光学电子设备的制作方法

本发明涉及具有光学部件和电子部件的光学电子设备，特别地，涉及电缆从框体的内部被引出至外部的光学电子设备。

背景技术：

一般而言，在电子设备中，采用用于供给电力的电源电缆或用于与外部终端连接的信号电缆等从框体的内部被引出的结构。在该情况下，在框体上设置有开口部，电缆以插通该开口部的方式配置。在这样的结构中，为了确保耐环境性，一般情况下，用于从外部对框体的内部的空间进行密封的密封结构适用于该开口部附近。

例如，在日本特开2007-271512号公报中，公开了具有密封结构的光电传感器，该密封结构构成为，在框体的包围开口部的部分的外表面设置有圆筒状的毂部，并且在将电缆插入框体之前预先在电缆上安装圆筒状的橡胶衬套，在电缆插入框体时，电缆的安装有橡胶衬套的部分被压入毂部的内侧和开口部的内侧。

在采用该密封结构的情况下，由于橡胶衬套在电缆的径向上被框体和电缆夹持，因此，利用被压缩的橡胶衬套能够防止在框体和电缆之间产生间隙，由此，能够从外部对框体的内部的空间进行密封。

然而，在采用上述密封结构的情况下，在相对严格的环境下，还存在不能确保充分的耐环境性的状况。例如，在随时间的温度变化激烈且切削油等油或腐蚀性高的药品等大量被使用的环境下，在采用上述密封结构时，也存在橡胶衬套自身会劣化或电缆的外皮会劣化的可能性，从而难以长时间确保充分的耐环境性。

在因这样的橡胶衬套或外皮的劣化而电子设备的耐环境性下降的情况下，存在因水分浸入框体的内部而电路发生短路的可能性，从而成为电子设备故障的原因。另外，在上述的光电传感器那样的具有光学部件的光学电子设备中，因水分浸入框体的内部而该水分在光学部件的表面结露，从而会成为诱发错误操作的原因。

特别地，在外皮劣化的情况下，通过毛细现象而水分直接通往电缆的内部，从而该水分浸入框体的内部，在上述那样的相对严格的环境下，该制品的寿命可能会大幅度地受损。

另外，在某种电子设备中，采用了如下结构，为了确保耐环境性，容纳有电子部件的框体的内部的空间被树脂材料密封。然而，在上述那样的光学电子设备中，由于担心该树脂材料会遮光或因其而使光衰减，因此，采用该结构非常困难。

技术实现要素：

本发明基于上述的问题而提出，其目的在于，提供耐环境性特别优良的光学电子设备。

基于本发明的光学电子设备具有框体、光学部件、电子部件、电缆、衬套、树脂密封部。所述框体在外表面设置有开口部。所述光学部件组装于所述框体，所述电子部件容纳于所述框体。所述电缆插通所述开口部，由此一端被引入所述框体的内部而与所述电子部件电连接，并且另一端被引出至所述框体的外部。所述衬套呈筒状，其组装于所述电缆，并且与所述电缆和所述框体紧贴而密封所述电缆与所述框体之间的间隙。所述树脂密封部以覆盖所述框体的包围所述开口部的部分的内表面和所述电缆的从上述开口部被引入上述框体的内部的部分的表面的方式，设置在上述框体的内部的一部分。

通过这样地构成，在框体的内部，电缆与框体的边界部被树脂密封部的一部分覆盖。因此，除了使用衬套的密封结构以外，还附加有使用了该树脂密封部的密封结构，从而能够得到双重的密封结构，由此，能够实现密封性能的大幅度的提高。此外，作为衬套，若是橡胶或塑料等能够密封电缆与框体之间的间隙的材料，可以是任何材料。

在基于上述本发明的光学电子设备中，优选地，所述框体的与所述开口部相对应的部分的内部设置有电缆插通室，该电缆插通室供所述电缆的从所述开口部被引入所述框体的内部的部分插通，在该情况下，优选地，所述电缆插通室被所述树脂密封部填充。

