CN105283787B - 用于多芯光纤的连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适于多芯纤维(MCF)的光纤塞，所述光纤塞构造成将MCF的卫星式环绕的芯部保持在精确的角位置中，以便实现与配合连接器的卫星式环绕的芯部的适当对准。塞包括一特征件，该特征件允许保持MCF的套圈(40)相对于连接器壳体纵向运动，使得弹簧(127)可以控制施加到配合连接器的抵接套圈的配合力。套圈可以由套圈筒(105)保持，所述套圈筒具有从外周表面伸出的花键(107a至107c)。花键可以在连接器壳体(109)的凹口内纵向滑动，或者在附接到连接器壳体的加强构件(未示出)的凹口内纵向滑动。凹口和花键具有紧密公差，使得卫星式环绕的芯部保持在期望的、设定的角位置中。

Description

用于多芯光纤的连接器
技术领域
本发明涉及一种光纤连接器。更加特别地，本发明涉及一种光纤连接器，所述光纤连接器能够使得由光纤连接器表示的多芯纤维端部的芯部相对于连接器包封件的特征件或者附接到光纤连接器的套圈的特征件精确地对准，与此同时能够使得所述套圈能够在连接器包封件内纵向往复运动。
背景技术
图1示出了根据现有技术的呈LC连接器30形式的单一连接器的分解视图。LC连接器30从左至右包括以下部件：塞壳31；套圈子组件32；弹簧33；延长器34；和缓冲柱35。出于本讨论的目的，形容词“前部”和“前”指的是连接器的塞端(即，图1的左侧)。形容词“后部”和“后”指的是连接器的缓冲柱端(即，图1的右侧)。部件31至35共享公共的纵向轴线36。
在组装好的连接器30中，具有安装到其上的线缆端的套圈子组件32在一包封件内沿着纵向轴线36“浮动”，所述包封件包括：塞壳31、延长器34和缓冲柱35。弹簧33提供了在套圈子组件32包封件内的弹簧加载，使得套圈子组件32被偏压向塞壳31的前端。缓冲柱35减轻光纤缆44上的机械应变。
套圈子组件32包括套圈40、套圈保持器41(有时称作套圈筒)和管42。套圈40具有沿着轴线36顺着其长度延伸的精密孔。孔成形为从光纤缆44的剥离端接收裸露的光纤。在套圈末端45处修整裸露的光纤并且对其抛光，从而产生暴露的纤维端面43。套圈保持器41包括六边形凸缘46和前圆锥形部分49，所述前圆锥形部分49在其外周中具有一对槽47、47’。在图2示出的套圈子组件32的特写透视图中可以最好地观察槽47、47’以及暴露的纤维端面43的细节。
当完全组装好连接器30时，通过塞壳31的前部处的开口21可触及到套圈末端45。塞壳31包括锁臂22，所述锁臂22用于可释放地将连接器30附接到对应的插口或者插座中(未示出)。
如在图3中最好地看到的，当完全组装连接器30时，六边形凸缘46就位于塞壳31内的对应六边形腔23中，由此限制凸缘/套圈组件32围绕轴线36转动。
图4示出了调整扳手50的透视图，所述调整扳手50可用于使得套圈子组件32围绕其纵向轴线36在组装好的连接器30中转动。套圈子组件32可转动以改善芯部对准，如将参照图5讨论的那样。如图4所示，调整扳手50包括中空轴51，所述中空轴51在其中具有开口52，所述开口52装配成通过塞壳开口21并且围绕套圈40。齿53、53’接合套圈保持器41的前圆锥形部分49中的一对狭槽47、47’。
在使用中，调整扳手50将套圈子组件32沿着其纵向轴线36推向组装好的连接器30的后端，使得弹簧33被压缩，并且使得六边形凸缘46从其在塞壳31内的接收腔23中脱离。一旦使得六边形凸缘46脱离，则随后可使得套圈子组件32围绕其纵向轴线36顺时针或者逆时针自由转动。释放调整扳手50致使六边形凸缘46重新就位于其接收腔23中。应当意识到的是，套圈子组件32仅仅可以相对于塞壳31针对六个方向中的一个方向转动(即，六十度位置调整)，所述六个方向对应于塞壳31的对应六边形腔23内的六边形凸缘46的六个可能接合位置。
图5图解了暴露的纤维端面43的六个可能的布置点43A至43F。暴露的纤维端面43通常不是死点的原因是由于在将纤维芯部12居中定位在包层16中的过程中的制造公差和/或顺着套圈40的长度延伸的偏心或倾斜孔，和/或套圈40中的孔的尺寸过大，以允许环氧树脂将光纤粘附到孔中，并且环氧树脂不会在孔内的光纤周围形成均匀层。
因此，通常已知的是观察和/或检测光纤的端面43并且使用调整扳手50来从六个可能的位置43A至43F中选择一个位置，如图中用附图标记43E加黑标示的位置，所述位置43E将暴露的纤维端面43的纤维芯部12最佳地放置在塞壳31的开口21的中心处。可替代地，纤维芯部可定位成最接近一优选位置，例如，12点钟方向，以便最大化两个已联接的连接器之间的传动。还可以凭借光测量检测器来确定端面43的最佳定位，例如，最佳地最小化偏心差的位置，所述光测量检测器测量从连接器端部的中心接收的光的强度。可在美国公开申请2002/0085815中发现关于纠正偏心差的更多细节，在此通过引用并入本文。
