JP2024018441A - 狭小口を有する密閉容器に対する漏れ検査方法及びそれを実施する漏れ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】狭小口を有する密閉容器の内部を真空とし且つその外側を探査ガスで置換・加圧して漏れ検査を行う真空外覆法において密閉容器の内部から漏れ出る探査ガスの漏れ流量を短時間で正確に検出することが可能な漏れ検査方法及び漏れ検査装置を提供する。【解決手段】被試験体１０の狭小口部１０ａとシール治具１１から成る狭小部１２において、先ず粗引き弁２ａを開とし第２配管２を介して第１真空ポンプ３０によって狭小部１２の上流側と下流側の内部圧力を大気圧の１／１０未満の低真空に到達するまで粗引き真空排気し、次に粗引き弁２ａを閉じタンク弁３ａを開として真空タンク５０によって狭小部１２の上流側の内部圧力は低真空に維持したまま、狭小部１２の下流側の内部圧力は大気圧の１／１０００未満の中真空以下になるように、排気ガスを膨張させながら狭小部１２の下流側を真空排気する。【選択図】図１

Description

本発明は、狭小口を有する密閉容器の内部を真空とし且つその外側を探査ガスで置換・加圧して漏れ検査を行う真空外覆法において密閉容器の内部から漏れ出る探査ガスの漏れ流量を短時間で正確に検出することができる漏れ検査方法及びそれを実施する漏れ検査装置に関する。

比較的狭小口を持つ真空断熱製品や電子管などの真空封止製品、電子デバイス用パッケージ、そして液晶セルや電池セルなどの各種容器では、大気圧環境下での製品外側から製品内側への漏れ検査が必要である。

一般的に、真空封止製品や各種容器（以下「密閉容器」ともいう。）に対する漏れ検査は、いわゆる浸漬法によって行われる。「浸漬法」とは、封止後に被試験体を加圧タンク内に入れて探査ガスで一定時間加圧放置した後、それを取り出し、真空チャンバー内で被試験体の外側を真空排気して、被試験体から漏れ出る探査ガスを検出する漏れ検査方法である。しかし、浸漬法は漏れ流量検出範囲が狭いことから、漏れを検出しにくいという欠点を有している。そのため封止前の漏れ検査が別途要請されている。封止前の漏れ検査は以下のように行われる。

図１１は、封止前の漏れ検査を行う従来の漏れ検査装置を示す説明図である。なお、探査ガスはヘリウムである。先ず（１）粗引弁を開き真空ポンプにより被試験体の内部及び第１配管と第２配管を真空排気する。この時、被試験体用外覆容器の内部も真空排気ラインにより真空排気を行う。 続けて（２）真空計が所望の圧力（例５０Ｐａ）以下となった時、粗引弁を閉じテスト弁を開けて、探査ガス検出器（Ｈｅリークディテクタ）により漏れシグナルの検出を開始する。この時、探査ガスは導入されていないことから、漏れ無し測定となる。 その後、（３）被試験体用外覆容器の真空排気を終了し、探査ガス加圧ラインから探査ガス（ヘリウムガス）を加圧導入する。 漏れがある場合は、その漏れはＨｅリークディテクタによりヘリウムが検出されることになる。このように被試験体内部を真空とし、その外側を探査ガス（ヘリウムガス）で置換・加圧して漏れ検査する方法は、真空外覆法と呼ばれている。また探査ガスにヘリウムガスを用いる漏れ検査はヘリウム漏れ検査法として確立しており汎用されている。

一般的に、真空封止製品や各種容器の漏れ検査では、１０^－１０～１０^－４ Ｐａ・ｍ^３/ｓの微量の漏れ流量の検出が必要である。このため被試験体の内部圧力は１００Ｐａ程度に、Ｈｅリークディテクタの入口圧力は数十Ｐａ以下にそれぞれ到達させる必要がある。一方、真空封止製品や各種容器の開口は、数百μｍから数ｍｍの狭小口であることが多い。このため、図１１に示される従来の漏れ検査装置では数百μｍから数ｍｍの孔径のシール孔（狭小孔）と配管を持つ孔開きシール治具が必要となる。すなわち、被試験体が狭小口を持ち且つシール治具が狭小孔を持つこと、並びにこれに接続する第１配管も比較的細くて長い配管を用いることから、被試験体の内部を真空引きすることは難しくなってしまう。その結果、目標とする被試験体内部の真空度（１００Ｐａ程度）に到達するまでに５０～１００秒の長時間を要してしまう場合がある。

真空排気時間の短縮手段としては、複数の真空ポンプの併用による到達圧力の低減や、真空タンクを用いた大排気速度の真空排気が考えられ、既に従来技術として開示されている。特開２００７－４０７６９は、キャビティ付きパッケージを被試験体としたリーク検査に関するものであり、被試験体を含む装置の圧力を検査可能圧力まで真空排気する手段として、複数台の高真空ポンプを併用することが開示されている。ここで、「高真空ポンプ」とは稼働圧力が０.１Ｐａ以下の高真空まで真空排気可能な真空ポンプである。図１１の従来例において、第１真空ポンプ３０の下段に低真空ポンプ（図示せず）を別途設け、大気圧から１００Ｐａ程度まで低真空ポンプで粗引きした後に第１真空ポンプ３０により高真空まで真空排気することで、１００Ｐａ以下の真空排気時間を短時間とできると共に数十Ｐａから数Ｐａまで圧力低下できるとされている。

真空タンクを用いた真空排気は、大気圧付近の真空排気のための真空ポンプによる脈動低減や、大排気速度による数秒～１０秒の瞬時の真空排気に利用されている。真空タンクを用いた大排気速度による数秒～１０秒の瞬時の真空排気については、特開平１１―２３００３４、特開２００１－４７２０９、特開２００６―７５８５０、特開２００９―５２４３２などで開示されている。なお、真空タンクによる大排気速度の真空排気を、これら狭小口を有する被試験体の漏れ検査に適用する場合、真空タンクは常時真空排気状態とした方が、被試験体を含む装置の圧力をより低下させることができることは自明である。

特開２００７－４０７６９号公報 特開平１１－２３００３４号公報 特開２００１－４７２０９号公報 特開２００６－７５８５０号公報 特開２００９－５２４３２号公報

上述した通り、被試験体が狭小口を持ち且つシール治具も狭小径を持ち、それに接続する配管も比較的細くて長い配管（図１１の第１配管）を用いる場合、例えば被試験体狭小口から各種配管に到るコンダクタンスが小さくなって漏れ検査装置の実効排気速度は小さくなってしまい、結果としてこれら製品の漏れ検査の真空排気に５０～１００秒の時間を要してしまうという問題がある。

漏れ検査装置の実効排気速度を大きくするために、真空ポンプ単体のポンプ排気速度を大きくすること、即ち前述の高真空ポンプを利用すること、或いは粗引き配管（図１１の第２配管）の途中に前述の真空タンクを配置してポンプ排気速度を大きくして真空排気を実行することが考えられる。

しかし、上記ポンプ排気速度を大きくした場合であっても、被試験体内部を狭小コンダクタンスを通じて排気するために、漏れ検査装置の実効排気速度はそれほど大きくならないことから、上記ポンプ排気速度を大きくする手段はあまり効果的ではなく、やはり真空排気に２０秒以上の時間を要してしまう。

ところで、粗引き真空排気後において、被試験体の圧力を１００Ｐａ程度にすれば、この圧力と下流に位置するＨｅリークディテクタの入口圧力（５０Ｐａ）との圧力差は数十Ｐａとなる。この時、被試験体の狭小口とシール治具のコンダクタンスは非常に小さくなることから、ヘリウムガス導入開始から一定漏れ流量（漏れが飽和する流量)の６３％になるまでの漏れ応答時間が６０秒程度以上の長時間となってしまう。これは 、一般的な量産部品の漏れ検査における漏れ応答時間１０～２０秒と比較すると約６倍の長時間である。なお、漏れ応答時間とは、体積Ｖ[ｍ^３]の真空容器が実効排気速度Ｓｅ［ｍ^３/ｓ］で真空排気され、真空容器にＱ[Ｐａ・ｍ^３/ｓ]の漏れがある時に０．６３×Ｑとなる時間のことで、漏れ応答時間ｔ＝Ｖ／Ｓｅで定義されるものである。

