JP4099228B2 - 劈開／面取りされた端部を有するファイバ用の光ファイバコネクタ - Google Patents

Description

背景技術
１．技術分野
本発明は、一般にコネクタ、特にテレコミュニケーションで使用されるファイバなどの光導波路用の再連結可能なコネクタに関する。
２．従来技術
今日使用されている多くの単一モード離散光ファイバコネクタプラグ設計は、コネクタプラグに搭載される精密円筒状セラミックフェルールを包含する。裸ガラス光ファイバは、これらのフェルール内の密着した軸方向の穴の中で接合され、ファイバおよびフェルールの先端は研磨されて、低挿入損失および後方反射の接続を提供する。これらのフェルールコネクタプラグと共に使用されるコネクタハウジングは、コネクタプラグがハウジングの対向端に挿入される際に、これらのフェルールを中心に寄せて、一直線で配列させる分割セラミックスリーブを備えても良い。フェルールのアライメントが正しく調整されると、ファイバの中心も比較的低挿入損失のアライメントとなる。コネクタプラグ内のバネは、研磨されたファイバ端面同士を強く押し付け、比較的低後方反射となる密着状態にする。同一のコネクタプラグと合わされる場合、極めて低後方反射を提供する角度研磨したフェルール／ファイバ先端を備えたセラミックフェルールコネクタのものもまた利用可能である。
セラミックフェルールを備えた単一モードの離散光ファイバコネクタは、過去数年間で価格も下がり、性能も向上してきている。この価格下降傾向は、セラミックフェルールおよびセラミックアライメントスリーブのコストと同じように続くものと予想されるが、光ファイバコネクタの価格には下限があることが予想され、それはセラミックフェルールおよびスリーブの下限コストに関わるからである。今日使用されている大抵の単一モードのセラミックフェルールコネクタは、工場出荷時にファイバピグテイル、またはジャンパーケーブルに据え付けられる。これらのコネクタピグテイルは、通常は光ファイバケーブルに融着的、または機械的に接続される。セラミックフェルール内にファイバを接着し、次にファイバの先端を正確に研磨するのが困難であるので、ごく僅かのセラミックフェルール単一モードコネクタしか現場で据え付けられない。故に、単一モードセラミックフェルールコネクタの比較的高コストおよび現場据え付けの容易さの欠如については、従来技術では十分に議論されていない。
特に永久スプライス用に形成された他の相互接合製品群は、様々な種類の溝でエンボス加工されて、特徴内でのファイバの配置やアライメント、およびファイバ引き込みを提供するクランプ要素を用いる。そのような製品例は、一般に１枚の延性アルミニウムから製造されるＦｉｂｒｌｏｋスプライス要素である（Ｆｉｂｒｌｏｋは、本発明の譲受人でもあるＭｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏ．社の商標名である。要素の外部形状は、通常方形であり、その要素をその支持ストリップから打ち抜くことによって造られる。曲げ集中溝は、方形要素ブランクを２つの等しい、略方形部分、または板に分割する。これらの板の少なくとも１つは、曲げ集中溝と平行に走るＶ字状ファイバ配置クランプ溝を備えている。Ｖ字状溝の深さは、この溝に配置された１２５μｍのファイバが約５０μｍだけ溝からはみ出すような大きさである。漏斗状ファイバ引き込み溝は、ファイバ配置Ｖ字状溝の各端部に提供される。対向板も、曲げ集中溝からの距離が、第１の板の漏斗状引き込み溝と同距離に設置された漏斗状ファイバ引き込み溝を備えている。
この平らなＦｉｂｒｌｏｋブランクは、一方の板が他方の板に対して約５から１０度の角度をなすまで、曲げ集中溝に沿って折り曲げられて、板が小さな範囲を移動できるように可撓的に作動するヒンジによって一方の縁に沿って連結される内側に面したファイバクランプＶ字状溝を備えた２枚の本質的に堅牢な板から成る構造を形成する。Ｆｉｂｒｌｏｋスプライス内で使用される場合、この折り曲げられたＶ字状要素は、要素内のファイバ配置クランプＶ字状溝と一直線で配列される端部分を有するプラスチックジャケットの内部に配置される。プラスチックキャップは、開口要素板、またはレグの外部端に適合する。このキャップは、キャップが閉じられるときに要素レグの外側を滑落する先細状の凹所部分を備えており、要素の２つのレグを一緒に移動させて、Ｖ字状溝内に配置された１対のファイバをクランプし、中心に寄せる。
延性アルミニウムは、その低コスト、および容易にエンボスされて、次にＶ字状配置溝内でのファイバのクランプ中にファイバ上に過度な高応力負荷を掛けないでファイバ表面の外部に容易に馴染むように折り曲げられる能力を有するので、Ｆｉｂｒｌｏｋ要素を選択するための材料として選ばれた。但し、このような延性アルミニウムにも幾つかの欠点がある。例えば、延性要素内でファイバを何回も再クランプすると、ファイバそれ自体がアライメント溝内に十分にはまり込まず、反復して閉じられる際の要素クランプ力、またはファイバアライメント精度が減少するので、反復的にすなわち、クランプ板の作動および非作動を繰り返すことによって、そのような要素を使用するのは困難である。故に、このような要素は、一般に再連結可能なコネクタの使用には適さない。アルミニウム要素に認められる他の欠点は、それらの比較的高い熱膨張率にあった。この熱膨張は、より高温度でクランプされたファイバ端面を実際にバラバラにし得る。接続が室温で組み立てられる場合にはあまり問題ではないが、接続が非常に低温で組み立てられる場合には重大な問題となる。
アルミニウム要素の他の予想される欠点は、様々なエンボスおよび折り曲げ作業に続き、清掃する際に遭遇する難しさである。Ｖ溝および引き込みコーン部がアルミニウム要素ストリップ材料内に造られると、アルミニウムの小薄片がしばしば生成され、Ｖ溝の側壁や縁に付着する。アルミニウムの小さな粒、または薄片は、要素が折り曲げられる際に曲げ集中溝に沿っても生成される。アルミニウムのこれらの薄片、または粒子の幾らかでも、裸ファイバの要素内への挿入時に押しのけられた状態となる場合、それらはファイバ端面の片面に付着して、コアーの一部を塞いで、挿入損失に極めて悪影響を及ぼすこととなる。折り曲げる前に軟質延性アルミニウムのファイバ配置Ｖ字状溝を清掃しようとすると、しばしばＶ字状溝を損傷、または傷つける。研磨クリーナは、それらがＶ字状溝の軟質アルミニウム側壁内にはまり込んでしまうので使用できない。折り曲げた後に要素を清掃することは、要素のレグ間に小スペースしかないので事実上不可能である。
