JP4606335B2

JP4606335B2 - 光コネクタ

Info

Publication number: JP4606335B2
Application number: JP2006013425A
Authority: JP
Inventors: 武利畑中; 誠川口
Original assignee: Shoden Corp
Current assignee: Shoden Corp
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2026-01-23
Also published as: JP2007193251A

Description

本発明は、光学接続部と電気接続部とを共に接続するような光コネクタに関する。

配線盤では接続ミスが起こりやすいことからその対策が必要となっている。そのような接続ミス対策を施した配線盤の従来技術例として、例えば、特許文献１（特開平６−２６０２３５号公報，発明の名称「配線接続装置及び配線接続方法」）が知られている。この先行技術文献に記載された従来技術では、メタルケーブルをＬＥＤ表示による誘導や、六線の中の一線を接続確認線として接続確認を行うものである。

特許文献１に記載した従来技術では、六線の中の一線を接続確認線として接続確認を行っているが、近年ではメタルケーブルに換えて信号線として光コードを用いたいという要請がある。しかしながら、光コードによるパッチパネル盤の場合では単純に適用できないという事情があった。例えば、通信線と接続確認線との光コードを併走させた光接続ケーブルを用いるとすると、接続確認をできるようにするために接続確認線用の光コード、Ｅ／Ｏ変換器、Ｏ／Ｅ変換器などがポートの数だけ必要となって、コストが大幅に上昇するという問題があった。

さらには、複数の光コードが併走する光接続ケーブルでは、一次側，二次側コネクタユニットにおいてコネクタを正確な位置で対向させる必要があるが、複数の光コードで折り曲げにくくなっている光接続ケーブルからの力によりコネクタ位置がずれて、光信号がうまく通信できなくなり、この点で接続ミスになるおそれもある。この接続ミスは一次側，二次側コネクタユニットにおいてコネクタが正しく接続されているため却って接続ミスの原因が分からず、管理を困難にするおそれもあった。

そこで、本出願人は、光コードによる配線でも、低コストかつ接続ミスの発生を抑止するような光コネクタを考案し、実用新案登録出願を行った。この実用新案登録出願は、実用新案登録第３１０７３７７号として実用新案登録されており、特許文献２（実用新案登録第３１０７３７７号公報，考案の名称「光コネクタ」）に掲載されている。
特許文献２によれば、フェルールとメタル端子とを並列に設け、フェルールにより光学的な接続を、また、メタル端子により電気的な接続を同時に行えるようにしており、利便性を高めた光コネクタとしている。

特開平６−２６０２３５号公報（段落番号００１２〜００３９，図１〜図４）実用新案登録第３１０７３７７号公報（段落番号００１０〜００１９，図１〜図３）

特許文献２に掲載された考案は、電気信号により接続が確認できるようになり利便性を高めたものであるが、フェルールとメタル端子とを並列に設けた構成のため、フェルールの先端同士が突き合わされた時点とメタル端子の先端同士が接触した時点とが同じでなく、時間のずれが生じるという問題があった。確認動作時に電気的接続と光学的接続とを同時に確認できるようにしたいという要請があった。また、先端同士が確実に接触したときのみ接続の確認ができるようにしたいという要請もあった。さらにまた、光コネクタを大型化することなく電気的接続と光学的接続とを行いたいという要請もあった。

そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、安価かつ小型の構成で使い勝手が良く、さらに電気的接続と光学的接続とがほぼ同時に行われるようにしてこれら接続が確実に実行および認識されるような光コネクタを提供することにある。

本発明の請求項１に係る光コネクタは、
配線用光コードから引き出された光ファイバ素線およびメタル素線とそれぞれ接続される光コネクタであって、
光ファイバ素線が挿入される孔が金属製の導電部の中央に形成される導電性フェルールと、導電性フェルールが収容されるプラグフレームと、導電性フェルールに挿通された状態でこの導電性フェルールをプラグフレームへ押すように付勢する金属製のスプリングと、導電性フェルールおよび光ファイバ素線に挿通された状態でこのスプリングを圧縮して付勢力を付与する金属製のストップリングと、光ファイバ素線に挿通されるとともにかしめによりストップリングに固定される金属製のかしめリングと、これらプラグフレーム，スプリング，ストップリング，かしめリング，配線用光コード，光ファイバ素線およびメタル素線を収容するカバーと、を有するプラグと、
導電性フェルールを収容するように電気的な絶縁性材料にて形成された割スリーブと、割スリーブが収容されるアダプタハウジングと、を有するアダプタと、
を備え、
配線用光コードから引き出された光ファイバ素線が導電性フェルールの孔に挿入され、かつ、
メタル素線がかしめリングに電気的に接続されるとともにかしめリング，ストップリングおよびスプリングを介して電気的に導電性フェルールへ導通されており、
アダプタの両方から二個のプラグが対向しつつ嵌挿されて両側の導電性フェルールの先端で光学的な接続と電気的な接続とが略同時になされることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る光コネクタは、
請求項１に記載の光コネクタにおいて、
前記プラグは突起を有し、また、前記アダプタは前記プラグが嵌め込まれたときに前記プラグの突起に係止されるツメを有し、
これら突起の幅およびツメの幅は略等しい長さであり、その幅の長さは導電性フェルールの幅と略等しいか、または導電性フェルールの幅よりも大きいことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る光コネクタは、
請求項１または請求項２に記載の光コネクタにおいて、
前記プラグは位置決め突起を有し、および、前記アダプタはスロットを有し、
位置決め突起がスロットに嵌め込まれて、位置決めされつつ接続されることを特徴とする。

