WO2014045813A1 - コネクタアセンブリの組立て方法、光ケーブル、コネクタアセンブリ - Google Patents

コネクタアセンブリの組立て方法、光ケーブル、コネクタアセンブリ Download PDF

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WO2014045813A1
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optical fiber
connector
optical cable
fixing
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寿久 横地
肇 荒生
坂部　至
祐也 本間
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住友電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a connector assembly assembling method, an optical cable, and a connector assembly.
  • Patent Document 1 discloses a panel assembly.
  • the panel assembly includes a panel in which a groove is formed, and an optical waveguide module in which a connector is attached to the end of the optical fiber.
  • the optical waveguide module is attached and fixed to the groove provided in the panel, A connector attached to the end of the optical fiber is optically connected to other optical components in the panel.
  • the outer diameter of the optical fiber cable is thin in order to save the wiring around the device.
  • the transmission loss may increase and the optical fiber may be broken when an impact is applied from the outside.
  • a tensile body may be provided along the optical fiber in the optical fiber cable.
  • the optical fiber cable is bent, if the tensile body is located outside the bending center line of the optical fiber cable, the optical cable may be strengthened by stretching the tensile body. In particular, the smaller the bending radius, the greater the strength of the optical cable.
  • an optical cable having a structure in which a tensile body is accommodated in a tube together with an optical fiber has been proposed.
  • this configuration an increase in transmission loss due to an impact from the outside, disconnection of the optical fiber, and tension of the optical cable itself are suppressed.
  • the movement of the optical fiber in the axial direction is restricted by the tensile strength fiber.
  • the optical fiber may be bent particularly in a narrow space. Thereby, there exists a possibility that an optical fiber may be damaged and there exists a possibility that the reliability of an optical cable may fall.
  • 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 assembling method, an optical cable, and a connector assembly that can prevent a decrease in the reliability of the optical cable.
  • a method for assembling a connector assembly is a method for assembling a connector assembly including an optical cable and a connector module.
  • the optical cable includes one or a plurality of optical fibers, Or a tensile strength member disposed along a plurality of optical fibers, and a tube that accommodates the one or more optical fibers and the strength member, and an area occupied by the strength member in a cross section perpendicular to the central axis of the optical cable.
  • the connector module has an electrical connector mounted on one end, a circuit board on which electronic components and optical elements are mounted, and an electrical connector.
  • the method for assembling the connector assembly includes a step of fixing a fixing member to the end of the optical cable, a step of fixing the electric connector to the connector fixing portion and fixing the circuit board to the housing, and fixing the fixing member and the housing. And a step of optically connecting the optical fiber and the optical element while moving the optical fiber in the front-rear direction with respect to the fixing member.
  • An optical cable includes one or a plurality of optical fibers, a tensile body disposed along the one or more optical fibers, and a tube that houses the one or more optical fibers and the tensile body.
  • the area occupied by the strength member in the cross section perpendicular to the central axis of the optical cable is 5% or more and 33% or less of the inner area of the tube in the cross section.
  • a connector assembly is a connector assembly including the above optical cable and a connector module, and the connector module is mounted with an electrical connector at one end portion and an electronic component and an optical element.
  • An optical fiber and an optical element of an optical cable comprising: a circuit board; a housing having a connector fixing portion for fixing an electrical connector in front; a housing for housing the circuit board; and a fixing member for fixing the optical cable to the housing. And are optically connected.
  • a method for assembling a connector assembly is a method for assembling a connector assembly including an optical cable and a connector module, wherein the optical cable includes one or a plurality of optical fibers and a tensile body disposed along the one or a plurality of optical fibers. And a tube containing one or more optical fibers and a tensile body, and the area occupied by the tensile body in a cross section perpendicular to the central axis of the optical cable is 5% or more of the inner area of the tube in the cross section
  • the connector module has an electrical connector mounted at one end, a circuit board on which electronic components and optical elements are mounted, and a connector fixing portion for fixing the electrical connector on the front.
  • the method for assembling the connector assembly includes a step of fixing a fixing member to the end of the optical cable, a step of fixing the electric connector to the connector fixing portion and fixing the circuit board to the housing, and fixing the fixing member and the housing. And a step of optically connecting the optical fiber and the optical element while moving the optical fiber in the front-rear direction with respect to the fixing member.
  • an optical cable in which the area occupied by the strength member in the cross section perpendicular to the central axis of the optical cable is 5% to 33% of the inner area of the tube in the cross section is fixed to the fixing member.
  • the optical fiber and the optical element are optically connected to each other by being assembled to the housing.
  • the area occupied by the tension member is set to the predetermined value with respect to the inner area of the tube, so that the optical fiber accommodated in the optical tube can move along the central axis direction. Therefore, when the optical fiber and the optical element are optically connected while moving the optical fiber in the front-rear direction with respect to the fixing member, the optical fiber can be prevented from being bent, and the optical fiber can be prevented from being damaged. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the reliability of the optical cable.
  • the tensile body is housed in the tube together with the optical fiber.
  • the optical fiber can be protected by the buffer effect of the tensile body, and an increase in transmission loss and disconnection of the optical fiber can be suppressed.
  • the tensile strength member is housed in the tube together with the optical fiber, when the optical cable is bent, the tensile strength member is always located near the bending center line of the optical cable, and the optical fiber due to the tensile strength member is stretched. Can be reduced.
  • the connector module includes a lens block having a guide pin, and is provided at an end portion of the optical fiber with an optical path conversion component mounted at a position corresponding to the optical element on the circuit board.
  • a connector having a guide hole to be inserted, and the optical cable is configured such that the optical fiber is movable more than the length of the guide pin along the central axis, and the optical path conversion component and the connector are coupled to each other to connect the optical fiber.
  • the optical fiber and the optical element are optically connected by the optical conversion component and the connector, the optical fiber can be moved beyond the length of the guide pin. And the optical fiber can be prevented from being bent and broken.
  • the optical fiber is marked at a predetermined position within the movable range length. According to such a configuration, the work can be satisfactorily performed while confirming the movable length of the optical fiber with a mark. Further, the mark can prevent the optical fiber from being forcibly pulled out or pushed in.
  • the mark is within a range between a position at which the optical fiber is pushed beyond the length of the guide pin with respect to the fixing member and a position at which the optical fiber is pulled out to the fixing member by a predetermined length. It is attached to.
  • the mark is provided at an intermediate position within the movable range length.
  • An optical cable includes one or more optical fibers, a tensile body disposed along the one or more optical fibers, and a tube that houses the one or more optical fibers and the tensile body.
  • the area occupied by the strength member in the cross section perpendicular to the axis is 5% or more and 33% or less of the inner area of the tube in the cross section.
  • the area occupied by the strength member in the cross section perpendicular to the central axis of the optical cable is 5% to 25% of the inner area of the tube in the cross section.
  • the area occupied by the tensile body in the cross section perpendicular to the central axis of the optical cable is 5% or more and 33 (25)% or less of the inner area of the tube in the cross section.
  • a connector assembly of the present application is a connector assembly including the optical cable and the connector module.
  • the connector module includes an electrical connector mounted on one end, a circuit board mounted with electronic components and optical elements, and an electrical connector.
  • a connector fixing portion for fixing the connector is provided on the front side, and includes a housing for accommodating the circuit board and a fixing member for fixing the optical cable to the housing, and the optical fiber and the optical element of the optical cable are optically It is connected.
  • the optical fiber of the optical cable is marked at a predetermined position within the movable range length.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a connector assembly according to an embodiment.
  • a connector assembly 1 shown in FIG. 1 is used for transmission of signals (data) in optical communication technology and the like.
  • the connector assembly 1 is electrically connected to an electronic device such as a personal computer to be connected and optical signals inputted and outputted are optically transmitted. An optical signal is transmitted after being converted into a signal.
  • the connector assembly 1 includes an optical cable 3 and a connector module 5.
  • the connector assembly 1 is configured by attaching the end of a single-core or multi-core optical cable 3 to a connector module 5.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the optical cable.
  • the optical cable 3 includes an optical fiber ribbon 10, a tensile body 12, a cylindrical tube 14 that houses the optical fiber ribbon 10 and the tensile body 12, and a jacket that covers the tube 14. 16.
  • the optical fiber ribbon 10 is formed by arranging a plurality (generally an even number) of optical fibers 11 in parallel.
  • the optical fiber ribbon 10 is disposed in the internal space of the tube 14 and can move freely in the internal space.
  • the optical fiber ribbon 10 is disposed on or near the central axis L of the optical cable 3.
  • the tube 14 includes the central axis L of the optical cable 3 in its internal space.
  • one optical fiber ribbon 10 is disposed in the internal space of the tube 14.
