JP2014016395A

JP2014016395A - 光トランシーバ

Info

Publication number: JP2014016395A
Application number: JP2012152051A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Kurashima; 宏実倉島
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2014-01-30
Also published as: US9172468B2; US20140010551A1

Abstract

【課題】光部品の変形を防止しつつ、光トランシーバの筐体と光部品とを電気的に絶縁することができる光トランシーバを提供する。
【解決手段】光信号を送受信するための光部品を筐体内に収納保持する光トランシーバである。光トランシーバは、第１のガイドと第２のガイドに分割され、光部品２４を支持すると共に、光部品と筐体２とを電気的に絶縁するガイド部材３１と、ガイド部材に係合することによりガイド部材を筐体に密着させ、光部品を筐体に対して固定するバネ部材６１とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、光トランシーバに関し、特に、光信号を送受信するための光部品を筐体内に収納保持する光トランシーバに関する。

この種の光トランシーバは、光部品、例えば、光信号を送信する送信用光サブアセンブリ（ＴＯＳＡ：Transmitter Optical Sub-Assembly）、光信号を受信する受信用光サブアセンブリ（ＲＯＳＡ：Receiver Optical Sub-Assembly）を、多数の電子部品を実装した回路基板と共に、金属製の筐体内に収納保持している。
光信号を送受信する双方の機能を備えるものは、一般にプラガブル型光トランシーバ（以下、単に光トランシーバという）とも言われ、ホスト装置に着脱可能に構成され、通信ネットワークの高速化に伴う増設や切り替え等の際に容易に交換することができる。

ここで、光トランシーバで高速データ通信を実現するには、光部品内の光半導体素子と光部品外の光ファイバとの光軸のズレを防止する必要がある。このため、例えば、特許文献１，２には、光部品を筐体にネジ止めし、筐体に対して光部品を位置決めする技術が提案されている。

特開２００３−２２２７６６号公報特開２００３−２４３７６２号公報

ところで、上記特許文献１，２に記載の技術では、光部品にネジ取付部を設け、光部品の変形が抑えられるように、ネジ取付部の形状や配置を工夫している。しかし、ネジ止めを行う以上、ネジの締結に伴う力が光部品に必ず作用するので、光軸のズレを招くという懸念は依然として残る。
また、光部品を筐体にネジ止めした場合、筐体と光部品とは電気的に導通するため、例えば、筐体と光部品との電気的な絶縁が要求されている場合には、対応できないという問題がある。

本発明は、上述の如き実情に鑑みてなされたもので、光部品の変形を防止しつつ、光トランシーバの筐体と光部品とを電気的に絶縁することができる光トランシーバの提供を目的とする。

本発明による光トランシーバは、光信号を送受信するための光部品を筐体内に収納保持する光トランシーバであって、第１のガイドと第２のガイドに分割され、光部品を支持すると共に、光部品と筐体とを電気的に絶縁するガイド部材と、ガイド部材に係合することによりガイド部材を筐体に密着させ、光部品を筐体に対して固定するバネ部材と、を備えている。

また、筐体は、光部品の設置位置に対応した開口を有し、ガイド部材は、光部品の支持位置よりも外方に迫り出し、弾性変形して開口に嵌合するフランジを有し、バネ部材は、ガイド部材に係合することによりフランジを、光部品に向けて引き上げて開口に密着させるガイド係合部を有するようにしてもよい。

また、バネ部材は、光部品に被さり、光部品をガイド部材に向けて押圧する光部品押圧部を有することが望ましい。
また、ガイド部材は、筐体に接触して潰れ、筐体との隙間を埋めて筐体を密着させるリブを有することができる。

本発明の光トランシーバによれば、ガイド部材により、光トランシーバの筐体と光部品とが電気的に絶縁される。これにより、筐体の接地電位と光部品の接地電位とを電気的に分離することができ、互いの干渉を防止することができる。また、バネ部材がガイド部材に係合すると、ガイド部材が筐体に密着し、筐体に対する光部品が位置決めされる。この結果、光部品と筐体を固定するネジを用いることなく、光軸のズレの原因となる光部品の変形を防止することができる。

