JP2017167471A

JP2017167471A - 光コネクタ

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Publication number: JP2017167471A
Application number: JP2016055213A
Authority: JP
Inventors: 章仁三井; Akihito Mitsui; バッハチアゴ; Bach Tiago
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2036-03-18
Also published as: US20170269312A1; EP3220173A1; JP6830759B2; CN107203020B; EP3220173B1; CN107203020A

Abstract

【課題】複雑な結合作業を必要とすることなく、結合精度を向上させることができ、光ファイバ内の光の伝搬効率を向上することができる光コネクタを提供する。
【解決手段】一端にボールレンズ１２を収容する収容部が形成され、他端に光ファイバ１３が挿入される挿入孔が形成されるホルダ１１と、このホルダの一端におけるボールレンズの収容方向と交差する方向の外側に設けられ、ボールレンズの中心を、結合対象に設けられる光学要素の中心に位置合わせする吸着力を発生させる磁石１４と、を具備する光結合部材１０と、光結合部材の結合対象への位置合わせ動作を許容しながら、光結合部材の移動を規制するガイド部材２と、開口した収容空間４ａが形成され、結合対象側端面との間で吸着力を発生させる第２の吸着部材１５を備えたケース４と、を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、発光素子からの光を集光して光ファイバに入射したり、光ファイバから出射する光を受光素子に集光したりする場合に使用される光結合部材を備えた光コネクタに関する。

光結合部材は、光源から出射される光を光ファイバ内で伝搬させ、必要に応じて空中に出射させる際、或いは、空中を伝搬する光を光ファイバ内に入射させる際に使用される。このような光結合部材の一態様として、例えば、光ファイバの端部を嵌着するソケット本体に、光学レンズ及び円筒状の磁石を装着するソケットと、光ファイバの端部を嵌着するプラグ本体に、円筒状の磁石を装着するプラグとを具備する光コネクタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この光コネクタによれば、光ファイバの端面と光学レンズの球面とを常に当接せしめ、磁石の吸引力でソケットとプラグとを結合することにより、光ファイバの端面が完全平面でない場合であっても高い伝達効率を確保することができる。

実開昭６１−７０８１７号公報

しかしながら、上述した従来の光コネクタにおいては、ソケットに装着される磁石がプラグ側に形成された孔の内部に配置される一方、プラグに装着される磁石がソケット側に設けられた挿入軸の周囲に配置されている。そして、ソケットに対してプラグを結合する際は、ソケットに形成された孔を規定する円筒状の壁部内にプラグ側の磁石を挿入すると共に、磁石からソケット側に突出する挿入軸をソケット側の磁石の内側に挿入する作業が必要となる。このため、ソケットに対してプラグを挿入する作業が必要となり、光コネクタの結合作業が煩雑化するという問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、複雑な結合作業を必要とすることなく、結合精度を向上させることができ、光ファイバ内の光の伝搬効率を向上することができる光コネクタを提供することを目的とする。

本発明の光コネクタは、一端にレンズを収容する収容部が形成され、他端に光ファイバが挿入される挿入孔が形成される保持部材と、前記保持部材の一端における前記レンズの収容方向と交差する方向の外側に設けられ、前記レンズの中心を、結合対象に設けられる光学要素の中心に位置合わせする吸着力を発生させる第１の吸着部材と、を具備する光結合部材と、前記光結合部材の前記結合対象への位置合わせ動作を許容しながら、前記光結合部材の移動を規制する移動規制部材と、前記光結合部材及び前記移動規制部材を収容する前記結合対象側が開口した収容空間が形成され、前記収容方向と交差する前記開口の外側であって、前記結合対象と対向する端面に、前記光学要素の外側に位置する結合対象側端面との間で吸着力を発生させる第２の吸着部材を備えたケースと、を有することを特徴とする。

上記光コネクタによれば、光結合部材に設けられた第１の吸着部材、及び、ケースの端面に設けられた第２の吸着部材による吸着力によって、結合対象との位置合わせ精度を向上させることができる。加えて、移動規制部材により、結合対象との位置合わせ動作以上の光結合部材の移動を規制することができる。これにより、光コネクタを結合対象に接近させるだけでレンズの中心と、結合対象に設けられる光学要素の中心とを簡単に位置合わせすることができる。以上により、複雑な結合作業を必要とすることなく、結合対象との位置合わせ精度を向上させることができ、光ファイバ内の光の伝搬効率を向上することが可能となる。

また、上記光コネクタにおいて、前記結合対象に対して逆付けしたときに前記吸着力が発生しないように構成されていることが好ましい。これにより、結合対象と誤った向きで接続する不具合を防止できる。

また、上記光コネクタにおいて、前記第１の吸着部材及び前記第２の吸着部材は、複数設けられ、少なくとも一つの前記第１の吸着部材及び前記第２の吸着部材が、残りの前記第１の吸着部材及び前記第２の吸着部材と異なる磁極を有する磁石で構成されていることが好ましい。これにより、簡単な構成で、結合対象に対する逆付防止機能を持たせることができる。

また、上記光コネクタにおいて、前記第１の吸着部材の吸着力は、前記第２の吸着部材の吸着力よりも強いことが好ましい。これにより、結合対象との位置合わせにおいて、第２の吸着部材を補助的に用いることができ、第１の吸着部材によるレンズと光学要素間の中心の位置合わせをより高精度に行うことができる。

また、上記光コネクタにおいて、前記結合対象との間で、先に前記第１の吸着部材が吸着し、続いて、前記第２の吸着部材が吸着するように、前記第１の吸着部材及び前記第２の吸着部材が構成されていることが好ましい。これにより、第１の吸着部材によるレンズと光学要素間の中心の位置合わせの際に位置ずれが生じにくく、高精度な位置合わせを行うことができる。

また、上記光コネクタにおいて、前記光結合部材の結合対象側端部は、前記ケースの端面と同一の位置か、或いは、前記ケースの端面よりも後退した位置に配置されることが好ましい。これにより、ケースの端面間にて面接続させることができる。また、光結合部材の結合対象側端部を、ケースの端面と同一の位置に設けた構成では、上記した先に第１の吸着部材が吸着し、続いて第２の吸着部材が吸着するように構成しやすい。また、光結合部材の結合対象側端部を、ケースの端面よりも後退させた構成では、意図しない接触等に起因してレンズや第１の磁石の表面が損傷する事態を防止することが可能となる。

また、上記光コネクタにおいて、前記移動規制部材は、前記収容空間にて、前記開口側で抜け止めされるとともに、前記収容方向への移動が許容されるように支持されていることが好ましい。これにより、移動規制部材に結合対象との位置合わせの際の移動を所定範囲内で許容することができ、光結合部材のレンズの中心と結合対象の光学要素の中心との位置合わせをより高精度に行うことが出来る。

また、上記光コネクタにおいて、前記移動規制部材は、前記レンズの収容方向である一端から他端まで設けられたガイド溝を有し、前記光結合部材は、前記第１の吸着部材が前記移動規制部材の一端側から突出した状態で前記保持部材が前記ガイド溝に配置されており、前記保持部材と前記ガイド溝との間にはクリアランスが設けられており、前記第１の吸着部材は、前記移動規制部材の一端側で、前記位置合わせ動作が許容されていることが好ましい。これにより、光結合部材はガイド溝を通って結合対象との結合方向へ移動できる。このとき、ガイド溝の延出方向と交差する方向へ光結合部材がガイド溝との間でクリアランスを有している。したがって、光結合部材は、結合対象への位置合わせ動作が３軸方向に許容されており、適切に、光結合部材のレンズの中心と結合対象の光学要素の中心とを位置合わせすることができる。

また、上記光コネクタにおいて、前記第１の吸着部材を前記移動規制部材の一端面側に付勢する付勢部材を備え、前記付勢部材の付勢力は前記第１の吸着部材における前記結合対象に対する前記吸着力よりも弱いことが好ましい。これにより、光結合部材と結合対象との結合は、第１の吸着部材の吸着力が付勢部材の付勢力よりも強いため阻害されず、一方、光結合部材と結合対象との結合が解除されると（光結合部材が結合対象から離されると）、付勢部材の付勢力により、第１の吸着部材を結合前の元の位置に適切に戻すことができる。

