(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を挿入保持する発光素子保持部および受光素子を挿入保持する受光素子保持部が対向する形で形成されており、前記発光素子保持部の対向側面に発光素子の発光部からの光を取り出す発光側スリット部が設けられ、前記受光素子保持部の対向側面に受光素子の受光部に光を導くための受光側スリット部が設けられ、これら発光素子保持部および受光素子保持部の底面に、発光素子および受光素子を内部に挿入するための素子挿入口が設けられた外装ケースを有する透過型の光結合装置であって、
前記発光素子および受光素子を前記外装ケース底面の素子挿入口から前記発光素子保持部および受光素子保持部に挿入した状態で、発光素子および受光素子を保持する保持手段が前記外装ケースの内壁に設けられているとともに、前記保持手段は、前記発光素子保持部および受光素子保持部に挿入された発光素子および受光素子の背面全体が嵌まり込む凹形状に形成されており、前記発光素子および受光素子の背面に、前記凹形状の保持手段に嵌まり込む断面三角形のテーパー部が設けられていることを特徴とする光結合装置。
【請求項２】
発光素子を挿入保持する発光素子保持部および受光素子を挿入保持する受光素子保持部が横に並べた状態で形成されており、前記発光素子保持部の上面に発光素子の発光部からの光を取り出す発光側スリット部が設けられ、前記受光素子保持部の上面に受光素子の受光部に光を導くための受光側スリット部が設けられ、これら発光素子保持部および受光素子保持部の側面に、発光素子および受光素子を内部に挿入するための素子挿入口がそれぞれ設けられた外装ケースを有する透過型の光結合装置であって、
前記発光素子および受光素子を前記外装ケース側面の各素子挿入口から前記発光素子保持部および受光素子保持部に挿入した状態で、発光素子および受光素子を保持する保持手段が外装ケースの内壁に設けられているとともに、前記保持手段は、前記発光素子保持部および受光素子保持部に挿入された発光素子および受光素子の背面全体が嵌まり込む凹形状に形成されており、前記発光素子および受光素子の背面に、前記凹形状の保持手段に嵌まり込む断面三角形のテーパー部が設けられていることを特徴とする光結合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通過路上および光反射経路上における被検出物体の有無を非接触にて検知する光結合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光結合装置の一例（例１）を図９に示す。この光結合装置は、発光素子２０１と、受光素子２０２と、これら発光素子２０１および受光素子２０２を対向配置させた状態で保持する外装ケース２０３とから構成されている。そして、発光素子２０１および受光素子２０２のそれぞれを外装ケース２０３内に挿入した後、接着樹脂２０４を注入し硬化させることにより、発光素子２０１および受光素子２０２を外装ケース２０３に固定している。
【０００３】
また、従来の光結合装置の他の例（例２）を図１０に示す。この光結合装置は、発光素子３０１と、受光素子３０２と、これら発光素子３０１および受光素子３０２を対向配置させた状態で保持する外装ケース３０３とから構成されている。そして、発光素子３０１および受光素子３０２のそれぞれを外装ケース３０３内に挿入した後、外装ケース３０３の背面（発光素子３０１および受光素子３０２の背面（本明細書においては、発光部や受光部が設けられた面を表面とする）に接触する面）のうち発光素子３０１および受光素子３０２の下端部に当接する部位（図１０および図１１においてＰ３０１で示した）を熱変形させて断面コの字形の凸部を形成することにより、発光素子３０１および受光素子３０２を外装ケース３０３に固定している。
【０００４】
さらに、従来の光結合装置の他の例（例３）を図１２に示す。この光結合装置は、発光素子４０１と、受光素子４０２と、これら発光素子４０１および受光素子４０２を対向配置させた状態で保持する外装ケース４０３とから構成されている。そして、発光素子４０１および受光素子４０２のそれぞれを外装ケース４０３内に挿入した後、外装ケース４０３に裏ブタ４０４を嵌め込むことにより、発光素子４０１および受光素子４０２を外装ケース４０３に固定している。
【０００５】
