CN104718480A - 远程夹持多光纤连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于端接包括多根光纤的光纤电缆的光纤连接器，所述光纤连接器包括外部连接器壳体、基本上不含粘合剂的套圈、主干和设置在所述套圈和所述主干之间的卡圈主体。所述卡圈主体包括远程夹持区域，以远程夹持在所述套圈的外部的所述多根光纤。在一些方面，所述卡圈主体包括光纤梳理部分，所述光纤梳理部分将有可能缠结的光纤分开，以均匀的间距布置所述多根光纤，并且在光纤电缆插入过程中将光纤阵列直接馈送到套圈孔中。在一些方面，所述连接器包括设置在所述卡圈主体的后部和所述主干之间的弹性元件、和设置在所述卡圈主体的前部和所述套圈的后部之间的中间弹簧元件。

Description

远程夹持多光纤连接器
背景技术
技术领域
本发明涉及多光纤连接器。
相关领域
电信和数据中心需要增加数据处理速度和性能特性。多光纤连接器对电信和数据中心应用而言是已知的。此类连接器是基于所熟知的标准MT套圈，该MT套圈可在任何位置容纳单根光纤至若干打光纤。使用MT套圈的连接器诸如MPO和MTP通常被安装到工厂设置中的光纤电缆。是美国康耐公司(US Conec Ltd)的注册商标。
示例多光纤连接器在美国专利5,082,346和6,474,878中有所描述。
现场安装(或能够现场安装的)MPO连接器可以名称Unicam MTP连接器从康耐公司(Corning Inc.)商购获得。还可参见美国专利6,439,780。
但此类现场安装连接器会需要大量的培训和成本，因为用于此类多光纤连接器的安装工艺(例如，抛光、对准)是具有挑战性的。
发明内容
根据本发明的第一方面，用于端接包括多根光纤的光纤电缆的光纤连接器包括外部连接器壳体、基本上不含粘合剂的套圈、主干和设置在套圈和主干之间的卡圈主体。卡圈主体包括远程夹持区域，以远程夹持在套圈的外部的多根光纤。
在另一方面，该光纤连接器还包括设置在卡圈主体的后部和主干之间的弹性元件、和设置在卡圈主体的前部和套圈的后部之间的中间弹簧元件。在一些方面，中间弹簧元件具有从约340克力至约740克力的压缩值。
在另一方面，远程夹持区域被构造成用于接收夹紧机构，夹紧机构将多根光纤的轴向位置固定在卡圈主体内。
在可选的方面，远程夹持区域被构造成用于接收粘合剂，粘合剂将多根光纤的轴向位置固定在卡圈主体内。在一些方面，粘合剂包括快速固化粘合剂。
在另一方面，卡圈主体包括光纤梳理部分，光纤梳理部分设置在卡圈主体的前部处，其中光纤梳理部分包括沟槽阵列，每个沟槽被构造成用于对设置在其中的光纤进行导向。在一些方面，光纤梳理部分还包括与沟槽阵列相邻的斜坡部分，斜坡部分包括渐升部分。在一些方面，光纤梳理部分将有可能缠结的光纤分开，以均匀的间距布置多根光纤，并且在光纤电缆插入过程中将光纤阵列直接馈送到套圈孔中。
根据本发明的另一方面，用于端接包括多根光纤的光纤电缆的光纤连接器包括外部连接器壳体、套圈、主干和设置在套圈和主干之间的卡圈主体。卡圈主体包括光纤梳理部分，光纤梳理部分设置在卡圈主体的前部处，其中光纤梳理部分包括沟槽阵列，每个沟槽被构造成用于将设置在其中的光纤导向到套圈中。
根据本发明的另一方面，用于端接包括一根或多根光纤的光纤电缆的光纤连接器包括外部连接器壳体、套圈、主干、设置在套圈和主干之间的卡圈主体、设置在卡圈主体的后部和主干之间的张紧元件、和设置在卡圈主体的前部和套圈的后部之间的中间弹簧元件。
根据本发明的另一方面，用于端接包括多根光纤的光纤电缆的光纤连接器包括外部连接器壳体、套圈、主干和设置在套圈和主干之间的卡圈主体。卡圈主体包括至少两个导向孔，该导向孔被构造成用于固定被插入导向孔中的防振销，防振销在安装时延伸到套圈中形成的对应通道中。
在一些方面，外部连接器壳体被构造成用于接收在MPO插座中。
在一些方面，套圈包括MT套圈。
在一些方面，主干还包括提供用于耦接到光纤护套的安装结构。
本发明的上述发明内容并非意图描述本发明的每个图示实施例或每种实施方式。附图以及随后的具体实施方式更具体地举例说明了这些实施例。
附图说明
将参照附图进一步描述本发明，其中：
图1为根据本发明的方面的光纤连接器的等轴视图。
图2为根据本发明的方面的图1的光纤连接器的另一等轴视图。
图3为根据本发明的方面的图1的光纤连接器的分解图。
图4为根据本发明的方面的图1的光纤连接器的卡圈主体的等轴视图。
图5为根据本发明的方面的图1的光纤连接器的卡圈主体的另一等轴视图。
图6为根据本发明的方面的图1的光纤连接器的卡圈主体的另一等轴视图。
图7为根据本发明的方面的图1的光纤连接器的卡圈主体的等轴横截面图。
图8为根据本发明的方面的图1的光纤连接器的卡圈主体的等轴视图，其中光纤正被插入。
图9为根据本发明的方面的图1的光纤连接器的卡圈主体的另一等轴视图，其中光纤正被插入。
图10为根据本发明的方面的图1的光纤连接器的卡圈主体的等轴前视视图，其中光纤已被插入。
