JP5068135B2

JP5068135B2 - 光電共用プラグ

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Publication number: JP5068135B2
Application number: JP2007277552A
Authority: JP
Inventors: 剛深見; 隆宏出口; 真司内田
Original assignee: JST Mfg Co Ltd
Current assignee: JST Mfg Co Ltd
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2027-10-25
Also published as: JP2009104984A

Description

本発明は光電共用プラグに係り、詳しくは、光プラグと電気プラグとを１つのプラグで形成して、光電共用ジャックに差込み接続ができる光電共用プラグに関するものである。

光ファイバ・リンクは、送信側で電気信号を光信号に変換して伝送し、受信側で受信した光信号を電気信号に再変換することで、音声信号や映像信号など複数チャネルの信号を１本の光ファイバーで手軽に高速伝送できることから、各種のデジタル機器、例えばＣＤプレーヤー、ＭＤレコーダ、ＤＶＤプレーヤーへの信号伝送などに使用されている。

近年、この光ファイバ・リンクは、パーソナルコンピュータ及び携帯電話機などの小型ポータブル機器にも用途が拡大されている。この光ファイバ・リンクには、光コネクタが使用されるが、この光コネクタとして、電気信号を伝送できるプラグとジャックとからなる光電共用のコネクタが知られている（例えば、下記特許文献１、２参照）。

図６を参照して、下記特許文献１に開示された光電共用の接続装置を説明する。なお、図６は下記特許文献１に開示された接続装置の断面図である。
接続装置２０は、プラグ２１とジャック２８とで構成されている。プラグ２１は、それぞれ絶縁された第１導体２２、第２導体２３及び第３導体２４を有する差込み部２７を備え、この差込み部２７の中央内部に光ファイバー２５が配設されて、この光ファイバー２５の先端が差込み部２７の先端部に露出された構成を有している。

一方、ジャック２８は、プラグ２１の差込み部２７を保持する差込み口２９と、プラグ２１の第１導体２２と接触するシールド部導体３０、第２導体２３と接触するＬチャンネル（Ｌｃｈ）導体３１及び第３導体２４と接触するＲチャネル（Ｒｃｈ）導体３２と、光ファイバー２５の先端部２６と対向して光信号の送受を行う光素子３３と、で構成されている。

この接続装置２０は、第１音響装置と第２音響装置との接続に使用される。プラグ２１はケーブルにより第１音響装置に接続される。このケーブル２１内にはプラグ２１の第１導体２２と接続されたシールド線、第２導体２３と接続された信号線、第３導体２４と接続された信号線及び光ファイバー２５が配置されている。一方、ジャック２８は第２音響装置に設けられる。そして、プラグ２１の差込み部２７をジャック２８の差込み口２９から挿入すると、プラグ２１の第１導体２２とジャック２８のシールド部導体３０、第２導体２３とＬｃｈ導体３１、第３導体２４とＲｃｈ導体３２が各々接触し電気的に導通される。なお、ジャック２８から光信号を受ける場合は、光素子３３は受光素子となっており、プラグ２１の光ファイバー２５を通った光信号は、光ファイバー２５の先端部２６から投射され、受光素子に入力される。この光信号は受光素子で電気信号に変換された後、回路部品のアンプにて増幅されて、コンパレータによりロジックレベルの信号に変換され、リード線を通じて第２音響装置内に取り込まれる。

また、下記特許文献２にも同様のプラグ・ジャック式光電共用伝送装置が開示されている。なお、図７は下記特許文献２に開示されたプラグ・ジャック式光電共用伝送装置の説明図である。
この光電共用伝送装置は、図７に示すように、プラグＰＬとこのプラグが差込まれるジャック（図示省略）とで構成されている。プラグＰＬには、電線を介してオーディオ用ステレオミニプラグＰＬ１と、デジタルのオーディオ信号を伝送するプラグＰＬ２と、光ファイバーを介してオーディオ信号を伝送するプラグＰＬ３とが用意されて、これらのプラグが選択されて光電共用のジャックに接続される。

