(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-09
(45)【発行日】2023-08-18
(54)【発明の名称】シール検査装置及びシール検査方法
(51)【国際特許分類】
G01M 3/20 20060101AFI20230810BHJP
H01M 8/0271 20160101ALI20230810BHJP
【ＦＩ】
G01M3/20 B
H01M8/0271
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2021554827
(86)(22)【出願日】2020-08-31
(86)【国際出願番号】 JP2020032917
(87)【国際公開番号】W WO2021090563
(87)【国際公開日】2021-05-14
【審査請求日】2022-03-09
(31)【優先権主張番号】P 2019200509
(32)【優先日】2019-11-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000004385
【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000165
【氏名又は名称】弁理士法人グローバル・アイピー東京
(72)【発明者】
【氏名】笠井 雄太
(72)【発明者】
【氏名】輕部 翔太郎
(72)【発明者】
【氏名】但野 光
(72)【発明者】
【氏名】竹越 雅史
(72)【発明者】
【氏名】櫻井 敬之
【審査官】岡村 典子
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－３３４７１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０３８９８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０７２４１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１４１７１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０９３０１２８６（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｍ ３／２０
Ｈ０１Ｍ ８／０２７１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の治具であって、検査対象の有する検査対象シールにより囲まれるポートと、
外部漏れ検出流路に接続される貫通孔と、
を有する第１の治具と、
前記第１の治具との間に前記検査対象を挟持する第２の治具と、
前記第１の治具及び前記第２の治具とともに、前記検査対象が配置された空間を閉空間とする検査箇所密封部と、
検査ガスの供給源及び排気系の双方と前記ポートとを接続する加圧バルブと、
前記検査ガスのデテクタと、
前記デテクタと前記ポートとを接続する第１の測定バルブと、
前記外部漏れ検出流路と前記デテクタとを接続する第２の測定バルブと、
を有し、
前記第１の治具及び前記第２の治具は、前記検査対象シールと接触する、シール検査装置。
【請求項2】
前記第１の治具は、複数の前記ポートを有し、前記シール検査装置は、複数の前記ポートの各々に対応する複数の前記第１の測定バルブであって、開閉により検査対象となる前記ポートを切替可能な複数の前記第１の測定バルブを有する、
請求項１に記載のシール検査装置。
【請求項3】
前記検査ガスには、ヘリウムガス又は水素ガスが含まれる、請求項１又は２に記載のシール検査装置。
【請求項4】
前記検査ガスの流路に接続され、前記検査ガスを回収する検査ガス回収機を更に有する、請求項１～３のいずれかに記載のシール検査装置。
【請求項5】
前記デテクタは、原子数測定器である、請求項１～４のいずれかに記載のシール検査装置。
【請求項6】
前記検査箇所密封部の外周を囲う外周密封部であって、前記検査箇所密封部との間に真空引き空間を画定する外周密封部と、前記真空引き空間と真空ポンプとを接続する真空ポンプ側バルブと、
を更に有する、
請求項１～５のいずれかに記載のシール検査装置。
【請求項7】
第１の治具であって、
検査対象により囲まれるポートと、
外部漏れ検出流路に接続される貫通孔と、
を有する第１の治具と、
前記第１の治具との間に前記検査対象を挟持する第２の治具と、
前記第１の治具及び前記第２の治具とともに、前記検査対象が配置された空間を閉空間とする検査箇所密封部と、
検査ガスの供給源及び排気系の双方と前記ポートとを接続する加圧バルブと、
前記検査ガスのデテクタと、
前記デテクタと前記ポートとを接続する第１の測定バルブと、
前記外部漏れ検出流路と前記デテクタとを接続する第２の測定バルブと、
を有し、
前記検査箇所密封部の外周を囲う外周密封部であって、前記検査箇所密封部との間に真空引き空間を画定する外周密封部と、
前記真空引き空間と真空ポンプとを接続する真空ポンプ側バルブと、
を更に有する、シール検査装置。
【請求項8】
第１の治具に設けられたポートと、外部漏れ検出流路に接続される貫通孔との各々を囲む検査対象シールを有する検査対象を、前記第１の治具と第２の治具とにより前記検査対象シールと接触している状態で挟持して真空引きすることにより、前記検査対象シールにより囲まれた真空状態の閉空間を形成し、前記閉空間のうち測定対象となる前記ポートを含む閉空間に検査ガスを導入し、
前記閉空間のうち前記測定対象となる前記ポートを含む閉空間以外の閉空間に漏れた検査ガスを検出することで前記検査対象シールを検査する、
シール検査方法。
【請求項9】
前記ポートは複数設けられており、
複数の前記ポートの各々と対応するように設けられた複数の第１の測定バルブを開閉することにより、前記測定対象となる前記ポートを切り替える、
請求項８に記載のシール検査方法。
【請求項10】
