(57)【要約】【課題】簡潔な構造を有する光コネクタを用い、狭い空間に搭載可能な光結合構造の提供。【解決手段】本光結合構造は、一方の光ファイバＦ１の先端に装着されたフェルール１１と、該フェルール１１の根元に付属するフランジ１２と、を有する第１の光コネクタと、他方の光ファイバＦ２の先端に装着されたフェルール２１と、該フェルール２１の根元に付属するフランジ２２と、を有する光コネクタと、フェルール１１とフェルール２１とを調芯する割スリーブ３０とを備え、一方の光コネクタは、フランジ１１とフランジ２１とを挟みこむＵ字状のホルダ１４を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の光ファイバの先端に装着された第１のフェルールと、該第１のフェルールの根元に付属する第１のフランジと、を有する第１の光コネクタと、
他方の光ファイバの先端に装着された第２のフェルールと、該第２のフェルールの根元に付属する第２のフランジと、を有する第２の光コネクタと、
前記第１のフェルールと前記第２のフェルールとを調芯するスリーブとを備え、
前記第１の光コネクタは、前記第１のフランジと前記第２のフランジとを挟みこむホルダを有する、光結合構造。
【請求項２】
前記ホルダは、前記第１のフランジを介して前記第１のフェルールとは反対側に位置するベースと、該ベースから前記第１のフェルールの延在方向に延出し先端に前記第２のフランジに係合するフックを備えた一対のアームとを有する、請求項１に記載の光結合構造。
【請求項３】
前記第１及び前記第２のフランジはそれぞれ切り込みを有し、該切り込みに前記アームが収納される、請求項２に記載の光結合構造。
【請求項４】
前記アームは、前記第１のフランジと前記第２のフランジとの間の位置に鞍部を有する、請求項２または３に記載の光結合構造。
【請求項５】
前記第１の光コネクタは、前記第１のフランジと前記ホルダの前記ベースとの間にコイルスプリングを有し、該コイルスプリングは前記ベースを前記第１のフランジから離間する方向に応力を付与する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の光結合構造。
【請求項６】
前記ホルダの前記ベースは、角型の平面形状を有し、該角型の対向する二辺から前記アームが延出し、他の二辺から前記アームの延出方向に折り曲げられたタブが形成されている、請求項２〜５のいずれか１項に記載の光結合構造。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光結合構造を筺体内に備え、
該筺体は、前記光結合機構を収納する凹部と、該凹部から前記光結合機構が取り外れるのを防止する保持板を有し、該保持板の幅は前記光結合機構の前記第１のフランジと前記第２のフランジと間隔に相当する、光トランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光トランシーバ等の機器内に布線される内部光ファイバ同士を接続する光結合機構及び該光結合機構を備える光トランシーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信では大伝送容量を確保するために波長分割多重方式が採用されることがある。例えば、CFP、QSFP（Quadrature Small Form factor Pluggable)等の業界標準規格では、波長グリッドがCWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing)、LAN-WDM（Local Area Network WDM)に基づく四波の光信号を一本の光ファイバ上に波長多重化して送受する。この場合、光トランシーバ等の光機器の筐体内に波長分割多重化素子（Optical Multiplexer/Demultiplexer)を搭載し、この素子から分割数に応じた内部光ファイバが引き出され、これら内部光ファイバは半導体レーザ（LD）、フォトダイオード（PD）等の光デバイスに導かれる。
