JP2013252667A - 樹脂部品、光電センサおよび樹脂部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質で、簡易な製造工程により得られる樹脂部品、そのような樹脂部品を用いた光電センサ、およびそのような樹脂部品の製造方法、を提供する。
【解決手段】樹脂ケースは、接合面３１ｃを有し、樹脂から形成されるケース３１と、溶着によって接合面３１ｃに接合され、レーザ光が透過可能な樹脂から形成される中間ケース４１と、中間ケース４１に対してケース３１の反対側に配置され、中間ケース４１上に立設され、樹脂から形成されるキャップカバー２１とを備える。キャップカバー２１は、中間ケース４１から立ち上がる側部２１ａと、中間ケース４１を介して接合面３１ｃと向かい合う位置で側部２１ａと交わる頂部２１ｂとを有する。接合面３１ｃを基準にして側部２１ａと頂部２１ｂとが交わる高さＨは、接合面３１ｃと向かい合ういずれの位置においても同一である。
【選択図】図５

Description

この発明は、一般的には、樹脂部品、光電センサおよび樹脂部品の製造方法に関し、より特定的には、樹脂製の複数の部材が組み合わされた樹脂部品、そのような樹脂部品を用いた光電センサ、およびそのような樹脂部品の製造方法に関する。

レーザ光を用いた樹脂の接合方法に関して、たとえば、特開２０００−２１８６９８号公報には、接合部の仕上がり（品質）を改良することを目的とした、レーザによる樹脂の接合方法およびその装置が開示されている（特許文献１）。

特許文献１に開示された樹脂の接合方法においては、レーザビームに対して透明な部材を、レーザ光源に近い側に配置し、レーザビームを吸収する樹脂または他の素材の部材を、レーザ光源の遠い側に配置し、透明な部材に重ね合わせる。そして、レーザ光源と透明な部材との間に接合すべき形状に合わせた開口部を有するマスクを配置し、そのマスク越しにレーザビームを照射する。

また、特開２００３−２２５９４６号公報には、安定した接着を達成することを目的としたレーザ接着方法およびレーザ接着装置が開示されている（特許文献２）。

特許文献２に開示されたレーザ接着方法は、レーザが照射される接合部近傍の直上から、押圧治具によって、レーザを透過する接合体を被接合体に押圧する工程と、その押圧治具の斜め側方から接合部にレーザを照射する工程とを有する。

特開２０００−２１８６９８号公報 特開２００３−２２５９４６号公報

上述の特許文献に開示されるように、レーザ光が透過可能な透過性樹脂部材と、レーザエネルギを吸収する吸収性樹脂部材とを重ね合わせ、透過性樹脂部材の側からレーザ光を照射する樹脂の接合方法が知られている。このような接合方法では、吸収性樹脂部材の表面がレーザエネルギによって発熱し、その熱が透過性樹脂部材にも伝わることによって、両方の樹脂部材が溶融し、互いに接合される。

一方、上記接合方法を用いて製造する樹脂部品の形状によっては、レーザヘッドから透過性樹脂部材に向けて照射したレーザ光の一部が樹脂部品によって遮られる場合がある。この場合、レーザ光を遮る樹脂部品の部位に溶融や焼けが発生する懸念が、特にレーザ光の焦点（樹脂部材の接合面）に近い位置で発生する。これにより、樹脂部品の品質が低下する問題がある。

また、レーザ光の一部が遮られることによって接合面に伝わるエネルギにばらつきが生じると、これを回避するためにレーザ光の照射エネルギの複雑な制御を強いられることになる。また、レーザ光が干渉されないように接合面に対して斜め方向からレーザ光を照射する方法も考えられるが、この場合、レーザ光の照射のための設備コストが増大したり、レーザヘッドの移動制御が複雑になったりする。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、高品質で、簡易な製造工程により得られる樹脂部品、そのような樹脂部品を用いた光電センサ、およびそのような樹脂部品の製造方法を提供することである。

この発明に従った樹脂部品は、接合面を有し、樹脂から形成される第１部材と、溶着によって接合面に接合され、レーザ光が透過可能な樹脂から形成される中間部材と、中間部材に対して第１部材の反対側に配置され、中間部材上に立設され、樹脂から形成される第２部材とを備える。第２部材は、中間部材から立ち上がる側部と、中間部材を介して接合面と向かい合う位置で側部と交わる頂部とを有する。接合面を基準にして側部と頂部とが交わる高さは、接合面と向かい合ういずれの位置においても同一である。

