JP6785540B2 - 環境試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、環境試験装置に関する。

本技術分野の背景技術として、下記特許文献１の要約書には、「環境試験装置は、送風機、冷凍機、加熱器、加湿器、温調器等に加えて、加熱出力と加湿出力との合計が１００％を超えるとそれらの比率で１００％になるように変換した制御出力を発生させる出力変換部及び変換された出力を加熱器及び加湿器に制御周期内で時間をずらして与える運転時間設定部を備えた加熱器・加湿器制御装置を有する。」と記載されている。

特許第２９２８１６２号公報

前記特許文献1に記載された環境試験装置に用いられる漏電遮断器の容量は、全ての機器が同時に作動した場合の最大負荷電流に基づいて、決定されている。
しかしながら、実際は全ての機器が同時に動作する可能性は低く、最大負荷電流に応じた性能が要求される頻度は少ない。このような場合であっても、漏電遮断器の性能として最大負荷電流に適応した大きな容量が必要とされている。
この発明は、漏電遮断器の容量の増大を抑制させることができる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本発明は、冷凍機が起動している場合、低温槽側ヒータと高温槽側ヒータとを同時に起動しないように制御する環境試験装置であって、前記試験槽と前記高温槽とが接続された状況で、前記低温槽側ヒータよりも前記高温槽側ヒータの起動が優先される場合において、前記制御部は、前記試験槽と接続されておらず、優先されない側である前記低温槽の前記低温槽側ヒータに対して最低保証利用率を設定し、前記高温槽側ヒータの起動が優先される高温試験時、前記高温槽側ヒータの利用率と低温槽側ヒータの前記最低保証利用率の合計が１００％を超えるときは、合計が１００％を超えないように、前記最低保証利用率をもとに前記高温槽側ヒータの利用率を設定することで、前記低温槽側ヒータの利用率が前記最低保証利用率を下回らないようにし、前記低温槽内の機器を低温から保護する。

本発明によれば、漏電遮断器の容量を減少させることができる環境試験装置を提供することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施の形態により明らかにされる。

本発明の第1実施形態の環境試験装置の模式図。 第1実施形態の環境試験装置のブロック図。 比較例としての環境試験装置にて、同時出力されたヒータの出力を時分割単位で示すチャートである。 第１実施形態の環境試験装置の処理を示すフローチャート。 第１実施形態の環境試験装置にて、各槽温度とヒータの出力との関係を説明するタイムチャートである。 第１実施形態の環境試験装置にて、同時出力を禁止されたヒータの出力を時分割単位で示すチャートである。 第１実施形態の環境試験装置にて、一方が優先されたヒータの出力を時分割単位で示すチャートである。 第２実施形態の環境試験装置にて、最低保証利用率を考慮した処理を示すフローチャート。 第３実施形態の環境試験装置にて、冷凍機停止状態にて同時に出力されるヒータの出力を時分割単位で示すチャートである。

（第１実施の形態）
（全体構成）
以下、図１に示す構成の模式図、図２に示すブロック図を参照し、本発明の第１実施形態（参考形態）による環境試験装置1の構成を説明する。
図１において、環境試験装置１は、被試験物７０を配置する試験槽１０と、前記試験槽１０に通風口２８，２９を介して連通する低温槽２０と、低温槽２０内に設けられた冷凍機２４と、低温槽送風部２７と、試験槽１０に通風口３８，３９を介して連通する高温槽３０と、高温槽３０内に設けられた高温槽側ヒータ３６と、高温槽送風部３７とを有する。

また、図２に示すように制御部４０は、冷凍機２４，高温槽側ヒータ３６，高温槽送風部３７，低温槽側送風機５２，高温槽側送風機６２および試験槽温度センサ１２，低温槽温度センサ２２，高温槽温度センサ３２とそれぞれ接続されている。なお、制御部４０の詳細な構成については後述する。
前記試験槽１０は、前記試験槽１０内の気体（雰囲気）の温度を検出する試験槽温度センサ１２を備える。試験槽温度センサ１２は試験槽１０内の気体の温度データを検出して前記制御部４０に出力する。
前記低温槽２０は、低温槽温度センサ２２を備える。低温槽温度センサ２２は、前記低温槽２０内の気体の温度を検出して、検出した気体の温度データを前記制御部４０に出力する。

第１実施形態の低温槽２０内には、冷凍機２４とともに低温槽側ヒータ２６が備えられている。低温槽側ヒータ２６は、冷凍機２４の冷力を補正する。冷凍機２４は、制御部４０により制御されて低温槽側ヒータ２６とともに、もしくは単独で起動して、運転状態および停止状態となるように交互に切替える。

運転状態では、低温槽２０内に設けられている前記低温槽温度センサ２２が検出した低温槽２０内の気体（雰囲気）の温度データに基づいて、前記制御部４０は、出力部４８から冷凍機２４を駆動する制御信号を出力する。また、出力部４８からは、低温槽側ヒータ２６を駆動する制御信号が出力される。これにより、低温槽２０内は冷却されて予冷状態（予熱の蓄積）に必要な温度である予冷温度（ＴＬ）に到達する。さらに、低温試験ＢＬＴが行われている状態では、試験槽温度（Ａ）が低温試験槽（Ｂ）の温度に保たれる。

前記低温槽送風部２７は、低温槽側送風機５２と、通風口２８，２９を開閉可能とする低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１とを備えている。第１実施形態の低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１は、圧縮空気や電動モータなどで作動するアクチュエータ５４，５５を有する。アクチュエータ５４，５５は、制御部４０からの制御信号に応じて前記低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１を開閉方向へ移動させて前記通風口２８，２９を開閉する。

