CN1119682C - 具有光纤夹紧装置的光纤连接器 - Google Patents

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Abstract

一个限定着光轴线(22)并且包括安装有向前伸出的箍(16)的套(12)的光纤连接器(10)，孔(26，32)沿轴向贯穿该套和该箍，用于连接光缆(28)，并使露出的光纤维(30)位于该箍(16)的孔(32)中。一个弹性加载的夹紧装置(38)安装在该套上，当纤维(30)插进该箍时，该装置用于接纳和夹紧纤维。该弹性加载夹紧装置可以在用于夹紧该光纤(30)的常闭位置与用于接纳该光纤的打开位置之间移动。一个适当的工具(52)可用来将该夹紧装置(38)移到其打开位置。

Description

具有光纤夹紧装置的光纤连接器
本发明一般涉及光纤连接器技术，特别是，涉及一种具有用来夹紧光缆的光纤的改进装置的光纤连接器。
在光纤领域，光导纤维用于光传输系统，其中光纤头尾相互连接以通过其间传输光或光能。光纤通常端接在连接器组件上，而连接器组件可使光纤对中并且更可取的是能提供较少的插入损失。连接器互相连接在一起，或者一个连接器与另一个光传输装置相连接，使得这些封装的光纤处于配合的关系。
光纤连接器通常使用金属箍来保证光纤的对中。为了保证良好的光学连接以及保证连接器的结构完整性，光纤必须牢固地固定在连接器中。一般这可以通过使用粘合剂来实现。最通常的情况是使用一种环氧树脂把光纤固定在连接器套和相关的金属箍中。在环氧树脂硬化后，其便不能松动。因而，如果光纤被不正确地安装在连接器套和金属箍中，或者光纤在安装后受到损坏，套和箍就不能再次使用。
为了克服环氧树脂粘合剂的永久性，人们使用了热熔融粘合剂来把光纤固定在光纤连接器中。虽然这种方法具有可再次使用的优点，便它在插入或取出光纤时都需要把该组件加热到粘合剂的软化温度以上。因此，这种方法是很麻烦的并且费用也不便宜，因为需要增加单独的装配和拆卸步骤和加热设备。
环氧树脂和热熔粘合剂的共同缺点是为了使该粘合剂硬化，它们都需要在光纤安装以后延迟一段时间。此外，使用任何种类的粘合剂都需要对其附加设备进行维护，常常需要清理步骤，因此根本不如纯粹的机械装配步骤和设备那样效率高。
为了克服与使用环氧树脂或热熔粘合剂有关的问题，人们提出了各种机械固定装置，其中光纤通过机械装置被牢牢夹紧，以便把它牢固地固定在连接器套和金属箍中。在1994年8月9日颁布的美国专利5337390中就公开了一种这样的方法。该专利公开了一种夹持光导纤维的夹紧装置，一个插塞通过在连接器套上的开口插入，以便对该夹紧装置作用一个压力，从而把该光纤牢固地夹紧在连接器套中。该方法虽然提供了一个有效的夹紧装置，但它的问题在于，由于在夹紧零件与套之间的相互作用，它们需要几个必须精确制造的零件，并且这些插塞常常成为连接器组件的永久的不希望有的零件。
本发明的目的在于，通过在光纤连接器中提供一种用于光导纤维的纯粹的机械夹紧装置来解决上述的各种问题。该夹紧装置为弹簧加载的弹性夹的形式，以提供其自身具有的夹紧力。仅仅通过一个适当的工具将该弹性夹打开就可以把光纤插入该连接器中，然后将该工具取出，光纤就被牢固地夹紧在该连接器中。
所以，本发明的目的在于提供一种具有新颖夹紧装置的新的和改进的光纤连接器。
在本发明的典型实施例中，光纤连接器包括一个安装有向前伸出的金属箍的套。对中的孔装置沿轴向贯穿该套和金属箍，用来终接光缆而外露的一段光导纤维位于该箍的孔装置中。一个弹性加载的夹紧装置安装在该套上，用来当光导纤维插入该箍中时接纳并且夹紧该光导纤维。该弹性加载的夹紧装置可以在用于夹紧该光纤的常闭位置与接纳该光纤的打开位置之间移动。该弹性加载的夹紧装置可以通过一个单体的金属弹性夹来提供。
