CN1228847A - 改进的光导纤维连接器和改进的光导纤维连接器接头 - Google Patents

Abstract

一种用于约束光缆(l2)端部的光导纤维连接器,具有一个内部线端元件(24),通过机械、摩擦方式约束光缆(12)的光导纤维部分。还有一个外部线端元件(28)通过机械、摩擦方式安装到光导纤维上。外部线端元件(28)上设置有一个线端孔,其具有圆锥形的压紧安装表面。内部线端元件(24)安装在线端孔内,以便圆锥形的压紧安装表面与所述内部线端元件的压紧安装表面接触。用于连接两个光导纤维连接器的接头包括:一个第一对准套管部分,用于将光导纤维连接器的第一部分对准;以及一个第二对准套管,用于对准所述光导纤维连接器的第二部分。这两个套管部分可以是单一的对准套管元件的一部分。

Description

改进的光导纤维连接器和改进的光导纤维连接器接头

本申请是我1996年5月8日申请的，题目为“用于光导纤维连接器的双压紧安装的金属环”的未决的专利申请No.——一部分继续申请，上述专利申请又是94年8月12日申请的、已被放弃的专利申请08/289,945的延续。

                     发明背景

发明领域

本发明一般地涉及光导纤维连接器及其接头，并且更具体地说，涉及在多个触点将光导纤维机械地、摩擦地约束的连接器，并且涉及光导纤维连接器的接头，其包括多个分开的位于接头内的连接器对准的点。现有技术说明

在已有技术中，使用机械、摩擦约束来夹持光导纤维的连接器是众所周知，正如在我申请的美国专利5,216,735和5,305,406中所描述的那样；并且光导纤维使用在我的专利US-5,305,406中披露的压紧安装装置而约束在连接器中。这种现有技术中的连接器在其前尖端实现了单一点的机械、摩擦约束，在连接器的尖端产生了机械变形。本发明的连接器在这些现有技术的连接器上进行了改进，包括光导纤维的多个点的机械、摩擦约束。另一个改进是，使用一个压紧工艺得到了多个机械、摩擦约束点。

在现有技术中，连接器接头是众所周知的。然而，这种现有技术的接头通常在接头内设置单一点排列的连接器。在此披露的我的发明，在接头内包括多个连接器对准的点，以得到质量更高并且更可靠的接头。

                        发明概述

用于约束光缆端部的光导纤维连接器具有一个内部线端元件，其通过机械、摩擦方式约束光缆的光导纤维部分。还有一个外部线端元件通过机械、摩擦方式安装到光导纤维上。外部线端元件上设置有一个线端孔，其具有圆锥形的压紧安装表面。内部线端元件安装在线端孔内，以便圆锥形的压紧安装表面与所述内部线端元件的压紧安装表面接触。用于连接两个光导纤维连接器的光导纤维连接器接头包括：一个第一对准套管部分，用于将光导纤维连接器的第一部分对准；以及一个第二对准套管，用于对准所述光导纤维连接器的第二部分。这两个套管部分可以是一个单一对准套管元件的一部分。

