JP2006023393A - 光伝送装置および電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品点数を減少でき、簡易な設計で安価に生産できる光伝送装置を提供することを課題とする。また、当初の目的である、受発光部と光ファイバーケーブルのプラグ部との光学的/機械的接合部分へのホコリ、異物の侵入防止や光漏れに対する目の保護が可能になる。
【解決手段】受光または発光の少なくともいずれかを行う光素子を保持し、かつ、光信号伝送用のプラグを挿入するプラグ挿入穴を備えた筐体と、前記プラグ挿入穴を開閉するシャッターを有するシャッター機構とを備えた光伝送装置において、前記シャッター機構は、筐体に設けられた取り付け部に、外部から取り付け可能に構成されてなることにある。
【選択図】図3

Description

本発明はDVDプレーヤー、DVDレコーダー、TV、STB、AVレシーバ、および、パソコン、PDA、携帯電話などの電子機器に用いられる光伝送装置および電子機器に関する。
近年、DVDに代表される民生機器において、光信号によるデジタル音声信号伝送が普及し、それらの送信部、受信部には、信号伝送を行わないときに、受発光部と光ファイバーケーブルのプラグ部との光学的/機械的接合部分へのホコリ、異物の侵入防止や光漏れに対する目の保護の機構が設けられている。
保護の機構として、従来から挿入部に保護キャップを装着するタイプやプラグの挿抜に応じて蓋が開閉するシャッター機構が用いられていた。最近では利便性や誤飲防止のためにこのシャッター機構のものが多く採用されている。
かかるシャッター機構を備えた光伝送装置は、受光または発光の少なくともいずれかを行う光素子を保持し、かつ、光信号伝送用のプラグを挿入するプラグ挿入穴を備えた筐体と、プラグ挿入穴を開閉するシャッターと、シャッターを閉じる方向に付勢するねじりコイルバネとを備えたものである(例えば、特許文献1参照)。
この光伝送装置は、プラグが挿入されていないときには、シャッターが、ねじりコイルバネにより、筐体内部から外側に向けて付勢され閉じた状態になっている。プラグが挿入されるに従い、シャッターが内側に押され、プラグが完全に挿入された状態では、光素子と光ファイバケーブルプラグ(以下、プラグとする)の光学系を損なうことなく、シャッターおよびねじりコイルバネが筐体に収納される。また、プラグが抜かれた場合には挿入時と逆で、ねじりコイルバネが元の形状に戻ろうとしてシャッターを筐体の外側に押す力が働き、最初の状態に戻る。
特開2003−322766号公報
前記従来の光伝送装置は、筐体が前部ハウジングと後部ハウジングとに2分割されており、シャッター機構を組み付ける際には、シャッター機構を前部ハウジング内部から取り付け、さらに前部ハウジングと後部ハウジングとを結合しなけばならない。このため、装置の組立構造が複雑であり、部品点数を十分に減らすまでには至っていない。
本発明は、上記の問題に鑑み発明されたもので、部品点数を減少でき、簡易な設計で安価に生産できる光伝送装置を提供することを課題とする。また、当初の目的である、受発光部と光ファイバーケーブルのプラグ部との光学的/機械的接合部分へのホコリ、異物の侵入防止や光漏れに対する目の保護に対しても十分に目的を達成する光伝送装置を提供することにある。
本発明は、上記課題を達成するために、なされたもので、その特徴は、受光または発光の少なくともいずれかを行う光素子を保持し、かつ、光信号伝送用のプラグを挿入するプラグ挿入穴を備えた筐体と、前記プラグ挿入穴を開閉するシャッターを有するシャッター機構とを備えた光伝送装置において、前記シャッター機構は、筐体に設けられた取り付け部に、外部から取り付け可能に構成されてなることにある。
そして、シャッターを有するシャッター機構を、筐体に設けられた取り付け部に、筐体外部から取り付けることができるため、シャッター機構の取り付けのために、筐体を分割する構成にする必要はなく、取り付け作業が容易かつ迅速に行えると共に、筐体構造の設計が簡単となり、最低限の部品点数で安価に生産できる。
