CN1136468C - 利用纤维弹力和对齐槽的光学纤维连接器 - Google Patents

Abstract

一种光纤连接器，包括一插头和一插座，采用由插头纤维弯曲所提供的弹力而在纤维对齐槽中的纤维接合处上保持一连续的挤压力。插头具有一用于固定插头纤维的夹头，以及一卡到夹头上的罩壳，并且插头纤维在罩壳内大体上直线延伸。罩壳具有一提供进入插头纤维端部的通道，以及有选择地盖住槽的滑门。插座包括一外壳和另一纤维夹头用于固定插座纤维，并且一突起部或指状部安装到插座纤维夹头上，该突起部具有纤维对齐槽。指状部在插座外壳中定向为，当插头插入插座时，指状部相对插头轴线成一斜角地伸过罩壳中的槽。在这种情况下，当插头插入时，插头纤维的端部滑入指状部中的纤维对齐槽，并且与插座纤维的端面接触。连续的插入造成插头纤维的弯曲以获得挤压负荷。插头门可具有凸轮形表面，它们可由插座门上的对应表面驱动。连接器可用于同时互连多对纤维，或将一根纤维端接到一有源光学装置上。

Description

利用纤维弹力和对齐槽的光学纤维连接器

技术领域

本发明总的涉及用于将一条电讯线(包括声音、数据、图像等)连接到另一条线上或者连接到一端子上的装置，具体地涉及一种用于将至少一条光学纤维与另一条光学纤维互连或者与一光电子元件互连的装置。

背景技术

光学纤维已经替代铜线用作较佳的媒质来携带电讯信号，如铜线一样，但必须在该纤维的安装、修理或更换过程中使光学纤维互连，并且将该纤维端接到有源的光学装置上。现有两类互连装置，即拼接和连接器。“拼接”一词通常指一种可在一对光学纤维之间提供永久连接的装置。相反，“连接器”一词通常指采用一不同的插头或插座可以反复连接和脱接的装置。一连接器也可指一种纤维终端的插头部分，该插头可连接到一光学装置上。光学装置包括、如光学传感器(光电两极管)和光源(发光两极管、激光两极管)。一光学纤维终端可以是非直接的，即，在光束通到有源的光学装置之前，该纤维可连接到诸如分光镜或偏光镜的一些其它(无源)光学装置上。本发明总的涉及一种连接器，当然此词不应当只限于有限的含义，因为本发明本身可提供一种永久的以及暂时连接或端接法。

在美国专利第5,381,498所描述的光学纤维连接器中，该连接器具有一插头和一插座，该插头具有一容纳纤维的V形槽用于将要互连的各纤维，纤维的端部终止在槽的中部。该插座具有一块板，当插头插入时它回缩，从而另一纤维降入插头的V形槽中。当插头完全插入时，两根纤维的端部是接触的，并且固定到插座上的纤维是弹性变形的，从而在纤维末端之间保持一连续的挤压负荷。该连接器可为多个光学纤维对提供快速的脱接和再连接，而不必使用套圈或其它对齐的构件。高强纤维可耐受反复插入和纤维的弯曲。对纤维的精确长度(即在插头和插座中它们末端的相对位置)要求不是很严格的，这是因为在弯曲的插座纤维(固定到插头上的纤维末端部分不弯曲，而总是保持直的)中产生的松驰提供了容差。纤维端部可以通过简单的切开和斜切来制成；端面最好可选择地成角度地切开(即与纤维轴线不成直角)以减少信号反射。

许多光学纤维维拼接采用具有纤维容纳槽的板件，并具有用于将纤维末端夹在一共用槽中的装置。一些此类装置设计成用于互连多个纤维对，如美国专利第5,151,964中所示的拼接。在美国专利第4,028,162中，纤维以一掠射角到达对齐槽，并且当一连接器板粘结到所互连的纤维上时被暂时保持住。其它一些涉及进入对齐槽的弯曲纤维的技术实例请见美国专利第4,077,702、4,148,559、4,322,127和5,080,461以及法国专利第2,660,442号。采用将一纤维弯曲进入纤维对齐槽的原理所设计的一些连接器都是相当复杂的并且需要许多零件，诸如美国专利第4,045,121、4,218,113和4,767,180。

‘498号专利中的连接器采用此纤维弯曲原理，但存在某些其它的缺点。例如，插头设计会使灰尘轻易地停留在纤维末端上，这是因为这些末端都裸露在纤维容纳槽上方。插座中的纤维可类似地受到污染，这是因为当插头不插入时，没有门或其它装置来关闭开口。虽然‘498号连接器具有比大多数套圈连接器少的零件，最好是不用活动部件，诸如插座内的滑板和弹簧。那设计也推荐在座内使用高强度纤维，而使之与标准纤维的一个嵌入式基部不是很相容。所以，设计一种同样可提供多对纤维的快速脱接和再连接、并且安装和使用简单、而且在不牺牲性能和价格的条件下还可克服前述缺陷的纤维光学连接器是所希望而有利的。

