CN118044073A - 光电复合连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种容易进行组装的光电复合连接器，该光电复合连接器安装于电路基板。装配于电路基板的光电复合连接器(1)具备：至少一个光学套管(40)；至少一个电连接端子(50)；壳体(10)，能装配所述光学套管(40)及所述电连接端子(50)；以及保持体构件(20)，能与所述壳体(10)嵌合，其中，所述电连接端子(50)直接固定于所述壳体(10)，所述光学套管(40)夹在所述壳体(10)与所述保持体构件(20)之间而保持于所述壳体(10)。

Description

光电复合连接器

技术领域

本发明涉及光电复合连接器。

背景技术

使用光纤的光缆能进行大量信息的高速通信，被广泛地利用于家用、产业用等的信息通信。另外，在汽车中装配有汽车导航系统等各种电子设备，在这些设备中的通信也开始利用使用光缆的光通信。特别是近年来，在汽车领域中，通信的高速化正在加速，但是通过电缆进行超过数Gbps的高速通信存在的课题比较多，伴随通信的高速化，在车载通信设备，能应对高速通信的光缆的重要性越来越高。特别是，能将具备玻璃制光纤的光缆较好地用于高速通信。

另一方面，光缆不适合提供使通信装置工作所需的能量的用途，而是使用与光缆一起具备金属线的电线。因此，为了能简便地将光缆及电线与通信装置等的印刷电路基板连接，开发出了能将光缆和电线一并与装置的印刷电路基板连接的连接器。这种光电复合连接器在专利文献1等中公开，一部分也进行了实用化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2007/088863号

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，作为将光缆和电线一并连接到印刷电路基板的手段，开发出了光电复合连接器，但是这种复合连接器与仅连接光缆的光连接器或仅连接电线的电连接器相比，变得难以制造。在专利文献1中公开了装配于电路基板上的光电复合连接器，但是在该复合连接器中，与电连接器及光连接器一起装入具有发光元件的发送侧模块及具有受光元件的接收侧模块。这样，如果将光通信用模块装入连接器内，则连接器壳体的内部结构变得复杂，另外，对所收纳的各构件的位置定位也要求高精度。于是，复合连接器的组装伴有困难。另外，通常，光连接器和电连接器，其制造工序、制造设备完全不同，用同一生产线组装同时具备电连接部分和包括模块类的光通信部分的复合连接器容易产生困难。特别是，伴随汽车内的通信的高速化发展，近年来正在进行将以往使用的塑料光纤(POF)置换为玻璃光纤(AGF)，然而AGF与POF相比为小径，而且，AGF用的光通信构件与POF用的光通信构件相比为小型，因为要求高配置精度，因此正确配置于连接器壳体内来制造复合连接器尤其困难。

在此，本发明以提供安装于电路基板的光电复合连接器、且容易进行组装的光电复合连接器为课题。

用于解决课题的方案

本发明的光电复合连接器装配于电路基板，所述光电复合连接器具备：至少一个光学套管；至少一个电连接端子；壳体，能装配所述光学套管及所述电连接端子；以及保持体构件，能与所述壳体嵌合，其中，所述电连接端子直接固定于所述壳体，所述光学套管夹在所述壳体与所述保持体构件之间而保持于所述壳体。

发明效果

本发明涉及的光电复合连接器是安装于电路基板的光电复合连接器，且是容易进行组装的光电复合连接器。

附图说明

图1是从后方观察本发明的一实施方式涉及的光电复合连接器的立体图。

图2是从前方观察上述光电复合连接器的立体图。

图3是示出在图1中将保持体构件卸下的状态的立体图。

图4A、4B是上述光电复合连接器的剖视图。图4A放大示出端子装配部的部位的横截面，图4B示出套管装配部的部位的横截面。

图5是与关联构件一起说明上述光电复合连接器的使用状态的示意图。

具体实施方式

[本发明的实施方式的说明]

