び冷却器を備えた耐候性試験装置１において、制御部２０は、キセノンランプ４０の点灯開始から所定時間が経過するまで、冷却器及びヒーターを停止させた状態を保つ一方、ブロアーファンの回転速度を所定速度に設定して送風させ、所定時間が経過した後に、ブロアーファンの回転速度を所定速度に設定したまま、槽内温度に基づいて冷却器及びヒーターを制御し、槽内温度が目標温度範囲に達してから、ブラックスタンダード温度に基づいてブロアーファンの回転速度を制御する。
【選択図】図１

Description

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。

従来、光源を配置した試験槽内に試料を置いて紫外線を照射し、耐候性を試験する試験装置が知られている。このような試験装置は、試験槽内部の空気を循環させるブロアー、試験槽内部の空気を加熱するヒーター及び冷却する冷却器を備え、これらを制御することによって、試料表面温度や、試験槽内の温度及び湿度を、試験条件として設定された条件に保つ（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−４２０３４０号公報

上記従来の試験装置では、試験槽内部の温度はヒーター及び冷却器により調整される一方、試料表面温度の指標として用いられるブラック温度検出器の検出温度は、試験槽内部の温度とブロアーの速度に影響されるので、ブラック温度検出器の検出温度と試験槽内の温度との両方を、設定された温度で安定させるまで時間がかかるという問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ブラック温度検出器の検出温度と試験槽内の温度との両方を速やかに、設定された条件に合わせて調整できる耐候性試験装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、光源を備えた試験槽内に試料及びブラック温度検出器を配置し、前記試験槽内の温度を検出する槽内温度検出器と、前記試験槽内の空気を循環送風する送風機と、前記送風機により送風される空気の温度調整を行う冷却器及びヒーターと、を備えた耐候性試験装置であって、前記冷却器及び前記ヒーターの作動状態と前記送風機の回転速度とを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記光源の点灯開始から所定時間が経過するまで、前記冷却器及び前記ヒーターを停止させた状態を保つ一方、前記送風機の回転速度を所定速度に設定して送風させ、前記所定時間が経過した後に、前記送風機の回転速度を所定速度に設定したまま、前記槽内温度検出器の検出温度に基づいて前記冷却器及び前記ヒーターを制御し、前記槽内温度検出器の検出温度が目標温度範囲に達してから、前記送風機の回転速度の設定を解除して、前記ブラック温度検出器により検出された温度に基づいて前記送風機の回転速度を制御することを特徴とする。

また本発明は、上記耐候性試験装置において、前記制御部によって設定される前記所定速度は、前記槽内温度検出器の検出温度が目標温度範囲に達した後に制御される回転速度より高速であることを特徴とする。

また本発明は、上記耐候性試験装置において、前記送風機によって前記試験槽の上部から吸気した空気を試験槽の下部に送風する風路内に、前記冷却器及び前記ヒーターを配置し、前記送風機により送風される空気をブラック温度検出器に向けて案内する風向板を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、耐候性試験装置において光源の点灯を開始してから、試料が配置される試験槽の槽内温度、および、試料表面温度を代表するブラック温度検出器の検出温度を、速やかに目標温度範囲で安定させることができる。

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。 耐候性試験装置の構成を示す側断面視図である。 耐候性試験装置の動作を示すフローチャートである。 耐候性試験装置の動作例を示す図表である。 耐候性試験装置の動作例を示す図表である。

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の前面の一部を除いて内部構成を示す。また、図２は耐候性試験装置１を左側からみた側断面視図である。
図１及び図２に示すように、耐候性試験装置１は、略箱形の筐体１０の内部に試験槽３を設け、この試験槽３に試料４を収容して耐候性試験を行う装置である。耐候性試験装置１により試験される試料４は、合成樹脂板または塗装を施された板状の被試験体であり、予め所定サイズに整えられている。

