試作会社の紹介を受けて製品開発を進める際、見落としやすい品質項目の一つが試作品の気密性です。外観や寸法が図面どおりに仕上がっていても、組立後に空気やガスが漏れる場合があります。特に、密閉容器、配管部品、バルブ、センサー筐体、電子機器の保護ケースなどでは、わずかな気密漏れが製品の性能や耐久性に影響することがあります。
気密漏れの原因は、部品の寸法精度だけではありません。シール材の選定、接合面の表面状態、ねじの締結条件、樹脂の成形状態、接着剤の硬化条件など、複数の要因が関係します。そのため、試作会社を紹介してもらう段階から、どのような方法で気密性を検証するのかを確認しておくことが重要です。
また、気密検査を実施したという事実だけでは、試作品の品質を十分に判断できません。検査圧力、検査時間、使用する気体、漏れ量の判定基準などが異なれば、同じ試作品でも検査結果が変わる可能性があります。試作会社によって使用設備や検査方法が違うため、依頼側が求める性能と検査条件を一致させる必要があります。
この記事では、「試作会社 紹介」で加工先や開発パートナーを探している設計・開発・調達担当者に向けて、試作品の気密漏れを防ぐために確認したい6つの検査条件を詳しく解説します。検査方法の選び方から、試作会社の技術力を見極める質問、漏れが発生した場合の原因調査、量産移行に向けた管理方法まで、実務に役立つ考え方を整理します。
なぜ試作品の気密漏れは試作会社選びで差が出るのか
試作品の気密性は、製造工程のわずかな違いによって変化する場合があります。図面上では同じ形状でも、使用する加工設備、材料、表面処理、組立方法が異なれば、実際の漏れ特性が変わることがあります。
例えば、金属部品を切削加工する場合、シール面の平面度や表面粗さが気密性に影響します。接触面に局所的な傷やうねりが残っていると、シール材が十分に密着せず、漏れ経路が形成されることがあります。寸法公差を満たしていても、シール面に必要な形状精度や表面品質が確保されていなければ、気密性を保証できるとは限りません。
樹脂部品では、成形収縮、反り、内部の空隙、溶融樹脂の合流部分などが問題になる場合があります。特に薄肉形状や複雑な流路を持つ部品では、成形条件による品質のばらつきが気密性に影響することがあります。積層造形で製作した試作品についても、造形方式や材料、積層方向、後処理によっては微細な空隙を通じてガスが通過する可能性があります。
接着や溶接を伴う試作品では、接合部に生じる未接合領域、微小な欠陥、熱変形などが漏れの原因になります。接合部の外観が良好でも、内部に連続した漏れ経路が残っている可能性があるため、必要に応じて非破壊検査や気密試験を組み合わせることが重要です。
さらに、気密性は部品単体と組立完成品で異なる場合があります。部品単体では漏れがなくても、組立時にシール材がねじれたり、締結荷重が偏ったりすると、完成品で気密不良が発生することがあります。このため、部品の製造能力だけでなく、組立工程や検査工程まで対応できるかどうかも試作会社選びの判断材料になります。
試作会社の紹介サービスを利用する際には、単に希望する材質や加工方法に対応できる会社を探すだけでなく、要求する気密性能について技術的な相談ができる会社を選ぶことが大切です。
例えば、気密試験設備を保有している会社でも、検出できる漏れ量の範囲が製品要求に合っていない場合があります。また、試験装置を保有していなくても、専門の検査先と連携し、検査条件の設定や不良解析まで対応できる会社もあります。設備の有無だけで判断せず、必要な検査をどのように成立させるかを確認することが重要です。
なお、気密性と水密性は関連しますが、同じ性能ではありません。気体と液体では漏れ経路における流動特性が異なるため、空気による試験結果だけで、あらゆる水の浸入条件に対応できると判断することはできません。実際の使用環境に応じた評価が必要です。
このように、試作品の気密不良を防ぐには、試作会社の加工技術と検査技術の両方を確認し、設計段階から検査条件を共有することが基本になります。
条件1：使用条件と許容漏れ量を明確にする
気密検査で最初に決めるべき条件は、試作品に求める気密性能です。検査設備の選定や試験時間の設定よりも先に、製品がどのような環境で使用され、どの程度の漏れまで許容できるのかを明確にする必要があります。
例えば、屋内で使用する電子機器の筐体と、圧力を保持するガス配管部品では、求められる気密性能が異なります。電子機器では湿気や粉じんの侵入抑制が主目的になる場合がありますが、ガス配管部品では内部流体の漏出防止が重要になります。さらに、圧力センサーを搭載する密閉構造では、内部圧力の変化そのものが測定性能に影響することがあります。