制御部４０は、前記低温槽側送風機５２を駆動している状態で低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１を開いて、通風口２８，２９を介して低温槽２０内に冷却された気体を送りこみ、急冷する。低温槽側送風機５２の駆動により、試験槽１０内に配置された被試験物７０の周囲には、低温槽２０，通風口２８，試験槽１０および通風口２９を介して予冷されている気体が循環して、試験槽１０内の温度が低温試験温度（ＢＬ）に近付けられる。また、制御部４０は、低温槽側送風機５２を駆動している状態で、低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１を閉じることにより予冷状態（冷熱の蓄積状態）における低温槽２０内の気体を低温槽２０内にて循環させることができる。

前記低温槽側送風機５２の駆動制御は単独で行われても、または同期させて低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１を開閉させてもよい。例えば、低温槽側送風機５２の駆動に同期させて低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１を開放するように構成してもよい。
また、低温槽側送風機５２の駆動停止に同期させて低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１を閉じて、試験槽１０と低温槽２０との間の気体の流通を遮断するようにしてもよい。この場合、アクチュエータ５４，５５を省略することもできる。さらに、前記低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１の機構および動作は、第１実施形態の構成に限定されるものではなく、さらに簡略化もしくは省略された機構としてもよい。

前記制御部４０は、高温槽３０内に設けられた高温槽側ヒータ３６を制御して運転状態および停止状態を交互に切替える。運転状態では、高温槽３０内の気体を加熱して予熱状態とすることができる。
前記高温槽送風部３７は、高温槽側送風機６２と、前記通風口３８，３９を開閉可能とする高温側吹出開閉ダンパ６０，高温側吸込開閉ダンパ６１と、圧縮空気や電動モータなどで作動するアクチュエータ６４，６５とを備える。また、制御部４０は、高温槽側送風機６２を駆動している状態で高温側吹出開閉ダンパ６０，高温側吸込開閉ダンパ６１を開き、通風口３８，３９を介して試験槽１０内に配置された被試験物７０の周囲に予熱状態となった高温槽３０内の気体を送り込んで急加熱させることができる。
さらに、制御部４０は、高温槽側送風機６２の駆動により、試験槽１０内に配置された被試験物７０の周囲に、高温槽３０，通風口３８，試験槽１０および通風口３９を介して加熱された気体を循環させて、試験槽１０内の温度を高温試験温度（ＣＨ）に近付けることができる。
そして、制御部４０は、高温槽側送風機６２を駆動している状態で、高温側吹出開閉ダンパ６０，高温側吸込開閉ダンパ６１を閉じることにより予熱状態における高温槽３０内の気体を高温槽３０内にて循環させることができる。

また、この第１実施形態では、圧縮空気や電動モータなどで作動するアクチュエータ５４，５５および６４，６５を用いているが、どのような構成および駆動方式のアクチュエータでもよい。
例えば、低温槽側送風機５２，高温槽側送風機６２の駆動により生じる風力によって受動的に開閉動作させるものであっても低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１および高温側吹出開閉ダンパ６０，高温側吸込開閉ダンパ６１を開閉させるものであればよい。

さらに、油圧などを用いて、低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１および高温側吹出開閉ダンパ６０，高温側吸込開閉ダンパ６１を開閉動作させるものでもよく、開閉の駆動力を発生・伝達するために用いる駆動源および伝達部材の形状、数量および材質が第１実施形態のアクチュエータ５４，５５および６４，６５に限定されない。

（制御部４０の構成）
前記制御部４０は、前記低温槽側送風機５２および高温槽側送風機６２の運転状態および停止状態を交互に切替える。すなわち、制御部４０は、前記試験槽温度センサ１２，低温槽温度センサ２２，高温槽温度センサ３２で検出されたデータに基づいて、主に前記冷凍機２４，低温槽側ヒータ２６，低温槽送風部２７を用いた予冷状態を利用する低温試験ＢＬＴ、および主に前記高温槽側ヒータ３６，高温槽送風部３７を用いた予熱状態を利用する高温試験ＣＨＴを交互に行うことができる。

図２に示す第１実施形態の制御部４０は、入力部４１と、演算部４２と、タイマ部４４と、記憶部４６と、出力部４８とを有していて、ＲＡＭに展開されたアプリケーションプログラムによって実現される機能をブロック図として示しているものである。
入力部４１は、前記試験槽温度センサ１２，低温槽温度センサ２２および高温槽温度センサ３２により検知された温度データが入力される。この他にも入力部４１は、図示しないキーボード、あるいは通信装置等の外部入力装置を接続して、例えば試験状況や試験結果に関するデータ、高，低温試験繰返し回数、あるいは２ゾーン（高温試験・低温試験）または３ゾーン試験（高温試験・常温試験・低温試験）の切替えや高，低温設定温度などの試験条件のデータが入力されるように構成してもよい。

演算部４２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等、一般的なコンピュータとしてのハードウエアを備えており、ＨＤＤには、ＯＳ（Operating System）、アプリケーションプログラム、各種データ等が格納されている。ＯＳおよびアプリケーションプログラムは、ＲＡＭに展開され、ＣＰＵによって実行され、タイマ部４４および記憶部４６とともに入力部４１に入力されたデータに応じて演算処理を行う。
タイマ部４４は、試験条件のデータに基づいて制御が行われる低温試験時間および高温試験時間を計時、または所望の温度に到達してからの経過時間などを計測する。
記憶部４６は、試験条件データを記憶し、あるいは一時的に、試験槽温度センサ１２， 低温槽温度センサ２２，高温槽温度センサ３２により検出された温度データを記憶するとともに、演算部４２により読み書きされるメモリまたはバッファ（いずれも図示しない）を含む。

