JP4100544B2 - 高密度光接続ブロック - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、光ファイバを結合するためのデバイスに関し、より詳細には、パネル取付け適用例で構造的剛性を提供し、高密度光ファイバ相互接続を可能にする装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバシステムは、光信号が1つの宛先に経路指定され、定期的に別の宛先に再経路指定されることを必要とする。そのような経路指定は、伝送パス上の様々な場所で行われる。例えば、Lucent Technologiesが、256またはそれより多くの可動ミラーを使用して、スイッチに結合されるいくつかの光ファイバのなかから光信号のパスを選択的に経路指定する光スイッチを設計している。このスイッチは、一般に、多数の光ファイバを終端させる接続パネルを介して管理され、光ファイバのそれぞれは、光プラグに終端する。個々の対の光プラグの間における相互接続を可能にするため、結合装置がパネル内に取り付けられる。
【0003】
光結合装置の一例が、King他の名義で1993年12月28日に発行された米国特許第5274729号に示されている。King他の参照資料は、パネルに対してそこに提供される複数の開口を介して取り付けられるように構成されたいくつかの「ブロック」を開示している。King他のシステムは、接続パネル上に取り付けられたブロックに取外し可能に装着されるように構成されたいくつかの「ビルドアウト」をさらに含む。各接続ブロックは、整列スリーブを保持する円筒状ボスを整列し、それを受けるように構成されたキー溝を形成する前部アパーチャを含む。King他のシステムは適切に機能するが、ますます多くの光ファイバ接続の要求により、より小さい空間を占めるより小さい光ファイバプラグコネクタの設計が促進された。
【0004】
1997年7月8日に発行された米国特許第5481634号が、薄型の光ファイバプラグコネクタを開示している。このコネクタの設計は、それに先行するコネクタのどれよりも小さい設置面積をそのコネクタが有し、したがって、より小さいパネル空間しか必要としないために有利である。しかし、LCコネクタの開発が光プラグコネクタのサイズをうまく縮小することができるのを示したが、そのようなサイズの縮小は、パネル取付けされる接続ハードウェアがそのようなより小さいサイズの光プラグをより高い密度で収容できない限り、無駄になる。
【0005】
LCプラグコネクタを使用する光結合装置が、米国特許第5647043号に示され、この特許は、接続パネルにはまるジャックレセプタクルを開示している。このレセプタクルは、パネル取付けの前に完全に組み立てられる。このことは、パネル上で使用することができる型の光プラグが、装着時に固定されることを意味する。光プラグの装着および取外しに対応するため、光ポートの隣接する行が、互いに反転される。ユーザがカンチレバーラッチを操作できるようにするためには、2行を超える行を有するジャックレセプタクルの配列を構成するのは都合がよくない可能性がある。というのは、光プラグがそのラッチに対して手が届くようにするために反転されているからである。そのような反転は、二重光コネクタが使用される状況では、接続エラーにさえつながる可能性がある。というのは、送信ファイバと受信ファイバの左から右への向きが、行と行の間で逆になるからである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、光プラグコネクタの間で高密度の光相互接続を可能にする接続パネルで使用するための接続ハードウェアを提供することが望ましい。さらに、接続ハードウェアが二重光コネクタに対応し、かつ二重光コネクタが様々な型の光プラグに対応することが望ましい。最後に接続ハードウェアが、全体で一様の構造を有し、二重コネクタが使用される際に、送信ファイバと受信ファイバの左から右の逆転が回避されるようにすることが望ましい。
【0007】
【課題を解決するための手段】
高密度の光接続ブロックが、概して平坦なパネル内に取り付けるために設計され、セルの配列を形成するいくつかの連結された水平リブと垂直リブを含む。この配列は、2つまたはそれより多くの行と、2つまたはそれより多くの列に構成された少なくとも12のセルを含む。各セルの前面は、二重光コネクタを受け、それと連結する形状をしたリセスを含む。
