CN100422778C - 光收发机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使得电气组件的组装变得容易的电气组件用罩。本发明的电气组件用罩，它是通过嵌入来覆盖收放了线路板(5)的框体(3)的电气组件用罩(4)中，其特征在于，在该罩(4)上形成了从框体嵌入口(17)向相反一侧延伸的狭缝(15)。

Description

光收发机

技术领域

本发明涉及电气组件用罩、安装在主板(母板)的盒内的电气组件及光收发机，特别是其框体结构。

背景技术

作为近年主流的可插入式光收发机，在其一端部设有可插拔的具备作为传输介质的光纤的光缆连接器，并且在装在外部设备上的主板的盒内设有可插拔的光收发机(除去一端部)。该光收发机安装在母板的盒内使用。

作为这种光收发机，如图12～图14所示的那种光收发机121主要由收发机主体122、收放有收发机主体122的收发机框体123、固定于收发机框体123上的金属制的罩124构成。收发机主体122将光收发信组件126固定在线路板125上。

光收发信组件126通过嵌入收发机框体123的保持部127，从而利用收发机框体123来限制向下方(-z方向)以外的移动。为了限制光收发信组件126向下方的移动，组件压块128通过与连接固定等用的嵌合部的嵌合被固定在保持部127上。线路板125用螺钉固定在收发机框体123的脚部129上。

仅用组件压块128，在嵌合部多少会有间隙，由于不能把光收发信组件126牢固地固定在收发机框体123上，所以还使用大致筒状的罩124。使该罩124从收发机框体123的另一端盖在-x方向(将收发机框体123的另一端从+x方向插入罩124)，从而固定在收发机框体123上。

此时，由于收发机框体123除一端部外其外周被罩124覆盖，所以，收发机组件126被罩124覆盖。使用了这种罩124的收发机的结构很普遍(例如，参照专利文献1-美国专利第6439918号说明书)。

对光收发机121来说，罩124内面的高度hc比从收发机框体123的上表面到压住嵌入了保持部127的光收发信组件126的组件压块128的最下面的高度ht还大一些(hc＞ht)。

然而，光收发机121由于高度hc、ht之差很小，所以难以按照设计制作罩124，并且，由于罩124是金属制的，所以难于变形。

因此，存在的问题是，在收放了收发机主体122后，在把罩124盖到收发机框体123上时(把收发机框体123插入罩124中时)，需要很大的力，并且，难以将罩124盖上(难以插入收发机框体123)、组装困难。另外，还有可能损伤光收发信组件126。

另一方面，当高度hc比高度ht高得多时，用收发机框体123和罩124不能牢固地固定光收发信组件126，还会发生光收发信组件126的光轴偏离。即使在专利文献1中，也存在与上述同样的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种组装容易，能够可靠地固定光收发信组件等电子零部件的光收发机。

本发明就是为了达到上述目的而提出来的技术方案，方案1的发明是一种光收发机，其安装在主板的盒内，所述光收发机包括：嵌入有光收发信组件的收发机框体；和固定到所述收发机框体上的罩，覆盖上述光收发信组件；其特征在于，所述罩在所述罩的各自的侧面形成一对狭缝，每个狭缝从在连接器插入/移走开口侧上的罩的一端向在盒体边缘部分侧上的另一端延伸形成；且所述罩有比在所述罩覆盖部分的所述收发机框体的高度低的内表面高度，且在所述罩覆盖部分的所述收发机框体的所述高度是从所述收发机框体的上表面到嵌入进所述收发机框体的所述光收发信组件的最下表面的高度，或者是从所述收发机框体的下表面到嵌入进所述收发机框体的所述光收发信组件的最上表面的高度。

