JPH0723307U - プロセスキャップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】開口部を有する光ポートを一時的に気密に封止
するために使用し、光データリンクに嵌合する硬質材料
により形成されたダミーコネクタと、ダミーコネクタの
先端に装着され前記光ポートに当接する防水チップ14と
を備えたプロセスキャップにおいて、防水チップ14が、
前記光ポートの最小内径よりも小さな外径を有する先端
14ｂから外径が漸増するようなテーパ状の先端部14ｄを
有し、光ポートの開口部の出角部または光ポート内に形
成された出角部に対してその外周面を当接させることが
できるように構成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プロセスキャップに関する。より詳細には、光ファイバ等の光導波 路を光素子に結合するための接続機構を備えた光データリンクを製造する工程お よび実装する工程で光データリンクの光ポートを保護するために使用されるプロ セスキャップの新規な構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】

実用的な光システムでは、信号経路上で光／電気変換または電気／光変換を行 うことが不可避である。一方、発光素子や受光素子等の光素子と、一般的な電子 回路を構成するための半導体素子とは、互いに製造プロセスも製品形状も異なっ ている。そこで、光システムでは一般に、光素子とそれに不可避に付随する集積 回路とを一体化した光モジュールを光データリンクとして用い、光システムの構 築を容易にしている。即ち、光データリンクは、光コネクタ等と相補的な形状を 有するレセプタクルを備えている。また、光データリンクのレセプタクル部の内 部には、受光素子、発光素子等を収容した光ポートが形成されており、光コネク タをレセプタクル部に挿入することにより、光ファイバ等の光伝送路と光素子と を光学的に結合することができるように構成されている。

【０００３】 ところで、上述のような光データリンクでは、受光ポートまたは出射ポートは 光学的に外部に露出しており、この部位が汚染されると最終的な光データリンク としての特性が劣化する。そこで、光データリンクの製造工程では、各光ポート を物理的に封止するプロセスキャップが使用される。また、製造後の光データリ ンクにおいても、特に実装時の半田付けに伴うフラックスの水洗時に光ポートへ の汚染水の進入を防止する目的でプロセスキャップをそのまま使用する。

【０００４】 図４は、上述のようなプロセスキャップの典型的な構成を示す図である。尚、 図中のプロセスキャップ１は、右方に示す光データリンク２に対して使用するた めのものである。

【０００５】 即ち、光データリンク２は、前端（図中では左側）に光コネクタと相補的な形 状を有するレセプタクル部21を備え、後端（図中では右側）に実装用のリードピ ンを備えた電子回路パッケージ22を備えている。レセプタクル部21の側方には、 この光データリンクを固定するときに使用するフランジ21ａが形成されており、 また、レセプタクル部21の前端近傍には光コネクタまたは後述するプロセスキャ ップ１のラッチを掛けるための１対のラッチ穴21ｂが形成されている。また、レ セプタクル部21の奥には、１対の光ポート23が形成されている。これら光ポート 23は、レセプタクル部21側からは、開口部近傍にテーパ状部分23ａを有する穴と なっており、その底部に発光素子、受光素子等の光素子と、これらに光信号を結 合するための光学部品とが収容されている。

【０００６】 以上のような構成の光データリンク２に対して使用するプロセスキャップ１は 、その前端側（図中では右側）は、光データリンク２のレセプタクル部21と相補 的な形状を有するダミーコネクタ11を構成している。また、その側方には、１対 のレバー12を介してラッチ12ａが形成されている。更に、ダミーコネクタ11の前 端面にはゴム製の１対の防水チップ13が装着されている。この防水チップ13は、 その後端に形成されたフランジ13ａによりダミーコネクタ11に固定されており、 後述するように、その前端13ｂが光ポート23、24のテーパ状部分23ａ、24ａに当 接するように構成されている。

【０００７】 図中に長さＬ₁ として示す防水チップ13の先端13ｂからラッチ12ａまでの実効 的な長さは、光データリンク２のレセプタクル部の底からラッチ穴21ｂまでの実 効的な長さＬ₂ よりも僅かに長くなっており、ラッチ12ａがラッチ穴21ｂに掛か るまで挿入したときに防水チップ13の先端13ｂが光ポート23に充分に押しつけら れて、光ポートは気密に封止される。尚、ＦＤＤＩ規格（ＡＮＳＩ）では、光デ ータリンク２側のレセプタクル部の寸法は、図中に示す符号Ａ〜Ｄに対して、下 記の表１に示すように規定されている。従って、光データリンク２側のレセプタ クル部21の実効深さＬ₂ はこれらの数値により決定される。

