JP2003195121A - 光コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光信号の伝送効率が良く、製造性が良好な光
コネクタを提供する。 【解決手段】 光ファイバー２１の端面を保持するプラ
グコネクタ３と、前記光ファイバー２１との間で光信号
を授受する受発光素子１５を内蔵する光トランシーバ２
とが、前記光ファイバー２１の端面と前記受発光素子１
５との間に光伝導性部材１４を介して接続されている光
コネクタ１において、前記受発光素子１５の周辺が透明
樹脂１７で包まれて前記光トランシーバ２の内部に固定
され、前記プラグコネクタ３と光トランシーバ２との接
続時に、前記透明樹脂１７に接触している光伝導性部材
１４を前記光ファイバー２１の端面に押圧させる板バネ
１２が設けられており、かつ前記受発光素子１５と基板
７とがリードフレーム１６を介して接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車用光ＬＡ
Ｎシステム等に利用される光コネクタに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】高度情報化社会を支える通信手段とし
て、光通信が今日、重要な役割をなしている。その一例
としてＬＡＮなどの近距離通信回線があり、最近では、
自動車等にも組み込まれている。このような光通信回線
の主要素には、光ファイバーや受発光素子等があるが、
回線網を構成するには、これらの要素を接続する必要が
あり、そのための方法として、融着などの直接接続する
方法や光コネクタを使用する方法が知られている。

【０００３】前記光通信回線を構築する場合、専用工
具、専用コネクタ、専門技術者による接続がおこなわれ
るので、堅牢で損失がなく、また構造がある程度複雑で
も特には支障がない。

【０００４】しかしながら、自動車の内部に光通信網を
構築するなどの場合のように、組み立て環境が必ずしも
よくない状況の下では、簡単かつ確実に接続をおこなう
ことができ、しかも低廉かつ小型のコネクタが要求され
る。

【０００５】この種のコネクタの一例が、実公平６−３
３４４３号公報に記載されている。これは、プラグ部に
フェルールと称される光ファイバーの先端部が保持さ
れ、レセプタクル部はそのプラグ部を嵌合させるととも
に、その嵌合状態で光ファイバーの先端側に位置してい
て光ファイバーとの間で光信号を授受する光素子を備え
ている。

【０００６】光ファイバーの先端部は、切断してファイ
バーの先端を露出させた状態となっているので、プラグ
部の外表面から突出していたり、同一平面上に位置して
いたりすると、組立てなどの取扱い時に汚染されたり損
傷を受けたりして、光信号を授受できなくなったり、信
号の伝送損失が大きくなったりする。

【０００７】そこで、上記の公報のコネクタでは、プラ
グ部における光ファイバーの先端部を、該先端部を保持
している円筒部の先端面から後退させて、その円筒部の
内部に包み込んだ状態としている。

【０００８】したがってプラグ部をレセクタプル部（受
け部）に嵌合させた場合、光ファイバーの先端部と、受
け部側の光素子とが離隔する。

【０００９】そのため、上記の公報に記載された従来の
コネクタでは、光ファイバーの先端部と受発光素子との
間に、光ファイバーと同様な素材もしくは構成の光伝導
部材を介在させている。この光コネクタでは、光ファイ
バーの先端部と前記光伝導部材との間の境界面、または
光ファイバーの先端部と光ファイバーと同様な素材との
間の境界面を介して光信号を伝送する構造となっている
ので、それらの境界面での光信号の反射や散乱などによ
る減衰を防止するために、前記光コネクタの接続時に光
ファイバーや光伝導部材などの相互の端面が、予め定め
られた所定の位置に配置される必要がある。

【００１０】前記プラグ部の内部には、光ファイバーに
固定されたコイルスプリングが設けられている。このコ
イルスプリングの一方の端部は、前記プラグ部の外側部
分である第１のケーシングの内壁に接触している。ま
た、他方の端部は光ファイバーの先端周辺を覆うように
形成されて一体化されている第２のケーシングに接触し
ている。そのため、前記プラグ部と前記受け部とが接続
されると、前記コイルスプリングに反力が働いて前記光
ファイバーの先端部が押し出され、その端面が一定の位
置に配置される。