また、本発明の前記シャッター機構は、前記シャッター機構は、前記シャッターを閉じる方向に付勢する弾性体を備え、前記シャッターは、弾性体を保持する保持手段を備え、前記シャッターの回転軸は、前記筐体の取り付け部に形成された軸受け部に嵌合されるのが好ましい。
前記弾性体はねじりコイルバネからなり、前記保持手段は、バネ保持用の支持部とバネ外れ防止用の凸部を備えている。かかる場合には、シャッター裏面の凸部により、シャッターの支持部に装着したバネが外れ難くなり、さらに組み立て性が向上する。
前記ねじりコイルバネの可動側の腕の先端以外の部位が、シャッターの開閉時に筐体の内側面を摺動する場合には、バネのハウジングとの摺動部にバネの切断面が接触しないことにより滑らかな摺動を得ることができる。摺動部のバネ腕の形状を曲げ形状にすることにより、さらに滑らかな摺動を得ることができる。
前記筐体内部のバネ腕摺動部に前記ねじりコイルバネの腕の位置固定用のガイド凹部を設けた場合には、シャッター開閉時にバネの可動側の腕が、ハウジングのガイド凹部に収まることにより、バネの摺動部が上下にずれることを防止することができる。しかも、前記シャッター裏面に、前記ねじりコイルバネの腕が係合してシャッターの上下方向の位置を固定する固定凹部を設けた場合には、ハウジングのガイド凹部と、シャッターの固定凹部と、ねじりコイルバネの両腕により、シャッターの高さ位置を固定することができ、シャッター開閉時にハウジングと回転軸以外の部位が接触しないようにすることができる。
前記筐体にシャッター飛び出し防止用の位置決め手段を設けた場合には、この位置決め手段をシャッター閉時のあたり面にすることにより、シャッターがホルダー前方に飛び出すことを防止することができる。
シャッターが開かれたプラグ挿入時に、前記弾性体の弾性力により、シャッターがプラグを筐体の内面に押圧する構成であるので、プラグと光伝送装置の公差範囲内のガタツキを抑え、信頼性の高い光伝送装置を提供できる。
シャッター機構がねじりコイルバネで構成された場合には、シャッター本体、回転軸および弾性体を、ねじりコイルバネで構成することにより、さらに部品点数を削減した安価な光伝送装置を提供することができる。
前記シャッターの回転軸がねじりコイルバネのコイル部で構成され、ねじりコイルバネと一体化した金属線と樹脂板から構成された場合には、筐体内部のシャッター開閉部にバネの腕が配置されなくなり、より信頼性の高い光伝送装置を提供することができる。
前記ねじりコイルバネのコイル部外周に嵌合する保持用凸部を、シャッター裏面に一体成型し、しかも、前記ねじりコイルバネの位置ズレ防止用の凸部を設けることにより、支持部にねじりコイルバネのコイル部を通す作業が不要となり、組み立てやすい構造の光伝送装置を提供することができる。
前記弾性体を板状バネから構成したり、前記シャッターと板バネを一体成型したりすることにより、生産効率の高い、組み立ての容易な光伝送装置を提供することができる。
本発明は、最低限の部品構成で、設計、および、取り扱いも容易で、安価でかつ信頼性の高い光伝送装置を提供することができる。
1以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
(第一実施の形態)
図1は本発明の第一実施の形態の光伝送装置の正面図、図2は同側面図、図3(a)はシャッターが閉じた状態の断面平面図、図3(b)はシャッターを開いた状態の断面平面図を示している。
図1〜図3に示すように、本実施の形態の光伝送装置1は、光を受光または発光する光素子2を保持すると共に、プラグが挿入される挿入口15を備えた単体の筐体(以下、ハウジングという)10と、この挿入口15を開閉するシャッター機構19とから主構成されている。シャッター機構19は、シャッター20と、このシャッター20を閉じる方向に付勢する弾性体としてのねじりコイルバネ30とからなる。
ハウジング10は、光素子2と光ファイバーケーブルのプラグとが収容される収容部9と、シャッター20を回転自在に保持する取り付け部11とを備えるように一体成型されている。なお、光素子以外の上記部品がすべて組み込まれた状態のものを以下ホルダーという。
