ВЫПОЛНЕННАЯ В ВИДЕ ЗАМКА СТРУКТУРА ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ ОПТОВОЛОКОННОГО КАБЕЛЯ Российский патент 2018 года по МПК G02B6/38 

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Притязание на приоритет

В данной заявке запрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США №61/554,938, поданной 2 ноября 2011 года, которая вводится в настоящую заявку путем ссылки, как если бы она полностью была изложена в настоящем документе. Все публикации, указанные ниже, вводятся путем отсылки, как если бы они были полностью изложены в настоящем документе.

2. Область изобретения

[0001] Настоящее изобретение относится к оптико-волоконным соединителям, в частности устройствам для удерживания оптико-волоконного кабеля в оптико-волоконных соединителях.

3. Описание уровня техники

[0002] Существует много преимуществ в передаче светового сигнала посредством оптико-волоконных световодов, и их применение многообразно. Одиночные или множественные волоконные световоды могут применяться просто для передачи видимого света на удаленный участок. Сложные технологии и системы передачи данных могут передавать множественные специфические оптические сигналы. Эти устройства соединяют волокна их концами, при этом место соединения является источником потери света. Точное выравнивание двух отшлифованных концов нужно для обеспечения того, чтобы общие оптические потери в волоконном соединении равнялись или были меньше, чем допуск потери специфического оптического соединителя для системы. Для волокна, применяемого в одномодовой телекоммуникации, это соответствует допускам выравнивания волокна соединителя менее чем 1000 нанометров. Это значит, что и в параллельных, и в одиночных волоконных соединениях детали, работающие на многогигабитных скоростях, применяемые для выравнивания волокон, должны собираться и создаваться с субмикронной точностью.

[0003] В оптико-волоконном соединении оптико-волоконный соединитель ограничивает конец кабеля, который содержит одно или более чем одно волокно, и обеспечивает более быстрое соединение и разъединение, чем стыковка. Соединители механически соединяют и выравнивают сердцевины волокон, чтобы свет мог проходить непрерывно. Наиболее хорошие соединители теряют очень малую часть света благодаря отражению или расцентровке волокон.

Соединители, и в параллельных/множественных, и в одиночных волоконных соединениях, работающих на многогигабитных скоростях, должны собираться с подкомпонентами, изготовленными с субмикронной точностью. Если бы производство частей с такими уровнями точности не было бы затруднительным, то для того, чтобы конечный продукт был экономичным, он должен производиться при помощи полностью автоматического, очень высокоскоростного процесса.

[0004] Современные оптико-волоконные соединители не менялись в основной конструкции много лет. Основная часть соединителя - соединительное устройство. Фигура 1 показывает пример оптико-волоконного соединителя 1400 для кабеля 1410, включающего оптические волокна 1412, что производится Соnес ЛТД, США. Соединитель включает набор деталей, включающих наконечник 1402, корпус наконечника 1404, чехол кабеля 1406, направляющие оси 1408 и другое аппаратное оборудование, расположенное внутри или снаружи корпуса (например, компенсатор натяжения кабеля, сгиб, подмагничивающая пружина, прокладка и т.п.). Наконечник 1402 и конечные торцы волокон 1412 отшлифованы. Наконечник 1402 в оптико-волоконном соединителе 1400 подпружинен, чтобы обеспечить осевой наклон для сжатия отшлифованных торцов волокон в два соединителя в стыковой конфигурации. В большинстве случаев цель состоит в установлении физического контакта между соединенными волокнами, чтобы предотвратить потерю света. Физический контакт избегает попадания слоя воздуха между волокнами, что увеличивает вносимые потери соединителя и потери на отражение. Адаптер, не показан, требует надежного соединения наконечников двух соединителей (корпус наконечника 1404 каждого соединителя заключен в адаптер).

[0005] Оптико-волоконный соединитель, показанный на Фигуре 1, изготовлен Соnес Лтд., США, предположительно в соответствии со структурой, раскрытой в патенте США №5,214,730, который принадлежит Nippon Telegraph and Telephone Corporation. Как показано в патенте '730, соединитель оптического волокна соединяет плоский кабель оптического волокна, имеющий множество отдельных оптических волокон, и поддерживает отдельные оптические волокна в заранее установленном отношении. Соединитель оптического волокна может сопрягаться с другим соединителем оптического волокна (например, с помощью адаптера), чтобы выровнять множество отдельных оптических волокон одного соединителя и множество оптических волокон другого соединителя.

[0006] Наконечник 1402 от Соnес ЛТД, США, как правило, имеет форму пластмассового блока с рядом сквозных увеличенных отверстий, что обеспечивает достаточный просвет для вставки концов оптического волокна 1412 и направляющих осей 1408 в блок. Наконечник 1402 выполняют путем формования полимера, который часто укрепляется частицами стекла. Для вставки концов множественных оптических волокон 1412 через отверстия в блок наконечника 1402 защитные слои буферной оболочки (из смолы) оптических волокон зачищаются для того, чтобы открыть плакирующий слой около концов, причем плакирующий слой покрывается слоем эпоксидной смолы. Затем концы оптических волокон вставляются в увеличенные отверстия в наконечнике. Концы оптических волокон 1412 крепко удерживаются в наконечнике 1402 после затвердевания эпоксидной смолы. Подобным образом направляющие оси 1408 удерживаются эпоксидной смолой после того, как их вставили в увеличенные отверстия в наконечнике 1402, предоставленные для осей.

[0007] Вышеописанный наконечник имеет несколько значительных недостатков. Инжекционно формуемая структура, в своей основе, не является хорошо устойчивой. Полимер не проявляет жесткости и деформируется, когда нагрузки (силы или моменты) применяются к волоконному кабелю или корпусу соединителя. Полимеры также восприимчивы к сдвигу и температурным расширению/сжатию за более долгий промежуток времени. Просвет в увеличенных отверстиях в наконечнике, кроме того, влияет на устойчивость стыкового выравнивания волокон. Эпоксидная смола сжимается после отвердения, что ведет к сгибанию пластмассового наконечника. Кроме того, эпоксидная смола со временем сдвигается, что ведет к вдавливанию или оттягиванию концов оптических волокон (которые прижимаются к концам смежных волокон) в отверстиях наконечника при осевом смещении нагрузки от пружины в соединителе. Это включает сохранность стыков контактов поверхностей противоположных волокна и поверхности. Эти и другие недостатки имеют результатом небольшую устойчивость, которая оставляет желать лучшего для применения современного оптического волокна.

