具有彎曲外部對(duì)準(zhǔn)表面的光纖連接器套箍的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于光纖連接器的套箍(12)，其具有用于與對(duì)準(zhǔn)套筒的互補(bǔ)表面(即，大致為圓柱形或管狀的套筒的內(nèi)表面)對(duì)準(zhǔn)的外表面。所述套箍的外表面大致是圓柱形的，其具有在形狀上大致是橢圓形的剖切接觸表面輪廓。更具體地，套箍與套筒(20)之間的多個(gè)接觸點(diǎn)沿著在橫截面中的曲線限定，其中，在沿著此接觸點(diǎn)曲線(即，包含有助于對(duì)準(zhǔn)的接觸點(diǎn)的曲線)的每個(gè)接觸點(diǎn)處的曲率中心不在光纖陣列的軸線的平面上。
【專利說(shuō)明】具有彎曲外部對(duì)準(zhǔn)表面的光纖連接器套箍
[0001]優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本申請(qǐng)要求在2012年4月11日提交的編號(hào)為61/623，029的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)和在2012年9月10日提交的編號(hào)為61/699，125的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其通過(guò)引用完全并入，如同在本文中完全闡述的。下面提到的所有出版物都通過(guò)引用完全并入，如同在本文中完全闡述的。
[0003]政府權(quán)利
[0004]本發(fā)明是以在由海軍空中作戰(zhàn)中心飛行器部門(NAVAL AIR WARFARE CTRAIRCRAFT DIVIS1N)授予的編號(hào)為N68335-12-C-0123的合同下的政府支持而取得的。政府對(duì)本發(fā)明具有一定的權(quán)利。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0005]本發(fā)明涉及光纖連接器，特別地涉及光纖連接器中的套箍。

【背景技術(shù)】
[0006]通過(guò)光纖波導(dǎo)傳輸光信號(hào)有許多優(yōu)點(diǎn)，并且其用途是多樣的。單根或多根光纖波導(dǎo)可以被簡(jiǎn)單地用于傳輸可見(jiàn)光到遠(yuǎn)程位置。復(fù)雜的電話和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可以傳輸多個(gè)特定的光信號(hào)。這些設(shè)備以端至端的關(guān)系耦合光纖，所述耦合是光損耗的一個(gè)來(lái)源。光纖的兩個(gè)拋光端部的精密對(duì)準(zhǔn)是必要的，以確保在光纖鏈路中的整體光損耗是等于或小于對(duì)系統(tǒng)指定的光連接器損耗預(yù)算。對(duì)于單模電信級(jí)光纖，這通常對(duì)應(yīng)于小于lOOOnm的連接器光纖對(duì)準(zhǔn)公差。這意味著在以數(shù)千兆速率運(yùn)行的并行光纖和單根光纖鏈路兩者中，應(yīng)用于對(duì)準(zhǔn)光纖的部件必須以亞微米級(jí)的精度組裝和制造。
[0007]在光纖連接中，光纖連接器端接包含一根或多根光纖的線纜的端部，并且使能比剪接更快的連接和斷開(kāi)。所述連接器機(jī)械地耦合和對(duì)準(zhǔn)光纖的芯，使得光能夠端至端的傳遞。更好的連接器由于光纖的反射或錯(cuò)位損耗很少的光線。在并行/多光纖和單光纖鏈路兩者中的以數(shù)千兆速率工作的連接器必須以亞微米級(jí)的精度裝配與制造。如同以這樣的精度水平生產(chǎn)部件不夠挑戰(zhàn)似的，為了所得到的最終產(chǎn)品是經(jīng)濟(jì)的，其必須以完全自動(dòng)化、極高速的工藝來(lái)完成。
[0008]當(dāng)前的光纖連接器在基本設(shè)計(jì)上已經(jīng)很多年都沒(méi)有改變了?；镜倪B接器單元是連接器組件。圖13示出一種用于包含光纖1412的線纜1410的光纖連接器1400的示例，其是由美國(guó)Conec有限公司(US Conec Ltd)商業(yè)化的連接器。所述連接器包括部件的組件，所述部件包括套箍1402、套箍殼體1404、線纜護(hù)罩1406、對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)銷1408，和設(shè)置在殼體內(nèi)或殼體外部的其他硬件(例如，線纜應(yīng)力釋放件、壓接件、偏置彈簧、間隔件等)。套箍1402和光纖1412的端接端面是拋光的。在光纖連接器1400中的套箍1402是彈簧加載的，以提供軸向偏壓，以將在兩個(gè)連接器中的光纖拋光端面以端至端的構(gòu)造壓在一起。在大多數(shù)情況下，意圖是在耦合光纖之間建立物理接觸以防止光的損耗。物理接觸避免了在兩根光纖之間的空氣捕獲層，所述空氣受困層增加連接器的插入損耗和反射損耗。需要未示出的適配器以可靠地耦合兩個(gè)連接器的套箍(每個(gè)連接器的套箍殼體1404被插入到適配器)。
