JP7181098B2

JP7181098B2 - 気密性検査装置

Info

Publication number: JP7181098B2
Application number: JP2019004158A
Authority: JP
Inventors: 昭宏清水; 直樹小芦
Original assignee: 株式会社ジェイテクトフルードパワーシステム
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2022-11-30
Anticipated expiration: 2039-01-15
Also published as: JP2020112465A

Description

本発明は、密封構造の容器内に検査対象物を収容し、検査対象物の気密性を検査する機密性検査装置に関する。

この種の気密性検査装置は、検査対象物を密封構造の容器としての真空チャンバに収容し、真空チャンバと真空ポンプとの間を検査排気配管で接続し、検査排気配管に気体状の検出対象物を検出するセンサを配設し、真空チャンバには検査対象物が内部に滞留するのを防止するファンを有している。そして、真空ポンプを作動して真空チャンバ内の気体を排気し、この気体に含まれている検出対象物の濃度をセンサで検知し、検査対象物の気密性に問題があるか否かを判定している。

特許第５９４２０６５号公報

ところが、かかる従来の気密性検査装置では、真空チャンバと真空ポンプとの間を接続する検査排気配管に配設したセンサに、検査排気配管を流れる気体の全量を流通するため、センサは大流量の気体が流通し続けることで、寿命が短くなってしまうという問題点があった。

本発明の課題は、検出対象物を検出するセンサの寿命を向上し得る気密性検査装置を提供するものである。

かかる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、
検査対象物を収容する密封構造の容器と、容器内の気体を排気する真空ポンプと、真空ポンプで容器内から排気する気体に含まれている検出対象物を検知するセンサとを備え、真空ポンプで容器内から排気する気体を導入する中継容器を有し、中継容器には導入する気体を分ける二股状のノズルを設け、ノズルは大流量の気体を排気する大流量排気部と大流量より少量の小流量の気体を排気する小流量排気部とを有し、前記センサはノズルの大流量排気部とは対向せずに、ノズルの小流量排気部と対向して中継容器の内部に配置したことを特徴とする気密性検査装置がそれである。

この場合、前記容器は直交する二つの面を有する形状に形成し、直交する二つの面に大気を導入する配管をそれぞれ開口してもよい。

以上詳述したように、請求項１に記載の発明は、真空ポンプで容器内から排気する気体を導入する中継容器を有し、中継容器には導入する気体を分ける二股状のノズルを設け、ノズルは大流量の気体を排気する大流量排気部と大流量より少量の小流量の気体を排気する小流量排気部とを有し、センサはノズルの大流量排気部とは対向せずに、ノズルの小流量排気部と対向して中継容器の内部に配置した。このため、センサには、ノズルの小流量排気部から排気する小流量の気体が当たり、大流量の気体を直接当てることなくできるから、センサの寿命を向上することができる。また、真空ポンプで容器内から排気する気体を導入する中継容器を有し、センサは中継容器の内部に配置した。このため、中継容器に導入した気体に含まれている検出対象物を検出するから、検出精度の安定化を図ることができる。

また、請求項２に記載の発明は、検査対象物を収容する密封構造の容器は、直交する二つの面を有する形状に形成し、直交する二つの面に大気を導入する配管をそれぞれ開口した。このため、大気を容器の内部に直交方向から導入できるから、この直交方向から導入する大気で容器の内部を良好に撹拌でき、従来装置の如くファンを設けることなく、検査対象物から漏出した検出対象物を容器内の気体へ均一的に混ぜることができる。