このように構成された樹脂部品によれば、中間部材側からレーザ光を照射して第１部材の接合面に中間部材を接合する際、レーザ光が、側部と頂部とが交わる位置で第２部材により部分的に遮られることがあっても、接合面から、その第２部材によってレーザ光を遮る位置までの高さが、接合面と向かい合ういずれの位置でも同じとなる。これにより、レーザ光の照射に起因して第２部材に局所的な溶融や焼けが発生する懸念を解消し、樹脂部品の品質を向上させることができる。また、接合面に伝わるレーザ光のエネルギにばらつきが生じることが抑制されるため、簡易な製造工程により樹脂部品を製造することができる。

また好ましくは、第１部材と中間部材とは、環状に周回する接合面に沿って接合される。第２部材を接合面に平行な平面により切断した場合に、側部は、接合面の周回形状と同一または相似形となる断面を有する。このように構成された樹脂部品によれば、レーザ光を接合面に沿って走査する際に、接合面に伝わるエネルギにばらつきが生じることをより効果的に抑制できる。

また好ましくは、側部と頂部とが交わる位置には面取りが設けられている。さらに好ましくは、面取りは、側部と頂部とが交わる位置を斜面状または湾曲面状に切り欠くように設けられる。

このように構成された樹脂部品によれば、側部と頂部とが交わる位置で第２部材に溶融や焼けが発生することを効果的に抑制できる。

この発明に従った光電センサは、上述のいずれかに記載の樹脂部品が用いられる光電センサである。光電センサは、光を発する投光部および光を受ける受光部の少なくともいずれか一方と、投光部から発せられた光を検出対象物に向けて反射させる、または投光部から検出対象物に向けて発せられた光を受光部に向けて反射させるミラーとを備える。第１部材は、投光部および受光部の少なくともいずれか一方を収容する本体ケースである。第２部材は、ミラーを収容し、中間部材を介して本体ケースに固定されるカバー体である。

このように構成された光電センサによれば、高品質で、簡易な製造工程により得られる光電センサを実現することができる。

また好ましくは、ミラーは、光を反射する反射面を有し、反射面が接合面に対して斜め方向に延在するように、カバー体に収容されている。このように構成された光電センサによれば、反射面に対して斜め方向に配置されたミラーを備える光電センサにおいて、上述の効果を得ることができる。

この発明に従った樹脂部品の製造方法は、上述のいずれかに記載の樹脂部品の製造方法である。樹脂部品の製造方法は、溶着により中間部材を第２部材に接合する工程と、接合面に中間部材を重ね合わせるとともに、接合面と向かい合う位置にレーザヘッドを位置決めする工程と、レーザ光の光軸が接合面に直交する関係を維持するようにレーザヘッドおよび樹脂部品を相対移動させつつ、レーザ光を第１部材越しに接合面に対して照射する工程とを備える。

このように構成された光電センサの製造方法によれば、レーザ光の照射エネルギの制御や、レーザヘッドまたは樹脂部品の移動制御が複雑になることを防止したり、レーザ光の照射のための設備コストが増大することを防止したりできる。

以上に説明したように、この発明に従えば、高品質で、簡易な製造工程により得られる樹脂部品、そのような樹脂部品を用いた光電センサ、およびそのような樹脂部品の製造方法を提供することができる。

この発明の実施の形態における光電センサの全体構成図である。 図１中の光電センサのセンサヘッドを示す断面図である。 図１中の光電センサのセンサヘッドを示す別の断面図である。 図３中の矢印ＩＶに示す方向から見たセンサヘッドを示す斜視図である。 図３中の矢印Ｖに示す方向から見たセンサヘッドを示す斜視図である。 図２中の光電センサのセンサヘッドを部分的に拡大した断面図である。 キャップカバーに設けられる面取り部の変形例を示す断面図である。 図６中の樹脂ケースの製造方法の第１工程を示す断面図である。 図６中の樹脂ケースの製造方法の第２工程を示す断面図である。 図６中の樹脂ケースの製造方法の第２工程を示す側面図である。 比較例における樹脂ケースの製造方法の工程を示す斜視図である。 比較例における樹脂ケースの別の製造方法の工程を示す斜視図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、この発明の実施の形態における光電センサの全体構成図である。図１を参照して、まず光電センサ１０の全体構成について説明すると、光電センサ１０は、センサヘッド１２および回帰反射板１４を有する。

センサヘッド１２は、平行光である検出光Ａを発する。回帰反射板１４は、センサヘッド１２と対向して配置され、センサヘッド１２から出射された検出光Ａは回帰反射板１４で反射されて戻り光Ｂとなる。なお、検出光Ａは、たとえば可視光であるが、回帰反射板１４によって回帰反射される光であればよく、その波長領域は特に限定されるものではない。

