JP2010151656A - 防水性能診断装置、防水性能診断方法および防水性能診断プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】機構部品を使用せずに防水性能を診断する防水性能診断装置、防水性能診断方法および防水性能診断プログラムを得ること。
【解決手段】防水性能診断装置１０は、密閉容器１１と、密閉容器１１の内部空間の気圧を測定する気圧センサ１２と、この空間の温度を測定する温度センサ１３と、この空間の温度を変更する温度変更部品１４と、温度変更部品１４が変更する前後の温度に対する気圧センサ１２による気圧の変化を測定して、この測定結果を密閉容器１１の密閉が完全な場合の理論値と比較する比較手段１５と、この比較手段１５の比較結果から密閉容器１１の防水性能を判別する防水性能判別手段１６とを備える。水分量の差を検出することでも防水性能を判別できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話機、デジタルカメラ等の防水型の電子機器の防水性能を診断するための防水性能診断装置、防水性能診断方法および防水性能診断プログラムに関する。

携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、デジタルカメラ、電子式腕時計、携帯型のラジオやテレビジョン等の比較的小型の電子機器は、これらの普及と共に、通常使用される生活用の道具として、各種の場所および環境で気軽に使用されるようになってきている。この結果、これらの電子機器は、時として雨の中で使用したり、プールサイドで使用するといったように防水性が要求される場所で使用することも多くなっている。そこで、防水機能を備えた電子機器が各種登場するに至っている。

電子機器では、プラスチックや金属等の水が浸透しない素材でできた筐体と蓋とを、防水パッキンを介して閉じ合わせることで、防水機能を持たせることが一般的に行われている。ところが、防水パッキンは経年変化で劣化していくだけでなく、ユーザが電池交換等の必要性から電子機器を開けたときに生じる傷や髪の毛等の異物の付着によって防水機能を失う。

電子機器は内部にプリント基板や電子回路部品が配置されている。したがって、機器内部に水滴が侵入すると、基板の配線層が腐食したり、端子部分に水分の蒸発した残留物が付着して、回路が誤動作したり、動作不能になる場合が多い。

このため、防水機能を備えた電子機器の多くは、防水パッキンについて安全を見込んで１年ごとの交換を推奨している。しかしながら、電子機器が小型化すると防水パッキンも小型化したり、防水パッキンを構成する輪の断面が非常に細くなったりする。このため、電子機器の防水パッキンを交換するには高度な技術を要する場合が多い。しかし、防水パッキンの交換を専門の業者に依頼すると、かなりの金額と時間が掛かり、要求された交換時期ごとの交換に躊躇する場合も少なくない。また、防水パッキンはそのものの劣化の進度が必ずしも速くなく、損傷や異物の付着が生じない環境を維持している限り、交換時期をかなり延長できる場合が多いという意見もある。

そこで、現在使用している電子機器の防水機能がどれほど劣化しているかをユーザ側で診断できる防水性能診断装置が要望されている。この要望に応えるものとして、防水機能検査確認窓を取り付けた防水カメラが、本発明に関連する関連技術として提案されている（たとえば特許文献１参照）。この関連技術では、防水カメラの密閉された空間の空気をピストンで圧縮し、このピストンの軸に取り付けた圧縮バネと軸方向に釣り合わせ、この釣りあった位置の移動状況から空気の漏れを検出する。すなわち、防水パッキンの部分から圧縮空気が外部に漏れるような状況であれば、防水機能検査確認窓の中でピストンの軸が移動を続けるので、この様子を確認することができる。
特開２００８−０１５４４５号公報（第００２０段落、第００２１段落、図３）

このように、この関連技術ではピストンで圧縮した空気の漏れによって防水機能を診断する。したがって、水を用いた本来の診断と異なり、防水性が劣化していると判別された場合にも、この診断によって水が防水カメラの内部に侵入するおそれがない。しかしながら、この関連技術では、ピストンを用いて空気を圧縮する。しかもピストンの軸の移動が防水機能検査確認窓で確認できなければならない。このため、ピストンを含めた防水性能診断装置全体がある程度大型化せざるを得ない。したがって、防水性能診断装置を使用した電子機器の携帯性に不具合を生じるといった問題があった。

そこで本発明の目的は、機構部品を使用せずに防水性能を診断することのできる防水性能診断装置、防水性能診断方法および防水性能診断プログラムを提供することにある。

本発明では、（イ）密閉容器と、（ロ）この密閉容器の内部に存在する空間の気圧を測定する気圧センサと、（ハ）前記した空間の温度を測定する温度センサと、（ニ）前記した空間の温度を変更する温度変更部品と、（ホ）この温度変更部品が変更する前後の温度に対する前記した気圧センサによる気圧の変化を測定して、この測定結果を密閉容器の密閉が完全な場合の温度に対する気圧の理論値と比較する比較手段と、（へ）この比較手段の比較結果から前記した密閉容器の防水性能の良否を判別する防水性能判別手段とを防水性能診断装置が具備する。

また、本発明では、（イ）密閉容器と、（ロ）この密閉容器の内部に存在する空間の温度を測定する温度センサと、（ハ）前記した空間の湿度を測定する湿度センサと、（ニ）前記した温度センサの測定した温度と、前記した湿度センサの測定した湿度から測定時における単位体積当たりの水分量を算出する水分量算出手段と、（ホ）この水分量算出手段の算出した水分量を、予め記憶しておいた前記した空間の以前の単位体積当たりの水分量と比較する水分量比較手段と、（へ）この水分量比較手段の比較の結果、前記した測定時における単位体積当たりの水分量の方が多いとき前記した密閉容器の防水性能の劣化を警報する警報手段
とを防水性能診断装置が具備する。

