短型光纖連接器的製作方法

2023-10-26 15:38:32 4

專利名稱：短型光纖連接器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於在通信與信息系統中使用的端接電纜的連接器，尤其涉及用於光 纖電纜的連接器。
背景技術：
網絡系統管理者通常需要擴大本地設備櫃內的可用空間，以便容納新的和更複雜 的多功能插入式模塊。這些模塊配置為安裝在機櫃內的機架上並且位於主面板後面。通常 通過將主面板重新定位成更靠近機柜上的前門而獲得附加的空間，從而減少主面板和機櫃 門的背面之間的空間。然而，主面板和門之間的空間被許多端接在模塊前表面的網絡電纜 佔據。因此，若非不得不過度彎曲電纜或者在機櫃內的其它位置處實行所謂的交叉連接，該 空間任何程度的減小都會使電纜更難直接端接在模塊前面。電纜可以與相對於模塊上的配合連接器形成尖銳的90度彎角的連接器端接，而 不會對電纜性能產生不良影響。也就是說，電纜可以緊靠電纜端接的那些模塊布線，而不必 使電纜產生任何顯著程度的彎曲。然而，光纖在不產生永久性損壞的情況下不能以小於規 定的最小彎曲半徑進行彎曲。大部分光纖的最小彎曲半徑為大約1英寸。過去，保留在模 塊前面的開放機櫃空間的深度足以用於使光纜布線和端接而不會侵害電纜中光纖的最小 彎曲半徑。然而，如上所述，該空間的深度經常為給更新的替代模塊騰出空間而被減小。當光纖中在靠近相關連接器處產生不適當的應力時，插入損失可能增大。當纖維 在其從連接器後面露出的位置處或附近彎曲時，通常由於作用在內部包含有纖維的電纜或 纜索上的離軸拉伸載荷的影響而發生損失。大部分光纜連接器包括位於連接器後面的剛性 電纜保持元件，在電纜內軸向延伸的索狀電纜強度構件通過將強度構件的端部長度壓接在 保持元件中而被保持。儘管給電纜提供了克服軸向拉伸載荷的足夠錨固作用，如果電纜在 保持元件附近發生彎曲，保持元件會給光纖帶來損失問題。因此，已經證明，難以在考慮纖 維的最小彎曲半徑的同時給纖維提供承受位於連接器後面的離軸拉伸載荷所必需的支承 作用。通過將典型地設置在連接器後面的直電纜彎曲限制器或應變消除套管(strain relief boots)更換為預彎曲套管來使光纜連接器的總長度減小，所述預彎曲套管模製成 在接近連接器後面的位置提供45或90度電纜彎曲部，同時保護最小彎曲半徑。還使用模製 卡子來迫使柔性彎曲限制套管在光纜連接器後面形成更為一致的45或90度電纜彎曲部。另一種已知的方法是使套管保持筆直，但縮短其長度，從而允許纖維在更靠近連 接器後面的位置開始彎曲。所謂的短套管LC和SC光纖連接器可從Georgia USA,Norcross 的OFS Fitel, LLC以及其它供貨商購得。電纜可以在與典型的LC短套管連接器的前部尖 端相距大約42. 4毫米的距離處，或者對典型的SC短套管連接器而言在大約52. 0毫米距離 處開始彎曲。通常參見美國專利No. 5，347，603(1994年9月13日)、No. 5，390，272 (1995 年 2 月 14 日)、Νο· 6，629，783 (2003 年 10 月 7 日)和 No. 7，001，081 (2006 年 2 月 21 日)。另一種解決方案包括在模塊的面板上安裝連接器適配器，其中，適配器配置為使得光纖電纜僅需要形成45度，而非90度彎曲以便連接到適配器上。但是使用這種適配器 的模塊面板通常以佔據模塊內的大量必需空間為代價。隨著模塊電路板的複雜性提高，已 經減少了對布置成以45度傾角安裝在機櫃內的適配器或者所謂的小封裝(SFF)收發器模 塊的使用。美國專利申請公開No. 2008/0240657 (2008年10月2日)公開了形式為剛性套圈 (ferrule)的直角光纖連接器組件，所述剛性套圈具有形成一或多個直角彎曲部的內部區 域。所謂的彎曲性能纖維在套圈的每個端部處橫穿連接器之間的內部區域，並且纖維具有 最小彎曲半徑，其小於內部區域在直角彎曲部處的彎曲半徑。