KR20120012412A - Detecting sensor and method of making the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 검출 센서(sensor) 및 검출 센서의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a detection sensor and a manufacturing method of the detection sensor.
종래의 검출 센서로서, 피검출물을 검출하기 위한 센서 주요부를 내부에 수용하는 케이스(case)와, 동(同) 케이스에 형성된 통형의 케이블(cable) 도출부와, 동 케이블 도출부에서 외부로 도출되는 케이블을 구비한 것이 알려져 있다. (예를 들면, 특개2005-285501호 공보 참조). 이와 같은 검출 센서는, 약품 등의 액체에 노출됨으로 인한 센서 주요부 및 케이블 내의 도선의 부식을 방지하기 위하여, 케이스 및 케이블의 외피부재가 불소수지로 이루어진다. 센서 주요부의 부식을 방지하기 위해서는 케이스 내부의 수밀성도 확보하여야 하고, 이를 위해서는 케이스의 케이블 도출부와 케이블의 사이를 확실하게 봉합할 필요가 있다. 그 방법으로서, 케이블 도출부와 케이블을 접착제로 서로 접착하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나 불소수지는 접착제에 대한 친화성이 낮기 때문에, 불소수지끼리인 케이블 도출부와 케이블의 외피부재의 접착제에 의한 접착은 어렵다. 또한, 접착 이외의 방법으로서 가열 용착하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나 불소수지는 내약품성을 가질 뿐 아니라 내열성도 우수하기 때문에 융점이 높고, 불소수지끼리인 케이블 도출부와 케이블의 외피부재의 가열 용착도 어렵다.A conventional detection sensor, comprising: a case accommodating a main part of a sensor for detecting an object to be detected therein; a tubular cable lead portion formed in the case; It is known to have a cable drawn out. (See, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-285501). In such a detection sensor, in order to prevent corrosion of the main part of the sensor due to exposure to liquids such as chemicals and the conducting wires in the cable, the shell member of the case and the cable is made of fluorine resin. In order to prevent corrosion of the main part of the sensor, the watertightness inside the case must also be secured, and for this purpose, it is necessary to seal the cable between the cable lead of the case and the cable. As a method, a method of adhering the cable lead-out portion and the cable to each other with an adhesive can be considered. However, since the fluorine resin has low affinity for the adhesive, it is difficult to bond the adhesive with the cable lead-out portion between the fluorine resin and the outer shell member of the cable. Moreover, the method of heat welding can be considered as a method other than adhesion | attachment. However, since the fluorine resin has not only chemical resistance but also excellent heat resistance, it has a high melting point, and it is difficult to heat weld the cable lead-out portion between the fluorine resin and the outer shell member of the cable.
그래서 케이블 도출부와 케이블을 레이저 광으로 용착하는 방법을 안출할 수 있다. 이 방법에서는, 케이블이 삽입 통과된 케이블 도출부에 대하여 외측에서 레이저 광을 조사함으로써 충분한 에너지가 케이블 도출부와 케이블의 경계부분에 부여된다. 이에 따라 케이블 도출부와 케이블을 서로 용착하는 것이 가능하다.Therefore, the cable lead-out part and the method of welding a cable with a laser beam can be devised. In this method, sufficient energy is applied to the cable lead-out portion and the boundary of the cable by irradiating a laser light from the outside to the cable lead-out portion through which the cable is inserted. Thereby, it is possible to weld a cable lead-out part and a cable to each other.
그런데, 상기한 바와 같은 검출 센서에 있어서, 케이블 도출부가 케이블을 지지하는데 충분한 강성을 확보하기 위해서는, 케이블 도출부의 두께(내주면에서 외주면까지의 두께)를 두껍게 할 필요가 있다. 그러나 케이블 도출부의 두께를 두껍게 하면, 레이저 광의 에너지가 케이블과의 경계부분에 양호하게 부여되지 아니 하여 용착이 불충분해진다. 그 결과, 케이블 도출부와 케이스 사이의 용착 강도 및 케이스의 수밀성의 저하를 초래할 우려가 있다.By the way, in the above-described detection sensor, in order to ensure the rigidity sufficient for the cable lead-out part to support a cable, it is necessary to thicken the thickness (thickness from an inner peripheral surface to an outer peripheral surface) of a cable lead-out part. However, if the thickness of the cable lead-out portion is made thick, the energy of the laser light is not imparted well to the boundary with the cable, resulting in insufficient welding. As a result, there exists a possibility that the welding strength between a cable lead-out part and a case may fall, and the watertightness of a case may fall.
