(57)【要約】【課題】樹脂部品の過熱による変形をさせることなく、樹脂部品と被着部品との接合を可能とする樹脂部品接合方法および樹脂部品接合構造を得ること。【解決手段】樹脂部品１に形成された孔部に、金属材料からなる結合皮膜４を形成する工程と、結合皮膜４に活性化処理を施す工程と、被着部品に形成された凸部に活性化処理を施す工程と、孔部へ凸部を挿入し、結合皮膜４と被着部品との常温接合を形成する工程と、を含み、孔部へ挿入された凸部によって、孔部に締まりバメ圧力を発生させ、活性化処理を経て結合皮膜４に残存する付着物層を締まりバメ圧力の印加によって破砕し、常温接合を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂部品に形成された孔部に、金属材料からなる結合皮膜を形成する工程と、
前記結合皮膜に活性化処理を施す工程と、
被着部品に形成された凸部に活性化処理を施す工程と、
前記孔部へ前記凸部を挿入し、前記結合皮膜と前記被着部品との常温接合を形成する工程と、を含み、
前記孔部へ挿入された前記凸部によって、前記孔部に締まりバメ圧力を発生させ、
前記活性化処理を経て前記結合皮膜に残存する付着物層を前記締まりバメ圧力の印加によって破砕し、前記常温接合を形成する、
ことを特徴とする樹脂部品接合方法。
【請求項２】
前記締まりバメ圧力は、前記凸部の挿入方向へ向かうに従い漸次狭められるようなテーパ形状をなす前記孔部へ前記凸部を圧入させることにより発生させることを特徴とする請求項１に記載の樹脂部品接合方法。
【請求項３】
所定の横断面において楕円形状あるいは多角形形状をなす前記孔部において、前記横断面とは非平行な回転軸を中心として前記凸部を回転させ、
前記締まりバメ圧力は、前記孔部に当接された前記凸部の回転方向への加圧により発生させることを特徴とする請求項１に記載の樹脂部品接合方法。
【請求項４】
前記樹脂部品に中間皮膜を形成する工程をさらに含み、
前記結合皮膜は、前記中間皮膜を介して前記孔部に形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の樹脂部品接合方法。
【請求項５】
前記中間皮膜は、前記孔部を含む前記樹脂部品の全面に形成されることを特徴とする請求項４に記載の樹脂部品接合方法。
【請求項６】
前記中間皮膜は、光を透過させる透光性材料からなることを特徴とする請求項４または５に記載の樹脂部品接合方法。
【請求項７】
前記結合皮膜は、金、銅、アルミニウムのいずれかを材料とすることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の樹脂部品接合方法。
【請求項８】
複数の前記孔部と、複数の前記凸部とにより、前記被着部品に対する前記樹脂部品の回転を抑制するための回り止め構造を構成することを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の樹脂部品接合方法。
【請求項９】
前記結合皮膜を形成する工程において、前記樹脂部材を回転させ、かつ前記孔部に対して斜め方向からデポジションを実施することを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の樹脂部品接合方法。
【請求項１０】
前記中間皮膜を形成する工程において、前記樹脂部材を回転させ、かつ前記孔部に対して斜め方向からデポジションを実施することを特徴とする請求項４から６のいずれか一つに記載の樹脂部品接合方法。
【請求項１１】
前記樹脂部品には、前記孔部に代えて凹部が形成され、
前記結合皮膜は、前記凹部に形成され、
前記凹部における前記凸部の前記締まりバメ圧力により前記常温接合を形成することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一つに記載の樹脂部品接合方法。
【請求項１２】
樹脂部品に形成された凸部に、金属材料からなる結合皮膜を形成する工程と、
前記結合皮膜に活性化処理を施す工程と、
被着部品に形成された凹部に活性化処理を施す工程と、
前記凹部へ前記凸部を挿入し、前記結合皮膜と前記被着部品との常温接合を形成する工程と、を含み、
前記凹部への前記凸部の挿入によって、前記凸部に締まりバメ圧力を発生させ、
前記活性化処理を経て前記結合皮膜に残存する付着物層を前記締まりバメ圧力の印加によって破砕し、前記常温接合を形成する、
ことを特徴とする樹脂部品接合方法。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一つに記載の樹脂部品接合方法により接合された部分を備えることを特徴とする樹脂部品接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂部品接合方法および樹脂部品接合構造、特に、常温接合の形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂材料を用いて光学部品を形成することは、コスト優位性の観点から有効とされている。一般に、樹脂材料は、過熱によって柔らかくなり、変形してしまうという性質を備えている。そこで、樹脂部品に関して、過熱による樹脂部品の変形をさせずに固着させる接合技術が求められている。加熱を不要とし常温付近での接合を可能とする常温接合技術としては、活性化表面を露出させた固体同士を触れ合わせることにより接合を形成する手法が知られている。
