CN208569100U

CN208569100U - 光纤连接器

Info

Publication number: CN208569100U
Application number: CN201590001167.8U
Authority: CN
Inventors: 托马斯·特伊尔科恩
Original assignee: Corning Optical Communications LLC
Current assignee: Corning Research and Development Corp
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2019-03-01
Anticipated expiration: 2025-10-29
Also published as: EP3215879A1; US20160131851A1; MX2017005832A; WO2016073265A1

Abstract

一种光纤连接器包括套管组件，所述套管组件具有沿着纵向轴线延伸的套管和所述套管从中延伸的套管保持器。所述套管保持器具有带第一键合特征的外表面。所述光纤连接器还包括在其中接收所述套管保持器的壳体。所述壳体具有带第二键合特征的内表面，所述第二键合特征与所述第一键合特征协作以便限制所述套管保持器围绕所述纵向轴线的旋转。所述套管保持器可在未配合位置与配合位置之间相对于所述壳体沿着所述纵向轴线移动。所述第一键合特征与所述第二键合特征之间的最小间隙在所述配合位置比在所述未配合位置更大。

Description

光纤连接器

优先权申请

本申请要求2014年11月6日提交的美国临时申请序列号62/076,139的优先权益，所述申请的内容是本文的基础并据此以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本公开大体上涉及光学通信，并且更具体地说，涉及光纤连接器。

背景技术

光纤用于多种多样的应用，包括用于音频、视频和数据传输的电信行业。在使用光纤的电信系统中，通常存在其中承载光纤的光纤电缆连接到设备或其他光纤电缆的许多位置。为了便捷地提供这些连接，光纤连接器通常设置在光纤电缆的端部上。从光纤电缆端接单个光纤的过程被称为“连接”。连接可以在工厂中完成，从而得到“预连接的”或“预端接的”光纤电缆，或在现场完成(例如，使用“现场可安装的”光纤连接器)。

不管在哪里进行安装，光纤连接器通常包括具有接收一或多个光纤的一或多个孔的套管。套管支撑光纤并且使光纤相对于光纤连接器的壳体定位。因此，当光纤连接器的壳体与(例如，在适配器中的)另一连接器配合时，套管中的光纤相对于壳体定位在已知的固定位置中。这允许在光纤与设置在配合连接器中的另一光纤对准时建立光学连接。

一些光纤连接器(诸如具有角物理接触(APC)或已调整套管的光纤连接器) 必须在配合时旋转地对准以建立有效的光学连接。因此，套管相对于此类连接器中的壳体的旋转取向必须受到紧密控制，使得在配合之前知道旋转取向。这通常通过使套管组件和壳体上的键合特征之间具有小间隙(紧密配合)来实现。键合特征限制套管组件相对于壳体的旋转。

与键合特征之间具有紧密配合相关联的挑战之一是光纤连接器在处理期间时，特别是配合在适配器中时，所述光纤连接器可能承受各种力。力可导致壳体相对于适配器的变形和/或位移。这种变形和/或位移可大于套管组件进和壳体上的键合特征之间的间隔，从而导致力被动力学地传递到套管组件。力的传递可致使配合套管中的光纤之间的旋转错位和/或径向偏移，从而影响光学性能。

实用新型内容

以下公开光纤连接器的实施方式。根据一个实施方式，光纤连接器包括套管组件，所述套管组件具有沿着纵向轴线延伸的套管和所述套管从其延伸的套管保持器。套管被配置来支撑至少一个光纤。套管保持器具有带第一键合特征的外表面。光纤连接器还包括在其中接收套管保持器的壳体。壳体具有带第二键合特征的内表面，所述第二键合特征与第一键合特征协作以便限制套管保持器围绕纵向轴线的旋转。套管组件可在未配合位置与配合位置之间沿着纵向轴线相对于壳体移动，其中套管保持器在未配合位置比在配合位置更靠近壳体的前端。第一键合特征与第二键合特征之间的最小间隙在配合位置比在未配合位置更大。所述第一键合特征包括从所述套管保持器的外表面突出的键。所述第二键合特征包括在所述壳体的所述内表面上的凹槽，所述凹槽具有在朝向所述壳体的所述前端的方向上宽度渐缩的至少一部分。所述凹槽包括从所述壳体的后端延伸的引入部分、以及在所述壳体的所述前端与所述后端之间的中间位置处端接所述凹槽的端部。

