JP4735342B2 - ホストシステム - Google Patents

Description

本発明は、プラガブル光データリンクを受納するケージを搭載するホストシステムの構造に関する。

光信号を電気信号に変換してこれを処理する光受信部と、電気信号を光信号に変換して光ファイバ中に出射する光送信部と、光ファイバに付属する光コネクタを受納する光レセプタクルとを備えた光トランシーバについては、幾つかの業界標準が定められて商品化されている。これら業界標準においては、通信速度、電気信号レベル、タイミング等の電気的仕様、および外形寸法、強度、外部とのインタフェースのためのリードピンの割当、光コネクタ／光レセプタクル仕様、ホスト装置への搭載方法などの機械的、電気的仕様が規格化されている（例えば、ＸＦＰ-ＭＳＡ（ＸＦＰマルチソースアグリーメント） Ｒｅｖ．４.１等）。これらの光トランシーバは、ホスト基板の電源を生かしたまま、ホスト基板上のケージに挿抜が可能なプラガブルタイプの光トランシーバである。

上記規格化された仕様は、光トランシーバの互換性を第一の目的とするものであって、個々のトランシーバの内部構造、内部の電気的特性等は、規格化された業界標準の範囲で随意に設計できるものであり、普遍的なものではない。

例えば、特許文献１や特許文献２には、上述のプラガブルタイプの光トランシーバを搭載するホストシステムの構造が開示されている。以下、特許文献１に記載の従来のホストシステムについて図５〜図８に基づいて説明する。

図５は、特許文献１に記載の従来のＸＦＰ型光トランシーバを搭載するホストシステムの構造を示す図である。図中、ホストシステムは、ＸＦＰ型光トランシーバ１０１を収納するケージ１０２と、ケージ１０２を搭載するホスト基板１０３と、開口１０５を有するベゼル１０４とを備える。

ＸＦＰ型光トランシーバ１０１（以下、単に光トランシーバ１０１という）は、ホスト基板１０３（図５の例ではパーソナルコンピュータ（ＰＣ）内に搭載されるＰＣカードを想定）上に搭載されるケージ１０２に挿入されて用いられる。ホスト基板１０３は、開口１０５が形成されたベゼル１０４を有し、それぞれの開口１０５はケージ１０２前端の開口に対応している。この開口１０５を通して光トランシーバ１０１はケージ１０２に挿入される。

ケージ１０２の奥端には電気コネクタ１０６がホスト基板１０３上に搭載され、一方、光トランシーバ１０１の後端側には電気プラグ１０７が形成されており、光トランシーバ１０１をケージ１０２に挿入固定すると、電気プラグ１０７と電気コネクタ１０６が係合して、光トランシーバ１０１とホスト基板１０３との間の通信が確立する。光トランシーバ１０１の前方には光レセプタクル１０８が形成されており、この光レセプタクル１０８に光コネクタ（不図示）を挿入することで、光トランシーバ１０１と光コネクタに付随する光ファイバとの間で光結合が確定する。

図６は、ケージ１０２の開口端近傍のシールド構造を部分的に拡大した図である。図５に示したケージ１０２とベゼル１０４との間にはケージ１０２の開口端をシールドするための構造が形成されている。すなわち、ケージ１０２の開口端の４辺に対応する４つのＧＮＤフィンガ１１０（ここでは上辺に装着されるＧＮＤフィンガの記載を省略する）が取り付けられる。各ＧＮＤフィンガ１１０は、光トランシーバ１０１とケージ１０２間の導通を取り、放射ノイズを抑えるための部材である。

各ＧＮＤフィンガ１１０は折り畳まれた構造を有し、屈曲部１１３で折り畳まれた一方の片が複数の子フィンガ１１１に分割され、他方の片は連続した一つのフィンガ１１２となっている。また、図中上下辺に対応するフィンガ１１２にはケージ１０２への装着構造１１４が２つ形成され、図中左右辺に対応するフィンガ１１２には略中央部に１つの装着構造１１４が形成されている。

複数の子フィンガ１１１は、子フィンガ１１１の開放端（屈曲部１１３の反対側）に向けて略中央部が凸になる弧形状の断面を有する。ＧＮＤフィンガ１１０は折り畳まれた両辺でケージ１０２の開口辺を挟み込むように装着されるため、複数の子フィンガ１１１がケージ１０２の内面に展開される。

