JP7166849B2

JP7166849B2 - 環境試験装置

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Publication number: JP7166849B2
Application number: JP2018166861A
Authority: JP
Inventors: 智崇西畑
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Current assignee: Espec Corp
Priority date: 2018-09-06
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Publication date: 2022-11-08
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Description

本発明は、環境試験装置に関する。

従来、特許文献１に記載されているように、温度が制御された環境下において様々な試験を行うための計測装置が知られている。特許文献１に記載された計測装置は、被試験体を収容すると共に壁の一部に透明な窓部が設けられた試験槽と、試験槽の外側に配置された光学式計測機と、を備えている。この計測装置によれば、例えば引張試験などを行う際に、被試験体の形状変化を光学式計測機により試験槽の外側から計測することができる。

特許第５４９２９４５号公報

特許文献１に記載された計測装置では、試験中における被試験体の形状変化を光学式計測機により計測可能である一方、それにより得られる情報が限られており、被試験体の形状変化を正確に確認するのが困難という課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、試験中における被試験体の形状変化をより正確に確認することが可能な環境試験装置を提供することである。

本発明の一局面に係る環境試験装置は、被試験体を収容する試験槽であって、槽本体と、当該槽本体に設けられた開口部を開閉可能な扉と、を有し、前記試験槽の外側から前記被試験体を観測するための窓部が前記扉に設けられた前記試験槽と、前記被試験体において予め定められた測定点の三次元座標の変位を計測する変位計測機構と、を備え、前記変位計測機構は、前記試験槽内に収容された前記被試験体の画像を前記窓部を通して取得する画像取得部と、前記画像取得部により取得された前記被試験体の画像に基づいて、前記測定点の三次元座標の変位量を取得する画像処理部と、を含む。前記環境試験装置は、前記扉に設けられ、前記画像取得部が前記窓部に沿ってスライド可能となるように、前記画像取得部を前記扉に支持させる取付機構をさらに備えている。

この環境試験装置によれば、以下のようにして、試験中における被試験体の形状変化を確認することができる。まず、被試験体において所定の測定点を示す目印などを付し、当該被試験体を試験槽内に収容する。そして、様々な環境因子（例えば試験槽内の温度）や試験条件などの変化により移動する当該測定点の三次元座標の変位を、変位計測機構により計測することができる。これにより、試験中における被試験体の形状変化を三次元で確認することが可能となるため、被試験体の形状変化をより正確に確認することができる。

また、画像取得部により試験中に取得される被試験体の画像に基づいて測定点の三次元座標の変位量を取得することができるため、非接触式の計測により被試験体の三次元の形状変化を確認することが可能になる。

また、画像取得部が窓部に沿ってスライド可能なため、試験槽内における被試験体の位置などに応じて、画像取得部の位置を容易に調整することができる。しかも、画像取得部を試験槽の外側において取り付けることにより、画像取得部が試験槽内の環境（例えば温湿度）に曝されて故障するのを防ぐことができる。

上記環境試験装置において、前記画像取得部は、前記窓部に対する角度を調整可能なように前記取付機構により取り付けられていてもよい。

この構成によれば、試験槽内に収容された被試験体の画像を様々な角度から容易に撮影することができる。

本発明の他の一局面に係る環境試験装置は、被試験体を収容し多面体形状を有する試験槽であって、前記試験槽の外側から前記被試験体を観測するための窓部が前記多面体形状の異なる面に位置するように複数設けられた前記試験槽と、前記被試験体において予め定められた測定点の三次元座標の変位を計測する変位計測機構と、を備え、前記変位計測機構は、前記試験槽内に収容された前記被試験体の画像を取得する複数の画像取得部と、取得された前記被試験体の画像に基づいて、前記測定点の三次元座標の変位量を取得する画像処理部と、を含み、前記複数の画像取得部のそれぞれは、前記複数の窓部のうちの対応する窓部を通して前記被試験体の画像を取得するように設けられている。

この構成によれば、試験中における測定点の三次元座標の変位をより高精度に計測することが可能になる。

上記環境試験装置は、前記試験槽内の温度を検知する槽内温度検知部と、試験中における所定のタイミングで前記槽内温度検知部により検知された温度と、前記所定のタイミングで前記変位計測機構により計測された前記測定点の三次元座標の変位と、を互いに同期させて表示する表示部と、をさらに備えていてもよい。