以上のような本発明によれば、安価かつ小型の構成で使い勝手が良く、さらに電気的接続と光学的接続とがほぼ同時に行われるようにしてこれら接続が確実に実行および認識されるような光コネクタを提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態の光コネクタについて図に基づき以下に説明する。図１は本形態の光コネクタのプラグの構成図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は側面図である。図２は本形態の光コネクタのアダプタの構成図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は側面図、図２（ｄ）は斜視断面図である。図３は接続前の光コネクタの断面図である。図４は本形態の光コネクタのプラグの内部構造の斜視分解図である。図５は導電性フェルールによる光学的および電気的接続を説明する説明図であり、図５（ａ）は接続前状態の説明図、図５（ｂ）は接続状態の説明図である。図１，図３，図４で示すプラグ１００を、図２，図３で示すアダプタ２００に接続する。実際はアダプタ２００の両端からプラグ１００を差し込んで使用することとなる。

プラグ１００は、図１で示すように、導電性フェルール１０１、カバー１０２、フード１０３、プラグフレーム１０４、配線用光コード１０５を備える。さらにプラグ１００の内部は、図３，図４で示すように、抗張力体１０６、光ファイバ素線１０７、メタル素線１０８、かしめリング１０９、ストップリング１１０、スプリング１１１を備える。

図３で示すように、配線用光コード１０５は外側被覆が除去された状態でフード１０３内に収容され、配線用光コード１０５の中から抗張力体１０６、光ファイバ素線１０７およびメタル素線１０８が引き出される。これら光ファイバ素線１０７およびメタル素線１０８は抗張力体１０６により覆われ、張力から保護されている。光ファイバ素線１０７は、導電性フェルール１０１の孔内に収容され、導電性フェルール１０１の端面で光ファイバ素線１０７の端面が露出して光学的に接続可能になされている。導電性フェルール１０１の端面とともに光ファイバ素線１０７の光学端面は研磨されて両端面がほぼ同一平面内にあるようにして平面度を向上させている。導電性フェルール１０１はスプリング１１１により付勢されており、導電性フェルール１０１に対して他の導電性フェルール（図示せず）が突き合わされて配置された場合にスプリング１１１の付勢力により、光ファイバ素線１０７の光学端面が常に接触して光学的に確実に接続される。また、機械的位置の相違を吸収する。

一方、メタル素線１０８は、かしめリング１０９と電気的に接続される。図３，図４で示すようなかしめリング１０９、ストップリング１１０、スプリング１１１、導電性フェルール１０１は何れも金属製である。かしめリング１０９、ストップリング１１０、スプリング１１１は光ファイバ素線１０７に挿通される。スプリング１１１を挿通した状態の導電性フェルール１０１をストップリング１１０に挿通させると、スプリング１１１はこのストップリング１１０で止まるが導電性フェルール１０１はストップリング１１０の中まで突出する。導電性フェルール１０１やスプリング１１１をプラグフレーム１０４が覆う状態で、このプラグフレーム１０４がストップリング１１０に固定される。これで導電性フェルール１０１はスプリング１１１により付勢された状態となる。そして、抗張力体１０６をストップリング１１０の外周に配置し、かしめリング１０９でかしめを行い抗張力体１０６を固定する。この際、かしめリング１０９がストップリング１１０の周面に接触するようにする。導電性フェルール１０１は通常はスプリング１１１の付勢力によりストップリング１１０から離れるように付勢される。また、導電性フェルール１０１にストップリング１１０へ向かう方向の力が加わったときは、スプリング１１１が圧縮されつつ導電性フェルール１０１はストップリング１１０に向かう方向へ移動する。これらのような機械的な構造では全体が接触していることから電気的な導電体となり、メタル素線１０８と導電性フェルール１０１とは電気的に接続される。導電性フェルール１０１は、光ファイバ素線１０７が挿入される孔とメタル素線１０８が接続される導電部とを備えるものであるが、本形態では導電性フェルール１０１全体を金属製として構成したため、孔以外では全て導電部となる。

