JP5481697B2 - 環境試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、試験対象物の様々な環境状況下における動作信頼性などを確認するための環境試験を行う環境試験装置に関する。

特許文献１には、内部に取り外し可能な断熱壁が設置可能な熱衝撃試験装置について記載されている。この装置においては、試験対象物の大きさに応じて適宜の位置に断熱壁を設置することで、消費エネルギーを低減することが可能になる。

特開２００２−３４０７８３号公報

しかしながら、上記特許文献１に係る熱衝撃試験装置においては、試験対象物の大きさに合わせて区画された試験空間が最も大きい試験空間よりも小さい場合でも、最も大きい試験空間のときと同様な試験条件で熱衝撃試験が行われており、試験対象物に対する試験環境（例えば、風速や温度変化など）が試験空間の大きさに応じて変化する。このように試験空間の大きさに応じて試験対象物に対する試験環境が変化すると、当該試験対象物に対して同じ環境試験を行うことができないという問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、試験対象物に対する試験環境を維持しつつ装置の消費エネルギーを低減させる環境試験装置を提供することである。

本発明の環境試験装置は、試験対象物を収容可能な試験室と、前記試験室内の空気を所定の温湿度に調節する空調機器と、前記試験室内に着脱可能に設けられ、前記試験室内に取り付けられた第１の状態における前記試験室の容積を前記試験室内から取り外された第２の状態における前記試験室よりも小さくする容量変更部材と、前記試験室内の空気を所定の温湿度に調節するように、前記空調機器の出力を制御する制御手段とを備えている。そして、前記制御手段は、同一の所定温湿度条件の場合、前記第１の状態において、前記空調機器の出力が前記第２の状態におけるよりも小さくなるように、前記空調機器を制御する。

これによると、容量変更部材が試験室に対して着脱可能に設けられていることで、当該試験室の容積の変更（すなわち、試験室内を所定の温湿度にするための空調機器に与える負荷の変更）が可能となり、試験室の容積（負荷）の減少に応じて、空調機器の出力を減少させることが可能となる。このため、試験対象物に対する試験環境を維持しつつ装置の消費エネルギーを低減させることが可能になる。

本発明において、前記制御手段は、前記空調機器の出力を大きくするときに前記空調機器に対する出力信号を増大させ、前記空調機器の出力を小さくするときに前記空調機器に対する出力信号を減少させるコントローラを有しており、前記コントローラは、前記第１の状態において前記試験室内を所定の温湿度にするための前記空調機器に与える負荷と前記第２の状態における前記負荷との比に基づいて、前記出力信号を比例変更することが好ましい。これにより、制御構成が簡易になる。

また、本発明において、複数の前記空調機器を備えており、前記制御手段は、前記第１の状態における前記空調機器の制御台数が前記第２の状態におけるよりも少なくなるように、複数の前記空調機器を制御することが好ましい。これにより、複数の空調機器を有していても、試験室の容積（負荷）の減少に応じて、空調機器の制御台数を減少させることが可能となる。このため、装置の消費エネルギーを低減させることが可能になる。

また、本発明において、前記空調機器は、風速を変更することが可能な送風機を有しており、前記制御手段は、前記第１の状態において、前記試験室内の風速が前記第２の状態と同じになるように、前記送風機を制御することが好ましい。これにより、試験室の容積（負荷）の減少・形状の変化に応じて、送風機の風速を減少させることが可能となる。このため、試験対象物に対する試験環境を維持しつつ装置の消費エネルギーを低減させることが可能になる。

また、本発明において、前記試験室を画定する壁面の少なくとも一部が、断熱材によって覆われていることが好ましい。これにより、熱負荷を減少させることが可能となり、より装置の消費エネルギーを低減させることが可能になる。

また、本発明において、前記容量変更部材の表面には、その表面全体に熱が伝わるのを抑制する熱切り部が形成されていることが好ましい。これにより、容量変更部材の表面全体に熱が伝わるのを抑制することが可能となり、当該容量変更部材が試験室内に設けられたときに熱負荷を減少させることが可能となる。このため、より装置の消費エネルギーを低減させることが可能となる。

また、本発明において、前記試験室を画定する壁面には、その表面全体に熱が伝わるのを抑制する熱切り部が形成されていることが好ましい。これにより、熱負荷を減少させることが可能となり、より装置の消費エネルギーを低減させることが可能になる。