この構成によれば、試験中における試験槽内の温度と測定点の三次元座標の変位とを互いに関連付けることができるため、試験槽内の温度の影響による被試験体の形状変化について分析することが可能になる。

上記環境試験装置は、前記被試験体の温度を検知する被験体温度検知部と、試験中における所定のタイミングで前記被験体温度検知部により検知された温度と、前記所定のタイミングで前記変位計測機構により計測された前記測定点の三次元座標の変位と、を互いに同期させて表示する表示部と、をさらに備えていてもよい。

この構成によれば、試験中における被試験体の温度と測定点の三次元座標の変位とを互いに関連付けることができるため、被試験体の温度の影響による被試験体の形状変化について分析することが可能になる。

上記環境試験装置は、二次電池である前記被試験体の充放電試験を行うための装置であってもよい。上記環境試験装置は、試験中における所定のタイミングでの前記被試験体の充放電量と、前記所定のタイミングで前記変位計測機構により計測された前記測定点の三次元座標の変位と、を互いに同期させて表示する表示部と、をさらに備えていてもよい。

この構成によれば、試験中における被試験体の充放電量と測定点の三次元座標の変位とを互いに関連付けることができるため、充放電量の影響による被試験体の形状変化について分析することが可能になる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、試験中における被試験体の形状変化をより正確に確認することが可能な環境試験装置を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る環境試験装置の構成を模式的に示す斜視図である。本発明の実施形態１に係る環境試験装置の内部を模式的に示す図である。本発明の実施形態１に係る環境試験装置の表示部に表示される計測結果の一例を示すグラフである。図１中の領域ＩＶにおける拡大図である。図１中の領域Ｖにおける拡大図である。図１中の領域ＶＩにおける拡大図である。ブラケットの構成を示す側面図である。画像取得部が窓部に対して成す角度の調整を説明するための模式図である。画像取得部が窓部に対して成す角度の調整を説明するための模式図である。本発明の実施形態２に係る環境試験装置の構成を説明するための模式図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る環境試験装置について詳細に説明する。

（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１に係る環境試験装置１の構成について、図１～図９を参照して説明する。環境試験装置１は、予め設定された温度及び湿度の条件で設定時間運転する恒温恒湿装置である。図１及び図２に示すように、環境試験装置１は、試験槽１０と、空調部２０と、槽内温度検知部３１と、槽内湿度検知部３２と、被験体温度検知部３３と、制御部４０と、変位計測機構５０と、表示部６０と、取付機構７０と、を主に備えている。

なお、図１及び図２は、環境試験装置１における主要な構成要素のみを示しており、環境試験装置１は、両図に現れていない他の構成要素を備え得るものである。また図２では、空調部２０が試験槽１０内の下方に配置された状態が示されているがこれに限定されず、空調部２０は試験槽１０内における任意の位置に配置されていてもよい。例えば、空調部２０は、試験槽１０内の上方、側方及び後方のうちいずれの位置に配置されていてもよい。また空調部２０は、試験槽１０内に配置される場合に限定されず、試験槽１０とは別体として構成されており、当該試験槽１０の外に配置されていてもよい。また「水平方向（Ｘ方向）」、「上下方向（Ｙ方向）」及び「前後方向（Ｚ方向）」は、それぞれ図１に示す方向に準じるものとする。以下、環境試験装置１における各構成要素について詳細に説明する。

試験槽１０は、被試験体Ｓ１を収容する直方体形状のチャンバーである。図１に示すように、試験槽１０は、被試験体が収容される槽本体１１と、槽本体１１の前方に設けられた開口部を開閉可能なように当該槽本体１１に対して回動自在に取り付けられた扉１２と、を有している。図２に示すように、槽本体１１内には、複数の棚板１３が水平に設置されており、当該棚板１３上に被試験体Ｓ１が固定される。

図１に示すように、扉１２には、正面視矩形状を有する透明なガラスからなる窓部１７と、当該窓部１７を取り囲む正面視矩形状の枠部１８と、が設けられている。枠部１８は、窓部１７よりも前方に張り出しており、且つ扉１２を開閉する際に把持するための取手部（図示しない）が設けられている。また槽本体１１の左右両側面及び上面においても、窓部１７及びそれを取り囲む枠部１８が同様に設けられている。これらの窓部１７を通じて、試験槽１０の外側から当該試験槽１０内に収容された被試験体Ｓ１を観測することができる。

