KR100201848B1 - 광신호 전송용 광화이버의 연마장치 - Google Patents

Abstract

광신호 전송용 광화이버의 연마장치가 개시된다. 개시된 광화이버 연마장치는 폴리싱부재가 마련된 턴테이블을 베드프레임에 회전가능하게 설치하고, 광화이버의 끝단부가 폴리싱부재의 연마면에 대해 접촉되는 상태의 조절이 가능하도록 광화이버가 삽입된 홀더를 유동가능하게 지지하는 홀더지지수단을 포함하여 구성된 점에 그 특징이 있는 것으로서, 이러한 구성의 특징에 의하면 광화이버의 접속끝단에 대한 가공형상의 정밀도 및 가공효율을 향상시킬 수 있다.

Description

광신호 전송용 광화이버의 연마장치

본 발명은 광신호 전송용으로 이용되는 광화이버의 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광신호 전송효율을 높이기 위해 광화이버의 접속끝단을 예리한 팁형상 등으로 연마하기 위한 광화이버 연마장치에 관한 것이다.

일반적으로, 광통신 분야에서 광원으로부터 출력되는 광신호를 전송하기 위한 케이블로 이용되는 광화이버(Optical Fiber)는 그 끝단부가 반도체 레이저 다이오드나 LED(Light Emitting Diode)와 같은 광원에 접속된다. 통상, 광화이버의 접속끝단은 접속효율을 높이기 위해서 광원으로부터 출사되는 광빔의 형상에 따라 예컨대, 예리한 팁 또는 라운드부를 가지는 쐐기(Wedge) 형상 등으로 가공된다.

도 1은 광화이버 접속끝단을 가공하기 위한 종래의 한 방법을 설명하기 위해 나타내 보인 도면으로서, 도시된 광화이버의 가공방법에 의하면 광화이버(10)의 양단을 상호 대응되는 방향으로 잡아당기면서 중간부분에 야그(YAG) 레이저(20)로 열을 가하게 되면 가열된 광화이버(10)의 중간부분이 절단되어 양분된다. 이와 같이 양분된 광화이버(10)의 절단된 각 끝단은 라운드부(R)(R')를 중심부로 대칭의 경사면을 가지는 지붕형상(roof-shape)으로 가공된다.

상기한 바와 같은 종래의 방법에 의해 가공된 광화이버의 끝단은 레이저의 열에 의해 절단되므로 절단된 끝단부의 표면조도가 거칠고, 형상치수의 정밀도가 저하되므로 광원에 대한 접속효율이 떨어지는 문제점이 있다.

도 2는 종래의 다른 예에 의한 광신호 전송용 광화이버의 연마장치를 나타내 보인 개략적 구성도로서, 이 장치는 미국특허공보 4,766,705호에 상세히 개시되어 있다. 도 2를 참조해 보면, 도시된 종래의 광화이버 연마장치는 롤상태로 감긴 연마용 테이프(30)를 공급용 릴(31)과 권취용 릴(32)사이로 연속 이송시키면서 홀더(40)에 의해 지지된 광화이버(10)의 끝단을 상기 연마용 테이프(30)의 연마면에 접촉시킴으로써 소정 형상으로 가공시킬 수 있도록 구성된 것이다. 도면 부호 33 및 34는 상기 연마용 테이프(30)에 텐션을 주기 위하여 설치된 텐션롤러이다.

상기한 종래의 광화이버 연마장치는 연마용 테이프(30)의 연마면에 광화이버(10)의 끝단이 접촉될 때, 그 접촉력으로 인한 유동이 발생하게 되는 등 가공작업의 조건에 대한 불안정으로 인하여 가공효율 및 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.또한, 연마용 테이프(20)의 수평면에 대한 광화이버의 끝단 가공면이 이루는 각도를 정밀하게 조정하기가 어렵고, 특히 광화이버의 끝단을 상기한 지붕형상(roof-shape)으로 가공할 경우에 있어서 중앙의 팁부에 대한 양측 경사면의 각도 조정 등을 위한 광화이버 홀더의 세팅 조절이 어려운 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 바와 같은 종래의 광화이버 가공방법 및 연마장치가 가지는 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 본 발명은 광원에 접속되는 광화이버의 접속끝단에 대한 가공정밀도 및 효율을 향상시킬 수 있는 광화이버 연마장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 광신호 전송용 광화이버를 가공하기 위한 방법의 일예를 보인 개략도

