JPH1123410A - 耐水圧試験装置および方法 - Google Patents

耐水圧試験装置および方法

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JPH1123410A
JPH1123410A JP9215395A JP21539597A JPH1123410A JP H1123410 A JPH1123410 A JP H1123410A JP 9215395 A JP9215395 A JP 9215395A JP 21539597 A JP21539597 A JP 21539597A JP H1123410 A JPH1123410 A JP H1123410A
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Hideo Seta
英男 瀬田
Tomihiro Tamura
富廣 田村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 精密機器、電子機器等を水に浸すことなく小
形の測定装置を用いて簡単に耐水圧性を測定する手段を
提供する。 【解決手段】 検査装置78はコントローラ80によっ
て電磁弁64を制御して空気圧68を加圧・減圧駆動用
エアシリンダ24のポートB36に与え、ポートA34
を減圧してシリンダ室27内の圧力を高めピストン28
を矢印X1方向に移動させて連結した加圧・減圧エアシ
リンダ10のピストン14を矢印X1方向に移動させ、
シリンダ室12内の空気を加圧して接続配管40を介し
て圧力室42内の試験しようとする機器82を加圧し、
圧力センサ70の出力を読み取って、移動量センサ74
の出力とともに検査装置78で演算してピストン14の
移動すなわち容積の変化に対する圧力室42内の圧力の
変化状態から機器82の耐水圧性を試験する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は水中で用いる精密機
器や電子機器などの防水性能を試験する耐水圧試験装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年レジャーの多様化とともに水中で用
いる時計、カメラ、電子機器またはカメラやビデオカメ
ラなどを水中で用いるための容器などが各種製作され、
それらの機器の防水性能をあらかじめ試験することが重
要となってきた。
【0003】これらの機器の耐水圧試験装置および方法
の従来例を図7に示す。水槽2に水3を満たし、この中
に防水筐体4を持った供試機器1を沈める。この水3の
深さhを必要な耐水深度またはそれより大なる値、たと
えば50cmないし数mとする。そうして試験後に水中
から取り出して防水筺体4の外部の水滴を拭き取り、分
解して内部に水分が侵入していないかどうかをチェック
していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の試験装置や試験方法では、深い水中で用いる機器は同
様に深い大きな水槽が必要であり、また水中に浸すため
に一種の破壊試験となり、いちいち分解してみなければ
良品であるか否かがわからず、また試験後の清拭の手間
も必要であり、大量生産品の全数検査は困難なものであ
った。
【0005】本発明は上記従来の試験装置および試験方
法の不都合を改善し、試験が簡単で装置も小形でよい耐
水圧試験装置および耐水圧試験方法を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の耐水圧試験装置は、請求項1において、蓋に
よって気密に保たれ、検査すべき機器を収容する圧力室
と、圧力室に連結された気密空間の容積を圧縮すること
によって所定の空気圧力変化を生じさせる圧力付与手段
と、気密空間の空気圧を検出する空気圧検出手段と、圧
力室、圧力付与手段およびその間を連結する気密空間の
容積を検出する容積検出手段と、空気圧検出手段と容積
検出手段より気密空間の容積と空気圧との関係を演算し
てそれが一定の関係を保っているか否かを検出する演算
手段とを備えた構成となっている。
【0007】この構成によって圧力付与手段を用いて気
密空間の容積を圧縮することによりその容積と空気圧と
が正常な関係を保って変化しているか否か、または空気
圧の微小な変化を容積の微少な変化または圧力付与手段
のピストンの動き量の微少な変化で微分した値の急変が
ないか否かによって検査すべき機器の耐水圧性が保たれ
ているか否かを検査することができる。