折り曲げられたアルミニウム要素の他の欠点は、要素のレグがファイバクランプ中に閉じられる距離を非常に慎重に制御することが求められることである。これらのレグが極端に閉じられた場合、要素のヒンジが開いた状態に伸び、要素が次の作動時にファイバをクランプすることができなくなる。さらに、異なる径のファイバがヒンジ付きアルミニウム要素に使用されると、一方のファイバが他方のファイバよりも小さなクランプ力を受ける可能性があり、ファイバの滑りやファイバ端の離間が起こることとなる。故に、前述の限界を克服するようなクランプ要素を考案することが望まれる。そのような要素を、フェルールコネクタよりもかなり低い初期コストの再連結可能な裸ファイバコネクタに組み込み、単純な手順および低コストで容易に現場据え付け可能で、現場据え付けツールを容易に使用でき、さらに現存するフェルールコネクタと同じ、またはそれよりも良好な性能を提供する単一モードで使用するためのそのようなコネクタを提供することがさらに有利となる。
発明の開示
本発明は、受容器および２つのプラグアセンブリを備えたフェルールレス裸ファイバコネクタを提供する。受容器には、開閉状態間で移動可能なファイバクランプ要素と、クランプ要素を収容するためのポケットおよびクランプ要素を作動するためのカム作動表面を有するガイドチューブと、ガイドチューブを収容するための内部を有するベースと、クランプ要素をポケット内にしっかり固定し、ガイドチューブをベースの内部にしっかり固定するためのキャップとが包含される。各プラグアセンブリは、受容器とぴったり合うように形成され、プラグハウジングと、プラグハウジング内にファイバの裸端部の一部をしっかり固定し、ファイバの裸端部をプラグハウジングの前方端に位置決めするコレットと、プラグハウジングが受容器内に完全に挿入されるとき、カム作動フィンガがカム作動表面と強く当接するように配置された、プラグハウジングの前方端に取り付けられ、その前方端から外方に延在するカム作動フィンガとを包含する。ラッチ特徴はプラグハウジングおよび受容器に提供されて、プラグハウジングを受容器に着脱自在にしっかり固定する、すなわちコネクタは再連結可能である、のが好ましい。
受容器のガイドチューブ内のポケットは、クランプ要素がポケット内で揺動できるような大きさに加工され、カム作動表面は、前記カム作動表面の一方のみが作動されると、クランプ要素が一方のカム作動表面と反対のポケットの側に揺れて、開状態のままとなるが、前記表面の両方が作動されると、クランプ要素が強く押されて閉状態にされる。
各プラグアセンブリには、プラグハウジング内に配置され、プラグハウジング内で自在に滑動できるように取り付けられたファイバプロテクタが包含される。このファイバプロテクタは、プラグハウジングが受容器から取り外されるときにはファイバの裸端を事実上包囲するが、プラグハウジングが受容器に挿入されるときには引っ込んで、ファイバの裸端を前記ガイドチューブに導く。コレットは、好ましくはプラグハウジングの前方端に向かって付勢されて、ファイバの裸端に予備荷重を加える。カム作動フィンガの寸法および形状は、ファイバの裸端が受容器内に完全に挿入された後にのみカム作動表面を作動するように選択される。
本発明のコネクタは、劈開／面取り設置に特に適しており、クランプすることに先だって、面取りされたファイバ端面の圧縮負荷によって、挿入損失および後方反射の両方に関して優れた性能を達成する。これらの端面は、互いに弾性的に押し付けられて平らにされ、ファイバ端面間の全ての空気を排除する。これらの端面は、任意に角度を付けて切断されて、さらに後方反射を向上させても良い。
受容器は、従来技術のクランプ要素を採用しても良いが、製造およびコネクタを使用する際でのさらなる利点を与える新たな要素がここでは提示される。この新クランプ要素は、それぞれがファイバ接触表面を備えた２つの板部材を有し、前記ファイバ接触表面の少なくとも一方はその内部に形成されたファイバ収容溝を有する。これらの板の縁は、一直線に配列されて、割チューブバネで一緒に保持される。板部材の少なくとも一方は、これらの板部材がクランプされた縁と反対側の端部において間隔をもって配置されるように、しっかり固定された縁に向かって厚みが先細に加工されるのが好ましい。板部材の少なくとも一方は、ワイヤ収容溝、およびファイバ収容溝と略平行な、ワイヤをその中に備えており、このワイヤは支点として作用してこれらの板部材がワイヤによって画定される軸に沿って旋回できるようにする。この割チューブバネは、板部材の縁に沿って正確に制御された荷重を加えて、割チューブバネの制御された荷重に打ち勝つのに十分な力によって対向端部が共に（ガイドチューブ内で）クランプされるようにすることができる。ファイバ収容Ｖ溝は、クランプ要素内に他のファイバを滑動させ、ファイバ周りで要素を作動し、その要素の作動を停止し、次に要素からファイバを取り外すことによって工場で予備形成されても良い。これらの板部材は、温度サイクル中でのファイバ端面のクリーピングを避けるために適切な熱膨張率を有する材料から構成されても良い。この新要素は、繰り返して行われる再連結に対して改良した性能を達成し、ファイバの緩衝被覆にファイバの設置、掴み、曲げ変形解除を行う手段を提供し、裸ガラスファイバおよび劈開／面取り加工されたファイバ端面を保護し、ファイバ端が途中で引っかかることなくファイバアライメント要素内に確実に入ることができるようにするガイドおよびアライメント特徴を提供する。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付の図を参照することによってさらに良く理解されよう。
第１図は、本発明の光ファイバコネクタの一実施例の斜視図である。
第２図は、第１図のコネクタの立面図である。
第３図は、第１図のコネクタの平面断面図である。
第４図は、第１図のコネクタの展開斜視図である。
