CN108538928A - 传感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种传感器及其制造方法。本发明的课题在于以低成本实现可靠性高的封装结构，以及将框体小型化。一种传感器，其包括包含金属的框体，所述传感器中，框体包含至少两个构件，两个构件通过接缝结构(10)而接合，并且将密封材(11)填充至接缝结构(10)的间隙的至少一部分中。

Description

传感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种传感器及其制造方法。

背景技术

包括框体的光电传感器作为现有技术而被熟知(专利文献1)。在此种光电传感器中，传感器本体由金属制的框体覆盖。金属框体通常包含两种或两种以上的构件，可通过将这些多个构件彼此接合(封装)来实现传感器本体的容纳。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2007-73417号公报(2007年3月22日公开)

发明内容

[发明所要解决的课题]

然而，在现有的框体的封装结构中，难以兼顾封装的可靠性的提高与小型化。例如，以前大多情况下在封装中使用O型环等，但该情况下需要增大封装部分的面积，从而有传感器自身进行大型化的问题。另外，若为了提高封装的可靠性而通过激光熔接等进行封装，则有设备成本及管理成本变得高额的问题。

因此，本发明的一实施方式的目的在于以低成本实现可靠性高的封装结构以及将框体小型化。

[解决课题的技术手段]

为了解决所述课题，本发明的一实施方式的传感器包括包含金属的框体，所述传感器中，

所述框体包含至少两个构件，

所述两个构件通过接缝结构而接合，

所述接缝结构是以将所述两个构件的至少一构件的缘部卷入另一构件的缘部的方式组合而成的结构，并且

将密封材填充至所述接缝结构的间隙的至少一部分中。

即，根据所述构成，在两个构件的至少一构件的缘部存在弯折部分，在由该弯折部分夹持的区域配置有另一构件的缘部。

根据所述构成，可以低成本实现可靠性高的封装结构，且可将框体小型化。

本发明的一实施方式的传感器中，所述接缝结构也可为以所述两个构件的缘部卷入彼此的方式组合而成的结构。

根据所述构成，可获得特别高的封装性。

本发明的一实施方式的传感器中，所述两个构件也可以该两个构件的至少一平面彼此在所述框体的外侧处于同一平面上的方式进行接合。

根据所述构成，接缝结构未突出至框体的外侧，因此在不损坏外观的美观的情况下提高框体的设计性。

本发明的一实施方式的传感器中，所述两个构件的至少一者也可具有将所述两个构件朝相互拉开的方向拉伸的拉伸机构。

根据所述构成，第一构件的缘部及第二构件的缘部可优选地接合，从而提高封装性。

本发明的一实施方式的传感器中，所述传感器也可为光电传感器。

光电传感器也可用于存在异物侵入的担忧的环境下，但根据所述构成，可提供一种水、油、粉尘等异物难以侵入框体1内的光电传感器。

本发明的一实施方式的传感器中，所述传感器也可由所述框体覆盖。

根据所述构成，可防止水、油、粉尘等异物侵入所述传感器内。

另外，本发明的一实施方式的传感器的制造方法制造包括包含金属的框体的传感器，所述传感器的制造方法中，所述框体包含至少两个构件，该制造方法包括：涂布步骤，将密封材涂布于所述两个构件的至少一构件的缘部；以及接合步骤，通过以将所述两个构件的至少一构件的缘部卷入另一构件的缘部的方式组合来接合所述两个构件；所述接合步骤包括使所述两个构件发生弹性变形而接合的步骤。

根据所述构成，可以低成本制造可靠性高的封装结构。

本发明的一实施方式的传感器的制造方法中，在所述接合步骤后还包括将所述两个构件朝相互拉开的方向拉伸的拉伸步骤。

根据所述构成，可使第一构件的缘部及第二构件的缘部优选地接合，从而提高封装性。

[发明的效果]

根据本发明的一实施方式，发挥如下效果：可以低成本实现可靠性高的封装结构，以及可将框体小型化。

附图说明

图1(a)～图1(b)是本发明的一实施方式的框体的立体图及对本发明的一实施方式的光电传感器的构成进行说明的图。

图2(a)～图2(g)是本发明的一实施方式的接缝结构的剖面图。

图3是表示本发明的一实施方式的制造方法的流程图。

图4是表示现有发明的封装结构的图。

[符号的说明]