更に本発明では、（イ）密閉容器の内部に存在する空間の気圧を測定する第１の気圧測定ステップと、（ロ）この第１の気圧測定ステップで気圧を測定した後に前記した空間の温度を所定の差分が生じるように変更する温度変更ステップと、（ハ）この温度変更ステップで温度を変更した後の前記した空間の気圧を測定する第２の気圧測定ステップと、（ニ）前記した第１の気圧測定ステップで測定した第１の気圧と、第２の気圧測定ステップで測定した第２の気圧の差を求める気圧差算出ステップと、（ホ）この気圧差算出ステップで算出した気圧差と前記した温度変更ステップで変更した温度の前記した差分との比と、前記した密閉容器の密閉が完全であるときの気圧差と前記した温度の前記した差分との比とを比較する比較ステップと、（へ）この比較ステップで比較した２つの比に関連性が存在するか否かにより前記した密閉容器の防水性能の良否を判別する防水性能判別ステップとを防水性能診断方法が具備する。

更にまた本発明では、（イ）密閉容器の密閉度が完全な状態でこの密閉容器の内部に存在する空間の単位体積当たりの水分量を測定する第１の水分量測定ステップと、（ロ）この第１の水分量測定ステップで測定した後に前記した密閉容器の内部に存在する空間の単位体積当たりの水分量を測定する第２の水分量測定ステップと、（ハ）これら第１の水分量測定ステップおよび第２の水分量測定ステップで測定した第１の水分量と第２の水分量を比較する比較ステップと、（ニ）この比較ステップによる比較の結果、第２の水分量の方が第１の水分量よりも多くなったとき、前記した密閉容器の防水性能が劣化したと判別する判別ステップとを防水性能診断方法が具備する。

また、本発明では、コンピュータに、防水性能診断プログラムとして、（イ）密閉容器の内部に存在する空間の気圧を測定する第１の気圧測定処理と、（ロ）この第１の気圧測定処理で気圧を測定した後に前記した空間の温度を所定の差分が生じるように変更する温度変更処理と、（ハ）この温度変更処理で温度を変更した後の前記した空間の気圧を測定する第２の気圧測定処理と、（ニ）前記した第１の気圧測定処理で測定した第１の気圧と、第２の気圧測定処理で測定した第２の気圧の差を求める気圧差算出処理と、（ホ）この気圧差算出処理で算出した気圧差と前記した温度変更処理で変更した温度の前記した差分との比と、前記した密閉容器の密閉が完全であるときの気圧差と前記した温度の前記した差分との比とを比較する比較処理と、（へ）この比較処理で比較した２つの比に関連性が存在するか否かにより前記した密閉容器の防水性能の良否を判別する防水性能判別ステップとを実行させる。

更に本発明では、コンピュータに、防水性能診断プログラムとして、（イ）密閉容器の密閉度が完全な状態でこの密閉容器の内部に存在する空間の単位体積当たりの水分量を測定する第１の水分量測定処理と、（ロ）この第１の水分量測定処理で測定した後に前記した密閉容器の内部に存在する空間の単位体積当たりの水分量を測定する第２の水分量測定処理と、（ハ）これら第１の水分量測定処理および第２の水分量測定処理で測定した第１の水分量と第２の水分量を比較する比較処理と、（ニ）この比較処理による比較の結果、第２の水分量の方が第１の水分量よりも多くなったとき、前記した密閉容器の防水性能が劣化したと判別する判別処理とを実行させる。

以上説明したように本発明によれば、密閉容器の内部に存在する空間の温度変化に対する気圧のあるべき変化をチェックしたり、この空間の水分量の変化をチェックするので、機構部品を使用せずに診断が可能であり、部品の磨耗の心配がなく、また部品の定期的な調整が不要である。また、防水性能診断の装置を小型化することができるので、電子機器に対する適用範囲を広げることができる。

図１は、本発明の防水性能診断装置のクレーム対応図を示したものである。本発明の防水性能診断装置１０は、密閉容器１１と、この密閉容器１１の内部に存在する空間の気圧を測定する気圧センサ１２と、前記した空間の温度を測定する温度センサ１３と、前記した空間の温度を変更する温度変更部品１４と、この温度変更部品１４が変更する前後の温度に対する気圧センサ１２による気圧の変化を測定して、この測定結果を密閉容器１１の密閉が完全な場合の温度に対する気圧の理論値と比較する比較手段１５と、この比較手段１５の比較結果から密閉容器１１の防水性能の良否を判別する防水性能判別手段１６とを備えている。

図２は、本発明の他の防水性能診断装置のクレーム対応図を示したものである。本発明の他の防水性能診断装置２０は、密閉容器２１と、この密閉容器２１の内部に存在する空間の温度を測定する温度センサ２２と、前記した空間の湿度を測定する湿度センサ２３と、温度センサ２２の測定した温度と、湿度センサ２３の測定した湿度から測定時における単位体積当たりの水分量を算出する水分量算出手段２４と、この水分量算出手段２４の算出した水分量を、予め記憶しておいた前記した空間の以前の単位体積当たりの水分量と比較する水分量比較手段２５と、この水分量比較手段２５の比較の結果、前記した測定時における単位体積当たりの水分量の方が多いとき密閉容器１１の防水性能の劣化を警報する警報手段２６とを備えている。

図３は、本発明の防水性能診断方法のクレーム対応図を示したものである。本発明の防水性能診断方法３０は、密閉容器の内部に存在する空間の気圧を測定する第１の気圧測定ステップ３１と、この第１の気圧測定ステップ３１で気圧を測定した後に前記した空間の温度を所定の差分が生じるように変更する温度変更ステップ３２と、この温度変更ステップ３２で温度を変更した後の前記した空間の気圧を測定する第２の気圧測定ステップ３３と、第１の気圧測定ステップ３１で測定した第１の気圧と、第２の気圧測定ステップ３３で測定した第２の気圧の差を求める気圧差算出ステップ３４と、この気圧差算出ステップ３４で算出した気圧差と温度変更ステップ３２で変更した温度の前記した差分との比と、前記した密閉容器の密閉が完全であるときの気圧差と前記した温度の前記した差分との比とを比較する比較ステップ３５と、この比較ステップ３５で比較した２つの比に関連性が存在するか否かにより前記した密閉容器の防水性能の良否を判別する防水性能判別ステップ３６とを備えている。

