(57)【要約】【課題】容器などの検査対象物の漏れを精度よく評価判定することができる漏れ検査装置を提供する。【解決手段】中空の検査対象物を出し入れ可能に内部に保持する密閉可能なチャンバー１１と、チャンバーのガス排出口１２を介して接続され、チャンバーのガス排出口から排出されたガスを貯留するための検知ガス検知部１３と、検知ガス検知部に備えられ検知ガス検知部に貯留されたガス中の検知ガス濃度を測定するための検知センサー１４と、チャンバー内に保持された検査対象物２１のトレーサガス導入部２２にその先端を接続し検査対象物に検知ガスを含むトレーサガスを供給するトレーサガス供給部２３と、チャンバー内を減圧する真空ポンプ１５と、チャンバーに設けられたキャリアーガス注入口３１に検知ガスを含まないキャリアーガスを注入するキャリアーガス注入部３２と、を備えたことを特徴とする漏れ検査装置１０。【選択図】図１
2011179975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の検査対象物を出し入れ可能に内部に保持する密閉可能なチャンバーと、
前記チャンバーのガス排出口を介して接続され、前記チャンバーのガス排出口から排出されたガスを貯留するための検知ガス検知部と、
前記検知ガス検知部に備えられ検知ガス検知部に貯留されたガス中の検知ガス濃度を測定するための検知センサーと、
前記チャンバー内に保持された検査対象物のトレーサガス導入部にその先端を接続し前記検査対象物に検知ガスを含むトレーサガスを供給するトレーサガス供給部と、
前記チャンバー内を減圧する真空ポンプと、
前記チャンバーに設けられたキャリアーガス注入口に検知ガスを含まないキャリアーガスを注入するキャリアーガス注入部と、を備えたことを特徴とする漏れ検査装置。
【請求項２】
前記トレーサガス供給部を制御して前記検査対象物内に供給されるトレーサガスの供給量を所定値に維持するとともに、前記検知センサーにより検知ガス検知部の検知ガス濃度を取得し、予め設定された対照データと比較して、前記検査対象物の合否判定を行う制御部を備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の漏れ検査装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の漏れ検査装置を用いて検査対象物の漏れを検査する方法であって、
制御部は、検査対象物のトレーサガス導入部にトレーサガス供給部からのトレーサガス配管を接続した信号を制御部に受信し、トレーサガス供給部とトレーサガス導入部との間のバルブＡに、「閉」から「開」にする信号を送信し、検査対象物内にトレーサガスを導入し、チャンバーのガス排出口と検知ガス検知部との間のバルブＢに、「閉」から「開」にする信号を送信するとともに、検知ガス検知部と真空ポンプとの間のバルブＤに、「閉」から「開」にする信号を送信し、バルブＢ及びバルブＤを開いて、チャンバー内を減圧状態にし、予め設定した時間で前記トレーサガスをチャンバー内へ堆積させ、キャリアガス注入部とチャンバーとの間のバルブＥに、「閉」から「開」にする信号を送信して、バルブＥを開いてチャンバー内に、検知ガスが含まれていない気体をチャンバー内に注入し、バルブＢに「閉」から「開」にする信号を送信してバルブＢを開き、チャンバーのキャリアガス及びトレーサガスを一気に検知ガス検知部内に吸引させ、バルブＢを「閉」の状態にするとともにバルブＣを「開」の状態にし、吸引ガス中の検知ガスを検知センサーによって検知して、検知した検知ガス濃度から検査対象物の欠陥の大きさを演算し、検査対象物の合否を判定することを特徴とする検査対象物の漏れ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空の容器やタンク、ケース等の検査対象物の内部にトレーサガスを供給して、その気密性を検査するための漏れ検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、容器などの検査対象物の気密性を検査するための検査技術としては、例えば以下のようなものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、中空状の検査対象物を出し入れ可能に収容して密封可能な容器と、検査対象物内にトレーサガスを供給可能なトレーサガス供給器と、容器内のガスを排出可能なポンプと、同ポンプの排気部に近接して配置されて排気部を通過するガスの一部を吸引するスニファープローブと、同スニファープローブにて吸引されたガス中のトレーサガス量を検知するスニファー用リークディテクターとを備える構成