1：框体

2：第一构件

3：第二构件

4：光投射部

5：光接收部

6：处理部

7：显示部

8：缆线部

9：传感器

10：接缝结构

11：密封材

12：传感器本体

20：第一构件的缘部

21：第一构件的平面部

30：第二构件的缘部

31：第二构件的平面部

40：封装结构

41：密封构件

50：卡合构件

S101、S102：步骤

具体实施方式

以下，对本发明的一实施方式进行详细说明。

图1(a)及图1(b)是表示本实施方式的传感器9的概略构成的图。如图1(a)及图1(b)所示，本实施方式的传感器9包括传感器本体12、以及收纳传感器本体12的框体1。本实施方式中，框体1包含多个构件，这些多个构件通过后述的接缝结构来进行接合。

以下，参照图1(a)～图1(b)、图2(a)～图2(g)、图3对本实施方式的传感器9进行更具体的说明。

(传感器的框体)

图1(a)是本实施方式的框体1的立体图。构成框体1的构件的形态并无特别限定。在本实施方式中，框体1包含第一构件2及第二构件3。第一构件2及第二构件3均可为大致角形，也可为其中一构件为板状，另一构件为大致角形。

第一构件2及第二构件3可通过将第一构件的缘部20及第二构件的缘部30相互组合而接合。更具体而言，第一构件的缘部20的全周及第二构件的缘部30的全周通过后述的接缝结构而组合，且将密封材填充至接缝结构10的间隙的至少一部分中，由此进行接合。

根据以所述方式构成的框体1，可以低成本实现可靠性高的封装结构。通过可实现可靠性高的封装结构，水、油、粉尘等异物难以侵入框体1内，因此可将包括该框体1的传感器9用于无法使用现有的传感器的环境中。另外，根据所述构成，可将框体1小型化，进而可将包括框体1的传感器9小型化。

框体1的材质为金属。

(传感器本体12)

图1(b)为表示本实施方式的传感器9的概略构成的图。如图1(b)所示，传感器9包括传感器本体12及缆线部8，且由框体1覆盖。传感器本体12包括光投射部4、光接收部5、处理部6、及显示部7。

(接缝结构)

以下，参照图2(a)～图2(g)对本实施方式的接缝结构10进行说明。

图2(a)～图2(g)是本实施方式的接缝结构10的剖面图的例子。接缝结构10是以第一构件2及第二构件3的其中一构件的缘部卷入另一构件的缘部的方式组合而成的结构。作为此种结构的例子，例如可列举图2(d)及图2(e)所表示的结构。再者，可任意地决定第一构件的缘部20及第二构件的缘部30的哪一者卷入另一构件。若以第一构件2及第二构件3的至少一构件的缘部卷入另一构件的缘部的方式组合，则可充分地对两个构件的接合部进行封装。

优选为接缝结构10以第一构件的缘部20及第二构件的缘部30卷入彼此的方式进行组合。作为此种结构的例子，例如可列举图2(a)～图2(c)、图2(f)及图2(g)所表示的结构。通过接缝结构10为以第一构件的缘部20及第二构件的缘部30卷入彼此的方式组合而成的结构，可获得特别高的封装性。

以下，使用图2(a)～图2(g)对本实施方式的接缝结构10的例子进行具体说明。

(第1例)

在图2(a)所表示的接缝结构10中，第一构件的缘部20及第二构件的缘部30均为剖面U字状。再者，图2(a)中，图的左侧为框体1的外侧。通过将第一构件的缘部20及第二构件的缘部30均设为剖面U字状，发挥如下效果：可容易地对各个构件进行加工。剖面U字的形态及两个构件的剖面U字的组合方式并无特别限定，但为了提高封装性，优选为存在规定以上的剖面U字的重叠部分。另外，为了进一步提高封装性，第一构件的缘部20及第二构件的缘部30优选为在与第一构件的平面部21及第二构件的平面部31的延伸方向垂直的方向上无间隙地接触。

第一构件的缘部20及第二构件的缘部30以剖面U字相互对向的方式进行组合。通过以剖面U字相互对向的方式进行组合，在后述的制造方法的拉伸步骤中，发挥如下效果：容易使第一构件2及第二构件3接合。

(第2例)

图2(b)所表示的是接缝结构10的第2例。第2例的接缝结构10为除第二构件的缘部30与第二构件的平面部31之间倾斜地弯曲以外，与图2(a)所表示的第1例相同的结构。

通过第二构件的缘部30与第二构件的平面部31之间倾斜地弯曲，第一构件的平面部21及第二构件的平面部31在框体1的外侧处于同一平面上。再者，图2(b)中，图的左侧为框体1的外侧。通过以第一构件的平面部21及第二构件的平面部31在框体1的外侧处于同一平面上的方式进行接合，接缝结构10未突出至框体的外侧，因此在不损坏外观的美观的情况下提高框体的设计性。