耐候性試験装置１の上部には箱形の試験槽３が配置される。試験槽３は、２枚の仕切り板３３、３４によって、試料４を収容する試料室３０と、試料室３０の上に位置する上室３１と、試料室３０の下に位置する下室３２とに仕切られている。
試料室３０の中央には、試験用の紫外線放射光源としてのキセノンランプ（キセノンアークランプ）４０が、垂直に固定設置されている。キセノンランプ４０には、発光部の周囲を取り巻くように、冷却水が流れる冷却水路や特定の波長域の光を通過させるフィルター（図示略）を備えたランプジャケット４１が取り付けられている。
試料室３０には、キセノンランプ４０を囲むように試料ホルダー３５が配置されている。図２に示すように、試料ホルダー３５は、複数の試料４を、キセノンランプ４０を向くように支持する枠であり、キセノンランプ４０を側方及び上下から囲うように構成され、この試料ホルダー３５の内側に試料４が配置される。各々の試料４は、耐候性試験において光に暴露させたい面が内側を向くように、試料ホルダー３５に取り付けられ、この面にキセノンランプ４０からの光が照射される。
試料ホルダー３５は回転ドラム３６によって支持される。回転ドラム３６は、試験槽３の下方に設置された回転支持部３７によって回転可能に支持され、回転支持部３７には図示しないモーターの動力が伝達され、このモーターの動力によって試料ホルダー３５と回転ドラム３６が一体となってキセノンランプ４０の周りを回転する。

図１に示すように、耐候性試験装置１の下部には機器室が設けられ、この機器室に冷却水タンク４３及び熱交換ユニット４４が配置されている。冷却水タンク４３は、キセノンランプ４０の冷却水として使用される水を貯留しており、上記冷却水を循環させる冷却水回路には、必要に応じて、冷却水タンク４３の水が供給される。また、熱交換ユニット４４は、ランプジャケット４１を流れる冷却水を冷却する。熱交換ユニット４４は、例えば、耐候性試験装置１の内部または外部に設けられた冷凍機に接続され、この冷凍機から流れる冷媒或いはブラインと上記冷却水とを熱交換させる熱交換器等を備えている。

また、図２に示すように、試験槽３の後方には、試験槽３内の温度及び湿度を調整するためのブロアーファン５０（送風機）、ヒーター５２、冷却器５３、及び加湿器５７の各機器が設置されている。冷却器５３は、試験槽３の下方に設置された冷凍機５４に接続され、冷凍機５４から供給される冷媒を蒸発させて空気を冷却する熱交換器を備えている。冷凍機５４は、耐候性試験装置１の下部に配置され、冷媒を圧縮する圧縮機（図示略）、圧縮した高圧冷媒を凝縮させる水冷式の熱交換器（図示略）、凝縮させた冷媒を減圧して冷却器５３へ供給する減圧弁等を備えている。

ブロアーファン５０は、試験槽３の上室３１から空気を吸い出して下室３２へ送風し、試験槽３内の空気を循環させる。ブロアーファン５０は試験槽３の後方に設置され、上室３１からブロアーファン５０に至る水平な風路５９と、ブロアーファン５０により下向きに吹き出された空気が通る縦型の風路５１と、風路５１の下部から下室３２へ略水平に延びる風路とが設けられている。
ヒーター５２及び冷却器５３は風路５１の内部に配置され、ブロアーファン５０により吹き出された空気はヒーター５２により加熱され、或いは冷却器５３により冷却されて、下室３２へ送り出される。これらブロアーファン５０、ヒーター５２及び冷却器５３によって、試験槽３内の空気を循環させながら加温及び冷却することで、試験槽３の内部温度（槽内温度）の調整が行われる。

図２に示すように、下室３２と試料室３０との間を仕切る仕切り板３４には、回転支持部３７の周囲に通風穴が形成されている。ブロアーファン５０により送風された空気は、図中矢印で示すように、仕切り板３４に設けられた通風穴を通って試料ホルダー３５の下方から試料室３０に流れ込む。ここで、試料ホルダー３５の下方には、下室３２から流れ込む風を分散させる逆円錐形状の風向板３８が配置され、試料ホルダー３５に固定された各々の試料４に満遍なく風が当たるようになっている。
試料ホルダー３５の真上には、試料室３０と上室３１とを仕切る仕切り板３３の通風穴が位置しており、この通風穴を通って試料室３０内の空気が上室３１に吸い出され、風路５９を通ってブロアーファン５０に吸い込まれる。このように、ブロアーファン５０によって試験槽３内の空気が大きく循環送気される。