第５図は、本発明により教示され、第１図のコネクタと共に使用可能な代わりのファイバ配置クランプ要素の側面立面図である。
第６図は、第１図に示された数コネクタを包含するコネクタ保管トレイの斜視図である。
第７図は、本発明に従って構成され、パネル取り付け用に設計された他のコネクタの斜視図である。
第８図は、本発明に従って二連式設計で構成された他のコネクタの斜視図である。
第９図は、本発明に従って構成された、２つのプラグおよび共有受容器の代わりにプラグソケットを備えた他のコネクタの斜視図である。
発明を実施するための最良の形態
図を参照して、特に第１図および第２図を参照して、本発明の光ファイバコネクタの一実施例１０が示される。コネクタ１０は、一般に、２つのプラグアセンブリ１４、１６をそれぞれ収容する２つの開口端を有するハウジング、すなわち受容器１２を備えている。示された実施例では、プラグアセンブリ１４は２５０μｍの光ファイバ１８用に設計されているが、プラグアセンブリ１６は９００μｍの光ファイバ２０用に設計されている。コネクタ１０は異なるファイバの相互接続に適しているが、勿論、同一サイズのファイバを接続するのにも同様に有用である。コネクタ１０は、単一モード、またはマルチモードのファイバに使用されても良い。
受容器１２およびプラグアセンブリ１４、１６の構造の詳細は、第３図および第４図に示される。プラグアセンブリ１４には、チューブ状ファイバプロテクタ２２、プロテクタバネ２４、コレット２６、コレットハウジング２８、コレットリング３０、コレットバネ３２、プラグ本体３４、プラグ本体バネ３６、プラグハウジング３８、および曲げ変形解除ブーツ（第２および３図には示さず）が包含される。圧縮バネを除くこれらの構成要素の全ては、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＬＥＸＡＮとして知られる）、ポリアリルスルホン（商標名ＲＡＤＥＬでＡｍｏｃｏ社から販売）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、液晶重合体、またはアクリロニトリルブタジエンスチレンなどの耐久性のある射出成形可能な重合体から構成されるのが好ましい。これらの部品は、第４図で示される順序で共にぴったり適合する。ファイバプロテクタ２２は、プラグ本体３４に対して出入自在に滑動し、バネ２４によってプラグアセンブリ１４の前端に向かって、すなわち受容器１２に向かって付勢される。突起、すなわちタブ４２は、ファイバプロテクタ２２のスカート部から突き出して、プラグ本体３４の側面に形成されたスロット４４と係合し、プロテクタ２２がプラグ本体３４から完全に外れるのを防止すると共に、プロテクタ２２が回転するのを防止する。ファイバプロテクタ２２の前方端は、前方端の外径と同心の、ファイバの径よりも約０．０５ｍｍ（０．００２”）大きな穴を有する壁を備えている。ファイバ１８の終端は、この穴を貫通して滑動し、プラグアセンブリ１４が受容器１２に挿入される際にプロテクタ２２がプラグ本体３４内に移動するときに正確に配置される。裸ファイバの端部をクランプ要素の入り口特徴と一直線で厳密に配置すると、挿入時のファイバの裸端への損傷を防ぐことができる。プラグを取り外す時の、プロテクタへの力は、受容器からのプロテクタのいかなる引き抜きに際しても、その前にプロテクタ内にファイバの裸端を完全に引っ込ませることを確実に行って、ファイバの裸端を保護する。
２５０μｍのファイババッファは、コレットハウジング２８の内部と嵌合する３ジョウコレット２６でクランプされる。コレット２６およびコレットハウジング２８は、プラグ本体３４の内部で軸方向に約１．３ｍｍ（０．０５０”）移動でき、バネ３２によってプラグアセンブリの前方端に向かって、約０．９Ｎ（０．２ｌｂｓ）のコレットアセンブリの予備荷重が加えられる。プラグハウジング３８は、プラグ本体３４の外側とスナップ嵌合し、プラグ本体３４に対して他の予備荷重バネ３６に抗して滑動する。ブーツ４０は、プラグの後部端を出て行くファイバ緩衝被覆のための曲げ変形の解除を提供する。
プラグアセンブリ１６には、同一のファイバプロテクタ４６、プロテクタバネ４８、プラグ本体５０、プラグ本体バネ５２、コレット５４、プラグハウジング５６、および他の曲げ変形解除ブーツ５８（第２図および３図に示さず）が包含される。これらの構成要素（再び、圧縮バネを除く）の全ても、射出成形可能な重合体から構成されるのが好ましい。プラグアセンブリ１４と同じように、ファイバプロテクタ４６は、外部に突き出ているスナップ特徴によってプラグ本体５０内に保持され、回転させないで、滑動できるようにする。バネ４８は、９００μｍプラグアセンブリの前端に向かって、すなわち受容器１２に向かって、プロテクタ４６に予備荷重を加える。コレット５４はプラグ本体５０の内側に嵌合し、コレットがプラグ本体５０の後部内の軸方向に完全に着座すると９００μｍファイバ緩衝被覆上にクランプする。プラグハウジング５６も、制限された滑動運動ができるようにプラグ本体５０にスナップ嵌合し、バネ５２は、プラグハウジング５６とプラグ本体５０との間に予備荷重を加える。
これらのプラグアセンブリは、内部構成要素と適合する特徴を備えており、プラグユニットの完全な工場組立を可能にして、現場での部品点数を減らして、設置し易くする。これらの特徴は、設置する者が簡単にファイバ端を指定された通りに準備し、それをプラグアセンブリに挿入し、小さなツールによって、コレットを作動させて、ファイバをプラグアセンブリにしっかり固定するプロテクタを完全に引っ込ませて、ファイバを接続するために終端させることができるようにする。ファイバが壊れた場合、これらの特徴は、組立ツール内のコレットを押しのけて、ファイバを取り外すことができるようにすることによって終端を活動させないようにする手段を提供する。このファイバ端は、次に再度準備されて、前述のように再設置される。
受容器１２には、ベース６０、キャップ６２、内部ガイドチューブ６４、およびクランプ要素６６が包含される。ベース６０およびキャップ６２は、一緒になって受容器の外側部分を形成し、任意の耐久性のある射出成形可能な重合体から構成されても良い。ガイドチューブ６４も、そのような射出成形可能な材料から形成されても良い。ガイドチューブ６４は、受容器ベース６０の中央にスナップ嵌合し、クランプ要素がガイドチューブ６４内に設置されるときにクランプ要素６６のＶ溝と一直線で配置される円形端部ポートを有する。
