(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体状の検出対象物質を検出するセンサ部と、内部に前記センサ部を保持するホルダ部とを備えたセンサユニットにおいて、
前記センサ部は、
前記検出対象物質に反応する素子と、
前記素子が内部に配されるとともに、一面に第１の開口が設けられ、前記一面と反対側の他面に第２の開口が設けられたケースと
を備え、
前記ホルダ部は、
前記ホルダ部の内部に気体を導入する流入口と、
前記一面に近づけた位置に配され、前記ホルダ部の内部に導入された気体を前記一面側に通す供給口と、
前記ケースの内部を通った気体が前記第２の開口から抜ける中空部と、
前記中空部の周方向に形成された環状またはＣ字状の第１の流路と、
前記中空部の周方向に所定の間隔で設けられ、前記中空部と前記第１の流路とを接続する複数本の第２の流路と、
前記第２の流路と異なる位置で前記第１の流路に接続され、前記ホルダ部の内部の気体を排出する排出口と
を備えることを特徴とするセンサユニット。
【請求項２】
前記供給口は、ノズル形状であることを特徴とする請求項１記載のセンサユニット。
【請求項３】
前記流入口に繋がった環状の第３の流路と、
周方向に所定の間隔をあけた複数箇所で前記第３の流路と繋げられ、頂部が前記供給口に繋げられた円錐空間部と、
を備えることを特徴とする請求項１または２記載のセンサユニット。
【請求項４】
前記供給口を通った気体の少なくとも一部を前記一面に沿って流す逃がし流路と、
前記逃がし流路と前記排出口とを繋ぐ排出流路と
を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセンサユニットと、検査対象物を収容する真空チャンバと、前記真空チャンバに接続された検査排気配管を有し前記検査排気配管を通して前記真空チャンバから検査排気する検査排気部とを備え、
前記センサユニットは、前記検査排気配管の途中に接続され、前記流入口を介して前記ホルダ部の内部に前記真空チャンバから排気される排気気体を導入することを特徴とする気密性検査装置。
【請求項６】
前記真空チャンバに接続された初期排気配管を有し、前記初期排気配管を通して前記真空チャンバから初期排気する初期排気部と、
前記初期排気部によって前記真空チャンバ内の圧力を予め設定された検査圧力にまで下げた後に、前記検査排気部で検査排気させる制御部と
を備えることを特徴とする請求項５記載の気密性検査装置。
【請求項７】
前記検査排気配管の途中に接続され、前記センサユニットよりも上流側に設けられた検査排気バルブと、
前記初期排気配管の途中に接続された初期排気バルブと、
前記真空チャンバに接続された大気開放バルブと
を備え、
前記制御部は、前記初期排気時には、前記初期排気バルブを開放するとともに前記検査排気バルブと前記大気開放バルブとを閉じ、前記検査排気時には、前記検査排気バルブを開放するとともに前記初期排気バルブと前記大気開放バルブとを閉じることを特徴とする請求項６記載の気密性検査装置。
【請求項８】
前記初期排気配管の途中に接続され、前記初期排気バルブよりも下流側に設けられた初期排気用ガスセンサを備え、
前記制御部は、前記検査排気時にのみ前記検査排気バルブを開放するとともに、前記初期排気時に前記初期排気用ガスセンサからの出力電圧を用いて検査対象物の気密性を判定し、気密性が不完全であると判定した時点で検査を終了することを特徴とする請求項７記載の気密性検査装置。
【請求項９】
前記検査排気配管の途中にそれぞれ接続され、前記センサユニットよりも上流側に設けられた第１の流量調節弁及び下流側に設けられた第２の流量調節弁を備えることを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１項に記載の気密性検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサユニット及び気密性検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯用電子機器の電源としてリチウムイオン電池の利用が広がっている。リチウムイオン電池は、密封容器内に正極、負極、セパレーターの他に、有機溶媒を含む電解液を封入した構造を有している。リチウムイオン電池は、容器の密封が不完全であると、その不完全な箇所から電解液が漏出してしまう。このため、リチウムイオン電池に対しては、気密性検査装置による検査が実施されている。
【０００３】
特許文献１に記載された気密性検査装置は、第１格納部と第２格納部とに区画された二層式の格納容器と、第２格納部内の気体を吸い出して減圧する吸引装置、第１格納部と第２格納部との第１の連通口に設けられたガス遮断弁及び第２の連通口に設けられたセンサユニット（ガス検知手段）とを備えている。この気密性検査装置では、気密性の検査を行う際には、第１格納部にリチウムイオン電池を配置して、ガス遮断弁を開放した状態で第２格納部を減圧してからガス遮断弁を閉じる。これにより、第１格納部内の気体をセンサユニットを介して第２格納部に流し、このときにセンサユニットで気体に気密性が不完全なリチウムイオン電池から発生する有機溶媒による溶剤ガスが含まれているか否かを検出する。センサユニットは、半導体式のガスセンサと、中空な内部にガスセンサを保持した円筒形状のホルダとから構成され、ホルダの周面に排気孔が設けられている。これにより、第１格納部側に配されたホルダの一端からホルダ内に流入した気体は、排気孔に向かうようにガスセンサの前面で曲がり、排気孔を介して第２格納部に流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０５０１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、リチウムイオン電池における電解液の漏れの原因は、密封容器を密閉する際の溶接ミスによるピンホールやラミネート材を熱圧着したときに発生するピンホールである。溶接部分においては異物や電解液が付着したまま溶接加工を行うとピンホールが発生しやすい。ラミネート材の場合には、元々ラミネート外装材にピンホールが存在することもある。ピンホールのサイズはさまざまであって、小さいものでは直径３μｍ以下の場合もあり、このように小さいピンホールを検出できる検出精度を有するセンサユニットが望まれている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、気密性に対する検出精度を高めることができるセンサユニット及びこれを用いた気密性検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のセンサユニットは、気体状の検出対象物質を検出するセンサ部と、内部にセンサ部を保持するホルダ部とを備えたセンサユニットにおいて、センサ部は、検出対象物質に反応する素子と、素子が内部に配されるとともに、一面に第１の開口が設けられ、一面と反対側の他面に第２の開口が設けられたケースとを備え、ホルダ部は、ホルダ部の内部に気体を導入する流入口と、一面に近づけた位置に配され、ホルダ部の内部に導入された気体を一面側に通す供給口と、ケースの内部を通った気体が第２の開口から抜ける中空部と、中空部の周方向に形成された環状またはＣ字状の第１の流路と、中空部の周方向に所定の間隔で設けられ、中空部と第１の流路とを接続する複数本の第２の流路と、第２の流路と異なる位置で第１の流路に接続され、ホルダ部の内部の気体を排出する排出口とを備えるものである。