使第一构件的平面部21及第二构件的平面部31在框体1的外侧处于同一平面上的构成并不限定于图2(b)所列举的例子。例如，通过预先将第二构件的平面部31的厚度设为将第二构件的缘部30的厚度与第一构件的缘部的U字的宽度合计而得的厚度，可使第一构件的平面部21及第二构件的平面部31在框体1的外侧处于同一平面上。再者，此处的U字的宽度，是指与第一构件的平面部21及第二构件的平面部31的延伸方向垂直的方向上的U字的高度。

另外，图2(b)中，第二构件的缘部30与第二构件的平面部31之间的倾斜地弯曲的部分也作为将第一构件2及第二构件3朝相互拉开的方向拉伸的拉伸机构发挥功能。倾斜地弯折的部分通过朝第一构件的平面部21的延伸方向按压卷入至第二构件的缘部30中的第一构件的缘部20，在将第一构件2及第二构件3相互拉开的方向产生力。由此，第一构件的缘部20及第二构件的缘部30可优选地进行接合，从而提高封装的可靠性及稳定性。

(第3例)

图2(c)所表示的是第3例的接缝结构10。在第3例的接缝结构10中，第一构件的缘部20及第二构件的缘部30均成为剖面旋涡状而进行接合。第一构件的缘部20与第一构件的平面部21之间及第二构件的缘部30与第二构件的平面部31之间均倾斜地弯曲。

该实施方式中，剖面为旋涡状，因此两个构件的缘部分别弯折两次以上，两个构件的缘部充分地重叠。由此，可提高封装性。另外，第一构件的缘部20及第二构件的缘部30优选为在与第一构件的平面部21及第二构件的平面部31的延伸方向垂直的方向上无间隙地接触。根据所述构成，可进一步提高封装性。

通过第一构件的缘部20及第二构件的缘部30均为剖面旋涡状，发挥如下效果：可获得特别高的封装性，且两个构件接合时特别难以偏离。

通过第一构件的缘部20与第一构件的平面部21之间及第二构件的缘部30与第二构件的平面部31之间均倾斜地弯曲，与第2例同样地，两个倾斜地弯曲的部分分别作为拉伸机构发挥功能。通过存在两个拉伸机构，第一构件的缘部20及第二构件的缘部30可特别优选地进行接合，从而特别提高封装性的可靠性及稳定性。

(第4例)

图2(d)所表示的是第4例的接缝结构10。在第4例的接缝结构10中，第二构件的缘部30被加工为剖面U字状，并卷入第一构件的缘部20。

(第5例)

图2(e)所表示的是第5例的接缝结构10。第5例的接缝结构10是将第4例的接缝结构10进一步大致垂直地弯折一次而成的结构。第二构件的缘部30的前端部被加工为剖面U字状，自U字延伸的部分大致垂直地弯折一次。

(第6例)

图2(f)所表示的是第6例的接缝结构10。第6例的接缝结构10是将图2(d)所表示的第4例的接缝结构10以第二构件的缘部30成为剖面旋涡状的方式进一步弯折一次而成的结构。

(第7例)

图2(g)所表示的是第7例的接缝结构10。再者，在图2(g)中，为了参照图4容易进行与后述的现有的封装结构40的对比，示出框体1的剖面中包含接缝结构10的区域。第7例的接缝结构10与以下结构相对应：所述结构是在图2(b)所表示的第2例的接缝结构10中弯折第一构件的平面部21，由此如图2(g)所示将第一构件的平面部21以朝右侧延伸的方式定向，从而第一构件的平面部21与第二构件的平面部31朝大致垂直的方向延伸。在第7例中，第二构件的缘部30与第二构件的平面部31之间以较第2例而言更陡的角度进行弯折。与第2例同样地，该弯折的部分作为拉伸机构发挥功能。因此，可提高封装的可靠性及稳定性。

(密封材)

如图2(a)～图2(g)所示，将密封材11填充至接缝结构10的间隙的至少一部分中。通过将密封材11填充至接缝结构10的间隙的至少一部分中，可获得高的封装性。密封材11也可填充接缝结构10的所有的间隙。通过密封材11填充接缝结构10的所有的间隙，可获得更高的封装性。密封材的种类并无特别限定。例如可使用现有公知的接着剂。作为此种接着剂，例如可列举包含改性硅的接着剂等。为了提高作业性，可使用粘度高的密封材。

(制造方法)

使用图3对本实施方式的传感器9的制造方法的一例进行说明。在本实施方式中，在涂布步骤S101后进行接合步骤S102，并在接合步骤S102后进一步进行拉伸步骤，由此制造传感器9。

