用于机械接合连接器的双重功能接合部件的制作方法

专利名称：用于机械接合连接器的双重功能接合部件的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及具有单个连接器元件的光纤连接器，所述单个连接器元件 既提供光纤对准又提供应变消除，更特别的是，本发明涉及一种包括接合部件的机械接合连接器，所述接合部件的作用在于(operable for)将短截线光纤(stub optical fiber)和邻接的现场光纤对准并保持住该短截线光纤和邻接的现场光 纤，以及将该现场光纤的应变消除。
背景技术：
促成光纤机械接合连接器的适当功能的关键在于将配对的光纤在连接器 中对准。通常，对准是通过向接合部件施加偏置力以使连接器的短截线光纤与 配对的现场光纤精确对准来实现的。常规的机械接合连接器通常包括一对对置 的接合部件，其中接合部件中的至少一个限定了用于容纳这些光纤的裸露玻璃 部分的凹座、导沟、凹槽或类似结构。当致动器使这一对接合部件共同地发生 偏置时，短截线光纤和现场光纤在相对的接合部件之间对准并保持。接合部件 通常置于连接器外壳内，且一般置于套管支架内，该套管支架紧固在安装于短 截线光纤上的套管的后面。突出部分从接合部件之一向外延伸并通过套管支架 中的通路，所述突出部分如肋、龙骨或类似结构。致动器位于这些接合部件之 上，所述致动器例如凸轮件，其具有规定了凸轮面的内部几何形状。在未致动 的(也称作"未被凸轮控制的"或"打开的(open)")位置处，凸轮面的较大 内径位于与该突出部分邻近的位置，与接合部件仅有最小的或者没有阻扰作用 (interference)。当凸轮件运动到致动的(也称作"被凸轮控制的"或"关闭 (closed)")位置时，凸轮面的较小内径与突出部分接合(engage)并向该突 出部分施加径向压力，从而使接合部件一起发生偏置，由此使短截线光纤与现 场光纤在这些接合部件之间对准并保持。一旦光纤以光学连续的方式对准并保持，就必须将现场光纤对连接器的应 变消除。通常，应变消除是在现场光纤的带缓冲层的部分周围通过将引入管弯曲或通过环状的弯曲圈来实现。如在本文中所用的，术语"带缓冲层的"和"带缓冲层的光纤"中的每一个术语都是指带有紧缓冲层的(tight-buffered)光纤 和外径大于大约250微米的套装的、或带松散管(loose-tube)的光纤电缆。与 此相反，术语"不带缓冲层的"、"涂层的"和"涂层光纤"中的每一个都是指 如在标准模压制造过程中形成的光纤，这种光纤包括纤芯、包层和模压涂层， 其外径小于250微米并包括大约250微米。为了机械应变消除和强度的目的，通 常将250微米直径的不带缓冲层的(下文中的"涂层的")光纤尺寸扩大(upsize) 到900微米直径的带缓冲层的光纤或电缆。应当注意，在一些情况下现场光纤 的涂层部分的外径可能达到大约500微米并包括大约500微米。但是，出于简单 和清楚的目的，本文中所示和所描述的现场光纤的涂层部分的外径如在通常的 模压制造过程中所获得的尺寸，小于或等于大约250微米。用于机械接合部件 的现有应变消除技术的缺点在于一旦将现场光纤的应变消除，那么在不破坏连 接器组件和可能损坏该现场光纤的情况下就不可能将该接合逆转并且不能重 新做该接合。光纤机械接合连接器的其他可选择的设计是已知的。例如，美国 专利US6439780 ('780专利)描述了一种现场安装型光纤带状连接器和安装工 具。该'780专利描述了将光纤带状电缆的带状部分插入到接合部件的柔性部 分中，但是该专利没有描述利用该接合部件作为提供应变消除的机械装置。而 且，接合部件不对该带状部分施加直接的夹紧压力或偏置力。美国专利 US6078719 ("19专利)描述了一种光纤夹持器，该光纤夹持器夹紧并保持现 场光纤的裸露玻璃部分和带缓冲层的部分，但没有将光纤为了机械接合而对 准。这些其他的机械接合连接器的显著缺点在于光纤对准和应变消除必须在多 于一个的歩骤中并且利用该连接器的多于一个的元件来完成，因此，为了安装 该连接器就需要额外的材料，以及额外的时间和劳动力成本。这些现有的机械 接合连接器的另一个缺点在于， 一旦通过使用弯曲方式来将光纤的应变消除， 那么在不破坏连接器组件或可能损坏该现场光纤的情况下就不可能使该接合 逆转。因此，光纤机械接合连接器中所希望的是下面这样一种单个连接器元件， 其既能够完成将短截线光纤与现场光纤接合的光纤对准的功能又能够完成将 短截线光纤对连接器的应变消除的功能。与包括用于光纤对准和应变消除的彼 此独立的光纤连接器元件的现有光纤连接器不同，所希望的是提供一种具有能
