JP2019153410A

JP2019153410A - 光電気複合コネクタ

Info

Publication number: JP2019153410A
Application number: JP2018036207A
Authority: JP
Inventors: 祥司川島; Shoji Kawashima; 小林　茂; Shigeru Kobayashi; 茂小林
Original assignee: Tyco Electronics Japan GK
Current assignee: Tyco Electronics Japan GK
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2019-09-12
Also published as: US20190271811A1; DE102019104824A1; CN110224278A

Abstract

【課題】簡易な構造でインピーダンスの整合が図られた光電気複合コネクタを提供する。【解決手段】コネクタ１０は、コンタクト１２と、フェルール１３とを備えている。コンタクト１２には、差動信号伝送用の対の電気ワイヤ１４の終端部が接続されている。またフェルール１３は、導電性材料からなり、光ファイバ１５の終端部を保持している。このフェルール１３は、電気ワイヤ１４の終端部に対し、インピーダンスを整合させる距離に離間した位置に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、電気ワイヤの終端部を保持するとともに光ファイバの終端部を保持する光電気複合コネクタに関する。

近年、自動車の自動運転化が急速に発展してきている。この自動運転を実現するには、自動車にカメラや多数のセンサ等を設置し、大量の信号を伝送する必要がある。このため、高速伝送可能な光ファイバが使われることがある。一方、自動車内には、電気信号の伝送を伴う設備も多数存在する。このため、自動車内には、電気信号伝送用の電気ワイヤと光信号伝送用の光ファイバとの双方が必要となる。

ここで、電気ワイヤ用の電気コネクタと光ファイバ用の光コネクタとを別々に設けると、コネクタの数が増え、配線の引き回しが複雑となり、また、組立作業の作業量も増大する。これを緩和するために、電気信号と光信号との双方の伝送を１つのコネクタに担わせることが考えられている。例えば、特許文献１には、電気ワイヤの終端部と光ファイバの終端部との双方を保持する光電気複合コネクタが開示されている。この特許文献１に開示された光電気複合コネクタは、そのコネクタのハウジング内で、光ファイバの終端部を取り巻くフェルールに電気ワイヤの終端部が接続された構造を有するコネクタである。

特開昭６２−１３４６１１号公報

ここで、差動信号伝送用のツイストペアの電気ワイヤの終端部を保持する電気コネクタを考える。この電気コネクタの内部では、このツイストペアの撚りが解かれて２本の電気ワイヤが互いに離間する。そして、各電気ワイヤの終端部にはコンタクトが接続される。このため、特に対策を施さないと、電気コネクタ外部のツイストペアの部分と電気コネクタ内部の終端部との間でインピーダンスの不整合が発生し、周波数特性が悪化するおそれがある。これを回避するため、従来は電気コネクタにシールドおよび接地ピンを設けてインピーダンスの整合を図っている。

次に、この差動信号伝送用の電気ワイヤの終端部の保持に加え、光ファイバの終端部を保持する光電気複合コネクタを考える。この光電気複合コネクタを構成するにあたり、例えば、上記の電気コネクタの構造を取り入れるともに、さらに光ファイバの終端部を保持する構成とする。すると、コネクタの構造が複雑となり、また、コネクタの大型化を招くおそれがあるという問題が生じる。この問題は、自動車用に限らず一般的に、差動信号伝送用の電気ワイヤの終端部と光信号伝送用の光ファイバの終端部との双方を保持する光電気複合コネクタを構成する場合に生じる共通の問題である。

本発明は、上記事情に鑑み、簡易な構造でインピーダンスの整合が図られた光電気複合コネクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の光電気複合コネクタは、差動信号伝送用の少なくとも１対の電気ワイヤの終端部を保持するとともに、その電気ワイヤの終端部に対し、その電気ワイヤの、終端部に繋がって外部に延びた部分のインピーダンスに整合したインピーダンスを生じる距離で離間した位置に配置された、導電性材料からなるフェルールで覆われた光信号伝送用の少なくとも１本の光ファイバの終端部を保持していることを特徴とする。

