KR20170066523A - 광 결합 부재, 광 커넥터 및 전기 커넥터 - Google Patents

광 결합 부재, 광 커넥터 및 전기 커넥터 Download PDF

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아키히토 미츠이
나오히코 모리야
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미쓰비시 엔피쯔 가부시키가이샤
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Abstract

복잡한 작업을 필요로 하지 않고, 유지 부재에 유지된 렌즈와 광 파이버와의 위치 관계를 고정밀도로 유지하는 것이다. 일단에 볼 렌즈(12)를 수용하는 수용부(11c)가 형성되고, 타단에 광 파이버(13)가 삽입되는 삽입 구멍(11a)이 형성되는 홀더(11)와, 이 홀더의 일단에서의 볼 렌즈의 수용 방향과 교차하는 방향의 외측에 마련되는 자석(14)을 구비하며, 이 자석은, 볼 렌즈의 중심을, 결합 대상에 마련되는 광학 요소의 중심에 위치 맞춤시키는 흡착력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.

Description

광 결합 부재, 광 커넥터 및 전기 커넥터{OPTICAL COUPLING MEMBER, OPTICAL CONNECTOR AND ELECTRIC CONNECTOR}
본 발명은, 발광 소자로부터의 광을 집광(集光)하여 광 파이버에 입사시키거나, 광 파이버로부터 출사하는 광을 수광 소자에 집광시키거나 하는 경우에 사용되는 광 결합 부재, 그리고 이것을 구비한 광 커넥터 및 전기 커넥터에 관한 것이다.
광 결합 부재는, 광원으로부터 출사되는 광을 광 파이버 내에서 전반(傳搬)시키고, 필요에 따라서 공중에 출사(出射)시킬 때, 혹은, 공중을 전반하는 광을 광 파이버 내에 입사시킬 때에 사용된다. 이러한 광 결합 부재의 한 형태로서, 예를 들면, 광 파이버의 단부를 끼워 장착하는 소켓 본체에, 광학 렌즈 및 원통 모양의 자석을 장착하는 소켓과, 광 파이버의 단부를 끼워 장착하는 플러그 본체에, 원통 모양의 자석을 장착하는 플러그를 구비하는 광 커넥터가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이 광 커넥터에 의하면, 광 파이버의 단면(端面)과 광학 렌즈의 구면(球面)을 항상 맞닿게 하고, 자석의 흡인력에 의해 소켓과 플러그를 결합하는 것에 의해, 광 파이버의 단면(端面)이 완전 평면이 아닌 경우라도 높은 전달 효율을 확보할 수 있다.
특허 문헌 1 : 일본실용신안공개 소61－70817호 공보
그렇지만, 상술한 종래의 광 커넥터에서는, 소켓에 장착되는 자석이 플러그 측에 형성된 구멍의 내부에 배치되는 한편, 플러그에 장착되는 자석이 소켓측에 마련된 삽입축의 주위에 배치되어 있다. 그리고, 소켓에 대해서 플러그를 결합할 때에는, 소켓에 형성된 구멍을 규정하는 원통 모양의 벽부 내에 플러그측의 자석을 삽입함과 아울러, 자석으로부터 소켓측으로 돌출되는 삽입축을 소켓측의 자석의 내측에 삽입하는 작업이 필요하게 된다. 이 때문에, 소켓에 대해서 플러그를 삽입하는 작업이 필요하게 되어, 광 커넥터의 결합 작업이 번잡하게 된다는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 문제점를 감안하여 이루어진 것이며, 복잡한 결합 작업을 필요로 하지 않고, 광 파이버 내의 광의 전반 효율을 향상할 수 있는 광 결합 부재, 광 커넥터 및 전기 커넥터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 광 결합 부재는, 일단에 렌즈를 수용하는 수용부가 형성되고, 타단에 광 파이버가 삽입되는 삽입 구멍이 형성되는 유지 부재와, 상기 유지 부재의 일단에서의 상기 렌즈의 수용 방향과 교차하는 방향의 외측에 마련되는 흡착 부재를 구비하며, 상기 흡착 부재는, 상기 렌즈의 중심을, 결합 대상에 마련되는 광학 요소의 중심에 위치 맞춤시키는 흡착력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
예를 들면, 상기 광 결합 부재에서, 상기 흡착 부재는, 자석으로 구성된다. 상기 광 결합 부재에서, 상기 자석은, 상기 렌즈의 수용 방향과 교차하는 방향의 단면(斷面)의 형상이, 상기 광학 요소의 주위에 배치되는 결합 대상측 자석의 단면(斷面)과 동일한 형상을 가지는 것이 바람직하다.
예를 들면, 상기 광 결합 부재에서, 상기 자석은, 상기 렌즈의 수용 방향과 교차하는 방향의 단면(斷面)의 외형 형상이, 당해 렌즈의 중심을 중심점으로 한 진원(眞圓) 형상이다.
또, 상기 광 결합 부재에서, 상기 흡착 부재에서의 상기 결합 대상측의 단면(斷面)은, 상기 렌즈의 결합 대상측의 단부와 동일한 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
또, 상기 광 결합 부재에서, 상기 흡착 부재에서의 상기 결합 대상측의 단면(斷面)은, 상기 렌즈의 결합 대상측의 단부보다도 결합 대상측에 배치되도록 해도 괜찮다.
게다가, 상기 광 결합 부재에서는, 상기 흡착 부재에서의 상기 렌즈의 수용 방향과 교차하는 방향의 단면(斷面)측으로 상기 결합 대상을 안내하는 가이드 부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.
게다가, 상기 광 결합 부재에서는, 상기 결합 대상과 결합한 상태의 상기 흡착 부재를 고정하는 고정 부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 광 커넥터는, 상기 어느 하나에 기재된 광 결합 부재를 구비한 것을 특징으로 한다. 또, 상기 광 커넥터에서, 상기 광 결합 부재의 상기 결합 대상으로의 위치 맞춤 동작을 허용하면서, 상기 광 결합 부재의 이동을 규제하는 이동 규제 부재를 가지는 것이 바람직하다.
또, 상기 광 커넥터에서, 상기 이동 규제 부재는, 상기 렌즈의 수용 방향인 일단으로부터 타단까지 마련된 가이드 홈을 가지며, 상기 광 결합 부재는, 상기 흡착 부재가 상기 이동 규제 부재의 일단측으로부터 돌출한 상태에서 상기 유지 부재가 상기 가이드 홈에 배치되어 있고, 상기 유지 부재와 상기 가이드 홈과의 사이에는 클리어런스(clearance)가 마련되어 있으며, 상기 흡착 부재는, 상기 이동 규제 부재의 일단측에서, 상기 위치 맞춤 동작이 허용되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 가이드 홈의 폭 치수 및 높이 치수는, 상기 가이드 홈에 배치된 부분의 상기 광 결합 부재의 폭 치수 및 높이 치수보다도 크고, 상기 흡착 부재가 배치된 위치에서의 상기 광 결합 부재의 폭 치수 또는 높이 치수 중 적어도 일방보다 작은 것이 바람직하다.
또, 상기 광 커넥터에서, 상기 광 결합 부재는 복수 마련되고, 상기 가이드 홈이 각 광 결합 부재에 개별로 마련되는 것이 바람직하다.
또, 상기 광 커넥터에서, 상기 흡착 부재를 상기 이동 규제 부재의 일단면측으로 가압하는 가압 부재를 구비하며, 상기 가압 부재의 가압력은 상기 흡착 부재에서의 상기 결합 대상에 대한 상기 흡착력보다도 약한 것이 바람직하다.
또, 상기 광 커넥터에서, 상기 가압 부재는, 상기 이동 규제 부재와 상기 광 결합 부재와의 사이를 연결하는 탄성체이며, 상기 탄성체의 탄성력에 의해, 상기 흡착 부재가 상기 이동 규제 부재의 일단면측으로 가압된다.
또, 상기 광 커넥터에서, 상기 탄성체는, 상기 광 결합 부재의 상기 이동 규제 부재에 대한 타단측에서 상기 이동 규제 부재와의 사이를 연결하고 있는 것이 바람직하다.
또, 상기 광 커넥터에서, 상기 가압 부재는, 상기 이동 규제 부재의 타단측에서, 상기 광 결합 부재에 마련된 제1 흡착부와, 상기 제1 흡착부에 대향하고, 케이스측에 고정된 제2 흡착부를 가지며, 상기 제1 흡착부와 상기 제2 흡착부와의 사이의 흡착에 의해 상기 흡착 부재가 상기 이동 규제 부재의 일단면측으로 가압되는 구성으로 하는 것도 가능하다.
본 발명의 전기 커넥터는, 상기 어느 하나에 기재된 광 결합 부재와, 전기 신호의 전달용 접점 단자를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 복잡한 결합 작업을 필요로 하지 않고, 광 파이버 내의 광의 전반(傳搬) 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재의 설명도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 A－A화살표에서 본 단면도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 2점 쇄선(B) 내의 확대도이다.
도 4는 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재의 결합 작업의 설명도이다
도 5는 본 실시 형태의 변형예에 관한 광 결합 부재의 설명도이다.
도 6은 본 실시 형태의 변형예에 관한 광 결합 부재의 설명도이다.
도 7은 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재의 적용예의 설명도이다.
도 8은 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재의 적용예의 설명도이다.
도 9는 본 실시 형태에 관한 광 커넥터(암(雌)형)의 부분 사시도이다.
도 10은 도 9에 나타내는 광 커넥터의 구성 부품을 분해한 분해 사시도이다.
도 11은 도 9의 광 커넥터에 이용된 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재의 설명도이며, 도 10에 나타내는 G－G화살표에서 본 부분 종단면도이다.
도 12는 도 10에 나타내는 커버 부재를 광 결합 부재가 배치된 가이드 부재에 장착한 상태에서의 가이드 부재, 광 결합 부재 및 커버 부재의 H－H 화살표에서 본 종단면도이다.
도 13a는, 본 실시 형태에 관한 광 커넥터(암형)의 평면도이며, 도 13b는, 본 실시 형태에 관한 광 커넥터(암형)의 측면도이다.
도 14a는, 본 실시 형태에 관한 광 커넥터(암형)의 정면도이며, 도 14b는, 도 14a에 나타내는 I－I화살표에서 본 횡단면도이다.
도 15a는, 본 실시 형태에 관한 광 커넥터(수(雄)형)의 평면도이며, 도 15b는, 본 실시 형태에 관한 광 커넥터(수형)의 측면도이다.
도 16a는, 본 실시 형태에 관한 광 커넥터(수형)의 정면도이며, 도 16b는, 도 16a에 나타내는 J－J화살표에서 본 횡단면도이다.
도 17a는, 도 13a에 나타내는 광 커넥터(암형)와 도 15a에 나타내는 광 커넥터(수형)를 접속한 상태를 나타내는 평면도이며, 도 17b는, 도 13b에 나타내는 광 커넥터(암형)와 도 15b에 나타내는 광 커넥터(수형)를 접속한 상태를 나타내는 측면도이다.
도 18a는, 도 17b에 나타내는 K－K화살표에서 본 횡단면도이며, 도 18b는, 도 17a에 나타내는 L－L화살표에서 본 종단면도이다.
도 19는 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재의 결합 작업의 설명도이다.
도 20은 본 실시 형태의 변형예에 관한 광 결합 부재의 설명도이다.
도 21은 도 16b와는 다른 가압 부재를 적용한 광 커넥터(수형)의 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서는, 본 발명에 관한 광 결합 부재에 의해 유지되는 광 파이버가 플라스틱 광 파이버로 구성되는 경우를 예로 하여 설명한다. 그렇지만, 본 발명에 관한 광 결합 부재에 의해 유지되는 광 파이버는, 이것에 한정되는 것이 아니고 유리 파이버로 구성되어도 괜찮다.
(광 결합 부재)
도 1은, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재의 설명도이다. 도 2는, 도 1에 나타내는 A－A화살표에서 본 단면도이다. 또, 도 1 및 도 2에 나타내는 광 결합 부재(10)에서는, 설명의 편의상, 도 1 및 도 2에 나타내는 좌측을 전방측이라고 하고, 도 1 및 도 2에 나타내는 우측을 후방측이라고 한다. 또, 도 1 및 도 2에서는, 설명의 편의상, 광 결합 부재(10)가 가지는 홀더(11)에 유지되는 광 파이버(13)를 나타내고 있다. 게다가, 도 1에서는, 설명의 편의상, 자석(14)의 내측에 배치되는 홀더(11)의 일부를 파선으로 나타내고 있다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)는, 대체로 원통 형상을 가지는 유지 부재로서의 홀더(11)와, 이 홀더(11)의 일단부에 유지되는 볼 렌즈(12)와, 홀더(11)의 일단부의 외주에 마련된 흡착 부재로서의 자석(14)을 포함하여 구성되어 있다. 예를 들면, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)에서는, 광 파이버(13)로서 플라스틱 광 파이버가 바람직하게 삽입된다.
홀더(11)는, 예를 들면, 스테인리스 등의 금속 재료로 형성된다. 특히 가공성의 점으로부터, 홀더(11)는, 오스테나이트계 스테인리스로 형성되는 것이 바람직하다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 홀더(11)에서의 후단부에는, 광 파이버(13)가 삽입되는 삽입 구멍(11a)이 마련되어 있다. 한편, 홀더(11)에서의 전단부(볼 렌즈(12)측의 단부)에는, 개구부(11b)가 마련되어 있다. 이 개구부(11b)의 내측에는, 볼 렌즈(12)를 수용하는 수용부(11c)가 마련되어 있다. 이 수용부(11c)는, 볼 렌즈(12)의 표면의 손상을 방지하기 위해서 볼 렌즈(12) 전체를 그 내측에 수용 가능한 치수로 마련되고, 볼 렌즈(12)가 압입 가능하게 구성되어 있다.
