专利名称：多纤光纤插座和插头组件的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及一种光纤插座和插头组件，尤其有关一种采用机械传递(MT) 式套箍(ferrule)来在通信网络中互连多根光纤的多纤光纤插座和插头组件。
背景技术：
光纤越来越多地用于宽带应用，其中包括语音、录像和数据传输。其结果是，光纤通信网络包括了许多互连多根光纤的互连点。光纤通信网络还包括许多连接终端，其例子包括，但并不限于，网络接入点(NAP)罩、天线罩、下级罩、基架、光网络终端(ONT)、以及网络接口装置(NID)。在某些例中，连接终端包括接头端口，典型地为开口穿过终端的外壁，该接头端口用于在从分布电缆以及一个或多个预留有接头的统称为“引入电缆”的引入电缆 (drop cable)、扩展分布电缆、系留电缆(tether cable)或分支电缆的各个光纤那里抽头的光纤之间建立起连接。连接终端用于容易地将光纤通信服务扩展到用户。这方面，光纤网络正在被发展来提供“光纤到路边” (FTTC)、“光纤到企业” (FTTB)、“光纤到用户” (FTTH)、 “光纤到房屋”(FTTP)，统称“FTTx”。穿过连接终端的外壁开口的传统的接头端口包括用于接受有接头的光纤的插座， 如接头，在连接终端内光学连接到分布电缆的光纤，例如在配线盒(splice tray)或接线保护件内。目前，这些插座的尺寸相对较大，因为它们所在的连接终端没有限制插座大小。另外，现有的插座包括插座壳，该插座壳限定了容纳用于接收和对准匹配套箍的插座的内腔。 如前所述，匹配套箍中的一个安装在光纤的端部，该光纤在连接终端内光学连接到分布电缆的光纤。另一个匹配套箍安装在引入电缆的光纤的端部，该引入电缆从连接终端外部插入到插座中。插座的对准套帮助套箍粗对准，而套箍导销或其它对准装置帮助套箍的相对端面来更精密地对准。具体来说，安装在光纤引入电缆的端部的光纤插头穿过连接终端的外壁被接收到插座中。插头典型地包括大体为圆柱形的插头体和光纤连接件，该连接件包括设置在该圆柱形插头体内的插头套箍。圆柱形插头体的端部是开口的，或设置有开孔，这样套箍在插头体内可及，比如被清洁。插头套箍安装在光纤引入电缆的一根或多根光纤上，这样将插头与插座匹配就将引入电缆的光纤与各自终结于连接终端内的分布电缆的光纤对准。在将插头与插座匹配的过程中，插头套箍插入到安装在插座内地对准套的一个端部。传统光纤插座的结构使得，当插头套箍被插入到对准套中时，对准套被最小限度地接收到插头体的开口端中。已经开发了几种不同的传统光纤接头，其例子包括，但并不限于，SC、ST、LC、DC、 MPT、MT-RJ和SC-DC接头。这些传统接头中每一个的套箍的大小和形状均多少有些不同。 与此对应，对准套和插头体的大小和形状也多少有些不同。因此，在常规的实践中，不同的光纤插头和插座与不同类型的接头和/或套箍一起使用。在这方面，光纤插座通常限定了不同大小的内腔，对应于腔内接收的对准套和插头体的大小，且反过来，对应于要插入对准套中的光纤接头的套箍。除了根据光纤接头的具体类型来要求使用不同光纤插座和插头外，传统的插座和插头组件典型地也不是十分紧凑地能允许高密度的安装。另一方面，当前的较小的组件不能满足FTTx安装所要求的高拉伸载荷，包括6001bs.的引入电缆拖拉试验的要求，也不能够处理大量的互连。暴露于不利环境条件也是一个重要问题，因为目前的网络计划建议，在较长的一段时间内，插座可以保持未被占用(即，没有匹配的插头)。基于拉伸载荷要求和持久环境保护的需要，需要提供一种强健(robust)的光纤插座和对应的光纤插头，该光纤插头适合安装在限定有光纤互连要穿过的外壁的连接终端或类似的罩中。然而，至今仍未解决对一种紧凑而足够强健的光纤插座的需求，该插座被构造成只能接收具有与该插座相同类型接头的光纤插头。另外尚未解决的是需要一种能够容纳对准套和任何类型的光学接头光纤插座和插头组件，其中插座和插头限定了相应的对准和插入形状特征(feature)。还尚未解决的是需要一种光纤插座和插头组件，适于将机械传递(MT)型式的套箍到以相反的关系收容在不引人注意的、环境密封的插座和插头中，该插头和插座具有改进的偏置装置以及能够集中起来以保证正确的端面到端面的物理接触的力。
发明内容