  • the outer diameter of the tube 14 is preferably, for example, 4.0 mm or less.
  • the thickness of the tube 14 is preferably 0.3 mm or more, for example.
  • the tube 14 is manufactured by, for example, an extruder.
  • the material of the tube 14 include halogen-containing resins such as polyvinyl chloride (PVC) or vinylidene chloride, polyolefins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), and ethylene-vinyl acetate copolymer resin (Ethylene-Vinyl Acetate; EVA).
  • a resin or a fluororesin such as ETFE or PFA is preferred.
  • a polyester resin, a urethane resin, a nylon resin, a polyacetal resin, a polyolefin oxide resin, or the like may be used as a material of the tube 14.
  • the tube 14 is made of a material having a Young's modulus equivalent to that of the jacket 16 or a material having a Young's modulus larger than that of the jacket 16. From the viewpoint of improving the impact resistance of the optical fiber ribbon 10 inside the tube 14 and improving the lateral pressure characteristics, the Young's modulus of the tube 14 is preferably larger than the Young's modulus of the jacket 16.
  • the Young's modulus of the tube 14 can be set to 10 MPa to 100 MPa, for example.
  • FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional configuration example of the optical fiber ribbon.
  • the optical fiber ribbon 10 shown in the figure is one in which four optical fibers 11 are arranged in parallel and integrated by a coating 13.
  • Each optical fiber 11 has a core 11a and a clad 11b surrounding the core 11a.
  • the core 11a has a refractive index higher than that of the clad 11b, and can guide light.
  • the core 11a and the clad 11b can be made of glass or may be made of plastic.
  • An optical fiber in which both the core 11a and the clad 11b are made of glass is called AGF (All Glass Fiber), and an optical fiber in which the core 11a is made of glass and the clad 11b is made of plastic is called HPCF (Hard Plastic Clad Fiber). . Any of these may be sufficient as the optical fiber 11 of this embodiment.
  • a primary layer, a secondary layer, and a colored layer are provided on the outer periphery of the clad 11b.
  • These layers are preferably made of, for example, a urethane acrylate-based or urethane methacrylate-based ultraviolet curable resin.
  • a resin having a low Young's modulus (for example, several MPa) is used for the primary layer, and a resin having a high Young's modulus (for example, several hundred to several hundreds of MPa) is used for the secondary layer.
  • an ultraviolet curable resin containing fluorine can be used as the material of the clad 11b.
  • a primary layer, a secondary layer, and a colored layer may be disposed on the outer periphery of the clad 11b. Or even if it is a case where a primary layer and a secondary layer are not provided, it is preferable that a colored layer is arrange
  • the optical fiber 11 to be processed can be easily identified, Can be improved.
  • the optical cable 3 is used in the vicinity of devices such as personal computers, and there are cases where there are many opportunities to be touched by people.
  • the optical cable 3 may be excessively bent, and it is desirable that the optical fiber 11 does not break for a long time even if the optical cable 3 is left extremely bent.
  • the diameter of the glass portion of the optical fiber 11 is preferably 60 ⁇ m or more and 130 ⁇ m or less.
  • HPCF can make the diameter of the glass portion thinner under the condition that the cladding diameter is equal. That is, in the present embodiment, it is most preferable to use HPCF as the optical fiber 11.
  • the tensile body 12 is a tensile body whose longitudinal direction is the direction of the central axis L of the optical cable 3, and is disposed in the gap between the inner surface of the tube 14 and the optical fiber ribbon 10, and is attached to the optical fiber ribbon 10. Are arranged along.
  • the tensile body 12 is preferably in the form of a fiber, and may be made of, for example, an aramid fiber (for example, Kevlar (registered trademark) manufactured by Toray DuPont or Technora (registered trademark) manufactured by Teijin).
  • the strength member 12 is housed in the tube 14 together with the optical fiber ribbon 10.
  • the optical fiber tape core wire 10 can be protected by the buffering effect of the strength member 12, and an increase in transmission loss and disconnection of the optical fiber 11 can be suppressed.
  • the strength member 12 since the strength member 12 is housed in the tube 14 together with the optical fiber ribbon 10, the strength member 12 is always located near the bending center line of the optical cable 3 when the optical cable 3 is bent. Thus, the tension of the optical cable 3 due to the tension of the strength member 12 can be reduced.
  • an increase in transmission loss due to an external impact, disconnection of the optical fiber 11, and tension of the optical cable 3 can be suppressed.
  • the area occupied by the strength member 12 in the cross section perpendicular to the central axis L of the optical cable 3 is preferably 5% or more of the inner area of the tube 14 in the cross section, and preferably 33% or less. More preferably, it is 25% or less.
  • the area occupied by the strength member 12 is 5% or more of the inner area of the tube 14, a sufficient buffering effect can be obtained, and an increase in transmission loss and disconnection of the optical fiber 11 can be more effectively suppressed. it can.
  • the optical fiber 11 is provided in the optical cable 3 so as to be movable along the central axis direction (front-rear direction).
  • the length of the movable range of the optical fiber 11 is 1 mm.
  • the length of the movable range of the optical fiber 11 is 8 mm.
  • the amount of the tensile body 12 is preferably 500 denier or more, and preferably 30000 denier or less.
  • the amount of the strength member 12 is 500 denier or more, the strength function is effectively exhibited when the optical cable 3 is pulled, and an increase in transmission loss due to the elongation strain of the optical fiber 11 can be effectively suppressed.
  • the amount of the tensile body 12 is 30000 denier or less, the outer diameter of the optical cable 3 is not excessively increased, and an optical cable suitable for the interconnect field can be provided.
  • One denier represents a yarn thickness of 1 gram per 9000 meters.
  • the ratio of the area occupied by the strength member 12 to the inner area of the tube 14 is divided by the amount (unit: denier) of the strength body 12 put into the tube 14 by the inner area (unit: mm 2 ) of the tube 14.
  • the above-described area ratio of 5% corresponds to 650 d / mm 2 .
  • 33% area ratio of 5% or more of the above below are expressed as 650d / mm 2 or more 4290d / mm 2 or less.
  • more than 25% area ratio of 10% or more of the above is expressed as 1300d / mm 2 or more 3250d / mm 2 or less.
  • the numerical aperture of the optical fiber 11 of the present embodiment is preferably 0.25 or more, and preferably 0.45 or less.
  • the numerical aperture of the optical fiber 11 is 0.25 or more, the bending loss can be suppressed sufficiently small, and the coupling loss with the optical transmitter can be sufficiently suppressed.
  • the numerical aperture of the optical fiber 11 is 0.45 or less, the coupling loss with the optical receiver can be sufficiently suppressed.
  • the core diameter of the optical fiber 11 is preferably 60 ⁇ m or more, and preferably 100 ⁇ m or less.
  • the core diameter of the optical fiber 11 is 60 ⁇ m or more, the coupling loss due to the deviation of the optical axis can be suppressed to be small when connecting to the optical transmitter. Further, since the core diameter of the optical fiber 11 is 100 ⁇ m or less, the coupling loss with the optical receiver can be suppressed to a small value.
  • the number of optical fibers 11 per optical cable 3 may be several to several tens.
  • the jacket 16 is provided to protect the entire optical cable 3 and has a substantially cylindrical shape.
  • the jacket 16 covers the tube 14.
  • the outer diameter of the jacket 16 is 8.0 mm or less.
  • the thickness of the jacket 16 is preferably, for example, 0.3 mm or more.
  • the jacket 16 is manufactured by an extruder, for example, in the same manner as the tube 14.
  • the material of the jacket 16 is also the same as the material of the tube 14, and a halogen-containing resin such as PVC or vinylidene chloride, a polyolefin resin such as PE, PP, EVA, or a fluorine resin such as ETFE or PFA is preferable.
  • a polyester resin, a urethane resin, a nylon resin, a polyacetal resin, a polyolefin oxide resin, or the like may be used as a material of the outer cover 16.
  • the Young's modulus of the jacket 16 can be set to 1 MPa to 20 MPa, for example.
  • the optical cable 3 further includes an electromagnetic shield layer 18.
  • the electromagnetic shield layer 18 is provided between the tube 14 and the jacket 16.
  • the electromagnetic shield layer 18 is suitably configured by, for example, a tape-shaped metal spirally wound or a metal wire spirally wound or braided.
  • the electromagnetic noise around the optical cable 3 does not affect the optical signal propagating through the optical fiber 11, but when a photoelectric conversion unit exists inside the connector module 5 at the end of the optical cable 3, the converted electric signal May affect Such an influence can be effectively reduced when the optical cable 3 includes the electromagnetic shield layer 18 as in the present embodiment. Further, the heat generated in the photoelectric conversion unit can be efficiently radiated through the electromagnetic shield layer 18.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the connector module.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state where the optical cable is assembled to the connector module.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the housing is removed.