前記検査ガスには、ヘリウムガス又は水素ガスが含まれる、請求項８又は９に記載のシール検査方法。
【請求項11】
前記検査ガスを回収する、請求項８～１０のいずれかに記載のシール検査方法。
【請求項12】
前記閉空間のうち前記測定対象となる前記ポート以外の閉空間に漏れた検査ガスを、原子数測定器で検出する、請求項８～１１のいずれかに記載のシール検査方法。
【請求項13】
前記測定対象となる前記ポートの外周を囲う真空引き空間を真空引きすることにより、前記検査対象シールを圧縮する、請求項８～１２のいずれかに記載のシール検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シール検査装置及びシール検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、車載用燃料電池に使用されるセルシールは、水素、酸素及びこれらを冷却する冷媒を分離するため、透過漏れのみ許容される程度の極めて高いシール性が要求される。そのため、車載用燃料電池に使用されるセルシールの検査においては、透過漏れと同程度又はこれに準ずる程度の微量の漏れであっても、高精度且つ短時間に測定することが求められる。
【0003】
従来、このような微量の漏れを高精度且つ短時間に測定する方法として、圧力変化法をはじめとした様々な手法が提案されている。
しかしながら、従来の手法によれば、測定に要する時間が長い、又は微小な漏れを高精度で測定することが難しいといった問題があった。
このような問題を解決するために、真空引き可能なチャンバー内で、検査ガスの吸気側と排気側との間に検査対象を配し、検査対象からの微量の漏れを検出する技術の適用が考えられる。
しかしながら、従来の手法によれば、測定に要する時間が長い、又は微小な漏れを高精度で測定することが難しいといった問題があった。
このような問題を解決するために、真空引き可能なチャンバー内で、検査ガスの吸気側と排気側との間に検査対象を配し、検査対象からの微量の漏れを検出する技術の適用が考えられる。
【0004】
従来技術の一例である特開２０１２－２５１８４９号公報は、検査対象はセルシールではないが、開口部を有する容器状のワークに対するファインワークテストの検査精度を向上させることを目的とする。ここでは、チャンバー内の検査ガスの吸気ポートと検出系との間に検査対象である開口部を有する容器状のワークを配し、検査ガスであるヘリウムガスをチャンバー内に導入し、検出系において検査ガスであるヘリウムガスの有無を検出する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記の従来技術によれば、検査対象からの微量の漏れの検出が可能であるものの、検査装置の構成については、改善の余地がある。
【0006】
本発明は、従来よりも高精度且つ短時間で検査可能であり、簡略な構成でシール検査を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第１の観点は、
第１の治具であって、
検査対象の有する検査対象シールにより囲まれるポートと、
外部漏れ検出流路に接続される貫通孔と、
を有する第１の治具と、
前記第１の治具との間に前記検査対象を挟持する第２の治具と、
前記第１の治具及び前記第２の治具とともに、前記検査対象が配置された空間を閉空間とする検査箇所密封部と、
検査ガスの供給源及び排気系の双方と前記ポートとを接続する加圧バルブと、
前記検査ガスのデテクタと、
前記デテクタと前記ポートとを接続する第１の測定バルブと、
前記外部漏れ検出流路と前記デテクタとを接続する第２の測定バルブと、
を有し、
前記第１の治具及び前記第２の治具は、前記検査対象シールと接触する、
シール検査装置である。
第１の治具であって、
検査対象の有する検査対象シールにより囲まれるポートと、
外部漏れ検出流路に接続される貫通孔と、
を有する第１の治具と、
前記第１の治具との間に前記検査対象を挟持する第２の治具と、
前記第１の治具及び前記第２の治具とともに、前記検査対象が配置された空間を閉空間とする検査箇所密封部と、
検査ガスの供給源及び排気系の双方と前記ポートとを接続する加圧バルブと、
前記検査ガスのデテクタと、
前記デテクタと前記ポートとを接続する第１の測定バルブと、
前記外部漏れ検出流路と前記デテクタとを接続する第２の測定バルブと、
を有し、
前記第１の治具及び前記第２の治具は、前記検査対象シールと接触する、
シール検査装置である。
【0008】
本発明の第２の観点は、
第１の治具に設けられたポートと、外部漏れ検出流路に接続される貫通孔との各々を囲む検査対象シールを有する検査対象を、前記第１の治具と第２の治具とにより前記検査対象シールと接触している状態で挟持して真空引きすることにより、前記検査対象シールにより囲まれた真空状態の閉空間を形成し、
前記閉空間のうち測定対象となる前記ポートを含む閉空間に検査ガスを導入し、
前記閉空間のうち前記測定対象となる前記ポートを含む閉空間以外の閉空間に漏れた検査ガスを検出することで前記検査対象シールを検査する、
シール検査方法である。
第１の治具に設けられたポートと、外部漏れ検出流路に接続される貫通孔との各々を囲む検査対象シールを有する検査対象を、前記第１の治具と第２の治具とにより前記検査対象シールと接触している状態で挟持して真空引きすることにより、前記検査対象シールにより囲まれた真空状態の閉空間を形成し、
前記閉空間のうち測定対象となる前記ポートを含む閉空間に検査ガスを導入し、
前記閉空間のうち前記測定対象となる前記ポートを含む閉空間以外の閉空間に漏れた検査ガスを検出することで前記検査対象シールを検査する、
シール検査方法である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、従来よりも高精度且つ短時間で検査可能であり、簡略な構成でシール検査を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施形態１のシール検査装置が備える下治具上にサンプルが配置された状態を示す図
