CN102439502B - 光纤连接器和组装方法 - Google Patents
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Abstract
一种连接器和组装连接器的方法。连接器(20)包括套管(48)，该套管(48)可保持地接合在毂(44)内部。连接器还包括后部壳体(26)和前部壳体(24)。前部壳体的尺寸被设计为适于接收并可旋转地保持所述毂。前部壳体具有孔，所述孔接收并接合后部壳体的外表面。前部壳体包括接合构件(80、82)，该接合构件(80、82)允许后部壳体被保持在前部壳体内部。夹紧壳体(92)可滑动地安装到前部壳体上。靴(28)安装到后部壳体上并且终止于夹紧壳体之前。后部壳体的内部通道包括邻近所述毂的喇叭形通道。
Description
相关申请的交叉引用
本申请于2010年4月6日以ADC电信公司(美国国营公司，指定除美国以外的所有国家的申请人)和Ponharith Nhep(美国公民，仅指定美国的申请人)的名义作为国际专利申请提出，并且要求2009年4月6日提交的美国临时专利申请No.61/167,046的优先权。
技术领域
本发明涉及供光纤信号传输系统使用的光纤连接器和用于组装所述光纤连接器的方法。
背景技术
光缆(光纤线缆)用于远程通信工业，以高速度数据和通信系统传输光信号。标准的光缆包括带有内部传输光的光学芯部的光纤。围绕光纤的一般是增强层和外部保护套或者护套。
光纤终止于光纤连接器。连接器在光纤传输系统中经常被用于非永久地连接和拆卸光学元件。存在许多不同的光纤连接器种类。更多通用连接器中的一些是ST、FC和SC连接器。小形态因子连接器包括LC和LX.5(由ADC电信公司生产)。
典型的SC光纤连接器包括带有与后端相反地定位的前端的壳体。SC连接器壳体的前端通常被构造成插入到适配器内部。美国专利No.5,317,663中示出了范例的适配器，其公开内容作为参考结合于此。SC连接器一般还包括套管，该套管定位在壳体的前、后端内部并且邻近前端。套管可相对于壳体轴向移动，并且被弹簧向着连接器的前部偏压。光缆具有去皮端部。去皮端部包括延伸到连接器中并且穿过套管的裸光纤。
例如上述连接器的连接器被配接至类似美国专利No.5,317,663的适配器的适配器内部的另一连接器。第一连接器被接收在适配器的前部内，并且第二光纤被接收在适配器的后部内。当两个连接器被完全接收在适配器内部时，套管(且由此套管内的光纤)相互接触或者紧邻以在光纤之间提供信号传输。
美国专利No.6,428,215中示出了另一种SC连接器，其内容作为参考结合于此。如果需要，美国专利No.6,428,215的SC连接器是可调的。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种光纤连接器。该连接器包括可保持地接合在毂内部的套管。连接器还包括后部壳体和前部壳体。前部壳体和后部壳体的尺寸被设计为适于接收毂、套管和弹簧。前部壳体具有孔，该孔接收并接合后部壳体的外表面。前部壳体和后部壳体包括允许后部壳体保持在前部壳体内的接合构件。夹紧壳体安装在前部壳体之上以用于相对滑动。应变消除靴(strain relief boot)安装到后部壳体上并且在夹紧壳体之前终止。
后部壳体的内部通道包括位于连接至主通道的远端处的入口端。喇叭形通道(扩口通道)在相反端处连接至主通道。弹簧通道在近端处靠近套管和毂并且连接至喇叭形通道。主通道的尺寸被设计为适于紧密地围绕900微米的缓冲剂涂覆光纤。弹簧通道比主通道宽。喇叭形通道邻近弹簧通道定位。喇叭形通道限定出将主通道连接至弹簧通道的喇叭形状。优选地，喇叭形通道与毂的端部以小于或等于大约0.083英寸并且更优选大约0.063英寸的间隙分离。
本发明的另一方面涉及一种用于组装包括上述特征的光纤连接器的方法。喇叭形通道的位置允许在组装期间光纤更容易地从主通道穿入至套管。应变消除靴如先前的SC设计那样不会占据夹紧壳体内部的空间，从而允许更大的光缆压接至后部壳体。
本发明的各种优点将部分地在随后的说明中阐明，并且将部分地从说明中表现出来或者可以从本发明的实践中了解到。应当理解，前述的一般说明以及其后的详细说明仅仅是说明解释性的并且不是对所要求保护的本发明的限制。
