JP4799362B2 - 光コネクタ - Google Patents

Description

この発明は光コネクタに関し、特に製造の容易な光コネクタに関する。

従来、クリップ筐体とフェルールとコイルバネとを備える光コネクタが知られている（下記特許文献１参照）。

クリップ筐体は金属板をほぼＵ字形に折り曲げてなり、一対の自由端とこの一対の自由端同士を結合する結合片と弾性係合爪とを有する。一方の自由端の上面と他方の自由端の下面とには、それぞれつば部が形成されている。つば部同士は自由端同士の対向方向へ延び、自由端の高さ方向で対向する。後述するようにフェルールは一対の自由端の間に配置されるが、フェルールが一対の自由端の間に配置される前の状態では、つば部は自由端の高さ方向へ延びている。一対の自由端の先端部を外側に折り曲げることによって弾性係合爪が形成されている。結合片には孔が形成されている。この孔を通じて光ファイバの一端部が一対の自由端の間に挿入される。

フェルールはフランジ部と整列外径部とを有する。整列外径部には割りスリーブが固定されている。フェルールは一対の自由端の間に配置され、一対の自由端の間に挿入された光ファイバの一端部に接続されている。フェルールはクリップ筐体内で光ファイバの光軸方向へ移動可能である。

コイルバネは光ファイバの一端部に装着され、クリップ筐体の結合片とフェルールのフランジ部との間に介在する。コイルバネはフェルールを結合片から離れる方向へ付勢するが、このフェルールの動きはフランジ部がクリップ筐体のつば部に突き当たることによって制限されている。

この光コネクタを組み立てるには、まず、光ファイバの一端部をクリップ筐体の結合片の孔を介して一対の自由端の間に挿入する。

次に、一対の自由端の間に挿入された光ファイバの一端部にコイルバネを装着する。

その後、光ファイバの一端部をフェルールに接続する。

最後に、コイルバネの弾性力に抗してフェルールを結合片の方へ移動させ、この状態でクリップ筐体のつば部を直角に折り曲げる。このつば部によってフェルールはクリップ筐体内に保持され、クリップ筐体から脱落しないようになる。

この光コネクタを相手側光コネクタに接続するには、まず、光コネクタと相手側光コネクタとを互いに近づけ、光コネクタの割りスリーブに相手側光コネクタのフェルールを挿入する。

次に、更に両光コネクタを互いに近づけて光コネクタのクリップ筐体の弾性係合爪を相手側光コネクタのブロックに係合させる。このとき、コイルバネが圧縮された状態になり、このコイルバネの反発力によって光コネクタのフェルールの端面が相手側光コネクタのフェルールの端面に突き合され、光学的な接続が行われる。
特開平９−４３４５３号公報（段落００１０〜００１３、図３参照）

上述の光コネクタの組立作業は手作業で行われることが多い。なぜならば、光ファイバの一端部にコイルバネを装着する作業、コイルバネの弾性力に抗してフェルールを結合片の方へ押し込んでつば部を折り曲げる作業等を自動化することは困難であるからである。
このため、上述の光コネクタの製造は容易ではない。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は容易に製造することができる光コネクタを提供することである。

前述の課題を解決するため請求項１の発明の光コネクタは、光ファイバを固定する固定部と、前記固定部に固定された前記光ファイバの先端部を受け容れる受容部を有する光部品の一端部を前記光ファイバの光軸方向へ移動可能に保持する第１保持部と、前記固定部と前記第１保持部とを互いに結合するとともに、前記光部品の前記固定部に近づく方向の移動を規制する結合部と、前記光部品の他端部を前記光軸方向へ移動可能に保持する第２保持部と、前記光部品を挟んで対向するとともに、前記第１保持部と前記第２保持部とを互いに連結し、前記光ファイバの光軸方向へ伸縮可能な一対のばね部と、前記第１、２保持部に保持された前記光部品と前記第２保持部とを連結するとともに、前記一対のばね部の弾性力によって前記光部品を前記固定部に近づく方向へ付勢する連結手段とを備えることを特徴とする。