図４は、本発明の他の防水性能診断方法のクレーム対応図を示したものである。本発明の他の防水性能診断方法４０は、密閉容器の密閉度が完全な状態でこの密閉容器の内部に存在する空間の単位体積当たりの水分量を測定する第１の水分量測定ステップ４１と、この第１の水分量測定ステップ４１で測定した後に前記した密閉容器の内部に存在する空間の単位体積当たりの水分量を測定する第２の水分量測定ステップ４２と、これら第１の水分量測定ステップ４１および第２の水分量測定ステップ４２で測定した第１の水分量と第２の水分量を比較する比較ステップ４３と、この比較ステップ４３による比較の結果、第２の水分量の方が第１の水分量よりも多くなったとき、前記した密閉容器の防水性能が劣化したと判別する判別ステップ４４とを備えている。

図５は、本発明の防水性能診断プログラムのクレーム対応図を示したものである。本発明の防水性能診断プログラム５０は、コンピュータに、密閉容器の内部に存在する空間の気圧を測定する第１の気圧測定処理５１と、この第１の気圧測定処理５１で気圧を測定した後に前記した空間の温度を所定の差分が生じるように変更する温度変更処理５２と、この温度変更処理５２で温度を変更した後の前記した空間の気圧を測定する第２の気圧測定処理５３と、第１の気圧測定処理５１で測定した第１の気圧と、第２の気圧測定処理５３で測定した第２の気圧の差を求める気圧差算出処理５４と、この気圧差算出処理５４で算出した気圧差と前記した温度変更処理で変更した温度の前記した差分との比と、前記した密閉容器の密閉が完全であるときの気圧差と前記した温度の前記した差分との比とを比較する比較処理５５と、この比較処理５５で比較した２つの比に関連性が存在するか否かにより前記した密閉容器の防水性能の良否を判別する防水性能判別ステップ５６とを実行させる。

図６は、本発明の他の防水性能診断プログラムのクレーム対応図を示したものである。本発明の他の防水性能診断プログラム６０は、コンピュータに、密閉容器の密閉度が完全な状態でこの密閉容器の内部に存在する空間の単位体積当たりの水分量を測定する第１の水分量測定処理６１と、この第１の水分量測定処理６１で測定した後に前記した密閉容器の内部に存在する空間の単位体積当たりの水分量を測定する第２の水分量測定処理６２と、これら第１の水分量測定処理６１および第２の水分量測定処理６２で測定した第１の水分量と第２の水分量を比較する比較処理６３と、この比較処理６３による比較の結果、第２の水分量の方が第１の水分量よりも多くなったとき、前記した密閉容器の防水性能が劣化したと判別する判別処理６４とを実行させる。

＜発明の第１の実施の形態＞

次に本発明の第１の実施の形態を説明する。

図７は、本発明の第１の実施の形態による防水性能診断装置を搭載した電子機器の要部を透視したものである。この電子機器１００は、筐体１０１の内部にプリント基板１０２を配置している。筐体１０１は、防水パッキン１０３によってその本体部分１０１Ａと蓋１０１Ｂとが密閉されており、内部が密閉空間となっている。この密閉空間内のプリント基板１０２には、この電子機器１００の全体的な制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１と、筐体１０１の内部の温度を測定する温度センサ１１２と、同じく内部の気圧を測定する気圧センサ１１３が配置されており、更に筐体１０１の内部の温度を上昇させるための発熱用部品１１４が配置されている。

この電子機器１００の密閉した筐体１０１内には、図示しないがタッチパネルと一体化された液晶ディスプレイと、この図では示していない二次電池が組み込まれている。二次電池は電磁誘導式の図示しない充電器により繰り返し充電されるようになっている。

図８は、この電子機器の防水性能診断装置に関係する回路部分を表わしたものである。プリント基板１０２には、図示しないその他の回路部品と共に、ＣＰＵ１１１、温度センサ１１２、気圧センサ１１３および発熱用部品１１４が実装されている。プリント基板１０２内で、ＣＰＵ１１１は温度センサ１１２、気圧センサ１１３および発熱用部品１１４と配線によって電気的に接続されている。

ここで温度センサ１１２は、図７に示した筐体１０１の内部の温度を測定して、温度データをＣＰＵ１１１に送るようになっている。気圧センサ１１３は、たとえばピエゾ抵抗効果を利用した拡散型の半導体圧力センサであり、気圧を表わしたディジタル信号をＣＰＵ１１１に送る。発熱用部品１１４は筐体１０１の内部の温度を上昇させて空気を加圧するために使用する。空気は、温度の上昇によってシャルルの法則（Charles's law）に従って膨張する。この結果、筐体１０１の内部の空気は加圧される。ＣＰＵ１１１は、図示しないメモリに格納された制御プログラムに従って、各種の制御を行うようになっている。

図９は、発熱用部品とその周辺を具体的に表わしたものである。発熱用部品１１４は、発熱用抵抗１２１と、この発熱用抵抗１２１の一端とドレイン（Ｄ）を接続し、ソース（Ｓ）を接地したＦＥＴ（Field Effect Transistor）１２２から構成されている。ＦＥＴ１２２のゲート（Ｇ）には、発熱のオン・オフを示す制御信号を供給するＣＰＵ１１１が接続されており、発熱用抵抗１２１の他端には、マイナス側を接地した二次電池１３１のプラス側が接続されている。ＣＰＵ１１１からＦＥＴ１２２のゲートにプラスの電圧が印加されると、その間だけドレインとソース間に電流が流れて、発熱用抵抗１２１が発熱する。これにより、図７に示した筐体１０１の内部の温度が上昇することになる。発熱用抵抗１２１の発熱前の筐体１０１の内部の温度および発熱用抵抗１２１を用いた加熱後の温度は、図８に示した温度センサ１１２によって検出されるようになっている。

