JP2011022198A - 光コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】光導波路とプラグハウジングとの位置決め用のガイド部材をプラグとコネクタとの位置決めにも使用するようにして、累積誤差が小さく、コネクタハウジングに対する光導波路の位置決めを正確に、かつ、容易にすることができるとともに、小型でありながら耐久性が高く、構造が簡素で製造コストが低く、操作が容易になるようにする。
【解決手段】光導波路を備えるケーブルと、ケーブルに接続されたプラグと、プラグが装着されるコネクタハウジングとを有する光コネクタであって、ケーブルはケーブル側ガイド部を備え、プラグは、プラグ側ガイド部を含み、ケーブルに取付けられるプラグハウジングを備え、コネクタハウジングはコネクタ側ガイド部を備え、プラグ側ガイド部は、ケーブル側ガイド部と係合してケーブルとプラグハウジングとの位置決めをするとともに、コネクタ側ガイド部と係合してコネクタハウジングとプラグとの位置決めをする。
【選択図】図1

Description

本発明は、光コネクタに関するものである。
従来、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistant:個人用携帯情報端末)、デジタルカメラ、ビデオカメラ、音楽プレーヤ、ゲーム機、車両用ナビゲーション装置等の電子機器においては、筐(きょう)体全体の小型化とディスプレイの大型化とを両立させるため、筐体を折畳むことができるようになっている。この場合、一方の筐体と他方の筐体とを回転可能に接続するヒンジ部の内部を通過するように、フレキシブル回路基板(FPC:Flexible Printed Circuit)、細線同軸ケーブル等の導電線を配設し、パラレル伝送によって信号を伝送する。
近年、画像の高精細化等によって信号の高速化が求められているが、ヒンジ部の内部の大きさには限界があるので、幅広又は大径の導電線を配設することは困難である。また、EMI(Electro Magnetic Interference:電磁干渉)対策を施すと、更に導電線が幅広又は大径となってしまう。
そこで、大量の信号をシリアル伝送することができ、かつ、EMI対応に優れる光伝送化が検討されている(例えば、特許文献1参照。)。
図6は従来の光コネクタを示す斜視図である。
図において、870は発光素子、受光素子等を含む光学モジュールを収納する光学素子部であり、結合部材841を介して、コネクタハウジング811に結合されている。該コネクタハウジング811は、図示されない光ファイバの先端に結合されたプラグが挿入される溝状のガイド部814と、前記プラグの前端が係合される係合壁部818とを有する。該係合壁部818の壁面には一対のガイド突起831が形成され、該ガイド突起831が前記プラグに形成された一対の係合孔(こう)と嵌(かん)合することによって、前記プラグの位置決めが行われる。
また、前記光コネクタは、前記コネクタハウジング811に回転可能に取付けられたクランプ部材821を備える。該クランプ部材821の前端は、係合壁部818の側面から突出する回転軸813に回転可能に取付けられている。そして、前記クランプ部材821は、前端から後方へ向けて延出する細長い板状の腕部822を備え、該腕部822の後端には前記プラグの後端に掛止する掛止部827が接続され、さらに、該掛止部827の後端にはオペレータが操作するための操作部825が接続されている。
そして、前記プラグを光コネクタに接続する場合には、まず、図に示される姿勢から操作部825を上昇させるようにクランプ部材821を回転させ、ガイド部814の上面を開放する。続いて、後方からプラグをガイド部814に挿入し、前記プラグの前端面を係合壁部818の壁面に当接させる。この場合、ガイド突起831をプラグの係合孔と嵌合させることによって、前記プラグの位置決めを行う。最後に、操作部825を下降させるようにクランプ部材821を回転させ、図に示される姿勢に復帰させる。これにより、前記プラグの後端に掛止部827が掛止し、前記プラグは光コネクタに接続された状態でロックされる。
特開平11−84174号公報
しかしながら、前記従来の光コネクタにおいては、ガイド突起831をプラグの係合孔と嵌合させることによってプラグの位置決めを行うようになっているので、オペレータによる接続作業が困難である。通常、光ファイバに接続されたプラグを光コネクタに接続する場合、プラグ側の光路と光コネクタ側の光路との位置決めには極めて高い精度が要求されるので、ガイド突起831と係合孔との寸法公差が極めて小さく設定されている。そのため、ガイド突起831が係合孔に進入するようにプラグを移動させるオペレータの操作は、正確さが要求され、困難なものとなる。
また、オペレータがガイドに余分な力を付与した場合に、ガイド突起831が破損する可能性がある。近年では、光コネクタの微細化が進んでおり、それに伴ってガイド突起831も微細化している。そのため、例えば、該ガイド突起831をプラグの係合孔と嵌合させる際に、オペレータが手指等によってプラグの姿勢や向きに修正を加えると、ガイド突起831がオペレータの手指等の力を受けて破損してしまうことがある。
さらに、ガイド突起831自体の寸法誤差、ガイド突起831の係合壁部818への取付誤差、プラグの係合孔の寸法誤差等の各種の誤差が累積されるので、プラグ側の光路と光コネクタ側の光路とを高い精度で整合させることは困難である。
本発明は、前記従来の問題点を解決して、光導波路とプラグハウジングとの位置決め用のガイド部材をプラグとコネクタとの位置決めにも使用するようにして、累積誤差が小さく、コネクタハウジングに対する光導波路の位置決めを正確に、かつ、容易にすることができるとともに、小型でありながら耐久性が高く、構造が簡素で製造コストが低く、操作が容易な光コネクタを提供することを目的とする。
