JP5733284B2 - コネクタアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、コネクタアセンブリに関する。

従来のコネクタアセンブリとして、電気信号を光信号に変換するものが知られている。例えば、特許文献１に記載のコネクタアセンブリは、光ケーブルと光電変換モジュールとを備えており、光電変換モジュールは、光ケーブルの光ファイバと接続される光電変換部が搭載された回路基板と、回路基板を収容するハウジングと、回路基板に接続される電気コネクタとを備えている。このコネクタアセンブリでは、入出力される電気信号を光電変換部により光信号に変換し、光信号による信号伝送を行っている。

特開２０１１−１１２８９８号公報

ところで、上記のコネクタアセンブリでは、回路基板に搭載された制御用ＩＣや光電変換部などにおいて熱が発生する。この熱は、ハウジングや回路基板の破損や伝送特性に影響を及ぼすおそれがあるため、外部に放出する必要がある。放熱先として、コネクタアセンブリが接続されるパソコンなどの電子機器が考えられる。しかしながら、電子機器への放熱はその状態に依存し、例えば電子機器の温度が上昇している場合には電子機器に対してコネクタアセンブリの熱が十分に放出されない。一方で、コネクタモジュールのハウジングを介して放熱することも可能ではあるが、ハウジングが熱くなるため、ユーザーが違和感を覚えるおそれがある。

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、熱を効率よく放出することができる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、本発明に係るコネクタアセンブリは、光ケーブルとコネクタモジュールとを含んで構成されるコネクタアセンブリであって、光ケーブルは、光ファイバと、光ファイバの周りに設けられた外被と、光ファイバと外被との間に設けられ、金属製の伝熱部材とを有し、コネクタモジュールは、空間を画成するハウジングと、ハウジングの空間に収容され、光ファイバが接続される光電変換部が搭載された回路基板とを有し、光ケーブルの伝熱部材とコネクタモジュールの回路基板とが熱伝導体により熱的に接続されていることを特徴とする。

このコネクタアセンブリでは、光ケーブルに金属製の伝熱部材が設けられており、光電変換部などといった発熱体が搭載された回路基板と伝熱部材とが熱伝導体により熱的に接続されている。これにより、光電変換部で発生した熱は、回路基板及び熱伝導体を介して光ケーブルの伝熱部材に伝えられ、光ケーブルの外被から外部に放出される。すなわち、コネクタモジュールと光ケーブルとの間に放熱のための経路が確立されて光ケーブルに熱が伝達されるため、回路基板の熱を光ケーブルに効率的に放散できる。これにより、ハウジングが過剰に熱をもたないため、ユーザーの違和感を軽減できる。また、コネクタアセンブリの接続先の状態に依存することなく、熱を十分に放散することができる。以上のように、コネクタアセンブリでは、熱を効率よく放出することができる。

伝熱部材の熱伝導率は、熱伝導体の熱伝導率より大きいことが好ましい。この場合には、ハウジングの熱を光ケーブルに効率的に放散できるため、回路基板の熱を光ケーブルに効率的に放散できる。

上記光電変換部は、制御用半導体と受発光素子とを含み、熱伝導体は、回路基板と接続部材を介して熱的に接続されたハウジングを含み、ハウジングの前端には、回路基板と電気的に接続された電気コネクタを備え、制御用半導体は、回路基板において受発光素子よりも前方で且つ電気コネクタよりも後方に位置すると共に、受発光素子よりも発熱量の大きく、接続部材は、受発光素子より前方において、回路基板とハウジングを熱的に接続する領域を含む。このように構成すれば、受発光素子より発熱量の大きい熱源（例えば、制御用半導体や電気コネクタが接続される電子機器）からの熱が受発光素子に流入することを防止しつつ、回路基板の熱を光ケーブルに放散できる。

伝熱部材は、光ケーブルの末端に取り付けられる金属製の加締め部材に圧着されており、加締め部材がハウジングと熱的に接続され、加締め部材及びハウジングにより熱伝導体が構成されていることが好ましい。光ケーブルを加締め部材により圧着することにより、光ケーブルを加締め部材に取り付ける作業性の向上を図ることができる。また、熱伝導体が加締め部材及びハウジングにより構成され、伝熱部材が加締め部材に圧着されているため、熱を効率よく伝熱部材に伝達でき、熱を効率よく放出することができる。

加締め部材は、光ファイバが挿通される筒部と、筒部の径方向の外側に張り出す基部と、筒部の径方向の外側に位置し、光ケーブルの末端を筒部と挟持して圧着する圧着部と、を有し、伝熱部材は、筒部の外周面に配置され、当該外周面と圧着部との間に挟持されて圧着されていることが好ましい。このような構成により、光ケーブルを良好に保持することができる。