本発明によれば、複雑な結合作業を必要とすることなく、結合精度を向上させることができ、光ファイバ内の光の伝搬効率を向上することが可能となる。

本実施の形態に係る光コネクタの斜視図である。図１に示す光コネクタ内部の構成部品を分解した分解斜視図である。本実施の形態に係る光結合部材の説明図であり、図２に示すＡ−Ａ矢視の部分断面図である。図３に示す２点鎖線Ｂ内の拡大図である。図２に示すカバー部材を光結合部材が配置されたガイド部材に取り付けた状態におけるガイド部材、光結合部材及びカバー部材のＣ−Ｃ矢視の断面図である。図６Ａは、本実施の形態に係る光コネクタの側面図であり、図６Ｂは、図６Ａに示すＤ−Ｄ矢視の断面図である。図７Ａは、本実施の形態に係る一組の光コネクタが間隔を空けて対向した状態を示す平面図であり、図７Ｂは、図７Ａに示す一組の光コネクタの断面図である。図８Ａは、本実施の形態に係る一組の光コネクタが図７Ａよりも近づき、光結合部材が結合した状態を示す平面図であり、図８Ｂは、図８Ａに示す一組の光コネクタの断面図である。図９Ａは、本実施の形態に係る一組の光コネクタが接続された状態を示す平面図であり、図９Ｂは、図９Ａに示す一組の光コネクタの断面図である。本実施の形態に係る一組の光コネクタが接続された状態を示す斜視図である。本実施の形態に係る光結合部材の結合作業の説明図である。一組の光コネクタに設けられる各磁石の磁極を説明するための説明図である。本実施の形態の変形例に係る光コネクタの説明図である。本実施の形態の変形例に係る光結合部材の説明図である。本実施の形態の変形例に係る光コネクタの説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る光コネクタの斜視図である。図２は、図１に示す光コネクタ内部の構成部品を分解した分解斜視図である。説明の便宜上、光コネクタ１に対して相手側（結合対象側）の光コネクタ１００（図７等参照）との接続側を前方側（一端側）と呼び、前記接続側と反対側を後方側（他端側）と呼ぶものとする。図１、図２、図４、図６では、紙面左方側が前方側であり、紙面右方側が後方側である。また、図３は、紙面下方側が前方側であり、紙面上方側が後方側である。また、図面上、Ｘ方向とＹ方向とは水平面内にて直交する２方向を指し、Ｘ方向は、光コネクタに配置される複数の光結合部材の並び方向であり、Ｙ方向は、光結合部材の延出方向である。また、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に直交する高さ方向を指す。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の関係は他の図面においても同様である。

図１に示す光コネクタ１は、ケース４内に、図２に示す光結合部材１０と、移動規制部材の一例であるガイド部材２と、カバー部材３と、を有して構成される。まず、光結合部材１０について説明する。

＜光結合部材＞
図３は、本実施の形態に係る光結合部材の説明図であり、図２に示すＡ−Ａ矢視の部分断面図である。図３に示すように、本実施の形態に係る光結合部材１０は、概して円筒形状を有する保持部材としてのホルダ１１と、このホルダ１１の一端部に保持されるボールレンズ１２と、ホルダ１１の一端部の外周に設けられた第１の吸着部材としての第１の磁石１４と、を含んで構成されている。例えば、本実施の形態に係る光結合部材１０においては、光ファイバ１３としてプラスチック光ファイバが好適に挿入される。ただし、本発明に係る光結合部材により保持される光ファイバは、これに限定されるものではなくガラスファイバで構成されてもよい。

ホルダ１１は、例えば、ステンレス等の金属材料で形成される。特に、加工性の点から、ホルダ１１は、オーステナイト系ステンレスで形成されることが好ましい。図３に示すように、ホルダ１１における後端部には、光ファイバ１３が挿入される挿入孔１１ａが設けられている。一方、ホルダ１１における前端部（ボールレンズ１２側の端部）には、開口部１１ｂが設けられている。この開口部１１ｂの内側には、ボールレンズ１２を収容する収容部１１ｃが設けられている。この収容部１１ｃは、ボールレンズ１２の表面の損傷を防止するためにボールレンズ１２全体をその内側に収容可能な寸法に設けられ、ボールレンズ１２が圧入可能に構成されている。

ホルダ１１の内部には、光ファイバ１３の外径寸法よりも僅かに大径の貫通孔１１ｄが設けられている。この貫通孔１１ｄは、挿入孔１１ａに連通すると共に、収容部１１ｃに連通して設けられている。さらに、ホルダ１１には、その外周部から工具等により押圧加工を施すことで形成される複数の陥没部１１ｅが設けられている。これらの陥没部１１ｅは、収容部１１ｃと貫通孔１１ｄとの間に設けられ、詳細について後述するように、ボールレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決めに利用される。

ボールレンズ１２は、例えば、ガラス材料で形成され、球形状を有する。図３に示すように、ボールレンズ１２は、その前端部が、ホルダ１１の前端部と同一の位置に配置されるように収容部１１ｃに収容される。また、ボールレンズ１２は、収容部１１ｃ内に収容された状態において、貫通孔１１ｄに挿入された光ファイバ１３の先端部に臨むように配置されている。すなわち、ホルダ１１に陥没部１１ｅを設けることで形成される内壁面に位置決めされた状態において、ボールレンズ１２と光ファイバ１３とは、一定の位置関係を有する位置に位置決めされる。このとき、ボールレンズ１２は、光ファイバ１３の先端面（前端面）に対向して配置された状態となっている。ボールレンズ１２は、光ファイバ１３から入射される光を平行状態に調整するコリメートレンズで構成することができる。

光ファイバ１３は、その中心を貫通して設けられるコア１３ａと、このコア１３ａを被覆するクラッド１３ｂと、このクラッド１３ｂを被覆して補強する補強層１３ｃとから構成される。光ファイバ１３のボールレンズ１２に対向する端面においては、コア１３ａ、クラッド１３ｂ及び補強層１３ｃが、同一平面上に配置されている。すなわち、ボールレンズ１２に対向する端面において、コア１３ａ、クラッド１３ｂ及び補強層１３ｃが揃って配置されている。なお、光ファイバ１３の構成は、他の図面では簡略化して図示している。

光ファイバ１３は、挿入孔１１ａを介して貫通孔１１ｄに挿入され、その先端部がボールレンズ１２の近傍でその球面に対向するように配置した状態で固定されている。例えば、光ファイバ１３は、ホルダ１１の内周面に塗布された接着剤により固定される。なお、ホルダ１１の一部を変形させることで光ファイバ１３を固定するようにしてもよい。

本実施の形態に係る光結合部材１０において、光ファイバ１３は、例えば、グレーデッドインデックス（ＧＩ）型光ファイバで構成され、ファイバ軸に垂直な断面で屈折率が連続的に変化するように構成されている。また、コア１３ａ及びクラッド１３ｂは、例えば、Ｃ−Ｈ結合のＨをＦに置換した全フッ素置換光学樹脂で構成されている。このように、光ファイバ１３を全フッ素置換光学樹脂で構成すると共に、ＧＩ型光ファイバで構成することにより、高速かつ大容量通信を実現することができる。

光結合部材１０においては、コストの上昇を抑制しつつ、簡易にボールレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行うためにホルダ１１に設けた陥没部１１ｅを利用する。具体的には、ホルダ１１に陥没部１１ｅを設けることで形成される当接面（傾斜面）に、ボールレンズ１２及び光ファイバ１３の一部を当接させて位置決めを行うことにより、これらの位置決め用のスペーサなどの構成を不要とし、コストの上昇を抑制しつつ、簡易にボールレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを可能とする。

