JP2016006362A - 雪片の生成装置および生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】雪を利用した環境試験において、既存の試験室３０８に設置可能であり、試験室３０８における試験条件の融通性を向上した雪片の生成装置を提供する。【解決手段】人工雪を用いて試験を行う試験室３０８内に配置される雪片の生成装置であって、予め造雪された雪粒を担体に向かって搬送する搬送手段と、搬送された雪粒を捕捉して、雪粒同士を付着成長させることにより、雪片を生成する担体手段と、生成した雪片を担体から剥離する剥離手段と、を有することを特徴とする雪片の生成装置。【選択図】 図１

Description

本発明は、雪片の生成装置および生成方法に関し、より詳細には、雪を利用した環境試験において、既存の試験室に設置可能であり、試験室における試験条件の融通性を向上した雪片の生成装置、および造雪した雪粒を雪片化することにより、雪質を所望に変えることが可能な雪片の生成方法に関する。

従来から、完成モデルの車両を室内に置き、さまざまな自然環境・気象条件を設定し、車両への負荷をデータとして収集し、分析するための環境試験室が用いられている。
その一例として、環境試験室内で人工雪を用いて、エンジンルーム内への雪の混入による不具合問題、足回り部品の凍結等の着氷問題に対処することが行われている。

このため、環境試験室内には、車両、造雪部および降雪部が設けられる。
一例が、特許文献１に開示されている。
特許文献１においては、造雪部は、ミスト状に噴霧した微水滴を低温空間で凍結させ、凍結させた氷粒を担体の膜に成り行きで捕捉し、氷粒同士を担体表面上で付着成長させ、降雪部は、付着成長した雪片が担体表面から衝撃にて剥離させて落下し、試験室内で車両に降雪させるように構成している。

他の例が、特許文献２に開示されている。
特許文献２においては、造雪部は、担体の通気膜に加湿空気を通過させることにより、膜表面に樹枝状結晶雪を模擬した霜を成り行きで成長させ、降雪部は、成長した霜が膜表面から自重により落下し、試験室内で車両に降雪させるように構成している。

これら人工雪の降雪装置には、共通に、以下のような技術的問題点が存する。
第１に、試験室内に造雪部および降雪部が配置されることに起因して、試験に用いる人工雪の雪質を所望に変えることが困難である点である。
より詳細には、造雪部は、零度以下の温度が要求されるため、同じ試験室内の降雪部も同様な温度となり、たとえば、降雪の際、湿雪化することが困難であり、一方、凍結した氷粒および成長した霜は、成り行きで担体に捕捉され、成長するに過ぎないので、付着成長する雪片の大きさを調整することも困難である。
この点、昨今、車両を試験対象とする環境試験の試験条件は、多様となっており、既存の環境試験設備に大幅な改造をすることなしに、車両に対して単に自然降雪態様を模擬するだけでなく、車両に対して所望の大きさ、所望の雪質の雪片を降雪させたり、所望の大きさ、所望の雪質の雪片の吹雪を車両に吹き付けたりすることが、業界内で要望されている。

第２に、造雪工程および降雪工程が連続することに起因して、試験に用いる人工雪の調達に融通性が欠ける点である。
より詳細には、造雪工程により造雪された雪が、そのまま降雪工程において降雪されるので、たとえば、造雪工程により造雪された雪をいったん貯雪することが困難であり、だからといって、過不足の生じないように、降雪に必要な量の雪を造雪工程により、必要なそのときに造雪するのも困難である。
この場合、造雪部および降雪部を場所的に分離し、あるいは造雪工程および降雪工程を時間的に分離することにより、第１および第２の技術的問題点に対処するとしても、既存の環境試験設備に対して、大幅な改造を施すことなく対処するのは、技術的に困難である。

なお、特許文献３には、降雪を模擬する試験室内において、互いに平行に水平方向に整列配置された複数のローラー回転体が記載され、これら複数のローラー回転体により、試験室上部の造雪部と、試験室下部の降雪部とが、一見すると仕切られている点まで開示されているように見える。
しかしながら、複数のローラー回転体において、隣接するローラー回転体同士は、以下の理由から、敢て、隙間を設けており、試験室上部の造雪部と試験室下部の降雪部とを仕切る点については、開示はおろか示唆すらなされていない。

すなわち、造雪部は、それぞれ、駆動ローラーと、被駆動ローラーとの間に掛け渡された無端ベルト状の回転可能な通気膜を有する複数の回転膜装置を有し、鉛直向きに配置された各通気膜に対して、空気を送り、通気膜の表面上で霜を成長させて、いわゆる結晶雪を生成するところ、複数の回転膜装置それぞれの一方のローラーを水平向きに整列配置するとともに、隣接する一方のローラーの間に、ローラー回転体を配置することにより、試験室上部の造雪部の温度より試験室下部の降雪部の温度のほうが高い場合であっても、一方のローラーとローラー回転体に設けた所定隙間より、造雪部において循環する空気の一部を積極的に下方に排出することにより、降雪部から上方に造雪部に流入しようとする空気をブロックし、以って霜の成長の阻害を防止している。

つまり、特許文献３においては、特に、結晶雪を造雪する場合において、結晶雪を生成するのに用いる空気を利用して、隣接するローラーの間の所定隙間から降雪部に向けて排出することにより、降雪部から造雪部への空気の流入を防止しているに過ぎない。
特開平３−２３６５７５号公報 特開平９−３２９３８０号公報 特許第４５４９３６４号公報

以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、造雪した雪粒を雪片化することにより、雪質を所望に変えることが可能な雪片の生成方法を提供することにある。
以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、雪を利用した環境試験において、既存の試験室に設置可能であり、試験室における試験条件の融通性を向上した雪片の生成装置を提供することにある。
以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、造雪工程と降雪工程とを分離し、その間で、造雪工程により造雪された雪粒を雪片化し、生成された雪片を所望に降雪することが可能な雪片の生成方法を提供する。