도 2는 종래의 다른 예에 의한 광신호 전송용 광화이버의 연마장치를 나타내 보인 개략적 구성도

도 3은 본 발명에 의한 광신호 전송용 광화이버의 연마장치를 나타내 보인 개략적 사시도

도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 의한 광화이버 연마장치의 개략적 측면도

도 5는 도 4의 A부 상세도

도 6은 접속끝단이 가공되지 않은 상태의 광화이버를 나타내 보인 개략도

도 7은 접속끝단이 일부 가공된 상태의 광화이버를 나타내 보인 개략도

도 8은 접속끝단이 가공완료된 상태의 광화이버를 나타내 보인 개략도

도 9는 접속끝단이 가공완료된 광화이버가 광원에 접속되는 상태를 나타내 보인 개략도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10; 광화이버 100; 베드프레임

110; 턴테이블 111; 폴리싱부재

120; 광화이버 홀더 121; 광화이버 지지위치 조절용 나사

200; 홀더지지수단 210; 지그프레임

211; 레벨메타 220; 홀더조절부

221; 스크류부재 222; 회전부재

223; 조절나사 230; 핀부재

240; 플레이트부재 241; 요홈

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 광화이버 연마장치는, 베드프레임과; 상기 베드프레임에 회전가능하게 설치되는 턴테이블과; 상기 턴테이블에 마련되는 폴리싱부재와; 광화이버를 지지하기 위한 홀더와; 상기 홀더에 의해 지지된 광화이버의 끝단부가 상기 폴리싱부재의 연마면에 대해 접촉되는 상태의 조절이 가능하도록 상기 홀더를 유동가능하게 지지하는 홀더지지수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 의한 광화이버 연마장치에 있어서, 특히 상기 홀더지지수단은 상기 베드프레임에 양단부가 지지되어 브릿지형태로 탑재되는 지그프레임과, 상기 지그프레임의 일단부에 상기 홀더를 유동가능하게 지지하기 위한 홀더조절부와, 상기 지그프레임의 타단부에 높이 조절이 가능하도록 설치된 1쌍의 핀부재와, 상기 핀부재의 끝단부가 수용되는 다수의 요홈이 배치되어 있고 상기 폴리싱부재의 연마면에 대해 유동이 가능하도록 상기 베드프레임에 설치된 구동원에 연결되는 플레이트부재를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 홀더조절부는 상기 지그프레임의 일단에 결합되는 스크류부재와, 그 스크류부재의 끝단에 회전가능하게 결합되어 상기 스크류부재의 조절에 의해 상기 홀더를 회전시키도록 된 회전부재를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 홀더에는 지지된 광화이버의 지지위치를 조정하기 위하여 광화이버를 회동시키는 조절용 나사부재가 구비되어 있는 것이 바람직하며, 상기 폴리싱부재는 글래스 휠, 우레탄 휠, 플렉시글래스(plexiglass) 휠 중에 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 광화이버 연마장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 광신호 전송용 광화이버의 연마장치를 나타내 보인 개략적 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 의한 광화이버 연마장치의 개략적 측면도이다.

상기 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 광화이버 연마장치는 상면이 소정의 편평도(Coplanarity)를 가지도록 형성된 베드프레임(100)에 회전가능하게 설치된 턴테이블(110)을 구비하고 있다. 상기 턴테이블(110)의 상면에는 예컨대, 글래스나 우레탄 또는 천연가죽으로 이루어진 폴리싱부재(111)가 교환가능하도록 설치되어 있고, 상기 폴리싱부재(111)의 상면 즉, 연마면에 광화이버(10)의 끝단이 접촉되도록 광화이버(10)를 지지하는 홀더(120)가 상기 턴테이블(110)의 상부에 위치하도록 홀더지지수단(200)에 유동가능하게 설치되어 있다. 그리고, 상기 홀더(120)는 지지된 광화이버(10)를 회동시키기 위한 조절나사(121)를 후단부에 구비하고, 그 조절용 나사(121)를 회전시킴으로써 상기 광화이버(10)가 회전되어 상기 폴리싱부재(111)의 연마면에 접촉되는 끝단의 위치가 변경되도록 조절할 수 있게 되어 있다. 도 4의 부호 101은 상기 턴테이블(110)을 회전구동시키기 위한 구동모터이다.

