JP5733284B2 - Connector assembly - Google Patents
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Description
本発明は、コネクタアセンブリに関する。 The present invention relates to a connector assembly.
従来のコネクタアセンブリとして、電気信号を光信号に変換するものが知られている。例えば、特許文献1に記載のコネクタアセンブリは、光ケーブルと光電変換モジュールとを備えており、光電変換モジュールは、光ケーブルの光ファイバと接続される光電変換部が搭載された回路基板と、回路基板を収容するハウジングと、回路基板に接続される電気コネクタとを備えている。このコネクタアセンブリでは、入出力される電気信号を光電変換部により光信号に変換し、光信号による信号伝送を行っている。
Conventional connector assemblies that convert electrical signals into optical signals are known. For example, the connector assembly described in
ところで、上記のコネクタアセンブリでは、回路基板に搭載された制御用ICや光電変換部などにおいて熱が発生する。この熱は、ハウジングや回路基板の破損や伝送特性に影響を及ぼすおそれがあるため、外部に放出する必要がある。放熱先として、コネクタアセンブリが接続されるパソコンなどの電子機器が考えられる。しかしながら、電子機器への放熱はその状態に依存し、例えば電子機器の温度が上昇している場合には電子機器に対してコネクタアセンブリの熱が十分に放出されない。一方で、コネクタモジュールのハウジングを介して放熱することも可能ではあるが、ハウジングが熱くなるため、ユーザーが違和感を覚えるおそれがある。 By the way, in the connector assembly described above, heat is generated in the control IC and the photoelectric conversion unit mounted on the circuit board. Since this heat may damage the housing and circuit board and affect transmission characteristics, it must be released to the outside. As a heat radiation destination, an electronic device such as a personal computer to which the connector assembly is connected can be considered. However, heat dissipation to the electronic device depends on the state. For example, when the temperature of the electronic device is increased, the heat of the connector assembly is not sufficiently released to the electronic device. On the other hand, although it is possible to dissipate heat through the housing of the connector module, the housing becomes hot and the user may feel uncomfortable.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、熱を効率よく放出することができるコネクタアセンブリを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a connector assembly capable of efficiently releasing heat.
上記課題を解決するために、本発明に係るコネクタアセンブリは、光ケーブルとコネクタモジュールとを含んで構成されるコネクタアセンブリであって、光ケーブルは、光ファイバと、光ファイバの周りに設けられた外被と、光ファイバと外被との間に設けられ、金属製の伝熱部材とを有し、コネクタモジュールは、空間を画成するハウジングと、ハウジングの空間に収容され、光ファイバが接続される光電変換部が搭載された回路基板とを有し、光ケーブルの伝熱部材とコネクタモジュールの回路基板とが熱伝導体により熱的に接続されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a connector assembly according to the present invention is a connector assembly including an optical cable and a connector module, and the optical cable includes an optical fiber and a jacket provided around the optical fiber. And a heat transfer member made of metal, which is provided between the optical fiber and the jacket, and the connector module is housed in the space that defines the space, and the optical fiber is connected to the housing. And a circuit board on which the photoelectric conversion unit is mounted. The heat transfer member of the optical cable and the circuit board of the connector module are thermally connected by a heat conductor.
このコネクタアセンブリでは、光ケーブルに金属製の伝熱部材が設けられており、光電変換部などといった発熱体が搭載された回路基板と伝熱部材とが熱伝導体により熱的に接続されている。これにより、光電変換部で発生した熱は、回路基板及び熱伝導体を介して光ケーブルの伝熱部材に伝えられ、光ケーブルの外被から外部に放出される。すなわち、コネクタモジュールと光ケーブルとの間に放熱のための経路が確立されて光ケーブルに熱が伝達されるため、回路基板の熱を光ケーブルに効率的に放散できる。これにより、ハウジングが過剰に熱をもたないため、ユーザーの違和感を軽減できる。また、コネクタアセンブリの接続先の状態に依存することなく、熱を十分に放散することができる。以上のように、コネクタアセンブリでは、熱を効率よく放出することができる。 In this connector assembly, a metal heat transfer member is provided on the optical cable, and a circuit board on which a heating element such as a photoelectric conversion unit is mounted and the heat transfer member are thermally connected by a heat conductor. Thereby, the heat generated in the photoelectric conversion unit is transmitted to the heat transfer member of the optical cable via the circuit board and the heat conductor, and is released to the outside from the outer cover of the optical cable. That is, since a path for heat dissipation is established between the connector module and the optical cable and heat is transmitted to the optical cable, the heat of the circuit board can be efficiently dissipated to the optical cable. Thereby, since a housing does not have excessive heat, a user's discomfort can be reduced. Moreover, heat can be sufficiently dissipated without depending on the state of the connection destination of the connector assembly. As described above, the connector assembly can efficiently release heat.
伝熱部材の熱伝導率は、熱伝導体の熱伝導率より大きいことが好ましい。この場合には、ハウジングの熱を光ケーブルに効率的に放散できるため、回路基板の熱を光ケーブルに効率的に放散できる。 The heat conductivity of the heat transfer member is preferably larger than the heat conductivity of the heat conductor. In this case, since the heat of the housing can be efficiently dissipated to the optical cable, the heat of the circuit board can be efficiently dissipated to the optical cable.
上記光電変換部は、制御用半導体と受発光素子とを含み、熱伝導体は、回路基板と接続部材を介して熱的に接続されたハウジングを含み、ハウジングの前端には、回路基板と電気的に接続された電気コネクタを備え、制御用半導体は、回路基板において受発光素子よりも前方で且つ電気コネクタよりも後方に位置すると共に、受発光素子よりも発熱量の大きく、接続部材は、受発光素子より前方において、回路基板とハウジングを熱的に接続する領域を含む。このように構成すれば、受発光素子より発熱量の大きい熱源(例えば、制御用半導体や電気コネクタが接続される電子機器)からの熱が受発光素子に流入することを防止しつつ、回路基板の熱を光ケーブルに放散できる。 The photoelectric conversion unit includes a control semiconductor and a light emitting / receiving element, the thermal conductor includes a housing thermally connected to the circuit board via a connection member, and the front end of the housing is electrically connected to the circuit board. The control semiconductor is located in front of the light emitting / receiving element and behind the electric connector on the circuit board, and has a larger calorific value than the light receiving / emitting element. A region for thermally connecting the circuit board and the housing is included in front of the light emitting / receiving element. If comprised in this way, while preventing the heat | fever from the heat source (for example, the electronic device to which a semiconductor for control and an electrical connector are connected) larger in calorific value than a light receiving and emitting element, flowing into a light emitting and receiving element, a circuit board Heat can be dissipated to the optical cable.