【０００３】
例えば、シリコンウェハの常温接合に関して、特許文献１には、接合面の接合に先立ち、真空中におけるスパッタエッチングによる活性化をし、真空下で接合を形成する技術が開示されている。
【０００４】
また、半導体デバイス、フリップチップの常温接合に関して、特許文献２には、減圧中におけるプラズマ処理による活性化の後に、上下加圧して低真空または大気圧にて付着物層を押し破り、接合を形成する技術が開示されている。
【０００５】
また、基板の常温接合に関して、特許文献３には、真空中の基板面に複数の金属材料からなる中間材（結合皮膜）を形成し、スパッタエッチングにより活性化をし、中間材を介する接合を形成する技術が開示されている。
【０００６】
また、シリコン基板および樹脂板の常温接合に関して、特許文献４には、樹脂板に金属薄膜を形成し、エネルギー粒子の照射（スパッタエッチングと同意）による表面活性化を経て接合を形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２７９１４２９号公報
【特許文献２】特許第３７９０９９５号公報
【特許文献３】特許第４１７２８０６号公報
【特許文献４】特許第３５３７０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１から４のいずれに開示されている常温接合も、表面活性化を経て接合を形成することを特徴とする。特許文献１や３の技術で用いられるスパッタエッチングは、半導体製造技術において多用されている。しかし、樹脂材料で形成された光学部品に対して、スパッタエッチングによる表面活性化を実施する場合、一般に、アルゴンスパッタ等の活性化処理にて樹脂材料の有機成分が遊離し、その結果として真空度を低下させること、装置チャンバーを汚すこと等の弊害が問題となる。また、遊離した有機成分が再付着してしまい、活性化が困難になる、という課題も生じる。
【０００９】
特許文献２の技術のように、減圧中のプラズマ処理による表面活性化においては、処理時間を長くして活性化の度合いを上げようとすると温度が上昇することとなり、樹脂材料が変形してしまう、という課題がある。
【００１０】
また、特許文献４には、樹脂板に金属薄膜を形成し、エネルギー粒子を照射（スパッタエッチングと同意）することによる表面活性化については開示されているが、孔部や凹凸を有する樹脂部品と被着部品との接合についての開示はされていない。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、樹脂部品の過熱による変形をさせることなく、樹脂部品と被着部品との接合を可能とする樹脂部品接合方法、およびその接合方法による接合部分を備える樹脂部品接合構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、樹脂部品に形成された孔部に、金属材料からなる結合皮膜を形成する工程と、前記結合皮膜に活性化処理を施す工程と、被着部品に形成された凸部に活性化処理を施す工程と、前記孔部へ前記凸部を挿入し、前記結合皮膜と前記被着部品との常温接合を形成する工程と、を含み、前記孔部へ挿入された前記凸部によって、前記孔部に締まりバメ圧力を発生させ、前記活性化処理を経て前記結合皮膜に残存する付着物層を前記締まりバメ圧力の印加によって破砕し、前記常温接合を形成する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、樹脂部品の過熱による変形をさせることなく、樹脂部品と被着部品との接合が可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。
【図２】図２は、結合皮膜が形成された樹脂部品の断面模式図である。
【図３】図３は、樹脂部品のうち孔部に皮膜を形成する方法を示す断面模式図である。
【図４】図４は、中間皮膜および結合皮膜が形成された樹脂部品の断面模式図である。
【図５】図５は、樹脂部品の全面に中間皮膜を形成し、次いで結合皮膜を形成した構成の断面模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態３にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態４にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態５にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態６にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態７にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。