本发明的光导纤维连接器的一个优点在于，在连接器内可以得到较强的光导纤维约束。

本发明的光导纤维连接器的另一个优点在于，在连接器内包含多个机械、摩擦光导纤维约束点。

本发明的光导纤维连接器的另一个优点还在于，一个单一压紧安装步骤在连接器本体内产生多个机械、摩擦光导纤维约束点。

本发明的另一个优点还在于，可以生产更可靠的光导纤维连接器。

本发明的光导纤维连接器接头的优点在于，可以得到更可靠的光导纤维连接器的连接。

本发明的光导纤维连接器接头另一个优点在于，连接器在接头内在多个对准点对准。

本发明的光导纤维连接器接头另一个优点还在于，使用机械方法，不使用环氧树脂材料在光导纤维之间能够得到强的、可靠的接头。

本发明的这些和其它特征和优点，本领域的普通技术人员在阅读了后面的详细描述后将会理解。

附图

图1为本发明的改进的光导纤维连接器的立体图；

图2为图1示出的连接器的剖视图；

图3为图2示出的连接器的尖端放大的剖视图；

图4为一个剖视图，示出了图1-3示出的连接器的安装的第一步；

图5为一个剖视图，示出了图1-3示出的连接器的安装的第二步；

图6为一个剖视图，示出了图1-3示出的连接器的安装的第三步；

图7为本发明的连接器接头的侧面剖视图；

图8为图7示出的接头的内部套管立体图；

图9为本发明的第二接头实施例的侧面剖视图；

图10为图9示出的接头的接头套管的侧面剖视图；

图11为本发明的另一个接头实施例的剖视图；

图12为图11示出的接头的接头套管的立体图；

图13为图11和12示出的接头套管安装的第一步；以及

图14为图12示出的接头组装完成后的剖视图；以及

图15为本发明的接头200的剖视图，用于连接两个本发明的线端光导纤维连接器。

                 优选实施例的详细描述

本发明的光导纤维连接器、或线端在图1,2和3中进行了描述，其中图1为立体图，图2为图1的剖视图，而图3为图2示出的连接器尖端的放大图。正如图1,2和3所示，连接器10约束光缆12的端部。光缆12包括纤维护套14，其环绕缓冲垫16，缓冲垫环绕光导纤维18，以便光导纤维18的尖端20突出到连接器10的尖端上。

连接器10包括一个大体圆柱形的内部线端元件24和一个大体圆柱形的外部线端元件28。内部线端元件24包括第一个轴向设置的孔30，其直径足以使纤维护套14滑动配合。孔30的长度通常足以允许内部线端24的波纹32到达纤维护套14。轴向设置的内孔36的直径可以使缓冲垫16在此滑动配合，孔36设置在孔30的内部端面40。肩44设置在圆柱形内部线端24的外表面，这样形成了内部线端24的鼻子部分48。鼻子部分48包括一个锥形会聚部分52，该部分终止于一个向前突出的压紧安装尖端56。压紧安装尖端56包括一个轴向设置的光导纤维孔60在此通过，以便光导纤维18穿过光导纤维孔60。

外部线端元件28包括一个大体圆柱形的本体68，其包括一个整体设置的向内倾斜的圆锥形部分72，该部分终止于一个压紧安装尖端分76，在压紧安装尖端的前部设置有一个抛光的连接器配合表面80。内部线端插孔84轴向设置在外部线端元件28内，以便内部线端元件24的鼻子部分48伸到里面。孔84终止于一个向内突出的圆锥形压紧表面88，表面88终止于另一个内部孔92。孔92终止于一个向内的圆锥形孔94，孔94终止于一个轴向设置的光导纤维通孔96，通过通孔96光导纤维18突出到其尖端20。

正如在图3中可以清楚地看到的，外部线端尖端76的外棱部分通过机械方法产生变形部100，这样导致光导纤维孔96的外部部分102机械变形。变形部分102用于将光导纤维18机械、摩擦地约束在外部线端元件28的尖端76。通过同样的方法，内部线端尖端56的外棱部分通过机械方法产生变形部106，这样导致光导纤维孔60的外部部分产生机械变形部分108。机械变形部分108将光导纤维18机械、摩擦地约束在内部线端元件56。

因此，可以知道，两个线端光导纤维连接器10在连接器10内包括两个分开的不同的光导纤维18的机械、摩擦约束点，这些点分别是外部和内部线端元件28和24的尖端76和56处的机械变形部分102和108。

图4,5和6示出了用于加工图1-3示出的并且上面描述的两个线端连接器的优选方法的步骤。如图4所示，内部线端24放置在光缆12上，以便纤维护套14留在孔30内。随后线端24在光导纤维12上是被压扁的。随后外部线端28放置在突出的光导纤维18上并且向下移动到内部线端24，直到外部线端28的内部圆锥形表面88与内部线端24的尖端56接触，如图5所示，下面进行进一步讨论。

如图5所示，外部线端28放置在内部线端24上，以便内部倾斜面88与内部线端24的尖端56的外棱接触。随后该连接器装置放置到压紧安装装置内，如在我的96年5月8日申请的美国专利申请08--号中所描述的那样，其披露的内容全部结合于此。因此，如图5所示，外部线端28的鼻子部分76放置在位于压紧驱动装置120的鼻子部分118内的圆锥形孔内。光导纤维18的突出端位于设置在压紧驱动鼻子部分118的中心孔122内。可以注意到，尖端76的外棱部分126与圆锥形孔114的表面接触，而同时，内部线端的尖端56的外棱110与圆锥形孔88的表面接触，在内部线端24的肩44与外部线端28的本体68的尾部部分132之间有一个间隙130。内部线端24的尾部部分136靠在一个静止挡块或铁砧140上，挡块140包括一个贯穿的通道144，用于使光缆12从此处通过。压紧驱动器120的作用借助于图6在下面进行描述。