伝熱部材は、光ケーブルの末端に取り付けられる金属製の加締め部材に圧着されており、加締め部材がハウジングと熱的に接続され、加締め部材及びハウジングにより熱伝導体が構成されていることが好ましい。光ケーブルを加締め部材により圧着することにより、光ケーブルを加締め部材に取り付ける作業性の向上を図ることができる。また、熱伝導体が加締め部材及びハウジングにより構成され、伝熱部材が加締め部材に圧着されているため、熱を効率よく伝熱部材に伝達でき、熱を効率よく放出することができる。 The heat transfer member is crimped to a metal caulking member attached to the end of the optical cable, the caulking member is thermally connected to the housing, and the caulking member and the housing constitute a heat conductor. Is preferred. By crimping the optical cable with the caulking member, the workability of attaching the optical cable to the caulking member can be improved. Moreover, since a heat conductor is comprised by the crimping member and the housing, and the heat-transfer member is crimped | bonded to the crimping member, heat can be efficiently transmitted to a heat-transfer member and heat can be discharged | emitted efficiently.
加締め部材は、光ファイバが挿通される筒部と、筒部の径方向の外側に張り出す基部と、筒部の径方向の外側に位置し、光ケーブルの末端を筒部と挟持して圧着する圧着部と、を有し、伝熱部材は、筒部の外周面に配置され、当該外周面と圧着部との間に挟持されて圧着されていることが好ましい。このような構成により、光ケーブルを良好に保持することができる。 The crimping member is positioned on the outer side in the radial direction of the cylindrical part, the cylindrical part through which the optical fiber is inserted, the outer side in the radial direction of the cylindrical part, and the end of the optical cable is sandwiched between the cylindrical part and crimped It is preferable that the heat transfer member is disposed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion, and is sandwiched and crimped between the outer peripheral surface and the crimp portion. With such a configuration, the optical cable can be satisfactorily held.
伝熱部材は、光ケーブルの末端において外被の外周側に折り返されており、加締め部材において、筒部の外周面、基部及び圧着部と当接している。このように、熱伝導体が加締め部材と多くの箇所で当接することにより、加締め部材と伝熱部材とがより良好に熱的に接続され、ハウジングと熱伝導体との間の放熱経路を良好に形成できる。したがって、熱を効率よく放出することができる。 The heat transfer member is folded back to the outer peripheral side of the outer jacket at the end of the optical cable, and the caulking member is in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical portion, the base portion, and the crimping portion. In this way, the heat conductor makes contact with the caulking member at many places, so that the caulking member and the heat transfer member are more thermally connected, and the heat dissipation path between the housing and the heat conductor Can be formed satisfactorily. Therefore, heat can be released efficiently.
ハウジングは、金属材料からなる第1ハウジングを含んでおり、第1ハウジングが熱伝導体を構成していることが好ましい。このように、ハウジングを金属材料にて形成することにより、ハウジングを熱伝導体として機能させることができ、回路基板の熱を光ケーブルの伝熱部材に良好に伝えることができる。 The housing preferably includes a first housing made of a metal material, and the first housing constitutes a heat conductor. Thus, by forming the housing from a metal material, the housing can function as a heat conductor, and the heat of the circuit board can be transferred well to the heat transfer member of the optical cable.
第1ハウジングは、空間を画成する収容部材と、収容部材と連結可能に構成されていると共に、光ケーブルを保持する固定部材とを有し、固定部材に伝熱部材が熱的に接続されていると共に、収容部材と固定部材とが熱的に接続されていることが好ましい。このような構成によれば、熱を放散する経路を良好に確立することができる。 The first housing includes a housing member that defines a space and a housing member that can be coupled to the housing member, and a fixing member that holds the optical cable. The heat transfer member is thermally connected to the fixing member. In addition, it is preferable that the housing member and the fixing member are thermally connected. According to such a structure, the path | route which dissipates heat can be established favorably.
コネクタモジュールは、回路基板と第1ハウジングの収容部材とを熱的に接続する接続部材を有しており、接続部材及び第1ハウジングが熱伝導体を構成していることが好ましい。このように、接続部材によって回路基板と第1ハウジングとの間に熱を伝達する経路を確実に確立できる。 The connector module preferably includes a connection member that thermally connects the circuit board and the housing member of the first housing, and the connection member and the first housing preferably constitute a heat conductor. In this way, the connection member can reliably establish a path for transferring heat between the circuit board and the first housing.
第1ハウジングは、空間を画成する収容部材と、収容部材と連結可能に構成されていると共に、光ケーブルを保持する固定部材とを有し、固定部材に伝熱部材が熱的に接続されていると共に、固定部材が回路基板に直接接続されていることが好ましい。このように、固定部材を回路基板に直接接続することにより、回路基板から光ケーブルの伝熱部材に熱が伝達される経路を確実に確立できる。 The first housing includes a housing member that defines a space and a housing member that can be coupled to the housing member, and a fixing member that holds the optical cable. The heat transfer member is thermally connected to the fixing member. In addition, it is preferable that the fixing member is directly connected to the circuit board. In this way, by directly connecting the fixing member to the circuit board, a path through which heat is transferred from the circuit board to the heat transfer member of the optical cable can be reliably established.