【図１２】図１２は、第１の応用例にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。
【図１３】図１３は、第２の応用例にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す各構成を接合させた状態を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明にかかる樹脂部品接合方法および樹脂部品接合構造の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。樹脂部品１は、光学樹脂部品である樹脂製コード部品である。被着部品２は、金属部材からなる金属製回転軸である。樹脂部品１は、中央部を貫通させて形成された孔部３を備える。被着部品２は、孔部３に挿入され、固着される。樹脂部品接合構造は、締まりバメにより形成された常温接合を備える。なお、図１では、孔部３に形成される皮膜の図示を省略している。
【００１７】
図２は、結合皮膜４が形成された樹脂部品１の断面模式図である。本実施の形態の説明のため、結合皮膜４は、厚さを誇張して図示している。結合皮膜４は、樹脂部品１のうち、孔部３およびその周囲を覆うように形成されている。
【００１８】
ここで、皮膜を形成する方法について説明する。図３は、樹脂部品１のうち孔部３に皮膜を形成する方法を示す断面模式図である。皮膜の形成には、半導体製造等において多用されている蒸着等の薄膜形成技術によるデポジションが用いられる。本実施の形態では、結合皮膜４や、後述する中間皮膜を孔部３に形成するために、樹脂部品１を回転させるとともに、孔部３に対して斜め方向からデポジションがなされるように、樹脂部品１を傾ける。これにより、孔部３の奥深くまで、孔部３表面に均一に皮膜を形成することが可能となる。なお、後述する他の実施の形態においても、かかる皮膜形成方法を適用しても良い。
【００１９】
図２に示す結合皮膜４は、樹脂部品１のうち孔部３を含む領域を開口とするマスクを樹脂部品１に被覆し、薄膜形成処理を施すことにより形成する。透光性材料を用いて樹脂部品１を構成する場合は、皮膜形成の際にマスクを使用することは、接合に使用される孔部３以外の部分、例えばコード部（不図示）については透光性が維持可能となるため、光学樹脂部品に適している。
【００２０】
図４は、中間皮膜５および結合皮膜４が形成された樹脂部品１の断面模式図である。本実施の形態の説明のため、結合皮膜４および中間皮膜５は、厚さを誇張して図示している。中間皮膜５は、樹脂部品１のうち、孔部３およびその周囲を覆うように形成されている。結合皮膜４は、中間皮膜５を介して、孔部３およびその周囲に形成されている。
【００２１】
結合皮膜４の材料としては、半導体であるシリコン、酸化物等の化合物に比べて一般に延展性に優れる点で、金属材料を選択することが望ましい。金属のうち、特に延展性に富む金、銅、アルミニウムが材料としては好適である。延展性に富む金、銅、アルミニウムは、柔軟であって、加圧による変形も容易である。これにより、結合皮膜４の活性化処理において残存した付着物層（不図示）を変形により破れ易くさせることが可能となる。
【００２２】
次に、結合皮膜４の活性化処理について述べる。活性化処理には、半導体製造等において多用されているアルゴンスパッタ等、エネルギー粒子を照射させるスパッタエッチング技術が用いられる。結合皮膜４の表層面には、一般に、酸化物や有機物等の汚れ（付着物）が存在していることから、スパッタエッチングにより、これらの付着物を除去し、活性化させる。表層面は、付着物が除去されることで、いわゆるダングリングボンドがむき出しとなった新生面となる。活性化処理も、皮膜の形成の場合と同様、図３に示すように斜めに傾けて回転させながら施すことが望ましい。これにより、孔部３の奥深くまで、均一な活性化が可能となる。
【００２３】
スパッタエッチングの際、仮に樹脂部品１がむき出しとなっているとすると、エネルギー粒子が樹脂に当たることにより有機成分が遊離し、その結果真空度を低下させる、装置チャンバーを汚すことになるという弊害が問題となる。また、遊離した有機成分が再付着してしまい、活性化が困難になる、という課題も生じる。このため、スパッタエッチングの際は、治具等のマスクを設置することとし、樹脂部品１をむき出しとさせずエネルギー粒子が樹脂部品１に当たらないようにすることとしても良い。
【００２４】
中間皮膜５は、樹脂部品１の全面に形成することとしても良い。図５は、樹脂部品１の全面に中間皮膜５を形成し、次いで結合皮膜４を形成した構成の断面模式図である。ここでも、結合皮膜４および中間皮膜５は、厚さを誇張して図示している。中間皮膜５は、孔部３を含む樹脂部品１の全面に形成されている。
【００２５】
