光纤连接器和适配器 Ⅰ．发明背景1．发明领域
本发明涉及用于光纤的连接器和适配器。具体地说，本发明涉及这样的一些连接器和适配器，该连接器和适配器包括当连接器未插入一匹配适配器时盖住连接器或适配器一端的端盖。2．现有技术
光纤连接器从来都具有裸露的端部。而且，内装这些连接器的适配器一般都会露出内部部件。露出的端部和内部部件包括光纤接线端。因此，这些接线端可能受到碰撞之类的损坏。而且，通过光纤所传导的光可能意外地照到一工程技术人员的眼睛中或其它看着光纤或适配器的人员的眼中。
现有技术已开发出在连接器不使用时盖住光纤的端盖。在1994年9月20日授予Marazzi等人的美国专利5,348,487中就揭示了这样一例端盖。’487专利的图5和图6示出了两种类型的端盖，当端盖处于一适配器中时它们可转到一打开位置。图7和8示出了一个实施例，其中一端盖6可枢转到一打开位置，然后向后滑以露出一铁箍5。在图9中示出了用于该连接器的一个适配器。该适配器包括一外壳16和一内壳15。内壳15包括一用于容纳端盖6上的销29的槽30。当连接器位于适配器中时，槽30可使端盖6转动和滑动。而且，适配器包括一内门32(示于图10中)，当一连接器1从适配器上拆除时它可盖住内铁箍2。当将一连接器1放入适配器中时，端盖转动并滑到一打开位置，而此门转到一打开位置。在美国专利5,420,951和5,363,460中也可发现这些结构地其它例子。这些专利都示出了连接在适配器中的光纤连接器。虽然不是SC适配器，但这些专利中所示的适配器的尺寸都制成为其横截面轮廓(亦即足标所注明的)与所谓的SC适配器一样。在转让给本申请的美国专利5,317,663中示出了一SC适配器。
SC适配器都是标准的工业适配器，它们具有一固定的外部尺寸和几何形状。上述的’951,’487和’460专利的结构具有端盖和内门以阻挡光或保护连接器中的元件。然而，实现这些功能的方式都限制了光纤连接器的密度。即，在那些专利中，仅在一个适配器中光学地连接一对连接器。而在该产业中，需要在一个适配器光学连接两对连接器。所以本发明的一个目的是提供一种用于连接器和适配器的保护盖和门，其结构可使一个尺寸制成与标准尺寸SC适配器一样的适配器中连接两对连接器。
Ⅱ．发明概述
根据本发明的较佳实施例，一光纤连接器和适配器组件包括一光纤连接器和设置在连接器罩壳中的一光纤。在连接器罩壳中置有一盖，该盖可在一打开和关闭位置之间转动。在关闭位置，盖可使连接器罩壳上的一个开口关闭。在打开位置，该盖可露出开口。连接器罩壳包括一与连接器罩壳纵轴线对齐的纵向导向件。该盖还包括一凸轮销容纳槽。最好，当连接器插入适配器时，该弹簧还将盖朝打开位置偏压。
适配器包括一其尺寸制成可容纳连接器罩壳的适配器罩壳。一光纤连接机构可容纳在适配器内部以与一插入的连接器的光纤对齐。适配器罩壳还包括一纵向导向件，该导向件可具有一连接器纵导向件以使连接器与适配器光纤连接机构轴向对齐。适配器罩壳还包括一位于可容纳在凸轮销容纳槽中的内部空间中的凸轮销，当连接器罩壳插入适配器罩壳时可将盖从一关闭位置推到一打开位置。一弹簧将盖朝关闭位置偏压。当连接器与适配器分离时，弹簧偏压的盖移动到一完全关闭位置。
Ⅲ．附图的简述
图1是一连接器/适配器组件的立体图，包括含有两对光学连接的连接器的一SC适配器；
图2是图1所示连接器/适配器组件的端视图；
图3是沿图2中3-3线的视图；
图4是沿图3中4-4线的视图；
图5是用于图1所示组件中的连接器的前视图、俯视图和侧视图，并且端盖处于打开位置；
图6是与图5类似的视图，其中端盖处于关闭位置；
图7是图5所示连接器的分解立体图；
图8是图6所示连接器的前视图；
图9是沿图8中9-9线的视图；
图10是与图5类似的视图，示出了含有一铁箍的本发明连接器的另一实施例；
图11是图10类似的视图，其中端盖处于关闭位置；
图12是图11所示连接器的端视图；
图13是沿图12中13-13线的视图；
图14是图10中连接器的分解立体图；