図4(a)〜(c)に示すように、シャッター20は、シャッター本体21と、このシャッター本体21の裏面に設けられた土台22と、土台22から上方に突設された支持軸23と、支持軸23の上方に所定間隔を有するように、シャッター本体21の裏面に設けられたバネ外れ防止用の凸部25と、シャッター本体21の上下面にそれぞれ突設された回転軸24、24とからなる。これらシャッター本体21、土台22、支持軸23、バネ外れ防止用の凸部25および回転軸24は、合成樹脂等から一体成型されている。土台22と支持軸23により、支持部が構成され、支持部およびバネ外れ防止用の凸部25により保持手段が構成されている。なお、シャッター20の表面には、プラグ挿入時にプラグのガイド溝となる凹部29が形成され、裏面には、ねじりコイルバネ30が係合する溝状の固定凹部26が形成されている。
ねじりコイルバネ30は、シャッター20の支持軸23に上方から外嵌されるコイル部31と、ハウジング10の内面を摺動する可動側の腕32と、シャッター本体21の固定凹部26に係合する保持側の腕33とからなる。保持側の腕33は、シャッター20の固定凹部26に係合して固定されているため、ねじりコイルバネ30はシャッター20に対して上下方向に相対移動しないようになっている。可動側の腕32の長さは、保持側の腕33の長さよりも長い形状となっているが、同等であっても、その逆であってもよい。
シャッター20のバネ外れ防止用の凸部25は、不用意にねじりコイルバネ30の保持側の腕33が固定凹部26から外れても、シャッター20に装着されたねじりコイルバネ30が、支持軸23から外れるのを防止する。なお、このバネ外れ防止用の凸部25の位置は、ねじりコイルバネ30が外れるのを防止することができればどこに配置しても良い。
シャッター20の回転軸24、24は、図5(a)および(b)に示すように、ハウジング10の一側に取り付けられている。具体的には、ハウジング10の一端には、前記挿入口15を形成する取り付け部11が突設され、この取り付け部11は、ハウジング10の正面視において左側の側面が開口する略コの字状に形成されている。取り付け部11の上下端部11a、11bには、左側からシャッター20の回転軸24が嵌合される溝状の軸受け部12が、それぞれ形成されている。
各軸受け部12の溝縁には、シャッター20の回転軸24が、軸受け部12から外れるを防止すべく、外れ防止手段としての抜け止め凸部13が設けられている。また、図2に示す如く、シャッター20の閉塞時にシャッター20の自由端側の位置決めを行えるように、ハウジング10のシャッター20回転軸根元付近には、シャッターの飛び出し防止用の位置決め凸部14が設けられている。この位置決め凸部14が、シャッター20の裏面に当接することにより、シャッター20の閉塞時にシャッターの自由端側がハウジング10から飛び出さないようになっている。
ハウジング10の内側面には、図1および図3に示すように、ねじりコイルバネ30の可動側の腕32が係合して摺動するように、V字型の溝部からなるガイド凹部17が、可動側の腕32の摺動方向に形成されている。なお、ねじりコイルバネ30の可動側の腕32の先端は、ハウジング10と摺動する部分が針金の端面にならないように、屈曲されており、シャッター20がスムーズに開閉するようになっている。
ホルダー状態で、ねじりコイルバネ30の可動側の腕32が、ハウジング10のガイド凹部17に係合し、また、保持側の腕33が先述のシャッター本体21裏面の固定凹部26に係合しているため、シャッター20の高さ方向の位置決めがされている。従って、開閉動作するシャッター20を、ハウジング10の取り付け部11の上下端部11a、11bに接触しないようにすることができる。
次に、以上の構成からなる光伝送装置を組み立てる場合について説明する。まず、シャッター20の支持軸23に、ねじりコイルバネ30を装着してシャッター機構19を製作する(図4(b)および(c)参照)。コイルバネ30の装着に際して、ねじりコイルバネ30のコイル部31を湾曲させながら支持軸23に外嵌させることにより、バネ外れ防止用の凸部25が支障となることはない。
