JP3795466B2 - シャッター付き光コネクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的な接続を得るために使用される光コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光コネクタは屋内で使用されるとは限らず、屋外で使用されることも多い。屋外で使用された光コネクタを離脱した場合、周囲に堆積した泥や粉塵などが、離脱と同時に舞い上がることがある。その場合には、光コネクタの内部への粉塵の浸入は避けられず、伝送特性に影響を及ぼしたり、あるいは、光ファイバ端面を汚したり、傷をつける原因になり、コネクタ寿命を減らす原因になっていた。
【０００３】
そこで、光コネクタに離脱後に防水用ダストキャップを手作業で取り付けることが提案されている。しかし、その場合は、ダストキャップの清掃が欠かせないし、また、光コネクタの維持管理に要する工数が多いという問題もある。
【０００４】
また、光コネクタの接続が断たれたときに光接触部を保護する自動閉鎖シャッターを備えた光コネクタもある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−４２１６６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１では次に列挙する問題がある。
【０００７】
１．シャッターはシャッターキャップに付随するものである。
【０００８】
２．シャッターの開閉はシャッターキャップの動きに左右される。
【０００９】
３．シャッターとシャッターキャップとの間は一定距離が保たれ、摩耗対策が必要である。
【００１０】
４．防塵・防水性に問題がある。
【００１１】
それ故に本発明の課題は、コネクタの着脱の際に自動的にシャッターが開閉して光接触部を保護するとともに、維持管理に要する工数を大幅に削減することができるシャッター付き光コネクタを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、互いに接続されるプラグ及びレセプタクルからなる光コネクタにおいて、前記プラグ及び前記レセプタクルの各々は、光コンタクトと、前記光コンタクトに対向した開閉可能なシャッター機構とを有し、前記プラグと前記レセプタクルとの接続時にそれらのシャッター機構を互いに連動するように係合させる係合手段を備え、前記プラグ及び前記レセプタクルのうち少なくとも一方は、前記シャッター機構を付勢した第１の弾性部材と、接続時に他方に押されて移動する可動部材と、前記可動部材を前記他方に向けて常時付勢した第２の弾性部材とを有し、前記プラグ及び前記レセプタクルのうち一方は、中心に配置され他方に対しスライド嵌合するシャフトと、前記シャフトの周囲に配置され前記シャフトに沿った前記第２の弾性部材に逆らう前記可動部材の動きに前記シャッター機構の開閉を連動させるカム機構とを有することを特徴とするシャッター付き光コネクタが得られる。
【００１３】
前記プラグ及び前記レセプタクルは互いに突き合わされる突合せ端を有し、前記シャッター機構は前記突合せ端の各々に備えられていてもよい。
【００１４】
前記シャッター機構は回動により開閉されるものであってもよい。
【００１５】
前記プラグ及び前記レセプタクルの各々は、前記光コンタクトを保持したハウジングを有し、前記可動部材は前記ハウジングに直線的に移動可能に備えられ、前記シャッター機構は前記ハウジングと協働して前記光コンタクトを取り囲むものであってもよい。
【００１６】
また、本発明によれば、中心に配置され所定方向にのびた接続を案内するシャフトと、前記シャフトの周囲に配置され前記所定方向にのびた第１の光コンタクトと、前記第１の光コンタクトを保持した第１のハウジングと、前記第１のハウジングに対し前記所定方向で可動な第１の可動部材と、前記所定方向で前記第１の光コンタクトに対向した開閉可能な第１のシャッター機構と、前記第１のシャッター機構を付勢した第１の弾性部材と、前記第１の可動部材を前記所定方向で常時付勢した第２の弾性部材と、前記シャフトの周囲に配置され前記シャフトに沿った前記第２の弾性部材に逆らう前記第１の可動部材の動きに前記第１のシャッター機構の開閉を連動させる連動機構とを有し、前記第１のハウジング及び前記第１のシャッター機構が協働して前記第１の光コンタクトを取り囲んでいることを特徴とするシャッター付き光コネクタが得られる。
