(57)【要約】  熱的特性を向上させたアクティブ光ケーブル（ＡＯＣ）組立体のための構造体及び方法が開示される。一実施形態では、ＡＯＣ組立体は、コネクタに取り付けられた第１の端部を有する光ファイバケーブルを含み、熱をコネクタから放散させるためのサーマルインサートがハウジングに取り付けられている。ＡＯＣ組立体は、コネクタのアクティブなコンポーネントからの適当な熱伝達率で熱を放散させることができ、例えばコネクタから０．７５ワット以上の熱伝達率で熱を放散させることができる。一実施形態では、サーマルインサートは、コネクタのブーツの下に少なくとも部分的に配置される。別の実施形態では、コネクタの少なくとも１つのコンポーネントが複数個のフィンを有する。他のＡＯＣ組立体は、熱を組立体から放散させるためのプルタブを有するコネクタを含むのが良い。【選択図】図１
2015511334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ光ケーブル（ＡＯＣ）組立体であって、
コネクタに取り付けられた第１の端部を有する光ファイバケーブルを含み、前記コネクタは、ハウジングに取り付けられたサーマルインサートを有し、前記ＡＯＣ組立体は、前記コネクタから０．７５ワット以上の熱伝達率で熱を放散させることができる、ＡＯＣ組立体。
【請求項２】
前記サーマルインサートは、ブーツの下に少なくとも部分的に配置されている、請求項１記載のＡＯＣ組立体。
【請求項３】
前記サーマルインサートは、金属又はポリマーを含む、請求項１記載のＡＯＣ組立体。
【請求項４】
前記コネクタから熱を放散させる複数個のフィンを有する少なくとも１つのコンポーネントを更に含み、前記少なくとも１つのコンポーネントは、コネクタ本体又はブーツである、請求項１記載のＡＯＣ組立体。
【請求項５】
前記少なくとも１つのコンポーネントは、前記コネクタのハウジングの外方に少なくとも部分的に配置されている、請求項４記載のＡＯＣ組立体。
【請求項６】
前記光ファイバケーブルの前記第１の端部のところで少なくとも１本の光ファイバに取り付けられた全反射（ＴＩＲ）ブロックを更に含む、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のＡＯＣ組立体。
【請求項７】
前記光ファイバケーブルは、第１のカラーに取り付けられた２つの金属製の細長い部材を有する、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のＡＯＣ組立体。
【請求項８】
前記光ファイバケーブルの２つの金属製の細長い部材が取り付けられた第２のカラーを更に含む、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のＡＯＣ組立体。
【請求項９】
前記コネクタは、プルタブを更に有する、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のＡＯＣ組立体。
【請求項１０】
前記コネクタは、６５℃以下の外面温度を維持する、請求項１〜９のうちいずれか一に記載のＡＯＣ組立体。
【請求項１１】
アクティブ光ケーブル（ＡＯＣ）組立体であって、
ハウジングを備えたコネクタに取り付けられている第１の端部を有する光ファイバケーブルと、
熱を放散させるために前記コネクタの前記ハウジング中に延びるプルタブとを含む、ＡＯＣ組立体。
【請求項１２】
前記ＡＯＣ組立体は、前記コネクタから０．７５ワット以上の熱伝達率で熱を放散させることができる、請求項１１記載のＡＯＣ組立体。
【請求項１３】
前記プルタブに設けられた隆起特徴部を更に含む、請求項１１又は１２記載のＡＯＣ組立体。
【請求項１４】
複数個のフィンを有する本体を更に含む、請求項１１〜１３のうちいずれか一に記載のＡＯＣ組立体。
【請求項１５】
前記光ファイバケーブルの前記第１の端部のところで少なくとも１本の光ファイバに取り付けられた全反射（ＴＩＲ）ブロックを更に含む、請求項１１〜１４のうちいずれか一に記載のＡＯＣ組立体。
【請求項１６】
前記光ファイバケーブルは、第１のカラーに取り付けられた２つの金属製の細長い部材を有する、請求項１１〜１５のうちいずれか一に記載のＡＯＣ組立体。
【請求項１７】
前記光ファイバケーブルの２つの金属製の細長い部材が取り付けられた第２のカラーを更に含む、請求項１１〜１６のうちいずれか一に記載のＡＯＣ組立体。
【請求項１８】
アクティブ光ケーブル（ＡＯＣ）組立体を製作する方法であって、
光ファイバケーブルを用意するステップと、
ハウジングを有するコネクタを用意するステップと、
前記コネクタを前記光ファイバケーブルに取り付けて前記ＡＯＣ組立体が前記コネクタから０．７５ワット以上の熱伝達率で熱を放散させることができると共に前記ＡＯＣ組立体が動作中、コネクタ外面温度を６５℃未満に維持するようにするステップとを含む、方法。
【請求項１９】
複数個のフィンを備えたブーツ又は本体を複合成形するステップを更に含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
サーマルインサートを前記コネクタの前記ブーツの下に取り付けるステップを更に含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
プルタブを前記コネクタに取り付けるステップを更に含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
全反射（ＴＩＲ）ブロックを前記光ファイバケーブルの少なくとも１本の光ファイバに取り付けるステップを更に含む、請求項１８〜２１のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項２３】
前記光ファイバケーブルの２つの細長い部材を第１のカラーの一部分に取り付けるステップを更に含む、請求項１８〜２２のうちいずれか一に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示内容、即ち、本発明は、一般に、アクティブ光ケーブル組立体のための熱管理に関する。特に、本発明は、アクティブ光ケーブル組立体から熱を放散させる構造体及び方法に関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は、両方共２０１２年２月２１日に出願された米国特許仮出願第６１／６０１，３０１号及び同第６１／６０１，３５５号の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９の規定に基づく優先権主張出願であり、これら米国特許仮出願を参照により引用し、これらの記載内容全体を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバは、多くの理由、例えば広帯域幅能力、誘電特性等によって伝統的なロングホール（長距離）及びメトロ遠隔通信ネットワークの大部分において銅を利用した接続性（connectivity）又は接続方式に取って代わった。消費者が消費者用電子装置、例えばスマートフォン、ラップトップ、ディスプレイ、タブレット等についてより広い帯域幅を必要とするにつれて、信号伝送のための光ファイバの使用は、これら用途について従来の銅を利用した接続方式に取って代わることができるよう考慮されている。これは、最も短いケーブル距離、例えば１〜２メートルならまだしもこれ以外のどれと比較しても電子装置相互間の高速通信は、純粋に電気的なケーブル組立体では実用的であるとは言えないからである。しかしながら、伝送媒体として光ファイバを含むアクティブ光ケーブル組立体を用いると、非常に長い伝送距離、例えば数十メートルが可能である。アクティブ光ケーブル組立体は、電気ポートとの互換性を提供するために電気コネクタを用いるが、ケーブルの端部に取り付けられた電気コネクタ相互間の光ファイバによる信号の光伝送のために例えばコネクタ内で電気信号を光信号に変換（即ち、電気‐光学変換及び光学‐電気変換）する。さらに、標準電気プロトコル（即ち、銅を利用した接続方式）から完全に光を利用した（全光化）接続方式への将来における移行は、信号の電気‐光学変換及び光学‐電気変換がケーブル組立体の最初の数センチメートル内で、例えば、既存のプロトコル、例えばＨＤＭＩ（登録商標）、ＵＳＢ、ミニディスプレイポート（MiniDisplay Port）等を用いる場合のあるコネクタ内で起こるアクティブ光ケーブル組立体の商業化によって容易になるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気インターフェース‐プロトコルを適当なビットストリームに変換し、かかるビットストリームを光ファイバ中に忠実に放出し、そしてレシーバ端部のところでビットストリームを捕捉して復号する機能は、典型的には、いくつか挙げてみただけでもレーザドライバ、集積回路、クロック・データリカバリ（ＣＤＲ）装置、トランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）及び受動型電気部品を含む印刷回路板組立体の形態をした相当大がかりな電気回路構成を必要とする。これら装置のうちのほんの幾つかからの大きな熱的寄与及び他の装置からの小さな熱的寄与により、比較的大きな廃熱又は寄生熱出力の集積がアクティブ光ケーブル組立体の電気回路によって生じることが通例であり、その結果、ユーザ用のコネクタの表面上の過度の温度及び／又は不快になるほど高い温度に起因して電子装置の時期尚早な故障が生じる場合がある。さらに、アクティブ光ケーブル組立体のためにフットプリントを比較的小さくするという要望は、かかるアクティブ光ケーブル組立体についての発熱の懸念を深める。