본 발명의 목적은, 케이블 도출부가 케이블의 지지에 충분한 강성을 확보하면서도 케이블 도출부와 케이블을 양호하게 레이저 용착하는 것이 가능한 검출 센서 및 검출 센서의 제조방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a detection sensor and a manufacturing method of the detection sensor capable of laser welding the cable lead-out portion and the cable satisfactorily while securing the rigidity sufficient to support the cable.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 따르면, 피검출물을 검출하기 위한 센서 주요부를 수용하고, 불소수지로 이루어지는 케이스와, 해당 케이스에서 돌출하도록 형성된 통형의 케이블 도출부와, 해당 케이블 도출부의 선단부에서 케이스의 외부로 도출됨과 아울러 불소수지로 이루어지는 외피부재를 가지는 케이블을 구비한 검출 센서가 제공된다. 케이블 도출부와 케이블의 외피부재가 레이저 용착됨으로써 케이블 도출부와 케이블의 외피부재의 사이가 봉합된다. 케이블 도출부의 선단부가 경사진 형상을 가지고 있다.In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a main portion of the sensor for detecting the object to be detected, a case made of fluorine resin, a tubular cable lead-out portion formed to protrude from the case, and the corresponding cable. A detection sensor provided with a cable which is drawn out of the front end of the lead-out part to the outside of the case and which has a shell member made of fluorine resin is provided. Laser welding of the cable lead-out portion and the outer shell member of the cable seals between the cable lead-out portion and the outer shell member of the cable. The tip of the cable lead-out has an inclined shape.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 검출 센서의 제조방법이 제공된다. 검출 센서는, 불소수지로 이루어지는 케이스와, 해당 케이스에서 돌출하도록 형성된 통형의 케이블 도출부와, 해당 케이블 도출부의 선단부에서 케이스의 외부로 도출됨과 아울러 불소수지로 이루어지는 외피부재를 가지는 케이블을 구비한다. 케이블 도출부와 케이블의 사이가 봉합된다. 제조방법은, 케이블 도출부의 선단부를 경사진 형상으로 형성하는 공정과, 선단부에 있어서 케이블 도출부와 케이블을 레이저 용착하는 공정을 구비한다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a detection sensor is provided. The detection sensor includes a case made of a fluorine resin, a cable having a cylindrical cable lead portion formed to protrude from the case, and a cable having a shell member made of fluorine resin, which is led out of the case at the tip of the cable lead portion. The cable lead is sealed between the cable. The manufacturing method includes a step of forming the tip end portion of the cable lead-out portion in an inclined shape, and a step of laser welding the cable lead-out portion and the cable at the tip portion.
도 1은, 본 실시예의 일 실시예에 따른 누액 검출 센서의 용도의 일예를 나타낸 개략도이다.
도 2는, 도 1의 누액 검출 센서를 나타낸 사시도이다.
도 3은, 도 2의 누액 검출 센서를 나타낸 분해사시도이다.
도 4는, 도 2의 누액 검출 센서를 나타낸 평면도이다.
도 5는, 도 2의 누액 검출 센서를 나타낸 저면도이다.
도 6은, 도 2의 6-6선을 따른 단면도이다.
도 7은, 도 4의 7-7선을 따라 검출부를 통과하도록 절단한 단면도이다.
도 8은, 누액 검출 센서의 커버(cover)를 나타낸 사시도이다.
도 9는, 투광(投光)소자로부터의 광의 진로를 설명하기 위한 모식도이다.
도 10은, 케이블 도출부와 케이블의 레이저(laser) 용착방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 11의 (a) 및 (b)는, 케이블 도출부와 케이블의 레이저 용착을 설명하기 위한 사시도이다.1 is a schematic diagram showing an example of a use of a leaky liquid detection sensor according to an embodiment of the present embodiment.
FIG. 2 is a perspective view illustrating the leaky liquid detection sensor of FIG. 1. FIG.