如可在图3中看到的，六边形凸缘46和塞壳31的对应六边形腔23之间的装配具有显著的间隙60、61。普通六边形凸缘46具有X宽度尺寸，例如，2.80mm，而塞壳31内的普通六边形腔23具有Y宽度，例如，3.07mm。基于这些测量结果，本申请人已经估计出间隙并且发现六边形凸缘46可以在塞壳31的六边形腔23内转动+/-12度。由图3中的双头箭头60和61表示+/-间隙。这样间隙在现有技术中已经接受了，其中，光纤43拥有传递光的单个芯部12。因为人们可能通常从六个可能的位置中选择一个位置，例如，60度最佳化，并且将偏心差最小化至在一对相配合的连接器上产生可接受分贝衰减(dB loss)的水平，而且额外的+/-12度的间隙没有极大地恶化所述一对相配合的连接器上的分贝衰减。
纤维领域中的当前发展是多芯光纤43’。如图6所示，多芯光纤43’在单个包层16中拥有多个芯部12a-12g。图6示出了中央芯部12a和六个卫星式环绕(satellite)的芯部12b-12g。
当第一多芯光纤连接器30与第二多芯光纤连接器30A配合时，重要的是第一多芯光线连接器30的每个芯部12a-12g均与第二多芯光线连接器30A的每个芯部12a-12g对准。因此，图3中示出的间隙60和61是不能接受的。当第一多芯光纤连接器30经由通过式适配器配合到第二多芯光线连接器30A时，正十二度或者负十二度的移动将使得卫星式环绕的芯部12b-12g完全偏置并且中断通讯。
为了解决这种问题，现有技术美国公开申请2011/0229085已经减小了套圈保持器41的六边形凸缘46和塞壳31的六边形腔23之间的可允许公差，该美国公开申请通过引用式并入本文。在美国公开申请2011/0229085中，采用了“具有严格公差的内六边形腔”，因为重要的是，在套圈保持器的卡圈上所采用形状的几何结构“匹配”在内塞壳中所采用形状的几何结构。过大的间隙，例如+/-12度将是不能接受的。
在美国公开申请2011/0229085中，套圈保持器的外部几何结构，例如，六边形凸缘46被紧密而不存在间隙地就位于塞壳的内几何结构(例如，六边形腔23)中，用环氧树脂优选地将连接器的可能影响卫星式环绕的芯部12b-12g的角位移的相对可转动部件锁定到位。
发明内容
本申请人已经认识到现有技术的多芯光纤连接器中所存在的缺陷。本发明的目的是解决这些缺陷中的一种或者多种和本技术领域中的其它已觉察到的需求。
应当意识到的是，精确地模制塞壳的内腔很难并且增加成本。具有超出规定公差范围的内腔的塞壳需要被回收利用。此外，塞壳的塑料部分会发生磨损并且可能随着时间扩张以使得套圈保持器的外几何结构和塞壳的内几何结构之间的嵌套出现间隙，这可能导致一个或多个芯部的通讯性能退化。而且，整个塞壳可以围绕其中央轴线在适配器的端口内略微转动，原因在于塞的壳体和端口的壁之间的间隙配合。而且，由弹簧产生套圈之间的配合力，并且所述配合力依赖于套圈保持器和连接器壳体之间的间隙配合。套圈保持器和壳体之间的干涉配合或者键合配合可增大或者减小相配合的连接器之间的力，尤其是当制造公差沿着连接器系统的轴线发生变化时。
本发明的目的是提供一种低成本的可靠的光纤塞，所述光纤塞适于多芯光纤，由此多芯纤维的卫星式环绕的芯部被套圈保持在适当的角位置中，以便与配合的连接器的卫星式环绕的芯部适当地对准，与此同时允许套圈相对于连接器壳体纵向移动，使得弹簧可以控制针对配合的连接器的抵接套圈的配合力。
通过新的塞结构或者连接器结构来实现这些目的和其它目的。较之在现有技术的连接器结构中可实现的效果，这些种连接器结构可以保持卫星式环绕的纤维更加精确地对准，而且还同时允许套圈相对于连接器壳体纵向移动。再者，新的连接器结构可以与带突片的套管联合操作，如在2014年1月23日提交的本申请人的共同待决美国专利申请序列号为14/161,792中描述的那样，其通过引用并入本文。
由下文给出的详细描述，本发明的其它适用性范围将变得显而易见。然而，应当理解的是，仅仅以阐释的方式给出本发明的详细描述和具体示例并且同时表示出优选实施例，原因在于，由详细描述，处于本发明的精神和范围内的多种变形方案和修改方案对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
附图说明
从下文给出的详细描述和附图将更加全面地理解本发明，附图仅仅以图示的方式给出并且因此将不限制本发明，并且其中：
图1是根据现有技术的用于光纤的LC连接器的分解透视图；
图2是图1中的套圈子组件的特写透视图；
图3是示出了根据现有技术在将套圈保持器的六边形凸缘装配在塞壳的六边形腔内的间隙的图；
图4是根据现有技术的调整扳手的透视图；
图5是示出了根据现有技术的由光纤连接器代表的纤维端部由于纤维放置过程中的偏心差而导致的六个可能位置的图；
图6是根据现有技术的多芯光纤的端视图；
图7是根据本发明的第一实施例的用于光纤的第一连接器的分解透视图；
图8是图7中示出的空连接器壳体的后视图；
图9是图7和图8的连接器壳体的正视图，其中，图7的套圈组件安装在连接器壳体中；
图10是根据本发明的第二实施例的用于光纤的第二连接器的分解的透视图；
图11是图10中示出的空连接器壳体的后视图；
图12是图10和图11的连接器壳体的正视图，其中，图10的套圈组件安装在连接器壳体中；
图13是根据本发明的第三实施例的用于光纤的第三连接器的分解透视图；
图14是图13的第三连接器的透视图，示出了组装好的若干零件；
图15是图13和图14的连接器壳体的正视图，其中，图13和图14的套圈组件安装在连接器壳体中；
图16是根据本发明的第四实施例的用于光纤的第四连接器的分解透视图；