本発明の環境試験装置によると、容量変更部材が試験室に対して着脱可能に設けられていることで、当該試験室の容積の変更（すなわち、試験室内を所定の温湿度にするための空調機器に与える負荷の変更）が可能となり、試験室の容積（負荷）の減少に応じて、空調機器の出力を減少させることが可能となる。このため、試験対象物に対する試験環境を維持しつつ装置の消費エネルギーを低減させることが可能になる。

本発明の一実施形態による環境試験装置の概略斜視図である。 図１に示すII−II線に沿った断面図である。 図１に示すII−II線に沿った断面図であって、試験室から容量変更部材を取り外した状況を示す図である。 本発明の一実施形態による環境試験装置の第１変形例を示す断面図である。 本発明の一実施形態による環境試験装置の第２変形例を示す断面図である。 本発明の一実施形態による環境試験装置の第３変形例を示す断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

本発明の一実施形態における環境試験装置１は、種々の環境試験において用いられるものであって、図１及び図２に示すように、内部に空間２ａを有する略直方体形状の筐体２と、筐体２内の空間２ａを仕切る仕切り壁３と、仕切り壁３によって分離され且つ仕切り壁３に形成された上部孔３ａ及び下部孔３ｂを介して互いに連通した試験室５及び空調室８と、試験室５内に設けられた容量変更部材１０と、空調室８に収容された空調機器７と、空調機器７の出力を制御する制御装置１００とを含んでいる。

筐体２は、図２に示すように、２つの板金４ａ，４ｂと、開口２ｂを塞ぐことが可能な扉９とを有しており、当該扉９の内面に容量変更部材１０がビスなどで着脱可能に設けられている。この構成において、図２に示すように、扉９に容量変更部材１０を取り付けた状態で開口２ｂを塞ぐように扉９が閉められると、容量変更部材１０が試験室５内に収容される。つまり、容量変更部材１０が試験室５内に設けられた第１の状態となって、試験室５の容積が減少する。一方、図３に示すように、扉９に容量変更部材１０を取り付けていないときは、扉９を閉めても容量変更部材１０が試験室５内に収容されない。つまり、容量変更部材１０が試験室５内に設けられていない第２の状態となって、試験室５の容積もそのままとなる。

板金４ａは、扉９に向かって開口した箱形状を有している。板金４ｂは、四角筒形状を有しており、板金４ａの一端に固定されている。そして、板金４ｂは、板金４ａとの固定端とは反対の端部に開口２ｂが構成されている。また、板金４ｂは、図２中左右方向に関して、その長さが試験室５の長さの約半分となっている。また、板金４ａ，４ｂ間には、互いに伝わった熱を伝わりにくくするための部材（例えば、ＳＭＣ、ベークライト）が介在されている。この部材は、熱伝導率が板金４ａ，４ｂよりも小さい。これにより、試験室５を画定する壁面（筐体２の内壁面）には熱切り部１５が形成され、当該壁面のうち熱切り部１５を挟む一方に熱が加えられても、熱切り部１５を越えて一方から他方に熱が伝わりにくくなり、壁面全体に熱が伝わるのを抑制することが可能となる。

具体的には、図２に示すように試験室５が第１の状態のときに、試験室５内において板金４ａに熱が加えられても、板金４ａと板金４ｂとの間には熱切り部１５が存在するので、板金４ａから板金４ｂにはほとんど熱が伝わらない。さらに、試験室５が第１の状態のときには、板金４ｂはその内周面全体が容量変更部材１０によって覆われるように対向しており、試験室５内に露出されていない。これより、試験室５が第１の状態のときには、試験室５の熱容量が第２の状態から板金４ｂの熱容量分だけ減少する。このように熱容量が減少することによって、第１の状態において試験室５を所定の温湿度にするための空調機器７に与える負荷に含まれる熱負荷が、第２の状態における熱負荷よりも小さくなる。このような熱負荷を含む負荷の算出は、予め第１及び第２の状態における負荷の減少率を測定するための負荷算出運転を行うことで求められる。そして、この負荷算出運転で同一条件での温度変化率を測定し、第１及び第２の状態における負荷比も算出する。算出した負荷比は、ユーザが初期の設定値として制御装置１００に記憶させる。ここでいう負荷は、熱切りの熱負荷や容積減少による熱負荷等が考えられる。また、第１の状態と第２の状態の風速を計測し、容積減少・形状の変化による風速の増加に対して同じ風速になるように（サンプルに対するストレスを変えないために）、送風機への出力を小さくする負荷比を算出し、制御装置１００に記憶させる。ここでの負荷は、風速負荷等である。