ハウジングは、樹脂材料からなり且つ第1ハウジングを収容する第2ハウジングを有していることが好ましい。このような構成によれば、光ケーブル側に熱を放散するための熱伝達経路を確実に構成できる。また、第2ハウジングが樹脂材料から形成されているため、ユーザーがハウジングを持ったときに、熱(熱さ)を感じることが軽減される。 It is preferable that the housing has a second housing made of a resin material and accommodating the first housing. According to such a configuration, a heat transfer path for dissipating heat to the optical cable side can be reliably configured. In addition, since the second housing is formed of a resin material, it is possible to reduce the feeling of heat (heat) when the user holds the housing.
伝熱部材は、金属編組であることが好ましい。金属編組を用いることにより、密度、表面積を確保できるため、伝熱特性及び放熱特性を良好に得ることができる。また、金属編組は、光ケーブルの曲げに対する変形性も有しているため、光ケーブルが曲がった場合であっても所定の放熱特性を得ることができる。 The heat transfer member is preferably a metal braid. By using a metal braid, since a density and a surface area can be ensured, heat transfer characteristics and heat dissipation characteristics can be favorably obtained. In addition, since the metal braid has a deformability with respect to the bending of the optical cable, a predetermined heat dissipation characteristic can be obtained even when the optical cable is bent.
光ケーブルは、光ファイバと伝熱部材との間に抗張力繊維を有していることが好ましい。抗張力繊維を設けることにより、光ケーブルに加えられる引張力などの外力に対する耐久性を光ケーブルにおいて確保できる。一方、光ファイバと伝熱部材との間に抗張力繊維を備えるので、発生した熱が伝熱部材から外被を介して外部に放出されるのを妨げることを防止できる。 The optical cable preferably has a tensile strength fiber between the optical fiber and the heat transfer member. By providing the tensile strength fiber, durability against an external force such as a tensile force applied to the optical cable can be secured in the optical cable. On the other hand, since the tensile strength fiber is provided between the optical fiber and the heat transfer member, it is possible to prevent the generated heat from being prevented from being released from the heat transfer member to the outside through the jacket.
光ケーブルは、抗張力繊維と金属編組との間にチューブが設けられていることが好ましい。これにより、光ケーブルの内部に熱が伝達されることを抑制でき、熱を外被を介して外部に良好に放出できる。 The optical cable is preferably provided with a tube between the tensile strength fiber and the metal braid. Thereby, it can suppress that heat is transmitted to the inside of an optical cable, and can discharge | emit heat favorably outside via a jacket.
伝熱部材は、熱伝導体にはんだにより接合されていることが好ましい。伝熱部材と熱伝導体とをはんだによって接合することにより、良好な伝熱性を得ることができる。 The heat transfer member is preferably joined to the heat conductor by solder. Good heat transfer can be obtained by joining the heat transfer member and the heat conductor with solder.
本発明によれば、熱を効率よく放出することができる。 According to the present invention, heat can be released efficiently.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係るコネクタアセンブリを示す斜視図である。図2は、樹脂ハウジングを外した状態を示す斜視図である。図3は、ハウジングを外した状態を示す斜視図である。図4(a)は、図3に示す回路基板を上から見た図であり、図4(b)は、図3に示す回路基板を横から見た図である。図5は、図3に示す回路基板及び固定部材を横から見た図である。図6は、図1に示すコネクタアセンブリの断面図である。図7は、図6の一部を拡大して示す図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a connector assembly according to the first embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing a state where the resin housing is removed. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the housing is removed. 4A is a view of the circuit board shown in FIG. 3 as viewed from above, and FIG. 4B is a view of the circuit board shown in FIG. 3 as viewed from the side. FIG. 5 is a side view of the circuit board and the fixing member shown in FIG. 6 is a cross-sectional view of the connector assembly shown in FIG. FIG. 7 is an enlarged view of a part of FIG.
各図に示すコネクタアセンブリ1は、光通信技術などにおいて信号(データ)の伝送に用いられるものであり、接続先のパソコンなどといった電子機器に電気的に接続され、入出力される電気信号を光信号に変換して光信号を伝送するものである。
A
各図に示すように、コネクタアセンブリ1は、光ケーブル3と、コネクタモジュール5とを備えている。コネクタアセンブリ1では、単芯或いは多芯の光ケーブル3の末端がコネクタモジュール5に取り付けられて構成されている。
As shown in each drawing, the
光ケーブル3は、複数本(ここでは4本)の光ファイバ心線(光ファイバ)7と、この光ファイバ心線7を被覆する樹脂製の外被9と、光ファイバ心線7と外被9との間に介在された極細径の抗張力繊維(ケブラー)11と、外被9と抗張力繊維11との間に介在され、外被9と接触する金属編組13とを有している。つまり、光ケーブル3では、光ファイバ心線7、抗張力繊維11、金属編組13及び外被9が、その中心から径方向の外側に向けてこの順に配置されている。
The
光ファイバ心線7としては、石英系光ファイバ、プラスチック光ファイバ(POF:PlasticOptical Fiber)などを用いることができる。外被9は、ノンハロゲン難燃性樹脂である例えばPVC(polyvinylchloride)から形成されている。外被9の外径は、4.2mm程度であり、外被9の熱伝導率は、例えば0.17W/m・Kである。抗張力繊維11は、例えばアラミド繊維であり、束状に集合された状態で光ケーブル3に内蔵されている。
