JP5612872B2 - 板状成形・接合体の漏れ検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、板状成形体に、他の部材をカシメや一体成形、溶接などで一体的にした成形・接合体に対する漏れ検査装置に関する。詳しくは、電極端子部などを設けた板状成形・接合体のエアーや水漏れなどの有無を測定誤差を少なく正確に自動的に、しかも簡便に検出する板状成形・接合体の漏れ検査装置に関する。

電極端子部を有する電池ケースなどの封口蓋は、板状成形体に、他の部材である金属製端子部を形成するインサート部材をカシメ加工で一体化したり、熱硬化製樹脂や熱可塑性樹脂により成形型内で一体成形して得られている。また、直接板状成形体に電極端子部を直接溶接接合する場合もある。
このような板状成形・接合体は、板状成形体と他の部材との接合部との熱膨張率差、熱伝導度差等により接合部が剥離したりして接合部に間隙が生じ、電解液が蒸発して外部に漏れ出し、電池の機能を低下させることがある。
そこで、接合部の機密性を十分に保持する必要から、接合部の機密性を検査することが必要であり、この検査方法としては、一般には、目視検査や水没試験方法などが用いられている。

目視検査法は、簡便な検査方法であり、水中でリークするエアーにより発生する泡の有無により確認する方法である。
また、水没試験法は、板状成形体を測定用治具容器に密着固定し、測定用治具容器を水槽に没入し、測定用治具容器に設けられたエアー導入口から所定圧を一定時間導入し、接合部からリークするエアーをメスシリンダーで補集計測する方法である。
しかし、これらの方法は、いずれも検査対象物を容器に組み立てて密閉状態とし、これに一定圧の加圧空気等で加圧してその漏れを検査する方法であり、組み立て作業が繁雑であり測定誤差を生じ易く検査に正確性を欠く難点があった。

また、従来技術としては以下のものがある。特許文献１の検査方法は、固体高分子電解質膜の一側にアノード電極、他側にカソード電極を形成し、前記アノード電極側には燃料ガスを導入し、カソード電極側には酸化剤ガスを導入するためのガス導入空間を設けてなる燃料電池セルのセル性能を検査する方法において、１）前記両電極のガス導入空間に不活性ガスを導入して、セル外部へのガスリークを測定する工程。２）前記両電極のいずれか一方のみのガス導入空間に不活性ガスを導入して、両電極間のクロスリークを測定する工程。３）前記アノード電極側のガス導入空間には燃料ガスを導入し、前記カソード電極側のガス導入空間には酸化剤ガスを導入して、開回路電圧を測定する工程。４）前記開回路電圧の測定結果と、開回路電圧と低負荷電圧との相関に基づき、セル性能を判定する工程。
特許文献２の検査方法は、チャンバの内部に検査対象となる電池を収納したのち、電池（外装部材）の内部の圧力Ｐ１より小さい圧力となるまでチャンバの内部を減圧し、リークテスターにより、チャンバの内部の圧力Ｐ２が検出されたのち、所定の時間の経過後におけるチャンバの内部の圧力Ｐ３が検出し、電池が封止不良を有すると、電池の内部からチャンバの内部へガスが移動し圧力Ｐ３が圧力Ｐ２より大きくなるため、このときの圧力変化（圧力Ｐ３と圧力Ｐ２との差圧ΔＰ＝Ｐ３−Ｐ２）に基づいて、電池の封止状態の良否に関する判定を行う。

特開２００５−２７６７２９号公報 特開２００２−２３１２３２号公報

本発明は、板状成形体に、他の部材をカシメや一体成形、溶接などで一体的にした成形・接合体に対する接合部の機密性を、簡便にしかも正確に検査することができる漏れ検査装置を提供するものである。

