JPH0972819A

JPH0972819A - 気密性能試験装置および試験方法

Info

Publication number: JPH0972819A
Application number: JP25474395A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Owada; 武司大和田
Original assignee: HAMURON TEC KK
Current assignee: HAMURON TEC KK
Priority date: 1995-09-05
Filing date: 1995-09-05
Publication date: 1997-03-18
Anticipated expiration: 2015-09-05
Also published as: JP2925987B2

Abstract

(57)【要約】【課題】時計等の被測定物の気密性試験の検出ミスを
無くし、高精度でしかも信頼性の高い気密性能試験装置
および試験方法を提供する。【解決手段】少なくとも被測定物１１を収納可能な気
密容器８と、この気密容器８内のガス圧を被測定物１１
が規定値に歪むまで加圧する定歪み加圧手段と、前記被
測定物１１の歪みを検出する歪み検出手段４とを備え、
被測定物１１を気密容器８に収納し、この気密容器８内
のガス圧を被測定物１１が規定値に歪むまで加圧し、所
定時間経過後に被測定物１１の歪みの変化が所定の値以
下である場合には気密不良であると判断することとし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は防水型腕時計等の密
閉を要する物体の気密度を検出する気密性能試験装置お
よび試験方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の気密性能試験装置として、
例えば本願と同一発明者によりなされた、特公昭５３−
３８９４５号に記載されているものが知られている。図
６はその概略構成を示したもので、図中８は気密容器、
９は支持台、１０はコイル、１１は時計、１２は磁性薄
膜、１３はリアクタンス測定装置、１４は弁、１５はガ
ス加圧源である。

【０００３】しかして、時計１１の風防ガラス面に磁性
材料の薄膜１２が貼着され、この時計１１とコイル１０
とは僅かな空間を保持して対向している。弁１４を開く
とガス加圧源１５からの圧力によって気密容器８内は加
圧され、大リークがなければその加圧によって時計１１
の風防ガラス面及び裏ぶたは歪みを生じ、コイル１０と
時計１１に貼った磁性膜１２との間隔が変化する。この
とき時計１１に大リークが生じた場合は、時計１１内も
気密容器８内と同圧になり風防ガラス面は歪むことな
く、時計に貼った磁性薄膜１２とコイル１０との間隔は
変わらない。従ってコイル１０に交流電流を流し、その
リアクタンスを測定装置１３において測定すれば大リー
クの有無を判定できる。

【０００４】また、仮に小リークがあるとすれば、時間
の経過と共にリアクタンスは変化し、小リークのあるこ
とを検出できるというものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の方式では、単に耐圧を判断するために必要
なガス圧を加えるだけで大リーク、小リークの判断を行
っていた。このため、比較的高いガス圧を当初から加え
ることとなり、被測定物である時計１１の外面、特にガ
ラス面や裏蓋に圧力がかかることにより時計１１本体と
これらガラス面、裏蓋との密着性が増し、本来小リーク
が生ずるような隙間が有る場合でも、このような外圧に
よりこの隙間が閉じてしまい、漏れが検出できないこと
があった。

【０００６】この発明はかかる点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、時計等の被測定物の気密
性試験の検出ミスを無くし、高精度でしかも信頼性の高
い気密性能試験装置および試験方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべく
本発明は、少なくとも被測定物１１を収納可能な気密容
器８と、この気密容器８内のガス圧を被測定物１１が規
定値に歪むまで加圧する定歪み加圧手段と、前記被測定
物１１の歪みを検出する歪み検出手段４とを備えた装置
とした。

【０００８】また、前記歪み検出手段４は所定の交流が
印加される第１のコイルＬ１と、この第１のコイルＬ１
と所定の間隔をおいて対向する第２及び第３のコイルＬ
２，Ｌ３と、前記第１のコイルＬ１と第２及び第３のコ
イルＬ２，Ｌ３の間に設けられ被測定物１１の歪みに応
じて可動するコアー４ａとを備え、前記第２及び第３の
コイルＬ２，Ｌ３に励起される電圧の差を検出すること
で被測定物１１の歪みを検出することとした。

【０００９】また、少なくとも被測定物１１を収納可能
な気密容器８と、この気密容器８内のガス圧を少なくと
も予め設定された低い圧力（Ｌ．Ｐ）と高い圧力（Ｈ．
Ｐ）の複数の異なる圧力に加圧する加圧手段と、前記被
測定物の歪みを検出する歪み検出手段４とを備えた装置
とした。

【００１０】あるいは、被測定物１１を気密容器８に収
納し、この気密容器８内のガス圧を被測定物１１が規定
値に歪むまで加圧し、所定時間経過後に被測定物１１の
歪みの変化が所定の値以下である場合には気密不良であ
ると判断する定歪み気密性試験方法とした。

