(57)【要約】【課題】厚い熱伝導シートを用いずに、データリンク筐体とＯＳＡの本体部との相対的な位置のバラツキを吸収しつつ、これらを熱的に接続する光データリンクの提供。【解決手段】光データリンクは、本体部４ａに光電変換素子を内蔵し、光コネクタのフェルールが挿入されるスリーブ４ｂを有するＴＯＳＡ４と、ＴＯＳＡ４に電気接続された回路基板６（７）とを筐体内に備え、ＴＯＳＡ４の本体部４ａからの発熱を筐体に熱伝導させ外部に放出するものであって、ＴＯＳＡ４の本体部４ａの放熱面に内面を接触させて取付けられる金属部材９と、該金属部材９の外面に接触させてＴＯＳＡ４を保持すると共に回路基板６（７）を保持し、筐体への熱伝導を形成する保持部材８と、を有し、該保持部材８は、弾性変形するバネ部を備え、該バネ部が筐体に圧接することにより金属部材９にも圧接する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部に光電変換素子を内蔵し、光コネクタのフェルールが挿入されるスリーブを有する光サブアセンブリと、該光サブアセンブリに電気接続された回路基板とを筐体内に備え、前記光サブアセンブリの本体部からの発熱を前記筐体に熱伝導させ外部に放出する光データリンクであって、
前記光サブアセンブリの前記本体部の放熱面に内面を接触させて取付けられる金属部材と、該金属部材の外面に接触させて前記光サブアセンブリを保持すると共に前記回路基板を保持し、前記筐体への前記熱伝導を形成する保持部材と、を有し、
該保持部材は、弾性変形するバネ部を備え、該バネ部が前記筐体に圧接することにより前記金属部材にも圧接することを特徴とする光データリンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内蔵した信号光を送信／受信する光サブアセンブリに対する放熱構造を有する光データリンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信用の光データリンクは、信号光を送信及び／又は受信する光サブアセンブリ（ＯＳＡ：Optical Sub-Assembly）を内蔵している。このＯＳＡは、光電変換素子を収納した本体部と、光コネクタのフェルールが挿入され光電変換素子に対して上記フェルールを整列させるスリーブとを有し、該スリーブが、光電変換素子とフェルール内の光ファイバの光軸が互いに一致するように、本体部に対して調芯されて取付けられている。光ＯＳＡでは、このように調芯が行われるので、（１）本体部とスリーブとは互いの中心軸が必ずしも一致するわけでない（位置ずれがある）。
【０００３】
図７は、一般的な光データリンクの一例の外観図である。図の光データリンク１００では、（２）光コネクタが接続される光レセプタクル１０１が、データリンクの筐体１０２に対して高い位置精度で固定されている。また、光コネクタを光レセプタクル１０１に接続したときに、筐体１０２内のＯＳＡ（不図示）に余計な力が加わらずに当該ＯＳＡのスリーブ内に光コネクタのフェルールが挿入されるように、（３）光レセプタクル１０１と筐体１０２内のＯＳＡのスリーブとの相対的な位置精度は確保されている。上記（２），（３）の結果、（４）データリンク筐体１０２とＯＳＡスリーブとの相対的な位置は一定となっている。
そして、上記（１）、（４）のようになっているため、光データリンク１００においては、筐体１０２と、当該筐体１０２内にあるＯＳＡの本体部との相対的な位置にバラツキが生じている。
【０００４】
このようなバラツキが存在する場合でも、ＯＳＡ本体部内のレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）等の発熱部品の熱をＯＳＡ本体部から光データリンク筐体を介して外部に確実に逃すことができるよう、従来、ＯＳＡ本体部と光データリンク筐体との間に、柔らかく熱伝導率の高い樹脂製のシートを挟み、両者を熱的に接続させていた（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１８４７０８号公報
【特許文献２】特開２００８−２２７２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、樹脂製の熱伝導シートにより上述のバラツキを吸収してＯＳＡ本体部と光データリンク筐体とを熱的に接続するには、当該熱伝導シートにある程度の厚みが必要となるが、厚い熱伝導シートは金属材料に比べ熱抵抗が高いため、ＯＳＡ内の発熱量が多い場合等に十分に放熱できないことがある。