图11为根据本发明的方面的图1的光纤连接器的卡圈主体和套圈的一部分的顶截面图，其中光纤已被插入。
图12为根据本发明的方面的图1的光纤连接器的卡圈主体和套圈的等轴视图。
图13为根据本发明的方面的图1的光纤连接器的卡圈主体和套圈的另一视图。
图14为根据本发明的另一方面的另选的光纤连接器的等轴视图。
图15为根据本发明的另一方面的图14的光纤连接器的另一等轴视图。
图16为根据本发明的另一方面的图14的光纤连接器的分解图。
图17为根据本发明的另一方面的图14的光纤连接器的卡圈主体的等轴视图。
图18为根据本发明的另一方面的图14的光纤连接器的卡圈主体的另一等轴视图。
图19为根据本发明的另一方面的图14的光纤连接器的卡圈主体的另一等轴视图。
图20为根据本发明的另一方面的图14的光纤连接器的卡圈主体的等轴横截面图。
图21为根据本发明的另一方面的图14的光纤连接器的卡圈主体的等轴视图，其中光纤正被插入。
图22为根据本发明的另一方面的图14的光纤连接器的卡圈主体的另一等轴视图，其中光纤正被插入。
图23为根据本发明的另一方面的图14的光纤连接器的卡圈主体的等轴前视视图，其中光纤已被插入。
图24为根据本发明的另一方面的图14的光纤连接器的卡圈主体和套圈的一部分的顶截面图，其中光纤已被插入。
图25为根据本发明的另一方面的图14的光纤连接器的卡圈主体和套圈的等轴视图。
图26为根据本发明的另一方面的图14的光纤连接器的卡圈主体和套圈的另一视图。
虽然本发明接受各种修改形式和替代形式，但其具体方式已在附图中以举例的方式示出，并且将对其进行详细描述。然而，应当理解其目的不在于将本发明局限于所述具体实施例。相反，其目的在于涵盖在由所附权利要求书限定的本发明范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。
具体实施方式
在以下具体实施方式中，将引用构成本文一部分的附图，在这些附图中以举例说明其中可实践本发明的具体实施例的方式示出本发明。就这一点而言，诸如“顶部”、“底部”、“前”、“后”、“领导”、“向前”和“尾随”等方向性术语应结合所述图示取向使用。因为本发明的实施例的组件可以定位为多个不同取向，所以定向术语用于说明的目的，而不具有任何限制性。应当理解，在不脱离本发明范围的前提下，可以利用其他实施例，并且可以进行结构性或逻辑性的更改。因此，不应以限制性的意义采用以下具体实施方式，并且本发明的涵盖范围由所附权利要求书限定。
本发明涉及光纤连接器。在许多实施例中，该光纤连接器被构造成用于端接多根光纤。具体地讲，多光纤连接器可被现场端接(这意味着其可现场安装和/或端接)或在工厂端接。多光纤连接器可用于端接带状光纤电缆。多光纤连接器中使用的光纤梳理结构通过提供直接机构将所有光纤同时馈送到连接器套圈中来减小现场安装多根光纤的复杂性。另外，本发明的多光纤连接器利用远程夹持技术，其中光纤将被固定在套圈的外部，这就消除了使用短光纤插芯以及使用折射率匹配凝胶的需要。另外，这种结构就意味着，该连接器套圈基本上不含粘合剂，从而允许光纤在套圈内移动、浮动和/或翘曲。这种能够现场安装的连接器可用于多种应用中，举例来说，包括光纤入室安装、光纤到天线安装、局域网络、数据中心连接和高性能计算。
根据本发明的第一示例性实施例，光纤连接器100及其部件在图1-13中以若干视图示出。另一示例性光纤连接器200及其部件在图14-26中以若干视图示出。这些光纤连接器可在现场或在工厂中端接。
光纤连接器100被构造成用于与插座配合。例如，插座可为连接器耦接头、连接器适配器和/或连接器插座。另外，如图1示，示例性光纤连接器100被构造成具有MPO(多光纤推入式)格式。因此，在一个方面，连接器100与MTPTM系列连接器(MTPTM是北卡罗来纳州希柯利市的美国康奈公司(US Conec Ltd,Hickory,NC)的注册商标)相容。在一个方面，连接器100被构造成用于满足TIA/EIA标准FOCIS-5要求。然而，如对本说明书中给定的本领域的普通技术人员将显而易见的是，还可提供具有其它多光纤格式的光纤连接器。
光连接器100被构造成多光纤连接器。在本文所述的示例性实施例中，连接器100(以及以下详细描述的连接器200)包括至少12根光纤。如对本说明书中给定的本领域的普通技术人员将显而易见的是，可对光连接器100进行修改，使其包括更少光纤或更多数量的光纤。
光纤连接器100可包括连接器主体(或外部壳体)110，该连接器主体110容纳来自光纤电缆180的光纤的端子末端。在这个示例性实施例中，该连接器主体110被构造成用于接收在MPO插座中。图1示出连接器主体110的第一侧，而图3则示出连接器主体110的第二侧(相背侧)。光连接器100还包括卡圈主体130、套圈120(参见图2)以及主干160。主干160的至少一部分(在这个方面，即为前部162)容纳在连接器主体110的内部。