また、加湿器５７は、内部に貯留した加湿用の水を加湿用ヒーター５８によって加熱することにより、試料室３０の湿度を調整する。試料室３０と加湿器５７との間には、風路５９とは別系統の吸込風路が設けられ、加湿器５７は、この別系統の吸込風路から吸い込んだ空気に加湿用ヒーター５８により生じた水蒸気を混合させて、試料室３０に送り込むことで、試料室３０内の湿度を調整する。
また、図２に示すように、キセノンランプ４０と試料ホルダー３５との間には、試料ホルダー３５側に向けて水を噴射する噴射ユニット３９が配設され、耐候性試験中に、試料４のキセノンランプ４０側の面に水を噴射することが可能である。

また、耐候性試験装置１は、ブラックスタンダード測温体２１（ブラック温度検出器）、紫外線放射強度検出器２２、及び、槽内温度検出器２３を備えている。
試料表面温度の指標となるブラックスタンダード測温体２１は、試料４とともに、試料ホルダー３５（図２の例では試料ホルダー３５の上部）に、ブラックパネル部分をキセノンランプ４０に向けて設置される。ブラックスタンダード測温体２１は、試料ホルダー３５において試料４を取り付けるスペースの一部に取り付けられ、ブラックスタンダード測温体２１の取り付け位置には試料４は配置されない。
また、キセノンランプ４０からの紫外線放射強度を測定するための紫外線放射強度検出器２２は、試料ホルダー３５の内側において、キセノンランプ４０から所定距離だけ離れた位置に吊り下げ設置される。
さらに、試料室３０の内部の温度を検出するための槽内温度検出器２３は、ブロアーファン５０が上室３１から空気を吸い込む風路５９の入り口近傍に設けられる。槽内温度検出器２３は、具体的には、温湿度変換器として構成され、風路５９から吸い込んだ空気の温度及び湿度を検出する。槽内温度検出器２３が検出する温度及び湿度は、ヒーター５２及び冷却器５３による槽内温度の調整、及び、加湿器５７による湿度の調整に用いることができる。
なお、槽内温度検出器２３は試験槽３の槽内温度を検出することが可能なものであればよく、槽内温度検出器２３を単なる温度センサーで構成してもよい。この場合、加湿器５７による湿度制御に利用可能な湿度センサーを別途設ければよい。

図１に示すように、耐候性試験装置１の前面には、試料室３０のドア１３が設けられ、試料室３０への試料４のセット等を前面から行える。また、前面にはドア１３に並ぶ位置に、タッチパネル１５を有する操作パネル１４が設けられている。タッチパネル１５は、耐候性試験装置１の運転状態に係る各種情報や操作用の画面を表示する表示画面を有し、この表示画面に対する接触操作を検出する機能を備えている。そして、筐体１０の内部には、操作パネル１４に対応する位置に制御部２０が収容されている。

制御部２０の上方には、トランスやチョーク等を内蔵し、キセノンランプ４０を点灯させる安定器４２が配置されている。安定器４２は制御部２０に接続されており、制御部２０の制御に従ってキセノンランプ４０を点灯および消灯させる。
また，制御部２０は、ランプジャケット４１に冷却水を循環させるための冷却水回路に設けられたポンプ（図示略）及び熱交換ユニット４４を制御し、キセノンランプ４０の点灯及び消灯に合わせたタイミングでポンプを駆動および停止させ、冷却水の温度が所定温度以下を保つように熱交換ユニット４４を駆動および停止させる。

制御部２０は、回転ドラム３６を回転させるモーター（図示略）を制御し、キセノンランプ４０の点灯及び消灯に合わせたタイミングで上記モーターを回転及び停止させる。また、制御部２０には、ブラックスタンダード測温体２１、紫外線放射強度検出器２２、及び槽内温度検出器２３が接続される。ブラックスタンダード測温体２１は、制御部２０の制御に従ってブラックパネルの温度を検出し、検出した温度（ブラックスタンダード温度：ＢＳＴ温度）を示す情報を制御部２０に出力する。また、紫外線放射強度検出器２２は、制御部２０の制御に従って紫外線の受光強度を検出し、検出量を示す情報を制御部２０に出力する。槽内温度検出器２３は、制御部２０の制御に従って風路５９に流入する空気の温度及び湿度（すなわち、試験槽３の槽内温度及び槽内湿度）を検出し、検出した温度及び湿度を示す情報を制御部２０に出力する。制御部２０は、ブラックスタンダード測温体２１から入力されるブラックスタンダード温度及び紫外線放射強度検出器２２の検出量を取得して記憶し、槽内温度検出器２３により検出される槽内温度及び槽内湿度を取得して記憶する。
制御部２０は、ブロアーファン５０、ヒーター５２、冷却器５３、冷凍機５４及び加湿用ヒーター５８に接続され、これらの各部を制御する。