【０００８】
本発明の気密性検査装置は、上記センサユニットと、検査対象物を収容する真空チャンバと、真空チャンバに接続された検査排気配管を有し検査排気配管を通して真空チャンバから検査排気する検査排気部とを備え、センサユニットは、検査排気配管の途中に接続され、流入口を介してホルダ部の内部に真空チャンバから排気される排気気体を導入するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、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して、効果的にセンサ部の内部に気体を導入するので、高い検出精度で気体中に含まれる検出対象物質を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を実施した気密性検査装置の構成を示す説明図である。
【図２】センサユニットの外観を示す斜視図である。
【図３】センサユニットに用いたガスセンサの構造を示す部分断面図である。
【図４】ガスセンサの等価回路を示す回路図である。
【図５】センサユニットの構成を示す断面図である。
【図６】第１モードにおけるセンサユニット内での排気気体の流れを示す説明図である。
【図７】第２モードにおけるセンサユニット内での排気気体の流れを示す説明図である。
【図８】気密性の検査のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に本発明の実施形態に係る気密性検査装置（以下、単に検査装置という）１０を示す。この例では、検査装置１０は、二次電池であるリチウムイオン電池１１を検査対象物として気密性検査を行う。リチウムイオン電池１１は、電解液として例えばジメチルカーボネート（ＤＥＣ）やエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）など有機溶媒が容器内に封入されているが、容器の密封が不完全であると、その不完全な箇所から電解液が漏出する。検査装置１０では、検査時には、密封が不完全な箇所から漏れ出る電解液が蒸発した溶剤ガスの有無によって、リチウムイオン電池１１の気密性が保たれているか否かを判断する。
【００１２】
検査装置１０は、真空チャンバ１４、配管部１５、センサユニット１６、クリーンブース１７、真空ポンプ１８、制御部１９等で構成される。この検査装置１０による検査では、真空チャンバ１４内にリチウムイオン電池１１を収容した後、真空チャンバ１４内のチャンバ内圧力Ｐｃを所定の検査圧力Ｐｅまで下げる初期排気と、初期排気後の検査排気とを行う。
【００１３】
真空チャンバ１４は、クリーンブース１７内に設置されている。この真空チャンバ１４は、検査の際には、配管部１５を介して真空ポンプ１８によって、内部の気体が排気気体として吸い出されることによって真空にされる。真空チャンバ１４の検査圧力Ｐｅは、例えば５ｋＰａ〜２０ｋＰａ程度である。このため、真空チャンバ１４をステンレス等の金属で構成する他、真空チャンバ１４のサイズの調節や、強度を補強した構造にすることでアクリル材とＯリングの組み合わせ等で構成することもでき、コストダウン及び軽量化を図る上で有利である。真空チャンバ１４には、扉２１が設けられており、この扉２１を開けてリチウムイオン電池１１の真空チャンバ１４に対する出し入れを行う。符号２１ａは、扉２１を開閉する際の取っ手である。検査に用いる真空容器は、真空チャンバ１４だけであり、複数の真空容器を必要とせず、部品点数の低減、製造コストの低減に有利な構造となっている。
【００１４】
この真空チャンバ１４の底面の上に、例えば複数枚のプレートヒータ２２が相互に適当な間隔をあけて配されている。プレートヒータ２２は、溶剤ガスの発生を活性化するために、リチウムイオン電池１１を適当な温度に加温する。また、プレートヒータ２２の下側で、真空チャンバ１４の底部との間には、モータ２３によって駆動されるファン２４が設けられている。このファン２４は、検査時に回転する。これにより、真空チャンバ１４の下部に溶剤ガスが滞留することを防止している。
【００１５】
真空チャンバ１４の側面には、大気開放バルブ２６と圧力計２７とが設けられている。大気開放バルブ２６は、制御部１９によって開閉が制御される。大気開放バルブ２６は、検査時には閉じられており、真空チャンバ１４内を大気圧に戻す際に開放される。大気開放バルブ２６には、フィルタ２８が接続されており、大気開放バルブ２６を開放した際には、フィルタ２８を介してクリーンブース１７内の雰囲気が真空チャンバ１４内に流入する。これにより、真空チャンバ１４やセンサユニット１６等の内部の汚染を防止している。圧力計２７は、チャンバ内圧力Ｐｃを測定して表示するとともに、測定値を制御部１９に送る。
【００１６】
真空チャンバ１４は、その上部内周面１４ａが真空チャンバ１４の内側に倒れて傾斜している。また、真空チャンバ１４の最も高い位置にある天井面には、初期排気口３１と検査排気口３２とが設けられている。上部内周面１４ａを傾斜させることにより、真空チャンバ１４の上部で溶剤ガスが滞留することを防止し、溶剤ガスが検査排気口３２に向かって円滑に流れるようにしている。上部内周面１４ａの傾斜角度は、１５°以上の傾斜であることが好ましい。
【００１７】
配管部１５は、初期排気と検査排気とに共通に用いられる共通配管系３４と、共通配管系３４とともに初期排気部を構成して初期排気を行う初期排気系３５と、共通配管系３４とともに検査排気部を構成して検査排気を行う検査排気系３６とがある。共通配管系３４は、共通配管４１、逆止弁付きのポンプ用バルブ４２、圧力計４３、圧力調整バルブ４４、流量調節弁４５、フィルタ４６を有している。共通配管４１は、一端が真空ポンプ１８に接続され、他端側に初期排気系３５及び検査排気系３６がそれぞれ接続されている。真空ポンプ１８によって、共通配管４１を介して初期排気系３５または検査排気系３６による真空チャンバ１４の排気を行う。
【００１８】
ポンプ用バルブ４２は、制御部１９によって開閉が制御される。このポンプ用バルブ４２は、真空ポンプ１８の停止時に、共通配管４１を通して空気が真空チャンバ１４に流入することを防止するためのものであり、真空ポンプ１８の動作に同期して開閉される。すなわち、検査時に真空ポンプ１８が作動時に開放され、真空ポンプ１８の停止時に閉じられる。
