JP4167210B2 - スリーブの取り付け構造 - Google Patents

Description

この発明は双方向光通信用コネクタに関し、特に発光素子と受光素子が組み込まれたレセプタクル（機器側コネクタ）において、それら発光素子及び受光素子と相手方光プラグ（光ファイバ側コネクタ）に保持されている光ファイバとを光学的に接続するために用いられるスリーブの取り付け構造に関する。

図１１はこの種の双方向光通信用コネクタの従来構成例を示したものであり、図１１Ａはレセプタクルを示し、図１１Ｂはそのレセプタクルと嵌合接続される光プラグを示す。
レセプタクル１０のハウジング１１には一対の格納室１２が形成されており、これら格納室１２に発光素子モジュール（送信モジュール）１３及び受光素子モジュール（受信モジュール）１４がそれぞれ格納されている。両格納室１２の前方には前方にのびる受承筒１５がそれぞれ設けられており、これら受承筒１５内にスリーブ１６がそれぞれ挿着されている。図１１Ａ中、１７は背面に冠着されたキャップを示し、１８は発光素子モジュール１３及び受光素子モジュール１４を支持しているバックシートを示す。

一方、光プラグ２０は図１１Ｂに示したように、先端にフェルール２１が取り付けられた一対の光ファイバ２２と、フェルール２１を内部に収容して保護する筒状隔壁２３を備えたハウジング２４と、そのハウジング２４に嵌合固定されたスプリングキャップ２５と、そのスプリングキャップ２５の後部に嵌着されたブーツ２６とを備えて構成されている。図１１Ｂ中、２７はフェルール２１を前方に付勢するスプリングを示す。
上記のような構成とされたレセプタクル１０及び光プラグ２０はレセプタクル１０に光プラグ２０を嵌合すると、光ファイバ２２を保持した一対のフェルール２１が受承筒１５内に進入し、光ファイバ２２端面が露出されているフェルール２１の先端面が受承筒１５内に挿着されているスリーブ１６の先端面とわずかな間隙を介して対向し、これにより両光ファイバ２２と発光素子モジュール１３及び受光素子モジュール１４とがそれぞれスリーブ１６を介して光学的に接続されるものとなっている。なお、スリーブ１６は光を伝播する光ファイバ１６ａが円筒状のホルダ１６ｂ内に収容されて固定されたものとなっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３０４９８０号公報（図１８，１９）

上述したように、従来においてはスリーブは、光を伝播する導光路（光ファイバ）が円筒状ホルダ内に収容された構造とされて、レセプタクルハウジングに設けられている受承筒内に挿着され、この際、スリーブは受承筒に圧入されて位置決め固定されるものとなっており、よってこの圧入による応力が導光路に作用し、応力の影響によって導光路の光学特性が損われるといった問題が生じうるものとなっていた。
一方、上記特許文献１には導光路の一端部にガイド部が一体形成された構造のスリーブやそのようなガイド部を有する送信用スリーブと受信用スリーブとが連結部を介して一体化されてなるスリーブも記載されているが、いずれにしても導光路の回りに位置するガイド部が受承筒に圧入固定されるものとなっているため、上記と同様、圧入による応力が導光路の光学機能に影響を及ぼす危険性があった。

この発明の目的は上述した問題に鑑み、光学機能を損うことなく、圧入固定することができるスリーブの取り付け構造を提供することにある。

請求項１の発明によれば、発光素子と受光素子が組み込まれたレセプタクルに組み込まれて、それら発光素子及び受光素子と相手方光プラグの光ファイバとを光学的に接続するスリーブの取り付けは、送信用スリーブと受信用スリーブとが、台形状の突起又は切欠きが形成された連結部を介して一体化されたスリーブユニットと、上記連結部の上記突起又は切欠きと対応して台形状の段差部又は突出部が形成された凹部を有するレセプタクルボディとを含み、そのレセプタクルボディは上記凹部の段差部又は突出部の斜面に形成された複数の突条を有し、上記連結部が上記凹部に挿入され、上記凹部の上記複数の突条が上記連結部の上記突起又は切欠きの斜面と圧接して上記連結部を位置決め固定する構造とされている。