上記課題を達成するために、本発明の雪片の生成方法は、
担体が配置される周囲温度および／周囲湿度を所定に設定する段階と、
予め造雪された雪粒を担体に向かって搬送する段階と、
搬送された雪粒を担体の表面で捕捉して、雪粒同士を担体表面上で付着成長させることにより、雪片を生成する段階と、
生成した雪片を担体表面から剥離する段階と、を有する構成としている。

以上の構成を有する雪片の生成方法によれば、造雪した雪粒をそのまま利用せずに、担体が配置される周囲温度および／周囲湿度を所定に設定したうえで、予め造雪された雪粒を担体に向かって搬送し、搬送された雪粒を担体の表面で捕捉して、雪粒同士を担体表面上で付着成長させることにより、雪片を生成し、生成した雪片を担体表面から剥離することにより、造雪した雪粒の雪片化を通じて、たとえば、担体表面から剥離する雪片を降雪させる場合において、降雪する雪粒の大きさを変えたり、造雪工程と降雪工程とを分離することにより、造雪環境と異なる環境（温度条件、湿度条件）で降雪させ、降雪中に湿雪化することも可能であり、総じて、雪質を所望に変えることが可能である。

上記課題を達成するために、本発明の雪片の生成装置は、
人工雪を用いて試験を行う試験室内に配置される雪片の生成装置であって、
予め造雪された雪粒を担体に向かって搬送する搬送手段と、
搬送された雪粒を捕捉して、雪粒同士を付着成長させることにより、雪片を生成する担体手段と、
生成した雪片を担体から剥離する剥離手段と、を有する、構成としている。

また、前記剥離手段は、前記担体手段を加振することにより、生成した雪片を前記担体手段の表面から剥離するのがよい。
さらに、前記担体手段は、互いに平行に外周面を対向させて所定間隔を隔てて配置され、上方から隣接するローラーの間の最狭部に向かう向きに回転可能である複数のローラーであって、前記最狭部より上のスペースに、搬送される雪粒を受けることが可能なように配置された複数のローラーを有し、
隣接するローラーにより、前記最狭部において、雪粒同士を圧密化することにより、雪片を形成し、
前記剥離手段は、前記複数のローラーの回転により、前記最狭部において形成される雪片を下方に押し出すのがよい。

さらにまた、前記複数のローラーは、試験室内の上方において、試験室を仕切るように配置され、それぞれのローラーは、前記外周面に植毛された回転ブラシを構成し、前記外周面には、多数の貫通穴が設けられ、前記剥離手段は、エアをそれぞれのローラーの内部から前記貫通穴を通じて噴出するのでもよい。
加えて、前記複数のローラーは、試験室内の上方において、試験室を仕切るように配置され、それぞれのローラーは、ゴムローラーからなり、前記外周面にローラーの軸線方向に延在する凹凸を有し、前記最狭部において、隣接するローラーの一方の凹部と他方の凸部とにより、雪粒同士を圧密化し、前記外周面には、多数の貫通穴が設けられ、前記剥離手段は、エアをそれぞれのローラーの内部から前記貫通穴を通じて噴出するのでもよい。

また、前記担体手段は、表面に雪粒が付着成長可能なように所定メッシュの金網から構成され、試験室内の上方において、試験室を仕切るように配置され、
前記剥離手段は、雪粒が搬送される側の前記金網の表面を摺動可能なブラシ状に構成されるのでもよい。
さらに、前記担体手段は、それぞれ長手方向を中心に回転及び揺動可能に設けられた、複数の可撓性長尺板により構成されるブラインド状をなし、該可撓性長尺板の表面において、雪片が生成されるのでもよい。
さらにまた、前記担体手段は、表面に雪粒が付着成長可能なように所定メッシュの金網から構成され、試験室内の上方において、試験室を仕切るように配置され、
さらに、前記金網の上方に、前記金網の上表面を覆うように、所定メッシュの通気膜が配置され、
前記通気膜により仕切られる試験室の上スペースから前記通気膜を介してエアを吸引する吸引手段が設けられ、それにより、雪粒を前記担体手段に向かって吸引捕捉するのでもよい。

加えて、前記搬送手段は、管内で気流により雪粒を圧送する本管と、上流側端面が、該本管の下流側端面と平行に配置される雪粒の拡散式噴雪装置により構成され、
前記雪粒の拡散式噴雪装置は、上流側端面が前記本管の下流側端面と平行に配置された回転体と、該回転体をその軸線方向を中心に所定回転速度で回転させる回転駆動部とを有し、
該回転体はその内部に、該回転体を軸線方向に貫通する圧送流路を有し、
該圧送流路は、前記上流側端面に、前記本管の下流側端面に設けられる流出開口に近接対向して非接触式に配置される取り入れ口を備え、前記下流側端面に排出口を備え、
前記排出口は、雪粒が前記排出口から軸線方向に対して拡散する向きに排出するように、前記取り入れ口に対して位置決めされるのでもよい。

また、前記回転体の前記上流側端面および前記下流側端面それぞれは、円形であり、前記圧送流路は、直線状流路であり、前記排出口は前記取り入れ口に対してオフセット配置されるのがよい。
さらに、前記雪粒の拡散式噴雪装置を利用して、雪粒を天井に向かって上方に拡散し、前記担体手段に捕捉させるのでもよい。
さらにまた、前記雪粒の拡散式噴雪装置を利用して、雪粒を床面に向かって下方に拡散し、前記担体手段に捕捉させるのでもよい。
加えて、前記担体手段は、帯電可能な材質から構成され、前記担体に向かって搬送される帯電した雪粒を静電気力による吸引するのでもよい。