【０００５】
かくして、熱放散特性を向上させたアクティブ光ケーブル組立体が要望されているが、まだ実現に至っていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、熱的特性を向上させたアクティブ光ケーブル（ＡＯＣ）組立体を製作する構造体及び方法に関する。本発明の一観点は、コネクタに取り付けられた第１の端部を有する光ファイバケーブルを含むＡＯＣ組立体に関し、コネクタは、コネクタから適当な量の熱流束を放散させ、例えばコネクタから０．７５ワット以上の熱伝達率（即ち、熱流束）で熱を放散させるためにコネクタのハウジングに取り付けられたサーマルインサートを有する。ＡＯＣ組立体は、コネクタ外面を６０℃未満に維持するのが良い。別の実施形態では、サーマルインサートは、コネクタのブーツの下に少なくとも部分的に配置された一部分を有するのが良い。
【０００７】
他のオプションとしての変形例では、コネクタは、複数個のフィンを備えた１つ又は２つ以上のコンポーネント又は部品、例えばコネクタから熱を放散させるための複数個のフィンを備えたブーツ及び／又は複数個のフィンを備えたコネクタ本体を有するのが良い。ＡＯＣ組立体は、コネクタから適当な量の熱流束を放散させることができ、例えば、コネクタから０．７５ワット以上の熱伝達率（即ち、熱流束）で熱を放散させることができるが、コネクタから熱を放散させる熱伝達率として適した他の値は、本明細書において開示する技術的思想に従って可能である。本発明の別の観点は、アクティブ光ケーブル（ＡＯＣ）組立体であって、ハウジングを備えたコネクタに取り付けられている第１の端部を有する光ファイバケーブルと、コネクタから熱を放散させるプルタブとを含み、プルタブは、コネクタのハウジング中に延びていることを特徴とするＡＯＣ組立体に関する。ＡＯＣ組立体は、コネクタから適当な量の熱流束を放散させることができ、例えば、コネクタから０．７５ワット以上の熱伝達率（即ち、熱流束）で熱を放散させることができるが、コネクタから熱を放散させる熱流束として適した他の値は、本明細書において開示する技術的思想に従って可能である。
【０００８】
本発明は又、ＡＯＣ組立体を製作する方法に関し、このＡＯＣ組立体の製作方法は、光ファイバケーブルを用意するステップと、ハウジングを有するコネクタを用意するステップと、コネクタを光ファイバケーブルに取り付けてＡＯＣ組立体がコネクタから０．７５ワット以上の熱伝達率で熱を放散することができるようにするステップとを含む。この方法は、コネクタ外面を６０℃未満に維持することができる。この方法は、ブーツ及び／又は複数個のフィンを備えたコネクタ本体を複合成形するステップを更に含むのが良い。他の実施形態は、サーマルインサートをコネクタのブーツの下に取り付けるステップを含むのが良い。
【０００９】
追加の特徴及び追加の利点が以下の詳細な説明に記載され、一部は、明細書から当業者には容易に明らかになり又は明細書及び特許請求の範囲並びに添付の図面に記載されている実施形態を実施することによって認識されよう。
【００１０】
理解されるべきこととして、上述の概要説明と以下の詳細な説明の両方は、例示に過ぎず、特許請求の範囲に記載された本発明の性質及び性格を理解するための概観又は構想を提供するようになっている。
【００１１】
添付の図面は、一層の理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれてその一部をなしている。図面は、１つ又は２つ以上の実施形態を示しており、明細書と一緒になって、種々の実施形態の原理及び作用を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本明細書において開示される技術的思想に従ってコネクタから熱を放散させる特徴部を含むアクティブ光ケーブル組立体の部分断面図である。
【図２】図２のアクティブ光ケーブル組立体の別の断面図であり、コネクタの内部要素を示す図である。
【図３】コネクタから熱を放散させるための複数個のフィンを備えたブーツを含む別のアクティブ光ケーブル組立体の斜視図である。
【図４】ブーツと、コネクタから熱を放散させるために複数個のフィンを備えたコネクタ本体の両方を含む別のアクティブ光ケーブル組立体の斜視図である。
【図５】有限要素解析を受けたアクティブ光ケーブル組立体に用いられる光ファイバケーブルの断面図及び斜視図である。
【図６】有限要素解析を受けたアクティブ光ケーブル組立体に用いられる光ファイバケーブルの断面図及び斜視図である。
【図７】特定の設計の場合、コネクタの長さの関数としてコネクタの本体表面温度を示すグラフ図である。
【図８】本明細書において開示する技術的思想に従ってコネクタから熱を放散させるための特徴部を含む別のアクティブ光ケーブル組立体の組み立て状態の後ろから見た斜視図である。
【図９】図８のアクティブ光ケーブル組立体の部分分解組立て図である。
【図１０】図８に類似したアクティブ光ケーブル組立体の断面図であり、本明細書において開示する技術的思想に従ってコネクタから熱を放散させるための追加の特徴部を示す図である。
【図１１】図８及び図９のアクティブ光ケーブル組立体の幾つかの部分の部分組立て図であり、コネクタから熱エネルギーを散逸させるためにハウジングに取り付けられたサーマルインサートを示すためにコネクタ本体が取り外されている状態を示す図である。
【図１２】図８及び図９のアクティブ光ケーブル組立体の幾つかの部分の部分組立て図であり、コネクタから熱エネルギーを散逸させるためにハウジングに取り付けられたサーマルインサートを示すためにコネクタ本体が取り外されている状態を示す図である。
【図１３】図８及び図９のアクティブ光ケーブル組立体の幾つかの部分の部分組立て図であり、コネクタから熱エネルギーを散逸させるためにハウジングに取り付けられたサーマルインサートを示すためにコネクタ本体が取り外されている状態を示す図である。
【図１４】図８及び図９のアクティブ光ケーブル組立体の光ファイバケーブルを固定するために用いられるカラーを示す分解及び組立て斜視図である。
【図１５】図８及び図９のアクティブ光ケーブル組立体の光ファイバケーブルを固定するために用いられるカラーを示す状態の斜視図である。
【図１６】サーマルインサートを含む図８及び図９のアクティブ光ケーブル組立体のサブアセンブリを製作するための細部を示す部分組立て図である。
【図１７】サーマルインサートを含む図８及び図９のアクティブ光ケーブル組立体のサブアセンブリを製作するための細部を示す部分組立て図である。
【図１８】サーマルインサートを含む図８及び図９のアクティブ光ケーブル組立体のサブアセンブリを製作するための細部を示す部分組立て図である。
【図１９】サーマルインサートを含む図８及び図９のアクティブ光ケーブル組立体のサブアセンブリを製作するための細部を示す部分組立て図である。
【図２０】コネクタから熱を放散させるための熱伝導性プルタブを含む別のアクティブ光ケーブル組立体の図である。
【図２１】コネクタから熱を放散させるための熱伝導性プルタブを含む別のアクティブ光ケーブル組立体の図である。
【図２２】コネクタから熱を放散させるための熱伝導性プルタブを含む別のアクティブ光ケーブル組立体の図である。
【図２３】コネクタから熱を放散させるための熱伝導性プルタブを含む別のアクティブ光ケーブル組立体の図である。
【図２４】コネクタから熱を放散させるための熱伝導性プルタブを含む別のアクティブ光ケーブル組立体の図である。
【図２５】コネクタから熱を放散させるための熱伝導性プルタブを含む別のアクティブ光ケーブル組立体の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の現時点において好ましい実施形態を詳細に参照し、これら実施形態の実施例が添付の図面に示されている。可能である場合にはいつでも、同一又は例示の参照符号が図面全体にわたり、同一又は類似の部分を示すために用いられている。本発明の範囲内において以下の実施例の種々の改造例及び変形例を想到でき、そして互いに異なる実施例の観点を種々の仕方で組み合わせると更に別の実施例を実現することができる。したがって、本発明の真の範囲は、本明細書において説明する実施形態を考慮に入れるが、これに限定されないで、本明細書による開示全体から理解されるべきである。
【００１４】
