JP2002048705A - 環境試験装置の内圧調整機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 結露水を処理でき内圧調整機能の良い内圧調
整機構を提供する。 【解決手段】 内圧調整機構は、複合試験機の恒温槽部
分１０の試験室１１の断熱壁からなる壁１２に開けられ
た開口１、試験室１１の内外間の空気の導通を遮断可能
なように開口１に設けられた袋２、傾斜板３、壁１２の
開口端面を覆い袋２を取り付けるための端部材４、等で
構成されている。 【効果】 袋が抵抗なく伸縮するので、内圧調整性能が
極めて良い。袋の内外に結露水が生じても、傾斜板によ
ってこれを確実に排出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被試験物に少なく
とも温度環境を付与可能な試験室を備えた環境試験装置
に装備される内圧調整機構に関し、例えば自動車や航空
機の部品等の振動及び環境条件の複合試験を行う振動環
境複合試験装置の内圧調整に好都合に利用される。

【０００２】

【従来の技術】環境試験装置では、温度や湿度から成る
環境試験条件の変化等によって試験室内の圧力が変動す
る。又、振動環境複合試験装置では、振動試験を行うた
めに試料を取り付けるように試験室内に挿入された振動
テーブルの振動及びこれと共に動く試料の振動によって
速いサイクルの内圧変動が生じ、その振動が試験室全体
を振動させることもあり、種々の悪影響を発生させる。
そのため、このような内圧変動を防止するように、通常
図７に示すような内圧調整機構が設けられている。

【０００３】そのうちの（ａ）及び（ｂ）は、先端が閉
鎖したベローズ５を試験室１１の天井１３の貫通孔６に
設けた構造のもの及び同様のベローズ５を壁１２の貫通
孔１に設けた構造のものを示す。

【０００４】しかしながら、（ａ）の構造のものでは、
試験室１１内を例えば温度８５℃、相対湿度８５％の高
温高湿条件にするときには、ベローズ５が外気で冷やさ
れてその内側に結露を生じ、これが被試験物の上に落下
するという問題があり、（ｂ）のものでは、同様の試験
でベローズ５の溝内に結露水が溜まり、これを排出でき
ないため、この中に雑菌が繁殖したり、低温試験時に溜
まった水が氷結し、ベローズの伸縮機能を低下させると
いう問題がある。更に、ベローズ式のものは、ベローズ
５が定形性を持つために圧力変動時の伸縮量に限界があ
り、振動時の圧力変動を円滑に解消できず、又試験室の
ドアー開閉時のような大きな圧力変動に対応できないと
いう問題もある。

【０００５】（ｃ）及び（ｄ）は、貫通孔１に放射状の
切れ目７ａの入れられたシール用膜７を設けた構造のも
のを示す。この構造のものも、同様の高温高湿運転時
に、シール用膜の切れ目７ａを介して水蒸気分が試験室
１１から外部に漏出するため、水の消費量が大幅に増え
ると共に加湿のための電力が余分になる。又、低温試験
時に前記切れ目７ａから外気の湿度分である水蒸気が試
験室内に侵入し、冷凍機の蒸発器で氷結して霜付きを生
じ、蒸発器を閉鎖させるため霜取りをしなければならな
くなり、低温試験の連続性が失われるという問題があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、結露水が被試験物にかかったり
結露水に雑菌が繁殖したり水を消費するような不具合が
発生しないと共に、内圧調整機能が良く、大きな圧力変
動にも対応できる環境試験装置の内圧調整機構を提供す
ることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１の発明は、被試験物に少なくとも
温度環境を付与可能な試験室を備えた環境試験装置に装
備される内圧調整機構において、前記試験室の壁に開け
られた開口と、前記試験室の内外間の気体の導通を遮断
するように前記開口に設けられ変形自在な柔軟な材料か
ら成る袋状のシール部材と、前記壁から前記試験室の反
対側に上向きの勾配で突出し前記シール部材が前記反対
側に膨れたときに該シール部材を支持可能なように設け
られた受け部材と、を有することを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、被試験物に少なくとも
温度環境を付与可能な試験室を備えた環境試験装置に装
備される内圧調整機構において、前記試験室の壁に開け
られた開口と、一端側が該開口と導通し他端側が上方に
開き前記開口の方向に排水可能なように形成された中間
部材と、前記試験室の内外間の気体の導通を遮断するよ
うに前記他端側に取り付けられ変形自在な柔軟な材料か
ら成り前記上方に膨れるように形成された袋状のシール
部材と、を有することを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は、上記に加えて、前記シ
ール部材を前記上方の位置に保持するように前記シール
部材の中に設けられた内部支持部材を有することを特徴
とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用した環境試験
装置の一例である振動環境複合試験装置（以下「複合試
験機」という）の内圧調整機構部分を含む一部分の構造
を示す。