[0008] В настоящее время общепризнано, что волоконные соединители требуют дорогого производства, а их надежность и характеристики потерь оставляют желать лучшего. Устойчивость волоконных соединителей необходимо улучшить, а стоимость их производства снизить, если нужно сделать волокнистую оптику предпочтительным средством коммуникации для небольших расстояний и легко доступного применения. Относительно широкое распространение и даже увеличивающееся использование оптических волокон в коммуникационных системах, системах обработки данных и передачи сигнала создало потребность в эффективных средствах соединения волоконных стыков.

[0009] Для решения этих нужд правопреемник данного изобретения разработал ряд конструкций оптико-волоконного соединителя, которые преодолевают многие недостатки уровня техники. Некоторые из этих конструкций направлены на различные улучшения в конструкциях наконечника (например, наконечники с открытыми пазами и наконечники, имеющие выравнивающие структуры с открытыми пазами), которые могут производиться с оптимальными затратами и иметь результатом более надежные оптико-волоконные соединители по сравнению с уровнем техники оптико-волоконных соединителей, описанным выше.

[0010] Для дальнейшего введения новшеств в конструкции оптико-волоконных соединителей желательно улучшить, помимо конструкций наконечников, другие аспекты оптико-волоконных соединителей. Одним аспектом, который можно улучшить, является устройство для удерживания волоконного кабеля для предупреждения повреждения волокна и оттягивания оптического волокна из наконечника. В патенте США №7,311,449 Фиг. 38 и 39 относятся к гофрировальному элементу, прикрепленному к волоконному наконечнику. Элемент для натяжения волокна расположен от гофрировального элемента, который поддерживает волоконный кабель и сохраняет продольное расположение волокна относительно наконечника. Элемент для натяжения обеспечивает натяжение для волоконного кабеля. Упоминается, что при данных мягких материалах буферной оболочки оптико-волоконного кабеля общий внешний диаметр (О.Д.) волоконного кабеля не имеет строгого допуска на размер. Например, согласно конкретной спецификации для 2012 года внешний диаметр термопластичного буферного покрытия должен быть равным 900±50 μm. Прежде устройства для удерживания волоконных кабелей не разрабатывались для эффективного приспособления к относительно большому изменения размеров ±50 μm буферной оболочки.

[0011] Что необходимо - это улучшенный оптико-волоконный соединитель, имеющий улучшенное удерживающее устройство, которое допускает большие изменения во всем внешнем диаметре волоконного кабеля, а также улучшение производства, легкость использования и надежность при сниженных затратах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0012] Настоящее изобретение предоставляет устройство для удерживания волоконного кабеля (например, в оптико-волоконном соединителе), которое преодолевает многие недостатки уровня техники устройств для удерживания волоконных кабелей. Устройство для удерживания волоконного кабеля в соответствии с настоящим изобретением предназначено для приспособления к большим изменениям в относительно мягком внешнем слое (слоях) оптико-волоконного кабеля, что обеспечивает легкость использования и высокую надежность с низкой чувствительностью к условиям окружающей среды, и может производиться с низкой стоимостью.

[0013] В соответствии с настоящим изобретением устройство для удерживания кабеля включает, по меньшей мере, корпус, ограничивающий поверхность прижима волоконного кабеля, имеющую зубцы, расположенные вдоль направления, параллельного оси волоконного кабеля. Зубчатая поверхность напоминает ребристую поверхность и, при расположении на внутренней стенке паза, определяет ряд чередующихся маленьких и больших полостей, расположенных вдоль осевого направления. Маленькие полости расположены таким образом, что когда зубчатая поверхность зажимает буферную оболочку волоконного кабеля, маленькие полости могут закреплять оболочку волоконного кабеля в рамках полных границ размерного допуска. Большие полости расположены для обеспечения достаточного просвета, чтобы разместить относительно мягкий материал оболочки кабеля, который не могут разместить маленькие полости. Оболочка кабеля таким образом надежно удерживается удерживающим устройством для предотвращения проскальзывания. Таким образом, волоконные кабели, имеющие буферные оболочки с большими изменениями по размерам, могут все еще надежно удерживаться зубчатыми удерживающими устройствами согласно настоящему изобретению.

[0014] В одном воплощении устройство для удерживания волоконного кабеля включает первую пластину (например, цилиндрический корпус, имеющий полукруглую форму сечения), имеющую открытый паз с зубчатой стенкой вдоль осевого направления. Стенка паза чередует большие и маленькие ширины вдоль осевого направления, таким образом определяя чередующиеся маленькие и большие полости вдоль осевого направления. Зубчатый паз принимает волоконный кабель. Вторая пластина (например, цилиндрический корпус, имеющий полукруглую форму сечения), имеющая открытый паз, предусмотрена для дополнения первой пластины, чтобы сформировать зажимную конструкцию для волоконного кабеля. Паз второй пластины характеризуется аналогичными зубцами, распределенными в осевом направлении, или может быть плоским в осевом направлении (то есть, без зубцов). В применении, первая и вторая пластины зажимают оболочку волоконного кабеля, причем волоконный кабель надежно удерживается чередующимися большими и маленькими полостями, ограниченными первой и второй пластинами.

[0015] В одном воплощении настоящего изобретения устройство для удерживания кабеля является встроенным в наконечник, который держит концевую часть голого волокна. В данном воплощении устройство для удерживания кабеля может быть конструкцией, отдельной от наконечника, который держит концевую часть голого волокна. Устройство для удерживания кабеля может прикрепляться к наконечнику, или же удерживающее устройство может включать зубчатый вкладыш, подкрепленный и поджатый к волоконному кабелю внешней конструкцией, такой как корпус кабельного соединителя и/или выступающая часть наконечника.

[0016] В другом аспекте настоящего изобретения открытая структура устройства для удерживания кабеля подходит массовым процессам производства, таким как штамповка и прессование, которые представляют собой недорогие производственные процессы.