美國專利No. 7，257，293 (2007年8月14日)以及美國專利申請公開 No. 2007/0104437(2007 年 5 月 10 日)、No. 2008/0166094 (2008 年 7 月 10 日)和 No. 2009/0060437 (2009年3月5日)中公開了彎曲性能光纖，也稱作耐彎或抗彎纖維 (BIF)。按照最後引用的公開文獻的公開製造的纖維具有小至4毫米的最小彎曲半徑，並且 可從Georgia USA，Norcross的OFS Fitel，LLC(註冊商標為EZ Bend )和其它供貨商 購得。

發明內容
本發明的連接器結構使光纖電纜能夠端接在安裝於機櫃(其中保留有可用於電 纜布線的很小空間)中的設備上，而不會使電纜彎曲到使其性能受損的程度。 根據本發明，光纜連接器結構包括連接器外殼，其具有軸線、前端和後端。包括套 環的卡箍(yoke)以與外殼軸向對準的方式連接到連接器外殼的後端。管狀電纜彎曲限制 器的一端固定到套環上，所述彎曲限制器的尺寸和形狀設計成引導包含至少一根抗彎纖維 的電纜穿過位於彎曲限制器的相對端與所述套環之間的確定彎曲部，以使得所述纖維具有 小於1英寸(25. 4毫米)的彎曲半徑。為了更好地理解本發明，結合附圖和所附權利要求進行下列說明。


在附圖中圖1是根據本發明的已裝配光纜連接器的透視圖；圖2是圖1所示連接器的側視圖，其中，去掉了位於圖1左側的防塵罩；圖3是圖1所示光纜連接器的部件分解圖，顯示了連接器的部件和裝配部件的順 序；圖4是圖1所示連接器的放大橫截面側視圖；和圖5是連接器中的部件強度構件的橫截面側視圖。
具體實施例方式對具有5毫米範圍以內的最小彎曲半徑而損失不明顯增加的抗彎纖維(BIF)的研 制允許內部包含有纖維的電纜比普通光纜形成更尖銳的彎曲部。雖然BIF可能會承受由尖 銳彎曲引起的應力，但不會相應增加纖維的插入損失。因此，BIF的最小允許彎曲半徑主要 基於玻璃纖維的長期可靠性，而不是纖維在彎曲應力下的光學性能。
基本上，本發明的電纜連接器的特徵在於，連接器主體的總長度顯著減小，形成有 低於1英寸的彎曲半徑的剛性電纜彎曲限制器或套管固定在連接器後面。在所示實施例 中，套管限定了 90度的電纜彎曲部。電纜在連接器後面彎曲之後從套管露出的位置與連接 器的前部尖端只相距大約1. 26英寸(32. 1毫米)。該距離對應於傳統光纜連接器上剛好位 於電纜在連接器後面露出並在任何情況下開始彎曲的位置之前的位置。因此，如果包含抗 彎纖維的電纜端接在本發明的連接器中，連接器和電纜在機櫃或其它地方內的模塊適配器 或SFF收發器前面所佔的空間可以減少高達30%，同時仍然滿足連接器兼容性和性能的所 有適用標準。圖1是根據本發明的光纜連接器10的透視圖。圖2是去掉圖1左側的保護防塵 罩14以露出連接器前部尖端之後的連接器10的側視圖。圖3是連接器10的部件分解圖， 顯示了其分離的部件以及部件彼此裝配的順序。儘管這裡以LC型連接器進行顯示和描述， 所屬技術領域的技術人員應當理解，本發明連接器的尺寸可符合適用於其它類型的光纜連 接器(包括例如SC和ST連接器)的所有要求。從圖3左上方開始，連接器10可以具有上述防塵罩14，它包括全長LH為大約 0. 538英寸(13. 67毫米)的外殼16，該外殼明顯短於長度通常為大約0. 775英寸(19. 68毫 米)的傳統LC連接器的外殼。鎖定/解鎖抓手18在一端朝向外殼前面固定到外殼16的 頂側上，鎖定/解鎖抓手18朝向連接器的後面向上傾斜。抓手18以已知的方式操作，在連 接器插入配合適配器中並且抓手18解鎖時將連接器10鎖定就位，或者在抓手18被按下時 使連接器10從配合適配器上鬆開。連接器10還具有被支承成在連接器外殼16內沿軸向延伸的套圈_筒體22，相關 的壓縮彈簧24同軸地布置在套圈_筒體22的後部，用於在連接器裝配時給套圈_筒體施 加向前的軸向偏壓力。