JP6919900B2 - 耐候性試験機 - Google Patents

Description

本発明は、耐候性試験を行う耐候性試験機に関する。

耐候性試験機は、温湿度条件や水噴霧に加え、太陽に代わる光源（人工光源）からの光を各種試料に照射することにより、促進的環境条件（加速試験環境）を人工的に再現し、その試料（材料）の劣化度合い等を評価する（耐候性試験を行う）ための装置である（例えば、特許文献１参照）。

このような耐候性試験機では一般に、温度および湿度等の調節や水噴霧が可能な試験槽の中に、光源として、例えば、キセノンアークランプ、サンシャインカーボンアークランプ、紫外線カーボンアークランプ、メタルハライドランプまたは紫外線蛍光ランプ等が配置されている。また、この光源を中心とする円環状の試料枠が設けられ、この試料枠に各試料が取り付けられている。そして、上記の促進的環境条件の下、数時間から数千時間程度の試験が行われるようになっている。

特開２０１７−９０３４３号公報

ところで、このような耐候性試験機では一般に、耐候性試験の際の試験精度の向上が求められている。

したがって、耐候性試験の際の試験精度を向上させることが可能な耐候性試験機を提供することが望ましい。

本発明の一実施の形態に係る耐候性試験機は、試験槽と、この試験槽内において光を放射する光源と、試験槽内において光源が中心位置となるように配置され、光源を中心とした回転動作が可能な円環状の試料枠と、試験槽内において試料枠上に設置されており、試料を載置した状態で水平方向に回転可能に構成された、１または複数の載置台とを備えたものである。上記載置台が、外部へ向けて突出する第１突起を有していると共に、試験槽における内壁部が、試験槽内へ向けて突出する第２突起を有している。また、試料枠が回転動作を行う際に、これらの第１突起と第２突起とが、互いに接触するようになっている。

本発明の一実施の形態に係る耐候性試験機では、試料を載置した状態で水平方向に回転可能な載置台が、試験槽内に配置されている。これにより、光源から放射された光が、試料の全周囲（水平面内の周囲）に照射されるようになるため、試料の周方向（水平面内での周方向）に沿った劣化の度合いの不均一性が、低減する（望ましくは、防止される）。また、上記試験槽内において光源が中心位置となるように配置されると共に、上記載置台が上記試料枠上に設置されていることで、試料枠の回転動作を利用して、載置台が水平方向に回転するようになる。したがって、例えば、載置台ごとにモータ等の複雑な回転機構を設ける必要がなくなり、載置台の回転動作を簡易な構造で実現できるため、低コスト化が図られる。更に、上記載置台が上記第１突起を有すると共に、上記試験槽における内壁部が上記第２突起を有しており、上記試料枠が上記回転動作を行う際に、これらの第１突起と第２突起とが互いに接触するようになっていることで、以下のようになる。すなわち、試料枠の回転動作の際に、上記第１突起と上記第２突起との接触を利用することで、載置台が水平方向に回転し易くなる。したがって、非常に簡易な構造にて、載置台の回転動作が確実に実現できるようになるため、低コスト化を図りつつ、試験精度の更なる向上が図られる。

この場合において、上記第２突起を、弾性体を用いて構成してもよい。このようにした場合、上記第１突起と上記第２突起とが接触する際の引っ掛かりが防止され、載置台が更に回転し易くなる結果、載置台の誤動作が生じにくくなる。よって、試料の周方向に沿った劣化の度合いの不均一性が、更に低減するため、試験精度の更なる向上が図られる。

また、上記第２突起を、上記試験槽における壁部内に収納可能に構成してもよい。このようにした場合、載置台を水平方向に回転させない状態（固定した状態）での耐候性試験も実施できるようになる。したがって、試料に対して局所的に光を照射した状態での耐候性試験も可能となり、耐候性試験のバリエーションを広げることができるため、利便性を向上させることが可能となる。

更に、上記第１突起を、上記載置台において個別に取り外し可能に構成してもよい。このようにした場合、個々の載置台ごとに回転の有無を設定できるため、１回の耐候性試験において、試料の周方向に沿った劣化の度合いを均一化させたうえでの試験と、試料において局所的に劣化させる試験との双方を、実施できるようになる。したがって、耐候性試験の際の利便性を向上させることが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る耐候性試験機では、上記試料よりも光源側の位置に、光学フィルタ（例えば、紫外線カットフィルタや赤外線カットフィルタなど）を更に設けるようにしてもよい。このようにした場合、例えば、様々な分光分布の光（例えば太陽光を模擬した光や、窓ガラス越しの光など）を試料ごとに照射することができたり、光源の放射熱による試料の温度上昇を低減することができる。よって、耐候性試験の際の利便性を向上させることが可能となる。

また、上記試料を基準として光源とは反対側の位置（試料の背面側）に、この光源から放射された光を反射可能な反射部材を、更に設けるようにしてもよい。このようにした場合、試料の背面側に通過した光を反射させて、試料へと照射することができるため、光源から放射された光のエネルギー損失を、抑えることが可能となる。

なお、上記試料としては、例えば、所定の容器が挙げられる。このようにした場合、板状等の試料の場合とは異なり、立体的（３次元的）な形状を有する容器を試料とする場合であっても、載置台が水平方向に回転可能であることから、以下のようになる。すなわち、上記したようにして、容器の周方向に沿った劣化の度合いの不均一性が低減することから、そのような容器を試料とした場合でも、試験精度を確保することが可能となる。

また、上記試料としては、例えば、上記載置台上の容器内に収容されている内容物としてもよい。そして、この場合において、上記容器内における上記内容物の温度を検知する温度センサと、この温度センサによって検知された内容物の温度に基づいて、その内容物の温度を制御する制御部と、を更に設けるようにしてもよい。このようにした場合、試料としての内容物の温度を所望の値に制御できるようになるため、例えば、温度に起因した試料劣化の度合いのばらつきが、低減する（望ましくは、防止される）。その結果、耐候性試験の際の試験精度を、更に向上させることが可能となる。なお、上記内容物としては、例えば、液体、固体もしくは気体、または、固体，液体，気体のうちの２種類以上の混合物等が、挙げられる。