【0008】
本発明の好ましい実施形態では、各セルは、一対の個々の光プラグを受け、それと連結する形状をした背面を有する。好ましくは、接続ブロックは、ポリマー材から一体構造として成形され、3行12列に配置された36のセルを含む。また、好ましくは、接続ブロックは、その両側にキーイング機構を含み、ブロックをパネル内に並列に取り付けるとき、隣接する接続ブロックを1つの向きだけで装着できるようにしている。
【0009】
例示的な実施形態では、接続ブロックの前面は、二重光コネクタの上面上および底面上に配置されたガイド部材を受けるための一対の開口をさらに含み、各開口は、二重コネクタ上のガイド部材と連結するためにそこに成形された保持表面を含む。さらに、開口は、二重コネクタが1つの向きだけでセル内にはまるのを可能にする形状をしている。例示として、垂直リブおよび水平リブは、パネルに曲げ剛性を与えるために、10ミリメートルを超える前後の深さを有する。
本発明およびその動作モードは、添付の図面とともに以下の詳細な説明を読むことで、より明確に理解されることになる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明は、前述したようなプラグコネクタの間で相互接続を行う際に使用するハードウェアに関する。前述したとおり、従来、個々のビルドアウトブロックおよびビルドアウトを介して、またはジャックレセプタクルをパネルに取り付けて少数のグループの光プラグを受けることにより、パネル取付け接続が提供されてきた。しかし、そのような構成では、(i)手作業で組み立てられるあまりにも多くの個々の構成要素が関与し、(ii)パネルに十分な剛性が与えられず、また(iii)十分な接続密度が提供されなかった。これらの欠点のすべてが、図1に示す装置によって克服され、この装置は、接続パネル10で使用するのに適した接続ブロック100および二重コネクタ50を含む。
【0011】
図1は、パネル取付けされた接続ブロック100、二重コネクタ50、およびいくつかの光プラグ20を含むアセンブリの分解透視図を示している。このアセンブリの目的は、光ファイバ間の相互接続を集中させて管理することである。例えば、1本の光ファイバが光ケーブル30−1内に含まれ、また別の1本の光ファイバが光ケーブル30−3内に含まれる。これらのケーブルは、それぞれ、光プラグ20−1および20−3に終端し、接続ブロック100および二重コネクタ50が、有利には、それらの相互接続を容易にする。例示の目的で、図1に示す光プラグ20は、前述した型のLC型プラグコネクタである。それでも、本発明は、他の既知の光プラグとともに、またまだ存在していない光プラグとともに使用することも可能である。各光プラグ20は、フェルール21がそこを通って突出する開口を有する概して直線のハウジング22を含む。各フェルール21は、フェルールの先端から光プラグ20を通って光ケーブル30まで延びる光ファイバ(図示せず)を含む。各光プラグ20は、関連するレセプタクルと連結するため、その上面上に配置されたラッチングタブ25を備えている。
【0012】
パネル10は、1つまたは複数の接続ブロック100を受け入れるように構成されたいくつかの細長い連続スロット14−1、14−2を備えている。例示として、パネルは、比較的薄いスチール(例えば、およそ2.3ミリメートル)から作られている。図示するとおり、スロット14−1および14−2は、単一の接続ブロック100を受けるサイズになっている。ただし、いくつかの接続ブロックを互いの上に直接に積み重ねることができるように、パネル10内の水平バーのいくつか、またはそのすべてをなくすことも企図される。その状況では、より高い剛性のために各接続ブロックの上面上および底面上で接合機構(例えば、タブおよびスロット)を提供するのが望ましい可能性がある。
【0013】