3 is an exploded perspective view showing the leaky liquid detection sensor of FIG. 2.
4 is a plan view illustrating the leaky liquid detection sensor of FIG. 2.
FIG. 5 is a bottom view of the leak detection sensor of FIG. 2. FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 of FIG. 2.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line 7-7 of FIG. 4 to pass through the detection unit.
8 is a perspective view showing a cover of a leaky liquid detection sensor.
9 is a schematic diagram for explaining the course of light from a light transmitting element.
10 is a perspective view for explaining a laser welding method of the cable lead-out portion and the cable.
(A) and (b) is a perspective view for demonstrating the laser welding of a cable lead-out part and a cable.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 센서를 도면에 따라서 설명한다.Hereinafter, a detection sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1에 나타낸 바와 같이 누액 검출 센서(1)는, 공장 내의 제조장치(D)의 하방(下方)의 설치면(P)에 볼트(bolt)(미도시)로 설치되어 제조장치(D)로부터의 누액을 검출한다. 누액 검출 센서(1)는, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 센서 본체부(11)와, 설치면(P)과 센서 본체부(11) 사이에 개재되는 베이스(base)부(12)와, 센서 본체부(11)를 설치면(P)에 대하여 고정함과 아울러 베이스부(12)를 지지하는 지지부재(13)를 갖고 있다.As shown in FIG. 1, the leaking
센서 본체부(11)는, 대략 유저원통형(有低圓筒形), 즉 캡(cap) 형상의 케이스(case)(14)의 상부를 수밀(水密)하게 폐쇄하는 커버(cover)(15)와, 케이스(14)에서 도출된 케이블(16)을 가진다. 케이스(14)는, 기판(17) 등의 센서 주요부를 수용한다. 케이스(14)는, 내열성 및 내약품성을 가진 퍼플루오르알콕시알칸(PFA: perfluoro alkoxy alkane) 등의 불소수지로 이루어지고, 원통형의 외주부(21)와, 외주부(21)의 하단을 막는 저부(22)를 가진다. 외주부(21)의 개구(14a)(저부(22)와는 반대측인 단부)는, 대략 원반(圓盤)형의 커버(15)(도 8 참조)로 폐쇄되어 있다. 이 커버(15)도 내열성 및 내약품성을 가진 PFA 등의 불소수지로 이루어진다.The sensor
케이블(16)은, 내열성 및 내약품성을 가진 PFA 등의 불소수지로 이루어지는 튜브(tube)형의 외피부재(16a)를 가지고, 그 외피부재(16a)의 내부에 복수의 도선(미도시)을 가진다. 케이블(16) 내부의 도선은, 케이스(14)의 내부에 수용된 기판(17)에 전기적으로 접속되어 있다. 케이블(16)은, 케이스(14)에 형성된 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)에서 케이스(14)의 외부로 도출되어 있다. 케이스(14) 내에 수용된 기판(17)의 상면은, 높이방향, 즉 수직방향(Z)과 직교하도록 설치되어 있다. 기판(17)의 하면에는, 투광소자(18)와 수광소자(19)가 각각 2개씩 설치되어 있다(도 7 참조). 또한 기판(17)의 상면에는, 좌우방향, 즉 횡방향(Y)을 따라 나열되는 3개의 엘이디(LED)(20)가 설치되어 있다(도 6 및 도 7 참조).The
케이스(14)의 외주부(21)의 전후방향(X)의 후단부에는, 대략 직사각형으로 돌출하는 기부(基部)(24)가 형성되어 있다. 기부(24)의 전후방향(X)의 단면(24a)은 전후방향(X)과 직교하는 평면을 가지고 있다. 그 단면(24a)에서 전후방향(X)을 따라 돌출하는 상기 케이블 도출부(23)가 형성되어 있다. 케이블 도출부(23)는 원통형이며, 그 내주부는 케이블(16)을 삽입통과하기 위한 삽입통과공(25)(도 6 참조)이다.At the rear end of the outer
케이블 도출부(23)의 선단부(23a)는, 테이퍼(taper) 형상, 즉 끝으로 갈수록 가늘어지는 형상을 가지고 있다. 상세히 기술하면, 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)는 원뿔대 형상을 가지고 있다. 케이블 도출부(23)의 삽입통과공(25)의 직경(케이블 도출부(23)의 내경)은, 케이블 도출부(23)의 축방향 전체에 걸쳐 일정해지도록 형성되어 있다(도 6 참조). 더욱이 케이블 도출부(23)의 축방향은, 삽입통과공(25)의 관통방향과 일치되어 있고, 본 실시예에서는 누액 검출 센서(1)의 전후방향(X)과도 일치하고 있다. 한편, 케이블 도출부(23)의 외경은, 그 기단부(23b)에서 케이블 도출부(23)의 축방향의 중간부분까지는 일정하고, 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)에 있어서는, 선단을 향하여 감에 따라 점차 작아진다. 환언(換言)하면, 케이블 도출부(23)의 외주면은, 기단부(23b)에서 케이블 도출부(23)의 축방향 중간부분까지에 있어서는 케이블 도출부(23)의 축방향을 따라 평행하게 연장되어 있고, 선단부(23a)에 있어서는 테이퍼 형상으로 이루고 경사면으로 되어 있다. 즉, 케이블 도출부(23)의 기단부(23b)는, 선단부(23a)보다도 큰 두께를 가진다. 이에 따라 케이블 도출부(23)의 강성을 확보하는 것이 가능하게 되어 있다.The