发明内容

一种光学纤维连接器，包括：一插头，包括一固定一光学纤维的一端部的插头纤维夹头；一连接于所述插头纤维夹头的细长、空心插头罩壳，并且所述纤维的所述端部伸入所述插头罩壳的内部，所述插头罩壳具有一带槽的前端以提供所述纤维的所述端部进入的通道；一滑动地安装到所述插头罩壳上的插头门，并具有所述插头门盖住所述槽的关闭位置和所述槽未被所述插头门挡住的打开位置；以及一插座包括一具有一可容纳所述插头罩壳的所述前端的开口的插座外壳；所述插座外壳具有用于进入所述插头罩壳中的所述槽中的指状部，所述指状部具有位于其中的纤维对齐槽，当所述插头罩壳插在所述插座中时，可容纳所述插头纤维的所述前端；以及铰接地安装到所述开口处的所述插座外壳上的插座门，并具有当所述插头罩壳的所述第二端插入所述插座外壳时，用于将所述插头门推到所述开口位置的装置；其特征在于，所述插头门侧向滑过所述插头罩壳的所述端部；所述插头门具有用于侧向推动所述插头门的凸轮形表面；以及所述插座门具有用于当所述插头罩壳插在所述插座中时推压所述插头门的所述凸轮形表面的对应凸轮形表面。

本发明提供了一种光学纤维连接器，总的包括其中具有至少一个纤维末端的插头，所述插头可释放地安装到一其中固定有另一纤维或罩有一有源光学元件的插座中。该插头包括一固定光学纤维末端部的纤维夹头，和一具有第一和第二端的细长的空心插头罩壳，该第一端是开口的并且安装到插头纤维夹头上，并且插头纤维的末端部伸入插头罩壳的内部，该内部具有足够空间以便插头纤维的末端弯曲，第二端具有一槽用于提供接近纤维末端部的通道。插座具有一尺寸可容纳所述插头罩壳所述第二端的开口，以及一相对插头罩壳轴线成一斜角进入插头罩壳内槽的突出部或指状部。该指状部中具有一纤维对齐槽，当插头罩壳插在插座中时其可以容纳插头纤维末端部。在纤维对纤维互连的实施例中，插座还具有固定另一光学纤维末端部的插座纤维夹头，该另一光学纤维的端面位于所述纤维对齐槽的中间截面上，该插座纤维可以由一纤维向下压住形式适当地保持在槽中，在用于连接到一电-光装置的实施例中，指状部安装到具有一纤维止挡件的基座中，在另一实施例中，当插头从插座移出时插头纤维大体上直线地在插头罩壳内延伸，而当插头完全插在插座中时，插头纤维足够长，以使插头纤维弯曲以在插座纤维或纤维止挡件的端面上保持一连续的挤压负荷，插头纤维的弯曲也可使纤维牢固地保持在纤维对齐槽中。

设置有第一锁定装置以可释放地将插头罩壳固定在插座中，第二锁定装置用于可释放地将插座安装在一支撑面上，第一锁定装置可形成在插头纤维夹头的延伸段或平台中，此平台也可具有直立柱，这些直立柱伸入插头罩壳内部以限止插头纤维末端部的歪斜，插头可以在所互连位置上偏置以被推回到第一锁定装置上从而使制造公差的影响最小。

插头罩壳还可以包括一插头门，可在插头门盖住槽的关闭位置和槽不被插头门阻碍时的打开位置之间滑动。插头门可以具有用于侧向推动门构件的凸轮形表面，并且插座可具有与凸轮形表面对应的一门，用于当所述插头罩壳插在所述插座时用凸轮抵住插头门的凸轮形表面。

该连接器可以快速配合和脱离，并且易于安装。此设计可用于为多对光学纤维提供互连。

附图说明

参照附图可以更好地理解本发明，其中：

图1是本发明一个实施例的纵向剖视侧面图，示出了包括一插头和插座的一光学纤维连接器；

图2是图1所示插头和插座的立体图，局部剖视示出了插头内部的弯曲纤维；

图3是与本发明连接器一起使用的一种插头实施例的立体图，并有一滑门；

图4是与本发明连接器一起使用的另一种插头实施例的立体图，为了显示内部结构省略了插头罩；

图5是与本发明连接器一起使用的一种插座实施例的立体图，其中铰接门具有与插头门中的凸轮形表面协作的凸轮形表面；

图6是一可用于本发明插座中的一末端夹具的立体图；

图7是用于终端互连而不是纤维对纤维互连的本发明连接器的纵向剖视侧面图；

图8是用于清洁一插头中纤维顶部的工具的剖视图；

图9是用于清洁一插座中纤维顶部的工具的剖视图。

具体实施方式

现参见各附图，特别是图1和图2，图中所示是本发明的光学纤维连接器的一个实施例10。连接器10总的包括一细长的插头12和一座或插座14。图1是连接器10的纵向剖面，示出了插头12完全插在插座14、插座14安装在一支撑面或隔板16上。图2是一立体图，其中隔板16省略，并有一局部纵剖面以示出连接器的内部。所示的实施例用于两对纤维的互连，但本技术领域中的普通技术人员可以理解，本文所述的构思可以扩展到单对纤维的互连以及更多对纤维的互连。

