本发明涉及把光纤带彼此连接的连接器(每个光纤带都包括多个平行的光纤),和其安装方法。 已知的光纤连接器的连接方法是用粘接剂把光纤带保持在本体上。
然而,使用这种方法,需要相当长时间使粘接剂硬化,因此其主要缺点是其可加工性差。还有,当使用两种液体混合型粘接剂时,由于配比不对其粘接强度不稳定,使连接器的可靠性下降。
本发明为了克服上述缺点,引进了一种光纤带连接器,它包括把光纤放在其上槽内的对准件,放在对准件上的光纤上的可变形金属件,和前端与对准件和可变形金属件配合、后端用于保持光纤带未暴露部分的一个箍。因此,在光纤带的后部被箍的后端保持住时,光纤被固定保持在对准件和可变形金属件之间。箍前端的光纤端头被切去。
本发明的第一个目的是提供一种光纤带连接器,它能牢固地锁紧光纤带。
本发明第二个目的是提供一种能长期稳定地保持固定光纤带的连接器。
本发明的第三个目的是提供一种不会损坏光纤的光纤带连接器。
本发明的第四个目的是提供一种光纤带连接器,其中在光纤和可变形金属之间有不滑粉末,以防止由于温度变化、震动等原因造成光纤从连接器前端突出。
本发明的第五个目的是提供一种光纤带连接器,其中在光纤和可变形金属件之间放入不滑粉末,以使光纤能长期稳定地被锁紧和保持固定。
本发明的第六个目的是提供一种光纤带连接器,其中有一个施压件,用于压住可变形金属件,以便可牢固地锁紧光纤。
本发明的第七个目地是提供一种光纤带连接器,其中,箍的后端有一个键,而劈上有一个与之相配的键槽,以便减少保持光纤带所需的零件数量。
本发明的第八个目的是提供一种改进的光纤带连接器安装方法,其中安装工作很容易进行。
本发明的第九个目的是提供一种改进的光纤带连接器安装方法,其中安装工作可在短时间内完成。
本发明上述的和进一步的目的和特点从下面参照附图进行的说明中将会变得更明显。
图1是本发明第一实施例的部分去掉后的纵剖视图。
图2是本发明第一实施例的部分切去后的前视放大图。
图3是第一实施例的分解轴测图。
图4是本发明第一实施例中使用的对准件的立体图。
图5是本发明第二实施例部分去掉后的纵剖视图。
图6是本发明第二实施例部分去掉后的放大前视图。
图7是本发明第三实施例部分切去的纵向视图。
图8是在发明第三实施例部分切去的放大前视图。
图9是本发明第四实施例的部分切去的纵向剖视图。
图10是本发明第四实施例的部分切去的放大前视图。
图11是本发明第五实施例的部分切去的纵向剖视图。
图12是第五实施例部分切去的放大前视图。
图13是本发明第六实施例的分解立体图。
图14显示了不打滑粉末对光纤的止动合力。
图15是本发明第七实施例的部分切去的纵向剖视图。
图16是本发明第七实施例中劈的纵向剖视图。
图17是本发明第七实施例中的安装方法的示意图。
图18是本发明第八实施例部分切去后的纵剖视图。
图1是以光纤带连接器形式表现的本发明第一实施例部分去掉后的纵剖视图(除光纤21,光纤带2,劈7,和罩10外,都以截面表示,在图5、7、9、11、15和18中也一样)。图2是本发明第一实施例的部分切去的放大前视图,而图3是它的分解立体图。
圆柱形的箍1的前端有一扁平的孔13b,光纤带2在其中轴向延伸。平直孔13b的前端与在箍1前端形成的扩大的孔13a相通,而其后端与在箍后端形成的扩大的开孔13c相通。虽然箍1用较少的塑料,它也可用金属制成。
光纤带2包括多个(例如5个)光纤21,每根光纤用初层和缓冲层包上,它们彼此平行地排列并用一个外层套住以成为扁平的带状。光纤21,被剥去初层、缓冲层40外层后,从扁平孔13b的中间伸向前放大孔13a的上部。有一个矩形的对准件3(见图4)。装入放大孔13a。对准件的上面有多个(在本例中为5个)等距的V形槽31,以便与罩1的轴线平行地延伸。槽31之间的距离与光纤带2的各光纤21间的距离相等。因此,光纤21分别放在槽31内。特别是考虑到稳定性和光纤带2中的光纤21的等间隔,每个槽的底角约为70度,以使光纤21的上端等于或稍低于对准件3的上面。这样,当把光纤21插入箍1时,可以容易地把光纤21装入对准件3的V形槽31中。