根据另一个实施方式，光纤连接器包括套管组件，其具有沿着纵向轴线延伸的套管和所述套管从其延伸的套管保持器。套管被配置来支撑至少一个光纤。套管保持器具有带第一键合特征的外表面。光纤连接器还包括具有腔室的壳体，套管组件被接收在所述腔体中，其中所述套管组件可沿着纵向轴线相对于壳体移动。壳体还具有带第二键合特征的内表面，所述第二键合特征与第一键合特征协作以便限制套管组件围绕纵向轴线的旋转。在此实施方式中，套管组件朝向向前位置偏置，在所述向前位置中，套管保持器的一部分邻接壳体的一部分以将套管组件保持在壳体内。第一键合特征包括键或凹槽中的一个，并且第二键合特征包括键或凹槽中的另一个。当套管组件从向前位置沿着纵向轴线在向后方向上移动时，键与凹槽之间的最小间隙增加。

所述套管保持器包括多个所述第一键合特征，并且所述壳体包括多个所述第二键合特征，其中所述第一键合特征中的每个键合特征与所述第二键合特征中的对应键合特征协作以便限制所述套管保持器围绕所述纵向轴线的旋转。

所述多个所述第一键合特征和所述多个所述第二键合特征围绕所述纵向轴线以对称的方式圆周地布置。

中所述套管具有约2.5mm的外直径，并且进一步地，其中所述第一键合特征与所述第二键合特征之间的所述最小间隙在所述未配合位置时小于50 μm且在所述配合位置时大于100μm。

所述套管组件朝向所述未配合位置进行弹簧偏置，并且进一步地，其中所述第一键合特征在所述未配合位置中接合所述第二键合特征，使得所述第一键合特征与所述第二键合特征之间的所述最小间隙在所述未配合位置中是零。

所述凹槽的所述端部具有实质上v形的轮廓。

所述壳体的所述内表面和所述套管保持器的外表面具有围绕所述纵向轴线的互补旋转非对称轮廓。

所述壳体包括具有开口的内保持壁，所述套管延伸通过所述开口，所述开口由所述保持壁上的倒角表面限定；并且所述套管保持器具有大于所述保持壁中的所述开口的第一部分，所述第一部分包括锥形表面，所述锥形表面被配置来在所述套管组件处于所述未配合位置时邻接所述保持壁的所述倒角表面。

所述纵向轴线限定笛卡尔坐标系的z轴；所述壳体的相邻侧垂直于所述笛卡尔坐标系的x轴和y轴；并且所述壳体的所述内表面中的所述凹槽定位在沿着所述z轴延伸的30°平面与60°平面之间，所述30°平面与60°平面是从所述 x轴测定的。

所述壳体的所述内表面中的所述凹槽与沿着所述z轴延伸的45°平面相交，所述45°平面是从所述x轴测定的。

所述键包括圆柱形凸台。

所述壳体的所述内表面是实质上圆柱形的，使得所述凹槽在径向向外方向上。

在上文中以及在以下描述和权利要求书中提及“第一键合特征”和“第二键合”的并不排除存在每个键合特征的倍数的可能性。在一些实施方式中，例如，套管保持器可包括多个第一键合特征(即，两个或更多个)，并且壳体可包括多个第二键合特征，其中第一键合特征中的每个第一键合特征与第二键合特征中的对应第二键合特征协作，以限制套管保持器相对于壳体的旋转。因此，“第一键合特征”是指“至少一个第一键合特征”。类似地，“第二键合特征”是指“至少一个第二键合特征”。

附加的特征和优点将在以下详细描述中阐述，并且部分地对于光学通信技术领域的技术人员来说将是显而易见的。应当理解，以上概述、以下详述以及附图仅仅是示例性的，并且旨在提供理解权利要求的性质和特征的概述或框架。

附图说明

包括附图以提供进一步理解并且所述附图并入本说明书且构成本说明书的一部分。附图说明一或多个实施方式并且和描述一起用于解释各种实施方式的原理和操作。与示出的或描述的实施方式中的任一个相关联的特征或属性可应用于基于本公开所示出的、描述的或理解的其他实施方式。

