JPH0743313B2 - 熱老化試験機 - Google Patents

熱老化試験機

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JPH0743313B2
JPH0743313B2 JP12144892A JP12144892A JPH0743313B2 JP H0743313 B2 JPH0743313 B2 JP H0743313B2 JP 12144892 A JP12144892 A JP 12144892A JP 12144892 A JP12144892 A JP 12144892A JP H0743313 B2 JPH0743313 B2 JP H0743313B2
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Suga Test Instruments Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】加硫ゴム、プラスチックなどの空
気中の酸素及び空気中の熱による老劣化を促進するため
の試験装置において、試験中に試験槽内の加熱空気を外
気と入れ換える回数(置換回数)を制御するための技術
に関わる。
【0002】
【従来の技術】熱老化試験の劣化因子は酸素による酸化
及び熱であるから、試験中に試験槽内の加熱空気を外気
と入れ換える回数「置換回数」(1時間当たりに試験槽
に送入される外気量を試験槽の容積で除した数値)の違
いによって試験結果に大きな相違が生じるものである。
【0003】また、この置換回数は各種規格によって大
きく異なるもので、例えば、日本工業規格 JISK 6
301 では3〜10回、米国材料試験規格ASTM D
573 では100〜200回、国際標準化機構規格 I
SO/DIS 4577 では60回と規定されている。
【0004】ところで、この置換は所定の置換回数に相
当する外気を試験槽内に連続的に送入する方法で行うの
が一般的であり、次のような技術によって行われてい
る。 (a)試験槽内に外気を送入するための送風機と接続す
るパイプなどにダンパーを設けて外気の送入経路の径を
可変し、試験槽への送入量を調節する方法。 (b)この送風機の回転数を可変制御して送入外気量を
調節する方法。 (c)特開平1−141337号公報に開示のような流
量調節弁を用いて、送入量を調節する方法。 (d)上記(a)と(b)又は(b)と(c)とを組み
合わせて行う方法。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の置換
回数を調節する技術には、次のような問題点があった。
【0006】上記(a)は、送風機の送入外気量をダン
パーを用いて調節するもので、送風機は最大の置換回数
を行うときに相当するものが必要であった。又、この調
節は手動又は機械的に行うものであるが、連続的に可変
させることは難しく、微調整がしにくいものである。こ
のため、特に小さい置換回数域の試験においては設定に
対して誤差が大きくなるものであった。従って、数多く
の置換回数の設定(小さい置換回数から大きい置換回数
まで)に対応しにくいため、正確な置換回数の試験を行
うためには、どうしても小さい置換回数域(例えば1〜
10回)用の装置と大きい置換回数域(例えば100〜
200回)用の装置とを別々に用意する必要があった。
【0007】上記(b)でも、最大の置換回数を行うと
きに相当する送風機が必要なため、送風機の回転数を可
変制御して送入外気量を調節しようとしても、小さい置
換回数域では設定の置換回数に対してどうしても相対的
に大きな誤差が生じる傾向にあり、(a)と同じくやは
り小さい置換回数域用の装置と大きい置換回数域用の装
置とを別々に用意する必要があった。
【0008】又、上記(c)は、基本的に(a)と同じ
目的で流量調節弁を用いるため、やはり(a)と同じ
く、小さい置換回数から大きい置換回数の設定に対応し
にくいものである。
【0009】上記(d)は、(a)と(b)又は(b)
と(c)とを組み合わせて、小さい置換回数から大きい
置換回数までより正確に設定できるようにしたもので、
試験槽内への外気送入量をダンパー又は流量調節弁で調
節し、さらに送風機の回転数を可変制御して、2段階的
に外気送入量を調節しようとするものであり、上記
(a)、(b)、(c)に比べて調節精度の高いもので
ある。しかしこの方法においても、ダンパー又は流量調
節弁の調節は連続的に行えるものではなく、さらに送風
機も最大置換回数に相当するものを用いるため、どうし
ても小さい置換回数域で設定置換回数に対して相対的に
大きな誤差を生じるものであった。
【0010】このため、例えば上記した規格全ての置換
回数(置換回数1回〜200回)を1台の装置で正確に
試験できる装置はなかった。又、こうした規格などに規
定されている置換回数の他に、材料の品質向上のための
研究開発として種々の置換回数での試験が要求されてき
ている。これに対応するために連続的に置換回数の設定
ができることが必要であるが、従来の装置では上述した
ように対応できなかった。
【0011】従って、試験温度、試験時間と共に重要な
試験条件の1つである置換回数で、特に、小さい置換回
数域での誤差がなく、又小さい置換回数から大きい置換