本発明による光トランシーバの外観の一例を示す図である。光トランシーバの要部構成例を示す図である。光トランシーバの要部構成例を示す図である。フレームの外観の一例を示す図である。ガイド部材の外観の一例を示す図である。ガイド部材の平面図である。ガイド部材の装着を示す図である。ガイド部材の装着を示す図である。ガイド部材の装着を示す図である。光部品の装着を示す図である。バネ部材の一例を示す図である。バネ部材の装着を示す図である。図３のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線から見た断面を示す図である。ガイド部材の他の例を示す図である。図１４のガイド部材の装着を示す図である。

図により本発明の実施の形態を説明する。図１は光トランシーバ１の外観を示し、光トランシーバ１の筐体は、フレーム２、放熱板３、リッド４を有している。
フレーム２の一方の端部には、光コネクタに接続される光レセプタクル１２が設けられ、光レセプタクル１２の反対側の端部には、外部回路との電気接続のための端子部１３が設けられている。フレーム２には、量産性や製造コスト等の観点から、例えば、アルミ合金や亜鉛合金などの材料が用いられる。

図１（Ｂ）に示すように、放熱板３はフレーム２の下方に装着される。放熱板３には、フレーム２よりも熱伝導率を高めるため、例えば、銅合金などの材料が用いられている。なお、図１（Ａ）に示すように、リッド４は、端子部１３を露出させた状態でフレーム２の上方を覆っている。

図２，３は、光トランシーバの内部構成を示す図であり、図２は、図１（Ｂ）と同様に光トランシーバを下方から、図３は、図１（Ａ）と同様に光トランシーバを上方からそれぞれ見た図である。
フレーム２は、光レセプタクル１２側の端部から互いに平行に延びた側面部５を有し、側面部５の中央部分には、リッドを受容する切り欠き部７が形成されている。また、フレーム２は、向かい合う側面部５に一体的に形成された底面部６を有している。底面部６には、側面部５と平行に延びた中央軸８が形成され、光部品１７，２４や参照光源１４の設置位置に対応した少なくとも３つの開口９が形成されている。

光部品１７は、例えば、送信用光サブアセンブリ（ＴＯＳＡ：Transmitter Optical Sub-Assembly）、光部品２４は、例えば、受信用光サブアセンブリ（ＲＯＳＡ：Receiver Optical Sub-Assembly）であり、光部品１７の設置位置に対応した開口９は、光部品２４の設置位置に対応した開口９よりも大きく形成されている。
光部品１７は、直方体形状で構成された金属製のケース１８の内部に、光半導体デバイスやレンズが収納されている。図３の１９はケース１８の上面であり、この上面に交差する所定の側面には、光ポート２２ａ及び参照光ポート２２ｂが形成されている。

光部品２４については、図１０を用いて説明すると、直方体形状で構成された金属製のケース２５の内部に、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）やレンズが収納されている。図中の２６はケース２５の上面であり、２７はケース２５の下面、２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄはケース２５の側面である。側面２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃには、リードピン３０ａ，３０ｂ，３０ｃがそれぞれ形成され、側面２８Ｄには、光ポート２９ａ及び参照光ポート２９ｂが形成されている。

図２，３に戻り、光レセプタクル１２は光ポート１２ａ，１２ｂを有し、光ポート１２ａは、光ファイバを介して光部品１７の光ポート２２ａに、光ポート１２ｂは、光ファイバを介して光部品２４の光ポート２９ａにそれぞれ接続されている。
参照光源１４は参照光ポート１４ａ，１４ｂを有している。参照光ポート１４ａは、光ファイバを介して光部品１７の参照光ポート２２ｂに、参照光ポート１４ｂは、光ファイバを介して光部品２４の参照光ポート２９ｂにそれぞれ接続されている。