そのために、本発明の光コネクタにおいては、光導波路を備えるケーブルと、該ケーブルに接続されたプラグと、該プラグが装着されるコネクタハウジングとを有する光コネクタであって、前記ケーブルはケーブル側ガイド部を備え、前記プラグは、プラグ側ガイド部を含み、前記ケーブルに取付けられるプラグハウジングを備え、前記コネクタハウジングはコネクタ側ガイド部を備え、前記プラグ側ガイド部は、前記ケーブル側ガイド部と係合して前記ケーブルとプラグハウジングとの位置決めをするとともに、前記コネクタ側ガイド部と係合して前記コネクタハウジングとプラグとの位置決めをする。
本発明の他の光コネクタにおいては、さらに、前記プラグ側ガイド部はプラグハウジングから突出する複数の凸部であり、前記ケーブル側ガイド部はケーブルに形成された複数の凹部であり、該凹部の各々には対応する前記凸部が進入可能であり、前記コネクタ側ガイド部はコネクタハウジングに形成された複数の凹部であり、該凹部の各々には対応する前記凸部が進入可能である。
本発明の更に他の光コネクタにおいては、さらに、前記凹部は円弧状の側面を含み、前記凸部は円弧状の側面を含む柱状の部材である。
本発明の更に他の光コネクタにおいては、さらに、前記コネクタハウジングに姿勢変化可能に取付けられ、前記プラグをロックするロック部材を更に有し、該ロック部材を開放位置にして、前記ケーブル側ガイド部がコネクタ側ガイド部と係合するように、プラグをコネクタハウジングに装着し、前記ロック部材を閉止位置にすると、前記プラグがコネクタハウジングにロックされ、前記ケーブルと接続される。
本発明の更に他の光コネクタにおいては、さらに、前記プラグハウジングは、枠状のプラグハウジング本体及び板状のプラグ天板を備え、前記プラグハウジング本体は、一対の側壁部及び該側壁部の後端を連結する後方横桟部を含む。
本発明の更に他の光コネクタにおいては、さらに、前記ケーブルは、光導波路と導電線とを積層したハイブリッドケーブルであり、前記プラグは、プラグ側光接続部及びプラグ側電気接続部を備え、前記コネクタハウジングは、光接続部及び電気接続部を備え、前記プラグをコネクタハウジングに装着すると、前記プラグ側光接続部及びプラグ側電気接続部が光接続部及び電気接続部に対向する。
本発明の更に他の光コネクタにおいては、さらに、前記プラグ側ガイド部は、プラグ側光接続部に立設される。
本発明によれば、光コネクタは、光導波路とプラグハウジングとの位置決め用のガイド部材をプラグとコネクタとの位置決めにも使用する。これにより、累積誤差を小さくすることができるので、コネクタハウジングに対する光導波路の位置決めを正確に、かつ、容易にすることができる。さらに、小型でありながら耐久性が高く、構造を簡素化することができ、製造コストを抑制し、操作を容易にすることができる。
本発明の実施の形態における光コネクタを示す図でありケーブルを接続する前にロック部材を開放した状態を示す図であって、(a)はレセプタクルコネクタの斜視図、(b)はプラグコネクタの斜視図である。 本発明の実施の形態におけるプラグを示す斜視図であって、(a)は分解図、(b)は組立図である。 本発明の実施の形態におけるプラグを示す二面図であって、(a)は下面図、(b)は側面図である。 本発明の実施の形態におけるケーブルの接続端部とレセプタクルコネクタの光接続部及び電気接続部との接続関係を示す側断面の模式図である。 本発明の実施の形態におけるプラグをレセプタクルコネクタに嵌合する動作を示す図であって、(a)〜(c)は一連の動作を示す斜視図である。 従来の光コネクタを示す斜視図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の実施の形態における光コネクタを示す図でありケーブルを接続する前にロック部材を開放した状態を示す図である。なお、図において、(a)はレセプタクルコネクタの斜視図、(b)はプラグコネクタの斜視図である。
図において、1は本実施の形態における一方の光コネクタとしてのレセプタクルコネクタであり、図示されない回路基板等の基板の面に実装される基板側コネクタであり、ケーブル101を接続するための光コネクタの一部である。
ここで、ケーブル101は、光導波路と後述される導電線151とを一体化した複合ケーブルであり、具体的には、帯状の光導波路の一面にフレキシブル回路基板等の可撓(とう)性平板状ケーブルを貼(てん)付して積層することによって一体的に結合したもの、又は、帯状の光導波路の一面に導電パターンを形成したものである。
また、前記ケーブル101の端部には、プラグハウジング130が取付けられ、光コネクタ組立体における他方の光コネクタであるプラグコネクタとしてのプラグ120が形成されている。そして、該プラグ120を前記レセプタクルコネクタ1に嵌合して装着することによって、ケーブル101がレセプタクルコネクタ1に接続される。
なお、本発明における光コネクタは、光導波路を接続するためのコネクタとして機能し、少なくとも光導波路を備えるケーブルを接続することができるものであればよく、また、ケーブルは、必ずしも、光導波路と導電線151とを一体化した複合ケーブルである必要はない。しかし、本実施の形態においては、説明の都合上、光コネクタが、光導波路と導電線151とを一体化した複合ケーブルであるケーブル101を接続するコネクタである場合についてのみ説明する。
前記ケーブル101は、いかなる用途に使用されるものであってもよいが、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、PDA、デジタルカメラ、ビデオカメラ、音楽プレーヤ、ゲーム機、車両用ナビゲーション装置等であって、筐体が複数の部分に分割され、隣接する各部分が回転可能に連結されている電子機器に使用され、隣接する各部分を回転可能に連結するヒンジ部の内部を通過するように配線されるような用途に適している。また、前記ケーブル101は、例えば、光導波路によって信号をシリアル伝送することができ、かつ、EMI対応に優れているので、大量の信号を高速で伝送する用途に適している。さらに、レセプタクルコネクタ1は、前記電子機器の筐体内に配設された基板の面に実装されるような用途に適している。