图17是图16的连接器壳体的正视图，其中，图16的套圈组件安装在连接器壳体中；
图18是用于光纤的第四连接器的分解透视图，其具有可替代的套圈调整机构；
图19是图18的连接器的侧视图。
具体实施方式
在此使用的术语是为了仅仅描述特定实施例而非旨在限制本发明。除非另有说明，否则所有在此使用的术语(包括技术术语和科学术语)均与本发明所属于的领域中的普通技术人员通常所理解的含义相同。还应当理解的是，除非在此有明确说明，诸如在常用词典中定义的那些术语应当解释为其含义由在本说明书和相关技术领域的背景中的含义一致并且不应当解释为理想化或者过于正式的意思义。为了简洁和/或清晰，可以不必详细描述众所周知的功能或者构造。
如在此使用的，单数形式的“一”、“一个”和“所述一个”旨在也包括多数形式，除非上下文有明确限定。还应当理解的是，在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在所提到的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或者添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组。如在此使用的，术语“和/或”包括任何和所有所列的相关项目中的一个或多个中的任意组合或者所有组合。如在此使用的，诸如“在X和Y之间”的短语和诸如“在大约X和Y之间”应当解释为包括X和Y。如在此使用的，诸如“在大约X和Y之间”的短语表示“在大约X和大约Y之间”。如在此使用的，诸如“从大约X至Y”的短语表示“从大约X至大约Y”。
应当理解的是，当元件指的是在另一个元件“上”、“附接到”另一个元件、与另一个元件“联接”、“接触”另一个元件等，则其可以够直接位于另一个元件上、直接附接到另一个元件、直接与另一个元件联接或者直接接触另一个元件，或者还可以存在介于其间的中介元件。相对照地，当元件指的是例如直接位于另一个元件上、直接附接到另一个元件、直接与另一个元件联接或者直接接触另一个元件，则不存在中介元件。本领域技术人员还应当意识到的是，一结构或者特征件布置成“毗邻”另一个特征件可以具有与毗邻特征件重叠或者位于毗邻特征件下方的部分。
为了便于描述，可以在此使用空间相对术语，诸如“下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”、“侧向”、“左”、“右”等，以便描述如附图中所示出的一个元件或者特征件与另外的一个或多个元件或者特征件的关系。应当理解的是，空间相对术语除了附图中示出的定向外还包括在使用或者操作时装置的不同定向。例如，如果附图中的装置倒置，则描述为位于其它元件或者特征件“下部”或者“下方”的元件将被定向为在其它元件或者特征件“上方”。装置还可以具有其它定向(转动90度或者其它定向)，并且因此解释了在此使用的相对空间关系的描述。
光纤跳线、接插线、中继缆、扇出部和其它线缆构造在大量空间中提供了光连接性，所述大量空间包括LANs、WANs、数据中心、车辆、飞机和船舶。从历史上看，所有空间使用一根或者多根单芯光纤。具有多光芯的新光纤处于研发阶段。多光芯通常布置成极阵列，其中，一个中央芯部由多个卫星式环绕的芯部包围，所有卫星式环绕的芯部与中央芯部相距相等的径向距离。包括芯部位于多个半径上的阵列和六角形阵列的其它芯部布置方案较为少见。控制多芯纤维的角位置和角转动的连接器需要形成低成本、低损耗的连接。
在大多数现有的单纤维连接器中，光纤结合到套圈中，所述套圈在弹簧力的作用下在连接器壳体内浮动。在当前设计中未曾严格控制纤维/套圈的角转动。很多连接器允许+/-12度的转动。如果每根纤维均沿着相反的方向转动3度，则具有位于58微米半径上的直径为33微米的卫星式环绕芯部的多芯纤维(MCF)将仅仅对准卫星式环绕的芯部区域的88％。将需要保持最大+/-75度的角对准，以便足以够使得单模式(SM)MCF与位于34微米半径上的直径为8微米的卫星式环绕的芯部充分对准。在本技术领域中需要严格控制纤维角转动的连接器。
以下的连接器设计成严格控制MCF的角转动。每种连接器设计均具有独特的特征。一些设计简单并且需要在将纤维结合到套圈之前记录纤维。其它连接器设计包含多个零件，这允许在纤维已经结合到套圈之后记录纤维。其它连接器设计允许在纤维结合到套圈之后记录纤维而且还允许连接器联接到带突片的套管，用于实施其它对准控制。在各个设计中发现的独特特征可以以不同的方式组合，以形成其它连接器设计，所述其它设计视为是本专利的范围的一部分。
图7是根据本发明的第一实施例的第一多芯纤维(MCF)连接器101的分解透视图。用相同的附图标记表示与图1至图3中示出的现有技术相同或者类似的结构。第一MCF纤维连接器101包括套圈40，所述套圈40的形状为大体圆筒状。多芯纤维103例如由环氧树脂固定在套圈40的中央孔内。套圈筒105包围套圈40的至少一部分并且可以通过环氧树脂或压配附接到套圈40。
套圈筒105包括至少一个花键107，所述至少一个花键107背离套圈筒105的外周表面延伸。在优选实施例中，至少一个花键107包括四个花键107A、107B、107C和107D，所述每个花键均背离套圈筒105的外周表面延伸，并且四个花键107A、107B、107C和107D以90度的间隔围绕套圈筒105的外周表面等距间隔开。
