专利名称：单一型单光纤连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单一型单光纤连接器。
为保证现在制造的低损耗光纤在系统中不降低其效能，光纤通过可成对配合的连接器来连接，该连接器能维持光纤的低损耗。对于单光纤，连接可通过所谓的双锥形连接器来实现。例如，可参见名称为“光导纤维的互连”的一份文件，此文件由T.L.Williford等人发表于《西方电气工程师》1980年冬季期第87页始(intheWinter1980issueofthe“WesternElectricEngineer”beginningatpage87)。
在双锥形连接器系统中，两个插塞被纳入一套筒中，每个插塞均具有一个截头圆锥形结构并各端接一根光纤，所述套筒具有两个对准的截头圆锥形空腔，以便各插塞的小直径部分在套筒的中心面上彼此相邻设置。
另一种单光纤连接器是AT&T公司的ST
连接器，它包括一个圆柱形插塞或套管，此插塞或套管具有用于接纳一根光纤的一个端部的一个通道。两个此类连接器以它们在一个偶联器的套筒中准直的纵轴端对端设置。各套管支撑于一个连接器部件中并向外偏移向另一成对配合的连接器。
所希望的是采用单一型连接器，其中，每根光纤由一个此类连接器端接，并且不需要任何中介装置如偶联器，就可连到另一此类连接器上。这类系统的一个优点是，免除了对所述的中介偶联器的需要，并避免了错置偶联器的可能性。另外，采用各端由一个单一型连接器端接的光缆避免了将由一个非单一型连接器端接的一根光缆的端部与另一光缆的相同的非可配对的端接端错误并置的问题。
在现有技术中的一种单一型二元双锥形连接器中，端接光纤的插塞邻近一个壳体的一端设置，与一根光纤相配合的一个插塞位于一个准直套筒的一端，而该套筒的另一端适于接纳端接另一同类连接器的一根光纤的插塞，以便将另一同类连接器装配到这个连接器上。固定装置位于壳体一端的一个入口处，以维持套筒于壳体中并导引另一连接器的套筒，使这个连接器的另一插塞被纳入另一连接器的套筒的一端。参见美国专利第4，863，235号。
上述的单一型连接器非常适于包括两根光纤且由双锥形连接器插塞端接的光缆。然而，近来，人们对使用单纤维连接器如双锥形连接器或AT&T公司的ST 连接器很感兴趣。在许多情况下只使用单纤维光缆。就这种光缆的许多应用而言，需要一种单一型单纤维连接器，其中，一根端接的纤维光缆可直接地连接到另一此类端接的纤维光缆上，而不需要任何中介偶联装置，如联接套筒。
表面上看，现有技术中没有单一型的单光纤连接器。最受欢迎的单一型单纤维连接器应是这样一种连接器，其中端接单光纤的插塞或套管可具有不同构造。
现有技术的上述问题可通过如下描述的单一型单纤维连接器得以克服一种单一型单光纤连接器，所述连接器包括插塞装置和支撑装置，该插塞装置具有一个贯穿其中的通道，用于接纳一根光纤的一端，以便端接此光纤，该支撑装置用于支撑所述插塞装置，其中一个单一型连接部分，它包括多个沿圆周间隔设置的指形插片，这些插片纵向延伸超过所述插塞装置的自由端，并且适于使另一个相同的单一型单光纤连接器的插片沿圆周与之交替排列;和固定装置，它围绕所述插塞装置和所述支撑装置设置，用于使另一相同的单一型单光纤连接器与所述单一型单光纤连接器保持并置状态，以便当从另一连接器的支撑装置延伸出的插片沿圆周插入所述单一型单光纤连接器的插片之间时，所述固定装置使单一型连接器如此固定在一起，即它们的插塞装置的端面被排列成可使得由这些插塞装置端接的光纤呈光学连接关系。
一种单一型单光纤连接器，所述连接器包括插塞装置和第一装置，所述插塞装置具有一个贯穿其中的通道，用于接纳一根光纤的一端，以便端接此光纤，所述第一装置用于支撑所述插塞装置，其中二分叉装置，它包括延伸超过所述插塞装置的自由端的分叉，并适于使另一个相同的单一型单纤维连接器的二分叉装置的分叉沿圆周与之交替排列;和固定装置，它围绕所述插塞装置设置，用于使第二个单一型单光纤连接器与所述单一型单光纤连接器保持并置状态，以便当第二个单一型连接器的二分叉装置的分叉沿圆周插入所述单一型单光纤连接器的分叉之间，所述固定装置将单一型连接器如此固定在一起，即它们的插塞装置的端面被排列成可使得由这些插塞装置所端接的光纤呈光学连接关系。