接続ブロック100は、好ましくは、ポリエーテルイミド(PEI)などの弾性のあるポリマー材から一体構造として成形される。これは、セルを形成してパネルに構造的完全性を提供する連結された水平リブ150と垂直リブ160のワッフル様構造を有する。リブ150、160は、10ミリメートル(mm)を超える前後の深さを有し、また、本発明の好ましい実施形態では、リブはおよそ13mmの深さを有する。接続ブロックに外接するフランジ101が、剛性をさらに高めている。好ましい実施形態では、フランジはおよそ6mmの前後の深さを有する。接続ブロック100の重要な特徴は、それが同じのセル110−110の配列として構成されていることであり、各セルは、サイズ、形状、および向きが他のセルと実質的に同じであり、また各セルは、その前面で二重コネクタを受けるように設計されている。このことは特に有利である。というのは、ファイバを各伝送方向ごとに1つの、いくつかの対に編成するのが都合がよいからである。さらに、接続ブロック100は、ゆるい許容差を有する構造内で正確な相互接続を提供する。これは、二重コネクタとの適切な接合を確実にするために、各セル内における寸法上の精度が重要であるが、セル間ではそれは特に重要ではないからである。
【0014】
接続ブロックのセルの数が少なくとも12であり、少なくとも2行少なくとも2列に配置されているとき、適切な相互接続密度および曲げ剛性が提供される。各接続ブロックは、接続ブロック100の両側に配置された1つまたは複数のアイレット111、122、123を通ってはまるねじやナットなど(図示せず)の留め具によってパネル10内でスロット14−1内に保持される。接合穴11が、ねじを受けるためにパネル10内で提供される。アイレットおよびねじは、同様な位置で接続ブロック内に成形された突起によって置き換えることが可能である。さらに、接続ブロックが並列に配置されたときにアイレットと相互接合可能な形状のリセス112、113、121が、接続ブロックの両側で提供される。重要なことには、アイレットとリセスは、隣接する接続ブロックが不適切に(すなわち、上下反対に、および/または前後逆に)装着されるのを防止するようにキーイングされる。接続ブロック100は、接続ブロック100をパネルスロット14−1にはめることを可能にするくさび形状のタブをアイレットとリセスの背後の領域に成形することにより、補助の固定ハードウェア(例えば、ねじおよびナット)の必要性を回避するように設計するのが可能なことに留意されたい。
【0015】
接続ブロック100は、それぞれ一対の単向光プラグ20−1、20−2を二重構成に結合するいくつかの二重コネクタ50と併せて使用される。各二重コネクタ50は、一対の並列光ポート153−153を含み、各ポートは、空洞を画定する内壁を含む。図1に例として示すとおり、空洞は、LC型光プラグ20−1および20−2を受ける形状をしている。各空洞は、さらに、フェルール21内に含まれる、光ファイバを受けるために空洞の前壁を通って延びる管状ボス58を含む。プラスチックファイバが使用されるとき、通常、プラスチックファイバが、125ミクロンの直径しか有さないグラスファイバよりもはるかに大きい直径(すなわち、およそ1mm)を有するので、フェルールは必要ないことが理解される。それでも、光プラグが、グラスファイバを含むフェルールを有するとき、接合接触するフェルール間の整合は、好ましくは、ボス58内に配置され、その端部のそれぞれでフェルールを受ける寸法の円筒状整合スリーブを介して達せられる。各空洞153は、そこに装着される光プラグ20を受けて、それと連結するように設計される。LC型光プラグが使用されるとき、空洞は、概して長方形の開口を有し、光プラグ20の上面上のラッチングタブ25と連結する保持機構を空洞の内壁上に含む。
【0016】
二重コネクタ50は、その上面上および底面上にそれぞれ、ガイド部材51および52をさらに含み、各ガイド部材は、二重コネクタを最終的に受ける特定のセル110と連結するように設計されたラッチ55を含む。
【0017】
図2は、接続ブロック200の好ましい実施形態を示す前面透視図である。これは、すべての点で図1に示した接続ブロック100と同様であるが、接続ブロック100に含まれるものの2倍の数のセル210−210を含むことだけが異なっている。それでも、各セルは自己完結的であり、かつ単一の二重光コネクタ50を受けるように設計されているので、コネクタが12の光プラグを保持する場合のような全体的な寸法上の許容差をあまり気にかけずに、接続ブロックを任意に大きくすることができる。
【0018】
