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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6532702
(24)【登録日】2019年5月31日
(45)【発行日】2019年6月19日
(54)【発明の名称】光コネクタ
(51)【国際特許分類】
G02B 6/32 20060101AFI20190610BHJP
G02B 6/38 20060101ALI20190610BHJP
【ＦＩ】
G02B6/32
G02B6/38
【請求項の数】11
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2015-39122(P2015-39122)
(22)【出願日】2015年2月27日
(65)【公開番号】特開2016-161689(P2016-161689A)
(43)【公開日】2016年9月5日
【審査請求日】2018年1月11日
(73)【特許権者】
【識別番号】000005957
【氏名又は名称】三菱鉛筆株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100121083
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 宏義
(74)【代理人】
【識別番号】100138391
【弁理士】
【氏名又は名称】天田 昌行
(74)【代理人】
【識別番号】100132067
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 喜雅
(74)【代理人】
【識別番号】100121049
【弁理士】
【氏名又は名称】三輪 正義
(72)【発明者】
【氏名】三井 章仁
(72)【発明者】
【氏名】森谷 直彦
【審査官】
廣崎 拓登
(56)【参考文献】
【文献】
実開昭６１−０７０８１７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
米国特許第０４６９０４９５（ＵＳ，Ａ）
【文献】
独国特許出願公開第０２６４６０１０（ＤＥ，Ａ１）
【文献】
米国特許第０４６４１９１５（ＵＳ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１２／０２９４４２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
米国特許第０４８４４５８２（ＵＳ，Ａ）
【文献】
実開昭５３−１４８６４４（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０２Ｂ ６／２６− ６／２７
６／３０− ６／３４
６／４２− ６／４３
Ｈ０１Ｒ １３／４０−１３／５３３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一端にレンズを収容する収容部が形成され、他端に光ファイバが挿入される挿入孔が形成される保持部材と、前記保持部材の一端における前記レンズの収容方向と交差する方向の前記保持部材の外周面に設けられ、前記レンズの中心を、結合対象に設けられる光学要素の中心に位置合わせする吸着力を発生させる吸着部材と、を具備し、前記一端から前記他端に向けて延出する光結合部材と、
前記光結合部材の延出方向である第１の方向、前記第１の方向に直交する高さ方向としての第２の方向、及び、前記第１の方向と前記第２の方向に直交する第３の方向の全てに対し、前記光結合部材の前記結合対象への位置合わせ動作を許容しながら、前記光結合部材の移動を規制する移動規制部材と、を有し、
前記移動規制部材は、前記光結合部材の延出方向である一端から他端まで設けられたガイド溝を有し、前記光結合部材は、前記吸着部材が前記移動規制部材の一端側から突出した状態で前記保持部材が前記ガイド溝に配置されており、前記保持部材と前記ガイド溝との間にはクリアランスが設けられており、前記吸着部材は、前記移動規制部材の一端側で、前記位置合わせ動作が許容されていることを特徴とする光コネクタ。
前記光結合部材の延出方向である第１の方向、前記第１の方向に直交する高さ方向としての第２の方向、及び、前記第１の方向と前記第２の方向に直交する第３の方向の全てに対し、前記光結合部材の前記結合対象への位置合わせ動作を許容しながら、前記光結合部材の移動を規制する移動規制部材と、を有し、
前記移動規制部材は、前記光結合部材の延出方向である一端から他端まで設けられたガイド溝を有し、前記光結合部材は、前記吸着部材が前記移動規制部材の一端側から突出した状態で前記保持部材が前記ガイド溝に配置されており、前記保持部材と前記ガイド溝との間にはクリアランスが設けられており、前記吸着部材は、前記移動規制部材の一端側で、前記位置合わせ動作が許容されていることを特徴とする光コネクタ。
【請求項2】
前記ガイド溝の幅寸法及び高さ寸法は、前記ガイド溝に配置された部分の前記光結合部材の幅寸法及び高さ寸法よりも大きく前記吸着部材が配置された位置での前記光結合部材の幅寸法又は高さ寸法の少なくとも一方より小さいことを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
【請求項3】
前記光結合部材は複数設けられ、前記ガイド溝が各光結合部材に個別に設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光コネクタ。
【請求項4】
前記吸着部材を前記移動規制部材の一端面側に付勢する付勢部材を備え、前記付勢部材の付勢力は前記吸着部材における前記結合対象に対する前記吸着力よりも弱いことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光コネクタ。
【請求項5】
前記付勢部材は、前記移動規制部材と前記光結合部材との間を繋ぐ弾性体であり、前記弾性体の弾性力により、前記吸着部材が前記移動規制部材の一端面側に付勢されることを特徴とする請求項４記載の光コネクタ。
【請求項6】
前記弾性体は、前記光結合部材の前記移動規制部材に対する他端側で前記移動規制部材との間を繋いでいることを特徴とする請求項５記載の光コネクタ。
【請求項7】
前記付勢部材は、前記移動規制部材の他端側で、前記光結合部材に設けられた第１の吸着部と、前記第１の吸着部に対向し、筐体側に固定された第２の吸着部とを有し、前記第１の吸着部と前記第２の吸着部との間の吸着により前記吸着部材が前記移動規制部材の一端面側に付勢されることを特徴とする請求項４記載の光コネクタ。
【請求項8】
前記吸着部材は、磁石で構成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の光コネクタ。
【請求項9】
前記磁石は、前記レンズの収容方向と交差する方向の断面の形状が、前記光学要素の周囲に配置される結合対象側磁石の断面と同一の形状を有することを特徴とする請求項８記載の光コネクタ。
【請求項10】
前記磁石は、前記レンズの収容方向と交差する方向の断面の外形形状が、当該レンズの中心を中心点とした真円形状であることを特徴とする請求項９記載の光コネクタ。
【請求項11】
前記吸着部材における前記結合対象側の断面は、前記レンズの結合対象側の端部よりも結合対象側に配置されることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の光コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光素子からの光を集光して光ファイバに入射したり、光ファイバから出射する光を受光素子に集光したりする場合に使用される光結合部材を備えた光コネクタに関する。
【背景技術】
【0002】
光結合部材は、光源から出射される光を光ファイバ内で伝搬させ、必要に応じて空中に出射させる際、或いは、空中を伝搬する光を光ファイバ内に入射させる際に使用される。このような光結合部材の一態様として、例えば、光ファイバの端部を嵌着するソケット本体に、光学レンズ及び円筒状の磁石を装着するソケットと、光ファイバの端部を嵌着するプラグ本体に、円筒状の磁石を装着するプラグとを具備する光コネクタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この光コネクタによれば、光ファイバの端面と光学レンズの球面とを常に当接せしめ、磁石の吸引力でソケットとプラグとを結合することにより、光ファイバの端面が完全平面でない場合であっても高い伝達効率を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】実開昭６１−７０８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述した従来の光コネクタにおいては、ソケットに装着される磁石がプラグ側に形成された孔の内部に配置される一方、プラグに装着される磁石がソケット側に設けられた挿入軸の周囲に配置されている。そして、ソケットに対してプラグを結合する際は、ソケットに形成された孔を規定する円筒状の壁部内にプラグ側の磁石を挿入すると共に、磁石からソケット側に突出する挿入軸をソケット側の磁石の内側に挿入する作業が必要となる。このため、ソケットに対してプラグを挿入する作業が必要となり、光コネクタの結合作業が煩雑化するという問題がある。