空調機器７は、図２に示すように、上方から順に、送風機３１、例えばシーズヒータ等の電熱ヒータからなる空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、例えば容器内の水を内蔵ヒータで加熱して加湿を行う加湿装置３４を有している。これら送風機３１、空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４は、制御装置１００によってその出力がそれぞれ制御される。試験室５から下部孔３ｂを通って空調室８に流入した空気は、順次、加湿装置３４、冷却装置３３、及び空気ヒータ３２によってその温度及び湿度が調整され、所定の温度及び湿度となった状態で送風機３１により上部孔３ａを介して再び試験室５に流入する。なお、送風機３１によって空調室８内の空気が試験室５に送り出されることで、試験室５内の空気が下部孔３ｂを通って空調室８内に流入する。こうして、試験室５と空調室８との間を空気が循環する。また、空気は、図２及び図３の太矢印で示すように、試験室５内において上部孔３ａから下部孔３ｂに向かうように上から下へと流れ、空調室８内において下部孔３ｂから上部孔３ａに向かうように下から上へと流れる。

送風機３１は、制御装置１００からの出力信号に応じて、送り出す風速を変更する。つまり、制御装置１００からの出力信号が大きくなるに連れて送風機３１による風速が大きくなり、出力信号が小さくなるに連れて送風機３１による風速が小さくなる。なお、風速の減少に伴って送風機３１による風量も減少する。換言すると、風速が増大すると送風機３１による風量も増大する。空気ヒータ３２、冷却装置３３、加湿装置３４も、送風機３１と同様に、制御装置１００からの出力信号に応じて、空気の加熱量、空気の冷却量、空気の加湿量を変更する。つまり、制御装置１００からの出力信号が大きくなるに連れて空気ヒータ３２、冷却装置３３、加湿装置３４による加熱量、冷却量、加湿量が大きくなり、出力信号が小さくなるに連れて空気ヒータ３２、冷却装置３３、加湿装置３４による加熱量、冷却量、加湿量が小さくなる。

試験室５は、所定の温度及び湿度の空気を内包し、環境試験に係る試験対象物が配置される空間であり、試験室５内に容量変更部材１０が配置されているか否かでその容積が変わるとともに試験室５を所定の温湿度にするための空調機器７に与える負荷が変わる。つまり、試験室５は、当該試験室５内に容量変更部材１０が配置されている第１の状態における容積及び負荷が、試験室５内に容量変更部材１０が配置されていない第２の状態における場合よりも小さくなる。

ここで、容量変更部材１０について説明する。この容量変更部材１０は略直方体形状を有しており、図２に示すように、試験室５内に設けられたときにちょうど試験室５の容積が半分になる程度の大きさを有している。より具体的には、容量変更部材１０は、図２に示すように、内部に空洞１１が形成されるように板金１２，１３によって構成されている。なお、この空洞１１には断熱材などが充填されていてもよい。なお、本実施形態における容量変更部材１０のサイズは、ちょうど試験室５の半分であるが、容量変更部材は試験室５の容積未満であって容積の半分を超えてもよいし、半分未満でもよい。

板金１２は、仕切り壁３に向かって開口した箱形状を有しており、その外周側面が板金４ｂの内周面とちょうど合うように形成されている。つまり、容量変更部材１０が試験室５内に配置されると、板金１２が板金４ｂの内周面全体を覆う。板金１３は、板金１２の開口を塞ぐようにして板金１２に固定されている。そして、これら板金１２，１３間にも、熱切り部１５を構成する部材と同様な部材によって熱切り部１４が構成されている（すなわち、容量変更部材１０の表面に熱切り部１４が形成されている）。この熱切り部１４を構成する部材は、熱伝導率が板金１２，１３よりも小さい。このため、容量変更部材１０は、その表面全体に熱が伝わるのが抑制される。