홀더(11)의 내부에는, 광 파이버(13)의 외경 치수보다도 약간 큰 관통공(11d)이 마련되어 있다. 이 관통공(11d)은, 삽입 구멍(11a)에 연통함과 아울러, 수용부(11c)에 연통하여 마련되어 있다. 게다가, 홀더(11)에는, 그 외주부(外周部)로부터 공구 등에 의해 압압(押壓) 가공을 실시함으로써 형성되는 복수의 함몰부(11e)가 마련되어 있다. 이들 함몰부(11e)는, 수용부(11c)와 관통공(11d)과의 사이에 마련되며, 상세에 대하여 후술하는 바와 같이, 볼 렌즈(12) 및 광 파이버(13)의 위치 결정에 이용된다.
볼 렌즈(12)는, 예를 들면, 유리 재료로 형성되고, 구(球) 형상을 가진다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 볼 렌즈(12)는, 그 전단부가, 홀더(11)의 전단부와 동일한 위치에 배치되도록 수용부(11c)에 수용된다. 또, 볼 렌즈(12)는, 수용부(11c) 내에 수용된 상태에서, 관통공(11d)에 삽입된 광 파이버(13)의 선단부에 면(面)하도록 배치되어 있다. 즉, 홀더(11)에 함몰부(11e)를 마련함으로써 형성되는 내벽면에 위치 결정된 상태에서, 볼 렌즈(12)와 광 파이버(13)는, 일정한 위치 관계를 가지는 위치에 위치 결정된다. 이 때, 볼 렌즈(12)는, 광 파이버(13)의 선단면(전단면)에 대향하여 배치된 상태로 되어 있다. 볼 렌즈(12)는, 광 파이버(13)로부터 입사되는 광을 평행 상태로 조정하는 콜리메이트 렌즈로 구성할 수 있다.
광 파이버(13)는, 그 중심을 관통하여 마련되는 코어(13a)와, 이 코어(13a)를 피복하는 클래드(clad)(13b)와, 이 클래드(13b)를 피복하여 보강하는 보강층(13c)으로 구성된다. 광 파이버(13)의 볼 렌즈(12)에 대향하는 단면(端面)에서는, 코어(13a), 클래드(13b) 및 보강층(13c)이 동일 평면 상에 배치되어 있다. 즉, 볼 렌즈(12)에 대향하는 단면(端面)에서, 코어(13a), 클래드(13b) 및 보강층(13c)이 구비하여 배치되어 있다.
광 파이버(13)는, 삽입 구멍(11a)을 통해서 관통공(11d)에 삽입되고, 그 선단부가 볼 렌즈(12)의 근방에서 그 구면(球面)에 대향하도록 배치한 상태로 고정되어 있다. 예를 들면, 광 파이버(13)는, 홀더(11)의 내주면에 도포된 접착제에 의해 고정된다. 또, 홀더(11)의 일부를 변형시킴으로써 광 파이버(13)를 고정하도록 해도 괜찮다.
본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)에서, 광 파이버(13)는, 예를 들면, 그레이 데드 인덱스(GI)형 광 파이버로 구성되고, 파이버축에 수직인 단면(斷面)에서 굴절률이 연속적으로 변화하도록 구성되어 있다. 또, 코어(13a) 및 클래드(13b)는, 예를 들면, C－H결합의 H를 F로 치환한 전(全)불소 치환 광학 수지로 구성되어 있다. 이와 같이, 광 파이버(13)를 전(全)불소 치환 광학 수지로 구성함과 아울러, GI형 광 파이버로 구성하는 것에 의해, 고속 통신 또한 대용량 통신을 실현할 수 있다.
광 결합 부재(10)에서는, 코스트의 상승을 억제하면서, 간이하게 볼 렌즈(12)와 광 파이버(13)와의 위치 결정을 행하기 위해서 홀더(11)에 마련한 함몰부(11e)를 이용한다. 구체적으로는, 홀더(11)에 함몰부(11e)를 마련함으로써 형성되는 맞닿음면(경사면)에, 볼 렌즈(12) 및 광 파이버(13)의 일부를 맞닿게 하여 위치 결정을 행하는 것에 의해, 이들 위치 결정용 스페이서 등의 구성을 불필요로 하여, 코스트의 상승을 억제하면서, 간이하게 볼 렌즈(12)와 광 파이버(13)와의 위치 결정을 가능하게 한다.
여기서, 홀더(11)에서의 볼 렌즈(12) 및 광 파이버(13)의 위치 결정 방법에 대해 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은, 도 2에 나타내는 2점 쇄선(B) 내의 확대도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 함몰부(11e)를 마련함으로써 형성되는 경사면 중, 볼 렌즈(12)에 대향하는 부분에는, 볼 렌즈(12)의 일부가 맞닿는 한편, 광 파이버(13)에 대향하는 부분에는, 광 파이버(13)를 구성하는 코어(13a) 이외의 클래드(13b) 또는 보강층(13c), 혹은 클래드(13b) 및 보강층(13c)의 일부가 맞닿는다. 이와 같이 맞닿은 상태에서 볼 렌즈(12) 및 광 파이버(13)가 각각 홀더(11)의 소정 위치에 위치 결정된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 함몰부(11e)는, 광 파이버(13)의 삽입 방향과 직교하는 평면(예를 들면, 도 3에 나타내는 광 파이버(13)의 단면(端面)과 평행하게 배치되고, 함몰부(11e)의 중심을 통과하는 평면(C))에 대해서, 볼 렌즈(12)에 대향하는 부분의 각도와, 광 파이버(13)에 대향하는 부분의 각도가 다른 각도로 마련되어 있다. 이러한 함몰부(11e)는, 예를 들면, 선단부의 형상이 다른 끝이 가는 공구를 이용하여 압압 가공을 실시하는 것에 의해 마련된다. 이러한 공구에 의해 압압 가공하는 것에 의해, 함몰부(11e)는, 그 압압 가공시에서의 중심축을 기준으로 하여, 볼 렌즈(12)에 대향하는 부분의 각도와, 광 파이버(13)에 대향하는 부분의 각도를 다른 각도로 함으로써, 형상이 다른 볼 렌즈(12)와 광 파이버(13)를 효과적으로 위치 결정하는 것이 가능해진다.
또, 홀더(11)에서는, 이러한 함몰부(11e)가 홀더(11)의 동일 둘레 상에 복수(본 실시 형태에서는, 3개) 마련되어 있다. 동일 둘레 상으로의 함몰부(11e)의 형성은, 예를 들면, 상술한 선단 형상이 다른 공구에 의해 홀더(11)의 외주로부터 동시에 압압 가공을 실시하는 것이 고려되어진다. 이와 같이 동일 둘레 상에 복수의 함몰부(11e)를 마련하는 것에 의해, 볼 렌즈(12) 및 광 파이버(13)를 각각 복수의 위치에서 맞닿게 하는 것이 가능하므로, 보다 고정밀도로 볼 렌즈(12) 및 광 파이버(13)의 위치 결정을 행하는 것이 가능해진다.
함몰부(11e)에서의 볼 렌즈(12)에 대향하는 부분은, 경사면(11e1)을 구성한다. 이 경사면(11e1)은, 도 3에 화살표로 나타내는 광 파이버(13)의 삽입 방향과 직교하는 평면(예를 들면, 도 3에 나타내는 광 파이버(13)의 단면(端面)과 평행하게 배치되고, 함몰부(11e)의 기단부를 통과하는 평면(D))에 대한 각도(θ1)가 0°이상 45°이하가 되도록 마련되어 있다. 이와 같이 볼 렌즈(12)측의 경사면(11e1)의 각도(θ1)를 광 파이버(13)의 삽입 방향과 직교하는 평면(D)에 대해서 0°이상 45°이하로 설정하는 것에 의해, 볼 렌즈(12)에서의 광 파이버(13)측의 일부를 지지한 상태에서 위치 결정할 수 있으므로, 볼 렌즈(12)의 위치 정밀도를 높일 수 있다.
한편, 함몰부(11e)에서의 광 파이버(13)에 대향하는 부분은, 경사면(11e2)을 구성한다. 경사면(11e2)은, 광 파이버(13)의 삽입 방향과 직교하는 평면(예를 들면, 도 3에 나타내는 광 파이버(13)의 단면(端面)과 평행하게 배치되는 평면(E))에 대한 각도(θ2)가 20°이하가 되도록 마련되어 있다. 이와 같이 경사면(11e2)의 각도를 평면(E)에 대해서 20°이하로 마련하는 것에 의해, 광 파이버(13)가, 상술한 바와 같이, 코어(13a), 클래드(13b) 및 보강층(13c)이 동일 평면 상에 배치되는 광 파이버로 구성되는 경우에, 당해 광 파이버(13)의 단면(端面)을 함몰부(11e)에 맞닿게 하는 것에 의해, 이들 위치 정밀도를 확보하기 쉽게 할 수 있다.
이와 같이 광 결합 부재(10)에서는, 홀더(11)에 마련한 함몰부(11e)에 볼 렌즈(12)의 일부 및 광 파이버(13)의 일부를 맞닿게 하여 위치 결정하도록 한 것이기 때문에, 함몰부(11e)를 기준으로 하여 볼 렌즈(12) 및 광 파이버(13)를 위치 결정할 수 있으므로, 다른 부품을 홀더(11)에 삽입하는 경우와 비교하여, 작업 효율을 향상시킬 수 있어, 코스트의 상승을 억제하면서, 간단히 볼 렌즈(12)와 광 파이버(13)와의 위치 결정을 행하는 것이 가능해진다.
자석(14)은, 홀더(11)에서의 전단부(볼 렌즈(12)측의 단부)의 외주에 마련되어 있다. 예를 들면, 자석(14)은, 대체로 원통 형상을 가지고 있다. 자석(14)은, 그 내부에 홀더(11)의 일부를 수용한 상태에서 홀더(11)에 고정되어 있다. 예를 들면, 자석(14)은, 홀더(11)의 외주면에 도포된 접착제에 의해 고정된다. 또, 용접 등에 의해 홀더(11)의 외주면에 자석(14)을 고정하도록 해도 괜찮다.
자석(14)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 그 전단부의 단면(斷面)(14s)이 평면 형상을 가지고 있다. 자석(14)의 전단부의 단면(14s)은, 홀더(11)의 전단부와 동일한 위치에 배치되도록 홀더(11)에 고정된다. 상술한 바와 같이, 수용부(11c)에 수용된 볼 렌즈(12)의 전단부는, 홀더(11)의 전단부와 동일한 위치에 배치된다. 따라서, 자석(14)의 전단부의 단면(14s)은, 볼 렌즈(12)의 전단부의 위치와 동일한 위치에 배치되어 있다.
또, 자석(14)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 전단부 근방이 N극으로 착자(着磁)되고, 후단부 근방이 S극으로 착자되어 있다. 상세에 대하여 후술하는 바와 같이, 자석(14)은, 결합 대상이 되는 광 결합 부재(20)의 자석(24)과 서로 흡착하고, 볼 렌즈(12)의 중심을, 광 결합 부재(20)의 볼 렌즈(22)의 중심에 위치 맞춤시키는 역할을 한다(도 4(도 4a 내지 도 4c) 참조).
이하, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)의 결합 작업에 대해 설명한다. 도 4(도 4a 내지 도 4c)는, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)의 결합 작업의 설명도이다. 도 4에서는, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)의 결합 대상으로서, 광 결합 부재(10)와 동일한 구성을 가지는 광 결합 부재(20)와 결합하는 경우에 대해 설명한다. 또, 도 4에서는, 설명의 편의상, 광 결합 부재(20)가 가지는 홀더(21)에 유지되는 광 파이버(23)를 나타내고 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 광 결합 부재(20)는, 광 결합 부재(10)와 마찬가지로, 홀더(21), 볼 렌즈(22) 및 자석(24)을 포함하여 구성되어 있다. 광 결합 부재(20)는, 자석(24)의 착자 형태에서만 광 결합 부재(10)와 서로 다르다. 광 결합 부재(20)에서, 자석(24)은, 자석(14)과 달리, 볼 렌즈(22)측의 선단부 근방이 S극으로 착자되고, 반대측의 단부 근방이 N극으로 착자되어 있다. 볼 렌즈(22)와 광 파이버(23)와의 위치 결정이나, 볼 렌즈(22)와 홀더(21)나 자석(24)과의 위치 관계 등에 대해서는, 광 결합 부재(10)와 동일하다.
여기에서는, 광 결합 부재(20)의 위치가 디바이스 등에 고정되고, 이 광 결합 부재(20)에 대해서 광 결합 부재(10)를 결합하는 경우에 대해 설명한다. 광 결합 부재(20)에 대해서 광 결합 부재(10)를 결합하는 경우, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 작업자들은, 자석(24)의 근방에 자석(14)을 접근시킨다. 자석(24)에 대해서 일정 거리까지 자석(14)을 접근시키면, 이들 흡착력에 의해서 자석(14)이 자석(24) 측으로 끌어당겨진다. 이것에 의해, 자석(24)과 자석(14)이 접촉한 상태가 된다(도 4b 참조).