在一个方面，套圈120可为商业套圈，诸如可从销售商诸如美国康奈公司(北卡罗来纳州希柯利市)(US Conec(Hickory NC))商购获得的标准MT套圈。套圈120容纳端接光纤的剥离末端，该端接光纤在一系列密集间隔的孔或孔中的正面122处端接。套圈120对准光纤，使得它们可与另一套圈(未示出)配合。用于对准销(在这个方面未示出)的导向孔125还可设置在套圈120的正面上。另外，这个方面的套圈120(如图2、图3以及图11-13所示)从其商业设计略经修改，以在后端(即，定位成最接近卡圈主体130的末端)附近具有渐缩主体。如以下将进一步详细描述，由于光纤连接器100是远程夹持连接器，套圈120可为基本上不含粘合剂的。套圈120可由陶瓷、玻璃、塑料、或金属材料形成。对套圈的合适材料的选择可根据温度稳定性参数来进行。
主干160提供对连接器100的结构支承和保持。如图1和图2所示，主干160包括前部162，前部162被构造成用于固定连接器主体110(例如，通过按扣配合或摩擦配合)。前部162还可包括狭槽163，狭槽163被构造成用于适应弹性元件或主弹簧，诸如弹簧155，弹性元件或主弹簧提供偏置力。例如，光纤连接器100的弹簧155可将合适的力预加载到连接器主体上，该力最多至约1200克力。在一个方面，弹簧155可向连接器主体预加载约1100克力的力。主干160还可包括主体部分164，主体部分164可以具有足以完全覆盖光纤电缆180的任何剥离部分的基本长度。在可选的方面，主干的主体部分的长度可基本上较短。此外，主干160还可包括安装结构175(与前部162相背)，安装结构175用于耦接到光纤护套(未示出)，光纤护套可用于保护光纤电缆免受翘曲相关的应力损失。根据本发明的示例性实施例，连接器主体110和主干160可由聚合物材料形成或模制，但也可利用金属以及其它合适刚性材料。
连接器100还包括设置在连接器壳体内并保持在其中的卡圈主体130。根据示例性实施例，卡圈主体130是多用途元件，它可用于将光纤有序插入到套圈120中并且提供对固定机构154(参见图3)的支承，固定机构154设置在卡圈主体的远程夹持区域中，将光纤固定在连接器100内。固定机构154用于远程夹持正被端接的光纤，并且位于套圈120外部。就此而言，光纤不附接至套圈，但在套圈的对准孔内轴向移动。在一个方面，固定机构154可以位于包括卡圈主体130的凹坑134(参见例如图5)的远程夹持区域146处。较小狭槽或开口132可与凹坑134相背形成。另外的狭槽和开口(诸如狭槽138a和138b，如图4所示)还可设置在主体部分131中以适应该夹紧机构的特征，如果需要的话。固定机构154可以包括机械夹具，机械夹具夹持或按压到光纤上，以将光纤固定在卡圈主体130内的适当的位置。另选地，固定机构154可以包括粘附，诸如快速固化UV或可见光引发的粘合剂、或热活化粘合剂诸如热熔材料。以下提供关于固定机构154的另外细节。
具体地讲，图4和图5分别示出卡圈主体130的底视图和顶视图。卡圈主体130包括光纤梳理部分140，光纤梳理部分140用于支承、对准并且导向待端接的光纤。光纤梳理部分140包括顶部表面145(参见图5)以及沟槽阵列142(参见图4)，沟槽阵列142位于表面145下侧上、设置在卡圈主体130的末端上(在组装时最接近套圈120的地方)，其中每个单独沟槽或通道142a-142l被构造成用于导向并且支承光纤电缆180的单根光纤。光纤梳理部分140还包括斜坡区段144，斜坡区段144与沟槽阵列142相邻并且设置在沟槽阵列142与卡圈主体130的主体部分之间。斜坡区段144包括渐升结构143，诸如分开单独沟槽(参见例如图7所示横截面图)的齿或壁，其可用于在光纤插入过程(以下将会更详细描述)中有助于对准单独的光纤。光纤梳理部分140的结构将有可能缠结的光纤分开，以均匀的间距布置光纤阵列，并且允许将光纤阵列直接馈送到套圈孔中。另外，该光纤梳理部分的沟槽阵列/斜坡结构允许利用肉眼精确放置光纤阵列。
卡圈主体130还包括后部135，后部135具有允许插入光纤电缆180(参见例如图8和图9)的开口139(参见图6和图7)。在一个方面，后部135包括延伸支承结构135a和135b(围绕开口139而设置成彼此相背)。另外，后部135还被构造成用于接收并且支承张紧元件/弹簧155(参见例如图2和图3)。接触凸耳或凸起137可形成在卡圈主体130的后部上，以接触弹簧155并且将弹簧力集中到卡圈主体。因此，当组装光纤连接器100时，弹性元件/弹簧155将设置在卡圈主体130和主干160(参见例如图2)之间。
在光连接器100的示例性方面，如图4-5所示，卡圈主体130还可包括位于主体部分131的任一侧上的翼部133。翼部133可设置成帮助在连接器完全组装好时限制套圈120的相对移动。在一个方面，当该连接器100完全组装好但不与另一连接器或插座配合时，在卡圈主体的翼部133和套圈(参见图11)的后肩123之间存在控制间隙或空间129。此控制间隙或空间129有助于抑制在这些元件之间发生过多相对移动(以及随后，过多的力在连接器配合期间作用在光纤末端上)。