本发明的一个方面是一种具有相同光学接头结构的光纤插座和插头组件。对应的插座和插头的每一个均包括相同类型的多纤接头，例如但不限于，机械传递(MT)接头。插座和插头被设计成既能在户内也能在户外安装环境中实现在紧凑而足够强健的组件中大规模安装。对户外环境来说，与传统的光学连接相比，插座和插头都设置有改进密封性和抵抗拉力的增强的机械强度。在一个实施例中，组件的插座部分可设置在连接终端的壁的接头端口(以下简称“端口”)中。一个或多个插座可被安装在连接终端内，保持不被占用的状态直至有需要时。一旦需要，插座和插头所限定的对准和插入形状特点使得，具有相同光学接头结构的插头与相应的插座在正确的方向上配合。另一方面，本发明包括强健的、具有多纤套箍的对应的插座和插头组件子组件。每个多纤套箍通过圆弹簧在插座和插头中偏置。套箍护套兼有密封、带导向和力定中的功能。 密封功能防止环氧树脂漏进套箍和套箍护套之间，从而防止污染可用于将一对导销保持在套箍中的销夹。套箍护套的后端设置有锥形接收窗，用于插入多根单独的光纤或光纤带。套箍护套还限定有凸的拱形表面，该拱形表面的中心点与在两根中央光纤之间的套箍端面上的中心点沿轴向对准。弹簧对中箍带设置在套箍护套上以对准弹簧并将弹簧力耦合到套箍护套上。箍带设置在套箍护套的支撑面上，以提供垂直于与套箍端面上的中心点对准的拱形表面的切线方向的轴向弹簧力。圆弹簧、弹簧对中箍带和套箍护套一起提供正确对准配对套箍的光纤的力对中功能。另一方面，本发明包括具有对准套的光纤插头，其中插头壳体和对准套限定有对准和插入形状特征，使得插头能够正确地与对应的插座配合，该对应的插座限定有对准和插入形状特征，与光纤插头的形状特征互补。这样，具有预先确定的接头结构的光纤插头仅能被接收进具有相同接头结构的插座中。对准套的排斥形状特征能防止不同的光纤插头和插座进行配合，以及由此对多纤接头的相对的套箍和/或光纤的破坏。对准套帮助套箍进行粗对准，而导销则帮助光纤进行精对准。插座还限定有具有预定形状的台肩部，其被接收为紧贴连接终端的壁的内表面，该壁限定有用于接收套箍的开口，由此将插座固定在穿过连接终端壁的开口中，并防止壳体在接头端口中转动。另一方面，本发明包括相对应的光纤插座和插头子组件。在一个优选实施例中，插座子组件包括限定有穿过相对的第一和第二端的内腔开口的一体式壳体、插座密封件、插座防尘帽组件、外保持环、多纤套箍、一对导销、销保持器夹、套箍护套、定心箍带、圆弹簧和套箍保持器。插头子组件包括插头外壳、有褶带、连接螺母、对准套和插头拉帽组件。在另一实施例中，插头子组件包括插头有褶插入件、插头内壳、多纤套箍、套箍护套、对中箍带和圆弹簧。为将光纤插头与光纤插座配合，插座的内腔接收插头子组件，包括对准套。插座和插头的圆弹簧可啮合，并在配合过程中将各自的多纤套箍朝对方偏置。本发明的其他特征和优点将在以下详细的叙述中介绍，部分将通过叙述为本领域技术人员所理解，或通过如这里描述的那样实践本发明而认识到，该描述包括以下的具体实施方式
、权利要求书和附图。可以理解的是，前面的一般叙述和以下的详细叙述提供本发明的示范性实施例， 并意在提供用来理解本发明所要求的特征和优点的概貌和框架。附图用于提供对本发明的进一步理解，并被组合进并组成该说明书的一部分。附图示出了本方明的不同实施例，用于解说它们的原理和工作。
图1为根据本发明的处于非啮合状态且拆下了各自的防尘帽和拉帽的一种多纤光纤插座和插头组件的立体透视图。图2为图1的多光纤式光纤插座和插头组件的透视图，示出了配合的插座和插头。图3为图2中配合的插座和插头组件沿3-3线的剖视图。图4A为图1中光纤插座的分解透视图，该插座包括一体式的壳体、多纤套箍、导销、销保持夹、套箍护套、弹簧对中箍带、圆卷簧和套箍保持器。图4B为图4A中偏置件组件的一个替代实施例的分解透视图，其包括套箍护套、弹簧对中箍带、圆卷簧和多纤套箍。图5为图4A中光纤插座的沿5-5线的剖视图，示出了装配结构。图6为图1中光纤插头的分解透视图，其包括插头子组件、外壳、有褶带、连接螺母、对准套和拉帽组件。图7为图6中光纤插头的沿7-7线的剖视图，示出了装配结构。图8为图6中插头子组件的分解透视图，包括有褶插入件、内壳、多纤套箍、套箍护套、弹簧对中箍带和圆弹簧。图9为图8中插头子组件沿9-9线的剖视图，示出了装配结构。图10为图1中光纤插座和光纤插头的端部视图，其以未啮合的状态示出以说明插座和插头组件的对准和插入形状特征。