如在图8中最好地看到的，连接器壳体109具有后面111，所述后面具有通到内腔113的开口。图8示出了空的内腔113，并且所述内腔113一直通到连接器壳体109的前面110中的开口21。内腔113的尺寸设定成接收套圈筒105，所述套圈筒105在完全插入时抵接到位于腔113内的一定深度处的脊状部或者突出部分117(但是不必位于连接器壳体109的前面110的正后方)，使得套圈筒105不能完全通过腔113和从开口22出来。
内腔113在其内周上包括至少一个凹口115，诸如，围绕腔113的内周以90度等距间隔开的四个凹口115A、115B、115C和115D。凹口115A、115B、115C和115D的尺寸设定成接收花键107A、107B、107C和107D并且允许花键107A、107B、107C和107D在凹口115A、115B、115C和115D内沿着第一方向移动，所述第一方向基本平行于套圈40的延伸方向，例如，平行于轴线36。在一个优选实施例中，每个凹口115的宽度比每个花键107的宽度大不大于0.003英寸，以便允许套圈筒105沿着通过套圈40中心的轴线36相对于连接器壳体109纵向往复移动，并且以便限制套圈筒105相对于连接器壳体109围绕轴线36转动小于+/-2.3度，从而将平移限制在MCF 103的卫星式环绕的芯部处的+/-2.2μm平移。
在一个优选实施例中，套圈筒105的前面119位于一平面中，所述平面基本垂直于轴线36或者套圈40的延伸方向。前面119包括第一凹陷部分121和第二凹陷部分121’，以便接收适配器中的套筒的突片。在一个优选实施例中，在多芯纤维103结合在套圈40中之前相对于凹陷部分121和121’的边缘记录多芯纤维103的芯部。能够在于2014年1月23日提交的本申请人的共同待决的序列号为14/161,792美国申请中发现关于针对凹陷部分121或121’中的一个的边缘记录的多芯纤维103的芯部的细节以及关于适配器的带突片的套筒使用凹陷部分121和121’以使得卫星式环绕的芯部对准的细节，该美国申请通过引用并入本文。
在一个优选实施例中，第一MCF纤维连接器101还包括抵达套圈筒105后部的包围多芯纤维103的管123。延长器125松弛地包围管123。弹簧127包围管123并且位于套圈筒105的背侧与延长器125的前部面之间。弹簧127将套圈筒105偏压成背离延长器125。
延长器125具有指引特征件126，以使得其与连接器壳体109的背侧111上的配合特征件128对准。延长器125的前部插入到腔113中并且附接到连接器壳体109的内腔113的一部分。因此，弹簧127趋于将套圈筒105的前面119推压成与突出部分117接触。当套圈末端45被配合连接器的另一个套圈末端接触时，弹簧127可被压缩，由此允许套圈筒105的前面119离开突出部分117。
图9是连接器壳体109的正视图，并且最好地图解了当套圈筒105前面119完全位于腔113中(即，与腔113内的突出部分117抵接)时套圈筒105的前面119。可通过连接器壳体109的前面110中的开口21进入凹陷部分121和121’，并且能够如上所述地由在适配器内的带突片的抵接套筒的突片接合所述凹陷部分121和121’，以便在仍然使得套圈40能够被向后压入到连接器壳体109中的同时在卫星式环绕的芯部的配合过程中提供精确的转动对准。
尽管图7至图9示出了连接器壳体109被限定为LC型连接器包封件，但是连接器壳体109可以采取如SC或者ST类型连接器壳体的其它形式。连接器壳体特征件的这种替代方案能够应用于本发明的所有实施例。
图10是根据本发明的第二实施例的第二MCF连接器201的分解透视图。用相同的附图标记表示与现有技术或先前实施例相同或者类似的结构。第二MCF纤维连接器201包括套圈40，所述套圈40的形状为大体圆筒状。多芯纤维103例如由环氧树脂固定在套圈40的中央孔内。套圈筒205包围套圈40的至少一部分并且可以通过环氧树脂或压配附接到套圈40。
套圈筒205包括至少一个花键207，所述至少一个花键207背离套圈筒205的外周表面延伸。在一个优选实施例中，至少一个花键207包括四个花键207A、207B、207C和207D，每个花键均背离套圈筒205的外周表面延伸，并且四个花键207A、207B、207C和207D以90度的间隔围绕套圈筒205的外周表面等距间隔开。
加强构件231包围多芯纤维103，抵达套圈筒205的后部。加强构件231为大体管状构件，并且包括用于接收至少一个花键207的至少一个凹口233。例如，加强构件231可以包括四个凹口233A、233B、233C和233D，所述四个凹口以90度等距间隔开并且延伸通过加强构件231的外周表面直到加强构件231的前面232为止。
凹口233A、233B、233C和233D的尺寸设定成接收花键207A、207B、207C和207D，并且允许花键207A、207B、207C和207D在凹口233A、233B、233C和233D内沿着第一方向移动，所述第一方向基本平行于套圈40的延伸方向，例如，平行于轴线36。在一个优选实施例中，每个凹口233的宽度比每个花键207的宽度大不大于0.002英寸，以便允许套圈筒205沿着通过套圈40中心的轴线36相对于加强构件231纵向往复移动，并且以便限制套圈筒205围绕轴线36的转动，从而将平移限制为在卫星式环绕的芯部处不超过+/-1.25μm平移。