【０００３】
ここで、波長分割多重化素子と光デバイスとを内部光ファイバによって固定形式（ピグテール形式）で接続したとする。この場合、例えば、一個の光デバイスが不良と判断されたり、継続使用により不良に至ったりしたときに、素子−光デバイス間はピグテール形式で接続されているので、不良の光デバイスのみを交換するわけにはいかず、上記素子と全ての光デバイスを交換しなければならず、甚だ不経済の極みとなる。不良の光デバイスから引きだされるピグデール光ファイバを切断し、光デバイスを交換した後、融着接続により内部光ファイバを接続する、という方法も知られているが、この方法のためには予め適当な長さの（十分な余長を有する）ピグテールファイバを用意しておかなければならず、筺体内が光ファイバだらけになる、という状況も生まれる。
【０００４】
特許文献１の光コネクタは、４つの光デバイスを搭載する４連の光レセプタクルに取り付けたときに内部光ファイバと光デバイスが光結合するようになっている。また、特許文献２及び３には、特許文献１の光コネクタと同様に、光ファイバ端全体を覆うハウジングを有すると共に当該光コネクタの取り付け側への係止構造がハウジングに設けられた光コネクタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１１８３３７号公報
【特許文献２】特開平７−３１８７５５号公報
【特許文献３】特表平１１−５１２１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
機器の筺体内に搭載される光コネクタは、通常の光コネクタと異なり、その耐湿性、強靱性、係合利便性は次善の要求となる。前二者の特性は機器の筺体そのもので補償される。また、係合利便性については、一度筺体内にセットされた後は係合／解除を繰り返すものではない。むしろ、構造の簡潔さが第一義に要請される。ただでさえ部品搭載空間の確保が困難な光トランシーバ等の小型機器のさらに狭い空間、例えば、内蔵する回路基板と筺体の間などに光コネクタを搭載することが要請される場合もある。ハウジングを有する光コネクタをそのような狭い空間に搭載するのは難しい。
【０００７】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、簡潔な構造を有する光コネクタを用い、狭い空間に搭載可能な光結合構造及び当該光結合構造を備える光トランシーバ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】
本発明の光結合構造は、一方の光ファイバの先端に装着された第１のフェルールと、該第１のフェルールの根元に付属する第１のフランジと、を有する第１の光コネクタと、他方の光ファイバの先端に装着された第２のフェルールと、該第２のフェルールの根元に付属する第２のフランジと、を有する第２の光コネクタと、前記第１のフェルールと前記第２のフェルールとを調芯するスリーブとを備え、前記第１の光コネクタは、前記第１のフランジと前記第２のフランジとを挟みこむホルダを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光結合構造を簡潔にすることができ、また、小型機器の狭い空間にも光結合構造を搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の光結合機構を構成するコネクタを示す図である。
【図２】雄コネクタと雌コネクタとを係合させた状態を示す斜視図である。
【図３】雄コネクタの構成部材を説明するための図である。
【図４】雄コネクタと雌コネクタとを係合させた状態を示す断面図である。
【図５】雄コネクタと雌コネクタとの係合手順を示す図である。
【図６】本発明の光結合機構が用いられる光トランシーバの一例を示す外観図である。
