JP6791470B2 - 光トランシーバ - Google Patents

Description

本発明は、光トランシーバに関するものである。

特許文献１には、光サブアセンブリを備えた光トランシーバが記載されている。この光トランシーバは、Ｕ字状のバネ部材を備えており、このバネ部材は、主部と、主部の両端それぞれから延び出す第１及び第２のアームを備える。また、この光トランシーバは、ハウジングと、ハウジングの内部に収容される回路基板を備えている。回路基板は、ハウジングに形成された孔部に挿通するネジによってハウジングに固定されている。

米国特許第７５５９７０４号公報

前述した光トランシーバは、ネジ止めで蓋部をハウジングに係合させている。この係合を確実なものとするためには、複数のネジを用いることが必要である。また、光トランシーバの業界標準規格を定めたＭＳＡ（Multi Source Agreement）は、光トランシーバの外形について厳格に規定しており、複数のネジを効率よく配置するスペースを光トランシーバ内に確保できないことがある。

本発明は、ネジ止めによる封止を確実に行うことができる光トランシーバを提供することを目的とする。

本発明の一形態に係る光トランシーバは、側壁及び底壁を有するハウジングによって形成される内部空間に光部品及び電気部品が収容される光トランシーバであって、側壁に支持され、ハウジングと内部空間を形成する外蓋と、外蓋の内側に設けられた内蓋を備え、内蓋は、側壁と対向する面に突起を有し、側壁は、突起を収容する溝を有し、外蓋は、内蓋にネジ止めされている。

本発明の一形態では、ネジ止めによる封止を確実に行うことができる。

図１は、第１実施形態に係る光トランシーバを示す斜視図である。 図２は、光トランシーバのネジ止めによる封止構造を示す断面図である。 図３は、ハウジングに中間アセンブリを挿入する状態を示す斜視図である。 図４は、ハウジングと内蓋との係合構造を示す斜視図である。 図５は、図４の溝と突起を拡大した側面図である。 図６は、ハウジングにシートを挿入する状態を示す斜視図である。 図７は、ハウジングにホルダを挿入する状態を示す斜視図である。 図８は、ハウジングにスペーサを挿入する状態を示す斜視図である。 図９は、ハウジングに内蓋を組み付ける状態を示す斜視図である。 図１０は、ハウジングに外蓋を組み付ける状態を示す斜視図である。 図１１は、第２実施形態に係る溝部を示す側面図である。 図１２は、第３実施形態に係る内蓋とハウジングを示す図である。 図１３は、第４実施形態に係る内蓋とハウジングを示す斜視図である。 図１４は、第５実施形態に係る内蓋とハウジング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トランシーバ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又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る光トランシーバ１の内部を示す斜視図である。光トランシーバ１は光通信に用いられる機器であり光信号と電気信号の相互変換を行う。光トランシーバ１は、その長手方向に沿ってホストシステムに用意されたケージに挿入され、光トランシーバ１の後端に設けた電気プラグ６ａを、ケージ内に設けた電気コネクタに係合してホストシステムとの間の通信を確立する。光トランシーバ１は、ハウジング２、外蓋３、内蓋４、光レセプタクル５及び回路基板６を備える。

図２は、光トランシーバ１の断面図である。ハウジング２は光トランシーバ１の光部品及び電気部品を収容する。図１及び図２に示すように、ハウジング２は、底壁２ａと、底壁２ａの両端から立ち上がる２つの側壁２ｂを有する。また、ハウジング２の前端には外部の光コネクタを受容する光レセプタクル５を有する。ここで、以下の説明では、光トランシーバ１の前方を光レセプタクル５が形成されている側、後方をその反対側とする。光レセプタクル５の後部であって側壁２ｂの外面には凹部２ｃを有し、この凹部２ｃの内部に外壁３をハウジング２に係合する凸部２ｄを有する。また、側壁２ｂの後端は、外蓋３の後端を受容する一対の凹部２ｊを有する。