【００１１】また、前記光コネクタは、前記プラグ部の
第１のケーシングに設けられたロック片と、前記受け部
のケーシングに設けられた前記ロック片に対応する穴と
による固定手段によって固定されている。そのため、前
記プラグ部および受け部の端部に取り付けられている部
材の荷重などによって前記光コネクタが分離する方向に
力が加わった場合、前記ロック片が前記穴の周縁に接触
して、前記プラグ部と受け部とが外れることが抑止され
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述の構造の光コネク
タでは、前記光ファイバーの先端部は、前記コイルスプ
リングに生じる反力によって一定の位置に配置される構
造となっている。また、この光コネクタのケーシング部
は上述の固定手段によって固定されている。そのため、
前記コイルスプリングと前記プラグ部の第１のケーシン
グとに公差による隙間があった場合、前記光コネクタが
分離する方向にコイルスプリングの反力以上の力が加わ
ると、内部の光ファイバーのみが移動し、前記コイルス
プリングが縮んだままの状態になってしまうので、隙間
の分、光ファイバーの先端部がプラグ部の内部に後退し
た状態になってしまう。その結果、所定の位置に光ファ
イバーの端面が配置されず、接続部分に間隙が生じ、光
の接続損失が発生してしまうという不都合があった。

【００１３】この発明は、上記の技術的課題に着目して
なされたものであり、光信号の伝送効率が良く、製造性
が良好な光コネクタを提供することを目的とするもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項１の発明は、光ファイバー
の端面を保持するプラグ部と、前記光ファイバーとの間
で光信号を授受する受発光素子を内蔵する受け部とが、
前記光ファイバーの端面と前記受発光素子との間に光伝
導性部材を介して接続されている光コネクタにおいて、
前記受発光素子の周辺が透明樹脂で包まれて前記受け部
の内部に固定され、前記プラグ部と受け部との接続時
に、前記透明樹脂に接触している前記光伝導性部材を前
記光ファイバーの端面に相対的に押圧させる手段が設け
られており、かつ前記受発光素子と電気部材とが線状材
を介して接続されていることを特徴とする光コネクタで
ある。

【００１５】したがって、請求項１の発明においては、
前記光コネクタを接続時に、前記受け部に設けられた前
記押圧させる手段によって、前記受発光素子および前記
透明樹脂および前記光伝導性部材とが前記光ファイバー
の端面に相対的に押圧されて接触される。このとき、前
記受発光素子が前記押圧させる手段によって前記受け部
の内部を光ファイバーの軸線方向に移動すると、前記受
発光素子に接続されている前記線状材の接続部分も移動
する。一方、前記電気部材と前記線状材との接続部分は
移動しないので前記線状材は弾性変形する。

【００１６】また、請求項２の発明は、前記押圧させる
手段が、前記プラグ部と前記受け部との接続時に反力を
生じる弾性体とされていることを特徴とする請求項１に
記載の光コネクタである。

【００１７】したがって、請求項２の発明においては、
光コネクタの接続時に前記弾性体の反力によって、受発
光素子を包み込むように受け部に充填された透明樹脂と
前記光伝導性部材とが接触され、さらに受け部に接続さ
れた状態の前記光ファイバーの端面が接触している。そ
のため、光ファイバーと受発光素子とのいずれか一方か
ら発せられた光信号が、透明樹脂の内部および光伝導部
材を透過して他方に到り、両者の間で光信号が伝送され
る。

【００１８】また、請求項３の発明は、前記弾性体が前
記受け部の内部に接触している板バネとされていること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の光コネク
タである。

【００１９】したがって、請求項３の発明においては、
前記受け部の内部に接触している板バネが前記プラグ部
の内部の前記光ファイバーの端面に対して、前記受発光
素子を包み込むように受け部に充填された透明樹脂と前
記光伝導性部材とを押圧する。

【００２０】また、請求項４の発明は、前記線状材の一
部が屈曲した縦断面形状とされていることを特徴とする
請求項１ないし３のいずれかに記載の光コネクタであ
る。

【００２１】したがって、請求項４の発明においては、
前記線状材に屈曲した縦断面形状とされている部分が設
けられているので、前記光コネクタの接続時に前記線状
材および接続部分にかかる応力が一カ所に偏らず、応力
集中が回避される。

【００２２】

【発明の実施の形態】つぎにこの発明の具体例を図面に
基づいて説明する。図１において、光コネクタ１が、互
いに接続された光トランシーバ２（受け部）とプラグコ
ネクタ３（プラグ部）とから構成されている。その光ト
ランシーバ２とプラグコネクタ３とが接続されている。