也示出在图3中的插头12包括一纤维夹头18，该夹头可以由两个夹紧件或块体20和22构成，以及一安装到纤维夹头18上的插头罩壳或罩壳24。罩壳24可以通过例如整体模塑在块体20和22上的闩扣26装置可活动地安装到插头纤维夹头18，该闩扣26与形成于罩壳24中的对应壁中的切口28配合。所要互连或端接的纤维30和32穿过夹头18并进入罩壳24的空心内部。纤维的末端部都是裸露的，即它们没有固定到任何诸如套圈的对齐构件上。因此罩壳24不仅起到将插头12在插座14中实际定位的作用，而且还为否则将暴露的纤维末端提供保护(如果需要的话，该罩壳可以制成可回缩的以完全暴露纤维顶部)。夹头18具有形成于块体20和22相邻表面中的纤维容纳糟34，这两个构件可以是相同构件。夹头18例如可以通过夹紧、粘结或两者皆用的方式固定纤维。也可采用其它的方式来将纤维固定到夹头18上。夹头18可以具有一包围纤维的延长部36用于消除附加的变形和夹紧。可以提供一套38以进一步消除变形并且将加强件容纳在光缆中(KEVLAR裸多心电缆)，有助于操纵插头12。加强件不需要夹持，并且它们可以粘结到夹头上。通过将插头纤维夹头的直壁段压配在套中可实现消除加强件的变形。这取决于套所采用材料以及插头纤维夹头的材料，还提供一不需要弯曲环的设计，并且它可使得制造简单并且减少所需的构件。另外，在夹头上可形成一延长部，并具有一“歪曲”(不规则)通道以夹紧电缆并且将套保持一压配合。在插头纤维夹头表面上的“单向”倒钩有助于将套安装到插头纤维夹头上，它也有助于将电缆安装到插头上。

在图1和图2所示的实施例中，一闩扣40整体模塑到罩壳24的一侧以可释放地将插头12固定到插座14上。闩扣40也使插头机械定位，即它仅可以在一个方向上插入插座14。插头12可以在互连位置上偏置，例如通过形成于插座14中的一簧板(一软悬臂)，从而被推回到闩扣40上以使制造公差的影响最小。

图4示出了与本发明连接器一起使用的一种略微不同的插头实施例12’。此实施例采用一类似的罩壳，它从在图4中被省略以便更好地示出另一种纤维夹头18’和内部特征。夹头18’也由两个块体20’和22’形成，只是那些块体与此实施例中的不同。首先，块体22’具有一延长部或平台北，该延长部具有几个直立柱44，46和48。这些柱起到在罩壳24中将纤维引导到适当位置以定位在如下所述的插座14的V形槽中，并限制纤维歪斜，使纤维顶部与罩壳24中的开口适当对齐。闩扣40’沿着平台42底面模塑到块体22’中的。其次，夹头18’中的纤维通道仅由块体22’中的V形槽34’形成，并且块体20’的对应表面是平的，从而仅提供三个纤维夹紧面。V形槽34’在块体22’中开槽形成，并且止挡部50形成于块体20’中，止挡部位于槽中并且便于两块体在一起的适当安装。

纤维30和32在罩壳24中延伸时大致上是直的，而不管插头12(或插头12’)并未安装在插座14中。虽然由于重力作用纤维会有微小的弯曲，但纤维“大致”都是直的，它们延伸时没有明显弯曲。然而在罩壳24内提供了足够的空间，当插头完全插入插座时，以允许纤维明显的弯曲，如图1和2所示。罩壳24的前端52具有一对形成于其中的槽54和56，它们可提供接近罩壳24中的纤维末端的通道。一帽或门58滑动地安装到罩壳24的前端52上，当门58处于图3所示的关闭位置时，两个盖或挡板60和62分别重叠在槽54和56上。当门58滑到打开位置时，挡板60和62移动以允许分别经由槽54和56接近纤维，而不需使纤维伸出罩壳24，虽然，这在其它设计中也是可以采用的。门58是通过由两个舌和槽结构64和66(图1)所形成的卡配而滑动地安装到罩壳24上的。除了防止灰尘通过槽进入之外，门58还可以防止插头纤维中的任何光逸出并损害使用者的眼睛。如以下结合图8所讨论的，在打开位置，门58也可显示在罩壳24顶部的一个或多个孔，它们可容纳推杆以将纤维轻轻推出开口54和56以便清洁纤维顶部。

插头也可采用其它门结构。例如，它可以具有在插头插入过程中是垂直上升的一门(未图示)。这可通过位于另一构件、如一在罩壳体内移动的滑闸中的门来实现。该滑闸在其各侧壁上具有一垂直槽，并且横过各端打开。该实体门具有一穿过滑闸侧壁的柱，并且进入具有以下形状的存在于罩壳中的槽中。各槽以一向上角度(约30度)开始约1毫米，然后在大部分距离变成水平，然后再升起约1毫米，并且以第二水平轨迹(约1.5毫米)结束。当插头进入与插座中的一止挡件接触时，它可将滑间推回罩壳内。在最初的几毫米移动中，门上升到其第一位置。在此位置，纤维与门接触，门可以一钝角将纤维向下偏移，虽然这并不是必需的。门也可起到一对齐机构的作用。当插头纤维与V形槽接触时，可有助于防止它们的端面与V形槽接触。在插头到达完全插入位置之前，滑闸到达罩壳中的第二个成角度槽。此时。门上升到其最终位置，其时门不再与纤维接触，这样它们可以自由地弯曲并且在插座上提供适当的压力。通过在纤维夹头和滑闸之间推动的一个弹簧可以实现滑闸和门的返回。这种设计的特别优点是其可暴露插头的整个端部；而没有纤维必须经过其以与V形槽接触的任何槽。