出力部４８は、演算処理結果を制御部４０に接続される前記冷凍機２４，低温槽側ヒータ２６，低温槽側送風機５２，高温槽側ヒータ３６，高温槽側送風機６２にそれぞれ時分割制御の制御信号を出力する。そして、前記冷凍機２４，低温槽側ヒータ２６，低温槽側送風機５２，高温槽側ヒータ３６，高温槽側送風機６２は、それぞれ制御信号に応じて駆動または駆動を停止させるように構成されている。
また、制御部４０は、試験槽温度センサ１２， 低温槽温度センサ２２，高温槽温度センサ３２により検出された温度データに基づいて、前記冷凍機２４，低温槽側ヒータ２６，低温槽側送風機５２，高温槽側ヒータ３６，高温槽側送風機６２の駆動を制御するものであれば、これらの制御は、専用のハードウェア（電子回路など）によって実現されることができ、ソフトウエアによって実現されることもできる。

このように制御部４０は、制御信号を出力することにより、低温槽送風部２７，高温槽送風部３７によって予冷状態となった低温槽２０内の気体を試験槽１０内に配置された被試験物７０の周囲に送り込む。また、制御部４０は、予熱状態となった高温槽３０内の気体を試験槽１０内に配置された被試験物７０の周囲に送り込む。環境試験装置１は、制御部４０による制御により一温度サイクルＣを構成する高温試験ＣＨＴおよび低温試験ＢＬＴを交互に複数回繰返し、連続させて高，低温試験を行う。

なお、この第１実施形態では、図２に示す制御部４０の出力部４８から出力された制御信号に応じて、アクチュエータ５４，５５，６４，６５の駆動を制御することにより、低温側吹出開閉ダンパ５０，高温側吹出開閉ダンパ６０、低温側吸込開閉ダンパ５１，高温側吸込開閉ダンパ６１を能動的に開閉させている。
たとえば、高温試験ＣＨＴでは、低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１が閉じられて、高温側吹出開閉ダンパ６０，高温側吸込開閉ダンパ６１が開放される。
また、低温試験ＢＬＴでは、高温側吹出開閉ダンパ６０，高温側吸込開閉ダンパ６１が閉じられて、低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１が開放される。

このように制御部４０は、これらの低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１および、高温側吹出開閉ダンパ６０，高温側吸込開閉ダンパ６１の開閉を交互に行う。
たとえば、高温試験ＣＨＴ時、高温側吹出開閉ダンパ６０，高温側吸込開閉ダンパ６１が開放されると、予熱状態となった高温槽３０内の気体は、高温槽側送風機６２の駆動により、直前まで低温試験ＢＬＴが行われていた試験槽１０内に送り込まれる。試験槽１０内は、直前の低温試験ＢＬＴにて低温試験温度（ＢＬ）となっている。

このため、試験槽１０内の被試験物７０の周囲は、急加熱されて熱衝撃が与えられる。この際、低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１は、低温槽２０と試験槽１０との間を連通する通風口２８，２９を閉じる。これにより、試験槽１０と低温槽との間の気体の流通が遮断される。
したがって、高温試験中に並行して冷凍機２４、低温槽側ヒータ２６、低温槽側送風機５２を駆動させて、低温槽２０内にて予冷を行っても、試験槽１０内の被試験物７０の周囲の温度に与える影響はほとんどない。

また、予冷状態となった低温槽２０内の気体は、低温槽側送風機５２の駆動により、直前まで高温試験ＣＨＴが行われていた試験槽１０内に送り込まれる。試験槽１０内は、直前の高温試験ＣＨＴにて高温試験温度（ＣＨ）となっている。このため、急冷却されて冷却衝撃が与えられる。この際、高温側吹出開閉ダンパ６０，高温側吸込開閉ダンパ６１は、高温槽３０と試験槽１０との間を連通する通風口３８，３９を閉じる。これにより、高温槽３０と試験槽１０との間の気体の流通が遮断される。

よって、低温試験ＢＬＴ中に並行して高温槽側ヒータ３６、高温槽側送風機６２を駆動させて予熱を行っても、試験槽１０内の被試験物７０の周囲の温度に与える影響はほとんどない。このように一温度サイクルとしてこのような加冷熱衝撃を含む高，低温試験を交互に繰返すことにより、環境試験装置は、高，低温試験ＢＬＴ中に次回の試験の予冷または予熱を行い、効率よく被試験物７０の温度サイクル試験を実施できる。

このような温度サイクルを用いた低，高温試験を実施する環境試験装置1は、冷凍機２４、低温槽側ヒータ２６、高温槽側ヒータ３６などの複数の機器を同時に動作させることがある。

図３は、冷凍機２４が駆動中に低温槽側ヒータ２６、高温槽側ヒータ３６が同時に駆動された様子を時分割単位で示すチャートである。この場合、冷凍機２４が常時運転中にて、低温槽側ヒータ２６（ここでは、利用率＝３０％）、高温槽側ヒータ３６（ここでは、利用率＝５０％）が同時に運転中となることにより、３つの機器に負荷電流が流れ、合計値が漏電遮断器（図示せず）の容量を設定する際に用いられる最大負荷電流になる。