なお、上述のように空調部２０が試験槽１０内の上方、側方又は後方に位置する場合、試験槽１０の面のうち空調部２０が位置する（隣接する）面においては、被試験体Ｓ１を観測するための窓部１７が省略される。また試験槽１０内の下方に空調部２０が設けられない場合には、被試験体Ｓ１を観測するための窓部１７が、試験槽１０の下面に設けられてもよい。

空調部２０は、試験槽１０内の温度及び湿度を制御するためのものであり、例えば冷凍回路を構成する蒸発器（冷却器）やファンなどの機器を含む。図２に示すように、試験槽１０（槽本体１１）内の空間は、被試験体Ｓ１が収容される試験室１０Ａと、空調部２０が配置される空調室１０Ｂと、に仕切り壁１９により仕切られている。試験室１０Ａから空調室１０Ｂに空気が吸い込まれ、空調部２０により温度及び湿度が調整された空気が、試験室１０Ａに吹き出される。なお、空気の吹出口及び吸込口の位置は、特に限定されるものではない。

槽内温度検知部３１は、試験槽１０内の温度を検知するセンサであり、図２に示すように試験室１０Ａへの空気の吹出口に配置されている。槽内湿度検知部３２は、試験槽１０内の湿度を検知するセンサであり、槽内温度検知部３１と同様に試験室１０Ａへの空気の吹出口に配置されている。なお、槽内温度検知部３１及び槽内湿度検知部３２は、図２に示す位置に配置される場合に限定されず、試験槽１０内における任意の位置に配置されていてもよい。

槽内温度検知部３１及び槽内湿度検知部３２により取得された各データは、制御部４０に送信される。そして、制御部４０は、槽内温度検知部３１及び槽内湿度検知部３２から送信されたデータに基づいて、試験槽１０内の温度及び湿度がそれぞれ設定温度及び設定湿度に近づくように空調部２０の動作を制御する。

被験体温度検知部３３は、被試験体Ｓ１の温度を検知するセンサであり、図２に示すように当該被試験体Ｓ１に取り付けられた状態で使用される。なお、被験体温度検知部３３は、被試験体Ｓ１に取り付けられるものに限定されず、非接触状態で被試験体Ｓ１の温度を検知するものであってもよい。

変位計測機構５０は、被試験体Ｓ１において予め定められた測定点Ｐ１（図２）の三次元座標（ＸＹＺ座標）の変位を計測するものである。環境試験中においては、様々な環境因子（例えば試験槽１０内の温度、湿度）、被試験体Ｓ１に加わる応力又は被試験体Ｓ１への通電による温度変化などに応じて、被試験体Ｓ１の形状が変化することがある。これに対して、変位計測機構５０を用いて測定点Ｐ１のＸＹＺ方向の各変位を追従することにより、環境試験中における被試験体Ｓ１の形状変化を正確に確認することができる。

図１に示すように、変位計測機構５０は、試験槽１０内に収容された被試験体Ｓ１の画像を取得する画像取得部５１と、当該画像取得部５１により取得された画像を処理する画像処理部５４と、を有している。

画像取得部５１は、互いに離間して配置された一対のカメラ５１Ａ（ステレオカメラ）を含み、試験槽１０の外側において扉１２の窓部１７に面するように配置されている。各カメラ５１Ａは、レンズ部（図示しない）を窓部１７側に向け、且つ窓部１７から離間した状態（窓部１７と非接触状態）で配置されている。画像取得部５１は、一対のカメラ５１Ａを用いた三角測量法に基づいて、測定点Ｐ１の三次元座標の情報を含む被試験体Ｓ１の画像を所定の時間間隔で撮影する。

画像処理部５４は、画像取得部５１と通信可能に接続されたコンピュータであり、画像取得部５１により取得された被試験体Ｓ１の画像データが送信される。画像処理部５４は、デジタル画像相関法（ＤＩＣ；ＤｉｇｉｔａｌＩｍａｇｅＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を用いて、画像取得部５１により取得された被試験体Ｓ１の画像に基づいて、測定点Ｐ１の三次元座標の変位量を取得する。具体的には、画像処理部５４は、試験開始時に画像取得部５１により取得される被試験体Ｓ１の画像（基準画像）と、試験中に画像取得部５１により所定の時間間隔で取得される被試験体Ｓ１の画像と、を比較し、この比較に基づいて試験中の各時点における測定点Ｐ１の三次元座標を取得する。このようにして、試験中における測定点Ｐ１の三次元座標の変化を把握することができる。