【００２３】光トランシーバ２は、筐体としてレセクタ
プルハウジング４を有している。レセクタプルハウジン
グ４は、開口形状が矩形状をなす有底状の外筒部５と、
その外筒部５の底部（すなわち内奥部）に形成された小
径円筒部６とを一体に形成した部材であり、この小径円
筒部６は、外筒部５の底部を貫通してレセクタプルハウ
ジング４の背面側に開口している。この背面側の開口の
周辺に基板７と接触している台座８が設けられている。
また、レセクタプルハウジング４の表面側には、光トラ
ンシーバ２とプラグコネクタ３との挿入時にロック片が
嵌入される穴９が設けられている。

【００２４】小径円筒部６から前記背面側の開口までの
中空部分には、バネ部材１０が配置されている。バネ部
材１０は、断面形状が中空で直角に曲がった形状とされ
ている素子固定部１１と、板バネ１２とから構成されて
いる。この素子固定部１１の一方の開口から受発光モジ
ュール１３の一方の端部が挿入されている。また、素子
固定部１１の他方の開口には、光伝導性部材１４の一方
の端部が嵌め込まれ、小径円筒部６と素子固定部１１と
が固定されている。また、板バネ１２は、レセクタプル
ハウジング４の内壁と素子固定部１１とに接触してい
る。

【００２５】素子固定部１１に挿入されている受発光モ
ジュール１３の一方の端部は、リードフレーム１６の先
端部分に受発光素子１５が取り付けられた構成となって
いる。このリードフレーム１６の材料には、銅およびシ
リコン等の材料が例示されるがその他の材料でもよい。
この受発光素子１５を含むリードフレーム１６の先端部
分が、その周囲に充填された透明樹脂１７によって固定
されている。また、その状態で受発光素子１５の光軸が
前記小径円筒部６の中心軸線に一致させられている。

【００２６】リードフレーム１６の他方の端部は、ハン
ダ付けによって基板７に接続されている。なお、この基
板７とリードフレーム１６との接続方法にはハンダ付け
以外に異方導電接続等が例示されるが他の方法でもよ
い。このリードフレーム１６には光トランシーバ２に挿
入されている挿入口１８の周辺でプラグコネクタ３の挿
入されている方向と反対の向きに屈曲した屈曲部１９が
形成されている。

【００２７】上記の小径円筒部６は、光伝導性部材１４
を介して素子固定部１１と固定されている。この光伝導
性部材１４は、小径円筒部６の内部にまで嵌め込まれて
おり、その小径円筒部６の内部での光伝導性部材１４の
一方の端面が、平滑面に形成されて透明樹脂１７と接触
している。また、光伝導性部材１４の他方の端面も平滑
面に形成されており、その平面が前記受発光素子１５に
入射する光信号あるいは受発光素子１５から発する光信
号を射出する光学基準面２０となっている。この光学基
準面２０は、小径円筒部６の内部にあって光トランシー
バ２の端面から内側に後退した位置に保持されている。
これは、取り扱い時の汚染あるいは損傷などを防止する
ためである。

【００２８】プラグコネクタ３は、操作パネル等から伸
線された光ファイバー２１と、その光ファイバー２１の
先端部に嵌着されているフェルール部２２と、筐体であ
って前記フェルール部２２を保持しているプラグハウジ
ング２３とから構成されている。フェルール部２２は、
その中心軸線に沿って光ファイバー２１を挿通させて保
持した部分であって、その先端部には、光ファイバー２
１の先端面が面一に一致して露出している。

【００２９】また、プラグハウジング２３の先端部から
所定寸法後退した位置には、図での上下方向に弾性的に
撓む片持ち状の上下一対のロック片２４が形成されてい
る。前記フェルール部２２は、そのロック片２４の先端
部分によって挟持されてプラグハウジング２３の内部に
固定されて保持されている。その状態で、フェルール部
２２の先端面すなわち光ファイバー２１の露出した先端
面が、プラグハウジング２３の先端部から所定寸法後退
してプラグハウジング２３の内部に収容された状態とな
っている。またプラグハウジング２３の外部には、光ト
ランシーバ２に挿入されたときに穴９に、嵌入されるロ
ック片２５が設けられている。

【００３０】光トランシーバ２とプラグコネクタ３とが
接続されている上述の状態では、フェルール部２２が前
記小径円筒部６の内部に挿入されて嵌合させられ、その
状態で光ファイバー２１の端面と前記光伝導性部材１４
の端部として形成した光学基準面２０とが対向し、ある
いは面接触している。なお、フェルール部２２は、小径
円筒部６に嵌合されており、内部の光ファイバー２１と
光学基準面２０との焦点が合う所定の位置に固定されて
いる。

