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KR0171384B1 - 리본형 광케이블용 다심 광커넥터 - Google Patents

리본형 광케이블용 다심 광커넥터 Download PDF

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KR0171384B1
KR0171384B1 KR1019950040554A KR19950040554A KR0171384B1 KR 0171384 B1 KR0171384 B1 KR 0171384B1 KR 1019950040554 A KR1019950040554 A KR 1019950040554A KR 19950040554 A KR19950040554 A KR 19950040554A KR 0171384 B1 KR0171384 B1 KR 0171384B1
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optical
optical cable
ferrule
plug
alignment
Prior art date
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정명영
전오곤
안승호
최태구
Original Assignee
양승택
한국전자통신연구원
이준
한국전기통신공사
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Abstract

본 발명은 광통신 부품에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 일렬로 배열된 리본형 과케이블의 끝단에 부착되어 낮은 손실로 광신호들을 동시에 전달시키거나 차단시키는 반복적인 접속 및 분리가 요구되는 광선로에서 필수적으로 사용되어야 하는 리본형 광케이블용 다심 광커넥터에 관한 것으로 광케이블은 제조기술의 어려움 및 적절한 망 구성을 위해서는 단락이 존재하며, 이러한 단락은 광로의 유지를 위하여 접속이 이루어져야 하는 바, 광섬유의 접속은 손실의 극소화를 위하여 매우 정밀하게 이루어져야 한다.
본 발명은 다심 광케이블의 양측단을 고정 및 정렬하도록 하여 정확한 접속이 이루어지도록 하는 페룰과 상기 페룰의 양측 접속단면이 정확히 일치되도록 하는 정렬블록과 상기 페롤에 탄성력을 작용하는 판스프링을 포함하는 정렬수단과; 상기 정렬수단이 설치되며, 견고하게 결합시켜 주도록 하는 어댑터와 광케이블 보호기구와 플러그를 포함하는 결합수단으로 구성된 것으로서 광커넥터의 핵심 분야인 페룰, 정렬요소 및 결합구조를 신소재, 신구조로 구현함으로써, 경제성, 성능 및 조립성을 향상시켜서 광수동망의 조기 실현으로 광통신 시대의 정착에 기여하기 위한 리본형 광케이블용 다심 광커넥터에 관한 것임.

Description

리본형 광케이블용 다심 광커넥터
제1도는 본 발명 다심 광케이블이 접속된 상태를 보여주는 다심 광커넥터 조립상태 사시도.
제2도는 본 발명 광커넥터의 일측 광케이블 보호기구를 분리한 상태의 사시도.
제3도는 본 발명의 구체적 형상을 보여주는 단면도로서,
제3a도는 어댑터의 A-A' 단면이고,
제3b도는 페룰의 B-B' 단면도임.
제4도는 본 발명 페룰과 플러그의 분리상태 사시도.
제5도는 광케이블의 취약부를 보강하고 직접적인 하중 전달을 방지하는 광케이블 보호기구의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 어댑터 11 : 체결홈
12 : 정렬블록 13 : 홈
20 : 광케이블 보호기구 21 : 플러그 결합돌기
22 : 접착부 30 : 플러그
31 : 상단부재 32 : 하단부재
33 : 페룰장착부 34 : 외팔보
35 : 플러그돌기 36 : 스프링끼움홈
37 : 판스프링 38 : 결합홈
39 : 요철부 40 : 페룰
41 : 안내부 42 : 미세구멍
43 : 측면돌기 44 : 더브테일홈
50 : 광케이블
본 발명은 광통신 부품에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 일렬로 배열된 리본형 광케이블의 끝단에 부착되어 낮은 손실로 광신호들을 동시에 전달시키거나 차단시키는 반복적인 접속 및 분리가 요구되는 광선로에서 필수적으로 사용되어야 하는 리본형 광케이블용 다심 광커넥터에 관한 것이다.
과학기술의 발달이 인류에게 더 많은 정보의 수용을 요구하게 됨에 따라, 다양한 정보의 수용을 위한 통신 수단으로 한꺼번에 많은 정보를 전달하도록 하기 위하여 빛을 사용하게 되었다.