더욱이, 기부(24)의 단면(24a)에 있어서 케이블 도출부(23)의 횡방향(Y) 양측에는, 수직방향(Z)을 따라 직선형으로 연장하는 결합홈(26)이 각각 형성되어 있다. 또한, 기부(24)의 횡방향(Y) 양측면에는, 수직방향(Z)을 따라 직선형으로 연장하는 결합 돌출부(27)가 형성되어 있다.Further,
또한, 케이스(14)의 외주부(21)에 있어서 횡방향(Y) 양측 부분에는, 복수의 돌기군으로 이루어지는 파지부(把持部)(21a)가 형성되어 있다(도 4 참조). 파지부(21a)는, 누액 검출 센서(1) 또는 센서 본체부(11) 단체(單體)를 잡을 때의 표적 및 미끄럼막이로서 기능한다. 또한, 케이스(14)의 외주부(21)에 있어서 파지부(21a)보다도 전측(前側)(기부와 반대측)의 위치에는, 1쌍의 돌기부(21b)가 형성되어 있다. 도시하지 않은 고정수단으로 돌출부(21b)를 하방으로 내리누룸으로써 케이스(14)의 전단부의 진동을 방지할 수가 있다. 또한, 이 돌출부(21b)는, 케이스(14)의 수직방향(Z) 중간부에 형성되어 있다. 이 때문에, 상기 고정수단으로 돌출부(21b)를 하방으로 누를 때에, 그 고정수단이 케이스(14)보다도 상방으로 돌출하는 것을 방지하는 것이 가능하게 되어 있다.Moreover, the holding
지지부재(13)에는, 고정용의 상기 볼트를 삽입통과하기 위한 볼트 삽입통과공(31a)을 가진 고정부(31)가 형성되어 있다. 또한, 지지부재(13)에는, 고정부(31)에서 수직방향(Z)을 따라 연장함과 아울러 케이스(14)의 케이블 도출부(23) 주위를 둘러싸는 포위부(32)가 형성되어 있다. 또한, 지지부재(13)에는, 포위부(32)에서 연장하여 케이스(14)의 기부(24)를 지지하는 지지편(33)이 형성되어 있다. 더욱이, 케이스(14)의 케이블 도출부(23)에서 도출된 케이블(16)은, 포위부(32)로 형성된 절결부(32a)에 삽입 통과되어 있다.The
지지편(33)에는, 도 3에 나타낸 바와 같이 수직방향(Z)을 따라 연장하고 전방으로 돌출하는 1쌍의 결합 볼록부(34)가 형성되어 있다. 이런 각 결합 볼록부(34)는, 케이스(14)의 기부(24)의 대응하는 결합홈(26)에 결합된다. 각 결합 볼록부(34)는, 선단에 걸쳐 폭이 넓어지는 형상을 가진다. 결합되는 케이스(14)의 결합홈(26)도 결합 볼록부(34)에 대응하는 형상을 가진다. 이에 따라 케이스(14)가 지지부재(13)에서 전방으로 벗어나버리는 것이 방지된다.As shown in FIG. 3, the
또한, 지지편(33)에는, 횡방향(Y)에 대향하는 1쌍의 결합구(35)가 형성되어 있다. 이런 각 결합구(35)는 케이스(14)의 기부(24)의 대응하는 결합 돌출부(27)에 결합된다. 각 결합 돌출부(27)의 수직방향(Z) 중앙부에는, 횡방향(Y)을 향하여 돌출하는 돌기(27a)가 형성되어 있다. 이 돌기(27a)는, 결합구(35)에 형성된 고정공(35a)에 고정된다. 이에 따라 센서 본체부(11)가 지지부재(13)에서 수직방향(Z)으로 벗어나버리는 것이 방지된다.Moreover, the pair of coupling holes 35 which oppose the horizontal direction Y is formed in the
케이스(14)의 저부(22)와 설치면(P) 사이에 개재되는 베이스부(12)는, 대략 원반형이며, 수직방향(Z)에서 보아서 센서 본체부(11)의 케이스(14)와 대략 동형(同形)이다. 또한, 베이스부(12)는, 케이스(14)와 마찬가지로 내열성 및 내약품성을 가진 PFA 등의 불소수지로 이루어진다. 베이스부(12)의 후부(전후방향(X)의 단부)에는, 횡방향(Y) 양측으로 각각 돌출하는 1쌍의 볼록부(12a)가 형성되어 있다. 한편, 지지부재(13)에 있어서 볼록부(12a)와 대응하는 위치에는, 고정부(31)에서 전방으로 연장하는 1쌍의 계지부(31b)가 형성되어 있다. 계지부(31b)는 베이스부(12)의 대응하는 볼록부(12a)에 각각 고정되어 있다. 이에 따라 베이스부(12)가 지지부재(13)에서 전방으로 벗어나버리는 것이 방지된다.The
또한, 베이스부(12)에는, 그 외연에서 상방으로 돌출하는 1쌍의 고정 볼록부(12b)가 형성되어 있다. 이들 고정 볼록부(12b)가 케이스(14)의 외주부(21)의 하단에 형성된 고정 오목부(21c)에 둘레방향으로 고정됨으로써 케이스(14)에 대한 베이스부(12)의 둘레방향 회전을 방지할 수 있다.Moreover, the
커버(15)의 표면에는, 외연을 향해 갈수록 내려가는 것 같은 곡면을 이루는 만곡볼록면(41)이 형성되어 있다. 이 만곡볼록면(41)에는 전후방향(X) 및 횡방향(Y)을 따라 연장하는 십자구(42)가 형성되어 있다. 만곡볼록면(41) 및 십자구(42)는, 커버(15)의 상면에 부착된 액체를 커버(15)의 외연 쪽으로 가이드(guide)한다. 또한, 만곡볼록면(41)에는, 횡방향(Y)을 따라 나열하는 3개의 표시부(43)가 십자구(42)와 겹쳐지도록 형성되어 있다. 더욱이 십자구(42)의 중심은 커버(15)의 중심과 일치하고, 한 가운데의 표시부(43)는 십자구(42)의 중심과 겹쳐져 있다.The curved
각 표시부(43)의 하방에는, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이 이면(裏面) 측에서 수직방향(Z)을 따라 커버(15)의 케이스 내부측으로 연장하는 도광부(44)가 형성되어 있다. 각 도광부(44)의 하단은, 기판(17)의 LED(20)의 상방으로 근접하고 있다. 각 LED(20)으로부터의 광은 주로 대응하는 도광부(44)를 통과하여 각 표시부(43)에서 출사된다. 더욱이, 이 표시부(43)의 점등상태에 따라 누액 검출 센서(1)의 누액 검출상태가 표시된다.Below each