外蓋３及び内蓋４は矩形の外形を有する。外蓋３の前端に、側壁２ｂの凹部２ｃに係合する係合部３ａを有する。係合部３ａは、外蓋３の幅方向に突き出る突片状であって、また、凸部２ｄに係合する孔３ｂを有する。外蓋３の後端から側壁２ｂの凹部２ｊに入り込む凸部３ｄが突出している。

ハウジング２及び外蓋３は内部空間Ｓを形成する。ハウジング２、外蓋３及び内蓋４は、この内部空間Ｓ内で誘起される電磁放射ノイズの内部空間Ｓ外への漏洩を防止する。ハウジング２と外蓋３の間には弾性を有するガスケットＧが挿入される。

内蓋４は、樹脂製又は金属製である。金属製の内蓋４は、回路基板６上に搭載された回路素子から外蓋３までの放熱パスを確保する。内蓋４はその中央にネジ孔４ｂを有し、一方、外蓋３の中央にはネジＮの挿通孔３ｃを有し、内蓋４と外蓋３を重ねた状態で挿通孔３ｃとネジ孔４ｂが整合する。ネジＮを挿通孔３ｃからネジ孔４ｂに挿入し、ネジ孔４ｂにネジ止めすることにより、外蓋３と内蓋４をハウジング２に固定する。ネジＮは、その先端Ｎ１が回路基板６上の回路素子から離間する長さとする。また、光レセプタクル５はハウジング２に接続されている。光レセプタクル５は、光トランシーバ１の一端に設けられており、外部の光コネクタを受容する。

図３は、光トランシーバ１を備える回路基板６及び光部品を示す斜視図である。内部空間Ｓは、前述した回路基板６に加えて、ＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）７、ＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub-Assembly）８、及び２枚のＦＰＣ（FlexiblePrinted Circuit）基板９，１０を収容する。回路基板６、ＴＯＳＡ７、ＲＯＳＡ８、及び２枚のＦＰＣ基板９，１０は中間アセンブリＭを構成する。ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ８は、光トランシーバ１の幅方向に並置される。ＦＰＣ基板９はＴＯＳＡ７と回路基板６を接続し、他のＦＰＣ基板１０はＲＯＳＡ８と回路基板６を接続する。

ＲＯＳＡ８は、光トランシーバ１の外部から受信した光信号を電気信号に変換する。ＲＯＳＡ８が変換した電気信号はＦＰＣ基板１０を介して回路基板６に伝送される。回路基板６が搭載する回路は、この電気信号を処理し、ホストシステムに向けて出力する。一方、ホストシステムからは送信電気信号が入力し、回路基板６に搭載された他の回路により処理された後、ＦＰＣ基板９を介してＴＯＳＡ７に伝送される。ＴＯＳＡ７は、この電気信号を光信号に変換した後、光トランシーバ１の外部に出力する。

ＴＯＳＡ７は、本体７ａと、本体７ａから突出する円筒状のスリーブ７ｂと、スリーブ７ｂの一部であるフランジ７ｃを有する。ＲＯＳＡ８も上記同様の本体８ａ、スリーブ８ｂ及びフランジ８ｃを有する。スリーブ７ｂ，８ｂの前端が光レセプタクル５の内部に突出し、光レセプタクル５が受容した外部の光コネクタと光結合する。フランジ７ｃ，８ｃにより、ＴＯＳＡ７、ＲＯＳＡ８とハウジング２との間の相対位置が規定される。

図４は、内蓋４のハウジング２への取り付け構造を示す斜視図である。ハウジング２は、その側壁２ｂの内面に溝２０を有する。溝２０は、それぞれの側壁２ｂに設けられており、これらの２つの溝２０は、光トランシーバ１の長手方向について対称となる位置に配置されている。