【図７】本発明の光結合機構の光トランシーバへの収納形態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の光結合機構及び光トランシーバに係る好適な実施形態について説明する。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全ての変更が含まれることを意図する。また、以下の発明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明の光結合機構を構成するコネクタを雄／雌で個別に描いた図である。下記説明でも明らかにされるように、図のコネクタ１０、２０を厳密には雄／雌に区別することはできない。両コネクタ１０、２０はいずれもフェルール１１、２１（図３参照）を有しており、これらフェルール１１、２１を割スリーブ３０の両側から挿入してフェルール１１、２１間の光結合を実現するものである。厳密に言うならば、割スリーブ３０が雌であり、フェルール１１、２１を有する部材が雄である。
【００１３】
しかし、以下の説明では、図１（Ｂ）のコネクタ２０がポケット２４ａを有しており、該ポケット２４ａに、図１（Ａ）のコネクタ１０に取り付けられている割スリーブ３０が収納される構造であるため、図１（Ａ）のコネクタ１０を雄コネクタ１０、図１（Ｂ）のコネクタ２０を雌コネクタ２０とそれぞれ呼ぶこととする。なお、雄コネクタ１０から割スリーブを取り外したものが本発明の「第１の光コネクタ」に相当し、雌コネクタ２０が本発明の「第２の光コネクタ」に相当する。
【００１４】
雄コネクタ１０は、光ファイバＦ１の先端に装着されたフェルール１１を有し、このフェルール１１の根元側にフランジ１２が付属している。また、雄コネクタ１０は、フェルール１１側を内側としたときにフランジ１２の外側にコイルスプリング１３を有し、さらに、側面視Ｕ字状に形成されＵ字の底部に相当する部分がコイルスプリング１３の外側に取り付けられるホルダ１４を有する。ホルダ１４は、例えば、銅等を材料とする金属製であるが、樹脂製であってもよい。
【００１５】
雌コネクタ２０は、光ファイバＦ１とは別の光ファイバＦ２の先端に装着されたフェルール２１を有し、このフェルール２１の根元側にフランジ２２が付属している。フェルール１１、２１とフランジ１２、２２とでは求められる寸法精度が異なるのでこれらは別体で構成することが好ましい。
【００１６】
図２は、雄コネクタ１０と雌コネクタ２０とを係合させた状態を示す斜視図である。本光結合機構における雄コネクタ１０と雌コネクタ２０の係合は、基本的には割スリーブ３０とフェルール１１、２１の嵌合力によりもたらされる。さらに、Ｕ字状のホルダ１４によってフランジ１２とフランジ２２とを挟みこむことで上記係合を補助する形態となっている。本例では、ホルダ１４でフランジ１２、２２を挟み込む際、ホルダ１４とフランジ１２との間にコイルスプリング１３が介在しており、コイルスプリング１３の応力により上記係合がさらに補助されるようになっている。なお、上述の挟み込んだ状態では、フェルール１１とフェルール２１とが挿入された割スリーブ３０は露出している。
【００１７】
図３は、雄コネクタ１０の構成部材を説明するための斜視図で、図３（Ａ）は雄コネクタ１０を割スリーブ３０とホルダ１４の図示を省略して描いたものであり、図３（Ｂ）はホルダ１４を単体で描いたものである。
【００１８】
フランジ１２は、図３（Ａ）に示すように、二つの切り欠き１２ａを有する。図１（Ａ）から明らかなように、この切り欠き１２ａに沿ってホルダ１４がセットされる。この構造により、ホルダ１４が光ファイバ軸を中心として回転するのを抑えることができる。
【００１９】
Ｕ字状のホルダ１４は、図３（Ｂ）に示すように、Ｕ字の底部に相当する部分に、角型で平面形状のベース１４ａを有する。ベース１４ａの中央には光ファイバＦ１を挿通する開口１４ｂが形成されている。
【００２０】