够完成上述两个功能的单个连接器元件的光纤连接器，以便在连接器安装中节 省材料以及时间和劳动力成本。此外，所希望的是提供一种用于光纤对准和现 场光纤应变消除的单个连接器元件，其在不破坏连接器组件或可能损坏该现场 光纤的情况下完全可以逆转。还希望的是提供一种凸轮组件，其在旋转或运动 到致动位置时使连接器的接合部件一起发生偏置，从而在这些光纤的裸露玻璃 部分和至少一个光纤的涂层部分或者可选择的是带缓冲层的部分的周围使接合部件闭合(close)。发明内容在一个方面，本发明旨在提供一种具有双重功能连接器元件的光纤机械接 合连接器，所述双重功能连接器元件的作用在于既提供光纤对准又提供现场光 纤应变消除。传统的光纤连接器利用连接器的一个元件来使光纤为接合而对 准，并且利用该连接器的另一个单独的元件来使现场光纤的带缓冲层的部分的 应变消除，而本发明的单个元件完成上述两个功能。将连接器的单个元件用于 上述两个功能消除了在环境变化过程中以及在正常操作中两个独立的元件彼 此独立地运动所引起的定位影响。在另一个方面，本发明提供一种包括接合部件的光纤连接器，所述接合部 件既提供接合对准又提供现场光纤应变消除。该连接器可以是需要将两个或多 个邻接的光纤进行接合并将现场光纤的涂层部分或者可选择的是带缓冲层的 部分的应变消除的任一种常规连接器类型。此处描述的一种示例性连接器是可从北卡罗来纳州的Coming Cable Systems of Hickory得到的UniCam⑧系列的机械接合连接器中的现场安装型光纤连接器。UniCam⑧系列的接合连接器包括 单光纤和多光纤的预先截短的光纤连接器。本发明同样可适用于单光纤和多光 纤的机械接合连接器，因此，其中仅详细地描述单光纤连接器。机械接合连接 器包括对置的第一和第二 (本申请也称作"上"和"下")接合部件，所述接 合部件在连接器中纵向延伸。至少一个接合部件包括限定了对准槽的第一部 分，而另一个接合部件限定了相对的平坦表面。邻接的短截线光纤的裸露玻璃 部分和现场光纤的裸露玻璃部分容纳在对准槽中并在该对准槽中对准。对准槽 和相对的平坦表面一起提供了在短截线光纤和现场光纤上的三个接触点，这被认为是将圆柱形物体对准的最佳方法，所述圆柱形物体如上述光纤的裸露玻璃 部分。因此，这两个接合部件提供了短截线光纤与现场光纤的轴向对准。在本发明中，该接合部件进一步包括第二部分，该第二部分限定了相对的 保持槽，所述保持槽用于保持和压縮在接合部分之间的现场光纤的涂层部分或 者可选择的是带缓冲层的部分。因此，接合部件一起限定了用于使这些光纤的 裸露玻璃部分对准的至少第一槽和用于保持现场光纤的涂层部分或带缓冲层 的部分的一对第二槽。如本申请中所示，上接合部件只限定了一个保持槽，其 尺寸为当凸轮组件被致动时与下接合部件的保持槽相对。上接合部件的裸露玻 璃纤维区域保持平坦以便保持用于光纤对准的最佳的三个接触点。因此，不需 要相对的接合部件的精确的横向对准。对准槽小于保持槽，对准槽用于使这些 光纤的较小直径的裸露玻璃部分对准，保持槽用于保持现场光纤的较大直径的 涂层部分或带缓冲层的部分。较小的对准槽的尺寸限定为容纳用于机械接合的 裸露(即剥离的)短截线光纤和现场光纤并使二者对准，而较大的保持槽用来 容纳并保持现场光纤的涂层部分或带缓冲层的部分，从而将现场光纤对连接器 的应变消除。在示例性实施例中，用于使邻接的光纤对准的对准槽的作用在于容纳和安置125-127微米的裸露光纤，而保持现场光纤的涂层部分或带缓冲层 的部分的保持槽的作用在于容纳直径大到大约250微米并包括大约250微米的 涂层光纤，或者可选择的是容纳直径大于大约250微米直到大约900微米的带缓 冲层的光纤。在其他实施例中，对准槽和保持槽的尺寸和形状都可限定为容纳 具有任何所希望的直径的裸露玻璃光纤、涂层光纤或带缓冲层的光纤，例如直 径在大约125微米和大约900微米之间，或更大的直径。接合部件可以进一步限 定位于较大的保持槽与较小的对准槽之间的过渡区域，其作用在于将现场光纤 的裸露玻璃纤维部分引导到较小的对准槽中。该过渡区优选是成漏斗形的，并 且可在一个或两个保持槽的每一端提供类似的过渡区域。较大的保持槽和这些 过渡区域用来将短截线光纤的裸露玻璃部分和现场光纤的裸露玻璃部分引导 到较小的对准槽中。在又一个方面，第一槽和第二槽中的每一个优选位于接合部件的与突出部 分相对的表面上，所述突出部分如肋、龙骨等类似结构。也可以利用多个独立 的突出部分，以及利用具有与不同尺寸的槽相对应的不同几何形状和尺寸以补 偿机械接合裸露光纤和保持现场光纤所需的不同的力的多个独立的突出部分。