빛에 의한 정보의 전송은 음성자료 및 동화상 등 멀티미디어 기술의 활용을 위해서는 더욱 대용량화, 초고속화가 요구되므로 전송 매체인 광케이블은 현재의 단심 위주에서 다심 위주로의 변환이 진행되고 있다.
광케이블은 제조기술의 어려움 및 적절한 망 구성을 위해서는 단락이 존재하며, 이러한 단락은 광로의 유지를 위하여 접속이 이루어져야 하는 바, 광섬유의 접속은 손실의 극소화를 위하여 매우 정밀하게 이루어져야 한다.
이러한 접속 방법으로 현재는 접속자에 의한 영구적 접속과 광가입자망 구축시 반복적인 접속 및 분리가 요구되어 반복 착탈이 가능하도록 하기 위한 곳에서는 광커넥터에 의한 접속이 사용되고 있다.
그중 다심의 광케이블을 접속하기 위하여 최근에는 미리 커넥터가 부착된 케이블을 이용하여 광로를 신속하게 접속시키는 방법이 선호되고 있으며, 현재까지 발명된 다심 광커넥터는 단심을 중첩하는 방법, 실리콘 기판에 V홈을 형성시켜 접속하는 방법, 광섬유의 배열에 의해 일괄적으로 접속하는 방법이 있다.
첫번째 방법은 널리 이용되고 있으나, 시스템의 고밀도 실장화에 많은 지장을 초래하며, 두번째 방법은 생산기술의 애로점이 있어서 상대적으로 마지막 방법이 유리하다.
상기 마지막 방법은 아직 널리 사용되고 있지는 않으나, 접속의 안정성, 경제성 및 소형화 측면에서 유리하다.
이 방법으로 구현되는 다심 광커넥터는 정렬을 위한 페룰 제조가 가장 핵심 기술인데, 페룰 소재를 열적 안정성을 도모하기 위하여 열팽창계수를 2X10E-5 수준으로 낮추기 위하여 유리 입자로 강화된 에폭시 수지를 사용하며, 성형은 저압 이송성형을 이용한다.
또한 다심 광커넥터는 구조적으로 정렬을 위하여 두개의 가이드 핀을 사용하며, 결합력 유지를 위하여 클램프 스프링을 사용한다.
상기 커넥터에서 손실을 줄이기 위해서 초정밀 생산 기술의 확보가 필수적이다.
종래의 다심 광커넥터는 단심의 중첩형과, 정렬에 초정밀 원통형 금속막대를 이용하는 형태가 있다.
단심 중첩형의 경우, 향후 시스템의 수형화 및 고밀도 실장화에 적합하지 못함과 소형화로의 이행에서 생산기술의 정밀도를 한층 고도화하는 점과 생산기법의 개발이 부가되어야 함으로 인하여 커넥터 가격의 인상을 수반하게 되는 단점을 가진다.
또 다른 구조의 광커넥터는 실리콘 기판을 식각하여 광섬유를 고정시키고, 이를 정렬하기 위하여 초정밀 금속봉을 사용하는 형과 정밀성형 및 금속봉을 사용하는 형이 있는 바, 두 경우에 모두 미크론급 이하의 초정밀 가공기술과 성형기술을 수반함으로써, 제품개발을 거의 불가능하게 하고 있다.
이와 같은 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은 광커넥터의 핵심 분야인 페룰, 정렬요소 및 결합구조를 신소재, 신구조로 구현함으로써, 경제성, 성능 및 조립성을 향상시켜서 광수동망의 조기 실현으로 광통신 시대의 정착에 기여하기 위한 리본형 광케이블용 다심 광커넥터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위 하여 본 발명에서는 다심 광케이블의 양측단을 고정 및 정렬하도록 하여 정확한 접속이 이루어지도록 하는 페룰과 상기 페룰의 양측 접속단면이 정확히 일치되도록 하는 정렬블록과 상기 페룰에 탄성력을 작용하는 판스프링을 포함하는 정렬수단과; 상기 정렬수단이 설치되며, 견고하게 결합시켜 주도록 하는 어댑터의 광케이블 보호기구와 플러그를 포함하는 결합수단으로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 정렬수단은 어댑터의 바닥면에 고정되고 상측에 홈이 형성된 V 형의 정렬블록과 상기 정렬블록에 끼워질 수 있도록 더브테일홈이 하부에 형성되며 광섬유가 삽입되는 다수의 미세구멍이 형성된 안내부분을 갖는 페룰 및 상기 페룰의 후측부에 탄성력을 작용하도록 플러그의 양측 스프링끼움홈에 설치되는 판스프링으로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 결합수단은 조립성이 향상되도록 상단부재와 하단부재로 구성되고 탄성을 갖는 외팔보 및 플로그돌기가 형성된 플러그와; 상기 플러그가 끼워져 결합되는 광케이블 보호기구와 양측의 플러그를 체결하도록 하는 어댑터로 구성됨을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
제1도는 본 발명 광커넥터의 조립상태 사시도로서 중앙의 어댑터(10)에 의하여 양측에 리본형 광케이블(50)이 고정된 광케이블 보호기구(20)가 끼워져 접속되어 있다.
