JPH04223249A - 一槽式液槽冷熱衝撃試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気・電子部品等を高温
液及び低温液に交互に浸漬してその特性を試験する液槽
式冷熱衝撃試験装置に関し、特に高温液槽と低温液槽に
対し試験槽を設けた一槽式液槽冷熱衝撃試験装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電気・電子部品等各種の材料，部品が高
・低温の大きな温度変動下において、熱衝撃を受ける場
合の耐性、物理的・電気的特性の試験をする冷熱衝撃試
験として、従来、気体式の冷熱衝撃試験装置と液体式の
冷熱衝撃試験装置が知られている。

【０００３】そして気体式の冷熱衝撃試験装置としては
、例えば特開昭６０−７８３３１号公報に記載されてい
るように試験室に対して高温の空気と低温の空気を交互
に送り込み、試験室内の被試験品に対して熱的ストレス
を与えるものがある。

【０００４】一方、液体式である液槽冷熱衝撃試験装置
としては、例えば特開平１−２３２２３３号公報、特開
平２−１０１３１号公報及び特開平２−１６２２３３号
公報に記載されるように、高温液を満たした高温液槽と
低温液槽を満たした低温液槽とを有して被試験品を高温
液槽と低温液槽とに交互に所定時間浸漬し、被試験品に
対して熱的ストレスを与えるものがある。

【０００５】ところで液体式の冷熱衝撃試験装置は、液
の比熱が気体のそれに比して大きいことから、多くの熱
容量を短時間で送ることができ、気体式の試験装置に比
してより効果的に冷熱衝撃試験を行うことができるが、
その反面、前記したように被試験品を２つの液槽に交互
に浸漬しなければならず、そのため、かなり複雑な機構
の被試験品移送手段が必要であった。

【０００６】例えば前記した特開平１−２３２２３３号
公報に記載された移送手段は、両液槽の上方に、両液槽
間にわたってベルトコンベアを設け、該ベルトコンベア
の所要位置にベルトコンベアを貫通して上下動可能にシ
ャフトを設け、該シャフト下端に被試験品を入れる網か
ごを取り付けた構造となっていて、ベルトコンベアで被
試験品を両液槽間にわたって移送し、シャフトで液槽内
に浸漬する機構が採用されいる。

【０００７】また前記特開平２−１０１３１号公報に記
載される移送手段は前記ベルトコンベアの代わりにレー
ルを横設し、このレールに直交し、かつレールに沿って
往復移動可能な移動棒を設け、さらにこの移動棒を上下
動可能に構成すると共に、移動棒に対しさらにその下方
に支持体を介して別の移動棒を上下動可能に設け、この
移動棒の下端に被試験品を入れたかごを固着して構成し
たものである。

【０００８】さらに前記特開平２−１６２２３３号公報
においては、前記ベルトコンベアやレールに相当する水
平直線往復移動機構をスライドシリンダーとし、前記シ
ャフトや移動棒に相当する垂直直線往復機構を、主シリ
ンダーと該主シリンダーに設けられた低温部シリンダー
及び高温部シリンダーとし、被試験品を入れた試験枠を
これらスライドシリンダーや低温部シリンダー、高温部
シリンダーに適宜ロックしてその移送を行う移送手段が
採用されている。

【０００９】また、液体式の場合かかる移送手段に加え
、各液槽間の液温を均一に保つ必要があることから、各
液槽内に攪拌装置を設けることが行われている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の液槽
式冷熱試験装置は、かなり複雑な移送手段が必要であり
、さらには攪拌装置が必要であるが、このことは装置全
体を複雑なものとするだけでなく、殊に移送手段につい
ては、被試験品に対して機械的ストレスを加えることと
なり、肝心の熱ストレスに対する試験が充分できなくな
ることがあった。

