KR20220115867A

KR20220115867A - 압력 검출 장치 및 압력 검출 장치의 제조방법

Info

Publication number: KR20220115867A
Application number: KR1020220013546A
Authority: KR
Inventors: 히로시 이마이
Original assignee: 사파스고교 가부시키가이샤
Priority date: 2021-02-12
Filing date: 2022-01-28
Publication date: 2022-08-19
Also published as: DE102022102256A1; US20220260445A1; US11988569B2; JP2022123670A

Abstract

압력 검출 유닛(10)과, 유로유닛(20)을 구비하고, 유로유닛(20)이, 압력 검출 유닛(10)에 접촉한 상태로 배치되는 접촉부(22)를 가지고, 접촉부(22)가, 압력 검출면에 접촉한 상태로 배치되는 동시에 압력 검출면과 액체와의 접촉을 차단하는 보호막(22a)과, 유로(21a)의 단부에 배치되는 개구부(22c)를 형성하는 본체부(22b)를 가지고, 보호막(22a) 및 본체부(22b)는 열가소성 불소수지에 의해 형성되어 있고, 보호막(22a)은 본체부(22b)의 개구부(22c)를 폐색하도록 배치되는 동시에 축선 X 둘레의 주방향으로 연장되는 환상 영역에서 본체부(22b)에 용착되어 있는 압력 검출 장치(100)를 제공한다.

Description

압력 검출 장치 및 압력 검출 장치의 제조방법{PRESSURE DETECTION DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING PRESSURE DETECTION DEVICE}

본 발명은 유로를 유통하는 액체의 압력을 검출하는 압력 검출 장치 및 압력 검출 장치의 제조방법에 관한 것이다.

종래에는 약액 등의 액체가 인도되는 유로가 형성된 하우징과, 유로에 인도된 액체와 접하는 감압부에 전달되는 액체의 압력을 검출하는 센서소자를 구비하는 압력 검출 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 개시된 압력 검출 장치는 압력 검출면을 형성하는 다이어프램을 가지는 압력 검출 유닛과, 유로를 형성하는 동시에 압력 검출 유닛에 접촉하는 유로유닛을 가진다.

특허문헌 1에 개시되는 압력 검출 장치는 다이어프램과 유로유닛 사이에 박막상(薄膜狀)의 보호막을 배치하고, 유로유닛의 압력 검출 유닛과 대향하는 면에 마련된 요홈부에 O링을 배치한 것이다. 이 압력 검출 장치는 보호막과 O링이 접촉하여 형성되는 원환상의 실 영역에 의해 유로에 인도된 액체가 압력 검출 유닛의 내부에 침입하는 것을 방지하고 있다.

[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 2018-72106호

그러나, 특허문헌 1에 개시된 압력 검출 장치와 같이 고무 등에 의해 형성되는 O링을 사용할 경우, 예를 들면, 불화수소산 등의 약액과 접촉하는 것에 의해 약액 중에 금속이온이 용출하여 약액의 품질을 저하시킬 가능성이 있다.

본 발명은 이러한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 금속이온의 용출에 의한 액체의 품질저하를 억제하는 것이 가능한 압력 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해서 하기의 수단을 채용하였다.

본 발명의 일 태양에 따른 압력 검출 장치는 액체의 압력을 검출하는 압력 검출면을 가지는 압력 검출부와, 상기 압력 검출면으로 액체를 인도하는 동시에 축선을 따라 연장되는 유로가 형성된 유로부를 구비하고, 상기 유로부가, 상기 압력 검출부에 접촉한 상태로 배치되는 접촉부를 가지고, 상기 접촉부가, 상기 압력 검출면에 접촉한 상태로 배치되는 동시에 상기 압력 검출면과 액체와의 접촉을 차단하는 박막상의 보호부와, 상기 유로의 단부에 배치되는 개구부를 형성하는 본체부를 가지며, 상기 보호부 및 상기 본체부는 열가소성 불소수지에 의해 형성되어 있고, 상기 보호부는 상기 본체부의 상기 개구부를 폐색하도록 배치되는 동시에 상기 축선 둘레의 주방향(周方向)으로 연장되는 환상(環狀) 영역에서 상기 본체부에 용착되어 있다.