クランプ要素６６は、望ましくは金属材料からエンボス加工され、米国特許第５，１８９，７１７号で示されたものと同様のＶ溝技術を採用する。クランプ要素６６は、弾性ヒンジによってそれらの長い方の一方の縁に沿って取り付けられる２枚の略平面状板から成る。これらの板は、通常はヒンジ軸を中心にして僅かに、好ましくは約１から８度までの範囲の角度に開いている。一方の板の内部表面には、ヒンジから板の幅の約１／４の距離で、板の外側の縁を出て行くファイバアライメントＶ溝、およびＶ溝の各端部に設けられたファイバ引き込み部（漏斗状窪み）の半分を有する。このＶ溝はヒンジと平行である。他方の板の内部表面は、対向板の引き込み細部と一直線で配置されるファイバ引き込み漏斗部の他の半分を除いて略平面である。これらのファイバ引き込み部は、プラグアセンブリ１４、１６がコネクタ受容器に挿入されるときに、ファイバが要素のＶ溝内に円滑に導かれるようにする。
このファイバアライメント／クランプＶ溝は、ファイバの外部表面がその直径の約２０％だけＶ溝の外側に突き出るような深さにまで要素板にエンボス加工される。故に、要素の板、すなわちレグがそれらの開位置、すなわち広がった位置にあるとき、ファイバをＶ溝の端部に挿入することができ、顕著な抵抗もなくＶ溝内に沿って滑動させるのに十分な空間が一方の板の平らな表面と他方の板のＶ溝の側面との間に存在する。但し、Ｖ溝と対向板表面との間での適合は、ファイバがＶ溝から外に出てくることができるほど、または２本の面取りされたファイバＶ溝の対向端から挿入される場合それらが重なり合うほど大きくはない。ヒンジと反対側の２つの板の上縁は、共に押さえられると、対向板とＶ溝との間の空間は、より小さくなる。その緩和（非駆動）モードでは、要素の２つのレグは、光ファイバをＶ溝の対向端に挿入できるほど十分に広げられるので、ファイバ間の接合をほぼ要素の中心に配置することができる。要素が作動される、すなわち閉じられると（後述のように）、要素のレグは弾性ヒンジを中心に共に押され、これらのファイバがＶ溝内でクランプされる。ファイバ収容溝が両方の板に提供されるような要素を提供することもまた可能である。工場でこれらの溝の間に１本のファイバをクランプすることによって、より均一な溝表面仕上げおよびファイバのアライメントを提供するようにして、有利にこれらの溝を機能させても良い。複数の溝がファイバリボンを使用するために形成されても良い。
第４図に示されたファイバアライメント／クランプ要素６６は、例えばエンボス、打ち抜き、および折り曲げ加工を用いて、金属、または重合体材料の単一シートから製造されるように設計されている。この要素は、Ｆｉｂｒｌｏｋ光ファイバスプライスで使用される要素と非常に似ている。但し、後述されるようなバネチューブによって取り付けられる２枚の独立した板から成る要素などの他の設計を提供することも可能である。
クランプ要素６６は、ガイドチューブ６４の上部のポケット６８内にぴったり適合する。カム作動表面７０、７２を上部外側縁に包含する可撓性ヒンジ付きフラップは、ポケット６８の両側に提供される。これらのカム作動表面は、プラグが受容器内に押し込まれるときに、プラグハウジング１４、１６の前端からそれぞれ突き出る作動フィンガ７４、７６の対応カム作動表面と接触する。プラグフィンガ７０、７２のカム作動表面は、両方のプラグアセンブリ１４、１６が完全に受容器１２に挿入されるとき、要素のカム作動フラップ７０、７２の外側と接触して、これらのフラップを共に押し付ける。
これらの開位置において、要素が端から端まで、好ましくは約５から１０度までの範囲の角度で枢支回転、すなわち揺動するのに十分な空間がフラップ間に存在する。一方のプラグしか挿入されない場合、プラグハウジングからの作動フィンガは対応するカム作動フラップをポケット６８の中心線に向かって押すが、他方のフラップが何とも接触していないので、要素６６は、ポケット６８の片側に揺動し、要素もファイバを掴まない、すなわちそれをＶ溝内でクランプしない。他方のプラグが挿入される場合、その作動フィンガは、対向するカム作動フラップをポケット６８の中心線に向かって戻すように押すが、要素は今や両方のカム作動フラップと強く接触しているので、これらの要素板は閉じて、Ｖ溝内にあるファイバをクランプする。必要なファイバの保護、ガイド、中心寄せ、およびクランプ動作の全てが、プラグの挿入および取り外し作業中に起こる。受容器ベース６０およびプラグハウジング３８、５６の外側のラッチ特徴は、プラグアセンブリ１４、１６を受容器１２に着脱自在にしっかり固定する。コネクタプラグを受容器に挿入すると、各プラグハウジング３８、５６の側面のタブを親指解除ラッチのラッチ部分の下に滑り込ませる。これらのタブがラッチ部分を通過すると、それらは共に元に戻って、コネクタプラグハウジングを受容器の所定位置に保持する。各コネクタを解除するためには、親指ラッチがコネクタプラグ本体に向かって押されて、プラグハウジング上のタブからラッチ部分を外し、ハウジングおよびコネクタプラグ本体がコネクタ受容器から戻るように移動させることができる。
受容器キャップ６２は、要素６６および、ベース６０内部のチューブ６４を捕獲し、コネクタ受容器アセンブリを完成させるラッチフィンガ７８によって受容器ベース６０にスナップ嵌合する。キャップ６２は、作動フィンガ７４、７６の平らな、非カム作動反対面を支持して、クランプ要素６６を閉じるために接触、およびカム作動する力からフィンガが外側に撓むのを防止する表面および壁構造８０をも包含する。本発明のこの実施例は、例えば、ファイバのその内部での破損、または要素内での汚損などの場合にクランプ要素６６の交換のためにキャップを取り外すことができる。ラッチフィンガをベース６０のそれらの合わせ穴から外して、キャップ６２を解放することができるように、小さなツールがラッチフィンガ７８を共に押すために必要とされても良い。受容器１２およびプラグ１４は、それぞれ波状部８２、８４（第１図）を備えて、親指および指先でより掴み易くしても良い。
