JP2008021625A - 光遮断器の構造及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光遮断器の信頼性と歩留まりを向上させると共に、製造工程数を削減する対向式遮光フード光遮断器とその製造方法を提供する。
【解決手段】 この対向式遮光フード光遮断器は、信号源と、受信器と、基部と、を包含する。基部には第１張出部及び第２張出部が設けられかつ信号源と受信器をその中に設置する。対向式遮光フード光遮断器の製造方法は、モジュール板に複数の対向式遮光フードを形成し、さらに、基板を圧着し、最後に切断することで、複数の光遮断器を形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光遮断器及びその製造方法に関し、特に、対向式遮光フードの光遮断器及びその製造方法に関する。

光遮断器は、光信号の有無を検知することで、スイッチとしての機能を持たせたものであって、応用の範囲は、非常に広範にわたっている。目前の光遮断器の発展傾向は、小型化、低コスト化、及び高精度化である。従来方式による光遮断器製造の工程は、非常に繁雑であり、図１Ａは、その光遮断器の各要素を示す断面分解図である。同図に示すように、光遮断器は、第１基板１０２と、第２基板１２４と、光センサー１０４と、第１遮光フード１０８と、薄鉄板１１０と、第２遮光フード１１２と、発光素子１１４と、を包含する。光センサー１０４及び発光素子１１４は、それぞれワイヤボンディングされかつ保護材１０６によって第１基板１０２及び第２基板１２４に実装されている。

光遮断器全体の組み合わせ方法は、先ず、光センサー１０４を第１遮光フード１０８の第１凹部１１６内に設置して、熱圧着法によって光センサー１０４が取り付けられた第１基板１０２を第１遮光フード１０８に圧着する。また、発光素子１１４も同様にして、第２凹部１２２内に設置して第２基板１２４と、第２遮光フード１１２とを圧着する。第１遮光フード１０８と、第２遮光フード１１２とに、それぞれ光センサー１０４と発光素子１１４が取り付けられた後、第１遮光フード１０８の面ａと、第２遮光フード１１２の面ｂとを互いに粘着させることで、光遮断器の製作が完了する。

また、凹部１１６の底部には、一つの孔（図示せず）が有って、光センサー１０４が、発光素子１１４から発射される信号を受信できるようになっている。しかしながら、遮光フード１０８及び１１２は、製作過程において、精度上良好な位置決めが得られ難いために、さらに、一つの小孔を備えた薄鉄板１１０を追加して取り付けることで、光センサー１０４が露出した部分を縮減させて、検知感度を上げるようにされている。図１Ｂは、図１Ａの線Ｉ−ＩＩに沿って、ｃの方向から見た光遮断器の平面図である。図１Ｂに示すように、点線範囲が、元来の凹部の底部における孔１１８であって、薄鉄板１１０を介して貼り合わせることで、光センサー１０４の外部露出部分を薄鉄板上の小孔１２０のみに抑え、光センサー１０４の受光範囲を縮小して、検知感度を向上させるようになっている。

従来の光遮断器では、先ず、発光部及び検知部分をそれぞれ個別に製作した後、粘着させるようにしているので、製作の過程が繁雑である。また、面ａと面ｂの粘着状態が、光遮断部器の信頼度及び歩留まりに影響するので、如何にして光遮断器の製作工程数を削減し、ひいてはコストを低減させると共に、光遮断器の信頼度と歩留まりを増加させるかが、目前、メーカが切に望む目標である。

そこで、本発明の目的は、光遮断器の信頼度と歩留まりを向上させるための対向式遮光フード光遮断器を提供することにある。

本発明の他の目的は、光遮断器の製作工程と、コストとを削減するための対向式遮光フード光遮断器の製造方法を提供することにある。

本発明の前記目的を達成するために、対向式遮光フード光遮断器を提供する。それは、信号源と、受光器と、基部と、第１凹部と、第２凹部と、を包含する。受光器及び信号源は、それぞれワイヤボンディングされて第１及び第２基板上に実装されている。基部には、第１張出部及び第２張出部が基部の両側に設けられ、かつ、この第１張出部及び第２張出部が基部と一体に成形された構造となっている。第１張出部と、第２張出部には、それぞれ受信器及び信号源を設置するための第１凹部と、第２凹部とを備えている。そして、第１凹部と第２凹部の底部には、それぞれ一つの孔が有って、受信器が信号源から発射される信号を検知できるようになっている。

また、本発明の前記目的を達成するために、対向式遮光フードの光遮断器製造方法を提供する。それは、複数の対向式遮光フードを備えたモジュール板を製作し、さらに、特定の素子を備えた基板をモジュール板の正反対の両面に圧着し、最後に、基板を切断することで、一度に複数の光遮断器に分割する工程を包含する。