【０００８】

【表１】

【０００９】 図５は、図４に示したプロセスキャップ１を光データリンク２に装着した状態 を示す図である。

【００１０】 同図に示すように、光データリンク２は、ビス31により基板３上に実装されて いる。これに対して、プロセスキャップ２は既に殆ど挿入されている。即ち、図 中に示す状態よりも更にプロセスキャップ１を押し込むと、ラッチ12ａがラッチ 穴21ｂに掛かり、プロセスキャップ１は固定される。

【００１１】 図６は、上述のようにしてプロセスキャップ１を光データリンク２に装着した 状態における防水チップ13の機能を説明するための図である。

【００１２】 同図に示すように、防水チップ13は、その先端部13ａが、光ポート23のテーパ 状部23ａの内面に出角部13ｃで当接するように外径が決定されている。このよう な構成により、防水チップ13の先端13ａの全周において光ポート23ａとの良好な 接触が実現され、光ポート23は気密に封止される。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

上記のようなプロセスキャップを設計する場合に留意すべきことは、実際には 光データリンクおよびプロセスキャップの双方に、不可避に僅かな寸法のばらつ きが生じることである。即ち、現在この種の部材を作製するために使用されてい る材料では、コストを度外視して高精度に作製しない限り、± 0.5mm程度のばら つきは避けられない。前述した構成のプロセスキャップでは、このような寸法の ばらつきは、専ら防水チップの変形により吸収している。即ち、前述したプロセ スキャップの実効長さＬ₁ のうちで防水チップの長さが占める割合を大きくし、 防水チップの変形量を充分にとるように設計している。

【００１４】 しかしながら、この防水チップの材料として代表的なＵＬ94Ｖ−Ｏグレードの シリコンゴムの硬度は55以上ある上に、変形量の増大と共に変形させるために必 要な力は幾何級数的に大きくなり、プロセスキャップの装着に必要な押しつけ力 は極めて広範囲に変化し、特に大きな押しつけ力が必要な場合は極めて操作性が 悪い。また、この操作性を改善するために防水チップを短くすると、光ポートの 封止が不良になる場合があり、現状では抜本的な解決は見出されていない。

【００１５】 また、ダミーコネクタ部も含めて、全体を弾性部材で一体に成形したプロセス キャップも提案されているが、この種のプロセスキャップは、光データリンクに 対して主に摩擦力により固定されているので脱着操作の何れにおいても操作性が 悪い。また、この種の弾性成形体は、弾性体の体積が大きいので生産性も低く、 寸法精度も低い。

【００１６】 そこで、本考案は、上記従来技術の問題点を解決し、装着が容易であると同時 に確実な防水性能が得られる新規なプロセスキャップを提供することをその目的 としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

本考案に従うと、光データリンクに嵌合する硬質材料により形成されたダミー コネクタと、該ダミーコネクタの先端に装着され光ポートの開口部に当接する弾 性材料により形成された防水チップとを備え、光データリンクの光ポートの開口 部を一時的に気密に封止するために使用するプロセスキャップにおいて、該防水 チップが、前記光ポートの最小内径よりも小さな外径を有する先端から自身の外 径が漸増するようなテーパ状の先端部を備え、該光ポートの開口部近傍の内側に 形成された出角部に対してその外周面を当接させることができるように構成され ていることを特徴とするプロセスキャップが提供される。

【００１８】

【作用】

本考案に係るプロセスキャップは、基本的には、硬質なダミーコネクタに弾性 材料で形成された防水チップを装着した構造ではあるが、その防水チップの形状 および機能に主要な特徴がある。

【００１９】 即ち、従来のプロセスキャップは、防水チップ先端の出角部が、光ポートのテ ーパ状部の内面に当接する構造になっていた。このため、防水チップは専ら圧縮 変形により弾力性を生じており、変形量の変化と共に圧縮力が幾何級数的に変化 することが避けられなかった。

【００２０】 これに対して、本考案に係るプロセスキャップでは、防水チップの先端部がテ ーパ状の形状を有しており、その表面が光ポート内面の出角部に当接する構造に なっている。このような構造では、防水チップは、主にその径方向に圧縮変形す ると同時に、長さ方向には伸長変形するので、変形量の変化による反力の変化は 穏やかになる。

【００２１】 また、部材の寸法バラツキにより変形量が増大した場合でも、防水チップの変 形させるための応力は、専ら防水チップの径方向に発生するので、プロセスチッ プの押し込み力が極端に増大することはない。

【００２２】 さらに、本考案の特徴のひとつによると、このプロセスキャップの防水チップ は、テーパ状部において最も径の小さい部分において光ポートを封止する。した がって、防水チップと光ポートとの接触面積が小さく、僅かな力を印加すること により充分な接触圧を得ることができる。