【図2】実施形態１のシール検査装置の全体構成を示す図
【図4】実施形態１のシール検査装置の検査時の状態を示す図
【図5】実施形態２のシール検査装置の検査時の状態を示す図
【図6】実施形態３のシール検査装置の検査時の状態を示す図
【図7】実施形態４のシール検査装置が備える下治具上にサンプルが配置された状態を示す図
【図8】実施形態４のシール検査装置の全体構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【0011】
実施形態について図面を参照して以下に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態の記載によって限定解釈されるものではない。
【0012】
＜実施形態１＞
本実施形態のシール検査装置１０は、図２に示すように、下治具（第１の治具）１１及び上治具（第２の治具）１２を有する。下治具１１と上治具１２との間に、検査対象であるサンプル２０が配置される。検査ガスとしては、ヘリウムガスが用いられる。
なお、以下の説明において、ヘリウムガスを単にＨｅガスと表記することがある。また、検査ガスのガス種は特に限定されるものではなく、ヘリウムガスの他に、水素ガスや、ヘリウムガス又は水素ガスが希釈されたガスを用いてもよい。ここで、希釈に用いるガスは、例えば、窒素ガスである。
本実施形態のシール検査装置１０は、図２に示すように、下治具（第１の治具）１１及び上治具（第２の治具）１２を有する。下治具１１と上治具１２との間に、検査対象であるサンプル２０が配置される。検査ガスとしては、ヘリウムガスが用いられる。
なお、以下の説明において、ヘリウムガスを単にＨｅガスと表記することがある。また、検査ガスのガス種は特に限定されるものではなく、ヘリウムガスの他に、水素ガスや、ヘリウムガス又は水素ガスが希釈されたガスを用いてもよい。ここで、希釈に用いるガスは、例えば、窒素ガスである。
【0013】
図１は、本実施形態のシール検査装置１０が備える下治具１１上にサンプル２０が配置された状態を示す。図１に示すサンプル２０の一端辺である第１の端辺２０Ａ側には、Ａポート（第１のポート）１０１と、Ｂポート（第２のポート）１０２と、Ｃポート（第３のポート）１０３と、がこの順に設けられる。
【0014】
また、サンプル２０の第１の端辺２０Ａに対向する第２の端辺２０Ｂ側には、Ｃポート（第３のポート）１０３と、Ｂポート（第２のポート）１０２と、Ａポート（第１のポート）１０１とが設けられる。第２の端辺２０Ｂ側のＣポート１０３は、第１の端辺２０Ａ側のＡポート１０１と対向する位置に配置される。第２の端辺２０Ｂ側のＢポート１０２は、第１の端辺２０Ａ側のＢポート１０２と対向する位置に配置される。第２の端辺２０Ｂ側のＡポート１０１は、第１の端辺２０Ａ側のＣポート１０３と対向する位置に配置される。
【0015】
なお、本実施形態のシール検査装置１０が燃料電池に適用される場合においては、Ａポート１０１、Ｂポート１０２及びＣポート１０３は、マニホールドと呼ばれる流路孔であり、２つのＡポート１０１の間は、燃料ガス又は酸化ガスを流す多数の流路溝が形成される発電部を形成する。
【0016】
サンプル２０は、検査対象シール２１を有する。検査対象シール２１は、２つのＡポート１０１の双方を含む領域２２を囲う部分と、２つのＢポート１０２の各々を囲う部分と、２つのＣポート１０３の各々を囲う部分と、を有する。
また、図１に示すように、サンプル２０は、検査箇所密封部３０によって囲まれる。サンプル２０の配置される空間は、閉空間とされる。検査箇所密封部３０は、例えば、ガスケットであるが、これに限定されるものではない。検査箇所密封部３０としては、ゴム製ガスケットが特に好ましい。
また、図１に示すように、サンプル２０は、検査箇所密封部３０によって囲まれる。サンプル２０の配置される空間は、閉空間とされる。検査箇所密封部３０は、例えば、ガスケットであるが、これに限定されるものではない。検査箇所密封部３０としては、ゴム製ガスケットが特に好ましい。
【0017】
【0018】
検査対象シール２１を備えるサンプル２０は、下治具１１と、上治具１２と、の間に挟持される。また、サンプル２０が備える検査対象シール２１は、検査箇所密封部３０とＡポート１０１との間、Ａポート１０１とＢポート１０２との間、Ｂポート１０２とＣポート１０３との間、Ｃポート１０３と検査箇所密封部３０との間の各々に配置される。
【0019】
なお、Ｃポート１０３と検査箇所密封部３０との間には、下治具１１に外部漏れ検出流路１０４が設けられるが、本発明はこれに限定されるものではない。下治具１１には、少なくとも外部漏れ検出流路１０４に接続される貫通孔が設けられていればよい。
同様に、Ａポート１０１、Ｂポート１０２及びＣポート１０３についても、下治具１１には少なくとも貫通孔が設けられていればよい。
同様に、Ａポート１０１、Ｂポート１０２及びＣポート１０３についても、下治具１１には少なくとも貫通孔が設けられていればよい。
【0020】
図２には、検査対象シール２１を備えるサンプル２０として、車載用燃料電池に使用されるセルシールが例示される。図２に例示した検査対象シール２１は、溶接された２枚の金属板の下治具１１に対向する面及び上治具１２に対向する面の各々に、互いに離間したシール部がゴム状弾性材料によって設けられる。
ここで、２枚の金属板の間は溶接部分によってシールされているが、本発明はこれに限定されるものではない。
ここで、２枚の金属板の間は溶接部分によってシールされているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0021】
なお、シール部に適用されるゴム状弾性材料は、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、パーフルオロゴム（ＦＦＫＭ）であるが、これらに限定されるものではなく、他のゴム状弾性材料でもよい。
