JP6957894B2 - プラガブル光モジュール、及びプラガブル光モジュールの接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、プラガブル光モジュール、及びプラガブル光モジュールの接続構造に関し、特にプラガブル光モジュールの放熱構造に関する。

近年の通信量の増大に伴い、通信インフラストラクチャには小型化、高密度化且つ高スペック化が要求されている。従い放熱は非常に重要な課題となり、小型高密度な実装の中で効率良く放熱できる構造を実現するための実装技術の重要性が高まっている。

光部品を内蔵するプラガブル光モジュールの放熱について、考える。例えば、光部品と筐体との間に放熱シート、グリースを介在させた構造として、光部品からの熱を放熱することが考えられる。

しかしながらこのような構造では、筐体の熱抵抗が掛かり、筐体の材料は限定的になる。言い換えると、放熱特性に優れた材料、例えば亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）などの金属材料を筐体に採用することが必要となり、筐体の材料選択の自由度が小さくなる。また筐体とヒートシンクの接触を確保するために、筐体の放熱面の粗さ、平坦度を精度良く仕上げる必要がある、という課題がある。

特許文献１は、筐体内に光デバイスを搭載したプラガブル光トランシーバに関するものであり、筐体に開口を配置することや、光デバイスの放熱面が筐体の開口から露出するよう配置することが提案されている。これにより、プラガブル光トランシーバをホスト装置に装着した際に、ケージに設けられた放熱器に光デバイスの放熱面を接触させることが提案されている。

特開２００８−９００９１号公報

特許文献１のプラガブル光トランシーバでは、光デバイスの発熱を筐体を経由しないで光トランシーバの外部に放熱されることが期待されるが、プラガブル光モジュールの小型化やスムーズな挿抜について関知していない。さらなる改良が求められる。

本発明の目的は、システムに挿入されたときに、光部品で発生する熱を効率よく放熱することができるプラガブル光モジュール、及びプラガブル光モジュールの接続構造を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係るプラガブル光モジュールは、ある一面に開口部を有する筐体と、上記筐体に収容される光部品と、上記光部品に接触する熱伝導性部材であって、上記筐体に収容されると共に、一部分が上記筐体の上記開口部から突き出した状態となるよう弾性力によって保持される熱伝導性部材と、を含む。

本発明に係るプラガブル光モジュールの接続構造は、ある一面に開口部を有する筐体、上記筐体に収容される光部品、及び上記光部品に接触する熱伝導性部材であって、上記筐体に収容されると共に、一部分が上記筐体の上記開口部から突き出した状態となるよう弾性力によって保持される熱伝導性部材を含むプラガブル光モジュールと、上記プラガブル光モジュールが挿入される凹部を有するシステムと、を含み、
上記システムの上記凹部には、上記凹部の内表面に案内されて上記プラガブル光モジュールが上記凹部に挿入されたときに、上記筐体の上記開口部から突き出した上記熱伝導性部材の表面と当接する放熱部材をさらに含む。

本発明によれば、システムに挿入されたときに、プラガブル光モジュールの光部品で発生する熱を効率よく放熱することができる。

本発明の上位概念の実施形態によるプラガブル光モジュールの断面図である。 本発明の第１実施形態によるプラガブル光モジュールの断面図である。 本発明の第１実施形態によるプラガブル光モジュールが挿入されるシステムの関連部分の断面図である。 （ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第１実施形態のプラガブル光モジュールの接続過程を説明するための断面図である。

本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の上位概念による実施形態のプラガブル光モジュールについて説明する。図１は、本発明の上位概念による実施形態のプラガブル光モジュールの断面図である。

図１のプラガブル光モジュール１００は、ある一面に開口部を有する筐体１０４と、筐体１０４に収容される光部品１０１と、光部品１０１に接触する熱伝導性部材１０２と、を含む。熱伝導性部材１０２は、筐体１０４に収容されると共に、一部分が筐体１０４の開口部から突き出した状態となるよう弾性力によって保持される。図１のプラガブル光モジュール１００では、熱伝導性部材１０２は、一部分が筐体１０４の開口部から突き出した状態で、弾性部材１０３を介して筐体１０４に固定されている。また図１のプラガブル光モジュール１００では、熱伝導性部材１０２は、弾性部材１０３の弾性力により上下動自在となるよう、筐体１０４に吊下げ支持されている。

本実施形態のプラガブル光モジュール１００は、例えば光トランシーバのケージへ挿入されている間は、一部分が筐体１０４の開口部から突き出した熱伝導性部材１０２が筐体１０４の内部へと押し込まれると共に、弾性部材１０３によって筐体１０４の外側へと弾性力によって付勢される。この弾性力の付勢により、熱伝導性部材１０２は光トランシーバのケージ側と良好な接触状態を維持することができる。光トランシーバのケージへ挿入されている間に、光部品１０１で発生した熱は、熱伝導性部材１０２へ伝えられ、熱伝導性部材１０２の熱は光トランシーバのケージ側へ伝えられ、放熱することができる。以下、より具体的な実施形態について説明する。

