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公開番号2024163488
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-22
出願番号2023079128
出願日2023-05-12
発明の名称NDIRガスセンサとその製造方法
出願人フィガロ技研株式会社
代理人個人,個人
主分類G01N 21/61 20060101AFI20241115BHJP(測定;試験)
要約
【構成】 NDIRガスセンサは、光源と受光素子及び駆動回路を搭載した基板と、ミラー付きのセルを備えている。ミラーは回転楕円体の一部を構成する形状をし、光源と受光素子は回転楕円体の2つの焦点位置に配置されている。セルは平面視で楕円形状の樹脂製のパイプと金属製のミラーとを備え、ミラーの外周端部がパイプの樹脂中に埋設されている。係合部材を係合孔に係合させ、接着剤で係合部材を固定することにより、セルと基板は固定されている。
【効果】製造が容易で、基板とミラーとの位置合わせが容易なNDIRガスセンサを提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光源と受光素子及び光源と受光素子の駆動回路を搭載した基板と、前記基板に固定したミラー付きのセルとを備える、ＮＤＩＲガスセンサであって、
前記ミラーは回転楕円体の一部を構成する形状で平面視で楕円形であり、
光源と受光素子は、前記基板上の、前記回転楕円体の２つの焦点位置に配置され、
光源と受光素子の一方に対し、バンドパスフィルタが設けられ、
セルは、平面視で楕円形状の樹脂製のパイプと前記ミラーとを備え、
前記ミラーは金属製で、その外周端部が樹脂でパイプに固定され、
かつ前記セルと前記基板の一方に係合部材が、他方に係合孔が設けられ、係合部材は係合孔に係合し接着剤により固定されている、ＮＤＩＲガスセンサ。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
光源と受光素子及び光源と受光素子の駆動回路を搭載した基板と、ミラー付きのセルと、中間基板とを備える、ＮＤＩＲガスセンサであって、
前記ミラーは回転楕円体の一部を構成する形状で平面視で楕円形であり、
光源と受光素子は、前記基板上の、前記回転楕円体の２つの焦点位置に配置され、
セルは、平面視で楕円形状の樹脂製のパイプと前記ミラーとを備え、
前記ミラーは金属製で、その外周端部が前記パイプに樹脂で固定され、
前記セルと前記中間基板は一体であるか互いに結合され、
前記中間基板は、前記基板の光源と受光素子を搭載した面に平行で、かつ光源と受光素子を収容するように、基板に固定され、
中間基板は光源の上部と受光素子の上部に開口を備え、光源の上部の開口もしくは受光素子の上部に、バンドパスフィルタが設けられ、
前記中間基板と前記基板の一方に第２の係合部材が、他方に第２の係合孔が設けられ、第２の係合部材は第２の係合孔に係合し接着剤により固定されている、ＮＤＩＲガスセンサ。
【請求項３】
請求項１または２のＮＤＩＲガスセンサの製造方法であって、
金属製のミラーを固定型に位置決めするようにセットし、可動型を固定型に接近させ、樹脂を固定型と可動型の隙間に射出することにより、前記ミラー付きのセルをインサート成型する工程を含むことを特徴とする、ＮＤＩＲガスセンサの製造方法。
【請求項４】
請求項１または２のＮＤＩＲガスセンサの製造方法であって、
前記セルの上端部に、平面視で楕円形状のフランジ面と、フランジ面の外周を取り囲む側壁とを設け、
セルの成型後に金属製のミラーをフランジ面に載置し、前記ミラーのフランジ面の反対側の面を樹脂によりセルに固定することを特徴とする、ＮＤＩＲガスセンサの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明はＮＤＩＲガスセンサとその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ＮＤＩＲガスセンサは、光源と、受光素子と、光源からの光を反射し受光素子へ導くミラー付きのセルとを備えている。ミラーを回転楕円体の一部を構成する形状とし、回転楕円体の２焦点に光源と受光素子とを配置すると、光源の光はミラーで反射し、受光素子へ導かれる（特許文献１：特表平５－５０３３５２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表平５－５０３３５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