本発明の一実施の形態に係る耐候性試験機によれば、試料を載置した状態で水平方向に回転可能な載置台を、試験槽内に配置するようにしたので、試料の周方向（水平面内での周方向）に沿った劣化の度合いの不均一性を、低減もしくは防止することができる。よって、耐候性試験の際の試験精度を向上させることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る耐候性試験機の概略構成例を表す模式図である。 図１に示した試験槽内の詳細構成例を表す模式斜視図である。 図１に示した制御部等の詳細構成例を表すブロック図である。 比較例１に係る耐候性試験機の概略構成例を表す模式図である。 第２の実施の形態に係る耐候性試験機の概略構成例を表す模式図である。 比較例２に係る耐候性試験機の概略構成例を表す模式図である。 第２の実施の形態の変形例（変形例１）に係る耐候性試験機の概略構成例を表す模式図である。 第２の実施の形態の変形例（変形例２）に係る耐候性試験機の概略構成例を表す模式図である。 第３の実施の形態に係る耐候性試験機の概略構成例を表す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（容器の内容物の温度制御の例１：網目状の試料台を用いた場合）
２．第２の実施の形態（水平方向に回転可能な載置台を用いた耐候性試験の例）
３．第２の実施の形態の変形例
変形例１（上記載置台の突起が、個別に取り外し可能である場合の例）
変形例２（歯車等を用いて上記載置台を回転させる場合の例）
４．第３の実施の形態（容器の内容物の温度制御の例２：上記載置台を用いた場合）
５．その他の変形例

＜１．第１の実施の形態＞
［構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る耐候性試験機（耐候性試験機１）の概略構成例を、模式的に表したものである。また、図２は、図１に示した試験槽１０内の詳細構成例を、模式的に斜視図で表したものである。

耐候性試験機１は、試験槽１０内に配置された各種の材料からなる試料について、促進的環境条件下での耐候性試験を行うものである。なお、本実施の形態では、図１，図２に示したように、所定の容器９内に収容されている内容物（この例では液体９０）を試料として、耐候性試験が行われるようになっている。ちなみに、このような容器９としては、例えば、化粧品等の容器や、飲料や調味料等のペットボトル容器およびガラス容器等が、挙げられる。

ここで、本実施の形態では、このような液体９０が、本発明における「試料」および「内容物」の一具体例に対応している。

この耐候性試験機１は、図１，図２に示したように、温度および湿度等の調節が可能な試験槽１０内に、光源１１、一対の試料枠１２ａ，１２ｂ、試料台１３、温度センサ１４および遮光板１５１を備えている。この耐候性試験機１はまた、図１に示したように、回転軸１２０、風路１６０、ヒータ１６１、冷却器１６２、送風機１６３、風向板１６４、湿度発生器１６５、乾球温度センサ１７１、湿球温度センサ１７２および制御部１９を備えている。

光源１１は、試験槽１０内の中央付近に、Ｚ軸方向に沿って延在するように配置されている。光源１１は、試験槽１０内において周囲に光Ｌoutを放射するものである。この光源１１は、例えば、キセノンアークランプ、サンシャインカーボンアークランプ、紫外線カーボンアークランプ、メタルハライドランプまたは紫外線蛍光ランプ等のランプ光源により構成されている。

試料枠１２ａ，１２ｂはそれぞれ、図１に示したように、試験槽１０内において光源１１が中心位置となるように配置された円環状の枠である。これらの試料枠１２ａ，１２ｂのうち、この例では特に試料枠１２ｂ上には、図１に示したように、後述する試料台１３が設置されている（取り付けられている）。これらの試料枠１２ａ，１２ｂはそれぞれ、図１に示したように、回転軸１２０が回転方向Ｒ１に沿って回転することで、この回転方向Ｒ１と同じ向きの回転方向Ｒ２に沿って、光源１１を中心（回転中心）とした一定速度での回転動作（Ｘ−Ｙ平面内での水平方向に沿った回転動作）を行うようになっている。これにより図２に示したように、後述する試料台１３、各容器９、温度センサ１４および遮光板１５１もまた、光源１１を中心として回転方向Ｒ２に沿った回転動作が行われるようになっている。

なお、このような試料枠１２ａ，１２ｂのうち、試料枠１２ｂが、本発明における「試料枠」の一具体例に対応している。

試料台１３は、例えば図２に示したように、複数の容器９を載置する試料台であり、各容器９内には前述したように、液体９０が収容されている。この試料台１３は、この例では図２に示したように、一対のリング状板１３１，１３２と、接続部材１３３と、温度調節機構１３４とを有している。

リング状板１３１，１３２はそれぞれ、水平面（Ｘ−Ｙ平面）に沿ったリング状の平板である。このうち、リング状板１３２は図２に示したように、各容器９が載置される部分であると共に、多数の細孔を有する網目状構造となっており、後述する循環風Ｗｃがこの網目状構造を通り抜けることが可能となっている。接続部材１３３は、リング状板１３１，１３２同士をＺ軸方向に沿って接続する部材である。温度調節機構１３４は、リング状板１３２上に設けられており、例えば加熱装置や冷却装置等を用いて構成されている。このような温度調節機構１３４を用いることで、リング状板１３２上における各容器９内の液体９０の温度が、個別に調節可能となっている。

ここで、この例では図２に示したように、複数の容器９のうちの選択された１つの容器９（容器９Ａと称する）内に、後述する温度センサ１４および遮光板１５１がそれぞれ、挿入配置されている。また、この例では図２に示したように、このような容器９Ａ以外の他の容器（容器９Ｂと称する）には、温度センサ１４および遮光板１５１のいずれもが、挿入配置されないようになっている。