ここで、ホルダ１１におけるボールレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決め方法について図４を用いて説明する。図４は、図３に示す２点鎖線Ｂ内の拡大図である。図４に示すように、陥没部１１ｅを設けることで形成される傾斜面のうち、ボールレンズ１２に対向する部分には、ボールレンズ１２の一部が当接する一方、光ファイバ１３に対向する部分には、光ファイバ１３を構成するコア１３ａ以外のクラッド１３ｂ又は補強層１３ｃ、或いはクラッド１３ｂ及び補強層１３ｃの一部が当接する。このように当接した状態でボールレンズ１２及び光ファイバ１３がそれぞれホルダ１１の所定位置に位置決めされる。

図４に示すように、陥没部１１ｅは、光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図４に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置され、陥没部１１ｅの中心を通過する平面Ｉ）に対して、ボールレンズ１２に対向する部分の角度と、光ファイバ１３に対向する部分の角度とが異なる角度に設けられている。このような陥没部１１ｅは、例えば、先端部の形状が異なる先細の工具を用いて押圧加工を施すことにより設けられる。このような工具で押圧加工することにより、陥没部１１ｅは、その押圧加工時における中心軸を基準として、ボールレンズ１２に対向する部分の角度と、光ファイバ１３に対向する部分の角度とを異なる角度とすることで、形状の異なるボールレンズ１２と光ファイバ１３とを効果的に位置決めすることが可能となる。

また、ホルダ１１においては、このような陥没部１１ｅがホルダ１１の同一周上に複数（本実施の形態においては、３つ）設けられている。同一周上への陥没部１１ｅの形成は、例えば、上述した先端形状の異なる工具によりホルダ１１の外周から同時に押圧加工を施すことが考えられる。このように、同一周上に複数の陥没部１１ｅを設けることにより、ボールレンズ１２及び光ファイバ１３をそれぞれ複数の位置で当接させることができるので、より高精度にボールレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決めを行うことが可能となる。

陥没部１１ｅにおけるボールレンズ１２に対向する部分は、傾斜面１１ｅ_１を構成する。この傾斜面１１ｅ_１は、図４に矢印で示す光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図４に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置され、陥没部１１ｅの基端部を通過する平面Ｊ）に対する角度θ_１が０°以上４５°以下となるように設けられている。このようにボールレンズ１２側の傾斜面１１ｅ_１の角度θ_１を光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面Ｊに対して０°以上４５°以下に設定することにより、ボールレンズ１２における光ファイバ１３側の一部を支持した状態で位置決めすることができるので、ボールレンズ１２の位置精度を高めることができる。

一方、陥没部１１ｅにおける光ファイバ１３に対向する部分は、傾斜面１１ｅ_２を構成する。傾斜面１１ｅ_２は、光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図４に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置される平面Ｋ）に対する角度θ_２が２０°以下となるように設けられている。このように傾斜面１１ｅ_２の角度を平面Ｋに対して２０°以下に設けることにより、光ファイバ１３が、上述したように、コア１３ａ、クラッド１３ｂ及び補強層１３ｃが同一平面上に配置される光ファイバで構成される場合に、当該光ファイバ１３の端面を陥没部１１ｅに当接させることにより、これらの位置精度を確保し易くすることができる。

このように、光結合部材１０においては、ホルダ１１に設けた陥没部１１ｅにボールレンズ１２の一部及び光ファイバ１３の一部を当接させて位置決めするようにしたことから、陥没部１１ｅを基準としてボールレンズ１２及び光ファイバ１３を位置決めできるので、別部品をホルダ１１に挿入する場合と比べて、作業効率を向上させることができ、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にボールレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行うことが可能となる。

第１の磁石１４は、ホルダ１１における前端部（ボールレンズ１２側の端部）の外周に設けられている。例えば、第１の磁石１４は、概して円筒形状を有している。第１の磁石１４は、その内部にホルダ１１の一部を収容した状態でホルダ１１に固定されている。例えば、第１の磁石１４は、ホルダ１１の外周面に塗布された接着剤や圧入により固定される。なお、溶接等によりホルダ１１の外周面に第１の磁石１４を固定するようにしてもよい。

第１の磁石１４は、図３、図４に示すように、その前端面１４ｓが平面形状を有している。第１の磁石１４の前端面１４ｓは、ホルダ１１の前端部よりも若干前方の位置に配置されるようにホルダ１１に固定される。上述したように、収容部１１ｃに収容されたボールレンズ１２の前端部は、ホルダ１１の前端部と同一の位置に配置される。したがって、第１の磁石１４の前端面１４ｓは、ボールレンズ１２の前端部の位置よりも若干前方に配置されている。

また、詳細について後述するように、第１の磁石１４は、結合対象側の光結合部材２０の第１の磁石２４と互いに吸着し、ボールレンズ１２の中心を、光結合部材２０のボールレンズ２２の中心に位置合わせする役割を果たす（図１１参照）。

図３に示すように、ホルダ１１の挿入孔１１ａ付近、すなわちホルダ１１の後端側には、ストッパ部材６が設けられている。ストッパ部材６は、光結合部材１０が必要以上に前方に突出するのを防止する機能を有する。ストッパ部材６は、例えば、ホルダ１１の外周面に接着固定されている。ストッパ部材６は、図２、図３に示すように、貫通孔を備えた円筒形状（リング形状）で形成され、光結合部材１０のホルダ１１の部分が、ストッパ部材６の貫通孔に挿入されている。ただし、本実施の形態では、ストッパ部材６の形状を限定するものではない。ストッパ部材６は、ホルダ１１の外周面の外周面に部分的に設けられてもよいし、複数のストッパ部材６が、ホルダ１１の外周面に間欠的に設けられてもよい。ストッパ部材６の材質は、樹脂や金属等で形成され、材質を特に限定するものでない。

図２、図３に示すように、ストッパ部材６の前端面６ａには付勢部材としてのコイルばね７が設けられている。コイルばね７は、引張コイルばねで構成されている。図２に示すように、コイルばね７は、次に説明するガイド部材２の後端面２ｃに接続されている。すなわち、コイルばね７は、ガイド部材２の後端面２ｃと、ガイド部材２の後端側にて、光結合部材１０に取り付けられたストッパ部材６の前端面６ａとの間を繋いでいる。

＜ガイド部材＞
次に、移動規制部材としてのガイド部材２について説明する。限定されるものではないが、ガイド部材２は、例えば、樹脂等の電気絶縁材料で形成されたブロック状である。そして、ガイド部材２の上面２ａには、前端面（一端面）２ｂから後端面（他端面）２ｃにかけて直線状に延びる有底凹状のガイド溝８、８が形成されている。そして、各光結合部材１０のホルダ１１が個別に各ガイド溝８、８に配置される。なお、図２に示すように、各光結合部材１０のホルダ１１の部分が各ガイド溝８内に配置され、第１の磁石１４の部分は、ガイド部材２の前端面２ｂの前方に突出している。

図５は、図２に示すカバー部材を光結合部材が配置されたガイド部材に取り付けた状態におけるガイド部材、光結合部材及びカバー部材のＣ−Ｃ矢視の縦断面図である。図５に示すように、各ガイド溝８は、底面８ａと底面８ａのＸ方向の両側に位置する壁面８ｂとを備えている。図５に示すように、ガイド溝８の幅寸法、すなわち両側の壁面８ｂ、８ｂ間の間隔（Ｘ方向の間隔）は、Ｔ１である。幅寸法Ｔ１は、ガイド溝８内に配置される光結合部材１０（図５ではホルダ１１が、外周表面として位置する部分の直径Ｍ１）よりも大きく形成されている。したがって、ガイド溝８と光結合部材１０との間には、Ｘ方向にＴ１−Ｍ１にて求められるクリアランス（間隙）が発生している。一方、ガイド溝８の幅寸法Ｔ１は、第１の磁石１４が配置された部分の光結合部材１０の幅寸法（図５では第１の磁石１４を点線で示す。なお、第１の磁石１４が外周表面として位置する部分の光結合部材１０の幅寸法は直径Ｍ２で示される）Ｍ２よりも小さい。したがって、第１の磁石１４の部分は、ガイド溝８内に入り込まず、ガイド部材２の前端面２ｂに突出した状態で保持される。