回数まで連続的に設定でき、どの置換回数においても正
確な試験を行える置換回数の設定制御機能を有した熱老
化試験機が求められていた。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、試験槽と外槽とでなす空間に接続し、外気を取り
入れる空気導入口及び取り入れた外気を排出する空気放
出口とを有した空気流量調整函と、前記空気導入口に設
けた強制的に外気を取り入れるための第1の送風機及び
空気放出口に設けた強制的に外気を排出するための第2
の送風機と、前記第1及び第2の送風機の回転数を個別
に制御する送風機回転速度調整器と、前記第2の送風機
の回転方向を切り換える送風機回転方向切換器と、予め
測定記憶している外気の導入量と排出量との関係を基に
し、置換回数を指示設定することによって前記送風機回
転速度調整器と送風機回転方向切換器とを制御し、第1
及び第2の送風機の回転数と第2の送風機の回転方向を
決定する置換回数設定器とから構成した熱老化試験機を
その手段とした。
【0013】
【作用】上記手段を採用したことにより、第1の送風機
の外気導入量と第2の送風機の外気排出量との差によっ
て小さい置換回数域での置換回数が容易に調節でき、
又、第2の送風機の回転方向を換えることによって空気
放出口からも外気を導入できるため、第1の送風機の導
入外気量に第2の送風機の導入外気量が加算され大きな
置換回数に対応できることになる。さらに、所望の置換
回数を設定することにより、第1及び第2の送風機の回
転数と第2の送風機の回転方向とを自動的に最適の条件
に設定できる。
【0014】
【実施例】以下、本願発明を図面を用いて説明する。図
1は本願発明の1実施例である熱老化試験機1の構成図
である。
【0015】図において、試験槽2は直方体形状で断熱
材が充填され密閉構造の外槽3に覆われた二重構造とな
っている。試験槽2の側面及び底面は外槽3の内壁との
間に一定間隔の空間があり、かつ試験槽2の天板は外槽
3の天板内壁を共用している。試験槽2の底面と外槽3
の底面内壁との空間には試験槽2内の空気を加熱する複
数本のヒーター4が配してあり、このヒーター4は試験
槽2内に設けた測温体5に連絡する温度調節器6と接続
されていて、試験槽2内は所定の温度に調節されるよう
になっている。
【0016】又、試験槽2の1組の対向する側面にはそ
れぞれ複数個の通気孔7があり、この一方の側面全体を
覆い、外槽3内壁との間にフード8が配してある。この
フード8の中央には開口があり、試験槽2内の加熱空気
を吸引撹拌して試験槽2内の温度分布を均一にするため
に、撹拌扇モーター9で回転する撹拌扇10が設けてあ
る。このため、加熱空気は試験槽2内を循環しながら、
前記試験槽2の側面と外槽3の側面内壁との空間で、外
槽3の天板に設けた排気口11から排出される。
【0017】この試験槽2の下方に配した空気流量調整
函12は直方体形状で、1組の対向する側面にそれぞれ
同一形状の円筒形の短ダクト13a、13bが取り付け
てあり、これらを空気導入口14と空気放出口15とし
ている。この短ダクト13a、13b内には、それぞれ
同一方向を向けた同一形状の送風扇16a、16bが同
一定格の送風機モーター17a、17bに連結して、送
風機18a、18bを構成している。又、この空気流量
調整函12の上部には前記試験槽2の底面と外槽4底面
の内壁との間の空間に連絡し、試験槽2内に外気を送入
するための連絡パイプ19が接続してある。
【0018】送風機モーター17a、17bは回転数を
可変するために、この電源周波数を可変するインバータ
ーなどよりなる送風機回転速度調整器20a、20bに
それぞれ連絡されている。又、空気放出口15の送風機
モーター17bには、この回転方向を切り換えるための
回転方向切換器21が連絡されている。さらに、送風機
回転速度調整器20a、20b及び回転方向切換器21
は置換回数設定器22(後述)に連絡してある。
【0019】試験槽2に送入される外気量は、送風機1
8a、18bそれぞれの回転数に応じた外気の送入量と
排出量との差として求められる。この1時間当たりの送
入外気量を試験槽2の容積で除して求めた数値を、試験
槽2内の加熱空気を外気と入れ換える置換回数とし、予
めこの置換回数に応じた外気の送入量と排出量とを測定
しておき、それぞれの関係をマイクロコンピューターな
どに記憶させ、所定の置換回数を指定したとき試験槽2
に所定量の外気が送入されるように送風機18a、18
bの回転を制御するために、送風機回転速度調整器20
a、20b及び回転方向切換器21の動作信号を発する
ように構成したものが置換回数設定器22である。
【0020】又、試験は試験槽2の内部に配した回転枠
23に試料24を取り付けて行うもので、試料24の受
ける温度をより均一にするために、回転枠23は回転枠
モーター25によって一定速度で回転するようになって
いる。
【0021】尚、上記の温度調節器6、送風機回転速度
調整器20a、20b、回転方向切換器21及び置換回
数設定器22は図示しない制御盤に取り付けられてい
る。
【0022】上記のように構成した本実施例の熱老化試
験機1では、置換回数に応じた外気を試験槽2に送入す
ることによって、試験槽2内で循環撹拌される加熱空気
は、送入外気量に応じた量だけ排気口11から排出さ
