JP2009288626A - 光トランシーバ - Google Patents

Abstract

【課題】静電気が発生しにくい光トランシーバを提供する。
【解決手段】発光素子アセンブリ５と、受光素子アセンブリ６と、光トランシーバ基板７とを筐体２に収容した光トランシーバにおいて、導電性のないプラスチック製の未塗布筐体の表面に、導電性プラスチックが塗布されて、筐体２が構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、静電気が発生しにくい光トランシーバに関する。

光通信に用いられる光トランシーバは、光信号と電気信号とを相互変換するものである。光トランシーバは、光ファイバのコネクタが挿抜される前端部を有すると共に、後端部が上位の通信機器に挿抜されるように構成されている。光トランシーバが通信機器に挿入されている状態において、通信機器の外装パネルに光トランシーバの前端部が露出しており、この光トランシーバの前端部に光ファイバのコネクタを挿抜することができる。

光トランシーバは、光送信用の発光素子とレンズ等の光学系を一体化した発光素子アセンブリと、光受信用の受光素子とレンズ等の光学系を一体化した受光素子アセンブリと、これら発光素子アセンブリ及び受光素子アセンブリの電気信号を処理する回路を搭載した光トランシーバ基板とを備える。

これらの発光素子アセンブリ、受光素子アセンブリ、光トランシーバ基板は、光トランシーバの筐体に収容される。筐体は、上部が開放されたほぼ直方体状の容器であり、光ファイバのコネクタが挿抜される前端部に臨ませて発光素子アセンブリと受光素子アセンブリを収容し、その後方に光トランシーバ基板を収容し、光トランシーバ基板に形成されたエッジコネクタと呼ばれる電気コネクタが後端部に露出するようになっている。

筐体は導電性のないプラスチック製であり、筐体の前端部と底部を除き筐体の上部と側部は金属製カバーで覆われる。

通信機器の内部には、光トランシーバ基板に形成された電気コネクタに嵌合する相手側電気コネクタが通信機器基板に実装されている。また、相手側電気コネクタの周囲から通信機器の外装パネルの裏面近くまで、ケージと呼ばれる上部と側部を覆う金属製の囲いが通信機器基板に取り付けられている。従って、光トランシーバが通信機器に挿入されている状態において、通信機器の内部では、金属製カバーで覆われた筐体がケージ内に収容される。通信機器の外装パネルの表面には、光トランシーバの前端部が露出する。

特開２００７−３１８０４２号公報

光トランシーバは、人が直接手で取り扱うことが多く、その取扱中に静電気が発生することがある。特に、光トランシーバを通信機器に抜き差しするとき、誘電体である筐体の底面が誘電体である通信機器基板に擦れるため、静電気が発生しやすく、また、蓄積しやすい。

発生した静電気や蓄積した静電気が金属製カバーやケージを介して通信機器内部の他の部分に放電されると、通信機器内部のさまざまの回路に電気的雑音が回り込んでいき、通信機器の誤動作や通信不良の原因となる。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、静電気が発生しにくい光トランシーバを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、発光素子アセンブリと、受光素子アセンブリと、光トランシーバ基板とを筐体に収容した光トランシーバにおいて、導電性のないプラスチック製の未塗布筐体の表面に、導電性プラスチックが塗布されているものである。

上記導電性プラスチックが導電性ポリマであってもよい。

上記導電性プラスチックが上記未塗布筐体を導電性プラスチック液中に浸漬することによって塗布されてもよい。

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

（１）静電気が発生しにくい。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１に示されるように、本発明に係る光トランシーバにおいては、発光素子アセンブリを収容する空間Ｓ１と、受光素子アセンブリを収容する空間Ｓ２と、光トランシーバ基板を収容する空間Ｓ３とが、いずれも上部が開放され下部と側部が筐体２の底部３と壁４によって囲まれるように筐体２が形成されている。図中、凡例のＡハッチングで示された部分は壁４の断面であり、Ｂハッチングで示された部分は底部３を上から見た底部内面３ａである。実際には、発光素子アセンブリや受光素子アセンブリの円筒状に形成された光学系を支承するための湾曲したリブや、光トランシーバ基板をネジ止めするボスなどにより、筐体２の空間Ｓ１〜Ｓ３は図示よりも複雑形状となる。