套圈-筒體22和彈簧24可以按照傳統的方式形成和設計尺寸並且 布置在連接器外殼16內，以使得套圈-筒體22的前部尖端23從外殼16的前端中的開口 伸出。如本領域已知，套圈_筒體22用於保持穿過套圈-筒體中的軸向通道插入的光纖， 並且使纖維的光滑端面在通道的位於前部尖端23的開口處露出，從而允許纖維與配合連 接器中的另一纖維光學聯接。圖3中的基本上圓筒形的保持構件28(在圖4和5中顯示了其橫截面)部分地 用於錨固要由連接器10端接的電纜的強度構件。保持構件28也明顯短於設置在傳統的 光纜連接器中的類似保持構件或元件，並且在本實施例中，總軸向長度僅為大約0. 500英 寸(12. 70毫米)。構件28具有軸向後部30和軸向前部32。後部30具有例如0. 092英寸 (2. 34毫米)的內徑以允許所端接電纜的端部長度在構件28內部通過，電纜強度構件的端 部位於後部30的外周上以通過環繞的壓接套筒34壓接於其上。保持構件28的前部32具 有例如0.120英寸(3. 05毫米)的較大內徑以接收套圈-筒體22的後部和壓縮彈簧24的 後部，所述壓縮彈簧座靠著在保持構件28的前部和後部32、30之間的相接位置處形成在該 保持構件28內的環形臺階。保持構件28的中間部分在其外周上具有環形凸起或環，以使 得在構件28插入連接器外殼16的後部中並且彈簧24被壓縮時，所述環將座放於形成在外 殼內的配合凹部中並且克服彈簧24的力將構件28保持就位。卡箍38形成有套環40和觸發部42，所述觸發部朝向已裝配的連接器10的後面 延伸。套環40具有大約0. 226英寸(5. 74毫米)的軸向長度和大約0. 200英寸(5. 08毫米)的內徑。觸發部42包括底部凸緣44和指部46，所述底部凸緣與套環軸線大體上平行 地以懸臂方式從套環40的頂部向後伸出，所述指部從凸緣44的後端向上傾斜，用於在裝配 時朝向連接器10的前面接觸和按下抓手18。包括套環40和懸臂式觸發部42的卡箍38總 長為大約0. 650英寸(16. 51毫米)。卡箍38和連接器外殼16通過保持構件28相連以彼此抵靠，所述保持構件28的 部分在卡箍的套環40內和外殼16的後部內延伸，參見圖4。因此，從外殼16的前端測量到 卡箍觸發部42的後端的連接器10的長度只有大約0. 538英寸+0. 650英寸=1. 188英寸 (30. 18 毫米)。形式為硬管的電纜彎曲限制器50在一端壓配合到或以其他方式粘附到套環40的 內周，如圖4所示。除了允許所端接的電纜通過之外，限制器50在連接套環40處的內徑足 以容納帶有環繞壓接套筒34的保持構件28的後部30。在本文用於描述彎曲限制器50的 形式時，術語「管」或「管狀」包括空心結構，其橫截面可以是除了圓筒形之外的形狀，其壁 部可以不圍繞限制器50的外周完全封閉。在本實施例中，電纜彎曲限制器50形成為引導電纜穿過位於緊靠套環40之後的 位置和限制器的相對端之間且相對於連接器軸線成90度的彎曲部。優選地，對於大部分電 纜彎曲(如果不是全部電纜彎曲的話)來說，彎曲限制器50的尺寸設計成獲得小於1英寸 的電纜纖維彎曲半徑Rb，其中所述纖維呈現抗彎型纖維的形式。例如，如果彎曲限制器50在 90度電纜彎曲部上獲得0. 300英寸(7.62毫米)的安全纖維彎曲半徑，則套圈-筒體22的 前部尖端23和電纜表面位於彎曲部之後的最遠點之間沿軸向方向的距離可以僅為1. 26英 寸(32毫米)。如果彎曲限制器在90度電纜彎曲部上獲得例如0. 600英寸(15. 24毫米) 的較大彎曲半徑，則套圈-筒體的尖端23和電纜表面之間的軸向最遠距離也只有大約1.35 英寸(34. 3毫米)。在一個實施例中，電纜彎曲限制器50可以由剛性但可加工的阻燃聚合物模製而 成，例如，可從Evonik Degussa GmbH購得的Vestamid X7166。彎曲限制器50可以模製 為兩個半部，這兩個半部適合且尺寸設計成圍繞電纜的外護層和保持構件28的後部30封 閉，並且在電纜已經通過使用心軸或其它常規工具而呈現希望的彎曲半徑之後彼此鎖合。 