エアリーク試験用圧力コントローラ｜自動車部品の開発・量産検査における開始圧安定化

エアリーク試験用圧力コントローラ

バッテリーパックやインバータをはじめとする自動車部品に対して、高い密閉性が求められるケースが増えています。こうした部品の筐体では、気密性能を確認する手段として、圧力変化法によるエアリーク試験（気密試験）が広く用いられています。

MC300は、このエアリーク試験における「開始圧（エア充填圧）」を、安定性と再現性を備えた状態で発生させる圧力コントローラとして活用されます。インバータ・バッテリーケースといった量産部品に対して、開発段階の個別評価から量産ラインの出荷検査まで、幅広い検査工程で適用できます。

自動車部品のエアリーク試験における課題

EVの普及拡大とともに、バッテリーや電装関連の自動車部品には、防水・防塵性能や安全性に関する品質要求が高まっています。筐体の保護等級を定めるIP等級（IEC 60529）や、圧力変化法による漏れ試験を規定するJIS Z 2332など、関連規格も整備されています。自動車メーカーの要求に応えるため、部品メーカーには規格に即した検査体制の整備が求められています。

筐体に求められる高密閉性

バッテリーパックやインバータは、水分や塵埃の侵入が性能・安全性に影響する部品です。量産品として安定した密閉性能を担保するため、製品ごとに気密性能を確認する検査工程が重要になります。

開始圧のばらつきが招く誤差

圧力変化法では、規定の開始圧まで加減圧した後の圧力変化量で漏れ量を評価します。開始圧のばらつきは測定結果に直接影響するため、毎回一定の圧力でエアを充填することが、試験の再現性を担保するうえで欠かせません。

量産検査における再現性要求

出荷検査では、多数の製品を一定条件で繰り返し測定する必要があります。個体ごとに開始圧がばらつくと、個体差の評価精度が低下し、検査結果の信頼性にも影響しかねません。

圧力コントローラ MC300による解決策

安定した開始圧での加圧

MC300は、圧力変化法によるエアリーク試験において、設定した開始圧まで高い再現性で加圧できる圧力コントローラです。出力相対確度±0.04%と12か月の確度保証期間を備え、低オーバーシュートで設定圧へスムーズに到達します。エア充填時の圧力を毎回安定させられるため、多数の製品を連続して測定する出荷検査でも、開始圧のばらつきに起因する誤差を抑えた試験結果が得られます。

過加圧を抑えるニードルバルブ方式

MC300の圧力制御部には、ニードルバルブ方式のサーボ弁が採用されています。モーター駆動のニードルが連続的に動くことで空気流量を滑らかに調整し、設定圧近傍でも過度な圧力を出力せずに繊細な制御を行います。この方式により、応答時間5秒以内の高速加圧と低オーバーシュートの両立が可能です。エアリーク試験の開始圧として求められる「素早く、かつ設定値を超えない加圧」を安定して実現します。

高精度を支えるシリコンレゾナントセンサ

MC300には、横河独自開発のシリコンレゾナントセンサが搭載されています。シリコンウエハ上に形成された振動子に圧力がかかると共振周波数が変化する原理で、2つの振動子の差動方式により周囲温度などの外部環境の影響を相殺します。高い感度と分解能、優れた長期安定性により、出力圧を正確にモニターし、フィードバック制御の信頼性を支えます。出力確度は12か月の確度保証期間内で維持されます。

MT300併用による検査精度の向上

より厳密な試験環境が求められる場面では、MC300にデジタル圧力計MT300を追加することで、DUT（被試験品：Device Under Test）近傍の圧力を高精度にモニタリングできます。MC300が開始圧を安定して供給し、MT300が印加された圧力を記録することで、開発段階の詳細評価から量産出荷検査まで、精度の高い検査環境を構築できます。

MC300活用による期待効果

MC300を活用することで、自動車部品のエアリーク試験において以下の効果が期待できます。

エアリーク試験の再現性向上

開始圧のばらつきを抑えた安定した加圧により、製品ごとの測定条件を一定に揃えることができます。量産ライン上で多数の製品を連続測定する場面でも、条件のばらつきに起因する誤差を抑えられ、より信頼性の高い試験結果につながることが期待できます。

部品開発のスムーズ化

正確で再現性の高い計測結果が得られることで、設計段階から量産までの各フェーズにおいて、筐体密閉性に関する判断を迅速に進められるようになります。インバータやバッテリーケースといった、高い密閉性能が要求される部品の開発をよりスムーズに進めることが期待できます。

量産検査での安定運用

応答時間5秒以内の高速加圧と低オーバーシュートの両立により、出荷検査ラインの検査タクトを維持しながら、多数の製品を安定した条件で測定できます。また、通信コマンドを用いた検査の自動化にも対応しています。これにより、量産検査工程における生産性と品質の両立に寄与することが期待できます。

長期安定稼働と保守性

MC300が採用するニードルバルブ方式は、弁の高速開閉動作を伴わないため部品の摩耗が少なく、長期にわたり安定した稼働が見込まれます。出力確度も12か月の確度保証期間内で維持されるため、生産ラインに組み込んだ際のライフサイクルコスト低減にも寄与することが期待できます。