JP2011100033A - 光コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】光軸のズレを防ぐ光コネクタの技術を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の光コネクタ子によれば、相手側のコネクタと係着されるハウジングと、前記相手側のコネクタと光伝送する光学素子が搭載され前記ハウジングに固定される基板と、前記ハウジングと共に前記基板を挟持するキャップと、前記キャップを前記ハウジング側に押圧して固定する固定手段と、を有する光コネクタであって、前記基板は、前記ハウジングに対して押圧されることで前記ハウジングに位置決めされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信分野で用いられる光コネクタに関する。

近年、自動車の電子化などで、車両の情報化が飛躍的に進展し、例えば、カーナビゲーションシステムを用いて車両位置を地図上に表示したり、或いは、ＩＴＳ（高度道路交通システム）を利用して車両の渋滞解消等の管理が行われている。この様な情報化に伴い、車両内でのデータ，画像，音声等の通信情報の処理量が増大し、車載ネットワーク化が様々進められている。そして、車内での通信情報の大容量伝送化，高速伝送化が望まれ、光ファイバの様な光伝送媒体が使われる様になり、そこに使用される様々な光コネクタが提案されている。

光コネクタは、光ファイバの様な光伝送媒体を備えたプラグタイプの光コネクタと、そのプラグに接続されるレセプタクルタイプの光コネクタとからなるものがある。

特許文献１では、光学的接続を行うための光コネクタ構造が提案されている。図７及び図８は、特許文献１に示すレセプタクルタイプの光コネクタ１０１の一例である。プラグタイプの光コネクタ（図示省略）が嵌合する光コネクタハウジング１０２と、光ファイバ（図示省略）をガイドするための一対のスリーブ１０３と、光ファイバと光伝送する発光側ＦＯＴ（Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）１０５及び受光側ＦＯＴ１０６と、それらを光学的に結合する導光部材１０４と、発光側ＦＯＴ１０５及び受光側ＦＯＴ１０６を一括して覆い、電磁ノイズ対策を施すシールドケース１０７から構成されている。

それぞれのＦＯＴ１０５，１０６は、リードフレーム部のパッケージ横部分に固定用穴１３７が形成され、光コネクタハウジング１０２のＦＯＴ収容部１０９には、固定用穴１３７に嵌合するＦＯＴ固定突起１２４と、パッケージ部の上下を押さえるＦＯＴ上部支持突起１２５ａ及びＦＯＴ下部支持突起１２５ｂが形成されている。また、ＦＯＴ固定突起１２４とパッケージ部の上下を押さえるＦＯＴ上部支持突起１２５ａ及びＦＯＴ下部支持突起１２５ｂの３箇所結んで得られる仮想三角形内Ｓに、前記ＦＯＴの光軸Ｘが位置するよう設定されている。

上記の様な構成であれば、ＦＯＴ固定突起１２４とＦＯＴ上部支持突起１２５ａとＦＯＴ下部支持突起１２５ｂの３箇所で、ＦＯＴ１０５，１０６が固定されるので、上下及び左右のガタツキが存在せず、ＦＯＴ１０５，１０６の光軸が仮想三角形内Ｓに位置すれば、ＦＯＴ１０５，１０６の光軸Ｘのズレは確実に防止されるとしている。

特開２００６−２１５２７６号公報

良好な光学的接続を行うためには、光ファイバと、光ファイバと光伝送する光素子モジュールとの位置関係が最も重要で、位置ズレによる光軸精度の低下を防止しないといけない。また、それらを光学的に結合するレンズや光ファイバをガイドするスリーブの位置関係及びガタツキも、光軸精度に大きく効いてくる。