ガスケットカラー１１５は、各ＧＮＤフィンガ１１０をケージ１０２の前端片に装着するための部品である。フィンガ１１２に形成された装着構造１１４を、これと対応するケージ１０２側の装着構造１１６に係合させ、その上からガスケットカラー１１５をケージ１０２の開口端にはめ込む。これにより、各ＧＮＤフィンガ１１０はケージ１０２の前端片に装着固定される。

そして、これらケージ１０２の内面に展開された子フィンガ１１１の略中央部がケージ１０２内に向かって弧状に突出するので、光トランシーバ１０１をケージ１０２に挿入した際には、この子フィンガ１１１の突出部と光トランシーバ１０１の各外面（上面、底面、左右の側面）とが接触する。

子フィンガ１１１はケージ１０２を介して接地されるので、光トランシーバ１０１の各外面もケージ１０２の開口端において接地されることになり、ホストシステムのシールド性能を向上させるばかりでなく、光トランシーバの接地電位を安定化させることにもなる。

図７は、ケージ１０２の開口端近傍のシールド構造の詳細を示す図である。上記の各ＧＮＤフィンガ１１０は、ガスケット１１７を介してケージ１０２に装着される。ガスケットカラー１１５により各ＧＮＤフィンガ１１０がケージ１０２の前端片に装着され一体化される。ケージ１０２は、ガスケットカラー１１５とベゼル１０４との間にガスケット１１７を介してホスト基板１０３上に搭載される。

すなわち、前述の図６に示したように、各ＧＮＤフィンガ１１０に形成されたフィンガ１１２の装着構造１１４を、これと対応するケージ１０２側の装着構造１１６に係合させ、その上からガスケットカラー１１５をケージ１０２の開口端に嵌め込む。この嵌め込み構造は、各ＧＮＤフィンガ１１０の取り付け構造と重複している。これにより、各ＧＮＤフィンガ１１０とケージ１０２、及びケージ１０２とガスケット１１７とは確実に接続、固定される。これら各ＧＮＤフィンガ１１０、ケージ１０２、及びガスケット１１７の接続・固定状態を図８に示す。
米国特許第６，８１６，３７６号明細書 米国特許第６，７５２，６６３号明細書

しかしながら、このようにして組み立てられたケージ１０２に対して光トランシーバ１０１の挿抜を繰り返していると、フィンガ部材が蔕ってくる場合がある。例えば、断面が弧状になってケージ内面に突出していた子フィンガ１１１が、弧の曲率が光トランシーバ１０１の挿抜の繰り返しにより小さくなり、光トランシーバ側面との確実な電気的接触が保てなくなる場合のほか、光トランシーバ１０１の挿抜に際して子フィンガ１１１を引っ掛け、この子フィンガ１１１の根元を折ってしまう場合も想定される。

このような場合において、フィンガ部材の交換（嵌め込みにより取り付けられているので交換は可能）を行う場合、ガスケット１１７、ガスケットカラー１１５を外す必要がある。ガスケットカラー１１５は、ケージ１０２の開口端に装着され、この開口端はホストシステムのベゼル１０４の開口１０５に対応している。また、ガスケット１１７は、ガスケットカラー１１５を介してケージ１０２の開口端とベゼル１０４との間で固定されている。実際には、ケージ１０２の開口端をシールドするために、ガスケット１１７とベゼル１０４とは密に接触している。

従って、上記フィンガ部材が損傷してこれを交換するために、ガスケットカラー１１５をケージ１０２から取り外す場合、ガスケットカラー１１５はケージ１０２とベゼル１０４との間で固定されているので、ケージ１０２をホスト基板１０３から取り外さない限り、ガスケットカラー１１５をケージ１０２から取り外すことはできない。あるいは、ベゼル１０４をホスト基板１０３から取り外すことでも対応できるが、いずれにしても煩わしい作業を伴うことになる。

このように、従来のホストシステムにおけるシールド構造によれば、フィンガ部材が光トランシーバの挿抜に従って塑性変形し、ケージとの接触状態が劣化することにより、シールド効果が低下してしまうという問題があった。また、フィンガ部材を交換するためにはケージをホスト基板から取り外すなどの煩雑な作業が必要となり、手間がかかっていた。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、プラガブル光データリンクを搭載するホストシステムにおいて、プラガブル光データリンクとケージ間の接触状態が劣化し難いシールド構造を提供することを目的とする。
また、プラガブル光データリンクとケージ間の接触状態が劣化した場合でもフィンガ部材を簡単に交換可能なシールド構造を提供することを目的とする。