제2도는 본 발명 광커넥터의 일측 광케이블 보호기구(20)를 분리한 상태를 보여주는 사시도이다.
상기 광케이블 보호기구(20)의 내측에는 플러그(30)가 결착되어 있으며, 상기 플러그(30)의 내측에는 광케이블(50)의 보호 및 정렬기능을 하는 페룰(40)이 삽입 설치되어 있다.
상기 어댑터(10)의 양단부에는 견고한 결합이 이루어지도록 체결홈(11)이 형성되어 있고, 상기 체결홈(11)에는 결합시 플러그(30)의 상면에 형성된 플러그돌기(35)가 체결되도록 하는 것이다.
제3a도는 어댑터(10)의 내부 구성상태를 보여주는 단면도로서 바닥면에는 상면에 홈(13)이 형성된 V형 정렬블록(12)이 부착 설치되어 있다.
제3b도는 페룰(40)의 단면도로서 전면부에는 광케이블(50)이 삽입된 미세구멍(42)이 다수 형성된 안내부(41)가 돌출되어 있고, 하단면에는 상기 제3a도에 도시된 어댑터(10)의 내부 바닥에 부착 설치된 정렬블록(12)에 끼워져 광선로의 접속시 정확한 정렬이 이루어 질 수 있도록 더부테일홈(44)이 형성되어 있다.
상기 페룰(40)의 내부에는 광케이블(50)이 정렬 조립 보호되고 있다.
제4도는 페룰(40)과 플러그(30)의 결합상태를 도시한 분리사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이 상기 페룰(40)의 양측면에는 플러그(30)의 페룰장착부(33)에 끼워져 결합될 수 있도록 측면돌기(43)가 형성되어 있다.
상기 페룰(40)이 삽입 결합되는 플러그(30)는 도시된 바와 같이 상단부재(31)와 하단부재(32)로 분리 형성되며, 다수의 요철부(39)에 의해 상호 결합되도록 한다.
상기 상단부재(31)와 하단부재(32)에는 각각 아답터(10)의 체결홈(11)에 결합되는 플러그돌기(35)에 탄성을 주어 결합이 용이하도록 양측이 절개된 외팔보(34)가 형성되어 있다.
상기 플러그(30) 양측 스프링끼움홈(36)에는 탄성작용을 하는 판스프링(37)이 끼워져 있다.
상기 판스프링(37)은 결합시 페룰(40)의 정확한 위치설정 및 탄성을 주어 결합이 용이하도록 한 것이다.
상기 플러그(30)는 광케이블 보호기구(20)에 삽입, 결합되게 한다.
제5도는 광케이블 보호기구(20)의 사시도로서 상기 광케이블 보호기구(20)의 내측 벽에는 결합시 플러그(30)의 결합홈(38)에 걸리도록 플러그 결합돌기(21)가 구비되어 있고, 안쪽에는 외부로부터의 인입된 광케이블(50)을 접착하여 내측에 하중이 작용하지 않도록 접착부(22)가 구비된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 살펴본다.
광커넥터에 의해 접속되는 양측의 리본형 광케이블(50)은 각각 광케이블 보호 기구(20)에 의하여 지지되고 있으며, 내부의 페룰(40) 단면에서 상호 접촉에 의하여 광로가 유지되게 된다.