그리고, 도 4b에 나타내는 상태로부터, 또한 자석(24) 및 자석(14)의 흡착력에 의해서, 자석(24)의 광 결합 부재(10)측의 단면(24s)과, 자석(14)의 광 결합 부재(20)측의 단면(14s)이 대향하여 배치하도록 자석(14)이 이동한다. 여기에서는, 자석(14)이 하부측으로 이동한다. 이것에 의해, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 자석(24)의 광 결합 부재(10)측의 단면(24s)과, 자석(14)의 광 결합 부재(20)측의 단면(14s)이 밀착한 상태가 된다.
광 결합 부재(10)와 광 결합 부재(20)는, 각각의 구성 부품의 위치 관계가 동일하다. 이 때문에, 자석(24)의 광 결합 부재(10)측의 단면(24s)과, 자석(14)의 광 결합 부재(20)측의 단면(14s)이 밀착한 상태가 되는 것에 의해, 볼 렌즈(12)의 중심과, 볼 렌즈(22)의 중심이 일치한 상태가 된다.
이와 같이 광 결합 부재(10)에서는, 홀더(11)에 마련된 자석(14)의 흡착력에 의해서, 볼 렌즈(12)의 중심이 광 결합 부재(20)의 볼 렌즈(22)의 중심에 위치 맞춤시켜지기 때문에, 홀더(11)를 광 결합 부재(20)에 접근시키는 것만으로 볼 렌즈(12)와, 볼 렌즈(22)를 간단히 위치 맞춤시킬 수 있다. 이것에 의해, 복잡한 결합 작업을 필요로 하지 않고, 광 파이버(13) 내의 광의 전반 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
특히, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)에서는, 자석(14)으로부터의 흡착력에 의해 볼 렌즈(12)의 중심과 광 결합 부재(20)의 볼 렌즈(22)의 중심이 위치 맞춤시켜진다. 이 때문에, 광 결합 부재(20)에 대해서 용이하게 착탈할 수 있음과 아울러, 장기간에 걸쳐 반복하여 착탈하는 것이 가능해진다.
자석(14)은, 광 결합 부재(20)측의 단면(14s)의 형상이, 자석(24)의 단면(24s)의 형상과 동일하게 구성되어 있다. 이 때문에, 이들 자석(14, 24)의 흡착력에 의해 단면(14s, 24s)끼리를 밀착시킬 수 있다. 이것에 의해, 광 결합 부재(20)에 대해서 안정되게 광 결합 부재(10)를 결합시키는 것이 가능해진다.
특히, 자석(14)은, 광 결합 부재(20)측의 단면(14s)의 외형 형상이, 볼 렌즈(12)의 중심을 중심점으로 한 진원(眞圓) 형상으로 구성되어 있다. 이 때문에, 광 결합 부재(20)의 자석(24)과 흡착할 때에 자석(14)이 회전하지는 않는다. 이 때문에, 자석(14)이 마련되는 홀더(11)의 회전을 방지할 수 있으므로, 홀더(11)에 유지되는 광 파이버(13)가 비틀어지는 사태를 방지하는 것이 가능해진다.
또, 자석(14)에서의 광 결합 부재(20)측의 단면(14s)은, 볼 렌즈(12)의 전단부(광 결합 부재(20)측의 단부)와 동일한 위치에 배치되어 있다. 이것에 의해, 볼 렌즈(12)와 광 결합 부재(20)의 볼 렌즈(22)와의 사이의 거리를 단축할 수 있으므로, 볼 렌즈(12, 22) 사이의 간극의 증대에 따라서 광 파이버(13) 내의 광의 전반(傳搬) 효율이 저하되는 것을 회피하는 것이 가능해진다.
또, 상기 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)에서는, 자석(14)에서의 광 결합 부재(20)측의 단면(14s)은, 볼 렌즈(12)의 전단부(광 결합 부재(20)측의 단부)와 동일한 위치에 배치되는 경우에 대해 설명하고 있다. 그렇지만, 자석(14)의 구성에 대해서는, 이것에 한정되는 것은 아니고 적절히 변경이 가능하다. 이하, 자석(14)이 다른 구성에 대해 도 5(도 5a 및 도 5b)를 참조하여 설명한다.
도 5는, 본 실시 형태의 변형예에 관한 광 결합 부재(10(10A, 10B))의 설명도이다. 도 5a, 도 5b에 각각 나타내는 광 결합 부재(10A, 10B)에서는, 자석(14A, 14B)이 자석(14)과 다른 구성을 가지는 점에서만 상기 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)와 서로 다르다. 또, 도 5에서, 도 3과 공통의 구성요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
도 5에서는, 설명의 편의상, 광 결합 부재(10A, 10B)가 결합 대상이 되는 광 결합 부재(20)에 결합된 상태에 대해 나타내고 있다. 이 경우에서, 광 결합 부재(10A)와 결합되는 광 결합 부재(20)는, 광 결합 부재(10A)와 동일한 구성을 가지는 것으로 한다. 또, 광 결합 부재(10B)와 결합되는 광 결합 부재(20)는, 상기 실시 형태에서 설명한 광 결합 부재(20)와 동일한 구성을 가지는 것으로 한다.
도 5a에 나타내는 광 결합 부재(10A)에서, 자석(14A)은, 광 결합 부재(20)측의 단면(14s)이, 볼 렌즈(12)의 전단부(광 결합 부재(20)측의 단부)보다도 광 결합 부재(20)측의 위치에 배치되는 점에서 상기 실시 형태에 관한 자석(14)과 서로 다르다. 이와 같이 변경한 경우에는, 자석(14A)의 단면(14s)이 볼 렌즈(12)보다도 광 결합 부재(20)에 배치되기 때문에, 의도하지 않은 접촉 등에 기인하여 볼 렌즈(12)의 표면이 손상되는 사태를 방지하는 것이 가능해진다. 또, 이와 같이 자석(14A)의 단면(14s)이 볼 렌즈(12)보다도 광 결합 부재(20)에 배치되는 경우라도, 볼 렌즈(12)와 볼 렌즈(22)와의 사이의 거리는 1mm 이하인 것이 바람직하다.
도 5b에 나타내는 광 결합 부재(10B)에서, 자석(14B)은, 광 결합 부재(20)측의 전단부에 광 결합 부재(20)의 선단부를 수용할 수 있는 오목부(141)를 가지는 점에서 상기 실시 형태에 관한 자석(14)과 서로 다르다. 이와 같이 변경한 경우에는, 오목부(141)에 광 결합 부재(20)의 선단부를 수용할 수 있으므로, 광 결합 부재(10B)와 광 결합 부재(20)를 결합한 후에, 외력 등에 의해 광 결합 부재(20)가 탈락되는 사태를 억제하는 것이 가능해진다.
또, 상기 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)에서는, 자석(14, 24)이 발생하는 흡착력에 의해서 광 결합 부재(10)와 광 결합 부재(20)를 결합하는 경우에 대해 설명하고 있다. 그렇지만, 광 결합 부재(10)의 구성에 대해서는, 이것에 한정되는 것은 아니다. 결합 부재(10)와 광 결합 부재(20)와의 결합을 강고하게 하거나, 결합 부재(10)와 광 결합 부재(20)를 결합하기 쉽게 하거나 하는 것은 실시 형태로서 바람직하다.
도 6(도 6a 및 도 6b)은, 본 실시 형태의 변형예에 관한 광 결합 부재(10(10C, 10D))의 설명도이다. 또, 도 6a, 도 6b에서는, 설명의 편의상, 고정 부재(15) 및 가이드 부재(16)의 내부에 배치되는 광 결합 부재(10C, 10D, 20) 및 광 파이버(13, 23)의 일부를 파선으로 나타내고 있다.
도 6a에 나타내는 광 결합 부재(10C)에서는, 광 결합 부재(20)와 결합한 상태의 자석(14, 24)을 고정하는 고정 부재(15)를 가지는 점에서 상기 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)와 서로 다르다. 또, 도 6b에 나타내는 광 결합 부재(10D)에서는, 광 결합 부재(20)를 자석(14)의 단면(14s)측으로 안내하는 가이드 부재(16)를 가지는 점에서 상기 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)와 서로 다르다.
도 6a에 나타내는 광 결합 부재(10C)에서는, 홀더(11)의 후단부(도 6에 나타내는 우측 단부) 근방에 마련된 한 쌍의 축부(15a)를 회전축으로 하여 전방측(도 6에 나타내는 좌측)의 부분이 회동 가능하게 구성된 상하 한 쌍의 고정 부재(15(151, 152))를 가지는 점에서 광 결합 부재(10)와 서로 다르다. 이들 고정 부재(15(151, 152))는, 예를 들면, 절연성의 수지 재료로 성형된다.
이들 고정 부재(15) 중, 상부측에 배치되는 고정 부재(151)의 하면에는, 하부측으로 개구되는 오목부(153)가 형성되어 있다. 한편, 하부측에 배치되는 고정 부재(152)의 상면에는, 상부측으로 개구되는 오목부(154)가 형성되어 있다. 이들 오목부(153, 154)는, 고정 부재(15(151, 152))가 닫혀진 상태에서, 결합한 상태의 광 결합 부재(10, 20)의 홀더(11, 21) 및 자석(14, 24)을 수용할 수 있는 형상을 가지고 있다.
또, 고정 부재(151)의 전단부에는, 고정 부재(152)에 걸려지는 훅(155)이 마련되어 있다. 고정 부재(151, 152) 내의 오목부(153, 154)에 결합한 상태의 광 결합 부재(10C, 20)의 구성 부품을 수용하고, 고정 부재(151)의 훅(155)을 고정 부재(152)에 걸리게 하는 것에 의해, 흡착한 상태의 자석(14, 24)이 고정되기 때문에, 광 결합 부재(10C, 20)의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 위치 어긋남에 따라서 광 파이버(13, 23) 내의 광의 전반 효율이 저하되는 사태를 방지하는 것이 가능해진다.
또, 도 6a에서는, 고정 부재(15)에 의해서, 결합한 상태의 광 결합 부재(10, 20)의 홀더(11, 21) 및 자석(14, 24)을 고정하는 경우에 대해 설명하고 있다. 그렇지만, 고정 부재(15)의 구성에 대해서는 이것에 한정되는 것은 아니라 적절히 변경이 가능하다. 고정 부재(15)에 대해서는, 서로 흡착 상태의 자석(14, 24)을 고정하는 것을 전제로 하여 임의의 구성을 채용할 수 있다.
도 6b에 나타내는 광 결합 부재(10D)에서는, 자석(14)의 전단부(도 6에 나타내는 좌측 단부) 근방의 외주 부분에 가이드 부재(16)가 장착되어 있는 점에서 광 결합 부재(10)와 서로 다르다. 이 가이드 부재(16)는, 예를 들면, 절연성의 수지 재료로 성형된다. 가이드 부재(16)는, 대체로 원통 형상을 가지며, 그 내부에 자석(14)의 일부를 수용한 상태에서 자석(14)에 고정되어 있다. 예를 들면, 가이드 부재(16)는, 자석(14)의 외주면에 도포된 접착제에 의해 고정된다.
가이드 부재(16)는, 자석(14)의 단면(14s)보다도 결합 대상(예를 들면, 광 결합 부재(20))측으로 돌출된 형상을 가진다. 이 돌출된 부분의 내측에는, 테이퍼면(16a)이 마련되어 있다. 테이퍼면(16a)은, 자석(14)의 단면(14s)으로부터 전방 측을 향하여, 가이드 부재(16) 내의 공간이 넓어지는 경사면을 구성하고 있다. 환언하면, 테이퍼면(16a)은, 가이드 부재(16)의 내측 또는 근방에 배치된 결합 대상을 자석(14)의 단면(14s)으로 안내하는 경사면을 가지고 있다.
도 4a에 나타내는 요령으로 광 결합 부재(10D)를 결합 대상이 되는 광 결합 부재(20)에 접근시키면, 광 결합 부재(10D)는, 자석(24)을 가이드 부재(16) 내에 수용하도록 광 결합 부재(20)에 접근하여 간다. 이 때, 광 결합 부재(10D)에서는, 가이드 부재(16)의 테이퍼면(16a)을 따라서 자석(24)을 안내하면서 접근시키고, 자석(14)이 광 결합 부재(20)측의 자석(24)에 흡착된다. 그리고, 자석(14, 24)이 흡착된 다음은, 단면(14s, 24s)이 밀착되고, 볼 렌즈(12)의 중심과, 볼 렌즈(22)의 중심이 일치한 상태가 된다(도 4c 참조).