このような用途の違いを整理せずに「気密性が必要」とだけ伝えてしまうと、試作会社が想定する検査条件と製品の実使用条件が一致しない可能性があります。
まず確認したいのは、製品内部と外部の圧力差です。内部が加圧される構造なのか、外部から圧力を受ける構造なのか、あるいは減圧状態を維持する構造なのかによって、適切な試験方法が変わります。シール材や接合部は圧力の作用方向によって変形することがあるため、実使用時の圧力差の方向も重要です。
次に、連続使用時の温度範囲や、温度変化の速さを考慮します。常温では十分な気密性を確保できても、高温でシール材が軟化したり、低温で弾性が低下したりすることで、漏れが発生する場合があります。異なる材料を組み合わせている場合は、熱膨張率の差によって接合部の圧縮状態が変化する可能性もあります。
また、試作品が静止した状態で使用されるのか、振動や繰返し荷重を受けるのかも確認が必要です。初期状態では漏れがなくても、ねじの緩み、シール材のへたり、接合部の疲労などによって、使用後に気密性能が低下する場合があります。
許容漏れ量を決める際には、「漏れがないこと」という曖昧な表現だけで終わらせないことが重要です。すべての検査方法には検出限界があり、測定できないほど小さな漏れまで完全にゼロであると証明できるわけではありません。そのため、要求する機能に基づき、合格と判断できる漏れ量の上限を定める必要があります。
漏れ量を直接数値で規定する場合は、測定方式に応じた単位、試験媒体、圧力差、必要な基準条件を明確にします。試験圧力、試験体の内部容積、温度条件、測定時間などを固定したうえで、許容する圧力変化を規定する方法もあります。ただし、圧力変化と漏れ量の関係は測定条件に依存するため、異なる内部容積の試作品に同じ圧力低下基準を無条件に適用することは適切ではありません。
例えば、同程度の漏れが発生している場合でも、内部容積の大きな試験体では圧力変化が小さくなることがあります。小型部品で使用した圧力低下の判定値を、大型の試作品にそのまま適用すると、要求する検出感度を満たせない場合があります。
試作会社を紹介してもらう際には、使用流体、使用圧力、温度範囲、要求する保持時間、許容漏れ量を、わかる範囲で整理して伝えることが効果的です。
要求値が確定していない開発初期であれば、試作会社に検査条件の妥当性評価や予備試験を相談する方法もあります。用途に必要な機能から合否基準を設定し、試験方法との対応関係を確認することで、過不足の少ない品質評価につながります。
条件2：検査媒体と検出方法を用途に合わせる
2つ目の条件は、気密検査に使用する媒体と漏れの検出方法です。気密検査には複数の方式があり、それぞれ検出できる漏れ量の範囲、測定時間、試作品への影響、漏れ位置の特定能力が異なります。
一般的に利用される方法の一つが、空気などの気体で試験体を加圧し、一定時間の圧力低下を測定する圧力変化法です。この方法は、密閉可能な試作品の全体的な漏れを評価する用途に適しています。
ただし、圧力の低下は漏れだけでなく、温度低下や試験体の容積変化によっても発生します。試験中に樹脂部品が変形したり、試験体が冷却されたりすると、漏れがなくても測定値が変化することがあります。そのため、圧力変化法では温度や安定化時間を適切に管理する必要があります。
差圧を利用する検査方法では、基準側と試験体側の圧力差を測定することで、微小な圧力変化を検出する方式があります。適切な条件では高い測定分解能を得られる場合がありますが、基準容積の設定、配管構成、温度差などの影響を受けるため、装置の仕様と試験体との適合確認が欠かせません。
漏れの発生位置を確認したい場合には、発泡液を接合部へ塗布する方法や、水中で気泡を観察する方法が利用されることがあります。これらは比較的直感的に漏れ箇所を確認しやすい方法ですが、漏れ量を精密に定量する用途には一般に適していません。漏れ位置の探索と漏れ量の定量評価は、目的を区別して方法を選ぶことが重要です。
また、水中での検査は、電子部品や吸湿しやすい材料を含む試作品には適用しにくい場合があります。試験後の洗浄や乾燥が必要になることもあるため、製品構造に応じた判断が必要です。
微小な漏れ量の評価が必要な場合には、ヘリウムなどの検知用ガスを使用する方式も選択肢になります。専用の検出装置を用いて、試験体から漏れ出す検知用ガスを測定する方法であり、検査構成によっては高感度の漏れ評価が可能です。
検知用ガスを使用する場合でも、試験体全体の漏れ量を測定する方式と、検出器を接合部に近づけて漏れ位置を探索する方式では、測定結果の意味が異なります。漏れ位置の探索に適した方法が、そのまま全体漏れ量の厳密な合否判定に適しているとは限りません。
