JP2015182717A - 宇宙環境試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、温度が１０Ｋ以下とされた模擬宇宙空間において、被試験体の試験を行うことの可能な宇宙環境試験装置を提供することを課題とする。
【解決手段】第１のシュラウド３１内に収容され、両端が閉塞端とされ、Ｘ方向に延在する筒状の第２のシュラウド４２と、第２のシュラウド４２内に配置され、被試験体１４が載置される被試験体載置台４５と、第１のシュラウド３１よりも内側に配置され、第２のシュラウド４２を介して、被試験体１４を冷却するコールドヘッド５６−３を含む冷凍機５６と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、宇宙空間を模擬して宇宙環境を再現させて、被試験体の試験を行うための宇宙環境試験装置に関する。

宇宙環境試験装置は、高真空に排気された真空容器の内部に、宇宙の冷暗黒を模擬するため、内面を黒色に塗装され、液体窒素等の冷媒で１００Ｋ以下に冷却されるシュラウドと呼ばれる熱吸収壁（以下、単に「シュラウド」という）を有する。

特許文献１には、供試体を固定する温調プレートが真空容器内に設けられた宇宙環境試験装置において、温調プレートを回転させる回転軸が真空容器を貫通して設けられ、回転軸を回転させる駆動部が真空容器の外側に設けられた宇宙環境試験装置が開示されている。
また、特許文献１には、真空容器内に収容されたシュラウド（内部に被試験体が配置される温調プレートを収容する宇宙環境試験装置の構成要素）を液体窒素等の冷媒で冷却することが開示されている。

特許文献２には、宇宙環境を模擬する円筒状真空容器の軸方向端部にヒンジによって開閉可能に支持された扉を有し、真空容器本体の内部に本体部シュラウドを、扉の内部に扉部シュラウドをそれぞれ有する宇宙環境試験装置において、扉部シュラウドを冷却するための液化窒素が流れる本体側冷媒配管と、扉部シュラウドから扉の外側に引き出されたシュラウド側冷媒配管と、をヒンジ側に設けた接続用冷媒配管で接続し、該接続用冷媒配管の一部を屈曲自在な可撓性断熱配管で形成するとともに、扉開閉時における可撓性断熱配管の屈曲変形を許容するようにして該可撓性断熱配管を保持する配管保持手段を有する宇宙環境試験装置が開示されている。
また、特許文献２には、本体部シュラウドを冷却する際に、液化窒素を用いることが開示されている。

特開２００７−１３７３０１号公報 特開２００３−１３７２００号公報

ところで、近年では、シュラウドを１０Ｋ以下まで冷却させて、１０Ｋ以下とされた模擬宇宙空間において、被試験体の試験を行いたいという要望がある。
しかしながら、上記特許文献１，２に開示された宇宙環境試験装置では、真空容器内に収容された１つのシュラウド（特許文献２の場合は、本体部シュラウド）を液体窒素のみで冷却させていたため、８０〜１００Ｋ程度までしかシュラウドを冷却させることができなかった。
つまり、特許文献１，２に開示された宇宙環境試験装置では、１０Ｋよりも温度の高い８０〜１００Ｋ程度の模擬宇宙空間でしか被試験体の試験を行うことができなかった。

そこで、本発明は、１０Ｋ以下の温度とされた模擬宇宙空間において、被試験体の試験を行うことの可能な宇宙環境試験装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、所定の方向に延在すると共に、気密された真空容器と、前記真空容器内に収容され、両端が開放端とされ、前記所定の方向に延在する筒状の第１のシュラウドと、前記第１のシュラウドに配置され、該第１のシュラウドを冷却する冷媒が流れる冷媒用配管と、前記第１のシュラウド内に収容され、両端が閉塞端とされ、前記所定の方向に延在する筒状の第２のシュラウドと、前記第２のシュラウド内に配置され、被試験体が載置される被試験体載置台と、前記第１のシュラウドよりも内側に配置され、前記第２のシュラウドを介して、前記被試験体を冷却するコールドヘッドを含む冷凍機と、を有することを特徴とする宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項２に係る発明によれば、前記第２のシュラウドの上部に装着され、上面に前記コールドヘッドが接続されるヘッド接続面を有し、前記第２のシュラウドに前記コールドヘッドの冷熱を伝導させる接続部材を有することを特徴とする請求項１記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項３に係る発明によれば、前記接続部材は、前記第２のシュラウドを貫通し、該第２のシュラウドの内側に突出する突出部を有することを特徴とする請求項２記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項４に係る発明によれば、前記接続部材は、熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で構成されていることを特徴とする請求項２または３記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項５に係る発明によれば、前記第２のシュラウドは、シュラウド支持部材を介して、前記第１のシュラウドに支持されており、前記シュラウド支持部材は、断熱部材を介して、前記第２のシュラウドを支持することを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項６に係る発明によれば、前記断熱部材は、熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の材料で構成されていることを特徴とする請求項５記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項７に係る発明によれば、前記第２のシュラウドの外周面に設けられ、前記所定の方向に複数配置されたリング状部材と、前記リング状部材の下部に設けられ、前記断熱部材が配置される一対の切り欠き部と、を有することを特徴とする請求項５または６記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項８に係る発明によれば、前記冷凍機は、冷凍機本体と、該冷凍機本体の下方に延在するディスプレーサと、該ディスプレーサの下端に配置された前記コールドヘッドと、を含み、前記真空容器は、その上部に前記ディスプレーサを挿入させるための第１の貫通部を有し、前記第１のシュラウドは、その上部に前記第１の貫通部と対向配置され、前記ディスプレーサを挿入させるための第２の貫通部を有し、前記第２のシュラウドは、その上部に前記第２の貫通部と対向配置され、前記接続部材が装着される第３の貫通部を有することを特徴とする請求項２ないし７のうち、いずれか１項記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項９に係る発明によれば、前記第１の貫通部に配置され、前記ディスプレーサを挿入させるための貫通穴を有し、前記真空容器に固定された第１のベローズ取付用部材と、前記冷凍機本体に取り付けられた第２のベローズ取付用部材と、前記第１のベローズ取付用部材と前記第２のベローズ取付用部材との間に配置され、一端が前記第１のベローズ取付用部材と接続され、他端が前記第２のベローズ取付用部材と接続されたベローズと、を有し、前記冷凍機本体は、前記ベローズを介して、前記第２のシュラウドに支持されていることを特徴とする請求項８記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項１０に係る発明によれば、所定の方向に延在すると共に、気密された真空容器と、前記真空容器内に収容され、両端が開放端とされ、前記所定の方向に延在する筒状の第１のシュラウドと、前記第１のシュラウドと接続され、該第１のシュラウドを冷却する冷媒が流れる冷媒用配管と、前記第１のシュラウド内に収容され、両端が閉塞端とされ、前記所定の方向に延在する筒状の第２のシュラウドと、前記第２のシュラウド内に配置され、被試験体が載置される被試験体載置台と、前記第１のシュラウドよりも内側に配置され、前記第２のシュラウドとは断熱されたコールドヘッドを含む冷凍機と、一端が前記被試験体と接触し、該被試験体に前記コールドヘッドの冷熱を伝導させる金属ワイヤと、を有することを特徴とする宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項１１に係る発明によれば、前記金属ワイヤは、熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で構成されていることを特徴とする請求項１０記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項１２に係る発明によれば、一部が前記第２のシュラウドの内側に配置されるように、第１の断熱部材を介して、前記第２のシュラウドの上部に装着され、上面に前記コールドヘッドが接続されるヘッド接続面を含む接続部材を有し、前記金属ワイヤの他端は、前記第２のシュラウドの内側に配置された前記接続部材の一部と接続させることを特徴とする請求項１０または１１記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項１３に係る発明によれば、前記接続部材は、熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で構成されていることを特徴とする請求項１２記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項１４に係る発明によれば、前記第１の断熱部材は、熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の材料で構成されていることを特徴とする請求項１２または１３記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項１５に係る発明によれば、前記第２のシュラウドは、シュラウド支持部材を介して、前記第１のシュラウドに支持されており、前記シュラウド支持部材は、第２の断熱部材を介して、前記第２のシュラウドを支持することを特徴とする請求項１０ないし１４のうち、いずれか１項記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項１６に係る発明によれば、前記第２の断熱部材は、熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の材料で構成されていることを特徴とする請求項１５記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項１７に係る発明によれば、前記第２のシュラウドの外周面に設けられ、前記所定の方向に複数配置されたリング状部材と、前記リング状部材の下部に設けられ、前記第２の断熱部材が配置される一対の切り欠き部と、を有することを特徴とする請求項１５または１６記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項１８に係る発明によれば、前記冷凍機は、冷凍機本体と、該冷凍機本体の下方に延在するディスプレーサと、該ディスプレーサの下端に配置された前記コールドヘッドと、を含み、前記真空容器は、その上部に前記ディスプレーサを挿入させるための第１の貫通部を有し、前記第１のシュラウドは、その上部に前記第１の貫通部と対向配置され、前記ディスプレーサを挿入させるための第２の貫通部を有し、前記第２のシュラウドは、その上部に前記第２の貫通部と対向配置され、前記接続部材が装着される第３の貫通部を有することを特徴とする請求項１０ないし１７のうち、いずれか１項記載の宇宙環境試験装置が提供される。