As the
金属編組13は、例えば錫めっき導線から形成されており、編組密度が70%以上、編み角度が45°〜60°である。金属編組13の外径は、0.05mm程度である。金属編組13の熱伝導率は、例えば400W/m・Kである。金属編組13は、熱伝導を良好に確保するために高密度に配置することが好ましく、一例としては平角線の錫めっき導線で構成されていることが好ましい。
The
コネクタモジュール5は、ハウジング20と、ハウジング20の前端(先端)側に設けられる電気コネクタ22と、ハウジング20に収容される回路基板24とを備えている。
The
ハウジング20は、金属ハウジング(第1ハウジング)26と、樹脂ハウジング(第2ハウジング)28とから構成されている。金属ハウジング26は、収容部材30と、収容部材30の後端部に連結され、光ケーブル3を固定する固定部材32とから構成されている。金属ハウジング26は、鋼(Fe系)、ブリキ(錫めっき銅)、ステンレス、銅、真鍮、アルミなどの熱伝導率の高い(好ましくは100W/m・K以上)金属材料により形成されている。金属ハウジング26は、熱伝導体を構成している。
The
収容部材30は、断面が略矩形形状を呈する筒状の中空部材である。収容部材30は、回路基板24などを収容する収容空間Sを画成している。収容部材30の前端側には、電気コネクタ22が設けられ、収容部材30の後端側には、固定部材32が連結される。
The
固定部材32は、板状の基部34と、筒部36と、基部34の両側から前方に張り出す一対の第1張出片38と、基部34の両側から後方に張り出す一対の第2張出片40とを有している。一対の第1張出片38は、収容部材30の後部からそれぞれ挿入され、収容部材30に当接して連結される。一対の第2張出片40は、後述する樹脂ハウジング28のブーツ46に連結される。なお、固定部材32は、基部34、筒部36、第1張出片38及び第2張出片40が板金により一体に形成されている。
The fixing
筒部36は、略円筒形状をなしており、基部34から後方に突出するように設けられている。筒部36は、カシメリング42との協働により光ケーブル3を保持する。具体的には、外被9を剥いだ後、光ケーブル3の光ファイバ心線7を筒部36の内部に挿通させると共に、抗張力繊維11を筒部36の外周面に沿って配置する。そして、筒部36の外周面に配置された抗張力繊維11上にカシメリング42を配置して、カシメリング42をかしめる。これにより、抗張力繊維11が筒部36とカシメリング42との間に挟持されて固定され、固定部材32に光ケーブル3が保持固定される。
The
基部34には、光ケーブル3の金属編組13の端部がはんだにより接合されている。具体的には、金属編組13は、固定部材32においてカシメリング42(筒部36)の外周を覆うように配置されており、その端部が基部34の一面(後面)にまで延ばされてはんだにより接合されている。これにより、固定部材32と金属編組13とは、熱的に接続されている。さらに、収容部材30の後端部に固定部材32が結合することにより、収容部材30と固定部材32とが物理的且つ熱的に接続される。つまり、収容部材30と光ケーブル3の金属編組13とが熱的に接続される。
The end of the
樹脂ハウジング28は、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料から形成されており、金属ハウジング26を覆っている。樹脂ハウジング28は、外装ハウジング44と、外装ハウジング44と連結するブーツ46とを有している。外装ハウジング44は、収容部材30の外面を覆うように設けられている。ブーツ46は、外装ハウジング44の後端部に連結され、金属ハウジング26の固定部材32を覆っている。ブーツ46の後端部と光ケーブル3の外被9とは、接着剤(図示しない)により接着される。
The
電気コネクタ22は、接続対象(パソコンなど)に挿入され、接続対象と電気的に接続される部分である。電気コネクタ22は、ハウジング20の前端側に配置されており、ハウジング20から前方に突出している。電気コネクタ22は、接触子22aにより回路基板24に電気的に接続されている。
The
回路基板24は、金属ハウジング26(収容部材30)の収容空間Sに収容されている。回路基板24には、制御用半導体50と、受発光素子52とが搭載されている。回路基板24は、制御用半導体50と受発光素子52とを電気的に接続している。回路基板24は、平面視で略矩形形状を呈しており、所定の厚みを有している。回路基板24は、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミック基板などの絶縁基板であり、その表面又は内部には、金(Au)、アルミ(Al)又は銅(Cu)などにより回路配線が形成されている。制御用半導体50と受発光素子52とは、光電変換部を構成している。本実施形態において、制御用半導体50は、回路基板24における、受発光素子52より前方であって、且つ、電気コネクタ22より後方の位置に配置されている。制御用半導体50は、受発光素子52より発熱量が大きい。
The
制御用半導体50は、駆動IC(Integrated Circuit)50aや波形整形器であるCDR(Clock Data Recovery)装置50bなどを含んでいる。制御用半導体50は、回路基板24において、表面24aの前端側に配置されている。制御用半導体50は、電気コネクタ22と電気的に接続されている。
The
受発光素子52は、複数(ここでは2つ)の発光素子52aと、複数(ここでは2つ)の受光素子52bとを含んで構成されている。発光素子52a及び受光素子52bは、回路基板24において、表面24aの後端側に配置されている。発光素子52aとしては、例えば、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)、レーザダイオード(LD:LaserDiode)、面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface EmittingLASER)などを用いることができる。受光素子52bとしては、例えば、フォトダイオード(PD:PhotoDiode)などを用いることができる。
The light receiving / emitting
受発光素子52は、光ケーブル3の光ファイバ心線7と光学的に接続されている。具体的には、図4(b)に示すように、回路基板24には、受発光素子52及び駆動IC50aを覆うようにレンズアレイ部品55が配置されている。レンズアレイ部品55には、発光素子52aから出射された光、又は、光ファイバ心線7から出射された光を反射して屈曲させる反射膜55aが配置されている。光ファイバ心線7の末端にはコネクタ部品54が取り付けられており、コネクタ部品54とレンズアレイ部品55とが位置決めピンによって位置決めされて結合することにより光ファイバ心線7と受発光素子52とが光学的に接続される。レンズアレイ部品55は、光の入射部および出射部に、入射光を平行光とし、平行光を集光して出射するコリメートレンズを備えることが好ましい。このようなレンズアレイ部品55は、樹脂の射出成形により、一体に構成することができる。
The light emitting / receiving
回路基板24と収容部材30(金属ハウジング26)との間には、放熱シート(接続部材)56が配置されている。放熱シート56は、熱伝導性及び柔軟性を有する材料から形成される熱伝導体である。放熱シート56は、回路基板24の裏面24bにおいて、回路基板24の幅方向に沿って延在して設けられている。放熱シート56は、例えば受発光素子52の下方に配置される。放熱シート56は、その上面が回路基板24の裏面24bに物理的且つ熱的に接続されていると共に、その下面が収容部材30の内側面に物理的且つ熱的に接続されている。この放熱シート56により、回路基板24と金属ハウジング26とが熱的に接続され、回路基板24の熱が収容部材30に伝達される。
A heat radiation sheet (connection member) 56 is disposed between the
なお、ここで言う熱的に接続されているとは、物理的な接続によって熱を伝達可能な経路が確立されていることを言う。したがって、本実施形態では、空気などの媒体を介して熱を伝達することは、熱的に接続されていることとはならない。 The term “thermally connected” here means that a path capable of transferring heat is established by physical connection. Therefore, in this embodiment, transferring heat through a medium such as air is not thermally connected.