  • 7 and 8 are diagrams showing a circuit board. 4 and 5, a part of the configuration is omitted.
  • the connector module 5 includes a housing 20, an electrical connector 22 provided on the front end (tip) side of the housing 20, and a circuit board 24 accommodated in the housing 20.
  • the electrical connector 22 is a part that is inserted into a connection target (such as a personal computer) and is electrically connected to the connection target.
  • the electrical connector 22 is disposed on the front end side (one end portion) of the housing 20.
  • the electrical connector 22 is mounted on the front end portion (one end portion) of the circuit board 24 and is electrically connected to the circuit board 24 by a contact 22a.
  • the circuit board 24 is accommodated in an accommodation space S of a metal housing 34 (accommodating member 40) described later.
  • a control semiconductor (electronic component) 25 and a light emitting / receiving element 27 are mounted on the circuit board 24.
  • the circuit board 24 electrically connects the control semiconductor 25 and the light emitting / receiving element 27.
  • the circuit board 24 has a substantially rectangular shape in plan view and has a predetermined thickness.
  • the circuit substrate 24 is an insulating substrate such as a glass epoxy substrate or a ceramic substrate, and circuit wiring is formed on the surface or inside thereof by gold (Au), aluminum (Al), copper (Cu), or the like.
  • the control semiconductor 25 is disposed on the circuit board 24 in front of the light emitting / receiving element 27 and behind the electrical connector 22.
  • the control semiconductor 25 includes a drive IC (Integrated Circuit) 25a, a CDR (Clock Data Recovery) device 25b that is a waveform shaper, and the like.
  • the control semiconductor 25 is disposed on the front end side of the surface 24 a in the circuit board 24.
  • the control semiconductor 25 is electrically connected to the electrical connector 22.
  • the light emitting / receiving element 27 includes a plurality (here, two) of light emitting elements 27a and a plurality (here, two) of light receiving elements 27b.
  • the light emitting element 27 a and the light receiving element 27 b are disposed on the rear end side of the surface 24 a in the circuit board 24.
  • Examples of the light emitting element 27a include a light emitting diode (LED), a laser diode (LD), and a surface emitting laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface).
  • Emitting LASER can be used.
  • a photodiode (PD) can be used as the light receiving element 27b.
  • the light emitting / receiving element 27 is optically connected to the optical fiber 11 of the optical cable 3.
  • a lens array component (lens block, optical path conversion component) 29 is arranged on the circuit board 24 so as to cover the light emitting / receiving element 27 and the driving IC 25a.
  • the lens array component 29 is provided with a reflective film 30 that reflects and bends the light emitted from the light emitting element 27 a or the light emitted from the optical fiber 11.
  • a connector part 32 is attached to the end of the optical fiber 11, and the connector part 32 and the lens array part 29 are positioned and coupled by the guide pins 29 a and the guide holes 32 a, so that the optical fiber 11 and the light receiving and emitting element are connected. 27 is optically connected.
  • the length of the guide pin 29a is, for example, 1.0 mm. It is preferable that the lens array component 29 includes collimating lenses that make incident light parallel light and collect and emit the parallel light at the light incident part and the light emission part. Such a lens array component 29 can be integrally formed by resin injection molding.
  • the housing 20 includes a metal housing 34 and a resin housing 36.
  • the metal housing 34 includes a housing member (housing) 40 and a crimping member (fixing member) 42 that is connected to the rear end portion of the housing member 40 and fixes the end of the optical cable 3.
  • the metal housing 34 is formed of a metal material such as steel (Fe-based), tin (tin-plated copper), stainless steel, copper, brass, and aluminum.
  • the housing member 40 is a cylindrical hollow member having a substantially rectangular cross section.
  • the housing member 40 defines a housing space S (see FIG. 5) for housing the circuit board 24 and the like.
  • An electrical connector 22 is provided on the front end side of the housing member 40, and a caulking member 42 is connected to the rear end side of the housing member 40.
  • the housing member 40 is composed of a plurality of members.
  • the housing member 40 has an open rear end.
  • a connector fixing portion 41 that holds the electrical connector 22 is provided at the front end portion of the housing member 40.
  • the connector fixing portion 41 accommodates the electrical connector 22 and restricts the movement of the electrical connector 22 (circuit board 24) in the front-rear direction.
  • the front end of the connector fixing portion 41 is substantially flush with the front end of the electrical connector 22.
  • the holding member 40 is provided with holding pieces 40a and 40b.
  • a pair of holding pieces 40a and 40b are provided on both end sides (left and right) at the rear end of the housing member 40. The holding pieces 40a and 40b are folded back from the upper part of the housing member 40 and extend downward.
  • the caulking member 42 has a base portion 44, a cylindrical portion 46, and crimping portions 48a and 48b.
  • the base 44 is a plate-like member and is a part that is connected to the housing member 40.
  • the cylindrical portion 46 has a substantially cylindrical shape and is provided so as to protrude rearward from the base portion 44. The cylindrical portion 46 passes through the optical fiber 11 and holds the optical cable 3 in cooperation with the crimping portions 48a and 48b.
  • the crimping portions 48 a and 48 b are folded back from the base portion 44 and are located on the outer side in the radial direction of the cylindrical portion 46.
  • the crimping portions 48 a and 48 b fix the optical cable 3 to the crimping member 42 by sandwiching and crimping the optical cable 3 with the cylindrical portion 46.
  • the circuit board 24 shown in FIGS. 7 and 8 is prepared. On the circuit board 24, an electrical connector 22, a control semiconductor 25, a light emitting / receiving element 27, and a lens array component 29 are mounted.
  • a caulking member 42 is prepared, and the optical cable 3 is fixed to the caulking member 42.
  • the tube 14 optical fiber 11
  • the electromagnetic shield layer 18 is covered on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 46.
  • the crimping portions 48a and 48b of the caulking member 42 are folded back toward the optical cable 3, and the optical cable 3 is crimped by the crimping portions 48a and 48b.
  • the end of the optical cable 3 is fixed to the caulking member 42.
  • the connector part 32 is attached to the optical fiber 11.
  • the circuit board 24 is fixed to the housing member 40. Specifically, the electrical connector 22 fixed to the circuit board 24 is inserted into the connector fixing portion 41 of the housing member 40, and the circuit board 24 is housed in the space S of the housing member 40. Thereby, the electrical connector 22 is fixed to the housing member 40, and the circuit board 24 is housed in the housing member 40.
  • the housing member 40 and the caulking member 42 are fixed.
  • the caulking member 42 is pushed between the holding pieces 40 a and 40 b of the housing member 40 from below.
  • the caulking member 42 and the housing member 40 are coupled so that the base 44 is held between the holding pieces 40a and 40b.
  • the connector part 32 is coupled to the lens array part 29. That is, the optical fiber 11 and the light emitting / receiving element 27 are optically connected.
  • the connector part 32 is positioned behind the guide pin 29a of the lens array part 29, and the connector part 32 is inserted into the lens array part 29 along the guide pin 29a. Thereby, the lens array component 29 and the connector component 32 are fitted, and the optical fiber 11 and the light emitting / receiving element 27 are optically connected.
  • the optical fiber 11 is marked with a mark M.
  • the mark M is attached to an intermediate position of the movable range length D of the optical fiber 11.
  • the movable range length D is a distance between the maximum drawing position pulled out from the tube 14 and the maximum pushing position pushed into the tube 14 with the crimping member 42 as a reference (or the end of the tube 14 as a reference). It is.
  • the mark M is attached to the middle 4 mm position.
  • the mark M may be marked on the optical fiber 11 with ink or the like, or a tape or the like may be wound around it.
  • the connector part 32 When inserting the connector part 32 into the lens array part 29, the connector part 32 is moved backward while confirming the mark M provided on the optical fiber 11. At this time, the optical fiber 11 moves rearward along the axial direction and is pushed into the tube 14. Then, after the connector part 32 is positioned behind the guide pin 29 a of the lens array part 29, the connector part 32 is inserted into the lens array part 29. At this time, the optical fiber 11 is pulled out of the tube 14. Thereafter, the remaining members such as the other members constituting the metal housing 34 and the resin housing 36 are assembled, and the connector assembly 1 is assembled.
  • the area occupied by the strength member 12 in the cross section perpendicular to the central axis L of the optical cable 3 is 5% or more and 33% of the inner area of the tube 14 in the cross section. It is as follows. Thereby, in the optical cable 3, the optical fiber 11 accommodated in the tube 14 is movable along the central axis L direction. Therefore, when the lens array component 29 and the connector component 32 are coupled while moving the optical fiber 11 in the front-rear direction with respect to the caulking member 42, the optical fiber 11 can be prevented from being bent, and the optical fiber 11 can be damaged. Can be prevented. Accordingly, it is possible to prevent the reliability of the optical cable 3 from being lowered.
