(57)【要約】【課題】熱膨張係数の異なる材料からなる底板と枠体を用いた場合に温度変化により生じる歪みを低減するとともに、枠体に対して底板を位置決めしつつ枠体に底板を簡単に固定することができる筐体構造を提供する。【解決手段】筐体構造としてのレーザモジュール１００は、熱膨張係数の異なる枠体１０と底板２０とを含んでいる。枠体１０は、第１の側壁１１と、第１の側壁１１に対向する第２の側壁１２と、第１の側壁１１と第２の側壁１２との間に延びる第３の側壁１３と、第３の側壁１３に対向する第４の側壁１４と、これらの側壁１１〜１４から内側に突出する凸部８１〜８４とを有している。底板２０は、枠体１０の側壁１１〜１４の内面に対向する側面２１〜２４と、枠体１０の凸部８１〜８４に対向する対向面とを有している。対向面は、上記側面２１〜２４に垂直である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の熱膨張係数を有する枠体と、前記第１の熱膨張係数とは異なる第２の熱膨張係数を有する底板とを有する筐体構造であって、
前記枠体は、
第１の内側対向面を有する第１の側壁と、
前記第１の側壁に対向する第２の側壁であって、第２の内側対向面を有する第２の側壁と、
前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に延びる第３の側壁であって、第３の内側対向面を有する第３の側壁と、
前記第３の側壁に対向する第４の側壁であって、第４の内側対向面を有する第４の側壁と、
前記第１の内側対向面、前記第２の内側対向面、前記第３の内側対向面、及び前記第４の内側対向面のうち少なくとも１つの内側対向面に垂直な係止面と、
を有し、
前記底板は、
前記枠体の第１の内側対向面に対向する第１の側面と、
前記枠体の第２の内側対向面に対向する第２の側面と、
前記枠体の第３の内側対向面に対向する第３の側面と、
前記枠体の第４の内側対向面に対向する第４の側面と、
前記枠体の係止面に接する当接面と、
を有する
ことを特徴とする筐体構造。
【請求項２】
前記底板の第１の側面は、前記枠体の第１の内側対向面に接することを特徴とする請求項１に記載の筐体構造。
【請求項３】
前記底板の第２の側面と前記枠体の第２の内側対向面との間には第１の間隙が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の筐体構造。
【請求項４】
前記係止面は、前記第１の内側対向面と前記第２の内側対向面の少なくとも一方から内側に延び、
前記係止面が前記第１の内側対向面と前記第２の内側対向面の少なくとも一方から内側に延びる長さは、前記第１の間隙よりも長い
ことを特徴とする請求項３に記載の筐体構造。
【請求項５】
前記底板の第３の側面は、前記枠体の第３の内側対向面に接することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の筐体構造。
【請求項６】
前記底板の第４の側面と前記枠体の第４の内側対向面との間には第２の間隙が形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の筐体構造。
【請求項７】
前記係止面は、前記第３の内側対向面と前記第４の内側対向面の少なくとも一方から内側に延び、
前記係止面が前記第３の内側対向面と前記第４の内側対向面の少なくとも一方から内側に延びる長さは、前記第２の間隙よりも長い
ことを特徴とする請求項６に記載の筐体構造。
【請求項８】
前記底板は、前記枠体の下端から下方に突出していることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の筐体構造。
【請求項９】
前記第１の線膨張係数は前記第２の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の筐体構造。
【請求項１０】
第１の熱膨張係数を有する枠体であって、第１の内側対向面を有する第１の側壁と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁であって、第２の内側対向面を有する第２の側壁と、前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に延びる第３の側壁であって、第３の内側対向面を有する第３の側壁と、前記第３の側壁に対向する第４の側壁であって、第４の内側対向面を有する第４の側壁と、前記第１の内側対向面、前記第２の内側対向面、前記第３の内側対向面、及び前記第４の内側対向面のうち少なくとも１つの内側対向面に垂直な係止面とを有する枠体を用意し、