附图说明
结合到说明书中并构成说明书的一部分的附图图解了本发明的若干方面，并且与说明书一起用来阐明本发明的原理。附图简要说明如下：
图1是根据本发明的原理构造的SC连接器的正面透视图；
图2是沿图1的A-A线截取的图1的连接器的横截面侧视图；
图2A是图2的连接器的前部部分的放大的横截面侧视图。
图3是沿图2的线B-B截取的图1的连接器的横截面侧视图；
图3A是图3的连接器的前部部分的放大的横截面侧视图。
图4是图1的连接器的后部透视图，没有显示出光缆；
图5是图4的连接器的分解透视图；
图6是围绕毂和套管一起安装的前部壳体和后部壳体的后部透视图；
图7是后部壳体的后部透视图；
图8是后部壳体的前端视图；
图9是沿图8的线C-C截取的后部壳体的横截面侧视图；
图10是沿图9的线D-D截取的后部壳体的横截面侧视图；
图11是毂的正面透视图；
图12是毂的侧视图；
图13是毂的端视图；
图14是沿图13的线E-E截取的毂的横截面侧视图；
图15是靴的正面透视图；
图16是靴的端视图；
图17是沿图16的线F-F截取的靴的横截面侧视图；
图18是沿图17的线G-G截取的靴的横截面侧视图；
图19是压接套筒的正面透视图；
图20是压接套筒的端视图；
图21是沿图20的线H-H截取的压接套筒的横截面侧视图；
图22是用于更小光缆的替换压接套筒的正面透视图；
图23是图22的压接套筒的端视图；
图24是沿图23的线I-I截取的图22的压接套筒的横截面侧视图；
图25是现有技术的SC连接器的端视图；
图26是沿图25的线J-J截取的图25的连接器的横截面侧视图；
图27是沿图26的线K-K截取的图25的连接器的横截面侧视图。
具体实施方式
现在将详细地参考附图中示出的本发明的示例性方面。在任何可能的时候，在所有附图中将使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。
图1-6示出了根据本发明的原理构造的SC型连接器20。连接器20包括壳体22，壳体22具有连接至后部壳体26的前部壳体24。应变消除靴28安装在连接器20的后端23处。套管48的前部49显示为从连接器20的前端25伸出。套管48安装到毂44上，其一起可滑动地安装到连接器20内部。连接器20还包括位于壳体22前部的可滑动的外部夹紧壳体92，其典型地存在于SC型连接器上。图1-3还显示了安装至光缆96的连接器20。
连接器20的前部壳体24沿纵向轴线30延伸并且包括与后端34相反地定位的前端32。前部壳体24还限定出前部腔室36和后部腔室38。横向壁40将前部腔室36和后部腔室38分开。以纵向轴线30为中心的开口42由横向壁40限定。前部壳体24的前端32和后端34通过形成于其中的沿纵向轴线30延伸的孔33而敞开。
现在参见图2、3、5和11-14，连接器20还包括定位在连接器20内部的毂44。毂44被安装成可相对于前部壳体24沿轴线30纵向滑动。毂44在其前部部分55和后部部分57处具有开口45和47，孔53在所述开口之间延伸。
毂44固定套管48。套管48包括安装在由毂44限定的前部开口45内部的后部部分51。可以使用例如环氧树脂粘合剂的传统紧固技术将套管48固定至毂44。毂44还可以利用干涉配合安装至套管48或者其可以被模制到套管48周围。套管48包括用于接收裸光纤98的孔59。套管48沿纵向轴线30从毂44向着前部壳体24的前端延伸。套管48在前部壳体24的前部腔室36和后部腔室38之间延伸经过横向壁40的中心开口42，并且从连接器20的前端25伸出。典型地，光纤98通过环氧树脂连接至套管48。
连接器20还包括定位在后部腔室38内部的螺旋弹簧56。螺旋弹簧56围绕毂44的后部部分57并且卡在由后部壳体26所形成的面向前方的台肩58和由毂44所形成的面向后方的台肩60之间。弹簧56起到朝向前部壳体24的前端32偏压毂44的作用。因为套管48连接至毂44，所以弹簧56还起到沿向前方向偏压套管48的作用。
