JP7317588B2

JP7317588B2 - 気密性検査方法

Info

Publication number: JP7317588B2
Application number: JP2019115061A
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: 2019-06-21
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2023-07-31
Anticipated expiration: 2039-06-21
Also published as: JP2021001784A

Description

本発明は、密封構造の容器内に収容した検査対象物の気密性を検査する機密性検査方法に関する。

この種の気密性検査方法は、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方法では、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は、小さいピンホールを検出できる高精度のものである。そして、センサは、ホルダ部の内部に導入された気体を通す供給口をセンサ部のセンサ面に近づけた状態に配置した複雑な構成で高価なものとなり、気密性検査装置が高価になってしまうという問題点があった。

本発明の課題は、汎用のセンサを用いた安価な気密性検査装置で、高精度の気密性検査を行い得る気密性検査方法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、
密封構造の容器内に収容した検査対象物から漏出する検出対象物をセンサで検出して検査対象物の気密性を検査する気密性検査方法であって、検査対象物を収容する密封構造の容器内を真空の第１設定圧に減圧する第１工程と、第１設定圧にした容器内を第１設定圧より真空度が高い第２設定圧に減圧する第２工程と、第２設定圧にした容器内の真空度を一定期間第２設定圧に保持する第３工程と、第２設定圧に保持した容器内の真空度を第１設定圧に増圧する第４工程と、第１設定圧にした容器内を再度第２設定圧に減圧する第５工程から成り、第１工程で第１設定圧に減圧した容器内で検査対象物から漏出する検出対象物の値を検出して第１規定値と比較して検査対象物の気密性を判定し、検出対象物の値が第１規定値以内であれば第２工程に進み、第２工程で検査対象物から漏出する検出対象物を検出して基準値とし、第５工程で検査対象物から漏出する検出対象物を検出して検出値とし、検出値を基準値と比較して検査対象物の気密性を判定することを特徴とする気密性検査方法がそれである。

以上詳述したように、請求項１に記載の発明は、第１工程で第１設定圧に減圧した容器内で検査対象物から漏出する検出対象物の値を検出して第１規定値と比較して検査対象物の気密性を判定し、検出対象物の値が第１規定値以内であれば第２工程に進み、第２工程で検査対象物から漏出する検出対象物を検出して基準値とし、第５工程で検査対象物から漏出する検出対象物を検出して検出値とし、検出値を基準値と比較して検査対象物の気密性を判定する。このため、基準値と検出値とは相互に近似した条件で検出するから、汎用のセンサを用いて安価な気密性検査装置で、高精度の気密性検査を行うことができる。

本発明の一実施形態の機密性検査方法を行う機密性検査装置の気体回路図である。一実施形態の機密性検査方法のフローチャートである。一実施形態を示し、容器内の圧力の推移を示したグラフ図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、機密性検査方法を行う機密性検査装置を示している。
１Ａ、１Ｂは密封構造の容器で、２個を有し、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。２Ａ、２Ｂは粗検知に用いる大型の真空ポンプで、２個を有している。真空ポンプ２Ａは吸気側を容器１Ａと配管３Ａにより接続し、容器１Ｂと配管３Ｂにより接続している。真空ポンプ２Ｂは吸気側を容器１Ａと配管４Ａにより接続し、容器１Ｂと配管４Ｂにより接続している。各配管３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂには電磁操作の開閉弁５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂをそれぞれ配設し、各開閉弁５Ａ～６Ｂは通電により各配管３Ａ～４Ｂを開き、非通電により各配管３Ａ～４Ｂを閉じる。

７は粗検知に用いるセンサで、中継容器８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気化した電解液の濃度を検知する。センサ７の検知精度は、例えば２５ppmごとの単位である。センサ７は真空ポンプ２Ａの排気側と配管９Ａにより接続し、真空ポンプ２Ｂの排気側と配管９Ｂによりそれぞれ接続している。１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈは精密検知に用いる小型の真空ポンプで、８個を有している。８個のなかで４個の真空ポンプ１０Ａ～１０Ｄは吸気側を容器１Ａと配管１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄにより接続し、残りの４個の真空ポンプ１０Ｅ～１０Ｈは吸気側を容器１Ｂと配管１１Ｅ、１１Ｆ、１１Ｇ、１１Ｈにより接続している。