前記第１の熱膨張係数とは異なる第２の熱膨張係数を有する底板であって、前記枠体の前記第１の側壁、前記第２の側壁、前記第３の側壁、及び前記第４の側壁により規定される領域よりも寸法の小さな底板を用意し、
前記底板の前記第１の側面、前記第２の側面、前記第３の側面、及び前記第４の側面がそれぞれ前記枠体の前記第１の内側対向面、前記第２の内側対向面、前記第３の内側対向面、及び前記第４の内側対向面に対向するように、前記枠体の前記第１の内側対向面、前記第２の内側対向面、前記第３の内側対向面、前記第４の内側対向面、及び前記係止面により規定される収容部に前記底板を挿入して前記底板を前記枠体に固定する
ことを特徴とする筐体構造の製造方法。
【請求項１１】
前記枠体と前記底板の固定の際に、前記底板の第１の側面が前記枠体の第１の内側対向面に接するように、前記枠体と前記底板とを固定することを特徴とする請求項１０に記載の筐体構造の製造方法。
【請求項１２】
前記枠体と前記底板の固定の際に、前記底板の第２の側面と前記枠体の第２の内側対向面との間に第１の間隙が形成されるように、前記枠体と前記底板とを固定することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の筐体構造の製造方法。
【請求項１３】
前記係止面を前記第１の内側対向面と前記第２の内側対向面の少なくとも一方から内側に向かって前前記第１の間隙よりも長く形成することを特徴とする請求項１２に記載の筐体構造の製造方法。
【請求項１４】
前記枠体と前記底板の固定の際に、前記底板の第３の側面が前記枠体の第３の内側対向面に接するように、前記枠体と前記底板とを固定することを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項に記載の筐体構造の製造方法。
【請求項１５】
前記枠体と前記底板の固定の際に、前記底板の第４の側面と前記枠体の第４の内側対向面との間に第２の間隙が形成されるように、前記枠体と前記底板とを固定することを特徴とする請求項１０から１４のいずれか一項に記載の筐体構造の製造方法。
【請求項１６】
前記係止面を前記第３の内側対向面と前記第４の内側対向面の少なくとも一方から内側に向かって前記第２の間隙よりも長く形成することを特徴とする請求項１５に記載の筐体構造の製造方法。
【請求項１７】
前記底板を前記枠体の下端から下方に突出させることを特徴とする請求項１０から１６のいずれか一項に記載の筐体構造の製造方法。
【請求項１８】
前記第１の線膨張係数は前記第２の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項１０から１７のいずれか一項に記載の筐体構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体構造に係り、特に熱膨張係数の異なる枠体と底板とから構成される筐体構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱膨張係数の異なる枠体と底板とから構成される筐体構造の１つの例としてレーザモジュールが挙げられる。このようなレーザモジュールの構造として、底板の上面に枠体を取り付けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような筐体構造においては、底板と枠体の熱膨張係数が異なるため、ヒートサイクル試験などにおいて筐体構造を加熱した場合に、底板と枠体の熱膨張係数の違いにより底板と枠体の接合部に応力が生じてしまい、底板が変形してしまう（反ってしまう）という問題がある。特に、特許文献１の構造では、底板が枠体の側壁で囲まれる領域よりも大きいため、底板に生ずる歪みが大きくなってしまうという問題がある。
【０００４】
また、特許文献１の構造は底板の上面に枠体を取り付ける構造であるため、枠体に対して底板を位置決めしつつ底板を枠体に固定することが難しく、筐体構造の組立が難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１８３０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、熱膨張係数の異なる材料からなる底板と枠体とを用いた場合に熱膨張により生じる歪みを低減するとともに、枠体に対して底板を位置決めしつつ枠体に底板を簡単に固定することができる筐体構造を提供することを第１の目的とする。