【００１１】または、被測定物１１を気密容器８に収納
し、この気密容器８内のガス圧を規定の圧力に至るまで
加圧し、所定時間経過後に被測定物１１の歪みの変化が
所定の値以下である場合には気密不良であると判断する
定圧気密性能試験方法と上記記載の定歪み気密性能試験
方法とを併用することとした。

【００１２】また、被測定物１１を気密容器８に収納
し、この気密容器８内のガス圧を予め設定された複数の
異なる圧力に加圧し、それぞれの圧力での被測定物の歪
みの変化が所定値以下である場合には気密不良であると
判断する試験方法とした。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
説明する。図１は本発明にかかる気密性能試験装置の基
本構成を示したブロック図である。図中１はガス加圧
源、２は弁、３は圧力検出手段、４は歪み検出手段、５
は制御手段、８は気密容器、１１は時計等の被測定物で
ある。

【００１４】ガス加圧源１は例えば自動的に所定の圧力
に制御されるエアーコンプレッサーや所定の圧力のガス
を充填したボンベ等を用いることにより構成できる。ま
た、使用されるガスはこの例では通常の圧搾空気を使用
しており、容易に入手でき、取扱も簡単であるが、被測
定物の性質によっては不活性ガスや炭酸ガス等を用いて
も良い。弁２は一般的な気体の制御を行えるもので良
い。圧力検出手段３は一般的な半導体、機械式の圧力セ
ンサーを用いることで構成できる。

【００１５】歪み検出手段４は後述の構成の歪みセンサ
ーを用いると良好な結果を得られるが、これに限定する
ものではなく、一般的な歪み、あるいは変位量を測定で
きるセンサーであって、０．１〜８００μｍ程度の歪み
を測定できるものが腕時計の気密性の試験には適してい
る。また、図１では歪み検出手段４は気密容器８内に収
納されているが、検出用のプローブあるいは検出素子の
み被測定物１１に接触していれば良く、本体は気密容器
８の外部に置くことができれば容器８を小型にすること
ができる。制御手段５はＣＰＵ及びその周辺部品似て構
成されるが、シーケンサーあるいはその他の制御装置を
用いても良い。

【００１６】しかして、定歪み加圧手段は制御手段５が
歪み検出手段４により検出された歪みの値が、予め設定
されている規定値になるまでガス加圧源１の弁２を開い
て加圧し、規定値と等しくなったときに弁２を閉じるこ
とにより構成される。

【００１７】次にこのような構成の気密性能試験装置の
動作について図２、３を用いて説明する。図２は本発明
にかかる気密性能試験装置の動作を示したフローチャー
トである。

【００１８】先ず気密容器８内部の測定台に時計等の被
測定物１１をセットする（Ｓ１）。この気密容器８は後
述の構成例のように、容易に被測定物１１を出し入れで
きるようになっている。被測定物１１をセットして気密
容器８を密閉し、装置を起動すると、制御装置５はガス
加圧源１の弁２を開く（Ｓ２）。気密容器８内のガス圧
が上昇し始め、同時に被測定物１１の内圧と外圧との差
による歪みが生じ始めるので、この被測定物１１の歪み
を測定する（Ｓ３）。

【００１９】制御手段５は歪み検出手段４にて検出した
歪みが、予め定められた規定値（例えば５μｍ）に達し
たか否かを監視し（Ｓ４）、規定値に達するとガス加圧
源１の弁２を閉じ、規定の歪みが生じた圧力を保持する
（Ｓ５）。この規定値は比較的低い圧力のもとで検出さ
れやすい、僅かな漏れの検出に必要な圧力で歪む値を経
験等により求めて決められたものである。

【００２０】制御手段５は歪み検出手段４により被測定
物１１の歪みを測定する一方、漏れの検出に必要な時間
が経過したか否か監視し（Ｓ７）、検出時間が経過して
いれば、そのときの歪みの値が所定の値より小さいか否
か判断し（Ｓ８）、小さければ気密不良であると判断す
る（Ｓ９）。

【００２１】また、歪みが所定の値と同じか、大きい場
合には気密性は良であると判断するか、あるいは以下に
述べるような定圧試験方式での検査等の処理を行う（Ｓ
１０）。

【００２２】次に、上記の定歪み気密性試験方法と併用
することにより、より有効な効果を得ることができる定
圧気密性試験方法について説明する。即ち、被測定物１
１の性質によって、比較的高い圧力で漏れが検出されや
すいものと、比較的低い圧力で検出されやすいものとが
あり、正確に気密性を検査するためには上記のような比
較的低い圧力で検査される定歪み気密性試験と、従来の
ように所定の圧力を印加する定圧気密性試験とを併用す
ることが有効である。

