Волоконно-оптический коннектор
FIBRE-OPTIC CONNECTOR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к волоконно-оптическому коннектору.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны механические волоконно-оптические коннекторы для телекоммуникационной индустрии. Например, широко используются оптические коннекторы LC, ST, FC и SC типов.
Однако коммерчески доступные оптические коннекторы не очень хорошо подходят для монтажа внешней кабельной системы на месте эксплуатации. Как правило, для монтажа этих типов коннекторов на основе феррула на оптическое волокно требуется клей. Процесс соединения волокна с феррулом может быть неудобным и длительным для выполнения на месте эксплуатации. Кроме того, полировка после сборки требует, чтобы квалифицированный работник имел более высокий уровень мастерства.
Также известны волоконно-оптические коннекторы с вынесенным захватом, такие как коннекторы, описанные в патентах США №5337390 и 7775726. В противоположность клею в таких коннекторах для закрепления оптического волокна используют механический захватный элемент.
Также известны гибридные оптические сплайс-коннекторы, как описано в патенте Японии №3445479, заявке на патент Японии №2004-210251 (WO 2006/019516) и заявке на патент Японии №2004-210357 (WO 2006/019515). Однако такие гибридные сплайс-коннекторы несовместимы со стандартными форматами коннекторов и требуют значительной фрагментарной сборки коннектора на месте эксплуатации. Манипуляция и ориентация многочисленных небольших фрагментов коннектора может приводить к неверной сборке коннектора, которая может в результате приводить либо к понижению эксплуатационных показателей коннектора, либо к повышению вероятности повреждения волокна.
Также известны коннекторы, содержащие отрезки волокна, установленные еще на заводе. В этих коннекторах задний торец отрезка волокна механически сращивается с волокном на месте эксплуатации, где для заполнения зазора между задним торцом отрезка волокна и передним торцом оконцованного волокна используется гель для компенсации потерь отражения. Для наружных применений, в особенности для окружающих сред, в которых температура может изменяться в широких пределах, показатель преломления геля может изменяться в зависимости от температуры, что приводит к увеличению отражений, в результате чего в таких конкретных применениях ограничиваются эксплуатационные характеристики коннектора.
Другим эффектом, который может проявляться, является перемещение торцов волокон относительно друг друга, вызванное дифференциальным тепловым расширением в пределах диапазона температур. Для феррулов с отрезками, соединенными на месте, если выступание волокна из торца феррула является слишком большим, к торцу волокна при стыковке с другим коннектором может быть приложено избыточное усилие, что может привести к образованию трещины на линии соединения и привести к негодности стыковки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно первому аспекту настоящего изобретения оптический коннектор, предназначенный для оконцовки оптического волокна, содержит корпус, выполненный для стыковки с приемной частью, и захватное устройство, предназначенное для захвата оптического волокна, при этом захватное устройство содержит захватный элемент для захвата волокна и приводную крышку, выполненную для вхождения в зацепление с захватным элементом. Втулочный корпус содержит феррул, прочно закрепленный в отверстии втулочного корпуса, при этом феррул содержит центральное отверстие, определяющее ось. Втулочный корпус также содержит корпусную часть, расположенную в по существу центральной части втулочного корпуса с отверстием, предназначенным для приема захватного устройства. Захватный элемент содержит пластичный материал и при этом имеет центральный шарнир, который соединяет первый и второй рычаги элемента, при этом первая часть захватного элемента содержит канал для захвата волокна, предназначенный для зажатия размещенного в нем оптического волокна при приведении в действие приводной крышкой. Втулочный корпус удерживается внутри корпуса несущей частью, при этом несущая часть содержит зажимающую защитную оболочку волокна часть, предназначенную для зажатия части защитной оболочки оптического волокна. Хвостовик является прикрепляемым к части несущей части, при этом хвостовик приводит в действие зажимающую защитную оболочку волокна часть несущей части при его прикреплении к несущей части.
Согласно другому аспекту коннектор является термически сбалансированным в диапазоне температур по меньшей мере 100°С.
Приведенное выше краткое описание настоящего изобретения не предназначено для описания каждого представленного в качестве примера воплощения или каждой реализации настоящего изобретения. На нижеследующих фигурах и в подробном описание эти воплощения представлены более конкретно.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение будет в дальнейшем описано со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг. 1А и 1В - изометрические изображения волоконно-оптического коннектора согласно одному из аспектов изобретения.
Фиг. 2 - покомпонентный вид волоконно-оптического коннектора согласно одному из аспектов изобретения.
Фиг. 3А-2Е - различные виды втулочного корпуса волоконно-оптического коннектора согласно одному из аспектов изобретения.
Фиг. 4А-4Н - различные виды захватного устройства волоконно-оптического коннектора согласно одному из аспектов изобретения.
Фиг. 5 - изометрическое изображение несущей части волоконно-оптического коннектора согласно одному из аспектов изобретения.
Фиг. 6 - изометрическое изображение хвостовика волоконно-оптического коннектора согласно одному из аспектов изобретения.
Фиг. 7 - изометрическое изображение устройства для съема захватного устройства волоконно-оптического коннектора согласно одному из аспектов изобретения.
Фиг. 8А, 8В - виды торцевой крышки волоконно-оптического коннектора согласно одному из аспектов изобретения.