中間皮膜５の材料としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ２やＳｉＯ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）や酸化亜鉛、酸化スズ等、光を透過させる透光性材料を選択することが望ましい。透光性材料で中間皮膜５を形成することで、例えばコード部（不図示）については透光性が維持可能となるため、光学樹脂部品には適している。
【００２６】
樹脂部品１の全面を中間皮膜５で覆うことで、孔部３以外の部分を遮蔽しなくても、スパッタエッチングの際にエネルギー粒子は樹脂部品１に当たらなくさせることが可能となる。これにより、有機成分の遊離による真空度低下、装置チャンバーの汚染、有機成分の再付着による活性化阻害を回避可能とし、また治具等のマスクの設置も不要となる。結合皮膜４の形成までの工程と活性化処理の工程とを連続して行わずに分離して行う場合に好適であり、治具等のマスク設置という煩雑な作業をせずに、常温接合の直前に活性化処理を行うことができる。
【００２７】
しかし、真空度や処理時間等によっては、活性化処理において酸化物や有機物等の付着物を完全に除去することは困難であって、付着物層（不図示）が残ってしまう場合がある。また、例えば表層面の付着物が完全に除去され、完全な新生面が形成されたとしても、活性化処理後の真空度や経過時間によっては付着物層が再び形成されてしまう場合もある。周知のように、スパッタエッチング後に低真空や大気中にさらされることによって、皮膜の表面には付着物が付着し、付着物層が再度形成されることとなる。
【００２８】
被着部品２は、樹脂部品１の孔部３へ挿入される前に、活性化処理が施される。活性化処理は、挿入の直前に施されることが望ましい。被着部品２の凸部は、孔部３内において突き当たるまで挿入される、そして、被着部品２の凸部を挿入方向へさらに圧入することによって、孔部３に締まりバメ圧力を発生させる。結合皮膜４に残存する付着物層（不図示）は、加圧によって破砕されるとともに、結合皮膜４の新生面（不図示）と被着部品２の新生面（不図示）とを当接させ、常温接合を形成する。
【００２９】
次に、樹脂部品１の孔部３への被着部品２の加圧について説明する。孔部３の内径は、被着部品２の凸部である軸の外径よりも小さくなるように形成されている。これにより、孔部３に被着部品２を挿入すると、孔部３に締まりバメ圧力が発生する。例えば、軸の外径が５ｍｍの被着部品２によって締まりバメ圧力を発生させるには、孔部３の内径は、被着部品２の軸の外径よりも０．００５ｍｍから０．０１ｍｍ程度狭める。ここで、孔部３の内径を小さくし過ぎると、被着部品２の挿入によって樹脂部品１が破損する場合があるため、孔部３の内径は、締まりバメ圧力が生じるとともに樹脂部品１が破損しない程度となるように、樹脂部品１の材質に応じて設定することが望まれる。
【００３０】
結合皮膜４に残存した付着物層は、被着部品２の挿入によって孔部３に発生する締まりバメ圧力の印加によって破砕される。付着物層を破砕させることで、結合皮膜４と被着部品２との常温接合は形成される。このようにして、樹脂部品１の過熱による変形をさせることなく、常温接合による樹脂部品１と被着部品２との接合が可能となるという効果を奏する。
【００３１】
被着部品２についての活性化処理は、被着部品２自体に施す場合に限られない。例えば、被着部品２にも結合皮膜を形成することとし、その結合皮膜に活性化処理を施すこととしても良い。これにより、さらに良好な常温接合が可能となる。
【００３２】
光学的な透光性を要する樹脂部品１の場合、孔部３に開口を有する治具等のマスクを設置して、結合皮膜４を成膜する。また、透光性を備える中間皮膜５を形成することとすれば、治具等のマスクを不要にできる。このようにして、光学部品である樹脂部品１は、光学特性としての透光性を確保できる。
【００３３】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。本実施の形態は、テーパ形状をなす孔部１３へ被着部品１２を圧入させることを特徴とする。樹脂部品１１は、光学樹脂部品である樹脂製コード部品である。被着部品１２は、金属部材からなる金属製回転軸である。樹脂部品１１の中央部を貫通させて形成された孔部１３は、被着部品１２の凸部の挿入方向へ向かうに従い漸次狭められるようなテーパ形状をなしている。被着部品１２の凸部は、孔部１３と同様のテーパ形状をなしている。
【００３４】
結合皮膜４および中間皮膜５の形成方法や活性化処理等については、実施の形態１と同様である。なお、図６では、結合皮膜４および中間皮膜５の図示を省略している。被着部品１２の凸部は、孔部１３内において突き当たるまで挿入される。そして、被着部品１２の凸部を挿入方向へさらに圧入することによって、孔部１３に締まりバメ圧力を発生させる。結合皮膜４に残存する付着物層（不図示）は、締まりバメ圧力によって破砕されるとともに、結合皮膜４の新生面（不図示）と被着部品１２の新生面（不図示）との当接により、常温接合が形成される。