また、請求項１９に係る発明によれば、前記第１の貫通部に配置され、前記ディスプレーサを挿入させるための貫通穴を有し、前記真空容器に固定された第１のベローズ取付用部材と、前記冷凍機本体に取り付けられた第２のベローズ取付用部材と、前記第１のベローズ取付用部材と前記第２のベローズ取付用部材との間に配置され、一端が前記第１のベローズ取付用部材と接続され、他端が前記第２のベローズ取付用部材と接続されたベローズと、を有し、前記冷凍機本体は、前記ベローズを介して、前記第２のシュラウドに支持されていることを特徴とする請求項１８記載の宇宙環境試験装置が提供される。

本発明の宇宙環境試験装置によれば、１０Ｋ以下の温度に冷却された模擬宇宙空間において、被試験体の試験を行うことができる。

本発明の第１の実施の形態に係る宇宙環境試験装置の概略構成を模式的に示す図（その１）であり、具体的には、宇宙環境試験装置の構成要素のうち、真空容器、第１のシュラウド、第２のシュラウド、被試験体載置台、及びリング状部材等の一部の構成要素を断面で図示した図である。 本発明の第１の実施の形態に係る宇宙環境試験装置の概略構成を模式的に示す図（その２）であり、具体的には、図１に示すＡ−Ａ線断面と、図１に示す宇宙環境試験装置の構成要素のうち、冷凍機、台座、キャスター、及び図１に図示していない観察用窓部をＢ視した図と、を同一の図面に図示した図である。 図２に示す宇宙環境試験装置のうち、領域Ｃで囲まれた部分を拡大した断面図である。 図２に示す宇宙環境試験装置のうち、領域Ｄで囲まれた部分を拡大した図である。 図２に示す宇宙環境試験装置のうち、領域Ｅで囲まれた部分を拡大した図である。 本発明の第２の実施の形態に係る宇宙環境試験装置の概略構成を模式的に示す図であり、宇宙環境試験装置の一部の構成要素を断面で図示した図である。 図６に示す宇宙環境試験装置のうち、領域Ｆで囲まれた部分を拡大した図である。 経過時間に対する実施例の宇宙環境試験装置の第１及び第２のシュラウドの上部及び下部の温度の推移を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の宇宙環境試験装置の寸法関係とは異なる場合がある。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る宇宙環境試験装置の概略構成を模式的に示す図（その１）であり、具体的には、宇宙環境試験装置の構成要素のうち、真空容器、第１のシュラウド、第２のシュラウド、被試験体載置台、及びリング状部材等の一部の構成要素を断面で図示した図である。
図１において、Ｘ方向は、真空容器１５、第１のシュラウド３１、及び第２のシュラウド４２の延在方向を示しており、Ｚ方向は、鉛直方向を示している。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る宇宙環境試験装置の概略構成を模式的に示す図（その２）であり、具体的には、図１に示すＡ−Ａ線断面と、図１に示す宇宙環境試験装置の構成要素のうち、冷凍機、台座、キャスター、及び図１に図示していない観察用窓部をＢ視した図と、を同一の図面に図示した図である。
図２において、Ｙ方向は、真空容器１５、第１のシュラウド３１、及び第２のシュラウド４２の半径方向を示している。

図１及び図２を参照するに、第１の実施の形態の宇宙環境試験装置１０は、台座１３と、真空容器１５と、キャスター１６と、観察用窓部１７−１，１７−２と、真空排気用ライン１８，２４と、ターボ分子ポンプ２１と、油回転ポンプ２３と、クライオポンプ２６と、ヘリウム圧縮機２８と、第１のシュラウド３１と、冷媒導入部３３と、冷媒供給ライン３５と、冷媒導出ライン３６と、冷媒供給源３８と、第２のシュラウド４２と、被試験体載置台４５と、リング状部材４７と、シュラウド支持部材４９と、断熱部材５１と、第１のベローズ取付用部材５３と、貫通用円筒部材５４と、冷凍機５６と、第２のベローズ取付用部材５８と、接続部材６１と、接続部材固定用部材６３と、ベローズ６５と、ボルト６６と、ナット６７と、ヘリウムガス供給ライン６８と、ヘリウムガス供給源６９と、ヘリウムガス戻りライン７３と、を有する。

台座１３は、その上部において、真空容器１５の底部を支持している。
真空容器１５は、Ｘ方向（所定の方向）に延在しており、気密されている。真空容器１５は、両端が塞がれた円筒状の部材である。真空容器１５のうち、Ｘ方向の端部を構成する部分は、開閉可能な構成とされており、蓋体として機能する。
真空容器１５は、冷凍機５６の配設領域に対応する部分に設けられた第１の貫通部１５Ａを有する。第１の貫通部１５Ａは、冷凍機５６を構成するディスプレーサ５６−２を挿入させるための穴である。

キャスター１６は、台座１３の下端に複数配置されている。これにより、真空容器１５を支持する台座１３は、床面１１を移動することができる。
観察用窓部１７−１は、真空容器１５のうち、Ｘ方向に位置する部分に設けられている。観察用窓部１７−２は、真空容器１５のうち、Ｙ方向に位置する部分に設けられている。観察用窓部１７−２は、第２のシュラウド４２内に収容された被試験体１４の様子を観察するためのものである。

