(57)【要約】【課題】低コストで信頼性の高い封止構造を実現すること、及び筐体を小型化すること【解決手段】金属からなる筐体を備えるセンサであり、筐体は、少なくとも２つの部材を含み、２つの部材は、シーミング構造（１０）により接合しており、シーミング構造（１０）の間隙の少なくとも一部にシール材（１１）が充填されている、センサ。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属からなる筐体を備えるセンサであり、
前記筐体は、少なくとも２つの部材を含み、
前記２つの部材は、シーミング構造により接合しており、
前記シーミング構造は、前記２つの部材の少なくとも一方の部材の縁部が、他方の部材の縁部を巻き込むように組み合わさった構造であり、
前記シーミング構造の間隙の少なくとも一部にシール材が充填されている、センサ。
【請求項２】
前記シーミング構造は、前記２つの部材の縁部が、互いを巻き込むように組み合わさった構造である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記２つの部材は、該２つの部材の少なくとも一平面同士が、前記筐体の外側において同一平面上になるように接合している、請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記２つの部材の少なくとも一方は、前記２つの部材を、互いに引き離す方向に引張る引張り機構を有している、請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項５】
前記センサが、光電センサである、請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項６】
前記センサは、前記筐体で覆われている、請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項７】
金属からなる筐体を備えるセンサの製造方法であって、
前記筐体は、少なくとも２つの部材を含み、
当該製造方法は、
前記２つの部材の少なくとも一方の部材の縁部にシール材を塗布する塗布ステップと、
前記２つの部材を、前記２つの部材の少なくとも一方の部材の縁部が、他方の部材の縁部を巻き込むように組み合わせることによって接合する接合ステップを含み、
前記接合ステップは、前記２つの部材を弾性変形させて接合するステップを含む、センサの製造方法。
【請求項８】
前記接合ステップの後に、
前記２つの部材を、互いに引き離す方向に引張る引張りステップをさらに含む、請求項７に記載のセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
筐体を備えた光電センサが、従来技術として知られている（特許文献１）。このような光電センサでは、センサ本体が金属性の筐体によって覆われている。金属筐体は通常２つまたはそれ以上の部材からなり、これら複数の部材を互いに接合（封止）することによってセンサ本体の格納が実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７３４１７号公報（２００７年３月２２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の筐体の封止構造では、封止の信頼性の向上と、小型化とを両立することが難しかった。例えば、従来、封止にＯリング等を用いる場合が多かったが、この場合、封止部分の面積を広くする必要があり、センサ自体が大型化してしまうという問題があった。また、封止の信頼性を向上させるためにレーザ溶着等により封止を行うと、設備コスト、及び管理コストが高額になるという問題があった。
【０００５】
そこで本発明の一態様は、低コストで信頼性の高い封止構造を実現すること、及び筐体を小型化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るセンサは、
金属からなる筐体を備えるセンサであり、
前記筐体は、少なくとも２つの部材を含み、
前記２つの部材は、シーミング構造により接合しており、
前記シーミング構造は、前記２つの部材の少なくとも一方の部材の縁部が、他方の部材の縁部を巻き込むように組み合わさった構造であり、
前記シーミング構造の間隙の少なくとも一部にシール材が充填されている、センサである。
【０００７】
つまり前記構成によれば、２つの部材の少なくとも一方の部材の縁部に折り曲げ部分があり、該折り曲げ部分によって挟まれる領域に、他方の部材の縁部が配置されている。
【０００８】
前記構成によれば、低コストで信頼性の高い封止構造を実現することができ、かつ筐体を小型化することが可能である。