このような容量変更部材１０は、扉９にビスなどの固定部材（不図示）などで取り付けられ当該扉９が閉められることで、試験室５が第１の状態となり、試験室５の容積が第２の状態の約半分となる。また、このときの第１の状態における負荷は、負荷算出運転の結果によれば、第２の状態よりも小さくなっている。これは、第１の状態における試験室５が熱切り部１４，１５によって板金１２及び板金４ｂと熱切りされた板金１３、板金４ａ、及び、仕切り壁３で囲まれて構成されているからであり、試験室５を構成する板金１３、板金４ａに熱が伝わっても熱切り部１４，１５を越えて板金１２，４ｂに熱がほとんど伝わらないからである。つまり、熱負荷が小さくなっている。なお、上述の負荷は、試験室５の容積が単に小さくなる、すなわち、第２の状態から第１の状態になるだけでも、当該試験室５における温湿度の調整・維持のための熱量を減らすことが可能となるため、減少する。

制御装置１００（制御手段）は、コントローラ１０４及び当該コントローラ１０４に電気的に接続された設定・表示器１０５を含んでいる。コントローラ１０４は、空調機器７である送風機３１、空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４とそれぞれ電気的に接続されている。設定・表示器１０５は、ユーザによって試験室５内の温湿度、試験時間、及び、試験室５の状態（第１の状態及び第２の状態のいずれか）などの環境試験条件を設定するものであり、当該設定値を表示するものでもある。

コントローラ１０４は、設定・表示器１０５によって設定された環境試験条件を示すデータに基づいて、空調機器７に対して出力信号を出力する。具体的には、コントローラ１０４は、設定・表示器１０５でユーザによって試験室５の状態が第１の状態に設定されたときは、第２の状態に設定されたときよりも空調機器７に対する出力信号が小さくなるように出力される。つまり、コントローラ１０４は、第１の状態における試験室５の容積と第２の状態における試験室５の容積との比や形状などに基づいて、送風機３１に対する出力信号を変更する。さらに、コントローラ１０４は、第１の状態における負荷と第２の状態における負荷との比に基づいて、空気ヒータ３２、冷却装置３３、加湿装置３４に対する出力信号を比例変更する。なお、負荷比や容積比は予め制御装置１００の記憶部（不図示）に記憶されている。

続いて、試験対象物に対する環境試験を行うときの環境試験装置１の動作について、以下に説明する。まず、環境試験を行うときは、試験対象物の大きさに応じて、試験室５を第１の状態及び第２の状態のいずれにするかをユーザが判断する。つまり、試験対象物がそれほど大きくなく、第１の状態における試験室５内に試験対象物を収容させることができる場合に、ユーザが第１の状態を選択する。一方、試験対象物を第１の状態における試験室５内に収容させることができない場合は、第２の状態が選択される。そして、第２の状態を選択した場合は、扉９に容量変更部材１０を取り付けずに、図３に示すように、そのまま第２の状態の試験室５内に試験対象物Ｂを架台（不図示）に載せた状態で配置してから扉９を閉じる。

次に、ユーザが設定・表示器１０５で、試験室５が第２の状態であること及び所望の環境試験条件（風速、温湿度、試験時間など）を設定する。すると、コントローラ１０４が出力信号の大きさを所定の大きさ（第１の状態におけるよりも大きい大きさ）で出力し、送風機３１、空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４を制御する。そして、空調室８内で調節された空気を送風機３１が第２の状態における試験室５内に送り出す。なお、送風機３１によって試験室５内に空気が送り出されると、試験室５内の空気が下部孔３ｂを通って空調室８内に流入し、当該空調室８において所定の温湿度に調節される。

次に、所定の試験時間が経過した後、コントローラ１０４が送風機３１、空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４の駆動を停止するように制御する。そして、ユーザが扉９を開けて試験対象物Ｂを試験室５から取り出す。こうして、第２の状態における試験対象物に対する環境試験が終了する。