首先列举本发明的实施方式进行说明。

本发明的光电复合连接器装配于电路基板，所述光电复合连接器具备：至少一个光学套管；至少一个电连接端子；壳体，能装配所述光学套管及所述电连接端子；以及保持体构件，能与所述壳体嵌合，其中，所述电连接端子直接固定于所述壳体，所述光学套管夹在所述壳体与所述保持体构件之间而保持于所述壳体。

上述光电复合连接器具备光学套管作为光通信用构件。在该光学套管结合光纤，能将该光纤与具备发光元件或受光元件的模块等光通信用模块结合。于是，在光电复合连接器中，即使不装入光通信用模块，也能在匹配方连接器的光学套管等光通信构件与光通信模块之间进行光信号的收发。通过不在光电复合连接器装入光通信模块，可简化光电复合连接器的结构，可容易进行光电复合连接器的组装。进一步地，在上述光电复合连接器中，不是将光学套管直接固定于壳体，而是夹在壳体与和壳体嵌合的保持体构件之间保持于壳体。因此，只需将保持体构件嵌入到壳体，就能将光学套管装配于壳体，可进一步简便地进行光电复合连接器的组装。简化光电复合连接器的组装工序的效果在光电复合连接器适用于AGF等使用细光纤的光通信的情况下特别显著。

在此，也可以为，所述光电复合连接器进一步具备能将所述光学套管插入的分割套筒，在所述光学套管的末端部收纳于所述分割套筒的状态下，所述光学套管夹在所述壳体与所述保持体构件之间而保持于所述壳体。通过使用分割套筒，能在光电复合连接器中将光学套管高精度地定位。另外，通过将匹配方连接器的光学套管从反侧插入到分割套筒，能使双方的光学套管的末端面精度良好地对接，能进行光通信。

也可以为，所述光学套管结合光纤，经由所述光纤固定于所述电路基板，或者经由所述光纤与装配于所述电路基板的光通信模块结合。通过如此将光电复合连接器安装于电路基板，即使不在光电复合连接器设置光通信模块，也能经由光电复合连接器在外部的光通信构件与电路基板上的光通信构件之间进行光信号的收发。另外，通过选择光纤的固定部或结合光纤的光模块的种类，能将相同的光电复合连接器用于多种多样的用途的光通信。

也可以为，所述电连接端子由向所述壳体的外侧突出的基板连接部与所述电路基板直接电连接。于是，能将光电复合连接器的电连接部分的结构以及向电路基板的连接部位的结构简化。

该情况下，也可以为，所述电连接端子的所述基板连接部通过使用焊接的表面安装或者向通孔的插入而与所述电路基板电连接。于是，光电复合连接器的电连接部分的结构简化，并且能简便地形成向电路基板的电连接。

[本发明的实施方式的详情]

以下，使用附图对本发明的实施方式涉及的光电复合连接器详细地说明。在本说明书中，关于“圆筒状”、“方筒状”、“并列”等表示构件的形状或配置的用语不仅包括几何上严格的概念，也包括作为光电复合连接器一般被允许的范围的误差。

<光电复合连接器的概要>

在图1及图2中，分别用从后方及前方观察的立体图表示本发明的一实施方式涉及的光电复合连接器(以下有时简称为复合连接器)1。图3示出在图1中将保持体构件20卸下的状态。本实施方式的复合连接器1为装配于印刷电路基板(PCB)等电路基板的基板连接器，与匹配方连接器之间同时进行用于光通信的光连接和用于导通的电连接。

本实施方式的复合连接器1作为光通信部分具备至少一个光学套管40，并且作为电连接部分具备至少一个电连接端子50。并且，具备能装配光学套管40及电连接端子50的壳体10和能与壳体10嵌合的保持体构件20。电连接端子50固定于壳体10，光学套管40通过保持体构件20装配于壳体10。

