專利名稱：用于光纖機械接續的導軌式裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于機械地接續單芯或多芯光纖的光纖接續裝置。本發明尤其涉及一種帶有杠桿包層夾具的導軌或光纖接續裝置，它不僅可借助裝置的蓋與夾具間的尺寸公盈夾緊光纖，而且還可以把光纖容易地插入到裝置內，從而在光纖接續操作過程中分別夾住光纖的涂層部分和包層部分。
如本領域普通技術人員所熟知的，光纖可通過幾種方法接續在一起。有代表性的光纖接續法是熔融接續法和機械接續法。在常規的熔接法中，光纖被熔化以達到接續的目的。上述熔接法一般用于永久地接續光纖。這種熔接法有很好的操作可靠性，因此光學性能優越。但是，采用昂貴的精密熔接系統同時為其加上電源而執行上述熔接法時，該熔接法存在著一個問題，即在難以獲得電源的地方不能使用該方法。
而機械接續方法有幾方面的優點該方法易于操作并且不需要任何附加裝置。于是機械接續法可以容易地用于各種接續場合。此外，機械接續法的預期光學性能幾乎與上述熔接法預期的相同。
但是，當使用需幾個工具進行操作的機械接續裝置實現已知的機械接續方法時，其機械接續方法在光纖定位方面存在一些問題。此外，機械接續方法所采用的上述機械接續裝置，在光纖接續操作過程中無法夾緊光纖的涂層部分。因此，該機械接續裝置有時會使接續好的光纖在經過一段較長的時間之后產生變形并且受損。為了防止機械接續的光纖因變形而受到破壞，適宜在無扭力直接作用于光纖包層，并在部分地夾緊光纖包層部分的同時，在光纖的涂層部分第二次夾住光纖。在已知的具有雙重夾緊功能的機械接續裝置中，第一和第二夾持部分，即光纖的包層部分和涂層部分，被同時夾住。
上述機械接續應該用特殊的工具夾住允纖，以在光纖接續操作過程中保持光纖對準。在光纖接續操作過程中，當上述裝置利用特殊工具夾住了光纖時，對準的光纖在有軸向夾緊力作用于其上時便可能被軸向地推進。因而，上述機械接續裝置常常不能精密地接續光纖，從而引起接續損耗。為努力糾正上述問題，機械接續裝置可以有一個防止在光纖接續操作過程中夾緊單元的加壓面軸向推進的附加結構。但是防止加壓面軸向推進的上述結構尺寸要很小，致使很難加工出該結構。此外，上述推進防止結構存在一個結構上的缺點，因此在光纖接續操作過程中必須小心地處理。
接續裝置的雙重夾緊功能是為了減小光纖接續的接合處變形。在有上述雙重夾緊功能的光纖接續裝置中，用于夾緊光纖包層部分(接續部分)的夾緊動作(第一夾緊動作)，與用于夾緊光纖涂層部分的另一夾緊動作(第二夾緊動作)是同時進行的。當把一根光纖插入上述接續裝置的一個插入孔內并夾住光纖的時候，被插入光纖的涂層與包層部分(第一和第二夾緊部分)同時被壓在該裝置的夾緊工位上。于是，接續裝置的夾緊工位閉合，致使另一光纖經裝置的另一插入孔插入到接續裝置內時，該另一光纖不能到達接續工位。這樣，接續裝置中的光纖包層部分難以在光纖接續操作過程中對準。為了糾正上述問題，一根和另一根光纖可以在包層和涂層夾緊件同時打開時插入接續裝置的兩個插入孔中，兩夾緊件在同時夾緊光纖的包層和涂層部分之前，先分別夾住光纖的包層與涂層部分。但是，如果在接續操作過程中上述接續裝置的一個端部沒有固定住時，則無法進行調整步驟來完成低損耗光纖接續。上述調整步驟是獲得光纖最佳對準的步驟。當然，光纖接續操作可以不加任何調整步驟地完成。但沒有調整步驟的光纖接續操作可能會出現一個問題，即當接續損耗測量結果不好時要重新進行接續操作。