ただし、検査対象シール２１は、金属板を備える構成に限定されるものではなく、検査対象シール２１を備えるサンプル２０は、ゴム状弾性材料のみで形成されてもよい。
ただし、検査対象シール２１は、金属板を備える構成に限定されるものではなく、検査対象シール２１を備えるサンプル２０は、ゴム状弾性材料のみで形成されてもよい。
【0022】
また、シール検査装置１０は、加圧バルブ群１１０及び測定バルブ群１２０を有する。Ａポート１０１、Ｂポート１０２及びＣポート１０３は、加圧バルブ群１１０及び測定バルブ群１２０の各々に接続される。
加圧バルブ群１１０は、Ａポート用加圧バルブ１１１、Ｂポート用加圧バルブ１１２及びＣポート用加圧バルブ１１３を有する。
測定バルブ群１２０は、Ａポート用測定バルブ１２１、Ｂポート用測定バルブ１２２及びＣポート用測定バルブ１２３を有する。
加圧バルブ群１１０は、Ａポート用加圧バルブ１１１、Ｂポート用加圧バルブ１１２及びＣポート用加圧バルブ１１３を有する。
測定バルブ群１２０は、Ａポート用測定バルブ１２１、Ｂポート用測定バルブ１２２及びＣポート用測定バルブ１２３を有する。
【0023】
Ａポート１０１は、下治具１１内の流路を介して、Ａポート用加圧バルブ１１１及びＡポート用測定バルブ１２１に接続される。Ｂポート１０２は、下治具１１内の流路を介して、Ｂポート用加圧バルブ１１２及びＢポート用測定バルブ１２２に接続される。Ｃポート１０３は、下治具１１内の流路を介して、Ｃポート用加圧バルブ１１３及びＣポート用測定バルブ１２３に接続される。
【0024】
外部漏れ検出流路１０４は、外部漏れ用測定バルブ１２４に接続される。
なお、便宜上、以下の説明においては、Ａポート用測定バルブ１２１、Ｂポート用測定バルブ１２２及びＣポート用測定バルブ１２３は第１の測定バルブと表記し、外部漏れ用測定バルブ１２４は第２のバルブと表記することがある。
なお、便宜上、以下の説明においては、Ａポート用測定バルブ１２１、Ｂポート用測定バルブ１２２及びＣポート用測定バルブ１２３は第１の測定バルブと表記し、外部漏れ用測定バルブ１２４は第２のバルブと表記することがある。
【0025】
Ａポート用加圧バルブ１１１、Ｂポート用加圧バルブ１１２及びＣポート用加圧バルブ１１３は、排気側及び吸気側バルブ１３１に接続される。排気側及び吸気側バルブ１３１は、排気系である真空ポンプ側バルブ１４１及びＨｅ回収機側バルブ１４２、並びに、吸気系である窒素ボンベ側バルブ１４３及びＨｅボンベ側バルブ１４４に接続される。
【0026】
真空ポンプ側バルブ１４１は、排気のための真空ポンプに接続される。Ｈｅ回収機側バルブ１４２は、Ｈｅ回収機に接続される。回収されたＨｅガスは、適宜再利用される。
窒素ボンベ側バルブ１４３は、窒素ガスの供給源である窒素（Ｎ２）ボンベに接続される。Ｈｅボンベ側バルブ１４４は、検査用ガスであるヘリウム（Ｈｅ）の供給源であるＨｅボンベに接続される。
窒素ボンベ側バルブ１４３は、窒素ガスの供給源である窒素（Ｎ２）ボンベに接続される。Ｈｅボンベ側バルブ１４４は、検査用ガスであるヘリウム（Ｈｅ）の供給源であるＨｅボンベに接続される。
【0027】
Ａポート用測定バルブ１２１、Ｂポート用測定バルブ１２２、Ｃポート用測定バルブ１２３及び外部漏れ用測定バルブ１２４は、Ｈｅデテクタに接続される。Ｈｅデテクタは、ヘリウム（Ｈｅ）の原子数を測定する原子数測定器である。ここで、Ｈｅデテクタは、漏れ出たガスの原子数を定量的に検出する構成であり、ごく微量のヘリウム（Ｈｅ）も検出可能である。Ｈｅデテクタは、例えば、質量分析計である。
ただし、本実施形態のＨｅデテクタに圧力センサは含まれない。圧力センサを用いると、測定対象空間の圧力が平衡になるまで待機する必要があり、測定に時間がかかり、また、微量漏れを検出することが困難だからである。
ただし、本実施形態のＨｅデテクタに圧力センサは含まれない。圧力センサを用いると、測定対象空間の圧力が平衡になるまで待機する必要があり、測定に時間がかかり、また、微量漏れを検出することが困難だからである。
【0028】
なお、図２に示すように、Ｈｅデテクタ側、すなわち測定バルブ群１２０とＨｅデテクタとの間には、真空ポンプに接続された真空ポンプ側バルブ１５１及び窒素ボンベに接続された窒素ボンベ側バルブ１５３が接続されることが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0029】
次に、本実施形態のシール検査装置１０を用いたシール検査方法を以下に説明する。図３は、本実施形態のシール検査方法であって、図１、図２に示すシール検査装置１０に適用されるシール検査方法を示すフローチャートである。
ここでは、検査対象をＡポートとする。検査対象のサンプルを下治具１１上の所定の位置にセットして処理をスタートする。
ここでは、検査対象をＡポートとする。検査対象のサンプルを下治具１１上の所定の位置にセットして処理をスタートする。
【0030】
まず、検査対象のサンプルがセットされた状態で上治具１２を下げ、下治具１１と上治具１２との間で、検査対象である検査対象シール２１を有するサンプル２０を圧縮する（Ｓ１）。
なお、サンプル２０を圧縮する工程（Ｓ１）を省略し、次の真空引きの工程（Ｓ２）からスタートしてもよい。
なお、サンプル２０を圧縮する工程（Ｓ１）を省略し、次の真空引きの工程（Ｓ２）からスタートしてもよい。
【0031】
次に、Ｈｅ回収機側バルブ１４２、窒素ボンベ側バルブ１４３及びＨｅボンベ側バルブ１４４が閉じた状態、且つ排気側及び吸気側バルブ１３１、加圧バルブ群１１０及び測定バルブ群１２０のすべてのバルブが開いた状態で、真空ポンプ側バルブ１４１を開き、全体を真空引きする（Ｓ２）。ここで、真空度は、例えば、－１００ｋＰａである。これにより、１つの真空ポンプですべてのポートを一度に真空引きできる。
なお、Ｈｅデテクタ側には、真空ポンプに接続された真空ポンプ側バルブ１５１が接続されているので、Ｈｅデテクタ側からの真空引きも可能である。これにより、真空引きにかかる時間を短縮できる。