【０００７】
また、本発明は、熱膨張係数の異なる材料からなる底板と枠体を含む筐体構造において、熱膨張による歪みを低減するとともに、枠体に対して底板を位置決めしつつ枠体に底板を簡単に固定することができる筐体構造の製造方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、熱膨張係数の異なる材料からなる底板と枠体を用いた場合に熱膨張により生じる歪みを低減するとともに、枠体に対して底板を位置決めしつつ枠体に底板を簡単に固定することができる筐体構造が提供される。この筐体構造は、第１の熱膨張係数を有する枠体と、上記第１の熱膨張係数とは異なる第２の熱膨張係数を有する底板とを有している。上記枠体は、第１の側壁と、上記第１の側壁に対向する第２の側壁と、上記第１の側壁と上記第２の側壁との間に延びる第３の側壁と、上記第３の側壁に対向する第４の側壁とを有している。上記第１の側壁は第１の内側対向面を有し、上記第２の側壁は第２の内側対向面を有し、上記第３の側壁は第３の内側対向面を有し、上記第４の側壁は第４の内側対向面を有する。また、上記枠体は、上記第１の内側対向面、上記第２の内側対向面、上記第３の内側対向面、及び上記第４の内側対向面のうち少なくとも１つの内側対向面に垂直な係止面を有している。上記底板は、上記枠体の第１の内側対向面に対向する第１の側面と、上記枠体の第２の内側対向面に対向する第２の側面と、上記枠体の第３の内側対向面に対向する第３の側面と、上記枠体の第４の内側対向面に対向する第４の側面と、上記枠体の係止面に接する当接面とを有している。上記第１の線膨張係数は上記第２の線膨張係数よりも大きくてもよい。
【０００９】
このような構成によれば、枠体の第１の側壁、第２の側壁、第３の側壁、及び第４の側壁により挟まれる領域よりも底板を小さくすることができるので、温度変化に伴う底板の熱膨張量を少なくすることができ、底板の変形を抑えることができる。また、枠体の第１の内側対向面、第２の内側対向面、第３の内側対向面、第４の内側対向面、及び係止面により規定される収容部に底板を挿入することで、枠体に対して底板を位置決めした状態で枠体に底板を固定することができる。したがって、筐体構造の組立が極めて容易になる。
【００１０】
上記底板の第１の側面は、上記枠体の第１の内側対向面に接していることが好ましい。このように底板の第１の側面が枠体の第１の内側対向面に接していれば、枠体の第１の内側対向面を基準として少なくとも１つの方向に底板を正確に位置決めすることができる。
【００１１】
また、上記底板の第２の側面と上記枠体の第２の内側対向面との間には第１の間隙が形成されていることが好ましい。このような第１の間隙を形成することで、底板が熱膨張により延びたとしてもその影響をこの第１の間隙により緩和することができる。この場合において、上記係止面が、上記第１の内側対向面と上記第２の内側対向面の少なくとも一方から内側に延びていてもよい。このとき上記係止面が上記第１の内側対向面と上記第２の内側対向面の少なくとも一方から内側に延びる全長は、上記第１の間隙よりも長いことが好ましい。係止面が延びる全長を上記第１の間隙より大きくすることで、底板を枠体に取り付ける際に底板が係止面に係合しやすくなるので、底板の枠体への取付を容易にすることができる。
【００１２】
上記底板の第３の側面は、上記枠体の第３の内側対向面に接していることが好ましい。このように底板の第３の側面が枠体の第３の内側対向面に接していれば、枠体の第３の内側対向面を基準として少なくとも１つの方向に底板を正確に位置決めすることができる。
【００１３】
また、上記底板の第４の側面と上記枠体の第４の内側対向面との間には第２の間隙が形成されていることが好ましい。このような第２の間隙を形成することで、底板が熱膨張により延びたとしてもその影響をこの第２の間隙により緩和することができる。この場合において、上記係止面が、上記第３の内側対向面と上記第４の内側対向面の少なくとも一方から内側に延びていてもよい。このとき上記係止面が上記第３の内側対向面と上記第４の内側対向面の少なくとも一方から内側に延びる全長は、上記第２の間隙よりも長いことが好ましい。係止面が延びる全長を上記第２の間隙より大きくすることで、底板を枠体に取り付ける際に底板が係止面に係合しやすくなるので、底板の枠体への取付を容易にすることができる。
