CN115942584A - 紧固构造体及等离子体发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供紧固构造体及等离子体发生装置。课题在于将陶瓷构件通过螺合构件而适当地紧固于基体。紧固构造体具备：基体，由一个以上的构件构成，形成有螺纹孔；螺合构件，具有形成有与螺纹孔螺合的螺纹牙的轴和在轴的端部形成的头；及陶瓷制的陶瓷构件，形成有供螺合构件的轴插通的插通孔，螺合构件的插通于插通孔的部位的截面积小于螺合构件的螺纹牙的截面积。

Description

紧固构造体及等离子体发生装置

技术领域

本公开涉及将陶瓷制的陶瓷构件通过螺合构件而紧固于基体的紧固构造体等。

背景技术

在下述专利文献中，记载了将陶瓷构件通过螺合构件而紧固于基体的技术。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2012-004495号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本说明书的课题在于将陶瓷构件通过螺合构件而适当地紧固于基体。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本说明书公开紧固构造体等，该紧固构造体具备：基体，由一个以上的构件构成，形成有螺纹孔；螺合构件，具有形成有与上述螺纹孔螺合的螺纹牙的轴和在轴的端部形成的头；及陶瓷制的陶瓷构件，形成有供上述螺合构件的轴插通的插通孔，上述螺合构件的插通于上述插通孔的部位的截面积小于上述螺合构件的螺纹牙的截面积。

发明效果

根据本公开，能够将陶瓷构件适当地紧固于基体。

附图说明

图1是示出等离子体装置的图。

图2是示出等离子体头的立体图。

图3是示出在电极及主体侧等离子体通路的位置处在X方向及Z方向上将等离子体头切断时的剖视图。

图4是图3中的AA线处的剖视图。

图5是图2中的BB线处的剖视图。

图6是示出本发明的等离子体头的立体图。

图7是示出本发明的等离子体头的剖视图。

图8是示出翘曲状态下的中间构件的概略图。

图9是示出变形例的等离子体头的剖视图。

图10是示出变形例的等离子体头的剖视图。

图11是示出变形例的等离子体头的剖视图。

图12是示出变形例的等离子体头的剖视图。

图13是示出变形例的等离子体头的剖视图。

图14是示出翘曲状态下的中间构件的概略图。

具体实施方式

以下，作为用于实施本发明的方式，一边参照图一边详细地说明本发明的实施例。

如图1所示，等离子体装置10具备：等离子体头11、机器人13及控制箱15。等离子体头11安装于机器人13。机器人13例如是串联连杆型机器人(也能够称作多关节型机器人)。等离子体头11能够以保持于机器人13的前端的状态照射等离子体气体。等离子体头11能够根据机器人13的驱动而三维地移动。

控制箱15以计算机为主体而构成，统括地控制等离子体装置10。控制箱15具有向等离子体头11供给电力的电源部15A及向等离子体头11供给气体的气体供给部15B。电源部15A经由电源电缆(省略图示)而与等离子体头11连接。电源部15A基于控制箱15的控制来变更向等离子体头11的电极33(参照图3及图4)施加的电压。

另外，气体供给部15B经由多个(在本实施方式中是四根)气体管19而与等离子体头11连接。气体供给部15B基于控制箱15的控制而将后述的反应气体、载气、热气向等离子体头11供给。控制箱15控制气体供给部15B，控制从气体供给部15B向等离子体头11供给的气体的量等。由此，机器人13基于控制箱15的控制进行动作，从等离子体头11对载置于载台17上的被处理物W照射等离子体气体。

另外，控制箱15具备操作部15C，该操作部15C具有触摸面板或各种开关。控制箱15将各种设定画面、动作状态(例如，气体供给状态等)等显示于操作部15C的触摸面板。另外，控制箱15通过对于操作部15C的操作输入来接收各种信息。

如图2所示，等离子体头11具备等离子体生成部21和热气供给部23等。等离子体生成部21将从控制箱15的气体供给部15B(参照图1)供给的处理气体等离子体化，而生成等离子体气体。热气供给部23将从气体供给部15B供给的气体加热而生成热气。本实施方式的等离子体头11将在等离子体生成部21中生成的等离子体气体与由热气供给部23生成的热气一起向图1所示的被处理物W喷出。对于等离子体头11，在图2所示的箭头的方向上从上游侧向下游侧供给处理气体。需要说明的是，等离子体头11也可以是不具备热气供给部23的结构。即，本公开的等离子体装置也可以是不使用热气的结构。

