JP2004507785A - 光ファイバコネクタシステム - Google Patents

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Abstract

平面基板(102)の縁付近に取付けられた少なくとも1つの光ファイバケーブル(174)をバックプレーン(104)に接続するための光ファイバコネクタシステム(100)であり、各光ファイバケーブルは、複数の光ファイバおよび終端処理用フェルール(170)を具備し、終端処理用フェルールの内部の光ファイバの長手方向が長手軸および順方向を規定し、フェルールは第1の長手方向の移動範囲xを有し、フェルールばね素子(178)は、長手方向のフェルールばね力fを有する。光コネクタシステム(100)は、基板ハウジングアセンブリおよびバックプレーンハウジング(120)アセンブリを具備する。基板ハウジングアセンブリ(150)は、平面基板(102)に取付けられるように設計され、光ファイバフェルールを受容するための少なくとも1つのフェルール受容キャビテイ(164)と、基板ハウジング(150)アセンブリばね(178)を具備している。基板ハウジングアセンブリ(150)は基板(102)に対して長手方向の自由度を有し、ハウジングアセンブリばね(178)は長手軸に沿った基板ハウジングアセンブリ(150)の移動を制御し、長手方向のばね力h(式I)を有する。バックプレーンハウジング(120)アセンブリは、少なくとも1つの長手方向の受容キャビティ(132)を規定し、受容キャビティ(132)は、バックプレーン(104)部材の第1の面に沿った前部開口部(134)およびバックプレーン部材(109)の第2の面に沿った後部開口部(136)を有する。前扉(138)は前部開口部(134)を覆い、後扉(140)は後部開口部(136)を覆う。

Description

【0001】
発明の背景
本発明は、光ファイバコネクタシステムに関する。さらに詳細には、本発明は、回路カードをバックプレーンに光結合するためのコネクタアセンブリに関する。
【0002】
大容量の高速通信用の光ファイバの使用は、十分に確立されている。伝送される情報量が増大するにつれて、複数の光ファイバを含む光ファイバケーブルの使用および複数の光ファイバケーブルを用いるシステムの使用が増大している。
【0003】
これまで、所与の空間内で除去可能であるように接続されることができるファイバの数を増大させることが望まれてきた。最近まで光ファイバの相互接続は、SC、ST、LCなどの業界標準コネクタを利用する単一または二重方式に制限されていた。これらの解法は、電気リボンケーブルおよび大量に終端可能なIDCコネクタの本発明に先行して普及しているシングルエンド電気ケーブル端子に類似している。
【0004】
光ファイバ終端処理は、単独の終端処理から大量終端処理に現在、発展しつつある。過去数年以内に、リボン化されたマルチファイバケーブルが開発されている。これらのケーブル開発の試みと共に、マルチファイバ取付けフェルールも、開発されている。
【0005】
従来の電子キャビネットの設計は、現在では光学装置および光電子装置に利用されている。従来のキャビネット設計では、キャビネットは、互いに略平行である複数の内部スロットまたはラックを有する箱を具備している。構成部品は回路基板またはドータカードと呼ばれる平面基板に取付けられ、キャビネット内のスロットまたはラックに摺動させるように設計されている。
【0006】
電気ケーブルと同様に、ファイバの信号を電子キャビネットのバックプレーンを通過させることができるような手段を設けることが必要である。バックプレーンの名前は平行六面体キャビネットの後方(遠い方)の平面に由来し、バックプレーンは一般にボードカードに直交している。本発明において「バックプレーン」なる語は、共通バスまたは他の外部装置を用いる場合など種々の相互接続を形成することができる相互接続面を表す。説明のため、バックプレーンは、前面すなわち内面と、後面すなわち外面と、を有すると記載されている。
【0007】
バックプレーン接続性用途の一例は、電話交換機器の相互接続である。この用途では、光および電子用遠距離通信構成部品を有するカードが、キャビネットに摺動される。バックプレーンの前面および裏面の両方から除去可能なファイバ終端処理が必要である。さらに、バックプレーンに連結されたラックに光ドライバカードを挿入したり、ラックから光ドライバカードを除去する機能として、カードにおける光接続の結合および分離がブラインド嵌合方法で実現されることができる。
【0008】
光信号の適切な伝送を維持するために、光ファイバの端部は、3つの移動軸(x,y,z)のすべてのほか、角度に沿って慎重に位置合わせされることになっている。位置合わせ対象である光ファイバの数が増大するにつれて、位置合わせの難題は増大し、許容差は幾何学的に減少する。バックプレーンコネクタへのカード型構成部品のブラインド嵌合は、相互接続軸に沿った位置合わせおよび嵌合力の問題に関して、特別な難題を生じることがわかっている。
【0009】
本発明の説明のために、相互接続軸は、長手軸すなわちx軸と呼ばれ、接点における光ファイバの長手方向の位置合わせによって規定される。一般に、バックプレーン用途において、長手軸は、キャビネットの内外におけるカードの移動軸および光ファイバの接続軸と共線を成している。横軸、すなわちy軸は、x軸およびカードの平面に対する垂線によって規定される。最後に、横断軸、すなわちz軸は、x軸およびバックプレーン面に対する直交によって規定されている。角度の位置合わせは、x軸に関するカードの角度として規定される。
【0010】
好ましい実施形態において、カードを受容スロットに同時に摺動させる移動によって、光学相互接続が実現される。光ファイバ端部と相互接続される光学構成部品との間の長手軸に沿った「光学ギャップ」距離は、重要な考慮事項である。大きなギャップは効率的な接続を妨げ、光信号の損失を生じる。他方、カードを「挟む」ことによって生じるような嵌合面における過度の圧力は、脆弱な光ファイバ端部および嵌合構成部品に損傷を与える恐れがある。従来の光学ギャップの許容差は、1ミクロン未満程度である。
【0011】
現在のコネクタアセンブリは、順方向バイアスばね取付けフェルールを具備している。前記バイアスばねの目的は2つあり、1つは、嵌合中、フェルールの進み具合に関して制限された量だけを吸収することであり、2つ目は、所定のばね偏倚力を提供し、フェルールが嵌合位置にある場合に、フェルールを密接に接合させるように推進する。
【0012】