また、狭小口を持つ各種容器には、パウチ加工が施された樹脂製の可撓性容器（低剛性容器）がある。このような可撓性容器はゼリー等のゲル状飲料またはボディソープ等の洗浄液を収容する容器として広く利用されている。可撓性容器についても真空封止部品と同様に所定の気密性が要求されている。パウチ等の可撓性容器を真空外覆法によって漏れ検査を実施する場合、被試験体内部を真空排気する、または探査ガスを被試験体用外覆容器に高圧導入すると、被試験体が圧縮され変形してしまうことが起こり得る。これを回避する方法を考案する必要がある。

そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は、狭小口を有する密閉容器の内部を真空とし且つその外側を探査ガスで置換・加圧して漏れ検査を行う真空外覆法において密閉容器の内部から漏れ出る探査ガスの漏れ流量を短時間で正確に検出することができる漏れ検査方法及びそれを実施する漏れ検査装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る漏れ検査方法は、表面に排気口部（１０ａ）を有する密閉容器（１０、１０’）の内部を低真空とし且つその外側（２０）を探査ガスで置換・加圧しながら、前記密閉容器（１０、１０’）の内部を真空排気して排気ガス中に含まれる探査ガスの流量を検出する漏れ検査方法であって、前記排気口部（１０ａ）と真空排気用配管（１）を密に接続するシール治具（１１ｂ）と前記排気口部（１０ａ）から構成される狭小部（１２）において、前記狭小部（１２）の上流側と下流側の内部圧力が大気圧の１／１０未満の低真空に到達するまで、前記密閉容器（１０、１０’）の内部を真空排気する第１プロセス（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）と、前記第１プロセス（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）の後に、前記狭小部（１２）の上流側の内部圧力は大気圧の１／１０未満の低真空を維持したまま前記狭小部（１２）の下流側の内部圧力は大気圧の１／１０００未満の中真空以下になるように、真空ポンプ（４０）が接続された真空タンク（５０）によって排気ガスを膨張させながら前記狭小部（１２）の下流側を真空排気する第２プロセス（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７）と、前記第２プロセスの後に前記密閉容器（１０、１０’）の外側（２０）を探査ガスで置換・加圧して前記密閉容器（１０、１０’）の内部を真空排気して前記密閉容器（１０、１０’）の内部から漏れ出る探査ガスの漏れ流量を検出する第３プロセス（Ｓ１０）とを備えたことを特徴とする。

上記構成では、上記第１プロセス（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）によって狭小部（１２）の上流側および下流側の双方の内部圧力が共に数千から数百Ｐａの低真空（大気圧の１／１０未満～１／１０００）になるように粗引き真空排気し、次に上記第２プロセス（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７）によって狭小部（１２）の上流側の内部圧力は低真空を維持したまま、狭小部（１２）の下流側の内部圧力は数十Ｐａ以下の中真空（大気圧の１／１０００未満）以下になるように、大排気速度による瞬時（数秒）の真空排気を行うことが可能となる。これにより、狭小部（１２）の上流と下流における圧力差が大きくなることから、狭小部（１２）のコンダクタンスが増大し、検査ガスを含む密閉容器内部の残存気体が、探査ガス検出器（６０）まで効率的に運搬され、探査ガス検出器（６０）による漏れ検出時間が短縮することになる。

本発明に係る漏れ検査方法の第２の特徴は、前記真空タンク（５０）によって排気ガスを膨張させながら前記密閉容器（１０、１０’）の内部を真空排気する場合、真空排気の最初または途中において前記真空ポンプ（４０）による前記真空タンク（５０）に対する真空排気を停止することである。

上記構成では、狭小部（１２）の下流側においてバルブの切り替えによる圧力変動が起きにくくなる。

本発明に係る漏れ検査方法の第３の特徴は、前記第１プロセス（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）では、前記密閉容器（１０’）の外側（２０）を真空排気しながら前記密閉容器（１０’）の内部を真空排気することである。

上記構成では、密閉容器（１０’）の内部と外部との圧力差を小さく維持したまま密閉容器（１０’）の内部を真空排気することが可能となる。これにより、耐圧強度の低い合成樹脂製の密閉容器（１０’）に対しても漏れ検査において真空排気時間と漏れ検出時間を短縮することが可能となる。

本発明に係る漏れ検査方法の第４の特徴は、前記第２プロセス（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７）で使用される配管（３）は、前記第１プロセス（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）で使用される配管（２）より内径が大きいことである。

上記構成では、上記配管（３）のコンダクタンスが増大するため、狭小部（１２）の下流側の内部圧力を短時間（数秒）で探査ガス検出器（６０）の許容導入圧力以下にすることが可能となる。

本発明に係る漏れ検査方法の第５の特徴は、前記狭小部（１２）の前記分子流コンダクタンスが、温度２０℃の空気において１×１０^－６ｍ^３/ｓ以上であることである。

上記構成では、上記第１プロセス（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）において狭小部（１２）の上流側と下流側の内部圧力を低真空にすると共に、上記第２プロセス（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７）において狭小部（１２）の上流側は低真空を維持したまま狭小部（１２）の下流側の内部圧力は中真空以下にすることが可能となる。

本発明に係る漏れ検査装置の第１の特徴は、表面に排気口部（１０ａ）を有する密閉容器（１０、１０’）を内部に収容する外覆容器（２０）と、前記外覆容器（２０）に挿通され前記密閉容器（１０、１０’）内のガスを外部に移送する第１配管（１）と、前記密閉容器（１０、１０’）および前記第１配管（１）を気密に接続するシール治具（１１ｂ）と、前記排気口部（１０ａ）と前記シール治具（１１ｂ）から構成され所定の分子流コンダクタンスを有する狭小部（１２）と、前記密閉容器（１０、１０’）の内部を所定の圧力まで真空排気する真空ポンプ（３０、４０、７０）と、前記第１配管（１）と前記真空ポンプ（３０）を連結する第２配管（２）と、前記密閉容器（１０、１０’）の内部から漏れ出る探査ガスの流量を検出する探査ガス検出器（６０）と、前記第１配管（１）と前記探査ガス検出器（４０）を連結する探査ガス検出ライン（４）とを備えた漏れ検査装置（１００、２００）であって、前記第１配管（１）には前記第２配管（２）に対し別個独立した第３配管（３）が接続され、該第３配管（３）には前記密閉容器（１０、１０’）の内部から真空排気される排気ガスを膨張させながら前記狭小部（１２）の下流側の内部圧力を所定の圧力まで真空排気可能な真空タンク（５０）が設けられ、該真空タンク（５０）の排気側には前記真空ポンプ（４０）が接続されていることである。

上記構成では、上記漏れ検査方法の上記第１の特徴を好適に実施することができる。

本発明に係る漏れ検査装置の第２の特徴は、前記真空タンク（５０）と前記真空ポンプ（４０）との間には仕切弁（３ｂ）が設けられていることである。

上記構成では、上記漏れ検査方法の上記第２の特徴を好適に実施することができる。

本発明に係る漏れ検査装置の第３の特徴は、前記狭小部（１２）の下流に、所定の分子流コンダクタンスを有する第２狭小部（１３ａ）と、探査ガスの漏れ流量検出時に開となる仕切弁（１３ｂ）の並列接続を連結することである。