【００１４】
また、上記底板を上記枠体の下端から下方に突出させることが好ましい。このような構成によれば、筐体構造をヒートシンクなどに取り付けた際に、底板の下面全体がヒートシンクに接触するので、底板を確実にヒートシンクに接触させて筐体構造の冷却を効果的に行うことができる。
【００１５】
本発明の第２の態様によれば、熱膨張係数の異なる材料からなる底板と枠体を含む筐体構造において、熱膨張による歪みを低減するとともに、枠体に対して底板を位置決めしつつ枠体に底板を簡単に固定することができる筐体構造の製造方法が提供される。この方法では、第１の熱膨張係数を有する枠体と、上記第１の熱膨張係数とは異なる第２の熱膨張係数を有する底板とを用意する。上記枠体は、第１の側壁と、上記第１の側壁に対向する第２の側壁と、上記第１の側壁と上記第２の側壁との間に延びる第３の側壁と、上記第３の側壁に対向する第４の側壁とを有している。上記第１の側壁は第１の内側対向面を有し、上記第２の側壁は第２の内側対向面を有し、上記第３の側壁は第３の内側対向面を有し、上記第４の側壁は第４の内側対向面を有する。また、上記枠体は、上記第１の内側対向面、上記第２の内側対向面、上記第３の内側対向面、及び上記第４の内側対向面のうち少なくとも１つの内側対向面に垂直な係止面を有している。上記底板は、上記枠体の上記第１の側壁、上記第２の側壁、上記第３の側壁、及び上記第４の側壁により規定される領域よりも寸法が小さい。上記底板の第１の側面、上記第２の側面、上記第３の側面、及び上記第４の側面がそれぞれ上記枠体の上記第１の内側対向面、上記第２の内側対向面、上記第３の内側対向面、及び上記第４の内側対向面に対向するように、上記枠体の上記第１の内側対向面、上記第２の内側対向面、上記第３の内側対向面、上記第４の内側対向面、及び上記係止面により規定される収容部に上記底板を挿入して上記底板を上記枠体に固定する。上記第１の線膨張係数は上記第２の線膨張係数よりも大きくてもよい。
【００１６】
上記枠体と上記底板の固定の際に、上記底板の第１の側面が上記枠体の第１の内側対向面に接するように、上記枠体と上記底板とを固定してもよく、上記枠体と上記底板の固定の際に、上記底板の第２の側面と上記枠体の第２の内側対向面との間に第１の間隙が形成されるように、上記枠体と上記底板とを固定してもよい。また、上記係止面を上記第１の内側対向面と上記第２の内側対向面の少なくとも一方から内側に向かって上記第１の間隙よりも長く形成してもよい。
【００１７】
上記枠体と上記底板の固定の際に、上記底板の第３の側面が上記枠体の第３の内側対向面に接するように、上記枠体と上記底板とを固定してもよく、上記枠体と上記底板の固定の際に、上記底板の第４の側面と上記枠体の第４の内側対向面との間に第２の間隙が形成されるように、上記枠体と上記底板とを固定してもよい。また、上記係止面を上記第３の内側対向面と上記第４の内側対向面の少なくとも一方から内側に向かって上記第２の間隙よりも長く形成してもよい。さらに、上記底板を上記枠体の下端から下方に突出させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、枠体の第１の側壁、第２の側壁、第３の側壁、及び第４の側壁により挟まれる領域よりも底板を小さくすることができるので、温度変化に伴う底板の熱膨張量を少なくすることができ、底板の変形を抑えることができる。また、枠体の第１の内側対向面、第２の内側対向面、第３の内側対向面、第４の内側対向面、及び係止面により規定される収容部に底板を挿入して底板を枠体に固定することができるので、筐体構造の組立が極めて容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるレーザモジュールを模式的に示す平面図である。