一种单一型的双锥形单光纤连接器，它包括一个插塞，该插塞包括一个筒形部分、一个端部和一个对置的截头圆锥形部分，该截头圆锥形部分位于所述筒形部分的连接端，所述插塞包括一个贯穿其中用于接纳一根光纤的一端部的通道;一个壳体，所述插塞装在此壳体中;和一个单一型连接部分，它围绕所述截头圆锥形端部设置，并包括沿圆周交替伸出的指形插片和凹口，其中固定装置，它用于在另一连接器的单一型连接部分与所述连接器成对配合后将一个连接器的壳体与另一所述连接器固定在一起，以便各连接器的伸出插片纳入另一连接器的相对准的凹口中，使所述各截头圆锥形端部及其中端接的各光纤端面一起保持彼此间光学连接。
一种光学连接，所述光学连接包括第一光缆和第二光缆，第一光缆包含一根光纤，第二光缆包含一根光纤;第一和第二单一型单光纤连接器，它们分别端接所述的第一和第二光缆，并且每一个连接器均包括插塞装置和支撑装置，插塞装置具有一个贯穿其中的通道，一条光缆的一根光纤的一端被置于此插塞装置中，以便端接此光纤，支撑装置用于支撑所述插塞装置，其中多个沿圆周间隔设置的指形插片，这些插片沿纵向延伸超过所述插塞装置的自由端，并可使另一相同的单一型单光纤连接器的插片沿圆周与之交替排列;和固定装置，它围绕所述插塞装置和所述支撑装置设置，用于使另一单一型单光纤连接器与此连接器保持并置状态，以便从另一连接器的支撑装置伸出的插片沿圆周插入该连接器的插片之间，一个连接器的所述固定装置使这些单一型连接器如此固定在一起，即它们的插塞装置的端面被排列成可使得由这些插塞装置端接的光纤呈光学连接关系。
一种单一型单光纤连接器，所述连接器包括插塞装置的支撑装置，插塞装置具有一个贯穿其中的通道，用于接纳一根光纤的一端，以便端接此光纤，支撑装置用于支撑所述插塞装置，其中一个单一型连接部分，它包括多个沿圆周间隔设置的指形插片，这些插片纵向延伸超过所述插塞装置的自由端，并且适于使另一相同的单一型单光纤连接器的插片沿圆周与之交替排列;
用于支撑所述插塞装置的所述支撑装置包括将另一单一型单光纤连接器与所述单一型单光纤连接器并置联接的装置，以便当从另一连接器的支撑装置上伸出的插片沿圆周插入所述单一型单光纤连接器的插片之间时，这些单一型连接器能被如此固定在一起，即它们的插塞装置的端面被排列成可使得由这些插塞端接的光纤呈光学连接关系。
图1是关于本发明的单光纤单一型连接器的透视图，这种连接器适于与另一相同的单一型单光纤连接器进行光学连接;
图2是本发明的单一型的双锥形单光纤连接器的部分剖开的正视图;
图3是关于本发明的两个连接器的单一型连接部分的放大的透视图，这两个连接器适于成对配合且是同轴配合;和图4是本发明的两个连接器成对配合后的单一型连接部分的放大的透视图。
参照图1和2，图中示出了一个总体以数字20标示的单一型单光纤连接器。此连接器20包括一个双锥形插塞22，插塞22包括一个筒体23、一个端部24和一个截头圆锥形前置端部26。一通道27穿过双锥形插塞22延伸，并适于接纳纤维光缆31的一根光纤30的一个端部。光纤30的一端被端接于一个基座33中，基座33从双锥形插塞22的截头圆锥形部分26的端面伸出。
为便于由该双锥形插塞22端接的光纤30与由一相同插塞端接的一根光纤的连接，而且不需要中间套筒，这种连接包括一个单一型连接部分35(同时参见图3)，该部分固装到截头圆锥形部分26上或与之整体模制。