方案2的发明是在方案1的基础上，当把上述罩固定到所述收发机框体上时，上述狭缝形成，使得产生在上述罩上的挤压力F为0＜F≤490N。

方案3的发明是在方案1的基础上，上述狭缝通过避开上述光收发信组件及安装上述光收发信组件的空间而形成。

方案4的发明是在方案3的基础上，上述狭缝的另一端沿上述收发机框体的长度方向形成。

方案5的发明是在方案3的基础上，上述狭缝的宽度比上述收发机框体的另一端的厚度更窄。

方案6的发明是在方案1的基础上，上述罩由金属或树脂制成。

方案7的发明是在方案1的基础上，在上述罩覆盖部分的上述收发机框体的高度与上述罩内表面的高度之差d1为0≤d1≤0.5mm。

方案8的发明是在方案1的基础上，还包括容纳并固定嵌入上述收发机框体中的上述光收发信组件的组件压块。

方案9的发明是在方案8的基础上，安装了上述组件压块的部分的上述收发机框体的高度与上述罩内表面的高度之差d2为0≤d2≤0.5mm。

方案10的发明是在方案8的基础上，安装了上述组件压块的部分的上述收发机框体的高度是从上述收发机框体的上表面到上述组件压块的下表面的高度，或者是从上述收发机框体的下表面到上述组件压块的上表面的高度。

方案11的发明是在方案1的基础上，所述光收发机具有-105dBm的泄漏电磁波强度。

采用本发明，发挥了使电气组件的组装变得容易的优良效果。

附图说明

图1是表示本发明第1实施例的光收发机的概略侧视图。

图2是详细表示图1所示的光收发机的分解立体图。

图3是将图2的观察点转移到z方向的分解立体图。

图4(a)是把罩固定在收发机框体上时的侧视图；图4(b)是图2所示的光收发机的侧视图。

图5是图2所示的光收发机的立体图。

图6是表示在暴露出光收发信组件时和不暴露出光收发信组件时的10GHz电磁波强度的图。

图7是图2所示的罩的立体图。

图8(a)是表示图2所示的罩变形后的形状的立体图；图8(b)是表示其变形前的形状的立体图。

图9是表示为了使罩变形100μm所需的力和狭缝长度L的关系图。

图10是表示第2实施例的光收发机的概略侧视图。

图11是表示第3实施例的光收发机的概略侧视图。

图12是背景技术的光收发机的概略侧视图。

图13是详细表示图12所示的光收发机的分解立体图。

图14是将图13的观察点转移到z方向的分解立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。

图1是表示本发明优选的第1实施例的光收发机的概略侧视图。图2是详细表示图1所示的光收发机的分解立体图。图3是将图2的观察点转移到z方向的分解立体图。

如图1～图3所示，作为第1实施例的电气组件的光收发机1是与在图12～图14中说明过的光收发机121同样的可插入式光收发机，但并不限定于此，对固定安装在主板上的(非可插入式)光收发机也能够与以下同样地实施。

光收发机1由收发机主体2、作为收放(收容)有收发机主体2的框体的收发机框体(底座)3、固定在收发机主体3上覆盖整个收发机主体2(通过嵌入来覆盖大致整个收发机框体3)的作为电气组件用罩的光收发机用罩4构成。用收发机框体3和罩4构成光收发机用盒(光收发机1的框体结构)。

收发机主体2把作为发送光信号的光发送组件的LD(半导体激光器)组件6a和作为接收光信号的光接收组件的PD(光电二极管)组件6b分别利用软钎焊固定在线路板5的一端。此时，使LD组件6a和PD组件6b的最下面(组件直径为最大的部分的下表面)的高度一致。用这些LD组件6a和PD组件6b构成作为电子零部件(光部件)的光收发信组件6。

在线路板5的另一端，形成与配置在未图示的外部设备上的主板的印制插头连接器嵌合的印制插头部7。作为外部设备，可列举交换式集线器或媒体转换器等通信设备。虽然未详细地图示，但在印制插头部7，形成了用于线路板5与外部设备电连接的连接端子。在线路板5另一端的两个侧面上分别形成用两个螺钉8把线路板5固定在收发机框体3上的定位兼用的凹槽9。

在线路板5上形成布线图案和端子，搭载有对LD组件6a及PD组件6b接收发送的信号进行控制的控制IC、对配备在LD组件6a上的LD元件进行驱动的LD驱动器等电子部件。