問題のさらなる対象は、特にバックプレーンコネクタシステムを扱う際のカードギャップである。カードギャップは、回路カードの後縁とバックプレーンの内面すなわち前面との間に残っている空間として規定される。一般に、バックプレーン接続システムの設計者および利用者は、光学的相互接続に必要とされる精密な範囲内でバックプレーンに対する回路カードの位置を制御することがきわめて困難であることを認識している。カードギャップは別の方法ではカード挿入距離として規定され、種々の変数に左右される。これらの変数の中には、カード長さ、カードの面における構成部品の位置、カードラッチ許容差、バックプレーンにおける構成部品の位置が含まれる。
【0013】
バックプレーンの内面に対する回路カードの挿入に関して、個別の設定条件が存在し、接合された状態に固定されると、バックプレーンコネクタの構成部品が過度の圧縮応力を受ける。場合によっては、前記圧縮応力は、コネクタの構成部品およびその中に受容される光ファイバに物理的な損傷を及ぼすほど十分である恐れがある。
【0014】
過度のオペレータ力による構成部品の損傷を妨げるコネクタシステムには、長手方向のカードの位置ずれを補償し、さらに、光学ギャップ距離と嵌合力の正確な制御を行うことが必要である。
【0015】
別の考慮事項は、カードの放射方向の位置ずれである。オペレータがスロットにカードを挿入する場合、バックプレーンの横軸と平行に完全に位置合わせされたカード縁を維持することは困難である場合が多い。図1は、バックプレーンコネクタ14に対するコネクタ12の嵌合を有する角度に位置ずれしたカード10を示している。カードは、それ以外の点では、y軸およびz軸に沿って正確に整列されている。コネクタ12,14間の接点において、角度の位置ずれは、光ファイバ16間の正確なギャップ間隔を妨げ、コネクタの一端および個別の光ファイバ端面に必要以上の圧力を生じる。
【0016】
別の考慮事項は、正確な位置合わせ以外にバックプレーン相互接続システムにおいて存在する。レーザ光信号および他の高輝度光源の出現によって、目の安全性が今日、バックプレーンコネクタ利用者に関連する主な懸念事項である。安全性の問題は、光の量がファイバの数に乗じられるため、リボン状のファイバアレイが先行の単一のファイバより危険性が増大するという事実によりさらに上位レベルの処理事項となっている。
【0017】
米国特許第5,080,461号に記載されているようなこれまでのシステムは、終端処理ファイバコネクタに取付けられる複雑な扉システムの利用について述べていたが、主な理由は、ファイバ端部の損傷または汚染を防止するためであった。単一モードファイバの光透過コアは直径約8ミクロンに過ぎないと測定されているため、塵粒の微小な累積であってもファイバを動作不能にする恐れがある。しかし、先行システムは、各ファイバ端部において複雑な終端処理を必要とし、標準的なコネクタではなく、別の対応する雄−雌コネクタ対に接合することができるだけに過ぎないため、利用しにくい。
【0018】
EMI(電磁障害)の制御もまた、バックプレーンコネクタ設計における問題として生じている。バックプレーンを介した光電子装置の接続は、電子キャビネットのバックプレーンを介した物理的開口部を形成する必要があることが多いため、前記バックプレーンによるEMI漏れの可能性がある。電気相互接続は、複数の複雑なEMI遮蔽技術を用いることによって、この問題に対処しようとしている。しかし、現在の光ファイバコネクタは、この懸念事項を解消することができていない。
【0019】
最後に、バックプレーン光コネクタ用途に関する別の懸念事項は、曲げ半径制御である。水平キャビネット接続は、重力、オペレータの誤用またはキャビネットが壁に押しつけられる場合などの物理的制約による曲げ応力を受けることが多い。光ファイバはガラスから形成され、光信号を透過するために、内部全反射に依存している。光ファイバが一定の臨界角以上に曲げられる場合には、ガラスに破損が生じる恐れがあり、ファイバを破損または損傷することになる。また、一定の曲げ角において、ガラスファイバが破損しない場合であっても、完全な光信号がファイバ内部に含まれないため、光信号が損失または低下する恐れがある。
【0020】
光ケーブルの曲げ半径を制御するための複数の方法および装置が試みられてきている。それらの中には、ケーブルの上に摺動される予め形成されたブーツ、クリップまたはクランプなどの外部装置、ケーブルに取付けられる場合に、ケーブルが成形構造物の形状を帯びているような形状を成す複雑な射出形成構成部品がある。
【0021】
バックプレーン接続は、小さな空間で数が増大する光ファイバの接続を含むことが多いため、光ファイバの曲げ半径を制御するための装置が必要である。
【0022】
発明の概要
本発明は、長手方向および角度の位置合わせ制御、汚染制御、視覚の安全性および曲げ半径制御を行う光ファイバ相互接続システムに関する。ある種の実施形態において、本発明の光相互接続システムは、個別または集合的な方式の光ファイバケーブルの相互接続アレイを提供する。
【0023】
本発明の光ファイバコネクタシステムは、バックプレーンを介して平面基板、カードの縁付近に取付けられた少なくとも1つの光ファイバケーブルを接続するために設計されている。各光ファイバケーブルは、複数の光ファイバおよび終端処理用フェルールを具備し、終端処理用フェルールの内部の光ファイバの長手方向が長手軸およびバックプレーンの方への順方向を規定する。各光ファイバケーブルは、保持部材に対する第1の長手方向の移動範囲xを有するフェルールと、長手方向のフェルールばね力fを有するフェルールばね素子と、によって終端処理される。
【0024】
光コネクタシステムは、カードまたは基板ハウジングアセンブリと、バックプレーンハウジングアセンブリと、を具備する。カードハウジングアセンブリは、平面基板またはカードに取付けられ、光ファイバフェルールを受容する少なくとも1つのフェルール受容キャビテイを具備している。カードハウジングアセンブリは、カードハウジングばねを具備している。カードハウジングアセンブリは、カードに対する長手方向の移動範囲xを有し、カードハウジングアセンブリばねは、長手方向の移動範囲に沿ってカードハウジングアセンブリの移動を制御する。カードばねは、長手方向を指向するばね力hを有し、
【数2】
Figure 2004507785
であり、カードばねのばね力は、フェルールばねすべての対向するばね力を相殺することができる。フェルールばねは、1つ以上の個別のばね素子を具備することができることを理解すべきである。本発明の一実施形態において、カードばねは、互いに横方向に離隔された2つ以上のばねを含み、x−y平面に沿った角度の位置ずれを補償する独立カード懸架を形成する。