通过这样地构成，能够容易地将树脂密封部设置在框体的内部的一部分。

在基于上述本发明的光学电子设备中，优选地，所述衬套中的位于所述电缆的所述一端侧的内侧端部插入所述开口部，在该情况下，优选地，所述树脂密封部还覆盖所述衬套的所述内侧端部的表面。

通过这样地构成，衬套与框体的边界部和衬套与电缆的边界部能够由树脂密封部可靠地密封。因此，能够获得高的密封性能。

基于上述本发明的光学电子设备还可以具有呈环状的固定构件，该固定构件组装于所述框体，并且将所述衬套固定于所述框体，在该情况下，优选地，所述衬套由橡胶构成。

通过这样地构成，能够提高框体与衬套的密封性，从而能够获得高的密封性能。

在基于上述本发明的光学电子设备中，所述开口部可以设置于在所述框体的所述外表面设置的凹部的底面，在该情况下，优选地，所述固定构件通过嵌入所述凹部而在与所述电缆之间在所述电缆的径向上夹持所述衬套的至少一部分。

通过这样地构成，能够提高电缆与衬套的密封性，从而能够获得高的密封性能。

在基于上述本发明的光学电子设备中，优选地，所述固定构件还在与所述凹部的所述底面之间在所述电缆的延伸方向上夹持所述衬套的至少一部分。

通过这样地构成，由于能够提高框体与衬套和电缆与衬套的密封性，因此，能够获得高的密封性能。

在基于上述本发明的光学电子设备中，所述电缆可以具有包括导线的芯线和覆盖所述芯线的外皮，在该情况下，所述芯线可以在所述电缆的所述一端侧的部分未被所述外皮覆盖而露出。在该情况下，优选地，位于所述电缆的所述一端侧的所述外皮的端部被所述树脂密封部覆盖。

通过这样地构成，电缆的芯线与外皮的边界部被树脂密封部覆盖。因此，在外皮劣化的情况下，经由电缆的内部而形成的水分的浸入路径能够被该树脂密封部切断，由此能够获得高的密封性能。

在基于上述本发明的光学电子设备中，所述外皮可以由氟系树脂构成。

通过这样地构成，能够获得特别高的耐油性，从而能够实现高的耐环境性。

在基于上述本发明的光学电子设备中，所述衬套可以由氟系橡胶构成。

通过这样地构成，能够获得特别高的耐油性，从而能够实现高的耐环境性。

在基于上述本发明的光学电子设备中，所述树脂密封部可以由环氧树脂构成。

通过这样地构成，能够提高树脂密封部与框体和树脂密封部与电缆的密封性，从而能够实现高的耐环境性。

根据本发明，能够提供耐环境性特别优良的光学电子设备。

本发明的上述内容及其他目的、特征、技术方案、优点结合与附图相关联的下面的关于本发明的详细说明，会变得更加清楚。

附图说明

图1是从正面侧观察本发明的实施方式中的光电传感器的立体图。

图2是从背面侧观察图1所示的光电传感器的立体图。

图3是图1所示的光电传感器的示意剖视图。

图4是图1所示的光电传感器的主要部分的立体分解图。

图5是图1所示的光电传感器的电缆连接部的示意剖视放大图。

具体实施方式

下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式。在下面所示的实施方式中，以本发明适用于作为光学电子设备的反射型光电传感器的情况为例进行说明。此外，在下面所示的实施方式中，对同一或共通的部分赋予相同的附图标记，并省略其说明。

图1是从正面侧观察本发明的实施方式中的光电传感器的立体图，图2是从背面侧观察图1所示的光电传感器的立体图。另外，图3是图1所示的光电传感器的示意剖视图，图4是图1所示的光电传感器的主要部分的立体分解图。首先，参照图1～图4来说明本实施方式中的光电传感器1的概略结构。

如图1～图4所示，光电传感器1的整体具有大致长方体形状的外形，该光电传感器1主要具有框体10、作为主要光学部件的透镜构件20、透光板24、安装有投光元件31及受光元件32的作为主要电子部件的投光受光用电路基板30、显示操作部33、显示用透光构件34、各种支架41～43、电缆50、衬套60、固定构件70。