真空排気用ライン１８は、一端が真空容器１５と接続されており、他端がターボ分子ポンプ２１と接続されている。
ターボ分子ポンプ２１は、真空容器１５の外部に配置されている。油回転ポンプ２３は、ターボ分子ポンプ２１を介して、真空排気用ライン１８と接続されている。
ターボ分子ポンプ２１、及び油回転ポンプ２３は、真空容器１５内を真空引きするためのポンプである。

真空排気用ライン２４は、一端が真空容器１５と接続されており、他端がクライオポンプ２６と接続されている。
クライオポンプ２６は、真空容器１５の外部に配置されている。ヘリウム圧縮機２８は、クライオポンプ２６を介して、真空排気用ライン２４と接続されている。
クライオポンプ２６、及びヘリウム圧縮機２８は、真空容器１５内を真空引きするためのポンプである。

上記ターボ分子ポンプ２１、油回転ポンプ２３、クライオポンプ２６、及びヘリウム圧縮機２８を用いることで、真空容器１５内の真空度は、例えば、１×１０^−４Ｐａ程度とされる。
なお、第１の実施の形態の宇宙環境試験装置１０において、クライオポンプ２６及びヘリウム圧縮機２８を構成要素から除き、ターボ分子ポンプ２１及び油回転ポンプ２３のみを用いて真空引きを行ってもよい。この場合の真空容器１５内の真空度は、例えば、１×１０^−３Ｐａ程度にすることができる。

第１のシュラウド３１は、Ｘ方向に延在する二重円筒構造とされており、第１の円筒部材（図示せず）と、隙間を介在させた状態で該第１の円筒部材の外側に配置された第２の円筒部材（図示せず）と、第１の円筒部材と第２の円筒部材との間に配置され、かつ冷媒（例えば、液体窒素）が充填された筒状空間（図示せず）と、を有する。
第１のシュラウド３１の外径Ｒ２（言い換えれば、第２の円筒部材（図示せず）の外径）は、真空容器１５の内径Ｒ１よりも小さくなるように構成されている。
第１のシュラウド３１は、例えば、その中心軸（図示していないＸ方向に延在する中心軸）が真空容器１５のＸ方向に延在する中心軸（図示せず）と一致するように、真空容器１５内に収容されている。

第１のシュラウド３１は、第１のシュラウド３１と真空容器１５との間に配置された支持部材（図示せず）を介して、真空容器１５に支持されている。
第１のシュラウド３１は、第１の貫通部１５Ａと対向する位置に設けられた第２の貫通部３１Ａを有する。第２の貫通部３１Ａは、冷凍機５６を構成するディスプレーサ５６−２を挿入させるための穴である。

第１のシュラウド３１のＸ方向に位置する両端は、開放端とされている。これにより、第１のシュラウド３１内に形成された空間（円柱形状とされた空間）の真空度は、真空容器１５内の真空度と略等しくなる。
第１のシュラウド３１は、筒状空間に充填された冷媒（例えば、液体窒素）により、８０Ｋ程度の温度まで冷却される。これにより、第１のシュラウド３１内に形成された空間も８０Ｋ程度の温度まで冷却される。

真空容器１５の内径Ｒ１が５０ｃｍの場合、第１のシュラウド３１の外径Ｒ２は、例えば、４２．７ｃｍとすることができる。このとき、第１のシュラウド３１の厚さは、例えば、２７ｍｍとすることができる。
また、第１のシュラウド３１の材料としては、１００Ｋ以下の温度において、熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上を有する材料が好ましい。このように、第１のシュラウド３１の材料として、１００Ｋ以下の温度において、熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上を有する材料を用いることで、筒状空間に充填された冷媒の量が減少した場合でも第１のシュラウド３１全体を均一に冷却することができる。このような材料としては、例えば、銅やアルミニウム等を用いることができる。

冷媒導入部３３は、冷媒導入部本体３３−１と、冷媒導入部３３−２と、冷媒導出部３３−３と、を有する。
冷媒導入部本体３３−１は、真空容器１５上に配置された第１の部分と、第１の部分の下端に配置され、真空容器１５を貫通することで、第１のシュラウド３１と接続された第２の部分と、を有する。

冷媒導入部３３−２は、一部が冷媒導入部本体３３−１から上方に突出しており、残りの部分が冷媒導入部本体３３−１内に配置されている。冷媒導入部３３−２は、その一端が冷媒供給ライン３５と接続されており、他端が冷媒用配管（図示せず）の一端と接続されている。
冷媒導出部３３−３は、一部が冷媒導入部本体３３−１から上方に突出しており、残りの部分が冷媒導入部本体３３−１内に配置されている。冷媒導出部３３−３は、その一端が冷媒導出ライン３６と接続されており、他端が冷媒用配管（図示せず）の他端と接続されている。

冷媒供給ライン３５は、その一端が冷媒供給源３８と接続されている。冷媒供給ライン３５は、冷媒用配管（図示せず）を介して、冷媒供給源３８から供給された冷媒を第１のシュラウド３１の筒状空間（図示せず）に供給する。
冷媒導出ライン３６は、その一端が冷媒導出部３３−３と接続されている。冷媒導出ライン３６は、冷媒導出部３３−３を介して、第１のシュラウド３１の冷却に寄与した冷媒を真空容器１５の外に導出するためのラインである。
冷媒供給源３８は、第１のシュラウド３１を冷却する冷媒を供給する。該冷媒としては、例えば、液体窒素を用いることができる。

第２のシュラウド４２は、Ｘ方向に延在する円筒状部材４２−１と、一対の閉塞用板部４２−２と、を有する。一対の閉塞用板部４２−２は、開放端とされた円筒状部材４２−１の両端に配置されている。これにより、第２のシュラウド４２内は、気密されている。
つまり、第２のシュラウド４２は、両端が閉塞端とされた部材である。
第２のシュラウド４２の外径Ｒ３は、第１のシュラウド３１の内径Ｒ４（言い換えれば、第１の円筒部材（図示せず）の内径）よりも小さくなるように構成されている。
第２のシュラウド４２は、例えば、その中心軸（図示していないＸ方向に延在する中心軸）が第１のシュラウド３１のＸ方向に延在する中心軸（図示せず）と一致するように、第１のシュラウド３１内に収容することができるが、これに限定されない。
Ｘ方向における第２のシュラウド４２の長さは、Ｘ方向における第１のシュラウド３１の長さよりも短くなるように構成されている。

例えば、真空容器１５、第１のシュラウド３１、及び第２のシュラウド４２は、同心円状に配置することができる。この場合、第２のシュラウド４２の外周面の周方向において、第１のシュラウド３１と第２のシュラウド４２との間隔は等しい。
この場合、第１のシュラウド３１と第２のシュラウド４２との間隔は、例えば、９．４ｃｍとすることができる。
第２のシュラウド４２のＸ方向に位置する両端は、開放端とされている。これにより、第２のシュラウド４２内に形成された空間（円柱形状とされた空間）の真空度は、真空容器１５内の真空度と略等しくなる。

