JP3301791B2 - 光コネクタ - Google Patents

光コネクタ

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JP3301791B2
JP3301791B2 JP32077292A JP32077292A JP3301791B2 JP 3301791 B2 JP3301791 B2 JP 3301791B2 JP 32077292 A JP32077292 A JP 32077292A JP 32077292 A JP32077292 A JP 32077292A JP 3301791 B2 JP3301791 B2 JP 3301791B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光伝送路相互間、ま
たは光伝送路と光電素子との間の光結合のための光コネ
クタに関する。
【0002】
【従来の技術】一つの公知の光コネクタにおいては、光
ファイバフェルールと光電素子(発光素子または受光素
子)との間の正確なアライメントを可能とするために、
フェルールを正確な位置に維持するように精密に固定さ
れた口径を持つレセプタクルハウジングが使用される。
この固定口径が非常に良好な許容差を達成するために
は、精密工作機械による非常に高精度な加工が必要であ
る。しかしながら、固定口径は、充分に高精度の許容差
を達成できたとしても、フェルール寸法の若干の変化、
及びフェルールの制作に関連した制作許容差を許す弾性
変位を持たない。従って、信頼できるアライメントが可
能な光コネクタの標準化が困難である。更に、固定口径
は、レセプタクルハウジングから突出された筒状突起と
して形成されているために、フェルールと光電素子との
間の接続個所が長くなり、光コネクタの製造コストも高
くなる。
【0003】他の公知の光コネクタにおいては、二つの
フェルールの結合、或いは一つのフェルールと、フェル
ールと同様な構造のダミーフェルールが装着されたアク
ティブデバイスとの結合のために、精密な割りスリーブ
若しくは中空管が使用される。アライメントを達成する
ために、割りスリーブの内径は、フェルールの外径より
も僅かに小さくされている。
【0004】このような割りスリーブは、全ての場合に
おいて、割りスリーブの膨脹を許すようにレセプタクル
ハウジングの外部で使用されるので、割りスリーブの径
は固定されていない。従って二つのフェルールの結合の
場合には、二つのフェルールが浮動状態にあるため、二
つのフェルールの間には正確なアライメントの達成のた
めに充分な圧着力は働かない。
【0005】一方、フェルールとアクティブデバイスと
の結合の場合には、レセプタクルハウジングの先端にダ
ミーフェルールを装着し、このダミーフェルールを割り
スリーブへ挿入する必要がある。従ってフェルールとア
クティブデバイスとの間の接続個所が長くなり、光コネ
クタの製造コストも高くなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、こ
れら従来の光コネクタに固有の問題点を解決した光コネ
クタを提供することである。更に詳しくは、この発明の
目的は、接続すべき光学媒体の寸法の若干の変化、及び
その制作許容差に対応できると共に、接続の高い信頼性
が保証され、標準化が可能な光コネクタを提供すること
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、光入
出力端を有する第1の光学媒体を光入出力端を有する第
2の光学媒体へ光学的に接続させるための光コネクタで
あって、第1の光学媒体を支持するためのプラグ手段
と、プラグ手段に結合可能であり、第2の光学媒体を支
持するためのレセプタクル手段と、第1の光学媒体の光
入出力端を挿入可能な自由端と、レセプタクル手段に固
定されて第2の光学媒体の光入出力端に位置した固定端
と、自由端から固定端へ延在するスリットとを有し、実
質的な中心軸へ向かって弾性変位することにより、第1
の光学媒体を把持するための割り管状部材とを備え、プ
ラグ手段がレセプタクル手段へ結合された際に、割り管