また、雪粒は、前記担体に向かって搬送される間に、粒の大きさに応じてプラス電荷またはマイナス電荷に帯電され、それにより、前記担体手段において、粒径の異なる雪粒が混在した雪片として形成されるのでもよい。

以下に本発明の環境試験方法および環境試験装置の第１実施形態について、図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
まず、雪環境試験システムについて説明すれば、図１に示すように、雪環境試験システム１０は、氷粒からなる人工雪を利用し、人工雪により試験供試体である車両Vに対して降雪を模擬するように構成され、そのために、雪環境試験システム１０は、人工雪を造る造雪部と、造雪した雪粒を搬送する搬送部と、搬送される雪粒を拡散させる拡散部と、拡散した雪粒から雪片を生成する雪片生成部と、生成した雪片を降雪させる降雪部とを有し、このうち、搬送部の一部と、拡散部と、雪片生成部と、降雪部とが、車両Vが配置される試験室内に配置され、造雪部と搬送部とが試験室外に配置される。

より具体的には、雪環境試験システム１０は、概略的には、製氷室で製氷された氷片を低温室で砕氷して、氷粒化することにより人工雪を製造し、人工雪を試験室に向けて圧送して、試験室内において、人工雪を拡散して、雪片を生成し、生成した雪片を車両Vに対して降雪するように構成している。

造雪部において用いるリーマ式製氷機２２は、フレーク状の氷片を製造するいわゆるリーマ式製氷機２２であ。

より具体的には、図２に示すように、リーマ式製氷機２２は、従来既知のタイプであるが、内周面を製氷面とする略円筒状の製氷シリンダ４０２と、製氷シリンダ４０２の内周面に向けて水を散水供給して、氷を形成する散水部４０４と、製氷シリンダ４０２の下側に配設されて、製氷シリンダ４０２で凍結せずに流下した水を受止めて貯留する貯留部４０６と、製氷シリンダ４０２の内周面に沿って移動しつつ氷を割るリーマ４０８とを備える。

リーマ４０８は、鉛直方向に延びる略円柱状の回動軸の周囲に刃先を螺旋状配置とされる割氷用の複数の刃４１２を一体に取付けられてなり、中心軸４１１から突出するリーマ支持部に回動自在に支持される。リーマ４０８の刃４１２と製氷シリンダ４０２の内周面との最小間隔は、たとえば、氷の厚さより小さい０．４ないし０．５ｍｍ程度に設定可能にしている。このように、リーマ４０８は、製氷シリンダ４０２の中心線を中心に公転しつつ、中心軸４１１を中心に自転しながら、製氷面に形成される薄氷層を剥離するようにしてある。

造雪部においてフレーク状の氷片を破砕して氷粒にするのに用いる砕氷機（図示せず）は、主に、上部に配置されたロータリーフィーダー（図示せず）と、下部に配置された一対の砕氷ドラム（図示せず）とからなり、供給された氷片をロータリーフィーダーにより分量化して一対の砕氷ドラムに供給し、一対の砕氷ドラムにより砕氷して、所定粒径の氷粒として雪供給管４０に供給するようにしている。

拡散部において、人工雪の拡散装置３４について説明すれば、人工雪の拡散装置３４は、搬送される氷粒を所望拡散範囲に亘って拡散するのに用いられる。

図３ないし図８に示すように、人工雪の拡散装置３４は、管内で気流により人工雪を圧送する雪供給管４０の先端開口との間に間隔を隔てて配置される。

人工雪の拡散装置３４は、上流側端面１０５が雪供給管４０の下流側端面１０６と平行に配置された回転体１１０と、回転体１１０をその軸線方向を中心に所定回転速度で回転させる回転駆動部（図示せず）とを有する。回転駆動部は、たとえば、駆動モータである。
回転体１１０は、円柱状であり、その内部に回転体１１０を軸線方向に貫通する圧送流路１１４を有する。圧送流路１１４は、上流側端面に、雪供給管４０の下流側端面１０６に設けられる流出開口１１６に近接対向して非接触式に配置される取り入れ口１１８を備え、下流側端面に排出口１２２を備える。取り入れ口１１８および排出口１２２は、円形開口でよい。

圧送流路１１４は、回転体１１０の内部に、単一に設けられ、取り入れ口１１８は、回転体１１０の軸線を中心とし、排出口１２２は、取り入れ口１１８に対して、回転体１１０の軸線方向からオフセット配置される。偏心量は、人工雪の圧送流量に応じて、排出口１２２からの所望拡散範囲の観点から決定すればよい。
すなわち、後に説明する回転体１１０の回転速度が一定の場合、偏心量が大きいほど、人工雪の拡散範囲は拡大する。
取り入れ口１１８の内径は、雪供給管４０の内径よりも小さく設定し、回転体１１０内の圧送流路１１４が雪供給管４０側の取り入れ口１１８から排出口１２２に向かって先細に形成されている。しかしながら、雪供給管４０内を流れる気流速度、雪供給管４０内を気流により圧送される人工雪の量によっては、取り入れ口１１８の内径を雪供給管４０の内径とほぼ同じあるいは大きくする場合もあり、この場合には、回転体内の圧送流路１１４は、取り入れ口１１８と排出口１２２の間を同一径あるいは取り入れ口１１８から排出口１２２に向かって先太に形成する。
回転体１１０の回転速度は、偏心量との関係において、所望の拡散範囲に応じて設定される。回転体１１０の上流側端面１０４および下流側端面１０６それぞれは、円形であり、雪供給管４０の下流側端面１０６を包摂する領域と同じ大きさを有し、圧送流路１１４は、直線状流路である。
圧送流路１１４により圧送される人工雪が、圧送流路１１４の内周面１２８に付着しないように、圧送流路１１４の内周面１２８は、樹脂製であり、圧送流路１１４内で人工雪を圧送する気流速度は、人工雪の内周面１２８への付着力を上回る剥離力が生じるような速度に設定する。