請求項２の発明では請求項１の発明において、送信用スリーブ及び受信用スリーブの両光軸と平行で、かつそれら光軸間の中点に位置する中心線に対して連結部が非対称形状とされる。

請求項３の発明では請求項１の発明において、連結部が、送信用スリーブ及び受信用スリーブの両光軸を含む第１の平面及びその第１の平面と直交し、かつ上記両光軸と平行でそれら光軸間の中点に位置する中心線を含む第２の平面に対してそれぞれ非対称形状とされる。

この発明によれば、送信用スリーブと受信用スリーブとを連結する連結部が圧入固定されて、それら送信用スリーブ及び受信用スリーブがレセプタクルに組み込まれるものとなっており、よって圧入による応力は送信用スリーブ及び受信用スリーブに作用せず、応力の影響によってそれらの光学機能（光学特性）が損われるといった問題の発生を解消することができる。

この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１はこの発明によるスリーブの取り付け構造の一実施例において使用するスリーブ（スリーブユニット）の構成を示したものであり、図２はそのスリーブが組み込まれてなるレセプタクルの外観、図３はそのレセプタクルを各部に分解した状態をそれぞれ示したものである。また、図４はスリーブの取り付け構造の詳細を示したものである。まず、図１を参照してスリーブの構成について説明する。
この例では送信用スリーブ３０と受信用スリーブ４０とが連結部５０を介して一体化されてスリーブユニット６１が構成される。

送信用スリーブ３０はこの例では円柱状をなし、両端面にレンズ３１ａが形成されている光学機能部（導光路）３１と、その光学機能部３１の一端側の回りに形成されているフランジ３２と、そのフランジ３２の内側端面から光学機能部３１の他端側に向って光学機能部３１と平行に突出形成されている一対のリブ３３とよりなるものとされる。一対のリブ３３は所定の間隙を介して光学機能部３１を挟んで互いに対向され、互いの内側面は平面とされ、互いの外側面は円筒面とされて、フランジ３２の外周面と同一面をなすものとされている。なお、フランジ３２の外側端面には凹部３４が形成されており、この凹部３４内に光学機能部３１の一端が位置されている。

一方、受信用スリーブ４０は円柱状をなし、両端面にレンズ４１ａが形成されている光学機能部（導光路）４１と、その光学機能部４１の一端側の回りに形成されているフランジ４２と、そのフランジ４２の内側端面から光学機能部４１の他端側に向って光学機能部４１と平行に突出形成されている一対のリブ４３とよりなるものとされ、これらリブ４３はこの例ではリブ３３と異なり、平板状とされて光学機能部４１を挟んで同一平面上に位置され、かつ光学機能部４１と連結されている。なお、一対のリブ４３の互いの外側面は円筒面とされてフランジ４２の外周面と同一面をなすものとされ、またフランジ４２の外側端面には凹部４４が形成されて、その凹部４４内に光学機能部４１の一端が位置されている。

連結部５０は両フランジ３２，４２の内側端面側において、それらフランジ３２，４２間に設けられてフランジ３２，４２を連結する平板状をなすものとされ、この例ではその平板部５１に突起５２が形成されている。突起５２は平板部５１の中央部分に位置し、その一辺から板面方向に突出されており、台形形状をなすものとされる。
上記のような構成とされたスリーブユニット６１は例えば樹脂成形により一体形成される。
次に、図３を参照してレセプタクルの構成について説明する。