现在参见图2-10，后部壳体26也沿纵向轴线30延伸并且包括与后端64相反地定位的前端62。毂44和围绕的弹簧56滑入到后部壳体26的前端62处的开口27中。然而，毂44和弹簧56不是机械地固定到后部壳体26上，并且因此可自由地相对于后部壳体26沿轴线30纵向移动。对于毂44和弹簧56到后部壳体26的向后移动的唯一限制是后部壳体上的如上述地接合弹簧56的面向前方的台肩58。弹簧56与台肩58的接合起到从后部壳体26的前端62处的开口27向外偏压毂44和所连接的套管48的作用。
毂44的前部部分55和前部壳体24的后端34处的腔室38的尺寸和/或形状被如此设计，以使得当毂44接收在壳体22中时不能被转动。同样地，固定到毂44上的套管48在毂44插入其中时不会相对于壳体22转动。这可以通过具有非圆形的毂44和在前部壳体24的后端34处的对应非圆形腔室38来实现。在所示实施例中，毂44上的狭槽63和前部壳体24的腔室38中的相应齿65总是防止在使用期间、包括在向后滑动期间相对转动。可以意识到，可以使用将毂44安装到前部和后部壳体24、26内部而一旦组装好便不可转动的其他结构。这允许如果需要套管48的端部49处的光纤将以一定角度抛光。毂44和前部壳体24还包括如美国专利No.6,916,120中所描述的毂44上的前倾斜表面67和前部壳体24上的线或边缘触头69，其公开内容作为参考结合于此。这些设计允许如果连接器与适配器断开并重新连接时可以更精确地对准。
可以从图2-6中看到前部壳体24的进一步的细节。前部壳体24的后部部分34包括在后部部分34处限定出开口29的两个延伸部66和68。延伸部66和68还限定出两个切口70，所述切口70在前部壳体24的两个侧面上朝向前部壳体24的前端32纵向延伸。切口70赋予延伸部66和68弹性，其允许当从开口29内部施加合适的压力时使其向外偏转。
如上所述，前部壳体24连接至后部壳体26。后部壳体26的前端62接收到前部壳体24的后端34处的开口29中。两个翼片82定位在后部壳体26的外表面上。当后部壳体26被插入前部壳体24的开口29中时，翼片82向上压靠延伸部66、68。翼片82卡扣到形成于前部壳体24中的相邻狭槽80中。当这种情况发生时，弹性延伸部66和68迅速地返回到其固有位置，其将后部壳体26固定至前部壳体24。
连接器20还包括夹紧壳体92。连接器壳体22插入到形成于夹紧壳体92内部的孔93中。前部壳体24包括如现有技术中已知的那样将连接器壳体22安装到夹紧壳体92内部的结构。当连接器壳体22定位在夹紧壳体92内部时，夹紧壳体92约束弹性延伸部66和68，以防止其向外偏转。连接器壳体22的外表面和夹紧壳体92的孔93被如此配置，以使得连接器壳体22可以仅沿一个方向被完全插入到夹紧壳体92中。例如，注意前部壳体24上键合前侧表面102和用于孔93的匹配轮廓。夹紧壳体92的外表面包括长方键94，该长方键94的尺寸被设计为适于接收到适配器的狭槽(未显示)中，所述适配器例如为美国专利No.5,317,663的适配器，其中连接器与第二SC型连接器配接。
后部壳体26的内部通道81接收光缆96的端部并且包括在远端处连接至主通道85的入口端83。喇叭形通道87在相反端处连接至主通道85。近端处的弹簧通道89邻近套管和毂并且连接至喇叭形通道87。主通道85的尺寸被设计为适于紧密地围绕900微米的缓冲剂涂覆光纤。弹簧通道89比主通道85宽。喇叭形通道87邻近弹簧通道89定位。喇叭形通道87限定出将主通道85连接至弹簧通道89的喇叭形状。优选地，喇叭形通道与毂的端部以小于或等于大约0.083英寸并且优选大约0.063英寸的间隙分离。套管48和毂44可以向后推动0.078英寸，以与连接器20的前端齐平。
喇叭形状的一个目的是其通常限定出当从后端23朝向套管48轴向地推动裸光纤时不会破坏裸光纤的表面。突变过渡和边缘将会产生在插入期间可能划伤光纤的毛边或者切削表面。通过移动非常接近毂44的喇叭形状，光纤很少有机会从纵向轴线30漂移并且在插入期间变得未对准。比较喇叭形通道87与如图25-21所示的现有技术的SC设计的横截面。优选地，主通道85的直径为0.060英寸。喇叭形通道87从0.060英寸的直径延伸至0.109英寸的直径。
如图1-4和15-21所示，连接器20包括用于将壳体22压接到光缆96的端部的内部压接套筒71。外部靴28卡扣在壳体22上。注意到，靴28和夹紧壳体92未交迭。夹紧壳体92的外部形状是可供匹配的SC适配器使用的众所周知的标准SC型连接器形状。