拡散装置３４によれば、気流により人工雪を圧送する雪供給管４０から、回転する回転体１１０の圧送流路１１４を介して、人工雪を拡散することが可能である。
より具体的には、まず、リーマ式製氷機２２によって製氷された氷片が砕氷機（図示せず）によって砕氷され、所定粒径の氷粒となり、雪供給管４０により気流により試験体である車両Ｖに向けて気流により圧送される。

圧送される雪は、気流とともに雪供給管４０の流出開口１１６から流出し、回転駆動部により回転体１１０の軸線方向を中心に所定回転速度で回転する回転体１１０の内部の圧送流路１１４に取り入れ口１１８から流入し、排出口１２２から流出して、拡散するようにしてある。
なお、雪粒の拡散方向は、雪粒を天井に向かって上方に拡散し、担体手段（後に説明）に捕捉させて、雪片の生成を行ってもよいし、雪粒を床面に向かって下方に拡散し、担体手段に捕捉させるのでもよい。

図１９に示すように、拡散装置３４の排出口１２２の前方には、拡散プレート７４が設けられ、車両Vに向かって吹き出される雪粒は、拡散プレート７４に当って四方外方に拡散するようにしている。

拡散プレート７４の排出口１２２に向く側には、対向面１０４が設けられ、対向面１０４は、排出口１２２の外であって、気流の進行方向前方の所定位置に配置され、それにより、排出口１２２から吹き出され、気流に乗って気流進行方向に沿って発生する吹雪が、対向面１０４に当って偏向され、対向面１０４の四方外方に向かって拡散するようにしてある。
拡散プレート７４は、回転体１１０の軸線方向を中心に回転可能にするのでもよく、さらに、傾斜角度αを調整可能としてもよい。

次に、雪片生成部について説明すれば、図９および図１０に示すように、担体手段は、互いに平行に外周面３１２を対向させて所定間隔を隔てて配置され、上方から隣接するローラー３０６の間の最狭部３０４に向かう向きに回転可能である複数のローラー３０６であって、最狭部３０４より上のスペースに、搬送される雪粒を受けることが可能なように配置された複数のローラー３０６を有する。隣接するローラー３０６により、最狭部３０４において、雪粒同士を圧密化することにより、雪片を形成し、剥離手段は、複数のローラー３０６の回転により、最狭部３０４において形成される雪片を下方に押し出すようにしている。
より詳細には、複数のローラー３０６は、試験室３０８内の上方において、試験室３０８を仕切るように配置される。より具体的には、複数のローラー３０６はそれぞれ、試験室３０８の矩形横断面（短辺 Ｘ 長辺）において、ローラー３０６の回転軸が短辺に平行に延び、試験室３０８の一対の対向面（図示せず）それぞれに回転可能に支持され、長辺の長さをカバーするのに必要なローラー３０６が、互いに平行に配置され、試験室３０８内の上部と下部とを仕切るようにしている。

複数のローラー３０６のうち、１つが駆動ローラー３０６（図面上では一番左）であり、たとえば、ローラー３０６回転軸が駆動モータに連結され、それ以外は、被駆動ローラー３０６であり、駆動ローラー３０６の回転駆動力により、回転されるようにしている。これにより、図９に示すように、隣接するローラー３０６から１つ置きに、ローラーの下方の回転により、生成される雪片（後に説明）が下方に送り出されるようにしている。
それぞれのローラー３０６は、ゴムローラー３０６からなり、外周面３１２に亘って、ローラーの軸線方向に延在する凹凸３１０を有する。
より具体的には、複数の凸部が周方向に所定の均等な角度間隔を隔てて設けられ、それぞれの凸部は、頂部が、ローラー３０６の回転軸に沿って延びる細長平面部３１２を構成し、外周面３１２全体として、いわば歯車状を呈する。

それぞれのローラー３０６の径、および凸部の高さＨは、生成する雪片の所望の雪質、特に硬度に応じて決定すればよく、特に、凸部の高さＨは、長辺方向に隣接するローラー３０６同士が最狭部３０４において、一方のローラー３０６の凹部とが、他方のローラー３０６の凸部とが噛み合い、それにより、一方のローラー３０６から他方のローラー３０６へ回転駆動力が伝達されるとともに、凹部の底面と凸部の頂面との間に、雪粒の圧密部を形成するようにする。
この意味において、最狭部３０４における隣接するローラー３０６同士の間隔Ｄは、要求される雪片の大きさに応じて決定する必要があり、各ローラー３０６のローラー３０６の回転軸を長辺方向に移動可能として、間隔Ｄを調整可能とするのが好ましい。
この場合、雪片を生成するのに、雪粒の粒度分布は、０．４ミリ以下であることが必要であり、これより大きいと、雪粒同士が付着困難となり、圧密により強制的に付着させると要求以上の硬度となる可能性が大きくなる。

なお、最狭部３０４において、隣接するローラー３０６同士は、凹凸３１０を介して噛み合っており、実質的に、複数のローラー３０６により、試験室３０８の上部スペースと下部スペースとは仕切られていることから、従来においては、試験室３０８の上部において、人工雪を製造するのに零度以下に試験室３０８内の温度を維持する必要があり、上下スペースが連通することに起因して、試験室３０８の下部において、降雪部のスペースも同様な温度となっていたことから、たとえば、降雪部において、雪片を湿雪化することが技術的に困難であった点を克服している。
なお、生成した雪片をローラーから剥離して降雪を模擬するのに、剥離手段として、別途ローラーを加振することでもよいし、エアをそれぞれのローラー３０６の内部から貫通穴３１６を通じて噴出して、生成した雪片を担体手段の表面から剥離させてもよい。