在一个优选实施例中，套圈筒205的前面219位于一平面中，所述平面基本垂直于轴线36或者套圈40的延伸方向。前面219包括第一凹陷部分221和第二凹陷部分221’，以便接收适配器中的套筒的突片。在一个优选实施例中，在多芯纤维103结合在套圈40中之前相对于凹陷部分221和221’的边缘记录多芯纤维103的芯部。而且，可在序列号为14/161,792的美国申请中发现关于针对凹陷部分221或者221’中的一个的边缘记录多芯纤维103的芯部的细节以及关于适配器的套筒使用凹陷部分221和221’以使得适配器内的配合连接器之间的卫星式环绕芯部对准的细节。
如在图11中最好地看到的，连接器壳体209具有后面211，所述后面211具有通到内腔213的开口。图11示出了空的内腔213，并且所述内腔213一直通到连接器壳体209的前面210中的开口21。内腔213的尺寸设定成在其中接收加强构件231和套圈筒205。当具有套圈筒205和加强构件231完全插入时，加强构件231的前面232和套圈筒205的前面219抵接到位于腔213内的一定深度处的脊状部或者突出部分217，使得套圈筒205和加强构件231不能完全通过腔213和离开开口22。腔213可以围绕其内周表面可选地包括凹痕部208A、208B、208C和208D，所述凹痕部208A、208B、208C和208D的尺寸设定成容纳花键207A、207B、207C和207D的从加强构件231的凹口233A、233B、233C和233D向外延伸的任何部分。凹痕部208A、208B、208C和208D不会向花键207A、207B、207C和207D提供引导，而仅仅提供了间隙，以允许这些花键在腔213内移动。
在一个优选实施例中，第二MCF纤维连接器201还包括抵达套圈筒205后部、包围多芯纤维103的管223。管223宽松地通过加强构件231。延长器225包围加强构件231并且例如通过环氧树脂附接到加强构件231。可选地，孔240设置在延长器225中并且通到位于延长器225与加强构件231之间的交接表面，以有助于施加环氧树脂。弹簧227包围管223并且位于套圈筒205的背侧与加强构件231内的突出部分234之间。弹簧227将套圈筒205偏压成背离加强构件231。
延长器225具有指引特征件226，以使得其与连接器壳体209的背侧211上的配合特征件228对准。延长器225的前部插入到腔213中并且被推压入到腔213中，直到加强构件231的前面232抵接突出部分217为止，随后例如通过环氧树脂将延长器225附接到连接器壳体209的内腔213的一部分，或者替代地，延长器225通过因突出到壳体侧部中的开口中而被卡扣入到连接器壳体209中，如图19所示。因此，弹簧227趋于将套圈筒205的前面219推压成与突出部分217接触。当套圈末端45被配合连接器的另一个套圈末端接触时，弹簧227可被压缩，由此允许套圈筒205的前面219离开突出部分217。
图12是连接器壳体209的正视图并且最好地图解了当套圈筒205的前面219完全位于腔213中(即，与腔213内的突出部分217抵接时)套圈筒205的前面219。通过连接器壳体209的前面210中的开口21可接近凹陷部分221和221’，并且可如上所述地由适配器内的带突片的抵接套筒的突片接合所述凹陷部分221和221’，以便在仍然使得套圈40能够被向后压入到连接器壳体209中的同时在卫星式环绕的芯部的配合过程中提供精确的转动对准。
图13是根据本发明的第三实施例的第三多芯纤维(MCF)连接器301的分解透视图。用相同的附图标记表示与现有技术或先前实施例相同或者类似的结构。第三MCF纤维连接器301包括套圈40，所述套圈40的形状为大体圆筒状。多芯纤维103例如由环氧树脂固定在套圈40的中央孔内。套圈筒305包围套圈40的至少一部分并且可以通过环氧树脂或压配附接到套圈40。
套圈筒305包括至少一个花键307，所述至少一个花键307背离套圈筒305的外周表面延伸。在一个优选实施例中，所述至少一个花键307包括第一花键307A和第二花键307B，每个花键均背离套圈筒305的外周表面延伸，并且第一花键307A和第二花键307B以180度的间隔围绕套圈筒305的外周表面等距间隔开。
第一卡圈351在所述套圈筒305的前侧或者第一侧上包围套圈40。第一卡圈351包括第一凹口353A和第二凹口353B，以接收第一花键307A和第二花键307B。第一凹口353A和第二凹口353B以180度间隔开(其中，在图13和14中第一凹口353A被遮蔽)。第一凹口353A和第二凹口353B允许第一花键307A和第二花键307B在其中滑动。第一卡圈351包括从第一卡圈351的前表面357突出的第一突片355A和第二突片355B。在一个优选实施例中，第一突片355A和第二突片355B相对于第一卡圈351的第一凹口353A和第二凹口353B以大约90度偏置。
第二卡圈359包围套圈40。第二卡圈359包括第三凹口361A和第四凹口361B，以便接收第一突片355A和第二突片355B，并且允许第一突片355A和第二突片355B在其中滑动。