開示する技術的思想は、アクティブ光ケーブル（ＡＯＣ）組立体における熱放散に関する。ＡＯＣ組立体は、プラグインターフェースのところで入力された電気信号をケーブル中の光ファイバに沿う光信号の伝送を可能にするために例えばコネクタハウジング内で光信号に変換し、次に、伝送された光信号を出力側のところで、例えば第２のプラグインターフェースのところで電気信号に戻し、又、この逆の関係が成り立つ。ＡＯＣ組立体は、コネクタ中に相当多くの熱を生じさせる信号を変換する（即ち、ｅ／ｏ及びｏ／ｅ変換）のための印刷回路板組立体に設けられた電気／光学部分を用い、その結果、ＡＯＣ組立体について高い温度が生じる場合がある。換言すると、印刷回路板組立体に投入される電力は、印刷回路板組立体から出る電力よりも大きく、それにより、相当な量の熱エネルギーが生じると共にＡＯＣコネクタの温度が上昇し、その結果、ＡＯＣ組立体は、触ると温かくなる場合がある。さらに、ＡＯＣ組立体内における信号の変換中に生じる熱の量は又、例えば用いられるアクティブな部品の数及び形式（例えば、回路板設計）、伝送速度、部品の配置状態等のような要因に基づいて様々である場合がある。一例を挙げると、所与のＡＯＣ組立体は、例えば０．７５ワット以上、０．８５ワット以上、それどころか１．０ワット以上の相当大きな放出電力（例えば、熱エネルギー）を生じさせる場合がある。かくして、ＡＯＣ組立体によって生じる熱エネルギーの量が増大すると、熱を放散させることがより困難となることに伴い、さらに装置の冷却は重要になる。さらに、装置が小型且つ薄型になっているので、装置を互いに接続するケーブル組立体も又、同様なサイズ／フットプリントを有することが予想され、このことは又、コネクタフットプリントが小さくなるので冷却を複雑にする場合がある。本明細書において説明するＡＯＣ組立体及び方法は、これらがＡＯＣ組立体の熱放散特性を向上させ、それにより電気部品を低温状態に維持すると共にユーザにとって低い表面温度を提供し、このことは、連続使用及び長寿命にとって有益である。具体的に説明すると、本明細書において開示する改良型ＡＯＣ組立体は、温度が所定の値を超えないよう熱を受動的に放散させる。
【００１５】
ＡＯＣ組立体の熱伝達特性を向上させる幾つかの種々の技術的思想が開示され、かかる技術的思想は、所望に応じて別個独立に又は一緒に利用できる。さらに、本明細書において開示する技術的思想は、熱的性能を決定するようモデル化される。一例を挙げると、図１及び図２は、コネクタに取り付けられた光ファイバケーブル１００を含む第１のＡＯＣ組立体１の部分断面図であり、このＡＯＣ組立体１は、コネクタ１０の電気部品により生じる熱エネルギーを散逸させるためにコネクタ１０から０．７５ワット以上の熱伝達率を有することが可能である。一実施形態では、熱流束は、サーマルインサート及び／又は本明細書において開示する複数個のフィンを有する少なくとも１つの部品によって一部がコネクタから放散される。さらに、複数個のフィンを有する少なくとも１つの部品がコネクタのハウジングの外方に少なくとも部分的に配置されている。図示のように、ＡＯＣ組立体１のコネクタ１０は、周囲環境への対流及び放射によって主熱伝達媒体となる複数個のフィン１４ａを有するひずみ逃がしブーツ１４（以下、ブーツという）を含む。ブーツ１４がコネクタ１０からの効果的な熱伝達効果を有するようにすることができるために、ＡＯＣ組立体１は、任意の熱源（例えば、コネクタ１０内の発熱電気装置）とブーツ１４との間に連続した低熱インピーダンス経路を有する。加うるに、コネクタ１０は、ブーツ１４と熱をブーツ１４に運搬している任意の部品との間に良好な接触（例えば、低インターフェース抵抗）をもたらす。さらに、ブーツ１４は、良好な熱伝導体である。と言うのは、ブーツ１４は、良好な自由対流空気流の実現を可能にする適当な形状及びサイズ並びに外部環境に熱を伝達する広い表面積を備えた複数個のフィン１４ａを有するからである。換言すると、フィンの使用により、ブーツ又は他の部品の表面積が増大し、それによりコネクタから周囲環境への熱の伝達具合が向上する。この実施形態では、ブーツ１４及びフィン１４ａは、後方に延びる連続したサイズを有する全体として丸形の形状を有しているが、開示する技術的思想に従って他の適当な形状の採用が可能である。
【００１６】
この実施形態では、コネクタ１０は、少なくともブーツ１４の下に一部分を有するサーマルインサート１２を用いてコネクタからブーツ１４への熱的経路をもたらす。一例を挙げると、サーマルインサート１２は、コネクタ１０からブーツ１４への熱伝達を可能にする金属インサート（又は他の適当な材料）であり、例えば、銅又は他の適当な熱導体、例えばアルミニウム、真鍮等を含む材料で作られる。しかしながら、他の非金属熱伝導性材料をサーマルインサートに用いることができる。ただし、かかる材料が充填剤又は熱伝導性プラスチックのように適当な熱的性質を有することを条件とする。サーマルインサートに関する他の変形例の採用も又可能である。
【００１７】
この実施形態では、サーマルインサート１２は、ブーツ１４の下に配置され、この実施形態では、熱伝達のための低インターフェース抵抗が熱伝導性インサート周りへのブーツ１４の複合成形によって提供される。サーマルインサート１２は又、コネクタからサーマルインサートへの熱的経路を作るためにコネクタの一部分、例えばハウジングに取り付けられる。他の実施形態では、ブーツ１４は、サーマルインサート１２周りに複合成形される代わりに、サーマルインサートに滑らせて嵌められる部品であっても良い。ブーツ１４は、熱伝導率の高い材料で作られ、提供されるフィン／表面積は、所望の熱流束を減衰させてコネクタを適当な温度に冷却するよう熱をコネクタから周囲環境に伝達するのに十分である。コネクタは、コネクタからの熱伝達／熱流束を一段と増大させるための他のオプションとしての構造／設計特徴部を更に有するのが良い。例えば、金属シェルの頂部は、コネクタの後側端部（例えば、ケーブル側端部）に向かう、例えばサーマルインサート／ブーツに向かう熱エネルギーの運搬具合を向上させるためにめっき状態の銅等で作られても良い。別の変形例は、コネクタの後側端部に向かう軸方向熱流を向上させるためにコネクタの圧着の際に捕捉可能な拡大した、場合によっては熱くしたサーマルシムを用いることである。実施形態は又、部品相互間の熱伝達特性を一段と向上させて（即ち、コネクタの熱伝達特性を向上させ、例えば集積チップからハウジングへの熱を放散させる）と共にコネクタ本体の温度を低下させるためのサーマルパッド、サーマルシム及び／又はサーマルペーストを更に含むのが良い。他の実施形態は、サーマルインサートの技術的思想を使用することができるが、適当な熱伝達特性／性能を依然として提供しながら複数個のフィンを有するブーツ又は他の部品を必要としない場合があっても良い（図１０）。
【００１８】
図２に最も良く示されているように、コネクタ１０は、第１のハウジング部分１８及び第２のハウジング部分２０（図１）によって形成されたハウジング内に設けられていて、コネクタ本体１６の下に部分的に配置された他の部品を有する。コネクタ１０の発熱部品は、ハウジング内に収納されると共に当該技術分野において知られているように印刷回路板組立体（ＰＣＢＡ）４０上に配置される。ＰＣＢＡ４０の発熱部品は、１つ又は２つ以上のアクティブ電気部品、例えば垂直共振器表面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）及び集積回路（ＩＣ）、例えばレーザドライバ、クロック・データリカバリＩＣ等を含むのが良い。動作中、これらアクティブ部品によって相当多くの熱エネルギーが発生し、かかる相当多くの熱エネルギーは、かかる熱エネルギーがコネクタ全体を通じて散逸されない場合、コネクタの温度を上げる場合がある。一例を挙げると、アクティブ電気部品は、コネクタ１０内に０．７５ワット以上の熱伝達率を容易に生じさせる場合がある。その結果、本明細書において開示する改良型ＡＯＣ組立体設計例は、この組立体の定常動作中、所与の熱伝達率で熱を放散させ、例えば、コネクタから０．７５ワット以上、コネクタから０．８５ワット以上又は１ワット以上の熱伝達率で熱を放散させる。
【００１９】
加うるに、コネクタ１０の前側端部は、装置への電気的接続を可能にするようＰＣＢＡ４０に電気的に取り付けられた電気インターフェース２３を有する。光ファイバケーブル１００は、コネクタ１０の後側端部のところに、カラー３０に取り付けられたその抗張力部材（以下、「抗張力体」ともいう）１０４を有し、光ファイバ１０２が光ファイバケーブルの第１の端部のところに設けられた光インターフェース、例えば全反射（ＴＩＲ）ブロックに取り付けられている。当該技術分野において知られているようにＰＣＢＡ４０上に実装されたＶＣＳＥＬ及びフォトダイオードへの光信号の伝送及び／又はこれらからの光信号の伝送を行うための他の光インターフェース、例えばリードフレーム等の使用も又可能である。
【００２０】
