JP3655313B2 - 光ファイバコネクタ及び使用方法 - Google Patents

Description

発明の背景
1.発明の分野：本発明は、光学的ウェーブガイド、特に光ファイバ用のコネクタに関する。
2.従来技術の簡単な説明：光ファイバを使用することで通信が劇的に変化し、したがって、過去数年間にわたって、その使用が大きく増大している。その使用の一部として、光ファイバケーブルをバックプレーンコネクタ（backplane connector）により回路基板に接続する必要性が増大している。回路基板は、一般的に種々の厚さに製造される。したがって、各回路基板の厚さ毎に個別のコネクタを設けることが必要である。このため、広範囲にわたる種々の厚さの回路基板に使用することのできるバックプレーンタイプのコネクタが必要とされている。
更に、光ファイバケーブルを回路基板に接続するために使用する従来のバックプレーンコネクタは、このようなコネクタの外側ハウジングが２つの部分から形成され、これらの部分を互いに超音波溶着あるいは接着剤による結合を行うことが必要な点で不都合がある。このような外側ハウジングを超音波溶着する工程を追加することで、時間を要し、コスト高となる。したがって、このような工程を必要とせずに製造することのできる光ファイバコネクタを必要とされている。
更に、光ファイバケーブルは伝導性ではなく、多くの静電荷を蓄電する。このような電荷はシステムを通じて放電され、敏感な電気部材を損傷する可能性がある。したがって、従来技術の更に他の不都合な点は、静電荷あるいは電磁干渉（power electromagnetic interference（EMI））パルスのパワーを放出するための手段を備えてない。したがって、このような能力を設けることが必要である。
発明の概要
本発明のコネクタは、２つの光ケーブルが同軸状に接続される中央アダプタを備える。更に、２つの同様な端部を有する外側ハウジングが設けられる。これらのうちの第１端部は、回路基板の開口内に延びる。第２端部は、この開口から外方に延びる。これらの端部のそれぞれは、端部フランジを有し、各フランジは他方の端部のフランジと結合し、コネクタ全体の中間フランジを形成する。第１端部の外面上には、複数の軸方向に離隔したばねが設けられ、これらのバネは開口の周部で回路基板に係合する。この離隔したばねを連続的に使用することで、この同じバックプレーンコネクタを使用して種々の厚さの回路基板に係合することができる。これらのばねは、この第１部材の対向する側部に配置された対向する金属板の対に装着されるのが好ましい。これらの板のそれぞれは、クリップの対により、第１端部の外面に係合する。
２つの弾性アームがこれらの各板から前方に延び、第２端部のフランジに係合する。これにより、外側ハウジングの２つの端部を超音波溶着しあるいは接着剤で結合する必要がなくなる。
本発明のコネクタの他の特徴は、第１端部の周面上の金属板が光ファイバケーブル内の電荷を放出することができることである。
【図面の簡単な説明】
以下、添付図面を参照して本発明のバックプレーンコネクタを更に詳細に説明する。
第１図は、本発明のコネクタの好ましい実施例の平面図であり、
第２図は、第１図に示すコネクタの側部立面図であり、
第３図は、第１図に示すコネクタの端面図であり、
第４図は、回路基板に形状した状態を示す第１図と同様なコネクタの平面図であり、
第５図は、第４図のコネクタの側面図であり、
第６図は、第１図のコネクタの一部の斜視図であり、
第７図は、第１図のコネクタの展開平面図であり、
第８図は、第１図に示すコネクタの展開側面図である。
好ましい実施例の詳細な説明
