KR100354489B1 - 광파이버 종단 페룰 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광파이버 종단 페룰 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 본 발명의 장치는 광파이버의 종단의 삽입을 안내하기 위하여 광파이버의 직경보다 충분히 큰 내경을 가진 안내공을 가진 플랜지와 상기 안내공에 삽입된 광파이버의 종단이 끼워져 지지되는 지지공을 가진 페룰이 금속분말 사출성형에 의해 일체로 형성된 것이다.

따라서, 본 발명에서는 동시에 기계적으로 가공할 수 없는 극소형, 예컨대 수백 ㎛의 내경을 가진 안내공과 지지공을 금속분말성형에 의해 동시에 하나의 몸체에 형성함으로써 부품수를 줄일 수 있어서 코스트를 다운시킬 수 있다.

Description

광파이버 종단 페룰 및 그 제조방법 {Ferrule for end of optical fiber and Method thereof}

본 발명은 광파이버 종단 페룰(Ferrule) 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 금속분말 사출 성형에 의해 플랜지와 페룰을 일체로 형성함으로써 부품의 조립 공수를 줄여서 코스트를 다운시킬 수 있는 광파이버 종단 페룰 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근에 초고속 정보통신망의 폭발적인 수요 증가로 광케이블을 이용한 광통신의 요구가 증대되고 있다.

광통신은 광케이블 내에 내재된 광파이버를 통하여 신호를 광으로 변조하여 송수신한다. 따라서, 광파이버의 양 종단에는 발광소자 및 수광소자와 결합하기 위한 광결합기 또는 광 콘넥터가 설치된다. 광파이버의 직경은 125㎛이므로 극미세한 광파이버의 종단을 발광 또는 수광소자에 광학적으로 결합한다는 것이 쉬운 일은 아니다.

통상적으로 광콘넥터에 광파이버를 용이하게 결합하기 위하여 페룰이라는 보강테를 사용한다. 즉, 광파이버의 종단에 페룰을 끼우고 이 페룰이 씌어진 광파이버의 종단을 광콘넥터의 삽입공에 끼움으로써 결합이 용이하게 되고, 광파이버의 종단을 보호할 수 있게 된다.

도 1에 도시된 종래의 광파이버 종단 페룰은 광파이버가 끼워지지는 지지공(1a)을 가진 페룰(1)과 페룰(1)이 끼워져 지지되고 광파이버를 안내하기 위한 안내공(2a)이 형성된 플랜지(2)로 구성된다. 페룰(1)의 지지공(1a)의 입구는 플랜지(2)의 안내공(2a)과 결합되도록 테이퍼 가공처리된다.

즉, 종래에는 약 125㎛의 내경을 가진 지지공(1a)과 이 지지공(1a) 보다 큰 내경을 가진 안내공(2a)을 하나의 금속 몸체에 동시에 기계적으로 가공한다는 것이 매우 곤란하므로 각각 별도의 몸체에 하나의 치수로 각각 지지공 또는 안내공을 형성한 다음에 이들 두 부품을 조립한 후 레이저 용접하여 하나의 부품으로 형성하였다.

이와 같이 종래의 광파이버 종단 페룰은 두 부품으로 구성한 다음에 이들을 조립하기 때문에 생산공수가 늘어나 코스트가 상승하는 문제점이 있었다.

종래의 2개 부품으로 구성된 광파이버 종단 페룰에서 페룰부분을 지루코니아등을 압출하여 성형하여 제조하였다. 그러나, 이 제조방법은 단일치수는 가능하나, 복수의 치수를 갖는 것은 제법상 불가능하여 별도의 형상의 부품을 추가로 필요로 하므로 생산공수도 많아지고 코스트가 높아져서 공업적으로 적당하지 않다.