回帰反射板１４には、多数のコーナキューブが配置されている。検出光Ａは、回帰反射板１４の３面で反射し、最終的には戻り光Ｂとなる。戻り光Ｂは、検出光Ａと同じ軸方向の光であり、検出光Ａの経路と平行な経路を検出光Ａの進む向きと逆向きに進む。

センサヘッド１２は、戻り光Ｂを受けて、戻り光Ｂの受光量に応じた強度を有する電気信号を生成する。センサヘッド１２は、電源ラインや信号ライン等が一体化されたケーブル１３を介してアンプユニット１５に接続され、その生成した電気信号を、ケーブル１３を介してアンプユニット１５に出力する。

なお、図１中に示す光電センサでは、センサヘッド１２とアンプユニット１５とが互いに分離して設けられているが、センサヘッド１２にアンプが内蔵されてもよい。

アンプユニット１５は、ケーブル１３を介してセンサヘッド１２に駆動電圧を供給する。センサヘッド１２は、この駆動電圧を受けて、検出光Ａを発するとともに、戻り光Ｂの受光量を示す電気信号を生成する。さらにアンプユニット１５は、ケーブル１３を介してセンサヘッド１２からの信号を受ける。アンプユニット１５は、その信号に基づいて物体の有無を検出したり、センサヘッド１２での受光量を示す信号を出力したりする。

光電センサ１０は、センサヘッド１２の受光量に基づいて物体の有無を検出する。測定対象物体１８が検出光Ａの光路上の領域１６に位置しない場合、センサヘッド１２から出た検出光Ａは、回帰反射板１４で反射されて戻り光Ｂとなりセンサヘッド１２に入射する。一方、測定対象物体１８が領域１６に位置する場合には、センサヘッド１２からの検出光Ａが測定対象物体１８によって遮られるため、センサヘッド１２が受ける戻り光Ｂの光量が減少する。

このように光電センサ１０においては、測定対象物体１８が領域１６に位置するか否かによってセンサヘッド１２の受光量が異なるため、その受光量に基づいて物体の有無を検出する。アンプユニット１５は、センサヘッド１２から受光量を示す電気信号を受けて、たとえば、その受光量を所定の閾値と比較することによって領域１６における測定対象物体１８の有無を検出する。

本実施の形態における光電センサ１０は、センサヘッド１２の内部で投光路と受光路とが物理的に分離された２眼式の回帰反射型光電センサである。続いて、光電センサ１０のより具体的な構造について説明する。

図２は、図１中の光電センサのセンサヘッドを示す断面図である。図３は、図１中の光電センサのセンサヘッドを示す別の断面図である。図４は、図３中の矢印ＩＶに示す方向から見たセンサヘッドを示す斜視図である。図５は、図３中の矢印Ｖに示す方向から見たセンサヘッドを示す斜視図である。

図２から図５を参照して、光電センサ１０のセンサヘッド１２は、発光ダイオード６１およびフォトダイオード５１と、投光レンズ６６および受光レンズ５６と、反射ミラー２３と、ケース３１と、中間ケース４１と、キャップカバー２１と、保護カバー２５とを有する。

ケース３１、中間ケース４１およびキャップカバー２１は、互いに組み合わされて筒形状をなし、センサヘッド１２の外観を構成している。ケース３１は、一方向に開口された筒形状を有し、発光ダイオード６１、フォトダイオード５１、投光レンズ６６および受光レンズ５６を収容する。キャップカバー２１は、ケース３１の開口端を塞ぐキャップ形状を有し、反射ミラー２３を収容する。中間ケース４１は、リング形状を有し、ケース３１とキャップカバー２１との間に介在して設けられている。

中間ケース４１は、樹脂から形成されている。中間ケース４１は、レーザ光が透過可能な透過性樹脂材料から形成されている。このような透過性樹脂材料としては、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）またはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が用いられる。

ケース３１およびキャップカバー２１は、樹脂から形成されている。ケース３１およびキャップカバー２１は、レーザエネルギを吸収する吸収性樹脂材料から形成されている。このような吸収性樹脂材料としては、たとえば、上記の各種の透過性樹脂材料に、レーザ吸収性を有する着色剤を添加したものが用いられる。添加する着色剤としては、カーボンブラック等の炭素系材料や、複合酸化物系顔料等の無機系着色料が用いられる。

ケース３１とキャップカバー２１とは、中間ケース４１を介して互いに接続されている。ケース３１と中間ケース４１とは、溶着によって互いに固定されている。中間ケース４１とキャップカバー２１とは、溶着によって互いに固定されている。