図を参照すると、本発明のバックプレーンコネクタは、周縁部14を金属化された開口12を有する回路基板10に係合する。この回路基板は、一般的にはガラス繊維強化のポリマーで形成され、両側に金属化表面15,16（第４図および第５図）を有する。特に第７図および第８図を参照すると、このコネクタは全体を符号17で示す中央アダプタを内包しており、この中央アダプタは第１半辺部18とほぼ同じ第２半片部20とを有する。これらの半片部はそれぞれシリンダ部22,24を有し、これらのシリンダ部は端部と端部とは係合して軸方向孔26（第６図）を形成する。更に、これらの半片部は一対の可撓性ロックアーム28,30を有し、これらのアームはそれぞれ符号32,34で示すように端子クリップ突起を有する。更に、これらの半片部のそれぞれは、フランジ36,38を有し、これらのフランジは端部と端部とが係合する。シリンダ部の軸方向孔内に、ジルコニュームであるのが好ましいセラミック製のスロット42付き円筒状フェルール40が配置される。符号44（第６図）で示すように、光ケーブルはこのフェルール内で接続される。
外側ハウジングは符号46で全体を示すように、中央アダプタを囲む。この外側ハウジングは、第１端部側半片部48と第２端部側半片部50とから形成されている。これらの端部側半片部のそれぞれは略管状でそれぞれ符号52,54で示す端部フランジを有する。これらのフランジが結合されて、組立てられた中間フランジ56を形成する。これらのフランジのそれぞれは、多数の横方向孔58（第６図）を有し、この孔により、フランジがピン60（第６図）により位置を定められる。第１端部では、横凹部62,64が対向している。同様に、第２端部でも、横凹部66,68が設けられる。外側ハウジングは、15から30パーセントのガラス繊維を混入した熱塑性材料であるのが好ましい。
外側ハウジングの第１端部の両側には、金属製のばね板70,72が配置され、これらのばね板は、符号74,76で示すような弾性クリップにより、端部の表面上に保持される。金属のばね板の前方に向けて、端末尖端部82,84を有する弾性延長部78,80が延びる。これらの端末尖端部は外側ハウジングの第２端部のフランジ54に係合する。金属板72上の同様な弾性アームも、第２端部上のフランジ54に係合する。これらの弾性延長アームにより、２つの端部側半片部は、超音波溶着あるいは接着剤結合を必要とすることなく、一体的に結合される。金属製のばね板70上には、外方に付勢された第１対のばね86,88が配置される。この第１対のばねから軸方向に離隔して、第２対のばね90,92が配置される。この第２対のばねから軸方向に離隔して第３対のばね94,96が設けられる。最後に、更に軸方向に離隔して、第４対のばね98,100が設けられる。これらのばねの対のそれぞれは、単一の回路基板係合手段として作用するのが好ましい。これらのばねの対は、中間フランジから軸方向に離隔し、一般的な厚さの回路基板を収容することが好ましい。このような中間フランジからの軸方向距離である軸方向変位は、例えば、1.6mmが好ましい1.4mmから1.8mm、2.4mmが好ましい2.2mmから2.6mm、3.2mmが好ましい3.0mmから3.4mm、そして、4.0mmが好ましい3.8mmから4.2mmである。追加のばねの対は、0.8mmであるのがより好ましい0.6mmから1.0mmの倍数（multiples）に配置するのが好ましい。
特に第４図および第５図を参照すると、これらのばねは、第１端部の周部表面に向けて内方に圧縮されるように弾力的にばね変形される。回路基板が中間フランジに当接したときにその軸方向位置を越えて延びる厚さであれば、これらのばねを圧縮する。すなわち、フランジと第１対のばねとの間の距離よりも回路基板が薄い場合は、第１対のばねで所定位置に保持される。中間フランジと第１対のばねとの間の距離よりも厚いときは、第１対のばねを内方に押圧し、第２対のばねで所定位置に保持される。基板が中間フランジと第２対のばねとの間の距離よりも厚いときは、第1,第２対のばねを圧縮し、第３対のばねで保持される。最後に、基板が第１対のばねと中間フランジとの間の距離よりも厚い場合は、第1,第２および第３対のばねを圧縮し、第４対のばねで所定位置に保持される。