なお、Ｈｅデテクタ側には、真空ポンプに接続された真空ポンプ側バルブ１５１が接続されているので、Ｈｅデテクタ側からの真空引きも可能である。これにより、真空引きにかかる時間を短縮できる。
【0032】
Ｓ２から所定時間経過後、加圧バルブ群１１０のすべてのバルブを閉じる（Ｓ３）。
【0033】
次に、検査対象外のＢポート用測定バルブ１２２、Ｃポート用測定バルブ１２３及び外部漏れ用測定バルブ１２４は開いた状態で、検査対象であるＡポート１０１に接続された
Ａポート用測定バルブ１２１を閉じる（Ｓ４）。
なお、ここで、真空ポンプ側バルブ１４１も閉じる。
Ａポート用測定バルブ１２１を閉じる（Ｓ４）。
なお、ここで、真空ポンプ側バルブ１４１も閉じる。
【0034】
次に、Ｈｅボンベ側バルブ１４４を開いて、Ｈｅガスを供給する（Ｓ５）。
【0035】
次に、Ｂポート用加圧バルブ１１２及びＣポート用加圧バルブ１１３は閉じた状態で、Ａポート用加圧バルブ１１１を開き、検査対象ポートであるＡポート１０１を含む空間に、Ｈｅガスを供給する（Ｓ６）。
その後、排気側及び吸気側バルブ１３１を閉じる。
その後、排気側及び吸気側バルブ１３１を閉じる。
【0036】
次に、ＨｅデテクタによりＨｅ原子数の測定を行う（Ｓ７）。
ここでは、Ａポート１０１に供給されたＨｅガスのうち検査対象シール２１からＢポート１０２、Ｃポート１０３又は外部漏れ検出流路１０４に漏れた量を測定する。
なお、Ｓ７において、測定中は加圧を継続する。
加圧する際にはバルブを開放して加圧するが、十分な圧力が保持されている場合には、バルブを閉じてもよい。
ここでは、Ａポート１０１に供給されたＨｅガスのうち検査対象シール２１からＢポート１０２、Ｃポート１０３又は外部漏れ検出流路１０４に漏れた量を測定する。
なお、Ｓ７において、測定中は加圧を継続する。
加圧する際にはバルブを開放して加圧するが、十分な圧力が保持されている場合には、バルブを閉じてもよい。
【0037】
図４は、本実施形態のシール検査装置１０のＳ７における状態、すなわち検査時の状態を示す図である。図４に示すように、検査対象シール２１のうち、２つのＡポート１０１の双方を含む領域２２を囲う部分に漏れがあると、Ｂポート１０２、Ｃポート１０３及び外部漏れ検出流路１０４の少なくとも１つから測定バルブ群１２０を介してＨｅ原子がＨｅデテクタに達する。このＨｅ原子数を測定することで、Ｈｅの漏れの有無、更には漏れ量を検出できる。
【0038】
Ｓ７の終了後、Ｈｅボンベ側バルブ１４４を閉じる（Ｓ８）。
【0039】
次に、Ｈｅ回収機側バルブ１４２を開くことで、Ｈｅガスを回収する（Ｓ９）。これにより、使用したＨｅガスの回収が可能となるため、一度使用したヘリウムＨｅガスの再利用が可能となる。
また、Ｈｅデテクタ側にもＨｅ回収機が接続されてもよく、この場合、漏れたＨｅガスを回収できる。
また、Ｈｅデテクタ側にもＨｅ回収機が接続されてもよく、この場合、漏れたＨｅガスを回収できる。
【0040】
次に、Ｈｅガスの回収後に、加圧バルブ群１１０及び測定バルブ群１２０のすべてのバルブを開く（Ｓ１０）。
その後、窒素ボンベ側バルブ１４３を開いて窒素ガスにより掃気して（Ｓ１１）、処理を終了する。この掃気により、流路及びサンプル内に残留したヘリウム（Ｈｅ）ガスの掃気洗浄を行い、次回以降の検査における、残留ヘリウム（Ｈｅ）ガスに起因する誤検出を防止できる。
なお、Ｈｅデテクタ側には、窒素ボンベに接続された窒素ボンベ側バルブ１５３が接続されているので、Ｈｅデテクタ側からの掃気も可能である。これにより、掃気にかかる時間を短縮できる。
その後、窒素ボンベ側バルブ１４３を開いて窒素ガスにより掃気して（Ｓ１１）、処理を終了する。この掃気により、流路及びサンプル内に残留したヘリウム（Ｈｅ）ガスの掃気洗浄を行い、次回以降の検査における、残留ヘリウム（Ｈｅ）ガスに起因する誤検出を防止できる。
なお、Ｈｅデテクタ側には、窒素ボンベに接続された窒素ボンベ側バルブ１５３が接続されているので、Ｈｅデテクタ側からの掃気も可能である。これにより、掃気にかかる時間を短縮できる。
【0041】
従来技術においては、真空引き可能なチャンバーを用いて、チャンバー内に配した検査対象からの微量の漏れを検出している。しかし、チャンバーを用いると、チャンバーの作動部分と検査対象を押さえる部分との少なくとも２か所の稼動部が存在するため、検査対象の交換に手間を要し、短時間で検査を行うことが困難である。
また、検査対象に不良品が含まれると、漏れ量が大きいため、チャンバー全体の掃気を要し、掃気に時間を要する。
また、検査対象に不良品が含まれると、漏れ量が大きいため、チャンバー全体の掃気を要し、掃気に時間を要する。
【0042】
また、チャンバーを用いる場合には、チャンバー内に配管が必要であり、検査対象が複数ある場合には検査対象ごとに配管の接続を変更しなければならないため、手間を要するのみならず、配管の接続変更に起因する漏れが生じるおそれもある。
また、チャンバー内の真空引き及びデテクタの真空引きを要し、更にはワーク内の真空引きも必要となる場合もあるため、複数の真空ポンプを要し、装置構成も複雑化してしまう。
また、チャンバー内の真空引き及びデテクタの真空引きを要し、更にはワーク内の真空引きも必要となる場合もあるため、複数の真空ポンプを要し、装置構成も複雑化してしまう。
【0043】
本実施形態では、従来技術と異なり、チャンバーを用いることなく検査対象周囲のごく限られた空間を真空引きして実現可能である。そのため、装置構成を簡略化でき、これにより故障のリスクを抑えるとともにコストを抑えることができる。
また、本実施形態ではチャンバーを用いないため、検査対象周囲のごく限られた空間を真空引きすることで実現可能であり、短時間で検査を行うことが可能である。
また、本実施形態は、Ｈｅ原子数を測定するため、環境温度に依存することなく実現可能である。