[0017] В одном воплощении удерживающее устройство изготовлено из металла, который можно выбрать из имеющих высокую прочность (например, нержавеющая сталь), химическую стойкость (например, титан), высокую температурную устойчивость (никелевый сплав), низкое тепловое расширение (например, инвар) или совпадающих по тепловому расширению с другими материалами (например, ковар для совпадения с тепловым расширением стекла). В качестве варианта удерживающая структура может быть изготовлена из пластмассы или полимерного материала.

[0018] Устройство для удерживания кабеля согласно данному изобретению преодолевает много недостатков прототипа, имея результатом оптико-волоконный соединитель, который допускает большие колебания в относительно мягком внешнем слое (слоях), что обеспечивает легкость использования и высокую надежность с низкой чувствительностью к условиям окружающей среды, и может производиться по низкой стоимости.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0019] Для более полного понимания характера и преимуществ изобретения, так же, как предпочтительного способа использования, ссылка должна быть сделана на следующее прочтение подробного описания в сочетании с сопроводительными чертежами. В следующих чертежах цифры, так же как ссылки, обозначают сходные или похожие части на всех чертежах.

[0020] Фиг. 1 иллюстрирует многоволоконный кабель известного уровня техники.

[0021] Фиг. 2 иллюстрирует прижимную пластину устройства для удерживания оптико-волоконного кабеля в соответствии с одним воплощением настоящего изобретения, где Фиг. 2А - вид в перспективе, Фиг. В - вид сверху, Фиг. 2С - боковая проекция, полученная вдоль линии 2С-2С в Фиг. 2А, Фиг. 2D - боковая проекция, полученная вдоль линии 2D-2D в Фиг. 2А, и Фиг. 2Е - боковая проекция, полученная вдоль линии 2Е-2Е в Фиг. 2А.

[0022] Фиг. 3 иллюстрирует устройство для удерживания оптико-волоконного кабеля, включающее две прижимные пластины Фиг. 2; где Фиг. 3А - вид в перспективе в разобранном виде, Фиг. 3В - частичный вид в перспективе с одной из опущенных прижимных пластин, Фиг. 3С - боковая проекция, полученная вдоль линии 3С-3С в Фиг. 3В, Фиг. 3D - боковая проекция, полученная вдоль линии 3D-3D в Фиг. 3В.

[0023] Фиг. 4А - фотографическое изображение прижимной пластины; Фиг. 4В - фотографическое изображение волоконного кабеля после удерживания прижимной пластиной Фиг. 4А.

[0024] Фиг. 5А - вид в перспективе оптико-волоконного соединителя, включающего встроенный наконечник и держатель кабеля, который имеет структуру для удерживания кабеля, в соответствии с одним воплощением настоящего изобретения; Фиг. 5В - вид в перспективе в разобранном виде; Фиг. 5С - частичный вид в перспективе одной из половин прижимной структуры.

[0025] Фиг. 6А - вид в перспективе оптико-волоконного соединителя, включающего наконечник и держатель кабеля, прикрепленный к наконечнику, в соответствии с воплощением настоящего изобретения; Фиг. 6В-6Е иллюстрируют структуру держателя кабеля и конструкцию наконечника.

[0026] Фиг. 7 - вид в разобранном виде оптико-волоконного соединителя, включающего встроенный наконечник и держатель кабеля, который имеет структуру для удерживания кабеля, для многоволоконного кабеля, в соответствии с воплощением настоящего изобретения.

[0027] Фиг. 8 - вид в разобранном виде оптико-волоконного соединителя, включающего наконечник и вкладыш держателя кабеля, имеющего структуру для удерживания кабеля для многоволоконного кабеля, в соответствии с одним воплощением изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВОПЛОЩЕНИЙ

[0028] Данное изобретение описывается ниже относительно различных воплощений со ссылкой на чертежи. Так как данное изобретение описывается на основании наилучшего способа достижения целей изобретения, специалистами в данной области техники будет принято во внимание, что могут допускаться отклонения, принимая во внимание указанные идеи, без отклонения от сущности или объема изобретения.

[0029] Настоящее изобретение предоставляет структуру для удерживания волоконного кабеля (например, в оптико-волоконном соединителе), которая преодолевает многие недостатки прототипа устройств для удерживания волоконных кабелей. Устройство для удерживания волоконного кабеля, в соответствии с настоящим изобретением, предназначено для допуска больших колебаний в относительно мягком внешнем слое (слоях) оптико-волоконного кабеля, что обеспечивает легкость использования и высокую надежность с низкой чувствительностью к условиям окружающей среды, и может производиться по низкой стоимости. Устройство для удерживания волоконного кабеля включает, по меньшей мере, корпус, ограничивающий поверхность прижима волоконного кабеля, имеющую зубцы, расположенные вдоль направления, параллельного оси волоконного кабеля. Эта зубчатая поверхность включает ряд чередующихся маленьких и больших полостей, расположенных вдоль осевого направления.

[0030] Так как изобретение описывается ниже в связи со структурами для удерживания кабеля, применяющимися в оптико-волоконных соединителях, обладающая изобретательским уровнем структура для удерживания кабеля может приспосабливаться и применяться в других деталях, включающих оптические волокна, таких как структура для сращивания оптических волокон без отклонения от объема и сущности настоящего изобретения.

[0031] Фиг. с 2А по 2Е иллюстрируют корпус в форме прижимной пластины 20, который обеспечивает структуру для удерживания оптико-волоконного кабеля, в соответствии с воплощением настоящего изобретения. Пластина 20 имеет цилиндрический корпус с открытыми пазами на верхней поверхности. В данном иллюстрированном воплощении пластина 20 имеет общую полукруглую форму сечения (см. также Фиг. со 2С по 2D). Другие общие формы сечения (например, прямоугольная, квадратная, шестиугольная и т.п.) могут заимствоваться без отклонения от объема и сущности настоящего изобретения. Паз 22 определяется зубчатой стенкой 24 вдоль своего продольного или осевого направления. Паз 22, как правило, имеет полукруглую форму сечения. Паз 22 чередуется между большим и маленьким диаметром вдоль осевого направления, таким образом определяя большие полости 26 и маленькие полости 28 вдоль осевого направления. Ссылаясь на Фиг. 2С и 2D, верхняя поверхность 25 пластины 20 слегка отведена, чтобы обеспечить зазор 30 вдоль обоих краев паза 22.