上記構成では、上記漏れ検査方法の上記第３の特徴を好適に実施することができる。

本発明に係る漏れ検査装置の第４の特徴は、前記第３配管（３）の内径は前記第２配管（２）の内径より大きいことである。

上記構成では、上記漏れ検査方法の上記第４の特徴を好適に実施することができる。

本発明に係る漏れ検査装置の第５の特徴は、前記狭小部（１２）の前記分子流コンダクタンスは、温度２０℃の空気において１×１０^－６ｍ^３/ｓ以上であることである。

上記構成では、上記漏れ検査方法の上記第５の特徴を好適に実施することができる。

本発明の漏れ検査方法及びそれを実施する漏れ検査装置によれば、狭小口を有する密閉容器の内部を真空とし且つその外側を探査ガスで置換・加圧して漏れ検査を行う真空外覆法において密閉容器の内部から漏れ出る探査ガスの漏れ流量を短時間で正確に検出することができるようになる。

本発明の第１実施形態に係る漏れ検査装置の要部構成を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る漏れ検査装置による漏れ検査工程を示すプロセス図である。 本発明の第１実施形態に係る漏れ検査装置の真空排気時間と漏れ検出時間を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る漏れ検査装置において真空タンクによる真空排気が無い場合における大容量の被試験体についての真空排気時間と漏れ検出時間を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る漏れ検査装置において真空タンクによる真空排気が有る場合における大容量の被試験体についての真空排気時間と漏れ検出時間を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る漏れ検査装置において真空タンクによる真空排気が無い場合における小容量の被試験体についての真空排気時間と漏れ検出時間を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る漏れ検査装置において真空タンクによる真空排気が有る場合における小容量の被試験体についての真空排気時間と漏れ検出時間を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る漏れ検査装置の要部構成を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る漏れ検査装置による漏れ検査工程を示すプロセス図である。 本発明の第２実施形態に係る漏れ検査装置においてスロー排気部が有る場合における低剛性被試験体についての真空排気時間と漏れ検出時間を示す説明図である。 従来の漏れ検査装置の要部構成を示す説明図である。 従来の漏れ検査装置の第１配管と狭小部の各コンダクタンスについての圧力変化を示す説明図である。 従来の漏れ検査装置において被試験体を大気圧から真空排気したときの被試験体の内部圧力と真空計の指示圧力の各時間変化を示す説明図である。 従来の漏れ検査装置の被試験体を大気圧から所定の到達圧力まで真空排気した後の漏れ流量の時間変化を示す説明図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る漏れ検査装置１００の要部構成を示す説明図である。
この漏れ検査装置１００は、数百μｍから数ｍｍの狭小口などの小コンダクタンスな開口を持つ密閉容器（被試験体１０）に対し、内部を真空とし且つその外側を探査ガスで満たし、被試験体１０の狭小口部１０ａから真空排気し、探査ガス検出器６０によって探査ガスを検出する漏れ検査において、短時間で正確な漏れ検査を実施ことができるように構成されている。なお、漏れ検査で使用される探査ガスはヘリウムである。

その為の構成として、この漏れ検査装置１００は、被試験体１０を収容し外側を真空引き又は探査ガスで加圧することができる被試験体用外覆容器２０と、被試験体１０の内部を粗く真空排気する第１真空ポンプ３０と、被試験体１０の内部を大排気速度で真空排気する第２真空ポンプ４０と、第２真空ポンプ４０の入口側（吸込み側）に設けられ排気ガスを膨張させながら狭小部１２の下流側を真空排気する真空タンク５０と、被試験体１０の内部から真空排気されるガス中に含まれる探査ガスの漏れ量を検出する探査ガス検出器６０と、被試験体１０の内部のガスを探査ガス検出器６０に導入するためのガス検出器用真空ポンプ７０と、探査ガスを貯蔵する探査ガス源８０と、狭小部１２から下流側の真空度を計測する真空計９０と、これらを相互に連結する配管及びバルブとを具備して構成されている。

配管及びバルブについては、被試験体１０の狭小部１２に接続される第１配管１と、被試験体１０の下流側を大気圧に戻すための大気弁１ａと、被試験体１０の狭小口部１０ａと第１配管１とを気密に接続し貫通孔を有するシール治具１１と、第１配管１と第１真空ポンプ３０を連結する第２配管２と、第２配管２を通って第１真空ポンプ３０によって吸引される被試験体１０内部からの排気ガスの流れを遮断又は通過させる粗引弁２ａと、第１配管１と第２真空ポンプ４０を連結する第３配管３と、第３配管３を通って第２真空ポンプ４０によって吸引される被試験体１０内部からの排気ガスの流れを遮断又は通過させるタンク弁３ａと、被試験体１０の内部から真空排気されるガスを探査ガス検出器６０に導入する第４配管４と、探査ガス検出器６０に導入される排気ガスの流れを遮断又は通過させるテスト弁４ａと、被試験体１０の外側を探査ガスで加圧するための加圧弁５ａと、被試験体１０の外側を真空にするための排気弁６ａとを有している。なお、シール治具１１は短管１１ａを含むとする。

図２は、本発明の第１実施形態に係る漏れ検査装置１００による漏れ検査方法を示すプロセス図である。
先ずステップＳ１では、被試験体１０を被試験体用外覆容器２０にセットし、全ての弁を閉とする。

次にステップＳ２では、粗引弁２ａを開として被試験体１０の内部を第１真空ポンプ３０によって真空排気する。この真空排気は粗引き（到達圧力が低真空）での真空排気であり、到達圧力は数千から数百Ｐａ、例えば１０００Ｐａである。

次にステップＳ３では、真空計９０の指示圧力が所定圧力に到達したか否かを判定する。指示圧力が所定圧力（例えば１０００Ｐａ）に到達した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ４を実行する。一方、指示圧力が所定圧力（例えば１０００Ｐａ）に到達していない場合（ＮＯ）、ステップＳ２を再度実行する。

次にステップＳ４では、粗引弁２ａを閉とし、第１真空ポンプ３０による粗引きの真空排気を停止する。

次にステップＳ５では、タンク弁３ａを開とし、真空タンク５０で被試験体１０の内部を真空排気する。この真空排気は、真空タンク５０を使用した大排気速度での真空引きであり、到達圧力は中真空以下（数十Ｐａ以下）例えば５０Ｐａ以下である。

次にステップＳ６では、真空計９０の指示圧力が所定圧力に到達したか否かを判定する。指示圧力が所定圧力（例えば５０Ｐａ以下）に到達した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ７を実行する。一方、指示圧力が所定圧力（例えば５０Ｐａ以下）に到達していない場合（ＮＯ）、ステップＳ５を再度実行する。

次にステップＳ７では、タンク弁３ａを閉とし、真空タンク５０による真空排気を停止する。

次にステップＳ８では、テスト弁４ａ及び排気弁６ａを開とし被試験体１０の外側を真空排気する。

次にステップＳ９では、探査ガス検出器６０において探査ガスが検出されないことを確認する。被試験体用外覆容器２０の内部に探査ガスは未だ供給されていないため、被試験体１０の内部から真空排気されるガスには探査ガスが含まれていない。従って、探査ガス検出器６０が正常状態であれば、探査ガスの漏れ流量としてゼロを出力する。このゼロ出力を以て探査ガス検出器６０は正常であると、判断される。

次にステップＳ１０では、排気弁６ａを閉じ、加圧弁５ａを開とし被試験体１０の外側に探査ガスを導入しながら漏れを計測する。

次にステップＳ１１では、テスト弁４ａ及び加圧弁５ａを閉とする。

次にステップＳ１２では、大気弁１ａを開とする。これにより、第１配管１、シール治具１１及び被試験体１０が大気圧に戻されることになる。

次にステップＳ１３では、真空計９０の指示圧力が大気圧を示すとき大気弁１ａを閉とする。

次にステップＳ１４では、被試験体１０を被試験体用外覆容器２０から取り出す。

［本発明の理論検証］
本発明の漏れ検査装置１００及び漏れ検査方法の必須の構成要件について理論的に検証した。本発明の理論検証に先立ち、先ず図１１に示される従来の漏れ検査装置の真空排気過程と漏れ流量の時間変化を計算した。これを実行するために、従来の漏れ検査装置の各種パラメーターを以下のように設定した。