キャップカバー２１には、検出光Ａおよび戻り光Ｂを通すための開口部２６が形成されている。保護カバー２５は、その開口部２６に取り付けられている。保護カバー２５は、検出光Ａおよび戻り光Ｂが透過可能な部材（たとえば、透明樹脂）から形成されている。

発光ダイオード６１は、検出光Ａを発する発光部として設けられている。発光ダイオード６１は、検出光Ａを発する発光ダイオードチップ６２と、発光ダイオードチップ６２を封止する透光性樹脂層６４とを含む。投光レンズ６６は、発光ダイオード６１と向かい合って配置されている。投光レンズ６６は、発光ダイオード６１と反射ミラー２３との間の検出光Ａの光路上に設けられている。

フォトダイオード５１は、戻り光Ｂを受光する受光部として設けられている。フォトダイオード５１は、基材５３と、基材５３の主表面に実装され、戻り光Ｂを受光するフォトダイオードチップ５２と、基材５３の主表面上でフォトダイオードチップ５２を封止する透光性樹脂層５４とを含む。受光レンズ５６は、フォトダイオード５１と向かい合って配置されている。受光レンズ５６は、フォトダイオード５１と反射ミラー２３との間の戻り光Ｂの光路上に設けられている。

２眼式の回帰反射型光電センサである光電センサ１０においては、ケース３１内に設けられた隔壁２７によって、発光ダイオード６１および投光レンズ６６と、フォトダイオード５１および受光レンズ５６とが、別々の空間に設けられている。

反射ミラー２３は、受光レンズ５６に対してフォトダイオード５１の反対側に設けられている。反射ミラー２３は、投光レンズ６６に対して発光ダイオード６１の反対側に設けられている。反射ミラー２３は、検出光Ａおよび戻り光Ｂを反射する反射面２３ｐを有する。

発光ダイオード６１で発せられた検出光Ａは、投光レンズ６６において平行光に変換され、ケース３１からキャップカバー２１に進行する。検出光Ａは、反射ミラー２３によってその進行方向を９０°変更され、保護カバー２５を通過して外部に出射される。外部への検出光Ａは、回帰反射板１４（図１を参照）によって反射されて戻り光Ｂとなる。保護カバー２５を通じてキャップカバー２１内に入射した戻り光Ｂは、反射ミラー２３によってその進行方向を９０°変更される。戻り光Ｂは、受光レンズ５６において収束光に変換され、フォトダイオード５１に入射する。

図６は、図２中の光電センサのセンサヘッドを部分的に拡大した断面図である。図中には、ケース３１、中間ケース４１およびキャップカバー２１の断面が、これらの接合部を中心に示されている。

図４から図６を参照して、ケース３１、中間ケース４１およびキャップカバー２１が互いに組み合わさって、本実施の形態における樹脂ケース２０が構成されている。

ケース３１は、接合面３１ｃを有する。接合面３１ｃは、中間ケース４１に面して形成されている。接合面３１ｃは、正面から見て、環状に周回する形状を有する。接合面３１ｃは、同一平面内で環状に周回する形状を有する。接合面３１ｃは、投光レンズ６６と反射ミラー２３との間の検出光Ａの進行方向および受光レンズ５６と反射ミラー２３との間の戻り光Ｂの進行方向に対して直交する平面内で、環状に周回する形状を有する。接合面３１ｃは、２つの曲線部と２つの直線部とが組み合わさった周回形状を有する。

中間ケース４１は、薄厚のリング形状を有する。中間ケース４１は、接合面３１ｃの周回形状に対応するリング形状を有する。中間ケース４１は、端面４１ａおよび端面４１ｂを有する。端面４１ａは、キャップカバー２１に面する。端面４１ｂは、端面４１ａの裏側に配置され、ケース３１に面する。

キャップカバー２１は、中間ケース４１に対してケース３１の反対側に配置されている。キャップカバー２１は、中間ケース４１の端面４１ａ上に立設されている。センサヘッド１２の外観をキャップカバー２１の側から見た場合に、キャップカバー２１は、中間ケース４１およびケース３１よりも縮径した形状を有する。

キャップカバー２１は、その構成部位として、側部２１ａおよび頂部２１ｂを有する。側部２１ａは、中間ケース４１から立ち上がるように設けられている。側部２１ａは、中間ケース４１の端面４１ａから離れる方向に筒状に延びている。側部２１ａは、投光レンズ６６と反射ミラー２３との間の検出光Ａの進行方向および受光レンズ５６と反射ミラー２３との間の戻り光Ｂの進行方向に筒状に延びている。開口部２６は、側部２１ａに形成されている。