이와 같이 도 6b에 나타내는 광 결합 부재(10D)에서는, 가이드 부재(16)에 의해 결합 대상(예를 들면, 광 결합 부재(20))이 자석(14)의 단면(14s)으로 안내되기 때문에, 가이드 부재(16)를 따라서 자석(14)에 결합 대상을 흡착시킬 수 있다. 이것에 의해, 결합 대상과 광 결합 부재(10)를 용이하게 결합시키는 것이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)에서는, 전단에 볼 렌즈(12)를 수용하는 수용부(11c)가 형성되고, 후단에 광 파이버(13)가 삽입되는 삽입 구멍(11a)이 형성되는 홀더(11)와, 이 홀더(11)의 전단에서의 볼 렌즈(12)의 수용 방향(도 1에 나타내는 좌우 방향)과 교차하는 방향의 외측에 마련되는 자석(14)을 구비하며, 자석(14)은, 볼 렌즈(12)의 중심을, 결합 대상에 마련되는 광학 요소의 중심에 위치 맞춤시키는 흡착력을 발생시키는 구성으로 하고 있다. 이 구성에 의하면, 홀더(11)에 마련된 자석(14)의 흡착력에 의해서, 볼 렌즈(12)의 중심이 결합 대상에 마련되는 광학 요소의 중심에 위치 맞춤시켜지기 때문에, 홀더(11)를 결합 대상으로 접근시키는 것만으로 볼 렌즈(12)와 광학 요소를 간단히 위치 맞춤시킬 수 있다. 이것에 의해, 복잡한 결합 작업을 필요로 하지 않고, 광 파이버(13) 내의 광의 전반 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
특히, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)에서는, 콜리메이트 기능을 가지는 볼 렌즈(12)를 구비하고 있고, 마찬가지로 콜리메이트 기능을 가지는 볼 렌즈(22)를 구비한 광 결합 부재(20)와 결합할 수 있다. 이 구성에 의하면, 볼 렌즈(12, 22) 사이의 엄밀한 위치 맞춤을 필요로 하지 않고 광 파이버(13(23))를 전반되는 광을 결합할 수 있다. 이 때문에, 볼 렌즈(12, 22) 사이를 엄밀하게 위치 맞춤시키는 복잡한 결합 작업을 행할 필요는 없어, 자석(14, 24)에 의한 흡착력만으로 광 결합 부재(10, 20)를 결합하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 여러 가지 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 상기 실시 형태에서, 첨부 도면에 도시되어 있는 크기나 형상 등에 대해서는, 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위 내에서 적절히 변경하는 것이 가능하다. 그 외, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 광 결합 부재(10)가 구비하는 렌즈가 볼 렌즈(12)로 구성되는 경우에 대해 설명하고 있다. 그렇지만, 광 결합 부재(10)에 적용되는 렌즈에 대해서는 볼 렌즈(12)에 한정되는 것은 아니고 적절히 변경이 가능하다. 예를 들면, 결합 대상과의 사이에서 적절히 전반되는 광을 결합 가능한 것을 전제로 하여, 볼록 렌즈나 오목 렌즈 등의 임의의 렌즈를 적용할 수 있다.
또, 상기 실시 형태에서는, 광 결합 부재(10)가 흡착 부재로서 자석(14)을 구비하는 경우에 대해 설명하고 있다. 그렇지만, 광 결합 부재(10)가 구비하는 흡착 부재에 대해서는, 이것에 한정되는 것은 아니라 적절히 변경이 가능하다. 예를 들면, 흡착 부재로서, 결합 대상에 마련된 자석에 흡착하는 자성체를 광 결합 부재(10)에 구비하도록 해도 괜찮다. 이와 같이 변경하는 경우에도, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 복잡한 결합 작업을 필요로 하지 않고, 광 파이버(13) 내의 광의 전반 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
게다가, 상기 실시 형태에서는, 광 결합 부재(10)가 구비하는 자석(14)이 원통 형상을 가지는 경우에 대해 설명하고 있다. 그렇지만, 광 결합 부재(10)가 구비하는 자석(14)의 형상에 대해서는, 이것에 한정되는 것은 아니고 적절히 변경이 가능하다. 예를 들면, 결합 대상에 마련되는 자석과의 관계에서, 볼 렌즈(12)의 중심을 결합 대상측의 광학 요소의 중심과 위치 맞춤시킬 수 있는 것을 전제로 하여 임의의 형상으로 할 수 있다. 예를 들면, 자석(14)은, 단면 형상이 다각형인 통 모양체로 구성하도록 해도 괜찮다. 또, 자석(14)은, 홀더(11)의 전단부의 주위 전체에 둘러싸는 형상이 아니라, 그 일부에 배치되는 형상이라도 좋다. 게다가, 자석(14)은, 전단부의 단면이 평면 형상이 아니라 요철 형상을 가지도록 해도 괜찮다.
게다가, 상기 실시예에서는, 광 결합 부재(10)의 결합 대상으로서 동일한 구성을 가지는 광 결합 부재(20)와 결합하는 경우를 예로 설명하고 있다. 그렇지만, 광 결합 부재(10)의 결합 대상에 대해서는, 이것에 한정되는 것이 아니라 적절히 변경이 가능하다. 예를 들면, 광 결합 부재(10)는, 광학 요소로서 렌즈를 포함하지 않은 결합 대상, 다른 단면 형상을 가지는 자석(24)을 구비한 결합 대상이나, 자석(24)을 대신하여 자성체를 구비한 결합 대상과 결합하는 것이 가능하다.
(커넥터)
이상과 같이 설명한 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 동일 구성을 가지는 광 결합 부재(20)와 함께 광 커넥터를 구성할 수 있다. 이 경우, 광 결합 부재(10)에서는, 작업자들에 의해 홀더(11) 등을 파지한 상태에서 결합 작업이 행하여진다. 즉, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)는, 광 커넥터의 일부를 구성할 수 있다. 이 경우에는, 상술한 어느 하나의 광 결합 부재(10, 10A~10D)에서 얻어지는 효과를 광 커넥터에 의해 얻을 수 있다.
또, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)는, 독립하여 구성되는 것이 아니라 다른 커넥터의 일부에 조립하는 것도 가능하다. 이하, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)의 적용예에 대해서, 도 7(도 7a 및 도 7b) 및 도 8(도 8a 및 도 8b)을 참조하여 설명한다. 도 7 및 도 8은, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)의 적용예의 설명도이다. 도 7에서는, USB(Universal　Serial　Bus) 규격에 대응한 전기 커넥터의 사시도를 나타내고 있다. 도 7a에서는, A타입의 수측의 USB 커넥터(30)를 나타내고, 도 7b에서는, A타입의 암측의 USB 커넥터(40)를 나타내고 있다. 도 8에서는, A타입의 USB 커넥터(30, 40)를 측면에서 본 모식도를 나타내고 있다. 또, 도 8에서는, 설명의 편의상, USB 커넥터(30, 40)로부터 접점 단자(32, 42)를 생략하고 있다.
도 7a에 나타내는 바와 같이, 수측의 USB 커넥터(30)에는, 하부측 부분에 베이스부(31)가 마련되고, 이 베이스부(31)의 상면에 4개의 전기 신호의 전달용 접점 단자(32)가 마련되어 있다. 또, 베이스부(31)의 상부에는, 공간(33)이 형성되어 있다. 한편, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 암측의 USB 커넥터(40)에는, 상부측 부분에 베이스부(41)가 마련되고, 이 베이스부(41)의 하면에 4개의 접점 단자(42)가 마련되어 있다. 또, 베이스부(41)의 하부에는, 공간(43)이 형성되어 있다.
본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)는, 예를 들면, 수측의 USB 커넥터(30)에 조립된다. 광 결합 부재(10)는, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 공간(33)의 안쪽의 위치에 배치된다. 공간(33)에는, 복수(여기에서는, 2개)의 광 결합 부재(10)가 배치되어 있다. 각각의 광 결합 부재(10)는, 공간(33) 내에서 약간 전후 방향(도 8에 나타내는 좌우 방향), 좌우 방향(도 8에 나타내는 지면 깊이 방향) 및 상하 방향으로 이동 가능하게 유지된다. 예를 들면, 광 결합 부재(10)에는, 광 파이버(13)의 주위에 코일 스프링(17)이 장착되어 있다. 이 코일 스프링(17)은, 전단부가 홀더(11)의 후단부에 고정되는 한편, 후단부가 USB 커넥터(30)의 내벽면(18)의 전면에 고정된다. 이 코일 스프링(17)을 통해서 USB 커넥터(30)에 접속되는 것에 의해, 광 결합 부재(10)는, 공간(33) 내에서의 이동 가능하게 유지된다. 그리고, 이 코일 스프링(17)의 가압력에 의해서, 광 결합 부재(10)는, 공간(33) 내에서 주위의 부재에 접촉하지 않은 초기 위치에 배치된다. 또, 광 결합 부재(10)를 공간(33) 내에서 약간 이동 가능하게 유지하는 구성으로서는, 코일 스프링(17)에 한정되는 것은 아니라 적절히 변경이 가능하다. 예를 들면, 유연성을 가지는 엘라스토머 재료로 광 결합 부재(10)를 둘러싸는 구성으로 하고, 그 이동을 허용하면서 유지하도록 해도 괜찮다.
한편, 결합 대상이 되는 광 결합 부재(20)는, 예를 들면, 암측의 USB 커넥터(40)에 조립된다. 광 결합 부재(20)는, USB 커넥터(30)의 광 결합 부재(10)에 대응하는 베이스부(41)의 위치에 배치되어 있다. 수측의 USB 커넥터(30)가 도 7a에 나타내는 구성을 가지는 경우, 베이스부(41)에는, 복수(여기에서는, 2개)의 광 결합 부재(20)가 박아 넣어진다. 예를 들면, 광 결합 부재(20)는, 자석(24)의 단면(24s)이, 베이스부(41)의 단면(端面)(41s)과 동일 평면 상에 위치하도록 배치된다(도 8b 참조). 또, 광 결합 부재(20)의 위치는, 약간 베이스부(41)의 단면(41s)의 내측에 배치되어 있어도 괜찮다. 이 경우, 베이스부(41)에는, 광 결합 부재(20)를 중심으로 하여 테이퍼면을 형성하는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 가지며, 암측의 USB 커넥터(40)에 수측의 USB 커넥터(30)를 삽입하는 것에 의해, 접점 단자(32)의 상면이 접점 단자(42)의 하면에 접촉한 상태가 되어, 전기 신호를 전달하는 것이 가능해진다. 또, 광 결합 부재(10)의 자석(14)의 단면(14s)이, 광 결합 부재(20)의 자석(24)의 단면(24s)에 밀착한 상태가 된다. 이것에 의해, 홀더(11)에 유지된 볼 렌즈(12)의 중심이 홀더(21)에 유지된 볼 렌즈(22)의 중심과 위치 맞춤시켜진다. 이 결과, 광 파이버(13(23))를 전반하는 광 신호를 볼 렌즈(12, 22(22, 12))를 통해서 광 파이버(23(13))에 전달하는 것이 가능해진다.
상술한 바와 같이, 광 결합 부재(10)는, 공간(33) 내에서 약간 이동 가능하게 유지되어 있다. USB 커넥터(40)에 USB 커넥터(30)를 삽입할 때, 광 결합 부재(10)는, 자석(14, 24)의 흡착력에 의해 약간 위치를 조정하면서 광 결합 부재(20)에 결합된다(도 8b 참조). 이 때문에, 사용자는, 광 결합 부재(10, 20)의 위치를 의식하지 않고, USB 커넥터(30)를 삽입하는 것만으로 광 결합 부재(10, 20)를 결합하는 것이 가능해진다. 또, 광 결합 부재(10, 20)의 결합을 해제하는 경우에는, USB 커넥터(40)로부터 USB 커넥터(30)를 빼내는 것만으로 좋다. 따라서, 이러한 USB 커넥터(30, 40)에 광 결합 부재(10, 20)가 적용되는 경우에도, 복잡한 결합 작업을 필요로 하지 않고 광 신호를 광 파이버(13, 23)에 전달하는 것이 가능해진다.
이와 같이 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)는, USB 커넥터(30) 등의 전기 커넥터에 조립할 수 있다. 이 경우에는, USB 커넥터(30)를 USB 커넥터(40)에 접속하는 것만으로, USB 커넥터(40)가 탑재되는 컴퓨터 등의 접속 대상과의 사이에서 광 파이버(13)에 의해서 전반되는 광 신호와 함께 전기 신호를 전달할 수 있으므로, 사용자의 접속 작업을 간소화하는 것이 가능해진다.
(광 커넥터)
이어서, 광 커넥터의 바람직한 구성을, 이하에서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 광 커넥터에는 암형(리셉터클(receptacle))과 수형(플러그)이 있으며, 이하에 설명하는 바와 같이, 일례로서 암형과 수형 모두 본 발명의 특징적 구성을 구비하고 있다. 따라서, 어느 것을 주체(主體)로 설명해도 괜찮지만, 이하에서는, 특별히 언급이 없는 한, 암형 광 커넥터 및 그것에 사용되는 광 결합 부재를 주로 하여 설명하고, 수형 광 커넥터에 사용되는 광 결합 부재를,「결합 대상」으로서 설명한다.
도 9는, 본 실시 형태에 관한 광 커넥터(암형)의 부분 사시도이다. 도 10은, 도 9에 나타내는 광 커넥터의 구성 부품을 분해한 분해 사시도이다. 설명의 편의상, 광 커넥터(1)에 대해서 상대측의 광 커넥터(100)(도 15(도 15a 및 도 15b) 참조)와의 접속측을 전방측(일단측)이라고 하고, 상기 접속측과 반대측을 후방측(타단측)이라고 하는 것으로 한다. 도 9, 도 10에서는, 지면 하부측이 전방측이며, 지면 상부측이 후방측이다. 또, 도 13(도 13a 및 도 13b), 도 14b에서는 지면 좌측이 전방측이며, 지면 우측이 후방측이다. 또, 도면상, X방향과 Y방향과는 수평면내에서 직교하는 2방향을 가리키고, X방향은, 광 커넥터에 배치되는 복수의 광 결합 부재의 늘어서는 방향이며, Y방향은, 광 결합 부재의 연장 방향이다. 또, Z방향은, X방향 및 Y방향에 직교하는 높이 방향을 가리킨다. X방향, Y방향, 및 Z방향의 관계는 다른 도면에서도 동일하다.
도 9, 도 10에 나타내는 광 커넥터(1)는, 광 결합 부재(10)와, 이동 규제 부재의 일례인 가이드 부재(2)와, 커버 부재(3)와, 개구(4a)를 가지는 쉴드 케이스(4)와, 기부(基部)(5)를 가지고 구성된다. 먼저, 광 결합 부재(10)에 대해 설명한다.