本发明还旨在提出一种用于组装如上所述的SC型连接器的方法。首先将套管48安装到形成于毂44的前部部分55中的开口45内部。然后，将弹簧56定位在毂44的后部部分57之上，并且将它们一起插入到前部壳体24的后端34中。接着，将后部壳体26卡扣(迅速推入)到前部壳体24中，从而将毂44和套管48(和弹簧56)保持在连接器壳体22内部。该连接将防止后部壳体26相对于前部壳体24运动。如上述，毂44的前部部分55的尺寸和形状被设计，以使得当将其插入到前部壳体24中时，毂44(和所连接的套管48)不能相对于前部和后部壳体24、26转动。
在此，使用现有技术中众所周知的传统方法将具有中心裸光纤98的光缆96附接至连接器20。这包括剥开光缆96的端部以露出光纤98。然后，从头到尾通过包括喇叭形通道87的通道81将光纤98送入到连接器20中并且送入到套管48中的孔59中。可以机械地或者胶接地将光纤保持在套管48内部。光纤的缓冲剂涂覆部分99(典型地为900微米)延伸通过连接器20直到套管48。利用压接套筒71压接光缆96的增强层101(例如，芳族聚酰胺纱)。还通过压接套筒71将光缆96的外护套103压接到后部壳体上。后部壳体26具有用于增强层101的第一压接表面105。优选地例如利用滚花将第一压接表面105制造成具有纹理结构，以改进增强层的夹紧。后部壳体26具有用于外护套103的第二压接表面106。压接套筒71包括一个或多个压接环107，以改进护套103的夹紧。压接环107在压接套筒71上向外凸出。压接环107在护套103上提供局部夹紧。
在所示实施例中，光缆96是5毫米的光缆。对于更细的光缆，可以使用如图22-24所示具有更小后端172的不同压接套筒171。可以使用类似的压接环175到环107。例如，具有3.6毫米外部尺寸的光缆可以使用压接套筒71。在一些情况下，可能需要不同的靴28，以更紧密地包围远端109处的光缆96。对于更细的光缆，可以提供更小的后端172。
靴28定位在压接套筒71之上并且协助提供应变消除。靴28中的狭槽108提供柔性。靴28通过将周向唇76卡扣到周向翼片78上附接至后部壳体26。注意到，靴28终止于夹紧壳体92之前。挡块79防止靴朝向夹紧壳体92滑动太远。以此方式，可以使用比上述美国专利No.6,428,215中所示类型的连接器更粗的光缆96。然后，可以移除并抛光套管的前端49处露出的裸光纤。将连接器壳体22插入到夹紧壳体92中。然后，可以将连接器20插入到适配器(未显示)中，用于与第二SC型连接器匹配。
意识到，连接器壳体22可以供各种尺寸的光缆使用。如上所述，光缆96可以为5.0毫米或者3.6毫米光缆。预期到其他尺寸，其中仅压接套筒71、171和靴28的后端109变化。预期到的光缆尺寸包括1.7毫米、2.0毫米和3.0毫米。此外，连接器20可以供没有增强构件的900微米的光缆使用。
关于前述说明，应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以在细节上进行改变，特别在所应用的构造材料和形状、尺寸及部件配置方面进行改变。意味着，说明书和所描绘的方面仅被认为是示例性的，本发明的真实范围和精神通过以下权利要求的宽泛含义表示。
Claims (11)
1.一种光纤连接器，其包括：
套管；
毂，其可保持地接合所述套管；
整体式后部壳体，其具有外表面和用于接收所述毂的孔；
前部壳体，其具有带有用于接收并接合所述后部壳体的外表面的内表面的孔，其中，所述毂被容纳在前部壳体中并且相对于前部壳体不旋转；以及
接合构件，其位于所述前部壳体和后部壳体中的每一个上，其中所述后部壳体安装在所述前部壳体内部；
弹簧，其朝向所述前部壳体偏压所述毂；
其中所述前部壳体具有键元件，并且其中所述连接器还包括夹紧壳体，该夹紧壳体具有与所述前部壳体的键元件匹配的相应的键元件；
应变消除靴，其卡扣安装到所述后部壳体上并且相对于所述夹紧壳体处于非交迭位置；
其中所述连接器是SC型连接器，其中，后部壳体在后部壳体的外部表面上限定压接表面，所述光纤连接器还包括压接套筒，所述压接套筒被构造为将终止于光纤连接器的光缆的增强层压接到后部壳体的压接表面，其中，当应变消除靴卡扣安装到后部壳体时，应变消除靴向前延伸到完全遮盖后部壳体的压接表面。