【００１９】
圧力計４３は、共通配管４１の配管内圧力Ｐｔを測定して表示するとともに測定値を制御部１９に送る。共通配管４１のポンプ用バルブ４２よりも下流側（真空ポンプ１８側）に圧力調整バルブ４４が接続されている。この圧力調整バルブ４４の共通配管４１と反対側に流量調節弁４５とフィルタ４６とが順番に接続されている。この圧力調整バルブ４４は、検査排気中に、圧力計４３で測定された配管内圧力Ｐｔと圧力計２７で測定されたチャンバ内圧力Ｐｃとの差が一定となるように、制御部１９によって開閉が制御される。これにより、真空ポンプ１８の継続的な作動によって配管内圧力Ｐｔがチャンバ内圧力Ｐｃよりも過度に低くなって配管内圧力Ｐｔとチャンバ内圧力Ｐｃとの差が大きくなることを防止し、検査排気時にセンサユニット１６に流れる排気気体の流量が大きく変動しないようにしている。
【００２０】
初期排気系３５は、一端が初期排気口３１に他端が共通配管４１に接続された初期排気配管４７と、この初期排気配管４７に設けられた初期排気用ガスセンサ４８及び初期排気バルブ４９とを有している。初期排気用ガスセンサ４８は、初期排気配管４７の初期排気バルブ４９よりも下流側（共通配管４１側）に設けられている。初期排気バルブ４９は、制御部１９によって開閉が制御され、初期排気の際に開放され、検査排気の間は閉じられる。これにより、初期排気の間だけ真空チャンバ１４内からの排気気体を初期排気配管４７に流して、真空チャンバ１４を減圧する。初期排気用ガスセンサ４８としては、例えば半導体式ガスセンサが用いられており、ガス濃度に応じた出力電圧Ｖａを制御部１９に出力する。初期排気用ガスセンサ４８からの出力電圧Ｖａは、リチウムイオン電池１１の気密性の判定に用いられる。これにより、例えばリチウムイオン電池１１の気密性が大きく損なわれている場合を早期に検出する。
【００２１】
検査排気系３６は、一端が検査排気口３２に接続され他端が共通配管４１に接続された検査排気配管５１、この検査排気配管５１に設けられた一対の流量調節弁５２ａ、５２ｂ、流量計５３及び検査排気バルブ５４を有している。検査排気配管５１には、検査排気バルブ５４、流量調節弁５２ａ、流量計５３、流量調節弁５２ｂが、この順番で検査排気配管５１の上流側（検査排気口３２側）から設けられている。また、検査排気配管５１の途中、具体的には検査排気バルブ５４の下流側で流量計５３と流量調節弁５２ｂとの間の検査排気配管５１の位置にセンサユニット１６が接続されている。
【００２２】
検査排気バルブ５４は、制御部１９によって開閉が制御され、検査排気の間だけ開放される。これにより、検査排気の間だけ検査排気配管５１を通して真空チャンバ１４からの排気気体をセンサユニット１６に流す。センサユニット１６の前後に設けられた流量調節弁５２ａ、５２ｂによってセンサユニット１６に流れる排気気体の流量が調整されている。リチウムイオン電池１１の大きさに応じて真空チャンバ１４の容量を変更した場合には、センサユニット１６に流す排気の流量を調整することが必要となるが、この検査装置１０ではセンサユニット１６の上流側と下流側に流量調節弁５２ａ、５２ｂを設けているため、これらによって、その流量を調整することが可能である。なお、流量調節弁５２ａ、５２ｂの一方だけを設けて流量を調整することも可能であり、真空ポンプ１８の吸引力の調整により、流量の微調整をすることもできる。
【００２３】
流量計５３は、検査排気配管５１内の流量、すなわちセンサユニット１６を流れる排気気体の流量を測定して表示するとともに、測定値を制御部１９に送る。これにより、センサユニット１６に対する流量調整を数値的に管理することを可能にし、流量調整の再現性を向上するとともに、検査条件の信頼性も向上することができる。
【００２４】
上記のように、センサユニット１６、初期排気バルブ４９、初期排気用ガスセンサ４８、流量調節弁５２ａ、５２ｂ、流量計５３、検査排気バルブ５４、さらには共通配管系３４の各機器は、いずれも真空チャンバ１４の外に配されている。したがって、これら各機器の調節やメンテナンスが容易であるとともに、真空内で使用可能な仕様にする必要がなく低コスト化に有利である。また、これら各機器やそれらを接続する配管を収容するスペースを真空チャンバ１４内に設ける必要がない分、真空チャンバ１４の小型化を図ることができ、またこの小型化によってチャンバ内圧力Ｐｃを検査圧力Ｐｅに短時間で下げることができるようになる。特に、センサユニット１６を検査排気配管５１の途中に接続して真空チャンバ１４の外に配したことによって、複雑な配管をすることなく、流量調節弁５２ａ、５２ｂ、流量計５３等の検査排気系３６の機器を真空チャンバ１４の外に配置することが可能である。
【００２５】
センサユニット１６は、気体状の検出対象物質として溶剤ガスを検出する。このセンサユニット１６は、詳細を後述するように、センサ部として半導体式のガスセンサ６１（図３参照）を用いたものであるが、微量の溶剤ガスの検出に適した構造としてあり、サイズの小さいピンホールなどによる不完全な気密性を高い精度で検出できるようにしてある。センサユニット１６は、排気気体中に含まれる溶剤ガスの濃度に応じた出力電圧Ｖｂを制御部１９に出力する。センサユニット１６からの出力電圧Ｖｂは、リチウムイオン電池１１の気密性の判定に用いられる。出力電圧Ｖｂは、排気気体中に含まれる溶剤ガスの量が多くなるほどその電圧値が高くなる。
【００２６】
制御部１９は、検査装置１０を統括的に制御する。上述の各流量調節弁４５、５２ａ、５２ｂについても、制御部１９によって制御することができる。また、制御部１９は、出力電圧Ｖａ、Ｖｂの変化（この例では電圧の上昇幅）が所定量に達することによって、排気気体中の溶剤ガスが含まれていること、すなわちリチウムイオン電池１１の気密性が不完全であると判定する。この例では、初期排気の開始から検査排気の終了までの期間を、Ｔ０期間〜Ｔ４期間の５期間に区分し、期間ごとに許容上昇電圧幅（ΔＶ０〜ΔＶ４）を設定してある。制御部１９は、出力電圧Ｖａ、Ｖｂの基準電圧からの上昇幅が許容上昇電圧幅を超えたときに、リチウムイオン電池１１の気密性が不完全であると判定する。なお、期間数は任意に設定することができる。
【００２７】
この例においては、初期排気の期間をＴ０期間とし、検査排気の期間をＴ１期間〜Ｔ４期間に区分している。Ｔ１期間〜Ｔ４期間の各期間長は、互いに同じでも異なっていてもよい。また、初期排気を複数の期間に区分してもよい。Ｔ０期間では出力電圧Ｖａを参照し、Ｔ１期間〜Ｔ４期間では出力電圧Ｖｂを参照して、リチウムイオン電池１１の気密性が不完全であるか否かを判定する。Ｔ０期間の基準電圧は、Ｔ０期間（初期排気）開始時の出力電圧Ｖａとし、Ｔ１期間の基準電圧は、Ｔ１期間（検査排気）開始時の出力電圧Ｖｂとする。Ｔ２期間〜Ｔ４期間では、基準電圧は、Ｔ１期間からその期間の開始時までに得られた最小の出力電圧Ｖｂとする。例えばＴ３期間では、Ｔ１期間からＴ３期間の開始時までに得られた最小の出力電圧Ｖｂ、すなわちＴ１期間とＴ２期間に得られた出力電圧Ｖｂのうちの最小の出力電圧ＶｂをＴ３期間の基準電圧とする。