【００１７】
この場合、さらに、所定方向にのびた第２の光コンタクトと、前記第２の光コンタクトを保持し、前記第１の可動部材に前記所定方向で突き合わされる第２のハウジングと、前記第１の可動部材を前記第２のハウジングに向けて付勢した付勢手段と、前記所定方向で前記第２の光コンタクトに対向した開閉可能な第２のシャッター機構と、前記第１の可動部材に前記第２のハウジングを突き合わせたときに前記第１のシャッター機構に前記第２のシャッター機構を係合させて両者を連動させる係合手段とを有してもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１−図３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るシャッター付き光コネクタについて説明する。
【００１９】
図１のシャッター付きコネクタは、互いに突き合わされて接続されるプラグ１及びレセプタクル２からなる。
【００２０】
レセプタクル２は、所定円周上に配置され所定方向（図面に沿った左右方向）にのびた複数本すなわち４本の光ソケットコンタクト３を含んでいる。光ソケットコンタクト３は保持部材である例えば絶縁性のレセプタクル側固定ハウジング４に固定保持されている。レセプタクル側固定ハウジング４は金属などで作られた導電性のものであってもよい。レセプタクル側固定ハウジング４の外周には筒状のレセプタクル側可動ハウジング５が所定方向で可動な状態に嵌合している。レセプタクル側固定ハウジング４に対し、レセプタクル側可動ハウジング５は回動を阻止されかつ付勢手段であるコイルばねよりなる弾性部材６によってプラグ１側に向けて付勢されている。レセプタクル側可動ハウジング５のプラグ１側の端部に内向きのレセプタクル側窓板７が形成されている。レセプタクル側窓板７は、光ソケットコンタクト３の光接触部８に一対一で対向した４個の開口９を有している。開口９も所定円周上に配置されている。
【００２１】
レセプタクル側固定ハウジング４の中央には所定方向にのびたシャフト１１が固定されている。シャフト１１にはレセプタクル側可動部材１２が嵌合している。シャフト１１とレセプタクル側可動部材１２との間にはカム機構１３が介在し、これによりレセプタクル側可動部材１２のシャフト１１に沿った所定方向の移動とシャフト１１に関する回動とを連動させるようにしている。
【００２２】
レセプタクル側可動部材１２のプラグ１側の端部には外向きのレセプタクル側シャッター板１４が形成されている。レセプタクル側シャッター板１４はレセプタクル側窓板７に対向し、所定円周上に配置した４個の開口１５を有している。ただし、図１の状態ではレセプタクル側シャッター板１４の開口１５はレセプタクル側窓板７の開口９に対し周方向で位置ずれし、したがって開口９はレセプタクル側シャッター板１４により閉じられている。レセプタクル側シャッター板１４が回動されると、開口９を開くこともある。こうして、レセプタクル側シャッター板１４とレセプタクル側窓板７とでレセプタクル側シャッター機構を構成している。レセプタクル側シャッター機構はレセプタクル側固定ハウジング４及びレセプタクル側可動ハウジング５と協働して光ソケットコンタクト３を取り囲んでいる。なお、レセプタクル側可動部材１２は付勢手段であるコイルばねよりなる弾性部材１６によってプラグ１側に向けて付勢されている。
【００２３】
今、レセプタクル側可動部材１２をプラグ１とは反対側に押圧移動させると、レセプタクル側カム機構１３の作用によりレセプタクル側可動部材１２が回動する。レセプタクル側可動部材１２が所定角度だけ回動すると、レセプタクル側シャッター板１４の開口１５がレセプタクル側窓板７の開口９に対向し、開口９を開くことになる。すなわち、レセプタクル側シャッター機構が開く。このように、カム機構１３がレセプタクル側可動部材１２の動きにレセプタクル側シャッター機構の開閉を連動させる連動機構として働く。
【００２４】
