JP2002098612A - 防水試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、装置内部の圧力上昇及び実際に使
用される環境条件を考慮することにより、より精度のよ
いかつ確実な試験結果を得ることができる防水試験方法
の提供を目的とする。 【解決手段】 防水試験方法は、被試験体である装置１
の内部にヘリウムガスを注入して、装置１の内部を加圧
し、この加圧状態の経時変化を測定する加圧試験工程
と、装置１の内部から気体を吸引して、装置１の内部を
減圧し、この減圧状態の経時変化を測定する減圧試験工
程とを有し、加圧状態及び減圧状態の経時変化にもとづ
いて、稼働中の状態と同じ環境下における装置１の防水
機能の良，不良を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防水試験方法に関
し、特に、実際の使用状態を考慮した防水試験方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各メーカは、電気や機械などの技
術分野における機械，器具，装置その他の物（適宜、装
置と略称する。）の防水機能を保証するために、日本工
業規格や国際規格に定められた防水の種類，保護等級に
応じて、装置の防水試験を行なってきた。

【０００３】この防水試験として、製造工程を終了した
装置を実際に水没させ、続いて、この装置を分解して、
内部に水が浸入していないことを確認する試験などがあ
る。

【０００４】ところで、このように、完成した製品であ
る装置を水没させると、水が装置内部に浸入した場合
に、製品を損傷させる危険があるといった欠点があっ
た。また、水が浸入しなかったとしても、新たにパッキ
ンなどを使用して再組立てする際に、防水性を維持する
ように組立てられたことを完全には保証できないといっ
た欠点があった。

【０００５】このため、メーカによっては、装置を実際
に水没させる試験に代えて、装置の内部を減圧し、この
減圧状態の経時変化を測定することにより、防水性や漏
水性を保証している。

【０００６】なお、メーカにとっては、他社との差別化
を図る上で、高品質を保証することは、極めて重要であ
り、防水機能についても、より精度の高い防水試験を行
ない、より確実に防水機能を保証する必要があることは
勿論である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、装置内部を
減圧し、その減圧状態の経時変化を測定することによっ
て、防水機能を保証する方法は、上記規格を満足すると
いう点においては、相応の効果を有するものの、装置の
実際の使用状態は考慮されていないため、実際に稼働し
ている状態での防水機能を確実に保証することはできな
かった。

【０００８】つまり、実際に稼働中の装置は、通常、内
部発熱により装置内部の圧力値が上昇する。このため、
装置のシール部が、内部の圧力上昇に対しても正常に機
能し、損傷等しないことを確認する必要がある。

【０００９】また、装置の設置地域や設置状態によって
は、気温、日照、風速などの環境が想定していた環境よ
り厳しい場合があり、実際に使用される環境条件を考慮
した防水試験方法を確立する必要がある。

【００１０】そこで、本発明は、上記問題を解決すべ
く、装置内部の圧力上昇及び実際に使用される環境条件
を考慮することにより、より精度のよいかつ確実な試験
結果を得ることができる防水試験方法の提供を目的とす
る。

【００１１】なお、特開平７−３１８４５２号及び特開
平１１−１４３６０号において、電気機械器具などを、
水に浸漬させないで迅速簡易に防水試験する技術が提案
されているが、これら技術は、装置内部の圧力を、装置
外部の圧力より低圧にした状態での防水試験方法であ
り、通常の防水試験方法として利用することはできるも
のの、上記課題を解決することはできない。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における請求項１記載の防水試験方法は、被
試験体の内部に気体を注入して加圧し、この加圧状態の
経時変化を測定する加圧試験工程と、前記被試験体の内
部から気体を吸引して減圧し、この減圧状態の経時変化
を測定する減圧試験工程とを有し、前記加圧状態及び減
圧状態の経時変化にもとづいて、稼働中の状態と同じ環
境下における前記被試験体の防水機能の良，不良を判断
する方法としてある。

【００１３】このようにすると、被試験体のシール部が
内部圧力の上昇に対しても正常に機能し、損傷等しない
ことを確認することができるので、シール部が内部圧力
の上昇によって損傷を受けたために、防水機能を発揮で
きなくなるといった不具合を未然に防止することができ
る。