Несмотря на то, что изобретение может подвергаться различным модификациям и быть представленным в измененных формах, его особенности показаны в качестве примера на чертежах и будут подробно описаны. Следует, однако, понимать, что не предполагается ограничить изобретение конкретными описанными воплощениями. Напротив, предполагается охватить все модификации, эквиваленты и альтернативы, входящие объем изобретения, определяемый прилагаемой формулой изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В нижеследующем подробном описании делается ссылка на сопроводительные чертежи, которые являются его частью и на которых в виде изображений показаны конкретные воплощения, в которых изобретение может использоваться на практике. В этом отношении термины, относящиеся к направлению, такая как «верхний», «нижний», «передний», «задний», «ведущий», «направленный вперед», «замыкающий» и т.д., используется со ссылкой на ориентацию описываемой фигуры (фигур). Так как компоненты воплощений настоящего изобретения могут быть расположены ориентированными по-разному, термины, относящиеся к направлению, используются в целях объяснения и никоим образом не являются ограничивающими. Следует понимать, что без отступления от объема настоящего изобретения могут использоваться другие воплощения и вноситься конструктивные или логические изменения. Поэтому нижеследующее подробное описание не следует воспринимать в ограничивающем смысле и объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.
Настоящее изобретение относится к оптическому коннектору. В частности, волоконно-оптический коннектор согласно представленным в качестве примера воплощениям имеет компактную длину и допускает оконцовку непосредственно на месте эксплуатации. Кроме того, в волоконно-оптическом коннекторе используется механизм вынесенного захвата, который позволяет избежать необходимости в отрезке волокна, установленном внутри феррула коннектора. Оконцовка непосредственно на месте эксплуатации может выполняться без использования платформы для оконцовки коннектора или отдельного обжимного инструмента. Представленный в качестве примера коннектор (коннекторы), описываемый в настоящем документе, может быть легко установлен и использован для монтажа сетей Fiber То The Home (FTTH) - волокно до дома и/или Fiber То The X (FTTX) - волокно до точки X. Представленный в качестве примера коннектор (коннекторы) может использоваться в условиях монтажа, требующих легкости использования в случае работы с несколькими соединениями, особенно там, где стоимость рабочей силы является более высокой.
На фиг. 1А и 1В показан оптический коннектор 100, выполненный с возможностью стыковки с приемной частью соответствующего формата. Например, как показано на фиг. 1А, представленный в качестве примера оптический коннектор 100 выполнен как имеющий формат SC типа. Однако, как должно быть очевидно специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, также могут быть обеспечены оптические коннекторы, имеющие другие стандартные форматы, такие как форматы коннекторов ST, FC и LC типов.
Как показано на фиг. 1А, волоконно-оптический коннектор 100 SC типа может содержать основную часть коннектора, содержащую корпус 112 и хвостовик 180 для волокна. Для защиты феррула 132 коннектора (см. фиг. 1В), когда коннектор не используется, на переднем торце коннектора может быть помещена торцевая крышка 190. Как более подробно описывается ниже, торцевая крышка 190 также обеспечивает механизм регулирования выступания для использования в процессе оконцовки на месте эксплуатации. В коннекторе 100 также обеспечивается отверстие 175, которое позволяет лицу, осуществляющему монтаж, следить за процессом оконцовки при вставке волокна.
Коннектор 100 содержит корпус 112, имеющий наружную оболочку, выполненную с возможностью размещения в приемной части SC типа (например, в соединении SC типа, адаптере SC типа, розеточной части SC типа). Как показано на фиг. 2, коннектор 100 также содержит втулочный корпус 120 (который также может именоваться втулкой), предназначенный для вмещения феррула и захватного устройства, многоцелевую несущую часть 116, которая удерживает втулочный корпус 120 внутри коннектора, и хвостовик 180.
В данном приведенном в качестве примера воплощении коннектор 100 может быть использован для оконцовки волоконно-оптического кабеля 135 на месте эксплуатации. Волоконно-оптический кабель 135 представляет собой кабель с защитной оболочкой, который содержит наружную защитную оболочку 136, покрытую (например, буферным или подобным покрытием) часть 137 (см., например, фиг. 3С) и волоконную (например, из оголенного стеклянного волокна) часть 138 (см., например, фиг. 3Е). В одном воплощении кабель 135 является кабелем прямоугольной формы, таким как кабель с усиленным волокном полимером (FRP), поставляемый в продажу множеством поставщиков. В альтернативных аспектах волоконно-оптический кабель также имеет стандартную кабельную конструкцию цилиндрической формы. В некоторых аспектах волоконно-оптический кабель также может содержать защитные элементы из арамидного, кевларового или полиэфирного стекловолокна/стеклопряжи, расположенные между внутренней поверхностью защитной оболочки 136 волоконно-оптического кабеля и наружной поверхностью покрытой части 137.
В одном воплощении несущая часть 116 (см., например, фиг. 2 и 5) обеспечивает конструктивную опору для коннектора 100. В еще одном воплощении несущая часть 116 представляет собой удлиненную конструкцию (имеющую длину от около 40 мм до около 60 мм, как, например, около 50 мм), которая также обеспечивает зажатие наружной защитной оболочки волоконно-оптического кабеля, оконцовываемого на месте. В альтернативном воплощении для волоконно-оптических кабелей с защитными элементами несущая часть 116 может обеспечивать дополнительную разгрузку от осевого напряжения благодаря обеспечению зажимающей поверхности для защитных элементов оконцовываемого волоконно-оптического кабеля.
