JP2016106215A - 接合体の検査方法および検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】それぞれ薄板状の第１部材と第２部材とを接合した接合体の接合の良否を、その接合体を変形させることなく検査できる接合体の検査方法を提供する。【解決手段】接合体の検査方法では、第１部材と第２部材とを接合した接合体の接合を検査する。接合体は、第１部材と第２部材との外周縁を環状に接合した第１接合部と、外周縁よりも内方であって第１部材と第２部材とを部分的に接合した第２接合部と、第１部材と第２部材との間に備えた空間部から外方に臨む開口部とを備えている。本検査方法の収容工程は、接合体を収容空間部に保持して収容する。注入工程は、収容空間部に検査用の検査媒体を注入する。検出工程は、収容空間部に接続し、検査媒体のうち、接合体の第１接合部の接合不良の部分から空間部を介して開口部の外方に流出した第１検査媒体と、接合体の第２接合部の接合不良の部分を通過した第２検査媒体とを検出する。【選択図】図２

Description

本発明は、接合体の検査方法およびその検査方法を具現化した検査装置に関する。

従来から、たとえば燃料電池は、セパレータと膜電極接合体とを交互に積層して構成している。セパレータは、たとえば、アノード側セパレータ（第１部材に相当）とカソード側セパレータ（第２部材に相当）とを接合したセパレータ対（接合体に相当）として構成することがある。接合体は、第１部材と第２部材の接合部に接合不良があると、その接合不良の部分を介して媒体が漏洩することがある。

そこで、たとえば、検査媒体であるヘリウムガスを内部に注入した薄物試験体をチャンバ―に収容し、薄物試験片の接合不良の部分から漏洩するヘリウムガスをチャンバ―に接続したヘリウムリークディテクターによって検出する方法がある（たとえば、特許文献１参照。）。

特開平１０−３８７４６号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、薄物試験体から漏洩するヘリウムガスを検出する際に、薄物試験体の外周を微真空圧の状態に留めたとしても、微真空圧に起因して薄物試験体が外方に引っ張られ、その薄物試験体の変形を十分に抑制できない虞があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、それぞれ薄板状からなる少なくとも第１部材と第２部材とを接合した接合体の接合の良否を、その接合体を変形させることなく検査できる接合体の検査方法、およびその検査方法を具現化した検査装置の提供を目的とする。

上記目的を達成する本発明に係る接合体の検査方法では、それぞれ薄板状からなる少なくとも第１部材と第２部材とを接合した接合体の接合の良否を検査する。本検査方法で用いる接合体は、第１部材と第２部材との外周縁を環状に接合した第１接合部と、外周縁よりも内方であって第１部材と第２部材とを部分的に接合した第２接合部と、第１部材と第２部材との間に備えた空間部から外方に臨む開口部と、を備えている。本検査方法は、収容工程、注入工程、および検出工程を有している。収容工程は、接合体を収容空間部に保持して収容する。注入工程は、収容空間部に検査用の検査媒体を注入する。検出工程は、収容空間部に接続し、検査媒体のうち、接合体の第１接合部の接合不良の部分から空間部を介して開口部の外方に流出した第１検査媒体と、接合体の第２接合部の接合不良の部分を通過した第２検査媒体と、をそれぞれ検出する。

上記目的を達成する本発明に係る接合体の検査装置は、それぞれ薄板状からなる少なくとも第１部材と第２部材とを接合した接合体の接合の良否を検査する。本検査装置で用いる接合体は、第１部材と第２部材との外周縁を環状に接合した第１接合部と、外周縁よりも内方であって第１部材と第２部材とを部分的に接合した第２接合部と、第１部材と第２部材との間に備えた空間部から外方に臨む開口部と、を備えている。本検査装置は、収容部、注入部、および検出部を有している。収容部は、接合体を収容空間部に保持して収容する。注入部は、収容空間部に検査用の検査媒体を注入する。検出部は、収容空間部に接続し、検査媒体のうち、接合体の第１接合部の接合不良の部分から空間部を介して開口部の外方に流出した第１検査媒体と、接合体の第２接合部の接合不良の部分を通過した第２検査媒体と、をそれぞれ検出する。

上記のように構成した本発明の接合体の検査方法および検査装置によれば、接合体を収容空間部に保持して収容した上で、その収容空間部に注入した検査媒体のうち、接合体の第１接合部の接合不良の部分から空間部を介して開口部の外方に流出した第１検査媒体を検出する。ここで、接合体の第１接合部は、第１部材と第２部材との外周縁を環状に接合したものである。接合体の開口部は、第１部材と第２部材との間に備えた空間部から外方に臨むものである。さらに、検査方法および検査装置によれば、接合体の第２接合部の接合不良の部分を通過した第２検査媒体を検出する。ここで、第２接合部は、外周縁よりも内方であって第１部材と第２部材とを部分的に接合したものである。このような接合体の検査方法および検査装置によれば、それぞれ薄板状からなる少なくとも第１部材と第２部材とを接合した接合体の接合の良否を検査するために用いる検査媒体に起因して、接合体が膨張して破損することを防止できる。したがって、接合体の検査方法および検査装置によれば、第１部材と第２部材とを接合した接合体の接合の良否を、その接合体を変形させることなく検査することができる。