第２のシュラウド４２を構成する円筒状部材４２−１は、第２の貫通部３１Ａと対向する位置に設けられた第３の貫通部４２Ａを有する。
第３の貫通部４２Ａは、冷凍機５６を構成するコールドヘッド５６−２と接続される接続部材６１が装着される穴である。
第２のシュラウド４２は、コールドヘッド５６−２により、第１のシュラウド３１の温度（具体的には、８０Ｋ程度の温度）よりも低い温度（具体的には、１０Ｋ）まで冷却される。

第１のシュラウド３１の内径Ｒ４が４０ｃｍの場合、第２のシュラウド４２を構成する円筒状部材４２−１の外径Ｒ３は、例えば、３０．６ｃｍとすることができる。このとき、第２のシュラウド４２の厚さは、例えば、６ｍｍとすることができる。
また、第２のシュラウド４２の材料としては、１００Ｋ以下の温度において、熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上となるような材料が好ましい。このように、第２のシュラウド４２の材料として、１００Ｋ以下の温度において熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上となるような材料を用いることで、第２シュラウド４２全体を均一に冷却することができる。このような材料としては、例えば、銅やアルミニウム等を用いることができる。

被試験体載置台４５は、第２のシュラウド４２内に収容されている。被試験体載置台４５は、複数の脚部４５−１と、平板部４５−２と、を有する。
複数の脚部４５−１は、その下端が第２のシュラウド４２の底部に固定されている。平板部４５−２は、複数の脚部４５−１の上端と接続されている。平板部４５−２は、被試験体１４が固定されるステージである。

図３は、図２に示す宇宙環境試験装置のうち、領域Ｃで囲まれた部分を拡大した断面図である。図３において、図２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１〜図３を参照するに、リング状部材４７は、第２のシュラウド４２を構成する円筒状部材４２−１の外周面に配置されている。リング状部材４７は、Ｘ方向に対して所定の間隔で複数（図１の場合、４つ）配置されている。
これにより、複数のリング状部材４７は、円筒状部材４２−１の外周面から離間する円筒状部材４２−１の半径方向に突出している。

リング状部材４７は、一対の切欠き部４７Ａを有する。一対の切欠き部４７Ａは、リング状部材４７の下部（具体的には、リング状部材４７の下部のうち、被試験体載置台４５の下方に位置する部分）に配置されている。
一対の切欠き部４７Ａは、第２のシュラウド４２に到達しないように設けられている。 一対の切欠き部４７Ａは、断熱部材５１が配置される部分である。第２のシュラウド４２は、複数のリング状部材４７に設けられた一対の切欠き部４７Ａに配置された断熱部材５１、及び断熱部材５１と接触するシュラウド支持部材４９を介して、第１のシュラウド３１に支持されている。

このように、第２のシュラウド４２の外周面のＸ方向に対して複数のリング状部材４７を配置し、複数のリング状部材４７の下部に、第２のシュラウド４２を支持する際に使用する一対の切欠き部４７Ａを設けることで、第２のシュラウド４２と断熱部材５１を接触させることなく、の厚さを部分的に薄くすることなく、第２のシュラウド４２を断熱部材５１の上部に設けることが可能となる。
このように、第１のシュラウド３１と第２のシュラウド４２とが直接接触しない構造とすることで、第１のシュラウド３１から第２のシュラウド４２への熱的な影響を抑制することができる。

円筒状部材４２−１の外径Ｒ３が３０．６ｃｍの場合、リング状部材４７の内径とリング状部材４７の外径との差（言い換えれば、リング状部材４７の突出量）は、例えば、２９ｍｍとすることができる。このとき、Ｘ方向におけるリング状部材４７の厚さは、例えば、６ｍｍとすることができる。
また、リング状部材４７の材料としては、例えば、第２のシュラウド４２を構成する材料と同様な材料を用いることが可能であり、好ましくは、第２のシュラウド４２を構成する材料と同一の材料を用いることが好ましい。
このように、第２のシュラウド４２を構成する材料と同一の材料を用いてリング状部材４７を構成することで、極低温となるように第２のシュラウド４２を冷却した際、第２のシュラウド４２及びリング状部材４７の熱的性質が同一であるため、第２のシュラウド４２が変形することを抑制できる。

なお、図１では、一例として、Ｘ方向に４つのリング状部材４７を配置させた場合を例に挙げたが、Ｘ方向に配置するリング状部材４７の数は、Ｘ方向における第２のシュラウド４２の長さ（言い換えれば、円筒状部材４２−１の長さ）や第２のシュラウド４２の重さに応じて、適宜選択することができ、４つに限定されない。
また、一対の切欠き部４７を配設位置や形状についても、図１に示す一対の切欠き部４７を配設位置や形状に限定されない。

図２及び図３を参照するに、シュラウド支持部材４９は、Ｚ方向において切欠き部４７Ａと対向するように、第１のシュラウド３１の内面に固定されている。
シュラウド支持部材４９は、その角部（断熱部材５１と接触する角部）が切欠き部４７Ａの角部（角度が９０度とされた角部）よりも外側に位置するように配置されている。シュラウド支持部材４９は、第１のシュラウド３１のＸ方向に延在して配置されている。
シュラウド支持部材４９は、切欠き部４７Ａに配置された断熱部材５１と接触している。シュラウド支持部材４９は、断熱部材５１及びリング状部材４７を介して、第２のシュラウド４２を支持している。

このように、切欠き部４７Ａが設けられた位置のみで、第２のシュラウド４２を支持することで、第１のシュラウド３１よりも低い温度まで冷却される第２のシュラウド４２の冷熱が第２のシュラウド４２以外の他の部材に逃げることを抑制可能となる。
これにより、第２のシュラウド４２内に形成される模擬宇宙空間の温度が１０Ｋ以下となるように、第２のシュラウド４２を安定して冷却することができる。

さらに、切欠き部４７Ａに配置された断熱部材５１を介して、シュラウド支持部材４９が第２のシュラウド４２を支持することで、第２のシュラウド４２の冷熱がシュラウド支持部材４９に伝わりにくくなるため、第２のシュラウド４２をさらに安定して冷却することができる。

シュラウド支持部材４９の材料としては、例えば、第１のシュラウド３１を構成する材料と同様な材料を用いることが可能であり、好ましくは、第１のシュラウド３１を構成する材料と同一の材料を用いるとよい。
このように、シュラウド支持部材４９の材料として、第１のシュラウド３１を構成する材料と同一の材料を用いることで、シュラウド支持部材４９及び第１のシュラウド３１の熱的性質が同一となるため、極低温となるように第１のシュラウド３１を冷却した際、第１のシュラウド３１が変形することを抑制できる。

断熱部材５１は、先に説明したように切欠き部４７Ａに配置されている。断熱部材５１の形状は、シュラウド支持部材４９の角部に対応した形状であると共に、シュラウド支持部材４９とリング状部材４７とが接触しないような形状とされている。
断熱部材５１の材料としては、例えば、１００Ｋ以下の温度において、熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下となるような材料が好ましい。このように、断熱部材５１の材料として熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下となるような材料を用いることで、第１のシュラウド３１から第２のシュラウド４２への熱的影響を抑制できる。このような材料としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂を用いることができる。