図3および図4は、それぞれ、接続ブロック200内の一対の隣接するセル210−210を示す前面図および背面図である。セル210は、例えば、図3に示すとおり、その前面に二重コネクタ50(図5〜9)を受ける形状をしている。開口213および214は、コネクタ50の上面上および底面上で一方向だけに配置された舌様突起51、52を受ける形状をしている。これを達するため、開口214は、開口213よりもわずかに幅広く作られている。さらに、各開口213、214は、図9に示すとおり、二重コネクタ50の上面上および/または底面上の接合機構56と連結する形状をした保持機構(すなわち、内部レッジ256−1および256−2)を含む。開口211および212は、一対の光ファイバを相互接続するのを可能にする接続ブロックを通る通路である。ファイバのそれぞれが別個の光プラグ内に保持され、一対の光プラグが同じ開口(例えば、開口211)の両側に挿入される。図1に示すとおり、各セル210の前面は、二重光コネクタ50を受け、それと連結するように構成され、一方、各セルの背面は、一対の単向光プラグ20−3および20−4を受けて、それと連結するように構成されている。これらの単向光プラグ20−3および20−4は、それぞれ、図3によく見られるとおり、接続ブロックに成形された保持機構(すなわち、内部レッジ224−224)と連結する肩24を有するラッチングタブ25を含む。接続ブロック内の開口254は、これらの内部レッジ224−224を成形するために使用されるツールによって作成される。
【0019】
二重光コネクタ
図5および図6は、接合レセプタクルに容易かつ正確に装着されるように設計された二重光コネクタ50を示す透視図である。詳細には、二重コネクタ50は、一対の単向光プラグ20−1、20−2(図1参照)を二重の構成に結合する機能をする統合構造である。既知の二重の構成が、米国特許第4953929号、米国特許第5123071号、米国特許第5386487号、および米国特許第5579425号に示されている。ただし、そのような構成は、寸法上の安定性、単向プラグの取替えの容易さ、および接合レセプタクル110との共通連結機構(図1参照)を含め、いくつかの利点を欠いている。
【0020】
二重コネクタ50は、空洞153を画定するいくつかの内壁を個々に含む一対の並列光ポートを含む。各空洞153は、所定の光プラグを受ける形状をした開口を二重コネクタ50の後端に有する。二重コネクタの好ましい実施形態では、この開口は、概して長方形であり、また所定の光プラグは、Lucent Technologiesから市販され、米国特許第5481634号および米国特許第5923805号を含むいくつかの特許により詳細に開示されるLC光プラグである。それでも、二重コネクタ50内の空洞153−153は、他の種類の光プラグを受ける形状をしているのが可能なことが理解されよう。
【0021】
舌様突出部51、52は、コネクタ50の上面上および底面上に配置され、いくつかの貴重な機能をする。舌様突出部51、52の前部端は、接合レセプタクル内への挿入を容易にするために先細りになっている。さらに、突出部52は、突出部51よりもわずかに幅広く、レセプタクル内に二重コネクタが不適切に(上下反対に)挿入されるのを防止する「キーイング」を実施している。最後に、またおそらく最も重要なことには、突出部51、52は、それらがなければ、ボス58−58内にある壊れやすいセラミック整合スリーブ60−60(図1参照)に伝達されることになるであろう側方負荷力に耐えるさらなる強度を提供する。そのような側方負荷は、通常、接合レセプタクルから二重コネクタ50が取り外される際に生じる。
【0022】
ボス58−58は管状の構成であり、およそ1.8ミリメートル(mm)の内径を有する。相互接続される一対の光プラグ(例えば、20−1および20−3)と関連する円筒状フェルールを軸方向に整合する機能をする整合スリーブ60(図1参照)の挿入を容易にする分岐59が各ボスの1つの端部で提供される。整合スリーブ60−60は、金属から作ることが可能であるが、一般には、ジルコニアなどのセラミック材から作られる。これらは、ボスの内径よりもわずかに小さい外径を有し、ボス内で「浮動」することができる。およそ1.25mmの外径を有する一対の円筒状フェルール21(図1)が、サービス中に同じの整合スリーブ60の反対端に挿入される。この例示的な実施形態では、グラスファイバ(およそ125ミクロンの直径)が、各フェルール21の中央軸に沿って延びるボア内に保持される。代替の実施形態では、グラスファイバおよびフェルールは、その外径がボス58の内径に対応する米国特許第5923805号に示されるプラスチックファイバで置き換えられる。整合スリーブは、プラスチックファイバが使用されるときは必要ないことに留意されたい。この段落で提示する寸法は、単に例示的なものであり、LC型光プラグの好ましい使用に基づくものである。
