KR101208019B1 - 현장 접속용 광섬유 커넥터 - Google Patents

현장 접속용 광섬유 커넥터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 현장 접속용 광섬유 커넥터에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 광통신용 광섬유 접속 과정에서 광섬유 커넥터를 별도의 도구 없이 현장에서 신속하고 간편하게 조립 및 분해할 수 있도록 하는 동시에 광섬유의 휨 굴절을 방지할 수 있도록 할 목적으로, 관 형태의 하우징(11)을 포함하는 본체(10)와; 내부 중심에 제1광섬유(1)가 관통된 페룰(20)과; 상기 하우징에 내입되고 내부 중심에 제2광섬유(2)가 관통되며 일측에 제1 및 제2광섬유의 각 단부가 상호 연결되도록 상기 페룰(20)이 고정되는 스터브(30)와; 일측에 상기 스터브(30) 외면과 결합되는 가이드부(51)가 구비되고, 타측에 제2광섬유가 고정되는 고정부(52)가 구비되며, 내부 중심에 제2광섬유가 관통되는 재킷(50);으로 이루어져, 상기 본체(10) 내에서 페룰(20), 스터브(30) 및 재킷(50)이 일체로 슬라이드 이동 가능하게 된 현장 접속용 광섬유 커넥터가 제공된다.

Description

현장 접속용 광섬유 커넥터{CONNECTOR OF OPTICAL FIBER FOR USING IN FIELD}
본 발명은 광통신에서 각종 정보 데이터를 빛으로 전송할 수 있도록 마련된 광섬유를 현장에서 접속할 수 있도록 한 현장 접속용 광섬유 커넥터에 관한 것이다.
광통신 위한 기계식 광섬유 커넥터가 상용제품으로 나와 있다. 광커넥터는 광선로 상에서 광섬유와 광섬유, 광섬유와 소자, 광섬유와 계측기 등의 모든 광섬유의 연결 수단으로 사용되는 중요한 광통신 부품이다. 예컨대 LC, ST, FC 및 SC광 커넥터가 광범위하게 사용되고 있다. 광커넥터의 기본적인 특성은 광선로 상에 전송되고 있는 광 신호를 변형됨이 없이 상대 광섬유로 이송시키는 것으로, 이 특성의 정도는 전송 손실에 해당하는 삽입손실(Insertion Loss), 역반사량(Back reflection) 등의 두 가지로 크게 대표된다.
한편, 최근에 소규격(small-form factor, SFF) 광섬유 커넥터의 중요성에 대해 강조되고 있다. 예컨대 LC(Lucent Connectors) 타입의 광섬유 커넥터는 미국특허 제5,481,638호, 제5,719,977호 및 제6,318,903호에 기재되어 있다. LC규격은 ST, FC및 SC와 같은 종래 광학 커넥터 규격보다 소형이며, 이는 여타의 광커넥터와 같이 광섬유 케이블을 능동 및 수동장치에 연결시키기 위해 사용된다.
광섬유 커넥터의 품질은 광섬유에 접속유도 역할을 하는 페룰(Ferrule)의 홀 가공 정밀도와 광섬유의 단면 상태에 따라 좌우된다. 현재 가장 널리 일반적으로 사용되고 거의 모든 광섬유 커넥터에서 볼 수 있는 페룰(Ferrule)은 세라믹(Ceramic)이나 글라스(Glass)로 제작되기 때문에, 광섬유 커넥터의 특성은 세라믹 소재 혹은 글라스 소재의 가공과 페룰에 접착되어 있는 광섬유 소재인 석영의 연마조건에 절대 의존하고 있다.
그러나, 위에서 언급한 것과 같이 규격화되어 상용으로 이용되고 있는 광섬유 커넥터는 제품화된 이후, 길이의 변화 혹은 설치시 임의의 상황에 맞는 변경 요인과 수요에 제대로 대응하지 못하게 되어 있다. 즉, 광섬유를 파괴하지 않고서는 그때 그때의 상황과 작업자의 요구에 맞게 재제작 혹은 길이변화 작업을 할수 없게 되어 이를 수용할수 있는 새로운 현장용 광커넥터가 필요하다.
보다 진보한 형태의 광섬유 커넥터로서 일본특허 제 3445479호 및 WO 2006/019515에 기재된 하이브리드 광섬유 스플라이스 커넥터를 들 수 있다. 그러나 이러한 하이브리드 스플라이스 커넥터는 표준 커넥터 형식과 불일치하며 부품별 현장 조립이 필요하다는 문제점이 있다.