在现场光纤的端部插入到连接器之前，将现场光纤的该端部剥离并分离出指定 长度。这会留下一截从现场光纤的涂层部分或涂层和带缓冲层的部分伸出的裸 露玻璃纤维。将该现场光纤插入到连接器中与套管相对的敞开的后端中，并将 其引导到接合部件之间。现场光纤的裸露玻璃部分通过较大的保持槽而进入接 合部件。现场光纤的裸露玻璃部分继续通过保持槽和过渡区而进入较小的对准 槽中。 一旦现场光纤的裸露玻璃部分在对准槽中，就将其推进，直到其与置于 套管中并从该套管向后延伸的短截线光纤的那个端部发生物理接触。当这两根 光纤的端部接触时，足够长度的现场光纤的涂层或带缓冲层的部分位于保持槽 内。连接器进一歩包括凸轮件，该凸轮件可在初始的未致动位置和最终的致动 位置之间运动，所述初始的未致动位置允许接合部件保持分开以便于插入现场 光纤，在所述最终的致动位置处，凸轮件使接合部件朝彼此偏置从而使接合部 件之间的短截线光纤与现场光纤对准。在特定实施例中，凸轮件旋转，同时现 场光纤的端部与短截线光纤的端部发生物理接触。凸轮件的旋转致使具有预定 几何形状的内部凸轮面接触到接合部件上的突出部分，从而使接合部件在这些 光纤的裸露玻璃部分和现场光纤的涂层或带缓冲层的部分的周围发生偏置，因 此提供对准和应变消除。当凸轮致动时，对准区域和保持区域限制在连接器的 同一个元件中，特别是接合部件，这消除了在将连接器的彼此独立的元件用于 机械接合和应变消除功能时出现的定位问题。在现场光纤最初端接到连接器之 后通过使凸轮返回到初始的未致动位置可以将现场光纤从该连接器上移除，由 此释放在该现场光纤的裸露玻璃部分和涂层或带缓冲层的部分上的夹紧力。本发明的额外的特点和优点将在随后的详细说明中进行阐述，并且对于本 领域技术人员来说在某种程度上可从该说明中或通过按照本文所述实施本发 明而显而易见，其包括详细说明以及随后的权利要求书和附图。应当理解，上面的概述和下面的详述都是来介绍本发明的示例性实施例，并且意在为理解如所要求保护的本发明的性质和特点而提供综述和框架。所包括的附图提供对本发明的进一步的理解，且将其合并到该说明书中而构成说明书的一部分。附解说明了本发明的各个优选实施例，连同说明书描述一起 用来解释本发明的原理和操作。另外，附图和说明书是说明性的而非限制性的。


图l是根据本发明的光纤机械接合连接器的透视图，其包括用于提供光纤对准和应变消除的双重功能连接器元件；图2是沿着图l的2-2线而截取的机械接合连接器的纵向横截面视图； 图3是为了清楚和比较的目的而并排示出的一对彼此协作的双重功能接合部件的透视图；图4是沿着图l的4-4线而截取的机械接合连接器的横截面视图；以及 图5是沿着图l的5-5线而截取的机械接合连接器的横截面视图。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的当前优选实施例，附图中对其例子做出了图解 说明。只要有可能，在全部附图中相同的附图标记都将用于表示相同或相似的 部件。尽管在附图中将用于既提供光纤对准又提供应变消除的双重功能连接器 元件显示为特殊光纤机械接合连接器的一个或多个接合部件，但是应当预想到 该双重功能连接器元件可以是便于两个或多个光纤进行接合以及保持这两个 光纤中的一个或全部的任何现在已知或今后设计的机械接合连接器中所用的 任何一个部件。本发明的广泛概念也可以应用于在配对的光纤之间的任何光学 连接，如利用以任何方式发生偏置并具有任何适合构造的接合部件或接合设备 的机械或熔合接合连接。现在参考图l-2，图中示出了示例性光纤机械接合连接器20，其包括用于 既提供光纤对准又提供应变消除的双重功能连接器元件。图1示出了连接器20 的透视图，图2示出了沿着线2-2截取的同一个连接器20的纵向横截面视图。此 处所示的示例性连接器是可从北卡罗来纳州的Corning Cable Systems of Hickory公司得到的UniCam⑧系列的光纤机械接合连接器。UniCam⑧系列的接 合连接器是预先截短的，因此其包括置于套管24中并固定于套管24上的短截线 光纤22。裸露玻璃短截线光纤22从套管24向后延伸并位于一对接合部件46、 48 之间，这一对接合部件46、 48合起来组成此处所示和所描述的优选实施例中的 双重功能连接器元件。如下面更详细地描述的，接合部件46、 48彼此协作以使 短截线光纤22与插入到连接器20后面的配对的现场光纤26对准。通过去掉电缆 外护套28、缓冲层和涂层的一部分以暴露预定长度的裸露玻璃纤维32来制备用 于插入的现场光纤26。优选将裸露玻璃部分32分离出指定的长度。裸露玻璃部