表示部６０は、変位計測機構５０による計測結果、槽内温度検知部３１による検知結果及び被験体温度検知部３３による検知結果をそれぞれ表示するディスプレイであり、画像処理部５４を構成するコンピュータに接続されている。表示部６０は、試験中における所定のタイミングで槽内温度検知部３１により検知された温度（槽内温度）と、当該所定のタイミングで変位計測機構５０により計測された測定点Ｐ１の三次元座標の変位と、を互いに同期させて表示する。また表示部６０は、試験中における所定のタイミングで被験体温度検知部３３により検知された温度（被験体温度）と、当該所定のタイミングで変位計測機構５０により計測された測定点Ｐ１の三次元座標の変位と、を互いに同期させて表示する。なお、表示部６０は、槽内温度及び被験体温度の両方を測定点Ｐ１の三次元座標の変位と同期させて表示するものに限定されず、槽内温度及び被験体温度のうちいずれか一方のみを測定点Ｐ１の三次元座標の変位と同期させて表示するものであってもよい。

図３は、表示部６０に表示される計測データの一例を示すグラフである。図３のグラフ中において、横軸は試験中の経過時間を示しており、縦軸は各計測データ（測定点Ｐ１のＸＹＺ方向の変位量、槽内温度、被験体温度）を示している。グラフ中の各曲線は、（１）測定点Ｐ１のＸ座標、（２）測定点Ｐ１のＹ座標、（３）測定点Ｐ１のＺ座標、（４）槽内温度、（５）被験体温度をそれぞれ示している。なお、測定点Ｐ１のＸＹＺ座標は、試験開始時を原点０として示している。

図３に示すように、本実施形態に係る環境試験装置１によれば、被試験体Ｓ１における測定点Ｐ１のＸＹＺ座標のデータ（１）～（３）を、槽内温度のデータ（４）及び被験体温度のデータ（５）と同期させて表示することが可能である。つまり、試験中の任意の時点ｔ１における測定点Ｐ１のＸＹＺ座標（図３中のＸ１，Ｙ１，Ｚ１）と、当該時点ｔ１における槽内温度（図３中のＴ１）及び被験体温度（図３中のＴ２）と、を互いに関連付けて表示することができる。

取付機構７０は、画像取得部５１を試験槽１０の外側において当該試験槽１０に取り付けるためのものである。図１に示すように、取付機構７０は、上下方向（Ｙ方向）に延びる縦シャフト７１と、平板状の一対のシャフト取付板７２と、縦シャフト７１に対して水平方向（Ｘ方向）に離れた位置において上下方向に延びるスライドレール７３と、Ｌ字形状を有するスライドレール取付板７４と、クランプ７５と、スライダ７６と、水平方向に延びる横シャフト７７と、カメラマウント部７８と、を主に備えている。

図１に示すように、一対のシャフト取付板７２は、扉１２の左側上面及び左側下面にそれぞれ固定されており、且つ扉１２よりも前方に突き出ている。この突出部分の間に、縦シャフト７１が架け渡されている。

スライドレール取付板７４は、一方の板片７４Ａが扉１２の右側上面に固定されており、且つ他方の板片７４Ｂが当該一方の板片７４Ａの前端から垂下している。図１に示すように、スライドレール７３の上端部は、スライドレール取付板７４の当該他方の板片７４Ｂに固定されている。

図４は、図１中の領域ＩＶの拡大図であり、クランプ７５の構成を詳細に示している。図４に示すように、クランプ７５は、上下方向に貫通する縦孔７５Ａと、水平方向に貫通する横孔７５Ｂと、がそれぞれ形成されたブロック体である。縦孔７５Ａには縦シャフト７１が挿入されており、横孔７５Ｂには横シャフト７７が挿入されている。クランプ７５を縦シャフト７１に沿って上下にスライドさせることにより、横シャフト７７を縦シャフト７１に直交する状態のまま上下方向に移動させることができる。

また図４に示すように、クランプ７５には、縦孔７５Ａを前方に開口させる開口部７５ＡＡが形成されており、且つ当該開口部７５ＡＡを跨いで水平方向に延びる固定孔７５ＡＢが形成されている。当該固定孔７５ＡＢにネジなどの固定部材を挿通して締め付けることにより、縦シャフト７１に対するクランプ７５の上下方向の位置を固定することができる。