在另一种门结构中(未示)，在插入过程中门滑过插头，并再采用在罩壳体内移动的滑闸。该滑闸各侧壁上具有一垂直槽，并且通过最靠近纤维夹头的端部打开。该最靠近罩壳前部的端部具有一封闭端部，该端部有两个与纤维成一直线的垂直槽，从顶部向底部延伸。该门只是一矩形板，具有两垂直槽从其底部延伸出，到达离其顶部大约两层材料厚度。同样，在其顶部具有切口，该切口跨在罩壳的边缘上。该边缘起到用于门的凸轮驱动机构的作用。该凸轮位于罩壳顶内侧，它从前方以一钝角开始直到到达中心，在该处它向下伸过其本体的长度。在关闭位置，滑闸和门中的两组槽互相偏离，而形成一关闭插头。当该插头与插座中的一个止挡件接触时，它将滑闸推回到罩壳中。在几毫米最初的移动中，门在罩壳内侧向滑动，同时滑闸向后移动。一旦两组槽处于一行，即形成一以便纤维从中退出的开口槽，门已经到达凸轮的直线段。此处，门停止侧向运动，并且由滑闸带回到罩壳内。滑闸和门的返回是由一在纤维夹头和滑闸之间推动的弹簧实现的。这种设计也使插头整个端部暴露，并且使门平稳地运行。

参照上述描述，本技术领域中的普通技术人员可以了解本发明插头设计的多种变化。例如，可以采用一种插头(未示)，其中基本不同之处在于插头纤维送入插座V形槽的方式。这种插头设计的变化形式具有一带有两个不同部分的本体，该本体与座配合，通过一铰链一套连接到本体上。该铰链使得当插头插入座中时插头本体和套处于180度(例如直线延伸)。然后该套向下转动，从而本体和套之间的角度小于180度。这迫使插头纤维退出保护插头罩壳而进入插座的V形槽。这种设计还可改制成一个没有被铰接的插头，但仍采用转动以将插头纤维移入插座V形槽中。该V形槽不需要通过这些槽装入。这些设计也可使插头套相对壁是齐平的，并且不需要使插座V形槽进入罩壳，可以为额外的制造和装配公差提供较长的插头纤维和较大的转动角度。

可以采用一测试插头来测试插座的操作情况。该插头除了容纳成回路的单根纤维，该纤维的两端伸向插座，它与前面所述的插头基本相同。以此方式，一信号可沿着其中的一个插座纤维送出，由插头中的返回的纤维接收，然后再绕行到另一插座纤维中，这样将信号携带到一测试检测系统。

也如图5所示的插座14包括一本体或外壳70和另一个纤维夹头72。外壳70具有一开口74，其尺寸和形状大致上与插头12前端52的尺寸和形状对应。外壳70也可具有适当的特征(如锁臂76)，使之可释放地安装于隔壁16上，该隔壁例如可以是一接线板或工作站出口(壁盒面板)。该闩扣装置可以提供来自接线板前部的安装座，以使所有准备工作都可在接线板前侧进行，或者可以来自接线板后部的安装座，以使所有准备工作都在接线极后侧进行。插座纤维(在图1和2中仅可看见其中的一个78)通过夹紧而固定到插座纤维夹头72上，即采用一用于将纤维夹在夹头72的第一端的夹板80。插座纤维的末端延伸进入形成于插座纤维夹头72的第二端的突出部或指状部82和84中形成的纤维对齐槽中。这些槽最好都是V形的，虽然它们可以被弄圆、即U形。纤维对齐槽的一个中段86是弯曲的以便将插座纤维通过略微弯曲纤维的弹性保持在槽中。也可以采用其它装置，诸如图9所示的纤维压住形式而将纤维牢固地保持在槽中。纤维并没有延伸到指状部82和84的尖端部，而是离开顶端有足够的一段距离，以便当连接器使用时可适当支撑插头纤维。如果纤维对纤维接触发生在非常靠近V形槽的顶端(或者如果插头插入太深)，插头纤维就会弯出槽外并且离开顶端处上升，而使连接断开。

插座14可以具有与插头12中的纤维槽一样多的带纤维对齐槽的指状部。指状部82和84都制成为当插头12完全插入插座14时可分别突出进入罩壳24的槽54和56。指状部82和84相对插头轴线，即，当它们直线在罩壳24中延伸时由任一根插头纤维30或32形成的轴线，以一斜角(非零角)进入罩壳15 24。该角度较佳地约为42度，这可平衡与纤维端面接触压力、直接作用于V形槽中的纤维力、摩擦作用以及所需的公差带(大角度可增加公差)有关的问题。由于插座纤维不是指向开口74的，所以不存在光逸出损害使用者眼睛的危险。插座纤维夹头72通过夹头72第一端上的柱而枢转地安装到外壳70上，该夹头可卡入形成于插座外壳70一端上形成的切口或钩88中。采用形成于夹头侧面的突起或支柱，夹头72可释放地锁定在适当位置，这些突起与插座外壳70中的孔89配合。也可采用插座纤维夹头的另一种设计，其中夹头模制成一个单件，该单件具有卡入其基部的断开顶部或盖板，该基部具有纤维定位槽。