開示する技術的思想に従ってコネクタから例えば０．７５ワット以上の熱伝達率で熱を放散させるためのＡＯＣ組立体の他の変形例の採用が可能である。一例を挙げると、図３は、ＡＯＣ組立体１に類似したブーツを含む別のＡＯＣ組立体１′の斜視図である。ＡＯＣ組立体１′は、ＡＯＣ組立体１と同様、コネクタから熱を放散させるための複数個のフィン１４ａを備えたブーツ１４′を含む。しかしながら、ブーツ１４′は、丸形ではない輪郭形状を有し、このブーツは、端部に向かってテーパしており、それにより光ファイバケーブル１００のための良好な曲がり除去（bend relief ）効果が得られる。コネクタ１０も又、必要ならばサーマルインサート１２がブーツ１４′の下に配置された同様な内部構造体を有しても良い。しかしながら、ＡＯＣ組立体１′は、サーマルインサートをブーツの下に配置しないで使用されても良く、その代わり、ＡＯＣ組立体１′から熱を伝導させる上で適当な熱伝達特性を備えたブーツ１４′によって提供される比較的大きな表面積を有するのが良い。
【００２１】
ＡＯＣ組立体のコネクタから適当な熱エネルギーを散逸させるためのコネクタの更に別の変形例の採用が可能である。一例を挙げると、図４は、開示する技術的思想に従って組立体のコネクタから０．７５ワット以上の熱伝達率を有するのが良い更に別のＡＯＣ組立体１″の斜視図である。この実施形態では、ＡＯＣ組立体１″は、ブーツ１４″とコネクタ本体１６″の両方を有し、ブーツ１４″とコネクタ本体１６″は、コネクタから熱を放散させるためのそれぞれの複数個のフィンを備えている。具体的に説明すると、ブーツ１４″は、その長さに沿って複数個のフィン１４ａを有し、このブーツは、ケーブル１００に向かって次第に減少する外寸を有する非丸形である。同様に、コネクタ本体１６″は、コネクタから熱を放散させるためにその長さに沿って延びる複数個のフィン１６ａを有している。この特定の実施形態では、コネクタ本体１６″とブーツ１４″は、共通部品として複合成形されているが、他の実施形態は、別々の部品として形成されたコネクタ本体１６″及びブーツ１４″を有しても良い。この実施形態は、両方共フィンを備えたコネクタ本体及びブーツを有するものとして示されているが、実施形態は、例えば表４の設計例８としてモデル化されているコネクタ本体（即ち、コネクタの少なくとも１つの部品）にのみフィンを有しても良く、他方、適当な熱伝達特性が依然として提供される。フィン１６ａを備えたコネクタ本体１６″を有する他の変形例も又、装置からＡＯＣ組立体１″を取り外す際にユーザが接触する表面領域を小さくしており、したがって、コネクタは、触るとより冷たく感じられるであろう。図示のように、ブーツとコネクタ本体（例えば、コネクタの少なくとも１つの部品）の両方は、コネクタのハウジングの外方に少なくとも部分的に配置される。
【００２２】
本明細書において開示する熱放散部品のために多種多様な材料を使用することができる。例えば、多くの材料、例えば金属は、サーマルインサートに適していると言える周知の熱導体である。他方、ポリマーは、典型的には、熱絶縁体（≦０．２Ｗ／ｍ°Ｋ）であると考えられるが、これらの熱伝達性能を充填剤、例えば金属、セラミック、炭素繊維又はカーボンブラックの添加によって向上させることができる。熱伝達性を有する調合熱可塑性樹脂が市販されている。これら用途に最も一般的に用いられる樹脂は、充填剤入りポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ、高い熱安定性の樹脂）、液晶ポリマー（ＬＣＰ、これ又熱安定性を有する）、ナイロン（中程度の熱安定性の樹脂）又はポリプロピレン若しくはポリエチレン（それぞれＰＰ若しくはＰＥ、低い熱安定性の樹脂）である。しかしながら、ポリカーボネート（ＰＣ）又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で作られた数種類の熱伝導性ポリマーも利用できる。
【００２３】
ブーツ１４及び／又はコネクタ本体１６に関する材料の例及びこれらの性質が表１及び表２に提供されている。適当なポリマーを提供することができる会社は、エンカップ（Encap）、クールポリマーズ（Cool Polymers）、オベーションポリマーズ（Ovation Polymers）、エスエービーアイシーポリマーズ（SABIC Polymers）、アールティーピーコーポレイションエピックポリマーズ（RTP corporation Epic polymers）及びポリワンコーポレイション（PolyOne Corporation）である。以下の表１は、最も一般的なポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）材料に関する代表的な性質を記載し、表２は、ジー・ニール（G. Neal）及びジェイ・エム・フィナン（J.M. Finan）著の「サーマリー・コンダクティブ・プラスチックス（Thermally Conductive Plastics）」に記載されているポリプロピレン（ＰＰ）及びナイロン材料に関する代表的な性質を記載している。説明対象の材料のうちの任意のものを所望の熱的性質特性を達成するために所望に応じてブーツ及び／又はコネクタ本体に使用することができ、但し、他の所望の機械的性質特性、例えば強度、丈夫さ、曲げ等が満たされていることを条件とする。
【００２４】
一般的に言って、表１及び表２は、特定レベルの充填剤、例えば、充填剤の入っていない材料と比較して熱的性能特性が向上したガラス、セラミック及び／又は炭素を含む材料を記載しているが、他の種類又は他の百分率の充填剤を含み又は充填剤を殆ど含まず又は全く含まない材料を本明細書において開示する技術的思想に使用することができる。図１及び図２で観察できるように、材料の物理的性質は、熱伝導性セラミックの添加によって影響を受け、その結果、弾性別及び強度が増大することが多いが、伸び率は、減少する。
【表１】
2015511334.tif 000003
【表２】
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【００２５】
当然のことながら、機械的性質と熱的性質の所望のバランスを提供するために特定の充填剤及び／又は百分率を選択することによってブーツ及び／又はコネクタ本体の材料をあつらえることができ、表中の例示の材料は、充填剤が添加されたときに材料の性質がどのように変化するかを示しているに過ぎない。さらに、用いられる特定の充填剤は、熱膨張率（ＣＴＥ）に影響を及ぼす場合がある。一例を挙げると、セラミック粉末又は金属製充填剤を含む材料の場合、ＣＴＥは、純粋な無機充填剤ＣＴＥの値に近づく場合があり、カーボンブラック又は炭素繊維の場合、材料のＣＴＥには変化が殆どなく又は全くない。
【００２６】
熱的特性が向上しているが、依然として所望の機械的性質を提供し、しかも射出成形を可能にする更に別の材料をブーツ及び／又はコネクタ本体に使用することができる。かかる材料の例は、ロードアイランド州ノースキングスタウン所在のクール・ポリマーズ・インコーポレイテッドから入手できる熱伝導性プラスチックのCoolPoly Dシリーズ又はティコナ・ベクトラ（Ticona VECTRA）社から入手できる充填剤入り材料、例えばLCP E540iである。例示として、表３は、ロードアイランド州ノースキングスタウン所在のクール・ポリマー・インコーポレイテッドから入手できる特定のＰＰＳ配合物に関する熱的性質を記載しているが、他の適当な熱伝導性ＰＰＳ配合物又は材料の使用が可能である。
【表３】
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【００２７】
図５及び図６は、それぞれ、光ファイバケーブル１００の非限定的な実施例の断面図及び斜視図であり、例示目的で内部ケーブル部品を示す図である。図示の光ファイバケーブル１００は、図示のＡＯＣ組立体に用いられる光ケーブルとして構成されるのが良いが、理解されるべきこととして、他の光ケーブル形態を利用することができる。光ファイバケーブル１００は、外周部及び内周部を備えたポリマージャケット１０８を有し、内周部は、スロット１０８ａを画定している。スロット１０８ａは、１本又は２本以上の光ファイバ１０２のための光ファイバエンベロープとしての役目を果たす。このケーブル実施形態では、ポリマージャケット１０８は、光ファイバケーブル１００の全長に渡って長手方向に延びるスロット１０８ａを画定しているが、ケーブルの他の実施形態は、所望ならば光ファイバエンベロープとして管又は他の部品を有しても良い。
【００２８】
個々のバッファ付き光ファイバ光ファイバ１０２は、スロット１０８ａ内に納められているが、光ファイバ１０２は、光ファイバケーブル１００内にリボン、裸光ファイバ等として配置されても良い。光ファイバ１０２は、光信号を１つ又は２つ以上の端部のところに設けられたコネクタ１０相互間で光ファイバケーブル１００に沿って前後に伝送するよう構成されているのが良い。任意適当な本数の光ファイバ１０２をスロット１０８ａ内に納めることができる。光ファイバ１０２は、光ファイバケーブル１００を曲げたときにスロット１０８ａ内で自由に並進することができる。スロット１０８ａの形状は、光ファイバケーブル１００がたとえどのように曲げられても、光ファイバ１０２がこれらの最小曲げ半径未満に決して曲げられることがないよう定められるのが良い。スロット１０８ａは、長方形のものとして図示されているが、スロット１０８ａの形状及び向きは又、光ファイバケーブル１００内における他の部品の好ましい曲げ及び配置状態で決まる場合がある。