図４は、図２に示す宇宙環境試験装置のうち、領域Ｄで囲まれた部分を拡大した図である。図２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１、図２、及び図４を参照するに、第１のベローズ取付用部材５３は、第１の貫通部１５Ａに配置されており、真空容器１５に固定されている。第１のベローズ取付用部材５３は、ベローズ６５を構成する第１のフランジ部７１を固定するための板状の部材（例えば、フランジ）である。第１のベローズ取付用部材５３は、その中央部に冷凍機５６のディスプレーサ５６−２を挿入させるための貫通穴（図示せず）を有する。

貫通用円筒部材５４は、下方（Ｚ方向）に延在しており、第１のシュラウド３１に設けられた第２の貫通部３１Ａを貫通している。貫通用円筒部材５４の外周側面は、第１のシュラウド３１に設けられた第２の貫通部３１Ａを区画する第１のシュラウド３１と接続されている。
ディスプレーサガイド部材５４の内径は、貫通用円筒部材５４内に収容されるディスプレーサ５６−２の外径よりも大きくなるように構成されている。これにより、貫通用円筒部材５４とディスプレーサ５６−２との間には、円筒状の空間が形成されている。

冷凍機５６は、冷凍機本体５６−１と、ディスプレーサ５６−２と、コールドヘッド５６−３と、を有する。
冷凍機本体５６−１は、真空容器１５の外側に配置されている。冷凍機本体５６−１は、ヘリウムガスが導入されるヘリウムガス導入口５６−１Ａと、ヘリウムガスが導出されるヘリウムガス導出口５６−１Ｂと、を有する。
ディスプレーサ５６−２は、その一端（上端）が冷凍機本体５６−１と接続されている。ディスプレーサ５６−２は、その一部が第１のベローズ取付用部材５３に設けられた貫通穴（図示せず）、及び貫通用円筒部材５４内に収容されている。
コールドヘッド５６−３は、ディスプレーサ５６−２の他端（下端）に固定されている。コールドヘッド５６−３は、接続部材６１を介して、第２のシュラウド４２と接続されている。

上記構成とされた冷凍機５６は、接続部材６１及び第２のシュラウド４２を介して、第２のシュラウド４２内に収容された被試験体１４を冷却する。
冷凍機５６としては、接続部材６１及び第２のシュラウド４２を介して、第２のシュラウド４２内の模擬宇宙空間を１０Ｋ以下（言い換えれば、被試験体１４を１０Ｋ以下）まで）まで冷却することが可能なものであればよい。
具体的には、冷凍機５６としては、例えば、パルスチューブ冷凍機、ＧＭ冷凍機（ギフォード・マクマホン冷凍機）、及びＧＭ−ＪＴ冷凍機等を用いることができるが、パルスチューブ冷凍機が好ましい。
パルスチューブ冷凍機は、他の冷凍機と比較して振動が小さく、振動要求が厳しい被試験体に好適である。

第２のベローズ取付用部材５８は、冷凍機本体５６−１の下端に固定されている。第２のベローズ取付用部材５８は、ベローズ６５を構成する第２のフランジ部７２が固定される板状の部材（例えば、フランジ）である。
第２のベローズ取付用部材５８は、ボルト６６の雄ねじ部（図４参照）と螺合される複数の雌ねじ部（図示せず）を有する。

図５は、図２に示す宇宙環境試験装置のうち、領域Ｅで囲まれた部分を拡大した図である。図５において、図２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１、図２、及び図５を参照するに、接続部材６１は、板状部６１Ａと、突出部６１Ｂと、を有する。
板状部６１Ａは、第３の貫通部を塞ぐように、円筒状部材４２−１上に配置されている。つまり、板状部６１Ａは、第２のシュラウド４２の外側に配置されている。板状部６１Ａは、コールドヘッド５６−３が接続される平坦なヘッド接続面６１ａ（上面）を有する。
上記説明したように、コールドヘッド５６−３は、接続部材６１を介して、第２のシュラウド４２と接触し、冷凍機５６は、第２のシュラウド４２により支持されている。

ヘッド接続面６１ａ、及びヘッド接続面６１ａと対向するコールドヘッド５６−３の面には、インジウム層（図示せず）を配置させるとよい。このように、該インジウム層を介して、板状部６１Ａのヘッド接続面６１ａにコールドヘッド５６−３を接続させることで、均一で高い熱伝導性を得ることが可能となり、第２のシュラウド４２を効率良く冷却することができる。
上記インジウム層は、例えば、コールドヘッド５６−３に直接塗布することで形成することが可能である。該インジウム層の厚さは、例えば、０．１ｍｍとすることができる。

突出部６１Ｂは、板状部６１Ａの下端の中央部から下方に突出している。これにより、突出部６１Ｂは、第３の貫通部４２Ａを貫通し、第２のシュラウド４２の内側に突出している。突出部６１Ｂは、板状部６１Ａと一体に構成されている。突出部６１Ｂの形状は、円柱形状とされている。突出部６１Ｂの直径は、第３の貫通部４２Ａの直径よりも僅かに小さくなるように構成されている。

突出部６１Ｂの外周部のうち、第３の貫通部４２Ａよりも下方に位置する部分には、雄ねじ部（図示せず）が設けられている。
突出部６１Ｂの外周側面のうち、第２のシュラウド４２と接触する部分には、インジウム層（図示せず）を配置させるとよい。このように、突出部６１Ｂの外周側面のうち、第２のシュラウド４２と接触する部分にインジウム層（図示せず）を配置させることで、均一で高い熱伝導性を得ることが可能となるので、第２のシュラウド４２を効率良く冷却することができる。

接続部材固定用部材６３は、ナット状の部材であり、雌ねじ部（図示せず）を有する。接続部材固定用部材６３は、突出部６１Ｂに設けられた雄ねじ部（図示せず）に螺合されている。これにより、接続部材６１は、第２のシュラウド４２に固定されている。

上記説明した接続部材６１、及び接続部材固定用部材６３の材料としては、例えば、１００Ｋ以下の温度において、熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料が好ましい。
このように、接続部材６１、及び接続部材固定用部材６３の材料として、１００Ｋ以下の温度において、熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料を用いることで、コールドヘッド５６−３の冷熱を第２のシュラウド４２に効率良く伝導させることが可能となるので、第２のシュラウド４２を効率良く冷却することができる。このような材料としては、例えば、銅やアルミニウム等を用いることができる。

図４を参照するに、ベローズ６５は、第１のフランジ部７１と、第２のフランジ部７２と、ベローズ本体７４と、ボルト７６と、第１のナット８１と、第２のナット８２と、第３のナット８３と、を有する。
第１のフランジ部７１は、円形板状の部材であり、ボルト７６を構成する雄ねじ部（雄ねじを有する軸部）と螺合される雌ねじ部（図示していない雌ねじが形成された穴）を複数有する。第１のフランジ部７１は、第１のベローズ取付用部材５３上に固定されている。

第２のフランジ部７２は、円形板状の部材であり、ボルト７６を構成する雄ねじ部を貫通させる複数の貫通穴７２Ａと、複数の貫通穴７２Ａの内側に配置された複数の雌ねじ部（図示せず）と、を有する。
貫通穴７２Ａは、第１のフランジ部７１を構成する雌ねじ部（図示せず）と対向するように配置されている。貫通穴７２Ａの直径は、ボルト７６を構成する雄ねじ部（雄ねじを有する軸部）の直径よりも大きくなるように構成されている。つまり、貫通穴７２Ａは、ボルト７６を構成する雄ねじ部（雄ねじを有する軸部）と接触していない。