第一构件的缘部20及第二构件的缘部30在涂布步骤S101之前以成为剖面弯曲的形状的方式进行加工，以可在其后使第一构件2及第二构件3组合而形成接缝结构。

涂布步骤S101为将密封材涂布于第一构件及第二构件的至少一构件的缘部的步骤。密封材的涂布方法并无特别限定，可利用公知的方法进行涂布。

图2(a)、图2(b)中，若设为将密封材11填充至第二构件的U字的内侧的构成，则可自框体1的外侧填充密封材11，因此发挥如下效果：容易填充密封材。

接合步骤S102为通过以第一构件及第二构件的至少一构件的缘部卷入另一构件的缘部的方式，使第一构件及第二构件发生弹性变形并组合而进行接合的步骤。例如只要以形成图2(a)～图2(f)的接缝结构的方式将第一构件2及第二构件3组合即可。

在拉伸步骤中，将第一构件2及第二构件3朝相互拉开的方向拉伸。拉伸方法并无特别限定。以下，根据接缝结构的形态具体地叙述拉伸方法。

图2(a)的接缝结构中，沿着第一构件的平面部21及第二构件的平面部31的延伸方向拉伸第一构件的平面部21及第二构件的平面部31。

在图2(b)、图2(c)、及图2(g)的接缝结构中，接缝结构自身包含拉伸机构。因此，在这些接缝结构中，在接合步骤S102之后，通过拉伸机构而产生拉伸步骤。除利用拉伸机构的拉伸步骤以外，也可追加设置使用外力的另一拉伸步骤。

(与现有技术的比较)

参照图2(a)～图2(g)及图4，本实施方式中对与现有技术相比可实现传感器9的小型化的理由进行说明。图4是取出现有的框体的剖面中包含现有的封装结构40的区域的图。现有的封装结构40为如下结构：在第一构件的缘部20与第二构件的缘部30之间设置O型环、衬垫等密封构件41，并由两个构件夹入。在该构成中，为了相互推压第一构件的缘部20与第二构件的缘部30，需要将两者利用螺钉等卡合构件50螺接的构成、或进行激光熔接的构成。因此，在第一构件2及第二构件3的各个中另行需要设置用以进行所述般的推压的构成的区域，从而导致框体的大型化。如图4所示，在使用卡合构件50的形态中，需要增厚螺接有卡合构件50的区域。另外，为了进行可靠性高的封装，需要使密封构件41的直径变粗，或者确保夹持密封构件的部分的面积。

相对于此，如图2(a)～图2(g)所示，本实施方式中不需要用以进行封装及接合的追加的构件。因此，在本实施方式的框体1中，无需确保夹持O型环等密封构件的部分的面积，进而也不需要固定卡合构件50的结构。因此，本实施方式的框体1较现有熟知的框体而言可实现小型化。

另外，在本实施方式中，与现有技术相比，可形成可靠性高的封装结构。在现有技术中根据用以进行封装的O型环等密封构件41及用以进行卡合的卡合构件50的构件的尺寸的偏差，有封装性降低的担忧。相对于此，在本实施方式中通过不使用密封构件41及卡合构件50等构件，可形成可靠性高的封装结构。

本发明并不限定于所述的各实施方式，可在权利要求所示的范围内进行各种变更，将不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合而获得的实施方式也包含于本发明的技术范围内。

[产业上的可利用性]

本发明的一实施方式可广泛地应用于使用框体的工业机器等中。

Claims (8)

1.一种传感器，包括包含金属的框体，所述传感器的特征在于：

所述框体包含至少两个构件，

所述两个构件通过接缝结构而接合，

所述接缝结构是以将所述两个构件的至少一构件的缘部卷入另一构件的缘部的方式组合而成的结构，并且

将密封材填充至所述接缝结构的间隙的至少一部分中。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：

所述接缝结构是以所述两个构件的缘部卷入彼此的方式组合而成的结构。

3.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于：

所述两个构件以所述两个构件的至少一平面彼此在所述框体的外侧处于同一平面上的方式进行接合。

4.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于：

所述两个构件的至少一者具有将所述两个构件朝相互拉开的方向拉伸的拉伸机构。

5.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于：

所述传感器为光电传感器。

6.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于：

所述传感器是由所述框体覆盖。

7.一种传感器的制造方法，其制造包括包含金属的框体的传感器，所述传感器的制造方法的特征在于：

所述框体包含至少两个构件，且

所述制造方法包括：

涂布步骤，将密封材涂布于所述两个构件的至少一构件的缘部；以及

接合步骤，通过以将所述两个构件的至少一构件的缘部卷入另一构件的缘部的方式组合来接合所述两个构件；

所述接合步骤包括使所述两个构件发生弹性变形而接合的步骤。

8.根据权利要求7所述的传感器的制造方法，其特征在于：

在所述接合步骤后还包括将所述两个构件朝相互拉开的方向拉伸的拉伸步骤。