插座14也可具有一翼板或门90，以使通过开口74进入的杂质最少。所揭示的实施例采用了一个插座门，当插头12插入插座14时，插座门与插头门协作在关闭和打开状态之间驱动插头门58在关闭和打开状态之间。特别是，插座门90具有两个分别与插头门58上的凸轮形表面96和98互相作用的凸轮形表面92和94。插座门90通过卡入插座外壳70的切口102中的柱100而沿一边铰接。诸如一弹簧或模塑到该构件中的凸轮形连杆的装置(未示)可用于使门90在关闭位置偏置。当插头12插入插座14时，前端52和插头门58推在插座门90上，并且使之上升和打开。然后倾斜的凸轮形表面94开始抵压插头门58上的凸轮形表面98，将门58推到侧面以露出槽54和56。如果插头12然后从插座14上移去，那么倾斜凸轮形表面92当插头移去时同样推压凸轮形表面96，使插头门58滑回其关闭位置。罩壳24具有槽或缺口104和106，当插头在插座中时可容纳凸轮形表面92和94，它们还起到进一步稳定连接的作用。也可对插座14实施其它的门设计，诸如人工向外打开并且卡合关闭的门。

插座也可具有起到保持插头的闩扣作用的一个门。在这种设计中(未示出)，插头本体(罩壳)在其底部具有一开口区域。插座中的门是矩形的、弹簧性加载的板，并且具有一薄片(悬臂梁)，当门处于关闭位置时该薄片从其底部伸出。当插头插入插座时，门从垂直向一水平位置转动。一旦插头完全插入，切口离开门顶边。然后门弹回几度并且接触到座部的开口中的区域。这可使两个构件之间锁定。通过在插头上和门薄片部分上挤压可使插头移出。这使门返回)到其水平位置并且使插头向后滑出插座。薄片可形成为、当插头移出时没有足够的摩擦来将指状部保持在薄片上。这种结构可提供一种简单的插头设计。

插座还可以修改为具有安装在壁或隔壁上的两个不同位置上的内部闩扣，第一个位置它是完全操作状态并且与壁齐平，第二个位置它是从壁略向外伸出。这可提供进入插座内部的通道以便清洁。

插头一插座闩扣机构也可设计成防止当插头光缆过度拉出时、如某人绊倒在光缆上时，插头组件的断开。这可通过一种几何形状的闩扣来实现，如果光缆上的拉力超出给定的拉力时，这种形状可使插头被拉出插座外。这使插头从插座中离开而不是光缆被拉出插头，由于从插座移出时插头门的自动闭合，这一点更容易被接受。

也可提供一种插头对插头的互连，它可采用两个没有插座形式的插头12，只是具有一连接机械以容纳两个插头(与互连的套图式光学连接器所用的连接套相似)。这种所想象的设计可以在两个插头纤维上采用一S形弯曲，并且一纤维柱位于连接机构中，形成回路，这样其末端都适于贴紧插头纤维的各端部。

连接器10的所有零件(除了插头套38之外)可以由任何耐用材料制成，较佳地采用如聚碳酸酯、VALOX(由General Electric出售的聚酯烯)、或者RADEL(由Amoco出售的聚芳基矾)的可注模制造的聚合物制成。材料可包括导电填充物以使零件具有半导电性从而使可能引起纤维端部污染的摩擦起电电荷最少。套38较佳地由低模数共聚多酯弹性体制成，诸如从明尼苏达州Winona的RTP购得的，材料号为1559X67420B。

连接器10的组装和安装是简单易懂的。插头12一般都是在工厂中装配成的，虽然在现场它是极易装配的。就此，本文所用的“预一端接”一词表示纤维安装在插头12或插座14中，而不论这种安装发生在工厂中、在现场或是其它场所。也可理解，插头12或插座14可安装在一跨接光缆或插接软线上，并且光学纤维的另一端采用任何种类的光学连接器。当暴露于室内环境中时，推荐采用寿命较长的纤维，如从3M公司购得的高强度纤维。(3M一本发明的受让者)那些纤维具有一传统的芯子和由一种新颖的三层构造包围的包层，如美国专利第5,318,504号讨论的。本技术领域中的普通技术人员可以认识到，本发明的连接器可适当分散的光学纤维或多纤维带，以及单模或多模纤维。