本実施形態に係る検査装置を模式的に示す斜視図である。 図１に図示した検査装置の要部において、上型と下型を離間させ、その上型と下型の間に検査対象であるセパレータ対を配設している状態を示す斜視図である。 図２に図示した検査装置の要部において、上型から封止部材を取り外して下方に移動させ、かつ下型から封止部材を取り外して上方に移動させた状態を示す斜視図である。 図３に図示した検査装置の要部およびセパレータ対を下方から示す斜視図である。 検査装置等を示す断面図である。 セパレータ対に対する封止部材を用いた封止箇所を示す斜視図である。 セパレータ対の要部を示す上面図である。 図７に図示したセパレータ対の要部を側面から示す断面図である。 検査装置を用いてセパレータ対の内部漏れおよび貫通孔漏れをそれぞれ検査する動作を示すフローチャートである。 検査装置を用いてセパレータ対の内部漏れを検査する状態を示す図である。 検査装置を用いてセパレータ対の貫通孔漏れを検査する状態を示す図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面における部材の大きさや比率は、説明の都合上誇張され実際の大きさや比率とは異なる場合がある。

（本実施形態）
本実施形態に係る接合体の検査方法およびその検査方法を具現化した検査装置１について、図１〜図１１を参照しながら説明する。

まず、検査装置１で検査する接合体の構成について、図６〜図８を参照しながら説明する。

図６は、セパレータ対１００に対する封止部材４１〜４６を用いた封止箇所を示す斜視図である。図７は、セパレータ対１００の要部を示す上面図である。図８は、図７に図示したセパレータ対１００の要部を側面から示す断面図である。図８（ａ）は、セパレータ対１００の要部を図７のＣ−Ｃ’線に沿って示す断面図である。図８（ｂ）は、セパレータ対１００の要部を図７のＤ−Ｄ’線に沿って示す断面図である。

接合体は、図６等に示すように、たとえば燃料電池用の金属セパレータの一形態であるセパレータ対１００に相当する。セパレータ対１００は、図８等に示すように、第１部材に相当するアノード側セパレータ１０１と、第２部材に相当するカソード側セパレータ１０２を接合して構成している。アノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２は、それぞれ薄板状からなる。セパレータ対１００は、図６等に示すように、その長手方向の一端に、カソードガス供給口１００ａ、冷却水供給口１００ｂ、およびアノードガス供給口１００ｃに相当する貫通孔を備えている。同様に、セパレータ対１００は、長手方向の他端に、アノードガス排出口１００ｄ、冷却水排出口１００ｅ、およびカソードガス排出口１００ｆに相当する貫通孔を備えている。

セパレータ対１００は、図６〜図８に示すように、アノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２との外周縁を環状に接合した第１接合部１００ｇを備えている。同様に、セパレータ対１００は、外周縁よりも内方であってアノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２とを部分的に接合した第２接合部１００ｍを備えている。具体的には、第２接合部１００ｍは、それぞれアクティブエリアに対応し凹凸形状に形成されたアノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２の中央部分に備えている。第２接合部１００ｍは、セパレータ対１００の中央部分において、セパレータ対１００の長手方向に沿って互いに離間した状態でたとえば４箇所備えている。

セパレータ対１００は、図８（ａ）に示すように、アノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２との間に空間部１００ｕを備えている。空間部１００ｕは、冷却水供給口１００ｂおよび冷却水排出口１００ｅに連通し、冷却水を流す。セパレータ対１００のカソードガス供給口１００ａ、アノードガス供給口１００ｃ、アノードガス排出口１００ｄ、およびカソードガス排出口１００ｆには、それらの外周縁を環状に接合した第３接合部１００ｈ、１００ｉ、１００ｊ、および１００ｋを備えている。セパレータ対１００の第１接合部１００ｇ、第２接合部１００ｍ、および第３接合部１００ｈ〜１００ｋは、それぞれレーザ溶接によって形成している。

つぎに、検査装置１の構成について、図１〜図６を参照しながら説明する。

図１は、検査装置１を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に図示した検査装置１の要部において、上型１１と下型１２を離間させ、その上型１１と下型１２の間に検査対象であるセパレータ対１００を配設している状態を示す斜視図である。図３は、図２に図示した検査装置１の要部において、上型１１から封止部材４１および４２を取り外して下方に移動させ、かつ下型１２から封止部材４３〜４５を取り外して上方に移動させた状態を示す斜視図である。図４は、図３に図示した検査装置１の要部およびセパレータ対１００を下方から示す斜視図である。図５は、検査装置１等を示す断面図である。図５（ａ）は、検査装置１を図１のＡ−Ａ’線に沿って側面から示す断面図であり、セパレータ対１００を図示している。図５（ｂ）は、検査装置１を図２のＢ−Ｂ’線に沿って側面から示す断面図であり、セパレータ対１００の図示を省略している。図６は、セパレータ対１００に対する封止部材４１〜４６を用いた封止箇所を示す斜視図である。

検査装置１は、それぞれ薄板状からなる少なくとも第１部材（アノード側セパレータ１０１）と第２部材（カソード側セパレータ１０２）とを接合した接合体（セパレータ対１００）の接合の良否を検査する。検査装置１は、収容部１０、注入部２０、検出部３０、封止部４０、および吸引部５０を備えている。以下、検査装置１の各構成について順に説明する。