对准件3上多个槽31的两边有一对较大的V形槽32、32。它们与槽31平行,箍1上也有一对槽13d,形成在扩大的孔13a的上部,以便分别与大槽32相对。因此,对应的槽32和13d分别构成一对导销6、6可以插入的导销插入孔。
对准件上面的后端有一个向下的斜面33。斜面33最下端与槽31的底大约同一水平。对准件3是用含锆或含铝的陶瓷制成。也可用铝、锌或铝锌合金这样的软金属材料制成。
箍1前端还有一个与放在槽31中的光纤21成直角的槽12。槽12的直径稍小于槽32间的距离并且用来接受可变形的金属件4,它是圆柱形或矩形固体,宽度与槽宽基本相同。可变形的金属件在压力下会变形,以抵消光纤21的直径和V形槽31形状的误差,以便于均匀地压力把光纤21牢固地把住。因此,可变形金属最好能抵抗环境(如温度)的变化,它可用铅、铟、锡、锌、焊料、或软铜制成;特别是,铅是最适宜的,因为它的塑性高而且成本低。
箍1的外轮廓的中央有一个轴向延伸的定位导轨11,在最后部分一个凸起表示一个止转键(twist-locking key)15。
标号7表示一个塑料制成的截锥形的劈(它比较便宜),或用金属制成。劈7有一个向前变小的锥形段71,以便装入箍1上的锥孔16中,还有一个与锥形段71大端相连的圆柱段72,以及一个与圆柱段72相连的法兰段73。圆柱段72的外径近似等于箍1上圆孔17的内径,而法兰段73的外径近似等于箍1的外径。有一个穿过圆柱段和法兰段72、73并与沿劈7轴向开出的槽74相通的中心孔,该槽从锥形段前端71延伸到圆柱段72的中部。法兰段73上有一个键槽75,用来与止转键15啮合。
标号10表示保护安装上的光纤带的罩,它通过杯形套9的底部安装。
下面介绍上述连接器的安装方法。把光纤带2的前端的包皮剥去一段,并把光纤带穿过套和罩9、10插入劈7。然后把劈7装入箍1,使键槽75与止转键15啮合。此时,使劈7受到应力,以便使槽74变窄。这就使光纤带2被保持在劈7中。在箍1的前端的从光纤带中暴露出的光纤21在从斜面33侧插入时就进入了槽31。当可变形金属件4被压进槽12时,光纤21被牢固地夹持住。最后,把从箍前面突出的光纤21的伸出部分切去,如果必要的话,磨去。
图5是本发明第二实施例的部分切去的纵向剖视图,而图6是其部分切去的放大前视图。
按照第二实施例,为了压住可变形金属件4,在第一实施例的连接器中增加了一个施压件5。施压件5也装在箍1前端的槽12中,其形状可以是圆柱形或矩形并与槽12近似等宽。施压件5的底部有一个方窝,其宽度大于两端的两个槽31之间的宽度以便把可变形金属包容在其内。当把施压件向下压入槽12中时,可变形金属件4压住光纤21从把它们保持在对准件3的相应槽31中。可变形金属件4最好有适宜的尺寸和厚度,以便把它放在施压件(在压力下它被保持在槽12中)的窝内时,能对每根光纤21都施加压力。
在本实施例中,其他零件,如劈7,都与实施例1相同,因此用相同标号表示,并省略了说明。虽然它的安装方法与第一实施例一样,但与第一实施例比较,它对光纤的保持力有了很大改善,因为第二实施例使用了施压件5对所变形金属件4施压。
图7是本发明第三实施例的部分丢掉的纵向剖视图,图8是其部分去掉的放大前视图。
按照第三实施例,在对准件3和可变形金属件4之间有不滑的粉末。可变形金属件的底面上有方形窝4a以与对准件3上的槽31对应,它的深度较小而宽度比两个相距最远的槽31之间的距离稍宽。含铝或锆陶瓷的防滑粉末微粒(至少小于0.5μm)被放在窝4a内。可变形金属件4被压入槽12时通过不滑粉末30对每根光纤21作用一个压力,这样它们就被牢固地保持在对准件3的相应的槽31内。