应该对准备预端接在插头12或插座14上的纤维进行剥离、切开和清洁。如果纤维成一带形，它是光缆中一组包扎带的一部分，那么必须首先将光缆外套的一部分割掉，以便露出带子。大多数光缆具有若干保护层，而每一层都必须去掉，以便接近纤维带。必须用类似的步骤去掉具有单根分散纤维的光缆的保护层。在纤维从起保护作用的光缆外套中卸下后，将它们剥离。然后，准备对剥离的纤维进行切开，而这可以利用若干种可从市场上得到的纤维切开器中的任一种、诸如美国专利第5,024,363号所述的一种来实现。以便将纤维放在插头12上的切开长度是离开纤维夹具18的距离，在较佳实施例中大约是23mm。为了将纤维固定在插座14上，切开的长度是离开纤维夹具72的距离，在较佳实施例中大约是15mm。应该利用不起毛的布将任何碎屑从纤维上清除掉。在将纤维从切开器上卸下前，操作者可检查纤维，以确定所有纤维上的端面是合适的，即，它们是光滑切开的，没有尖端。第5,210,647号美国专利公开的纤维观察器可用于这个目的。一旦操作者满意地观察到每根纤维具有一可接受的端面，可将纤维从切开器上卸下。在较佳实施例中，纤维端面是平的，带有斜削的或成倾斜的外周(或至少部分成倾斜)，以获得与这样一种纤维端部轮廓有关的有益效果，如美国专利申请第08/122,755号所详细讨论的。纤维的端面也可以成圆角(一般是球形的)。此外，可对这些纤维有选择地提供不对称处理，例如切开，以便给予一个有角度的端面，如第5,048,908号美国专利所述的。如果这样，为了将插入损耗和反射减至最低程度，纤维应该这样插入，使(即在插头12上的)一组纤维的有角度的端面的方向与(即在插座14上的)另一组纤维的有角度的端面的方向互补。对于插头纤维来说，纤维的准备可在光缆穿过罩38之后进行。

插头12的最后组装包括将纤维夹在夹具18的V形槽里和将罩盖24扣接在夹具18上这些简单的步骤。可使用一组装夹具，以便将罩盖24引导到插头纤维夹具上，从而在纤维插入罩盖时避免损坏它们。插头纤维的端部应该在距罩盖端部大约0.5mm处终止。插座14的完成也很简单。利用夹板80将插座纤维夹在纤维夹头72上，而插座纤维的端部在距指状部82和84末端约15mm处的纤维对齐凹槽里终止。在将插座纤维固定在纤维夹具里后可将它们分开。利用V形槽可将这些纤维组装在夹头里，从而将纤维夹头从分开器里取出，如果在一个或两个零件上提供配合和引导特性的话，从而避免纤维末端受到污染。也可使用一种下冲工具，以简化组装。通过先将枢轴柱推入切口88、然后将短轴扣接在孔89上可将纤维夹头72安装在壳体70上。在将纤维安放在V形槽里和将夹头安装在插座里的过程中，还应该仔细注意不要污染纤维末端。

连接器10的安装同样是简单的。利用传统的装置、诸如锁闩臂76(也可在壳体70中模制其它的结构，以便客户安装)可将插座14有选择地安装在任何所需的表面上。若干插座也可安装在单个模块上，并且它们可以设计成前面或反面承载，或从侧向滑动。在插座14安装好之后，通过简单地将插头12插入开口74就可完成连接。利用锁闩40可从插座14上取下插头12。

图1和2显示插头完全插入。当插头12插入时，象上面所述的那样门90打开并象凸轮那样带动门58打开，容许指状部82和84分别进入缝槽54和56。插头纤维30和32与纤维夹头72里的纤维对齐凹槽接触并滑动，直至它们的端面相抵在插座纤维的各端面，然后，当插头完全插入时，它们开始弯曲。插头纤维可经受S形的弯曲。作用在纤维对纤维分界面上的所有力来自弯曲的纤维30和32的弹性(弹性变形人纤维在端面之间维持一连续的压力负载。较佳的是将连接器10设计成可使纤维维持0.3″(7.6mm)的最小弯曲半径。

连接器10的各种零件的尺寸可根据所需的用途进行改变。下列大致尺寸被认为是示范性的。插头12具有57mm的全长，12mm的宽度，和8mm的厚度，而插头纤维夹头18提供13mm长的夹紧凹槽。插头罩盖24延伸超出夹头18约25mm，并提供一长24mm、宽10mm和高6mm的内部空间。插座14的开口74尺寸为12mm×10mm。它的整个高度和深度是38mm和36mm。插座纤维夹头72长20mm从纤维被夹的端部到指状部82和84的末端)，宽12mm和厚1.5mm。在指状部82和84里的纤维对齐凹槽长11.5mm，并具有2mm的最大深度，这适于容纳最常用的光学纤维。V形槽的内部角度不应该太窄，这是因为这可能造成纤维的过度摩擦，但也不应该太宽，这是由于因为这将不能维持对纤维的适当引导。一个90°的内角被认为是一个较好的折衷。