れ、試験槽2内の加熱空気を入れ換えることになる。
【0023】又、この実施例の装置で、外気温度及び試
験温度に左右されずより正確な置換を行うためには、本
願発明者が先に出願した特開平1−141337号公報
に開示の技術を用いることが望ましい。
【0024】即ち、本実施例の装置において、試験槽2
に送入する外気を一定の温度に予熱するための前槽26
を空気流量調整函12と試験槽2とを結ぶ連絡パイプ1
9の途中の設け、さらに置換回数設定器22に、前記前
槽26での外気の予熱温度を基準とし、予めシャルルの
法則に基づいて換算して求めた各種試験温度及び各種置
換回数に応じた排出空気量を記憶させておき、この値に
よって所定の置換回数に応じた外気を送入するように、
送風機18a、18bの回転を制御するために、送風機
回転速度調整器20a、20b及び回転方向切換器21
の動作信号を発するように構成すればよい。
【0025】次に、試験槽2の加熱空気を外気と入れ換
えるために構成された空気流量調整函12の作用を説明
する。
【0026】空気導入口14より取り入れる外気量をV
A 、空気放出口15より放出する外気量をVB 、試験槽
2に送入する外気量をΔVとすると、次の(A)及び
(B)の動作を行うことになる。 (A)送風機18a、18bそれぞれを同一方向に回転
させると、 VA − VB=ΔVX (VA ≧ VB) の関係となり、空気導入口14より取り入れた外気の一
部を空気放出口15より排出し、空気導入口より取り入
れる全外気量VA より少ない外気量ΔVX を試験槽2に
送入することになる。 (B)上記(A)で空気放出口15に設けた送風機18
bを回転方向切換器21で逆転させると、 VA + VB=ΔVY の関係となり、空気放出口15からも外気を取り入れる
ことになり、空気導入口14より取り入れる全外気量V
A より多い外気量ΔVY を試験槽に送入することになる
(図1で点線の矢印参照)。
【0027】ここで、送風機18a、18bの風量は送
風機回転速度調整器20a、20bによって小から大ま
で連続的に可変可能であるため、上記(A)で放出空気
量VB を導入空気量VA より僅かに小さくすればごく小
量の外気を試験槽2に送入することができ、小さい置換
回数で試験を容易に行うことができる。一方、上記
(B)で放出口15からも外気を取り入れれば、大量の
外気を試験槽2に送入することができ、大きい置換回数
の試験に容易に対応できることになる。
【0028】尚、本実施例では、置換回数1〜10回の
時は上記(A)の動作、同様に11〜200回の時は上
記(B)の動作を行うようにしてある。
【0029】
【発明の効果】本願発明によれば、置換回数設定器に所
望の置換回数を設定するだけの簡単な操作で、小さい置
換回数から大きな置換回数まで対応できかつ連続的にこ
の設定ができ、正確な試験ができる熱老化試験機にな
り、1台の装置で各種規格に容易に対応できると共に種
々の置換回数で行う研究開発にも対応できる装置を提供
できることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明の熱老化試験機の要部構成図。
【符号の説明】
1 熱老化試験機 2 試験槽 3 外槽 4 ヒーター 5 測温体 6 温度調節器 10 撹拌扇 11 排気口 12 空気流量調整函 14 空気導入口 15 空気放出口 18a 送風機 18b 送風機 20a 送風機回転速度調整器 20b 送風機回転速度調整器 21 回転方向切換器 22 置換回数設定器 24 試料

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気が流通する試験槽の外側を密閉構造
    の外槽で覆い二重構造とし、試験槽と外槽とでなす空間
    の空気を加熱し、この加熱空気を強制的に循環撹拌して
    試験槽内を均一にかつ所定の温度に制御し、さらに加熱
    空気を外気と置換しながら試験槽内の試料を試験する熱
    老化試験機において、前記試験槽と外槽とでなす空間に
    接続し、外気を取り入れる空気導入口及び取り入れた外
    気を排出する空気放出口とを有した空気流量調整函と、
    前記空気導入口に設けた強制的に外気を取り入れるため
    の第1の送風機及び空気放出口に設けた強制的に外気を
    排出するための第2の送風機と、前記第1及び第2の送
    風機の回転数を個別に制御する送風機回転速度調整器
    と、前記第2の送風機の回転方向を切り換える送風機回
    転方向切換器と、予め測定記憶している外気の導入量と
    排出量との関係を基にし、置換回数を指示設定すること
    によって前記送風機回転速度調整器と送風機回転方向切
    換器とを制御し、第1及び第2の送風機の回転数と第2
    の送風機の回転方向を決定する置換回数設定器とから構
    成したことを特徴とする熱老化試験機。
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JP5316852B2 (ja) * 2008-09-30 2013-10-16 早人 柴田 熱老化試験機
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