伝熱部材は、光ケーブルの末端において外被の外周側に折り返されており、加締め部材において、筒部の外周面、基部及び圧着部と当接している。このように、熱伝導体が加締め部材と多くの箇所で当接することにより、加締め部材と伝熱部材とがより良好に熱的に接続され、ハウジングと熱伝導体との間の放熱経路を良好に形成できる。したがって、熱を効率よく放出することができる。

ハウジングは、金属材料からなる第１ハウジングを含んでおり、第１ハウジングが熱伝導体を構成していることが好ましい。このように、ハウジングを金属材料にて形成することにより、ハウジングを熱伝導体として機能させることができ、回路基板の熱を光ケーブルの伝熱部材に良好に伝えることができる。

第１ハウジングは、空間を画成する収容部材と、収容部材と連結可能に構成されていると共に、光ケーブルを保持する固定部材とを有し、固定部材に伝熱部材が熱的に接続されていると共に、収容部材と固定部材とが熱的に接続されていることが好ましい。このような構成によれば、熱を放散する経路を良好に確立することができる。

コネクタモジュールは、回路基板と第１ハウジングの収容部材とを熱的に接続する接続部材を有しており、接続部材及び第１ハウジングが熱伝導体を構成していることが好ましい。このように、接続部材によって回路基板と第１ハウジングとの間に熱を伝達する経路を確実に確立できる。

第１ハウジングは、空間を画成する収容部材と、収容部材と連結可能に構成されていると共に、光ケーブルを保持する固定部材とを有し、固定部材に伝熱部材が熱的に接続されていると共に、固定部材が回路基板に直接接続されていることが好ましい。このように、固定部材を回路基板に直接接続することにより、回路基板から光ケーブルの伝熱部材に熱が伝達される経路を確実に確立できる。

ハウジングは、樹脂材料からなり且つ第１ハウジングを収容する第２ハウジングを有していることが好ましい。このような構成によれば、光ケーブル側に熱を放散するための熱伝達経路を確実に構成できる。また、第２ハウジングが樹脂材料から形成されているため、ユーザーがハウジングを持ったときに、熱（熱さ）を感じることが軽減される。

伝熱部材は、金属編組であることが好ましい。金属編組を用いることにより、密度、表面積を確保できるため、伝熱特性及び放熱特性を良好に得ることができる。また、金属編組は、光ケーブルの曲げに対する変形性も有しているため、光ケーブルが曲がった場合であっても所定の放熱特性を得ることができる。

光ケーブルは、光ファイバと伝熱部材との間に抗張力繊維を有していることが好ましい。抗張力繊維を設けることにより、光ケーブルに加えられる引張力などの外力に対する耐久性を光ケーブルにおいて確保できる。一方、光ファイバと伝熱部材との間に抗張力繊維を備えるので、発生した熱が伝熱部材から外被を介して外部に放出されるのを妨げることを防止できる。

光ケーブルは、抗張力繊維と金属編組との間にチューブが設けられていることが好ましい。これにより、光ケーブルの内部に熱が伝達されることを抑制でき、熱を外被を介して外部に良好に放出できる。

伝熱部材は、熱伝導体にはんだにより接合されていることが好ましい。伝熱部材と熱伝導体とをはんだによって接合することにより、良好な伝熱性を得ることができる。

本発明によれば、熱を効率よく放出することができる。

第１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。 樹脂ハウジングを外し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。 （ａ）は図３に示す回路基板を上から見た図であり、（ｂ）は図３に示す回路基板を横から見た図である。 図３に示す回路基板及び固定部材を横から見た図である。 図１に示すコネクタアセンブリの断面図である。 図６の一部を拡大して示す図である。 第２実施形態に係るコネクタアセンブリのコネクタモジュールを示す斜視図である。 ハウジングの一部を取り外した状態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。 加締め部材を示す斜視図である。 加締め部材に光ケーブルを取り付ける方法を示す図である。 加締め部材に光ケーブルを取り付ける方法を示す図である。 コネクタアセンブリの断面構成を示す図である。 他の実施形態に係るコネクタアセンブリの断面構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

［第１実施形態］
図１は、第１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２は、樹脂ハウジングを外した状態を示す斜視図である。図３は、ハウジングを外した状態を示す斜視図である。図４（ａ）は、図３に示す回路基板を上から見た図であり、図４（ｂ）は、図３に示す回路基板を横から見た図である。図５は、図３に示す回路基板及び固定部材を横から見た図である。図６は、図１に示すコネクタアセンブリの断面図である。図７は、図６の一部を拡大して示す図である。

各図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。

各図に示すように、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。

光ケーブル３は、複数本（ここでは４本）の光ファイバ心線（光ファイバ）７と、この光ファイバ心線７を被覆する樹脂製の外被９と、光ファイバ心線７と外被９との間に介在された極細径の抗張力繊維（ケブラー）１１と、外被９と抗張力繊維１１との間に介在され、外被９と接触する金属編組１３とを有している。つまり、光ケーブル３では、光ファイバ心線７、抗張力繊維１１、金属編組１３及び外被９が、その中心から径方向の外側に向けてこの順に配置されている。