本発明によるホストシステムは、プラガブル光データリンクが挿入される開口端が設けられた金属製ケージと、開口端に対応する開口が設けられたベゼルと、金属製ケージとベゼルとの間に挿入される導電性ガスケットとを有し、導電性ガスケットには金属製ケージの開口端とベゼルの開口に対応する位置に開口部が設けられている。導電性ガスケットは、金属編で表面が覆われている導電性樹脂により構成され、開口部の開口面積がプラガブル光データリンクの断面積よりも小さく、プラガブル光データリンクの挿抜に応じて、開口部の少なくとも一辺がフラップ状に変形することにより、プラガブル光データリンクの外面と接触する。

また、導電性ガスケットは、開口部の少なくとも一辺に、複数の第１のフィンガ及び複数の第２のフィンガを有する金属製の板部材からなり、複数の第１のフィンガは、金属製ケージに向かって断面波状に折り曲げられ、断面を形成する一方の凸部がプラガブル光データリンクの外面と接触し、他方の凸部が金属製ケージ内面と接触し、複数の第２のフィンガは、ベゼルに向かって断面Ｕ字状に折り曲げられ、折り曲げられた部分がベゼル内面と接触し、第１のフィンガと第２のフィンガが一つおきに形成されている。

本発明によれば、プラガブル光データリンクを搭載するホストシステムにおいて、プラガブル光データリンクとケージ間の接触状態が劣化し難いシールド構造を提供することができる。
また、プラガブル光データリンクとケージ間の接触状態が劣化した場合でもフィンガ部材を簡単に交換可能なシールド構造を提供することができる。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るホストシステムのシールド構造を部分的に拡大した図である。図中、１はガスケット、２はケージ、３はベゼル、４はガスケットカラーを示す。本実施形態において、金属製のケージ２に対して図示しない光トランシーバが挿抜可能とされ、このケージ２は図示しないホスト基板上に搭載される。

ケージ２には光トランシーバが挿入される開口端が設けられ、ベゼル３にはケージ２の開口端に対応する開口が設けられている。ガスケット１は導電性と弾性を備えた例えば導電性樹脂などの材料で構成され、ケージ２とベゼル３との間に挿入されている。

図１に示すシールド構造は、前述の図８に示した従来のシールド構造と同様に、ケージ２の開口端にガスケットカラー４を有しているが、従来構造と異なり、ケージ２内部に突き出すＧＮＤフィンガを有していないため、ガスケットカラー４は単にケージ２の開口端辺を保護するのみである。

このシールド構造においては、従来のＧＮＤフィンガの機能とガスケットの機能が１つのガスケット１に統合され、ケージ２に挿入された光トランシーバとケージ２との間の電気的な接触はガスケット１により実現される。

光トランシーバとケージ２との間を電気的に接触させるために、ガスケット１に形成された開口部の開口面積は、光トランシーバの断面積（あるいはケージ２の開口端の開口面積）よりも小さくなっている。すなわち、ガスケット１に形成された開口部の各辺の長さが、対応する光トランシーバ断面の各辺の長さ（あるいはケージ２の開口端の各辺の長さ）よりも小さい。従って、図１に示すように、ガスケット１の開口部の各辺はケージ２の内部に向かって僅かに突き出た状態となり、この突出部が光トランシーバの外面と接触し、光トランシーバとケージ２間の導通が確保される。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係るガスケット１の構造の一例を示す図である。ガスケット１は４隅に孔１ａ〜１ｄを有する開口部を略中央に有し、この４つの孔１ａ〜１ｄによりガスケットカラー４との位置決めがなされる。

ガスケット１は、光トランシーバとケージ２間で導通をとるために導電性を持ち、且つ、フラップ状に変形可能なように弾性（柔軟性）を持った材料で形成される。例えば、導電性のゴムやスポンジ等を用いて構成し、その表面を金属編で覆うようにしてもよい。

前述したように、ガスケット１に形成された開口部の開口面積は光トランシーバの断面積よりも小さい。換言すれば、ガスケット１の開口部の各辺が光トランシーバ断面の各辺よりも僅かに短く構成されている。このため、光トランシーバがケージ２に挿入されると、この開口部の各辺が光トランシーバの外面と接触し、光トランシーバとケージ２間の導通が確保される。

また、ガスケット１の開口部から４隅の孔１ａ〜１ｄにかけて切れ込みＣを形成するようにしてもよい。これにより、光トランシーバが挿抜されるときに、ガスケット１の各辺がこの切れ込みＣの幅内でフラップ状に変形し易くなり、光トランシーバのケージ２への挿抜の妨げにならない。