본 발명의 일 태양에 따른 압력 검출 장치에 의하면, 축선을 따라 연장되는 유로를 가지는 유로부에 의해 인도된 액체를, 압력 검출부가 가지는 압력 검출면으로 인도하는 것에 의해 액체의 압력이 검출된다. 박막상의 보호부에 의해 압력 검출면과 액체와의 접촉이 차단되므로, 압력 검출면에 액체가 직접 접촉하는 것이 방지된다. 보호부는 유로부에 의해 형성되는 유로의 단부에 배치되는 개구부를 폐색하도록 배치되고, 축선 둘레의 주방향으로 연장되는 환상 영역에서 접촉부의 본체부에 용착되어 있다.

보호부 및 본체부가 각각 열가소성 불소수지에 의해 형성되어 있으므로, 보호부와 본체부가 서로 용합된 용착부가 형성된다. 이 용착부에는 금속이온이 용출되는 다른 재료가 존재하지 않는다. 이에 따라, 압력 검출면에 인도된 액체가 용착부에 침입했다 하더라도 금속이온이 용출하지 않고, 금속이온의 용출에 의한 액체의 품질저하를 억제할 수 있다.

본 발명의 일 태양에 따른 압력 검출 장치에 있어서, 상기 개구부는 상기 축선을 따라 연장되는 소정의 내경을 가지는 원통상(圓筒狀)으로 형성되어 있고, 상기 축선에 직교하는 경방향에 있어서, 상기 개구부의 내주면의 위치와 상기 환상 영역의 내주측 단부의 위치가 일치하는 구성이 바람직하다.

본 구성의 압력 검출 장치에 의하면, 개구부의 내주면의 위치와 환상 영역의 내주측 단부의 위치가 일치하므로, 보호부와 본체부 사이에 용착되지 않고 접촉된 영역이 존재하지 않는다. 이에 따라, 보호부와 본체부 사이의 용착되지 않고 접촉된 영역에 액체에 포함되는 파티클이 축적되고, 축적된 파티클이 유출되어 액체의 본질을 저하시키기 않는다.

본 발명의 일 태양에 따른 압력 검출 장치에 있어서, 상기 열가소성 불소수지는 퍼플루오로알콕시 불소수지(PFA)인 구성이 바람직하다.

본 구성의 압력 검출 장치에 의하면, 보호부 및 본체부가 퍼플루오로알콕시 불소수지(PFA)에 의해 형성되어 있으므로, 안정되고 부착강도가 높은 용착부를 형성할 수 있다.

본 발명의 일 태양에 따른 압력 검출 장치에 있어서, 상기 축선 (X)에 직교하는 경방향에 있어서의 상기 환상 영역의 폭이 0.5㎜ 이상이면서 1.5㎜ 이하인 구성이 바람직하다.

본 구성의 압력 검출 장치에 의하면, 환상 영역의 폭을 0.5㎜ 이상이면서 1.5㎜ 이하로 하는 것에 의해 환상 영역에 의한 씰 기능의 내구성을 충분히 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 태양에 따른 압력 검출 장치의 제조방법은 액체의 압력을 검출하는 압력 검출면을 가지는 압력 검출부와, 상기 압력 검출면으로 액체를 인도하는 동시에 축선을 따라 연장되는 유로가 형성된 유로부를 구비하는 압력 검출 장치의 제조방법이며, 상기 유로부가, 상기 압력 검출부에 접촉한 상태로 배치되는 접촉부를 가지고, 상기 접촉부가, 상기 압력 검출면에 접촉한 상태로 배치되는 동시에 상기 압력 검출면과 액체와의 접촉을 차단하는 박막상의 보호부와, 상기 유로의 단부에 배치되는 개구부를 형성하는 본체부를 가지며, 상기 보호부 및 상기 본체부는 열가소성 불소수지에 의해 형성되어 있고, 상기 본체부의 상기 개구부를 폐색하도록 상기 보호부를 배치하는 공정과, 상기 축선 둘레의 주방향을 따라 상기 보호부에 레이저 광을 조사하여 상기 보호부와 상기 본체부가 용착한 환상 영역을 형성하는 용착공정을 구비한다.

본 발명의 일 태양에 따른 압력 검출 장치의 제조방법에 의하면, 보호부는 유로부에 의해 형성되는 유로의 단부에 배치되는 개구부를 폐색하도록 배치되고, 축선 둘레의 주방향으로 연장되는 환상 영역에서 유로부의 본체부에 용착된다.