（１）本発明の板状成形・接合体の漏れ検査装置は、
板状成形・接合体の検査対象物を上型と下型とで挟持してその漏れを検査する装置であって、
上型の下面の中央には上型凹部が形成され、
下型の上面の中央には下型凹部が形成され、
下型凹部の上方周縁には、板状成形・接合体の周縁を嵌合装着させるために段差を形成した嵌合段差が下方に向かって形成されており、
嵌合段差に検査対象物である板状成形・接合体の周縁を嵌合装着することによって、検査対象物を下型に固定し、
嵌合段差の外方周囲には、下型の上面から上方に盛上げかつ環状に形成された環状凸部が設けられ、
下型凹部の側方には、下型凹部にトレーサガスを注入するためのトレーサガス導入口が設けられており、
上型凹部の下方周縁には、環状に穿設したシール溝が設けられ、
該シール溝には、
下型凹部に嵌合装着された板状成形・接合体の外周縁側に向けて下方に突出して設けられたＲ部と、
及びその下面が下型の環状凸部の上面と当接する平面と、
を備えた環状のシールゴムが配設されており、
上型を下降させたときに、
前記Ｒ部が検査対象物である板状成形・接合体の外周縁と当接して、
下型凹部に注入したトレーサガスが上型凹部に上昇することを遮断し、
シールゴムの下面が下型の環状凸部の上面と当接して、下部凹部に注入したトレーサガスが下型凹部から外へ出るのを遮断するようにして、上型凹部内にガス検出器を配設したことを特徴とする。
（２）本発明の板状成形体の漏れ検査装置は、前記（１）において、前記検査対象物が電極端子部を有する電池ケースなどの封口蓋であることを特徴とする。

本発明の漏れ検査装置は、板状成形体に、他の部材をカシメや一体成形、溶接などで一体的にした成形・接合体に対する接合部の漏れ検査、例えば、板状成形体に電極端子部などを一体的に取り付けた板状成形・接合体のエアー漏れや液漏れなどの有無を測定誤差を少なく正確に自動的に、しかも簡便に検出することができる。

本発明の漏れ検査装置の上型、下型に検査対象物を装着する態様を示す概略側面図を示す。 図１の一部を拡大した拡大側面図を示し、（ａ）は実施の形態の下型に検査対象物を装着した状態を示す説明図であり、（ｂ）は検査対象物を装着した上型を下降させて上型および下型で検査対象物を狭持した状態を示す説明図である。 上型のシール溝に配設するシールゴムの概略説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）の一部拡大断面図である。 本発明の漏れ検査装置の動作を説明する概略説明図である。

本発明の漏れ検査装置を図面を参照して詳細に説明する。
図１〜図４に示されるように、本発明の板状成形・接合体の漏れ検査装置１は、上型１０および下型２０を備え、上型１０の下面１１と下型２０の上面２１とが、上型１０の上方に設けられているシリンダーロッド３の下降によって当接するようにされている。
上型１０の下面１１の中央には、上方に向かってその材料の一部を、お椀をふせたように欠いた上型凹部１２が形成されており、下型２０の上面２１の中央には、下方に向かってその材料の一部を、お椀状に欠いた下型凹部２２が形成されている。

また、下型２０の下型凹部２２の上方周縁には、検査対象物である板状成形・接合体Ａの周縁を嵌合装着させるために段差を形成した嵌合段差２３が下方に向かって形成されており、この嵌合段差２３に検査対象物である板状成形・接合体Ａの周縁を嵌合装着することによって、検査対象物を下型に確実に固定することができる。
そして、嵌合段差２３の外方周囲には、下型２０の上面２１から上方に盛上げかつ環状に形成された環状凸部２４が設けられている。

さらに、下型２０の下型凹部２２の側方には、下型凹部２２にトレーサガスを注入するためのトレーサガス導入口２５が設けられており、漏れ検査装置の外部に設けられているトレーサガスボンベから検査対象物の漏れを検査するためのガスを注入するようになっている。
トレーサガスとしては、例えば窒素９５質量％に水素５質量％を混合したものや、ヘリウム、空気などが適宜選択して用いられる。

上型１０の上型凹部１２の内側上方には、トレーサガスに含まれる漏れ検知ガス（例えば水素）を検知するガス検知器（ガスセンサー）１５が配設されている。
ガス検知器としては、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を用い、
トレーサガス中の水素の濃度を検知することができる。

さらに、上型１０の上型凹部１２の下方周縁には、環状に穿設したシール溝１３が設けられおり、このシール溝に環状のシールゴム１４が配設されている。
図２，図３に示すように、シールゴム１４は、断面視（（ｃ）の拡大断面図参照）で、左下部が左下方に突出したＲ部３１を形成しており、上型１０を下降させたときに、このＲ部３１が検査対象物である板状成形体Ａの外周縁と当接してシールの役割を果たす。
すなわち、上型と下型とで検査対象物を狭持したときに、下型凹部２２の機密を保つ構造となっている。
このような形状のシールゴム１４を使用することにより、Ｒ部３１が変形することで検査対象物をシールでき、下型凹部２２に注入したトレーサガスが上型凹部１２に上昇することを遮断できる。
さらに、シールゴム１４の下面１４ａが下型２０の環状凸部２４の上面と当接して変形し、下部凹部２２に注入したトレーサガスが下型凹部２２から外へ出るのを遮断できる。
すなわち、シールゴム１４の形状を上記のようにすることにより、一つのシールゴムで、検査対象物Ａと上型１０とのシール、上型１０と下型２０とのシールを同時に果たすことができる。