【００２８】
制御部１９は、いずれの期間においても、リチウムイオン電池１１の気密性が不完全であると判定した場合には、気密性が不完全であることを表示パネル６２ｂに表示し、その時点で検査を終了する。これにより、真空チャンバ１４内における溶剤ガスの濃度が低い段階で真空チャンバ１４内の気体を置換可能とし、短時間で次の検査に移行可能にしている。なお、気密性が不完全であると判定した場合に、検査を終了せずに検査を継続する設定を選択できるようにしてもよい。
【００２９】
制御部１９には、操作パネル６２が接続されている。この操作パネル６２は、各種操作キー６２ａと表示パネル６２ｂとを備えている。操作キー６２ａを操作することにより、例えば各流量調節弁４５、５２ａ、５２ｂの設定値、圧力調整バルブ４４で制御する配管内圧力Ｐｔとチャンバ内圧力Ｐｃとの差の大きさ、許容上昇電圧幅等の各種設定が可能になっている。表示パネル６２ｂには、設定された各種設定値や、チャンバ内圧力Ｐｃ、配管内圧力Ｐｔ、初期排気用ガスセンサ４８、センサユニット１６の出力電圧Ｖａ、Ｖｂ等が表示される。また、表示パネル６２ｂには、検査結果が表示される。この表示パネル６２ｂは、各種の警報を発する警報部となっており、例えばリチウムイオン電池１１の気密性が不完全である場合、真空チャンバ１４の気密性が不完全である場合、クリーンブース１７内の雰囲気の溶剤ガスが所定濃度を超えた場合等に、その旨を警報として表示する。なお、警報は表示によるものに限らない。
【００３０】
上記真空チャンバ１４、センサユニット１６、制御部１９、初期排気配管４７の一部、初期排気用ガスセンサ４８、初期排気バルブ４９、検査排気配管５１の一部、流量調節弁５２ａ、５２ｂ、流量計５３、検査排気バルブ５４は、クリーンブース１７内に配されている。クリーンブース１７は、上記機器が置かれた内部空間を外部から分離している。このクリーンブース１７の天井には、フィルタファンユニット１７ａが設けられており、このフィルタファンユニット１７ａを介して、空調ユニット６４から供給される温度、湿度が一定にされたドライエアーがクリーンブース１７の内部に供給される。クリーンブース１７内は、空調ユニット６４からのドライエアーの供給によって陽圧にされており、外部から汚染された空気の流入を防いでいる。フィルタファンユニット１７ａには、ファン、粉塵等の塵をろ過するＨＥＰＡフィルタ、及び溶剤物質を吸着する活性炭フィルタが設けられている。
【００３１】
検査装置１０は、上記のようにその主要部分をクリーンブース１７内に配置することによって、温度、湿度や雰囲気中に含まれる溶剤ガスの影響による検査結果のばらつきをなくし、検査結果の信頼性を高めている。クリーンブース１７には、その内部の雰囲気を監視するガスセンサ６５が設けられており、クリーンブース１７内の雰囲気中の溶剤ガスが所定濃度を超えた場合、制御部１９がその旨を表示パネル６２ｂに表示して警報を発する。なお、ガスセンサ６５を用いて、クリーンブース１７内の雰囲気における溶剤ガスの濃度を検出し、その溶剤ガスの濃度分をセンサユニット１６、初期排気用ガスセンサ４８の検出結果からオフセット演算して、リチウムイオン電池１１の気密性の判断を行ってもよい。
【００３２】
上記制御部１９は、インタフェース回路（図示せず）を備えており、このインタフェース回路を介して外部のＰＣ６６と接続することができる。ＰＣ６６には、専用ソフトウェアがインストールされており、検査装置１０による検査結果や各種設定値、圧力変化や流量変化などを記録することができる。
【００３３】
図２において、センサユニット１６は、円筒形状をしたホルダ部７１に前述のガスセンサ６１を内蔵している。ホルダ部７１の上面には、ホルダ内部でガスセンサ６１に接続されたコネクタ７２が設けられている。このコネクタ７２を介してガスセンサ６１が制御部１９に電気的に接続される。コネクタ７２としては、ホルダ内部を気密にするためにハーメチックコネクタが用いられている。
【００３４】
ホルダ部７１の周面には、流入口７３が設けられており、この流入口７３と反対側の周面の部分に第１排出口７４（図５参照）と第２排出口７５（図５参照）とがそれぞれ設けられている。このセンサユニット１６は、使用形態として第１排出口７４を使用する第１モード、第２排出口７５を使用する第２モードがあり、第１排出口７４と第２排出口７５とが選択的に用いられる。第１排出口７４と第２排出口７５のうち使用する排出口は、検査排気配管５１が接続され、使用しない排出口は、例えば螺子で気密に塞がれる。
【００３５】
流入口７３には、検査排気口３２側の検査排気配管５１が接続され、検査排気時には、真空チャンバ１４内からの排気気体が流入口７３からホルダ部７１のホルダ内部に導入される。ホルダ内部には、排気気体が流れる各種流路が形成されており、排気気体は、その流路を通って、第１排出口７４または第２排出口７５から排出される。その流路の途中にガスセンサ６１が設けられている。
【００３６】
図３に、センサユニット１６に用いたガスセンサ６１の一例を示す。ガスセンサ６１は、中空なケース７６の内部に溶剤ガスに反応する感ガス素子６１ａ及びヒータ６１ｂ（いずれも図４参照）が設けられた基板７７ａが配されている。感ガス素子６１ａは、例えば酸化スズ（ＳｎＯ２）で作製されている。この例では、ケース７６のセンサ面（上面）７６ａと底面７６ｂ（端子７７ｂ側の面）に、金属メッシュ７８で覆われた開口７９ａ、７９ｂが設けられており、排気気体がケース７６内を通過できるものを用いている。この例では、開口７９ａ、７９ｂが第１、第２の開口である。排気気体がケース７６内を通過できるガスセンサ６１として、底面７６ｂ以外、例えばケース７６の周面に第２の開口を設けたものを用いてもよい。
【００３７】
ガスセンサ６１は、図４に等価回路を示すように、感ガス素子６１ａに可変抵抗ＶＲを直列に接続してあり、この可変抵抗ＶＲの両端電圧を出力電圧Ｖｂとしている。ガスセンサ６１は、溶剤ガスの量が増加すると内部抵抗、すなわち感ガス素子６１ａの抵抗が低下して出力電圧Ｖｂが上昇する。出力電圧Ｖｂは、可変抵抗ＶＲの抵抗値を変えることでキャリブレーションすることができる。なお、スイッチＳＷは、通常は可変抵抗ＶＲに接続されており、ガスセンサ６１の劣化状態を調べる際に、固定抵抗Ｒに接続する。ガスセンサ６１は劣化が進むと内部抵抗が小さくなる傾向がある。ガスセンサ６１にクリーンな環境下もしくは所定成分の気体を排気気体として流したときに得られる固定抵抗Ｒの両端電圧（出力電圧Ｖｂ）を取得することで、ガスセンサ６１の劣化状態を知ることができる。例えば、クリーンブース１７に設けたガスセンサ６５によって測定されるクリーンブース１７内の雰囲気における溶剤ガスの濃度が一定の基準範囲内であるときに、クリーンな環境下とみなすことができる。
