CN109073838A - 具有套圈缩回平衡的基于套圈的光纤连接器 - Google Patents

具有套圈缩回平衡的基于套圈的光纤连接器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于套圈的光纤连接器，具有用于保持光学性能的套圈缩回平衡特性。所述光纤连接器包括连接器组件、连接器套筒组件和平衡弹性构件。所述连接器组件包括套圈和用于向前偏置所述套圈的弹性构件，并且所述连接器套筒组件包括壳体和套圈套筒，其中所述连接器组件至少部分地设置在所述壳体的所述通道中，并且所述连接器组件的所述套圈至少部分地设置在所述套圈套筒中。所述平衡弹性构件将所述壳体偏置到向前位置，其中偏置弹性构件具有预定弹性力，所述预定弹性力大于使所述套圈在所述套圈套筒内位移所需的摩擦力。

Description

具有套圈缩回平衡的基于套圈的光纤连接器
相关申请的交叉参考
本申请根据专利法要求2016年3月10日提交的美国临时申请号62/306,377，所述临时申请以引用的方式并入本文。
技术领域
本公开涉及具有可平移套圈与一个或多个光纤的光纤连接器，以及使用光纤连接器的电缆组件。更具体地，本发明涉及基于套圈的光纤连接器，具有平衡的套圈缩回特性以用于保持光学性能。
背景技术
光纤越来越多地用于各种应用，包括但不限于宽带语音、视频和数据传输。随着带宽需求增加，光纤正在向户外通信网络中的用户迁移，诸如在通向房屋应用(诸如FTTx等)的光纤中。为了解决在工厂环境外部的通信网络中进行光学连接的需要，开发了硬化光纤连接器。商业上最成功的硬化光纤连接器之一是由北卡罗来纳州希科里的Coming CableSystems，LLC出售的阳性插头连接器，诸如在美国专利号7,090,406和7,113,679('406专利和'679专利)中公开的并通过引用并入本文。连接器是硬化阳性插头连接器，用于端接被配置用于使用插座进行光学连接的电缆。如本文所用，术语“硬化”描述了旨在用于进行适于户外使用的环境密封式光学连接的连接器或插座端口，并且术语“非硬化”描述了不旨在用于进行环境密封式光学连接的连接器或插座端口，诸如SC连接器。
图1A-1C是现有技术描绘，示出了具有插头连接器5(诸如连接器)的预连接化电缆10与插座30的配合的各种阶段。在将插座连接器5与非硬化连接器配合时，插座30在第二端部(在这些视图中不可见)处使用用于对准套圈的适配器套筒将插头连接器5与标准SC连接器(即，非硬化连接器)配合。通常经由通过外壳壁安装插座30来完成对插座的非硬化连接器侧的保护，使得插座的非硬化端部设置在外壳内以用于非硬化连接器的环境保护。如图1A-1C所示，插座30的另一个端部是可接近的以用于在外壳壁处接收插头连接器5。其它应用可以在外壳内将插座30安装在支架等上。
插座30允许在光网络中的通常从室外空间过渡到室内空间的节点处进行硬化连接器(诸如插头连接器)与非硬化连接器(诸如SC连接器)之间的光学连接。图2描绘在美国专利号6,579,014中进一步详细描述的插座30的分解图。如图所示，插座30包括插座壳体12和设置在其中的适配器套筒18。插座30在第二端部16处接收非硬化连接器，如指向左侧的箭头所示。适配器套筒18朝向插座30的第一端部14偏置，所述插座30的第一端部14使用弹簧38来接收连接器5。适配器套筒18朝向接收插头连接器5的第一端部14的偏置用于保持插头连接器于SC连接器之间的物理套圈-套圈接触以增加配合套圈之间的“浮动”。当配合时，插头连接器5的套圈未被闩锁到适配器套筒，并且插座30的弹簧38用于增加插头连接器与非硬化连接器的配合套圈之间的“浮动”并且因此被使用。
网络操作者经常期望在需要坚固连接点的空间中将第一硬化连接器光学连接到另一个硬化连接器，插座30不能实现这一点。因此，存在对光纤连接器的未解决需求，所述光纤连接器能够以快速且可靠的方式直接与另一硬化连接器配合，同时提供保持光学性能的加固解决方案。
发明内容
本公开涉及基于套圈的光纤连接器，具有套圈位移平衡结构以用于抑制套圈在光纤连接器内的位移的加载，这在与互补连接器配合时可导致过度的光衰减。如本文所讨论的，基于套圈的光纤连接器中的套圈缩回的平衡取决于与套圈和套圈套筒之间的摩擦力相关的若干因素，并且所公开的概念使用具有预定弹性力的平衡弹性构件，所述预定弹性力大于使所述套圈在所述套圈套筒内位移所需的摩擦力。所公开的概念对于直接与硬化插头连接器配合的硬化光纤连接器是有用的。作为举例，所述概念对于与硬化插头连接器配合的阴性硬化连接器是有用的，但是所公开的概念的其它应用也是可能的和有利的。因此，所述概念还允许光纤连接器的紧凑占地面积，因为空间布置比现有技术更加紧凑。
本公开的一个方面涉及一种光纤连接器，包括连接器组件，所述连接器组件包括套圈和用于向前偏置所述套圈的弹性构件、连接器套筒组件和平衡弹性构件。所述连接器套筒组件包括在第一端部与第二端部之间具有通道的壳体以及套圈套筒。在组装时，所述连接器组件至少部分地设置在所述壳体的通道中，并且所述连接器组件的所述套圈至少部分地设置在所述套圈套筒中。用于将所述壳体偏置到向前位置的平衡弹性构件包括预定弹性构件力，所述预定弹性构件力大于使所述套圈在所述套圈套筒内位移所需的摩擦力。举例来说，所述平衡弹性构件的预定弹性力可以是2.5牛顿或更大，但是其它预定弹性力也是可能的。