在另一個實施例中，可以在彎曲限制器50的壁部中沿軸向形成狹槽，以使得可以通過側向 推動電纜穿過所述狹槽而將電纜放置在限制器內。對於外徑為1.6毫米的電纜來說，彎曲 限制器50中的通道的內徑優選地為大約1. 7毫米，限制器的壁厚優選地為大約1. 0毫米到 1. 5毫米。如前所述，本發明可以在具有抗彎性能的單模或多模光纖的除LC型之外的光纖 連接器中實現。本發明的連接器滿足了主網絡設備工程師和採購人員對較短連接器解決 方案的當前需求，所述解決方案允許它們的系統通過使用光纖電纜在更小的空間內相互連接。儘管上文已經對本發明的優選實施例進行了描述，所屬技術領域的技術人員應當 理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下可以進行各種變型和改變。這些變型包括但 不限於尺寸和形狀設計成適應形式為光纖的平面陣列(即，帶狀)的光纖電纜的光纜連接 器。因此，本發明包括落入下列權利要求範圍內的所有此類變型和改變。
權利要求
一種光纜連接器組件，其特徵在於連接器外殼，具有軸線、前端和後端；包括套環的卡箍，所述卡箍連接至連接器外殼的後端並且與所述外殼軸向對準；和管狀電纜彎曲限制器，所述管狀電纜彎曲限制器的一端固定到所述套環上，其中，所述彎曲限制器的尺寸和形狀設計成引導包含至少一根抗彎纖維的電纜穿過位於彎曲限制器的相對端和所述套環之間的確定彎曲部，以使得所述纖維具有小於1英寸(25.4毫米)的彎曲半徑。
2.如權利要求1所述的電纜連接器組件，其中，所述彎曲限制器形成為引導電纜穿過 位於彎曲限制器的相對端和所述套環之間的大約90度彎曲部。
3.如權利要求2所述的電纜連接器組件，其中，所述彎曲限制器配置為產生大約0.300 英寸(7. 62毫米)到大約0. 600英寸(15. 24毫米)的纖維彎曲半徑。
4.如權利要求1所述的電纜連接器組件，其中，所述連接器在連接器外殼的前端和卡 箍的最後端之間的長度不大於大約1. 188英寸(30. 18毫米)。
5.如權利要求1所述的電纜連接器組件，其中，(a)所述連接器外殼具有相關的鎖定/解鎖抓手，用於將所述連接器鎖定到配合連接 器上以及在所述抓手被按下時將所述連接器從配合連接器上鬆開；和(b)所述卡箍具有觸發部，所述觸發部包括(i)底部凸緣，所述底部凸緣從所述套環以 懸臂方式沿遠離連接器外殼向後的方向伸出，和(ii)指部，所述指部從所述凸緣的後端向 上傾斜，用於接觸和按下連接器外殼上的抓手。
6.如權利要求1所述的電纜連接器組件，其特徵在於包含至少一根抗彎纖維的一段長度的光纜；和被支承成在所述連接器外殼中沿軸向延伸的套圈-筒體，其中，所述套圈-筒體具有 軸向通道，所述軸向通道形成為將抗彎纖維保持在通道內並且使纖維的端面在通道的位於 套圈-筒體的前部尖端處的開口處露出，從而允許所述纖維與配合連接器中的另一纖維聯 接；其中，包含在電纜中的抗彎纖維在彎曲限制器內具有小於1英寸(25. 4毫米)的彎曲 半徑。
7.如權利要求6所述的電纜連接器組件，其中，所述電纜被引導穿過位於彎曲限制器 中的大約90度彎曲部。
8.如權利要求7所述的電纜連接器組件，其中，包含在電纜中的抗彎纖維在彎曲限制 器中具有大約0.300英寸(7. 62毫米)到大約0.600英寸(15. 24毫米)的彎曲半徑。
9.如權利要求6所述的電纜連接器組件，其中，所述連接器在連接器外殼的前端和卡 箍的最後端之間的長度不大於大約1. 188英寸(30. 18毫米)。
10.如權利要求6所述的電纜連接器組件，其中，(a)所述連接器外殼具有相關抓手，用於將所述連接器鎖定到配合連接器上以及在所 述抓手被按下時將所述連接器從配合連接器上鬆開；和(b)所述卡箍具有觸發部，所述觸發部包括(i)底部凸緣，所述底部凸緣從所述套環以 懸臂方式沿遠離連接器外殼向後的方向伸出，和(ii)指部，所述指部從所述凸緣的後端向 上傾斜，用於接觸和按下連接器外殼上的抓手。
