專利名稱：用于將光纖連接器的插頭組件帶游隙地并排夾持住的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光纖連接器，更具體地是涉及一種用于將各插頭組件并排地相互連接以形成一個允許各插頭組件同時聯(lián)接、同時脫開的雙工式連接器。
在簡單的兩站光纖通訊系統(tǒng)中，一個光信號沿著一條光學纖維從在一個站上的一個諸如激光器或發(fā)光二極管的發(fā)送器件傳送到在另一個站上的諸如光電檢測器的接收器件。為了達致最大的傳輸效率，光纖的縱軸線必須跟電光器件的光軸精確地對準。此外，在發(fā)送器件與接收器件之間的距離是很長的情況下，常常將多段光纖連接在一起。這些光纖節(jié)段的縱軸線也必須相互精確地對準來達致最大的信號傳輸。
一根光纖跟另一根光纖或電光器件的對準是通過使用光纖連接器來實現的。這些連接器各具有一插頭組件，該組件裝有用于將光纖的端頭精確地定位的光纖塞套。典型的塞套(ferrule)具有一個精確的圓柱形外表面和一個用于在其內容納光纖的端頭的同心孔。在光纖要連接在一起或者光纖要連接到一個電光器件上時，其塞套容納在一個精密塞孔套(sleeve)內以建立所需的精確軸向對準。為將插頭組件跟塞孔套保持在一起，有各種構形的連接器，包括用螺絲紋擰上的、卡口連接的或通過推拉機構嚙合的連接器。
在較復雜的通訊系統(tǒng)中，該兩站相互雙向通訊。對這種類型的系統(tǒng)，最有效的方式是在兩站之間敷設一對光纖，其中一根光纖負責從第一站到第二站的傳送，另一根光纖負責從第二站到第一站的傳送。這使信號能夠同時朝兩個方向傳送，從而提高了該系統(tǒng)的速率。
為了方便地處理相應的光纖，有許多種將一對塞套結合在一個單一的殼體內的、稱為雙工(duplex)連接器的連接器。在采用雙工連接器時，由于在單一的殼體內、在通常是一對相互剛性地固定著的塞孔套的配對接口內以及在插頭組件本身內存在制造誤差，常常是難以建立實現將信號傳輸提高到最高所需的正確的軸向對準。此外，雙工連接器采用專門適用于那些特定連接器結構的構件，從而使制造者和使用者很難受用在單工(simplex)連接器(單一塞套連接器)和雙工連接器使用基本上同樣的組成件的情況下所體現的經濟上的優(yōu)點。
試圖解決這些問題的這樣的裝置的一個實例公開在美國專利5,123,071中，在此專利中兩個單個的單工連接器卡持在一個具有其內形成有容納這些單個連接器的外輪廓的間隔的、由兩部份構成的本體的外連接器(overconnector)中。但是，該外連接器將兩個單工連接器夾持成固定關系，從而防止了對配對構件間的安裝誤差的適應。單工連接器之間的任何浮動通過松動地卡持住各個連接器的方式來實現。
使一對單工連接器能夠呈現一個雙工式連接器的功能的適配器的另一個實例公開在美國專利4,953,929中。該適配器在兩個單工連接器的相應夾持部份將其卡持住，該兩個單工連接器通過一個在配合時適應安裝誤差的彈性裝置相互連接。但是，所公開的彈性裝置只沿著兩條垂直于光纖與塞套的縱軸線中之一條上提供獨立的平移浮動。
仍然需要有一種用來使一對插頭組件保持相應并排對準布置的裝置，該對插頭組件沿垂直于塞套的縱軸線的每根軸線具有平移游隙以適應由于制造容差引起的安裝誤差并保證達致最大信號傳輸所需的正確對準。
本發(fā)明的裝置是一種用來將光纖連接器的插頭組件并排帶游隙地保持住來適應跟一個配合插座殼體的任何安裝誤差的相互連接的組件。該組件包含有一對分立的殼體，每個殼體具有一個用來可卡持地容納插頭組件中之一個的腔室。第一殼體具有一個卡持構件(retentionmember)，第二殼體具有一個扣持構件(clasp member)。扣持構件跟卡持構件嚙合來將殼體并排地夾持住使殼體可以相對浮動。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于將來自光纖連接器的插頭組件帶游隙地并排夾持住的裝置。