このような同時に駆動される可能性を考慮して、環境試験装置は、全ての機器が作動した時の最大負荷電流に基づいて漏電遮断器の容量が設定されている。
しかしながら、複数の機器が同時に動作する状況は少ないと想定される場合であっても、試験精度やあるいは試験装置の信頼性を保持するために、全機器の作動時に必要とされる最大負荷電流に基づいた大きな容量を有する漏電遮断器を用いる必要がある。このように大容量の漏電遮断器を用いることは、製造コストの上昇を招いてしまうといった問題もあった。
そこで、本発明の環境試験装置１は、冷凍機２４が起動している場合、低温槽側ヒータ２６と高温槽側ヒータ３６とを同時に起動しないように制御して、最大負荷電流を低減することにより、漏電遮断器の設定容量を減少させる。

具体的には、この第１実施形態の制御部４０は、冷凍機２４が起動している場合、低温槽側ヒータ２６と高温槽側ヒータ３６とが同時に駆動しないように出力部４８から時分割制御の制御信号を出力する。そして、低温槽側ヒータ２６の駆動時間と高温槽側ヒータ３６の駆動時間とが同時に重ならないように、起動のタイミングをずらす制御を行って重複する時間を無くすことができる。

このため、いずれか一つの最大負荷電流を用いて漏電遮断器の容量を設定することができるため、全てのヒータが同時使用された場合に合算されていた最大負荷電流と比して少ない容量の漏電遮断器を使用できる。
また、前記制御部４０は、低温槽２０または高温槽３０のうち、試験槽１０に接続されている側の低温槽側ヒータ２６または高温槽側ヒータ３６を優先して起動させるように構成されている。

図４に示すフローチャートは、本発明の第１実施形態の環境試験装置１において、制御部４０によって行われる処理を説明するものである。また、常温試験は行わず、高温試験ＣＨＴおよび低温試験ＢＬＴを交互に行う２ゾーンサイクル試験について例示して説明する。
ここで、利用率とは、ヒータから出力される出力値を、ＰＷＭ制御によるＯＮ時間で示す比率のことであり、利用率要求とは、人為的に入力部４１を用いて設定される場合に加えて、下記のように各種センサにより検出された温度データに基づいて指定される要求出力、例えば、何度で何分加熱または冷却するなど、設定されるものを示す。

ステップＳ１にて、環境試験装置１の２ゾーンサイクル試験が開始されると、制御部４０は、高温槽３０（高温槽側ヒータ３６）および低温槽２０（低温槽側ヒータ２６）の利用率要求ＸＲおよびＹＲ（％）を決定する。具体的には、演算部４２は、試験条件として入力部４１から与えられた値または、試験槽温度センサ１２， 低温槽温度センサ２２，高温槽温度センサ３２により検出された温度データに基づいて、利用率要求ＸＲおよびＹＲ（％）を決定する。この際、低温槽側ヒータ２６，高温槽側ヒータ３６として電気ヒータが用いられることから利用率要求ＸＲおよびＹＲ（％）は、低温槽側ヒータ２６，高温槽側ヒータ３６の応答速度やあるいは、動作可能な温度範囲を用いて利用率要求ＸＲおよびＹＲ（％）が決定される。

ステップＳ２にて、制御部４０の演算部４２は、利用率要求ＸＲおよびＹＲ（％）の合算値が１００％を超えているか否かを判定する。利用率要求ＸＲおよびＹＲ（％）の合算値が１００％を超えていない場合（ステップＳ２にてＹＥＳ）は、ステップＳ４に進み、演算部４２は、利用率Ｘ(％)，Ｙ（％）を決定する。
ステップＳ４にて演算部４２は、高温槽側ヒータ３６の利用率を利用率要求ＸＲと同じ利用率Ｘ（％）に決定するとともに、低温槽側ヒータ２６の利用率を利用率要求ＹＲと同じ利用率Ｙ（％）として決定する。これらの利用率ＸおよびＹ（％）は、記憶部４６に記憶されて、処理を終了する。

一方、ステップＳ２にて、利用率要求ＸＲおよびＹＲ（％）の合算値が１００％を超えている場合（ステップＳ２にてＮＯ）、制御部４０は、ステップＳ３に処理を進め、高温試験ＣＨＴ中であるか否かを判定する。
ステップＳ３にて、制御部４０は、高温試験ＣＨＴ中であると判定した場合は、ステップＳ５に処理を進め、高温試験ＣＨＴ中ではない（低温試験ＢＬＴ中である）と判定した場合は、ステップＳ６に処理を進める。

ステップＳ５にて、演算部４２は、高温槽側ヒータ３６の利用率をＸ（％）に決定するとともに、低温槽側ヒータ２６の利用率を１００−Ｘ（％）として決定する。記憶部４６は、これらの決定された利用率Ｘおよび１００−Ｘ（％）を記憶して、処理を終了する。
このため、高温試験ＣＨＴ中は、高温槽側ヒータ３６の利用率要求ＸＲが低温槽側ヒータよりも優先して、高温槽側ヒータ３６の利用率Ｘとして設定されて、高温試験ＣＨＴ中の試験精度の低下を抑制することができる。

ステップＳ６にて、演算部４２は、高温槽側ヒータ３６の利用率を１００−ＹＲ（％）に決定するとともに、低温槽側ヒータ２６の利用率をＹ（％）＝ＹＲ（％）として決定して、記憶部４６は、これらの決定された利用率１００−ＹＲおよびＹ（％）＝ＹＲ（％）を記憶して、処理を終了する。

このため、低温試験ＢＬＴ中は、低温槽側ヒータ２６の利用率要求ＹＲが高温槽側ヒータ３６よりも優先される。この結果、試験槽１０の温度制御を行っている側の低温槽側ヒータ２６が高温槽側ヒータ３６よりも優先して駆動されることにより、試験精度の低下を抑制することができる。