도 11은, 도 9의 광 커넥터에 이용된 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재의 설명도이며, 도 10에 나타내는 G－G화살표에서 본 부분 종단면도이다. 또, 도 2와 동일 부호의 부분은 도 2와 동일한 부재를 나타내고 있다. 따라서, 각 부재의 설명에 대해서는 도 2가 참조되어 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 광 결합 부재(10)는, 대체로 원통 형상을 가지는 유지 부재로서의 홀더(11)와, 이 홀더(11)의 일단부에 유지되는 볼 렌즈(12)와, 홀더(11)의 일단부의 외주에 마련된 흡착 부재로서의 자석(14)을 포함하여 구성되어 있다. 예를 들면, 광 결합 부재(10)에서는, 광 파이버(13)로서 플라스틱 광 파이버가 바람직하게 삽입된다.
또 이 실시 형태에서는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 자석(14)의 전단부의 단면(14s)은, 홀더(11)의 전단부보다도 약간 전방의 위치에 배치되도록 홀더(11)에 고정된다. 상술한 바와 같이, 수용부(11c)에 수용된 볼 렌즈(12)의 전단부는, 홀더(11)의 전단부와 동일한 위치에 배치된다. 따라서, 자석(14)의 전단부의 단면(14s)은, 볼 렌즈(12)의 전단부의 위치보다도 약간 전방에 배치되어 있다.
또, 자석(14)은, 전단부 근방이 N극으로 착자되고, 후단부 근방이 S극으로 착자되어 있다. 자석(14)은, 결합 대상이 되는 광 결합 부재(20)의 자석(24)과 서로 흡착하여, 볼 렌즈(12)의 중심을, 광 결합 부재(20)의 볼 렌즈(22)의 중심에 위치 맞춤시키는 역할을 한다(도 19(도 19a 내지 도 19c) 참조).
도 11에 나타내는 바와 같이, 홀더(11)의 삽입 구멍(11a) 부근, 즉 홀더(11)의 후단측에는, 스토퍼 부재(6)가 마련되어 있다. 스토퍼 부재(6)는, 광 결합 부재(10)가 필요 이상으로 전방으로 돌출되는 것을 방지하는 기능을 가진다. 스토퍼 부재(6)는, 예를 들면, 홀더(11)의 외주면에 접착 고정되어 있다. 스토퍼 부재(6)는, 도 9~도 11에 나타내는 바와 같이, 관통공을 구비한 원통 형상(링 형상)으로 형성되고, 광 결합 부재(10)의 홀더(11)의 부분이, 스토퍼 부재(6)의 관통공에 삽입되어 있다. 다만, 본 실시 형태에서는, 스토퍼 부재(6)의 형상을 한정하는 것은 아니다. 스토퍼 부재(6)는, 홀더(11)의 외주면에 부분적으로 마련되어도 괜찮고, 복수의 스토퍼 부재(6)가, 홀더(11)의 외주면에 간헐적으로 마련되어도 괜찮다. 스토퍼 부재(6)의 재질은, 수지나 금속 등으로 형성되고, 재질을 특별히 한정하는 것은 아니다.
도 9~도 11에 나타내는 바와 같이, 스토퍼 부재(6)의 전단면(6a)에는 가압 부재로서의 코일 스프링(7)이 마련되어 있다. 코일 스프링(7)은, 인장 코일 스프링으로 구성되어 있다. 도 9, 도 10에 나타내는 바와 같이, 코일 스프링(7)은, 다음에 설명하는 가이드 부재(2)의 후단면(2c)에 접속되어 있다. 즉, 코일 스프링(7)은, 가이드 부재(2)의 후단면(2c)과, 가이드 부재(2)의 후단측에서, 광 결합 부재(10)에 장착된 스토퍼 부재(6)의 전단면(6a)과의 사이를 연결하고 있다.
다음으로, 가이드 부재(2)에 대해 설명한다. 가이드 부재(2)는, 수지 등의 전기 절연 재료로 형성된 블록 모양이며, 가이드 부재(2)의 상면(2a)(기부(5)와 대향하는 면(하면)과 반대측의 면)에는, 전단면(일단면)(2b)으로부터 후단면(타단면)(2c)에 걸쳐서 직선 모양으로 연장되는 저부를 가지는 오목 모양의 가이드 홈(8, 8)이 형성되어 있다. 그리고, 각 광 결합 부재(10)의 홀더(11)가 개별로 각 가이드 홈(8, 8)에 배치된다. 또, 도 10에 나타내는 바와 같이, 각 광 결합 부재(10)의 홀더(11)의 부분이 각 가이드 홈(8) 내에 배치되고, 자석(14)의 부분은, 가이드 부재(2)의 전단면(2b)의 전방으로 돌출되어 있다.
도 12는, 도 10에 나타내는 커버 부재를 광 결합 부재가 배치된 가이드 부재에 장착한 상태에서의 가이드 부재, 광 결합 부재 및 커버 부재의 H－H화살표에서 본 종단면도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 각 가이드 홈(8)은, 저면(8a)과 저면(8a)의 X방향의 양측에 위치하는 벽면(8b)을 구비하고 있다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 가이드 홈(8)의 폭 치수, 즉 양측의 벽면(8b, 8b) 사이의 간격(X방향의 간격)은, T1이다. 폭 치수(T1)는, 가이드 홈(8) 내에 배치되는 광 결합 부재(10)(도 12에서는 홀더(11)가, 외주 표면으로서 위치하는 부분의 직경(M1))보다도 크게 형성되어 있다. 따라서, 가이드 홈(8)과 광 결합 부재(10)와의 사이에는, X방향으로 T1－M1에 의해 구해지는 클리어런스(clearance)(간극)가 발생하고 있다. 한편, 가이드 홈(8)의 폭 치수(T1)는, 자석(14)이 배치된 부분의 광 결합 부재(10)의 폭 치수(도 12에서는 자석(14)을 점선으로 나타냄. 또, 자석(14)이 외주 표면으로서 위치하는 부분의 광 결합 부재(10)의 폭 치수는 직경(M2)로 나타냄)(M2) 보다도 작다. 따라서, 자석(14)의 부분은, 가이드 홈(8) 내에 들어가지 않고 가이드 부재(2)의 전단면(2b)으로 돌출된 상태로 유지된다.
또, 도 12에 나타내는 바와 같이, 각 가이드 홈(8)의 높이 치수, 즉, 벽면(8b)의 Z방향의 높이 치수는, T2이다. 높이 치수(T2)는, 가이드 홈(8) 내에 배치되는 광 결합 부재(10)의 직경(M1)보다도 크게 형성되어 있다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 가이드 홈(8)의 상부가 커버 부재(3)에 의해 막혀짐으로써, 가이드 홈(8) 내에 배치된 광 결합 부재(10)의 상하 방향(Z방향)으로의 클리어런스(간극)가, T2－M1로 되어 있다. 또, 가이드 홈(8)의 높이 치수(T2)는, 자석(14)을 구비한 부분의 광 결합 부재(10)의 직경(M2)보다도 작다. 또, 가이드 홈(8)의 폭 치수(T1) 및 높이 치수(T2)가, 자석(14)을 구비한 부분의 광 결합 부재(10)의 폭 치수 혹은 높이 치수 중 적어도 일방보다 작은 치수 관계에 있으면 충분하다.
상술한 바와 같이, 가이드 부재(2)의 후단측에서는, 광 결합 부재(10)의 스토퍼 부재(6)의 전단면(6a)과 가이드 부재(2)의 후단면(2c)과의 사이에 코일 스프링(7)이 연결되어 있다(도 10 참조). 코일 스프링(7)은, 인장 코일 스프링이며, 자석(14)을 가이드 부재(2)의 전단면(2b)측으로 가압하는 가압력이 작용하고 있다. 이 때문에, 도 10과 같이 각 가이드 홈(8) 내에 배치된 광 결합 부재(10)에는 가이드 부재(2)의 후단 방향으로의 가압력이 작용하고, 각 자석(14)의 후단면이 가이드 부재(2)의 전단면(2b)에 맞닿는 상태로 유지되어 있다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 가이드 부재(2)의 양측의 측면(2d)에는, 예를 들면, Y방향으로 장척(長尺) 모양의 돌기(2e)가 형성되어 있다. 또, 도 10에서는, 도면상 보이는 일방의 측면(2d)에만 돌기(2e)가 도시되어 있다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 커버 부재(3)는, 평판 모양의 천정부(3a)와 천정부(3a)의 X방향의 양측에서 하부이고 또한 수직으로 절곡되는 외벽부(3b, 3b)를 가지고 구성된다. 커버 부재(3)는, 수지나 비자성 금속 등으로 형성된다. 예를 들면, 커버 부재(3)를 수지로 형성한 경우에는, 천정부(3a)와 외벽부(3b)로 이루어지는 커버 부재(3)를 사출 성형 등에 의해 형성할 수 있다. 혹은, 커버 부재(3)가 비자성 금속 재료로 형성되는 경우에는 금속판을 절곡하여 천정부(3a) 및 외벽부(3b)를 구성할 수 있다. 도 10에 나타내는 바와 같이 커버 부재(3)의 X방향의 양측에 마련된 외벽부(3b)에는, Y방향으로 장척(長尺) 모양의 장공(3c)이 형성되어 있다. 또, 도 10에서는, 도면상 보이는 일방의 외벽부(3b)에만 장공(3c)이 도시되어 있다. 장공(3c)의 크기는 가이드 부재(2)에 마련된 돌기(2e)의 크기와 대략 동일하게 되어 있다. 그리고, 광 커넥터(1)의 조립 공정시, 커버 부재(3)가 가이드 부재(2)의 상부로부터 조립됨으로써, 도 9에 나타내는 바와 같이 가이드 부재(2)의 돌기(2e)가 커버 부재(3)의 장공(3c)에 들어가, 커버 부재(3)가 가이드 부재(2)에 고정된다.
도 9, 도 10에 나타내는 쉴드 케이스(4)는 금속으로 형성된다. 쉴드 케이스(4)는, 전단측으로부터 후단측에 걸쳐 관통하는 개구(4a)를 구비하고 있다. 또, 도 9, 도 10에 나타내는 바와 같이 쉴드 케이스(4)의 상면부(4b)에는, 잘라 세워진 한 쌍의 탄성설편(彈性舌片)(4c)이 X방향으로 간격을 두고 형성되어 있다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 가이드 부재(2), 광 결합 부재(10) 및 커버 부재(3)의 조립 부재가, 쉴드 케이스(4)의 후단측에 끼워 넣어진다. 따라서, 쉴드 케이스(4)의 개구(4a)의 크기는, 가이드 부재(2), 광 결합 부재(10) 및 커버 부재(3)의 조립 부재를 감합(嵌合, 끼워맞춤)할 수 있는 크기로 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 상기 조립 부재를 쉴드 케이스(4)의 개구(4a)에 압입하거나, 혹은, 상기 조립 부재의 외면과 쉴드 케이스(4)의 내면과의 사이에 접착제를 매개로 하여 접합할 수 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 쉴드 케이스(4)의 전단 둘레면(4d)보다도 후방에 광 결합 부재(10)의 자석(14)이 위치하고, 또한, 커버 부재(3)의 천정부(3a)가 탄성설편(4c)의 후방에 위치하도록, 쉴드 케이스(4)에 대한 가이드 부재(2), 광 결합 부재(10) 및 커버 부재(3)의 조립 부재의 삽입 위치가 규정된다(후술의 도 13a, 도 14b 등도 참조).
상기와 같이 하여 일체화된 쉴드 케이스(4) 및 가이드 부재(2)의 하면이 각각, 기부(5)의 상면에 접착제 등을 매개로 하여 접합된다. 이 때, 도 10에서는 특별히 도시하고 있지 않지만, 쉴드 케이스(4) 및 가이드 부재(2)의 하면이 각각 평탄면이면, 일체화된 쉴드 케이스(4) 및 가이드 부재(2)의 각 하면에는 단차가 생긴다. 이 때문에, 기부(5)의 상면도 도 10에 나타내는 바와 같이 평탄면이면, 쉴드 케이스(4) 및 가이드 부재(2)의 각 하면과 기부(5)의 상면과의 사이를 적절히 평면 접합할 수 없기 때문에, 예를 들면, 가이드 부재(2)의 하면에 미리 단차를 마련해 두고, 쉴드 케이스(4)와 일체화했을 때에 가이드 부재(2)와 쉴드 케이스(4)의 각 하면이 연속한 평탄면이 되도록 구성할 수 있다. 혹은, 기부(5)의 상면측에, 일체화한 쉴드 케이스(4) 및 가이드 부재(2)의 각 하면 사이에 형성된 단차와는 역단차를 마련해 둠으로써, 쉴드 케이스(4) 및 가이드 부재(2)의 각 하면과 기부(5)의 상면과의 사이를 적절히 요철 접합할 수 있다. 또, 도 9, 도 10에서는 기부(5)는, 평판으로 형성되어 있지만, 예를 들면, 기부(5)는 케이스의 일부를 구성하고 있다. 즉, 기부(5)는, 도 13에 나타내는 케이스(9)의 저면 부분을 빼고 도시한 것이다. 혹은, 기부(5)가 케이스(9)와는 별도로 마련되고, 기부(5)가 케이스(9)의 내면에 배치되어, 쉴드 케이스(4) 및 가이드 부재(2)를 고정하는 베이스로서 이용하는 것도 가능하다. 기부(5) 및 케이스(9)는 수지 등의 절연 재료로 형성된다.