上述のように、一対のばね部で第１保持部と第２保持部とを互いに連結し、光部品と第２保持部とを連結する連結手段を備えたので、手作業による組立作業を必要とするコイルバネを排除することが可能になった。

請求項２の発明の光コネクタは、光コネクタ本体と、前記光コネクタ本体に組付け可能であり、一対の光ファイバの先端面が相対するように前記一対の光ファイバの先端部を受け容れる受容部を有するアダプタとを備えている光コネクタにおいて、前記光コネクタ本体は、前記一対の光ファイバのうちの一方の光ファイバを固定する固定部と、前記アダプタの一端部を前記一方の光ファイバの光軸方向へ移動可能に保持する第１保持部と、前記固定部と前記第１保持部とを互いに結合するとともに、前記アダプタの前記固定部に近づく方向の移動を規制する結合部と、前記アダプタのほぼ中間部を前記光軸方向へ移動可能に保持する第２保持部と、前記アダプタを挟んで対向するとともに、前記第１保持部と前記第２保持部とを互いに連結し、前記光軸方向へ伸縮可能な一対のばね部と、前記第１、２保持部に保持された前記アダプタと前記第２保持部とを連結するとともに、前記一対のばね部の弾性力によって前記アダプタを前記固定部に近づく方向へ付勢する連結手段とを備えることを特徴とする。

上述のように、一対のばね部で第１保持部と第２保持部とを互いに連結し、アダプタと第２保持部とを連結する連結手段を備えたので、手作業による組立作業を必要とするコイルバネを排除することが可能になった。

請求項３の発明は、請求項１記載の光コネクタにおいて、前記連結手段が、前記第２保持部に設けられ、前記光部品の表面に形成された凹部に係合する弾性係合片であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２記載の光コネクタにおいて、前記連結手段が、前記第２保持部に設けられ、前記アダプタの表面に形成された凹部に係合する弾性係合片であることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の光コネクタにおいて、前記一対のばね部がそれぞれほぼ同じ曲率半径の円弧状であることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載の光コネクタにおいて、前記固定部、前記一対のばね部、前記第１、第２の保持部及び前記連結手段が１つの板状弾性体を打ち抜き、折り曲げて一体に形成されたことを特徴とする。

この発明によれば、光コネクタを容易に製造することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の第１実施形態に係る光コネクタの斜視図、図２は図１に示す光コネクタを光部品に接続する前の状態を示す斜視図、図３は図１に示す光コネクタを光部品に接続した状態を示す斜視図である。

図１〜３に示すように、光コネクタ１は固定部３と第１保持部４と第２保持部５と一対のばね部６，６と弾性係合片（連結手段）７とを備えている。光コネクタ１は光部品９に接続される。

まず、光部品９について説明する。光部品９はプリント配線板（図示せず）の表面に実装される。プリント配線板の裏面には受光素子（図示せず）及び発光素子（図示せず）が実装される。

図２に示すように、光部品９はほぼ板状であり、整列部（受容部）９１と収容部９２と空間９３と凹部９４とプリズム９５とを有する。整列部９１は光ファイバ素線１５の一端部を受け容れ、プリズム９５へ案内する。収容部９２は整列部９１の一端に隣接させて形成されている。空間９３は収容部９２に隣接させて形成されている。凹部９４は光部品９の上面に形成され、係合面９４ａを有する。係合面９４ａは光ファイバ素線１５の光軸方向に対してほぼ直角な面である。プリズム９５は収容部９２に収容されている。プリズム９５は光ファイバ素線１５の一端面と接触する。プリズム９５は光ファイバ素線１５から出射された光又はプリズム９５の下方に配置された発光素子からの光を直角に反射する。