单一型连接部分35包括一个筒状部分37，该部分37包括一个向内渐缩的空腔38。空腔38的表面与插塞22的截头圆锥形部分26的回转外表面相一致。进一步，在图2和3中能最好地看出，单一型连接部分的面对相配对插塞的一部分包括沿圆周间隔开的突出部分或指形插片40-40。由于每个连接器20具有包括交替的插片和插片间凹口的一个配合部分，因此可相对容易地将两个此类连接器成对配合。当开始将一个连接器与另一个相同的连接器并置时，将一个连接器的插塞相对于另一个连接器轴向转动操作，直至一个连接器的插片与另一个连接器的凹口对准。然后，在连接器之间沿轴向产生相对移动，直至截头圆锥形部分26-26的基座33-33的端面相互贴合。空腔38如此形成，以便当连接部分35固定到截头圆锥形部分26或与之整体模制时以及当两个连接器的单一型连接部分相配合时，基座的端面将相互接触。作为上述结构的结果，为将两个连接器20-20偶联在一起，不再需要第三个构件，如套筒。
参照图2可以看出，每个连接器20包括两个间隔开的止挡环42和44，此挡环42和44绕插塞22的筒形部分设置。止挡环42邻近插塞的筒形部分和截头圆锥形部分的交界处设置，而另外的止挡环44设在筒形部分的后端。
进一步，插塞的筒形部分穿过一开口46延伸，开口46是由壳体49的一个环形的内伸凸缘47形成的。止挡环44位于该凸缘的外侧。垫圈51在凸缘47的另一侧绕插塞22的筒形部分设置。结果，止挡环44和垫圈51联合作用，使双锥形插塞22保持于壳体49中。
从图2中可进一步看出，壳体49包括一个具有外螺纹部分55的小直径部分53和一个大直径部分57。大直径部分57在其与连接端58邻近处设有外螺纹。壳体的周缘表面59适于在连接形成后与端接的光纤部分的端面对准。
包含光纤的光缆伸入连接器的端部61中，光缆端部由连接器20端接。本领域公知的装置，如前面提及的美国专利4，863，235中所述的装置，可用于端接光缆的铠装系统的各部分。
光纤连接器的另一个所希望具有的特性是，消除施加到连接器之间的光学连接处的力。在至少一种现有的由插塞端接的纤维光缆中，包括至少一根光纤的芯体由一个护套、非金属纤维质增强构件、以及一个外护套所封装，所述增强构件可以是例如聚合物纱线。因而防止拉伸力向插塞端接处的光纤转移是重要的。
否则，光纤会破裂或者在光纤中会产生微曲损耗(microbendinglosses)，并降低传输质量。另外，任何未转移到连接器的其它部分的力均可能传给插塞，从而妨碍其光学配合以及与其它插塞的精密准直。
为避免这种在连接处的损耗，必须采取预防措施，以便在为端接而将光缆的铠装系统去除后，防止力施加到光纤上。而任何拉力必须转移到连接器的壳体中。当进行连接时，增强部件必须被联接到连接器的壳体的一部分上，以便在力到达光纤端接处之前被转移到壳体上。
在现有技术中可得到的是一种单一型的二元双锥形光纤连接器，它能有效地端接纤维光缆，此光缆包括至少一根光纤和一个非金属纤维质增强系统。在此连接器中包括一个具有一纵轴的壳体和一个力转移系统，该系统邻近壳体的光缆引入端设置，并且光纤穿过它延伸。参见前面提及的美国专利No.4，863，235。
Anderson等人的专利中提出的力转移系统可有效地夹紧光缆的非金属增强系统，从而将力从光纵转移至壳体。另外，力转移系统包括两个相一致的基本光滑的圆锥形表面，这些表面彼此间及与其间的增强构件系统的各部分保持配合关系。每个表面在从壳体的光缆引入端至另一端的方向上是发散的，在各表面上沿径向相对置的线之间的夹角不超过预定值，所述线位于穿过各表面的回转轴的平面中。
在使用时，当技术人员使光纤的一端部露出并将被打开用来暴露光纤的铠装系统的那些部分固定后，技术人员可将光纤纳入插塞22的通道27中。
光缆向后延伸并穿过设在端帽67的端部66中的开口65。与端部66相对的一侧是内螺纹部分68，该部分68适于旋拧至壳体49的外螺纹部分上。从图2中还可以看到，端帽67的端部66设有一个台肩69。
围绕各连接器20设有一个封套70。此封套70呈筒形并包括具有内翻缘74的端部72。封套70的另一端76设有内螺纹。连接器20可如此与非常靠近插塞22的截头圆锥形部分26的封套70一起装运(ship)，即内螺纹部分76旋拧至相配套的壳体49的外螺纹部分上。