すなわち、制御部２０は、ブラックスタンダード温度が、予め設定された温度範囲に収まるように、ブロアーファン５０の回転速度（回転数）を制御する。具体的には、ブラックスタンダード温度が設定された温度範囲を超えた場合には、ブロアーファン５０の回転速度を増速させる。これにより、ブラックスタンダード測温体２１を含む試料ホルダー３５の各部に送風される風量が増し、キセノンランプ４０の照射による熱が放熱され、ブラックスタンダード測温体２１の検出温度が低下する。また、ブラックスタンダード温度が設定された温度範囲を下回った場合にはブロアーファン５０の回転速度を減速させる。

また、制御部２０は、槽内温度検出器２３によって検出された槽内温度に基づいて、ヒーター５２及び冷却器５３の作動状態を制御する。
ここで、ヒーター５２の作動状態の制御、すなわち加熱の制御は、ヒーター５２への通電をオン／オフさせることで行われる。冷却器５３の作動状態の制御、すなわち冷却の制御は、例えば、冷凍機５４から冷却器５３へ冷媒を供給する冷媒管に設けられた弁の開閉、及び／又は、冷凍機５４が備える圧縮機の動作を制御することで行われる。なお、冷凍機５４が出力可変型の冷凍機である場合、制御部２０によって冷凍機５４の出力の増減を制御してもよい。
制御部２０は、槽内温度が予め設定された温度範囲に収まるように、ヒーター５２によって風路５１を通る空気を加温し、或いは、冷却器５３及び冷凍機５４を動作させて該空気を冷却させる。
さらに、制御部２０は、槽内温度検出器２３により検出された槽内湿度が予め設定された湿度範囲に収まるように、加湿用ヒーター５８のオン／オフを切り替える。
制御部２０は、磁気的記録媒体または半導体記憶デバイスを用いて構成される不揮発性記憶部（図示略）を内蔵し、この不揮発性記憶部に、予め設定されるブロアーファン５０の回転速度、キセノンランプ４０の点灯からの所定時間、槽内温度検出器２３により検出される槽内温度の目標温度、ブラックスタンダード測温体２１により検出されるブラックスタンダード温度の目標温度等の各種データを記憶している。これらのデータは、例えば、タッチパネル１５の操作により入力されるものとしてもよい。

続いて、耐候性試験装置１の動作について説明する。
図３は、耐候性試験装置１により耐候性試験を行う場合の動作を示すフローチャートである。
制御部２０は、まず、ブロアーファン５０の回転速度を予め設定された速度に設定し、ヒーター５２及び冷却器５３を停止状態にして、キセノンランプ４０を点灯させ、耐候性試験を開始する（ステップＳ１）。このステップＳ１では、キセノンランプ４０の点灯に先立ってポンプ（図示略）を稼働させてランプジャケット４１に冷却水を流す等の制御が、合わせて行われる。
ステップＳ１で設定されるブロアーファン５０の回転速度（予め設定された速度）は、例えば、ブロアーファン５０の定格運転速度範囲における最大速度である。

続いて、制御部２０は、キセノンランプ４０の点灯開始から、予め設定された所定時間が経過するまで、ブロアーファン５０を継続して設定速度で回転させ（ステップＳ２）、点灯開始から所定時間が経過すると（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、槽内温度の制御を開始する（ステップＳ３）。
ステップＳ３において，制御部２０は、槽内温度が予め設定された目標温度範囲内に収まるように、風路５１における空気の加温と冷却とを制御する。

具体的には、制御部２０は、下記式（１）のように槽内温度が目標温度より低い場合にはヒーター５２をオンに切り替えて加熱を行い、下記式（２）のように槽内温度が目標温度〜目標温度＋１℃の範囲内にある場合はヒーター５２による加熱と冷却器５３による冷却のどちらも行わず、下記式（３）のように槽内温度が目標温度＋１℃を超えた場合は冷却器５３による冷却を行う。
槽内温度＜目標温度 …（１）
目標温度≦槽内温度≦目標温度＋１℃ …（２）
目標温度＋１℃＜槽内温度 …（３）
ここで、耐候性試験装置１が複数台のヒーター５２や冷却器５３を備えた構成であれば、制御部２０は、槽内温度検出器２３の検出温度と目標温度との温度差に基づいて、使用するヒーター５２及び冷却器５３の数を変更する制御を行ってもよい。