具体实施例方式以下详细参照本发明的优选实施，以及在附图中示出的例子。可能的话，在附图中均使用相同的附图标记来代表相同或相似的部件。在图1中示出本发明的多纤光纤插座和插头组件的一个实施例，其中用数字20和22分别总体上表示光纤插座和相应的光纤插头。现在参看图1 10，其中示出了光纤插座20和相应大光纤插头22的示例性实施例。尽管未示出，插座20典型地是被安装在接头端口中的，该接头端口被比如光纤通信网络中的连接终端的封套的壁所限定。在一个特别优选的实施例中，插座20安装在穿过连接终端的外壁而形成的开口中，这样，安装在光纤引入电缆端部上的插头22可以容易地插入到插座20中以将通信网络扩展到用户地(subscriber premise)，比如住宅或公司。插座 20和插头22相配合以将插头22的多根光纤与从分布电缆终结于连接终端中的多根光纤光学连接。然而应该理解，插座20可安装到其它结构上，比如可重入的连接终端的内壁，或者可用作为单独的互连组件，比如在现场通信中来互连光学发送和接收设备。每个接头端口可用来接收插座20和至少一个来自连接终端内部的有接头的光纤。接头端口进一步可用来接收插头22，该插头包括引入电缆的至少一个具有接头的光纤，该引入电缆被从连接终端外部插入到插座20中。插头22安装在该引入电缆的端部并适合于与相应的插座20配合。插座20和插头22可用来对准和保持两根光纤成相对关系，以传输信号。在具体的实施例中，相对的光纤相互对准并保持物理接触。进一步地，如以下将介绍的，光纤端面可做成有角度的，以改进光学连接的光学传输特性(比如反射比)。参看图1，插座20和插头22被分开示出，同时拆下了插座20的保护防尘帽M和插头22的保护拉帽26。插头22上的带螺纹的连接螺母观可用来在啮合时将插头22紧固到插座20，并也可以用来在运输和配置引入电缆过程中紧固拉帽26。拉帽沈在其后端限定有螺纹部30，在其前端限定有拉环32。拉帽沈在运输和配置过程中对插头22的光学接头提供了保护，直到插头22和插座20啮合为止。拉帽沈可利用系绳34紧固到引入电缆36上，这样当插头22以后被从插座20分离时，拉帽沈能够被重新使用。在优选实施例中，拉环32应能经受高达6001bs.的电缆拉力。拉环32和拉帽沈具有大体为圆形的前端以有利于通过线管或管道并经滑轮来配置。和组件的插头22 —样，插座20在运输和配置过程中也被覆盖和密封有带螺纹的保护防尘帽对，该保护防尘帽M在将插头22插入插座 20之前被拆下。防尘帽M可以类似地用系绳34紧固到插座20。在插座20的相对于防尘帽M的一端，预成形的橡胶密封护套(未示出)可为插座20在连接终端中提供对环境的保护，且在某些实施例中还提供密封功能。保护护套使得组件能被安装到透气的连接终端或类似的封套中，并且在插座20以其它方式相对于环境可靠密封的情况下则是不需要的。特别参看图2，光纤插头22安装在光纤引入电缆36的端部，且适合于与相应的光纤插座20配合。为将插座20和插头22固定到一起，连接螺母28啮合插座20的螺纹端。 以下将叙述插座和插头组件穿过连接终端的外壁被紧固在接头端口中的方式。图3为图2 中的相配合当插座20和插头22沿3-3线的剖视图。插座20包括一体式的壳体38、套箍保持器40、多纤套箍42、导销(未示出)、销保持夹(未示出)、套箍护套44、弹簧对中箍带 46、圆弹簧48和多点密封件50，及其他一些零件。插头22包括外壳52、有褶带M、连接螺母洲、对准套56以及插头子组件86，及其他一些零件，该插头子组件86包括有褶插入件 58、内壳60、多纤套箍43、套箍护套44、弹簧对中箍带46和圆弹簧48。以下将详细叙述插座20、插头22部件和它们的子部件的细节。特别参看图4A，光纤插座20包括一体式的插座壳体38，可用来安装在连接终端的接头端口内，或作为单独的互连插座。插座壳体38容纳光纤套箍组件，并且被构造为将插座20的套箍组件与相应的光纤插头22的光纤套箍组件对准，这样它们能够仅在一个优选的方向上啮合，这将在以下参照图10更详细地介绍。这一特点对包括多纤套箍的插座和插头组件特别具有优点，也对包括有角度的物理接触式(Angled Physical Contact, APC)套箍的插座和插头组件特别具有优点，该有角度的物理接触式套箍要求在相对套箍间角偏移最小。插座壳体38限定了在相对的端，第一端64和第二端66，上开口的内腔62。典型地， 第一端64上的开口较大，以便接收对应的光纤插头22。相反地，第二端66上的开口典型地较小，且在一个优选实施例中，其尺寸被设置成仅仅稍大于插座套箍42，使得套箍42能从该开口中插入。第一端64的相对较大的开口使得能够利用棉签或专门的清洁工具来进行清洁。这样有优点，由于当长久不使用时，相对于光纤插头，插座会暴露于不利的环境条件中，如灰尘、湿气和小虫侵害。该实施例的第一端64使得能够在不需要拆卸的情况下进行清洁和更好的接触。所示出和叙述的示例性实施例中的插座20包括，例如但不限于，机械传递(MT)类的多纤插座套箍42。