Несущая часть 116 содержит на переднем торце отверстие 109, допускающее вставку втулочного корпуса 120. Несущая часть 116 также содержит отверстие 117 для доступа, которое может предоставлять доступ для задействования механического захватного устройства, расположенного внутри втулочного корпуса коннектора. В предпочтительном воплощении, как показано на фиг. 5, отверстие 117 для доступа может содержать вырез или неглубокую выемку, сформированную на боковых сторонах, для вмещения большого или другого пальца пользователя при задействовании захватного устройства. Несущая часть 116 содержит сквозное осевое отверстие, допускающее прохождение оконцовываемого оптического волокна. Как также показано более подробно на фиг. 5, несущая часть 116 также может содержать монтажную секцию 118, которая обеспечивает соединение с хвостовиком 180 для волокна. В одном из приведенных в качестве примера аспектов монтажная секция содержит сформированную на наружной части несущей части 116 резьбовую поверхность, выполненную с возможностью вхождения в зацепление с соответствующей резьбовой поверхностью 184 хвостовика 180 (см. фиг. 6). Несмотря на то, что данное воплощение показывает монтаж хвостовика 180 на несущей части 116 путем монтажа за счет резьбы, могут использоваться другие монтажные секции, такие как, среди прочих, монтажные зажимы или защелкивающиеся детали. Кроме того, для оконцовки волоконных кабелей, содержащих незакрепленные защитные элементы, монтажная секция 118 может обеспечивать удерживающую зону, предназначенную для закрепления защитных элементов оконцовываемого волоконно-оптического кабеля.
Кроме того, несущая часть может содержать направляющую волокно часть 113, сформированную на ее внутренней части для обеспечения опоры для осевого выравнивания оконцовываемого волоконно-оптического кабеля. В одном из приведенных в качестве примера аспектов направляющая волокно часть 113 представляет собой воронкообразный канал или канавку, в которых выравнивают буферную часть оптического волокна и направляют волокно к механическому захватному устройству 140, расположенному во втулочном корпусе 120.
Как показано на фиг. 5, несущая часть 116 также содержит секцию 115 для монтажа втулочного корпуса, выполненную для приема и закрепления втулочного корпуса 120 внутри несущей части. В предпочтительном воплощении секция 115 для монтажа втулочного корпуса является жесткой конструкцией, сформированной во внутренней области несущей части 116 и содержащей сквозное осевое отверстие. Осевое отверстие может иметь размер, подходящий для вмещения и вхождения в зацепление с отбортованными оконечными секциями 128 втулочного корпуса 120 (см. фиг. 3А). Кроме того, в секции 115 для монтажа втулочного корпуса также образовано плечо, которое может быть использовано в качестве фланца для создания сопротивления пружине 155, которая расположена поверх второй оконечной части 126 втулочного корпуса 120. Пружина 155 создает и поддерживает достаточное контактное усилие при соединении двух коннекторов друг с другом.
Несущая часть 116 также может содержать один или несколько упоров 114, сформированных на ее внутренней части, для обеспечения ограничения при вставке покрытой защитной оболочкой части 136 оконцовываемого волоконно-оптического кабеля 135 (как более подробно разъясняется ниже). Кроме того, несущая часть 116 содержит зажимающую часть 119, сформированную на одном из концов несущей части. Зажимающая часть 119 выполнена для зажатия покрытой защитной оболочкой части 136 волоконно-оптического кабеля 135, подвергаемого оконцовке в коннекторе 100. В одном из предпочтительных аспектов зажимающая часть 119 выполнена цангообразной, разделенной формы, вступающей в действие при закреплении хвостовика на монтажной секции 118. Зажимающая часть 119 может содержать отбортованные внутренние поверхности, позволяющие легко зажимать покрытую защитной оболочкой часть 136 кабеля. В одном из альтернативных аспектов коннектор также может содержать адаптерную трубку для размещения поверх покрытой защитной оболочкой части волоконно-оптического кабеля, например в случае, когда зажимаемый волоконно-оптический кабель имеет меньший диаметр. Кроме того, зажимающая часть 119 также может обеспечивать направляющую секцию при вставке волоконного кабеля 135 во время процесса оконцовки.
Как показано на фиг. 6, хвостовик 180 имеет конический корпус 182, содержащий сквозное осевое отверстие. Хвостовик 180 содержит резьбовые канавки 184, сформированные на внутренней поверхности корпуса 182 в отверстии 185, где канавки выполнены с возможностью вхождения в зацепление с соответствующей резьбовой монтажной секцией 118 несущей части 116. Кроме того, осевая длина хвостовика 180 выполнена таким образом, что задняя секция 183 хвостовика, которая содержит отверстие, которое меньше, чем переднее отверстие 185, входит в зацепление с зажимающей защитную оболочку частью 119 несущей части. Например, как более подробно разъясняется ниже, когда хвостовик 180 закреплен на монтажной секции 118 несущей части, осевое перемещение хвостовика относительно несущей части приводит к перемещению ножек зажимающей части 119 радиально внутрь так, что защитная оболочка 136 волоконно-оптического кабеля плотно захватывается. В альтернативных аспектах для некоторых типов волоконных кабелей защитные элементы волоконно-оптического кабеля могут быть расположены между хвостовиком и резьбовой монтажной секцией 118 с целью закрепления защитных элементов при монтаже хвостовика. Такая конструкция также может обеспечивать оконцовку коннектора, допускающую более грубое обращение и большие тянущие усилия.