本发明不仅限于用于纤维对纤维互连的连接器，而且包括用于端接一光学纤维的连接器，诸如连接到一有源光学装置上。图6示出了用于与一有源装置一起使用的终端定位器110。核定位器110主要用于替代插座纤维夹头72，并且具有一基部112和一与指状部82、84类似的突出部或指状部114。指状部114具有一纤维对齐槽116以容纳一根插头纤维，该纤维末端面将停留在纤维止挡件或表面118上，如图7所示的。制成表面118的材料通常是透明的(即可透过光学纤维中传递的光的波长)，而使有源光学装置放在基部112的另一侧，从而光信号可穿过该材料；核材料可涂覆或者制成对光信号起作用，诸如控制其亮度或者使之偏振。形成于基部112上的柱120可用于使定位器110对齐并安装到有源装置基部上，例如一印刷电路板(PCB)上。定位器110较佳地具有一由透明的、可注塑成形的聚合物、如ULTEM(从General Electric公司购得的聚醚二醋亚胺)构成的整体结构，并且还可包括一形成于相对表118上的透镜122以使来自/到达纤维的光聚焦。有源光学装置和支撑结构都起出本发明范围，但例如可包括光电传感器或激光二极管。也可采用其它的无源光学装置(分光镜、在套圈中的短线纤维等)，它们可将光指向有源装置或者使来自有源装置的光定向，并且可采用不同几何形状的端接定位器以使光指向或聚集到一特定位置，包括使用全内反射(TIR)的几何形状。将来自一裸纤维的光连接到一光检测器、或者将来自光源的光连接到纤维中的采用本发明的TIR方法具有多个优点。一是纤维的位置是由纤维止挡件决定，而使插头纤维在相同位置可反复定位。纤维端的位置因而由模制零件上的公差和有源元件、例如光检测器或光源的位置精度预先决定，因而这可避免对有源光学对齐的要求。另一个优点是：与纤维S弯曲的连接时，可减少无线电收发机组件的总体高度。在连接器中也可采用一S弯曲，以用于两根平行但不共轴线的纤维。最后，无线电收发机的电子设备可安装于一与插入连接器处于同一平面的板上。

在有源装置终端中也可采一纤维柱，该柱(未示出)固定于一象插座夹头72的夹头中。

除了提供快速而方便的连接和脱接之外，连接器10具有若干其它优点。如前所述，它可在现场以及在工厂中方便地进行预端接。即使在插头或插座中的纤维未端接在所需的精确位置，在完成的连接中仍然是完全的纤维对纤维接触，这是因为弯曲纤维的弹性应力提供了一有源贴紧力，换言之，一对纤维的相对位置中的误差通过插头纤维中的松弛而减轻。插头12由于这种偏置本身也是耐拉的。由于V形槽36起到对齐纤维的作用，并且纤维都向槽顶尖偏置，所以在给定的一对纤维的横向位置中误差也不是关键的。纤维对齐槽的表面光洁程度应该是光滑的并且槽角度是轮廓分明的；采用标准注塑技术可方便地制成此光洁度。V形槽较佳地具有一不超过0.001″半径的锐度。较佳地采用一种硬材料制造V形基底以耐磨损，而且具有低摩擦系数以使纤维在槽中滑动时纤维上的摩擦力最小。同样，由于插座纤维相对插头轴线以一斜角直到90°进入外壳70，所以为了安装它要求的深度非常小，而且，安装方法与RJ45插座一致。最后，部件数量减少以及所述零件都可注塑成形而使连接器价格非常低。

参见图8和9，这些图示出了可与本发明连用的用于清洁各种光学纤维顶部的工具。图8示出了用于清洁插头12中纤维顶部的工具130。工具130一可握在手里的本体132，在本体130上有一用来接纳插头12的开口134。工具130还有一可枢转地安装在本体130的部分138处的驱动件或杠杆136。在图8中，显示杠杆136在驱动位置上，在该位置，一推杆或突出部140进入在插头罩盖顶部的孔或缝槽142，与插头纤维接触，通过缝槽54和56将它们推出罩盖。在非驱动位置，杠杆136摆动离开开口134并收回推杆140，由此可使插头12进入工具130而不受推杆的干扰。杠杆136较佳的是例如在一弹簧的作用下朝向非驱动位置偏置。

开口134和杠杆136是这样安排的，当推杆被推入罩盖缝槽时，插头纤维被迫使依靠在一条胶带146的粘胶侧144上。从安装在工具本体132里的胶带辊148上剥下胶带146。提供两滚子150和152，以便胶带向前移动，从而使新鲜的粘胶表面面对纤维末端。为方便使用，可让胶带146在另一滚筒154周围绕过，该滚筒形成一个与棘爪156啃合的棘轮。棘爪156安装在另一把柄或枢转杠杆158上，而把柄158在160安装在工具本体上。这样，通过推挤把柄158并握住工具，使用者可向前移动胶带并清洁插头纤维。通过例如一弹簧可将把柄158压向最外侧位置。

图9显示了用来清洁在一改进的插座14’里的纤维末端的工具162。工具162的形状使人想起插头12，因此它适合于以类似的方式插入插座14’。插座14’总的与插座14相同，除了某些特征被设计成可抬高插座纤维，以便它们离开V形槽进行清洁。这些特征包括一纤维压板或保持器164和倾斜杆166。纤维保持器164在部位168处可枢转地安装在纤维夹头上，并包括一位于保持器臂172一端上的块或垫170，它可将纤维推入V形槽里并让它们适当地堆叠在里面。垫170可模制在纤维压板上。在保持器臂172的另一端上形成有一凸台或按钮174，如图9所示，当保持器臂172处于驱动位置时，它推顶着插座纤维。凸台174对纤维的推顶使纤维偏移到V形槽外面。较佳的是例如通过一弹簧176将纤维保持器164偏置向非驱动位置，即推动垫170顶着纤维，使它们保持在V形槽里。