【0025】
バックプレーン部材は、第1の面および第2の面を有する。バックプレーンハウジングは、カードハウジングアセンブリの個別のキャビティに適合する少なくとも1つの長手方向の受容キャビティを具備している。受容キャビティは、バックプレーン部材の第1の面に沿った前部開口部と、バックプレーン部材の第2の面に沿った後部開口部と、を有する。前扉は前部開口部を覆い、後扉は後部開口部を覆う。特定の実施形態において、扉は、可撓性導体材料から構成されるばね素子であり、閉じた位置に対して偏っている。EMI防御を形成するために、扉はアース端子に電気的に接続されてもよい。別の特定の実施形態において、バックプレーンハウジングは2つの部材を具備し、1つはバックプレーンの前面に結合し、2つ目はバックプレーンの第2の面に結合される。EMI防御を形成するために、部材のうちの一方は、アース端子に電気的に接続された導電材料を具備していてもよい。
【0026】
相互接続システムはまた、光ファイバケーブルの曲げ半径を制御するための曲げ半径制御部材を具備する1つ以上の光ケーブルを具備していてもよい。曲げ半径制御部材は、光ファイバケーブルの周囲に巻付けられる変形耐性のある熱収縮外部ジャケットを具備しており、熱収縮された外部ジャケットは所望の曲げ曲率半径を有する。
【0027】
好適な実施態様の説明
図2および図3は、本発明による光相互接続システム100の実施形態を示している。光相互接続システム100は、バックプレーン104によって回路カードまたはドータカード102と結合する。カード102は、回路カードまたはドータボードのような平面基板であり、光構成部品、光電子構成部品、電子構成部品を具備することができる。カード102は、カードガイド106によって規定されるスロットの中に摺動可能であるように挿入されてもよい。バックプレーン104は、貫通開口部108と、第1の内面110と、第2の外面112と、を具備している。
【0028】
光相互接続システム100は、開口部108内部に配置されるバックプレーンハウジング120を具備する。本実施形態において、バックプレーンハウジング120は、第1の部分122および第2の部分124を具備している。第1の部分122は、第2の部分124の後面の対応する雌型特徴部(図示せず)と嵌合する雄型位置決め特徴部126を具備している。位置決め特徴部は、組立中に、バックプレーンハウジング部分122,124の間の正確な位置合わせを確実に行うのに役立つ。別の実施形態において、ハウジング部分122,124は分離している必要はなく、一体構成部品として成形されてもよいことを理解すべきである。しかし、ハウジング部分122,124の分離は、成形コア設計においてさらなる自由度を許容することができる。
【0029】
本実施形態において、ファスナ128が、バックプレーンハウジングアセンブリ120をバックプレーン104に固定する。ファスナ128は、バックプレーンハウジング120の第1の部分122および第2の部分124における接合用孔130に挿入されるねじ山付き金属インサートを具備している。当業者は、取付けねじがファスナ128と共に用いられることと、さまざまな固結機構、接着剤、締まり嵌め、当業界で公知の他の装置がバックプレーンハウジングアセンブリ120を整列し、固結するために用いられてもよいことを容易に十分に理解するであろう。
【0030】
図4において、バックプレーンハウジングアセンブリ120は、4つの受容キャビティ132のアレイを規定する。別の実施形態では、さまざまな光ファイバケーブル接続を収容するための単独の受容キャビティまたは任意の他の必要数のキャビティを具備してもよい。キャビティ132のそれぞれは、前部開口部134および後部開口部136を具備している。本発明の説明のために、「後部」「前部」「順方向」または「逆方向」なる語は、図に関して示された実施形態の説明を容易にするために示されているに過ぎない。折畳み式前扉138は前部開口部134を閉じるために結合され、後扉140は後部開口部136を閉じるために結合される。本実施形態において、前扉138および後扉140は、前部開口部134および後部開口部136に蝶着される薄板ばね金属部材を具備している。プラグが受容キャビティ132の開口部に挿入されると、扉138,140は折畳まれるように設計される。本実施形態において、バックプレーンハウジングアセンブリ120は、光ファイバの位置の制御を維持するために必要な構造強さおよび寸法安定性を呈する誘電材料の成形プラスチック部品を含む。このような材料としては、補強剤を充填または無充填の熱可塑性射出成形可能ポリマーおよびエポキシなどのトランスファ成形可能なポリマーが挙げられるが、これに限定されるわけではない。扉138,140は、焼戻しステンレス鋼、ベリリウム/銅合金または他の材料などの導電金属材料から構成され、接地電気経路を形成するために結合される。扉138,140は、3つの機能を提供する。
1)組立てられたコネクタハウジングに入らないように、周囲の汚染物質を制限するために、物理的遮断壁を提供することと、
2)バックプレーン104を介して、別の方法でキャビティ132を通って漏れる恐れがある電磁干渉を吸収し、接地するための経路を設けることと、
3)バックプレーンの両端から放射される光信号から目の安全策を設けることである。
【0031】
バックプレーンハウジングアセンブリ120は、共通プラグまたはフェルールに対応する嵌合特徴物を具備していてもよい。二重扉設計により、各コネクタにおける特殊なゲート付き終端処理を具備しなくても光接続の密閉する効果がある。二重扉構成はまた、常に少なくとも1つの扉を閉じることができ、受容キャビティは後部プラグおよび前部プラグの両方によって満たさなくても済む。最後に、導電性ハウジングアセンブリ24に保持される導電金属扉の利用によって、比較的簡素でエレガントな設計を用いて、EMI構成部品の汚染および接地の効果がある。利用者が上述の問題を考慮しない実施形態では、扉の利用は任意であってもよく、バックプレーンハウジングアセンブリ120の性能および機能に影響を及ぼすことはない。
【0032】
ハウジングアセンブリ120の別の有用な特徴は、側部ラッチ受容特徴部142の利用である。従来の電話プラグにおけるような今までのプラグ保持特徴部はコネクタプラグおよび受容ハウジングの上部に配置されているが、このような構成はリボン状の平板な光ファイバケーブルの積み重ねを不必要に妨害することはないことが分かっている。本発明は、光ファイバリボンケーブルにおける光ファイバアレイによって規定された同一平面に沿ってラッチ受容特徴部を配置することによって、この問題に対処する。これにより、削減された空間における多数の平板なリボンケーブルを垂直方向に積み重ねることができる。