【００３８】
図５に示すように、ホルダ部７１は、ホルダベース８１、センサホルダ８２、センサ押え８３、コネクタホルダ８４、前述のコネクタ７２等で構成される。ホルダベース８１は、有底の円筒形状であり、その周壁を貫通した流入口７３と第２排出口７５とが形成されている。センサホルダ８２は、小径部８２ａとこの小径部８２ａの上部に形成され小径部８２ａよりも外径の大きい大径部８２ｂとを有している。小径部８２ａと大径部８２ｂは、いずれも円筒形状である。小径部８２ａの外径は、ホルダベース８１の内径と同じであり、センサホルダ８２は、小径部８２ａがホルダベース８１内に嵌合した状態に組み付けられている。大径部８２ｂは、ホルダベース８１と外径が同じにされており、その周壁を貫通した第１排出口７４が形成されている。
【００３９】
小径部８２ａの下端面には、周方向に溝が形成されており、この溝とホルダベース８１の底部とによって、環状の流路Ｒ１が形成されている。また、小径部８２ａの周壁には、一端が上記溝と繋げられ他端が流入口７３に繋がるＬ字状の流路Ｒ２が形成されている。さらに、小径部８２ａの周面には、周方向に溝が形成されており、この溝とホルダベース８１の内周面とによって流路Ｒ３が形成されている。流路Ｒ３は、流路Ｒ２の部分で切れておりＣ字状である。第２排出口７５は、ホルダベース８１の内周面に開口しており、流路Ｒ３と繋がっている。
【００４０】
小径部８２ａの中空な内部は、ガスセンサ６１の装着孔８６になっている。この例で用いたガスセンサ６１は、そのケース７６がセンサ面７６ａよりも底面７６ｂ側の径が大きくなっている。このため装着孔８６の下端側の内径を小さくすることで形成した肩部をガスセンサ６１のケース７６に係合させることにより、例えばセンサ面７６ａと装着孔８６の下端面とが一致するようにガスセンサ６１を位置決めしている。装着孔８６内のガスセンサ６１は、その底面７６ｂをドーナツ形状のスポンジクッション８８ａ、押えプレート８８ｂを介してセンサ押え８３の下端部で押圧している。これにより、センサ面７６ａ側の開口７９ａ及び底面７６ｂ側の開口７９ｂを塞ぐことなく、ガスセンサ６１をホルダ部７１に固定している。なお、ガスセンサ６１のケース７６と小径部８２ａとの間に隙間が生じないようにしてあり、排気気体がガスセンサ６１の周囲を通って中空部８７に抜けないようにしてある。
【００４１】
センサ押え８３は、小径部８３ａとこの小径部８３ａの上部に形成され小径部８３ａよりも外径の大きい大径部８３ｂとを有している。小径部８３ａと大径部８３ｂは、いずれも円筒形状である。小径部８３ａの外径がセンサホルダ８２の大径部８２ｂの内径と同じであり、小径部８３ａをセンサホルダ８２の大径部８２ｂ内に嵌合させて、センサ押え８３は、センサホルダ８２に組み付けられている。
【００４２】
小径部８３ａの外周面には、周方向に溝が形成されており、この溝とセンサホルダ８２の大径部８２ｂの内周面とによって環状の流路Ｒ４が形成されている。第１排出口７４は、センサホルダ８２の内周面に開口しており流路Ｒ４と繋がっている。
【００４３】
大径部８３ｂの上部にコネクタホルダ８４が組み付けられ、このコネクタホルダ８４にコネクタ７２が組み付けられて、装着孔８６と連通したセンサ押え８３の中空部８７が気密に閉じられる。中空部８７は、コネクタ７２とガスセンサ６１の端子７７ｂとを接続する配線が配されるとともに、ガスセンサ６１内を通過した排気気体を通す流路としても利用される。
【００４４】
上記センサホルダ８２の小径部８２ａの周壁には、流路Ｒ３と流路Ｒ５とを繋ぐ複数本の流路Ｒ６が形成されている。各流路Ｒ６は、小径部８２ａの周方向に適当な間隔で設けられているが、第２排出口７５とは異なる位置で流路Ｒ３に接続されている。また、センサ押え８３の小径部８３ａの周壁には、中空部８７と流路Ｒ４とを繋ぐ複数本の流路Ｒ７が形成されている。各流路Ｒ７は、小径部８３ａの周方向に適当な間隔で設けられているが、第１排出口７４とは異なる位置で流路Ｒ４に接続されている。流路Ｒ６、Ｒ７は、この例ではそれぞれ４本設けてある。さらに、センサホルダ８２とセンサ押え８３との周壁には、中空部８７と各流路Ｒ６とを繋ぐ複数の流路Ｒ８が形成されている。ホルダ部７１の周方向における流路Ｒ６及び流路Ｒ８の位置は、流路Ｒ７に対してずらしてあり、流路Ｒ８は、流路Ｒ７を避けて形成されている。したがって、流路Ｒ７と流路Ｒ８は、直接には繋がっていない。
【００４５】
通気プレート押え９０は、略円錐台形状であり、ホルダベース８１内の底部の中央に配されている。この通気プレート押え９０は、下部の周縁に形成されたフランジ９０ａがセンサホルダ８２の下端に設けた肩部で押さえられることで位置決めされて固定される。通気プレート押え９０の外周面とセンサホルダ８２の小径部８２ａの内周面との間に、通気プレート押え９０の外周を一周する流路Ｒ５が形成されている。
【００４６】
通気プレート押え９０の下面に形成された円錐状の凹部とホルダベース８１の底部によって円錐空間部Ｓ１が形成される。通気プレート押え９０の上部には、例えば数ｍｍの径の貫通孔Ｈ１が形成され、フランジ９０ａには、流路Ｒ１と円錐空間部Ｓ１とを繋げる貫通孔Ｈ２が形成されている。貫通孔Ｈ２は、フランジ９０ａの周方向に適当な間隔で例えば４個設けられている。円錐空間部Ｓ１、貫通孔Ｈ１は、排気気体を後述するノズルＮ１に円滑に供給する。
【００４７】
供給部としての通気プレート９１は、通気プレート押え９０の上面と、センサホルダ８２との間に挟持されている。通気プレート押え９０と通気プレート９１との間にはＯリングが挟み込まれている。通気プレート９１は、円盤部９１ａと、その円盤部９１ａの周囲に設けたリブ９１ｂとを有している。
【００４８】
円盤部９１ａは、その中心に供給口としてのノズルＮ１が形成され、周囲には複数の貫通孔Ｈ３が形成されている。ノズルＮ１は、円盤部９１ａの上面に開口しており、排気気体をセンサ面７６ａ側に通し、排気気体をセンサ面７６ａに向けて流す。リブ９１ｂは、ガスセンサ６１側に突出するように設けられている。このリブ９１ｂが装着孔８６の下端面に当接する。これにより、通気プレート９１は、対向面としての円盤部９１ａの上面がガスセンサ６１のセンサ面７６ａに所定の間隔をあけて対向させて保持されている。これにより、センサ面７６ａと円盤部９１ａの上面との間に間隙Ｓ２を形成するとともに、ノズルＮ１をセンサ面７６ａに近づけた状態にしている。
【００４９】
ノズルＮ１は、ガスセンサ６１のセンサ面７６ａの中心に対向した位置に設けられており、排気気体を、センサ面７６ａに向けて垂直に流す。このように、ノズルＮ１をセンサ面７６ａに近い位置に保持し、ノズルＮ１からの排気気体をセンサ面７６ａに向けて流すことによって、排気気体をガスセンサ６１のケース７６内に効果的に導入して検出精度を高めている。また、この例では、後述するように排気気体をケース７６内を通過させることによって、排気気体をケース７６内により効果的に導入して検出精度をさらに高めている。