実開昭６２−１９３２０８号公報（明細書第４頁第２行〜第５頁第１１行、図１）特開２００３−２１８８０３号公報（段落〔００４９〕〜〔００５２〕、図６）

上記特許文献１に開示された接続装置２０によれば、プラグ２１は光及び電気の両方の接続ができる光電共用となっているので、１本のプラグ及び１個のジャックで対応することができる。しかしながら、このプラグ２１の内部には、第１導体２２に接続されるシールド線、第２導体２３に接続される信号線、第３導体２４に接続される信号線及び光ファイバー２５が配設されるので、このような線は信号線及び光ファイバーを含む複合線が使用されているものと推定される。このような複合線を使用するとなると、この線は特殊線となるので簡単に入手することができない。また、複数個の第１〜第３導体を光ファイバーで直接支持しようとすると、機械的強度の強い光ファイバーが必要となり、近年、使用され始めた可撓性の光ファイバー、例えば、プラスチック光ファイバーなどは使用することができない。また、光ファイバーの機械的強度を強くしようとすると、光ファイバーを所定の強度を有する外皮で覆う必要があるが、このような外皮で覆うとプラグの外径サイズが太くなる。したがって、サイズが大きくなると、専用のジャックが必要になり、標準サイズのジャックに適合させることができなくなり、コスト高を招くとともに汎用性がないものとなる。また、上記特許文献２にみられるプラグ・ジャック式光電共用伝送装置は、光プラグと電気プラグとが別々になっているので、１個の光電共用ジャックへ適合させることができるが、２種類以上のプラグが必要となり、管理、扱いなどが面倒である。

そこで、本発明はこのような従来技術の課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、可撓性光ファイバーに適用でき、高い機械的強度を維持しながら多極化して標準ジャックに適合できる光電共用プラグを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の光電共用プラグの発明は、内部に貫通穴を有する良導電性の頭部電極と、
前記貫通穴に挿入される外径並びに所定の内径及び長さを有する良導電性の中空管からなる支柱管と、
端部にリング接点と該リング接点に連結されて前記支柱管が挿入される内径並びに所定の外径及び長さを有する良導電性の中空管からなる胴部電極と、
前記支柱管の内部に挿入される光ファイバーと、を備え、
前記光ファイバーの先端部は前記支柱管の先端部に位置し、
前記胴部電極は、複数個備えるとともに該複数個の胴部電極をそれぞれの外径、内径及び長さを変えて前記頭部電極に固定された前記支柱管に装着し、
前記頭部電極の貫通穴に前記支柱管の端部を挿入して固定し、該頭部電極が固定された前記支柱管に前記胴部電極を前記リング接点側から装着して、前記頭部電極と前記リング接点並びに前記支柱管と前記胴部電極間内との間及び前記胴部電極間内にそれぞれ隙間を設けて、これらの隙間に電気絶縁材を介在してそれぞれ電気的に絶縁すると共に、前記支柱管の内部に前記光ファイバーを挿入して、該光ファイバーの先端部を前記頭部電極の先端部に位置させて固定し、
前記支柱管及び前記複数個の胴部電極は、前記支柱管の長さを最も長尺にし、前記支柱管に順次装着される前記複数個の胴部電極は前記頭部電極に向かって前方に位置する前記胴部電極の長さを後方に位置する前記胴部電極の長さより長尺にして、前記支柱管に前記複数個の胴部電極が装着されたときに、該支柱管及び前記複数個の胴部電極の前記頭部電極とは反対方向の外部に階段状に露出した各後端部を光ファイバー及びリード線の接続部としたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光電共用プラグにおいて、前記頭部電極と前記支柱管とは、一体の部材で形成したことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光電共用プラグにおいて、前記頭部電極及び前記胴部電極のリング接点は同一の外径を有することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の光電共用プラグにおいて、前記光ファイバーは、可撓性を有する光ファイバーであることを特徴とする。

本発明は、上記構成を備えることにより以下の優れた効果を奏する。すなわち、請求項１の発明によれば、頭部電極に連結した支柱管を支軸にして胴部電極及び光ファイバーを装着できるので、特に光ファイバーの装着が簡単にできる光電共用プラグが提供できる。すなわち、支柱管は、良導電性の中空管で形成されているので、この中空管への光ファイバーの着脱・装着が簡単になる。また、胴部電極は支柱管に挿通されて支持されるのでその装着が簡単になり、しかも堅固に固定できる。これにより、支柱管に支持された光ファイバー及び胴部電極を備えた光電共用プラグを提供できる。
また、頭部電極が固定された支柱管に、複数個の胴部電極をそれぞれの外径、内径及び長さを変えて装着することにより、多極の光電共用プラグを提供できる。
また、支柱管の長さを最も長尺にして、この支柱管に順次装着される胴部電極は前方の胴部電極の長さを後方の胴部電極の長さより長尺にして、支柱管に胴部電極か装着されたときに該支柱管及び長尺胴部電極の後端部が外部に露出するようにし、この外部に露出した後端部を光ファイバー及びリード線の接続部とすることにより、光ファイバー及びリード線の接続が容易になる。