【００１１】内圧調整機構は、複合試験機の恒温槽部分
１０の試験室１１の断熱壁からなる壁１２に開けられた
開口１、試験室１１の内外間の気体である空気の導通を
遮断可能なように開口１に設けられた袋状のシール部材
としての袋２、受け部材としての傾斜板３、等で構成さ
れている。符号４は、内部に断熱材１２ａが入れられて
いる壁１２の開口端面を覆い袋２を取り付けるための端
部材であり、袋２はその先端部分にホースバンド２ａに
よって取り付けられている。

【００１２】袋２は、例えばポリエチレンやシリコン等
の変形自在な柔軟な材料でできている。この材料として
は、耐熱性等を考慮して使用目的に適合するものが選ば
れる。傾斜板３は、壁１２から試験室１１の反対側に上
向きの勾配で突出し、袋２が同じ反対側に膨れたときに
袋２を支持可能なように設けられている。

【００１３】複合試験機は、恒温槽部分１０と振動機部
分２０とを備えている。恒温槽部分１０は、詳細図示を
省略しているが、試験室１１と仕切られていて同じ断熱
壁１２で囲われた空調室を有し、その中に、加熱器、加
湿器、冷凍機から冷媒が供給される蒸発器、試験室との
間で空気を循環させるための送風機等を備えていて、被
試験物である試料Ｗに例えば温度８５℃で湿度８５％の
高温高湿条件から温度−７０℃の低温条件までの環境を
付与可能な装置である。

【００１４】振動機部分２０は、詳細図示を省略してい
るが、電磁コイル等を内蔵していて本体２１内の振動テ
ーブル２２を振動させるように構成されている。符号２
３は、試料Ｗを載せるために振動テーブル２２に取り付
けられた中間台である。

【００１５】以上のような内圧調整機構は次のように作
動する。複合試験機が使用されていないときには、袋２
は通常図２（ａ）のように試験室１１側又は外界３０側
の何れかの側（図では外界側）に少し出ていて、試験時
にもこの程度の状態にされるが、試験中に温度変化が生
ずると、試験室１１内の空気が膨張・収縮する。ここ
で、袋２が変形自在で柔軟な材料で出来ているので、縮
んだ状態から同図（ｂ）の実線で示すように膨れた状態
になったり、図に於いて２点鎖線で示すようにある程度
膨れた状態から実線の状態まで更に膨張したり、又は
（ｃ）のように試験室１１側に膨れることにより、内圧
変動を発生させず、もしくはごく僅かの変動範囲に留め
ることができる。

【００１６】又、試料Ｗが振動すると、試験室１１内の
保有空気容積が殆ど変わらなくても、内部気流に脈動が
生じるが、袋２が何の抵抗もなく膨れたり縮んだりする
ので、内圧変動を発生させるには至らない。以上の如
く、本発明の内圧調整機構はその特性が非常に良い。

【００１７】一方、高温高湿条件で袋２が外側に膨出す
るときには、内部空気が外気で冷やされて袋２の中に結
露水が発生するが、袋２が傾斜板３で受けられているの
で、結露水の重みで外側に垂れ下がることなく、傾斜に
沿って結露水を試験室１１内に排出することができる。
この場合、袋２が側壁１２に取り付けられているので、
試験室１１内に落ちる結露水は壁面に沿って流れ落ち、
試料Ｗに掛かることがない。

【００１８】高温試験から低温試験に移行したときに
は、試験室１１内の空気が収縮し、袋２が図２（ｃ）の
状態になり、内部の負圧化が防止される。又、高温高湿
時に（ｂ）のように結露した水滴ｐが残っていても、
（ｃ）の状態になったときに排出されることになる。更
に、低温試験時には、外気が冷却されて袋２の外側に結
露水滴ｐが生ずるが、これらも傾斜板３に落ちてこれか
ら流し出される。

【００１９】又、試料Ｗの出し入れ時に試験室１１の扉
を開閉すると、負圧側又は正圧側に内圧が大きく変動す
るが、袋２が内外に十分膨れて内圧変動を緩和すると共
に、袋２の内外に結露水が滞留していたときには、これ
が完全に排出される。