在一个优选实施例中，套圈筒305的前面319位于一平面中，所述平面基本垂直于轴线36或者套圈40的延伸方向。前面319包括第一凹陷部分321和第二凹陷部分321’，以便接收适配器中的套筒的突片。在一个优选实施例中，在多芯纤维103结合在套圈40中之前相对于凹陷部分321和321’的边缘记录多芯纤维103的芯部。
在一个优选实施例中，第三MCF纤维连接器301还包括抵达对套圈筒305的后部、包围多芯纤维103的管323。延长器325松弛地包围管323。弹簧327包围管323并且位于套圈筒305的背侧与延长器325的前部面之间。弹簧327将所述套圈筒305偏压成背离延长器325。
连接器壳体209可以形成为与第二实施例的连接器壳体209相同。换言之，图11示出了用于第三实施例的连接器壳体209的后面211。
在组装第三MCF光学连接器301期间，将第二卡圈359插入到腔213中并且附接到连接器壳体209的内腔213的一部分上。连接器壳体可以在侧壁中包括孔363，以接收环氧树脂。并且，第二卡圈359可以包括轨道365，所述轨道365在第二卡圈359抵接腔213内的突出部分217时与孔363对准。接下来，将套圈组件插入到腔213中，所述套圈组件具有第一卡圈351，所述第一卡圈351环绕套圈筒305，所述套圈筒305的花键307A和307B位于凹口353A和353B内。
如在图15中最好地看到的，套圈40从连接器壳体209的前面210中的开口21穿出来。第一突片355A和第二突片355B插入到第二卡圈359的第三凹口361A和第四凹口361B中。接下来，抵抗由弹簧327施加的偏压力，将延长器325压入到腔中。延长器325具有指引特征件326，以使得其与连接器壳体209的后面211上的配合特征件228对准。延长器325的前部被插入到腔213中并且例如通过环氧树脂附接到连接器壳体209的内腔213的一部分上，或者替代地，延长器325通过突出到壳体的侧部的开口中而被卡扣入到连接器壳体209中，如图19所示。因此，弹簧327趋于将第一花键307A和第二花键307B完全推压到第一凹口353A和第二凹口353B中，并且同时趋于将第一突片355A和第二突片355B压入到第三凹口361A和第四凹口361B中。
当套圈末端45被配合连接器的另一个套圈末端接触时，弹簧327可被压缩，由此允许套圈筒305的前面319向后移动。在套圈筒305向后移动期间，或者第一花键307A和第二花键307B在第一凹口353A和第二凹口353B中移动，或者第一突片355A和第二突片355B在第三凹口361A和第四凹口361B中移动，或者这两种动作都发生。
图15是连接器壳体209的正视图并且最好地示出了当套圈筒305的前面319完全位于腔213中(即，所有花键307、突片355和凹口353、361处于抵接状态)时的套圈筒305的前面319。通过连接器壳体209的前面210中的开口21可进入到凹陷部分321和321’中，并且可上文所述地由适配器内的带突片的对准套筒的突片接合凹陷部分321和321’，以便在仍然使得套圈40能够被向后压入到连接器壳体209中的同时在卫星式环绕的芯部的配合过程中提供精确的转动对准。
在一个优选实施例中，套圈筒305、第一卡圈351和第二卡圈359可以全部由金属形成。形成这些金属部件零件允许花键307、凹口353、361和突片355都被机械加工至紧密公差，所述公差远远小于经由塑料成型结构可获得的公差。较之随着时间发生磨损和退化更大的塑料件而言，金属件将随着时间流逝保持更加一致的公差。在一个实施例中，突片355与第一卡圈351和第二卡圈359的凹口361之间的公差配合可以为大约千分之0.5英寸，并且套圈筒305的花键307与第一卡圈351的凹口353之间的公差配合可以为大约千分之0.5英寸。在一个实施例中，当弹簧327压缩时，凹口535、361、花键307和突片355允许套圈40移动到连接器体中一大约2mm的距离(沿着套圈的延伸方向，沿着轴线36)，而与此同时限制套圈40围绕轴线36相对于连接器壳体209转动小于+/-1.8度，从而将平移限制为在MCF 103的卫星式环绕的芯部处的+/-1.85μm平移。
图16是根据本发明的第四实施例的第四多芯纤维(MCF)连接器401的分解透视图。用相同的附图标记表示与现有技术或先前实施例相同或者类似的结构。第四MCF纤维连接器401包括套圈40，所述套圈40的形状为大体圆筒状。多芯纤维103例如由环氧树脂固定在套圈40的中央孔内。第一套圈筒405包围套圈40的至少一部分。
第一套圈筒405包括至少一个花键407，所述至少一个花键407背离第一套圈筒405的外周表面延伸。在一个优选实施例中，所述至少一个花键407包括四个花键407A、407B、407C和407D，每个花键均背离套圈筒405的外周表面延伸，并且四个花键407A、407B、407C和407D以90度的间隔围绕第一套圈筒405的外周表面等距间隔开。
连接器壳体109可以形成为与图8中示出的第一实施例的连接器壳体109相同。连接器壳体109具有后面111，所述后面111具有通到内腔113的开口。图8示出了空的内腔113，并且所述内腔113一直通到连接器壳体109的前面110中的开口21。内腔113的尺寸设定成接收第一套圈筒405，所述第一套圈筒405在其完全插入时抵接位于腔113内的脊状件或者突出部分117，使得套圈筒405不能完全通过腔113而且离开开口22。