图15是图3类似的视图，示出了连接器和适配器的另一实施例；
图16是沿图15中16-16线的视图；
图17是图1组件中适配器的立体图；
图18是图17中适配器的端视图，并且一门处于关闭位置；
图19是沿图18中19-19线的视图；
图20是沿图19中20-20线的视图；
图21是与图19类似的视图，示出了适配器的另一实施例；
图22是沿图21中22-22线的视图；
图23是一侧视图，其中以阴影线示出刚开始插入图21所示适配器中的图11中连接器的内部元件；
图24是与图23类似的视图，表示连接器进一步插入到一端盖大致向一打开位置转动的位置处；
图25是与图24类似的视图，示出了连接器进一步插到一个位置，在该位置适配器的内门处于完全打开位置而端盖尚未转到一完全打开位置；
图26是与图25类似的视图，示出了进一步插入到门转开一半的位置；
图27是与图26类似的视图，表示连接器进一步插入到适配器中，并且适配器的门和连接器的端盖都处于完全打开位置；以及
图28是本发明连接器的另一实施例的侧剖视图，它包括一弹簧偏压盖；
图29是图28的连接器的俯视图；
图30是图28的连接器的侧视图，其盖处于关闭位置；
图31是图28的连接器的侧视图，其盖处于打开位置和关闭位置之间；
图32是图28的侧视图，其盖处于打开位置；
图33是图28的连接器的分解立体图，未示出铁箍；
图34是图28的连接器的外连接器罩壳的侧视图；
图35是图34的外连接器罩壳的俯视图；
图36是图34的外连接器罩壳的端视图；
图37是图28的连接器的盖的侧视图；
图38是图37的盖的俯视图；
图39是图37的盖的端视图；
图40是图28的连接器的弹簧销的侧视图；
图41是图40的弹簧销的俯视图；以及
图42是图40的弹簧销的端视图。
Ⅳ．较佳实施例的描述
先参见图1-4，图中所示的一连接器/适配器组件10包括位于一个适配器14中的四个光纤连接器12(每个结构都相同)。适配器14的外部几何形状与美国专利5,317,663所示的相同。换言之，适配器14的横截面积与美国专利5,317,663所示的一标准SC适配器相同，这样适配器14可插入到位于美国专利5,317,663中容纳现有SC适配器的现有应用中。
请参见图17-20，适配器14分别示于这些图中。适配器14包括连接在一凸缘18处的两半16、16’。凸缘18可位于一金属片支撑件中，这样多个适配器14可在一金属板片中并排对齐地放置。较佳地，当两半16、16’连接在一起时，两半16、16’之间的分隔线采用超声波焊焊接在一起，这样两半16、16’形成一不可分离的牢固的适配器14。在零件拼合线处设置具有小公差的公、母环，以有助于防止水分从适配器外部渗入接头。
适配器的顶、底壁20、21和侧壁36构成具有一纵轴线X-X的一适配器罩壳。适配器14具有与轴线X-X垂直的大致矩形的横截面，该矩形的长轴线为Y-Y，短轴线为Z-Z。一内壁22可沿纵线轴X-X延伸并且垂直于长轴线Y-Y。壁22可将适配器罩壳内部分为第一和第二对腔室24、24a和24’、24a’。插在相对腔室24、24a中的连接器都是光学连接的。同样，插入相对腔室24’、24a’的类似连接器也都是光学连接的。
腔室24、24’由含有光纤连接机构28、28’的内壁段26与相对腔室24a、24a’分开。在图17-20所示的实施例中，光纤连接机构28、28’是一位于一圆柱形罩壳31、31’中的毛细管套29、29’。毛细管套29、29’具有一容纳一光纤的内孔30、30’。毛细管套29、29’都与平行于纵轴线X-X的轴线对齐并且位于腔室24、24’中心(相对于长横贯轴线Y-Y而言)。毛细管套包括一用于容纳一种分度匹配液体的容器35、35’以在插进孔30、30’的相对光纤之间提供分度匹配。一O形环53、53’包围着壁26处的圆柱形罩壳31、31’的外部。O形环53、53’的外径尺寸大于连接器12的前开口58直径(图5)。
