KR100346174B1 - 광페룰 및 그 제작을 위한 사출 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 광페룰을 사출성형하기 위한 사출금형은, 판 모양의 하부 금형; 상기 하부 금형의 상면 중심에서 수직으로 세워진 중심봉; 및 상단이 막힌 원통 모양으로 형성되어 상기 하부 금형의 상면에 고정되고, 내벽 상단에서 상향으로 연장 형성된 외측 경사면과 상기 외측 경사면의 상단에서 상기 중심봉과 접하는 부분까지 연장 형성된 내측 경사면을 가지는 상부 금형을 포함한다.

Description

광페룰 및 그 제작을 위한 사출 금형{OPTICAL FERRULE AND INJECTION MOLD FOR PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 광커넥터(optical connector)에 관한 것으로서, 특히 광커넥터에 사용되는 광페룰(optical ferrule) 및 그 제작을 위한 사출 금형에 관한 것이다.

광커넥터는 광통신 매체로 사용되는 광섬유 간의 연결을 위해 사용된다. 예를 들어, 광섬유의 일부분이 파손된 경우에는 상기 파손된 광섬유 부분을 절단하여제거한 후, 다시 절단된 두 광섬유들을 연결한다. 이러한 연결 작업을 하기 위해서는 우선적으로 상기 두 광섬유들을 정확하게 정렬해야만 한다.

그러나, 광섬유는 직경이 수 ㎛에 불과하고 높은 유연성을 가지고 있기 때문에, 절단된 광섬유들만 가지고는 정확한 정렬을 하기가 어렵다. 따라서, 상기 광섬유들을 각각 보조 장치에 실장하고, 상대적으로 연결 면적이 큰 보조 장치를 정렬하는 방법을 사용한다. 이러한 보조 장치로서 통상적으로 원통형의 광페룰을 사용한다. 상기 광페룰은 원통형의 내부 홀(internal hole)을 구비하며, 상기 광페룰은 광커넥터에 삽입되며, 상기 내부 홀에는 광섬유가 삽입된다. 상기 광페룰의 전체 길이 및 외경과 내부 홀의 직경 및 직진도와 상기 광페룰의 외경과 상기 내부 홀의 동심도(concentricity)는 그 오차가 수 ㎛ 범위 내에 있어야할 정도로 고도의 정확성이 요구된다. 이러한 점 때문에, 광페룰의 재질로는 치수 안정성이 우수한 세라믹(ceramic)이 통상적으로 사용된다.

이러한 광페룰의 종래예로서, 아키오 아사이(Akio Asai)에 의해 발명되어 특허허여된 미국특허번호 제5,781,674호(FERRULE FOR OPTICAL FIBER CONNECTOR)에서는 광커넥터에 실장되는 광페룰을 개시하고 있다.

또한, 광페룰의 다른 종래예를 도 1로서 보였다. 상기 도 1은 종래의 광페룰을 나타내는 단면도이다. 원통형의 광페룰(11)과 상기 광페룰(11)의 내부에 형성되는 원통형의 내부 홀(12)이 도시되어 있다. 상기 내부 홀(12)의 일단은 테이퍼(taper) 처리되어 직경이 타단에 비하여 크다. 광섬유는 상기 넓은 직경의 일단을 통과하여 좁은 직경의 홀 내로 삽입되면서 고정된다. 상기 광페룰(11)은 사출성형에 의해 제작되며, 세라믹 재질로 되어 있다. 또한, 상기 광페룰(11)의 외주면 상단에서 상향으로 연장 형성된 외측 경사면(13)이 도시되어 있다.

도 2는 도 1에 도시된 광페룰(11)을 제작하기 위한 사출 금형을 나타내는 단면도이다. 상기 사출 금형은 상부 금형(21), 중심봉(23) 및 하부 금형(22)으로 구성된다. 상기 상부 금형(21)은 상단이 막히고 하단은 열려져 있는 원통 모양의 구조로 되어 있다. 또한, 상기 상부 금형(21)의 하단 양측에는 서로 대향되는 두 사출 주입구들(24)이 형성되어 있다.

판 모양의 하부 금형(22)은 상기 상부 금형(21)의 열려진 하단을 견고히 막아서, 상기 사출 주입구(24)로 주입되는 유체가 새지 않도록 한다.

일단이 테이퍼 처리된 중심봉(23)은 상기 하부 금형(22)의 상면 중심에서 수직으로 세워져 상기 상부 금형(21)의 상단과 밀착된다.

상기 사출 금형 내에서의 유체 흐름이 화살표로 도시되어 있다. 상기 상부 금형(21)의 하단 양측에 형성된 한 쌍의 사출 주입구(24)를 통하여 유체가 주입된다. 상기 유체는 상기 상부 금형의 내벽(26) 및 중심봉(23)을 따라 상승한다.