光コネクタ１の説明に戻り、図１〜３に示すように、固定部３はほぼ円筒状であり、光ファイバ素線１５を動かないように保持する。

第１保持部４は一対の結合部８を介して固定部３に結合されている。光ファイバ素線１５の光軸と直交する仮想面（図示せず）での第１保持部４の断面形状はほぼＣ字状である。第１保持部４は光部品９の一端部を光ファイバ素線１５の光軸方向へ移動可能に保持する。一対の結合部８はそれぞれクランク状に折り曲げられている。

光ファイバ素線１５の光軸と直交する仮想面での第２保持部５の断面形状はほぼＣ字状である。第２保持部５は光部品９の他端部を光ファイバ素線１５の光軸方向へ移動可能に保持する。

一対のばね部６，６はそれぞれほぼ板状であり、弾性を有し、第１保持部４と第２保持部５とを互いに連結している。一対のばね部６，６の厚さ方向は一対のばね部６，６の対向方向とほぼ平行である。一対のばね部６，６の長手方向の中間部が互いに離れるように一対のばね部６，６はほぼ円弧状に湾曲している。

弾性係合片７はほぼ板状であり、第２保持部５に結合されている。弾性係合片７の自由端７ａが光ファイバ素線１５に近づく方向へ弾性係合片７は折り曲げられている。弾性係合片７と凹部９４とが係合したとき、自由端７ａは凹部９４の底面を押圧する。一対のばね部６，６の間に光部品９が挿入され、光部品９の一端部が第１保持部４に保持されるとともに、光部品９の他端部が第２保持部５に保持され、一対のばね部６，６に力を加えていない状態のとき、弾性係合片７の自由端７ａは光部品９の係合面９４ａよりも第１保持部４に近い位置にある。

固定部３、第１保持部４、第２保持部５、ばね部６，６、弾性係合片７及び結合部８は１枚の弾性を有する金属板を打ち抜き、曲げ加工を施すことにより形成される。

次に、光コネクタ１の接続作業について説明する。

まず、図２に示す状態から、光部品９を一対のばね部６，６の間に挿入する。このとき光部品９は第２保持部５に案内される。光部品９がばね部６，６の間に完全に挿入されたとき、光部品９の一端部は第１保持部４に、光部品９の他端部は第２保持部５にそれぞれ保持される。

また、結合部８は光部品９の一端部に当接し、光部品９の挿入方向への移動を規制する。

次に、一対のばね部６，６を両側から指で摘むと、ばね部６が描く円弧の曲率半径が大きくなり、それに伴い第１保持部４と第２保持部５との間隔が広がる。このとき、弾性係合片７は第１保持部４から離れるように移動し、弾性係合片７の自由端７ａが凹部９４に係合する。弾性係合片７の自由端７ａが凹部９４に係合すると、弾性係合片７のばね力が生じ、弾性係合片７は凹部９４から容易に外れなくなる。

弾性係合片７の自由端７ａが凹部９４に係合したら、一対のばね部６，６を摘む力を弱める。その結果、一対のばね部６，６は元の状態に戻ろうとし、第２保持部５に第１保持部４へ向かう力が発生する。この力は弾性係合片７の自由端７ａ及び光部品９の係合面９４ａを介して光部品９に伝えられる。この力により、光部品９のプリズム９５は光ファイバ素線１５の一端面に突き当てられる。

以上の結果、光コネクタ１と光部品９との光学的な接続が行われる。

光ファイバ素線１５の一端面から出射された光はプリズム９５に入射し、この中で反射し、プリズム９５の下面から出射し、プリズム９５の下方に配置された受光素子に入射する。

また、プリズム９５の下方に配置された発光素子から出射された光はプリズム９５に入射し、この中で反射し、光ファイバ素線１５に入射する。

第１実施形態によれば、組立の自動化を困難にするコイルバネの代わりに一対のばね部６，６を用いたので、光コネクタ１をプレス機械等によって自動的に完成状態まで組み立てることができ、光コネクタ１を容易に製造することができる。

