スマートウォッチ、頑丈な懐中電灯、さらには Bluetooth スピーカーなど、水を扱うことを前提としたものを構築する場合、すべてのプロダクト マネージャー、エンジニア、QA リーダーの呼吸を少し楽にしてくれるものが 1 つあります。それは、IPx8 定格です。ただし、ここで重要なのは、「x8」は単に「水中で動作する」という意味ではないということです。これは具体的で厳格なテストであり、正しく検出できるかどうかが、峠と洪水の分かれ目となります。何年も IP テスト機器を提供してきた者として、私もそれはわかります。ほとんどの人は「IPx8 テスター」と聞くと、「プールに沈めるだけ」と考えるでしょう。いいえ。これらのツールがごくわずかな水の浸入をどのように検出するかについては完全な科学があり、私は多くのチームにそのプロセスを説明してきたので、コーヒーを飲みながら会話しているかのように詳細に説明できます（テストレポートにコーヒーの汚れが付いていることは除く）。
まず、基本をしっかりと理解しましょう。 IPx8は水の浸入に対する保護としては最高レベルですよね？これは、IP67 (30 分間で 1 メートルまでの浸水のみ) や IP54 (光の飛沫に耐えるだけ) とは異なります。 x8 規格は業界によって多少異なりますが、一般に、水深 1 メートルを超え、多くの場合は最大 10 メートルまでの、数分ではなく数時間のような長時間の水没です。ここで重要なのは検出です。たとえ小さな微小液滴であっても、デバイスから漏れがあれば、それは失敗です。では、どのようにしてIPx8テスト実際にそれをキャッチしますか？すべてはセットアップから始まります。いいえ、それは単なる大きな水槽ではありません。
待ってください。検出技術の話に入る前に、これが IP テストの全体像のどこに当てはまるかについて話しましょう。 IP 評価を始めたばかりの場合は、水しぶき耐性を簡単にチェックするためのウォーター スプレー マシンや、雨や偶発的なこぼれにギアがどの程度耐えられるかを確認するためのスプラッシュ水試験装置などから始めるとよいでしょう。しかし、x8 の定格を目指している場合、これらのツールは単なるウォームアップにすぎません。より詳細なテストを行う場合は、IP67 テスト機器 (多くの場合、浅い水没と完全な x8 の間の橋渡しとなる) や、より制御された再現性の高い浅い浸水用の IP67 テスト マシンなどの特殊な機器に移行します。しかし今日は、大リーグの IPx8 検出に焦点を当てます。
したがって、IPx8 テストのステップ 1 はテスト環境です。ここはあなたの裏庭のプールではありません。まず、使用する水はきれいでなければなりませんよね？化学薬品や沈殿物は含まず、不純物を除去するためにろ過された通常の水道水だけを使用しています。なぜ？なぜなら、水の中に汚れがあると、小さな隙間に入り込んで漏れを模倣したり、小さな穴を塞いで実際の侵入が検出されなくなる可能性があるからです。高度なテスターの中には、デバイスが実際に遭遇する温度に合わせて水温を調整できるものもあります。たとえば、冬用のスマート グローブをテストする場合は冷水を使用します。ビーチスピーカーとしては暖かいです。熱膨張または熱収縮によってシールが緩んだりきつくなったりして、侵入に影響を与える可能性があるため、これは重要です。
さて、テストチャンバー自体です。 IP54 防水テストチャンバー (管理されたブース内でのスプレーテスト用に構築されたもの) とは異なり、IPx8テスト圧力調整された大型タンクを使用します。検出の最初の鍵は圧力モニタリングです。デバイスを水没させると、水によって静水圧がかかります。デバイスの筐体が完全に密閉されていれば、デバイス内の圧力は外部の圧力と等しくなるはずですよね。しかし、漏れがあると水が浸入して内部容積が変化し、ほとんどの IPx8 テスターがそれを検出します。
