JPH10217042A - 金属部材保持機構及び発光光学素子保持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、圧入工程採用による利点を損なわ
ずに発光光学素子を保持部材に確実に保持し、かつ、絶
縁することができる発光光学素子保持機構を提供する。 【解決手段】 発光光学素子であるレーザダイオード１
を保持部材２に圧入組み付けし、機構的に保持する発光
光学素子保持機構において、前記レーザダイオード１、
保持部材２の圧入接合部の少なくともいずれか一方に設
けた陽極酸化皮膜３により発光光学素子１と保持部材３
との間を絶縁したことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属部材保持機構
及び発光光学素子保持機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、情報記録再生装置に使用するレー
ザダイオードのような一方の金属部材３１を、この金属
部材３１を保持する他方の金属部材３２の圧入接合部に
圧入し、かつ、これら相互間を絶縁して金属部品を得よ
うとすると、図８に示すように、抜孔部３３ａを有する
シート状の絶縁物３３を、金属部材３１、金属部材３２
間に挟んだ状態で金属部材３１、金属部材３２の圧入処
理をしたり、図９に示すように、鍔部３４ａ及び円筒部
３４ｂを有するリング状の絶縁物３４を、金属部材３
１、金属部材３２間に挟んだ状態で金属部材３１の金属
部材３２に対する圧入処理をしなければならない。

【０００３】ここに、絶縁物３３や絶縁物３４は、合成
樹脂類やセラミック等から形成されるものであり、この
うち、合成樹脂類で形成した絶縁物３３や絶縁物３４は
温度や湿度の変化による伸縮で嵌合径が変化し、圧入接
合部における金属部材３１、金属部材３２間の保持力量
が減少してしまい、保持力不足や、ゆるんで動いてしま
ったりするという課題がある。また、セラミック類で形
成した絶縁物３３や絶縁物３４は、耐衝撃性が弱いた
め、圧入処理時の衝撃で破壊し易いという課題がある。

【０００４】特に、図９に示す鍔部３４ａを有するリン
グ状の絶縁物３４を用いる場合には、円筒部３４ｂが金
属部材３１及び金属部材３２の双方からの押圧力を受け
るので、金属部材３１、金属部材３２の圧入公差の設定
が難しいという課題がある。

【０００５】また、金属部材３１における圧入により金
属部材３２と接合する圧入接合部に、セラミック等の絶
縁物を接着剤を使用して接着し、金属部材３１、金属部
材３２間の絶縁を図る方法もあるが、この場合には、金
属部品として高価なものになる他、やはり接着層部分の
収縮等による保持力量の減少を招くという課題がある。

【０００６】一方、圧入工程を採用した場合の利点は、
作業時間が短く金属部材３１、金属部材３２間の保持力
に優れているところである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、圧入工程採用による利点を
損なわずに温度や湿度等による絶縁物の変化も起こら
ず、第１、第２の金属部材を確実に保持し、かつ、絶縁
することができる金属部材保持機構及び発光光学素子保
持機構を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
第１の金属部材を第２の金属部材に圧入組み付けし、両
金属部材を機構的に保持する金属部材保持機構におい
て、前記第１、第２の金属部材の圧入接合部の少なくと
もいずれか一方に設けた陽極酸化皮膜からなる絶縁皮膜
により第１、第２の金属部材間を絶縁したことを特徴と
するものである。

【０００９】この発明によれば、陽極酸化皮膜からなる
絶縁皮膜により第１の金属部材と第２の金属部材とを確
実に絶縁しつつ位置ずれを起こすこと無く強固に保持す
ることが可能となる。

【００１０】請求項２記載の発明は、第１の金属部材を
第２の金属部材に圧入組み付けし、両金属部材を機構的
に保持する金属部材保持機構において、前記第２の金属
部材の圧入接合部における第１の金属部材の圧入側領域
に設けた曲面形状を呈する面取り部と、この第２の金属
部材の前記面取り部を含む圧入接合部に被覆した陽極酸
化皮膜からなる絶縁皮膜とを具備し、この圧入接合部に
被覆した絶縁皮膜により第１、第２の金属部材間を絶縁
したことを特徴とするものである。