図５は、図１中の領域Ｖの拡大図であり、スライドレール７３に取り付けられたスライダ７６の構成を示している。スライダ７６は、例えば直方体形状を有しており、スライドレール７３の両側面に設けられた溝（図示しない）に係合した状態でレールの長手方向（上下方向）に沿ってスライド可能となっている。

図５に示すように、スライダ７６の表面（スライドレール７３に取り付けられる裏面と反対側の面）には、Ｌ字形状を有する取付板７９の一方の板片７９Ａが固定されており、且つ他方の板片７９Ｂ（一方の板片７９Ａに垂直な板片）には貫通孔７９ＢＢが形成されている。当該貫通孔７９ＢＢに、横シャフト７７の一方の端部（クランプ７５の横孔７５Ｂに挿入される端部と反対側の端部）が挿入されている。つまり、横シャフト７７は、水平方向に沿った状態でクランプ７５と取付板７９との間に架け渡されている。そして、クランプ７５及びスライダ７６をそれぞれ上下方向にスライドさせることにより、横シャフト７７の上下方向の位置を調整することができる。その後、上述のようにクランプ７５の固定孔７５ＡＢ（図４）に挿通されたネジなどの固定部材（図示しない）によってクランプ７５を締め付けることにより、横シャフト７７の上下方向の位置を固定することができる。

図６は、図１中の領域ＶＩの拡大図であり、カメラマウント部７８の構成を詳細に示している。図６に示すように、カメラマウント部７８は、直方体形状のブロック体であり、水平方向に貫通すると共に一方向（前方）に開口する横孔７８Ａが形成されている。当該横孔７８Ａに横シャフト７７が挿入されており、カメラマウント部７８は横シャフト７７に沿って水平方向にスライド可能となっている。またカメラマウント部７８には、横孔７８Ａの開口部７８ＡＡにおいて上下方向に貫通する二つの固定孔７８Ｃが形成されており、当該固定孔７８Ｃにボルトなどを挿入し、カメラマウント部７８の位置を固定することができる。

図７は、図６中の矢印ＶＩＩで示す方向からカメラマウント部７８を側面視したときの構成を示している。図７に示すように、カメラマウント部７８の上面７８Ｂには、側面視コの字形状を有するブラケット８１が固定されている。ブラケット８１は、カメラマウント部７８の上面７８Ｂに固定される下面８１ＡＡを有する下側ブラケット片８１Ａと、下側ブラケット片８１Ａに対して間隔を空けて対向する上側ブラケット片８１Ｂと、上側ブラケット片８１Ｂ及び下側ブラケット片８１Ａの端部同士を接続すると共に上側ブラケット片８１Ｂ及び下側ブラケット片８１Ａに対して垂直な接続ブラケット片８１Ｃと、を有している。

ブラケット８１は、下面８１ＡＡを上面７８Ｂに接触させた状態で、ネジなどの固定部材（図示しない）によりカメラマウント部７８に固定されている。図１に示すように、画像取得部５１は、ブラケット８１を介してカメラマウント部７８上に配置されている。つまり、画像取得部５１は、上側ブラケット片８１Ｂの上面８１ＢＢ（図７）に搭載されている。

上記構成によれば、クランプ７５及びスライダ７６をスライドさせることにより画像取得部５１を扉１２の窓部１７に沿って上下方向にスライドさせることが可能であり、且つカメラマウント部７８を横シャフト７７に沿ってスライドさせることにより画像取得部５１を扉１２の窓部１７に沿って水平方向にスライドさせることができる。これにより、試験槽１０内における被試験体Ｓ１の位置に合わせて、画像取得部５１（カメラ５１Ａ）の位置を適宜調整することができる。

また画像取得部５１は、窓部１７に対する角度θを調整可能なように取付機構７０により取り付けられている。図８及び図９は、横シャフト７７が延びる方向に沿ってカメラマウント部７８を側面視した時の構成をそれぞれ示しており、図９は、図８の状態においてカメラマウント部７８を横シャフト７７の周りに示す矢印Ｒ１のように所定角度だけ回転させた時の状態を示している。このように、カメラマウント部７８を横シャフト７７の周りにおいて回転させることにより、カメラ５１Ａが窓部１７の外面１７Ａに対して成す角度θ（カメラ５１Ａのレンズ部から窓部１７に向かって延びる直線Ｌ１と外面１７Ａとの成す角度θ）を変えることができ、カメラ５１Ａの向き（角度）を調整することができる。