【００１４】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の防水試験方法において、前記加圧の圧力値を、前記被
試験体の内部の温度上昇値より算出する方法としてあ
る。

【００１５】このようにすると、装置内部の圧力値を理
論的に算出することができるので、必要以上に厳しい加
圧を行なわなくても済むといったメリットがある。

【００１６】請求項３記載の発明は、上記請求項１又は
２記載の防水試験方法において、前記加圧試験工程と減
圧試験工程を、それぞれ二回以上行なう方法としてあ
る。

【００１７】このようにすると、シール部が加圧試験工
程及び減圧試験工程において、損傷等していないことを
再度確認できるので、より確実な試験結果を得ることが
できる。

【００１８】請求項４記載の発明は、上記請求項１〜３
のいずれかに記載の防水試験方法において、前記被試験
体が設置される設置環境に応じて、前記加圧及び減圧の
圧力値を補正する方法としてある。

【００１９】このようにすると、被試験体が、設置環境
下で、実際の使用に耐えうるかどうかについて試験する
ことができる。

【００２０】請求項５記載の発明は、上記請求項４記載
の防水試験方法において、前記設置環境として、気温及
び風速を考慮する方法としてある。

【００２１】このように、被試験体の設置環境のうち、
防水機能に影響を及ぼしやすい気温と風速の影響を考慮
することにより、効率良く、実際の使用に耐えうるかど
うかについて試験することができる。

【００２２】請求項６記載の発明は、上記請求項１〜５
のいずれかに記載の防水試験方法において、前記被試験
体の内部に注入する気体を、大気に対して検出可能な気
体とする方法としてある。

【００２３】このようにすると、被試験体の内部を加圧
した際に、内部の気体が装置から漏れても、漏れ出る気
体を検出できるので、漏れる箇所を見つけることができ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明における防水試験方
法の実施形態について、図面を参照して説明する。先
ず、本発明の防水試験方法を実施するための防水試験装
置の構成について図面を参照して説明する。

【００２５】「防水試験装置の構成」図１は、本発明に
係る防水試験方法を行なうための防水試験装置の概略構
成図を示している。同図において、防水試験装置は、被
試験体としての装置１と、装置１に配管２ａ，電磁弁３
及び配管２ｂを介して接続された大気開放弁４ａと、配
管２ａに接続された圧力計５と、配管２ｂに弁４ｂを介
して接続された真空ポンプ６と、配管２ｂに弁４ｃを介
して接続されたヘリウムガスボンベ７とで構成してあ
る。

【００２６】ここで、装置１は、日本工業規格や国際規
格に定められた防水の種類，保護等級に応じて防水試験
を行なう装置であり、通常、装置１の接合部は、ガスケ
ットや液体シールなどによってシールされている。

【００２７】圧力計５は、約±５０ｋＰａの測定範囲を
有するデジタル差圧計としてあり、装置１内部の圧力と
大気圧との差圧を測定することができる。なお、デジタ
ル差圧計の代りに、Ｕ字管マノメータなどの他の差圧計
を使用してもよいことは勿論である。

【００２８】電磁弁３は、装置１内部の気体を排気し、
減圧された状態を維持できるように、真空用弁としてあ
る。また、各接続部品は、真空用接続部品を用いるとよ
いことは勿論である。また、電磁弁３は、手動方式とせ
ず電磁方式を用いることにより、装置１内部の圧力調整
を容易に行なうことができる。なお、流量の調整は、後
述する弁４ｂ，４ｃで行なっている。

【００２９】真空ポンプ６は、排気性能が大気圧より約
５０ｋＰａ減圧できる真空ポンプを使用しており、弁４
ｂを閉じることにより、配管２ｂから遮断される。ま
た、弁４ｂの開度を調整することにより、排気流量を調
整することができる。