【0005】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、複雑な結合作業を必要とすることなく、結合精度を向上させることができ、光ファイバ内の光の伝搬効率を向上することができる光コネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の光コネクタは、一端にレンズを収容する収容部が形成され、他端に光ファイバが挿入される挿入孔が形成される保持部材と、前記保持部材の一端における前記レンズの収容方向と交差する方向の前記保持部材の外周面に設けられ、前記レンズの中心を、結合対象に設けられる光学要素の中心に位置合わせする吸着力を発生させる吸着部材と、を具備し、前記一端から前記他端に向けて延出する光結合部材と、前記光結合部材の延出方向である第１の方向、前記第１の方向に直交する高さ方向としての第２の方向、及び、前記第１の方向と前記第２の方向に直交する第３の方向の全てに対し、前記光結合部材の前記結合対象への位置合わせ動作を許容しながら、前記光結合部材の移動を規制する移動規制部材と、を有し、前記移動規制部材は、前記光結合部材の延出方向である一端から他端まで設けられたガイド溝を有し、前記光結合部材は、前記吸着部材が前記移動規制部材の一端側から突出した状態で前記保持部材が前記ガイド溝に配置されており、前記保持部材と前記ガイド溝との間にはクリアランスが設けられており、前記吸着部材は、前記移動規制部材の一端側で、前記位置合わせ動作が許容されていることを特徴とする。【0007】
上記光コネクタによれば、保持部材に設けられた吸着部材の吸着力によって、レンズの中心が結合対象に設けられる光学要素の中心に位置合わせされることから、保持部材を結合対象に接近させるだけでレンズと光学要素とを簡単に位置合わせすることができる。このとき、結合対象との位置合わせ動作以上の光結合部材の移動が規制される。これにより、複雑な結合作業を必要とすることなく、結合対象との位置合わせ精度を向上させることができ、光ファイバ内の光の伝搬効率を向上することが可能となる。
【0008】
また、上記光コネクタにおいて、前記移動規制部材は、前記レンズの収容方向である一端から他端まで設けられたガイド溝を有し、前記光結合部材は、前記吸着部材が前記移動規制部材の一端側から突出した状態で前記保持部材が前記ガイド溝に配置されており、前記保持部材と前記ガイド溝との間にはクリアランスが設けられており、前記吸着部材は、前記移動規制部材の一端側で、前記位置合わせ動作が許容されていることが好ましい。具体的には、前記ガイド溝の幅寸法及び高さ寸法は、前記ガイド溝に配置された部分の前記光結合部材の幅寸法及び高さ寸法よりも大きく前記吸着部材が配置された位置での前記光結合部材の幅寸法又は高さ寸法の少なくとも一方より小さいことが好ましい。これにより、光結合部材はガイド溝を通って結合対象との結合方向へ移動できる。このとき、ガイド溝の延出方向と交差する方向へ光結合部材がガイド溝との間でクリアランスを有している。したがって、光結合部材は、結合対象への位置合わせ動作が３軸方向に許容されており、適切に、光結合部材のレンズの中心と結合対象の光学要素の中心とを位置合わせすることができる。加えて、ガイド溝の形成面は光結合部材が必要以上に移動するのを抑制する規制面を構成する。さらに、ガイド溝の幅寸法及び高さ寸法は、吸着部材が配置された位置での光結合部材の幅寸法あるいは高さ寸法の少なくとも一方よりも小さいため、吸着部材は、移動規制部材の一端側でのみ移動を許容され、吸着部材が移動規制部材の一端面よりも他端方向へ移動することを規制できる。これにより適切に、光結合部材の結合対象への位置合わせ動作を許容しながら、光結合部材の移動を規制することができる。
【0009】
また、上記光コネクタにおいて、前記光結合部材は複数設けられ、前記ガイド溝が各光結合部材に個別に設けられることが好ましい。これにより、各光結合部材の吸着部材間で生じる反発力や吸着力により、各光結合部材が、ガイド溝を超えて離反あるいは接近するのを抑制することができる。したがって、複数の光結合部材を配置した構成において、各光結合部材を夫々ガイド溝に納めて移動を規制することができ、各光結合部材のレンズの中心と各結合対象の光学要素との位置合わせ精度を向上させることができる。
【0010】
また、上記光コネクタにおいて、前記吸着部材を前記移動規制部材の一端面側に付勢する付勢部材を備え、前記付勢部材の付勢力は前記吸着部材における前記結合対象に対する前記吸着力よりも弱いことが好ましい。これにより、光結合部材と結合対象との結合は、吸着部材の吸着力が付勢部材の付勢力よりも強いため阻害されず、一方、光結合部材と結合対象との結合が解除されると（光結合部材が結合対象から離されると）、付勢部材の付勢力により、吸着部材を結合前の元の位置に適切に戻すことができる。
【0011】
例えば、上記光コネクタにおいて、前記付勢部材は、前記移動規制部材と前記光結合部材との間を繋ぐ弾性体であり、前記弾性体の弾性力により、前記吸着部材が前記移動規制部材の一端面側に付勢される。この構成によれば、弾性体の弾性力が付勢力である。弾性体を設けることで、簡単な構成で、吸着部材が移動規制部材の一端面側に付勢する付勢力を付加することができる。
【0012】
また、上記光コネクタにおいて、前記弾性体は、前記光結合部材の前記移動規制部材に対する他端側で前記移動規制部材との間を繋いでいることが好ましい。弾性体を吸着部材が配置される移動規制部材の一端側に設けるより、移動規制部材の他端側に配置することで、弾性体を設けるスペースを適切に確保できる。また、光結合部材に対して吸着部材が移動規制部材の一端面に当接する付勢力を付与することができる。
【0013】
また、上記光コネクタにおいて、前記付勢部材は、前記移動規制部材の他端側で、前記光結合部材に設けられた第１の吸着部と、前記第１の吸着部に対向し、筐体側に固定された第２の吸着部とを有し、前記第１の吸着部と前記第２の吸着部との間の吸着により前記吸着部材が前記移動規制部材の一端面側に付勢される構成とすることもできる。このように、第１の吸着部と第２の吸着部を移動規制部材の他端側に配置することで、第１の吸着部及び第２の吸着部を設けるスペースを適切に確保できる。また、簡単な構成で、吸着部材が移動規制部材の一端面側に付勢する付勢力を付加することができる。
【0014】
また、例えば、上記光コネクタにおいて、前記吸着部材は、磁石で構成される。この場合には、磁石からの吸着力によりレンズの中心と結合対象に設けられる光学要素の中心とが位置合わせされることから、結合対象に対して容易に着脱することができると共に、長期間に亘って繰り返し着脱することが可能となる。
【0015】
上記光コネクタにおいて、前記磁石は、前記レンズの収容方向と交差する方向の断面の形状が、前記光学要素の周囲に配置される結合対象側磁石の断面と同一の形状を有することが好ましい。この場合には、磁石の断面形状が結合対象側磁石の断面形状と同一に構成されることから、これらの磁石の吸着力により断面同士を密着させることができる。これにより、結合対象に対して安定して光結合部材を結合させることが可能となる。
【0016】
例えば、上記光コネクタにおいて、前記磁石は、前記レンズの収容方向と交差する方向の断面の外形形状が、当該レンズの中心を中心点とした真円形状である。この場合には、結合対象側磁石と吸着する際に磁石が回転することがない。このため、磁石が設けられる保持部材の回転を防止できるので、保持部材に保持される光ファイバが捻じれる事態を防止することが可能となる。
【0017】
また、上記光コネクタにおいて、前記吸着部材における前記結合対象側の断面は、前記レンズの結合対象側の端部よりも結合対象側に配置されることが好ましい。この場合には、吸着部材の断面がレンズよりも結合対象側に配置されることから、意図しない接触等に起因してレンズの表面が損傷する事態を防止することが可能となる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、複雑な結合作業を必要とすることなく、光ファイバ内の光の伝搬効率を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本実施の形態に係る光コネクタ（メス型）の部分斜視図である。