从图10中可最清楚看出，套箍42包括单排12根光纤，然而，在本发明的实践中可以使用任何多纤接头，包括以任何方式设置的任何数量的光纤。尽管未包括在这个具体的实施例中，光纤插座20可包括设置在插座壳体38所限定的内腔62中的对准套。在图1 10所示的所有实施例中，对准套是插头22的零件，且通过插入插头22到插座20中而被插入到内腔62中。与此无干，插头套箍43被插入到对准套的一端，而安装在终结于连接终端之中的光纤88(比如，分布电缆中的直接带接头的光纤或对于分布电缆中的光纤的分接器)的端部上的插座套箍穿过设置在插座20第二端66上的开口并插入到对准套的另一端。如图所示，插座壳体38为圆柱形，并限定了在中间地设置在第一端64和第二端 66之间的台肩部68。在一个特别优选的实施例中，插座壳体38的第一端64从连接终端内部穿过该连接终端的外壁而插入，直至该台肩部68的面向第一端64的径向面顶住该壁的内表面为止。保持环70被环绕插座壳体38固定顶住壁的外表面，因此将壁保持在插座壳体38的保持环70和台肩部68之间。通过将台肩部68相对于壁的内表面固定，比如相对于螺母，相对较不引人注意的插座20对高达约6001bs.的电缆拉力提供了应变释放。优选地，在插座壳体38的台肩部68和壁的内表面之间利用0形环、橡胶环、多点密封件50 (如图所示)或其它类似的密封装置提供有密封。插座壳体38在台肩部68和螺纹部间设置有环形槽72，用来接收多点密封件50。可设置另一个环形槽74来接收保持环70。可以设置插键，以容纳于形成在壁的内表面上的具有对应形状的凹槽中，该插键的外观为台肩部68 上的具有扁平或局部正方形形状的形式，从而提供了一种防止插座20在接头端口内转动的机械特性，并确保了所有的插座20都安装在所需方向上。插座20还包括偏置件组件，该组件包括套箍护套44、弹簧对中箍带46和圆卷簧 48。套箍保持器40用于将插座套箍42和偏置件组件保持在插座壳体38的内腔62中。偏置件组件可以与插座套箍42和套箍保持器40啮合以朝向插座壳体38的第一端64驱使插座套箍42。传统的多纤接头，如已有的MPO接头和基于MT套箍的接头，的偏置装置采用椭圆弹簧以配合在套箍护套44的后部上，而仍然能让12芯光纤带通过。椭圆弹簧固有地在 χ和y方向上具有不同的刚度，这导致离轴力的引入和可能的不稳定，因为弹簧典型地不是直接沿轴的中心线施加其偏置力。此外，比起非圆弹簧，尤其是椭圆的、卵形的、方形的或矩形的弹簧来，在制造圆弹簧时，其零件和零件间的变形程度要小。非圆弹簧的离心偏置力会使套箍42的端面相对于插座壳体38的径向平面产生角度，这使得光纤在中心线的一侧领先于径向平面，而在相对的一侧又落后于径向平面。这样，当相对的插座和插头套箍42、43相配合时，端面的角度性引起最前端的光纤与相对套箍的光纤相接触，尽管最后端的光纤还没有进行接触。其结果是，或者是将预应力的力矩力引入到插座和插头组件中，或者是至少某些相对的光纤处于不接触状态。本发明的圆弹簧 48，与套箍护套44和弹簧对中箍带46相结合，可以相对于插座套箍42的后部产生对中的偏置力。换言之，圆弹簧48、弹簧对中箍带46和套箍护套44提供了对中的力的施加作用， 而不管光纤带是否位于套箍42的中心，也不用修改传统的多纤套箍的设计和结构。如在此处所使用的，术语“对中的力的施加作用”是指所有结构要素的综合，该要素使得由圆卷簧 48施加到插座套箍42 (和/或插头套箍4 上的合成偏置力沿插座壳体38所限定的纵向轴线来施加。在优选实施例中，圆弹簧48的偏置力被施加在套箍端面的横向中心，更优选地位于两个最中心的光纤孔之间。尽管不是要求的，圆柱形的插座壳体38有助于将圆弹簧 48用在紧凑而强健的插座和插头组件中，该组件与传统的基于多纤套箍(比如ΜΤ、ΜΡ0)的组件相比，明显地降低了偏置力的任何离心分量。圆弹簧48的前端靠着弹簧对中箍带的后部设置，它将圆弹簧48对准并把弹簧力传到套箍护套44。弹簧对中箍带46包括碗形的(即，大体为凹形的)前表面，该前表面顶在套箍护套44的拱形的(即，大体为凸形的)后表面上以向套箍42的端面的横向中心提供对中的力施加作用。套箍护套44的后表面具有比对中箍带46的前表面稍小的半径，使得对中箍带46的碗形表面安装覆盖在套箍护套44的整个拱形表面上。弹簧对中箍带46 和套箍护套44之间的摩擦越小，合成的偏置力相对于光纤阵列便越对中。套箍护套44优选地用刚性橡胶制成，具有可选的低摩擦性质或采用后处理，这样在弹簧48施加压力的情况下也不会变形，且能插入套箍42的后部中而不会裂开。