被試験体１０の内容積：１×１０^－４ｍ^３。狭小部１２の分子流コンダクタンス値：１．１×１０^－５ｍ^３/ｓ（室温，空気）。ここで、狭小部１２の分子流コンダクタンス値は、被試験体１０の狭小口部１０ａとシール治具１１の各分子流コンダクタンス値を合成した合成コンダクタンス値を表現したものである。第１配管１の分子流コンダクタンス値：３．０×１０^－４ｍ^３/ｓ（室温，空気）。第２配管２の分子流コンダクタンス値：７．０×１０^－５ｍ^３/ｓ（室温，空気）。第４配管４の分子流コンダクタンス値：７．０×１０^－５ｍ^３/ｓ（室温，空気）。第１真空ポンプ３０の排気速度：２×１０^－３ｍ^３/ｓ。探査ガス検出器６０の入口での排気速度：５×１０^－３ｍ^３/ｓ。

（１）従来の漏れ検査装置の真空排気過程と漏れ検出
［気体の流れ］
従来の漏れ検査装置の真空排気過程を理解するために、１０^－１Ｐａから大気圧の１０^５Ｐａの圧力領域における第１配管１と狭小部１２についての各コンダクタンスを解析（計算）した。計算において、低い圧力の分子流から高い圧力の粘性流のコンダクタンスを連続的に表現したクヌーセンの経験式を用い、圧力領域を狭い圧力区間（例：１．００，１．０１，１．０２・・・９．９９，１０．０）に分割して計算した。

図１２に、圧力変化に対する第１配管１と狭小部１２の各コンダクタンスの計算結果を示す。第１配管１のコンダクタンスは、気体が分子流状態で流れる１０^－１Ｐａ付近で殆ど一定の２×１０^－４ｍ^３/ｓの小さい値を示す一方、１０^０（＝１）Ｐａ以上の圧力でコンダクタンスは徐々に増大し、そして約２×１０^１Ｐａ以上でコンダクタンスは線形増大する。他方、第１配管１より小さい孔径×長さを有する狭小部１２のコンダクタンスは、１０^１Ｐａの高い圧力まで気体が分子流状態で流れることから１×１０^－５ｍ^３/ｓの小さい値を示し、それ以上の圧力でコンダクタンスは徐々に増大し、そして約６×１０^２Ｐａ以上でコンダクタンスは線形増大する。したがって、大気圧から真空排気する場合、比較的大きいコンダクタンスを有する第１配管１の方が真空排気され易く、比較的小さいコンダクタンスを有する狭小部１２に連通した被試験体１０の内部は真空排気され難いことがわかる。

［真空排気過程］
図１１に示される従来の漏れ検査装置を用いて被試験体１０を大気圧から真空排気した時の、狭小部１２より上流側に位置する被試験体１０と下流側に位置する真空計９０の指示圧力の時間変化を解析（計算）した。解析では、下記（式１）を用いて圧力Ｐ_１からＰ_２[Ｐａ]の圧力区間毎の真空排気時間ｔを求めた。
（式１）：ｔ＝［（Ｖ／Ｓｅ）×ｌｎ（Ｐ_１／Ｐ_２）］・Ｋ、
ｌｎは自然対数ｅを底とする対数である。Ｋは補正係数である。

上記式（１）において、ｔは圧力がＰ_１からＰ_２に低下した時の真空排気時間である。Ｖは体積、Ｓｅは実効排気速度である。圧力Ｐ_１とＰ_２が被試験体１０の内部圧力の時、Ｖは被試験体１０の内容積、Ｓｅは「狭小部１２」と「第１配管１と第２配管２のそれぞれのコンダクタンス」と「第１真空ポンプ３０の排気速度」を合成した実効排気速度である。一方、圧力Ｐ_１とＰ_２が真空計９０の指示圧力の時、Ｖは被試験体１０－狭小部１２－第１配管１－第２配管２に至る体積、Ｓｅは第２配管２のコンダクタンスと第１真空ポンプ３０の排気速度を合成した実効排気速度である。Ｋは補正係数であり、表面に吸着し易いことから真空排気され難い水蒸気などの影響や経験により決定する係数で、一般に１０^５～１０^３Ｐａの時はＫ＝１、１０^３～１０^２Ｐａの時はＫ＝１．５程度、 １０^２～１０^１Ｐａの時はＫ＝３程度とするものである。

図１３に、従来の漏れ検査装置を大気圧から真空排気した時の被試験体１０と真空計９０の指示圧力の時間変化の計算結果を示す。狭小部１２のコンダクタンスが小さいことから、被試験体１０の内部圧力は高い圧力で時間推移し、一方、第１配管１と第２配管２のコンダクタンスが大きいことから、真空計９０の指示圧力は低い圧力で時間推移することがわかる。

［漏れ検出］
図１３に示されるように、従来の漏れ検査装置において真空計９０の指示圧力が５０Ｐａ未満となる時間は第１真空ポンプ３０による粗引き真空排気の開始から４５秒後であった。そこで、第１真空ポンプ３０による粗引き真空排気を開始してから４５秒後に、探査ガス検出器６０（ガス検出器真空ポンプ７０）への真空排気に切り替えた場合の被試験体１０と真空計９０の指示圧力の時間変化と、４８秒後から探査ガスであるヘリウムガスを被試験体１０の外側に加圧導入した時の漏れ検出の時間変化の計算結果を図１４に示す。ここでは説明の都合上、探査ガス検出器６０による漏れ検出用のヘリウムガスの漏れ流量は１×１０^－５Ｐａｍ^３/ｓとした。なお、漏れ検出を実行中の被試験体１０の実効排気速度が約１×１０^－５ｍ^３/ｓであることから、探査ガスの漏れ流量１×１０^－５Ｐａｍ^３/ｓによる被試験体１０の内部圧力上昇は約１Ｐａと非常に低い。このことは、狭小部１２の上流の被試験体１０から流れる気体の殆どは、被試験体１０に残留した空気であることを意味する。

圧力の時間変化において、被試験体１０の内部圧力の時間変化は、図１３のそれと同様であった、これは、被試験体１０の実効排気速度が狭小部１２のコンダクタンスに大きく依存するためである。一方、真空計９０の指示圧力の時間変化も図１３のそれと同様であった。これは、粗引き真空排気の第２配管２と探査ガス検出器６０への第４配管４が同一の径と長さを持つからである。

図１４の上段に示す探査ガスの漏れ検出シグナルにおいて、０．６３×漏れ流量となる漏れ応答時間は、ヘリウムガス導入開始から５３秒後であった。これは、漏れ検出を実行している４８秒後以降において、被試験体１０と真空計９０の指示圧力差が１００～４０Ｐａと小さいこと、被試験体１０の実効排気速度が３．３×１０^－５～１．０×１０^－５ ｍ^３/ｓと小さいこと、そして被試験体１０と第１配管１と第４配管４の合計の体積が約１．４×１０^－３ｍ^３と大きいことに起因する。以上のことから、従来の漏れ検査装置において、大気圧からの真空排気開始から漏れ検出終了（０．６３×漏れ流量の検出）までの時間は１０１秒の長時間であった。

上記従来の漏れ検査装置の理論検証から、狭小口部１０ａを持つ被試験体１０の漏れ検査の長時間化の要因は、探査ガス検出器６０の入口圧力を、許容導入圧力の数十Ｐａ（例：５０Ｐａ）以下に低下させるために、数十秒（従来の漏れ検査装置では４５秒）以上真空排気することと、この長時間の真空排気により被試験体１０の内部圧力も低下することにより、狭小部１２のコンダクタンスが低下し、漏れ応答時間が長時間化（従来の漏れ検査装置では５３秒）することであることが明らかになった。なお、数十秒以上の長時間の真空排気を行うと、従来の漏れ検査装置では、被試験体１０の内部圧力が約１００Ｐａとなり、空気中の水蒸気の吸着の影響により数十％圧力変動し、漏れ検査の誤判定を招くことも懸念される。