ところで、前記したシャルルの法則にボイルの法則（Boyle's law）を組み合わせると、気体の体積は、圧力に反比例し絶対温度に比例するというボイル・シャルルの法則を導くことができる。筐体１０１の内部の気圧をＰ、筐体１０１の内空間の体積をＶ、筐体１０１の密閉空間に入っている気体のモル数をｎ、気体定数をＲ、筐体１０１内の温度をＴとする。筐体１０１内の気圧は、次の気体の状態方程式により、（１）式で表わすことができる。

Ｐ＝（ｎＲ／Ｖ）×Ｔ ……（１）

この（１）式により、気圧（Ｐ）と温度（Ｔ）は（ｎＲ/Ｖ）を傾きとした比例関係となっていることが分かる。すなわち、図７に示した電子機器１００の防水パッキン１０３が十分機能していれば、発熱用抵抗１２１を用いた加熱時に空気が膨張し、加圧されて、（１）式に示す関係が成立する。空気の膨張は、１度当たり約２７３分の１である。

図１０は、電子機器の筐体内部の温度と気圧の関係を示したものである。縦軸は、図７に示した気圧センサ１１３によって測定される気圧を示しており、横軸は温度センサ１１２によって検出される温度を示している。検査開始時の温度をｔ₁とし、そのときの筐体１０１の内部の気圧をｐ₁とする。

電子機器１００の防水性能が正常に保たれているとする。この場合には、発熱用部品１１４が動作して筐体１０１の内部の温度がｔ₂まで上昇したとすると、これによる空気の加圧によって防水パッキン１０３で密閉された箇所から外部に漏れる空気の量は零または微少である。温度がｔ₂となったときの筐体１０１の内部の気圧をｐ₂とすると、これらの変化を表わした曲線１４１はほぼ直線となる。

一方、防水パッキン１０３が劣化していたり、これに傷がついていたりゴミが付着していた場合には、電子機器１００の防水性能が完全でなくなる。この防水性能が不完全な状態で、発熱用部品１１４が動作していない場合を考える。この状態で、電子機器１００の外部の気圧が筐体１０１の内部の気圧よりも高ければ、この気圧差によって外部の空気が筐体１０１の内部に入り込み、長時間が経過すると外部の気圧と等しくなる。電子機器１００の外部の気圧が筐体１０１の内部の気圧よりも低い場合には、この逆に筐体１０１の密閉空間に入っている空気が筐体１０１の内部から外部に流出し、長時間が経過すると外部の気圧と等しくなる。

図１０に示す温度ｔ₁と筐体１０１の内部の気圧をｐ₁がこのような平衡状態での測定値とする。この後、ＣＰＵ１１１の温度制御によって、ある時間の経過後に筐体１０１の内部の温度がｔ₂にまで上昇したとする。電子機器１００の防水性能が不完全な状態における温度と気圧の変化を表わした曲線１４２は、温度ｔ₂における気圧ｐ₃が、次の（２）式の関係を示し、時間の経過による空気の流出が生じてモル数ｎが減少する。この結果として、曲線１４２の傾きが曲線１４１の傾きよりも緩やかとなる。

ｐ₁＜ｐ₃＜ｐ₂ ……（２）

したがって、発熱用部品１１４によって筐体１０１の内部の温度を変化させ、これにより気圧が変化した度合いを調べることで、防水パッキン１０３の劣化の程度を判別することができる。夏期のように環境温度が高い状況では、発熱用部品１１４の代わりにペルチェ素子を用いて筐体１０１の内部の空気の温度を下げるようにしてもよい。

図１１は、ユーザの指示による防水性能の診断処理の流れを表わしたものである。図７、図９および図１０と共に説明する。

電子機器１００のユーザは、前記した液晶ディスプレイにメニュー画面を表示した状態で前記したタッチパネルを操作して、防水性能の検査の開始を指示することができる。ＣＰＵ１１１は防水性能の検査開始の指示を検出すると（ステップＳ２０１：Ｙ）、温度センサ１１２および気圧センサ１１３からそれぞれ現在の温度ｔ₁と気圧ｐ₁を示すデータを読み出して、前記したメモリの所定の領域に格納する（ステップＳ２０２）。次にＣＰＵ１１１はＦＥＴ１２２のゲートに通電開始のための所定のオン電圧を印加して発熱用抵抗１２１の通電を行う（ステップＳ２０３）。そして、筐体１０１の内部温度を温度センサ１１２で検出して、これが筐体１０１内部の各回路部品が許容できる最高温度ｔ_MAXに到達していない間は（ステップＳ２０４：Ｎ）、オン電圧を連続的に印加することで温度を上昇させる。

温度センサ１１２が最高温度ｔ_MAXを検出したら（ステップＳ２０４：Ｙ）、ＣＰＵ１１１はＦＥＴ１２２による発熱用抵抗１２１の通電を停止すると共に、気圧センサ１１３からその時点の気圧を示すデータｐ₃を読み出して前記したメモリの他の領域に記憶する（ステップＳ２０５）。次に、ＣＰＵ１１１はステップＳ２０２とステップＳ２０５の双方で記憶した気圧を示すデータｐ₁、ｐ₃を読み出して、これらの気圧差（ｐ₃−ｐ₁）とこれに対応する温度差（ｔ_MAX−ｔ₁）とで示される温度上昇の傾きを算出する（ステップＳ２０６）。次に、ＣＰＵ１１１は、この算出した傾きが密閉空間を前提としたシャルルの法則に従った理想的な傾きの度合いを「１００」としたときの値に換算する（ステップＳ２０７）。これにより、測定終了時における換算値が「１００」であれば、筐体１０１における空気の漏れは皆無であるということになる。