Согласно одному из приведенных в качестве примера воплощений настоящего изобретения корпус 112 и несущая часть 116 являются сформованными или отлитыми из полимерного материала, хотя также могут быть использованы другие подходящие жесткие материалы. Корпус 112, предпочтительно, закрепляется на наружной поверхности несущей части 116 посредством соединения на защелках (см., например, наружную входящую в зацепление поверхность 111, показанную на фиг. 5). В одном из приведенных в качестве примера аспектов хвостовик 180 является сформированным из жесткого материала. Например, один из приведенных в качестве примера материалов может содержать композиционный материал из полифениленсульфида, армированного стекловолокном. В одном из аспектов материалы, используемые для формирования хвостовика 180 и несущей части 116, являются разными материалами. В другом воплощении материалы, используемые для формирования хвостовика 180 и несущей части 116, могут быть одинаковыми.
На фиг. 3А-3Е представлен более подробный вид втулочного корпуса 120. Втулочный корпус 120 содержит первую оконечную часть 121, содержащую отверстие для приема и вмещения феррула 132. Феррул 132 содержит центральное отверстие, сформированное как сквозное, допускающее прохождение оконцовываемого волокна. Феррул 132 может быть сформирован из керамического, стеклянного, пластмассового или металлического материала для обеспечения опоры вставляемого и оконцовываемого оптического волокна. В первом представленном в качестве примера воплощении феррул 132 представляет собой керамический феррул. В другом представленном в качестве примера воплощении феррул 132 представляет собой стеклянный феррул. Выбор подходящих материалов для феррула может быть сделан в соответствии с параметрами термической стабильности для требуемого применения коннектора. Волокно, подвергаемое оконцовке в коннекторе, может включать стандартное одномодовое или многомодовое оптическое волокно. В одном из аспектов оконцовываемое волокно содержит стеклянную часть 138 диаметром около 125 мкм и буферную часть 137 диаметром около 250 мкм.
В одном из аспектов для закрепления феррула во втулочном корпусе отверстие 121 втулочного корпуса 120 выполнено на конце феррула 132 в ходе многослойного литья. Кроме того, феррул может при необходимости содержать поперечную канавку, способствующую созданию механического препятствия, предотвращающего легкое вытаскивание феррула 132 из втулочного корпуса 120. В одном из альтернативных аспектов феррул 132 может закрепляться в части втулочного корпуса посредством эпоксидного или другого подходящего клея.
Втулочный корпус 120 также содержит корпусную часть 123, в которой выполнено отверстие 122, через которое в центральную полость втулочного корпуса 120 может вставляться захватное устройство 140. В одном из приведенных в качестве примера воплощений втулочный корпус обеспечивает ограниченное осевое перемещение захватного устройства 140, вызываемое тепловым расширением/сжатием.
Захватный элемент 142 захватного устройства 140 выполнен с возможностью установки в монтажном устройстве или ложе 143 (частично показаны на фиг. 4G и 4Н), расположенном в части 123 втулочного корпуса 120. В одном из приведенных в качестве примера воплощений ложе 143 выполнено как единое целое с втулочным корпусом 120, например, путем литья. Ложе 143 может использоваться для того, чтобы способствовать фиксации (например, посредством скользящей посадки или соединения на защелках) осевого и бокового положения захватного элемента 142 в сочетании с крышкой 141 для захватного элемента, более подробно описываемой ниже.
В зависимости от размера захватного элемента в корпусной части 123 может располагаться один или несколько зажимов 124 для обеспечения позиционирующих секций с целью ограничения перемещения элемента 142. Например, в одном из аспектов зажим 124 может располагаться на одном из концов корпусной части 123, ближайшем к феррулу 132, как показано на фиг. 3Е. Зажим 124 спроектирован имеющим выступающую часть 124а (см. фиг. 3А), которая выполнена для размещения поверх оконечной части захватного элемента 142, когда захватный элемент сажается в ложе 143. Зажим может быть сформирован содержащим изогнутую часть или шарнир, допускающие вставку элемента в корпусную часть 123. Зажим 124 может предотвращать подъем конца захватного элемента при соединении или разъединении с приемной частью, что снижает вероятность повреждения или разрыва волокна.
Втулочный корпус 120 также может содержать наружную втулку или плечо 125, которое может быть использовано как фланец для обеспечения сопротивления пружине 155 (см., например, фиг. 3С).
Втулочный корпус также содержит вторую оконечную часть 126, выполненную для вхождения в зацепление с секцией 115 для монтажа втулочного корпуса несущей части 116. В одном из предпочтительных аспектов вторая оконечная часть 126 содержит часть 128 с отбортованной секцией, имеющей наклонную форму, которая может быть вставлена через отверстие несущей части 116, как показано на фиг. 2. Часть 128 с отбортованной секцией второй оконечной части может быть вставлена в отверстие и может входить в зацепление с секцией 115 для монтажа втулочного корпуса несущей части благодаря подпружиниванию пружиной 155.