  • the strength member 12 is accommodated in the tube 14 together with the optical fiber 11.
  • the optical fiber 11 can be protected by the buffering effect of the strength member 12, and an increase in transmission loss and disconnection of the optical fiber 11 can be suppressed.
  • the strength member 12 is accommodated in the tube 14 together with the optical fiber 11, the strength member 12 is always located near the bending center line of the optical cable 3 when the optical cable 3 is bent.
  • the tension of the optical fiber 11 due to the stretching of the body 12 can be reduced.
  • an increase in transmission loss due to impact or bending, disconnection of the optical fiber 11, and tension of the optical cable 3 itself can be suppressed. Therefore, the assembly of the connector assembly 1 can be performed satisfactorily.
  • the mark M is attached to the optical fiber 11.
  • the mark M is given between the maximum drawing position and the maximum pushing position of the optical fiber 11.
  • the mark M prevents the optical fiber 11 from being forcibly pulled out or pushed in, and the optical fiber 11 is prevented from being bent. Therefore, the optical fiber 11 is prevented from being damaged.
  • the present embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
  • the present embodiment is not limited to the following examples as long as the gist of the present embodiment is not exceeded.
  • FIG. 10 is a chart showing optical cable configurations and characteristics of comparative examples and examples.
  • the outer diameter and the inner diameter are listed as the structure of the jacket 16, the outer diameter and the inner diameter are listed as the structure of the tube 14, and the quantity and S Te / S Tu (S Te : The area of the strength member 12 in a cross section perpendicular to the central axis L.
  • S Tu the inner area of the tube 14 in the cross section).
  • the structure of the optical fiber 11 includes the type, numerical aperture (NA), core diameter, cladding diameter, primary diameter, secondary diameter, and ink diameter (that is, the outer diameter of the colored layer).
  • FIG. 10 shows the movable range length of the optical fiber 11.
  • the area occupied by the strength member 12 in the cross section perpendicular to the central axis L of the optical cable 3 is 44% of the inner area of the tube 14 in the cross section.
  • the movable range length of the optical fiber 11 is 0 [mm]. That is, in the configuration of the comparative example, the optical fiber 11 does not move.
  • Example 1 the area occupied by the strength member 12 in the cross section perpendicular to the central axis L of the optical cable 3 is 33% of the inner area of the tube 14 in the cross section.
  • the movable range length of the optical fiber 11 is 1 [mm].
  • Example 2 the area occupied by the strength member 12 in the cross section perpendicular to the central axis L of the optical cable 3 is 23% of the inner area of the tube 14 in the cross section.
  • Example 2 having such a structure the movable range length of the optical fiber 11 is 8 [mm].
  • the area occupied by the strength member 12 in the cross section perpendicular to the central axis L of the optical cable 3 is 33% or less of the inner area of the tube 14 in the cross section. 11 was confirmed to be movable.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the configuration of the connector module 5 is not limited to the above embodiment.
  • the present invention can be used for a connector assembly assembling method, an optical cable, a connector assembly, and the like that can prevent a decrease in reliability.
  • SYMBOLS 1 ... Connector assembly, 3 ... Optical cable, 5 ... Connector module, 11 ... Optical fiber, 12 ... Strength body, 14 ... Tube, 22 ... Electrical connector, 24 ... Circuit board, 25 ... Semiconductor for control (electronic component), 27 ... Light receiving / emitting element (optical element), 29 ... lens array component (lens block, optical path conversion component), 29a ... guide pin, 32 ... connector component, 32a ... guide hole, 40 ... housing member (housing), 41 ... connector fixing Part, 42 ... caulking member (fixing member), L ... central axis, M ... mark.

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Abstract

　コネクタアセンブリの組立て方法は、光ケーブル３の中心軸線に対して垂直な断面において抗張力体の占める面積が、該断面におけるチューブの内面積の５％以上３３％以下の光ケーブル３の光ファイバ１１とコネクタモジュールとを用い、コネクタモジュールの加締め部材４２に対して光ファイバ１１を前後方向に動かしながら、光ファイバ１１と受発光素子とを光学的に接続する。