【0008】また請求項2において、請求項1の構成に
加えて圧力室内において検査すべき機器以外の空間を占
有する治具ブロックをさらに備えた構成となっており、
治具ブロックを入れることによって圧力室内の空間が少
なくなり検査すべき機器の耐水圧性が破壊されたときの
変化を捕らえ易くすることができる。
【0009】そして請求項3によれば、請求項1または
2の構成において、気密空間の容積とその気圧とは正常
な場合は反比例関係にあるものとして、この関係が成立
しないことによって検査すべき機器の耐水圧性が破壊さ
れたことを検出するものである。
【0010】これによってたとえば圧力付与手段のピス
トンの動きの量から気密空間の容積を算出し、これと検
出された空気圧とが反比例関係があるかどうかによって
確実に耐水圧性の検査を行うことができる。
【0011】本発明の請求項4の方法は、密閉容器内に
検査すべき機器を収容してこの密閉容器に連結された圧
力付与手段の容積を圧縮して密閉容器と圧力付与手段と
これらを気密的に連結した気密空間に空気圧力変化を生
じさせ、気密空間の圧力とこの気密空間の容積との関係
を検出演算して、その間に所定の関係が成立しているか
否かによって検査すべき機器の耐水圧性が確保されてい
るか否かを検出するものである。
【0012】この方法によって圧力付与手段を用いて気
密空間の容積を圧縮することによりその容積と空気圧と
が正常な関係を保って変化しているか否か、または空気
圧の微小な変化を容積の微少な変化または圧力付与手段
のピストンの動き量の微少な変化で微分した値の急変が
ないか否かによって検査すべき機器の耐水圧性が保たれ
ているか否かを検査することができる。
【0013】請求項5の方法は、請求項3の方法におい
て、検査すべき機器以外の空間を占有する治具ブロック
を密閉容器内に入れてこの密閉容器内の空気容積を小さ
くするものであり、治具ブロックを入れることによって
圧力室内の空間が少なくなり検査すべき機器の耐水圧性
が破壊されたときの変化を捕らえ易くすることができ
る。
【0014】請求項6の方法は、請求項4または5の方
法において、気密空間の容積とその気圧とは正常な場合
は反比例関係にあることから、この関係が成立しないこ
とによって検査すべき機器の耐水性が破壊されたことを
検出するものであり、これによってたとえば圧力付与手
段のピストンの動きの量から気密空間の容積を算出し、
これと検出された空気圧とが反比例関係があるかどうか
によって確実に耐水圧性の検査を行うことができる。
【0015】上記のような装置または方法を用いること
により、従来の大形の水槽を用いる必要がなく小形の装
置でよく、また水中に浸すことによる破壊的試験を免
れ、また試験後の清拭や機器を分解して確認する必要が
なく簡単に耐水圧試験を行うことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)以下本発明の第1の実施形態につい
て、この耐水圧試験装置の試験前の状態を示すブロック
図の図1、同じくその試験中の状態を示すブロック図の
図2、同じくこの耐水圧試験装置の試験中の圧力の変化
を示す図3を用いて説明する。本発明は試験すべき機器
を水に浸すことなく代わりに空気圧を印加することによ
って等価的に耐水圧性を求めることを特徴とする。
【0017】装置筐体2はベース4の上にフレーム6を
組み立てて、その上に上面台8を載置し、この装置筐体
2中に加圧・減圧エアシリンダ10と、この加圧・減圧
エアシリンダ10を駆動する加圧・減圧駆動用エアシリ
ンダ24を格納する。上面台8上には圧力室42と、こ
の圧力室42内に対して検査用機器82を載置したテー
ブル62を送り込み、かつ圧力室42に対して移動圧力
室蓋58を圧接させるためのロッドレスシリンダ48と
を載置している。
【0018】さらに各部の相関関係を詳細に説明する
と、図示しないコンプレッサなどの空気圧68は電磁弁
64を介して加圧・減圧駆動用エアシリンダ24のポー
トA34,ポートB36に加えられている。この加圧・
減圧駆動用エアシリンダ24にはシリンダ室26,27
間をパッキング32によって気密にしたピストン28が
X1−X2方向に摺動しながら移動可能に配置されてい
る。ピストン28に直結されたピストンロッド30は連
結フランジ38で加圧・減圧エアシリンダ10のピスト
ン14のピストンロッド16と連結されている。加圧・
減圧エアシリンダ10のピストン14はシリンダパッキ
ング18でシリンダ室12を気密に保ってX1−X2方
向に摺動しながら移動可能に配置されている。加圧・減
圧エアシリンダ10のポートB22は大気中に開放さ