收发机框体3以例如Zn或Al等散热性好的金属通过压铸一体形成。也可以对Zn或Al等散热性高的金属进行切削加工来形成收发机框体3。

收发机框体3另一端部的下方形成敞开的侧面看为L字状。在收发机框体3的一端部并列形成2个设置成可插拔地的具备作为传输介质的光纤的光缆连接器(未图示)的连接器插拔口10。在连接器插拔口10的下部设有用于从外部设备拔出光收发机1的促动器16(参照图2及图3)。

在作为连接器插拔口10的另一端的收发机框体3的内部上表面形成使LD组件6a和PD组件6b嵌入并保持的保持部11。保持部11可以是与收发机框体3不同的另外的部件，该另外的部件也可以用树脂、金属等形成。

在收发机框体3的另一端，形成收放收发机主体2的大致板状的收放部12。在收放部12的另一端的内部上表面形成放置线路板5的脚部13，在该脚部形成穿过线路板5的凹槽9拧入螺钉8的螺孔14。

并且，罩4由SUS、Zn、Al等散热性好的金属或树脂形成大致圆筒状。在罩4的一端形成嵌入收发机框体3的框体嵌入口17。在本实施例中，考虑到冲压加工性、强度而使用了SUS材料的罩4。该金属制的罩4通过冲压加工后成形得到。

罩4的另一端下方形成敞开状。在罩4的两个侧壁4s上，在罩4高度的大致中央部位，分别形成从一端向另一端延伸的直线状的狭缝(边缝)15。(参照图1)

更详细地说，在把罩4固定到收发机框体3上时，狭缝15形成为从成为收发机框体3的连接器插拔口10的另一端的罩4的一端(框体嵌入口17)向成为收发机主体2的印制插头部7侧的罩4的另一端(与框体嵌入口17的后侧相反的一侧)延伸。

在把罩4固定到收放了收发机主体2的收发机框体3上时，罩4的内部上表面是与收发机框体3的上表面(除一端以外)接触的部分，罩4的内部下表面是与光收发信组件6的最下面接触的部分。

罩4的内表面的高度Hc可以与嵌入了光收发信组件6的部分的收发机框体3的高度Ht相等，或者也可以比它稍低(Hc＜Ht)。

对光收发机1来说，嵌入了光收发信组件6的部分的收发机框体3的高度Ht是从收发机框体3的上表面到嵌入保持部11的光收发信组件6的最下面的高度Ht。更详细地说，使高度Ht与高度Hc之差d1(＝Ht-Hc)为0≤d1≤0.5mm。

在决定狭缝15的形状时，需要满足以下两个条件。首先，1)罩4的一端的内侧上下尺寸至少可变形的量Ht-Hc。

再有，2)以对连接器插拔口10插拔光缆连接器时的力不会使光收发信组件6松动，不会妨碍光缆连接器与光收发信组件6的光结合及分离。为此，利用狭缝15产生的罩4在上下方向的弹性力必须大到能够牢固地固定光收发信组件6。

更详细地说，狭缝15的形成使得在把罩4固定到收发机框体3上时，在罩4上所产生的上下方向的挤压力Fu、Fd为0＜Fu、Fd≤490N(0＜Fu，Fd≤50kgf)。更好的是，为了充分固定光收发信组件6，优选Fu、Fd≥19.6N(2kgf)。

作为狭缝，如图2、图3及图4(a)所示，在把罩4固定到收发机框体3上时，避开光收发信组件6及安装了光收发信组件6的空间，换句话说，可以避开用罩4覆盖光收发信组件6的部分而使用形成折线状的狭缝21。

更详细地说，狭缝21的另一端沿收发机框体3的长度方向形成。再有，狭缝21的宽度w比收放部12的厚度t更窄(t＞w)。该狭缝21在罩4高度的大致中央部位，由从一端向另一端延伸的直线部21a、从直线部21a的另一端向罩4的右斜上方延伸的台阶部21b、作为从台阶部21b的另一端向罩4的另一端延伸的狭缝21的另一端的直线部21c构成。