頂部２１ｂは、中間ケース４１から立ち上がる側部２１ａの先端に設けられている。頂部２１ｂは、端面４１ａから筒状に延びる側部２１ａの開口端を塞ぐように設けられている。側部２１ａと頂部２１ｂとは、中間ケース４１を介してケース３１の接合面３１ｃと向かい合う位置で交わっている。側部２１ａと頂部２１ｂとは、接合面３１ｃを基準に反射ミラー２３よりも離れた位置で交わっている。側部２１ａと頂部２１ｂとは、接合面３１ｃを基準に保護カバー２５よりも離れた位置で交わっている。

キャップカバー２１は、接合面２１ｃを有する。接合面２１ｃは、中間ケース４１に面する。接合面２１ｃは、中間ケース４１の端面４１ａと向かい合っている。接合面２１ｃは、中間ケース４１を介してケース３１の接合面３１ｃと向かい合っている。

中間ケース４１は、端面４１ｂが接合面３１ｃに重ね合わされるようにケース３１に組み合わされている。中間ケース４１は、中間ケース４１およびケース３１を形成する樹脂同士の溶着によって、接合面３１ｃに接合されている。さらに、中間ケース４１は、端面４１ａが接合面２１ｃに重ね合わされるようにキャップカバー２１に組み合わされている。中間ケース４１は、中間ケース４１およびキャップカバー２１を形成する樹脂同士の溶着によって、接合面２１ｃに接合されている。

本実施の形態における樹脂ケース２０においては、接合面３１ｃを基準にした場合の側部２１ａと頂部２１ｂとが交わる高さ（図５および図６中の高さＨ）が、接合面３１ｃと向かい合ういずれの位置においても同一である。すなわち、側部２１ａと頂部２１ｂとが交わる高さＨは、接合面３１ｃの周回上のいずれの位置でも同一である。

本実施の形態では、頂部２１ｂが、投光レンズ６６と反射ミラー２３との間の検出光Ａの進行方向および受光レンズ５６と反射ミラー２３との間の戻り光Ｂの進行方向に対して直交する平板形状を有する。頂部２１ｂは、接合面３１ｃに平行な平板形状を有する。頂部２１ｂは、平板形状を有し、その全周にて高さＨで側部２１ａと交わっている。

反射ミラー２３は、その反射面２３ｐが接合面３１ｃに対して斜め方向に延在するように、キャップカバー２１に収容されている。反射ミラー２３は、平板形状の頂部２１ｂに対して斜め方向となる姿勢で支持されている。反射ミラー２３と頂部２１ｂとの間には、図３中において略三角形状の断面となる空き空間２８が形成されている。空き空間２８は、反射面２３ｐ側から見て反射ミラー２３の裏側の位置に形成されている。

なお、本実施の形態では、キャップカバー２１が平坦な頂部２１ｂを有する場合について説明したが、本発明はこのような構成に限られるものではない。側部２１ａと頂部２１ｂとが交わる高さＨが頂部２１ｂの全周で一定であれば、たとえば、頂部２１ｂが全体的に側部２１ａの軸方向に半球状に突出する形状を有してもよいし、頂部２１ｂの中央部に凹部や凸部が設けられてもよい。

図５中には、接合面３１ｃに平行な平面１２０が想定されている。キャップカバー２１をこの平面１２０により切断した場合に、側部２１ａは、接合面３１ｃの周回形状と同一または相似形となる断面形状１３０を有する。側部２１ａは、接合面３１ｃの直上近傍の端面４１ａから、接合面３１ｃに対して直角方向に立ち上がり、その先端で頂部２１ｂに交わるように設けられている。

キャップカバー２１は、面取り部２２を有する。面取り部２２は、側部２１ａと頂部２１ｂとが交わる位置に設けられている。面取り部２２は、側部２１ａと頂部２１ｂとの角部を湾曲面状に切り欠くように設けられている。面取り部２２の大きさは、Ｒ１．０（ｍｍ）以上であることが好ましい。

図７は、キャップカバーに設けられる面取り部の変形例を示す断面図である。図７中には、図６中の２点鎖線ＶＩＩにより囲まれた範囲に対応するキャップカバー２１の断面形状が示されている。

図７を参照して、本変形例では、面取り部２２が、側部２１ａと頂部２１ｂとの角部を斜面状に切り欠くように設けられている。面取り部２２の大きさは、Ｃ１．０（ｍｍ）以上であることが好ましい。