Как показано на фиг. 4А-4Н, захватное устройство 140 может содержать захватный элемент 142, крышку 141 для захватного элемента и приводную крышку 144. Захватный элемент 142 выполнен с возможностью установки в ложе 143 корпусной части 123 втулочного корпуса 120 так, что он, по существу, закрепляется в нем. Когда захватный элемент 142 помещается в ложе или гнездо 143, часть элемента может совмещаться со стенкой или зажимом (таким, как зажим 124), расположенными в корпусной части 123. Крышка 141 для захватного элемента (см. фиг. 4С и 4D) выполнена для закрепления захватного элемента 142 в ложе 143. В одном из аспектов внутренняя поверхность 125а (см. фиг. 3В) обеспечивает поверхность совмещения, на которой край элемента 142 может быть расположен путем закрепления крышки 141 для захватного элемента. В этом воплощении крышка 141 для захватного элемента содержит ряд передних ножек 141а и ряд задних ножек 141b, расположенных на каждом из концов секции 141е крышки. В этом воплощении крышка 141 для захватного элемента выполнена для охвата с двух сторон центральной части 142с (см. фиг. 4Е) захватного элемента 142. Крышка 141 для захватного элемента может закрепляться внутри корпусной части 123 (например, соединением на защелках), когда оконечные части передних и задних ножек 141а, 141b входят в зацепление с приемными пазами 129а, сформированными на нижней части втулочного корпуса 120 (см. фиг. 3D).
На фиг. 4Е показан увеличенный вид захватного элемента 142. Захватный элемент 142 содержит переднюю часть 142а, заднюю часть 142b и сформированную между ними центральную часть 142с, при этом передняя часть 142а расположена ближе к феррулу, чем задняя часть 142b. В одном из аспектов захватный элемент 142 содержит лист из пластичного материала, содержащий центральный шарнир, который соединяет два рычага, при этом один или оба рычага содержат канал для захвата волокна (например, V-образную, канального типа, U-образную канавку или канавку смешанной формы), предназначенный для оптимизации зажимающих усилий для принимаемого ими традиционного стеклянного оптического волокна. В одном из аспектов изобретения передняя часть 142а захватного элемента содержит канал для захвата волокна, выполненный для захвата оголенной стеклянной части 138 волокна при задействовании. Задняя часть 142b захватного элемента содержит сформированный в ней канал большего размера, что способствует направлению волокна через элемент 142 в ходе процесса вставки волокна на месте эксплуатации.
При применении когда подготовленное волокно вставляется в коннектор 100 для оконцовки на месте эксплуатации, торец волокна зачищается от защитной оболочки кабеля и буферного покрытия и остается только оголенная стеклянная часть 138 и кончик 134 волокна (см. фиг. 3Е). Эта часть волокна захватывается передней частью 142а захватного элемента, когда эта часть захватного элемента приводится в действие приводной крышкой 144. Кроме того, другая часть волокна обнажается из защитной оболочки кабеля, оставляя открытой буферную часть 137. Эта буферная часть 137 волокна направляется через заднюю часть 142а захватного элемента. В этом воплощении центральная часть 142с не выполнена для обеспечения дополнительного захвата волокна, но вместо этого в ней обеспечивается секция, которая должна входить в зацепление с крышкой 141 для захватного элемента.
В одном из воплощений элемент 142 может содержать V-образную канавку в одной секции и канавку в виде канала - во второй секции, приводя к трехкоординатной контактной области в по меньшей мере одной из передней или задней частей. Пластичный материал, например, может представлять собой алюминий или анодированный алюминий. Захватное устройство 140 позволяет технику по обслуживанию захватывать разные части оптического волокна, подвергаемого оконцовке, на удалении от феррула. В альтернативном варианте захватное устройство 140 может быть спроектировано имеющим форму, сходную с формой традиционного механического устройства сращивания, как должно быть очевидно специалисту в данной области техники. Например, в одном из альтернативных аспектов захватное устройство может содержать клиновой механический захватный элемент.
Приводная крышка 144 предпочтительно выполнена с возможностью вхождения в зацепление с захватным элементом 142 так, что элемент 142 захватывает вставленное в него волокно. Приводная крышка может быть сформованной или отлитой из полимерного материала, хотя также могут использоваться металлические и другие подходящие материалы. В одном из аспектов приводная крышка 144 может быть сформированной из такого же материала, как материал, из которого выполнен захватный элемент 142.
Более подробно, приводная крышка 144 содержит удерживающие ножки 148а-148d (см., например, фиг. 4А и 4В) для удерживания положения приводной крышки внутри втулочного корпуса 120 и для посадки на крышку 141 для захватного элемента. Например, каждая из удерживающих ножек 148а-148d может содержать стопоры 149а и 149b, сформированные на ее наружной поверхности, как показано на фиг. 4А. Первый стопор (стопоры) 149а может использоваться для надежного размещения крышки внутри гнезда 143 втулочного корпуса перед приведением в действие. Так как крышка 144 полностью приводится в действие на элементе 142, второй стопор (стопоры) 149b может входить в зацепление с втулочным корпусом для дальнейшего закрепления крышки 144 на месте. Передние ножки 148а, 148с выполнены для приведения в действие рычагов в передней части 142а захватного элемента 142.
Кроме того, в данном приведенном в качестве примера воплощении крышка 144 может содержать усиливающие стенки на обоих концах кулачковых поверхностей на нижней стороне крышки. Эти стенки могут обеспечивать конструкционную прочность для удерживания ножек элемента 142 в положении их приведения в действие.
В данном представленной в качестве примера воплощении приводная крышка 144 прикреплена к части втулочного корпуса 120, и поэтому возможно ее регулируемое осевое перемещение, вызываемое тепловым расширением. Как было упомянуто ранее, крышка 141 для захватного элемента (см. фиг. 4С и 4D) может закреплять захватный элемент 142 так, что этот элемент и втулочный корпус являются совмещенными в одном и том же исходном положении.