【図２】図１のレーザモジュールを模式的に示す底面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】図１のIV−IV線断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態とは異なる方法で底板を配置した場合の断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるレーザモジュールを製造する方法を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態におけるレーザモジュールを製造する方法を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるレーザモジュールを製造する方法を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態におけるレーザモジュールを模式的に示す断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態におけるレーザモジュールを模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る筐体構造の実施形態について図１から図９を参照して詳細に説明する。なお、図１から図９において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００２１】
図１は本発明の第１の実施形態におけるレーザモジュール１００を模式的に示す平面図、図２は底面図である。図１及び図２に示すように、レーザモジュール１００は、４つの側壁を有する枠体１０と、平板状の底板２０と、底板２０上に載置されたサブマウント３０と、サブマウント３０上に載置されたレーザマウント４０と、レーザマウント４０上に載置された半導体レーザダイオード５０と、サブマウント３０上に載置されたファイバマウント６０とを備えている。ここで、枠体１０と底板２０とは線膨張係数の異なる材料から形成されており、枠体１０の線膨張係数の方が底板２０の線膨張係数よりも大きくなっている。
【００２２】
枠体１０にはＸ方向に延びる光ファイバ７０を挿通するためのファイバ孔（図示せず）が形成されており、ファイバ孔に挿通された光ファイバ７０の端部がファイバマウント６０上に例えば半田６２によって固定される。このとき、光ファイバ７０は、半導体レーザダイオード５０から出射されたレーザ光が光ファイバ７０の先端部７０Ａに結合するように配置され、半導体レーザダイオード５０から出射されたレーザ光が、光ファイバ７０の先端部７０Ａに入射して光ファイバ７０内を伝搬するようになっている。
【００２３】
図１に示すように、枠体１０は、Ｙ方向に沿って延びる第１の側壁１１と、第１の側壁１１に対向してＹ方向に沿って延びる第２の側壁１２と、第１の側壁１１と第２の側壁１２との間でＸ方向に沿って延びる第３の側壁１３と、第３の側壁１３に対向してＸ方向に沿って延びる第４の側壁１４とを含んでいる。図２に示すように、第１の側壁１１は、４つの側壁１１〜１４により囲まれる空間に面する内側対向面１１Ａを有している。同様に、第２の側壁１２は内側対向面１２Ａを有し、第３の側壁１３は内側対向面１３Ａを有し、第４の側壁１４は内側対向面１４Ａを有している。底板２０は、第１の側壁１１の内側対向面１１Ａに対向する第１の側面２１と、第２の側壁１２の内側対向面１２Ａに対向する第２の側面２２と、第３の側壁１３の内側対向面１３Ａに対向する第３の側面２３と、第４の側壁１４の内側対向面１４Ａに対向する第４の側面２４とを含んでいる。
【００２４】
図２に示すように、底板２０の４つの側面のうち第１の側面２１と第３の側面２３がそれぞれ枠体１０の第１の側壁１１の内側対向面１１Ａと第３の側壁１３の内側対向面１３Ａに接している。底板２０の第２の側面２２と第４の側面２４は枠体１０に接しておらず、底板２０の第２の側面２２と枠体１０の第２の側壁１２の内側対向面１２Ａとの間には間隙１５が形成され、底板２０の第４の側面２４と枠体１０の第４の側壁１４の内側対向面１４Ａとの間には間隙１６が形成されている。
【００２５】
図３は図１のIII−III線断面図、図４は図１のIV−IV線断面図である。図３に示すように、枠体１０の第１の側壁１１及び第２の側壁１２には、それぞれ枠体１０の内側に突出する凸部８１，８２が形成されている。凸部８１の下面８１Ａは、枠体１０の内側に向かって第１の側壁１１の内側対向面１１Ａから垂直に延びており、底板２０の上面の周縁部２５（当接面）が接する係止面を構成する。同様に、凸部８２の下面８２Ａは、枠体１０の内側に向かって第２の側壁１２の内側対向面１２Ａから垂直に延びており、底板２０の上面の周縁部２５（当接面）が接する係止面を構成する。また、図４に示すように、枠体１０の第３の側壁１３及び第４の側壁１４にもそれぞれ枠体１０の内側に突出する凸部８３，８４が形成されている。凸部８３の下面８３Ａは、枠体１０の内側に向かって第３の側壁１３の内側対向面１３Ａから垂直に延びており、底板２０の上面の周縁部２５（当接面）が接する係止面を構成する。同様に、凸部８４の下面８４Ａは、枠体１０の内側に向かって第４の側壁１４の内側対向面１４Ａから垂直に延びており、底板２０の上面の周縁部２５（当接面）が接する係止面を構成する。