以上に説明した、この発明の実施の形態における樹脂ケース２０および光電センサ１０の構造についてまとめて説明する。

本実施の形態における樹脂部品としての樹脂ケース２０は、接合面３１ｃを有し、樹脂から形成される第１部材としてのケース３１と、溶着によって接合面３１ｃに接合され、レーザ光が透過可能な樹脂から形成される中間部材としての中間ケース４１と、中間ケース４１に対してケース３１の反対側に配置され、中間ケース４１上に立設され、樹脂から形成される第２部材としてのキャップカバー２１とを備える。キャップカバー２１は、中間ケース４１から立ち上がる側部２１ａと、中間ケース４１を介して接合面３１ｃと向かい合う位置で側部２１ａと交わる頂部２１ｂとを有する。接合面３１ｃを基準にして側部２１ａと頂部２１ｂとが交わる高さＨは、接合面３１ｃと向かい合ういずれの位置においても同一である。

本実施の形態における樹脂ケース２０は、レーザ光を照射して透過性樹脂部材としての中間ケース４１の背後にある吸収性樹脂部材としてのケース３１を溶融させて成形される樹脂部品である。レーザ光の光路にかかる部材としてのキャップカバー２１は、レーザ光が透過不可能な非無色透明体の樹脂部材である。キャップカバー２１は、レーザ光の受光時にキャップカバー２１を非無色透明体の溶融温度未満の温度に維持する溶解回避構造を有する。

本実施の形態における光電センサ１０は、上記のケース３１、中間ケース４１およびキャップカバー２１に加えて、光を発する投光部としての発光ダイオード６１および光を受ける受光部としてのフォトダイオード５１と、発光ダイオード６１から発せられた光を検出対象物に向けて反射させ、発光ダイオード６１から検出対象物に向けて発せられた光をフォトダイオード５１に向けて反射させるミラーとしての反射ミラー２３とを備える。ケース３１は、発光ダイオード６１およびフォトダイオード５１を収容する。キャップカバー２１は、反射ミラー２３を収容し、中間ケース４１を介してケース３１に固定される。

続いて、ケース３１、中間ケース４１およびキャップカバー２１を互いに接合して樹脂ケース２０を製造する方法について説明する。図８から図１０は、図６中の樹脂ケースの製造方法の工程を示す図である。

図８を参照して、まず、溶着により中間ケース４１をキャップカバー２１に接合する。
具体的には、端面４１ａを接合面２１ｃに重ね合わせるようにして、中間ケース４１をキャップカバー２１に組み合わせる。中間ケース４１を介してキャップカバー２１の接合面２１ｃと向かい合う位置にレーザヘッド７１を位置決めする。レーザヘッド７１から接合面２１ｃに向けてレーザ光７２を照射しつつ、レーザヘッド７１を移動させてレーザ光７２を接合面２１ｃに沿って走査する。レーザ光７２が中間ケース４１を透過してキャップカバー２１に吸収されることによって、接合面２１ｃが発熱する。これにより、キャップカバー２１および中間ケース４１を形成する樹脂が溶融して、中間ケース４１が接合面２１ｃに接合される。

図９および図１０を参照して、次に、溶着により中間ケース４１にケース３１を接合する。

具体的には、端面４１ｂを接合面３１ｃに重ね合わせるようにして、先の工程でキャップカバー２１が接合された中間ケース４１をキャップカバー２１に組み合わせる。中間ケース４１を介してケース３１の接合面３１ｃと向かい合う位置にレーザヘッド７１を位置決めする。

レーザヘッド７１から接合面３１ｃに向けてレーザ光７３を照射しつつ、レーザヘッド７１を移動させてレーザ光を接合面３１ｃに沿って走査する。この際、レーザ光７３の光軸１０２が接合面３１ｃに直交する関係を維持するように、レーザヘッド７１を移動させる。本工程では、レーザ光７３をキャップカバー２１越しに接合面３１ｃに向けて照射することになるため、レーザ光７３の一部が、側部２１ａと頂部２１ｂとが交わる位置でキャップカバー２１により遮られる。レーザ光７３が中間ケース４１を透過してケース３１に吸収されることによって、接合面３１ｃが発熱する。これにより、ケース３１および中間ケース４１を形成する樹脂が溶融して、中間ケース４１が接合面３１ｃに接合される。

上記の工程で使用されるレーザ光の種類は、ケース３１、中間ケース４１およびキャップカバー２１の材質や接合面積、生産性などを考慮して適切に選択される。そのように選択されたレーザ光としては、半導体レーザやＹＡＧレーザなどを用いた赤外光レーザが挙げられる。

図１１は、比較例における樹脂ケースの製造方法の工程を示す斜視図である。図１２は、比較例における樹脂ケースの別の製造方法の工程を示す斜視図である。図１１および図１２中には、図９および図１０を参照して説明した溶着により中間ケース４１にケース３１を接合する工程が示されている。