本発明の光電気複合コネクタは、インピーダンスの整合を図るにあたり、光ファイバの終端部を覆う、例えば金属等の導電性材料からなるフェルールを利用している。すなわち、本発明の光電気複合コネクタでは、そのフェルールで覆われた光ファイバの終端部が、電気ワイヤの終端部に対し、インピーダンスが整合する距離だけ離間した位置に配置されている。このように、本発明の光電気複合コネクタでは、フェルールを利用することで、インピーダンス整合のためのシールド等を配置する必要性を無くしている。

ここで、本発明の光電気複合コネクタは、１本の光ファイバの終端部が、対を成す２本の電気ワイヤ各々の終端部双方から等距離の位置に配置されていてもよい。

あるいは、本発明の光電気複合コネクタは、２本の光ファイバ各々の終端部が、対を成す２本の電気ワイヤ各々の終端部から互いに等距離の位置に配置されていてもよい。

これらのいずれの場合も、光ファイバの終端部の配置位置によりインピーダンスを整合させることができる。

以上の本発明によれば、簡易な構造で、インピーダンスの整合が図られた光電気複合コネクタが実現する。

互いに組み合う第１コネクタ（Ａ）と第２コネクタ（Ｂ）の斜視図である。互いに組み合った状態の第１コネクタおよび第２コネクタを示した図である。但し、ハウジングは省略されている。コンタクトとフェルールの、各種の配置例を示した模式図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、互いに組み合う第１コネクタ（Ａ）と第２コネクタ（Ｂ）の斜視図である。この図１には、第１コネクタ１０と第２コネクタ２０の双方とも、相手コネクタに組み合う側の面が視認される向きに示されている。これら第１コネクタ１０と第２コネクタ２０の各々が、本発明の光電気複合コネクタの一例に相当する。

第１コネクタ１０には、そのハウジング１１に、１対の雌型の導電性コンタクト１２，１２と、その１対のコンタクト１２、１２の双方を左右から挟む位置に配置された、２つの雄型のフェルール１３，１３が保持されている。一対のコンタクト１２，１２は、差動信号伝送用のコンタクトであって、２本の電気ワイヤ１４，１４（図２参照）の各々の終端部に接続されている。また、フェルール１３，１３は金属製であって、その内部に、光ファイバ１５，１５（図２参照）の終端部を保持している。

また、第２コネクタ２０には、そのハウジング２１に、１対の雄型の導電性コンタクト２２，２２と、それら１対のコンタクト２２，２２の双方を左右から挟む位置に配置された、２つの雌型のフェルール２３，２３が保持されている。一対のコンタクト２２，２２は、差動信号伝送用のコンタクトであって、２本の電気ワイヤ２４，２４（図２参照）の各々の終端部に接続されている。また、フェルール２３，２３は金属製であって、その内部に、光ファイバ２５，２５（図２参照）の終端部を保持している。

図２は、互いに組み合った状態の第１コネクタおよび第２コネクタを示した図である。ただし、ここでは、双方のコネクタのハウジングは取り去って、その内部のコンタクトおよびフェルールを示している。第１コネクタ１０側の雌型の１対のコンタクト１２，１２の各々には、第２コネクタ２０側の雄型の１対のコンタクト２２，２２の各々が挿し込まれている。そして、これにより、第１コネクタ１０から外部に延びる２本の電気ワイヤ１４，１４の各々と第２コネクタ２０から外部に延びる２本の電気ワイヤ２４，２４の各々が電気的に繋がっている。

また、第１コネクタ１０側の雄型の２つのフェルール１３，１３の各々と、第２コネクタ２０側の雌型の２つのフェルール２３，２３の各々が、光信号伝送可能な状態に接続されている。

