允許套圈的旋轉自由度的光纖連接器及所述光纖連接器的製造方法
2023-05-18 12:07:46 2
專利名稱：允許套圈的旋轉自由度的光纖連接器及所述光纖連接器的製造方法
技術領域：
本發明是針對光纖連接器和光纖連接器的組件以及光纖連接器的製造方法。更具體來說，本發明是針對一種光纖連接器，其中所述光纖連接器的套圈固持器與殼體之間的協作得到改善。
背景技術：
光纖越來越多地用於各種應用，包含(但不限於)寬帶語音、視頻和數據傳輸。光纖使用的益處包含極寬的帶寬和低噪聲操作。隨著光纖使用的增加與多樣化，提供有效的方法來互連光纖非常重要。已為實現此目的而開發出光纖連接器。光纖連接器不顯著衰減或改變所傳輸信號是很重要的。光纖連接器很有利，因為光纖連接器是可重新配置的(也就是，可多次連接與斷開)，從而允許向光網絡移動、添加和改變。在光網絡的初始安裝期間或在向光網絡移動、添加和改變期間，可將例如側力等力施加於電纜組合件並最終施加於光纖連接器。所述施加於光纖電纜組合件的側向載荷可使光纖連接器的套圈偏移且不良地衰減光信號。舉例來說，圖1圖示常規光纖電纜10，光纖電纜10具有緊固在套圈固持器14內的套圈12。套圈固持器14安置在殼體16內並且套圈固持器14通過彈簧助推件而固持在殼體16中，所述彈簧助推件搭扣配合到殼體16。彈簧15向前偏置套圈固持器14，並允許套圈12和套圈固持器14移動，以允許在套圈之間存在合適量的接觸壓力以及禁止損壞套圈端面。然而，如果施加足夠大的側向載荷，那麼套圈12和套圈固持器14可偏移，以允許套圈12脫離位置，如圖1所示。由於此側向載荷，光纖連接器的所述一對相配的套圈可能已增加光學衰減的等級。圖2圖示當側向載荷通過光纖電纜傳輸到光纖電纜組合件的套圈 12時，相應套圈12和12'在緊定套30內配對的光纖連接器的圖示。仍需要一種改善的光纖連接器，所述光纖連接器簡單、可靠、易於組裝且可容易地適應側向載荷力。
發明內容
本發明的實施例是針對光纖連接器、電纜組合件和用於光纖連接器的組件，以及光纖連接器的製造方法。光纖連接器有利地允許如本發明所述的改善的側向載荷性能。光纖連接器包含套圈和套圈固持器，其中套圈固持器可安置在殼體內。此外，套圈固持器具有前向部分，所述前向部分具有球形特徵用於與殼體協作，從而允許套圈固持器與殼體之間的相對移動。具體來說，套圈固持器的球形特徵準許套圈固持器相對於殼體在兩個自由度中旋轉平移並且套圈固持器的球形特徵禁止套圈固持器相對於殼體在相同的兩個自由度中縱向平移，從而提供改善的側向載荷性能。額外的特徵與優點將會在以下的詳細描述中闡明，且額外的特徵與優點將部分地由所屬領域的技術人員從所述描述顯而易見或者額外的特徵與優點將通過如本文(包含以下的詳細描述、權利要求書與附圖)所述般實踐來認識到。應理解，前述大體描述和以下詳細描述呈現意欲提供用於理解權利要求書的本質和特徵的概述或框架的實施例。附圖被包含以提供對本發明的進一步理解，並且附圖被併入本說明書中並構成本說明書的一部分。附示各種實施例且與描述一起用以解釋原理和操作。
圖1是常規光纖連接器的縱截面圖，圖示在側向載荷力下移置的套圈固持器和套圈；圖2是圖示一對相配的光纖連接器的套圈的示意圖，所述一對相配的光纖連接器在側向載荷施加到所述光纖連接器中的一者時分離，從而在所述配對中引起衰減；圖3是具有套圈固持器的光纖連接器的縱截面圖，其中套圈固持器改善側向載荷性能；圖4是圖3的光纖連接器的詳細縱截面圖，為清楚看到套圈固持器而移除殼體的一部分；圖5是在套圈固持器的前向部分處的多纖維光纖連接器的橫截面圖，圖示楔固特徵；圖6是光纖連接器的縱截面圖，圖示在側向載荷力下移置的套圈固持器和套圈；圖7和圖8分別是圖示圖3的套圈固持器的透視圖和俯視圖；以及圖9是圖示在各種側向載荷力和參考波長下圖3的光纖連接器的增量衰減的圖。
