JP2022113929A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】光素子の位置ずれを抑制する固定ハウジングを備えたコネクタを提供する。【解決手段】光素子Ｄを固定する固定ハウジング２００を備え、受光部Ｕを光ケーブルＣの端面に接合させるベースハウジング１００であって、固定ハウジング２００は光素子ＤをY軸及び光ケーブルＣの延びる方向に沿って弾性的な押圧力で固定する。ベースハウジング１００には光素子Ｄの両側面に重なる姿勢で光素子Ｄの左右方向の中心と光ケーブルＣの中心とのずれを抑制する固定アーム１３３と、光素子Ｄの上下方向の位置決めをする基準壁とを有する光素子収容部１３０が備わる。固定ハウジング２００には第1押し当て部２１１と本体部２１０の端部に第2押し当て部２３３が備わり、ベースハウジング１００に装着された状態で第2押し当て部２３３は光素子Ｄの後面に弾性的に押圧力を加えて光素子Ｄを固定する。【選択図】図３

Description

本発明は光素子を保持する固定ハウジングを備えたコネクタに関する。

光素子の位置ずれを防止するハウジングを備えたコネクタとして特許文献1に記載の技術が知られている。この技術によれば、固定ハウジング（キャップ）に設けられた突部が弾性的に光素子（光モジュール）に当接し押圧力が作用して位置ずれを防止するものである。

特開２０１７－９７２８号公報

しかし、特許文献1に記載の技術では、固定ハウジング（キャップ）は組み付け方向（P方向）の位置ずれのみを防止するものなので、上下方向及び左右方向については位置ずれを防止できていない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、光素子の位置ずれを防止する方向が組み付け方向の他に1方向が加わった２方向に亘るものであって、このような固定ハウジングを備えたコネクタを提供することを目的とするものである。

本発明に係るコネクタは、（１）一方向に直進する光ケーブルを保持し前記光ケーブルの先端面を端壁近傍に内蔵するソケットハウジングに対して、略直方体状の光素子を固定する固定ハウジングを備え、前記光素子の受光部又は発光部を前記光ケーブルの端面に接合させるベースハウジングからなるコネクタであって、
前記固定ハウジングは前記光素子の外形面を互いに直交するY軸、及び前記光ケーブルの直進する方向であるZ軸方向に沿って弾性的な押圧力で固定するところに特徴を有するものである。

この発明によれば、固定ハウジングによってＹ軸方向及びＺ軸方向の２方向に亘って光素子が固定されたコネクタが得られる。Ｚ軸方向は光ケーブルが延びる方向なので光ケーブルの端面と、光素子の受光面又は発光面との接合面が固定ハウジングによって緊密に保持されるとともに、固定ハウジングによってＹ軸方向の光軸が所定の公差内で保持されたコネクタが得られる。

好ましくは、本発明に係るコネクタは、（２）上記（１）に記載のベースハウジングには、前記光素子の対向する両側面に弾性的な押圧力を加えて前記光素子のY軸に直交するX軸方向の中心を前記光ケーブルの断面中心に合わせるように固定する1対の固定アームと、前記固定ハウジングと協働して前記光素子のY軸方向の位置決めをする基準壁とを有する光素子収容部が備わり、前記固定ハウジングには前記基準壁と協働して前記光デバイスをY軸方向に沿って固定する第1押し当て部が備わるところに特徴を有するものである。

この発明によれば、光素子は、ベースハウジングに装着された状態でＸ軸方向の位置決めがなされる。そして固定ハウジングが装着された状態で、第1押し当て部と基準壁とによってＹ軸方向の位置決めがなされる。これにより、光ケーブルの延びる方向であるＺ軸に直交する平面上（Ｘ軸及びＹ軸）の位置決めがなされたコネクタが得られる。

好ましくは、本発明に係るコネクタは、（３）上記（１）又は（２）に記載の固定ハウジングには前記本体部のX軸方向に延びる端縁からY軸方向に直立する第2押し当て部が備わり、前記固定ハウジングが前記ベースハウジングに装着された状態で前記第2押し当て部は前記光素子の側面に弾性的に押圧力を加えて前記光素子保持部の底壁と協働して前記光素子を固定するところに特徴を有するものである。