さらに、気密検査では試験媒体そのものの特性を理解することも重要です。空気、窒素、ヘリウムなどでは、漏れ経路を通過する際の挙動が異なる場合があります。そのため、ある試験媒体で得られた漏れ量を、別の媒体に対する漏れ量として単純に扱うことはできません。
樹脂やエラストマーなどを含む構造では、穴や隙間を通る漏れだけでなく、材料自体を通過するガス透過も考慮が必要になる場合があります。特に高感度の検査では、材料透過と局所的な欠陥による漏れを区別して評価することが重要です。
試作会社を選ぶ際には、利用できる検査方式の種類だけでなく、なぜその検査方法を選択するのかを説明できるか確認するとよいでしょう。製品の用途、必要な検出感度、試験体への影響、検査後の工程まで考慮して方法を提案できる会社は、開発段階での検証にも対応しやすいと考えられます。
また、使用流体や試作品の安全性によっては、検査に利用できる媒体や圧力に制約があります。可燃性ガスを扱う製品や高圧部品などでは、試験媒体の選定、設備の安全対策、関連する法令や適用基準の確認が必要です。実際の使用流体をそのまま使って検査することが、必ずしも適切とは限りません。
検査方式の選択は、単に漏れるかどうかを調べるためではなく、要求性能を再現性よく判定し、不良が発生した場合に原因を追究できる方法を選ぶことが重要です。
条件3：試験圧力・温度・安定化時間を統一する
3つ目の条件は、検査中の圧力、温度、時間を適切に設定し、試験ごとのばらつきを抑えることです。気密検査では、同じ試作品を使用していても、測定環境が変わると検査結果が異なる場合があります。
特に圧力変化を利用する検査では、試験圧力と温度の影響が大きくなります。気体の圧力は温度や容積によって変化するため、測定中に周囲温度が変動すると、漏れとは関係のない圧力変化が発生することがあります。
例えば、試験体に圧縮空気を供給した直後は、気体の温度や試験体の温度が周囲環境と一致していない場合があります。その状態で測定を開始すると、気体が周囲温度に近づく過程で圧力が変化し、実際の漏れと区別しにくくなることがあります。
そのため、気密検査では通常、試験体へ気体を供給する工程、圧力や温度が落ち着くまで待つ工程、漏れを測定する工程を適切に分ける必要があります。
試作会社を紹介してもらう際には、検査時の目標圧力だけでなく、昇圧方法、圧力安定化時間、測定開始条件についても確認することが重要です。
試験圧力は、実際の使用圧力を基準に検討します。ただし、使用圧力と同じ値で試験すれば十分とは限りません。製品の用途や適用される規格によっては、特定の試験圧力が要求される場合があります。一方、過度な試験圧力を設定すると、樹脂部品の変形、薄肉部品の損傷、シール材の押し出しなどが発生する可能性があります。
また、耐圧試験と気密試験は目的が異なります。耐圧試験は所定の圧力に対して構造的な健全性を確認することを主な目的とし、気密試験は漏れの有無や漏れ量を評価することを目的とします。耐圧試験に合格したことだけで、必要な気密性能が確認されたとは限りません。
特に圧縮気体を使用する試験では、試験体の破損によって蓄積されたエネルギーが急激に放出される危険があります。試験圧力の設定だけでなく、試験体の耐圧能力、安全カバー、圧力制限、排気方法、作業手順などを適切に検討する必要があります。
温度条件についても、常温での検査だけで十分かどうかを確認します。製品が高温環境や低温環境で使用される場合、温度による材料の変形やシール性能の変化を考慮し、必要に応じて温度条件を変えた試験を実施します。
例えば、金属筐体と樹脂製カバーを組み合わせた構造では、温度変化によって部品同士の寸法関係が変化することがあります。シール材に必要な圧縮量が維持されなければ、常温では合格する試作品でも、温度変化後に漏れが発生する可能性があります。
さらに、測定中の振動や外力にも注意が必要です。柔らかい樹脂部品や薄肉容器では、わずかな外力による容積変化が圧力測定に影響する場合があります。測定台の安定性や治具による保持方法も検査条件の一部として考える必要があります。
試作会社には、圧力や温度をどのように管理しているか、測定開始までに十分な安定化時間を設けているか、測定環境の変化が結果に与える影響を把握しているかを確認しましょう。
初回試作では、圧力や測定時間を変えた予備試験を行い、結果のばらつきを評価する方法も有効です。製品の構造に合った条件を見つけてから正式な検査条件を確定することで、不必要な不合格判定や見逃しを減らしやすくなります。
条件4：シール構造・組立方法・検査治具を固定する
4つ目の条件は、試作品のシール構造、組立条件、検査治具を統一することです。気密性は材料や加工精度だけで決まるものではなく、部品同士をどのように接合し、どの程度の力で密着させるかによっても変化します。