如图3及图4所示，等离子体生成部21包含壳体31、一对电极33、等离子体照射部35等。需要说明的是，图3是对应于一对电极33及后述的多个主体侧等离子体通路71的位置而切断时的剖视图，图4是图3中的AA线处的剖视图。壳体31由耐热性较高的树脂制的基体36和耐热性较高的陶瓷制的陶瓷构件38构成。并且，如图5所示，陶瓷构件38通过四根螺栓(在图中仅图示了三根)40而螺栓紧固于基体36。需要说明的是，图5是图2中的BB线处的剖视图。

详细而言，如图5所示，陶瓷构件38大体是立方体形状，在陶瓷构件38的在上下方向上延伸的四边分别形成有在上下方向上延伸的切口部41。并且，从该切口部41的上端朝着陶瓷构件38的上端面形成有插通孔43。插通孔43的内径比螺栓40的轴45的外径稍大，比螺栓40的头46的外径小。另外，陶瓷构件38的切口部41的内尺寸比螺栓40的头的外径大。需要说明的是，在螺栓40的轴45上形成有螺纹牙47。

另外，基体36也大体是立方体形状，基体36的下表面的外尺寸与陶瓷构件38的上表面大致相同。并且，在基体36的下表面的四角分别形成有与螺栓40的轴45的螺纹牙47对应的形状的螺纹孔48。需要说明的是，四个螺纹孔48以与形成于陶瓷构件38的四个插通孔43在上下方向上一致的方式形成于基体36。

并且，陶瓷构件38以使陶瓷构件38的上表面紧贴于基体36的下表面的状态配置，基体36的四个螺纹孔48与陶瓷构件38的四个插通孔43连通。并且，螺栓40的轴45的前端从陶瓷构件38的插通孔43的下端插入，经由该插通孔43而插入至螺纹孔48，使形成于轴45的螺纹牙47与螺纹孔48螺合。此时，通过在螺栓40的头46与螺栓40的螺纹牙47螺合的螺纹孔48之间夹持陶瓷构件38，而基体36和陶瓷构件38被一体化。这样，通过陶瓷构件38由四根螺栓40螺栓紧固于基体36，基体36和陶瓷构件38作为壳体31而被一体化。

这样，在基体36和陶瓷构件38被一体化而成的壳体31中，如图3所示，在陶瓷构件38的内部形成有发生等离子体气体的反应室51。另外，一对电极33分别呈例如圆柱形状，以使其前端部突出到反应室51的状态固定。在以下的说明中，有时将一对电极33简称作电极33。另外，将一对电极33排列的方向称作X方向，将等离子体生成部21和热气供给部23排列的方向称作Y方向，将圆柱形状的电极33的轴向称作Z方向来进行说明。另外，在本实施方式中，X方向、Y方向、Z方向是相互正交的方向。

如图2及图4所示，热气供给部23具备气体管52、加热器53、连结部54等。气体管52及加热器53安装于壳体31的外周面，被图4所示的罩55覆盖。气体管52经由气体管(参照图1)19而与控制箱15的气体供给部15B连接。从气体供给部15B向气体管52供给气体(例如，空气)。加热器53安装于气体管52的中途。加热器53对在气体管52中流动的气体进行加热而生成热气。

如图4所示，连结部54将气体管52与等离子体照射部35连结。在等离子体照射部35安装于壳体31的状态下，连结部54的一端部连接于气体管52，另一端部连接于形成于等离子体照射部35的热气通路56。经由气体管52而向热气通路56供给热气。

如图3所示，电极33的一部分的外周部被由陶瓷等绝缘体制造出的电极罩57覆盖。电极罩57呈大致中空筒状，在长度方向上的两端部形成有开口。电极罩57的内周面与电极33的外周面之间的间隙作为气体通路58发挥功能。电极罩57的下游侧的开口连接于反应室51。电极33的下端从电极罩57的下游侧的开口突出。

另外，在壳体31的基体36的内部形成有反应气体流路61和一对载气流路63。反应气体流路61经由气体管19(参照图1)而与气体供给部15B连接，使从气体供给部15B供给的反应气体向反应室51流入。另外，一对载气流路63配置于在X方向上将反应气体流路61夹在中间的位置。一对载气流路63分别经由气体管19(参照图1)而与气体供给部15B连接，从气体供给部15B被供给载气。载气流路63使载气经由气体通路58而向反应室51流入。

作为反应气体(种气体)，能够采用氧气(O₂)。气体供给部15B例如经由反应气体流路61而使氧气与氮气(N₂)的混合气体(例如，干燥空气(Air：空气))向反应室51的电极33之间流入。以下，有时将该混合气体为了方便而称作反应气体，将氧气称作种气体。作为载气，能够采用氮气。气体供给部15B从各气体通路58以包围一对电极33中的各电极33的方式使载气流入。