また、図５に示すように、各ガイド溝８の高さ寸法、すなわち、壁面８ｂのＺ方向の高さ寸法は、Ｔ２である。高さ寸法Ｔ２は、ガイド溝８内に配置される光結合部材１０の直径Ｍ１よりも大きく形成されている。図５に示すように、ガイド溝８の上方がカバー部材３で塞がれることで、ガイド溝８内に配置された光結合部材１０の上下方向（Ｚ方向）へのクリアランス（隙間）が、Ｔ２−Ｍ１とされている。また、ガイド溝８の高さ寸法Ｔ２は、第１の磁石１４を備えた部分の光結合部材１０の直径Ｍ２よりも小さい。なお、ガイド溝８の幅寸法Ｔ１及び高さ寸法Ｔ２が、第１の磁石１４を備えた部分の光結合部材１０の幅寸法あるいは高さ寸法の少なくとも一方より小さい寸法関係にあれば足りる。

上述したように、ガイド部材２の後端側では、光結合部材１０のストッパ部材６の前端面６ａとガイド部材２の後端面２ｃとの間にコイルばね７が繋がれている（図２参照）。コイルばね７は、引張コイルばねであり、第１の磁石１４をガイド部材２の前端面２ｂ側に付勢する付勢力が作用している。このため、図２のように各ガイド溝８内に配置された光結合部材１０にはガイド部材２の後端方向への付勢力が作用し、各第１の磁石１４の後端面がガイド部材２の前端面２ｂに当接した状態で保持されている。

図２に示すように、ガイド部材２の両側の側面２ｄには、例えば、Ｙ方向に長尺状の突起２ｅが形成されている。なお、図２では、図面上見える一方の側面２ｄにのみ突起２ｅが図示されている。

図２に示すように、カバー部材３は、平板状の天井部３ａと天井部３ａのＸ方向の両側にて下方且つ垂直に折れ曲がる外壁部３ｂ、３ｂとを有して構成される。カバー部材３は、樹脂や非磁性金属等で形成される。例えば、カバー部材３を樹脂で形成した場合は、天井部３ａと外壁部３ｂから成るカバー部材３を射出成形等により形成できる。あるいは、カバー部材３が非磁性金属材料で形成される場合は、金属板を折り曲げて天井部３ａ及び外壁部３ｂを構成することができる。図２に示すようにカバー部材３のＸ方向の両側に設けられた外壁部３ｂには、Ｙ方向に長尺状の長穴３ｃが形成されている。なお、図２では、図面上見える一方の外壁部３ｂにのみ長穴３ｃが図示されている。長穴３ｃの大きさは、ガイド部材２に設けられた突起２ｅの大きさと略同一とされている。そして、光コネクタ１の組立工程の際、カバー部材３がガイド部材２の上方から組み込まれることで、ガイド部材２の突起２ｅがカバー部材３の長穴３ｃに入り込み、カバー部材３がガイド部材２に固定される。

＜ケース＞
次に、ケース４について説明する。図６Ａは、本実施の形態に係る光コネクタの側面図であり、図６Ｂは、図６Ａに示すＤ−Ｄ矢視の断面図である。

ケース４は、金属や樹脂等で形成される。図６Ｂに示すようにケース４は、結合対象と対向する側の前端側から後端側にかけて貫通する収容空間４ａを備える。そして、図２に示すガイド部材２、カバー部材３、及び、光結合部材１０が、収容空間４ａ内に収容される。なお、カバー部材３は、図６Ｂに示す図面には示されていない。

図１、図６Ｂに示すように、収容空間４ａの前端側は開口（以下、開口４ｂと言う）しており、開口４ｂから、光結合部材１０のボールレンズ１２及びリング状の第１の磁石１４が見えている。なお、図１及び図６Ｂに示すように、２つの光結合部材１０の各ボールレンズ１２の中心がＸ方向に一直線に並んだ状態であるが、ボールレンズ１２同士が多少、上下方向（Ｚ方向）にずれている状態も許容される。後で詳述するように、本実施の形態における光結合部材１０は、浮動構造（フローティング構造；ｆｌｏａｔｉｎｇｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）にて支持されており、ガイド部材２により結合対象との間のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向への位置合わせ動作が許容されている。したがって、ボールレンズ１２の中心位置が、Ｘ方向から若干上下方向にずれていても、光結合部材１０の浮動動作により結合対象と適切に位置合わせを行うことが可能である。

図１、図６Ｂに示すように、開口４ｂの外周に位置し、結合対象側に向くケース４の前端面４ｃには、第２の吸着部材としての第２の磁石１５が２個設けられている。ケース４の前端面４ｃは、結合対象側である光コネクタ１００のケース１０４の前端面１０４ｃ（図７等参照）と対向する面である。

図６Ｂに示すように、ケース４の収容空間４ａは、開口４ｂ側でやや幅が狭くなっており、ケース４には、開口４ｂの周囲に、後方のガイド部材２と一部対向する枠体１７が設けられている。よって、ガイド部材２は、枠体１７により外側に抜け出ないように規制されている。また、収容空間４ａには、ガイド部材２の前後方向（Ｙ方向）への移動を許容する間隔Ｔ３が設けられている。なお、ガイド部材２とケース４の内壁との間には、多少のクリアランスが設けられている。このように、ガイド部材２は、収容空間４ａにて、所定範囲内での移動が許容されている。

第２の磁石１５は、ケース４の前端面４ｃに設けられた凹部内に配置されている。第２の磁石１５の外面は、ケース４の前端面４ｃと略同一平面で形成されている。

図１に示す実施の形態では、第２の磁石１５は、開口４ｂの左右両側に、夫々、１個ずつ配置されているが、第２の磁石１５の個数や配置を特に制限するものではない。ただし、第２の磁石１５は、複数個設けられることが、位置合わせ精度を向上させるうえで好適である。また、第２の磁石１５を図１に示すように、開口４ｂの左右両側に１個ずつ配置した場合、光結合部材１０に配置された第１の磁石１４と、第２の磁石１５とが同一直線上に配置されることが好ましい。このように直線上に配置すると、結合対象に接続された状態では、左右均等な吸着力が作用し、安定した接続状態を得ることができる。なお、第２の磁石１５については、結合対象との逆付け防止が可能な配置とすることができるが、具体的な構成については後述する。

図１では、第２の磁石１５の形状は円形であるが、形状を限定するものではない。例えば、第２の磁石１５は、多角形状、リング状、楕円状、及び、扇形等であってもよい。

＜キャップ＞
図１及び図６Ｂに示すように、ケース４の後端側はキャップ５により塞がれている。キャップ５は、金属や樹脂等で形成される。図６Ｂに示すように、キャップ５は、ケース４の収容空間４ａの幅寸法と略同一の前方部５ａと、前方部５ａの後端に段差を介して設けられる後方部５ｂとを有して構成される。前方部５ａは、ケース４の収容空間４ａに圧入、ねじ止め、接着等とされている。図６Ｂに示すように、前方部５ａには、前方方向に突き出す突出部１６が設けられている。突出部１６は、収容空間４ａ内で、ガイド部材２に突き当てられている。また、既に上記したように、第１の磁石１４は、コイルばね７により、ガイド部材２の前端面２ｂ側に付勢されている。このため、ガイド部材２は、突出部１６に突き当てられた状態で後方（キャップ５の後方部５ｂの方向）に付勢力が作用し安定姿勢を保っている。また、図６Ｂに示すように、キャップ５の内部には、前方部５ａから後方部５ｂにて貫通する、光ファイバ１３を通すための挿通口５ｃが設けられている。図６Ｂに示すように、光ファイバ１３は、挿通口１３ａに挿通され、キャップ５の後方に延出している。

なお、本実施の形態では、光結合部材１０及びガイド部材２を収容するためのケース４と、ケース４の後方を塞ぐキャップ５とを別々に構成していたが、一体化してもよい。

＜結合対象との接続＞
続いて、結合対象との接続について説明する。図７Ａは、本実施の形態に係る一組の光コネクタが間隔を空けて対向した状態を示す平面図であり、図７Ｂは、図７Ａに示す一組の光コネクタの断面図である。なお、図７Ｂに示す断面図は、図６Ｂと同様の位置で切断した断面図を示している。