【００２６】
ここで、凸部８１，８２がＸ方向にそれぞれ延びる長さは上記間隙１５のＸ方向の幅よりも大きいことが好ましく、凸部８３，８４がＹ方向にそれぞれ延びる長さは上記間隙１６のＹ方向の幅よりも大きいことが好ましい。このような長さの凸部８１〜８４とすることで、底板２０を枠体１０に取り付ける際に底板２０が凸部８１〜８４に係合しやすくなるので、底板２０の枠体１０への取付を容易にすることができる。
【００２７】
上述したように、本実施形態における底板２０は、枠体１０の側壁１１〜１４の内側に配置され、側壁１１〜１４で囲まれる領域よりも小さく形成されている。したがって、特許文献１に記載のレーザモジュールに同じ枠体１０を用いた場合と比べると、温度変化に伴う底板２０の熱膨張量を少なくすることができ、底板２０の変形を抑えることができる。また、底板２０の第２の側面２２と枠体１０の第２の側壁１２の内側対向面１２Ａとの間及び底板２０の第４の側面２４と枠体１０の第４の側壁１４の内側対向面１４Ａとの間には間隙１５，１６が形成されているため、底板２０が熱膨張により延びたとしてもその影響を間隙１５，１６により緩和することができる。
【００２８】
一方、底板２０の第１の側面２１は枠体１０の第１の側壁１１の内側対向面１１Ａに接しているため、枠体１０の第１の側壁１１の内側対向面１１Ａを基準としてＸ方向に底板２０を正確に位置決めすることが可能である。同様に、底板２０の第３の側面２３は枠体１０の第３の側壁１３の内側対向面１３Ａに接しているため、枠体１０の第３の側壁１３の内側対向面１３Ａを基準としてＹ方向に底板２０を正確に位置決めすることが可能である。換言すれば、枠体１０の第１の側壁１１と第３の側壁１３とが交わる点Ｐ（図２参照）を基準としてＸＹ方向に底板２０を正確に位置決めすることができる。
【００２９】
さらに、本実施形態では、底板２０の上面の周縁部にある当接面２５が枠体１０の凸部８１〜８４の下面である係止面１８に接するようになっているため、枠体１０の凸部８１〜８４の下面を基準としてＺ方向にも底板２０を正確に位置決めすることができる。
【００３０】
ここで、温度変化に伴う枠体１０及び底板２０の熱膨張によって枠体１０及び底板２０に固定されている光ファイバ７０に引っ張り応力が生じることが考えられる。本実施形態では、図３に示すように、光ファイバ７０が固定されている枠体１０の側壁の内面（内側対向面１１Ａ）に底板２０の側面（第１の側面２１）が接するようにしているため、光ファイバ７０に生じる引っ張り応力を低減することができる。すなわち、図３に示すように、底板２０の第１の側面２１は枠体１０の第１の側壁１１の内側対向面１１Ａに接しているが、底板２０の第２の側面２２と枠体１０の第２の側壁１２の内側対向面１２Ａとの間には間隙１５が形成されている。このような構成により、レーザモジュール１００の温度変化に伴う光ファイバ７０の引っ張り応力が低減される。以下、この点について説明する。
【００３１】
ある温度における底板２０の熱膨張係数をα、枠体１０の熱膨張係数をβ、温度変化をΔＴとすると、図３に示す枠体１０の第１の側壁１１の中央からファイバマウント６０上の半田６２までの光ファイバ７０の長さＬの変化量ΔＬは以下の式（１）により求められる。
ΔＬ＝（ＬA1α＋ＬBβ）ΔＴ  ・・・（１）
【００３２】
ここで、図５に示すように、底板２０の第１の側面２１が枠体１０の第１の側壁１１の内側対向面１１Ａに接することなく底板２０の第２の側面２２が枠体１０の第２の側壁１２の内側対向面１２Ａに接する場合を考える。このときの枠体１０の第１の側壁１１のＸ方向中央からファイバマウント６０上の半田６２までの光ファイバ７０の長さＬの変化量ΔＬ'は以下の式（２）により求められる。
ΔＬ'＝（（ＬB＋ＬA1＋ＬA2＋ｄ）β−（ＬA2＋ｄ）α）ΔＴ
＝（（ＬB＋ＬA1）β＋（ＬA2＋ｄ）（β−α））ΔＴ  ・・・（２）
【００３３】
ここで、枠体１０の熱膨張係数βは底板２０の熱膨張係数αよりも大きい（β＞α）ので、式（１）より以下の式（３）が導かれる。