한편, 상기 홀더지지수단(200)은 상면에 다수의 요홈(241)을 가지고 상기 베드프레임(100)에 설치된 구동모터(102; 도 4 참조)의 출력축에 연결되어 있는 회전축(103)에 일단부가 결합되어 상기 폴리싱부재(100)의 연마면에 대해 요동 또는 수평회동운동이 가능하도록 설치된 플레이트부재(240)와, 일단부에 상기 홀더(120)가 유동가능하게 지지되는 동시에 타단부는 상기 요홈(241)에 끝단부가 수용되는 1쌍의 핀부재(230)에 의해 지지되어 상기 베드프레임(100)상에 브릿지형태로 탑재되는 지그프레임(210)을 포함하여 구성된다. 도 5는 도 4의 A부 상세도로서, 상기 핀부재(230)의 끝단이 상기 플레이트부재(240)의 요홈(241)에 안착되는 상태를 보인 것이다.

상기 구성의 홀더지지수단(200)에 있어서, 상기 지그프레임(210)에 설치된 스크류부재(221)의 끝단에 연결되어 회전되는 회전부재(222)를 포함하는 홀더조절부(220)가 상기 홀더(120)를 회동가능하게 지지하며, 상기 스크류부재(221)의 진퇴에 의해 상기 광화이버(10)의 끝단이 상기 폴리싱부재(111)의 연마면에 접촉되는 상태가 조절되도록 되어 있다. 즉, 상기 스크류부재(221)의 조절에 의해 상기 홀더(120)의 끝단이 상하로 유동됨으로써 상기 광화이버(10)의 끝단 가공면이 상기 폴리싱부재(111)의 연마면에 대해 이루는 경사각도가 조절될 수 있다. 도 3 및 도 4의 부호 211은 레벨메타(level meter)로서, 광화이버(10)의 끝단 가공면이 예컨대, 황삭에서 정삭으로 연마될 때 항상 동일한 면의 가공이 이루어질 수 있도록 도 3에 도시된 X축 및 Y축의 평면 즉, 상기 폴리싱부재(111)의 연마면에 대해 상기 홀더(120)의 지지상태가 일정하게 유지되는지를 알수 있게 한다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 광화이버 연마장치의 작용에 대해 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 접속끝단이 가공되기 전의 광화이버(10)를 상기 홀더(120)에 적절히 삽입하여 광화이버(10)의 끝단이 상기 폴리싱부재(111)의 상면과 접촉되도록 조절한 다음, 상기 브릿지형 지그프레임(210)이 직립된 상태로 상기 베드프레임(100)에 탑재될 수 있도록 상기 플레이트부재(240)를 상기 구동모터(102)의 출력축에 연결된 회전축(103)에 결합하여 가공을 위한 세팅을 완료한다. 이와 같이 세팅된 상태에서 상기 턴테이블(110)이 회전되면, 광화이버(10)의 끝단이 상기 폴리싱부재(111)와의 마찰작용에 의해 도 6에 도시된 바와 같이 일측이 소정 각도 경사지도록 연마된다. 이러한 연마과정은 통상의 연마공정에서와 같이 황삭가공에 이은 정삭가공에 의해 마무리 되어지는데, 황삭가공시 상기 폴리싱부재(111)는 글래스 휠을 사용하며 세륨옥사이드(CeO₂) 등이 첨가제로 이용되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 플레이트부재(240)는 연마과정중에 상기 구동모터(102)로부터 출력되는 동력에 의해 요동 또는 회동운동되어 가공부위가 원할하게 유동될 수 있게 한다. 예컨대, 상기 구동모터(102)는 스텝핑모터로 구성됨으로써 상기한 플레이트부재(240)의 요동 또는 회동운동의 효과를 높일 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 광화이버(10)의 끝단이 한쪽으로 경사지게 연마된 후, 상기 홀더(120)의 후단부에 마련된 조절나사(121)를 통해 광화이버(10)를 180°회전시켜 광화이버(10)의 연마된 끝단의 다른 쪽을 상기 폴리싱부재(111)에 접촉시키고, 상기한 바와 같은 조건으로 황삭가공을 완료하게 되면 도 7에 도시된 바와 같이 지붕형상(roof-shape)으로 가공이 완료된다.