【００３５】
ここで、被着部品１２の凸部による加圧が過大であると、樹脂部品１１が破損する場合があるため、加圧の程度は、締まりバメ圧力が生じるとともに樹脂部品１１が破損しない程度となるように、樹脂部品１１の材質に応じて設定することが望まれる。本実施の形態においても、樹脂部品１１の過熱による変形をさせることなく、常温接合による樹脂部品１１と被着部品１２との接合が可能となる。
【００３６】
本実施の形態では、テーパ面での加圧によって常温接合を形成することで、テーパ形状に応じて、孔部１３における被着部品１２の凸部の高さを適宜設定することができる。また、孔部１３の表面がテーパ状に傾けられることで、結合皮膜４や中間皮膜５を形成する際に皮膜粒子（不図示）を孔部１３の奥深くまで均一に行き渡らせることができ、均一な成膜が可能となる。さらに、孔部１３の奥深くまで、均一な活性化が可能となる。
【００３７】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。本実施の形態は、上記の実施の形態における孔部３、１３に代えて形成された凹部２２において常温接合を形成することを特徴とする。樹脂部品２１は、光学樹脂部品である樹脂製コード部品である。樹脂部品２１の中央部に形成された凹部２２は、被着部品（不図示）の凸部を挿入する側とは反対側を底面とする凹形状をなしている。また、凹部２２は、被着部品の凸部の挿入方向へ向かうに従い漸次狭められるようなテーパ形状をなしている。被着部品の凸部は、凹部２２と同様のテーパ形状をなしている。
【００３８】
結合皮膜４および中間皮膜５の形成方法や活性化処理等については、実施の形態１と同様である。結合皮膜４および中間皮膜５は、凹部２２のうち全面に形成される。なお、図７では、結合皮膜４および中間皮膜５の図示を省略している。被着部品は、凸部の頂部が凹部２２の底面に突き当たるまで挿入される。
【００３９】
そして、被着部品の凸部を挿入方向へさらに圧入することによって、締まりバメ圧力を発生させる。結合皮膜４に残存する付着物層（不図示）は、締まりバメ圧力によって破砕されるとともに、結合皮膜４の新生面（不図示）と被着部品の新生面（不図示）との当接により、常温接合が形成される。
【００４０】
このときの被着部品の凸部により印加される圧力は、樹脂部品２１を構成する樹脂材料の圧縮破壊強度より小さければ良い。被着部品の凸部による加圧が過大であると、樹脂部品２１が破損する場合があるため、加圧の程度は、締まりバメ圧力が生じるとともに樹脂部品２１が破損しない程度となるように、樹脂部品２１の材質に応じて設定することが望まれる。また、締まりバメ圧力は、凹部２２のテーパ面において生じさせることとしても良い。結合皮膜４のうち凹部２２のテーパ面に残存する付着物層を締まりバメ圧力によって破砕させることで、常温接合が形成される。
【００４１】
本実施の形態においても、樹脂部品２１の過熱による変形をさせることなく、常温接合による樹脂部品２１と被着部品との接合が可能となる。本実施の形態では、凹部２２の底面での加圧によって常温接合を形成することで、底面の位置に応じて、樹脂部品２１における被着部品の凸部の高さを適宜設定することができる。
【００４２】
なお、凹部２２はテーパ形状である場合に限られず、少なくとも底面を備える形状であれば良い。結合皮膜４は、少なくとも底面に形成されれば良い。これにより、凹部２２の底面での加圧によって常温接合を形成することが可能となる。結合皮膜４や中間皮膜５を形成する際に皮膜粒子（不図示）を凹部２２の底面にまで均一に行き渡らせることができ、均一な成膜が可能となる。また、凹部２２の底面まで、均一な活性化が可能となる。
【００４３】
実施の形態４．
図８は、本発明の実施の形態４にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。本実施の形態は、孔部３３に当接された凸部の回転加圧により締まりバメ圧力を発生させることを特徴とする。樹脂部品３１は、光学樹脂部品である樹脂製コード部品である。被着部品３２は、金属部材からなる金属製回転軸である。
【００４４】
樹脂部品３１の中央部を貫通させて形成された孔部３３は、図示する所定の横断面において楕円形状をなしている。被着部品３２の凸部は、同じ横断面において、孔部３３より若干小さい楕円形状をなしている。図示する横断面は、孔部３３における被着部品３２の挿入方向に垂直な方向の面とする。結合皮膜４および中間皮膜５の形成方法や活性化処理等については、実施の形態１と同様である。なお、図８では、結合皮膜４および中間皮膜５の図示を省略している。
【００４５】
図８のうち白抜き矢印の左側には、孔部３３において所望の深さまで被着部品３２の凸部を挿入した状態を示している。被着部品３２は、孔部３３に対して楕円形状の向きを合わせるようにして挿入される。次に、白抜き矢印の右側に示すように、孔部３３において、被着部品３２の凸部を回転させる。凸部は、上述する横断面とは非平行な軸、例えば、凸部を挿入させる挿入方向に平行な軸を回転軸として回転させる。
