JP2005227462A - 光アクティブコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】光素子と光ファイバとの相対的な位置関係を安定させることができると共に、光素子の実装固定部分へのストレスを防止すること。
【解決手段】車両における通信経路において、光信号と電気信号とを変換する光アクティブコネクタにおいて、光ファイバ７０を固定保持する光ファイバ固定部２２と基板固定部２６とが一体形成された連結固定部材２０と、光素子３２が実装固定されると共に信号変換中継処理を行う回路が形成された実装基板３０とが、コネクタハウジング４０内に収容されている。光素子３２の光結合面３２ａを光ファイバ７０の端面に対向配置させる状態で、実装基板３０が基板固定部２６に固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載用光通信分野の通信経路に適用される技術に関する。

従来より、電気ケーブル用インターフェースと光ファイバ用インターフェースと光電変換ユニットとを一体的に組込んだ光アクティブコネクタ（組込型プラグ）が知られている。

従来の光アクティブコネクタとしては、例えば、ハウジングに対して、光電変換ユニットが固定されると共に、光ファイバの固定を行う光ファイバ固定部が固定されたものがある。

このような光アクティブコネクタは、所定の電気機器間の通信経路において、電気機器と光ファイバケーブルとの間や電気ケーブルと光ファイバケーブルとの間等に介装されて、電気信号と光信号とを変換する。

このような光アクティブコネクタは、例えば、特許文献１に開示されている。

特開平１１−１４２６９４号公報

しかしながら、従来の光アクティブコネクタは、一般民生機器等での使用を前提としているため、車両での使用要求で重要な振動対策等については不十分であった。

例えば、従来の光アクティブコネクタ内部における光学的な結合は、基板上に受発光素子を実装固定し、その受発光素子の発光面又は受光面に光伝送媒体となる光ファイバの端面を突合わせる構造により実現される。そして、光結合部での接続損失とその安定性は、発光面或は受光面と光ファイバ端面との突き合せ位置の安定性により大きな影響を受ける。

ところが、上述のような従来の光アクティブコネクタでは、受発光素子を含む光電変換ユニットと光ファイバ固定部とが、それぞれハウジングに対して固定され、２箇所の固定接続部分を介して連結固定される構成であるため、振動等が加わると、光素子と光ファイバとの相対的な位置関係が乱れ易いため、重厚な固定構造が必要であった。

また、光電変換ユニットにおける受発光素子に光ファイバが突き当る場合には、振動により、受発光素子と基板との実装固定部分にストレスが与えられるおそれがある。このため、車載環境下の様な振動の影響を受け易い場所へ適用する際に、前述の様なストレスを避けるためには、例えば、受発光素子と光ファイバ間に十分な間隔をとる必要があり、光学的な結合損失が大きくなる傾向があった。このように、結合損失の極小安定化を図るという点からして、光素子の実装固定部分へのストレス防止を図る必要があった。

そこで、この発明の課題は、光素子と光ファイバとの相対的な位置関係を安定させることができると共に、光素子の実装固定部分へのストレス防止を図ることにある。

上記課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、車両における通信経路において、光信号と電気信号とを変換する光アクティブコネクタであって、光ファイバを固定保持する光ファイバ固定部と基板固定部とが一体形成された連結固定部材と、光信号の入力又は出力を行うための光素子が実装固定されると共に、前記光素子に対して所定の信号変換中継処理を行う回路が形成された実装基板と、を備え、前記光素子の光結合面を前記光ファイバの端面に対向配置させる状態で、前記実装基板が前記基板固定部に固定されているものである。

請求項２記載の発明は、前記連結固定部材及び前記実装基板が、コネクタハウジング内に収容されているものである。

請求項３記載の発明は、電気信号の入力及び出力のうち少なくとも一方を行うための電気コネクタ部をさらに備え、前記連結固定部材及び前記電気コネクタ部が、前記コネクタハウジングに固定されているものである。

この発明の請求項１記載の光アクティブコネクタによると、光ファイバを固定保持する光ファイバ固定部と基板固定部とが一体形成され、光素子の光結合面を光ファイバの端面に対向配置させる姿勢で、実装基板が前記基板固定部に固定されているため、光ファイバ固定部と基板とがより直接的に連結固定される。このため、光素子と光ファイバとの相対的な位置関係を安定させることができると共に、光素子の実装固定部分へのストレスを防止することができる。

また、請求項２記載の発明によれば、前記連結固定部材及び前記実装基板が、コネクタハウジング内に収容されているため、それら連結固定部材及び実装基板に外力が直接加わり難い。従って、より確実に、光素子と光ファイバとの相対的な位置関係を安定させることができると共に、光素子の実装固定部分へのストレスを防止することができる。