其结果是，套箍护套44能防止环氧树脂漏进套箍护套44和套箍42之间，且由此避免了对销保持器夹78的污染。套箍护套 44的后端限定有用于将光纤88插入到预组装的和离散的结构中的接收窗(漏斗)。如前所述，套箍护套44的后部限定了拱形表面，该拱形表面的理论焦点与套箍42的端面的横向中心对准。这样，套箍护套44同时提供密封、光纤导向和对中的力施加功能。参看图4B，示出了图4A中偏置件组件的替代实施例。在该实施例中，套箍护套44 的拱形表面被一个大体平坦的径向表面所替代，该径向表面具有一对从该平坦表面向后突出并对称张开约180度的筋126。优选地，筋1 大体上平行于套箍42的横向的(即高度方向的)Y轴排列，如图4B所示。筋1 可以是大体上凸的，且其曲率类似于前面图4A中所示的套箍护套44的拱形后表面，或者可以是平坦的，并因而平行且离开套箍42的Y轴。 此外，除了前面描述的拱形后表面外，凸的或平坦的筋126可以设置在其它地方。在优选实施例中，凸的筋126通常与具有大体凹的前表面的弹簧对中箍带46 —起使用，而平坦的筋通常与具有平坦前表面的弹簧对中箍带46 —起使用。对筋的形状或筋的组合，筋1 均用来将弹簧48的偏置力沿套箍42的Y轴对中， 同时减少或完全消除在Y轴两侧的沿套箍42的X轴的任何偏置力。结果是，合成的偏置力不产生绕套箍42的Y轴的转动力矩，该力矩会导致套箍42的端面的不希望的角度偏斜。如前所讨论的，不沿多纤套箍的纵轴Z对中的、或关于多纤套箍的纵轴Z不平衡(或至少关于套箍42的Y轴不平衡)的弹簧偏置力将不会在相对光纤的配合对之间始终产生合适的物理接触，从而造成插座和插头组件的不能接受的光学特性。与此相反，具有能沿其横向(即长轴和短轴)施加不同合成偏置力的椭圆弹簧的传统接头，将造成转动力矩被施加在套箍 42的端面上，这导致了套箍42的端面相对于垂直于套箍42所限定的纵轴Z的径向平面具有角度。如果套箍42的端面绕横向轴Y转动，某些配合光纤将失去与另一个的物理接触， 由此在光纤间产生间隙，导致背反射和衰减损耗。本发明中，用于把合成弹簧偏置力沿套箍 42所限定的纵向轴Z进行对中的偏置件组件优选地关于套箍42的端面所限定的横向轴X、 Y中的一个或两个平衡。前面有关套箍护套44、弹簧对中箍带46和圆弹簧48的将合成弹簧偏置力在插座套箍42上对中的描述也适合插头套箍43，而插头22的部件44、46和48可以被构造为与插座20的对应部件44、46和48相同或不同。再次参看图4A的实施例，一对套箍导销76插入到穿过插座套箍42而形成的导销孔中，并超过套箍42的端面突出预定的距离。导销76利用销保持夹78保持在位，该销保持夹啮合导销76所限定的圆周槽82。在一个可选实施例中，导销76插入到穿过插头套箍 43而形成的相应的导销孔中。销保持夹78是可选的，并且可预装配在套箍护套44上以在需要时能进行导销76的后抛光插入。销保持夹78绕套箍护套44的前表面设置。如下面要详细介绍的，插头22的对准套用于配合套箍42、43的粗对准，而导销76用于配合套箍的精对准，且尤其是，对配合套箍的相对的光纤进行对准。开口穿过套箍42的端面的导销孔适合于接收各自的插座导销76，以用本领域技术人员公知的方式将套箍42对准相对的套箍43，该方式因此无需在此详述。在所示的示例性的实施例中，多纤套箍42是MT型套箍， 套箍42的主体限定了至少一个导销孔，更典型地是用来接收各自的导销76的一对导销孔。见图5，以装配结构的形式示出了图4A中的插座20沿线5_5的剖视图，图中相同部件用相同数字表示。除了前述结构外，可使用0型环84来在保护防尘帽M和插座壳体 38间提供密封。图5中清楚可见，多点密封件50保持在插座壳体38的槽72中，并在插座壳体38和比如连接终端的壁之间提供多个密封点。插座套箍42由圆弹簧48进行弹簧偏置，但可在插座壳体38的内腔62中轴向浮动，以由此吸收插座套箍42和相对插头套箍43间的压力，该插头套箍优选地由对应的圆弹簧48进行弹簧偏置。圆弹簧48紧靠套箍保持器40的前径向表面设置，使弹簧48在套箍保持器40和弹簧对中箍带46之间稍稍被预加压。套箍保持器40可以任意合适的方式紧固到插座壳体38上，但在一个优选实施例中，套箍保持器40包括挠性钩78，该挠性钩被从插座壳体38向外突出的形状特征80 (图4A)所接收。套箍保持器40可从插座壳体38脱开，以除去插座套箍42，如用来清洁、维修、更换等等。套箍保持器40的设计使其能容易地被移去而无需专门工具。一旦插座套箍42清洁、修理或更换完毕之后，套箍保持器40可重新与插座壳体38啮合。