各配管１１Ａ～１１Ｄには電磁操作の開閉弁１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄをそれぞれ配設し、各開閉弁１２Ａ～１２Ｄは通電により各配管１１Ａ～１１Ｄを開き、非通電により各配管１１Ａ～１１Ｄを閉じる。同様に、各配管１１Ｅ～１１Ｈには電磁操作の開閉弁１２Ｅ、１２Ｆ、１２Ｇ、１２Ｈをそれぞれ配設し、各開閉弁１２Ｅ～１２Ｈは通電により各配管１１Ｅ～１１Ｈを開き、非通電により各配管１１Ｅ～１１Ｈを閉じる。

１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ、１３Ｆ、１３Ｇ、１３Ｈは精密検知に用いるセンサで、検知精度は、例えば１ppmごとの単位で、８個を有している。８個のなかで４個のセンサ１３Ａ～１３Ｄは４個の真空ポンプ１０Ａ～１０Ｄの排気側と配管１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄにより接続し、残りの４個のセンサ１３Ｅ～１３Ｈは４個の真空ポンプ１０Ｅ～１０Ｈの排気側と配管１４Ｅ、１４Ｆ、１４Ｇ、１４Ｈにより接続し、気体に含まれている気化した電解液の濃度を検知する。

１５Ａは大気を容器１Ａに導入する大口径の配管で、容器１Ａに接続している。１５Ｂは大気を容器１Ａに導入する小口径の配管で、配管１５Ａより小径で容器１Ａに接続している。配管１５Ａ、１５Ｂは相互に接続し、ラインフィルタ１６Ａを介して大気を導入する。配管１５Ａ、１５Ｂには電磁操作の開閉弁１７Ａ、１７Ｂをそれぞれ配設し、各開閉弁１７Ａ、１７Ｂは通電により各配管１５Ａ、１５Ｂを開き、非通電により各配管１５Ａ、１５Ｂを閉じる。

１５Ｃは大気を容器１Ｂに導入する大口径の配管で、容器１Ｂに接続している。１５Ｄは大気を容器１Ｂに導入する小口径の配管で、配管１５Ｃより小径で容器１Ｂに接続している。配管１５Ｃ、１５Ｄは相互に接続し、ラインフィルタ１６Ｂを介して大気を導入する。配管１５Ｃ、１５Ｄには電磁操作の開閉弁１７Ｃ、１７Ｄをそれぞれ配設し、各開閉弁１７Ｃ、１７Ｄは通電により各配管１５Ｃ、１５Ｄを開き、非通電により各配管１５Ｃ、１５Ｄを閉じる。１８Ａ、１８Ｂは各容器１Ａ、１Ｂの圧力を検知する圧力センサである。

次に、かかる気密性検査装置を用いた機密性検査方法を説明する。
図２は、機密性検査方法のフローチャートを示し、第１工程Ｔ１、第２工程Ｔ２、第３工程Ｔ３、第４工程Ｔ４、第５工程Ｔ５等から成っている。図３は、各工程Ｔ１～Ｔ５における容器１Ａ、１Ｂ内の圧力を示している。
第１工程Ｔ１は、リチウムイオンキャパシタを収容する密封構造の容器１Ａ、１Ｂ内を大気圧Ａ０から真空の第１設定圧Ａ１に減圧する。第１設定圧Ａ１には、開閉弁５Ａ～６Ｂを通電して配管３Ａ～４Ｂを開き、大型の真空ポンプ２Ａ、２Ｂを作動して減圧する。そして、粗検知のセンサ７で真空ポンプ２Ａ、２Ｂ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検知し、検知した濃度の値が第１規定値Ｙ１以内であれば、第２工程Ｔ２に進む。また、検知した濃度の値が第１規定値Ｙ１を超えていれば、容器１Ａ、１Ｂ内に収容したリチウムイオンキャパシタは不合格となり、検査を終了する。第１規定値Ｙ１は、センサ７の検知精度に対応するものである。

第２工程Ｔ２は、第１設定圧Ａ１にした容器１Ａ、１Ｂ内を、第１設定圧Ａ１より真空度が高い第２設定圧Ａ２に減圧する。第２設定圧Ａ２には、開閉弁１２Ａ～１２Ｈを通電して配管１１Ａ～１１Ｈを開き、真空ポンプ１０Ａ～１０Ｈを作動して減圧する。そして、精密検知のセンサ１３Ａ～１３Ｈで真空ポンプ１０Ａ～１０Ｈ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検知し、検知した濃度の値を基準値Ｓ１として図示しない制御装置に記憶する。

第３工程Ｔ３は、第２設定圧Ａ２にした容器１Ａ、１Ｂ内の真空度を一定期間第２設定圧Ａ２に保持する工程で、リチウムイオンキャパシタから電解液が漏出するのを待つものである。一定期間を第２設定圧Ａ２に保持するには、開閉弁５Ａ～６Ｂ、１２Ａ～１２Ｈを非通電にして配管３Ａ～４Ｂ、１１Ａ～１１Ｈを閉じる。