具體實施例方式現在將詳細參考本發明的優選實施例，所述優選實施例的實例將在附圖中圖示。 只要可能，便使用同樣的元件符號指代同樣的組件或零件。本文所述的實施例是針對光纖連接器和電纜組合件，所述組合件在殼體內具有套圈固持器，所述套圈固持器準許套圈固持器相對於殼體在兩個自由度中旋轉平移並且所述套圈固持器禁止套圈固持器相對於殼體在相同的兩個自由度中縱向平移。所揭示的概念是有利的，因為所述概念改善了光纖連接器在側向載荷條件下的性能。現在將詳細參考優選實施例，所述優選實施例的實例在附圖中圖示。圖3圖示示範性光纖連接器100的截面圖，其中套圈12安置在套圈固持器114中。 套圈12可以固持光纖電纜50的光纖52，從而形成光纖電纜組合件(未標號)，其中所述固持以合適方式為光纖連接器100減輕張力。套圈固持器114的一部分收納於殼體16中並與套圈固持器114協作，從而允許殼體16與套圈固持器114之間的在特定定向上的相對移動，如下文所描述。光纖連接器100還包含彈簧15，所述彈簧15用於在殼體16內將套圈固持器114向前偏置。組裝光纖連接器100，使得通過使用彈簧助推件18將彈簧15和套圈固持器114緊固在殼體16內，彈簧助推件18使用閂鎖和窗(未標號)搭扣配合到殼體16的一部分。光纖連接器100和套圈固持器114是有利的，因為當承受側向載荷力時光纖連接器100和套圈固持器114具有改善的光學性能。更具體來說，套圈固持器114具有前向部分(未標號)，所述前向部分具有球形特徵115，以允許套圈固持器114相對於殼體16在兩個自由度中旋轉平移並且禁止套圈固持器114相對於殼體16在相同的兩個自由度中縱向平移。本文所揭示的概念適合於其它光纖連接器和/或光纖電纜。舉例來說，光纖連接器可具有例如圖5所示的多纖維套圈或光纖連接器可具有包含多纖維套圈的其它合適的光纖連接器。自由度定義為正交軸系統，在所述正交軸系統中，正Z方向向右，正X方向向上，且正Y方向如圖3最佳所示地進入紙中。球形特徵準許套圈固持器114相對於殼體16在兩個自由度中旋轉平移並且球形特徵禁止套圈固持器相對於殼體16在相同的兩個自由度中縱向平移。舉例來說，套圈固持器114在X-Z平面中繞Y軸旋轉平移且套圈固持器114在 Y-Z平面中繞X軸旋轉平移。另外，套圈固持器114禁止沿X軸和沿Y軸縱向平移。換句話說，套圈固持器114可繞X和Y軸旋轉但禁止套圈固持器114沿X和Y軸縱向平移，而且套圈固持器114基本上沿Z軸縱向平移(也就是，套圈固持器可在Z方向上在前後方向上移動並被彈簧向前偏置)。另外，楔固特徵禁止套圈固持器114繞Z軸旋轉。圖4圖示光纖連接器100的一部分的詳細截面圖，圖示套圈固持器114的細節。 移除鄰近套圈固持器114的楔固特徵的殼體16部分(也就是，以波浪線表示的頂部和底部處)，以使得套圈固持器114的輪廓可見。套圈固持器114的前向部分也可以包含鄰近球形部分115的其它幾何體。舉例來說，套圈固持器114的此實施例包含球形部分115前面的第一錐形部分113和球形部分115後面的第二錐形部分117。換句話說，第一錐形部分113 和第二錐形部分117安置在球形特徵115的相對側上。將錐形部分布置在球形特徵115的相對側上允許當不施加側向載荷時套圈固持器相對於套圈固持器的正常位置向前或向後旋轉，但是其它實施例可具有在球形特徵115的相對側上的其它幾何體。相對於光纖連接器100的縱軸，第一錐形部分113在第一方向上漸縮，且第二錐形部分117在第二方向上漸縮。舉例來說，第一錐形部分具有相對於縱軸成10度或小於10度的角度，且第二錐形部分具有相對於縱軸成負10度或小於負10度的角度。如本文中所用，球形特徵是指相對於殼體移動的套圈固持器部分具有曲面，但並非嚴格數學意義上的確切球面。圖5圖示與光纖連接器100相似的光纖連接器的橫截面圖，但是所述光纖連接器包含緊固多個光纖52的多纖維套圈12'。