回路基板上で光ファイバケーブルを接続する方法も記載されていることは明らかである。これらの対のばねは、中間フランジからの軸方向変位（displacements）が係合される回路基板の厚さよりも小さく、基板により圧縮される。したがって、回路基板は、中間フランジからの軸方向変位が最も小さくかつ回路基板の厚さよりも大きな対のばねで係合される。
当該分野の技術者であれば、回路基板において２つの光ファイバケーブルを修正する方法も記載されていることが認められる。光ファイバケーブルは、中央アダプタの軸方向内孔内で接続状態に同軸状に整合して配置される。バックプレーンコネクタは、中央アダプタを外側ハウジング内に対して同軸状に内部に配置することにより、形成される。そして、ハウジングの第１端部は、周部表面を周縁部に対してほぼ当接させて回路基板の横方向開口を挿通するように、配置される。中間フランジは、中間フランジと回路基板係合手段のそれぞれとの間に複数の軸方向変位が存在するように、回路基板に対してほぼ側部と側部とを当接させて配置される。そして、回路基板は、回路基板の厚さよりも大きな最小軸方向変位を有する回路基板係合手段に係合される。
更に、金属板あるいは他の導電性手段が第１端部の周部表面上に配置されたときに、静電荷を放電する手段が記載されていることが認められる。
なお、光ファイバケーブルを回路基板に接続するための手段が記載されており、ここでは、単一のコネクタが広範囲の厚さの回路基板にコネクタを接続するために使用可能なことが理解される。
更に、超音波溶着を必要とすることなく、光ファイバケーブルと回路基板に接続するバックプレーンコネクタも記載されていることが理解される。
更に、光ファイバケーブルを回路基板に接続するバックプレーンコネクタは、蓄電された静電荷を放電するキャパシティを使用する回路基板に接続するバックプレーンコネクタが記載されていることが理解される。
なお、本発明について説明してきたが、本開示は、例示に過ぎず、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定されるものである。

Claims (28)

1. 開口を厚さ方向に貫通させた回路基板に光ファイバケーブルを接続するため、（ａ）２つの光ファイバケーブルを互いに軸方向に整合した状態に保持する軸方向孔を有する中央アダプタと、（ｂ）この中央アダプタを囲み、周面と、第１端部と、第２端部と、これら第１端部と第２端部との接合部に配置された中間フランジとを有する外側ハウジングとを具備し、この外側ハウジングは、第１端部の周面を前記回路基板の開口の周縁部に当接させてこの開口を貫通させかつ中間フランジを回路基板の側部に当接させて配置される光ファイババックプレーンコネクタであって、前記第１端部の周面から延び、前記回路基板の開口の周縁部に係合可能な第１の回路基板係合手段と、この第１の回路基板係合手段から、回路基板の厚さ方向に沿う軸方向に離隔した位置で、第１端部の周面から延び、前記開口の周縁部に係合可能な第２の回路基板係合手段とを具備し、前記回路基板が第１の厚さを有するときに、前記第１の回路基板係合手段と中間フランジとでこの第１の厚さを有する回路基板に保持され、回路基板が第１の厚さとは異なる第２の厚さを有するときは、第２の回路基板係合手段とフランジとをこの第２の厚さを有する回路基板に係合させて保持されることを特徴とする光ファイババックプレーンコネクタ。
2. 前記第１、第２の回路基板係合手段は、ばね手段を有する請求項１に記載のバックプレーンコネクタ。
3. 前記ばね手段は、第１端部の周面から離隔する方向に延びる請求項２に記載のバックプレーンコネクタ。
4. 前記ばね手段は、バックプレーンコネクタが回路基板と係合するときに、第１端部の周面に向けて弾力的に曲げられる請求項３に記載のバックプレーンコネクタ。