レセプタクル７０は樹脂製のレセプタクルボディ８０と上述したスリーブユニット６１と発光素子モジュール７１と受光素子モジュール７２と素子ホルダ７３とシールドカバー７４とよりなるものとされる。
発光素子モジュール７１及び受光素子モジュール７２はそれぞれ発光素子及び受光素子が樹脂封止されてその封止樹脂から端子が導出された構造とされ、発光素子は例えばレーザダイオード（ＬＤ）とされ、受光素子は例えばフォトダイオード（ＰＤ）とされる。図３中、７１ａ，７２ａは封止樹脂を示し、７１ｂ，７２ｂは端子を示す。

発光素子モジュール７１及び受光素子モジュール７２は素子ホルダ７３に収容されて保持され、この素子ホルダ７３がシールドカバー７４に収容保持される。シールドカバー７４には一対の係止部７４ａが設けられており、これら係止部７４ａがレセプタクルボディ８０の両側面に係止されてシールドカバー７４がレセプタクルボディ８０に、その背面側から取り付けられる。レセプタクルボディ８０の背面には凹部８１が形成されており、スリーブユニット６１はこの凹部８１に挿入位置されて発光素子モジュール７１の発光面及び受光素子モジュール７２の受光面と対向される。

上記のようにして組み立てられたレセプタクル７０は図２に示したような外観構造となる。レセプタクルボディ８０の前面には図２Ｂに示したように相手方光プラグが挿入される凹部８２が形成されており、この凹部８２の底面から突出して一対の受承筒８３が形成されている。なお、受承筒８３の筒内空間は図３に示したように凹部８１において背面側に開放されている。
次に、図４を参照してスリーブユニット６１のレセプタクルボディ８０への取り付け構造詳細を説明する。

レセプタクルボディ８０の背面に形成されている凹部８１は図４に示したようにスリーブユニット６１の外形形状（フランジ３２，４２と連結部５０がなす形状）とほぼ対応する形状とされてスリーブユニット６１が収容される大きさとされ、この凹部８１の側壁面にはこの例では３つの突条８４が形成されている。これら突条８４は凹部８１の深さ方向に形成されており、断面が半球面状をなすものとされる。３つの突条８４のうちの１つは凹部８１の上辺部中央に位置し、残る２つの突条８４はスリーブユニット６１の連結部５０の台形状突起５２と対応して下辺部に形成されている段差部８５の両斜面にそれぞれ形成されている。

スリーブユニット６１は上記のように３つの突条８４を備えた凹部８１に連結部５０が圧入されて取り付けられ、これにより３つの突条８４が連結部５０と図４に示すように圧接して、これら突条８４により連結部５０が位置決め固定される。
従って、この例によれば、スリーブユニット６１の圧入取り付けによる応力は連結部５０に作用するものとなっており、つまり送信用スリーブ３０及び受信用スリーブ４０の両光学機能部３１，４１には圧入による応力は作用しないものとなっており、よって応力の影響によって光学機能部３１，４１の光学機能（光学特性）が損われるといった問題は発生しない。

図５は上述したレセプタクル７０に相手方光プラグが嵌合接続された状態の横断面構造の概略を示したものであり、図５中、９１は光ファイバを示し、９２は光ファイバ９１の先端に取り付けられたフェルールを示す。なお、光プラグの、これら光ファイバ９１及びフェルール９２以外の部分の図示は省略している。
フェルール９２に保持されて受承筒８３内に挿入された光ファイバ９１はそれぞれスリーブユニット６１の光学機能部３１，４１を介して発光素子モジュール７１及び受光素子モジュール７２と光学的に接続される。

なお、この例ではスリーブユニット６１の送信用スリーブ３０及び受信用スリーブ４０はそれぞれリブ３３及び４３を具備するものとなっているが、これらリブ３３，４３は光学機能部３１，４１の保護のために設けられているものであり、図５に示したように受承筒８３内に挿入位置されるものの、受承筒８３との間にはわずかな隙間があり、つまり受承筒８３に圧入されない構造となっている。
一方、このようなリブ３３，４３を具備することによって、例えばスリーブユニット６１の連結部５０の位置決め部分において、何らかの損傷が発生して位置決め機能が損われるといった状況が生じても、位置決めを大きく崩さず、スリーブユニット６１の光学機能を維持できるものとなり、つまり光学機能部３１，４１の大幅な軸ずれを防止することができ、補助的な位置決めとして機能させることができる。