[0009]示出在圖13中的由美國(guó)Conec有限公司生產(chǎn)的光纖連接器據(jù)稱是按照在5，214，730號(hào)美國(guó)專利中公開(kāi)的結(jié)構(gòu)，所述專利已轉(zhuǎn)讓給日本電報(bào)電話公司(NipponTelegraph and Telephone Corporat1n)。如圖所示，在’ 730專利中，所述光纖連接器接收具有多根單獨(dú)光纖的帶狀線纜，并保持單獨(dú)光纖處于預(yù)定關(guān)系中。所述光纖連接器可與另一個(gè)光纖連接器相配合(例如，使用適配器)，以便將一個(gè)光纖連接器的多根單獨(dú)光纖與另一的光纖連接器的多根光纖對(duì)準(zhǔn)。
[0010]來(lái)自美國(guó)Conec有限公司的套箍1402通常處于有一系列過(guò)大通孔的塑料塊的形式，所述通孔提供用于插入光纖1412的端接端部和對(duì)準(zhǔn)銷1408到所述塊的足夠間隙。套箍1402由塑料聚合物模制而形成，其通常由玻璃顆粒增強(qiáng)。為了插入多根光纖1412的端接端部通過(guò)在套箍塊1402中的孔，所述光纖的保護(hù)套和緩沖(樹(shù)脂)層被剝?nèi)?，以露出端接端部附近的包覆層，并且所述包覆層涂覆有環(huán)氧樹(shù)脂層。所述光纖的端接端部然后被穿入在套箍中的過(guò)大孔內(nèi)。通過(guò)固化環(huán)氧樹(shù)脂，光纖1412的端部被可靠地保持在套箍1402中。類似地，在插入到在套箍1402中設(shè)置用于所述銷的過(guò)大孔之后，對(duì)準(zhǔn)銷1408用環(huán)氧樹(shù)脂保持。
[0011]上述的套箍具有幾個(gè)顯著缺點(diǎn)。注塑結(jié)構(gòu)本身不能良好地保持公差。聚合物不是剛性的，并在負(fù)載(力或力矩)被施加到光纖線纜或連接器殼體時(shí)變形。聚合物在較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)也容易蠕變和熱膨脹/收縮。在套箍的過(guò)大孔中的間隙進(jìn)一步影響光纖的端至端對(duì)準(zhǔn)的公差。環(huán)氧樹(shù)脂在固化時(shí)收縮，這導(dǎo)致塑料套箍的彎曲。此外，環(huán)氧樹(shù)脂隨著時(shí)間而蠕變，在連接器中彈簧負(fù)載施加的軸向偏置下導(dǎo)致光纖端部(其被壓靠在鄰接光纖的端部)在套箍的孔內(nèi)的竄動(dòng)(pistoning)或回縮。這損害了相對(duì)光纖端面的表面接觸界面的完整性。這些和其它的缺陷導(dǎo)致較差的最終公差，而其對(duì)現(xiàn)代光纖的應(yīng)用還需要很多改進(jìn)。
[0012]目前，人們普遍接受的是制造光纖連接器的成本太高，并且可靠性和損耗特性還需要很多改進(jìn)。如果光纖要成為對(duì)短途和極短距離應(yīng)用的首選傳播媒介，光纖連接器的公差必須改善，而生產(chǎn)光纖連接器的成本必須降低。在通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和其他信號(hào)傳輸系統(tǒng)中的光纖的相對(duì)廣泛的并且不斷增加的利用已經(jīng)產(chǎn)生了對(duì)令人滿意和高效的光纖終端的互相接合裝置的需求。
[0013]共同轉(zhuǎn)讓給受讓人-本發(fā)明 申請(qǐng)人:的7，311，449號(hào)美國(guó)專利公開(kāi)了各種可以由沖壓成本效益地大規(guī)模生產(chǎn)的套箍的實(shí)施例。那些套箍的一些構(gòu)造用于無(wú)需使用對(duì)準(zhǔn)套筒的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，而僅僅依靠對(duì)準(zhǔn)套筒提供精確成形的套箍的對(duì)準(zhǔn)。
[0014]本發(fā)明提供了可以結(jié)合在新的光纖連接器中的進(jìn)一步改進(jìn)的套箍和套筒的設(shè)計(jì)，這導(dǎo)致在低插入損耗和低回波損耗，其以低環(huán)境敏感性提供了易用性和高可靠性，并且其能夠以較低的成本制造。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明提供了一種用于光纖連接器的套箍，其克服了現(xiàn)有技術(shù)的套箍和連接器的許多缺點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的光纖套箍提供一種光纖連接器，其具有光纖套箍，這導(dǎo)致低插入損耗和低回波損耗，其以低環(huán)境敏感性提供了易用性和高可靠性，并且其能夠以低成本來(lái)制造。鑒于所發(fā)明套箍的構(gòu)造，使用對(duì)多光纖發(fā)明的套箍的光纖連接器殼體的占用面積和形狀因子可以類似于目前使用僅設(shè)計(jì)用于單根光纖的現(xiàn)有技術(shù)圓柱形套箍的殼體的那個(gè)(即，所發(fā)明的套箍可結(jié)合在設(shè)計(jì)用于單根光纖的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)連接器殼體中，諸如SC、FC、ST、5祖、^:、雙^:等類型的殼體。)