また、角型のベース１４ａの対向する二辺からフェルール１１の延在方向にアーム１４ｃが延出している。アーム１４ｃ間の距離は、フランジ１２の切り欠き１２ａの底面間の距離にほぼ等しい。また、アーム１４ｃそれぞれの先端はもう一方のアーム１４ｃの方向に折り曲げられてフック１４ｄが形成されている。アーム１４ｃの幅は、例えば、フェルール１１の外径よりも大きく、割スリーブ３０程度とすることができる
【００２１】
ベース１４ａの上記二辺の残りの二辺には、アーム１４ｃの延出方向に折り曲げられてタブ１４ｅが形成されている。タブ１４ｅは次の二つの効果をもたらす。
【００２２】
第１は、ベース１４ａとフランジ１２との間の空間に装着されるコイルスプリング１３の、同空間内への収納を確実にする、という効果である。コイルスプリング１３の内径は光ファイバＦ１の外径よりも大きく設定されており、コイルスプリング１３は光ファイバ軸を中心に、左右、上下に移動可能であり、大きくがたつく。タブ１４ｅとアーム１４ｃによりベース１４ａの周囲を囲むことで、コイルスプリング１３のがたつきをベース１４ａの平面内に収めることが可能となる。
【００２３】
タブ１４ｅの第２の効果は、ホルダ１４の強度を確保できる点にある。雄コネクタ１０が雌コネクタ２０と係合した状態では、後述するように、コイルスプリング１３はベース１４ａとフランジ１２との間で圧縮された状態で保持される。すなわち、コイルスプリング１３には、ベース１４ａをフランジ１２とは反対の側に押し付ける応力が加わる。タブ１４ｅを設けることにより、この応力に対する耐性を高めることができる。
【００２４】
アーム１４ｃのほぼ中央には、アーム１４ｃ間の距離を狭めるような形状の鞍部１４ｆが形成されている。この鞍部１４ｆがフランジ１２の前方側（フェルール１１側）にあるか、あるいは、後方側（コイルスプリング１３側）にあるかによって、雄／雌コネクタの脱着／係合を調整する。すなわち、ホルダ１４を光ファイバＦ１に対してスライドさせて鞍部１４ｆをフランジ１２の後方側にセットすることにより、フェルール１１が剥き出しになりフェルール１１への割スリーブ３０の装着を容易にすると同時に、雌コネクタ２０のフェルール２１の割スリーブ３０への挿入時にフェルール２１の先端がアーム１４ｃの先端のフック１４ｄに触れて損傷することを防止する。また、雄／雌係合後に後述のようにアーム１４ｃの先端のフック１４ｄを雌コネクタ２０のフランジ２２に係合させると、これは同時に鞍部１４ｆが雄コネクタ１０のフランジ１２の前方側に移動していることを意味する。
【００２５】
図１（Ｂ）に戻り、雌コネクタ２０についてさらに説明する。雌コネクタ２０は、光ファイバＦ１とは別の光ファイバＦ２の先端に装着されたフェルール２１を有し、このフェルール２１の根元側に、一対の切り込み２２ａを有するフランジ２２が付属している。切り込み２２ａ間の距離は、雄コネクタ１０のホルダ１４のアーム１４ｃ間の距離にほぼ等しく、雌コネクタ２０の切り込み２２ａは雄コネクタ１０の切り欠き１２ａと同等に機能する。
【００２６】
フランジ２２のフェルール２１側の付け根は斜面２２ｂに加工されており、雄コネクタ１０と雌コネクタ２０とを係合させる際には、アーム１４ｃの先端のフック１４ｄがこの斜面２２ｂを滑り上がることで係合が容易となっている。フランジ２２のフェルール２１側とは反対側には斜面は形成されておらず、係合後のアーム１４ｃにフェルール２１の光軸方向に動かすような力が働いてもアーム１４ｃは容易には動かないようになっている。なお、加工上の関係でフランジ２２のフェルール２１側とは反対側の根元には曲面が形成されてしまうが、該曲面に上記斜面２２ｂの効果はない。
【００２７】
また、フランジ２２を介してフェルール２１とは反対側のボディ部２３も、フランジ２２の切り込み２２ａと連続する形態で切り込み２３ａを有する。切り込み２３ａの切り込み深さは切り込み２２ａより深くなっており、ホルダ１４のフック１４ｄ先端がこの深くされた切り込み２２ａ内に収まるようになっている。
【００２８】