为进一步有助于在连接时控制作用在光纤末端上的力，可将小型弹簧元件150、或中间弹簧诸如扁簧或片簧设置在卡圈主体130和套圈120之间。具体地讲，弹簧元件150能够位于该卡圈主体(参见例如图7和图13)的搁架部分或肩部157上。在一个方面，中间弹簧150可以提供约300克力至约750克力的反力(例如，在其抵抗或阻尼作用在配合光纤上的力的情况下)。如图12和图13所示，套圈120包括位于其后部(与正面122相背)的凸起或凸耳127，该凸起或凸耳提供与弹簧元件150的接触点，并且帮助集中弹簧元件150施加的力。弹簧元件150使得待施加到正端接的光纤的力能够具有所需比率，并且有助于平衡在连接器100内的力。因此，在连接器配合之后，弹簧元件150可将套圈120隔离。以下提供对小型弹簧元件/中间弹簧的操作的进一步描述。
施加到光纤阵列末端的实际的力可通过以下方式来控制：调节中间弹簧的压缩力，以在光纤阵列上建立可变合力。通过使用这种构型，本发明的多光纤连接器可以利用光纤阵列、中间弹簧和主弹簧的弹簧力来实现力的平衡，诸如以下公式所述：
Fms＝Ffa-Fis
其中：
Fms是主弹簧的力。
Ffa是光纤阵列的自然力。
Fis是中间弹簧的力
在TIA/EIA 604-5-A FOCIS-5型MPO标准下，对套圈行进和接触力的要求通过下表给定(假设12根光纤带缆)：
根据本发明的方面，卡圈主体130可由聚合物材料形成或模制，但也可利用金属以及其它合适材料。例如，卡圈主体130可以包括注塑成型的整体材料。对卡圈主体的合适材料的选择可根据温度稳定性参数来进行。
如上所述，连接器100可在工厂或在现场进行端接。例如，结合图8-10所提供的图示，对连接器100的现场端接可以如下完成。
连接器100的后端、包括护套(如图所示)、主干160、弹簧155以及卡圈主体130可螺纹连接到光纤电缆180上。在这个实例中，光纤电缆180包括具有12根光纤的带缆。这些光纤被标识为光纤185，在光纤末端186单独可触及的地方诸如带缆180的外侧护套部分已经在光纤末端186处剥离。在一个方面，在连接器中端接的光纤185可以包括标准的单模式或多模式光纤，诸如SMF 28、OM2、OM3或OM4光纤带缆(可从科宁公司(Corning Inc.)获得)。在可选的方面，电缆180还可包括电缆护套部分以及强度构件。强度构件可以通过常规压接环或类似装置来压接至主干160的后部上，以对所端接的电缆提供应变减轻。
如图8所示，光纤带180可在箭头105的方向上被插入穿过卡圈主体130、穿过后部135，直至光纤尖端大大延伸超过光纤梳理部分140的沟槽142的末端。卡圈主体130的设计将带缆180约束在任一侧，以将光纤与梳理部分140的光纤沟槽大概对准。在光纤185插入时，斜坡区域144迫使光纤尖端作为一组而沿箭头107的方向向上翘曲或升起。
光纤185可剥离至所需长度。在一个方面，光纤185可剥离至介于8mm和15mm之间的长度，优选约11mm。
如图9所示，带缆180随后可被拉回(在箭头106的方向上)，从而使得在未剥离的带状涂层沿该斜坡144下滑时，单独光纤中的每个基本上同时地降入或落入到(在箭头108的方向上)单独光纤沟槽142a-142l中，从而允许光纤185从它们的翘曲/升起状态松弛。另选地，安装人员可朝光纤尖端移动卡圈主体以实现相同结果。因此，如图10所示，所有单独光纤185可以位于它们相应单独沟槽142a-142l中而无需通过现场安装人员精确定位每根单独光纤。
一旦单独光纤185位于每个单独通道或沟槽142内，套圈120就可在卡圈主体的光纤梳理部分140上方滑动，如图11所示，从而将光纤185定位在适当套圈孔中。主体的前端的外部尺寸以足够的准确度与套圈中的凹坑配合，使得光纤现在可以它们不会遇到干扰的高置信度来平稳朝前推动穿过套圈孔。在一个方面，光纤185各自具有约125μm的外径，并且套圈120包括引入端孔128阵列，该引入端孔各自具有约250μm的开口。
随后，光纤尖端可滑动至光纤梳理部分的前边缘以保护并且对准光纤尖端。随后，可使中间弹簧和套圈滑动到光纤梳理部分上方的适当位置。随后，可使对准的光纤尖端滑动到套圈的引入端孔中，直至光纤尖端延伸超过该套圈的正面122。
如图11所示，光纤185的末端186从该套圈的正面122延伸一定距离(以供用于稍后的割裂和抛光)。凸起允许安装人员稍后割裂并且抛光光纤尖端。
随后，可将固定机构154激活，使得光纤185被固定在卡圈主体的远程夹持区域146中。如上所述，在一个方面，固定机构154包括机械夹具，机械夹具夹持或以其它方式按压到光纤上，以将光纤固定在卡圈主体130内的适当的位置。例如，固定机构154可以包括简单压板和锁定装置。在可选的方面，可以利用粘附。合适的粘合剂包括快速固化UV或可见光引发的粘合剂和热粘合剂诸如热熔融材料。