[0032] Фиг. с 3А по 3D иллюстрируют держатель оптического волокна 10, который включает две противоположных пластины (20а, 20b), где каждая из пластин имеет корпус, включающий структуру для удерживания, приведенную на Фиг. 2. (В данном воплощении номера ссылок с обозначениями «а» и «b» указывают на соответствующие части для соответствующих пластин (20а и 20b.) Каждая пластина (20а, 20b) соответствует половине всей структуры для прижимания волоконного кабеля 16. волоконный кабель 16 включает оптическое волокно 12, защищенное внешней оболочкой кабеля 14 (например, буферное покрытие, сделанное из полимерного материала, такого как термопластик). Оболочка кабеля 14 вмещается пазами (22а, 22b) между пластинами (20а, 20b). Так как противоположные платины (20а, 20b) прижимаются друг к другу и сопрягаются плоскими поверхностями (25а, 25b), волоконный кабель 16 помещается посередине, как показано на Фиг. 3А. Пластины (20а, 20b) вместе окружают внешнюю часть волоконного кабеля 16. Пазы (22а, 22b) смыкаются на оболочке кабеля 14, а волоконная оболочка 14 надежно удерживается зубцами, характеризующимися чередованием больших полостей (26а, 26b) и маленьких полостей (28а, 28b).

[0033] Ссылаясь также на Фиг. с 3С по 3D, когда пластины (20а, 20b) сжаты, зазоры (30а, 30b) определяют границы маленького углубления 31, проходящего с любой стороны пазов (22а, 22b) к сопряженным поверхностям (25а, 25b). Как показано на Фиг. 3С, стенки маленьких полостей (28а, 28b) давят на буферный материал оболочки кабеля 14 и приводят к избытку буферного материала, который не может разместиться в маленьких полостях (28а, 28b), чтобы войти в большие полости (26а, 26b) и углубление 31, ограниченное между зазорами (30а, 30b). Маленькие полости (28а, 28b) чередуются таким образом, чтобы при сжатии пластин (20а, 20b) маленькие полости (28а, 28b) могли плотно сжать внешнюю часть оболочки кабеля 14 в рамках ее полного допустимого размерного диапазона. С другой стороны, ссылаясь на Фиг. 3D, большие полости (26а, 26b) чередуются, чтобы обеспечить достаточное кольцевое пространство 32 вокруг пазов (22а, 22b), чтобы вместить буферный материал оболочки кабеля 14, который не уместился в маленьких полостях (28а, 28b) и углублениях 31, определенных между зазорами (30а, 30b) в рамках полного допустимого размерного диапазона оболочки кабеля 14. Например, для удерживающей структуры, предназначенной для использования с волоконным кабелем 16, имеющим оболочку кабеля 14 с характеристиками 900±50 μm О.Д., большие полости (26а, 26b) и маленькие полости (28а, 28b) чередуются, чтобы позволить пластинам (20а, 20b) плотно сжимать волоконные кабели, имеющие фактический О.Д. между 850 μm и 950 μm и поверхностями (25а, 25b) остающихся сопряженными пластин (20а, 20b).

[0034] Фиг. 3В иллюстрирует оболочку кабеля 14, удерживаемую пазом 22b с опущенной пластиной 20а. Мягкая оболочка кабеля 14 в результате приобретает гофрированный или зубчатый профиль поверхности, как «запрессованный» зубчатыми пазами (22а, 22b) пластин (20а, 20b). Фиг. 4А - фотографическое изображение прижимной пластины, схожей с пластиной 20, показанной на Фиг. 2. Фиг. 4В фотографическое изображение волоконного кабеля после удерживания прижимной пластиной с Фиг. 4А.

[0035] Ниже представлены соответствующие расчеты величин размеров маленьких и больших полостей, например, оболочки кабеля, имеющей 900±50 μm О. Д.:

Объем оболочки:

Объем полости оболочки держателя:

Отношение объема оболочки к объему полости:

Объем сжатой оболочки и процент наполнения:

[0036] С зубчатыми пазами в прижимных пластинах (20а, 20b) оболочка кабеля 14 может крепко удерживаться держателем кабеля 10, чтобы предотвратить проскальзывание волоконного кабеля в держателе кабеля 10 от вытягивания в осевом направлении. Стенки маленьких полостей (28а, 28b) удерживают оболочку кабеля 14 во время вытягивания. Вертикальные стенки между смежными маленькими и большими полостями обеспечивают устойчивость к проскальзыванию. Дополнительный материал, простирающийся в углубления 31, добавляет дополнительную устойчивость к проскальзыванию волоконного кабеля в рамках удерживающей структуры. Ожидается, что устойчивость к вытягиванию увеличится с увеличением количества маленьких и больших полостей. Удерживающей структуре настоящего изобретения не требуется эпоксидная смола для надежного расположения волоконного кабеля. При применении прижимных пластин с открытыми пазами волоконный кабель может вставляться с любого направления.

[0037] Может быть принято во внимание, что волоконные кабели, имеющие оболочки с относительно большими размерными колебаниями, могут надежно удерживаться зубчатой удерживающей структурой, в соответствии с настоящим изобретением. Если пазы в структуре для удерживания кабеля были выполнены без зубчатой структуры, размещение большого количества вариантов размеров оболочек кабеля будет невозможным. Более того, если О.Д. паза выполнен достаточно большим для размещения оболочек кабеля на большем конце предела допуска О.Д. (например, 950 μm), паз не сможет сжимать оболочки кабеля на меньшем конце с пределом допуска О.Д. (например, 850 μm). И наоборот, если О.Д. паза выполнен достаточно маленьким для размещения оболочек кабеля на меньшем конце предела допуска О.Д. (например, 850 μm), то когда оболочки кабелей находятся на большем конце предела допуска О.Д. (например, 950 μm), избыточный буферный материал будет вылезать из пазов между прижимными пластинами. Удерживающая структура настоящего изобретения противостоит силе вытягивания для большего диапазона размеров оболочек кабеля.

