JP3538272B2 - 傾き検知センサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体の傾斜を検出する
ための傾き検知用のセンサの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フォトインタラプタを利用した傾
き検知センサとして、図６に示すように、発光素子２１
ａとこれから発生された光を受光可能に発光素子２１ａ
に対向状に設けられた受光素子２１ｂとから成るフォト
インタラプタ２１と、内部にフォトインタラプタ２１を
収納可能なように上部２２ａが開放された樹脂成形体か
ら成る下部ケース２２と、下部ケース２２の上部２２ａ
に装着された上部ケース２３と、上部ケース２３から下
部ケース２２内に下方に向けて延設された軸受け２３ａ
に軸支された支軸２３ｂを中心に発光及び受光素子２１
ａ，２１ｂ間で揺動可能に設けられた扇状の遮光板２４
から成る構造が知られている。

【０００３】この種の光センサは、支軸２３ｂを介して
軸受け２３ａに軸支された遮光板２４は、重力の作用で
支軸２３ｂに対して常時下方に位置するので、傾斜を検
出すべき図示しない被検出体上に搭載または固定して使
用する場合、被検出体従って光センサが水平な状態また
は傾斜が一定以内である非傾斜状態にあるときは発光素
子２１ａから受光素子２１ｂに向けて発生された光は遮
光板２４にその光路が遮断されるので受光素子２１ｂに
は光は受光されないが、被検出体がいずれか一方側に一
定の角度を超えて傾斜した場合には、遮光板２４はその
傾斜に応じて下部ケース２２に固定されたフォトインタ
ラプタ２１に対して相対位置がずらされるので発光素子
２１ａから発生された光は遮光板２４に遮断されずに受
光素子２１ｂ側で受光され、この受光により受光素子２
１ｂのリード端子間に電流が生起されて傾斜が検出され
るように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなフォトイ
ンタラプタを利用した光センサは、半導体技術や光素子
に関する技術の進展とともに需要も増大し、製造におけ
る部品点数の一層の減少や工程の単純化が強く求められ
ている。しかし、上述したような従来の光センサでは、
上部ケース２３に遮光板２４を設けるための軸受け２３
ａを設けなければならないと共に、これに軸支された支
軸２３ｂに傾斜検出用の特定な形状に形成した遮光板２
４を別体に形成後組立により設けなければならないの
で、機構的に複雑化し部品点数を一定以下に減少させる
ことが困難であり、製造工程の簡素化も一定の程度を越
えて行うことは困難である。

【０００５】従って、本発明の目的は、簡易な構造であ
りながら被検出体の傾斜をより確実に検出可能な検知セ
ンサを得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、請求項１に記載の傾き検知センサの製造方法は、底
面に傾斜面を有し、該底面を挟んで該底面上に凹部空間
を形成するように上方に延びる一対の側壁を有し、不透
明な樹脂により一体に成形される基体の前記凹部空間内
に球体が挿入され、前記基体と一体に形成された蓋体に
より前記凹部空間が覆われ、前記基体の一対の側壁に光
を授受し得るように発光素子及び受光素子が対向して設
けられる傾き検知センサの製造方法であって、リードの
一端に電気的接続状態に搭載された半導体チップを透明
樹脂により１次モールドを施すことにより発光素子及び
受光素子をそれぞれ形成し、前記発光素子及び受光素子
の一方の素子の背面側を載置する突起部と、前記一方の
素子の背面側が前記突起部に載置されたときのリード位
置に合わせられた上面と、前記基体を形成する空洞とが
形成された下型の上に、前記一方の素子を、前記リード
がほぼ水平横向きとなるように配置し、前記発光素子及
び受光素子が対向する凹部空間及び前記基体の一部を形
成する空洞を有するように形成された第１及び第２の中
型を前記一方の素子の上に挿入し、該第１及び第２の中
型の上に、前記発光素子及び受光素子の他方の素子を、
該素子の発光面または受光面が前記一方の素子と対向
し、かつ、前記リードがほぼ水平横向きとなるように配
置し、該他方の素子の上に、前記下型とほぼ対称の形状
に形成された上型を配置し、前記下型、第１及び第２の
中型、及び上型により囲まれる空洞内に不透明樹脂を注
入して固化させる２次モールドにより前記基体を形成
し、前記凹部空間内に球体を装入した後、前記凹部空間
を覆うように前記蓋体を前記基体に装着することを特徴
とする。