本公开的另一个方面涉及一种光纤连接器，包括连接器组件，所述连接器组件包括套圈和用于向前偏置所述套圈的弹性构件、连接器套筒组件和平衡弹性构件。所述连接器套筒组件包括在第一端部与第二端部之间具有通道的壳体以及套圈套筒。在组装时，所述连接器组件至少部分地设置在所述连接器套筒组件的通道中，并且所述连接器组件的所述套圈至少部分地设置在所述套圈套筒中。用于将所述壳体偏置到向前位置的所述平衡弹性构件包括为5牛顿或更大的预定弹性力。
本公开的又另一个方面涉及一种光纤连接器，包括连接器组件，所述连接器组件包括套圈和用于向前偏置所述套圈的弹性构件、连接器套筒组件和平衡弹性构件。所述连接器套筒组件包括在第一端部与第二端部之间具有通道的壳体以及套圈套筒和闩锁。在组装时，所述连接器组件至少部分地设置在所述连接器套筒组件的通道中，并且所述连接器组件的所述套圈至少部分地设置在所述套圈套筒中。所述平衡弹性构件用于将所述壳体偏置到向前位置，其中所述闩锁被配置用于在组装时接合所述连接器组件，并且所述平衡弹性构件包括预定弹性力，所述预定弹性力大于使所述套圈在所述套圈套筒内位移所需的摩擦力。
本公开的又另一个方面涉及一种光纤连接器，包括连接器组件，所述连接器组件包括壳体、套圈和用于向前偏置所述套圈的弹性构件、连接器套筒组件、平衡弹性构件以及阴性连接壳体。所述连接器套筒组件包括在第一端部与第二端部之间具有通道的壳体以及套圈套筒和闩锁。在组装时，所述连接器组件至少部分地设置在所述连接器套筒组件的通道中，并且所述连接器组件的所述套圈至少部分地设置在所述套圈套筒中。所述平衡弹性构件用于将所述壳体偏置到向前位置，其中所述闩锁被配置用于在组装时接合所述连接器组件，并且所述平衡弹性构件包括预定弹性力，所述预定弹性力大于使所述套圈在所述套圈套筒内位移所需的摩擦力。所述阴性联接壳体包括用于接收互补连接器的开口。
本发明还公开了一种组装光纤连接器组件的方法，包括：提供连接器组件，所述连接器组件包括套圈和用于向前偏置所述套圈的弹性构件；提供连接器套筒组件，所述连接器套筒组件包括在第一端部与第二端部之间具有通道的壳体、套圈和闩锁；将所述连接器组件至少部分地插入所述连接器套筒组件的通道中并将所述套圈至少部分地插入所述套圈套筒中；以及安装平衡弹性构件以用于将所述连接器套筒组件偏置到向前位置，其中所述连接器组件的闩锁与所述连接器组件接合，其中所述偏置弹性构件具有预定弹性力，所述预定弹性力大于使所述套圈在所述套圈套筒内位移所需的摩擦力。
附加的特征和优点将在下面的详细描述中阐述，并且部分地对于本领域技术人员来说从该描述是显而易见的，或者通过实践本文所述的描述来认识，包括下面的详细描述、权利要求以及附图。
应当理解的是，本实施方式的以上概述和以下详述均意图提供用于理解本权利要求的性质和特征的概观或框架。包括附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图并入本说明书中并构成其一部分。附图示出各种实施方式，并且连同本说明书用于解释原理和操作。
附图说明
图1A-1C示出具有硬化连接器(诸如阳性插头连接器)的常规预连接化光纤分支电缆的部分，所述硬化连接器被插入常规插座并与常规插座连接以用于对准并使硬化连接器与非硬化连接器配合；
图2是诸如图1A-1C所描绘的常规插座的局部分解图，所述常规插座用于将硬化连接器与非硬化连接器配合；
图3是根据现有技术的图2的常规插座的示意性力加载图，所述常规插座具有其浮动偏置弹簧结构；
图4是根据本文公开的概念的具有套圈缩回平衡结构的光纤连接器的示意性力加载图；
图5和图6描绘光纤连接器的简化示意图，分别描绘了光纤连接器的组装前和组装后状态，所述光纤连接器具有如本文公开的用于抑制套圈位移加载的套圈缩回平衡结构；
图7是图6的光纤连接器的示意性图示，描绘在平衡弹性构件通过壳体的闩锁来定位适配器套筒时相对于套圈保持套圈套筒的摩擦；
图8是图7的光纤连接器的示意性图示，描绘与合适的配合连接器的对准；
图9是在与配合套圈配合期间的图8的光纤连接器和配合连接器的示意性图示，所述配合套圈首先与连接器套筒组件的壳体中的套圈套筒进行接触；
图10是在相应联接器的配合套圈与套圈套筒接触器件的图9的光纤连接器和配合连接器的示意性图示；
图11是在将配合连接器进一步插入时配合以及传递力以推动连接器套筒期间的图10的光纤连接器和配合连接器的示意性图示，使得如指向左侧的箭头所示，力被传递到偏置弹性构件并提供套圈缩回平衡；
图12是在完成配合时的图11的光纤连接器和配合连接器的示意性图示，描绘了具有偏置弹性构件的光纤连接器，所述偏置弹性构件所具有得预定弹性力大于使套筒移位并提供套圈缩回平衡所需的摩擦力；
图13是穿过根据本文公开的概念的说明性光纤连接器的外壳体的局部剖视图，所述说明性光纤连接器具有连接器组件、连接器套筒组件和平衡弹性构件；
图14是图13的说明性光纤连接器的分解图；
图15是图13的说明性光纤连接器的局部分解图；
图16是图13的光纤连接器的子组件的部分组装图；
图17是图16的子组件的剖视图，示出进一步的细节；
图18和图19描绘图16和图17的光纤连接器的子组件的连接器套筒组件的壳体和弹簧座的进一步细节；
图20-22描绘图13的光纤连接器的外壳体的进一步细节；
图23是穿过根据本文公开的概念的另一个说明性光纤连接器的壳体的局部剖视图，所述说明性光纤连接器具有连接器组件、连接器套筒组件和平衡弹性构件，并且其与类似于图1A-1C所示那样的阳性插头连接器配合；
具体实施方式
现在将详细参考本公开的实施方式，所述示例性实施方式的实例在附图中示出。只要有可能，相同的参考数字将用于指代相同的部件或部分。