【0033】
カード102がガイドスロット106に摺動されると、バックプレーンハウジングアセンブリ120の前端部は、ボードハウジングアセンブリ150と嵌合する。ボードハウジングアセンブリは、バックプレーンハウジングアセンブリ120の前部開口部134に対応し、嵌合されるサイズに成された中空突出部154を含むハウジング部材152を具備している。ボードハウジングアセンブリ150は、有刺端部158を有するボード取付け特徴部156を具備している。ボード取付け特徴部156は、平面基板102の受容スロット160に挿入されるように設計される。ボード取付け特徴部156が横断方向および横方向においてボードにボードハウジングアセンブリを固定する間、長手軸に沿った移動の自由範囲は許容される。本実施形態、すなわちスロット160の長さは位置合わせ特徴部156の幅を超える。当業者は、x方向における移動の自由度を許容する平面基板102にボードハウジングアセンブリ150を取付けるための別の方法に容易に気付くであろう。別の実施形態は、機械的固結具、ばねクリップなどの取付け手段を具備してもよい。
【0034】
本実施形態において、突出部154は、中空の矩形であり、角錐台状のリード162で終端処理される。角錐台状のリード162は、ボードハウジングアセンブリ突出部154をバックプレーンハウジングアセンブリの受容キャビティ132に指向することによって、一定の嵌合位置ずれを補償することができる。さらに、突出部154は、受容キャビティ132の内壁に対して位置合わせを行うように形成される。突出部154はまた、嵌合中、開口部前扉138に関して自動的に圧力も提供する。突出部154の内壁は、段付きキャビティ164の内部に着座させるために、光ファイバフェルール170に対する案内装置を提供する段付きキャビティ164を規定する。本実施形態、すなわち段付きキャビティ164はMT型光フェルールのような業界標準フェルールを受容するために形成されている。段付きキャビティ164は、前部矩形開口部166および後部矩形開口部をそれぞれ具備するような方式で設計される。前部開口部166は、内部フランジ172までフェルール170を挿入することができるようなサイズである。一般的なMT型コネクタは、緊張緩和本体部分176に摺動可能であるように接続される光ファイバ174の軸に取付けられるフェルール170を具備する。フェルール170は、長手軸に沿った制限移動範囲xを有する。光ファイバの軸174は、緊張緩和本体部分176に対して移動させることができる。フェルールと緊張緩和本体部分との間に位置するばね素子は、移動範囲の順方向端部に対してフェルールを順方向に偏らせる。
【0035】
本実施形態において、ボードハウジングアセンブリ150は、緊張緩和本体部分176を含むMTコネクタを受容するように設計された後部開口部168を含む。緊張緩和本体部分176は、フランジ173に対して保持されるのに対し、フェルール170は後部開口部168まで突出部154の内側に延在することができる。緊張緩和部材176は、部材176が段付きキャビティ164の前部に挿入されるような方式で設計され、ばね178が緊張緩和部材176とフェルール170との間に圧縮される。フェルール170は、フェルール170に形成されたフランジ180によって後部開口部168を通って自由に移動しないように抑制される。フランジ180が内部フランジ172と係合すると、フランジ180はフェルール170のための移動止めとして作用するように形成される。緊張緩和部材176は、ボードハウジングアセンブリ150の後部開口部168と係合するラッチ特徴部を備えている。ラッチ特徴部は、ハウジングアセンブリ150および緊張緩和部材176の両側面に設けられることが好ましい。場合によっては、緊張緩和部材176がハウジングアセンブリから外れるようにすることが望ましい場合もあり、これらの状態では開放特徴部がハウジングの側部に設けられる。この開放特徴部は片持ちで枢動可能であるため、開放特徴部は、対応するラッチ特徴部を開放するために外方向に弾けることができる。
【0036】
カードガイド106に沿ったカード102の移動距離は、結合位置にある場合に、ボードハウジングアセンブリ150がバックプレーンハウジングアセンブリ120のばね力を働かせるように選択される。好ましい実施形態において、カードギャップの幅は0より大きく、好ましくは個別のハウジングに対してばね偏倚フェルールの結合移動より大きい(一般に1〜2mm)ことが好ましい。
【0037】
カード102に対するボードハウジングアセンブリ150の移動範囲xは、カードガイド106に沿ったカード102の移動範囲における許容誤差を補正し、カードがバックプレーンハウジング120またはカードガイド106に存在するのであれば止め特徴部によって停止される前に、カードを摺動する場合に、利用者によって与えられる任意の過度の力を吸収するために十分である。本発明は、回路カードの取付けコネクタ構成部品を前記回路カードに対して移動させることができるようにすることによって、過剰圧縮の問題に対処する。したがって、結合位置において、ボードハウジングアセンブリ150はバックプレーンハウジングアセンブリ120の後部に厳重に保持され、ばねアセンブリ184によって一定のばね偏倚を受ける。一定のばね偏倚を形成することの利点は、カード102がその動作中に移動を受けるような場合であっても、ハウジングアセンブリ150,120の間で密接な接触を確実に維持することである。
【0038】
図5は、前扉138および後扉140を有するバックプレーンハウジングアセンブリ120の詳細断面図を示している。ボードハウジングアセンブリ150の突出部154が前部開口部134に挿入されると、突出部154の角錐台状のリード162が前扉138を折畳ませるように扉138は設計される。同様に、プラグ190が後部開口部136に挿入されると、プラグ190の挿入が、後扉140を折畳ませる。扉138,140は、ばね状材料から形成され、開放位置まで折畳まれ、プラグ190または突出部154が除去されると閉鎖位置まで戻る数多くのサイクルを繰り返すことに対する耐性があることが好ましい。EMI防止が懸念事項である場合には、バックプレーンハウジングの後扉140および第1の部分124は、金属などの導電材料から構成されてもよい。導電材料から構成される場合には、後扉140および第1の部分124は、そうでなければキャビティ132を通って逃れる任意のEMI放射の大部分を吸収すると考えられる。次に、第1の部分124は、接地端部特徴部に電気的に結合される。別の実施形態では、バックプレーンハウジング122の扉140または第1の部分のいずれかは、1つの導電素子のみを残した誘電材料から構成されてもよい。次いで、残る導電部分がアース端子に結合されると推測される。