なお、本実施の形態において、レセプタクルコネクタ1、ケーブル101及びプラグ120並びにそれらに含まれる各部材の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、レセプタクルコネクタ1、ケーブル101及びプラグ120並びにそれらに含まれる各部材が図に示される姿勢である場合に適切であるが、レセプタクルコネクタ1、ケーブル101及びプラグ120並びにそれらに含まれる各部材の姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。
前記レセプタクルコネクタ1は、合成樹脂等の絶縁性材料によって一体的に形成されたコネクタハウジング11と、金属、合成樹脂等であって弾性変形可能な材料によって一体的に形成され、前記コネクタハウジング11に姿勢変化可能に取付けられた弾性ロック部材としてのロック部材21とを有する。該ロック部材21は、例えば、金属板に曲げ加工、プレス加工等の加工を施すことによって形成することができる。そして、前記ロック部材21は、その基端(図1(a)における下端)がコネクタハウジング11の先端(図1(a)における左上端)に回転可能に接続され、姿勢変化して、プラグ120をコネクタハウジング11に装着するための図1(a)に示されるような第1位置としての開放位置、及び、プラグ120をロックする後述される第2位置としての閉止位置になる。
前記ロック部材21は、中空の略長方形状の板状部材であり、短軸方向(幅方向)に延在する帯板状の第1横桟部24及び第2横桟部25と、長軸方向(縦方向)に延在して前記第1横桟部24及び第2横桟部25の両端を接続する細長い帯板状の一対の撓(たわ)み部22とを有する。該撓み部22は、伸縮可能な伸縮部として機能する。
そして、前記第1横桟部24は、ロック部材21の先端に位置し、その短軸方向の両端には一対の取付部としての取付脚部23の基端が接続されている。前記取付脚部23は、第1横桟部24に対してほぼ直交する方向に延在し、その先端が、コネクタハウジング11の回転軸13を介して、コネクタハウジング11の先端に回転可能に接続されている。なお、前記取付脚部23は、第1横桟部24を介して、前記撓み部22の一端に接続されているとも言える。また、前記第1横桟部24における一対の撓み部22との接続部分の間には、第2横桟部25の方向に向けて延出するプラグ押え部としての第1押え部24aの基端が接続されている。
また、前記第2横桟部25は、ロック部材21の後端に位置し、その長軸方向の後端側の両端には一対の被係止部としての掛止腕部27の基端が接続されている。前記掛止腕部27は、U字状の側面形状を備え、第1横桟部24と反対の方向に向けて延出し、下方に湾曲して先端部27aが第1横桟部24の方向を向き、コネクタハウジング11に掛止又は掛止解除される。なお、前記掛止腕部27は、第2横桟部25を介して、前記撓み部22の一端に接続されているとも言える。そして、閉止位置において、前記先端部27aは、コネクタハウジング11の掛止部としてのロック突起15aに掛止される。また、前記第2横桟部25における一対の撓み部22と接続部分との間には、第1横桟部24の方向に向けて延出するプラグ押え部としての第2押え部25aの基端が接続されている。
なお、前記第2横桟部25における掛止腕部27との接続部分より内側の部分には、第1横桟部24と反対の方向に向けて延出する板状の操作部25bの基端が接続されている。前記操作部25bは、ロック部材21を姿勢変化させる際に、オペレータが手指等によって操作する部分であるが、不要であれば適宜省略することもできる。
さらに、前記撓み部22の各々は、閉止位置において上方に突出するように屈曲した屈曲部22aと、該屈曲部22aの両側に接続された平板状又は直線状の直状部22bと、撓み部22の両端を第1横桟部24及び第2横桟部25に接続する接続部22cとを備え、略ヘ字状の側面形状を備える。そして、前記撓み部22は、このような側面形状を備え、かつ、弾性を備える材料から成るので、弾性的に伸長可能となっている。すなわち、撓み部22の両端間の距離を伸長させることができ、これにより、第1横桟部24と第2横桟部25との間隔を広げることができる。具体的には、閉止位置において屈曲部22aを下に向けて押圧することによって、該屈曲部22aの屈曲程度が緩和され、両側の直状部22b同士の間の角度が広くなり、その結果、撓み部22の両端間の距離が伸長する。つまり、屈曲部22aの屈曲程度の変化によって、前記撓み部22は伸縮する。
また、前記コネクタハウジング11は、平面形状が略長方形の板状の部材であり、長軸方向に延在する一対の側壁部12と、後端において幅方向に延在して両側の側壁部12を連結する後端壁部15とを備える。さらに、前記コネクタハウジング11は、先端から後端に向って長軸方向にタンデムに並んで配列されたガイド部14、光接続部16及び電気接続部17を備える。前記ガイド部14の両側には回転軸13が取付けられ、該回転軸13を介して、ロック部材21の取付脚部23が回転可能に取付けられている。
なお、両側の側壁部12は、中間において、幅方向に延在し、光接続部16と電気接続部17とを仕切る仕切壁部35によって連結されている。
そして、前記後端壁部15の幅方向両端近傍、すなわち、両側の側壁部12の後端面には、後方に突出する掛止部としてのロック突起15aが形成されている。前記ロック部材21は、閉止位置になると、その掛止腕部27の先端部27aが前記ロック突起15aと係合することによってコネクタハウジング11に掛止され、これにより、プラグ120をロックする。なお、ロック突起15aの上面は、前記先端部27aのスライドを容易とするために、後下方に向けて傾斜するテーパ面15bとなっている。また、ロック突起15aの下面側の凹部は、前記先端部27aの掛止が確実となるように形成された掛止凹部15cとなっている。なお、前記ロック突起15aは、両側の側壁部12の側面に形成されていてもよい。
前記ガイド部14は、ガイド面としての平坦(たん)な上面、該上面から上方に向けて突出するプラグ載置用ガイド部としての側面当接部18、及び、前記上面から下方に陥没するように形成された凹部であって位置決め用ガイド部として機能するガイド凹部31を備える。