见图6，光纤插头22包括插头子组件86、对准套56、外壳52、有褶带M和连接螺母26。在运输和配置过程中，可将拉帽沈用连接螺母观拧到插头22上。帽沈限定了拉环32、用于与连接螺母28啮合的螺纹部30和系绳34，该系绳可接到引入电缆36上，以将拉帽沈与插头22保持在一起。也可以是模塑的插头套(未示出)，用一种挠性(硅型或其它类似的)材料制成，紧固在外壳52的后部和引入电缆36的一部分上，用来密封引入电缆36的暴露部分，同时大体上阻止绞结，并为靠接插头22的电缆36提供弯曲应变释放。强度部件90被终结，而有褶带M围绕强度部件90被固结。有褶带M优选地用黄铜制成，但也可使用其它合适的变形材料。强度件(未示出)被切割成与条形的后电缆护套齐平，由此暴露出GRP强度部件90和包括多根带式光纤94的光纤带。有褶带M为电缆36提供应变释放。插头子组件86通过首先把有褶带M绕后卷部褶折来装配。如本领域普通技术人员所熟知的那样，外壳52和连接螺母观在子组件86之前被拧上电缆36。然后将外壳52滑动覆盖插头子组件86。对准套56限定了纵向通道98，用于在插头22与插座20配合时接收插头套箍43 和插座套箍42。如前所述，对准套74可以是插座20的部件或者也可以是插头22的部件。 在这里的例示性的实施例中，对准套74为插头22的部件。外壳52有大体为圆柱形的形状， 它具有向前的第一端100和向后的第二端102。外壳52总体上保护插头子组件86，且在优选实施例中也将插头22与配合插座20对准并啮合。此外，外壳52包括位于第一和第二端 100和102之间的直通通道。外壳52的通道包括对准和插入形状特征，使得一旦插头22装配完插头子组件86便不能转动。外壳52的第一端100包括插键槽(见图1和10中的附图标记104)，用于将插头22与插座20对准，并由此将插头子组件86相对于插座20对准。 这样，插头22和对应的插座20的结构被设置成只能在一个方向上相配合。在优选实施例中，该方向可以利用对准标志记号来标记在插座20和插头22上，这样不太熟练的现场技术人员也能容易地将插头22与插座20配合。可采用任何合适的标志记号。对准后，现场技术人员将连接螺母观的内螺纹与插座20的外螺纹啮合，以把插头22固紧到插座20上。插头22的外壳52可进一步限定有台肩106，该台肩106用作为机械档块用来使常规的橡胶0型环96紧靠其前径向表面而使连接螺母观紧靠其后径向表面。0型环96在连接螺母观与插座壳体38的螺纹部啮合时，提供了环境密封。连接螺母观具有通道，该通道的大小被设置为与外壳52的第二端102和台肩106松配合，这样连接螺母观可容易地绕外壳52转动。换言之，连接螺母28不能在插座20超出台肩106的方向上移动，但能够相对于外壳52自由转动。图7位图6中插头22沿线7-7的剖视图，示出了装配结构，图中相同部件使用相同的附图标记。见图8，示出了插头子组件86。如前所述，插头子组件86包括多纤套箍43、套箍保护套44、弹簧对中箍带46、圆弹簧48、有褶插入件58和内壳60。插头套箍43至少部分地配置在内壳60中，沿纵向延伸并从中向外突出到对准套56。插头套箍43安装在内壳60 中，使得该插头套箍43的端面稍超过内壳60前端。与光纤插座20类似，光纤插头22包括相应的多纤套箍43，优选地为相同的结构，所示出的示例性实施例的插头22包括单个12芯 MT型套箍43。插头子组件86也可包括设置在有褶插入件58所限定的槽110之中的橡胶 0型环108。0型环108用于在连接螺母28啮合保护拉帽沈或插座20的螺纹部时在有褶插入件56和插头外壳52之间提供密封。如前对于插座20所描述的那样，插头22同样包括偏置件组件，该偏置件组件包括圆弹簧48、弹簧对中箍带46和套箍护套44。偏置件组件可啮合插头套箍43和设置在有褶插入件58的前端上的径向表面，以驱使插头套箍43朝外壳52的第一端100运动。圆弹簧 48与套箍护套44和弹簧对中箍带46 —起以前述的方式工作来施加弹簧偏置力，该力对中在插头套箍43的端面上。在优选实施例中，弹簧48的偏置力沿由插头22限定的纵向轴施加在套箍43的端面上，或关于由插头套箍43的端面限定的一个或多个横向轴平衡，使得合成偏置力促使套箍端面所限定的平面大致垂直于由插头22所限定的纵向轴。圆弹簧48的前端紧靠弹簧对中箍带46的后部设置，这使得圆弹簧48对准并使得弹簧力耦合到套箍护套44。弹簧对中护套46包括碗形的(即，凹形的)前表面，该前表面抵住套箍护套44上的拱形的(即，凸形的)后表面，以向套箍43端面的横向中心提供定中的力施加作用。