プラグフレーム１０４には、図１（ｂ），図３で示すように、穴部１０４ａが設けられている。導電性フェルール１０１は穴部１０４ａ内に位置してプラグフレーム１０４により支持されている。
フード１０３およびプラグフレーム１０４は、カバー１０２により覆われる。カバー１０２には、図１（ｂ），（ｃ）で示すように、左右両側に二個の突起１０２ａが、また図１（ａ），（ｂ），（ｃ）で示すように、上側に位置決め突起１０２ｂが配置されている。これら突起１０２ａおよび位置決め突起１０２ｂは、アダプタ２００に接続されるときに位置決め・固定を行うために用いられるものであり、説明を後述する。

アダプタ２００は、図２，図３で示すように、アダプタハウジング２０１、割スリーブ２０２を備えている。
アダプタハウジング２０１は、スロット２０１ａ、ツメ２０１ｂ、フランジ部２０１ｃ、角穴２０１ｄを備えている。二個のアダプタハウジング２０１のフランジ部２０１ｃを貼り合わせてアダプタ２００を構成する。図３で示すように、このアダプタ２００の中央に割スリーブ２０２が配置され、両端が角穴２０１ｄ内に位置している。また、図２（ａ）で示すように、スロット２０１ａが両方の開口部の上側（図２（ａ）では左右両側）に二個配置されている。また、図２（ｂ）で示すように角穴２０１ｄ内には、左右両側にツメ２０１ｂが配置されている。これらを用いる接続については後述する。

続いてこれらプラグ１００およびアダプタ２００を接続して光コネクタを構成する点について説明する。図３で示す矢印Ａ方向にプラグ１００を差し込み、アダプタ２００の角穴２０１ｄ内にプラグ１００を挿入する。この際、まず、アダプタ２００のスロット２０１ａ内に、プラグ１００の位置決め突起１０２ｂが嵌め込まれて位置決めがなされるため、上下を誤って誤接続することはない。

続いてプラグ１００が奥へ挿入されると導電性フェルール１０１が割スリーブ２０２の中へ配置される。この割スリーブ２０２は電気的な絶縁材料で形成されており、導電性フェルール１０１と割スリーブ２０２とで導通することはない。また、導電性フェルール１０１の外径と割スリーブ２０２の内径とがほぼ一致しており、導電性フェルール１０１はがたや緩みなどがなく滑らかに挿入される。これにより導電性フェルール１０１と割スリーブ２０２とで中心軸はほぼ一致し、さらに導電性フェルール１０１の先端面はこの中心軸に対して略垂直な面を維持する。最終的にアダプタ２００のスロット２０１ａの奥側で、プラグ１００の位置決め突起１０２ｂが突き当たる。この際、プラグ１００の突起１０２ａが、アダプタ２００のツメ２０１ｂに係止されて固定される。導電性フェルール１０１は割スリーブ２０２内に配置される。

そして、図示しないがアダプタ２００の反対側でもプラグ１００が接続される。すると図５（ａ）で示すように導電性フェルール１０１の両端部は、その両先端面をほぼ平行面となるように維持した状態で近づき、最終的に図５（ｂ）で示すように突き合わされて導電性フェルール１０１の光ファイバ素線１０７の先端面同士が光学的に接続されるとともに導電性フェルール１０１の導電部の先端面同士が接触して電気的に接続される。この際、スプリング１１１により、機械的位置のズレが吸収されつつ、また、最適な力で押圧される。このようにして両側のプラグ１００がアダプタ２００に嵌め込まれて電気的・光学的に接続される。

なお本形態では、図３で示すように、プラグ１００の突起１０２ａの幅およびアダプタ２００のツメ２０１ｂの上下方向の幅ａは、略等しい長さであり、かつその長さは割スリーブ２０２の幅ｂ（導電性フェルール１０も同じ幅ｂ）よりも長くして抜け止めを確実にしている。また、ツメ２０１ｂの上下方向の幅ａは上下方向に長いため、上下方向の力が加わるような場合でも長い突起１０２ａとツメ２０１ｂとで係止されるとともに、導電性フェルール１０１が割スリーブ２０２に緩みなく嵌挿されているため、導電性フェルール１０１は殆ど移動することなく、光学的接続および電気的接続を維持する。このような接続は少なくともａとｂとの長さが同じならば良い。光コネクタはこのようなものである。