【００３０】ヘリウムガスボンベ７は、装置１内部に圧
縮されたヘリウムガスを注入し、加圧するために用いら
れる。また、弁４ｃの開度を調整することにより、注入
流量を調整することができる。ここで、加圧用気体とし
て、大気に対して検出可能なヘリウムガスを用いること
によって、装置１からヘリウムガスが漏れる場合に、ヘ
リウムガスリークテスターを用いて、装置１のどこから
漏れているかを検出するヘリウムガスリーク試験を行う
ことができる。なお、単に、装置１内部を加圧するので
あれば、圧縮空気を用いることができる。

【００３１】大気開放弁４ａは、一方が配管２ｂと接続
され、他方は、大気開放としてあり、減圧および加圧し
た装置１内部の圧力を、大気圧に戻すことができる。な
お、大気開放弁４ａは、手動方式に限定するものではな
く、電磁方式とすることができ、また、弁４ｂ，４ｃに
ついても、流量制御機能付き電磁弁とすることができ
る。このようにすること、試験装置を電気制御し、計測
作業を自動化することができる。

【００３２】次に、上記構成の試験装置を用いた防水試
験方法について、図面を参照して説明する。「防水試験
方法」図２は、本発明に係る防水試験方法を説明するた
めの概略フローチャート図を示している。

【００３３】同図において、先ず、被試験体である装置
１に、配管２ａを接続する（ステップＳ１）。なお、装
置１は、一般的な装置に限定されるものではなく、電気
や機械などの技術分野における機械、器具、装置その他
の物をいうものとする。

【００３４】次に、大気開放弁４ａ及び弁４ｂを閉じ、
電磁弁３を開放し、さらに、弁４ｃを徐々に開放し、圧
力計５を確認しながら、装置１にヘリウムガスを注入す
る（ステップＳ２）。そして、装置１内部を所定の圧力
まで加圧する。

【００３５】ここで、装置１内部を加圧する圧力値は、
装置１内部の温度上昇値より算出するとよい。つまり、
一定容積の気体は、圧力が気体のケルビン温度と比例す
ることから、装置１内部を加圧する圧力値を、装置１内
部の温度上昇値から算出することができる。このように
すると、加圧試験における装置１内部を加圧する圧力値
を、理論的に算出することができるので、必要以上に厳
しい加圧を行なわなくても済むといったメリットがあ
る。

【００３６】たとえば、設定条件として、気温が約３０
０Ｋ（＝約２７℃）で、装置１の内部圧力が大気圧（＝
約１０１ｋＰａ）と同じときに、装置１が稼働し、その
放熱特性より内部温度が約３３０Ｋ（＝約５７℃）まで
上昇すると仮定した場合は、内部圧力は、約１０ｋＰａ
（＝１０１ｋＰａ×（３３０Ｋ／３００Ｋ））上昇す
る。したがって、上記設定条件の場合は、装置１の内部
圧力を、約１０ｋＰａ加圧して、加圧試験を行なう。

【００３７】ここで、好ましくは、装置１の設置環境に
応じて、加圧試験における加圧の圧力値を補正するとよ
く、このようにすると、装置１が実際に設置される環境
の条件で防水試験を行なうことができるので、より精度
のよいかつ確実な試験結果を得ることができる。

【００３８】続いて、電磁弁３を閉じ、弁４ｃを閉じ
る。そして、装置１内部の加圧状態の経時変化を測定す
る（ステップＳ３）。ここで、図示してないが、圧力計
５の外部出力をプリントアウトすることにより、測定記
録を証拠として残すことができる。

【００３９】そして、装置１を、たとえば、５分間放置
して、圧力降下の度合いが、想定される設置環境下にお
いて規定値以内であれば、加圧試験に合格しているもの
と判断する（ステップＳ４）。ここで、加圧試験の合格
の判定基準は、装置１を加圧状態のまま放置する時間と
圧力計５の分解能によって、様々な判定基準を設定する
ことが可能であるが、本実施形態においては、５分間放
置後、圧力降下の度合いが規定値（たとえば、約１ｋＰ
ａ）以内のときは、想定される装置１の設置環境下にお
いても、規定の防水性能を満足すると判断する。また、
加圧試験に合格すると、装置１のシール部が内部圧力に
対しても正常に機能し、損傷等しないことを保証でき
る。