制御部２０は、槽内温度が目標温度範囲内に達するまで槽内温度の制御を継続し（ステップＳ４）、槽内温度が目標温度範囲内に達したら（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、ブロアーファン５０の回転速度の設定を解除して（ステップＳ５）、ブラックスタンダード温度に基づくブロアーファン５０の回転速度制御を開始する（ステップＳ６）。
ステップＳ６の回転速度制御で、制御部２０は、ブラックスタンダード温度が予め設定された目標温度範囲に収まるようにブロアーファン５０の回転速度を変化させる。具体的には、制御部２０は、下記式（４）のようにブラックスタンダード温度が目標温度より２℃を超えて低い場合には、ブロアーファン５０の回転速度を減速させ、下記式（５）のようにブラックスタンダード温度が目標温度±２℃の範囲（目標温度範囲）内にある場合はブロアーファン５０の回転速度を保持し、下記式（６）のようにブラックスタンダード温度が目標温度より２℃を超えて高い場合には、ブロアーファン５０の回転速度を増速させる。ブロアーファン５０の回転速度は、例えば５Hz（５回転／秒）単位で変更される。
ブラックスタンダード温度＜目標温度−２℃ …（４）
目標温度−２℃≦ブラックスタンダード温度≦目標温度＋２℃ …（５）
目標温度＋２℃＜ブラックスタンダード温度 …（６）

なお、ステップＳ４では、槽内温度検出器２３により検出された槽内温度が目標温度範囲に達した場合に限らず、例えば、設定された時間継続して目標温度範囲内の温度を保った場合に、槽内温度が安定したと判定して、ステップＳ５に移行するようにしてもよい。
以上のステップＳ１〜Ｓ６の動作によって、キセノンランプ４０の点灯開始から、まず槽内温度が目標温度範囲に達して安定し、続いて、ブラックスタンダード温度が目標温度範囲で安定するので、目標温度範囲を保った状態で耐候性試験を行うことができる。
その後、制御部２０は、耐候性試験が終了するまで、槽内温度に基づくヒーター５２及び冷却器５３の制御、及び、ブラックスタンダード温度に基づくブロアーファン５０の回転速度制御を継続する（ステップＳ７）。

図４及び図５は、耐候性試験装置１の動作の一例を示す図表である。図４に示す例は、キセノンランプ４０の寿命初期における動作例であり、図５に示す例はキセノンランプ４０の寿命末期における動作例である。図４及び図５はブラックスタンダード測温体２１により検出されたブラックスタンダード温度（ａ）、槽内温度検出器２３により検出された槽内温度（ｂ）、及び、ブロアーファン５０の回転速度（ｃ）の変化を示すグラフである。ここで、横軸はキセノンランプ４０の点灯開始からの経過時間である。図４及び図５の破線Ｔ１はブラックスタンダード温度の目標温度を示し、破線Ｔ２は槽内温度の目標温度を示す。また、図４及び図５のＲ１、Ｒ２、Ｒ３はブロアーファン５０の回転速度を示す。

耐候性試験装置１が行う耐候性試験の条件としては、上述した槽内温度やブラックスタンダード温度のほか、試料上における照度が設定される。一方、キセノンランプ４０を含む試験用の光源は、発光効率が経時的に低下する。このため、キセノンランプ４０の消費電力が一定のままでは、ランプ寿命の初期から末期にかけて照度が変動してしまう。そこで、耐候性試験装置１では、制御部２０によって安定器４２を制御し、キセノンランプ４０の消費電力を調整することにより、キセノンランプ４０の使用期間に関わらず、試料４における照度を設定範囲内で安定させている。
図４に示す例はキセノンランプ４０の寿命初期であるため、キセノンランプ４０の消費電力は、例えば４．０ｋＷである。これに対し、図５に示す例はキセノンランプ４０の寿命末期であるため、必要な照度を得るための電力が増しており、消費電力は、例えば５．０ｋＷである。