5. 前記第１の回路基板係合手段のばね手段は、中間フランジとの間に第１の距離を形成する第１ばねを有し、回路基板の厚さがこの第１の距離よりも小さいときに、回路基板が第１ばねによって保持される請求項４に記載のバックプレーンコネクタ。
6. 前記第２の回路基板係合手段のばね手段は、中間フランジとの間に第２の距離を形成する第２ばねを有し、回路基板の厚さが第１の距離よりも大きくかつ第２の距離よりも小さいときに、回路基板が第２ばねによって保持される請求項５に記載のバックプレーンコネクタ。
7. 前記第２の回路基板係合手段から、回路基 板の厚さ方向に沿う軸方向に離隔した位置で、第１端部 の周面から延び、前記開口の周縁部に係合可能な第３の 回路基板係合手段を具備し、この第３の回路基板係合手 段は、第１端部の周面上で、第１、第２ばねから軸方向に離隔した第３ばねを有する請求項６に記載のバックプレーンコネクタ。
8. 前記第２の回路基板係合手段から、回路基 板の厚さ方向に沿う軸方向に離隔した位置で、第１端部 の周面から延び、前記開口の周縁部に係合可能な第3,第 ４の回路基板係合手段を具備し、これらの第3,第４の回 路基板係合手段は、第１端部の周面上で互いに離隔しかつ第１、第２ばねから軸方向に離隔した第3,第４ばねを 有する請求項６に記載のバックプレーンコネクタ。
9. 前記中間フランジと第３ばねとの間に第３の距離が形成され、回路基板の厚さが第２の距離よりも大きくかつ第３の距離よりも小さいときに、回路基板が第３ばねによって保持される請求項７のバックプレーンコネクタ。
10. 前記中間フランジと第1,第2,第3,第４ば ねのそれぞれとの間に、それぞれ異なる距離が形成され、回路基板の厚さよりも大きいものの内で、中間フランジとの間の距離が最も小さいばねにより、回路基板が保持される請求項８に記載のバックプレーンコネクタ。
11. 前記第１の距離は、約1.4mmから約1.8mmである請求項５に記載のバックプレーンコネクタ。
12. 前記第２の距離は、約2.２mmから約2.6mmである請求項６に記載のバックプレーンコネクタ。
13. 前記第３の距離は、約3.0mmから3.4mmである請求項９に記載のバックプレーンコネクタ。
14. 前記中間フランジと第４ばねとの間の距 離は、約3.8mmから約4.2mmである請求項10に記載のバックプレーンコネクタ。
15. 前記中間フランジと第3,第４ばねとの間 の距離は、それぞれ約0.6mmから約1.0mmの倍数である請求項８に記載のバックプレーンコネクタ。
16. 前記ばね手段は、外側ハウジングの第１端部の周面に装着された金属板から突出する請求項２のバックプレーンコネクタ。
17. 前記金属板から接続手段が延び、この接続手段は外側ハウジングの第２端部と係合する請求項16に記載のバックプレーンコネクタ。
18. 前記第１端部と第２端部とは、それぞれ 互いに結合して前記中間フランジを形成する端部フラン ジを有し、前記接続手段は、金属板から延びる一対の弾性アームを備え、これらの弾性アームは、前記中間フランジに係合する尖端部を有する請求項17のバックプレーンコネクタ。
19. 前記ばね手段は、外側ハウジングの第１端部の周面上に互いに離隔して装着された金属板の対から突出する請求項16に記載のバックプレーンコネクタ。
20. 接続手段が、前記外側ハウジングの第１端部から第２端部に延びる請求項17に記載のバックプレーンコネクタ。
21. 光ファイバケーブルが互いに同軸状に整合される請求項１に記載のバックプレーンコネクタ。
22. 光ケーブル用バックプレーンコネクタの外側ハウジングであって、
    端部フランジと周面とを有する管状の第１端部部材を備え、この周面には金属板が装着され、この金属板から、互いに第１端部部材の軸方向に沿って離隔した複数のばね手段が突出し、これらのばね手段は、第１端部部材を その軸方向に沿って第１回路基板の厚さ方向に貫通さ せ、この回路基板にバックプレーンコネクタを結合させ るときに、第１端部部材の周面に向けて弾性的にばね変形され、更に、