一方、ユーザが第１の状態を選択した場合は、扉９に容量変更部材１０が取り付けられる。次に、図２に示すように、試験対象物Ａを第１の状態の試験室５内に架台（不図示）に載せた状態で配置してから扉９を閉じる。そして、ユーザが設定・表示器１０５で、試験室５が第１の状態であること及び所望の環境試験条件（風速、温湿度、試験時間など）を設定する。ここでは、試験室５が第２の状態において試験対象物Ｂに対して行った環境試験条件と同じ条件を設定する。すると、コントローラ１０４が出力信号の大きさを第２の状態におけるよりも小さい大きさで出力し、送風機３１、空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４を制御する。つまり、空調室８内において、単位時間当たりの空気の加熱量、冷却量及び加湿量を、第２の状態におけるよりも小さくする。このように空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４の出力を第２の状態におけるよりも小さくしても、試験室５の容積とともに試験室５を所定の温湿度にするための負荷が第２の状態におけるよりも小さくなっており、第２の状態において空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４の出力を所定の出力としている状態とほぼ同じように空気の温湿度を調節することが可能になる。加えて、消費エネルギーを減少させることも可能になる。

そして、空調室８内で調節された空気を送風機３１が第１の状態における試験室５内に送り出す。このときも送風機３１は、第２の状態におけるよりも小さい風速で試験室５内に所定の温湿度に調節された空気を送り出す。このように第２の状態におけるよりも約半分の容積となった試験室５に、第２の状態におけるよりも小さい（遅い）風速（すなわち、少ない風量）で試験室５内に空気が送り込まれているため、試験対象物に対する風速（試験環境）が第１の状態のときと第２の状態のときとでほぼ同じになる。なお、送風機３１によって試験室５内に空気が送り出されると、試験室５内の空気が下部孔３ｂを通って空調室８内に流入し、当該空調室８において所定の温湿度に調節される。

次に、所定の試験時間が経過した後、コントローラ１０４が送風機３１、空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４の駆動を停止するように制御する。そして、ユーザが扉９を開けて試験対象物Ａを試験室５から取り出す。こうして、第１の状態において、試験対象物に対する環境試験が終了する。

以上のように、本実施形態の環境試験装置１は、容量変更部材１０が試験室５に対して着脱可能に設けられていることで、当該試験室５の容積変更が可能となる。つまり、試験室内を所定の温湿度にするための空調機器７に与える負荷の変更が可能となる。試験対象物の大きさに応じて試験室５の容積（負荷）を減少させることが可能になる。そして、環境試験装置１は、試験室５を第１の状態にして試験室５の容積及び負荷を第２の状態から減少させたときには、空調機器７（送風機３１、空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４）の出力を小さくさせることが可能である。このとき、空調機器７の出力を減少させていても、大きさの異なる試験対象物Ａ，Ｂに対する試験環境を同じように維持することが可能となり、装置１の消費エネルギーを低減させることが可能となる。

また、コントローラ１０４は、第１の状態における負荷と、第２の状態における負荷との比に基づいて、出力信号を小さく変更、例えば、比例変更する。このため、コントローラ１０４による複雑な制御を行う必要がなくなり、制御構成が簡易になる。

また、送風機３１は風速を変更することが可能であり、コントローラ１０４が第１の状態において、送風機３１の風速が第２の状態の場合より小さくなるように、送風機３１を制御するため、試験対象物に対する試験環境を維持しつつ環境試験装置１の消費エネルギーを低減させることが可能になる。変形例として、容量変更部材の形状によって試験対象物に対する風速が第１の状態のときの方が第２の状態のときよりも遅くなる場合、第２の状態のときよりも当該風速が速くなるように送風機を制御してもよい。この場合においても、全体的な空調機器の制御出力は第２の状態のときよりも第１の状態のときの方が減少している。

また、容量変更部材１０の板金１２と板金１３間には熱切り部１４が形成されており、図２に示すように、板金１２が試験室５内に露出されずに板金１３だけが試験室５内に露出されている。このため、試験室５内の空気から板金１３に伝わった熱が、板金１３から板金１２に伝わりにくくなる。このため、容量変更部材１０が試験室５内に設けられたときに試験室５を所定の温湿度にするための空調機器７に与える熱負荷を減少させることが可能となる。したがって、より環境試験装置１の消費エネルギーの低減に寄与できる。つまり、熱負荷を小さくすることが可能になると、空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４の空調機器７の出力を小さくしても当該試験室５内の空気の温湿度を維持することが可能となり、環境試験装置１の消費エネルギーの低減が可能になる。また、筐体２の板金４ａと板金４ｂの間にも熱切り部１５が形成されており、図２に示すように、第１の状態において、容量変更部材１０が板金４ｂを覆うように配置されている。このため、試験室５内の空気から板金４ａに伝わった熱が、板金４ａから板金４ｂに伝わりにくくなる。したがって、上述と同様に、熱負荷を減少させることが可能となり、より環境試験装置１の消費エネルギーの低減に寄与できる。