[0016]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，所發(fā)明的套箍具有用于與對(duì)準(zhǔn)套筒的互補(bǔ)表面(S卩，大致為圓柱形或管狀的套筒的內(nèi)表面)對(duì)準(zhǔn)的外表面。套箍的外表面大致是圓柱形的，其具有大致是橢圓形的剖切接觸表面輪廓。更具體地，套箍和套管之間的多個(gè)接觸點(diǎn)沿著在橫截面中的曲線限定，其中，在沿著此接觸點(diǎn)曲線(即，包含有助于對(duì)準(zhǔn)的接觸點(diǎn)的曲線)的每個(gè)接觸點(diǎn)處的曲率中心不在光纖陣列的軸線的平面上。在另一實(shí)施例中，在沿著所述接觸點(diǎn)曲線的每個(gè)接觸點(diǎn)處的曲率中心并不在光纖陣列的幾何中心處。對(duì)于對(duì)稱套箍的實(shí)施例，在沿著此接觸點(diǎn)曲線的每個(gè)接觸點(diǎn)處的曲率中心不在套箍的兩個(gè)正交對(duì)稱平面中的至少一個(gè)上。所述對(duì)稱平面可以是光纖陣列的軸線的平面和它的正交平面。換句話說(shuō)，對(duì)于對(duì)稱的套箍，在沿著此接觸點(diǎn)曲線的每個(gè)接觸點(diǎn)處的曲率中心并不位于幾何中心處。在另一個(gè)實(shí)施例中，取決于所述實(shí)施例，沿著接觸點(diǎn)曲線的全部或基本上全部對(duì)準(zhǔn)接觸點(diǎn)受到上面提到的各個(gè)條件的影響。
[0017]在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，在套箍的橫截面中，在套箍最寬部分的端部的表面被截?cái)?，以使它們不接觸所述套筒。在另一個(gè)實(shí)施例中，在沿著光纖軸線陣列的平面的套箍端部處的所述表面被截?cái)嘁圆唤佑|套筒。
[0018]所述套箍開(kāi)放結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)具有形成在其上的精密特征，所述特征即開(kāi)放的光纖對(duì)準(zhǔn)凹槽，其可以牢固地保持光纖而無(wú)需環(huán)氧樹(shù)脂或互補(bǔ)精密部件。在一個(gè)實(shí)施例中，所述套箍具有主體，所述主體具有多個(gè)平行地形成在它的一個(gè)表面上用于接收和夾持光纖的至少端接端部的開(kāi)放凹槽。在另一實(shí)施例中，凹槽可以設(shè)置在所述套箍主體中用于對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)銷。
[0019]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，套筒具有大致管狀的主體，其具有用于套箍對(duì)準(zhǔn)的配合表面特征，其在截面上二維地變化，或者包括在所述縱向軸線的方向上而三維地變化。
[0020]在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，所述套箍部件和/或套筒由高通量工藝精密地形成，所述工藝諸如沖壓和擠壓。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述套箍部件是由坯料通過(guò)沖模的擠壓而形成的。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，所述套箍主體由金屬材料制成，其可以被選擇為具有高剛度(例如，不銹鋼)、化學(xué)惰性(例如，鈦)、高溫度穩(wěn)定性(鎳合金)、低熱膨脹(例如殷鋼(Invar))，或匹配熱膨脹到其他材料(如用于匹配玻璃的可伐合金(Kovar))。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的套箍克服了現(xiàn)有技術(shù)的許多缺陷，導(dǎo)致了造成低插入損耗和低回波損耗的光纖連接器，其以低環(huán)境敏感性提供了易用性和高可靠性，并且其能夠以低成本來(lái)制造。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]為了更全面地理解本發(fā)明的性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，以及優(yōu)選使用模式，應(yīng)參照結(jié)合附圖理解下述【具體實(shí)施方式】。在下述附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代遍及附圖的相同或相似的部件。
[0024]圖1A-D示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光纖組件的各種視圖，所述組件包括在套箍?jī)?nèi)使用的光纖連接器。
[0025]圖2A-E示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的套箍使用對(duì)準(zhǔn)套筒的耦合和光學(xué)對(duì)準(zhǔn)的各種視圖。
[0026]圖3A-G示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的套箍半部的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的各種視圖。
[0027]圖4A-F示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光纖組件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的各種視圖。
[0028]圖5A-B示出了結(jié)合對(duì)準(zhǔn)凹槽的其它實(shí)施例的套箍的端視圖。
[0029]圖6A-E示出了套箍和套筒的可選實(shí)施例。
[0030]圖7A-E示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的采用所發(fā)明的套箍和套筒的光纖連接器的各種視圖。
