JP3514735B2 - 環境試験装置の内圧調整機構 - Google Patents

環境試験装置の内圧調整機構

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JP3514735B2 JP2001029596A JP2001029596A JP3514735B2 JP 3514735 B2 JP3514735 B2 JP 3514735B2 JP 2001029596 A JP2001029596 A JP 2001029596A JP 2001029596 A JP2001029596 A JP 2001029596A JP 3514735 B2 JP3514735 B2 JP 3514735B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被試験物に少なく
とも温度環境を付与可能な試験室を備えた環境試験装置
に装備される内圧調整機構に関し、例えば自動車や航空
機の部品等の振動及び環境条件の複合試験を行う振動環
境複合試験装置の内圧調整に好都合に利用される。
【0002】
【従来の技術】環境試験装置では、温度や湿度から成る
環境試験条件の変化等によって試験室内の圧力が変動す
る。又、振動環境複合試験装置では、振動試験を行うた
めに試料を取り付けるように試験室内に挿入された振動
テーブルの振動及びこれと共に動く試料の振動によって
速いサイクルの内圧変動が生じ、その振動が試験室全体
を振動させることもあり、種々の悪影響を発生させる。
そのため、このような内圧変動を防止するように、通常
図7に示すような内圧調整機構が設けられている。
【0003】そのうちの(a)及び(b)は、先端が閉
鎖したベローズ5を試験室11の天井13の貫通孔6に
設けた構造のもの及び同様のベローズ5を壁12の貫通
孔1に設けた構造のものを示す。
【0004】しかしながら、(a)の構造のものでは、
試験室11内を例えば温度85℃、相対湿度85%の高
温高湿条件にするときには、ベローズ5が外気で冷やさ
れてその内側に結露を生じ、これが被試験物の上に落下
するという問題があり、(b)のものでは、同様の試験
でベローズ5の溝内に結露水が溜まり、これを排出でき
ないため、この中に雑菌が繁殖したり、低温試験時に溜
まった水が氷結し、ベローズの伸縮機能を低下させると
いう問題がある。更に、ベローズ式のものは、ベローズ
5が定形性を持つために圧力変動時の伸縮量に限界があ
り、振動時の圧力変動を円滑に解消できず、又試験室の
ドアー開閉時のような大きな圧力変動に対応できないと
いう問題もある。
【0005】(c)及び(d)は、貫通孔1に放射状の
切れ目7aの入れられたシール用膜7を設けた構造のも
のを示す。この構造のものも、同様の高温高湿運転時
に、シール用膜の切れ目7aを介して水蒸気分が試験室
11から外部に漏出するため、水の消費量が大幅に増え
ると共に加湿のための電力が余分になる。又、低温試験
時に前記切れ目7aから外気の湿度分である水蒸気が試
験室内に侵入し、冷凍機の蒸発器で氷結して霜付きを生
じ、蒸発器を閉鎖させるため霜取りをしなければならな
くなり、低温試験の連続性が失われるという問題があ
る。
【0006】
【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、結露水が被試験物にかかったり
結露水に雑菌が繁殖したり水を消費するような不具合が
発生しないと共に、内圧調整機能が良く、大きな圧力変
動にも対応できる環境試験装置の内圧調整機構を提供す
ることを課題とする。
【0007】
【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、被試験物に少なくとも
温度環境を付与可能な試験室を備えた環境試験装置に装
備される内圧調整機構において、前記試験室の上下方向
壁に開けられた開口と、前記試験室の内外間の気体の
導通を遮断するように前記開口に設けられ変形自在な柔
軟な材料から成る袋状のシール部材と、前記壁から前記