（２）本発明の漏れ検査装置１００の真空排気過程と漏れ検出
本発明の漏れ検査装置１００は、狭小部１２の上流側と下流側の内部圧力を数千から数百Ｐａに（低真空に）真空排気した後に、狭小部１２の上流側の内部圧力は低真空に維持したまま狭小部１２の下流側の内部圧力は数十Ｐａ（中真空）以下に真空排気するために、真空タンク５０を用いて大排気速度で数秒の真空排気を行うように構成されている。これにより、数秒程度の短時間で真空計９０の指示圧力を許容導入圧力以下（数十Ｐａ以下）に到達させるだけでなく、被試験体１０の内部圧力を数千から数百Ｐａの高い圧力とすることができるようになる。これにより、被試験体１０の狭小口部１０ａとシール治具１１の孔の各コンダクタンス（狭小部１２のコンダクタンス）を大きくでき且つ被試験体１０の内部圧力（狭小部１２の上流側）と真空計９０の指示圧力（狭小部１２の下流側）との圧力差も大きくできるようになる。これにより、被試験体１０の残留気体に混入した探査ガス(ヘリウムガス)を探査ガス検出器６０に有効に導くことができ、短時間の漏れ応答時間が達成できるようになる。なお、被試験体１０の内部圧力が数千から数百Ｐａ（［（１０^２Ｐａ、１０^４Ｐａ］）の時は、空気成分ガス(窒素と酸素)が支配的であり、水蒸気の吸着の影響は小さくなることから、圧力変動は小さくなる。

続いて本発明の漏れ検査装置１００の真空タンク５０による数秒の真空排気の効果について理論的に説明する。

本発明の漏れ検査装置１００は、図１１に示される従来の漏れ検査装置に対して、タンク弁３ａを介して第３配管３と真空タンク５０を接続し、その後段に仕切弁３ｂを介して第２真空ポンプ４０を接続したものである。この漏れ検査装置１００における理論検証のため、真空タンク５０による真空排気ラインの下記各種パラメーターを新たに設定した。
第３配管３の分子流コンダクタンス値：１．２×１０^－３ｍ^３/ｓ(室温，空気)。真空タンク５０の内容積：１．８×１０^－２ｍ^３。ガス検出器用真空ポンプ７０の排気速度：１×１０^－２ｍ^３/ｓ。

［真空排気過程］
図３に本発明の漏れ検査装置１００によって被試験体１０を大気圧から真空排気した時の真空計９０の指示圧力の時間変化の計算結果を示す。第１真空ポンプ３０による真空排気開始から４秒後に真空タンク５０による排気に切り替え、そして１０秒後に探査ガス検出器６０に切り替え、そして１３秒後からヘリウムガスを被試験体用外覆容器２０に導入し漏れ検出を実施した。この時、被試験体１０の内部圧力（狭小部１２の上流側の内部圧力）は４秒後に８．９×１０^３Ｐａに、１０秒後に８．１×１０^２Ｐａに、そして３０秒後に１．２×１０^２Ｐａに時間推移した。一方、真空計９０の指示圧力（狭小部１２の下流側の内部圧力）は、４秒後の６．７×１０^３Ｐａから真空タンク５０による排気に切り替えることで１０秒後に４０Ｐａへと大きく低下した。１３秒後に探査ガス検出器６０への真空排気に切り替え、３０秒後に１６Ｐａと緩やかに低下した。このように、被試験体１０の内部圧力（狭小部１２の上流側の内部圧力）と真空計９０の指示圧力（狭小部１２の下流側の内部圧力）との圧力差は４秒後に２．２×１０^３Ｐａ、１０秒後に７．７×１０^２Ｐａ、その後、探査ガス検出器６０への真空排気に切り替えた後１３秒後の圧力差は約４５０Ｐａ、３０秒後の圧力差は約１００Ｐａであった。

［漏れ検出］
本発明の漏れ検査装置１００では、真空排気開始から１０秒後に、探査ガス検出器６０への真空排気に切り替えた後１３秒後に探査ガス（ヘリウムガス）を被試験体用外覆容器２０に導入し漏れ検出を実施した時の探査ガスの漏れ検出シグナルの時間変化を図３の上段に示す。探査ガスの漏れ検出シグナルにおいて、０．６３×漏れ流量となる漏れ応答時間は、ヘリウムガス導入から１６秒後であった。これは、従来漏れ検査装置の漏れ応答時間５３秒と比較して短時間であった。

これは漏れ検出を実行している１３秒後以降において、被試験体１０の内部圧力（狭小部１２の上流側の内部圧力）と真空計９０の指示圧力（狭小部１２の下流側の内部圧力）との圧力差が４５０～１００Ｐａと従来の漏れ検査装置のそれと比較して大きいこと、被試験体１０の実効排気速度が８．７×１０^－５～２．７×１０^－５ ｍ^３/ｓと従来装置のそれと比較して大きいことに起因する。以上のことから、本発明の漏れ検査装置１００において、大気圧からの真空排気開始から漏れ検出終了（０．６３×漏れ流量の検出）までの時間は３０秒と従来の漏れ検出時間（１０１秒）に比べ大幅に短縮することができた。なお、本発明の漏れ検査装置１００において漏れ検出を実行している９秒から３５秒の時間における被試験体１０の内部圧力は７００～３３０Ｐａであり、従来の漏れ検査装置の１００～６０Ｐａと比較して水蒸気による圧力変動の影響を小さくできる。このことから、誤判定を回避するための漏れ検出時間の長時間化を抑制することが可能となる。

［漏れ応答時間の検討］
ここで、体積Ｖ［ｍ^３］の真空容器に配管を介して探査ガス検出器を接続した解析モデルにおける漏れ検査を実行する。この時、真空容器に漏れ流量Ｑ［Ｐａｍ^３/ｓ］があると、その漏れ流量Ｑの時間変化Ｑ（ｔ）は、真空容器の出口の実効排気速度をＳｅ［ｍ^３/ｓ］とすると、下記（式２）で記述することができる。
（式２）：Ｑ（ｔ）＝Ｑ［１－exp｛－（Ｓｅ/Ｖ）ｔ｝］
ｔ＝Ｖ/Ｓｅの時、上記（式２）はＱ（ｔ）＝Ｑ［１－exp（―１）］ ＝０．６３Ｑ
となる。このｔ＝Ｖ/Ｓｅとなる時間を特に「漏れ応答時間」と呼ぶ。

表１に狭小口を有する被試験体１０の漏れ検査における、「被試験体１０から探査ガス検出器６０までの全内容積」と「漏れ検出時の被試験体１０の実効排気速度Ｓｅ」と「漏れ応答時間」の相関関係を示す。被試験体１０から探査ガス検出器６０までの全体積が５×１０^－３ｍ^３と大きい場合、漏れ検出時の被試験体１０の実効排気速度Ｓｅは１０^－４ｍ^３/ｓオーダーに大きくする必要がある。一方、被試験体から探査ガス検出器までの全体積が５×１０^－４ｍ^３と小さい場合、漏れ検出時の被試験体１０の実効排気速度Ｓｅは１０^－５ｍ^３/ｓオーダーと比較的小さくても良いことがわかる。

漏れ検出時の被試験体１０の実効排気速度Ｓｅは、「被試験体１０の狭小口部１０ａのコンダクタンス」と「短管１１ａを含むシール治具１１の孔とのコンダクタンス」と「その他探査ガス検出器６０に至る配管のコンダクタンス」と「探査ガス検出器６０の入口排気速度」の合成コンダクタンスから構成される。これらの中で、「被試験体１０の狭小口部１０ａのコンダクタンス」と「短管１１ａを含むシール治具１１の孔とのコンダクタンス」とを合成した狭小部１２のコンダクタンスは小さい。そのため、漏れ検出時の狭小部１２のコンダクタタンスとしては１× １０^－５ｍ^３/ｓ以上が望ましいことがわかる。本発明の漏れ検査装置１００では漏れ検出時の被試験体１０の内部圧力が数千から数百Ｐａになる可能性があることを考慮すると、狭小部１２の分子流コンダクタンス値は１×１０^－６ｍ^３/ｓ以上が望ましいことになる。