框体10包括箱状的主体外壳10a和平板状的主体盖10b。主体外壳10a主要由光电传感器1的前表面、后表面、上表面、下表面及右侧面构成。主体盖10b构成为光电传感器1的左侧面的一部分。其中，前表面是组装有透光板24的面，后表面是位于前表面的相反一侧的面。另外，上表面是组装有显示操作部33的面，下表面是位于上表面的相反一侧的面。

主体外壳10a和主体盖10b由例如金属制的构件构成，优选地，由不锈钢制的构件构成。主体外壳10a由例如金属注射成形(mim：metalinjectionmolding)制作，主体盖10b通过例如对金属板实施冲压加工来制作。

如图4所示，在相当于主体外壳10a的左侧面的部分设置有侧面开口部14，并且以覆盖该侧面开口部14的方式组装有主体盖10b。通过对例如主体盖10b的周缘的整周实施激光焊接，使得该主体盖10b固定于主体外壳10a。

由此，在由主体外壳10a和主体盖10b构成的框体10的内部形成容纳空间11，在该容纳空间11内容纳有上述的透镜构件20、投光受光用电路基板30、显示操作部33、支架41～43等各种内部结构部件。此外，侧面开口部14是用于将上述的各种内部结构部件组装于主体外壳10a的内部的开口部。此外，即使没有显示操作部33，光电传感器也成立。

如图3及图4所示，在主体外壳10a的前表面的规定位置设置有前表面开口部12。如图1和图3所示，前表面开口部12被透光板24覆盖，透光板用盖18以覆盖该透光板24的方式组装于主体外壳10a。

透光板用盖18由在规定位置具有窗部的例如金属制的构件构成，优选地，由不锈钢制的构件构成。透光板用盖18通过例如对金属板实施冲压加工来制作。

在透光板24与主体外壳10a之间安装有o型圈91，在该状态下，通过透光板用盖18组装于主体外壳10a，使得o型圈91被埋入在透光板24与主体外壳10a之间的间隙。由此，在主体外壳10a的设置有前表面开口部12的部分，从框体10的外部的空间对位于框体10的内部的容纳空间11进行密封。此外，透光板用盖18通过例如激光焊接固定于主体外壳10a。

如图3及图4所示，在主体外壳10a的上表面的规定位置设置有上表面开口部13。如图1及图3所示，显示操作部33位于容纳空间11的面向上表面开口部13的部分，该显示操作部33和上表面开口部13被显示用透光构件34覆盖。而且，显示操作部用盖19以覆盖显示用透光构件34的方式组装于主体外壳10a。

显示操作部用盖19由在其规定位置具有窗部和孔部的例如金属制的构件构成，优选地，由不锈钢制的构件构成。显示操作部用盖19通过例如对金属板实施冲压加工来制作。

在显示用透光构件34与主体外壳10a之间安装有o型圈92，在该状态下，通过显示操作部用盖19组装于主体外壳10a，使得o型圈92被埋入显示用透光构件34与主体外壳10a之间的间隙。由此，在主体外壳10a的设置有上表面开口部13的部分，从框体10的外部的空间对位于框体10的内部的容纳空间11进行密封。此外，显示操作部用盖19通过例如激光焊接固定于主体外壳10a。

显示操作部33包括：显示部，其由发光二极管(led：lightemittingdiode)等构成；操作部，其包括灵敏度调整旋钮、动作切换开关等；显示操作用电路基板，其安装有构成上述显示部和操作部的各种电子部件。该显示操作用电路基板通过未图示的布线等与投光受光用电路基板30电连接。此外，上述的显示用透光构件34是用于使从显示部出射的光扩散，以使该光从外部能够被观察到。

如图3所示，在框体10的内部的空间即容纳空间11中的前表面开口部12的后方的位置配置有透镜构件20，在透镜构件20的后方的位置配置有投光受光用电路基板30。另外，在前表面开口部12的位于透镜构件20与透光板24之间的部分配置用间隔件44，该间隔件44用于保持上述透镜构件20与透光板24之间的距离。

在面向透镜构件20的一侧的投光受光用电路基板30的主表面中的上部安装有由例如半导体发光二极管或半导体激光二极管(ld：laserdiode)等构成的投光元件31，在投光受光用电路基板30的上述主表面中的下部安装有由例如半导体光电二极管(pd：photodiode)等构成的受光元件32。