더욱이, 커버(15)의 후단부의 이면에는 케이스(14)에 형성된 오목부(미도시)와 결합하는 위치결정 돌기(45)(도 4 및 도 8 참조)가 형성되어 있다. 이 위치결정 돌기(45)에 의해 케이스(14)에 대한 커버(15)의 위치결정이 행해진다. 또한, 커버(15)의 이면에는, 보강 리브(rib)(46)가 형성되어 있다. 이 보강 리브(46)에 의해 커버(15)의 강성이 향상된다(도 8 참조).Further, a positioning protrusion 45 (see FIGS. 4 and 8) is formed on the rear surface of the rear end of the
이와 같은 누액 검출 센서(1)는, 설치면(P)과 베이스(12) 사이의 액체를 검출하기 위한 2개의 검출부(51)를 가지고 있다(도 5 및 도 7 참조). 2개의 검출부(51)는, 전후방향(X)을 따라 병설(設)되어 있다. 일측의 검출부(51)는 누액 검출 센서(1)의 전연(前緣) 근처의 위치에 형성되고, 타측의 검출부(51)는 누액 검출 센서(1)의 중앙 근처의 위치에 형성되어 있다.Such a leakage
각 검출부(51)는, 1쌍의 케이스측 융기부(52), 1쌍의 베이스부측 융기부(53), 투광소자(18) 및 수광소자(19)를 구비하고 있다. 1쌍의 케이스측 융기부(52)는, 케이스(14)의 저부(22)에 횡방향을 따라 병설됨과 아울러 각각 하방을 향하여 돌출하도록 형성되어 있다(도 7 참조). 1쌍의 베이스부측 융기부(53)도 마찬가지로 베이스부(12)에 횡방향(Y)을 따라 병설되고, 각각 하방을 향하여 돌출하도록 형성되어 있다. 각 케이스측 융기부(52)와 각 베이스측 융기부(53)는, 수직방향(Z)으로 겹쳐지도록 구성되어 있다. 각 베이스측 융기부(53)의 일부는, 설치면(P)에 맞닿는다. 또한, 투광소자(18) 및 수광소자(19)는, 각 케이스측 융기부(52)의 상방에 각각 배치되어 있다. 이와 같은 검출부(51)에서는, 각 베이스부측 융기부(53)의 내측면이 설치면(P) 상의 액체를 검출하기 위한 검출면(51a)으로서 기능한다.Each
도 9에 나타낸 바와 같이, 이와 같은 누액 검출 센서(1)에서는, 검출부(51)의 검출면(51a)에 액체가 접촉하지 않을 때, 투광소자(18)에서 출사된 광은, 일측(도 9에 있어서 좌측)의 케이스측 융기부(52) 및 베이스측 융기부(53)를 통과한다. 이 때, 그 통과한 광은 검출면(51a)에서 굴절하고, 타측의 케이스측 융기부(52) 및 베이스부측 융기부(53)를 통과하여 수광소자(19)에 수광된다. 이에 반하여 검출면(51a)에 액체가 접촉하고 있을 때, 검출면(51a)에서의 굴절률이 변화하기 때문에 수광소자(19)에서의 수광량은, 검출면(51a)에 액체가 접촉하지 않은 상태에서 변화한다. 즉, 수광소자(19)에서의 수광량은, 베이스부측 융기부(53) 사이의 액체 유무에 따라 변화하고, 수광소자(19)는 그 수광량에 따른 수광신호를 도시하지 않은 제어부로 출력한다. 제어부는, 수광소자(19)로부터의 수광신호에 의거하여 액체(누액) 유무를 검출하고, 액체를 검출한 경우에는 예를 들면 케이블(16)을 통하여 정지신호를 제조장치(D)로 송신하여 제조장치(D)를 정지시킨다.As shown in FIG. 9, in such a leakage
다음에, 누액 검출 센서(1)의 제조방법에 관하여 설명한다.Next, a manufacturing method of the leakage
우선, 개구(14a)를 통하여 케이스(14) 내에 기판(17) 등의 센서 주요부가 설치된다. 그리고 케이블(16)이 케이블 도출부(23)의 삽입통과공(25)에 삽입 통과된 후, 케이블(16)의 도선이 기판(17)에 접속된다. 그 후에, 케이스(14)의 개구(14a)에 커버(15)가 레이저 용착으로 설치되어 케이스(14) 상부의 개구(14a)가 수밀(水密)하게 폐쇄된다. 더욱이, 이 레이저 용착의 때에는, 커버(15)의 외연과 케이스(14) 사이의 경계선 부분(K)에 레이저 광을 조사함으로써 용착이 행해진다. 보다 구체적으로는, 이 레이저 용착의 때에는, 커버(15)를 케이스(14)를 향하여 상측에서 하측으로 내리누름으로써 커버(15)는 케이스(14)에 대하여 수직방향(Z) 및 수직방향(Z)과 직교하는 방향(직경방향)으로 각각 밀착되고, 이 밀착상태에서 레이저 용착이 행해진다. 이에 따라, 케이스(14)의 개구(14a)와 커버(15) 사이의 밀폐성이 향상된다. 또한, 케이스(14)와 커버(15)는 동색(同色), 동재질(同材質)(불소수지)의 부재로 이루어지지만, 케이스(14)와 커버(15)의 레이저 용착은, 중첩된 2개의 부재에 대하여 그 적층방향에서 레이저 광을 조사하는 방법이 아니라 경계선 부분(K)에 바로 레이저 광을 조사하는 방법이다. 그 때문에, 불소수지끼리의 레이저 용착이어도 양호하게 용착하는 것이 가능하게 되어 있다.First, the main part of the sensor such as the
다음에, 케이스(14)의 케이블 도출부(23)와 케이블(16)이 서로 레이저 용착된다. 이때, 도 10 및 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이, 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)가 연직방향 상측을 향하도록 센서 본체부(11)를 도시하지 않은 수단으로 설치한다. 이에 따라 케이블(16)의 도출방향이 연직방향 상측을 향한다. 그 후에, 케이블 도출부(23)의 축선(C)을 중심으로 하여 센서 본체부(11) 및 케이블(16)을 회전시키면서 도시하지 않은 레이저장치로 축선(C)과 직교하는 방향에서 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)로 레이저 광(L)이 조사된다. 더욱이, 도 11에서는, 케이블 도출부(23)의 내주면(삽입통과공(25))과 케이블(16) 사이의 간격이 과장하여 도시되어 있다.Next, the cable lead-out