例如，快速固化粘合剂可用于将光纤粘结至卡圈主体的凹坑区域的内部。在一个方面，该粘合剂机构可包括组合物，该组合物包括：具有从约10厘泊至约5000厘泊的粘度的粘合剂；可溶解在粘合剂中以在粘合剂分布在凹坑区域内部时向安装人员显示的着色剂；以及通过暴露于这种辐射下固化该组合物的引发剂体系，该组合物优选使得至多约60秒(更优选地至多约30秒)、同时形成第二颜色的固化开始。
随后，该连接器主干160和连接器主体壳体110可以经由凸块特征部的按扣配合而组装在卡圈主体130/套圈120上方。
随后，可将光纤末端186割裂并且抛光。在一个方面，在割裂和抛光期间，可以利用夹紧圆盘来保持组装好的连接器以使得卡圈主体相对于套圈的位置仍然恒定。在一个骤降运动中，光纤阵列随后在套圈的面处割裂，从而在整个光纤阵列上留下相对短的(<500μm)光纤凸起。在一个方面，可以利用常规可获得的VF-45切割器(3M公司(3MCompany))。在优选方面，随后，光纤末端186被抛光以相对于套圈正面122齐平或几乎齐平。
在连接期间，连接器100的结构可以提供合适的力分布，使得可能引起损坏的过量的力不直接施加到光纤上。通过远程夹紧光纤，在来自配合连接器的力被施加到光纤端面时，在机械夹具154的前部与套圈122的端面之间的光纤阵列的长度(在图1-13的实施例中约7mm)自由轴向压缩。在配合力施加到单独光纤时，每根光纤被推动回套圈孔内，从而产生在向前方向上作用于配合光纤上的压缩力。随着组件在热变化期间的膨胀和收缩，此压缩力需要维持光纤到光纤的物理接触。
根据本发明的另选的实施例，光纤连接器200及其部件在图14-26中示出。类似于连接器100，示例性光纤连接器200被构造成具有MPO格式。因此，连接器200可与MTPTM系列连接器相容。在一个方面，连接器200被构造成用于满足TIA/EIA标准FOCIS-5要求。然而，如对本说明书中给定的本领域的普通技术人员将显而易见的是，还可提供具有其它多光纤格式的光纤连接器。
光连接器200被构造成多光纤连接器。在这个示例性实施例中，连接器200包括12根光纤。同样，正如上述连接器100那样，如对本说明书中给定的本领域的普通技术人员将显而易见的是，可对光连接器200进行修改，使其包括更少光纤或更多数量的光纤。
光纤连接器200可包括连接器主体(或外部壳体)210，该连接器主体210容纳来自光纤电缆280的光纤的端子末端。在这个示例性实施例中，该连接器主体110被构造成用于接收在MPO插座中。光连接器200还包括卡圈主体230、套圈220(参见图15)以及主干260。主干260的至少一部分(在这个方面，即为前部262)容纳在连接器主体210的内部。
在一个方面，套圈220可为商业套圈，诸如可从销售商诸如美国康奈公司(北卡罗来纳州希柯利市)(US Conec(Hickory NC))商购获得的标准MT套圈。套圈220容纳端接的光纤的端接于正面222的一系列密集间隔的孔或孔处的剥离末端。套圈220对准光纤，使得它们可与另一套圈(未示出)配合。对准销226还可设置在套圈220的正面上，以提供与另一连接器或插座的配合对准和稳定性。这些对准销可接收在导向孔225(参见图25)中。在此方面，套圈220基本上不从其标准形状更改。
正如连接器100的先前的实施例，由于光纤连接器200是远程夹持连接器，套圈220可为基本上不含粘合剂的。套圈220可由陶瓷、玻璃、塑料、或金属材料形成。对套圈的合适材料的选择可根据温度稳定性参数来进行。
主干260提供对连接器200的结构支承。如图14和图15所示，主干260包括前部262，前部262被构造成用于固定连接器主体210(例如，通过按扣配合或摩擦配合)。前部262还可包括狭槽263，狭槽263被构造成用于容纳弹性元件，诸如弹簧255，弹性元件提供偏置力。例如，光纤连接器200的弹簧255可将约7.8N至约11.8N的合适的力预加载到该连接器主体上。在这个方面，主干260不包括基本主体部分。另选地，主干260可以包括类似于图1所示主体部分164的基本主体部分。
另外，主干260还可包括安装结构275(其与前部262相背)，安装结构275用于耦接到光纤护套(未示出)，光纤护套可用于保护光纤电缆免受翘曲相关的应力损失。根据本发明的示例性实施例，连接器主体210和主干260可由聚合物材料形成或模制，但也可利用金属以及其它合适刚性材料。
连接器200还包括设置在连接器壳体内并保持在其中的卡圈主体230。根据示例性实施例，卡圈主体230是多用途元件，它可用于将光纤有序插入到套圈220中并且提供对固定机构254(参见图16)的支承，固定机构254将光纤固定在连接器200内。固定机构254用于远程夹持正被端接的光纤，并且位于套圈220外部。就此而言，光纤不附接至套圈，但在套圈的对准孔内轴向移动。在一个方面，固定机构254可以位于包括卡圈主体230的凹坑234(参见例如图18)的远程夹持区域246处。较小狭槽或开口232(参见例如图17)可与凹坑234相背形成。另外的狭槽和开口(未示出)还可设置在主体部分231中,以适应该夹紧机构的特征，如果需要的话。类似于上述者，固定机构254可以包括机械夹具，机械夹具夹持或按压到光纤上，以将光纤固定在卡圈主体230内的适当的位置。另选地，固定机构254可以包括粘附，诸如快速固化UV或可见光引发的粘合剂、或热粘合剂诸如热熔材料。