例えば、弾性シール材を用いる構造では、シール材の断面形状、圧縮量、溝形状、接触面の状態などが重要になります。圧縮量が不足すると十分な密着が得られず、反対に圧縮量が過大になると、シール材の損傷や変形が発生する場合があります。
また、シール材の材質が使用流体や温度条件に適していることも必要です。材料によっては、使用する流体に接触することで膨潤や硬化、物性の変化が生じ、時間の経過とともに気密性能が低下する可能性があります。
試作会社を選定する際には、指定されたシール材を組み込めるかだけでなく、シール溝の加工精度や表面品質を管理できるかを確認します。
接合面に切削傷や打痕がある場合、シール材が十分に追従できず、微小な漏れ経路が形成されることがあります。特にシール面を横断するような傷は、気密性に影響する場合があるため注意が必要です。
図面には一般的な寸法公差だけでなく、必要に応じてシール面の平面度、表面粗さ、傷の許容状態などを明記することが望まれます。加工会社と設計者が協議し、気密機能に関係する重要寸法を共有することが大切です。
ねじ締結によってシール材を圧縮する構造では、締付け条件の管理が欠かせません。締付けトルクが不足すると接合面の密着力が不足し、締めすぎると部品が変形したり、ねじ部やシール材が損傷したりする可能性があります。
複数のねじで固定する構造では、締付け順序によって接合面の荷重分布が変化することがあります。そのため、気密検査に使用する試作品は、締付け工具、締付け順序、締付け条件などを可能な範囲で統一することが重要です。
ただし、締付けトルクは接合部の軸力を間接的に管理する方法であり、摩擦条件によって実際の軸力が変わります。重要な接合部では、必要な締結状態が得られているかを設計評価で確認することも検討します。
接着構造の場合は、接着剤の塗布量、塗布位置、接合面の前処理、硬化条件などが気密性に関係します。接着剤が部分的に不足していたり、硬化が不十分だったりすると、外観からは確認しにくい漏れ経路が形成される場合があります。
溶接やろう付けなどで密閉する構造についても、接合条件や内部欠陥の管理が必要です。試作品の段階では、製造条件と検査結果を対応させることで、漏れの発生原因を把握しやすくなります。
さらに見落とせないのが、気密検査に使用する治具の影響です。
検査治具は、試作品の開口部を閉じたり、圧力供給用の配管を接続したりするために使用されます。この治具自体に漏れがあると、試作品に問題がなくても不合格と判定される可能性があります。
反対に、検査治具が製品のシール部分を通常とは異なる力で押さえつけると、実使用時には発生する漏れを一時的に抑えてしまう場合があります。このような状態では、検査に合格しても完成品の性能を正しく評価できません。
そのため、検査治具の密閉性能だけでなく、治具が試作品へ与える荷重や変形も考慮する必要があります。
試作会社への依頼時には、どの位置を治具で密閉するのか、どこまでを検査対象の境界とするのかを明確にします。部品単体を評価する場合と、完成品全体を評価する場合では、検査対象となる漏れ経路が異なるためです。
最終製品で使用するシール構造がある場合は、その部分を検査用の仮設シールで置き換えてしまうと、実際に確認したい気密性能を評価できない可能性があります。
検査治具の設計段階から試作会社と協議し、実使用時の密閉構造を適切に再現できる方法を選ぶことが重要です。
条件5：測定時間・検出感度・設備の健全性を検証する
5つ目の条件は、検査設備が必要な漏れ量を安定して検出できることを確認することです。気密検査装置を使用していても、要求する漏れ量に対して十分な測定感度がなければ、不良を見逃す可能性があります。
また、測定感度が高い設備を使用すれば必ず良い結果になるわけでもありません。試験体の内部容積、温度変化、材料の変形、試験時間などが適切に管理されていなければ、検査結果の再現性が低下する場合があります。
まず重要なのが、必要な検出感度と検査装置の測定能力を対応させることです。
例えば、許容漏れ量の上限が非常に小さい製品では、通常の圧力計による目視確認だけでは必要な変化を検出できない場合があります。そのため、要求性能に応じた測定方式と測定器を選定する必要があります。
圧力変化法では、測定時間を長くすることで微小な圧力低下を検出しやすくなる場合があります。しかし、測定時間が長くなると、周囲温度の変動や試験体の変形などの影響を受ける可能性もあります。
単純に測定時間を延ばせばよいのではなく、必要な検出感度と測定環境の安定性を考慮して時間を決定することが重要です。
また、検査設備の仕様に記載されている測定分解能と、実際の試験条件で得られる検出能力は必ずしも同じではありません。内部容積が大きい試験体や、温度による変形が大きい試験体では、装置単体の性能だけで評価能力を判断することはできません。