ちょっと待って、圧力検出は正確にどのように機能するのでしょうか?実際の例で詳しく見てみましょう。防水アクション カメラをテストしているとします。それを密閉し、（センサーが所定の位置に配置されると密閉されるポートを介して）内部空洞に小型の高感度圧力センサーを取り付けて、それを IPx8 タンクに下げます。タンクはゆっくりと満たされ、水深が深くなるにつれて、別のセンサーによって外部圧力が測定されます。テスターはテスト中、外部圧力を一定に保ちます。製品の使用目的に応じて、2 時間実行する場合もあれば、8 時間実行する場合もあります。さて、カメラの密閉性が良好であれば、内部圧力は常に外部圧力と一致します。しかし、ピンホール漏れがあると水が侵入し、カメラ本体内の空気が圧縮されます。その圧縮により内部圧力が急上昇し、テスターはそれをリアルタイムで検出します。タンクを開けて 30 分ごとにチェックする必要はありません。これは継続的な自動モニタリングです。
しかし、ちょっと待って、通気孔のあるデバイスはどうなるでしょうか?最新の防水技術の多くには、飛行機での飛行など、異なる高度間を移動するときにシールがはじけるのを防ぐための圧力均等化ベントが備えられています。デバイスに通気孔がある場合、空気が逃げる可能性がある (または、水ではなく圧力用に設計されている通気孔から水が侵入する可能性がある) ため、圧力検出方法だけでは機能しない可能性があります。したがって、そのような場合、検査者は 2 番目の方法である水分含有量分析を使用します。ここでは、もう少し実践的になりますが、それでも非常に正確です。テスト実行後は、慎重にデバイスをタンクから取り出し、糸くずの出ない布で外側をすぐに乾かしてから開きます (外部の湿気が結果に影響を与えるのを防ぐため、湿度が管理された部屋で)。次に、内部コンポーネント、回路基板、バッテリー、その他すべての重量を測定します。重量がテスト前の重量よりも大きい場合は、水が侵入したことを意味します。0.1 グラムの違いでも、漏れを示すのに十分です。これは、隙間にある小さな水滴の重量に相当するためです。
私は、チームがこれを台無しにしているのをいつも見てきました。彼らは、計量する前にデバイスを開けてベンチに1分間放置します。そのため、部屋の湿度が上昇し、数値が歪んでしまいます。私が提供する優れた IPx8 テスターには、それを防ぐためのツールが組み込まれています。デバイスを引き出すと、テストタンクのすぐ近くに圧縮乾燥空気による乾燥サイクルが組み込まれているため、余分な水分を含まずに素早く計量ステーションに運ぶことができます。
一部のプレミアム IPx8 テスターが使用するもう 1 つのトリックは、誘電テストです。待って、それは何ですか？ということは、水は電気を通しますよね？純水は実際にはかなり悪い導電性ですが、水道水（テストに使用します）には導電性を高めるミネラルが含まれています。回路が露出したデバイスをお持ちの場合は、水没中に低電圧電流を流すことができます。水が筐体に浸入すると、回路上の 2 点間に導電経路が形成され、テスターは抵抗の低下または電流のスパイクを検出します。これは、モーターが露出している防水ドリルなど、内部に密閉されていないコンポーネントが開いているデバイスに最適ですが、筐体が水の浸入を防ぐことになっています。圧力法はメインエンクロージャに対して機能しますが、誘電試験ではモーターキャビティに水が侵入する漏れを検出します。
ここで、IPx8 テストでよくある間違いについて話しましょう。セットアップが間違っていれば、どんなに優れたテスターでもできることは限られているからです。大きな問題の 1 つはテスト期間です。基準は通常24時間ですか？いや、待て、いや、それは状況による。時計の場合、多くの場合、30 分間で 2 メートル (実際には IP67 に近い) ですが、水中ドローンなどの場合は、12 時間で 10 メートルです。問題は、多くのチームが時間がかかりすぎるためテストを短くし、数時間後にしか現れない遅いリークを見逃していることです。固体IPx8テストでは、さまざまな持続時間と深さのプロファイルをプログラムできるため、製品が実際に直面する状況を正確に模倣できます。
もう一つの間違いは水温の違いです。室温で冷水の入ったタンクに置いたデバイスをテストすると、急激な温度変化によって筐体内の空気が収縮し、圧力センサーへの漏れのように見える可能性があります。したがって、最高のテスターを使用すると、開始前にデバイスをテスト水と同じ温度に調整できるため、熱膨張や収縮によって圧力測定値が歪められることはありません。これは小さな一歩ですが、誤った失敗と実際のリークの違いです。