图6示出了用压紧驱动器120安装压紧的连接器10。如图所示，压紧驱动器120的作用是将外部线端28压到内部线端24上，同时，使外部线端尖端棱126和内部线端尖端棱110产生机械变形。因此，如图6所示，外部线端尖端棱产生机械变形100，由此尖端76内的光导纤维孔96产生机械塌陷102，将通过此处的光导纤维18摩擦约束。通过同样的方法，内部线端鼻子56的外棱110产生机械变形106，由此，尖端56内的光导纤维孔60产生机械塌陷108，将通过此处的光导纤维18摩擦约束。还可以看到，由于外部线端28向内部线端24上的挤压运动使间隙130减少。

因此，可以知道，加工连接器10的优选方法是使用单一压紧步骤，这样在连接器10内光导纤维18产生两个机械、摩擦约束，一个在内部线端尖端56处的内部约束108，和第二个在外部线端尖端76处的摩擦约束102。

本发明的光导纤维连接器接头200的第一个优选实施例示于图7和8，其中图7为大体圆柱形接头200的剖视图，图8为内部套管元件的立体图。如图7所示，接头200将第一个具有大体圆柱形光导纤维连接器206的光导纤维202与第二个具有大体圆柱形光导纤维连接器214的光缆210连接。光导纤维连接器206和214分别包括大体圆柱形的本体部分215和216，并且分别包括向前突出的大体圆柱形的鼻子部分218和220，鼻子部分具有尖端，光导纤维位于其中心。在优选实施例中，光导纤维分别被机械、摩擦地约束在连接器的尖端218和220内，然而，对于接头200的功能，不需要光导纤维的这种约束，而是采用了其它方法将光导纤维约束在光导纤维连接器206和214内。

接头200包括一个圆柱形内部对准套管224，以及一个圆柱形外部对准套管228。圆柱形内部套管224示于图8。内部套管224的重要特征在于其具有一个直径与圆柱形连接器尖端218和220的直径基本一致的圆柱形孔232，连接器尖端218和220伸入其内，如图7所示。因此，内部套管224用于对准光导纤维连接器206和214的尖端218和220，以便分别位于两个尖端内的光导纤维之间的光传导能够完成。套管224的长度L，比位于孔232内的两个尖端218和220的结合长度稍短，以便位于尖端218和220内的光导纤维能够与套管224完全接触。外部对准套管228是一个圆柱形元件，其具有贯穿的连接器插入孔240。孔240的直径分别与连接器206和214的本体部分215和216的直径基本一致，以便连接器206和214能够滑动配合在外部对准套管228的孔240内。套管224的外径也与孔240的内径基本一致，以便套管224能够滑动配合在孔240内。

因此，可以知道，内部对准套管224用于分别将连接器206和214的尖端218和220对准，而套管228用于分别将连接器206和214的本体部分215和216对准。因此，连接器接头200包括两个分开的连接器对准点，它们位于内部对准套管224以及外部对准套管228内。为了提高接头的强度，光缆护套套管250和252分别放置在光缆202和210上。套管250和252的内径与在此通过的光缆的直径基本一致，因此，光缆分别可滑动地配合在各个光缆套管250和252内。光缆套管250和252的外径最好与外部对准套管228的外径基本相等。外部接头套管260包括对准套管224和228，以及光缆套管250和252的内端。套管260为整个接头提供了强度和可靠性。

在安装接头200时，各种套管在放置在其中的元件上是被压扁的。因此，外部对准套管228在位于此处的连接器206和214的本体部分215和216的每一端分别是被压扁的266。光缆套管250和252对位于此处的光缆202和210分别压扁270。外部接头套管260被压扁270以将光缆套管250和252保持于此。通过这种方法，可以产生强的稳定接头，其具有两个光纤连接器对准点(在套管224和228内)。

另一种光导纤维连接器300如图9和10所示，其中，图9是整个接头300的剖视图，图10是用于接头300内的连接器对准套管310的剖视图。首先，可以注意到，接头300包括几个元件，它们与用于接头200的、上面描述的元件一致。为了便于理解，相同的元件编号相同。因此，接头300将两个光缆202和210连接到一起。每一个光缆202和210分别有一个与尖端约束的光导纤维连接器206和214，连接器在尖端218和222相互连接。光纤套管250和252分别对光缆202和210压扁270，并且在外部接头套管260上，对位于其中的光缆套管250和252压扁274。