光ファイバ心線７としては、石英系光ファイバ、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ：PlasticOptical Fiber）などを用いることができる。外被９は、ノンハロゲン難燃性樹脂である例えばＰＶＣ（polyvinylchloride）から形成されている。外被９の外径は、４．２ｍｍ程度であり、外被９の熱伝導率は、例えば０．１７Ｗ／ｍ・Ｋである。抗張力繊維１１は、例えばアラミド繊維であり、束状に集合された状態で光ケーブル３に内蔵されている。

金属編組１３は、例えば錫めっき導線から形成されており、編組密度が７０％以上、編み角度が４５°〜６０°である。金属編組１３の外径は、０．０５ｍｍ程度である。金属編組１３の熱伝導率は、例えば４００Ｗ／ｍ・Ｋである。金属編組１３は、熱伝導を良好に確保するために高密度に配置することが好ましく、一例としては平角線の錫めっき導線で構成されていることが好ましい。

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。

ハウジング２０は、金属ハウジング（第１ハウジング）２６と、樹脂ハウジング（第２ハウジング）２８とから構成されている。金属ハウジング２６は、収容部材３０と、収容部材３０の後端部に連結され、光ケーブル３を固定する固定部材３２とから構成されている。金属ハウジング２６は、鋼（Ｆｅ系）、ブリキ（錫めっき銅）、ステンレス、銅、真鍮、アルミなどの熱伝導率の高い（好ましくは１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上）金属材料により形成されている。金属ハウジング２６は、熱伝導体を構成している。

収容部材３０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３０は、回路基板２４などを収容する収容空間Ｓを画成している。収容部材３０の前端側には、電気コネクタ２２が設けられ、収容部材３０の後端側には、固定部材３２が連結される。

固定部材３２は、板状の基部３４と、筒部３６と、基部３４の両側から前方に張り出す一対の第１張出片３８と、基部３４の両側から後方に張り出す一対の第２張出片４０とを有している。一対の第１張出片３８は、収容部材３０の後部からそれぞれ挿入され、収容部材３０に当接して連結される。一対の第２張出片４０は、後述する樹脂ハウジング２８のブーツ４６に連結される。なお、固定部材３２は、基部３４、筒部３６、第１張出片３８及び第２張出片４０が板金により一体に形成されている。

筒部３６は、略円筒形状をなしており、基部３４から後方に突出するように設けられている。筒部３６は、カシメリング４２との協働により光ケーブル３を保持する。具体的には、外被９を剥いだ後、光ケーブル３の光ファイバ心線７を筒部３６の内部に挿通させると共に、抗張力繊維１１を筒部３６の外周面に沿って配置する。そして、筒部３６の外周面に配置された抗張力繊維１１上にカシメリング４２を配置して、カシメリング４２をかしめる。これにより、抗張力繊維１１が筒部３６とカシメリング４２との間に挟持されて固定され、固定部材３２に光ケーブル３が保持固定される。

基部３４には、光ケーブル３の金属編組１３の端部がはんだにより接合されている。具体的には、金属編組１３は、固定部材３２においてカシメリング４２（筒部３６）の外周を覆うように配置されており、その端部が基部３４の一面（後面）にまで延ばされてはんだにより接合されている。これにより、固定部材３２と金属編組１３とは、熱的に接続されている。さらに、収容部材３０の後端部に固定部材３２が結合することにより、収容部材３０と固定部材３２とが物理的且つ熱的に接続される。つまり、収容部材３０と光ケーブル３の金属編組１３とが熱的に接続される。

樹脂ハウジング２８は、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料から形成されており、金属ハウジング２６を覆っている。樹脂ハウジング２８は、外装ハウジング４４と、外装ハウジング４４と連結するブーツ４６とを有している。外装ハウジング４４は、収容部材３０の外面を覆うように設けられている。ブーツ４６は、外装ハウジング４４の後端部に連結され、金属ハウジング２６の固定部材３２を覆っている。ブーツ４６の後端部と光ケーブル３の外被９とは、接着剤（図示しない）により接着される。

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の前端側に配置されており、ハウジング２０から前方に突出している。電気コネクタ２２は、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、金属ハウジング２６（収容部材３０）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５０と、受発光素子５２とが搭載されている。回路基板２４は、制御用半導体５０と受発光素子５２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。制御用半導体５０と受発光素子５２とは、光電変換部を構成している。本実施形態において、制御用半導体５０は、回路基板２４における、受発光素子５２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５０は、受発光素子５２より発熱量が大きい。