如本文中所公开的，该弹性夹大致为V形，其上限定有一对用来在其间夹紧光导纤维的夹紧臂。该夹紧臂在其内侧具有用来定位光导纤维的对中的凹槽。该夹紧臂还具有限定一个入口的向外扩张的末端，该入口用于接纳一个用来展宽该臂并由此打开该弹性夹的适当的工具。
本发明的新型的夹紧装置包括在一个光纤连接器中，该连接器包括一个安装在该套上用来相对于该套作移动的常规的连接圈。一般，该连接圈安装在该套上用于相对于该套在不连接位置与连接位置之间作轴向运动。一个弹簧有效地连接在该套与该连接圈之间，用来把连接圈偏压向其不连接位置。本发明设计的该连接圈包括凸轮装置，用来推动一个适当的工具与夹紧装置相啮合，从而使该夹紧装置移动到其打开位置。具体地说，随着连接圈沿轴向从其不连接位置移动到其连接位置，该凸轮装置就位于与该工具相啮合位置。
最后，该套包括一个为用来把夹紧装置移动到其打开位置的该工具提供通向该夹紧装置的入口的出入区。利用该连接圈型式的连接器，该出入区就可在连接圈的内侧与套的外侧之间形成，由此该工具可以从连接器的终端插入该区中。所以，不需要另外的通过该连接圈的通入孔。
本发明的其他目的、特征和优点通过下面的详细说明连同参考附图将十分清楚。
据信具有新颖性的本发明的各项特征都详细规定在所附权利要求书中。本发明以及其目的和优点通过参阅下面的说明连同参考附图将能得到最好的理解，在附图中相同的标号表示同样的零件，附图中：
图1是通过装有本发明的光纤夹紧装置的光纤连接器的轴向剖面图；
图2是从图1的左手端看去的端视图；
图3是沿图1的3-3线截取的竖向剖面图；
图4和4A是分别与图1和图3相类似的视图，图中连接器的连接圈处于其不连接位置，而弹簧夹处于其正常闭合位置，加载工具插入连接器内，并且没有光缆；
图5和5A是分别与图4和图4A相类似的视图，图中连接圈移动到其连接位置，从而致动加载工具并且使弹簧夹张开，但仍然没有插入光缆；
图6和6A是分别与图5和图5A相类似的视图，但图中光缆已插入连接器外壳和金属箍中；以及
图7和7A是分别与图6和图6A相类似的视图，但图中连接圈移回到如图4中所示的不连接位置并且弹簧夹处于其夹紧光纤的闭合位置。
下面更详细地参看附图，首先参看图1-3，总的以标号10表示的包括有本发明的一个光纤连接器，它包括3个主要零件，即：一个总地以标号12表示的内套；一个总地以标号14表示的外连接圈；以及一个向前伸出的金属箍16。此外，该连接器还包括围绕在内套12的给定长度上的螺旋弹簧18，同时一个C型垫圈20用来把连接圈固定在内套上。整个光纤连接器限定了一根光轴线22。
更详细地说，光纤连接器10的内套12可以用诸如塑料等电介质材料制成。内套通过适当的安装凸缘装置24把箍16安装在其前端上，使得该箍从内套的前端伸出并且终止于平面的末端16a处。金属箍为圆筒形，按常规可以用陶瓷等材料制成。内套具有一个用于接纳光缆28的孔装置26，该光缆的光纤30的一段露出长度伸入箍16的孔32中。内套12内的孔装置26和箍16内的孔32互相沿轴向对中并且与光轴线22对中。
连接圈14包围着内套12的大部分并且围绕着内套安装，以便相对于内套作轴向和周向运动。在图1中所示的连接圈处于不连接位置。螺旋弹簧18被夹在内套12的一个向外伸出的环形凸缘34与连接圈14的一个向内伸出的环形凸缘36之间，用来偏压连接圈使其移向其不连接位置，如图所示。C型垫圈20设置在内套12的周边凹槽37中并且通过与凸缘36的后侧相啮合而把连接圈固定在内套上(因为该凸缘的前侧与螺旋弹簧18的后端啮合)。连接圈可以沿着箭头“A”的方向沿轴向向前压缩螺旋弹簧18而移动到一个连接位置，这将在下面看到。