Description

コネクタアセンブリの組立て方法、光ケーブル、コネクタアセンブリ
　本発明は、コネクタアセンブリの組立て方法、光ケーブル及びコネクタアセンブリに関する。
　特許文献１には、パネルアセンブリが開示されている。このパネルアセンブリは、溝が形成されたパネルと、光ファイバの端部にコネクタが取り付けられた光導波路モジュールとを備えており、パネルに設けられた溝に光導波路モジュールが取り付けられて固定され、光ファイバの端部に取り付けられたコネクタがパネル内において他の光学部品に光学的に接続される。
米国特許出願公開第２００５／００４１９２６号公報
　ところで、インターコネクト分野（機器間又は機器内の部品を光ファイバで接続する分野）では、機器周りの配線の省スペース化のため、光ファイバケーブルの外径が細いことが望まれる。しかしながら、光ファイバケーブルの外径が細いと、外部から衝撃を受けたときに、伝送損失が増大し、また光ファイバの断線が生じてしまうおそれもある。
　また、光ファイバケーブルが引張られたときに、内部の光ファイバに過度な張力がかかることを防ぐため、光ファイバケーブル内において、抗張力体が光ファイバに沿って設けられることがある。しかしながら、この光ファイバケーブルを曲げた際に、光ファイバケーブルの曲げ中心線の外側に抗張力体が位置していると、抗張力体が突っ張ることにより、光ケーブルが強張ることがある。特に、曲げ半径が小さいほど、光ケーブルの強張りが大きくなる。
　そこで、抗張力体を光ファイバと共にチューブ内に収容する構成の光ケーブルが提案されている。この構成では、外部からの衝撃による伝送損失の増大、光ファイバの断線、及び光ケーブル自体の強張りを抑制している。一方で、この光ケーブルでは、抗張力繊維により、光ファイバの軸方向での移動が規制される。この光ケーブルを用いて例えばコネクタアセンブリを組み立てる場合には、光ファイバをコネクタモジュール内で光学部品に接続する必要がある。このとき、上記のように光ケーブルが固定される構成では、光学部品にコネクタを接続する際、特に狭いスペースでは、光ファイバに屈曲が生じるおそれがある。これにより、光ファイバが破損するおそれがあり、光ケーブルの信頼性が低下するおそれがある。
　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、光ケーブルの信頼性の低下を防止できるコネクタアセンブリの組立て方法、光ケーブル及びコネクタアセンブリを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の一側面に係るコネクタアセンブリの組立て方法は、光ケーブルとコネクタモジュールとを含むコネクタアセンブリの組立て方法であって、光ケーブルは、一又は複数の光ファイバと、一又は複数の光ファイバに沿って配置された抗張力体と、一又は複数の光ファイバ及び抗張力体を収容するチューブと、を備え、当該光ケーブルの中心軸線に対して垂直な断面において抗張力体の占める面積が、該断面におけるチューブの内面積の５％以上３３％以下であり、コネクタモジュールは、一端部に電気コネクタが搭載されると共に、電子部品及び光素子が搭載された回路基板と、電気コネクタを固定するコネクタ固定部を前方に有し、回路基板を収容する筐体と、光ケーブルを筐体に固定するための固定部材と、を備える。該コネクタアセンブリの組立て方法は、光ケーブルの末端に固定部材を固定する工程と、電気コネクタをコネクタ固定部に固定して回路基板を筐体に固定する工程と、固定部材と筐体とを固定する工程と、光ファイバを固定部材に対して前後方向に動かしながら、光ファイバと光素子とを光学的に接続する工程とを含む。
　本発明の一側面に係る光ケーブルは、一又は複数の光ファイバと、一又は複数の光ファイバに沿って配置された抗張力体と、一又は複数の光ファイバ及び抗張力体を収容するチューブと、を備え、光ケーブルの中心軸線に対して垂直な断面において抗張力体の占める面積が、当該断面におけるチューブの内面積の５％以上３３％以下である。
　本発明の一側面に係るコネクタアセンブリは、上記の光ケーブルとコネクタモジュールとを含むコネクタアセンブリであって、コネクタモジュールは、一端部に電気コネクタが搭載されると共に、電子部品及び光素子が搭載された回路基板と、電気コネクタを固定するコネクタ固定部を前方に有し、回路基板を収容する筐体と、光ケーブルを筐体に固定するための固定部材と、を備え、光ケーブルの光ファイバと光素子とが光学的に接続されている。
　光ケーブルの信頼性の低下を防止できる。
一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。 光ケーブルの断面構成を示す図である。 光ファイバテープ心線の断面構成例を示す図である。 コネクタモジュールを示す斜視図である。 コネクタモジュールに光ケーブルが組み付けられた状態を示す斜視図である。 ハウジングを外した状態を示す斜視図である。 回路基板を示す平面図である。 回路基板を示す側面図である。 光ファイバの可動範囲長さを示す図である。 比較例及び実施例の光ケーブルの構成及び特性を示す図表である。
［本願発明の実施形態の説明］
　最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。
　本願のコネクタアセンブリの組立て方法は、光ケーブルとコネクタモジュールとを含むコネクタアセンブリの組立て方法であって、光ケーブルは、一又は複数の光ファイバと、一又は複数の光ファイバに沿って配置された抗張力体と、一又は複数の光ファイバ及び抗張力体を収容するチューブと、を備え、当該光ケーブルの中心軸線に対して垂直な断面において抗張力体の占める面積が、該断面におけるチューブの内面積の５％以上３３％以下であり、コネクタモジュールは、一端部に電気コネクタが搭載されると共に、電子部品及び光素子が搭載された回路基板と、電気コネクタを固定するコネクタ固定部を前方に有し、回路基板を収容する筐体と、光ケーブルを筐体に固定するための固定部材と、を備える。該コネクタアセンブリの組立て方法は、光ケーブルの末端に固定部材を固定する工程と、電気コネクタをコネクタ固定部に固定して回路基板を筐体に固定する工程と、固定部材と筐体とを固定する工程と、光ファイバを固定部材に対して前後方向に動かしながら、光ファイバと光素子とを光学的に接続する工程とを含む。
　このコネクタアセンブリの組立て方法では、光ケーブルの中心軸線に対して垂直な断面において抗張力体の占める面積が、該断面におけるチューブの内面積の５％以上３３％以下である光ケーブルを固定部材に固定して筐体に組み付け、光ファイバと光素子とを光学的に接続している。この光ケーブルでは、抗張力体の占める面積をチューブの内面積に対して上記の所定の値とすることにより、光チューブ内に収容された光ファイバが中心軸線方向に沿って移動可能とされる。したがって、光ファイバを固定部材に対して前後方向に動かしながら、光ファイバと光素子とを光学的に接続するときに、光ファイバが屈曲することを抑制でき、光ファイバの破損を防止できる。したがって、光ケーブルの信頼性の低下を防止できる。
　また、光ケーブルは、抗張力体が光ファイバと共にチューブ内に収容されている。これにより、外部から衝撃を受けたときに、抗張力体の緩衝効果により光ファイバを保護し、伝送損失の増大及び光ファイバの断線を抑制することができる。また、抗張力体が光ファイバと共にチューブ内に収容されていることによって、この光ケーブルを曲げた際に、抗張力体が常に光ケーブルの曲げ中心線の近傍に位置することとなり、抗張力体の突っ張りによる光ファイバの強張りを低減することができる。このように、上記の光ケーブルによれば、衝撃又は曲げによる伝送損失の増大、光ファイバの断線、及び光ケーブル自体の強張りを抑制することができる。したがって、コネクタアセンブリの組立てを良好に行うことができる。
　一実施形態においては、コネクタモジュールは、ガイドピンを有するレンズブロックを含み、且つ回路基板において光素子に対応する位置に搭載される光路変換部品と、光ファイバの端部に設けられ、ガイドピンを挿入するガイド穴を有するコネクタと、を備え、光ケーブルは、中心軸線に沿って光ファイバがガイドピンの長さ以上に移動可能とされており、光路変換部品とコネクタとを結合して、光ファイバと光素子とを光学的に接続する。このように、光変換部品とコネクタとにより光ファイバと光素子とを光学的に接続する構成において、光ファイバがガイドピンの長さ以上に移動可能とされていることにより、コネクタと光路変換部品とを結合するときに、光ファイバが屈曲して破損することを防止できる。
　一実施形態においては、光ファイバには、可動範囲長さ内の所定の位置に目印が付されている。このような構成によれば、光ファイバの可動長さを目印で確認しながら作業を良好に行うことができる。また、目印により、光ファイバを無理に引っ張り出したり押し込んだりすることを防止できる。
　一実施形態においては、上記の目印は、固定部材に対してガイドピンの長さ以上に光ファイバが押し込まれる位置と、固定部材に対して光ファイバが所定の長さ引き出される位置との範囲内に付されている。好ましくは、目印が可動範囲長さの内の中間位置に設けられている。
　本願の光ケーブルは、一又は複数の光ファイバと、一又は複数の光ファイバに沿って配置された抗張力体と、一又は複数の光ファイバ及び抗張力体を収容するチューブと、を備え、光ケーブルの中心軸線に対して垂直な断面において抗張力体の占める面積が、当該断面におけるチューブの内面積の５％以上３３％以下である。好ましくは、光ケーブルの中心軸線に対して垂直な断面において抗張力体の占める面積が、当該断面におけるチューブの内面積の５％以上２５％以下である。
　この光ケーブルでは、該光ケーブルの中心軸線に対して垂直な断面において抗張力体の占める面積が、当該断面におけるチューブの内面積の５％以上３３（２５）％以下である。このような構成により、光ケーブルでは、光チューブ内に収容された光ファイバが中心軸線方向に沿って移動可能とされる。したがって、光ファイバをコネクタモジュールに組み付ける際、光ファイバを前後方向に動かしながら、光ファイバと例えば光素子とを光学的に接続できる。したがって、光ファイバが屈曲することを抑制でき、光ファイバの破損を防止できる。その結果、光ケーブルの信頼性の低下を防止できる。