試作会社には、要求する漏れ量に対して、実際の試験体を接続した状態で十分な判定能力を確保できるか確認する必要があります。
検査設備の健全性を確認する方法としては、既知の漏れ量を持つ基準器や、要求する検出限界に対して漏れが十分小さいことを確認した基準試験体を利用する方法があります。
既知の漏れを与えた場合に適切な値が検出されるか、基準試験体を測定した場合に異常な値が出ないかを確認することで、検査装置や配管、治具の状態を評価できます。
ただし、基準器による装置確認と、実際の試験体を含めた測定工程全体の妥当性確認は同じではありません。装置が正常でも、治具の接続状態や試験体の変形によって結果が変わることがあるためです。
検査結果の信頼性を高めるには、同一の試作品を繰り返し測定し、どの程度のばらつきが発生するかを確認することも有効です。
例えば、同じ試作品を同じ条件で複数回検査しても、結果が大きく変動する場合は、測定環境、治具の密閉状態、安定化時間、試験体の特性などを調査する必要があります。
さらに、作業者が変わった場合や、試作品を治具に取り付け直した場合の再現性も重要です。特定の作業者だけが安定した測定結果を得られる状態では、量産工程に移行した際に検査品質がばらつく可能性があります。
測定システムの評価では、繰返し性と再現性を区別して考えます。繰返し性は同一条件で測定した際のばらつき、再現性は作業者や測定条件などの違いによるばらつきを確認する考え方です。
試作品の気密検査では、測定装置だけでなく、治具への取付け作業や温度管理を含む工程全体のばらつきを把握することが重要になります。
設備の定期点検や校正の管理方法についても確認しておきましょう。測定器が適切に管理されていない場合、測定値に偏りが生じても気づきにくくなる可能性があります。
特に量産移行を想定している試作品では、試作段階から検査装置の点検方法、基準器による確認方法、校正の管理、測定異常時の対応などを整理しておくことで、後の工程設計が進めやすくなります。
試作会社を紹介してもらう際には、「気密検査装置を保有していますか」という質問だけでなく、「要求する漏れ量に対して、どのように測定能力と再現性を確認しますか」と尋ねることが効果的です。
検査の測定原理と不確かさを理解し、評価結果の妥当性を説明できる会社であれば、初回試作から設計改善まで継続して相談しやすくなります。
条件6：検査数量・合否判定・記録方法を決める
6つ目の条件は、何個の試作品を検査し、どのような基準で合否を判定し、結果をどのように記録するかを決めることです。
試作品の気密検査では、少数の試験体で良好な結果が得られても、量産時に同じ品質を確保できるとは限りません。材料の個体差、加工条件の変動、組立作業のばらつきなどによって、気密性能が変わる可能性があります。
そのため、開発段階に応じて検査数量を設定することが重要です。
初期試作では、まず設計したシール構造が成立するかを確認します。この段階では、設計の成立性を確認するために、代表的な試作品を用いて検査条件の妥当性を評価することが考えられます。
設計が具体化した段階では、複数の試作品を製作し、製造条件の違いや部品のばらつきが気密性に与える影響を確認します。
例えば、シール面の寸法が公差範囲内で変化した場合や、締付け条件が許容範囲内で変動した場合に、気密性能がどの程度変わるかを調べることで、設計の余裕度を評価できます。
量産を見据えた試作では、初回試作よりも広い範囲のばらつきを評価することが重要です。必要に応じて、異なる材料ロットや加工条件を含む試作品を準備し、気密性能の安定性を確認します。
検査数量については、すべての試作品を検査する方法と、一部を抜き取って検査する方法があります。
どちらが適切かは、製品のリスク、要求される信頼性、検査方法の特性、不良の発生傾向などによって異なります。
例えば、漏れが安全性に直接影響する製品では、適用される規格や要求仕様に従い、必要な検査範囲を決める必要があります。一方、設計検討用の試作品では、少数の試験体を用いた評価から開始し、開発の進行に合わせて検査数量を増やす方法も考えられます。
合否判定では、単に「合格」「不合格」という結果だけを残すのではなく、可能な限り測定値も記録することが重要です。
例えば、許容漏れ量の基準を満たしている試作品でも、測定結果が合格限界に近い場合と、十分な余裕がある場合では、量産移行時に注意すべき点が異なります。
測定値を継続して記録することで、材料ロットや加工条件による気密性能の変化を把握しやすくなります。
また、合否判定の境界付近では、測定ばらつきを考慮する必要があります。測定値が基準値に近い場合、装置や試験環境のわずかな変動によって判定結果が変わる可能性があるためです。