さらにまた、従来の光結合装置の他の例（例４）を図１３および図１４に示す。この光結合装置は、発光素子５０１と、受光素子５０２と、これら発光素子５０１および受光素子５０２を対向配置させた状態で保持する外装ケース５０３とから構成されている。そして、発光素子５０１および受光素子５０２のそれぞれを、外装ケース５０３上面に設けられたそれぞれの挿入口５０３ａ，５０３ｂから外装ケース５０３内に挿入することで、発光素子５０１および受光素子５０２を外装ケース５０３に固定している。すなわち、この場合には、発光素子５０１および受光素子５０２の背面にフック５０１ａ，５０２ａが設けられている。そして、発光素子５０１および受光素子５０２のそれぞれを外装ケース５０３内に挿入したときに、このフック５０１ａ，５０２ａが外装ケース５０３の背面に設けられた抜き穴５０３ｃ，５０３ｄに嵌まり込むことで、発光素子５０１および受光素子５０２が外装ケース５０３に固定されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光結合装置のうち接着固定や外装ケースの熱変形によって発光素子および受光素子を外装ケースに固定するもの（例１、例２）の場合には、発光素子および受光素子を外装ケースに挿入した後に、さらに１工程実施する必要があり、その結果、製造コストが高くなり、価格が高くなるといった問題があった。また、裏ブタをはめ込んで発光素子および受光素子を外装ケースに固定するもの（例３）の場合には、さらに１工程実施する必要があることに加えて、裏ブタが必要となり、価格がさらに高くなるといった問題があった。
【０００７】
このような問題を解決したものとして、従来の光結合装置の例４のように、発光素子および受光素子にフックを設けておき、挿入時に外装ケースの抜き穴にこのフックが嵌まり込むことによって発光素子および受光素子が外装ケースに固定されるというものがあった。しかしながら、この光結合装置においては、外装ケースの上部に設けられた挿入口や外装ケースの背面の抜き穴から外乱光が入る場合があり、この場合には、リーク電流が増加するといった問題があった。さらに、挿入光や抜き穴から粉塵等といった外的物質が入り、発光素子や受光素子を充分に保護できなくなるといった問題もあった。
【０００９】
本発明はこのような問題を解決すべく創案されたもので、発光素子や受光素子を挿入するだけで光結合装置を完成することができる光結合装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光結合装置は、発光素子を挿入保持する発光素子保持部および受光素子を挿入保持する受光素子保持部が対向する形で形成されており、前記発光素子保持部の対向側面に発光素子の発光部からの光を取り出す発光側スリット部が設けられ、前記受光素子保持部の対向側面に受光素子の受光部に光を導くための受光側スリット部が設けられ、これら発光素子保持部および受光素子保持部の底面に、発光素子および受光素子を内部に挿入するための素子挿入口が設けられた外装ケースを有する透過型の光結合装置であって、前記発光素子および受光素子を前記外装ケース底面の素子挿入口から前記発光素子保持部および受光素子保持部に挿入した状態で、発光素子および受光素子を保持する保持手段が前記外装ケースの内壁に設けられているとともに、前記保持手段は、前記発光素子保持部および受光素子保持部に挿入された発光素子および受光素子の背面全体が嵌まり込む凹形状に形成されており、前記発光素子および受光素子の背面に、前記凹形状の保持手段に嵌まり込む断面三角形のテーパー部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、発光素子や受光素子を外装ケースに挿入するだけで光結合装置の組み立てを容易に行うことができる。この場合、発光素子および受光素子を小さな力で外装ケースに挿入することができる。
【００１２】
本発明の光結合装置は、発光素子を挿入保持する発光素子保持部および受光素子を挿入保持する受光素子保持部が横に並べた状態で形成されており、前記発光素子保持部の上面に発光素子の発光部からの光を取り出す発光側スリット部が設けられ、前記受光素子保持部の上面に受光素子の受光部に光を導くための受光側スリット部が設けられ、これら発光素子保持部および受光素子保持部の側面に、発光素子および受光素子を内部に挿入するための素子挿入口がそれぞれ設けられた外装ケースを有する透過型の光結合装置であって、前記発光素子および受光素子を前記外装ケース側面の各素子挿入口から前記発光素子保持部および受光素子保持部に挿入した状態で、発光素子および受光素子を保持する保持手段が外装ケースの内壁に設けられているとともに、前記保持手段は、前記発光素子保持部および受光素子保持部に挿入された発光素子および受光素子の背面全体が嵌まり込む凹形状に形成されており、前記発光素子および受光素子の背面に、前記凹形状の保持手段に嵌まり込む断面三角形のテーパー部が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、発光素子や受光素子を外装ケースに挿入するだけで光結合装置の組み立てを容易に行うことができる。この場合、発光素子および受光素子を小さな力で外装ケースに挿入することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の光結合装置の実施の形態について説明する。