【０００９】
本発明の一態様に係るセンサにおいて、前記シーミング構造は、前記２つの部材の縁部が、互いを巻き込むように組み合わさった構造であってもよい。
【００１０】
前記構成によれば、特に高い封止性を得ることができる。
【００１１】
本発明の一態様に係るセンサにおいて、前記２つの部材は、該２つの部材の少なくとも一平面同士が、前記筐体の外側において同一平面上になるように接合していてもよい。
【００１２】
前記構成によれば、シーミング構造が筐体の外側に突出しないため、外観的美観を損なわず、筐体のデザイン性が向上する。
【００１３】
本発明の一態様に係るセンサにおいて、前記２つの部材の少なくとも一方は、前記２つの部材を、互いに引き離す方向に引張る引張り機構を有していてもよい。
【００１４】
前記構成によれば、第一部材の縁部、及び第二部材の縁部が好適に接合し、封止性を向上することが可能である。
【００１５】
本発明の一態様に係るセンサにおいて、前記センサは、光電センサであってもよい。
【００１６】
光電センサは、異物が侵入する虞のある環境でも用いられるが、前記構成によれば、筐体１内に水、油、粉じん等の異物が侵入しづらい光電センサを提供することができる。
【００１７】
本発明の一態様に係るセンサにおいて、前記センサは、前記筐体で覆われていてもよい。
【００１８】
前記構成によれば、前記センサ内に、水、油、粉じん等の異物が侵入することを防ぐことができる。
【００１９】
また、本発明の一態様に係るセンサの製造方法は、金属からなる筐体を備えるセンサの製造方法であって、前記筐体は、少なくとも２つの部材を含み、当該製造方法は、前記２つの部材の少なくとも一方の部材の縁部にシール材を塗布する塗布ステップと、前記２つの部材を、前記２つの部材の少なくとも一方の部材の縁部が、他方の部材の縁部を巻き込むように組み合わせることによって接合する接合ステップを含み、前記接合ステップは、前記２つの部材を弾性変形させて接合するステップを含む、センサの製造方法である。
【００２０】
前記構成によれば、信頼性の高い封止構造を、低コストで製造することができる。
【００２１】
前記接合ステップの後に、
前記２つの部材を、互いに引き離す方向に引張る引張りステップをさらに含む、請求項７に記載のセンサの製造方法。
【００２２】
前記構成によれば、第一部材の縁部、及び第二部材の縁部を好適に接合させ、封止性を向上することが可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様によれば、低コストで信頼性の高い封止構造を実現でき、及び筐体を小型化することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る筐体の斜視図、及び本発明の一実施形態に係る光電センサの構成を説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るシーミング構造の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る製造方法を示すフローチャートである。
【図４】先行発明の封止構造を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
【００２６】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本実施形態に係るセンサ９の概略構成を示す図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態に係るセンサ９は、センサ本体１２と、センサ本体１２を収容する筐体１とを備えている。本実施形態において、筐体１は複数の部材から構成され、これら複数の部材は、後述するシーミング構造によって接合される。
【００２７】
以下では、図１〜図３を参照して、本実施形態に係るセンサ９についてより具体的に説明する。
【００２８】
（センサの筐体）
図１（ａ）は、本実施形態に係る筐体１の斜視図である。筐体１を構成する部材の形態は、特に限定されない。本実施形態では、筐体１は、第一部材２、及び第二部材３から構成される。第一部材２、及び第二部材３は、どちらも略角形であってもよく、一方の部材が板状で、他方の部材が略角形であってもよい。
【００２９】
第一部材２及び第二部材３は、第一部材の縁部２０、及び第二部材の縁部３０が、互いに組み合わさることにより接合される。より具体的には、第一部材の縁部２０の全周、及び第二部材の縁部３０の全周は、後述するシーミング構造により組み合わさり、かつシーミング構造１０の間隙の少なくとも一部にシール材が充填されていることにより、接合している。
【００３０】