본 발명의 일 태양에 따른 압력 검출 장치의 제조방법에 있어서, 상기 개구부는 상기 축선을 따라 연장되는 소정의 내경을 가지는 원통상으로 형성되어 있고, 상기 용착공정은 상기 축선에 직교하는 경방향에 있어서, 상기 개구부의 내주면의 위치와 상기 환상 영역의 내주측 단부의 위치가 일치하도록 상기 보호부와 상기 본체부를 용착시키는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

본 구성의 압력 검출 장치의 제조방법에 의하면, 개구부의 내주면의 위치와 환상 영역의 내주측 단부의 위치가 일치하도록 보호부와 본체부가 용착되므로 보호부와 본체부 사이에 용착되지 않고 접촉된 영역이 존재하지 않는다. 이에 따라, 보호부와 본체부 사이의 용착되지 않고 접촉된 영역에 액체에 포함되는 파티클이 축적되고, 축적된 파티클이 유출되어 액체의 본질을 저하시키지 않는다.

본 발명의 일 태양에 따른 압력 검출 장치의 제조방법에 있어서, 상기 열가소성 불소수지는 퍼플루오로알콕시 불소수지(PFA)인 구성이 바람직하다.

본 구성의 압력 검출 장치의 제조방법에 의하면, 보호부 및 본체부가 퍼플루오로알콕시 불소수지(PFA)에 의해 형성되어 있으므로, 안정되고 부착강도가 높은 용착부를 형성할 수 있다.

본 발명의 일 태양에 따른 압력 검출 장치의 제조방법에 있어서, 상기 축선에 직교하는 경방향에 있어서의 상기 환상 영역의 폭이 0.5㎜ 이상이면서 1.5㎜ 이하인 구성이 바람직하다.

본 구성의 압력 검출 장치의 제조방법에 의하면, 환상 영역의 폭을 0.5㎜ 이상이면서 1.5㎜ 이하로 하는 것에 의해 환상 영역에 의한 씰 기능의 내구성을 충분히 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 금속이온의 용출에 의한 액체의 품질저하를 억제하는 것이 가능한 압력 검출 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 압력 검출 장치를 도시한 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 압력 검출 장치의 부분 확대도이다.
도 3은 도 1에 도시한 압력 검출 장치의 분해도이다.
도 4는 도 3에 도시한 접촉부를 축선을 따라 상방에서 본 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시한 접촉부의 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태의 압력 검출 장치 제조방법을 도시한 플로우차트이다.
도 7은 접촉부의 본체부에 접촉부의 보호막을 배치한 상태를 도시한 종단면도이다.
도 8은 접촉부의 본체부와 접촉부의 보호막을 용착시키는 용착공정을 도시한 종단면도이다.
도 9는 다른 실시형태의 압력 검출 장치를 도시한 종단면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태의 압력 검출 장치(100)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태의 압력 검출 장치를 도시한 종단면도이다. 도 2는 도 1에 도시한 압력 검출 장치(100)의 부분 확대도이다. 도 3은 도 1에 도시한 압력 검출 장치(100)의 분해도이다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 압력 검출 장치(100)는 액체의 압력을 검출하는 압력 검출 유닛(10)과, 유로(21a)가 내부에 형성되는 유로본체(21)를 가지는 유로유닛(20)을 구비한다. 유로(21a)는 압력 검출 유닛(10)의 다이어프램(압력 검출면, 11a)에 액체를 인도하는 동시에 축선 X를 따라 연장되도록 형성되어 있다.

유로(21a)는 유체가 유통하는 배관(미도시)에서 분기된 유로(미도시)에 접속된다. 본 실시형태에 있어서의 액체는 반도체 제조장치에 의한 반도체 제조공정에서 사용할 수 있는 약액, 용제, 순수 등이다.

다음으로, 본 실시형태의 압력 검출 장치(100)가 구비하는 유로유닛(20)에 대해서 설명한다.