【０００７】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、厚い熱伝導シートを用いずに、データリンク筐体とＯＳＡの本体部との相対的な位置のバラツキを吸収しつつ、これらを熱的に接続する光データリンクを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の光データリンクは、本体部に光電変換素子を内蔵し、光コネクタのフェルールが挿入されるスリーブを有する光サブアセンブリと、該光サブアセンブリに電気接続された回路基板とを筐体内に備え、光サブアセンブリの本体部からの発熱を筐体に熱伝導させ外部に放出するものであって、光サブアセンブリの本体部の放熱面に内面を接触させて取付けられる金属部材と、該金属部材の外面に接触させて光サブアセンブリを保持すると共に回路基板を保持し、筐体への熱伝導を形成する保持部材と、を有し、該保持部材は、弾性変形するバネ部を備え、該バネ部が筐体に圧接することにより金属部材にも圧接することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、厚い熱伝導シートを用いずに、データリンク筐体とＯＳＡの本体部との相対的な位置のバラツキを吸収しつつこれらを熱的に結合できるので、ＯＳＡ内の部品からの熱を効率的に筐体を介して外部に放出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の光データリンクの一例の概略を説明する図である。
【図２】図１のＴＯＳＡに金属部材を取付けた様子の斜視図である。
【図３】本発明の光データリンクにおける放熱構造を構成する保持部材を説明する図である。
【図４】本発明の光データリンクにおけるＬＤからの放熱経路を説明する図である。
【図５】本発明に関わる金属部材の他の例を説明する図である。
【図６】本発明に関わる金属部材及び保持部材の他の例を説明する図である。
【図７】一般的な光データリンクの外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の光データリンクの一例の概略を図１を用いて説明する。本発明の光データリンクは、例えば、ホスト装置のケージに挿脱自在に取付けられて使用されるもので、図１の組立体１を筐体（図４の符号１１、図５の符号１０２参照）に組付けて成る。
【００１２】
図１の光データリンク用の組立体１は、図示しない光通信用の光ケーブルの端部に設けられた光コネクタが着脱自在に装着される光レセプタクル２と、光データリンクをホスト装置のケージ内に挿脱するのに使用するベール３と、を有する。また、組立体１は、光電変換素子としてのＬＤ及び当該ＬＤの温度調節用の熱電変換素子等が内蔵された本体部４ａにスリーブ４ｂを取付けて成る光送信用ＯＳＡ（ＴＯＳＡ：Trasmitting OSA）４と、光電変換素子として半導体受光素子（ＰＤ：Photo Diode）を内蔵した本体部５ａにスリーブ５ｂを取付けて成る光受信用ＯＳＡ（ＲＯＳＡ：Receiving OSA）５と、を有する。スリーブ４ｂ，５ｂは、光レセプタクル２に装着された光コネクタのフェルールが挿入され、当該フェルールをＬＤやＰＤに対して整列させるものである。なお、例えば、ＴＯＳＡ４の本体部４ａには、後述の金属部材９が取付けられる。
【００１３】
さらに、組立体１は、ＬＤ駆動回路や熱伝変換素子の制御回路等の電子回路が構成される回路基板６，７と、ＴＯＳＡ４，ＲＯＳＡ５が接続された回路基板６，７を重ねた状態で図の矢印Ｘの方向から抑えて光データリンク筐体に対して固定するための保持部材８と、を有する。
上述のような各部品を有する光データリンクは、光信号を送受信する光トランシーバであって、外部から回路基板６等を介して与えられた電気信号をＴＯＳＡ４の本体部４ａ内のＬＤで光信号に変換してスリーブ４ｂに挿入されたフェルールの光ファイバに送出すると共に、ＲＯＳＡ５のスリーブ５ｂに挿入されたフェルールからの光信号をＲＯＳＡ５の本体部５ａ内のＰＤで電気信号に変換して外部に取り出すことができる。
【００１４】