【００４０】ところで、装置１のシール部は、たとえ
ば、装置１外部からの水圧に対して、高性能を発揮でき
るとしても、装置１内部の圧力上昇によって損傷を受け
たり、シール性が損なわれるようであれば、実際に使用
される装置１の内部圧力が、内部発熱により上昇する
と、防水機能を保証できなくなる。

【００４１】このため、防水試験の一つとして、上記加
圧試験を行なうことにより、装置１の実際の使用状況を
考慮した防水試験を行なうことができ、より精度のよい
かつ確実な試験結果を得ることができる。

【００４２】また、上記加圧試験において、規定の加圧
状態を保持できないときは、装置１内部から気体が漏れ
ているので、原因を調査し対策を施す必要がある。ここ
で、特に、装置１に気密特性が要求される場合は、注入
する気体を大気に対して検出可能な、たとえば、ヘリウ
ムガスとすることにより、ヘリウムガスリークテスター
で、漏れている箇所を容易に検出することができる（ス
テップ１０）。

【００４３】そして、漏れ箇所を特定したら、装置１を
分解し、点検，対策を行ない、再組立てを行ない（ステ
ップＳ１１）、ステップＳ１にもどって、防水試験をは
じめからやり直す。

【００４４】次に、加圧試験に合格した装置１は、電磁
弁３を開放し、さらに、大気開放弁４ａを開放すること
により、内部圧力が開放される（ステップＳ５）。

【００４５】続いて、大気開放弁４ａを閉じ、弁４ｂ及
び電磁弁３を開放して、真空ポンプ６を稼働させ、装置
１内部から排気する（ステップＳ６）。

【００４６】ここで、装置１内部の排気は、装置１を水
没させて防水試験を行なう際の、水圧に相当する圧力と
なるまで減圧する。つまり、装置１の最上部を５０ｍｍ
の深さに水没させるときは、装置１の最下部は、装置１
の厚さ分だけ深く水没するので、少なくとも最下部が受
ける水圧に相当する圧力を大気圧から減圧する。

【００４７】ここで、好ましくは、装置１の設置環境に
応じて、減圧試験における減圧の圧力値を補正するとよ
く、このようにすると、装置１が実際に設置される環境
の条件で防水試験を行なうことができるので、より精度
のよいかつ確実な試験結果を得ることができる。

【００４８】たとえば、装置１が風の強い地域に設置さ
れることきは、風圧によって装置１の外部の圧力が高く
なる、すなわち、装置１の内部の圧力は、外部の圧力に
対してより低くなるので、減圧試験における減圧の圧力
値をより低圧にするとよい。

【００４９】ここで、風の影響による減圧する圧力は、
（１）式によって算出することができる。 Ｐ＝（ρ×Ｖ^２）／（２×９．８） （１）式 ここで、ρ＝空気密度（＝１．２２５ｋｇ／ｍ^３） Ｖ＝風速（＝２０ｍ／ｓ）と仮定する。

【００５０】（１）式を計算すると、 Ｐ＝（１．２２５×２０×２０）／（２×９．８） ＝２５ｋｇｆ／ｍ^２（＝２５ｍｍＡｑ＝２４５Ｐａ） となり、風の影響を考慮するには、さらに２４５Ｐａ
（２５ｍｍＡｑ）だけ減圧する必要がある。なお、上記
計算においては、雨滴が装置１に及ぼす圧力の影響は無
視可能なレベルであると仮定し、風圧のみ考慮してい
る。このように、たとえば、装置１の設置環境のうち、
防水機能に影響を及ぼしやすい風速の影響を考慮するこ
とにより、効率良く、実際の使用に耐えうるかどうかに
ついて試験することができる。

【００５１】続いて、圧力計５を確認しながら所定の圧
力まで減圧し、電磁弁３を閉じて真空ポンプ６を停止す
る。そして、装置１内部の減圧状態の経時変化を測定す
る（ステップＳ７）。ここで、図示してないが、圧力計
５の外部出力をプリントアウトすることにより、測定記
録を証拠として残すことができる。