도 13a는, 본 실시 형태에 관한 광 커넥터(암형)의 평면도이며, 도 13b는, 본 실시 형태에 관한 광 커넥터(암형)의 측면도이다. 도 13a 및 도 13b에는, 광 커넥터(1)의 내부에 배치되는 광 결합 부재(10)를 점선으로 나타낸다. 예를 들면, 케이스(9)는, 상측 케이스(9a)와 하측 케이스(9b)로 2개로 나누어져 있다. 상측 케이스(9a)는, 커버 부재(3)와 같이 천정부와 천정부의 X방향의 양측에 위치하는 하향의 외벽부를 구비한 구성이고, 한편, 하측 케이스(9b)는, 저면부와 저면부의 X방향의 양측에 위치하는 상향의 외벽부를 구비한 구성이다. 그리고, 상측 케이스(9a) 및 하측 케이스(9b)의 각각의 외벽부끼리가 접합됨으로써, 상측 케이스(9a)와 하측 케이스(9b)가 일체화된 케이스(9)를 얻을 수 있다. 상측 케이스(9a)와 하측 케이스(9b)와의 접합 방법은 특별히 한정되는 것이 아니고, 접착제 등에 의한 화학적 접합이나, 요철 감합(嵌合, 끼워맞춤) 등의 물리적 접합이라도 좋다.
도 13a 및 도 13b에 나타내는 바와 같이, 케이스(9)보다도 전방에 쉴드 케이스(4)의 일부가 돌출되어 있다. 또, 도 13a에 나타내는 바와 같이, 케이스(9)의 전방으로 쉴드 케이스(4)의 상면부(4b)에 마련된 탄성설편(4c)이 노출되어 있다.
도 14a는, 본 실시 형태에 관한 광 커넥터(암형)의 정면도이며, 도 14b는, 도 14a에 나타내는 I－I화살표에서 본 횡단면도이다. 도 14a에 나타내는 바와 같이, 광 커넥터(1)의 정면에는, 홀더(11)의 외주에 마련된 링 모양의 자석(14)의 전단면이 노출되어 있다. 게다가, 링 모양의 자석(14)의 중심에 배치된 볼 렌즈(12)가 보여지고 있다. 도 14a에서는, 광 커넥터(1) 내에 배치된 2개의 광 결합 부재(10)의 각 볼 렌즈(12)의 중심이 X방향으로 일직선으로 늘어선 상태이지만, 볼 렌즈(12)끼리가 다소, 상하 방향(Z방향)으로 어긋나 있는 상태도 허용된다. 후에 상술하는 바와 같이, 본 실시 형태에서의 광 결합 부재(10)는, 부동(浮動) 구조(플로팅 구조；floating　configuration)에 의해 지지되어 있고, 가이드 부재(2)에 의해 결합 대상과의 사이의 X방향, Y방향 및 Z방향으로의 위치 맞춤 동작이 허용되어 있다. 따라서, 볼 렌즈(12)의 중심 위치가 X방향으로부터 약간 상하 방향으로 어긋나 있어도, 광 결합 부재(10)의 부동 동작에 의해 결합 대상과 적절히 위치 맞춤을 행하는 것이 가능하다.
도 14b에 나타내는 바와 같이, 광 결합 부재(10)의 가이드 부재(2)보다도 후단측에 배치된 스토퍼 부재(6)의 전단면(6a)과 가이드 부재(2)의 후단면(2c)과의 사이에는 코일 스프링(7)이 접속되어 있고, 코일 스프링(7)의 가압력에 의해, 광 결합 부재(10)가 후단 방향을 향해서 가압되어 있다. 그 때문에, 도 14b에 나타내는 바와 같이, 자석(14)의 후단면이 가이드 부재(2)의 전단면(2b)에 맞닿은 상태로 되어 있다.
또, 도 12에서도 이미 설명한 바와 같이, 도 14b에 나타내는 바와 같이, 가이드 부재(2)의 가이드 홈(8)에 배치된 광 결합 부재(10)의 홀더(11)의 부분과 가이드 홈(8)과의 사이에는 X방향으로 클리어런스(CL)가 마련되어 있다. 도 14b에서는 각 광 결합 부재(10)와 각 가이드 홈(8)과의 사이에 마련된 클리어런스(CL)가 좌우 양측에서 동일 크기가 되지만, 클리어런스(CL)가 약간, 좌우 방향으로 어긋나 있어도 괜찮다. 상기한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 광 결합 부재(10)가 부동 구조(플로팅 구조)이며, 가이드 부재(2)의 가이드 홈(8)과의 사이에 광 결합 부재의 이동이 제한을 받으면서도 결합 대상과의 위치 맞춤 동작에 관한 이동에 대해서는 허용되어 있다. 따라서, 도 14b에 나타내는 광 결합 부재(10)와 가이드 홈(8)과의 사이의 X방향의 클리어런스(CL)에 약간 편차가 있어도, 광 결합 부재(10)의 부동 동작에 의해 결합 대상과 적절히 위치 맞춤을 행하는 것이 가능하다. 또, 클리어런스는, 각 광 결합 부재(10)의 홀더(11)의 부분과 각 가이드 홈(8)과의 상하 방향(Z방향)에도 마련되어 있다(도 12 참조).
이어서, 수형(플러그)의 광 커넥터에 대해서 설명한다. 도 15a는, 본 실시 형태에 관한 광 커넥터(수형)의 평면도이며, 도 15b는, 본 실시 형태에 관한 광 커넥터(수형)의 측면도이다. 또, 도 16a는, 본 실시 형태에 관한 광 커넥터(수형)의 정면도이며, 도 16b는, 도 16a에 나타내는 J－J화살표에서 본 횡단면도이다. 도 15(도 15a 및 도 15b) 및 도 16(도 16a 및 도 16b)에서, 도 9~도 14와 동일 부호의 개소는 도 9~도 14와 동일 부재나 동일 부분을 나타내고 있지만, 동일 부재에서도 설명의 편의상, 광 결합 부재, 자석, 볼 렌즈, 홀더, 광 파이버에 대해서는 부호를 바꾸었다. 다만, 자석의 착자 형태는, 암형과 수형에서 반대로 되어 있다. 이 점에 대해서는 나중에 상술한다. 도 15a 및 도 15b에서는, 도 13a 및 도 13b와 마찬가지로, 광 커넥터(100)의 내부에 배치되는 광 결합 부재(20)(부호 24는, 자석임)를 점선으로 나타낸다. 또, 광 커넥터(100)에서는, 우측이 전방측이 되고, 좌측이 후방측이 된다.
도 16b에 나타내는 각 광 결합 부재(20)는, 도 14b에 나타내는 광 결합 부재(10)의 결합 대상이며, 광 결합 부재(10)와 자석의 착자 방향을 제외하고 동일한 구성이다. 즉, 도 14b에 나타내는 광 결합 부재(10)를 180도 회전시킨 것이 광 결합 부재(20)이다. 또, 설명의 편의상, 도 15, 도 16에서는, 광 결합 부재(20), 홀더(21), 볼 렌즈(22), 광 파이버(23), 및 자석(24)으로 한다.
도 15, 도 16에 나타내는 광 커넥터(100)는 수형이기 때문에, 광 커넥터(100)에 이용되는 쉴드 케이스(104)의 외주 표면이, 암형인 광 커넥터(1)의 쉴드 케이스(4)의 개구(4a) 내에 삽입 가능한 크기가 된다. 이 때, 광 커넥터(100)의 쉴드 케이스(104)를, 광 커넥터(1)의 쉴드 케이스(4)의 개구(4a) 내에 압입하여 서로 고정할 수 있도록, 쉴드 케이스(4)의 개구(4a)의 내주면의 크기가, 쉴드 케이스(104)의 외주 표면의 크기와 동일하거나, 혹은 약간, 쉴드 케이스(104)의 외주 표면의 크기를, 쉴드 케이스(4)의 개구(4a)의 내주면의 크기보다도 작게 하고 있다. 또, 도 16a 및 도 16b에 나타내는 바와 같이, 쉴드 케이스(104)에는 전방으로부터 후방을 향해서 관통하는 개구(104a)가 마련되고, 광 결합 부재(20)의 자석(24)이 개구(104a) 내에서 노출되어 있다. 또, 볼 렌즈(22)의 전단면이 개구(104a)로부터 보여진다.
도 15a에 나타내는 바와 같이, 쉴드 케이스(104)의 상면부(104b)에는, 한 쌍의 삽입 구멍(104c)이 X방향으로 간격을 두고 형성되어 있다. 각 삽입 구멍(104c)은, 쉴드 케이스(4)의 상면부(4b)에 X방향으로 마련된 한 쌍의 탄성설편(4c)(도 13a 참조)과 세트로 되어 있다. 따라서, 작업자들이 광 커넥터(1, 100)를 접속했을 때, 쉴드 케이스(4)의 상면부(4b)에 마련된 한 쌍의 탄성설편(4c)이, 쉴드 케이스(104)의 상면부(104b)에 형성된 삽입 구멍(104c)에 들어가 빠짐이 방지된다. 한편, 접속한 상태로부터 작업자들이, 광 커넥터(1, 100)끼리를 떼어 놓으면, 탄성설편(4c)이 탄성 변형하여 삽입 구멍(104c)으로부터 빠짐으로써, 광 커넥터(1, 100)끼리를 간단하게 떼어 내는 것이 가능하다.
또, 도 15b에 나타내는 바와 같이, 광 커넥터(100)의 케이스(109)는, 도 13b에 나타내는 케이스(9)와 마찬가지로 상측 케이스(109a)와 하측 케이스(109b)로 구성되며, 상측 케이스(109a)와 하측 케이스(109b)가 접합되어 케이스(109)를 얻을 수 있다. 또, 도 15a, 도 15b 및 도 16b에 나타내는 바와 같이, 케이스(109)의 후단측면(109c)은 전방으로부터 후방에 걸쳐 끝이 가늘어지도록 경사져 있다. 따라서, 광 커넥터(1, 100)는, 케이스(9, 109)의 후단부의 형상이 다르다. 다만, 본 실시 형태에 나타내는 케이스(9, 109)의 형상은, 일례로서 동일 형상으로 해도 좋고, 사용 용도 등에 맞추어 여러 가지 변경할 수 있다. 또, 케이스(9, 109)의 형상을 다르게 함으로써, 외관으로부터 용이하게 수형, 암형의 구별을 할 수 있다.
또, 도 16b에 나타내는 광 커넥터(100)도, 도 14b와 마찬가지로, 광 결합 부재(20)의 가이드 부재(2)보다도 후단측(도시 좌방측)에 배치된 스토퍼 부재(6)의 전단면(6a)과 가이드 부재(2)의 후단면(2c)과의 사이에는 코일 스프링(7)이 접속되어 있고, 코일 스프링(7)의 가압력에 의해, 광 결합 부재(20)가 가이드 부재(2)의 후단 방향을 향해서 가압되어 있다. 그 때문에, 도 16b에 나타내는 바와 같이, 자석(24)의 후단면이 가이드 부재(2)의 전단면(2b)에 맞닿은 상태로 되어 있다. 또, 도 16b에서도, 도 14b와 마찬가지로, 가이드 부재(2)의 가이드 홈(8)에 배치된 광 결합 부재(20)(홀더(21))와 가이드 홈(8)과의 사이에는, X방향으로의 클리어런스(CL)가 마련되어 있다. 클리어런스는, 가이드 홈(8)과 광 결합 부재(20)와의 상하 방향(Z방향)에도 마련되어 있다.
도 17a는, 도 13a에 나타내는 광 커넥터(암형)와 도 15a에 나타내는 광 커넥터(수형)를 접속한 상태를 나타내는 평면도이며, 도 17b는, 도 13b에 나타내는 광 커넥터(암형)와 도 15b에 나타내는 광 커넥터(수형)를 접속한 상태를 나타내는 측면도이다. 또, 도 18a는, 도 17b에 나타내는 K－K화살표에서 본 횡단면도이며, 도 18b는, 도 17a에 나타내는 L－L화살표에서 본 종단면도이다. 도 17a 및 도 17b에서는, 각 광 커넥터(1, 100)의 내부에 배치되는 광 결합 부재(10, 20)를 점선으로 나타낸다.
작업자들이 광 커넥터(1)와 광 커넥터(100)를 접속한다. 이 때, 수형인 광 커넥터(100)의 쉴드 케이스(104)가, 암형인 광 커넥터(1)의 쉴드 케이스(4)의 개구(4a) 내에 삽입되어, 광 결합 부재(10)와 결합 대상으로서의 광 결합 부재(20)가 다음에 설명하는 결합 작업에 의한 위치 맞춤 동작을 거쳐 결합된다. 또, 광 커넥터(1)와 광 커넥터(100)를 접속하면, 도 18b에 나타내는 바와 같이, 쉴드 케이스(4)에 마련된 탄성설편(4c)이 쉴드 케이스(104)에 마련된 삽입 구멍(104c)에 들어가, 빠짐이 방지된다.
광 커넥터(1, 100)를 접속했을 때의 광 결합 부재(10, 20)끼리의 결합 작업에 대해서는 도 4와 동일하지만, 재차 도 19(도 19a 내지 도 19c)를 이용하여 설명한다. 도 19는, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10, 20)의 결합 작업의 설명도이다. 도 19에서, 광 파이버(13, 23)의 일부를 점선으로 나타낸다.