続いて、本発明の特徴的な構造、すなわち、本光データリンクにおけるＴＯＳＡ４の本体部４ａ内のＬＤからの熱の放熱構造を図２〜図４を用いて説明する。図２は、図１のＴＯＳＡ４に金属部材９を取付けた様子の斜視図であり、図３は、上記放熱構造を構成する保持部材８を説明する図であり、図４は、本光データリンクにおけるＬＤからの放熱経路を説明する図である。
【００１５】
本光データリンクでは、ＴＯＳＡ４の本体部４ａには、図２に示すように、例えば厚さ０．５ｍｍの銅板を加工して得られる金属部材９が取付けられる。この金属部材９は、ＴＯＳＡ４に取付けられたときに本体部４ａの排熱面である上面４ｃと対向し当該上面４ｃと同等の面積を有する排熱部９ａを有する。排熱部９ａの一方の面とＴＯＳＡ４の本体部４ａとは、必要最小限の厚みの熱伝導シート（図４の符号１０参照）を介して接触する。この熱伝導シートを用いる目的は、本発明では、従来技術と異なり、ＴＯＳＡ４の本体部４ａと光データリンク筐体（図４の符号１１、図５の符号１０２参照）との相対的な位置のバラツキを吸収することではなく、単に本体部４ａの上面４ｃと排熱部９ａの金属同士の接触による熱抵抗（接触熱抵抗）を減少させることにある。したがって、上記バラツキを吸収するために、熱伝導シートを厚くする必要がない。本発明では、上記バラツキの吸収は保持部材８で行う。
【００１６】
保持部材８は、図３に示すように、金属部材９より薄く加工しやすい材料（例えば厚さ０．３ｍｍの銅板）をプレス加工して成る。この保持部材８は、ＴＯＳＡ４の本体部４ａに取付けられた金属部材９の排熱部９ａ（図２参照）の全体を覆い当該排熱部９ａと接触する平板部８ａと、光データリンク筐体（図４の符号１１、図５の符号１０２参照）と圧接して弾性変形することにより保持部材８全体をＴＯＳＡ４の本体部４ａの方向に付勢するバネ部８ｂと、を有する。このバネ部８ｂが筐体に圧接することで、その応力により保持部材８の平板部８ａが金属部材９に圧接する。このようにして、バネ部８ｂにより、光データリンクの筐体とＴＯＳＡ４の本体部４ａとが保持部材８を介して熱的に接続される。
【００１７】
上述のような金属部材９及び保持部材８を有する本光データリンクにおいては、図４に示すように、ＴＯＳＡ４内のＬＤ４ｄで発生した熱は、熱伝変換素子（ＴＥＣ：Thermo-Electric Cooler）４ｅに伝わり、その放熱面４ｆから、ＣｕＷ板等で構成される本体部４ａの上板（放熱板）４ｇに伝わる。そして、上板４ｇに伝わった熱はその上面４ｃから熱伝導シート１０を介して金属部材９の排熱部９ａに伝わり、保持部材８の平板部８ａに伝導されて、当該保持部材８から筐体１１を介して外部に放出される。この光データリンクの筐体１１とＴＯＳＡ４の本体部４ａとの間の放熱経路は、保持部材８のバネ部８ｂによって確保される。
上述のように、本光データリンクでは、上記金属部材９と保持部材８とが協働してＴＯＳＡ４の本体部４ａからの発熱の筐体１１への熱伝導を形成するので、筐体１１とＴＯＳＡ４の本体部４ａとの相対的な位置のバラツキを吸収して、両者を熱的に接続できる。
【００１８】
本光データリンクは、従来のものと異なり放熱経路に厚い熱伝導シートを用いていないため放熱経路における熱抵抗が小さく、且つ、放熱経路を占める金属部分の割合が大きいため金属部分の厚み方向と垂直方向に熱を拡散することができるので、ＬＤ４ｄからの熱を効率良く冷却することができる。なお、以上の例では、ＴＯＳＡの本体部４ａと金属部材９との間の熱抵抗を軽減させる目的で、薄い熱伝導シート１０を用いたが、代わりに、熱伝導性の良いグリースを用いてもよいし、両者が圧接されて熱抵抗が低くなるようにネジ止め機構を設けてもよい。
【００１９】
また、本光データリンクの金属部材９を用いずに、バネ部８ｂを有する保持部材８を厚くして効率的に冷却する構造も考えられるが、バネを有するような複雑な構造を、厚い金属平板をプレス加工して作製するのは技術的に困難である。また、プレス加工以外の方法により作製することは可能であるが、その分コスト高となる。言い換えれば、金属部材９と保持部材８とを一体成型で作製することも技術的には可能であるが、一般には複雑形状となることが考えられ、部品成型に必要な初期投資を考慮すると、本例のような分割構造とすることが、トータルコストの観点から好ましい。
【００２０】
続いて、図２に戻って、金属部材９のＴＯＳＡ４への取付のための構造について説明する。