この発明によれば、光素子は弾性的な押圧力でＺ軸方向に沿って光ケーブルの端面と緊密に接合されることとなる。これにより、光は効率よく光ケーブルから光素子へ伝播されるので光の減衰率が所定の範囲内に収められたコネクタが得られる。

好ましくは、本発明に係るコネクタは、（４）上記（３）に記載の第２押し当て部は前記光素子の受光部又は発光部が備わる面の反対面のＹ軸方向の略全体をカバーするところに特徴を有するものである。

この発明によれば、第２押し当て部は光素子のＹ軸方向の全体をカバーする。これにより、光素子が安定的に保持されたコネクタが得られる。

図1は本発明の実施形態に係るコネクタの嵌合状態を示す外観斜視図である。 図２は図1のＩＩ－ＩＩ断面線で切断した断面図である。 図３は本発明の実施形態に係るコネクタの光素子及び固定ハウジングの組み付け状態を示す外観斜視図である。 図４は同コネクタの固定ハウジングの外観斜視図である。 図5は図1のＶ－Ｖ断面線で切断した断面図である。 図6は図２の要部拡大図である。 図７は本発明の第2実施形態に係るコネクタの組み付け状態を示す外観斜視図である。

本発明の実施形態に係るコネクタを図面に従って説明する。図1は本発明の実施形態に係るコネクタの嵌合状態を示す外観斜視図である。図２は図1のＩＩ－ＩＩ断面線で切断した断面図である。図３は本発明の実施形態に係るコネクタの光素子及び固定ハウジングの組み付け状態を示す外観斜視図である。図４は同コネクタの固定ハウジングの外観斜視図である。図5は図1のＶ－Ｖ断面線で切断した断面図である。図6は図２の要部拡大図である。なお、本発明の技術的範囲は本実施形態に限定的に解釈されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の変更は種々行ない得るものである。また、説明中の方向指示は図中の方向定義に従う。

本発明の実施形態に係るコネクタ１は、図1に示されるように、光ケーブルＣを内部に保持したソケットコネクタ３０に嵌合する、光素子Ｄを内部に保持したベースコネクタ１０である。光ケーブルＣは、中心に光が通る真円状のプラスチックファイバＰ（以下コア部Ｐとも言う）、その周囲を覆うフッ素樹脂等からなるクラッド層、そしてポリエチレン等からなる外被層を備えている。プラスチックファイバＰの先端面は、接続による光の減衰を極小にするために平坦面に仕上げられている。

光ケーブルＣの先端部は、図２に示されるように、所定範囲の外被が剝かれて内部のプラスチックファイバＰが露出している。ソケットハウジング３００の内部には、全長に亘って光ケーブルＣを保持するための断面筒状の保持空間が備わる。光ケーブルＣは保持空間に収容されて特にＸ軸及びＹ軸方向の位置ずれが規制されている。そしてソケットハウジング３００の反嵌合側には、光ケーブルＣを固定するための固定部材が備わる。光ケーブルＣは固定部材によってＺ軸方向の位置ずれが規制されている。

光ケーブルＣの先端から露出したコア部Ｐは、図2に示されるように、ソケットハウジング３００のコア保持部３２１ａに収容されている。コア保持部３２１ａは保持空間に連なり連通している。ソケットコネクタ３０の先端部３２１からは、断面円形の開口部を通してプラスチックファイバＰの端面が露出している。プラスチックファイバＰの断面中心は開口部の断面中心に一致し、コア保持部３２１ａによってＸ軸及びＹ軸方向の位置ずれが規制されている。また光ケーブルＣが保持空間の押切り位置まで挿入され、その位置で保持されることによりＺ軸方向の位置決めがなされる。

ソケットハウジング３００は、図2に示されるように、基部３１０の先方に嵌合部３２０が備わる筒状の連続体である。嵌合部３２０の先端部は断面が相似形に絞られた段状である。また、嵌合部３２０の先端部からは後方に向かってロックアーム３３０が延びている。ロックアーム３３０のアーム部には係止突部３３１が備わり、ソケットハウジング３００の対向位置には第2係止突部３３２が備わる。