【００２０】以上のような内圧調整機構の動作によれ
ば、試験室１１内の空気を外に漏出させることなく内圧
調整することができる。従って、水や電力の無駄が防止
される。更に、外気が試験室１１内に侵入しないので、
蒸発器に余分な着霜がなく、霜取りによる試験の中断が
防止される。

【００２１】図３は本発明を適用した内圧調整機構の他
の構成例を示す。本例の内圧調整機構は、図１のもの対
して、一端側８１が開口１と導通し他端側８２が上方Ｚ
の方向に開き開口１の方向に排水可能なように形成され
た中間部材である管継手８を有すると共に、図１と同様
のシール部材である袋２が前記他端側８２に取り付けら
れ上方Ｚの方向に図示の如く膨れるように形成されてい
る点が相違する。以下では、このような相違点について
構造及び作用効果を説明し、図１と同様の部分について
は説明を省略する。

【００２２】管継手８は、同図（ｂ）にも示す如く、本
例では、開口１を形成する端部材４を開口１から突出さ
せて延設し、その部分に中間リング４１を被せて、この
中に挿入され端部材４と突き合わせ状に取り付けられた
直角エルボ状の円管ピースになっている。但し、管継手
８を断熱壁１２に直接取り付ける等、他の適当な構造に
してもよいことは勿論である。又本例では、一端側８１
を含む管継手８の下部が開口１の端部材４の下部と同一
レベルにして、袋２から管継手８に結露水が落ちると開
口１の方向に排水可能なようにしている。なお、管継手
８を外側に少し上り勾配をつけて水の移動性をよくする
ようにしてもよい。

【００２３】袋２は、本例では管継手８の他端側８２に
ホースバンド２ａによって取り付けられている。この袋
２は取付位置から上方Ｚ方向に延びた形状になってい
て、横の方向ではなく上方に膨れるように形成されてい
る。符号１４は袋２を囲うように断熱壁１２に取り付け
られたケースである。ケース１４にはドレン排出口１４
ａが設けられている。又、ケース１４の底の部分には、
内部に落下した水滴の凍結防止等のために断熱材１４ｂ
が取り付けられている。

【００２４】本例の内圧調整機構は次のように作動して
その作用効果を発揮する。図４は図２に対応する図で、
内圧変動時の袋２の状態を示す。

【００２５】図１の内圧調整機構によれば、図２に示す
如く袋２に発生した結露水は、内圧変動に伴う袋２の試
験室１１側への膨出により、図２（ｃ）に示す如く通常
試験室内に良好に排出されるが、内圧変動が小さかった
り試験室１１の内圧の負圧側への変動が小さいような運
転条件を持つ装置では、図４（ｅ）に示すように、傾斜
板３上で袋２内に結露水Ｐが残り、排出されることなく
滞留する可能性がある。本例の内圧調整機構では、上記
のような運転条件を持つ装置であっても、確実に排水す
ることができる。なお、本例の機構が十分な内圧調整機
能を発揮する点は図１の機構と同じである。

【００２６】本例の内圧調整機構では、試験室１１が通
常の圧力になっていて内圧変動のないときには、袋２が
（ａ）のような中立的状態になっている。この状態か
ら、試験室１１内が高温高湿条件等になって袋２が膨れ
ると共に、温湿度条件によって袋２の内部の空気が外気
で冷やされ、その中に結露が発生しても、図４（ｂ）に
示す如く、袋２が内圧によって上方に膨れているので、
結露した水滴ｐは管継手８内にそのまま落下するか、又
は袋２の内側を伝った後管継手８を伝って落下し、その
底部から開口１の端部材４を介して試験室１１内に流れ
落ちて処理されることなる。従って、袋２内又は管継手
８内に結露水が溜まって雑菌が繁殖したり試験室１１内
の試料にかかるような不具合は発生しない。

【００２７】高温試験から低温試験に移行したとき等に
は、試験室１１内の空気が収縮して袋２が図４（ｃ）の
状態になると共に、外気が冷やされて袋２の外表面に結
露を生ずることがあるが、外気が余程高湿度にならなけ
れば、袋２の外表面に結露した水滴ｐが結露水Ｐとなっ
て溜まる量が多くなることはない。特に、環境試験装置
は通常空調した室に配置されるので、極端な高湿環境に
曝されることはなく、結露水Ｐが溜まるとしても少ない
量である。そして、同図（ｄ）に示す如く、運転条件が
変わって袋２が上方に膨れると、溜まっていた結露水Ｐ
は袋の外面を伝ってケース１４の底に落下し、ドレン排
出口１４ａから排出される。即ち、袋２の外面側に結露
水が生じた場合でも、これが溜まるような不具合は発生
しない。なお、試験室１１内は通常ある程度大気圧より
高い目の圧力にされるので、袋２は頻繁に外界側に膨れ
る状態になる。