温度センサ１４は、この例では図２に示したように、上記した容器９Ａ内の液体９０（液体９０Ａと称する）の温度を検知するセンサである。このようにして温度センサ１４によって検知された液体９０（液体９０Ａ）の温度は、図１に示したように、検知温度Ｔｄとして制御部１９へと出力されるようになっている。

なお、このような液体９０の検知温度Ｔｄは、本発明における「内容物の温度」の一具体例に対応している。

遮光板１５１は、この例では図２に示したように、上記した容器９Ａ内に挿入配置されている。具体的には、容器９Ａ内において、温度センサ１４よりも光源１１側（前面側）の位置に、遮光板１５１が配置されている（図２参照）。このような遮光板１５１は、光源１１から放射される光Ｌoutを遮光することが可能となっている。

風路１６０は、試験槽１０の内部と外部との間を循環する循環風Ｗｃが通る経路である。具体的には、この例では図１に示したように、試験槽１０の下方から流出された循環風Ｗｃが、この風路１６０を通った後、試験槽１０の上方へと再び流入するようになっている。なお、このような風路１６０内には、図１に示したように、ヒータ１６１、冷却器１６２および送風機１６３が、それぞれ配置されている。

ヒータ１６１は、風路１６０内を流れる循環風Ｗｃの温度を上昇させる（加温する）ための装置である。冷却器１６２は、風路１６０内を流れる循環風Ｗｃの温度を下降させる（降温する）ための装置である。送風機１６３は、循環風Ｗｃを上記したようにして循環させるための装置である。

風向板１６４は、図１，図２に示したように、試験槽１０内を流れる循環風Ｗｃの風向を制御する機構である。具体的には、この例では図２に示したように、風向板１６４は、試験槽１０内を流れる循環風Ｗｃの風向きを、試料台１３上の各容器９側へと向けさせるようになっている。

湿度発生器１６５は、図１に示したように、風路１６０内（および試験槽１０内）において、所望の湿度を発生させる装置である。

乾球温度センサ１７１は、図１に示したように、風路１６０内に配置されており、試験槽１０内の乾球温度（光Ｌoutの光エネルギーが温度化された成分を含んでいない、環境温度のみ）を測定するセンサである。湿球温度センサ１７２は、風路１６０内に配置されており、試験槽１０内の湿球温度を測定するセンサである。

制御部１９は、耐候性試験機１全体の動作を制御する部分である。制御部１９は、このような制御動作の１つとして、例えば、光源１１の放射強度を制御することにより、試料（この例では、各容器９内の液体９０）への放射照度を制御する機能を有している。また、本実施の形態では、詳細は後述するが、制御部１９は、各容器９内の内容物（液体９０）における温度を制御する機能を有している。

ここで、図３は、このような制御部１９等の詳細構成例を、ブロック図で表したものである。

この図３に示したように、制御部１９には、温度センサ１４によって検知された、容器９（前述した容器９Ａ）内における液体９０（前述した液体９０Ａ）の温度が、検知温度Ｔｄとして入力されるようになっている。そして、制御部１９は、この検知温度Ｔｄに基づいて、その液体９０（液体９０Ａ）の温度を制御する。具体的には、図３に示したように、制御部１９は、この検知温度Ｔｄに基づいて、前述したヒータ１６１および冷却器１６２の動作をそれぞれ制御することによって、試験槽１０内の温度を制御することで、液体９０の温度を制御するようになっている。なお、このような制御の際に、例えば、光源１１の放射強度および循環風Ｗｃの風速はそれぞれ、制御部１９によって一定となるように制御される。

また、制御部１９は、温度センサ１４によって検知された、複数の容器９のうちの選択された容器９Ａについての液体９０Ａの温度（検知温度Ｔｄ）に基づき、他の容器９Ｂについての液体９０Ｂの温度を予測する機能を有している（図２参照）。具体的には、制御部１９は、容器９Ａについての液体９０Ａの温度と、他の容器９Ｂについての液体９０Ｂの温度との対応関係（例えば、容器９や液体９０の吸収率などを用い、これらの対応関係を予め規定した所定のテーブル等）を利用して、他の容器９Ｂについての液体９０Ｂの温度を予測するようになっている。

また、例えば、容器９内に圧力センサ（不図示）を挿入して、この容器９内の圧力を測定するようにし、その圧力が高くなった場合には、制御部１９によって耐候性試験機１の動作を停止させるようにしてもよい。このようにした場合、容器９や容器９の内容物（液体９０）の温度上昇による容器９内の圧力上昇に起因した、容器９の破損を防止することができる。

［動作および作用・効果］
（Ａ．基本動作）
この耐候性試験機１では、試験槽１０内において、必要に応じて光源１１から光Ｌoutが放射される。また、この際に、複数の容器９を載置する試料台１３が配置された試料枠１２ｂと、試料枠１２ａとがそれぞれ、この光源１１を中心とした回転動作を行う。これにより、促進的環境条件（加速試験環境）の下で、各容器９および各容器９内の液体９０に対して、光Ｌoutが照射される。このような光Ｌoutの放射が所定の試験時間（例えば数時間〜数千時間程度）行われることで、本実施の形態では、試料としての液体９０の劣化度合い等が評価され、耐候性試験がなされる。

このような耐候性試験の際に、制御部１９は、光源１１の放射強度を制御することにより、試料としての液体９０への放射照度を制御する。これにより、予め設定された試験条件値と略一致（望ましくは一致）するように光源１１の放電電力が制御され、安定した放射動作が担保されることになる。

この制御部１９はまた、前述したヒータ１６１や冷却器１６２等の動作をそれぞれ制御することにより、例えば試験槽１０内の温度等を行う。なお、このような温度制御は、例えばＰＩＤ（Proportional-Integral-Derivative）制御を用いて行われる。