図５は、第１実施形態の環境試験装置１にて、各槽温度とヒータの出力との関係を説明するタイムチャートである。
図５のタイムチャートは、時刻ａから時刻ｇまでを一温度サイクルＣとして、低温試験ＢＬＴと高温試験ＣＨＴとを交互に繰返す、いわゆる２ゾーンサイクル（高温試験ゾーン，低温試験ゾーン）の試験モードを示している。

ここで、縦軸は温度（Ｔ）であり、横軸は時間（Ｈ）を示す。一温度サイクルＣ１中の試験槽温度（Ａ）は、高温試験ＣＨＴ中（時刻ａ〜時刻ｇ）は、高温槽温度（Ｃ）と等しくなり、低温試験ＢＬＴ中（時刻ｇ〜時刻ｉ）は、低温槽温度（Ｂ）と等しくなるように変化している様子が示されている。
図１，図２を参照しつつ、図５のタイムチャートを時間順に説明すると、時刻ａでは、試験槽温度（Ａ）は、前回の温度サイクルＣにより行われた低温試験ＢＬＴ時の低温槽温度（Ｂ）と同じ一定の低温試験温度（ＢＬ）から今回の温度サイクルＣが開始される。

図５中、時刻ａ〜時刻ｄは、高温試験ＣＨＴ期間、時刻ｄ〜時刻ｇは低温試験ＢＬＴ期間を示している。今回の温度サイクルＣでは、まず、時刻ａにて、高温試験ＣＨＴが開始されるとともに、低温槽２０の通風口２８，２９は、低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１により遮断されて、低温槽２０の冷却が開始される。

そして、制御部４０は、低温槽２０または高温槽３０のうち、試験槽１０に接続されている高温槽側ヒータ３６を優先して起動させる（時刻ａ）。
高温試験ＣＨＴ期間（時刻ａ〜時刻ｄ）のうち、時刻ａ〜時刻ｂでは、高温槽側ヒータ３６が用いられて試験槽１０内が急加熱されている。また、急加熱後（時刻ｂ〜時刻ｄ）は、試験槽温度（Ａ）を高温試験温度（ＣＨ）に保つ必要がある。

このため、高温試験ＣＨＴ期間（時刻ａ〜時刻ｄ）中、高温槽側ヒータ３６の利用率Ｘを低温槽側ヒータ２６の利用率１００−Ｘに比べて優先して増大させている。
すなわち、時刻ａ〜時刻ｂにおいて、高温槽側ヒータ３６の利用率は１００％に近い値となるが試験槽１０の温度上昇は、時刻ｂにて終了する。
試験槽温度（Ａ）を高温試験温度（ＣＨ）に保つ期間（時刻ｂ〜時刻ｄ）は、高温槽側ヒータ３６の利用率は１００％に近い必要はなく、低い値に戻される。急加熱されている期間（時刻ａ〜時刻ｂ）は短時間で完了する。このため、低温槽側ヒータ２６は、早期に低温槽温度（Ｂ）を予冷温度（ＴＬ）に復帰（時刻ｃ）させて、低温槽温度（Ｂ）が低下しすぎないように調整可能である。

また、試験槽１０に接続されていない低温槽２０の低温槽側ヒータ２６は、優先されていない（時刻ａ〜時刻ｃ）ため、利用率１００−Ｘが低く抑えられている。しかしながら、低温槽２０と試験槽１０との間は、低温側吹出開閉ダンパ５０および低温側吸込開閉ダンパ５１により遮断されている。よって、低温槽２０を過度の温度低下から保護することができる。過度の温度低下を防止するため、低温槽側ヒータ２６に対して後述する最低保証利用率ｍを設定してもよい。

次に、図５中に示される低温試験ＢＬＴ期間（時刻ｄ〜時刻ｇ）について説明する。
図５中、低温試験ＢＬＴ期間中では、冷凍機２４は、過冷却衝撃（時刻ｄ〜時刻ｅ）を被試験物７０に与えながら、低温槽温度（Ｂ）を低温試験温度（ＢＬ）まで上昇させた後、試験槽温度（Ａ）を低温試験温度（ＢＬ）として一定に保つ必要がある（時刻ｅ〜時刻ｇ）。このため、低温試験ＢＬＴ期間（時刻ｄ〜時刻ｇ）中は、低温槽側ヒータ２６の利用率Ｙを高温槽側ヒータ３６の利用率Ｘ（％）よりも優先する必要がある。

そこで、制御部４０は、低温槽２０または高温槽３０のうち、試験槽１０に接続されている低温槽側ヒータ２６を優先して起動させる（時刻ｅ〜時刻ｇ）。これにより、オーバーシュートを防止して、冷凍機２４を過冷却から保護することができる。なお、この際、時刻ｅにて、低温試験温度（ＢＬ）への試験槽温度（Ａ）の到達により、冷凍機２４が駆動を停止させることが可能である。このため、時刻ｅ〜時刻ｆ間では、高温槽側ヒータ３６および低温槽側ヒータ２６の同時駆動が許容されるようにしてもよい。