对于一对电极33从控制箱15的电源部15A施加交流的电压。通过施加电压，例如，如图3所示，在反应室51内，在一对电极33的下端之间产生伪电弧A。在反应气体通过该伪电弧A时，反应气体被等离子体化。因此，一对电极33产生伪电弧A的放电，将反应气体等离子体化，而产生等离子体气体。

另外，在壳体31中的反应室51的内部嵌合有内部喷嘴65，在反应室51的内部位于一对电极33的下端的下方。在该内部喷嘴65形成有以在X方向上隔开间隔地排列且在Z方向上延伸的方式形成的多个(在本实施例中是六条)内部喷嘴等离子体通路67。多个内部喷嘴等离子体通路67的上游侧的端部在内部喷嘴65的上端面开口，连接于反应室51。另一方面，多个内部喷嘴等离子体通路67的下游侧的端部在内部喷嘴65的下端面开口。

在与该内部喷嘴65的下端面紧贴的壳体31的下端部形成有以在X方向上隔开间隔地排列且在Z方向上延伸的方式形成的多个(在本实施例中是六条)主体侧等离子体通路71。并且，多个主体侧等离子体通路71的上游侧的端部与多个内部喷嘴等离子体通路67的下端部连通。

等离子体照射部35具备喷嘴73、喷嘴罩75等。喷嘴73在来自X方向的侧视下大体呈T字形，由喷嘴主体77和喷嘴前端79构成。需要说明的是，喷嘴73是由喷嘴主体77和喷嘴前端79形成的一体物，由耐热性高的陶瓷成形。喷嘴主体77大体呈凸缘形状，通过螺栓80而固定于壳体31的下表面。另外，喷嘴前端79被设为从喷嘴主体77的下表面向下方延伸出的形状。并且，在喷嘴73形成有将喷嘴主体77和喷嘴前端79在上下方向(也就是说，Z方向)上贯通的多个(在本实施例中是六条)喷嘴侧等离子体通路81，这多个喷嘴侧等离子体通路81在X方向上隔开间隔地排列。需要说明的是，多个喷嘴侧等离子体通路81在Z方向上形成于与多个主体侧等离子体通路71相同的位置。因此，主体侧等离子体通路71与喷嘴侧等离子体通路81连通。

喷嘴罩75在从X方向观察的侧视下大体呈T字形，由罩主体85和罩前端87构成。需要说明的是，喷嘴罩75是由罩主体85和罩前端87形成的一体物，由耐热性较高的陶瓷成形。罩主体85被设为板厚的大体板形状，在罩主体85形成有向上表面开口并且在Z方向上凹陷的形状的凹部89。并且，以在该凹部89收纳喷嘴73的喷嘴主体77的方式，罩主体85通过螺栓90而固定于壳体31的陶瓷构件38的下表面。因此，喷嘴罩75能够相对于壳体31拆装，在喷嘴73的更换时等被从壳体31拆下。此外，在罩主体85中以在Y方向上延伸的方式形成有热气通路56，该热气通路56的一端部在凹部89开口，热气通路56的另一端部在罩主体85的侧面开口。并且，在罩主体85的侧面开口的热气通路56的端部连结于上述的热气供给部23的连结部54。

罩前端87从罩主体85的下表面向下方延伸出。在罩前端87形成有在Z方向上贯通的一个贯通孔93，该贯通孔93的上端部与罩主体85的凹部89连通。并且，在该贯通孔93中插入有喷嘴73的喷嘴前端79。由此，喷嘴73被喷嘴罩75整体地覆盖。需要说明的是，喷嘴73的喷嘴前端79的下端与喷嘴罩75的罩前端87的下端位于相同的高度。

另外，在喷嘴73被喷嘴罩75覆盖的状态下，喷嘴73的喷嘴主体77位于喷嘴罩75的凹部89的内部，喷嘴73的喷嘴前端79位于喷嘴罩75的贯通孔93的内部。在这样的状态下，在凹部89与喷嘴主体77之间及贯通孔93与喷嘴前端79之间存在间隙，该间隙作为热气输出通路95发挥功能。经由热气通路56而向热气输出通路95供给热气。

通过这样的构造，在反应室51中产生的等离子体气体与载气一起经由主体侧等离子体通路71及喷嘴侧等离子体通路81而从喷嘴侧等离子体通路81的下端的开口81A喷出。另外，从气体管52向热气通路56供给的热气在热气输出通路95中流动。该热气作为保护等离子体气体的屏蔽气体发挥功能。热气在热气输出通路95中流动，从热气输出通路95的下端的开口95A沿着等离子体气体的喷出方向而喷出。此时，热气以包围从喷嘴侧等离子体通路81的开口81A喷出的等离子体气体的周围的方式喷出。这样，通过将加热后的热气向等离子体气体的周围喷出，能够提高等离子体气体的效能(润湿性等)。