При эксплуатации, крышка 144 может сдвигаться из открытого положения в закрытое положение (например, в воплощении, изображенном на фиг. 2 - вниз) путем воздействия прижимающим усилием на секцию 144е крышки. Когда крышка перемещается на элемент 142, внутренние поверхности передних ножек крышки могут скользить по рычагам элемента, поджимая их друг к другу. Как было упомянуто выше, стеклянная часть 138 оконцовываемого волокна размещается в канавке, сформированной в передней части 142а захватного элемента, и захватывается, когда рычаги захватного элемента перемещаются друг к другу крышкой 144. На фиг. 4F показан вид сверху втулочного корпуса 120 и приводной крышки 144 после применения. На фиг. 4G и 4Н показаны соответствующие виды в поперечном разрезе передней и задней частей элемента 142 после приведения в действие, при этом рычаги элемента в передней части 142а являются прижатыми друг к другу ножками 148а и 148с приводной крышки.
В одном из альтернативных аспектов может быть использована приводная крышка из материала, имеющего коэффициент теплового расширения (СТЕ), по меньшей мере как у материала указанного элемента.
Приводная крышка 144 может сниматься путем использования детали, такой как деталь 159, показанная на фиг. 7. Деталь 159 представляет собой конструкцию, содержащую ряд выступающих штырей 158, выполненных с возможностью прохождения через сквозные пазы 129b, сформированные в нижней поверхности втулочного корпуса 120 (см. фиг. 3D), когда деталь 159 помещается на соответствующую сторону коннектора 100. Сквозные пазы 129b расположены так, чтобы они соответствовали местоположению концов ножек приводной крышки, когда приводная крышка полностью вставлена во втулочный корпус. За счет прижимающего усилия, приложенного к детали 159, выступающие штыри 158 будут входить в сквозные пазы 129b, вызывая соприкосновение с ножками приводной крышки 144 и перемещая приводную крышку 144 из захватного элемента 142. Таким образом, с помощью коннектора, описываемого в настоящем раскрытии, техник по обслуживанию может в случае необходимости изменить положение оконцовываемого волокна.
В другом воплощении изобретения коннектор 100 также содержит торцевую крышку 190, которая обеспечивает защиту кончика волокна и торца феррула в отсутствие использования. Кроме того, торцевая крышка 190 также обеспечивает механизм регулирования выступания для использования при оконцовке на месте. Как показано на фиг. 8А и 8В, торцевая крышка 190 содержит трубкообразную секцию, содержащую сформированный в ней канал 191, проходящий от секции 194, выполненной в виде крышки. В канале 191 может обеспечиваться вставка 192 в форме диска, которая располагается у секции 194, выполненной в виде крышки, как показано на фиг. 8В. Вставка содержит выемку 193 регулируемой глубины, которая может быть использована как упор в торец волокна, оконцовываемому на месте эксплуатации. В одном из аспектов секция, выполненная в виде крышки, выполнена из пластмассы, а вставка 192 выполнена из металла, что может обеспечивать более управляемую регулировку глубины. Например, торцевая крышка 190 может быть использована так, чтобы она обеспечивала выступание волокна на примерно 30 мкм. В другом воплощении для обеспечения разных величин выступания в зависимости от применения могут быть использованы разные вставки.
В другом приведенном в качестве примера воплощении обеспечена процедура оконцовки на месте эксплуатации. Так, оптическое волокно может быть подготовлено путем зачистки и плоского скалывания с использованием традиционного скалывателя. Защитная оболочка/пластмассовое покрытие волокна может зачищаться с использованием традиционного механического оптоволоконного стриппера. Стеклянная часть волокна может вытираться дочиста.
После подготовки торца волокна зачищенная часть волокна может вставляться в коннектор, в частности во втулочный корпус, до тех пор, пока кончик волокна не пройдет на требуемую величину за торцевую поверхность 233 феррула, до тех пор, пока он не соприкоснется с выемкой 193 вставки 192 торцевой крышки 190. Приводная крышка 244 может прижиматься к захватному элементу 242 для захвата стеклянного волокна, а для зажатия буферной части волокна может быть задействован буферный зажим 226.
В предпочтительном воплощении при захвате волокна захватным элементом кончик волокна/торцевая поверхность феррула полируется с использованием традиционной процедуры полировки на месте эксплуатации так, чтобы кончик волокна находился на одном уровне с торцевой поверхностью феррула. В альтернативном варианте полировка на месте эксплуатации может выполняться для получения небольшого выступания волокна.
Как было упомянуто выше, волоконно-оптический коннектор согласно представленным в качестве примера воплощениям имеет компактную длину и допускает оконцовку непосредственно на месте эксплуатации без использования платформы для оконцовки коннектора или отдельного обжимного инструмента.
Ниже будет описан пример процесса оконцовки. В одном из аспектов частично собранный волоконно-оптический коннектор доставляется лицу, осуществляющему монтаж на месте эксплуатации, при этом захватный элемент 142 и крышка 141 для захватного элемента уже установлены во втулочном корпусе 120, который содержит закрепленный в нем феррул 132. Наружная оболочка корпуса предпочтительно удалена, но может также присутствовать в альтернативных аспектах. Втулочный корпус 120 может быть также предварительно установлен в несущей части 116, где отбортованная секция 128 втулочного корпуса вставлена в отверстие секции 115. Пружина 155 будет обеспечивать некоторое подпружинивание в отношении осевого перемещения после вставки.