図４は図１に示す光コネクタにおいて光ファイバ素線の端面の位置を変えた例の光コネクタの斜視図である。

図１に示す実施形態では、光ファイバ素線１５の端面の位置を弾性係合片７の下方に位置させたが、図４に示すように、光ファイバ素線１５の端面の位置を第２保持部５から突出させてもよい。

図１に示す例では、光ファイバ素線１５を固定部３に固定する前に、光ファイバ素線１５の端面の研磨や清掃等の処理を施す必要があるが、図４に示す例では、光ファイバ素線１５を固定部３に固定した後で光ファイバ素線１５の端面の研磨や清掃等の処理を施すことができる。

なお、この例の光コネクタ１に接続される光部品（図示せず）は第２保持部５から突出した光ファイバ素線１５を受容可能なものである。

図５はこの発明の第２実施形態に係る光コネクタを相手側光コネクタに接続する前の状態を示す斜視図である。

図５に示すように、光コネクタ２０１は光コネクタ本体２０２とアダプタ２０９とを備えている。光コネクタ２０１は相手側光コネクタ３０１に接続される。光コネクタ本体２０２は固定部２０３と第１保持部２０４と第２保持部２０５と一対のばね部２０６，２０６と弾性係合片（連結手段）２０７とを備える。

固定部２０３はほぼ円筒状であり、光ファイバ素線２１５の一端面近傍部分を動かないように保持する。

第１保持部２０４は一対の結合部２０８を介して固定部２０３に結合されている。光ファイバ素線２１５の光軸と直交する仮想面（図示せず）での第１保持部２０４の断面形状はほぼＣ字状である。第１保持部２０４はアダプタ２０９の一端部を光ファイバ素線２１５の光軸方向へ移動可能に保持する。一対の結合部２０８はそれぞれクランク状に折り曲げられている。

光ファイバ素線２１５の光軸と直交する仮想面での第２保持部２０５の断面形状はほぼＣ字状である。第２保持部２０５はアダプタ２０９の長手方向中間部を光ファイバ素線２１５の光軸方向へ移動可能に保持する。

一対のばね部２０６，２０６はそれぞれほぼ板状であり、弾性を有し、第１保持部２０４と第２保持部２０５とを互いに連結している。一対のばね部２０６，２０６の厚さ方向は一対のばね部２０６，２０６の対向方向とほぼ平行である。一対のばね部２０６，２０６の長手方向の中間部が互いに離れるように一対のばね部２０６，２０６は円弧状に湾曲している。

弾性係合片２０７はほぼ板状であり、第２保持部２０５の第１保持部２０４側端面に結合されている。弾性係合片２０７の自由端２０７ａが光ファイバ素線２１５に近づく方向へ弾性係合片２０７は折り曲げられている。一対のばね部２０６，２０６の間にアダプタ２０９の一端側部分を挿入するとともにアダプタ２０９の一端部を第１保持部２０４に保持させ、アダプタ２０９の長手方向中間部を第２保持部２０５に保持させ、一対のばね部２０６，２０６に力を加えない状態のとき、光ファイバ素線２１５の光軸方向で、弾性係合片２０７の自由端２０７ａは後述するアダプタ２０９の第１係合面２９４ａよりも第１保持部２０４に近い位置にある。

固定部２０３、第１保持部２０４、第２保持部２０５、ばね部２０６，２０６、弾性係合片２０７及び結合部２０８は１枚の弾性を有する金属板を打ち抜き、曲げ加工を施すことにより形成される。

アダプタ２０９はほぼ板状であり、整列部（受容部）２９１と凹部２９４とを有する。整列部２９１は光コネクタ２０１の光ファイバ素線２１５の一端部と相手側光コネクタ３０１の光ファイバ素線３１５の一端部とを受け容れ、光ファイバ素線２１５，３１５の端面同士を突き合わせる。凹部２９４はアダプタ２０９の上面に形成され、第１、第２係合面２９４ａ，２９４ｂを有する。第１、第２係合面２９４ａ，２９４ｂは光ファイバ素線２１５，３１５の光軸方向に対してほぼ直角な面である。

