專利名稱：：光電傳感器的框體組裝方法及光電傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及將發(fā)光元件及受光元件收容于內(nèi)部的光電傳感器的框體組裝方法及光電傳感器。
背景技術(shù)：
：光電傳感器的框體，在其內(nèi)部收容發(fā)光元件和受光元件。一般來(lái)說(shuō)，所述框體是由箱形的第1及第2構(gòu)件相互對(duì)接并接合其對(duì)接面而形成的。這時(shí)，最好做成密閉性高的框體，以在各種使用環(huán)境下都能夠使用該光電傳感器。第1及第2構(gòu)件由同種或不同種樹(shù)脂材料構(gòu)成，其接合是對(duì)相對(duì)面進(jìn)行粘結(jié)，或者進(jìn)行二次成型以使得其接縫的全周圍由樹(shù)脂覆蓋，或者是通過(guò)超生波熔敷(例如參照專利文獻(xiàn)l)來(lái)進(jìn)行。又，雖然不是以光電傳感器作為對(duì)象，但提出一種使用激光將不同種的合成樹(shù)脂材料局部熔敷，也就是所謂的點(diǎn)熔敷方法(例如參照專利文獻(xiàn)2)。而且對(duì)于此種光電傳感器，往往在接合作業(yè)之前，預(yù)先將與收容于內(nèi)部的發(fā)光元件及受光元件分別相對(duì)設(shè)置的透鏡與所述樹(shù)脂制的第1或者第2構(gòu)件裝配成一體。因此，在第1及第2構(gòu)件相互對(duì)接并接合時(shí)，正確地設(shè)定所述發(fā)光元件及受光元件與透鏡的光學(xué)距離是十分重要的。專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平11-329182號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)昭60-214931號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容但是，第1構(gòu)件和第2構(gòu)件粘結(jié)時(shí)，粘結(jié)劑的使用比較麻煩，而且還存在粘結(jié)劑硬化花費(fèi)時(shí)間而導(dǎo)致生產(chǎn)率低的問(wèn)題。又，使用二次成型法接合第1構(gòu)件和第2構(gòu)件時(shí)，二次成型用的模具是必要的，而且成型的順序也是必要的，在設(shè)備成本、生產(chǎn)率上都存在著問(wèn)題。又，使第1構(gòu)件和第2構(gòu)件相互對(duì)接并進(jìn)行超聲波熔敷時(shí)，伴隨著振動(dòng)容易產(chǎn)生構(gòu)件間的移位，而且設(shè)置于構(gòu)件的接合面的能量導(dǎo)向部件(energydirector)有溶化殘留等，從而產(chǎn)生熔敷不充分的地方，在量產(chǎn)時(shí)品質(zhì)難以保持穩(wěn)定。本發(fā)明正是基于此類問(wèn)題而作的，其目的在于，提供一種在使樹(shù)脂制的第1及第2構(gòu)件相互對(duì)接并接合來(lái)制成光電傳感器的框體時(shí)，具有良好的量產(chǎn)性的光電傳感器的框體組裝方法及光電傳感器。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明涉及一種適合實(shí)現(xiàn)光電傳感器的容器組裝方法，所述光電傳感器的第1及第2構(gòu)件的各接合面相互對(duì)接并接合而形成框體，在所述框體的內(nèi)部收容有發(fā)光元件及/或者受光元件，并在所述第1或者第2構(gòu)件的與所述發(fā)光元件及/或受光元件相對(duì)的部位設(shè)置有透鏡，其特征在于(a)至少在所述第1構(gòu)件的所述接合面使用激光容易透過(guò)的第1樹(shù)脂材料的構(gòu)成構(gòu)件，并至少在所述第2構(gòu)件的所述接合面使用與第1樹(shù)脂材料相比激光難以透過(guò)的第2樹(shù)脂材料作為構(gòu)成構(gòu)件；(b)在所述第1及第2構(gòu)件的各接合面相互對(duì)接的狀態(tài)下，從所述第1構(gòu)件側(cè)向其接合面照射直徑小于該接合面寬度的激光；(c)對(duì)所述第1及第2構(gòu)件的接合面間進(jìn)行熔敷，并在相互對(duì)接的所述接合面間留有未熔敷部分。