ΔＬ＝（ＬA1α＋ＬBβ）ΔＴ＜（ＬA1＋ＬB）βΔＴ  ・・・（３）
また、式（２）からは以下の式（４）が導かれる。
ΔＬ'＝（（ＬB＋ＬA1）β＋（ＬA2＋ｄ）（β−α））ΔＴ＞（ＬA1＋ＬB）βΔＴ
・・・（４）
これらの式（３）と式（４）から以下の式（５）が成り立つ。
ΔＬ＜（ＬA1＋ＬB）βΔＴ＜ΔＬ'  ・・・（５）
【００３４】
このように、ΔＬ＜ΔＬ'となり、底板２０の第１の側面２１が枠体１０の第１の側壁１１の内側対向面１１Ａに接しているときの方が、底板２０の第２の側面２２が枠体１０の第２の側壁１２の内側対向面１２Ａに接しているときよりも光ファイバ７０の長さＬの変化量ΔＬを小さくできることがわかる。すなわち、底板２０の第１の側面２１が枠体１０の第１の側壁１１の内側対向面１１Ａに接するとともに、底板２０の第２の側面２２と枠体１０の第２の側壁１２の内側対向面１２Ａとの間に間隙１５を形成した場合には、温度変化に伴う枠体１０及び底板２０の熱膨張によって光ファイバ７０に生じる引っ張り応力を低減することが可能である。したがって、温度変化に伴う熱膨張による光ファイバ７０の破断を防止することができる。
【００３５】
なお、底板２０は接着材や半田によって枠体１０に固定されるが、これらの接着材や半田は図示を省略している。接着材は温度変化に伴う底板２０や枠体１０の変形をある程度吸収できるので、接着材を用いて底板２０を枠体１０に固定することが好ましい。例えば、底板２０の第１の側面２１と枠体１０の第１の側壁１１の内側対向面１１Ａとの間、底板２０の第３の側面２３と枠体１０の第３の側壁１３の内側対向面１３Ａとの間、底板２０の第２の側面２２と枠体１０の第２の側壁１２の内側対向面１２Ａとの間、底板２０の第４の側面２４と枠体１０の第４の側壁１４の内側対向面１４Ａとの間、及び底板２０の上面の周縁部２５と枠体１０の凸部８１〜８４の下面８１Ａ，８２Ａ，８３Ａ，８４Ａとの間の少なくとも一部に接着材を介在させることが好ましい。特に、図２に示すように、枠体１０の第１の側壁１１と第３の側壁１３とが交わる点Ｐに接着材を介在させることが好ましい。このように、本明細書において「接する」又は「接している」というときは、部材同士が直接当接する場合だけではなく、部材の間に接着材が介在する場合を含むものとする。
【００３６】
また、本実施形態では、図３に示すように、底板２０が枠体１０の下端から下方に突出している。したがって、レーザモジュール１００をヒートシンク（図示せず）などに取り付けた際に、底板２０の下面全体がヒートシンクに接触するので、底板２０を確実にヒートシンクに接触させてレーザモジュール１００の冷却を効果的に行うことができる。
【００３７】
次に、本実施形態のレーザモジュールを製造する方法について図６から図８を参照して説明する。本実施形態のレーザモジュールを製造する際には、まず、底板２０上にサブマウント３０やレーザマウント４０、半導体レーザダイオード５０、ファイバマウント６０を固定及び実装する（図６）。
【００３８】
そして、枠体１０を裏返してその凸部８１〜８４の下面８１Ａ，８２Ａ，８３Ａ，８４Ａ又はその近傍の枠体１０の内側対向面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａの少なくとも一部に接着材（図示せず）を塗布する（図７）。このときの接着材として、加熱する必要のないＵＶ硬化性樹脂を用いることで、熱膨張の発生を防止してもよい。
【００３９】
その後、半導体レーザダイオード５０などの実装部材が載置された底板２０を裏返して、この底板２０を枠体１０の側壁１１〜１４と凸部８１〜８４により規定される収容部１７に挿入し、凸部８１〜８４の上に底板２０を載置する（図８）。このとき、底板２０の第１の側面２１が枠体１０の第１の側壁１１の内側対向面１１Ａに接するように、かつ底板２０の第３の側面２３が枠体１０の第３の側壁１３の内側対向面１３Ａに接するように底板２０を挿入する。これにより、ＸＹの２方向に底板２０が正確に位置決めされた状態で底板２０を枠体１０に固定することができる。また、底板２０の当接面２５（図８においては下面）が枠体１０の凸部８１〜８４の係止面８１Ａ，８２Ａ，８３Ａ，８４Ａ（図８においては上面）に係止するため、底板２０がＺ方向にも正確に位置決めされた状態で底板２０を枠体１０に固定することができる。
【００４０】