所以，本發明的一個目的是提供一種用于機械接續光纖的導軌式裝置。該裝置可以克服上述問題，并且該裝置不僅有一個不用任何特殊工具即可容易地接續光纖的杠桿結構的包層夾具，還可分別移動一對蓋件，以在光纖接續操作過程中方便地進行調整操作。上述接續裝置還包含一個軸向推進防止機構，該防止機構包括涂層夾具上的突起物和與之相嚙合的殼體上的槽縫，從而使涂層夾具相對于殼體僅能垂直移動，防止了由于光纖軸向推進而引起的光纖接續失敗。上述接續裝置進一步包括一個分別夾住光纖包層與涂層部分的雙重夾緊功能，從而防止了因張力或扭力而導致的光纖接續失敗。
根據一個實施例，本發明提供了一種單芯或多芯光纖機構接續用的導軌式裝置，它包括一個開口朝上在其內構成了接續空間的殼體，所述殼體的底部兩邊緣有沿軸向延伸的軌槽；一個接受在殼體的所述接續空間內有一個V型槽的底盤，所述V型槽軸向地形成在所述底盤的上表面上用于在其內放置光纖；包層夾具和涂層夾具放置在所述底盤上可上下移動，從而分別有選擇地夾住光纖的包層和涂層部分；以及一個可滑動地嚙合到殼體上，并用于有選擇地把所述包層和涂層夾具向下壓以固定所述接續裝置內光纖的蓋件。
根據另一個實施例，接續裝置還包括一軸向推進防止機構，它包括形成在每個涂層夾具兩側表面上的突起和形成殼體兩側墻上并與突起相嚙合的槽縫，從而在夾緊操作過程中防止光纖軸向推進。
本發明的上述及其他目的、特征和優點通過下述結合附圖的詳細說明將更為清楚。


圖1是本發明一個實施例中導軌式光纖接續裝置的分解透視圖；圖2A到2C分別是圖1接續裝置的涂層夾具、蓋件和包層夾具的截面圖，表示了它們分段的構造以產生它們之間的尺寸公盈；圖3是本發明接續裝置其蓋件在敞開位置時的截面圖；圖4是本發明接續裝置其蓋件在關閉位置時的截面圖；圖5A和5B分別是本發明接續裝置其蓋件在關閉和敞開位置時的透視圖；圖6是本發明接續裝置蓋件和殼體的透視圖，表示了一種導軌機構，該機構由上述蓋件與殼體上的可彼此滑動嚙合的導軌與凹槽構成；圖7是根據本發明另一實施例，帶有作為軸向推進防止機構用的突起與槽縫的接續裝置涂層夾具與殼體透視圖；圖8是根據本發明的接續裝置，其包層夾具的杠桿結構與杠桿運動的示意圖；圖1表示本發明一個實施例中機械接續光纖用的導軌式裝置結構的分解透視圖。如該圖所示，本發明的接續裝置具有一個其內接收了一個長方形底盤12的長形殼體1。該殼體1上方是敞開的，從而具有U型截面并構成了其內的一個接續空間14。上述接續空間14有一個適合在其內接受一對光纖13的預定深度與大小。殼體1的兩個底邊棱具有軸向延伸的軌槽6，該軌槽將與下文中要描述的蓋件4的導軌7相嚙合。在底盤12的上表面上形成有軸向的V型槽5，該底盤12被放在殼體1內。需用本裝置接續到一起的光纖13被放在上述槽5中，以使它們的包層部分彼此對準。