とした検査対象物の漏れ検査装置が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、内部側を密閉空間部にした検査対象物の外面における被検査部分の周囲にシール部を密着させた状態で、前記被検査部分を被覆し、前記被検査部分の周囲に密閉空間部を形成するチャンバーと、前記検査対象物および前記チャンバーの一方に接続手段を介して接続されて、同一方にトレーサガスを供給するトレーサガス供給装置と、前記検査対象物および前記チャンバーの他方に接続手段を介して接続されて、同他方に漏れてくるトレーサガスを検知する検知装置とを備えた検査対象物の漏れ検査装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６７５６４号公報
【特許文献２】特開２００３−３５６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記従来の技術のものは以下のような問題があった。
特許文献１や２に記載の漏れ検査装置においては、密閉空間部を形成するチャンバー内でトレーサガスの拡散が十分ではなく、検査対象物からの漏れが微小な場合において、トレーサガスが検知センサーへ到達しにくい場合や、検知されるトレーサガスの量が時間と共に変動する場合などがあり、その漏れ量を安定的かつ適正に評価判定することが困難であるという問題があった。
本発明は、前記従来の課題を解決するためになされたもので、検査対象物に微小な穴があった場合においてトレーサガスの漏れが微小であっても、その漏れを精密に検知して検査対象物の気密性を評価判定することができると共に、検査対象物測定のための作業を自動化でき、形状や大きさの異なる検査対象物を効率的に検査することのできる漏れ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】
（１）本発明の漏れ検査装置は、中空の検査対象物を出し入れ可能に内部に保持する密閉可能なチャンバーと、
前記チャンバーのガス排出口を介して接続され、前記チャンバーのガス排出口から排出されたガスを貯留するための検知ガス検知部と、
前記検知ガス検知部に備えられ検知ガス検知部に貯留されたガス中の検知ガス濃度を測定するための検知センサーと、
前記チャンバー内に保持された検査対象物のトレーサガス導入口にその先端を接続し前記検査対象物に検知ガスを含むトレーサガスを供給するトレーサガス供給部と、
前記チャンバー内を減圧する真空ポンプと、
前記チャンバーに設けられたキャリアーガス注入口に検知ガスを含まないキャリアーガスを注入するキャリアーガス注入部と、を備えたことを特徴とする。
（２）本発明の漏れ検査装置は、前記（１）において、前記トレーサガス供給部を制御して前記検査対象物内に供給されるトレーサガスの供給量を所定値に維持するとともに、
前記検知センサーにより検知ガス検知部の検知ガス濃度を取得し、予め設定された対照データと比較して、前記検査対象物の合否判定を行う制御部を備えていることを特徴とする。
（３）本発明の検査対象物の漏れ検査方法は、前記（１）又は（２）の漏れ検査装置を用いて検査対象物の漏れを検査する方法であって、制御部は、検査対象物のトレーサガス導入部にトレーサガス供給部からのトレーサガス配管を接続した信号を制御部に受信し、トレーサガス供給部とトレーサガス導入部との間のバルブＡに、「閉」から「開」にする信号を送信し、検査対象物内にトレーサガスを供給し、チャンバーのガス排出口と検知ガス検知部との間のバルブＢに、「閉」から「開」にする信号を送信するとともに、検知ガス検知部と真空ポンプとの間のバルブＤに、「閉」から「開」にする信号を送信し、バルブＢ及びバルブＤを開いて、チャンバー内を減圧状態にし、予め設定した時間で前記トレーサガスをチャンバー内へ堆積させ、キャリアガス注入部とチャンバーとの間のバルブＥに、「閉」から「開」にする信号を送信して、バルブＥを開いてチャンバー内に、検知ガスが含まれていない気体をチャンバー内に注入し、バルブＢに「閉」から「開」にする信号を送信してバルブＢを開き、チャンバーのキャリアガス及びトレーサガスを一気に検知ガス検知部内に吸引させ、バルブＢを「閉」の状態にするとともにバルブＣを「開」の状態にし、吸引ガス中の検知ガスを検知センサーによって検知して、検知した検知ガス濃度から検査対象物の欠陥の大きさを演算し、検査対象物の合否を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の漏れ検査装置は、中空の検査対象物を出し入れ可能に内部に保持する密閉可能なチャンバーと、チャンバーのガス排出口を介して接続され、チャンバーのガス排出口から排出されたガスを貯留するための検知ガス検知部と、検知ガス検知部に備えられ検知ガス検知部に貯留されたガス中の検知ガス濃度を測定するための検知センサーと、チャンバー内に保持された検査対象物のトレーサガス導入部にその先端を接続し検査対象物に検知ガスを含むトレーサガスを供給するトレーサガス供給部と、チャンバー内を減圧する真空ポンプと、チャンバーに設けられたキャリアーガス注入口に検知ガスを含まないキャリアーガスを注入するキャリアーガス注入部と、を備えているので、