制御用半導体５０は、駆動ＩＣ（Integrated Circuit）５０ａや波形整形器であるＣＤＲ（Clock Data Recovery）装置５０ｂなどを含んでいる。制御用半導体５０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５０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５２は、複数（ここでは２つ）の発光素子５２ａと、複数（ここでは２つ）の受光素子５２ｂとを含んで構成されている。発光素子５２ａ及び受光素子５２ｂ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５２ａ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：LaserDiode）、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface EmittingLASER）などを用いることができる。受光素子５２ｂとしては、例えば、フォトダイオード（ＰＤ：PhotoDiode）などを用いることができる。

受発光素子５２は、光ケーブル３の光ファイバ心線７と光学的に接続されている。具体的には、図４（ｂ）に示すように、回路基板２４には、受発光素子５２及び駆動ＩＣ５０ａを覆うようにレンズアレイ部品５５が配置されている。レンズアレイ部品５５には、発光素子５２ａから出射された光、又は、光ファイバ心線７から出射された光を反射して屈曲させる反射膜５５ａが配置されている。光ファイバ心線７の末端にはコネクタ部品５４が取り付けられており、コネクタ部品５４とレンズアレイ部品５５とが位置決めピン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心線７と受発光素子５２とが光学的に接続される。レンズアレイ部品５５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５５は、樹脂の射出成形により、一体に構成することができる。

回路基板２４と収容部材３０（金属ハウジング２６）との間には、放熱シート（接続部材）５６が配置されている。放熱シート５６は、熱伝導性及び柔軟性を有する材料から形成される熱伝導体である。放熱シート５６は、回路基板２４の裏面２４ｂにおいて、回路基板２４の幅方向に沿って延在して設けられている。放熱シート５６は、例えば受発光素子５２の下方に配置される。放熱シート５６は、その上面が回路基板２４の裏面２４ｂに物理的且つ熱的に接続されていると共に、その下面が収容部材３０の内側面に物理的且つ熱的に接続されている。この放熱シート５６により、回路基板２４と金属ハウジング２６とが熱的に接続され、回路基板２４の熱が収容部材３０に伝達される。

なお、ここで言う熱的に接続されているとは、物理的な接続によって熱を伝達可能な経路が確立されていることを言う。したがって、本実施形態では、空気などの媒体を介して熱を伝達することは、熱的に接続されていることとはならない。

上記構成を有するコネクタアセンブリ１では、電気コネクタ２２から電気信号を入力し、回路基板２４の配線を介して制御用半導体５０が電気信号を入力する。制御用半導体５０に入力された電気信号は、レベルの調整やＣＤＲ装置５０ｂにより波形整形などが行われた後に、制御用半導体５０から回路基板２４の配線を介して受発光素子５２に出力される。電気信号を入力した受発光素子５２では、電気信号を光信号に変換し、発光素子５２ａから光ファイバ心線７に光信号を出射する。

また、光ケーブル３で伝送された光信号は、受光素子５２ｂにより入射される。受発光素子５２では、入射された光信号を電気信号に変換し、この電気信号を回路基板２４の配線を介して制御用半導体５０に出力する。制御用半導体５０では、電気信号に所定の処理を施した後、電気コネクタ２２にその電気信号を出力する。

続いて、コネクタアセンブリ１における放熱方法について、図６を参照しながら説明する。回路基板２４に搭載された制御用半導体５０及び受発光素子５２で発生した熱は、まず回路基板２４に伝わる。回路基板２４に伝達された熱は、放熱シート５６を介して収容部材３０に伝えられる。次に、熱は、収容部材３０からこれに連結された固定部材３２に伝わり、固定部材３２に接続された光ケーブル３の金属編組１３に伝えられる。そして、金属編組１３に伝わった熱は、光ケーブル３の外被９を介して外部に放熱される。以上のようにして、コネクタアセンブリ１では、発熱体である制御用半導体５０及び受発光素子５２で発生した熱が外部に放出される。

以上説明したように、本実施形態では、光ケーブル３に熱伝導率の高い金属編組１３が設けられており、制御用半導体５０や受発光素子５２などの発熱体が搭載された回路基板２４と金属編組１３とが金属ハウジング２６により熱的に接続されている。これにより、制御用半導体５０及び受発光素子５２で発生した熱は、回路基板２４及び金属ハウジング２６を介して光ケーブル３の金属編組１３に伝わり、光ケーブル３の外被９から外部に放出される。すなわち、コネクタモジュール５と光ケーブル３との間に放熱の経路が確立されて光ケーブル３に伝達されるため、回路基板２４の熱を光ケーブル３に効率的に放散できる。これにより、ハウジング２０が過剰に熱をもたないため、ユーザーの違和感を軽減できる。

ここで、上記の熱を電気コネクタ２２を介してパソコンなどの接続対象に放出することも考えられる。しかしながら、熱を放出するときに接続対象がそれを受け入れられる状態にあるか否かを予測することは困難である。そのため、熱を放出する際、接続対象の温度が上昇している場合には、コネクタアセンブリ１の熱を接続対象側に十分に放散することができない。これに対して、本実施形態では、光ケーブル３に回路基板２４の熱を放散させて外部に放出するため、コネクタアセンブリ１の接続先の状態に依存することなく、熱を十分に放出することができる。