Для оконцовки на месте эксплуатации волоконно-оптический кабель 135 подготавливают путем срезания части защитной оболочки 136 волоконно-оптического кабеля, зачистки покрытой части волокна около торца оконцовываемого волокна, после которой остается оголенная часть 158 волокна, и скалывания (плоского или под углом) торца 134 волокна. В одном из приведенных в качестве примера аспектов может удаляться от около 50 мм до около 70 мм, в некоторых аспектах около 60 мм, защитной оболочки 136, после чего остается около 20-30 мм зачищенного волокна и от около 25 мм до около 35 мм открытого буферного покрытия. Например, для создания плоского или углового скола можно использовать имеющийся на рынке скалыватель волокна, такой как Ilsintech MAXCI-01 или Ilsintech MAXCI-08, поставляемый Ilsintech, Корея (не показан). В альтернативном варианте для создания плоского или углового скола можно использовать дешевый скалыватель волокна, такой как скалыватели, описанные в WO 2009/051918, WO 2010/120570 или WO 2011/025929.
После того как торец волокна будет подготовлен, зачищенная часть волокна может быть вставлена в коннектор (хвостовик 180 может быть размещен на волоконном кабеле еще дальше для закрепления в более поздний момент времени). В частности, волоконно-оптический кабель 135 может вставляться в направлении от заднего торца коннектора (т.е. через зажимающую часть 119 несущей части коннектора) в направлении феррула. Упоры 114, сформированные на внутренней части несущей части 116, обеспечивают границу для остановки дальнейшего продвижения снабженной защитной оболочкой части 136 волоконно-оптического кабеля 135. Таким образом, подготовленный торец волокна может направляться через захватный элемент 142, расположенный во втулочном корпусе, до тех пор, пока кончик 134 волокна не будет выступать за торцевую поверхность феррула на требуемую величину, которая может быть задана вставкой 192 торцевой крышки 190. Когда кончик волокна соприкоснется с вставкой 192 торцевой крышки, волокно начнет изгибаться, что можно наблюдать через отверстие 175 коннектора. В этот момент хвостовик еще не установленн, что упрощает наблюдение изгиба волокна.
Затем, в то время как волокно подергается действию соответствующего усилия торцевого нагружения, может приводиться в действие захватное устройство. Для приведения в действие захватного устройства приводная крышка 144 может прижиматься к захватному элементу 142 с целью захвата стеклянного волокна. В одном из аспектов лицо, осуществляющее монтаж, может надавливать вниз (умеренным усилием большого или другого пальца) на приводную крышку 144 захватного устройства 140. Изгиб волокна может устраняться путем легкого оттягивания волоконного кабеля. Хвостовик 180 может проталкиваться по оси к монтажной секции 118 несущей части, а затем навинчиваться на монтажную секцию несущей части, затягивая цангообразную зажимающую часть 119 на защитную оболочку кабеля.
Если наружная оболочка не была предварительно установлена, наружная оболочка корпуса 112 может размещаться поверх секции несущей части/втулочного корпуса.
При установленном волокне торец 134 волокна может полироваться с использованием устройства или способа, описанных в совместно рассматриваемой патентной заявке РСТ, номер публикации WO 2013/159332, озаглавленной Fiber Connector Polishing Apparatus and Method ("Устройство и способ для полировки коннектора оптического волокна") и поданной в тот же день, что и настоящая заявка.
Таким образом, вышеописанная процедура оконцовки может выполняться без использования какой-либо дополнительной платформы для оконцовки волокна или специального инструмента. Оптический коннектор является повторно используемым в том смысле, что приводная крышка может быть снята с использованием приспособления 159, как рассматривалось выше.
Как было упомянуто выше, оптический коннектор согласно приведенным в качестве примера воплощениям имеет компактную длину и допускает оконцовку непосредственно на месте эксплуатации с сокращением времени сборки. Такие приведенные в качестве примера коннекторы могут легко монтироваться и использоваться для монтажа сетей FTTP и/или FTTX.
В дополнение к вышеописанной конструкции оптический коннектор согласно настоящему изобретению может быть термически сбалансированным для эффективного функционирования в широком диапазоне температур. В одном из аспектов материалы, используемые для формирования компонентов коннектора 100, выбраны так, что термические характеристики захватного элемента 142 и захваченного им стеклянного волокна 138 по существу совпадают с термическими характеристиками втулочного корпуса 120 и феррула 132.
Например, в одном из аспектов изобретения оптический коннектор 100 может содержать втулочный корпус 120 и приводную крышку 144, изготовленные из одного и того же материала, но у каждого СТЕ отличается в направлении оси волокна. В частности, приводная крышка может иметь СТЕ в направлении оси волокна, существенно отличающийся от СТЕ втулочного корпуса в том же направлении. В результате волоконно-оптический коннектор может быть термически сбалансированным в значительном (т.е., более 100°С) диапазоне температур (например, от -40°С до 80°С).