第５図において、特に単一片の折り曲げられた要素６６のものよりも大きな耐磨耗性および硬度を有するものなど、要素９０は多種多様な材料から構成されても良いので、主として、単一片要素６６での幾つかの利点を有するクランプ要素９０の新設計が示されている。この新要素９０は、一般に、一方の縁９６、９８に沿って僅かに先細に加工されている２つの実質的に平らな方形板９２、９４を備えている。これらの縁は、互いに面一で示されており、これが好ましいが、それらが完全に一直線で配列されることは必ずしも必要ではない、但し板の有効縁は一般に一直線で配列されて、後述される枢支運動を遂行するには十分である。浅いＶ溝１００、１０２は、各板のこの先細加工された領域に形成される。要素板の後部平面の、先細加工された端部には、より深い溝１０４、１０６が、要素の先細加工された端部の縁に僅かに接近して形成される。平らな要素板９２の一方は、Ｖ溝の各端部にＶ状引き込みポートを有するＶ状ファイバ配置クランプ溝１０８を備えている。反対側の要素板９４は、一対の片方の半円錐状ファイバ引き込み溝１１０を有する。板９２、９４は、そのレグが板９２、９４の後部面の溝１０４、１０６に適合する割チューブバネ１１２で共に保持される。要素６６と関連して上述されたように、平らな支持表面にたった１本の溝ではなく、各板に１本の溝、つまり２本の溝が形成されても良い。チューブバネ１１２は、好ましくは、ベリリウム銅合金、またはステンレススチールなどの金属材料から製造され、僅かに開いて保持されて要素板の配置溝内に適合する。この設計は、僅かな力の予備荷重条件を板９２、９４間に生成させる。
アライメント枢支ワイヤ１１４は、要素板の先細加工された領域のより厚みのある部分に設置された対のＶ溝１００、１０２に任意に挿入されても良い。ワイヤ１１４は、枢支、すなわち支点ヒンジとして作用し、先細加工された部分と反対の板の外側縁がファイバのクランプ時に互いに強く押されると、両方の板９２、９４を正規に一直線で配置された状態に保つ。その開状態において、このチューブバネは、各板の外側を押し、これらの板がヒンジワイヤ１１４において、および各板の先細加工された部分の厚みの薄い部分の縁に沿っても接触するように強く押し付ける。開位置において、板９２、９４の内側の縁は、好ましくは、互いに対して約５度の角度で配置される。この開口度は、１２５μｍ光ファイバが板の対向縁からファイバ配置Ｖ溝１０８内に容易に挿入できるほど十分な大きさである。これらのファイバは、Ｖ溝の２つの面と対向板の合わせ平面との間に約１５から２５μｍの間隙を有する。この間隙量は、挿入時にＶ溝の中央でファイバを互いに通過させることなくファイバ端面（特に面取りした端面）をＶ溝で確実に接触させるようにする。要素板の半分の漏斗状ファイバ引き込み特徴は、挿入作業時にファイバが確実にＶ溝内に容易に入るようにする。
コネクタ１０で使用される場合、劈開および面取りされたファイバは、要素９０の対向端から挿入され、それらの端面がほぼ要素の中央で互いに接触する。これらのファイバは、好ましくは約０．９Ｎ（０．２ｌｂｓ）の長手方向の荷重をかけて互いに押され、劈開されたファイバ端面の圧縮された領域が互いに弾性的に平らにされて、挿入損失および後方反射を低減する。Ｖ溝にこれらファイバをクランプするために、要素板の先細加工されていない縁は、共に押されて（要素６６と同様に）、板９２、９４を最初に枢支ワイヤを中心に旋回させ、次に要素の先細加工された縁を接触しない状態まで移動させる。要素板が共により接近するように移動するときのある時点で、ファイバクランプＶ溝とこれらのファイバとの間の空間は、低減され、これらのファイバがクランプされる。要素板の上部がさらに閉じられると、最後に板をファイバと完全に接触させて、ヒンジワイヤと接触しない状態まで移動させる。チューブバネのクランプ力は、これらのファイバに加わるクランプ力を正確に制御する。理論的には、いかなるレベルのクランプ力でも、この力を加えるためにチューブバネの大きさを変えることによって正確にファイバに加えることができる（約４４．５Ｎ（１０ｌｂｓ）の力が好ましい）。これらのファイバの径がわずかに異なる場合、チューブバネは、一方の端部が他端よりも僅かに都合良く弾性的に変形して、ファイバの径の不一致に適合する。故に、要素９０は、軸方向に予備荷重を掛けられた劈開／面取りされたファイバを使用する本発明などの裸ファイバコネクタには特に有用である。
クランプ要素９０は、裸ファイバ接続用途で使用される場合には特に現存する全てのアルミニウム要素と比べて多数の利点を有する。現在のＦｉｂｒｌｏｋ要素では、ヒンジおよび要素が一体で、同材料から製造される。現在の要素内にこのヒンジを形成するには、用素材量には、最初非常に延性があり、次に堅くなって非常に短い移動範囲で弾性ヒンジ特性を提供することができることが求められる。これは、この設計で要素を製造するのに利用できる材料数を制限することになる。チューブバネおよびヒンジワイヤを備えた新たな２枚の板を用いた要素設計では、要素板材料は、表面粒子を無くすような製造、Ｖ溝領域内でのファイバの圧痕を防ぐような耐磨耗性および硬度、清掃し易さ、低熱膨張率（１２ｘ１０^-6インチ／インチ／°Ｆ未満）、および化学的破壊作用に対する耐性に最も望ましい特性を基本として選択できる。この設計の自由度により、遥かに広範囲の要素材量を考えることができる。要素９０用の望ましい特性を有する材料には、ステンレススチール、チタン、セラミック、ガラス、および何種類かの低ＣＴＥ高剛性重合体を含む。要素９０は、必要とされるヒンジの形成および折り曲げ工程が排除されるので、形成工程でほとんど材料を交換する必要がないので、および要素平面がより丈夫で、清掃がより容易となるなどの理由で、既存する要素よりも製造し易い。独立したチューブバネは、板がより広範囲に移動して閉じられる際でもより均一なファイバクランプ力を与えることが予想される。チューブバネ１１２は、要素が過度に閉じられる場合でも所望のファイバクランプ力をファイバに加えることができる能力を有する。従来技術の要素の設計では、要素を過度に閉じると、ヒンジが無理に伸ばされ、すなわち変形されて、最初に非常に大きなファイバクランプ力を生成する。次に閉じる場合に、変形したヒンジは、Ｖ溝にファイバをクランプするのに十分な力をもはや加えることができない。