【００３１】
［実施形態１］
まず、本発明の光結合装置の実施形態１について図面を参照しつつ説明する。
【００３２】
図１は本発明の光結合装置の実施形態１を示す概略断面図である。
【００３３】
この光結合装置は、発光素子１、受光素子２、ならびに発光素子１の発光部および受光素子２の受光部を対向配置させた状態で発光素子１および受光素子２を保持する外装ケース３から構成された透過型の光結合装置である。
【００３４】
発光素子１は、リードフレーム１１に図示しない発光ダイオード等の発光チップが搭載され、この発光チップ部分が透光性樹脂による樹脂モールド部１２によって被覆された構造となっている。同様に、受光素子２は、リードフレーム２１に図示しないフォトトランジスタ等の受光チップが搭載され、この受光チップ部分が透光性樹脂による受光モールド部２２によって被覆された構造となっている。そして、発光素子１の発光部の前面および受光素子２の受光部の前面に、集光効率を高める集光レンズ１３，２３がそれぞれ形成されている。
【００３５】
外装ケース３は、発光素子１を挿入保持する発光素子保持部３１および受光素子２を挿入保持する受光素子保持部３２が対向する形で形成されており、発光素子保持部３１の対向側面３１ａに発光素子１の発光部からの光を取り出す発光側スリット部３１ｂが設けられ、受光素子保持部３２の対向側面３２ａに受光素子２の受光部に光を導くための受光側スリット部３２ｂが設けられている。また、外装ケース３の底面に、発光素子１および受光素子２を内部に挿入するための素子挿入口３３が設けられている。すなわち、本実施形態１の外装ケース３は、発光側スリット部３１ｂ、受光側スリット部３２ｂ、および素子挿入口３３の３つの抜き穴のみが設けられた構造となっている。
【００３６】
さらに、発光素子１および受光素子２を発光素子保持部３１および受光素子保持部３２にそれぞれ所定位置（図１に示す位置）まで挿入した状態で、発光素子１および受光素子２を保持する保持手段３５，３６が、外装ケース３に設けられている。この保持手段３５，３６は、外装ケース３の内壁であって、発光素子１の背面下部１ａおよび受光素子２の背面下部２ａに当接する部位Ｐ１，Ｐ２に設けられており、この保持手段３５，３６の形状は内部に向かって突出した突起形状となっている。
【００３７】
このような保持手段３５，３６が設けられていることにより、光結合装置を製造するために、発光素子１および受光素子２のそれぞれを、素子挿入口３３から発光素子保持部３１および受光素子保持部３２の内部に、それぞれ所定位置（図１に示す位置）まで挿入すると、突起形状の保持手段３５，３６が発光素子１の背面下部１ａおよび受光素子２の背面下部２ａとそれぞれ係合し、その結果、発光素子１および受光素子２が外装ケース３内の発光素子保持部３１および受光素子保持部３２内に固定される。
【００３８】
外装ケース３は、例えば、遮光性を有するポリカーボネイト樹脂、ポリプロピレン樹脂またはポリスチレン樹脂等で形成されている。特に、外装ケース３を成形する際に保持手段３５，３６を一体成形する場合には、金型から無理抜きしても保持手段３５，３６が変形することがないように、硬度の低いポリスチレン樹脂で形成されることが好ましい。また、硬度の高いポリカーボネイト樹脂やポリプロピレン樹脂等で形成する場合には、外装ケース３を金型から取り出した直後の別工程により保持手段３５，３６を形成することが好ましい。
【００３９】
なお、保持手段の形状は前述のものに限定されるものではない。
【００４０】
次に、保持手段の他の例について図面を参照しつつ説明する。
【００４１】
図２は、図１に示す光結合装置の保持手段の他の例（例２）を示す概略断面図である。
【００４２】
この保持手段３５ａ，３６ａは断面形状が三角形であり、下側が三角形の鋭角部分になるようなテーパー部（面）３５ａ１，３６ａ１に形成されている。これにより、発光素子１および受光素子２を外装ケース３の発光素子保持部３１および受光素子保持部３２に挿入するとき、より小さい押し込み力で、発光素子１および受光素子２を発光素子保持部３１および受光素子保持部３２の内部に挿入保持させることができる。
【００４３】
図３は、図１に示す光結合装置の保持手段のさらに他の例（例３）を示す概略断面図である。
【００４４】