[0038] В то время как воплощение по Фиг. 3 иллюстрирует две прижимные пластины, имеющие схожую структуру пазов, в другом воплощении (не показано), первая пластина, в рамках объема и сущности настоящего изобретения, имеет зубчатые пазы, а дополнительная вторая пластина имеет паз со стенкой, по существу, плоской в осевом направлении (то есть без зубцов). Дополнительно или по выбору, пазу в прижимных пластинах нет необходимости иметь закругленное дно или полукруглый профиль сечения. Паз на одной или двух пластинах может иметь профиль сечения других форм (например, квадратной, прямоугольной, V-образной, шестиугольной и т.п.). Дополнительно, вторая пластина может не иметь паза, если более глубокий паз U-образной формы предусмотрен на первой пластине для размещения оболочки волоконного кабеля. Более того, необязательно распространение зубцов в пазе по всей поверхности стенки паза. Например, для паза, имеющего прямоугольный профиль сечения, зубцы предусматриваются частично вдоль вертикальных боковых стенок, но не вдоль дна прямоугольного паза в осевом направлении, исходя из схожих обсужденных выше рассуждений о размерах относительно показанных воплощений. Вышеупомянутое также, по обстановке, применимо к воплощениям, описанным ниже.

[0039] Структура для удерживания кабеля, рассмотренная выше, может применяться в оптико-волоконном соединителе, схожем с соединителем, показанным на Фиг. 1. Внутри оптико-волоконного соединителя структура для удерживания кабеля располагается относительно наконечника, который поддерживает оптическое волокно, например, с помощью корпуса, который также удерживает наконечник. Структура для удерживания кабеля обеспечивает разгрузку натяжения для волоконного кабеля.

[0040] В одном воплощении настоящего изобретения структура для удерживания кабеля встроена в наконечник, который держит концевую часть голого волокна. Фиг. 5А-5С иллюстрируют воплощение оптико-волоконного соединителя, включающего встроенный держатель наконечника 40.

[0041] Фиг. 5А иллюстрирует вид в перспективе оптико-волоконного соединителя 100, имеющего ряд деталей, включая держатель наконечника 40, в соответствии с одним воплощением настоящего изобретения. Соединитель 100 дополнительно включает корпус наконечника 114 (схематично показан пунктирными линиями) и кожух кабеля 116 (показан пунктирными линиями). Фиг. 5А - упрощенный пример оптико-волоконного соединителя 100. В отличие от держателя наконечника 40, который сконструирован в соответствии с настоящим изобретением, другие детали оптико-волоконного соединителя 100 могут дополнительно включать детали, которые есть в оптико-волоконной конструкции, показанной на Фиг. 1 (например, пружины и т.п.). Фиг. 5В и 5С - различные виды оптико-волоконного соединителя 100, с корпусом наконечника 114 и кожухом кабеля 116, упущенными из вида (для простоты дополнительные воплощения рассматриваются ниже и показываются с корпусом наконечника 14 и упущенным из вида кожухом кабеля).

[0042] Держатель наконечника 40, включающий, как правило, цилиндрический наконечник 52 и держатель кабеля 50, проходящий от конца наконечника 52. В данном воплощении держатель наконечника 40 включает две, по существу, одинаковые половины держателя наконечника 40а и 40b, как более ясно показано на Фиг. 5В. Фиг. 5С более подробно показывает открытую конструкцию внутренней части половины держателя наконечника 40b. Похожие конструкции находятся в половине держателя наконечника 40а (не показано). Половина держателя наконечника 40b - цельная конструкция, включающая половину наконечника 52b и половину держателя кабеля 50b. Держатель кабеля 50b включает открытую структуру для удерживания кабеля 54 (а именно зубчатый паз), схожую с открытой структурой пластины 20, показанной на Фиг. 2, которая не будет повторяться здесь. Половина наконечника 52b имеет маленький открытый паз 53, имеющий форму и размеры для размещения части (например, полукруглый цилиндр) голого оптического волокна 12 и тонкий скользящий слой 13 без внешней защитной оболочки кабеля 14.

[0043] Противоположные половины держателя наконечника (40а, 40b) сопрягаются для завершения держателя наконечника 40, с тем, что половины наконечника (52а, 52b) сжимают оптическое волокно 12 (включая скользящий слой 13), а половины держателя наконечника (50а, 50b) зажимают оболочку кабеля 14. Половины держателя наконечника (40а, 40b) могут удерживаться вместе посредством лазерной сварки или же скрепляться с помощью внешнего подмагничивания (например, подмагничивание 114).

[0044] В другом воплощении держатель наконечника включает наконечник и отдельный держатель кабеля, имеющий структуру для удерживания кабеля, прикрепленную к волоконному наконечнику. Фиг. 6 иллюстрирует вид в перспективе оптико-волоконного соединителя 200, имеющего ряд деталей, включая держатель наконечника 240, в соответствии с одним воплощением настоящего изобретения. Фиг. 6А - упрощенное изображение оптико-волоконного соединителя 200. В отличие от держателя наконечника 240, который сконструирован в соответствии с настоящим изобретением, другие детали оптико-волоконного соединителя 200 не видны и дополнительно могут включать детали, показанные в конструкции оптического волокна на Фиг. 1 (например, корпус, кожух кабеля, пружины и т.п.).

[0045] Держатель наконечника 240 включает наконечник 252 и отдельный держатель кабеля 250, прикрепленный к наконечнику 250. В данном воплощении наконечник 252 имеет, в основном, округлый цилиндрический корпус, включающий две, по существу, одинаковые половины держателя наконечника 252а и 252b, как более ясно показано на Фиг. 6D. Половина наконечника 252b имеет маленький открытый паз 253 с формой и размерами для размещения части (например, полукруглый цилиндр) голого оптического волокна 12 и тонкий скользящий слой 13 без внешней защитной оболочки кабеля 14.