상기 상부 금형의 내벽(26)을 따라 상승하는 유체는 상기 상부 금형(21)의 상단에 형성된 외측 경사면(25)을 따라 상기 중심봉(23)으로 향한다. 도 2에서 점섬으로 표시된 A 지점은 상기 중심봉(23)의 상단을 중심으로 상기 상부 금형(21)의 상단에 형성된 외측 경사면(25)을 따라 좌우에서 유입되는 유체와 상기 중심봉(23)의 하단에서 유입되는 유체가 서로 만나게 되는 지점을 표시한 것이다. 이 때, 상기 A 지점에서 유체의 흐름은 매우 불안정하게 되며, 유체 압력이 불균일하게 된다. 상기 유체의 점도가 높은 경우에, 상기 유체가 고체화된 후에도 잔존 압력이 남을 확률이 높다. 또한, 상기 중심봉(23)은 상기 유체가 완전 고체화되기 전에 제거되어야만 한다. 상기 중심봉(23)의 제거 과정 또는 그 이후에 이러한 잔존 압력이 남아있는 부분의 변형이 발생하기가 쉽다. 또한, 상기 유체의 점도가 낮은 경우에도 상기 A 지점에서 버블(bubble)이나 상기 유체 내에 존재할 수 있는 먼지와 같은 불순물이 발생하거나 집합될 확률이 높은 것이다. 더욱 문제가 되는 것은 상기 A 지점이 바로 상기 중심봉(23)에서 근접한 지점이라는데 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 광페룰(11)에 있어서 실장되는 광섬유의 정렬에 직접적인 영향을 미치는 것은, 상기 광페룰(11)의 외경, 내부 홀(12)의 직진도 및 상기 광페룰(11)의 외경과 상기 내부홀(12)의 동심도이다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 상부 금형의 내벽(26) 근처의 유체 흐름은 비교적 안정적이다. 또한, 중심봉(23)의 중하단 근처의 유체흐름도 비교적 안정적이라고 볼 수 있으나, 상술한 바와 같이 상기 중심봉(23)의 상단 근처의 유체 흐름은 매우 불안정하다. 즉, 이러한 구조의 사출금형에서 제작된 광페룰은 내부 홀의 직진도가 나쁘게 되고, 이에 따라 상기 광페룰의 외경과 상기 내부홀의 동심도도 나빠지게 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 사출성형된 광페룰의 내부 홀의 직진도와 상기 광페룰의 외경과 상기 내부 홀의 동심도가 향상될 수 있는 사출금형을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광페룰을 사출성형하기 위한 사출금형은,

판 모양의 하부 금형;

상기 하부 금형의 상면 중심에서 수직으로 세워진 중심봉; 및

상단이 막힌 원통 모양으로 형성되어 상기 하부 금형의 상면에 고정되고, 내벽 상단에서 상향으로 연장 형성된 외측 경사면과 상기 외측 경사면의 상단에서 상기 중심봉과 접하는 부분까지 연장 형성된 내측 경사면을 가지는 상부 금형을 포함함한다.

더욱이, 본 발명에 따른 광섬유를 삽입하여 고정하기 위한 광페룰은,

중심부에 형성되며 상기 광섬유가 삽입되어 고정되는 내부 홀; 및

외주면 상단에서 상향으로 연장 형성된 외측 경사면; 및

상기 외측 경사면의 상단에서 상기 내부 홀과 접하는 부분까지 상기 외측 경사면과 대향되게 연장 형성된 내측 경사면을 포함한다.

도 1은 종래의 광페룰을 나타내는 단면도,

도 2는 도 1에 도시된 광페룰을 제작하기 위한 사출 금형을 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 광페룰을 나타내는 단면도,

도 4는 도 3에 도시된 광페룰을 제작하기 위한 사출 금형을 나타내는 단면도.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 광페룰을 나타내는 단면도이다.

원통형의 광페룰(31)과 상기 광페룰(31)의 내부에 형성되는 원통형의 내부홀(32)이 도시되어 있다. 상기 내부 홀(32)의 일단은 테이퍼 처리되어 직경이 타단에 비하여 크다.

광섬유는 상기 넓은 직경의 일단을 통과하여 좁은 직경의 홀 내로 삽입되면서 고정된다. 상기 광페룰(31)은 사출성형에 의해 제작되며, 세라믹 재질로 되어 있다. 또한, 상기 광페룰(31)의 상단은, 상기 광페룰의 외주면 상단에서 상향으로 연장 형성된 외측 경사면(33)과 상기 외측 경사면(33)의 상단에서 상기 내부 홀(32)과 접하는 부분까지 연장 형성된 내측 경사면(34)을 구비하고 있다.

도 4는 도 3에 도시된 광페룰(31)을 제작하기 위한 사출 금형을 나타내는 단면도이다. 상기 사출 금형은 상부 금형(41), 중심봉(43) 및 하부 금형(42)으로 구성된다. 상기 상부 금형(41)은 상단이 막히고 하단은 열려져 있는 원통 모양의 구조로 되어 있다. 또한, 상기 상부 금형(41)의 하단 양측에는 서로 대향되는 두 사출 주입구들(44)이 형성되어 있다. 상기 사출 주입구(44)를 통하여 유체가 주입된다.