収容部１０は、たとえば図５に示すように、セパレータ対１００を収容空間部１０ｓに保持して収容する。収容部１０は、上型１１、下型１２、および密封部材１３を含んでいる。上型１１は、図４に示すように、金属からなり、長方体形状に形成している。上型１１は、下部の外周縁に沿って密封部材１３と当接する当接部１１ａを備えている。上型１１の当接部１１ａの内方に、一定の深さで浅い凹状部を備えている。凹状部の内面１１ｂの中央には、貫通孔１１ｃを備えている。貫通孔１１ｃは、後述する注入部２０の配管２２と連通している。

上型１１の内面１１ｂの長手方向の一端には、環状の環状溝１１ｆを備えている。環状溝１１ｆは、後述する封止部４０の封止部材４２を圧入し、セパレータ対１００のアノード側セパレータ１０１の方から冷却水排出口１００ｅを封止する。内面１１ｂの長手方向の他端には、環状の環状溝１１ｅを備えている。環状溝１１ｅは、後述する封止部４０の封止部材４１を圧入し、セパレータ対１００のアノード側セパレータ１０１の方から冷却水供給口１００ｂを封止する。

下型１２は、図３に示すように、金属からなり、長方体形状に形成している。下型１２は、上部の外周縁に密封部材１３を接合する。下型１２の上部は、密封部材１３を接合させた部分よりも内方に、一定の深さで浅い凹状部を備えている。凹状部の内面１２ｂの中央には、貫通孔１２ｃを備えている。貫通孔１２ｃは、後述する検出部３０の第２配管３４と連通している。内面１２ｂの長手方向の一端には、貫通孔１２ｄを備えている。貫通孔１２ｄは、後述する検出部３０の第１配管３２と連通している。

下型１２の貫通孔１２ｄを囲むように、環状の環状溝１２ｆを備えている。環状溝１２ｆは、後述する封止部４０の封止部材４４を圧入し、セパレータ対１００のカソード側セパレータ１０２の方から冷却水排出口１００ｅを封止する。内面１２ｂの長手方向の他端には、環状の環状溝１２ｅを備えている。環状溝１２ｅは、後述する封止部４０の封止部材４３を圧入し、セパレータ対１００のカソード側セパレータ１０２の方から冷却水供給口１００ｂを封止する。内面１２ｂの外周縁の内方であって、その外周縁に沿って、環状の環状溝１２ｇを備えている。環状溝１２ｇは、後述する封止部４０の封止部材４５を圧入し、セパレータ対１００のカソード側セパレータ１０２の第１接合部１００ｇよりも内側を封止する。環状溝１２ｈは、後述する封止部４０の封止部材４６を圧入し、セパレータ対１００のカソードガス供給口１００ａ、アノードガス供給口１００ｃ、アノードガス排出口１００ｄ、およびカソードガス排出口１００ｆにおいて、各接合部よりも内側を封止する。

密封部材１３は、上型１１と下型１２を密封するための部材である。密封部材１３は、たとえば、ゴムからなり、上型１１の当接部１１ａに対応した枠状に形成している。密封部材１３は、図５（ｂ）に示すように、下型１２に接合して配設している。密封部材１３の上部の当接部１３ａが、上型１１の当接部１１ａに対して離間可能に密着する。

注入部２０は、たとえば図５に示すように、収容部１０の収容空間部１０ｓに検査用の検査媒体を注入する。注入部２０は、ボンベ２１および配管２２を含んでいる。ボンベ２１には、検査媒体を充填している。検査媒体には、たとえば、ヘリウムガスを用いる。ボンベ２１内の検査媒体は、配管２２を介して、収容部１０の収容空間部１０ｓに注入する。配管２２は、上型１１の貫通孔１１ｃに連通している。配管２２には、図示せぬ圧力調整弁を設け、収容空間部１０ｓの圧力を制御する。注入部２０における検査媒体の注入方法の詳細については、図９〜図１１を参照しながら後述する。

検出部３０は、たとえば図５に示すように、収容部１０の収容空間部１０ｓに接続し、注入部２０から注入された検査媒体を検出する。検出部３０は、セパレータ対１００の第１接合部１００ｇに接合不良が発生していた場合、図１および図２に示すように、下型１２の貫通孔１２ｄと連通した第１配管３２を介して、第１検出器３１で検査媒体を検出する。また、検出部３０は、セパレータ対１００の第２接合部１００ｍに接合不良が発生していた場合、図１および図２に示すように、下型１２の貫通孔１２ｃと連通した第２配管３４を介して、第２検出器３３で検査媒体を検出する。

検出部３０における検査媒体の検出方法の詳細については、図９〜図１１を参照しながら後述する。第１検出器３１および第２検出器３３は、注入部から収容部１０に注入される検査媒体の種類に応じて用意する。たとえば、検査媒体がヘリウムの場合は、第１検出器３１および第２検出器３３には、検出対象にヘリウムが含まれる検出器を選択して用いる。２個の第１検出器３１および第２検出器３３を用いることなく、１個の検出器を第１配管３２と第２配管３４に対してそれぞれ接続して用いてもよい。

封止部４０は、たとえば図５に示すように、セパレータ対１００を収容部１０の収容空間部１０ｓ内に封止した状態で保持する。柔軟な封止部４０によって、セパレータ対１００に過度な負荷を与えることなく、セパレータ対１００を収容部１０内に収容する。封止部４０は、たとえば、伸縮性を備えたゴム部材からなり環状に形成した封止部材４１〜４６を含んでいる。封止部材４１〜４６は、いわゆる無端状のＯリングに相当する。封止部材４１〜４６は、セパレータ対１００に対して面接触して応力を分散させると伴に、セパレータ対１００との密着性を向上させるため、断面形状が矩形状や楕円のものを用いる。