所述第1及第2構(gòu)件中的至少一個(gè)具有一端側(cè)敞開(kāi)的箱形形狀，并將其敞開(kāi)側(cè)端面作為接合面。而且，所述第2樹(shù)脂材料最好使用含有碳素填料(carbonfiller)的材料，以提高激光的吸收率。又，所述第1或者第2構(gòu)件可以在與所述發(fā)光元件及/或受光元件相對(duì)的部位將透鏡一體形成。根據(jù)所述方法，對(duì)所述第1及第2構(gòu)件的接合面間進(jìn)行熔敷，并在構(gòu)成框體的第1及第2構(gòu)件相互對(duì)接的各接合面間留有未熔敷部分，因此，可以確保作為框體所必要的密閉性及組裝精度，并可以提供具有較高生產(chǎn)率的光電傳感器。圖1是示出使用本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的框體組裝方法所組裝的光電傳感器的結(jié)構(gòu)例。圖2是示出使用本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的框體組裝方法所組裝的框體的剖面結(jié)構(gòu)。圖3是示意性示出構(gòu)成框體的第1構(gòu)件和第2構(gòu)件的熔化部分的圖。符號(hào)的說(shuō)明l發(fā)光元件2受光元件3電路基板5第1構(gòu)件5b透鏡6第2構(gòu)件7信號(hào)電纜(電線)L激光A未熔敷區(qū)域B熔敷區(qū)域具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施形態(tài)的傳感器裝置的框體組裝方法進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明適用于制造將框體形成為密閉框體、并在該密閉框體內(nèi)部收容有傳感元件的傳感器裝置，如光電傳感器，特別在謀求光電傳感器的小型化上非常有用。具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施形態(tài)的傳感器裝置，例如如圖1所示，將搭載發(fā)光元件1和受光元件2的電路基板3收容在密閉框體4的內(nèi)部而構(gòu)成。密閉框體4是這樣形成的具有圍繞其平板狀底面部的周邊的立壁，且使其一端側(cè)敞開(kāi)的箱形形狀的第1構(gòu)件5及第2構(gòu)件6的各敞開(kāi)端面5a、6a相互對(duì)接，將其對(duì)接面之間水密封地接合而形成密閉框體4。特別的，第1構(gòu)件5由透過(guò)激光的第1樹(shù)脂材料如PAR(聚丙烯酸酯)構(gòu)成，而且，第2構(gòu)件6由吸收激光的第2樹(shù)脂材料如PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)構(gòu)成。又，該實(shí)施形態(tài)的第1及第2構(gòu)件5、6是箱形形狀的注塑成型品，其外觀形狀為例4如長(zhǎng)10mm、寬5mm、高2mm左右，其底板部及壁部的厚度為0.8mm左右，凹狀地形成其內(nèi)部收容所述電路基板3的空間部。特別在第2構(gòu)件6的內(nèi)側(cè)設(shè)置有凸起(未圖示)，所述電路基板3在各方向(寬度、長(zhǎng)度、深度)進(jìn)行定位，并將其收容。由此，電路基板3被安裝并固定在構(gòu)件6的正確位置上。而且，透鏡5b、5b在第l構(gòu)件5上一體形成。又，也能夠?qū)⒎珠_(kāi)制造的透鏡5b、5b粘結(jié)在第1構(gòu)件5上，使它們一體化。在內(nèi)部收容有所述電路基板3并使所述第1及第2構(gòu)件5，6的各敞開(kāi)端面5a、6a相互對(duì)接時(shí)，透鏡5b、5b分別與搭載于電路基板3的發(fā)光元件1及受光元件2對(duì)置，形成其光學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明的傳感器裝置的框體組裝方法，首先，使上述構(gòu)造的第1及第2構(gòu)件5、6相互對(duì)接，使用夾具(未圖示)對(duì)第1及第2構(gòu)件5、6施加不導(dǎo)致歪斜程度的壓力，維持所述狀態(tài)。