판 모양의 하부 금형(42)은 상기 상부 금형(41)의 열려진 하단을 견고히 막아서, 상기 사출 주입구(44)로 주입되는 유체가 새지 않도록 한다.

일단이 테이퍼 처리된 중심봉(43)은 상기 하부 금형(42)의 상면 중심에서 수직으로 세워져 상기 상부 금형(41)의 상단과 밀착된다.

상기 사출금형 내에서의 유체 흐름이 화살표로 도시되어 있다. 상기 상부 금형(41)의 하단 양측에 형성된 한 쌍의 사출 주입구(44)를 통하여 유체가 주입된다.

상기 유체는 상기 상부 금형의 내벽(46) 및 중심봉(43)을 따라 상승한다. 상기 상부 금형의 내벽(46)을 따라 상승하는 유체는 상기 상부 금형(41)의 상단에 형성된 외측 경사면(45)을 따라 상기 중심봉(43)으로 향한다. 또한, 상기 중심봉(43)을 따라 상승하는 유체는 상기 상부 금형(41)의 상단에 형성된 내측 경사면(47)을 따라 상기 내벽(46)으로 향한다. 도 4에서 점섬으로 표시된 B 지점은 상부 금형(41)의 상단에 형성된 외측 경사면(45) 및 내측 경사면(47)을 따라 유입되는 유체가 서로 만나게 되는 지점을 표시한 것이다.

상술한 바와 마찬가지로, 이러한 B 지점에서 유체의 흐름은 불안정하게 되며, 유체 압력이 불균일하게 된다. 상기 유체의 점도가 높은 경우에, 상기 유체가 고체화된 후에도 상기 B 지점에 잔존 압력이 남아 있을 확률이 높으며 금형 제거 과정 또는 그 이후에 변형이 발생하기 쉽다. 상기 유체의 점도가 낮은 경우에도, 상기 B 지점에서 버블이나 상기 유체 내에 존재할 수 있는 먼지와 같은 불순물이 발생하거나 집합될 확률이 높다.

그러나, 종래 기술과 차별화되는 점은 상기 B 지점이 이러한 사출금형에 의해 제작되는 광페룰에 있어서, 실장되는 광섬유의 정렬에 직접적인 영향을 미치는 부분이 아니라는 것이다. 물론, 이러한 지점에서의 변형이 크다면 전체적인 광페룰에 미치는 영향을 고려하지 않을 수 없으나, 이러한 변형은 무시할 수 있을 정도의 수준이다. 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 사출금형에 있어서도, 이러한 상황은 마찬가지이나 그 변형 지점이 광페룰의 내부 홀 근처라는 데 문제가 있었던 것이다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 상부 금형의 내벽(46) 및 중심봉(43) 근처의 유체 흐름은 비교적 안정적이다. 따라서, 이러한 구조의 사출금형에서 제작된 광페룰은내부 홀의 직진도가 향상되게 되고, 이에 따라 상기 광페룰의 외경과 상기 내부홀의 동심도도 향상된다.

본 발명에 따른 광페룰을 위한 사출금형은 유체가 중심봉 및 내벽 근처에서 안정적으로 흐르도록 하는 구조를 제공한다는 이점이 있다.

더욱이, 본 발명에 따라 사출성형된 광페룰은 내부 홀의 직진도와 상기 광페룰의 외경과 상기 내부홀의 동심도가 향상된다는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 광페룰을 사출성형하기 위한 사출금형에 있어서,

   판 모양의 하부 금형;

   상기 하부 금형의 상면 중심에서 수직으로 세워진 중심봉; 및

   상단이 막힌 원통 모양으로 형성되어 상기 하부 금형의 상면에 고정되고, 내벽 상단에서 상향으로 연장 형성된 외측 경사면과 상기 외측 경사면의 상단에서 상기 중심봉과 접하는 부분까지 연장 형성된 내측 경사면을 가지는 상부 금형을 포함함을 특징으로 하는 광페룰을 사출성형하기 위한 사출금형.
2. 제1항에 있어서,

   상기 상부 금형은 하단에 서로 대향되게 형성된 한 쌍의 사출 주입구를 구비함을 특징으로 하는 광페룰을 사출성형하기 위한 사출금형.
3. 제1항에 있어서,

   상기 사출금형에 주입되는 유체는 세라믹임을 특징으로 하는 광페룰을 사출성형하기 위한 사출금형.
4. 광섬유를 삽입하여 고정하기 위한 광페룰에 있어서,

   중심부에 형성되며 상기 광섬유가 삽입되어 고정되는 내부 홀; 및

   외주면 상단에서 상향으로 연장 형성된 외측 경사면; 및

   상기 외측 경사면의 상단에서 상기 내부 홀과 접하는 부분까지 상기 외측 경사면과 대향되게 연장 형성된 내측 경사면을 포함함을 특징으로 하는 광페룰.
5. 제4항에 있어서,

   상기 광페룰의 재질은 세라믹임을 특징으로 하는 광페룰.