【００１１】本発明はかかる実状に鑑み、液槽式冷熱試
験装置において上記の如き被試験品移送手段及び攪拌装
置を廃止し、被試験品に加わる機械的ストレスを除去す
ることを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】即ち、上記目的に適合す
る本発明は、被試験品（Ａ）を載置する一つの試験槽（
３）に対して低温液を保持する低温液槽（１）と高温液
を保持する高温液槽（２）を設置し、各液槽（１），（
２）に夫々開閉弁（１５），（２０）を備えた試験槽（
３）への液供給配管（１３），（１８）を設けると共に
、試験槽（３）底部と各液槽（１），（２）間にわたり
開閉弁（１６），（２１）とポンプ（１７），（２２）
を順次設けた液排出配管（１４），（１９）で接続して
一槽式液槽冷熱衝撃試験装置を構成することをその特徴
とする。

【００１３】また、請求項２においては、被試験品（Ａ
）を載置する一つの試験槽（３）に対して低温液を保持
する低温液槽（１）と高温液を保持する高温液槽（２）
を設置し、各液槽（１），（２）に夫々ポンプ（１７）
，（２２）と開閉弁（１５），（２０）を順次備えた試
験槽（３）への液供給配管（１３），（１８）を設ける
と共に、試験槽（３）底部と各液槽（１），（２）とを
開閉弁（１６），（２１）を設けた液排出配管（１４）
，（１９）で接続し、さらに試験槽（３）上部と低温液
槽（１）及び高温液槽（２）の夫々とを開閉弁（２５）
，（２６）を設けた溢水配管（２３），（２４）で接続
する一方、該溢水配管（２３），（２４）の前記開閉弁
（２５），（２６）と各液槽（１），（２）との間と前
記液供給配管（１３），（１８）のポンプ（１７），（
２２）と開閉弁（１５），（２０）との間を夫々開閉弁
（２９）（３０）を有する連絡配管（２７），（２８）
で接続して一槽式液槽冷熱衝撃試験装置を構成すること
を特徴とする。

【００１４】さらに、以上の各一槽式液槽冷熱衝撃試験
装置において、低温液を冷却する冷却管を２元冷凍装置
（４）の低温側冷凍サイクルの蒸発器（１１）より形成
することが請求項３における特徴である。

【００１５】

【作用】以上の如く構成された本発明一槽式液槽冷熱衝
撃試験装置は、請求項１記載のものでは各液供給配管の
開閉弁及び各液排出配管の開閉弁の各開閉動作を適宜制
御することにより、低温液槽の低温液及び高温液槽内の
高温液を試験槽内に所要量宛交互に供給し、排出する動
作がくり返される。

【００１６】そしてこれにより、試験槽内の被試験品は
、従来のような移送機構による機械的ストレスを受ける
ことなく、静止した状態で低温液及び高温液に交互に浸
漬され、熱的衝撃試験を受けることができる。

【００１７】一方、請求項２に記載したものでは、各開
閉弁を適宜開閉制御することで、液槽から液供給配管及
び連絡配管を通り、溢水配管の一部を経て液槽に戻る循
環路を各液槽ごとに形成することができ、かかる循環に
より低温液及び高温液を、各液槽ごとに夫々均一温度の
ものとすることができる。

【００１８】そして試験槽にはこの均一温度の液が液供
給配管を介して供給されるが、さらにこの場合、試験槽
に所要量の液を供給し、貯溜した後は、液供給配管及び
液排出配管の開閉弁を共に開放することににより、液を
試験槽と液槽との間で循環させることができ、冷熱衝撃
試験はかかる循環路を介して行われる。

【００１９】また請求項３においては、以上の一槽式液
槽冷熱衝撃試験装置における低温液槽内の低温液は２元
冷凍装置の低温側冷凍サイクルによって冷却される。

【００２０】

【実施例】以下、さらに添付図面を参照して本発明の実
施例を説明する。

【００２１】図１は本発明に係る一槽式液槽冷熱衝撃試
験装置の１例を示す説明である。（１），（２）は夫々
低温液槽、高温液槽を示し、共に例えばフッ素係不活性
液体等、公知の冷熱衝撃試験用液体が貯溜されている。

