JP6519118B2 - 光モジュール - Google Patents

Description

本発明は、通信用の光に対して信号変換を行う光モジュールに関する。

特許文献１には、プラガブルトランシーバが記載されている。このプラガブルトランシーバは、ハウジングと、円筒状のスリーブ及び２枚のフランジを有する光アセンブリと、光アセンブリを保持するホルダとを備えている。このプラガブルトランシーバでは、２枚のフランジがホルダのラッチ片を挟むことによって、光軸方向における光アセンブリの位置が決定される。また、ホルダのラッチ片がハウジングの側壁の溝に挿入されることによって、ハウジングに対するホルダの位置決めがなされる。フランジとホルダとの間、及び上記側壁とホルダとの間には、導電性弾性体が設けられており、この導電性弾性体によって部品公差が吸収される。

特許文献２には、筐体と光サブアセンブリとホルダとを備えた光通信モジュールが記載されている。この光サブアセンブリは光デバイスとスリーブとを備えており、スリーブにはフランジが設けられている。このフランジが筐体の溝に挿入されることによって、筐体に対する光サブアセンブリの位置決めがなされる。また、フランジと筐体との間に導電性を有する不織布を介在させることによって部品公差が吸収される。

特許文献３には、ハウジングと、光レセプタクルと、スリーブを有する光サブアセンブリとを備えた光トランシーバが記載されている。スリーブにはフランジが設けられており、このフランジは光レセプタクルの後壁とハウジングの壁との間に挟み込まれる。また、光レセプタクルは、その側面から突出する押圧部を備えており、この押圧部がハウジングの溝に挿入されることによって、ハウジングに対する光レセプタクルの位置決めがなされる。また、上記の押圧部はバネ構造を有しているので、押圧部を上記溝に挿入することによって部品公差が吸収される。

特開２００５−３１６４７５号公報 特開２０１１−１２９６２９号公報 特開２０１１−２３２７０１号公報

ところで、光トランシーバでは、光素子サブアセンブリ（ＯＳＡ）、回路基板及び機構部品等が設けられており、各部品同士の隙間から電磁波が漏洩する可能性がある。そこで、電磁波の漏洩を防止してシールド性を高めるため、上記隙間にガスケットを配置させることがある。また、光トランシーバでは、ＯＳＡの位置決め精度を高めることが必要であり、シールド性を高めると共に部品の位置決め精度を高めることが求められている。更に、光コネクタのフェルール同士を接続させるときに生じるＰＣ（Physical Contact）荷重を受けると共に、光学基準面（ORP:Optical Reference Plane）と機械基準面（MRP:Mechanical Reference Plane）との位置精度を高く確保する構造が必要となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、シールド性を高めると共に部品の位置決め精度を高めることができる光モジュールを提供することを課題とする。

本発明の一形態による光モジュールは、スリーブとスリーブから拡張するフランジとを有する光アセンブリと、光アセンブリを収容するハウジングと、導電性及び弾性を有するシート部材と、ハウジングの内部でフランジを保持する板状の保持部材と、を備え、ハウジングは、スリーブが挿通される孔を有する壁と、シート部材、フランジ及び保持部材を収容する凹部とを有し、フランジは、シート部材と保持部材とに挟まれた状態で凹部に収容される。

本発明に係る光モジュールによれば、シールド性を高めると共に部品の位置決め精度を高めることができる。

本発明に係る光モジュールの一実施形態を示す斜視図である。 図１の光モジュールの内部構造を示す斜視図である。 上筐体、ＴＯＳＡ及びＲＯＳＡを示す斜視図である。 上筐体、ＴＯＳＡ、ＲＯＳＡ及び保持部材を示す平面図である。 上筐体、ＴＯＳＡ、ＲＯＳＡ、保持部材及びシートを示す平面図である。 保持部材を示す斜視図である。 下筐体及び保持部材を示す斜視図である。 上筐体、ＴＯＳＡ、ＲＯＳＡ及びシートを示す斜視図である。 上筐体の凹部に保持部材を挿入させる状態を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る光モジュールの実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る光モジュール１の外観を示す斜視図である。光モジュール１は、光通信に用いられる部品であり、光通信において光電変換を行う。光モジュール１は、ホストシステムのケージに挿入される。図１に示されるように、光モジュール１は、上筐体（ハウジング）２と、下筐体３と、挿抜機構４と、光レセプタクル５と、回路基板６とを備えている。

