JP4273937B2 - 光トランシーバ - Google Patents

Description

本発明は、ダイカスト製筐体を有する光トランシーバに係り、設計変更時の型代コストを節減できる光トランシーバに関する。

光トランシーバは、１つの筐体内に少なくとも光送信モジュール及び光受信モジュール（合わせて光送受信モジュールと呼ぶことがある）を収容することにより、光通信の１チャンネル分を１つのユニットとして提供するものである。さらには、これら光送受信モジュールが送受する信号を制御する通信制御回路をも同一筐体に収容することにより、光送受信モジュールの物理的な仕様によらず、上位機器とのインタフェースを画一化することができる。

上位機器である多チャンネル中継装置の正面パネルには光トランシーバの差し込み口が多数設けられ、これらの差し込み口にそれぞれ光トランシーバを差し込んで使用することができる。この差し込み口から外に出ている光トランシーバの頭部には、伝送路である光ファイバの光コネクタを挿入するためのレセプタクルが形成される。このレセプタクルに光コネクタを挿入したときに、筐体内の光送受信モジュールの光軸と光コネクタ側の光軸とが一致して光結合を図ることができる。

光トランシーバ内の光送受信モジュールは、レセプタクルの奥部に設置されており、予め光コネクタ側の光軸が来る位置に光送受信モジュールの光軸が合うよう位置決めして固定されている。この位置決めを簡単にするために、光トランシーバの筐体には、光送受信モジュールを所定の位置に保持するステーが形成される。光トランシーバの筐体は、電磁ノイズの防止と放熱のために亜鉛若しくはアルミのダイカストで作られており、上記ステーなどの筐体内構造物も筐体と一体的に成型される。

特開２００１−２９６４５７号公報

近年では光送受信モジュールの製造及び販売競争が熾烈で、いろいろなメーカが光送受信モジュールを製造している。光トランシーバのメーカは、こうした中から性能や信頼性と共に価格を参酌して光送受信モジュールを選択し、光トランシーバに組み込んでいる。いったんあるメーカの光送受信モジュールを使用していても、後でより安価なものが見つかれば、メーカを代えたり、或いは同一メーカでも品番を代えたりする。これにより、部品コストを抑えて、光トランシーバの低価格化を図ることができる。

ところが、光送受信モジュールの外形は、メーカや品番によってまちまちである。このため、光送受信モジュールを変更する都度に、光トランシーバの筐体を改造してステーの位置や大きさを変更しなければならない。筐体を改造するには、金型を作りかえる必要がある。ダイカストの金型の製作には膨大な費用がかかるので、上記部品コストの節減の効果が半減されてしまう。

このように、光トランシーバは、筐体と筐体内部のステー等の構造物を一括にダイカストで製作しているため、筐体構造に若干の設計変更を加えたくても、型代コストが障害になることがある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、設計変更時の型代コストを節減できる光トランシーバを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、光コネクタレセプタクルを有する略直方体状の金属製筐体と、略円筒状の光送信モジュール及び光受信モジュールと、前記光送信モジュール及び光受信モジュールの胴部がそれぞれ嵌合される２つの保持用溝を有する前記筐体に収容可能な大きさの略直方体状のブロックとを備え、前記ブロックは前記ブロックに固定された前記光送信モジュール及び光受信モジュールの頭部が前記筐体の前記光コネクタレセプタクルに臨むよう前記筐体の所定の位置に収容されるものである。

前記筐体には前記ブロックを両側から挟んで上記光送信モジュール及び光受信モジュールを上記所定の位置に合わせる位置決め面を形成してもよい。

前記ブロックは、前記光送受信モジュールの並び方向に沿った面を閉じ合わせ面とし、その閉じ合わせ面に前記保持用溝となる半割溝を形成した半割ブロックであってもよい。

前記光送信モジュール及び光受信モジュールの胴部に設けられた拡径又は縮径による段差部に対応させて前記保持用溝には前記段差部に密に嵌合するブロック側段差部を形成してもよい。

前記ブロックを樹脂で構成してもよい。

前記保持用溝と前記光送信モジュール及び光受信モジュールの胴部との間に放熱助剤（材）を設けてもよい。

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

（１）光送受信モジュールの寸法変更はブロックの寸法変更で対応でき、筐体の変更は必要なくなる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１に示されるように、本発明に係る光トランシーバは、光送信モジュール１及び光受信モジュール２をそれぞれ嵌合して保持するブロック３と、このブロック３を位置決めして収容する筐体４とを有する。