【図10】図１０Ａは、図６Ａに示す光コネクタ（メス型）と図８Ａに示す光コネクタ（オス型）とを接続した状態を示す平面図であり、図１０Ｂは、図６Ｂに示す光コネクタ（メス型）と図８Ｂに示す光コネクタ（オス型）を接続した状態を示す側面図である。
【図12】本実施の形態に係る光結合部材の結合作業の説明図である。
【図13】本実施の形態の変形例に係る光結合部材の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。光コネクタにはメス型（レセプタクル）とオス型（プラグ）があり、以下に説明するように、一例としてメス型もオス型もどちらも本発明の特徴的構成を備えている。したがって、どちらを主体に説明してもよいのであるが、以下では、特に断らない限り、メス型の光コネクタ及びそれに使用される光結合部材を主として説明し、オス型の光コネクタに使用される光結合部材を、「結合対象」として説明する。
【0021】
図１は、本実施の形態に係る光コネクタ（メス型）の部分斜視図である。図２は、図１に示す光コネクタの構成部品を分解した分解斜視図である。説明の便宜上、光コネクタ１に対して相手側の光コネクタ１００（図８参照）との接続側を前方側（一端側）と呼び、前記接続側と反対側を後方側（他端側）と呼ぶものとする。図１から図３では、紙面下方側が前方側であり、紙面上方側が後方側である。また、図４、図６、図７Ｂにおいては紙面左方側が前方側であり、紙面右方側が後方側である。また、図面上、Ｘ方向とＹ方向とは水平面内にて直交する２方向を指し、Ｘ方向は、光コネクタに配置される複数の光結合部材の並び方向であり、Ｙ方向は、光結合部材の延出方向である。また、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に直交する高さ方向を指す。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の関係は他の図面においても同様である。
【0022】
図１、図２に示す光コネクタ１は、光結合部材１０と、移動規制部材の一例であるガイド部材２と、カバー部材３と、開口４ａを有するシールドケース４と、基部５とを有して構成される。まず、光結合部材１０について説明する。
【0023】
図３は、本実施の形態に係る光結合部材の説明図であり、図２に示すＡ−Ａ矢視の部分縦断面図である。図３に示すように、本実施の形態に係る光結合部材１０は、概して円筒形状を有する保持部材としてのホルダ１１と、このホルダ１１の一端部に保持されるボールレンズ１２と、ホルダ１１の一端部の外周に設けられた吸着部材としての磁石１４とを含んで構成されている。例えば、本実施の形態に係る光結合部材１０においては、光ファイバ１３としてプラスチック光ファイバが好適に挿入される。ただし、本発明に係る光結合部材により保持される光ファイバは、これに限定されるものではなくガラスファイバで構成されてもよい。
【0024】
ホルダ１１は、例えば、ステンレス等の金属材料で形成される。特に、加工性の点から、ホルダ１１は、オーステナイト系ステンレスで形成されることが好ましい。図３に示すように、ホルダ１１における後端部には、光ファイバ１３が挿入される挿入孔１１ａが設けられている。一方、ホルダ１１における前端部（ボールレンズ１２側の端部）には、開口部１１ｂが設けられている。この開口部１１ｂの内側には、ボールレンズ１２を収容する収容部１１ｃが設けられている。この収容部１１ｃは、ボールレンズ１２の表面の損傷を防止するためにボールレンズ１２全体をその内側に収容可能な寸法に設けられ、ボールレンズ１２が圧入可能に構成されている。
【0025】
ホルダ１１の内部には、光ファイバ１３の外径寸法よりも僅かに大径の貫通孔１１ｄが設けられている。この貫通孔１１ｄは、挿入孔１１ａに連通すると共に、収容部１１ｃに連通して設けられている。さらに、ホルダ１１には、その外周部から工具等により押圧加工を施すことで形成される複数の陥没部１１ｅが設けられている。これらの陥没部１１ｅは、収容部１１ｃと貫通孔１１ｄとの間に設けられ、詳細について後述するように、ボールレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決めに利用される。
【0026】
ボールレンズ１２は、例えば、ガラス材料で形成され、球形状を有する。図３に示すように、ボールレンズ１２は、その前端部が、ホルダ１１の前端部と同一の位置に配置されるように収容部１１ｃに収容される。また、ボールレンズ１２は、収容部１１ｃ内に収容された状態において、貫通孔１１ｄに挿入された光ファイバ１３の先端部に臨むように配置されている。すなわち、ホルダ１１に陥没部１１ｅを設けることで形成される内壁面に位置決めされた状態において、ボールレンズ１２と光ファイバ１３とは、一定の位置関係を有する位置に位置決めされる。このとき、ボールレンズ１２は、光ファイバ１３の先端面（前端面）に対向して配置された状態となっている。ボールレンズ１２は、光ファイバ１３から入射される光を平行状態に調整するコリメートレンズで構成することができる。
【0027】
光ファイバ１３は、その中心を貫通して設けられるコア１３ａと、このコア１３ａを被覆するクラッド１３ｂと、このクラッド１３ｂを被覆して補強する補強層１３ｃとから構成される。光ファイバ１３のボールレンズ１２に対向する端面においては、コア１３ａ、クラッド１３ｂ及び補強層１３ｃが、同一平面上に配置されている。すなわち、ボールレンズ１２に対向する端面において、コア１３ａ、クラッド１３ｂ及び補強層１３ｃが揃って配置されている。なお、光ファイバ１３の構成は、図２、図４及び図１３以外では簡略化して図示している。
【0028】
光ファイバ１３は、挿入孔１１ａを介して貫通孔１１ｄに挿入され、その先端部がボールレンズ１２の近傍でその球面に対向するように配置した状態で固定されている。例えば、光ファイバ１３は、ホルダ１１の内周面に塗布された接着剤により固定される。なお、ホルダ１１の一部を変形させることで光ファイバ１３を固定するようにしてもよい。
【0029】
本実施の形態に係る光結合部材１０において、光ファイバ１３は、例えば、グレーデッドインデックス（ＧＩ）型光ファイバで構成され、ファイバ軸に垂直な断面で屈折率が連続的に変化するように構成されている。また、コア１３ａ及びクラッド１３ｂは、例えば、Ｃ−Ｈ結合のＨをＦに置換した全フッ素置換光学樹脂で構成されている。このように、光ファイバ１３を全フッ素置換光学樹脂で構成すると共に、ＧＩ型光ファイバで構成することにより、高速かつ大容量通信を実現することができる。
【0030】
光結合部材１０においては、コストの上昇を抑制しつつ、簡易にボールレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行うためにホルダ１１に設けた陥没部１１ｅを利用する。具体的には、ホルダ１１に陥没部１１ｅを設けることで形成される当接面（傾斜面）に、ボールレンズ１２及び光ファイバ１３の一部を当接させて位置決めを行うことにより、これらの位置決め用のスペーサなどの構成を不要とし、コストの上昇を抑制しつつ、簡易にボールレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを可能とする。
【0031】
ここで、ホルダ１１におけるボールレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決め方法について図４を用いて説明する。図４は、図３に示す２点鎖線Ｂ内の拡大図である。図４に示すように、陥没部１１ｅを設けることで形成される傾斜面のうち、ボールレンズ１２に対向する部分には、ボールレンズ１２の一部が当接する一方、光ファイバ１３に対向する部分には、光ファイバ１３を構成するコア１３ａ以外のクラッド１３ｂ又は補強層１３ｃ、或いはクラッド１３ｂ及び補強層１３ｃの一部が当接する。このように当接した状態でボールレンズ１２及び光ファイバ１３がそれぞれホルダ１１の所定位置に位置決めされる。
【0032】