特許文献１に記載された発明は、ＦＯＴ固定突起１２４とＦＯＴ上部支持突起１２５ａとＦＯＴ下部支持突起１２５ｂの３箇所でＦＯＴ１０５，１０６が固定されるので、光軸方向に対する垂直面の上下及び左右のガタツキが存在しないとしている。しかし、ＦＯＴ固定突起１２４への圧入状態によって、光軸方向に対しする前後の位置ズレが生じたり、光軸方向に対する垂直度合が低下する事により、光軸精度の低下につながっている。また、ＦＯＴ上部支持突起（１２５ａ−１）及びＦＯＴ下部支持突起（１２５ｂ−１）は曲面（又はテーパ）形状である。ＦＯＴ１０５，１０６のハウジング装入角度によっては、ＦＯＴ１０５，１０６は、光軸方向に対して位置ズレを生じた状態で固定され、光軸精度の低下といった課題がのこる。また、導光部材（レンズ）１０４やスリーブ１０３には組付けのためのクリアランスがあり、光ファイバとＦＯＴ間の位置ズレの原因となり、光軸精度の低下につながる問題点を有している。

本発明は、上述した課題を解決するもので、光軸のズレを防ぐ光コネクタの技術を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の光コネクタは、コネクタ部を保持するハウジングと、前記コネクタ部と光伝送する光学素子が搭載され前記ハウジングに取り付けられる基板と、前記ハウジングとの間で前記基板を挟持するキャップと、前記キャップを介して前記基板を前記ハウジング側に押圧して前記基板を位置決め固定する固定手段とを有することを特徴とする。

この様な特徴を有する本発明によれば、光学素子が搭載された基板が、ハウジングに取り付けられ、しかも、キャップを介した固定手段により基板が押圧されているので、正確にハウジングに位置決めされると共に各部品間のガタツキも抑えられている。従って、光ファイバと光学素子の光軸ズレを防いだ光コネクタを提供できる。

また、本発明の光コネクタは、前記基板および前記ハウジングの一方は、少なくとも一つの位置決め部を有し、前記基板および前記ハウジングの他方は、前記基板を前記キャップ側に押圧する突設部と、該突設部に形成され前記位置決め部に嵌合する凸部とを有することを特徴としている。

この様な特徴を有する本発明によれば、突設部に形成された凸部と、凸部と嵌合する位置決め部が強嵌合することにより、ハウジングと光学素子との位置関係が正確に決まり、ハウジングに嵌合するプラグタイプの光コネクタの光ファイバと、ハウジングの位置関係も正確に決まる。従って、光ファイバと光学素子の光軸ズレを防ぐ光コネクタを提供できる。

また、本発明の光コネクタは、前記基板に、前記光学素子が複数個搭載され、前記突設部は、前記ハウジングに形成さており、前記突設部は、それぞれの光学素子の間を遮光することを特徴としている。

この様な特徴を有する本発明によれば、ハウジングに形成された突設部は、基板に搭載された光学素子間の基板の部分を、しっかりと押しつける様にしているので、他の光学素子側への光り漏れが殆ど無い。従って、光学素子間のクロストークが大幅に低減される光コネクタを提供できる。

また、本発明の光コネクタは、前記ハウジングには、前記光学素子と前記相手側コネクタとを光学的に結合するレンズが圧入固定されていることを特徴としている。

この様な特徴を有する本発明によれば、ハウジングにレンズを圧入固定しているので、光ファイバの光軸とレンズとの位置関係が正確に決まり、更には、ハウジングと光学素子との位置関係が正確に決まっているので、光ファイバと光学素子の光軸ズレを防ぐ光コネクタを提供できる。

また、本発明の光コネクタは、前記固定手段は、前記キャップを前記ハウジングへ弾接する弾性部を有し、且つコネクタの電磁波シールドを兼ねることを特徴としている。

この様な特徴を有する本発明によれば、弾性部を有した固定部品を組み付けることにより、光学素子が搭載された基板をキャップで押し圧しハウジングに固定することができるので、簡単に組み立てが行える。更に、この固定部品はシールドの効果も兼ねているので、新たなシールド部品を用いなくて済み、部品点数の削減効果もあり、低コスト化にもつながる。

本発明の光コネクタは、光軸のズレを防ぐ光コネクタを提供できる。

本発明の第１実施形態の光コネクタを後方側から見た分解斜視図である 図１に対し、前方側から見た光コネクタの分解斜視図である 図１のＩＩ矢視方向から見た背面図である 図３に示すＡ−Ａ断面図である 図３に示すＢ−Ｂ断面図である 本発明の第１実施形態にかかるキャップの正面図である 比較例１として、従来の光コネクタを示す前方側から見た分解斜視図である 比較例１として、従来の光コネクタを示す取り付けた状態の側面図である