第１変形例として、図４に示すように、空調室８には、もう１組の空調機器７（すなわち、送風機３１、空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４）が設けられていてもよい。つまり、環境試験装置１に、２組の空調機器７として、送風機３１、空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４がそれぞれ２つずつ設けられていてもよい。そして、制御装置１００は、これら送風機３１、空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４とそれぞれ電気的に接続されている。コントローラ１０４は、設定・表示器１０５で設定された環境試験条件を示すデータに基づいて、各空調機器７に対して出力信号を出力する。具体的には、コントローラ１０４は、第１及び第２の状態において同じ環境試験条件であって、設定・表示器１０５でユーザによって試験室５の状態が第１の状態に設定されたときは、１組の空調機器７だけに出力信号を供給する。一方、設定・表示器１０５でユーザによって試験室５の状態が第２の状態に設定されたときは、２組の空調機器７に出力信号を供給する。つまり、コントローラ１０４は、第１の状態における空調機器７の制御台数が第２の状態におけるよりも少なくなるように、２組の空調機器を制御する。これにより、環境試験装置１に２組の空調機器７が設けられていても、試験室５の容積及び負荷の減少に応じて、空調機器７の制御台数を減少させることが可能となる。このため、装置１の消費エネルギーを低減させることが可能になる。

また、この第１変形例において、容量変更部材１０のサイズを１．５倍にした容量変更部材を試験室５内に配置してもよい。第１の状態における負荷が、負荷算出運転の結果によると、例えば第２の状態におけるよりも約１／４となる場合に、コントローラ１０４は、第２の状態における１組の空調機器７に対する出力信号の約半分の大きさになるような出力信号を１組の空調機器７に出力してもよい。つまり、コントローラ１０４は、第１の状態における負荷と第２の状態における負荷との比に基づいて、第１の状態における空調機器７の制御台数が第２の状態におけるよりも少なくなるようにしつつ、１組の空調機器７に属する空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４に対する出力信号を比例変更する。さらに、コントローラ１０４は、第１の状態における風速と第２の状態における風速との比に基づいて、１組の空調機器７に属する送風機３１に対する出力信号を比例変更してもよい。これにおいても、環境試験装置１の消費エネルギーを低減させることが可能になる。

第２変形例として、図５に示すように、容量変更部材１０に変えて容量変更部材２０が仕切り壁３の中央に着脱可能に設けられていてもよい。この容量変更部材２０も略直方体形状を有しており、図５に示すように、試験室５内に設けられたときにちょうど試験室５の容積が半分になる程度の大きさを有している。より具体的には、容量変更部材２０は、図５に示すように、板金２２，２３の内部に空洞２１が形成されるように構成されている。なお、空洞２１に変えて断熱材を設置してもよいが、熱負荷の上昇を考慮すると、空洞の方がよい。

コントローラ１０４は、第１及び第２の状態において同じ環境試験条件であって、設定・表示器１０５でユーザによって試験室５の状態が第１の状態に設定されたときに、第２の状態の試験室５内の風速と同じになるように、送風機３１に対する出力信号を出力する。つまり、コントローラ１０４は、上述の実施形態と同様に第１の状態における試験室５の風速・形状と第２の状態における試験室５の風速・形状に基づいて、試験室５内の風速が同じになるように、送風機３１に対する出力信号を変更する。容量減少に対して風速を同じにする場合、送風機３１に対する出力信号は小さくなるため、上述と同様に環境試験装置１の消費エネルギーを低減させることが可能になる。さらに、コントローラ１０４は、第１の状態における熱負荷と第２の状態における熱負荷との比に基づいて、空気ヒータ３２、冷却装置３３、加湿装置３４に対する出力信号を比例変更する。本変形例において、第１及び第２の状態における熱負荷の比がほとんど変わらない場合、第１及び第２の状態のいずれにおいても、同じ大きさの出力信号を空気ヒータ３２、冷却装置３３、加湿装置３４に出力する。なお、コントローラ１０４の上記制御構成は、第１の状態と第２の状態における環境試験条件が同じ場合に限る。当然、設定温度、湿度、風速が変更されれば、適宜、その環境試験条件に合った出力信号がコントローラ１０４から空調機器７に出力される。