【００２３】ここでは上記の定歪み気密性試験を行った
後に、定圧気密性試験を行う場合について説明する。図
３はこのような定圧気密性試験の動作を示したフローチ
ャートである。

【００２４】図２において（Ｓ１０）で気密不良と判断
されなかった被測定物１１は更に以下の処理を受ける。
即ち、一度所定の圧力にまで減圧が行われ、あるいは減
圧しないまま更に圧力を加えて測定する設定になってい
れば、制御装置５は再びガス加圧源１の弁２を開き、加
圧ガスを気密容器内８に導入する（Ｓ２１）。

【００２５】制御手段５は圧力検出手段３により気密容
器８内の圧力を監視し（Ｓ２２）、気密容器８内の圧力
が規定値になると（Ｓ２３）、弁２を閉じ、気密容器内
の圧力を規定値に保つ（Ｓ２４）。この規定値は被測定
物１１の気密性を試験するために必要な圧力で（例え
ば、防水に必要な耐水圧に対応した気圧）、被測定物１
１の性質や経験則などから求められる（この装置の例で
は４．５〜９．９ｋｇ／ｃｍ²）。

【００２６】制御手段５は、歪み検出手段４にて被測定
物１１の歪みを測定すると共に（Ｓ２５）、測定に必要
な時間を監視する（Ｓ２６）。測定に必要な時間が経過
したと判断した場合には、そのときの歪みと予め決めら
れている所定の値とを比較し（Ｓ２７）、歪みが所定値
より小さい場合には気密不良と判断する。（Ｓ２８）

【００２７】また、歪みが所定値と同じかあるいは大き
ければ気密性は良であると判断し、あるいは次の必要な
処理を行う（Ｓ２９）。このようにして、定歪み（Ｓ．
Ｃ）試験と、定圧（Ｐ．Ｃ）試験とを併用することによ
り、より信頼性の高い試験結果が得られる。

【００２８】なお、上述した定歪み試験と、定圧試験は
その順番はどちらを先に行っても良く、本発明にかかる
定歪み試験単独でも気密性試験において良好な効果を得
ることはいうまでもない。

【００２９】また、定歪み（Ｓ．Ｃ）試験と、定圧
（Ｐ．Ｃ）試験に換えて、規定値の歪みを与える圧力、
つまり、比較的低い圧力のもとで検出されやすい、僅か
な漏れの検出に必要な圧力（Ｌ．Ｐ）と、所定の高圧下
でも気密性が保てることを試すために十分な圧力（Ｈ．
Ｐ）とをそれぞれ用いた試験でも同等な結果が得られ
る。この場合、上記の定歪み試験における歪み検出手段
４に換えて圧力検出手段３により規定値の歪みを与える
圧力を検出すればよい。

【００３０】また、上記の低い圧力（Ｌ．Ｐ）と高い圧
力（Ｈ．Ｐ）は被測定物１１の性質や大きさ等により適
切な値に設定するが、例えば腕時計の気密性の試験で
は、Ｌ．Ｐが０．５〜１ｋｇ／ｃｍ²、Ｈ．Ｐが５〜９
ｋｇ／ｃｍ²の範囲で設定することにより良好な結果を
得ている。

【００３１】なお、上記の低い圧力（Ｌ．Ｐ）と高い圧
力（Ｈ．Ｐ）による気密性試験は特に低い圧力下におい
て、歪みを検出する方法に比較して応答速度、精度面で
劣る部分があるが、従来の試験方式に比較して気密性能
試験の信頼性を向上させる効果においては同様である。
さらに、低い圧力（Ｌ．Ｐ）と高い圧力（Ｈ．Ｐ）の２
段階の加圧に限らず、複数の異なった圧力を加えても良
い。

【００３２】

【実施例】次に、本発明に使用される歪みセンサー４と
気密容器８の好ましい実施例について説明する。図４は
本発明にかかる試験装置に使用される歪みセンサー４の
概略構成を示した図である。

【００３３】図において、ＡＣは交流信号源、Ｌ１は第
１のコイル、Ｌ２は第２のコイル、Ｌ３は第３のコイ
ル、Ｄ１，Ｄ２はダイオード、Ｒ１，Ｒ２は抵抗、Ｇは
検出器、４ａはヨーク、４ｂはプローブ、１１は被測定
物である。