【００４６】
孔部３３において凸部を回転させることにより、孔部３３の側面に凸部が当接する。そして、孔部３３に当接された凸部を回転方向へさらに加圧することによって、締まりバメ圧力を発生させる。結合皮膜４に残存する付着物層（不図示）は、締まりバメ圧力によって破砕されるとともに、結合皮膜４の新生面（不図示）と被着部品３２の新生面（不図示）との当接により、常温接合が形成される。
【００４７】
ここで、被着部品３２の凸部による回転加圧が過大であると、樹脂部品３１が破損する場合があるため、加圧の程度は、締まりバメ圧力が生じるとともに樹脂部品３１が破損しない程度となるように、樹脂部品３１の材質に応じて設定することが望まれる。本実施の形態においても、樹脂部品３１の過熱による変形をさせることなく、常温接合による樹脂部品３１と被着部品３２との接合が可能となる。なお、本実施の形態においても、上記横断面に垂直な面における孔部３３および凸部の形状をテーパ形状として、テーパ形状により発生させる締まりバメ圧力を併用しても良い。
【００４８】
実施の形態５．
図９は、本発明の実施の形態５にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。本実施の形態は、横断面において多角形形状をなす孔部４３および凸部により締まりバメ圧力を発生させることを特徴とする。樹脂部品４１は、光学樹脂部品である樹脂製コード部品である。被着部品４２は、金属部材からなる金属製回転軸である。
【００４９】
樹脂部品４１の中央部を貫通させて形成された孔部４３は、図示する所定の横断面において多角形形状をなしている。被着部品４２の凸部は、同じ横断面において、孔部４３より若干小さい多角形形状をなしている。ここでは、多角形形状の例として、正方形形状を示している。図示する横断面は、孔部４３における被着部品４２の挿入方向に垂直な方向の面とする。結合皮膜４および中間皮膜５の形成方法や活性化処理等については、実施の形態１と同様である。なお、図９では、結合皮膜４および中間皮膜５の図示を省略している。
【００５０】
図９のうち白抜き矢印の左側には、孔部４３において所望の深さまで被着部品４２の凸部を挿入した状態を示している。被着部品４２は、孔部４３に対して多角形形状の向きを合わせるようにして挿入される。次に、白抜き矢印の右側に示すように、孔部４３において、被着部品４２の凸部を回転させる。凸部は、上述する横断面とは非平行な軸、例えば、凸部を挿入させる挿入方向に平行な軸を回転軸として回転させる。
【００５１】
孔部４３において凸部を回転させることにより、孔部４３の側面に凸部が当接する。そして、孔部４３に当接された凸部を回転方向へさらに加圧することによって、締まりバメ圧力を発生させる。結合皮膜４に残存する付着物層（不図示）は、締まりバメ圧力によって破砕されるとともに、結合皮膜４の新生面（不図示）と被着部品４２の新生面（不図示）との当接により、常温接合が形成される。
【００５２】
ここで、被着部品４２の凸部による回転加圧が過大であると、樹脂部品４１が破損する場合があるため、加圧の程度は、締まりバメ圧力が生じるとともに樹脂部品４１が破損しない程度となるように、樹脂部品４１の材質に応じて設定することが望まれる。本実施の形態においても、樹脂部品４１の過熱による変形をさせることなく、常温接合による樹脂部品４１と被着部品４２との接合が可能となる。なお、本実施の形態においても、上記横断面に垂直な面における孔部４３および凸部の形状をテーパ形状として、テーパ形状により発生させる締まりバメ圧力を併用しても良い。
【００５３】
実施の形態６．
図１０は、本発明の実施の形態６にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。本実施の形態は、樹脂部品５１の凸部５３と、被着部品５２の凹部５４とにおいて常温接合を形成することを特徴とする。樹脂部品５１は、光学樹脂部品である樹脂製コード部品である。被着部品５２は、金属部材からなる金属製回転軸である。樹脂部品５１は、中央部において突出させて形成された凸部５３を備える。被着部品５２の先端のうち、凸部５３が挿入される部分に、凹部５４が形成されている。
【００５４】
結合皮膜４および中間皮膜５の形成方法や活性化処理等については、実施の形態１と同様である。本実施の形態でも、皮膜の形成には、半導体製造等において多用されている蒸着等の薄膜形成技術によるデポジションが用いられる。皮膜を凸部５３に形成するために、樹脂部品５１を斜めに傾けて回転させることで、凸部５３の側面にまで均一に皮膜を形成することが可能となる。
【００５５】
結合皮膜４は、樹脂部品５１のうち凸部５３を含む領域を開口とするマスクを樹脂部品５１に被覆して形成しても良い。また、樹脂部品５１の全面に中間皮膜５を形成しても良い。なお、図１０では、結合皮膜４および中間皮膜５の図示を省略している。活性化処理では、スパッタエッチングにより結合皮膜４の付着物を除去し、結合皮膜４の表層面を活性化させる。活性化処理も、皮膜の形成の場合と同様、斜めに傾けて回転させながら施すことが望ましい。これにより、凸部５３の側面まで均一な活性化が可能となる。