【００２３】 更に、本考案のひとつの好ましい態様に従うと、上記防水チップの後方（先端 から遠い側）には段差が形成されており、この段差の出角部が光ポートのテーパ 状部の内面に当接するように構成することができる。この防水チップの出角部は 従来のプロセスキャップにおける防水チップと同じ機能を果たし、光ポートを補 助的に封止する。

【００２４】 以下、図面を参照して本考案をより具体的に説明するが、以下の開示は本考案 の一実施例に過ぎず、その技術的範囲を何ら限定するものではない。

【００２５】

【実施例】

図１は、本考案に係るプロセスキャップの具体的な構成例を水平断面によって 示す図である。尚、同図において、図４に示した従来のプロセスキャップと共通 の構成要素には共通の参照番号を付している。

【００２６】 図１(a) に示すように、このプロセスキャップ１ａは、基本的には、図４に示 した従来のプロセスキャップと同様にダミーコネクタ11と１対の防水チップ14と から構成されており、レバー12、ラッチ12ａ等のダミーコネクタの形状も実質的 に同じである。即ち、このプロセスキャップ１ａの特徴は、防水チップ14の形状 と、そのダミーコネクタ11に対する装着方法にある。

【００２７】 このプロセスキャップ１ａの防水チップ14は、図１(b) に拡大して示すように 、先端14ｂの径が最も小さく、ここから後方（図中の左側）に向かって径が漸増 してテーパ状の先端部14ｄを形成している。また、先端部14ｄに続いてフランジ 14ｃが形成されており、その後方の中間部14ｅでは寧ろ径が小さくなっている。 更に、防水チップ14の後端には、大きなフランジ14ａが形成されおり、また、そ の後端面の中央部は抉られており、全体として皿状の形状を有している。尚、こ の防水チップ14は、後述するように、先端部14ｄの表面と、フランジ14ｃの出角 との２個所Ｘ、Ｙで光ポートに当接する。

【００２８】 以上のように構成された防水チップ14において、先端14ｂの径は、光データリ ンクの光ポートの最小内径よりも小さく、一方、先端部14ｄの後端（中間のフラ ンジ14ｃの直前）における径は、光ポートの開口部の内径と最小内径との中間の 径を有している。また、中間のフランジ部14ｃの実効的な外径は、図６において 示した従来のプロセスキャップの防水チップ13の外径と実質的に同じである。

【００２９】 尚、図中に示すように、防水チップ14は、その後端のフランジ14ａによってダ ミーコネクタ11に係止されているが、光ポートへの挿入方向に対して直角な方向 には間隙が残されている。これは、防水チップ14の位置決めに遊びをもたせるこ とにより、光ポートの中心と防水チップ14の中心とが自己整合的に一致させるた めの構成である。

【００３０】 図２は、この防水チップの機能を説明するための図である。

【００３１】 図２(a) に示すように、レセプタクル部21の光ポート23に防水チップ14が挿入 されると、まず、図２(a) に示すように、その先端14ｂが光ポートの最小径部ま で進入し、防水チップのテーパ状の先端部14ｄの外周面が、光ポートのテーパ状 部23ａの境界の出角23ｂに当接する。

【００３２】 続いて、フランジ14ｃが光ポートのテーパ状部23ａに当接するまで防水チップ 14を更に押し込むと、図２(b) に示すように、防水チップ14の先端部14ｄは、光 ポート23の出角23ｂに側方から圧縮されつつ、更に光ポートの内部へ向かって進 入する。

【００３３】 更に防水チップ14が押し込まれると、図２(c) に示すように、フランジ14ｃが 光ポートのテーパ状部23ａに当接しているので、防水チップ14の中間部14ｅが圧 縮変形され、この変形により生じた応力は、フランジ14ｃを更に押しつける。但 し、このとき、防水チップ14の後端のフランジ14ａに曲げ変形が生じるので、ラ ッチが掛かるまで防水チップ14を押し込むために必要な力が過剰に大きくなるこ とはない。

【００３４】 以上のような防水チップ14の機能により光ポートは確実に封止される。また、 この封止を実現するために必要な防水チップの押し込み力については、従来品と は異なり、部材寸法のばらつきによる変化が穏やかである。

【００３５】 図３は、上述のような本考案に係るプロセスキャップの防水チップ先端部の変 形について説明するための図である。図中には、防水チップの原型を点線で、防 水チップを変形させる応力の流れを矢印でそれぞれ示す。

【００３６】 図３(a) に示すように、この防水チップ14の先端部14ｄはテーパ状の形状を有 しており、光ポート23の内部の出角23ｂに対してその外周面で当接する。従って 、出角23ｂの直下の領域では防水チップ14は圧縮される一方、防水チップ14の中 心部ではこの圧縮応力を伸長変形により緩和している。これに対して、図３(b) に示す従来の防水チップでは、防水チップ13の出角13ｃが、光ポート23のテーパ 状部23ａの内面に当接する構造なので、発生した応力のほとんどが圧縮変形を生 じるように作用する。従って、変形量が増加すると、防水チップの弾性により生 じる反力は幾何級数的に増加する。