図４に示すように、陥没部１１ｅは、光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図４に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置され、陥没部１１ｅの中心を通過する平面Ｉ）に対して、ボールレンズ１２に対向する部分の角度と、光ファイバ１３に対向する部分の角度とが異なる角度に設けられている。このような陥没部１１ｅは、例えば、先端部の形状が異なる先細の工具を用いて押圧加工を施すことにより設けられる。このような工具で押圧加工することにより、陥没部１１ｅは、その押圧加工時における中心軸を基準として、ボールレンズ１２に対向する部分の角度と、光ファイバ１３に対向する部分の角度とを異なる角度とすることで、形状の異なるボールレンズ１２と光ファイバ１３とを効果的に位置決めすることが可能となる。
【0033】
また、ホルダ１１においては、このような陥没部１１ｅがホルダ１１の同一周上に複数（本実施の形態においては、３つ）設けられている。同一周上への陥没部１１ｅの形成は、例えば、上述した先端形状の異なる工具によりホルダ１１の外周から同時に押圧加工を施すことが考えられる。このように同一周上に複数の陥没部１１ｅを設けることにより、ボールレンズ１２及び光ファイバ１３をそれぞれ複数の位置で当接させることができるので、より高精度にボールレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決めを行うことが可能となる。
【0034】
陥没部１１ｅにおけるボールレンズ１２に対向する部分は、傾斜面１１ｅ１を構成する。この傾斜面１１ｅ１は、図４に矢印で示す光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図４に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置され、陥没部１１ｅの基端部を通過する平面Ｊ）に対する角度θ１が０°以上４５°以下となるように設けられている。このようにボールレンズ１２側の傾斜面１１ｅ１の角度θ１を光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面Ｊに対して０°以上４５°以下に設定することにより、ボールレンズ１２における光ファイバ１３側の一部を支持した状態で位置決めすることができるので、ボールレンズ１２の位置精度を高めることができる。
【0035】
一方、陥没部１１ｅにおける光ファイバ１３に対向する部分は、傾斜面１１ｅ２を構成する。傾斜面１１ｅ２は、光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図４に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置される平面Ｋ）に対する角度θ２が２０°以下となるように設けられている。このように傾斜面１１ｅ２の角度を平面Ｋに対して２０°以下に設けることにより、光ファイバ１３が、上述したように、コア１３ａ、クラッド１３ｂ及び補強層１３ｃが同一平面上に配置される光ファイバで構成される場合に、当該光ファイバ１３の端面を陥没部１１ｅに当接させることにより、これらの位置精度を確保し易くすることができる。
【0036】
このように光結合部材１０においては、ホルダ１１に設けた陥没部１１ｅにボールレンズ１２の一部及び光ファイバ１３の一部を当接させて位置決めするようにしたことから、陥没部１１ｅを基準としてボールレンズ１２及び光ファイバ１３を位置決めできるので、別部品をホルダ１１に挿入する場合と比べて、作業効率を向上させることができ、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にボールレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行うことが可能となる。
【0037】
磁石１４は、ホルダ１１における前端部（ボールレンズ１２側の端部）の外周に設けられている。例えば、磁石１４は、概して円筒形状を有している。磁石１４は、その内部にホルダ１１の一部を収容した状態でホルダ１１に固定されている。例えば、磁石１４は、ホルダ１１の外周面に塗布された接着剤により固定される。なお、溶接等によりホルダ１１の外周面に磁石１４を固定するようにしてもよい。
【0038】
磁石１４は、図３、図４に示すように、その前端部の断面１４ｓが平面形状を有している。磁石１４の前端部の断面１４ｓは、ホルダ１１の前端部よりも若干前方の位置に配置されるようにホルダ１１に固定される。上述したように、収容部１１ｃに収容されたボールレンズ１２の前端部は、ホルダ１１の前端部と同一の位置に配置される。したがって、磁石１４の前端部の断面１４ｓは、ボールレンズ１２の前端部の位置よりも若干前方に配置されている。
【0039】
また、磁石１４は、前端部近傍がＮ極に着磁され、後端部近傍がＳ極に着磁されている。詳細について後述するように、磁石１４は、結合対象となる光結合部材２０の磁石２４と互いに吸着し、ボールレンズ１２の中心を、光結合部材２０のボールレンズ２２の中心に位置合わせする役割を果たす（図１２参照）。
【0040】
図３に示すように、ホルダ１１の挿入孔１１ａ付近、すなわちホルダ１１の後端側には、ストッパ部材６が設けられている。ストッパ部材６は、光結合部材１０が必要以上に前方に突出するのを防止する機能を有する。ストッパ部材６は、例えば、ホルダ１１の外周面に接着固定されている。ストッパ部材６は、図１〜図３に示すように、貫通孔を備えた円筒形状（リング形状）で形成され、光結合部材１０のホルダ１１の部分が、ストッパ部材６の貫通孔に挿入されている。ただし、本実施の形態では、ストッパ部材６の形状を限定するものではない。ストッパ部材６は、ホルダ１１の外周面の外周面に部分的に設けられてもよいし、複数のストッパ部材６が、ホルダ１１の外周面に間欠的に設けられてもよい。ストッパ部材６の材質は、樹脂や金属等で形成され、材質を特に限定するものでない。
【0041】
図１〜図３に示すように、ストッパ部材６の前端面６ａには付勢部材としてのコイルばね７が設けられている。コイルばね７は、引張コイルばねで構成されている。図１、図２に示すように、コイルばね７は、次に説明するガイド部材２の後端面２ｃに接続されている。すなわち、コイルばね７は、ガイド部材２の後端面２ｃと、ガイド部材２の後端側にて、光結合部材１０に取り付けられたストッパ部材６の前端面６ａとの間を繋いでいる。
【0042】
次に、ガイド部材２について説明する。ガイド部材２は、樹脂等の電気絶縁材料で形成されたブロック状であり、ガイド部材２の上面２ａ（基部５と対向する面（下面）と反対側の面）には、前端面（一端面）２ｂから後端面（他端面）２ｃにかけて直線状に延びる有底凹状のガイド溝８、８が形成されている。そして、各光結合部材１０のホルダ１１が個別に各ガイド溝８、８に配置される。なお、図２に示すように、各光結合部材１０のホルダ１１の部分が各ガイド溝８内に配置され、磁石１４の部分は、ガイド部材２の前端面２ｂの前方に突出している。
【0043】
図５は、図２に示すカバー部材を光結合部材が配置されたガイド部材に取り付けた状態におけるガイド部材、光結合部材及びカバー部材のＣ−Ｃ矢視の縦断面図である。図５に示すように、各ガイド溝８は、底面８ａと底面８ａのＸ方向の両側に位置する壁面８ｂとを備えている。図５に示すように、ガイド溝８の幅寸法、すなわち両側の壁面８ｂ、８ｂ間の間隔（Ｘ方向の間隔）は、Ｔ１である。幅寸法Ｔ１は、ガイド溝８内に配置される光結合部材１０（図５ではホルダ１１が、外周表面として位置する部分の直径Ｍ１）よりも大きく形成されている。したがって、ガイド溝８と光結合部材１０との間には、Ｘ方向にＴ１−Ｍ１にて求められるクリアランス（間隙）が発生している。一方、ガイド溝８の幅寸法Ｔ１は、磁石１４が配置された部分の光結合部材１０の幅寸法（図５では磁石１４を点線で示す。なお、磁石１４が外周表面として位置する部分の光結合部材１０の幅寸法は直径Ｍ２で示される）Ｍ２よりも小さい。したがって、磁石１４の部分は、ガイド溝８内に入り込まずガイド部材２の前端面２ｂに突出した状態で保持される。
【0044】
また、図５に示すように、各ガイド溝８の高さ寸法、すなわち、壁面８ｂのＺ方向の高さ寸法は、Ｔ２である。高さ寸法Ｔ２は、ガイド溝８内に配置される光結合部材１０の直径Ｍ１よりも大きく形成されている。図５に示すように、ガイド溝８の上方がカバー部材３で塞がれることで、ガイド溝８内に配置された光結合部材１０の上下方向（Ｚ方向）へのクリアランス（隙間）が、Ｔ２−Ｍ１とされている。また、ガイド溝８の高さ寸法Ｔ２は、磁石１４を備えた部分の光結合部材１０の直径Ｍ２よりも小さい。なお、ガイド溝８の幅寸法Ｔ１及び高さ寸法Ｔ２が、磁石１４を備えた部分の光結合部材１０の幅寸法あるいは高さ寸法の少なくとも一方より小さい寸法関係にあれば足りる。
【0045】