（実施例１）
内容積２×１０^－３ｍ^３の大容積の被試験体１０を用いて本発明の漏れ検査装置１００による漏れ検査を実行した。本発明の漏れ検査装置１００の各種パラメーターを以下のように設定した。

被試験体１０の内容積：２×１０^－３ｍ^３。狭小口部１０ａの分子流コンダクタンス値：１．１×１０^－４ｍ^３/ｓ（室温，空気）。シール治具１１の分子流コンダクタンス値：４．３×１０^－５ｍ^３/ｓ（室温，空気）。被試験体１０－第１配管１－真空計９０－ 第４配管４の内容積：２．９×１０^－３ｍ^３。第１配管１の分子流コンダクタンス値：２．８×１０^－５ｍ^３/ｓ(室温，空気) 。第２配管２の分子流コンダクタンス値：１．４×１０^－５ｍ^３/ｓ(室温，空気) 。第１真空ポンプ３０の排気速度：７.０×１０^－２ｍ^３/ｓ。第３配管３の分子流コンダクタンス値：９．１×１０^－４ｍ^３/ｓ(室温，空気) 。真空タンク５０の内容積：４．０×１０^－２ｍ^３。第４配管４の分子流コンダクタンス値：４．４×１０^－４ｍ^３/ｓ(室温，空気) 。探査ガス検出器６０の入口排気速度：５×１０^－３ｍ^３/ｓ。

［真空タンク５０による真空排気無しの場合］
本発明の漏れ検査装置１００において、真空タンク５０による数秒の真空排気を実施しない従来漏れ検査方法により漏れ検査を実行した。被試験体１０の内部圧力（狭小部１２の上流側の内部圧力）と真空計９０の指示圧力（狭小部１２の下流側の内部圧力）の時間変化と漏れ検出シグナルの時間変化の結果を図４に示す。ここで、被試験体１０の内部圧力（狭小部１２の上流側の内部圧力）は計算値、真空計９０の指示圧力（狭小部１２の下流側の内部圧力）と漏れ検出シグナルはともに測定値である。真空計９０の指示圧力（狭小部１２の下流側の内部圧力）が５０Ｐａ未満となる圧力は、第１真空ポンプ３０を用いた粗引き真空排気開始から４５秒後であった。そこで、４５秒後に探査ガス検出器６０の真空排気に切り替え、そして４８秒後に探査ガスであるヘリウムガスを被試験体用外覆容器２０に加圧導入し漏れ検出を開始した。

図４の上段に漏れ検出シグナルの時間変化の測定結果を示す。被試験体１０の内部圧力は漏れ検出開始の４８秒後に約７００Ｐａ、６２秒後に５００Ｐａであり、この時、被試験体１０に対する実効排気速度は、４８秒後に２．１×１０^－４ｍ^３/ｓ、６２秒後に１．７ ×１０^－４ｍ^３/ｓであった。これにより、漏れ応答時間は、漏れ検出開始から約１５秒であった。
以上より、本発明の漏れ検査装置１００において真空タンク５０による数秒の真空排気を実施しない漏れ検査方法による、内容積２×１０^－３ｍ^３の大容積の被試験体１０についての漏れ検査時間は、６３秒であった。

［真空タンク５０による真空排気有りの場合］
本発明の漏れ検査装置１００において、真空タンク５０による数秒の真空排気を実施する本発明の検査方法により漏れ検査を実行した。ここで、第１真空ポンプ３０による粗引き真空排気を３秒行い、その後真空タンク５０による真空排気に切り替えて３秒真空排気を行い、その後探査ガス検出器６０の真空排気に切り替え、そして検査開始の９秒後からヘリウムガスを被試験体用外覆容器２０に加圧導入し漏れ検出を開始した。

ここで、粗引弁２ａとタンク弁３ａの開閉の時間変動による圧力変動をキャンセルするために、真空タンク５０による真空排気において、真空タンク５０による排気開始の１秒後に（排気開始から４秒後）に後段の仕切弁３ｂを閉じて第２真空ポンプ４０による真空タンク５０の真空排気を停止し、被試験体１０の内部圧力（狭小部１２の上流側の内部圧力）と真空計９０の指示圧力（狭小部１２の下流側の内部圧力）の各時間推移を安定化させた。

図５は、被試験体１０の内部圧力の時間変化の計算結果と、真空計９０の指示圧力の時間変化の測定結果、そして漏れ検出シグナルの時間変化の測定結果を示す。真空タンク５０による３秒間の真空排気によって、その前後で真空計９０の指示圧力（狭小部１２の下流側の内部圧力）は、４５０Ｐａ（低真空）から２０Ｐａ（高真空）に急激に低下した。一方、被試験体１０の内部圧力（狭小部１２の上流側の内部圧力）は８×１０^３Ｐａから４×１０^３Ｐａ（低真空）と高い圧力で時間推移した。

図５の上段は漏れ検出シグナルの時間変化の測定結果を示す。被試験体１０の内部圧力（狭小部１２の上流側の内部圧力）は漏れ検出開始の９秒後に約３×１０^３Ｐａ、１５秒後に２×１０^３Ｐａであり、この時、被試験体１０に対する実効排気速度は、９秒後に６．５×１０^－４ｍ^３/ｓ、１５秒後に４．５ ×１０^－４ｍ^３/ｓであった。これにより、漏れ応答時間は、漏れ検出開始から約７ｓと短時間であった。
以上より、本発明の漏れ検査装置１００と本発明の検査方法による内容積２×１０^－３ｍ^３の被試験体１０についての漏れ検査時間は１６秒であった。この１６秒の漏れ検査時間は、上記従来漏れ検査方法による漏れ検査時間（６３秒）の約１/４の短時間であった。

（実施例２）
内容積２×１０^－５ｍ^３の小容積の被試験体１０を用いて本発明の漏れ検査装置１００による漏れ検査を実行した。本発明の漏れ検査装置１００の各種パラメーターを以下のように設定した。

被試験体１０の内容積：２×１０^－５ｍ^３。狭小口部１０ａの分子流コンダクタンス値：３．６×１０^－５ｍ^３/ｓ（室温，空気）。シール治具１１の分子流コンダクタンス値：６．４×１０^－６ｍ^３/ｓ（室温，空気）。被試験体１０－第１配管１－真空計９０－第４配管４の内容積：９．１×１０^－４ｍ^３。第１配管１の分子流コンダクタンス値：１．２×１０^－５ｍ^３/ｓ（室温，空気）。第２配管２の分子流コンダクタンス値：１．４×１０^－５ｍ^３/ｓ（室温，空気）。第１真空ポンプ３０の排気速度：７.０×１０^－２ｍ^３/ｓ。第３配管３の分子流コンダクタンス値：９．１×１０^－４ｍ^３/ｓ(室温，空気) 。真空タンク５０の内容積：１．６×１０^－２ｍ^３。第４配管４の分子流コンダクタンス値：４．４×１０^－４ｍ^３/ｓ(室温，空気) 。探査ガス検出器６０の入口排気速度：５×１０^－３ｍ^３/ｓ。

［真空タンク５０による真空排気無しの場合］
本発明の漏れ検査装置１００において、真空タンク５０による数秒の真空排気を実施しない従来漏れ検査方法により漏れ検査を実行した。被試験体１０の内部圧力（狭小部１２の上流側の内部圧力）と真空計９０の指示圧力（狭小部１２の下流側の内部圧力）の時間変化と漏れ検出シグナルの時間変化の結果を図６に示す。ここで、被試験体１０の内部圧力（狭小部１２の上流側の内部圧力）は計算値、真空計９０の指示圧力（狭小部１２の下流側の内部圧力）と漏れ検出シグナルはともに測定値である。真空計９０の指示圧力（狭小部１２の下流側の内部圧力）が５０Ｐａ未満となる圧力は、第１真空ポンプ３０を用いた粗引き真空排気開始から４５秒後であった。