本発明の一実施形態を示した機密性検査装置の気体回路図である。一実施形態の正面図である。図２の矢視Ａから見た平面図である。他の実施形態を示した要部拡大図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１ないし図３において、１は気密性検査装置で、容器２Ａ、２Ｂ、真空ポンプ３、センサ４、中継容器５等から構成している。容器２Ａ、２Ｂは２個あり、直交する二つの面を有する略直方体形状で密封構造とし、内部に検査対象物としてのリチウムイオンキャパシタ（図示せず）を収容している。容器２Ａ、２Ｂは前面に開閉操作自在に扉２Ｃ、２Ｄを有し、扉２Ｃ、２Ｄを開いてリチウムイオンキャパシタを出し入れ自在にしている。真空ポンプ３は、後述詳記する粗検知に用いる２個の大型の真空ポンプ６Ａ、６Ｂと、精密検知に用いる８個の小型の真空ポンプ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７Ｈとから構成している。センサ４は、粗検知に用いる１個のセンサ８と、精密検知に用いる８個のセンサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ、９Ｅ、９Ｆ、９Ｇ、９Ｈとから構成している。

気密性検査装置１は４本の支柱１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄを四隅に立設し、支柱１Ａ、１Ｂ間を垂直方向に間隙を有して下方から上方に順次４本の横架部材１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈで水平方向に結合し、同様に、支柱１Ｂ、１Ｃ間を４本の横架部材１Ｊ・・・で、支柱１Ｃ、１Ｄ間を４本の横架部材１Ｋ・・・で、支柱１Ｄ、１Ａ間を４本の横架部材１Ｌ・・・でそれぞれ水平方向に結合し、四方体形状に形成している。そして、気密性検査装置１は、最も下方に位置する４本の横架部材１Ｅ・・・で下段部１Ｍを構成し、下段部１Ａの上方に位置する４本の横架部材１Ｆ・・・で中段部１Ｎを構成し、中段部１Ｎの上方に位置する４本の横架部材１Ｇ、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌで上段部１Ｐを構成している。

下段部１Ｍには中継容器５と２個の大型の真空ポンプ６Ａ、６Ｂとを配置している。上段部１Ｐには１個の容器２Ａと４個の小型の真空ポンプ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄと４個の精密検知に用いるセンサ９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄとを配置している。中段部１Ｎには上段部１Ｂと同様に、１個の容器２Ｂと４個の小型の真空ポンプ７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７Ｈと４個の精密検知に用いるセンサ９Ｅ、９Ｆ、９Ｇ、９Ｈとを配置している。

粗検知に用いるセンサ８は中継容器５の内部に配置し、気体に含まれている検出対象物としての電解液の濃度を検知する。詳述するに、中継容器５の内壁面に取付部材９を内部中央に向けて突設し、取付部材９の先端にセンサ８を頭部を上方にして取付けている。１０は二股状のノズルで中継容器５の内部に設け、大流量の気体を排気する大口径の大流量排気部１０Ａと大流量より少量の小流量の気体を排気する小口径の小流量排気部１０Ｂとを有している。小流量排気部１０Ｂはノズル１０の先端に備え、センサ８と対向してセンサ８の上方に位置している。大流量排気部１０Ａはノズル１０の根元に備え、センサ８と対向せずにセンサ８の上方に位置している。

ノズル１０は真空ポンプ６Ａの排気側と配管１１Ａにより、真空ポンプ６Ｂの排気側と配管１１Ｂによりそれぞれ接続している。真空ポンプ６Ａは吸気側を容器２Ａと配管１２Ａにより、容器２Ｂと配管１２Ｂによりそれぞれ接続している。真空ポンプ６Ｂは吸気側を容器２Ａと配管１３Ａにより、容器２Ｂと配管１３Ｂによりそれぞれ接続している。各配管１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ、１３Ｂには電磁操作の開閉弁１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂをそれぞれ配設し、各開閉弁１４Ａ～１５Ｂは通電により各配管１２Ａ～１３Ｂを開き、非通電により各配管１２Ａ～１３Ｂを閉じる。