フェルール２１の周囲には、フランジ２２からフェルール２１と同方向に延び出すリング状のカバー２４が設けられている。カバー２４とフェルール２１の間にポケット２４ａが形成されている。このポケット２４ａに雄コネクタ１０側から割スリーブ３０の先端が収容される。カバー２４はフェルール２１の先端を保護する機能も果たす。ポケット２４ａの径方向の幅は割スリーブ３０の厚みよりも広くなっている。言い換えると、カバー２４の内径は割スリーブ３０の外径よりも大きく設定されている。
【００２９】
図４は、雄コネクタ１０と雌コネクタ２０とを係合させた状態を示す断面図である。上記係合時は図示するようにホルダ１４のアーム１４ｃの先端のフック１４ｄが雌コネクタ２０のボディ部２３に形成された切り込み２３ａにセットされる。また、両フランジ１２、２２の切り込み１２ａ、２２ａの位置は、ホルダ１４のアーム１４ｃにより整合されている（図２参照）。雄コネクタ１０のコイルスプリング１３は、フランジ１２とホルダ１４のベース１４ａとの間に圧縮された状態でセットされており、ベース１４ａを後方に押し付ける応力を付与している。この応力は、ホルダ１４のフック１４ｄと雌コネクタ２０のフランジ２２との係合を確実なものとする。上記係合時は、アーム１４ｃの鞍部１４ｆが両フランジ１２、２２間のほぼ中央に位置する。
【００３０】
また、上述の係合時において、両方のフェルール１１、２１は、割スリーブ３０内に挿入され、その先端同士が物理接触（Physical Contact）することで光結合が実現する。割スリーブ３０の先端は雌コネクタ２０のポケット２４ａの奥端からは離れている。ホルダ１４のアーム１４ｃの先端のフック１４ｄが雌コネクタ２０のフランジ２２を超えてボディ部２３に形成された切り込み２３ａに収納されフランジ２２と係合される。それに加えて、ホルダ１４のベース１４ａと雌コネクタ２０のフランジ２２との間に位置するコイルスプリング１３が、フランジ１２を雌コネクタ２０側に押し付けると共に、ベース１４ａ及びフック１４ｄを介してフランジ２２を雄コネクタ１０側に押し付けている。これによりフェルール１１、２１同士の物理接触が安定する。
【００３１】
図５は、雄コネクタ１０と雌コネクタ２０との係合手順を示す図である。係合の際は、まず、雌コネクタ２０のホルダ１４を後方側一杯に位置させ、ほぼ剥き出しになった雄コネクタ１０のフェルール１１へ、割スリーブ３０を装着し、まず、図５（Ａ）の状態にする。この時、アーム１４ｃの鞍部１４ｆはフランジ１２の後方側に位置するので、鞍部１４ｆがストッパとなって、アーム１４ｃすなわちホルダ１４が前方側にスライドすることを抑制する。
【００３２】
次いで、雄コネクタ１０側の割スリーブ３０を雌コネクタ２０のポケット２４ａに挿入して図５（Ｂ）の状態にし、フェルール１１、２１を突き合わせる。そして、図５（Ｃ）に示すように、ホルダ１４の鞍部１４ｆが雄コネクタ１０のフランジ１２を乗り越えるように、ホルダ１４を雌コネクタ２０側にスライドさせ、その先端のフック１４ｄを雌コネクタ２０のボディ部２３の切り込み２３ａにセットし、フック１４ｄをフランジ２２と係合させる。ホルダ１４のスライド中に、コイルスプリング１３の両端がフランジ１２とホルダ１４のベース１４ａに突き当たり、両者の間隔が狭くなり、コイルスプリング１３が自然長よりも短くなる。この自然長よりも短くなったコイルスプリング１３がホルダ１４のベース１４ａを後方側に押し付け、結果、フック１４ｄと雌コネクタ２０すなわちフランジ２２との係合力が生ずる。
【００３３】
雄コネクタ１０と雌コネクタ２０との係合は、ホルダ１４のアーム１４ｃの鞍部１４ｆ付近を割スリーブ３０側に押し込み、雌コネクタ２０のフランジ２２からアーム１４ｃのフック１４ｄを外すことで解除できる。
【００３４】
以上の構成において、割スリーブ３０の全長は、係合時の両フランジ１２、２２の間隔よりも短く設定されている。すなわち、割スリーブ３０の先端は雌コネクタ２０のポケット２４ａの底面に接触しない、または、割スリーブ３０の他端は雄コネクタ１０のフランジ１２に接触しない、という状況が確実に作り出されるようになっている。これは、両フェルール１１、２１の先端の物理接触を確実にするためである。