第４工程Ｔ４は、第２設定圧Ａ２に保持した容器１Ａ、１Ｂ内の真空度を第１設定圧Ａ１に増圧する。第１設定圧Ａ１に増圧するには、開閉弁１７Ｂ、１７Ｄを通電して小口径の配管１５Ｂ、１５Ｄを開く。

第５工程Ｔ５は、第１設定圧Ａ１にした容器１Ａ、１Ｂ内を再度第２設定圧Ａ２に減圧する。第２設定圧Ａ２には、第２工程Ｔ２と同様に、開閉弁１２Ａ～１２Ｈを通電して配管１１Ａ～１１Ｈを開き、真空ポンプ１０Ａ～１０Ｈを作動して減圧する。そして、精密検知のセンサ１３Ａ～１３Ｈで真空ポンプ１０Ａ～１０Ｈ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検知し、検知した濃度の値を検出値Ｓ２とする。

そして、検出値Ｓ２を第２工程Ｔ２で制御装置に記憶した基準値Ｓ１と比較し、検出値Ｓ２から基準値Ｓ１を差し引いた判定値Ｓ３が第２規定値Ｙ２以内であればリチウムイオンキャパシタは合格となり、判定値Ｓ３が第２規定値Ｙ２を超えていればリチウムイオンキャパシタは不合格となる。第２規定値Ｙ２は、センサ１３Ａ～１３Ｈの検知精度に対応するもので、第１規定値Ｙ１より検知精度が細分されている。検査が完了したら、開閉弁１７Ａ、１７Ｃを通電して大口径の配管１５Ａ、１５Ｃを開き、容器１Ａ、１Ｂ内を大気圧Ａ０に増圧する。

かかる機密性検査方法で、第２工程Ｔ２でリチウムイオンキャパシタから漏出する気化した電解液の濃度を検出して基準値Ｓ１とし、第５工程Ｔ５でリチウムイオンキャパシタから漏出する気化した電解液の濃度を検出して検出値Ｓ２とし、検出値Ｓ２を基準値Ｓ１と比較してリチウムイオンキャパシタの気密性を判定する。このため、基準値Ｓ１と検出値Ｓ２とは相互に近似した条件で検出するから、精密検知のセンサ１３Ａ～１３Ｈは汎用で安価なものを用いることができ、汎用のセンサ１３Ａ～１３Ｈを用いて安価な気密性検査装置で、高精度の気密性検査を行うことができる。

なお、前述の一実施形態では、真空ポンプ２Ａ、２Ｂ、１０Ａ～１０Ｄ、１０Ｅ～１０Ｈの排気側にセンサ７、１３Ａ～１３Ｄ、１３Ｅ～１３Ｈを接続したが、真空ポンプ２Ａ、２Ｂ、１０Ａ～１０Ｄ、１０Ｅ～１０Ｈの吸気側にセンサ７、１３Ａ～１３Ｄ、１３Ｅ～１３Ｈ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１Ａ、１Ｂは２個設けたが、１個であったり、３個以上設けてもよい。

１Ａ、１Ｂ：容器
７、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ、１３Ｆ、１３Ｇ、１３Ｈ：センサ
Ｔ１：第１工程
Ｔ２：第２工程
Ｔ３：第３工程
Ｔ４：第４工程
Ｔ５：第５工程
Ｓ１：基準値
Ｓ２：検出値

Claims

密封構造の容器内に収容した検査対象物から漏出する検出対象物をセンサで検出して検査対象物の気密性を検査する気密性検査方法であって、検査対象物を収容する密封構造の容器内を真空の第１設定圧に減圧する第１工程と、第１設定圧にした容器内を第１設定圧より真空度が高い第２設定圧に減圧する第２工程と、第２設定圧にした容器内の真空度を一定期間第２設定圧に保持する第３工程と、第２設定圧に保持した容器内の真空度を第１設定圧に増圧する第４工程と、第１設定圧にした容器内を再度第２設定圧に減圧する第５工程から成り、第１工程で第１設定圧に減圧した容器内で検査対象物から漏出する検出対象物の値を検出して第１規定値と比較して検査対象物の気密性を判定し、検出対象物の値が第１規定値以内であれば第２工程に進み、第２工程で検査対象物から漏出する検出対象物を検出して基準値とし、第５工程で検査対象物から漏出する検出対象物を検出して検出値とし、検出値を基準値と比較して検査対象物の気密性を判定することを特徴とする気密性検査方法。