JP2010231138A

JP2010231138A - 鏡筒付レンズとその製造方法

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Publication number: JP2010231138A
Application number: JP2009081275A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hatakeyama; 茂畠山
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2029-03-30
Also published as: JP5258658B2

Abstract

【課題】溶接接合部が溶接に用いる電極の直下にない場合であっても、電極により溶接接合部を確実に押圧でき、安定的な溶接を行うことのできる鏡筒付レンズを提供する。
【解決手段】筒状の鏡筒２内にレンズ３が保持されてなるものであって、鏡筒２は、内周面にレンズ３を保持する鏡筒本体部１０と、鏡筒本体部１０の下端面が外周側に延出されてなる鍔部１１とを備え、鍔部１１の下面には先端に向かって細くなる凸状の溶接接合部１３が周方向に沿って形成され、溶接接合部１３は外周側に向く面が鍔部１１の下面に対し傾斜状であると共に、内周側に向く面が鍔部１１の下面に対し略垂直状とされる。
【選択図】図２

Description

本発明は、筒状の鏡筒内にレンズを保持してなる鏡筒付レンズに関し、特に下端部に鍔部を有してステム等に対し溶接接合される鏡筒付レンズに関する。

従来、光通信などの分野において、半導体レーザーを気密密封した状態で用いることによって、酸化による劣化を防止することが知られている。半導体レーザーを密封するために、金属製のステムに半導体レーザーを固定し、ステムを覆うように鏡筒付レンズを設けると共に、鏡筒の下面とステムを溶接接合することも知られている。このように用いられる鏡筒付レンズとしては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。

鏡筒は、レンズを保持する鏡筒本体部と、鏡筒本体部の下端から外周側に延出形成される鍔部から構成される。鏡筒とステムを溶接接合するため、鏡筒の鍔部には、下面に凸状の溶接接合部が形成される。溶接の際には、鍔部の上面が電極により押圧され、溶接接合部がステムに対して加圧される。この状態で電極からステムに電流が流れることで、溶接接合部の先端部が溶着し、ステムと接合される。

特開２００７−７３８７４号公報

従来の鏡筒付レンズにおいて鏡筒の溶接接合部は、鏡筒本体部の外周面よりも外周側に配置される。したがって、電極が鍔部を下方に押圧した際、溶接接合部は鉛直下方に押圧される。このため、溶接接合部は内外周方向に対称形状となるように形成されるのが一般的である。

しかし、近年、光通信モジュールの小型化が進み、図６のように半導体レーザーを載置するステムの平面形状が小径化するとともに、位置決めのためのＶ形状の切欠き部が形成されるので、溶接接合部を鏡筒本体部の外周面よりも内周側に配置せざるを得ない。この場合には溶接時に溶接接合部が溶融飛沫となって内周側に飛散し、最悪の場合半導体レーザーを短絡させるなど歩留まりの悪化や、長期の信頼性を低下させる要因となっていた。また、電極により鍔部を下方に押圧した際、溶接接合部は斜め方向に押圧されることとなり、その溶接接合部を支点としたモーメントにより鏡筒内に接合されたレンズが剥離したり、レンズに割れが発生する等の問題があった。

本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、溶接接合部が溶接に用いる電極の直下にない場合であっても、電極により安定的な溶接を行うことができ、歩留まりや信頼性の高い光通信モジュールを形成することのできる鏡筒付レンズを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る鏡筒付レンズは、筒状の鏡筒内にレンズが保持されてなる鏡筒付レンズにおいて、
前記鏡筒は、内周面に前記レンズを保持する鏡筒本体部と、該鏡筒本体部の下端面が外周側に延出されてなる鍔部とを備え、
前記鍔部の下面には先端に向かって細くなる凸状の溶接接合部が周方向に沿って形成され、該溶接接合部は外周側に向く面が前記鍔部の下面に対し傾斜状であると共に、内周側に向く面が前記鍔部の下面に対し略垂直状であることを特徴として構成されている。

また、本発明に係る鏡筒付レンズは、前記鍔部の内周面には下端部に切欠部が周方向に沿って形成され、該切欠部の内周面は前記突起部の内周側を向く面と面一状となることを特徴として構成されている。