なお、本実施形態においては、ガスケット１の開口部の各辺がフラップ状に変形することにより、光トランシーバの外面と接触するように構成した例を示したが、開口部の少なくとも一辺がフラップ状に変形する構成としてもよい。

また、ガスケット１の厚さは、ケージ２のガスケットカラー４とベゼル３内面との間のギャップ間隔よりも大きく設定される。ガスケット１自体がゴム等の弾性部材で構成されており、ケージ２をホスト基板に搭載する際、すなわち、ケージ２の底面に突出している複数のスタッドピンをホスト基板に半田接続する際に、このガスケット１をガスケットカラー４で押し潰しつつ搭載（半田付け）することで、ガスケットカラー４とベゼル３との間の電気的接触を確実なものとすることができる。

このように、本実施形態に係る導電性ガスケットによれば、その開口部の開口面積を光トランシーバの断面積よりも小さくし、光トランシーバを挿抜可能なように各辺をフラップ状に可動できるため、光トランシーバのケージへの挿抜の妨げとならず、光トランシーバ外面を確実にケージに接触させて接地させることが可能となる。

また、接触状態の劣化によるシールド性能の低下がないため、シールド部材を交換する必要がなく、さらには、従来のＧＮＤフィンガの機能とガスケットの機能が１つのガスケットに統合されるため、部品を減らすことが可能となる。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係るホストシステムのシールド構造を部分的に拡大した図である。図中、２はケージ、３はベゼル、４はガスケットカラー、５はガスケットを示す。また、図４は、本発明の第２の実施の形態に係るガスケット５の構造の一例を示す図である。本実施形態において、ケージ２に対して図示しない光トランシーバが挿抜可能とされ、このケージ２は図示しないホスト基板上に搭載される。

図３において、ケージ２には光トランシーバが挿入される開口端が設けられ、ベゼル３にはケージ２の開口端に対応する開口が設けられている。ガスケット５は金属製の板部材などで構成され、ケージ２とベゼル３との間に挿入されている。

図３に示すシールド構造は、前述の図８に示した従来のシールド構造と同様に、ケージ２の開口端にガスケットカラー４を有しているが、フィンガ部材がガスケット５と一体化されている点が従来構造と異なる。従って、ガスケットカラー４は単にケージ２の開口端辺を保護するのみである。

このシールド構造においては、従来のＧＮＤフィンガの機能とガスケットの機能が１つのガスケット５に統合され、ケージ２に挿入された光トランシーバとケージ２との間の電気的な接触はガスケット５により実現される。

光トランシーバとケージ２との間を電気的に接触させるために、ガスケット５に複数のフィンガが設けられている。図３に示すように、フィンガ部材をガスケットカラー４の外から組み付ける構造としたため、フィンガ部材が劣化した場合でも交換作業が容易となる。

図４（Ａ）はガスケット５の全体構造を示し、図４（Ｂ）はガスケット５に形成されたフィンガ近傍を部分的に拡大した状態を示し、図４（Ｃ）はフィンガ近傍の断面を示す。

図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ガスケット５は略中央に開口部を有する金属製の板部材により構成される。この開口部に向かってフレーム５ａから複数のフィンガ、すなわち、第１のフィンガに相当するフィンガ５ｄ、第２のフィンガに相当するフィンガ５ｃが形成され、これらの複数のフィンガ５ｃ，５ｄは屈曲部５ｂにおいて屈曲され、その屈曲の方向は一つおきに違えられている。

なお、図４（Ａ）及び（Ｂ）では、開口部下辺にフィンガ部材が形成されたガスケットを例示しているが、少なくとも一辺にフィンガ部材が形成されていればよく、開口部の各辺にフィンガ部材を形成するようにしてもよい。また、フィンガ部材の個数や形状などは特に限定するものではない。

図４（Ｂ）及び（Ｃ）において、ガスケット５に形成された複数のフィンガのうち、ケージ２側に折り曲げられたフィンガ５ｄはその断面が波状に形成されている。その波状断面を形成する二つの凸部のうち、屈曲部５ｂに近い一方の凸部がケージ２内部に向かって最大に突き出して光トランシーバの外面と接触し、他方の凸部がケージ２の最も近い内面と接触する。このように、ケージ２に光トランシーバが挿入された際、屈曲部５ｂに近い凸部が光トランシーバ外面と電気的に接触することで、当該外面を確実にケージ２に接地させることが可能となる。