また、次回の温度サイクルＣの熱衝撃試験に備えて、低温試験ＢＬＴ期間（時刻ｄ〜時刻ｇ）中、高温槽３０内の高温槽温度（Ｃ）を設定予熱温度（ＴＨ）まで高温槽側ヒータ３６を用いて上昇させた後、予熱を維持する必要がある。
このため、高温槽側ヒータ３６の要求利用率１００−Ｙは低温槽側ヒータ２６の利用率Ｙよりも一時的（時刻ｄ〜時刻ｆ）に大きくなる。しかしながら、高温槽３０内と試験槽１０内との間に設けられた通風口３８，３９は、高温側吹出開閉ダンパ６０および高温側吸込開閉ダンパ６１によって遮断されている。よって、高温槽側ヒータ３６による温度調整が試験槽１０内で行われる低温試験ＢＬＴに影響することはない。

また、高温槽３０内の気体は、高温側吹出開閉ダンパ６０および高温側吸込開閉ダンパ６１によって、試験槽１０内の気体と遮断されている。このため、試験精度に影響が及ぶことはない。このように、低温試験ＢＬＴ期間は、低温槽側ヒータ２６の利用率Ｙが高温槽側ヒータ３６の利用率Ｘよりも優先されて、冷凍機２４の保護が図られる。
そして、次回の温度サイクルＣにて、再び高温槽３０が試験槽１０に接続されると、期間（時刻ｇ〜時刻ｈ）では、高温槽側ヒータ３６による直接の加熱および高温槽３０内の予熱が用いられて試験槽１０の試験槽温度（Ａ）が上昇する。このため、高温槽側ヒータ３６の利用率Ｘが優先される。
このように、試験槽１０に接続されている側の低温槽側ヒータ２６または高温槽側ヒータ３６の一方が優先して起動される。これにより、低温槽側ヒータ２６および高温槽側ヒータ３６が同時に起動されないため、最大負荷電流を低減させて漏電遮断器の容量を減少させることができる。

図６は、第１実施形態の環境試験装置１にて、冷凍機電流と、同時出力を禁止された低温槽側ヒータ２６の電流および高温槽側ヒータ３６の電流との出力の関係を時分割単位で示すチャートである（図４中、ステップＳ２にてＹＥＳ参照）。
この第１実施形態の制御部４０は、冷凍機２４が起動している場合、低温槽側ヒータ２６と高温槽側ヒータ３６とが同時に駆動しないように、すなわち、利用率の合計が１００％を超えない場合でも低温槽側ヒータ２６と高温槽側ヒータ３６とが同時に駆動しないように、出力部４８から時分割制御の制御信号が出力される。

そして、低温槽側ヒータ２６の駆動時間（たとえば、３０％）と高温槽側ヒータ３６の駆動時間（たとえば、５０％）とが同時に重ならないように、起動のタイミングをずらす制御を行って重複する時間を減少させている。
このため、低温槽側ヒータ２６または高温槽側ヒータ３６のうち、多い方の最大負荷電流（たとえば、高温側の５０％の電流）を用いて、漏電遮断器の容量を設定できる。
したがって、低温槽側ヒータ２６の最大負荷電流および高温槽側ヒータ３６の最大負荷電流を合算した値とする場合と比較して、環境試験装置１の最大負荷電流を少なくすることができ、漏電遮断器の製造コストを減少することができる。

図７は、第１実施形態の環境試験装置１にて、冷凍機電流と、同時出力を禁止された低温槽側ヒータ２６の電流および、高温槽側ヒータ３６の電流のうち、一方が優先された関係を時分割単位で示すチャートである（図４中、ステップＳ２にてＹＥＳ参照）。
この第１実施形態の制御部４０は、冷凍機２４が起動している場合、低温槽側ヒータ２６と高温槽側ヒータ３６とが同時に駆動しないように出力部４８から時分割制御の制御信号を出力させる。

そして、低温槽側ヒータ２６の駆動時間と高温槽側ヒータ３６の駆動時間とが同時に重なり、利用率が１００％を超えないように、低温槽２０または高温槽のうち、試験槽１０が接続されている一方の槽（ここでは、低温槽２０）を優先して、他方の槽（ここでは、非優先の高温槽３０）のヒータの利用率を制御部４０は、強制的に減少させている。
図７中、低温槽側ヒータ２６の利用率（４０％）を優先することにより、高温槽側ヒータ３６の利用率（８０％）について合算値が１００％を超えないように６０％まで低下させている。

これにより、低温槽側ヒータ２６および高温槽側ヒータ３６が重複して駆動される時間ｗをなくす（ｗ→０）ことができる。このように高温槽側ヒータ３６の利用率を低下（８０％→６０％）させて、起動のタイミングをずらす時分割制御を行うことにより、合計の利用率を１００％として、冷凍機２４の駆動中も均一の最大負荷電流を設定して漏電遮断器の容量を減少させることができる。

（第２実施の形態）
図８は、この発明の第２実施形態の環境試験装置１による処理を示すものである。なお、前記第１実施形態の環境試験装置１と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。

図８は、第２実施形態の環境試験装置１にて、最低保証利用率を考慮した処理を示すフローチャートである。過度の温度低下を防止するため、低温槽側ヒータ２６に対して、以下説明する最低保証利用率ｍを設定してもよい。
ステップＳ１１にて、環境試験装置１の２ゾーンサイクル試験が開始されると、制御部４０は、高温槽３０（高温槽側ヒータ３６）の利用率要求ＸＲ（％），低温槽２０（低温槽側ヒータ２６）の利用率要求ＹＲ（％）とともに、低温槽側ヒータ２６の最低保証利用率ｍ（％）を決定する。

ここで最低保証利用率ｍとは、冷凍機２４の冷凍能力によって生じる過冷却から、環境試験装置１の機器を保護するために設定される利用率（電流出力値）であり、具体的には、低温槽２０側に設けられた低温槽側ヒータ２６を駆動により加熱して、機器を保護するために必要とされる低温槽側ヒータ２６の最低限の電流出力値を利用率（％）として表したものである。