具体地讲，图17和图18分别示出卡圈主体230的底视图和顶视图。卡圈主体230包括光纤梳理部分240，光纤梳理部分240用于支承、对准并且导向待端接的光纤。光纤梳理部分240包括顶部表面245(参见图18)以及沟槽阵列242(参见图17)，沟槽阵列242位于表面245下侧上、设置在卡圈主体230的末端上(在组装时最接近套圈220的地方)，其中每个单独沟槽或通道242a-242l被构造成用于导向并且支承光纤电缆280的单根光纤。光纤梳理部分240还包括斜坡区段244，斜坡区段244与沟槽阵列242相邻并且设置在沟槽阵列242与卡圈主体230的主体部分之间。斜坡区段244包括渐升结构243，诸如分开单独沟槽(参见例如图20所示横截面图)的齿或壁，其可用于在光纤插入过程中有助于对准单独的光纤。光纤梳理部分240的结构将有可能缠结的光纤分开，以均匀的间距布置光纤阵列，并且允许将光纤阵列直接馈送到套圈孔中。
另外，连接器200可以提供防振机构。例如，在另一方面，导向孔248(参见图17)可以设置在卡圈主体248的正面中。这些导向孔被构造成用于支承防振销(参见例如图16所示销229)，防振销有助于稳定卡圈主体相对于套圈的定位。这些防振销229可插入到导向孔248中以使得每个销的一部分紧密保持在卡圈主体内并且另一部分由形成在套圈220(参见例如图24)中的通道224接收。另外，内部凸缘或肩部可在连接器主体210的内部内形成以进一步稳定卡圈主体并且减小振动套圈而产生的侧向力或旋转力影响。
卡圈主体230还包括后部235，后部235具有允许插入光纤电缆180(参见例如图21和图22)的开口239(参见图19和图20)。在一个方面，后部235包括延伸支承结构235a和235b(围绕开口239而设置成彼此相背)。另外，后部235还被构造成用于接收并且支承张紧元件/弹簧255(参见例如图15和图16)。接触凸耳或凸起237可形成在卡圈主体230的后部上，以接触弹簧255并且将弹簧力集中到卡圈主体。因此，当组装光纤连接器200时，弹性元件/弹簧255将设置在卡圈主体230和主干260之间。
在光连接器200的示例性方面，为进一步有助于在连接时控制作用在光纤末端上的力，可将小型弹簧元件250(参见图16)、或中间弹簧诸如扁簧或片簧设置在卡圈主体230和套圈220之间。就此而言，中间弹簧250可配置为椭圆形的弹簧，其配合在光纤梳理部分240上方。弹簧元件250使得待施加到正端接的光纤的力能够具有所需比率，并且有助于平衡在连接器200内的力。因此，在连接器配合之后，弹簧元件250可将套圈隔离并且可吸收在套圈220中的任何热变化。以下提供对弹簧元件/中间弹簧的操作的进一步描述。
根据本发明的方面，卡圈主体230可由聚合物材料形成或模制，但也可利用金属以及其它合适材料。例如，卡圈主体230可以包括注塑成型的整体材料。对卡圈主体的合适材料的选择可根据温度稳定性参数来进行。
例如，对连接器200的现场端接可以与对连接器100的现场端接类似的方式来完成。例如，结合图21-24所提供的图示，对连接器200的现场端接可以如下完成。在这个方面，连接器200的后端、包括护套(未示出)、主干260、弹簧255以及卡圈主体230可螺纹连接到光纤电缆280上。在这个实例中，光纤电缆280包括具有12根光纤的带缆。这些光纤被标识为光纤285，在光纤末端286单独可触及的地方诸如带缆280的外侧护套部分已经在光纤末端286处剥离。
在一个方面，在连接器200中端接的光纤285可以包括标准的单模式或多模式光纤，诸如SMF 28、OM2、OM3或OM4光纤带缆(可从科宁公司(Corning Inc.)获得)。在可选的方面，电缆280还可包括电缆护套部分以及强度构件。强度构件可以通过常规压接环或类似装置来压接至主干260的后部上，以对所端接的电缆提供应变减轻。光纤285可剥离至所需长度。在一个方面，光纤285可剥离至介于8mm和15mm之间的长度，优选约11mm。
如图21所示，光纤带280可在箭头205的方向上被插入穿过卡圈主体230、穿过后部235，直至光纤尖端大大延伸超过光纤梳理部分240的沟槽242的末端。卡圈主体230的设计将带缆280约束在任一侧，以将光纤与梳理部分240的光纤沟槽大概对准。在光纤285插入时，斜坡区域244迫使光纤尖端作为一组而沿箭头207的方向向上翘曲或升起。
如图22所示，带缆280随后可被拉回(在箭头206的方向上)，从而使得在未剥离的带状涂层沿该斜坡244下滑时，单独光纤中的每个基本上同时地降入或落入到(在箭头208的方向上)单独光纤沟槽242中，从而允许光纤285从它们的翘曲/升起状态松弛。因此，如图23所示，所有单独光纤285可以位于它们相应单独沟槽242a-242l中而无需通过现场安装人员精确定位每根单独光纤。