次に、上記環境試験装置１を用いた試験中（例えば、通電試験）における測定点Ｐ１の変位測定の一例について説明する。

まず、被試験体Ｓ１において測定点Ｐ１を示すマーキングや印などを付し、当該被試験体Ｓ１を試験槽１０内の棚板１３上に固定する（図２）。そして、槽内温度及び槽内湿度の設定値を入力して試験槽１０の運転を開始すると共に、通電試験を開始する。また試験開始と共に、画像取得部５１（カメラ５１Ａ）による被試験体Ｓ１の画像取得も開始する。

試験中は、図３のグラフに示した通り、測定点Ｐ１のＸＹＺ座標（１）～（３）、槽内温度（４）及び被験体温度（５）のそれぞれの経時変化を、表示部６０において確認することができる。したがって、試験中における被試験体Ｓ１の形状変化を三次元で確認することが可能である。しかも、測定点Ｐ１のＸＹＺ座標を、槽内温度及び被験体温度と関連付けて表示することにより、槽内温度や被験体温度の影響による被試験体Ｓ１の形状変化について詳細に分析することも可能になる。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係る環境試験装置２について、図１０を参照して説明する。実施形態２に係る環境試験装置２は、基本的に実施形態１に係る環境試験装置１と同様の構成を備えており、且つ同様の効果を奏するものである。しかし、実施形態１に係る環境試験装置１は、扉１２に面するように配置される一つの画像取得部５１のみを備えているのに対し、実施形態２に係る環境試験装置２は、複数の画像取得部５１を備えている点で実施形態１に係る環境試験装置１と異なっている。以下、実施形態１と異なる点についてのみ説明する。

図１０は、実施形態２に係る環境試験装置２の上面近傍における構成を示している。環境試験装置２は、扉１２の窓部１７に面するように配置された一つの画像取得部５１（実施形態１で説明した画像取得部５１、図１）に加えて、槽本体１１の上面に設けられた窓部１７に面するように配置された他の画像取得部５１（上面側画像取得部５１）をさらに備えている。また環境試験装置２は、上面側画像取得部５１を試験槽１０の外側において窓部１７に沿ってスライド可能となるように取り付ける上面側取付機構９０もさらに備えている。なお、図１０では、図面の簡略化のため上面側画像取得部５１を直方体形状で描いているが、当該上面側画像取得部５１は、扉１２の窓部１７に面するように配置された画像取得部５１（扉側画像取得部）と同様の構成を有するものである。

図１０に示すように、上面側取付機構９０は、前後方向（Ｚ方向）に沿って延びる第１シャフト９２と、第１シャフト９２に対して水平方向に離れた位置において前後方向に延びるスライドレール９５と、第１シャフト９２とスライドレール９５との間に架け渡された第２シャフト９４と、Ｌ字形状を有する一対のシャフト取付板９１と、クランプ９３と、スライダ９６と、を主に有している。

一対のシャフト取付板９１は、窓部１７よりも前方の枠部１８及び窓部１７よりも後方の枠部１８にそれぞれ固定されている。図１０に示すように、各シャフト取付板９１は、一方の板片が枠部１８に固定され、且つ他方の板片（一方の板片に対して垂直な板片）が上方に延びている。そして、当該他方の板片に形成された孔に第１シャフト９２の両端部をそれぞれ挿入することにより、第１シャフト９２が一対のシャフト取付板９１の間に架け渡されている。

図１０に示すように、スライドレール９５は、窓部１７よりも右側の枠部１８に取り付けられている。スライダ９６は、直方体形状のブロック体であり、当該スライドレール９５に沿って前後方向にスライド可能となっている。

クランプ９３は、第１シャフト９２が挿入される孔及び第２シャフト９４が挿入される孔がそれぞれ形成されたブロック体であり、第１シャフト９２に沿って前後方向にスライド可能となっている。また横シャフト９４は、クランプ９３に挿入される端部と反対側の端部がスライダ９６に取り付けられている。

第２シャフト９４には、水平方向にスライド可能なカメラマウント部（図示しない）が取り付けられており、当該カメラマウント部に上面側画像取得部５１が搭載されている。このため、第２シャフト９４を前後方向にスライドさせることにより上面側画像取得部５１の前後方向の位置を調整し、且つカメラマウント部を第２シャフト９４に沿って水平方向にスライドさせることにより上面側画像取得部５１の水平方向の位置を調整することができる。また上面側画像取得部５１は、扉１２の窓部１７に面するように配置された扉側画像取得部５１（図１）と同じタイミングで被試験体Ｓ１の画像を取得するように構成されている。