変形例としては、図１１および図１２に示すように、複数のローラー３０６は、試験室３０８内の上方において、試験室３０８を仕切るように配置され、それぞれのローラー３０６は、外周面３１２に植毛された回転ブラシ３１４を構成し、外周面３１２には、多数の貫通穴３１６が設けられ、剥離手段は、エアをそれぞれのローラー３０６の内部から貫通穴３１６を通じて噴出するのでもよい。
回転ブラシ３１４は、たとえば、樹脂製の柔軟性を有する材質からなり、ゴムローラー３０６の場合と異なり、その先端が、対向するローラー３０６の外周面３１２に接触する長さを有してもよく、回転ブラシ３１４の径および回転ブラシ３１４のローラー３０６の外周面３１２上の密度は、回転ブラシ３１４を除くローラー３０６の外周面３１２上に雪粒が付着し得る面積の観点から適宜定めればよい。
エアの噴出は、パルス的に噴出するのでもよく、エアの温度を−１℃以下の冷風とすることにより、試験室３０８内の温度が零度以上であっても、この雰囲気が回転ブラシ３１４及びローラー３０６に直接接触しないようにし、以って生成された雪片が溶解するのを防止することが可能である。エアの貫通穴３１６の密度は、このような観点から定めればよい。

なお、ゴムローラー３０６の場合には、隣接するローラー３０６の最狭部３０４において、付着した雪粒を圧密化することから、硬化した雪片を模擬するのに適し、回転ブラシ３１４付きローラー３０６の場合には、ゴムローラー３０６とは異なり、付着した雪粒を圧密化しないことから、結晶雪を回転ブラシ３１４によりローラー３０６から剥離し、降雪を模擬するのに適するが、いずれにせよ、ゴムローラー３０６の場合も、回転ブラシ３１４付きローラー３０６の場合も、特に、回転ブラシ３１４を高密度にして、対向するローラー３０６の外周面３１２まで及ぶ長さとすることにより、ローラー３０６を水平方向に整列配置することにより、試験室３０８内を仕切ることが可能であり、試験室３０８内において、造雪スペースと降雪スペースとを互いに独立の温度領域とし、たとえば、試験室３０８の上部スペースを零下として造雪スペースとして利用し、一方試験室３０８の下部スペースを降雪スペースとして利用し、造雪され、生成された雪片を用いて、降雪模擬する場合に、降雪スペースを零度以上として、降雪中に湿雪化することも可能となる。
図１３に示すように、さらなる変形例として、複数のゴムローラー３０６と、回転ブラシ３１４付きローラー３０６とを組み合わせ、回転ブラシ３１４付きローラー３０６を複数のゴムローラー３０６より上側に配置して、まず、回転ブラシ３１４付きローラー３０６により、雪粒から雪片を生成し、さらに、複数のゴムローラー３０６により圧密化してもよい。
加えて、担体手段としてのローラー３０６について、帯電可能な材質から構成し、担体であるローラー３０６に向かって搬送される帯電した雪粒を静電気力による吸引するのでもよく、この場合には、雪粒は、担体に向かって搬送される間に、粒の大きさに応じてプラス電荷またはマイナス電荷に帯電され、それにより、担体手段において、粒径の異なる雪粒が混在した雪片として形成し、雪質を変えることが可能となる。

以上の構成を有する雪環境試験システム１０について、雪片の生成方法を含め、その作用を以下に説明する。
まず、担体が配置される試験室３０８内の温度および／湿度を所定に設定するとともに、複数のローラー３０６を連続的に回転させておく。回転数は、たとえば、１０ＲＰＭである。
次いで、リーマ式製氷機２２により、氷片を製造し、砕氷機２６により、氷片を破砕し、氷粒を生成し、雪供給管４０を通じて拡散装置３４に圧送し、拡散プレート７４と協働して、雪粒をゴムローラー３０６の上面３２０に向けて下方に拡散する（図９のＡ参照）。
次いで、拡散装置により拡散した雪粒が、複数のローラー３０６の上部に積もる。
次いで、積もった雪粒は、隣接するローラー３０６間の最狭部３０４において、圧密化されることにより、多数の雪粒同士が付着して、不定形だが、たとえば３ｍｍ辺から１０ｍｍ辺に雪片化される。すなわち、最狭部３０４において、隣接するローラー３０６の一方の凹部と他方の凸部とにより、雪粒同士を圧密化するようにしている。

次いで、隣接するローラー３０６間において、１つおきに、下方への送り出しが行われ、生成された雪片は、ローラー３０６の回転により下方に送り出され、そのまま下方に落下し、降雪を模擬し、試験体である車両Ｖの上部に積雪する（図９のＢ参照）。
なお、複数のローラー３０６による雪片の生成段階と、拡散装置３４による雪粒の拡散段階とは、バッチ的に行ってもよい。すなわち、拡散装置による雪粒の拡散する際、駆動ローラー３０６を停止しておき、複数のローラー３０６を回転しない状態としておき、それにより、拡散する雪粒が複数のローラー３０６の上部に積雪する。次いで、所望高さまで積雪した段階で、駆動ローラー３０６を駆動し、複数のローラー３０６を回転させ、複数のローラー３０６の上部の積雪層がなくなるまで、雪片を生成して、降雪を模擬してもよい。