このように組み付けられたシャッター機構19を、ハウジング10に備えられた軸受け部12に嵌合させる。このとき、ねじりコイルバネ30を予めハウジング10内に収容し、可動側の腕32をハウジング10のガイド凹部17に係合させておく。なお、可動側の腕32の長さは、保持側の腕33の長さよりも長い形状となっているので、可動側の腕32を容易にガイド凹部17に係合させることができる。
さらに、シャッター機構19をハウジング10の外側方から内側に向けて移動させることにより、各回転軸24、24を各軸受け部12、12に押し込む。シャッター20の回転軸24、24は、抜け止め凸部13を乗越えて通過し、軸受け部12の基部に嵌合する(図5参照)。
次に、前記光伝送装置1を使用する場合について説明する。
シャッター20の閉塞時には、ねじりコイルバネ30の可動側の腕32は、ハウジング10の内側面(ガイド凹部17)を押圧し、保持側の腕33は、シャッター20を閉塞する方向に付勢している(図3(a)参照)。プラグが挿入口15を介してホルダーに挿入されると、プラグ挿入に伴いシャッター20が回転軸24、24を中心にしてハウジング10内側に回転し、ホルダー内部に収納される(図3(b)参照)。このシャッター20の回転に伴い、ねじりコイルバネ30の可動側の腕32は、ハウジング10のガイド凹部17を摺動し、プラグが完全に挿入された状態でハウジング10内部にたわんだ状態で収納される。プラグを抜くと、ねじりコイルバネ30の復元力により、シャッター20が元の閉じた状態に戻る。
シャッター開閉時に、ねじりコイルバネ30の可動側の腕32が上下に動かずに水平方向のねじり運動になり、力の発散を防ぐことができ、シャッター開閉を確実かつスムーズに行うことができる。しかも、ねじりコイルバネ30の各腕32、33を、ハウジング10およびシャッター20に係合させることにより、シャッター20のハウジング10に対する高さ方向の位置決めがなされているので、シャッター20が自重でハウジング10のシャッター開閉部の底面と接触することなく、開閉することができ、信頼性の高い部品を生産することができる。なお、ねじりコイルバネ30の両腕の上下位置関係はどちらでも良い。
本実施例では、ねじりコイルバネ30の可動側の腕32を案内するガイド凹部17を、V字型の溝にしたが、可動側の腕がシャッター開閉により上下に動かない構造であれば、どのような形にしてもよい。例えば、図6に示すように、ねじりコイルバネ30の可動側の腕32を上方に略90°屈曲させ、その屈曲部32aを、ガイド凹部17の平面に形成された底面(バネ摺動面)17aに摺動させるようにしてもよい。かかる場合には、ガイド凹部17の底面17aにおける屈曲部32aの先端が位置する部分に、逃がし凹部18をガイド凹部17に沿って形成するのが好ましい。
このように、ねじりコイルバネ30の可動側の腕32が上下に動かない構造にして、さらに、その先端が当接しないような逃がし凹部18をハウジング10側に形成することにより、ねじりコイルバネ30の可動側の腕32の先端がハウジング10のバネ摺動面17aに平行になっていても、腕の端面がハウジング10と接触することなく摺動することができる。
前記シャッターの飛び出し防止構造としては、ハウジング10に位置決め凸部14を一体に設けたが、これに限らない。位置決め凸部14と接触するシャッター20裏面に凸部を設け、シャッター閉時にハウジング10と接触し、シャッター20がハウジング10から飛び出さないようにしても良い。また、図7に示すように、シャッター20の回転軸24の断面形状の一部を角形状(非円形)に形成し、シャッター20がハウジング10の外側方向に開こうとするときに、シャッター20の回転軸24の平坦面24aが、ハウジング10の軸受け部12に面で当接することにより、シャッター20の飛び出し防止構造とすることができる。
図8(a)および(b)は、第一の実施形態の光伝送装置1において、ねじりコイルバネ30のコイル部31の軸径を大きくし、また、ハウジング10に備えられた軸受け部12をホルダーの中央側まで深くした変形例である。プラグ40は、プラグ挿入部41にプラグ突起42を備えるため、プラグ挿入時にプラグ41が上下方向にガタ付かない構成になっているが、プラグ40の横方向に公差の範囲内でガタ付きが生じるものがある。