前記側面当接部18は、ガイド部14の左右両端に一体的に形成された立設する一対の柱状部材であり、互いに向き合った内側面18aは、長軸方向に延在する平面であり、プラグハウジング130の前端近傍の側面部130eをガイドする。つまり、側面当接部18は、プラグ120をコネクタハウジング11上に載置する際に、プラグハウジング130の前端部130a近傍の側面部130eをガイドする機能を発揮する。なお、前記回転軸13は、詳細には、側面当接部18に取付けられている。
また、前記ガイド凹部31は、左右の側面当接部18の後端側に隣接してガイド部14から側壁部12に亘(わた)る範囲に形成された凹部であって、左右の側壁部12の側面から幅方向の中心に向けて延在し、側壁部12の側面側が開放され、幅方向の中心側が閉止された浅く幅広の溝状の凹部である。そして、前記ガイド凹部31は、コネクタ側ガイド部であって、プラグハウジング130が備える柱状のガイド凸部131と係合し、レセプタクルコネクタ1に対するプラグ120の位置決めをするための位置決め用ガイド部として機能する。そのため、溝状のガイド凹部31の側壁31aにおける少なくとも閉止された溝の奥部に対応する部分の形状は、半円柱状であるガイド凸部131の側壁131aの形状に対応する円筒内側面状である。すなわち、平面形状が半円状であり、側面も円弧状である。
なお、溝の奥部に対応する側壁31aの形状は、必ずしも平面形状が半円状である必要はなく、ガイド凸部131の側壁131aと係合可能な形状であれば、いかなる形状であってもよく、例えば、平面形状が、溝状のガイド凹部31の長軸に対して互いに反対方向に傾斜する2つの斜辺部を含む三角形又はV字状の形状であってもよい。
一方、プラグ120のプラグハウジング130の下面における前端部130aの近傍には、前記ガイド凹部31と係合し、レセプタクルコネクタ1に対するプラグ120の位置決めをするための位置決め用ガイド部として機能するガイド凸部131が一体的に形成されている。該ガイド凸部131は、幅方向の両側において下方に向けて突出する凸部であって、プラグ側ガイド部である。そして、左右のガイド凸部131の外側を向いた側壁は、側面部130eと面一の平面であり、左右のガイド凸部131の内側を向いた側壁131aは円柱側面である。すなわち、ガイド凸部131は、半円柱状の部材であり、その平面形状は半円状であり、その側面は円弧状である。
なお、前記ガイド凸部131の形状は、必ずしも平面形状が半円状である必要はなく、ガイド凹部31内に進入して係合し、レセプタクルコネクタ1に対するプラグ120の位置決めをすることが可能な形状であれば、いかなる形状であってもよく、例えば、平面形状が、台形又は三角形であってもよい。
そして、前記コネクタハウジング11のガイド凹部31にプラグハウジング130のガイド凸部131を係合させることによって、コネクタハウジング11に装着されるプラグ120を所定の位置に高精度でガイドし、レセプタクルコネクタ1とプラグ120との位置合せが高精度で行われる。
なお、その際に、プラグハウジング130の側面部130eにおける前端部130a及びその近傍部分が前記側面当接部18の内側面18aにガイドされることによって、コネクタハウジング11とプラグ120との幅方向の概略的な位置合せを容易に行うことができる。つまり、プラグハウジング130の前端部130a及びその近傍部分を両側の側面当接部18の間に進入させることによって、コネクタハウジング11とプラグ120との大まかな位置合せを行うことができ、これにより、ガイド凹部31とガイド凸部131との係合によるコネクタハウジング11とプラグ120との高精度な位置合せを容易に行うことができる。
また、プラグ120は、平面形状が略長方形の薄い板状の部材であり、コネクタハウジング11に装着されると、その下面がコネクタハウジング11の上面と対向する。
さらに、前記光接続部16は、ケーブル101の光導波路と光の受渡しを行う部分であり、受光素子、発光素子等の光半導体素子72、該光半導体素子72を制御する制御回路を備える図示されない受発光制御素子としての制御IC等の光デバイスを収容する凹部である。該凹部の上面は、図に示される例において、ガラス等の透光性材料から成る薄板状の封止板41によって封止されている。
なお、前記光接続部16には、金属等の導電性材料から成り、前記光半導体素子72又は制御ICに接続される光学用端子61も収容される。該光学用端子61は、基板の面上に形成される接続パッドにはんだ付等によって接続される基板用接続部としてのテール部63を備え、該テール部63がコネクタハウジング11の側方に突出している。
また、前記電気接続部17は、ケーブル101の導電線151と電気的に接続される部分であり、金属等の導電性材料から成る電気接続用端子51を収容する凹部である。前記電気接続用端子51は、自由端近傍に形成され、上方に向けて凸となるように湾曲した接触部、及び、基板の面上に形成される接続パッドにはんだ付等によって接続される基板用接続部としてのテール部53を備え、該テール部53がコネクタハウジング11の側方に突出している。
次に、前記プラグ120の構成について詳細に説明する。
図2は本発明の実施の形態におけるプラグを示す斜視図、図3は本発明の実施の形態におけるプラグを示す二面図である。なお、図2において、(a)は分解図、(b)は組立図、図3において、(a)は下面図、(b)は側面図である。
ケーブル101は、細長い帯状の薄板部材であるが、図2及び3には前端(図2における左下端)近傍の一部分のみが描画されている。そして、102は、前端面102bから所定長さの範囲に形成されたプラグ接続部としての接続端部である。
また、ケーブル101の下面には、ケーブル101の電気的絶縁性を示す第1絶縁層141上に、金属等の導電性を備える材料から成る箔(はく)状の導電線151が複数本、例えば、6本、所定のピッチで並列に配設されている。そして、前記接続端部102では、前記第1絶縁層141が除去され、導電線151の下面が露出している。