〔第１実施形態〕
次に、本発明の第１実施形態によるプラガブル光モジュール、及びプラガブル光モジュールの接続構造について、説明する。図２は、本発明の第１実施形態のプラガブル光モジュールの断面図である。図３は、本発明の第１実施形態のプラガブル光モジュールが挿入されるシステムの主要部の断面図である。図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、本発明の第１実施形態のプラガブル光モジュールの接続過程を説明するための断面図である。

（実施形態の構成）
本実施形態のプラガブル光モジュールは、例えばプラガブル光トランシーバである。プラガブル光モジュールが挿入されるシステムは例えば、プラガブル光トランシーバが装着されるホスト装置である。

図２のプラガブル光モジュール１０は、ある一面に開口部４ａを有する筐体４と、筐体４に収容される光部品１と、光部品１に接触する熱伝導性部材の一例としての放熱プレート２と、を含む。放熱プレート２は、筐体４に収容されると共に、一部分が筐体４の開口部４ａから突き出した状態となるよう弾性力によって保持される。図２のプラガブル光モジュール１０では、放熱プレート２は、一部分が筐体４の開口部４ａから突き出した状態で、弾性部材の一例としてのバネ３を介して筐体４に固定されている。

また図２のプラガブル光モジュール１０では、放熱プレート２は、バネ３の弾性力により上下動自在となるよう、筐体４に吊下げ支持されている。より具体的には、開口部４ａが設けられている側の筐体４の周辺部に、バネ３を経由して放熱プレート２は吊下げ支持されている。図２では、放熱プレート２の一部分が若干量ｄだけ飛び出す位置関係で、放熱用プレート２はプラガブル光モジュール１０の筐体４に固定されている。また図２では、放熱用プレート２の、筐体４の開口部４ａから突き出した部分の端部はテーパ形状となっている。言い換えると、放熱用プレート２の、筐体４の開口部４ａから突き出した部分の端面にはテーパ７加工が施されている。放熱プレート２は、材料を高熱伝導の銅（Ｃｕ）系などにすることができる。

図２のプラガブル光モジュール１０はさらに、プリント回路基板６（ＰＣＢ６）と、ＰＣＢ６と光部品１とを接続するフレキシブル配線基板５（ＦＰＣ５）とをさらに含む。図２に示すように、光部品１の主表面とＰＣＢ６の主表面とはお互いに略平行となるように配置されており、放熱プレート２は、バネ３の弾性力により上下動自在に筐体４に吊下げ支持されている。放熱プレート２が上下動しても、ＰＣＢ６と光部品１とが接触したり、干渉したりすることのないような空間が保たれる。

また放熱プレート２が上下動しても、光部品１とＰＣＢ６との間の電気的又は機械的な接続は、可撓性であるＦＰＣ５を経由して維持される。光部品１とＰＣＢ６との接続はＦＰＣ５を用い、放熱プレート２の位置が可変する際の応力をＦＰＣ５の曲げ性が吸収し、余分な応力が光部品１に加わらないようにすることができる。言い換えると、光部品１の下側、すなわち光部品１から見て筐体４の開口部４ａが設けられている側とは反対の空間に、ＰＣＢ６を配置することができる。

図３は、本発明の第１実施形態のプラガブル光モジュール１０が挿入されるシステムの関連部分の断面図である。図３は、プラガブル光モジュール１０が挿入されるシステムの一例として光トランシーバのケージを示す。図３のシステム２０は、プラガブル光モジュール１０が挿入される凹部の一例としての光トランシーバのケージ２１と、ケージ２１内に配置された放熱部材の一例としてのヒートシンク２２と、を含む。

（実施形態の動作）
次に、本実施形態のプラガブル光モジュールの接続構造及び放熱構造を、図４を参照して説明する。

図４（ａ）に示すように、図２のプラガブル光モジュール１０を、光トランシーバのケージ２１に挿入する。図２のプラガブル光モジュール１０を、光トランシーバのケージ２１に挿入する際、筐体４の上面よりも放熱プレート２は突出している。

図２のプラガブル光モジュール１０は、光トランシーバのケージ２１の内表面に案内されて、矢印の方向にさらに進む。図２のプラガブル光モジュール１０が矢印の方向にさらに進むと、図４（ｂ）に示すように、図３のシステム２０のヒートシンク２２の端部と、図２のプラガブル光モジュール１０の筐体４から一部が突き出した放熱プレート２の端部のテーパ７とが接触する。