また、請求項２の発明によれば、頭部電極と支柱管とを一体形成することにより、部品数が少なくなり光電共用プラグの組立てが簡単になる。

また、請求項３の発明によれば、光電共用の標準ジャックに適合できる光電共用プラグにすることができる。すなわち、外径を例えば２．５ｍｍ、３．５ｍｍにすることにより光電共用の標準ジャックに適合可能となる。

また、請求項４の発明によれば、支柱管を中空管で形成したので、可撓性を有する光ファイバー、例えばプラスチック光ファイバーの使用が可能になる。また、光電共用プラグに可撓性を有する光ファイバーを接続することにより、可撓性のリード線と一緒にして扱えるので使用が容易になる。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための光電共用プラグを例示するものであって、本発明をこの光電共用プラグに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。

図１〜図５を参照して光電共用プラグの構成を説明する。なお、図１は本発明の実施例１に係る光電共用プラグの斜視図、図２は図１のプラグ本体を示し、図２Ａは斜視図、図２Ｂは側面図、図２Ｃは図２ＢのＸ_１方向から見た正面図、図２Ｄは図２ＢのＸ_２方向からみた背面図、図３は図２のプラグ本体の分解斜視図、図４は図２ＡのIV−IV線の断面図、図５は図２Ａに示すプラグ本体にリード線及び光ファイバーを装着した状態を示す平面図である。

光電共用プラグ（以下、単に「プラグ」ともいう）１は、図１に示すように、プラグ本体２と、このプラグ本体２の後端部を覆うグリップ１０と、を有している。グリップ１０から突出したプラグ本体２の長さＬ_Ａは例えば１３ｍｍであり、グリップ１０の後端部に形成された湾曲部１０Ａを含めた長さＬ_Ｂは例えば３１．５０ｍｍである。グリップ１０のプラグ本体２の一部を覆う箇所は、その長さＬ_Ｃが例えば２２．５０ｍｍであり、長手方向と直交する方向の直径Ｄ_Ａが例えば１３ｍｍである丸棒状をなし、樹脂成型体で形成されている。

プラグ本体２は、先端部に位置する頭部電極３と、この頭部電極３の後方に位置する複数個の胴部電極５〜７と、を有する。このプラグ本体２には、内部に貫通穴が形成され、この貫通穴に中空の支柱管（以下、単に「支柱管」という）４が挿入され、さらに、この支柱管４内には、外径φ_０を有する光ファイバーＯＦが挿入される構成を有している。頭部電極３及び胴部電極５〜７は、いずれも同じ外径Ｄ_１を有している。このプラグ本体２を丸棒体で形成し、その外径Ｄ_１を例えば２．５ｍｍあるいは３．５ｍｍの単頭プラグにすることにより、プラグ１は汎用品である標準型の光電共用ジャック（図示省略）へ差込み接続できる構成となっている。以下、個々の部品の構成について説明する。

頭部電極３は、図２及び図３に示すように、砲弾状の頭部３Ａと筒状の小突起３Ｂとで構成され、これらは同一材料により一体成形されている。頭部３Ａは所定の長さＬ_１を備え、小突起３Ｂは所定の外径ｄ_１を有する高さＬ_１１の良導電性の金属材から形成されるとともに、内部に支柱管４が挿通される大きさの内径φ_１を有する貫通穴３_１が形成されている。なお、貫通穴３_１の内径φ_１は支柱管４の外径ｄ_２とほぼ同一に調節されている。また、頭部３Ａを砲弾状にすることにより、プラグ１が接続されるジャックに設けられたプラグ挿通穴（図示省略）への挿入が容易になる。

支柱管４は、所定の長さＬ_２、外径ｄ_２及び内径φ_２を有する良導電性の金属管からなる中空管で形成されている。この支柱管４は、内部の中空穴４ａに光ファイバーＯＦが挿入されて、この光ファイバーＯＦの先端部が支柱管４の先端部に位置し、さらに、中空穴４ａの径φ_２と光ファイバーＯＦの径φ_０をほぼ同一とすることにより、光ファイバーＯＦを支柱管４内に固定するようになっている。また、この支柱管４は外面に複数個の胴部電極５〜７が装着されて、これらの電極を支持する支柱となっている。このように、支柱管４は光ファイバーＯＦが挿通され、しかも複数個の胴部電極５〜７を支持する支持部材となっているので、この支柱管４は光ファイバーＯＦと複数個の胴部電極５〜７とを堅固に支持することが可能になる。