また、本実施形態では、金属編組１３（伝熱部材）の熱伝導率は、金属ハウジング２６、放熱シート５６（熱伝導体）の熱伝導率より大きい。このため、金属ハウジング２６の熱を光ケーブル３に効率的に放散できるので、回路基板２４の熱を光ケーブル３に効率的に放散できる。さらに、熱伝導体を構成する金属ハウジング２６を収容する樹脂ハウジング２８をさらに有する場合には、金属ハウジング２６からの放熱は樹脂ハウジング２８によって妨げられることとなるが、回路基板２４の熱を光ケーブル３に効率的に放散することによって、収容部材３０内の温度を効率よく低下させることができる。これにより、受発光素子５２の信頼性が向上し、ユーザーがハウジング２０を持ったときに、熱（熱さ）を感じることが軽減される。

また、本実施形態では、回路基板２４と金属ハウジング２６（固定部材３２）とが放熱シート５６で熱的に接続されている。そのため、回路基板２４の熱を金属ハウジング２６に効率的に伝達することができる。その結果、伝達効率の良好な熱伝達経路を回路基板２４と光ケーブル３との間に確立できる。また、金属編組１３を固定部材３２にはんだにより接合することにより、より確実な熱的な接続を得ることができる。

また、光ケーブル３は、光ファイバ心線７と、この光ファイバ心線７を被覆する樹脂製の外被９と、光ファイバ心線７と外被９との間に介在された抗張力繊維１１と、外被９と抗張力繊維１１との間に介在された金属編組１３とを有し、光ファイバ心線７、抗張力繊維１１、金属編組１３及び外被９が、その中心から径方向の外側に向けてこの順に配置されている。これにより、光ケーブル３に加えられる引張力などの外力に対する耐久性を光ケーブル３において確保できる一方、光ファイバ心線７と金属編組１３との間に抗張力繊維１１を備えるので、発生した熱が熱伝導体から外被９を介して外部に放出されるのを妨げることを防止できる。さらに、外被９と金属編組１３との間に空間を介することなく密着させることにより、金属編組１３から外被９への熱の拡散を効率よく行うことができる。

また、熱伝導体である金属ハウジング２６が樹脂ハウジング２８に収容されているため、回路基板２４の熱は、熱伝導率の高い光ケーブル３に放散される。したがって、光ケーブル３側に熱を放散するための熱伝達経路を確実に構成できる。また、樹脂ハウジング２８により、ユーザーがハウジング２０を持ったときに、熱さを感じることが軽減される。

［第２実施形態］
続いて、第２実施形態について説明する。図８は、第２実施形態に係るコネクタアセンブリのコネクタモジュールを示す斜視図である。図９は、ハウジングの一部を取り外した状態を示す斜視図である。図１０は、光ケーブルの断面構成を示す図である。コネクタアセンブリ１Ａは、光ケーブル３Ａと、コネクタモジュール５Ａとを備えている。

図１０に示すように、光ケーブル３Ａは、複数本（ここでは４本）の光ファイバ心線７と、この光ファイバ心線７を被覆する樹脂製の外被９と、光ファイバ心線７と外被９との間に介在された極細径の抗張力繊維１１と、外被９と抗張力繊維１１との間に介在され、外被９と接触する金属編組１３と、抗張力繊維１１と金属編組１３との間に介在されたインナーチューブ１４とを有している。つまり、光ケーブル３Ａでは、光ファイバ心線７、抗張力繊維１１、インナーチューブ１４、金属編組１３及び外被９が、その中心から径方向の外側に向けてこの順に配置されている。

コネクタモジュール５Ａは、ハウジング６０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６０に収容される回路基板２４とを備えている。なお、電気コネクタ２２、回路基板２４及び放熱シート５６の構成は、第１実施形態と同様である。

ハウジング６０は、金属ハウジング６１と、図示しない樹脂ハウジングとから構成されている。金属ハウジング６１は、収容部材６２と、収容部材６２の後端部に連結され、光ケーブル３Ａを固定する加締め部材６４とから構成されている。金属ハウジング６１は、鋼（Ｆｅ系）、ブリキ（錫めっき銅）、ステンレス、銅、真鍮、アルミなどの熱伝導率の高い（好ましくは１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上）金属材料により形成されている。金属ハウジング６１は、熱伝導体を構成している。

収容部材６２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６２は、回路基板２４などを収容する収容空間Ｓ（図９参照）を画成している。収容部材６２の前端側には、電気コネクタ２２が設けられ、収容部材６２の後端側には、加締め部材６４が連結される。収容部材６２は、複数の部材により構成されている。収容部材６２は、後端部が開口している。

収容部材６２には、保持片６２ａ，６２ｂが設けられている。保持片６２ａ，６２ｂは、収容部材６２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６２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。