内腔113在其内周上包括至少一个凹口115，诸如，围绕腔113的内周以90度等距间隔开的四个凹口115A、115B、115C和115D。凹口115A、115B、115C和115D的尺寸设定成接收花键407A、407B、407C和407D，并且允许花键407A、407B、407C和407D在凹口115A、115B、115C和115D内沿着第一方向移动，所述第一方向基本平行于套圈40的延伸方向，例如，平行于轴线36。在一个优选实施例中，每个凹口115的宽度均比每个花键407的宽度大不大于0.003英寸，以便允许第一套圈筒405沿着通过套圈40中心的轴线36相对于连接器壳体109纵向往复移动，并且以便限制第一套圈筒405相对于连接器壳体109围绕轴线36转动小于+/-2.3度，从而将平移限制为在MCF103的卫星式环绕的芯部处的+/2.2μm平移。
在一个优选实施例中，第一套圈筒405的前面419位于一平面中，所述平面基本垂直于轴线36或者套圈40的延伸方向。前面419包括第一凹陷部分421和第二凹陷部分421’，以便接收适配器中的套筒的突片。在一个优选实施例中，在多芯纤维103结合在套圈40中之前相对于凹陷部分421和421’的边缘记录多芯纤维103的芯部。
第一套圈筒495被压配到套圈40的第一部分中，使得一旦克服存在于套圈40与第一套圈筒405之间的第一摩擦系数套圈40便可在第一套圈筒405内转动。第二套圈筒406包围套圈40的至少第二部分，其中，第二套圈筒406的转动致使套圈40在第一套圈筒405内转动。第二套圈筒406没有连接到第一套圈筒405。
在一个优选实施例中，第二套圈筒406被压配到套圈40的第二部分上，并且在套圈40与第二套圈筒406之间存在第二摩擦系数，所述第二摩擦系数大于第一摩擦系数，例如，大约两倍的摩擦力。实现更高的第二摩擦系数的一种方式是构造第二套圈筒406以使其具有与套圈40接触的更大表面。换言之，套圈40的第二部分的面积大于套圈40的第一部分的面积。在一个可替代实施例中，第二套圈筒406附着到套圈40。
管423包围多芯纤维103、抵达第二套圈筒406的后部。管423沿着接触区域469附接到第二套圈筒406。管423包括特征件(例如，两个凹口471A和471B)，用于由工具结合，以使得管423转动。
延长器125松弛地包围管423。弹簧427包围管423并且位于第二套圈筒406的背侧与延长器125的前部面之间。弹簧427将第二套圈筒406偏压背离延长器125。
延长器125具有指引特征件126，以使得其与连接器壳体109的背侧111上的配合特征件128对准。延长器125的前部插入到腔113中，并且通过环氧树脂或者通过突出到壳体的侧部的开口中而将延长器125卡扣入到连接器壳体109中而附接到连接器壳体109的内腔113的一部分，如图19所示。因此，弹簧427趋于将第一套圈筒405的前面419推压成与突出部分117接触。当套圈末端45被配合连接器的另一个套圈末端接触时，弹簧427可被压缩，由此允许第一套圈筒405的前面419离开突出部分117。
例如通过接合两个凹口471A和471B的工具而使得管423在延长器125内转动致使第二套圈筒406(由于在469处的连接)和套圈40(由于第二摩擦系数或者环氧树脂附接)相对于所述第一套圈筒405对应转动。在一个实施例中，第一套圈筒405和第二套圈筒406以及管423可以由金属形成。管423可以可替代地由刚性且有强度的塑料形成。
图17是连接器壳体109的正视图，并且最好地示出了当第一套圈筒405的前面419完全位于腔113中(即，与腔113内的突出部分117抵接)时第一套圈筒405的前面419。通过连接器壳体109的前面110中的开口21可进入到凹陷部分421和421’，并且如上文所述地可由适配器内的带突片的对准套筒的突片接合凹陷部分421和421’，以便在仍然使得套圈40能够被向后压入到连接器壳体109中的同时在卫星式环绕的芯部的配合过程中提供精确的转动对准。
图18示出了基于图16至图17的第四MCF连接器401的修改的MCF连接器401’。除了用传统管123替代了用于使得第二套圈筒406转动的刚性管423之外，修改的MCF连接器401’与第四MCF连接器401相同，所述传统管123不必是刚性的/有硬度而且不包括用于被工具接合以致使管123转动的任何特征件(例如，凹口471A和471B。
在该可替代实施例中，第二套圈筒406’通过齿408而转动。特别地，齿408附接到第二套圈筒406’的外周表面。连接器壳体309的侧部中的开口410提供了通到齿408的通道。除了开口410之外，连接器壳体309可以形成为与第一实施例的连接器壳体109相同。齿408可以由穿过窗口410的工具接合，以使得第二套圈筒406’转动并且致使第二套圈筒406’使得套圈40转动，以致使多芯纤维103的芯部相对于第一套圈筒405产生期望的角对准，所述第一套圈筒405被捕获在连接器壳体309的腔113内部的凹口115A至115D内，并且因凹口115A至115D而不允许转动。第一套圈筒405和第二套圈筒406’可以由金属形成。管123可以由挠性塑料形成。
显而易见地是由此描述的本发明可以以多种方式变化。这些变型形方案不视为背离本发明的精神和范围，并且对于本领域技术人员显而易见的是所有这些修改方案均被包括在以下权利要求的范围内。