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をする。
［第１実施形態］
図１は、本実施形態の光コネクタ１を後方側から見た分解斜視図である。コネクタ部７は一部省略して記載している。また、図２は、図１に対し、光コネクタ１を前方側から見た分解斜視図である。同様に、図２もコネクタ部７を一部省略して記載している。

図３は、光コネクタを図１のＩＩ矢視方向から見た背面図である。更に、図４は、ハウジング２，基板３，キャップ４を組み付けた状態である光コネクタ１を図３のＡ−Ａ線断面図で示しており、組み付けた状態が分かり易い様に、キャップ４の一部が切り取られている。また、図５は、図３のＢ−Ｂ線断面図であり、コネクタ部７を一部省略して記載している。

図１ないし図６において、本発明の光コネクタ１は、レセプタクルタイプのものであって、コネクタ部７を保持するハウジング２には、コネクタ部７の光ファイバ７１，７２とそれぞれ光伝送する光学素子３５及び光学素子３６が搭載されている基板３が装着されている。光学素子３５と３６の一方が送信用光学素子であり、他方が受信用光学素子である。

ハウジング２には、一方の送受信光学素子３５に対向するレンズ８と他方の送受信用光学素子３６に対向するレンズ９が保持されている。

また、光コネクタ１は、ハウジング２と共に基板３を挟持するキャップ４と、キャップ４をハウジング２に押圧して固定する固定部品５とを有している。

図４，５などに示す光軸Ｋは、レンズ８（９）を介して送受信用光学素子３５（３６）とファイバ７１（７２）とを光伝送する光軸を示す。

まず、ハウジング２について説明する。

ハウジング２は、絶縁性を有する合成樹脂材料により形成される箱状の部材であって、２本の光ファイバ７１，７２を保持したコネクタ部７の差し込み及び嵌合を許容することが出来るようにコネクタ嵌合部２９が形成されている。コネクタ部７がハウジング２に装着されると、一方の光ファイバ７１のコアと光学素子３５とがレンズ８を介して光伝送され、他方の光ファイバ７２のコアと光学素子３６とがレンズ９を介して光伝送される。また、ハウジング２には、相手側コネクタ７のロックアーム７５に形成されたロック爪７６が嵌合する様に、嵌合空間２６が形成されている。

更に、図１に示すように、ハウジング２の後壁２ｂには、基板３をキャップ４側に押圧する突設部２１が形成されている。この突設部２１には、凸部２２、２３が形成されていて、後述する基板３の位置決め部３１にこの凸部２２が強嵌合する。凸部２３は、基板３の位置決め部３２に収納され、基板３が凸部２２を支点として回転する動きを規制する。これにより、基板３はしっかりとハウジング２に組み付けることができる。

また、組み付け時には、ハウジング２の突設部２１は板状からなっており、基板３の中央部を押圧するだけでなく、光学素子３５及び光学素子３６間の漏れ光をお互いが干渉しないように、遮光している。これにより、光学素子３５及び光学素子３６間のクロストークの影響を低減できる。

図２などに示すように、ハウジング２の下部には、後述する固定部品５の係止爪５５ａ，５５ｂが嵌合する様に、係止受け部２７ａ，２７ｂが設けられている。

続いてさらに、ハウジング２について説明する。図１に示すように、後壁２ｂには、後述するキャップ４に形成された３つの位置決め凸部４４ａ〜４４ｃがそれぞれ収納されるように位置決め凹部２５ａ〜２５ｃが形成されている。

また、図４，図５などに示すようにハウジング２には、光学素子３５，３６とコネクタ部７の光ファイバ７１，７２とを光学的に結合するレンズ８，９が圧入固定されている。

なお、図５において光ファイバ７１，７２は、説明をわかりやすくするために図示省略した。レンズ８（９）は、光ファイバ線７１（７２）が挿入されるように凹状の構造をしており、集光部８ａ（９ａ）と、光ファイバ線７１（７２）のフェルール（図示省略）をガイドするフェルール受部８ｂ（９ｂ）と、フランジ部８ｃ（９ｃ）からなり、光透過性を有する透明な合成樹脂材料で一体成形されている。