図１１は、加締め部材を示す斜視図であり、収容部材に連結される前の状態（折り返される前の状態）を示している。加締め部材６４は、基部６６と、筒部６８と、基部６６の両側から後方に張り出す一対の圧着部７０ａ，７０ｂとを有している。加締め部材６４は、基部６６、筒部６８及び圧着部７０ａ，７０ｂが板金により一体に形成されている。

基部６６は、板状の部材であり、筒部６８の径方向の外側に張り出している。基部６６は、本体部６６ａと、張出部６６ｂを有している。張出部６６ｂは、本体部６６ａの左右に張り出していると共に、上下に所定の間隔をあけて設けられている。

筒部６８は、略円筒形状をなしており、基部６６の本体部６６ａから後方に突出するように設けられている。筒部６８は、光ファイバ心線７を挿通すると共に、圧着部７０ａ，７０ｂとの協働により光ケーブル３Ａを保持する。

圧着部７０ａ，７０ｂは、光ケーブル３Ａを筒部６８との協働で圧着すると共に、抗張力繊維１１が巻き付けられる。圧着部７０ａと圧着部７０ｂとは、同様の構成を有しており、以下では、圧着部７０ａを一例に具体的に説明する。圧着部７０ａは、基部６６から折り返されて筒部６８の径方向の外側に位置している。圧着部７０ａには、凹部７１ａと、２つのスリット部７１ｂ，７１ｃとが設けられている。凹部７１ａ及びスリット部７１ｂ，７１ｃは、抗張力繊維１１が巻きつけられる部分である。圧着部７０ａ，７０ｂに抗張力繊維１１を巻き付ける方法については後述する。

続いて、上記の構成を有する加締め部材６４と収容部材６２との連結について説明する。加締め部材６４を収容部材６２に連結するときには、加締め部材６４を収容部材６２の保持片６２ａ，６２ｂの間に下側から押し込む。これにより、基部６６の本体部６６ａの上部から張り出す張出部６６ｂが保持片６２ａ，６２ｂとの間に保持されるように、加締め部材６４と収容部材６２とが連結される。

続いて、光ケーブル３Ａを加締め部材６４に取り付ける方法について説明する。図１２及び図１３は、加締め部材に光ケーブルを取り付ける方法を示す図である。図１４は、コネクタアセンブリの断面構成を示す図である。図１２に示すように、加締め部材６４に光ケーブル３Ａを取り付ける前の状態では、加締め部材６４の圧着部７０ａ，７０ｂは折り返されていない。最初に、光ケーブル３Ａの外被９を剥いで金属編組１３を露出させ、この金属編組１３を外被９の外周側に折り返す。このとき、金属編組１３を折り返す長さは、例えば筒部６８の長さ以下とする。次に、加締め部材６４を準備し、加締め部材６４の筒部６８に光ケーブル３Ａの光ファイバ心線７、抗張力繊維１１及びインナーチューブ１４を挿通させると共に、金属編組１３を筒部６８の外周面６８ａに被せる。

続いて、抗張力繊維１１を圧着部７０ａ，７０ｂに巻き付ける。具体的には、抗張力繊維１１を、基部６６の前面に沿って左右に引き出して圧着部７０ａ，７０ｂの凹部７１ａに掛けて折り返す。次に、抗張力繊維１１をスリット部７１ｃに通した後にスリット部７１ｂに通し、再度凹部７１ａに掛ける。このようにして、抗張力繊維１１を圧着部７０ａ，７０ｂに巻き付ける。

抗張力繊維１１を巻き付けた後、圧着部７０ａ，７０ｂを光ケーブル３Ａ側に折り返す。このとき、図１４に示すように、金属編組１３が、筒部６８の外周面６８ａ、基部６６の後面及び圧着部７０ａ，７０ｂで接触する。圧着部７０ａ，７０ｂが折り返されると、外被９及び金属編組１３が筒部６８と圧着部７０ａ，７０ｂの基部側との間に挟持されてこの部分で圧着されると共に、外被９に圧着部７０ａ，７０ｂが食い込み、光ケーブル３Ａが加締め部材６４により保持固定される。以上のように、光ケーブル３Ａが圧着部７０ａ，７０ｂにより加締められて加締め部材６４に圧着され、光ケーブル３Ａの金属編組１３と加締め部材６４（金属ハウジング６１）とが熱的に接続される。

続いて、コネクタアセンブリ１Ａにおける放熱方法について説明する。回路基板２４に搭載された制御用半導体５０及び受発光素子５２で発生した熱は、まず回路基板２４に伝わる。回路基板２４に伝達された熱は、放熱シート５６を介して収容部材６２に伝えられる。次に、熱は、収容部材６２からこれに連結された加締め部材６４に伝わり、加締め部材６４に接続された光ケーブル３Ａの金属編組１３に伝えられる。そして、金属編組１３に伝わった熱は、光ケーブル３Ａの外被９を介して外部に放熱される。以上のようにして、コネクタアセンブリ１Ａでは、発熱体である制御用半導体５０及び受発光素子５２で発生した熱が外部に放出される。