れ、ポートA20は接続配管40によって圧力室42に
通じている。
【0019】一方、図示しないコンプレッサなどの空気
圧68は電磁弁66を介してロッドレスシリンダ48の
ポートA52、ポートB54に加えられている。このロ
ッドレスシリンダ48のテーブル50上に立てられたア
ーム56の左方には移動圧力室蓋58が取り付けられ、
その左側表面周辺に埋め込まれたパッキング(Oリン
グ)60が圧力室42の入口側フランジ44のリング状
の溝46中に嵌合することによって圧力室42を気密化
する。移動圧力室蓋58からは検査するべき機器82を
載置する機器載置テーブル62が突き出され、ロッドレ
スシリンダ48によって移動圧力室蓋58が閉じられた
ときに圧力室42内に検査するべき機器82を収納する
ことができる。
【0020】圧力室42内には圧力センサ70が設置さ
れ、この出力は圧力センサ増幅器72を介して検査装置
78に接続され、またピストンロッド16には連結フラ
ンジ38を介して移動量センサ74が取り付けられ移動
量センサ74の検出出力は移動量センサ増幅器76を介
して検査装置78に接続されている。検査装置78はそ
のコントローラ80から制御出力が電磁弁64,66に
接続されて電磁弁64,66を介して加圧・減圧駆動用
エアシリンダ24およびロッドレスシリンダ48の動作
を制御し、圧力センサ増幅器72を介して圧力センサ7
0の出力を、移動量センサ増幅器76を介して移動量セ
ンサ74の値を読み取る。この結果は検査装置78内で
演算され、必要に応じてCRTや音声報知手段によって
検査結果を知ることができる。
【0021】以上のように構成され、つぎにその動作を
説明する。機器載置テーブル62に検査しようとする機
器82を載置する。そして検査装置78のコントローラ
80によって、まず電磁弁66を制御してロッドレスシ
リンダ48のポートB54に加圧し、ポートA52を減
圧する。するとテーブル50は矢印X1方向へ移動して
機器載置テーブル62上の試験しようとする機器82を
圧力室42内に収納するとともに移動圧力室蓋58のパ
ッキング60(Oリング)が圧力室42の入口側のフラ
ンジ44のリング状の溝46中に嵌合することによって
圧力室42を気密化させる。
【0022】つぎに検査装置78はコントローラ80に
よって電磁弁64を制御して空気圧68を加圧・減圧駆
動用エアシリンダ24のポートB36に加え、ポートA
34を減圧する。すると図2のようにシリンダ室27内
は高圧となりピストン28が矢印X1方向に移動し、ピ
ストンロッド30は連結フランジ38を介して加圧・減
圧エアシリンダ10のピストンロッド16を矢印X1方
向に押圧することによりピストン14を矢印X1方向に
移動させ、シリンダパッキング18によって気密にされ
ているためシリンダ室12内の空気は加圧されて接続配
管40を通って圧力室42内を加圧し検査しようとする
機器82を加圧する。この間、圧力センサ70の出力は
圧力センサ増幅器72を介して圧力室42内の圧力を検
査装置78にもたらし、また移動量センサ74の出力は
移動量センサ増幅器76を介してピストン14の移動量
を検査装置78にもたらし、これによってピストン14
の移動に対する圧力室42内の圧力と圧力室42につな
がる部分の容積とを知ることができる。
【0023】ここで圧力室42とそれにつながる接続配
管40、シリンダ室12を合計した試験前の空気容積を
VO、空気圧力をPOとし、試験中の空気容積をV、空
気圧力をPとすれば、 P/PO=VO/V (1) P=(VO×PO)/V (2) の関係が成立する。
【0024】加圧・減圧エアシリンダ10のピストン1
4の最大移動可能量をA、ピストン14の現在の移動量
をB、ピストン14の移動により変化し得るシリンダ室
12の内容積をV1,圧力室42の容積をV2、検査し
ようとする機器82の体積をV3、加圧・減圧エアシリ
ンダ10のピストン14の最大移動時の残存空気容積と
接続配管40内の空気容積をV4とし、変化しないV2
−V3+V4の総和をVCとしたとき、 VO=V1+VC (3) V=V1×{(A−B)/A}+VC (4) であるから P={(V1+VC)×PO}/[V1×{(A−B)/A}+VC] (5) すなわちシリンダ室12内すなわち圧力室42内の圧力
はピストン14の移動量Bによって決定される。
【0025】検査装置78のコントローラ80によって
電磁弁64を制御し、ピストン14の移動量Bを移動量
センサ74の出力で検出し、圧力室42内の圧力の変化
を圧力センサ70の出力によって検出し検査装置78内