演算部４２は、試験条件として入力部４１から与えられた値または、試験槽温度センサ１２， 低温槽温度センサ２２，高温槽温度センサ３２により検出された温度データに基づいて、利用率要求ＸＲ(％)，ＹＲ（％），最低保証利用率ｍ（％）を決定する。
ステップＳ１２にて、制御部４０の演算部４２は、利用率要求ＸＲおよびＹＲ（％）の合算値が１００％を超えているか否かを判定する。利用率要求ＸＲおよびＹＲ（％）の合算値が１００％を超えていない場合（ステップＳ１２にてＹＥＳ）は、ステップＳ１３に進み、演算部４２は、利用率Ｘ(％)，Ｙ（％）を決定する。

ステップＳ１３にて演算部４２は、高温槽側ヒータ３６の利用率を利用率要求ＸＲと同じ利用率Ｘ（％）に決定するとともに、低温槽側ヒータ２６の利用率を利用率要求ＹＲと同じ利用率Ｙ（％）として決定する。これらの利用率ＸおよびＹ（％）は、記憶部４６に記憶されて、処理を終了する。

一方、ステップＳ１２にて、利用率要求ＸＲおよびＹＲ（％）の合算値が１００％を超えている場合（ステップＳ１２にてＮＯ）、制御部４０は、ステップＳ１４に処理を進め、高温試験ＣＨＴ中であるか否かを判定する。
ステップＳ１４にて、制御部４０は、高温試験ＣＨＴ中であると判定した場合は、ステップＳ１５に処理を進め、高温試験ＣＨＴ中ではない（低温試験ＢＬＴ中である）と判定した場合は、ステップＳ１６に処理を進める。

ステップＳ１６では、演算部４２は、高温槽側ヒータ３６の利用率を１００−ＹＲ（％）に決定するとともに、低温槽側ヒータ２６の利用率をＹ（％）＝ＹＲ（％）として決定する。そして、記憶部４６は、これらの決定された利用率１００−ＹＲ（％）およびＹＲ（％）を記憶して、処理を終了する。
ステップＳ１５にて、演算部４２は、高温槽側ヒータ３６の利用率をＸＲ（％）に決定するとともに、低温槽側ヒータ２６の利用率を１００−ＸＲ（％）として決定する。記憶部４６は、これらの決定された利用率ＸＲおよび１００−ＸＲ（％）を記憶して、処理をステップ１７に進める。

ステップＳ１７にて、１００−Ｘ（％）の値が設定された最低保証利用率ｍ（％）よりも小さいか否かが判定される。ここで最低保証率とは、それ以上ヒータの出力を下げない限界値のことであり、例えば１０％程度、低温槽側ヒータ２６の利用率を保持にすることにより、低温槽２０に過冷却の影響が及ばない出力値下限のことである。
演算部４２が１００−Ｘ（％）の値が設定された最低保証利用率ｍ（％）よりも小さいと判定した場合（ステップＳ１７にてＹＥＳ）、制御部４０は、処理をステップＳ１８に進め、演算部４２が１００−Ｘ（％）の値が設定された最低保証利用率ｍ（％）よりも小さくないと判定した場合（ステップＳ１７にてＮＯ）、制御部４０は、処理を終了する（ＥＮＤ）。

ステップＳ１８にて、最低保証利用率ｍを考慮した補正が適用されて、利用率が決定される。ステップＳ１８にて、演算部４２は、高温槽側ヒータ３６の利用率を１００−ｍ（％）に決定するとともに、低温槽側ヒータ２６の利用率をｍ（％）として決定する。そして、記憶部４６は、これらの決定された利用率１００−ｍおよびｍ（％）を記憶して、処理を終了する。

このため、たとえば、低温槽２０の温度低下が早い場合、低温槽２０の温度が運転可能温度の下限に近い場合などの冷凍機２４を保護するために必要とされる場合や、あるいは、試験槽１０の温度上昇に時間がかかる場合などの試験精度が低下する場合などは、最低保証利用率ｍを設定することができる。
また、最低保証利用率ｍは、低温槽２０の温度が所定の温度以下になった場合にのみ有効にするようにしてもよい。ただし、最低保証利用率ｍを設定することによって試験精度の低下が生じるおそれがある場合は、例えば冷凍機２４の冷凍性能を示す温度復帰時間が長くなるなど、温度試験が成立しない状態とならないように、冷凍機２４の能力を抑制もしくは冷凍機２４を停止させるなどの制御についても併せて講じることがより望ましい。
他の構成、および作用効果については、前記第１実施形態と同一乃至均等であるので説明を省略する。

（第３実施の形態）
図９は、この発明の第３実施形態の環境試験装置１による冷凍機停止状態にて同時に出力されるヒータの出力を時分割単位で示すチャートである。なお、前記第１，２実施形態の環境試験装置１と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。
図９には、たとえば、高温試験ＣＨＴ中に冷凍機２４を停止させる（冷凍機停止）状態が示されている。
低温槽側ヒータ２６の利用率Ｙと高温槽側ヒータ３６の利用率Ｘとを合算しても１００（％）以内である場合、漏電遮断器の最大負荷電流の設定範囲内に含まれる。特に冷凍機停止状態では、減少する冷凍機２４の冷凍機電流分、低温槽側ヒータ２６または高温槽側ヒータ３６にて使用する電流を増大させても、漏電遮断器の最大負荷電流の設定を増大させる必要がなく、低温槽側ヒータ２６と高温槽側ヒータ３６とを同時に駆動させることができる。