分32可以直接过渡到现场光纤26的涂层部分或直接过渡到现场光纤26的带缓 冲层的部分。在上述任一种情况下，已去掉电缆外护套28的涂层或带缓冲层的 部分30优选地是不会延伸超出为了将现场光纤26的端部引导到接合部件46、48 之间而提供的引入端44。如图1和图2中绘出的指向箭头所示，将从涂层或带缓 冲层的部分30伸出的那段裸露玻璃纤维32插入到连接器的敞开的后端与套管 34相对的位置，并将其朝接合部件推进。如将要描述的， 一旦将裸露玻璃纤维 32的端部引导到对准槽中，就进一步推进该裸露玻璃纤维32的端部，直到其与 短截线光纤22的端部发生物理接触。短截线光纤22的端部与配对的现场光纤26 的端部接触，由此在接合连接器20中建立光学连接。通过施加柔性保护罩(未 示出)可以在将连接器20在后端密封使其与环境隔绝，所述柔性保护罩例如具 有与电缆外护套28的阻扰配合(interference fit)。利用褶皱(crimp)、轴环、 粘合剂、阻扰配合或热縮材料可以将该柔性保护套固定于连接器20上。该柔性 保护套还可以防止电缆在邻近连接器20的后面的位置发生过度弯曲。在使用和 安装过程中利用保护性防尘盖(未示出)可以保护连接器20的前(即套管)端。 连接器20进一步包括连接器外壳34和置于该连接器外壳中的套管支架36。 连接器外壳34限定了构造为与光学网络中的常规适配器或光学设备兼容的预 定几何形状。凸轮件38位于套管支架36之上并限定了具有预定几何形状的内部 空腔。双重功能连接器元件包括第一或"上"接合部件46和第二或"下"接合 部件48，这两个接合部件中的每一个都在连接器20内纵向延伸。优选地将上接 合部件46和下接合部件48—起保持在套管支架36中。在可选择的实施例中，可 以将接合部件46、 48—起保持在由连接器20所限定的内部空腔中。下接合部件 48优选地限定了如肋、龙骨等类似结构的第一突出部分50，和如肋、龙骨等类 似结构的第二突出部分52，如将要描述的，这两个突出部分在沿着下接合部件 的长度方向上分隔开并与对准和保持面相对。突出部分50、 52优选地通过在套 管支架36中形成的开口或通路从下接合部件48向外延伸。第一和第二突出部分 50、 52的作用在于当凸轮件38从未致动的(也称作"未被凸轮控制的"或"打 开的(open)")位置旋转或运动到致动的(也称作"被凸轮控制的"或"关闭 的(dosed)")位置时接触该凸轮件38的内表面，以便使这两个接合部件一起 发生偏置，如下面将要更详细地描述的。利用具有不同尺寸和几何形状的独立 的突出部分可以与接合部件46、 48中的不同尺寸的槽相对应，并且可以将其用
于补偿机械接合光纤22、26和保持现场光纤26的涂层或带缓冲层的部分30而所 需的不同的力。连接器20可以进一步包括弹簧固定器42，其用于保持偏置元件 如螺旋弹簧(未示出)，该偏置元件使套管24和套管支架36相对于连接器外壳 34向前偏置从而确保在短截线光纤22和配对的光纤或光纤设备之间的适当物 理接触。连接器20还可以进一步包括引入端44，其用于将现场光纤26引导到该 连接器中。现在参考图3，双重功能连接器元件已经从连接器20上移除，并且为了清 楚和比较的目的，用并排的上接合部件46和下接合部件48显示出该连接器元 件。接合部件46、 48限定了既用于光纤对准又用于应变消除的结构。为了光纤 对准，下接合部件48限定了沿着大约一半长度的接合部件而纵向设置的第一槽 54。尽管图中仅示出了一个对准槽54，但是很明显，可以提供多个对准槽来容 纳具有两根或多根短截线光纤22的双光纤或多光纤连接器。对准槽54也是优选 设置在接合部件48的与第一突出部分50相对的表面上。在沿着下接合部件48 的长度上大约相同的位置处，上接合部件46限定了大致平坦的表面56，当凸轮 致动过程中这两个接合部件一起发生偏置时，该平坦的表面与对准槽54相对。 如此处中所示和所描述的，对准槽54是v形的或是"v形槽"。