[0031]圖8A-B示出了根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例的另外的套箍和套筒的組合。
[0032]圖9A-E、10A-1、11A_E示出了具有用于套箍對(duì)準(zhǔn)的配合表面特征的套筒結(jié)構(gòu)的各種視圖，其是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例而三維變化的。
[0033]圖12是光電模塊殼體的示意性透視圖，本發(fā)明的套箍可以作為連接器應(yīng)用到其上。
[0034]圖13示出了現(xiàn)有技術(shù)的光纖連接器。
[0035]圖14是說(shuō)明本發(fā)明的一些設(shè)計(jì)考慮的示意圖，。

【具體實(shí)施方式】
[0036]下面參照參考附圖對(duì)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述。雖然本發(fā)明按照用以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的的最佳方式進(jìn)行說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以在考慮到這些教導(dǎo)的情況下進(jìn)行變化。
[0037]本發(fā)明提供了一種用于光纖連接器的套箍，其克服了現(xiàn)有技術(shù)的套箍和連接器的許多缺點(diǎn)，并進(jìn)一步改進(jìn)了 申請(qǐng)人:的無(wú)銷對(duì)準(zhǔn)套箍。根據(jù)本發(fā)明的套箍提供一種具有光纖套箍的光纖連接器，其導(dǎo)致低插入損耗和低回波損耗，其以低環(huán)境敏感性提供了易用性和高可靠性，并且其能夠以低成本來(lái)制造。鑒于所發(fā)明套箍的構(gòu)造，使用對(duì)多光纖發(fā)明的套箍的光纖連接器殼體的占用面積和形狀因子可以類似于目前使用僅設(shè)計(jì)用于單根光纖的現(xiàn)有技術(shù)圓柱形套箍的殼體的那個(gè)(即，所發(fā)明的套箍可結(jié)合在設(shè)計(jì)用于單根光纖的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)連接器殼體中，諸如3(:、？(:、51\5祖、^:、雙^:等類型的殼體。)
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖1A-D示出了包括在光纖連接器內(nèi)使用的套箍12的光纖組件10。所述光纖連接器10包括套箍12、包括一批光纖24的光纖帶23 (以裸露的形式，沒(méi)有緩沖和護(hù)套層地暴露)。圖1B是分解視圖，圖1C是頂視圖并且圖1D是光纖連接器10的側(cè)視圖。所述套箍12包括兩個(gè)套箍半部13和14，它們?cè)诒緦?shí)施例中是對(duì)稱的。光纖24的端部與所述套箍10的端面15大致地是齊平的，但可以略微突出超過(guò)所述端面(不多于幾微米)。所述套箍12具有整體上大致圓柱形的主體，其具有大致為橢圓形的橫截面。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖2A-E示出了類似的套箍12或類似的光纖組件10使用對(duì)準(zhǔn)套筒20的耦合和光學(xué)對(duì)準(zhǔn)的各種視圖。所述套筒20具有大致符合套箍12的外部形狀的內(nèi)表面，并且設(shè)置尺寸為接收所述套箍12。所述套筒20有大致是圓柱形的管狀主體。所述套箍12的端面以相應(yīng)光纖24跨越界面光學(xué)地對(duì)準(zhǔn)而彼此抵接(以鄰接光纖24的端面彼此抵接)。在本實(shí)施例中，套筒20是開(kāi)口套筒。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖3A-G示出了套箍半部14的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)(另一套箍半部13的結(jié)構(gòu)是相似的)的各種視圖。包括多個(gè)平行的、縱向的、開(kāi)放的凹槽34的線纜保持結(jié)構(gòu)設(shè)置在套箍半部14的主體的內(nèi)表面39上(面對(duì)另一套箍半部13的表面)。在表面39的中心部分有底板18，所述底板處于凹槽34的底部平面與表面39的最高平面之間(也參見(jiàn)圖4D)。凹槽34在底板18的區(qū)域中的底部深度與這個(gè)區(qū)域之外例如在端面區(qū)域15附近的凹槽34的深度不能相比。例如，如果套箍半部14是通過(guò)沖壓延展性金屬而形成的，這是為了提高可制造性。在端面15的相對(duì)端，設(shè)置平臺(tái)16以提供容納光纖帶23的較厚部分的間隔。在此實(shí)施例中，所述凹槽34具有V形橫截面。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖4A-F示出了光纖組件10的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的各種視圖。在此實(shí)施例中，圖4C的剖視圖(沿圖4A中的線4C-4C獲取)與圖4E的剖視圖(沿圖4A中的線4E-4E獲取)基本上是相似的。應(yīng)該注意的是套箍12的側(cè)部21和22 (或在剖視圖中的橫向端部)以大致平坦的表面或有充分地大的曲率半徑的表面而被截?cái)唷?br> [0042]圖4D的剖視圖(沿圖4A中的線4D-4D獲取)示出了中央底板18的區(qū)域。圖4F的剖視圖(沿圖4A中的線4F-4F獲取)示出了平臺(tái)16的區(qū)域，所述平臺(tái)容納所述光纖帶24的厚度。