더욱이, 레이저 용착에 사용되는 레이저장치로서, 용착 대상물의 재질에 적합한 파장, 즉 에너지가 흡수되기 쉬운 파장의 레이저 광(L)을 출사하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 본 실시예의 PFA 등의 불소수지에 대해서는 탄산가스 레이저 등의 원적외선 레이저 광(파장이 약 10.64㎛)을 출사하는 레이저장치가 사용된다. 즉, 레이저장치로서, 탄산가스 레이저가 그대로 사용되어도 좋고, 또한 YAG 레이저를 사용하여 그 파장(1.064㎛)을 10배로 증폭하여 출사하는 레이저장치가 사용되어도 좋다. 또한 YAG 레이저의 파장은 불소수지의 용착에 적합한 것이 아니지만, 케이블(16)의 외피부재(16a)와, 케이블 도출부(23)(보다 구체적으로는, 케이블 도출부(23)의 내주측(삽입통과공(25) 측)에 YAG 레이저의 파장을 흡수할 수 있는 재질을 약간 추가하여 출력에너지를 매우 높게 하면 YAG 레이저 파장대의 레이저 광이라도 용착은 가능하다. 그러나 그와 같은 고출력의 레이저 광을 사용하여 케이블 도출부(23)와 케이블(16)을 서로 용착하면, 케이블(16) 내의 도선에 영향을 끼쳐 도선이 파손되는 경우도 있을 수 있다. 그 때문에, 이 점도 고려하여 본 실시예의 레이저 용착에는 파장이 10.64㎛의 레이저 광(L)(탄산가스 레이저)을 사용하는 것이 바람직하다. Moreover, as a laser device used for laser welding, it is preferable to use the laser beam L of the wavelength suitable for the material of a welding target, ie, the wavelength from which energy is easy to be absorbed. For the fluorine resin such as PFA of the present embodiment, a laser device that emits far-infrared laser light (wavelength of about 10.64 mu m) such as a carbon dioxide laser is used. That is, as the laser device, a carbon dioxide laser may be used as it is, or a laser device that amplifies and outputs the wavelength (1.064 µm) by 10 times using a YAG laser may be used. Although the wavelength of the YAG laser is not suitable for the welding of the fluororesin, the inner circumferential side (insertion of the cable lead portion 23) and the cable lead portion 23 (more specifically, the cable lead portion 23) of the
케이블 도출부(23)의 레이저 용착에 있어서, 레이저 광(L)의 에너지를 케이블 도출부(23)와 케이블(16) 사이의 경계 부분에 주기 쉽게 하기 위하여, 레이저 광(L)을 조사하는 위치(연직방향 위치)는, 두께가 작은 케이블 도출부(23)의 선단에 매우 가까운 위치에 설정된다. 그리고 그 레이저 광(L)의 연직방향 위치를 일정하게 하고 조사한 상태에서, 센서 본체부(11) 및 케이블(16)이 수십회 회전된다. 그 후에, 레이저 광(L)의 출사위치가 연직방향 하방(케이블 도출부(23)의 기단부측)에 약간 비켜 놓여지고, 그 위치에서 레이저 광(L)을 조사하면서 센서 본체부(11) 및 케이블(16)이 다시 수십회 회전된다. 이와 같은 레이저 광(L)의 출사위치를 연직방향 하방으로 약간 비켜놓고 출사하는 공정이 수십회 행해진다. 그러면, 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)에 있어서 에너지를 흡수하여 발열한 부분이 용융하고, 그 용융한 수지가 중력에 의해 연직방향 하방으로 흘러서 삽입통과공(25)과 케이블(16)의 외피부재(16a) 사이의 간극으로 들어간다(도 11의 (b) 참조). 이에 따라 케이블 도출부(23)의 내주면과 케이블(16)의 외피부재(16a)가 서로 용착됨과 아울러 그 사이가 확실하게 밀폐된다. 더욱이, 케이스(14)에 형성되는 개구부분은, 내부부품을 설치하기 위한 개구(14a)와 케이블 도출부(23)의 2곳에만 있기 때문에, 이 2곳을 상기한 바와 같이 레이저 용착으로 봉합함으로써 케이스(14) 내부의 수밀성이 확보된다.In the laser welding of the cable lead-out
이와 같이, 케이블(16)이 삽입 통과된 케이블 도출부(23)의 외주측에서 레이저 광(L)(탄산가스 레이저)을 조사함으로써 외피부재(16a)의 내부에 도선을 포함한 케이블(16)과 케이블 도출부(23)가 서로 용착된다. 이에 따라 케이블 도출부(23)와 외피부재(16a)를 레이저 용착 이외의 가열 용착으로 용착한 후, 외피부재(16a)의 내부에 도선을 삽입 통과하는 경우와 비교하여, 제조방법을 간소화할 수가 있다. 또한, 본 실시예에서는, 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)가 경사진 형상을 가지며, 그 선단부(23a)에 레이저 광(L)을 조사하여 레이저 용착이 행해진다. 그 때문에, 선단부(23a)와 케이블(16) 사이의 경계부분에 레이저 광(L)의 에너지를 양호하게 부여할 수 있어 케이블 도출부(23)와 케이블(16)이 확실하게 레이저 용착된다.Thus, by irradiating the laser light L (carbonate gas laser) from the outer peripheral side of the cable lead-out
다음에, 본 실시예의 특징적인 작용 효과를 기재한다.Next, the characteristic effect of this Example is described.