2.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，还包括位于所述夹紧壳体和所述后部壳体上的应变消除靴之间的挡块。
3.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述前部壳体的孔具有非圆形结构，并且所述毂具有带有相应非圆形结构的外表面，其中所述非圆形结构由凸出的齿和匹配的狭槽装置所限定。
4.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，压接套筒包括所述压接套筒的外部上的两个环。
5.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述后部壳体的孔包括弹簧通道、邻近所述弹簧通道的喇叭形通道和小于所述弹簧通道的主通道，其中所述喇叭形通道位于所述弹簧通道和所述主通道之间，其中所述喇叭形通道与所述毂的前端以小于或等于0.083英寸的距离分离。
6.一种SC光纤连接器，其包括：
套管，其具有前端和相反的后端；
毂，其可保持地接合所述套管；
具有第一部分和第二部分的内部壳体，其中所述毂容纳在所述第一部分中并且相对于第一部分不旋转，所述内部壳体具有前端和后端，所述套管的前端邻近所述内部壳体的前端定位，所述毂可相对于所述内部壳体纵向移动；
弹簧，其朝向所述内部壳体的前端偏压所述毂；以及
位于所述内部壳体的后端上的压接表面，压接表面被限定在内部壳体的外部表面上，压接套筒被构造为将终止于SC光纤连接器的光缆的增强层压接到内部壳体的压接表面；
可与所述内部壳体接合的外部壳体，其中所述外部壳体可相对于所述内部壳体滑动，其中所述内部壳体限定有键元件，并且其中所述外部壳体限定有与所述内部壳体的键元件匹配的相应的键元件；
应变消除靴，其与所述外部壳体呈非交迭关系地安装到所述内部壳体上，其中，当应变消除靴安装到内部壳体时，应变消除靴向前延伸到完全遮盖后部壳体的压接表面。
7.一种组装光纤连接器的方法，所述方法包括以下步骤：
提供从毂中伸出的套管，所述毂可保持地接合所述套管；
将所述毂定位在前部壳体的孔中，以防止所述毂相对于所述前部壳体的旋转运动；
将整体式后部壳体插入到所述前部壳体的孔中，后部壳体限定有后部壳体的外部上的压接表面；以及
将所述前部壳体插入到夹紧壳体内，其中所述前部壳体限定有键元件，并且其中所述夹紧壳体限定有在插入期间与所述前部壳体的键元件匹配的相应的键元件；
将应变消除靴安装到所述后部壳体上，其中所述靴与所述夹紧壳体不交迭；
利用压接套筒将光缆的增强层压接到后部壳体的压接表面，其中，当应变消除靴安装到后部壳体时，应变消除靴向前延伸到完全遮盖后部壳体的压接表面。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述连接器是SC型连接器。
9.一种光纤装置，其包括：
连接器，其具有可保持地接合套管的毂、前部壳体以及位于所述前部和整体式后部壳体之间的接合机构，所述毂被容纳在前部壳体中并且相对于前部壳体不旋转，所述前部壳体具有用于接收并接合整体式后部壳体的孔；
接合所述后部壳体的靴；
接合所述前部壳体的夹紧壳体，其中所述前部壳体限定有键元件，并且其中所述夹紧壳体限定有在接合期间与所述前部壳体的键元件匹配的相应的键元件；
连接到所述连接器的光缆，所述光缆包括延伸穿过所述连接器的光纤；
压接套筒，其将所述光缆的增强层和所述光缆的护套压接到所述后部壳体的外部压接表面上；
其中所述靴和所述夹紧壳体不交迭，其中，所述靴向前延伸到完全遮盖后部壳体的外部压接表面。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述连接器是SC型连接器。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述压接套筒包括圆柱形本体的外部上的两个环。
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