Claims (13)

1.一种多芯纤维连接器，所述连接器包括：
套圈；
多芯纤维，所述多芯纤维固定在所述套圈内；
套圈筒，所述套圈筒包围所述套圈的至少一部分，所述套圈筒包括背离所述套圈筒的外周表面延伸的四个花键，所述花键以90度的间隔围绕所述套圈筒的所述外周表面等距间隔开；
四个凹口，所述四个凹口接收所述四个花键，并且允许所述四个花键在所述四个凹口内沿着第一方向运动，所述第一方向平行于所述套圈的延伸方向；
加强构件，所述加强构件包围所述多芯纤维、抵达所述套圈筒的后部，所述加强构件包括接收所述四个花键的所述四个凹口；和
连接器壳体，所述连接器壳体具有接收所述套圈筒和所述加强构件的内腔，其中，所述加强构件直接或间接地附接到所述连接器壳体，使得所述四个凹口和所述四个花键大致对准围绕所述连接器壳体的所述内腔的内周表面的四个凹痕部。
2.根据权利要求1所述的连接器，还包括：
延长器，所述延长器包围所述加强构件，其中所述加强构件附着到所述延长器，并且所述延长器附接到所述连接器壳体的所述内腔的一部分。
3.根据权利要求1所述的连接器，还包括：
管，所述管位于所述加强构件与所述多芯纤维之间、抵达所述套圈筒的后部；和
弹簧，所述弹簧包围所述管且位于所述套圈筒与所述加强构件的一部分之间，并且将所述套圈筒偏压成背离所述加强构件的所述一部分。
4.一种多芯纤维连接器，所述连接器包括：
套圈；
多芯纤维，所述多芯纤维固定在所述套圈内；
套圈筒，所述套圈筒包围所述套圈的至少一部分，所述套圈筒包括至少一个花键，所述至少一个花键背离所述套圈筒的外周表面延伸；和
至少一个凹口，所述至少一个凹口接收所述至少一个花键，并且允许所述至少一个花键在所述至少一个凹口内沿着第一方向运动，所述第一方向平行于所述套圈的延伸方向；其中，所述至少一个花键包括背离所述套圈筒的外周表面延伸的第一花键和第二花键，并且所述连接器还包括：
第一卡圈，所述第一卡圈在所述套圈筒的第一侧上包围所述套圈，所述第一卡圈包括第一凹口和第二凹口，以接收所述第一花键和第二花键并且允许所述第一花键和第二花键在第一凹口和第二凹口中滑动，所述第一卡圈包括背离所述第一卡圈的表面突出的第一突片和第二突片；
第二卡圈，所述第二卡圈包围所述套圈，所述第二卡圈包括第三凹口和第四凹口，以接收所述第一突片和第二突片并且允许所述第一突片和第二突片在第三凹口和第四凹口中滑动；和
连接器壳体，所述连接器壳体具有接收所述第二卡圈的内腔，其中，所述第二卡圈附着到所述内腔。
5.根据权利要求4所述的连接器，还包括：
延长器，所述延长器包围所述多芯纤维、抵达所述套圈筒的后部，所述延长器相对于所述第一卡圈位于所述套圈筒的相对侧上，其中，所述延长器附接到所述连接器壳体的所述内腔；和
弹簧，所述弹簧插置在所述套圈筒与所述延长器之间。
6.根据权利要求4所述的连接器，其中，所述套圈筒、所述第一卡圈和所述第二卡圈都由金属形成。
7.根据权利要求4所述的连接器，其中，所述第一花键和第二花键沿着所述套圈筒的所述外周表面以180度的间隔间隔开，并且所述第一突片和第二突片沿着所述第一卡圈的前面的边缘以180度间隔开，并且所述第一突片和第二突片相对于所述第一凹口和第二凹口以90度偏置。
8.一种多芯纤维连接器，所述连接器包括：
套圈；
多芯纤维，所述多芯纤维固定在所述套圈内；
套圈筒，所述套圈筒包围所述套圈的至少一部分，所述套圈筒包括至少一个花键，所述至少一个花键背离所述套圈筒的外周表面延伸；和
至少一个凹口，所述至少一个凹口接收所述至少一个花键，并且允许所述至少一个花键在所述至少一个凹口内沿着第一方向运动，所述第一方向平行于所述套圈的延伸方向；
其中，所述套圈筒是第一套圈筒并且所述套圈的所述部分是所述套圈的第一部分；其中，所述第一套圈筒被压配到所述套圈的所述第一部分上，使得一旦克服了存在于所述套圈与所述第一套圈筒之间的第一摩擦系数，所述套圈就能够在所述第一套圈筒内转动，并且所述连接器还包括：
第二套圈筒，所述第二套圈筒包围所述套圈的至少第二部分，其中，所述第二套圈筒的转动致使所述套圈在所述第一套圈筒内转动。
9.根据权利要求8所述的连接器，其中，所述第二套圈筒被压配到所述套圈的所述第二部分上，并且，在所述套圈与所述第二套圈筒之间存在第二摩擦系数，并且，所述第二摩擦系数大于所述第一摩擦系数。
10.根据权利要求8所述的连接器，其中，所述第二套圈筒附着到所述套圈。
11.根据权利要求8所述的连接器，还包括：
管，所述管附接到所述第二套圈筒，其中，所述管包括用于由工具接合以使得所述管转动的特征件，其中，所述管的转动致使所述第二套圈筒和所述套圈的相应转动。
12.根据权利要求8所述的连接器，还包括：
齿，所述齿附接到所述第二套圈筒的外部；和
开口，所述开口位于所述连接器壳体的一侧，从而提供了通到所述齿的通道，其中，所述齿能够被接合，以向所述第二套圈筒施加转动并且致使所述第二套圈筒转动，以致使所述多芯纤维的芯部对准。
13.根据权利要求8所述的连接器，还包括：
连接器壳体，所述连接器壳体具有接收所述第一套圈筒的内腔，其中，所述内腔包括接收所述至少一个花键的所述至少一个凹口。
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