[0046] Фиг. 6 более подробно иллюстрирует открытую структуру внутренней части держателя кабеля 250. Держатель кабеля 250 включает открытую зубчатую структуру 254 (ряд больших и маленьких полостей вдоль осевого направления) для удерживания оболочки кабеля 14. Зубчатая структура 254 схожа с зубчатой структурой в открытом пазе пластины 20, показанной на Фиг. 2, которая не будет здесь повторяться. По сравнению с воплощением по Фиг. 5 держатель кабеля 250 воплощения по Фиг. 6 не встроен в наконечник 252. Держатель кабеля 250 включает манжету 266, распространяющуюся на одном конце основания соединительной детали 268. Держатель кабеля 250 прикреплен к наконечнику 252 с помощью манжеты 266, а основание соединительной детали 268 заворачивается вокруг оболочки волоконного кабеля 14. Фиг. с 6В по 6Е иллюстрируют конструкцию держателя кабеля и монтаж наконечника.

[0047] На Фиг. 6В, начиная с плоской части материала, формируется пластина Т-образной формы 260 (например, с помощью штамповки), имеющая свойства гофрированной поверхности 264, как показано. На Фиг. 6С пластина Т-образной формы 260 загнута или скручена в предварительную заготовку 261, включающую открытую манжету 266, имеющую продолговатые зубцы 277 и, как правило, цилиндрическую основу соединительной детали 261, ограничивающую открытый паз 222, который имеет схожие зубчатые стенки в воплощениях по Фиг. 2 и Фиг. 5. На Фиг. 6D половины наконечника (252а, 252b) помещаются внутри открытой манжеты 266, а оптико-волоконный кабель помещается в открытый паз 222 предварительной заготовки 261 (см. также Фиг. 6Е). Продолговатые зубцы 267 манжеты 266 дополнительно загнуты или скручены для заворачивания вокруг и сжатия противоположных половин наконечника (252а, 252b), чтобы поддерживать их в сопряженной конструкции для выполнения наконечника 252. В добавление, основание соединительной детали 268 дополнительно скручено, чтобы закручиваться вокруг оболочки кабеля 14 или сжимать ее. Конструкция, получающаяся в результате, показана на Фиг. 6А. В данном положении зубчатые пазы основания соединительной детали «врезаются» в оболочку кабеля 14, чтобы обеспечить удерживание кабеля, схожее с ранее описанными воплощениями. В этом положении манжету 266 и основание соединительной детали 268 в держателе кабеля 250 не нужно полностью заворачивать вокруг наконечника 252 и оболочки кабеля 14 соответственно.

[0048] Держатель наконечника 250 по Фиг. 6 легко производится (например, с помощью первоначальной штамповки пластины Т-образной формы), а также предоставляет удобную структуру, которая надежно удерживает половины наконечника (252а, 252b) в сопряженном отношении и надежно удерживает оболочку кабеля 14. Половины наконечника (252а, 252b) не нужно поддерживать вместе с помощью более сложных способов, например с помощью лазерной сварки. Следовательно, держатель наконечника 250 легко использовать в данной области, так как предварительную заготовку 261 на Фиг. 6С можно легко загнуть, применяя подходящий инструмент в данной области, чтобы завершить держатель наконечника 250.

[0049] Вышеупомянутые воплощения описаны в примере для удерживания одноволоконного кабеля в оптико-волоконном соединителе. Изобретательская идея может быть расширена до удерживания многоволоконных кабелей. Фиг. 7 - вид в разобранном виде оптико-волоконного соединителя 300, включающего встроенный держатель наконечника 340, который имеет структуру удерживания многоволоконного кабеля, в соответствии с одним воплощением настоящего изобретения. Фиг. 7 - упрощенное изображение оптико-волоконного соединителя 300. В отличие от держателя наконечника 340, который сконструирован в соответствии с настоящим изобретением, другие детали оптико-волоконного соединителя 300 не видны и дополнительно могут включать детали, показанные в конструкции оптического волокна на Фиг. 1 (например, корпус, кожух кабеля, пружины, направляющие оси и т.п.). Держатель кабеля, включающий структуру для удерживания кабеля данного воплощения, предназначен для надежного удерживания плоского кабеля 316, который включает множество параллельных оптических волокон 12, покрытых внешней защитной оболочкой кабеля 314 в форме узкой полоски.

[0050] Держатель наконечника 340 включает, как правило, прямоугольный наконечник 352 и держатель кабеля 350, целиком проходящий от конца наконечника 352. В данном воплощении держатель наконечника 340 включает две, по существу, одинаковые половины держателя наконечника 340а и 340b. Похожие конструкции находятся в половине держателя наконечника 340а (не показано). Половина держателя наконечника 340b - цельная конструкция, включающая половину наконечника 352b и половину держателя кабеля 350b. Держатель кабеля 50b включает открытую структуру для удерживания кабеля 354 (а именно зубчатый паз), схожую с открытой структурой пластины 20, показанной на Фиг. 2, за исключением того, что паз 351, в данном случае, - паз с прямоугольным дном вместо паза с закругленным дном по Фиг. 2. Паз с прямоугольным дном 351 достаточно широк, чтобы разместить оболочку кабеля в форме узкой полоски 314. Другие размышления по поводу замысла для держателя кабеля, включающего структуру для удерживания кабеля, рассмотренную выше, применительно к более ранним воплощениям, также применимы к данному воплощению. Половина наконечника 352b имеет множество маленьких открытых пазов 353b с формой и размерами для голых оптических волокон 12 (и из тонкого скользящего слоя, не показан) без внешней защитной оболочки кабеля 314.

[0051] Противоположные половины держателя наконечника (340а, 340b) сопрягаются для завершения держателя наконечника 340, при этом половины наконечника (352а, 352b) сжимают оптическое волокно 12 (включая скользящий слой 13), а половины держателя кабеля (350а, 350b) зажимают оболочку кабеля 314. Половины держателя наконечника (340а, 340b) могут удерживаться вместе посредством лазерной сварки или же скрепляться с помощью внешнего подмагничивания (например, посредством корпуса оптико-волоконного соединителя).

[0052] Зубчатая структура 354 паза с прямоугольным дном на Фиг. 7 может предоставляться как отдельный вкладыш кабеля держателя кабеля. Фиг. 8 вид в разобранном виде оптико-волоконного кабеля 400, включающего наконечник 440 и вкладыш держателя кабеля 451, имеющего структуру для удерживания кабеля 454 для многоволоконного кабеля, в соответствии с одним воплощением настоящего изобретения. Это воплощение схоже с воплощением по Фиг. 7 во многих аспектах, кроме того, что зубчатая структура 454 обеспечивается на вкладыше 451, поддерживаемом на расширенной части держателя кабеля 450 наконечника 440.