ここで、図７に示す紙面右側の光コネクタ１は、図１から図６にて説明した光コネクタ１である。一方、図７に示す紙面左側の光コネクタは、光コネクタ１に対する結合対象としての光コネクタ１００である。本実施の形態では、光コネクタ１と、結合対象としての光コネクタ１００の内部構造は、同一として説明する。ただし、内部構造は、光コネクタ１、１００で異なっていてもよい。なお、説明の便宜上、結合対象としての光コネクタ１００では、光結合部材２０、ホルダ２１、ボールレンズ２２、光ファイバ２３、第１の磁石２４、ケース１０４、及び、第２の磁石２５とし、光コネクタ１とは符号を変えて説明する。

図７Ｂに示す光コネクタ１に設けられた第１の磁石１４と、光コネクタ１００に設けられた第１の磁石２４とは、接近させると、互いに吸着するように、一方がＮ極に、他方がＳ極に着磁されている。同様に、光コネクタ１に設けられた第２の磁石１５と、光コネクタ１００に設けられた第２の磁石２５とは、接近させると、互いに吸着するように、一方がＮ極に、他方がＳ極に着磁されている。

図７に示すように、光コネクタ１、１００のケース４、１０４の前端面４ｃ、１０４ｃは対向しているが、所定以上離れた状態にあり、光コネクタ１、１００間に吸着力は発生していない。

図８Ａは、本実施の形態に係る一組の光コネクタが図７Ａよりも近づき、光結合部材が結合した状態を示す平面図であり、図８Ｂは、図８Ａに示す一組の光コネクタの断面図である。

図８に示すように、図７よりも、光コネクタ１、１００同士が近づくと、光コネクタ１に設けられた光結合部材１０の第１の磁石１４と、光コネクタ１００に設けられた光結合部材２０の第１の磁石２４との間で、磁力（吸着力）が生じる。このときの磁力は、各光結合部材１０、２０に設けられたコイルばね７の付勢力に勝る。このため、光結合部材１０、２０及びガイド部材２が互いに近づくように前方に移動する。このとき、第１の磁石１４、２４は、ケース４、１０４の開口４ｂ、１０４ｂから前方に突出し、やがて、第１の磁石１４、２４同士が接触する。なお、ガイド部材２の前方への移動は、ケース４、１０４の開口４ｂ、１０４ｂ側の枠体１７で規制されるため、光コネクタ１、１００が所定距離以上に接近したときにのみ、第１の磁石１４、２４同士が接近・吸着する。

本実施の形態では、コイルばね７の付勢力を、第１の磁石１４、２４との間で作用する磁力よりも弱く設定している。これにより、光結合部材１０、２０の第１の磁石１４、２４は、図７に示す初期位置から、光結合部材１０、２０同士を、第１の磁石１４、２４の磁力によって前方に移動させることができ、光結合部材１０、２０同士が適切に結合することが可能である。

以下、光コネクタ１、１００を接続した際の光結合部材１０、２０同士の結合作業について説明する。図１１は、本実施の形態に係る光結合部材１０、２０の結合作業の説明図である。図１１において、光ファイバ１３、２３の一部を点線で示す。図１１に示すように、光結合部材２０は、第１の磁石２４の着磁形態のみにおいて光結合部材１０と相違する。例えば、光結合部材１０の第１の磁石１４は、ボールレンズ１２側の先端部近傍がＮ極に着磁され、反対側の端部近傍がＳ極に着磁されている。一方、光結合部材２０の第１の磁石２４は、光結合部材１０の第１の磁石１４と異なり、ボールレンズ２２側の先端部近傍がＳ極に着磁され、反対側の端部近傍がＮ極に着磁されている。

図７Ｂに示す初期位置から、図１１Ａに示すように、第１の磁石１４、２４同士が一定距離まで接近すると、第１の磁石１４、２４間に作用する磁力によって、初期位置から第１の磁石１４、２４同士が引き寄せられ、互いに前方へ移動する。やがて、第１の磁石１４、２４同士は、接触した状態となる（図１１Ｂ参照）。

そして、図１１Ｂに示す接触状態から、さらに第１の磁石１４、２４の磁力によって、第１の磁石２４の光結合部材１０側の前端面２４ｓと、第１の磁石１４の光結合部材２０側の前端面１４ｓとが対向して配置するように、第１の磁石１４、２４同士が移動する。ここでは、第１の磁石１４が下方側に、第１の磁石２４が上方側に移動する。これにより、図１１Ｃに示すように、第１の磁石２４の光結合部材１０側の前端面２４ｓと、第１の磁石１４の光結合部材２０側の前端面１４ｓとが密着した状態となる。

このように、各第１の磁石１４、２４の前端面１４ｓ、２４ｓが互いに、密着した状態となることにより、ボールレンズ１２、２２の中心同士が一致した状態となる。なお、少なくとも、各第１の磁石１４、２４の前端面１４ｓ、２４ｓにめっきが施されていると、滑りがよくなり、各第１の磁石１４、２４の表面を滑らせながら移動させることができる。よって、より高精度な位置合わせを行うことができる。また、本実施の形態では、光結合部材１０、２０が共に位置合わせ動作を許容されているが、例えば、結合対象が固定で動かない場合は、光結合部材１０のみが図１１Ａ及び図１１Ｂの移動をして結合対象に結合される。

なお、本実施の形態では、各光コネクタ１、１００に複数の光結合部材１０、２０が配置されている。したがって、接続される光結合部材１０、２０は複数組ある。使用用途にもよるが、各組の結合タイミングを略同時とすることができ、あるいは、結合タイミングを変えることもできる。例えば、上記に説明した光コネクタ１、１００における各組の結合タイミングが略同時となるように規定されている。「略同時」とは、厳密な同時ではなく製造誤差等を含む概念である。

図１１に説明した結合作業において本実施の形態では、移動規制部材が用いられて、光結合部材１０の結合対象である光結合部材２０への位置合わせ動作を許容しながら、それ以上の移動はできないように規制されている。以下、光結合部材１０に対する移動規制について説明する。なお、説明は省略するが、光結合部材２０についても同様である。本実施の形態における光結合部材１０は、浮動構造（フローティング構造）にて支持されている。すなわち、光結合部材１０が左右方向（Ｘ方向）、前後方向（Ｙ方向）及び上下方向（Ｚ方向）の３軸方向のいずれにも移動可能に支持されている。しかしながら、光結合部材１０の３軸方向への自由な移動を許容し移動規制をしないと、例えば、複数の光結合部材１０を並設した場合、各光結合部材間で生じる反発力や吸着力により各光結合部材１０の初期位置が安定しない。また、光結合部材１０を１つだけ配置した場合でも、光結合部材１０を光コネクタ１内に組み込む際の位置決め精度が低下しやすく、また、光コネクタ１に強い衝撃等が加わった場合に、光結合部材１０がケース部分に激しく衝突する等してボールレンズ１２等の破損を招く恐れがある。このように、光結合部材１０の初期位置が安定しないと、結合対象と高い位置合わせ精度により結合することができず、あるいは、結合対象との結合そのものができない恐れがある。したがって、本実施の形態では、光結合部材１０の結合対象への位置合わせ動作を許容しながら、光結合部材１０の移動を規制する移動規制部材を設けている。