具體來說，圖5圖示貫穿套圈固持器114的前向部分的截面圖。如圖所示，套圈固持器114包含至少一個楔固特徵116。更具體來說，套圈固持器的此實施例的前向部分包含頂部處的第一楔和底部處的第二楔。換句話說，第一楔與第二楔安置在套圈固持器的前向部分的相對側上。如圖5所示，套圈固持器114具有凹形楔固特徵(也就是，凹槽)，凹形楔固特徵與殼體16的凸形楔固特徵16a協作。然而，其它實施例可包含在套圈固持器上的凸形楔固特徵和在殼體上的協作凹形楔固特徵。在其它實施例中，楔固特徵可允許套圈固持器114搭扣配合到殼體16中。舉例來說，殼體16的凸形楔固特徵16a與套圈固持器114的楔固特徵116搭扣配合，從而禁止殼體16與套圈固持器114之間的斷開。圖6是光纖連接器100的縱截面圖，圖示套圈固持器114和套圈12在側向載荷力下的最大位移。換句話說，由於側向載荷力，套圈固持器114並不接觸殼體16的整個環形底座。如此截面圖所示，套圈固持器114具有繞Y軸的旋轉平移和在Z方向上的縱向平移。 換句話說，由於側向載荷力，套圈固持器114並不接觸殼體16的整個環形底座。另外，光纖連接器100可禁止套圈固持器114或殼體16的損壞和/或變形。圖7和圖8分別是圖示套圈固持器114的透視圖和俯視圖。圖7圖示套圈固持器 114的前向部分具有平坦正面，所述平坦正面偏置在殼體16的底座(未標號)上。套圈固持器114的收納套圈12的部分還可包含例如曲面等倒角的或修形的表面來輔助組裝。如圖8中最佳所示，楔固特徵116具有輪廓(未標號)，所述輪廓經成形以用於允許套圈固持器114在安置在殼體16內時繞X軸旋轉。簡單來說，楔固特徵116的輪廓具有兩個相對淺的V狀部分116a，V狀部分116a大體與球形部分115對準以形成沙漏狀輪廓，從而允許套圈固持器114相對於殼體16繞X軸旋轉。如圖4最佳所示，球形部分115允許套圈固持器 114相對於殼體16繞Y軸旋轉。圖9圖解地圖示根據針對不同參考波長施加的側向載荷，光纖連接器100的測試數據。更具體來說，圖9圖示根據四個不同參考波長(1310nm、1490nm、1550nm和1625nm) 下的側向載荷測試，光纖連接器100的增量衰減曲線，所述四個不同參考波長由圖例圖示並且分別由曲線92、94、96和98表示。類似的光學性能測試為Telecordia GR-326-C0RE ； 章節4. 4. 3. 5，名為《在施加載荷下傳輸(Transmission with Applied Load)》，所述章節列舉了在1550nm的參考波長下對電纜組合件施加4. 4磅力時為0. 5dB或小於0. 5dB的增量衰減。另一個類似的光學性能測試是由名為《在施加載荷下傳輸(Transmission with Applied Load)》的IEC-61753提供，IEC-61753列舉了在1550nm的參考波長下對電纜組合件施加4. 4磅力時為0. 5dB或小於0. 5dB的增量衰減。本文中實施和揭示的側向載荷測試使用由GR-3^測試所述的設置，但是如GR-3^測試所述，將不同的預定側向載荷力施加在光纖電纜上。圖9圖示的測試為十二個光纖連接器100的平均增量插入損耗。如所示和所期望，隨著參考波長增加，更難以維持光學性能(也就是，與1625nm相比，在相同的載荷下，在1310nm下的光學性能更好)。另一方面，就在相同的1550nm參考波長下施加較大的5磅側向載荷力來說，光纖連接器100的光學性能提供顯著的改善。舉例來說，曲線96圖示在1550nm的參考波長下施加5磅力的側向載荷測試期間光纖連接器具有0. 40dB或小於0. 40dB的平均增量插入損耗。另外，曲線98圖示在1625nm的參考波長下施加6磅力的側向載荷測試期間光纖連接器具有0. 65dB或小於0. 65dB的平均增量插入損耗。雖然已在本文中參考優選實施例和優選實施例的具體實例來說明和描述本發明， 但所屬領域的技術人員將顯而易見的是，其它實施例和實例可執行類似的功能和/或達到同樣的結果。所有此類等效實施例和實例在本發明的精神和範圍內，並且所有此類等效實施例和實例意欲被所附權利要求書所涵蓋。所屬領域的技術人員還顯而易見，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，當可作各種更動和潤飾。因此，本發明意欲涵蓋本發明的更動和潤飾，只要所述更動和潤飾屬於所附權利要求書和所附權利要求書的等效物的範圍內。