[0053] Фиг. 8 - упрощенный пример оптико-волоконного соединителя 400. В отличие от наконечника 440, который сконструирован в соответствии с настоящим изобретением, другие детали оптико-волоконного соединителя 400 не показаны и могут дополнительно включать детали, которые есть в оптико-волоконной конструкции, показанной на Фиг. 1 (например, корпус, кожух кабеля, пружины, направляющие оси и т.п.). Держатель кабеля, включающий структуру для удерживания кабеля, в соответствии с данным воплощением, предназначен для надежного удерживания плоского волоконного кабеля 316, который включает множество параллельных оптических волокон 12, покрытых внешней защитной оболочкой кабеля 314 в форме узкой полоски.

[0054] Наконечник 440 включает, как правило, прямоугольный цилиндрический корпус с частью держателя волокна 452 и частью держателя кабеля 350, целиком проходящую от конца наконечника 452. В данном воплощении наконечник 440 включает две, по существу, одинаковые половины держателя наконечника 440а и 440b. Половина держателя наконечника 440b - цельная конструкция, включающая часть держателя наконечника 452b и часть держателя кабеля 450b. Часть держателя кабеля 450b включает открытую прямоугольную полость 458b, которая размещает вкладыш 451b. Вкладыш 451b - пластина, имеющая открытую зубчатую структуру для удерживания кабеля 454b, схожую с зубчатой структурой открытого паза 22 пластины 20, показанной на Фиг. 2, и структурой паза с прямоугольным дном 351 на Фиг. 7. Половина наконечника 440а имеет схожие структуры, включая вкладыш 451а (не показан).

[0055] Прямоугольная полость 458b имеет размеры для того, чтобы быть достаточно широкой и глубокой для размещения оболочки кабеля в форме узкой полоски 314 и вкладыша 451b. С вкладышем 451b, размещенным в полости 458b, вся структура напоминает структуру зубчатого паза с прямоугольным дном 351 на Фиг. 7. Другие размышления по поводу замысла для держателя кабеля, включающего структуру для удерживания кабеля, рассмотренную выше, применительно к более ранним воплощениям, также применимы к данному воплощению. Часть держателя наконечника 452b имеет множество маленьких открытых пазов 453b с формой и размерами для голых оптических волокон 12 (и их тонкого скользящего слоя, не показан) без внешней защитной оболочки кабеля 314.

[0056] Противоположные половины наконечника (440а, 440b) сопрягаются для завершения наконечника 440, при этом части держателя наконечника (452а, 452b) сжимают оптическое волокно 12 (включая скользящий слой 13), а части держателя кабеля (450а, 450b) зажимают вкладыши 451, чтобы сжать оболочку кабеля 314. Половины наконечника (440а, 440b) могут удерживаться вместе посредством лазерной сварки или же скрепляться с помощью внешнего подмагничивания (например, посредством корпуса оптико-волоконного соединителя, не показано).

[0057] В то время как вышеупомянутые воплощения показывают зубцы, предусмотренные на противоположных половинах держателя кабеля, или на половинах наконечников, имеющих схожие структуры, в рамках объема и сущности настоящего изобретения наличие зубцов у половины держателя кабеля или половины наконечника и наличие отличных структур (например, без паза и/или зубцов) у дополнительной противоположной половины держателя кабеля или половины наконечника. Например, в воплощении по Фиг. 8 только один вкладыш 451b может использоваться на части держателя кабеля 450b нижней половины наконечника 440b, вкладыш 451b которой прижимает оболочку кабеля 314 к плоской поверхности (дну) полости 458а на части держателя кабеля 450а верхней половины наконечника 440а. Подобным образом в воплощении по Фиг. 7 верхняя часть держателя кабеля 350а, противоположная зубчатой структуре 354b, может быть без зубцов.

[0058] Раскрытые выше зубчатые вкладыши могут быть адаптированы для использования в оптико-волоконных соединителях, раскрытых в заявке на патент США №13/650,099 и заявке на патент США №13/650,119, которые обе были переданы правопреемнику настоящего изобретения. Эти заявки введены в настоящий документ путем отсылки, как если бы они были изложены в настоящем документе.

[0059] В другом аспекте настоящего изобретения раскрытая выше открытая структура наконечников и держателей кабеля, а также держателей наконечника, имеющая структуру для удерживания кабеля (то есть в половинчатых структурах и/или структурах пластин), подходит для массовых процессов производства, таких как штамповка и прессование, которые представляют собой недорогие производственные процессы. Процесс точной штамповки и аппарат были раскрыты в патенте США №7,343,770, который был передан правопреемнику настоящего изобретения. Данный патент полностью введен путем отсылки, как если бы он был полностью изложен в настоящем документе. Процесс и штамповочный аппарат, раскрытые в указанном документе, могут быть адаптированы под точную штамповку наконечников по настоящему изобретению.

[0060] В одном воплощении структуры раскрытых выше наконечников, держателей наконечников и держателей кабеля могут изготавливаться из металла, который может быть выбран из имеющих высокую плотность (например, нержавеющая сталь), химическую стойкость (например, титан), высокую температурную устойчивость (никелевый сплав), низкое тепловое расширение (например, инвар), или совпадающих по тепловому расширению с другими материалами (например, ковар для совпадения с тепловым расширением стекла). В качестве варианта, структуры могут быть изготовлены из пластмассы или полимерного материала.

[0061] Структура для удерживания кабеля в соответствии с настоящим изобретением преодолевает многие недостатки прототипа и имеет результатом оптико-волоконный соединитель, который допускает большие колебания в относительно мягком внешнем слое (слоях) оптико-волоконного кабеля, что обеспечивает легкость использования и высокую надежность с низкой чувствительностью к условиям окружающей среды, и может производиться по низкой стоимости.

[0062] Наряду с тем, что изобретение было частично показано и описано со ссылкой на предпочтительные воплощения, специалист в данной области техники должен понимать, что можно внести различные изменения в форму и детали, не отходя от сущности, объема и идеи изобретения. Соответственно, раскрытое изобретение должно рассматриваться просто как иллюстративное и ограниченное по объему, только как это указано в прилагаемых пунктах формулы изобретения.