工具162包括一本体178，它类似工具130，也内装有一胶带182的供应轴180。滚筒184和186用来确定胶带182的位置，这样，其胶粘表面就能向前移动并清洁纤维末端。当工具162进入插座14’时，通过倾斜杆166使纤维偏移，而倾斜杆包括一起固定在另一枢转点192上的两斜臂188和190。当工具插入插座时，一形成于工具162前端的凸块或致动凸缘194推顶斜臂188。这使倾斜臂190转动并推顶安装在纤维保持器164上的掣子或指状件196。斜臂190和指状件196之间的用力接触使纤维保持器164绕点168枢转，由此推动凸台174推抵纤维，使它们偏移离开V形槽。工具里的胶带182可卷绕在另一卷轴198上或用类似于图6所示的、用于工具130的方式离开工具本体178。可将一小刻度盘或扭杆安装到卷轴198上，它们在本体178外延伸，以便使用者向前移动胶带。

虽然已参考具体的实施例描述了本发明，但这种描述不意味着以限制的意义来解释。所公开的实施例的各种修改、以及本发明的其它实施例在参考本发明的说明的情况下对本领域的技术人员来讲是显而易见的。例如，虽然图中所连接是两对纤维，但连接器10实际上可容纳任何数量的纤维(或者仅一对纤维)。因此，可以预计，在不脱离如所附的权利要求书所规定的本发明的基本精神或范围的情况下可以进行这种改变。

Claims (13)

1.一种光学纤维连接器，包括：

一插头，包括

一固定一光学纤维的一端部的插头纤维夹头；

一连接于所述插头纤维夹头的细长、空心插头罩壳，并且所述纤维的所述端部伸入所述插头罩壳的内部，所述插头罩壳具有一带槽的前端以提供所述纤维的所述端部进入的通道；

一滑动地安装到所述插头罩壳上的插头门，并具有所述插头门盖住所述槽的关闭位置和所述槽未被所述插头门挡住的打开位置；以及一插座包括

一具有一可容纳所述插头罩壳的所述前端的开口的插座外壳；

所述插座外壳具有用于进入所述插头罩壳中的所述槽中的指状部，所述指状部具有位于其中的纤维对齐槽，当所述插头罩壳插在所述插座中时，可容纳所述插头纤维的所述前端；以及

铰接地安装到所述开口处的所述插座外壳上的插座门，并具有当所述插头罩壳的所述第二端插入所述插座外壳时，用于将所述插头门推到所述开口位置的装置；

其特征在于，

所述插头门侧向滑过所述插头罩壳的所述端部；

所述插头门具有用于侧向推动所述插头门的凸轮形表面；以及

所述插座门具有用于当所述插头罩壳插在所述插座中时推压所述插头门的所述凸轮形表面的对应凸轮形表面。

2.如权利要求1所述的光学纤维连接器，其特征在于，还包括位于所述插头罩壳的所述内部的装置以限制纤维端部的歪曲。

3.如权利要求1所述的光学纤维连接器，其特征在于，所述插头罩壳是机械定位的，仅可以在一个方向上插入所述插座。

4.如权利要求1所述的光学纤维连接器，其特征在于，所述纤维保持装置包括：

具有一沿着向纤维端部方向延伸的平台件的第一块体，所述平台件具有直立柱，可限制纤维末端的歪曲；以及

靠近所述第一块体的第二块体，所述第一和第二块体的至少一个在一相邻表面上有一纤维容纳槽。

5.如权利要求1所述的光学纤维连接器，其特征在于，用于将所述插头罩壳可释放地固定于所述插座中的闩扣装置。

6.如权利要求4所述的光学纤维连接器，其特征在于，所述平台件又连接闩扣装置，用于可释放地将所述插头罩壳固定到一插座上。

7.如权利要求5所述的光学纤维连接器，其特征在于，还包括用于当预定张力置于所述插头纤维上时释放所述闩扣装置的装置。

8.如权利要求1所述的光学纤维连接器，其特征在于，还包括用于将所述插头罩壳以从所述插座开口的退出方向偏置的装置。

9.如权利要求1所述的光学纤维连接器，其特征在于，当所述插头从所述插座中移出时，所述插头纤维基本上直线地在所述插头罩壳中延伸，但足够长，这样当所述插头完全插在所述插座中时，所述插头纤维弯曲以在所述插座外壳的纤维端面上保持一连续的挤压负荷。

10.如权利要求1所述的光学纤维连接器，其特征在于，所述插座还具有一插座纤维夹头，以固定另一光学纤维的裸露端部，该光学纤维的端面位于所述纤维对齐槽的中段。

11.如权利要求10所述的光学纤维连接器，其特征在于，还包括用于将所述插座纤维固定地保持在所述纤维对齐槽的顶尖部中的纤维压下装置。

12.如权利要求10或11所述的光学纤维连接器，其特征在于，所述插座外壳的所述纤维端面是由所述插座纤维夹头所固定的所述另一纤维的端面。

13.如权利要求10或11所述的光学纤维连接器，其特征在于，所述纤维端面与所述插座中的一光学装置光学地连接。

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