図２に示されるように、ブロック３は、光送信モジュール１及び光受信モジュール２の胴部がそれぞれ嵌合される２つの保持用溝５，６を有する。光送信モジュール１及び光受信モジュール２は、それぞれ頭部７，８がブロック３から露出しており、これら頭部７，８の中心に光軸を有する。

ブロック３は、全体的には略直方体状に形成されており、詳細には、底面９と天面１０とが互いに平行、前端面１１は底面９及び天面１０に対して直角、後部段差面１２が前端面１１に対して平行、両側面１３，１４は底面９及び天面１０に対しても前端面１１及び後部段差面１２に対しても直角である。光送信モジュール１及び光受信モジュール２は、それぞれの光軸が底面９に対して平行に並ぶよう配置されている。ブロック３の外形は、ほとんど上下対称な形状に形成されている。

ブロック３は、光送信モジュール１及び光受信モジュール２の並び方向に沿った面を閉じ合わせ面として上半ブロック１５と下半ブロック１６とに分割された半割ブロックである。半割といっても、正確に２等分である必要はなく、閉じ合わせ可能に２つに分かれていればよい。

図３に示されるように、下半ブロック１６は、底面９に対して平行な閉じ合わせ面１７を有し、その閉じ合わせ面１７には図２の保持用溝５，６となる半割溝１８，１９が形成されている。

半割溝１８は、光送信モジュール１を位置決めして保持することができればよく、角溝や三角溝としてもよいが、ここでは光送信モジュール１が全体的に略円筒状に形成されていることに対応して、全体的に略半割円筒状に形成されている。詳細には、光送信モジュール１の胴部に拡径部（フランジ）２０，２１と縮径部（リング溝）２２とによる段差部２３が設けられているので、この段差部２３に対応させて半割溝１８には段差部２３に密に嵌合するブロック側段差部２４が形成されている。ブロック側段差部２４は、光送信モジュール１の拡径部２０，２１に挟まれた縮径部２２と雌雄の関係になる縮径部（内向フランジ）で構成される。なお、光送信モジュール１と半割溝１８の凹凸関係を逆にして、光送信モジュール１のフランジが半割溝１８のリング溝に嵌るようにしてもよい。

ブロック側段差部２４を除く半割溝１８の内面２５は光送信モジュール１との間に隙間を有するよう、光送信モジュール１の胴部よりも若干の余裕分だけ径を大きくしてもよい。図示例では、光送信モジュール１が拡径部２０，２１、縮径部２２とは別の拡径部、縮径部を有し、全体的に後端側が太くなっているので、半割溝１８の内面２５も後端側を余計に太くして隙間ができるようにしてある。

半割溝１９は、半割溝１８に準ずる。ただし、図示例では、光送信モジュール１と光受信モジュール２を同形状としたので、それぞれに対応する半割溝１８，１９も同形状であるが、光送信モジュール１と光受信モジュール２が異形状であるならば、半割溝１９は光送信モジュール２に嵌合できる形状にするのは言うまでもない。

上半ブロック１５の内部構造については図示説明はしないが、図３で説明した下半ブロック１６の内部構造とほぼ同等である。上半ブロック１５と下半ブロック１６を閉じ合わせた状態で互いに固定するために、一方の半ブロックには貫通穴を形成し、他方の半ブロックにはその貫通穴と連通するタップ穴を形成し、貫通穴の外からネジを通して締め付けるようにするとよい。光送信モジュール１及び光受信モジュール２を下半ブロック１６の半割溝１８に嵌め込んだ後、上半ブロック１５を被せて下半ブロック１６に閉じ合わせることにより、段差部２３とブロック側段差部２４とが密に嵌合することで、光送信モジュール１及び光受信モジュール２がその中心軸（＝光軸）を図２のように保持用溝５，６の中心軸に一致させて保持された状態となる。

これら上半ブロック１５と下半ブロック１６は、樹脂を成型してなる。図３で説明した半割溝１８，１９は、光送信モジュール１及び光受信モジュール２の段差部２３とブロック側段差部２４とが密に嵌合する必要があるため、光送信モジュール１及び光受信モジュール２のメーカや品番が変更されれば、それに合わせた形状・寸法となるよう金型を作りかえて製作する。一方、半割溝１８，１９の中心位置と図２で説明した底面９、天面１０、前端面１１、後部段差面１２、両側面１３，１４については、光送信モジュール１及び光受信モジュール２の形状・寸法によらず、一定とする。