Группа изобретений относится к оптико-волоконным соединителям, в частности к устройствам для удержания оптико-волоконного кабеля в оптико-волоконных соединителях. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля, включающая первый корпус, который содержит зубчатую структуру для захвата оболочки кабеля, и второй корпус, противолежащий первому корпусу, где зубцы расположены вдоль направления, параллельного оси волоконного кабеля, чтобы задать чередующиеся маленькие и большие полости вдоль осевого направления; при этом, когда оболочка кабеля зажата между зубчатой структурой первого корпуса и вторым корпусом, и при этом противолежащие поверхности первого корпуса и второго корпуса находятся в положении сопряженного контакта, поверхность оболочки кабеля соответствует зубчатой структуре. Технический результат заключается в надежном удерживании кабеля с целью предотвращения проскальзывания, в результате чего волоконные кабели, имеющие буферные оболочки с большими колебаниями размеров, могут надежно удерживаться зубчатыми удерживающими устройствами согласно настоящему изобретению. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 табл., 22 ил.

1. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля, включающая первый корпус, который содержит зубчатую структуру для захвата оболочки кабеля, и второй корпус, противолежащий первому корпусу, где зубцы расположены вдоль направления, параллельного оси волоконного кабеля, чтобы задать чередующиеся маленькие и большие полости вдоль осевого направления; при этом, когда оболочка кабеля зажата между зубчатой структурой первого корпуса и вторым корпусом, и при этом противолежащие поверхности первого корпуса и второго корпуса находятся в положении сопряженного контакта, поверхность оболочки кабеля соответствует зубчатой структуре.

2. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля по п. 1, где первый корпус дополнительно включает открытый паз, заданный в первом корпусе, чтобы вместить оболочку кабеля, при этом в пазе на поверхности предусмотрена зубчатая структура для захвата оболочки кабеля.

3. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля по п. 2, где зубчатая структура задает чередующиеся большие и маленькие полости вдоль осевого направления паза.

4. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля по п. 1, дополнительно включающая наконечник для удерживания оптического волокна, где наконечник простирается от первого корпуса.

5. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля по п. 4, где наконечник и первый корпус представляют собой цельную конструкцию.

6. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля по п. 4, где наконечник и первый корпус представляют собой отдельные конструкции, соединенные посредством прикрепления.

7. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля по п. 6, где первый корпус дополнительно включает манжету, защелкивающуюся на наконечнике.

8. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля по п. 7, в которой первый корпус включает соединительный элемент, в котором открытый паз задан с зубчатой структурой.

9. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля по п. 1, где оболочка кабеля имеет форму ленты, защищающей множество оптических волокон, а зубчатая структура расположена в широком пазе, предусмотренном в первом корпусе для размещения ленты.

10. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля по п. 9, где зубчатая структура предусмотрена на отдельном вкладыше, который размещается в широком пазе в первом корпусе.

11. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля по п. 1, где второй корпус содержит зубчатую структуру, аналогичную зубчатой структуре первого корпуса, где зубчатые структуры первого корпуса и второго корпуса задают чередующиеся большие и маленькие полости вдоль осевого направления паза.

12. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля по п. 1, где первый корпус дополнительно содержит на поверхности открытый паз, заданный зубчатой структурой в первом корпусе для захвата оболочки кабеля, где зубчатая структура задает чередующиеся большие и маленькие полости вдоль осевого направления паза, где поверхность оболочки кабеля согласуется с зубчатой структурой.

13. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля по п. 12, где второй корпус содержит зубчатую структуру, аналогичную зубчатой структуре первого корпуса, и зубчатые структуры первого корпуса и второго корпуса задают чередующиеся большие и маленькие полости вдоль осевого направления паза.

14. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля, включающая первый корпус, который содержит зубчатую структуру для захвата оболочки кабеля, где первый корпус дополнительно включает открытый паз, заданный в первом корпусе, чтобы вместить оболочку кабеля, при этом в пазе на поверхности предусмотрена зубчатая структура для захвата оболочки кабеля, где зубчатая структура задает чередующиеся большие и маленькие полости вдоль осевого направления паза; и второй корпус, противолежащий пазу первого корпуса, при этом, когда оболочка кабеля зажата между зубчатой структурой первого корпуса и вторым корпусом, и противолежащие поверхности первого корпуса и второго корпуса вне паза находятся в положении сопряженного контакта, маленькие полости зубчатой структуры первого корпуса давят на оболочку кабеля, и большие полости зубчатой структуры первого корпуса принимают избыток материала оболочки кабеля, который под давлением маленьких полостей входит в большие полости, формируя, таким образом, зубчатый профиль поверхности, соответствующий зубчатой структуре первого корпуса, обеспечивая взаимное сцепление зубчатого профиля поверхности оболочки кабеля с зубчатой структурой первого корпуса.

15. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля по п. 14, в которой зубчатый профиль поверхности оболочки кабеля соответствует зубчатой структуре первого корпуса.

16. Структура для удерживания оптико-волоконного кабеля, включающая: первый корпус, который содержит зубчатую структуру для захвата оболочки кабеля, где первый корпус дополнительно включает открытый паз, заданный в первом корпусе, чтобы вместить оболочку кабеля, при этом в пазе на поверхности предусмотрена зубчатая структура для захвата оболочки кабеля, где зубчатая структура задает чередующиеся большие и маленькие полости вдоль осевого направления паза; и второй корпус, противолежащий пазу первого корпуса, где оболочка кабеля зажата между зубчатой структурой и вторым корпусом с противолежащими поверхностями первого корпуса и второго корпуса вне паза находящимися в положении сопряженного контакта, где поверхность оболочки кабеля согласуется с зубчатой структурой, где первый корпус дополнительно на краю паза содержит зазор, который вмещает избыточный материал оболочки кабеля, когда при сжатии между первым корпусом и вторым корпусом поверхность оболочки кабеля адаптируется к зубчатой структуре, и при этом противолежащие поверхности первого и второго корпусов находятся в положении сопряженного контакта.