【００１１】この発明によれば、前記圧入接合部の絶縁
被膜を完全な連続した滑らかな面として圧入工程の迅速
化を図りつつ前記絶縁皮膜により第１の金属部材と、第
２の金属部材とを確実に絶縁しつつ位置ずれを起こすこ
と無く強固に保持することが可能となる。

【００１２】請求項３記載の発明は、発光光学素子を金
属材料からなる保持部材に圧入組み付けし、機構的に保
持する発光光学素子保持機構において、前記発光光学素
子、保持部材の圧入接合部の少なくともいずれか一方に
設けた陽極酸化皮膜からなる絶縁皮膜により発光光学素
子と保持部材との間を絶縁したことを特徴とするもので
ある。

【００１３】この発明によれば、絶縁皮膜により発光光
学素子と金属材料からなる保持部材とを確実に絶縁しつ
つ位置ずれを起こすこと無く強固に保持することが可能
となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。図１は、本発明の金属部材保持機構であ
る発光光学素子保持機構の実施の形態を示すものであ
る。即ち、本実施の形態は、半導体レーザを用いて情報
の記録、再生を行う情報記録再生装置の発光光学素子で
あるレーザダイオード（ＬＤ）１を、金属材料からなる
保持部材２に圧入し保持する例を示すものである。

【００１５】前記レーザダイオード１には、発光させる
ための電源極性が２種類あり、レーザダイオード１のケ
ース１ａを電源側にする場合と、接地（ＧＮＤ）側にす
る場合とがある。

【００１６】レーザダイオード１のケース１ａを電源側
にする場合には、情報記録再生装置における金属材料か
らなる筐体にケース１ａを接触させることができないた
め、レーザダイオード１を筐体から電気的に絶縁する必
要がある。この絶縁処理ができないとレーザダイオード
１及びレーザダイオード１に関連する回路構成、ＩＣ等
の選択肢が制限され、情報記録再生装置の最適設計がで
きなくなる恐れがある。

【００１７】特にレーザダイオード１は、光の波長、光
出力、広がり角、寿命、光学系とのマッチング等、個々
に微妙に性能が異なっており、非常に選択範囲が狭いも
のである。

【００１８】本実施の形態の発光光学素子保持機構は、
この様にレーザダイオード１を電気的に絶縁する必要の
ある場合に適用して好適である。

【００１９】図１に示す発光光学素子保持機構は、レー
ザダイオード１を金属材料からなる保持部材２の圧入穴
２ａに圧入して保持するものである。保持部材２の表面
には、絶縁皮膜である陽極酸化皮膜（アルマイト）３を
被覆している。また、圧入穴２ａのレーザダイオード１
が圧入される側の口元には、面取り部２ｂを形成してい
る。この面取り部２ｂの面取り角度αは、大きめの方が
よく、６０度位が好ましい。また、この面取り部２ｂに
は、圧入穴２ａにおけるレーザダイオード１の圧入側の
端面にかけてＲ面取り部２ｃを形成することにより形成
している。

【００２０】前記保持部材２の圧入穴２ａに対して、そ
の表面処理前にバレル加工を施して全体的に表面を滑ら
かにするとなお良い。このように、まず、圧入穴２ａの
形状を曲面を呈する形状とするとともに、その表面を滑
らかな面にする。

【００２１】前記絶縁皮膜としての陽極酸化皮膜３は、
図３に示すように、保持部材２の面に垂直方向に成長す
るため、保持部材２が角部２ｄを有する場合には、陽極
酸化皮膜３が付きにくく、圧入工程を実行する際、図３
に示すように、レーザダイオード１のケース１ａが陽極
酸化皮膜３を削り取ってしまい、この結果、レーザダイ
オード１と保持部材２との絶縁性が保たれない。

【００２２】そこで、面取り部２ｂを付ける際にも図4
に示すように、４５度よりも大きな角度とし、また、さ
らにＲ面取り部２ｃを付けたり、バレル加工をする等圧
入穴２ａの面取り部２ｂの面の連続性を保たせ、陽極酸
化皮膜３が均一かつ連続的に付くようにする。これによ
り、レーザダイオード１のケース１ａが圧入穴２ａに入
り易くなり、陽極酸化皮膜３を削り取らずに圧入でき
る。