【００５６】
装着部品５２の凹部５４は、樹脂部品５１の凸部５３が挿入される前に、活性化処理が施される。活性化処理は、挿入の直前に施されることが望ましい。凸部５３は、凸部５３の頂部が凹部５４の底面に当接するまで挿入される。そして、凸部５３を挿入方向へさらに圧入することによって、凸部５３に締まりバメ圧力を発生させる。結合皮膜４に残存する付着物層（不図示）は、締まりバメ圧力によって破砕されるとともに、結合皮膜４の新生面（不図示）と被着部品の新生面（不図示）との当接により、常温接合が形成される。
【００５７】
凸部５３の外径は、凹部５４の内径よりも大きくなるように形成されている。これにより、凹部５４に凸部５３を挿入すると、凸部５３に締まりバメ圧力が発生する。例えば、内径が５ｍｍの凹部５４によって締まりバメ圧力を発生させるには、凸部５３の外径は、凹部５４の内径よりも０．００５ｍｍから０．０１ｍｍ程度大きくする。ここで、凸部５３の外径を大きくし過ぎると、凹部５４への凸部５３の挿入によって樹脂部品５１が破損する場合があるため、凸部５３の外径は、締まりバメ圧力が生じるとともに樹脂部品５１が破損しない程度となるように、樹脂部品５１の材質に応じて設定することが望まれる。
【００５８】
結合皮膜４に残存した付着物層は、凸部５３に発生する締まりバメ圧力の印加によって破砕される。付着物層を破砕させることで、結合皮膜４と被着部品５２との常温接合は形成される。本実施の形態においても、樹脂部品５１の過熱による変形をさせることなく、常温接合による樹脂部品５１と被着部品５２との接合が可能となる。
【００５９】
被着部品５２についての活性化処理は、被着部品５２自体に施すこととする場合に限られない。例えば、被着部品５２にも結合皮膜を形成することとし、その結合皮膜に活性化処理を施すこととしても良い。これにより、さらに良好な常温接合が可能となる。
【００６０】
光学的な透光性を要する樹脂部品５１の場合、凸部５３に開口を有する治具等のマスクを設置して、結合皮膜４を成膜する。また、透光性を備える中間皮膜５を形成することとすれば、治具等のマスクを不要にできる。このようにして、光学部品である樹脂部品５１は、光学特性としての透光性を確保できる。本実施の形態においても、凸部５３および凹部５４の形状をテーパ形状として、テーパ形状により発生させる締まりバメ圧力を併用しても良い。
【００６１】
実施の形態７．
図１１は、本発明の実施の形態７にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。本実施の形態は、接合部分において回り止め構造を構成することを特徴とする。樹脂部品６１は、光学樹脂部品である樹脂製コード部品である。被着部品６２は、金属部材からなる金属製回転軸である。樹脂部品６１は、複数の孔部６３を備える。複数の孔部６３は、樹脂部品６１の中央部付近を貫通させて形成されている。被着部品６２は、孔部６３に対応させて形成された複数の凸部６４を備える。
【００６２】
結合皮膜４および中間皮膜５の形成方法や活性化処理等については、実施の形態１と同様である。なお、図１１では、結合皮膜４および中間皮膜５の図示を省略している。被着部品６２の各凸部６４は、それぞれ孔部６３内において突き当たるまで挿入される。そして、凸部６４を挿入方向へさらに圧入することによって、孔部６３に締まりバメ圧力を発生させる。結合皮膜４に残存する付着物層（不図示）は、締まりバメ圧力によって破砕されるとともに、結合皮膜４の新生面（不図示）と被着部品６２の新生面（不図示）との当接により、常温接合が形成される。
【００６３】
本実施の形態においても、樹脂部品６１の過熱による変形をさせることなく、常温接合による樹脂部品６１と被着部品６２との接合が可能となる。また、複数の孔部６３と、複数の凸部６４とは、常温接合を構成するとともに、被着部品６２に対する樹脂部品６１の回転を抑制するための回り止め構造を構成する。
【００６４】
孔部６３の内径は、被着部品６２の凸部６４である軸の外径よりも小さくなるように形成されている。これにより、孔部６３に凸部６４を挿入すると、孔部６３に締まりバメ圧力が発生する。例えば、軸の外径が５ｍｍの凸部６４によって締まりバメ圧力を発生させるには、孔部６３の内径は、凸部６４の軸の外径よりも０．００５ｍｍから０．０１ｍｍ程度狭める。ここで、孔部６３の内径を小さくし過ぎると、凸部６４の挿入によって樹脂部品６１が破損する場合があるため、孔部６３の内径は、締まりバメ圧力が生じるとともに樹脂部品６１が破損しない程度となるように、樹脂部品６１の材質に応じて設定することが望まれる。樹脂部品６１の複数の孔部６３に、それぞれ対応するように位置合わせがなされた凸部６４が挿入されることで、結合部分の回転回り止めも同時に行われる。
【００６５】