유로유닛(20)은 유로본체(21), 접촉부(22), 너트(23)를 가진다. 도 3에 도시한 바와 같이, 유로본체(21)에는 요부(2lb)가 형성되어 있고, 요부(2lb)의 내주면에는 암나사(21d)가 형성되어 있다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 요부(2lb)의 저면(수용부, 21c)은 접촉부(22)를 수용하는 수용부로 되어 있다. 저면(21c)에는 축선 X 둘레에 주방향을 따라 연장되는 원환상의 홈부(21e)가 형성되어 있다. 홈부(21e)에는 접촉부(22)가 가지는 돌기부(22d)가 삽입된다. 홈부(21e)에 돌기부(22d)를 삽입하는 것에 의해 유로(21a)의 내부의 액체가 압력 검출 유닛(10) 측으로 새지 않도록 밀폐하는 실 영역이 형성된다.

유로본체(21)는 축선 X를 따라 직선상으로 연장되는 유로(21a)가 내부에 형성되어 있고, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌), PFA(퍼플루오로알콕시 불소수지) 등의 불소수지 재료에 의해 형성되어 있다.

접촉부(22)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 후술하는 압력센서(11)에 접촉한 상태로 배치되는 부재이다. 접촉부(22)는 압력센서(11)의 다이어프램(11a) 및 스트레인 게이지(1lb)로 이루어지는 압력 검출면에 대향하는 영역에 배치되어 있다. 접촉부(22)는 보호막(보호부, 22a)과 본체부(22b)를 가진다. 도 4는 도 3에 도시한 접촉부(22)를 축선을 따라 상방에서 본 평면도이다. 도 5는 도 3에 도시한 접촉부(22)의 종단면도이다.

보호막(22a)은 압력센서(11)의 다이어프램(11a)에 접촉한 상태로 배치되는 동시에 다이어프램(11a)과 액체와의 접촉을 차단하는 박막상의 부재이다. 보호막(22a)은 열가소성 불소수지인 PFA(퍼플루오로알콕시 불소수지)에 의해 형성되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 보호막(22a)은 축선 X를 따라 평면으로 본 경우에 원형으로 형성되어 있다. 보호막(22a)은 0.05㎜ 이상이면서 2.5㎜ 이하의 두께를 가지고, 바람직하게는 0.05㎜ 이상이면서 0.1㎜ 이하의 두께를 가지는 것으로 한다.

본체부(22b)는 축선 X 둘레에 환상으로 형성되는 동시에, 유로(21a)의 단부에 배치되는 개구부(22c)를 형성하는 부재이다. 본체부(22b)는 열가소성 불소수지인 PFA(퍼플루오로알콕시 불소수지)에 의해 형성되어 있다. 본체부(22b)에는 축선 X 둘레의 주방향으로 연장되는 원환상의 돌기부(22d)가 형성되어 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 개구부(22c)는 축선 X을 따라 연장되는 동시에 축선 X를 중심으로 한 내경(R1)을 가지는 원통상으로 형성된 구멍이다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 보호막(22a)은 본체부(22b)의 개구부(22c)를 폐색하도록 배치된다. 또한, 보호막(22a)은 축선 X 둘레의 주방향으로 연장되는 환상 영역(AR)에서 본체부(22b)에 용착되어 있다. 도 2에 도시한 용착부(WP)는 동일재료에 의해 형성되는 보호막(22a)과 본체부(22b)가 서로 용합되어 일체가 된 부분을 나타낸다. 용착부(WP)는 보호막(22a)의 상방에서 레이저 광(예를 들면, 탄산 가스 레이저 광)을 조사하는 것에 의해 형성된다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 환상 영역(AR)은 축선 X에 직교하는 경방향(RD)에 있어서, 내주측 단부가 내경(R1)이 되고, 외주측 단부가 내경(R3)이 되는 영역이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 경방향(RD)에 있어서 개구부(22c)의 내주면의 위치와 환상 영역(AR)의 내주측 단부의 위치는 일치한다. 내경(R2)은 환상 영역(AR)의 중심 위치(축선 X와 평행한 축선 Y가 통과하는 위치)의 내경이며, 이하의 식 (1)을 만족한다.

R2 = (R1+R3)/2 (1)

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 환상 영역(AR)은 경방향(RD)에 있어서 폭(W1)을 가진다. 폭(W1)은 이하의 식 (2)의 범위 중 어느 하나의 값이 되도록 설정한다.

0.5㎜≤W1≤ 1.5㎜ (2)

식 (2)의 범위는 환상 영역(AR)에 의한 씰 기능의 내구성을 충분히 향상시킬 수 있는 동시에 환상 영역(AR)의 폭을 불필요하게 넓히지 않도록 설정된 범위이다.