В смысле конструкции, втулочный корпус 120 может содержать первую оконечную часть 121, содержащую отверстие для приема и вмещения феррула 132. Феррул 132 может быть сформирован из керамического, стеклянного, пластмассового или металлического материала для обеспечения опоры вставляемого и оконцовываемого оптического волокна. В первом воплощении феррул 132 является керамическим феррулом. В другом воплощении феррул 132 может быть стеклянным феррулом. Волокно, оконцовываемое в коннекторе, может быть стандартным одномодовым или многомодовым оптическим волокном. Феррул 132 может быть закреплен в части втулочного корпуса посредством многослойного литья, как было описано выше. В этом воплощении втулочный корпус 120 может быть сформован или отлит из полимерного материала, в частности из полимерного материала, имеющего анизотропный СТЕ.
В этом воплощении захватное устройство 140 содержит захватный элемент 142, крышку 141 для элемента и приводную крышку 144. Захватный элемент 142 является устанавливаемым в корпусной части втулочного корпуса 120 в ложе или гнезде 143 для захватного элемента. В одном из аспектов захватный элемент 142 содержит лист из пластичного материала, содержащий центральный шарнир, который соединяет два рычага, при этом каждый из рычагов содержит канал для захвата волокна, предназначенный для оптимизации зажимающих усилий в отношении размещаемого в нем традиционного оптического стеклянного волокна. Пластичный материал, например, может представлять собой алюминий или анодированный алюминий.
В этом воплощении захватный элемент 142 может закрепляться во втулочном корпусе посредством крышки 141 для элемента.
Приводная крышка 144 может быть выполнена с возможностью вхождения в зацепление с захватным элементом 142 так, что элемент 142 прочно захватывает вставленное в него волокно. В этом воплощении стенки крышки скользяще размещаются вокруг элемента 142. При применении, когда крышка 144 переходит из открытого положения в закрытое положение (например, вниз в воплощении, изображенном на фиг. 2), один или несколько зубчатых выступов, расположенных на внутренней части приводной крышки 144, могут скользить по рычагам элемента в одной или нескольких из секций 142а и 142b захватного элемента, поджимая рычаги друг к другу. В одном из аспектов захватное усилие, прилагаемое к передней части 142а захватного элемента (ближайшей к феррулу 132), является большим, чем захватное усилие, прилагаемое к задней части 142b захватного элемента. В дополнительном представленном в качестве примера воплощении зажимающее усилие, прилагаемое к задней части 142b захватного элемента, может быть по существу нулевым.
Стеклянная часть 138 волокна размещается в канавке элемента 142 и захватывается, когда рычаги элемента сдвигаются приводной крышкой 144 друг к другу.
Согласно одному из аспектов этого воплощения материалы, из которых выполнены крышки 141 и 144, также могут быть выбраны так, чтобы они способствовали обеспечению термической балансировки в широком диапазоне температур. Например, втулочный корпус и обе крышки 141, 144 могут быть сформованы или отлиты из одного и того же полимерного материала. Например, крышки 141, 144 и втулочный корпус 120 могут быть выполнены из жидкокристаллического полимера (LCP). Может быть использован такой LCP, как VECTRA LCP А130, поставляемый такими компаниями, как Polyplastics Ltd. и Ticona Company. Однако в данном приведенном в качестве примера воплощении крышки 141 и 144 имеют СТЕ в направлении оси волокна, существенно отличающийся от СТЕ втулочного корпуса 120 в том же направлении. Поэтому расстояние между элементом 142 и феррулом 132 управляемо уменьшается при повышении температуры. В такой конструкции элемент 142, в отличие от втулочного корпуса, ограничен крышкой вдоль его геометрической оси внутри коннектора.
Материал LCP имеет первый СТЕ в направлении течения в ходе процесса литья и второй СТЕ (отличающийся от первого СТЕ) - в направлении, ортогональном направлению течения. В этом представленном в качестве примера воплощении первый СТЕ меньше второго СТЕ. В этом воплощении крышки 141, 144 могут иметь СТЕ в осевом направлении, сходный с СТЕ металлического захватного элемента 142.
В этом приведенном в качестве примера воплощении СТЕ крышек и элемента вдоль их главной оси выбран так, чтобы он был больше, чем СТЕ втулочного корпуса. Поэтому передний торец элемента (ближайший к феррулу) при повышении температуры может придвигаться ближе к заднему торцу феррула. Таким образом, положение волокна относительно торца феррула может сохраняться в широком диапазоне температур.
Вышеописанные оптические коннекторы могут использоваться во многих традиционных применениях оптических коннекторов, таких как ответвительные кабели и/или перемычки. Вышеописанные оптические коннекторы также могут использоваться для оконцовки (установления коннекторов) оптических волокон при взаимном соединении и коммутации в волоконно-оптических сетях внутри блоков распределения волокон в аппаратной или настенной коммутационной панели, внутри пультов, коммутационных шкафов или коммутаторов или внутренних выводов в помещениях для применения с волоконно-оптическими кабелями. Вышеописанные волоконно-оптические коннекторы также могут использоваться для оконцовки оптического волокна в оптическом оборудовании. Кроме того, один или несколько вышеописанных волоконно-оптических коннекторов могут использоваться в альтернативных применениях. Более того, вышеописанные коннекторы спроектированы менее чувствительными к изменениям температуры, поэтому они могут использоваться в широком диапазоне применений, таких как применение во внешних кабельных системах.
При рассмотрении настоящего описания специалистам в области техники, к которой относится настоящее изобретение, будут очевидны различные модификации, эквивалентные процессы, а также многочисленные конструкции, к которым может быть применимо настоящее изобретение.