図４に示す例では、キセノンランプ４０の点灯開始時点において、（ａ）ブラックスタンダード温度は目標温度Ｔ１より低温であり、（ｂ）槽内温度は目標温度Ｔ２より低温である。キセノンランプ４０の点灯開始後、ブロアーファン５０が、予め設定された一定の回転速度Ｒ１で回転し、キセノンランプ４０が発する熱により、（ａ）ブラックスタンダード温度及び（ｂ）槽内温度が徐々に上昇する。
キセノンランプ４０の点灯から所定時間（この例では１０分）が経過した後、（ｃ）ブロアーファン５０の回転速度が一定に保たれたまま、槽内温度制御が開始される。この槽内温度制御では制御部２０によってヒーター５２がＯＮに切り替えられ、ヒーター５２による加熱が行われ、（ｂ）槽内温度が上昇する。
（ｂ）槽内温度が目標温度Ｔ２に近づくと、（ｃ）ブロアーファン５０の回転速度の設定が設定速度Ｒ１から解除され、速度が低下していく。これは、制御部２０によって槽内温度が安定したと判定され、（ａ）ブラックスタンダード温度を上昇させるためにブロアーファン５０の回転速度が減速されたためである。そして、（ａ）ブラックスタンダード温度が目標温度Ｔ１近傍で安定すると、ブロアーファン５０の回転速度は、比較的低速の回転速度Ｒ２に保持される。この図４の例では、概ねキセノンランプ４０の点灯開始から２０分経過時点で、（ｂ）槽内温度と（ａ）ブラックスタンダード温度とが安定している。

また、図５に示す例では、キセノンランプ４０の点灯開始時点において、（ａ）ブラックスタンダード温度は目標温度Ｔ１より低温であり、（ｂ）槽内温度は目標温度Ｔ２より低温である。キセノンランプ４０の点灯開始後、キセノンランプ４０の熱により（ａ）ブラックスタンダード温度及び（ｂ）槽内温度が徐々に上昇する。（ｃ）ブロアーファン５０の回転速度は、キセノンランプ４０の点灯開始から、予め設定された回転速度Ｒ１に保持される。
その後、所定時間（この例では１０分）が経過した後、（ｃ）ブロアーファン５０の回転速度が一定に保たれたまま、槽内温度制御が開始される。この槽内温度制御では制御部２０によってヒーター５２がＯＮに切り替えられ、ヒーター５２による加熱が行われ、（ｂ）槽内温度が上昇する。
（ｂ）槽内温度が目標温度Ｔ２に近づくと、（ｃ）ブロアーファン５０の回転速度の設定が設定速度Ｒ１から解除され、ブラックスタンダード温度に基づいてブロアーファン５０の回転数が制御されるようになり、ブロアーファン５０の回転速度は速度Ｒ３を最低速度として増減している。

この図５の例では、（ｂ）槽内温度が安定した後に（ａ）ブラックスタンダード温度が上昇を続け、目標温度Ｔ１を超えて若干のオーバーシュートを生じているが、これは、上述したようにキセノンランプ４０の消費電力が図４の例に比べて増しているため、キセノンランプ４０の発熱が大きく、ブラックスタンダード温度が上昇しやすいためである。しかしながら、図５の例では、（ａ）ブラックスタンダード温度の変化に対応して、（ｃ）ブロアーファン５０の回転速度が増速され、ブラックスタンダード温度は目標温度Ｔ１近傍で安定している。このように、（ｂ）槽内温度が安定した後で、ブロアーファン５０の回転速度の増速／減速によって（ｃ）ブラックスタンダード温度が制御され、概ねキセノンランプ４０の点灯開始から２０分経過時点で、（ｂ）槽内温度と（ａ）ブラックスタンダード温度とが安定している。
なお、（ｂ）槽内温度と（ａ）ブラックスタンダード温度とがそれぞれ目標温度Ｔ２、Ｔ１近傍で安定した後も、ブロアーファン５０の回転速度は、ブラックスタンダード温度を安定させるために増速及び減速されている。図５の例ではキセノンランプ４０の発熱が増しているために（ａ）ブラックスタンダード温度が上昇しやすいが、（ｃ）ブロアーファン５０の回転速度を細かく変化させることで、点灯開始から２０分が経過した後も、ブラックスタンダード温度を目標温度範囲で安定させることに成功している。