【００３４】しかして、第１のコイルＬ１には交流信号
源ＡＣから交流信号が供給されている。この第１のコイ
ルＬ１と僅かの間隔を持って第２及び第３のコイルＬ
２，Ｌ３が対向していて、交流信号源ＡＣからの交流信
号に応じた交流電圧（電流）がこの第２及び第３のコイ
ルＬ２，Ｌ３に励起される。また、この第１のコイルＬ
１と第２及び第３のコイルＬ２，Ｌ３との間の適位置に
はプローブ４ｂの後端に設けられたヨーク４ａがあり、
このヨーク４ａの変位に応じて第１のコイルＬ１からの
磁束密度が変化し、第２のコイルＬ２あるいは第３のコ
イルＬ３に励起される電圧が変化する。

【００３５】第２及び第３のコイルＬ２，Ｌ３と整流用
のダイオードＤ１，Ｄ２、抵抗Ｒ１，Ｒ２及び検出器Ｇ
はブリッジ回路を構成していて、前記第２のコイルＬ２
あるいは第３のコイルＬ３に励起される電圧の差が検出
器Ｇにあらわれる。従って、ヨーク４ａに連結している
プローブ４ｂの先端を被測定物１１の表面に接触させて
おけば、この被測定物１１の外形の歪みを検出できる。

【００３６】このような構成とすることにより、従来の
試験装置のように被測定物１１に磁性膜１２を張り付
け、僅かの隙間を持ってその上部にセンサーコイル１０
を設けたものでは、その距離の二乗に比例して感度が変
化するが、上記のような歪みセンサーでは１０ｍｍ±５
ｍｍの範囲で直線性を有しており、しかもストロークが
長く、シャフトロックもないという特徴を有する。

【００３７】次に気密容器８の具体的な構成について説
明する。図５は気密容器８の一実施例を示した断面図
で、（ａ）はその密閉状態を示す正面図、（ｂ）は開放
した状態を示す右側面図である。

【００３８】図において８は気密容器、８ａは上ケー
ス、８ｂは下ケース、８ｃはロックリング、４は歪みセ
ンサー、４ｂはプローブ、２２，２３はこの歪みセンサ
ー４の固定金具、２９はパッキン、２１は台座、２１ａ
は載置台、２４は歪みセンサー４の電線である。

【００３９】気密容器８の上ケース８ａは釣り鐘状の円
筒体であって、図示しないエアーシリンダーなどにより
動作する、上下機構により保持されている。また、この
上ケースの下端は外周方向に突出した３箇所の係止部を
有し、対応するロックリング８ｃに設けられた凹部を嵌
通して下ケース８ｂの上端面に当接すると、前記ロック
リング８ｃを回転させて、このロックリング８ｃ設けら
れた凸部と前記上ケース８ａの係止部とを係合させる、
所謂バヨネット機構になっている。

【００４０】前記下ケース８ｂの上ケース８ａの下端面
が当接する部分には凹溝が形成され、この凹溝内には合
成樹脂、ゴム等の弾性体によるパッキンが埋め込まれ、
上ケース８ａと下ケース８ｂとの接合面からガスが漏出
するのを防止している。

【００４１】下ケース８ｂの中央にはガス加圧源１から
のガスを気密容器８内に導入するためのガス導入口と、
右側方に圧力センサー３に気密容器８内のガス圧を与え
るためのガス導出口が設けられている。下ケース８ｂの
上部には台座２１が載置され、この台座２１に載置台２
１ａを介して被測定物１１が載置される。なお、載置台
２１ａを交換することで、種々の大きさ、形状の被測定
物に対応することができる。

【００４２】上ケース８ａ内の天井部にはロッド取付金
具３０が固着され、このロッド取付金具３０の両端には
一対のロッド３１が垂設されている。このロッド３１の
下端は止めネジ２６が設けられ、この止めネジ２６の上
にバネ２７とワッシャ２８が取り付けられている。

【００４３】前記ロッド３１には摺動板３４を介して歪
みセンサー４が摺動自在に係止され、この歪みセンサー
４の本体胴部は測定位置を固定するため、固定金具２
２，２３にて台座２１に固定されている。なお、この固
定金具２２，２３は歪みセンサー４の位置を調節可能な
ように、ネジにて適位置に固定できるようになってい
る。

【００４４】上ケース８ａが上下機構により引き上げら
れると、ロッド３１を摺動板３４下方に移動し、ワッシ
ャ２８に当接してバネ２７を収縮させる。この反作用で
摺動板３４は歪みセンサー４を離れて上方に移動し、こ
れに伴い歪みセンサー４本体を挿通するプローブ４ｂの
後端に設けられた係止金具３５が上方に引き上げられ、
プローブ４ｂも上方へ移動する。