精密検知に用いる４個のセンサ９Ａ～９Ｄは４個の真空ポンプ７Ａ～７Ｄの排気側と配管１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄにより、精密検知に用いる４個のセンサ９Ｅ～９Ｈは４個の真空ポンプ７Ｅ～７Ｈの排気側と配管１６Ｅ、１６Ｆ、１６Ｇ、１６Ｈによりそれぞれ接続し、気体に含まれている気化した電解液の濃度を検知する。各真空ポンプ７Ａ～７Ｄは吸気側を容器２Ａと配管１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄにより、各真空ポンプ７Ｅ～７Ｈは吸気側を容器２Ｂと配管１７Ｅ、１７Ｆ、１７Ｇ、１７Ｈによりそれぞれ接続している。

各配管１７Ａ～１７Ｄには電磁操作の開閉弁１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄをそれぞれ配設し、各開閉弁１８Ａ～１８Ｄは通電により各配管１７Ａ～１７Ｄを開き、非通電により各配管１２Ａ～１３Ｂを閉じる。同様に、各配管１７Ｅ～１７Ｈには電磁操作の開閉弁１８Ｅ、１８Ｆ、１８Ｇ、１８Ｈをそれぞれ配設し、各開閉弁１８Ｅ～１８Ｈは通電により各配管１７Ｅ～１７Ｈを開き、非通電により各配管１７Ｅ～１７Ｈを閉じる。

１９Ａは大気を容器２Ａに導入する大口径の配管で、容器２Ａの扉２Ｃと対向する背面に開口している。１９Ｂは大気を容器２Ａに導入する配管１９Ａより小径の小口径の配管で、容器２Ａの背面と直交する上面に開口している。配管１９Ａ、１９Ｂは分岐継手２０Ａにより接続し、分岐継手２０Ａにはラインフィルタ２１Ａを接続し、ラインフィルタ２１Ａを介して大気を導入する。配管１９Ａ、１９Ｂには電磁操作の開閉弁２２Ａ、２２Ｂをそれぞれ配設し、各開閉弁２２Ａ、２２Ｂは通電により各配管１９Ａ、１９Ｂを開き、非通電により各配管１９Ａ、１９Ｂを閉じる。

１９Ｃは大気を容器２Ｂに導入する大口径の配管で、容器２Ｂの扉２Ｄと対向する背面に開口している。１９Ｄは大気を容器２Ｂに導入する配管１９Ｃより小径の小口径の配管で、容器２Ｂの背面と直交する上面に開口している。配管１９Ｃ、１９Ｄは分岐継手２０Ｂにより接続し、分岐継手２０Ｂにはラインフィルタ２１Ｂを接続し、ラインフィルタ２１Ｂを介して大気を導入する。配管１９Ｃ、１９Ｄには電磁操作の開閉弁２２Ｃ、２２Ｄをそれぞれ配設し、各開閉弁２２Ｃ、２２Ｄは通電により各配管１９Ｃ、１９Ｄを開き、非通電により各配管１９Ｃ、１９Ｄを閉じる。２３Ａ、２３Ｂは各容器２Ａ、２Ｂの圧力を検知する圧力センサで、各容器２Ａ、２Ｂの側面に配設している。

次に、かかる構成の作動を説明する。
図１ないし図３の状態で、各容器２Ａ、２Ｂの扉２Ｃ、２Ｄを開いてリチウムイオンキャパシタを各容器２Ａ、２Ｂの内部に収容し、扉２Ｃ、２Ｄを閉じる。

この状態で、開閉弁１４Ａ、１５Ａを通電して配管１２Ａ、１３Ａを開き、大型の真空ポンプ６Ａ、６Ｂを作動して一方の容器２Ａの内部を真空の第１設定値に減圧する。このとき、真空ポンプ６Ａ、６Ｂから排気する気体に含まれている気化した電解液の濃度を粗検知のセンサ８で検知する。そして、検知した濃度が規定値以内であれば、次の段階に進む。また、検知した濃度が規定値を超えていれば、容器２Ａに収容したリチウムイオンキャパシタは不合格品となり、検査を終了する。そして、開閉弁１４Ａ、１５Ａを非通電にして配管１２Ａ、１３Ａを閉じ、真空ポンプ６Ａ、６Ｂを停止する。