【００５２】そして、装置１を、たとえば、１５分間放
置して、圧力上昇が認められるか否かにもとづいて、減
圧試験に合格しているかを判断する（ステップＳ８）。
ここで、減圧試験の合格の判定基準は、装置１を減圧状
態のまま放置する時間と圧力計５の分解能によって、様
々な判定基準を設定することが可能であるが、本実施形
態においては、１５分間放置して、圧力上昇が認められ
ないときは、漏れがないものとし合格と判断する。ま
た、減圧試験に合格すると、装置１のシール部が外部圧
力に対しても正常に機能し、損傷等しないことを保証で
きる。

【００５３】また、上記減圧試験において、減圧状態を
保持できないときは、外部から装置１の内部に気体が漏
れているので、装置１を分解，点検し、原因を調査し対
策を施す必要がある。そして、装置１の再組立てを行な
い（ステップＳ１１）、ステップＳ１から、再度、防水
試験を行なう。

【００５４】また、装置１が減圧試験に合格したとき
は、装置１を配管２ａから取り外し（ステップＳ９）、
装置１の防水試験が終了する。

【００５５】上述したように、本発明における防水試験
方法によれば、装置１の設置環境に近い状態で、防水機
能を確認することができるので、稼働中の状態と同じ環
境下における装置１の防水機能の良，不良を判断するこ
とができる。

【００５６】なお、加圧試験及び減圧試験は、上記のよ
うに、加圧試験を先に行なう場合に限定するものではな
く、減圧試験を先に行ない、続いて、加圧試験を行なっ
てもよい。

【００５７】また、加圧試験及び減圧試験は、それぞれ
各一回行なう場合に限定されるものではなく、加圧試
験，減圧試験，加圧試験及び減圧試験といったように、
それぞれ二回以上行なってもよく、このようにすると、
シール部が加圧試験及び減圧試験において、損傷等しな
いことを再度確認できるので、より確実な試験結果を得
ることができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかわる
防水試験方法によれば、被試験体のシール部が内部圧力
の上昇に対しても正常に機能し、損傷等しないことを確
認することができるので、シール部が内部圧力によって
損傷を受けたために、防水機能を発揮できなくなるとい
った不具合を未然に防止することができる。また、本発
明の防水試験方法によれば、実際に使用される環境条件
を考慮することによって、より精度のよいかつ確実な防
水試験結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る防水試験方法を行なうた
めの防水試験装置の概略構成図を示している。

【図２】図２は、本発明に係る防水試験方法を説明する
ための概略フローチャート図を示している。

【符号の説明】

１ 装置 ２ａ，２ｂ 配管 ３ 電磁弁 ４ａ 大気開放弁 ４ｂ，４ｃ 弁 ５ 圧力計 ６ 真空ポンプ ７ ヘリウムガスボンベ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被試験体の内部に気体を注入して加圧
   し、この加圧状態の経時変化を測定する加圧試験工程
   と、 前記被試験体の内部から気体を吸引して減圧し、この減
   圧状態の経時変化を測定する減圧試験工程とを有し、 前記加圧状態及び減圧状態の経時変化にもとづいて、稼
   働中の状態と同じ環境下における前記被試験体の防水機
   能の良，不良を判断することを特徴とする防水試験方
   法。
2. 【請求項２】 上記請求項１記載の防水試験方法におい
   て、 前記加圧の圧力値を、前記被試験体の内部の温度上昇値
   より算出することを特徴とする防水試験方法。
3. 【請求項３】 上記請求項１又は２記載の防水試験方法
   において、 前記加圧試験工程と減圧試験工程を、それぞれ二回以上
   行なうことを特徴とする防水試験方法。
4. 【請求項４】 上記請求項１〜３のいずれかに記載の防
   水試験方法において、 前記被試験体が設置される設置環境に応じて、前記加圧
   及び減圧の圧力値を補正することを特徴とする防水試験
   方法。
5. 【請求項５】 上記請求項４記載の防水試験方法におい
   て、 前記設置環境として、気温及び風速を考慮することを特
   徴とする防水試験方法。
6. 【請求項６】 上記請求項１〜５のいずれかに記載の防
   水試験方法において、 前記被試験体の内部に注入する気体を、大気に対して検
   出可能な気体とすることを特徴とする防水試験方法。