図２は、筐体２に、発光素子アセンブリ５と、受光素子アセンブリ６と、光トランシーバ基板７とを全て収容した状態を示す。発光素子アセンブリ５は発光素子のための光学系が前端部８内の空間Ｓ４に臨んでいる。受光素子アセンブリ６は受光素子のための光学系が前端部８内の空間Ｓ５に臨んでいる。前端部８内の空間Ｓ４，Ｓ５は伝送用光ファイバの光コネクタが挿入される空間である。筐体２の後端部９には底部３がないため、光トランシーバ基板７のエッジに形成される電気コネクタ７ａは筐体２から露出している。この状態で、筐体２に金属製カバーを取り付ける。光トランシーバ基板７には、ＩＣ１０と図示しない電気部品が実装されている。

図３に示されるように、筐体２の前端部８と底部３を除き筐体２の上部と側部は金属製カバー１１で覆われ、光トランシーバ１２が組み立てられる。

本発明は、図１〜図３で説明した光トランシーバ１２において、導電性のないプラスチック製の未塗布筐体（形状は筐体２と同じ）の表面に、導電性プラスチックが塗布されて筐体２が構成されたものである。未塗布筐体の表面に、導電性プラスチックを塗布する方法としては、例えば、液状の導電性プラスチックが貯留された浸漬槽に未塗布筐体を浸漬し、その後、この筐体を浸漬槽から取り出し、乾燥などの固化方法により導電性プラスチックを固化させる。これにより、筐体２は、前端部８、底部３の外面、側部外面、内面の全てが導電性プラスチックの膜により覆われる。

本発明の光トランシーバ１２の作用効果を説明する。

図３のように筐体２を金属製カバー１１で覆うとき、前端部８と底部３は金属製カバー１１で覆われない。従来の光トランシーバでは、光トランシーバを通信機器に抜き差しするとき、誘電体である筐体の底面が誘電体である通信機器基板に擦れるため、静電気が発生しやすく、また、蓄積しやすかった。その点、本発明の光トランシーバ１２では、筐体２の表面に、導電性プラスチックが塗布されている。光トランシーバを通信機器に抜き差しするとき、筐体２の底面３が導電性プラスチックの膜により覆われているため、静電気が発生しにくく、また、蓄積しにくい。この結果、通信機器の誤動作や通信不良が防止される。

従来の光トランシーバには、筐体全体が金属製のものがあり、静電気発生や蓄積の問題がない。しかし、金属製の筐体は、所定の機械的強度を得るためには壁の厚さを厚くしなければならない。壁が厚くなると筐体内部の空間が狭くなり、部材の収容や配置に制約が生じる。部材の収容や配置の制約を減らすために壁を薄くするとき、例えば、壁の厚さを０．２ｍｍ程度に薄くしようとすると、金属製の厚さ０．２ｍｍ程度の壁は機械的強度が弱く、光トランシーバの筐体としての機械的強度の仕様を満足できない。その点、プラスチック製の筐体２は、壁の厚みが０．２ｍｍでも十分な機械的強度を得られる。つまり、プラスチック製の筐体２は、筐体２内部の空間を広くし、部材の収容や配置の制約を減らすことができる。また、プラスチック製の筐体２は、金属製の筐体よりもコストが安い。

ただし、静電気の発生防止のみを念頭にして、仮に、筐体全体を導電性プラスチック製としようとすると、そのプラスチック材料には導電性を持たせるための材料を混ぜているから機械的強度が弱くなり、やはり機械的強度の仕様を満足できない。

よって、本発明のように、導電性のないプラスチック製の未塗布筐体の表面に、導電性プラスチックが塗布されている筐体２を用いたことで、光トランシーバ１２が静電気の発生防止と機械的強度の仕様を満足できる。

塗布される導電性プラスチックとしては、導電性ポリマがあり、導電性ポリマには、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリアニリンなどがある。導電性プラスチックの導電率は、表面抵抗値が１．８×１０⁶Ω／ｃｍ²程度が好ましい。導電性のないプラスチック製の筐体では、表面抵抗値が≧１．０×１０¹²Ω／ｃｍ²となる。

一方、筐体に用いる導電性のないプラスチックとしては、耐熱プラスチックがあり、耐熱プラスチックにはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）がある。これらの中では、ＰＥＩが比較的耐熱性が低く、成型しやすいと共に安価である。