必要に応じて判定に余裕を持たせる方法や、境界付近の試作品に対して追加確認を行う方法を検討します。どのような扱いにするかは、要求品質と測定能力に応じて事前に決めておくことが重要です。
さらに、不合格となった試作品の再検査条件も明確にする必要があります。
一度不合格になった試作品を、特に原因を確認せず何度も測定し、たまたま合格した結果だけを採用する方法は適切ではありません。再検査を行う場合は、治具の接続不良や測定異常などの可能性を確認し、再検査が必要になった理由を記録することが望まれます。
再検査前にシール材を交換したり、ねじを締め直したりした場合には、最初の試験体と同じ状態ではなくなります。そのため、作業内容を記録し、初回測定結果と区別して管理することが重要です。
検査記録には、試作品の識別番号、図面番号や改訂情報、試験日時、測定方式、試験圧力、温度条件、測定時間、測定結果、判定結果などを残すことが考えられます。
必要に応じて、使用した検査装置、治具、作業者、組立条件、材料ロット、再検査の履歴なども記録します。
これらの情報が整理されていれば、不良が発生した際に、どの製造条件や検査条件と関係しているのかを追跡しやすくなります。
試作会社の紹介を依頼する段階から、検査成績書の提出可否や記録項目について確認しておくことで、納品後の評価を円滑に進められます。
気密漏れが発生したときの原因切り分けと対策
気密検査で不合格となった場合、すぐに部品の加工不良と判断するのは適切ではありません。実際の漏れが試作品に存在する場合もあれば、検査治具や測定環境が原因で異常な結果が出ている場合もあります。
そのため、まずは検査結果が再現するかを確認し、試験体の不良と検査系の異常を切り分けることが重要です。
最初に確認したいのは、検査装置や接続配管、治具の状態です。試験体を密閉する治具の接触面に異物が付着していたり、接続部のシールが劣化していたりすると、試作品に問題がなくても圧力低下が発生することがあります。
基準試験体などを利用して検査系の状態を確認し、必要に応じて治具のシール部や接続部を点検します。
次に、温度や安定化時間などの測定条件を確認します。特に樹脂製の試作品では、加圧による変形が測定値に影響している可能性があります。同じ試験体を繰り返し測定した際に結果が変化する場合は、材料の変形や温度の影響を含めて検討する必要があります。
測定系に問題がないと判断できた場合には、実際の漏れ位置の特定を進めます。
接合部やシール面が疑われる場合は、適切な漏れ位置探索方法を使用して、どの部分から漏れが発生しているかを確認します。漏れ位置が特定できれば、設計寸法や加工状態との関係を調べやすくなります。
例えば、シール面から漏れが発生している場合には、シール材の圧縮状態、接合面の平面度、表面傷、異物の付着、締結状態などを確認します。
溶接部から漏れが発生している場合には、接合条件や溶接欠陥の有無を確認します。必要に応じて内部状態を調べ、漏れ経路がどのように形成されたかを推定します。
鋳造部品では、内部の空隙が連続することで漏れ経路となる場合があります。そのため、鋳造条件、肉厚、内部欠陥の分布などを検討することが重要です。
積層造形品の場合は、造形方向、積層条件、材料の緻密さ、後処理などが漏れ特性に関係する場合があります。試作段階で積層造形品を利用し、量産では別の製法を採用する予定であれば、両者の気密特性を同一視しないことが大切です。
原因が特定できた場合には、単に漏れ箇所を補修するだけでなく、なぜその不良が発生したのかを検討します。
例えば、接着剤の塗布不足が原因であれば、塗布作業の改善だけでなく、塗布位置を安定させる形状や治具の追加が有効な場合があります。シール面の加工傷が原因であれば、加工条件や工具管理、検査方法の改善を検討します。
重要なのは、対策前後で検査条件を揃えることです。検査圧力や測定時間が変わってしまうと、設計変更によって気密性能が改善したのか、単に測定条件が変わっただけなのかを判断しにくくなります。
試作会社が不良解析にも対応できる場合、漏れ位置の特定から製造条件の見直し、対策品の再試作、再検査まで一貫して進めやすくなります。
試作会社の紹介を受ける際には、不合格が発生した場合の対応範囲も確認しておくことが重要です。
紹介を受ける試作会社の技術力を見極める質問
気密性が重要な試作品を依頼する場合、試作会社の技術力を判断するには、設備一覧や加工実績を見るだけでは十分ではありません。
重要なのは、要求される気密性能を理解し、加工方法、組立方法、検査方法を関連付けて提案できるかどうかです。
まず確認したいのは、類似した密閉構造の試作経験です。単に「気密部品の製作実績があるか」と質問するだけでなく、どのような材料や接合方式の部品に対応した経験があるのかを確認すると、技術的な適合性を判断しやすくなります。