新要素の概念は、主に接続用途を念頭において設計されているが、接合用途、すなわち光ファイバの永久相互接続の用途でも有用である。Ｆｉｂｒｌｏｋスプライスでの従来のアルミニウム要素は、温度変化と共にその長さが変動する。これは、要素が温度サイクル時にその長さが変動すると、ファイバ端面が共に僅かに離れたり、再接触するように移動すると考えられている。ファイバ端面のこの前後運動は、スプライスで使用される指数一致ゲルをファイバ端の周囲に流れさせて、あるいはこれらのファイバ芯間に気泡を生成、または汚れた粒子をもたらして、伝送される光を若干遮光させると考えられている。故に、非常に低膨張率の要素材料は、ファイバの芯領域におけるファイバ端面間でのゲル運動の可能性や、それに関連した気泡の形成、または汚れた粒子の運搬などを排除するのに有利となる。アルミニウム要素のファイバクランプＶ溝内に汚れ、すなわちくずを生成するので、組み立てられる従来技術のスプライスの初期歩どまりが減少したという例もある。Ｖ溝を損傷させることなくより過酷な清掃に耐えることができる材料から構成された要素９０などの要素は、製造された低損失スプライスの初期組立歩どまり、または率を増すこととなろう。新設計要素で実行可能な広範囲の要素板材料のために、「クリーナ」要素が接合のために提供されることが予想される。
本発明のコネクタは、様々な用途で使用できる。第１〜４図は、受容器の端部に挿入された両方のファイバプラグを備えたトレイ取り付け用途のために形成されたコネクタ１０を示す。この実施例では、コネクタ受容器１２は、外部突出取り付けフランジを有しておらず、むしろ第６図に示されるようなコネクタ収納／ファイバ管理トレイ１１８の底部に見られるような、平面板上の取り付けポスト１１６にスナップ嵌合する内部キャビティを包含する。このトレイ取り付けコネクタ実施例の外部形状は、コネクタが互いに近接して位置決めされ、占有する体積を最小限に抑えることができるように、可能な限り小さくなるように保たれる。トレイ１１８は、４本のコネクタまで入れることができる。ポスト１１６は中空であるので、ピン状ツールがその中空部分に挿入されて、コネクタをポストから持ち上げて、トレイから取り出すために個々のコネクタに容易にアクセスすることができる。この装置は、特にファイバトウーザホーム用途に適している。第１〜４図、および６図に示された設計では、２５０μｍプラグは、スプリングで予備荷重が加えられているが、９００μｍプラグ内のファイバは、プラグ内にしっかり取り付けられており、スプリングで荷重を加えられていない。第１〜４図の２つのプラグは異なる設計のものであるが、それらは、少なくとも１つのプラグが一方のファイバを他方に対して予備荷重を加えるための手段を有する限り同じ設計となる。この装置は、好ましくはファイバの終端端面に少なくとも０．０９Ｎの圧縮荷重を掛ける。トレイ１１８の内部は、余分のファイバのたるんだ湾曲部分を保管するための１つ以上のスプールを備えていても良い。個々のファイバが別々にスプール上に巻かれて、他の別のファイバを扱う（或いは損傷し得る）こと無く、所望のファイバの上のスプールを取り出すことによって後にアクセスされるように、トレイ床に成形された共通ポスト（図示せず）上に積み上げる非常に細いスプールが提供されても良い。
第７図は、取り付け穴１２４を有する外部に突出した取り付けフランジ１２２で構成された本発明のコネクタの他の実施例１２０を示す。コネクタ１２０は、ファイバ分配設備の一部であるコネクタパネル（図示せず）に取り付けられる。パネル取り付けコネクタ１２０は、近接のコネクタ、またはそれらのファイバに触れずに個別のコネクタに容易に指でアクセスできる間隔の中心に位置決めされても良い。
第１〜４図、および第６〜７図は、個別のコネクタプラグに取り付けられた離散ファイバを接続するのに有用である本発明による設計を示す。第８図は、コネクタ１０と同一の２つの離散コネクタが利用されて、２連ファイバコネクタ１３０を造る他の設計を示す。２連コネクタ１３０のコネクタプラグ１３２、１３４は、２連のスプリングで荷重を加えられたファイバプロテクタ、ファイバ予備荷重手段（スプリング）、およびファイバクランプ手段（コレット）を包含する。２連コネクタハウジング、すなわち受容器１３６は、２つのアライメント要素、および２連コネクタプラグの内部ファイバガイド部分のための２組の入口ポートを包含する。この設計のコネクタのファイバ間隔は、約８ｍｍであるのが好ましい。
第１〜４図、および第６〜８図は、ＰＬＵＧ−ＨＯＵＳＩＮＧ−ＰＬＵＧ設計である。但し、ＰＬＵＧ−ＨＯＵＳＩＮＧ−ＰＬＵＧ設計と同じ相互接続方法を利用する本発明によるコネクタを設計することも可能であるが、プラグの１つは中央ハウジングに永久的に一体化されることとなる。この方式のコネクタ１４０は、ＰＬＵＧ ＡＮＤ ＳＯＣＫＥＴ設計として参照され、第９図に示されるように、一般にプラグ１４、または１６と同じ単一プラグ１４２、およびクランプ／アライメント要素９０と他のプラグの機能部品とを包含するソケット１４４を備え、それらの全てが単一の装置に組み合わされている。コネクタ１４０は、ファイバの再配置がコネクタの一方の側（例えばパネルの前）でのみで起こるような用途に特に有用である。コネクタの他方の側（パネルの背後）のファイバは、永久的であり、再配置されることはない。コネクタソケットを造るためにアライメントハウジングとプラグの１つを組み合わせると、コネクタ部品点数、コネクタの大きさ、および必然的にコネクタのコストを低減することができる。請求の範囲で使用されるように、用語「受容器」は２連プラグ受容器１２およびソケット１４４の両方を含む。