上筐体２及び下筐体３は、アルミニウム製又は亜鉛合金製であり、ダイキャストによって作製され得る。上筐体２、下筐体３及び挿抜機構４は、長尺状となっている。なお、以下では、説明の便宜上、「前」、「後」、「上」、「下」、「左」及び「右」と方向を定めて説明を行う。挿抜機構４が設けられる側を前とし、その反対側である回路基板６が設けられる側を後とする。また、上筐体２が設けられる側を上とし、その反対側である下筐体３が設けられる側を下とする。そして、上下方向及び前後方向に直交する方向を左右方向とする。これらの方向は、単なる説明の便宜上のものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

図２は、光モジュール１の内部構造の概略を示しており、下筐体３及び挿抜機構４を取り外して上筐体２の内部を俯瞰した斜視図である。図２に示されるように、上筐体２によって光モジュール１の内部空間Ｓが形成される。この内部空間Ｓには、回路基板６と、ＴＯＳＡ（光アセンブリ）７と、ＲＯＳＡ（光アセンブリ）８と、２枚のＦＰＣ９，１０とが収容される。

上筐体２は、光モジュール１の上面及び側面を構成する。下筐体３は、上筐体２の下を覆う蓋として機能する。上筐体２及び下筐体３は、光モジュール１の内部で発生する電磁放射の外部への漏洩を防止する。挿抜機構４及び光レセプタクル５は、上筐体２及び下筐体３の前端に設けられる。光レセプタクル５は、外部の光コネクタを受容する。光レセプタクル５は、上筐体２に接続されている。

ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ８は、上筐体２の前側で左右方向に並んだ状態で内部空間Ｓに収容される。ＴＯＳＡ７と回路基板６とはＦＰＣ９によって互いに接続されており、ＲＯＳＡ８と回路基板６とはＦＰＣ１０によって互いに接続されている。ＲＯＳＡ８は、光モジュール１の外部から光ファイバを介して受信した光信号を電気信号に変換する。ＲＯＳＡ８によって変換された電気信号はＦＰＣ１０を介して回路基板６に伝送される。また、回路基板６からは電気信号が出力され、この電気信号はＦＰＣ９を介してＴＯＳＡ７に伝送される。ＴＯＳＡ７は、回路基板６から受信した電気信号を光信号に変換し、変換した光信号を光モジュール１の外部に出力する。

ＴＯＳＡ７は、矩形箱状のパッケージである本体１１と、本体１１の側面（前面）から突出する円筒状のスリーブ１２と、スリーブ１２から拡張するフランジ１８（図３参照）とを備えている。ＲＯＳＡ８も、上記同様の本体１３とスリーブ１４とフランジ１９とを備えている。

本体１１，１３及びスリーブ１２，１４は、ＹＡＧ溶接によって接合される。このＹＡＧ溶接を可能とするために、例えば、スリーブ１２，１４はＳＵＳ製である。ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ８は、スリーブ１２，１４の前側が後方から光レセプタクル５の内部に向かって突出するように配置される。また、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ８は、光レセプタクル（光コネクタ）５の標準規格（ＬＣコネクタ規格等）に準拠する機械的寸法（dimension）となっている。

図３は、光レセプタクル５の後部、ＴＯＳＡ７の前部及びＲＯＳＡ８の前部を拡大した斜視図である。図３に示されるように、光レセプタクル５は上筐体２と一体に成型されている。光レセプタクル５は、全体としてＡｌ又はＺｎ等を用いた金属ダイキャストによって作製され得る。光レセプタクル５の後部には後壁１５が設けられており、この後壁１５にはスリーブ１２，１４を貫通させる円形状の孔１６が２箇所に形成されている。孔１６の直径Ｄ１は、スリーブ１２，１４の外径（直径Ｄ２）よりも僅かに大きい。よって、各孔１６へのスリーブ１２，１４のスムーズな挿入が保証される。なお、スリーブ１２におけるフランジ１８の根元側（本体１１側）はフランジ１８から縮径されたくびれ１２ａとなっており、スリーブ１４におけるフランジ１９の根元側も同様のくびれ１４ａとなっている。