待って、これらすべてが残りのテスト ラインアップとどのように適合するかに戻りましょう。耐水性製品の作成を始めたばかりの場合は、基本的なウォーター スプレー マシンで軽い飛沫をチェックし、次にスプラッシュウォーター テスト装置に移行して激しい雨をシミュレートすることができます。製品がより高度になるにつれて、一貫したスプレーテスト用の IP54 防水テストチャンバー、浅い水没用の IP67 テスト装置などのツールが必要になります。完全な IPx8 定格を取得する準備ができたら、IP67 テスト マシンは、より深い圧力調整された IPx8 タンク テストに進む前にシールを検証するための優れた中間ステップとなります。すべては進歩です。中間のステップを確認せずにスプラッシュテストから 10 メートルの飛び込みにジャンプすることはできません。
さて、あなたは疑問に思っているかもしれません: すべての IPx8 テスターはこれらの方法を使用するのでしょうか?いいえ。市場には、デバイスを水没させてその後誰かが水の有無をチェックするだけの安価なテスターが販売されていますが、これは非常に信頼性がありません。漏れが小さく、コンポーネントの下に隠れていて、現れるまでに何時間もかかる場合はどうなるでしょうか?あの人はそれを見逃すだろう。私が提供するテスターは、継続的な圧力監視とテスト後の水重量分析を組み合わせ、回路を備えたデバイスの場合は絶縁テストを使用します。自動化されているため、夜間または週末にテストを実行でき、何か問題が発生した場合にはタイムスタンプ付きのリークアラートを含む完全なレポートを取得できます。
これがどのように機能するかを実際の例で説明しましょう。昨年、私のクライアントは新しい防水 Bluetooth イヤホン ケースをテストしていました。 IP67 には合格していましたが、IPx8 に挑戦すると失敗し続けました。彼らの古いテスターは、それを2時間水に浸し、その後取り出してケースを開けてチェックするだけでした。漏れが見つからなかったので、シールの設計が悪かったのではないかと考えました。継続的に圧力を監視する IPx8 テスターを使用してそれらをセットアップしました。まず、ケースを 25°C に調整し、次に 5 メートル (イヤホンの標準的な深さ) に 4 時間沈めました。テスト開始から約 45 分後、圧力センサーが急上昇し、漏れが発生しました。彼らは圧力データを使用して、漏れの場所、つまり充電ポートとケースが接する継ぎ目部分を絞り込みました。結局のところ、彼らの超音波溶接は小さな部分でオフになっており、古い手動の方法では決して発見できなかった微量の水が浸入してしまいました。その溶接を修正し、次の試行で IPx8 に合格しました。それが優れた検出技術の力です。
これをまとめると、次のようになります。IPx8テスト製品を単に「ダンク」するだけではありません。静水圧監視を使用して内部圧力と外部圧力をリアルタイムで追跡し、水重量分析を使用してテスト後の微小な侵入も捕捉し、電子機器が露出したデバイスの絶縁試験を行います。また、誤った結果を避けるために、きれいな水、一致する温度、正しい継続時間と深さなどの適切な設定にも依存します。そして、それらはすべて、飛沫テストやスプレー テストから始まり、厳格な IPx8 規格に至るまで、より広範なテスト ワークフローに適合します。
テスト設定をアップグレードして、信頼性が高く正確な IPx8 結果を取得したい場合、またはテストを始めたばかりで、どのツールが製品に適しているかを判断する必要がある場合は、お問い合わせください。リークを見逃したり、誤った不合格を示したりする安価で信頼性の低いテスターで時間を無駄にしないでください。私たちは、日常生活防水の IP54 から水中用具の完全な IPx8 まで、何百ものチームが適切な IP 等級を取得できるよう支援してきました。研究用の小型テスターが必要な場合でも、製造用の大規模システムが必要な場合でも、当社にお任せください。
参考文献
- 国際電気標準会議。 （2013年）。 IEC 60529: エンクロージャによって提供される保護の程度 (IP コード)。
- アンダーライターズラボラトリー。 （2021年）。 UL 7543: 耐水性および防水性の携帯用電子機器の規格。
- 環境科学研究所（2022年）。 IP テスト手順: 水の浸入検出のベスト プラクティス。