任意の前述のコネクタの使用するのは簡単である。ファイバが、面取り、清掃、および検査された後、これらはコネクタプラグ内に設置される。面取りは、例えば米国特許出願第０８／１２２，７５５号に記述されたツールを用いて、行われても良い。これは、最初に完全に組み立てられた空のコネクタプラグ（ブーツを含まない）の１つを小さな作動ツール、または取り付け具内に設置することによって行われる。このツール（図示せず）は、１）準備したファイバをコネクタプラグに導き、２）正しい量の裸ガラスファイバがコネクタプラグの内部に存在するようにファイバの先端に対する長さ止めを提供し、ファイバ緩衝被覆をクランプして、接着、またはクリンプツールを用いずにファイバをコネクタプラグにしっかり固定するためにコネクタプラグ内部のコレットを作動させる手段を提供する。準備されたファイバは、ファイバ曲げ変形解除ブーツを通して挿入され、このブーツはファイバに沿って滑落されて、片づけられる。完全に組み立てられたコネクタプラグは、次に設置ツールに搭載され、ファイバの劈開／面取りされた端部がコネクタプラグの後部端に挿入される。このファイバは、ファイバの面取りされた先端が僅かに引っ込んだファイバプロテクタの前に配置されたストップゲージと接触するまでコネクタのファイバプロテクタ端に向かって押される。所望の位置にファイバが来ると、技術者は、設置ツールのハンドルを操作して、コレットハウジングに向かってコレットを軸方向に強く押して、どの方式のプラグが組み立てられているかにもよるが、コネクタプラグ本体内で、またはバネ荷重コレットアセンブリ内でファイバ緩衝被覆を永久的にクランプする。
光ファイバの端面が面取りされているファイバと関連して本発明のコネクタを使用することが好ましいと思われる。この面取り角度は、好ましくは約４５度、すなわち約９０度の夾角であるが、この夾角は３０〜１６０度までの範囲内であっても良い。面取りすると、２０から１２０μｍまでの範囲の好適直径の、平らな中心領域がファイバの端面上にできる。この中心部分は、角度が付けられており、すなわちファイバの軸に対して非直交性となり、後方反射を低減するようにしても良い。
このコネクタプラグはツールから取り外され、任意の強度部材（Ｋｅｖｌａｒストランド）が、標準クリンプリングなどを使用して９００μｍ方式コネクタプラグのプラグ本体に直接しっかり固定できる。２５０μｍコネクタプラグ設計も、補強したケーブルタイプで使用できるが、そのプラグ本体は、ファイバがバネ荷重コレットでクランプされるところとコネクタの後部端との間でファイバを湾曲させるように延長されねばならないだろう。このファイバ湾曲範囲は、バネ荷重コレットが０．９Ｎ（０．２０ｌｂ）の予備荷重バネに抗してコネクタ本体内で押し戻されて、ファイバ先端に所望の圧縮予備荷重をかけるので、必要である。より長いプラグ本体（図示せず）は、ハウジング内へのプラグの挿入時に、ファイバがコネクタプラグの後部でしっかりクランプされて、次にコネクタの内部で押し戻されるとき、ファイバ湾曲としての、追加的ファイバ長を収容するのに十分な内部空間を提供しなければならないだろう。ファイバ設置工程の最後のステップは、曲げ変形解除ブーツをファイバ上で滑動させて戻して、緩衝被覆付きファイバがそれを通ってコネクタプラグ本体の後部を通過する中空ポストにそれを押し込む。上述のように、ファイバがコネクタの内部で壊れて、交換、または再度劈開／面取りする必要がある場合には、緩衝コレットクランプは解除でき、ファイバも取り外すことができる。
これらのコネクタプラグは、次にコネクタ受容器、またはソケットに挿入する準備ができる。第１のプラグ（例えば１４）は、ファイバプロテクタがガイドチューブ内のソケットに入って、底に達するまで受容器に挿入される。プラグが継続して移動されると、ファイバプロテクタを圧縮バネに抗してプラグ本体内に戻る方向に滑動させ、劈開／面取りされたファイバを要素内のＶ溝に入らせる。プラグをハウジング内にさらに押し込むと、ファイバの先端が要素の中央を僅かに越えて進むまでファイバが要素内に滑動し続けることとなる。この時点で、コネクタプラグ本体は、移動して、アライメント受容器の前面と面一となる。コネクタプラグキャップをさらに押し続けると、キャップの前のカム作動フィンガが要素作動フラップを要素に向かってカム作動させて、ファイバ上に要素を閉じようとさせる。他方のプラグが受容器の反対側に設置されていない場合は、ファイバクランプ要素は、ポケット６８の片側に揺動するだけとなり、要素内の面取りされた先端ガラスファイバはクランプされない。プラグハウジング（例えば３８）は、受容器上のラッチがプラグハウジングの両側のタブと係合して、それを所定位置に係止するまで受容器に向かって押される。
他方のプラグ（例えば１６）が受容器の反対端に挿入されると、そのファイバプロテクタは底に達して、要素９０の端部にファイバを導く。反対側のプラグがハウジング内にさらに移動し続けると、他方のファイバの先端に向かって、要素のＶ溝に沿ってこのファイバを押し下げる。２つのファイバ先端がＶ溝内で互いに接触すると、プラグの一方の滑動ファイバコレットに押し付ける圧縮バネは、圧縮し始め、ファイバ先端は所望の荷重に予備荷重を加えられる。ファイバの予備荷重は、残りのコネクタプラグのプラグ本体が移動してアライメント受容器のその端部と面一となるまでかけ続ける。この時点で、これらのファイバは要素Ｖ溝内で互いに予備荷重がかけられるが、クランプされない。他方のプラグのプラグハウジングがなおも移動し続けて、その作動フィンガをハウジングの中央に移動させ、予備荷重のかけられた静止ファイバ上に閉じられた要素をカム作動させる。他方のプラグのラッチが係合されると、これらのファイバ間の接続が完了する。
９００μｍプラグ１６は、プラグ本体５０のフィンガとガイドチューブ６４との間で作動する任意のプルプルーフ特徴を備えるように設計されている。これらの構成要素は、プラグ本体が受容器の９００μｍプラグ端に完全に入り込むと、互いに係合する合わせ可撓性フィンガを有する。これらのフィンガは、プラグ本体をアライメント受容器に係止して、コネクタの９００μｍプラグ端をプルプルーフにする。このプルプルーフ特徴は、コネクタの他端にも提供されるが、プラグ本体は、延長されて、バネ荷重コレットと、予備荷重アセンブリと、コネクタプラグの後部端との間のファイバの湾曲を収容しなければならないだろう。
本発明は、特定の実施例に関して説明してきたが、この説明は限定的に解釈されるべきものではない。本発明の代わりの実施例だけでなく、開示された実施例の様々な修正は、本発明の説明を参照すれば当業者には明白となろう。故に、このような修正は添付の請求の範囲で定義されるように本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく実行できることを意図するものである。