また、本変形例において、筐体２の試験室５を区画する内壁面、及び、扉９の内面には、これら内壁面及び扉９の内面よりも熱容量の低い材質から構成された断熱材２８が設けられている。このように、筐体２及び扉９に断熱材２８が設けられていることで、試験室５の熱容量を大幅に低下させることが可能となる。このため、断熱材２８が設けられていない装置と比して、熱負荷を低下させることが可能となり、特に、空気ヒータ３２、冷却装置３３、加湿装置３４に対する出力信号を小さくすることが可能となる。したがって、より環境試験装置１の消費エネルギーを低減させることが可能になる。なお、本変形例においては、筐体２の試験室５を区画する内壁面が断熱材２８によって覆われているので、特に熱切り部１５が設けられていない。つまり、筐体２自体も２つの板金４ａ，４ｂから構成される必要が無く、１つの板金で構成することが可能となる。このため、筐体２の構成が簡易になる。また、筐体を１つの板金で構成する場合は、仕切り壁３との境界部分に熱切り構造を有する方が、熱負荷を低減させることが可能となる。

第３変形例として、図６に示すように、容量変更部材１０に代えて容量変更部材４０が扉９に着脱可能に設けられていてもよい。この容量変更部材４０は、仕切り壁３と対向する面が当該仕切り壁３と交差する斜面４１に形成されている。これにより、試験室５内に設けられるだけで、試験室５内における気流方向を変更することが可能となる。つまり、試験室５において、上から下へと鉛直方向に流れる空気の流れが、扉９の上部から仕切り壁３の下部に向けて斜め下方への空気の流れに変更される。なお、容量変更部材４０の大きさは、試験室５内に設けられたときにちょうど試験室５の容積が半分になる程度の大きさを有している。また、容量変更部材４０は、第１の状態における熱負荷が第２の状態における熱負荷よりも小さくなるように構成されている。これにより、コントローラ１０４は、上述の第２変形例と同様の制御が行われる。このため、第２変形例と同様な構成においては、同じ効果を得ることができる。

なお、容量変更部材の形状は、上述の容量変更部材１０，２０，４０以外の形状でもよいし、例えば、空気などの流体が充填された可撓性を有する断熱樹脂袋であってもよい。断熱樹脂袋の場合は、試験室５の底面に載置するような形で試験室５内に設けられればよい。また、断熱樹脂袋は試験室５に設けられたときに、当該試験室５の内面形状に追従して壁面に密着するため、第１の状態における熱負荷を第２の状態におけるよりも減少させることができる。

また、本実施形態及び第１〜第３変形例においては、第１及び第２の状態における容積比及び負荷比に応じて、コントローラ１０４が空調機器７に対する出力信号を制御してきたが、比例変更のみで制御の調整が不可能な場合、加熱、加湿、冷却制御の制御演算パラメータ（例えば、ＰＩＤ制御のＰＩＤパラメータ）の調整を行ってもよい。また、試験室５内に風速計を設け、当該風速計によって測定された測定値に基づいて、第１の状態においても第２の状態のときと風速が同じになるように、コントローラ１０４が送風機３１を制御してもよい。また、本実施形態及び第１〜第３変形例においては、ユーザが設定・表示器１０５で試験室５の状態を設定していたが、試験室５に容量変更部材を設けることで、自動的に試験室５の状態を制御装置１００が判定してもよい。これにより、ユーザによる設定ミスの影響を受けなくなる。