状部材の弾性変位により第1の光学媒体の光入出力端が
第2の光学媒体の光入出力端へ光学的にアライメントさ
れる光コネクタが提供される。
【0008】この光コネクタは、割り管状部材の弾性変
位による第1の光学媒体の把持を付勢するために、付勢
手段を更に備えることが好ましい。付勢手段は、割り管
状部材への第1の光学媒体の挿入を案内するための案内
手段であり得る。
【0009】第1の光学媒体は光伝送路を包含し、第2
の光学媒体は光伝送路または光電素子を包含する。
【0010】
【作用】この発明の光コネクタによれば、割り管状部材
の弾性変位により第1の光学媒体が把持される。割り管
状部材の固定端はレセプタクル手段に固定されているた
め、使用時間の経過に伴う割り管状部材の弾性変位特性
の消失が抑制される。
【0011】
【実施例】図1を参照すると、プラグ1及びそれに協働
するレセプタクル2と、プラグ1とレセプタクル2との
間に配置された第1スリーブ13aとを備える光コネク
タが図示されている。
【0012】レセプタクル2は、一端に矩形開口4を有
する矩形ハウジング3と、ハウジング3に被包されたア
クティブデバイス5とを備える。
【0013】図2に示すように、矩形ハウジング3はS
C形シェル構造を有することが好ましい。このような矩
形ハウジング3は、合成樹脂から射出成形された二つの
シェル3a,3bを互いに組み合わせることにより与え
られる。
【0014】シェル3a及び3bは、それらの間にアク
ティブデバイス5の後端部を挾持している。更に詳しく
は、シェル3a,3bが組み立てられた際に互いに対向
する後端内壁に、アクティブデバイス5を挾持して固定
するための一対の凹部6a,6bが設けられている。凹
部6a,6bの内面には、アクティブデバイス5の外周
に設けられたフランジ8を嵌合させるための溝7が設け
られている。
【0015】シェル3a及び3bの後部における突合わ
せ端面には、突起9及び穴10が形成されている。ハウ
ジング3の組立てにおいては、シェル3a,3bが整合
され、突起9が対応する穴10に嵌合する結果、シェル
3a,3bが互いに位置決めされて固定される。
【0016】シェル3a及び3bの突合わせ端面におけ
る前方部分には、切欠き11a及び11bが設けられて
いる。この一対の切欠き11a,11bは、両シェル3
a及び3bが組み立てられた際にキー溝11を与える。
【0017】プラグ1のハウジングの外周にはキー12
が設けられ、このキー12は、キー溝11へ挿入され
る。プラグ1をレセプタクル2に装着する際、キー12
をキー溝11へ挿入することにより、プラグ1の向きが
定まり、そのプラグ1に支持された光ファイバーフェル
ール18を第1のスリーブ13aに挿入できる。
【0018】図3(A)を参照すると、アクティブデバ
イス5には、プラグ1のフェルール18を接続して整列
させるための第1のスリーブ13aが装着されている。
アクティブデバイス5は、第1のスリーブ13aの軸方
向に延在する円筒管14及びフランジが一体的に形成
されたステンレス等の金属製またはプラスチック製の前
部ハウジング15と、第1スリーブ13a側に後述の光
電素子のための光入出力窓(図示せず)を配設した後部
ハウジング16とを含む。
【0019】後部ハウジング16内には、公知の光電素
子(発光素子または受光素子)が組み込まれている。光
電素子は、後部ハウジング16の後壁から突出されたリ
ード線17のみが図示されている。光電素子の発光/受
光面は、光入出端に相当する。
【0020】代替的に、図3(B)に示すように、後部
ハウジング16は、前部ハウジング15と一体化しても
よい。
【0021】特に図4に示すように、第1スリーブ13
aは、スリーブ13aの長さに沿って、自由端(プラグ
1側)から固定端(レセプタクル2側)へ延在するスリ
ットを有する割りスリーブである。この割りスリーブ1
3aは、プラスチック、または適切な弾性変位特性を有
する他の材料からなる。割りスリーブ13aの固定端
は、円筒管14に挿入されて固定されている。図4にお
いては、割りスリーブ13aの図示の明瞭化のために、
フランジ8は図示を省略されている。