このため、光部品１７では、参照光源１４の光信号が参照光ポート１４ａから参照光ポート２２ｂに入力され、ＬＤの光信号が光ポート２２ａから光ポート１２ａに向けて出力されている。一方、光部品２４では、参照光源１４の光信号が参照光ポート１４ｂから参照光ポート２９ｂに入力され、また、光ポート１２ｂからの光信号が光ポート２９ａを経由してＰＤに入力されている。
なお、光トランシーバの長手方向（幅方向）に交差する奥行方向で見た底面部６の両側には、側面部５に沿って互いに平行に延びた案内溝１１が形成されている。放熱板は、光レセプタクル１２の反対側の端部から底面部６に対してスライドして装着される。これにより、図２に示すケース１８の下面２０及びケース２５の下面２７と放熱板とが、例えば、放熱シート（図示省略）を介して接触し、発熱源である光部品１７，２４は良好に放熱される。

図４は、フレーム２の外観を示し、図３と同じ方向から見た図である。この図３の光部品２４の設置位置に対応した開口９は、側面部５や中央軸８の下方の両側縁に、フランジ係合溝１０を備えている。フランジ係合溝１０は、互いに平行に延びて後述するガイド部材のフランジにそれぞれ係合する。なお、フランジ係合溝１０は、このガイド部材のフランジよりも長く形成されている。
ところで、本発明の光トランシーバでは、光部品２４を筐体内に収納保持しているが、光部品のケース２５と筐体のフレーム２との間には樹脂製のガイド部材３１を配置し、互いに金属製のケース２５とフレーム２とを電気的に絶縁している。

詳しくは、図５に示すように、ガイド部材３１は、例えば、第１のガイド３２と第２のガイド３３とに２分割して構成されている。図５（Ａ）はフレームに装着した後の状態を示し、図５（Ｂ）はフレームに装着する前の状態を示している。さらに、図６は、図５（Ａ）と同じくフレームに装着した後のガイド部材３１の平面図である。
第１のガイド３２は、光トランシーバの長手方向に沿って延びたガイド本体３４を有している。ガイド本体３４の両端には、端子側レバー３５とレセプタクル側レバー３６とがそれぞれガイド本体３４の内側に設けられており、いずれもガイド本体３４に略直交して延びている。

ガイド本体３４の中央部分には、図１０（Ｂ）のリードピン３０ｃを表出させるための切り欠き部３７が形成されている。
図６の３８は、ガイド本体３４の外側に形成された円筒突起であり、切り欠き部３７の両側にてガイド本体３４から離間する方向にそれぞれ突出している。また、図６の３９は、ガイド本体３４の下端に形成されたフランジである。フランジ３９は、ガイド本体３４と略同じ長さで形成され、ガイド本体３４から離間する方向に迫り出ている。

端子側レバー３５は、図１０（Ｂ）のリードピン３０ｂを表出させ、ケース２５の下側を支持できる平坦な支持面４２を有する。
端子側レバー３５には、支持面４２よりも細い先端側から見て突起４３、穴４４の順に形成され、突起４３は内向きに突出し、穴４４は端子側レバー３５を貫通して形成されている。
レセプタクル側レバー３６は、図３の光ポート２９ａの下側を支持できる湾曲した支持面４５を有する。また、レセプタクル側レバー３６の先端には、下方に向けて凹んだ連結溝４６が形成されている。

これに対し、第２のガイド３３は、ガイド本体３４と平行に延びるガイド本体４７を有している。ガイド本体４７の両端には、端子側レバー４８とレセプタクル側レバー４９とがそれぞれガイド本体４７の内側に設けられており、いずれもガイド本体４７に略直交して延びている。
ガイド本体４７の中央部分には、図１０（Ａ）のリードピン３０ａを表出させるための切り欠き部５１が形成され、また、ガイド本体４７の上端には、ガイド本体４７の外側の角を落とした面取り部５０が形成されている。なお、面取り加工に替えてＲ加工が施されていてもよい。