通过这样形成狭缝21，在把罩4固定在收发机框体3上时，从狭缝21看不见光收发信组件6(不暴露于光收发机1的外部)。并且，从狭缝21看不见收发机框体3的切缝。

因此，能够减少从狭缝21发射到光收发机1外的电磁波的量，不会对别的设备产生坏的影响。如图6所示，例如，当与100GHz的传输信号的泄漏电磁波强度比较的话，可以发现，从狭缝21看得见光收发信6(暴露出光收发信组件6)时为-95dBm，从狭缝21看不见光收发组件6(不暴露出光收发组件6)时为-105dBm，特性得到大幅提高。

在此，本发明者为了满足上述1)、2)的条件，对狭缝21的狭缝宽度w、狭缝长度L进行了更详细的研究。以下的说明即使对狭缝15来说也一样。

罩4的材质为SUS。考虑到金属冲压加工的加工能力，狭缝宽度w做成0.5mm，罩4的厚度为0.2mm。都是一般的对加工不产生麻烦的尺寸。另外，考虑到收发机框体3的加工精度(约10μm)、罩4的金属冲压加工精度(约10μm)，作为可加工的尺寸，使Ht-Hc＝100μm。

其次，在使Ht-Hc＝100μm时，如图7所示，用有限元法计算对罩4产生的向上方的挤压力F。但是，罩4的变形方向为如图8所示的下方。

图8(a)表示此时罩4变形后的形状。另外，图9表示为了使罩4变形100μm所需的力(挤压荷重(kg))与狭缝长度L的关系。图9中的○为计算值，直线为计算值组的指数近似曲线。

罩4在图8(b)变形前，当使狭缝21的下方部分向下变形100μm时，如图8(a)所示，变形后在狭缝21的下方部分，从罩4的一端到另一端变形逐渐变大。

如图9所示，狭缝长度L为0时，也就是没有狭缝21时，为了使罩4变形100μm需要1000kg的挤压荷重，因此零件被破坏。

相对于此，在狭缝长度L为12mm以上时，为了使罩4变形100μm所需的挤压荷重在50kg以下，满足上述的0＜Fu、Fd≤490N的条件。并且，狭缝长度L为19mm时，为了使罩4变形100μm所需要的挤压荷重为10kg左右，零件也不损坏，成为较好的挤压力。

并且，狭缝长度L为19mm时，挤压力F为98N(10kgf)，对挤压光收发信组件来说是足够的力，并且在将罩4覆盖(把收发信框体3插入罩4)在收发机框体3(参照图1)上时也不是很大的力。因此，希望狭缝长度L为19mm左右。另外，为了确保罩4的挤压荷重在2kg以上，狭缝长度L在罩4的长度方向的长度较好是25mm以下。

还有，之所以要求[100μm]的变形量，是因为在安装时，若罩4的变形程度达不到100μm左右的话，就难以把收发机框体3安装到罩4上。

其次，对光收发机1的组装(安装)顺序进行说明。

首先，在收发机框体3的保持部11上嵌入固定于线路板5上的光收发信组件6。在其一方，把线路板5放置于收发机框体3的脚部13上，用螺钉8通过凹槽9拧紧在脚部13的螺孔14中而将线路板5固定时，收发机主体2就被收放进收发机框体3的收放部12中。

然后，如图1及图4(a)所示，使罩4从收发机框体3的另一端沿-x方向覆盖(将收发机框体3的另一端向+x方向插入罩4)，将罩固定在收发机框体3上时，可得到如图4(b)及图5所示的宽度变窄的细长的大致长方体形的光收发机1。

此时，由于收发机框体3除一端(连接器拔插口10的外周)以外的外周部被罩4所覆盖，所以光收发信组件6被罩4覆盖。另外，虽然没有详细地图示，对罩4的另一端来说，线路板5的印制插头部7(参照图2及图3)的背面则露出。

光收发机1通过把线路板5的印制插头部7沿+x方向插入外部设备的前面板上，从而使线路板5与外部设备内的主板电连接，并且通过在光收发信组件6的一端与沿+x方向(图1的箭头A方向)插入连接器插拔口10中的光缆连接器连接，从而把光收发信组件6与传输介质分别光结合起来使用。