なお、各導電線151の先端には幅広の接続パッド部152が形成されている。該接続パッド部152の各々は、ケーブル101がレセプタクルコネクタ1に接続された状態において、コネクタハウジング11の電気接続部17内に収容された電気接続用端子51の接触部と対応するような部位に形成される。なお、接続パッド部152が配設された範囲は、プラグ側電気接続部153として機能する。また、接続パッド部152の配列は、任意に設定することができるが、図に示されるように、千鳥状に、かつ、ケーブル101の軸方向にタンデムに並ぶように配列されることが望ましい。これにより、接続端部102の幅を拡張することなく、多数の接続パッド部152を配設することができ、その結果、プラグ120の幅方向の寸法を抑制することができる。なお、導電線151の幅が十分に広い場合には、幅広の接続パッド部152を形成することなく、導電線151の先端自体を接続パッド部152として機能させることができる。
さらに、前記接続端部102において、接続パッド部152よりも前端寄りの部位は、プラグ側光接続部が形成されており、光路変換部161が含まれている。該光路変換部161は、鏡面として機能する後述される傾斜面162を備え、光導波路を伝送される光の向きをほぼ直角に変換する。すなわち、ケーブル101の軸方向の光路をケーブル101の下面に対して垂直な方向の光路に変換する。これにより、光導波路を伝送されてきた光をケーブル101の下面から下方に射出させることができるとともに、下方からケーブル101の下面に入射された光を光導波路に導入することができる。前記光路変換部161は、ケーブル101がレセプタクルコネクタ1に接続された状態において、コネクタハウジング11の光接続部16内に収容された光半導体素子72と対応するような部位に形成される。
そして、プラグハウジング130は、ケーブル101の軸方向に延在する長方形の枠状の部材であるプラグハウジング本体121と、ケーブル101の軸方向に延在する長方形の板状の部材であるプラグ天板126とを有する。前記プラグハウジング本体121は、合成樹脂等の絶縁性材料によってプラグ天板126と一体的に形成された部材であり、長軸方向に延在する一対の側壁部124、該側壁部124の後端を連結する後方横桟部123を有する。
前記側壁部124の厚さ方向の寸法は、ケーブル101の接続端部102の厚さ方向の寸法と同等である。また、前記側壁部124は、ケーブル101の幅方向の位置決めを行う。
そして、前記プラグハウジング130における前端部130aの近傍には、プラグハウジング130に対する光導波路の位置決めをするための位置決め用ガイド部としても機能するガイド凸部131が一体的に形成されている。該ガイド凸部131は、プラグ天板126の幅方向の両側及び側壁部124から下方に向けて突出する凸部であって、前述のように半円柱状の凸部である。そして、前述のように、左右のガイド凸部131の外側を向いた側壁は、側面部130eと面一の平面であり、左右のガイド凸部131の内側を向いた側壁131aは円柱側面である。
また、前記ケーブル101の接続端部102における前端面102bの近傍には、両側の側面102aから幅方向の中心に向けて凹入するケーブル側方凹部102cが形成されている。
該ケーブル側方凹部102cは、平板状のケーブル101の一部を切取るようにして形成された凹部であって、側面102a側が開放され、幅方向の中心側が閉止された凹部である。そして、前記ケーブル側方凹部102cは、ケーブル側ガイド部であって、プラグハウジング130が備えるガイド凸部131と係合し、プラグハウジング130に対するケーブル101の位置決めをするための位置決め用ガイド部として機能する。そのため、ケーブル側方凹部102cの側壁102dにおける少なくとも閉止された奥部に対応する部分の形状は、半円柱状であるガイド凸部131の側壁131aの形状に対応する円筒内側面状である。すなわち、平面形状が半円状であり、側面も円弧状である。
なお、前記ケーブル側方凹部102cの奥部に対応する側壁102dの形状は、必ずしも平面形状が半円状である必要はなく、ガイド凸部131の側壁131aと係合可能な形状であれば、いかなる形状であってもよく、例えば、平面形状が、溝状のガイド凹部31の長軸に対して互いに反対方向に傾斜する2つの斜辺部を含む三角形又はV字状の形状であってもよい。
そして、ケーブル側方凹部102c内にガイド凸部131が進入して係合することによって、プラグハウジング130に対するケーブル101の接続端部102の幅方向の位置決め、及び、プラグハウジング130に対するケーブル101の長手方向(軸方向)の位置決めが行われる。
また、プラグハウジング130における前端部130aには、ケーブル101の前端面102bと当接や近接するような壁は立設されておらず、プラグハウジング本体121とプラグ天板126とによって形成されている。このことから、プラグハウジング130にケーブル101を装着するとき、ケーブル101の接続端部102の長手方向の長さや前端面102bの端面形状が、プラグハウジング130に対するケーブル101の位置決め精度へ影響を与えることはない。さらに、ケーブル101の接続端部102の長手方向の長さや前端面102bの端面形状の精度を高める必要がないため、コストダウンすることも可能となる。
また、前記後方横桟部123は、長方形の断面形状を備える長方形の板状の部材であり、平坦な上面を備え、該上面がケーブル101の接続端部102の下面と当接することによって、ケーブル101を下方から支持する。後方横桟部123は、その上面が側壁部124の下面とほぼ面一となるように前記側壁部124に接続されているので、前記プラグハウジング本体121の後端面は、後方から観て、略U字状の形状を有する。
さらに、前記プラグ天板126の長さ、すなわち、長軸方向の寸法は、プラグハウジング130の前端部130aから後方横桟部123の前端面近傍までの寸法にほぼ等しく、前記プラグ天板126の幅、すなわち、短軸方向の寸法は、プラグハウジング本体121における一方の側壁部124の内側面124aから他方の側壁部124の内側面124aまでの寸法にほぼ等しい。