但是，对准槽54 也可以具有适合于容纳短截线光纤22和邻接的现场光纤26并使二者对准的任 何所希望的形状。上接合部件46的裸露玻璃纤维区域保持平坦以维持用于最佳 光纤对准的三个接触点。因此，不需要上接合部件46和下接合部件48的精确的 横向对准。对准槽54容纳并对准连接器20的套管24的裸露玻璃短截线光纤22 的端部和连接器20的后端的现场光纤26的裸露玻璃部分32的端部。根据光纤 22、26的预定长度，这两根光纤在沿着对准槽54的一个中间位置发生物理接触， 并且通过上接合部件46和下接合部件48在凸轮件38的致动过程中一起发生偏 置时所形成的三个接触点而将这两根光纤在v形槽中对准并使其保持在v形槽 中。尽管此处示出和描述了凸轮件38，但是本领域技术人员很容易明白可以将 连接器20配置为具有适合于使接合部件46、48—起发生偏置从而使现场光纤26 在连接器中相对于短截线光纤22对准并保持在连接器内的任何致动机构，例如 本领域已知的滑板动部件、楔部件或弹簧夹，或者现在已知或今后设计的任何 其他的致动器。为了帮助装配连接器20，可以在接合部件46、 48上对准槽54 的一端和大致平坦的表面56处提供漏斗形的过渡段58，以便为发送到v形槽54 中的短截线光纤22提供平滑的过渡，从而保护该短截线光纤的端面使其不受损坏。在接合部件46、 48的其他端部的提供另外的漏斗形过渡段60，以便为现场 光纤26的裸露玻璃部分32提供平滑的过渡并使该裸露玻璃部分在接合部分之 间插入的过程中保护其端面。除了下接合部件48的对准槽54之外，上接合部件46和下接合部件48中的每 一个都进一歩限定了第二槽62。上接合部件46和下接合部件48限定了尺寸大致 相同并且在一些实施例中形状大致相同的保持槽62，当接合部件一起发生偏置 时所述保持槽彼此相对地对准。沿着大约一半长度的接合部件46、 48而基本上 纵向地设置保持槽62。优选的是，保持槽62提供多点接触，用以约束和压縮位 于保持槽之间的现场光纤26的涂层或带缓冲层的部分30，在特定实施例中，保 持槽62可以是与此处所示的较小的v形对准槽54类似的较大的v形槽。下接合部 件48的保持槽62优选位于接合部件48的与第二突出部分52相对的表面上。接合 部件46、48中的一个或全部可以限定中间过渡段64以便在上接合部件46上提供 从保持槽62到平坦表面56的平滑过渡，并在下接合部件48上提供从保持槽62 到对准槽54的平滑过渡。因此，这两个接合部件一起限定了在单个连接器元件(即接合部件46、 48) 中用于将短截线光纤22的裸露玻璃部分和现场光纤26的裸露玻璃部分对准的 第一槽54，以及用于保持该现场光纤的涂层或带缓冲层的部分30的一对第二槽 62。对准槽54小于保持槽62，对准槽54使光纤22、 26的较小直径的裸露玻璃部 分对准，保持槽62保持现场光纤26的较大直径的涂层或带缓冲层的部分30。较 小的对准槽54的尺寸优选设计为容纳剥离的光纤并为了机械或熔化接合而将 光纤22、 26的裸露玻璃部分适当地对准。较大的保持槽62的尺寸适当地设计为 提供作用于现场光纤26的涂层或带缓冲层的部分30上的压力。在示例性实施例 中，将用于使光纤22、 26的裸露玻璃部分对准的对准槽54的尺寸规定为容纳直 径大约为125-127微米的裸露光纤并使其对准，而将容纳现场光纤的涂层或带 缓冲层的部分30并使其应变消除的保持槽62的尺寸规定为接纳直径大到大约 250微米并包括大约250微米的涂层光纤，或者可选择的是，接纳直径大于大约 250微米并达到大约900微米的带缓冲层的光纤。但是，本领域技术人员很容易 明白可以根据需要来规定接合部件46、 48以及相对应的保持槽62的尺寸，从而 容纳具有任何直径的涂层光纤、带缓冲层的光纤或套装光纤并使其应变消除， 所述任何直径例如从大约250微米到大约900微米或更大的直径。虽然此处将对 准槽54示出和描述为具有v形槽的形状，但是可以预想到用于接纳一根或多根 裸露玻璃光纤、涂层光纤或带缓冲层的光纤的可选择的形状的槽、沟道或凹座， 例如但不限于圆柱形凹座或提供多于或少于三个接触点的凹座。虽然上接合部 件46和下接合部件48—起限定了大致为圆柱形的形状以便与凸轮件38的内表 面的大致圆柱形的几何形状彼此协作，但是这些接合部件可以一起限定适合于 与包括预定几何形状内表面的凸轮件或其他致动器彼此协作的任何形状。