【００３１】上記の構成の光コネクタ１を使用する場
合、まず光トランシーバ２の内部の光伝導性部材１４の
一方の端部は板バネ１２に生じる反力によって、プラグ
コネクタ３が挿入される方向と反対の方向に移動してい
る。言い換えると、光伝導性部材１４の一方の端面が、
光コネクタ１の接続後に光学基準面２０となる位置より
もフェルール部２２の方向に突出している。そのため、
図２および図３に示すように、接続前の光トランシーバ
２の開口端から光伝導性部材１４の前記開口端の方向の
端部までの寸法が、プラグ部３の先端面からロック片２
５の端部までの寸法よりも短くなっている。

【００３２】つぎに、上記の状態の光トランシーバ２に
プラグコネクタ３が接続される。プラグコネクタ３の先
端部分であるフェルール部２２が小径円筒部６に挿入さ
れると、光伝導性部材１４の一方の端面とフェルール部
２２とが接触する。さらにプラグコネクタ３が光トラン
シーバ２に深く挿入されると、その挿入に伴ってフェル
ール部２２が光伝導性部材１４の一方の端面を押圧し、
前記光伝導性部材１４の一方の端面とフェルール部２２
との接触部分がプラグコネクタ３の挿入方向に移動す
る。また同時に、光伝導性部材１４の他方の端面と接触
しているバネ部材１０も前記挿入方向に移動する。その
結果、板バネ１２が挿入方向に反ってバネ部材１０に反
力が生じる。さらにまた、前記移動に伴って受発光素子
１５も前記挿入方向に移動する。その結果、リードフレ
ーム１６が挿入方向に反り返った状態になる。このと
き、リードフレーム１６の一部分に縦断面形状が屈曲し
た形状とされている部分である屈曲部１９が設けられて
いるので、リードフレーム１６および接続部分にかかる
応力が一カ所に偏らないため、応力集中が回避される。
この後、ロック片２４が穴９に嵌入して光トランシーバ
２とプラグコネクタ３とが固定されて、光コネクタ１の
接続が完了する。

【００３３】上記の構成では、光信号がプラグコネクタ
３側から伝達された場合、接続された光コネクタ１内
で、光ファイバー２１の先端から、光学基準面２０に向
かって、光信号が射出される。射出された光信号は、フ
ェルール部２２の先端部と接触している光伝導性部材１
４に入射する。入射した光信号は、その後、前記光伝導
性部材１４の内部を受発光素子１５に向かって進む。受
発光素子１５は、透明樹脂１７が受発光素子１５の周辺
に充填され固定されているので、すなわち光伝導性部材
１４のフェルール部２２の先端部に接近して位置してい
る。そのため、透明樹脂１７に入射した光信号は、直ち
に受発光素子１５に伝達され、リードフレーム１６を介
して基板７に光信号が伝達される。さらに、その後各電
子部品等に伝達される。

【００３４】したがって、上述の具体例によれば、光コ
ネクタ１の接続時にバネ部材１０に接触している光伝導
性部材１４の一方の端部と、プラグ部３の先端部とが面
接触されている。このとき光伝導性部材１４は、バネ部
材１０に生じる反力によって、光ファイバー２１の先端
面と密着することができる。そのために、プラグ部３の
他方の端部に接続されている部材などの荷重や予期せぬ
力が、光コネクタ１が分離する方向にかかっても、従来
のように光伝導性部材１４と光ファイバー２１の先端面
との間に間隙が生じることがないので、光コネクタ１に
よる接続損失を低減することができる。

【００３５】また、リードフレーム１６の一部分が屈曲
した形状とされている屈曲部１９に形成されていること
により、光トランシーバ２とプラグコネクタ３との接続
時に、リードフレーム１６が弾性変形した時の応力集中
を低減することができる。その結果、光コネクタ１の接
続時にリードフレーム１６およびその端部の接続部分が
破壊される可能性を低減することができる。また、光コ
ネクタ１の接続のために特別な部品を光トランシーバ２
およびプラグコネクタ３に設けなくてもよいので、製造
コストが低廉される。

【００３６】また、受発光素子１５が透明樹脂１７によ
って所定の位置に固定され、さらにフェルール部２２が
プラグハウジング２３のロック片２４によって固定され
ているので、光軸に対する調整のため、受発光素子１５
を高精度にする必要がなくなる。そのため、組み立てが
簡単になり、製造コストを低廉することができる。

【００３７】また、従来のようにプラグコネクタ３にコ
イルスプリングを設ける必要がなくなるので、部品点数
を削減することができる。そのため、組み立てが簡単に
なり、製造コストを低廉することができる。