そこで、ねじりコイルバネ30のコイル部31の軸径を、プラグ挿入時にハウジング10とシャッター20とプラグ挿入部41がそれぞれ干渉する大きさに設定する。この結果、図8(b)に示すように、コイルバネ30のコイル部31のバネ性を利用して、プラグ挿入時にバネ30の反発力でシャッター20をプラグ挿入部41側面(矢印方向)に押圧すことにより、プラグ40のガタツキを防止することができる。
(第二実施の形態)
図9は、本発明のシャッター機構19の第二実施の形態を示す。図9(a)は、ねじりコイルバネでシャッター20および弾性体を一体に構成したシャッター機構を示す。回転軸24、24が、前記ねじりコイルバネ30のコイル部31に相当する機能を備える。回転軸24を形成するねじりコイルバネの先端部は、ハウジング10側に固定される。また、シャッター本体21部分もコイルバネと同じ部材で構成することにより、それが、シャッターの役割を果たすため、これまでのシャッターが不要になる。
また、図9(b)および(c)に示すように、シャッター20の回転軸24、24および、シャッター枠27をねじりコイルバネで構成し、その枠27にシャッター本体に相当する樹脂板21を嵌合する構造にしてもよい。
(第三実施の形態)
図10(a)〜(b)に示す本発明の第三実施の形態は、シャッター20の裏面に、ねじりコイルバネ30のコイル部31を外嵌保持する一対のフック(保持用の凸部)28,28を設け、前記支持部が不要で組み立てやすい構造とした。また、ねじりコイルバネ30が位置ずれを起こさないように、フック28,28のない側にストッパ(位置ズレ防止用の凸部)29を設け、ねじりコイルバネ30がずれない構造とした。
図11(a)〜(b)は、前記第三実施の形態の変形例を示す。本変形例は、ねじりコイルバネ30の保持側の腕33を、シャッター本体21の裏面に突設された保持部28aに嵌合固定する構造にし、支持部が不要で組み立てやすい構造とした。また、ねじりコイルバネ30が位置ずれを起こさないようにコイル部31が配置される周囲に凸部29を設け、ねじりコイルバネ30が位置ずれを起こさない構造とした。
(第四実施の形態)
図12および図13は、本発明の第四実施の形態を示す。本実施の形態は、弾性体を板バネ30から構成し、それをハウジング10に組み込むものである。板バネ30の一端30aは、回転軸24に対してシャッター20の自由端側に設けられた嵌合部28bに固定保持されている。また、板バネ30の他端は、自由端とされ、回転軸24よりもシャッター20の他端側まで延設されている。そして、板バネ30の自由端側は、ハウジング10の側壁先端に形成された傾斜面10aを押圧しているので、プラグが挿入されていない場合、板バネ30の弾性力により、シャッター20は閉状態を維持する(図12(a)参照)。プラグが挿入された場合、板バネ30が弾性変形に抗してたわみながらハウジング10の内側にシャッター20と板バネ30が収納される(図12(b)および(c)参照)。
なお、本実施形態の板バネ30は、一端側が固定され、かつ、他端側がシャッター回転軸よりも飛び出した長さの板バネを用いている。また、シャッター20に板バネ30を取り付ける構造について、個々の部品を作って、組み立てても良いが、シャッター30の成型時にインサート成型することが可能である。インサート成型することにより、組み立て工程を削減することが可能になる。なお、ハウジング成型時に板バネをハウジングにインサート成型することも可能であるが、形状の小さいシャッターにインサート成型することで、一回の成型あたりの数量を多くすることができ、より、効率的な生産を行うことが可能になる。