本実施の形態におけるケーブル101は、光導波路と、該光導波路に積層された導電線151とを有する。そして、光導波路は、ケーブル101の軸方向に延在して光を伝送する光伝送路となるコア部111と、該コア部111を取囲む板状のクラッド部112とを備える。なお、図に示される例において、コア部111の数は2本であるが、1本であってもよいし、3本以上であってもよいし、任意に設定することができる。
なお、前記光導波路は、シングルモードタイプであってもよいし、マルチモードタイプであってもよいが、ここでは、シングルモードタイプであるものとする。また、クラッド部112の屈折率は、コア部111の屈折率よりも低い値であることが望ましい。そして、前記コア部111及びクラッド部112は、このような屈折率の条件を満たすものであれば、いかなる種類の材料から成るものであってもよく、例えば、シリコン基板から成るものであってもよいし、ガラス基板から成るものであってもよいし、フレキシブルな樹脂フィルムから成るものであってもよいが、ここでは、フレキシブルな樹脂フィルムから成るものである例について説明する。
また、前記導電線151は、例えば、FPCと称されるフレキシブル回路基板の導電線であり、光導波路の下面(図2における上面)にケーブル101の軸方向に延在するように所定のピッチで並列に配設されている。そして、導電線151の下面を覆うように第1絶縁層141が配設されている。そして、接続端部102では、第1絶縁層141が除去され、導電線151が露出している。
このように、ケーブル101の接続端部102にプラグハウジング130を取付けてプラグ120を形成することによって、柔軟性を備えるために取扱いが困難であったケーブル101の接続端部102は、プラグハウジング130によってソリッドな状態となるので、取扱いが容易となる。そのため、レセプタクルコネクタ1への接続を容易に、かつ、正確に行うことができる。
次に、前記ケーブル101の接続端部102とレセプタクルコネクタ1の光接続部16及び電気接続部17との接続関係について詳細に説明する。
図4は本発明の実施の形態におけるケーブルの接続端部とレセプタクルコネクタの光接続部及び電気接続部との接続関係を示す側断面の模式図である。
プラグ120がレセプタクルコネクタ1に接続された状態において、プラグハウジング130のガイド凸部131がコネクタハウジング11のガイド凹部31と係合しているので、ケーブル101の軸方向及び幅方向について、プラグ120は、コネクタハウジング11に対して位置決めされている。したがって、図4に示されるように、プラグ120がレセプタクルコネクタ1に接続された状態において、プラグ120の光路変換部161は、レセプタクルコネクタ1の光接続部16に収容された光半導体素子72の真上に位置する。なお、ケーブル101の幅方向に関しても、光半導体素子72の真上に位置する。これにより、ケーブル101及びレセプタクルコネクタ1は光学的に接続された状態となる。
すなわち、光半導体素子72の発光面から射出された光は、下方からケーブル101に入射し、光路変換部161の後方寄りの傾斜面162で反射されてほぼ直角に向きを変え、対応するコア部111に導入され、該コア部111内をケーブル101の軸方向に沿って伝送される。一方、コア部111内をケーブル101の軸方向に沿って伝送されてきた光は、光路変換部161の後方寄りの傾斜面162で反射されてほぼ直角に向きを変え、ケーブル101から下方に射出され、光半導体素子72の受光面によって受光される。
また、プラグ120のプラグ側電気接続部153は、レセプタクルコネクタ1の電気接続部17の真上に位置し、各接続パッド部152は、電気接続部17に収容された対応する電気接続用端子51の接触部と接触し、電気的に接続される。
なお、本実施の形態においては、図3(a)に明白に示されるように、ケーブル側方凹部102cは、光路変換部161よりも前方に形成されているが、これは光路変換部161よりも前方であれば、ケーブル側方凹部102cの形成によって、光導波路内を伝送される光に影響を及ぼすことがなく、また、導電線151又は接続パッド部152の配置にも影響を及ぼすことがないからである。しかしながら、ケーブル側方凹部102cの位置は、光導波路内を伝送される光、及び、導電線151又は接続パッド部152の配置に影響を及ぼすことがないのであれば、接続端部102の範囲内のいずれであってよく、例えば、ケーブル101の長手方向に関して光路変換部161と同じ位置であってもよいし、光路変換部161よりも後方であってもよい。なお、ケーブル側方凹部102cの位置を変更する場合には、それに対応して、プラグハウジング130に形成されるガイド凸部131の位置、及び、コネクタハウジング11に形成されるガイド凹部31の位置も変更されることとなる。
また、本実施の形態においては、ガイド凸部131と、それと係合するケーブル側方凹部102c及びガイド凹部31とが、各々2つずつであり、かつ、ケーブル101の中心軸に関して左右対称となるように配置されているが、ガイド凸部131、ケーブル側方凹部102c及びガイド凹部31は、複数、すなわち、2つ以上であればいくつであってもよく、また、必ずしもケーブル101の中心軸に関して左右対称となるように配置される必要はなく、左右非対称に配置されていてもよい。なお、各ガイド凸部131と、それと係合するケーブル側方凹部102c及びガイド凹部31とは、互いに対応する位置に配置される必要がある。
次に、プラグ120をレセプタクルコネクタ1に嵌合することによって、ケーブル101をレセプタクルコネクタ1に接続する動作について説明する。
図5は本発明の実施の形態におけるプラグをレセプタクルコネクタに嵌合する動作を示す図である。なお、図において、(a)〜(c)は一連の動作を示す斜視図である。
まず、図5(a)に示されるように、レセプタクルコネクタ1のロック部材21を開放位置とし、プラグ120をコネクタハウジング11の上方に位置させる。この場合、プラグ120の下面、すなわち、接続パッド部152の露出する面をコネクタハウジング11の上面と対向させるとともに、プラグハウジング130の前端部130aをコネクタハウジング11のガイド部14の真上に位置させ、プラグ120の後方横桟部123をコネクタハウジング11の後端壁部15の後上方に位置させる。
