ヘリウムリークテストの自動化で、現場を強くする話（真空装置編）

こんにちは。現場でリーク検査を長く見てきた身として、「そろそろ自動化をきちんと考えたい」という声が増えてきたなぁ、と感じています。半導体や医療系の装置だと、とにかく再現性と立ち上がりの早さが命。人手の勘と経験だけに頼るやり方から、道具と工程で“仕組み化”する時代に入っています。今日は、ヘリウムリークテストの自動化を検討するときに、最初に押さえておきたい要点を、肩の力を抜いてまとめます。

1) まず整理：ヘリウムリークテストの基本

• 方式の使い分け
  ・真空法：ワークを真空に引いて外側からヘリウムを吹く（または加圧側から浸透）。微小リークに強く、真空装置との相性が良い。
  ・スニファ法：ワークをヘリウムで加圧して、外側からプローブで吸い込む。現場でのピンポイント探索に向く。
• ヘリウムを使う理由：背景濃度が低く、分子が軽くて漏れやすい＝検出しやすい。
• 注意点：背景濃度の上振れ（周囲への滞留）、配管や治具の残留。換気・パージ・ゼロ点の取り直しが効きます。

2) 自動化の設計は「流体系 × 治具 × シーケンス」

流体系（配管・バルブ）

• 計測ラインは短く・シンプルに：デッドボリュームを作らない。
• バルブ役割の明確化：粗排気／計測／ベント／ヘリウム導入でライン分離。
• パージ手順を工程に組み込む（前工程の残留ヘリウムを飛ばす）。

治具（クランプ・シール）

• シール面の平面度＋押さえ力の均一：Oリング溝寸法と圧縮率を図面で固定。
• 段取り替え想定：兼用治具は位置決めピンとクランプ点の再現性が肝。
• クリーン度：粉・油膜は敵。洗浄と乾燥を“工程”化。

シーケンス（例）

1. 前パージ（外気／N₂）
2. 粗排気 → 安定待ち
3. 計測ライン切替 → ゼロ点確認
4. ヘリウム導入（真空法）またはワーク加圧（スニファ）
5. 計測 → 合否判定
6. ベント／回収 → 次サイクルへ

※バックグラウンドが高ければ自動で再ゼロ、または再測定へリトライすると誤判定が減ります。

3) 閾値（合否）の決め方と“ゼロ点”の扱い

• 閾値は仕様から逆算：要求漏れ量 → 装置表示単位へ正しく換算（桁ズレ注意）。
• ゼロ点管理：開始前／シフト交代時／異常上振れ時に自動ゼロ取り直し。
• ドリフト対策：室温・治具温度の影響を見込み、短いパージ＋待ち時間をレシピ化。

4) タクト短縮は「並列化」と「ムダ取り」

• 並列化：搬送と計測をかぶせ、タクトをずらして同時進行。
• ムダ取り：過剰なパージ／安定待ちを実測で最適化。
• ヘリウム使用量抑制：局所導入で残留低減→次サイクル立ち上がりも早い。
• ログ解析：履歴から待ち過ぎ／流量過多を可視化。

5) 品質保証：日常点検と校正、そして記録

• 日常点検：既知の微小リークを疑似ワークに仕込み、朝イチでワンショット。
• 校正：推奨周期に合わせ、現場は“再現性確認”重視。
• 記録：ワークID／レシピ／結果／再測フラグをCSV出力できると有用。
• インターロック：未クランプ／扉未閉／排気未完了で計測に入らない。

6) 当社の運用ノウハウ（“足回り”を詰めます）

• 検出器：ヘリウムリークディテクタ HELIOT 300/700/900 を運用。ワークに合わせ測定レンジと応答の安定化を最優先。
• 治具最適化：面当たり、Oリング溝、押さえピッチの3点で過検知を抑制。
• 過検知・過判定回避：バックグラウンド上昇時は自動でパージ→再ゼロ→再測定に戻す。閾値は余裕を持つ。
• その場リワーク：溶接・座面修正まで同一ラインで実施→再検査まで一気通貫。

7) 既存ラインへの“後付け”は段階導入が安全

• 手動 → 半自動 → 全自動の三段階で設計（失敗が少ない）。
• 既存のポンプ・配管を活かし、バルブユニットと治具から導入がコスパ良。
• PLC/シーケンサ連携：最初はI/O（スタート・合否・異常）だけでも十分。ログは後から拡張。

8) よくある“つまずき”と対処のメモ

• 計測が安定しない：計測ライン長すぎ／デッドボリューム大 → 配管短縮・継手整理。
• 毎回バックグラウンド高め：パージ不足／周囲での漏れ／治具シール甘い。
• 合否が日によって揺れる：室温・治具温度 → 固定時間待ちではなく収束判定へ。
• スニファで特定できない：吹き付け広すぎ → スポット吹き＋遮蔽で範囲を絞る。

9) まずは“図面か現物”を見せてください（進め方の例）

1. 現状ヒアリング：要求漏れ量／現行タクト／ワーク形状
2. 治具案のラフ：シール方式・クランプ方法・レシピ骨子
3. 簡易PoC：既存検出器＋仮治具で実サンプルをテスト
4. 本設計：バルブユニット・配管・I/O・データ出力
5. 立ち上げ・教育：日常点検と“困ったときの戻り方”

さいごに

リーク検査の自動化は、特別なことをしているわけではありません。配管をすっきりさせ、治具の押さえをきちんと作り、シーケンスを欲張らずに回す。そして、ゼロ点とログを丁寧に扱う。これだけで、現場の“うっかり”がぐっと減ります。

当社は、ヘリウムリークディテクタ（HELIOT 300/700/900）の運用に加え、溶接・座面修正・リーク再検査までワンストップ対応。「まずは手動から半自動に」「既存装置に後付けしたい」といった相談も大歓迎です。図面PDFやSTEP、あるいは現物をお持ちいただければ、簡易レビューから一緒に段取りを組んでいきます。

――現場がラクになって、品質が上がって、タクトも詰まる。そんな自動化を一緒に作りましょう。