本発明に係る鏡筒付レンズによれば、鍔部の下面には先端に向かって細くなる凸状の溶接接合部が周方向に沿って形成され、溶接接合部は外周側に向く面が鍔部の下面に対し傾斜状であると共に、内周側に向く面が鍔部の下面に対し略垂直状であることにより、溶接時における電極の挟圧により鍔部にモーメントが加えられると容易に塑性変形でき、安定した溶接を行うことができると共に、溶接接合部の内周側の体積を小さくすることができ、溶接時の内周方向への溶融飛沫の飛散を防止し、半導体レーザーに悪影響を及ぼすといったことを防止することができる。

た、本発明に係る鏡筒付レンズによれば、鍔部の内周面には下端部に切欠部が周方向に沿って形成され、切欠部の内周面は突起部の内周側を向く面と面一状となることにより、切欠部によって鏡筒における溶接接合部より内周側の体積をより小さくすることができ、溶接接合部を支点としたモーメントが発生しても、切欠部がモーメントを吸収し、切欠き部上部の鏡筒へのモーメントの伝播を軽減し、鏡筒内に接合されたレンズの剥離や、レンズの割れ等を防止することができる。

第１の実施形態における鏡筒付レンズの取付状態の断面図である。鏡筒付レンズのうち鏡筒本体部の下端付近の拡大断面図である。鏡筒付レンズのステムに対する溶接時の断面図である。第２の実施形態の鏡筒付レンズのうち鏡筒本体部の下端付近の拡大断面図である。第３の実施形態の鏡筒付レンズのうち鏡筒本体部の下端付近の拡大断面図である。光通信モジュールのステムの平面図である。

本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には、第１の実施形態における鏡筒付レンズの取付状態の断面図を示している。この図に示すように、鏡筒付レンズ１は、半導体レーザー５を上面に設けた金属製のステム４に載置される。また、図６にステム４の平面図を示す。鏡筒付レンズ１は半導体レーザー５の設けられる領域を封止すると共に、半導体レーザー５からの光を透過させると共に平行光あるいは収束光とするレンズ３を有している。

鏡筒付レンズ１は、金属からなる筒状の鏡筒２と、その内部に納められるレンズ３により構成されている。鏡筒２は、円筒状に形成された鏡筒本体部１０と、鏡筒本体部１０の下端から外周側に延出するように形成された鍔部１１とからなっている。鏡筒本体部１０の内周面１０ｂには、レンズ３が保持されている。

鍔部１１の下面にはステム４に対して載置されると共に、溶接により接合される突起状の溶接接合部１３が形成されている。溶接接合部１３は、鍔部１１の下面の全周に渡って形成されている。

図２には、鏡筒付レンズ１のうち鏡筒本体部１０の下端付近の拡大断面図を示している。鍔部１１の下面に形成される溶接接合部１３は、鏡筒本体部１０の内周面１０ｂよりも外周寄りであって、かつ鏡筒本体部１０の外周面１０ａよりも内周寄りの位置に形成されている。また、溶接接合部１３は、図６のステムのＶ形状の切欠き部１２よりも内周側の位置に形成されている。

溶接接合部１３は、突出の根元側から先端側に向かって先細状となるように形成されている。溶接接合部１３のうち外周側を向く面１３ａは鍔部１１の下面に対して傾斜状となるように形成され、一方で内周側を向く面１３ｂは鍔部１１の下面に対して略垂直状となるように形成されている。

また、鍔部１１の内周面には、下端角部に切欠部１５が形成されている。切欠部１５は、内周側面が溶接接合部１３の内周側を向く面１３ｂと面一状となるように形成されている。このように溶接接合部１３が内外周方向に非対称な形状に形成されると共に、切欠部１５が形成されていることにより、以下に説明する溶接時において電極による押圧を安定的に行うことができる。

図３には、鏡筒付レンズ１のステム４に対する溶接時の断面図を示している。この図に示すように、鏡筒付レンズ１をステム４に対して接合する際には、鏡筒付レンズ１を上方から覆うように第１電極２０が設けられ、またステム４を下方から支持するように第２電極２１が設けられる。

第１電極２０は、鏡筒２を構成する鍔部１１の上面１１ａに当接して押圧する当接面２０ａを外周側に有し、当接面２０ａより内周側は鏡筒本体部１０の外周形状に略適合するように凹状に形成されると共に、その側面２０ｂは鏡筒本体部１０の外周面１０ａに近接する。