【００４５】このようにして、被測定物１１と接触して
いたプローブ４ｂが、上ケース８ａの引き上げに連動し
て移動し、被測定物１１を容易に交換できるようになっ
ている。また、測定の際にはこの逆の動作により、プロ
ーブ４ｂは被測定物１１に接触する。このため、被測定
物１１にはプローブ４ｂの加重（この装置の例では１２
ｇと軽量になっている）のみ加えられることになる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明の装置によれば、時
計等の被測定物の気密性試験の検出ミスを無くし、高精
度でしかも信頼性の高い気密性能試験装置が提供可能と
なった。

【００４７】また、歪みセンサーは所定の交流が印加さ
れる第１のコイルと、この第１のコイルと所定の間隔を
おいて対向する第２及び第３のコイルと、前記第１のコ
イルと第２及び第３のコイルの間に設けられ被測定物の
歪みに応じて可動するコアーとを備え、前記第２及び第
３のコイルに励起される電圧の差を検出することで被測
定物の歪みを検出することしているので、１０ｍｍ±５
ｍｍの範囲で直線性を有し、しかもストロークが長く、
シャフトロックのおそれもない。

【００４８】あるいは、本発明の方法によれば、時計等
の被測定物の気密性試験の検出ミスを無くし、高精度で
しかも信頼性の高い気密性能試験方法が提供可能となっ
た。

【００４９】また、定歪み（Ｓ．Ｃ）試験と、定圧
（Ｐ．Ｃ）試験とを併用することにより、より信頼性の
高い試験結果が得られるという効果を有する。

【００５０】また、複数の異なった圧力を加圧すること
でも同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る装置の基本構成を示したブロック
図である。

【図２】本発明に係る装置の動作を示したフローチャー
トである。

【図３】定圧試験方法を用いた場合の動作を示したフロ
ーチャートである。

【図４】本発明にかかる装置に使用される歪みセンサー
の実施例を示した概略構成図である。

【図５】本発明にかかる装置の気密容器の実施例を示し
た断面図で、（ａ）は上ケースを閉じて測定可能な状態
を示した正面図、（ｂ）は上ケースを引き上げて被測定
物が交換可能な状態を示した右側面図である。

【図６】従来の気密試験装置の概略構成を示した図であ
る。

【符号の説明】

１ガス加圧源２弁３圧力検出手段４歪み検出手段４ａコアー４ｂプローブ５制御手段８気密容器８ａ上ケース８ｂ下ケース８ｃロックリング１１被測定物ＡＣ交流信号源Ｌ１第１のコイルＬ２第２のコイルＬ３第３のコイルＧ検出器２１台座２１ａ載置台２５ロッド２９パッキン３４摺動板３５係止金具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも被測定物を収納可能な気密容
器と、この気密容器内のガス圧を被測定物が規定値に歪
むまで加圧する定歪み加圧手段と、前記被測定物の歪み
を検出する歪み検出手段とを備えたことを特徴とする気
密性能試験装置。
【請求項２】前記歪み検出手段は所定の交流が印加さ
れる第１のコイルと、この第１のコイルと所定の間隔を
おいて対向する第２及び第３のコイルと、前記第１のコ
イルと第２及び第３のコイルとの間に設けられ被測定物
の歪みに応じて可動するコアーとを備え、前記第２及び
第３のコイルに励起される電圧の差を検出することで被
測定物の歪みを検出することを特徴とする請求項１記載
の気密性能試験装置。
【請求項３】少なくとも被測定物を収納可能な気密容
器と、この気密容器内のガス圧を予め設定された複数の
異なる圧力に加圧する加圧手段と、前記被測定物の歪み
を検出する歪み検出手段とを備えたことを特徴とする気
密性能試験装置。
【請求項４】被測定物を気密容器に収納し、この気密
容器内のガス圧を被測定物が規定値に歪むまで加圧し、
所定時間経過後に被測定物の歪みの変化が所定値以下で
ある場合には気密不良であると判断することを特徴とす
る気密性能試験方法。
【請求項５】被測定物を気密容器に収納し、この気密
容器内のガス圧を規定値まで加圧し、所定時間経過後に
被測定物の歪みの変化が所定値以下である場合には気密
不良であると判断する定圧気密性能試験方法と請求項４
記載の気密性能試験方法とを併用することを特徴とする
気密性能試験方法。
【請求項６】被測定物を気密容器に収納し、この気密
容器内のガス圧を予め設定された複数の異なる圧力に加
圧し、それぞれの圧力での被測定物の歪みの変化が所定
値以下である場合には気密不良であると判断する定圧気
密性能試験方法。