以上の構成を有する雪片の生成方法によれば、造雪した雪粒をそのまま利用せずに、担体が配置される周囲温度および／周囲湿度を所定に設定したうえで、予め造雪された雪粒を担体に向かって搬送し、搬送された雪粒を担体の表面で捕捉して、雪粒同士を担体表面上で付着成長させることにより、雪片を生成し、生成した雪片を担体表面から剥離することにより、造雪した雪粒の雪片化を通じて、たとえば、担体表面から剥離する雪片を降雪させる場合において、降雪する雪粒の大きさを変えたり、造雪工程と降雪工程とを分離することにより、造雪環境と異なる環境（温度条件、湿度条件）で降雪させ、降雪中に湿雪化することも可能であり、総じて、雪質を所望に変えることが可能である。
また、造雪工程と降雪工程とを分離することが可能であるので、造雪工程において造雪した人工雪をいったん貯雪し、試験を行う際、貯雪中の雪を搬送して、降雪に利用することが可能である。

以下に、本発明の第２実施形態について、図１４なしし図１５を参照しながら説明する。以下の説明において、第１実施形態と同様な構成要素については、同様な参照番号を付することによりその説明は省略し、以下では、本実施形態の特徴部分について詳細に説明する。
本発明の第２実施形態ないし第４実施形態の特徴は、共通に、造雪された雪粒を利用して雪片を生成する場合の雪粒を担持する担体手段の態様、担体手段への雪粒の捕捉の態様、および雪粒を担体手段に向かって拡散する場合の態様にある。
本実施形態の担体手段は、表面に雪粒が付着成長可能なように所定メッシュの金網３１８から構成され、試験室３０８内の上方において、試験室３０８を仕切るように配置され、剥離手段は、雪粒が搬送される側の金網３１８の表面を摺動可能なブラシ状に構成される。
より詳細には、金網３１８は、試験室３０８の上部において、天井面３２９に平行に水平に配置され、メッシュが２通り形成され、一方のメッシュは目の粗いメッシュ、他方のメッシュは目の細かいメッシュであり、金網３１８の上面３２０に向かって下方に拡散される雪粒が、金網３１８の上面３２０に捕捉され、上面３２０において、雪粒同士が付着して、雪片を形成する。形成された雪片が、後に説明する剥離手段により、上面３２０から剥離され、下方に落下して、降雪を模擬する観点から、メッシュの詰まりを防止するように、各メッシュサイズを決定すればよい。なお、変形例として、試験内容により要求される雪片の大きさが変わることに対処可能なように、メッシュを構成する金網３１８の各バー３２１を水平方向に可動としてもよい。
図１５に示すように、剥離手段は、金網３１８の上方に配置された複数のプレート状ブラシ３２４であり、各プレート状ブラシ３２４は、プレート面３２６を鉛直方向に向けて、下端縁３２８が金網３１８の上面３２０に接するように配置される。金網３１８の一方向に続く複数のメッシュに対応して、複数のプレート状ブラシ３２４が、金網３１８のバー３２２と平行に延びる支持バー３２２により固定支持され、ブラシの組をなす。各組のプレート状ブラシは、金網３１８の一方向に続く複数のメッシュに対して、１つ置きに配置され、一方向と直交する向きに隣接する組のプレート状ブラシは、金網３１８の一方向にメッシュ１つ分オフセット配置され、全体として、千鳥状に配置される。各組のプレート状ブラシ３２４は、支持バー３２２ごと水平方向に移動可能とされ、それにより、プレート状ブラシ３２４の下端縁３２８が金網３１８の上面３２０上を摺動し、それにより、金網３１８の上面３２０に生成された雪片を金網３１８の上面３２０から剥離し、以って下方に落下させ、降雪を模擬するようにしている。

以下に、本発明の第３実施形態について、図１６を参照しながら説明する。以下の説明において、第１実施形態と同様な構成要素については、同様な参照番号を付することによりその説明は省略し、以下では、本実施形態の特徴部分について詳細に説明する。
本実施形態の特徴は、雪片生成装置の担体手段の代替として、ブラインド構造３３２を利用する点にあり、担体手段が、それぞれ長手方向を中心に回転及び揺動可能に設けられた、複数の可撓性長尺板３３０により構成されるブラインド状をなす。この場合、ブラインド構造３３２に向かって雪粒を拡散させる方向は、上向きであり、雪粒同士が付着して雪片に成長すると（図１６のＥ参照）、自重により自然落下して、降雪を模擬するようにしている。使用しない場合には、通常のブラインドと同様に、複数の可撓性長尺板３３０それぞれを長手方向を中心に、全体として平面状をなす位置まで回転させておけばよい。
なお、自重により自然落下の代替として、ブラインド構造３３２に対して従来既知の加振装置により振動を加え、自重により自然落下する前に、すなわち、雪片が比較的小さいうちに降雪させてもよく、この場合、雪粒が付着する可撓性長尺板３３０の表面の性状との関係において、加振力を調整することにより、ある程度、降雪する雪片の大きさを調整することが可能である。

以下に、本発明の第４実施形態について、図１７を参照しながら説明する。以下の説明において、第１実施形態と同様な構成要素については、同様な参照番号を付することによりその説明は省略し、以下では、本実施形態の特徴部分について詳細に説明する。
本発明の第４実施形態の特徴は、通気膜３３４により仕切られる試験室３０８の上スペースから通気膜３３４を介してエアを吸引する吸引手段が設けられ、それにより、雪粒を担体手段に向かって吸引捕捉する点にある。