以上説明したように、本実施形態では、制御用半導体５０や受発光素子５２などの発熱体が搭載された回路基板２４と金属編組１３とが金属ハウジング６１により熱的に接続されている。これにより、制御用半導体５０及び受発光素子５２で発生した熱は、回路基板２４及び金属ハウジング６１（収容部材６２及び加締め部材６４）を介して光ケーブル３Ａの金属編組１３に伝わり、光ケーブル３Ａの外被９から外部に放出される。すなわち、コネクタモジュール５Ａと光ケーブル３Ａとの間に放熱の経路が確立されて光ケーブル３Ａに伝達されるため、回路基板２４の熱を光ケーブル３Ａに効率的に放散できる。

また、本実施形態では、金属編組１３（伝熱部材）の熱伝導率は、金属ハウジング６１、放熱シート５６（熱伝導体）の熱伝導率より大きい。このため、金属ハウジング６１の熱を光ケーブル３Ａに効率的に放散できるので、回路基板２４の熱を光ケーブル３Ａに効率的に放散できる。さらに、熱伝導体を構成する金属ハウジング６１を収容する樹脂ハウジング（図示しない）をさらに有する場合には、金属ハウジング６１からの放熱は樹脂ハウジングによって妨げられることとなるが、回路基板２４の熱を光ケーブル３Ａに効率的に放散することによって、収容部材６２内の温度を効率よく低下させることができる。これにより、受発光素子５２の信頼性が向上し、ユーザーがハウジング６０を持ったときに、熱（熱さ）を感じることが軽減される。

また、本実施形態では、加締め部材６４により光ケーブル３Ａを加締めて圧着し保持固定する構成のため、光ケーブル３Ａを金属ハウジング６１に簡易に接合することができる。これにより、作業現場におけるコネクタアセンブリ１Ａの組立て作業性を向上することができる。

また、金属編組１３は、加締め部材６４において、基部６６、筒部６８の外周面６８ａ及び圧着部７０ａ，７０ｂと当接している。このように、金属編組１３と加締め部材６４とを多くの箇所で接触させ、金属編組１３と加締め部材６４との接触面積を確保することにより、放熱経路を良好に確保することができる。したがって、回路基板２４の熱を光ケーブル３Ａにより効率的に放散できる。

また、本実施形態では、光ケーブル３Ａにおいて、抗張力繊維１１と金属編組１３との間にインナーチューブ１４が設けられている。インナーチューブ１４により、光ケーブル３Ａの内部に熱が伝達されることを抑制でき、熱を外被９を介して外部に良好に放出できる。外被９の表面積は光ケーブル３Ａ内部のインナーチューブ１４の表面積より大きいから、インナーチューブ１４の熱伝導率が外被９の熱伝導率以下であることが好ましい。

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、上記実施形態では、伝熱部材として金属編組１３を例示しているが、伝熱部材は金属編組１３に限定されない。伝熱部材としては、高い熱伝導率を有する部材であればよく、例えば金属テープなどであってもよい。

また、第２実施形態の光ケーブル３Ａを、第１実施形態のコネクタアセンブリ１に用いてもよい。

また、第１実施形態では、固定部材３２と金属編組１３とをはんだにより接合しているが、固定部材３２と金属編組１３との接合ははんだに限定されない。なお、第１実施形態において、接合部に外力が印加され得ることが想定される場合には、容易に接合が解除されることがない接合方法を選択する必要があり、はんだによる接合が最も好ましい。

また、第１実施形態では、熱の伝達経路が放熱シート５６、収容部材３０及び固定部材３２により構成されているが、固定部材３２が回路基板２４に直接接続（固定）されることにより熱の伝達経路が構成されてもよい。

また、上記実施形態では、接続部材である放熱シート５６は、その上面が回路基板２４の裏面２４ｂに物理的且つ熱的に接続され、その下面が収容部材３０（６２）の内側面に物理的且つ熱的に接続されているが、接続部材は、例えば図１５に示す構成であってもよい。図１５は、他の実施形態に係るコネクタアセンブリの断面構成を示す図である。

図１５に示すように、コネクタアセンブリ１Ｂでは、回路基板２４と収容部材３０（６２）（金属ハウジング２６，６１）との間には、第１放熱シート５６ａ及び第２放熱シート５６ｂが配置されている。第１放熱シート５６ａは、回路基板２４の表面２４ａの前端側に配置されたＣＤＲ（Clock Data Recovery）装置５０ｂと金属ハウジング２６（６１）との間に配置され、両者を熱的に接続する。