너트(23)는 유로본체(21)와 유체가 유통하는 배관(미도시)에서 분기된 유로(미도시)를 접속하는 부재이다. 너트(23)의 내주면에 형성된 암나사(23a)를 분기된 유로의 외주면에 형성된 수나사(미도시)에 체결하는 것에 의해 유로본체(21)의 유로(21a)와 분기된 유로가 접속된다.

다음으로, 본 실시형태의 압력 검출 장치(100)가 구비하는 압력 검출 유닛(10)에 대해서 설명한다.

압력 검출 유닛(10)은 다이어프램(11a)에 전달되는 액체의 압력을 검출하는 장치이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 압력 검출 유닛(10)은 액체의 압력을 검출하는 압력센서(압력 검출부, 11), 센서홀더(12), 센서기판(14), 기판 유지 부재(15), 하우징(16)을 구비한다. 이하, 압력 검출 유닛(10)이 구비하는 각 부에 대해서 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 압력센서(11)는 박막상으로 형성되는 다이어프램(11a)과, 다이어프램(11a)에 부착되는 저항체인 스트레인 게이지(1lb)와, 다이어프램(11a)을 유지하는 베이스부(11c)를 구비한다. 압력센서(11)는 다이어프램(11a)에 전달되는 압력에 따라 변화되는 스트레인 게이지(1lb)의 저항값에 따른 압력신호를 출력하는 스트레인 게이지식의 압력센서이다. 다이어프램(11a)과 스트레인 게이지(1lb)가 액체의 압력을 검출하는 압력 검출면을 형성한다.

다이어프램(11a)은 보호막(22a)과 접촉하는 하면과 보호막(22a)과 접촉하지 않는 상면을 가지며, 상면에 스트레인 게이지(1lb)가 부착되어 있다. 다이어프램(11a)은 내부식성 및 내약품성이 있는 비도전성 재료(예를 들면, 사파이어, 세라믹스 등)에 의해 형성되어 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 센서홀더(12)는 축선 X 둘레에 원통상으로 형성되는 부재이며, 외주면에 수나사(12a)가 형성되어 있다. 센서홀더(12)는 유로본체(21)에 형성된 요부(2lb, 도 3 참조)의 저면(21c)에 접촉부(22)를 수용한 상태에서, 외주면에 형성된 수나사(12a)를 요부(2lb)의 내주면에 형성된 암나사(21d)에 체결하는 것에 의해 압력센서(11) 및 접촉부(22)의 축선 X 방향의 위치를 고정한다. 수나사(12a)와 암나사(21d)가 체결되므로 압력센서(11)의 다이어프램(11a)과 접촉부(22)의 보호막(22a)은 소정의 가압력(押壓力, pressing force)이 부여된 상태에서 접촉한다.

센서기판(14)은 압력센서(11)가 출력하는 압력신호를 증폭하는 증폭회로(미도시)와, 증폭회로에 의해 증폭된 압력신호를 케이블(200, 도 1, 도 2 참조)의 압력 신호선(미도시)에 전달하는 인터페이스 회로와, 케이블(200)을 통해 외부에서 공급되는 전원전압을 압력센서(11)에 전달하는 전원회로(미도시)를 구비한다.

기판 유지 부재(15)는 센서홀더(12)에 대하여 센서기판(14)을 유지하는 부재이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 기판 유지 부재(15)는 스페이서(18)를 사이에 둔 상태에서 체결나사(19)에 의해 센서홀더(12)의 상면에 형성된 체결구멍(13b)에 체결되어 있다.

다음으로, 본 실시형태의 압력 검출 장치(100)를 제조하는 제조방법에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 실시형태의 압력 검출 장치(100)의 제조방법을 도시한 플로우차트이다. 도 7은 접촉부(22)의 본체부(22b)에 접촉부(22)의 보호막(22a)을 배치한 상태를 도시한 종단면도이다. 도 8은 접촉부(22)의 본체부(22b)와 접촉부(22)의 보호막(22a)을 용착시키는 용착공정을 도시한 종단면도이다.