さらに図２のプラガブル光モジュール１０を光トランシーバのケージ２１へ押し進めると、図４（ｃ）に示すように、図２のプラガブル光モジュール１０は光トランシーバのケージ２１に押し込まれた状態となる。一部分が筐体４の開口部４ａから突き出した放熱プレート２がヒートシンク２２に干渉した際に、放熱プレート２の端部のテーパ７により放熱プレート２は押し下げられる。この時バネ３の押し戻し力により、放熱プレート２は筐体４の外側、すなわちシステム２０側へと付勢され、放熱プレート２はヒートシンク２２に押し付けられる。プラガブル光モジュール１０が光トランシーバのケージ２１に押し込まれた状態では、放熱プレート２の主表面はシステム２０のヒートシンク２２の表面と接触する。

バネ３の弾性力の付勢により、プラガブル光モジュール１０が光トランシーバのケージ２１に挿入されたときに、放熱プレート２は光トランシーバのヒートシンク２２と良好な接触状態を維持することができる。光トランシーバのケージ２１へ挿入されている間に、光部品１で発生した熱は、放熱プレート２へ伝えられ、放熱プレート２の熱は光トランシーバのヒートシンク２２へ伝えられ、放熱することができる。

（実施形態の効果）
本実施形態によれば、プラガブル光モジュール１０が光トランシーバのケージ２１に挿入されたときに、プラガブル光モジュール１０の光部品１で発生した熱は、放熱プレート２を経由してヒートシンク２２へ伝えられ、効率よく放熱することができる。

放熱プレート２は、バネ３により上下動自在に、筐体４に吊下げ支持されており、光部品１が高さ方向に可動することで、筐体４全体とヒートシンク２２の放熱も可能とし、安定した放熱整合が得られる。

また、筐体４の開口部４ａから突き出した放熱用プレート２の端面に、テーパ形状のような面取り加工を施してあることにより、プラガブル光モジュール１０のケージ２１への挿抜をスムーズに行うことができる。

プラガブル光モジュール１０が光トランシーバのケージ２１に挿入され、放熱プレート２が押し下げられた際、光部品１も同時に動くことになるが、ＦＰＣ５の曲げ性により光部品１の動きを吸収することができる。その結果、ＰＣＢ６への負荷を掛けることなく光部品１を可変することができる。このような構造により、プラガブル光モジュール１０の内部の要素の配置がより最適化でき、プラガブル光モジュール１０の小型化、高密度化且つ高スペック化が可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、放熱用プレート２の、筐体４の開口部４ａから突き出した部分の端部にテーパ７ではなく曲面のような面取り加工を施した場合にも、プラガブル光モジュール１０のスムーズな挿抜が期待される。特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。

１ 光部品
２ 放熱プレート
３ バネ
４ 筐体
４ａ 開口部
５ フレキシブル配線基板
６ プリント回路基板
７ テーパ
１０ プラガブル光モジュール
２０ システム
２１ ケージ
２２ ヒートシンク
１００ プラガブル光モジュール
１０１ 光部品
１０２ 熱伝導性部材
１０３ 弾性部材
１０４ 筐体

Claims (6)

1. ある一面に開口部を有する筐体と、前記筐体に収容される光部品と、前記光部品に接触する熱伝導性部材であって、前記筐体に収容されると共に、一部分が前記筐体の前記開口部から突き出した状態となるよう弾性力によって保持される熱伝導性部材とを含み、
   前記熱伝導性部材は、弾性部材の弾性力により上下動自在に、前記筐体に吊下げ支持される、プラガブル光モジュール。
2. 前記熱伝導性部材は、一部分が前記筐体の前記開口部から突き出した状態で、前記弾性部材を介して前記筐体に固定される、請求項１に記載のプラガブル光モジュール。
3. プリント回路基板と、前記プリント回路基板と前記光部品とを接続するフレキシブル配線基板とをさらに含み、
   前記光部品の主表面と前記プリント回路基板の主表面とがお互いに略平行となるように、前記熱伝導性部材は、前記弾性部材の弾性力により上下動自在に前記筐体に吊下げ支持される、請求項１又は請求項２に記載のプラガブル光モジュール。
4. 前記熱伝導性部材の、前記筐体の前記開口部から突き出した部分の端部はテーパ形状となっている、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュールと、前記プラガブル光モジュールが挿入される凹部を有するシステムと、を含むプラガブル光モジュールの接続構造であって、
   前記システムの前記凹部には、前記凹部の内表面に案内されて前記プラガブル光モジュールが前記凹部に挿入されたときに、前記筐体の前記開口部から突き出した前記熱伝導性部材の表面と当接する放熱部材をさらに含む、プラガブル光モジュールの接続構造。
6. 前記プラガブル光モジュールは、前記凹部の内表面及び前記放熱部材の表面に案内されて、前記凹部に挿入される、請求項５に記載のプラガブル光モジュールの接続構造。

Images