JP2006243503A - 光ファイバコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 同一軸線に沿う一対の光ファイバによりデータを伝送でき、かつ、構造を簡略化、小型化できる光ファイバコネクタを提供する。
【解決手段】 光ファイバコネクタ２０は、光ファイバの端面２５ａ，２７ａが露出するように光ファイバ２５，２７を握着する第１支持部材２１および第２支持部材２２を有し、各端面２１ａ，２２ａが面当接されるように構成されている。この光ファイバコネクタ２０は、第１支持部材２１および第２支持部材２２のうちの一方が他方に対して各光ファイバの軸線２５ｂ，２７ｂを中心として相対的に回転を開始すると同時に、軸線２５ｂ，２７ｂに沿って各端面２１ａ，２２ａを相対的に離反させる離反手段３０を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、軸線が同一線に沿って配設された一対の光ファイバが相対的に軸回転可能となる光ファイバコネクタに関する。

図９に示す携帯端末８０は、互いに積層される下筐体８１および上筐体８２と、下筐体８１および上筐体８２の積層方向に沿う連結軸８３とを有している。
この携帯端末８０は、下筐体８１に電池、操作部、制御部、通信部等を備え、上筐体８２にＬＣＤ等の表示部を備える。

このような携帯端末８０は、連結軸８３を中心として、下筐体８１および上筐体８２を相対的に回動させることにより、下筐体８１および上筐体８２が積層する携帯状態と、下筐体８１および上筐体８２が連結軸８３の径方向に沿って配列される伸長状態とを選択できる回転式携帯端末と呼ばれている。
なお、表示部等に給電、データ伝送を行う金属製の配線は、連結軸８３内に収容されるか、あるいは連結軸８３の周面に沿って螺旋状に配索されることが多い。

ところで、前述した携帯端末８０は、下筐体８１と上筐体８２との間に連結軸８３を介して共通の配線が配設されるという構造上の理由から、下筐体８１と上筐体８２とが相対的に回転するときに発生するねじれによる配線の断線を防止するために、下筐体８１および上筐体８２の相対回動角度がストッパ等により最大で略３６０°に規制されている。

ところが、近年、下筐体８１および上筐体８２の動作に関する要望が多様化、高度化しつつあり、下筐体８１および上筐体８２の相対回動角度の規制を解消することが求められている。

このような要望に対して、一対の光ファイバを各端面が面当接するように同一軸線に沿って配置し、これらの光ファイバによりデータ転送を行うことが考えられる。

しかしながら、このような構造では、下筐体８１および上筐体８２が相対的に回転することにより、各光ファイバの端面が互いに摺接されることになるため、各端面に損傷が生じる可能性がある。この場合、各端面に生じた損傷によりデータの伝送ロス、伝送エラーが発生しやすくなるという問題が起こる。

これに対して、光ファイバにおける各端面を離間配置し、かつ、各端面間にレンズを配置した光ファイバ回転コネクタや（特許文献１参照）、あるいは光ロータリージョイント（特許文献２）等が提案されている。
特開昭５８−７１１５号公報 特開昭６０−２０９７０８号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２は、各光ファイバの端面間にレンズを配置するため、構造が複雑、かつ、大型となり、携帯端末に用いるのは適当ではない。

本発明は、前述した不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、同一軸線に沿う一対の光ファイバにより伝送ロス、伝送エラーを生じさせることなくデータを伝送でき、かつ、構造を簡略化、小型化できる光ファイバコネクタを提供することを目的としている。

本発明の光ファイバコネクタは、光ファイバの端面が露出するように前記光ファイバを握着する第１支持部材および第２支持部材を有し、前記各端面が面当接されている光ファイバコネクタであって、前記第１支持部材および前記第２支持部材のうちの一方が他方に対して前記各光ファイバの軸線を中心として相対的に回転を開始すると同時に、前記各光ファイバの軸線に沿って前記各端面を相対的に離反させる離反手段を有していることを特徴としている。

ここで、離反手段としては、例えば第１支持部材および第２支持部材において互いに対向する一対の当接面にそれぞれ凸部および凹部を設けておく構造等を例示できる。
この構造において、各光ファイバの端面同士が面当接している状態で凸部および凹部が互いに嵌合するようにしておけば、各光ファイバを相対的に軸回転させるために第１支持部材および第２支持部材を回転させると、凸部が凹部から抜け出し、凹部が設けられた当接面に凸部の頂部が摺接する。
すなわち、凹部が設けられた当接面が凸部の頂部に押圧されることにより、第１支持部材の当接面および第２支持部材の当接面が互いに離反し、これにより各光ファイバの端面同士が相対的に離反することになる。