상기한 바와 같은 황삭가공이 완료되면, 상기 폴리싱부재(111)를 정삭용 휠인 우레탄 휠 또는 플렉시글래스(plexiglass) 휠로 교환하고 상기한 황삭가공과 동일한 조건 및 방법으로 정삭가공을 완료할 수 있다. 이러한 정삭가공시 상기 브릿지형 지그프레임(210)에 설치된 레벨메타(211)를 통하여 광화이버(10)의 연마면이 수평상태로 가공되는지의 여부를 관찰할 수 있으며, 그 관찰결과에 따라 상기 스크류부재(221)를 조절하여 상기 홀더(120)의 끝단부를 유동시킴으로써 광화이버(10)의 끝단 연마면이 상기 폴리싱부재(111)의 연마면에 대해 수평상태를 이루도록 조절할 수 있다.

상기와 같이 정삭가공이 완료되면, 상기 폴리싱부재(111)를 천연가죽 휠로 교환하여 도 7에 도시된 광화이버(10)의 끝단 팁부(10a)를 라운드상태로 미세연마함으로써 광화이버의 가공이 완료된다.

도 8은 접속끝단의 가공이 완료된 광화이버(10)가 광원(11)에 접속되는 상태를 나타내 보인 도면으로서, 본 발명의 장치에 의해 가공된 광화이버(10)는 광원(11)으로부터 출사되는 타원형의 광빔(12)에 대한 접속효율을 높일 수 있다.

한편, 상기 브릿지형 지그프레임(210)에 결합된 1쌍의 핀부재(230)(230)가 안착되는 요홈(241)을 변경시켜 줌으로써 광화이버(10)의 끝단이 상기 폴리싱부재( 111)에 접촉되는 위치가 바뀌게 되는데, 황삭의 경우 광화이버(10)의 끝단이 상기 폴리싱부재(111)의 테두리영역에, 정삭의 경우 중간영역에 접촉될 수 있도록 조절하고, 광화이버(10)의 끝단 팁부(10a)를 라운드상태로 미세연마하는 경우에는 상기 폴리싱부재(111)의 중심부에 가까운 영역에 접촉될 수 있도록 조절하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 1쌍의 핀부재(230)(230)의 높이가 조절됨으로써, 상기 폴리싱부재(111)의 연마면에 대한 상기 홀더(120)의 높이 조절이 가능하므로 광화이버(10)의 끝단이 정밀하게 연마될 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 의한 광화이버 연마장치에 의하면, 광화이버의 접속끝단에 대한 가공시 가공 조건에 따라 광화이버를 안정된 상태로 조절하여 지지할 수 있으므로 가공효율 및 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 베드프레임과;

   상기 베드프레임에 회전가능하게 설치되는 턴테이블과;

   상기 턴테이블에 마련되는 폴리싱부재와;

   광화이버를 지지하기 위한 홀더와;

   상기 홀더에 의해 지지된 광화이버의 끝단부가 상기 폴리싱부재의 연마면에 대해 접촉되는 상태의 조절이 가능하도록 상기 홀더를 유동가능하게 지지하는 홀더지지수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광화이버 연마장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 홀더지지수단은,

   상기 베드프레임에 양단부가 지지되어 브릿지형태로 탑재되는 지그프레임과,

   상기 지그프레임의 일단부에 상기 홀더를 유동가능하게 지지하기 위한 홀더조절부와,

   상기 지그프레임의 타단부에 높이 조절이 가능하도록 설치된 1쌍의 핀부재와,

   상기 핀부재의 끝단부가 수용되는 다수의 요홈이 배치되어 있고, 상기 폴리싱부재의 연마면에 대해 유동이 가능하도록 상기 베드프레임에 설치된 구동원에 연결되는 플레이트부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 광화이버 연마장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 홀더조절부는 상기 지그프레임의 일단에 결합되는 스크류부재와, 상기 스크류부재의 끝단에 회전가능하게 결합되어 상기 스크류부재의 조절에 의해 상기 홀더를 회전시키도록 된 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 광화이버 연마장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 홀더에는 광화이버를 회동시켜 그 지지위치를 조절할 수 있도록 된 조절용 나사부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 광화이버 연마장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 홀더지지수단은 레벨메타를 포함하는 것을 특징으로 하는 광화이버 연마장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 폴리싱부재는 글래스 휠, 우레탄 휠, 플렉시글래스(plexiglass) 휠중에 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광화이버 연마장치.