図４に示されるように、ブロック３を収容する筐体４は、全体的に略直方体状に形成されている。筐体４は、光コネクタ（図示せず）のレセプタクル２６，２７が形成された頭部２８と、この頭部２８と一体的に作られた筐体底部２９及び筐体側壁３０，３１を有する。これら頭部２８、筐体底部２９、筐体側壁３０，３１で囲まれた空間にブロック３と通信制御回路基板４１を収容することができる。通信制御回路基板３２は筐体底部２９上の図示しないリブに載置してネジ止めするようになっている。

筐体側壁３０，３１は、互いに平行に対向しており、それぞれが図２に示したブロック３の両側面１３，１４に接することにより、ブロック３を幅方向両側から挟んで光送信モジュール１及び光受信モジュール２を幅方向所定の光軸位置に合わせる働きをする。即ち、筐体側壁３０，３１は位置決め面である。

頭部２８の後端には筐体底部２９上の空間に臨む頭部後端壁３２が形成されている。また、筐体側壁３０，３１には、幅方向内側に向かって隆起した部分によって頭部２８に臨む側壁段差面３３が形成されている。頭部後端壁３２と側壁段差面３３は、互いに平行に対向しており、それぞれが図２に示したブロック３の前端面１１及び後部段差面１２に接することにより、ブロック３を前後方向両側から挟んで光送信モジュール１及び光受信モジュール２を前後方向所定の位置に合わせる働きをする。即ち、頭部後端壁３２と側壁段差面３３は位置決め面である。

筐体側壁３０，３１上の開口を閉じるために上蓋３４が設けられている。筐体側壁３０，３１には上蓋３４をネジ止めして取り付けるためのネジ穴付きリブ３５が形成されている。上蓋３４は、筐体底部２９に対して平行に対向して取り付けられる。上蓋３４（下面）と筐体底部２９は、それぞれが図２に示したブロック３の天面１０と底面９に接することにより、ブロック３を上下方向両側から挟んで光送信モジュール１及び光受信モジュール２を上下方向所定の位置に合わせる働きをする。即ち、上蓋３４と筐体底部２９は位置決め面である。

筐体４（上蓋３４を含む）は、亜鉛若しくはアルミのダイカストにより成型される。よって、上下方向、幅方向及び前後方向の位置決め面の形状・寸法及びレセプタクル２６，２７との相対位置関係は型によって規定される。

次に、本発明の光トランシーバの組み立て手順を説明する。

まず、図３に示されるように、光送信モジュール１及び光受信モジュール２を下半ブロック１６の半割溝１８に嵌め込んだ後、上半ブロック１５を被せて下半ブロック１６に閉じ合わせる。段差部２３とブロック側段差部２４とが密に嵌合することで、光送信モジュール１及び光受信モジュール２がその中心軸（＝光軸）を図２のように保持用溝５，６の中心軸に一致させて保持された状態となる。このブロック３を図４に示されるように、筐体４に収容する。このとき、筐体４には既に説明した各方向の位置決め面が形成されているので、光コネクタ（図示せず）のレセプタクル２６，２７に臨む所定の光軸位置に光送信モジュール１及び光受信モジュール２の光軸が一致する。

次に、本発明の光トランシーバの部品及び金型製造について説明する。

まず、筐体４のための金型を製作する。筐体４の金型において、上記直交３方向の位置決め面の形状・寸法及びレセプタクル２６，２７との相対位置関係が規定されるので、これをブロック３のための金型にも反映することになる。

ブロック３のための金型を製作するときは、光送信モジュール１及び光受信モジュール２の形状・寸法に図３で説明したブロック３の内側、即ち半割溝１８，１９の形状・寸法を合わせる。このとき、半割溝１８，１９の中心位置と図２で説明したブロック３の外側、即ち底面９、天面１０、前端面１１、後部段差面１２、両側面１３，１４については、光送信モジュール１及び光受信モジュール２の形状・寸法によらず一定とし、図４で説明した筐体４の位置決め面の形状・寸法に合わせる。

もし、メーカや品番が変更されれば、それに合わせてブロック３の内側を変更した金型を製作する。ブロック３の外側については変更しないのは言うまでもない。筐体４のほうの金型も全く変更しない。

この新しい金型で成型した新しい光送信モジュール及び光受信モジュールのためのブロックは、それ以前のブロック３と全く変わりなく筐体４に位置決めして収容することができる。