第２のフランジ部７２を構成する複数の雌ねじ部は、第２のベローズ取付用部材５８の下方に位置する第２のフランジ部７２に設けられている。
第２のフランジ部７２を構成する雌ねじ部、及び第２のベローズ取付用部材５８を構成する雌ねじ部には、ボルト６６が挿入されており、該ボルト６６の下端（具体的には、第２のフランジ部７２よりも下方に突出したボルト６６）にはナット８６が締結されている。
これにより、第２のフランジ部７２は、第２のベローズ取付用部材５８に固定されている。

ベローズ本体７４は、蛇腹状の筒状部材であり、第１のフランジ部７１と第２のフランジ部７２との間に配置されている。ベローズ本体７４は、その一端が第１のフランジ部７１と接続されており、他端が第２のフランジ部７２と接続されている。
ボルト７６は、第１のフランジ部７１の下側から第１のフランジ部７１の雌ねじ部に螺合されており、第１のフランジ部７１の上方に配置された第２のフランジ部７２の貫通穴７２Ａを貫通している。

第１のナット８１は、第１のフランジ部７１の上面と接触するように、ボルト７６の雄ねじ部（図示せず）に螺合されている。これにより、第１のフランジ部７１に対して、ボルト７６が固定されている。
第２のナット８２は、第２のフランジ部７２と第１のナット８１との間に位置するボルト７６の雄ねじ部に螺合されている。第２のナット８２は、第２のフランジ部７２と接触しないように配置されている。
第１のシュラウド３１と第２のシュラウド４２とが室温の状態において、第２のフランジ部７２と第２のナット８２との間隔は、例えば、４ｍｍとすることができる。

第３のナット８３は、第２のフランジ部７２よりも上方であって、かつ第２のフランジ部７２と接触しないように、ボルト７６の雄ねじ部に螺合されている。
第１のシュラウド３１と第２のシュラウド４２とが室温の状態において、第２のフランジ部７２と第３のナット８３との間隔は、例えば、４ｍｍとすることができる。
上記第２及び第３のナット８２，８３の外径は、貫通穴７２Ａよりも大きくなるように構成されている。貫通穴７２Ａの直径が１２ｍｍの場合、第２及び第３のナット８２，８３の外径は、例えば、１４ｍｍとすることができる。

上記説明したように、ベローズ６５を介して、第１のベローズ取付用部材５３に冷凍機５６を接続させることで、真空容器１５に冷凍機５６が固定されていない状態となるため、コールドヘッド５６−３の冷熱により第２のシュラウド４２が熱収縮した場合や、第２のシュラウド４２の冷却を停止することで、第２のシュラウド４２の温度が上昇して膨張した場合に、Ｚ方向（上下方向）に冷凍機５６を移動させることが可能となる。
これにより、第２のシュラウド４２の熱収縮や熱膨張により、接続部材６１とコールドヘッド５６−３との接続部分が破損することを防止できる。

図１及び図２を参照するに、ヘリウムガス供給ライン６８は、その一端がヘリウムガス供給源６９と接続されており、他端がヘリウムガス導入口５６−１Ａと接続されている。
ヘリウムガス供給源６９は、ヘリウムガス供給ライン６８、及びヘリウムガス導入口５６−１Ａを介して、ヘリウムガスを冷凍機５６に供給する。
ヘリウムガス戻りライン７３は、その一端がヘリウムガス導出口５６−１Ｂと接続されている。ヘリウムガス戻りライン７３は、冷凍機５６内において、不要となったヘリウムガスを冷凍機５６に戻すためのラインである。

第１の実施の形態の宇宙環境試験装置によれば、真空容器１５内に収容され、両端が開放端とされ、Ｘ方向に延在し、かつ内部に冷媒が充填されることで８０Ｋ程度まで冷却される第１のシュラウド３１と、第１のシュラウド３１内に収容され、両端が閉塞端とされ、Ｘ方向に延在する円筒状の第２のシュラウド４２と、第２のシュラウド４２内に配置され、被試験体１４が載置される被試験体載置台４５と、第１のシュラウド３１よりも内側に配置され、第２のシュラウド４２を介して、被試験体１４を冷却するコールドヘッド５６−３を含む冷凍機５６と、を有することで、コールドヘッド５６−３の冷熱により、第２のシュラウド４２内に区画された模擬宇宙空間を１０Ｋ以下の温度にすることが可能となる。
これにより、１０Ｋ以下の温度とされた模擬宇宙空間において、被試験体１４の試験を行うことができる。

（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る宇宙環境試験装置の概略構成を模式的に示す図であり、宇宙環境試験装置の一部の構成要素を断面で図示した図である。図６において、図２に示す第１の実施の形態の宇宙環境試験装置１０と同一構成部分には、同一符号を付す。
図７は、図６に示す宇宙環境試験装置のうち、領域Ｆで囲まれた部分を拡大した図である。図７において、図６に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図６及び図７を参照するに、第２の実施の形態の宇宙環境試験装置９０は、第１の実施の形態の宇宙環境試験装置１０の構成に、さらに、金属ワイヤ９１、及び断熱部材９２（第１の断熱部材）を有すること以外は、宇宙環境試験装置１０と同様に構成される。
なお、第２の実施の形態では、断熱部材５１が「第２の断熱部材」に相当する。

金属ワイヤ９１は、第２のシュラウド４２内に収容されており、一端が被試験体１４と接触し、他端が接続部材６１を構成する突出部６１Ｂの下面６１ｂと接続されている。
金属ワイヤ９１は、接続部材６１を介して、コールドヘッド５６−３の冷熱を直接被試験体１４に伝導させるための部材である。
このように、接続部材６１を介して、コールドヘッド５６−３の冷熱を直接被試験体１４に伝導させる金属ワイヤ９１を有することで、被試験体１４の冷却を効率良く行うことができる。

金属ワイヤ９１は、例えば、１００Ｋ以下の温度において、熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で構成するとよい。このような材料としては、例えば、銅たアルミニウム等を用いることができる。
金属ワイヤ９１を銅で構成する場合、金属ワイヤ９１の直径は、例えば、３〜６ｍｍの範囲内とすることができる。

断熱部材９２は、接続部材６１、及び接続部材固定用部材６３と第２のシュラウド４２との間に配置されている。
このように、接続部材６１、及び接続部材固定用部材６３と第２のシュラウド４２との間に断熱部材９２を配置することで、コールドヘッド５６−３の冷熱が第２のシュラウド４２に伝導されにくくなるので、被試験体１４の冷却にコールドヘッド５６−３の冷熱を効率良く用いることができる。

断熱部材９２の材料としては、１００Ｋ以下の温度において、熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下となる材料が好ましい。このように、リング状部材４７の材料として熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下となる材料を用いることで、コールドヘッド５６−３の冷熱が第２のシュラウド４２に伝導されにくくすることができる。このような材料としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂を用いることができる。
また、断熱部材９２の厚さは、例えば、５ｍｍとすることができる。