本文描述的光纤连接器和电缆组件适合于与常规阳性硬化插头连接器进行光学和/或光电连接(如果电连接包括在连接器中)。尽管本文公开的概念是相对于用于与阳性硬化插头连接器(OptiTap连接器)光学连接的阴性硬化光纤连接器进行说明的，但所公开的概念可以与其它硬化或非硬化的光纤连接器一起使用并且不限于这种特定的光学连接。
通过平衡套圈缩回并抑制可能在组装期间和/或配合期间发生的光纤连接器中套圈位移的加载，本公开的概念有利地允许用于基于套圈的光纤连接器的稳健且可靠的光学连接，由此避免过度的光衰减。如下所述，基于套圈的光纤连接器中的套圈缩回的平衡取决于若干因素，但所公开的概念将摩擦力引导到对准套筒中的套圈到套圈力以抑制光纤连接器中的套圈位移的加载。
出于解释的目的，使用图3的示意性力加载图来解释图2的现有技术插座30的操作。此后，将使用图4的示意性力加载图以及附图中示出的光纤连接器100的示例性实施方式来详细参考本文公开的概念。如图所示，示意性力加载图是示出根据本申请的常规插座30(图3)和光纤连接器100(图4)的不同结构的模型。
图3是图2的常规插座30的示意性力加载图，描绘了其用于使硬化连接器与非硬化连接器配合的“浮动偏置弹簧”结构。在插座30的“浮动偏置弹簧”结构中，非硬化连接器8作为一个单元与适配器套筒18一起浮动。图3描绘围绕适配器套筒18和非硬化连接器8绘制的虚线，并且虚线表示根据现有技术的常规插座30的在插座壳体12内“作为一个单元浮动”的适配器套筒18和非硬化连接器8。如图所示，弹簧38使浮动单元朝向接收插头连接器5的插座30的第一端部14偏置。指向左侧的图3的箭头表示硬化连接器(诸如插入插座30中的插头连接器5)的插入方向。
另一方面，本申请的光纤连接器和光纤电缆组件具有与具有“浮动偏置弹簧”结构的插座30不同的结构和操作。与插座30不同，本文公开的光纤连接器不具有相对于连接器壳体一起移动的浮动单元(即，作为一个单元“浮动”的适配器套筒和非硬化连接器)。
由图4表示的本申请的概念公开了包括套圈缩回平衡结构的光纤连接器。与图2的示意性力加载图所示的现有技术插座30不同，图4的光纤连接器100具有连接器组件52，所述连接器组件52固定(即，被禁止自由行进)到光纤连接器，诸如固定到光纤连接器100的连接器壳体164，并且连接器套筒组件136相对于连接器壳体164浮动。使连接器组件52“固定”到光纤连接器意味着连接器组件被光纤连接器的一部分(诸如光纤连接器的内部部分，如可以固定连接器组件的保持体)阻止行进，或者可以取决于连接器的结构通过连接器的外部部分(诸如外壳体)来阻止行进。图4中描绘的光纤连接器100的结构具有与图2的插座30的结构非常不同的操作。
如图4中描绘的，在连接器组件52固定到光纤连接器的情况下，可能发生套圈位移的“加载”，这可导致过度水平的光衰减。本申请通过使用用于本文公开的光纤连接器的套圈缩回平衡结构来解决套圈移位的问题，并且旨在平衡掉在组装和配合期间与套圈套筒摩擦相关的力。
根据所公开的概念的具有套圈位移平衡结构的光纤连接器100包括连接器组件52、连接器套筒组件136和一个或多个平衡弹性构件130以用于抑制光纤连接器内的套圈位移的加载。所公开的概念可以是各种不同连接器结构的实施方式。此外，一个或多个平衡弹性构件可以采用任何合适的形式(诸如波形弹簧、螺旋弹簧、板弹簧等)以提供预定的弹性力。
根据所公开的概念的光纤连接器100包括平衡弹性构件130以用于将连接器套筒组件136的壳体133偏置到向前位置。如所使用的，“向前位置”是从连接器后部指向光纤连接器配合面的方向。
偏置弹性构件130具有预定弹性力，所述预定弹性力大于使连接器组件52的套圈52b在连接器套筒组件136的套圈套筒135内移位所需的摩擦力，以提供套圈缩回平衡结构。下面更详细地解释了具有预定弹性力的偏置弹性构件130的使用细节，所述预定弹性力大于使连接器组件52的套圈52b在连接器套筒组件136的套圈套筒135内移位所需的摩擦力。
本文公开的光纤连接器包括连接器组件52，所述连接器组件52包括套圈52b和弹性构件52c。作为举例而非限制，合适的连接器组件可以包括LC、SC以及根据需要具有套圈和套圈套筒布置的其它连接器组件。本文公开的光纤连接器有利于有效且经济地简化光纤网络的部署和安装，因为它们提供稳健且可靠的操作。此外，根据所公开的概念的不同连接器设计可能对平衡弹性构件具有不同的力要求，因为套圈在套圈套筒内移位所需的摩擦力可能因连接器类型而变化。在一个实施方式中，平衡弹性构件130具有2.5牛顿或更大的弹性构件力，但是根据所公开的概念，其它值也是可能的，诸如5牛顿或更大或甚至8牛顿或更大。作为解释而非限制，SC连接器的摩擦力可以大于LC连接器的摩擦力，因为SC连接器具有套圈，所述套圈具有与相应套圈套筒接触的更大表面积。
举例来说，如果套圈具有约2.5毫米的直径(诸如在SC连接器组件中)，则平衡弹性构件可以具有5牛顿或更大的预定弹性力。如果套圈具有较小的直径(诸如约1.25毫米)，如同在LC连接器组件中使用的那样，则平衡弹性构件可具有2.5牛顿或更大的预定弹性力。这些是解释性实例，并且预定弹性力的其它值是可能的。
图5-12描绘了另外的示意性图示，示出使用本文公开的概念来阻止套圈位移的“加载”的光纤连接器100的组装和操作。图8-12示出光纤连接器100在与互补连接器配合期间的操作以解释进一步详细公开的概念。