また、フィンガ５ｄの波状断面を形成する二つの凸部の関係を、図４（Ｃ）に示す断面形状の逆にしてもよい。すなわち、屈曲部５ｂに近い一方の凸部がケージ２の最も近い内面と接触し、他方の凸部がケージ２内部に向かって最大に突き出して光トランシーバの外面と接触するようにしてもよい。

一方、ガスケット５に形成された複数のフィンガのうち、ベゼル３側に向かって折り曲げられたフィンガ５ｃはその断面がＵ字状に形成されている。そして、この断面Ｕ字状の二つの辺がそれぞれガスケットカラー４とベゼル３内面との間に挟みこまれることで弾性力が付与される。このガスケット５の材料としては、薄板で弾性力を付与できる材料であればよく、例えば、ステンレス、白銅等の金属板材（厚さ約０.０５〜０.３ｍｍ）を好適に用いることができる。

このように、本実施形態に係る導電性ガスケットによれば、接触状態の劣化によるシールド性能が低下した場合でも、フィンガ部材をガスケットカラーの外から組み付ける構造としたため、交換作業が容易となる。
また、従来のＧＮＤフィンガの機能とガスケットの機能が１つのガスケットに統合されるため、部品を減らすことが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、プラガブル光データリンクを搭載するホストシステムにおいて、プラガブル光データリンクとケージ間の接触状態が劣化し難いシールド構造を提供することができる。
また、プラガブル光データリンクとケージ間の接触状態が劣化した場合でもフィンガ部材を簡単に交換可能なシールド構造を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るホストシステムのシールド構造を部分的に拡大した図である。 本発明の第１の実施の形態に係るガスケットの構造の一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るホストシステムのシールド構造を部分的に拡大した図である。 本発明の第２の実施の形態に係るガスケットの構造の一例を示す図である。 特許文献１に記載の従来のＸＦＰ型光トランシーバを搭載するホストシステムの構造を示す図である。 ケージの開口端近傍のシールド構造を部分的に拡大した図である。 ケージの開口端近傍のシールド構造の詳細を示す図である。 各ＧＮＤフィンガ、ケージ、及びガスケットの接続・固定状態を示す図である。

符号の説明

１，５，１１７…ガスケット、１ａ〜１ｄ…孔、２，１０２…ケージ、３，１０４…ベゼル、４，１１５…ガスケットカラー、５ａ…フレーム、５ｂ，１１３…屈曲部、５ｃ，５ｄ…フィンガ、１０１…光トランシーバ、１０３…ホスト基板、１０５…開口、１０６…電気コネクタ、１０７…電気プラグ、１０８…光レセプタクル、１１０…ＧＮＤフィンガ、１１１…子フィンガ、１１２…フィンガ、１１４，１１６…装着構造。

Claims (4)

1. プラガブル光データリンクを搭載するホストシステムであって、
   前記プラガブル光データリンクが挿入される開口端が設けられた金属製ケージと、前記開口端に対応する開口が設けられたベゼルと、前記金属製ケージと前記ベゼルとの間に挿入される導電性ガスケットとを有し、
   前記導電性ガスケットは、前記金属製ケージの開口端と前記ベゼルの開口に対応する位置に開口部が設けられていることを特徴とするホストシステム。
2. 前記導電性ガスケットは、金属編で表面が覆われている導電性樹脂により構成され、前記開口部の開口面積が前記プラガブル光データリンクの断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のホストシステム。
3. 前記導電性ガスケットは、前記プラガブル光データリンクの挿抜に応じて、前記開口部の少なくとも一辺がフラップ状に変形することにより、前記プラガブル光データリンクの外面と接触することを特徴とする請求項２に記載のホストシステム。
4. 前記導電性ガスケットは、前記開口部の少なくとも一辺に、複数の第１のフィンガ及び複数の第２のフィンガを有する金属製の板部材からなり、
   前記複数の第１のフィンガは、前記金属製ケージに向かって断面波状に折り曲げられ、前記断面を形成する一方の凸部が前記プラガブル光データリンクの外面と接触し、他方の凸部が前記金属製ケージ内面と接触し、
   前記複数の第２のフィンガは、前記ベゼルに向かって断面Ｕ字状に折り曲げられ、該折り曲げられた部分が前記ベゼル内面と接触し、
   前記第１のフィンガと前記第２のフィンガが一つおきに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のホストシステム。

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