權利要求
1.一種光纖連接器，所述光纖連接器包括套圈；套圈固持器，所述套圈固持器具有前向部分，所述前向部分具有球形特徵；以及殼體，所述殼體用於收納所述套圈固持器的部分，其中所述殼體與所述套圈固持器的所述球形特徵協作，以準許所述套圈固持器相對於所述殼體在兩個自由度中旋轉平移並且禁止所述套圈固持器相對於所述殼體在相同的兩個自由度中縱向平移。
2.如權利要求1所述的光纖連接器，其中所述前向部分包含第一錐形部分和第二錐形部分，所述第一錐形部分和所述第二錐形部分位於所述套圈固持器的所述球形特徵的相對側上。
3.如權利要求1所述的光纖連接器，其中所述套圈固持器的所述前向部分具有至少一個楔固特徵。
4.如權利要求3所述的光纖連接器，其中所述楔固特徵包含第一楔和第二楔，所述第一楔和所述第二楔安置在所述套圈固持器的所述前向部分的相對側上。
5.如權利要求1所述的光纖連接器，其中所述套圈固持器與所述殼體搭扣配合。
6.如權利要求1所述的光纖連接器，其中所述第一錐形部分具有相對於縱軸成10度或小於10度的角度，而且所述第二錐形部分具有相對於所述縱軸成負10度或小於負10度的角度。
7.如權利要求1所述的光纖連接器，所述光纖連接器進一步包含彈簧並且所述套圈固持器的所述前向部分具有平坦正面。
8.如權利要求1所述的光纖連接器，其中所述套圈為多纖維套圈。
9.如權利要求1所述的光纖連接器，其中所述光纖連接器為光纖電纜組合件的部分。
10.如權利要求8所述的光纖連接器，其中在1550nm的參考波長下施加5磅力的側向載荷測試期間，所述光纖連接器具有0. 40dB或少於0. 40dB的平均增量插入損耗。
11.一種製造光纖連接器的方法，所述方法包括提供殼體；提供具有前向部分的套圈固持器，所述前向部分具有球形特徵；以及將所述套圈固持器插入到所述殼體中，其中所述殼體與所述套圈固持器的所述球形特徵協作，以準許所述套圈固持器相對於所述殼體在兩個自由度中旋轉平移並且禁止所述套圈固持器相對於所述殼體在相同的兩個自由度中縱向平移。
12.如權利要求11所述的方法，進一步包含將套圈附接到所述套圈固持器的步驟。
13.如權利要求11所述的方法，進一步包含提供彈簧以向前偏置所述套圈固持器。
14.如權利要求11所述的方法，進一步包含對準所述套圈固持器的楔固特徵與所述殼體的協作特徵的步驟。
15.如權利要求11所述的方法，進一步包含將所述光纖連接器附接到光纖電纜的步驟。
全文摘要
本發明揭示了具有改善的側向載荷性能的光纖連接器和光纖連接器的組件以及光纖連接器的製造方法。所述光纖連接器包含套圈和套圈固持器，其中所述套圈固持器可安置在殼體內。所述套圈固持器具有前向部分，所述前向部分具有球形特徵用於與所述殼體協作，從而允許所述套圈固持器與所述殼體之間的相對移動。具體來說，所述套圈固持器的球形特徵準許所述套圈固持器相對於所述殼體在兩個自由度中旋轉平移並且所述套圈固持器的球形特徵禁止所述套圈固持器相對於所述殼體在相同的兩個自由度中縱向平移，從而提供改善的側向載荷性能。
文檔編號G02B6/38GK102549464SQ201080044114
公開日2012年7月4日 申請日期2010年9月22日 優先權日2009年9月30日
發明者路易斯·E·帕克曼三世 申請人:康寧光纜系統有限責任公司