常规连接器的问题在于，通常具有套圈的一个连接器组件被预先插入连接器套筒组件中，从而创建光纤连接器。稍后，将配合连接器插入光纤连接器100中(如图4中的箭头所示)以表示用于进行光学连接的插头连接器的插入。尽管光纤连接器100的配合连接器组件和由箭头表示的配合插头连接器两者是类似的，但插头连接器和光纤连接器100的单独连接器组件在配合期间的行为不类似。光纤连接器的基于陶瓷的套圈轴向对准以用于在使用套圈套筒135的配合期间进行物理接触，所述套圈套筒135与插入其中的套圈进行精确配合。然而，该套圈套筒135定位在连接器套筒组件136的壳体133内，使得它“松散地俘获”在壳体133内。“松散地俘获”意味着套圈套筒135被保持在壳体133内，使得在套圈进入时它没有阻碍扩展，同时具有容纳配合套圈的初始配合角度的变化的空间，并且套圈套筒135也可以轴向移动。需要套圈套筒的这些移动以允许套圈面的对准和适当配合，从而用于抑制配合连接器中的过度光衰减。
在组装期间必须克服陶瓷套圈与套圈套筒之间的摩擦力。考虑在套圈套筒内“预定位”第一光纤连接器的套圈，因此套圈的端面大约设置在套圈套筒的长度内。在该“预定位”期间，“松散地俘获”在壳体内的套圈套筒被“推动”到壳体内远离已插入套圈的最远点(即，到达其等待互补配合套圈的远端)。由于套圈套筒凸缘连接器组件的套圈之间的静摩擦力，套圈套筒将不会从该位置自行移动。
当互补连接器的配合套圈在配合期间遇到第一光纤连接器的套圈套筒时，配合套圈致使套圈套筒“打开”以接收配合套圈。一般而言，套圈套筒通常具有引入特征(诸如倒角)以便于该初始过渡。一旦“打开”，配合套圈可以插入套圈套筒中，直到它遇到第一光纤连接器的套圈以用于在配合期间进行物理接触。然而，配合套圈/套圈套筒可能从大致中心位置移位，这可能导致过度的光衰减和/或其它性能问题。例如，插头连接器的配合套圈可以移位的距离大于与第一光纤连接器配合的插头连接器的设计参数。尽管仍然可以配合连接器，但是套圈的这种不均匀位移是不希望的并且可能导致光衰减水平升高、降低可靠性和/或引起配合连接器的其它问题。
本申请通过提供具有套圈缩回平衡结构的光纤连接器来解决在配合期间的套圈的不平衡位移的这个问题。图5和图6分别描绘了组装前插入力和位移，并且图7描绘具有如本文所公开的套圈缩回平衡结构的光纤连接器100的组装后状态。
图5描绘在壳体133的闩锁133a固定连接器组件52之前并在接触一个或多个平衡弹性构件130以施加恢复力之前，连接器组件52的套圈52b插入连接器套筒组件136中。如图所示，套圈套筒135大体设置在壳体133的通道的中间并且是“松散地俘获”的。套圈52b精确装配在套圈套筒133内以用于精确对准固定在相应装配套圈中的光纤的光学芯。由于这种精确装配，套圈52b在组装期间接触套圈套筒133(如图5的圆圈部分所示)并且在连接器套筒组件136被推到连接器组件52上直到它碰到硬停止时，套圈产生将套圈套筒135推动并移位到壳体133内的右侧的力。
继续将连接器组件52插入连接器套筒组件136中，直到壳体133的闩锁臂上的闩锁133a接合并克服几何形状以将连接器组件52固定在连接器套筒组件中，如图6所示。在组装期间，闩锁臂将在闩锁133a的斜面上偏转，直到闩锁133a克服连接器组件52并卡扣和固定连接器组件52。此时，套圈套筒135向右移位，使得套圈套筒135接触壳体133的远端并由壳体133的远端停止，如图6的最右边的圆圈部分所示。
在移除用于连接器套筒组件136的插入力时，平衡弹性构件130提供恢复力以将连接器套筒组件的壳体133移回右侧以便消除壳体133与连接器组件52之间的间隙(图6)，如图7所示。
图7是图6的光纤连接器的示意图，描绘在平衡弹性构件130将适配器套筒组件136定位成大致接触与壳体133的闩锁133a时相对于套圈52b保持套圈套筒135的摩擦。一般而言，这是光纤连接器100所保持的状态，直到与互补连接器配合为止。
使用一个或多个平衡弹性构件130的光纤连接器100的这种结构允许连接器套筒组件136的壳体133轴向地朝向光纤连接器壳体164平移预定距离。该平移具有以下效果：使壳体133相对于套圈套筒133移动，缓解硬停止，并且通过允许相对的连接器组件52的弹簧52c在基本上没有附加的力矢量当前情况下相互作用来允许连接器组件52的套圈52b与配合套圈“平衡”。
图8是所组装的光纤连接器100的示意图，所述光纤连接器100被描绘为与示意性地示出的合适配合连接器200对准。图9是图8的光纤连接器100和配合连接器200的示意性图示，示出套圈252b在连接器套筒组件136的壳体133中与套圈套筒135首次接触。
当套圈套筒135由于套圈套筒克服摩擦力而被推向左侧时，一个或多个平衡弹性构件130有效地用作在腔体内形成的止动件并且抑制套圈移位的最坏情况。如果连接器组件52的弹簧52c的力和套圈套筒的摩擦都与配合连接器200的弹簧252c相对，则会发生最坏情况的套圈位移，所述力差异将把套圈缩回和额外的光纤累积委托给配合连接器200。因此，当一个或多个平衡弹性构件130具有的预定弹性力大于使连接器组件52的套圈52b在套圈套筒135内移位所需的摩擦力时，最坏的情况被禁止并且光纤连接器性能被保留。
如图10和图11中示意性地描绘的，套圈52b和252b的配合端面之间的接触与配合连接器200在光纤连接器100的连接器套筒组件136内遇到硬停止大约同时发生。出于解释的目的，对于一个或多个平衡弹性构件130的作用，假设套圈套筒135完全重新定位直到由壳体135轴向支撑。利用套圈套筒135摩擦所形成的阻力与连接器组件52的弹簧52c的组合，配合套圈252b克服摩擦力直到套圈52b和252b的配合端面形成物理接触。