上記構成を有するコネクタアセンブリ1では、電気コネクタ22から電気信号を入力し、回路基板24の配線を介して制御用半導体50が電気信号を入力する。制御用半導体50に入力された電気信号は、レベルの調整やCDR装置50bにより波形整形などが行われた後に、制御用半導体50から回路基板24の配線を介して受発光素子52に出力される。電気信号を入力した受発光素子52では、電気信号を光信号に変換し、発光素子52aから光ファイバ心線7に光信号を出射する。
In the
また、光ケーブル3で伝送された光信号は、受光素子52bにより入射される。受発光素子52では、入射された光信号を電気信号に変換し、この電気信号を回路基板24の配線を介して制御用半導体50に出力する。制御用半導体50では、電気信号に所定の処理を施した後、電気コネクタ22にその電気信号を出力する。
The optical signal transmitted through the
続いて、コネクタアセンブリ1における放熱方法について、図6を参照しながら説明する。回路基板24に搭載された制御用半導体50及び受発光素子52で発生した熱は、まず回路基板24に伝わる。回路基板24に伝達された熱は、放熱シート56を介して収容部材30に伝えられる。次に、熱は、収容部材30からこれに連結された固定部材32に伝わり、固定部材32に接続された光ケーブル3の金属編組13に伝えられる。そして、金属編組13に伝わった熱は、光ケーブル3の外被9を介して外部に放熱される。以上のようにして、コネクタアセンブリ1では、発熱体である制御用半導体50及び受発光素子52で発生した熱が外部に放出される。
Next, a heat dissipation method in the
以上説明したように、本実施形態では、光ケーブル3に熱伝導率の高い金属編組13が設けられており、制御用半導体50や受発光素子52などの発熱体が搭載された回路基板24と金属編組13とが金属ハウジング26により熱的に接続されている。これにより、制御用半導体50及び受発光素子52で発生した熱は、回路基板24及び金属ハウジング26を介して光ケーブル3の金属編組13に伝わり、光ケーブル3の外被9から外部に放出される。すなわち、コネクタモジュール5と光ケーブル3との間に放熱の経路が確立されて光ケーブル3に伝達されるため、回路基板24の熱を光ケーブル3に効率的に放散できる。これにより、ハウジング20が過剰に熱をもたないため、ユーザーの違和感を軽減できる。
As described above, in the present embodiment, the
ここで、上記の熱を電気コネクタ22を介してパソコンなどの接続対象に放出することも考えられる。しかしながら、熱を放出するときに接続対象がそれを受け入れられる状態にあるか否かを予測することは困難である。そのため、熱を放出する際、接続対象の温度が上昇している場合には、コネクタアセンブリ1の熱を接続対象側に十分に放散することができない。これに対して、本実施形態では、光ケーブル3に回路基板24の熱を放散させて外部に放出するため、コネクタアセンブリ1の接続先の状態に依存することなく、熱を十分に放出することができる。
Here, it is also conceivable to release the heat to the connection target such as a personal computer via the
また、本実施形態では、金属編組13(伝熱部材)の熱伝導率は、金属ハウジング26、放熱シート56(熱伝導体)の熱伝導率より大きい。このため、金属ハウジング26の熱を光ケーブル3に効率的に放散できるので、回路基板24の熱を光ケーブル3に効率的に放散できる。さらに、熱伝導体を構成する金属ハウジング26を収容する樹脂ハウジング28をさらに有する場合には、金属ハウジング26からの放熱は樹脂ハウジング28によって妨げられることとなるが、回路基板24の熱を光ケーブル3に効率的に放散することによって、収容部材30内の温度を効率よく低下させることができる。これにより、受発光素子52の信頼性が向上し、ユーザーがハウジング20を持ったときに、熱(熱さ)を感じることが軽減される。
Moreover, in this embodiment, the heat conductivity of the metal braid 13 (heat-transfer member) is larger than the heat conductivity of the
また、本実施形態では、回路基板24と金属ハウジング26(固定部材32)とが放熱シート56で熱的に接続されている。そのため、回路基板24の熱を金属ハウジング26に効率的に伝達することができる。その結果、伝達効率の良好な熱伝達経路を回路基板24と光ケーブル3との間に確立できる。また、金属編組13を固定部材32にはんだにより接合することにより、より確実な熱的な接続を得ることができる。
In the present embodiment, the
また、光ケーブル3は、光ファイバ心線7と、この光ファイバ心線7を被覆する樹脂製の外被9と、光ファイバ心線7と外被9との間に介在された抗張力繊維11と、外被9と抗張力繊維11との間に介在された金属編組13とを有し、光ファイバ心線7、抗張力繊維11、金属編組13及び外被9が、その中心から径方向の外側に向けてこの順に配置されている。これにより、光ケーブル3に加えられる引張力などの外力に対する耐久性を光ケーブル3において確保できる一方、光ファイバ心線7と金属編組13との間に抗張力繊維11を備えるので、発生した熱が熱伝導体から外被9を介して外部に放出されるのを妨げることを防止できる。さらに、外被9と金属編組13との間に空間を介することなく密着させることにより、金属編組13から外被9への熱の拡散を効率よく行うことができる。
The
また、熱伝導体である金属ハウジング26が樹脂ハウジング28に収容されているため、回路基板24の熱は、熱伝導率の高い光ケーブル3に放散される。したがって、光ケーブル3側に熱を放散するための熱伝達経路を確実に構成できる。また、樹脂ハウジング28により、ユーザーがハウジング20を持ったときに、熱さを感じることが軽減される。
Further, since the
[第2実施形態]
続いて、第2実施形態について説明する。図8は、第2実施形態に係るコネクタアセンブリのコネクタモジュールを示す斜視図である。図9は、ハウジングの一部を取り外した状態を示す斜視図である。図10は、光ケーブルの断面構成を示す図である。コネクタアセンブリ1Aは、光ケーブル3Aと、コネクタモジュール5Aとを備えている。
[Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described. FIG. 8 is a perspective view showing a connector module of the connector assembly according to the second embodiment. FIG. 9 is a perspective view showing a state where a part of the housing is removed. FIG. 10 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of the optical cable. The