접속 시에는 플러그(30)의 외팔보(34)상에 구비된 플러그돌기(35)가 어댑터(10)의 체결홈(11)에 결합되어 접속의 안정성을 갖도록 한다.
상기 어댑터(10)의 기능은 정력블록(12)을 포함하여 플러그(30)와의 결합 시에 정렬이 이루어지게 함과 아울러 플러그(30)와의 결합 후 외부하중에 대한 안정성을 보장한다.
상기 정렬블록(12)은 결합과 동시에 상·하, 좌·우의 정렬이 이루어 질 수 있도록 하기 위하여 하부가 절단된 V형의 형상을 갖도록 고안되었으며, 정밀 가공 부위를 감소시키기 위하여 홈(13)을 형성하였으며, 평면 연삭에 의하여 가공되게 함으로써 가공의 어려움을 줄였다.
상기 정렬블록(12)은 다양한 재질이 사용될 수 있으며, 특히 페룰(40)의 소재와 동일하게 하여 성형하는 방법은 정렬과정 중의 마모를 줄이고 제조의 경제성을 향상시킬 수 있도록 하였다.
플러그(30)는 페룰(40)을 고정하며, 결합시 페룰(40)간 결합력을 발생시킨다.
또한 어댑터(10) 및 광케이블 보호기구(20)와 결합되는 역할을 한다.
상기 플러그(30)는 상단부재(31)와 하단부재(32)의 두 부분으로 분리되어 구성됨으로서 조립시 애로점을 없애고 고정의 수단은 없이 단지 플러그(30)의 요철부(39)에 의해 단순 결합 고정될 수 있도록 함으로써 조립을 단순화하였다.
상기 페룰(40)의 고정은 페룰 측면에 형성된 측면돌기(43)와 플러그(30)의 페룰장착부(33)에 의하며 축 방향의 동작을 보장하기 위하여 간극이 존재하게 된다.
어댑터(10)와의 결합시 하중을 감소시키기 위하여 플러그(30)는 결합 부위가 외팔보(34)의 탄성에 의한 처짐현상을 이용하게 하였으며, 체결은 어댑터(11)의 체결홈(11)과의 잠금은 플러그돌기(21)에 의해 이루어진다.
상기 플러그(30)는 광케이블 보호기구(20)에 의하여 에워싸여 결합된다.
광커넥터에 있어서 중요한 기능인 결합력 유지를 위하여 탄성을 지닌 판스프링(37)이 플러그(30)의 스프링끼움홈(36)에 고정되어 조립, 삽입 후 탄성변형에 의하여 페룰(40)후부에 압력을 작용하게 하여 결합력을 유지하도록 한다.
페룰(40)은 광케이블(50)의 보호기능과 정렬기능을 수행한다.
보강재가 제거된 광케이블(14)은 정밀 성형된 상기 페룰(40)의 미세구멍(42)에 삽입되어 접착제에 의하여 고정된다.
상기 페룰(40)의 측면부에 형성된 측면돌기(43)는 플러그(30)의 페룰 장착부(33)에 결합된다.
광커넥터결합시 양측 페룰(40)간 접촉에서 정렬은 어댑터(10)에 장착된 정렬블록(12)이 정밀 성형된 페룰(40)의 더브테일홈(44)에 삽입되어 수동적으로 행해진다.
상기 페룰간 접촉시 반사손실을 감소시키기 위하여 경사연마가 되도록 하였으며, 연마시간 감소를 위하여 페룰(40)의 끝단 안내부(41)는 면적을 감소시킨 형상이다.
페룰(40)은 에폭시 수지와 탄소섬유의 배합에 의하여 기존의 소재보다 열팽창 계수가 감소된 10E-6급으로 정밀 성형기법인 이송성형법을 이용하여 성형하였으며, 금형의 정밀도에 의하여 후가공 없이 정밀도 유지를 가능하게 하였다.
광케이블 보호기구(20)는 플러그(30)와 결합시 내부의 플러그 결합돌기(21)에 의해 견고하게 결합되도록 한다.
조립성을 향상시키기 위하여 힌지형 구조를 채택하였으며, 광케이블(50)과의 결하은 접착제에 의해 내측의 접착부(22)에 결합되도록 한다.