また、本実施形態ではチャンバーを用いないため、検査対象周囲のごく限られた空間を真空引きすることで実現可能であり、短時間で検査を行うことが可能である。
また、本実施形態は、Ｈｅ原子数を測定するため、環境温度に依存することなく実現可能である。
【0044】
以上説明したように、本実施形態によれば、従来よりも高精度且つ短時間で検査可能であり、簡略な構成のシール検査装置が得られる。
また、本実施形態によれば、検査対象のポートが複数設けられ、複数のポートの各々に対応する第１の測定バルブを開閉することにより検査対象のポートを切り替え可能である。そのため、配管の変更、すなわち繋ぎ直しが不要となる。
なお、本実施形態において、第１の測定バルブの開閉を自動で行う構成として、検査対象ポートを自動で切り替えてもよい。
また、本実施形態によれば、検査対象のポートが複数設けられ、複数のポートの各々に対応する第１の測定バルブを開閉することにより検査対象のポートを切り替え可能である。そのため、配管の変更、すなわち繋ぎ直しが不要となる。
なお、本実施形態において、第１の測定バルブの開閉を自動で行う構成として、検査対象ポートを自動で切り替えてもよい。
【0045】
本実施形態においては、第１のポートであるＡポートの検査時について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
図３に示すフローチャートを適用して、検査対象をＢポートとすることでＢポートにおける漏れを検出可能であるし、検査対象をＣポートとすることでＣポートにおける漏れを検出可能である。
図３に示すフローチャートを適用して、検査対象をＢポートとすることでＢポートにおける漏れを検出可能であるし、検査対象をＣポートとすることでＣポートにおける漏れを検出可能である。
【0046】
＜実施形態２＞
実施形態１においては、１つのポートを検査対象とする形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態では、２つのポートを検査対象とする形態について説明する。
なお、実施形態１と同様である点については説明を省略し、実施形態１の説明を援用するものとする。
実施形態１においては、１つのポートを検査対象とする形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態では、２つのポートを検査対象とする形態について説明する。
なお、実施形態１と同様である点については説明を省略し、実施形態１の説明を援用するものとする。
【0047】
本実施形態においては、実施形態１と同様に、図２に示すシール検査装置１０を用いる。また、本実施形態のシール検査方法は、実施形態１と同様に、図３のフローチャートに示す手順で行う。
ここでは、Ａポート及びＢポートを検査対象とし、検査対象のサンプルを所定の位置にセットして処理をスタートする。Ｓ１～Ｓ３については実施形態１と同様である。
ここでは、Ａポート及びＢポートを検査対象とし、検査対象のサンプルを所定の位置にセットして処理をスタートする。Ｓ１～Ｓ３については実施形態１と同様である。
【0048】
Ｓ３において加圧バルブ群１１０のすべてのバルブを閉じた後、検査対象外のＣポート用測定バルブ１２３及び外部漏れ用測定バルブ１２４は開いた状態で、検査対象であるＡポート１０１に接続されたＡポート用測定バルブ１２１及びＢポート１０２に接続されたＢポート用測定バルブ１２２を閉じる（Ｓ４）。ここで、真空ポンプ側バルブ１４１も閉じる。
そして、Ｈｅボンベ側バルブ１４４を開いて、Ｈｅガスを供給する（Ｓ５）。
そして、Ｈｅボンベ側バルブ１４４を開いて、Ｈｅガスを供給する（Ｓ５）。
【0049】
次に、Ｃポート用加圧バルブ１１３は閉じた状態で、Ａポート用加圧バルブ１１１及びＢポート用加圧バルブ１１２を開き、検査対象ポートであるＡポート１０１を含む空間及びＢポート１０２を含む空間に、Ｈｅガスを供給する（Ｓ６）。
その後、排気側及び吸気側バルブ１３１を閉じる。
その後、排気側及び吸気側バルブ１３１を閉じる。
【0050】
次に、ＨｅデテクタによりＨｅ原子数の測定を行う（Ｓ７）。
ここでは、Ａポート１０１及びＢポート１０２に供給されたＨｅガスのうち検査対象シール２１からＣポート１０３又は外部漏れ検出流路１０４に漏れた量を測定する。
なお、Ｓ７において、測定中は加圧を継続する。
加圧する際にはバルブを開放して加圧するが、十分な圧力が保持されている場合には、バルブを閉じてもよい。
ここでは、Ａポート１０１及びＢポート１０２に供給されたＨｅガスのうち検査対象シール２１からＣポート１０３又は外部漏れ検出流路１０４に漏れた量を測定する。
なお、Ｓ７において、測定中は加圧を継続する。
加圧する際にはバルブを開放して加圧するが、十分な圧力が保持されている場合には、バルブを閉じてもよい。
【0051】
図５は、本実施形態のシール検査装置１０のＳ７における状態、すなわち検査時の状態を示す図である。図５に示すように、検査対象シール２１のうち、２つのＡポート１０１の双方を含む領域２２を囲う部分、又は、Ｂポート１０２を囲う部分の少なくともいずれかに漏れがあると、Ｃポート１０３及び外部漏れ検出流路１０４のいずれか一方又は双方から測定バルブ群１２０を介してＨｅ原子がＨｅデテクタに達する。このＨｅ原子数を測定することで、Ｈｅの漏れの有無、更には漏れ量を検出できる。
Ｓ７の終了後、Ｓ８～Ｓ１１については実施形態１と同様であり、Ｓ１１の後に処理を終了する。
Ｓ７の終了後、Ｓ８～Ｓ１１については実施形態１と同様であり、Ｓ１１の後に処理を終了する。
【0052】
本実施形態によれば、２つのポートのいずれか一方又は双方に漏れがある場合に、これを検出できる。
【0053】
＜実施形態３＞
実施形態１、２においては、１つ又は２つのポートを検査対象とする形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本実施形態では、３つのポートすべてを検査対象とする形態について説明する。
なお、実施形態１と同様である点については説明を省略し、実施形態１の説明を援用するものとする。