一旦单独光纤285位于每个单独通道或沟槽242内，套圈220就可在卡圈主体的光纤梳理部分240上方滑动，如图24所示，从而将光纤285定位在适当套圈孔中。在一个方面，光纤285各自具有约125μm的外径，并且套圈220包括引入端孔228阵列，该引入端孔各自具有约250μm的开口。
随后，光纤尖端可滑动至光纤梳理部分的前边缘以保护并且对准光纤尖端。随后，可使中间弹簧和套圈滑动到光纤梳理部分上方的适当位置。随后，可使对准的光纤尖端滑动到套圈的引入端孔中，直至光纤尖端延伸超过该套圈的正面222。
光纤285的末端286可以从该套圈的正面222延伸一定距离(以供用于稍后的割裂和抛光)。凸起允许安装人员稍后割裂并且抛光光纤尖端。
随后，可将固定机构254激活，使得光纤285被固定在卡圈主体的远程夹持区域246中。如上所述，在一个方面，固定机构154包括机械夹具，机械夹具夹持或以其它方式按压到光纤上，以将光纤固定在卡圈主体230内的适当的位置。在可选的方面，可以利用粘附。合适的粘合剂包括快速固化UV或可见光引发的粘合剂和热粘合剂诸如热熔材料，如本文所述。
随后，该连接器主干260和连接器主体壳体210可以经由凸块特征部的按扣配合而组装在卡圈主体230、套圈220上方。
随后，可将光纤末端286割裂并且抛光。在一个方面，在割裂和抛光期间，可以利用夹紧圆盘来保持组装好的连接器，如上所述。
在连接期间，连接器200的结构可提供合适的力分布，使得可能引起损坏的过量的力不直接地施加到光纤。通过远程夹紧光纤，在来自配合连接器的力被施加到光纤端面时，在固定夹具254的前部与套圈222的端面之间的光纤阵列的长度自由轴向压缩。在配合力施加到单独光纤时，每根光纤被推动回套圈孔内，从而产生在向前方向上作用于配合光纤上的压缩力。随着组件在热变化期间的膨胀和收缩，此压缩力需要维持光纤到光纤的物理接触。
如上所述，连接器100、200的特征是定位在套圈和卡圈主体之间的中间弹簧(例如，弹簧元件150、250)。典型MPO型连接器利用工业标准MT套圈连同主压缩弹簧诸如弹簧155、255一起保持适当光学操作所必要的物理接触。当连接器被配合时，该主弹簧向前推动套圈和光纤的背部，从而维持必要物理接触，其中在常规的连接器中，光纤通常胶粘在套圈中的孔内。
当在配合在耦接头中时，两个连接器的套圈通过相对的主弹簧的压缩力而牢固地保持彼此接触，该压缩力迫使套圈彼此抵靠。当连接器以与TIA/EIA 604-5-A FOCIS-5型MPO标准相符合的方式配合时，闩锁特征部(未示出)保持相应弹簧未被压缩。
在以上相对于连接器100、200所述方面，本发明的连接器构型还可实现并且控制光纤阵列与中间弹簧的物理接触。当连接器被配合时，中间弹簧使得第一连接器中的每根光纤固定并且可调节地物理接触到第二连接器的相对光纤，而不在每根配合光纤上作用损坏性负荷力。
在本发明的一方面，配合光纤之间优选的接触力可为从约30克力至约80克力。为了确保在示例性12根光纤阵列中的每根光纤上的物理接触的所需30克力至80克力，需要光纤共享并且均匀共享几乎所有的配合力，其中很少的力被施加到套圈。为了实现连接器100、200中的这种配合状况，中间弹簧150、250设置在卡圈主体和套圈之间。在整个连接器组装过程中，中间弹簧迫使套圈向前，从而将其牢固保持在外部连接器主体(例如，连接器主体110、210)中的凸缘界面上。在该套圈保持在这个位置中、并且中间弹簧略微压缩的情况下，光纤阵列模块可被抛光，直至它们基本上与套圈面(例如，面122、222)齐平。此构型和过程允许光纤具有基本上均匀的长度并且与套圈面齐平，其中在以直接的方式配合之前，可清理光纤末端。
在连接期间，在套圈被配合连接器推回时，中间弹簧进一步地压缩。对于连接器100、200，由于光纤是远程夹持的，因此允许套圈(120、220)沿着光纤阵列向后朝着卡圈主体(130、230)轴向移动。在套圈回移时，来自主弹簧的力中的大部分随后被传递至光纤阵列末端。
使用这种方法，多光纤连接器可设计成通过调节中间弹簧的压缩率来使某个量的轴向压缩(例如，在0和11.8N之间)作用于光纤阵列上。某个量的物理接触是确保连接器的适当光学性能必须的。
如上述TIA/EIA MPO,FOCIS-5标准所限定，当完全压缩时，符合标准的MPO型连接器的配合力不超过11.8N的力。在常规的连接器中，所需的力通过主弹簧来供应。假设来自主弹簧的100％的力被施加到光纤阵列末端，在12根光纤系统中，合力将为每根光纤的物理接触的约100克力。实验和建模预测在光纤末端上约100克的力将导致光纤端面朝卡圈主体位移约14μm(这取决于光纤类型)。调查人员进行建模实验，这些建模实验表明，这个位移的一部分是光纤的轴向压缩并且一部分实现为光纤受到所施加的力而翘曲。此外，此类建模表明，光纤过度翘曲可能会在光纤的外部引起拉伸应力。高水平的拉伸应力可能减少光纤使用寿命。