また、上下左右方向（光軸に直交する平面）におけるスリーブ１２，１４の位置（光レセプタクル５の内部空間に対するスリーブ１２，１４の相対位置）は、レセプタクルの規格値内に設定する必要がある。ここで、光モジュール１では、各孔１６にスリーブ１２，１４をそれぞれ挿入させることによって、上下左右方向におけるＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ８の搭載位置と、光レセプタクル５に対するスリーブ１２，１４の相対位置と、が高精度に定められる。

図４は、光レセプタクル５、ＴＯＳＡ７の前部及びＲＯＳＡ８の前部を拡大させた平面図である。図４に示されるように、内部空間Ｓの前端には、上述した後壁１５と、後壁１５の後方で上筐体２の側壁２ａから内側に突出する一対の凸部１７と、後壁１５と凸部１７との間に位置する凹部２０とが設けられている。凹部２０には、内部空間Ｓでフランジ１８，１９を保持する保持部材２１と、ＴＯＳＡ７のフランジ１８及びＲＯＳＡ８のフランジ１９と、導電性及び弾性を有するシート（シート部材）２２（図５参照）とが後方側からこの順で収容される。

図５に示されるように、凹部２０に収容された状態では、シート２２が圧縮されているので、シート２２の厚さとフランジ１８，１９の厚さと保持部材２１の厚さとの総和は、凹部２０の前後方向の幅と等しくなる。しかしながら、凹部２０に収容されていない状態におけるシート２２の厚さとフランジ１８，１９の厚さと保持部材２１の厚さとの総和は、凹部２０の前後方向の幅よりも長い。

ＴＯＳＡ７のスリーブ１２とＲＯＳＡ８のスリーブ１４とは、共に後壁１５の孔１６に後方から挿入され、光レセプタクル５の内部空間に突き出されている。また、スリーブ１２，１４より径が大きいフランジ１８，１９の後面１８ａ，１９ａがそれぞれ保持部材２１の前面２１ａに接触する。保持部材２１の後面２１ｂは、保持部材２１の両側に位置する各凸部１７の前面１７ａに接触する。

ここで、光レセプタクル５が外部コネクタを収容すると、外部コネクタのラッチ機構が光レセプタクル５と係合し外部コネクタのフェルールがスリーブ１２，１４側（後側）に押し付けられる。この押し付けによる応力は、フランジ１８，１９から保持部材２１に伝達され、保持部材２１の後面２１ｂが各凸部１７の前面１７ａに当接することによって吸収される。従って、前後方向（光軸方向）におけるスリーブ１２，１４の位置が強固に保持される。

図６は、保持部材２１の斜視図である。図６に示されるように、保持部材２１は矩形状に形成される。保持部材２１の厚さは例えば０．６〜１．０ｍｍである。保持部材２１の材料としては、例えばＳＵＳ３０４、あるいはＳＵＳ３０１を用いることができる。保持部材２１は、保持部材２１の一方の長辺２１ｃをＵ字状に切り欠いて形成した一対の第１切り込み２１ｄと、保持部材２１の他方の長辺２１ｅの両端に位置する隅を切り欠いて形成した一対の第２切り込み２１ｆとを有する。

保持部材２１の第１切り込み２１ｄは、それぞれＴＯＳＡ７のスリーブ１２とＲＯＳＡ８のスリーブ１４とに対応している。すなわち、各第１切り込み２１ｄには、スリーブ１２のくびれ１２ａ、及びスリーブ１４のくびれ１４ａを挿通可能となっている。第１切り込み２１ｄの幅Ｗ１は、スリーブ１２，１４の直径Ｄ２よりも大きく、且つフランジ１８，１９の直径Ｄ３よりも小さい。よって、フランジ１８，１９を第１切り込み２１ｄに挿通させずにフランジ１８，１９の後面１８ａ，１９ａを保持部材２１の前面２１ａに当接させることが可能となる。なお、第１切り込み２１ｄの幅Ｗ１とスリーブ１２，１４の直径Ｄ２との精度よりも、上述した孔１６の直径Ｄ１とスリーブ１２，１４の直径Ｄ２との精度の方が一層高い精度であることが求められる。