这样，在等离子体头11中，在反应室51中产生放电，产生等离子体，由此，该等离子体气体从喷嘴73的前端喷出，对被处理物W实施等离子体处理。此时，反应室51成为高温，因此形成有反应室51的壳体31的陶瓷构件38被设为耐热性较高的陶瓷制。不过，陶瓷虽然为耐热性较高的材料，但为杨氏模量较低的材料。需要说明的是，杨氏模量是弹性范围内的应变量与应力的比例常数，是应力相对于应变量的比率。因而，在以相同的应力使杨氏模量较高的物体和杨氏模量较低的物体发生变形的情况下，杨氏模量较低的物体比杨氏模量较高的物体大幅地变形。也就是说，杨氏模量较低的物体容易变形，杨氏模量较高的物体难以变形。因此，杨氏模量较低的陶瓷制的陶瓷构件38容易变形。另一方面，在壳体31中与陶瓷构件38的上表面紧贴的基体36为耐热性较高的树脂制，但耐热性比陶瓷构件38低。另外，基体36的材料即树脂是比陶瓷低的杨氏模量的材料。也就是说，基体36的杨氏模量比陶瓷构件38低，基体36比陶瓷构件38容易变形。另外，以使头46紧贴于陶瓷构件38的下表面的状态紧固陶瓷构件38的螺栓40为钢材制，钢材的杨氏模量比树脂、陶瓷高。也就是说，紧固陶瓷构件38的螺栓40的杨氏模量比陶瓷构件38高，螺栓40比陶瓷构件38难以变形。

也就是说，陶瓷构件38的上表面紧贴于杨氏模量比陶瓷构件38低的基体36，陶瓷构件38的下表面紧贴于比陶瓷构件38的杨氏模量高的螺栓40的头46。并且，通过反复使用等离子体头11，壳体31的温度在高温与常温之间反复变化。此时，陶瓷构件38反复热膨胀和收缩，但在反复热膨胀和收缩时，容易变形的陶瓷构件38大幅地变形。也就是说，热应力反复在陶瓷构件38中产生，陶瓷构件38大幅地变形。

另外，在紧贴于螺栓40的头46的陶瓷构件38产生螺栓40的拧紧扭矩。这样，因产生了热应力时的陶瓷构件38的变形、螺栓40的拧紧扭矩等，与螺栓40的头46紧贴的陶瓷构件38可能会破损。尤其是，由于陶瓷构件38在切口部41处被螺栓紧固，所以应力在陶瓷构件38向螺栓40的头46的紧贴面和与该紧贴面交叉的切口部41的侧面的边界线集中，在该边界线处破损的可能性较高。

另外，在壳体31的温度在高温与常温之间反复变化时，基体36也反复热膨胀和收缩，但由于基体36的杨氏模量比陶瓷构件38的杨氏模量低，所以伴随于基体36的热膨胀而容易变形的基体36大幅地变形。因此，也由于因基体36的变形而陶瓷构件38被向螺栓40的头46施力，而与螺栓40的头46紧贴的陶瓷构件38可能会破损。

鉴于这样的情况，在等离子体头11中，如图6及图7所示，通过轴中央部的直径比前端部的直径细的螺栓100将陶瓷构件38紧固于基体36。并且，在该螺栓100的头102与陶瓷构件38之间配置有垫圈106，在基体36与陶瓷构件38之间以层叠的状态配置有两块板状的中间构件110、112。

详细而言，在螺栓100的轴116的前端部形成有螺纹牙118，螺栓100的形成有螺纹牙118的部位(以下，记为“前端部位”)120与头102之间的部位(以下，记为“中央部位”)122比前端部位120细。也就是说，螺栓100的轴116的中央部位122的径向上的截面积小于前端部位120的截面积。另外，垫圈106呈圆环形状，垫圈106的内径大于螺栓100的轴116的中央部位122的外径，垫圈106的外径与螺栓100的头102的外径大致相同，或者比头102的外径大。并且，垫圈106配置于四根螺栓100的各头102与陶瓷构件38之间。

另外，两块板状的中间构件110、112呈板形状，是与陶瓷构件38的上表面大致相同的尺寸。两块板状的中间构件110、112层叠，层叠于上方的中间构件(以下，记为“第一中间构件”)110的厚度尺寸为层叠于下方的中间构件(以下，记为“第二中间构件”)112的厚度尺寸的一半左右。另外，第一中间构件110是平板形状，但在第二中间构件112的上表面形成有凹部126。凹部126是通过第二中间构件112的上表面的中央部的十字路形状的槽，凹部126的端部在第二中间构件112的四个侧面开口。需要说明的是，凹部126的深度尺寸与第一中间构件110的厚度尺寸大致相同。并且，以使形成有凹部126的第二中间构件112的上表面紧贴于第一中间构件110的下表面的状态层叠第一中间构件110和第二中间构件112。