続いて、プラグ120をコネクタハウジング11に対して相対的に下降させ、該コネクタハウジング11に嵌合させる。この場合、プラグハウジング130の前端部130aの近傍部分が左右の側面当接部18の間に位置し、かつ、ガイド凸部131が対応するガイド凹部31と対向するようにして、プラグ120を下降させる。そして、該プラグ120をコネクタハウジング11上に載置する際に、プラグハウジング130の前端部130aの近傍部分を左右の側面当接部18の間に進入させ、さらに、ガイド凸部131を対応するガイド凹部31に進入させる。これにより、ガイド凸部131とガイド凹部31とが係合し、図5(b)に示されるように、プラグ120がコネクタハウジング11に対して位置決めされる。
続いて、ロック部材21を開放位置から姿勢変化させ、具体的には、回転軸13を中心として図における時計回り方向にロック部材21を回転させて、該ロック部材21をプラグ120の上に到達させる。そして、ロック部材21を更に回転させると、該ロック部材21の掛止腕部27の先端部27aがコネクタハウジング11のロック突起15aの上面、すなわち、テーパ面15bに当接する。
そして、オペレータが手指等によって、ロック部材21を更に回転させ、掛止腕部27を下方に移動させると、先端部27aが前記テーパ面15bに沿ってスライドするので、掛止腕部27は、回転軸13から離れる方向へ変位させられる。すると、屈曲部22aが弾性的に変形し、弾性を備える撓み部22が伸長させられる。ロック部材21の掛止腕部27の先端部27aがコネクタハウジング11のロック突起15aの頂部と当接したときに、撓み部22が最も伸長した状態となる。
そして、ロック部材21を更に回転させ、掛止腕部27を更に下方に移動させると、先端部27aは、ロック突起15aの頂部から外れて、ロック突起15aの下面側の掛止凹部15cに進入する。また、屈曲部22aがばねとしての復元力によって元の形状に復元し、撓み部22が伸縮して元の形状に復元する。そして、先端部27aは、ロック突起15aの下面と係合する。これにより、ロック部材21は、図5(c)に示されるような閉止位置でコネクタハウジング11に掛止され、プラグ120をロックする。
これにより、プラグ120がレセプタクルコネクタ1に嵌合されてロックされた状態となり、ケーブル101がレセプタクルコネクタ1に確実に接続される。
そして、プラグ120がコネクタハウジング11に対して位置決めされると、コネクタハウジング11の光接続部16及び電気接続部17に、プラグ120のプラグ側光接続部としての光路変換部161及びプラグ側電気接続部153が、各々、対向する。また、プラグハウジング130の前端部130aがコネクタハウジング11の側面当接部18の内側面18aと係合し、かつ、プラグ120の後端近傍における後方横桟部123がコネクタハウジング11の後端壁部15と係合するので、プラグ120とコネクタハウジング11との位置関係が安定的に維持される。これらにより、外力を受けても、前記位置関係が乱れることがない。
また、図5(c)に示されるように、レセプタクルコネクタ1に嵌合されているプラグ120を取外すためには、該プラグ120のロックを解除する。この場合、オペレータは、手指等によって撓み部22の屈曲部22aを下方に押圧する。これにより、該屈曲部22aが弾性的に変形し、撓み部22が伸長する。その結果、掛止腕部27の先端部27aは、回転軸13から離れる方向に変位し、ロック突起15aの下面と非係合の状態となる。つまり、掛止腕部27の先端部27aと掛止凹部15cとの掛止が解除される。
この状態で、オペレータが手指等によって操作部25bを上方に変位させると、ロック部材21が回転軸13を中心に反時計回り方向に回転し、掛止腕部27が上方に移動させられる。これにより、プラグ120のロックが解除される。
このように、本実施の形態における光コネクタは、光導波路を備えるケーブル101と、ケーブル101に接続されたプラグ120と、プラグ120が装着されるコネクタハウジング11とを有する。そして、ケーブル101はケーブル側方凹部102cを備え、プラグ120は、ガイド凸部131を含み、ケーブル101に取付けられるプラグハウジング130を備え、コネクタハウジング11はガイド凹部31を備え、ガイド凸部131は、ケーブル側方凹部102cと係合してケーブル101とプラグハウジング130との位置決めをするとともに、ガイド凹部31と係合してコネクタハウジング11とプラグ120との位置決めをする。
これにより、ケーブル101とプラグハウジング130との位置決めに使用するガイド凸部131をコネクタハウジング11とプラグ120との位置決めにも使用することができるので、ガイド部材の寸法誤差、ケーブル101、プラグハウジング130、コネクタハウジング11等の各部材の組立誤差等の累積結果である累積誤差を小さくすることが可能となり、その結果、コネクタハウジング11に対する光導波路の位置決め精度を向上させることができる。また、各部材の位置決めを容易にすることができ、光コネクタの構造を簡素化して、製造コストを低減し、操作を容易にすることができる。
また、ガイド凸部131はプラグハウジング130から突出する複数の凸部であり、ケーブル側方凹部102cはケーブル101に形成された複数の凹部であり、ケーブル側方凹部102cの各々には対応するガイド凸部131が進入可能であり、ガイド凹部31はコネクタハウジング11に形成された複数の凹部であり、ガイド凹部31の各々には対応するガイド凸部131が進入可能である。これにより、ケーブル101とプラグハウジング130との位置合せ、及び、プラグ120とコネクタハウジング11との位置合せを高い精度で、かつ、容易に行うことができる。
さらに、ケーブル側方凹部102c及びガイド凹部31は半円状の側面を含み、ガイド凸部131は半円状の側面を含む半円柱状の部材である。これにより、ケーブル側方凹部102c及びガイド凹部31とガイド凸部131とが干渉する部分が少なくなるので、ケーブル側方凹部102c、ガイド凹部31及びガイド凸部131が受ける応力を小さくすることができ、その結果、プラグハウジング130、ケーブル101及びコネクタハウジング11が受ける応力を小さくすることができる。