従って、この構成においては、離反手段により第１支持部材および第２支持部材が相対的に光ファイバの軸線を中心として回転するときは、同時に光ファイバの端面が離反するので、回転中は光ファイバの端面に損傷が生ずる虞れが少ない。
また、この構成においては、各光ファイバの相対軸回転に伴って各端面に損傷が生じ難いため、通常は各端面同士を密着させておけることになる。すなわち、各光ファイバの端面間にレンズを配置する必要がないため、構造を簡略化、小型化できることになる。

また、本発明の光ファイバコネクタは、前記各端面が面当接している状態で互いに当接する第１当接面および第２当接面が前記第１支持部材および前記第２支持部材に設けられ、前記離反手段が、前記第１当接面に設けられた凹部と前記第２当接面に設けられて前記凹部に嵌合する凸部とを有し、前記凹部および前記凸部のうちの少なくとも一方に前記第１支持部材および前記第２支持部材の相対回転方向に沿うとともに、前記各端面に対して交差する交差面が設けられていることを特徴としている。

ここで、凸部および凹部としては、例えば光ファイバの軸線を中心とする放射状に設けておけばよい。この際、第１当接面および第２当接面上に所定の角度θをおいて設ければよく、θ＝３６０°／ｎ（ｎは３６０を割り切れる自然数）の関係を満たしていればよい。
一方、交差面としては、平坦面以外にも円弧面、球面等を例示できる。このような交差面は、例えば凸部および凹部のうちの少なくとも一方を断面略Ｖ字状に形成しておくことにより得られる。

この構成によれば、第１支持部材の第１当接面および第２支持部材の第２当接面にそれぞれ設けた凸部あるいは凹部に交差面を得ることにより離反手段が実現できるので、複雑な構造を要しない。

本発明によれば、同一軸線に沿う一対の光ファイバにより伝送ロス、伝送エラーを生じさせることなくデータを伝送でき、かつ、構造を簡略化、小型化することができる。また、光ファイバは端面において互いに対向して露出するように握着されるので、本発明が用いられた下筐体と上筐体が相対的に回転しても、信号線である光ファイバにねじれは発生しない。よって、光ファイバの過度のねじれを防止するためのストッパをヒンジ部内に設けなくてよく、２つの筐体間の回転動作は制限されない。

本発明の光ファイバコネクタを回転式携帯端末に適用する例について説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示す回転式携帯端末１０は、互いに積層された状態に配置可能な下筐体１１および上筐体１２と、下筐体１１および上筐体１２を開閉自在に連結する連結軸１３と、上下の筐体１２，１１間の信号の伝送を可能にする光ファイバコネクタ２０とを有している。

下筐体１１は、上筐体１２と対向する面に操作部１４を備え、電池、制御部および通信部等を内蔵している。
一方、上筐体１２は、操作部１４と同じ方向を向く面にＬＣＤ等の表示部１５を備える。

この回転式携帯端末１０は、連結軸１３を中心として、下筐体１１および上筐体１２を相対的に回動させることにより、上下の筐体１２，１１が積層されるように折り畳まれた携帯状態と、上下の筐体１２，１１が開くように配列された伸長状態とを用途に合わせて選択することができる。

この回転式携帯端末１０は、上筐体１２の表示部１５を駆動するために、光ファイバコネクタ２０を介して、下筐体１１と上筐体１２間で信号の伝送が行われる。
以下、光ファイバコネクタ２０について説明する。

図２に示す第１実施形態の光ファイバコネクタ２０は、一例として、下筐体１１（図１参照）に備えた第１支持部材２１と、上筐体１２（図１参照）に備えた第２支持部材２２と有する。
第１支持部材２１の第１当接面２１ａに第２支持部材２２の第２当接面２２ａを臨ませ、この第２支持部材２２を連結軸（図１参照）１３の下端部に備え、第１支持部材２１の中央部に第１握着孔２３が形成され、第２支持部材２２の中央部に第２握着孔２４が形成されている。

第１握着孔２３に、下光ファイバ２５を覆った下光ファイバ支持体２６が握着されている。この状態において、下光ファイバ２５の端面２５ａが第１支持部材２１の第１当接面２１ａに対して同一平面となるように露出される。
第２握着孔２４に、上光ファイバ２７を覆った上光ファイバ支持体２８が握着されている。この状態において、上光ファイバ２７の端面２７ａが第２支持部材２２の第２当接面２２ａに対して同一平面となるように露出される。
従って、第１当接面２１ａおよび第２当接面２２ａは、上下の光ファイバ２５，２７の各端面２５ａ，２７ａが面当接している状態で、互いに当接する。
下光ファイバ２５は、図１に示す下筐体１１側から第１支持部材２１まで延び、上光ファイバ２７は、図１に示す上筐体１２側から連結軸１３を経て第２支持部材２２まで延びる。
なお、図２において、第１支持部材２１および第２支持部材２２は、それぞれ第１当接面２１ａおよび第２当接面２２ａが同一方向を向くように描かれているが、第１当接面２１ａおよび第２当接面２２ａが対面するように組み合わせられる。