（Ｂ．内容物の温度制御動作）
続いて、図１〜図３に加えて図４を参照して、本実施の形態の耐候性試験機１における、各容器９内の内容物（液体９０）の温度制御動作について、比較例（比較例１）と比較しつつ詳細に説明する。

（Ｂ−１．比較例１）
図４は、比較例１に係る耐候性試験機（耐候性試験機１０１）の概略構成例（試験槽内の概略構成例）を、模式的に表したものである。

この比較例１の耐候性試験機１０１では、各容器９内の内容物（液体９０）を試料とした耐候性試験を行う際に、本実施の形態の耐候性試験機１とは異なり、以下のようになっている。すなわち、この耐候性試験機１０１では、試料枠１２ａ，１２ｂに取り付けられている試料ホルダ１０３上に配置されたブラックパネル温度計１０４や、試験槽１０内に配置された温度センサ１０５を用いて、耐候性試験の際の温度確認や温度制御が行われている。つまり、試料表面を代表する温度であるブラックパネル温度や、試験槽１０内の温度を用いて、耐候性試験の際の温度確認等が行われるようになっており、各容器９内の液体９０の温度については、確認等がなされていない。

ところが、試料としての各容器９内の液体９０の温度は、上記したブラックパネル温度や、各容器９の周囲の温度（試験槽１０内の温度）とは、異なっている。そのため、液体９０を所望の温度に設定して耐候性試験を行うには、例えば、光源１１から放射される光Ｌoutの強度を予め決定して、ブラックパネル温度や試験槽１０内の温度を調整し、液体９０の温度を実際に測定してから、耐候性試験を行う必要が生じる。

しかしながら、試験槽１０内の温度と液体９０の温度とでは、温度変化の際に時間差が生じる。また、光源１１自体に変化（例えば、ランプが古くなると、赤外放射が相対的に増加する）が生じると、液体９０の温度を一定に保つことが、困難となる。このようにして液体９０の温度を一定に保つことが困難となると、例えば、試料の劣化要因の１つとして温度の依存がある場合、劣化の速度が試験ごとに異なることとなり、耐候性試験の再現性や精度が低下するおそれがある。これらのことから、このような比較例１では、各容器９内の内容物（液体９０）を試料とした耐候性試験の際に、試験精度が低下してしまうおそれがあると言える。

（Ｂ−２．本実施の形態）
これに対して本実施の形態の耐候性試験機１では、図１〜図３に示したように、容器９内に収容されている内容物（液体９０）を試料とした耐候性試験を行う際に、制御部１９が、温度センサ１４によって検知された内容物の温度（検知温度Ｔｄ）に基づいて、その内容物の温度を制御する。

これにより、試料としての内容物（液体９０）の温度を所望の値に制御できるようになるため、例えば、温度に起因した試料劣化の度合いのばらつきが、低減する（望ましくは、防止される）。よって、本実施の形態の耐候性試験機１では、容器９内の内容物（液体９０）を試料として耐候性試験を行う際に、上記比較例１と比べ、試験精度を向上させることが可能となる。

また、制御部１９が、温度センサ１４によって検知された液体９０の温度（検知温度Ｔｄ）に基づいて試験槽１０内の温度を制御することによって、液体９０の温度を制御するようにしたので、以下のようになる。すなわち、試験槽１０内の温度を利用して液体９０の温度が制御されるため、液体９０の温度制御が容易となり、利便性を向上させることが可能となる。

更に、試験槽１０内を流れる循環風Ｗｃの風向きを容器９側へと向けさせる風向板１６４を設けるようにしたので、以下のようになる。すなわち、循環風Ｗｃが容器９側へと向けられるため、容器９内の液体９０の温度変化が早くなり、液体９０の温度制御を安定化させることが可能となる。また、液体９０の温度が下がり易くなることから、例えば、高照度の光Ｌoutが光源１１から放射される場合であっても、液体９０の温度を低い値に保持し易くすることが可能となる。

加えて、網目状構造を有する試料台１３上に容器９を載置するようにしたので、以下のようになる。すなわち、網目状構造を循環風Ｗｃが通り抜けることで、循環風Ｗｃが試料台１３によって遮られることが回避される結果、循環風Ｗｃが容器９の周りを効率よく通過することとなり、容器９内の液体９０の温度変化が更に早くなる。よって、液体９０の温度制御を、更に安定化させることが可能となる。

また、容器９を載置する試料台１３に、液体９０の温度を個別に調節可能な温度調節機構１３４（例えば、冷却装置や加熱装置など）を設けるようにしたので、以下のようになる。すなわち、液体９０の温度制御の精度が向上し、耐候性試験の際の試験精度を更に向上させることが可能となる。また、液体９０の温度が個別に（複数の容器９ごとに）調節可能となるため、例えば、複数種類の液体９０を試料として耐候性試験を行う場合であっても、各液体９０の温度を統一化させて試験を行うことができ、耐候性試験の際の利便性を向上させることが可能となる。更に、例えば冷却装置を用いることで、例えば、高照度の光Ｌoutが光源１１から放射される場合であっても、液体９０の温度を低い値に保持し易くすることが可能となる。

更に、制御部１９では、温度センサ１４によって検知された、複数の容器９のうちの選択された容器９Ａについての液体９０Ａの温度（検知温度Ｔｄ）に基づき、他の容器９Ｂについての液体９０Ｂの温度を予測する（図２参照）。具体的には、制御部１９は、容器９Ａについての液体９０Ａの温度と、他の容器９Ｂについての液体９０Ｂの温度との対応関係を利用して、他の容器９Ｂについての液体９０Ｂの温度を予測する。このような対応関係を利用して、他の容器９Ｂについての液体９０Ｂの温度が予測されるため、複数の容器９ごとに、個別に温度センサ１４を設ける必要がなくなる。よって、液体９０の温度検知を行う際の、利便性を向上させることが可能となる。なお、このような温度の対応関係としては、例えば、実際に測定して予め求めたデータや、各々の物質の光の吸収率等を利用して求めたデータを、用いるようにすればよい。