第２電極２１は、第１電極２０の当接面２０ａと対向してステム４の下面側を押圧する当接面２１ａを有している。そして、第１電極２０と第２電極２１により鏡筒２の鍔部１１とステム４が挟圧される。これにより、鍔部１１の溶接接合部１３がステム４に対して圧接した状態となる。第１電極２０と第２電極２１により鏡筒２とステム４を押圧した状態で、電極間に電流を流すことにより、溶接接合部１３の先端部が溶融しステム４に対して接合される。

溶接接合部１３は鏡筒本体部１０の外周面１０ａよりも内周側寄りに形成されているため、鍔部１１の上面１１ａを第１電極２０が押圧することで、鍔部１１に対しては下方内周側に向かうモーメントが加わることとなる。この場合に、本実施形態の溶接接合部１３は、突出の根元側から先端側に向かって先細状となるように形成されており、溶接接合部１３のうち外周側を向く面１３ａは鍔部１１の下面に対して傾斜状となるように形成され、一方で内周側を向く面１３ｂは鍔部１１の下面に対して略垂直状となるように形成され、荷重が向かう側の体積が小さいために、溶接接合部１３を支点として鍔部１１にモーメントが加わると、容易に塑性変形でき、安定的な押圧により確実な溶接接合をなすことができると共に、溶接時の溶融飛沫が内周側に飛散し、半導体レーザー５を短絡したりする等の悪影響を及ぼすといったことを防止することができる。

また、鏡筒２においては鍔部１１の溶接接合部１３よりも内周側に切欠部１５を設けて、切欠部１５の内周側に向かう面が溶接接合部１３の内周側に向かう面と面一状となるようにしたことで、切欠部１５によって鏡筒２における溶接接合部１３より内周側の体積をより小さくすることができ、溶接接合部１３を支点としたモーメントが発生しても、切欠部１５がモーメントを吸収し、切欠き部１５の上部の鏡筒２へのモーメントの伝播を軽減し、鏡筒２内に接合されたレンズ３の剥離や、レンズ３の割れ等を防止することができる。

溶接接合部１３及び切欠部１５の形状は、この例には限られない。図４には、第２の実施形態における鏡筒付レンズ１のうち鏡筒本体部１０の下端付近の拡大断面図を示している。第２の実施形態において、溶接接合部１３は第１の実施形態と同様の形状を有している。

一方で、切欠部１５は、第１の実施形態よりもさらに大きく形成されている。すなわち、鍔部１１の内周面においてより高い位置まで切り欠かれている。これによって、鏡筒２において溶接接合部１３の内周側の体積をより減らして、溶接接合部１３を支点としたモーメントが発生しても、切欠部１５がモーメントを吸収し、切欠き部１５の上部の鏡筒２へのモーメントの伝播を軽減し、鏡筒２内に接合されたレンズ３の剥離や、レンズ３の割れ等を防止をより確実に行うことができる。

図５には、第３の実施形態における鏡筒付レンズ１のうち鏡筒本体部１０の下端付近の拡大断面図を示している。第３の実施形態においては、溶接接合部１３は第１の実施形態と同様の形状を有しているが、切欠部１５は形成されていない。このように、切欠部１５を形成しない場合でも、溶接接合部１３の内周側体積を小さくしているので、溶接接合部１３を支点として鍔部１１にモーメントが加わると、容易に塑性変形でき、安定的な押圧により確実な溶接接合をなすことができると共に、溶接時の溶融飛沫が内周側に飛散し、半導体レーザー５を短絡したりする等の悪影響を及ぼすといったことを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。

１鏡筒付レンズ
２鏡筒
３レンズ
４ステム
５半導体レーザー
６リード線
１０鏡筒本体部
１１鍔部
１２Ｖ形状の切欠き部
１３溶接接合部
１４逃げ部
１５切欠部
２０第１電極

Claims

筒状の鏡筒内にレンズが保持されてなる鏡筒付レンズにおいて、
前記鏡筒は、内周面に前記レンズを保持する鏡筒本体部と、該鏡筒本体部の下端面が外周側に延出されてなる鍔部とを備え、
前記鍔部の下面には先端に向かって細くなる凸状の溶接接合部が周方向に沿って形成され、該溶接接合部は外周側に向く面が前記鍔部の下面に対し傾斜状であると共に、内周側に向く面が前記鍔部の下面に対し略垂直状であることを特徴とする鏡筒付レンズ。
前記鍔部の内周面には下端部に切欠部が周方向に沿って形成され、該切欠部の内周面は前記突起部の内周側を向く面と面一状となることを特徴とする請求項１記載の鏡筒付レンズ。