円筒突起５２は、ガイド本体４７の外側に形成され、切り欠き部５１の両側にてガイド本体４７から離間する方向にそれぞれ突出している。なお、円筒突起５２の上端にはテーパ部５５が形成され、円筒突起５２の上端の角も落としている。
また、ガイド本体４７の下端に形成されたフランジ５３は、ガイド本体４７と略同じ長さで形成され、ガイド本体４７から離間する方向に迫り出ている。

端子側レバー４８は、図１０（Ｂ）のリードピン３０ｂを表出させ、ケース２５の下側を支持できる平坦な支持面５６を有する。端子側レバー４８には、支持面５６よりも細い先端側から見て突起５７、穴５８の順に形成され、突起５７は外向きに突出し、穴５８は端子側レバー４８を貫通して形成されている。
レセプタクル側レバー４９は、図３の参照光ポート２９ｂの下側を支持できる湾曲した支持面５９を有する。また、レセプタクル側レバー４９の先端には、連結溝４６に嵌合可能な連結突起６０が形成されている。

なお、図６に示すように、端子側レバーからレセプタクル側レバーまでの基準嵌合長さＬとすると、第２のガイド３３の端子側レバー４８からレセプタクル側レバー４９までの基準嵌合長さは、第１のガイド３２の端子側レバー３５からレセプタクル側レバー３６までの基準嵌合長さよりも大きく形成されている。これにより、第１のガイド３２と第２のガイド３３とが嵌合した際、第２のガイド３３の各レバー４８，４９には内側へ締め付ける力、第１のガイド３２の各レバー３５，３６には外側へ膨らませる力が作用し、分割したガイドを用いてもガイド同士は強固に係止される。

図７〜図９は、フレームへのガイド部材の装着を示す図である。図３と同じ方向から見た図７に示すように、第１のガイド３２のガイド本体３４を開口９の長手方向に沿わせて配置し、フランジ３９をフランジ係合溝１０内に差し込み、フランジ３９の上面をフランジ係合溝１０に接触させる。
次いで、図７と同じ方向から見た図８（Ａ）に示すように、第２のガイド３３のガイド本体４７をガイド本体３４に沿わせて配置し、フランジ５３を、図１（Ａ）と同じ方向から見た図８（Ｂ）に示すフランジ係合溝１０内に差し込み、フランジ５３の上面をフランジ係合溝１０に接触させる。

その際、図９に示すように、第２のガイド３３は、端子側レバー４８やレセプタクル側レバー４９の先端が斜め上方に向いた姿勢になる。端子側レバー４８やレセプタクル側レバー４９を下方に降ろすと、端子側レバー４８の穴５８が端子側レバー３５の突起４３と嵌合し、続いて、図８（Ｂ）に示す端子側レバー４８の突起５７が端子側レバー３５の穴４４と嵌合する。さらに、レセプタクル側レバー４９の連結突起６０がレセプタクル側レバー３６の連結溝４６と嵌合する。これにより、端子側レバー３５，４８同士、レセプタクル側レバー３６，４９同士は所定の弾性力で当接する。

次に、図１０に示すように、光部品２４の光ポート２９ａ及び参照光ポート２９ｂを光レセプタクル１２に向けた姿勢にて、光部品２４を上方から降ろし、フレーム２の開口９に取り付けられたガイド部材３１にセットする。
そして、光部品２４は、図３のバネ部材６１を用いてフレーム２に位置決めされる。バネ部材６１は、図１１に示すように、下方に開口した断面コ字状に形成され、図１０のケース２５の上面２６に被さる天板６２と、光トランシーバの奥行方向における天板６２の両側に形成されたガイド係合部６３とから構成されている。