第三实施例和前两个实施例一样,光纤带2被箍1固定住,并把光纤21保持在对准件3的槽31内。光纤21被对准件3和可变形金属件4牢固地保持在槽31和窝4a之间,在窝中有不滑的粉末30。因此,因为在本实施例中在相应的表面上有用于保持光纤用的不滑的粉末30,使得比用可变形金属件直接保持光纤21(由于保持面是光滑的,所以在一段时间中容易打滑),其紧固度得到改善并且长时间不变。
图9是本发明第四实施例的部分去掉的纵剖视图,图10是其部分去掉的放大前视图。第四实施例与第三实施例相同,也使用了类似的施压件5。
与第二实施例相似,施压件5装在箍1前端的槽12内。可变形金属件4装在施压件5底部的窝内,这与第二实施例相似。可变形金属件4也有一个高,其内与第三实施例一样放有不滑的粉末30。当施压件5被压入槽12,可变形金属件对每个光纤作用一压力,把它们牢牢地保持在对准件3的槽31中。
图11是本发明第五实施例的部分去掉的纵剖视图。图12是其部分去掉的放大前视图。第五实施例与第三实施例相同,用一个环20套在箍1的前端。图13是第六实施例的分解立体图,显示了本发明的第六实施例,它与第四实施例相似,也用了一个相似的环20。
按照第五和第六实施例,劈7被装入箍1中以保持光纤带,然后在用前述的方法保持和处理光纤21之前,把环20套在箍1的前端。在第五或第六实施例中,环20防止箍1的前端在把可变形金属件4压入槽12中时产生的反应力作用下产生变形而导致保持力下降和使导销6在保持区变松。因此,光纤21和导销6保持牢固地锁紧。
按照第三、四、五和六实施例,由于在对准件3和槽31之间有不滑粉末30,对光纤21的保持力增加,光纤被固定保持在对准件3和可变形金属件4之间。结果,可以防止由于温度变化而使光纤从箍1的前端伸出。
不滑粉末30的数量能使对准件3和可变形金属件4互不接触,或使它们部分接触。
表1和图14的图表显示了不滑粉末30的材料和微粒直径(即平均微粒直径下同)变化对其性能的影响,不滑粉末对光纤21的保持力将要加以叙述。
图14的水平轴线表示不滑粉末的微粒直径(μm),垂直轴线表示对光纤21的保持力(Kgf)。含铝陶瓷不滑粉末用O表示,含锆陶瓷不滑粉末用△表示,金属微粒用●表示,金刚石微粒用×表示。阴影区表示不使用不滑微粒30时可变形金属对光纤21的保持力。把光纤21放在对准件3上并用可变形金属件4通过不滑粉末30压紧之,首先在25Kgf压力下,然后松开前面压力后再在3Kgf压力下,测量对光纤21的保持力。
如表1和图14所示,不滑粉末微粒直径越小,对光纤21的保持力增加得越多。陶瓷不滑粉末30的性能较好。然而,当微粒直径(即使是陶瓷的)大于1μm时,对光纤21的保持力明显下降,这样光纤可从对准件3和可变形金属件4之间滑出。还有,光纤21可能断开。另一方面,金属不滑粉末容易阻碍可变形金属件4,虽然它提供保持光纤21的一定压紧力。因此,它不能与可变形金属件4一起使用。它造成差的工作性能并且被认为金属粉末不适于用作保持光纤的不滑粉末30。
因此,陶瓷材料是最适用作不滑粉末30的,并且其直径应小于1μm,最好小于0.5μm。
为了在中间用不滑粉末30把光纤21保持在对准件3的槽31和可变形金属件4的窝4a之间,把由直径小于0.5μm的陶瓷微粒组成的不滑粉末30放在可变形金属件4的窝4a和平行地放在对准件3的槽31中的光纤21之间,然后用25Kgf的力压之。结果光纤21被有效地保持在对准件3和可变形金属件4之间。
施压中的不滑粉末30层的厚度最好为0.1到0.3mm。
表2显示了为了证实用不滑粉末30和铅制的可变形金属件4组合时的保持强度,温度变化后光纤21的突出量的变化,连接器如图13所示,有箍1等,它用塑料制成。