(1) 본 실시예의 누액 검출 센서(1)에서는, 불소수지로 이루어지는 케이블 도출부(23)와 케이블(16)의 외피부재(16a)는, 레이저 용착되어 그 사이가 봉합되어 있고, 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)는 경사진 형상을 가지고 있다. 그 때문에, 케이블 도출부(23)의 기단부(23b)의 두께가 커져도 끝으로 갈수록 가늘어지는 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)의 두께를 작게 할 수가 있다. 그 때문에, 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)에서는, 케이블(16)과의 경계부분에 레이저 광(L)의 에너지를 양호하게 부여할 수 있어 케이블 도출부(23)와 케이블(16)을 확실하게 레이저 용착시키는 것이 가능해진다. 이에 따라, 케이블 도출부(23)의 기단부(23b)의 두께를 크게 하여 케이블(16)의 지지를 위하여 충분한 강성을 확보하면서도 선단부(23a)에 있어서 케이블 도출부(23)와 케이블(16)을 양호하게 레이저 용착하는 것이 가능해진다. 또한, 케이블(16)의 외피부재(16a) 내에 도선을 삽입 통과시킨 상태에서, 케이블 도출부(23)의 내주면과 케이블(16)의 외피부재(16a)를 서로 용착하는 것이 가능해지기 때문에 누액 검출 센서(1)의 제조를 간소화할 수가 있다.(1) In the
(2) 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)가 테이퍼 형상을 가지고 있기 때문에, 끝으로 갈수록 가늘어지는 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)를 용이하게 성형하는 것이 가능해진다.(2) Since the
(3) 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)가 연직방향 상측을 향하도록 케이스(14)를 배치한 상태에서, 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)와 케이블(16)이 서로 레이저 용착된다. 이 때문에, 레이저 광(L)의 에너지에 의해 용융한 케이블 도출부(23)의 선단부분이 중력방향으로 흘러 케이블 도출부(23)의 내주면과 케이블(16) 사이의 간격으로 들어가기 쉬워진다. 그리고 그 간격으로 들어간 수지에 의해 케이블 도출부(23)와 케이블(16) 사이를 보다 확실하게 봉합할 수가 있다.(3) In a state where the
(4) 케이블 도출부(23)의 축을 중심으로 케이스(14) 및 케이블(16)을 회전시키면서 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)와 케이블(16)의 레이저 용착이 이루어진다. 이 때문에, 연직방향 상측을 향한 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)와 케이블(16)을 용이하게 레이저 용착하는 것이 가능해진다.(4) Laser welding of the
(5) 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)와 케이블(16)이 원적외선의 레이저 광(L)으로 레이저 용착되기 때문에, 보다 확실하게 레이저 용착하는 것이 가능해진다.(5) Since the
(6) 케이블 도출부(23)의 축선과 직교하는 방향에서 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)로 레이저 광(L)을 조사하여 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)와 케이블(16)의 레이저 용착이 행해진다. 그 때문에, 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)와 케이블(16)을 알맞게 레이저 용착하는 것이 가능해진다.(6) The laser beam L is irradiated to the
(7) 케이스(14)에 있어서 내부부품을 설치하기 위한 개구(14a)와 그 개구(14a)를 막는 커버(15)를 레이저 용착한 후, 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)와 케이블(16)의 레이저 용착이 행해진다. 개구(14a)의 개구면적은 일반적으로 케이블 도출부(23)의 개구면적보다도 크기 때문에, 케이스(14)의 개구(14a)와 커버(15)의 용착면적도 케이블 도출부(23)와 케이블(16)의 용착면적보다도 크다. 따라서 케이스(14)의 개구(14a)와 커버(15)의 레이저 용착에 의한 발열량은, 케이블 도출부(23)와 케이블(16)의 용착에 의한 발열량보다도 크다. 이 때문에, 케이스(14)의 개구(14a)와 커버(15)의 레이저 용착 전에 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)와 케이블(16)을 레이저 용착해버리면, 케이블 도출부(23)가 레이저 용착에 의해 봉합됨으로써 케이스(14)의 내부 열을 방출하는 방열로가 차단된다. 그 때문에, 케이스(14)의 개구(14a)와 커버(15)의 레이저 용착에 의해 생기는 열로 인하여 내부온도가 상승하고, 그 결과 케이스(14)가 너무 팽창하여 개구(14a)와 커버(15)가 잘 용착되지 않을 우려가 있다. 그런 관점에서, 본 실시예에서는, 케이스(14)의 개구(14a)와 커버(15)의 레이저 용착에 의해 발생한 케이스의 내부 열은, 케이블(16)이 용착되기 전의 케이블 도출부(23)에서 외부로 방출된다. 그 때문에, 케이스(14)의 내부온도의 상승을 작게 억제할 수 있고, 그 결과 케이스(14)의 개구(14a)와 커버(15)를 확실하게 레이저 용착으로 봉합하는 것이 가능해진다.(7) In the
더욱이, 본 발명의 실시예는 이하와 같이 변경하여도 좋다.Moreover, the embodiment of the present invention may be changed as follows.