【００３８】なお、上述の具体例では、線状材の一例と
してリードフレーム１６を設けたが、この部材の部材お
よび材料は、上述の部材および材料には限定されない。
例えば、金を材料とした線状材でもよい。要は線状材な
らばよく、リードフレームでなくてもよい。

【００３９】また、上述の具体例では、リードフレーム
１６の一部分を屈曲させて屈曲部１９を形成したがこの
屈曲部１９の屈曲の形状および個数は、上述の形状およ
び個数には限定されない。例えば、屈曲された方向が屈
曲部１９の屈曲されている向きと直角を成す方向に折り
曲げられている屈曲部が複数個設けられていてもよい。
また、複数設けられた場合はその配置は、接続部分以外
ならばどこでもよい。要は、リードフレーム１６に応力
集中を回避する屈曲部が設けられていればよく、その個
数、形状、配置はどう形成されてもよい。

【００４０】また、上述の具体例では、光伝導性部材１
４を光ファイバー２１の端面に押圧する手段としてバネ
部材１０を光トランシーバ２に設けたが、この部材の構
成および個数は、上述の構成および個数には限定されな
い。例えば、一個のスプリングコイルのみを押圧手段と
して設けてもよい。またバネではなく他の部材による押
圧手段であってもよい。要は、光コネクタ１接続時に光
伝導性部材１４が光ファイバー２１に押圧されていれば
よい。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、光コネクタの接続時に他の部材の一方の端部
と、プラグ部の先端部とが面接触されている。このとき
他の部材は、バネ部材に生じる反力によって、光ファイ
バーの端面と密着することができる。そのために、プラ
グ部の他方の端部に接続されている部材などの荷重や予
期せぬ力が、光コネクタが分離する方向にかかっても、
従来のように他の部材と光ファイバーの端面との間に間
隙が生じることがないので、光コネクタによる接続損失
を低減することができる。また、従来のようにプラグ部
にコイルスプリングを設ける必要がなくなるので、部品
点数を削減することができる。そのため、組み立てが簡
単になり、製造コストを低廉することができる。

【００４２】また、請求項２の発明によれば、押圧させ
る手段が弾性体とされていることにより、光ファイバー
の端部と光伝導性部材の端部とを密着させることができ
る。その結果、効率よく光信号を伝達することができ
る。

【００４３】また、請求項３の発明によれば、前記弾性
体が前記受け部の内部に接触している板バネとされてい
ることにより、光ファイバーの端部と光伝導性部材の端
部とを密着させることができる。また、前記弾性体が簡
単な構造で形成されているので、製造コストが低減され
る。

【００４４】また、請求項４の発明によれば、線状材の
縦断面形状が屈曲した形状とされていることにより、受
け部とプラグ部との接続時に、線状材が弾性変形した時
の応力集中を低減することができる。その結果、光コネ
クタの接続時に線状材およびその端部の接続部分が破壊
される可能性を低減することができる。その結果、接続
のための特別な部品を受け部およびプラグ部に設けなく
てもよいので、製造コストが低廉される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の光コネクタの具体例を示す縦断面
図である。

【図２】 図１に示す光コネクタの接続前の状態を示す
図である。

【図３】 図１に示す光コネクタにおけるこの発明の要
部を示す図である。

【符号の説明】

１…光コネクタ、 ２…光トランシーバ、 ３…プラグ
コネクタ、 １２…板バネ、 １４…光伝導性部材、
１５…受発光素子、 １６…リードフレーム、１７…透
明樹脂、 １９…屈曲部、 ２１…光ファイバー。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバーの端面を保持するプラグ部
   と、前記光ファイバーとの間で光信号を授受する受発光
   素子を内蔵する受け部とが、前記光ファイバーの端面と
   前記受発光素子との間に光伝導性部材を介して接続され
   ている光コネクタにおいて、 前記受発光素子の周辺が透明樹脂で包まれて前記受け部
   の内部に固定され、前記プラグ部と受け部との接続時
   に、前記透明樹脂に接触している前記光伝導性部材を前
   記光ファイバーの端面に相対的に押圧させる手段が設け
   られており、かつ前記受発光素子と電気部材とが線状材
   を介して接続されていることを特徴とする光コネクタ。
2. 【請求項２】 前記押圧させる手段が、前記プラグ部と
   前記受け部との接続時に反力を生じる弾性体とされてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
3. 【請求項３】 前記弾性体が前記受け部の内部に接触し
   ている板バネとされていることを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２に記載の光コネクタ。
4. 【請求項４】 前記線状材の一部が屈曲した縦断面形状
   とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいず
   れかに記載の光コネクタ。