さらに、光ファイバコネクタ２０は、第１支持部材２１および第２支持部材２２のうちの一方が他方に対して上下の光ファイバ２５，２７の軸線２５ｂ，２７ｂ（図２参照）を中心として相対的に回転を開始すると同時に、上下の光ファイバ２５，２７の軸線２５ｂ，２７ｂに沿って上下の光ファイバ２５，２７の各端面２５ａ，２７ａを相対的に離反させる離反手段３０を有している。

離反手段３０は、第１当接面２１ａに設けられた凹部３３と、第２当接面２２ａに設けられて凹部３３に嵌合する凸部３４とを有している。
凹部３３および凸部３４は、それぞれ上下の光ファイバ２５，２７の各端面２５ａ，２７ａに対して交差する交差面３３ａ，３４ａが設けられている。
交差面３３ａは凹部３３を構成する壁面であり、交差面３４ａは凸部３４を構成する壁面である。これらの交差面３３ａ，３４ａは、第１支持部材２１および第２支持部材２２の相対回転方向に沿って傾斜している。

凹部３３は、第１当接面２１ａの中央から径方向に角度θ（一例として、θ＝９０度）の間隔をおいて放射状に延び、断面略Ｖ字形に形成された溝である。
一方、凸部３４は、第２当接面２２ａの中央から径方向に角度θの間隔をおいて放射状に延び、断面略Ｖ字形に形成された突起である。この凸部３４は凹部３３に嵌合するように形成されている。

凹部３３を断面略Ｖ字形に形成し、かつ、凸部３４を断面略Ｖ字形に形成することにより、交差面３３ａ，３４ａが上下の光ファイバ２５，２７の各端面２５ａ，２７ａに対して交差するとともに、第１支持部材２１および第２支持部材２２の相対回転方向に沿う傾斜面となる。

なお、凹部３３及び凸部３４の一方のみを断面略Ｖ字形に形成しても、同様の効果が得られる。
また、凹部３３および凸部３４の断面形状は、略Ｖ字形に限らないで、円弧形に形成することも可能である。

図３（ａ），（ｂ）に、第１支持部材２１の凹部３３と第２支持部材２２の凸部３４とが嵌合している状態を示す。
下光ファイバ２５の端面２５ａは第１支持部材２１の第１当接面２１ａに対して同一面となるように露出し、上光ファイバ２７の端面２７ａは第２当接面２２ａに対して同一面となるように露出している。
よって、第１支持部材２１の凹部３３と第２支持部材２２との凸部３４とが嵌合しているとき、下光ファイバ２５の端面２５ａと上光ファイバ２７の端面２７ａとが密着する。

下光ファイバ２５の端面２５ａと上光ファイバ２７の端面２７ａが密着しているとき、第１支持部材２１を有する下筐体１１と、第２支持部材２２を有する上筐体１２間で光信号の伝送を行うことができる。

図４（ａ），（ｂ）に、第１支持部材２１の凹部３３から第２支持部材２２の凸部３４が抜け出した状態を示す。
第１支持部材２１の凹部３３から第２支持部材２２の凸部３４が抜け出して、凸部３４の頂部が第１支持部材２１の第１当接面２１ａに摺接状態にあるとき、第１支持部材２１の第１当接面２１ａと第２支持部材２２の第２当接面２２ａとが所定間隔離れる。
これにより、下光ファイバ２５の端面２５ａと上光ファイバ２７の端面２７ａとが離反する。

ここで、凹部３３から凸部３４が抜け出す状態は、第１、第２支持部材２１，２２が相対的に回転しているときに生じる。
第１、第２支持部材２１，２２が相対的に回転しているときに、下光ファイバ２５の端面２５ａと上光ファイバ２７の端面２７ａとを離反するので、それぞれの端面２５ａ，２７ａに損傷は生じない。

また、下光ファイバ２５の端面２５ａと上光ファイバ２７の端面２７ａとを離反させることで、下光ファイバ２５と上光ファイバ２７との間にねじれが生じないので、上筐体１２と下筐体１１を良好に回転できる。