また、レセプタクル２のプラグ１に対する突き合わせ端において、レセプタクル側可動ハウジング５には外周近傍にリング状溝１７が形成されている。また、レセプタクル側可動部材１２には、内周近傍に径方向で対向した２つの小凸部１８が形成されている。
【００２５】
一方、プラグ１は、所定円周上に配置され所定方向にのびた複数本すなわち４本の光ピンコンタクト２３を含んでいる。光ピンコンタクト２３は保持部材である絶縁性又は導電性（金属製）のプラグ側固定ハウジング２４に固定保持されている。プラグ側固定ハウジング２４の外周には筒状のプラグ側可動ハウジング２５が所定方向で可動な状態に嵌合している。プラグ側固定ハウジング２４に対し、プラグ側可動ハウジング２５は回動を阻止されかつ付勢手段であるコイルばねよりなる弾性部材２６によってレセプタクル２側に向けて付勢されている。プラグ側可動ハウジング２５のレセプタクル２側の端部に内向きのプラグ側窓板２７が形成されている。プラグ側窓板２７は、光ピンコンタクト２３の光接触部２８に一対一で対向した４個の開口２９を有している。開口２９も所定円周上に配置されている。
【００２６】
プラグ側固定ハウジング２４の中央には所定方向にのびた凹部３１が形成されている。凹部３１にはプラグ側可動部材３２が自由に回動できるように嵌合している。プラグ側可動部材３２はプラグ側固定ハウジング２４にピン３３により所定方向の動きを係止されている。
【００２７】
プラグ側可動部材３２のレセプタクル２側の端部には外向きのプラグ側シャッター板３４が形成されている。プラグ側シャッター板３４はプラグ側窓板２７に対向している。プラグ側可動ハウジング２５は弾性部材２６により付勢されているが、プラグ側可動部材３２に形成したプラグ側シャッター板３４により、弾性部材２６を蓄勢した状態でレセプタクル２側への移動は係止されている。
【００２８】
プラグ側シャッター板３４は所定円周上に配置した４個の開口３５を有している。ただし、図１の状態ではプラグ側シャッター板３４の開口３５はプラグ側窓板２７の開口２９に対し周方向で位置ずれし、したがって開口２９はプラグ側シャッター板３４により閉じられている。プラグ側シャッター板３４が回動されると、開口２を開くこともある。こうして、プラグ側シャッター板３４とプラグ側窓板２７とでプラグ側シャッター機構を構成している。プラグ側シャッター機構はプラグ側固定ハウジング２４及びレセプタクル側可動ハウジング２５と協働して光ピンコンタクト２３を取り囲んでいる。
【００２９】
今、プラグ側可動部材３２を所定角度だけ回動させると、プラグ側シャッター板３４の開口３５がプラグ側窓板２７の開口２９に対向し、開口２９を開くことになる。すなわち、プラグ側シャッター機構が開く。
【００３０】
なお、プラグ１のレセプタクル２に対する突き合わせ端において、プラグ側可動ハウジング２５には外周近傍にリング状突起３７が形成されている。また、プラグ側可動部材３２には、内周近傍に径方向で対向した２つの小凹部３８が形成されている。
【００３１】
プラグ１及びレセプタクル２を互いに接続させるには、まず、図２に示すように両者を突き合わせる。この状態で、リング状突起３７がリング状溝１７に嵌合し、プラグ１及びレセプタクル２の間が防塵及び防水される。同時に、小凸部１８が小凹部３８に嵌合し、レセプタクル側可動部材１２及びプラグ側可動部材３２が周方向で係合して結合される。なお、プラグ１及びレセプタクル２を互いに押し付けると、カム機構１３の作用によりレセプタクル側可動部材１２が後退を伴って回動するので、突き合わせ時点では小凸部１８が小凹部３８から周方向に僅かなずれをもっていたとしても、押し付けの進行にしたがい、小凸部１８が小凹部３８に間もなく嵌合する。
【００３２】
さて、小凸部１８が小凹部３８に嵌合した状態で押し付けを進行させると、プラグ側可動部材３２に押されてレセプタクル側可動部材１２が後退する。その際、レセプタクル側可動部材１２は回動するので、小凸部１８と小凹部３８との係合によりプラグ側可動部材３２をも回動させることになる。こうして、レセプタクル側可動部材１２及びプラグ側可動部材３２が所定角度だけ回動すると、開口９及び２９がいずれも開く。すなわち、小凸部１８と小凹部３８とが合わせて、プラグ側シャッター機構とレセプタクル側シャッター機構とを互いに連動するように係合させる係合手段を構成する。