在此，在详细说明本实施方式的复合连接器1的结构前，对复合连接器1的使用状态进行说明。在图5中，与关联部件一起示出复合连接器1的使用状态的一例。如图5所示，复合连接器1通过壳体10装配于电路基板B。在壳体10装配有光学套管40和电连接端子50。其中，电连接端子50利用后端侧的基板连接部51与电路基板B直接电连接。光学套管40结合光纤F而使用。光纤F在末端侧与光学套管40接合，并且在后端侧与装配于电路基板B的光通信模块M结合。在此，光通信模块M是接收或者发送光信号而有助于光通信的模块，例如，光电二极管元件(PD)或激光二极管元件(LD)。

复合连接器1的壳体10具有在前方开口的嵌合部12，能在该嵌合部12插入匹配方连接器9并使其嵌合。在此，匹配方连接器9例如是光电复合型的线缆连接器，与光缆93及电线94的末端结合，具备匹配方光学套管91和匹配方电连接端子92。当使匹配方连接器9与固定于电路基板B的本实施方式的复合连接器(基板连接器)1嵌合时，则双方的光学套管40、91的末端面相互对接，形成光连接。另外，电连接端子50的端子连接部52和匹配方电连接端子92相互嵌合，形成电连接。这样，经由复合连接器1，在光缆93与电路基板B上的光通信模块M之间形成光信号的路径，并且在电线94与电路基板B上的电路之间形成导通。

在图示的方式中，与复合连接器1的光学套管40结合的光纤F直接与光通信模块M结合，但是也可以通过黏结(bonding)等将光纤F固定于电路基板B。然后，只要将固定于电路基板B的光纤F适当地引出到电路基板B上或者电路基板B外，用于与其他构件的连接等即可。例如，只要构成为将光纤F预先在中途部固定于电路基板B，将一端与复合连接器1的光学套管40结合，另一端与安装于电路基板B的光通信模块M结合即可。

<光电复合连接器的结构>

接着，对本实施方式涉及的光电复合连接器1的结构详细地说明。

在本说明书中，将复合连接器1与电路基板B连接的方向设为下方来规定上下方向(c方向)。并且，将与上下方向正交的光学套管40及电连接端子50的轴方向设为前后方向(a方向)。光学套管40及电连接端子50的端子连接部52的末端侧是前方。进一步地，将与上下方向及前后方向正交的方向设为宽度方向(b方向)。光学套管40和电连接端子50沿着宽度方向并列。

光学套管40由公知的光纤用套管构成。光学套管40从前方一体地具备末端部41、凸缘部42、后端部43(参照图4B)。末端部41及后端部43形成为棒状。凸缘部42与末端部41及后端部43相比为大径，具有从前端部41侧朝向后端部43侧扩径的锥形。能在光学套管40结合光纤F。在此，光纤F及光学套管40的种类的详情没有特别限定，但是从适用于高速通信的观点出发，优选使用玻璃制光纤(AGF)作为光纤F。一般广泛普及的AGF是包层直径为125μm的AGF，即使是多模光纤(multimode type)的情况，芯径也多数情况小到100μm以下，适合的光学套管40的末端面的面积也减小。光纤F的末端与光学套管40的末端面齐平地结合固定于光学套管40。

电连接端子50为公知的绝缘电线用的电连接端子。电连接端子50的种类及形状没有特别限定，在此，电连接端子50在前端侧具备端子连接部52，在后端侧具备基板连接部51。端子连接部52是能与匹配方连接器9的电连接端子92电连接的连接部，例如能适当地适用嵌合型的阳型端子的方式。基板连接部51是能与电路基板B电连接的连接部，在图示的方式中，作为插入到电路基板B的通孔中的通孔销，构成基板连接部51。或者，基板连接部51也可以构成为通过焊接表面而安装的基板连接端子(SMT端子)、压入到通孔的压配合销等。在图示的方式中，电连接端子50在中途部具有折弯部53，端子连接部52朝向前方延伸，基板连接部51朝向下方延伸。在端子连接部52与折弯部53之间的部位设置有呈台阶状向宽度方向伸出的突起部54(参照图4A)。