【００２９】
幾つかの実施形態では、特に、電力を提供するよう構成されたＡＯＣ組立体では、光ファイバケーブル１００内に１つ又は２つ以上の導体が設けられる場合がある。例えば、導体は、スロット１０８ａ内に設けられて光ファイバケーブル１００の全長に及ぶ場合がある。他の実施形態では、導体は、ポリマージャケット１０８内に納められるのが良い（例えば、第１及び第２の抗張力部材１０４，１０４は、以下に説明するように二重の機能を有する）。
【００３０】
図示の実施形態では、光ファイバケーブル１００は、光ファイバケーブル１００に増大した剛性をもたらすと共に光ファイバ１０２がこれらの最小曲げ半径未満に曲がるのを阻止するようポリマージャケット１０８内に設けられた第１の抗張力体１０４及び第２の抗張力体１０４を更に有する。これよりも多い又は少ない数の抗張力体を所望に応じて利用することができる。第１及び第２の抗張力部材１０４，１０４は、任意適当な材料、例えば撚りステンレス鋼、銅及びアラミド繊維（例えば、ケブラ、ガラス繊維等）であって良いが、これらには限定されない。幾つかの実施形態では、第１の抗張力体１０４及び第２の抗張力対１０４は、導電性であり、しかも電力及び／又はデータを光ファイバケーブル１００によって提供するよう上述した電気導体として働き、これら抗張力体には、個々の誘電被膜が施されていても良くそうでなくても良い。第１及び第２の抗張力体１０４，１０４は又、例えば図示の代表的な実施例では、光ファイバケーブル１００をケーブル取り付け部材、例えばコネクタ１０のカラー３０に固定するのにも使用できる。例えば、第１及び第２の抗張力体１０４，１０４は、ケーブル取り付け及びひずみ逃がしを可能にするためにカラーの外側部分に嵌まるカラーの内側部分に結合されると共に／或いは取り付けられるのが良い。
【００３１】
有限要素（ＦＥ）解析法を用いた大規模な熱的モデル化を実施して配備した種々の実施形態に関する技術的思想を実証すると共に熱的に試験した。表４で実施されたモデル化は、複数個のフィンを備えた１つ又は２つ以上の部品を有する実施形態と共にベースライン設計例に関する。図４に記載された熱的モデル化は、組立体の表面が等温条件の最も近くに位置する場合に起こる周囲環境に対する熱出力の最大の流れを用いたものである。図４のベースライン設計例のうちの幾つかは、開示した技術的思想による現在の設計例と比較して最適のケース性能を決定するための理論的な設計例を用いたものである。最適な熱的設計例は、製品の美観と相反する場合があるが、適当な材料の選択及びコネクタ構造中の熱的流路の選択によってバランスを達成することができる。
【００３２】
以下に示す表４は、８つの互いに異なるＡＯＣ組立体に関するクロック・データリカバリ（ＣＤＲ）チップ及び集積回路（ＩＣ）のところの摂氏（℃）で表した温度を有限要素（ＦＥ）解析の使用によりモデル化された８つの互いに異なる組立体の各々についての同じ３つの表面及び前側スナウト（即ち、Ｓｕｒｆ１，Ｓｕｒｆ２，Ｓｕｒｆ３及びＳｎｏｕｔ）上の温度と共に示している。スナウトは、コネクタの前から延びてホスト装置中にプラグ接続されたコネクタの金属シェル部分である。ベースラインＡＯＣ組立体（設計例３）は、理論的ケーブル設計例（設計例３ＣＣ）を用いたベースラインＡＯＣ組立体の変形例と一緒にモデル化してベースラインケーブル組立体のケーブル変形例を用いた熱的性能を示すと共に比較した。加うるに、別のベースラインＡＯＣ組立体（設計例３Ａ）にもＦＥ解析を施した。設計例を変更する際に熱放散効果を理解すると共に解析するためにベースライン組立体解析（設計例４、設計例４Ａ及び設計例４ＣＣ）に関する別の変形例も又実施した。ＡＯＣ組立体に関する熱放散特性を向上させると共に温度を所定の値付近に維持して開示した技術的思想の有効性及び利点を示すために例えばフィン付きコネクタハウジング（設計例８）及びフィン付きブーツ（設計例９）を用いて本明細書において開示する技術的思想を用いたＡＯＣ組立体も又、モデル化した。
【００３３】
互いに異なる設計例に関する熱的モデル化の全ては、ＦＥ解析に関する以下の熱管理に関する仮定及び規則を用いたものである。冷却環境は、ホスト装置ブロックに対する熱伝達及びこれからの熱伝達が行われた状態で依然として３５℃の空気であり、実際には、ホスト装置への熱伝達を阻止することは、コネクタ及びホスト装置が同一温度である場合にのみ行われる。コネクタの電力源（即ち、熱源）は、以下の値、即ち、ＣＤＲ全体を通じて一様に分布された０．７Ｗ及びＩＣ全体を通じて一様に分布された０．４Ｗという値を有する光エンジンの同一の印刷回路板組立体（ＰＣＢＡ）上に配置され、任意他の源からの熱出力はゼロである。モデル化されたＡＯＣ組立体に関する許容可能な熱的解決手段は、ＣＤＲ及びＩＣの温度が９０℃以下であり、コネクタの本体が約６０℃という所定の温度以下であり、ＶＣＳＥＬが確実な動作が得られる所与の温度未満に保持されると見なされた。
【００３４】
また、別段の指定がなければ、ＦＥ解析を単純化するよう、表４の熱的モデル化のために他の熱的モデルの詳細及び／又は仮定を用いた。単純化された部分幾何学的形状が熱的モデルのために用いられ、内部導電性経路が用いられた。熱的モデルは、組立体の外面、例えばコネクタ本体、スナウト、ブーツ及びケーブルからの自然対流を用い、また、空気の温度依存特性及び外部放射熱伝達を含んでいた。熱的モデル化には、固体の温度依存特性、フィン付き組立体に対する対流プルームのエッジ相互作用、過渡的条件は含まれておらず又は考慮されておらず、フィン相互作用はモデル化されず、しかもＩＣ及びＣＤＲ本体について純粋な珪素だけがモデル化された。
【００３５】
複数個のフィンを有する１つ又は２つ以上の部品を備えた状態の開示した技術的思想の熱的モデル（設計例８及び設計例９）は、物理的現実性の良好な表示であり、本明細書において開示する技術的思想がＡＯＣ組立体からの熱放散具合を向上させる上で効果的であることを確認すると共にこれを実験的にも実証した。これら設計例の熱的モデル化の示唆するところによれば、熱をＡＯＣ組立体から伝達するために個別的に又は組み合わせて用いられる３つの実際の選択肢、即ち、（１）熱放散具合を向上させるためにケーブル内で利用できる領域を使用すること、（２）熱放散具合を向上させるために表面積（即ち、フィン）をコネクタハウジング（即ち、管）に追加すること及び／又は（３）熱放散具合を向上させるために表面積（即ち、フィン）をブーツに追加することが可能である。熱放散具合を向上させるための他の方法、例えば孔をシェル（これは、ＥＭＩ及びＥＭＦの懸念を引き起こす場合がある）及び／又は強制対流（これは、利用できない場合があり又は実用的ではない場合がある）が可能であるが、実用的ではないと言える。表４は、８つの互いに異なるモデルについて実施されたＦＥ解析に関する摂氏で表された熱的結果を示している。表４に示されているように、設計例の説明書きのうちの幾つかには、熱伝達を向上させるためにＦＥ解析について空間を銅としてモデル化したことを示すアステリスクが付けられており、これは、現実的な設計上のオプションではなく、その代わり、設計の最適な性能を理解するために行われている。
【表４】
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【００３６】
設計例３は、ハウジングが光ファイバケーブル１００と共に従来型コネクタ本体及びブーツによって包囲された状態のコネクタを含むＡＯＣ組立体のベースラインモデル化を示している。表４の温度の値の全ては、本明細書において説明するモデル化条件を用いた定常状態温度である。図示のように、設計例３は、コネクタについて約７３℃の定常状態表面及びスナウト温度を有し、これは、設計上の懸念を生じさせると共に／或いはユーザにとって不快である高い温度である。ベースライン設計例は又、ベースライン設計例の熱的性能に対する異なるケーブルの影響を求めるために互いに異なる光ファイバケーブル設計例を用いてモデル化された。一例として、設計例３ＣＣは、ベースラインコネクタから光ファイバケーブルへの熱伝達の最適の場合を表すよう銅ケーブルを用いたベースラインコネクタを示す理論的な設計例である。設計例３ＣＣは、コネクタについて約６４℃の定常状態表面及びスナウト温度を有し、これは、所望の熱的性能を依然として達成していない。設計例３Ａは、光ファイバケーブル１００に類似した現実的な設計のケーブルを用いているが、コネクタからの熱伝達からのコネクタの後側端部に取り付けられた約３．４ミリメートルの外径を有するケーブルに施された銅編組体を更に含む別の変形例としてのベースライン設計例である。設計例３Ａは、コネクタ表面について約７１℃の定常状態表面及びスナウト温度を有し、これは、依然として比較的温かく、所望の熱的性能を達成していない。かくして、互いに異なる設計のケーブルを備えたベースラインコネクタを用いた熱的性能の向上は、所望の熱的性能が得られず、他の設計が必要である。