选择一个或多个平衡弹性构件130以提供预定的弹性构件力，所述预定弹性构件力大于使套圈52b在套圈套筒135内的位移所需的摩擦力并抑制最坏情况。
图11描绘当配合连接器200的壳体252a之间发生接触时，可能发生全力传递，并且图12是快速连续发生的配合的完成，但为了解释而分别示出。在配合和进一步插入配合连接器200期间，传递力推动适配器套筒组件，使得如指向左侧的箭头所示，力被传递到一个或多个偏置弹性构件130并提供套圈缩回平衡。一旦力超过预定弹性力(诸如5牛顿或更大)，就可以克服一个或多个平衡弹性构件130。此时，两个套圈52b、252b基于遇到的摩擦与套圈套筒135形成一个单元。当壳体135移位时，它移除套圈套筒135与壳体135之间的轴向接触，如图11所描绘的。在套圈套筒133的轴向支撑被移除的情况下，仅在所形成的套圈52b/套圈套筒135/套圈252b子组件内有摩擦力，并且因此这些摩擦力对于轴向加载相应套圈52b、252b以用于物理接触的弹簧52c、252c的平衡是无效的。
图12描绘光纤连接器100与配合连接器200之间的配合的完成。通过从等式中移除套圈套筒135的摩擦力，光纤连接器100与配合连接器200的配合用作正常系统，其中弹簧52c、252c的平衡用于通过物理接触轴向地加载相应的套圈52b、252b并保持光学性能。
应当注意的是，光纤连接器的光学性能还可以取决于所使用的光纤电缆设计。配合连接器壳体与连接器套筒组件之间的硬停止限制了轴向干涉量并且确定由于套圈缩回而在连接器中产生的最大额外光纤长度。吸收连接器中的额外光纤长度的能力可能取决于许多因素，如光纤电缆结构、封装光纤的腔的尺寸，但通常是相对较小的值(诸如几百微米的量级)并且可能影响光学性能。
具有用于抑制套圈位移的套圈缩回平衡特性的基于套圈的光纤连接器的概念可以体现在许多不同的光纤连接器配置中。使用所公开的概念的以下光纤连接器是出于解释的目的，并且适合于与类似于图1A-1C所示那样的OptiTap插头连接器直接配合。通过描述，图13-15中描绘的光纤连接器100是同轴式阴性硬化连接器的第一实施方式，并且光纤连接器100'是根据本文公开的概念的同轴式阴性硬化连接器的第二实施方式。当然，使用权利要求的概念的其它光纤连接器也是可能的，诸如与其它类型的硬化连接器一起使用。
图13和图16描绘光纤连接器100和100'，作为相应电缆组件的部分，还包括附接到相应连接器的光纤电缆140。光纤电缆140可以包括一个或多个光纤、一个或多个拉伸元件(诸如加强构件或加强部件)以及电缆护套，但其它合适的部件也是可能的。光纤电缆140的拉伸元件通常固定到光纤连接器100的电缆附接区域。
图13是穿过根据本文公开的概念的说明性光纤连接器100的壳体164的局部剖视图，所述说明性光纤连接器100具有连接器组件52、连接器套筒组件136和一个或多个平衡弹性构件130。图14和图15分别描绘光纤连接器100的分解图。图16和图17分别描绘光纤连接器100的子组件的局部分解图和组装图以示出该实施方式的进一步细节。
图13描绘光纤连接器100，具有通过阴性联接壳体164附接到其上的防尘罩168。阴性联接壳体164的尺寸被设置成用于在前端开口内接收阳性插头连接器5以用于直接光学配合。光纤连接器100具有相对小的形状因数并以适当定向对准插头连接器5，因此它可以仅在一个方向上配合。此外，光纤连接器100与插头连接器5之间的光学联接是环境密封的。附加地，光纤连接器100可以根据需要与插头连接器5光学联接和分离。
光纤连接器100包括连接器组件52、具有至少一个壳155a(如图所示，形成主体的两个壳155a)的主体155、任选压接带157、连接器套筒组件136和阴性联接壳体164。光纤连接器100还可以包括其它任选部件，诸如电缆防护套166、热缩管167、第二压接带153和/或一个或多个O形环。为了减小和简化复杂性，光纤连接器100可以根据需要使用许多与插头连接器5的零件或其它标准零件相同的零件；然而，某些部件特定于光纤连接器100。举例来说，光纤连接器100可以包括工业标准SC型连接器组件52或类似物，具有连接器主体52a、套圈保持器(不可见)中的套圈52b、弹簧52c(不可见)以及弹簧推动件52d。然而，任何实施方式可以使用任何合适的连接器组件(诸如SC或LC连接器组件)，具有套圈和连接器壳体以及其它合适的部件。
尽管术语主体被示为具有压接带，但主体不需要压接或压接带，并且可以使用其它固定装置(诸如粘合剂等)以用于将壳体155a固定在一起。压接带157还可以用于固定光纤电缆140的拉伸元件。例如，拉伸元件可以是附接在主体155的外筒与压接带157之间的多个拉伸纱线。在其它实施方式中，一个或多个加强部件(诸如GRP杆)可以固定到光纤连接器的电缆附接区域(诸如在壳155a之间)。任选的第二压接带153可以用于其中期望将光纤电缆直接应变释放到连接器组件52的电缆或结构。举例来说，诸如芳族聚酰胺纱线的拉伸元件可以使用第二压接带153固定到连接器组件52以用于提供应变消除。光纤连接器还可以包括防尘罩168，但是使用更少或更多的部件的其它合适配置也是可能的。例如，光纤连接器100还可以根据需要包括用于防尘罩168的任选系索(未标号)，因此防止其丢失或与组件分离。