次に、本発明に係る実施形態の漏れ検査装置を用いて板状成形・接合体の接合部の機密性を検査する方法について述べる。
図４に示すように、上型１０は、その上部に取り付けられた作動するシリンダーロッド３、上部支持板４およびシャフト５を介して上下可動に取り付けられている。
他方、下型２０は、下型支持台７に付設された構造であり、上部支持板４と下部支持台７とは、支柱８により一対に構成れている。

まず、検査対象物の板状成形・接合体Ａを、下型２０の下型凹部２２上に装着し、その周縁を嵌合段差２３に嵌合させる。
そして、エアシリンダ３に圧縮空気を導入して上型１０を下降させて、板状成形・接合体Ａを上型１０および下型２０で狭持して固定させ、下型２０の下型凹部２２に設けられたトレーサガス導入口２５から下型凹部２２にトレーサガスを注入して保持する（例えば１０秒間）。
板状成形・接合体Ａの接合部に気密性がないと、下型２０の下型凹部２２に注入されたトレーサガスが上型１０上型凹部１２に漏れて、上型１０の上型凹部１２内に設けられたガス検知器（ガスセンサー）１５がガス漏れを検知する。

以上のように、本発明に係る板状成形・接合体の漏れ検査装置によれば、完成品（例えば電池ケースとしての完成品）にアッセンブリする前に、板状成形・接合体（部品）の状態で接合部の漏れ検査ができ、検査作業の効率を向上させることができる。
また、漏れ検査において、シールゴムを上型１箇所に配設しておけば足り、上型下型両方にシールゴムを配設する必要がなく、検査コストの低減が果たせる。

Ａ 板状成形・接合体（検査対象物）
１ 漏れ検査装置
３ シリンダーロッド
４ 上部支持板
５ シャフト
７ 下型支持台
８ 支柱
１０ 上型
１１ 下面
１２ 上型凹部
１３ シール溝
１４ シールゴム
１４ａ シールゴムの下面
１５ ガス検知器（ガスセンサー）
２０ 下型
２１ 上面
２２ 下型凹部
２３ 嵌合段差
２４ 環状凸部
２５ トレーサガス導入口
３１ Ｒ部

Claims (2)

1. 板状成形・接合体の検査対象物を上型と下型とで挟持してその漏れを検査する装置であって、
   上型の下面の中央には上型凹部が形成され、
   下型の上面の中央には下型凹部が形成され、
   下型凹部の上方周縁には、板状成形・接合体の周縁を嵌合装着させるために段差を形成した嵌合段差が下方に向かって形成されており、
   嵌合段差に検査対象物である板状成形・接合体の周縁を嵌合装着することによって、検査対象物を下型に固定し、
   嵌合段差の外方周囲には、下型の上面から上方に盛上げかつ環状に形成された環状凸部が設けられ、
   下型凹部の側方には、下型凹部にトレーサガスを注入するためのトレーサガス導入口が設けられており、
   上型凹部の下方周縁には、環状に穿設したシール溝が設けられ、
   該シール溝には、
   下型凹部に嵌合装着された板状成形・接合体の外周縁側に向けて下方に突出して設けられたＲ部と、
   及びその下面が下型の環状凸部の上面と当接する平面と、
   を備えた環状のシールゴムが配設されており、
   上型を下降させたときに、
   前記Ｒ部が検査対象物である板状成形・接合体の外周縁と当接して、
   下型凹部に注入したトレーサガスが上型凹部に上昇することを遮断し、
   シールゴムの下面が下型の環状凸部の上面と当接して、下部凹部に注入したトレーサガスが下型凹部から外へ出るのを遮断するようにして、上型凹部内にガス検出器を配設したことを特徴とする板状成形体の漏れ検査装置。
2. 前記検査対象物が電極端子部を有する電池ケースなどの封口蓋であることを特徴とする請求項１記載の漏れ検査装置。

Images