【０００７】

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明による傾き検知セン
サについて実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明
する。まず、本発明の製造方法により製造された傾き検
知センサの構造について説明する。

【０００９】傾き検知センサは、図１に示すように、不
透明な樹脂から成る本体としての基体１と、基体の上面
側に対向状に形成された傾斜面２、２により内部側に画
成された凹部空間３と、傾斜面２、２に沿って移動可能
に凹部空間３内に装入された球体４と、球体４が装入さ
れた凹部空間３を覆うように基体１に装着固定される蓋
体５と、傾斜面２、２を挟みこれらの面間に位置する球
体４に対して対称となる基体１内の位置に、ここでは斜
線にて簡略に示す、発光素子６および受光素子７が固定
されている。球体４としては、例えば、ステンレス製の
鋼球を使用するのが耐食性の観点から望ましいがこれに
限られるものではない。また、蓋体５は基体１と別体と
して形成したものを基体１に嵌着による装着が可能に構
成されているが、後述するように、基体１と不透明樹脂
により一体に形成して折り曲げにより基体１に嵌着され
るようにしてもよい。

【００１０】発光素子６は、図２に具体的に示すよう
に、Ｆｅ等の導電体から成る一組のリード電極８ａ，８
ｂと、一方のリード電極８ａの先端に形成されたタブ上
にＡｇペーストを介してボンデイングされた発光ダイオ
ード９と、発光ダイオード９と他方のリード電極８ｂと
の間を電気的に接続するＡｕ線１０とから成り、これら
の発光ダオード９及びＡｕ線１０はリード電極８ａ，８
ｂの先端と共に透明な樹脂による１次モールドが施され
て透明樹脂封止体１１を形成している。この樹脂封止体
１１には発光ダイオード９の近傍で前方に矩形状に突出
された突出部１１ａが形成され、図３の検知センサの横
断面図に最良に示されるように、不透明樹脂の封止によ
りこれに接続されて形成された基体内壁の光透過用の窓
を介して基体１の凹部空間３に向けて光の照射を可能に
している。

【００１１】他方、受光素子７についても、発光素子で
用いた発光ダイオードの代わりに光が照射されることに
よりそのリード電極に電流が流されるフォトトランジス
タ１８が使用されることを除けば、発光素子６と同様に
構成されるので、その詳細な説明は省略する。次に、検
知センサの製造方法について図３及び図４を参照しなが
ら説明する。

【００１２】まず、上述したような構成の、１次モール
ドの施された発光素子及び受光素子を準備し、以下に示
す方法に従って不透明樹脂を使用してこれらの素子に２
次モールドを施す。まず、図４（ａ）に示すように、こ
れらの素子を封止固定する基体形成用の分割金型、即ち
上型、中型、及び下型から成る金型、の下型１３上に１
次モールドされた発光素子６をその突出部１１ａが上方
に向くように配置する。下型１３には、基体の一側面を
含む外面部分を画成する金型面１３ａと共にこれと連続
して形成された突起１３ｂが設けられており、配置され
た発光素子６の樹脂封止体１１の部分を裏面側から同図
の上下方向に位置決めしている。