図10に示すように、光ケーブル3Aは、複数本(ここでは4本)の光ファイバ心線7と、この光ファイバ心線7を被覆する樹脂製の外被9と、光ファイバ心線7と外被9との間に介在された極細径の抗張力繊維11と、外被9と抗張力繊維11との間に介在され、外被9と接触する金属編組13と、抗張力繊維11と金属編組13との間に介在されたインナーチューブ14とを有している。つまり、光ケーブル3Aでは、光ファイバ心線7、抗張力繊維11、インナーチューブ14、金属編組13及び外被9が、その中心から径方向の外側に向けてこの順に配置されている。
As shown in FIG. 10, the
コネクタモジュール5Aは、ハウジング60と、ハウジング20の前端(先端)側に設けられる電気コネクタ22と、ハウジング60に収容される回路基板24とを備えている。なお、電気コネクタ22、回路基板24及び放熱シート56の構成は、第1実施形態と同様である。
The
ハウジング60は、金属ハウジング61と、図示しない樹脂ハウジングとから構成されている。金属ハウジング61は、収容部材62と、収容部材62の後端部に連結され、光ケーブル3Aを固定する加締め部材64とから構成されている。金属ハウジング61は、鋼(Fe系)、ブリキ(錫めっき銅)、ステンレス、銅、真鍮、アルミなどの熱伝導率の高い(好ましくは100W/m・K以上)金属材料により形成されている。金属ハウジング61は、熱伝導体を構成している。
The housing 60 includes a metal housing 61 and a resin housing (not shown). The metal housing 61 includes a
収容部材62は、断面が略矩形形状を呈する筒状の中空部材である。収容部材62は、回路基板24などを収容する収容空間S(図9参照)を画成している。収容部材62の前端側には、電気コネクタ22が設けられ、収容部材62の後端側には、加締め部材64が連結される。収容部材62は、複数の部材により構成されている。収容部材62は、後端部が開口している。
The
収容部材62には、保持片62a,62bが設けられている。保持片62a,62bは、収容部材62の後端部において両端側(左右)に一対設けられており、収容部材62の上部から下側に折り返されて下部に向かって延びている。
The
図11は、加締め部材を示す斜視図であり、収容部材に連結される前の状態(折り返される前の状態)を示している。加締め部材64は、基部66と、筒部68と、基部66の両側から後方に張り出す一対の圧着部70a,70bとを有している。加締め部材64は、基部66、筒部68及び圧着部70a,70bが板金により一体に形成されている。
FIG. 11 is a perspective view showing the caulking member, and shows a state before being connected to the housing member (a state before being folded back). The
基部66は、板状の部材であり、筒部68の径方向の外側に張り出している。基部66は、本体部66aと、張出部66bを有している。張出部66bは、本体部66aの左右に張り出していると共に、上下に所定の間隔をあけて設けられている。
The
筒部68は、略円筒形状をなしており、基部66の本体部66aから後方に突出するように設けられている。筒部68は、光ファイバ心線7を挿通すると共に、圧着部70a,70bとの協働により光ケーブル3Aを保持する。
The
圧着部70a,70bは、光ケーブル3Aを筒部68との協働で圧着すると共に、抗張力繊維11が巻き付けられる。圧着部70aと圧着部70bとは、同様の構成を有しており、以下では、圧着部70aを一例に具体的に説明する。圧着部70aは、基部66から折り返されて筒部68の径方向の外側に位置している。圧着部70aには、凹部71aと、2つのスリット部71b,71cとが設けられている。凹部71a及びスリット部71b,71cは、抗張力繊維11が巻きつけられる部分である。圧着部70a,70bに抗張力繊維11を巻き付ける方法については後述する。
The crimping
続いて、上記の構成を有する加締め部材64と収容部材62との連結について説明する。加締め部材64を収容部材62に連結するときには、加締め部材64を収容部材62の保持片62a,62bの間に下側から押し込む。これにより、基部66の本体部66aの上部から張り出す張出部66bが保持片62a,62bとの間に保持されるように、加締め部材64と収容部材62とが連結される。
Next, the connection between the
続いて、光ケーブル3Aを加締め部材64に取り付ける方法について説明する。図12及び図13は、加締め部材に光ケーブルを取り付ける方法を示す図である。図14は、コネクタアセンブリの断面構成を示す図である。図12に示すように、加締め部材64に光ケーブル3Aを取り付ける前の状態では、加締め部材64の圧着部70a,70bは折り返されていない。最初に、光ケーブル3Aの外被9を剥いで金属編組13を露出させ、この金属編組13を外被9の外周側に折り返す。このとき、金属編組13を折り返す長さは、例えば筒部68の長さ以下とする。次に、加締め部材64を準備し、加締め部材64の筒部68に光ケーブル3Aの光ファイバ心線7、抗張力繊維11及びインナーチューブ14を挿通させると共に、金属編組13を筒部68の外周面68aに被せる。
Next, a method for attaching the
続いて、抗張力繊維11を圧着部70a,70bに巻き付ける。具体的には、抗張力繊維11を、基部66の前面に沿って左右に引き出して圧着部70a,70bの凹部71aに掛けて折り返す。次に、抗張力繊維11をスリット部71cに通した後にスリット部71bに通し、再度凹部71aに掛ける。このようにして、抗張力繊維11を圧着部70a,70bに巻き付ける。
Subsequently, the
抗張力繊維11を巻き付けた後、圧着部70a,70bを光ケーブル3A側に折り返す。このとき、図14に示すように、金属編組13が、筒部68の外周面68a、基部66の後面及び圧着部70a,70bで接触する。圧着部70a,70bが折り返されると、外被9及び金属編組13が筒部68と圧着部70a,70bの基部側との間に挟持されてこの部分で圧着されると共に、外被9に圧着部70a,70bが食い込み、光ケーブル3Aが加締め部材64により保持固定される。以上のように、光ケーブル3Aが圧着部70a,70bにより加締められて加締め部材64に圧着され、光ケーブル3Aの金属編組13と加締め部材64(金属ハウジング61)とが熱的に接続される。
After the
続いて、コネクタアセンブリ1Aにおける放熱方法について説明する。回路基板24に搭載された制御用半導体50及び受発光素子52で発生した熱は、まず回路基板24に伝わる。回路基板24に伝達された熱は、放熱シート56を介して収容部材62に伝えられる。次に、熱は、収容部材62からこれに連結された加締め部材64に伝わり、加締め部材64に接続された光ケーブル3Aの金属編組13に伝えられる。そして、金属編組13に伝わった熱は、光ケーブル3Aの外被9を介して外部に放熱される。以上のようにして、コネクタアセンブリ1Aでは、発熱体である制御用半導体50及び受発光素子52で発生した熱が外部に放出される。
Next, a heat dissipation method in the