11.如權利要求1所述的電纜連接器組件，其特徵在於管狀保持構件，其構造和布置為用於保持要由連接器端接的電纜的強度構件，其中，保 持構件的相應部分在卡箍的套環內以及在外殼的後部內延伸，以用於使卡箍和外殼以彼此 軸向對準的方式相連；和套圈-筒體，所述套圈-筒體的至少一部分沿連接器外殼的軸向方向被支承在保持構 件內，其中，所述套圈-筒體具有軸向通道，所述軸向通道形成為將電纜纖維保持在通道內 並且使纖維的端面在通道的位於套圈-筒體的前部尖端處的開口處露出，從而允許所述纖 維與配合連接器中的另一纖維聯接。
12.如權利要求11所述的電纜連接器組件，其中，所述彎曲限制器形成為引導電纜穿 過位於彎曲限制器的相對端和所述套環之間的大約90度彎曲部。
13.如權利要求12所述的電纜連接器組件，其中，所述彎曲限制器配置為產生大約 0. 300英寸(7. 62毫米)到大約0. 600英寸(15. 24毫米)的纖維彎曲半徑。
14.如權利要求11所述的電纜連接器組件，其中，所述連接器在連接器外殼的前端和 卡箍的最後端之間的長度不大於大約1. 188英寸(30. 18毫米)。
15.如權利要求11所述的電纜連接器組件，其中，(a)所述連接器外殼具有相關抓手，用於將所述連接器鎖定到配合適配器上以及在所 述抓手被按下時將所述連接器從配合適配器上鬆開；和(b)所述卡箍具有觸發部，所述觸發部包括(i)底部凸緣，所述底部凸緣從所述套環以 懸臂方式沿遠離連接器外殼的向後方向伸出，和(ii)指部，所述指部從所述凸緣的後端向 上傾斜，用於接觸和按下連接器外殼上的抓手。
16.如權利要求11所述的電纜連接器組件，其特徵在於包含至少一根抗彎纖維的一段長度的光纜，其中，所述電纜具有相關的強度構件；管狀保持構件保持電纜的強度構件；包含在電纜中的抗彎纖維被保持在套圈_筒體中的軸向通道內；和包含在電纜中的抗彎纖維在彎曲限制器內具有小於1英寸(25.4毫米)的彎曲半徑。
17.如權利要求16所述的電纜連接器組件，其中，所述電纜被引導穿過位於彎曲限制 器中的大約90度彎曲部。
18.如權利要求17所述的電纜連接器組件，其中，包含在電纜中的抗彎纖維在彎曲限 制器中具有大約0.300英寸(7. 62毫米)到大約0.600英寸(15. 24毫米)的彎曲半徑。
19.如權利要求16所述的電纜連接器組件，其中，所述連接器在連接器外殼的前端和 卡箍的最後端之間的長度不大於大約1. 188英寸(30. 18毫米)。
20.如權利要求16所述的電纜連接器組件，其中，(a)所述連接器外殼具有相關抓手，用於將所述連接器鎖定到配合連接器上以及在所 述抓手被按下時將所述連接器從配合連接器上鬆開；和(b)所述卡箍具有觸發部，所述觸發部包括(i)底部凸緣，所述底部凸緣從所述套環以 懸臂方式沿遠離連接器外殼的向後方向伸出，和(ii)指部，所述指部從所述凸緣的後端向 上傾斜，用於接觸和按下連接器外殼上的抓手。
全文摘要
本發明公開了一種連接器，其允許光纖電纜在不過度彎曲的情況下端接在只具有用於電纜布線的狹小可用空間的機櫃內的設備上。連接器包括外殼和卡箍，所述卡箍包括套環，連接到所述外殼後端上。管狀電纜彎曲限制器在一端固定到套環上，限制器引導包含一或多根抗彎纖維的電纜穿過位於限制器的相對端和所述套環之間的例如90度的彎曲部，其中，纖維彎曲半徑小於1英寸(25.4毫米)。如果限制器產生0.300英寸(7.62毫米)的纖維彎曲半徑，則連接器的前部和電纜之間在彎曲之後的距離可以為1.26英寸(32毫米)或更少。因此，當與連接器端接時，電纜可以在不損害性能的情況下在有限的空間內布線。
文檔編號G02B6/38GK101881864SQ20101016352
公開日2010年11月10日 申請日期2010年4月13日 優先權日2009年5月7日
發明者G·A·桑德爾斯, J·L·西爾雷維爾德, M·A·莫拉, W·C·懷特 申請人:Ofs菲特爾有限責任公司