試験室の反対側に上向きの勾配で突出し前記シール部材
が前記反対側に膨れたときに該シール部材を支持可能な
ように設けられた受け部材とを有し、前記シール部材は
前記試験室内の空気が膨張又は収縮したときに前記シー
ル部材の取り付けられた位置からそれぞれ前記試験室の
外側又は内側に膨れるように形成されていることを特徴
とする。
【0008】請求項2の発明は、被試験物に少なくとも
温度環境を付与可能な試験室を備えた環境試験装置に装
備される内圧調整機構において、前記試験室の上下方向
壁に開けられた開口と、一端側が該開口と導通し他端
側が上方に開き前記開口の方向に排水可能なように形成
された中間部材と、前記試験室の内外間の気体の導通を
遮断するように前記他端側に取り付けられ変形自在な柔
軟な材料から成る袋状のシール部材と、ドレン排出口を
備えていて前記中間部材と前記シール部材とを囲うよう
に設けられたケースとを有し、前記シール部材は前記試
験室内の空気が膨張又は収縮したときに前記シール部材
の取り付けられた位置からそれぞれ前記試験室の外側又
は内側に膨れるように形成されていることを特徴とす
る。
【0009】請求項3の発明は、被試験物に少なくとも
温度環境を付与可能な試験室を備えた環境試験装置に装
備される内圧調整機構において、前記試験室の上下方向
壁に開けられた開口と、一端側が該開口と導通し他端
側が上方に開き前記開口の方向に排水可能なように形成
された中間部材と、前記試験室の内外間の気体の導通を
遮断するように前記他端側に取り付けられ変形自在な柔
軟な材料から成り前記上方に膨れるように形成された袋
状のシール部材と、前記シール部材を前記上方の位置に
保持するように前記シール部材の中に設けられた内部支
持部材と、ドレン排出口を備えていて前記中間部材と前
記シール部材とを囲うように設けられたケースと、を有
することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明を適用した環境試験
装置の一例である振動環境複合試験装置(以下「複合試
験機」という)の内圧調整機構部分を含む一部分の構造
を示す。
【0011】内圧調整機構は、複合試験機の恒温槽部分
10の試験室11の断熱壁からなる壁12に開けられた
開口1、試験室11の内外間の気体である空気の導通を
遮断可能なように開口1に設けられた袋状のシール部材
としての袋2、受け部材としての傾斜板3、等で構成さ
れている。符号4は、内部に断熱材12aが入れられて
いる壁12の開口端面を覆い袋2を取り付けるための端
部材であり、袋2はその先端部分にホースバンド2aに
よって取り付けられている。
【0012】袋2は、例えばポリエチレンやシリコン等
の変形自在な柔軟な材料でできている。この材料として
は、耐熱性等を考慮して使用目的に適合するものが選ば
れる。傾斜板3は、壁12から試験室11の反対側に上
向きの勾配で突出し、袋2が同じ反対側に膨れたときに
袋2を支持可能なように設けられている。
【0013】複合試験機は、恒温槽部分10と振動機部
分20とを備えている。恒温槽部分10は、詳細図示を
省略しているが、試験室11と仕切られていて同じ断熱
壁12で囲われた空調室を有し、その中に、加熱器、加
湿器、冷凍機から冷媒が供給される蒸発器、試験室との
間で空気を循環させるための送風機等を備えていて、被
試験物である試料Wに例えば温度85℃で湿度85%の
高温高湿条件から温度−70℃の低温条件までの環境を
付与可能な装置である。
【0014】振動機部分20は、詳細図示を省略してい
るが、電磁コイル等を内蔵していて本体21内の振動テ
ーブル22を振動させるように構成されている。符号2
3は、試料Wを載せるために振動テーブル22に取り付
けられた中間台である。
【0015】以上のような内圧調整機構は次のように作
動する。複合試験機が使用されていないときには、袋2
は通常図2(a)のように試験室11側又は外界30側
の何れかの側(図では外界側)に少し出ていて、試験時
にもこの程度の状態にされるが、試験中に温度変化が生
ずると、試験室11内の空気が膨張・収縮する。ここ