层叠的状态下的第一中间构件110和第二中间构件112配置于陶瓷构件38的上表面与基体36的下表面之间。另外，在第一中间构件110和第二中间构件112上形成有与形成于陶瓷构件38的插通孔43相同的内尺寸的插通孔128、130。并且，通过螺栓100的轴116在陶瓷构件38、第一中间构件110、第二中间构件112的插通孔43、128、130插通且螺纹牙118与基体36的螺纹孔48螺合，而基体36、陶瓷构件38、第一中间构件110、第二中间构件112被一体地紧固。需要说明的是，螺栓100的轴116的中央部位122插通陶瓷构件38、第一中间构件110、第二中间构件112的插通孔43、128、130，轴116的前端部位120螺合于基体36的螺纹孔48。

另外，垫圈106、第一中间构件110及第二中间构件112由耐热性较高的树脂材料或橡胶系材料成形。需要说明的是，垫圈106、第一中间构件110及第二中间构件112可以由相同的材料成形，也可以由不同的材料成形。另外，作为耐热性较高的树脂材料、橡胶系材料，可举出例如PEEK、PPS、PES、氟系橡胶、硅系橡胶等。另外，垫圈106的杨氏模量比螺栓100(也就是说，头102)的杨氏模量及陶瓷构件38的杨氏模量低，第一中间构件110和第二中间构件112的杨氏模量比基体36的杨氏模量及陶瓷构件38的杨氏模量低。

这样，通过将杨氏模量比螺栓100的头102及陶瓷构件38低的垫圈106配置于头102与陶瓷构件38之间，能够防止陶瓷构件38的伴随于变形的破损。详细而言，在陶瓷构件38发生了热膨胀时，在陶瓷构件38与头102之间未配置垫圈106的情况下，杨氏模量比头102低的陶瓷构件38变形。另一方面，在陶瓷构件38与头102之间配置有垫圈106的情况下，当陶瓷构件38热膨胀时，杨氏模量比螺栓100的头102及陶瓷构件38低的垫圈106变形。另外，螺栓100的拧紧扭矩在陶瓷构件38与头102之间未配置垫圈106的情况下产生于陶瓷构件38，但在陶瓷构件38与头102之间配置有垫圈106的情况下产生于垫圈106。并且，通过螺栓100的拧紧扭矩，杨氏模量比头102及陶瓷构件38低的垫圈106变形。也就是说，在产生了热应力时取代陶瓷构件38而垫圈106变形，通过螺栓100的拧紧扭矩等，取代陶瓷构件38而垫圈106变形。由此，能够抑制陶瓷构件38的变形，防止陶瓷构件38的破损。

另外，能够通过将杨氏模量比基体36及陶瓷构件38低的第一中间构件110和第二中间构件112配置于基体36与陶瓷构件38之间，来防止陶瓷构件38的伴随于变形的破损。详细而言，在基体36发生了热膨胀时，在基体36与陶瓷构件38之间未配置第一中间构件110和第二中间构件112的情况下，基体36变形，陶瓷构件38被向螺栓100的头102施力。另一方面，在基体36与陶瓷构件38之间配置有第一中间构件110和第二中间构件112的情况下，当基体36热膨胀时，杨氏模量比基体36及陶瓷构件38低的第一中间构件110和第二中间构件112变形。也就是说，在产生了热应力时取代陶瓷构件38而第一中间构件110和第二中间构件112变形。由此，能够抑制陶瓷构件38向螺栓100的头102的施力，防止陶瓷构件38的破损。

另外，通过在基体36与陶瓷构件38之间配置第一中间构件110和第二中间构件112这两块构件，能够降低向陶瓷构件38施加的载荷，防止陶瓷构件38的破损。详细而言，例如，当将图8所示的板形状的中间构件140配置于基体36与陶瓷构件38之间时，中间构件140以使中央部向下方突出的状态翘曲。这是因为：由于在陶瓷构件38的内部形成有反应室51，所以陶瓷构件38成为高温，与该陶瓷构件38接触的中间构件140的下表面大幅地膨胀，与比陶瓷构件38低温的基体36接触的中间构件的上表面与下表面相比不膨胀。并且，向陶瓷构件38施加用于使中间构件140的翘曲恢复的力。该用于使中间构件140的翘曲恢复的力F通过下述式子来运算。