で演算した結果、その関係は検査すべき機器82の耐圧
が保たれていれば(5)式で示される特性に一致するは
ずである。または電磁弁64を制御し、ピストン14の
移動速度を一定に保ったとき、検査装置78内で演算さ
れた圧力センサ70の出力の微小増加値を移動量の微小
増加値で微分した値は、機器82の耐圧が保たれていれ
ば、ほぼ零であるはずである。検査装置78内で演算さ
れ結果はCRTによって表示される。もしこの圧力値の
変化が(5)式から外れているか、または圧力の微小増
加値を移動量の微小増加値で微分した値が負となったと
きは、検査すべき機器82の外装から内部に空気が侵入
することによって等価的にVCが大になったものと考え
られ、この点で気密状態すなわち耐水圧性が破壊された
ものと判断できる。所定の圧力に達するまで(5)式の
関係が保たれ、または微分値に急激な変化がなかったも
のは良品であると判断される。そのためには検査装置7
8はコントローラ80によって空気容積Vの変化率が一
定になるようにピストン14が移動するように電磁弁6
4を制御する必要がある。
【0026】図3は時間の経過に対する圧力の上昇をC
RT画面上に現したものを示す。時間tOにおいて圧力
は初期の状態POであり、空気容積Vの変化率が一定に
なるようにピストン14の移動を制御して時間と共に圧
力Pは上昇し、(5)式の関係を保っている。時間tx
において圧力がPeだけ急激に低下すれば、この点にお
いて気密状態の破壊が生じたもので不良品であると判定
する。所定の圧力に至るまで破線の状態を保てば良品と
判定する。
【0027】なお移動圧力室蓋58を駆動するのにロッ
ドレスシリンダ48を例示したが、これは加圧・減圧駆
動用シリンダ24のような構造のものでもよく、またモ
ータを減速した回転運動をラックによってX1−X2方
向に変換するようなものであってもよい。また加圧・減
圧エアシリンダ10のピストン14を駆動する方法も同
様にモータを減速した回転運動をラックによってX1−
X2方向に変換するようなものであってもよい。
【0028】また圧力室42に検査すべき機器82を収
納した後に圧力室42のフランジ44の一端に回動的に
係止された蓋を閉じ、レバー等で両者をロックしてもよ
い。さらに移動量センサー74は磁気的な方法、光学的
な方法その他どのような手段であってもピストン14の
移動量を検出できるものであればよい。
【0029】(第2の実施形態)以下本発明の第2の実
施形態について図4の圧力室の容積に対する検査すべき
機器の容積の関係を示した断面図の図4、同じく治具ブ
ロックを併用した圧力室の断面図を示す図5、同じく治
具ブロックの他の実施形態を示す図6を用いながら説明
する。第1の実施の形態において図4(a)のように圧
力室42の容積V2(検査する機器の容積V3を除く)
に対して検査する機器82の容積V3が小な場合すなわ
ちVCに対してV3が小の場合は(5)式より図3の時
間に対する圧力のカーブも寝てくるので、図4(b)の
ような、検査する機器82を入れる前の圧力室42の空
間の容積V2に対して検査する機器82の容積V3が大
きなものより検出の精度が低下する。
【0030】一方検査する機器82の大きさはいろいろ
な寸法のものを検査する必要がある。そこで図5のよう
に検査する機器82に対応して各種の大きさの金属製の
治具ブロック84,86,88を用意し、検査する機器
82の周辺の空間容積をできるだけ小さくする。用いた
治具ブロックは、それぞれ容積をあらかじめ検査してあ
るので、用いる治具ブロックに応じて検査装置78に設
定する容積V2を切り換えればよい。
【0031】図6は治具ブロックの他の形態であって、
入れ子のように複数の治具ブロック90,92,94,
96を重ね、検査する機器が小さい場合は治具ブロック
90〜96を全部使い、もう一段大きい機器を検査する
場合は治具ブロック96を省略するというように使い分
ける。この場合も図5の場合と同じように各治具ブロッ
クごとの容積をあらかじめ測定しておき、用いる治具ブ
ロックに応じて検査装置78に設定する容積V2を切り
換えるものである。空気孔91,93,95,97は各
治具ブロックの隙間への空気の流通をよくするためのも
のである。
【0032】上記の治具ブロックの構造は一例であり、
圧力の変化に対して容積が変化することなく、圧力室4
2に収納された検査すべき機器の周辺の空間容積をでき
るだけ小にして検出精度を高めるものであればどのよう
な形態のものでもよい。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明の耐水圧試験