　本願のコネクタアセンブリは、上記の光ケーブルとコネクタモジュールとを含むコネクタアセンブリであって、コネクタモジュールは、一端部に電気コネクタが搭載されると共に、電子部品及び光素子が搭載された回路基板と、電気コネクタを固定するコネクタ固定部を前方に有し、回路基板を収容する筐体と、光ケーブルを筐体に固定するための固定部材と、を備え、光ケーブルの光ファイバと光素子とが光学的に接続されている。
　一実施形態においては、光ケーブルの光ファイバには、可動範囲長さ内の所定の位置に目印が付されている。
［本願発明の実施形態の詳細］
　本発明に係るコネクタアセンブリの組立て方法、光ケーブル、及びコネクタアセンブリの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　図１は、一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１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。
　図１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。
　図２は、光ケーブルの断面構成を示す図である。図２に示すように、光ケーブル３は、光ファイバテープ心線１０と、抗張力体１２と、光ファイバテープ心線１０及び抗張力体１２を収容する円筒状のチューブ１４と、チューブ１４を覆う外被１６とを備えている。
　光ファイバテープ心線１０は、複数（一般には偶数）の光ファイバ１１が並列配置され一体化されたものである。光ファイバテープ心線１０は、チューブ１４の内部空間に配置されており、その内部空間において遊動可能である。好ましくは、光ファイバテープ心線１０は光ケーブル３の中心軸線Ｌ上又はその近傍に配置される。チューブ１４は、その内部空間に光ケーブル３の中心軸線Ｌを含んでいる。本実施形態では、チューブ１４の内部空間に一つの光ファイバテープ心線１０が配置されている。チューブ１４の外径は、光ケーブル３を細径化するために、例えば４．０ｍｍ以下であることが好ましい。また、外部からの衝撃による破れ防止のため、チューブ１４の厚みは例えば０．３ｍｍ以上であることが好ましい。
　チューブ１４は、例えば押出機により製造される。チューブ１４の材料としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）若しくは塩化ビニリデンなどのハロゲン含有樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン－酢酸ビニル共重合樹脂（Ethylene-Vinyl Acetate；ＥＶＡ）などのポリオレフィン樹脂、又はＥＴＦＥ若しくはＰＦＡなどのフッ素樹脂が好適である。更に、チューブ１４の材料としては、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ナイロン樹脂、ポリアセタール樹脂、又はポリオレフィンオキサイド樹脂などを用いてもよい。
　チューブ１４には、ヤング率が外被１６と同等の材料、又はヤング率が外被１６よりも大きい材料が使用される。チューブ１４の内部における光ファイバテープ心線１０の耐衝撃性の向上および側圧特性の向上の観点から、チューブ１４のヤング率は外被１６のヤング率よりも大きいことが好ましい。チューブ１４のヤング率は、例えば１０ＭＰａ～１００ＭＰａとすることができる。
　ここで、図３は、光ファイバテープ心線の断面構成例を示す図である。同図に示される光ファイバテープ心線１０は、４本の光ファイバ１１が並列配置されて被覆１３により一体化されたものである。各光ファイバ１１は、コア１１ａと、このコア１１ａを取り囲むクラッド１１ｂとを有する。
　コア１１ａは、クラッド１１ｂの屈折率より高い屈折率を有し、光を導波することができる。コア１１ａ及びクラッド１１ｂは、ガラスによって構成されることができ、或いは、プラスチックによって構成されてもよい。なお、コア１１ａ及びクラッド１１ｂの双方がガラスからなる光ファイバはＡＧＦ（All Glass Fiber）と呼ばれ、コア１１ａがガラスからなりクラッド１１ｂがプラスチックからなる光ファイバはＨＰＣＦ（Hard Plastic Clad Fiber）と呼ばれる。本実施形態の光ファイバ１１は、これらのうち何れであってもよい。
　光ファイバ１１がＡＧＦである場合、クラッド１１ｂの外周にプライマリ層、セカンダリ層、及び着色層が設けられることが好ましい。これらの層は、例えば、ウレタンアクリレート系又はウレタンメタアクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるとよい。プライマリ層には低いヤング率（例えば数ＭＰａ）の樹脂が使用され、セカンダリ層は高いヤング率（例えば数百～千数百ＭＰａ）の樹脂が使用される。
　また、光ファイバ１１がＨＰＣＦである場合、クラッド１１ｂの材料として、フッ素を含む紫外線硬化型樹脂などを使用することができる。光ファイバ１１がＨＰＣＦである場合においても、クラッド１１ｂの外周にプライマリ層、セカンダリ層、及び着色層が配置されてもよい。或いは、プライマリ層及びセカンダリ層が設けられない場合であっても、着色層が配置されることが好ましい。
　上記のように、クラッド１１ｂの外周に着色層が配置されることによって、光ケーブル３の末端において光ファイバ１１を加工する際に、加工対象となる光ファイバ１１を容易に識別することができ、作業性を向上させることができる。
　また、例えばインターコネクト分野などにおいて、光ケーブル３は、パソコンなどの機器の周辺で用いられ、人に触れられる機会が多くなる場合がある。このような場合、光ケーブル３に過度な曲げが加わることもあり、光ケーブル３を極度に折り曲げたまま放置されても、光ファイバ１１が長期間にわたって破断しないことが望まれる。その対策として、光ファイバ１１のガラス径を細くすることが有効である。このような観点から、光ファイバ１１のガラス部分の径は、６０μｍ以上１３０μｍ以下であることが好ましい。なお、ＡＧＦとＨＰＣＦとを比較すると、クラッド径が等しい条件下では、ＨＰＣＦの方がガラス部分の径を細くすることができる。すなわち、本実施形態では、光ファイバ１１としてＨＰＣＦを用いることが最も好適である。
　再び図２を参照する。抗張力体１２は、光ケーブル３の中心軸線Ｌの方向を長手方向とする抗張力体であって、チューブ１４の内面と光ファイバテープ心線１０との隙間に配置され、且つ光ファイバテープ心線１０に沿って配置されている。抗張力体１２は、繊維状のものが好ましく、例えばアラミド繊維（例えば、東レ・デュポン社製のケブラー（登録商標）又は帝人社製のテクノーラ（登録商標）など）からなるとよい。
　このように、光ケーブル３では、抗張力体１２が光ファイバテープ心線１０と共にチューブ１４内に収容されている。これにより、外部から衝撃を受けたときに、抗張力体１２の緩衝効果により光ファイバテープ心線１０を保護し、伝送損失の増大及び光ファイバ１１の断線を抑制することができる。また、抗張力体１２が光ファイバテープ心線１０と共にチューブ１４内に収容されていることによって、この光ケーブル３を曲げた際に、抗張力体１２が常に光ケーブル３の曲げ中心線の近傍に位置することとなり、抗張力体１２の突っ張りによる光ケーブル３の強張りを低減することができる。このように、本実施形態の光ケーブル３によれば、外部からの衝撃による伝送損失の増大、光ファイバ１１の断線、及び光ケーブル３の強張りを抑制することができる。
　光ケーブル３の中心軸線Ｌに対して垂直な断面において抗張力体１２の占める面積は、該断面におけるチューブ１４の内面積の５％以上であることが好ましく、また、３３％以下であることが好ましい。更に好ましくは、２５％以下である。抗張力体１２の占める面積がチューブ１４の内面積の５％以上であることにより、十分な緩衝効果を得ることができ、伝送損失の増大及び光ファイバ１１の断線をより効果的に抑制することができる。
　また、抗張力体１２の占める面積がチューブ１４の内面積の３３％以下であることにより、光ケーブル３では、光ファイバ１１がその中心軸方向（前後方向）に沿って移動可能に設けられている。内面積が３３％である場合、光ファイバ１１の可動範囲の長さは、１ｍｍである。内面積が２３％である場合、光ファイバ１１の可動範囲の長さは、８ｍｍである。
　また、抗張力体１２の量は、５００デニール以上であることが好ましく、また、３００００デニール以下であることが好ましい。抗張力体１２の量が５００デニール以上であることにより、光ケーブル３が引張られたときに抗張力機能を効果的に発揮し、光ファイバ１１の伸び歪みによる伝送損失の増加を効果的に抑えることができる。また、抗張力体１２の量が３００００デニール以下であることにより、光ケーブル３の外径が過度に大きくならず、インターコネクト分野に好適な光ケーブルを提供できる。なお、１デニールは９０００メートルあたり１グラムである糸の太さを表す。
　上述したチューブ１４の内面積に対して抗張力体１２の占める面積の割合を、チューブ１４内に入れられる抗張力体１２の量（単位：デニール）をチューブ１４の内面積（単位：ｍｍ２）で割った値で表すと、上述した面積比５％は６５０ｄ／ｍｍ２に相当する。また、上述の面積比５％以上３３％以下は、６５０ｄ／ｍｍ２以上４２９０ｄ／ｍｍ２以下と表される。また、上述の面積比１０％以上２５％以下は、１３００ｄ／ｍｍ２以上３２５０ｄ／ｍｍ２以下と表される。
　また、本実施形態の光ファイバ１１の開口数は、０．２５以上であることが好ましく、また０．４５以下であることが好ましい。光ファイバ１１の開口数が０．２５以上であることにより、曲げ損失を十分に小さく抑えることができ、更に光送信器との結合損失も十分に抑えることができる。また、光ファイバ１１の開口数が０．４５以下であることにより、光受信器との結合損失を十分に抑えることができる。
　また、光ファイバ１１のコア径が６０μｍ以上であることが好ましく、また１００μｍ以下であることが好ましい。光ファイバ１１のコア径が６０μｍ以上であることにより、光送信器との接続の際に、光軸ずれに因る結合損失を小さく抑えることができる。また、光ファイバ１１のコア径が１００μｍ以下であることにより、光受信器との結合損失を小さく抑えることができる。