封止部材４１は、図４および図６（ａ）に示すように、セパレータ対１００のアノード側セパレータ１０１側から、冷却水供給口１００ｂの外周に密着させて用いる。封止部材４２は、セパレータ対１００のアノード側セパレータ１０１側から、冷却水排出口１００ｅの外周に密着させて用いる。封止部材４１および４２は、図４に示すように、それぞれ上型１１の内面１１ｂに備えた環状溝１１ｅおよび１１ｆに圧入して設けている。

封止部材４３は、図４および図６（ｂ）に示すように、セパレータ対１００のカソード側セパレータ１０２側から、冷却水供給口１００ｂの外周に密着させて用いる。封止部材４４は、セパレータ対１００のカソード側セパレータ１０２側から、冷却水排出口１００ｅの外周に密着させて用いる。封止部材４５は、セパレータ対１００のカソード側セパレータ１０２の第１接合部１００ｇよりも内側に密着させて用いる。封止部材４６は、セパレータ対１００のカソードガス供給口１００ａ、アノードガス供給口１００ｃ、アノードガス排出口１００ｄ、およびカソードガス排出口１００ｆにおいて、各接合部よりも内側に密着させて用いる。封止部材４３、４４、４５、および４６は、図３に示すように、それぞれ下型１２の内面１２ｂに備えた環状溝１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、および１２ｈに圧入して設けている。

吸引部５０は、たとえば図５に示すように、収容空間部１０ｓ内の媒体を吸引する。吸引部５０は、真空ポンプ５１および５２を含んでいる。真空ポンプ５１は、第１検出器３１用に設けた第１配管３２の分岐された他方に接続している。真空ポンプ５２は、第２検出器３３用に設けた第２配管３４の分岐された他方に接続している。２個の真空ポンプ５１および５２を用いることなく、１個の真空ポンプを第１配管３２および第２配管３４に対してそれぞれ接続して用いてもよい。真空ポンプは、たとえば数ｋＰａ〜数十ｋＰａ程度、減圧できる仕様のものを用いる。

さらに、検査装置１を用いたセパレータ対１００の検査方法について、図９〜図１１を参照しながら説明する。

図９は、検査装置１を用いてセパレータ対１００の内部漏れおよび貫通孔漏れをそれぞれ検査する動作を示すフローチャートである。図１０は、検査装置１を用いてセパレータ対１００の内部漏れを検査する状態を示す図である。図１０（ａ）は、検査装置１およびセパレータ対１００を側面から示す断面図である。図１０（ａ）において、第１検査媒体Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３の流路をそれぞれ表すために、セパレータ対１００は、異なる断面を重複させて示している。図１０（ｂ）は、第１検査媒体Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３の流路をセパレータ対１００に沿って模式的に示す斜視図である。図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）に図示したセパレータ対１００の内部漏れ箇所Ｅを拡大して模式的に示す斜視図である。

図１１は、検査装置１を用いてセパレータ対１００の貫通孔漏れを検査する状態を示す図である。図１１（ａ）は、検査装置１およびセパレータ対１００を側面から示す断面図である。図１１（ａ）において、第２検査媒体Ｌ４、Ｌ５、およびＬ６の流路をそれぞれ表すために、セパレータ対１００は、異なる断面を重複させて示している。図１１（ｂ）は、第２検査媒体Ｌ４、Ｌ５、およびＬ６の流路をセパレータ対１００に沿って模式的に示す斜視図である。図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）に図示したセパレータ対１００の貫通孔漏れ箇所Ｆを拡大して模式的に示す斜視図である。

セパレータ対１００の内部漏れは、図１０に示す構成によって検出する。

図１０（ｂ）に示すように、セパレータ対１００のアノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２が互いに十分に隣接していても、第１接合部１００ｇが接合不良となる場合がある。具体的には、レーザを直線状に走査して部材を溶接するような場合、たとえばレーザの発振が一時的に途切れたり一時的に遮蔽されたりすると、図１０（ｃ）に示すように、直線状の第１接合部１００ｇに未溶接箇所１００ｑが発生してしまう。この未溶接箇所１００ｑから外部に冷却水が漏れることによって、セパレータ対１００に内部漏れが生じる。なお、セパレータ対１００の外部から第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑを介して、セパレータ対１００の内部に媒体が混入する虞もある。

セパレータ対１００の貫通孔漏れは、図１１に示す構成によって検出する。

図１１（ｂ）に示すように、セパレータ対１００のアノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２を互いに十分に隣接させることが難しい箇所を接合している第２接合部１００ｍは、接合不良となる場合がある。第２接合部１００ｍは、たとえば、それぞれアクティブエリアに対応し凹凸形状に形成されたアノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２の箇所を接合している。具体的には、レーザを途切れさせたり遮蔽させたりすることなく直線状に走査したとしても、図１１（ｃ）に示すように、アクティブエリアにおいて、アノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２のレーザ溶接は難しい。レーザ溶接の条件設定が難しく、部材間の接合を確実に行うためにレーザ溶接が過度となると、第２接合部１００ｍに貫通孔箇所１００ｒが発生してしまう。この貫通孔箇所１００ｒを介し、隣接したセパレータ対１００間において媒体が往来することによって、セパレータ対１００に貫通孔漏れが生じる。