【００３３】
開口９及び２９が開くに連れて、光ソケットコンタクト３が図３に示すように開口９及び２９を通してプラグ１側に進入し、光ピンコンタクト２３に嵌合当接する。かくして、プラグ１及びレセプタクル２により光学的な接続を得ることができる。なお、プラグ１及びレセプタクル２を突き合わせる際、シャフト１１がプラグ側可動部材３２にスライド嵌合することで、突き合せが案内される。
【００３４】
プラグ１及びレセプタクル２の接続を離脱させるときには、上述した動作とは反対の動作を行う。すなわち、光ソケットコンタクト３が光ピンコンタクト２３から離れてプラグ１に引き込まれ、かつプラグ側シャッター機構及びレセプタクル側シャッター機構がいずれも閉じてから、レセプタクル側可動ハウジング５及びプラグ側可動ハウジング２５が互いに引き離されることになる。したがって、光ソケットコンタクト３の光接触部８と光ピンコンタクト２３の光接触部２８とがいずれも自動的に保護されて防塵及び防水されるので、維持管理に要する工数を大幅に削減することができる。
【００３５】
上述したシャッター付き光コネクタは鉄道車両用光伝送システムに使用可能である。たとえば、車両間を渡るように接続するジャンパー線の接続や、車体引き通しケーブルや機器配線の接続に使用される。
【００３６】
図４及び図５を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るシャッター付き光コネクタについて説明する。図１から図３に示したシャッター付き光コネクタと同様な機能をもつ部分については同じ参照符号を与えて説明を省略する。
【００３７】
図４及び図５のシャッター付き光コネクタは鉄道車両用光伝送システムに使用されるものであり、車体側インサート４０と台車側インサート５０とを含んでいる。
【００３８】
車体側インサート４０は中央にロック装置４１を備えている。車体側インサート４０において、ロック装置４１の周りには光ソケットコンタクト３が配設され、その外側には電気コンタクト群４２が配設されている。
【００３９】
台車側インサート５０は中央にロック装置５１を備えている。車体側インサート５０において、ロック装置５１の周りには光ピンコンタクト２３が配設され、その外側には電気コンタクト群５２が配設されている。
【００４０】
車体側インサート４０と台車側インサート５０は、結合されたときに両者のロック装置４１及び５１の協働作用によりその結合を自動的にロックされる。この状態で、光ソケットコンタクト３と光ピンコンタクト２３とが結合され、光学的な接続が得られる。また、電気コンタクト群４２及び５２が互いに接続され、電気的な接続が得られる。
【００４１】
なお、上述では特定の実施の形態について説明したが、様々な変形が可能なことは言うまでもない。例えば、上述ではレセプタクルコネクタのシャッター機構の動きをプラグコネクタのシャッター機構に伝達するようにしているが、それとは逆に、プラグコネクタのシャッター機構の動きをレセプタクルコネクタのシャッター機構に伝達するようにすることも、同様に実施できる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コネクタの着脱の際に自動的にシャッターが開閉して光接触部を保護するとともに、維持管理に要する工数を大幅に削減することができるシャッター付き光コネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシャッター付き光コネクタを示し、（ａ）は非接続時の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線に沿って得られた端面図であり、（ｃ）は（ａ）のＩｃ−Ｉｃ線に沿って得られた端面図である。
【図２】図１のシャッター付き光コネクタの接続開始時の縦断面図である。
【図３】図１のシャッター付き光コネクタの接続完了時の縦断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るシャッター付き光コネクタを示し、（ａ）は非接続時の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿って得られた端面図である。