減圧状態におかれたチャンバー内に漏洩したトレーサガスを拡散させ、トレーサガス中の微小な検知ガス濃度を検知して、安定的かつ精密に検査対象物の漏れを判定することができる。
【０００９】
また、本発明の漏れ検査装置は、トレーサガス供給部を制御して、検査対象物内に供給されるトレーサガスの供給量を所定値に維持すると共に、検知センサーにより検知ガス検知部の検知ガス濃度を取得し、予め設定された検知ガス濃度と漏れガス量との対照データと比較して、前記検査対象物の合否判定を行う制御部を備えることもできるので、
その設定条件に応じた漏れガス量から、適正かつ迅速に検査対象物の合否判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る漏れ検査装置の模式構成図である。
【図２】実施の形態２に係る漏れ検査装置の模式構成図である。
【図３】実施の形態３に係る漏れ検査装置の模式構成図である。
【図４】実施の形態１に係る漏れ検査装置の制御を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施の形態１＞
本発明の漏れ検査装置の具体的構成について、図面を用いて具体的に説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る漏れ検査装置の模式構成図である。
図１において、チャンバー１１は、密閉可能であり、その開口部が予めキャップなどで密封処理された、中空の容器やタンク、ケースなどの検査対象物２１を内部の基台１１ａ上に、出し入れ可能に保持している。
【００１２】
トレーサガス供給部２３は、検査対象物２１のトレーサガス導入部２２に接続されるガス供給パイプを介してトレーサガス供給部２３から供給されるトレーサガスを、検査対象物２１に供給する。
トレーサガスとしては、検知ガスを含む混合ガス、例えば水素と窒素を所定比率（一例として、水素５％、窒素９５％の混合ガス）を用いることができる。
また、窒素、水素、ヘリウムや空気などを含む混合ガスを適用したりすることもできる。
検査対象物２１の種類や形状、必要とする検査精度などに応じて、トレーサガスの種類や混合ガス比率を適宜所定範囲に変更することにより調整することができる。
【００１３】
検知ガス検知部１３は、チャンバー１１内のガスの一部を吸引して一時的に貯蔵し、検知ガスの存在を測定するためのスペースである。
チャンバー１１は、この検知ガス検知部１３を介して真空ポンプ１５によって減圧されるようになっている。
検知ガス検知部１３は、例えば検知ガスとして水素を用いた場合は、センシスターテクノロジー社（スエーデン）製の型式Ｈ−２０００などのような検知ガス検知機器（検知センサー１４）を備え、チャンバー１１内のガスを吸引して、検知ガス検知部１３に吸引したガス中の水素の濃度を検知する。
なお、検知センサーとしては、半導体式の他、熱電式などのセンサーを用いることができる。
【００１４】
キャリアガス注入部３２は、チャンバー１１のキャリアガス注入口３１にその先端が接続され、チャンバー１１に、検知ガスを含まないガスを供給する。
真空ポンプ１５によってチャンバー１１内は減圧状態にすることによりチャンバー全体にトレーサガスを拡散させるが、キャリアガス注入部３２から、検知ガスを含まないキャリアガスを注入することにより、検査対象物２１から漏れ出た検知ガスを含むトレーサガスを、さらにチャンバー１１の空間全体に拡散させることができる。このためのキャリアガスとしては、例えば、窒素７：酸素３の割合で混合した混合ガスなどが挙げられる。
【００１５】
制御部１９は、パソコンやシーケンサなどの制御機器であって、トレーサガス供給部１２を制御してチャンバー１１内に供給されるトレーサガスの供給量を所定値に決定する。
さらに、制御部１９は、トレーサガス導入部へのトレーサガス配管の接続、トレーサガス供給部１２、検知センサー１４、各機器の前後に備えられている開閉バルブなどを統合制御して、種類やサイズなどの異なる大量の検査対象物２１を適正条件で効率的に処理して、その合否を判定できるようにしている。