図１１および図１２を参照して、本比較例における樹脂ケースは、キャップカバー２１に替えてキャップカバー１２１を有する。キャップカバー１２１は、その構成部位として、側部２１ａおよび頂部２１ｂを有する。キャップカバー１２１には、反射ミラー２３に沿った切り欠き部１２５が設けられている。

図１１中に示す工程では、レーザ光７３の光軸が接合面３１ｃに直交する関係を維持するようにレーザヘッド７１を移動させている。この際、レーザ光７３の一部がキャップカバー１２１によって遮られると、レーザ光７３の焦点位置、すなわち接合面３１ｃに近い切り欠き部１２５において樹脂の溶融や焼けが発生する懸念が生じる。たとえば、レーザ光を遮る位置でのレーザ光のエネルギ密度が、焦点位置でのレーザ光のエネルギ密度の１／３よりも大きい場合、そのような樹脂の溶融や焼けの発生が顕著となる。

また、キャップカバー１２１に切り欠き部１２５が設けられることによりレーザ光７３が遮られる高さがレーザ光を接合面３１ｃに沿って走査するに際して変化するため、接合面３１ｃに伝わるレーザ光７３のエネルギも変化する。このため、本比較例では、接合面３１ｃに伝わるレーザ光７３のエネルギを均一化するために、照射エネルギの複雑な制御が必要となる。

図１２中に示す工程では、レーザ光７３がキャップカバー１２１によって遮られることを回避するために、レーザ光７３の光軸が接合面３１ｃに斜め方向に交差するようにして、レーザヘッド７１を移動させている。この場合、レーザ光の照射のための設備コストが増大したり、レーザヘッド７１の移動制御が複雑になったりする。

図９および図１０を参照して、これに対して、本実施の形態における樹脂ケース２０では、接合面３１ｃを基準にした場合の側部２１ａと頂部２１ｂとが交わる高さＨが、接合面３１ｃと向かい合ういずれの位置においても同一とされている。このような構成によれば、接合面３１ｃから、キャップカバー２１によってレーザ光７３を遮る位置までの高さが、接合面３１ｃと向かい合ういずれの位置でも同じとなる。これにより、レーザ光７３の走査経路上において、レーザ光７３の焦点位置（接合面３１ｃ）からキャップカバー２１によりレーザ光７３を遮る位置までの距離を十分に確保し、キャップカバー２１に溶融や焼けが発生することを防止できる。

また、本実施の形態における樹脂ケース２０では、キャップカバー２１を接合面３１ｃに平行な平面１２０により切断した場合に、側部２１ａが、接合面３１ｃの周回形状と同一または相似形となる断面を有するため、キャップカバー２１の外形が、レーザ光７３の走査経路と近い形状となる。このような構成によれば、レーザ光７３の一部がキャップカバー２１によって遮られることによって、接合面３１ｃに伝わるレーザ光７３のエネルギにロスが生じるものの、そのロス量は、接合面３１ｃの全ての位置で一定となる。これにより、レーザ光の照射エネルギの複雑な制御を行なうことなく、均一な品質で中間ケース４１を接合面３１ｃに接合することができる。

さらに、本実施の形態における樹脂ケース２０では、キャップカバー２１の側部２１ａと頂部２１ｂとが交わる位置に面取り部２２が設けられている。このような構成によれば、側部２１ａと頂部２１ｂとが交わる位置でキャップカバー２１に溶融や焼けが発生することを、より効果的に抑制できる。

また、本実施の形態における樹脂ケース２０の製造方法では、レーザ光７３の光軸１０２が接合面３１ｃに直交する関係を維持するように、レーザヘッド７１を移動させる。これにより、レーザ光の照射のための設備を簡易に構成することができる。たとえば、レーザ光を用いた溶着工程を実施する複数の樹脂部品を、溶着面が一方向に向くように並べておき、その上をレーザヘッド７１が平行移動する設備とすれば、同じ設備で多種類の溶着工程を連続的に実施することができる。

以上に説明した、この発明の実施の形態における樹脂ケース２０、光電センサ１０およびその製造方法によれば、レーザ光の照射に起因してキャップカバー２１に局所的な溶融や焼けが発生する懸念が解消されるため、樹脂ケース２０の外観を品質よく仕上げることができる。また、接合面３１ｃに伝わるレーザ光のエネルギにばらつきが生じることが抑制されるため、簡易な製造工程により樹脂ケース２０を製造することができる。これらの理由から、製造コストを安価に抑えつつ、高品質な光電センサ１０を得ることができる。

なお、本実施の形態では、本発明を２眼式の回帰反射型光電センサに適用した場合について説明したが、これに限られず、投光部を備える投光器と、受光部を備える受光器とが一対になって用いられる透光型光電センサにも適用可能である。透光型光電センサでは、投光器からの光が受光器に入るように投光器と受光器とが対向配置される。測定対象物体が投光器と受光器との間で光を遮ると受光器に入る光の量が減少するため、この受光量の減少に基づいて測定対象物体の有無が検出される。