在透镜构件20中的与投光元件31相对的部分设置有投光透镜21，在透镜构件20中的与受光元件32相对的部分设置有受光透镜22。

由此，在光电传感器1中，从投光元件31出射的光经由投光透镜21和透光板24向光电传感器1的外部的空间放射，该反射光经由透光板24和受光透镜22被受光元件32检测。

此外，上述的透镜构件20、投光受光用电路基板30及显示操作部33在容纳空间11内通过组装于框体10的内部的各种支架41～43等被保持。

在投光受光用电路基板30的表面及背面形成有导电图案，在该投光受光用电路基板30上除了安装有上述的投光元件31和受光元件32以外，还安装有各种电子部件。由此，在投光受光用电路基板30上设置有各种电路。该电路例如包括：用于驱动投光元件31的驱动电路、通过对由受光元件32检测出的光进行光电变换将其变换为规定的输出信号的信号处理电路、将从外部供给的电力变换为规定的电源规格并输出的电源电路等。

在投光受光用电路基板30的靠下端的规定位置设置有焊垫(land，未图示)，该焊垫连接有包含于后述的电缆50的芯线51的导线51a。该焊垫与电缆50的导线51a的连接通过例如焊接等进行，由此，电缆50与上述的各种电路电连接。因此，在光电传感器1中，经由该电缆50进行电力的供给、对外部终端的输出等。

图5是图1所示的光电传感器的电缆连接部的示意剖视放大图。接着，参照该图5和上述的图1～图4，详细地说明本实施方式中的光电传感器1的电缆连接部的结构。

如图1～图5所示，电缆50由复合电缆构成，该复合电缆由包括导线51a的芯线51和覆盖芯线51的外皮52构成。在本实施方式中，电缆50由一张外皮52覆盖四条芯线51的复合电缆构成。其中，电缆50还可以包括防护材料，该防护材料覆盖芯线51，并且被外皮52覆盖。此外，外皮52是例如树脂制，更优选为，由聚氯乙烯(pvc)树脂、聚氨酯(pur)树脂及氟系树脂中任一种构成。

如图3～图5所示，在框体10的后表面侧且构成下表面侧的位置的主体外壳10a的外表面设置有俯视时为圆形的凹部15。在该凹部15的底面15a设置有电缆插通用开口部16，以使设置于框体10的内部的容纳空间11和框体10的外部的空间相连通，该电缆插通用开口部16也具有俯视时为圆形的形状。另外，在凹部15的底面15a设置有环状槽部15b，以包围电缆插通用开口部16。

电缆50配置为插通设置于主体外壳10a的电缆插通用开口部16，该电缆50的一端被引入框体10的内部而与上述的投光受光用电路基板30电连接，并且另一端被引出至框体10的外部。

其中，在电缆50的上述的一端，剥开外皮52，以使芯线51露出，在芯线51的与设置于上述的投光受光用电路基板30的焊垫连接的部分，也剥开芯线51的包覆材料，以使导线51a露出。

在电缆50的规定位置安装有呈筒状的衬套60。衬套60由例如橡胶制的构件构成，优选地，由丁腈橡胶(nbr)、氢化丁腈橡胶(hnbr)、氟系橡胶中任一种构成。此外，作为衬套并不限定为橡胶制的构件，若是能够密封电缆50与框体10之间的间隙的构件，也能够利用塑料制的构件等各种构件。衬套60具有：筒状部61，其覆盖电缆50的外皮52；环状的凸缘部62，其从该筒状部61向外侧凸出设置。

更详细地说，在衬套60中，筒状部61的框体10的容纳空间11侧的内侧端部61a(即，电缆50的位于上述的一端侧的端部)与电缆50一起被插入设置于主体外壳10a的电缆插通用开口部16，凸缘部62的整体和筒状部61的外侧端部61b的一部分位于主体外壳10a的凹部15内。

另外，在主体外壳10a的凹部15内嵌入安装有环状的固定构件70，由此，电缆50被固定于框体10。固定构件70由例如金属制的构件构成，优选地，由黄铜构成。固定构件70具有圆环板状的基部71和从该基部71的外缘竖立设置的环状凸部72。