【0023】
可撓性のあるラッチング部材55−55が二重コネクタ50の上面上および底面上に配置され、それぞれが、接続ブロック200の各セル210内の対応する接合機構と協働するように構成されたくさび形状の保持機構56を含む。より具体的には、接合機構256−1および256−2が、図4に示すとおり、セル210の開口213、214内にある。例示として、二重コネクタは、ポリカーボネートなどの熱可塑性材料から成形される。
【0024】
図7は、その構成の様々な細部を示す二重光コネクタ50の前面図である。管状ボス58が、コネクタ50の前壁57から突出し、光ファイバがそこを通って終端間で他の光ファイバと接続されることが可能な開口158を提供している。ガイド部材51、52は、接続ブロック100、200のセルに、または他のレセプタクルに二重コネクタ50を案内する働きをする舌様突出部である。ガイド部材51、52は必須ではないが、前述した貴重な機能を提供する。
【0025】
図7および図8は、コネクタ50に開いた様々な開口153、154、158、ならびにそれらの相対配置をより詳細に示している。コネクタ50の後端の開口153は、図9に開示した仕方で単向光プラグ20を受けて、それを保持する形状をしている。光プラグと連結する保持機構54をコネクタ内に形成する成形プロセス中に使用されるツールが、開口154を作成する。詳細には、保持機構54は、LC型光プラグ20のラッチングタブ25上の肩24と相互接合可能であるように設計される(図9参照)。様々な種類の光プラグに対応するために、二重コネクタ50に様々な種類の保持機構を成形できることを理解されたい。最後に、開口158が、その後端から前端までコネクタを完全に貫通して延びて、光ファイバ間の相互接続を可能にしている。
【0026】
図9は、光プラグ20がそこに挿入された図8の二重光コネクタを示す部分断面図である。図示するとおり、フェルール21が、プラグハウジング22の前端から突出し、その中央軸に沿って配置された光ファイバ(図示せず)を含んでいる。このフェルール21は、管状整合スリーブ60内に保持され、このスリーブは、その直径がわずかに拡大して、スリーブ60の反対端に挿入されたフェルール(その1つだけを示す)のそれぞれに対して径方向の整合力を維持するのを可能にする、その全長に沿ったスロットを含む。スリーブは、ボス58の内径よりも小さい外径を有し、その中で自由に動く。ボス58内の分岐59が図6でもっとも明確に示され、ボス58が、製造中、整合スリーブ60の挿入中にたわむことを可能にしている。そのようなたわみが必要なのは、ボスの終端部分が整合スリーブよりも小さく、スリーブがサービス中および取扱い中に外れるのを防いでいるためである。図9は、光プラグのラッチングタブ25上の肩24と二重コネクタ50内の保持機構54の間の相互作用を示している。この相互作用が、光プラグ20を二重コネクタ内に保持する。光プラグは、ラッチングタブ25を押し下げ、それと同時にコネクタ50からプラグを引き離すことによって解放される。
【0027】
同様な仕方で、二重コネクタ自体も、別のレセプタクル(例えば、図3および図4に示す接続ブロック200のセル210)内に保持される。二重コネクタ50の上面上および底面上の可撓性のあるラッチング部材55−55が、光プラグ20上のラッチングタブ25と同じように機能し、またくさび形状の保持機構56−56が、光プラグ上の肩24と同じように機能する。二重コネクタ50は、両方のラッチング部材55−55を押し下げ、それと同時に二重コネクタをセルから引き離すことによってセル210から解放される。完全にするため、図では、光プラグ20が、少なくとも1本の光ファイバを含む光ケーブル30を終端させ、また、光ファイバの伝送損失を不要に増大させる光ファイバのひどい屈曲を防止するため、屈曲制限ブート40がまわりに配置されている。
【0028】
本発明の様々な特定の実施形態を示し、説明してきたが、本発明の範囲内で変更が可能である。これらの変更には、接続ブロックおよび二重コネクタの構成における異なる材料の使用、様々なラッチング機構を有する様々な種類の光プラグの使用、ならびにプラスチック光ファイバに対応するように設計された光ケーブルおよび光プラグの使用が含まれるが、それらには限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図1】二重コネクタをその前面で受け、また個々の光プラグをその背面で受けるパネル取付け接続ブロックを示す分解透視図である。