ソケットハウジング３００のコア保持部３２１ａは、図2に示されるように、正規嵌合位置で基部３１０の保持空間に収容され保持される。

<ベースコネクタ>
ベースコネクタ１０は、図1に示されるように、内部の所定位置に光素子Ｄを保持した状態で、光ケーブルＣが装着されたソケットコネクタ３０に嵌合する。光素子Ｄは、発光素子の場合又は受光素子の場合のどちらの場合であってもよい。どちらの場合であっても光を効率よく伝播させるためには、光素子Ｄと、光ケーブルＣとをその接合界面で緊密に高精度に接続させることが好ましい。詳細には、光の進む方向（Ｚ軸方向）では、光素子の発光部（または受光部）の発光面（または受光面）と、プラスチックファイバＰ（以下光ファイバＰともいう）の端面とが緊密に接続することが好ましい。そして、Ｚ軸に直交するＸ－Ｙ平面上では、発光部（または受光部）の中心と、プラスチックファイバＰの断面中心とがより高い寸法精度で一致することが好ましい。位置精度がわるくなるほどに光の伝播効率は一般に低下する。

本発明は、射出成型で得られた略直方体の光素子Ｄを高い寸法精度で光ケーブルＣに接続することが可能なコネクタ１を提供するものである。射出成型は一般的に良好な寸法精度を有しておりロット間のバラツキを考慮しても基準寸法に対して成形品を１００分の5程度のバラツキ範囲内で成型する実力を備えている。またコネクタハウジング１００、３００も射出成型で得られるものなので、コネクタハウジング１００、３００も同様の寸法精度を備えている。

ベースハウジング１００は、図１－２に示されるように、角筒状の嵌合部１２０と、その後方に基部１１０と、これに連なる光素子保持部１３０とを備えている。嵌合部１２０は、内部に嵌合空間が備わり、嵌合空間にはソケットハウジング３００の嵌合部３２０が挿入される。ソケットハウジング３００は正規嵌合位置でベースハウジング１００に係止する。詳しくは、ソケットハウジング３００の係止突部３３１と、ベースハウジング１００の係止孔１２１とが係止するとともに、ソケットハウジング３００の第2係止突部３３２と、ベースハウジング１００の第2係止孔１２２とが係止する。また、基部１１０には挿入孔１１１が備わり、正規嵌合状態でソケットハウジング３００の先端部３２１が挿入孔１１１に挿入される。

光素子保持部１３０は、図２－３に示されるように、基部１１０の後方に位置し、内部には光素子保持空間１４０が備わる。光素子保持空間１４０は、下面の開口部以外の全面が閉じられた洞状で内部は壁で構成されている。前壁１３５には挿入孔１１１の開口円が形成され、ソケットハウジング３００の先端部３２１を臨むことができる。そして、先端部３２１からは光ファイバＰの端面が露出している。

光素子保持空間１４０には、図２－３に示されるように、光素子Ｄが組み込まれ、続いて固定ハウジング２００が装着される。固定ハウジング２００の装着によって光素子Ｄは所定の位置に固定され、開口部１３１は塞がれる。固定ハウジング２００の係止部２２０は、光素子保持部１３０の固定アーム１３３に重なり、係止部２２０の係止孔２２１には固定アーム１３３の係止突部１３３ａが係止する。

光素子Ｄは、図２－３に示されるように、左右方向に長い略直方体のデバイスで前面の中央部には受光部Ｕと、下面には３本のリードＬが等間隔に延びている。リードＬは下面の中央部よりもやや後方寄りに備わる。前面及び後面は概ね平坦面であり、受光部Ｕは全面と略面一である。上面、下面及び左右側面には成形型の型割による抜け勾配が形成されている。型割面は中央より若干後方寄りなので勾配の頂点は後方寄りにある。

光素子Ｄは、図3に示されるように、リードＬが延びる面を下にしてベースハウジング１００の下方から光素子保持空間１４０に装着される。装着は所定位置に挿入する要領で行なわれる。所定位置に装着された光素子Ｄは、受光部Ｕが備わる前面は前方を向き、リードＬが延びる下面は下方を向く。

固定ハウジング２００は、図4に示されるように、Ｘ－Z平面上（前後及び左右方向）に広がる本体部２１０と、本体部２１０の左右縁部には上方向に延びる一対の係止部２２０、２２０とが備わる。また本体部２１０の後縁部には上方向に延びる支持壁２３０が備わる。そして、本体部２１０の中央部には左右方向に広がる開口部と、開口部の前方中央部には台座状の第1押し当て部２１１が備わる。係止部２２０には、縦長の係止孔２２１が備わる。支持壁２３０には、前後方向に弾性変形可能な第2押し当て部２３３が備わる。