具体的には、本実施の形態では、移動規制部材としてガイド部材２を用いている。ガイド部材２には、前端から後端にかけてガイド溝８が形成されており、光結合部材１０は、第１の磁石１４がガイド部材２の前端側から突出した状態で、ホルダ１１がガイド溝８に配置されている。そして、図５に示す通り、ガイド溝８の幅寸法Ｔ１及び高さ寸法Ｔ２は、ガイド溝８に配置される部分の光結合部材１０の直径（幅寸法）Ｍ１よりも大きい。これにより、光コネクタ１、１００が所定距離に近づくと、第１の磁石１４、２４との間で磁力が発生し、各光結合部材１０、２０が相手側との結合方向へ適切に移動できる。また、ガイド溝８の幅寸法Ｔ１及び高さ寸法Ｔ２は、ガイド溝８に配置される部分の光結合部材１０、２０の直径よりも大きいため、ホルダ１１とガイド溝８との間にクリアランスが生じている。したがって、光結合部材１０、２０は、ガイド溝８の延出方向（前後方向；Ｙ方向）と交差する方向の左右方向（Ｘ方向）及び高さ方向（Ｚ方向）に形成されたクリアランス範囲にて適切に移動できる。したがって、各光結合部材１０、２０は、相手側との位置合わせ動作が３軸方向に許容され、適切に、各光結合部材１０、２０のボールレンズ１２、２２の中心を合わせる位置合わせ動作が可能である。加えて、ガイド溝８の底面８ａ及び壁面８ｂ、及びガイド溝８の上面を塞ぐカバー部材３の天井部面は、各光結合部材１０、２０が必要以上に移動するのを抑制する規制面を構成する。さらに、ガイド溝８の幅寸法Ｔ１及び高さ寸法Ｔ２は、第１の磁石１４、２４を備えた部分の光結合部材１０、２０の直径Ｍ２よりも小さいため、第１の磁石１４、２４が、ガイド部材２のガイド溝８内に入り込まず、光結合部材１０、２０が必要以上に後端方向へ移動することを規制できる。これにより適切に、各光結合部材１０、２０の相手側との位置合わせ動作を許容しながら、各光結合部材１０、２０の移動を規制することができる。

加えて、本実施の形態では、ガイド部材２も浮動構造（フローティング構造）にて支持されている。すなわち、収容空間４ａ内にて、光結合部材１０と、ガイド部材２の双方が、浮動構造（フローティング構造）とされている。例えば、ガイド部材２が収容空間４ａ内にて固定されている場合、ガイド部材２と光結合部材１０との隙間が、光結合部材１０の可動範囲として制限されてしまい、それ以上に光コネクタ間の嵌合公差が大きいと適切に光結合部材同士を結合させることができず、コネクタとして適切に機能しなくなる。そこで、ガイド部材２も、浮動構造（フローティング構造）にて支持することで、光コネクタの寸法公差が大きい場合でもガイド部材２が動くことで、公差を吸収できる。そして、最終的に、第２の磁石１５、２５が微小な位置合わせをすることで、第１の磁石１４、２４と第２の磁石１５、２５による、２段階の位置合わせにより大きな公差を吸収し、しかも精密な位置合わせが簡単に実現できる。

図９Ａは、本実施の形態に係る一組の光コネクタが接続された状態を示す平面図であり、図９Ｂは、図９Ａに示す一組の光コネクタの断面図である。図１０は、本実施の形態に係る一組の光コネクタが接続された状態を示す斜視図である。

本実施の形態では、図８に示すように、先に各光コネクタ１、１００の第１の磁石１４、２４同士が接続された後、図９に示すように、第２の磁石１５、２５同士が接続されることが好適である。先に、第２の磁石１５、２５が接続され、続いて、第１の磁石１４、２４が接続される構成、あるいは、同時に接続される構成では、第１の磁石１４、２４同士の接続の際に位置ずれが生じる場合がある。すなわち、第２の磁石１５、２５の接続によって第１の磁石１４、２４の移動が拘束されてしまうため、例えば、第２の磁石１５、２４の接続がややずれてしまった場合、第１の磁石１４、２４同士もずれた状態で対向してしまう。そして、移動が拘束された状態では、第１の磁石１４、２４の間で位置ずれが生じて接続されやすくなる。よって、先に、第１の磁石１４、２４同士を接続させ、後で第２の磁石１５、２５同士を接続させる構成が、位置合わせ精度を向上させるうえで好ましい。このように、第２の磁石１５、２５を、各光コネクタ１、１００の位置合わせの際に補助的に用いることで、第２の磁石１５、２５による位置合わせ精度を、第１の磁石１４、２４による位置合わせ精度より低くすることができる。よって、第１の磁石１４、２４をレンズ１２、２２に対して互いに高精度に形成し、第１の磁石１４、２４の接続を主体として、レンズ中心の位置合わせを実行する。一方、第２の磁石１５、２５は補助的に用いることができ、第１の磁石１４、２４に比べて多少ラフな構成であってもよい。例えば、第２の磁石１５、２５の表面粗さは、第１の磁石１４、２４よりも大きく、各ケース４、１０４同士がぴったりと密着せず、ケース４、１０４の前端面４ｃ、１０４ｃ間に多少の隙間が生じていてもよい。

また、第１の磁石１４、２４の磁力は、第２の磁石１５、２５の磁力よりも強いことが好ましい。これにより、結合対象との位置合わせにおいて、第１の磁石１４、２４を主体とし、第２の磁石１５、２５を補助的に用いることができる。よって、第１の磁石１４、２４同士が先に接続し、続いて、第２の磁石１５、２５が接続するように構成しやすい。

また、既に記載したように、第１の磁石１４、２４の表面はめっきが施されて滑りを良くした構成であることが好ましいが、同様に、第２の磁石１５、２５の表面にもめっきを施して、滑りを良くすることが可能である。

＜逆付け防止機能＞
逆付け防止機能について説明する。逆付け防止機能の構成を限定するものではないが、具体的には以下のような構成が挙げられる。

まずは、各磁石の磁極で制御することができる。一例を示すと、図１２に示すように、光コネクタ１の光結合部材１０の先端に設けられる２個の第１の磁石１４を夫々、異なる磁極に着磁し、ケース４の端面４ｃに設けられる２個の第２の磁石１５を夫々、異なる磁極に着磁する。すなわち、複数の第１の磁石１４のうち、一方の第１の磁石１４をＮ極に着磁し、他方の第１の磁石１４をＳ極に着磁する。同様に、複数の第２の磁石１５のうち、一方の第２の磁石１５をＮ極に着磁し、他方の第２の磁石１５をＳ極に着磁する。図１２に示す実施の形態では、一列に並べられた第１の磁石１４と第２の磁石１５において、Ｎ極とＳ極とが交互に配列されている。一方、結合対象としての光コネクタ１００では、光コネクタ１の磁極とは逆の構成となる。

図１２に示す状態が、光コネクタ１、１００同士の正常な取付け方向である。これに対して、光コネクタ１を、結合対象である光コネクタ１００に対し、ケース４の前端面４ｃに直交する方向を回転軸Ｏとして、１８０度回転させた方向から取り付けると、これは結合対象に対して逆付けの取付け方向になる。図１２に示す状態から、光コネクタ１を、１８０度回転させると、各光コネクタ１、１００にて対向する磁石同士が、同じ磁極になり、磁力を生じない（反発する）。よって、光コネクタ１、１００同士を接続することができず、逆付け防止となる。

また、例えば、図１３に示すように、開口４ｂの紙面右側に位置するケース４の前端面４ｃに１個の第２の磁石１５を配置し、開口４ｂの紙面左側に位置するケース４の前端面４ｃに２個の第２の磁石１５を配置する。このように、第２の磁石１５の配置を例えば、左右で異ならせることで、視覚的に逆付け防止機能を付与することができる。

あるいは、ケース４及び結合対象のケース１０４に、例えば、凹凸嵌合可能な接続部を設けておき、逆付けした際には、ケース４、１０４同士を接続できない構成とすることも可能である。

以上のように本実施の形態では、光結合部材１０、２０に設けられた第１の磁石１４、２４、ケース４、１０４の端面４ｃ、１０４ｃに設けられた第２の磁石１５、２５による磁力（吸着力）によって、各光コネクタ１、１００の位置合わせ精度を向上させることができる。加えて、ガイド部材２により、結合対象との位置合わせ動作以上の光結合部材１０、２０の移動を規制することができる。これにより、各光コネクタ１、１００を互いに接近させるだけで、各ボールレンズ１２、２２の中心を簡単に位置合わせすることができる。以上により、複雑な結合作業を必要とすることなく、結合対象との位置合わせ精度を向上させることができ、光ファイバ内の光の伝搬効率を向上することが可能となる。