この支柱管４に装着される複数個の胴部電極５〜７は、頭部電極３の後方へ順次タンデムに装着される第１〜第３胴部電極５〜７から構成されている。
このうち、第１胴部電極５は、先頭端部に形成された長さＬ_３１の第１リング接点５Ａと、この第１リング接点５Ａに連結された所定の長さＬ_３２、外径ｄ_３及び内径φ_３を有する第１中空管５Ｂと、から構成されており、全長Ｌ_３の金属管からなる。第１リング接点５Ａと第１中空管５Ｂとは良導電性の材料により一体形成されている。

また、第２胴部電極６は、先頭端部に形成された長さＬ_４１の第２リング接点６Ａと、この第２リング接点６Ａに連結された所定の長さＬ_４２、外径ｄ_４及び内径φ_４を有する第２中空管６Ｂと、から構成されており、全長Ｌ_４の金属管からなる。第２リング接点６Ａと第２中空管６Ｂとは良導電性の材料により一体形成されている。

さらに、第３胴部電極７は、先頭端部に形成された所定の長さＬ_５１及び外径ｄ_５を有する第３リング接点７Ａと、この第３リング接点７Ａに連結したフランジ７Ｂと、このフランジ７Ｂに連結した後端部７Ｃとから構成されており、内部に所定の内径φ_５を有する貫通孔が形成された全長Ｌ_５の中空管からなる。これらは良導電性の金属材で一体形成されている。また、フランジ７Ｂの外周囲には細溝７Ｂ'が形成されている。このようにフランジ７Ｂに細溝７Ｂ'を設けることにより、グリップ１０を成型する際にグリップの材料との固定が堅固になる。

これら頭部電極３、支柱管４及び各胴部電極５〜７の外径及び内径の関係は、φ_１≧ｄ_２、ｄ_２<φ_３、ｄ_３<φ_４、ｄ_４<φ_５、及びＬ_２>Ｌ_３>Ｌ_４>Ｌ_５に設定されている。また、頭部電極３と第１〜第３リング接点５Ａ、６Ａ、７Ａの外径は、いずれも同じ直径Ｄ_１になっている。

次に、図１〜図４を参照して、プラグの製造方法を説明する。
初めに、頭部電極３の貫通穴３_１に支柱管４の先頭端部を挿入して、支柱管４を頭部電極３に固定する。次いで、頭部電極３に固定された支柱管４の外面に第１〜第３胴部電極５〜７をこの順番で挿入して装着する。この装着は、頭部電極３に固定した支柱管４を第１胴部電極５の中空穴に挿入し、以後同様の方法で第１胴部電極５の第１中空管５Ｂを第２胴部電極６の中空穴に、さらに、第２胴部電極６の第２中空管６Ｂを第３胴部電極７の中空穴に順に装着することで行われる。

その後、頭部電極３の支柱管４に装着した第１〜第３胴部電極５〜７を、頭部電極３と第１〜第３リング接点５Ａ〜７Ａとの間にそれぞれ所定の隙間ｇ_１（０．５ｍｍ）が形成されるように配設する。加えて、支柱管４と、支柱管４を軸芯にして同軸状に配設された第１〜第３胴部電極５〜７の各第１〜第３中空管５Ａ〜７Ａとの間に隙間ｇ_２ができるように固定する。この状態で、これらの隙間ｇ_１、ｇ_２に絶縁材料８を注入して、この絶縁材を硬化させ、第１〜第３胴部電極５〜７を支柱管４を軸芯にして同軸状に固定する。このとき、支柱管４及び第１〜第３胴部電極５〜７の長さがＬ_２>Ｌ_３>Ｌ_４>Ｌ_５となっているので、第３胴部電極７の後方には、支柱管４と第１、第２胴部電極５、６のそれぞれの後端部４_１、５_１、６_１が露出される。そして、支柱管４と第１〜第３胴部電極５〜７とを絶縁材料８で固定した後、支柱管４の中空穴内に光ファイバーＯＦを挿通してその先端部を頭部電極３の先端部に位置させ、光ファイバーＯＦを支柱管４内に固定する。なお、光ファイバーＯＦは支柱管４の中空穴４ａ内に挿入されて固定されるので、可撓性を有する光ファイバー、例えばプラスチック光ファイバーを使用することも可能である。