【0039】
前部開口部134を覆う前扉138および後部開口部136を覆う後扉140の両方を設けることによって、プラグ190またはカードハウジングアセンブリ150のいずれか除去すると、扉のうちの一方を閉じることになり、任意の起こりうる視角の安全性を脅かす危険を緩和することになる。各扉が他方の扉に関係なく作用することが可能であることを理解すべきである。したがって、このことは、プラグ190を後部開口部136に挿入しさえすれば、残る受容キャビティ132の後扉140は依然として閉じたままであることを意味している。開口部134,136の内部の扉138,140に締まり嵌めをさらに確実にするために、フレーム特徴部144が、扉138,140の側部輪郭に適合し、側縁に重なる受容キャビティ132の側壁に形成されてもよい。これは、汚染を防止し、EMIを含み、光漏れを防止するために、より緊密な密閉を形成する。
【0040】
図14は、折畳み式前扉338および折畳み式後扉340の別の実施形態を含む本発明によるバックプレーンハウジングアセンブリ120を示している。この場合には、折畳み式前扉338および折畳み式後扉340の構造は、一対の実質的に等しいサイズの偏倚部材342,344を含み、これらは、偏倚部材342,344の間に位置する細長いヒンジ板346によって接続され、それらと共に一体形成される。折畳み式扉338,340のそれぞれの全体的な外観は、ヒンジ板346の対向する長手縁に接合された偏倚部材342,344を有し、ヒンジ板346の同一側面の外側に延在する実質的に中心に位置するヒンジ板346を含むV字状に折畳まれた平面素子の外観である。
【0041】
ハウジングアセンブリ120の取付け後、折畳み式扉338,340のそれぞれの偏倚部材342,344は、一対の隣接する受容キャビティ132の前部開口部134または後部開口部136のいずれかにクロージャを形成する。図14に示された実施形態では、折畳み式扉338,340の取付けは、ヒンジ板346の長手縁のそれぞれに隣接する第1のラッチ348および第2のラッチ350を配置する必要がある。ラッチ348,350は、隣接する受容キャビティ132の間の介在壁356の上面および下面に凹部として形成された上部ラッチシート352および下部ラッチシート354と係合する。隣接する対の受容キャビティ132のたとえば開口部134に関して位置決めされた偏倚部材342,344と、介在壁356に位置合わせされたヒンジ板346と、ラッチシート352,354を係合するように位置決めされたラッチ348,350と、を用いて、ヒンジ板346に圧力を印加することによって、折畳み式扉340をハウジングアセンブリ120に取付ける。これにより、ラッチ348,350とラッチシート352,354との間の締まり嵌めによって、介在壁356と折畳み式扉340を接続する。介在壁に隣接する介在壁の固着によって、ヒンジ板346の移動を制限するが、受容キャビティ132へのプラグ190の挿入中または受容キャビティ132からプラグ190の回収中、各偏倚部材342,344を他方に関係なく撓ませることができる。偏倚部材342,344の製作には、受容キャビティ132へのアクセスを可能にする収縮状態と、偏倚部材342,344が開口部134,136を満たし、埃、塵の水分などの汚染物質に対する遮断壁を提供する閉鎖状態との間の反復サイクルに対して、その形状を保持する耐久性のある材料の利用を必要とする。耐久性のある材料は、ステンレス鋼合金、ベリリウム/銅合金または形状を変更する力を多数印加した後であっても、実質的に元の形状に戻る類似の弾力性のある材料などの可撓性材料であることが好ましい。
【0042】
図6および図7は、ばね受容開口部186およびハウジングアセンブリ150に挿入されるばね184の位置決めを示している。ばね184は、線ばね184がばねボード取付け特徴部156と受容ボードスロット160との間にわずかに圧入されるようなサイズのワイヤ径を有する線ばねである。ばね受容開口部186に挿入されるばね184に関して、ボード取付け特徴部156は屈曲しないようにすることによって、ハウジングアセンブリ150にカード102を固締する。特に図6を参照すると、ボード取付け特徴部156に関してスロット160がカード102に通路をどのように形成するかを十分に理解することができると思われる。ボード取付け特徴部156の有刺端部158は、カード102の後面を把持するように設計され、それによってドータカード102に対して横断軸に沿ってハウジングアセンブリ150を固定する。スロット160は、ボードハウジングアセンブリ150がカード102の面において長手軸に沿った移動範囲xを有するようなサイズである。ばねアセンブリ182の順方向バイアスとハウジングアセンブリ150の移動自由度xの組合せによって、バックプレーン104に対するカード102の位置合わせにおける不正確な許容差を補償することができる。ばねアセンブリ182のばね184の結合力は、個別のフェルールアセンブリの個別のばね178のばね力のような対向するすべてのばね力の和より大きいように選択される。そうでなければ、フェルールアセンブリのばね178の結合力は、ハウジングアセンブリを後方に押し返すため、ボードハウジングアセンブリ150とバックプレーンハウジングアセンブリ120との間の所望の結合を阻むことになる。しかし、ボードハウジングアセンブリ150の順方向の移動はフランジ151によって制限されるため、個別のフェルールは依然として移動範囲を保持し、各個別の光ケーブル接続に確実にぴったりフィットする。
【0043】
図6および図7に示されているように、ボードハウジングアセンブリ150の長手方向の移動は、ばねアセンブリ182によって制御される。「ばね」なる語は、コイルばね、偏倚クリップ、弾性バンド、圧縮発泡体または当業界で公知の他の類似の装置のような弾力性のあるまたは伸縮自在な材料を指す。本実施形態において、ばねアセンブリ182は、互いに対して側方向に離隔され、ボードハウジングアセンブリ150の側端部にほぼ位置する2つのばねクリップ184を含む。ばねアセンブリ182は、3つの機能を果たす。(a)ボードハウジングアセンブリ150における長手軸に沿って順方向の力を働かせ、ボードハウジングアセンブリ150とボードハウジングアセンブリ150が取付けられるボード102との間にばね偏倚を形成することと、(b)ボードラッチ特徴部156を固締し、ボードハウジングアセンブリ150がボードから不測の事態によって外れないようにすることと、(c)カードの角度の位置ずれを補償することである。
