(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物を収納する収納部と、この収納部に連通し被検査物のガス漏れを検出する検出部を備えてなるガスセンサー部と、このガスセンサー部に連通する吸排気路を備えてなるガス検出装置において、該ガス検出装置には、排気手段により被検査物収納部内の被検査物のガス漏れガスが吸引されガスセンサー部にて検出された時にはガスセンサー部の検出部に被着したガス成分を加熱することにより焼却・蒸散する加熱手段と、焼却・蒸散処理終了後に吸気手段により空気を送り込みガスセンサー部の検出部を冷却しかつ被着物を除去する冷却・除去手段と、前記加熱手段、冷却・除去手段を駆動制御する制御手段を有するとともに、前記ガスセンサー部は、基台とこの基台上方に配設されたセンサーチップ等からなる検出部とからなり、検出部下方の基台には吸排気路に通じる通気孔を形成したことを特徴とするガス検出装置。
【請求項２】
センサーチップ等からなる検出部は、ネット部材によって保護され、このネット部材上には加熱手段により前記検出部を加熱するためのヒータ部材を配設したことを特徴とする請求項１記載のガス検出装置。
【請求項３】
排気手段と冷却・除去手段とは通気孔を通じて検出部に対して互いに異なる方向に気体を流すことを特徴とする請求項１記載のガス検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に非水系二次電池の製造工程における電解液のガス成分の漏れを検出するガス検出装置に係り、特に電解液のガス成分の漏れを製造ラインで流れ作業として繰り返し速くかつ正確に検出することで、非水系二次電池の安全性及び品質向上に貢献することができるガス検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話、携帯用ノートパソコン、ビデオムービー等の小型の携帯用電子機器がめざましく普及しており、このような機器には小型で高容量化が図れるリチウムイオン二次電池等の非水系二次電池が多く用いられている。
【０００３】
この非水系二次電池の製造組立て工程にあっては、電池外装容器とキャップ部材のかしめ部分にはＰＴＣ素子や安全弁等の多くの部材が介在することから、かしめ不良、部品不良、溶接不良等により電池内部の電解液が漏れる虞れがあり、その検査にあっては人間が自身の鼻で電解液のガス成分を嗅ぎ分ける方法や、複数個（例えば１検査ロット分）の電池をまとめてチャンバーに入れてその中でガスセンサーを用いてガス検出する方法が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人間が電解液のガス成分を嗅ぎ分けるガス漏れ検査法は、自動化ができず非効率であり、かつ非水系二次電池の電解液の多くが、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネート等の可燃性で火災や爆発の危険性を有する有機溶液で更に人体には有害な物質であることから、好ましいものではなかった。また複数個の電池を、まとめてチャンバーに入れるガス検出方法では、製造ライン上から一旦電池をチャンバーに移し替えてガス漏れ検出作業を行うというバッチ処理で時間と手間がかかり、さらにガス漏れが検出された場合にはその複数個の中からさらに１個ずつガス漏れ検出作業を行うという二重手間を要するものであった。
【０００５】
そこで、本発明にあっては、人間の嗅覚に頼ることなく安全かつ確実にガス漏れを検出することができ、さらに製造ライン上において流れ作業として効率的で迅速かつ正確にガス漏れ検出することができるガス検出装置を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成すべく、本発明のガス検出装置は、被検査物を収納する収納部と、この収納部に連通し被検査物のガス漏れを検出する検出部を備えてなるガスセンサー部と、このガスセンサー部に連通する吸排気路を備えてなるガス検出装置において、該ガス検出装置には、排気手段により被検査物収納部内の被検査物のガス漏れガスが吸引されガスセンサー部にて検出された時にはガスセンサー部の検出部に被着したガス成分を加熱することにより焼却・蒸散する加熱手段と、焼却・蒸散処理終了後に吸気手段により空気を送り込みガスセンサー部の検出部を冷却しかつ被着物を除去する冷却・除去手段と、前記加熱手段、冷却・除去手段を駆動制御する制御手段を有するとともに、前記ガスセンサー部は、基台とこの基台上方に配設されたセンサーチップ等からなる検出部とからなり、検出部下方の基台には吸排気路に通じる通気孔を形成したことを特徴とするものである。