さらに、コネクタハウジング11に姿勢変化可能に取付けられ、プラグ120をロックするロック部材21を更に有し、ロック部材21を開放位置にして、ガイド凸部131がガイド凹部31と係合するように、プラグ120をコネクタハウジング11に装着し、ロック部材21を閉止位置にすると、プラグ120がコネクタハウジング11にロックされ、ケーブル101と接続される。これにより、ケーブル101の接続作業を極めて容易に行うことができる。また、プラグ120を確実に嵌合して、ケーブル101との接続を確実に達成することができる。さらに、ロックの解除性とロックの信頼性とを両立させることができる。
さらに、ケーブル101は、光導波路と導電線151とを積層したハイブリッドケーブルであり、プラグ120は、光路変換部161及びプラグ側電気接続部153を備え、コネクタハウジング11は、光接続部16及び電気接続部17を備え、プラグ120をコネクタハウジング11に装着すると、光路変換部161及びプラグ側電気接続部153が光接続部16及び電気接続部17に対向する。これにより、プラグ120を小型化することができ、ケーブル101の配線作業を極めて容易に行うことができる。また、プラグ120を確実に嵌合して、ケーブル101との光学的及び電気的な接続を確実に達成することができる。さらに、ケーブル101は、光導波路と導電線151とが積層されて一体的に構成されているので、光導波路と導電線151とを個別に配線する必要がなく、配線を容易に行うことができる。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
本発明は、光コネクタに適用することができる。
1 レセプタクルコネクタ
11、811 コネクタハウジング
12、124 側壁部
13、813 回転軸
14、814 ガイド部
15 後端壁部
15a ロック突起
15b テーパ面
15c 掛止凹部
16 光接続部
17 電気接続部
18 側面当接部
18a、124a 内側面
21 ロック部材
22 撓み部
22a 屈曲部
22b 直状部
22c 接続部
23 取付脚部
24 第1横桟部
24a 第1押え部
25 第2横桟部
25a 第2押え部
25b、825 操作部
27 掛止腕部
27a 先端部
31 ガイド凹部
31a、102d、131a 側壁
35 仕切壁部
41 封止板
51 電気接続用端子
53、63 テール部
61 光学用端子
72 光半導体素子
101 ケーブル
102 接続端部
102a 側面
102b 前端面
102c ケーブル側方凹部
111 コア部
112 クラッド部
120 プラグ
121 プラグハウジング本体
123 後方横桟部
126 プラグ天板
130 プラグハウジング
130a 前端部
130c 被押部
130e 側面部
131 ガイド凸部
141 第1絶縁層
151 導電線
152 接続パッド部
153 プラグ側電気接続部
161 光路変換部
162 傾斜面
818 係合壁部
821 クランプ部材
822 腕部
827 掛止部
831 ガイド突起
841 結合部材
870 光学素子部

Claims (7)

  1. (a)光導波路を備えるケーブルと、該ケーブルに接続されたプラグと、該プラグが装着されるコネクタハウジングとを有する光コネクタであって、
    (b)前記ケーブルはケーブル側ガイド部を備え、
    (c)前記プラグは、プラグ側ガイド部を含み、前記ケーブルに取付けられるプラグハウジングを備え、
    (d)前記コネクタハウジングはコネクタ側ガイド部を備え、
    (e)前記プラグ側ガイド部は、前記ケーブル側ガイド部と係合して前記ケーブルとプラグハウジングとの位置決めをするとともに、前記コネクタ側ガイド部と係合して前記コネクタハウジングとプラグとの位置決めをすることを特徴とする光コネクタ。
  2. 前記プラグ側ガイド部はプラグハウジングから突出する複数の凸部であり、
    前記ケーブル側ガイド部はケーブルに形成された複数の凹部であり、該凹部の各々には対応する前記凸部が進入可能であり、
    前記コネクタ側ガイド部はコネクタハウジングに形成された複数の凹部であり、該凹部の各々には対応する前記凸部が進入可能である請求項1に記載の光コネクタ。
  3. 前記凹部は円弧状の側面を含み、
    前記凸部は円弧状の側面を含む柱状の部材である請求項2に記載の光コネクタ。
  4. 前記コネクタハウジングに姿勢変化可能に取付けられ、前記プラグをロックするロック部材を更に有し、
    該ロック部材を開放位置にして、前記ケーブル側ガイド部がコネクタ側ガイド部と係合するように、プラグをコネクタハウジングに装着し、
    前記ロック部材を閉止位置にすると、前記プラグがコネクタハウジングにロックされ、前記ケーブルと接続される請求項1〜3のいずれか1項に記載の光コネクタ。
  5. 前記プラグハウジングは、枠状のプラグハウジング本体及び板状のプラグ天板を備え、
    前記プラグハウジング本体は、一対の側壁部及び該側壁部の後端を連結する後方横桟部を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の光コネクタ。
  6. 前記ケーブルは、光導波路と導電線とを積層したハイブリッドケーブルであり、
    前記プラグは、プラグ側光接続部及びプラグ側電気接続部を備え、
    前記コネクタハウジングは、光接続部及び電気接続部を備え、
    前記プラグをコネクタハウジングに装着すると、前記プラグ側光接続部及びプラグ側電気接続部が光接続部及び電気接続部に対向する請求項1〜5のいずれか1項に記載の光コネクタ。
  7. 前記プラグ側ガイド部は、プラグ側光接続部に立設される請求項6に記載の光コネクタ。
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