本發(fā)明的一個特征是，插頭組件卡持在殼體內，具有卡持構件的第一殼體跟具有扣持構件的第二殼體嚙合成使殼體可相對浮動，從而在相鄰插頭組件之間提供浮動。本發(fā)明的另一特征是，可以在卡持構件或扣持構件上設置掣爪以保持殼體相互連接。
本發(fā)明的優(yōu)點是在殼體之間的浮動可獨立地沿著兩條相互垂直并垂直于插頭組件內的塞套的縱軸線產生。
對本發(fā)明的進一步理解可以通過參閱本發(fā)明說明書的下述部份及附圖來實現。
本發(fā)明現將通過實例結合附圖進行描述。在附圖中

圖1是本發(fā)明的待連接到一個插座殼體上的雙工式連接器的一個部份分解與部份破開的透視圖；圖2是一個示出連接器的殼體如何相互連接的透視圖；圖3是相互連接的殼體在未經壓縮狀態(tài)下的一個俯視圖；圖4是殼體處在均勻壓縮狀態(tài)的一個俯視圖，說明相互連接的殼體之間的相對運動的第一種形式；圖5是在擺動地壓縮狀態(tài)下的殼體的一個俯視圖，說明相互連接的殼體之間的相對運動的第二種形式；圖6是在垂直方向上錯開的殼體的一個端視圖，說明相互連接的殼體之間的相對運動的第三種形式；圖7是殼體的另一個端視圖，其中一個殼體被扭轉，說明相互連接的殼體之間的相對運動的第四種形式；
圖8是殼體的一個側視圖，其中一個帶角度地錯開，說明相互連接的殼體之間的相對運動的第五種形式；圖9是本發(fā)明的另一種實施例的一個透視圖，圖10是一個具有卡持構件和后保險止擋的第一殼體跟第二殼體聯(lián)接的透視圖；圖11是一個具有卡持構件的第一殼體跟具有扣持構件的第二殼體分開的透視圖；圖12是一個帶有后保險止擋的第一殼體跟第二殼體聯(lián)接的仰視圖。
參看圖1與圖2，圖1示出一個來自未示出的、連接到一根纖維光纜12的單工光纖連接器的插頭組件10。這些插頭組件10裝入到第一殼體14與第二殼體16的相應殼體內，這些殼體在相互連接時將插頭組件10帶游隙并排地夾持在一個雙工式連接器2內。這游隙使多個插頭組件10可以作為一個單一單元容易地插入插座殼體20內并容易地從其中拔出。插座殼體20具有一對一體模制出的通道22，每一通道含有一個用于將一個插頭組件10的塞套26以及其中的光纖28跟未示出的其它光纖器件對準的塞孔套24。
這些插頭組件10是NTT(日本電報電話)國際公司生產的SC(單信道)型光纖連接器的典型件。盡管這是一種推拉式連接器，但其它類型的連接器的插頭組件也可以用。
插頭組件10具有一個其內裝有從其前方伸出的塞套26的外殼30。塞套26內裝有從纖維光纜12來的光纖28，光纖28的端面與塞套26的端面32齊平。塞套26設計成可沿縱軸線33作有限的直線運動并被一個未示出的在外殼30內的彈簧往前推壓。此塞套26的縱軸線33跟光纖28的縱軸線一致。外殼30包括有一對凸筋34和一對凸臺36，它們對稱地設置在外殼30的對側上使之跟將在下面描述的殼體14、16結合來將插頭組件10鎖住。
纖維光纜12以常規(guī)方式在外殼30的后部連接到插頭組件10上以使光纖28跟外部中擊隔離開。卸應力套管38包圍著纖維光纜12并連接到插頭組件10的后部以防止光纖28在進入插頭組件時出現過度彎曲。
每個殼體14、16具有一個本體40、40a和一個具有一個縱向伸展穿過的腔室44的突出端42。此腔室44設計來容納插頭組件10并將其可保持地定位使塞套26伸出突出端42前面(見圖2)。突出端42具有一個長方形管狀構形，其上帶有一對伸展穿過相對側的帶凹槽的開孔48。每個開孔48具有一個前緣50和一個后緣52，它們分別跟凸筋34與凸臺36接合以防止插頭組件10從腔室44中脫出，但同時仍允許插頭組件10在殼體14、16內有一些軸向位移。在突出端42的跟開孔48成90°的一側上設有一個鍵54，其構形可以改變來保證跟插座殼體20的相應槽55合適地配合。
在突出端42的前端，在對應于開孔48的每側上，有一對帶有坡口的導入表面56，其后面跟有相應的表面58。有一個槽道60從突出端42的前端伸展，通過這些表面56、58到達開孔48。在突出端42插入通道22時，帶坡口的表面56、58與槽道60跟相應的、其上具有掣爪64的彈性爪62配合，使掣爪64能夠超過插頭組件10的凸筋34并與其嚙合。一經嚙合，掣爪64就確保殼體14、16連同其內帶有光纖28的插頭組件10卡持在插座殼體20的通道22內。