또한 미국특허 제7,369,738호 및 국내특허 제 10-0944702호(특허문헌)에는 사전 연마된 광섬유 스터브(Stub)가 들어 있으며, 기계식 스플라이스가 포함되어 있는 광섬유 커넥터도 공지되어 있다. 일 예로써 특허문헌에 따르면, 도 7과 같이 광섬유 케이블(135)이 커넥터 단부를 통해 화살표(105) 방향으로 삽입될 때 광섬유의 코팅부(137)가 도면부호 137'에서 굴곡이 개시될 때까지 계속 삽입하며, 이러한 굴곡은 광섬유의 단부(137)가 충분한 단부 로딩 힘에 의해 섬유 스터브(134)와 접촉할 때 발생하게 되는 것이다. 그러나 광섬유의 굴곡은 광섬유의 내구성을 저하시킬 뿐 아니라 자칫 광섬유의 변형이나 손상을 초래하게 되는 등의 문제점이 있다.
더욱이 특허문헌의 도 3을 참조하면, 커넥터를 단자함 등의 커넥터 접속부 등에 결속시킬 때 페룰(132)이 일정 거리(최대 스프링(155)의 신축 거리만큼) 후퇴함에 따라 본체(120)가 하우징(110) 내에서 후퇴하게 되는데, 이때 섬유부트(180)는 본체(110)와 결속된 백본(116)에 고정된 상태이므로, 결국 본체(120)가 후퇴한 만큼 광섬유가 섬유부트(180) 내에서 굴곡될 수밖에 없고, 이 경우 광섬유에 스트레스가 가해질 뿐 아니라 광 데이터 전송시 굴곡에 의한 손실이 발생한다는 문제점이 있다.
상기 종래 기술이 내포하는 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 광통신용 광섬유 접속 과정에서 광섬유 커넥터를 별도의 도구 없이 현장에서 신속하고 간편하게 조립 및 분해할 수 있도록 하는 동시에 광섬유의 길이 굴절을 방지할 수 있도록 하는 현장 접속용 광섬유 커넥터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광섬유 커넥터는, 관 형태의 하우징을 포함하는 본체와; 내부 중심에 제1광섬유가 관통된 페룰과; 상기 하우징에 내입되고 내부 중심에 제2광섬유가 관통되며 일측에 제1 및 제2광섬유의 각 단부가 상호 연결되도록 상기 페룰이 고정되는 스터브와; 일측에 상기 스터브 외면과 결합되는 가이드부가 구비되고, 타측에 제2광섬유가 고정되는 고정부가 구비되며, 내부 중심에 제2광섬유가 관통되는 재킷;으로 이루어져, 상기 본체 내에서 페룰, 스터브 및 재킷이 일체로 슬라이드 이동 가능하게 함으로써 광섬유의 휨 굴절을 방지할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제1 및 제2광섬유를 연결하기 위한 광섬유 커넥터 조립시 별도의 도구 없이 신속하고 편리하게 조립 및 분해할 수 있을 뿐 아니라, 광섬유 커넥터를 커넥터 접속부에 결속할 때 발생하는 광섬유 후퇴에 대응하여 제1 및 제2광섬유를 고정한 페룰, 스터브, 재킷 전체가 동시에 후퇴함으로써 광섬유의 굴절이 방지되어 광데이터 전송시의 곡률 손실 및 스트레스를 최소화할 수 있는 등의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 현장 접속용 광섬유 커넥터의 분해 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 현장 접속용 광섬유 커넥터의 결합구조를 보인 조립 사시도.
도 4는 도 3의 조립 구조를 보인 종단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 현장 접속용 광섬유 커넥터의 조립 완성 상태를 보인 종단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 현장 접속용 광섬유 커넥터의 사용 상태롤 보인 종단면도.
도 7은 종래 기술(특허문헌)에 따른 광섬유 커넥터의 광섬유 접속 상태를 보인 사시도.