[0043]前面的實(shí)施例示出了在套箍半部中的V形槽。圖5A-B示出了套箍的端視圖，所述套箍結(jié)合其他實(shí)施例的具有不同橫截面幾何形狀的對(duì)準(zhǔn)凹槽。圖5A示出了在套箍半部14’中設(shè)置的縱向U形凹槽，并且沒(méi)有凹槽設(shè)置在套箍半部13’中，以及圖5B示出了設(shè)置在套箍半部13”和14”中的半圓形或C形凹槽。應(yīng)該注意的是圖5A中的套箍12’示出為具有平坦的外表面部分19，取決于套筒的形狀，其可以接觸或不接觸用于套箍對(duì)準(zhǔn)的所述套筒。還應(yīng)注意的是，套箍12’的側(cè)部21’和22’(或在剖視圖中的橫向端部)以大致平坦的表面或有充分地大的曲率半徑的表面而被截?cái)?，并且套?2”的側(cè)部21”與22”(或在剖視圖中的橫向端部)也以大致平坦的表面或有充分地大的曲率半徑的表面而被截?cái)?br> [0044]圖6A-E示出了套箍和套筒的可選實(shí)施例。圖6A示出了套箍13”’側(cè)部21”’和22”’(或在剖視圖中的橫向端部)是以表面相對(duì)于前面的實(shí)施例向內(nèi)卷曲而被截?cái)嗟?。所示的示例性尺寸單位為mm。圖6C和6D示出了開(kāi)口套筒20’的另一實(shí)施例，其在所述開(kāi)裂套筒20’的橫向角部26處具有切口 25，所述切口面向截?cái)嗟膫?cè)部21”’和22”’。所述切口在開(kāi)裂套筒20’的整形角部26處提供更大的靈活性。開(kāi)裂套筒20’具有沿著橢圓形套筒的狹窄區(qū)域(短軸)側(cè)的裂縫27。相反地，如圖6E所示，裂縫28可以沿著橢圓形套筒20”的更寬的區(qū)域(長(zhǎng)軸)側(cè)設(shè)置。
[0045]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，所發(fā)明的套箍具有用于與對(duì)準(zhǔn)套筒的互補(bǔ)表面(即，大致為圓柱形或管狀的套筒的內(nèi)表面)對(duì)準(zhǔn)的外表面。參照?qǐng)D6B，將會(huì)討論橢圓形的套箍半部14的外表面輪廓。在本實(shí)施例中的套箍半部14的外表面50是大致圓柱形的，其符合在C處具有曲率中心的圓弧。從示出在圖6B中的橫截面平面上的角度來(lái)看，所述中心C不在光纖的軸線的平面上，所述光纖保持于在內(nèi)部表面上的凹槽34中，或者不在截面上的光纖陣列的幾何中心處。在所述橫截面中(也見(jiàn)圖4B)，當(dāng)附著到套箍半部13”’時(shí)，所述中心C不是套箍半部14”’或整體套箍12”’的幾何中心。所述中心C不在套箍的兩個(gè)正交對(duì)稱平面中的至少一個(gè)上。所述正交的對(duì)稱平面可以是光纖陣列的軸線的平面和它的正交平面。另外，所述中心不在套箍半部14”’或整體套箍12”’的一個(gè)以上的對(duì)稱平面上。換句話說(shuō)，對(duì)于對(duì)稱的套箍，所述中心C并不位于所述套箍的幾何中心處。
[0046]在上述實(shí)施例中，所有的套箍和套箍半部符合上面提到的各自條件。在以上所有實(shí)施例中，除圖5A的實(shí)施例之外，類似于圖6B中的彎曲表面50的彎曲表面與對(duì)準(zhǔn)套筒的內(nèi)部表面發(fā)生接觸。參照?qǐng)D6D的例子，除了鄰近角部26處和裂縫12”’處，對(duì)準(zhǔn)套筒20’的內(nèi)表面與套箍12”’的整個(gè)彎曲表面50發(fā)生接觸。有助于并且限定支撐在套箍中的光纖相對(duì)于所述套箍的外部幾何形狀的對(duì)準(zhǔn)的是所述套筒與套箍之間的接觸。
[0047]人們可將在套箍與對(duì)準(zhǔn)套筒之間的接觸視為包括在橫截面中的多個(gè)接觸點(diǎn)。更具體地，所述套箍與套筒之間的多個(gè)接觸點(diǎn)沿在橫截面中的曲線(即，在圖6D的實(shí)施例中，所述曲線對(duì)應(yīng)于在所述套筒與套箍表面50之間的接觸界面)限定。由此可見(jiàn)，在沿著此接觸曲線(即，包含有助于對(duì)準(zhǔn)的接觸點(diǎn)的曲線)的每個(gè)接觸點(diǎn)處的曲率中心并不在光纖陣列的光纖軸線的平面上。在沿著此接觸點(diǎn)曲線的每個(gè)接觸點(diǎn)處的曲率中心并不在光纖陣列的幾何中心。對(duì)于對(duì)稱套箍的實(shí)施例，在沿著此接觸點(diǎn)曲線的每個(gè)接觸點(diǎn)處的曲率中心不在套箍的兩個(gè)對(duì)稱正交平面中的至少一個(gè)上。所述對(duì)稱平面可以是光纖陣列的軸線的平面和它的正交平面。換句話說(shuō)，對(duì)于對(duì)稱的套箍，在沿著所述接觸點(diǎn)曲線的每個(gè)接觸點(diǎn)處的曲率中心并不位于所述套箍的幾何中心處。