最後に、枠体１０の側壁１１に形成されたファイバ孔に光ファイバ７０を挿通させ、この光ファイバ７０を適切な位置に位置決めした状態で、ファイバマウント６０上に例えば半田６２によって光ファイバ７０を固定する。これにより図３に示すようなレーザモジュール１００が完成する。
【００４１】
このように、本実施形態によれば、枠体１０の側壁１１〜１４の内側対向面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａ及び凸部８１〜８４の係止面８１Ａ，８２Ａ，８３Ａ，８４Ａにより規定される収容部１７に底板２０を挿入することで、枠体１０に対して底板２０を位置決めした状態で枠体１０に底板２０を固定することができる。したがって、レーザモジュール１００の組立が極めて容易になる。
【００４２】
図９は、本発明の第２の実施形態におけるレーザモジュールを模式的に示す断面図である。図９に示すように、本実施形態では、枠体１０の凸部８１〜８４（凸部８３，８４については図示せず）の上方に底板２０が配置されている。それ以外の構成については上述した第１の実施形態と同様である。本実施形態においては、底板２０の下面の周縁部が凸部８１〜８４に対向する当接面１２５を構成し、この当接面１２５が凸部８１〜８４の上面８１Ｂ，８２Ｂ，８３Ｂ，８４Ｂ（上面８３Ｂ，８４Ｂについては図示せず）に接する。したがって、本実施形態では、凸部８１〜８４の上面８１Ｂ，８２Ｂ，８３Ｂ，８４Ｂが係止面を構成している。
【００４３】
図１０は、本発明の第３の実施形態におけるレーザモジュールを模式的に示す断面図である。上述した実施形態では、枠体１０に形成した凸部８１〜８４を用いて底板２０を取り付けていたが、図１０に示すように、凸部８１〜８４を設けずに枠体の側壁１１〜１４の下端に形成した切欠き２１０により側壁１１〜１４の内側対向面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａ（図１０では内側対向面１１Ａ，１２Ａのみ示す）と係止面１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂ（図１０では係止面１１Ｂ，１２Ｂのみ示す）を形成してもよい。
【００４４】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。例えば、上述した実施形態においては、枠体１０のそれぞれの側壁１１〜１４から内側に突出する凸部８１〜８４が形成されていたが、このような凸部は枠体１０のすべての側壁１１〜１４に形成する必要はなく、側壁１１〜１４の少なくとも１つに凸部を形成すればよい。
【００４５】
なお、本明細書において使用した「上面」、「下面」、「底面」、「下方」、「上方」、その他の位置関係を示す用語は、図示した実施形態との関連において使用されているものであって、レーザモジュール１００内の構成要素の相対的な位置関係によって変化するものであることは理解できよう。
【００４６】
また、上述した実施形態においては、筐体構造の例としてレーザモジュールについて説明したが、本発明は、熱膨張係数の異なる枠体と底板から構成されるものであれば、レーザモジュールに限られずあらゆる筐体構造に適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０    枠体
１１    第１の側壁
１１Ａ  内側対向面
１２    第２の側壁
１２Ａ  内側対向面
１３    第３の側壁
１３Ａ  内側対向面
１４    第４の側壁
１４Ａ  内側対向面
１５，１６    間隙
１７    収容部
２０    底板
２１    第１の側面
２２    第２の側面
２３    第３の側面
２４    第４の側面
２５    当接面
３０    サブマウント
４０    レーザマウント
５０    半導体レーザダイオード
６０    ファイバマウント
６２    半田
７０    光ファイバ
８１    凸部
８１Ａ  係止面
８２    凸部
８２Ａ  係止面
８３    凸部
８３Ａ  係止面
８４    凸部
８４Ａ  係止面
１００    レーザモジュール
１２５    当接面
２１０    切欠き
【図１】
2016004880.tif 000003
【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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