実際には、たとえば測定開始時の温度ｔ₁が２０度で最高温度ｔ_MAXが６０度に設定されていたとすると、筐体１０１の内部の気体の温度は４０度上昇する。この温度上昇による理想的な気圧差（ｐ₂−ｐ₁）は約２７３分の４０というように微少である。また、筐体１０１の内部の気体の温度の上昇が不均一に行われたり、機密性が不十分な場合に気体が筐体１０１から逃げ出す量は測定時間によっても変化する。したがって、測定にある範囲の誤差が生じるのは避けられない。そこで、値が「１００」よりも小さな所定の正の閾値を設定しておき、ステップＳ２０７で求めた換算値がこの閾値以上であるかどうかを判別する（ステップＳ２０８）。そして、換算値が閾値以上であれば（Ｙ）、所定の防水性能は維持しているものとして、電子機器１００の液晶ディスプレイに検査が正常に終了したことを表示して（ステップＳ２０９）、一連の検査処理を終了する（エンド）。換算値が閾値未満の場合には（ステップＳ２０８：Ｎ）、検査結果が異常であったことを表示して（ステップＳ２１０）、一連の検査処理を終了する（エンド）。

以上説明した実施の形態では、ユーザが防水性能の診断を開始させることにしたが、電子機器１００が自動で診断を開始させるようにしてもよい。

また、本実施の形態では防水性能の診断結果を液晶ディスプレイ等のディスプレイに表示してユーザに通知する場合を示したが、電子機器１００のメモリに保存しておき、メーカ、販売店等での保守、修理等のためのデータとして使用することもできる。また、電子機器１００が携帯電話機のような通信端末の場合には、診断結果を保守側で逐次データとして吸い上げるようにして、防水パッキンの交換時期をユーザに通知することも可能である。また、ユーザは防水パッキンの交換を依頼した場合、交換の前後のデータを確認することで、交換が適正に行われたことの確認を行うことも可能である。

以上説明した第１の実施の形態では、たとえばＩＰ（International Protection code）Ｘ７のレベルの電子機器の防水性能の診断を簡易に行うことができる。ここで「Ｘ」とは塵や埃の侵入に対する規定がないことを意味しており、これに続く「７」は防水性能が「水に浸しても影響がないように保護する」という保護等級であることを意味している。
＜第１の実施の形態の変形例＞

図１２は、本発明の第１の実施の形態の変形例における電子機器の防水性能診断装置に関係する回路部分を表わしたものである。図１２で図８と同一部分には同一の符号付しており、これらの説明を適宜省略する。なお、第１の実施の形態の図７は一部の回路部品が本変形例の場合と異なるが、電子機器１００をこの変形例の電子機器１００Ａと読み替えて、援用して説明する。

この変形例のプリント基板１０２には、図示しないその他の回路部品と共に、ＣＰＵ１１１、温度センサ１１２、気圧センサ１１３および無線回路１６１が実装されている。プリント基板１０２内で、ＣＰＵ１１１は温度センサ１１２、気圧センサ１１３および無線回路１６１と配線によって電気的に接続されている。

ここで無線回路１６１は、無線通信を行う回路部分である。たとえば電子機器１００Ａが携帯電話機であるとしたとき、無線回路１６１は図示しない無線基地局と通信を行う。無線回路１６１は一般に電力使用量が多く、連続して無線通信が行われる状態のときに発熱して、筐体１０１内部の気体の温度を上昇させる。そこで、この変形例では図７に示した発熱用部品１１４の代わりに無線回路１６１を熱源に使用する。

図１３は、この変形例における通話または通信による防水性能の診断処理の流れを表わしたものである。第１の実施の形態の図７、図９および図１０を援用し、図１２と共に説明する。

この変形例の場合、ＣＰＵ１１１は電子機器１００Ａのユーザが通話の開始あるいは電子メール等のデータ通信の開始のための操作をするのを監視している（ステップＳ３０１）。このような操作が行われると（Ｙ）、ＣＰＵ１１１は温度センサ１１２および気圧センサ１１３からそれぞれ現在の温度ｔ₁と気圧ｐ₁を示すデータを読み出して、前記したメモリの所定の領域に格納する（ステップＳ３０２）。次にＣＰＵ１１１は無線回路１６１を使用して通話あるいはデータ通信を実行する（ステップＳ３０３）。これにより、無線回路１６１が電力を消費して発熱する。ＣＰＵ１１１は通話あるいはデータ通信が終了して無線回路１６１がオフとなるのを監視する（ステップＳ３０４）。そして無線回路１６１がオフとならない間は（Ｎ）、ステップＳ３０３による通話あるいはデータ通信を続行する。

無線回路１６１がオフになると（ステップＳ３０４：Ｙ）、ＣＰＵ１１１は温度センサ１１２がその時点で検出した温度ｔ₃が通話あるいは通信開始時の温度ｔ₁に必要最小限の温度上昇分ｔ_MINを加えた温度を超えているかどうかをチェックする（ステップＳ３０５）。そして、通信開始時の温度ｔ₁に必要最小限の温度上昇分ｔ_MINを加えた温度を超えていない場合には（Ｎ）、その通話あるいは通信による無線回路１６１の発熱は、防水性能の診断に適さないものとして、診断を終了して、ステップＳ３０１の待機状態に戻る（リターン）。これは、たとえばユーザが電子機器１００Ａを使用してわずか数秒程度の通話を行ったような場合のように、無線回路１６１の通電時間が極めて短いような場合は、筐体１０１の内部の温度がほとんど変化せず、気圧の上昇分もわずかであるので、防水性能の診断を行わないようにしたものである。温度上昇分ｔ_MINは、たとえば３０度というように電子機器１００Ａの設計者が防水性能の診断の精度との関係で適切な値を設定することができる。