【０００７】
また、センサーチップ等からなる検出部は、ネット部材によって保護され、このネット部材上には加熱手段により前記検出部を加熱するためのヒータ部材を配設したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、排気手段と冷却・除去手段とは通気孔を通じて検出部に対して互いに異なる方向に気体を流すことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明のガス検出装置１を示し、２は電池から漏れ出る微少なガスを検出するために用いられるガスセンサー部、３はこのガスセンサー部２が載置され検出するガスを内部に通じる吸排気路３ａを有する通気台、４は通気台３と螺合しその間でガスセンサー部２を着脱自在に狭持・固定しつつ被検査物である電池を収納する収納部４ａを備えたアタッチメント、５はガス検出装置１を用いてガス漏れを検査する対象物であるリチウムイオン二次電池等の円筒形状の電池である。尚、本実施例にあっては円筒形状の電池について説明するが、勿論これ以外にも長方体形状の電池や薄いシート状のポリマー電池であってもよく、その場合には前記アタッチメントの形状をその電池形状に合わせることで対応することができる。
【００１０】
６は、例えば吸引ポンプ（図示せず）に繋がって通気台３内部から空気を吸引して外部（ガス検出装置の外側）に排気する排気管であり、７は同じく例えば圧搾空気を送出するポンプ（図示せず）に繋がって外部から通気台３内部に空気を送り込む吸気管である。
【００１１】
図３は、ガスセンサー部２を示し、このガスセンサー部２における主要な構成要素であるセンサーチップ８は、セラミックス等の半導体素子から構成され、その表面に検出すべき特定の物質、本実施例の場合には非水系二次電池の電解液に用いられるエチレンカーボネートやプロピレンカーボネート等が付着した場合に電気抵抗が変化することでこれらのガスが漏れたことを検知するものである。
【００１２】
ガスセンサー部２は、円盤状の基板９の上にセンサーチップ８を保持するための円柱状の基台１０を配設し、この基台１０の上方において２本の端子間にセンサーチップ８を張架している。そして、センサーチップ８を保護すべくその周囲にはネット部材１１が椀状に配設され、このような構成からなるガスセンサー部における通常の使用方法としては、立設したガスセンサー部に対し横方向からガスを浴びせることがよく行われている。しかし、本発明のガス検出装置１にあっては、ネット部材１１のすぐ上にセンサーチップ８を加熱するためのヒータ部材１２をアーチ状に配設するとともに、基台１０におけるセンサーチップ８の真下に、基台１０を上下に貫通する通気孔１３を形成して、気体がガスセンサー部２の基台１０を上下に通じる構造とするものである。
【００１３】
図２に示すごとく、電池５の封口部側をガス検出装置１のアタッチメント４内の収納部４ａに挿入すると、アタッチメント４内部における電池５封口面とガスセンサー部２の基板９に挟まれた空間が、ガスセンサー部２がガス漏れを検出する検査域部１４となる。この検査域部１４が占める空間領域は、少なくとも電池１個を収納する従来のガス漏れ検出装置の検査域と比較して格段に小さいものであり、検査域部１４の体積が小さければ小さいほど検査すべき気体体積が少なく、かつ検出誤差となり得る検査域の表面積が小さくなって検出精度が向上するとともに、検査域部１４内の気体の入れ替えが素早く行えることから、ガス検出するために必要なタクトを短縮させて工数低減に大きく寄与するものである。
【００１４】
このように本発明において検査域部１４を小さくすることができた要因としては、前述した基台１０と基板９を上下に貫通する通気孔１３にある。すなわち、従来のガスセンサー部２の基板９や基台１０にあっては、これらを貫通する上下方向の気体の流路を形成していないので、センサーチップに対し水平方向に気体が流れるようにしていたが、これではメンテナンスの必要からガスセンサー部２を着脱可能とし、かつガス検出装置自体を分解清掃可能な簡単な構造とする必要があることから、ガスセンサー部２を大きく取り巻くようにして検査域を形成し、その空間内に電池を挿入する形態とならざるを得なかったものである。
【００１５】