在可 选择的实施例中，上接合部件46的大致平坦的表面56可以规定v形槽或者能够 与对准槽54相对且同样用于将光纤的裸露玻璃部分对准的其他形状的沟道。此 外，尽管所示的接合部件46、 48具有构造为仅接纳一根短截线光纤和一根场光 纤的槽54、 62，但是这些接合部件可以限定构造额外的或更大的槽，用于接纳 多于一对相配对的光纤，如带状光纤。因此，可以利用单个连接器元件在具有 任何套管类型或数量以及任何电缆类型或数量的光纤机械接合连接器中提供 光纤对准和应变消除。此外，可以用具有预定形状的单个突出部分来代替彼此 独立的突出部分50、 52，所述具有预定形状的单个突出部分具有预定的形状， 该形状构造为用于适应在接合部件中形成的不同尺寸的槽54、62以及提供对于光纤接合和保持功能所需的不同的力。现在参考图4，该图示出了沿着图l的线4-4通过下接合部件48的较小对准 槽54而截取的光纤机械接合连接器20的横截面视图。对准槽54优选设置在接合 部件48的与第一突出部分50相对的表面上的中间位置。所示的现场光纤26的裸 露玻璃部分32位于上接合部件46和下接合部件48之间，然而短截线光纤22的裸露玻璃部分也位于该接合部件之间，这取决于短截线光纤的长度和沿着较小的 对准槽54所截取的横截面的纵向位置。图中示出接合部件46、 48朝彼此偏置， 凸轮件38运动或旋转到致动位置。凸轮件38限定了预定的内部几何形状，该几 何形状限定了凸轮面，凸轮件38可在允许接合部件46、 48移开以便于在其间插 入光纤22、 26的初始的未致动位置和最终的致动位置之间运动(例如，旋转)， 在该最终的致动位置处，凸轮件38使接合部件46、 48朝彼此推进以使至少现场 光纤27的裸露玻璃部分32紧固在其间。在短截线光纤22的端部和现场光纤26 的端部彼此物理接触的情况下，凸轮件38被致动，更特别的是，凸轮件38被转 动。凸轮件38的旋转致使限定了预定凸轮面的凸轮件的内表面与下接合部件48 上的第一突出部分50啮合并对第一突出部分50施加径向压縮偏置力。下接合部件48对突出部分50施加的偏置力致使接合部件在光纤22、26的裸露玻璃部分周 围闭合(close),由此提供适当的光纤对准。当凸轮件38位于未致动位置(未示出)时，凸轮件38的较大直径的内部几 何形状优选位于邻近突出部分50的位置，由此与突出部分50之间存在最小的或 没有阻扰。当凸轮部件38旋转到图4中所示的致动位置时，凸轮件38的内表面 的直径减小，凸轮件所限定的凸轮面与突出部分50接合并向该突出部分施加偏 置力，从而促使接合部件46、 48靠近，并由此使其间配对的光纤22、 26对准并 保持所述光纤。可以用手来使凸轮件38旋转，但是优选的是利用工具使其旋转。 适合的工具可以包括当利用杠杆、齿轮或凸轮扳手来使凸轮旋转时用于保持该 连接器在固定位置的零件。图4中示出凸轮件38从图2中的其初始的未致动位置沿逆时针方向旋转90 度。在示例性实施例中，当凸轮件38位于未致动位置时，该凸轮件规定了三个 内径与突出部分50对准但不与该突出部分50形成阻扰的第一直径；小于第一 直径的中间的第二直径；以及小于中间的第二直径的第三直径。凸轮件38的内 径从第一到第三直径逐步减小。当凸轮件38旋转到致动位置时，第三直径和突 出部分50接触。当凸轮件38移动到致动位置时，凸轮件38可以保持如下的内部 尺寸关系，即第一直径大于第二直径，第二直径大于第三直径。在可选择的实 施例中，当凸轮件38旋转到致动位置时可以出现扭曲，从而改变了内部尺寸关 系。例如，在致动位置处，凸轮件38的内表面可能在凸轮件38与突出部分50 成一直线的地方发生弯曲，从而导致该凸轮件沿一个轴(例如y轴)变长并沿 另一个轴(例如x轴)变短，同时，始终或保持或改变这三个直径之间的关系。 因此，当凸轮件38在未致动和致动位置之间旋转时，凸轮件38的弯曲可能会导 致沿一个方向的延长。保持凸轮件38位于致动位置可以通过使凸轮件38与突出 部分50产生阻扰(interference)并且凸轮件发生弯曲以及当经历温度变化时适 应装配材料的任何膨胀差或收縮差来实现，所述凸轮件的弯曲引起弹簧力或储 存能量，这帮助保持连接器组件处于致动位置。现在参考图5，该图显示出沿着图l的线5-5通过接合部件46、 48的较大的 保持槽62截取的连接器的横截面视图。保持槽62之一优选位于下接合部件48 的与第二突出部分52相对的表面上。图中显示出现场光纤26的涂层或带缓冲层