上述接續裝置還包括兩種夾具，即一個用于夾緊光纖13包層部分(接續部分)的包層夾具2，和一對用于夾緊光纖13包層部分的包層夾具3。上述包層和涂層夾具2和3被放置在殼體1內的底盤12上，可上下移動，從而使光纖13的包層與涂層部分分別被夾住。殼體1的開口空間14由一對可滑動地與殼體1相嚙合的蓋件4蓋住。每一蓋件4有一對形成在每一蓋件兩側壁上的導軌7，該導軌可沿殼體1的軌槽6滑動嚙合，從而構成導軌機構。與軌槽與導軌6和7滑動地嚙合時，蓋件4相對于殼體1水平地移動。即每個蓋件4在殼體1的中心與相應一端之間作滑動。在上述接續裝置中，每個涂層夾具3都有一個頂部浮雕部分15，同時包層夾具2有一對頂部邊側浮雕部分20以產生尺寸公盈。由于蓋件4與夾具2和3的浮雕部分15和20之間有尺寸的公盈，上述蓋件4將包層和涂層夾具2和3壓下，從而緊緊地將排在盤12的V-型槽內光纖13夾住或固定。
圖2A到2C分別是圖1接續裝置的涂層夾具3，蓋件4和包層夾具2的截面圖。具體地說，圖2A到2C表示了蓋件4和夾具2和3分段的構造，以產生尺寸公盈。
如圖2A所示，用于夾住相應光纖13涂層部分的每個涂層夾具其頂表面16被分段，以形成表面16中間部分的浮雕15。上述浮雕15的高度在圖2A中表示為α(15和16部分的高度差)。如圖2B所示，位于相應涂層夾具3上方的每一蓋件4的頂板其內表面被分段了，以形成一對薄的邊緣部分18和18′和一個薄的中心部分17。兩個厚的邊緣部分18和18′有不同的厚度。即17與18兩部分厚度差為β的第一厚度的部分，比17與18′兩部分厚度差為r的第二厚度部分要厚。由于每個蓋件4的頂板是分段，每一蓋件4與相應涂層夾具3之間的尺寸公盈是經選擇產生的，從而有選擇地下壓涂層夾具3并使夾具3產生向下的夾緊力，以夾住光纖13的涂層部分。圖2C表示共同夾住光纖13包層部分(接續部分)用的包層夾具2的構造。如圖2C所示，包層夾具2在其頂表面上是對稱分段的，以形成一個頂部的中心浮雕19和一對頂部邊側浮雕20。中心浮雕19與邊側浮雕更為凸出。在中心浮雕19與每個邊側浮雕20之間都有一凹槽。夾具2的頂表面在其兩個邊緣也是分段的，以形成分別從邊側浮雕20向外延伸的一對減壓邊緣21。每個邊側浮雕20的高度在圖2C中表示為8(20和21部分的高度差)。另一方面，上述包層夾具2的底表面23是分段的，以形成一個底部中心浮雕22。
圖3和4是本發明接續裝置的截面圖，以表示根據蓋件4的位置有選擇地產生蓋件4與夾具2和3之間的尺寸公盈。圖3表示處在敞開位置的蓋件4，而圖4表示了處在關閉位置的蓋件4。當蓋件4處在如圖3所述的敞開位置時，涂層夾具3的頂部浮雕15與蓋件4的中心較薄部分17相遇。在此狀態，涂層3與蓋件4之間不產生尺寸公盈，致使夾具3不產生任何夾緊力。
但是當蓋件4如圖4所示處在關閉位置時，夾具3和蓋件4之間產生尺寸公盈，從而產生夾具3的夾緊力，以保持光纖13排列在底盤12的V型槽5中。為了達到圖4的關閉位置，蓋件4通過其上的導軌7沿殼體1的軌槽6滑動而相對于殼體向內移動。在此狀態下，當蓋件4與夾具2和3的浮雕部分碰到一起時，便在蓋件4與夾具2和3之間產生尺寸公盈。即，由于差值α和r，涂層夾具3與蓋件4之間的公盈產生在部位8處。另一方面，由于差值β和δ，包層夾具2與蓋件4之間的公盈產生在部位9。由于上述產生在部位8和9的尺寸公盈，蓋件4按照公盈量的比例壓下涂層夾具3和包層夾具2，從而把光纖13的涂層和包層部分夾住并把排好的光纖固定在接續裝置中。