セパレータ対１００の内部漏れおよび貫通孔漏れに係る検出について、図９に示すフローチャートと、図１０および図１１に示す各図を参照しながら説明する。

まず、上型１１を下型１２から上昇させ、上型１１と下型１２を離間させる（Ｓ１０１）。つぎに、セパレータ対１００を下型１２に取り付ける（Ｓ１０２）。つぎに、上型１１を下型１２に対して降下させて、上型１１と下型１２を密閉する（Ｓ１０３）。つぎに、上型１１と下型１２の収容空間部１０ｓに対して、注入部２０のボンベ２１から配管２２を介して検査媒体を注入する（Ｓ１０４）。つぎに、Ｓ１０４の状態を継続させつつ、収容空間部１０ｓ内の媒体を吸引部５０の真空ポンプ５１および５２を用いて真空引きする（Ｓ１０５）。

つぎに、Ｓ１０４およびＳ１０５の状態を継続させつつ、検出部３０の第１検出器３１によって検査媒体を検出する。具体的には、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、注入部２０から収容部１０の収容空間部１０ｓに注入された第１検査媒体Ｌ１およびＬ２は、セパレータ対１００のたとえば外周縁の部分に形成した第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑを介して、図８（ａ）に示す空間部１００ｕに侵入する。同様に、注入部２０から収容部１０の収容空間部１０ｓに注入された第１検査媒体Ｌ３は、セパレータ対１００のたとえばカソードガス供給口１００ａに形成した第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑを介して、図８（ａ）に示す空間部１００ｕに侵入する。それらの第１検査媒体Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３を、冷却水排出口１００ｅの外方に流出させ、下型１２の貫通孔１２ｄと第１配管３２を介して、第１検出器３１で検出する（Ｓ１０６）。

つぎに、第１検出器３１によって第１検査媒体Ｌ１、Ｌ２、またはＬ３が検出された場合にはＳ１０９に進み、第１検出器３１によって第１検査媒体Ｌ１、Ｌ２、またはＬ３が検出されなかった場合にはＳ１０８に進む（Ｓ１０７）。ここで、Ｓ１０７からＳ１０８に進むと、図示せぬ表示器に「セパレータ対１００に内部漏れ無し」と表示する（Ｓ１０８）。一方、Ｓ１０７からＳ１０９に進むと、図示せぬ表示器に「セパレータ対１００に内部漏れ有り」と表示した上で、Ｓ１１４に進む（Ｓ１０９）。

つぎに、Ｓ１０８からＳ１１０に進むと、Ｓ１０４およびＳ１０５の状態を継続させつつ、検出部３０の第２検出器３３で検査媒体を検出する。具体的には、図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、注入部２０から収容部１０の収容空間部１０ｓに注入された第２検査媒体Ｌ４およびＬ５は、セパレータ対１００のたとえばアクティブエリアに対応する凹凸部分に形成した第２接合部１００ｍの貫通孔箇所１００ｒに侵入する。同様に、注入部２０から収容部１０の収容空間部１０ｓに注入された第２検査媒体Ｌ６は、セパレータ対１００のたとえばカソードガス供給口１００ａに形成した第２接合部１００ｍの貫通孔箇所１００ｒに侵入する。それらの第２検査媒体Ｌ４、Ｌ５およびＬ６を、下型１２の貫通孔１２ｃと第２配管３４を介し、第２検出器３３によって検出する（Ｓ１１０）。

つぎに、第２検出器３３によって第２検査媒体Ｌ４、Ｌ５、またはＬ６が検出された場合にはＳ１１３に進み、第２検出器３３によって第２検査媒体Ｌ４、Ｌ５、またはＬ６が検出されなかった場合にはＳ１１２に進む（Ｓ１１１）。ここで、Ｓ１１１からＳ１１２に進むと、図示せぬ表示器に「セパレータ対１００に貫通孔漏れ無し」と表示する（Ｓ１１２）。一方、Ｓ１１１からＳ１１３に進むと、図示せぬ表示器に「セパレータ対１００に貫通孔漏れ有り」と表示した上で、Ｓ１１４に進む（Ｓ１１３）。

つぎに、Ｓ１０９、Ｓ１１２、またはＳ１１３から、それぞれＳ１１４に進むと、上型１１と下型１２の収容空間部１０ｓに対する検査媒体の注入を停止する（Ｓ１１４）。つぎに、収容空間部１０ｓから検査媒体を排出する。その際に、真空ポンプ５１または５２を用いる（Ｓ１１５）。つぎに、上型１１を下型１２から上昇させ、上型１１と下型１２を離間させる（Ｓ１１６）。つぎに、セパレータ対１００を下型１２から取り外す（Ｓ１１７）。