[0048]在所有的上述實(shí)施例中，沿著接觸點(diǎn)曲線的全部或基本上全部對(duì)準(zhǔn)接觸點(diǎn)受到上面提到的各個(gè)條件的影響。對(duì)接觸曲線的進(jìn)一步理解將參考下面的另外實(shí)施例討論。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖7A-E示出了采用所發(fā)明的套箍和套筒的光纖連接器。所示出的是兩個(gè)連接器60 (在本實(shí)施例中示出為相同的)，各自包含保持在符合某些工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的殼體中的光纖組件10(圖1)。提供一種保持所述套筒20的耦合器62，其用于在每一端接收所述套箍12。耦合器62具有兩個(gè)T形半部63 (在示出的實(shí)施例中相同)。為了耦合連接器60，每個(gè)連接器的套箍12通過(guò)在所述T形耦合器半部63的開(kāi)口 64插入到套筒20的一個(gè)端部。
[0050]圖7E示出了本發(fā)明的光纖連接器10如何可以制成與現(xiàn)有技術(shù)連接器中的套箍向后兼容(諸如在圖13中示出的現(xiàn)有技術(shù)連接器1400中的套箍1402)。所述套箍12插入到具有貫通孔67的匹配套箍12的外部輪廓的適配器66。所述適配器60另外匹配套箍1402。所述適配器60還設(shè)置有用于接收現(xiàn)有技術(shù)套箍1402中的對(duì)準(zhǔn)銷的孔68。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例，圖8A-B進(jìn)一步示出了套箍和套筒的組合。在這些實(shí)施例中，在套箍72上設(shè)置了半球形凹坑或半圓柱形凹槽(74)，并且取決于線接觸(進(jìn)入頁(yè)面)或者點(diǎn)接觸哪個(gè)是所期望的，設(shè)置了互補(bǔ)的半球形突起點(diǎn)或半圓筒狀的突起線(75)。彎曲的接觸線70通過(guò)在套筒與套箍之間由凸部和凹坑/凹槽的接觸點(diǎn)限定。在圖8A中，在凸部和凹坑/凹槽的區(qū)域以外可能有接觸點(diǎn)。如示出的，所述套箍72的截?cái)鄠?cè)部21和22不與所述套筒發(fā)生接觸。
[0052]根據(jù)本發(fā)明，套箍在套筒內(nèi)是自對(duì)準(zhǔn)的。無(wú)需對(duì)準(zhǔn)銷，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。所述套筒與套箍發(fā)生直接接觸。應(yīng)注意的是，所述設(shè)計(jì)考慮是提供套筒和套箍的組合，使得由于力矩/力偶Fc-d在套箍在開(kāi)裂套筒內(nèi)未對(duì)準(zhǔn)的情況下產(chǎn)生的方式，所述套箍和套筒以自定向的方式協(xié)同工作。參照?qǐng)D14，如果套箍插入到開(kāi)裂套筒，但是朝向不正確，套箍與開(kāi)裂套筒之間的接觸在相對(duì)的角部產(chǎn)生，并且所述接觸力垂直地作用到彎曲表面。彎曲表面的法線設(shè)定接觸力的作用線。在接觸點(diǎn)處的彎曲表面應(yīng)該是兩個(gè)作用線之間的距離是足夠產(chǎn)生恢復(fù)力偶這樣的。如果扭矩被施加到套箍或線纜，那么在相對(duì)邊緣處產(chǎn)生高的接觸力以抗拒旋轉(zhuǎn)錯(cuò)誤。
[0053]圖9A-C、圖10A-1和圖11A-E示出了具有用于套箍對(duì)準(zhǔn)的配合表面特征的套筒結(jié)構(gòu)，其根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例三維地變化。套筒的表面輪廓在橫截面上發(fā)生變化，也在所述套筒的軸向方向上發(fā)生變化。
[0054]圖9示出了具有從支柱82形成懸臂的指狀部81的套筒80的實(shí)施例。指狀部81具有各自限定與套箍12的接觸點(diǎn)的尖端。參考圖9E，所述指狀部81的尖端83在橫截面中限定與套箍12的接觸曲線70，其包括一系列的接觸點(diǎn)。所述套箍12可以設(shè)置或不設(shè)置匹配的凹坑以與尖端81鎖定。
[0055]圖10示出了具有在軸向方向上是波紋狀的管狀主體的未開(kāi)裂套筒85。波紋86沿著軸向方向交替。參照?qǐng)D10C，在套筒85上的波紋與套箍12形成一些點(diǎn)接觸，其在橫截面中限定了接觸曲線70。應(yīng)注意的是所述接觸曲線70包括取決于橫截面的接觸點(diǎn)的不同組。盡管如此，在描繪在圖10C中的視圖中，鑒于所述套箍12基本上是圓柱形的并且在軸向方向上基本上是均勻的，在不同的橫截面上的接觸點(diǎn)仍然會(huì)限定基本上相同的接觸曲線輪廓。
[0056]圖11示出了大致是圓柱形管狀的開(kāi)裂套筒，其具有分布在內(nèi)部表面上并在套筒89的內(nèi)表面上突出的矩形凹坑88。在所述套筒88上的凹坑89限定大致橢圓的接觸曲線70。
[0057]替換在套筒的內(nèi)部表面上設(shè)置凹坑和/或凸部，凹坑和/或凸部可被設(shè)置在套箍的外表面上來(lái)代替?；パa(bǔ)的匹配凹陷(凹口、凹槽等)可以設(shè)置在所述套筒的內(nèi)表面上。
[0058]對(duì)于上面討論的所有接觸曲線，它們符合之前陳述的條件。
[0059]所述套箍具有開(kāi)放的結(jié)構(gòu)，其具有形成在其上的精密特征，即開(kāi)放的光纖對(duì)準(zhǔn)凹槽，其可以牢固地保持(如通過(guò)夾持)所述光纖，而無(wú)需環(huán)氧樹(shù)脂或互補(bǔ)精密部件。在一個(gè)實(shí)施例中，所述套箍具有主體，所述主體具有多個(gè)平行地形成在它的一個(gè)表面上用于接收和夾持光纖的至少端接端部的開(kāi)放凹槽。在另一實(shí)施例中，凹槽可以設(shè)置在所述套箍主體中用于對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)銷。