装置およびその耐水圧試験方法は、請求項1の構成また
は請求項4の方法によって、圧力付与手段を用いて気密
空間の容積を圧縮することによりその容積と空気圧とが
正常な関係を保って変化しているか否か、または空気圧
の微小な変化を容積の微少な変化または圧力付与手段の
ピストンの動き量の微少な変化で微分した値の急変がな
いか否かによって検査すべき機器の耐水圧性が保たれて
いるか否かを検査することができる。
【0034】また請求項2の構成または請求項5の方法
によって、治具ブロックを入れることによって圧力室内
の空間が少なくなり検査すべき機器の耐水圧性が破壊さ
れたときの変化を捕らえ易くすることができ、さらに請
求項3の構成または請求項6の方法によって、確実に耐
水圧性の検査を行うことができる。
【0035】本発明は上記のような装置または方法を用
いることにより、従来の大形の水槽を用いる必要がなく
小形の装置でよく、また水中に浸すことによる破壊的試
験を免れ、また試験後の清拭や機器を分解して確認する
必要がなく簡単に耐水圧試験を行うことができる実用効
果の大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の耐水圧試験装置の試
験前の状態を示すブロック図
【図2】同じくその試験中の状態を示すブロック図
【図3】同じく耐水圧試験装置の試験中の圧力の変化を
示す図
【図4】本発明の第2の実施形態における圧力室の容積
に対する検査すべき機器の容積の関係を示す断面図
【図5】同じく治具ブロックを併用した圧力室の断面図
を示す図
【図6】同じく治具ブロックの他の実施形態を示す図
【図7】従来の耐水圧試験装置および方法を示す図
【符号の説明】
10 加圧・減圧エアシリンダ 12,27 シリンダ室 14,28 ピストン 16,30 ピストンロッド 24 加圧・減圧駆動用エアシリンダ 40 接続配管 42 圧力室 42 ロッドレスシリンダ 58 移動圧力室蓋 64,66 電磁弁 70 圧力センサー 72 圧力センサー増幅器 74 移動量センサー 76 移動量センサー増幅器 78 検査装置 80 コントローラ 82 検査すべき機器 84,86,88,90,92,94,96 治具ブロ
ック

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蓋によって気密に保たれ、検査すべき機
    器を収容する圧力室と、 前記圧力室に連結された気密空間の容積を圧縮すること
    によって所定の空気圧力変化を生じさせる圧力付与手段
    と、 前記気密空間の空気圧を検出する空気圧検出手段と、 前記圧力室、前記圧力付与手段およびその間を連結する
    気密空間の容積を検出する容積検出手段と、 前記空気圧検出手段と前記容積検出手段より前記気密空
    間の容積と空気圧との関係を演算してそれが一定の関係
    を保っているか否かを検出する演算手段とを備えた耐水
    圧試験装置。
  2. 【請求項2】 圧力室内において検査すべき機器以外の
    空間を占有する治具ブロックをさらに備えた請求項1記
    載の耐水圧試験装置。
  3. 【請求項3】 気密空間の容積とその気圧とは正常な場
    合は反比例関係にあることから、この関係が成立しない
    ことによって検査すべき機器の耐水性が破壊されたこと
    を検出する請求項1または2記載の耐水圧試験装置。
  4. 【請求項4】 密閉容器内に検査すべき機器を収容して
    この密閉容器に連結された圧力付与手段の容積を圧縮し
    て前記密閉容器と前記圧力付与手段とこれらを気密的に
    連結した気密空間に空気圧力変化を生じさせ、前記気密
    空間の圧力とこの気密空間の容積との関係を検出演算し
    て、その間に所定の関係が成立しているか否かによって
    前記検査すべき機器の耐水圧性が確保されているか否か
    を検出する耐水圧試験方法。
  5. 【請求項5】 検査すべき機器以外の空間を占有する治
    具ブロックを密閉容器内に入れてこの密閉容器内の空気
    容積を小さくする請求項3記載の耐水圧試験方法。
  6. 【請求項6】 気密空間の容積とその気圧とは正常な場
    合は反比例関係にあることから、この関係が成立しない
    ことによって検査すべき機器の耐水性が破壊されたこと
    を検出する請求項4または5記載の耐水圧試験方法。
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