例えば、金属製の密閉容器を得意とする会社と、樹脂製の防水筐体を得意とする会社では、保有する加工技術や不良解析の経験が異なる場合があります。
試作する製品の構造に近い実績があるかどうかは、会社選びの重要な判断材料になります。
次に、図面を確認した段階で、気密性に影響する箇所を指摘できるかを確認します。
例えば、シール溝の形状が適切か、接合面に必要な加工精度を確保できるか、締結によって部品が変形しないかなど、製造上の懸念を具体的に説明できる会社であれば、試作前の設計改善にも役立ちます。
設計者が指定した加工条件をそのまま実行するだけでなく、要求性能を満たすために必要な加工方法や形状変更を提案できることが望まれます。
また、気密検査についても、対応可能かどうかだけではなく、検査条件をどのように決めるのかを確認します。
要求する漏れ量に対して適切な検査方式を選択できるか、検査治具の設計に対応できるか、測定装置の性能をどのように確認するかなどを質問すると、検査技術の理解度を把握しやすくなります。
検査装置を自社で保有していない場合でも、外部の専門検査会社と連携できる体制があれば、要求性能に対応できる可能性があります。
その場合は、どの会社が検査条件を決定し、誰が測定結果を確認し、不合格時にはどのように原因を調査するのかを明確にすることが重要です。
さらに、加工と検査を別の会社で実施する場合は、図面の改訂情報や検査条件が正しく共有される仕組みも確認します。
図面変更後に古い条件で検査を実施してしまうと、結果の比較や品質判断が難しくなることがあります。試作会社が工程間の情報管理を適切に行えるかどうかも、検討すべき項目です。
品質管理の面では、検査成績書の内容や不適合品への対応方法を確認します。
測定結果を数値で提出できるか、不合格となった試作品をどのように識別するか、原因調査の結果をどのように報告するかなど、具体的な運用を確認することが重要です。
また、開発途中で仕様変更が発生した場合に、どの程度柔軟に対応できるかも試作会社選びでは大切です。
気密性の評価では、初回試作で課題が見つかり、シール溝や接合構造を変更することがあります。その際、設計変更の影響を理解し、再加工や再試作の方法を検討できる会社であれば、開発を進めやすくなります。
紹介サービスを通じて複数の試作会社を比較する場合は、単に設備数や加工可能な材質の多さで判断せず、要求性能に対する技術的な提案内容を比較することが重要です。
特に、検査結果が不合格となった場合の原因調査方法まで説明できる会社は、試作と評価を繰り返す開発案件に適している可能性があります。
試作会社への依頼から量産準備までの進め方
試作品の気密漏れを防ぐためには、試作会社を選定した後の進め方も重要です。
初回の問い合わせ段階では、試作品の用途、構造、材料、使用環境、要求する気密性能などを整理して伝えます。気密条件が未確定の場合でも、どのような機能を実現したいのかを共有することで、試作会社から適切な提案を受けやすくなります。
例えば、電子機器の筐体であれば、屋内使用か屋外使用か、結露や水の浸入をどの程度考慮する必要があるか、開閉を繰り返す構造かどうかなどを伝えることが有効です。
流体を扱う部品であれば、使用する流体の種類、圧力条件、温度条件、想定する使用期間などが重要になります。
次に、試作会社と設計内容を確認し、気密性に影響する箇所を洗い出します。
シール面、接合部、ねじ締結部、配管接続部、材料の境界部分などについて、要求機能を満たすために必要な寸法や加工品質を確認します。
設計段階で加工しにくい部分が見つかった場合には、機能を維持できる範囲で形状を見直すことも検討します。
その後、初回試作品を製作し、気密検査を実施します。この段階では、合格か不合格かだけでなく、どの程度の漏れがあるのか、検査結果にどの程度のばらつきがあるのかを把握することが重要です。
初回試作で不合格が発生した場合には、原因を調査し、設計変更や製造条件の改善につなげます。
改善後の試作品では、初回と同じ検査条件で評価し、変更によって気密性能がどの程度改善したかを確認します。
また、気密性能が安定して得られるようになった段階では、製造条件のばらつきに対する評価を進めます。
例えば、部品寸法が公差範囲内で変動しても気密性を維持できるか、シール材のロットが変わっても安定した結果が得られるか、作業者が変わっても組立品質を確保できるかなどを確認します。
量産移行時には、試作段階で成立した検査条件を、そのまま量産工程へ適用できるかを検討する必要があります。
試作段階では時間をかけて詳細な検査を実施できても、量産工程では検査時間や作業方法に制約が生じることがあります。そのため、要求する検出能力を維持しながら、安定した検査工程を構築できるかが重要になります。