【００２２】各液槽（１），（２）内の液体は夫々所要
温度に冷却され、あるいは加熱されるが、低温液槽（１
）における冷却に関しては低温液槽（１）内の液を略−
６５℃まで冷却する２元冷凍装置（４）が利用される。

【００２３】２元冷凍装置（４）は高温圧縮機（５）、
凝縮器（６）、高温膨張弁（７）及びカスケードコンデ
ンサ（８）を高沸点冷媒が循環する高温側冷凍サイクル
と、低温圧縮機（９）、前記カスケードコンデンサ（８
）、低温膨張弁（１０）及び蒸発器（１１）を低沸点冷
媒が循環する低温側冷凍サイクルとを有し、両サイクル
はカスケードコンデンサ（８）で熱的に結合されていて
、低温側冷凍サイクルの前記蒸発器（１１）が低温液槽
（１）の内部に設置され、低温液槽（１）内の液を−６
５℃に冷却するものである。

【００２４】一方、高温液槽（２）内の液体は公知の加
熱ヒータ（１２）が用いられ、略１５０℃に加熱される
。

【００２５】しかして上記の如く冷却あるいは加熱され
た液体は低温液槽（１）及び高温液槽（２）に夫々貯溜
されるが、これらの液槽（１），（２）に対して試験槽
（３）はこれら両液槽（１），（２）とは別個に図では
その下方に設置されている。

【００２６】そして試験槽（３）と低温液槽（１）とは
、低温液槽（１）の底部と試験槽（３）の上部とを接続
する低温液供給配管（１３）、及び試験槽（３）の底部
と底温液槽（１）の底部とを接続する低温液排出配管（
１４）により連結されていて、低温液供給配管（１３）
には低温液供給弁（１５）が、また低温液排出配管（１
４）には低温液排液弁（１６）と低温液送ポンプ（１７
）が夫々介設されている。

【００２７】一方、試験槽（３）と高温液槽（２）とは
、高温液槽（２）の底部と試験槽（３）の上部とを接続
する高温液供給配管（１８）、及び試験槽（３）の底部
と高温液槽（２）の底部とを接続する高温液排出配管（
１９）により連結されていて、高温液供給配管（１８）
に対しては高温液供給弁（２０）が、高温液排出配管（
１９）に対しては高温液排液弁（２１）及び高温液送ポ
ンプ（２２）が夫々介設されている。

【００２８】本発明一槽式液槽冷熱衝撃試験装置は上記
の如く構成されるが、次に熱衝撃試験時における装置内
各部の作動状況を図２にもとづいて説明する。今、前記
図１における前記低温液供給弁（１５）、低温液排液弁
（１６）、高温液供給弁（２０）及び高温液排液弁（２
１）は全て閉鎖され、試験槽（３）内には電気・電子部
品等の被試験品（Ａ）が載置されているものとする。

【００２９】まず、低温液供給弁（１５）を開くと、低
温液槽（１）内の低温液が低温液供給配管（１３）を介
して試験槽（３）内に供給される。そしてこれにより低
温液は試験槽（３）内に貯溜され、その液中に被試験品
（Ａ）が浸漬される。なお、このように被試験品（Ａ）
を低温液中に浸漬することを低温さらし、また後記する
ように高温液中に浸漬することを高温さらしと以下呼ぶ
。所定量の低温液が試験槽（３）に貯溜され、被試験品
（Ａ）を完全に液中に浸漬した状態、即ち、完全な低温
さらしになると、前記低温液供給弁（１５）が閉じられ
るが、このとき他方では、低温液排液弁（１６）が開放
され、低温液送ポンプ（１７）が駆動される。

【００３０】この結果、試験槽（３）内の低温液は低温
液槽（１）に戻り、前記低温さらしが終了する。低温さ
らしが終了し、低温液排液弁（１６）が閉鎖され、低温
液送ポンプ（１７）が停止されると、次は、高温液供給
弁（２０）が開放され、高温液槽（２）内の高温液が試
験槽（３）に供給されて、前記同様に、今度は高温さら
しが始まる。