【0044】
ばねアセンブリ182は、ボードハウジングアセンブリ150がばね184の法線力に対向する作用によって移動される場合に、ボードハウジングアセンブリ150がばね184の抵抗に逆らって移動させられるように、ドータカードの前縁すなわち嵌合縁に向かってボードハウジングアセンブリ150を偏倚することが好ましい。
【0045】
さらに、図8に示されているように、図7に示された側方向に離隔された位置にある2つのばね184の配置によって、角度の位置ずれを補正することができ、バックプレーンハウジングアセンブリ150の前縁における圧力および起こりうる損傷を減少させ、ポートの角度の位置ずれを補償する。
【0046】
図9〜11は、プラグアセンブリ190を示している。プラグアセンブリ190は、従来のMT型コネクタフェルールを受容し、バックプレーンハウジングアセンブリ120に合致する連結特徴部を形成するように設計される。当業者は、プラグアセンブリが異なるタイプのコネクタを受容するように成形されることができることは容易に十分に理解されるであろう。本発明の別の実施形態において、バックプレーンハウジングアセンブリは、従来のコネクタアセンブリを直接受容するように形成されていてもよい。
【0047】
プラグアセンブリ190は、下部ハウジング部材192およびハウジングカバー194から構成される。上記で説明したように、MT型コネクタアセンブリは、フェルール170およびフェルールばね178を具備する。MT型コネクタは、保護ジャケット198によって包囲されているマルチファイバリボンケーブル196を終端処理するために用いられる。
【0048】
下部ハウジング構成部品192は、フランジ面202と、受容ウェル204と、ばね保持リップ206と、によって規定される前部開口部200を具備している。フェルール170は、前部分171およびフランジ172を有する。前部分171は、開口部200を通過する。しかし、開口部200は、フランジ172が大きすぎて開口部200を通過することができず、フランジ172がフランジ面202に寄りかかるようなサイズである。図10に示されているように、下部ハウジング192内で適切に位置決めされる場合には、フェルールばね178の端部179は、受容ウェル204内部にあり、フランジ172とばね保持リップ206との間で圧縮される。フェルールばね178の圧縮は、フランジ172およびリップ206に対して作用する力を生じ、開口部200を通って順方向にフェルール170にばね偏倚される。
【0049】
図11は、下部ハウジング192に取付けるために位置決め去れたハウジングカバー194を示している。この取付けは、ハウジングカバー194の係合特徴部208を下部ハウジング構成部品192の側壁に存在する係合キャビティ210に配置することによって実現しやすくなる。ハウジングカバー194が下方向に回転されるため、係合特徴部208は係合キャビティ210の内部に捕捉される。回転し始めるにつれて、雄型スナップラッチ212が個別の雌型ラッチ受容特徴部214と係合され、下部ハウジング構成部品192およびハウジングカバー194を共に固締する。
【0050】
強度部材218を貫通させるための経路を形成するために、開口部216が下部ハウジング構成部品192に設けられる。強度部材218は、光ファイバケーブルに概ね存在し、一般にケーブルの光ファイバの軸方向応力を緩和するために光ファイバコネクタのハウジングに取付けられる。
【0051】
下部ハウジング構成部品192はまた、側方向固締および下部ハウジング構成部品192に対するハウジングカバー194の位置合わせのために、組立作業中に、ハウジングカバー194のポスト222が挿入されるキャビティ220を具備する。
【0052】
図12は、取付けられた曲げ半径制御部材230を有する光ファイバケーブル196に組立てられるプラグアセンブリ190を示している。この例示のために、曲げ半径制御部材230は、プラグアセンブリ190の後部ハウジングセクション232にわたって付着された収縮可能なチューブと、ケーブルの保護ジャケット198と、ケーブルの強度部材218と、から構成される。曲げ半径制御部材230は加熱され、所定の位置まで収縮されて、プラグ190に対してケーブル196を固定する。
【0053】
図13は、ベース板254に固結された垂直支持材252および垂直支持材252に取り付けられた1つ以上の成形マンドレルを具備するケーブル形成装置250を示している。マンドレル256の半径は、光ファイバケーブル196に関する臨界曲げ半径を超える。互いに対するマンドレル256の角度は、光ファイバケーブル196用の所期または所望の経路に対応する。
【0054】
曲げ半径制御部材230を適用するために、収縮可能なチューブまたはジャケット262がプラグアセンブリ190および光ファイバケーブル196上にまず摺動されるか、または巻付けられる。「熱収縮可能なジャケット」または「熱収縮可能なチューブ」なる語は、光ファイバケーブルの所望の部分の周囲に巻付けることができる熱収縮材料を含むチューブ、ジャケット、テープ、ラップまたはコーティングを含むことを意味している。「熱収縮可能なジャケット」なる語は、熱収縮性プラスチックなどの加熱した場合に、光ファイバケーブルの周囲で縮んで圧縮し、周囲温度に戻る際にこの縮んだ形状を依然として維持する材料を指す。
【0055】
ケーブル196および収縮性チューブ262は、マンドレル256を中心にして巻付けられる。図示した装置250は二重曲げを形成し、ケーブル196が左下に形成され、合成曲げを形成している。次に、収縮性チューブがチューブを収縮させるのに十分な温度まで加熱される。本実施形態において、熱収縮材料を縮めるために必要な熱曝露は、光ファイバケーブルに対する有害な影響を避けるが、光ファイバケーブルの通常の作動範囲より高くなるように選択される。熱源としては、ホットエアガン、放射熱素子、加熱マンドレルまたは他の適切な熱源を挙げることができる。マンドレル256に光ケーブル196を配置する前または配置後に、加熱を行うことができる。チューブを冷却することが可能である間に、収縮性チューブ262およびケーブル196はマンドレル256に巻付けられたままである。一旦、冷却されると、ケーブル196は所望の形状および曲げ半径を帯びていると推測される。形成されるケーブルの剛性は、収縮製チューブが形成される材料の厚さおよびデュロメータによって制御されることができる。
【0056】