【００３７】 また、図中の矢印からも判るように、図３(a) に示す防水チップでは、弾性変 形により生じる反力のほとんどが防水チップの挿入方向とは大きく異なる方向、 即ち、防水チップの中心に向かって作用するので、防水チップの変形が大きくな った場合に増加する反力が押し込み力の増加に影響する割合は少ない。これに対 して、図３(b) に示す防水チップでは、弾性変形により生じた反力は防水チップ の挿入方向とは反対の方向の成分を多く含んでいるので、変形量の増加が押し込 み力の増加に反映され易い。

【００３８】 尚、図１に示した本考案に係るプロセスキャップにおいても、防水チップ14の フランジ部14ｃは、従来の防水チップ13の機能と実質に同じである。但し、本考 案に係る防水チップ14では、その後方に細い中間部14ｅを備えているので、部材 の寸法のばらつきにより押し込み量が変化した場合でも、押し込みに必要な力が 極端に増加することはない。

【００３９】 実際に図１に示した構造のプロセスキャップを作製してその押し込み力を調べ たところ、 1.5〜3.0kg の挿入力でＪＩＳ（JIS C 0920）防水試験の保護等級７ （防浸型）を達成することができた。尚、従来のプロセスキャップでは、挿入力 が５kgにも達する場合があった。

【００４０】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案に係るプロセスキャップは、その防水チッ プの独特の形状と機能により良好な操作性と高い防水性能とを両立させている。 このプロセスキャップを使用することにより、水溶性フラックスによる光データ リンクの基板への実装が可能となり、基板のフロン洗浄を排除できる。

【００４１】 また、本考案に係るプロセスキャップでは、光ポートに対して防水チップが面 で接触するので、繰り返し使用により摩耗しても、防水機能の劣化が少ない。従 って、実用上の寿命も長く、光データリンクの低コスト化に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るプロセスキャップの具体的な構成
例を示す図である。

【図２】図１に示したプロセスキャップの機能を説明す
るための図である。

【図３】本考案に係るプロセスキャップにおける防水チ
ップの変形を、従来のプロセスキャップの防水チップの
変形と比較するための図である。

【図４】従来のプロセスキャップと光データリンクの典
型的な構成を示す図である。

【図５】プロセスキャップの使用方法を説明するための
図である。

【図６】従来のプロセスキャップにおける防水チップの
機能を説明するための部分拡大図である。

【符号の説明】

１・・・プロセスキャップ、 ２・・・光データリンク、 ３・・・基板、 11・・・ダミーコネクタ、 12・・・レバー、 12ａ・・ラッチ、 13、14・・・防水チップ、 21・・・レセプタクル部、 22・・・電子回路部、 23・・・光ポート

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】光データリンクに嵌合する硬質材料により
   形成されたダミーコネクタと、該ダミーコネクタの先端
   に装着され光ポートの開口部に当接する弾性材料により
   形成された防水チップとを備え、光データリンクの光ポ
   ートの開口部を一時的に気密に封止するために使用する
   プロセスキャップにおいて、 該防水チップが、前記光ポートの最小内径よりも小さな
   外径を有する先端から自身の外径が漸増するようなテー
   パ状の先端部を備え、該光ポートの開口部近傍の内側に
   形成された出角部に対してその外周面を当接させること
   ができるように構成されていることを特徴とするプロセ
   スキャップ。
2. 【請求項２】請求項１に記載したプロセスキャップにお
   いて、前記防水チップの外周面が前記光ポートの出角部
   に当接した時に、該防水チップが圧縮変形と伸長変形と
   を同時に生じるような形状を有することを特徴とするプ
   ロセスキャップ。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載したプロセ
   スキャップにおいて、前記防水チップの外周面上に段差
   が形成されており、該段差の出角が前記光ポートのテー
   パ状の内面に当接するように構成されていることを特徴
   とするプロセスキャップ。
4. 【請求項４】請求項１から請求項３までのいずれか１項
   に記載したプロセスキャップにおいて、前記防水チップ
   の前記先端部および／または前記段差が、前記光データ
   リンクへの挿入方向と同じ方向に伸縮可能に、前記ダミ
   ーキャップに対して弾性支持されていることを特徴とす
   るプロセスキャップ。
5. 【請求項５】請求項１から請求項４までのいずれか１項
   に記載したプロセスキャップにおいて、前記防水チップ
   が、前記ダミーコネクタの挿入方向に対して直角に移動
   可能に該ダミーコネクタに装着されていることを特徴と
   するプロセスキャップ。