以上説明したように、本実施形態では、制御用半導体50や受発光素子52などの発熱体が搭載された回路基板24と金属編組13とが金属ハウジング61により熱的に接続されている。これにより、制御用半導体50及び受発光素子52で発生した熱は、回路基板24及び金属ハウジング61(収容部材62及び加締め部材64)を介して光ケーブル3Aの金属編組13に伝わり、光ケーブル3Aの外被9から外部に放出される。すなわち、コネクタモジュール5Aと光ケーブル3Aとの間に放熱の経路が確立されて光ケーブル3Aに伝達されるため、回路基板24の熱を光ケーブル3Aに効率的に放散できる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、金属編組13(伝熱部材)の熱伝導率は、金属ハウジング61、放熱シート56(熱伝導体)の熱伝導率より大きい。このため、金属ハウジング61の熱を光ケーブル3Aに効率的に放散できるので、回路基板24の熱を光ケーブル3Aに効率的に放散できる。さらに、熱伝導体を構成する金属ハウジング61を収容する樹脂ハウジング(図示しない)をさらに有する場合には、金属ハウジング61からの放熱は樹脂ハウジングによって妨げられることとなるが、回路基板24の熱を光ケーブル3Aに効率的に放散することによって、収容部材62内の温度を効率よく低下させることができる。これにより、受発光素子52の信頼性が向上し、ユーザーがハウジング60を持ったときに、熱(熱さ)を感じることが軽減される。
Moreover, in this embodiment, the heat conductivity of the metal braid 13 (heat-transfer member) is larger than the heat conductivity of the metal housing 61 and the heat dissipation sheet 56 (heat conductor). For this reason, since the heat of the metal housing 61 can be efficiently dissipated to the
また、本実施形態では、加締め部材64により光ケーブル3Aを加締めて圧着し保持固定する構成のため、光ケーブル3Aを金属ハウジング61に簡易に接合することができる。これにより、作業現場におけるコネクタアセンブリ1Aの組立て作業性を向上することができる。
In the present embodiment, the
また、金属編組13は、加締め部材64において、基部66、筒部68の外周面68a及び圧着部70a,70bと当接している。このように、金属編組13と加締め部材64とを多くの箇所で接触させ、金属編組13と加締め部材64との接触面積を確保することにより、放熱経路を良好に確保することができる。したがって、回路基板24の熱を光ケーブル3Aにより効率的に放散できる。
Further, the
また、本実施形態では、光ケーブル3Aにおいて、抗張力繊維11と金属編組13との間にインナーチューブ14が設けられている。インナーチューブ14により、光ケーブル3Aの内部に熱が伝達されることを抑制でき、熱を外被9を介して外部に良好に放出できる。外被9の表面積は光ケーブル3A内部のインナーチューブ14の表面積より大きいから、インナーチューブ14の熱伝導率が外被9の熱伝導率以下であることが好ましい。
In the present embodiment, an
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、伝熱部材として金属編組13を例示しているが、伝熱部材は金属編組13に限定されない。伝熱部材としては、高い熱伝導率を有する部材であればよく、例えば金属テープなどであってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the
また、第2実施形態の光ケーブル3Aを、第1実施形態のコネクタアセンブリ1に用いてもよい。
Further, the
また、第1実施形態では、固定部材32と金属編組13とをはんだにより接合しているが、固定部材32と金属編組13との接合ははんだに限定されない。なお、第1実施形態において、接合部に外力が印加され得ることが想定される場合には、容易に接合が解除されることがない接合方法を選択する必要があり、はんだによる接合が最も好ましい。
Moreover, in 1st Embodiment, although the fixing
また、第1実施形態では、熱の伝達経路が放熱シート56、収容部材30及び固定部材32により構成されているが、固定部材32が回路基板24に直接接続(固定)されることにより熱の伝達経路が構成されてもよい。
In the first embodiment, the heat transfer path is configured by the
また、上記実施形態では、接続部材である放熱シート56は、その上面が回路基板24の裏面24bに物理的且つ熱的に接続され、その下面が収容部材30(62)の内側面に物理的且つ熱的に接続されているが、接続部材は、例えば図15に示す構成であってもよい。図15は、他の実施形態に係るコネクタアセンブリの断面構成を示す図である。
Moreover, in the said embodiment, the upper surface of the thermal radiation sheet |
図15に示すように、コネクタアセンブリ1Bでは、回路基板24と収容部材30(62)(金属ハウジング26,61)との間には、第1放熱シート56a及び第2放熱シート56bが配置されている。第1放熱シート56aは、回路基板24の表面24aの前端側に配置されたCDR(Clock Data Recovery)装置50bと金属ハウジング26(61)との間に配置され、両者を熱的に接続する。
As shown in FIG. 15, in the
また、第2放熱シート56bは、回路基板24の裏面24bと金属ハウジング26との間に配置され、両者を熱的に接続する。第2放熱シート56bは、駆動IC50aが配置された領域に対応する回路基板24の裏面24bから、回路基板24前端側にわたって延在するように配置されている。これらの第1及び第2放熱シート56a,56bにより、受発光素子52より前方において、回路基板24と金属ハウジング26(61)を熱的に接続する領域が形成される。これにより、制御用半導体50からの熱が回路基板24を介して受発光素子52に流入することを防止しながら、収容部材30(62)に伝達される。
Further, the second
上記実施形態のように、複数の受発光素子52を用いて高速パラレルデータ伝送を行う場合には、正確な波形成形やレベル制御を行うためにCDR装置50bが用いられる。また、受発光素子52の駆動IC50aも大規模化し得る。このように制御用半導体50として発熱量が大きい部品を用いると、そこから発生した熱が受発光素子52に流入し、受発光素子52が破損する要因となる。また、電気コネクタ22が接続される電子機器の発熱量が大きい場合も、同様の問題が生じ得る。
When high-speed parallel data transmission is performed using a plurality of light emitting / receiving
コネクタアセンブリ1Bでは、制御用半導体50や、電気コネクタ22が接続される電子機器からの熱が回路基板24を介して受発光素子52に流入する前に、熱を金属ハウジング26(61)側に拡散して光ケーブル3(3A)に放散できるから、受発光素子52の信頼性を損なうことを防止しつつ、熱を光ケーブル3(3A)に放散できる。
In the