【0022】図5乃至図9を参照して割りスリーブ13
aの動作について説明する。
【0023】通常状態の割りスリーブ13aの内径d1
は、フェルール18の外径よりも僅かに小さくされてい
る(図5)。しかし、光コネクタの組み立て期間中に、
フェルール18の通常の使用のための最大許容外径d2
に等しい外径を有する径調整プラグ18′がスリーブ1
3aへ挿入されることにより、スリーブ13aの内径は
2 に等しくなる(図6)。従ってスリーブ13aの固
定端は、内径d2 で円筒管14に固定(通常は接着)さ
れる(図7)。プラグ18′が割りスリーブ13aに挿
入されている間、割りスリーブ13aの自由端では、固
定端が円筒管14に固定されていることにより、割りス
リーブ13aを初期内径に復帰させる力が常に働く。
【0024】スリーブ13aの接着硬化及びプラグ1
8′の除去の後、スリーブ13aの変位は、スリーブ1
3aの内径を更に減少させ、初期内径d1 に復帰させ得
るが、これはフェルール18が挿入されたときの内径d
2 よりも確実に小さい(図8)。スリーブ13aの変位
の結果として、スリーブ13aの長さに沿ってスリーブ
13aの内径が変化し得る。従って、通常の許容限界内
にある如何なるフェルールも、スリーブ13aの変位に
より非常に密接して把持される(図9)。このため、第
1スリーブ13aの自由端へフェルール18が挿入され
た場合、低接続損失で安定した結合特性が達成される。
従って、アクティブデバイス5の光入出力窓、即ち光電
素子の光入出面に対して、フェルール18の光入出力端
18aを正確にアライメントさせることができる。
【0025】図4に示すように、アクティブデバイス5
は、第1のスリーブ13aの自由端が挿入され第2の
スリーブ13bを更に有することが好ましい。この第2
スリーブ13bは、スリーブ13bの長さに沿って、一
端(プラグ1側)13cから他端(レセプタクル2)端
へ延在するスリットを有する割りスリーブである。この
第2スリーブ13bは、第1のスリーブ13aと同様な
材料からなる。
【0026】第2スリーブ13bの一端13cから挿入
されたフェルール18は、第2スリーブ13bの他端を
経て、第1スリーブ13aの固定端へ案内される。この
ような第2スリーブ13bは、第1スリーブ13aの自
由端の内径を更に減少させ、第1のスリーブ13aに挿
入されたフェルール18に対する把持力を増大させる。
【0027】代替的に、第2スリーブ13bは、内部リ
ブを有する非割りスリーブその他、第1スリーブ13a
の固定端へ適合可能な設計も可能である。或いは、図に
示すように、第2スリーブ13bの一端13cを、フェ
ルール先端を第1のスリーブ13aへ容易に案内させる
ために、凹角円錐(reentrant cone) として設計し得
る。
【0028】アクティブデバイス5のフランジ8は、凹
部6a,6bの溝7に嵌合する保持部分8aと、第1ス
リーブ13aの軸に関して保持部分8aに対して実質的
に直角をなして位置し、部分的に切除されて形成された
回転止め平坦部8bとを含む。このフランジ8は、ハウ
ジング3にアクティブデバイス5を組み込む際、溝7に
嵌合する。
【0029】更に、各シェル3a及び3bの内部の壁面
部には、弾性フック21a及び21bがそれぞれ設けら
れ、これら弾性フックは対応するシェルと一体的に射出
成形されている。この各弾性フック21a,21bは、
片持ち梁であり、その先端側に向かって、即ち矩形開口
4へ向かって延在する自由端を持つ。弾性フック21
a,21bの自由端は、図1に示すように互いに対向す
る内側から開口4内に突出する係止爪22a,22bを
有する。
【0030】シェル3a及び3bの後部端には、レセプ
タクル2を関連機器に取付ける際に、後述の取付けフレ
ームと嵌合する溝を有するラッチ24が形成されてい
る。ラッチ24は、シェル3a及び3bにおける分割ラ
ッチ部分24a及び24bを有する。分割ラッチ部分2
4a及び24bは、シェル3a,3bが一つのハウジン
グ3へ組み立てられた際に、一つのラッチ24を与え
る。
【0031】プラグ1の左右側面には段部25が形成さ