図５などに示すように、レンズ９は、集光部９ａが光学素子３６に対向するようにハウジング２のコネクタ嵌合部２９からＸ２方向に向かって挿入される。フランジ部９ｃがハウジング２の装着凹部１１の内壁面１１ａに突き当てられることで、レンズ９は位置決めされる。同様に、レンズ８は、集光部８ａが光学素子３５に対向するようにハウジング２のコネクタ嵌合部２９からＸ２方向に向かって挿入される。フランジ部８ｃがハウジング２の装着凹部１０の内壁面１０ａに突き当てられて位置決めされる。

次に、基板３を説明する。

図２などに示すように基板３には、光学素子３５，３６が搭載され、外部への信号の入出力のためのリード端子群３７がＺ２方向に突出されて設けられている。基板３は、ＰＣＢやＭＩＤ（Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ）等の回路基板からなり、ハウジング２に形成された２つの凸部２２，２３にそれぞれ対応した位置決め部３１，３２を有している。位置決め部３１は、基板３を貫通する貫通穴であり、位置決め部３２は、基板３の下部を切り欠くようなスリット状に形成されている。また、位置決め部３１，３２は、後述するキャップ４の貫通穴４２，４３にもそれぞれ対応して形成される。

また、本実施例では無いが、光学素子３５及び光学素子３６とリード端子３７を一体成形したモールド部品を基板３として用いても良い。また、ＭＩＤ等の立体配線板を基板３として利用すれば、基板３側に突設部２１及び凸部２２を形成し、ハウジング２側に位置決め部３１を設けることが出来る。

次に、キャップ４を説明する。

図２，図６などに示しように、キャップ４は、ハウジング２と同様、絶縁性を有する合成樹脂材料により形成される蓋状の部材であって、キャップ４の基板３と対向する面には、周囲及び中央部に、基板３をハウジング２側に押圧する押圧部４１ａ〜４１ｅが設けられている。また、ハウジング２に形成された２つの凸部２２、２３に対応する２つの貫通穴４２，４３がキャップ４に設けられ、組み付け時には、ハウジング２の凸部２２の先端が、キャップ４の貫通穴４２に収納される。同様に、ハウジング２の凸部２３の先端が、キャップ４の貫通穴４３に収納される。貫通穴４２及び４３は、凸部２２及び２３の先端が収納されれば、貫通穴で無くて凹状構造でも良い。キャップ４の正面には、３つの位置決め凸部４４ａ〜４４ｃが形成されており、組み付け時には、３つの位置決め凸部４４ａ〜４４ｃが、ハウジング２に形成された位置決め凹部２５ａ〜２５ｃにそれぞれ収納される。これにより、ハウジング２とキャップ４とが位置決めされる。リード端子導出口４５は、キャップ４の下壁４０を切り欠くようなスリット形状に形成されている。リード端子導出口４５は、基板３のリード端子群３７の位置に合せて形成されている。リード端子導出口４５には、リード端子群３７が各々差し込まれるように形成されている。

続いてさらに、キャップ４について説明する。図１，図２などに示すように、キャップ４の下部には、後述する固定部品５の係止爪５５ｃ，５５ｄが嵌合する様に、係止受け部２７ｃ，２７ｄが設けられている。

次に、固定手段の一例として固定部品５について説明する。

図１，図２に示すように、固定部品５は、導電性を有する金属薄板をプレス加工することにより形成される部材であって、キャップ４をハウジング２側へ弾接するための弾性部５１を二つ有している。固定部品５は、ハウジング２の係止受け部２７ａ，２７ｂに嵌合するための係止爪５５ａ，５５ｂと、キャップ４の係止受け部２７ｃ，２７ｄに嵌合するための係止爪５５ｃ，５５ｄとを有している。図１に示すように、固定部品５の上面には、コネクタ部７のロックアーム７５に形成されたロック爪７６が嵌合する様に、空間５６が形成されている。また、固定部品５には、アース端子５７が設けられている。アース端子５７は、回路基板（図示省略）の固定穴に差し込まれてアースがなされる。