上述した本実施形態に係る接合体の検査方法、およびその検査方法を具現化した検査装置１によれば、以下の作用効果を奏する。

接合体の検査方法では、それぞれ薄板状からなる少なくとも第１部材（アノード側セパレータ１０１）と第２部材（カソード側セパレータ１０２）とを接合した接合体（セパレータ対１００）の接合の良否を検査する。検査に用いるセパレータ対１００は、アノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２との外周縁を環状に接合した第１接合部１００ｇと、外周縁よりも内方であってアノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２とを部分的に接合した第２接合部１００ｍと、アノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２との間に備えた空間部１００ｕから外方に臨む開口部（冷却水排出口１００ｅまたは冷却水供給口１００ｂ）と、を備えている。本検査方法は、収容工程、注入工程、および検出工程を有している。収容工程は、セパレータ対１００を収容空間部１０ｓに保持して収容する。注入工程は、収容空間部１０ｓに検査用の検査媒体を注入する。検出工程は、収容空間部１０ｓに接続し、検査媒体のうち、セパレータ対１００の第１接合部１００ｇの接合不良の部分から空間部１００ｕを介して冷却水排出口１００ｅの外方に流出した第１検査媒体Ｌ１、Ｌ２、またはＬ３と、セパレータ対１００の第２接合部１００ｍの接合不良の部分を通過した第２検査媒体Ｌ４、Ｌ５、またはＬ６と、をそれぞれ検出する。

本検査装置１は、それぞれ薄板状からなる少なくとも第１部材（アノード側セパレータ１０１）と第２部材（カソード側セパレータ１０２）とを接合した接合体（セパレータ対１００）の接合の良否を検査する。検査に用いるセパレータ対１００は、アノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２との外周縁を環状に接合した第１接合部１００ｇと、外周縁よりも内方であってアノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２とを部分的に接合した第２接合部１００ｍと、アノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２との間に備えた空間部１００ｕから外方に臨む冷却水排出口１００ｅと、を備えている。本検査装置１は、収容部１０、注入部２０、および検出部３０を有している。収容部１０は、セパレータ対１００を収容空間部１０ｓに保持して収容する。注入部２０は、収容空間部１０ｓに検査用の検査媒体を注入する。検出部３０は、収容空間部１０ｓに接続し、検査媒体のうち、セパレータ対１００の第１接合部１００ｇの接合不良の部分から空間部１００ｕを介して冷却水排出口１００ｅの外方に流出した第１検査媒体Ｌ１、Ｌ２、またはＬ３と、セパレータ対１００の第２接合部１００ｍの接合不良の部分を通過した第２検査媒体Ｌ４、Ｌ５、またはＬ６と、をそれぞれ検出する。

このような構成の接合体の検査方法および検査装置１によれば、セパレータ対１００を収容空間部１０ｓ内に保持して収容した上で、その収容空間部１０ｓに注入した検査媒体のうち、セパレータ対１００の第１接合部１００ｇの接合不良の部分から空間部１００ｕを介して開口部（たとえば冷却水排出口１００ｅ）の外方に流出した第１検査媒体Ｌ１、Ｌ２、またはＬ３を検出する。ここで、セパレータ対１００の第１接合部１００ｇは、アノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２との外周縁を環状に接合したものである。セパレータ対１００の開口部に相当する冷却水排出口１００ｅは、アノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２との間に備えた空間部１００ｕから外方に臨むものである。さらに、検査方法および検査装置１によれば、セパレータ対１００の第２接合部１００ｍの接合不良の部分を通過した第２検査媒体Ｌ４、Ｌ５、またはＬ６を検出する。ここで、第２接合部１００ｍは、外周縁よりも内方であってアノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２とを部分的に接合したものである。このような接合体の検査方法および検査装置によれば、アノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２とを接合したセパレータ対１００の接合の良否を検査するために用いる検査媒体に起因して、セパレータ対１００が膨張して破損することを防止できる。したがって、接合体の検査方法および検査装置１によれば、それぞれ薄板状からなる少なくともアノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２とを接合したセパレータ対１００の接合の良否を、そのセパレータ対１００を変形させることなく検査することができる。

さらに、収容工程および収容部１０の収容空間部１０ｓは、セパレータ対１００の外形形状に沿ってセパレータ対１００に近接する構成としてもよい。

このような構成によれば、仮にセパレータ対１００の空間部１００ｕに入った検査媒体によって空間部１００ｕが加圧されたとしても、収容空間部１０ｓによって、セパレータ対１００の膨張を阻止することができる。

さらに、注入工程および注入部２０は、収容空間部１０ｓ内に注入した検査媒体によって、収容空間部１０ｓ内を加圧する構成としてもよい。

このような構成によれば、検査媒体を用いてセパレータ対１００を全方位から押圧することによって、セパレータ対１００の膨張を防止することができる。

さらに、このような構成によれば、セパレータ対１００の内部漏れ（第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑに起因）、またはセパレータ対１００の貫通孔漏れ（第２接合部１００ｍの貫通孔箇所１００ｒに起因）を、短時間かつ高精度で検出することができる。すなわち、収容空間部１０ｓ内を検査媒体によって加圧すると、収容空間部１０ｓ内を大気圧に保った場合と比較して、第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑ、および第２接合部１００ｍの貫通孔箇所１００ｒに検査媒体を侵入させ易くなる。したがって、第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑ、および第２接合部１００ｍの貫通孔箇所１００ｒに侵入させた検査媒体を、より短時間で検出することができる。さらに、収容空間部１０ｓ内を検査媒体によって加圧すると、収容空間部１０ｓ内を大気圧に保った場合と比較して、より微細な第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑおよび第２接合部１００ｍの貫通孔箇所１００ｒに対して、検査媒体を侵入させることができる。したがって、第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑおよび第２接合部１００ｍの貫通孔箇所１００ｒに侵入した検査媒体を、より高精度で検出することができ、検出分解能を向上させることが可能である。ここで、収容空間部１０ｓ内の圧力を大気圧に相当する１０１．３ｋＰａからたとえば数ｋＰａ程度加圧するだけで、セパレータ対１００の空間部１００ｕを歪ませることなく、収容空間部１０ｓ内の隅などに滞留している検査媒体を検出部３０側に誘導することができる。

