KR100280329B1 - 플라스틱다심광커넥터페룰을사용하는다심광커넥터및다심광접속자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홈(groove)이 성형되어 있는 판과 압착판을 기계적으로 조립한 플라스틱 다심 광 커넥터 페룰을 사용하는 다심 광 커넥터 및 다심 광 접속자에 관한 것이다. 종래의 다심 광 섬유의 접속에는 세라믹 재질(주로 실리콘 칩)로 된 평면판 위에 연속된 V자 형태의 홈(groove)을 형성하고 그 홈 부위에 광 섬유를 인입시켜 정렬시킨 후 압착판을 사용하여 광 섬유를 고정시키는 방법이 사용 되었으나 본 발명에서는 광섬유 고정용 홈을 갖는 판의 재질로서 플라스틱을 사용하고, 페룰의 성형 공법으로 이송 성형 공법, 사출 성형 또는 사출 압축 성형 공법을 사용하였다.

Description

플라스틱 다심 광 커넥터 페룰을 사용하는 다심 광 커넥터 및 다심 광 접속자

본 발명은 통신용 다심(多芯) 광 섬유를 기계적으로 접속하는데에 사용되는 플라스틱 페룰(ferrule)에 관한 것이다.

통신용으로 사용되는 광 섬유는 광 섬유 전선의 연결, 네트워크(network) 구성 상의 분기 및 절체를 위하여 접속점을 가지게 된다. 이러한 접속점에는 광 섬유를 연결시켜 주는 접속자 혹은 커넥터가 필요하게 된다. 현재 통신 선로의 고속화와 고집적화가 진행되고 있는데, 고집적화를 위하여 고밀도의 리본형 다심 광 섬유 전선이 쓰이고 있다. 이러한 리본형 다심 광 섬유를 접속하는 경우 작업의 용이성 등을 고려하여 다심 일괄 접속이 가능한 다심 광 커넥터와 다심 광 접속자가 주로 사용된다. 일괄 접속에 사용되는 이러한 광 커넥터 혹은 기계적 광 접속자에서 커넥터에 인입된 다심의 광 섬유를 원하는 위치에 정렬시키고 일정한 위치에 고정시켜서 수 미크론 이하의 오차 범위 내에서 접속되어질 상대편의 코어와 정확하게 접속되도록 해주어야 한다. 이와 같이 광 섬유 코어가 일대 일로 만나 접속점이 형성되는 부분을 페룰(ferrule)이라 한다.

종래의 다심 광 섬유의 접속에는 세라믹 재질(주로 실리콘 칩)로 된 평면판 위에 연속된 V자 형태의 홈(groove)을 형성하고 그 홈 부위에 광 섬유를 인입 시켜 정렬시킨 후 압착판을 사용하여 광 섬유를 고정시키는 방법이 사용되었다. 이와 같이 세라믹 재질로 된 평면판에 연속된 V자 형태의 홈을 내는 데에 물리적인 연삭이나 화학적인 에칭 등 방법이 사용되지만, 그 동안의 꾸준한 기술적 개선에도 불구하고 아직까지 상당한 비용과 시간을 필요로하고 있어서 개선의 여지가 많다. 또한 실리콘 칩과 같은 세라믹 재질로 된 판은 깨어지기 쉬운 성질을 가지고 있으며 실리콘의 결정 각도에 의해 V자 형태의 홈을 팔 때 그 각도가 제한된다. 이러한 단점에도 불구하고 실리콘 칩은 정밀 가공이 가능하므로, V자 형태의 홈을 형성한 실리콘 칩 재질의 평면판을 사용하여 정밀한 광 섬유를 정렬시키는 다심 광 커넥터에 대한 발명들(USP 5,315,678; USP 5,339,376)이 알려져 있다. 이러한 발명들에서는 실리콘 칩 등으로 제작된 판을 플라스틱 홀더를 사용하여 실리콘 칩을 보호하거나 또는 플라스틱 수지를 오버 몰딩하여 실리콘 칩을 보호하고 결합 위치를 선정하는 방법을 사용하였다. 그러나 전술한 바와 같이 실리콘 칩 위에 V자 형태의 홈을 생성하는 것은 비용 상승과 생산성 저하를 초래하여 결과적으로 커넥터의 대량 생산을 어렵게 하고 제조 원가 절감에 장애 요인이 되고 있다.