【００３１】そして被試験品（Ａ）が完全に高温液中に
浸漬されると、高温液供給弁（２０）が閉鎖され、同時
に高温液排液弁（２１）の開放及び高温液送ポンプ（１
７）の駆動がなされて、高温液が高温液槽（２）に排出
され、高温さらしが終了する。

【００３２】そして以上、一連の冷熱試験サイクルが所
要回数繰り返されて、被試験品（Ａ）の熱ストレスに対
する特性が検査される。

【００３３】なお、以上の実施例では試験槽（３）に対
して低温液槽（１）及び高温液槽（２）を上方に配置し
たものを示したが、これらの配置は上記配置に限定され
るものではなく、試験槽（３）に対して低温液槽（１）
及び高温液槽（２）を下方に配置してもよい。

【００３４】図２はかかる本発明一槽式液槽冷熱衝撃試
験装置の実施例を示す。

【００３５】即ち、試験槽（３）は上方に位置し、低温
液槽（１）及び高温液槽（２）は下方に位置し、これら
は各液槽（１），（２）の下部と試験槽（３）の両側中
央部との間に設けられた液供給配管（１３），（１８）
と、試験槽（３）底部と各液槽（１），（２）上部との
間に設けられた液排出配管（１４），（１９）により夫
々接続され、各液供給配管（１３），（１８）及び各液
排出配管（１４），（１９）には、夫々液供給弁（１５
），（２０）及び液排出弁（１６），（２１）が介設さ
れている。なお、前記液送ポンプ（１７），（２２）は
液供給配管（１３），（１８）に設けられている。

【００３６】また、さらにこの場合の特徴として試験槽
（３）両側上部と各液槽（１），（２）上部とを接続し
て低温液溢水配管（２３）及び高温液溢水配管（２４）
が設けられ、さらに各溢水配管（２３），（２４）と各
液供給配管（１３），（１８）との間には図示のように
両配管を連通する連絡配管（２７），（２８）が設けら
れている。

【００３７】そして、これらの各溢水配管（２３），（
２４）及び各連絡配管（２７），（２８）にも夫々、前
記した弁と同様な開閉弁である低温液溢水弁（２５）、
高温液溢水弁（２６）、低温液連絡弁（２９）及び高温
液連絡弁（３０）が介設されている。

【００３８】上記装置において冷熱衝撃試験を行う場合
の手順は図４に示している。以下、同図にもとづいてそ
の手順を説明する。

【００３９】まず、この装置の場合、準備運転を行う。 これは、低温液送ポンプ（１７）及び高温液送ポンプ（
２２）を起動し、低温液連絡弁（２９）、低温液排液弁
（１６）、高温液排液弁（２１）及び高温液連絡弁（３
０）を開放することにより行われる。

【００４０】これにより、前記冷凍装置（４）で冷却さ
れた低温液槽（１）内の低温液は、低温液供給配管（１
３）から低温液連絡配管（２７）及び低温液溢水配管（
２３）の一部を経て、低温液槽（１）に戻る循環をくり
返し、一方、加熱ヒータ（１２）により加熱された高温
液槽（２）内の高温液は、高温液供給配管（１８）から
高温液連絡配管（２８）及び高温液溢水配管（２４）の
一部を経て、高温液槽（２）に戻る循環をくり返す。 そしてこのような循環により、各液槽（１），（２）内
の低温液あるいは高温液は夫々攪拌され、各所定の均一
温度になる。

【００４１】次に低温液を試験槽（３）に供給すべく前
記低温液連絡弁（２９）、低温液排液弁（１６）及び高
温液排液弁（２１）を閉じて、低温液供給弁（１５）を
開く。これにより低温液槽（１）の低温液が低温液供給
配管（１３）を介して試験槽（３）に供給される。なお
前記高温液連絡弁（２６）は引き続き開放されていて、
高温液側での準備運転は続行されている。