無線回路１６１がオフになって（ステップＳ３０４：Ｙ）、温度センサ１１２がその時点で検出した温度ｔ₃が通話あるいは通信開始時の温度ｔ₁に必要最小限の温度上昇分ｔ_MINを加えた温度を超えていた場合には（ステップＳ３０５：Ｙ）、気圧センサ１１３からその時点の気圧を示すデータｐ₃を読み出して前記したメモリの他の領域に記憶する（ステップＳ３０６）。次に、ＣＰＵ１１１はステップＳ３０２とステップＳ３０６の双方で記憶した気圧を示すデータｐ₁、ｐ₃を読み出して、これらの気圧差（ｐ₃−ｐ₁）とこれに対応する温度差（ｔ₃−ｔ₁）とで示される温度上昇の傾きを算出する（ステップＳ３０７）。次に、ＣＰＵ１１１は、この算出した傾きが密閉空間を前提としたシャルルの法則に従った理想的な傾きの度合いを「１００」としたときの値に換算する（ステップＳ３０８）。これにより、測定終了時における換算値が「１００」であれば、筐体１０１における空気の漏れは皆無であるということになる。

実際には、たとえば測定開始時の温度ｔ₁が２０度で温度上昇分ｔ_MINが３０度に設定されていたとすると、筐体１０１の内部の気体の温度は少なくとも５０度まで上昇する。この温度上昇による理想的な気圧差（ｐ₂−ｐ₁）は約２７３分の３０程度というように微少である。また、筐体１０１の内部の気体の温度の上昇が不均一に行われたり、機密性が不十分な場合に気体が筐体１０１から逃げ出す量は測定時間によっても変化する。したがって、測定にある範囲の誤差が生じるのは避けられない。そこで、値が「１００」よりも小さな所定の正の閾値を設定しておき、ステップＳ３０８で求めた換算値がこの閾値以上であるかどうかを判別する（ステップＳ３０９）。そして、換算値が閾値以上であれば（Ｙ）、所定の防水性能は維持しているものとして、電子機器１００Ａの液晶ディスプレイに検査が正常に終了したことを表示して（ステップＳ３１０）、一連の検査処理を終了してステップＳ３０１の待機状態に戻る（リターン）。換算値が閾値未満の場合には（ステップＳ３０９：Ｎ）、検査結果が異常であったことを表示して（ステップＳ３１１）、一連の検査処理を終了してステップＳ３０１の待機状態に戻る（リターン）。

以上説明した変形例では、無線回路１６１の使用時の発熱を利用して防水性能診断装置を動作させたが、これに限るものではない。たとえば、ユーザが電子機器１００Ａの充電を行う際にＣＰＵ１１１が防水性能の検査を開始し、二次電池の充電による発熱を利用して、これにより生じる温度変化と気圧変化を利用して診断を行うようにしてもよい。この場合には、特別の熱源を使用せずに、気圧変化を解析することで電子機器１００Ａの防水性能を診断することができる。

しかも、二次電池の充電は反復して行うので、毎回の診断結果をメモリに格納しておくことで、過去の診断結果と比較することができる。これにより、たとえばある時期に防水パッキン１０３と筐体１０１の間に髪の毛が挟まったというような異常事態が発生したときこれを簡単に検出して、ユーザに防水パッキン１０３の交換を指示することができる。また、過去の比較的古い診断結果と現在の診断結果を比較することで、防水パッキン１０３の経年変化をチェックすることができる。更に、二次電池の充電時に診断を行えば、診断に必要とする電力を商用電源から得ることができるので、電池の残容量を気にする必要がない。

もちろん、無線回路１６１の発熱や二次電池の発熱以外にＣＰＵの発熱、カメラモジュールの発熱を使用して、あるいはこれらを組み合わせたり、補助の熱源を使用して電子機器１００Ａの防水性能を診断することも可能である。

＜発明の第２の実施の形態＞

次に本発明の第２の実施の形態を説明する。

図１４は、本発明の第２の実施の形態による防水性能診断装置を搭載した電子機器の要部を透視したものである。図１４で図７と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。

第２の実施の形態の電子機器４００は、筐体１０１の内部にプリント基板１０２を配置している。筐体１０１は、防水パッキン１０３によってその本体部分１０１Ａと蓋１０１Ｂとが密閉されており、内部が密閉空間となっている。この密閉空間内のプリント基板１０２には、この電子機器４００の全体的な制御を行うＣＰＵ１１１と、筐体１０１の内部の温度を測定する温度センサ１１２と、同じく内部の湿度を測定する湿度センサ４０１、筐体１０１の内部の単位体積当たりの水分量を格納する不揮発性メモリ４０２および防水パッキン１０３の交換を検出する交換検出スイッチ４０３が配置されている。

この電子機器４００の密閉した筐体１０１内には、図示しないがタッチパネルと一体化された液晶ディスプレイと、この図では示していない二次電池が組み込まれている。二次電池は電磁誘導式の図示しない充電器により繰り返し充電されるようになっている。

図１５は、この電子機器の防水性能診断装置に関係する回路部分を表わしたものである。プリント基板１０２には、図示しないその他の回路部品と共に、ＣＰＵ１１１、温度センサ１１２、湿度センサ４０１、不揮発性メモリ４０２および交換検出スイッチ４０３が実装されている。プリント基板１０２内で、ＣＰＵ１１１は温度センサ１１２、湿度センサ４０１、不揮発性メモリ４０２および交換検出スイッチ４０３と配線によって電気的に接続されている。

ここで湿度センサ４０１は、図１４に示した筐体１０１の内部の湿度を測定して、湿度データをＣＰＵ１１１に送るようになっている。不揮発性メモリ４０２は、工場出荷時や図１４に示した防水パッキン１０３の交換時等の所定の時点における筐体１０１の内部の単位体積当たりの水分量を表わした水分量データを格納するようになっている。ＣＰＵ１１１は、図示しないメモリに格納された制御プログラムに従って、各種の制御を行うようになっている。