上述したように、ガイド部材２の後端側では、光結合部材１０のストッパ部材６の前端面６ａとガイド部材２の後端面２ｃとの間にコイルばね７が繋がれている（図２参照）。コイルばね７は、引張コイルばねであり、磁石１４をガイド部材２の前端面２ｂ側に付勢する付勢力が作用している。このため、図２のように各ガイド溝８内に配置された光結合部材１０にはガイド部材２の後端方向への付勢力が作用し、各磁石１４の後端面がガイド部材２の前端面２ｂに当接した状態で保持されている。
【0047】
図２に示すように、カバー部材３は、平板状の天井部３ａと天井部３ａのＸ方向の両側にて下方且つ垂直に折れ曲がる外壁部３ｂ、３ｂとを有して構成される。カバー部材３は、樹脂や非磁性金属等で形成される。例えば、カバー部材３を樹脂で形成した場合は、天井部３ａと外壁部３ｂから成るカバー部材３を射出成形等により形成できる。あるいは、カバー部材３が非磁性金属材料で形成される場合は金属板を折り曲げて天井部３ａ及び外壁部３ｂを構成することができる。図２に示すようにカバー部材３のＸ方向の両側に設けられた外壁部３ｂには、Ｙ方向に長尺状の長穴３ｃが形成されている。なお、図２では、図面上見える一方の外壁部３ｂにのみ長穴３ｃが図示されている。長穴３ｃの大きさはガイド部材２に設けられた突起２ｅの大きさと略同一とされている。そして、光コネクタ１の組立工程の際、カバー部材３がガイド部材２の上方から組み込まれることで、図１に示すようにガイド部材２の突起２ｅがカバー部材３の長穴３ｃに入り込み、カバー部材３がガイド部材２に固定される。
【0048】
図１、図２に示すシールドケース４は金属で形成される。シールドケース４は、前端側から後端側にかけて貫通する開口４ａを備えている。また、図１、図２に示すようにシールドケース４の上面部４ｂには、切起しにより一対の弾性舌片４ｃがＸ方向に間隔を空けて形成されている。
【0049】
図１に示すように、ガイド部材２、光結合部材１０及びカバー部材３の組立部材が、シールドケース４の後端側に嵌め込まれる。よって、シールドケース４の開口４ａの大きさは、ガイド部材２、光結合部材１０及びカバー部材３の組立部材を嵌合可能な大きさで形成されている。本実施の形態では、上記組立部材をシールドケース４の開口４ａに圧入し、あるいは、上記組立部材の外面とシールドケース４の内面との間に接着剤を介して接合することができる。図１に示すように、シールドケース４の前端周面４ｄよりも後方に光結合部材１０の磁石１４が位置し、且つ、カバー部材３の天井部３ａが弾性舌片４ｃの後方に位置するように、シールドケース４に対するガイド部材２、光結合部材１０及びカバー部材３の組立部材の挿入位置が規定される（後述の図６Ａ、図７Ｂ等も参照）。
【0050】
上記のようにして一体化されたシールドケース４及びガイド部材２の下面がそれぞれ、基部５の上面に接着剤等を介して接合される。このとき、図２では特に図示していないが、シールドケース４及びガイド部材２の下面がそれぞれ平坦面であると、一体化されたシールドケース４及びガイド部材２の各下面には段差が生じる。このため、基部５の上面も図２に示すように平坦面であると、シールドケース４及びガイド部材２の各下面と基部５の上面との間を適切に平面接合できないため、例えば、ガイド部材２の下面に予め段差を設けておき、シールドケース４と一体化したときにガイド部材２とシールドケース４の各下面が連続した平坦面となるように構成することができる。あるいは、基部５の上面側に、一体化したシールドケース４及びガイド部材２の各下面間に形成された段差とは逆段差を設けておくことで、シールドケース４及びガイド部材２の各下面と基部５の上面との間を適切に凹凸接合することができる。なお、図１、図２では基部５は、平板で形成されているが、例えば、基部５は筐体の一部を構成している。すなわち、基部５は、図６に示す筐体９の底面部分を抜き出して図示したものである。あるいは、基部５が筐体９とは別に設けられ、基部５が筐体９の内面に配置されて、シールドケース４及びガイド部材２を固定する台座として用いることもできる。基部５及び筐体９は樹脂等の絶縁材料で形成される。
【0051】
図６Ａは、本実施の形態に係る光コネクタ（メス型）の平面図であり、図６Ｂは、本実施の形態に係る光コネクタ（メス型）の側面図である。図６Ａ及び図６Ｂには、光コネクタ１の内部に配置される光結合部材１０を点線で示す。例えば、筐体９は、上側筐体９ａと下側筐体９ｂとに二分されている。上側筐体９ａは、カバー部材３のように天井部と天井部のＸ方向の両側に位置する下向きの外壁部とを備えた構成であり、一方、下側筐体９ｂは、底面部と底面部のＸ方向の両側に位置する上向きの外壁部とを備えた構成である。そして、上側筐体９ａ及び下側筐体９ｂの夫々の外壁部同士が接合されることで、上側筐体９ａと下側筐体９ｂとが一体化された筐体９を得ることができる。上側筐体９ａと下側筐体９ｂとの接合方法は特に限定されるものでなく、接着剤等による化学的接合や、凹凸嵌合等の物理的接合であってもよい。
【0052】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、筐体９よりも前方にシールドケース４の一部が突出している。また、図６Ａに示すように、筐体９の前方にシールドケース４の上面部４ｂに設けられた弾性舌片４ｃが露出している。
【0053】
図７Ａは、本実施の形態に係る光コネクタ（メス型）の正面図であり、図７Ｂは、図７Ａに示すＤ−Ｄ矢視の横断面図である。図７Ａに示すように、光コネクタ１の正面には、ホルダ１１の外周に設けられたリング状の磁石１４の前端面が露出している。さらに、リング状の磁石１４の中心に配置されたボールレンズ１２が見えている。図７Ａでは、光コネクタ１内に配置された２つの光結合部材１０の各ボールレンズ１２の中心がＸ方向に一直線に並んだ状態であるが、ボールレンズ１２同士が多少、上下方向（Ｚ方向）にずれている状態も許容される。後で詳述するように、本実施の形態における光結合部材１０は、浮動構造（フローティング構造；ｆｌｏａｔｉｎｇ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）にて支持されており、ガイド部材２により結合対象との間のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向への位置合わせ動作が許容されている。したがって、ボールレンズ１２の中心位置がＸ方向から若干上下方向にずれていても、光結合部材１０の浮動動作により結合対象と適切に位置合わせを行うことが可能である。
【0054】
図７Ｂに示すように、光結合部材１０のガイド部材２よりも後端側に配置されたストッパ部材６の前端面６ａとガイド部材２の後端面２ｃとの間にはコイルばね７が接続されており、コイルばね７の付勢力により、光結合部材１０が後端方向に向けて付勢されている。そのため、図７Ｂに示すように、磁石１４の後端面がガイド部材２の前端面２ｂに当接した状態とされている。
【0055】
また、図５においてもすでに説明したように、図７Ｂに示すように、ガイド部材２のガイド溝８に配置された光結合部材１０のホルダ１１の部分とガイド溝８との間にはＸ方向にクリアランスＣＬが設けられている。図７Ｂでは各光結合部材１０と各ガイド溝８との間に設けられたクリアランスＣＬが左右両側で同じ大きさとされるが、クリアランスＣＬが若干、左右方向にずれていてもよい。上記したように、本実施の形態における光結合部材１０が浮動構造（フローティング構造）であり、ガイド部材２のガイド溝８との間で光結合部材の移動が制限を受けながらも結合対象との位置合わせ動作に係る移動については許容されている。したがって、図７Ｂに示す光結合部材１０とガイド溝８との間のＸ方向のクリアランスＣＬに若干ばらつきがあっても、光結合部材１０の浮動動作により結合対象と適切に位置合わせを行うことが可能である。また、クリアランスは、各光結合部材１０のホルダ１１の部分と各ガイド溝８との上下方向（Ｚ方向）にも設けられている（図５参照）。
【0056】
続いて、オス型（プラグ）の光コネクタについて説明する。図８Ａは、本実施の形態に係る光コネクタ（オス型）の平面図であり、図８Ｂは、本実施の形態に係る光コネクタ（オス型）の側面図である。また、図９Ａは、本実施の形態に係る光コネクタ（オス型）の正面図であり、図９Ｂは、図９Ａに示すＥ−Ｅ矢視の横断面図である。図８及び図９において、図１〜図７と同じ符号の箇所は図１〜図７と同じ部材や同じ部分を示しているが、同じ部材でも説明の便宜上、光結合部材、磁石、ボールレンズ、ホルダ、光ファイバについては符号を変えた。ただし、磁石の着磁形態は、メス型とオス型とで逆になっている。この点については後で詳述する。図８Ａ及び図８Ｂにおいては、図６Ａ及び図６Ｂと同様に、光コネクタ１００の内部に配置される光結合部材２０（符号２４は、磁石である）を点線で示す。なお、光コネクタ１００では、右方側が前方側となり、左方側が後方側となる。