第２の実施の形態の宇宙環境試験装置によれば、Ｘ方向に延在すると共に、気密された真空容器１５と、真空容器１５内に収容され、両端が開放端とされ、Ｘ方向に延在し、かつ内部に冷媒が充填されることで８０Ｋ程度まで冷却される第１のシュラウド３１と、第１のシュラウド３１内に収容され、両端が閉塞端とされ、Ｘ方向に延在する円筒状の第２のシュラウド４２と、第２のシュラウド４２内に配置され、被試験体１４が載置される被試験体載置台４５と、第１のシュラウド３１よりも内側に配置され、第２のシュラウド４２とは断熱されたコールドヘッド５６−３を含む冷凍機５６と、一端が被試験体１４と接触し、被試験体１４にコールドヘッド５６の冷熱を伝導させる金属ワイヤ９１と、を有することで、金属ワイヤ９１を介して、コールドヘッド５６−３の冷熱を直接被試験体１４に伝導させることが可能となる。

これにより、被試験体１４の周囲に位置する模擬宇宙空間の温度を１０Ｋ以下の温度にすることが可能となるので、１０Ｋ以下の温度とされた模擬宇宙空間において、被試験体１４の試験を行うことができる。
また、金属ワイヤ９１を介して、コールドヘッド５６−３の冷熱を直接被試験体１４に伝導させることで、短時間の装置の駆動で効率良く試験環境を形成することができる。
さらに、図１に示す宇宙環境試験装置１０を用いた場合よりも被試験体１４の温度を低温にした上で、被試験体１４の試験を行うことができる。

なお、図６では、金属ワイヤ９１と被試験体１４との接続の一例として、金属ワイヤ９１の一端を被試験体１４の上面に接触（接続）させた場合を例に挙げて説明したが、例えば、金属ワイヤ９１の長さを長くして、該金属ワイヤ９１を被試験体１４の周囲に巻回させてもよい。

このように、被試験体１４の周囲に金属ワイヤ９１を巻回させることで、金属ワイヤ９１を介して、コールドヘッド５６−３に冷却される被試験体１４内の温度勾配を小さくすることができる。言い換えれば、被試験体１４を均一に冷却することができる。
また、この場合、金属ワイヤ９１の一端を被試験体１４の上面に接触させた場合と比較して、短時間で、模擬宇宙空間の温度を１０Ｋに到達させることができる。

また、図６では、接続部材６１と被試験体１４とを接続する金属ワイヤ９１を１本のみ図示したが、接続部材６１と被試験体１４とを接続するように、複数の金属ワイヤ９１を配置してもよい。
このように、接続部材６１と被試験体１４とを接続する複数の金属ワイヤ９１を設けることで、より短時間で被試験体１４を冷却することができる。
また、複数の金属ワイヤ９１を設ける場合には、被試験体１４の周囲にも金属ワイヤ９１を接続（接触）させてもよい。これにより、複数の金属ワイヤ９１を介して、コールドヘッド５６−３に冷却される被試験体１４内の温度勾配を小さくすることができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

以下、実施例について説明する。

（実施例）
実施例では、図１及び図２に示す宇宙環境試験装置１０を用いた。
このとき使用した宇宙環境試験装置１０の主要な構成要素の条件、窒素ガス及びヘリウムガスの流量、及び真空度等については、下記条件を用いた。
第１のシュラウド３１としては、アルミニウム（Ａ５０５２）製のシュラウドを用いた。第１のシュラウド３１は、外径Ｒ２を８５．４ｃｍ、厚さを２７ｍｍ、Ｘ方向の長さを１２０ｃｍとした。

第２のシュラウド４２としては、アルミニウム（Ａ１０５０）製のシュラウドを用いた。第２のシュラウド４２は、外径Ｒ３を６１．２ｃｍ、厚さを６ｍｍ、Ｘ方向の長さを１１０ｃｍとした。
第１及び第のシュラウド３１，４２の上部及び下部には、それぞれ図示していない温度センサ（Ｌａｋｅ Ｓｈｏｒｅ Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ製のＳｉｌｌｃｏｎ ６００ Ｓｅｒｉｅｓ Ｃｕ Ｐｕｃｋａｇｅ）を配置した。

冷凍機５６としては、銅製のパルスチューブ冷凍機である住友重機工業株式会社製のＲＰ−０８２を用いた。
リング状部材４７としては、アルミニウム（Ａ１０５０）製のリング状部材を用いた。リング状部材４７のＺ方向の厚さは、２９ｍｍとし、Ｘ方向の厚さは、６ｍｍとした。
シュラウド支持部材４９としては、アルミニウム（Ａ５０５２）製の支持部材を用いた。断熱部材５１の材料としては、ガラスエポキシ樹脂を用いた。

冷媒供給ライン３５を介して供給する液体窒素の供給量は、１００リットル／日（バッチ式）とした。冷凍機本体５６−１の冷凍能力は、４．２Ｋで１Ｗとした。真空容器１５内の真空度は、１．３３×１０^−４Ｐａ（１×１０^−６Ｔｏｒｒ）とした。

上記条件を用いて、実験開始から６３時間経過後までの間、宇宙環境試験装置１０を運転させ、その時の温度センサ（図示せず）のデータを取得し、グラフ化した。
この結果を、図８に示す。

図８は、経過時間に対する実施例の宇宙環境試験装置の第１及び第２のシュラウドの上部及び下部の温度の推移を示すグラフである。

図８を参照するに、５８時間経過以降において、第２のシュラウド４２の上部及び下部の温度は、ほとんど差がなく、かつ安定して１０Ｋの温度を維持できることが確認できた。

本発明は、温度が１０Ｋ以下とされた模擬宇宙空間において、被試験体の試験を行うことの可能な宇宙環境試験装置に適用可能である。

１０，９０…宇宙環境試験装置、１１…床面、１３…台座、１４…被試験体、１５…真空容器、１５Ａ…第１の貫通部、１６…キャスター、１７−１，１７−２…観察用窓部、１８，２４…真空排気用ライン、２１…ターボ分子ポンプ、２３…油回転ポンプ、２６…クライオポンプ、２８…ヘリウム圧縮機、３１…第１のシュラウド、３１Ａ…第２の貫通部、３３…冷媒導入部、３３−１…冷媒導入部本体、３３−２…冷媒導入部、３３−３…冷媒導出部、３５…冷媒供給ライン、３６…冷媒導出ライン、３８…冷媒供給源、４１Ａ…第３の貫通部、４２…第２のシュラウド、４２Ａ…第３の貫通部、４２−１…円筒状部材、４２−２…閉塞用板部、４５…被試験体載置台、４５−１…脚部、４５−２…平板部、４７…リング状部材、４７Ａ…切欠き部、４９…シュラウド支持部材、５１，９２…断熱部材、５３…第１のベローズ取付用部材、５４…貫通用円筒部材、５６…冷凍機、５６−１…冷凍機本体、５６−１Ａ…ヘリウムガス導入口、５６−１Ｂ…ヘリウムガス導出口、５６−２…ディスプレーサ、５６−３…コールドヘッド、５８…第２のベローズ取付用部材、６１…接続部材、６１ａ…ヘッド接続面、６１ｂ…下面、６１Ａ…板状部、６１Ｂ…突出部、６３…接続部材固定用部材、６５…ベローズ、６６，７６…ボルト、６７…ナット、６８…ヘリウムガス供給ライン、６９…ヘリウムガス供給源、７１…第１のフランジ部、７２…第２のフランジ部、７２Ａ…貫通穴、７３…ヘリウムガス戻りライン、７４…ベローズ本体、８１…第１のナット、８２…第２のナット、８３…第３のナット、９１…金属ワイヤ、Ｒ１，Ｒ４…内径、Ｒ２，Ｒ３…外径