加えて、温度センサ１４よりも光源１１側の位置に、遮光板１５１を設けるようにしたので、以下のようになる。すなわち、光源１１からの放射熱による温度センサ１４の温度上昇が抑えられるため、温度センサ１４による液体９０の温度検知の精度を、向上させることができる。

以下、本発明の他の実施の形態（第２，第３の実施の形態）および変形例（変形例１，２）について説明する。なお、以下では、第１の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

＜２．第２の実施の形態＞
［構成］
図５は、第２の実施の形態に係る耐候性試験機（耐候性試験機１Ａ）の概略構成例（試験槽１０内の概略構成例）を、模式的に表したものである。なお、本実施の形態では第１の実施の形態とは異なり、図５に示したように、各容器９自身を試料として、耐候性試験が行われるようになっている。

すなわち、本実施の形態では、各容器９が、本発明における「試料」の一具体例に対応している。

本実施の形態の耐候性試験機１Ａは、図５に示したように、第１の実施の形態の耐候性試験機１（図２参照）において、試料台１３の代わりに複数の載置台１２１をそれぞれ、試料枠１２ｂ上に設置するようにしたものに対応している。また、この耐候性試験機１Ａでは耐候性試験機１とは異なり、各容器９内には内容物（液体９０）は収容されていないと共に、温度センサ１４および遮光板１５１も設けられておらず、代わりに、光学フィルタ１５２および反射板１５３がそれぞれ設けられている（図５参照）。更に、この耐候性試験機１Ａでは、図５に示したように、試験槽１０の壁部（内壁）である試験槽壁１０ａに、後述する突起１０ｂが設けられている。なお、耐候性試験機１Ａにおけるその他の構成については、基本的には耐候性試験機１と同様となっている。

複数の載置台１２１はそれぞれ、図５に示したように、試験槽１０内において、試料枠１２ｂからＺ軸方向に沿った上方へ向けて突出するピン１２０ｂ上に、配置されている。これらの各載置台１２１は、試料としての容器９を載置した状態で、水平方向（Ｘ−Ｙ平面内）を回転可能に構成されている（図５中に示した回転方向Ｒ２１参照）。つまり、このような各載置台１２１が水平方向に回転することで、各載置台１２１上の容器９もそれぞれ、水平方向に回転することが可能となっている（図５中に示した回転方向Ｒ９参照）。また、各載置台１２１は皿型の形状を有しており、載置した容器９が転倒や落下することを防止するようになっている。

このような載置台１２１はそれぞれ、図５に示したように、外部（この例では、Ｚ軸方向に沿った下方）へ向けて突出する、突起１２１ａを有している。また、上記したように、試験槽壁１０ａには、試験槽１０内へ向けて（この例では、水平方向に沿って）突出する、突起１０ｂが設けられている。そして、試料枠１２ａ，１２ｂが前述した回転動作を行う際に（図５中に示した回転方向Ｒ２参照）、これらの突起１２１ａと突起１０ｂとが、互いに接触するようになっている（例えば、図５中に示した矢印Ｐ１参照）。このようにして、試料枠１２ｂの回転動作の際に突起１２１ａ，１０ｂ同士の接触を利用することで、詳細は後述するが、載置台１２１が水平方向に回転し易くなっている。

ここで、このような突起１０ｂは、例えば、弾性体（ばね部材など）を用いて構成されている。また、例えば図５中の矢印Ｐ２で示したように、この突起１０ｂは、例えば、試験槽壁１０ａ内に収納可能に構成されている。

なお、上記した突起１２１ａは、本発明における「第１突起」の一具体例に対応し、突起１０ｂは、本発明における「第２突起」の一具体例に対応している。また、上記した試験槽壁１０ａは、本発明における「試験槽における壁部」の一具体例に対応している。

光学フィルタ１５２は、図５に示したように、試料としての容器９よりも光源１１側（前面側）の位置に、配置されている。この光学フィルタ１５２は、例えば、紫外線カットフィルタや赤外線カットフィルタなどにより構成されている。

反射板１５３は、図５に示したように、試料としての容器９を基準として、光源１１とは反対側（背面側）の位置に、配置されている。この反射板１５３は、光源１１から放射された光Ｌoutを反射することが可能となっている。具体的には、反射板１５３は、容器９の背面側に通過した光Ｌoutを反射させて、容器９へと照射することが可能となっている。

なお、このような反射板１５３は、本発明における「反射部材」の一具体例に対応している。

［動作および作用・効果］
（Ａ．基本動作）
この耐候性試験機１Ａでは、試験槽１０内において、必要に応じて光源１１から光Ｌoutが放射される。また、この際に、各容器９を個別に載置する複数の載置台１２１が配置された試料枠１２ｂと、試料枠１２ａとがそれぞれ、この光源１１を中心とした回転動作を行う。これにより、促進的環境条件（加速試験環境）の下で、各容器９に対して光Ｌoutが照射される。このような光Ｌoutの放射が所定の試験時間行われることで、本実施の形態では、試料としての容器９の劣化度合い等が評価され、耐候性試験がなされる。

（Ｂ．載置台１２１の作用・効果）
続いて、図５に加えて図６を参照して、本実施の形態の耐候性試験機１Ａにおける、載置台１２１の作用・効果について、比較例（比較例２）と比較しつつ詳細に説明する。