【0057】
図９Ｂに示す各光結合部材２０は、図７Ｂに示す光結合部材１０の結合対象であり、光結合部材１０と磁石の着磁方向を除いて同じ構成である。すなわち、図７Ｂに示す光結合部材１０を１８０度回転させたものが光結合部材２０である。なお、説明の便宜上、図８、図９では、光結合部材２０、ホルダ２１、ボールレンズ２２、光ファイバ２３、及び磁石２４とする。
【0058】
図８、図９に示す光コネクタ１００はオス型であるため、光コネクタ１００に用いられるシールドケース１０４の外周表面が、メス型である光コネクタ１のシールドケース４の開口４ａ内に挿入可能な大きさとされる。このとき、光コネクタ１００のシールドケース１０４を、光コネクタ１のシールドケース４の開口４ａ内に圧入して互いに固定できるように、シールドケース４の開口４ａの内周面の大きさが、シールドケース１０４の外周表面の大きさと等しいか、あるいは若干、シールドケース１０４の外周表面の大きさを、シールドケース４の開口４ａの内周面の大きさよりも小さくしている。また、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、シールドケース１０４には前方から後方に向けて貫通する開口１０４ａが設けられ、光結合部材２０の磁石２４が開口１０４ａ内にて露出している。また、ボールレンズ２２の前端面が開口１０４ａから見えている。
【0059】
図８Ａに示すように、シールドケース１０４の上面部１０４ｂには、一対の挿入孔１０４ｃがＸ方向に間隔を空けて形成されている。各挿入孔１０４ｃは、シールドケース４の上面部４ｂにＸ方向に設けられた一対の弾性舌片４ｃ（図６Ａ参照）と組になっている。したがって、作業者等が光コネクタ１、１００を接続したとき、シールドケース４の上面部４ｂに設けられた一対の弾性舌片４ｃが、シールドケース１０４の上面部１０４ｂに形成された挿入孔１０４ｃに入り込み抜け止めされる。一方、接続した状態から作業者等が、光コネクタ１、１００同士を引き離すと、弾性舌片４ｃが弾性変形して挿入孔１０４ｃから外れるので、光コネクタ１、１００同士を簡単に外すことができる。
【0060】
また、図８Ｂに示すように、光コネクタ１００の筐体１０９は、図６Ｂに示す筐体９と同様に上側筐体１０９ａと下側筐体１０９ｂとで構成され、上側筐体１０９ａと下側筐体１０９ｂとが接合されて筐体１０９を得ることができる。また、図８Ａ、図８Ｂ及び図９Ｂに示すように、筐体１０９の後端側面１０９ｃは前方から後方にかけて先細るように傾斜している。したがって、光コネクタ１、１００は、筐体９、１０９の後端部の形状が異なっている。ただし、本実施の形態に示す筐体９、１０９の形状は、一例であって同じ形状としてもよいし、使用用途等に合わせて種々変更することができる。なお、筐体９、１０９の形状を異ならせることで、外見から容易にオス型、メス型の区別をつけることができる。
【0061】
なお、図９Ｂに示す光コネクタ１００も、図７Ｂと同様に、光結合部材２０のガイド部材２よりも後端側（図示左方側）に配置されたストッパ部材６の前端面６ａとガイド部材２の後端面２ｃとの間にはコイルばね７が接続されており、コイルばね７の付勢力により、光結合部材２０がガイド部材２の後端方向に向けて付勢されている。そのため、図９Ｂに示すように、磁石２４の後端面がガイド部材２の前端面２ｂに当接した状態とされている。また、図９Ｂにおいても、図７Ｂと同様に、ガイド部材２のガイド溝８に配置された光結合部材２０（ホルダ２１）とガイド溝８との間には、Ｘ方向へのクリアランスＣＬが設けられている。クリアランスは、ガイド溝８と光結合部材２０との上下方向（Ｚ方向）においても設けられている。
【0062】
図１０Ａは、図６Ａに示す光コネクタ（メス型）と図８Ａに示す光コネクタ（オス型）とを接続した状態を示す平面図であり、図１０Ｂは、図６ｂに示す光コネクタ（メス型）と図８Ｂに示す光コネクタ（オス型）を接続した状態を示す側面図である。また、図１１Ａは、図１０Ｂに示すＦ−Ｆ矢視の横断面図であり、図１１Ｂは、図１０Ａに示すＧ−Ｇ矢視の縦断面図である。図１０Ａ及び図１０Ｂにおいては、各光コネクタ１、１００の内部に配置される光結合部材１０、２０を点線で示す。
【0063】
作業者等が光コネクタ１と光コネクタ１００とを接続する。このとき、オス型である光コネクタ１００のシールドケース１０４が、メス型である光コネクタ１のシールドケース４の開口４ａ内に挿入されて、光結合部材１０と結合対象としての光結合部材２０とが次に説明する結合作業による位置合わせ動作を経て結合される。なお、光コネクタ１と光コネクタ１００とを接続すると、図１１Ｂに示すように、シールドケース４に設けられた弾性舌片４ｃがシールドケース１０４に設けられた挿入孔１０４ｃに入り込み、抜け止めがなされる。
【0064】
以下、光コネクタ１、１００を接続した際の光結合部材１０、２０同士の結合作業について説明する。図１２は、本実施の形態に係る光結合部材１０、２０の結合作業の説明図である。図１２において、光ファイバ１３、２３の一部を点線で示す。図１２に示すように、光結合部材２０は、磁石２４の着磁形態のみにおいて光結合部材１０と相違する。光結合部材２０において、磁石２４は、磁石１４と異なり、ボールレンズ２２側の先端部近傍がＳ極に着磁され、反対側の端部近傍がＮ極に着磁されている。ボールレンズ２２と光ファイバ２３との位置決めや、ボールレンズ２２とホルダ２１や磁石２４との位置関係などについては、光結合部材１０と同一である。
【0065】
各光コネクタ１、１００に設けられる磁石１４、２４は初め、図７Ｂ及び図９Ｂに示すように、ガイド部材２の前端面２ｂに当接した状態とされる。ここで、図７Ｂ及び図９Ｂに示す磁石１４、２４の位置を「初期位置」とする。初期位置とは、光コネクタ１、１００同士を接続する前の基準位置を示している。作業者等が光コネクタ１、１００同士を接続すると、磁石１４、２４同士が、接続したシールドケース４、１０４内で一定距離まで接近して向き合う状態となる。このとき、磁石１４、２４間に作用する吸着力によって初期位置から磁石１４、２４同士が引き寄せられ、互いに前方へ移動する。これにより、磁石２４と磁石１４とが接触した状態となる（図１２Ｂ参照）。
【0066】
そして、図１２Ｂに示す状態から、さらに磁石２４及び磁石１４の吸着力によって、磁石２４の光結合部材１０側の断面２４ｓと、磁石１４の光結合部材２０側の断面１４ｓとが対向して配置するように磁石１４、２４同士が移動する。ここでは、磁石１４が下方側に、磁石２４が上方側に移動する。これにより、図１２Ｃに示すように、磁石２４の光結合部材１０側の断面２４ｓと、磁石１４の光結合部材２０側の断面１４ｓとが密着した状態となる。
【0067】
光結合部材１０と光結合部材２０とは、それぞれの構成部品の位置関係が同一である。このため、磁石２４の光結合部材１０側の断面２４ｓと、磁石１４の光結合部材２０側の断面１４ｓとが、密着した状態となることにより、ボールレンズ１２の中心と、ボールレンズ２２の中心とが一致した状態となる。なお、本実施の形態では、光結合部材１０、２０が共に位置合わせ動作を許容されているが、例えば、結合対象が固定で動かない場合は、光結合部材１０のみが図１２Ａ及び図１２Ｂの移動をして結合対象に結合される。
【0068】
なお、本実施の形態では、各光コネクタ１、１００に複数の光結合部材１０、２０が配置されている。したがって、接続される光結合部材１０、２０は複数組ある。使用用途にもよるが、各組の結合タイミングを略同時とすることができ、あるいは、結合タイミングを変えることもできる。例えば、上記に説明した光コネクタ１、１００における各組の結合タイミングが略同時となるように規定されている。「略同時」とは、厳密な同時ではなく製造誤差等を含む概念である。
【0069】
図１２に説明した結合作業において本実施の形態では、移動規制部材が用いられて、光結合部材１０の結合対象である光結合部材２０への位置合わせ動作を許容しながら、それ以上の移動はできないように規制されている。以下、光結合部材１０に対する移動規制について説明する。なお、説明は省略するが、光結合部材２０についても同様である。本実施の形態における光結合部材１０は、浮動構造（フローティング構造）にて支持されている。すなわち、光結合部材１０が左右方向（Ｘ方向）、前後方向（Ｙ方向）及び上下方向（Ｚ方向）の３軸方向のいずれにも移動可能に支持されている。しかしながら、光結合部材１０の３軸方向への自由な移動を許容し移動規制をしないと、例えば、複数の光結合部材１０を並設した場合、各光結合部材間で生じる反発力や吸着力により各光結合部材１０の初期位置が安定しない。また、光結合部材１０を１つだけ配置した場合でも、光結合部材１０を光コネクタ１内に組み込む際の位置決め精度が低下しやすく、また、光コネクタ１に強い衝撃等が加わった場合に光結合部材１０が筐体部分に激しく衝突する等してボールレンズ１２等の破損を招く恐れがある。このように、光結合部材１０の初期位置が安定しないと、結合対象と高い位置合わせ精度により結合することができず、あるいは、結合対象との結合そのものができない恐れがある。したがって、本実施の形態では、光結合部材１０の結合対象への位置合わせ動作を許容しながら、光結合部材１０の移動を規制する移動規制部材を設けている。