本发明设计出一种总地以标号38表示的弹簧加载的夹紧装置，该装置位于内套12中的一个开口40内。如在图3中可以最清楚看到的那样，该弹簧加载的夹紧装置38是以由金属或类似的弹性材料制成的整体式弹性夹的形式设置的。该弹性夹大致上为V形并且形成有一对弹性夹紧臂42，如图3中所清楚看到的那样。这对夹紧臂在其底部44(见图1)处是一个整体，因此该底部就形成了这对夹紧臂的一个铰链。该夹紧臂在其内侧表面上具有对中的凹槽46，用来把光导纤维30定位在光轴线22上。这种定位是十分精确的，因为V型弹性夹的底部稳固地贴合在内壳12中的开口40的底壁48上。该夹紧臂具有向外扩张的末端(见图3的42a)，该末端形成了一个用来容纳一个适当的工具的入口50，以便用工具展宽该臂并且由此打开该夹紧装置，这在下面还要说明。
图4-7A示出了顺序操作光纤连接器10的视图，特别是结合总地用标号52表示的加载工具操作弹簧加载的夹紧装置即夹紧装置38的情况。该加载工具具有一个用来接纳光纤连接器10的箍16的中央通道54。该工具具有一个大致为圆筒形的凸起部56，该凸起部上具有用来与连接器的内套12的前端面相啮合或靠紧的表面58。致动臂60从该工具伸入到内套12与连接圈14之间的出入区62中。该致动臂具有一个带有倾斜的凸轮面66的末端64，该凸轮面用来与连接圈14内的凸轮面68相啮合。该工具由便于致动臂60的弯曲的某种适当的半刚性材料制成。
图4和图4A示出了加载工具52与光纤连接器10的内套12相啮合并且致动臂60伸进在内套和连接圈14之间的出入区62中的情况。图中连接圈处于其不连接位置，并且由螺旋弹簧18固定在该位置。
图5和图5A示出了已经沿箭头“A”的方向向前移动的连接圈14，它使在连接圈内部的凸轮面68与在致动臂60的末端64外侧的凸轮面66相啮合，并且由此推动致动臂沿箭头“B”的方向径向向内。图5A清楚地示出了致动臂60的末端64已嵌入弹性夹38的夹紧臂42之间的入口50(图3)，从而可展宽该臂并且由此打开该夹紧装置，以便接纳光缆28的光导纤维30。
图6和6A示出了加载工具52的致动臂60仍处于使弹性夹38的夹紧臂42展宽的位置，但此时光缆28已插入该连接器中。该光缆沿轴向插入该内套的孔装置26中，并使露出的光纤30从弹性夹38的夹紧臂42之间通过并且进入箍16的孔32中。该光纤与在夹紧臂42的内表面上的凹槽46对中。
这里，应当理解，示于图5和6中的连接圈14的位置与该圈的正常的连接位置相对应。换句话说，这就是该连接圈在光纤连接器10与互配的光纤连接器、适配器、另一个光纤传送装置等相连接时的位置。该连接圈在其内侧设置有诸如螺纹、卡口连接凹槽等各种连接装置。图2中示出了一种在该连接圈内侧的卡口连接凹槽70，该槽在连接圈先沿轴向移动、然后再沿周向转动时，用来接纳一个互配连接器的卡口销，这种连接装置在现有技术中是众所周知的。本发明使用连接圈的常规作用来作为装载工具52的致动装置，特别是用来使致动臂60移动以便与弹性夹38相啮合。
图7和7A示出了连接圈14已经沿箭头“C”的方向移回到其与图4中所示位置相对应的不连接位置。加载工具52的致动臂60沿箭头“D”的方向在其自身弹性能的作用下返回到其不工作位置。此时，该工具可以从该连接器上取下供再次使用。当该致动臂移回到其不工作位置时，弹性夹38的夹紧臂42在其自身弹性负载的作用下移动到与已经位于该臂内侧的凹槽46中的光纤30相夹紧啮合的位置。