本発明では、高精度の射出成形技術で遮光フードを製作するので、薄鉄板で光センサーの露出範囲を縮減する必要がなくなり、薄鉄板のコストを節約することができる。さらに、対向式の遮光フードを採用したことで、光遮断器の信頼度と歩留まりとに最も影響する粘着作業を省くことができ、製作工程数も削減できると共に、光遮断器の歩留まりと、信頼度と、生産速度とを向上させることができる。

本発明では、精密射出成形法で、複数の対向式遮光フード構造が配置されたモジュール板を製作したことにより、従来の光遮断器における繁雑な製作工程数を削減できるばかりでなく、さらに、寸法を精確にコントロールすることができるので、薄鉄板で光センサーの露出範囲を制限する必要がなくなり、何れの所属技術分野における通常知識の所有者でも、必要に応じて対向式遮光フード構造の材質及びパラメータを変更させることで製品仕様条件を満足させることができる。

図２は、本発明の一実施例における対向式光遮断器の断面分解図である。同図において、主な要素は、信号源２０２と、受信器２０４と、基部２１４である。信号源２０２は、ワイヤ２１０でボンディングされ、さらに、保護材２１２で第２基板２０８上に実装されている。受信器２０４も、同様にワイヤ２１０でボンディングされ、さらに、保護材２１２で第１基板２０６に実装されている。基部２１４には、第１張出部２１６と第２張出部２１８とが、それぞれ基部２１４の両側に設けられかつ基部２１４と、第１張出部２１６と、第２張出部２１８とは一体に成形された構造の対向式遮光フード構造２０１となっている。受信器２０４と信号源２０２とは、それぞれが第１張出部２１６と第２張出部２１８の中に設置されている。

光遮断器全体の外観を平坦にするために、第１張出部２１６にさらに、第１凹部２２０を設け、第２張出部２１８にはさらに、第２凹部２２２を設ける。第２凹部の開口２２６の方向と第１凹部の開口２２４との方向は、逆になっている。また、第２凹部の開口２２６の方向は、図２に示すように、第１凹部の開口２２４に向いていない。第１凹部２２０及び第２凹部２２２を設けたことにより、受信器２０４及び発光素子２０２をそれぞれ第１凹部２２０及び第２凹部２２２内に配置させることができるようになり、光遮断器全体の外観を平坦に保つことができる。

また、受信器２０４が、確実に信号源２０２の信号を受信できるようにするために、第１凹部２２０及び第２凹部２２２の底部に、それぞれ第１孔２２８と第２孔２３０とを設け、かつ両孔２２８、２３０の位置を互いに対向させて、受信器２０４が信号源２０２から発射される信号を受信できるように形成されている。第１基板２０６及び第２基板２０８を、基部２１４の両側に熱圧着することで、基板２０６、２０８を基部２１４に固定することができる。本実施例では、信号源２０２が発光素子で、受信器２０４が光センサーである。

本実施例における対向式遮光フード光遮断器と、従来の光遮断器との外観には大きな差はないが、基部２１４と、第１張出部２１６及び第２張出部２１８との構造が、一体成形の対向式遮光フード構造２０１となっている。このために、従来の光遮断器において必要な粘着工程を、削減することができる。さらに、本実施例では、対向式遮光フード構造２０１は、高精度の射出成形で製作され、第１凹部２２０の底部における第１孔２２８の寸法を精確に形成することができるので、従来の遮光フードでの薄鉄板を粘着することで受信器２０４の露出範囲を制限することが必要ではないため、薄鉄板のコストが低減される。

詳細に本実施例の工程を説明するために、図２、及び図３Ａ乃至図３Ｅを参照する。そのうちで、図３Ａ乃至図３Ｅは、本発明による実施例の製造方法を説明するための説明図である。全体の工程が開始されると、先ず、モジュール板３０２を射出成形する、図３Ａは、モジュール板３０２の平面図である。モジュール板３０２には複数の対向式遮光フード構造２０１が設けられている。また、対向式遮光フード構造２０１は、この面（図３Ａに図示の面）には第１凹部２２０及び第１孔２２８が有る。さらに、図３Ｂを参照すると、この図は、モジュール板３０２のＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。この図では、モジュール３０２の図３Ｂにおいて上下の両面と、対向式遮光フード構造２０１の第１凹部２２０と、第２凹部２２２とがはっきりと見える。第１凹部２２０の底部には、第１孔２２８が有って、第２凹部２２２の底部には、第２孔２３０が設けられている。また、対向式遮光フード構造２０１の真ん中が中空構造３０４である。