そして、図５に示すように、支柱管４の後端部４_１、第１、第２胴部電極５、６の後端部５_１、６_１及び第３胴部電極７の後端部７_１には、それぞれ１本ずつリード線１１〜１４が接続される。そして、支柱管４の後端部４_１から支柱管４の内部へ光ファイバーＯＦが挿通されている。なお、これらの部材の後端部４_１、５_１、６_１、７_１へのリード線１１〜１４の接続、及び光ファイバーＯＦの挿通を容易にするために、支持部材としてのクリンプ９を第３胴部電極７に設けて、この支持部材を利用して固定するのが好ましい。その後、第３胴部電極７及びクリンプ９部分を金型に入れ、この金型に合成樹脂材を注入してモールド成型して光電共用プラグ１の組み立てを完成させる。

上述した光電共用プラグ１によると、支柱管を中空管で形成したので可撓性の光ファイバーＯＦ、例えばプラスチック光ファイバーの使用が可能になる。また、光電共用プラグ１に可撓性を有する光ファイバーＯＦを接続することにより、可撓性のリード線と一緒にして扱うことができる。しかも、各種電極にリード線１１〜１４が接続されるので、１本のプラグで光信号だけでなく電気信号をも伝送できる。さらに、頭部電極３及び第１〜第３胴部電極５〜７のリング接点を同一の外径、例えば２．５ｍｍまたは３．５ｍｍにすることにより、汎用品としての標準寸法のジャックに適合できる光電共用プラグを提供できる。

図１は本発明の実施例１に係る光電共用プラグの斜視図である。図２は図１のプラグ本体を示し、図２Ａは斜視図、図２Ｂは側面図、図２Ｃは図２ＢのＸ_１方向から見た正面図、図２Ｄは図２ＢのＸ_２方向からみた背面図である。図３は図２のプラグ本体の分解斜視図である。図４は図２ＡのIV−IV線の断面図である。図５は図２Ａに示すプラグ本体にリード線及び光ファイバーを装着した状態を示す平面図である。図６は従来技術の接続装置の断面図である。図７は他の従来技術のプラグ・ジャック式光電共用伝送装置の説明図である。

符号の説明

１光電共用プラグ
２プラグ本体
３頭部電極
３_１貫通穴
３Ａ頭部接点
４支柱管
５〜７第１〜第３胴部電極
５Ａ〜７Ａ第１〜第３リング接点
５Ｂ、６Ｂ第１、第２中空管
ＯＦ光ファイバー

Claims

内部に貫通穴を有する良導電性の頭部電極と、
前記貫通穴に挿入される外径並びに所定の内径及び長さを有する良導電性の中空管からなる支柱管と、
端部にリング接点と該リング接点に連結されて前記支柱管が挿入される内径並びに所定の外径及び長さを有する良導電性の中空管からなる胴部電極と、
前記支柱管の内部に挿入される光ファイバーと、を備え、
前記光ファイバーの先端部は前記支柱管の先端部に位置し、
前記胴部電極は、複数個備えるとともに該複数個の胴部電極をそれぞれの外径、内径及び長さを変えて前記頭部電極に固定された前記支柱管に装着し、
前記頭部電極の貫通穴に前記支柱管の端部を挿入して固定し、該頭部電極が固定された前記支柱管に前記胴部電極を前記リング接点側から装着して、前記頭部電極と前記リング接点並びに前記支柱管と前記胴部電極間内との間及び前記胴部電極間内にそれぞれ隙間を設けて、これらの隙間に電気絶縁材を介在してそれぞれ電気的に絶縁すると共に、前記支柱管の内部に前記光ファイバーを挿入して、該光ファイバーの先端部を前記頭部電極の先端部に位置させて固定し、
前記支柱管及び前記複数個の胴部電極は、前記支柱管の長さを最も長尺にし、前記支柱管に順次装着される前記複数個の胴部電極は前記頭部電極に向かって前方に位置する前記胴部電極の長さを後方に位置する前記胴部電極の長さより長尺にして、前記支柱管に前記複数個の胴部電極が装着されたときに、該支柱管及び前記複数個の胴部電極の前記頭部電極とは反対方向の外部に階段状に露出した各後端部を光ファイバー及びリード線の接続部としたことを特徴とする光電共用プラグ。
前記頭部電極と前記支柱管とは、一体の部材で形成したことを特徴とする請求項１に記載の光電共用プラグ。
前記頭部電極及び前記胴部電極のリング接点は同一の外径を有することを特徴とする請求項１に記載の光電共用プラグ。
前記光ファイバーは、可撓性を有する光ファイバーであることを特徴とする請求項１に記載の光電共用プラグ。