相手側光コネクタ３０１の構成は光コネクタ本体２０２とほぼ同様の構成であるので、光コネクタ本体２０２の構成と同様の部分には光コネクタ本体２０２と同じ参照符号を付し、その説明を省略する。以下、光コネクタ本体２０２と異なる部分だけを説明する。

固定部３０３は光ファイバ素線３１５の一端面近傍部分を動かないように保持する。

第１保持部３０４はアダプタ２０９の他端部を光ファイバ素線３１５の光軸方向へ移動可能に保持する。

弾性係合片３０７はほぼ板状であり、第２保持部２０５に結合されている。弾性係合片３０７の自由端３０７ａはアダプタ２０９の係合面２９４ｂに係合する。

次に、光コネクタ２０１の接続作業について説明する。

まず、図５に示すように、アダプタ２０９の一端側の部分を光コネクタ本体２０２の一対のばね部２０６，２０６の間に挿入する。このときアダプタ２０９の一端部は第１保持部２０４に案内されるようにして挿入される。アダプタ２０９が完全に挿入されたとき、アダプタ２０９の一端部は第１保持部２０４に、アダプタ２０９の長手方向中間部は第２保持部２０５にそれぞれ保持される。

また、光コネクタ本体２０２の結合部２０８はアダプタ２０９の一端部に当接し、アダプタ２０９の挿入方向への移動を規制する。

次に、一対のばね部２０６，２０６を両側から指で摘むと、ばね部２０６が描く円弧の曲率半径が大きくなり、それに伴い第１保持部２０４と第２保持部２０５との間隔が広がる。このとき、弾性係合片２０７は第１保持部２０４から離れるように移動し、弾性係合片２０７の自由端２０７ａが凹部２９４に係合する。弾性係合片２０７の自由端２０７ａが凹部２９４に係合すると、弾性係合片２０７のばね力が生じ、弾性係合片２０７は凹部２９４から容易に外れなくなる。

弾性係合片２０７の自由端２０７ａが凹部２９４に係合したら、一対のばね部２０６，２０６を摘む力を弱める。その結果、一対のばね部２０６，２０６は元の状態に戻ろうとし、第２保持部２０５は第１保持部２０４へ向かって移動する。この力は弾性係合片２０７の自由端２０７ａ及びアダプタ２０９の係合面２９４ａを介してアダプタ２０９に伝えられる。この力により、光ファイバ素線２１５は相手側光コネクタ３０１へ向かって移動する。

光コネクタ２０１と同様にして相手側光コネクタ３０１の弾性係合片３０７の自由端３０７ａがアダプタ２０９の第２係合面２９４ｂと係合すると、相手側光コネクタ３０１の光ファイバ素線３１５は光コネクタ２０１へ向かって移動する。このとき、相手側光コネクタ３０１の結合部２０８はアダプタ２０９の他端部に当接し、アダプタ２０９の挿入方向への移動を規制する。以上の結果、光ファイバ素線２１５，３１５の端面同士が突き合わされ、光ファイバ素線２１５，３１５同士の光学的な接続が行われる。

第２実施形態によれば、組立の自動化を困難にするコイルバネの代わりに一対のばね部２０６，２０６を用いたので、光コネクタ２０１をプレス機械等によって自動的に完成状態まで組み立てることができ、光コネクタ２０１を容易に製造することができる。

なお、上述の実施形態では、光ファイバ素線１５，２１５，３１５を光コネクタ１，２０１，３０１に結線したが、結線の態様はこれに限られず、例えば、光ファイバの一端部の被覆を切除して光ファイバ素線を露出させ、この光ファイバ素線を一対のばね部６，６、２０６，２０６の間に通し、光ファイバの被覆の部分を固定部３，２０３，３０３で保持するようにしてもよい。