采用位于适配器14中的毛细管套29、29’是为了用于如图1-4所示的那些所谓的非铁箍式连接器。可以理解，本发明还可用于含有铁箍的连接器。在这样一个实施例中，光纤连接机构28并不是一个毛细管套，而是包括一用于容纳连接器上所含的铁箍的分隔套29a、29a’。这一实施例示出在图21-22中。
门38都被可枢转地固定于上壁20上以在一打开位置(如图19所示的在适配器右侧)和一关闭位置(如图19所示的在适配器左侧)之间枢转。门38的尺寸都制成当处于关闭位置时门38可挡住适配器14开口端通向光纤连接机构28的直接视线。因此，当光纤连接器连接到光纤连接机构28的一侧时(例如图19所示的右侧)，在相对侧关闭的门38可防止工程技术人员直接看到光纤连接机构28相对端的光线。门38由弹簧39作用到图19所示的关闭位置。装在壁36、22的相对内表面上的挡柱40可限制门38越过打开位置的运动。
适配器14还包括呈纵向延伸导轨的适配器纵引导件42、42’，这些导轨可靠近下壁21的纵轴线X-X平行延伸。在适配器14的开口端，上壁20具有内部延伸的突起44，以将一连接器如所述地锁定在位。同样，壁36、22的相对内表面包括凸轮销46(其用途如下所述)。门38包括切口边，这样当门38枢转到关闭位置时，门38可自由地经过凸轮销46和适配器纵引导件42。
参见图5-9，连接器12包括一外连接器罩壳50。连接器50具有一纵轴线X’-X’，并具有一长横贯轴线Y’-Y’和短横贯轴线Z’-Z’的前端52。长横贯轴线Y’-Y’可从底壁54伸到一顶边56。前端52包括一连接器开口58，光纤60的接线端可伸过其中。光纤60是一连接到连接器12上的光缆62所携带的一光纤的延伸段。
在连接器12中，光纤60经过一心轴51和一束缚件57而形成两个束缚区以束缚在电缆的加强光纤(未图示)和内部的900微米光纤63上。一应力释放套65包围心轴51和电缆62。罩壳50内部包括一内腔67(图9)，当相对连接器12光学连接而相对光纤紧靠在毛细管套29中时可允许光纤60有少量位移。
为了增加复位损失，光纤60是成角度劈开的。当相对光纤60配合在毛细管套29、29’的分度匹配液体中时，成角度的匹配表面可略微重叠(例如，有几微米的重叠)。由连接光纤所产生的机械应力可由腔室67中所容纳的光纤60的弹性来克服。
在前端52处的孔58是进入一圆柱形腔69(图9)的入口，其尺寸可使其与适配器的圆柱形罩壳31外径之间形成紧配合。一O形环55容纳在腔69中。O形环的外径大于腔69的内径。O形环53的内径小于圆柱形罩壳31的外径。O形环53的外径大于开口58的直径。如图3和4所示，当连接器12完全插入时，O形环53挤入开口58中。同时，O形环55挤入。O形环53、55可防止潮气或水进入光纤接头。参见图3和4，可以理解，O形环53、55相配合而形成周向和轴向密封。
罩壳50的尺寸制成可容纳在适配器14的任一个腔室24、24a、24’和24a’中。连接器12包括一位于连接器罩壳50的相对侧上呈纵向延伸槽64形式的一连接器纵引导件。槽64都平行于纵轴线X’-X’并且与下壁54分开。当连接器12插入适配器14中并且基部54紧靠下壁21、以及连接器12的长横贯轴线Y’-Y’与适配器14的短横贯轴线Z-Z平行对齐时，槽64可容纳导轨42、42’。
一盖66可枢转地固定到连接器罩壳50上以绕一平行于轴线Z’-Z’并与前面52向后分开的轴线Z″-Z″枢转。图5示出了处于打开位置而露出开口58和光纤60的盖66。图6示出了当盖66转到使开口58关闭以及盖住光纤60)的一关闭位置时的盖66。
盖66包括一位于轴线Z″-Z″处的凸轮销容纳槽68。如下文进一步所述的，当盖66处于关闭位置、而连接器12插入适配器14时，槽68可容纳销46。销46可使盖66转到打开位置，在该处当进一步插入时销46退出槽68。从适配器14拆除连接器12则可使动作反过来，以使销46可使盖66枢转到关闭位置。
如图7所示，罩壳50包括两个门扣70、72。盖66包括一销74。门扣70、72和销74相互定位，这样当盖66处于关闭位置时，销74容纳在门扣72中。当盖66处于打开位置时，销74容纳在门扣70中。销74在门扣70、72中定位可起到将盖66保持在一固定位置上的作用(亦即二者皆保持在打开位置或关闭位置)。