で、袋2が変形自在で柔軟な材料で出来ているので、縮
んだ状態から同図(b)の実線で示すように膨れた状態
になったり、図に於いて2点鎖線で示すようにある程度
膨れた状態から実線の状態まで更に膨張したり、又は
(c)のように試験室11側に膨れることにより、内圧
変動を発生させず、もしくはごく僅かの変動範囲に留め
ることができる。
【0016】又、試料Wが振動すると、試験室11内の
保有空気容積が殆ど変わらなくても、内部気流に脈動が
生じるが、袋2が何の抵抗もなく膨れたり縮んだりする
ので、内圧変動を発生させるには至らない。以上の如
く、本発明の内圧調整機構はその特性が非常に良い。
【0017】一方、高温高湿条件で袋2が外側に膨出す
るときには、内部空気が外気で冷やされて袋2の中に結
露水が発生するが、袋2が傾斜板3で受けられているの
で、結露水の重みで外側に垂れ下がることなく、傾斜に
沿って結露水を試験室11内に排出することができる。
この場合、袋2が側壁12に取り付けられているので、
試験室11内に落ちる結露水は壁面に沿って流れ落ち、
試料Wに掛かることがない。
【0018】高温試験から低温試験に移行したときに
は、試験室11内の空気が収縮し、袋2が図2(c)の
状態になり、内部の負圧化が防止される。又、高温高湿
時に(b)のように結露した水滴pが残っていても、
(c)の状態になったときに排出されることになる。更
に、低温試験時には、外気が冷却されて袋2の外側に結
露水滴pが生ずるが、これらも傾斜板3に落ちてこれか
ら流し出される。
【0019】又、試料Wの出し入れ時に試験室11の扉
を開閉すると、負圧側又は正圧側に内圧が大きく変動す
るが、袋2が内外に十分膨れて内圧変動を緩和すると共
に、袋2の内外に結露水が滞留していたときには、これ
が完全に排出される。
【0020】以上のような内圧調整機構の動作によれ
ば、試験室11内の空気を外に漏出させることなく内圧
調整することができる。従って、水や電力の無駄が防止
される。更に、外気が試験室11内に侵入しないので、
蒸発器に余分な着霜がなく、霜取りによる試験の中断が
防止される。
【0021】図3は本発明を適用した内圧調整機構の他
の構成例を示す。本例の内圧調整機構は、図1のもの
対して、一端側81が開口1と導通し他端側82が上方
Zの方向に開き開口1の方向に排水可能なように形成さ
れた中間部材である管継手8を有すると共に、図1と同
様のシール部材である袋2が前記他端側82に取り付け
られ上方Zの方向に図示の如く膨れるように形成されて
いる点が相違する。以下では、このような相違点につい
て構造及び作用効果を説明し、図1と同様の部分につい
ては説明を省略する。
【0022】管継手8は、同図(b)にも示す如く、本
例では、開口1を形成する端部材4を開口1から突出さ
せて延設し、その部分に中間リング41を被せて、この
中に挿入され端部材4と突き合わせ状に取り付けられた
直角エルボ状の円管ピースになっている。但し、管継手
8を断熱壁12に直接取り付ける等、他の適当な構造に
してもよいことは勿論である。又本例では、一端側81
を含む管継手8の下部が開口1の端部材4の下部と同一
レベルにして、袋2から管継手8に結露水が落ちると開
口1の方向に排水可能なようにしている。なお、管継手
8を外側に少し上り勾配をつけて水の移動性をよくする
ようにしてもよい。
【0023】袋2は、本例では管継手8の他端側82に
ホースバンド2aによって取り付けられている。この袋
2は取付位置から上方Z方向に延びた形状になってい
て、横の方向ではなく上方に膨れるように形成されてい
る。符号14は袋2を囲うように断熱壁12に取り付け
られたケースである。ケース14にはドレン排出口14
aが設けられている。又、ケース14の底の部分には、
内部に落下した水滴の凍結防止等のために断熱材14b
が取り付けられている。
【0024】本例の内圧調整機構は次のように作動して
その作用効果を発揮する。図4は図2に対応する図で、
内圧変動時の袋2の状態を示す。
【0025】図1の内圧調整機構によれば、図2に示す