本発明の第一実施の形態の光伝送装置の正面図である。 同側面図である。 (a)は、同シャッターの閉塞状態を示す断面平面図、(b)は、同シャッターの開放状態を示す断面平面図である。 第一実施形態の光伝送装置に使用されるシャッター機構を示し、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は背面図である。 (a)は第一実施形態の光伝送装置の平面図、(b)は同拡大平面図である。 ねじりコイルバネの可動側の腕が、ハウジングのガイド凹部に接触した状態を示す要部断面図である。 図5(b)の変形例を示す拡大平面図である。 第一の実施形態の光伝送装置の変形例を示し、(a)はプラグ挿入前の断面平面図、(b)はプラグ挿入後の断面平面図である。 本発明の第二実施の形態のシャッター機構を示し、(a)は正面図、(b)は正面図、(c)は(b)の側面図である。 本発明の第三実施の形態のシャッター機構を示し、(a)は断面平面図、(b)は背面図、(c)は底面図である。 同シャッター機構の他の例を示し、(a)は背面図、(b)は一部破断を含む平面図、(c)は正面図である。 本発明の第四実施の形態を示し、(a)〜(c)は、板バネをシャッターに保持する構造の光伝送装置の断面図である。 同シャッター機構を示し、(a)は背面図、(b)は要部断面図である。
符号の説明
2 光素子
10 ハウジング(筐体)
11 取り付け部
12 軸受け部
13 外れ防止手段
14 位置決め手段
15 プラグ挿入穴
17 ガイド凹部
19 シャッター機構
20 シャッター
24 回転軸
25 バネ外れ防止用の凸部
26 固定凹部
28 保持用の凸部(フック)
30 ねじりコイルバネ(弾性体)

Claims (17)

  1. 受光または発光の少なくともいずれかを行う光素子を保持し、かつ、光信号伝送用のプラグを挿入するプラグ挿入穴を備えた筐体と、前記プラグ挿入穴を開閉するシャッターを有するシャッター機構とを備えた光伝送装置において、
    前記シャッター機構は、筐体に設けられた取り付け部に、外部から取り付け可能に構成されてなることを特徴とする光伝送装置。
  2. 前記シャッター機構は、前記シャッターを閉じる方向に付勢する弾性体を備え、前記シャッターは、弾性体を保持する保持手段を備え、前記シャッターの回転軸は、前記筐体の取り付け部に形成された軸受け部に嵌合される請求項1に記載の光伝送装置。
  3. 前記弾性体はねじりコイルバネからなり、前記保持手段は、バネ保持用の支持部とバネ外れ防止用の凸部を備えた請求項2に記載の光伝送装置。
  4. 前記ねじりコイルバネの可動側の腕の先端以外の部位が、シャッターの開閉時に筐体の内側面を摺動する請求項3に記載の光伝送装置。
  5. 前記筐体内部のバネ腕摺動部に前記ねじりコイルバネの腕の位置固定用のガイド凹部を設けた請求項3又は4に記載の光伝送装置。
  6. 前記シャッター裏面に、前記ねじりコイルバネの腕が係合してシャッターの上下方向の位置を固定する固定凹部を設けた請求項5に記載の光伝送装置。
  7. 前記筐体にシャッター飛び出し防止用の位置決め手段を設けた請求項1〜6の何れかに記載の光伝送装置。
  8. 前記筐体の転軸受け部に、シャッター回転軸の外れ防止手段を設けた請求項2〜7の何れかに記載の光伝送装置。
  9. 前記シャッターが開かれたプラグ挿入時に、前記弾性体の弾性力により、シャッターがプラグを筐体の内面に押圧する構成である請求項1〜8の何れかに記載の光伝送装置。
  10. 前記シャッター機構がねじりコイルバネで構成された請求項1又は2に記載の光伝送装置。
  11. 前記シャッターの回転軸がねじりコイルバネのコイル部で構成され、シャッター機構は、ねじりコイルバネと一体化した金属線と樹脂板とから構成された請求項1又は2に記載の光伝送装置。
  12. 前記シャッター裏面に、ねじりコイルバネのコイル部外周に嵌合する保持用の凸部をシャッター裏面に一体成型により備えた請求項2に記載の光伝送装置。
  13. 前記ねじりコイルバネの位置ズレ防止用の凸部を設けた請求項12に記載の光伝送装置。
  14. 前記シャッター機構は、前記シャッターを閉じる方向に付勢するねじりコイルバネを備え、ねじりコイルバネの腕の先端をシャッターに保持する構造にした請求項1に記載の光伝送装置。
  15. 弾性体が板状バネからなる請求項2に記載の光伝送装置。
  16. 前記シャッターと板バネを一体成型した請求項15に記載の光伝送装置。
  17. 前記請求項1〜16の何れかに記載の光伝送装置を備える電子機器。

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