また、量産工程で検査方式を変更する場合には、試作段階の検査方法と新しい検査方法の結果が、必要な範囲で整合することを確認する必要があります。
試作段階で高感度の検査を行い、量産段階で別の方式を採用する場合などには、それぞれの測定能力と合否判定基準の関係を評価することが重要です。
量産準備では、重要な加工寸法、組立条件、検査条件、品質記録の管理方法を文書化しておくと、製造条件の変更による品質変動を把握しやすくなります。
特に、複数の試作会社や製造会社が関係する案件では、仕様の変更履歴と評価結果を関連付けて管理することが大切です。
例えば、シール溝の寸法を変更した試作品について、旧図面の試作品と検査結果を混在させてしまうと、どの設計条件が有効だったのかを判断しにくくなります。
図面番号や改訂番号、試作品の識別番号、加工条件、検査結果を対応させることで、設計改善の根拠を明確にできます。
また、製品の実使用環境を想定した確認も欠かせません。
試作会社の工場内で気密検査に合格したとしても、輸送中の振動、現場での組立、使用時の温度変化などによって、気密性が変化する場合があります。
必要に応じて、輸送後、組立後、環境試験後などの段階でも気密性を評価し、初期検査だけでは確認できないリスクを検討します。
気密性が製品の安全性や重要機能に関係する場合は、適用される法令、規格、顧客要求に基づき、設計検証や製品評価の内容を決める必要があります。
このように、試作会社への依頼は、試作品を完成させることだけを目的とするのではなく、要求性能を実現できる製造条件と検査条件を確立する工程として考えることが重要です。
初回試作から量産準備まで同じ品質目標を共有することで、設計変更による手戻りを減らし、安定した製品づくりにつなげやすくなります。
まとめ：6つの検査条件を共有して手戻りを減らす
試作会社の紹介を受けて気密性が必要な試作品を製作する場合、加工精度だけでなく、検査条件まで含めた品質管理が重要です。
試作品の気密漏れは、材料内部の欠陥、接合面の状態、シール材の変形、組立条件、検査治具の不具合など、さまざまな原因によって発生します。そのため、単に完成後に気密試験を行うだけでは、十分な品質確保につながらない場合があります。
今回解説した6つの検査条件は、使用条件と許容漏れ量の明確化、検査媒体と検出方式の選定、試験圧力と温度の管理、シール構造と検査治具の統一、測定能力と再現性の確認、検査数量と判定記録の管理です。
これらの条件を試作会社と事前に共有することで、設計者と製造担当者の認識の違いを減らし、要求性能に合った評価を実施しやすくなります。
特に重要なのは、気密検査の合否だけでなく、どのような条件で測定し、どの程度の性能が確認されたのかを記録することです。
測定条件と結果が明確になっていれば、不具合が発生した場合にも原因を切り分けやすくなり、設計変更や製造工程の改善に役立ちます。
試作会社の紹介サービスを利用する際には、希望する加工方法に対応できることに加えて、気密性能について相談できる技術力、検査体制、不良解析への対応力、品質記録の管理能力などを確認しましょう。
また、試作品を実際の設備や施工現場に組み込んで評価する場合には、工場内での検査結果と現場での使用状況を関連付けることも重要です。
例えば、密閉型の計測機器や屋外設備の筐体を現場へ設置した後、設置位置、周囲環境、施工状態、点検時の外観などを継続して記録しておけば、不具合が発生した際に状況を振り返りやすくなります。
このような現場情報の管理には、LRTK Phoneの活用も考えられます。LRTK Phoneを利用して設備の設置位置や現場写真を記録し、必要に応じてLRTKクラウドで関係者と共有することで、試作品の現場評価や施工履歴の整理に役立てられる場合があります。点群データを用いた設備周辺の形状確認が必要な案件では、取得したデータの条件や対応形式を確認したうえで、LRTK点群CADの活用を検討する方法もあります。
ただし、現場写真や位置情報、点群データの記録は、気密性能を直接測定する試験の代わりにはなりません。気密性の評価は適切な検査設備と判定基準に基づいて実施し、その結果を現場の設置情報や点検記録と関連付けて管理することが大切です。
試作段階で確立した気密検査の条件と、現場で確認した使用状況の情報を組み合わせることで、製品開発から実使用までの品質確認をより体系的に進められます。
試作会社を選ぶ際には、製作できるかどうかだけではなく、要求する気密性能をどのように実現し、どのような検査で確認するのかまで具体的に相談することが、気密漏れの予防と製品品質の安定につながります。
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