凹部２２０及び２２２は、光遮断器の素子を設置するための空間である。第１孔２２８及び第２孔２３０と、中空構造３０４との構造で、対向する両凹部２２０、２２２の内部の光遮断器の素子が互いに信号を伝送することができる。

次に、図３Ｃを参照して、モジュール板３０２の製作の外に、欠かせないのが光遮断器の素子である。これもモジュール板３０２に対応して、一度に複数の素子に対してワイヤボンディングと、実装工程が行われる。図３Ｃは、第２基板２０８の上に形成された、ワイヤボンディング及び実装済みの複数の第２素子３０６を示している。なお、第２素子３０６の設置位置は、対向式遮光フード構造２０１の第２凹部２２２の位置に対応して設置されている。当然のことながら、対向式遮光フード構造２０１の第１凹部２２０に対応して、第１基板２０６と、その上に設置された第１素子３０８とが製作される。

図３Ｄは、基板２０６と基板２０８とが、モジュール板３０２に圧着される前の位置関係を示している。基板２０６，２０８における第１及び第２素子３０６，３０８が、モジュール板３０２の上下両面（互いに反対側の面）において、それぞれの対応する第１凹部２２０及び第２凹部２２２内に設置され、さらに、基板２０６，２０８を、モジュール板３０２に圧着する。

図３Ｅは、最後の切断工程を示している。ａ部分がモジュール板３０８全体の平面図であるが、図中の切断線３１０が、対向式遮光フード構造２０１の配列方向に沿っていることを表わすために、モジュール板３０８は、その上面に圧着されている第１基板２０６及び第１素子３０８を取り除いた状態での平面図である。また、図３Eのｂ部分は、この切断段階において、ａ部分のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿ったモジュール板３０２の断面図を表わしている。ｂ部分からモジュール板３０８の上下の両面には、それぞれ第１基板２０６及び第２基板２０８が、その上に圧着されていてかつ対向式遮光フード構造２０１の両凹部２２０、２２２の中にはそれぞれ第１素子３０８と第２素子３０６が設けられていることが分る。また、切断線３１０の位置が、切断後のブロックが、丁度一つの図２に示すような光遮断器となるような位置である。

対向式遮光フード構造２０１のモジュール板３０２上における配置は、マトリックス配列方式である。モジュール板３０２における対向式遮光フード構造２０１は、全てが二つで対を成して配列することで、単位面積内で最大限の対向式遮光フード構造２０１が得られる。図３Ａ乃至図３Ｅでは、両側の剰余面積不足のために、対向式遮光フード構造２０１は、単一配列として剰余空間を活かす設計となっている。

当然のことながら、切断された製品は、光遮断器であるので対向式遮光フード構造２０１の凹部２２０、２２２内に組み込む第１と第２素子３０８、３０６は、それぞれが光センサー及び発光素子である。また、凹部２２０、２２２の底部には、孔２２８、２３０が設けられ、さらに、両凹部２２０、２２２の間が、中空構造３０４であるから、光センサーが、発光素子から発射される信号を受信することができる。

第１基板２０６及び第２基板２０８は、熱圧着法によりモジュール板３０２の互いに反対側の面に圧着され、そして、最後の切断工程において、切断後のブロックが丁度一つの光遮断器の製品になるように、対向式遮光フード構造２０１の配列方向に沿った切断線３１０に沿って切断される。

本実施例で製造された対向式遮光フード光遮断器は、外観上、従来の光遮断器とは明確な差が認められないが、型を使用して一工程で複数の対向式遮光フード構造を製作し、また基板を利用して一工程で複数の素子を圧着して組み立ているので、一回で複数の光遮断器が製造されるのに等しく、最後に切断工程を経て、各光遮断器を分離したものである。

（発明の効果）
本実施例と、従来の繁雑な光遮断器の製造工程とを比較すれば、一回で複数の光遮断器が製造されるので、コストを低減し、生産効率を増大させることができる。さらに、対向式遮光フード構造をモジュール板の形態として製作したので、従来の最も光遮断器の歩留まり及び信頼度に影響が多い粘着工程を省略することができる。また、本発明の対向式遮光フード構造は、高精度の射出成形製作方式を利用したので、凹部の底部における孔を精確なサイズに収めることができるので、従来の薄鉄板で光センサーの露出範囲を制限するのに必要なコストを省くことができる。よって、本発明を応用すれば、光遮断器及びその製造方式が新たな段階へ導びかれたと言うことができる。