套箍护套44的后表面具有比对中箍带46的前表面稍小的半径，使得对中箍带46的碗形表面配合覆盖在套箍护套44的整个拱型表面上。弹簧对中箍带46和套箍护套44之间的摩擦越小，合成偏置力相对于光纤阵列便越对中。套箍护套44优选地用刚性橡胶制成，可选的具有低摩擦性或后处理，使其在弹簧48施加的压力下不会变形，且能插入到套箍43的后部而不会裂开。橡胶材料还提供了轻微干涉的配合来密封套箍43的后部。这样，套箍护套44 用来防止环氧树脂漏入套箍护套44和插头套箍43之间。套箍护套44的后端限定了用于将光纤94插入到预装配的和离散的结构中的接收窗(漏斗)。如前所述，套箍护套44的后部限定有拱型表面，该拱型表面的理论焦点与套箍43的端面的横向中心对准。这样，套箍护套44同时提供密封、光纤导向和对中的力施加功能。插头套箍43被圆弹簧48弹性偏置，但能够在内壳60和对准套56中轴向浮动，以吸收插头套箍43和相对的插座套箍42之间的压力，该插座套箍42优选地被相应的圆弹簧 48弹性偏置。圆弹簧48紧靠有褶插入件58的前径向表面设置，使得该弹簧48被稍微预加压在有褶插入件58和弹簧对中箍带46之间。如前面所讨论的那样，弹簧对中箍带46紧靠套箍护套44的支撑表面设置，以将合成弹簧偏置力对中在插头套箍43的端面中心上。套箍护套44的后部限定有用于将光纤94导入到套箍护套44和插头套箍43中的接收窗(漏斗)。图9为图8中的插头子组件86沿线9-9的剖视图，示出了装配结构，图中相同部件用相同数字表示。参看图10，示出了图1中的插座20和插头22在拆开时的端部示意图，以说明组件的对准和插入形状特征。如前所述，插头22啮合插座20来将插头套箍43与相应的插座套箍42的光纤进行光学连接。对准套56被保持和设置在插头22的外壳52中，使得对准套56的插键槽114与插头外壳52限定的插键槽104对准。在优选的实施例中，插头外壳 52靠近第一端100沿其长度方向限定有一对开口 116，用以接收对准套56限定的形状特征 118。形状特征118被开口 116接收，以正确地将对准套56对准在插头壳体52中，从而将对准套56的插键槽114与外壳52的插键槽104对准。为实现光学连接，插头22被插入到插座20中，插座20可以仅接收具有相同套箍结构的插头22。插座20限定有第一插键120，该第一插键120被接收在插头外壳52的插键槽104和对准套56的插键槽114中。如图所示，插键120为被模塑在插座20的插座壳 36中的凸出的形状特征。对于每类多纤插座套箍42和插头套箍43对，可以制造具有特殊插键形状的插座。尽管对于所有套箍类型都可以使用通用的外壳52，具有特殊插键形状的对准套可被插入到外壳52中以容纳特殊的套箍。插座20还限定有第二突出形状特征122， 该第二突出形状特征排斥不一致的对准套56以防止不同的插头套箍43被插入插座20中并与插座套箍42相配合。如图所示，插头22的对准套56限定有用于接收第二突出形状特征122(在这里也称“排斥形状特征122”)的开口 124。插键120和排斥形状特征122防止了当导销76将插座和插头套箍42、43对准时外壳52相对插座20的插座壳体38转动。由于对准和插入形状特征向插头22的端部附近延伸，具有不同于插座20的套箍结构的插头 22在插座套箍42和插头套箍43进行物理接触之前便被阻止插进插座20中，从而消除了对端面的潜在破坏。为了确保光纤88、94的相对配对之间有最佳光学传输特性，配合多根光纤时的正确的对准也很重要的，。在可选的实施例中，连接螺母28和插座壳体38的螺纹可用卡口式或推挽式机构来代替以保证插头22位于插座20中。或者，可增加弹簧夹或类似的装置来将插头22与插座20啮合，以将它们固定到一起。根据组件暴露于不利环境的程度可以移除或松开密封。可任选的插头护套可预先制造并装配到有褶插入件58和引入电缆36上，或者可利用Hickory North Carolina的Corning Cable System LLC公司提供的技术进行过模塑 (overmolded)。另外，当外观不很重要且弯曲性能不太严格时，也可用热缩管来完成与护套同样的目标。如前所述，对准套56可集成到插座20中，同时保留相同的装配技术并且能方便地对插座套箍42进行拆除和清洁。对多种类型的多纤套箍的设计可从这里所示出和所叙述的基本设计中导出。由可用空间和需求推动的多纤套箍设计是可能的。如果需要，可增加另外的应变释放件到插座 20。褶折的方案可不一样，取决于引入电缆类型和要求。