的部分30保持在上接合部件46和下接合部件48之间。图中显示出接合部件46、 48朝彼此偏置，以及凸轮件38被致动到致动位置，更特别的是旋转到致动位置。 凸轮件38的旋转致使由该凸轮件的内部几何形状所限定的凸轮面与下接合部 件48的第二突出部分52啮合，由此致使这两个接合部件在现场光纤26的涂层或带缓冲层的部分周围闭合，从而提供适合的应变消除。在优选实施例中，沿着下接合部件48来设置突出部分50、 52，从而当该凸 轮件被致动时这两个突出部分可选择地接触由凸轮件38的内部几何形状所限 定的凸轮面。在一个实施例中，凸轮件38沿其长度方向可以限定一致的内部几 何形状，并且可以将第一突出部分50和第二突出部分52的尺寸限定为不同以产 生不同的偏置力。例如，第二突出部分52可以大于第一突出部分50，由此当接 触由凸轮件38的内部几何形状所限定的凸轮面时，凸轮件38向第二突出部分52 施加较大的偏置力，从而相比于光纤对准部分来说向这两个接合部件的保持部 分施加更大量的力。在另一个示例性实施例中，可以将突出部分50、 52的尺寸 限定为相同，从而沿这两个接合部件的长度施加相等的偏置力。在又一个实施 例中，第一突出部分50可以大于第二突出部分52，以便向这两个接合部件的光 纤对准部分施加较大量的力。在其他变化的实施例中，可以将第一和第二突出 部分50、 52的尺寸限定为大致相同，而凸轮件38的内部空腔的预定几何形状沿 其长度变化，从而补偿光纤22、 26的机械接合以及现场光纤26的涂层或带缓冲 层的部分30的保持所需的不同的力。在一个实施例中，可以将第一和第二突出部分50、 52的尺寸和其位置设定 为当凸轮件38被致动时，使第一和第二突出部分同时接触由凸轮件3 8的内部几 何形状所限定的凸轮面，从而提供用于光纤对准和应变消除的单步过程。但是， 在可选择的实施例中，可以将突出部分50、 52的尺寸和其位置设定为使其在两 个独立的步骤中接触由凸轮件38的内部几何形状所限定的凸轮面。因此，可以 将凸轮件38运动(即旋转)到用于光纤对准的第一位置，随后运动(即旋转) 到用于应变消除的第二位置，而仍然利用单个接合部件来既提供光纤对准又提 供保留。按照这种方式，在现场光纤的涂层或带缓冲层的部分30对连接器的应 变消除之前，如果短截线光纤22和场光纤26之间的光学连续性是不能接受的， 那么可以移除连接器20中的现场光纤26和/或将其重新定位在连接器20中。
尽管现有的机械接合连接器将彼此独立的部件用于光纤对准和应变消除， 如将接合部件用于对准而将弯曲元件用于应变消除，但是在不破坏连接器组件 或可能损坏现场光纤的情况下该应变消除通常不可逆。与现有的机械接合连接 器相反，本发明的双重功能连接器元件完全是可逆的，即在将双重功能连接器 元件局部地端接之后通过使凸轮件38返回到初始的未致动位置而将现场光纤26从连接器20移除，从而释放作用于现场光纤26的裸露玻璃部分32和涂层或带 缓冲层的部分30上的夹紧力。通过用手旋转凸轮件38可以逆向操作，但是优选 用工具使其旋转。在其他实施例中，可以对连接器元件进行修改以适应专门的应用，以便适 应不同的连接器类型、光纤和电缆尺寸。可以将凸轮件38的外部结构构造为具 有抓取面以便从工具施加力。为凸轮件38选择的材料优选是弹性和柔性的，其 提供足够的弹性力从而有助于将组件保持在致动位置，同时允许该凸轮件返回 到处于未致动位置的其原始形状。在可选择的实施例中，凸轮件38可以是刚性 的，由此依靠阻扰配合(interference fit)而将接合部件46、 48固定在致动位置。对于本领域技术人员来说，可以在不背离本发明的精神和范围的情况下对 本发明进行各种修改和变化。因此，本发明意在覆盖在随附的权利要求及其等 效方案的范围内的本发明的修改和变化。
权利要求
1. 一种光纤接合连接器，其包括套管，其具有置于其中并从中向外延伸的短截线光纤；以及置于该连接器中的至少一个接合部件，其用于容纳该短截线光纤和现场光纤；以及单个连接器元件，其用于既提供使该短截线光纤和现场光纤对准的光纤对准功能又提供使该现场光纤对该连接器的应变消除的保持功能。
2. 根据权利要求1的连接器，其中该至少一个接合部件具有第一槽和第二 槽，该第一槽用于容纳该短截线光纤的裸露玻璃部分和该现场光纤的裸露玻璃 部分并使这两个裸露玻璃部分对准，第二槽用于容纳直径大于该现场光纤的裸 露玻璃部分的现场光纤部分并将其应变消除。