1,1A…コネクタアセンブリ、3,3A…光ケーブル、5,5A…コネクタモジュール、7…光ファイバ心線、9…外被、11…抗張力繊維、13…金属編組(伝熱部材)、14…インナーチューブ、20,60…ハウジング、26,61…金属ハウジング(第1ハウジング、熱伝導体)、28…樹脂ハウジング(第2ハウジング)、30,62…収容部材(熱伝導体)、32,64…固定部材(熱伝導体)、50…制御用半導体(光電変換部)、52…受発光素子(光電変換部)、56…放熱シート(接続部材、熱伝導体)、56a,56b…第1、第2放熱シート(接続部材)、66…基部、68…筒部、70a,70b…圧着部、S…収容空間。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記光ケーブルは、
光ファイバと、
前記光ファイバの周りに設けられた外被と、
前記光ファイバと前記外被との間に設けられ、金属製の伝熱部材とを有し、
前記コネクタモジュールは、
空間を画成するハウジングと、
前記ハウジングの前記空間に収容され、前記光ファイバが接続される光電変換部が搭載された回路基板と、を有し、
前記光電変換部は、制御用半導体と受発光素子とを含み、
前記制御用半導体は、前記受発光素子を駆動する駆動IC及び波形整形器を含み、
前記ハウジングは、金属材料からなる第1ハウジングと、樹脂材料からなり且つ前記第1ハウジングを収容する第2ハウジングとを含み、
前記回路基板と前記第1ハウジングとは、接続部材を介して熱的に接続され、
前記光ケーブルの前記伝熱部材と前記コネクタモジュールの前記回路基板とが、前記接続部材及び前記第1ハウジングを介して熱的に接続されており、
前記接続部材は、
前記回路基板の表面と前記第1ハウジングとを熱的に接続する第1放熱シートと、
前記回路基板の裏面と前記第1ハウジングとを熱的に接続する第2放熱シートと、を含むことを特徴とするコネクタアセンブリ。 A connector assembly including an optical cable and a connector module,
The optical cable is
Optical fiber,
A jacket provided around the optical fiber;
Provided between the optical fiber and the jacket, and having a metal heat transfer member,
The connector module is
A housing that defines a space;
A circuit board that is housed in the space of the housing and on which a photoelectric conversion unit to which the optical fiber is connected is mounted,
The photoelectric conversion unit includes a control semiconductor and a light emitting / receiving element,
The control semiconductor includes a drive IC and a waveform shaper for driving the light emitting / receiving element,
The housing includes a first housing made of a metal material, and a second housing made of a resin material and accommodating the first housing,
The circuit board and the first housing are thermally connected via a connection member,
The heat transfer member of the optical cable and the circuit board of the connector module are thermally connected via the connection member and the first housing ;
The connecting member is
A first heat dissipating sheet that thermally connects the surface of the circuit board and the first housing;
A connector assembly , comprising: a second heat dissipating sheet that thermally connects the back surface of the circuit board and the first housing .
前記制御用半導体は、前記回路基板において前記受発光素子よりも前方で且つ前記電気コネクタよりも後方に位置すると共に、前記受発光素子よりも発熱量が大きく、
前記接続部材は、前記受発光素子より前方において、前記回路基板と前記ハウジングを熱的に接続する領域を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のコネクタアセンブリ。 The front end of the housing comprises an electrical connector electrically connected to the circuit board,
The control semiconductor is located in front of the light emitting / receiving element and rearward of the electrical connector in the circuit board, and generates a larger amount of heat than the light emitting / receiving element,
The connector assembly according to claim 1, wherein the connection member includes a region that thermally connects the circuit board and the housing in front of the light emitting and receiving element.
前記第2放熱シートは、前記駆動ICが配置された前記回路基板の前記表面における領域に対応する前記回路基板の前記裏面と前記第1ハウジングとを熱的に接続することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のコネクタアセンブリ。 The first heat dissipation sheet thermally connects the wave shaper disposed on the surface of the circuit board and the first housing,
The second heat radiation sheet thermally connects the back surface of the circuit board and the first housing corresponding to a region on the front surface of the circuit board on which the driving IC is disposed. The connector assembly as described in any one of 1-3 .
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