実施形態１、２においては、１つ又は２つのポートを検査対象とする形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本実施形態では、３つのポートすべてを検査対象とする形態について説明する。
なお、実施形態１と同様である点については説明を省略し、実施形態１の説明を援用するものとする。
【0054】
本実施形態においても、実施形態１、２と同様に、図２に示すシール検査装置１０を用いる。また、本実施形態のシール検査方法は、実施形態１と同様に、図３のフローチャートに示す手順で行う。
ここでは、Ａポート、Ｂポート及びＣポートを検査対象とし、検査対象のサンプルを所定の位置にセットして処理をスタートする。Ｓ１～Ｓ３については実施形態１と同様である。
ここでは、Ａポート、Ｂポート及びＣポートを検査対象とし、検査対象のサンプルを所定の位置にセットして処理をスタートする。Ｓ１～Ｓ３については実施形態１と同様である。
【0055】
Ｓ３において加圧バルブ群１１０のすべてのバルブを閉じた後、外部漏れ用測定バルブ１２４は開いた状態で、検査対象であるＡポート１０１に接続されたＡポート用測定バルブ１２１、Ｂポート１０２に接続されたＢポート用測定バルブ１２２及びＣポート１０３に接続されたＣポート用測定バルブ１２３を閉じる（Ｓ４）。ここで、真空ポンプ側バルブ１４１も閉じる。
そして、Ｈｅボンベ側バルブ１４４を開いて、Ｈｅガスを供給する（Ｓ５）。
そして、Ｈｅボンベ側バルブ１４４を開いて、Ｈｅガスを供給する（Ｓ５）。
【0056】
次に、Ａポート用加圧バルブ１１１、Ｂポート用加圧バルブ１１２及びＣポート用加圧バルブ１１３を開き、検査対象ポートである、Ａポート１０１を含む空間、Ｂポート１０２を含む空間及びＣポート１０３を含む空間に、Ｈｅガスを供給する（Ｓ６）。
その後、排気側及び吸気側バルブ１３１を閉じる。
その後、排気側及び吸気側バルブ１３１を閉じる。
【0057】
次に、ＨｅデテクタによりＨｅ原子数の測定を行う（Ｓ７）。
これにより、Ａポート１０１、Ｂポート１０２及びＣポート１０３に供給されたＨｅガスのうち検査対象シール２１から外部漏れ検出流路１０４に漏れた量を測定する。
なお、Ｓ７において、測定中は加圧を継続する。
加圧する際にはバルブを開放して加圧するが、十分な圧力が保持されている場合には、バルブを閉じてもよい。
これにより、Ａポート１０１、Ｂポート１０２及びＣポート１０３に供給されたＨｅガスのうち検査対象シール２１から外部漏れ検出流路１０４に漏れた量を測定する。
なお、Ｓ７において、測定中は加圧を継続する。
加圧する際にはバルブを開放して加圧するが、十分な圧力が保持されている場合には、バルブを閉じてもよい。
【0058】
図６は、本実施形態のシール検査装置１０のＳ７における状態、すなわち検査時の状態を示す図である。図６に示すように、検査対象シール２１のうち、２つのＡポート１０１の双方を含む領域２２を囲う部分、Ｂポート１０２を囲う部分、又は、Ｃポート１０３を囲う部分の少なくともいずれか一つに漏れがあると、外部漏れ検出流路１０４から測定バルブ群１２０を介してＨｅ原子がＨｅデテクタに達する。このＨｅ原子数を測定することで、Ｈｅの漏れの有無、更には漏れ量を検出できる。
Ｓ７の終了後、Ｓ８～Ｓ１１については実施形態１と同様であり、Ｓ１１の後に処理を終了する。
Ｓ７の終了後、Ｓ８～Ｓ１１については実施形態１と同様であり、Ｓ１１の後に処理を終了する。
【0059】
本実施形態によれば、３つのポートのいずれかに漏れがある場合に、これを検出できる。
【0060】
＜実施形態４＞
本実施形態のシール検査装置１０の基本的な構成は、実施形態１と同じである。以下、実施形態１と同一の構成については説明を省略し、実施形態１と異なる構成について説明する。
図７は、本実施形態のシール検査装置１０が備える下治具１１上にサンプル２０が配置された状態を示す。図７に示すように、サンプル２０は、検査箇所密封部３０によって囲まれる。更に、検査箇所密封部３０は、外周密封部３２によって囲まれる。検査箇所密封部３０と外周密封部３２とによって、真空引き空間３４が画定される。外周密封部３２は、例えば、ガスケットであるが、これに限定されるものではない。外周密封部３２としては、ゴム製ガスケットが特に好ましい。
本実施形態のシール検査装置１０の基本的な構成は、実施形態１と同じである。以下、実施形態１と同一の構成については説明を省略し、実施形態１と異なる構成について説明する。
図７は、本実施形態のシール検査装置１０が備える下治具１１上にサンプル２０が配置された状態を示す。図７に示すように、サンプル２０は、検査箇所密封部３０によって囲まれる。更に、検査箇所密封部３０は、外周密封部３２によって囲まれる。検査箇所密封部３０と外周密封部３２とによって、真空引き空間３４が画定される。外周密封部３２は、例えば、ガスケットであるが、これに限定されるものではない。外周密封部３２としては、ゴム製ガスケットが特に好ましい。
【0061】
図８は、本実施形態のシール検査装置１０の全体構成を示す図である。なお、図８には、図７に示すＸ－Ｘにおける断面図が含まれる。
検査箇所密封部３０と外周密封部３２との間には、下治具１１に真空ポンプに接続される流路１０５が設けられるが、本発明はこれに限定されるものではない。下治具１１には、少なくとも流路１０５に接続される貫通孔が設けられていればよい。
検査箇所密封部３０と外周密封部３２との間には、下治具１１に真空ポンプに接続される流路１０５が設けられるが、本発明はこれに限定されるものではない。下治具１１には、少なくとも流路１０５に接続される貫通孔が設けられていればよい。
【0062】
流路１０５は、真空ポンプに接続された真空ポンプ側バルブ１６１及び窒素ボンベに接続された窒素ボンベ側バルブ１６３が接続される。
【0063】
次に、本実施形態のシール検査方法は、実施形態１と同様に、図３のフローチャートに示す手順で行う。