在图示的实施方式中，复合连接器1具备一个光学套管40和一对电连接端子50。但是，复合连接器1具备的光学套管40及电连接端子50的数量只要分别为至少一个以上，就没有特别限定。在具备多个光学套管40的情况下，各个光学套管40独立地与光纤F结合。

壳体10是树脂制的壳构件。壳体10形成为在前方具有嵌合部12的大致方筒形状，嵌合部12作为能收纳匹配方连接器9的空间。壳体10在后壁面11的位置与后壁面11一体地具有用于装配光学套管40的套管装配部14和用于装配电连接端子50的端子装配部15。

电连接端子50在端子装配部15中直接固定于壳体10。在图4A中，将端子装配部15的部位的横截面、即在电连接端子50的中心通过的与上下方向垂直的截面放大示出。在端子装配部15，作为贯穿壳体10的后壁面11的孔设置有端子插通孔151。电连接端子50在该端子插通孔151中插通，在突起部54的部位保持于端子装配部15。端子装配部15的端子插通孔151的宽度d小于电连接端子50的宽度，通过电连接端子50压入到端子插通孔151，从而电连接端子50固定于端子装配部15。进一步地，通过突起部54的顶部陷入端子插通孔151的壁面，从而电连接端子50的固定变得牢固。当这样将电连接端子50固定于端子装配部15时，则电连接端子50的前方部分成为端子连接部52在壳体10的嵌合部12内向前方突出的状态。另一方面，电连接端子50的后方部分成为从壳体10的后壁面11外向后侧突出，隔着折弯部53，基板连接部51朝向下方突出的状态。

光学套管40在套管装配部14中保持于壳体10，但是与电连接端子50不同，不直接固定于壳体10。图4B示出了套管装配部14的部位的复合连接器1的横截面、即通过光学套管40的中心的与上下方向垂直的截面。套管装配部14一体地具有筒状部145和开放部140，筒状部145设置于壳体10的后壁面11的前方，开放部140设置于壳体后壁面11的后方。筒状部145是从壳体10的后壁面11向前方延伸到嵌合部12内的中空圆筒状的部位，前后两端开口。筒状部145的内径设定为能将后面说明的分割套筒60压入、且能将光学套管40的凸缘部42插入的大小。

套管装配部14的开放部140一体地具有从壳体后壁面11向后方延伸的底面141和在底面141的宽度方向两端立设的侧面142。被底面141和两侧的侧面142包围的收纳空间14S与筒状部145的中空部连续。收纳空间14S的上方及后方不被壁面覆盖而是开放。收纳空间14S能收纳光学套管40的凸缘部42及后端部43。在侧面142的内侧，沿着前后方向形成有台阶结构，收纳空间14S的前方部分成为宽度窄的凸缘部收纳空间S1，收纳空间14S的后方部分成为宽度大的后端部收纳空间S2。在开放部140的两侧的侧面142的外侧分别形成有卡合突起13。

光学套管40以末端部41收纳于分割套筒60的状态收纳于套管装配部14的筒状部145。分割套筒60是沿着轴线方向形成有狭缝的金属制的筒状构件，能用弹性力将插入到内部的光学套管40向内侧紧固地保持。分割套筒60起到使光学套管40的定位变得简便并高精度，能进一步提高与匹配方连接器9的光学套管91的连接精度的作用。

在套管装配部14，插入有光学套管40的末端部41的分割套筒60从后方插入到筒状部145。在插入后的状态下，成为分割套筒60压入到筒状部145，且光学套管40的末端部41压入到该分割套筒60的后方部分的状态。光学套管40的凸缘部42及后端部43成为收纳于开放部140的收纳空间14S并向壳体后壁面11的后方突出的状态。光学套管40的凸缘部42收纳于凸缘部收纳空间S1，后端部43收纳于后端部收纳空间S2。此外，在分割套筒60的前方部分留有匹配方连接器9的光学套管91能进入的空间。

这样，能使保持体构件20与装配有光学套管40的壳体10的套管装配部14嵌合。保持体构件20具有顶部21和作为从顶部21分别向下方垂下的板状构件的一对卡合部22及一对插入部23。卡合部22设置于保持体构件20的宽度方向两端，插入部23设置于比卡合部22靠宽度方向内侧。