また、第１実施形態では、光コネクタ１の接続対象物はプリズム９５を有する光部品９であるが、光コネクタ１の接続対象物はこれに限られず、例えば、発光素子及び受光素子を備えた光部品、導波路を備えた光部品等であってよい。

図１はこの発明の第１実施形態に係る光コネクタの斜視図である。 図２は図１に示す光コネクタを光部品に接続する前の状態を示す斜視図である。 図３は図１に示す光コネクタを光部品に接続した状態を示す斜視図である。 図４は図１に示す光コネクタにおいて光ファイバ素線の端面の位置を変えた例の光コネクタの斜視図である。 図５はこの発明の第２実施形態に係る光コネクタを相手側光コネクタに接続する前の状態を示す斜視図である。

１，２０１，３０１ 光コネクタ
２０２ 光コネクタ本体
３，２０３，３０３ 固定部
４，２０４，３０４ 第１保持部
５，２０５ 第２保持部
６，２０６ ばね部
７，２０７，３０７ 弾性係合片（連結手段）
９ 光部品
９１ 整列部（受容部）
９４ 凹部
９５ プリズム
２０９ アダプタ
２９１ 整列部（受容部）
２９４ 凹部
１５，２１５，３１５ 光ファイバ素線（光ファイバ）

Claims (6)

1. 光ファイバを固定する固定部と、
   前記固定部に固定された前記光ファイバの先端部を受け容れる受容部を有する光部品の一端部を前記光ファイバの光軸方向へ移動可能に保持する第１保持部と、
   前記固定部と前記第１保持部とを互いに結合するとともに、前記光部品の前記固定部に近づく方向の移動を規制する結合部と、
   前記光部品の他端部を前記光軸方向へ移動可能に保持する第２保持部と、
   前記光部品を挟んで対向するとともに、前記第１保持部と前記第２保持部とを互いに連結し、前記光ファイバの光軸方向へ伸縮可能な一対のばね部と、
   前記第１、２保持部に保持された前記光部品と前記第２保持部とを連結するとともに、前記一対のばね部の弾性力によって前記光部品を前記固定部に近づく方向へ付勢する連結手段と
   を備えることを特徴とする光コネクタ。
2. 光コネクタ本体と、
   前記光コネクタ本体に組付け可能であり、一対の光ファイバの先端面が相対するように前記一対の光ファイバの先端部を受け容れる受容部を有するアダプタと
   を備えている光コネクタにおいて、
   前記光コネクタ本体は、
   前記一対の光ファイバのうちの一方の光ファイバを固定する固定部と、
   前記アダプタの一端部を前記一方の光ファイバの光軸方向へ移動可能に保持する第１保持部と、
   前記固定部と前記第１保持部とを互いに結合するとともに、前記アダプタの前記固定部に近づく方向の移動を規制する結合部と、
   前記アダプタのほぼ中間部を前記光軸方向へ移動可能に保持する第２保持部と、
   前記アダプタを挟んで対向するとともに、前記第１保持部と前記第２保持部とを互いに連結し、前記光軸方向へ伸縮可能な一対のばね部と、
   前記第１、２保持部に保持された前記アダプタと前記第２保持部とを連結するとともに、前記一対のばね部の弾性力によって前記アダプタを前記固定部に近づく方向へ付勢する連結手段と
   を備えることを特徴とする光コネクタ。
3. 前記連結手段が、前記第２保持部に設けられ、前記光部品の表面に形成された凹部に係合する弾性係合片であることを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
4. 前記連結手段が、前記第２保持部に設けられ、前記アダプタの表面に形成された凹部に係合する弾性係合片であることを特徴とする請求項２記載の光コネクタ。
5. 前記一対のばね部がそれぞれほぼ同じ曲率半径の円弧状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の光コネクタ。
6. 前記固定部、前記一対のばね部、前記第１、第２の保持部及び前記連結手段が１つの板状弾性体を打ち抜き、折り曲げて一体に形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の光コネクタ。

Images