每個殼體14、16的本體40、40a上一體制有相應的突出端42。盡管這說明一種可能的結構，但是還可以使突出端跟殼體分立。另一方案是，殼體14、16可設計成使突出端42作為插頭組件10的組成部分而不是作為殼體14、16的組成部份。本體40、40a是一個具有大致長方形橫截面的長形管狀構件?？梢宰プ”倔w40、40a來將插頭組件10作為一個單一單元插入插座殼體20內并從其中取出。本體的外表面可以設有諸如筋條41或一些其它的粗化表面那樣的增強抓握接合的結構。
第一殼體14在本體40上具有一個卡持構件66。該卡持構件66是一個大致平行于本體40的一側69的、并通過一個中央柱70跟該側面隔開的卡持板68。從圖1中可看清楚，本體的鄰接側朝外伸展到該卡持板68的邊緣上，在該側與卡持板之間形成底邊72，這就沿著本體40形成兩個開端U型空腔74，這兩空腔74以卡持板68、本體的一側69和底邊72作為邊界。這兩空腔74由在本體40與卡持板68之間伸展的、從底邊72伸展跨過卡持板68的大部份寬度的中央柱70分開。窗口76伸展穿過卡持板68進入每個空腔74。
第二殼體16上具有扣持構件78?？鄢謽嫾?8可與卡持構件66相互連接以將第一殼體14跟第二殼體16并排地并帶有游隙地夾持在一起。該游隙是指扣持構件與卡持構件之間的余隙。第一與第二殼體之間的相對運動受限于卡持構件與扣持構件的配合?？鄢謽嫾?8是一對從設在本體40a的相對端的支座84以懸臂的方式相向伸展的彈性臂82。每個彈性臂82包括有一個與支座84相對的支腳86。這些支腳86沿離開第二殼體16的本體40a的方向朝外伸展并相互隔開設置以形成一個容納區(qū)88，該容納區(qū)88被彈性臂82、支座84和本體40a的一側80所限定。從每個彈性臂82上伸出一個掣爪90伸入容納區(qū)88內。該掣爪90構形成使其在扣持構件78跟卡持構件66嚙合時被容納在卡持板68的窗口76內以防止殼體14與16分離。
如圖2所示，通過將第二殼體16靠在第一殼體14旁邊并靠近其上方放置使第二殼體16的彈性臂82可容納在第一殼體14的U形空腔74內來進行殼體14與16的連接。在這個位置上，第一殼體的卡持板68和中央柱70也放置成使之對應于第二殼體16的容納區(qū)88。通過向下推動第二殼體16，掣爪90上的凸輪表面92跟卡持板68接觸，從而使彈性臂82或卡持板68變形、或兩者一起變形來使掣爪90沿著卡持板68往下滑到窗口76的位置而被窗口76所容納并被系留在其內，從而將殼體14與16鎖合在一起。
本發(fā)明的一個方面是兩殼體可以保持相互分開，或可相互分開以使兩殼體和插頭組件可以作為兩個單工連接器使用。本發(fā)明的這個實施例特別有吸引力之處在于在殼體相互分開時沒有可能弄丟的多余的零件。這個特征在將一根光纖在另一根光纖連接到插座殼體上以前暫時連接到插座殼體內是有利的情況下是特別有用的。
此外，盡管本發(fā)明結合一種雙工式連接器來進行描述，但是本發(fā)明也可以通過在殼體14、16中之一的其它側上裝上多個扣持構件、卡持構件或其組合來將多個插頭組件相互連接成一串或一組。這成串或成組的結構可以看作成多個相互連接的雙工式連接器。
一旦相互連接后，彈性臂82的支腳86大致靠著第一殼體14的本體40的一側69，雖然有一些松動，但是可以接受(見圖3)。支腳86的從彈性臂82伸展離開的距離選擇成使掣爪90在殼體14、16相對浮動時不能夠從窗口76脫出。支腳86還通過在兩個地方接觸第一殼體14的本體40使懸臂82的彈性在殼體14與16之間施加一個偏置力而起到使殼體14與16相互相對穩(wěn)定住的作用。