なお、制御部１９の記憶部は、検知した検知ガス濃度と検査対象物２１の欠陥（穴など）との関係を、予め実験的に取得して得られた検量線などの対照データとして記憶しており、
この対照データに基づいて、検知ガス検知部１３で得られる検知ガス濃度の値を評価することにより、異なる種類の検査対象物の合否判定を迅速かつ的確に行うことも可能にしている。
【００１６】
検査対象物２１は、例えば、中空の容器や燃料タンク、電池ケースなどの密閉性を要求されるものであって、検査対象物２１に予め設けられた挿入孔などをトレーサガス導入部２２として、トレーサガスの供給が行えるようにしている。
【００１７】
検査対象物２１は、トレーサガス導入部２２をトレーサガス供給部２３の先端部に接続して配置した後、チャンバー１１内の基台１１ａ上に載置して保持される。
なお、チャンバー１１の内容積Ｖは、測定される検査対象物の外容積Ｙに対して１０〜１０００倍とすることが好ましく、５０〜２００倍の範囲とすることがさらに好ましい。
これは、適用されるトレーサガスの種類や圧力、検査対象物の形態などにもよるが、チャンバー１１の内容積Ｖが、検査対象物の外容積Ｙに対してその５０倍より小さくなるにつれ、検査対象物周囲のガスの流れが阻害されて、トレーサガスガスの検知に支障が出る傾向が見られる。
逆に２００倍を超えると、検査対象物周囲にデットスペース（トレーサガスがガス排出口１２から排出されないで滞留する場所）が生じて、検知感度が低下するような傾向が見られ、これらの傾向は５０倍より小さくなるか、又は２００倍を超えるとさらに顕著になるからである。
【００１８】
以上説明したように、本実施形態１の漏れ検査装置は、チャンバー１１内におけるデッドスペース部分の発生が少なくなるように、チャンバーを減圧状態としてトレーサガスを供給し、さらにキャリアガスを注入してチャンバー内のトレーサガスの拡散性を良くするなどの工夫や操作によって、その測定データの信頼性をさらに向上させることができる。
【００１９】
本実施形態の漏れ検査装置１０は、以上のように構成されており、検査対象物２１内に空気中に少ない異種ガス（例えば、水素５％／窒素９５％）をトレーサガスとして供給し、検査対象物２１を収納したチャンバー１１内に漏れた検知ガス（例えば水素）を検知ガス検知部１３へ吸引して、検知ガス検知部１３に設けた検知センサー１４で検知し測定すると共に、これに伴う操作を一括して制御する装置である。
【００２０】
本発明において、チャンバー１１とは別に検知ガス検知部１３を設ける理由は、チャンバーの内容積が大きく、キャリアガスでのトレーサガスの搬送に時間がかかったり、チャンバーデッドスペースにトレーサガスが存在する場合に、減圧状態の検知ガス検知部１３にトレーサガスを吸引して測定することによって、検査対象物２１から漏れたトレーサガス中の検知ガス濃度を安定して測定でき、検査対象物２１の漏れ検査を精度良く判定することができる。
【００２１】
＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２の漏れ検査装置について、図２を用いて説明する。
実施の形態２の漏れ検査装置４０は、図２に示すように、チャンバー内にフード４１を設けた点、検知ガス検知部１３へのガス排出口１２をフード４１の上部に設けた点で、実施の形態１の漏れ検査装置１０と差異があるが、その他の点では同様である。
実施の形態２の漏れ検査装置４０は、検査対象物２１から漏れたトレーサガスをその上に設けられているフード４１によって集ガスして、効率よく検知ガス検知部１３へ吸引させることができる。
【００２２】
＜実施の形態３＞
本発明の実施の形態３の漏れ検査装置について、図３を用いて説明する。
実施の形態３の漏れ検査装置７０は、図３に示すように、チャンバー１１にトレーサガスを導入してトレーサガス中の検知ガスを検知センサーで検知する点で、実施の形態２の漏れ検査装置４０と同様であるが、検知ガス検知部１３を設けていない点で実施の形態２の漏れ検査装置との差異があり、減圧状態のチャンバー内に検査対象物を保持して検査をする装置を簡素化している。
【００２３】
以下、実施の形態１の漏れ検査装置１０を適用して、検査対象物の漏れ検査方法を、図１及び図４を用いて説明する。
図４の上部に記載のタイムチャート（ａ）〜（ｈ）にしたがって、その流れを説明する。
（ａ）チャンバー１１内に検査対象物２１をセットし、検査対象物２１のトレーサガス導入部２２に、トレーサガス供給部２３からのトレーサガス配管を接続する。制御部１９は、接続が完了した信号を受信する。
【００２４】
（ｂ）制御部１９は、トレーサガス供給部２３とトレーサガス導入部２２との間のバルブＡに、「閉」から「開」にする信号を送信して、バルブＡを開いて検査対象物２１内にトレーサガスを導入する。