一般に、導電性に関する区分として、
ａ）絶縁性 表面抵抗値≧１．０×１０¹²Ω／ｃｍ²
ｂ）静電防止性 １．０×１０¹²Ω／ｃｍ²＞
表面抵抗値≧１．０×１０⁸Ω／ｃｍ²
ｃ）導電性 １．０×１０⁸Ω／ｃｍ²＞
表面抵抗値＞１．０×１０³Ω／ｃｍ²
がある。本発明では、未塗布筐体に用いる導電性のないプラスチックはａ）絶縁性の材料を使用し、塗布される導電性プラスチックはｃ）導電性の材料を使用する。

次に、導電性プラスチックと導電性のないプラスチックについて耐熱強度を比較すると、一般に、プラスチックは、
ｄ）汎用プラスチック：耐熱温度１００℃未満
ｅ）エンジニアリングプラスチック：耐熱温度１００℃以上１５０℃未満
ｆ）スーパーエンジニアリングプラスチック：耐熱温度１５０℃以上
に分類される。導電性プラスチックはｄ）汎用プラスチック又はｅ）エンジニアリングプラスチックにカーボンを混練させて作成する。本発明では、ｆ）スーパーエンジニアリングプラスチックに分類されるポリエーテルイミド（ＰＥＩ）で筐体を形成し、その筐体に導電性プラスチックを塗布する。これにより、ｆ）スーパーエンジニアリングプラスチックの耐熱性が生かされ、筐体２の耐熱性が優れている。なお、光トランシーバの要求仕様としては、耐熱温度は８５℃であることが多い。

導電性プラスチックの塗布方法としては、既に述べたように浸漬法（いわゆるどぶ浸け）を用いるとよい。この方法は、塗布コストが安く、筐体２のコストを押し上げないので好ましい。他の塗布方法であっても、金属製カバー１１で覆われない前端部８と底部３が導電性プラスチックの膜で覆われれば、本発明の作用効果が得られる。

次に、本発明の作用効果を伝送エラー試験で確認した。

図４に示されるように、通信機器４１の外装パネル４２には、光トランシーバ１２を挿入するためのポート４３が複数設けられている。そこで、任意の隣接するポート＃２，＃３にそれぞれ光トランシーバ１２を挿入しておき、各々の光トランシーバ１２に光ファイバを介して試験用端末を接続する。両端末間で相互に所定の信号を伝送し合う。その間、ポート＃１に対して光トランシーバ１２を１００回挿抜する。ポート＃１に対する光トランシーバ１２の挿抜１回ごとにポート＃２，＃３間での伝送エラー（パケットエラー）をチェックする。挿抜の試行回数１００回中に伝送エラーが生じた回数を集計する。

この伝送エラー試験により、ポート＃１に光トランシーバ１２を挿抜したときに発生する静電気が隣のポート＃２の通信動作に影響を与えるかどうかを調べることができる。

参考のため、従来の光トランシーバ（導電性のないプラスチック製の筐体のみを用いたもの）は、伝送エラーが２０回／１００回挿抜であった。これに対し、本発明の光トランシーバ１２は、伝送エラーが０回／１００回挿抜であった。さらに参考のため、従来の光トランシーバ（金属筐体を用いたもの）は、伝送エラーが０回／１００回挿抜であった。

以上の結果から、本発明の光トランシーバ１２は、静電気の発生を抑制する性能に関して金属筐体を用いた光トランシーバに遜色が無く、しかも、筐体２の壁を薄くすることができ、金属筐体を用いた光トランシーバよりも内部空間を拡大しつつ、十分な機械的強度を有すると共に、コストが安くなっている。

本発明の一実施形態を示す光トランシーバの筐体の上面図である。 図１の筐体に発光素子アセンブリ、受光素子アセンブリ、光トランシーバ基板を収容した状態の上面図である。 図１の筐体に金属製カバーを取り付けた状態の斜視図である。 光トランシーバが装着される通信機器の外装パネルの正面図である。

符号の説明

２ 筐体
３ 底部
４ 壁
５ 発光素子アセンブリ
６ 受光素子アセンブリ
７ 光トランシーバ基板
８ 前端部
１１ 金属製カバー

Claims (3)

1. 発光素子アセンブリと、受光素子アセンブリと、光トランシーバ基板とを筐体に収容した光トランシーバにおいて、導電性のないプラスチック製の未塗布筐体の表面に、導電性プラスチックが塗布されていることを特徴とする光トランシーバ。
2. 上記導電性プラスチックが導電性ポリマであることを特徴とする請求項１記載の光トランシーバ。
3. 上記導電性プラスチックが上記未塗布筐体を導電性プラスチック液中に浸漬することによって塗布されたことを特徴とする請求項１又は２記載の光トランシーバ。

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