また、本発明は、光電センサに限られず、レーザ光を用いた樹脂の接合方法を利用して複数の樹脂部材が接合された各種の樹脂部品に適用される。好適な一例として、本発明における樹脂部品は、電子部品の筐体に用いられる。本発明における第１部材と第２部材とは、必ずしも別々の部材でなくてもよく、第１部材と第２部材とが結合した１つの部材であってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、たとえば、光電センサの樹脂ケースに適用される。

１０ 光電センサ、１２ センサヘッド、１３ ケーブル、１４ 回帰反射板、１５ アンプユニット、１６ 領域、１８ 測定対象物体、２０ 樹脂ケース、２１，１２１ キャップカバー、２１ａ 側部、２１ｂ 頂部、２１ｃ，３１ｃ 接合面、２２ 面取り部、２３ 反射ミラー、２３ｐ 反射面、２５ 保護カバー、２６ 開口部、２７ 隔壁、２８ 空き空間、４１ 中間ケース、４１ａ，４１ｂ 端面、５１ フォトダイオード、５２ フォトダイオードチップ、５３ 基材、５４，６４ 透光性樹脂層、５６ 受光レンズ、６１ 発光ダイオード、６２ 発光ダイオードチップ、６６ 投光レンズ、７１ レーザヘッド、７２，７３ レーザ光、１０２ 光軸、１２０ 平面、１２５ 切り欠き部。

この発明に従った樹脂部品の製造方法は、上述のいずれかに記載の樹脂部品の製造方法である。樹脂部品の製造方法は、溶着により中間部材を第２部材に接合する工程と、接合面に中間部材を重ね合わせるとともに、接合面と向かい合う位置にレーザヘッドを位置決めする工程と、レーザ光の光軸が接合面に直交する関係を維持するようにレーザヘッドおよび樹脂部品を相対移動させつつ、レーザ光を第２部材越しに接合面に対して照射する工程とを備える。

Claims (7)

1. 接合面を有し、樹脂から形成される第１部材と、
   溶着によって前記接合面に接合され、レーザ光が透過可能な樹脂から形成される中間部材と、
   前記中間部材に対して前記第１部材の反対側に配置され、前記中間部材上に立設され、樹脂から形成される第２部材とを備え、
   前記第２部材は、前記中間部材から立ち上がる側部と、前記中間部材を介して前記接合面と向かい合う位置で前記側部と交わる頂部とを有し、
   前記接合面を基準にして前記側部と前記頂部とが交わる高さは、前記接合面と向かい合ういずれの位置においても同一である、樹脂部品。
2. 前記第１部材と前記中間部材とは、環状に周回する前記接合面に沿って接合され、
   前記第２部材を前記接合面に平行な平面により切断した場合に、前記側部は、前記接合面の周回形状と同一または相似形となる断面を有する、請求項１に記載の樹脂部品。
3. 前記側部と前記頂部とが交わる位置には面取りが設けられている、請求項１または２に記載の樹脂部品。
4. 前記面取りは、前記側部と前記頂部とが交わる位置を斜面状または湾曲面状に切り欠くように設けられる、請求項３に記載の樹脂部品。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の樹脂部品が用いられる光電センサであって、
   光を発する投光部および光を受ける受光部の少なくともいずれか一方と、
   前記投光部から発せられた光を検出対象物に向けて反射させる、または前記投光部から検出対象物に向けて発せられた光を前記受光部に向けて反射させるミラーとを備え、
   前記第１部材は、前記投光部および受光部の少なくともいずれか一方を収容する本体ケースであり、
   前記第２部材は、前記ミラーを収容し、前記中間部材を介して前記本体ケースに固定されるカバー体である、光電センサ。
6. 前記ミラーは、光を反射する反射面を有し、前記反射面が前記接合面に対して斜め方向に延在するように、前記カバー体に収容されている、請求項５に記載の光電センサ。
7. 請求項１から４のいずれか１項に記載の樹脂部品の製造方法であって、
   溶着により前記中間部材を前記第２部材に接合する工程と、
   前記接合面に前記中間部材を重ね合わせるとともに、前記接合面と向かい合う位置にレーザヘッドを位置決めする工程と、
   レーザ光の光軸が前記接合面に直交する関係を維持するように前記レーザヘッドおよび前記樹脂部品を相対移動させつつ、レーザ光を前記第１部材越しに前記接合面に対して照射する工程とを備える、樹脂部品の製造方法。

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