[0060]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，套筒具有大致管狀的主體，其具有用于套箍對(duì)準(zhǔn)的配合表面特征，其在截面上二維地變化，或者包括在所述縱向軸線的方向上而三維地變化。
[0061]在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，所述套箍部件和/或套筒由高通量工藝精密地形成，所述工藝諸如沖壓和擠壓。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述套箍部件是由坯料通過(guò)沖模的擠壓而形成的。
[0062]在一個(gè)實(shí)施例中，所述套箍主體由金屬材料制成，其可以被選擇為具有高剛度(例如，不銹鋼)、化學(xué)惰性(例如，鈦)、高溫度穩(wěn)定性(鎳合金)、低熱膨脹(例如殷鋼(Invar))，或匹配熱膨脹到其他材料(如用于匹配玻璃的可伐合金(Kovar))。
[0063]所述套箍中的凹槽34被構(gòu)造為通過(guò)夾持所述光纖24(以包覆層露出而沒(méi)有保護(hù)緩沖和護(hù)套層的裸露部分)而牢固地保持所述光纖24，所述夾持例如通過(guò)機(jī)械配合或過(guò)盈配合(或壓配合)。例如，所述凹槽34的寬度可以設(shè)置尺寸為比光纖24的直徑略小，以使光纖24通過(guò)過(guò)盈配合被緊貼地保持在所述凹槽34中。過(guò)盈配合確保了光纖24被夾持就位，并且因此所述光纖24的端部的位置和取向是由凹槽34的位置和朝向設(shè)置的。在示出的一個(gè)實(shí)施例中，所述凹槽34具有U形橫截面，其緊貼地接收裸光纖24 ( S卩，以包覆層露出而沒(méi)有保護(hù)緩沖和護(hù)套層)。所述凹槽34的側(cè)壁基本上是平行的，其中所述凹槽的開(kāi)口可以比所述側(cè)壁之間的平行間距稍窄(即，有輕微的C形橫截面)，以提供用于光纖24的額外機(jī)械或過(guò)盈配合。所述開(kāi)放凹槽的結(jié)構(gòu)的其他細(xì)節(jié)可以在2012年4月5日提交的編號(hào)為13/440, 970的待批美國(guó)專利申請(qǐng)中找到，其通過(guò)引用完全并入本文。設(shè)有凹槽的套箍半部14’實(shí)際上是以其端部相對(duì)于彼此并且相對(duì)于套箍的外部幾何形狀處于精確的位置和取向中而支撐光纖24的一體式開(kāi)放套箍。
[0064]可以理解的是，相比于在現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)施的在塑料套箍塊中形成貫通孔，開(kāi)放的凹槽可以更容易地和更精確地形成。
[0065]一種精密沖壓工藝和裝置已經(jīng)在7，343，770號(hào)美國(guó)專利中公開(kāi)，其被共同轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。這個(gè)專利通過(guò)引用全部并入于此。其中公開(kāi)的工藝和沖壓裝置可以適于精密沖壓本發(fā)明的套箍。所述套箍半部13和14可以通過(guò)焊接或釬焊附連在一起而將光纖保持在其中。
[0066]參考圖12中示出的實(shí)施例，如果套箍組件112以光纖24被保持在其中而密閉地密封，所述套箍組件112可以適合于是密閉式套箍組件。通過(guò)在箍圈組件112的兩端對(duì)準(zhǔn)裸光纖，而不是前面實(shí)施例中的套箍12的僅一個(gè)端部(即，套箍關(guān)于垂直于縱向軸線的軸線是對(duì)稱的)，所述套箍組件112可以是前面實(shí)施例中的套箍12的適配。在本實(shí)施例中，所述套箍組件112密閉地附連到所述光電模塊112的殼體114，僅裸光纖24(即，沒(méi)有緩沖和保護(hù)套層)保持在套箍?jī)?nèi)，而在兩個(gè)端部未延伸略微超出套箍的端面(即，在套箍組件112內(nèi)保持的光纖基本上與套箍112的兩個(gè)端面共面地終止；所述套箍組件112中的一個(gè)端面在所述模塊殼體114的內(nèi)部)。在本實(shí)施例中，光纖對(duì)準(zhǔn)凹槽會(huì)以對(duì)光纖兩端的高公差而精確地形成(例如，通過(guò)沖壓)。
[0067]因此，在本實(shí)施例中，所述套箍組件112設(shè)置了用于模塊112的可拆卸端子，其用于耦合到另一光學(xué)設(shè)備中，諸如光纖帶(例如，具有類似地成形的套箍12的接插線63，所述套箍具有橢圓形橫截面)，通過(guò)使用對(duì)準(zhǔn)套筒20 (例如，具有互補(bǔ)形狀的開(kāi)裂套筒，所述互補(bǔ)形狀尺寸設(shè)置為接收套箍組件112和在接插線163上的套箍12)。在本實(shí)施例中，套箍組件112可以被視為具有用于光學(xué)對(duì)準(zhǔn)到外部設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)套箍的模塊112的密閉端子。以本實(shí)施例，有缺陷的外部光纖帶可以通過(guò)插入替換的光纖帶到密閉式套箍端子來(lái)更換，而不必更換顯著更貴的模塊112。