セルを全金属製とすると、金型のコストが嵩む。またセルを樹脂製とし、内面にＡｌ等の反射膜を蒸着等で形成すると、樹脂と金属の熱膨張率の違いにより、反射膜の耐久性に問題が生じる。
【０００５】
この発明の課題は、製造が容易で、かつ基板とミラーとの位置合わせが容易なＮＤＩＲガスセンサと、その製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の第１の態様でのＮＤＩＲガスセンサは、光源と受光素子及び光源と受光素子の駆動回路を搭載した基板と、前記基板に固定したミラー付きのセルとを備える、ＮＤＩＲガスセンサであって、
前記ミラーは回転楕円体の一部を構成する形状で平面視で楕円形であり、
光源と受光素子は、前記基板上の、前記回転楕円体の２つの焦点位置に配置され、
光源と受光素子の一方に対し、バンドパスフィルタが設けられ、
セルは、平面視で楕円形状の樹脂製のパイプと前記ミラーとを備え、
前記ミラーは金属製で、その外周端部が前記パイプに樹脂により固定され、
かつ前記セルと前記基板の一方に係合部材が、他方に係合孔が設けられ、係合部材は係合孔に係合し接着剤により固定されている。
【０００７】
この発明の第２の態様でのＮＤＩＲガスセンサは、光源と受光素子及び光源と受光素子の駆動回路を搭載した基板と、ミラー付きのセルと、中間基板とを備える、ＮＤＩＲガスセンサであって、
前記ミラーは回転楕円体の一部を構成する形状で平面視で楕円形であり、
光源と受光素子は、前記基板上の、前記回転楕円体の２つの焦点位置に配置され、
セルは、平面視で楕円形状の樹脂製のパイプと前記ミラーとを備え、
前記ミラーは金属製で、その外周端部が前記パイプに樹脂により固定され、
前記セルと前記中間基板は一体であるか互いに結合され、
前記中間基板は、前記基板の光源と受光素子を搭載した面に平行で、かつ光源と受光素子を収容するように、基板に固定され、
中間基板は光源の上部と受光素子の上部に開口を備え、光源の上部の開口もしくは受光素子の上部に、バンドパスフィルタが設けられ、
前記中間基板と前記基板の一方に第２の係合部材が、他方に第２の係合孔が設けられ、第２の係合部材は第２の係合孔に係合し接着剤により固定されている。
【０００８】
この発明では、光源と受光素子をミラーの２つの焦点に配置するので、受光素子へ入射する光量が多い。また樹脂製のパイプにより、光路長を容易に長くできる。光源と受光素子を基板の中央部に配置できるので、ガスセンサに熱変形などが生じても、受光素子への入射光量の変化が少ない。金属製のミラーは、端部が樹脂製のパイプに埋め込まれているので、ミラーをパイプに正確に取り付けることができ、またミラーと樹脂製のパイプを一体に成型できる。Ａｌの反射膜などをセルに設けるのではなく、金属製のミラーを固定するので、熱応力で反射膜が損傷するなどの問題が無い。セルを係合部材で基板あるいは中間基板に固定するので、基板に対するセルの位置精度が高く、セルに対するミラーの位置精度が高いことと併せると、光源と受光素子をミラーの両焦点に正確に配置できる。
【０００９】
この発明のＮＤＩＲガスセンサの製造方法では、金属製のミラーを固定型に位置決めするようにセットし、可動型を固定型に接近させ、樹脂を固定型と可動型の隙間に射出することにより、前記ミラー付きのセルをインサート成型する。ＮＤＩＲガスセンサの製造では、これ以外に基板に光源と受光素子と駆動回路を取り付け、かつ基板とセルを係合部材と係合孔及び接着剤により互いに固定する。基板とセルを固定する代わりに、基板と中間基板を係合部材と係合孔及び接着剤により互いに固定しても良い。中間基板とセルを一体に成型しても、これらを係合部材と係合孔及び接着剤により互いに固定しても良い。
【００１０】
この発明のＮＤＩＲガスセンサの第２の製造方法では、セルの上端部に、平面視で楕円形状のフランジ面と、フランジ面の外周を取り囲む側壁とが設けられ、セルの成型後に金属製のミラーをフランジ面に載置し、前記ミラーのフランジ面の反対側の面を樹脂によりセルに固定する。
（【００１１】以降は省略されています）

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