このように構成された筐体１によれば、低コストで信頼性の高い封止構造を実現できる。信頼性の高い封止構造が実現できることで、筐体１内に水、油、粉じん等の異物が侵入しにくくなるので、該筐体１を備えるセンサ９を、従来のセンサが使用できなかった環境で使用することが可能である。また、前記構成によれば、筐体１を小型化することが可能であり、ひいては筐体１を備えたセンサ９を小型化することが可能である。
【００３１】
筐体１の材質は、金属である。
【００３２】
（センサ本体１２）
図１（ｂ）は、本実施形態に係るセンサ９の概略構成を示す図である。図１（ｂ）に示すように、センサ９は、センサ本体１２、及びケーブル部８を備え、筐体１で覆われている。センサ本体１２は、投光部４、受光部５、処理部６、及び表示部７を備えている。
【００３３】
（シーミング構造）
以下では、図２を参照して本実施形態に係るシーミング構造１０について説明する。
【００３４】
図２は、本実施形態に係るシーミング構造１０の断面図の例である。シーミング構造１０は、第一部材２、及び第二部材３の一方の部材の縁部が、他方の部材の縁部を巻き込むように組み合わさった構造である。そのような構造の例としては、例えば、図２（ｄ）及び図２（ｅ）で表される構造が挙げられる。なお、第一部材の縁部２０及び第二部材の縁部３０のどちらが他方の部材を巻き込むかは、任意に決めることができる。第一部材２、及び第二部材３の少なくとも一方の部材の縁部が、他方の部材の縁部を巻き込むように組み合わさっていれば、２つの部材の接合部を充分に封止することが可能である。
【００３５】
好ましくは、シーミング構造１０は、第一部材の縁部２０及び第二部材の縁部３０が、互いを巻き込むように組み合わさっている。そのような構造の例としては、例えば、図２（ａ）〜図２（ｃ）、図２（ｆ）及び図２（ｇ）で表される構造が挙げられる。シーミング構造１０が、第一部材の縁部２０及び第二部材の縁部３０が、互いを巻き込むように組み合わさった構造であることで、特に高い封止性を得ることが可能である。
【００３６】
以下、図２を用いて、本実施形態に係るシーミング構造１０の例を、具体的に説明する。
（第１の例）
図２（ａ）で表されるシーミング構造１０では、第一部材の縁部２０及び第二部材の縁部３０が、どちらも断面Ｕ字状になっている。なお、図２（ａ）において、図の左側が、筐体１の外側である。第一部材の縁部２０及び第二部材の縁部３０を、どちらも断面Ｕ字状にすることで、それぞれの部材を容易に加工することができるという効果を奏する。断面Ｕ字の形態、及び２つの部材の断面Ｕ字の組み合わさり方は特に限定されないものの、封止性を向上させるために、断面Ｕ字の重なり部分が所定以上あることが好ましい。また、封止性をさらに向上させるために、第一部材の縁部２０、及び第二部材の縁部３０は、第一部材の平面部２１及び第二部材の平面部３１の延伸方向と垂直な方向において、
隙間なく接していることが好ましい。
【００３７】
第一部材の縁部２０及び第二部材の縁部３０は、断面Ｕ字が互いに向き合うように組み合わされている。断面Ｕ字が互いに向き合うように組み合わされていることで、後述する製造方法の引張りステップにおいて、第一部材２及び第二部材３を接合させやすいという効果を奏する。
【００３８】
（第２の例）
図２（ｂ）で表されるのは、シーミング構造１０の第２の例である。第２の例のシーミング構造１０は、第二部材の縁部３０と第二部材の平面部３１との間がななめに曲げられていること以外は、図２（ａ）表される第１の例と同様の構造である。
【００３９】
第二部材の縁部３０と第二部材の平面部３１との間がななめに曲げられていることにより、第一部材の平面部２１、及び第二部材の平面部３１が、筐体１の外側において同一平面上になっている。なお、図２（ｂ）において、図の左側が、筐体１の外側である。第一部材の平面部２１、及び第二部材の平面部３１が、筐体１の外側において同一平面上になるように接合していることで、シーミング構造１０が筐体の外側に突出しないため、外観的美観を損なわず、筐体のデザイン性が向上する。
【００４０】
第一部材の平面部２１、及び第二部材の平面部３１を、筐体１の外側において同一平面上にする構成は、図２（ｂ）で挙げた例に限定されない。例えば、第二部材の平面部３１の厚みを、第二部材の縁部３０の厚みと、第一部材の縁部のＵ字の幅とを合計した厚みにしておくことで、第一部材の平面部２１、及び第二部材の平面部３１を、筐体１の外側において同一平面上にすることが可能である。なお、ここでＵ字の幅とは、第一部材の平面部２１及び第二部材の平面部３１の延伸方向と垂直な方向におけるＵ字の高さを意味する。
【００４１】