一般而言，光纤连接器100的大多数部件由合适的聚合物形成，但是诸如金属的其它材料也是可能的。在一个实例中，如果部件暴露于元件，则聚合物是UV稳定化的聚合物，诸如可从GE Plastics获得的ULTEM 2210；然而，其它合适的聚合物材料也是可能的。例如，不锈钢或任何其它合适的金属可以根据需要用于各种部件。
连接器套筒组件136的壳体133可以被形成为单个部件或者形成为具有多于一个部件的组件。在该实施方式中，连接器套筒组件136的壳体133由若干部件形成，如图17中最佳所示，由此使连接器套筒的特征更容易制造。然而，本文公开的概念可以与任何合适的连接器套筒组件一起使用。壳体133还包括用于固定连接器组件52的闩锁133a，但是闩锁133a在图中不可见。
连接器套筒组件136的壳体133具有从第一端部131到第二端部132的贯通通道，用于以松散地俘获的方式接收套圈套筒135并将光纤连接器100和配合连接器的相应套圈对准，如本文所讨论的。具体地，当组装时，连接器套筒组件136装配在阴性联接壳体164内并用于将光纤连接器100的套圈52b与插头连接器5的对应套圈对准。连接器套筒组件136包括壳体133、套圈套筒135和弹簧座137。
如图所示，套圈套筒135具有设置在壳体133内的部分并通过弹簧座137固定在其中。具体地，套圈套筒135的凸缘(未标号)使用壳体133的凹部来对准到壳体133，并且弹簧座137附接到壳体133以用于将套圈套筒135的凸缘捕获和固定在壳体133与弹簧座137之间。在该实施方式中，平衡弹性构件130是波形弹簧，其一个端部坐置在弹簧座137上并且另一个端部坐置在主体155的前部以用于将壳体133偏置到向前位置。如图16和图17最佳所示，当组装连接器时，平衡弹性构件130的一部分被设置成从连接器组件52径向外侧。然而，根据本文公开的概念，平衡弹性构件的其它布置或配置是可能的。
除了连接器套筒组件136具有在第一端部131与第二端部132之间的通道136a的之外，它还包括一个或多个连接器套筒定向特征。连接器套筒定向特征可以具有用于与阴性联接壳体上的一个或多个联接壳体定向特征协作的许多不同的合适结构(诸如凸耳、突片、开口等)。在所示的实施方式中，连接器套筒组件136包括第一凸耳136b和第二凸耳136c，其用于将连接器套筒组件136装配到阴性联接壳体164中。换句话说，连接器套筒组件136使用具有不同形状的第一突片136b和第二突片136c来仅沿一个方向装配到阴性联接壳体164中，如下所述。
连接器套筒组件136任选地包括定向轨道139(图18)以用于允许阴性硬化插头连接器150的连接器组件52仅以单个定向组装到连接器套筒组件136中。定向轨道139具有仅允许连接器主体52a的窄端在组装期间邻接定向轨道139的轮廓。
壳体164可以具有使用本文公开的概念的光纤连接器的任何合适结构。如图20-22中最佳所示，阴性联接壳体164具有细长结构，其中通道163从前端161处的开口延伸到后端162并且被尺寸使得在被适当对准时，插头连接器5的护罩装配到通道163的前端161中。因此，插头连接器5可以直接与光纤连接器100配合以用于在其间进行光学连接。如图所示，阴性联接壳体164包括位于前端的第一部分，所述第一部分包括直接与插头连接器5的互补外螺纹协作的内部连接部件(诸如内螺纹165)。一旦插头连接器5附接到光纤连接器100，则组件就适合于在其间进行光学连接。
阴性联接壳体164包括用于对准和固定连接器套筒组件136的特征以及用于正确定向插头连接器5的对准特征。在一个实施方式中，阴性联接壳体164包括整体形成在侧壁(即，设置在侧壁上)的止动凸缘164a，设置在内螺纹165的后方。止动凸缘164a被配置成使得其仅允许插头连接器5的护罩以一个定向完全坐置在阴性联接壳体164内以用于键合光学联接。换句话说，插头连接器5的护罩具有不同形状的对准指状物，并且止动凸缘164a通过防止较大对准指状物经过止动凸缘164a插入阴性联接壳体164中而仅允许插头连接器5以一个定向完全坐置以用于光学联接。阴性联接壳体164还包括在通道内并设置在止动凸缘164a的后方的搁架(不可见)。搁架164d具有用于接收连接器套筒组件136的互补形状并且包括第一保持特征164b和第二保持特征164c。搁架164d具有大致矩形的形状，与连接器套筒组件136的大致矩形的形状协作以使得其装配在阴性联接壳体164的通道内。第一保持特征164b和第二保持特征164c具有与设置在连接器套筒组件136上的突片136b、136c协作的不同尺寸，以使得其可以仅以一个定向完全坐置到搁架164d中。此外，止动凸缘164a具有相对于第一保持特征164b和第二保持特征164c的特定定向。
在完全组装时，主体155装配到阴性联接壳体164中并且被键合以引导将其以正确定向插入联接壳体164中。在这种情况下，壳155a包括在主体155的相对侧上的平坦表面以抑制主体155与阴性联接壳体164之间的相对旋转。在其它实施方式中，主体155可以使用诸如互补突起/凹槽等的其它配置来键合到阴性联接壳体164。
壳体164的后端162包括具有减小的截面的第二部分(未标号)。第二部分用于固定热缩管167以用于在壳体164与光纤电缆140之间提供环境保护并使电缆组件防风雨。热缩管167的另一个端部围绕电缆护套的一部分设置，由此阻止水进入光纤连接器100。此外，第二部分允许保防护套166附接到联接壳体164的后端162。在附接热缩管167之后，防护套166可以在热缩管167上滑动。具体地，放护套166可以在阴性联接壳体164的后端162处定位在收缩管167上方以用于为电缆组件提供进一步的弯曲应变消除。