F＝{(48×E×I)/L3}×σ

需要说明的是，E是中间构件140的杨氏模量，I是截面惯性矩，L是中间构件140的长度尺寸。另外，如图8所示，σ是中间构件140的翘曲量。并且，截面惯性矩I与中间构件140的厚度尺寸的三次方成比例。在此，将中间构件140的厚度尺寸设为3t。

另外，为了在基体36与陶瓷构件38之间与中间构件140同等地防止陶瓷构件38的破损，第一中间构件110和第二中间构件112这两块构件的厚度尺寸是3t。并且，如上所述，第一中间构件110的厚度尺寸是第二中间构件112的厚度尺寸的一半左右。因此，第一中间构件110的厚度尺寸是t，第二中间构件112的厚度尺寸是2t。需要说明的是，形成于第二中间构件112的凹部126的深度尺寸与第一中间构件110的厚度尺寸相同，因此是t。

并且，在第一中间构件110和第二中间构件112这两块构件配置于基体36与陶瓷构件38之间时，与陶瓷构件38接触的第二中间构件112与中间构件140相同地以使中央部向下方突出的状态翘曲。此时，在第二中间构件112的凹部126的下方的部分产生用于使第二中间构件112的翘曲恢复的力F。因此，在用于使第二中间构件112的翘曲恢复的力F的运算时使用的截面惯性矩I与第二中间构件112的凹部126的下方的部分的厚度尺寸的三次方成比例。也就是说，第二中间构件112的厚度尺寸是2t，凹部126的深度尺寸是t，因此第二中间构件112的凹部126的下方的部分的厚度尺寸成为t(＝2t-t)，在用于使第二中间构件112的翘曲恢复的力F的运算时使用的截面惯性矩I与t的三次方成比例。

这样，在第一中间构件110和第二中间构件112这两块构件配置于基体36与陶瓷构件38之间的情况下，截面惯性矩I与t的三次方(t³)成比例。另一方面，在中间构件140配置于基体36与陶瓷构件38之间的情况下，截面惯性矩I与3t的三次方(27t³)成比例。因此，用于使第二中间构件112的翘曲恢复的力F成为用于使中间构件140的翘曲恢复的力F的1/27。也就是说，在第一中间构件110和第二中间构件112这两块构件配置于基体36与陶瓷构件38之间的情况下向陶瓷构件38施加的载荷成为在中间构件140配置于基体36与陶瓷构件38之间的情况下向陶瓷构件38施加的载荷的1/27。这样，通过在基体36与陶瓷构件38之间配置第一中间构件110和第二中间构件112这两块构件，能够降低向陶瓷构件38施加的载荷，防止陶瓷构件38的破损。

另外，如图7所示，通过陶瓷构件38由轴116的中央部位122的直径比前端部位120细的螺栓100紧固于基体36，能够降低向陶瓷构件38施加的载荷，防止陶瓷构件38的破损。详细而言，螺栓100的弹簧常数K通过下述式子来运算。

K＝A×(E/L)

需要说明的是，A是螺栓100承受负荷的部位的截面积，L是螺栓100承受负荷的部位的长度尺寸。另外，E是螺栓100的杨氏模量。因此，螺栓100承受负荷的部位的截面积A越小，则螺栓100的弹簧常数K也越小。另外，弹簧常数越小，则越容易伸长。也就是说，越是螺栓100的截面积小的部位，则越容易伸长。并且，螺栓100在截面积大的前端部位120处紧固于基体36，在截面积小的中央部位122处插通陶瓷构件38的插通孔43。因此，在陶瓷构件38等发生了膨胀时，螺栓100在中央部位122处伸长，由此，向陶瓷构件38施加的载荷降低。由此，能够防止陶瓷构件38的破损。

顺便一提，等离子体头11是等离子体发生装置的一例。壳体31是紧固构造体的一例。电极33是电极的一例。基体36是基体及一个以上的构件的一例。陶瓷构件38是陶瓷构件的一例。插通孔43是插通孔的一例。螺纹孔48是螺纹孔的一例。反应室51是反应室的一例。反应气体流路61是气体流路的一例。喷嘴73是喷嘴的一例。螺栓100是螺合构件的一例。头102是头的一例。第一中间构件110是板状构件的一例。第二中间构件112是板状构件的一例。轴116是轴的一例。螺纹牙118是螺纹牙的一例。凹部126是凹部的一例。

以上，在上述的本实施方式中，起到以下的效果。

在等离子体头11中，通过轴116的中央部位122的截面积比前端部位120的截面积小的螺栓100将陶瓷构件38紧固于基体36。并且，螺栓100在截面积较大的前端部位120处紧固于基体36，在截面积较小的中央部位122处插通陶瓷构件38的插通孔43。另外，由于轴116的中央部位122较细，所以如上所述，中央部位122的弹簧常数较小，容易伸长。因此，在陶瓷构件38等发生了膨胀时，螺栓100在中央部位122处伸长，由此能够降低向陶瓷构件38施加的载荷，防止陶瓷构件38的破损。