（Ｂ−１．比較例２）
図６は、比較例２に係る耐候性試験機（耐候性試験機２０１）の概略構成例（試験槽内の概略構成例）を、模式的に表したものである。

この比較例２の耐候性試験機２０１では、各容器９自体を試料とした耐候性試験を行う際に、本実施の形態の耐候性試験機１Ａとは異なり、以下のようになっている。すなわち、この耐候性試験機２０１では、光源１１の周りを回転方向Ｒ１０２に沿って回転する試料枠１２ａ，１２ｂに取り付けられている試料ホルダ１０３上に、試料としての容器９が固定配置されている。

このため、この耐候性試験機２０１での耐候性試験の際には、容器９における光照射面（光Ｌoutの照射面）は、常時、光源１１に対向している面側（前面側）のみとなり、容器９の周方向（水平面内での周方向）に沿って、劣化の度合いが不均一性となってしまう。具体的には、例えば図６に示したように、容器９が曲面形状である場合には、容器９における光源に最も近い部分（前面側）が、強く劣化しまうことになる。また、例えば、容器９の前面に印刷物が貼ってあるような場合には、その印刷物の一部が強く劣化するため、容器９全体としての劣化の評価が、困難となってしまう。これらのことから、この比較例２では、各容器９自体を試料とした耐候性試験の際に、試験精度が低下してしまうおそれがある。

（Ｂ−２．本実施の形態）
これに対して本実施の形態の耐候性試験機１Ａでは、図５に示したように、試料としての容器９を載置した状態で水平方向（Ｘ−Ｙ平面内）に回転可能な載置台１２１が、試験槽１０内に配置されている。これにより、光源１１から放射された光Ｌoutが、容器９の全周囲（水平面内の周囲）に照射されるようになるため、容器９の周方向（水平面内での周方向）に沿った劣化の度合いの不均一性が、低減する（望ましくは、防止される）。よって、本実施の形態の耐候性試験機１Ａでは、容器９自体を試料とした耐候性試験を行う際に、上記比較例２と比べ、試験精度を向上させることが可能となる。

また、このような載置台１２１を試料枠１２ｂ上に設置するようにしたので、試料枠１２ｂの回転動作を利用して、載置台１２１が水平方向に回転するようになる。したがって、例えば、載置台１２１ごとにモータ等の複雑な回転機構を設ける必要がなくなり、載置台１２１の回転動作を簡易な構造で実現できるため、低コスト化を図ることが可能となる。

更に、外部へ向けて突出する突起１２１ａを載置台１２１に設けると共に、試験槽１０内へ向けて突出する突起１０ｂを、試験槽１０の内壁部（試験槽壁１０ａ）に設け、試料枠１２ｂが回転動作を行う際に、突起１２１ａ，１０ｂ同士が互いに接触するようにしたので、以下のようになる。すなわち、試料枠１２ｂの回転動作の際に、突起１２１ａ，１０ｂ同士の接触を利用することで、載置台１２１が水平方向に回転し易くなる。したがって、非常に簡易な構造にて、載置台１２１の回転動作が確実に実現できるようになるため、低コスト化を図りつつ、試験精度の更なる向上を図ることが可能となる。

加えて、上記した突起１０ｂを、弾性体を用いて構成したので、突起１２１ａ，１０ｂ同士が接触する際の引っ掛かりが防止され、載置台１２１が更に回転し易くなる結果、載置台１２１の誤動作が生じにくくなる。よって、容器９の周方向に沿った劣化の度合いの不均一性が更に低減するため、試験精度の更なる向上を図ることが可能となる。

また、上記した突起１０ｂを、試験槽壁１０ａ内に収納可能に構成した場合には、以下のようになる。すなわち、載置台１２１を水平方向に回転させない状態（固定した状態）での耐候性試験も実施できるようになる。したがって、試料としての容器９に対して局所的に光Ｌoutを照射した状態での耐候性試験も可能となり、耐候性試験のバリエーションを広げることができるため、利便性を向上させることが可能となる。

更に、容器９よりも光源１１側の位置に、光学フィルタ１５２（例えば、紫外線カットフィルタや赤外線カットフィルタなど）を設けるようにしたので、以下のようになる。すなわち、光学フィルタ１５２として、例えば紫外線カットフィルタを用いた場合には、様々な分光分布の光（例えば太陽光を模擬した光や、窓ガラス越しの光など）を、容器９ごとに照射することが可能となる。また、光学フィルタ１５２として、例えば赤外線カットフィルタを用いた場合には、光源１１の放射熱による容器９の温度上昇を低減することが可能となったり、様々な透過率を有する赤外線カットフィルタを適宜設置することで、容器９の温度を統一させることができ、耐候性試験の際の紫外線の影響のみを評価することが可能となる。これらのことから、このような光学フィルタ１５２を設けることで、耐候性試験の際の利便性を向上させることが可能となる。

加えて、容器９を基準として光源１１とは反対側の位置（容器９の背面側）に、光源１１から放射された光Ｌoutを反射可能な反射板１５３を設けるようにしたので、以下のようになる。すなわち、容器９の背面側に通過した光Ｌoutを反射させて、容器９へと照射することができるため、光源１１から放射された光Ｌoutのエネルギー損失を、抑えることが可能となる。

また、本実施の形態では、耐候性試験における試料を所定の容器９としたので、例えば板状等の試料の場合とは異なり、立体的（３次元的）な形状を有する容器９を試料とする場合であっても、載置台１２１が水平方向に回転可能であることから、以下のようになる。すなわち、上記したようにして、容器９の周方向に沿った劣化の度合いの不均一性が低減することから、そのような容器９を試料とした場合でも、試験精度を確保することが可能となる。

＜３．第２の実施の形態の変形例＞
続いて、上記第２の実施の形態の変形例（変形例１，２）について説明する。なお、これらの変形例１，２においても、第２の実施の形態と同様に、各容器９自身を試料として、耐候性試験が行われるようになっている。