被着部品６２についての活性化処理は、被着部品６２自体に施すこととする場合に限られない。例えば、被着部品６２にも結合皮膜を形成することとし、その結合皮膜に活性化処理を施すこととしても良い。これにより、さらに良好な常温接合が可能となる。
【００６６】
光学的な透光性を要する樹脂部品６１の場合、孔部６３に開口を有する治具等のマスクを設置して、結合皮膜４を成膜する。また、透光性を備える中間皮膜５を形成することとすれば、治具等のマスクを不要にできる。このようにして、光学部品である樹脂部品６１は、光学特性としての透光性を確保できる。本実施の形態においても、孔部６３および凸部６４の形状をテーパ形状として、テーパ形状により発生させる締まりバメ圧力を併用しても良い。
【００６７】
図１２は、第１の応用例にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。本応用例は、被着部品７２とともに樹脂部品７１を挟み込む嵌合部材７３を有することを特徴とする。樹脂部品７１は、光学樹脂部品である樹脂製コード部品である。被着部品７２は、金属部材からなる金属製回転軸である。
【００６８】
樹脂部品７１は、中央部付近を貫通させて形成された複数の孔部７４を備える。被着部品７２は、孔部７４に対応させて形成された複数の凹部７５を備える。嵌合部材７３は、孔部７４および凹部７５に嵌合可能に形成された複数の凸部７６を備える。
【００６９】
結合皮膜４および中間皮膜５の形成方法や活性化処理等については、実施の形態１と同様である。なお、図１２では、結合皮膜４および中間皮膜５の図示を省略している。各凸部７６は、それぞれ孔部７４を通じて凹部７５の底面に突き当たるまで挿入される。そして、凸部７６を挿入方向へさらに圧入することによって、凸部７６に締まりバメ圧力を発生させる。
【００７０】
結合皮膜４に残存する付着物層（不図示）は、締まりバメ圧力によって破砕されるとともに、結合皮膜４の新生面（不図示）と被着部品７５の新生面（不図示）との当接により、常温接合が形成される。なお、本応用例では、樹脂部品７１は、常温接合を構成するものとしても、しないものとしても良い。また、樹脂部品７１の複数の孔部７４は、実施の形態７と同様に、回り止め構造を構成するものとしても良い。
【００７１】
図１３は、第２の応用例にかかる樹脂部品接合構造について説明する断面模式図である。図１４は、図１３に示す各構成を接合させた状態を示す断面模式図である。本応用例も、被着部品８６とともに樹脂部品８１を挟み込む嵌合部材８３を有する。樹脂部品８１は、光学樹脂部品である樹脂製コード部品である。被着部品８２は、金属部材からなる金属製回転軸である。
【００７２】
樹脂部品８１は、中央部に形成された第１の孔部８４と、第１の孔部８４の周囲に形成された複数の第２の孔部８５とを備える。被着部品８２は、第１の孔部８４に対応させて形成された凸部８６を備える。嵌合部材８３は、第２の孔部８５及び凸部８６に嵌合可能に形成された複数の凸部８７を備える。
【００７３】
結合皮膜４および中間皮膜５の形成方法や活性化処理等については、実施の形態１と同様である。なお、図１３では、結合皮膜４および中間皮膜５の図示を省略している。各凸部８７は、それぞれ第２の孔部８５を通じて凸部８６の側面に垂直な面に突き当たるまで挿入される。そして、凸部８７を挿入方向へさらに圧入することによって、凸部８７に締まりバメ圧力を発生させる。
【００７４】
結合皮膜４に残存する付着物層（不図示）は、締まりバメ圧力によって破砕されるとともに、結合皮膜４の新生面（不図示）と被着部品８２の新生面（不図示）との当接により、常温接合が形成される。なお、本応用例も、樹脂部品８１は、常温接合を構成するものとしても、しないものとしても良い。また、樹脂部品８１の複数の第２の孔部８５は、実施の形態７と同様に、回り止め構造を構成するものとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明にかかる樹脂部品接合方法および樹脂部品接合構造は、過熱変形させずに光学樹脂部品を接合可能であって、接着剤やネジ等の部品が不要である。このため、耐環境性に優れる光学式エンコーダの生産に有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１、１１、２１、３１、４１、５１、６１  樹脂部品
２、１２、３２、４２、５２、６２  被着部品
３、１３、３３、４３、６３  孔部
４  結合皮膜
５  中間皮膜
２２  凹部
５３  凸部
５４  凹部
６４  凸部
【図１】
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【図２】
2011189580.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011189580.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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