圖5A和5B分別是本發明接續裝置其蓋件4處于關閉和敞開位置時的透視圖。這些圖具體地表示了由于蓋件4與夾具2和3之間的尺寸公盈，蓋件4相對殼體1滑動而產生夾緊力的情況。蓋件4相對于殼體1的滑動是通過導軌機構完成的。上述導軌機構是產生接續裝置夾緊力的基礎，并且引導蓋件4相對于殼體1進行滑動。
圖6表示了本發明光纖接續裝置導軌機構的細節。如該圖所示，導軌機構包括導軌7和槽6，它們彼此可滑動地嚙合在一起。在本發明的這個實施例中，導軌7形成在每個蓋件4上，而槽6形成殼體1上。當然，應該理解，槽6和導軌7還可以分別形成在蓋件4和殼體1上。
根據本發明的另一實施例，其光纖接續裝置可以具有一個在蓋件4相對于殼體1滑動時防止蓋件4軸向推進光纖13的機構。如圖7所示，該軸向推進防止機構包括突起10和槽縫11。突起10形成在每個涂層夾具3的兩側表面上，而槽縫11被形成在殼體1兩側壁的內表面上以接受突起10。在上述實施例中，當兩個突起10和槽縫11形成在每個夾具3和殼體1的兩側時，該軸向推進防止機構會有一個結構上的平衡。用上述軸向推進防止機構，接續裝置防止了由夾緊操作過程中所產生的軸向推進而引起的接續損耗，局部受力及光纖的損壞。
在本發明中，涂層夾具3的每個突起10都有一球形部分。同樣地，殼體1上的每個槽縫11都有一個用于接受突起10球形部分的球形窗口，以形成球窩接合。用球窩接合，每個涂層夾具3都有一個用球狀突起10作杠桿軸的杠桿結構。由于該杠桿結構，在光纖13最初插入裝置時，每個涂層夾具3可作一杠桿運動被方便地提起，以讓光纖13容易地插入接續裝置中。
下文將詳細描述上述光纖接續裝置的使用效果。
當一根光纖或第一光纖13通過一插入孔插入到接續裝置內，而一個蓋件4處于其關閉位置時，由于涂層夾具3的杠桿運動，第一光纖13可容易地插入裝置內。在此情況下，通過簡單地將第一光纖13插入裝置，直至光纖13的包層部分到達包層夾具2底部，可使第一光纖13的接續或包層部分自然和平滑地到達包層夾具2的底部中心。第一光纖13的包層部分到達包層夾具2底部中心之后，另一敞開的蓋件4移動到其關閉位置，以把第一光纖固定在該裝置中。此后，一個蓋件4在另一光纖或第二光纖13通過另一種插入孔插入到裝置中來之前，從關閉位置移動敞開位置。第二光纖便由于第一涂層夾具的杠桿運動而平滑地插入到裝置內，直至第二光纖13的包層部分與第一光纖13的包層部分相接觸為止。然后關閉一個蓋件4，完成光纖的接續操作。在本發明中，包層夾具2適宜用用透明材料制成凸透鏡的形狀，以便從裝置的外部方便地查看第一，第二光纖13的包層部分連接對準情況。
當光纖13的包層部分連接對準情況不好時，在調整光纖之前，先打開一個蓋件4。在調整之后，再關閉該蓋件4以把該光纖13固定在接續裝置中。此外，適宜在光纖13之間的包層接合處使用折射率調整液。在此情況下，裝置可減小插入和反射損耗，進而減小光纖接續損耗。
下文將詳細描述包層夾具2的杠桿結構。
圖8是表示本發明接續裝置中包層夾具2的杠桿結構。如圖8所示，上述包層夾具2的底表面23在部位24處是分段的，以形成底部的中心浮雕22。該包層夾具2有選擇地接觸蓋件4的邊側浮雕部分20，使自己被壓下產生夾緊力。每個邊側浮雕20的中部位于杠桿軸″i″的外側，該杠桿軸從每個階梯24垂直地延伸。當一個蓋件4處于關閉位置時，該蓋件4將向下壓夾具2的相應半邊，而提起其另外半邊。在此情況下，夾具2的提起高度Y1預定為光纖13的直徑減去盤12上V型槽5中所接受光纖13部分的厚度所得結果。上述提起高度Y1可以用變量X和L1表示。在此情況下，變量X是階梯24與平俱2另一端之間的距離，而變量L1是階梯24到夾具2中心之間的距離。