接头300与接头200的区别在于，接头300使用一个单一对准套管310代替两个对准套管224和228。

对准套管310是一个大体圆柱形的元件，其中设置有一个光导纤维连接器对准孔。该对准孔包括第一连接器本体对准孔314，其直径与连接器206的连接器本体215的直径基本相等。孔314以圆锥形孔318终止，孔318在连接器内终止于连接器尖端对准孔322。连接器尖端对准孔322的直径与连接器尖端218的外径大体相等，以便尖端218可滑动地配合于此。通过相同的方法，第二连接器本体孔326设置在套管310内，与孔314轴向对准。孔326的直径与连接器214的本体部分216的直径基本一致，以便连接器214可滑动地配合于此。孔326终止于圆锥形孔330，圆锥形孔330终止于连接器尖端孔322。

通过参考图9和10，可以知道，连接器套管310可与两个连接器206和214滑动配合，因此，两个连接器有对准部分。第一对准部分包括连接器尖端对准孔322内的两个连接器尖端218和220的可滑动配合部分。第二对准部分分别包括对准孔314和326内的连接器本体215和216的可滑动配合部分。为了在连接器尖端218和220之间得到合适的对准和接触，连接器尖端对准孔322的长度S比两个连接器尖端218和220的结合长度小是很重要的。此外，圆锥形孔318和330的表面斜度比连接器206和214的相应部分的斜度大一些是很重要的。

本发明的另一个光导纤维连接器接头400如图11,12,13，和14所示，其中图11为剖视图，图12为对准套管410的立体图，图13为剖视图，其示出了加工步骤，图14为加工好的套管的剖视图。如图11所示，光导纤维连接器接头的实施例400包括很多与前面讨论过的相关的实施例200和300相同的元件。明确地说，为了便于理解，相同的元件号码相同。因此，接头400将两个光缆202和210连接在一起。每一个光缆202和210分别有一个与尖端约束的光导纤维连接器206和214，这些连接器在尖端218和222处结合。光导纤维套管250和252加上波纹270分别作用到光缆202和210上，外部接头套管260加上波纹274作用到设置在其中的光缆套管250和252上。

连接器套管410包括一个圆柱形管状部分412，其有一个连接对准孔414，对准孔414的作用是使连接器206和214的本体部分215和216对准。连接器410还包括一个模制的连接器尖端对准部分416，其尽管不是必须的但最好由可注塑的塑料材料制成。参考图12和13，套管412至少包括一个外部模制的材料槽420，其有一个通道424通过套管到达内部孔。如图13所示，为了加工套管410，两个模制活块428和430被插入到套管孔414中。活块428和430通常加工成连接器206和214的形状，以便形成模制空间434。随后，可模制的材料，例如合适的塑料材料，被注射到槽420中，通过通道424进入空间434。

图14示出了模型中注入塑料材料并去掉模型活块428和430后的套管410。因此，可以看到，内部模制部分具有套管310的连接器尖端对准部分的截面形状。具体地说，形成了连接器尖端对准孔444和圆锥形表面448和450，其与连接器尖端对准孔322和套管310的对准部分的圆锥形表面318和330对应。因此，可以知道，对准套管410及其模制的内部连接器尖端对准部分440通常具有与对准套管310相同的尺寸和间隙，以便其能够如图11所示用于对准两个连接器206和214。因此，对准套管410同样也包括两个连接器对准部分，一个连接器尖端对准部分由对准孔444表示，而一个外部连接器本体对准部分由套管孔414表示。

图15示出了使用本发明的接头200连接本发明的两个两线端的光导纤维连接器。图15所示的接头500将第一个两线端光导纤维连接器10R与第二个两线端光导纤维连接器10L连接，其中R表示右侧连接器和元件，而L表示左侧连接器和元件。接头500包括一个内部连接器对准套管510，该套管包括一个具有直径足以使两个连接器的突出尖端76R和76L滑动配合的直径。接头500还包括一个外部连接器对准套管520，该套管有一个连接器孔522，其直径足以分别使连接器10R和10L的连接器本体部分215R,216R，和215L,216L滑动配合。光缆护套套管526和528被压扁530，作用到与连接器10R和10L连接的光缆纤维护套上。外部接头护套540设置有一个孔，其具有合适的直径与外部对准套管520和护套套管526和530滑动配合，并且外部接头套管540被压扁作用到护套套管526和528。

因此，可以知道，接头500对于设置在其中的光导纤维连接器包括多个对准点。具体地说，内部对准套管510用于使连接器10R和10L的尖端分76R和76L对准。外部对准套管分别用于使连接器10R和10L的内部线端24R和24L的本体部分216R和216L对准。