なお、第１実施形態では、凹部３３と凸部３４とが第１当接面２１ａ，第２当接面２２ａの径方向全域に設けられた例を示したが、図５に示す変形例のように第１当接面２１ａの一部のみに凹部３３を設けてもよい。
図５においては、第１当接面２１ａの一部のみに凹部３３を設けた例を図示したが、第２当接面２２ａの一部のみに凸部３４を設ける場合も同様である。

さらに、凹部３３および凸部３４の形状は、断面略Ｖ字形に限定されず、支持部材２１，２２同士が第１当接面２１ａ，第２当接面２２ａの周方向に相対的に回転するときに、下光ファイバ２５の端面２５ａと上光ファイバ２７の端面２７ａとを互いに離反することができればよい。
すなわち、凹部３３および凸部３４のうち少なくとも一方に、下光ファイバ２５の端面２５ａ、上光ファイバ２７の端面２７ａに対して交差する交差面（交差面３３ａ，３４ａに相当するもの）が設けられていれば、同様の機能を果たす。

第１実施形態の光ファイバコネクタ２０によれば、凹部３３と凸部３４が嵌合するとき、上下の光ファイバ２７，２５は各々の端面２７ａ，２５ａで密着する。よって、例えば、下光ファイバ２５から拡散した光を集光するレンズを要せずに上光ファイバ２７に信号を伝送することができる。

また、第１支持部材２１、第２支持部材２２の回転時には、凹部３３と凸部３４の嵌合状態が解除され、第１当接面２１ａ，第２当接面２２ａ間に隙間が発生するので、各光ファイバ２５，２７の端面２５ａ，２７ａに損傷は発生しない。
離反手段３０は、第１当接面２１ａ，第２当接面２２ａに凹部３３、凸部３４を設けることで構成できるので、簡略化した構造で光ファイバ２５，２７にねじれを発生させない光ファイバコネクタ２０を提供することができる。

以下、図６〜図８に基づいて第２〜第４実施形態について説明する。なお、第２〜第４実施形態において第１実施形態と同一類似の部材については同一符号を付して説明を省略する。

（第２実施形態）
図６に示す第２実施形態の光ファイバコネクタ４０は、第１実施形態の離反手段３０に代えて離反手段４１を備えたもので、その他の構成は第１実施形態と同一である。
離反手段４１は、第１支持部材４２の凹部４３を略半球形に形成し、第２支持部材４４の凸部４５を略半球形に形成したものである。

凹部４３を略半球形に形成し、かつ、凸部４５を略半球形に形成することで、第１支持部材４２および第２支持部材４４の相対回転方向に沿うとともに、第１、第２支持部材４２，４４の下光ファイバ２５の端面２５ａ、上光ファイバ２７の端面２７ａに対して交差する交差面４３ａ，４５ａが設けられる。

第２実施形態の光ファイバコネクタ４０によれば、凹部４３および凸部４５が嵌合しているとき、それぞれの支持部材４２，４４の握着孔２３，２４に握着された光ファイバ２５，２７は、その端面２５ａ，２７ａ同士で密着する。

また、第１支持部材４２と第２支持部材４４のうちの一方が他方に対して、光ファイバ２５，２７の軸線２５ｂ、２７ｂに沿って相対的に回転を開始すると、凹部４３および凸部４５の嵌合状態が解除され、凸部４５は第１支持部材４２の第１当接面４２ａと当接する。

したがって、第１、第２支持部材４２，４４が相対的に回転するときに、光ファイバ２５，２７の端面２５ａ，２７ａは離反しているので傷がつかない。
すなわち、第２実施形態の光ファイバコネクタ４０によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、離反手段４１の凹部４３および凸部４５の形状は、略半球形に限られない。例えば、凹部４３および凸部４５を三角錐形に形成することも可能である。

（第３実施形態）
図７に示す第３実施形態の光ファイバコネクタ５０は、第２支持部材２２の握着孔２４に握着された上光ファイバ支持体２８の先端部２８ａが第１支持部材５１の握着孔５２まで延ばされ、先端部２８ａを握着孔５２に回転自在に差し込んだもので、その他の構成は第１実施形態と同一である。

第３実施形態の光ファイバコネクタ５０によれば、第１、第２支持部材２２，５１の離反時においても、上光ファイバ支持体２８の先端部２８ａが、第１支持部材５１の握着孔５２に回転自在に差し込まれた状態を保つ。
これにより、第１支持部材５１と第２支持部材２２のうちの一方が他方に対して、光ファイバ２５，２７の軸線２５ｂ，２７ｂに沿って相対的に回転する際の回転軸が安定する。