Claims (3)

1. ２本の裸の光ファイバを相互接続するための装置であって、
   開閉状態間で移動でき、前記閉状態でファイバの裸端の光接続を行うように形成されたクランプ要素を有する受容器と、
   終端端面が面取りされている第１の光ファイバを内部に有する第１のプラグアセンブリであって、
   第１および第２の端部を有する第１のプラグハウジングと、
   前記第１のプラグハウジング内に前記第１のファイバの一部を固定し、前記第１のプラグハウジングの前記第１の端部に近接して前記第１のファイバを位置決めする第１のコレット手段と、
   前記第１のプラグハウジングが前記受容器に挿入されるときに前記第１のプラグハウジングの前記第１の端部に向かって前記第１のコレット手段を付勢して前記第１のファイバに少なくとも０．０９Ｎの長手方向の予備荷重を加える第１の手段と、を有する第１のプラグアセンブリと、
   この終端端面も面取りされている第２の光ファイバを内部に有する第２のプラグアセンブリであって、
   第１および第２の端部を有する第２のプラグハウジングと、
   前記第１および第２のファイバの前記終端端面が圧縮係合した状態で保持されるように、前記第２のプラグハウジング内に前記第２のファイバの一部を固定し、前記第２のプラグハウジングの前記第１の端部に近接して前記第２のファイバを位置決めする第２のコレット手段と、を有する第２のプラグアセンブリと、
   を備え、
   前記第１のプラグアセンブリ及び第２のプラグアセンブリは、当該プラグアセンブリの両方が前記受容器に挿入されたときに、前記クランプ要素を前記閉状態まで動かすための手段であって、前記第１のプラグアセンブリの第１のプラグハウジングに形成された第１のカム作動フィンガと、前記第２のプラグアセンブリの第２のプラグハウジングに形成された第２のカム作動フィンガとを含み、当該第１と第２のカム作動フィンガが前記受容器に形成された対応するカム作動表面と係合するよう構成された手段を有する装置。
2. ２本の光ファイバを相互接続するための装置であって、
   開閉状態間で移動でき、前記閉状態でファイバの裸端の光接続を行うように形成されたクランプ要素を有する受容器と、
   第１の光ファイバを内部に有する第１のプラグアセンブリと第２の光ファイバを内部に有する第２のプラグアセンブリとであって、前記第１および第２のプラグアセンブリがそれぞれ第１および第２の端部を有するプラグハウジングを有し、前記第１および第２のプラグアセンブリがそれぞれ、前記対応するプラグハウジング内に前記第１のファイバまたは第２の光ファイバの一部を固定し、前記対応するプラグハウジングの前記第１の端部に近接して前記第１のファイバまたは第２のファイバを位置決めする手段を有し、前記第１および第２のプラグアセンブリの少なくともいずれか一方は、前記対応するプラグハウジングが前記受容器に挿入されるときに、前記第１のファイバまたは第２のファイバの内の一方のファイバの終端端面が前記クランプ要素内に配置された他方のファイバの終端端面と圧縮係合されるように、前記対応するプラグハウジングの前記第１の端部に向かって前記固定し位置決めする手段を付勢して前記第１のファイバまたは第２のファイバに少なくとも０．０９Ｎの長手方向の予備荷重を加える手段を有する第１および第２のプラグアセンブリと、
   を備え、
   前記第１および第２のプラグアセンブリは、前記プラグハウジングを前記受容器に挿入することによって前記クランプ要素を前記閉状態まで動かし、前記第１および第２のファイバが圧縮係合されたあとだけに前記クランプ要素の中にファイバをクランプするための手段であって、前記第１のプラグアセンブリの第１のプラグハウジングに形成された第１のカム作動フィンガと、前記第２のプラグアセンブリの第２のプラグハウジングに形成された第２のカム作動フィンガとを含み、当該第１と第２のカム作動フィンガが前記受容器側に形成された対応するカム作動表面と係合するよう構成された手段を有している装置。
3. ２本の裸の光ファイバを相互接続する方法であって、
   第１の光ファイバを劈開して端面を提供するステップと、
   第１および第２の端部を有する第１のプラグハウジングと、前記第１のプラグハウジング内に前記第１のファイバの一部を固定し、前記第１のプラグハウジングの前記第１の端部に近接して前記第１のファイバを位置決めする第１の手段と、を有する第１のプラグアセンブリ内に前記第１の光ファイバを固定するステップと、
   第２の光ファイバを劈開して端面を提供するステップと、
   第１および第２の端部を有する第２のプラグハウジングと、前記第２のプラグハウジング内に前記第２のファイバの一部を固定し、前記第２のプラグハウジングの前記第１の端部に近接して前記第２のファイバを位置決めする第２の手段と、前記第１および第２のファイバの前記端面が圧縮係合した状態で保持されるように、前記第２のプラグハウジングが受容器に挿入されるときに、前記第２のプラグハウジングの前記第１の端部に向かって前記第２の固定手段を付勢して前記第２のファイバに少なくとも０．０９Ｎの長手方向の予備荷重を加える手段と、を有する第２のプラグアセンブリ内に前記第２の光ファイバを固定するステップと、
   クランプ要素が作動される前に前記第１および第２のファイバの前記端面に圧縮荷重が加えられるように、光ファイバを収容するためのクランプ要素を有する受容器内に前記両プラグアセンブリを挿入するステップと、
   前記両プラグアセンブリが前記受容器内に完全に挿入されたときに、圧縮係合されたファイバにある前記クランプ要素を閉じるために、前記プラグアセンブリに形成された手段によって前記クランプ要素を作動させるステップと、
   オプションとして、３０°〜１６０°の範囲の夾角で前記第１の光ファイバの劈開された前記端面を面取りし、３０°〜１６０°の範囲の夾角で前記第２の光ファイバの劈開された前記端面を面取りするステップと、
   を備える方法。

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