この４５秒という真空排気時間は、上記実施例１に係る「大容積の被試験体１０について真空タンク５０による真空排気無し」の漏れ検査のそれとほぼ同一である。その理由は狭小部１２よりも下流の装置構成がほぼ同一であるからである。そして、４５秒後に探査ガス検出器６０の真空排気に切り替え、そして４８秒後に探査ガスであるヘリウムガスを被試験体用外覆容器２０に導入し漏れ検査を開始した。

図６の上段は漏れ検出シグナルの時間変化の測定結果を示す。被試験体１０の内部圧力（狭小部１２の上流側の内部圧力）は漏れ検出開始の４８秒後に１４０Ｐａ、１００秒後に６５Ｐａであり、この時、被試験体１０に対する実効排気速度は、４８秒後に１．３×１０^－５ｍ^３/ｓ、１００秒後に８．８×１０^－６ｍ^３/ｓであった。これにより、漏れ応答時間は、漏れ検出開始から約７０秒と長時間であった。
以上より、本発明の漏れ検査装置１００において真空タンク５０による数秒の真空排気を実施しない漏れ検査方法による、内容積２×１０^－５ｍ^３の小容積の被試験体１０についての漏れ検査時間は、１１８秒であった。

［真空タンク５０による真空排気有りの場合］
本発明の漏れ検査装置１００において、真空タンクによる数秒の真空排気を実施する本発明の漏れ検査方法により漏れ検査を実行した。ここで、第１真空ポンプ３０による粗引き真空排気を３秒行い、その後真空タンク５０による真空排気を３秒行い、その後探査ガス検出器６０の真空排気に切り替え、そして検査開始の９秒後からヘリウムガスを被試験体用外覆容器２０に加圧導入し漏れ検出を開始した。

図７は、被試験体１０の内部圧力の時間変化の計算結果と真空計９０の時間変化の測定結果、そして漏れ検出シグナルの時間変化の測定結果を示す。真空タンク５０による真空排気によって真空計９０の指示圧力（狭小部１２の下流側の内部圧力）は、４００Ｐａ（低真空）から２０Ｐａ（中真空）に急激に低下した。一方、被試験体１０の内部圧力（狭小部１２の上流側の内部圧力）は２×１０^３Ｐａから１×１０^３Ｐａ（低真空）と高い圧力で時間推移した。

図７の上段は漏れ検出シグナルの時間変化の測定結果を示す。被試験体１０の内部圧力（狭小部１２の上流側の内部圧力）は漏れ検出開始の９秒後に約７５０Ｐａ、３０秒後に２００Ｐａである。この時、被試験体１０に対する実効排気速度は、９秒後に４．３×１０^－５ｍ^３/ｓ、３０秒後に１．７ ×１０^－５ｍ^３/ｓであった。これにより、漏れ応答時間は、漏れ検出開始から２１秒と比較的短時間であった。
以上より、本発明の漏れ検査装置１００において真空タンク５０による数秒の真空排気を実施する本発明の漏れ検査方法による、内容積２×１０^－５ｍ^３の小容積の被試験体１０についての漏れ検査時間は、３０秒であった。この３０秒の漏れ検査時間は、従来漏れ検査方法の検査時間（１１８秒）の約１/４の短時間であった。

（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る低剛性被試験体用漏れ検査装置２００を示す説明図である。
第２実施形態に係る被試験体１０’は、パウチ加工が施され板厚が薄い樹脂製品（以下「低剛性被試験体」という。）である。低剛性被試験体１０’の内容積は、第１実施形態における実施例２と同様に、２×１０^－５ｍ^３の小内容積である。そのため、図１に示される漏れ検査装置１００では第１真空ポンプ３０による粗引き真空排気の初期において被試験体１０の筐体及び狭小口部１０ａが変形し、漏れ検査装置に真空漏れが発生し、漏れ検査不可能となる事態が時々発生した。そこで図８に示される低剛性被試験体用漏れ検査装置２００では、低剛性被試験体１０’の筐体及び狭小口部１０ａの変形を好適に防止しながら、低剛性被試験体１０’について安定して漏れ検査を実施することができるように構成されている。

パウチ加工が施された薄い樹脂部品の耐圧について調査したところ、その耐圧は５×１０^４Ｐａ（０．５気圧）であった。そこで、低剛性被試験体用漏れ検査装置２００では、図１に示される漏れ検査装置１００に対し、第２極小部１２ａと第２仕切弁１３ｂと第２真空計１３ｃから構成されるスロー排気部１３が第１配管１の途中に付加されている。

また、被試験体用外覆容器２０に第３真空計２１を新たに付加した。ここで、第２狭小部１３ａは、大気圧から５×１０^４Ｐａまでの真空排気を５秒程度とするための部品である。第２狭小部１３ａの分子流コンダクタンス値は３．７×１０^－８ｍ^３/ｓに設定されている。この値は、低剛性被試験体１０’の狭小口部１０ａとシール治具１１から構成される狭小部１２の分子流コンダクタンス値３．７×１０^－６ｍ^３/ｓの１／１００である。なお、このスロー排気部１３は、小容積の低剛性被試験体１０’の漏れ検出までの真空排気（第１真空ポンプ３０による粗引き真空排気と真空タンク５０による数秒の大排気速度の真空排気)による圧力低下を防ぐ役割も果たすように考慮されている。

図９は、本発明の第２実施形態に係る低剛性被試験体用漏れ検査装置２００による漏れ検査方法を示す工程図である。図１０は低剛性被試験体１０’の内部圧力の時間変化の計算結果と、真空計９０と第２真空計１３ｃの各指示圧力の時間変化についての測定結果、そして漏れ検出シグナルの時間変化を示す。

低剛性被試験体用漏れ検査装置２００による漏れ検査方法は、図２に示される漏れ検査装置１００による漏れ検査方法に比べ、図２のステップＳ３がステップＳ３－１とステップＳ３－２に変更されている。また、図２のステップＳ８がステップＳ８’に変更されている。以下、低剛性被試験体用漏れ検査装置２００による漏れ検査方法について簡単に説明する。

ステップＳ１及びステップＳ２に示されるように、スロー排気部１３の仕切弁１２ｂを閉じて、低剛性被試験体１０’の真空排気は第２狭小部１３ａを介する状態とする。第１真空ポンプ３０による粗引き真空排気を７秒間行った。この時の低剛性被試験体１０’の内部圧力と第２真空計１３ｃの指示圧力は４×１０^４Ｐａ、第１真空計９０の圧力は２００Ｐａであった。

ステップＳ３－１及びステップＳ３－２に示されるように、第２真空計１３ｃの圧力が５．５×１０^４Ｐａに到達した時(真空排気開始から約４秒後)に、被試験体用外覆容器２０の真空排気を開始した。ステップＳ１からステップＳ３－２の工程により、被試験体用外覆容器２０と低剛性被試験体１０’内部の圧力差は５×１０^４Ｐａ未満となり、低剛性被試験体１０’の筐体及び狭小口部１０ａの圧力による変形は回避できた。

ステップＳ５に示されるように、真空排気開始から７秒後に、真空タンク５０による大排気速度の真空排気を３秒間（真空排気開始から１０秒後まで）行った。なお、低剛性被試験体１０’はこの間も第２極小部１２ａを介して真空排気した。１０秒後の低剛性被試験体１０’の内部圧力と第２真空計１３ｃの指示圧力は共に３×１０^４Ｐａであり、高い圧力が維持できた。一方、真空計９０の指示圧力は３０Ｐａであり、探査ガス検出器６０への排気に切り替え可能な圧力であった。

ステップＳ８’に示されるように、真空タンク５０による大排気速度の真空排気終了の１０秒後に、スロー排気部１３の第２仕切弁１３ｂを開としスロー排気を終了し、そして低剛性被試験体１０’からのガスを探査ガス検出器６０へ導き、漏れ無し測定を３秒間（真空排気開始から１３秒後まで）実行した。