스텝 S101의 배치공정에 있어서, 작업자는 용착지그(300)에 본체부(22b)를 배치하고, 본체부(22b)의 개구부(22c)를 폐색하도록 보호막(22a)을 배치한다. 용착지그(300)에는 축선 X 둘레의 주방향으로 연장되는 원환상으로 형성되는 홈부(301)가 형성되어 있다. 작업자는 본체부(22b)에 형성된 돌기부(22d)를 홈부(301)에 삽입하는 것에 의해 본체부(22b)를 용착지그(300)에 고정한다.

배치공정에 있어서, 작업자는 보호막(22a)의 중심축이 축선 X와 일치하도록 용착지그(300)에 고정된 본체부(22b)의 상면에 보호막(22a)을 배치한다. 작업자는 추가로 보호막(22a)의 상면의 전체에 접촉하도록 유리판(310)을 배치한다.

유리판(310)은 예를 들면 석영 유리에 의해 형성되지만, 다른 태양일 수도 있다. 유리판(310)을 대신하여 투명성이 있고 투과율이 높은 다른 재료(예를 들면, 게르마늄)에 의해 형성되는 판을 이용할 수도 있다. 특히, 게르마늄에 의해 형성되는 판의 양면에 반사 방지막을 입힌 것으로 하는 것으로 의해 레이저 광의 투과 특성을 향상시킬 수 있다.

유리판(310)을 배치한 것은 유리판(310)의 상방에서 조사되는 레이저 광에 의해 본체부(22b)와 보호막(22a)의 접촉면이 가열될 때에, 유리판(310)과 접촉하는 보호막(22a)의 상면으로부터 열을 빼앗기 위함이다. 유리판(310)과 접촉하는 보호막(22a)의 상면으로부터 열을 빼앗는 것에 의해 보호막(22a)의 상면이 용융되어 요철 형상이 형성되지 않도록 한다. 이것에 의해 보호막(22a)에서 다이어프램(11a)으로의 압력전달 특성을 일정하게 유지할 수 있다.

스텝 S102의 용착공정에 있어서, 축선 X 둘레의 주방향을 따라 보호막(22a)에 레이저 광(LB)를 조사하고, 보호막(22a)과 본체부(22b)가 용착한 환상 영역(AR)을 형성한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 용착지그(300)에 접촉부(22)를 고정하면서 접촉부(22)에 유리판(310)을 배치한 상태에서, 축선 X에서 경방향(RD)으로 내경(R2)만큼 떨어진 위치(축선 X와 평행한 축선 Y가 통과하는 위치)에 레이저 조사 장치(400)를 설치한다. 그리고, 축선 X에서 경방향(RD)으로 내경(R2)만큼 떨어진 위치를 유지한 상태에서 레이저 조사 장치(400)를 축선 X 둘레의 주방향으로 이동시킨다.

레이저 조사 장치(400)는 도 4에 도시한 내경(R2)의 위치를 축선 X 둘레에 1주(周)에 걸쳐 레이저 광(LB)을 접촉부(22)를 향해 조사한다. 레이저 광(LB)을 조사하는 것에 의해 접촉부(22)에는 보호막(22a)과 본체부(22b)를 형성하는 열가소성 불소수지인 PFA가 서로 용합된 용착부(WP)가 형성된다. 용착부(WP)는 보호막(22a)과 본체부(22b)가 접촉하는 접촉면의 근방에만 형성되고, 보호막(22a)과 유리판(310)이 접촉하는 면에는 형성되지 않는다.

도 8에 도시한 바와 같이, 용착공정에 있어서, 레이저 조사 장치(400)는 경방향(RD)에 있어서, 개구부(22c)의 내주면의 위치와 환상 영역(AR)의 내주측 단부의 위치가 일치하도록 보호막(22a)과 본체부(22b)를 용착시킨다. 또한, 용착공정에 있어서, 레이저 조사 장치(400)는 경방향(RD)에 있어서의 환상 영역(AR)의 폭(W1)이 0.5㎜ 이상이면서 1.5㎜ 이하가 되도록, 보호막(22a)과 본체부(22b)를 용착시킨다.

여기서, 레이저 조사 장치(400)는 예를 들면, 탄산 가스 레이저 광을 조사하는 장치이다. 레이저 조사 장치(400)는 예를 들면, 7.5W 이상이면서 10.5W 이하의 출력 범위에서 레이저 광(LB)을 조사한다. 또한, 레이저 조사 장치(400)는 2㎜/초 이상이면서 11㎜/초 이하의 속도로 주방향을 따라 레이저 광을 조사하면서 이동한다. 레이저 조사 장치(400)는 축선 X로부터 내경(R2)의 위치를 1주(周)분만큼 레이저 광(LB)으로 조사한다.