図５は、溝２０を拡大した図である。図４及び図５に示すように、溝２０は、全体としてＬ字状を呈する窪みである。これらの溝２０は、側壁２ｂの頂面２ｆから延びＬ字の縦棒を成す第１部分２１と、Ｌ字の横棒を成す第２部分２２とを含む。第２部分２２の上面２２ａは側壁２ｂの頂面２ｆに平行である。第１部分２１は側壁２ｂを貫通していない。一方、第２部分２２は、側壁２ｂを半円状開口をもって貫通している。

内蓋４は、一対の側面４ａと、内蓋４の前端部の側面４ａにおいて断面半円状の突起２３を有する。突起２３の上端の平坦面２３ｂは内蓋４の主面４ｃに平行である。突起２３の下面が半円状に突出した円弧部２３ａを構成し、その上端の外形が溝２０の第２部分２２と同一である。突起２３の断面積は、溝２０の第２部分２２の面積と略同一である。また、溝２０の第１部分２１の幅Ｂは、突起２３の半径Ｒよりも大きく、且つ、突起２３の直径よりも小さい。これにより、各突起２３は、その円弧部２３ａを横向きにして、すなわち円弧部２３ａを後方に向け頂面２ｆから各溝２０に挿入され、溝２０にガイドされて第１部分２１の奥端にまで挿入された後、円弧部２３ａを第２部分２２に沿って回転させて、突起２３は第２部分２２に嵌合する。第２部分２２に突起２３が嵌め込まれた状態では、突起２３の円弧部２３ａは下方を向く。

次に、光トランシーバ１の組み立て手順について説明する。図６は、ハウジング２、光レセプタクル５及びシートＨを示す斜視図である。まず、光レセプタクル５の側壁２ｂの内面に形成された溝２ｇにシートＨを挿入する。シートＨは、例えば、導電性ラバーである。シートＨは、ＴＯＳＡ７のスリーブ７ｂ及びＲＯＳＡ８のスリーブ８ｂのそれぞれが貫通する２つの孔Ｈ１を有する。

一方、ハウジング２の外部において、予め回路基板６上に回路素子をソルダリングにより搭載し、光学調芯を済ませたＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ８をＦＰＣ９，１０基板により回路基板６に接続して中間アセンブリＭを作製する。ここで光学調芯とは、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ８それぞれに搭載されている半導体光デバイス（ＬＤ，ＰＤ等）と、スリーブ７ｂ，８ｂに挿入された光ファイバとの間の光学調芯を言う。そして、回路基板６をハウジング２に収容し、スリーブ７ｂ，８ｂをシートＨの孔Ｈ１に挿入し、中間アセンブリＭをハウジング２内に搭載する。このとき回路基板６は側壁２ｂの内面に形成された段差２ｈ上に載置する。

続いて、図７に示すように、ホルダＬをハウジング２の内部に収容する。ホルダＬは、例えばＳＵＳ３０４又はＳＵＳ３０１製である。ホルダＬは、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ８のスリーブ７ｂ，８ｂをハウジング２に対して固定する。このホルダＬは、フランジ７ｃ，８ｃの後部に位置しており、フランジ７ｃ，８ｃを光レセプタクル５の後壁に押し付けることにより、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ８をハウジング２内で固定する。

次に、図８に示すように、スペーサ３０を回路基板６上に配置する。スペーサ３０は、例えば樹脂製であり弾力を有する。スペーサ３０は、内蓋４と回路基板６の間に介在し、内蓋４をハウジング２に組み付けると、内蓋４は、回路基板６を下方に押圧する。これにより、回路基板６は側壁２ｂの段差２ｈ上に押し付けられてその位置が安定する。また、スペーサ３０は、内蓋４と回路基板６上に搭載されている回路素子との間の短絡を防止する。