각 광 커넥터(1, 100)에 마련되는 자석(14, 24)은 처음에, 도 14b 및 도 16b에 나타내는 바와 같이, 가이드 부재(2)의 전단면(2b)에 맞닿은 상태가 된다. 여기서, 도 14b 및 도 16b에 나타내는 자석(14, 24)의 위치를「초기 위치」로 한다. 초기 위치는, 광 커넥터(1, 100)끼리를 접속하기 전의 기준 위치를 나타내고 있다. 작업자들이 광 커넥터(1, 100)끼리를 접속하면, 자석(14, 24)끼리가, 접속한 쉴드 케이스(4, 104) 내에서 일정 거리까지 접근하여 마주 향하는 상태가 된다. 이 때, 자석(14, 24) 사이에 작용하는 흡착력에 의해서 초기 위치로부터 자석(14, 24)끼리가 끌어 당겨져, 서로 전방으로 이동한다. 이것에 의해, 자석(24)과 자석(14)이 접촉한 상태가 된다(도 19b 참조).
그리고, 도 19b에 나타내는 상태로부터, 또한 자석(24) 및 자석(14)의 흡착력에 의해서, 자석(24)의 광 결합 부재(10)측의 단면(24s)과, 자석(14)의 광 결합 부재(20)측의 단면(14s)이 대향하여 배치하도록 자석(14, 24)끼리가 이동한다. 여기에서는, 자석(14)이 하부측으로, 자석(24)이 상부측으로 이동한다. 이것에 의해, 도 19c에 나타내는 바와 같이, 자석(24)의 광 결합 부재(10)측의 단면(24s)과, 자석(14)의 광 결합 부재(20)측의 단면(14s)이 밀착한 상태가 된다.
광 결합 부재(10)와 광 결합 부재(20)는, 각각의 구성 부품의 위치 관계가 동일하다. 이 때문에, 자석(24)의 광 결합 부재(10)측의 단면(24s)과, 자석(14)의 광 결합 부재(20)측의 단면(14s)이, 밀착한 상태가 되는 것에 의해, 볼 렌즈(12)의 중심과, 볼 렌즈(22)의 중심이 일치한 상태가 된다. 또, 본 실시 형태에서는, 광 결합 부재(10, 20)가 함께 위치 맞춤 동작이 허용되어 있지만, 예를 들면, 결합 대상이 고정으로 움직이지 않는 경우에는, 광 결합 부재(10)만이 도 19a 및 도 19b의 이동을 하여 결합 대상에 결합된다.
또, 본 실시 형태에서는, 각 광 커넥터(1, 100)에 복수의 광 결합 부재(10, 20)가 배치되어 있다. 따라서, 접속되는 광 결합 부재(10, 20)는 복수 세트이다. 사용 용도에도 따르지만, 각 세트의 결합 타이밍을 대략 동시로 하는 것이 가능하거나, 혹은, 결합 타이밍을 바꾸는 것도 가능하다. 예를 들면, 상기에 설명한 광 커넥터(1, 100)에서의 각 세트의 결합 타이밍이 대략 동시가 되도록 규정되어 있다.「대략 동시」란, 엄밀한 동시는 아니고 제조 오차 등을 포함하는 개념이다.
도 19에 설명한 결합 작업에서 본 실시 형태에서는, 이동 규제 부재가 이용되어, 광 결합 부재(10)의 결합 대상인 광 결합 부재(20)로의 위치 맞춤 동작을 허용하면서, 그것 이상의 이동은 할 수 없도록 규제되어 있다. 이하, 광 결합 부재(10)에 대한 이동 규제에 대해 설명한다. 또, 설명은 생략하지만, 광 결합 부재(20)에 대해서도 동일하다. 본 실시 형태에서의 광 결합 부재(10)는, 부동 구조(플로팅 구조)에 의해 지지되어 있다. 즉, 광 결합 부재(10)가 좌우 방향(X방향), 전후 방향(Y방향) 및 상하 방향(Z방향)의 3축 방향 중 어느 것으로도 이동 가능하게 지지되어 있다. 그렇지만, 광 결합 부재(10)의 3축 방향으로의 자유로운 이동을 허용하고 이동 규제를 하지 않으면, 예를 들면, 복수의 광 결합 부재(10)를 병설(竝設)한 경우, 각 광 결합 부재 사이에서 생기는 반발력이나 흡착력에 의해 각 광 결합 부재(10)의 초기 위치가 안정되지 않는다. 또, 광 결합 부재(10)를 1개만 배치한 경우에도, 광 결합 부재(10)를 광 커넥터(1) 내에 조립할 때의 위치 결정 정밀도가 저하하기 쉽고, 또, 광 커넥터(1)에 강한 충격 등이 가해진 경우에 광 결합 부재(10)가 케이스 부분에 심하게 충돌하는 등에 의해 볼 렌즈(12) 등의 파손을 초래할 우려가 있다. 이와 같이, 광 결합 부재(10)의 초기 위치가 안정되지 않으면, 결합 대상과 높은 위치 맞춤 정밀도에 의해 결합하는 것이 불가능하거나, 혹은, 결합 대상과의 결합 그 자체를 할 수 없을 우려가 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 광 결합 부재(10)의 결합 대상으로의 위치 맞춤 동작을 허용하면서, 광 결합 부재(10)의 이동을 규제하는 이동 규제 부재를 마련하고 있다.
이상과 같이 광 결합 부재(10)에서는, 홀더(11)에 마련된 자석(14)의 흡착력에 의해서, 볼 렌즈(12)의 중심이 광 결합 부재(20)의 볼 렌즈(22)의 중심에 위치 맞춤시켜지기 때문에, 작업자들이 광 커넥터(1, 100)끼리를 접속하는 것만으로, 볼 렌즈(12)와, 볼 렌즈(22)를 간단히 또한 자동적으로 위치 맞춤시킬 수 있다. 이 때, 결합 대상과의 위치 맞춤 동작 이상의 광 결합 부재(10)의 이동이 규제된다. 이것에 의해, 복잡한 결합 작업을 필요로 하지 않고, 결합 대상과의 위치 맞춤 정밀도를 향상시킬 수 있어, 광 파이버 내의 광의 전반 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
구체적으로는, 본 실시 형태에서는, 이동 규제 부재로서 가이드 부재(2)를 이용하고 있다. 가이드 부재(2)에는, 전단으로부터 후단에 걸쳐 가이드 홈(8)이 형성되어 있고, 광 결합 부재(10)는, 자석(14)이 가이드 부재(2)의 전단측으로부터 돌출된 상태에서 홀더(11)가 가이드 홈(8)에 배치되어 있다. 그리고, 도 12에 나타내는 바와 같이, 가이드 홈(8)의 폭 치수(T1) 및 높이 치수(T2)는, 가이드 홈(8)에 배치되는 부분의 광 결합 부재(10)의 직경(폭 치수)(M1)보다도 크다. 이것에 의해, 광 커넥터(1, 100)의 접속에 의해, 자석(14, 24)와의 사이에서 흡착력이 발생하면, 가이드 홈(8)을 통과하여 광 결합 부재(10)가 결합 대상인 광 결합 부재(20)와의 결합 방향으로 적절히 이동할 수 있다. 또, 가이드 홈(8)의 폭 치수(T1) 및 높이 치수(T2)는, 가이드 홈(8)에 배치되는 부분의 광 결합 부재(10)의 직경보다도 크기 때문에, 홀더(11)와 가이드 홈(8)과의 사이에 클리어런스가 생긴다. 따라서, 광 결합 부재(10)는, 가이드 홈(8)의 연장 방향(전후 방향；Y방향)과 교차하는 방향의 좌우 방향(X방향) 및 높이 방향(Z방향)으로 형성된 클리어런스 범위에서 적절히 이동할 수 있다. 따라서, 광 결합 부재(10)는, 결합 대상으로의 위치 맞춤 동작이 3축 방향으로 허용되어, 적절히, 광 결합 부재(10)와 결합 대상인 광 결합 부재(20)와의 볼 렌즈(12, 22)의 중심을 맞추는 위치 맞춤 동작이 가능하다. 게다가, 가이드 홈(8)의 저면(8a) 및 벽면(8b), 및 가이드 홈(8)의 상면을 막는 커버 부재(3)의 천정부면은, 광 결합 부재(10)가 필요 이상으로 이동하는 것을 억제하는 규제면을 구성한다. 게다가, 가이드 홈(8)의 폭 치수(T1) 및 높이 치수(T2)는, 자석(14)을 구비한 부분의 광 결합 부재(10)의 직경(M2)보다도 작기 때문에, 자석(14)이, 가이드 부재(2)의 가이드 홈(8) 내에 들어가지 않고, 광 결합 부재(10)가 필요 이상으로 후단 방향으로 이동하는 것을 규제할 수 있다. 이것에 의해 적절히, 광 결합 부재(10)의 결합 대상인 광 결합 부재(20)로의 위치 맞춤 동작을 허용하면서, 광 결합 부재(10)의 이동을 규제할 수 있다.
상기한 본 실시 형태에서는, 광 커넥터(1) 내부에 조립되는 광 결합 부재(10)는 2개이었지만, 수를 한정하는 것은 아니다. 광 결합 부재(10)는 1개라도 좋고, 3개 이상이라도 좋다. 본 실시 형태에서는, 광 결합 부재(10)가 복수 마련되는 경우, 가이드 부재(2)에 마련되는 가이드 홈(8)은, 각 광 결합 부재(10)에 개별로 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 광 결합 부재(10)가 2개이면, 가이드 홈(8)도 2개 형성되고, 광 결합 부재(10)가 4개이면, 가이드 홈(8)은 4개 형성된다. 이것에 의해, 광 커넥터(1) 내에 조립되는 복수의 광 결합 부재(10)의 자석(14) 사이의 자력(흡착력)에 의해, 각 광 결합 부재(10)끼리가, 가이드 홈(8)의 폭 이상으로 이반(離反) 혹은 접근하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 복수의 광 결합 부재(10)의 초기 위치를 안정적으로 유지할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 관한 광 결합 부재(10)에서는, 자석(14)으로부터의 흡착력에 의해 볼 렌즈(12)의 중심과 광 결합 부재(20)의 볼 렌즈(22)의 중심이 위치 맞춤된다. 이 때문에, 광 결합 부재(20)에 대해서 용이하게 착탈할 수 있음과 아울러, 장기간에 걸쳐서 반복하여 착탈하는 것이 가능해진다.
광 커넥터(1, 100)에 배치되는 각 자석(14, 24)의 단면(14s, 24s)의 형상은 동일하게 구성되어 있다. 이 때문에, 이들 자석(14, 24)의 흡착력에 의해 단면(14s, 24s)끼리를 밀착시킬 수 있다. 이것에 의해, 광 결합 부재(20)에 대해서 안정적으로 광 결합 부재(10)를 결합시키는 것이 가능해진다.
특히, 광 커넥터(1)에 배치되는 자석(14)은, 결합 대상인 광 결합 부재(20)측의 단면(14s)의 외형 형상이, 볼 렌즈(12)의 중심을 중심점으로 한 진원 형상으로 구성되어 있다. 이 때문에, 광 결합 부재(20)의 자석(24)과 흡착할 때에 자석(14)이 회전하지 않는다. 이 때문에, 자석(14)이 마련되는 홀더(11)의 회전을 방지할 수 있으므로, 홀더(11)에 유지되는 광 파이버(13)가 비틀어지는 사태를 방지하는 것이 가능해진다.
또, 광 커넥터(1)에 배치되는 자석(14)에서의 광 결합 부재(20)측의 단면(14s)은, 볼 렌즈(12)의 전단부(광 결합 부재(20)측의 단부)보다도 전방으로 돌출되어 있다. 마찬가지로, 광 커넥터(100)에 배치되는 자석(24)도 광 결합 부재(10)측의 단면(24s)이, 볼 렌즈(22)의 전단부(광 결합 부재(10)측의 단부)보다도 전방으로 돌출되어 있다. 이것에 의해, 자석(14, 24)의 단면(14s, 24s)이 접촉해도 볼 렌즈(12, 22)끼리는 접촉하지 않기 때문에, 볼 렌즈(12, 22)의 표면이 손상되는 사태를 방지하는 것이 가능해진다. 또, 자석(14, 24)끼리가 접촉했을 때의, 볼 렌즈(12)와 볼 렌즈(22)와의 사이의 거리는 1mm 이하인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 광 파이버(13) 내의 광의 전반 효율이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또, 자석(14, 24)의 단면(14s, 24s)과 볼 렌즈(12, 22)와의 배치 관계는, 상기에 한정되지 않는다. 예를 들면, 이미 기술한 바와 같이, 도 20에 나타내는 바와 같이, 자석(14, 24)의 단면(14s, 24s)과 볼 렌즈(12, 22)를 동일한 위치에 배치함으로써, 볼 렌즈(12, 22) 사이의 거리를 단축할 수 있어, 볼 렌즈(12, 22) 사이의 간극의 증대에 따라서 광 파이버(13) 내의 광의 전반 효율이 저하되는 것을 회피할 수 있다.