下面，对第1实施例的作用进行说明。

光收发机1通过在金属制的罩4的两个侧壁4s上形成从罩4的一端向另一端延伸的狭缝15，则使罩4具有弹性，罩4则易于上下变形。

因此，收放收发机主体2后，将罩4覆盖在收发机框体3上时(把收发机框体3插入罩4中时)，可以用比图12的原来的光收发机121更小的力，并且易于覆盖罩4(易于插入收发机框体3)，组装容易。另外，组装时，能够防止光收发信组件6的损伤。并且，若采用罩4，光收发机1的组装变得容易。

再有，当把罩4固定在收发机框体3上时，由于在罩4上产生上下方向的挤压力(弹性力)Fu、Fd，所以光收发信组件6的最下面被罩4的内部下表面挤压到上方，能够用收发机框体3和罩4牢固地固定收发信组件6，还能防止光收发信组件6的光轴的偏离。

特别是，若将罩4内表面的高度Hc做得比从收发机框体3的上表面到嵌入了保持部11的光收发信组件6的最下面的高度Ht更小的话，由于弹性力Fu、Fd增加，从而能够更加可靠地固定光收发信组件6。这种情况下，若Hc＜Ht的话，与原来的光收发机121相比，由于不需要高的精度，从而罩4的制作也变得容易。

另外，代替直线状的狭缝15，在把罩4固定在收发机框体3上时，若采用避开安装了光收发信组件6的空间而形成折线状的狭缝21的话，由于光收发信组件6不会从狭缝21露出，所以能够防止电磁波向罩4外泄露，能够防止电磁波进入罩4内，能够降低噪音。

其次，对第2实施例进行说明。

如图10所示，光收发机101除收发机框体3的结构之外，还具备推压嵌入了收发机框体3的光收发信组件6并进行固定的组件压块102，使用了与图1的罩4相比内表面的高度不同的罩104。

组件压块102与图12～图14说明过的组件压块128一样，在其上面两端，形成凹部(或者凸部)作为与收发机框体3的保持部11(参照图3)的嵌合部。组件压块102以例如树脂制成，具有与保持部11大致相同的形状。

同样，在保持部11的下面两端，形成凸部(或凹部)作为与组件压块102的嵌合部。组件压块102在把收发机主体2收放到收发机框体3中后，使相互的嵌合部嵌合并固定在收发机框体3的保持部11。

在此，对使用组件压块102的优点进行说明。原来，为了通过压铸一体制造收发机框体，若要对框体结构进行若干设计上的变更的话，则需压铸模具的制作费用。

相对于此，对组件压块102来说，由于预计到设计变更的光收发信组件6的承受部分已成组化，所以光收发信组件6在尺寸上的变更能通过组件压块102的尺寸变更来处理，而不必改变收发机框体3。由于组件压块102与收发机框体3的整体相比结构简单且小，所以，即使通过金属压铸制作组件压块102，模具的制作费也便宜。

另外，组件压块102由于不需要电磁屏蔽波作用，因而能够用树脂成形。一般说来，由于树脂的模具制作费用比压铸的模具制作费用便宜，所以，组件压块102的模具制作费也更加便宜。因此，具有节省因光收发信组件6的尺寸变更带来的零件费用的效果。

在将罩104固定在收放了收发机主体2的收发机框体3上时，罩104的内部上表面是与收发机框体3的上表面(除去一端部)接触的部分，罩104的内部下表面是与组件压块102的下表面接触的部分。

在罩104的两个侧壁104s上分别形成与图1的狭缝15同样的狭缝105。

罩104的内表面的高度Hc10可以和安装了组件压块102的部分的收发机框体3的高度Ht10相等，或者也可以比它稍低(Hc10＜Ht10)。

对光收发机101来说，安装了组件压块102的部分的收发机框体3的高度Ht10是从收发机框体3的上表面到固定于保持部11的组件压块102的下表面的高度Ht10。更详细地说，使高度Ht10与高度Hc10之差d2(＝(Ht10-Hc10))为0≤d2≤0.5mm。

对该光收发机101来说，收放了收发机主体2后，当把罩104固定在收发机主框体3上时，组件压块102下表面则被罩104的内部下表面推压到上方。

利用该光收发机101也可得到与图1的光收发机1同样的效果。另外，代替直线状的狭缝105，当把罩104固定到收发机框体3上时，也可以用与避开安装了光收发信组件6的空间而形成折线状的图2的狭缝21同样的狭缝。