如く袋2に発生した結露水は、内圧変動に伴う袋2の試
験室11側への膨出により、図2(c)に示す如く通常
試験室内に良好に排出されるが、内圧変動が小さかった
り試験室11の内圧の負圧側への変動が小さいような運
転条件を持つ装置では、図4(e)に示すように、傾斜
板3上で袋2内に結露水Pが残り、排出されることなく
滞留する可能性がある。本例の内圧調整機構では、上記
のような運転条件を持つ装置であっても、確実に排水す
ることができる。なお、本例の機構が十分な内圧調整機
能を発揮する点は図1の機構と同じである。
【0026】本例の内圧調整機構では、試験室11が通
常の圧力になっていて内圧変動のないときには、袋2が
(a)のような中立的状態になっている。この状態か
ら、試験室11内が高温高湿条件等になって袋2が膨れ
ると共に、温湿度条件によって袋2の内部の空気が外気
で冷やされ、その中に結露が発生しても、図4(b)に
示す如く、袋2が内圧によって上方に膨れているので、
結露した水滴pは管継手8内にそのまま落下するか、又
は袋2の内側を伝った後管継手8を伝って落下し、その
底部から開口1の端部材4を介して試験室11内に流れ
落ちて処理されることなる。従って、袋2内又は管継手
8内に結露水が溜まって雑菌が繁殖したり試験室11内
の試料にかかるような不具合は発生しない。
【0027】高温試験から低温試験に移行したとき等に
は、試験室11内の空気が収縮して袋2が図4(c)の
状態になると共に、外気が冷やされて袋2の外表面に結
露を生ずることがあるが、外気が余程高湿度にならなけ
れば、袋2の外表面に結露した水滴pが結露水Pとなっ
て溜まる量が多くなることはない。特に、環境試験装置
は通常空調した室に配置されるので、極端な高湿環境に
曝されることはなく、結露水Pが溜まるとしても少ない
量である。そして、同図(d)に示す如く、運転条件が
変わって袋2が上方に膨れると、溜まっていた結露水P
は袋の外面を伝ってケース14の底に落下し、ドレン排
出口14aから排出される。即ち、袋2の外面側に結露
水が生じた場合でも、これが溜まるような不具合は発生
しない。なお、試験室11内は通常ある程度大気圧より
高い目の圧力にされるので、袋2は頻繁に外界側に膨れ
る状態になる。
【0028】図5は本発明を適用した内圧調整機構の他
の例を示す。本例の内圧調整機構は、図3の機構に内部
支持部材である門形の袋支持棒9を追加装備した構造の
ものである。袋支持棒9は、本例ではホースバンド2a
の部分に固定されることによって袋2の中に配設されて
いて、袋2を上方Zの方向の位置に保持している。な
お、袋2と袋支持棒9とを予め一体に製作しておいても
よい。又、袋支持棒9を本例のように門形にすることな
く、袋2の中心部分を支持するように1本の棒状のもの
にしてもよい。
【0029】図6(a)乃至(c)は本例の袋2の内圧
変動時の状態を示す。本例の内圧調整機構によれば、袋
2が袋支持棒9によって上方Zの方向に位置保持されて
いるため、試験室11が通常の圧力になっていて内圧変
動のないときには(a)のような中立的状態になり、高
温高湿条件等になって内圧が高くなると(b)のように
膨れ、その反対に低温条件等になって内圧が下がると
(c)のように窄む。即ち、その上端位置がほぼ一定の
高さに保持され、内圧が変動すると袋支持棒9の上の部
分に直角な方向である幅X方向の寸法が拡縮して内容積
が変化し、内圧調整されることになる。
【0030】その結果、試験室11の温湿度条件によっ
て袋2が膨れたり窄んだりしたときにその内外面に結露
を生じても、図6に示す如く、結露の水滴pは袋2の内
外面を伝って落下し、管継手8又はケース14を介して
排出され、袋2の内外面に溜まるような不具合は発生し
ない。
【0031】なお、本例の内圧調整機構では、袋2が試
験室11の反対側である上方の外界側に位置保持されて
いるので、上方の側だけで膨れたり窄んだりするため、
同じ大きさの袋では内圧調整のための容積変化が図1及
び図3のものに較べてほぼ半分になる。従って、本例の
機構では必要に応じて袋2を大きくすることになる。な