天板６２は、光レセプタクル側の端部及びその反対側の端部に光部品押圧部６４を有している。光部品押圧部６４は、図１０（Ａ）と同じ方向から見た図１１（Ａ）や、バネ部材６１を光レセプタクル側から見た図１１（Ｂ）に示すように、天板６２に対して折れ曲がり、その先端が下方に向けて傾斜している。
ガイド係合部６３は、光トランシーバの奥行方向で見た天板６２の両側から下方に延び、その中央部分には、図１０のリードピン３０ａ，３０ｃを表出させるための切り欠き部６５がそれぞれ形成されている。また、ガイド係合部６３の両端には、端子側係合部６６とレセプタクル側係合部６７とがそれぞれ設けられている。

端子側係合部６６やレセプタクル側係合部６７には、図６の円筒突起３８あるいは円筒突起５２に対応した穴６８，６９が形成されている。また、端子側係合部６６の上端にはフック７０が形成され、対応のガイド本体３４あるいはガイド本体４７に上方から引掛けられることにより、バネ部材６１の姿勢をより安定させる。
さらに、ガイド係合部６３は、図１１（Ｂ）に示すように、天板６２とのなす角θが９０°以下の大きさになるように、天板６２に対して折り曲げられている。

図１２は、バネ部材の装着を示す図であり、光部品２４の位置決めは、まず、一方のガイド係合部６３を図６の第１のガイド３２に係合させる。詳しくは、まず、図１２（Ｂ）に示した端子側係合部６６の穴６８及びレセプタクル側係合部６７の穴６９に、図６の円筒突起３８をそれぞれ係合させる。
次に、この円筒突起３８に係合したガイド係合部６３を支点として、もう一方のガイド係合部６３を外側に広げ、図６に示す面取り部５０やテーパ部５５の上方を通過させた後に下方に降ろす。そして、図１２（Ａ）に示した端子側係合部６６の穴６８及びレセプタクル側係合部６７の穴６９に、円筒突起５２をそれぞれ係合させる。

各ガイド係合部６３が図１１（Ｂ）の姿勢から天板６２に対して外方向に広がって変形すると、光部品押圧部６４が光部品の上面をガイド部材に向けてより押圧できる。これにより、光部品がフレーム側に強く押し付けられ、光トランシーバの高さ方向における光部品の位置が決まる。
また、ガイド係合部６３には、この変形に対する復元力が生じ、光トランシーバの長手方向や奥行方向における光部品の位置が決まる。

具体的には、光部品の図示を省略した図１３に示すように、ガイド係合部６３の復元力により、円筒突起３８に係合したガイド係合部６３はガイド本体３４を、円筒突起５２に係合したガイド係合部６３は、ガイド本体４７をそれぞれ締め付ける。
これにより、ガイド係合部６３と円筒突起３８，５２との強固な連結状態を維持できると共に、ガイド係合部６３が円筒突起３８，５２を上方に向けて引き上げ、ガイド本体３４，４７には上向きの力が作用する。このため、フランジ３９，５３とフランジ係合溝１０とが強く嵌合して密着する。ガイド部材３１とフレーム２との間に大きな摩擦力が発生すると、光トランシーバの長手方向や奥行方向における光部品の位置が決まる。

図１４は、ガイド部材の他の例に関する図であり、図５に示したのと同様の構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略すると、ガイド部材３１は、例えば、第１のガイド３２と第２のガイド３３とに２分割して構成される。第２のガイド３３は、ガイド本体４７、端子側レバー４８、レセプタクル側レバー４９を有している。ガイド本体４７の外側において、円筒突起５２とフランジ５３との間には、クラッシュリブ５４がそれぞれ形成され、ガイド本体４７から離間する方向に突出している。

図１５は、フレームへのガイド部材の装着を示す図である。上記図７〜９と同様に、まず、第１のガイド３２のガイド本体３４を開口９に沿わせて配置し、フランジ３９をフランジ係合溝１０内に差し込む。続いて、第２のガイド３３のガイド本体４７をガイド本体３４に沿わせて配置し、フランジ５３をフランジ係合溝１０内に差し込む。
そして、第１のガイド３２と第２のガイド３３の端子側レバー同士、レセプタクル側レバー同士による所定の弾性力の当接に続き、第２のガイド３３に対峙した底面部６がガイド本体４７のクラッシュリブ５４を潰す。