以上本形態の光コネクタについて説明した。しかしながら、本形態では各種の変形形態が可能である。
本形態ではプラグ１００では位置決め突起１０２ｂを上側のみ有し、また、アダプタ２００ではスロット２０１ａを上側にのみ有する構成とし、位置決め突起１０２ｂがスロット２０１ａに嵌め込まれて位置決めされつつ接続される構成であった。
しかしながら、プラグ１００では位置決め突起１０２ｂを下側のみ有し、また、アダプタ２００ではスロット２０１ａを下側にのみ有する構成とし、位置決め突起１０２ｂがスロット２０１ａに嵌め込まれて位置決めされつつ接続される構成としても良い。
さらには、プラグ１００の上下両側に位置決め突起１０２ｂを、アダプタ２００の上下両側ではスロット２０１ａを配置しても良い。この場合、位置決め突起１０２ｂとスロット２０１ａの幅を異ならせて、上下誤って配置しないように配慮する。

また、本形態の光コネクタでは光学的接続および電気的接続をそれぞれ一つずつ行う１心の光コネクタであるとして説明した。しかしながら、上記フェルールを２個配置したプラグ、および、上記割スリーブを２個配置したアダプタを用いる２心の光コネクタとしてもよい。また、３心，４心という複数心の光コネクタとしても良い。これら構成は適宜採用される。

以上説明した光コネクタでは、接続とともに光学的接続と電気的接続がなされ、検出が容易な電気的接続がなされている場合には光学的接続がなされていると判断でき、光学的接続の有無を容易に検出できる。そして、その検出は光学的接続と電気的接続とでほぼ同時に行われ、特に電気的接続がなされていれば光学的接続も確実に行われるような構成としたため、信頼性も高く、確認時に使い勝手が良いものである。

本発明を実施するための最良の形態の光コネクタのプラグの構成図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は側面図である。本発明を実施するための最良の形態の光コネクタのアダプタの構成図であって、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は側面図、図２（ｄ）は斜視断面図である。接続前の光コネクタの断面図である。本発明を実施するための最良の形態の光コネクタのプラグの内部構造の斜視分解図である。導電性フェルールによる光学的および電気的接続を説明する説明図であり、図５（ａ）は接続前状態の説明図、図５（ｂ）は接続状態の説明図である。

符号の説明

１００：プラグ
１０１：導電性フェルール
１０２：カバー
１０２ａ：突起
１０２ｂ：位置決め突起
１０３：フード
１０４：プラグフレーム
１０４ａ：穴
１０５：配線用光コード
１０６：抗張力体
１０７：光ファイバ素線
１０８：メタル素線
１０９：かしめリング
１１０：ストップリング
１１１：スプリング
２００：アダプタ
２０１：アダプタハウジング
２０１ａ：スロット
２０１ｂ：ツメ
２０１ｃ：フランジ部
２０１ｄ：角穴
２０２：割スリーブ

Claims

配線用光コードから引き出された光ファイバ素線およびメタル素線とそれぞれ接続される光コネクタであって、
光ファイバ素線が挿入される孔が金属製の導電部の中央に形成される導電性フェルールと、導電性フェルールが収容されるプラグフレームと、導電性フェルールに挿通された状態でこの導電性フェルールをプラグフレームへ押すように付勢する金属製のスプリングと、導電性フェルールおよび光ファイバ素線に挿通された状態でこのスプリングを圧縮して付勢力を付与する金属製のストップリングと、光ファイバ素線に挿通されるとともにかしめによりストップリングに固定される金属製のかしめリングと、これらプラグフレーム，スプリング，ストップリング，かしめリング，配線用光コード，光ファイバ素線およびメタル素線を収容するカバーと、を有するプラグと、
導電性フェルールを収容するように電気的な絶縁性材料にて形成された割スリーブと、割スリーブが収容されるアダプタハウジングと、を有するアダプタと、
を備え、
配線用光コードから引き出された光ファイバ素線が導電性フェルールの孔に挿入され、かつ、
メタル素線がかしめリングに電気的に接続されるとともにかしめリング，ストップリングおよびスプリングを介して電気的に導電性フェルールへ導通されており、
アダプタの両方から二個のプラグが対向しつつ嵌挿されて両側の導電性フェルールの先端で光学的な接続と電気的な接続とが略同時になされることを特徴とする光コネクタ。
請求項１に記載の光コネクタにおいて、
前記プラグは突起を有し、また、前記アダプタは前記プラグが嵌め込まれたときに前記プラグの突起に係止されるツメを有し、
これら突起の幅およびツメの幅は略等しい長さであり、その幅の長さは導電性フェルールの幅と略等しいか、または導電性フェルールの幅よりも大きいことを特徴とする光コネクタ。
請求項１または請求項２に記載の光コネクタにおいて、
前記プラグは位置決め突起を有し、および、前記アダプタはスロットを有し、
位置決め突起がスロットに嵌め込まれて、位置決めされつつ接続されることを特徴とする光コネクタ。