防护套166可以由诸如KRAYTON等的柔性材料形成。热缩管167和防护套166通常抑制扭结并为光纤连接器100附近的电缆140提供弯曲应变消除。放护套166具有纵向通道(不可见)并且可具有穿过其中的阶梯形轮廓。防护套通道的第一端部的尺寸被设置成装配在热缩管167的上方。防护套通道的第一端部具有下阶梯形部分，其被设定尺寸以用于电缆140或可以使用的其它合适电缆和热缩管167，并且用作指示防护套完全坐置的止动件。防尘罩168具有外螺纹，其用于接合阴性联接壳体164的内螺纹以进行附接并由此防止灰尘和碎屑通过阴性联接壳体164的前端161进入光纤连接器100。此外，防尘罩168可以包括O形环，其用于在安装时在光纤连接器100与防尘罩168之间提供防风雨的密封。
图16是穿过另一个说明性光纤连接器100的外壳体的局部剖视图。光纤连接器100'类似于连接器100，并且包括根据本文公开的概念的连接器组件52、连接器套筒组件136和平衡弹性构件130，但光纤连接器100'具有与光纤连接器100不同的结构。
具体地，光纤连接器100'使用具有不同光纤电缆140的不同主体155'。代替光纤连接器100中使用的壳155a，光纤连接器100'具有单片体155'，具有插入并使用粘合剂来固定的光纤电缆。附加地，光纤连接器100'的平衡弹性构件130被配置为螺旋弹簧，坐置在光纤连接器的一部分和连接器套筒组件136的壳体133上。
图16描绘与类似于图1A-1C中所示那样的插头连接器5配合的光纤连接器100'。如图所示，阳性插头连接器5的护罩具有不同形状的对准指状物并且在配合时，止动凸缘通过防止经过止动凸缘将较大对准指状物插入阴性联接壳体164中而仅允许插头连接器5以一个定向完全坐置以用于光学联接。在一个实施方式中，在阴性联接壳体164上标记正确的配合定向(诸如对准标记)，使得工匠可以快速且容易地将光纤连接器100与插头连接器5配合。例如，对准标记可以是模制到阴性联接壳体164中的箭头或点，然而也可以使用其它合适的标记。此后，工匠将内部附接特征165(诸如阴性联接壳体164的内螺纹)与插头连接器5的互补外螺纹接合以用于进行图16所示的光学连接。
附加地，仅通过经由将插头连接器5上的联接螺母与诸如光纤连接器100的阴性联接壳体164的内螺纹的附接特征165螺纹接合或脱开而将插头连接器5与光纤连接器100配合或脱开配合，可以容易地连接或断开光学连接。尽管已经参考说明性实施方式及其具体实例在本文中示出和描述了本公开，但对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，其它实施方式和实例可以执行类似的功能和/或实现相同的结果。所有这些等同的实施方式和实例都在本公开的精神和范围内并且旨在由所附权利要求涵盖。对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所公开的概念进行各种修改和变化。因此，旨在本申请涵盖修改和变型，只要所述修改和变型在所附权利要求书和其等效物的范围内即可。

Claims (41)

1.一种光纤连接器，包括：
连接器组件，包括套圈和用于向前偏置所述套圈的弹性构件；
连接器套筒组件，包括在第一端部与第二端部之间具有通道的壳体以及套圈套筒，其中所述连接器组件至少部分地设置在所述壳体的所述通道中，并且所述连接器组件的所述套圈在组装时至少部分地设置在所述套圈套筒中；以及平衡弹性构件，用于将所述壳体偏置到向前位置，所述偏置弹性构件包括预定弹性力，所述预定弹性力大于使所述套圈在所述套圈套筒内位移所需的摩擦力。
2.如权利要求1所述的光纤连接器，其中所述预定弹性力为2.5牛顿或更大。
3.如权利要求1或2所述的光纤连接器，其中所述套圈的直径为约2.5毫米并且所述预定弹性力为5牛顿或更大。
4.如权利要求1或2所述的光纤连接器，其中所述套圈的直径为约1.25毫米并且所述预定弹性力为2.5牛顿或更大。
5.如权利要求1-4中任一项所述的光纤连接器，其中所述连接器套筒组件包括闩锁，并且所述平衡弹性构件向前偏置所述连接器套筒组件，其中所述闩锁在组装时接合所述连接器组件。
6.如权利要求1-5中任一项所述的光纤连接器，其中所述平衡弹性构件的一部分被设置成从所述连接器组件的径向向外。
7.如权利要求1-6中任一项所述的光纤连接器，其还包括用于所述连接器套筒组件的止动件。
8.如权利要求1-7中任一项所述的光纤连接器，包括所述平衡弹性构件的一部分的所述光纤连接器接触所述连接器套筒组件。
9.如权利要求1-8中任一项所述的光纤连接器，其还包括套圈保持器，并且所述连接器组件的所述弹性构件在组装时向前偏置所述套圈保持器和所述套圈。
10.如权利要求1-9中任一项所述的光纤连接器，其还包括阴性联接壳体，所述阴性联接壳体包括用于接收互补连接器的开口。
11.如权利要求1-3或5-10中任一项所述的光纤连接器，所述连接器组件还包括壳体并且所述连接器组件是SC连接器组件。
12.如权利要求1-11中任一项所述的光纤连接器，其还包括压接带。
13.如权利要求1-12中任一项所述的光纤连接器，其作为电缆组件的一部分，所述电缆组件还包括附接到所述光纤连接器的光纤电缆。
14.如权利要求13所述的光纤连接器，其中所述光纤电缆还包括固定到电缆附接区域的加强构件。