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、キセノンランプ４０を備えた試験槽３内に試料４及びブラックスタンダード測温体２１を配置し、試験槽３内の温度を検出する槽内温度検出器２３と、試験槽３内の空気を循環送風するブロアーファン５０と、ブロアーファン５０により送風される空気の温度調整を行うヒーター５２及び冷却器５３と、ヒーター５２及び冷却器５３の作動状態とブロアーファン５０の回転速度とを制御する制御部２０と、を備え、制御部２０は、キセノンランプ４０の点灯開始から所定時間が経過するまで、冷却器５３及びヒーター５２を停止させた状態を保つ一方、ブロアーファン５０の回転速度を所定速度に設定して送風させ、所定時間が経過した後に、ブロアーファン５０の回転速度を所定速度に設定したまま、槽内温度検出器２３の検出温度に基づいて冷却器５３及びヒーター５２を制御し、槽内温度検出器２３の検出温度が目標温度範囲に達してから、ブロアーファン５０の回転速度の設定を解除して、ブラックスタンダード測温体２１により検出された温度に基づいてブロアーファン５０の回転速度を制御する。
このため、キセノンランプ４０の点灯開始後に、試験槽３の槽内温度と、ブラックスタンダード測温体２１により検出されるブラックスタンダード温度とを、速やかに目標温度範囲で安定させることができる。

通常、キセノンランプ４０の点灯前の槽内温度は目標温度より低いため、点灯開始とともに槽内温度の調整を開始すると、ヒーター５２が最大出力で加熱をする状態になり、槽内温度が急速に上昇して、目標温度範囲を超えてオーバーシュートする可能性があり、これに伴ってブラックスタンダード温度もオーバーシュートする可能性がある。ここで、本実施の形態の耐候性試験装置１のように、所定時間が経過するまでヒーター５２及び冷却器５３を作動させない状態でブロアーファン５０を所定速度で回転させると、槽内温度の急な上昇と、これに伴うオーバーシュートを確実に防止することができ、所定時間が経過してからヒーター５２及び冷却器５３によって槽内温度を制御することで、槽内温度を目標温度範囲内で速やかに安定させることができる。また、キセノンランプ４０の点灯開始後、キセノンランプ４０の出力が安定するまで待つことにもなるので、キセノンランプ４０の熱による槽内温度の急な変化を抑えることもでき、より速やかに、槽内温度を安定させることができる。

また、槽内温度が安定する前にブラックスタンダード温度に基づいてブロアーファン５０の速度を変化させると、ブラックスタンダード測温体２１に吹き付けられる空気の温度と風速の両方が変化するため、ブラックスタンダード温度がハンチングして安定しない状態が続く可能性がある。これは、耐候性試験装置１のように試験槽３内の空気をブロアーファン５０によって循環送風させる構成で、ヒーター５２及び冷却器５３を作動させると、槽内温度が素早く応答して変化する一方、ブラックスタンダード測温体２１の検出温度への応答は遅いためである。言い換えれば、槽内温度はヒーター５２及び冷却器５３の動作状態に応じて素早く変化するのに対し、ブラックスタンダード温度は、キセノンランプ４０が発する熱と、槽内温度と、ブロアーファン５０の回転速度との影響を受けるため、ヒーター５２及び冷却器５３の動作状態を変化させても、ブラックスタンダード温度に反映されるまでには時間がかかる。この応答性の違いから、槽内温度とブラックスタンダード温度との両方を同時に制御して安定させることは難しい。ここで、本実施の形態の耐候性試験装置１のように、槽内温度が安定するまでブロアーファン５０の回転速度を一定に保持し、槽内温度が安定した後でブロアーファン５０の回転速度を変化させてブラックスタンダードを制御すれば、槽内温度を確実に安定させた上で、ブラックスタンダード温度を速やかに目標温度範囲内で安定させることができる。

また、図４及び図５を参照して説明したように、キセノンランプ４０の点灯開始時に設定されるブロアーファン５０の回転速度は、槽内温度が安定してから制御部２０の制御により変更されるブロアーファン５０の回転速度よりも高速である。このため、キセノンランプ４０の点灯開始から槽内温度が安定するまで、ブロアーファン５０が高速で回転し、試験槽３への送風量が大きい状態が保たれる。これにより、キセノンランプ４０の点灯開始後の槽内温度の急な上昇を抑え、その後にヒーター５２及び冷却器５３を作動させた場合に速やかに槽内温度を安定させることができる。さらに、槽内温度が安定するまでの間、ブラックスタンダード測温体２１に吹き付けられる風量が大きいため、この間におけるブラックスタンダード温度の上昇を抑えることができ、ブラックスタンダード温度の制御を速やかに行える上、ブラックスタンダード温度の過度の上昇を防止できる。