　また、例えばインターコネクト分野などにおいて、一本の光ケーブル３につき光ファイバ１１の本数が数本ないし十数本程度となることがある。このような場合、本実施形態のように、複数本の光ファイバ１１が光ファイバテープ心線１０の状態でチューブ１４内に配置されていることが好ましい。これにより、細径化された光ケーブル３に側圧が加わった場合であっても、光ファイバ１１同士がチューブ１４内で交差することを防ぎ、伝送損失の増加を抑えることができる。
　外被１６は、光ケーブル３の全体を保護するために設けられ、略円筒状を呈している。外被１６は、チューブ１４を覆っている。例えばインターコネクト分野では、機器周りの配線の省スペース化が望まれるので、外被１６の外径は８．０ｍｍ以下であることが好ましい。また、外部からの衝撃による破れ防止のため、外被１６の厚みは例えば０．３ｍｍ以上であることが好ましい。
　外被１６は、チューブ１４と同様に、例えば押出機により製造される。外被１６の材料もまたチューブ１４の材料と同様であり、ＰＶＣ若しくは塩化ビニリデンなどのハロゲン含有樹脂、ＰＥ、ＰＰ、ＥＶＡなどのポリオレフィン樹脂、又はＥＴＦＥ若しくはＰＦＡなどのフッ素樹脂が好適である。更に、外被１６の材料としては、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ナイロン樹脂、ポリアセタール樹脂、又はポリオレフィンオキサイド樹脂などを用いてもよい。外被１６のヤング率は、例えば、１ＭＰａ～２０ＭＰａとすることができる。
　図２を参照すると、光ケーブル３は、電磁シールド層１８を更に備えている。電磁シールド層１８は、チューブ１４と外被１６との間との間に設けられる。電磁シールド層１８は、例えば、テープ状の金属を螺旋巻きしたもの、又は金属線を螺旋巻き若しくは編組したもの等によって好適に構成される。
　光ケーブル３の周囲の電磁ノイズは、光ファイバ１１を伝搬する光信号に対しては影響しないが、光ケーブル３の端部のコネクタモジュール５の内部に光電変換部が存在する場合、変換後の電気信号に対して影響を及ぼすおそれがある。本実施形態のように光ケーブル３が電磁シールド層１８を備えることにより、このような影響を効果的に低減することができる。また、光電変換部において発生する熱を、電磁シールド層１８を介して効率良く放熱することができる。
　続いて、コネクタモジュール５について詳細に説明する。図４は、コネクタモジュールを示す斜視図である。図５は、コネクタモジュールに光ケーブルが組み付けられた状態を示す斜視図である。図６は、ハウジングを外した状態を示す斜視図である。図７及び図８は、回路基板を示す図である。図４及び５では、一部の構成を省略して図示している。
　図４及び図５に示すように、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。
　図７及び図８に示すように、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（一端部）に配置される。電気コネクタ２２は、回路基板２４の前端部（一端部）に搭載され、接触子２２ａにより回路基板２４に電気的に接続されている。
　回路基板２４は、後述する金属ハウジング３４（収容部材４０）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（電子部品）２５と、受発光素子２７とが搭載されている。回路基板２４は、制御用半導体２５と受発光素子２７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。本実施形態において、制御用半導体２５は、回路基板２４における、受発光素子２７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２５は、駆動ＩＣ（Integrated Circuit）２５ａと、波形整形器であるＣＤＲ（Clock Data Recovery）装置２５ｂなどを含んでいる。制御用半導体２５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２５は、電気コネクタ２２と電気的に接続されている。
　受発光素子２７は、複数（ここでは２つ）の発光素子２７ａと、複数（ここでは２つ）の受光素子２７ｂとを含んで構成されている。発光素子２７ａ及び受光素子２７ｂ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２７ａ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：Laser Diode）、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface
Emitting LASER）などを用いることができる。受光素子２７ｂとしては、例えば、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）などを用いることができる。
　受発光素子２７は、光ケーブル３の光ファイバ１１と光学的に接続されている。具体的には、図８に示すように、回路基板２４には、受発光素子２７及び駆動ＩＣ２５ａを覆うようにレンズアレイ部品（レンズブロック、光路変換部品）２９が配置されている。レンズアレイ部品２９には、発光素子２７ａから出射された光、又は、光ファイバ１１から出射された光を反射して屈曲させる反射膜３０が配置されている。光ファイバ１１の末端にはコネクタ部品３２が取り付けられており、コネクタ部品３２とレンズアレイ部品２９とがガイドピン２９ａとガイド穴３２ａと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１１と受発光素子２７とが光学的に接続される。ガイドピン２９ａの長さは、例えば１．０ｍｍである。レンズアレイ部品２９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２９は、樹脂の射出成形により、一体に構成することができる。
　図１及び図４に示すように、ハウジング２０は、金属ハウジング３４と、樹脂ハウジング３６とから構成されている。金属ハウジング３４は、収容部材（筐体）４０と、収容部材４０の後端部に連結され、光ケーブル３の末端を固定する加締め部材（固定部材）４２とから構成されている。金属ハウジング３４は、鋼（Ｆｅ系）、ブリキ（錫めっき銅）、ステンレス、銅、真鍮、アルミなどの金属材料により形成されている。
　収容部材４０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４０は、回路基板２４などを収容する収容空間Ｓ（図５参照）を画成している。収容部材４０の前端側には、電気コネクタ２２が設けられ、収容部材４０の後端側には、加締め部材４２が連結される。収容部材４０は、複数の部材により構成されている。収容部材４０は、後端部が開口している。
　収容部材４０の前端部には、電気コネクタ２２を保持するコネクタ固定部４１が設けられている。コネクタ固定部４１は、電気コネクタ２２を収容すると共に、電気コネクタ２２（回路基板２４）の前後方向の移動を規制する。コネクタ固定部４１の前端は、電気コネクタ２２の前端と略面一となっている。また、収容部材４０には、保持片４０ａ，４０ｂが設けられている。保持片４０ａ，４０ｂは、収容部材４０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４０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。
　加締め部材４２は、基部４４と、筒部４６と、圧着部４８ａ，４８ｂとを有している。基部４４は、板状の部材であり、収容部材４０に連結される部分である。筒部４６は、略円筒形状をなしており、基部４４から後方に突出するように設けられている。筒部４６は、光ファイバ１１を挿通すると共に、圧着部４８ａ，４８ｂとの協働により光ケーブル３を保持する。
　圧着部４８ａ，４８ｂは、基部４４から折り返されて筒部４６の径方向の外側に位置している。圧着部４８ａ，４８ｂは、筒部４６との間で光ケーブル３を挟持して圧着することにより、光ケーブル３を加締め部材４２に固定する。
　続いて、コネクタアセンブリ１の組立て方法について説明する。なお、以下の組立て工程は、記載されている順に限定されない。まず、図７及び図８に示す回路基板２４を用意する。回路基板２４には、電気コネクタ２２、制御用半導体２５、受発光素子２７及びレンズアレイ部品２９が搭載されている。
　続いて、加締め部材４２を用意し、加締め部材４２に光ケーブル３を固定する。具体的には、最初に、加締め部材４２の筒部４６にチューブ１４（光ファイバ１１）を挿通させると共に、筒部４６の外周面に電磁シールド層１８を被せる。次に、加締め部材４２の圧着部４８ａ，４８ｂを光ケーブル３側に折り返し、圧着部４８ａ，４８ｂにより光ケーブル３を圧着する。これにより、加締め部材４２に光ケーブル３の末端が固定される。その後、光ファイバ１１にコネクタ部品３２を取り付ける。
　続いて、回路基板２４を収容部材４０に固定する。具体的には、回路基板２４に固定された電気コネクタ２２を収容部材４０のコネクタ固定部４１に挿入すると共に、回路基板２４を収容部材４０の空間Ｓに収容する。これにより、電気コネクタ２２が収容部材４０に固定され、回路基板２４が収容部材４０に収容される。
　続いて、収容部材４０と加締め部材４２とを固定する。加締め部材４２を収容部材４０に連結するときには、加締め部材４２を収容部材４０の保持片４０ａ，４０ｂの間に下側から押し込む。これにより、基部４４が保持片４０ａ，４０ｂとの間に保持されるように、加締め部材４２と収容部材４０とが連結される。
　そして、レンズアレイ部品２９にコネクタ部品３２を結合する。すなわち、光ファイバ１１と受発光素子２７とを光学的に接続する。コネクタ部品３２をレンズアレイ部品２９のガイドピン２９ａよりも後方に位置させ、ガイドピン２９ａに沿ってコネクタ部品３２をレンズアレイ部品２９に挿入する。これにより、レンズアレイ部品２９とコネクタ部品３２とが嵌合し、光ファイバ１１と受発光素子２７とが光学的に接続される。