【図５】図４のシャッター付き光コネクタの接続完了時の縦断面図である。
【符号の説明】
１ プラグ
２ レセプタクル
３ 光ソケットコンタクト
４ レセプタクル側固定ハウジング
５ レセプタクル側可動ハウジング
６ 弾性部材
７ レセプタクル側窓板
８ 光接触部
９ 開口
１１ シャフト
１２ レセプタクル側可動部材
１３ カム機構
１４ レセプタクル側シャッター板
１５ 開口
１６ 弾性部材
１７ リング状溝
１８ 小凸部
２３ 光ピンコンタクト
２４ プラグ側固定ハウジング
２５ プラグ側可動ハウジング
２６ 弾性部材
２７ プラグ側窓板
２８ 光接触部
２９ 開口
３１ 凹部
３２ プラグ側可動部材
３３ ピン
３４ プラグ側シャッター板
３５ 開口
３７ リング状突起
３８ 小凹部
４０ 車体側インサート
４１ ロック装置
４２ 電気コンタクト群
５０ 台車側インサート
５１ ロック装置
５２ 電気コンタクト群

Claims (6)

1. 互いに接続されるプラグ及びレセプタクルからなる光コネクタにおいて、
   前記プラグ及び前記レセプタクルの各々は、光コンタクトと、前記光コンタクトに対向した開閉可能なシャッター機構とを有し、
   前記プラグと前記レセプタクルとの接続時にそれらのシャッター機構を互いに連動するように係合させる係合手段を備え、
   前記プラグ及び前記レセプタクルのうち少なくとも一方は、前記シャッター機構を付勢した第１の弾性部材と、接続時に他方に押されて移動する可動部材と、前記可動部材を前記他方に向けて常時付勢した第２の弾性部材とを有し、
   前記プラグ及び前記レセプタクルのうち一方は、中心に配置され他方に対しスライド嵌合するシャフトと、前記シャフトの周囲に配置され前記シャフトに沿った前記第２の弾性部材に逆らう前記可動部材の動きに前記シャッター機構の開閉を連動させるカム機構とを有する
   ことを特徴とするシャッター付き光コネクタ。
2. 前記プラグ及び前記レセプタクルは互いに突き合わされる突合せ端を有し、前記シャッター機構は前記突合せ端の各々に備えられている請求項１に記載のシャッター付き光コネクタ。
3. 前記シャッター機構は回動により開閉されるものである請求項１又は２に記載のシャッター付き光コネクタ。
4. 前記プラグ及び前記レセプタクルの各々は、前記光コンタクトを保持したハウジングを有し、前記可動部材は前記ハウジングに直線的に移動可能に備えられ、前記シャッター機構は前記ハウジングと協働して前記光コンタクトを取り囲むものである請求項１−３のいずれかに記載のシャッター付き光コネクタ。
5. 中心に配置され所定方向にのびた接続を案内するシャフトと、前記シャフトの周囲に配置され前記所定方向にのびた第１の光コンタクトと、前記第１の光コンタクトを保持した第１のハウジングと、前記第１のハウジングに対し前記所定方向で可動な第１の可動部材と、前記所定方向で前記第１の光コンタクトに対向した開閉可能な第１のシャッター機構と、前記第１のシャッター機構を付勢した第１の弾性部材と、前記第１の可動部材を前記所定方向で常時付勢した第２の弾性部材と、前記シャフトの周囲に配置され前記シャフトに沿った前記第２の弾性部材に逆らう前記第１の可動部材の動きに前記第１のシャッター機構の開閉を連動させる連動機構とを有し、前記第１のハウジング及び前記第１のシャッター機構が協働して前記第１の光コンタクトを取り囲んでいることを特徴とするシャッター付き光コネクタ。
6. さらに、所定方向にのびた第２の光コンタクトと、前記第２の光コンタクトを保持し、前記第１の可動部材に前記所定方向で突き合わされる第２のハウジングと、前記第１の可動部材を前記第２のハウジングに向けて付勢した付勢手段と、前記所定方向で前記第２の光コンタクトに対向した開閉可能な第２のシャッター機構と、前記第１の可動部材に前記第２のハウジングを突き合わせたときに前記第１のシャッター機構に前記第２のシャッター機構を係合させて両者を連動させる係合手段とを有する請求項５に記載のシャッター付き光コネクタ。

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