また、図２（ｂ）において、第二部材の縁部３０と第二部材の平面部３１との間のななめに曲げられている部分は、第一部材２及び第二部材３を、互いに引き離す方向に引張る引張り機構としても機能する。ななめに折り曲げられている部分が、第二部材の縁部３０に巻き込まれた第一部材の縁部２０を、第一部材の平面部２１の延伸方向に押すことで、第一部材２及び第二部材３を、互いに引き離す方向に力が生じる。これにより、第一部材の縁部２０、及び第二部材の縁部３０が好適に接合し、封止の信頼性及び安定性を向上することが可能である。
【００４２】
（第３の例）
図２（ｃ）で表されるのは、第３の例のシーミング構造１０である。第３の例のシーミング構造１０では、第一部材の縁部２０及び第二部材の縁部３０は、どちらも断面うずまき状になって接合している。第一部材の縁部２０と第一部材の平面部２１との間、及び第二部材の縁部３０と第二部材の平面部３１との間は、どちらもななめに曲げられている。
【００４３】
この実施形態においては、断面がうずまき状であるために、２つの部材の縁部がそれぞれ２回以上折れ曲がっており、２つの部材の縁部が充分重なっている。これにより、封止性を向上させることができる。また、第一部材の縁部２０、及び第二部材の縁部３０は、第一部材の平面部２１及び第二部材の平面部３１の延伸方向と垂直な方向において、隙間なく接していることが好ましい。前記構成により、封止性をさらに向上させることができる。
【００４４】
第一部材の縁部２０及び第二部材の縁部３０が、どちらも断面うずまき状であることで、特に高い封止性を得ることができ、また２つの部材の接合が、特にはずれにくいという効果を奏する。
【００４５】
第一部材の縁部２０と第一部材の平面部２１との間、及び第二部材の縁部３０と第二部材の平面部３１との間は、どちらもななめに曲げられていることで、２つのななめに曲げられている部分それぞれが、第２の例と同様に、引張り機構としても機能する。２つの引張り機構が存在することで、第一部材の縁部２０、及び第二部材の縁部３０が特に好適に接合し、封止性の信頼性及び安定性を特に向上することが可能である。
【００４６】
（第４の例）
図２（ｄ）で表されるのは、第４の例のシーミング構造１０である。第４の例のシーミング構造１０では、第二部材の縁部３０は、断面Ｕ字状に加工されており、第一部材の縁部２０を巻き込んでいる。
【００４７】
（第５の例）
図２（ｅ）で表されるのは、第５の例のシーミング構造１０である。第５の例のシーミング構造１０は、第４の例のシーミング構造１０を、さらに一回、略垂直に折り曲げた構造である。第二部材の縁部３０は、先端部が断面Ｕ字状に加工されており、Ｕ字から延伸する部分が略垂直に一回折り曲がっている。
【００４８】
（第６の例）
図２（ｆ）で表されるのは、第６の例のシーミング構造１０である。第６の例のシーミング構造１０は、図２（ｄ）で表される第４の例のシーミング構造１０を、さらに一回、第二部材の縁部３０が断面うずまき状になるように折り曲げた構造である。
【００４９】
（第７の例）
図２（ｇ）で表されるのは、第７の例のシーミング構造１０である。なお、図２（ｇ）では、図４を参照して後述する従来の封止構造４０との対比を容易にするために、筐体１の断面のうち、シーミング構造１０を含む領域を示している。第７の例のシーミング構造１０は、図２（ｂ）で表される第２の例のシーミング構造１０において、第一部材の平面部２１を折り曲げることにより、第一部材の平面部２１を図２（ｇ）に向かって右側に延伸するように向き付けて、第一部材の平面部２１と第二部材の平面部３１とが略垂直の方向に延伸するようにした構造に対応する。第７の例においては、第二部材の縁部３０と第二部材の平面部３１との間は、第２の例よりも急な角度で折り曲げられている。この折り曲げられている部分は、第２の例と同様に引張り機構として機能する。よって、封止の信頼性及び安定性を向上することが可能である。
【００５０】
（シール材）
図２に示すように、シーミング構造１０の間隙の少なくとも一部には、シール材１１が充填されている。シーミング構造１０の間隙の少なくとも一部にシール材１１が充填されていることで、高い封止性を得ることが可能である。シール材１１は、シーミング構造１０の間隙を、すべて充填してもよい。シール材１１が、シーミング構造１０の間隙を、すべて充填することで、さらに高い封止性を得ることが可能である。シール材の種類は、特に限定されない。例えば、従来公知の接着剤を用いることができる。そのような接着剤としては、例えば、変成シリコンからなる接着剤等が挙げられる。作業性を向上させるために、粘度の高いシール材を用いることができる。
【００５１】
（製造方法）