【００４２】低温液が試験槽（３）に所定量貯溜され被
試験品（Ａ）を液中に浸漬せしめると前記低温さらしと
なるが、ここで新たに低温液溢水弁（２５）及び低温液
排液弁（１６）が開放される。なおこのとき低温液排液
弁（１６）は全開にするのではなく適当な開度で開放し
ておくことが望ましい。

【００４３】こうすることで低温液槽（１）において低
温液は、流入量に見合った量が排出されることになり、
低温液供給配管（１３）から試験槽（３）に供給された
低温液が、低温液排出配管（１４）を流れて低温液槽（
１）に戻る循環をくり返すこととなる。このとき試験槽
（３）内の所定量以上の低温液は低温液溢水配管（２３
）を通って低温液槽（１）に排出される。

【００４４】かくして低温液が試験槽（３）に対して循
環しつつ、低温さらしが行われることとなる。

【００４５】ところでこの低温液は、前記準備運転にお
いて既に均一温度となったものであり、この循環によっ
てさらにそれが助長され、かつ続行されたものである。 従って被試験品に対しては、完全に均一な低温液による
低温さらしが行われることとなる。

【００４６】こうして低温液の循環のもとで低温さらし
が所定時間なされ、それが終わると前記低温液送ポンプ
（１７）の停止と共に、低温液供給弁（１５）が閉じら
れ、低温液排液弁（１６）が全開にされて試験槽（３）
内の低温液が低温液槽（１）に全て排出される。

【００４７】そして次に前記準備運転がなされて均一温
度になった高温液がその準備運転を終え、高温液供給配
管（１８）を介して高温液槽（２）から試験槽（３）に
供給される。なおこの際の各弁（２０），（２１），（
２６），（３０）の各作動及び高温液送ポンプ（２２）
の作動は前記低温液供給の際のそれと実質的に同様であ
り、ここではこれ以上の説明を省略する。

【００４８】また、高温液供給が終了すると高温液側に
おいて高温液の循環による高温さらしが行われ、それが
終了すると高温液排出がなされる。これも前記低温液側
での作動と実質的に同様である。なお、被試験品（Ａ）
に対する冷熱衝撃試験としては、前記準備運転に始まり
、低温さらし及び高温さらしを行い、液排出に終わる上
記一連の冷熱試験サイクルがくり返されることになるが
、その場合、前記準備運転は、例えば低温液排出が完了
すると直ちに低温液送ポンプ（１７）の起動と低温液連
絡弁（２９）の開放を行う等して、高温さらしがなされ
ている間に低温液側での準備運転を完了するようにして
いる。

【００４９】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され、請求項
１記載のものでは、被試験品を載置する一つの試験槽に
対して低温液槽と高温液槽を設け、各液槽と試験槽とを
液供給配管及び液排出配管で夫々接続すると共に、各配
管に開閉弁を設けたものであるから各開閉弁を適宜開閉
制御することにより、各送液ポンプを介して低温液槽内
の低温液と高温液槽内の高温液を交互に試験槽に供給し
、排出することができ、被試験品を静止したまま、低温
液と高温液に交互に浸漬することが可能となる。

【００５０】従って被試験品に対して従来のような移送
手段による機械的ストレスは一切加わらず、熱ストレス
に対する衝撃試験が理想的な形で可能となる。

【００５１】また請求項２記載のものでは、さらに試験
槽の上部両側に各液槽に接続した２本の溢水配管を設け
ると共に、各液供給配管と各溢水配管とを夫々連絡配管
で接続し、さらにこれらの配管にも開閉弁を設けている
ので、被試験品を低温液又は高温液にさらす前に各液槽
の液を供給配管、連絡配管、溢水配管を介して循環させ
ることができ、各液槽内の温度を予め夫々所定の均一温
度にすることができる。