【００２８】図５は本発明を適用した内圧調整機構の他
の例を示す。本例の内圧調整機構は、図３の機構に内部
支持部材である門形の袋支持棒９を追加装備した構造の
ものである。袋支持棒９は、本例ではホースバンド２ａ
の部分に固定されることによって袋２の中に配設されて
いて、袋２を上方Ｚの方向の位置に保持している。な
お、袋２と袋支持棒９とを予め一体に製作しておいても
よい。又、袋支持棒９を本例のように門形にすることな
く、袋２の中心部分を支持するように１本の棒状のもの
にしてもよい。

【００２９】図６（ａ）乃至（ｃ）は本例の袋２の内圧
変動時の状態を示す。本例の内圧調整機構によれば、袋
２が袋支持棒９によって上方Ｚの方向に位置保持されて
いるため、試験室１１が通常の圧力になっていて内圧変
動のないときには（ａ）のような中立的状態になり、高
温高湿条件等になって内圧が高くなると（ｂ）のように
膨れ、その反対に低温条件等になって内圧が下がると
（ｃ）のように窄む。即ち、その上端位置がほぼ一定の
高さに保持され、内圧が変動すると袋支持棒９の上の部
分に直角な方向である幅Ｘ方向の寸法が拡縮して内容積
が変化し、内圧調整されることになる。

【００３０】その結果、試験室１１の温湿度条件によっ
て袋２が膨れたり窄んだりしたときにその内外面に結露
を生じても、図６に示す如く、結露の水滴ｐは袋２の内
外面を伝って落下し、管継手８又はケース１４を介して
排出され、袋２の内外面に溜まるような不具合は発生し
ない。

【００３１】なお、本例の内圧調整機構では、袋２が試
験室１１の反対側である上方の外界側に位置保持されて
いるので、上方の側だけで膨れたり窄んだりするため、
同じ大きさの袋では内圧調整のための容積変化が図１及
び図３のものに較べてほぼ半分になる。従って、本例の
機構では必要に応じて袋２を大きくすることになる。な
お、図１及び図３の内圧調整機構と同様の構造部分及び
それによって生ずる作用効果については説明を省略して
いる。

【００３２】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、請求項１の
発明においては、試験室の壁に開けられた開口にシール
部材を設けるので、シール部材に結露水が発生しても、
これが被試験物に落下することはない。又、シール部材
は気体の内外の導通を遮断するように設けらているの
で、内部気体が外部に漏出することがない。その結果、
熱ロスが発生せず、消費電力の無駄がない。加湿器が設
けられているときは、加湿電力の無駄もなくなる。又、
外気侵入による蒸発器の霜付きもなくなり、試験の連続
性を確保することができる。

【００３３】更に、シール部材が変形自在な柔軟な材料
からなる袋状になっているので、何の抵抗もなく縮んだ
り膨れたりするため、内圧調整機能が極めて良い。その
結果、温度変化や被試験物の振動に対して、ほぼ完全に
内圧変動を防止できる。そして更に、所定の構成を持つ
袋の受け部を設けているので、特定の温湿度条件におい
て袋内外に結露水が発生したときに、受け部材の傾斜に
よってこれを試験室内又外部に排出することができる。
従って、結露水が溜まってこれに雑菌が繁殖したり、内
圧調整機能を低下させるような不具合も生じない。

【００３４】そして更に、袋を適当な大きさにすれば、
扉開閉時のような大きな内圧変動も相当程度吸収するこ
とができる。

【００３５】以上の如く、本発明の内圧調整機構は、袋
状のシール部材を傾斜した受け部材で受けるというだけ
の極めて簡単で安価な構成の下に、従来の機構の不具合
点を全て解消していて、結露水を確実に処理できると共
に内圧調整機能の優れた機構になっている。