본 발명의 목적은 서로 다른 치수를 가진 지지공과 안내공을 가진 광파이버 종단 페룰를 사출 성형 후 제거가 가능한 플라스틱 내심재를 사용하여 금속분말 사출 성형에 의해 성형한 다음에 진공 소결에 의해 플라스틱 내심재를 제거함으로써 하나의 몸체에 일체로 형성하는 것이 가능하여 생산공수를 줄일 수 있어서 코스트를 다운시킬 수 있는 광파이버 종단 페룰 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 광파이버 종단 페룰의 구성을 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 광파이버 종단 페룰의 구성을 나타낸 일부 절개 사시도.

도 3은 도 2의 A-A 선 단면도.

*** 주요 도면 부호의 설명 ***

10 : 플랜지 12 : 안내공

14 : 테이퍼부 20 : 페룰

22 : 지지공

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 광파이버의 종단의 삽입을 안내하기 위하여 광파이버의 직경보다 충분히 큰 내경을 가진 안내공을 가진 플랜지와 상기 안내공에 삽입된 광파이버의 종단이 끼워져 지지되는 지지공을 가진 페룰이 금속분말 사출성형에 의해 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 금속분말은 텅스텐 95w%. 니켈 2w%. 동 2w%. 탄소 1w%를 포함하는 것이바람직하다. 상기 서로 다른 내경을 가진 플랜지의 안내공과 페룰의 지지공이 결합되는 부분은 테이퍼진 면이 볼록한 곡면 처리된 것이 광파이버를 안내공으로부터지지공으로 삽입을 용이하게 한다.

본 발명의 제조방법은 텅스텐, 니켈, 구리, 및 탄소의 분말을 밀폐한 용기에 질소가스를 봉입하여, 소정 시간동안 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 금속 분말과 바인더를 일정 시간 가압 혼련하는 단계와, 상기 혼련된 결과물을 상온에서 분쇄하는 단계와, 상기 분쇄된 분말을 광파이버 종단 페룰 금형기에 사출 성형하는 단계와, 상기 성형체를 진공 소결로에서 고온 소결하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 사출 성형시 페룰의 안내공과 지지공을 형성하기 위한 내심재를 상기 소결단계에서 제거가 가능한 플라스틱재로 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명은 광파이바로 얻어질 수 있는 초소형의 직경을 복수개 제작하기 위하여 금속분말 성형시의 수축율 또는 프라스틱스가 지닌 특유의 성형시의 수축율을 감안해서 계산된 치수는 내심재를 제작할 금형에 반영시켜서, 성형후의 제품을, 금속 성형하는 것으로 복수개의 치수를 성형하여, 제거하고, 진공 소결하기 위하여 내심체를 그 수단으로 한다.

본 발명에서는 금속분말의 선정에 광파이버의 콘넥터로서의 기능 때문에 내마모성을 중시하여 빈번한 탈착시에 광파이버 면에 미세한 가루나 재료로 인한 원인을 피하기 위하여 강도, 밀도, 내마모성을 감안해서 상기에서 기술한 금속분말로서의 사용으로 진공소결 후의 제품에서 그 작용을 충분히 만족시켰다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명에 의한 광파이버 종단 페룰의 구성을 나타낸 일부 절개 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A 선 단면도를 나타낸다.

본 발명에 의한 광파이버 종단 페룰은 하나의 몸체에 플랜지(10)의 안내공(12)과 페룰(20)의 지지공(22)이 일체로 형성된다. 안내공(12)과 지지공(22)가 결합되는 테이퍼부(14)는 그 표면이 볼록하게 곡면 처리된다. 이와 같이 하나의 몸체에 치수가 서로 다른 안내공과 지지공을 일체로 형성할 뿐만 아니라 테이퍼부의 표면을 볼록한 곡면 처리한다는 것은 100㎛ 내지 200㎛ 이내의 극미세한 치수에서 종래의 기계적 가공으로는 불가능한 구조이다.

본 발명에 의한 플랜지 및 페룰 일체형 광파이버 종단 페룰의 제조방법의 일 실시예는 다음과 같다.