卡持板68的厚度選擇成使之在支腳86貼靠著第一殼體14的本體40時使卡持板68從第二殼體16離開一個足以適應任何由于制造容差所引起的預先考慮到的安裝誤差的距離。在此未進行壓縮的狀態(tài)下(見圖3)，殼體14、16基本上處在它們的相對的極限位移位置上。還可以使該未壓縮狀態(tài)對應于殼體14、16可以被壓縮或分開以適應任何安裝誤差的標稱間距，以跟插座殼體20接合。如圖4所示，當第一殼體14與第二殼體16相對壓靠時，支腳86仍然貼靠著第一殼體14的本體40，卡持板68移動靠近第二殼體16的本體40a。彈性臂82彎曲了或變形了，但掣爪90由于支腳86的尺寸的緣故仍然跟窗口嚙合著。這就使殼體14、16能夠在被相向沿圖4的箭頭A方向壓縮的情況下相對按平移方式沿一條垂直于塞套26或光纖28的縱向軸線33的第一軸線94浮動。這個運動可獨立于沿任何其它軸線的運動。
還可以在角度上重調準塞套26的縱軸線33來適應塞套26相對于配對的塞孔套24的任何角度安裝誤差。殼體14、16的突出端42由于相應的彈性臂相互獨立而可以相向擺動或相背擺動(見圖5中的箭頭B)。這將使彈性臂82中之一變形。過度的突出端內擺校正(nose-inorientation)通過一個在第一殼體14的本體40上、在靠近突出端42處從卡持板68所處的同側69朝外伸出的前保險止擋98來加以防止。當突出端內擺位移出現時，前保險止擋98將與第二殼體16的本體40a接觸以防止可能使塞套26不能納入配對的塞孔套24內的過度的軸向安裝誤差。此外，此前保險止擋防止朝后的彈性臂82受力過大。
參看圖5和10至12，后保險止擋98a同理地防止過度的突出端外擺(nose-out orientation)校正。后保險止擋在第一殼體14的本體上、在與前保險止擋98相對的、當中由卡持板68隔開的一端上朝外伸出。當兩突出端42相背擺動時，后保險止擋98a跟第二殼體16的本體40a接觸從而防止進一步擺動。限制過度的突出端外擺校正防止了突出端42擠進其相應的插座。
在卡持板68上的容納掣爪90的窗口76在垂直于掣爪90的寬度的方向上呈長形，使掣爪90能夠在窗口內移動(見圖6)。掣爪90在窗口內的移動使第一殼體14與第二殼體16能夠沿著一條垂直于第一軸線94和塞套26的縱向軸線33的第二軸線100平移地浮動(見圖6中的箭頭C)。沿第二軸線100的浮動通過彈性臂82跟底邊72接觸或通過掣爪90跟窗口76的邊緣接觸而受到限制。
參看圖2、6與7，扣持構件78與卡持構件66的相互連接通過彈性臂82為殼體14、16連同其內的插頭組件10提供有限度的旋轉浮動。在殼體14、16的相對扭轉中(見圖7中的箭頭D)，由于支腳86跟第一殼體14的本體40接觸，彈性臂82將有輕微的扭轉，或者是支腳86將部份地跟本體40脫離接觸。
如果窗口76的寬度稍大于相應的掣爪90的寬度，殼體14、16的突出端還可以上下擺動以適應縱軸線33沿著第二軸線100的任何角度安裝誤差(見圖8中的箭頭E)。
在圖3中可清楚地看出，在兩個彈性臂82的支腳86之間的容納區(qū)88的尺寸以及卡持板68的長度要設計成分別緊密地對應于中央柱70的寬度以及兩個支座84之間的間距。這就防止了殼體14、16沿縱軸線33的方向出現縱向位移，保持了兩個殼體14與16之間的結構剛性，使兩個殼體14與16能夠作為一對來操作。沿著這些軸線33的候任何安裝誤差都通過彈頂塞套26的內在的浮動來適應。盡管相互連接中的浮動在上面主要結合殼體14、16來進行討論，但是應當理解到，裝在殼體內的插頭組件10和塞套26的對準才是最重要的。
圖9示出本發(fā)明的另一個實施例。在此實施例中，窗口76從卡持板68上取消掉，掣爪90從扣持構件78上取消掉。掣爪106終接在設在卡持板68的端頭上的彈性爪102上。這些彈性爪102通過將卡持板68部份地切成相應的空腔74而形成?？鄢謽嫾?8如前所述那樣與卡在其上的掣爪106嚙合并防止脫出。
在上述的實施例中，扣持構件78的功能是，既將殼體14、16夾持住，又通過彈性臂82的彈性在兩殼體之間施加一個偏置力將殼體14、16穩(wěn)定住。可以將這些功能分開成兩個分立的部份。例如，卡持構件66可以是一個長形T形構件，或是一對帶頭的柱子，而扣持構件78可具有相應的一個或多個相應的鍵形槽以松動地容納卡持構件66來將殼體夾持在一起并提供所需的游隙。在兩殼體14、16之間的偏置力可以由諸如彈簧臂這樣的分立構件來施加。此外，在上述的實施例中，扣持構件和卡持構件沒有活動的部件，而是依賴操縱殼體14、16來實現相互連接，但是使扣持構件78或其某部份相對于其殼體16可分離地可動以與卡持構件嚙合、或反之，這可能是合乎需要的。