正如应从图中看到的，连接器插塞22的截头圆锥形部分的前置端面延伸超过相配套的壳体的周缘端面59。与插塞的截头圆锥形部分的端面对准的连接器的单一型连接部分的凹口的内端也比相同的周缘面59稍向外伸出。在通过压缩弹簧80连接之前，插塞22相对于壳体49保持这个位置，该弹簧80在止挡环42和44之间绕插塞22的筒形部分23同轴设置。
当希望将两个连接器20-20进行光学连接时，技术人员在一个方向旋拧一个连接器的封套70，以使此封套筒相配套的端帽的台肩69移动(参见图2右侧)。当此封套的内螺纹部分脱离与相配套的壳体的外螺纹部分的啮合后，封套移到其内翻缘74与台肩69配合的位置。尔后技术人员在一个方向旋拧另一连接器20的封套70，使此封套的缘74在离开相配套的端帽的台肩69的方向上移动。随着移动继续，此封套70的内螺纹部分将与所述的一个连接器的相配套的壳体的外螺纹部分相啮合。
此后，技术人员将所述一个连接器的单一型连接部分移向另一连接器的单一型连接部分，而使两连接器相对转动。这种相对转动一直持续到各单一型连接部分的插片与另一连接器的单一型连接部分的凹口相对准，同时该一个连接器的单一型连接部分的凹口与另一连接器的单一型连接部分的插片相对准。
在保持刚描述过的取向的情况下，技术人员使两个连接器进一步沿轴向移动，直至各连接器的插片伸到另一连接器的凹口的底部。此时，两根光纤的端面处于预定的相关状态，从而实现了所希望的光学连接。
为使这种连接更为牢固，技术人员使另一连接器的封套沿轴向移动并旋拧此封套，使其内螺纹部分啮合到所述一个连接器的壳体的外螺纹部分上。当另一连接器的封套70的缘74邻接相配套的壳体的大直径部分的环形端面82时(参见图2左侧)，这种旋拧就不再继续了。
有益的是，不需要独立的套筒来实现这种连接，而是每个双锥形插塞设置一个单一型连接部分，这就使得一个连接器与另一个相同的连接器的连接简单化。
很明显，本发明的单一型单光纤连接可用于隔板(bulkhead)连接器。在此类应用中，对于装到一个隔板(未示出)中的壳体49来说，联接螺帽70成为非必要的，以便壳体的大直径部分57的螺纹部分穿过该隔板延伸。将一装置(未示出)拧过壳体的大直径部分的螺纹部分和小直径部分，从而将壳体固定于隔板中。尔后移动连接器20使其单一型连接部分35与从隔板中伸出的单一型连接部分成对配合，并将联接螺帽旋拧至固定于隔板中的壳体的大直径部分的螺纹部分上。这样就将连接器20固定到了安装于隔板中的壳体49上。
权利要求
1.一种单一型单光纤连接器，所述连接器包括插塞装置和支撑装置，该插塞装置具有一个贯穿其中的通道，用于接纳一根光纤的一端，以便端接此光纤，该支撑装置用于支撑所述插塞装置，所述连接器的特征在于一个单一型连接部分，它包括多个沿圆周间隔设置的指形插片，这些插片纵向延伸超过所述插塞装置的自由端，并且适于使另一个相同的单一型单光纤连接器的插片沿圆周与之交替排列；和固定装置，它围绕所述插塞装置和所述支撑装置设置，用于使另一相同的单一型单光纤连接器与所述单一型单光纤连接器保持并置状态，以便当从另一连接器的支撑装置延伸出的插片沿圆周插入所述单一型单光纤连接器的插片之间时，所述固定装置使单一型连接器如此固定在一起，即它们的插塞装置的端面被排列成可使得由这些插塞装置端接的光纤呈光学连接关系。
2.一种单一型单光纤连接器，所述连接器包括插塞装置和第一装置，所述插塞装置具有一个贯穿其中的通道，用于接纳一根光纤的一端，以便端接此光纤，所述第一装置用于支撑所述插塞装置，所述连接器的特征在于二分叉装置，它包括延伸超过所述插塞装置的自由端的分叉，并适于使另一个相同的单一型单纤维连接器的二分叉装置的分叉沿圆周与之交替排列;和固定装置，它围绕所述插塞装置设置，用于使第二个单一型单光纤连接器与所述单一型单光纤连接器保持并置状态，以便当第二个单一型连接器的二分叉装置的分叉沿圆周插入所述单一型单光纤连接器的分叉之间，所述固定装置将单一型连接器如此固定在一起，即它们的插塞装置的端面被排列成可使得由这些插塞装置所端接的光纤呈光学连接关系。
3.根据权利要求2的连接器，其中，所述插塞装置仅向外延伸出所述分叉长度的一部分。