お、図1及び図3の内圧調整機構と同様の構造部分及び
それによって生ずる作用効果については説明を省略して
いる。
【0032】
【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、試験室の壁に開けられた開口にシール
部材を設けるので、シール部材に結露水が発生しても、
これが被試験物に落下することはない。又、シール部材
は気体の内外の導通を遮断するように設けらているの
で、内部気体が外部に漏出することがない。その結果、
熱ロスが発生せず、消費電力の無駄がない。加湿器が設
けられているときは、加湿電力の無駄もなくなる。又、
外気侵入による蒸発器の霜付きもなくなり、試験の連続
性を確保することができる。
【0033】更に、シール部材が変形自在な柔軟な材料
からなる袋状になっているので、何の抵抗もなく縮んだ
り膨れたりするため、内圧調整機能が極めて良い。その
結果、温度変化や被試験物の振動に対して、ほぼ完全に
内圧変動を防止できる。そして更に、所定の構成を持つ
袋の受け部を設けているので、特定の温湿度条件におい
て袋内外に結露水が発生したときに、受け部材の傾斜に
よってこれを試験室内又外部に排出することができる。
従って、結露水が溜まってこれに雑菌が繁殖したり、内
圧調整機能を低下させるような不具合も生じない。
【0034】そして更に、袋を適当な大きさにすれば、
扉開閉時のような大きな内圧変動も相当程度吸収するこ
とができる。
【0035】以上の如く、本発明の内圧調整機構は、袋
状のシール部材を傾斜した受け部材で受けるというだけ
の極めて簡単で安価な構成の下に、従来の機構の不具合
点を全て解消していて、結露水を確実に処理できると共
に内圧調整機能の優れた機構になっている。
【0036】請求項2の発明においては、一端側が開口
と導通し他端側が上方に開き開口の方向に排水可能なよ
うに形成された中間部材を設けて、請求項1の発明と同
様のシール部材を中間部材の他端側に取り付けて上方に
膨れるように形成しているので、試験室内が高温高湿環
境等の場合に、袋状のシール部材が外界側になる他端側
の上方に膨れると共に、外気で冷やされて内側に結露水
が生じると、シール部材が上方に膨れているため、結露
水は直接又はシール部材を伝って下方に落下し、中間部
材を介して開口の方向に排出されることになる。
【0037】一方、試験室内が低温条件等になってシー
ル部材の外表面に結露を生ずる場合には、その結露水が
少ないと共にシール部材が頻繁に外側に膨れるので、結
露水はシール部材が膨れたときにその外面に沿って落と
される。その結果、シール部材の内外面に結露水が溜ま
る不具合を一層確実に防止することができる。
【0038】このような請求項2の本発明の内圧調整機
構は、中間部材を設けてその他端側に袋状のシール部材
を取り付けただけの簡単な構造で安価なものである。そ
して、請求項1の発明と同様な構成部分を備え、それに
よって請求項1の発明と同様の作用効果を保有する。
【0039】請求項3の発明においては、上記に加え
て、シール部材を上方の位置に保持するようにシール部
材の中に内部支持部材を設けているので、シール部材の
内外面に生じた結露水をその表面を伝わせて確実に下方
に落下させることができる。その結果、結露水を一層確
実に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した環境試験装置の一例である振
動環境複合試験装置の内圧調整機構を含む一部分の構造
例を示す説明図である。
【図2】(a)乃至(c)は上記内圧調整機構の作用の
説明図である。
【図3】本発明を適用した内圧調整機構の他の例を示す
断面図で、(a)は全体構造を示し(b)は管継手及び
袋の取付部分の構造を示す。
【図4】(a)乃至(e)は上記内圧調整機構の作用の
説明図である。
【図5】本発明を適用した内圧調整機構の更に他の例の
断面図で、(a)及び(b)は正面及び側面の全体構造
を示し(c)は管継手、袋及び袋支持棒の取付部分の構
造を示す。
【図6】(a)乃至(c)は上記内圧調整機構の作用の
説明図である。