如本文所述，根据本发明的方面，可以通过使用中间弹簧来偏置施加到光纤阵列的主弹簧力。例如，当将1200克力的主弹簧力施加到12根光纤阵列时，具有200克力的弹簧压缩的中间弹簧可用于将200克力从光纤末端传递回主弹簧。施加到光纤末端的净力将为差值(每根光纤1000克力或83克力)。
本文所述能够现场安装的连接器可用于多种应用中，举例来说，包括光纤入室安装、光纤到天线、局域网络、数据中心连接和高性能计算。
可适用于本发明的各种修改形式、等效过程以及多种结构对于本发明涉及领域的技术人员在阅读本发明的说明书之后将是显而易见的。

Claims (21)

1.一种光纤连接器，用于端接包括多根光纤的光纤电缆，包括：
外部连接器壳体；
基本上不含粘合剂的套圈；
主干；和
卡圈主体，所述卡圈主体设置在所述套圈和所述主干之间，其中所述卡圈主体包括远程夹持区域，以远程夹持所述套圈外部的所述多根光纤。
2.根据权利要求1所述的光纤连接器，还包括：
弹性元件，所述弹性元件设置在所述卡圈主体的后部和所述主干之间；和
中间弹簧元件，所述中间弹簧元件设置在所述卡圈主体的前部和所述套圈的后部之间。
3.根据权利要求2所述的光纤连接器，其中所述中间弹簧元件具有约300克力至约750克力的压缩值。
4.根据权利要求3所述的光纤连接器，其中所述中间弹簧元件具有约500克力至约550克力的压缩值。
5.根据权利要求1所述的光纤连接器，其中所述远程夹持区域被构造成用于接收夹紧机构，所述夹紧机构将所述多根光纤的轴向位置固定在所述卡圈主体内。
6.根据权利要求1所述的光纤连接器，其中所述远程夹持区域被构造成用于接收粘合剂，所述粘合剂将所述多根光纤的轴向位置固定在所述卡圈主体内。
7.根据权利要求6所述的光纤连接器，其中所述粘合剂包括快速固化粘合剂。
8.根据前述权利要求中任一项所述的光纤连接器，其中所述卡圈主体包括光纤梳理部分，所述光纤梳理部分设置在所述卡圈主体的前部处，其中所述光纤梳理部分包括沟槽阵列，其中每个沟槽被构造成用于对设置在其中的光纤进行导向。
9.根据权利要求8所述的光纤连接器，还包括与所述沟槽阵列相邻的斜坡部分，所述斜坡部分包括渐升部分。
10.根据权利要求9所述的光纤连接器，其中所述光纤梳理部分分开有可能缠结的光纤，以均匀的间距布置所述多根光纤，并且在光纤电缆插入过程中将光纤阵列直接馈送到套圈孔中。
11.一种光纤连接器，用于端接包括多根光纤的光纤电缆，包括：
外部连接器壳体；
套圈；
主干；和
卡圈主体，所述卡圈主体设置在所述套圈和所述主干之间，其中所述卡圈主体包括光纤梳理部分，所述光纤梳理部分设置在所述卡圈主体的前部处，其中所述光纤梳理部分包括沟槽阵列，其中每个沟槽被构造成用于将设置在其中的光纤导向到所述套圈中。
12.根据权利要求11所述的光纤连接器，还包括与所述沟槽阵列相邻的斜坡部分，所述斜坡部分包括渐升部分。
13.根据权利要求12所述的光纤连接器，其中所述光纤梳理部分分开有可能缠结的光纤，以均匀的间距布置所述多根光纤，并且在光纤电缆插入过程中将光纤阵列直接馈送到套圈孔中。
14.根据权利要求11所述的光纤连接器，其中所述卡圈主体包括远程夹持区域，以远程夹持所述套圈外部的所述多根光纤。
15.根据权利要求11所述的光纤连接器，还包括：
弹性元件，所述弹性元件设置在所述卡圈主体的后部和所述主干之间；和
中间弹簧元件，所述中间弹簧元件设置在所述卡圈主体的前部和所述套圈的后部之间。
16.一种光纤连接器，用于端接包括一根或多根光纤的光纤电缆，包括：
外部连接器壳体；
套圈；
主干；
卡圈主体，所述卡圈主体设置在所述套圈和所述主干之间；
张紧元件，所述张紧元件设置在所述卡圈主体的后部和所述主干之间；和
中间弹簧元件，所述中间弹簧元件设置在所述卡圈主体的前部和所述套圈的后部之间。
17.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其中所述外部连接器壳体被构造成用于接收在MPO插座中。
18.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其中所述套圈包括MT套圈。
19.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其中所述主干还包括用于耦接到光纤护套的安装结构。
20.一种光纤连接器，用于端接包括多根光纤的光纤电缆，包括：
外部连接器壳体；
套圈；
主干；和
卡圈主体，所述卡圈主体设置在所述套圈和所述主干之间，其中所述卡圈主体包括至少两个导向孔，所述至少两个导向孔被构造成用于固定被插入所述导向孔中的防振销，所述防振销在安装时延伸到在所述套圈中形成的对应通道中。
21.根据权利要求20所述的光纤连接器，其中所述外部连接器壳体包括内部凸缘，所述内部凸缘形成在所述外部连接器壳体的内部内，所述卡圈主体放置在其上以进一步稳定所述卡圈主体并且减小侧向力。
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