れ、この段部25は、プラグ1をレセプタクル2に装着
した際に、係止爪22a,22bに係止される。プラグ
1をレセプタクル2の矩形開口4に挿入することにによ
り、プラグに保持されたフェルール18がレセプタクル
2に固定された第1スリーブ13に挿入され、且つ弾性
フック21a及び21bの係止爪22a及び22bが、
対応するプラグ1の段部25に係止される。第1スリー
ブ13は、光ファイバの端面をアクティブデバイス5の
光電素子へアライメントさせ、両者を光学的に結合させ
る。
【0032】ハウジング3の窓26には、粉塵防止シャ
ッタ27を取り付けることが好ましい。このシャッタ2
7の形状は、例えば図1で示すように平板状である。シ
ャッタ27には、窓26の周縁にスナップ係合(スナッ
プフィット)するための係止爪28を有する複数の弾性
片29が設けられている。窓26にシャッタ27を取り
付ける際には、シャッタ27がハウジング3の側面に当
接するまで各弾性片29を窓26に差し込むことによ
り、係止爪28が窓26の縁に自動的にスナップ係合す
る結果、シャッタ27が窓縁に保持される。
【0033】本発明を二重コネクタに適用する目的で、
二つのレセプタクル2を連結した二重レセプタクルを制
作する場合には、シャッタ27が連結部材としての役割
を果たすことが可能である。更に詳しくは、シャッタ2
7の両面に係止爪28を有した複数の弾性片29を突設
し、各面の弾性片29を各レセプタクル2のハウジング
3の側面における窓26にそれぞれ挿入して係止させ
る。これによりシャッタ27は、各窓26を覆うととも
に、隣接し合う二つのレセプタクル2を連結する。この
場合、二重プラグは、公知の方法により、二つのプラグ
1を連結して制作する。
【0034】シャッタ27に代えて、レセプタクル2か
らプラグ1を引き抜いた際に、開口4を自動的に閉じる
ための自動シャッタをハウジング3の開口4に設けても
よい。この場合、プラグ1が挿入されていないときに、
アクティブディバイス5の光電素子の光入出力端を外部
からの粉塵から遮蔽できる。
【0035】レセプタクル2の組み立ては以下の通りで
ある。
【0036】i)アクティブデバイス5に第1及び第2ス
リーブ13a及び13bを装着する。
【0037】ii) アクティブデバイス5のフランジ8
を、一方のシェル3a(または3b)の凹部6a(また
は6b)の溝7に嵌合して位置決めしつつ、シェル3a
及び3bを互いに結合させる。
【0038】iii)その結合部分を、例えば、超音波溶
接、レーザ溶接、または接着によって固定する。
【0039】この結果、アクティブデバイス5は、シェ
ル3a及び3bの凹部6a及び6bの間に保持されてハ
ウジング3に固定される。この場合、アクティブデバイ
ス5の不所望な軸方向の移動及び軸回り回転は、フラン
ジ8により阻止される。
【0040】図10(A)及び図10(B)に示すよう
に、レセプタクル2を関連機器に取り付けるための取付
けフレーム30は、上部及び下部フレーム部材31a及
び31bからなる。各フレーム部材には、互いにクリッ
ク係合するラッチ24の突条32と溝33とが設けられ
ている。図10(A)に示すように、レセプタクル2の
ラッチ24を挟むように、上下方向からフレーム部材3
1a及び31bを嵌合させると、図10(B)に示すよ
うに、一体的なフレーム30が与えられる。このよう
に、溶接や接着を用いることなく、クリック係合により
フレーム30をレセプタクル2へ容易に取り付けること
ができる。各フレーム部材は、その捩子孔34a,34
bを介して、捩子(図示せず)により関連機器へ締結さ
れる。
【0041】図11に示す他のフレーム30は、上述と
同様に、レセプタクル2のラッチ24に一対のフレーム
部材31a,31bを嵌合することにより組み立てるこ
とができる。しかし、一方のフレーム部材31bには、
フレーム30を回路基板(図示せず)に固定するための
金属脚35が設けられている。この脚35を回路基板の
スルーホールに挿入し、変形(例えば折り曲げ)させる
結果、フレーム30が回路基板に固定される。図11に
おけるフレーム部材31bは、レセプタクル2のハウジ
ング3の下面に接触している。