ここで、第１コネクタ１０側の電気ワイヤ１４，１４の終端部には、コンタクト１２,１２が接続されている。また、第２コネクタ２０側の電気ワイヤ２４，２４の終端部には、コンタクト２２,２２が接続されている。また、第１コネクタ１０側の１対の電気ワイヤ１４，１４の、第１コネクタ１０の外部に延びた部分が撚られて、ツイストペア線となっていることも多い。これと同様に、第２コネクタ２０側の１対の電気ワイヤ２４，２４の、第２コネクタ２０の外部に延びた部分も、ツイストペア線となっていることも多い。このように、電気ワイヤ１４，１４および電気ワイヤ２４，２４は、第１コネクタ１０および第２コネクタ２０の内部と外部とではその環境が大きく異なる。このため、第１コネクタ１０および第２コネクタ２０の内部と外部とでインピーダンスの不整合が生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、フェルール１３，１３；２３，２３が金属製であることを利用して、インピーダンスを整合させている。すなわち、ここでは、２つのフェルール１３，１３；２３，２３を、電気ワイヤ１４，１４；２４，２４（コンタクト１２,１２；２２，２２）から互いに等距離の位置であって、しかもインピーダンスが整合する距離ｄ，ｄとなる位置に配置している。通常の電気コネクタの場合、電気ワイヤ（コンタクト）の周りを適切な距離を保ってシールドで覆うことにより、インピーダンスの整合が図られている。これに対し、本実施形態の場合、光コネクタとして必須な要素であるフェルールを利用している。これにより、シールド等、インピーダンスを整合させるための別の要素を追加する必要性を無くしたうえで、インピーダンスを整合させている。

図３は、コンタクトとフェルールの、各種の配置例を示した模式図である。この図３では、各要素に、図１，図２における第１コネクタ１０側の要素に付した符号と同じ符号を付して示している。

図３（Ａ）は、図１，図２に示した配置に近似した配置のコンタクト１２，１２とフェルール１３，１３が示されている。この配置であっても、隣接するコンタクト１２とフェルール１３との間の距離ｄを適切に設定することにより、インピーダンスが整合したコネクタ１０となる。

図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の配置と比べ、コンタクト１２，１２とフェルール１３，１３が上下にずれた位置に配置されている。この配置で、隣接するコンタクト１２とフェルール１３との間の距離ｄを適切に設定することにより、インピーダンスが整合したコネクタ１０となる。

図３（Ｃ）は、左右に並ぶ１対のコンタクト１２，１２を上下のフェルール１３，１３で挟むように配置した例である。この配置によっても、コンタクト１２，１２に対しフェルール１３，１３を適切な距離だけ離れた位置に配置することで、インピーダンスを整合させることができる。

図３（Ｄ）は、対を成す２つのコンタクト１２，１２が左右に並び、その上方に１つのフェルール１３を、それら２つのコンタクト１２，１２の双方から等距離の位置に配置した例である。この配置によっても、コンタクト１２，１２に対しフェルール１３を適切な距離だけ離れた位置に配置することで、インピーダンスを整合させることができる。

図３（Ｅ）は、２対のコンタクト１２，１２が上下に離れた位置に１対ずつ配置され、それら合計４つのコンタクト１２から等距離の中央の位置に１つのフェルール１３を配置した例である。この配置によっても、各コンタクト１２を中央のフェルール１３から適切な距離だけ離れた位置に配置することで、インピーダンスを整合させることができる。

さらに、図３（Ｆ）は、円形のハウジング１１の中央にフェルール１３が１つ配置され、その周りの、フェルール１３から等距離の位置にコンタクト１２が４対配置されている例である。この配置によっても、各コンタクト１２を中央のフェルール１３から適切な距離だけ離れた位置に配置することで、インピーダンスを整合させることができる。

なお、図３（Ａ）〜（Ｆ）は例示に過ぎない。すなわち、本発明は、光ファイバの終端を覆うフェルールの配置位置の工夫によりインピーダンスの整合を図ることを旨とする発明であり、本発明には、この思想に包含される構造の全体が含まれる。

１０第１コネクタ
１１ハウジング
１２コンタクト
１３フェルール
１４電気ワイヤ
１５光ファイバ
２０第２コネクタ
２１ハウジング
２２コンタクト
２３フェルール
２４電気ワイヤ
２５光ファイバ

Claims

差動信号伝送用の少なくとも１対の電気ワイヤの終端部を保持するとともに、該電気ワイヤの終端部に対し、該電気ワイヤの、該終端部に繋がって外部に延びた部分のインピーダンスに整合したインピーダンスを生じる距離で離間した位置に配置された、導電性材料からなるフェルールで覆われた光信号伝送用の少なくとも１本の光ファイバの終端部を保持していることを特徴とする光電気複合コネクタ。
１本の光ファイバの終端部が、対を成す２本の電気ワイヤ各々の終端部双方から等距離の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光電気複合コネクタ。
２本の光ファイバ各々の終端部が、対を成す２本の電気ワイヤ各々の終端部から互いに等距離の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光電気複合コネクタ。