ここでは、Ａポート及びＢポートを検査対象とし、検査対象のサンプルを所定の位置にセットして処理をスタートする。
ここでは、Ａポート及びＢポートを検査対象とし、検査対象のサンプルを所定の位置にセットして処理をスタートする。
【0064】
まず、検査対象のサンプルがセットされた状態で上治具１２を下げ、下治具１１と上治具１２との間で、検査対象である検査対象シール２１を有するサンプル２０を圧縮する（Ｓ１）。この際、真空ポンプ側バルブ１６１を開いて、真空ポンプと流路１０５を接続し、真空引き空間３４を真空引きする。これにより、下治具１１と上治具１２が互いに引き合い、サンプル２０が圧縮される。
Ｓ２～Ｓ１１については実施形態１と同様である。
Ｓ２～Ｓ１１については実施形態１と同様である。
【0065】
本実施形態によれば、より確実にサンプル２０の圧縮状態を維持できる。
【0066】
なお、実施形態１～４において、Ａポート、Ｂポート及びＣポートの各々から延びる流路は、下治具１１内において湾曲形状に形成されるが、本発明はこれに限定されるものではない。板状部材にＡポート、Ｂポート及びＣポートの各々としての貫通孔を設け、流路は配管を湾曲させることにより形成されてもよい。
又は、これらの流路に接続される各構成を、貫通孔が設けられた板状部材の下部に適宜配置することで配管の湾曲部分を極力少なくし、且つ流路を短くしてもよい。
又は、これらの流路に接続される各構成を、貫通孔が設けられた板状部材の下部に適宜配置することで配管の湾曲部分を極力少なくし、且つ流路を短くしてもよい。
【0067】
また、実施形態１～４において、Ａポート、Ｂポート及びＣポートのすべてが下治具１１に設けられる構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、上治具１２にＡポート、Ｂポート及びＣポートが設けられてもよい。
同様に、外部漏れ検出流路１０４に接続される貫通孔も、上治具１２に設けられてもよいし、下治具１１に設けられてもよい。
すなわち、Ａポート、Ｂポート及びＣポートからの流路、並びに外部漏れ検出流路１０４は、下治具１１から引き回されてもよいし、上治具１２から引き回されてもよい。
同様に、外部漏れ検出流路１０４に接続される貫通孔も、上治具１２に設けられてもよいし、下治具１１に設けられてもよい。
すなわち、Ａポート、Ｂポート及びＣポートからの流路、並びに外部漏れ検出流路１０４は、下治具１１から引き回されてもよいし、上治具１２から引き回されてもよい。
【0068】
また、実施形態１～４において、検査対象は上治具と下治具とによって挟まれ、２つの治具は上下に稼動する構成であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、２つの治具は左右に稼動する構成でもよく、２つの治具の稼動方向は特に限定されない。
【0069】
なお、実施形態２，３において、検査対象となるポートを切り替えて連続して複数のポートの検査を行う場合には、ポートの切替前後のいずれにおいても加圧される部分については掃気が不要である。
例えば、実施形態１において説明したようにＡポート１０１の検査を行い、次に検査態様となるポートを切り替えて、実施形態２において説明したようにＡポート１０１及びＢポート１０２の検査を行う場合には、Ａポート１０１は、ポートの切替前後のいずれにおいても加圧される部分であるため、Ａポート１０１の掃気は不要である。
このように、掃気が不要なポートは、掃気時にはバルブを閉じる。
例えば、実施形態１において説明したようにＡポート１０１の検査を行い、次に検査態様となるポートを切り替えて、実施形態２において説明したようにＡポート１０１及びＢポート１０２の検査を行う場合には、Ａポート１０１は、ポートの切替前後のいずれにおいても加圧される部分であるため、Ａポート１０１の掃気は不要である。
このように、掃気が不要なポートは、掃気時にはバルブを閉じる。
【0070】
また、本発明を適用可能な分野として、燃料電池のセルシールを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、高いシール性が要求されるシールが適用されるあらゆる分野に適用可能である。
【符号の説明】
【0071】
１０ シール検査装置
１１ 下治具
１２ 上治具
２０ サンプル
２０Ａ 第１の端辺
２０Ｂ 第２の端辺
２１ 検査対象シール
２２ 領域
３０ 検査箇所密封部
３２ 外周密封部
３４ 真空引き空間
１０１ Ａポート
１０２ Ｂポート
１０３ Ｃポート
１０４ 外部漏れ検出流路
１０５ 流路
１１０ 加圧バルブ群
１１１ Ａポート用加圧バルブ
１１２ Ｂポート用加圧バルブ
１１３ Ｃポート用加圧バルブ
１２０ 測定バルブ群
１２１ Ａポート用測定バルブ
１２２ Ｂポート用測定バルブ
１２３ Ｃポート用測定バルブ
１２４ 外部漏れ用測定バルブ
１３１ 排気側及び吸気側バルブ
１４１，１５１，１６１ 真空ポンプ側バルブ
１４２ Ｈｅ回収機側バルブ
１４３，１５３，１６３ 窒素ボンベ側バルブ
１４４ Ｈｅボンベ側バルブ
１１ 下治具
１２ 上治具
２０ サンプル
２０Ａ 第１の端辺
２０Ｂ 第２の端辺
２１ 検査対象シール
２２ 領域
３０ 検査箇所密封部
３２ 外周密封部
３４ 真空引き空間
１０１ Ａポート
１０２ Ｂポート
１０３ Ｃポート
１０４ 外部漏れ検出流路
１０５ 流路
１１０ 加圧バルブ群
１１１ Ａポート用加圧バルブ
１１２ Ｂポート用加圧バルブ
１１３ Ｃポート用加圧バルブ
１２０ 測定バルブ群
１２１ Ａポート用測定バルブ
１２２ Ｂポート用測定バルブ
１２３ Ｃポート用測定バルブ
１２４ 外部漏れ用測定バルブ
１３１ 排気側及び吸気側バルブ
１４１，１５１，１６１ 真空ポンプ側バルブ
１４２ Ｈｅ回収機側バルブ
１４３，１５３，１６３ 窒素ボンベ側バルブ
１４４ Ｈｅボンベ側バルブ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】