場合によっては、光ケーブル196の保護ジャケットおよび後部ハウジングセクション232との接合を形成する熱活性化接着剤によって、収縮性チューブの内面をコーティングすることが望ましい場合がある。曲げ半径制御部材は、曲げが所期または所望であるケーブルの任意の部分に施されてもよい。現場の適用は、巻付け可能な収縮材料およびヒートエアガンまたはランプなどの携帯可能な熱源を用いて行われてもよい。
【0057】
本発明は、歪み緩和および曲げ半径制御を行うための収縮性チューブの利用に限定されているわけでなく、収縮性チューブの利用が他の方法では費用の嵩む問題に対する廉価な解法を提供することを留意すべきである。
【0058】
当業者は、さまざまな光装置および非光装置の結合が、精密な位置合わせを必要とする場合に、本発明を用いることができることを十分に理解されたい。本発明は具体的な好ましい実施形態を参照して説明してきたが、本発明は本発明の精神を逸脱することなく、他の特定の形態で具体化されることもできる。したがって、本願明細書において説明および図示された実施形態は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものと考えるべきではないことを理解すべきである。本発明の精神および範囲によれば、他の変形および修正を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】角度に位置ずれしたカードおよびバックプレーンコネクタの側面図である。
【図2】結合カード位置における本発明によるコネクタシステムの第1の実施形態の等角断面図である。
【図3】非結合位置における図2に示されたコネクタシステムの等角図である。
【図4】図2に示されたコネクタシステムの組立分解等角図である。
【図5】図2に示されたコネクタシステムのバックプレーンハウジングアセンブリの等角断面図である。
【図6】図2に示されたコネクタシステムのカードハウジングアセンブリの等角図である。
【図7】図2に示されたコネクタシステムのハウジングアセンブリのカード面の等角図である。
【図8】回路カードが前記相互接続軸に対して角度を成している場合であっても、コネクタ構成部品が相互接続軸に沿って整列されるバックプレーン接続システムの側面図である。
【図9】図4に示された接続システムのプラグ部分の等角図である。
【図10】カバーの取付けを除き、完全に組立てられたプラグを示している図4に示されたプラグの組立分解等角図である。
【図11】カバーを取付けた場合の図4に示されたプラグの等角図である。
【図12】完全に組立てられた図4に示されたプラグの等角図である。
【図13】形成固定具を中心にして巻付けられた図11に示されたプラグアセンブリの等角図である。
【図14】バックプレーンハウジングアセンブリの組立分解等角図である。

Claims (30)

  1. バックプレーン(104)を介して嵌合可能な基板(102)上に少なくとも1つの光ファイバケーブル(174)を接続するためのコネクタシステム(100)であって、前記光ファイバケーブルが終端処理用フェルール(170)を具備し、前記終端処理用フェルール内の光ファイバの長手方向が長手軸および順方向を規定し、前記フェルールが第1の長手方向の移動範囲を有し、フェルールばね素子(178)が長手方向のフェルールばね力f、ここでnはフェルールばねの数である、を有し、
    前記光ファイバフェルールを受容するための少なくとも1つのフェルール受容特徴部(164)および
    第2の長手方向の移動範囲を有し、前記第2の長手方向の移動範囲に沿って前記ハウジングアセンブリを順方向に偏倚させ、かつ長手方向のばね力hを有し、
    Figure 2004507785
    である基板ばねアセンブリ(182)を具備する
    前記基板に取付けられる基板ハウジングアセンブリ(150)と、
    前記フェルール受容特徴部に嵌合されるように構成される少なくとも1つの長手方向の受容キャビティであって、前記バックプレーンの第1面に沿った前部開口部および前記バックプレーンの第2の面に沿った後部開口部を有する受容キャビティを規定するバックプレーンハウジングアセンブリ(120)と、を含み、前記基板が前記バックプレーンに対する嵌合位置に配置されると、前記基板ばねアセンブリが互いに対するハウジング嵌合位置における前記バックプレーンハウジングおよび前記基板ハウジングを維持するコネクタシステム(100)。
  2. 前記基板ばねアセンブリが第1および第2の側方向に離隔された懸架ばね部材(184)を具備し、前記第1および第2の懸架ばね部材が前記基板に対する前記ハウジングアセンブリの角度の移動範囲を許容する、請求項1に記載のコネクタシステム。
  3. 前記ばねアセンブリが複数の長手方向のばね力を作用させる複数の個別のハウジングばね部材を具備し、前記ハウジング嵌合位置において、前記フェルールが個別の対向する接続フェルールに当接し、前記個別のハウジングばね部材の順長手方向のばね力の和が前記対向する接続フェルールにおける前記フェルールばね部材によって作用される逆長手方向のばね力の和より大きい、請求項1に記載のコネクタシステム。
  4. 前記基板ばねアセンブリが、前記ハウジングアセンブリに関して前記基板に対する角度の回転の割合を許容し、前記基板ばねアセンブリが、前記基板と前記バックプレーンとの間の角度のずれの割合を補正し、前記バックプレーンハウジングアセンブリおよび前記基板ハウジングアセンブリを結合することができる、請求項1に記載のコネクタシステム。
  5. 前記バックプレーンハウジングアセンブリが、前記前部開口部を覆う前扉(138)をさらに具備する、請求項1に記載のコネクタシステム。
  6. 前記バックプレーンハウジングアセンブリが、前記後部開口部を覆う後扉(140)をさらに具備する、請求項1に記載のコネクタシステム。
  7. 前記扉が電磁封止を提供する、請求項5または6に記載のコネクタシステム。
  8. 前記バックプレーンハウジングアセンブリが嵌合されない場合に、前記扉が自動的に閉じる、請求項5〜7のいずれか一項に記載のコネクタシステム。
  9. 前記基板ハウジングアセンブリが、複数の積み重ねられるフェルール受容特徴部を具備し、前記バックプレーンハウジングアセンブリが、対応する数の対応する受容キャビティを具備する、請求項1〜8のいずれか一項に記載のコネクタシステム。
  10. 略直交配置されるバックプレーン(104)を介して摺動可能なカード(102)に複数の光ファイバケーブル(174)を接続するためのコネクタシステム(100)であって、各光ファイバケーブル(174)が終端処理用フェルール(170)を具備し、前記終端処理用フェルール内の光ファイバの長手方向が長手軸および順方向を規定し、各フェルールが前記光ファイバケーブルに対する長手方向の移動範囲を有し、順方向偏倚フェルールばね素子(178)が長手方向のフェルールばね力を有し、