金属部材９は、図２（Ａ）に示すように、排熱部９ａの一端から当該排熱部９ａの延在方向と垂直方向に延出された鉤型状のフック部９ｂと、排熱部９ａの他端からフック部９ｂと同方向に延出された前方抑え部９ｃと、を有する。また、図２（Ｂ）に示すように、金属部材９は、排熱部９ａの一側端からフック部９ｂと同方向に延出された第１の側方抑え部９ｄと、前方抑え部９ｃの一側端から第１の側方抑え部９ｄの方向に延出された第２の側方抑え部９ｅとを有する。また、前方抑え部９ｃには、スリーブ４ｂに対応した形状の曲面部９ｆが形成されている。
【００２１】
このような金属部材９は、ＴＯＳＡ４の本体部４ａへの取付け後は、力が加えられても、以下のように各部９ｂ〜９ｆが本体部４ａやスリーブ４ｂに接触するので、容易に外れることはない。すなわち、金属部材９に力が加えられた場合に、フック部９ｂが、ＴＯＳＡ４の本体部４ａのスリーブ４ｂとは反対側に突出する凸部４ｈと接触したり、前方抑え部９ｃが本体部４ａの前面４ｉ（図２（Ａ）参照）に接触したり、第１及び第２の側方抑え部９ｄ，９ｅが本体部４ａの側面４ｊに接触したり、前方抑え部９ｃの曲面部９ｆがスリーブ４ｂに接触したりする。したがって、上記の場合に金属部材９がＴＯＳＡ４の本体部４ａから容易に外れることがない。
【００２２】
以上では、金属部材９が銅板を加工して成るものとしたが、実際に金属部材９に用いる材料はこの限りではなく、熱伝導率２５０ｗ／ｍｋ以上を有するいかなる金属材料も適用可能である。金属部材９は熱容量の観点から厚ければ厚いほうが好ましく、上述の０．５ｍｍに限定されるものではない。
【００２３】
また、以上では、保持部材８が銅板を加工して成るものとしたが、金属部材９と同様、実際に保持部材に用いる材料はこの限りではなく、熱伝導率２５０ｗ／ｍｋ以上を有するいかなる金属材料も適用可能である。また、金属部材９と同じ理由で、保持部材８も放熱の観点からは厚いほうが好ましく、上述の０．３ｍｍに限定されるものではない。
【００２４】
また、金属部材及び保持部材は上述の形状に限定されるものではなく、例えば、図５及び図６に示すような形状として、金属部材に対して保持部材をスライドさせて嵌め込み、両者の熱的な接続と機械的な固定を同時に実現する構造も採用可能である。図５は、本発明に関わる金属部材の他の例を示す図で、図６は、図５の金属部材に保持部材をスライドさせて嵌め込んだ時の様子を示す図である。なお、図５及び図６の金属部材９’及び保持部材８’における図２及び図３の金属部材９及び保持部材８と同様な構成については、同じ参照符号を付すことによりその説明を省略する。
【００２５】
図５の金属部材９’は、排熱部９ａの両側端から当該排熱部９ａの延在方向と垂直方向であってＴＯＳＡ４から離間する方向に延出された鉤型形状の曲げ部９ｂ’を有する。この曲げ部９ｂ’と排熱部９ａとの間に、図６のように、保持部材８’の平板部８ａ’をスライドさせて嵌め込むことで、金属部材９’と保持部材８’とを熱的に接続すると共に機械的に固定することができる。なお、保持部材８’の平板部８ａ’は、金属部材９’の曲げ部９ｂ’と排熱部９ａとの間に挿入できるように、図３の保持部材８の平板部８ａに比べ幅が狭く形成されている。
【００２６】
また、図５及び図６の構成では、筐体１０２の第１の放熱部１０２ａ（図７参照）に金属部材９’の曲げ部９ｂ’が当接し、保持部材８のバネ部８ｂ等が、筐体１０２の第１の放熱部１０２ａより内側に突出している第２の放熱部１０２ｂに当接する。これにより、放熱経路が確保されている。
【００２７】
上述の例は、スキマ嵌めを前提としたものであるが、たとえば図２や図５の金属部材の前方抑え部の曲面部の形状を、当該曲面部が係合するＴＯＳＡのスリーブの外形よりもあえて小さくしたり、図５の金属部材の排熱部と曲げ部との間の距離を保持部材の平板部の厚みより小さくしたりしておき、かつ、弾性変形の範囲で可動するバネ構造とすることで、より取付け後の安定性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１…組立体、２…光レセプタクル、３…ベール、４…ＴＯＳＡ、５…ＲＯＳＡ、６，７…回路基板、８，８’…保持部材、９，９’…金属部材、１０…熱伝導シート、１１…筐体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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