3. 根据权利要求2的连接器，其中第一槽的尺寸小于第二槽的尺寸，第二 槽容纳该现场光纤的涂层部分并将其应变消除。
4. 根据权利要求2的连接器，其中至少一个接合部件进一步包括位于与第 一槽相对的第一突出部分和位于与第二槽相对的第二突出部分。
5. 根据权利要求4的连接器，进一歩包括限定了具有预定几何形状的内表 面的致动器，所述预定几何形状与第一突出部分和第二突出部分啮合从而向该 接合部件施加偏置力。
6. —种光纤接合连接器，其包括第一接合部件，其限定了第一槽和第二槽，所述第一槽用于容纳短截线光 纤和现场光纤的裸露玻璃部分并使这两个裸露玻璃部分对准，所述第二槽用于 保持该现场光纤；第二接合部件，其限定了与第一槽相对位置的第一表面和与第二槽相对位 置的第二表面；一个或多个突出部分，其沿着第一接合部件的长度方向布置并与第一槽和 第二槽相对；以及致动器，其可在未致动位置和致动位置之间运动，使得当该致动器从未致 动位置运动到致动位置时，该致动器的内表面与一个或多个突出部分啮合并施 加偏置力以使第一和第二接合部件朝彼此偏置；其中第一槽为该短截线光纤和现场光纤提供对准功能，第二槽为该现场光 纤提供保持功能。
7. 根据权利要求6的接合连接器，其中将第二槽的尺寸限定为容纳直径大 于现场光纤的裸露玻璃部分的现场光纤部分。
8. 根据权利要求6的接合连接器，其中第一表面限定了大致平坦的表面，并且第二表面限定了第三槽，该第三槽的尺寸限定为容纳该现场光纤的涂层部 分或带缓冲层的部分。
9. 根据权利要求6的接合连接器，其中该致动器可从致动位置运动到未致 动位置，从而释放施加于接合部件上的偏置力，以便从该连接器上移除该现场 光纤。
10. 根据权利要求6的接合连接器，其中该一个或多个突出部分的尺寸 和形状限定为补偿将该短截线光纤和该现场光纤对准以及保持该现场光纤所 需的不同的力。
11. 一种用于既提供光纤对准又提供保持的接合连接器，该连接器包括 套管，其具有置于其中并从中向外延伸的短截线光纤； 第一接合部件，其具有第一槽和第二槽，所述第一槽用于容纳短截线光纤的裸露玻璃部分和现场光纤的裸露玻璃部分，所述第二槽用于容纳直径大于裸 露玻璃部分的现场光纤部分；第二接合部件，其具有内表面，该内表面构造为使短截线光纤的裸露玻璃 部分和现场光纤的裸露玻璃部分在第一槽中对准并将所述现场光纤部分保持 在第二槽中；致动器，其可在未致动位置和致动位置之间运动，其中该致动器与第一和 第二接合部件中的至少一个啮合以便使这两个接合部件偏置在一起，从而使该 短截线光纤的裸露玻璃部分和该现场光纤的裸露玻璃部分在第一槽中对准并 且将该现场光纤部分保持在第二槽内。
12. 根据权利要求11的接合连接器，其中该致动器可从致动位置运动到 未致动位置，从而允许第一和第二接合部件移开并从该连接器上移除该现场光 纤。
13. —种在配对的光纤之间的光学接合中既提供光纤对准又提供保持的 方法，该方法包括提供第一光纤，其包括裸露玻璃部分；提供第二光纤，其包括裸露玻璃部分和直径大于裸露玻璃部分的涂层部分 或带缓冲层的部分；将第一光纤和第二光纤置于一对对置的接合部件之间，所述接合部件中的 至少一个具有第一槽，该第一槽的尺寸限定为容纳第一光纤的裸露玻璃部分和 第二光纤的邻接的裸露玻璃部分并使这两个裸露玻璃部分对准，所述接合部件 中的至少一个具有第一槽，该第二槽的尺寸限定为容纳并保持第二光纤的涂层或带缓冲层的部分；使所述接合部件偏置到一起，从而使第一和第二光纤的裸露玻璃部分在第 一槽内对准并且将第二光纤的涂层或带缓冲层的部分保持在第二槽内。
全文摘要
一种包括用于提供光纤对准和应变消除的单个连接器元件的光纤机械接合连接器，其包括对置的接合部件，所述接合部件规定了第一和第二槽，所述第一和第二槽用于当致动器使该接合部件偏置在一起时容纳配对的光纤的裸露玻璃部分以及至少一根光纤的涂层或带缓冲层的部分。配对的光纤彼此对准，同时至少一根光纤的涂层或带缓冲层的部分保持在同一个连接器元件中，因此消除了将彼此独立的连接器元件用于光纤对准和应变消除时出现的定位问题。所述接合部件可以是非偏置的，以允许在不破坏连接器组件或可能损坏这些光纤的情况下移除至少一根配对的光纤。
文档编号G02B6/38GK101401017SQ200780009119
公开日2009年4月1日 申请日期2007年2月23日 优先权日2006年3月16日
发明者唐纳德·G·多斯, 小丹尼尔·莱瓦, 布莱登·A·巴恩斯 申请人:康宁光缆系统有限责任公司