更详细地说，固定构件70被嵌入主体外壳10a的凹部15，使得该固定构件70覆盖该凹部15的底面15a，并且覆盖衬套60的凸缘部62的整体和筒状部61的外侧端部61b的一部分，环状凸部72的顶端被嵌入设置于凹部15的底面15a的环状槽部15b。

其中，衬套60在安装于电缆50的状态下，与该电缆50一起被压入电缆插通用开口部16，进而固定构件70以压缩衬套60的方式被压入凹部15。

由此，固定构件70在与电缆50之间在电缆50的经向上夹持衬套60的凸缘部62的整体和筒状部61的外侧端部61b的一部分，另外，固定构件70在与凹部15的底面15a之间在电缆50的延伸方向上夹持衬套60的凸缘部62。因此，在这些部分，通过衬套60与电缆50和主体外壳10a紧贴，从而从框体10的外部的空间对位于框体10的内部的容纳空间11进行密封。

此外，在本实施方式中的光电传感器1中，在包含于框体10的容纳空间11的位置且与电缆插通用开口部16相对的位置，设置有间隔壁部17。该间隔壁部17从主体外壳10a的内表面竖立设置。通过该间隔壁部17和设置有电缆插通用开口部16的部分附近的主体外壳10a的壁部形成电缆插通室11a，该电缆插通室11a供电缆50的规定部分插通。

在电缆插通室11a配置有电缆50的从电缆插通用开口部16被引入框体10的内部的部分。更详细地说，在电缆插通室11a配置有位于电缆50的上述的一端侧的外皮52的端部52a，由此，在电缆插通室11a内容纳有与电缆50的该端部52a相对应的部分和从该端部被引出的部分的芯线51。

供该电缆50的规定部分插通的电缆插通室11a被树脂密封部80填充。树脂密封部80由硬化后具有高耐气候性的树脂材料构成，例如，优选利用环氧树脂、聚氨酯树脂、填充后发泡的种类的环氧树脂或聚氨酯树脂等。此外，树脂密封部80例如能够通过如下方式形成，即，在电缆50固定于主体外壳10a后，使液状的树脂材料流入电缆插通室11a并使其硬化。

其中，通过电缆插通室11a被树脂密封部80填充，使得主体外壳10a的包围电缆插通用开口部16的部分的内表面和电缆50的从电缆插通用开口部16被引入主体外壳10a的内部的部分的表面，被树脂密封部80连续地被覆盖。

由此，除了使用上述的衬套60和固定构件70的密封结构以外，在比配置有该衬套60的部分更靠框体10的内部侧的位置，电缆50与框体10的边界部被树脂密封部80覆盖。因此，在该部分中，从框体10的外部的空间对容纳空间11中的除了电缆插通室11a的部分进行密封。

而且，在本实施方式中，由于衬套60的筒状部61的内侧端部61a以面向电缆插通室11a的方式配置，因此，衬套60的该内侧端部61a的表面、主体外壳10a的与衬套60的内侧端部61a相邻的部分的内表面、电缆50的表面被树脂密封部80连续地覆盖。

由此，由于衬套60与主体外壳10a的边界部和衬套60与电缆50的边界部被树脂密封部80可靠地覆盖，因此，更加可靠地从框体10的外部的空间对容纳空间11中的除了电缆插通室11a的部分进行密封。

此外，在本实施方式中，由于位于电缆50的上述的一端侧的外皮52的端部52a以面向电缆插通室11a的方式配置，因此，外皮52的端部52a的表面和芯线51的表面也被树脂密封部80连续地覆盖。

由此，由于电缆50的芯线51与外皮52的边界部被树脂密封部80覆盖，万一在外皮52劣化的情况下，通往电缆50的内部的水分的浸入路径被该树脂密封部80切断。因此，更加可靠地从框体10的外部的空间对容纳空间11中的除了电缆插通室11a的部分进行密封。

如上所述，在本实施方式中的光电传感器1中，除了使用衬套60和固定构件70的密封结构以外，还具有使用树脂密封部80的密封结构，该树脂密封部80在电缆50从电缆插通用开口部16被引入框体10的内部的部分局部地形成，因此，与以往相比，具有更高的密封性能。