本発明を背景技術と比較すると、背景技術では筐体と筐体内部のステー等の構造物を一括にダイカストで製作しているため、筐体構造に若干の設計変更を加えようとするとダイカストの金型製作費用が必要になった。本発明では、設計変更が見込まれる光送受信モジュールの受け部分をブロック化したので、光送受信モジュールの寸法変更はブロックの寸法変更で対応でき、筐体の変更は必要なくなる。ブロックは筐体全体に比べて構造が簡単かつ小さいので、ブロックを金属ダイカストで製作したとしても金型の製作費用は安くできる。また、ブロックは電磁遮蔽の役割が必要ないので樹脂で成型できる。一般に樹脂の金型製作費用はダイカストの金型製作費用に比べて安いので、ブロックの金型の製作費用はいっそう安くなる。よって、光送受信モジュール変更による部品コストの節減の効果が生きてくる。

なお、ブロックの材質は、放熱を考慮すると、熱伝導率の高い樹脂が好ましい。熱伝導率が１Ｗ／Ｋ・ｍ以上であることが好ましい。ブロックの材質中にフィラーを混入させてもよい。

図３に示したように、光送信モジュール１及び光受信モジュール２とブロック３の半割溝１８，１９の内面２５との隙間に熱伝導率の高いシリコーン系シート、グリス、コンパウンド等の放熱助剤（材）３５を充填すれば、これら光送受信モジュールの熱をブロック３経由で筐体４に効率よく逃がすことができる。

図２に示したように、ブロック３の天面１０にシリコーン系シートからなる放熱シート３６を載せてもよい。この放熱シート３６には弾性があるため、図４の上蓋３４を閉めてブロック３を筐体底部２９に押しつけるとき、押しつけ力が均等に働く。また、ブロック３の天面１０と上蓋３４とが放熱シート３６を介してよく密着するので、放熱効果も向上する。

図５にブロックの他の形態を示す。

図５に示されるように、図３の下半ブロック１６とほぼ同様の下半ブロック５１は、図示しない上半ブロックとの閉じ合わせ面５２に、先端を上方に向けた円柱をその円柱の中心を通るスリットで分割した割ピン５３が形成されている。この割ピン５３に対応して図示しない上半ブロックにはその閉じ合わせ面に割ピン５３より径の小さい差し込み穴が形成される。従って、両ブロックを閉じ合わせたとき、割ピン５３が差し込み穴に食い込んで両ブロックの接合に寄与する。

本発明の一実施形態を示す光トランシーバの上蓋が開いている斜視図である。 図１中のブロックの拡大斜視図である。 図２のブロックの分解斜視図である。 図１の光トランシーバの分解斜視図である。 本発明の他の実施形態を示す下半ブロックの斜視図である。

符号の説明

１ 光送信モジュール
２ 光受信モジュール
３ ブロック
４ 筐体
５ 保持用溝
６ 保持用溝
９ 底面
１０ 天面
１１ 前端面
１２ 後部段差面
１３ 側面
１４ 側面
１７ 閉じ合わせ面
１８ 半割溝
１９ 半割溝
２０ 拡径部
２１ 拡径部
２２ 縮径部
２３ 段差部
２４ ブロック側段差部
２９ 筐体底部
３０ 筐体側壁
３１ 筐体側壁
３２ 頭部後端壁
３３ 側壁段差面

Claims (6)

1. 光コネクタレセプタクルを有する略直方体状の金属製筐体と、
   略円筒状の光送信モジュール及び光受信モジュールと、
   前記光送信モジュール及び光受信モジュールの胴部がそれぞれ嵌合される２つの保持用溝を有する前記筐体に収容可能な大きさの略直方体状のブロックとを備え、
   前記ブロックは前記ブロックに固定された前記光送信モジュール及び光受信モジュールの頭部が前記筐体の前記光コネクタレセプタクルに臨むよう前記筐体の所定の位置に収容されることを特徴とする光トランシーバ。
2. 前記筐体には前記ブロックを両側から挟んで上記光送信モジュール及び光受信モジュールを上記所定の位置に合わせる位置決め面を形成したことを特徴とする請求項１記載の光トランシーバ。
3. 前記ブロックは、前記光送受信モジュールの並び方向に沿った面を閉じ合わせ面とし、その閉じ合わせ面に前記保持用溝となる半割溝を形成した半割ブロックであることを特徴とする請求項１又は２記載の光トランシーバ。
4. 前記光送信モジュール及び光受信モジュールの胴部に設けられた拡径又は縮径による段差部に対応させて前記保持用溝には前記段差部に密に嵌合するブロック側段差部を形成したことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の光トランシーバ。
5. 前記ブロックを樹脂で構成したことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の光トランシーバ。
6. 前記保持用溝と前記光送信モジュール及び光受信モジュールの胴部との間に放熱助剤（材）を設けたことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の光トランシーバ。

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