【図2】36のセルを有する接続ブロックの好ましい実施形態を示す前面透視図である。
【図3】接続ブロック内の一対の隣接するセルを示す前面図である。
【図4】図3に示した一対の隣接するセルを示す背面図である。
【図5】二重光コネクタを示す背面透視図である。
【図6】二重コネクタを示す前面透視図である。
【図7】二重コネクタを示す前面図である。
【図8】二重コネクタを示す横断面図である。
【図9】光プラグがそこに挿入された図8の二重光コネクタを示す部分断面図である。

Claims (9)

  1. 概して平坦なパネル10内に取り付けるための高密度の光接続ブロック100、200であって、
    該光接続ブロックは、セル110、210を形成する複数の連結された水平リブ150と垂直リブ160を含み、各セルは、他のセルとサイズ、形状、および向きが実質的に同じであり、かつ各セルは、二重光コネクタ50を受けて、該二重光コネクタ50と連結する形状をした凹面状の結合レセプタクルを有する前面を含み、該セルの該前面は、該二重コネクタ50の上面上と底面上とに位置する一対のガイド部材51及び52を受ける一対の開口213及び214を含んでおり、さらに、
    少なくとも2行と少なくとも2列を含む配列内に配置された少なくとも12のセルを含み、
    該接続ブロックは、ポリマー材から一体構造として成形され、少なくとも1つのリセスと少なくとも1つのアイレットとを含み、該少なくとも1つのリセスの各々は、対応するアイレットが位置する面と反対側の面に位置し、該対応するアイレットと相互接合可能な形状に成形される光接続ブロック。
  2. 連結された水平リブ150と垂直リブ160が、10ミリメートルを超える前後の深さを有し、これにより、パネル10に曲げ剛性を提供する請求項1に記載の光接続ブロック100、200。
  3. 該接続ブロックが、少なくとも3行と少なくとも6列を含む配列内に配置された少なくとも18のセル110、210を含む請求項1に記載の光接続ブロック100、200。
  4. 該接続ブロックが、少なくとも3行と少なくとも12列を含む配列内に配置された少なくとも36のセル210を含む請求項に記載の光接続ブロック200。
  5. 接続ブロックの背面がいくつかの対の光ポートを含み、各対が1つのセル110、210と関連し、各ポートが、空洞を画定する複数の内壁を含み、該空洞は、(i)光プラグ20を受けるための概して長方形の入口と、(ii)空洞内に該光プラグを保持するために空洞の頂部に成形された保持表面とを含む空洞である請求項1に記載の光接続ブロック100、200。
  6. 接続ブロックの前面が複数のセル210を含み、各セルが、二重光コネクタ50上のガイド部材51を受けるための少なくとも1つの開口213を含み、該開口は、該二重コネクタ上の該ガイド部材と連結するために、そこに成形された保持機構256−1を含む請求項1に記載の光接続ブロック200。
  7. 各セル210が、二重光コネクタ50上のガイド部材51、52を受けるための一対の開口213、214を含み、該開口は、各セルの上面上および底面上に配置される請求項に記載の光接続ブロック200。
  8. 各セル210内の該一対の開口213、214は、二重コネクタ50が該セル内に複数の向きで挿入されるのを防止する相異なる形状を有する請求項に記載の光接続ブロック200。
  9. 複数の二重光コネクタ50と組み合わせられた、請求項1に記載した接続ブロック200であって、
    各二重光コネクタは、
    各ポートが空洞153を画定する複数の内壁を含む一対の並列光ポートを含み、該空洞153は、(i)所定の光プラグ20を受ける形状をしたその後端の開口と、(ii)該コネクタの前端の壁57から突出する、円筒状フェルール21を保持するための管状ボス58と、(iii)空洞内に該所定の光プラグを保持するための空洞内の保持機構54とを有する空洞であり、コネクタは、さらに、
    セルと該二重コネクタを連結するために該セル210の第1の保持機構256−1にはめるための、該二重コネクタの少なくとも1つの外面上に配置されたラッチング部材55を含むブロック200。
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