図６はスリーブユニットの他の構成例を示したものであり、この例では送信用スリーブ３０及び受信用スリーブ４０はそれぞれ円柱状の光学機能部３１及び４１のみよりなるものとされ、つまり図１に示した構成から光学機能部保護用のフランジ３２，４２及びリブ３３，４３が削除された構成となっている。
この図６に示したスリーブユニット６２は図１に示したスリーブユニット６１と同様の連結部５０を備えており、連結部５０が圧入固定される構造のスリーブユニットの最小構成（基本構成）を示すものである。

上述した例ではスリーブユニットの連結部５０は平板部５１に突起５２が突出形成され、突起５２がレセプタクルボディ８０に形成された突条８４と圧接して位置決めされるものとなっているが、連結部５０の形状はこれに限らず、他の形状を採用することもできる。
図７〜９は連結部５０の各種形状を示したものであり、図７では連結部５０は平板部５１に台形状をなす切り欠き５３が形成されたものとなっている。図８は連結部５０が幅狭の平板部５１よりなるものとし、両フランジ３２，４２間を全面的に連結するのではなく、片寄った一方の側のみ連結するようにしたものである。また、図９は平板部５１に三角形状をなす角穴５４を設けたものである。

図１０Ａ〜Ｃはこれら図７〜９に示したスリーブユニット６３〜６５のレセプタクルボディ８０への圧入取り付け構造をそれぞれ示したものである。
図１０Ａではレセプタクルボディ８０の背面に形成されている凹部８１の上辺部中央に、スリーブユニット６３の連結部５０の切り欠き５３と対応する台形状の突出部８６が形成されており、この台形状突出部８６の両斜面にそれぞれ突条８４が形成され、さらに凹部８１の下辺部に２つの突条８４が形成されている。スリーブユニット６３の連結部５０は凹部８１の側壁面に位置するこれら４つの突条８４と圧接して位置決め固定される。

図１０Ｂでは凹部８１の下辺部中央に台形状の突出部８７が形成されて、スリーブユニット６４の幅狭の連結部５０と対応する幅に凹部８１の中央部が狭められ、台形状突出部８７の上面に２つの突条８４が形成され、さらに凹部８１の上辺部に２つの突条８４が形成されたものとなっている。連結部５０はこれら４つの突条８４と圧接して位置決め固定される。
一方、図１０Ｃではスリーブユニット６５の角穴５４と嵌合する三角柱状の突起８８が凹部８１に形成されており、スリーブユニット６５の連結部５０はこの突起８８に角穴５４が圧入されて図１０Ｃに示したように位置決め固定される。

これら図１０Ａ〜Ｃに示したいずれの取り付け構造においても、連結部５０が圧入されて位置決め固定されるものとなっており、よって圧入による応力は送信用スリーブ３０及び受信用スリーブ４０の両光学機能部３１，４１には作用しない。
なお、送信用スリーブ３０と受信用スリーブ４０とを連結する連結部５０はいずれのスリーブユニット６１〜６５においても薄い平板状とされ、薄くしている分、送信側から連結部５０を通り受信側へ入射するクロストークを抑制できるものとなっているが、例えば図９に示したスリーブユニット６５のように連結部５０に角穴５４が設けられた構造ではクロストークをさらに抑制することができるものとなる。