또, 자석(14, 24) 중 어느 일방의 단면(14s, 24s)을 볼 렌즈(12, 24)의 전단부보다도 전방으로 돌출시키고, 타방의 단면(14s, 24s)을 볼 렌즈(12, 24)의 전단부와 동일한 위치에 배치해도 괜찮다. 또, 이러한 경우에도 자석(14, 24)끼리가 접촉했을 때의, 볼 렌즈(12)와 볼 렌즈(22)와의 사이의 거리는 1mm 이하인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 광 파이버(13) 내의 광의 전반 효율이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 도 14b 등에 나타내는 바와 같이, 가이드 부재(2)의 전단측으로 돌출된 자석(14)을 가이드 부재(2)의 전단면(2b) 방향으로 가압하는 가압 부재로서의 코일 스프링(7)이 마련되어 있다. 구체적으로는, 코일 스프링(7)은, 가이드 부재(2)의 후단면(2c)과, 가이드 부재(2)의 후단면(2c)보다도 후방에서 광 결합 부재(10)에 마련된 스토퍼 부재(6)의 전단면(6a)과의 사이를 접속하는 인장 코일 스프링이다. 또, 코일 스프링(7)의 가압력은, 자석(14)의 결합 대상인 자석(24)과의 사이에서 작용하는 자력(흡착력)보다도 약하게 설정되어 있다. 이것에 의해, 광 결합 부재(10)의 자석(14)은, 가이드 부재(2)의 전단면(2b)에 맞닿은 초기 위치로부터, 광 커넥터(1, 100)끼리의 접속에 의해서 자석(14, 24) 사이에서 작용하는 자력에 의해, 전방으로 이동하여 광 결합 부재(10, 20)끼리가 적절히 결합된다. 또, 광 커넥터(1, 100)의 접속 상태로부터 광 커넥터(1, 100)를 떼어 놓으면, 자석(14, 24)끼리가 떨어지고, 이 때, 코일 스프링(7)의 가압력에 의해, 광 결합 부재(10)의 자석(14)이 가이드 부재(2)의 전단면(2b)에 맞닿은 초기 위치로 적절히 되돌려진다. 또, 본 실시 형태에서의「가압력」은, 광 결합 부재(10)와 광 결합 부재(20)와의 결합 상태로부터 결합을 해제했을 때에, 광 결합 부재(10)를 원래의 위치로 되돌리기 위한 힘이며, 초기 위치의 상태에서, 가압력이 광 결합 부재(10)에 작용하고 있지 않아도 괜찮다.
상기의 실시 형태에서는, 광 결합 부재(10, 20)과의 결합 상태의 해제에 의해, 광 결합 부재(10)를 초기 위치로 되돌리는 가압 부재로서, 코일 스프링(7)이 이용되었지만, 탄성체로서 코일 스프링(7) 이외에 고무 등이 이용되어도 괜찮다. 이와 같이, 가압 부재로서 탄성체가 이용됨으로써, 간단한 구성으로, 광 결합 부재(10)에 대해서 가압력을 부가할 수 있다.
또, 상기 실시 형태에서는, 코일 스프링(7)이 가이드 부재(2)의 후단면(2c)과 스토퍼 부재(6)의 전단면(6a)과의 사이에 마련되어 있었지만, 코일 스프링(7) 등의 탄성체를 가이드 부재(2)의 전단면(2b)과 자석(14)의 후단면과의 사이에 접속해도 괜찮다.
다만, 가압 부재는, 가이드 부재(2)의 후단측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 가이드 부재(2)의 후단측은 전단측과 비교하여 넓은 스페이스가 있기 때문에, 무리없이 가압 부재를 배치할 수 있다. 또, 자석(14)의 초기 위치로서 가이드 부재(2)의 전단면(2b)에 맞닿은 상태를 얻을 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 코일 스프링(7)이 이용되는 구성을 대신하여, 이하에 설명하는 가압 부재를 이용해도 괜찮다. 도 21은, 도 16b와는 다른 가압 부재를 적용한 광 커넥터(수형)의 설명도이다. 도 21에서는, 수형의 광 커넥터(100)를 이용하여 설명하지만, 암형의 광 커넥터(1)에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있다.
도 21에 나타내는 바와 같이, 광 결합 부재(20)의 가이드 부재(2)보다도 후단측에 제1 흡착부(102)가 마련되고, 제1 흡착부(102)와 대향하는 위치에 제2 흡착부(103)가 마련되어 있다. 제1 흡착부(102)와 제2 흡착부(103)에 의해 가압 부재가 구성되어 있다. 제2 흡착부(103)는, 제1 흡착부(102)의 후단측의 광 결합 부재(20)에 접속되어 있고, 제2 흡착부(103)는, 케이스(109)의 내벽면에 고정되어 있다. 제2 흡착부(103)는, 광 결합 부재(20)에는 접촉하고 있지 않다. 이 실시 형태에서는, 제1 흡착부(102)가 광 결합 부재(20)에 대해 필요 이상으로 전방으로 돌출되는 것을 방지하는 스토퍼 부재로서 기능하고 있다.
도 21에서는, 제1 흡착부(102)와 제2 흡착부(103)와의 사이에 흡착력이 생기고, 제1 흡착부(102)와 제2 흡착부(103)가 흡착하고 있다. 예를 들면, 제1 흡착부(102)와 제2 흡착부(103)의 일방이 자석이 되고, 타방이 자성 금속 재료로 형성되거나, 혹은, 양쪽 모두가 자석으로 형성된다. 이것에 의해, 제1 흡착부(102)와 제2 흡착부(103)를 자력으로 흡착시킬 수 있어, 간단한 구성으로, 광 결합 부재(20)에 대해서 후단 방향으로의 가압력을 부가할 수 있다. 가압력에 의해, 도 21에 나타내는 바와 같이 자석(24)의 후단면이 가이드 부재(2)의 전단면(2b)에 맞닿는 초기 위치가 얻어진다. 또, 코일 스프링(7)이 배치되는 경우와 마찬가지로 제1 흡착부(102)와 제2 흡착부(103)와의 사이에 생기는 흡착력(가압력)은, 작업자들이 광 커넥터(1, 100)를 접속했을 때에 자석(14, 24) 사이에서 생기는 자력에 비해 약하다. 이 때문에, 작업자들이 광 커넥터(1, 100)를 접속했을 때에 적절히 광 결합 부재(10, 20)의 자석(14, 24)끼리가 끌어당겨져 위치 결정 동작을 따른 흡착이 행하여짐과 아울러, 작업자들이 접속된 광 커넥터(1, 100)를 떼어놓음으로써, 제1 흡착부(102)와 제2 흡착부(103)와의 사이의 흡착력에 의해, 광 결합 부재(20)를 원래의 초기 위치로 되돌릴 수 있다.
본 실시 형태에서는, 광 결합 부재에 대한 이동 규제 부재로서 가이드 부재(2)를 제시했지만, 가이드 부재(2)에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 엘라스토머 등의 유연성이 있는 수지층에 의해 광 결합 부재의 홀더(11)의 주위를 덮고, 수지층의 전단측으로 자석(14)이 돌출된 상태로 한다. 수지층은, 광 결합 부재의 결합 대상으로의 위치 맞춤 동작을 저해하지 않는 유연성을 가지고 있다. 따라서, 수지층을, 광 결합 부재의 결합 대상으로의 위치 맞춤 동작을 허용은 하지만, 광 결합 부재를 그것 이상 이동할 수 없도록 규제하는 이동 규제 부재로서 기능시킬 수 있다. 이것에 의해서도, 복잡한 결합 작업을 필요로 하지 않고, 광 파이버 내의 광의 전반 효율을 향상시키는 것이 가능해진다. 다만, 가이드 홈을 가지는 가이드 부재를 이동 규제 부재로서 이용하고, 가이드 홈에 광 결합 부재의 홀더를 배치한 구성으로 함으로써, 광 결합 부재의 결합 대상으로의 위치 맞춤 동작 범위를 정밀도 좋게 규제할 수 있으며, 또한, 광 결합 부재의 홀더를 가이드 부재의 가이드 홈에 배치하는 것만으로 광 결합 부재의 광 커넥터 내의 위치 맞춤을 행할 수 있어, 광 결합 부재의 조립 작업을 용이하게 할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서의 광 커넥터는, USB(Universal　Serial　Bus) 규격에 대응한 전기 커넥터, HDMI(High-Definition　Multimedia　Interface) 규격(HDMI는 등록상표)에 대응한 전기 커넥터, 선더볼트(Thunderbolt) 규격에 대응한 전기 커넥터, 이더넷(Ethernet) 규격(이더넷 및 Ethernet는 등록상표)에 대응한 전기 커넥터 등에 이용할 수 있다. 또, 급전(給電)용 커넥터로서도 이용하는 그랜드(grand)용이 가능하다. 급전용 커넥터에서는, 먼저, 그랜드용 광 결합 부재가 결합 대상인 광 결합 부재와 결합한 후, 늦어져 남은 광 결합 부재끼리가 결합하는 구성이 된다. 예를 들면, 각 광 결합 부재에 장착되는 가압 부재로서의 코일 스프링 등의 가압력을, 각 광 결합 부재마다 바꾸거나, 자석의 자력을 바꾸거나 함으로써, 결합 타이밍을 동시가 아니라 늦추는 것이 가능하다.
본 출원은, 2014년 10월 7일 출원의 일본특허출원 제2014－206628, 및, 2015년 2월 27일 출원의 일본특허출원 제2015－039122에 근거한다. 본 내용은 전부 여기에 포함하여 둔다.

Claims (18)

  1. 일단에 렌즈를 수용하는 수용부가 형성되고, 타단에 광 파이버가 삽입되는 삽입 구멍이 형성되는 유지 부재와, 상기 유지 부재의 일단에서의 상기 렌즈의 수용 방향과 교차하는 방향의 외측에 마련되는 흡착 부재를 구비하며,
    상기 흡착 부재는, 상기 렌즈의 중심을, 결합 대상에 마련되는 광학 요소의 중심에 위치 맞춤시키는 흡착력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 광 결합 부재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡착 부재는, 자석으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 결합 부재.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 자석은, 상기 렌즈의 수용 방향과 교차하는 방향의 단면(斷面)의 형상이, 상기 광학 요소의 주위에 배치되는 결합 대상측 자석의 단면(斷面)과 동일한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 광 결합 부재.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 자석은, 상기 렌즈의 수용 방향과 교차하는 방향의 단면(斷面)의 외형 형상이, 당해 렌즈의 중심을 중심점으로 한 진원(眞圓) 형상인 것을 특징으로 하는 광 결합 부재.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 흡착 부재에서의 상기 결합 대상측의 단면(斷面)은, 상기 렌즈의 결합 대상측의 단부와 동일한 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 광 결합 부재.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 흡착 부재에서의 상기 결합 대상측의 단면(斷面)은, 상기 렌즈의 결합 대상측의 단부보다도 결합 대상측에 배치되는 것을 특징으로 하는 광 결합 부재.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나에 있어서,
    상기 흡착 부재에서의 상기 렌즈의 수용 방향과 교차하는 방향의 단면(斷面)측으로 상기 결합 대상을 안내하는 가이드 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 결합 부재.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나에 있어서,
    상기 결합 대상과 결합한 상태의 상기 흡착 부재를 고정하는 고정 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 결합 부재.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나에 기재된 광 결합 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 광 커넥터.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 광 결합 부재의 상기 결합 대상으로의 위치 맞춤 동작을 허용하면서, 상기 광 결합 부재의 이동을 규제하는 이동 규제 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 광 커넥터.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 이동 규제 부재는, 상기 렌즈의 수용 방향인 일단으로부터 타단까지 마련된 가이드 홈을 가지며, 상기 광 결합 부재는, 상기 흡착 부재가 상기 이동 규제 부재의 일단측으로부터 돌출된 상태에서 상기 유지 부재가 상기 가이드 홈에 배치되어 있고, 상기 유지 부재와 상기 가이드 홈과의 사이에는 클리어런스(clearance)가 마련되어 있으며, 상기 흡착 부재는, 상기 이동 규제 부재의 일단측에서, 상기 위치 맞춤 동작이 허용되어 있는 것을 특징으로 하는 광 커넥터.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 가이드 홈의 폭 치수 및 높이 치수는, 상기 가이드 홈에 배치된 부분의 상기 광 결합 부재의 폭 치수 및 높이 치수보다도 크고, 상기 흡착 부재가 배치된 위치에서의 상기 광 결합 부재의 폭 치수 또는 높이 치수 중 적어도 일방보다 작은 것을 특징으로 하는 광 커넥터.
  13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 광 결합 부재는 복수 마련되고, 상기 가이드 홈이 각 광 결합 부재에 개별로 마련되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터.
  14. 청구항 11 내지 청구항 13 중 어느 하나에 있어서,
    상기 흡착 부재를 상기 이동 규제 부재의 일단면측으로 가압하는 가압 부재를 구비하며, 상기 가압 부재의 가압력은 상기 흡착 부재에서의 상기 결합 대상에 대한 상기 흡착력보다도 약한 것을 특징으로 하는 광 커넥터.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 가압 부재는, 상기 이동 규제 부재와 상기 광 결합 부재와의 사이를 연결하는 탄성체이며, 상기 탄성체의 탄성력에 의해, 상기 흡착 부재가 상기 이동 규제 부재의 일단면측으로 가압되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 탄성체는, 상기 광 결합 부재의 상기 이동 규제 부재에 대한 타단측에서 상기 이동 규제 부재와의 사이를 연결하고 있는 것을 특징으로 하는 광 커넥터.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 가압 부재는, 상기 이동 규제 부재의 타단측에서, 상기 광 결합 부재에 마련된 제1 흡착부와, 상기 제1 흡착부에 대향하고, 케이스측에 고정된 제2 흡착부를 가지며, 상기 제1 흡착부와 상기 제2 흡착부와의 사이의 흡착에 의해 상기 흡착 부재가 상기 이동 규제 부재의 일단면측으로 가압되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터.
  18. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나에 기재된 광 결합 부재와, 전기 신호의 전달용 접점 단자를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.

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