このような構成からなる本発明のガス検出装置１におけるガス漏れ検出作業を、図２により説明する。まず、電池５とアタッチメント４との密閉性を高めるべく、電池５が当接するアタッチメント４部分には周回状にゴム製のオーリング１５が配設されており、このオーリング１５に電池５封口面を押し当てる。次に、図示しない排気手段が、ガス検出装置１内部、すなわち検査域部１４と吸排気路３ａ内の空気を外部に排気する（この際、吸気管７は閉じている）。このとき、電池５の封口部からガス漏れがあると、このガスはその流路中央に位置するガスセンサー部２のセンサーチップ８に触れながら通気孔１３を通じて排気管６へと排気される（このとき、検査域部１４と吸排気路３ａ内は減圧状態となっている）。
【００１６】
ガスセンサー部２がガスを検出した場合には、ガスセンサー部２からの信号を受けた制御装置（図示せず）は、図示しない排気手段を停止させるとともにヒータ部材１２に通電して瞬時に数百度〜千数百度に加熱する。これにより、センサーチップ８表面に被着したガス成分は直ちに焼却・蒸散される。続いて制御装置は、ヒータ部材１２への通電を停止するとともに、冷却・除去供給手段を駆動して吸排気路３ａと検査域部１４内に常温若しくはそれ以下の温度の各種フィルタを通じた清浄な空気を送り込んでセンサーチップ８を冷却しつつその表面に残留する被着物を吹き飛ばして常に清浄な状態にするものである。この際、吸排気路３ａと検査域部１４内は加圧状態となることから、電池５は自動的にガス検出装置１から取り出され、そして不具合の判定を下された電池は不良品としてライン外に搬出されるものである。
【００１７】
また、ガスセンサー部２がガスを検出しなかった場合には、制御装置はヒータ部材１２に通電することなく冷却・除去供給手段による空気の送風のみを行って、良判定された電池はラインの次工程へと搬出されるものである。この非加熱動作は、センサーチップに対する頻繁な加熱がセンサーの機能低下若しくは損傷を招くことから、これを避けるために最小限の加熱にとどめるものである。ただし、センサーチップをクリーニングするために一定時間ごとにヒータ部材を駆動させることは適宜行ってもよいものである。このようにして、上述した制御装置による動作は、製造ライン上において一連の流れとしてガス検出することができるものである。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明のガス検出装置によれば、人間の嗅覚に頼ることなく安全かつ確実にガス漏れを検出することができ、さらに製造ライン上において流れ作業として迅速かつ正確にガス漏れ検出することができるものであり、非水系二次電池などの製造の高能率化及び高品質化に大いに貢献することができるものである。
【００１９】
また、ガスセンサー部は、基台とこの基台上方に配設されたセンサーチップ等からなる検出部とからなり、検出部下方の基台には吸排気路に通じる通気孔を形成したことで、検出部に対する排気手段によるガス漏れガスの吹きつけや、冷却・除去手段による空気の吹きつけの流路を小さくかつ効率的にすることができ、これにより検査域部を一層小さくしてガス漏れ検出の精度向上と作業効率の向上に大いに寄与するものである。
【００２０】
また、センサーチップ等からなる検出部は、ネット部材によって保護され、このネット部材上には加熱手段により前記検出部を加熱するためのヒータ部材を配設したことで、検出部は破損の恐れなく保護されるとともに、検出部の表面に残留する被着物を確実に焼却・蒸散させることができる。
【００２１】
また、排気手段と冷却・除去手段とは通気孔を通じて検出部に対して互いに異なる方向に気体を流すことで、ガス漏れ検出を行うガスセンサー部を含む検査域部を効率的な構造として極小化させることが可能となり、これによりガス漏れ検出の精度が更に一層向上するとともに、電池等の製造工程における工数低減に貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のガス検出装置を示す分解斜視図である。
【図２】  本発明のガス検出装置を示す断面図である。
【図３】  本発明のガス検出装置のガスセンサー部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ガス検出装置
２  ガスセンサー部
３  通気台
３ａ  吸排気路
４  アタッチメント
４ａ  収納部
５  電池
６  排気管
７  吸気管
８  センサーチップ
９  基板
１０  基台
１１  ネット部材
１２  ヒータ部材
１３  通気孔
１４  検査域部
１５  オーリング
【図１】
0004253781.tif 000002
【図２】
0004253781.tif 000003
【図３】
0004253781.tif 000004