また、第２放熱シート５６ｂは、回路基板２４の裏面２４ｂと金属ハウジング２６との間に配置され、両者を熱的に接続する。第２放熱シート５６ｂは、駆動ＩＣ５０ａが配置された領域に対応する回路基板２４の裏面２４ｂから、回路基板２４前端側にわたって延在するように配置されている。これらの第１及び第２放熱シート５６ａ，５６ｂにより、受発光素子５２より前方において、回路基板２４と金属ハウジング２６（６１）を熱的に接続する領域が形成される。これにより、制御用半導体５０からの熱が回路基板２４を介して受発光素子５２に流入することを防止しながら、収容部材３０（６２）に伝達される。

上記実施形態のように、複数の受発光素子５２を用いて高速パラレルデータ伝送を行う場合には、正確な波形成形やレベル制御を行うためにＣＤＲ装置５０ｂが用いられる。また、受発光素子５２の駆動ＩＣ５０ａも大規模化し得る。このように制御用半導体５０として発熱量が大きい部品を用いると、そこから発生した熱が受発光素子５２に流入し、受発光素子５２が破損する要因となる。また、電気コネクタ２２が接続される電子機器の発熱量が大きい場合も、同様の問題が生じ得る。

コネクタアセンブリ１Ｂでは、制御用半導体５０や、電気コネクタ２２が接続される電子機器からの熱が回路基板２４を介して受発光素子５２に流入する前に、熱を金属ハウジング２６（６１）側に拡散して光ケーブル３（３Ａ）に放散できるから、受発光素子５２の信頼性を損なうことを防止しつつ、熱を光ケーブル３（３Ａ）に放散できる。

１，１Ａ…コネクタアセンブリ、３，３Ａ…光ケーブル、５，５Ａ…コネクタモジュール、７…光ファイバ心線、９…外被、１１…抗張力繊維、１３…金属編組（伝熱部材）、１４…インナーチューブ、２０，６０…ハウジング、２６，６１…金属ハウジング（第１ハウジング、熱伝導体）、２８…樹脂ハウジング（第２ハウジング）、３０，６２…収容部材（熱伝導体）、３２，６４…固定部材（熱伝導体）、５０…制御用半導体（光電変換部）、５２…受発光素子（光電変換部）、５６…放熱シート（接続部材、熱伝導体）、５６ａ，５６ｂ…第１、第２放熱シート（接続部材）、６６…基部、６８…筒部、７０ａ，７０ｂ…圧着部、Ｓ…収容空間。

Claims (5)

1. 光ケーブルとコネクタモジュールとを含んで構成されるコネクタアセンブリであって、
   前記光ケーブルは、
   光ファイバと、
   前記光ファイバの周りに設けられた外被と、
   前記光ファイバと前記外被との間に設けられ、金属製の伝熱部材とを有し、
   前記コネクタモジュールは、
   空間を画成するハウジングと、
   前記ハウジングの前記空間に収容され、前記光ファイバが接続される光電変換部が搭載された回路基板と、を有し、
   前記光電変換部は、制御用半導体と受発光素子とを含み、
   前記制御用半導体は、前記受発光素子を駆動する駆動ＩＣ及び波形整形器を含み、
   前記ハウジングは、金属材料からなる第１ハウジングと、樹脂材料からなり且つ前記第１ハウジングを収容する第２ハウジングとを含み、
   前記回路基板と前記第１ハウジングとは、接続部材を介して熱的に接続され、
   前記光ケーブルの前記伝熱部材と前記コネクタモジュールの前記回路基板とが、前記接続部材及び前記第１ハウジングを介して熱的に接続されており、
   前記接続部材は、
   前記回路基板の表面と前記第１ハウジングとを熱的に接続する第１放熱シートと、
   前記回路基板の裏面と前記第１ハウジングとを熱的に接続する第２放熱シートと、を含むことを特徴とするコネクタアセンブリ。
2. 前記伝熱部材の熱伝導率は、前記接続部材及び前記第１ハウジングの熱伝導率より大きいことを特徴とする請求項１に記載のコネクタアセンブリ。
3. 前記ハウジングの前端には、前記回路基板と電気的に接続された電気コネクタを備え、
   前記制御用半導体は、前記回路基板において前記受発光素子よりも前方で且つ前記電気コネクタよりも後方に位置すると共に、前記受発光素子よりも発熱量が大きく、
   前記接続部材は、前記受発光素子より前方において、前記回路基板と前記ハウジングを熱的に接続する領域を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタアセンブリ。
4. 前記第１放熱シートは、前記回路基板の前記表面に配置された前記波形整形器と前記第１ハウジングとを熱的に接続し、
   前記第２放熱シートは、前記駆動ＩＣが配置された前記回路基板の前記表面における領域に対応する前記回路基板の前記裏面と前記第１ハウジングとを熱的に接続することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のコネクタアセンブリ。
5. 前記光ケーブルは、前記光ファイバと前記伝熱部材との間にチューブを有し、前記チューブの熱伝導率が前記外被の熱伝導率以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のコネクタアセンブリ。

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