固定部品５は、ハウジング２のコネクタ嵌合部２９を覆って、そのコネクタ嵌合部２９に電磁波ノイズ対策を施すことができるように形成されている。

固定部品５は、レンズ８，９と基板３とキャップ４を取り付けたハウジング２に装着されると、係止爪５５ａ〜５５ｄが、ハウジング２とキャップに有している係止受け部２７ａ〜２７ｄに嵌合し、ハウジング２に係止される。また、弾性部５１が、キャップ４をハウジング２側へ弾接するようになっている。

なお、本実施例は、金属薄板をプレス加工することにより作製しているが、導電性を有する合成樹脂材料を成形して作製しても良いし、絶縁性を有する合成樹脂材料の成形体に電磁波シールドシート等を貼り付けて作製しても良い。

なお、ハウジング２に係合突起または係合受け部を設けて、それに対応した位置に、キャップ４に係合受け部または係合突起を設けることによって、本実施例の固定部品５の代わりに、キャップを固定部品とする事ができる。

上記構造の光コネクタ１の組み立て方法は以下の通りである。

まず、レンズ８，９をハウジング２に組み付ける方法を説明する。
図５などに示すように、レンズ９は、集光部９ａが光学素子３６に対向するようにハウジング２のコネクタ嵌合部２９から挿入される。レンズ９のフランジ部９ｃが、ハウジング２の装着凹部１１の内壁面１１ａに突き当てられることで、レンズ９は位置決め及び圧入固定がされる。同様に、レンズ８は、集光部８ａが光学素子３５に対向するようにハウジング２のコネクタ嵌合部２９から挿入される。レンズ８のフランジ部８ｃが、ハウジング２の装着凹部１０の内壁面１０ａに突き当てられることで、レンズ８は位置決め及び圧入固定がされる。レンズ８，９がハウジング２に組み付けられた状態で、レンズ８，９の集光部８ａ，９ａとフェルール受部８ｂ、９ｂの一部はハウジング２の後壁２ｂよりもＸ２側に突出して固定される。

また、レンズの８，９の集光部８ａ，９ａと光軸Ｋとが合致している。

次に、基板３とキャップ４をハウジング２に組み付ける。

基板３の光学素子３５，３６が搭載された面３ａをハウジング２の後壁２ｂに向けた状態で、基板３がハウジング２の突設部２１に当接するように組み付けられる。この際、突設部２１に形成された凸部２２が基板３の位置決め部３１に強嵌合する。また、凸部２３は位置決め部３２に収納され、基板３が凸部２２を支点として回転しないように配置されている。これにより、基板３はしっかりとハウジング２に組み付けることができる。

また、突設部２１は、光学素子３５及び光学素子３６間に位置することから、光学素子３５，３６からの漏れ光で互いが干渉しないように、遮光する機能も有している。これにより、光学素子３５及び光学素子３６間のクロストークの影響を低減できる。

基板３がハウジング２に組み付けられた状態で、キャップ４をＸ１方向に向けてハウジング２に組み付ける。

キャップに形成された押圧部４１ａ〜４１ｅを基板３に向けた状態で、ハウジング２の凸部２２の先端が、キャップ４の貫通穴４２に収納されるように組み付けされる。同様に、ハウジング２の凸部２３の先端が、キャップ４の貫通穴４３に収納される。

また、キャップ４のリード端子導出口４５に、基板３のリード端子群３７が差し込まれる。

キャップ４には、基板３をハウジング２に押圧する押圧部４１ａ〜４１ｅが設けられており、組み付け状態で、それぞれの押圧部４１ａ〜４１ｅが、基板３をハウジングに押圧される。

続いてさらに、キャップ４について説明する。図６などに示すように、キャップ４の正面には、３つの位置決め凸部４４ａ〜４４ｃが形成されており、組み付け時みには、３つの位置決め凸部４４ａ〜４４ｃが、ハウジング２に形成された位置決め凹部２５ａ〜２５ｃにそれぞれ収納される。これにより、ハウジング２とキャップ４とが位置決めされる。