4.根据权利要求3的连接器，其中，所述连接器包括一个光缆引入端和一个连接端，并且其中所述连接器包括促使所述的插塞装置在朝向所述连接端的方向上向所述壳体装置的外侧偏置的装置。
5.一种单一型的双锥形单光纤连接器，它包括一个插塞，该插塞包括一个筒形部分、一个端部和一个对置的截头圆锥形部分，该截头圆锥形部分位于所述筒形部分的连接端，所述插塞包括一个贯穿其中用于接纳一根光纤的一端部的通道;一个壳体，所述插塞装在此壳体中;和一个单一型连接部分，它围绕所述截头圆锥形端部设置，并包括沿圆周交替伸出的指形插片和凹口，所述连接器的特征在于固定装置，它用于在另一连接器的单一型连接部分与所述连接器成对配合后将一个连接器的壳体与另一所述连接器固定在一起，以便各连接器的伸出插片纳入另一连接器的相对准的凹口中，使所述各截头圆锥形端部及其中端接的各光纤端面一起保持彼此间光学连接。
6.根据权利要求5的连接器，其中，所述单一型连接部分包括一个截头圆锥形空腔，该空腔的小直径部分指向所述插片的自由端，所述截头圆锥形空腔适于接纳所述插塞的所述截头圆锥形部分。
7.根据权利要求6的连接器，其中，所述壳体包括一个邻近所述壳体的连接端的外螺纹部分，并且其中所述的用于将所述壳体固定到另一所述连接器的壳体的装置包括一个封套，此封套绕所述壳体同轴设置，并包括一个内螺纹端部，此端部适于被螺纹连接到另一所述连接器的壳体的外螺纹部分。
8.一种光学连接，所述光学连接包括第一光缆和第二光缆，第一光缆包含一根光纤，第二光缆包含一根光纤;第一和第二单一型单光纤连接器，它们分别端接所述的第一和第二光缆，并且每一个连接器均包括插塞装置和支撑装置，插塞装置具有一个贯穿其中的通道，一条光缆的一根光纤的一端被置于此插塞装置中，以便端接此光纤，支撑装置用于支撑所述插塞装置，所述连接器的特征在于多个沿圆周间隔设置的指形插片，这些插片沿纵向延伸超过所述插塞装置的自由端，并可使另一相同的单一型单光纤连接器的插片沿圆周与之交替排列;和固定装置，它围绕所述插塞装置和所述支撑装置设置，用于使另一单一型单光纤连接器与此连接器保持并置状态，以便从另一连接器的支撑装置伸出的插片沿圆周插入该连接器的插片之间，一个连接器的所述固定装置使这些单一型连接器如此固定在一起，即它们的插塞装置的端面被排列成可使得由这些插塞装置端接的光纤呈光学连接关系。
9.根据权利要求8的光学连接，其中，各所述连接包括促使相配套的插塞装置偏移的装置，以便与另一连接器的插塞装置配合。
10.一种单一型单光纤连接器，所述连接器包括插塞装置的支撑装置，插塞装置具有一个贯穿其中的通道，用于接纳一根光纤的一端，以便端接此光纤，支撑装置用于支撑所述插塞装置，所述连接器的特征在于一个单一型连接部分，它包括多个沿圆周间隔设置的指形插片，这些插片纵向延伸超过所述插塞装置的自由端，并且适于使另一相同的单一型单光纤连接器的插片沿圆周与之交替排列;用于支撑所述插塞装置的所述支撑装置包括将另一单一型单光纤连接器与所述单一型单光纤连接器并置联接的装置，以便当从另一连接器的支撑装置上伸出的插片沿圆周插入所述单一型单光纤连接器的插片之间时，这些单一型连接器能被如此固定在一起，即它们的插塞装置的端面被排列成可使得由这些插塞端接的光纤呈光学连接关系。
全文摘要
一种单一型单光纤连接器(20)，它包括一个连接端，此端包括一个端接光纤(30)的端部的插塞(22)。此连接端还包括一个单一型连接部分，它适于与另一相同连接器的单一型连接部分成对配合。此单一型连接部分包括沿插塞圆周交替设置的纵向延伸的指形插片(40、40)和凹口。插片延伸超过插塞并适于被纳入相配合的连接器的单一型连接部分的凹口中。各连接器还设有一个联接封套(70)。两个相配合的连接器之一的封套被用来在它们的单一型连接部分配合后将这两个连接器固定在一起。
文档编号G02B6/38GK1073771SQ9211449
公开日1993年6月30日 申请日期1992年12月18日 优先权日1991年12月19日
发明者B·V·达登, V·E·卡罗米里斯 申请人:美国电话电报公司