図７は、下筐体３と保持部材２１との位置関係を示す斜視図である。図７に示されるように、保持部材２１の長辺２１ｅの長さは、下筐体３の幅Ｗ２よりも短い。また、下筐体３にはガスケットを収容するための溝３ａが前後左右に延びており、溝３ａの内側には溝３ａに対して突出する凸部３ｃが設けられている。この凸部３ｃに各第２切り込み２１ｆが嵌ることにより、左右方向における保持部材２１のがたつきが低減される。また、溝３ａに収容されるガスケットは、上筐体２と下筐体３との間に配置されるものであり、光モジュール１のシールドを行う機能を有する。このガスケットとしては、導電性及び弾性を有するラバーチューブが用いられる。

図８に示されるように、シート２２は、矩形状となっている。シート２２の材料としては、例えばラバーを母材としてニッケルグラファイトやカーボン粒子を添加した材料を用いることができる。シート２２の各スリーブ１２，１４に対応する位置には円形状の孔２２ａが形成されている。孔２２ａの直径は、スリーブ１２，１４の直径Ｄ２と同等、又は直径Ｄ２より若干大きい程度となっている。すなわち、孔２２ａの直径は、後壁１５に形成された孔１６の直径と同程度である。また、孔２２ａの直径は、フランジ１８，１９の直径Ｄ３より小さく、且つ保持部材２１の第１切り込み２１ｄの幅Ｗ１よりも小さい。

次に、上筐体２に対するＴＯＳＡ７とＲＯＳＡ８の組み立てについて説明する。図８及び図９は、上筐体２に対するＴＯＳＡ７とＲＯＳＡ８の組み立て工程を示す斜視図である。まず、図８に示されるように、シート２２を後壁１５の後面１５ａに貼り付ける。このとき、上下左右方向におけるシート２２の孔２２ａの位置が後壁１５の孔１６の位置と一致するように、シート２２を後面１５ａに貼り付ける。

また、上筐体２の内面におけるＴＯＳＡ７の本体１１が接触する箇所とＲＯＳＡ８の本体１３が接触する箇所に、放熱シートを貼り付けておく。そして、ＴＯＳＡ７のスリーブ１２を後方から孔２２ａ及び孔１６に挿通させ、ＲＯＳＡ８のスリーブ１４を後方から孔２２ａ及び孔１６に挿通させる。その後、図９に示されるように、保持部材２１の各第１切り込み２１ｄを下に向けた状態で保持部材２１を凹部２０に挿入し、各第１切り込み２１ｄにスリーブ１２，１４を挿通させた状態とする。保持部材２１を凹部２０に挿入するときには、シート２２が前方に押し込まれて圧縮される。そして、保持部材２１とフランジ１８，１９とは前後方向に均一に面接触するので、フランジ１８，１９が凹部２０内でがたつく事態が回避される。

ところで、シート２２に代えてクサビ状の部材を凹部２０に打ち込むことによって保持部材２１とフランジ１８，１９とのがたつきを抑える手法がある。しかしながら、クサビ状の部材を凹部２０に打ち込む手法では、保持部材２１とフランジ１８，１９との接触、及び保持部材２１と凸部１７との接触が一様でなくなるという問題がある。よって、保持部材２１の一方の長辺２１ｃ側と他方の長辺２１ｅ側とでフランジ１８，１９への抗力に差が生じる。この差によって、光軸ずれ、又は接触応力の不均一に起因する信頼性の低下を招来する可能性がある。更に、スリーブ１２，１４の根元部分（本体１１，１３側の部分）に応力が集中する可能性もある。

これに対し、本実施形態では、矩形状のシート２２を凹部２０に収容させているので、保持部材２１とフランジ１８，１９との接触、及び保持部材２１と凸部１７との接触を一様にすることができる。従って、上述したような問題は発生しない。また、最後に、下筐体３と上筐体２とを重ね合わせてネジ止めすることによって、光モジュール１の組み立てが完了する。

以上、光モジュール１では、保持部材２１及びシート２２がフランジ１８，１９と共に凹部２０に収容される。この凹部２０内でフランジ１８，１９が保持部材２１とシート２２とに挟まれた状態となるので、光軸方向におけるスリーブ１２，１４の位置を定めることができ、ＴＯＳＡ７とＲＯＳＡ８の位置を上筐体２の内部で固定させることができる。