【００５２】しかもこの場合は、試験槽内に低温液又は
高温液を供給して、被試験品を低温液又は高温液に浸漬
し、冷熱衝撃試験を行うときも、液槽から試験槽に各液
を循環させつつ試験を行うことが可能となるため、試験
時においても液温は均一な状態を保つ。

【００５３】従ってこの場合も被試験品に機械的ストレ
スが加わらないことは勿論、液の循環により全く均一な
温度の液で試験できるため、従来のような攪拌棒を設け
る必要はなくなる。また以上の如き一槽式液槽冷熱衝撃
試験装置において、請求項３記載の如く２元冷凍装置の
低温側サイクルの蒸発器を低温液冷却の冷却管とするこ
とにより、低温液の冷却保持を極めて迅速かつ容易に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一槽式液槽冷熱衝撃試験装置の一実施例
を示す回路図である。

【図２】図１に示した装置の作動説明図である。

【図３】本発明一槽式液槽冷熱衝撃試験装置の他の実施
例を示す回路図である。

【図４】図３に示した装置の作動説明図である。

【符号の説明】

（Ａ）　　　　被試験品 （１）　　　　低温液槽 （２）　　　　高温液槽 （３）　　　　試験槽 （４）　　　　２元冷凍装置 （１３）　　低温液供給配管 （１４）　　低温液排出配管 （１５）　　低温液供給弁（開閉弁） （１６）　　低温液排液弁（開閉弁） （１７）　　低温液送ポンプ （１８）　　高温液供給配管 （１９）　　高温液排出配管 （２０）　　高温液供給弁（開閉弁） （２１）　　高温液排液弁（開閉弁） （２２）　　高温液送ポンプ （２３）　　低温液溢水配管 （２４）　　高温液溢水配管 （２５）　　低温液溢水弁（開閉弁） （２６）　　高温液溢水弁（開閉弁） （２７）　　低温液連絡配管 （２８）　　高温液連絡配管 （２９）　　低温液連絡弁（開閉弁） （３０）　　高温液連絡弁（開閉弁）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被試験品（Ａ）を載置する一つの試験
   槽（３）に対して低温液を保持する低温液槽（１）と高
   温液を保持する高温液槽（２）を設置し、各液槽（１）
   ，（２）に夫々開閉弁（１５），（２０）を備えた試験
   槽（３）への液供給配管（１３），（１８）を設けると
   共に、試験槽（３）底部と各液槽（１），（２）間にわ
   たり開閉弁（１６），（２１）とポンプ（１７），（２
   ２）を順次設けた液排出配管（１４），（１９）で接続
   してなることを特徴とする一槽式液槽冷熱衝撃試験装置
   。
2. 【請求項２】　　被試験品（Ａ）を載置する一つの試験
   槽（３）に対して低温液を保持する低温液槽（１）と高
   温液を保持する高温液槽（２）を設置し、各液槽（１）
   ，（２）に夫々ポンプ（１７），（２２）と開閉弁（１
   ５），（２０）を順次備えた試験槽（３）への液供給配
   管（１３），（１８）を設けると共に、試験槽（３）底
   部と各液槽（１），（２）とを開閉弁（１６），（２１
   ）を設けた液排出配管（１４），（１９）で接続し、さ
   らに試験槽（３）上部と低温液槽（１）及び高温液槽（
   ２）の夫々とを開閉弁（２５），（２６）を設けた溢水
   配管（２３），（２４）で接続する一方、該溢水配管（
   ２３），（２４）の前記開閉弁（２５），（２６）と各
   液槽（１），（２）との間と前記液供給配管（１３），
   （１８）のポンプ（１７），（２２）と開閉弁（１５）
   ，（２０）との間を夫々開閉弁（２９）（３０）を有す
   る連絡配管（２７），（２８）で接続したことを特徴と
   する一槽式液槽冷熱衝撃試験装置。
3. 【請求項３】　　低温液を冷却する冷却管を２元冷凍装
   置（４）の低温側冷凍サイクルの蒸発器（１１）により
   形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の一槽式
   液槽冷熱衝撃試験装置。