(실시예)

금속분말 (텅스텐 95% 중량, 니켈 2%, 구리 2%, 탄소1%)을 계량하여 1리터 용량의 스텐레스 용기에 2밀리 리터의 메틸렌 알코올과, 20밀리 리터의 스텐레스제 볼을 20킬로그램. 상기의 금속 분말을 밀폐한 용기에 질소가스를 봉입하여, 1시간 진동 분쇄혼합기에서 혼합한 후 그 금속분말을 취출하여 1리터의 혼련기에서 58%의 금속 분말(중량 %) 바인다 42%를 첨가하여 섭씨190도에서 가압혼련을 2시간 혼련한다.

혼련물은 상온으로 냉각시킨 후에 분쇄한다.

분쇄된 혼연물은 호퍼에 넣고, 성형기 노즐은 호퍼측으로부터 섭씨90도, 120 도, 160 도, 금형측에서 섭씨 190 도에 세팅한 상태에서 사출압력 1톤/높이Cm당, 금형 온도 섭씨40 도의 조건에서 외경 2.1mm밀리, 내경 0.125mm, 길이 10mm를 사출 성형한다. 이 때, 금형기 내부에는 안내공 및 지지공의 형상을 가진 플라스틱재의 내심제가 조립 설치되어 있다.

상기에서 얻어진 성형체를 세라믹판에 5밀리 간격으로 배열하여, 진공 소결로에서 최고 온도 섭씨1420 도에서 1시간 30분 동안 소결하고 이어서 알곤가스를 사용하여 소결하여 총 12시간 열처리함으로써 플라스틱 내심재와 바인더를 제거하여 최종적으로 텡스텐의 소결체가 얻어진다.

얻어진 텅스텐 소결체의 밀도는 99%, 강도 HRC 64가 얻어졌다. 이와 같은 강도는 페룰에서 요구하는 내마모성을 충분히 수용 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 각각의 금속 분말을 선택 가압혼련 하고, 이를 진공 소결 성형하여 제조함으로써, 광파이버의 콘넥터를 제조하여 사용시, 내마모성이 강하고 강도, 밀도 등이 우수하여, 광파이버 콘넥터의 빈번한 착탈시에도 광파이버에 미세한 가루라든지, 재료 자체로부터의 불량발생 원인을 제거 할 수 있는 양질의 금속 분말 사출 성형에 의한 페룰을 를 제조할 수 있다.

Claims (5)

1. 광파이버의 종단의 삽입을 안내하기 위하여 광파이버의 직경보다 충분히 큰 내경을 가진 안내공을 가진 플랜지와 상기 안내공에 삽입된 광파이버의 종단이 끼워져 지지되는 지지공을 가진 페룰이 금속분말 사출성형에 의해 일체로 형성되고,

   상기 금속분말은 텅스텐 95w%. 니켈 2w%. 동 2w%. 탄소 1w%를 포함하고,

   상기 서로 다른 내경을 가진 플랜지의 안내공과 페룰의 지지공이 결합되는 부분은 테이퍼진 면이 볼록한 곡면 처리된 것을 특징으로 하는 광파이버의 종단 페룰.
2. 삭제
3. 삭제
4. 텅스텐, 니켈, 구리, 및 탄소의 분말을 밀폐한 용기에 질소가스를 봉입하여, 소정 시간동안 혼합하는 단계;

   상기 혼합된 금속 분말과 바인더를 일정 시간 가압 혼련하는 단계;

   상기 혼련된 결과물을 상온에서 분쇄하는 단계;

   상기 분쇄된 분말을 광파이버 종단 페룰 금형기에 사출 성형하는 단계; 및

   상기 성형체를 진공 소결로에서 고온 소결하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 광파이버 종단 페룰의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 사출 성형시 페룰의 안내공과 지지공을 형성하기 위한 내심재를 상기 소결단계에서 제거가 가능한 플라스틱재로 구성하는 것을 특징으로 광파이버 종단 페룰의 제조방법.