さらに、第３実施形態の光ファイバコネクタ５０によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。

（第４実施形態）
図８に示す第４実施形態の光ファイバコネクタ６０は、第１支持部材６１と第２支持部材６２とが一層良好に密着するように構成したもので、その他の構成は第１実施形態と同一である。

すなわち、第４実施形態の光ファイバコネクタ６０は、第２支持部材６２に環状溝６３を備え、この環状溝６３にスライド自在に支持壁６４を配置し、この支持壁６４を第１支持部材６１の筒部６５に設け、支持壁６４と、第２支持部材６２のフランジ部６６との間に圧縮ばね６７を備える。
よって、圧縮ばね６７で、支持壁６４と、第２支持部材６２のフランジ部６６とを押圧する。

この状態において、第１、第２支持部材６１，６２が相対的に回転しても互いの中心点は一致したままに保たれる。
よって、支持部材６１，６２同士が回転するときでも上下の光ファイバ２５，２７の軸がずれないで、回転軸は安定する。

さらに、圧縮ばね６７を備え、この圧縮ばね６７で、支持壁６４と、第２支持部材６２のフランジ部６６とを押圧することで、第１支持部材６１の凹部と第２支持部材６２の凸部とが嵌合した状態において、第１支持部材６１の第１当接面６１ａと、第２支持部材６２の第２当接面６２ａとを一層良好に密着させることができる。
さらに、第４実施形態の光ファイバコネクタ６０によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、第１〜第４実施形態で説明した凹部および凸部は、支持部材の当接面上にθ＝９０度の間隔をおいて設けられたが、この間隔に限定されるものではない。
本発明が有効であるためにはθ＝３６０°／ｎ（ｎは自然数）の関係を満たしていれば良い。また、凹部、凸部の組みあわせが３点以上であれば、支持部材同士を平行に保つことができるという効果も有する。

本発明の光ファイバコネクタは、同一軸線に沿う一対の光ファイバにより伝送ロス、伝送エラーを生じさせることなくデータを伝送でき、かつ、構造を簡略化、小型化できる光ファイバコネクタとして有用である。

（ａ）は本発明に係る光ファイバコネクタの第１実施形態を用いた回転式携帯端末を示す斜視図、（ｂ）は第１実施形態に係る光ファイバコネクタを用いた回転式携帯端末を示す側面図である。 第１実施形態に係る光ファイバコネクタを示す分解斜視図である。 第１実施形態に係る光ファイバコネクタの凹部および凸部が嵌合した状態を説明する図である。 第１実施形態に係る光ファイバコネクタの凹部から凸部が抜け出した状態を説明する図である。 第１実施形態に係る光ファイバコネクタの変形例を示す平面図である。 第２実施形態に係る光ファイバコネクタを示す分解斜視図である。 第３実施形態に係る光ファイバコネクタを示す断面図である。 第４実施形態に係る光ファイバコネクタを示す断面図である。 従来の回転式携帯端末を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 回転式携帯端末
２０，４０，５０，６０ 光ファイバコネクタ
２１，４２，５１，６１ 第１支持部材
２１ａ 第１支持部材の端面
２２，４４，６２ 第２支持部材
２２ａ 第２支持部材の端面
２５ 下光ファイバ（光ファイバ）
２５ａ 下光ファイバの端面
２５ｂ 下光ファイバの軸線（光ファイバの軸線）
２７ 上光ファイバ（光ファイバ）
２７ａ 上光ファイバの端面
２７ｂ 上光ファイバの軸線（光ファイバの軸線）
３０，４１ 離反手段
３１ 第１当接面
３２ 第２当接面
３３，４３ 凹部
３３ａ，３４ａ，４３ａ，４４ａ 交差面
３４，４４ 凸部

Claims (2)

1. 光ファイバの端面が露出するように前記光ファイバを握着する第１支持部材および第２支持部材を有し、前記各端面が面当接される光ファイバコネクタであって、
   前記第１支持部材および前記第２支持部材のうちの一方が他方に対して前記各光ファイバの軸線を中心として相対的に回転を開始すると同時に、前記各光ファイバの軸線に沿って前記各端面を相対的に離反させる離反手段を有していることを特徴とする光ファイバコネクタ。
2. 前記各端面が面当接している状態で互いに当接する第１当接面および第２当接面が前記第１支持部材および前記第２支持部材に設けられ、
   前記離反手段が、前記第１当接面に設けられた凹部と、前記第２当接面に設けられて前記凹部に嵌合する凸部とを有し、
   前記凹部および前記凸部のうちの少なくとも一方に、前記第１支持部材および前記第２支持部材の相対回転方向に沿うとともに前記各端面に対して交差する交差面が設けられていることを特徴とする請求項１に記載した光ファイバコネクタ。

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