［変形例１］
図７は、変形例１に係る耐候性試験機（耐候性試験機１Ｂ）の概略構成例（試験槽１０内の概略構成例）を、模式的に表したものである。

本変形例の耐候性試験機１Ｂは、第２の実施の形態の耐候性試験機（図５参照）において、複数の載置台１２１ごとに、突起１２１ａが個別に取り外し可能に構成したものとなっており、他の構成は基本的には同様となっている。

具体的には、例えば図７に示した例では、３つの載置台１２１（１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃ）のうち、載置台１２１Ａ，１２１Ｃについてはそれぞれ、突起１２１ａが設けられている。一方、載置台１２１Ｂについては、突起１２１ａが取り外されており、設けられていない。

このようにして本変形例では、載置台１２１における突起１２１ａを、個別に取り外し可能に構成したので、以下のようになる。すなわち、個々の載置台１２１ごとに回転の有無を設定できるため、１回の耐候性試験において、容器９の周方向に沿った劣化の度合いを均一化させたうえでの試験と、容器９において局所的に劣化させる試験との双方を、実施できるようになる。よって、本変形例の耐候性試験機１Ｂでは、耐候性試験の際の利便性を向上させることが可能となる。

［変形例２］
図８は、変形例２に係る耐候性試験機（耐候性試験機１Ｃ）の概略構成例（試験槽１０内の概略構成例）を、模式的に表したものである。

本変形例の耐候性試験機１Ｃは、第２の実施の形態の耐候性試験機（図５参照）において、突起１２１ａを有する載置台１２１の代わりに、歯車１２１ｂを有する載置台１２１Ｄを設けると共に、内歯車１２２を更に設けるようにしたものに対応しており、他の構成は基本的には同様となっている。

歯車１２１ｂは、載置台１２１Ｄの周方向（水平面内）に沿って回転可能な歯車である。

内歯車１２２は、図８に示したように、試料枠１２ｂの外周側または内周側（この例では外周側）に固定配置されており、各載置台１２１Ｄにおける歯車１２１ｂとそれぞれ、噛み合うようになっている。

なお、この図８の例では、歯車１２１ｂの大きさ（周方向の長さ）に応じて、歯車１２１ｂ自身、つまり、載置台１２１Ｄにおける単位時間当たりの回転数（自転数）が、変化するようになっている。また、歯車１２１ｂの単位時間当たりの公転数（光源１１の周囲の回転数）に応じても、上記自転数が変化するようになっている。

このようにして本変形例では、載置台１２１Ｄに歯車１２１ｂを設けると共に、試料枠１２ｂの外周側（または内周側）に、この歯車１２１ｂと噛み合うようにして固定配置された内歯車１２２を設けるようにしたので、以下のようになる。すなわち、載置台１２１Ｄにおける歯車１２１ｂと、固定配置された内歯車１２２とが噛み合うことで、載置台１２１Ｄが水平方向に回転するようになる。したがって、歯車１２１ｂの大きさ等によって、載置台１２１Ｄにおける単位時間当たりの回転数を設定することができるため、本変形例の耐候性試験機１Ｃでは、利便性を向上させることが可能となる。

なお、本変形例では上記したように、内歯車１２２を設けるようにしたが、この内歯車１２２の代わりに、例えば、歯車１２１ｂと噛み合うようにして固定配置されたチェーンを、設けるようにしてもよい。このようなチェーンを設けるようにした場合でも、本変形例と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能となる。

＜４．第３の実施の形態＞
図９は、第３の実施の形態に係る耐候性試験機（耐候性試験機１Ｄ）の概略構成例（試験槽１０内の概略構成例）を、模式的に表したものである。なお、本実施の形態では第１の実施の形態と同様に、図９に示したように、各容器９内の内容物（液体９０）を試料として、耐候性試験が行われるようになっている。

すなわち、本実施の形態においても、このような液体９０が、本発明における「試料」および「内容物」の一具体例に対応している。

まず、本実施の形態の耐候性試験機１Ｄは、第１の実施の形態の耐候性試験機１（図１〜図３参照）において説明した内容物（液体９０）の温度制御動作を、第２の実施の形態の耐候性試験機１Ａ（図５参照）の構成（載置台１２１等）に適用したものに相当する。

具体的には、この耐候性試験機１Ｄでは、図９に示したように、載置台１２１上で水平方向に回転する各容器９内の内容物（液体９０）の温度が、温度センサ１４によって検知された検知温度Ｔｄに基づき、制御部１９によって制御されるようになっている。また、各載置台１２１は皿型の形状を有しており、載置した容器９の転倒や落下することを防止するとともに、更に内容物（液体９０）が漏れた際に、試験槽１０に液体９０が垂れることを防止するようになっている。

また、この耐候性試験機１Ｄでは、図９に示したように、容器９における口付近に、温度センサ１４からの出力配線に適用される、スリップ機構１８が設けられている。

このようにして本実施の形態では、載置台１２１上の容器９内に収容されている内容物（液体９０）を試料とした場合において、前述した温度センサ１４を設けると共に、制御部１９において、温度センサ１４によって検知された液体９０の温度（検知温度Ｔｄ）に基づいて液体９０の温度を制御している。すなわち、本実施の形態では、第１の実施の形態（図１〜図３参照）で説明した内容物（液体９０）の温度制御動作を、第２の実施の形態における載置台１２１等の構成（図５参照）に適用するようにしている。これにより本実施の形態においても第２の実施の形態と同様に、試料としての液体９０の温度を所望の値に制御できるようになるため、例えば、温度に起因した試料劣化の度合いのばらつきが、低減する（望ましくは、防止される）。その結果、本実施の形態の耐候性試験機１Ｄでは、第１および第２の実施の形態と比べ、耐候性試験の際の試験精度を更に向上させることが可能となる。