在附圖中，卡持構件66和扣持構件78分別示出成第一殼體14和第二殼體16的一體成形的組成件。如圖所示，殼體14與16、包括其相應的扣持構件與卡持構件、可以經濟地用一種例如聚酯那樣的市場上可買到的熱塑性工程塑料模制而成。一種特定的可接受的材料的例子是美國麻省匹斯菲爾德的通用電氣塑料公司的VALOX DR-48。滿足本發(fā)明的物理性能要求的其它材料和制造技術可以使用。但是，卡持構件66、扣持構件78、或其部份可以分開制造，然后裝進其相應殼體14、16內。如扣持構件78與卡持構件66嚙合以提供殼體14與16所需的浮動、而使用分立的構件來提供殼體之間的偏置力可能是合乎要求的。
應當理解到本發(fā)明在將光纖連接器的插頭組件并排連接以構成一個在插頭組件之間具有游隙的雙工式連接器方面具有顯著的優(yōu)點。應當認識到上述的實施例以及所建議的其它方案只構成本發(fā)明的目前優(yōu)選的形式，應當認識到本發(fā)明可具有許多其它形式，在上面只特意描述了其中的一些形式。因此，本發(fā)明應只受限于所附權利要求書所限定的范圍。
本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明的裝置將光纖連接器的插頭組件并排地夾持住，而令插頭組件之間具有游隙。在殼體之間的浮動沿兩根軸線獨立呈現，這兩根軸線相互垂直并垂直于在插頭組件內的塞套的縱向軸線。
權利要求
1.一種將光纖連接器的插頭組件帶游隙地并排保持住的裝置，該裝置包含有第一殼體和第二殼體，每個所述第一和第二殼體具有用于可卡持地容納相應的插頭組件的腔室，第一與第二殼體相互連接，其特征在于，第一殼體具有卡持構件，第二殼體具有扣持構件，該卡持構件松動地與該扣持構件嚙合從而使第一殼體與第二殼體能夠相互相對活動。
2.按權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述卡持構件是一塊固定到第一殼體上并從其上隔開設置的卡持板，所述扣持構件是一對從第二殼體伸出并扣住該卡持板的彈性臂。
3.按權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述卡持板包括有窗口，至少一個所述彈性臂包括有在第一與第二殼體相互連接時可卡持地容納在該窗口內的掣爪。
4.按權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述卡持板包括有防止所述彈性臂從該卡持板脫出的掣子。
5.按權利要求1至4中之一項所述的裝置，其特征在于，所述卡持構件與第一殼體一體成形。
6.按權利要求1至5中之一項所述的裝置，其特征在于，所述扣持構件與第二殼體一體成形。
7.按權利要求1至6中之一項所述的裝置，其特征在于，在第一與第二殼體中至少有一個具有增強抓握接合的結構。
8.按權利要求1所述的裝置，其特征在于，在第一與第二殼體中至少有一個具有前保險止擋。
9.按權利要求1所述的裝置，其特征在于，在第一與第二殼體中至少有一個具有后保險止擋。
全文摘要
一種通過將插頭組件并排地保持住以形成一個雙工式連接器以使插頭組件能同時跟插座殼體的塞孔套配接的裝置。該裝置具有一對分主的殼體，每一殼體具有一個可卡持地容納一個插頭組件的腔室。一個殼體上設有卡持構件，另一個殼體上設有扣持構件。扣持構件與卡持構件可卡持地相互連接以將殼體帶游隙地并排夾持住，通過游隙來適應插頭組件與塞孔套之間的任何安裝誤差。
文檔編號G02B6/38GK1120676SQ9411612
公開日1996年4月17日 申請日期1994年9月15日 優(yōu)先權日1993年9月27日
發(fā)明者R·C·布里格斯, 小·T·R·福塞特, R·M·曼寧 申請人:惠特克公司