【0070】
以上のように光結合部材１０においては、ホルダ１１に設けられた磁石１４の吸着力によって、ボールレンズ１２の中心が光結合部材２０のボールレンズ２２の中心に位置合わせされることから、作業者等が光コネクタ１、１００同士を接続するだけで、ボールレンズ１２と、ボールレンズ２２とを簡単且つ自動的に位置合わせすることができる。このとき、結合対象との位置合わせ動作以上の光結合部材１０の移動が規制される。これにより、複雑な結合作業を必要とすることなく、結合対象との位置合わせ精度を向上させることができ、光ファイバ内の光の伝搬効率を向上することが可能となる。
【0071】
具体的には、本実施の形態では、移動規制部材としてガイド部材２を用いている。ガイド部材２には、前端から後端にかけてガイド溝８が形成されており、光結合部材１０は、磁石１４がガイド部材２の前端側から突出した状態でホルダ１１がガイド溝８に配置されている。そして、図５に示す通り、ガイド溝８の幅寸法Ｔ１及び高さ寸法Ｔ２は、ガイド溝８に配置される部分の光結合部材１０の直径（幅寸法）Ｍ１よりも大きい。これにより、光コネクタ１、１００の接続により、磁石１４、２４との間で吸着力が発生すると、ガイド溝８を通って光結合部材１０が結合対象である光結合部材２０との結合方向へ適切に移動できる。また、ガイド溝８の幅寸法Ｔ１及び高さ寸法Ｔ２は、ガイド溝８に配置される部分の光結合部材１０の直径よりも大きいため、ホルダ１１とガイド溝８との間にクリアランスが生じている。したがって、光結合部材１０は、ガイド溝８の延出方向（前後方向；Ｙ方向）と交差する方向の左右方向（Ｘ方向）及び高さ方向（Ｚ方向）に形成されたクリアランス範囲にて適切に移動できる。したがって、光結合部材１０は、結合対象への位置合わせ動作が３軸方向に許容され、適切に、光結合部材１０と結合対象である光結合部材２０とのボールレンズ１２、２２の中心を合わせる位置合わせ動作が可能である。加えて、ガイド溝８の底面８ａ及び側壁８ｂ、及びガイド溝８の上面を塞ぐカバー部材３の天井部面は、光結合部材１０が必要以上に移動するのを抑制する規制面を構成する。さらに、ガイド溝８の幅寸法Ｔ１及び高さ寸法Ｔ２は、磁石１４を備えた部分の光結合部材１０の直径Ｍ２よりも小さいため、磁石１４が、ガイド部材２のガイド溝８内に入り込まず、光結合部材１０が必要以上に後端方向へ移動することを規制できる。これにより適切に、光結合部材１０の結合対象である光結合部材２０への位置合わせ動作を許容しながら、光結合部材１０の移動を規制することができる。
【0072】
上記した本実施の形態では、光コネクタ１内部に組み込まれる光結合部材１０は２つであったが、数を限定するものでない。光結合部材１０は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。本実施の形態では、光結合部材１０が複数設けられる場合、ガイド部材２に設けられるガイド溝８は、各光結合部材１０に個別に設けられることが好ましい。すなわち、光結合部材１０が２つであれば、ガイド溝８も２つ形成され、光結合部材１０が４つであれば、ガイド溝８は４つ形成される。これにより、光コネクタ１内に組み込まれる複数の光結合部材１０の磁石１４間の磁力（吸着力）により、各光結合部材１０同士が、ガイド溝８の幅以上に離反あるいは接近するのを抑制することができる。したがって、複数の光結合部材１０の初期位置を安定して保持することができる。
【0073】
また、本実施の形態に係る光結合部材１０においては、磁石１４からの吸着力によりボールレンズ１２の中心と光結合部材２０のボールレンズ２２の中心とが位置合わせされる。このため、光結合部材２０に対して容易に着脱することができると共に、長期間に亘って繰り返し着脱することが可能となる。
【0074】
光コネクタ１、１００に配置される各磁石１４、２４の断面１４ｓ、２４ｓの形状は同一に構成されている。このため、これらの磁石１４、２４の吸着力により断面１４ｓ、２４ｓ同士を密着させることができる。これにより、光結合部材２０に対して安定して光結合部材１０を結合させることが可能となる。
【0075】
特に、光コネクタ１に配置される磁石１４は、結合対象である光結合部材２０側の断面１４ｓの外形形状が、ボールレンズ１２の中心を中心点とした真円形状に構成されている。このため、光結合部材２０の磁石２４と吸着する際に磁石１４が回転することがない。このため、磁石１４が設けられるホルダ１１の回転を防止できるので、ホルダ１１に保持される光ファイバ１３が捻じれる事態を防止することが可能となる。
【0076】
また、光コネクタ１に配置される磁石１４における光結合部材２０側の断面１４ｓは、ボールレンズ１２の前端部（光結合部材２０側の端部）よりも前方に突出している。同様に、光コネクタ１００に配置される磁石２４も光結合部材１０側の断面２４ｓが、ボールレンズ２２の前端部（光結合部材１０側の端部）よりも前方に突出している。これにより、磁石１４、２４の断面１４ｓ、２４ｓが接触してもボールレンズ１２、２２同士は接触しないため、ボールレンズ１２、２２の表面が損傷する事態を防止することが可能となる。なお、磁石１４、２４同士が接触した際の、ボールレンズ１２とボールレンズ２２との間の距離は１ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、光ファイバ１３内の光の伝搬効率が低下するのを抑制することができる。
【0077】
なお、磁石１４、２４の断面１４ｓ、２４ｓとボールレンズ１２、２２との配置関係は、上記に限定されない。以下、別の配置関係について図１３を用いて説明する。図１３は、本実施の形態の変形例に係る光結合部材の説明図である。図１３に示すように、磁石１４、２４の断面１４ｓ、２４ｓとボールレンズ１２、２２とが同一の位置に配置されている。これにより、ボールレンズ１２、２２間の距離を短縮することができるので、ボールレンズ１２、２２間の間隙の増大に伴って光ファイバ１３内の光の伝搬効率が低下するのを回避することが可能となる。
【0078】
また、磁石１４、２４のどちらか一方の断面１４ｓ、２４ｓをボールレンズ１２、２４の前端部よりも前方に突出させ、他方の断面１４ｓ、２４ｓをボールレンズ１２、２４の前端部と同一の位置に配置してもよい。なお、このような場合でも磁石１４、２４同士が接触した際の、ボールレンズ１２とボールレンズ２２との間の距離は１ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、光ファイバ１３内の光の伝搬効率が低下するのを抑制することができる。
【0079】
なお、上記実施の形態に係る光結合部材１０においては、磁石１４、２４が発生する吸着力によって光結合部材１０と光結合部材２０とを結合する場合について説明している。しかしながら、光結合部材１０の構成については、これに限定されるものではない。光結合部材１０と光結合部材２０との結合を強固にしたり、光結合部材１０と光結合部材２０とを結合し易くしたりすることは実施の形態として好ましい。
【0080】
また、本実施の形態では、図７Ｂ等に示すように、ガイド部材２の前端側に突出した磁石１４をガイド部材２の前端面２ｂ方向に付勢する付勢部材としてのコイルばね７が設けられている。具体的には、コイルばね７は、ガイド部材２の後端面２ｃと、ガイド部材２の後端面２ｃよりも後方にて光結合部材１０に設けられたストッパ部材６の前端面６ａとの間を接続する引張コイルばねである。また、コイルばね７の付勢力は、磁石１４の結合対象である磁石２４との間で作用する磁力（吸着力）よりも弱く設定されている。これにより、光結合部材１０の磁石１４は、ガイド部材２の前端面２ｂに当接した初期位置から、光コネクタ１、１００同士の接続によって磁石１４、２４間で作用する磁力により、前方に移動して光結合部材１０、２０同士が適切に結合される。また、光コネクタ１、１００の接続状態から光コネクタ１、１００を引き離すと、磁石１４、２４同士が離れ、このとき、コイルばね７の付勢力により、光結合部材１０の磁石１４がガイド部材２の前端面２ｂに当接する初期位置に適切に戻される。なお、本実施の形態における「付勢力」は、光結合部材１０と光結合部材２０との結合状態から結合を解除した際に、光結合部材１０を元の位置に戻すための力であり、初期位置の状態で、付勢力が光結合部材１０に作用していなくてもよい。