また、保持部材２１を凹部２０に挿入することによって、凹部２０内で導電性のシート２２が圧縮される。従って、フランジ１８，１９（スリーブ１２，１４）の接触性及び導電性を十分に確保することができる。このように保持部材２１を凹部２０に挿入するだけで、組み立ての練度に左右されることなく簡単にＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ８の位置を固定させることができる。更に、シート２２が凹部２０に収容されることによって、光モジュール１のシールド性を高めることができる。また、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ８の位置決め精度を高めることもでき、光学基準面と機械基準面との位置精度が高く確保された状態が実現される。

また、上述したように、凹部２０に収容されていない状態におけるシート２２の厚さとフランジ１８，１９の厚さと保持部材２１の厚さとの総和は、凹部２０の幅よりも長い。よって、シート２２は圧縮された状態で凹部２０に収容されるので、上筐体２、シート２２、フランジ１８，１９及び保持部材２１の接触性が一層高められる。

また、上筐体２は、上筐体２に収容されたスリーブ１２，１４に向かって上筐体２の内側に突出する一対の凸部１７を有し、凹部２０は、後壁１５と一対の凸部１７との間に設けられる。従って、凹部２０が後壁１５と一対の凸部１７とによって構成されるので、保持部材２１、フランジ１８，１９及びシート２２を収容させるための構造を簡易にすることができる。

また、保持部材２１は、スリーブ１２，１４を挿通させる第１切り込み２１ｄを有する。よって、保持部材２１を上から凹部２０に挿入させるだけで簡単にフランジ１８，１９を保持させることができる。

以上、本発明に係る好適な実施形態について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能であることは、当業者によって容易に認識される。

例えば、上記実施形態では、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ８が共に箱型の本体１１，１３を備える例について説明したが、ＴＯＳＡ及びＲＯＳＡ等、光アセンブリの構成は上記実施形態に限定されない。例えば、ＣＡＮ型パッケージとスリーブとで構成される光アセンブリに対しても本発明を適用させることができる。また、光レセプタクル、シート部材及び保持部材の形状や大きさについても、上記実施形態に限定されず適宜変更可能である。

１…光モジュール、２…上筐体（ハウジング）、３…下筐体、４…挿抜機構、５…光レセプタクル、６…回路基板、７…ＴＯＳＡ（光アセンブリ）、８…ＲＯＳＡ（光アセンブリ）、９，１０…ＦＰＣ、１１，１３…本体、１２，１４…スリーブ、１２ａ，１４ａ…くびれ、１５…後壁（壁）、１５ａ…後面、１６…孔、１７…凸部、１７ａ…前面、１８，１９…フランジ、１８ａ，１９ａ…後面、２０…凹部、２１…保持部材、２１ａ…前面、２１ｂ…後面、２２…シート、２２ａ…孔。

Claims (6)

1. それぞれ、スリーブと前記スリーブから拡張するフランジとを有する一対の光アセンブリと、
   前記一対の光アセンブリを収容するハウジングと、
   導電性及び弾性を有し、矩形状の形状を有するシート部材と、
   板状の形状を有し、前記ハウジングの内部で前記一対の光アセンブリのそれぞれのフランジを保持する保持部材と、を備え、
   前記ハウジングは、前記一対の光アセンブリのそれぞれのスリーブが挿通される孔を有する平面状の壁と、前記シート部材、前記一対の光アセンブリのそれぞれのフランジ及び前記保持部材を収容する凹部と、を有し、
   前記一対の光アセンブリのそれぞれのフランジは、前記シート部材と前記保持部材とに挟まれた状態で前記凹部に収容される、
   光モジュール。
2. 前記凹部に収容されていない状態における前記シート部材の厚さと前記フランジの厚さと前記保持部材の厚さとの総和は、前記凹部の幅よりも大きい、
   請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記ハウジングは、前記ハウジングの内側に突出する一対の凸部を有し、
   前記凹部は、前記壁と前記一対の凸部とによって構成される、
   請求項１又は２に記載の光モジュール。
4. 前記保持部材はステンレス製であり、
   前記保持部材の一方の面は前記フランジに面接触し、前記保持部材の他方の面は前記一対の凸部に当接する、
   請求項３に記載の光モジュール。
5. 前記シート部材は、ラバー製である、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の光モジュール。
6. 前記保持部材は、前記一対の光アセンブリのそれぞれのスリーブを挿通させる切り込みを有する、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の光モジュール。

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