【００２３】次に、陽極酸化皮膜３を形成するアルマイ
ト１１について、図５、図６を参照してさらに詳述す
る。

【００２４】陽極酸化皮膜３を形成するアルマイト１１
は、一般的によく知られた電気メッキ材料であり、皮膜
強度も大きく、信頼性のある絶縁皮膜を形成できる。ま
た、アルマイトであれば絶縁皮膜の厚さを数μｍレベル
で、コントロール可能であり、圧入公差を少なくし精度
よく発光光学素子保持機構を得ることができる。

【００２５】また、陽極酸化皮膜３としてのアルマイト
１１の厚さについて考察すると、アルマイト１１の厚さ
を厚くすればよいというものではなく、あまり厚く付け
るのは難しく、成膜時間もかかるほか、陽極酸化皮膜３
となった後のひび割れが生じやすい。陽極酸化皮膜３に
ひび割れが生じるとそこから割れやすく、好ましくな
い。

【００２６】従って、前記陽極酸化皮膜３の厚さは、例
えば硫酸アルマイトの場合、５０±２０μｍ程度に厚さ
が被膜強度、製作上のし易さ、ひび割れ防止の観点から
最も好ましい。

【００２７】また、前記保持部材２の材質を図５に示す
アルミ合金１０とする場合は、その耐久性を向上させる
ために、表面に陽極酸化皮膜としてアルマイト（アルミ
ニウムを陽極酸化して耐蝕性酸化皮膜を形成する方法の
日本における登録名）１１を形成する方法が一般的であ
る。

【００２８】図５は一般的なアルマイト１１の表面部を
拡大した模式図であるが、アルマイト１１はアルミニウ
ム合金１０を陽極酸化して形成された温度や湿度に対す
る変化が少ない耐蝕性酸化皮膜である。尚、図５に示す
バリア層１２は、アルマイト１１とアルミニウム合金１
０上の中間層で、これが絶縁層となる。このアルマイト
１１は電解直後においては、その表面に多数の微小孔１
４が形成された多孔質酸化皮膜となっていて、この多孔
質層は完全な絶縁層ではない。このままでは、耐久性に
欠けるため、通常酢酸ニッケル等による封孔処理が行わ
れて、水和物１３により前記微小孔１４を塞ぐようにす
る。

【００２９】この場合、前記封孔処理では、表面から数
μｍの範囲までしか微小孔１４が塞がれず、内部は空洞
１５となってしまうため、外力等によって表面部６が脱
落しやすい。このため、図６に示すように、アルミニウ
ム合金１０に被覆したアルマイト１１の角部に外力が作
用すると、アルマイト１１の小片１６が容易に脱落す
る。

【００３０】そこで、図７に示すアルマイト１１の模式
図のように、アルマイト１１の強度を向上させるため
に、蒸気封孔処理法により水和物１３を微小孔１４内部
全体に充填し、バリア層１２を実質的に厚くしてアルマ
イト１１の耐久性を向上させることにより、前記保持部
材２とレーザダイオード１のケース１ａとの絶縁性を損
なうことなく両者を確実に保持することが可能となる。

【００３１】本実施の形態によれば、以下の構成を付記
できる。 （１）レーザダイオードを金属材料からなる保持部材に
圧入組み付けし、機構的に保持するレーザダイオード保
持機構において、前記レーザダイオード、保持部材の圧
入接合部の少なくともいずれか一方に設けた絶縁皮膜に
よりレーザダイオードと保持部材との間を絶縁したこと
を特徴とするレーザダイオード保持機構。この構成によ
れば、絶縁皮膜によりレーザダイオードと保持部材とを
確実に絶縁しつつ強固に保持できる。

【００３２】（２）レーザダイオードを金属材料からな
る保持部材に圧入組み付けし、機構的に保持するレーザ
ダイオード保持機構において、前記保持部材の圧入接合
部におけるレーザダイオードの圧入側領域に設けた曲面
形状を呈する面取り部と、この保持部材の前記面取り部
を含む圧入接合部に被覆した絶縁皮膜とを具備し、この
圧入接合部に被覆した絶縁皮膜によりレーザダイオード
と保持部材との間を絶縁したことを特徴とするレーザダ
イオード保持機構。この構成によれば、前記圧入接合部
を連続した滑らかな面として圧入工程の迅速化を図りつ
つ前記絶縁皮膜によりレーザダイオードと保持部材とを
位置ずれを起こすこと無く確実に絶縁しつつ強固に保持
できる。