さらに、請求項３記載の発明によれば、電気コネクタ部と実装基板とが、コネクタハウジング及び連結固定部材を介して連結固定されることで、それら電気コネクタ部と実装基板との相対的な位置関係を比較的正確に保つことができ、電気コネクタ部へのストレスを防止することができる。

以下、この発明の実施形態に係る光アクティブコネクタについて説明する。

図１は光アクティブコネクタを示す一部断面側面図である。この光アクティブコネクタ１０は、車両における通信経路において、光信号と電気信号とを変換するものであり、連結固定部材２０と、実装基板３０と、コネクタハウジング４０と、電気コネクタ部５０とを備えている。

連結固定部材２０は、樹脂等により構成されており、光ファイバ固定部２２と基板固定部２６とが一体形成されてなる。

光ファイバ固定部２２は、光ファイバ７０（光ファイバケーブルに含まれる光ファイバを含む）の端部を固定保持する部材である。固定保持する構成としては、光ファイバ７０の端部を把持する構成であってもよいし、また、光ファイバ７０の端部を挿入保持する構成であってもよい。また、光ファイバ７０の端部にフェルール付きのコネクタを取付け、このコネクタと結合することで、該光ファイバ７０の端部を固定保持する構成であってもよい。ここでは、光ファイバ７０の端部に露出するファイバ心線７１の手前の被覆７２部分を把持固定する構成としている。

基板固定部２６は、実装基板３０を固定保持する部材である。実装基板３０を固定保持する構成としては、ねじ止や係合構造を利用した構成等を採用できる。ここでは、光ファイバ固定部２２の側方に延出するようにして延出部２７が形成されると共に、その延出部２７にその両面に突出するようにして複数の突出固定部２８が形成されており、各突出固定部２８の一端部（上端部）に実装基板３０がねじＳを用いてねじ止固定される構成となっている。

実装基板３０は、所定のプリント配線基板３１上に、光素子３２が半田付け等により実装固定されると共に、信号増幅や素子の駆動等の処理機能を持つ制御用ＩＣ３３ａや、その他の抵抗やコンデンサ等の素子３３ｂを含む実装部品３３ａ，３３ｂが実装固定されてなる。

光素子３２は、入力された光信号を電気信号に変換する受光素子、又は、電気信号を光信号に変換して出力する発光素子である。この光素子３２は、光信号の入力部となる受光面又は光信号の出力部となる発光面等の光結合面３２ａを有している。なお、この光素子３２については、受光素子又は発光素子の一方が本コネクタ１０に組込まれた構成であってもよいし、又は、それら受光素子及び発光素子がペアで本コネクタ１０に組込まれた構成であってもよい。

また、この実装基板３０では、上述した実装部品３３ａ，３３ｂ等によって、電気コネクタ部５０と光素子３２との間で電気信号の増幅処理や、光素子３２の駆動処理等の信号変換中継処理を行う回路が形成されている。

この実装基板３０は、実装固定された光素子３２の光結合面３２ａを、光ファイバ固定部２２に固定保持された光ファイバ７０の端面に対向配置させる状態（位置及び姿勢）で、上記基板固定部２６に固定保持されている。なお、光結合面３２ａと光ファイバ７０の端面とは、接触するように対向配置されていてもよいし、また、それらの間に所定間隔あけて対向配置されていてもよい。

コネクタハウジング４０は、例えば、一般的な樹脂や、金属フィラー等の導電性フィラーを混入した導電樹脂材料、金属材料等により形成されたものであり、連結固定部材２０及び実装基板３０を収容可能な筺状体に形成されている。

ここでは、コネクタハウジング４０は、ロアハウジング４１とアッパーハウジング４２とに２分割された構成となっている。

このコネクタハウジング４０内には、連結固定部材２０及び実装基板３０が収容されている。ここでは、連結固定部材２０はコネクタハウジング４０のロアハウジング４１内面にねじ止、係合構造、接着剤を利用した構成等で固定されている。なお、連結固定部材２０とコネクタハウジング４０（ここではロアハウジング４１とアッパーハウジング４２のうちの一方側）とが一体形成されていてもよい。

電気コネクタ部５０は、コネクタハウジング内にコネクタ端子が立設されたコネクタであり、外部コネクタが本電気コネクタ部５０にコネクタ接続されることで、電気信号の入力及び出力のうち少なくとも一方が行われることになる。

この電気コネクタ部５０は、ロアハウジング４１にねじ止等により取付固定されている。また、この電気コネクタ部５０の各コネクタ端子は、直接或は電線等を介して、実装基板３０に形成された回路に電気的に接続されている。