【0042】図12に示す更に他のフレーム30は、フ
レーム部材31bがレセプタクル2の後方へ突出してい
ることを除けば、図11のフレーム30と同様な構成で
ある。
【0043】図13に示すように、上述の光コネクタに
は、光コネクタの製造後、アクティブデバイス5の光電
素子に関連した光電変換回路のためのハウジング40を
取り付けることができる。ハウジング40には、光電変
換回路を有する回路基板41が収納されている。ハウジ
ング40は、上部及び底部ハウジング40a及び40b
からなる。上部及び底部ハウジング40a及び40b
は、上述したフレーム30をレセプタクル2に取付ける
場合と同様に、レセプタクル2のラッチ24へ取り付け
ることにより、一体的なハウジング40を与える。
【0044】製造上の観点からは、本発明は共通径のフ
ェルールのための全ての光コネクタに適用可能である。
従って、発光ダイオード(LED)、半導体レーザダイ
オード(LD)、PINフォトダイオード(PIN−P
D)その他の基本的な光デバイスのための各光コネクタ
の製造、試験、検査を同一の工程で自動化することも可
能である。
【0045】この場合、光コネクタがSCシェル構造を
有することは特に有益である。このようなSCシェル構
造を有する光コネクタを予め多量に製造して蓄えておけ
ば、顧客の注文に応じた簡単な工程(例えば光電素子の
種類に応じた回路系及びそのハウジングの追加)を施す
のみで出荷できるので、顧客の要望に対して迅速に応答
できる。
【0046】上記実施例においては、光ファイバと光電
素子との接続に適した光コネクタについて説明したが、
本発明はそれに限定されるものではない。例えば、二つ
の光ファイバを接続するための光コネクタについても本
発明を適用できる。この場合、二つの光ファイバは第1
のスリーブによりアライメントされる。このような光コ
ネクタの製造上の利点は上記実施例と同様である。
【0047】更に、本発明は、SC形に限らず、ファイ
バーを支持するフェルールを使用するレセプタクル形式
の全ての光コネクタ、例えばFC形、ST形にも適用可
能である。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように本発明の光コネクタ
によれば、第1の光学媒体は、割り管状部材の弾性変位
により把持されるので、第1の光学媒体の寸法の若干の
変化、及びその制作許容差に対応できる。また、割り管
状部材は一端が固定されているため、使用時間の経過に
伴う弾性変位特性の消失が抑制される。従って、第1の
光学媒体にアライメントを達成するための良好な把持力
が長期間に亘って与えられ、接続の高い信頼性が保証さ
れた光コネクタを標準化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の第1実施例に係る光コネクタを
示す分解斜視図である。
【図2】図1の光コネクタの組立てられたレセプタクル
を示す斜視図である。
【図3】図3(A)はレセプタクルに関連したアクティ
ブデバイスを示す斜視図であり、図3(B)は代替的な
アクティブデバイスを示す斜視図である。
【図4】図4は図1の光コネクタの第1及び第2スリー
ブを拡大して示す斜視図である。
【図5】図5は通常状態の第1割りスリーブを示す断面
図である。
【図6】図6は径調整プラグが挿入された第1割りスリ
ーブを示す断面図である。
【図7】図7は径調整プラグが挿入されてレセプタクル
に固定された第1割りスリーブを示す断面図である。
【図8】図8は径調整プラグが除去された第1割りスリ
ーブをレセプタクルと共に示す断面図である。
【図9】図9はフェルールが挿入された第1割りスリー
ブをレセプタクルと共に示す断面図である。
【図10】図10(A)はレセプタクルを固定するため
のフレームを示す分解斜視図であり、図10(B)は組
立てられたフレームを示す斜視図である。
【図11】図11は他のフレームを示す斜視図である。
【図12】図12は更に他のフレームを示す斜視図であ
る。
【図13】図13は光電変換回路が組み込まれたハウジ
ングが装着されたレセプタクルを示す断面図である。
【符号の説明】