상기 실시예에서는, 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)는 테이퍼 형상을 가지고 있지만, 특히 이에 한정되지 아니 하고, 선단부(23a)는 예를 들면, 단차를 계단형으로 형성하고 점차 끝으로 갈수록 가늘어지는 형상이어도 좋다. 또한, 상기 실시예의 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)는, 측방시에서 직선적인 경사를 가지는 테이퍼형으로 하였지만, 이것 이외에 예를 들면, 내측 또는 외측으로 만곡한 경사를 가지는 테이퍼형이어도 좋다.In the above embodiment, the
상기 실시예에서는, 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)를 연직방향 상측을 향하고, 그 상태에서 축선(C)과 직교하는 방향에서 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)로 레이저 광(L)을 조사하여 레이저 용착이 행해지고 있다. 선단부(23a)의 용착방법은, 이에 한정되지 아니한다.In the above embodiment, the
상기 실시예에서는, 케이블 도출부(23)의 축선(C)을 중심으로 하여 케이스(14) 및 케이블(16)을 회전시키면서 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)와 케이블(16)의 레이저 용착이 행해진다. 선단부(23a)와 케이블(16) 사이의 용착방법은, 특히 이에 한정되지 아니 하고, 케이스(14) 및 케이블(16)을 고정하고 레이저 광(L)을 케이블 도출부(23)의 축선(C)을 중심으로 하여 회전시킴으로써 용착이 행해져도 좋다.In the above embodiment, the
상기 실시예에서는, 케이스(14)의 개구(14a)와 커버(15)를 서로 레이저 용착한 후에, 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)가 레이저 용착된다. 용착을 행하는 순서는, 특히 이에 한정되지 아니 하고, 반대로 케이스(14)의 개구(14a)와 커버(15)를 레이저 용착하기 전에, 케이블 도출부(23)의 선단부(23a)가 서로 레이저 용착되어도 좋다.In the above embodiment, after the
상기 실시예에서는, 케이블(16)은, 센서 주요부와 외부 사이의 전기적 접속을 위한 것이다. 케이블(16)은, 특히 이에 한정되지 아니 하고, 광파이버(optical fiber)용 케이블이어도 좋다.In this embodiment, the
상기 실시예에서는, 본 발명은 누액 검출 센서(1)에 적용되어 있지만, 특히 이에 한정되지 아니 하고, 다른 검출 센서에 적용되어도 좋다.In the above embodiment, the present invention is applied to the
Claims (8)
해당 케이스에서 돌출하도록 형성된 통형의 케이블 도출부와,
해당 케이블 도출부의 선단부에서 상기 케이스의 외부로 도출되며 불소수지로 이루어지는 외피부재를 가지는 케이블을 구비하고,
상기 케이블 도출부와 상기 케이블의 외피부재가 레이저 용착됨으로써 상기 케이블 도출부와 상기 케이블의 외피부재의 사이가 봉합된 검출 센서로서,
상기 케이블 도출부의 선단부가 경사진 형상을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 검출 센서.A case made of a fluorine resin containing a main part of a sensor for detecting a to-be-detected object,
A cylindrical cable outlet formed to protrude from the case;
A cable having an outer shell member made of a fluorine resin, which is drawn out of the case at the distal end of the cable lead-out part,
A detection sensor in which the cable lead-out portion and the outer shell member of the cable are sealed by laser welding to seal the gap between the cable lead-out portion and the outer shell member of the cable;
A detection sensor, characterized in that the tip portion of the cable lead-out portion has an inclined shape.
해당 케이스에서 돌출하도록 형성된 통형의 케이블 도출부와,
해당 케이블 도출부의 선단부에서 상기 케이스의 외부로 도출되며 불소수지로 이루어지는 외피부재를 가지는 케이블을 구비하고, 상기 케이블 도출부와 상기 케이블의 사이가 봉합되는 검출 센서의 제조방법으로,
상기 케이블 도출부의 선단부를 경사진 형상으로 형성하는 공정과,
상기 선단부에 있어서 케이블 도출부와 상기 케이블을 레이저 용착하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 검출 센서의 제조방법.A case made of a fluorine resin containing a main part of a sensor for detecting a to-be-detected object,
A cylindrical cable outlet formed to protrude from the case;
In the manufacturing method of the detection sensor comprising a cable having an outer skin member made of a fluorine resin derived from the front end of the cable lead-out portion of the case, and sealed between the cable lead-out portion and the cable,
Forming a leading end of the cable lead-out part in an inclined shape;
And a step of laser welding the cable lead-out portion and the cable at the tip portion.
상기 레이저 용착공정은, 상기 케이블 도출부의 선단부가 연직방향 상방을 향하도록 상기 케이스를 배치한 상태에서 행해지는 것을 특징으로 하는 검출 센서의 제조방법.The method of claim 3,
The said laser welding process is performed in the state which arrange | positioned the said case so that the front-end | tip part of the said cable lead-out part may be perpendicularly upwards, The manufacturing method of the detection sensor characterized by the above-mentioned.
상기 레이저 용착공정은, 상기 케이블 도출부의 축선과 직교하는 방향에서 상기 케이블 도출부의 선단부를 향하여 레이저 광을 조사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 센서의 제조방법.The method according to claim 3 or 4,
The laser welding step includes a step of irradiating a laser light toward the distal end of the cable lead-out part in a direction orthogonal to the axis of the cable lead-out part.
상기 레이저 용착공정은, 상기 케이블 도출부의 축을 중심으로 하여 상기 케이스 및 상기 케이블을 회전시키면서 행해지는 것을 특징으로 하는 검출 센서의 제조방법.The method according to claim 3 or 4,
The laser welding process is performed while rotating the case and the cable about an axis of the cable lead-out part.
상기 레이저 용착공정은, 상기 케이블 도출부의 선단부와 상기 케이블을 원적외선의 레이저 광으로 레이저 용착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 센서의 제조방법.The method according to claim 3 or 4,
The laser welding step includes a step of laser welding the tip of the cable lead-out portion and the cable with laser light of far infrared rays.
상기 케이스는, 내부부품을 설치하기 위한 개구와, 그 개구를 막는 커버를 구비하며, 상기 레이저 용착공정은, 상기 케이스의 개구와 상기 커버를 서로 레이저 용착한 후에 행해지는 것을 특징으로 하는 검출 센서의 제조방법.The method according to claim 3 or 4,
The case includes an opening for installing an internal component and a cover that closes the opening, wherein the laser welding step is performed after laser welding the opening of the case and the cover to each other. Manufacturing method.
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2011
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