また、耐候性試験装置１は、ブロアーファン５０によって試験槽３の上部から吸気した空気を試験槽３の下部に送風する風路５１内に、冷却器５３及びヒーター５２を配置し、ブロアーファン５０により送風される空気をブラックスタンダード測温体２１に向けて案内する風向板３８を設けた構成である。この構成では、槽内温度を調整するためにヒーター５２及び冷却器５３によって加熱または冷却を行うと、加熱または冷却された空気がブラックスタンダード測温体２１に吹き付けられるので、ブラックスタンダード温度がヒーター５２及び冷却器５３の動作の影響を極めて受けやすいが、上述したように、槽内温度が安定するまでの間、ブロアーファン５０の回転速度を一定に保つことでブラックスタンダード温度の急な変化やハンチングを抑え、速やかに、槽内温度とブラックスタンダード温度の両方を安定させることができる。

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、試料ホルダー３５にブラックスタンダード測温体２１を配置して、ブラックスタンダード温度を測るものとして説明したが、ブラックスタンダード測温体２１に代えてブラックパネル温度センサーを設け、ブラックパネル温度に基づいて制御を行ってもよい。また、光源として水冷式のランプジャケット４１を備えたキセノンランプ４０を用いる構成を例に挙げて説明したが、光源はキセノンランプに限らず、メタルハライドランプを用いてもよく、空冷式のランプを光源として用いることも勿論可能である。さらに、ブロアーファン５０を、並列に並ぶ複数のファンで構成してもよく、この場合、各々のファンの回転速度を同一にしてもよいし、異なる速度としてもよい。また、上記実施の形態では、制御部２０によって、ブラックスタンダード測温体２１、紫外線放射強度検出器２２、及び槽内温度検出器２３の検出値を取得するとともに、ブロアーファン５０の回転速度、ヒーター５２及び冷却器５３の作動状態、キセノンランプ４０の点灯／消灯等の制御を行う構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、制御機能を備えた複数の機能部によって各部の制御を分散して行う構成としてもよい。

１ 耐候性試験装置
３ 試験槽
４ 試料
２０ 制御部
２１ ブラックスタンダード測温体（ブラック温度検出器）
２３ 槽内温度検出器
３０ 試料室
３５ 試料ホルダー
３８ 風向板
４０ キセノンランプ（光源）
５０ ブロアーファン（送風機）
５１ 風路
５２ ヒーター
５３ 冷却器
５４ 冷凍機

Claims (3)

1. 光源を備えた試験槽内に試料及びブラック温度検出器を配置し、前記試験槽内の温度を検出する槽内温度検出器と、前記試験槽内の空気を循環送風する送風機と、前記送風機により送風される空気の温度調整を行う冷却器及びヒーターと、を備えた耐候性試験装置であって、
   前記冷却器及び前記ヒーターの作動状態と前記送風機の回転速度とを制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記光源の点灯開始から所定時間が経過するまで、前記冷却器及び前記ヒーターを停止させた状態を保つ一方、前記送風機の回転速度を所定速度に設定して送風させ、
   前記所定時間が経過した後に、前記送風機の回転速度を所定速度に設定したまま、前記槽内温度検出器の検出温度に基づいて前記冷却器及び前記ヒーターを制御し、
   前記槽内温度検出器の検出温度が目標温度範囲に達してから、前記送風機の回転速度の設定を解除して、前記ブラック温度検出器により検出された温度に基づいて前記送風機の回転速度を制御することを特徴とする耐候性試験装置。
2. 請求項１に記載の耐候性試験装置において、
   前記制御部によって設定される前記所定速度は、前記槽内温度検出器の検出温度が目標温度範囲に達した後に制御される回転速度より高速であることを特徴とする耐候性試験装置。
3. 請求項１または２に記載の耐候性試験装置において、
   前記送風機によって前記試験槽の上部から吸気した空気を試験槽の下部に送風する風路内に、前記冷却器及び前記ヒーターを配置し、前記送風機により送風される空気をブラック温度検出器に向けて案内する風向板を設けたことを特徴とする耐候性試験装置。

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