本发明已通过参考确定的具体实施例进行了说明和描述，通过阅读详细说明，本领域的普通技术人员将会明白，只要不偏离本发明的精神，在描述的实施例中可以对其形式和细节进行一定的变化和改进。因此，应当知道，下面的权利要求试图包括属于本发明的真实精神和范围之内的所有变化和改进。

Claims (16)

1．一种用于约束光缆端部的光导纤维连接器，包括：

与设置在所述光缆内的光导纤维约束的第一线端元件；

与所述光导纤维约束的第二线端元件。

2．如权利要求1所述的连接器，其中，所述第一线端元件部分放置在所述第二线端元件部分内。

3．如权利要求2所述的连接器，其中所述第一线端元件与所述光导纤维的约束部位在所述第二线端元件内。

4．如权利要求1所述的连接器，其中所述第一线端元件与所述光导纤维机械、摩擦地约束，并且其中所述第二线端元件与所述光导纤维机械、摩擦地约束。

5．一种用于约束光缆端部的光导纤维的连接器，包括：

一个安装在所述光缆的光导纤维部分上的内部线端元件，所述内部线端元件与所述光导纤维机械、摩擦地约束；

一个安装在所述光导纤维上的外部线端元件，所述外部线端元件与所述光导纤维机械、摩擦地约束，所述外部线端元件上设置有一个线端孔，所述孔有一个圆锥形压紧安装表面；并且其中所述内部线端元件放置在所述线端孔内，以便所述圆锥形压紧安装表面与所述内部线端元件的压紧安装表面接触。

6．一种用于使两个光导纤维连接器对准连接的光导纤维连接器接头，包括：

所述接头的第一对准部分，其与所述光导纤维连接器的第一部分接触，使所述光导纤维连接器的第一部分对准；

所述接头的第二对准部分，其与所述两个光导纤维连接器的第二部分接触，使所述光导纤维连接器的第二部分对准。

7．如权利要求6所述的接头，其中所述光导纤维连接器的第一部分包括圆柱形尖端部分，并且所述接头的所述第一对准部分包括一个圆柱形孔，其直径比所述尖端部分的直径稍大。

8．如权利要求6所述的接头，其中所述光导纤维连接器的第二部分包括圆柱形本体部分，并且所述接头的所述第二对准部分包括一个圆柱形孔，其直径比所述本体部分的直径稍大。

9．如权利要求6所述的接头，其中所述光导纤维连接器的第一部分包括圆柱形尖端部分，并且所述接头的所述第一对准部分包括一个圆柱形孔，其直径比所述尖端部分的直径稍大；其中所述光导纤维连接器的第二部分包括圆柱形本体部分，并且所述接头的所述第二对准部分包括一个圆柱形孔，其直径比所述本体部分的直径稍大。

10．如权利要求9所述的接头，其中，所述接头的所述第一和第二对准部分设置在一个对准套管元件内，对准套管元件内有一个同轴的第一对准孔和第二对准孔。

11．如权利要求10所述的接头，其中，所述对准套管元件包括一个单独的、整体制造的元件。

12．如权利要求10所述的接头，其中，所述对准套管元件包括一个圆柱形套管部分和一个与其配合的模制的内部套管部分。

13．如权利要求10所述的接头，其中，所述对准套管元件包括两个可滑动配合的圆柱形套管元件，该套管元件包括一个外部圆柱形套管元件和一个内部圆柱形套管元件，并且其中所述圆柱形内部套管元件可滑动地配合在所述外部套管元件内。

14．如权利要求7的接头，其中所述孔的长度比所述两个光导纤维连接器的所述两个尖端分的结合长度短。

15．一种用于将光导纤维连接器约束到光缆上的方法，包括如下步骤：

将第一线端元件安装到所述光缆的光导纤维部分上；

将第二线端元件安装到所述光导纤维上；

采用一次压紧安装压紧，将所述外部线端元件和所述内部线端元件都压紧安装到所述光导纤维上。

16．如权利要求15的方法，其中所述内部线端元件设置在一个可变形的尖端分内；

所述外部线端元件设置有一个可变形的尖端部分，并且所述外部线端元件设置有一个内部压紧安装表面；并且

所述压紧安装步骤包括，用所述内部线端元件的可变形的尖端分压紧所述内部压紧安装表面，以及在所述一次压紧时使外部线端元件的可变形尖端的压紧变形。

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