本発明では、既に前記の如き好適な一実施例を開示したが、それは本発明を限定するためのものではなく、当然のことながら、この技術に熟知するものなら誰しも本発明の精神と範囲内を逸脱せずに各種の変更と修飾を加えることができる。故に、本発明の保護範囲は、当然添付の請求項に限定されたものであると見なすべきである。

図１Ａは、光遮断器の各要素の断面分解図である。 図１Ｂは、図１Ａの線Ｉ−ＩＩに沿って、ｃの方向から見た光遮断器の平面図である。 図２は、本発明の一実施例における対向式光遮断器の断面分解図である。 図３Ａは、本発明による実施例の製造方法を説明するための説明図である。 図３Ｂは、本発明による実施例の製造方法を説明するための説明図である。 図３Ｃは、本発明による実施例の製造方法を説明するための説明図である。 図３Ｄは、本発明による実施例の製造方法を説明するための説明図である。 図３Ｅは、本発明による実施例の製造方法を説明するための説明図である。

符号の説明

１０２ 第１基板
１０４ 光センサー
１０６ 保護材
１０８ 第１遮光フード
１１０ 薄鉄板
１１２ 第２遮光フード
１１４ 発光素子
１１６ 第１凹部
１１８ 孔
１２０ 小孔
１２２ 第２凹部
１２４ 第２基板
２０１ 対向式遮光フード構造
２０２ 信号源
２０４ 受信器
２０６ 第１基板
２０８ 第２基板
２１０ ワイヤ
２１２ 保護材
２１４ 基部
２１６ 第１張出部
２１８ 第２張出部
２２０ 第１凹部
２２２ 第２凹部
２２４ 第１凹部開口
２２６ 第２凹部開口
２２８ 第１孔
２３０ 第２孔
３０２ モジュール板
３０４ 中空構造
３０６ 第２素子
３０８ 第１素子
３１０ 切断線

Claims (10)

1. 保護材によって、第１基板上に実装された受信器と、
   保護材によって、第２基板上に実装された信号源と、
   両端にそれぞれ設けられた第１張出部及び第２張出部を具備し、かつ、この第１張出部及び前記第２張出部と一体成形されている基部と、を少なくとも包含し、かつ、
   前記受信器及び前記信号源は、それぞれ前記第１張出部及び第２張出部に設置されかつ、前記受信器は、前記信号源が発射する信号を受信することができる対向式遮光フード光遮断器。
2. 前記第１張出部にさらに、第１凹部が設けられ、前記第２張出部にさらに、第２凹部が設けられかつ、前記第２凹部の開口方向と前記第１凹部の開口方向とが互いに逆方向で、前記第２凹部の開口方向は、前記第１凹部の開口に向いていないことを特徴とする請求項１記載の対向式遮光フード光遮断器。
3. 前記受信器及び前記信号源が、それぞれ前記第１凹部及び第２凹部内に配置され、前記第１凹部及び第２凹部の底部には、前記受信器が前記信号源から発射された信号を受信できるようにそれぞれ対応して配置された孔を有することを特徴とする請求項２記載の対向式遮光フード光遮断器。
4. 前記信号源が発光素子であり、前記受信器が光受光器であることを特徴とする請求項１記載の対向式遮光フード光遮断器。
5. （ａ）少なくとも一対の対向式遮光フード構造を備えたモジュール板を形成する工程と、
   （ｂ）第１基板上に少なくとも一つの第１素子を実装し、第２基板上に少なくとも一つの第２素子を実装する工程と、
   （ｃ）前記第１基板及び前記第２基板をそれぞれ前記モジュール板の互いに反対側の面に圧着する工程と、
   （ｄ）前記モジュール板並びに、その互いに反対側の面に圧着された前記第１基板及び前記第２基板を切断する工程と、を少なくとも包含する対向式遮光フード光遮断器の製造方法。
6. 前記対向式遮光フード構造が、前記モジュール板にマトリックス状に配列されたことを特徴とする請求項５記載の対向式遮光フード光遮断器の製造方法。
7. 前記対向式遮光フード構造が、さらに、第１凹部と第２凹部とを包含しかつ前記第１凹部と前記第２凹部とを対向させて設置したことを特徴とする請求項５記載の対向式遮光フード光遮断器の製造方法。
8. 前記工程（ｃ）において、前記第１素子を前記第１凹部内に、前記第２素子を前記第２凹部内に圧着することを特徴とする請求項７記載の対向式遮光フード光遮断器の製造方法。
9. 前記第１素子が光受光器であり、前記第２素子が発光素子であることを特徴とする請求項５記載の対向式遮光フード光遮断器の製造方法。
10. 前記工程（ｄ）において、前記対向式遮光フード構造の配列に沿って分割することを特徴とする請求項５記載の対向式遮光フード光遮断器の製造方法。

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