【００３３】（３）前記絶縁皮膜が、蒸気封孔処理を施
した陽極酸化皮膜であることを特徴とする付記１又は２
記載のレーザダイオード保持機構。この構成によれば、
絶縁皮膜の膜厚の制御が容易で圧入代確保のための寸法
精度を出し易く、しかも、耐久性に優れた絶縁皮膜によ
りレーザダイオードと保持部材とを位置ずれを起こすこ
と無く確実に絶縁しつつ強固に保持できる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、絶縁皮膜
により第１の金属部材と第２の金属部材とを確実に絶縁
しつつ位置ずれを起こすこと無く強固に保持することが
可能な金属部材保持機構を提供できる。

【００３５】請求項２記載の発明によれば、圧入接合部
を連続した滑らかな面として圧入工程の迅速化を図りつ
つ前記絶縁皮膜により第１の金属部材と、第２の金属部
材とを確実に絶縁しつつ位置ずれを起こすこと無く強固
に保持することが可能な金属部材保持機構を提供でき
る。

【００３６】請求項３記載の発明によれば、絶縁皮膜に
より発光光学素子と金属材料からなる保持部材とを確実
に絶縁しつつ位置ずれを起こすこと無く強固に保持する
ことが可能な発光光学素子保持機構を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の発光光学素子保持機構の
圧入工程を示す説明図である。

【図２】本発明の実施の形態の発光光学素子保持機構に
おける保持部材の拡大断面図である。

【図３】本発明の実施の形態における陽極酸化皮膜の保
持部材に対する付着状態を示す説明図である。

【図４】本発明の実施の形態における陽極酸化皮膜の面
取り部を有する保持部材に対する付着状態を示す説明図
である。

【図５】本発明の実施の形態における陽極酸化皮膜を形
成するアルマイトを示す模式図である。

【図６】本発明の実施の形態におけるアルマイトの小片
の脱落状態を示す説明図である。

【図７】本発明の実施の形態における陽極酸化皮膜を形
成する蒸気封孔処理を施したアルマイトを示す模式図で
ある。

【図８】従来の金属部材保持機構に一例を示す説明図で
ある。

【図９】従来の金属部材保持機構に他例を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ レーザダイオード １ａ ケース１ ２ 保持部材 ２ａ 圧入穴 ２ｂ Ｒ面取り部 ２ Ｒ面取り部 ３ 陽極酸化皮膜 １０ アルミ合金 １１ アルマイト １３ 水和物 １４ 微小孔 １５ 空洞 １６ 小片

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の金属部材を第２の金属部材に圧入
   組み付けし、両金属部材を機構的に保持する金属部材保
   持機構において、 前記第１、第２の金属部材の圧入接合部の少なくともい
   ずれか一方に設けた陽極酸化皮膜からなる絶縁皮膜によ
   り第１、第２の金属部材間を絶縁したことを特徴とする
   金属部材保持機構。
2. 【請求項２】 第１の金属部材を第２の金属部材に圧入
   組み付けし、両金属部材を機構的に保持する金属部材保
   持機構において、 前記第２の金属部材の圧入接合部における第１の金属部
   材の圧入側領域に設けた曲面形状を呈する面取り部と、
   この第２の金属部材の前記面取り部を含む圧入接合部に
   被覆した陽極酸化皮膜からなる絶縁皮膜とを具備し、こ
   の圧入接合部に被覆した絶縁皮膜により第１、第２の金
   属部材間を絶縁したことを特徴とする金属部材保持機
   構。
3. 【請求項３】 発光光学素子を金属材料からなる保持部
   材に圧入組み付けし、機構的に保持する発光光学素子保
   持機構において、 前記発光光学素子、保持部材の圧入接合部の少なくとも
   いずれか一方に設けた陽極酸化皮膜からなる絶縁皮膜に
   より発光光学素子と保持部材との間を絶縁したことを特
   徴とする光学素子保持機構。