次に、開閉弁１４Ｂ、１５Ｂを通電して配管１２Ｂ、１３Ｂを開き、真空ポンプ６Ａ、６Ｂを作動して他方の容器２Ｂの内部を真空の第１設定値に減圧する。このとき、真空ポンプ６Ａ、６Ｂから排気する気体に含まれている気化した電解液の濃度を粗検知のセンサ８で検知し、濃度が規定値以内であれば、次の段階に進み、濃度が規定値を超えていれば、容器２Ｂに収容したリチウムイオンキャパシタは不合格品となり、検査を終了する。そして、開閉弁１４Ｂ、１５Ｂを非通電にして配管１２Ｂ、１３Ｂを閉じ、真空ポンプ６Ａ、６Ｂを停止する。

次に、開閉弁２２Ｂを通電して配管１９Ｂを開き、真空の第１設定値に減圧した一方の容器の内部を真空の第２設定値に増圧し、増圧が完了したら開閉弁２２Ｂを閉じる。この後、開閉弁１８Ａ～１８Ｄを通電して配管１７Ａ～１７Ｄを開き、真空ポンプ７Ａ～７Ｄを作動して一方の容器２Ａの内部を第２設定値から第１設定値に減圧する。このとき、真空ポンプ７Ａ～７Ｄから排気する気体に含まれている気化した電解液の濃度を精密検知のセンサ９Ａ～９Ｄで検知し、濃度が規定値以内であればリチウムイオンキャパシタは合格品となり、濃度が規定値を超えていればリチウムイオンキャパシタは不合格品となる。検知が完了したら、開閉弁１８Ａ～１８Ｄを閉じ、真空ポンプ７Ａ～７Ｄを停止する。そして、開閉弁２２Ａを通電して配管１９Ａを開き、容器２Ａの内部を大気圧まで増圧し、開閉弁２２Ａを非通電にして配管１９Ａを閉じる。

一方の容器２Ａの内部を第２設定値から第１設定値に減圧しているとき、他方の容器２Ｂは、開閉弁２２Ｄを通電して配管１９Ｄを開き、真空の第２設定値に増圧する。増圧が完了したら開閉弁２２Ｄを閉じる。この後、開閉弁１８Ｅ～１８Ｈを通電して配管１７Ｅ～１７Ｈを開き、真空ポンプ７Ｅ～７Ｈを作動して他方の容器２Ｂの内部を第２設定値から第１設定値に減圧する。このとき、真空ポンプ７Ｅ～７Ｈから排気する気体に含まれている気化した電解液の濃度を精密検知のセンサ９Ｅ～９Ｈで検知し、濃度が規定値以内であればリチウムイオンキャパシタは合格品となり、濃度が規定値を超えていればリチウムイオンキャパシタは不合格品となる。検知が完了したら、開閉弁１８Ｅ～１８Ｈを閉じ、真空ポンプ７Ｅ～７Ｈを停止する。そして、開閉弁２２Ｃを通電して配管１９Ｃを開き、容器２Ｂの内部を大気圧まで増圧し、開閉弁２２Ｃを非通電にして配管１９Ｃを閉じる。

かかる作動で、真空ポンプ６Ａ、６Ｂで容器２Ａ、２Ｂ内から排気する気体を導入する中継容器５を有し、中継容器５には導入する気体を分ける二股状のノズル１０を設け、ノズル１０は大流量の気体を排気する大流量排気部１０Ａと大流量より少量の小流量の気体を排気する小流量排気部１０Ｂとを有し、粗検知のセンサ８はノズル１０の大流量排気部１０Ａとは対向せずに、ノズル１０の小流量排気部１０Ｂと対向して中継容器５の内部に配置した。このため、センサ８には、ノズル１０の小流量排気部１０Ｂから排気する小流量の気体が当たり、大流量の気体を直接当てることなくできるから、センサ８の寿命を向上することができる。また、真空ポンプ６Ａ、６Ｂで容器２Ａ、２Ｂ内から排気する気体を導入する中継容器５を有し、センサ８は中継容器５の内部に配置した。このため、中継容器５に導入した気体に含まれている気化した電解液をセンサ８で検出するから、検出精度の安定化を図ることができる。