次に、固定部品５をハウジング２に組み付ける。

固定部品５は、ハウジング２に装着されると、固定部品５の係止爪５５ａ、５５ｂが、ハウジング２の係止受け部２７ａ、２７ｂにそれぞれ嵌合し、固定部品５の係止爪５５ｃ、５５ｄが、キャップ４の係止受け部２７ｃ、２７ｄにそれぞれ嵌合されることで、ハウジング２に係止される。また、弾性部５１が、キャップ４をハウジング２側へ弾接するようになっている。以上により、光コネクタ１の組み立てが完了する。
なお、基板３をハウジング２に固定してからキャップ４をハウジング２に組み付けるように説明したが、基板３をキャップ４に保持してからキャップ４をハウジング２に組み付けるようにしても良い。

上記光コネクタ１の構造の作用を説明する。

ハウジング２の突設部２１に形成された凸部２２と、この凸部２２と嵌合する基板３の位置決め部３２が強嵌合することにより、光学素子３５，３６を搭載した基板３と、ハウジング２が固定され、しかも、キャップ４により基板３が押し圧されているので、正確に位置決めされると共に各部品間のガタツキも抑えられる。また、キャップ４に設けられた複数の周囲の押し圧部と、ハウジング側に設けられた中央部の突設部２１とで、基板３を挟み込んでいるので、光軸方向に対しする前後の位置ズレが生じたり、光軸方向に対する垂直度合が低下すると言う問題点も解消される。また、ハウジング２にレンズ８，９を圧入固定しているので、光ファイバ７１，７２の光軸とレンズ８，９との位置関係が正確に決まり、更には、ハウジング２と光学素子３５，３６との位置関係が正確に決まる。

以上の様な構成により、光ファイバ７１，７２と光学素子３５，３６の光軸ズレを防ぐ光コネクタ１を提供できる。

また、ハウジング２に形成された突設部２１は、基板３に搭載された光学素子間の基板部を、しっかりと押しつける様にしているので、他の光学素子側への光り漏れが殆ど無い。従って、光学素子間のクロストークが大幅に低減される光コネクタ１が提供できる。

また、弾性部５１を有した固定部品５を組み付けることにより、光学素子３５，３６が搭載された基板３をキャップ４で押し圧しハウジング２に固定することができるので、簡単に組み立てが行える。更に、この固定部品５はシールドの効果も兼ねているので、新たなシールド部品を用いなくて済み、部品点数の削減効果もあり、低コスト化にもつながる。

１ 光コネクタ
２ ハウジング
２１ 突設部
２２，２３ 凸部
３ 基板
３１，３２ 位置決め部
３５，３６ 光学素子
４ キャップ
４１ａ〜４１ｅ 押圧部
５ 固定手段（固定部品）
５１ 弾性部
７ コネクタ部
８，９ レンズ

Claims (5)

1. コネクタ部を保持するハウジングと、前記コネクタ部と光伝送する光学素子が搭載され前記ハウジングに取り付けられる基板と、前記ハウジングとの間で前記基板を挟持するキャップと、前記キャップを介して前記基板を前記ハウジング側に押圧して前記基板を位置決め固定する固定手段とを有することを特徴とする光コネクタ。
2. 前記基板および前記ハウジングの一方は、少なくとも一つの位置決め部を有し、前記基板および前記ハウジングの他方は、前記基板を前記キャップ側に押圧する突設部と、該突設部に形成され前記位置決め部に嵌合する凸部とを有していることを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
3. 前記基板には、前記光学素子が複数個搭載され、前記突設部は、前記ハウジングに形成さており、前記突設部は、それぞれの光学素子の間を遮光する事を特徴とする請求項２に記載の光コネクタ。
4. 前記ハウジングには、前記光学素子と前記コネクタとを光学的に結合するレンズが圧入固定されている事を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光コネクタ。
5. 前記固定手段は、前記キャップを前記ハウジングへ弾接する弾性部を有し、且つコネクタの電磁波シールドを兼ねる事を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光コネクタ。

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