【００３５】
本光結合機構は、光軸方向の保持力を高めるための構成を有するが、光軸に垂直な方向については同様な部材を有していない。光軸に垂直な方向の保持力は、割スリーブ３０のフェルール１１、２１の保持力のみで維持している。通常は、当該方向の保持力は光コネクタのハウジングにより発揮される。しかし、本光結合機構は、光コネクタにハウジングを設けないことを特徴としている。これは、本光結合機構が、狭い筐体内での使用を前提としているためである。本光結合機構は、係合／脱着を頻繁に繰り返すことがない用途に好適に用いられる。
【００３６】
図６は、雄コネクタ１０と雌コネクタ２０とからなる光結合機構が用いられる光トランシーバの一例を示す図である。図の光トランシーバ５０は、上筐体６１と下筐体６２からなる筐体６０内に、雄コネクタ１０と雌コネクタ２０とからなる光結合機構を収納している。より詳細には、筐体６０内の回路基板と下筐体６２との間に上記光結合機構を収納している。
【００３７】
図７は、上記光結合機構の下筐体６２への収納形態の一例を示す図である。図７（Ａ）に示すように、下筐体６２は、側壁６２ａで囲まれ周囲に対して窪んだ凹部６２ｂを有する。凹部６２ｂには、幅狭部位すなわちチャネル６２ｃが形成されており、チャネル６２ｃの一端の両側にガイド部６２ｄが形成されている。また、下筐体６２は後述のラグ板をネジ止めするためのネジ穴６２ｅを有する。
【００３８】
上述の下筐体６２に対し、図７（Ｂ）に示すように、割スリーブ３０がチャネル６２ｃ内に位置すると共に一方のフランジ（図では雄コネクタ１０のフランジ１２）がガイド部６２ｄ内に位置するように、係合した状態の光結合機構を凹部６２ｂにセットする。チャネル６２ｃの長さはフランジ１２、２２間の距離と等しく、また、チャネル６２ｃの幅は雌コネクタ２０のカバー２４の外径にほぼ等しい。このような寸法を有するチャネル６２ｃに収納された光結合機構は、ガタつきなく該チャネル６２ｃにセットされる。
【００３９】
その後、チャネル６２ｃを覆うように図７（Ｃ）のラグ板７０を被せ、ネジ穴６２ｅに通したネジ７１でラグ板７０を固定することで、係合した光結合機構が下筺体６２の内面に装着される。
【００４０】
ここで、ラグ板７０は、上方に突出する凸部７０ａを中央部に有し、凸部７０ａの幅がホルダ１４のアーム１４ｃの幅にほぼ等しくなっている。これにより、アーム１４ｃの跳ね上がりが適切に防止され、アーム１４ｃと雌コネクタ２０の係合が外れることがない。さらに、凸部７０ａ内には下方に凸の別の部材（不図示）が組み合わされ、該別の部材がアーム１４ｃの鞍部１４ｆに挿入されるようになっている。上記別の部材の凸部の光軸方向の長さがアーム１４ｃの鞍部１４ｆの光軸方向の長さにほぼ等しくなっており、上記別の部材がアーム１４ｃの鞍部１４ｆと係合するので、アーム１４ｃの光軸方向／前後方向のスライドが確実に防止される。
【００４１】
なお、ガイド部６２ｄはチャネル６２ｃの両端に設け、両方のフランジ１２、２２を収納するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０…雄コネクタ、１１…フェルール、１２…フランジ、１３…コイルスプリング、１４…ホルダ、１４ａ…ベース、１４ｂ…開口、１４ｃ…アーム、１４ｄ…フック、１４ｅ…タブ、１４ｆ…鞍部、２０…雌コネクタ、２１…フェルール、２２…フランジ、２３…ボディ部、２４…カバー、２４ａ…ポケット、３０…割スリーブ、５０…光トランシーバ、６０…筐体、６１…上筐体、６２…下筐体、６２ａ…側壁、６２ｂ…凹部、６２ｃ…チャネル、６２ｄ…ガイド部、６２ｅ…ネジ穴、７０…ラグ板、７０ａ…凸部、７１…ネジ。
【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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