さらに、収容空間部１０ｓ内の媒体を吸引する吸引工程および吸引部５０をさらに有する構成としてもよい。

このような構成によれば、セパレータ対１００のアノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２との間に備えた空間部１００ｕを減圧することにより、セパレータ対１００の膨張を防止することができる。

さらに、このような構成によれば、セパレータ対１００の内部漏れ（第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑに起因）、またはセパレータ対１００の貫通孔漏れ（第２接合部１００ｍの貫通孔箇所１００ｒに起因）を、短時間かつ高精度で検出することができる。すなわち、収容空間部１０ｓ内の媒体を吸引すると、収容空間部１０ｓ内を大気圧に保った場合と比較して、第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑ、および第２接合部１００ｍの貫通孔箇所１００ｒに検査媒体を侵入させ易くなる。したがって、第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑ、および第２接合部１００ｍの貫通孔箇所１００ｒに侵入させた検査媒体を、より短時間で検出することができる。さらに、収容空間部１０ｓ内の媒体を吸引すると、収容空間部１０ｓ内を大気圧に保った場合と比較して、より微細な第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑおよび第２接合部１００ｍの貫通孔箇所１００ｒに対して、検査媒体を侵入させることができる。したがって、第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑおよび第２接合部１００ｍの貫通孔箇所１００ｒに侵入した検査媒体を、より高精度で検出することができ、検出分解能を向上させることが可能である。ここで、収容空間部１０ｓ内の圧力を大気圧に相当する１０１．３ｋＰａからたとえば数ｋＰａ程度減圧するだけで、セパレータ対１００の空間部１００ｕを歪ませることなく、収容空間部１０ｓ内の隅などに滞留している検査媒体を検出部３０側に誘導することができる。

さらに、検査工程および検出部３０は、第１検査媒体Ｌ１、Ｌ２、またはＬ３と第２検査媒体Ｌ４、Ｌ５、またはＬ６とを独立して検出する構成としてもよい。

このような構成によれば、セパレータ対１００の内部漏れ（第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑに起因）と、セパレータ対１００の貫通孔漏れ（第２接合部１００ｍの貫通孔箇所１００ｒに起因）を、分別して検出することができる。したがって、セパレータ対１００に接合不良が発生したときに、その接合不良が、セパレータ対１００の内部漏れによるものか、またはセパレータ対１００の貫通孔漏れによるものかを把握することができる。さらに、セパレータ対１００に接合不良が発生したときに、その接合不良がセパレータ対１００の内部漏れの場合には、たとえば補修を行う一方、その接合不良がセパレータ対１００の貫通孔漏れの場合には、たとえば廃棄する等を、選択することができる。

ここで、接合体に、燃料電池用の金属からなるセパレータ対１００（アノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２）を用いてもよい。

このような構成によれば、それぞれ薄板状からなるアノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２を接合したセパレータ対１００において、微細な空間部１００ｕが検査媒体によって膨張することを防止できる。また、セパレータ対１００の外周縁において、アノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２が互いに十分に隣接していても、レーザの発振がたとえば一時的に途切れることに起因し、第１接合部１００ｇに生じる未溶接箇所１００ｑを検出できる。さらに、セパレータ対１００のアクティブエリアにおいて、アノード側セパレータ１０１とカソード側セパレータ１０２を互いに十分に隣接させることが困難で、レーザ溶接の条件設定が難しいことに起因し、第２接合部１００ｍに生じる貫通孔箇所１００ｒを検出できる。

また、接合体の開口部は、たとえば冷却水排出口１００ｅとしてもよい。

このような構成によれば、セパレータ対１００において既存の冷却水排出口１００ｅを、開口部に用いることができる。したがって、セパレータ対１００に対して、開口部を別途設ける必要がない。

そのほか、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。

たとえば、本実施形態では、セパレータ対１００の第３接合部１００ｈ、１００ｉ、１００ｊ、および１００ｋの未溶接箇所に起因したセパレータ対１００の内部漏れを、第１検出器３１によって検出してもよい。

また、本実施形態では、注入部２０の配管２２に図示せぬ圧力調整弁を設け、その圧力調整弁を用いて収容部１０の収容空間部１０ｓの圧力を制御する構成として説明した。しかしながら、このような構成に限定されることはなく、たとえば、上型１１に貫通孔を設け、その貫通孔から検査媒体の一部を排出することによって、収容部１０の収容空間部１０ｓの圧力を制御する構成としてもよい。

また、本実施形態では、検出部３０の第１配管３２および第２配管３４から排出された検査媒体を、外部に廃棄する構成として説明した。しかしながら、このような構成に限定されることはなく、たとえば、第１配管３２および第２配管３４から排出された検査媒体を、図示せぬ回収器によって回収して再生した後に、配管２２に回送することによって、再利用する構成としてもよい。