도 8은 종래 기술(특허문헌)에 따른 광섬유 커넥터의 단면도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 본 발명의 바람직한 형태의 구조를 예시하고 이에 기하여 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 예시된 형태만으로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위는 예시된 형태의 통상적인 변경이나 균등물 내지 대체물까지 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 현장 접속용 광섬유 커넥터의 분해 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 현장 접속용 광섬유 커넥터의 결합구조를 보인 조립 사시도이며, 도 4는 도 3의 조립 구조를 보인 종단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하는 바와 같이, 본 발명의 광섬유 커넥터는, 본체(10), 페룰(20), 스터브(30), 탄성부재(40), 재킷(50) 및 부트(60)를 포함할 수 있다.
상기 본체(10)는, 바람직하게는 단면이 사각인 관 형태의 하우징(11)을 포함하고, 일측에는 커넥터 접속부(70)(도 6 참조)와 결속되도록 하는 클램프(12)가 구비될 수 있다.
상기 페룰(20)은 세라믹이나 글라스 소재로 제조한 것으로 내부 중심에는 가이드홀(21)이 천공되고, 상기 가이드홀(21) 내에 제1광섬유(1)가 관통된다.
상기 스터브(30)는 상기 하우징(11)에 내에 삽입되는 것으로, 내부 중심에는 가이드홀(31)이 천공되어 제2광섬유(2)가 관통되며, 스터브(30) 일측에는 상기 페룰(20)을 고정시키기 위한 고정홈(32)이 형성되어 있다.
상기 탄성부재(30)는 코일형 스프링일 수 있고, 하우징(11) 내에서 하우징(11)과 스터브(30)를 각각 탄성 지지한다. 더욱 구체적으로 도 4와 같이 상기 하우징(11) 내벽에는 내향 돌출된 스토퍼(Stopper)(13)가 형성되고, 상기 스터브(30)의 페룰 고정측 단부에는 외향 돌출된 돌기(34)가 형성된다. 이때 상기 탄성부재(40)는 스터브(30) 외면과 하우징(11) 내면 사이에 개재되고, 탄성부재(40)의 양측 단부는 각각 상기 스토퍼(13)와 상기 돌기(34)에 맞닿게 되어 스터브(30)가 본체(10)의 스토퍼(13)에 대해 탄성 지지되는 것이다.
상기 재킷(50)은, 일측에 상기 스터브(30) 외면과 결합되는 가이드부(51)가 구비되고, 타측에는 제2광섬유(2)를 고정시키기 위한 고정부(52)가 구비되며, 내측에는 제2광섬유(2)가 관통되도록 중심에 가이드홀(55)이 천공되어 있다. 상기 재킷(50)의 가이드부(51)와 고정부(52) 사이에는 외향 돌출된 돌기부(54)가 형성될 수 있고, 가이드부(51)가 본체(10)의 하우징(11) 내부로 내입될 때 상기 돌기부(54)가 하우징(11)의 단부에 접촉되면서 더 이상 내입되지 않도록 할 수 있다.
페룰(20)을 관통한 제1광섬유(1)와 재킷(50)을 관통한 제2광섬유(2)의 접속 방법은 다음과 같다.
도 2 및 도 4와 같이, 본체(10)의 하우징(10) 내에 페룰(20)과 스터브(30) 및 탄성부재(40)가 내입된 상태에서 제2광섬유(2)가 관통된 재킷(50)을 하우징(11) 내부로 삽입하며, 동시에 제2광섬유(2)의 단부를 스터브(30)의 가이드홀(31) 내부로 삽입한다.
이와 같이 하면 가이드부(51)가 스터브(30) 외면에 결속되고, 제2광섬유(2)는 그 단부가 페룰(20) 내에 내입된 제1광섬유(1)의 단부와 접촉될 때까지 삽입될 수 있다.
제1광섬유(1)와 제2광섬유(2)의 각 단부가 스터브(30) 내에서 접속되었을 때, 부트(60)를 고정부(52)에 결합시켜서 고정부(52)가 제2광섬유(2)를 고정하도록 하면, 광섬유 커넥터의 현장 조립이 완료된다.