另外，在等离子体头11中，杨氏模量比基体36及陶瓷构件38低的第二中间构件112配置于基体36与陶瓷构件38之间，在该第二中间构件112上形成有凹部126。因此，第二中间构件112的形成有凹部126的部位的厚度尺寸变薄，如上所述，用于使第二中间构件112的翘曲恢复的力F变小。由此，能够降低向陶瓷构件38施加的载荷，防止陶瓷构件38的破损。

另外，在等离子体头11中，不仅是第二中间构件112，第一中间构件110也配置于基体36与陶瓷构件38之间，第一中间构件110和第二中间构件112层叠。因此，通过利用第一中间构件110和第二中间构件112这两块板状的构件来确保厚度，能够增大第一中间构件110和第二中间构件112的变形量。由此，能够降低向陶瓷构件38施加的载荷，防止陶瓷构件38的破损。

另外，在等离子体头11中，在第二中间构件112的上表面形成有凹部126，在该第二中间构件112的上表面层叠有第一中间构件110。也就是说，在第一中间构件110与第二中间构件112的紧贴面形成有凹部126，在第一中间构件110与第二中间构件112之间形成有间隙。由此，在第一中间构件110与第二中间构件112之间，能够缓和第一中间构件110和第二中间构件112的膨胀。

另外，等离子体头11是通过在反应室51中产生放电来产生等离子体的装置。并且，在该等离子体头11中，通过在基体36与陶瓷构件38之间配置第一中间构件110和第二中间构件112来防止陶瓷构件38的破损。由此，能够适当地抑制反复使用等离子体头11时的伴随于壳体31的温度变化的对陶瓷构件38的伤害。尤其是，由于在陶瓷构件38的内部形成有反应室51，所以能够良好地保护容易受到温度变化的影响的陶瓷构件38。

进一步说，在陶瓷构件38中配置有通过电压的施加而放电的一对电极33，并形成有用于将反应气体向反应室51供给的反应气体流路61。另外，用于将在反应室51中产生的等离子体喷出的喷嘴73安装于陶瓷构件38的下表面侧。因此，通过保护陶瓷构件38，也能够保护电极33、反应气体流路61、喷嘴73等。

需要说明的是，本公开不限定于上述实施方式，能够以基于本领域技术人员的知识实施了各种变更、改良后的各种方案来实施。具体而言，例如，在上述实施例中，在第二中间构件112的上表面层叠有第一中间构件110，在第二中间构件112的上表面形成有凹部126。另一方面，如图9所示，也可以在第一中间构件110的上表面层叠第二中间构件112，在第二中间构件112的下表面形成凹部126。另外，如图10所示，也可以在第一中间构件110的上表面层叠第二中间构件112，在第二中间构件112的上表面形成凹部126。另外，如图11所示，也可以在第二中间构件112的上表面层叠第一中间构件110，在第二中间构件112的下表面形成凹部126。需要说明的是，在第二中间构件112的上表面层叠第一中间构件110且在第二中间构件112的下表面形成凹部126的情况下，形成有凹部126的第二中间构件112的下表面与陶瓷构件38接触。因此，在第二中间构件112以使中央部向下方突出的状态翘曲的情况下，由于在第二中间构件112的下表面的中央部形成有凹部126，所以第二中间构件112的下表面的中央部几乎不与陶瓷构件38的上表面接触。由此，几乎不会因第二中间构件112的翘曲而向陶瓷构件38施加负荷，能够合适地防止陶瓷构件38的破损。

另外，在上述实施例中，在基体36与陶瓷构件38之间配置有第一中间构件110和第二中间构件112这两块板状的构件，但也可以在基体36与陶瓷构件38之间配置三块以上的板状的构件。另一方面，如图12所示，也可以在基体36与陶瓷构件38之间配置一块中间构件150。并且，通过在该中间构件150的下表面的中央部形成凹部126，而与图11所示的第二中间构件112相同地，几乎不会因中间构件150的翘曲而向陶瓷构件38施加负荷，能够适当地防止陶瓷构件38的破损。

另外，在上述实施例中，在第二中间构件112的中央部形成有凹部126，但如图13所示，也可以在第一中间构件160的外缘部形成凹部162。也就是说，也可以将板状的构件的四边的边缘切除一部分而形成凹部162，并将该板状的构件层叠于第二中间构件112的上表面。这样，通过将板状的构件的四边的边缘切除一部分而形成凹部162，能够减少翘曲量。具体而言，例如，如图14所示，未形成凹部的中间构件170的翘曲量是t1。另一方面，在中间构件180的上表面的外缘形成了凹部182的情况下，该中间构件180的翘曲量成为t2，比未形成凹部的中间构件170的翘曲量t1少。由此，能够降低因中间构件180的翘曲而向陶瓷构件38施加的负荷，防止陶瓷构件38的破损。