【0081】
上記の実施の形態では、光結合部材１０、２０との結合状態の解除により、光結合部材１０を初期位置に戻す付勢部材として、コイルばね７が用いられたが、弾性体としてコイルばね７以外にゴム等が用いられてもよい。このように、付勢部材として弾性体が用いられることで、簡単な構成で、光結合部材１０に対して付勢力を付加することができる。
【0082】
また、上記実施の形態では、コイルばね７がガイド部材２の後端面２ｃとストッパ部材６の前端面６ａとの間に設けられていたが、コイルばね７等の弾性体をガイド部材２の前端面２ｂと磁石１４の後端面との間に接続してもよい。
【0083】
ただし、付勢部材は、ガイド部材２の後端側に配置されていることが好ましい。ガイド部材２の後端側は前端側に比較して広いスペースがあるため、無理なく付勢部材を配置することができる。また、磁石１４の初期位置としてガイド部材２の前端面２ｂに当接した状態を得ることができる。
【0084】
また、本実施の形態では、コイルばね７が用いられる構成に代えて、以下に説明する付勢部材を用いてもよい。図１４は、図９Ｂとは異なる付勢部材を適用した光コネクタ（オス型）の説明図である。図１４では、オス型の光コネクタ１００を用いて説明するが、メス型の光コネクタ１についても同様に適用できる。
【0085】
図１４に示すように、光結合部材２０のガイド部材２よりも後端側に第１の吸着部１０２が設けられ、第１の吸着部１０２と対向する位置に第２の吸着部１０３が設けられている。第１の吸着部１０２と第２の吸着部１０３とで付勢部材が構成されている。第２の吸着部１０３は、第１の吸着部１０２の後端側の光結合部材２０に接続されており、第２の吸着部１０３は、筐体１０９の内壁面に固定されている。第２の吸着部１０３は、光結合部材２０には接触していない。この実施の形態では、第１の吸着部１０２が光結合部材２０に対し必要以上に前方に突出するのを防止するストッパ部材として機能している。
【0086】
図１４では、第１の吸着部１０２と第２の吸着部１０３との間に吸着力が生じており、第１の吸着部１０２と第２の吸着部１０３とが吸着している。例えば、第１の吸着部１０２と第２の吸着部１０３の一方が磁石とされ、他方が磁性金属材料で形成され、あるいは、両方が磁石で形成される。これにより、第１の吸着部１０２と第２の吸着部１０３とを磁力で吸着させることができ、簡単な構成で、光結合部材２０に対して後端方向への付勢力を付加することができる。付勢力により、図１４に示すように磁石２４の後端面がガイド部材２の前端面２ｂに当接する初期位置が得られる。なお、コイルばね７が配置される場合と同様に第１の吸着部１０２と第２の吸着部１０３との間に生じる吸着力（付勢力）は、作業者等が光コネクタ１、１００を接続したときに磁石１４、２４間で生じる磁力に比べて弱い。このため、作業者等が光コネクタ１、１００を接続したときに適切に光結合部材１０、２０の磁石１４、２４同士が引き付けられて位置決め動作を伴う吸着が行われるとともに、作業者等が接続された光コネクタ１、１００を引き離すことで、第１の吸着部１０２と第２の吸着部１０３との間の吸着力により、光結合部材２０を元の初期位置に戻すことができる。
【0087】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【0088】
例えば、上記実施の形態においては、光結合部材１０が備えるレンズがボールレンズ１２で構成される場合について説明している。しかしながら、光結合部材１０に適用されるレンズについてはボールレンズ１２に限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、結合対象との間で適切に伝搬される光を結合可能であることを前提として、凸レンズや凹レンズ等の任意のレンズを適用することができる。
【0089】
また、上記実施の形態においては、光結合部材１０が吸着部材として磁石１４を備える場合について説明している。しかしながら、光結合部材１０が備える吸着部材については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、吸着部材として、結合対象に設けられた磁石に吸着する磁性体を光結合部材１０に備えるようにしてもよい。このように変更する場合にも、上記実施の形態と同様に、複雑な結合作業を必要とすることなく、光ファイバ１３内の光の伝搬効率を向上することが可能となる。
【0090】
さらに、上記実施の形態においては、光結合部材１０が備える磁石１４が円筒形状を有する場合について説明している。しかしながら、光結合部材１０が備える磁石１４の形状については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、結合対象に設けられる磁石との関係において、ボールレンズ１２の中心を結合対象側の光学要素の中心と位置合わせできることを前提として任意の形状とすることができる。例えば、磁石１４は、断面形状が多角形の筒状体で構成するようにしてもよい。また、磁石１４は、ホルダ１１の前端部の周囲全体に囲む形状でなく、その一部に配置される形状であってもよい。さらに、磁石１４は、前端部の断面が平面形状ではなく凹凸形状を有するようにしてもよい。
【0091】
さらに、上記実施の形態においては、光結合部材１０の結合対象として同一の構成を有する光結合部材２０と結合する場合を例に説明している。しかしながら、光結合部材１０の結合対象については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、光結合部材１０は、光学要素としてレンズを含まない結合対象、異なる断面形状を有する磁石２４を備えた結合対象や、磁石２４の代わりに磁性体を備えた結合対象と結合することができる。
【0092】
また、本実施の形態では、光結合部材に対する移動規制部材としてガイド部材２を提示したが、ガイド部材２に限定されるものでない。例えば、エラストマー等の柔軟性のある樹脂層で光結合部材のホルダ１１の周囲を覆い、樹脂層の前端側に磁石１４が突出した状態とする。樹脂層は、光結合部材の結合対象への位置合わせ動作を阻害しない柔軟性を有している。したがって、樹脂層を、光結合部材の結合対象への位置合わせ動作を許容はするが、光結合部材がそれ以上移動できないように規制する移動規制部材として機能させることができる。これによっても、複雑な結合作業を必要とすることなく、光ファイバ内の光の伝搬効率を向上することが可能となる。ただし、ガイド溝を有するガイド部材を移動規制部材として用い、ガイド溝に光結合部材のホルダを配置した構成とすることで、光結合部材の結合対象への位置合わせ動作範囲を精度よく規制でき、さらに、光結合部材のホルダをガイド部材のガイド溝に配置するだけで光結合部材の光コネクタ内の位置合わせを行うことができ、光結合部材の組み立て作業を容易にできる。
【0093】
なお、本実施の形態における光コネクタは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格に対応した電気コネクタ、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）規格（ＨＤＭＩは登録商標）に対応した電気コネクタ、サンダーボルト（Thunderbolt）規格に対応した電気コネクタ、イーサネット(Ethernet)規格（イーサネット及びEthernetは登録商標）に対応した電気コネクタ等に用いることができる。また、給電用コネクタとしても用いることが可能である。給電用コネクタでは、まず、グランド用の光結合部材が結合対象のグランド用光結合部材と結合した後、遅れて残りの光結合部材同士が結合する構成とされる。例えば、各光結合部材に取りつけられる付勢部材としてのコイルばね等の付勢力を、各光結合部材毎に変えたり、磁石の磁力を変えたりすることで、結合タイミングを同時でなくずらすことができる。
【符号の説明】
【0094】
１、１００ 光コネクタ２ ガイド部材
３ カバー部材
４、１０４ シールドケース
５ 基部
６ ストッパ部材
７ コイルばね
８ ガイド溝
９、１０９ 筐体
１０、２０ 光結合部材
１１、２１ ホルダ
１１ａ 挿入孔
１１ｂ 開口部
１１ｃ 収容部
１１ｄ 貫通孔
１１ｅ 陥没部
１２、２２ ボールレンズ
１３、２３ 光ファイバ
１３ａ コア
１３ｂ クラッド
１３ｃ 補強層
１４、２４ 磁石
１４ｓ、２４ｓ 断面
１０２ 第１の吸着部
１０３ 第２の吸着部