    前記光ファイバフェルールを受容するための少なくとも1つのフェルール受容キャビティ(164)を具備するカードハウジングアセンブリ(150)と、
    前記カードに前記カードハウジングを結合するばねアセンブリ(182)と、を具備し、
    前記カードハウジングアセンブリが長手方向の移動範囲を有し、前記ばねアセンブリが順方向における第2の長手方向の移動範囲に沿って前記ハウジングアセンブリを偏倚させ、長手方向のハウジングばね力を有し、前記順長手方向のハウジングばね力の和が、前記フェルールばね素子によって作用される逆長手方向のばね力の和より大きいコネクタシステム(100)。
  11. バックプレーンを介する光接続を形成するためのバックプレーンコネクタアセンブリであって、
    前記バックプレーンを介して少なくとも1つの長手方向の受容キャビティ(132)を規定するバックプレーンハウジング(120)であって、前記受容キャビティが第1の光コネクタを受容するために構成された前記バックプレーン部材の前面に沿った前部開口部(134)および第2の光コネクタを受容するために構成された前記バックプレーン部材の後面に沿った後部開口部(136)を有するバックプレーンハウジング(120)と、
    前記前部開口部を少なくとも部分的に覆う折畳み式前扉(138)および
    前記後部開口部を少なくとも部分的に覆う折畳み式後扉と、を具備し、
    光コネクタ部材が個別の開口部に配置されない場合には、前記扉が自動的に閉じ、前記前扉および前記後扉が互いに独立に動作するバックプレーンコネクタアセンブリ。
  12. 少なくとも1つの前記扉が導電材料を含み、前記扉が電気的に接地される、請求項10に記載のバックプレーンコネクタアセンブリ。
  13. 前記バックプレーンハウジングが誘電材料を含み、導電性ではない、請求項12に記載のバックプレーンコネクタアセンブリ。
  14. 前記バックプレーンハウジングが導電性であり、電気的に接地され、前記扉が導電性でない、請求項10に記載のバックプレーンコネクタアセンブリ。
  15. コネクタが前記開口部に挿入される場合に、前記開口部を折畳む折畳み式ばね設計を前記扉が具備する、請求項10に記載のバックプレーンコネクタアセンブリ。
  16. 前記扉が、ヒンジ素子(246)に結合されるばね偏倚素子(242)を具備する、請求項10に記載のバックプレーンコネクタアセンブリ。
  17. 前記バックプレーンハウジングが、複数の線状に積み重ねられた受容キャビティを規定する、請求項10に記載のバックプレーンコネクタアセンブリ。
  18. 前記扉が、ヒンジ素子(246)に結合される対になったばね偏倚素子(242)を具備し、各ばね偏倚素子が1つの開口部を覆う、請求項17に記載のバックプレーンコネクタアセンブリ。
  19. 前記バックプレーンハウジングが、閉じた位置において前記開口部内部で前記扉に確実にぴったりフィットするフレーム特徴部(144)を具備する、請求項10に記載のバックプレーンコネクタアセンブリ。
  20. 光ファイバケーブル(196)の曲げ半径を制御するための曲げ半径制御部材(230)であって、前記光ファイバケーブルの周囲に巻付けられる変形耐性のある熱収縮外部ジャケットを具備し、前記熱収縮外部ジャケットが所望の曲げ曲率半径を有する曲げ半径制御部材(230)。
  21. 少なくとも1つの光ファイバを有する光ファイバケーブル(196)の少なくとも1つの部分の曲げ半径を制御するための方法であって、
    熱収縮性材料からなるジャケット(262)を設けるステップと、
    前記光ファイバケーブルの前記部分の周囲に前記ジャケットを配置するステップと、
    所望の曲げ角度で前記光ファイバケーブルの前記部分を屈曲させるステップと、
    熱の印加によって前記光ファイバケーブルの周囲で前記ジャケットを収縮させるステップと、を含む方法。
  22. 前記屈曲ステップが、少なくとも2つの曲線において前記光ファイバケーブルの前記部分を屈曲するステップを含む、請求項21に記載の方法。
  23. 前記曲線が異なる平面にある、請求項22に記載の方法。
  24. 前記光ファイバケーブルを屈曲させるステップが、
    少なくとも1つのマンドレルを有するケーブル形成装置を設けるステップであって、前記マンドレルが前記光ファイバケーブルに関する最小の曲げ半径より大きい半径を有するステップと、
    前記マンドレルを中心にして前記光ファイバケーブルの前記部分を巻付けるステップとを含む、請求項21〜23のいずれか一項に記載の方法。
  25. 前記ケーブル形成装置が少なくとも2つのマンドレルを具備し、前記マンドレルが支持材の異なる面に取付けられ、前記ケーブルが2つの曲線を有するS字形状に屈曲され、前記2つの曲線が異なる面に存在する、請求項24に記載の方法。
  26. 複数の長手方向の受容キャビティを具備し、各受容キャビティが前部開口部を有するバックプレーンハウジングと、
    一対の前記複数の受容キャビティの前部開口部を覆うための一対の偏倚部材と一体形成されるヒンジ板を具備し、前記一対の受容キャビティの間に介在壁がある少なくとも1つの折畳み式扉と、
    前記バックプレーンハウジングに前記折畳み式扉を取付けるために、前記介在壁に隣接する前記ヒンジ板を固定するための手段と、を具備する光ファイバ接続システム。
  27. 複数の長手方向の受容キャビティを具備し、各受容キャビティが前部開口部を有するバックプレーンハウジングと、
    一対の前記複数の受容キャビティの前部開口部を覆うための一対の偏倚部材と一体形成されるヒンジ板を具備し、前記一対の受容キャビティの間に介在壁がある少なくとも1つの折畳み式扉と、
    前記バックプレーンハウジングに前記折畳み式扉を取付けるために、前記介在壁に隣接する前記ヒンジ板を固定するように成された接続部と、を具備する光ファイバ接続システム。
  28. 前記少なくとも1つの折畳み式扉が少なくとも1つのラッチを具備し、前記介在壁がその中に形成された少なくとも1つのラッチシートを有し、前記接続部が前記ラッチシートと前記ラッチとの係合によって製造される、請求項27に記載の光ファイバ接続システム。
  29. 前記一対の偏倚部材が金属材料を含む、請求項26に記載の光ファイバ接続システム。
  30. 前記金属材料が、ステンレス鋼合金およびベリリウム/銅合金からなる群から選択される、請求項29に記載の光ファイバ接続システム。
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