図３を用いて、本実施形態に係るセンサ９の製造方法の一例を説明する。本実施形態では、塗布ステップＳ１０１の後に、接合ステップＳ１０２を行い、接合ステップＳ１０２の後にさらに引張りステップを行うことにより、センサ９を製造する。
【００５２】
第一部材の縁部２０及び第二部材の縁部３０は、塗布ステップＳ１０１の前に、後で第一部材２及び第二部材３を組み合わせてシーミング構造が形成できるよう、断面が曲がった形状となるように加工されている。
【００５３】
塗布ステップＳ１０１は、第一部材及び第二部材の少なくとも一方の部材の縁部に、シール材を塗布するステップである。シール材の塗布の方法は、特に限定されず、公知の方法により塗布を行うことができる。
【００５４】
図２（ａ）、図２（ｂ）において、シール材１１を、第二部材のＵ字の内側に充填する構成とすれば、筐体１の外側からシール材１１を充填できるので、シール材を充填しやすいという効果を奏する。
【００５５】
接合ステップＳ１０２は、第一部材、及び第二部材の少なくとも一方の部材の縁部が、他方の部材の縁部を巻き込むように、第一部材、及び第二部材を弾性変形させて組み合わせることによって接合するステップである。例えば、図２（ａ）〜図２（ｆ）のシーミング構造を形成するように、第一部材２及び第二部材３を組み合わせればよい。
【００５６】
引張りステップでは、第一部材２、及び第二部材３を、互いに引き離す方向に引張る。引張る方法は、特に限定されない。以下、引張る方法を、シーミング構造の形態に応じて具体的に記述する。
【００５７】
図２（ａ）のシーミング構造においては、第一部材の平面部２１、及び第二部材の平面部３１を、第一部材の平面部２１、及び第二部材の平面部３１の延伸方向に沿って引張る。
【００５８】
図２（ｂ）、図２（ｃ）、及び図２（ｇ）のシーミング構造では、シーミング構造自体に引張り機構が含まれている。よって、これらのシーミング構造では、接合ステップＳ１０２の後に、引張り機構によって引張りステップが生じる。引張り機構による引張りステップに加えて、外力を用いた更なる引張りステップを追加で設けてもよい。
【００５９】
（先行技術との比較）
図２及び図４を参照して、本実施形態では先行技術に比べ、センサ９の小型化が可能である理由を説明する。図４は、従来の筐体の断面のうち、従来の封止構造４０を含む領域を取り出した図である。従来の封止構造４０は、第一部材の縁部２０と、第二部材の縁部３０との間にＯリング、パッキン等のシール部材４１を設けて、２つの部材で挟み込む構造であった。この構成では、第一部材の縁部２０と、第二部材の縁部３０とを、互いに押し付けるために、両者をネジ等の係合部材５０によりねじ止めする構成、または、レーザ溶着する構成が必要であった。よって、前記のような押し付けを行うための構成を設ける領域が、第一部材２及び第二部材３のそれぞれに別途必要となり、筐体の大型化を招いていた。図４に示されるように、係合部材５０を用いる形態では、係合部材５０がねじ止めされる領域を分厚くする必要があった。また、信頼性の高い封止を行うためには、シール部材４１の径を太くし、またシール部材が挟まる部分の面積を確保する必要があった。
【００６０】
これに対し、図２（ａ）〜（ｇ）に示されるように、本実施形態では、封止及び接合のための追加の部材を必要としない。よって、本実施形態の筐体１では、Ｏリング等のシール部材が挟まる部分の面積を確保する必要がなく、さらに係合部材５０を止めつける構造も必要がない。よって、本実施形態の筐体１は、従来知られている筐体よりも小型化することができる。
【００６１】
また、本実施形態では先行技術に比べ、信頼性の高い封止構造を形成することが可能である。先行技術では、封止のためのＯリング等のシール部材４１、及び係合のための係合部材５０の部材の寸法のばらつきにより、封止性が低下する虞があった。これに対し本実施形態では、シール部材４１、及び係合部材５０等の部材を用いないことにより、信頼性の高い封止構造を形成できる。
【００６２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の一実施形態は、筐体を使用する産業機器等に広く適用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１  筐体
２  第一部材
３  第二部材
９  センサ
１０  シーミング構造
１１  シール材
２０  第一部材の縁部
２１  第一部材の平面部
３０  第二部材の縁部
３１  第二部材の平面部
【図１】
2018147693.tif 000003
【図２】
2018147693.tif 000004
【図３】
2018147693.tif 000005
【図４】
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