当以将保持体构件20配置于壳体10的套管装配部14的上方，且由保持体构件20的顶部21覆盖套管装配部14的开放部140的上方的方式从上方装配保持体构件20时(图3的箭头A)，则保持体构件20的卡合部22一边以被向宽度方向外侧推开的方式弹性变形，一边配置于套管装配部14的侧面142的外侧。在保持体构件20的卡合部22设置有贯通板厚的孔部，通过在该孔部嵌入设置于套管装配部14的侧面142的卡合突起13并卡合，从而保持体构件20固定于套管装配部14。

在这样将保持体构件20装配于套管装配部14的状态下，保持体构件20的插入部23成为插入到套管装配部14的开放部140的收纳空间14S中的状态。更详细地说，保持体构件20的插入部23插入到收纳空间14S中的后方的后端部收纳空间S2。在后端部收纳空间S2中已经收纳有光学套管40的后端部43，保持体构件20的插入部23压入到在光学套管40的后端部43与套管装配部14的侧面142之间产生的空隙。在保持体构件20的插入部23的末端侧，作为向宽度方向内侧突出的部位一体地设置有按压部231，该按压部231与光学套管40的后端部43接触。通过将插入部23压入到狭窄的空隙，从而插入部23弹性变形，在一对插入部23的按压部231之间作用朝向宽度方向内侧的力。通过该力，光学套管40保持在后端部43。另外，通过保持体构件20的插入部23的前端部抵接于光学套管40的凸缘部42的后端面，从而防止套管40向后方脱落。

这样，通过在壳体10的套管装配部14收纳光学套管40，使保持体构件20与套管装配部14嵌合，从而光学套管40夹在壳体10与保持体构件20之间。通过该夹入，光学套管40保持在壳体10的预定位置。这样，通过使用保持体构件20，即使不将光学套管40直接固定于壳体10，也能将光学套管40装配保持于壳体10。

进一步地，壳体10具备用于将复合连接器1物理地固定于电路基板B的多个销16。销16分别能插入到电路基板B的通孔。通过将销16插入到电路基板B的通孔，并适当地利用焊接等固定，从而能将复合连接器1固定于电路基板B。

本实施方式涉及的光电复合连接器1通过具有以上说明的结构，从而容易进行组装。如参照图5说明的那样，在复合连接器1设置有光学套管40作为光通信构件，通过在该光学套管40结合光纤F，从而能经由该光纤F将光学套管40固定于电路基板B、或与装配于电路基板B的光通信模块M结合。因此，即使在复合连接器1中不装入光通信模块，也能经由复合连接器1进行匹配方连接器9与固定于电路基板B的光通信模块M之间的光通信。通过不必在复合连接器1内装入光通信模块，从而复合连接器1的结构简化，也不必在连接器内部精密地配置光通信构件。因此，容易进行复合连接器1的组装作业。特别是，如果在用于使用AGF的通信中继的连接器的内部装入光通信模块，则与AGF为细径对应地，需要将小型的光通信构件装入到连接器内，而且那些光通信构件的配置也要求高精度，但是通过适用本实施方式的复合连接器1的结构，在提高组装性上得到较高效果。此外，在本实施方式的复合连接器1中，并不妨碍在内部装入光通信模块，但是从简化复合连接器1的结构及组装工序的观点出发，优选不装入光通信模块。

进一步地，在本实施方式的复合连接器1中，不将光学套管40固定于壳体10，而是夹在壳体10与分体的保持体构件20之间，并保持于壳体10。在壳体10中，只是将保持体构件20嵌入到将套管40配置于预定位置的套管装配部14，就能装配光学套管40，所以提高了将光学套管40装入到复合连接器1的作业的简便性。在如AGF用的光学套管那样装配小型的光学套管40的情况下，装配作业的简便性也几乎没有变化。