この保持手段３５ｂ，３６ｂは、発光側素子保持部３１および受光素子保持部３２に挿入された発光素子１の背面全体および受光素子２の背面全体に当接する部位に設けられており、その形状は、発光素子１の背面部１ｂ全体および受光素子２の背面部２ｂ全体が嵌まり込む凹形状に形成されている。これにより、発光素子１および受光素子２を外装ケース３の発光素子保持部３１および受光素子保持部３２に挿入すると、発光素子１の背面部１ｂおよび受光素子２の背面部２ｂがそれぞれ凹形状の保持手段３５ｂ，３６ｂに嵌まり込み、その結果、発光素子１および受光素子２が発光素子保持部３１および受光素子保持部３２の内部に保持される。
【００４５】
さらに、図３に示す保持構造の変形例として、図４に示すように、発光素子１の背面部１ｂおよび受光素子２の背面部２ｂに、凹形状の保持手段３５ｂ，３６ｂに嵌り込む断面三角形状のテーパー部１４，２４を設けてもよい。このテーパー部１４，２４は、上側が三角形の鋭角部分になるように形成されているため、発光素子１および受光素子２を外装ケース３の発光素子保持部３１および受光素子保持部３２に挿入するとき、より小さい押し込み力で、発光素子１および受光素子２を発光素子保持部３１および受光素子保持部３２の内部に挿入保持させることができる。
【００４６】
［実施形態２］
次に、本発明の光結合装置の実施形態２について図面を参照しつつ説明する。
【００４７】
図５は、本発明の光結合装置の実施形態２を示す説明図である。
【００４８】
この光結合装置は、発光素子４、受光素子５、ならびに発光素子４の発光部および受光素子５の受光部を上向きに配置して横に並べた状態で発光素子４および受光素子５を保持する外装ケース６から構成された反射型の光結合装置である。
【００４９】
この光結合装置を構成する発光素子４および受光素子５の構造は、前述の実施形態１において示した光結合装置を構成する発光素子１および受光素子２と同一のものである。
【００５０】
外装ケース６は、発光素子４を挿入保持する発光素子保持部６１および受光素子５を挿入保持する受光素子保持部６６が横並びする形で形成されており、発光素子保持部６１の上面６１ａに発光素子４の発光部からの光を取り出す発光側スリット部６１ｂが設けられ、受光素子保持部６２の上面６２ａに受光素子２の受光部に光を導くための受光側スリット部６２ｂが設けられている。また、外装ケース６の左右の側面に、発光素子４および受光素子５を発光素子保持部６１および受光素子保持部６２に挿入するための素子挿入口６３，６４がそれぞれ設けられている。すなわち、本実施形態２の外装ケース６は、発光側スリット部６１ｂ、受光側スリット部６２ｂ、および２つの素子挿入口６３，６４のつの抜き穴のみが設けられた構造となっている。
【００５１】
さらに、発光素子４および受光素子５を発光素子保持部６１および受光素子保持部６２にそれぞれ所定位置（図５に示す位置）まで挿入した状態で、発光素子４および受光素子５を保持する保持手段６５，６６が、外装ケース６に設けられている。この保持手段６５，６６は、発光素子保持部６１および受光素子保持部６２の内壁であって、発光素子４の背面下部（図５では背面左部）４ａおよび受光素子５の背面下部（図５では背面右部）５ａに当接する部位Ｐ１１，Ｐ１２に設けられている。この保持手段６５，６６の形状は内部に向かって（図５では上方に向かって）突出した突起形状となっている。
【００５２】
このような保持手段６５，６６が設けられていることにより、光結合装置を製造するために、発光素子４および受光素子５、それぞれの発光素子挿入口６３および受光素子挿入口６４から、発光素子保持部６１および受光素子保持部６２の内部に、それぞれ所定位置（図５に示す位置）まで挿入すると、突起形状の保持手段６５，６６が発光素子４の背面下部（背面左部）４ａおよび受光素子５の背面下部（背面右部）５ａとそれぞれ係合し、その結果、発光素子４および受光素子５が外装ケース６の発光素子保持部６１および受光素子保持部６２内に固定される。
【００５３】
外装ケース６は、例えば、遮光性を有するポリカーボネイト樹脂、ポリプロピレン樹脂またはポリスチレン樹脂等で形成されている。特に、外装ケース６を成形する際に保持手段６５，６６を一体成形する場合には、金型から無理抜きしても保持手段６５，６６が変形することがないように、硬度の低いポリスチレン樹脂で形成されることが好ましい。また、硬度の高いポリカーボネイト樹脂やポリプロピレン樹脂等で形成する場合には、外装ケース６を金型から取り出した直後の別工程により保持手段６５，６６を形成することが好ましい。
【００５４】
なお、保持手段の形状は前述のものに限定されるものではない。
【００５５】
次に、保持手段の他の例をについて図面を参照しつつ説明する。
【００５６】