この光アクティブコネクタ１０の使用例について図２を参照して説明する。ここでは、光アクティブコネクタ１０が通信経路の端部側に設けられる例について説明する。

まず、光ファイバケーブル８０の両端部に、それぞれ光アクティブコネクタ１０が接続されたものを準備する。

そして、車両に搭載される電子ユニットＵ１（電子機器）に設けられた電気コネクタＵ１Ｃと一方側の光アクティブコネクタ１０とを接続する。また、車両に搭載される他の電子ユニットＵ２（電子機器）に設けられた電気コネクタＵ２Ｃと他方側の光アクティブコネクタ１０とを接続する。これにより、一方側の電子ユニットＵ１又はＵ２より送出された電気信号は、一方側の光アクティブコネクタ１０において電気信号から光信号に変換された後、光ファイバケーブル８０を伝わって他方側の光アクティブコネクタ１０において光信号から電気信号に変換され、他方側の電子ユニットＵ２又はＵ１に伝達される。従って、電気コネクタＵ１Ｃを持つ電子ユニットＵ１と電気コネクタＵ２Ｃを持つ電子ユニットＵ２とを接続する通信経路において、光ファイバケーブル８０を用いた光通信経路を適用することができる。

なお、光アクティブコネクタ１０は、車両における通信経路の途中でワイヤーハーネスと光ファイバケーブルとの間に介装される形態で用いられてもよい。

以上のように構成された光アクティブコネクタ１０によると、光ファイバ７０を固定保持する光ファイバ固定部２２と基板固定部２６とが一体形成され、光素子３２の光結合面３２ａを光ファイバ７０の端面に対向配置させる姿勢で、実装基板３０が基板固定部２６に固定されているため、光ファイバ固定部２２と実装基板３０とがより直接的に連結固定される。このため、例えば、基板と光ファイバ固定部とをそれらとは別部材であるハウジング等を介して連結された構成に比べて、光素子３２と光ファイバ７０との相対的な位置関係（軸ズレ及び端面間距離を含む）を安定させることができる。換言すれば、光素子３２と光ファイバ７０との動きを同期させることができる。これにより、光素子３２と光ファイバ７０との接続損失の低下を防止することができると共に、その安定化を図ることができる。また、光素子３２と光ファイバ７０との相対的な位置関係を安定させることができるため、振動等が加わっても、光ファイバ７０の端部と光素子３２とが相互干渉し難くまり、また、光素子３２と基板３１との実装固定部分にストレスが加わり難くなる。このため、当該光素子３２の脱落や、光素子３２や光ファイバ７０の破損等を有効に防止できる。

また、連結固定部材２０及び実装基板３０が、コネクタハウジング４０内に収容されているため、それら連結固定部材２０及び実装基板３０に外力が直接加わり難い。従って、より確実に、光素子３２と光ファイバ７０との相対的な位置関係を安定させることができると共に、光素子３２の実装固定部分へのストレスを防止することができる。

さらに、電気コネクタ部５０と実装基板３０とが、コネクタハウジング４０及び連結固定部材２０を介して連結固定されることで、それら電気コネクタ部５０と実装基板３０との相対的な位置関係を比較的正確に保つことができ、電気コネクタ部５０へのストレスを防止して、その破損等を防止することができる。

この発明の実施の形態に係る光アクティブコネクタを示す一部断面側面図である。 光アクティブコネクタの使用例を説明する図である。

符号の説明

１０ 光アクティブコネクタ
２０ 連結固定部材
２２ 光ファイバ固定部
２６ 基板固定部
３０ 実装基板
３１ プリント配線基板
３２ 光素子
３２ａ 光結合面
４０ コネクタハウジング
５０ 電気コネクタ部
７０ 光ファイバ

Claims (3)

1. 車両における通信経路において、光信号と電気信号とを変換する光アクティブコネクタであって、
   光ファイバを固定保持する光ファイバ固定部と基板固定部とが一体形成された連結固定部材と、
   光信号の入力又は出力を行うための光素子が実装固定されると共に、前記光素子に対して所定の信号変換中継処理を行う回路が形成された実装基板と、
   を備え、
   前記光素子の光結合面を前記光ファイバの端面に対向配置させる状態で、前記実装基板が前記基板固定部に固定されている、光アクティブコネクタ。
2. 請求項１記載の光アクティブコネクタであって、
   前記連結固定部材及び前記実装基板が、コネクタハウジング内に収容されている、光アクティブコネクタ。
3. 請求項２記載の光アクティブコネクタであって、
   電気信号の入力及び出力のうち少なくとも一方を行うための電気コネクタ部をさらに備え、
   前記連結固定部材及び前記電気コネクタ部が、前記コネクタハウジングに固定されている、光アクティブコネクタ。

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