交換検出スイッチ４０３は、防水パッキン１０３の交換時に作業者が作動させるスイッチであってもよいし、本体部分１０１Ａと蓋１０１Ｂの開閉が原則として防水パッキン１０３の交換時のみに行われる場合には、図１４に示した蓋１０１Ｂに取り付けた磁石の磁気を検出する磁気センサや、蓋１０１Ｂを開けたことによる光量の変化を検出する受光センサであってもよい。たとえば電子機器４００の内蔵電池を電磁誘導式の電源で充電するようになっているような場合、本体部分１０１Ａと蓋１０１Ｂの開閉はメーカ側が修理を行ったり防水パッキン１０３の交換を行う場合に限定される。このような場合には、作業者が防水パッキン１０３の交換を行わない場合でも、これが劣化していないことを確認しているので、蓋１０１Ｂが閉じられたことをセンサで自動検知するようにしても構わない。

図１６は、本発明の第２の実施の形態における防水性能の検査処理の流れを表わしたものである。図１４および図１５と共に説明する。

ＣＰＵ１１１は交換検出スイッチ４０３が押されるタイミングの監視（ステップＳ５０１）と、自動で、あるいはユーザの指示でこの電子機器４００の防水性能のチェックが行われるタイミングの監視（ステップＳ５０２）を行っている。定められた室内環境の下で本体部分１０１Ａと蓋１０１Ｂを閉じ合わせる直前に防水パッキン１０３の交換等の作業を行った作業者が交換検出スイッチ４０３を押すと（ステップＳ５０１：Ｙ）、ＣＰＵ１１１は温度センサ１１２と湿度センサ４０１を用いて筐体１０１内の温度および湿度を測定し（ステップＳ５０３）、これから単位体積当たりの水分量Ｗ₀を算出する（ステップＳ５０４）。そして、測定日時と共に不揮発性メモリ４０２に上書きして（ステップＳ５０５）、ステップＳ５０１およびステップＳ５０２の監視状態に戻ることになる（リターン）。なお、過去の履歴を保存する場合には、上書きする必要はない。

防水性能のチェックが行われるタイミングが到来したら（ステップＳ５０１：Ｎ、ステップＳ５０２：Ｙ）、ＣＰＵ１１１は温度センサ１１２と湿度センサ４０１を用いて筐体１０１内の現在の温度および湿度を測定する（ステップＳ５０６）。そして、同様に単位体積当たりの水分量Ｗ₁を算出する（ステップＳ５０７）。

防水性能が劣化して水分が電子機器４００に浸入していれば、この測定した水分量Ｗ₁がステップＳ５０５で保存した水分量Ｗ₀よりも多くなっているはずである。そこで不揮発性メモリ４０２から水分量Ｗ₀を読み出して（ステップＳ５０８）、現在の水分量Ｗ₁が水分量Ｗ₀に所定の許容値αを加えた値よりも大きくなっているかどうかを判別する（ステップＳ５０９）。大きくなっている場合には（Ｙ）、防水性能が劣化したことになる。そこで、この場合には、前記した液晶ディスプレイに防水パッキン１０３の交換や電子機器４００の内部の点検のための警告を表示して（ステップＳ５１０）、ステップＳ５０１およびステップＳ５０２の監視状態に戻ることになる（リターン）。アラーム音を出力したり、予め用意した警告メッセージを予め設定した電子メールの宛先に送信するようにしてもよい。

現在の水分量Ｗ₁が水分量Ｗ₀に所定の許容値αを加えた値を超えていない場合には（ステップＳ５０９：Ｎ）、防水性能が劣化していないとして、特別の処理を行うことなく、ステップＳ５０１およびステップＳ５０２の監視状態に戻ることになる（リターン）。

以上説明した第２の実施の形態では、防水性能のチェックを比較的頻繁に行えば、防水性能が劣化した初期段階で防水パッキン１０３の交換や修理が可能になり、電子機器４００の重大な障害を回避することができる。なお、工場出荷時に水分量Ｗ₀を不揮発性メモリ４０２等のメモリに書き込んでおけば、交換検出スイッチ４０３を必ずしも使用する必要性はなく、防水性能診断装置を安価に製造することができる。また、防水性能診断装置を小型に製造できるので、小型の電子機器に搭載可能である。

本発明の防水性能診断装置のクレーム対応図である。 本発明の他の防水性能診断装置のクレーム対応図である。 本発明の防水性能診断方法のクレーム対応図である。 本発明の他の防水性能診断方法のクレーム対応図である。 本発明の防水性能診断プログラムのクレーム対応図である。 本発明の他の防水性能診断プログラムのクレーム対応図である。 本発明の第１の実施の形態による防水性能診断装置を搭載した電子機器の要部を透視した斜視図である。 本実施の形態の電子機器の防水性能診断装置に関係する回路部分を表わしたブロック図である。 本実施の形態の発熱用部品とその周辺を具体的に表わした回路図である。 本実施の形態の電子機器の筐体内部の温度と気圧の関係を示した特性図である。 本実施の形態における防水性能の診断処理の流れ図である。 本発明の第１の実施の形態の変形例における防水性能診断装置の回路部分を示したブロック図である。 変形例における通話または通信による防水性能の診断処理の流れ図である。 本発明の第２の実施の形態による防水性能診断装置を搭載した電子機器の要部を透視した斜視図である。 第２の実施の形態における防水性能診断装置に関係する回路部分のブロック図である。 第２の実施の形態における防水性能の検査処理を示す流れ図である。