图1是光纤连接器的示例的透视图；

图2是图1的光纤连接器的透视图；

图3是图1的光纤连接器的壳体的部分剖开的透视图；

图4是从不同角度的图3中的壳体的部分剖开的透视图，其示出装载在壳体中的光纤连接器的套管保持器；

图5是在壳体的未配合/向前位置中的图4的套管保持器的部分剖开的透视图；

图5A是在套管保持器处于未配合/向前位置时，套管保持器上的第一键合特征与壳体上的第二键合特征协作的示意图；

图6是与图5类似的部分剖开的透视图，但示出处于壳体中的配合/向后位置中的套管保持器；

图6A是在套管保持器处于配合/向后位置时，套管保持器上的第一键合特征与壳体上的第二键合特征协作的示意图；

图7是装载到壳体中的图1的光纤连接器的套管保持器的后视图；以及

图8是参考笛卡尔坐标系示出第一键合特征和第二键合特征的位置的示意图。

具体实施方式

在以下描述中，将通过示例方式进一步解释各种实施方式。大体上，描述涉及光纤连接器和包括所述光纤连接器的光缆组件。图1中示出了光纤连接器 10(也被称为“光纤连接器10”或简称为“连接器10”)的一个示例。尽管以SC型连接器的形式示出连接器10，但是以下描述的特征可应用于不同的连接器设计。这包括例如ST、LC、FC、MU和MPO型连接器，以及其他的单光纤或多光纤连接器设计。

如图1和图2中所示，连接器10包括：套管12，其具有套管孔14(“微型孔”)，所述套管12被配置来支撑光纤16；套管保持器18，所述套管12从其延伸；外部壳体20(“壳体20”)，其具有接收套管保持器18的腔室22；以及保持主体24(也被称为“内部壳体24”或“连接器主体24”)，其被配置来将套管保持器18保持在壳体20内。更具体地，套管12的后端26被接收在套管保持器 18的第一部分28中，并且以已知的方式(例如，压配合、粘合剂、将套管保持器18模制在套管12的后端26上方等)固定在其中。在一些实施方式中，套管 12和套管保持器18甚至可以是整体结构。为了方便起见，术语“套管组件”可用来指套管12和套管保持器18的组合，而不管这些元件是固定在一起的单独部件还是整体结构的不同部分。

套管保持器18通过弹簧32被偏置到壳体20内的向前位置，所述弹簧32 在套管保持器18的第二部分30上延伸，所述第二部分30与第一部分28相比具有减小的横截面直径/宽度。弹簧32还与保持主体24的内部几何形状相互作用，所述保持主体24可使用卡扣配合等固定到壳体20。例如，图1和图2 示出壳体20的后部，其在相对侧上具有切口或狭槽36以便限定裂口护罩。保持主体24具有突片38，所述突片38被配置来卡扣到狭槽36中并由于部件的几何形状而保持在狭槽36中。

当连接器10如图1所示组装时，套管12的前端42突出超过壳体20的前端44。前端42呈现用于与配合部件(例如，另一个光纤连接器；未示出)进行光耦合的光纤16。注意，套管12沿着纵向轴线46对准光纤16。将如以下更详细地描述，套管保持器18(以及因此，套管12)可沿着纵向轴线46相对于壳体20移动。然而，围绕纵向轴线46的旋转由于套管保持器18和壳体20上的键合特征彼此协作而受到限制。旋转受限的程度取决于连接器10处于未配合配置还是处于配合配置而变化，如以下将讨论的。

在图2所示的实施方式中，套管保持器18上的键合特征(“第一键合特征”) 在第一部分28的相对侧上呈键50的形式。键50从套管保持器18的外表面 52径向向外突出。虽然键50被示出为圆柱形凸台，但其他形状也是可能的。

图3示出了所示的具体实施方式中的壳体20上的键合特征(“第二键合特征”)如何在壳体20的内表面56上呈凹槽54的形式。每个凹槽54具有限定在相对的侧壁58、60之间的宽度，并且被配置来接收套管保持器18的键50中的一个。每个凹槽54还在相对的侧壁58、60之间具有底表面62。虽然附图所示的实施方式包括每个键合特征中的两个(凹槽54中的两个和键50中的两个)，但替代性实施方式可仅具有每个键合特征中的一个。可替代地，每个键合特征可以有两个以上。此外，在一些实施方式中，套管保持器18上的键合特征可以呈一或多个凹槽的形式，而壳体20上的键合特征可以呈从内表面56 径向向内突出的一或多个键的形式。