    端部フランジを有する管状の第２端部部材を備え、この第２端部部材は、第１端部部材に対して端部フランジと端部フランジとを当接させて結合され、これらの端部フランジが連結されて中間フランジを形成し、
    前記第１端部部材に装着された金属板から第１端部部材の軸方向に結合手段が延び、この結合手段が、第２端部部材に係合して、第１端部部材と第２端部部材とを結合する、外側ハウジング。
23. 前記結合手段は、金属板から第１端部部材の軸方向に延びる一対の弾性アームを備え、これらの弾性アームは、前記第２端部部材の端部フランジに係合する尖端部を有する請求項22に記載の外側ハウジング。
24. 前記ばね手段は、第１端部部材の周面上に互いに離隔して装着された金属板の対から突出する請求項22に記載の外側ハウジング。
25. ２つの光ファイバケーブルを、周縁部を持つ開口を有する所定厚の回路基板で接続するための方法であって、
    中央アダプタの軸方向孔内に、光ファイバケーブル同士を接続状態に整合させて配置し、
    それぞれが周面と端部フランジとを有する第1,第２端部を備え、かつ、第１端部の周面からこの第１端部の軸方向に沿って互いに離隔した複数の回路基板係合手段が延びる外側ハウジング内に、この外側ハウジングと前記中央アダプタとを同軸状に位置決めすることでバックプレーンコネクタを形成し、
    前記回路基板の開口の周縁部に、前記第１端部の周面を当接させてこの第１端部を回路基板の開口内に挿通し、
    前記第１端部と第２端部とを当接させたときに互いに当接する端部フランジが形成する中間フランジを前記回路基板に当接させ、各回路基板係合手段がこの回路基板に対してそれぞれ第１端部の軸方向に沿って異なる距離に配置されるように、このバックプレーンコネクタを位置決めし、
    回路基板からの距離がこの回路基板の厚さよりも大きい位置に配置される回路基板係合手段のうちで、最も回路基板からの距離が小さい回路基板係合手段をこの回路基板に係合させる、方法。
26. 前記回路基板係合手段はばね手段である請求項25に記載の方法。
27. ２つの光ファイバケーブルを、周縁部を持つ開口を規定する所定厚の回路基板で接続するための方法であって、
    中央アダプタの軸方向孔内に、光ファイバケーブル同士を接続状態に整合させて配置し、
    それぞれが周面と端部フランジとを有する第1,第２端部と、第１端部の周面に配置された導電手段と、互いに当接する前記端部フランジで形成される中間フランジと、この中間フランジからそれぞれ第１端部の軸方向に沿っ て異なる距離で導電手段から延びる複数の回路基板係合手段とを有する外側ハウジング内に、この外側ハウジン グと前記中央アダプタとを同軸状に位置決めすることでバックプレーンコネクタを形成し、
    前記回路基板の開口の周縁部に、前記第１端部の周面を当接させてこの第１端部を回路基板の開口内に挿通して、前記中間フランジを前記回路基板に当接させ、
    回路基板を回路基板係合手段に係合させ、この回路基板 係合手段が回路基板に係合したときに、前記光ファイバ ケーブルに蓄電された静電荷を回路基板に放電する、方法。
28. 前記第１端部の周面上に装着された導電手段から延びる複数の回路基板係合手段を設け、前記中間フランジを回路基板に当接させ、この中間フランジから各回路基板係合手段をそれぞれ第１端部の軸方向に沿 って異なる距離に配置し、回路基板からの距離がこの回路基板の厚さよりも大きい位置に配置される回路基板係合手段のうちで、最も回路基板からの距離が小さい回路基板係合手段をこの回路基板に係合させる、請求項27に記載の方法。

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