【００３７】
ＦＥ解析を実施してコネクタに関する他の設計パラメータを評価した。設計例４は、アステリスクによって示された可能な場合がある熱的性能を求めるために中実銅内部部品を備えた従来型ハウジング本体及びブーツを有するベースラインコネクタ設計例を用いて等温チェックとして実施された。設計例４は、コネクタ表面に関する約７１℃の定常状態表面及びスナウト温度を有し、これは、依然として比較的温かく、所望の熱的性能を達成しない。コネクタ（即ち、コネクタハウジング等）の長さが設計例４の熱的性能にどのように影響を及ぼすかを突き止めるために別のモデル化を実施した。図７は、コネクタ長さの関数としての設計例４に関するコネクタの表面温度を示すグラフ図である。図示のように、表４に記載された値は、３０ミリメートルよりも僅かに短いコネクタ長さを表し、コネクタの長さが増大するにつれて表面温度が減少している。図７の記載から、このモデルに関するコネクタ温度は、コネクタの長さが約５３ミリメートル以上になるまでは所望の範囲に近づくことはない。しかしながら、この範囲内のより大きく／より長いコネクタは、電子装置に用いるのに望ましくなく、その結果、ＡＯＣ組立体内における熱的性能特性を向上させるのに適したオプションではない。設計例４Ａは、銅で作られたコネクタ内部部品の全てを有する強制等温ケースを表すベースライン設計例の別の熱的モデル変形例であり、これは、現実的なオプションではない。同様に、設計例４ＣＣは、ベースラインコネクタからケーブルへの最適の場合の熱伝達を表すと共に約５８℃の設計上の定常状態表面及びスナウト温度を表すために全て銅製の光ファイバケーブルと共に全て銅のコネクタ内部を有するベースラインコネクタを表した理論的な設計例である。かくして、ＦＥモデル化により、ＡＯＣ組立体のコネクタ表面に関する約６０℃以下の定常状態温度を達成するよう所望のレベルで熱を放散させる他の設計例が必要であることが判明した。
【００３８】
設計例８及び設計例９は、本願の技術的思想を用いた複数個のフィンを有する部品を備えた設計例を表している。具体的に言えば、設計例８は、コネクタ本体だけが熱エネルギー（即ち、熱流束）をコネクタから散逸させる複数個のフィンを含んでいる点を除きベースライン設計例と同一である。表４に示されているように、設計例８は、コネクタについて約６０℃の定常状態表面及びスナウト温度を有し、これは、ベースラインケース（設計例３）の場合よりもかなり低い温度である。簡単に言えば、複数個のフィンを備えたコネクタ本体を用いた設計例８は、本明細書において開示する技術的思想を用いることによってベースライン設計例３と比較して約１２℃の減少を可能にした。同様に、設計例９は、ブーツだけがコネクタからのブーツの下に配置されたサーマルインサートと共に熱エネルギーを散逸させるための複数個のフィンを備えている点を除き、ベースライン設計例と同一である。サーマルインサートは、コネクタからの熱エネルギー（即ち、熱流束）の向上した軸方向運搬を可能にしている。図４に示されているように、設計例９は、コネクタに関して約６０℃の定常状態表面及びスナウト温度を有し、これ又、ベースラインケース（設計例３）の場合よりも著しく低い温度である。かくして、ＦＥモデル化により確認されたこととして、開示した技術的思想は、ＡＯＣ組立体について顕著な熱的向上を提供している。
【００３９】
複数個のフィンを備えた部品を使用しないでサーマルインサートを用いてＡＯＣ組立体のコネクタからの向上した熱伝達率を達成するための更に別の設計例が可能である。一例を挙げると、図８は、本明細書において開示する技術的思想に従ってコネクタから熱を放散させるサーマルインサート５１２（見えない）を含むＡＯＣ組立体５００の組み立て状態の後ろから見た斜視図である。図９は、コネクタ６００に取り付けられた光ファイバケーブル１００を含むＡＯＣ組立体５００の部分分解組立て図であり、ＡＯＣ組立体５００は、コネクタ６００から０．７５ワット以上の適当な熱伝達率を有している。この実施形態では、コネクタからの熱伝達を促進するためにサーマルインサート５１２（図９）が用いられているが、他の実施形態のように、熱的性能を向上させるための複数個のフィンを用いたコネクタ６００の部品は存在しない。コネクタ６００は、第１のハウジング部分５１８及び第２のハウジング部分５２０によって形成されたハウジングを有し、これらハウジング部分は、組み立て時、コネクタ本体５１６の下に部分的に配置される。コネクタ６００の発熱部品がハウジング内に設けられ、かかる発熱部品は、プリント回路組立体（ＰＣＢＡ）５４０上に実装される。ＰＣＢＡ５４０上の発熱部品は、１つ又は２つ以上の能動電気部品、例えば垂直共振器表面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）及び集積回路（ＩＣ）、例えばレーザドライバ、クロック・データリカバリＩＣ、トランシーバ等を含むのが良い。動作中、これら能動部品によって相当多くの熱エネルギーが生じる場合があり、かかる熱エネルギーは、これを散逸させなければコネクタについて高い温度を生じさせる場合がある。一例を挙げると、能動電気部品は、コネクタ６００の内部に０．７５ワット以上の熱流束を容易に生じさせる場合がある。加うるに、コネクタ６００の前側端部は、装置に電気的に接続可能にＰＣＢＡ５４０に電気的に取り付けられると共にコネクタ本体５１６の前側端部内に嵌まり込むノーズピース５１７を用いて位置決めされる電気インターフェースを備えている。光ファイバケーブル６００は、コネクタ６００の後側端部のところに、カラー３０′に取り付けられたその抗張力部材１０４を有し、光ファイバケーブルの第１の端部のところに設けられた光インターフェース、例えば全反射（ＴＩＲ）ブロック５４８に光ファイバ１０２が取り付けられている。当該技術分野において知られているようにＰＣＢＡ５４０上に実装されたＶＣＳＥＬ及びフォトダイオードへの光信号の伝送及び／又はこれらからの光信号の伝送を行うための他の光インターフェース、例えばリードフレーム等の使用も又可能である。
【００４０】
図１０は、ＡＯＣ組立体５００に類似したＡＯＣ組立体５００′の断面図であり、本明細書において開示する技術的思想に従ってコネクタから熱を放散させる追加の特徴部を示している。具体的に説明すると、ＡＯＣ組立体５００′は、能動部品とハウジングの一部分との間にサーマルブリッジを提供するサーマルパッド５１９（サーマルギャップパッドとも呼ばれる）を含む。図示のように、サーマルパッド５１９は、発熱部品及びハウジングの一部分に密接しており、熱伝達を向上させるために１つ又は２つ以上の側部にサーマルペーストを用いる場合がある。同様に、ＡＯＣ組立体は、コネクタ内に設けられていて、コネクタから熱を伝導させるサーマルブリッジを提供する他の部品、例えば１つ又は２つ以上のサーマルシム５２１（例えば、銅などのようなサーマルストリップ）を更に含むのが良い。
【００４１】
図１１及び図１２に最も良く示されているように、サーマルインサート５１２の前側部分は、組み立て時、第１のハウジング部分５１８及び第２のハウジング部分５２０によって形成されるコネクタ６００のハウジングに取り付けられ、それによりハウジング５１８，５２０とサーマルインサート５１２との間に熱的経路が作られる。図１３は、ケーブルに取り付けられる前にサーマルインサート５１２中に通された光ファイバケーブル１００の図である。サーマルインサート５１２は、前から後に延びる通路５１２ａを有し、このサーマルインサートは、１つ又は２つ以上の窓５１２ｂを介してハウジングに取り付けられるが、他の取り付け特徴部、例えば摩擦嵌め、締結具等の採用が可能である。サーマルインサート５１２の後側部分は、端キャップ５１３を貫通して延び、図示のようにブーツ５１４の下に配置された少なくとも一部分を有する例えば円筒形の形をした丸形輪郭形状を有する。さらに、熱的経路の性能を一段と高めると共にサーマルインサート５１２への熱エネルギーの伝達を一段と高め、それにより熱的性能を向上させるためのオプションとしてのサーマルペースト（見えない）がハウジング５１８，５２０とサーマルインサート５１２との間に塗布されるのが良い。図１２は、図１１のアクティブ光ケーブル組立体の部分組立て図であり、第２のハウジング部分５２０は、内側の細部を示すために取り外されている。
【００４２】