仍然参考图3，每个凹槽54包括从壳体20的后端66延伸的引入部分64、以及在壳体20的前端44与后端66之间的中间位置处端接凹槽54的端部68。当引入部分64朝向壳体20的前端44延伸时，所述引入部分64的宽度稍微渐缩。另一方面，端部68从引入部分64到中间位置急剧地渐缩，以便具有可被截断的实质上Y形的轮廓。因此，侧壁58、60在端部68中会聚到凹槽54的端点或表面。

如图4所示，当套管保持器18从壳体20的后端66插入腔室22时，凹槽 54容纳(即，接收)套管保持器18上的键50。可插入套管保持器18，直到套管保持器18上的一或多个表面邻接壳体20内部的一或多个表面。更具体地，并且参考图3和图5，壳体20包括从内表面56径向向内延伸的保持壁72。保持壁72包括大于套管12但小于套管保持器18的第一部分28的开口74。在示出的实施方式中，保持壁72具有限定开口74的倒角表面76。套管保持器18 的第一部分28包括被配置来邻接倒角表面76的锥形表面78。倒角表面76和锥形表面78具有互补的几何形状以提供“自定中心”特征。也就是说，当套管保持器18与保持壁72进行接触时，互补的几何形状有助于沿着纵向轴线46 对准套管组件和壳体。

图5示出处于向前位置中的套管保持器18，其中通过保持壁72防止朝向壳体20的前端44的进一步移动。此向前位置可表示连接器10的未配合状态，并且因此也称为套管组件的“未配合位置”。套管保持器18通过弹簧32偏置到此位置(图2)。如图5A所示，当连接器10处于向前位置时，在每个键50与对应凹槽54之间限定最小间隙或间隔g_c。例如，对于涉及2.5mm的套管的连接器设计，最小间隙g_c可以小于50μm。在替代性实施方式中，最小间隙g_c甚至可以是零，使得当连接器10处于向前位置时，每个键50完全就位在对应凹槽54内/与对应凹槽54接合(即，不存在间隔)。在一些实施方式中，这种接合防止套管保持器18在壳体20内进一步向前移动(代替保持壁72或除了保持壁72之外)。

应注意，上文提到和图5A中所示的最小间隙g_c实质上沿围绕纵向轴线 46的圆周方向；在圆周方向上进行测量可以近似最小间隙g_c。在径向方向上每个键50与对应凹槽54的底表面62之间还存间隔。至少在套管保持器18 处于未配合位置时，此后一个间隔大于最小间隙g_c。出于本公开的目的，对“最小间隙”的参考一致地指圆周方向上的间隔(即，每个键50与壳体60的侧壁58、 60之间的间隔；最小间隙g_c)。

套管保持器18能够通过克服由弹簧32提供的偏置力而沿着纵向轴线46 在向后方向上相对于壳体20移动。这可以是配合期间的情况，其中套管12 与配合连接器的套管(未示出)进行接触，以便在由套管承载的光纤之间建立光学连接/耦合。为此，图6示出了处于向后位置中的套管保持器18，所述向后位置可表示连接器10的配合状态，并且因此也称为套管组件的“配合位置”。由于凹槽54的宽度随着凹槽54朝向壳体20的后端66延伸而扩大，所以每个键50与对应凹槽54之间的最小间隙g_c随着套管保持器18沿向后方向移动而增加。因此，每个键50与对应凹槽54之间的最小间隙g_c在套管组件的向后/ 配合位置比在向前/未配合位置更大。

存在与上述布置相关联的若干个优点。例如，如可以理解的，套管组件围绕纵向轴线46相对于壳体20可旋转的程度受到键50与凹槽54之间的最小间隙的限制。最小间隙限定套管组件与壳体20之间的旋转错位的公差。当连接器10处于未配合状态(图5和图5A)时，套管组件处于向前位置，并且最小间隙相对较小。换句话说，当连接器10处于未配合状态时，旋转错位具有紧密公差。虽然键合特征之间的紧密配合通常增加了力从壳体20传递到套管组件并改变套管12中的光纤的取向和/或位置的可能性，但在连接器10处于未配合状态时，这点受到较小关注，因为光学性能未被测定；此时无光学连接。