符号の説明

１０、２０ 防水性能診断装置
１１、２１ 密閉容器
１２ 気圧センサ
１３、２２ 温度センサ
１４ 温度変更部品
１５ 比較手段
１６ 防水性能判別手段
２３ 湿度センサ
２４ 水分量算出手段
２５ 水分量比較手段
２６ 警報手段
３０、４０ 防水性能診断方法
３１ 第１の気圧測定ステップ
３２ 温度変更ステップ
３３ 第２の気圧測定ステップ
３４ 気圧差算出ステップ
３５、４３ 比較ステップ
３６ 防水性能判別ステップ
４１ 第１の水分量測定ステップ
４２ 第２の水分量測定ステップ
４４ 判別ステップ
５０、６０ 防水性能診断プログラム
５１ 第１の気圧測定処理
５２ 温度変更処理
５３ 第２の気圧測定処理
５４ 気圧差算出処理
５５、６３ 比較処理
５６ 防水性能判別処理
６１ 第１の水分量測定処理
６２ 第２の水分量測定処理
６４ 判別処理
１００、４００ 電子機器
１０１ 筐体
１０１Ａ 本体部分
１０１Ｂ 蓋
１１１ ＣＰＵ
１１２ 温度センサ
１１３ 気圧センサ
１１４ 発熱用部品
１２１ 発熱用抵抗
１２２ ＦＥＴ
１３１ 二次電池
１６１ 無線回路
４０１ 湿度センサ
４０２ 不揮発性メモリ
４０３ 交換検出スイッチ

Claims (10)

1. 密閉容器と、
   この密閉容器の内部に存在する空間の気圧を測定する気圧センサと、
   前記空間の温度を測定する温度センサと、
   前記空間の温度を変更する温度変更部品と、
   この温度変更部品が変更する前後の温度に対する前記気圧センサによる気圧の変化を測定して、この測定結果を密閉容器の密閉が完全な場合の温度に対する気圧の理論値と比較する比較手段と、
   この比較手段の比較結果から前記密閉容器の防水性能の良否を判別する防水性能判別手段
   とを具備することを特徴とする防水性能診断装置。
2. 前記温度変更部品は通電により発熱する発熱部品であることを特徴とする請求項１記載の防水性能診断装置。
3. 前記温度変更部品は通電により冷却する冷却部品であることを特徴とする請求項１記載の防水性能診断装置。
4. 前記発熱部品は、電子機器の無線回路を構成する部品であることを特徴とする請求項２記載の防水性能診断装置。
5. 前記発熱部品は、電子機器を充電する二次電池であることを特徴とする請求項２記載の防水性能診断装置。
6. 密閉容器と、
   この密閉容器の内部に存在する空間の温度を測定する温度センサと、
   前記空間の湿度を測定する湿度センサと、
   前記温度センサの測定した温度と、前記湿度センサの測定した湿度から測定時における単位体積当たりの水分量を算出する水分量算出手段と、
   この水分量算出手段の算出した水分量を、予め記憶しておいた前記空間の以前の単位体積当たりの水分量と比較する水分量比較手段と、
   この水分量比較手段の比較の結果、前記測定時における単位体積当たりの水分量の方が多いとき前記密閉容器の防水性能の劣化を警報する警報手段
   とを具備することを特徴とする防水性能診断装置。
7. 密閉容器の内部に存在する空間の気圧を測定する第１の気圧測定ステップと、
   この第１の気圧測定ステップで気圧を測定した後に前記空間の温度を所定の差分が生じるように変更する温度変更ステップと、
   この温度変更ステップで温度を変更した後の前記空間の気圧を測定する第２の気圧測定ステップと、
   前記第１の気圧測定ステップで測定した第１の気圧と、第２の気圧測定ステップで測定した第２の気圧の差を求める気圧差算出ステップと、
   この気圧差算出ステップで算出した気圧差と前記温度変更ステップで変更した温度の前記差分との比と、前記密閉容器の密閉が完全であるときの気圧差と前記温度の前記差分との比とを比較する比較ステップと、
   この比較ステップで比較した２つの比に関連性が存在するか否かにより前記密閉容器の防水性能の良否を判別する防水性能判別ステップ
   とを具備することを特徴とする防水性能診断方法。
8. 密閉容器の密閉度が完全な状態でこの密閉容器の内部に存在する空間の単位体積当たりの水分量を測定する第１の水分量測定ステップと、
   この第１の水分量測定ステップで測定した後に前記密閉容器の内部に存在する空間の単位体積当たりの水分量を測定する第２の水分量測定ステップと、
   これら第１の水分量測定ステップおよび第２の水分量測定ステップで測定した第１の水分量と第２の水分量を比較する比較ステップと、
   この比較ステップによる比較の結果、第２の水分量の方が第１の水分量よりも多くなったとき、前記密閉容器の防水性能が劣化したと判別する判別ステップ
   とを具備することを特徴とする防水性能診断方法。
9. コンピュータに、
   密閉容器の内部に存在する空間の気圧を測定する第１の気圧測定処理と、
   この第１の気圧測定処理で気圧を測定した後に前記空間の温度を所定の差分が生じるように変更する温度変更処理と、
   この温度変更処理で温度を変更した後の前記空間の気圧を測定する第２の気圧測定処理と、
   前記第１の気圧測定処理で測定した第１の気圧と、第２の気圧測定処理で測定した第２の気圧の差を求める気圧差算出処理と、
   この気圧差算出処理で算出した気圧差と前記温度変更処理で変更した温度の前記差分との比と、前記密閉容器の密閉が完全であるときの気圧差と前記温度の前記差分との比とを比較する比較処理と、
   この比較処理で比較した２つの比に関連性が存在するか否かにより前記密閉容器の防水性能の良否を判別する防水性能判別ステップ
   とを実行させることを特徴とする防水性能診断プログラム。
10. コンピュータに、
    密閉容器の密閉度が完全な状態でこの密閉容器の内部に存在する空間の単位体積当たりの水分量を測定する第１の水分量測定処理と、
    この第１の水分量測定処理で測定した後に前記密閉容器の内部に存在する空間の単位体積当たりの水分量を測定する第２の水分量測定処理と、
    これら第１の水分量測定処理および第２の水分量測定処理で測定した第１の水分量と第２の水分量を比較する比較処理と、
    この比較処理による比較の結果、第２の水分量の方が第１の水分量よりも多くなったとき、前記密閉容器の防水性能が劣化したと判別する判別処理
    とを実行させることを特徴とする防水性能診断プログラム。

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