다심 광 섬유를 접속시키는 또 다른 방법으로는 EMC(Epoxy Molding Compound) 등과 같은 열경화성 플라스틱을 이송 성형(transfer molding)법으로 성형하여 광 섬유의 외경과 같은 크기의 원형 구멍을 갖는 커넥터를 성형하는 방법(USP 5,214,730)이 제안되었다. 그러나 이 방법에서는 광 섬유를 삽입하기 위한 구멍의 지름이 125μm 정도로 매우 작아야하므로, 이 구멍을 형성시키는 금형 내의 핀의 강도가 매우 취약하게 된다. 결국 이러한 취약한 금형 내의 핀은 금형의 내구성을 저하 시키고 결과적으로 교체 수리를 위한 시간과 금전적 투자를 유발시켜 제품의 생산성 저하와 제조 원가 상승의 문제가 발생하게 된다.

본 발명에서는 V자 또는 U자 형태의 홈(groove)을 갖는 판과 이를 압착하는 판으로 이루어진 성형판을 써서 다심 광 커넥터의 페룰을 형성하는 데 있어 V자 또는 U자 형의 광섬유 고정용 홈을 갖는 판의 재질로서 플라스틱을 사용하는데 열경화성 플라스틱의 경우에는 이송 성형 공법으로, 열가소성 플라스틱의 경우에는 사출 성형 또는 사출 압축 성형 공법으로 성형함으로써, 종래 방법에서의 문제점인 생산성 감소와 제조 원가 상승의 문제점을 해결한 것이다. 이하 첨부도면에 의하여 본 발명을 설명하지만, 도면은 예시의 목적으로 제시된 것이며, 본 발명의 범위가 도면이나 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

도 1은 스냅 피트를 사용하여 조립되는 플라스틱 페룰의 예를 보여 주는 사시도.

도 2는 프레스 피트를 사용하여 조립되는 플라스틱 페룰의 예를 보여 주는 사시도.

도 3은 V자 또는 U자 형태의 광 섬유 고정용 홈의 예를 보여 주는 단면도.

도 4a 및 4b는 사출 압축 성형 및 사출 프레스 성형의 공정도.

〈도면의주요부분에대한부호의설명〉

1 : V 자 또는 U 자 형태의 홈(그루브)

2 : 판(plate)

3 : 압착판

4 : 투입구

5 : 스냅 피트(snap fit)

6 : 프레스 피트(press fit)

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명을 설명하면, V자 또는 U자 형태의 홈(groove) (1)을 갖는 판 (2)과 이를 압착하는 판 (3)으로 이루어진 다심 광 커넥터의 페룰을 형성하는 방법에 있어 종래에는 세라믹 소재로 된 판 (2)을 사용 하였으나 본 발명에서는 플라스틱 소재를 사용하는데 열경화성 플라스틱의 경우에는 이송 성형 공법으로, 열가소성 플라스틱의 경우에는 사출 성형 또는 사출 압축 성형 공법으로 판을 성형한다. 종래의 방법들과는 달리 플라스틱 소재에 V자 형태의 홈을 성형하므로 세라믹 소재에 비해 생산성 및 제조 원가가 절감되며, 또한 원형 구멍을 형성하는 방법에 비하여 금형 제작비 및 유지 보수비가 절감되는 효과가 있다.

도 3에는, V자 또는 U자 형태의 홈(groove)의 실시예를 도시 하였다. 도 3에 예시된 8가지 외에 다양한 형태의 홈이 있을 수 있다. 상기 사출 압축 성형 공법이라 함은 사출 성형 공정 중 사출 전 또는 사출 중 금형이 약간 열리게 하고 사출 종료 후 금형을 완전히 닫아 충전 및 보압 과정을 완료하는 것을 말한다. 이 중 사출 전에 금형을 열고 사출하는 방법을 사출 프레스 공법이라 부르기도 한다. 이 사출 압축 성형 공법의 장점은 제품 치수 정밀도와 금형 전사 능력이 향상되고 일반 사출 성형에서 흔하게 발생하는 변형이 감소되는 것으로 광 커넥터 페룰과 같은 정밀한 치수가 필요한 제품의 성형에 적합한 공법이다.

도 4a에는 사출 압축 성형 공법의 공정 순서의 바람직한 실시예를 도시 하였다.

도 4a의 왼쪽부터 순서대로 설명하자면, 금형이 완전히 닫히고, 스프루를 통하여 플라스틱 수지가 금형의 캐버티로 유입되면서 이때 발생하는 사출압력에 의해 금형이 약간 열릴 수 있도록 적절한 양의 형체력을 건다. 그러면, 사출 압력에 의해 금형이 약간 열리게된다. 그 후 일정한 양의 플라스틱 수지가 사출된 후 이 수지가 완전히 고화되기전에 금형을 닫으며 수지를 압축하게 된다.