このように、実施形態２に係る環境試験装置２によれば、複数の画像取得部５１（扉側画像取得部、上面側画像取得部）を設けることにより、多方向（前方及び上方）から被試験体Ｓ１の画像を取得することができる。したがって、試験槽１０内に収容された被試験体Ｓ１の画像を所望の方向から撮影することができる。また複数の画像取得部５１を併用することにより、実施形態１に係る環境試験装置１に比べて変位計測の誤差をより小さくすることができる。

（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３に係る環境試験装置について説明する。実施形態３に係る環境試験装置は、基本的に実施形態１に係る環境試験装置１と同様の構成を備え、且つ同様の効果を奏するものであるが、被試験体Ｓ１の充放電量と測定点Ｐ１の三次元座標の変位とを互いに同期させて表示する点で実施形態１に係る環境試験装置１と異なっている。以下、実施形態１と異なる点についてのみ説明する。

実施形態３に係る環境試験装置は、二次電池（例えばリチウムイオン電池）である被試験体Ｓ１の充放電試験を行うための装置である。そして、実施形態３における表示部６０には、試験中における所定のタイミングでの被試験体Ｓ１の充放電量と、当該所定のタイミングで変位計測機構５０により計測された測定点Ｐ１の三次元座標の変位と、が互いに同期して表示される。これにより、試験中における被試験体Ｓ１の充放電量と測定点Ｐ１の三次元座標の変位とを互いに関連付けることができるため、充放電量の影響による被試験体Ｓ１の形状変化について分析することが可能になる。なお、被試験体Ｓ１の充放電量に加えて、槽内温度及び被験体温度のうち少なくとも一方も、測定点Ｐ１の三次元座標の変位と同期させて表示してもよい。

（その他実施形態）
最後に、本発明のその他実施形態について説明する。

一つの画像取得部５１を取り付ける場合、扉１２の窓部１７に面するように取り付ける場合に限定されず、槽本体１１の上面に設けられた窓部１７に面するように取り付けられてもよいし、試験槽１１の左右いずれかの側面に設けられた窓部１７に面するように取り付けられてもよい。

複数の画像取得部５１を取り付ける場合、槽本体１１の左右両側面にも画像取得部５１が取り付けられ、且つ当該画像取得部５１を窓部１７に沿ってスライド可能となるように取り付ける取付機構が槽本体１１の左右両側面に取り付けられてもよい。

被試験体としては、回転体（例えばファンのプロペラ、自動車のディスクブレーキなど）が用いられてもよい。

試験槽１０に複数の窓部１７が設けられる場合に限定されず、一つの窓部１７のみが設けられてもよい。この場合、扉１２、槽本体１１の上面、槽本体１１の右側面及び槽本体１１の左側面のいずれかに窓部１７が設けられてもよい。

上述のように、空調部２０を試験槽１０とは別体として構成した場合、試験槽１０における最大６面（前面、後面、上面、下面、左側面、右側面）にそれぞれ観測用の窓部１７が設けられ、各窓部１７に面するように画像取得部５１を取り付け可能となっていてもよい。試験槽１０内の温度変化が大きい場合、被試験体Ｓ１の形状変化だけでなく、棚板１３、内槽、窓部１７のガラス又は外装の形状変化も同時に起こると考えられる。これに対して、試験槽１０における最大６面に画像取得部５１を取り付けることにより、補正により被試験体Ｓ１の真の変位量を算出するために必要なデータを取得することができる。

上記実施形態では、試験槽１０の形状が六面体である場合について説明したがこれに限定されず、任意の多面体形状であってもよい。この場合、多面体の全ての面において観測用の窓部１７が設けられると共に当該窓部１７に面する画像取得部５１が取り付けられてもよい。