可以理解，在不脱离本发明的精神或主要特征的情况下，本发明还可以用其他具体形式来体现。因此，本发明的实例和实施例在所有方面都只能认为是说明性的而非限制性的，因此，本发明不受在此处给出的具体细节的限制。

Claims (10)

1.一种限定了光轴线(22)的光纤连接器(10)，包括：
一个安装有向前伸出的箍(16)和具有对中的孔装置(26、32)的套(12)，该孔装置沿轴向贯穿该套和箍，并且有一段露出的光导纤维(30)位于该箍的该孔装置中；以及
一个在该套上用于当光导纤维插入箍中时，接纳并夹紧该光导纤维(30)的弹性加载的夹紧装置(38)，该弹性加载的夹紧装置(38)可以在用于夹紧该光纤(30)的常闭位置与用于接纳该光纤的打开位置之间移动；
其特征在于：所述弹性加载夹紧装置是一个单体式的弹性夹(38)。
2.如权利要求1所述的光纤连接器，其特征在于：所述套(12)包括一个为用来把夹紧装置(38)移到其打开位置的一个适当的工具(52)提供通向该夹紧装置的入口的出入区(62)。
3.如权利要求1所述的光纤连接器，其特征在于：所述弹性夹(38)是由金属材料制成的。
4.如权利要求1所述的光纤连接器，其特征在于：所述弹性夹(38)是限定有一对用来在其间夹紧该光导纤维的夹紧臂(42)的大致为V形的零件。
5.如权利要求4所述的光纤连接器，其特征在于：所述夹紧臂(42)在其内侧具有用来定位该光导纤维(30)的对中的凹槽(46)。
6.如权利要求4所述的光纤连接器，其特征在于：所述夹紧臂(42)具有限定一个入口(50)的向外扩张的末端(42a)，该入口用于接纳一个用来展宽该臂(42)并由此打开该夹紧臂的适当的工具(52)。
7.如权利要求1所述的光纤连接器，其特征在于：该连接器包括一个安装在该套(12)上用来相对于该套作移动的连接圈(14)，该连接圈包括用于把一个适当的工具(52)移动到与该夹紧装置(38)相啮合从而使该夹紧装置移动到其打开位置的凸轮装置(68)。
8.如权利要求7所述的光纤连接器，其特征在于：所述连接圈(14)安装在该套(12)上用来在不连接位置与连接位置之间相对于该套作轴向移动，用来与工具(52)相啮合的该凸轮装置(68)随着连接圈沿轴向从其不连接位置移动到其连接位置的轴向移动而定位。
9.权利要求8所述的光纤连接器，其特征在于：该连接器包括用于把该连接圈偏压到其不连接位置的弹簧装置(18)，该弹簧装置有效地连接在该套(12)与该连接圈(14)之间。
10.一种用于连接光缆(28)的装置，包括：
一个限定着光轴线(22)的光纤连接器(10)，该连接器包括一个具有沿其轴向贯穿的孔装置(26)的套(12)，该孔装置用于接纳带有露出的光导纤维末端(30)的光缆(28)；
一个在该套(12)上的弹性加载夹紧装置(38)，当该光导纤维(30)插入所述孔装置中时，该装置用来接纳和夹紧该光导纤维，该弹性加载夹紧装置可以在用于夹紧该光纤的通常闭合的位置与用于接纳该光纤的打开位置之间移动，以及
一个安装在该套(12)上用来在不连接位置与连接位置之间相对于该套移动的连接圈(14)，该连接圈包括凸轮装置(68)；以及
一个可插入位于该连接圈(14)与套(12)之间的出入开口区(62)中的加载工具(52)，至少该工具的一部分(60)可以在不工作位置与工作位置之间移动，以便把该夹紧装置移动到其打开位置；
在该连接圈上被定位在与该加载工具的可动部分相啮合的凸轮装置(68)，随着该连接圈(14)从其不连接位置移动到其连接位置，该凸轮装置将该部分移动到其打开该弹性加载夹紧装置(38)的工作位置。
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