Claims (19)

1. 所定の方向に延在すると共に、気密された真空容器と、
   前記真空容器内に収容され、両端が開放端とされ、前記所定の方向に延在する筒状の第１のシュラウドと、
   前記第１のシュラウドに配置され、該第１のシュラウドを冷却する冷媒が流れる冷媒用配管と、
   前記第１のシュラウド内に収容され、両端が閉塞端とされ、前記所定の方向に延在する筒状の第２のシュラウドと、
   前記第２のシュラウド内に配置され、被試験体が載置される被試験体載置台と、
   前記第１のシュラウドよりも内側に配置され、前記第２のシュラウドを介して、前記被試験体を冷却するコールドヘッドを含む冷凍機と、
   を有することを特徴とする宇宙環境試験装置。
2. 前記第２のシュラウドの上部に装着され、上面に前記コールドヘッドが接続されるヘッド接続面を有し、前記第２のシュラウドに前記コールドヘッドの冷熱を伝導させる接続部材を有することを特徴とする請求項１記載の宇宙環境試験装置。
3. 前記接続部材は、前記第２のシュラウドを貫通し、該第２のシュラウドの内側に突出する突出部を有することを特徴とする請求項２記載の宇宙環境試験装置。
4. 前記接続部材は、熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で構成されていることを特徴とする請求項２または３記載の宇宙環境試験装置。
5. 前記第２のシュラウドは、シュラウド支持部材を介して、前記第１のシュラウドに支持されており、
   前記シュラウド支持部材は、断熱部材を介して、前記第２のシュラウドを支持することを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載の宇宙環境試験装置。
6. 前記断熱部材は、熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の材料で構成されていることを特徴とする請求項５記載の宇宙環境試験装置。
7. 前記第２のシュラウドの外周面に設けられ、前記所定の方向に複数配置されたリング状部材と、
   前記リング状部材の下部に設けられ、前記断熱部材が配置される一対の切り欠き部と、
   を有することを特徴とする請求項５または６記載の宇宙環境試験装置。
8. 前記冷凍機は、冷凍機本体と、該冷凍機本体の下方に延在するディスプレーサと、該ディスプレーサの下端に配置された前記コールドヘッドと、を含み、
   前記真空容器は、その上部に前記ディスプレーサを挿入させるための第１の貫通部を有し、
   前記第１のシュラウドは、その上部に前記第１の貫通部と対向配置され、前記ディスプレーサを挿入させるための第２の貫通部を有し、
   前記第２のシュラウドは、その上部に前記第２の貫通部と対向配置され、前記接続部材が装着される第３の貫通部を有することを特徴とする請求項２ないし７のうち、いずれか１項記載の宇宙環境試験装置。
9. 前記第１の貫通部に配置され、前記ディスプレーサを挿入させるための貫通穴を有し、前記真空容器に固定された第１のベローズ取付用部材と、
   前記冷凍機本体に取り付けられた第２のベローズ取付用部材と、
   前記第１のベローズ取付用部材と前記第２のベローズ取付用部材との間に配置され、一端が前記第１のベローズ取付用部材と接続され、他端が前記第２のベローズ取付用部材と接続されたベローズと、
   を有し、
   前記冷凍機本体は、前記ベローズを介して、前記第２のシュラウドに支持されていることを特徴とする請求項８記載の宇宙環境試験装置。
10. 所定の方向に延在すると共に、気密された真空容器と、
    前記真空容器内に収容され、両端が開放端とされ、前記所定の方向に延在する筒状の第１のシュラウドと、
    前記第１のシュラウドと接続され、該第１のシュラウドを冷却する冷媒が流れる冷媒用配管と、
    前記第１のシュラウド内に収容され、両端が閉塞端とされ、前記所定の方向に延在する筒状の第２のシュラウドと、
    前記第２のシュラウド内に配置され、被試験体が載置される被試験体載置台と、
    前記第１のシュラウドよりも内側に配置され、前記第２のシュラウドとは断熱されたコールドヘッドを含む冷凍機と、
    一端が前記被試験体と接触し、該被試験体に前記コールドヘッドの冷熱を伝導させる金属ワイヤと、
    を有することを特徴とする宇宙環境試験装置。
11. 前記金属ワイヤは、熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で構成されていることを特徴とする請求項１０記載の宇宙環境試験装置。
12. 一部が前記第２のシュラウドの内側に配置されるように、第１の断熱部材を介して、前記第２のシュラウドの上部に装着され、上面に前記コールドヘッドが接続されるヘッド接続面を含む接続部材を有し、
    前記金属ワイヤの他端は、前記第２のシュラウドの内側に配置された前記接続部材の一部と接続させることを特徴とする請求項１０または１１記載の宇宙環境試験装置。
13. 前記接続部材は、熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で構成されていることを特徴とする請求項１２記載の宇宙環境試験装置。
14. 前記第１の断熱部材は、熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の材料で構成されていることを特徴とする請求項１２または１３記載の宇宙環境試験装置。
15. 前記第２のシュラウドは、シュラウド支持部材を介して、前記第１のシュラウドに支持されており、
    前記シュラウド支持部材は、第２の断熱部材を介して、前記第２のシュラウドを支持することを特徴とする請求項１０ないし１４のうち、いずれか１項記載の宇宙環境試験装置。
16. 前記第２の断熱部材は、熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の材料で構成されていることを特徴とする請求項１５記載の宇宙環境試験装置。
17. 前記第２のシュラウドの外周面に設けられ、前記所定の方向に複数配置されたリング状部材と、
    前記リング状部材の下部に設けられ、前記第２の断熱部材が配置される一対の切り欠き部と、
    を有することを特徴とする請求項１５または１６記載の宇宙環境試験装置。
18. 前記冷凍機は、冷凍機本体と、該冷凍機本体の下方に延在するディスプレーサと、該ディスプレーサの下端に配置された前記コールドヘッドと、を含み、
    前記真空容器は、その上部に前記ディスプレーサを挿入させるための第１の貫通部を有し、
    前記第１のシュラウドは、その上部に前記第１の貫通部と対向配置され、前記ディスプレーサを挿入させるための第２の貫通部を有し、
    前記第２のシュラウドは、その上部に前記第２の貫通部と対向配置され、前記接続部材が装着される第３の貫通部を有することを特徴とする請求項１０ないし１７のうち、いずれか１項記載の宇宙環境試験装置。
19. 前記第１の貫通部に配置され、前記ディスプレーサを挿入させるための貫通穴を有し、前記真空容器に固定された第１のベローズ取付用部材と、
    前記冷凍機本体に取り付けられた第２のベローズ取付用部材と、
    前記第１のベローズ取付用部材と前記第２のベローズ取付用部材との間に配置され、一端が前記第１のベローズ取付用部材と接続され、他端が前記第２のベローズ取付用部材と接続されたベローズと、
    を有し、
    前記冷凍機本体は、前記ベローズを介して、前記第２のシュラウドに支持されていることを特徴とする請求項１８記載の宇宙環境試験装置。

Images