其次，对第3实施例进行说明。

如图11所示，光收发机111用了与图1的收发机框体3的形状不同的收发机框体113。收发机框体113的另一端的上方形成敞开的从侧面看为大致L字型。

罩4的内表面高度Hc可以与嵌入了光收发信组件6的部分的收发机框体113的高度Ht11相等，或者比它稍低(Hc＜Ht11)。

对光收发机111来说，嵌入了光收发信组件6的部分的收发机框体113的高度Ht11是从收发机框体113的下表面到嵌入收发机框体113中的光收发信组件6的最上面的高度Ht11。更详细地说，使高度Ht11与高度Hc之差d1(＝(Ht11-Hc))为0≤d1≤0.5mm。

利用该光收发机111也可得到与图1的光收发机1同样的效果。

另外，作为光收发机111的变形例，与图10的光收发机101同样，除收发机框体113的结构外，也可以具备推压嵌入了收发机框体113的光收发信组件6进行固定的组件压块的光收发机。这种情况下，罩的内表面的高度可以与从收发机框体113的下表面到组件压块的上表面的高度相等，或者也可以比它稍低。

在上述实施例中，以在罩的侧壁上形成狭缝15、21的例子进行了说明，但也可以在罩的上表面及/或者下表面形成同样的狭缝。

在上述实施例中，作为电气组件以光收发机1为例进行了说明，但作为电气组件，并不限定于光收发机1，只要具有通过嵌入来覆盖收放了线路板的框体的罩即可。

Claims (11)

1. 一种光收发机，其安装在主板的盒内，所述光收发机包括：

嵌入有光收发信组件的收发机框体；和

固定到所述收发机框体上的罩，覆盖所述光收发信组件；

其特征在于，所述罩在所述罩的各自的侧面形成一对狭缝，每个狭缝从在连接器插入/移走开口侧上的罩的一端向在盒体边缘部分侧上的另一端延伸形成；且

所述罩有比在所述罩覆盖部分的所述收发机框体的高度低的内表面高度，且在所述罩覆盖部分的所述收发机框体的所述高度是从所述收发机框体的上表面到嵌入进所述收发机框体的所述光收发信组件的最下表面的高度，或者是从所述收发机框体的下表面到嵌入进所述收发机框体的所述光收发信组件的最上表面的高度。

2. 根据权利要求1所述的光收发机，其特征在于，当把所述罩固定到所述收发机框体上时，所述狭缝形成，使得产生在所述罩上的挤压力F为0＜F≤490N。

3. 根据权利要求1所述的光收发机，其特征在于，所述狭缝通过避开所述光收发信组件及安装所述光收发信组件的空间而形成。

4. 根据权利要求3所述的光收发机，其特征在于，所述狭缝的另一端沿所述收发机框体的长度方向形成。

5. 根据权利要求3所述的光收发机，其特征在于：所述狭缝的宽度比所述收发机框体的另一端的厚度窄。

6. 根据权利要求1所述的光收发机，其特征在于，所述罩由金属或树脂制成。

7. 根据权利要求1所述的光收发机，其特征在于，在所述罩覆盖部分的所述收发机框体的高度与所述罩内表面的高度之差d1为0＜d1≤0.5mm。

8. 根据权利要求1所述的光收发机，其特征在于，还包括容纳并固定嵌入在所述收发机框体内的所述光收发信组件的组件压块。

9. 根据权利要求8所述的光收发机，其特征在于，安装了所述组件压块的所述收发机框体部分的高度与所述罩内表面的高度之差d2为0≤d2≤0.5mm。

10. 根据权利要求8所述的光收发机，其特征在于，安装了所述组件压块的所述收发机框体部分的高度是从所述收发机框体的上表面到所述组件压块的下表面的高度，或者是从所述收发机框体的下表面到所述组件压块的上表面的高度。

11. 根据权利要求1所述的光收发机，其特征在于，所述光收发机具有-105dBm的泄漏电磁波强度。

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