【００３６】請求項２の発明においては、一端側が開口
と導通し他端側が上方に開き開口の方向に排水可能なよ
うに形成された中間部材を設けて、請求項１の発明と同
様のシール部材を中間部材の他端側に取り付けて上方に
膨れるように形成しているので、試験室内が高温高湿環
境等の場合に、袋状のシール部材が外界側になる他端側
の上方に膨れると共に、外気で冷やされて内側に結露水
が生じると、シール部材が上方に膨れているため、結露
水は直接又はシール部材を伝って下方に落下し、中間部
材を介して開口の方向に排出されることになる。

【００３７】一方、試験室内が低温条件等になってシー
ル部材の外表面に結露を生ずる場合には、その結露水が
少ないと共にシール部材が頻繁に外側に膨れるので、結
露水はシール部材が膨れたときにその外面に沿って落と
される。その結果、シール部材の内外面に結露水が溜ま
る不具合を一層確実に防止することができる。

【００３８】このような請求項２の本発明の内圧調整機
構は、中間部材を設けてその他端側に袋状のシール部材
を取り付けただけの簡単な構造で安価なものである。そ
して、請求項１の発明と同様な構成部分を備え、それに
よって請求項１の発明と同様の作用効果を保有する。

【００３９】請求項３の発明においては、上記に加え
て、シール部材を上方の位置に保持するようにシール部
材の中に内部支持部材を設けているので、シール部材の
内外面に生じた結露水をその表面を伝わせて確実に下方
に落下させることができる。その結果、結露水を一層確
実に処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した環境試験装置の一例である振
動環境複合試験装置の内圧調整機構を含む一部分の構造
例を示す説明図である。

【図２】（ａ）乃至（ｃ）は上記内圧調整機構の作用の
説明図である。

【図３】本発明を適用した内圧調整機構の他の例を示す
断面図で、（ａ）は全体構造を示し（ｂ）は管継手及び
袋の取付部分の構造を示す。

【図４】（ａ）乃至（ｅ）は上記内圧調整機構の作用の
説明図である。

【図５】本発明を適用した内圧調整機構の更に他の例の
断面図で、（ａ）及び（ｂ）は正面及び側面の全体構造
を示し（ｃ）は管継手、袋及び袋支持棒の取付部分の構
造を示す。

【図６】（ａ）乃至（ｃ）は上記内圧調整機構の作用の
説明図である。

【図７】（ａ）乃至（ｃ）は従来の内圧調整機構の説明
図で、（ｄ）は（ｃ）のもののシール用膜の平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 開口 ２ 袋（シール部材） ３ 傾斜板（受け部材） ８ 管継手（中間部材） ９ 袋支持棒（内部支持部材） １０ 恒温槽部分（環境試験装置） １１ 試験室 １２ 壁 ２０ 振動機部分（環境試験装置） ８１ 一端側 ８２ 他端側 Ｗ 試料（被試験物） Ｚ 上方

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足立 博 大阪府大阪市北区天神橋３丁目５番６号タ バイエスペック株式会社内 (72)発明者 山田 孝裕 大阪府大阪市北区天神橋３丁目５番６号タ バイエスペック株式会社内 Ｆターム(参考） 2G050 BA10 BA11 BA20 CA01 DA02 EA01 EA02 EA04 EC01 5H316 AA15 BB02 CC06 DD06 DD12 EE33 GG01 GG11 GG12 GG15 JJ11

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被試験物に少なくとも温度環境を付与可
   能な試験室を備えた環境試験装置に装備される内圧調整
   機構において、 前記試験室の壁に開けられた開口と、前記試験室の内外
   間の気体の導通を遮断するように前記開口に設けられ変
   形自在な柔軟な材料から成る袋状のシール部材と、前記
   壁から前記試験室の反対側に上向きの勾配で突出し前記
   シール部材が前記反対側に膨れたときに該シール部材を
   支持可能なように設けられた受け部材と、を有すること
   を特徴とする内圧調整機構。
2. 【請求項２】 被試験物に少なくとも温度環境を付与可
   能な試験室を備えた環境試験装置に装備される内圧調整
   機構において、 前記試験室の壁に開けられた開口と、一端側が該開口と
   導通し他端側が上方に開き前記開口の方向に排水可能な
   ように形成された中間部材と、前記試験室の内外間の気
   体の導通を遮断するように前記他端側に取り付けられ変
   形自在な柔軟な材料から成り前記上方に膨れるように形
   成された袋状のシール部材と、を有することを特徴とす
   る内圧調整機構。
3. 【請求項３】 前記シール部材を前記上方の位置に保持
   するように前記シール部材の中に設けられた内部支持部
   材を有することを特徴とする請求項２に記載の内圧調節
   機構。