此外，包層夾具2每個受壓邊緣與相應蓋件4第一厚度部分18之間的間隔高度Y2將下式表示。
Y2＝X·Y1/L1其中，X是杠桿軸″i″與包層夾具一端之間的距離；L1是杠桿軸″i″與包層夾具中心之間的距離；
i是從包層夾具2的每一階梯垂直延伸的杠桿軸。
本發明接續裝置中包層夾具2的杠桿結構由上式表示。當一個蓋件關閉而壓住夾具2的一半時，由于上述的杠桿結構夾具2的另一半被提起，從而使光纖13的包層部分平滑地到達夾具2底部中心。此外，當包層夾具2用如上所述的透明材料做成一凸透鏡形狀時，可以在裝置外檢查光纖13的包層部分之連接對準情況。而且，可以確定光纖13的連接對準是否需要進行調整。于是，接續操作的工作效果得到了進一步的改進。
如上所述，本發明提供了一種改進結構的光纖機械接續裝置。當本發明的裝置具有帶杠桿結構的夾具時，該裝置可以不用任何特殊工具便可容易地接續單芯或多芯的光纖。本接續裝置在光纖接續操作過程中通過雙重夾緊動作使光纖的涂層和包層部分分別被夾住。因此本裝置減少了光纖的變形，并防止了變形而導致的光纖損壞。上述接續裝置也可以在夾緊過程中在光纖上施加一垂直的夾緊力，從而防止不用任何工具時光纖不能對準。本光纖接續裝置的另一個優點是，減少了裝置中的元件數量，并簡化了其結構，同時綜合實現了各種功能且更容易接續光纖。
盡管本發明的優選實施例為了解釋說明的目的已經公開了，但本領域的普通技術人員應該知道各種可能的改型，補充和代換都沒有脫離開如權利要求書所述的本發明的范圍與構思。
權利要求
1.一種用于機械地接續單芯或多芯光纖的導軌式接續裝置，包括一個開口朝上的殼體以在其內形成接續空間，所述殼體的兩底邊緣有軸向延伸的槽；一個放在殼體所述接續空間內并有一V型槽的底盤，所述V型槽軸向地形成在所述底盤的上表面并用于在其內放置光纖；放在所述底盤上可上下移動的包層夾具與涂層夾具，從而分別獨立地夾住光纖的包層和涂層部分；以及一個滑動地嚙合在所述殼體上并用于分別向下壓住所述包層和涂層夾具以將光纖固定于所述接續裝置內的蓋件。
2.根據權利要求1的導軌式接續裝置，其中所述殼體是有U型截面的一個長形殼體。
3.根據權利要求1的導軌式接續裝置，其中所述蓋件的頂板其內表面是分段的，以形成一對厚的部分，和一個位于兩厚的部分中間的薄的部分。
4.根據權利要求3的導軌式接續裝置，其中所述的厚的部分有不同的厚度。
5.根據權利要求1的導軌式接續裝置，其中所述涂層夾具的頂表面是分段的，以形成一個中心浮雕。
6.根據權利要求1的導軌式接續裝置，其中所述包層夾具包括一個頂部中心浮，一對頂部邊側浮雕和一對減壓邊緣，它們都形成在所述包層夾具的分段頂表面上，所述的頂部中心浮雕與所述頂部邊側浮雕更為凸出，且所述的減壓邊緣分別從所述的頂部邊側浮雕向外延伸；以及一個底部中心浮雕，它通過將所述包層夾具底面分為兩階梯而形成。
7.根據權利要求6的導軌式接續裝置，其中所述的包層夾具是對稱結構的。
8.根據權利要求1，6和7中任意一個的導軌式接續裝置，其中所述包層夾具的每個頂部邊側浮雕中心都位于所述包層夾具底面相應階梯的外側，從而引起所述包層夾具的杠桿運動，以使在所述蓋件壓下所述頂部邊側浮雕時，提起包層夾具的半個部分。