光素子保持空間１４０に装着された光素子Ｄは、図５－６に示されるように、上面は上壁１３４の左右端部にある基準壁１３４０、１３４０に当接し、下面は第１押し当て部２１１に当接している。このように、光素子Ｄは上面では下方向の押圧力を受け、そして下面では上方向の押圧力を受けるので、自動的に光素子の外形中心は基準壁１３４０と、第一押し当て部２１１とのＹ軸に沿った当接面間距離の中心に合わせられることとなる。そして、予め基準壁１３４０と、第一押し当て部２１１との当接面間距離の中心を光ファイバＰの断面中心に合わせておくことにより、光素子Ｄの受光部Ｕは光ファイバＰの光軸に合わせられることとなる。

また、光素子Ｄの左右側面は、図５に示されるように、略全面で固定アーム１３３の内側面に当接し、左側面は右方向の押圧力を受け、右側面は左方向の押圧力を受けている。したがって、予め一対の固定アーム１３３の内側面間距離の中心を光ファイバＰの断面中心に合わせておくことにより、光素子Ｄの受光部Ｕは光ファイバＰの光軸にＸ軸方向が合わせられることとなる。
上述したように、光素子Dの左右側面が固定アーム１３３の内側面に当接する場合のほか、両側面が当接せずわずかにクリアランスを備えて接している場合であってもよい。このように両側面間にクリアランスを備えて接している場合には、光素子Dの装着のスムース性と、左右方向（X軸方向）のアライメント性とを兼ね備えた光素子保持空間１４０が得られる。

更に固定アーム１３３は、図５に示されるように、外側面で固定ハウジング２００の係止部２２０の内側面に当接し、係止部２２０から内向きの押圧力を受けている。これにより、光素子Ｄは固定アーム１３３と、係止部２２０との重畳された押圧力を受けるので、いっそう強固に保持され位置ずれが抑制されることとなる。
或いは、固定アーム１３３の外側面は、固定ハウジング２００の係止部２２０の内側面から押圧力を受けていない場合であってもよい。このような場合であっても、固定ハウジング２００の係止部２２０が固定アーム１３３の外側に重なる姿勢で備わることで、不用意な力の作用による固定アーム１３３の変形が抑制されることとなる。その結果、光素子Ｄのずれが抑制されたベースコネクタ１０が得られる。

そして、光素子Ｄの前面は、図６に示されるように、前壁１３５に当接するとともに後面は第２押し当て部２３３に当接する。第2押し当て部２３３は弾性的な押圧力を前方に加えるので光素子Ｄは前面が前壁１３５に緊密に接することとなる。これにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の中心が光ファイバＰの断面中心に合わせられた光素子Ｄの受光部ＵがＺ軸方向に沿って緊密に接続することとなる。その結果、光は効率よく受光部Ｕを通して光素子Ｄへ伝えられることとなる。このように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸方向の位置ずれを抑制することで、光の減衰は効率的に抑制されることとなる。
また、光素子Dの左右側面が固定アーム１３３の内側面に当接せず、わずかにクリアランスを備えて接している場合には、X軸方向のアライメント性を備え得るので、光素子ＤのX軸方向の所定範囲のずれが抑制されたベースコネクタ１０が得られることとなる。

<効果>
・固定ハウジング２００には、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の弾性的押圧部が備わるので、光素子Ｄの位置ずれをＹ軸方向、Ｚ軸方向で抑制することができる。
・ソケットハウジング３００と、ベースハウジング１００とは２ケ所の係止部で嵌合状態が保持されるので、Ｚ軸方向のバラツキが抑制されたコネクタ１が得られる。

本発明の技術的範囲は、上述した実施形態の発明に限定的に解釈されるものではなく発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の変更はなされうる。上述した実施形態は、ソケットコネクタ３０が図示しない回路基板に対して平行姿勢でベースコネクタ１０に嵌合する、いわゆるサイドベースタイプのコネクタ構造であるが、本発明の固定ハウジング２００は、ソケットコネクタ３０がベースコネクタ１０ａに対して上方から下降して嵌合する、いわゆるトップベースタイプのコネクタ構造にも、そのまま対応することができる。第２実施形態では、トップベースタイプのコネクタ構造について説明する。図７は本発明の第2実施形態に係るコネクタの組み付け状態を示す外観斜視図である。変更のないところはそのままの符号を使用し、変更の生じたところのみ変更した符号を使用する。ソケットコネクタ３０には変更は生じないので省略する。