因此，在相对严格的环境下，能够长时间确保充分的耐环境性。由此，能够有效地抑制水分浸入框体的内部，从而能够防止电路产生短路或在光学部件的表面产生结露。

另外，如上所述，由于是局部地设置树脂密封部80的结构，因此，不需要利用树脂材料密封容纳有光学部件的框体10的容纳空间11的整体，从而不会存在通过框体10的内部的光被遮蔽或被衰减的情况。因此，能够形成充分地满足光学上的诸多性能的光电传感器。

因此，通过形成本实施方式中的光电传感器1，例如，在随时间的温度变化激烈且切削油等油或腐蚀性高的药品等大量被使用的严格的环境下，能够长时间确保充分的耐环境性，从而能够形成耐环境性特别优良的光电传感器。

另外，在本实施方式中的光电传感器1中，由于是通过在框体10的内部设置间隔壁部17来设置树脂积存的电缆插通室11a的结构，因此，只进行应填充的树脂材料的量的管理和电缆50是否被填充的树脂材料浸渍的确认，就能够获得上述的高密封性能，从而也能够实现生产性的提高。

而且，在本实施方式中的光电传感器1中，由于是从电缆插通用开口部16被引入框体10的内部的部分的电缆50被树脂密封部80覆盖的结构，因此，电缆50不仅通过衬套60还通过该树脂密封部80被保持，从而能够进一步有效地防止因电缆50被拉伸所引起的电缆50的脱落。

此外，在上述的本实施方式中的光电传感器1中，在选择氟系树脂作为电缆50的外皮52的材质、选择氟系橡胶作为衬套60的材质、选择环氧树脂作为树脂密封部80的材质的情况下，能够确保非常高的耐油性。因此，在切削油等油大量被使用的环境下所使用的光电传感器中，优选地，利用这些材质的组合。

在上面说明的本发明的实施方式中，以在框体的内部设置有电缆插通室的结构为例进行了说明，但不一定需要设置电缆插通室，也可以是仅在电缆的从电缆插通用开口部被引入框体的内部的部分的周围局部地设置树脂密封部的结构。

另外，在上述的本发明的实施方式中，以电缆的外皮的端部被树脂密封部覆盖的结构为例进行了说明，但不一定需要这样地构成，外皮的端部也可以从树脂密封部露出。在该情况下，通往电缆的内部的水分的浸入路径不能被切断，但与以往相比，能够提高防止水分浸入通往衬套与电缆的边界部和衬套与框体的边界部的效果。另外，因外皮自身由具有高耐气候性的构件构成，因此，也能够防止通往电缆的内部的水分的浸入。

另外，在上述的本发明的实施方式中，以如下结构为例进行了说明，即，衬套不仅被插入设置于框体的凹部还被插入至电缆插通用开口部，并且，通过在衬套上设置凸缘部，使得衬套在电缆的延伸方向上被固定构件与框体夹持，但不一定需要这样地构成，也可以是只有衬套只被固定构件与电缆夹持的结构。

另外，在上述的本发明的实施方式中，以在框体的外表面设置凹部并且在该凹部的底面设置电缆插通用开口部的结构为例进行了说明，但不一定需要电缆插通用开口部设置于凹部，也可以是在未设置凹部的框体的外表面设置电缆插通用开口部的结构。在该情况下，也可以构成为固定构件不嵌入凹部内而固定于框体或者始终不设置固定构件。在任一种情况下，只要通过衬套与框体和电缆紧贴使得电缆与框体之间的间隙被该衬套密封即可。

另外，在上述的本发明的实施方式中，以本发明适用于反射型光电传感器的情况为例进行了说明，但本发明的适用对象并不限定于此，当然，本发明也能够适用于其他形式的光电传感器、光电传感器以外的光学电子设备。

对本发明的实施方式进行了说明，但本次公开的实施方式的全部方面均为例示，并不应该认为是用于限制。本发明的范围由权利要求书示出，旨在包含与权利要求的范围均等的含义和范围内的全部变更。