9.根據權利要求1的導軌式接續裝置，其中所述的包層夾具是由透明材料制成的具有凸透鏡形狀。
10.一種用于機械單芯或多芯光纖的導軌式裝置，包括一開口朝上的殼體以在其內形成一接續空間，所述殼體的兩個底部邊緣有沿軸向延伸的軌槽，同時所述殼體的一個側壁內表面上有一槽縫；放置在殼體所述接續空間內并有一V型槽的一個底盤，所述V型槽軸向地形成在所述底盤的頂表面上，并用于在其內排布光纖；一個放在所述底盤上可上下移動的涂層夾具，從而有選擇地夾住光纖的涂層部分，所述的涂層夾具在其一側表面上有一個突起，所述的突起與殼體的所述槽縫相嚙合，從而防止所述光纖軸向推進；一個放在所述底盤上可上下移動的包層夾具，從而可選擇地夾住光纖的包層部分；以及一個與所述殼體滑動嚙合，并用于有選擇地壓下所述包層和涂層夾具，以將光纖固定在所述接續裝置內的蓋件。
11.根據權利要求10的導軌式接續裝置，其中所述殼體是一個U型截面的長形殼體。
12.根據權利要求10的導軌式接續裝置，其中所述蓋件的頂板其內表面是分段的，以形成一對厚的部分和位于所述厚的部分中間的薄的中心部分。
13.根據權利要求12的導軌式接續裝置，其中蓋件的所述厚的部分有不同的厚度。
14.根據權利要求10的導軌式接續裝置，其中所述涂層夾具其頂表面是分段的，以形成一個中心浮雕部分。
15.根據權利要求10的導軌式接續裝置，其中所述包層夾具包括一頂部中心浮雕，一對頂部邊側浮雕和一對減壓邊緣，它們均形成在所述包層夾具的分段頂表面上，所述頂部中心浮雕比所述頂部邊側浮雕要厚，且所述減壓邊緣分別從所述頂部邊側浮雕向外延伸；以及一個底部中心浮雕部分，它通過所述包層夾具底表面被分布兩階梯而形成。
16.根據權利要求15的導軌式接續裝置，其中所述包層夾具有一個對稱結構。
17.根據權利要求10，15和16中任何一個的導軌式接續裝置，其中所述包層夾具的每個頂部邊側浮雕中心都位于所述包層夾具底表面上相應階梯的外側，從而使所述包層夾具進行杠桿運動，以便在所述蓋件向下壓所述頂部邊側浮雕時提起包層夾具的半個部分。
18.根據權利要求10，15和16的導軌式接續裝置，其中所述的包層夾具是用透明材料制成具有凸透鏡形狀的。
19.根據權利要求10或14的導軌式接續裝置，其中涂層夾具的所述突起有一球形部分，同時殼體的所述槽縫有一個接收突起所述球形的球形窗口，從而形成球窩接合。
全文摘要
一種用于機械地接續光纖并減小接續損耗的改進結構的導軌式裝置，上述接續裝置不僅有一個帶杠桿結構的包層夾具以便于接續光纖，而且還可以分別相對于殼體移動蓋件，以進行調整操作。由于涂層夾具突起與殼體槽縫彼此相嚙合，涂層夾具只相對于殼體做垂直運動，防止了光纖的軸向推進。接續裝置進一步分別夾住光纖的涂層與包層部分，從而防止了由于張力和扭力而引起的光纖損壞。蓋件相對于殼體的滑動借助于殼上導軌和殼體上軌槽來完成。
文檔編號G02B6/24GK1161460SQ95104489
公開日1997年10月8日 申請日期1995年12月12日 優先權日1994年12月12日
發明者金漢河, 李泳卓, 李秉哲, 南在國, 河鐘暎, 崔永福, 金美慶, 金鐘燮, 吾德, 全干翼, 李玲揆 申請人:韓國電氣通信公社