然后，在所述第1及第2部件5、6的各敞開(kāi)端面5a、5b相互對(duì)接的狀態(tài)下，如圖2所示，從所述第1構(gòu)件5側(cè)向其作為對(duì)接面的敞開(kāi)端面5a、5b，照射例如光束直徑收縮為0.10.4mm的微小直徑的、波長(zhǎng)為8001000nm的紅外激光L，在該激光的照射部位使第1及第2構(gòu)件5、6間熔敷(激光熔敷)。特別是按照所謂的一筆畫(huà)的要領(lǐng)使所述激光L的照射位置沿著所述敞開(kāi)端面5a、6a移動(dòng)，由此使所述各敞開(kāi)端面5a、6a間，繞其全周連續(xù)接縫熔敷()一A溶著)。又，本發(fā)明中所說(shuō)的接縫熔敷，只要是賦予以下程度的密閉性的熔敷就足夠了，即在使用該傳感器裝置的框體所制造的傳感器裝置的使用環(huán)境中，不會(huì)因例如周圍的水分等侵入傳感器裝置的內(nèi)部而導(dǎo)致該傳感器裝置的動(dòng)作產(chǎn)生異常。具體來(lái)說(shuō)，如圖3所示，相互對(duì)接的第1及第2構(gòu)件5、6的各敞開(kāi)端面(對(duì)接面)5a、6a之間留有未熔敷區(qū)域A，僅使照射了微小直徑的激光L的部位局部地熔化，由此將第1及第2構(gòu)件5、6間熔敷。第2構(gòu)件6的熔化是通過(guò)吸收透過(guò)第1構(gòu)件5的激光的能量發(fā)熱而產(chǎn)生的，又，第1構(gòu)件5的熔化是通過(guò)傳播所述第2構(gòu)件6的熔化熱而產(chǎn)生的。由于緩慢地移動(dòng)激光L的照射位置，因此激光不再照射到的部位的溫度降低，熔化的第1及第2構(gòu)件5、6的構(gòu)成材料相互混合硬化，由此第1及第2構(gòu)件5、6間的熔敷可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。未熔敷區(qū)域A殘留在激光L的軌跡(圖1的虛線X)的兩側(cè)。又，已可確認(rèn)第2構(gòu)件6的構(gòu)成材料使用含有碳素填料(carbonfiller)的聚碳酸酯(PC10)時(shí)，可僅對(duì)激光L的照射部位進(jìn)行可靠的熔敷。推定其效果如下由于碳素填料的存在，僅所述激光L的照射部位局部地溫度上升，而且碳素填料的存在妨礙了從激光L的照射部位的熱擴(kuò)散，使得其周圍(激光的非照射區(qū)域)的溫度不那么高。又，如果僅激光L的照射部位局部地溫度上升的話，熔化樹(shù)脂會(huì)突然沸騰產(chǎn)生氣泡。如果此時(shí)存在未熔敷區(qū)域A，即使受到氣泡的壓力，熔化樹(shù)脂也不會(huì)露出對(duì)接面5a、6a的外部，確保良好的熔敷狀態(tài)。如上所述，對(duì)第l及第2構(gòu)件5、6相互對(duì)接的敞開(kāi)端面5a、6a照射激光，在該敞開(kāi)端面5a、6a間留有未熔敷區(qū)域A的同時(shí)，連續(xù)形成熔敷區(qū)域B，使得第1及第2構(gòu)件5、6的各敞開(kāi)端面5a、6a間接縫熔敷，根據(jù)本方法，敞開(kāi)端面5a、6a間留有未熔敷區(qū)域A，所以在第l及第2構(gòu)件5、6間，即使施加為了使其敞開(kāi)端面5a、6a相互對(duì)接的壓力，也不會(huì)由于第1及第2構(gòu)件5、6的熔化而在其加壓方向的位置關(guān)系上產(chǎn)生偏移。換而言之，可以在維持第l及第2構(gòu)件5、6的對(duì)接方向的位置關(guān)系的同時(shí)，使該第1及第2構(gòu)件5、6局部地熔化并使二者熔敷。特別是可以圍繞其對(duì)接面的全周連續(xù)接縫熔敷，可以對(duì)其間進(jìn)行氣密封或者水密封。