【００５０】
なお、ノズルＮ１とセンサ面７６ａとの間隔は、１ｍｍ以下であることが好ましく、特に好ましくは０．５ｍｍ以下である。また、ノズルＮ１とセンサ面７６ａとの間隔が０ｍｍ、すなわち円盤部９１ａの上面とセンサ面７６ａとが密着していてもよい。また、センサ面７６ａに設けた開口７９ａに排気気体が当たるようにノズルＮ１の位置を決めるのがよい。この例では、センサ面７６ａの中央に開口７９ａが設けられ、この開口７９ａに対向する位置にノズルＮ１を設けてある。
【００５１】
ノズルＮ１は、その内径が通気プレート押え９０側からガスセンサ６１側に向かって漸減するいわゆるノズル形状の供給口になっている。この例では、ノズルＮ１の先端（ガスセンサ６１側）の直径は０．２ｍｍとなっている。これにより、センサ面７６ａに向けて流す排気気体の流量を絞っている。なお、供給口の形状は、上記のものに限定されるものではなく、ガスセンサ６１側に向かって直径が漸増するノズル形状や、直径が一定にした孔状であってもよい。
【００５２】
上述のようにセンサユニット１６は、第１排出口７４を使用する第１モードと、第２排出口７５を使用する第２モードとがある。第１モードでは、図６に模式的に示すように、第２排出口７５と、各流路Ｒ８とを螺子などで塞いだ状態にする。この第１モードでは、流入口７３から流入する排気気体は、矢印でその流れを示すように、流路Ｒ２、流路Ｒ１、各貫通孔Ｈ２、円錐空間部Ｓ１、貫通孔Ｈ１を介してノズルＮ１に供給される。このように流路の途中に設けたノズルＮ１に供給された排気気体は、そのノズルＮ１から間隙Ｓ２を介してガスセンサ６１のセンサ面７６ａに向けて、そのセンサ面７６ａに垂直に流れる。センサ面７６ａに向けて流れた排気気体は、ガスセンサ６１の内部を通って中空部８７に抜ける。中空部８７に抜けた排気気体は、各流路Ｒ７から流路Ｒ４に流れ、この流路Ｒ４から第１排出口７４に流れて排出される。
【００５３】
第１モードでは、ガスセンサ６１の内部を通った排気気体が、第１排出口７４に至るまでの経路、すなわち、中空部８７、流路Ｒ７、Ｒ４が第１の排出流路である。この第１の排出流路では、中空部８７を直接に第１排出口７４に接続せず、上記のように設けた複数の流路Ｒ７と環状の流路Ｒ４を介して接続することによって、ガスセンサ６１内での排気気体の流れを安定させ、検出精度のばらつきを抑えている。
【００５４】
第２モードでは、図７に模式的に示すように、第１排出口７４を螺子等で塞いだ状態にする。この第２モードにおいても、流入口７３から流入する排気気体は、ノズルＮ1に供給され、ガスセンサ６１のセンサ面７６ａに向けて、そのセンサ面７６ａに垂直に流される。このセンサ面７６ａに至るまでの排気気体が流れる経路は第１モードの場合と同じである。第２モードにおいては、センサ面７６ａに向けて流された排気気体は、その一部がガスセンサ６１の内部を通って中空部８７に抜け、中空部８７から各流路Ｒ８を通って各流路Ｒ６に流れる。また、残りの排気気体は、間隙Ｓ２内をセンサ面７６ａに沿って流れ、貫通孔Ｈ３、流路Ｒ５、各流路Ｒ６に流れる。流路Ｒ６に流れ込んだ排気気体は、流路Ｒ３を介して第２排出口７５から排出される。
【００５５】
第２モードでは、ガスセンサ６１の内部を通った排気気体が、第２排出口７５に至るまでの経路、すなわち、中空部８７、流路Ｒ８、Ｒ６、Ｒ３が第１の排出流路である。また、間隙Ｓ２から第２排出口７５に至るまでの経路、すなわち貫通孔Ｈ３、流路Ｒ５、Ｒ６、Ｒ３が第２の排出流路である。この例では、間隙Ｓ２が、ガスセンサ６１の内部を通らない一部の排気気体を逃がす逃がし流路である。この第２モードにおける第１の排出流路では、やはり中空部８７を直接に第２排出口７５に接続せず、上記のように設けた複数の流路Ｒ８、Ｒ６と環状の流路Ｒ３を介して接続することによって、ガスセンサ６１内での排気気体の流れを安定させ、検出精度のばらつきを抑えている。
【００５６】
上記の第１、第２モードは、いずれもノズルＮ１からの排気気体をガスセンサ６１の内部を通過させており、ガスセンサ６１の内部への排気気体の導入を、より効果的に行って検出精度を高くしている。すなわち、排気気体をガスセンサ６１の内部を通過させることにより、ガスセンサ６１の内部で排気気体を滞留させず、検査排気配管５１を流れる排気気体における溶剤ガスのガス濃度に応じて出力電圧Ｖｂが変化するようにし、溶剤ガスの漏れが少なく溶剤ガスのガス濃度が低い場合でも、それを検出可能にしている。
【００５７】
第１モードは、ノズルＮ１からの排気気体の全てをガスセンサ６１の内部を通過させるモードであり、全ての排気気体をガスセンサ６１の内部に供給することで、ガスセンサ６１の内部への溶剤ガスの供給量を多くして、ガスセンサ６１の反応量を多くしたモードである。例えば、この第１モードは、リチウムイオン電池１１の電解液として、ガスセンサ６１に対する反応性が低い溶剤が主成分として使用されている場合に適している。
【００５８】
一方、第２モードは、ノズルＮ１からの排気気体の一部をガスセンサ６１の内部に流すモードであり、リチウムイオン電池１１の電解液としてガスセンサ６１に対する反応性が比較的に高い溶剤が主成分となっている場合や、ガスセンサ６１の内部を通過する排気気体による感ガス素子６１ａの温度低下を軽減する必要がある場合に適している。
【００５９】
なお、上記センサユニット１６の構成は一例であり、その構成に限定されるものではない。例えば、この実施形態では、供給部を１個の通気プレート９１として設けているが、ホルダ部７１の他の部材に一体に設けてもよい。また、センサユニット１６は、第１モードと第２モードとを選択できる構成であるが、いずれか一方のモードだけに対応した構成としてもよい。
【００６０】
上記のようにセンサユニット１６は、真空チャンバ１４の検査排気管５１に途中に接続してあり真空チャンバ１４の外に配されているので、第１、第２モードの切り替えを容易に行うことができる。
【００６１】
次に上記構成の作用について説明する。リチウムイオン電池１１の気密性の検査の実施に先立って、センサユニット１６を第１モード、第２モードのいずれかのモードに設定し、設定したモードに応じた排出口に検査排気配管５１を接続する。
【００６２】
例えば、第１モードにする場合には、図６に示すように、第２排出口７５を塞ぐとともに、各流路Ｒ８を塞ぐ。また、下流側（流量調節弁５２ｂ側）の検査排気配管５１を第１排出口７４に接続する。
【００６３】
次に検査対象となるリチウムイオン電池１１を真空チャンバ１４内に設置する。まず、内部が大気圧にされた状態の真空チャンバ１４の扉２１を開き、真空チャンバ１４内にリチウムイオン電池１１を収容する。この後に、真空チャンバ１４の扉２１を閉じてから、操作パネル６２を操作して検査の開始を指示する。