도 4b는 사출 프레스 성형 공정 순서를 예시한 것으로 왼쪽부터 순서대로 설명하면, 사출 압축 성형 공정과 달리 사출전에 금형을 일정 간격으로 약간 열어 놓고, 플라스틱 수지를 사출하게 된다. 일정한 양의 플라스틱 수지가 사출된 후 이 수지가 완전히 고화되기 전에 금형을 닫으며 수지를 압축한다.

종래의 사출 성형 공정과 본 발명에 따른 사출 압축 혹은 사출 프레스 성형 공정의 차이는 사출 중 또는 전에 금형이 약간 열린다는 점과 사출 종료 후 금형이 완전히 닫힌다는 점이다.

종래의 그루브와 압착판으로 이루어진 광 커넥터의 경우 압착판과 그루브가 있는 부품이 분리되어 있으며 이를 조립하기 위해 여러 개의 추가 부품을 사용하는 방법이 고안되었는데(USP 5,315,678), 이러한 방법은 조립의 효율성을 저하시키는 원인이 된다. 그리고 일반적으로 광 커넥터의 경우에는 다심의 경우에도 그 크기가 작으므로 광 섬유를 인입한 후에 커넥터를 조립하는 것은 매우 힘든 작업이 된다.

본 발명에서는 상기한 2개의 부품으로 구성된 플라스틱 소재를 사용한 다심 광 커넥터 페룰을 기계적 방법에 의해 조립 또는 체결된 상태로 사용자에게 공급하고 광 섬유를 인입한 후 투입구 (4)에 접착제를 투입하여 광섬유 및 페룰의 상하 판을 고정시키는 것을 제공한다. 여기서 기계적 방법에 의한 조립·체결이란 접착제나 웰딩(welding) 등과 같은 방법을 사용하지 않는 결합 방식을 말하는데 예를들면, 스냅 피트(snap fit) (5), 프레스 피트(press fit) (6), 볼트와 너트를 사용한 결합 등이 있다. 이러한 기계적 결합을 채용하게 되면 제품의 형상이 비교적 복잡하게 되므로 여러 성형 방법 중 이송 성형, 사출 성형 또는 사출 압축 성형 공법이 적합한 성형 공법이다. 이와 같이 광섬유 인입 전에 기계적으로 1차 조립된 상태의 제품을 사용하는 것은 광 커넥터 연결 작업을 용이하게 하여 작업 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 가장 큰 효과는 플라스틱 수지를 사용하여 다심 광 커넥터 페룰을 성형하므로 인하여 얻어지는 생산성 향상과 이에따른 생산 원가 절감이다. 종래의 세라믹 재질로된 페룰을 사용하는 경우 가공에 필요한 장비가 고가이고, 성형 시간도 길어 제품의 생산성이 저하되고 생산 원가가 상승되는 문제점을 본 발명에서는 해결 하였다. 또한 다심 광 커네터 페룰을 기계적 접속으로 조립하는 방법을 사용하여 일체형 성형에서 발생하는 금형 내구성 저하 및 가격 상승의 문제를 해결하였다.

Claims (9)

1. 다심 광 섬유를 기계적으로 접속하기 위한 광 접속자에 있어서,

   광섬유 고정용 홈이 형성된 플라스틱 소재로 만들어진 광섬유 고정판;

   상기 고정판을 압착하는 압착판; 및

   상기 고정판과 상기 압착판을 기계적으로 접속하는 체결 장치.

   을 포함하는 페룰(ferrule)을 광 섬유 인입 전에 체결하여서 된 광 접속자.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 체결 장치가 스내 피트(snap fit) 체결 장치인광 접속자.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 체결 장치가 프레스(press fit) 체결 장치인 광 접속자.
4. 제 1항에 있어서, 체결 및 광 섬유 인입 후 접착제로 광 섬유를 고정판 및 압착판에 고정시켜서 된 광 접속자.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 플라스틱 소재가 열경화성 수지인 광 접속자.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 플라스틱 소재가 열가소성 수지인 광 접속자.
7. 제 1항의 광 접속자를 포함하는 광 커넥터.
8. 광섬유 고정판 및 압착판을 포함하는 페룰의 제조 방법에 있어서,

   이송 성형 공법으로 제조하는 것을 특징으로 하는 페룰 제조 방법.
9. 광섬유 고정판 및 압착판을 포함하는 페룰을 제조함에 있어서, 사출 압축 성형 공법으로 제조하는 방법.

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