図９にて、冷凍機電流が無くなっている冷凍機停止時刻以降、低温槽側ヒータ２６と高温槽側ヒータ３６とを時分割制御により同時駆動している。これにより、冷凍機２４が停止した状態であっても高温試験ＣＨＴ中に低温槽側ヒータ２６と高温槽側ヒータ３６とを併用して加熱し、試験精度の低下を抑制することが可能となる。

なお、図９では、ヒータの出力合計値が１００％未満である場合が例示されているが特にこれに限らず、低温槽側ヒータ２６と高温槽側ヒータ３６との出力合計値が１００％以上であってもよい。
他の構成、および作用効果については、前記第１実施形態と同一乃至均等であるので説明を省略する。

［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、若しくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。

上記各実施形態においては、図１に示した環境試験装置１の構成において、前記低温槽側送風機５２の駆動制御と同期させて低温側吹出開閉ダンパ５０，低温側吸込開閉ダンパ５１を開閉させているが、低温槽側送風機５２の駆動および駆動の停止に伴って、試験槽１０と低温槽２０（または高温槽３０）との間の気体を流通および遮断するものであれば、どのような構成の送風部であってもよい。

また、図３に示した処理は、上記実施形態では、図２に示す制御部４０により実行されるプログラムを用いたソフトウエア的な処理として説明したが、その一部または全部をＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit；特定用途向けＩＣ)、あるいはＦＰＧＡ(field-programmable gate array)等を用いたハードウエア的な処理に置き換えても良い。
また、上記実施の形態では、常温試験は行わず、高温試験ＣＨＴおよび低温試験ＢＬＴを交互に行う２ゾーンサイクル試験について例示して説明してきたが、常温試験を行ういわゆる３ゾーンサイクル試験を行う際に、適用して同時出力を禁止するようにしてもよい。

［構成・効果の総括］
以上のように、実施形態における環境試験装置によれば、制御部４０は、冷凍機２４が起動している場合には、低温槽側ヒータ２６と高温槽側ヒータ３６とが同時に起動しないようにする。このため、最大負荷電流を低減させて、設定される漏電遮断器の容量を減少させることができる。

さらに、制御部４０は、低温槽２０または高温槽３０のうち、試験槽１０に接続されている側の低温槽側ヒータ２６または高温槽側ヒータ３６を優先して起動させる。このため、試験槽１０の温度制御を行っている側の低温槽側ヒータ２６または高温槽側ヒータ３６の駆動により、試験精度の低下を抑制することができる。

また、制御部４０は、優先されない側として起動させた低温槽側ヒータ２６または、高温槽側ヒータ３６に最低保証利用率ｍを設定することができる。これにより、低温槽２０内を低温槽側ヒータ２６の駆動により加熱して、冷凍機２４などの機器を保護することができる。
さらに、制御部４０は、冷凍機２４が停止している場合は、低温槽側ヒータ２６および、高温槽側ヒータ３６の同時起動を許可する。このため、さらに、試験精度の低下を抑制することができる。

１ 環境試験装置
１０ 試験槽
１２ 試験槽温度センサ
２０ 低温槽
２２ 低温槽温度センサ
２４ 冷凍機
２６ 低温槽側ヒータ
２７ 低温槽送風部
２８，２９，３８，３９ 通風口
３０ 高温槽
３２ 高温槽温度センサ
３６ 高温槽側ヒータ
３７ 高温槽送風部
４０ 制御部
４１ 入力部
４２ 演算部
４４ タイマ部
４６ 記憶部
４８ 出力部
５０ 低温側吹出開閉ダンパ
５１ 低温側吸込開閉ダンパ
５２ 低温槽側送風機
５４，５５，６４，６５ アクチュエータ
６０ 高温側吹出開閉ダンパ
６１ 高温側吸込開閉ダンパ
６２ 高温槽側送風機
７０ 被試験物

Claims (2)

1. 被試験物を配置する試験槽と、
   前記試験槽と連通する低温槽と、
   前記低温槽内の気体を加熱する低温槽側ヒータと、
   前記低温槽内の気体を冷却して予冷状態とする冷凍機と、
   前記試験槽と連通する高温槽と、
   前記高温槽内の気体を加熱して予熱状態とする高温槽側ヒータと、
   前記冷凍機、低温槽側ヒータ、高温槽側ヒータを制御する制御部とを有し、
   前記制御部は、前記冷凍機が起動している場合は、前記低温槽側ヒータと前記高温槽側ヒータとを同時に起動しないように制御する、環境試験装置であって、
   前記試験槽と前記高温槽とが接続された状況で、前記低温槽側ヒータよりも前記高温槽側ヒータの起動が優先される場合において、
   前記制御部は、前記試験槽と接続されておらず、優先されない側である前記低温槽の前記低温槽側ヒータに対して最低保証利用率を設定し、前記高温槽側ヒータの起動が優先される高温試験時、
   前記高温槽側ヒータの利用率と低温槽側ヒータの前記最低保証利用率の合計が１００％を超えるときは、合計が１００％を超えないように、前記最低保証利用率をもとに前記高温槽側ヒータの利用率を設定することで、前記低温槽側ヒータの利用率が前記最低保証利用率を下回らないようにし、前記低温槽内の機器を低温から保護する、環境試験装置。
2. 前記制御部は、前記冷凍機が停止している場合は、前記低温槽側ヒータおよび、前記高温槽側ヒータの同時起動を許可する、請求項１記載の環境試験装置。

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