【００６４】
検査の開始が指示されると、制御部１９は、大気開放バルブ２６、ポンプ用バルブ４２、圧力調整バルブ４４、初期排気バルブ４９、検査排気バルブ５４がいずれも閉じていることを確認してから、ガスセンサ４８、６１を作動状態にする。次に、制御部１９は、図８に示すように、真空ポンプ１８を作動（ＯＮ）する。続けて、制御部１９によって、ポンプ用バルブ４２と初期排気バルブ４９とが開放される。これにより、真空チャンバ１４内の気体は、排気気体として初期排気口３１、初期排気配管４７を通して吸い出され、初期排気が行われ、チャンバ内圧力Ｐｃが徐々に下がる。
【００６５】
この初期排気が行われているＴ０期間では、初期排気用ガスセンサ４８の出力電圧Ｖａが制御部１９によって参照されている。制御部１９は、初期排気の開始時において、その初期排気の開始時の出力電圧Ｖａを基準電圧として取得している。その後、初期排気用ガスセンサ４８から出力電圧Ｖａを得るごとに、基準電圧に対する出力電圧Ｖａの上昇幅を求め、求めた上昇幅と許容上昇電圧幅ΔＶ０とを比較する。出力電圧Ｖａの上昇幅が許容上昇電圧幅ΔＶ０以上となった場合には、制御部１９は、リチウムイオン電池１１の気密性が不完全であるとして、その旨を表示パネル６２ｂに表示して警報を発するとともに、検査を中断して終了する。一方、出力電圧Ｖａの上昇幅が許容上昇電圧幅ΔＶ０よりも小さい場合には、制御部１９は、初期排気を継続させる。リチウムイオン電池１１を収容した真空チャンバ１４だけを初期排気すればよいので、従来の二層式の検査装置とくらべて初期排気に要する時間を短くて済み、結果として検査時間の短時間化に有利である。
【００６６】
また、初期排気中では、制御部１９は、圧力計２７によって測定されているチャンバ内圧力Ｐｃを監視している。そして、そのチャンバ内圧力Ｐｃが検査圧力Ｐｅに達すると、制御部１９は、初期排気バルブ４９を閉じて初期排気を終了するとともに、検査排気バルブ５４を開放して検査排気を開始する。また、チャンバ内圧力Ｐｃと、圧力計４３で測定されている配管内圧力Ｐｔとの差が一定になるように圧力調整バルブ４４の開閉制御を開始する。なお、初期排気の開始から所定の設定時間が経過してもチャンバ内圧力Ｐｃが検査圧力Ｐｅに達しない場合には、制御部１９は、真空チャンバ１４の気密性に問題があるとして、その旨を表示パネル６２ｂに表示して警報を発する。
【００６７】
検査排気バルブ５４の開放により、真空チャンバ１４内の気体は、排気気体として検査排気口３２から検査排気配管５１に吸い出され、検査排気バルブ５４、流量調節弁５２ａ、センサユニット１６、流量調節弁５２ｂを介して共通配管４１に向かって流れる。
【００６８】
上記のように、検査排気では、センサユニット１６に排気気体が流れるが、その排気気体は、流入口７３からセンサユニット１６の内部に流入する。流入した排気気体は、流路Ｒ２、流路Ｒ１、各貫通孔Ｈ２を介して円錐空間部Ｓ１に流れ込む。円錐空間部Ｓ１に流れ込んだ排気気体は、さらに円錐空間部Ｓ１の上部の貫通孔Ｈ１からノズルＮ１に供給され、このノズルＮ１で流量が絞られて放出される。放出された排気気体は、間隙Ｓ２を介してガスセンサ６１のセンサ面７６ａに向けて流される。このときに、ノズルＮ１からの排気気体は、センサ面７６ａに垂直に流れ、センサ面７６ａに設けられた金属メッシュ７８を透過してケース７内に流入する。そして、底面７６ｂ側の金属メッシュ７８を透過して中空部８７に抜ける。排気気体は、中空部８７から流路Ｒ７、Ｒ４を介して第１排出口７４から排出される。
【００６９】
上記のようにしてガスセンサ６１の内部を通過する排気気体中に含まれる濃度に応じて、ガスセンサ６１の出力電圧Ｖｂが変化する。このガスセンサ６１の出力電圧Ｖｂが、この検査排気中では、制御部１９によって参照される。
【００７０】
ところで、検査排気に先立って行われる初期排気では、多量の排気気体が流れるが、この多量の排気気体がセンサユニット１６に流れた場合には、ガスセンサ６１内部のヒータ６１ｂで加熱されている感ガス素子６１ａの温度が不安定になり出力電圧Ｖｂが不安定になる。このため初期排気完了直後にセンサユニット１６による溶剤ガスの検出を行うことはできず、検査時間を長引かせる原因となる。しかしながら、この例では、上記のように、センサユニット１６を設けた検査排気配管５１とは別に設けた初期排気配管４７で初期排気を行っているため、初期排気完了直後にセンサユニット１６による溶剤ガスの検出を開始することができる。
【００７１】
制御部１９は、検査排気の最初のＴ１期間では、検査排気の開始時の出力電圧Ｖｂを基準電圧として、ガスセンサ６１から出力電圧Ｖｂを得るごとに、基準電圧に対する出力電圧Ｖｂの上昇幅を求め、この上昇幅とＴ１期間用の許容上昇電圧幅ΔＶ１とを比較する。例えば、この比較において、出力電圧Ｖｂの上昇幅が許容上昇電圧幅ΔＶ１よりも小さい場合には、制御部１９は、検査を継続する。
【００７２】
検査が継続されＴ１期間が終了してＴ２期間になると、制御部１９は、Ｔ１期間中に得られた最も低い出力電圧Ｖｂを新たな基準電圧として、Ｔ１期間と同様に、ガスセンサ６１から出力電圧Ｖｂを得るごとに、基準電圧に対する出力電圧Ｖｂの上昇幅を求め、この上昇幅とＴ２期間用の許容上昇電圧幅ΔＶ２とを比較する。この比較で、出力電圧Ｖｂの上昇幅が許容上昇電圧幅ΔＶ２よりも小さい場合には、検査が継続される。Ｔ２期間が終了してＴ３期間になると、Ｔ１期間とＴ２期間とを通して得られた最も低い出力電圧Ｖｂを新たな基準電圧として、同様に出力電圧Ｖｂの上昇幅とＴ３期間用の許容上昇電圧幅ΔＶ３とを比較する。さらに、Ｔ３期間の次のＴ４期間では、Ｔ１期間からＴ３期間を通して得られた最も低い出力電圧Ｖｂを新たな基準電圧として、出力電圧Ｖｂの上昇幅とＴ４期間用の許容上昇電圧幅ΔＶ４とを比較する。
【００７３】
Ｔ１期間〜Ｔ４期間のいずれにおいても、基準電圧に対する出力電圧Ｖｂの上昇幅が、期間ごとの許容上昇電圧幅よりも小さければ、リチウムイオン電池１１の気密性に問題がないとものとして、その旨を報知して検査を終了する。検査を終了する際には、制御部１９は、ポンプ用バルブ４２を閉じ、また圧力調整バルブ４４を開放するとともに真空ポンプ１８を停止（ＯＦＦ）する。また、初期排気バルブ４９、大気開放バルブ２６を開放する。大気開放バルブ２６の開放により、フィルタ２８、大気開放バルブ２６を介してクリーンブース１７内の雰囲気が真空チャンバ１４内に流れ込み、チャンバ内圧力Ｐｃが大気圧まで上昇する。制御部１９は、圧力計２７によって測定されているチャンバ内圧力Ｐｃが大気圧になった段階で、大気開放バルブ２６、初期排気バルブ４９、検査排気バルブ５４を閉じる。
【００７４】