図１４及び図１５は、それぞれ、光ファイバケーブル１００をコネクタ６００に固定するために用いられるカラー３０′の部品を示す分解斜視図及び組立て斜視図である。図示のように、カラー３０′は、内側部分３０３及び外側部分３１１を有する。内側部分３０３は、内側部分３０３の挿入軸線３０７に沿って延びるスロット３０５を備えている。この実施形態では、スロット３０５は、長円形の軸方向スロットとして構成されているが、スロットは、所望通りに任意適当な形状を有しても良い。スロット３０５は、例えば図１６及び図１７に示されると共に以下に説明するように光ファイバケーブル１００の抗張力部材１０４，１０４を受け入れてこれらを固定するのに有益な場合のある互いに反対側の半径方向端部分３０９ａ，３０９ｂを有している。外側部分３１１は、例えば図１５に示されているように組み立て時、内側部分３０３を受け入れるよう形作られたキャビティ３１３を有している。キャビティ３１３は、全体として長手方向軸線に沿って整列しており（即ち、コネクタの軸線と整列しており）、このキャビティは、ソケット状の形状を有するが、キャビティは、例えば長手軸方向に対して横方向に他の形態を有しても良い。外側部分３１１は、側壁３１５及び光ファイバ１０２及び抗張力部材１０４を挿通させる通路３１９を有する後壁３１７を有している。カラー３０′は、任意適当な材料で構成できる。一実施形態では、内側部分３０３は、導電性材料であり、外側部分３１１は、金属製の細長い部材（例えば、金属製の抗張力部材、しかしながら、これらは例えば信号を伝送する他の機能を有しても良い）を組み立て時、コネクタのハウジングから電気的に絶縁するための誘電材料であるが、所望に応じて他の材料の採用が可能である。
【００４３】
抗張力部材１０４を内側部分３０３に取り付けることは、抗張力部材の材料に応じて任意適当な仕方で達成できる。例えば、抗張力部材１０４が金属である場合、内側部分３０３も又金属であれば、これら抗張力部材の端部を内側部分３０３に溶接することが可能である場合がある。内側部分３０３への抗張力部材１０４の取り付けの他の考えられる例としては、接着剤、締結具の使用、クランプ又は他の取り付け手順、例えば以下に説明する圧着が挙げられる。
【００４４】
図１６〜図１９は、図１９に示されたＡＯＣ組立体５００の例示のサブアセンブリ５２５を製作する細部を示す部分組立て図である。サブアセンブリ５２５を準備して、これを製造プロセスにおいて後にコネクタサブアセンブリに結合するのが良い。この実施形態では、内側カラー３０３は、変形可能な材料、例えば金属で作られており、光ファイバケーブル１００の抗張力部材１０４は、内側カラー３０３を抗張力部材１０４の一部分の周りに変形させることによって取り付けられる。カラー３０′の後ろに配置された任意所望の部品、例えばサーマルインサート５１２、端キャップ５１３及び／又はブーツ５１４（図１８）は、抗張力部材１０４及び光ファイバを露出させてこれらがいつでも次の組み立てが可能であるような状態にすることによってケーブルの端部を前処理する作業と共に、光ファイバケーブル１００に嵌めるのが良い。図１６は、外側部分３１１の通路３１９を通って引き回されてカラー３０′の内側部分３０３の端部分３０９ａ，３０９ｂ内に配置された抗張力部材１０４及び光ファイバを示している。光ファイバケーブル１００は、光ファイバ１０２がカラー３０′を越えて適当な距離Ｌ１にわたって延びるよう前処理される。抗張力部材１０４は、互いに反対側の対をなす力ベクトル５０１ａ，５０１ｂを加えて内側部分３０３の端部分を変形させ、それにより抗張力部材１０４の端部分をしっかりと且つ固定的に把持することができる圧着取り付け部を形成することによって内側部分３０３に固定される。図１７は、所望の長さＬ２に光ファイバ１０２をトリムすると共に抗張力部材１０４の過剰の長さ分を端部から切断する仕方を示している。光ファイバをトリムする任意適当な方法、例えばレーザ加工及び／又は機械的加工を用いることができる。加うるに、所望に応じて光ファイバの幾つかの部分から被膜を除去するのが良い。
【００４５】
図１８は、ＡＯＣ組立体５００のサブアセンブリ５２５を形成するために光ファイバ１０２の端部に取り付けられた光モジュール５４８、例えばＴＩＲブロックを示している。図１９は、カラー３０′が通路５１２ａのポケット内に嵌まり込むようサーマルインサート５１２に対して引っ込められたカラー３０′を示している。このポケットは、カラー３０′を密に受け入れると共にカラー３０′とサーマルインサート５１２の相対運動を阻止するよう形作られているのが良い。一例を挙げると、ポケットは、カラー３０′の長円形周囲部を受け入れる長円形の形をしている。端キャップ５１３及びブーツ５１４は、サーマルインサート５１２の後側端部に滑らせて嵌められている。サーマルインサート５１２の少なくとも一部分は組み立て時ユーザがサーマルインサート５１２に直接触れるのを阻止するためにブーツ５１４の下に配置されている。完成時、サブアセンブリ５２５をコネクタサブアセンブリに整列させてこれに取り付けるのが良く、その結果、光モジュール５４８の光チャネルが信号の送受信を可能にするようＰＣＢＡ５４０上に実装された能動部品、例えばＶＣＳＥＬ及びフォトダイオードと適切に整列するようになる。サーマルインサート５１２は又、コネクタハウジングの一部分に取り付けられる。例えば、サーマルインサート５１２は、図１２に示されているように窓５１２ｂを用いて第１のハウジング部分５１８に取り付けられるのが良い。熱伝達特性を向上させるためにサーマルペーストをサーマルインサート５１２とコネクタハウジングとの間に塗布するのが良い。
【００４６】
開示する互いに異なる実施形態に関する技術的思想を実証すると共に熱的に試験するためにＦＥ解析を用いて熱的性能に関してＡＯＣ組立体５００，５００′に類似した設計例をモデル化した。具体的に説明すると、表５は、ハウジングに取り付けられたサーマルインサートを含み、サーマルインサートの一部分は、ブーツの下に配置されているＡＯＣ組立体５００の５つの互いに異なる変形例について実施されたＦＥ解析に関する摂氏（℃）で表された熱的結果を示している。表５で実施された熱的モデル化は、以下に説明するように設計例に関する熱的性能を理解するために様々な特徴部、材料及び／又は部品を含むＡＯＣ組立体５００に関する。しかしながら、表５に示されている熱的モデル化は、表４の熱的モデル化で用いられたパラメータとは異なる幾つかのモデル化パラメータを更に含んでおり、これらの差異について説明する。
【００４７】
表５の熱的ＦＥ解析は、コネクタのスナウトがホスト装置に熱的に取り付けられたＡＯＣ組立体を定常状態条件でモデル化しており、装置内にプラグ接続されたＡＯＣ組立体の使用法や実験データに合致したモデルと整合した、より現実的なものである。表５においてモデル化されたＡＯＣ組立体は、ＦＥ解析のための現実的な設計例、例えば、ＡＯＣ組立体からの熱伝達を表すための表４に記載された全て銅のコネクタ内側を用いず、以下に説明するようにモデル化の際にサーマルシム又はサーマルパッドを用いることを含む。さらに、表５のモデル化は、８６０ミリワットからの出力により異なるプリント回路板組立体設計例を用いた。
【００４８】
以下に示す表５は、ＡＯＣ組立体５００に類似した５つの互いに異なるＡＯＣ組立体に関する、５つの互いに異なる場所、即ち、コントローラチップ、ＣＤＲチップ、トランシーバ集積回路（ＴＩＡ）、ＶＣＳＥＬ及び本体のところの摂氏（℃）で表した温度を記載している。記載した温度の全ては、装置又は場所について定常状態条件における最大温度である。かくして、本体表面温度が１つだけ提供され、スナウト温度は、与えられていない。と言うのは、これは、ホスト装置に熱的に取り付けられているものとしてモデル化されているからである。表５に示されているように、モデル化されたＡＯＣ組立体は、説明する変形例に関して能動部品と本体温度の両方について許容可能な熱的性能を有していた。
【００４９】
表５の第１のＡＯＣ組立体（設計例Ａ）は、ＡＯＣ組立体５００のためのアルミニウム製サーマルインサートを用いてモデル化されており、サーマルパッド及びサーマルシムが追加されている。設計例Ｂは、設計例Ａとほぼ同じであり、かかる設計例Ｂは、サーマルパッド及びサーマルシムを含んでいたが、サーマルインサートの熱的性能に対する材料の影響を求めるためにサーマルインサートについてポリマー材料を用いた。アルミニウムは、サーマルインサートの材料としての使用に選択された。と言うのは、アルミニウムは、約２００Ｗ／ｍ℃のオーダーの比較的高い熱伝導率を有するが、設計例Ｂによって示されるように、設計例のサーマルブーツのために他の適当な材料、例えばポリマーの使用が可能である一方で、更に、許容可能な結果をもたらすからである。設計例Ｂのサーマルインサートに用いられたポリマー材料は、約０．２Ｗ／ｍ℃のオーダーの熱伝導率を有していた。表に示すように、設計例Ａは、アルミニウム製サーマルインサートを用いて５８．８℃の本体に関する定常温度を有し、設計例Ｂは、ポリマー製サーマルインサート用いて６１．１℃の本体に関する定常温度を有していた。かくして、約１００Ｗ／ｍ℃以上の比較的高い熱伝導率を備えたサーマルインサートを用いた実施形態は、向上した熱的性能をもたらすが、熱伝導率の小さな材料の使用も可能であり、かかる熱伝導率の小さい材料は、熱エネルギーを効果的に運搬するために増大した断面積を有するサーマルインサートを必要とする場合があり、その結果、他の材料と同程度の結果を得るためにはコネクタについて形状係数が大きくなる場合がある。
【表５】
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【００５０】