如果這里沒(méi)留有未熔敷區(qū)域A，敞開(kāi)端面5a、6a在整個(gè)寬度范圍內(nèi)熔化的話，夾具所施加的壓力會(huì)使熔化樹(shù)脂從接合面露出而變形，在第1及第2構(gòu)件5、6間，恐怕會(huì)在其加壓方向的位置關(guān)系上產(chǎn)生偏移。這樣的位置偏移可能會(huì)造成透鏡5b的焦點(diǎn)位置偏移等，對(duì)光學(xué)性能上造成不好的影響，而且外觀上也不夠美觀。又，在照射使所述敞開(kāi)端面5a、6a整個(gè)寬度范圍熔化這樣強(qiáng)度的激光時(shí)，激光所具有的巨大能量會(huì)使熔化樹(shù)脂的溫度局部地上升而發(fā)生突然沸騰。此時(shí)，熔化樹(shù)脂可能會(huì)因所產(chǎn)生的氣泡的壓力在框體內(nèi)外飛散。這樣的話，熔化樹(shù)脂的飛沫附著在收容于框體內(nèi)的電路基板的發(fā)光元件1及受光元件2、透鏡5b上，可能妨礙其光學(xué)性能。而且，上述熔化樹(shù)脂的飛沫的附著，也影響其外觀上的美觀?？傊?，采用不留有未熔敷區(qū)域A的熔敷方法時(shí)，會(huì)導(dǎo)致制品的制造過(guò)程中次品的發(fā)生率變高，制造成本也變高。又，本發(fā)明根本上是提供將第1及第2構(gòu)件5、6直接對(duì)接而成的部分的密封性，至于信號(hào)電纜(電線)7的從電路基板3引出的引出部分，利用激光的熔敷方法不能得到充分的密閉。因此，使用上述的專利文獻(xiàn)2所揭示的方法等，確保其密封性是必要的。具體來(lái)說(shuō)，使信號(hào)電纜(電線)7穿過(guò)用的孔8，預(yù)先形成于構(gòu)成框體的所述第1及第2構(gòu)件5、6的接合部分，在與電路基板3連接的信號(hào)電纜(電線)7穿過(guò)所述孔8的狀態(tài)下，進(jìn)行所述第1及第2構(gòu)件5、6的接合。因此，孔8和信號(hào)電纜(電線)7之間會(huì)產(chǎn)生間隙。因此，可以使用第3構(gòu)件9填充所述孔8和所述信號(hào)電纜(電線)7之間的間隙等，完全覆蓋該間隙，由此來(lái)確保該部位的密封性。下表顯示的是驗(yàn)證代替第1及第2構(gòu)件5、6的原材料(構(gòu)成材料)而使用以下材料組裝密閉框體4時(shí)的密閉性的結(jié)果。該驗(yàn)證的過(guò)程如下將采用上述的方法將第1及第2構(gòu)件5、6接縫熔敷進(jìn)行組裝的、構(gòu)成原材料不同的多種密閉框體4浸入水中240小時(shí)，然后將其取出加熱后放置30分鐘進(jìn)行冷卻，再觀察此時(shí)的所述密閉框體4的內(nèi)部的霧氣狀況。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>該驗(yàn)證試驗(yàn)中，可以確認(rèn)第1構(gòu)件5的構(gòu)成材料采用聚丙烯酸酯(PAR)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，另一方面第2構(gòu)件6的構(gòu)成材料采用聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)時(shí)，可以簡(jiǎn)易地實(shí)現(xiàn)密封性(水密性)良好的密閉框體4。但是，關(guān)于含有碳素填料的樹(shù)脂材料，其含有比例的不同所帶來(lái)的影響需要進(jìn)一步的驗(yàn)證。又，本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施形態(tài)。雖然這里以光電傳感器的框體為例進(jìn)行說(shuō)明，其同樣可以適用于收容電磁的非接觸式傳感器的框體等。即，將框體的一端面用作傳感基準(zhǔn)面的、其內(nèi)部收納的傳感元件與所述傳感基準(zhǔn)面的距離、位置關(guān)系需要正確地規(guī)定的傳感器裝置全部都能夠適用本發(fā)明。而且，即使是在同一傳感器裝置中具有投光部和受光部時(shí)，例如在容器內(nèi)形成有與投光部相對(duì)的透鏡，而沒(méi)有設(shè)置與受光部相對(duì)的透鏡，或者透鏡與受光元件緊密接觸時(shí)，為了正確規(guī)定投光部和與其相對(duì)的透鏡的距離、位置關(guān)系，本發(fā)明是非常有用的。