そして、図９に示すように、内蓋４をハウジング２に搭載する。このとき、回路基板６上の回路素子と内蓋４の間に放熱グリースを塗布する。また、内蓋４の突起２３をハウジング２の溝２０の直上に位置させ、突起２３をその円弧部２３ａを後方に向けた状態で溝２０に挿入する。そして、突起２３を溝２０の奥端まで挿入し、溝２０の第２部分２２に固定し、突起２３を中心として内蓋４を後方に回転し突起２３の円弧部２３ａを下方に向ける。そして、第２部分２２に突起２３を整合し側壁２ｂを貫通している第２部分２２を突起２３で蓋をし、内蓋４をスペーサ３０の上に配置する。

その後、図１０に示すように、外蓋３をハウジング２に固定する。具体的には、外蓋３の後端の両側に有する凸部３ｄを、ハウジング２の側壁２ｂの後端に位置する凹部２ｊに挿入し、外蓋３をハウジング２の側壁２ｂで支持する。そして、凸部３ｄを中心として外蓋３を前方に回転して外蓋３を内蓋４の上に配置する。このとき、外蓋３の前端に位置する係合部３ａの孔３ｂにハウジング２の凹部２ｃの凸部２ｄを係合して外蓋３とハウジング２を固定し、ネジＮを外蓋３の挿通孔３ｃに挿入してネジ孔４ｂにネジ止めする。これにより、外蓋３と内蓋４が密に接触した状態で外蓋３を内蓋４に固定し、光トランシーバ１の組み立てが完了する。

次に、本実施形態に係る光トランシーバ１の効果について説明する。光トランシーバ１は、外蓋３及び内蓋４を備えており、内蓋４はハウジング２の側壁２ｂと対向する側面４ａに突起２３を有し、側壁２ｂは突起２３を収容する溝２０を有し、外蓋３は内蓋４にネジ止めされる。このように蓋の二重構造を用いて両方の蓋３，４をネジ止めすることによりネジ止めによる封止を確実に行うことができる。

また、内蓋４は、その前方側に設けられる突起２３を中心として回転し、外蓋３は、その後方側に設けられる凸部３ｄを中心として回転する。そして、外蓋３がネジＮによってネジ止めされている箇所は、外蓋３が側壁２ｂに支持されている位置（凸部３ｄの位置）と、内蓋４が側壁２ｂに支持されている位置（突起２３の位置）の間にある。これにより、外蓋３と内蓋４を密に固定することができる。

すなわち、外蓋３をその後端を中心として回転させ、内蓋４もその後端を中心として回転させると、回転中心から離れた端部が長くなるため、当該端部のがたつきを防止することができない。これに対し、外蓋３をその後端を中心として回転させ、内蓋４をその前端を中心として回転させる本発明に係る形態では、両端が固定されることになり、回転自由度が確保されず、外蓋３と内蓋４を強固に固定することができ、また固定後の外蓋３及び内蓋４のがたつきを確実に抑えることができる。

また、ハウジング２の溝２０はＬ字状に形成されており、突起２３は半円状とされている。溝２０は、ハウジング２の頂面２ｆにあり、溝２０の奥端には突起２３が嵌合する半円部（溝２０の第２部分２２）を有する。突起２３は、その円弧部２３ａを後方に向けて溝２０に挿入され、溝２０の奥端（第２部分２２）に達したときに第２部分２２の円弧状の外周に沿って回転し、第２部分２２の半円部と一致する。ここで、突起２３の断面と第２部分２２の半円部とは整合しているので、内蓋４、あるいは突起２３のスムーズな回転が可能になる。また、溝２０の幅Ｂは、突起２３の半径Ｒよりも広く、且つ突起２３の直径よりも狭いので、内蓋４を縦にした状態で突起２３を溝２０内にスムーズに挿入することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る光トランシーバについて説明する。図１１に示すように、第２実施形態に係る光トランシーバは、その溝４０及び突起が第１実施形態の溝２０及び突起２３と異なっている。以下では、第１実施形態と重複する説明を省略する。溝４０は、その全体がハウジング２の側壁２ｂを貫通している。また、第２実施形態の突起は、第１実施形態の突起２３よりも大きく突出しており、第１実施形態よりも深く溝４０に係合する。すなわち、第２実施形態に係る突起は、ハウジング２の側壁２ｂの全厚さに相当する高さ、突き出し量を有する。このように、第２実施形態では、溝４０に突起を深く係合させることができるので、溝４０に対する突起の係合力を一層高めることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態に係る光トランシーバについて図１２を参照して説明する。第３実施形態では、第１実施形態の内蓋４とは異なる形状の内蓋５４を有し、ハウジング２は溝２０と異なる形状の溝５０を有する。内蓋５４は、樹脂製であり、突起２３とは異なる形状の突起５３を備える。突起５３は、突起２３と同様に半円形であるが、平坦面５３ａは内蓋５４の主面５４ａに対して傾斜している。溝５０は、側壁２ｂの頂面２ｆから延びＬ字の縦棒部を成す第１部分５１と、第１部分５１の奥端でＬ字の横棒部を成す第２部分５２を含んでおり、第２部分５２の上面５２ａは、光トランシーバ１の後方に向かうに従って下方に傾斜している。