스텝 S103의 조립공정에서, 작업자는 보호막(22a)과 본체부(22b)가 용착된 접촉부(22)를 포함하는 압력 검출 장치(100)의 각 부를 조립하고, 도 1에 도시한 상태로 한다. 구체적으로, 작업자는 유로본체(21)에 접촉부(22)를 장착하고, 접촉부(22)에 압력센서(11)를 배치한다. 그 후, 작업자는 센서홀더(12)의 수나사(12a)를 유로본체(21)의 암나사(21d)에 체결하고, 압력센서(11)의 다이어프램(11a)이 접촉부(22)의 보호막(22a)에 접촉하는 상태로 한다.

이상 설명한 본 실시형태의 압력 검출 장치(100)가 나타내는 작용 및 효과에 대해서 설명한다.

본 실시형태의 압력 검출 장치(100)에 의하면, 축선 X를 따라 연장되는 유로(21a)를 가지는 유로유닛(20)에 의해 인도된 액체를, 압력 검출 유닛(10)이 가지는 압력 검출면인 다이어프램(11a)으로 인도하는 것에 의해 액체의 압력이 검출된다. 박막상의 보호막(22a)에 의해 다이어프램(11a)과 액체의 접촉이 차단되므로, 다이어프램(11a)에 액체가 직접 접촉하는 것이 방지된다. 보호막(22a)은 유로유닛(20)에 의해 형성되는 유로(21a)의 단부에 배치되는 개구부(22c)를 폐색하도록 배치되고, 축선 X 둘레의 주방향으로 연장되는 환상 영역(AR)에서 접촉부(22)의 본체부(22b)에 용착되어 있다.

보호막(22a) 및 본체부(22b)가 각각 열가소성 불소수지인 PFA에 의해 형성되어 있으므로, 보호막(22a)과 본체부(22b)가 서로 용합된 용착부(WP)가 형성된다. 이 용착부(WP)에는 금속이온이 용출되는 다른 재료가 존재하지 않는다. 이에 따라, 압력 검출면에 인도된 액체가 용착부(WP)에 침입했다 하더라도 금속이온이 용출하지 않고, 금속이온의 용출에 의한 액체의 품질저하를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 압력 검출 장치(100)에 의하면, 개구부(22c)의 내주면의 위치와 환상 영역(AR)의 내주측 단부의 위치가 일치하므로, 보호막(22a)과 본체부(22b) 사이에 용착되지 않고 접촉된 영역이 존재하지 않는다. 이에 따라, 보호막(22a)과 본체부(22b) 사이의 용착되지 않고 접촉된 영역에 액체에 포함되는 파티클이 축적되고, 축적된 파티클이 유출되어 액체의 본질을 저하시키지 않는다.

또한, 본 실시형태의 압력 검출 장치(100)에 의하면, 보호막(22a) 및 본체부(22b)가 퍼플루오로알콕시 불소수지(PFA)에 의해 형성되어 있으므로, 안정되고 부착강도가 높은 용착부(WP)를 형성할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 압력 검출 장치에 의하면, 환상 영역(AR)의 폭(W1)을 0.5㎜ 이상이면서 1.5㎜ 이하로 하는 것에 의해 환상 영역(AR)에 의한 씰 기능의 내구성을 충분히 향상시킬 수 있다.

〔다른 실시형태〕

이상의 설명에 있어서, 압력 검출 장치(100)는 유로유닛(20)이, 유로본체(21)와, 유로본체(21)와는 별도의 부재이며 유로본체(21)에 고정되는 접촉부(22)를 가지는 것으로 하였으나, 다른 태양일 수도 있다. 예를 들면, 도 9에 도시한 바와 같은 압력 검출 장치(100A)일 수도 있다.