15.如权利要求13所述的光纤连接器，其还包括所述光纤电缆的拉伸元件，所述拉伸元件是附接在所述主体的外筒与压接带之间的多个拉伸纱线或者设置在所述主体的第一壳与第二壳之间的一个或多个加强部件。
16.如权利要求13-15中任一项所述的光纤连接器，其还包括使用压接带和/或粘合剂来固定的第一壳和第二壳。
17.如权利要求13所述的光纤连接器，其中所述光纤电缆具有光纤，所述光纤具有进入所述主体并进入所述连接器组件的缓冲层。
18.如权利要求13-17中任一项所述的光纤连接器，所述电缆组件还包括防护套。
19.一种光纤连接器，包括：
连接器组件，包括套圈和用于向前偏置所述套圈的弹性构件；
连接器套筒组件，包括在第一端部与第二端部之间具有通道的壳体以及套圈套筒，其中所述连接器组件至少部分地设置在是连接器套筒组件的通道中并且所述套筒在组装时至少部分地设置在所述套圈套筒中；以及
平衡弹性构件，用于将所述连接器套筒组件偏置到向前位置，所述偏置弹性构件包括为5牛顿或更大的预定弹性力。
20.如权利要求19所述的光纤连接器，其中所述套圈的直径约为2.5毫米。
21.如权利要求19所述的光纤连接器，其中所述套圈的直径约为1.25毫米。
22.如权利要求19-21中任一项所述的光纤连接器，其中所述
连接器套筒组件包括闩锁，并且所述平衡弹性构件向前偏置所述连接器套筒组件，其中所述闩锁在组装时接合所述连接器组件。
23.如权利要求19-22中任一项所述的光纤连接器，其中所述平衡弹性构件的一部分被设置成从所述连接器组件的径向向外。
24.如权利要求19-23中任一项所述的光纤连接器，其还包括用于所述连接器套筒组件的止动件。
25.如权利要求19-24中任一项所述的光纤连接器，其中所述平衡弹性构件的一部分接触所述连接器套筒组件。
26.如权利要求19-25中任一项所述的光纤连接器，所述连接器组件还包括套圈保持器，并且所述连接器组件的所述弹性构件向前偏置所述套圈保持器和所述套圈。
27.如权利要求19-26中任一项所述的光纤连接器，其还包括阴性联接壳体，所述阴性联接壳体包括用于接收互补连接器的开口。
28.如权利要求19、20或22-27中任一项所述的光纤连接器，其中所述连接器组件是SC连接器组件。
29.如权利要求19-28中任一项所述的光纤连接器，其还包括压接带。
30.如权利要求19-29中任一项所述的光纤连接器，其作为电缆组件的一部分，所述电缆组件还包括附接到所述光纤连接器的光纤电缆。
31.如权利要求30所述的光纤连接器，其中所述光纤电缆包括固定到电缆附接区域的加强构件。
32.如权利要求30或31所述的光纤连接器，其还包括所述光纤电缆的拉伸元件，所述拉伸元件是附接在所述主体的外筒与压接带之间的多个拉伸纱线或者设置在所述主体的第一壳与第二壳之间的一个或多个加强部件。
33.如权利要求30-32中任一项所述的光纤连接器，其中所述光纤连接器还包括使用压接带和/或粘合剂来固定的第一壳和第二壳。
34.如权利要求30-33中任一项所述的光纤连接器，其中所述光纤电缆具有光纤，所述光纤具有进入所述主体并进入所述连接器组件的缓冲层。
35.如权利要求30-34中任一项所述的光纤连接器，所述电缆组件还包括防护套。
36.一种光纤连接器，包括：
连接器组件，包括套圈和用于向前偏置所述套圈的弹性构件；
连接器套筒组件，包括在第一端部与第二端部之间具有通道的壳体、套圈套筒和闩锁，其中所述连接器组件至少部分地设置在是连接器套筒组件的通道中并且所述套筒在组装时至少部分地设置在所述套圈套筒中；以及
平衡弹性构件，用于将所述连接器套筒组件偏置到向前位置，其中所述闩锁被配置用于在组装时接合所述连接器组件，并且所述偏置弹性构件包括预定弹性力，所述预定弹性力大于使所述套圈在所述套圈套筒内位移所需的摩擦力。
37.一种光纤连接器，包括：
连接器组件，包括壳体、套圈和用于向前偏置所述套圈的弹性构件；
连接器套筒组件，包括在第一端部与第二端部之间具有通道的壳体、套圈套筒和闩锁，其中所述连接器组件至少部分地设置在是连接器套筒组件的通道中并且所述套筒在组装时至少部分地设置在所述套圈套筒中；
平衡弹性构件，用于将所述连接器套筒组件偏置到向前位置，其中所述闩锁被配置用于在组装时接合所述连接器组件，并且所述偏置弹性构件包括预定弹性力，所述预定弹性力大于使所述套圈在所述套圈套筒内位移所需的摩擦力；以及
阴性联接壳体，包括用于接收互补连接器的开口。
38.如权利要求36或37所述的光纤连接器，其中所述预定弹性力为2.5牛顿或更大。
39.如权利要求36-38中任一项所述的光纤连接器，其中所述套圈的直径为约2.5毫米并且所述预定弹性力为5牛顿或更大。
40.如权利要求36或37所述的光纤连接器，其中所述套圈的直径为约1.25毫米并且所述预定弹性力为2.5牛顿或更大。
41.一种组装光纤连接器组件的方法，包括：
提供连接器组件，所述连接器组件包括套圈和用于向前偏置所述套圈的弹性构件；
提供连接器套筒组件，所述连接器套筒组件括在第一端部与第二端部之间具有通道的壳体、套圈套筒和闩锁；
将所述连接器组件至少部分地插入所述连接器套筒组件的通道中并将所述套圈至少部分地插入所述套圈套筒中；以及
安装平衡弹性构件以用于将所述连接器套筒组件偏置到向前位置，其中所述连接器组件的闩锁与所述连接器组件接合，其中所述偏置弹性构件具有预定弹性力，所述预定弹性力大于使所述套圈在所述套圈套筒内位移所需的摩擦力。
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