1…プラグ(プラグ手段)、2…レセプタクル(レセプ
タクル手段)、5…アクティブデバイス(第2の光学媒
体)、13a…第1のスリーブ(割り管状部材)、13
b…第2のスリーブ(付勢手段、案内手段)、17…光
電素子のリード線、18…フェルール(第1の光学媒
体、光伝送路)、18a…フェルールの光入出力端。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 399117121 395 Page Mill Road Palo Alto,Californ ia U.S.A. (56)参考文献 特開 平3−293605(JP,A) 特開 平2−244010(JP,A) 特開 昭64−31104(JP,A) 特開 昭60−201308(JP,A) 特開 昭62−121413(JP,A) 特開 平4−6507(JP,A) 特開 平6−53618(JP,A) 特開 昭59−71020(JP,A) 実開 平3−65106(JP,U) 実開 平1−164404(JP,U) 実開 昭62−125206(JP,U) 実開 平6−43606(JP,U) 実開 昭64−40802(JP,U) 米国特許4461538(US,A) 米国特許4684210(US,A) 国際公開86/423(WO,A1) 欧州特許出願公開14610(EP,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/36 - 6/43

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プラグ手段(1)を把持するように構成さ
    れた割りスリーブ(13a)を含むレセプタクル手段
    (2)からなる光コネクタコネクタであって、前記プラグ手段(1)が光学媒体としての役割を果たす
    本体を備え、前記割りスリーブ(13a)がスリットを有
    しており、 前記スリットの幅がその初期の幅より大きくなるように
    前記割りスリーブを広げるようにして、前記割りスリー
    ブ(13a)の一方の端部が前記レセプタクル手段(2)
    に固定され、また他方の自由端がその本来のサイズまで
    自由に収縮していることを特徴とする、 光コネクタ。
  2. 【請求項2】前記光学媒体が光伝送路(18)である、請
    求項1の光コネクタ。
  3. 【請求項3】前記レセプタクル手段(2)が光電素子
    (5)に関連付けられている、請求項1の光コネクタ。
  4. 【請求項4】前記割りスリーブ(13a)の自由端の周り
    に固定された付勢手段(13b)を含む、請求項1から3
    の何れかの光コネクタ。
  5. 【請求項5】前記付勢手段(13b)が、前記割りスリー
    ブ(13a)へのプラグ手段(1)の挿入を案内するため
    の案内手段を含む、請求項4の光コネクタ。
  6. 【請求項6】第1の光学媒体としての役割を果たし光入
    出力端を有する第1の本体と、第2の光学媒体としての
    役割を果たし光入出力端を有する第2の本体とを互いに
    光学的に接続するための光コネクタアセンブリであっ
    て、 請求項1〜4の何れかに記載された光コネクタを含み、 前記レセプタクル手段が、第1の光学媒体(18)を支持
    するためのプラグ手段と第2の光学媒体(5)とを支持
    するように適合され、前記プラグ手段(1)が前記レセ
    プタクル手段(2)に接続される際、前記割りスリーブ
    (13a)の弾性変位により、前記第1の光学媒体(18)
    の光入出力端が、前記第2の光学媒体の光入出力端と光
    学的にアライメントのとれた状態に維持される、光コネ
    クタアセンブリ
  7. 【請求項7】前記第2の光学媒体が光伝送路である、請
    求項6の光コネクタアセンブリ。
  8. 【請求項8】割りスリーブの固定端の内径が、前記第1
    の光学媒体の最大許容外径に等しい、請求項6または7
    の光コネクタアセンブリ。
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