광케이블 보호기구(20)내의 접착부(22)에 접착제에 의해 접착된 광케이블(50)은 플러그(30)와의 사이에서 약간의 광케이블 굽힘을 발생시키면서 플러그(30)에 결합되도록 함으로써, 결합 후 외부 하중에 의하여 페룰 결합부가 직접 영향을 받는 것을 방지하여 결합의 안정성을 도모하였다.
본 발명은 열팽창 계수를 낮추기 위하여 에폭시 수지와 탄서섬유를 적절하게 배합하여 개발한 복합재료에 의해 성경기술을 이용하여 만들어진 정밀 페룰과; 이를 정렬하기 위하여 고안된 기술인 평면 연삭 기술로 제조되는 V형의 정렬블록 및 이를 지지하고 결합되도록 하기 위한 플러그, 어댑터 및 광케이블 보호기구 등을 구성요소로 하는 다심 광커넥터의 구조 및 정렬기구에 의하여 안정된 접속환경을 제공하도록 하는 것이다.
따라서 본 발명은 기존의 금속봉에 의한 정렬의 경우 두 개의 정밀 가공된 금속봉과 페룰의 정렬구멍이 1미크론 이하의 공차를 가지고 있어야 함과 아울러 페룰의 구멍위치가 정확하게 성형되어야 하는 문제점이 있어 생산성이 높지 못하나 본 발명의 구조는 광섬유의 위치와 무관하게 표면 조도가 제어된 정렬블록과 끼워 맞춤이 가능한 페룰안내부(더브테일 홈)가 정렬되므로 정밀한 정렬이 용이하고 매우 생산성이 높다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 광통신 시스템 및 선로에서 많이 사용될 것으로 예상되는 다심 과커넥터를 새로운 정렬기법, 구조 및 소재로 구현하였으며 특히 저변형 소재의 개발은 초정밀 성형기술의 의존성을 낮출 수 있어서 생산기술의 안정성에 기여할 수 있으며, 외부 하중 및 환경에 대한 안정성 측면에서 유리한 것으로서 매우 유용한 기술인 것이다.

Claims (3)

  1. 다심의 광케이블에 의해 광전송기기간의 접속이나 원거리 광케이블간의 결합에 사용되는 다심광커넥터에 있어서, 다심 광케이블(50)의 양측단을 고정하며, 하부에 더브테일홈(44)이 형성되어 V형의 정렬블록(12)에 끼어져 정렬하도록 하여 정확한 접속이 이루어지도록 하는 페룰(40)과, 상기 페룰(40)의 양측 접속단면이 정확히 일치되도록 하는 정렬블록(12)과, 상기 페룰(40)에 탄성력을 작용하는 판스프링(37)을 포함하는 정렬수단; 상기 정렬수단이 설치되며, 조립성이 향상되도록 상단부재(31)와 하단부재(32)로 구성되고 탄성을 갖는 외팔보(34)가 형성된 플러그(30)와; 상기 플러그(30)가 끼워져 결합되는 광케이블 보호기구(20)와 양측의 플러그(30)를 체결하도록 하는 어댑터(10)를 포함하는 결합수단으로 구성됨을 특징으로 하는 리본형 광케이블용 다심 광커넥터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정렬수단을 어댑터(10)의 바닥면에 고정되고 상측에 홈(13)이 형성된 V형의 정렬블록(12)과, 상기 정렬블록(12)에 끼워질 수 있도록 더브테일홈(44)과 광섬유(50)가 삽입되는 다수의 미세구멍(42)에 형성된 안내부(41)를 갖는 페룰(40) 및, 상기 페룰(40)의 후측부에 탄성력을 작용하도록 플러그(30)의 양측 스프링끼움홈(36)에 설치되는 판스프링(37)으로 구성됨을 특징으로 하는 리본형 광케이블용 다심 광커넥터.
  3. 제1항에 있어서, 결합수단은 플러그(30)의 일측에 형성되고 탄성을 갖는 외팔보(34)의 선단 플러그돌기(35)와 어댑터(10)에 형성된 체결홈(11)이 상호 결합되어 견고한 지지상태를 유지하도록 함을 특징으로 하는 리본형 광케이블용 다심 광커넥터.
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