在本复合连接器1中，光学套管40使用保持体构件20保持于壳体10，并且经由光纤F进行向电路基板B的固定或者向光通信模块M的结合，但是电连接端子50直接固定于壳体10，也直接与电路基板B电连接。关于电连接端子50，通过使向壳体10的装配机构及向电路基板B的连接机构如此简单，从而能简化复合连接器1整体的结构。

<其他方式>

如上所述，电连接端子50的种类或数量没有特别限定。例如，作为电连接端子50，无论使用未设想符合特定规格的一般端子，还是使用满足以太网(注册商标)规格等预定规格的端子都可以。使用一般端子的方式在低成本性上优异，使用满足预定规格的端子的方式在能担保通信性能等电连接部的性能的方面优异。

在设置多个电连接端子50的情况下，排列那些电连接端子50的方向也没有特别限定。在上述实施方式中，如图所示，将一对电连接端子50与光学套管40一起在宽度方向(b方向)排列(以下称为直列配置)，但是，例如也可以将一对电连接端子50以在上下方向(c方向)排列的状态与光学套管40在宽度方向(b方向)排列(以下称为并列配置)。采用直列配置和并列配置的哪个只需根据复合连接器1的用途、电连接端子50的种类等选择即可。设为并列配置时容易将复合连接器1整体设定为小型，在省空间性的方面优异。另一方面，采用直列配置在担保通信性能的方面优选。如果采用如图所示的直列配置，则一对电连接端子50沿着电路基板B的面横向排列，容易使从匹配方连接器9的电连接端子92到电路基板B的电连接路径、即从电连接端子50的端子连接部52的末端到基板连接部51的末端的距离在一对之间为等长。在并列配置的情况下，一对电连接端子50相对于电路基板B在上下排列，在一对电连接路径之间容易产生长度差。特别是，在作为电连接端子50使用满足以太网规格等通信规格的端子的情况下，从担保通信特性的观点出发，可以采用直列配置。

本发明完全不限定于上述实施方式，能在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种变形。

附图标记说明

1(光电)复合连接器

10壳体

11壳体后壁面

12嵌合部

13卡合突起

14套管装配部

140开放部

141底面

142侧面

145筒状部

14S收纳空间

15端子装配部

151端子插通孔

16销

20保持体构件

21顶部

22卡合部

23插入部

231按压部

40光学套管

41末端部

42凸缘部

43后端部

50电连接端子

51基板连接部

52端子连接部

53折弯部

54突起部

60分割套筒

9匹配方连接器

91光学套管

92电连接端子

93光缆

94电线

a 前后方向

b 宽度方向

c 高度方向

d 端子插通孔的宽度

A 保持体构件的装配方向

B 电路基板

F 光纤

M 光通信模块

S1 凸缘部收纳空间

S2后端部收纳空间。

Claims (5)

1.一种光电复合连接器，装配于电路基板，所述光电复合连接器具备：

至少一个光学套管；

至少一个电连接端子；

壳体，能装配所述光学套管及所述电连接端子；以及，

保持体构件，能与所述壳体嵌合，其中，

所述电连接端子直接固定于所述壳体，

所述光学套管夹在所述壳体与所述保持体构件之间而保持于所述壳体。

2.根据权利要求1所述的光电复合连接器，其中，

所述光电复合连接器进一步具备能将所述光学套管插入的分割套筒，

在所述光学套管的末端部收纳于所述分割套筒的状态下，所述光学套管夹在所述壳体与所述保持体构件之间而保持于所述壳体。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的光电复合连接器，其中，

所述光学套管结合光纤，经由所述光纤固定于所述电路基板，或者经由所述光纤与装配于所述电路基板的光通信模块结合。

4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的光电复合连接器，其中，

所述电连接端子由向所述壳体的外侧突出的基板连接部与所述电路基板直接电连接。

5.根据权利要求4所述的光电复合连接器，其中，

所述电连接端子的所述基板连接部，通过利用焊接的表面安装或者向通孔的插入，而与所述电路基板电连接。