【００１３】下型１３に発光素子６を配置したら、図４
（ｂ）に示すように、２分割された第１及び第２の中型
１４ａ、１４ｂを下型１３との間に発光素子６を挟むよ
うに位置合わせ配置する。即ち、第１中型１４ａを、下
型１３との間に発光素子のリード電極８ａ、８ｂの先端
部分を挟み且つ基体の底面を含む外面部分を画成するよ
うに配置する、一方、第２中型１４ｂを、その先端に形
成された突起部が発光素子の透明樹脂封止体の突出部１
１ａに当接し且つ基体に傾斜面から成る凹部空間を付与
するように第１金型１４ａに対向状に配置する。

【００１４】このように第１及び第２中型１４ａ，１４
ｂを配置したら、図４（ｃ）に示すように、受光素子７
を中型１４ａ，１４ｂに対して発光素子６と対称となる
中型上の位置に位置合わせ配置する。即ち、受光素子７
をそのリード電極の先端部分が第１中型１４ａ上に位置
し且つ透明樹脂突出部が第２中型１４ｂの突起部に当接
するように配置する。

【００１５】中型１４ａ、１４ｂ上に受光素子７を配置
したら、図４（ｄ）に示すように、下型１３と対称状に
形成された上型１５を中型１４ａ、１４ｂとの間に受光
素子７を挟むように中型１４ａ、１４ｂ上に配置する。
上型１５には、下型１３と同様に、基体の他側面を含む
外面部分を画成する金型面１５ａと共にこれと連続して
形成された突起１５ｂが設けられており、受光素子７の
樹脂封止体部分を裏面側から同図の上下方向に位置決め
している。

【００１６】このように下型１３、中型１４ａ、１４
ｂ、及び上型１５をそれぞれ配置することによりこれら
の間に不透明樹脂による２次モールドのためのキャビテ
ィ空間が画成される。このキャビティ空間に、例えば下
型１３と中型１４ａまたは１４ｂとの間に形成された、
樹脂注入路としての図示しないランナーを介して不透明
樹脂を注入し及びこれを硬化させることにより、発光素
子及び受光素子を封止状に固定し且つ凹部空間が設けら
れた基体が形成される。このような２次モールドに使用
する不透明樹脂としては、ポリカーボネート樹脂やＡＢ
Ｓ樹脂等を適用できる。

【００１７】次いで、不透明樹脂が硬化したら、各型を
離型することにより発光及び受光素子６、７が固定され
た基体が得られる。このようにして形成した基体１の凹
部空間３内に、図５に示すように、例えばシュータ１７
を介して球体４を落下させて装入し、次いで、蓋体５を
凹部空間３を覆うように基体１に装着することにより本
発明の傾き検知センサが得られる。球体の装入は、検知
センサの量産に際しては、例えば、多数の球体を収納し
たパーツフィーダーに接続されたシャッタ付のシュータ
を介して複数配列された基体の各凹部空間に順次球体を
落下させることにより実施できる。

【００１８】図５に示した例では、蓋体５は、図１に示
した例とは異なり、その一端で接続部５ａを介して基体
１に対して嵌着可能に一体に形成されている。このよう
な蓋体５の折り曲げ及び基体１への嵌着は、例えば、金
属製の円筒状のローラを利用してこれにより蓋体５を図
５中左から右の方向に押圧することにより実施できる。

【００１９】尚、上述の例では、下型の上に発光素子を
配置し中型の上に受光素子を配置した例を示したが、こ
れとは逆に、下型の上に受光素子を配置し中型の上に発
光素子を配置して２次モールドを施してもよいことはい
うまでもない。次に、上述のように構成された検知セン
サの作用について説明する。傾斜の存在または不存在を
検出すべき物体（被検知体）上に傾き検知センサを搭載
または固定して使用する場合、当該被検出体、従って検
知センサ、の傾斜が傾斜面２の水平面または基準面に対
する図１中に示す角度θより小さな角度である間は、球
体５は両傾斜面２、２間の基準位置に静止し、発光素子
６から放射された光は基準位置に存在する球体４により
遮断されて受光素子７には光は伝達されない。