试于A的进行条件是,用图13的施压件5压住厚度为1mm的可变形金属件4,铝陶瓷不滑粉末30的微粒直径为3μm。试验B的条件是,不用施压件5,而用2mm厚的可变形金属件4和微粒直径为0.2μm的氧化锆不滑粉末30。两个试验的相同条件是,对可变形金属件4都施以25Kgf的压力,然后当光纤带与劈7保持紧固时放松压力。在温度试验中,A的温度变化是从30℃升高到60℃,从60℃降低到-30℃。热循环试验中升温降温循环重复10次。从一个连接器一端到另一个连接器另一端的光纤带2的长度是5米。不滑粉末30对光纤21的保持力的范围是700到780gf。
试验结果是,光纤21的突出量约为10μm,在目标范围内。试验A显示,当可变形金属件4与施压件5共用时,对光纤的保持力增加,光纤21的突出量小于10μm。虽然,压迫可变形金属件4使之进入连接器仍然提供充分的光纤保持力,但是光纤21的突出量保持在约10μm。因此,象试验B中所作的那样,选择最好的不滑粉末就能得到好的结果。在试验B中,可变形金属件的厚度为2mm,不使用施压件5,不滑粉末30是氧化锆,其微粒直径为0.2μm。
试验证明,使用不滑粉末30把光纤21保持在对准件3和锆作的可变形金属件4之间是有效的,而且可以防止由于温度变化而使光纤21突出连接器的前端。
虽然本实施例中,不滑粉末被放在可变形金属件4底部的窝4a和坐在槽31内的光纤21之间,它也可以直接粘在可变形金属件4的底部。还可以在安装可变形金属件4之前把不滑粉末30放在要放置光纤21的对准件3上的槽31的关键区域上。还有,在制造可变形金属件4时,可以把不滑粉末30与可变形金属件4的原料掺在一起,使它们能存在于可变形金属件4的表面上。
图15是本发明第七实施例部分去掉后的纵剖图。图16是第七实施例中使用的劈7的纵剖图。本实施例中,箍1的前端,对准件3,可变形金属件4,套9,和罩10与第一实施例相同,说明从略。
箍1的后端有一个直径减小的部分14。圆柱形保持件8包括一个外径基本等于缩小部14的外径的大端和一个外径基本等于箍1上大孔13c内径的小端。小端被插入大孔13c中,使其大端的前端与缩小部14后端接触。虽然用塑料制成的保持件8并不昂贵,但也可用金属制造。保持件8的小端的前部有一个小孔81,其内壁轴向平行布置。保持件8的大端的后部有一圆孔83。小孔81与圆孔83通过一个锥形孔82连通,该锥形孔前端直径较小并在保持件8的小端和大端之间延伸。
劈7被从后面插入保持件8。截锥形的劈7(和前述实施例一样)包括位于前方的锥形段71,圆柱段72和法兰段73,它们依次相邻。锥形段71被紧插入保持件8的锥孔82中,同时法兰段73的外径和圆柱段72的外径分别等于保持件8的大端外径和圆孔83的直径。相似地,圆柱段72和法兰段73与成形在其中的缝74和连通孔76相配合。孔76的直径近似等于光纤带2的宽度。
光纤带2同轴地穿过前述的劈7安装。当劈7被插入保持件8时,其锥形段71与锥形孔82等密配合,因此,缝74变窄。这使光纤带2受力均匀并被牢固地保持。劈7被限制在保持件8内,其法兰段73的前端77与保持件8的后端84接触。结果,可防止光纤带过紧并且在带压下保持紧固。
现在叙述按第七实施例的连接器安装方法。装紧在劈7和保持件8上的光纤带2被装入箍1,如图17所示。光纤带2前端的光纤被平行地固定保持在对准件3和可变形金属件4之间。最后,切去从箍1前面突出的光纤21的伸出部分,如果必要可磨掉。
图18是本发明第八实施例的部分去掉后的纵剖视图。它使用了第七实施例中的不滑粉末30。实施例中,相似的零件用相同的标号表示,其说明省略。
不背离本发明基本精神的情况下,可以有多种实施方式。本发明实施例是说明性的而不是限制性的,因为本发明的范围是由权利要求而不是由实施例限定的。所有落入权利要求之中或等于它的变化都将被包括在内。