上記のように大気開放バルブ２６の開放によって真空チャンバ１４内にクリーンブース１７内の雰囲気が流れ込むと、それにともなって初期排気配管４７、検査排気配管５１に急激な気体の流れが生じるため、ガスセンサ４８、６１に温度変化が生じて出力電圧Ｖａ、Ｖｂが変動する。このため、制御部１９は、大気開放バルブ２６を閉じた後、ガスセンサ４８、６１の出力電圧Ｖａ、Ｖｂが安定するのを待って、次の検査の待機状態になる。
フィルタファンユニット１７ａで浄化されたクリーンブース１７内の雰囲気が真空チャンバ１４内に導入されるため、クリーンブース１７の外の雰囲気に含まれる溶剤ガスの影響を受けることなく次の検査を開始できる。
【００７５】
一方、検査排気中のＴ１期間〜Ｔ４期間のいずれか期間中に、基準電圧に対する出力電圧Ｖｂの上昇分が、期間ごとの許容上昇電圧以上となった場合には、制御部１９は、検査中のリチウムイオン電池１１の気密性に問題があると判定する。そして、検査中のリチウムイオン電池１１に気密性が不完全である旨を表示パネル６２ｂに表示して、その時点で検査を終了する。
【００７６】
上述のようにセンサユニット１６では、排気気体中に含まれる溶剤ガスが微量であっても、ガスセンサ６１の内部に排気気体を通過させているため、より効果的に溶剤ガスを含む排気気体が感ガス素子６１ａに供給されるので、ガスセンサ６１の出力電圧Ｖｂが大きく上昇する。したがって、リチウムイオン電池１１の気密性が極小さなピンホールに起因し、漏れ出る溶剤ガスが微量であってもリチウムイオン電池１１に気密性が不完全であることが検出される。すなわち、高い検出精度が得られる。
【００７７】
一方、例えばリチウムイオン電池１１の電解液としてガスセンサ６１に対する反応性が比較的に高い溶剤が主成分として使用されている場合には、センサユニット１６を第２モードに設定する。この場合には、第１排出口７４を塞ぐ。各流路Ｒ８が塞がれている場合にはそれを解除する。そして、下流側の検査排気配管５１を第２排出口７５に接続する。以降は、第１モードの場合と同じ手順で気密性の検査を行う。
【００７８】
センサユニット１６を第２モードとした場合には、流入口７３からセンサユニット１６の内部に流入した排気気体は、第１モードの場合と同じ経路でノズルＮ１に供給され、このノズルＮ１からセンサ面７６ａに向けて垂直に流れる。そして、排気気体の一部がセンサ面７６ａに設けられた金属メッシュ７８を透過してケース７６内に流入し、底面７６ｂ側の金属メッシュ７８を透過して中空部８７に抜け、中空部８７から流路Ｒ８、Ｒ６、Ｒ３を介して第２排出口７５から排出される。残りの排気気体は、間隙Ｓ２内をセンサ面７６ａに沿って流れ、貫通孔Ｈ３、流路Ｒ５、Ｒ６、Ｒ３を介して第２排出口７５から排出される。
【００７９】
第２モードでは、ガスセンサ６１の内部を通過する排気気体の流量が小さいが、排気気体中に含まれる溶剤ガスの反応性が高いので、ガスセンサ６１の出力電圧Ｖｂが大きく上昇する。したがって、この場合においても、高い検出精度でリチウムイオン電池１１の気密性が不完全であることを検出できる。
【００８０】
上記実施形態では、ケース７６内部を排気気体が通過可能なタイプのガスセンサ６１を用いているが、ケース７６内部を排気気体が通過しないタイプのガスセンサ６１を用いてもよい。このようなガスセンサ６１を用いた場合であっても、ノズルＮ１の開口をセンサ面７６ａに近い位置に保持し、ノズルＮ１からの排気気体をセンサ面７６ａに向けて流すことにより、排気気体をガスセンサ６１のケース７６内に効果的に導入することができ、検出精度を高めることができる。なお、上記ホルダ部７１を用いる場合には、間隙Ｓ２と第２排出口７５とは、第２の排出流路（貫通孔Ｈ３、流路Ｒ５、Ｒ６、Ｒ３）で繋がれる。さらに、ケース７６内を通った排気気体を排出口７４、７５に案内する排出流路は不要であるから、各流路Ｒ８と第１排出口７４を塞ぐ。
【００８１】
なお、上記検査装置１０の検査の信頼性を評価したり、調整したりする場合には、実際に検査するリチウムイオン電池１１と同じ電解質を封入し、ピンホールを形成したテスト用容器を真空チャンバ１４に収容して行うことができる。この場合には、正しい評価及び調整のために、テスト用容器を実際に検査するリチウムイオン電池１１と同サイズとするのがよい。
【００８２】
上記検査装置１０は、自動ライン設備への対応が可能である。この場合、例えば、クリーンブース１７や真空チャンバ１４の開閉を電磁弁やシリンダ等を用いた自動開閉機構にしたり、リチウムイオン電池１１の出し入れを自動化したりすることもできる。さらに、インタフェース回路を介して周辺設備との間で通信を行い、協調的に動作させることも可能である。
【００８３】
上記実施形態では、１回に１個のリチウムイオン電池１１の検査を行っているが、真空チャンバ１４内に複数個のリチウムイオン電池１１を収容することで、１回に複数個のリチウムイオン電池１１の検査を行ってもよい。真空チャンバ１４内を複数の部屋に区切ることで、気密性が不完全なリチウムイオン電池１１の特定あるいは絞り込めるようにするのがよい。真空チャンバ１４内を複数の部屋に区切った場合には、部屋ごとに検査排気系３６を設け、検査排気系３６の検査排気配管５１ごとにセンサユニット１６を設ける。なお、初期排気配管４７については、部屋ごとに設けることもできるが、各部屋に共通にすることもできる。上記では、リチウムイオン電池を検査対象物とした例について説明したが、検査対象物は、これに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８４】
１０  気密性検査装置
１１  リチウムイオン電池
１４  真空チャンバ
１６  センサユニット
１７  クリーンブース
３４  共通配管系
３５  初期排気系
３６  検査排気系
４７  初期排気配管
５１  検査排気配管
６１  ガスセンサ
７６ａ  センサ面
７１  ホルダ部
７３  流入口
７４  第１排出口
７５  第２排出口
Ｎ１  ノズル
【要約】
【課題】気密性に対する検出精度を高めることができるセンサユニット及びこれを用いた気密性検査装置を提供する。
【解決手段】真空チャンバ１４内に検査対象のリチウムイオン電池１１が収容される。真空チャンバ１４の上部に初期排気配管４７と検査排気配管５１とが接続されている。初期排気配管４７を介して真空チャンバ１４内を初期排気し検査圧力Ｐｅまで下げる。この後、検査排気配管５１を介して検査排気を行う。検査排気配管５１の途中にセンサユニット１６が接続されている。検査排気配管５１を通る排気気体は、流入口からセンサユニット１６の内部に流入し、内部に設けたノズルによってガスセンサのセンサ面に向かって垂直に流れる。排気気体は、ガスセンサの内部を通って排出口からセンサユニット１６の外部に排出される。
【選択図】図５【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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