當(dāng)然，投光部和受光部的關(guān)系相反的情況也是同樣的。特別是，本發(fā)明作為對(duì)所謂的小型部品進(jìn)行細(xì)微加工、制造上的激光熔敷技術(shù)是很有用的。此外，本發(fā)明在不脫離其要旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形來(lái)實(shí)施。權(quán)利要求一種光電傳感器的框體組裝方法，所述光電傳感器的第1及第2構(gòu)件的各接合面相互對(duì)接并接合而形成框體，在所述框體內(nèi)部收容有發(fā)光元件及/或受光元件，并在所述第1或者第2構(gòu)件的與所述發(fā)光元件及/或受光元件相對(duì)的部位設(shè)置有透鏡，其特征在于在制造上述光電傳感器時(shí)，至少在所述第1構(gòu)件的所述接合面使用激光容易透過(guò)的第1樹(shù)脂材料作為構(gòu)成構(gòu)件，并至少在所述第2構(gòu)件的所述接合面使用與第1樹(shù)脂材料相比激光難以透過(guò)的第2樹(shù)脂材料作為構(gòu)成構(gòu)件，在所述第1及第2構(gòu)件的各接合面相互對(duì)接的狀態(tài)下，從所述第1構(gòu)件側(cè)向其接合面照射直徑小于該接合面寬度的激光，對(duì)所述第1及第2構(gòu)件的接合面間進(jìn)行熔敷，并在相互對(duì)接的所述接合面間留有未熔敷部分。2.如權(quán)利要求1所述的光電傳感器的框體組裝方法，其特征在于所述第1及第2構(gòu)件中的至少一個(gè)具有一端側(cè)敞開(kāi)的箱形形狀，并將其敞開(kāi)側(cè)端面作為接合面。3.如權(quán)利要求1所述的光電傳感器的框體組裝方法，其特征在于所述第2樹(shù)脂材料含有碳素填料。4.如權(quán)利要求1所述的光電傳感器的框體組裝方法，其特征在于使所述第1及第2構(gòu)件的接合面間相互接縫熔敷，由所述第1及第2構(gòu)件形成密閉框體。5.—種光電傳感器，其特征在于第1及第2構(gòu)件的各接合面相互對(duì)接并接合而形成框體，在所述框體內(nèi)部收容有發(fā)光元件及/或受光元件，并在所述第1或者第2構(gòu)件的與所述發(fā)光元件及/或受光元件相對(duì)的部位設(shè)置有透鏡，至少所述第1構(gòu)件的所述接合面的構(gòu)成構(gòu)件要由激光容易透過(guò)的第1樹(shù)脂材料構(gòu)成，且至少所述第2構(gòu)件的所述接合面的構(gòu)成構(gòu)件要由激光難以透過(guò)的第2樹(shù)脂材料構(gòu)成，對(duì)所述第1及第2構(gòu)件的接合面間進(jìn)行熔敷，并在相互對(duì)接的所述接合面間留有未熔敷部分。6.如權(quán)利要求5所述的光電傳感器，其特征在于具有與所述發(fā)光元件及/或受光元件通電的電線，在構(gòu)成框體的所述第1及第2構(gòu)件的接合部分形成有使所述電線通過(guò)的孔，至少所述孔和所述電線的間隙被第3構(gòu)件完全覆圭全文摘要本發(fā)明提供一種框體組裝方法，可以使構(gòu)成內(nèi)部收容傳感元件的密閉框體的第1及第2構(gòu)件相互對(duì)接且尺寸精確的接合。使用透過(guò)激光的第1樹(shù)脂材料作為所述第1構(gòu)件，并使用吸收激光的第2樹(shù)脂材料作為所述第2構(gòu)件，在這些構(gòu)件的各接合面相互對(duì)接的狀態(tài)下，從第1構(gòu)件側(cè)向其接合面照射直徑小于該接合面寬度的激光，對(duì)所述接合面間進(jìn)行熔敷，并在相互對(duì)接的接合面間留有未熔敷部分。文檔編號(hào)G01D5/26GK101738222SQ20091020976公開(kāi)日2010年6月16日申請(qǐng)日期2009年10月28日優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日發(fā)明者添田健一,相澤秀之,鈴木尚申請(qǐng)人:株式會(huì)社山武