より詳細には、第１実施形態においては、担体手段をローラー３０６とし、担体手段に対する雪粒の拡散は下方に向けて行っていたのに対して、本実施形態においては、担体手段を可動式金網３１８とする一方、担体手段に対する雪粒の拡散は、可動式金網３１８の下面３３６に向けて上方に行っている点が異なり、さらに、可動式金網３１８と天井との間に、可動式金網３１８と平行に通気膜３３４を設け、通気膜３３４を介して可動式金網３１８の下面３３６から通気膜３３４に向けて吸引している点（図１７のＤ参照）も異なる。
可動式金網３１８について、メッシュサイズは、生成する雪片の大きさに応じて決定すればよく、いずれにせよ、第１実施形態に比べて、可動式金網３１８によりその上方スペースと、降雪スペースである下方スペースとを仕切り、両スペース間で温度湿度が互いに独立に調整可能とするのは、困難である。
しかしながら、通気膜３３４を通じて、可動式金網３１８の下面３３６に向けて拡散される雪粒を積極的に吸引することにより、雪粒を効率的に下面３３６に捕捉し、以って雪粒同士の付着を通じて雪片を生成することが可能であるとともに、可動式金網３１８と通気膜３３４とで２層構造をなしているので、通気膜３３４のメッシュサイズ次第で、実質的に、上方スペースと下方スペースとを仕切ることが可能である。

以下に、本発明の第５実施形態について、図１８を参照しながら説明する。以下の説明において、第１実施形態と同様な構成要素については、同様な参照番号を付することによりその説明は省略し、以下では、本実施形態の特徴部分について詳細に説明する。
本実施形態の特徴は、担体手段が、複数の回転ベルト式通気膜３３８であり、担体手段に対する雪粒の拡散は、複数の回転ベルト式通気膜３３８に向けて上方に行っている点である。
より詳細には、複数の回転ベルト式通気膜３３８それぞれは、駆動ローラー３０６と、被駆動ローラー３０６と、両ローラー３０６の間で掛け渡された所定メッシュ数の無端状通気膜とを有する。複数の回転ベルト式通気膜３３８それぞれは、鉛直方向に配置され、互いに水平方向に所定隙間を介して配置されている。
このような構成により、雪粒が隣接する回転ベルト式通気膜３３８の隙間に向けて上方に拡散すると、回転ベルト式通気膜３３８の外表面３４０により捕捉され、そこで、雪粒同士が付着成長し、雪片化する。生成した雪片は、自重により落下して、降雪が模擬される。回転ベルト式通気膜３３８の回転数は、雪粒が雪片として成長し、落下するまでに要する時間を考慮して、決定すればよい。

以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば、種々の修正あるいは変更が可能である。
たとえば、本実施形態において、降雪を模擬する雪として、氷片を破砕することにより形成される人工雪であるものとして説明したが、それに限定されることなく、自然雪であったり、あるいは所定湿度および所定温度の冷風を利用して生成される人工結晶雪であってもよく、これらは湿雪でなくてもよい。
たとえば、本実施形態において、雪片を生成する態様として、雪粒を捕捉する担体手段として、第１実施形態ないし第５実施形態それぞれにおいて、複数のローラー、可動式金網、ブラインド構造、回転ベルト式通気膜を単一の担体手段としてそれぞれ利用するものとして説明したが、それに限定されることなく、たとえば、試験室内において、複数のローラーと可動式金網とを採用する領域を区分けする等、適宜、担体手段を任意に組み合わせて用いてもよい。

本発明の第１実施形態に係る雪環境試験システムの全体概要図である。 本発明の第１実施形態の雪環境試験システムの造雪部において用いるリーマ式製氷機の概略斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る雪粒の拡散装置の回転体を環境試験システムの雪供給管に設けた状態を拡大して示す切欠き斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る雪粒の拡散装置の回転体を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る雪粒の拡散装置の回転体の回転軸線方向の断面図である。 図４中の矢印Ａ方向より見た回転体の回転軸線方向の端面図である。 図４中の矢印Ｂ方向より見た回転体の回転軸線方向の端面図である。 図４に示した回転体を上流側から見た端面図である。 本発明の第１実施形態の雪環境試験システムの雪片生成装置の概略図である。 本発明の第１実施形態の雪環境試験システムの雪片生成装置のゴムローラーの詳細図である。 本発明の第１実施形態の雪環境試験システムの雪片生成装置の変形例の概略図である。 本発明の第１実施形態の雪環境試験システムの雪片生成装置の変形例の回転ブラシ付きローラーの詳細図である。 本発明の第１実施形態の雪環境試験システムの雪片生成装置のさらなる変形例の概略図である。 本発明の第２実施形態の雪環境試験システムの雪片生成装置の概略図である。 本発明の第２実施形態の雪環境試験システムの雪片生成装置の担体手段の概略図である。 本発明の第３実施形態の雪環境試験システムの雪片生成装置の概略図である。 本発明の第４実施形態の雪環境試験システムの雪片生成装置の概略図である。 本発明の第５実施形態の雪環境試験システムの雪片生成装置の概略図である。 本発明の第１実施形態に係る拡散装置まわりの概要図である。

Ａ 拡散装置により拡散する雪粒群
Ｂ 降雪する雪片群
Ｃ 金網上に積もる雪粒群
Ｄ 吸引される雪粒群
Ｅ ブラインド構造の表面上に形成される雪片群
Ｖ 車両
Ｘ 回転軸線
１０ 雪環境試験システム
２２ リーマ式製氷機
３４ 拡散装置
４０ 雪供給管
１０５ 上流側端面
１０６ 下流側端面
１０７ 下流側端面
１１０ 回転体
１１４ 圧送流路
１１６ 流出開口
１１８ 取り入れ口
１２０ 流入開口
１２２ 排出口
１２８ 内周面
３１２ 外周面
３０４ 最狭部
３０６ 駆動ローラー
３０６ 被駆動ローラー
３０６ ゴムローラー
３０８ 試験室
３１０ 凹凸部
３１４ 回転ブラシ
３１６ 貫通穴
３１８ 金網
３２０ 上面
３２２ 支持バー
３２２ バー
３２４ プレート状ブラシ
３２６ プレート面
３２８ 下端縁
３２９ 天井面
３３０ 長尺板
３３２ ブラインド構造体
３３６ 下面
３３８ 回転ベルト式通気膜
３４０ 外表面