設計例Ｃ〜設計例Ｅは、アルミニウム製サーマルインサートを用いた設計例Ａとほぼ同じであったが、注記した設計上の特徴部と共にコネクタ内に内部放射効果があると考える、より複雑精巧な熱的モデル化を含んでおり、設計例Ａ及び設計例Ｂよりも低い本体温度という結果になった。設計例Ｃ〜設計例Ｅは、熱的性能に関する影響を求めるためにサーマルインサートへの熱の伝達を助けるための種々の他の構造体を用いた。具体的に説明すると、設計例Ｃは、設計例Ａと同様サーマルパッドを含むが、内部放射効果を考慮する場合、熱的性能を求めるためのサーマルシムを使用しなかった。表に示すように、設計例Ｃは、５５．５℃の最大本体温度を有していた。設計例Ｄは、サーマルパッド及びサーマルシムを用いなかったが、アルミニウム製サーマルインサートへの熱伝達を可能にする改良された熱伝達経路を提供するためにハウジングにはんだ付けされたＰＣＢＡを有していた。表に示すように、設計例Ｄは、５５．９℃の最大本体温度を有していた。設計例Ｅは、サーマルパッド及びサーマルシムを用いなかったが、この代わりに、ハウジングに熱的に取り付けられると共にＣＤＲ及びＴＩＡ能動部品に隣接して設けられた第１及び第２の銅プラグを、能動部品と銅プラグとの間に設けられていて、これら能動部品からの改良された熱伝達経路を提供するためのサーマルペーストと共に用いた。表に示すように、設計例Ｅは、５５．８℃の最大本体温度を有していた。表５の実施例の全ては、コネクタが６５℃以下の外面温度を維持する設計例を有し、更に、実施形態のうちの殆どのものは、６０℃以下の外面温度を維持した。かくして、サーマルインサートは、ＰＣＢＡ上に実装された能動部品からハウジングに、そしてサーマルインサートに向かって熱を伝達するのを助けるための幾つかの異なる代替手段と共に用いることができる。
【００５１】
ＡＯＣ組立体のコネクタ内の能動部品からの所定の熱伝達率を達成するための更に別の技術的思想の利用も又可能である。例示的に説明すると、図２０〜図２５は、コネクタ（符号が付けられていない）に取り付けられた光ファイバケーブル１００を含むＡＯＣ組立体１０００の種々の図である。図２０及び図２１は、それぞれ、完成状態のＡＯＣ組立体１０００の一部分の上から見た斜視図及び下から見た斜視図である。コネクタは、図２２及び図２３に最も良く示されているように、第１の部分１０１８及び第２の部分１０２０を備えたハウジングの周りに設けられたコネクタ本体１０１６を有している。図示のコネクタは、ケーブルの曲げひずみ逃がしを可能にするために後側端部のところに設けられたブーツ１０１４と共に前側端部のところに設けられた電気インターフェース１０２３を有する。コネクタは、コネクタから熱を放散させるプルタブ１００２を更に有し、このコネクタは、オプションとして、プルタブ１００２に設けられた隆起特徴部１００４を有するのが良く、その結果、ユーザは、プルタブ１００２に接触する必要がなくなる。隆起特徴部１００４は、任意適当な材料であって良く、例えばゴムを利用した材料又はポリマーである。ユーザは、装置にプラグ接続されたときのコネクタを切り離すためにプルタブ１００２を掴んでこれを引くことができる。プルタブ１００２は、開示する他の技術的思想とは別個独立に又は複数個のフィンを備えたブーツ及び／又はコネクタ本体の技術的思想と組み合わせて使用できる。同様に、ブーツは、サーマルインサートの使用の有無にかかわらず使用できる。
【００５２】
図２４及び図２５に最も良く示されているように、プルタブ１００２は、コネクタのハウジング内に延びる第１の部分及びコネクタのハウジングから延び出る第２の部分を有する。図２４は、コネクタ本体１０１６及び取り外されたハウジングの第２の部分１０２０を示す上から見た斜視図であり、その結果、コネクタの内部は、プルタブ１００２がハウジング内に延びた状態で見えるようになっている。図示のように、プルタブ１００２は、コネクタから０．７５ワット以上の熱伝達率で熱を放散させるために能動部品からプルタブ１００２に熱を伝達する比較的広い表面積を有するが、他の実施形態では、プルタブ１００２は、他の適当な熱伝達率、例えば０．８５ワット以上でコネクタから熱を放散させることができる。
【００５３】
プルタブ１００２は、効果的な熱的経路を作るためにコネクタ内の発熱電気部品と接触関係をなして又はこの近くに位置している。さらに、プルタブ１００２は、熱を伝達することができる任意適当な材料、例えば金属、例えば銅、ポリマー又は充填剤入りポリマーを含む材料で構成されるのが良い。同様に、プルタブ１００２は、熱を放散させると共にコネクタへの取り付けを可能にする適当なサイズ及び形状のものである。一例を挙げると、プルタブ１００２は、部品周りの加工及び／又はコネクタへの取り付けを助けるのを可能にするよう所望に応じて１つ又は２つ以上の孔又は切欠きを有するのが良い。プルタブ１００２により、コネクタは、電気部品が適当な温度で動作することができるようにすると共にコネクタの表面を適当な温度に保つのに適した熱伝達率で熱を放散させることができる。さらに、プルタブは、別個独立に又は他の熱を放散させる技術的思想と関連して使用でき、かかる技術的思想としては、複数個のフィンを有するコネクタ本体及び／又はブーツが挙げられる。加うるに、実施形態は、所望に応じてブーツの下に配置されるサーマルインサートを有しても良くそうでなくても良い。
【００５４】
また、熱伝達特性が向上したＡＯＣ組立体を製作する方法が開示される。この方法は、光ファイバケーブルを用意するステップと、ハウジングを有するコネクタを用意するステップと、コネクタを光ファイバケーブルに取り付けてＡＯＣ組立体がコネクタから０．７５ワット以上の熱伝達率で熱を放散することができるようにするステップとを含む。この方法は、複数個のフィンを有するようブーツ又は本体を複合成形するステップを更に含むのが良い。他の実施形態は、サーマルインサートをコネクタのブーツの下に取り付けるステップを含むのが良い。さらに別の実施形態は、プルタブをコネクタに取り付けるステップを含むのが良い。
【００５５】
当業者には明らかなように、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の改造例及び変形例を想到することができる。本発明の精神及び実態を含む開示した実施形態の改造例のコンビネーション、サブコンビネーション及び変形例は、当業者には明らかなので、本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲及びこれらの均等範囲内の全ての手段を含むものと解されるべきである。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年8月25日(2014.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ光ケーブル（ＡＯＣ）組立体であって、
コネクタに取り付けられた第１の端部を有する光ファイバケーブルを含み、前記コネクタは、ハウジングに取り付けられたサーマルインサートを有し、前記ＡＯＣ組立体は、前記コネクタから０．７５ワット以上の熱伝達率で熱を放散させることができる、ＡＯＣ組立体。
【請求項２】
前記サーマルインサートは、ブーツの下に少なくとも部分的に配置されている、請求項１記載のＡＯＣ組立体。
【請求項３】
前記サーマルインサートは、金属又はポリマーを含む、請求項１記載のＡＯＣ組立体。
【請求項４】
前記コネクタから熱を放散させる複数個のフィンを有する少なくとも１つのコンポーネントを更に含み、前記少なくとも１つのコンポーネントは、コネクタ本体又はブーツである、請求項１記載のＡＯＣ組立体。
【請求項５】
前記少なくとも１つのコンポーネントは、前記コネクタのハウジングの外方に少なくとも部分的に配置されている、請求項４記載のＡＯＣ組立体。
【請求項６】
前記光ファイバケーブルの前記第１の端部のところで少なくとも１本の光ファイバに取り付けられた全反射（ＴＩＲ）ブロックを更に含む、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のＡＯＣ組立体。
【請求項７】
前記光ファイバケーブルは、第１のカラーに取り付けられた２つの金属製の細長い部材を有する、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のＡＯＣ組立体。
【請求項８】
前記光ファイバケーブルの２つの金属製の細長い部材が取り付けられた第２のカラーを更に含む、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のＡＯＣ組立体。
【請求項９】
前記コネクタは、プルタブを更に有する、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のＡＯＣ組立体。
【請求項１０】
前記コネクタは、６５℃以下の外面温度を維持する、請求項１〜９のうちいずれか一に記載のＡＯＣ組立体。
【国際調査報告】
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