また、リチウムイオンキャパシタを収容する密封構造の容器２Ａ、２Ｂは直交する二つの面を有する略直方体形状に形成し、直交する二つの面としての背面と上面に、大気を導入する配管１９Ａ、１９Ｃと１９Ｂ、１９Ｄをそれぞれ開口した。このため、大気を容器２Ａ、２Ｂの内部に直交方向から導入できるから、この直交方向から導入する大気で容器２Ａ、２Ｂの内部を良好に撹拌でき、従来装置の如くファンを設けることなく、リチウムイオンキャパシタから漏出して気化した電解液を容器２Ａ、２Ｂ内の気体へ均一的に混ぜることができる。

図４は、本発明の他の実施形態を示し、一実施形態と同一個所には同符号を付して説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
８Ａはセンサ８に取付けたカバー部材で、センサ８の検知部８Ｂを覆っている。１０Ｃはノズル１０の小流量排気部で、配管としてカバー部材８Ａに接続し、検知部８Ｂと対向している。１０Ｄはノズル１０に配設した可変絞り弁で、小流量排気部１０Ｃを流れる気体の流量を調整自在にしている。８Ｃはカバー部材８Ａに形成した排気孔で、カバー部材８Ａ内部と中継室５内部との間を連通する。

作動は、一実施形態と略同様で、この作動において、センサ８の検知部８Ｂには、ノズル１０の小流量排気部１０Ｃからカバー部材８Ａの内部に排気する小流量の気体が当たり、大流量の気体を直接当てることなくできるから、センサ８の寿命を向上することができる。そして、カバー部材８Ａ内部の気体は、排気孔８Ｃから中継室５内部に排気される。また、小流量排気部１０Ｃを流れる気体は可変絞り弁１０Ｄで流量を調整できるため、センサ８の検知部８Ｂに当てる気体の流量を容易に最適値に設定することができる。

なお、前述の各実施形態では、真空ポンプ６Ａ、６Ｂ、７Ａ～７Ｄ、７Ｅ～７Ｈの排気側にセンサ８、９Ａ～９Ｄ、９Ｅ～９Ｈを接続したが、真空ポンプ６Ａ、６Ｂ、７Ａ～７Ｄ、７Ｅ～７Ｈの吸気側にセンサ８、９Ａ～９Ｄ、９Ｅ～９Ｈを接続してもよい。また、内部に検査対象物を収容する密封構造の容器２Ａ、２Ｂは２個設けたが、１個であったり、３個以上設けてもよい。また、容器２Ａ、２Ｂは直交する二つの面を有する形状として略直方体形状に形成したが、円柱形状や多角形状であってもよいことは勿論である。

２Ａ、２Ｂ：容器
３、６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７Ｈ：真空ポンプ
４、８、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ、９Ｅ、９Ｆ、９Ｇ、９Ｈ：センサ
５：中継容器
１０：ノズル
１０Ａ：大流量排気部
１０Ｂ、１０Ｃ：小流量排気部

Claims

検査対象物を収容する密封構造の容器と、容器内の気体を排気する真空ポンプと、真空ポンプで容器内から排気する気体に含まれている検出対象物を検知するセンサとを備え、真空ポンプで容器内から排気する気体を導入する中継容器を有し、中継容器には導入する気体を分ける二股状のノズルを設け、ノズルは大流量の気体を排気する大流量排気部と大流量より少量の小流量の気体を排気する小流量排気部とを有し、前記センサはノズルの大流量排気部とは対向せずに、ノズルの小流量排気部と対向して中継容器の内部に配置したことを特徴とする気密性検査装置。
前記容器は直交する二つの面を有する形状に形成し、直交する二つの面に大気を導入する配管をそれぞれ開口したことを特徴とする請求項１に記載の気密性検査装置。