【００２０】他方、検知センサが角度θを越えていずれ
かの方向に傾斜されると、球体４は下方に傾斜された傾
斜面２に沿って移動する。このとき、発光素子６及び受
光素子７との間には球体４は存在しないので、発光素子
６からの光は直接的に受光素子７に伝達され、受光素子
７のフォトトランジスタから受光に応じた電流が発生さ
れる。

【００２１】このように、被検知体が角度θを超えて傾
斜されたか否かは、発光素子６からの光の受光素子７に
より発生される電流量を電気的に検出することにより容
易に認識することができる。尚、上述の実施の形態で
は、基体の傾斜面を相互に対向する２つの傾斜面で形成
した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、
単一の傾斜面で構成して任意の方向に対する傾斜の有無
を検知可能なことはいうまでもない。

【００２２】

【発明の効果】以上で詳細に説明したように、本発明の
傾き検知センサの製造方法によれば、簡易な構造であり
ながら被検出体の傾斜をより確実に検出可能な検知セン
サを簡素な工程で容易に製造することができる。本発明
方法により製造される検知センサは、基体に形成された
傾斜面から成る凹部空間に球体を装入して成るので、簡
素且つ小型に形成できると共に、可動部材としては傾斜
面に沿って移動する球体のみしか使用しないため、使用
に際して、可動部材が他の部材にひっかかるような作動
上の不具合が発生するおそれはほとんどなく、より信頼
性の高い検知を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の傾き検知センサの主要部の分解斜視図
である。

【図２】図１の検知センサの発光素子を示す斜視図であ
る。

【図３】図１の検知センサの横断面図である。

【図４】図１の検知センサの製造方法を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の検知センサの球体の装入及び蓋体の装
着を示す図である。

【図６】従来の傾斜センサの構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 基体 ２ 傾斜面 ３ 凹部 ４ 球体 ５ 蓋体 ６ 発光素子 ７ 受光素子 ９ 突出部 １３ 下型 １４ａ 第１中型 １４ｂ 第２中型 １５ 上型 １６ 不透明樹脂

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底面に傾斜面を有し、該底面を挟んで該
   底面上に凹部空間を形成するように上方に延びる一対の
   側壁を有し、不透明な樹脂により一体に成形される基体
   の前記凹部空間内に球体が挿入され、前記基体と一体に
   形成された蓋体により前記凹部空間が覆われ、前記基体
   の一対の側壁に光を授受し得るように発光素子及び受光
   素子が対向して設けられる傾き検知センサの製造方法で
   あって、 リードの一端に電気的接続状態に搭載された半導体チッ
   プを透明樹脂により１次モールドを施すことにより発光
   素子及び受光素子をそれぞれ形成し、前記発光素子及び受光素子の一方の素子の背面側を載置
   する突起部と、前記一方の素子の背面側が前記突起部に
   載置されたときのリード位置に合わせられた上面と、前
   記基体を形成する空洞とが形成された下型の上に、前記
   一方の素子を、前記リードがほぼ水平横向きとなるよう
   に配置し、 前記発光素子及び受光素子が対向する凹部空間及び前記
   基体の一部を形成する空洞を有するように形成された第
   １及び第２の中型を前記一方の素子の上に挿入し、 該第１及び第２の中型の上に、前記発光素子及び受光素
   子の他方の素子を、該素子の発光面または受光面が前記
   一方の素子と対向し、かつ、前記リードがほぼ水平横向
   きとなるように配置し、 該他方の素子の上に、前記下型とほぼ対称の形状に形成
   された上型を配置し、 前記下型、第１及び第２の中型、及び上型により囲まれ
   る空洞内に不透明樹脂を注入して固化させる２次モール
   ドにより前記基体を形成し、 前記凹部空間内に球体を装入した後、前記凹部空間を覆
   うように前記蓋体を前記基体に装着することを特徴とす
   る傾き検知センサの製造方法。