边56包括一向前伸出的凸轮表面76和一切口部位78。凸轮表面76设置成当连接器12插入适配器14中时可与盖38配合。切口78的尺寸制成，当连接器12完全插入适配器14且盖66处于完全打开位置时，可容纳枢转的盖66。
就现有的连接器而言，已设置了卡锁以将一连接器固定到一适配器上。然而，这些卡锁一般具有光纤可能会移入其中的空隙并且可能被卡住或夹住。本发明采用了连接夹80，该夹具有一自由端82和固定到罩壳50上的端部84。自由端82位于前端52和端部84之间，这样悬臂夹80是朝前的。夹80包括一在自由端82处的斜表面86以当完全插入时与适配器14的突脊44配合。夹80的压缩可使斜边86从凸脊44中退出，这样可拆出连接器12。
导轨42位于槽64中以引导和使连接器12沿着轴线X’-X’的所需方向移动。自由端82包括一切口以使自由端82可以紧配合方式通过边56(在图9中由间隙83表示)，这样边56和自由端82的相对表面可由一小于电缆62直径的间隙83分开。因此，电缆62不会意外地移入连接器罩壳50和夹80相对表面之间所形成的空间85中(图9)。
由于所述的结构，两个连接器12可并排置入一适配器14中。因此，连接器12可分别移动或插入。但时常需要连接相邻的连接器12，因此它们可同时插入或拆出。可设置一连接夹100(图1-4)。夹100包括一本体部分102，该本体部分的尺寸制成可与相邻连接器罩壳50之间的一空隙配合，其结构可与连接器罩壳50的相对表面配合。销104(图4)从本体部分102伸出并且伸入连接器罩壳50中的孔105中(图5)。夹100还包括一帽盖107以罩住相邻连接器12的上表面。因此，夹100可固定连接两个连接器12，这样它们可同时拆除或插入。可以理解，可以根据工程技术人员的意愿将夹100选择为分别或同时拆除或者更换连接器12。
由于如上所述的结构，两个连接器12可置于一个适配器14中，该适配器具有与现有结构的SC适配器相同的足标。而且，两个连接器12包括用于盖住位于连接器中的光纤60的枢转端盖66。适配器14包括一枢转门38，用于盖住内光纤部件上并且挡住工程技术人员看到这些部件的视线。
上文中涉及了一非铁箍式连接器12和匹配适配器14。本发明还可应用于一含铁箍连接器12’和匹配适配器14’。这些如图1-21所示。这一实施例与前述实施例中相同的部件在此不再重复描述，并且用相同的标号加上撇号以作区别。
连接器12’分别示于图10-14中。适配器14’示于图21和22中。图15和16示出了连接器12’和适配器14’的组件。
与连接器12不同，连接器12’包括一轴向布置于腔69’中并且伸出前端52’的铁箍13’。铁箍13’位于一套筒15’中，该套筒由一弹簧17’作用而与一心轴51’偏置。光纤60’穿过铁箍13’。适配器14’包含一分裂套筒29a、29a’以容纳铁箍13’并与相对的铁箍13’和光纤60’轴向对齐。在所有其它材料方面，连接器12、12’和适配器14、14’都是相同的。
在图23-27中清楚地示出了装置的操作顺序。在图23-27所示的实施例中，所示的含有一内铁箍13(如图13所示)的连接器12’被插在一适配器14’中。
在图23中，连接器12’先插入适配器14’。盖66’处于关闭位置并且已使门38’移动而引起门38’枢转。销46尚未位于槽68’中。图24表示进一步插入，即时销46刚好位于槽68’中但尚未使连接器盖66’枢转。凸轮76’可与门38’配合。
当进一步插入时，图25表示凸轮边76’与门38’配合而使门转到一打开位置，这样盖66’可自由地枢转。此时，销46’推在槽表面68’上而使盖66’枢转。当盖66’枢转时，销74’移出门扣72’。
在图26中表示进一步插入，其时凸轮边76’可将门38’保持在打开位置、而盖66’尚未处于完全打开位置、但铁箍13’露出并与连接机构28’对齐。此时，如所说明的，由于销74’处于门扣70’、72’之间的一半位置处，而盖66’处于其完全转动的一半处。