ベースコネクタ１０ａは、図７に示されるように、側面視Ｌ字状である。ベースハウジング１００ａは、基部１１０ａと、嵌合部１２０ａとを備える。基部１１０ａは嵌合部１２０ａに対して直交する方向に備わる。図示しないソケットコネクタ３０は、上方から降下するようにしてベースコネクタ１０ａに嵌合する。

光素子保持空間１４０ａは、図７に示されるように、底面が開口している。光素子Ｄは開口部１３１ａから光素子保持空間１４０ａに装着される。固定ハウジング２００が装着されて開口部１３１ａは塞がれる。光素子Ｄは受光部Ｕを上に向けた姿勢で装着される。光素子Ｄはリード面が図示しない回路基板に対して直交する姿勢で装着される。リードＬは先端が図示しない回路基板の方向に９０度曲げられている。

固定ハウジング２００が光素子保持空間１４０ａに装着されると、光素子Ｄは装着方向（Ｚ軸方向）に弾性的な押圧力を受ける。また、光素子Ｄの長手方向（Ｘ軸方向）、短手方向（Ｙ軸方向）共に弾性的な押圧力を受けて位置が調整される。これにより、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の３軸方向の位置ずれが抑制されたコネクタ１が得られる。このように、トップベースタイプに変更しても上述した効果は概ね得られる。

１ コネクタ構造
１０ ベースコネクタ
１００ ベースハウジング
１１０ 基部
１１１ 挿入孔
１２０ 嵌合部
１２１ 係止孔
１２２ 第2係止孔
１３０ 光素子保持部
１３１ 開口部
１３２ 後壁
１３３ 固定アーム
１３３ａ 係止突部
１３４ 上壁
１３４０ 基準壁
１３５ 前壁
１４０ 光素子保持空間
２００ 固定ハウジング
２１０ 本体部
２１１ 第1押し当て部
２２０ 係止部
２２１ 係止孔
２３０ 支持壁
２３３ 第2押し当て部
３０ ソケットコネクタ
３００ ソケットハウジング
３１０ 基部
３２０ 嵌合部
３２１ 先端部
３３０ ロックアーム
３３１ 係止突部
３３２ 第2係止突部
D 光素子
L リード
U 受光部又は発光部
P コア部
C 光ケーブル

Claims (4)

1. 一方向に直進する光ケーブルを保持し前記光ケーブルの先端面を端壁近傍に内蔵するソケットハウジングに対して、略直方体状の光素子を固定する固定ハウジングを備え、前記光素子の受光部又は発光部を前記光ケーブルの端面に接合させるベースハウジングからなるコネクタであって、
   前記固定ハウジングは前記光素子の外形面を互いに直交するY軸、及び前記光ケーブルの直進する方向であるZ軸方向に沿って弾性的な押圧力で固定するところに特徴を有するコネクタ。
2. 請求項1に記載のベースハウジングには前記光素子の対向する両側面に弾性的な押圧力を加えて前記光素子のY軸に直交するX軸方向の中心を前記光ケーブルの中心に合わせるように固定する1対の固定アームと、
   前記固定ハウジングと協働して前記光素子のY軸方向の位置決めをする基準壁とを有する光素子収容部が備わり、
   前記固定ハウジングには前記基準壁と協働して前記光素子をY軸方向に沿って固定する第1押し当て部が備わるところに特徴を有するコネクタ。
3. 請求項1又は2に記載の固定ハウジングには前記本体部のX軸方向に延びる端縁からY軸方向に直立する第2押し当て部が備わり、前記固定ハウジングが前記ベースハウジングに装着された状態で前記第2押し当て部は前記光素子の後面に弾性的に押圧力を加えて前記光素子保持部の底壁と協働して前記光素子を固定するところに特徴を有するコネクタ。
4. 請求項３に記載の第２押し当て部は前記光素子の受光部又は発光部が備わる面の反対面のＹ軸方向の略全体をカバーするところに特徴を有するコネクタ。

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