これにより、光トランシーバの奥行方向の隙間が埋まり、第２のガイド３３と底面部６とが密着し、ガイド部材３１とフレーム２との間には大きな摩擦力が発生する。よって、ガイド部材３１に光部品をセットすると、光トランシーバの奥行方向における光部品の位置を決めることができる。なお、その後、バネ部材をガイド部材３１に係合すると、光トランシーバの長手方向や高さ方向における光部品の位置が決まる。

なお、フランジの上面にクラッシュリブを設置すれば、光トランシーバの高さ方向における光部品の位置を決めることも可能である。また、端子側レバーの上面やレセプタクル側レバーの上面にクラッシュリブを設けてもよい。さらに、各レセプタクル側レバーの外面や第１のガイドの端子側レバーの外面に、底面部に接触するクラッシュリブを設け、光トランシーバの長手方向における光部品の位置を決めることも可能である。

また、上記実施例では、ＲＯＳＡ用の光部品の位置決めにガイド部材を用いたが、ＴＯＳＡ用の光部品についても、仮に、そのケースとフレームとの電気的な絶縁が必要な場合には、ガイド部材やバネ部材を用いて位置決めしてもよい。

１…光トランシーバ、２…フレーム、３…放熱板、４…リッド、５…側面部、６…底面部、７…切り欠き部、８…中央軸、９…開口、１０…フランジ係合溝、１１…案内溝、１２…光レセプタクル、１２ａ，１２ｂ…光ポート、１３…端子部、１４…参照光源、１４ａ，１４ｂ…参照光ポート、１７，２４…光部品、１８，２５…ケース、１９，２６…上面、２０，２７…下面、２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ…側面、２２ａ，２９ａ…光ポート、２２ｂ，２９ｂ…参照光ポート、３０ａ〜３０ｃ…リードピン、３１…ガイド部材、３２…第１のガイド、３３…第２のガイド、３４，４７…ガイド本体、３５，４８…端子側レバー、３６，４９…レセプタクル側レバー、３７，５１…切り欠き部、３８，５２…円筒突起、３９，５３…フランジ、４２，４５，５６，５９…支持面、４３，５７…突起、４４，５８…穴、４６…連結溝、５０…面取り部、５４…クラッシュリブ、５５…テーパ部、６０…連結突起、６１…バネ部材、６２…天板、６３…ガイド係合部、６４…光部品押圧部、６５…切り欠き部、６６…端子側係合部、６７…レセプタクル側係合部、６８，６９…穴、７０…フック。

Claims

光信号を送受信するための光部品を筐体内に収納保持する光トランシーバであって、
第１のガイドと第２のガイドに分割され、前記光部品を支持すると共に、前記光部品と前記筐体とを電気的に絶縁するガイド部材と、
前記ガイド部材に係合することにより前記ガイド部材を前記筐体に密着させ、前記光部品を前記筐体に対して固定するバネ部材と、
を備えることを特徴とする光トランシーバ。
前記筐体は、前記光部品の設置位置に対応した開口を有し、前記ガイド部材は、前記光部品の支持位置よりも外方に迫り出し、弾性変形して前記開口に嵌合するフランジを有し、前記バネ部材は、前記ガイド部材に係合することにより前記フランジを、前記光部品に向けて引き上げて前記開口に密着させるガイド係合部を有することを特徴とする請求項１に記載の光トランシーバ。
前記バネ部材は、前記光部品に被さり、前記光部品を前記ガイド部材に向けて押圧する光部品押圧部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光トランシーバ。
前記ガイド部材は、前記筐体に接触して潰れ、前記筐体との隙間を埋めて前記筐体を密着させるリブを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光トランシーバ。