上記した本実施の形態では、光コネクタ１内部に組み込まれる光結合部材１０は２つであったが、数を限定するものでない。光結合部材１０は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。本実施の形態では、光結合部材１０が複数設けられる場合、ガイド部材２に設けられるガイド溝８は、各光結合部材１０に個別に設けられることが好ましい。すなわち、光結合部材１０が２つであれば、ガイド溝８も２つ形成され、光結合部材１０が４つであれば、ガイド溝８は４つ形成される。これにより、光コネクタ１内に組み込まれる複数の光結合部材１０の第１の磁石１４間の磁力（吸着力）により、各光結合部材１０同士が、ガイド溝８の幅以上に離反あるいは接近するのを抑制することができる。したがって、複数の光結合部材１０の初期位置を安定して保持することができる。

また、本実施の形態に係る光結合部材１０においては、第１の磁石１４からの吸着力によりボールレンズ１２の中心と光結合部材２０のボールレンズ２２の中心とが位置合わせされる。このため、光結合部材２０に対して容易に着脱することができると共に、長期間に亘って繰り返し着脱することが可能となる。

特に、本実施の形態では、図９に示すように、光コネクタ１、１００同士をケース４、１０４の前端面４ｃ、１０４ｃにて吸着力を用いて、面接続する構成に適している。このため、例えば、ピンを用いて挿抜するコネクタの構成とは違って、挿抜回数の規制がなく、ピンを用いた場合のように破損が生じることもない。したがって、より効果的に、長期間に亘って繰り返しの着脱が可能である。

また、光コネクタ１、１００に配置される各第１の磁石１４、２４の前端面１４ｓ、２４ｓの形状は同一に構成されている。このため、これらの第１の磁石１４、２４の吸着力により前端面１４ｓ、２４ｓ同士を密着させることができる。これにより、光結合部材２０に対して安定して光結合部材１０を結合させることが可能となる。

特に、光コネクタ１に配置される第１の磁石１４は、結合対象である光結合部材２０側の前端面１４ｓの外形形状が、ボールレンズ１２の中心を中心点とした真円形状に構成されている。このため、光結合部材２０の磁石２４と吸着する際に第１の磁石１４が回転することがない。このため、第１の磁石１４が設けられるホルダ１１の回転を防止できるので、ホルダ１１に保持される光ファイバ１３が捻じれる事態を防止することが可能となる。

また、光コネクタ１に配置される第１の磁石１４における光結合部材２０側の前端面１４ｓは、ボールレンズ１２の前端部（光結合部材２０側の端部）よりも前方に突出している。同様に、光コネクタ１００に配置される磁石２４も光結合部材１０側の断面２４ｓが、ボールレンズ２２の前端部（光結合部材１０側の端部）よりも前方に突出している。これにより、第１の磁石１４、２４の前端面１４ｓ、２４ｓが接触してもボールレンズ１２、２２同士は接触しないため、ボールレンズ１２、２２の表面が損傷する事態を防止することが可能となる。なお、第１の磁石１４、２４同士が接触した際の、ボールレンズ１２とボールレンズ２２との間の距離は１ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、光ファイバ１３内の光の伝搬効率が低下するのを抑制することができる。

なお、第１の磁石１４、２４の前端面１４ｓ、２４ｓとボールレンズ１２、２２との配置関係は、上記に限定されない。以下、別の配置関係について図１４を用いて説明する。図１４は、本実施の形態の変形例に係る光結合部材の説明図である。図１４に示すように、第１の磁石１４、２４の前端面１４ｓ、２４ｓとボールレンズ１２、２２とが同一の位置に配置されている。これにより、ボールレンズ１２、２２間の距離を短縮することができるので、ボールレンズ１２、２２間の間隙の増大に伴って光ファイバ１３内の光の伝搬効率が低下するのを回避することが可能となる。

また、第１の磁石１４、２４のどちらか一方の前端面１４ｓ、２４ｓをボールレンズ１２、２４の前端部よりも前方に突出させ、他方の前端面１４ｓ、２４ｓをボールレンズ１２、２４の前端部と同一の位置に配置してもよい。なお、このような場合でも第１の磁石１４、２４同士が接触した際の、ボールレンズ１２とボールレンズ２２との間の距離は１ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、光ファイバ１３内の光の伝搬効率が低下するのを抑制することができる。

また、本実施の形態では、図６Ｂに示すように、光結合部材１０の第１の磁石１４の前端面（結合対象側端部）１４ｓは、ケース４の前端面４ｃと同一の位置にある。これにより、図８から図９にかけて、先に第１の磁石１４、２４同士が接続し、続いて、第２の磁石１５、２５が接続するように構成しやすい。ただし、これに限定されるものではなく、図１５に示すように、光結合部材１０の第１の磁石１４の前端面（結合対象側端部）１４ｓを、多少、ケース４の前端面４ｃから後退させてもよい。これにより、初期状態では、レンズ１２や第１の磁石１４が、ケース４内に保護された状態となり、意図しない接触等に起因してレンズ１２や第１の磁石１４の表面が損傷する事態を防止することが可能となる。また、第１の磁石１４の前端面１４ｓを、ケース４の前端面４ｃから後退させた構成であっても、第１の磁石１４と第２の磁石１５との磁力及び後退寸法を調整することで、先に第１の磁石１４、２４同士を接続させ、続いて、第２の磁石１５、２５を接続させることも可能である。

なお、上記実施の形態に係る光結合部材１０、２０においては、第１の磁石１４、２４が発生する吸着力によって光結合部材１０と光結合部材２０とを結合する場合について説明している。しかしながら、光結合部材１０の構成については、これに限定されるものではない。光結合部材１０と光結合部材２０との結合を強固にしたり、光結合部材１０と光結合部材２０とを結合し易くしたりすることは実施の形態として好ましい。

また、本実施の形態では、図２、図６Ｂ等に示すように、ガイド部材２の前端側に突出した第１の磁石１４をガイド部材２の前端面２ｂ方向に付勢する付勢部材としてのコイルばね７が設けられている。具体的には、コイルばね７は、ガイド部材２の後端面２ｃと、ガイド部材２の後端面２ｃよりも後方にて光結合部材１０に設けられたストッパ部材６の前端面６ａとの間を接続する引張コイルばねである。また、コイルばね７の付勢力は、第１の磁石１４の結合対象である第１の磁石２４との間で作用する磁力（吸着力）よりも弱く設定されている。これにより、光結合部材１０の第１の磁石１４は、ガイド部材２の前端面２ｂに当接した初期位置から、光コネクタ１、１００同士の接続によって第１の磁石１４、２４間で作用する磁力により、前方に移動して光結合部材１０、２０同士が適切に結合される。また、光コネクタ１、１００の接続状態から光コネクタ１、１００を引き離すと、第１の磁石１４、２４同士が離れ、このとき、コイルばね７の付勢力により、光結合部材１０の第１の磁石１４がガイド部材２の前端面２ｂに当接する初期位置に適切に戻される。

上記実施の形態では、光結合部材１０、２０との結合状態の解除により、光結合部材１０を初期位置に戻す付勢部材として、コイルばね７が用いられたが、弾性体としてコイルばね７以外にゴム等が用いられてもよい。このように、付勢部材として弾性体が用いられることで、簡単な構成で、光結合部材１０に対して付勢力を付加することができる。

また、上記実施の形態では、コイルばね７がガイド部材２の後端面２ｃとストッパ部材６の前端面６ａとの間に設けられていたが、コイルばね７等の弾性体をガイド部材２の前端面２ｂと第１の磁石１４の後端面との間に接続してもよい。

ただし、付勢部材は、ガイド部材２の後端側に配置されていることが好ましい。ガイド部材２の後端側は前端側に比較して広いスペースがあるため、無理なく付勢部材を配置することができる。また、第１の磁石１４の初期位置としてガイド部材２の前端面２ｂに当接した状態を得ることができる。