以上のように、突起５３の平坦面５３ａ及び溝５０の上面５２ａが傾斜していることにより、溝５０に突起５３を深く係合させることができる。また、内蓋５４が樹脂製である場合には、突起５３の平坦面５３ａの傾斜角を溝５０の第２部分５２の上面５２ａの傾斜角よりも緩やかに設置することもできる。この構造により、溝５０に突起５３を係合させたときに、突起５３のねじれによる弾性力を生じさせ、内蓋５４の後端を下方に向かわせる効果を生むことができる。

（第４実施形態）
図１３は、第４実施形態に係るハウジング６２と内蓋６４を示している。図１３に示すように、内蓋６４は、ハウジング６２の長手方向について前後にそれぞれ一対の突起６４ａを備えており、ハウジング６２は突起６４ａが係合する孔６２ａをハウジング６２の長手方向について前後にそれぞれ一対備えている。各突起６４ａは、下方に向かうに従って、その突出高が低くなる。また、内側面６２ｂの孔６２ａの上方部分は、頂面２ｆに向かうに従って厚みが減少している。これにより、孔６２ａに内蓋６４を係合するときに、突起６４ａの傾斜面が内側面６２ｂ上を摺動し、内側面６２ｂを当該傾斜面が乗り越えて突起６４ａが孔６２ａに嵌合して、ハウジング６２に内蓋６４が支持される。

以上、第４実施形態では、ハウジング６２及び内蓋６４が共に金属製であったとしても突起６４ａを確実に各孔６２ａに係合させることができる。また、孔６２ａ及び突起６４ａが共に前後に設けられることによって、内蓋６４をハウジング６２に一層確実に固定させることができる。

（第５実施形態）
図１４は、第５実施形態に係るハウジング７２と内蓋７４を示している。図１４に示すように、ハウジング７２は、その内側面７２ａにＬ字状の溝８０を備えている。溝８０は、Ｌ字の縦棒部である第１部分８１と、第１部分８１の奥端から延びるＬ字の横棒部である第２部分８２を含んでおり、第１部分８１はハウジング７２を貫通していないが、第２部分８２はハウジング７２を貫通している。第１部分８１及び第２部分８２は共に矩形である。

内蓋７４は、一対の側面７４ａのそれぞれに矩形の突起７４ｂを備えている。突起７４ｂの形状及び大きさは、溝８０の第２部分８２の形状及び大きさと同一である。また、突起７４ｂの長手方向の長さは、溝８０の第１部分８１の長手方向の長さよりも短い。これにより、各溝８０の第１部分８１に各突起７４ｂを挿入することができる。また各第１部分８１に各突起７４ｂを挿入し、内蓋７４を前方にスライドして第２部分８２と突起７４ｂを整合することによって、ハウジング７２と内蓋７４を係合することができる。そして、内蓋７４のネジ孔７４ｃにネジＮを挿入して外蓋３を内蓋７４にネジ止めして、第２部分８２に突起７４ｂを当接して、外蓋３と内蓋７４とを密に固定することができる。