图27表示进一步插入，其时盖66’已移到其完全打开位置，而销74’位于门扣70’中、且盖66’刚好位于门扣78’中。在此连接器12’的进一步插入可使铁箍13’压入光纤连接机构28，并且夹具斜面86’在保持边44’下方滑动并由其挡住。当夹具80’松开时，连接器12’可按反操作顺序拆除并使销46’将盖66’转到完全向下位置。弹簧39可使门38’枢转到一关闭位置。
以上对本发明的详细描述说明了本新颖连接器和适配器的新颖组合是如何来实现连接端盖以及适配器中的门的功能的，并且说明了设计方案是如何使两个连接器以并排关系置于一具有与现有SC适配器一样横截面积的单个SC适配器中的。因此，可使现有的具有如美国专利5,363,460所述盖的现有连接器的密度翻一番。
下面请参见图28-42，本发明连接器100的另一实施例具有一偏压弹簧166，用以确保在使用过程中盖的正确定位。不完全关闭的盖166无法插入一适配器，这是因为凸轮销将不与盖上的凸轮销容纳槽对齐。连接器100包括一连接器罩壳150，它基本按照以上所描述的连接器而构成。连接器罩壳150包括两个隔开的侧部支承件152，它们具有槽154和向内突出的台肩156。槽154容纳一用于安装一弹簧200的可转动销180的枢销182，如下面将描述的。台肩156允许销180卡合于适当位置。如下面将描述的那样，侧部支承件152还包括向外突出的销158，用于可枢转地安装盖166。
盖166还包括用于容纳连接器罩壳150的销158的凹槽170，从而将盖166可枢转地安装于连接器罩壳150。如下面将描述的那样，盖166包括一弹簧突起172和一弹簧凹槽174，用于保持弹簧200的一端204。盖166还包括凸轮销容纳槽168，该槽基本上按照上述连接器来构成。
可枢转地安装的销180将弹簧200的一个相对端202安装于连接器100。销180包括枢销182，它们限定销180的枢转轴线。一中心部分184包括一横向延伸的弹簧突起186，盖突起围绕有一弹簧凹槽188。
弹簧200是一螺旋盘簧，它具有一第一端202和一相对端204。弹簧200的端部202接纳于弹簧突起186和弹簧凹槽188，如图28中所示。弹簧200的相对端204接纳于盖166的弹簧突起172和弹簧凹槽174。弹簧200处于压缩状态，并将盖166朝关闭位置偏压，如图28中所示。如果盖166处于不完全关闭位置，则弹簧200会将盖166朝完全关闭位置偏压，因而会使盖移动到完全关闭位置，如图28中所示。在完全关闭位置，盖166设置成与一适配器的凸轮销对齐，从而在插入过程中打开盖166。在装配后首次将连接器100插入适配器，或在将连接器从一适配器抽出后重新插入时，这样将盖166朝关闭位置偏压是很有用的。
当盖166朝打开位置移动离开关闭位置一预定量时，弹簧200最好还将盖166朝打开位置偏压。弹簧200通过销180可枢转地安装于连接器罩壳150，该销具有一由位于槽154中的枢销182限定的枢转轴线，该枢转轴线与由连接器罩壳150的销158限定的盖166的旋转轴线错开，例如参见图34。在盖166于关闭和打开位置之间转动的过程中，法向弹簧力的方向横跨销158所限定的半径以及盖166上的弹簧200在弹簧突起172和弹簧凹槽174处的接触点。法向力的这种横跨产生一过中心弹簧偏压，将盖166朝关闭或打开位置(取决于此时盖166相对于罩壳150的位置)偏压。在打开位置偏压盖166的优点在于，可使盖166正确定位，以将连接器100从适配器中抽出，因而盖166可正确地由适配器的凸轮销从打开位置朝关闭位置移动。
连接器100可有利地构制成使盖166朝关闭位置弹簧偏压，使得盖166可正确定位以便插入一适配器。可选择的是，在将盖166完全插入一适配器时也可将盖166朝打开位置弹簧偏压。可以用其它的弹簧来将盖166朝所需的位置偏压。
本说明书以及所示的实施例应仅认为是示例性的，本发明的实际范围和精神由所附权利要求书指明。