当连接器10处于配合状态(图6和图6A)时，套管组件处于向后位置，并且每个键50与对应凹槽54之间的最小间隙较大。对于旋转错位具有更大的公差，使得力从壳体20传递到套管组件并影响光学性能的可能性减小。因此，第一键合特征与第二键合特征之间的最小间隙基于连接器10是处于未配合状态还是处于配合状态而改变。这允许针对每个状态来优化布置。在未配合状态下较小的最小间隙有助于确保套管组件维持特定的旋转取向，直到建立光学连接，这对于具有APC或已调整套管的连接器来说尤为重要。一旦已经通过配合连接器建立了光学连接，最小间隙增加，使得光学连接不太可能受到力从壳体20转移到套管组件的影响。

与示出的具体实施方式相关联的另一优点涉及键合特征的位置。如图7 所示，壳体20在垂直于纵向轴线46的平面中具有实质上矩形的轮廓，并且键合特征定位在壳体的拐角区域中。因此，壳体20中的每个凹槽54从内表面 56朝向基本矩形轮廓的拐角区域延伸。图8中示意性地示出所述布置，还以隐藏线示出了键合特征的常规布置以用于比较。

为了便于讨论，将参考具有由纵向轴线46限定的z轴(图8中朝页面内的方向)的笛卡尔坐标系。壳体20的相邻侧面垂直于笛卡尔坐标系的x轴和y轴。如图8所示，壳体20的内表面56中的内槽54实质上与从x轴偏移45°的平面对准。换句话说，凹槽54与穿过z轴的45°平面实质上对准，其中45°平面的角偏移是从x轴测定的。在其他实施方式中，凹槽54可简单地与45°平面相交，或者定位在从x轴测定的30°平面与60°平面之间的任何位置。图8中的角度α表示凹槽54的角偏移。

如从图8可以理解，与键合特征与y轴(如图8中的隐藏线所示)或x轴对准的常规布置相比，角偏移致使凹槽54定位成离z轴更远。这增加了键50围绕z轴在套管组件与壳体20之间以给定旋转精度可行进的周向距离。换句话说，为了维持与常规布置相同的围绕z轴的旋转约束，键50与凹槽54之间的间距必须允许键50相对于凹槽54在圆周方向上的行进增加。与常规布置相比，这导致键50与凹槽54之间的间距更大。因此，由于附加的间距/更松动的配合，键50和凹槽54的制造公差可以放宽/增加。可替代地，如果维持键50和凹槽54的相同制造公差(即，如常规布置中的键50与凹槽54之间的相同间距)，那么旋转精度增加(即，套管组件相对于壳体20围绕纵向轴线46旋转的能力更小)。

再参考图7，键50定位在套管保持器18的外表面28的直径相对的位置上，并且凹槽54定位在壳体20的内表面56上的直径相对的位置处。为了确保套管组件以特定的旋转取向插入到壳体20中，套管保持器18的外表面28 和壳体20的内表面56具有围绕纵向轴线46的互补旋转非对称轮廓。虽然可替代地可通过键合特征的非对称布置来确保正确的旋转取向，但是避免这样做的需要允许双重键合特征装置中的每个键合特征定位在壳体20的拐角区域中。以上讨论了以这种方式来定位键合的相关联优点。相同的原理可以应用到具有四重键合特征布置的实施方式。

应注意，尽管以上述方式来定位键合特征提供实现与套管组件的未配合和配合位置中的不同最小间隙相关联的优点中的某些优点，但是将理解实施方式涉及这些方面中的一个而非其他的方面。例如，将理解这样的实施方式：第一键合特征和第二键合特征位于由壳体限定的基本矩形轮廓的拐角区域中，其中不管连接器是否处于未配合状态还是处于配合状态，第一键合特征与第二键合特征之间的最小间隙是相同的。相反，将理解这样的实施方式：结合未配合和配合状态下的第一键合特征与第二键合特征之间的不同最小间隙的特征，而不将第一键合特征和第二键合特征定位在壳体的拐角区域中。