また、上述した例ではいずれのスリーブユニット６１〜６５も送信用スリーブ３０及び受信用スリーブ４０の両光軸と平行で、かつそれら光軸間の中点に位置する中心線に対して連結部５０が非対称形状とされ、かつレセプタクルボディ８０の凹部８１も連結部５０の形状に対応した形状とされているため、スリーブユニット６１〜６５のレセプタクルボディ８０への組み込み時に、送信用スリーブ３０と受信用スリーブ４０とを入れ違えて挿入してしまうといった誤った組み込みを防止できるものとなっている。
なお、図６に示したフランジ及びリブのないスリーブユニット６２では例えばスリーブユニット６２の前後を入れ違えて挿入するといったことが生じうるが、これを回避するためには連結部５０の突起５２を連結部５０の中央からずらして設け、かつレセプタクルボディ８０の凹部８１の段差部８５もそれに合わせてずらせばよい。つまり、連結部５０の形状を送信用スリーブ３０及び受信用スリーブ４０の両光軸を含む第１の平面に対して非対称とし、さらにその第１の平面と直交し、かつ上記両光軸と平行でそれら光軸間の中点に位置する中心線を含む第２の平面に対しても非対称とすることにより、この図６に示したようなスリーブユニット６２の前後左右あらゆる方向の誤挿入を防止することができる。

この発明の第１の実施例に用いるスリーブユニットを示す図、Ａは平面図、Ｂは正面図、Ｃは側面図、Ｄは斜視図。 図１に示したスリーブユニットが組み込まれたレセプタクルの外観を示す図、Ａは背面側から見た斜視図、Ｂは正面側から見た斜視図。 図２に示したレセプタクルの分解斜視図。 この発明の第１の実施例を説明するための図。 図２に示したレセプタクルに相手方光プラグの光ファイバを保持したフェルールが嵌合接続された状態の概要を示す断面図。 スリーブユニットの他の構成例を示す図、Ａは平面図、Ｂは正面図、Ｃは側面図、Ｄは斜視図。 この発明の第２の実施例に用いるスリーブユニットを示す図、Ａは平面図、Ｂは背面図、Ｃは側面図、Ｄは斜視図。 この発明の第３の実施例に用いるスリーブユニットを示す図、Ａは平面図、Ｂは正面図、Ｃは側面図、Ｄは斜視図。 この発明の第４の実施例に用いるスリーブユニットを示す図、Ａは平面図、Ｂは正面図、Ｃは側面図、Ｄは斜視図。 Ａ〜Ｃはそれぞれこの発明の第２、第３及び第４の実施例を説明するための図。 双方向光通信用コネクタの従来構成例を示す図、Ａはレセプタクルの断面図、Ｂは光プラグの断面図。

Claims (3)

1. 発光素子と受光素子が組み込まれたレセプタクルに組み込まれて、それら発光素子及び受光素子と相手方光プラグの光ファイバとを光学的に接続するスリーブの取り付け構造であって、
   送信用スリーブと受信用スリーブとが連結部を介して一体化されたスリーブユニットと、上記連結部に台形状の突起又は切欠きが形成されており、
   上記連結部の上記突起又は切欠きと対応して台形状の段差部又は突出部が形成された凹部を有するリセプタクルボディと、
   を含み、上記レセプタクルボディは上記凹部の段差部又は突出部の斜面に形成された複数の突条を有し、上記連結部が上記凹部に挿入され、上記凹部の上記複数の突条が上記連結部の上記突起又は切欠きの斜面と圧接して上記連結部を位置決め固定していることを特徴とするスリーブの取り付け構造。
2. 請求項１記載のスリーブの取り付け構造において、
   上記送信用スリーブ及び受信用スリーブの両光軸と平行で、かつそれら光軸間の中点に位置する中心線に対して上記連結部が非対称形状とされていることを特徴とするスリーブの取り付け構造。
3. 請求項１記載のスリーブの取り付け構造において、
   上記連結部が、上記送信用スリーブ及び受信用スリーブの両光軸を含む第１の平面及びその第１の平面と直交し、かつ上記両光軸と平行でそれら光軸間の中点に位置する中心線を含む第２の平面に対してそれぞれ非対称形状とされていることを特徴とするスリーブの取り付け構造。

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