【００２５】
（ｃ）次に、制御部１９は、チャンバー１１のガス排出口１２と検知ガス検知部１３との間のバルブＢに、「閉」から「開」にする信号を送信するとともに、検知ガス検知部１３と真空ポンプ１５との間のバルブＤに、「閉」から「開」にする信号を送信し、バルブＢ及びバルブＤを開いて、真空ポンプ１５によってチャンバー１１内を減圧状態にする。そして、圧力計Ｔにてチャンバー１１内の圧力を管理する。
なお、バルブＢ及びバルブＤを開く前から、真空ポンプ１５は予め作動させておく。
【００２６】
（ｄ）そして、チャンバー１１内を減圧状態にして、検査対象物２１内に導入したトレーサガスと減圧雰囲気のチャンバー１１との間で圧力差を生ぜしめ、検査対象物２１に欠陥部（穴あき）があると、検査対象物２１の中に導入したトレーサガスがチャンバー１１内へ漏れ出る。減圧雰囲気のチャンバー内にトレーサガスが漏れ出ることによって、従来の循環式での測定方式よりも検知ガスの拡散性が向上する。
【００２７】
（ｅ）チャンバーの内容積や指示漏れ量により、トレーサガスをチャンバー内へ堆積させる時間中、バルブＢは「閉」の状態を維持させる（真空中での拡散性の向上）。ここで、指示漏れ量とは、検査対象物からのトレーサガスの漏れ量のしきい値をいう。
検査対象物によって漏れ量の判定値に差異があり、その漏れ量のしきい値によって、チャンバーの内容積や指示漏れ量により、トレーサガスをチャンバー内へ堆積させる時間を、制御部１９に予め設定しておく。
【００２８】
（ｆ）上記（ｅ）の、トレーサガスをチャンバー内へ堆積させる堆積時間終了後、キャリアガス注入部３２より、検知ガスが含まれていない気体（キャリアガス＝例えば、窒素７：酸素３の割合）をチャンバー１１内に注入するため、制御部１９は、キャリアガス注入部３２とチャンバー１１との間のバルブＥに、「閉」から「開」にする信号を送信して、バルブＥを開いてチャンバー１１内にキャリアガスを注入する。
なお、堆積時間中は、制御部１９は、バルブＡ及びバルブＢに信号を送り、バルブＡ及びバルブＢを「開」から「閉」の状態にする。
【００２９】
（ｇ）次に、制御部１９は、バルブＢに「閉」から「開」にする信号を送信して、バルブＢを開く。
この状態において、バルブＢとバルブＤと間の空間は減圧状態となっているため、チャンバー１１のキャリアガス及びトレーサガスが、一気に検知ガス検知部１３内に吸引される。
ここで、バルブＤは、検知ガス検知部１３と真空ポンプ１５との間に設けられており、検知ガス検知部１３内に吸引するときには、制御部１９からの信号により「閉」の状態とする。
【００３０】
（ｈ）次に、制御部１９からの信号により、バルブＢを「閉」の状態にするとともにバルブＣを「開」の状態にし、検査対象物２１に欠陥部（穴あき）があった場合には、検知ガス検知部１３内に吸引されたガス中に検知ガスが含まれているので、検知センサー１４によって検知される。
検知センサー１４によって検知された検知ガス濃度は、制御部１９に送信され、制御部１９は、検知ガス濃度から検査対象物の欠陥の大きさを演算し、検査対象物の合否を判定する。
【００３１】
以上のように、チャンバー１１内に、検査対象物から漏れ出たトレーサガスをキャリアガスによって減圧状態のチャンバー内に拡散させ、その混合ガスを、検知ガスを検知するための検知ガス検知部１３に減圧状態で一気に吸引するので、微量な検知ガスを検知でき、検査対象物の合否判定の精度が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、電池ケース、燃料タンク、ラジェータ等の密閉性を必要とする検査対象物の気密性検査の分野に広く適用することができ、産業上の利用可能性が極めて高い。
【符号の説明】
【００３３】
１０ 実施の形態１の漏れ検査装置
１１ チャンバー
１１ａ 基台
１３  検知ガス検知部
１４  検知ガスセンサー
１５  真空ポンプ
１９  制御部
２１  検査対象物
２２  トレーサガス導入部
２３  トレーサガス供給部
３２  キャリアガス注入部
３１  キャリアガス注入口
１２  トレーサガス供給部
４０  実施の形態２の漏れ検査装置
４１  フード
７０  実施の形態３の漏れ検査装置
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ  開閉バルブ
Ｔ  圧力計
【図１】
2011179975.tif 000003
【図２】
2011179975.tif 000004
【図３】
2011179975.tif 000005
【図４】
2011179975.tif 000006