画像取得部５１が試験槽１０に取り付けられる場合に限定されず、例えば試験槽１０の近傍に設置した支柱などに画像取得部５１を取り付けてもよい。

環境試験装置１，２により行われる試験は、通電試験に限定されない。例えば、被試験体Ｓ１への通電を行わない温度試験や温湿度試験が行われてもよく、さらに引張試験などのように被試験体Ｓ１に応力を付与する試験が行われてもよい。つまり、環境試験装置１，２は、各種試験において、被試験体Ｓ１の変位を計測するために用いることができる。なお、被試験体Ｓ１に応力を付与する試験が行われる場合、環境試験装置１，２は、試験槽１０に加えて、被試験体Ｓ１に応力を付与するための応力付与装置（図示しない）をさらに備える。

また環境試験装置は、恒温恒湿装置に限定されるものではない。例えば、各種の温度試験装置や恒湿装置など、閉空間内を所定の温度、温湿度、圧力、ガス濃度等の所定の環境に調整可能な装置に適用することができる。

変位計測機構は、一対のカメラ５１Ａ（ステレオカメラ）を用いた三角測量法に基づいて三次元座標の情報を取得するものに限定されない。例えば、変位計測機構は、複数の異なる方向から被試験体Ｓ１の画像を撮影する複数の二次元カメラを有し、各二次元カメラにより取得された画像に基づいて三次元座標の情報を導出するものであってもよい。また変位計測機構５０の画像取得部５１は、試験槽１０の１つの面に対して複数設けられていてもよい。

上記実施形態では、被試験体Ｓ１における測定点Ｐ１の三次元座標の変位と各種データとを同期して表示部６０に表示させる場合について説明したがこれに限定されず、当該変位及び各種データを表示部６０に表示させず、単にこれらのデータを同期させて記憶（保存）するようにしてもよい。

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１，２環境試験装置
１０試験槽
１７窓部
３１槽内温度検知部
３３被験体温度検知部
５０変位計測機構
５１画像取得部
５４画像処理部
６０表示部
７０取付機構
Ｐ１測定点
Ｓ１被試験体

Claims

被試験体を収容する試験槽であって、槽本体と、当該槽本体に設けられた開口部を開閉可能な扉と、を有し、前記試験槽の外側から前記被試験体を観測するための窓部が前記扉に設けられた前記試験槽と、
前記被試験体において予め定められた測定点の三次元座標の変位を計測する変位計測機構と、を備え、
前記変位計測機構は、
前記試験槽内に収容された前記被試験体の画像を前記窓部を通して取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された前記被試験体の画像に基づいて、前記測定点の三次元座標の変位量を取得する画像処理部と、を含み、
前記扉に設けられ、前記画像取得部が前記窓部に沿ってスライド可能となるように、前記画像取得部を前記扉に支持させる取付機構をさらに備えている、環境試験装置。
前記画像取得部は、前記窓部に対する角度を調整可能なように前記取付機構により取り付けられる、請求項１に記載の環境試験装置。
被試験体を収容し多面体形状を有する試験槽であって、前記試験槽の外側から前記被試験体を観測するための窓部が前記多面体形状の異なる面に位置するように複数設けられた前記試験槽と、
前記被試験体において予め定められた測定点の三次元座標の変位を計測する変位計測機構と、を備え、
前記変位計測機構は、
前記試験槽内に収容された前記被試験体の画像を取得する複数の画像取得部と、
取得された前記被試験体の画像に基づいて、前記測定点の三次元座標の変位量を取得する画像処理部と、を含み、
前記複数の画像取得部のそれぞれは、前記複数の窓部のうちの対応する窓部を通して前記被試験体の画像を取得するように設けられている、環境試験装置。
前記試験槽内の温度を検知する槽内温度検知部と、
試験中における所定のタイミングで前記槽内温度検知部により検知された温度と、前記所定のタイミングで前記変位計測機構により計測された前記測定点の三次元座標の変位と、を互いに同期させて表示する表示部と、をさらに備えた、請求項１～３のいずれか１項に記載の環境試験装置。
前記被試験体の温度を検知する被験体温度検知部と、
試験中における所定のタイミングで前記被験体温度検知部により検知された温度と、前記所定のタイミングで前記変位計測機構により計測された前記測定点の三次元座標の変位と、を互いに同期させて表示する表示部と、をさらに備えた、請求項１～４のいずれか１項に記載の環境試験装置。
二次電池である前記被試験体の充放電試験を行うための装置であり、
試験中における所定のタイミングでの前記被試験体の充放電量と、前記所定のタイミングで前記変位計測機構により計測された前記測定点の三次元座標の変位と、を互いに同期させて表示する表示部と、をさらに備えた、請求項１～５のいずれか１項に記載の環境試験装置。