　ここで、本実施形態では、図９に示すように、光ファイバ１１には、目印Ｍが付されている。目印Ｍは、光ファイバ１１の可動範囲長さＤの中間位置に付されている。可動範囲長さＤは、加締め部材４２を基準（若しくは、チューブ１４の端部を基準）として、チューブ１４から引っ張り出した最大引出し位置と、チューブ１４に押し込んだ最大押込み位置との間の距離である。目印Ｍは、例えば光ファイバ１１の可動範囲長さＤが８ｍｍの場合には、その中間の４ｍｍの位置に付されている。目印Ｍは、光ファイバ１１にインク等によりマーキングされていてもよいし、テープ等が巻回されていてもよい。
　レンズアレイ部品２９にコネクタ部品３２を挿入するときには、光ファイバ１１に設けられた目印Ｍを確認しながら、コネクタ部品３２を後方に後退させる。このとき、光ファイバ１１は、軸方向に沿って後方に移動し、チューブ１４内に押し込まれる。そして、コネクタ部品３２をレンズアレイ部品２９のガイドピン２９ａの後方に位置させた後、コネクタ部品３２をレンズアレイ部品２９に挿入する。このとき、光ファイバ１１は、チューブ１４から引っ張り出される。その後、金属ハウジング３４を構成する他の部材、樹脂ハウジング３６等の残りの部品を組み立て、コネクタアセンブリ１を組み立てる。
　以上説明したように、本実施形態では、光ケーブル３は、この光ケーブル３の中心軸線Ｌに対して垂直な断面において抗張力体１２の占める面積が、断面におけるチューブ１４の内面積の５％以上３３％以下である。これにより、光ケーブル３では、チューブ１４内に収容された光ファイバ１１が中心軸線Ｌ方向に沿って移動可能とされる。したがって、光ファイバ１１を加締め部材４２に対して前後方向に動かしながらレンズアレイ部品２９とコネクタ部品３２とを結合するときに、光ファイバ１１が屈曲することを抑制でき、光ファイバ１１の破損を防止できる。したがって、光ケーブル３の信頼性の低下を防止できる。
　また、光ケーブル３は、抗張力体１２が光ファイバ１１と共にチューブ１４内に収容されている。これにより、外部から衝撃を受けたときに、抗張力体１２の緩衝効果により光ファイバ１１を保護し、伝送損失の増大及び光ファイバ１１の断線を抑制することができる。また、抗張力体１２が光ファイバ１１と共にチューブ１４内に収容されていることによって、この光ケーブル３を曲げた際に、抗張力体１２が常に光ケーブル３の曲げ中心線の近傍に位置することとなり、抗張力体１２の突っ張りによる光ファイバ１１の強張りを低減することができる。このように、本実施形態の光ケーブル３によれば、衝撃又は曲げによる伝送損失の増大、光ファイバ１１の断線、及び光ケーブル３自体の強張りを抑制することができる。したがって、コネクタアセンブリ１の組立てを良好に行うことができる。
　また、本実施形態では、光ファイバ１１に目印Ｍが付されている。目印Ｍは、光ファイバ１１の最大引出し位置と最大押込み位置との間に付されている。この目印Ｍにより、コネクタ部品３２をレンズアレイ部品２９に結合するときに、光ファイバ１１の可動範囲長さＤを確認しながら作業を良好に行える。また、目印Ｍにより、光ファイバ１１が無理に引き出されたり押し込んだりされることが防止され、光ファイバ１１が屈曲することが抑制される。したがって、光ファイバ１１が破損することが防止される。
　次に、実施例及び比較例を挙げて本実施形態をより具体的に説明するが、本実施の形態はその要旨を超えない限り、下記の実施例に限定されるものではない。
　図１０は、比較例及び実施例の光ケーブル構成及び特性を示す図表である。図１０では、外被１６の構造として外径及び内径を挙げており、チューブ１４の構造として外径及び内径を挙げており、抗張力体１２の構造として量及びＳＴｅ／ＳＴｕ（ＳＴｅ：中心軸線Ｌに対し垂直な断面における抗張力体１２の面積。ＳＴｕ：該断面におけるチューブ１４の内面積）を挙げている。また、光ファイバ１１の構造として、種類、開口数（ＮＡ）、コア径、クラッド径、プライマリ径、セカンダリ径、インク径（すなわち着色層の外径）を挙げている。
　また、図１０では、光ファイバ１１の可動範囲長さを示している。図１０に示すように、比較例では、光ケーブル３の中心軸線Ｌに対して垂直な断面において抗張力体１２の占める面積が、断面におけるチューブ１４の内面積の４４％とされている。このような構造の比較例では、光ファイバ１１の可動範囲長さが０［ｍｍ］である。つまり、比較例の構成では、光ファイバ１１は移動しない。
　実施例１では、光ケーブル３の中心軸線Ｌに対して垂直な断面において抗張力体１２の占める面積が、断面におけるチューブ１４の内面積の３３％とされている。このような構造の実施例１では、光ファイバ１１の可動範囲長さが１［ｍｍ］である。また、実施例２では、光ケーブル３の中心軸線Ｌに対して垂直な断面において抗張力体１２の占める面積が、断面におけるチューブ１４の内面積の２３％とされている。このような構造の実施例２では、光ファイバ１１の可動範囲長さが８［ｍｍ］である。
　以上のように、実施例１及び２では、光ケーブル３の中心軸線Ｌに対して垂直な断面において抗張力体１２の占める面積が、断面におけるチューブ１４の内面積の３３％以下であるため、光ファイバ１１が移動可能に設けられていることが確認された。
　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、コネクタモジュール５の構成は、上記実施形態に限定されない。
　本発明は、信頼性の低下を防止できるコネクタアセンブリの組立て方法、光ケーブル、コネクタアセンブリ等に用いることが可能である。
　１…コネクタアセンブリ、３…光ケーブル、５…コネクタモジュール、１１…光ファイバ、１２…抗張力体、１４…チューブ、２２…電気コネクタ、２４…回路基板、２５…制御用半導体（電子部品）、２７…受発光素子（光素子）、２９…レンズアレイ部品（レンズブロック、光路変換部品）、２９ａ…ガイドピン、３２…コネクタ部品、３２ａ…ガイド穴、４０…収容部材（筐体）、４１…コネクタ固定部、４２…加締め部材（固定部材）、Ｌ…中心軸線、Ｍ…目印。

Claims (9)

  1. 　光ケーブルとコネクタモジュールとを含むコネクタアセンブリの組立て方法であって、
    　前記光ケーブルは、
    　一又は複数の光ファイバと、
    　前記一又は複数の光ファイバに沿って配置された抗張力体と、
    　前記一又は複数の光ファイバ及び前記抗張力体を収容するチューブと、を備え、
    　当該光ケーブルの中心軸線に対して垂直な断面において前記抗張力体の占める面積が、該断面における前記チューブの内面積の５％以上３３％以下であり、
    　前記コネクタモジュールは、
    　一端部に電気コネクタが搭載されると共に、電子部品及び光素子が搭載された回路基板と、
    　前記電気コネクタを固定するコネクタ固定部を前方に有し、前記回路基板を収容する筐体と、
    　前記光ケーブルを前記筐体に固定するための固定部材と、を備え、
    　該コネクタアセンブリの組立て方法は、
    　前記光ケーブルの末端に前記固定部材を固定する工程と、
    　前記電気コネクタを前記コネクタ固定部に固定して前記回路基板を前記筐体に固定する工程と、
    　前記固定部材と前記筐体とを固定する工程と、
    　前記光ファイバを前記固定部材に対して前後方向に動かしながら、前記光ファイバと前記光素子とを光学的に接続する工程とを含む、
    コネクタアセンブリの組立て方法。
  2. 　前記コネクタモジュールは、
    　ガイドピンを有するレンズブロックを含み、且つ前記回路基板において前記光素子に対応する位置に搭載される光路変換部品と、
    　前記光ファイバの端部に設けられ、前記ガイドピンを挿入するガイド穴を有するコネクタと、を備え、
    　前記光ケーブルは、前記中心軸線に沿って前記光ファイバが前記ガイドピンの長さ以上に移動可能とされており、
    　前記光路変換部品と前記コネクタとを結合して、前記光ファイバと前記光素子とを光学的に接続する、
    請求項１記載のコネクタアセンブリの組立て方法。
  3. 　前記光ファイバには、可動範囲長さ内の所定の位置に目印が付されている、
    請求項１又は２記載のコネクタアセンブリの組立て方法。
  4. 　前記目印は、前記固定部材に対してガイドピンの長さ以上に前記光ファイバが押し込まれる位置と、前記固定部材に対して前記光ファイバが所定の長さ引き出される位置との範囲内に付されている、
    請求項３記載のコネクタアセンブリの組立て方法。
  5. 　前記目印が前記可動範囲長さ内の中間位置に設けられている、
    請求項３又は４記載のコネクタアセンブリの組立て方法。
  6. 　一又は複数の光ファイバと、
    　前記一又は複数の光ファイバに沿って配置された抗張力体と、
    　前記一又は複数の光ファイバ及び前記抗張力体を収容するチューブと、を備え、
    　光ケーブルの中心軸線に対して垂直な断面において前記抗張力体の占める面積が、当該断面における前記チューブの内面積の５％以上３３％以下である、
    光ケーブル。
  7. 　前記光ケーブルの中心軸線に対して垂直な断面において前記抗張力体の占める面積が、当該断面における前記チューブの内面積の５％以上２５％以下である、
    請求項６記載の光ケーブル。
  8. 　請求項６又は７に記載の光ケーブルとコネクタモジュールとを含むコネクタアセンブリであって、
    　前記コネクタモジュールは、
    　一端部に電気コネクタが搭載されると共に、電子部品及び光素子が搭載された回路基板と、
    　前記電気コネクタを固定するコネクタ固定部を前方に有し、前記回路基板を収容する筐体と、
    　前記光ケーブルを前記筐体に固定するための固定部材と、を備え、
    　前記光ケーブルの光ファイバと前記光素子とが光学的に接続されている、
    コネクタアセンブリ。
  9. 　前記光ケーブルの前記光ファイバには、可動範囲長さの内の所定の位置に目印が付されている、
    請求項８記載のコネクタアセンブリ。
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