また、本実施の形態では、温度センサ１４が容器９内に挿入配置されている場合において、その容器９における口付近に、温度センサ１４からの出力配線に適用されるスリップ機構１８を更に設けるようにしたので、以下のようになる。すなわち、容器９が水平方向に回転しても、容器９内の挿入配置されている温度センサ１４からの出力配線がよじれてしまうのが回避されるため、液体９０の温度検知を行う際の、利便性を向上させることが可能となる。

なお、本実施の形態では、上記したように、第１の実施の形態と第２の実施の形態とを組み合わせた場合を例に挙げて説明したが、この例には限られない。すなわち、第１の実施の形態と、前述した変形例１または変形例２とを、組み合わせるようにしてもよい。

＜５．その他の変形例＞
以上、実施の形態および変形例をいくつか挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態等では、耐候性試験機における各機器の構成（形状、配置、個数等）を具体的に挙げて説明したが、これらの構成については、上記実施の形態等で説明したものには限られず、他の形状や配置、個数等であってもよい。

具体的には、例えば、上記実施の形態等では、光源が中心位置となるように配置された円環状の試料枠の場合について説明したが、この場合には限られず、試料枠を他の形状や配置等としてもよい。また、試料台の構造についても、上記実施の形態等で説明した網目状の構造ではなく、他の構造であってもよい。更に、載置台の構造や回転動作のメカニズムについても、上記実施の形態等で説明した構造やメカニズムではなく、他の構造やメカニズムであってもよい。加えて、上記実施の形態等では、試験槽内に容器や載置台がそれぞれ、複数配置されている場合を例に挙げて説明したが、この例には限られず、例えば容器や載置台がそれぞれ、試験槽内に１つだけ配置されているようにしてもよい。

また、上記実施の形態等では、前述したランプ光源を用いて本発明における「光源」を構成する場合の例について説明したが、これには限られず、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の他の光源を用いて、本発明における「光源」を構成するようにしてもよい。

更に、上記実施の形態等では、制御部による各種の制御動作や耐候性試験方法、容器の内容物（液体等）の温度制御方法等について説明したが、上記実施の形態等で説明した手法には限られない。すなわち、例えば他の手法を用いて、各種の制御動作や耐候性試験、容器の内容物の温度制御等を行うようにしてもよい。具体的には、例えば、送風機の回転数を制御して、循環風の風速を変化させることで、容器の内容物の温度制御等を行うようにしてもよい。

加えて、上記実施の形態等では、容器内に収容されている内容物が、液体である場合を例に挙げて説明したが、この例には限られない。すなわち、容器内に収容される内容物としては、このような液体の他、例えば、固体もしくは気体、または、固体，液体，気体のうちの２種類以上の混合物等が、挙げられる。

また、上記実施の形態等で説明した一連の制御は、ハードウェア（回路）で行われるようにしてもよいし、ソフトウェア（プログラム）で行われるようにしてもよい。ソフトウェアで行われるようにした場合、そのソフトウェアは、上記した各機能をコンピュータ（マイクロコンピュータ等）により実行させるためのプログラム群で構成される。各プログラムは、例えば、上記コンピュータに予め組み込まれて用いられてもよいし、ネットワークや記録媒体から上記コンピュータにインストールして用いられてもよい。

１，１Ａ〜１Ｄ…耐候性試験機、１０…試験槽、１０ａ…試験槽壁、１０ｂ…突起、１１…光源、１２ａ，１２ｂ…試料枠、１２０…回転軸、１２０ｂ…ピン、１２１，１２１Ａ〜１２１Ｄ…載置台、１２１ａ…突起、１２１ｂ…歯車、１２２…内歯車、１３…試料台、１３１，１３２…リング状板、１３３…接続部材、１３４…温度調節機構、１４…温度センサ、１５１…遮光板、１５２…光学フィルタ、１５３…反射板、１６０…風路、１６１…ヒータ、１６２…冷却器、１６３…送風機、１６４…風向板、１６５…湿度発生器、１７１…乾球温度センサ、１７２…湿球温度センサ、１８…スリップ機構、１９…制御部、９，９Ａ，９Ｂ…容器、９０，９０Ａ，９０Ｂ…液体（内容物）、Ｌout…光、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ２１，Ｒ９…回転方向、Ｗｃ…循環風、Ｔｄ…検知温度。

Claims (8)

1. 試験槽と、
   前記試験槽内において光を放射する光源と、
   前記試験槽内において前記光源が中心位置となるように配置され、前記光源を中心とした回転動作が可能な円環状の試料枠と、
   前記試験槽内において前記試料枠上に設置されており、試料を載置した状態で水平方向に回転可能に構成された、１または複数の載置台と
   を備え、
   前記載置台が、外部へ向けて突出する第１突起を有し、
   前記試験槽における内壁部が、前記試験槽内へ向けて突出する第２突起を有し、
   前記試料枠が前記回転動作を行う際に、前記第１突起と前記第２突起とが互いに接触するようになっている
   耐候性試験機。
2. 前記第２突起が、弾性体を用いて構成されている
   請求項１に記載の耐候性試験機。
3. 前記第２突起が、前記試験槽における壁部内に収納可能に構成されている
   請求項１または請求項２に記載の耐候性試験機。
4. 前記第１突起が、前記載置台において個別に取り外し可能に構成されている
   請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の耐候性試験機。
5. 前記試料よりも前記光源側の位置に、光学フィルタを更に備えた
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の耐候性試験機。
6. 前記試料を基準として前記光源とは反対側の位置に、前記光源から放射された光を反射可能な反射部材を更に備えた
   請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の耐候性試験機。
7. 前記試料が、容器である
   請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の耐候性試験機。
8. 前記試料が、前記載置台上の容器内に収容されている内容物であり、
   前記容器内における前記内容物の温度を検知する温度センサと、
   前記温度センサによって検知された前記内容物の温度に基づいて、前記内容物の温度を制御する制御部と
   を更に備えた
   請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の耐候性試験機。

Images