本领域技术人员将理解，可在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下做出其他修改和变化。由于本领域技术人员可想到结合本实用新型的精神和实质所公开的实施方式的修改、组合、子组合和变型，本实用新型应被解释为包括在所附权利要求书及其等效物的范围内的所有内容。

Claims

1.一种光纤连接器，包括：

套管组件，具有沿着纵向轴线延伸的套管和所述套管从中延伸的套管保持器，所述套管被配置来支撑至少一个光纤，并且所述套管保持器具有带第一键合特征的外表面；以及

壳体，在其中接收所述套管保持器，所述壳体具有带第二键合特征的内表面，所述第二键合特征与所述第一键合特征协作以便限制所述套管保持器围绕所述纵向轴线的旋转；

其中：

所述套管组件可在未配合位置与配合位置之间相对于所述壳体沿着纵向轴线移动，所述套管保持器在所述未配合位置中比在所述配合位置中更靠近所述壳体的前端；

所述第一键合特征与所述第二键合特征之间的最小间隙在所述配合位置中比在所述未配合位置中更大；

所述第一键合特征包括从所述套管保持器的外表面突出的键；

所述第二键合特征包括在所述壳体的所述内表面上的凹槽，所述凹槽具有在朝向所述壳体的所述前端的方向上宽度渐缩的至少一部分；并且

所述凹槽包括从所述壳体的后端延伸的引入部分、以及在所述壳体的所述前端与所述后端之间的中间位置处端接所述凹槽的端部。

2.根据权利要求1所述的光纤连接器，其中所述套管保持器包括多个所述第一键合特征，并且所述壳体包括多个所述第二键合特征，其中所述第一键合特征中的每个键合特征与所述第二键合特征中的对应键合特征协作以便限制所述套管保持器围绕所述纵向轴线的旋转。

3.根据权利要求2所述的光纤连接器，其中所述多个所述第一键合特征和所述多个所述第二键合特征围绕所述纵向轴线以对称的方式圆周地布置。

4.根据权利要求1所述的光纤连接器，其中所述套管具有约2.5mm的外直径，并且进一步地，其中所述第一键合特征与所述第二键合特征之间的所述最小间隙在所述未配合位置时小于50μm且在所述配合位置时大于100μm。

5.根据权利要求4所述的光纤连接器，其中所述套管组件朝向所述未配合位置进行弹簧偏置，并且进一步地，其中所述第一键合特征在所述未配合位置中接合所述第二键合特征，使得所述第一键合特征与所述第二键合特征之间的所述最小间隙在所述未配合位置中是零。

6.根据权利要求1所述的光纤连接器，其中所述凹槽的所述端部具有实质上v形的轮廓。

7.根据权利要求1所述的光纤连接器，其中所述壳体的所述内表面和所述套管保持器的外表面具有围绕所述纵向轴线的互补旋转非对称轮廓。

8.根据权利要求1所述的光纤连接器，其中：

所述壳体包括具有开口的内保持壁，所述套管延伸通过所述开口，所述开口由所述保持壁上的倒角表面限定；并且

所述套管保持器具有大于所述保持壁中的所述开口的第一部分，所述第一部分包括锥形表面，所述锥形表面被配置来在所述套管组件处于所述未配合位置时邻接所述保持壁的所述倒角表面。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的光纤连接器，其中：

所述纵向轴线限定笛卡尔坐标系的z轴；

所述壳体的相邻侧垂直于所述笛卡尔坐标系的x轴和y轴；并且

所述壳体的所述内表面中的所述凹槽定位在沿着所述z轴延伸的30°平面与60°平面之间，所述30°平面与60°平面是从所述x轴测定的。

10.根据权利要求9所述的光纤连接器，其中所述壳体的所述内表面中的所述凹槽与沿着所述z轴延伸的45°平面相交，所述45°平面是从所述x轴测定的。

11.根据权利要求10所述的光纤连接器，其中所述键包括圆柱形凸台。

12.根据权利要求10所述的光纤连接器，其中所述壳体的所述内表面是实质上圆柱形的，使得所述凹槽在径向向外方向上。