[0068]對(duì)于上述套箍，鑒于在光纖連接器中的鄰接套箍的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)依賴于對(duì)準(zhǔn)套筒，所述套箍的外表面也應(yīng)為使用對(duì)準(zhǔn)套筒對(duì)準(zhǔn)而保持在高公差。在上述實(shí)施例中，無(wú)需用于套箍對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)銷。因此，對(duì)于套箍部分的沖壓(套箍半部)，將包括沖壓套箍部分的整個(gè)主體，包括形成凹槽、所述套箍部分的配合表面、以及與套筒接觸的外表面。所述套筒也可以通過(guò)沖壓而精確地形成。這樣可保持凹槽和密閉式組件的外部對(duì)準(zhǔn)表面之間所要求的尺寸關(guān)系，以便于不依靠對(duì)準(zhǔn)銷而只使用對(duì)準(zhǔn)套筒進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。
[0069]* * *
[0070]雖然本發(fā)明已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例被具體地示出和描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是在不脫離本發(fā)明的精神、范圍和教導(dǎo)的情況下，可在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種變化。因此，所公開(kāi)的發(fā)明將被認(rèn)為僅僅是說(shuō)明性的，并僅限定在所附的權(quán)利要求書中指定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于支撐多根光纖的套箍，其包括: 支撐光纖端部主體，所述主體還具有用于與對(duì)準(zhǔn)套筒的互補(bǔ)表面對(duì)準(zhǔn)的外部表面，其中，主體的所述外表面大致是圓柱形的，其具有在形狀上大致是橢圓形的剖切接觸表面輪廓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套箍，其中，所述主體與套筒之間的多個(gè)接觸點(diǎn)沿著在橫截面中的曲線限定，其中，在沿著此接觸點(diǎn)曲線的每個(gè)接觸點(diǎn)處的曲率中心不在光纖陣列的軸線的平面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的套箍，其中，在沿著所述接觸點(diǎn)曲線的每個(gè)接觸點(diǎn)處的所述曲率中心并不在光纖陣列的幾何中心處。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的套箍，其中，在沿著所述接觸點(diǎn)曲線的每個(gè)對(duì)準(zhǔn)接觸點(diǎn)處的所述曲率中心不在所述主體的兩個(gè)正交對(duì)稱平面中的至少一個(gè)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的套箍，其中，所述對(duì)稱平面包括光纖陣列的軸線的平面和它的正交平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的套箍，其中，在沿著所述接觸點(diǎn)曲線的每個(gè)接觸點(diǎn)處的所述曲率中心并不位于幾何中心處。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的套箍，其中，所述主體包括兩個(gè)套箍半部，其中，多個(gè)縱向開(kāi)放凹槽至少設(shè)置在一個(gè)套箍半部的表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的套箍，其中，沿著在橫截面中的最長(zhǎng)軸線的所述套箍的端部是截?cái)嗟摹?br> 9.一種套箍和套筒的組合，其包括: 根據(jù)權(quán)利要求2所述的套箍；和 對(duì)準(zhǔn)套筒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述組合，其中，所述套筒具有波紋狀的管狀主體。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述組合，其中，所述套筒具有大致圓柱狀的主體，所述主體具有支柱，所述支柱帶有從其上形成懸臂的指狀部。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述組合，其中，所述套筒具有大致圓柱狀的主體，所述主體具有分布在內(nèi)部表面上的突起凹坑。
13.—種光纖連接器，其包括: 根據(jù)權(quán)利要求2所述的套箍；和 支撐所述套箍的殼體。
14.一種生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求13所述的套箍的方法，其包括從坯料形成具有多個(gè)凹槽的套箍半部。
15.—種光電模塊,其包括: 殼體；和 根據(jù)權(quán)利要求2所述的套箍，其密閉地密封到所述殼體。
【文檔編號(hào)】G02B6/36GK104412143SQ201380026424
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月11日
【發(fā)明者】李書和, R.R.瓦蘭斯, M.K.巴諾斯基 申請(qǐng)人:納米精密產(chǎn)品股份有限公司