以上、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は前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。

前述の実施形態では、半円状である突起２３、及び半円状の第２部分２２を有する溝２０を備えた例について説明したが、突起及び溝の形状は前述の例に限定されない。例えば、図１４の突起７４ｂの形状は、円形状、楕円形状又は三角形状であってもよく、溝部に係合可能な形状であれば適宜変更可能である。

１…光トランシーバ、２，６２，７２…ハウジング、２ａ…底壁、２ｂ…側壁、２ｃ…凹部、２ｄ…凸部、２ｅ…内側面、２ｆ…頂面、２ｇ…溝、２ｈ…段差、２ｊ…凹部、３…外蓋、３ａ…係合部、３ｂ…孔、３ｃ…挿通孔、３ｄ…凸部、４，５４，６４，７４…内蓋、４ａ…側面、４ｂ…ネジ孔、４ｃ…主面、５…光レセプタクル、６…回路基板、７…ＴＯＳＡ、７ａ…本体、７ｂ，８ｂ…スリーブ、７ｃ，８ｃ…フランジ、２０，８０…溝、２１，５１，８１…第１部分、２２，５２，８２…第２部分、２２ａ，５２ａ…上面、２３，５３…突起、２３ａ…円弧部、２３ｂ…平坦面、３０…スペーサ、４０，５０…溝、５４ａ…主面、６２ａ…孔、６２ｂ…内側面、６４ａ…突起、７２ａ…内側面、７４ａ…側面、７４ｂ…突起、７４ｃ…ネジ孔、Ｂ…幅、Ｇ…ガスケット、Ｈ…シート、Ｈ１…孔、Ｌ…ホルダ、Ｍ…中間アセンブリ、Ｎ…ネジ、Ｒ…半径、Ｓ…内部空間。

Claims (5)

1. 側壁及び底壁を有するハウジングによって形成される内部空間に光部品及び電気部品が収容される光トランシーバであって、
   前記ハウジングの側壁に支持され、前記ハウジングと前記内部空間を形成する外蓋と、
   前記外蓋の内側に設けられた内蓋と、
   を備え、
   前記内蓋は、前記側壁と対向する面に、平面部及び曲面部を有する半円状の断面を有する突起を有し、
   前記側壁は、前記突起を収容する第１面と第２面で構成される縦棒に相当する部位と、第３面と第４面で構成される横棒に相当する部位が連続して構成され、前記第１面と前記第３面とで鋭角を成すＬ字形状を有する溝を有し、
   前記溝の前記Ｌ字の前記縦棒に相当する部位の幅は、前記半円状の断面の半径よりも大きく、前記溝の前記Ｌ字形状の前記横棒に相当する部位では、前記縦棒に相当する部位と接続する部分以外の前記突起の端面が前記半円状の端面に整合し、前記突起の前記半円状の前記平面部は、前記横棒に相当する部位の前記第３面と整合し、前記突起の前記半円状の前記曲面部は、前記横棒に相当する部位の前記第４面に整合しており、
   前記外蓋は、前記内蓋にネジ止めされている、
   光トランシーバ。
2. 前記ハウジングは、長手方向に沿って延びており、
   前記外蓋は、前記外蓋が前記側壁に支持されている位置と、前記内蓋が前記側壁に支持されている位置の中間において、前記内蓋にネジ止めされている、
   請求項１に記載の光トランシーバ。
3. 前記外蓋は、前記側壁の端部に支持されている、
   請求項１に記載の光トランシーバ。
4. 前記溝は、前記側壁を貫通している、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光トランシーバ。
5. 前記外蓋をネジ止めするネジは、前記光部品及び前記電気部品から離間している、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光トランシーバ。

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