図６は、図５に示す光結合装置の保持手段の他の例（例２）を示す断面図である。
【００５７】
この保持手段６５ａ，６６ａは断面形状が三角形であり、それぞれの素子挿入口６３，６４側から発光素子保持部６１および受光素子保持部６２の内奥部に向かって漸次競り上がるテーパー部（面）６５ａ１，６６ａ１に形成されている。これにより、発光素子４および受光素子５を外装ケース６の発光素子保持部６１および受光素子保持部６２に挿入するとき、より小さい押し込み力で、発光素子４および受光素子５を発光素子保持部６１および受光素子保持部６２の内部に挿入保持させることができる。
【００５８】
図７は、図５に示す結合装置の保持手段の他の例（例３）を示す断面図である。
【００５９】
この保持手段６５ｂ，６６ｂは、発光素子保持部６１および受光素子保持６２に挿入された発光素子４および受光素子５の背面部４ｂ，５ｂ全体に当接する部位に設けられており、その形状は、発光素子４および受光素子５の背面部４ａ，５ａの全体が嵌まり込む凹形状に形成されている。これにより、発光素子４および受光素子５を外装ケース６の発光素子保持部６１および受光素子保持部６２に挿入すると、発光素子４の背面部４ｂおよび受光素子５の背面部５ｂがそれぞれ凹形状の保持手段６５ｂ，６６ｂに嵌まり込み、その結果、発光素子４および受光素子５が発光素子保持部６１および受光素子保持部６２の内部に保持される。
【００６０】
さらに、図７に示す保持構造の変形例として、図８に示すように、発光素子４および受光素子５の背面部４ｂ，５ｂに、凹形状の保持手段６５ｂ，６６ｂに嵌り込む断面三角形状のテーパー部４ｃ，５ｃを設けてもよい。このテーパー部４ｃ，５ｃは、上部側から下部側に向かって漸次拡開する三角形状に形成されているため、発光素子４および受光素子５を外装ケース６の発光素子保持部６１および受光素子保持部６２に挿入するとき、より小さい押し込み力で、発光素子４および受光素子５を発光素子保持部６１および受光素子保持部６２の内部に挿入保持させることができる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の光結合装置によれば、発光素子や受光素子を外装ケースに挿入するだけで光結合装置の組み立てを容易に行うことができる。この場合、発光素子および受光素子を少しの力で外装ケースに挿入することができるので、より確実に発光素子および受光素子を外装ケースに挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光結合装置の実施形態１を示す断面図である。
【図２】図１に示す光結合装置の保持手段の例２を示す断面図である。
【図３】図１に示す光結合装置の保持手段の例３を示す断面図である。
【図４】図３に示す保持手段に係合するテーパー部の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の光結合装置の実施形態２を示す断面図である。
【図６】図５に示す光結合装置の保持手段の例２を示す断面図である。
【図７】図５に示す光結合装置の保持手段の例３を示す断面図である。
【図８】図７に示す保持手段に係合するテーパー部の一例を示す断面図である。
【図９】従来の光結合装置の例１を示す断面図である。
【図１０】従来の光結合装置の例２を示す断面図である。
【図１１】図１０に示す光結合装置の製造過程を示す断面図である。
【図１２】従来の光結合装置の例３を示す断面図である。
【図１３】従来の光結合装置の例４の製造過程を示す斜視図である。
【図１４】従来の光結合装置の例４を示す断面図である。
【符号の説明】
１，４  発光素子
２，５  受光素子
３，６  外装ケース
３１，６１  発光素子保持部
３２，６２  受光素子保持部
３３，６３，６４  素子挿入口
３５，３６，６５，６６  保持手段
【図１】
0003731866.tif 000002
【図２】
0003731866.tif 000003
【図３】
0003731866.tif 000004
【図４】
0003731866.tif 000005
【図５】
0003731866.tif 000006
【図６】
0003731866.tif 000007
【図７】
0003731866.tif 000008
【図８】
0003731866.tif 000009
【図９】
0003731866.tif 000010
【図１０】
0003731866.tif 000011
【図１１】
0003731866.tif 000012
【図１２】
0003731866.tif 000013
【図１３】
0003731866.tif 000014
【図１４】
0003731866.tif 000015