また、上述の実施形態においては、試験室５が第１の状態のときに第２の状態におけるよりも熱負荷が減少しているため、空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４の出力信号を小さくしていたが、空気ヒータ３２、冷却装置３３、及び、加湿装置３４に対しては第１及び第２の状態において出力信号を同じにしていてもよい。こうすれば、第１の状態のときに試験室５の容積及び熱負荷が小さくなっても第２の状態のときと同じ能力で試験室５内の空気の温湿度を調節できるため、当該試験室５内の空気を急速に所望の温湿度に調節することが可能となる。このため、第１の状態における環境試験時間を、第２の状態におけるよりも短くすることが可能となる。なお、このときにおいても、送風機３１に対する出力信号を小さくして、第１及び第２の状態において同じ風速になるように調節しておれば、試験対象物に対する試験環境は、第１及び第２の状態においてほとんど変えずに試験を行うことができる。さらに、第１の状態のときに試験室５の容積が小さくなっても第２の状態のときと同じ能力で試験室５内の空気の温湿度を調節できるため、試験室５内の空気の調節範囲を拡大することが可能となる。つまり、第２の状態におけるよりも容積が小さい第１の状態においては、第２の状態においては生じない余剰熱量を生み出すことが可能となって、試験室５内の空気の最大調節値を大幅に拡大することができる。なお、第１の状態における試験室５の容積を大幅に小さくした場合などは、空調機器７が当該容積に対する適用可能範囲から逸脱することがある。この場合は、適用可能範囲に入る空調機器７に適宜、入れ替えてもよい。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態及び第１〜第３変形例においては、試験室５内の気流が上から下に向かう鉛直方向の気流を構成する環境試験装置であったが、例えば、下から上に向かう気流又は水平方向の気流を構成する環境試験装置においても、本発明を適用することが可能である。また、容量変更部材は、試験室内において扉や仕切り壁以外に設置してもよい。また、容量変更部材は２以上設けられてもよい。また、制御出力は、第１及び第２の状態における熱負荷（負荷）の比に基づいて決定されるものではなく、例えば、装置と容量変更部材の組合せを変えて予め計測した実験データ（例えば、温度、湿度、風速、制御出力）に基づいて決定されるものでもよい。また、空調機器は、送風機、ヒータ、冷却器、加湿器の少なくともいずれか１つを有しておればよい。また、空調機器は、上述の実施形態以外の構成からなる空調機器であってもよい。また、試験室と空調室とが、１つの筐体に一体的に形成されておらずに、別体として構成されていてもよい。

１ 環境試験装置
２ 筐体
５ 試験室
７ 空調機器
１０，２０，４０ 容量変更部材
１４，１５ 熱切り部
２８ 断熱材
３１ 送風機
３２ 空気ヒータ
３３ 冷却装置
３４ 加湿装置
１００ 制御装置（制御手段）
１０４ コントローラ

Claims (7)

1. 試験対象物を収容可能な試験室と、
   前記試験室内の空気を所定の温湿度に調節する空調機器と、
   前記試験室内に着脱可能に設けられ、前記試験室内に取り付けられた第１の状態における前記試験室の容積を前記試験室内から取り外された第２の状態における前記試験室よりも小さくする容量変更部材と、
   前記試験室内の空気を所定の温湿度に調節するように、前記空調機器の出力を制御する制御手段とを備えており、
   前記制御手段は、同一の所定温湿度条件の場合、前記第１の状態において、前記空調機器の出力が前記第２の状態におけるよりも小さくなるように、前記空調機器を制御することを特徴とする環境試験装置。
2. 前記制御手段は、前記空調機器の出力を大きくするときに前記空調機器に対する出力信号を増大させ、前記空調機器の出力を小さくするときに前記空調機器に対する出力信号を減少させるコントローラを有しており、
   前記コントローラは、前記第１の状態において前記試験室内を所定の温湿度にするための前記空調機器に与える負荷と前記第２の状態における前記負荷との比に基づいて、前記出力信号を比例変更することを特徴とする請求項１に記載の環境試験装置。
3. 複数の前記空調機器を備えており、
   前記制御手段は、前記第１の状態における前記空調機器の制御台数が前記第２の状態におけるよりも少なくなるように、複数の前記空調機器を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の環境試験装置。
4. 前記空調機器は、風速を変更することが可能な送風機を有しており、
   前記制御手段は、前記第１の状態において、前記試験室内の風速が前記第２の状態と同じになるように、前記送風機を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の環境試験装置。
5. 前記試験室を画定する壁面の少なくとも一部が、断熱材によって覆われていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の環境試験装置。
6. 前記容量変更部材の表面には、その表面全体に熱が伝わるのを抑制する熱切り部が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の環境試験装置。
7. 前記試験室を画定する壁面には、その表面全体に熱が伝わるのを抑制する熱切り部が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の環境試験装置。

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