Claims (15)

1. 担体が配置される周囲温度および／周囲湿度を所定に設定する段階と、
   予め造雪された雪粒を担体に向かって搬送する段階と、
   搬送された雪粒を担体の表面で捕捉して、雪粒同士を担体表面上で付着成長させることにより、雪片を生成する段階と、
   生成した雪片を担体表面から剥離する段階と、を有することを特徴とする雪片の生成方法。
2. 人工雪を用いて試験を行う試験室内に配置される雪片の生成装置であって、
   予め造雪された雪粒を担体に向かって搬送する搬送手段と、
   搬送された雪粒を捕捉して、雪粒同士を付着成長させることにより、雪片を生成する担体手段と、
   生成した雪片を担体から剥離する剥離手段と、を有することを特徴とする雪片の生成装置。
3. 前記剥離手段は、前記担体手段を加振することにより、生成した雪片を前記担体手段の表面から剥離する、請求項２に記載の雪片の生成装置。
4. 前記担体手段は、互いに平行に外周面を対向させて所定間隔を隔てて配置され、上方から隣接するローラーの間の最狭部に向かう向きに回転可能である複数のローラーであって、前記最狭部より上のスペースに、搬送される雪粒を受けることが可能なように配置された複数のローラーを有し、
   隣接するローラーにより、前記最狭部において、雪粒同士を圧密化することにより、雪片を形成し、
   前記剥離手段は、前記複数のローラーの回転により、前記最狭部において形成される雪片を下方に押し出す、請求項２に記載の雪片の生成装置。
5. 前記複数のローラーは、試験室内の上方において、試験室を仕切るように配置され、それぞれのローラーは、前記外周面に植毛された回転ブラシを構成し、前記外周面には、多数の貫通穴が設けられ、前記剥離手段は、エアをそれぞれのローラーの内部から前記貫通穴を通じて噴出する、請求項４に記載の雪片の生成装置。
6. 前記複数のローラーは、試験室内の上方において、試験室を仕切るように配置され、それぞれのローラーは、ゴムローラーからなり、前記外周面に、ローラーの軸線方向に延在する凹凸を有し、前記最狭部において、隣接するローラーの一方の凹部と他方の凸部とにより、雪粒同士を圧密化し、前記外周面には、多数の貫通穴が設けられ、前記剥離手段は、エアをそれぞれのローラーの内部から前記貫通穴を通じて噴出する、請求項４に記載の雪片の生成装置。
7. 前記担体手段は、表面に雪粒が付着成長可能なように所定メッシュの金網から構成され、試験室内の上方において、試験室を仕切るように配置され、
   前記剥離手段は、雪粒が搬送される側の前記金網の表面を摺動可能なブラシ状に構成される、請求項２に記載の雪片の生成装置。
8. 前記担体手段は、それぞれ長手方向を中心に回転及び揺動可能に設けられた、複数の可撓性長尺板により構成されるブラインド状をなし、該可撓性長尺板の表面において、雪片が生成される、請求項２に記載の雪片の生成装置。
9. 前記担体手段は、表面に雪粒が付着成長可能なように所定メッシュの金網から構成され、試験室内の上方において、試験室を仕切るように配置され、
   さらに、前記金網の上方に、前記金網の上表面を覆うように、所定メッシュの通気膜が配置され、
   前記通気膜により仕切られる試験室の上スペースから前記通気膜を介してエアを吸引する吸引手段が設けられ、それにより、雪粒を前記担体手段に向かって吸引捕捉する、請求項２に記載の雪片の生成装置。
10. 前記搬送手段は、管内で気流により雪粒を圧送する本管と、上流側端面が、該本管の下流側端面と平行に配置される雪粒の拡散式噴雪装置により構成され、
    前記雪粒の拡散式噴雪装置は、上流側端面が前記本管の下流側端面と平行に配置された回転体と、該回転体をその軸線方向を中心に所定回転速度で回転させる回転駆動部とを有し、
    該回転体はその内部に、該回転体を軸線方向に貫通する圧送流路を有し、
    該圧送流路は、前記上流側端面に、前記本管の下流側端面に設けられる流出開口に近接対向して非接触式に配置される取り入れ口を備え、前記下流側端面に排出口を備え、
    前記排出口は、雪粒が前記排出口から軸線方向に対して拡散する向きに排出するように、前記取り入れ口に対して位置決めされる、請求項２ないし請求項９のいずれか１項に記載の雪片の生成装置。
11. 前記回転体の前記上流側端面および前記下流側端面それぞれは、円形であり、前記圧送流路は、直線状流路であり、前記排出口は前記取り入れ口に対してオフセット配置される、請求項１０に記載の雪片の生成装置。
12. 前記雪粒の拡散式噴雪装置を利用して、雪粒を天井に向かって上方に拡散し、前記担体手段に捕捉させる、請求項１０または請求項１１に記載の雪片の生成装置。
13. 前記雪粒の拡散式噴雪装置を利用して、雪粒を床面に向かって下方に拡散し、前記担体手段に捕捉させる、請求項１０または請求項１１に記載の雪片の生成装置。
14. 前記担体手段は、帯電可能な材質から構成され、前記担体に向かって搬送される帯電した雪粒を静電気力による吸引する、請求項２ないし請求項１３のいずれか１項に記載の雪片の生成装置。
15. 雪粒は、前記担体に向かって搬送される間に、粒の大きさに応じてプラス電荷またはマイナス電荷に帯電され、それにより、前記担体手段において、粒径の異なる雪粒が混在した雪片として形成される、請求項１４に記載の雪片の生成装置。

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