【図7】(a)乃至(c)は従来の内圧調整機構の説明
図で、(d)は(c)のもののシール用膜の平面図であ
る。
【符号の説明】
1 開口 2 袋(シール部材) 3 傾斜板(受け部材) 8 管継手(中間部材) 9 袋支持棒(内部支持部材) 10 恒温槽部分(環境試験装置) 11 試験室 12 壁 20 振動機部分(環境試験装置) 81 一端側 82 他端側 W 試料(被試験物) Z 上方
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 孝裕 大阪府大阪市北区天神橋3丁目5番6号 タバイエスペック株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−304265(JP,A) 特開 平6−294703(JP,A) 特開 平5−261302(JP,A) 特開 平4−135648(JP,A) 特開 平2−96633(JP,A) 実開 平6−53958(JP,U) 実開 平2−50664(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 17/00 - 17/04 G01M 7/00 - 7/08 G05D 16/00 - 16/20 JICSTファイル(JOIS)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被試験物に少なくとも温度環境を付与可
    能な試験室を備えた環境試験装置に装備される内圧調整
    機構において、 前記試験室の上下方向の壁に開けられた開口と、前記試
    験室の内外間の気体の導通を遮断するように前記開口に
    設けられ変形自在な柔軟な材料から成る袋状のシール部
    材と、前記壁から前記試験室の反対側に上向きの勾配で
    突出し前記シール部材が前記反対側に膨れたときに該シ
    ール部材を支持可能なように設けられた受け部材とを有
    し、前記シール部材は前記試験室内の空気が膨張又は収
    縮したときに前記シール部材の取り付けられた位置から
    それぞれ前記試験室の外側又は内側に膨れるように形成
    されていることを特徴とする内圧調整機構。
  2. 【請求項2】 被試験物に少なくとも温度環境を付与可
    能な試験室を備えた環境試験装置に装備される内圧調整
    機構において、 前記試験室の上下方向の壁に開けられた開口と、一端側
    が該開口と導通し他端側が上方に開き前記開口の方向に
    排水可能なように形成された中間部材と、前記試験室の
    内外間の気体の導通を遮断するように前記他端側に取り
    付けられ変形自在な柔軟な材料から成る袋状のシール部
    材と、ドレン排出口を備えていて前記中間部材と前記シ
    ール部材とを囲うように設けられたケースとを有し、
    記シール部材は前記試験室内の空気が膨張又は収縮した
    ときに前記シール部材の取り付けられた位置からそれぞ
    れ前記試験室の外側又は内側に膨れるように形成されて
    いることを特徴とする内圧調整機構。
  3. 【請求項3】 被試験物に少なくとも温度環境を付与可
    能な試験室を備えた環境試験装置に装備される内圧調整
    機構において、 前記試験室の上下方向の壁に開けられた開口と、一端側
    が該開口と導通し他端側が上方に開き前記開口の方向に
    排水可能なように形成された中間部材と、前記試験室の
    内外間の気体の導通を遮断するように前記他端側に取り
    付けられ変形自在な柔軟な材料から成り前記上方に膨れ
    るように形成された袋状のシール部材と、前記シール部
    材を前記上方の位置に保持するように前記シール部材の
    中に設けられた内部支持部材と、ドレン排出口を備えて
    いて前記中間部材と前記シール部材とを囲うように設け
    られたケースと、を有することを特徴とする内圧調整機
    構。
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