如果引入电缆不包括图示的双GRP 绝缘强度件，将强度件连接到插头体的方法可包括胶粘或其他固定方法，如夹紧。所描述的实施例提供了超越传统的多纤光纤插座和插头组件的优点。例如，此处所述实施例的紧凑尺寸使得FFTx引入电缆能够具有38mm直径的封装，并使得多个插座能被安装进连接终端或其它套封中，同时插座进入终端或封装需要非常小的穿透深度。这些组件的对准和插入形状特征使它们能够是完全能是APC式的，而唯一适配则防止了组件在生产和安装时出现错误装配。通过将对准套56设置在插头22中相对于插座20，减小了插座体积，而长时间暴露于不利环境情况下的插座20的组件可以容易地被接触到和进行清洁。过模塑护套消除对热缩管的需求，并且还改善了组件在不利条件下的密封一体性，其中预成型的护套可从插头22上拆下。在上述的不同实施例中，本发明提供了多纤插座和插头组件，其包括相同的多纤光纤接头，如MT型或MPO型技术的接头。插座20的刚性台肩68紧靠终端壁的内表面设置，从而与在壁内侧使用螺母来固定插座20的传统的螺纹设计相比，提供了对外部拉力的最好的保持性。本发明的光纤插座20和插头22组件提供了防止湿气和污染进入套箍端面的密封设计。在所有实施例中，0型环提供了静密封，它们的位置与形状要素结合使得当把插头22从插座20中移去时形成的真空最小，而当将插头22插入到插座20中时形成的压力最小。总的来说，插座20和插头22的大部分组件是用合适的聚合物制成的。优选地，该聚合物是一种紫外线稳定的聚合物，如可从GE Plastic公司获得的ULTEM2210，但也可使用其他合适的材料。例如，也可使用不锈钢或其他合适的金属和塑料。本领域的技术人员可以理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下可以对本发明可作出不同的修改和变化。因而，本发明意在覆盖本发明的修改和变化，只要它们属于所附权利要求及其等价物的范围内。
权利要求
1.一种多纤光纤插座和插头组件，包括光纤插座，其限定了第一对准和插入形状特征；光纤插头，其安装在光纤电缆的一端且限定了互补的第二对准和插入形状特征以用于有效地啮合该插座的第一对准和插入形状特征，该互补的第二对准和插入形状特征确保该插头在预定方向上与该插座配合；以及对准套，其设置在该插头中，其中该光纤插座还包括限定有内腔的插座壳体、至少部分地设置在该内腔中的多纤插座套箍、偏置弹簧，其中，该偏置弹簧有效地啮合该插座套箍以将该偏置弹簧产生的弹簧偏置力大致对中到该插座套箍的端面上。
2.如权利要求1的多纤光纤插座和插头组件，其中，该插座的第一对准和插入形状特征包括至少一个插键，而该插头的所述互补的第二对准和插入形状特征包括至少一个插键槽，该至少一个插键槽的大小被设置为能接收该至少一个插键。
3.如权利要求1的多纤光纤插座和插头组件，其中，该插头还包括外壳，且所述对准套设置在该外壳中；其中，该至少一个插键包括形成在该插座壳体上的第一突出形状特征， 而该至少一个插键槽包括形成在该对准套上的第一槽和形成在该外壳上的第二槽；并且其中，该第一突出形状特征同时被接收进该第一槽和该第二槽中。
4.如权利要求1的多纤光纤插座和插头组件，其中，该光纤插座还包括弹簧对中箍带和套箍保持器。
5.如权利要求1所述的多纤光纤插座和插头组件，其中，该光纤插头还包括包括限定有通道的内壳的插头子组件、多纤插头套箍、弹簧对中箍带和至少部分地设置在该通道中的偏置弹簧。
6.如权利要求1所述的多纤光纤插座和插头组件，其中，该插座的第一对准和插入形状特征和该插头的所述互补的第二对准和插入形状特征用来将插座套箍和相对的插头套箍在所述对准套中粗对准。
全文摘要
本发明公开一种多纤光纤插座和插头组件，该组件包括光纤插座，其限定了第一对准和插入形状特征；光纤插头，其安装在光纤电缆的一端且限定了互补的第二对准和插入形状特征以用于有效地啮合该插座的第一对准和插入形状特征，该互补的第二对准和插入形状特征确保该插头在预定方向上与该插座配合；以及对准套，其设置在该插头中，其中该光纤插座还包括限定有内腔的插座壳体、至少部分地设置在该内腔中的多纤插座套箍、偏置弹簧，其中，该偏置弹簧有效地啮合该插座套箍以将该偏置弹簧产生的弹簧偏置力大致对中到该插座套箍的端面上。
文档编号G02B6/38GK102508340SQ201110356158
公开日2012年6月20日 申请日期2005年3月30日 优先权日2005年3月10日
发明者托马斯·托伊尔科恩, 詹姆斯·P·卢瑟, 马丁·E·诺里斯 申请人:康宁光缆系统有限责任公司