また、本実施形態では、セパレータ対１００の内部漏れ（第１接合部１００ｇの未溶接箇所１００ｑに起因）を第１検出器３１で検出した後、セパレータ対１００の貫通孔漏れ（第２接合部１００ｍの貫通孔箇所１００ｒに起因）を第２検出器３３で検出する構成で説明した。しかしながら、このような構成に限定されることはなく、たとえば、セパレータ対１００の内部漏れと、セパレータ対１００の貫通孔漏れを、同時に検出する構成としてもよい。

また、本実施形態では、２種類の第１部材（アノード側セパレータ１０１）と第２部材（カソード側セパレータ１０２）を接合した接合体（セパレータ対１００）を検査する構成として説明した。しかしながら、このような構成に限定されることはなく、たとえば、３種類以上の部材を接合した接合体を検査する構成としてもよい。

また、本実施形態では、第１部材（たとえばアノード側セパレータ１０１）と第２部材（たとえばカソード側セパレータ１０２）をレーザ溶接した接合体（セパレータ対１００）を検査する構成として説明した。しかしながら、このような構成に限定されることはなく、接着剤を用いた接着、ヒータを用いた熱溶着、超音波振動子を用いた超音波溶着等によって接合した接合体を検査する構成としてもよい。

１ 検査装置、
１０ 収容部、
１０ｓ 収容空間部、
１１ 上型、
１１ａ 当接部、
１１ｂ 内面、
１１ｃ 貫通孔、
１１ｅ，１１ｆ 環状溝、
１２ 下型、
１２ｂ 内面、
１２ｃ，１２ｄ 貫通孔、
１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ 環状溝、
１３ 密封部材、
１３ａ 当接部、
２０ 注入部、
２１ ボンベ、
２２ 配管、
３０ 検出部、
３１ 第１検出器、
３２ 第１配管、
３３ 第２検出器、
３４ 第２配管、
４０ 封止部、
４１，４２，４３，４４，４５，４６ 封止部材、
５０ 吸引部、
５１，５２ 真空ポンプ、
１００ セパレータ対（接合体に相当）、
１００ａ カソードガス供給口、
１００ｂ 冷却水供給口、
１００ｃ アノードガス供給口、
１００ｄ アノードガス排出口、
１００ｅ 冷却水排出口（開口部に相当）、
１００ｆ カソードガス排出口、
１００ｇ 第１接合部、
１００ｑ 未溶接箇所、
１００ｍ 第２接合部、
１００ｒ 貫通孔箇所、
１００ｈ，１００ｉ，１００ｊ，１００ｋ 第３接合部、
１００ｕ 空間部、
１０１ アノード側セパレータ（第１部材に相当）、
１０２ カソード側セパレータ（第２部材に相当）、
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 第１検査媒体、
Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６ 第２検査媒体。

Claims (8)

1. それぞれ薄板状からなる少なくとも第１部材と第２部材とを接合した接合体の接合の良否を検査する検査方法であって、
   前記第１部材と前記第２部材との外周縁を環状に接合した第１接合部と、前記外周縁よりも内方であって前記第１部材と前記第２部材とを部分的に接合した第２接合部と、前記第１部材と前記第２部材との間に備えた空間部から外方に臨む開口部と、を備えた前記接合体を用い、
   前記接合体を収容空間部に保持して収容する収容工程と、
   前記収容空間部に検査用の検査媒体を注入する注入工程と、
   前記収容空間部に接続し、前記検査媒体のうち、前記接合体の前記第１接合部の接合不良の部分から前記空間部を介して前記開口部の外方に流出した第１検査媒体と、前記接合体の前記第２接合部の接合不良の部分を通過した第２検査媒体と、をそれぞれ検出する検出工程と、を有する接合体の検査方法。
2. 前記収容工程の前記収容空間部は、前記接合体の外形形状に沿って前記接合体に近接する請求項１に記載の接合体の検査方法。
3. 前記注入工程は、前記収容空間部内に注入した前記検査媒体によって、前記収容空間部内を加圧する請求項１または２に記載の接合体の検査方法。
4. 前記収容空間部内の媒体を吸引する吸引工程をさらに有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合体の検査方法。
5. 前記検査工程は、前記第１検査媒体と前記第２検査媒体とを独立して検出する請求項１〜４のいずれか１項に記載の接合体の検査方法。
6. 前記接合体に、燃料電池用の金属セパレータを用いる請求項１〜５のいずれか１項に記載の接合体の検査方法。
7. 前記開口部は、前記金属セパレータの冷却水排出口である請求項６項に記載の接合体の検査方法。
8. それぞれ薄板状からなる少なくとも第１部材と第２部材とを接合した接合体の接合の良否を検査する検査装置であって、
   前記第１部材と前記第２部材との外周縁を環状に接合した第１接合部と、前記外周縁よりも内方であって前記第１部材と前記第２部材とを部分的に接合した第２接合部と、前記第１部材と前記第２部材との間に備えた空間部から外方に臨む開口部と、を備えた前記接合体を用い、
   前記接合体を収容空間部に保持して収容する収容部と、
   前記収容空間部に検査用の検査媒体を注入する注入部と、
   前記収容空間部に接続し、前記検査媒体のうち、前記接合体の前記第１接合部の接合不良の部分から前記空間部を介して前記開口部の外方に流出した第１検査媒体と、前記接合体の前記第２接合部の接合不良の部分を通過した第２検査媒体と、をそれぞれ検出する検出部と、を有する接合体の検査装置。