另外，在上述实施例中，在基体36与陶瓷构件38之间配置第一中间构件110和第二中间构件112，并且陶瓷构件38由中央部位122比前端部位120细的螺栓100紧固。另一方面，也可以在基体36与陶瓷构件38之间配置第一中间构件110和第二中间构件112，但陶瓷构件38由一般的螺栓(也就是说，具有直径相同的轴的螺栓)紧固。另外，也可以在基体36与陶瓷构件38之间不配置第一中间构件110和第二中间构件112，陶瓷构件38由中央部位122比前端部位120细的螺栓100紧固。

另外，在上述实施例中，在陶瓷构件38被螺栓紧固时使用螺栓100、第一中间构件110、第二中间构件112，但也可以在陶瓷制的喷嘴73等被螺栓紧固时使用螺栓100、第一中间构件110、第二中间构件112。另外，不限定于等离子体头11，在将陶瓷制的构件向基体螺栓紧固的各种装置、机构、系统等中，能够采用使用了螺栓100、第一中间构件110、第二中间构件112的紧固构造体。

另外，在上述实施例中，采用了利用螺栓100将陶瓷制的构件紧固的构造，但只要是通过将螺纹牙与螺纹孔螺合来紧固的构造即可，能够采用各种构造。

附图标记说明

11：等离子体头(等离子体发生装置)，31：壳体(紧固构造体)，33：电极，36：基体(一以上的构件)，38：陶瓷构件，43：插通孔，48：螺纹孔，51：反应室，61：反应气体流路(气体流路)，73：喷嘴，100：螺栓(螺合构件)，102：头，110：第一中间构件(板状构件)，112：第二中间构件(板状构件)，116：轴，118：螺纹牙，126：凹部。

Claims (6)

1.一种紧固构造体，具备：

基体，由一个以上的构件构成，形成有螺纹孔；

螺合构件，具有形成有与所述螺纹孔螺合的螺纹牙的轴和在轴的端部形成的头；及

陶瓷制的陶瓷构件，形成有供所述螺合构件的轴插通的插通孔，

所述螺合构件的插通于所述插通孔的部位的截面积小于所述螺合构件的螺纹牙的截面积。

2.一种紧固构造体，具备：

基体，由一个以上的构件构成，形成有螺纹孔；

螺合构件，具有形成有与所述螺纹孔螺合的螺纹牙的轴和在轴的端部形成的头；

陶瓷制的陶瓷构件，形成有供所述螺合构件的轴插通的插通孔；及

板状构件，配置于所述基体与所述陶瓷构件之间，所述板状构件的杨氏模量比所述基体的一个以上的构件中的位于所述陶瓷构件侧的构件的杨氏模量及所述陶瓷构件的杨氏模量低，

在所述板状构件的上表面和下表面中的至少一个表面形成有凹部。

3.根据权利要求2所述的紧固构造体，其中，

多个所述板状构件以层叠的状态配置于所述基体与所述陶瓷构件之间，

在所述多个板状构件中的至少一个板状构件形成有凹部。

4.根据权利要求3所述的紧固构造体，其中

在所述多个板状构件中的在层叠的状态下相互接触的面形成有凹部。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的紧固构造体，其中，

所述螺合构件的插通于所述插通孔的部位的截面积小于所述螺合构件的形成有螺纹牙的部位的截面积。

6.一种等离子体发生装置，具备：

基体，由一个以上的构件构成，形成有螺纹孔；

螺合构件，具有形成有与所述螺纹孔螺合的螺纹牙的轴和在轴的端部形成的头；

陶瓷制的陶瓷构件，形成有供所述螺合构件的轴插通的插通孔；

反应室，形成于所述陶瓷构件的内部；

一对电极，配置于所述陶瓷构件的内部，在所述反应室中通过施加电压而使处理气体等离子体化；

气体流路，形成于所述陶瓷构件的内部，用于向所述反应室供给处理气体；

喷嘴，安装于所述陶瓷构件，用于将在所述反应室中被等离子体化后的气体排出；

板状构件，配置于所述基体与所述陶瓷构件之间，所述板状构件的杨氏模量比所述基体的一个以上的构件中的位于所述陶瓷构件侧的构件的杨氏模量及所述陶瓷构件的杨氏模量低，

在所述板状构件的上表面和下表面中的至少一个表面形成有凹部。

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