도 9에 도시한 압력 검출 장치(100A)는 도 1에 도시한 압력 검출 장치(100)의 변형예이며, 이하에서 특별히 설명하는 부분을 제외하고, 도 1에 도시한 압력 검출 장치(100)와 동일한 것으로 한다. 도 9에 도시한 압력 검출 장치(100A)는 유로(21a)가 형성된 유로유닛(20A)을 구비한다. 유로유닛(20A)은 유로본체(21A), 접촉부(22A), 너트(23)를 가진다. 유로본체(21A)와 접촉부(22A)는 열가소성 불소수지인 PFA(퍼플루오로알콕시 불소수지)에 의해 일체로 형성되어 있다.

도 9에 도시한 압력 검출 장치(100A)에 의하면, 유로본체(21A)와 접촉부(22A)가 PFA에 의해 일체로 형성되어 있으므로, 이들을 다른 부재로 형성하여 조립하는 경우에 비해, 유로본체(21)와 접촉부(22)가 접촉하는 접촉부분에서 액체가 새는 결함을 확실하게 억제할 수 있다.

Claims

액체의 압력을 검출하는 압력 검출면을 가지는 압력 검출부와,
상기 압력 검출면으로 액체를 인도하는 동시에 축선을 따라 연장되는 유로가 형성된 유로부를 구비하고,
상기 유로부가, 상기 압력 검출부에 접촉한 상태로 배치되는 접촉부를 가지고,
상기 접촉부가,
상기 압력 검출면에 접촉한 상태로 배치되는 동시에 상기 압력 검출면과 액체와의 접촉을 차단하는 박막상(薄膜狀)의 보호부와,
상기 유로의 단부에 배치되는 개구부를 형성하는 본체부를 가지며,
상기 보호부 및 상기 본체부는 열가소성 불소수지에 의해 형성되어 있고,
상기 보호부는 상기 본체부의 상기 개구부를 폐색하도록 배치되는 동시에 상기 축선 둘레의 주방향으로 연장되는 환상(環狀) 영역에서 상기 본체부에 용착되어 있는 압력 검출 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 개구부는 상기 축선을 따라 연장되는 소정의 내경을 가지는 원통상으로 형성되어 있고,
상기 축선에 직교하는 경방향에 있어서, 상기 개구부의 내주면의 위치와 상기 환상 영역의 내주측 단부의 위치가 일치하는 압력 검출 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 열가소성 불소수지는 퍼플루오로알콕시 불소수지인 압력 검출 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 축선에 직교하는 경방향에 있어서의 상기 환상 영역의 폭이 0.5㎜ 이상이면서 1.5㎜ 이하인 압력 검출 장치.
액체의 압력을 검출하는 압력 검출면을 가지는 압력 검출부와,
상기 압력 검출면으로 액체를 인도하는 동시에 축선을 따라 연장되는 유로가 형성된 유로부를 구비하는 압력 검출 장치의 제조방법이며,
상기 유로부가, 상기 압력 검출부에 접촉한 상태로 배치되는 접촉부를 가지고,
상기 접촉부가,
상기 압력 검출면에 접촉한 상태로 배치되는 동시에 상기 압력 검출면과 액체와의 접촉을 차단하는 박막상의 보호부와,
상기 유로의 단부에 배치되는 개구부를 형성하는 본체부를 가지며,
상기 보호부 및 상기 본체부는 열가소성 불소수지에 의해 형성되어 있고,
상기 본체부의 상기 개구부를 폐색하도록 상기 보호부를 배치하는 공정과,
상기 축선 둘레의 주방향을 따라 상기 보호부에 레이저 광을 조사하여 상기 보호부와 상기 본체부가 용착한 환상 영역을 형성하는 용착공정을 구비하는 압력 검출 장치의 제조방법.
제 5 항에 있어서,
상기 개구부는 상기 축선을 따라 연장되는 소정의 내경을 가지는 원통상으로 형성되어 있고,
상기 용착공정은 상기 축선에 직교하는 경방향에 있어서, 상기 개구부의 내주면의 위치와 상기 환상 영역의 내주측 단부의 위치가 일치하도록 상기 보호부와 상기 본체부를 용착시키는 압력 검출 장치의 제조방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 열가소성 불소수지는 퍼플루오로알콕시 불소수지인 압력 검출 장치의 제조방법.
제 5 항에 있어서,
상기 용착공정은 상기 축선에 직교하는 경방향에 있어서의 상기 환상 영역의 폭이 0.5㎜ 이상이면서 1.5㎜ 이하가 되도록, 상기 보호부와 상기 본체부를 용착시키는 압력 검출 장치의 제조방법.