ステップＳ１０に示されるように、被試験体用外覆容器２０に探査ガスであるヘリウムガスを５×１０^－４Ｐａで導入し、漏れ検出を開始した。

図１０の上段は漏れ検出シグナルの時間変化の測定結果を示す。低剛性被試験体１０’の圧力は漏れ検出開始の１３秒後に３．３×１０^３Ｐａ、２０秒後に９．０×１０^２Ｐａと高圧であり、この時、低剛性被試験体１０’に対する実効排気速度は、１３秒後に１．６×１０^－４ｍ^３/ｓ、２０秒後に５.０×１０^－５ｍ^３/ｓであった。これにより、漏れ応答時間は、漏れ検出開始から７秒と短時間であった。ここで、導入ヘリウムガスが５×１０^－４Ｐａと低圧であることから、飽和漏れ流量は加圧導入時の１×１０^－５Ｐａｍ^３／ｓから１．２×１０^－６Ｐａｍ^３／ｓに変化した。この飽和漏れ流量の低下は漏れマスタによる漏れ検出を実行することで、問題とならない。

以上より、スロー排気部１３を備えた本発明の低剛性被試験体用漏れ検査装置２００による内容積２×１０^－５ｍ^３の低剛性被試験体１０’の漏れ検査時間は２０秒であり、スロー排気部１３を付加しない場合の漏れ検査時間３０秒よりさらに短時間の漏れ検査が実行できた。また、漏れ検出実行中の低剛性被試験体１０’の圧力が１０^３Ｐａであることと、漏れ応答時間が７秒であることから、水蒸気による圧力変動の影響を小さくでき、誤判定を回避することが可能であった。

符合の説明

１ 第１配管（真空排気用配管）
１ａ 大気弁
２ 第２配管
２ａ 粗引弁
３ 第３配管
３ａ タンク弁
３ｂ 仕切弁
４ 第４配管
４ａ テスト弁
５ 探査ガス加圧ライン
５ａ 加圧弁
６ 排気ライン
６ａ 排気弁
１０ 被試験体（密閉容器）
１０’ 低剛性被試験体（密閉容器）
１０ａ 狭小口部（排気口部）
１１ シール治具
１１ａ 短管
１２ 狭小部
１３ スロー排気部
１３ａ 第２狭小部
１３ｂ 第２仕切弁
１３ｃ 第２真空計
２０ 被試験体用外覆容器
２１ 第３真空計
３０ 第１真空ポンプ
４０ 第２真空ポンプ
５０ 真空タンク
６０ 探査ガス検出器（Ｈｅリークディテクタ）
７０ ガス検出器用真空ポンプ
８０ 探査ガス源（Ｈｅガス源）
９０ 真空計
１００ 漏れ検査装置
２００ 低剛性被試験体用漏れ検査装置

Claims (10)

1. 表面に排気口部（１０ａ）を有する密閉容器（１０、１０’）の内部を低真空とし且つその外側（２０）を探査ガスで置換・加圧しながら、前記密閉容器（１０、１０’）の内部を真空排気して排気ガス中に含まれる探査ガスの流量を検出する漏れ検査方法であって、
   前記排気口部（１０ａ）と真空排気用配管（１）を密に接続するシール治具（１１ｂ）と前記排気口部（１０ａ）から構成される狭小部（１２）において、前記狭小部（１２）の上流側と下流側の内部圧力が大気圧の１／１０未満の低真空に到達するまで、前記密閉容器（１０、１０’）の内部を真空排気する第１プロセス（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）と、
   前記第１プロセス（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）の後に、前記狭小部（１２）の上流側の内部圧力は大気圧の１／１０未満の低真空を維持したまま前記狭小部（１２）の下流側の内部圧力は大気圧の１／１０００未満の中真空以下になるように、真空ポンプ（４０）が接続された真空タンク（５０）によって排気ガスを膨張させながら前記狭小部（１２）の下流側を真空排気する第２プロセス（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７）と、
   前記第２プロセスの後に前記密閉容器（１０、１０’）の外側（２０）を探査ガスで置換・加圧して前記密閉容器（１０、１０’）の内部を真空排気して前記密閉容器（１０、１０’）の内部から漏れ出る探査ガスの漏れ流量を検出する第３プロセス（Ｓ１０）とを備えた
   ことを特徴とする漏れ検査方法。
2. 請求項１に記載の漏れ検査方法において、
   前記真空タンク（５０）によって前記密閉容器（１０、１０’）の内部を真空排気する場合、真空排気の最初または途中において前記真空ポンプ（４０）による前記真空タンク（５０）に対する真空排気を停止する
   ことを特徴とする漏れ検査方法。
3. 請求項１に記載の漏れ検査方法において、
   前記第１プロセス（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）では、前記密閉容器（１０’）の外側（２０）を真空排気しながら前記密閉容器（１０’）の内部を真空排気する
   ことを特徴とする漏れ検査方法。
4. 請求項１に記載の漏れ検査方法において、
   前記第２プロセス（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７）で使用される配管（３）は、前記第１プロセス（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）で使用される配管（２）より内径が大きい
   ことを特徴とする漏れ検査方法。
5. 請求項１に記載の漏れ検査方法において、
   前記狭小部（１２）の前記分子流コンダクタンスは、温度２０℃の空気において１×１０^－６ｍ^３/ｓ以上である
   ことを特徴とする漏れ検査方法。
6. 表面に排気口部（１０ａ）を有する密閉容器（１０、１０’）を内部に収容する外覆容器（２０）と、
   前記外覆容器（２０）に挿通され前記密閉容器（１０、１０’）内のガスを外部に移送する第１配管（１）と、
   前記密閉容器（１０、１０’）および前記第１配管（１）を気密に接続するシール治具（１１ｂ）と、
   前記排気口部（１０ａ）と前記シール治具（１１ｂ）から構成され所定の分子流コンダクタンスを有する狭小部（１２）と、
   前記密閉容器（１０、１０’）の内部を所定の圧力まで真空排気する真空ポンプ（３０、４０、７０）と、
   前記第１配管（１）と前記真空ポンプ（３０）を連結する第２配管（２）と、
   前記密閉容器（１０、１０’）の内部から漏れ出る探査ガスの流量を検出する探査ガス検出器（６０）と、
   前記第１配管（１）と前記探査ガス検出器（４０）を連結する探査ガス検出ライン（４）とを備えた漏れ検査装置（１００、２００）であって、
   前記第１配管（１）には前記第２配管（２）に対し別個独立した第３配管（３）が接続され、
   該第３配管（３）には前記密閉容器（１０、１０’）の内部から真空排気される排気ガスを膨張させながら前記狭小部（１２）の下流側の内部圧力を所定の圧力まで真空排気可能な真空タンク（５０）が設けられ、
   該真空タンク（５０）の排気側には前記真空ポンプ（４０）が接続されている
   ことを特徴とする漏れ検査装置。
7. 請求項６に記載の漏れ検査装置において、
   前記真空タンク（５０）と前記真空ポンプ（４０）との間には仕切弁（３ｂ）が設けられている
   ことを特徴とする漏れ検査装置。
8. 請求項６に記載の漏れ検査装置において、
   前記狭小部（１２）の下流に、所定の分子流コンダクタンスを有する第２狭小部（１３ａ）と、探査ガスの漏れ流量検出時に開となる仕切弁（１３ｂ）の並列接続を連結する
   ことを特徴とする漏れ検査装置。
9. 請求項６に記載の漏れ検査装置において、
   前記第３配管（３）の内径は前記第２配管（２）の内径より大きい
   ことを特徴とする漏れ検査装置。
10. 請求項６に記載の漏れ検査装置において、
    前記狭小部（１２）の前記分子流コンダクタンスは、温度２０℃の空気において１×１０^－６ｍ^３/ｓ以上である
    ことを特徴とする漏れ検査装置。