或いは、コイルばね７が用いられる構成に代えて、例えば、ガイド部材２よりも後方であって、図６に示すキャップ５の前方部５ａと光結合部材１０との間に、夫々、吸着部を設けておき、吸着部同士の吸着により、図６Ｂに示す初期状態を保持する構成としてもよい。例えば、一方の吸着部を、磁石とし、他方の吸着部を、磁性金属材料で形成する。両方の吸着部を、磁石で形成することもできる。なお、コイルばね７が配置される場合と同様に、吸着部間に生じる吸着力（付勢力）は、光コネクタ１、１００が接続されるときに、第１の磁石１４、２４間で生じる磁力に比べて弱い。このため、光コネクタ１、１００が接続されたときに、適切に光結合部材１０、２０の第１の磁石１４、２４同士が引き付けられて位置決め動作を伴う吸着が行われるとともに、作業者等が接続された光コネクタ１、１００を引き離すことで、吸着部間の吸着力により、光結合部材１０、２０を元の初期位置に戻すことができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態においては、光結合部材１０が備えるレンズがボールレンズ１２で構成される場合について説明している。しかしながら、光結合部材１０に適用されるレンズについてはボールレンズ１２に限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、結合対象との間で適切に伝搬される光を結合可能であることを前提として、凸レンズや凹レンズ等の任意のレンズを適用することができる。

また、上記実施の形態においては、光結合部材１０が第１の吸着部材として第１の磁石１４を備える場合について説明している。しかしながら、光結合部材１０が備える第１の吸着部材については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、第１の吸着部材として、結合対象に設けられた磁石に吸着する磁性体を光結合部材１０に備えるようにしてもよい。このように変更する場合にも、上記実施の形態と同様に、複雑な結合作業を必要とすることなく、光ファイバ１３内の光の伝搬効率を向上することが可能となる。

さらに、上記実施の形態においては、光結合部材１０が備える第１の磁石１４が円筒形状を有する場合について説明している。しかしながら、光結合部材１０が備える第１の磁石１４の形状については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、結合対象に設けられる磁石との関係において、ボールレンズ１２の中心を結合対象側の光学要素の中心と位置合わせできることを前提として任意の形状とすることができる。例えば、第１の磁石１４は、断面形状が多角形の筒状体で構成するようにしてもよい。また、第１の磁石１４は、ホルダ１１の前端部の周囲全体に囲む形状でなく、その一部に配置される形状であってもよい。さらに、第１の磁石１４は、前端部の断面が平面形状ではなく凹凸形状を有するようにしてもよい。

さらに、上記実施の形態においては、光結合部材１０の結合対象として同一の構成を有する光結合部材２０と結合する場合を例に説明している。しかしながら、光結合部材１０の結合対象については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、光結合部材１０は、光学要素としてレンズを含まない結合対象、異なる断面形状を有する磁石２４を備えた結合対象や、磁石２４の代わりに磁性体を備えた結合対象と結合することができる。また、結合対象側の光コネクタは、固定されていても非固定であってもどちらでもよい。また本実施の形態では、光コネクタ同士を面で接続することができるが、例えば、オス型、及び、メス型を構成するコネクタに本実施の形態を適用することも可能である。

また、本実施の形態では、光結合部材に対する移動規制部材としてガイド部材２を提示したが、ガイド部材２に限定されるものでない。例えば、エラストマー等の柔軟性のある樹脂層で光結合部材のホルダ１１の周囲を覆い、樹脂層の前端側に第１の磁石１４が突出した状態とする。樹脂層は、光結合部材の結合対象への位置合わせ動作を阻害しない柔軟性を有している。したがって、樹脂層を、光結合部材の結合対象への位置合わせ動作を許容はするが、光結合部材がそれ以上移動できないように規制する移動規制部材として機能させることができる。これによっても、複雑な結合作業を必要とすることなく、光ファイバ内の光の伝搬効率を向上することが可能となる。ただし、ガイド溝を有するガイド部材を移動規制部材として用い、ガイド溝に光結合部材のホルダを配置した構成とすることで、光結合部材の結合対象への位置合わせ動作範囲を精度よく規制でき、さらに、光結合部材のホルダをガイド部材のガイド溝に配置するだけで光結合部材の光コネクタ内の位置合わせを行うことができ、光結合部材の組み立て作業を容易にできる。

なお、本実施の形態における光コネクタは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格に対応した電気コネクタ、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）規格（ＨＤＭＩは登録商標）に対応した電気コネクタ、サンダーボルト（登録商標）（Thunderbolt）規格に対応した電気コネクタ、イーサネット(Ethernet)規格（イーサネット及びEthernetは登録商標）に対応した電気コネクタ等に用いることができる。また、給電用コネクタとしても用いることが可能である。給電用コネクタでは、まず、グランド用の光結合部材が結合対象のグランド用光結合部材と結合した後、遅れて残りの光結合部材同士が結合する構成とされる。例えば、各光結合部材に取りつけられる付勢部材としてのコイルばね等の付勢力を、各光結合部材毎に変えたり、磁石の磁力を変えたりすることで、結合タイミングを同時でなくずらすことができる。

１、１００光コネクタ
２ガイド部材
３カバー部材
４、１０４ケース
４ａ収容空間
４ｂ開口
５キャップ
７コイルばね
８ガイド溝
１０、２０光結合部材
１１、２１ホルダ
１２、２２ボールレンズ
１３、２３光ファイバ
１４、２４第１の磁石
１５、２５第２の磁石
１６突出部
１４ｓ、２４ｓ前端面

Claims

一端にレンズを収容する収容部が形成され、他端に光ファイバが挿入される挿入孔が形成される保持部材と、前記保持部材の一端における前記レンズの収容方向と交差する方向の外側に設けられ、前記レンズの中心を、結合対象に設けられる光学要素の中心に位置合わせする吸着力を発生させる第１の吸着部材と、を具備する光結合部材と、
前記光結合部材の前記結合対象への位置合わせ動作を許容しながら、前記光結合部材の移動を規制する移動規制部材と、
前記光結合部材及び前記移動規制部材を収容する前記結合対象側が開口した収容空間が形成され、前記収容方向と交差する前記開口の外側であって、前記結合対象と対向する端面に、前記光学要素の外側に位置する結合対象側端面との間で吸着力を発生させる第２の吸着部材を備えたケースと、
を有することを特徴とする光コネクタ。
前記結合対象に対して逆付けしたときに前記吸着力が発生しないように構成されていることを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
前記第１の吸着部材及び前記第２の吸着部材は、複数設けられ、少なくとも一つの前記第１の吸着部材及び前記第２の吸着部材が、残りの前記第１の吸着部材及び前記第２の吸着部材と異なる磁極を有する磁石で構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光コネクタ。
前記第１の吸着部材の吸着力は、前記第２の吸着部材の吸着力よりも強いことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光コネクタ。
前記結合対象との間で、先に前記第１の吸着部材が吸着し、続いて、前記第２の吸着部材が吸着するように、前記第１の吸着部材及び前記第２の吸着部材が構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の光コネクタ。
前記光結合部材の結合対象側端部は、前記ケースの端面と同一の位置か、或いは、前記ケースの端面よりも後退した位置に配置されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の光コネクタ。
前記移動規制部材は、前記収容空間にて、前記開口側で抜け止めされるとともに、前記収容方向への移動が許容されるように支持されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の光コネクタ。
前記移動規制部材は、前記レンズの収容方向である一端から他端まで設けられたガイド溝を有し、前記光結合部材は、前記第１の吸着部材が前記移動規制部材の一端側から突出した状態で前記保持部材が前記ガイド溝に配置されており、前記保持部材と前記ガイド溝との間にはクリアランスが設けられており、前記第１の吸着部材は、前記移動規制部材の一端側で、前記位置合わせ動作が許容されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の光コネクタ。
前記第１の吸着部材を前記移動規制部材の一端面側に付勢する付勢部材を備え、前記付勢部材の付勢力は前記第１の吸着部材における前記結合対象に対する前記吸着力よりも弱いことを特徴とする請求項８記載の光コネクタ。