바람직한 실시 예로서, 상기 하우징(11)이 그 단면상 사각 형태로 된 경우, 상기 하우징(11)에 내입되는 가이드부(51) 역시 상기 하우징(11)의 단면상 형태와 대응하여 사각 형태로 제조한다. 이 경우 가이드부(51)가 하우징(11) 내에서 회전하지 않을 뿐 아니라, 가이드부(51)와 하우징(11)이 유동 없이 정밀하게 결합되므로 제1광섬유(1)와 제2광섬유(2)의 접속 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또 다른 바람직한 실시 예로서, 상기 스터브(30) 외면과 가이드부(51) 내면이 상호 결속될 때, 각 접촉면이 테이퍼(taper) 구조, 즉 도시한 예와 같이 점차 확장되거나 축소되는 형태로 결속되도록 한다. 이 경우 가이드부(51)와 스터브(30)의 결합이 용이할 뿐 아니라, 제1광섬유(1)와 제2광섬유(2)의 정렬 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 현장 접속용 광섬유 커넥터의 조립 완성 상태를 보인 종단면도로서, 본 발명의 광섬유 커넥터에 광섬유가 고정되는 상태를 나타낸다.
앞서 설명한 바와 같이 제1광섬유(1)와 제2광섬유(2)의 각 단부가 접속된 상태에서 부트(60)를 이용하여 제2광섬유(2)를 재킷(50)에 고정하는데, 이를 위한 구체적인 실시 예로서, 상기 재킷의 고정부(52)에는 길이방향으로 절개된 슬릿(522)이 형성되는 한편, 상기 부트(60)는 상기 고정부(52)의 외면에 결합된다.
상기 부트(60)가 고정부(52) 외면에 결합될 때, 부트(60)가 고정부(52)를 그 중심방향으로 압압하게 되어 슬릿(522)의 간극이 좁아지게 되고, 따라서 고정부(52) 내면이 제2광섬유(2)와 접촉되어 제2광섬유(2)를 고정시킬 수 있다.
부트(60)와 재킷(50)의 고정을 위한 바람직한 실시 예로서, 도시한 바와 같이 상기 고정부(52) 외면에 수나사부(53)를 형성하는 한편, 상기 부트(60) 내면에는 상기 수나사부(53)와 대응하여 나사 결합되는 암나사부(61)를 형성한다. 이 경우 상기 부트(60)를 회전 방식으로 재킷(50)에 고정할 수 있으므로 제2광섬유(2)와 고정부(52) 사이의 미끄러짐 현상을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 현장 접속용 광섬유 커넥터의 사용 상태롤 보인 종단면도로서, 광섬유 접속 전 상태 및 접속 후에 광섬유가 후퇴하는 과정을 보인 것으로, 도 6을 통해 본 발명이 더욱 구체화될 것이다.
도 6의 (a)와 같이 제1광섬유(1)와 제2광섬유(2)가 접속되도록 광섬유 커넥터가 조립된 상태에서 도 6의 (b)와 같이 광섬유 커넥터를 원하는 커넥터 접속부(7)에 결속하면 커넥터 접속부(70)와 페룰(20)이 접촉되면서 제1광섬유(1)가 커넥터 접속부(70) 내의 광섬유(미도시)와 접속된다.
페룰(20)이 커넥터 접속부(70)와 접촉될 때, 광섬유 커넥터를 커넥터 접속부(70)로 계속해서 밀어 넣으면 페룰(20)이 기준라인(SL)에서 이동라인(ML)까지 후퇴하는데, 이때 페룰(20)을 비롯하여 스터브(30)와 재킷(50)이 일체로 동시에 후퇴하므로 제2광섬유(2)의 휨 굴절이 발생하지 않는다.
또한, 스터브(30) 이동에 의해서 탄성부재(40)가 압축되므로 페룰(20)이 커넥터 접속부(70) 방향으로 탄성력이 작용하므로 제1광섬유(1)와 커넥터 접속부(70) 내의 광섬유의 접속 상태를 지속할 수 있다.
반대로, 필요에 의해 광섬유 커넥터를 분해하기 위해서, 광섬유 커넥터를 커넥터 접속부(70)에서 분리한 다음, 부트(60)의 결속을 해제하면, 재킷(50)과 제2광섬유(2)의 고정이 해제되어 본체(10)로부터 재킷(50)과 스터브(30) 등을 분리할 수 있게 되며, 이때 별도의 도구를 필요하지 않는다.
이와 같이 상기에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 LC 타입의 광섬유 커넥터에 관하여 예시하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 실시예들의 구성요소 일부를 변경, 혼합하는 등, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론, ST, FC, SC 타입의 커넥터에 적용할 수 있으며, 그러한 변형 실시는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
1... 제1광섬유 2... 제2광섬유
10... 본체 11... 하우징
12... 클램프 13... 스토퍼
20... 페룰(FERRULE) 21... 가이드홀
30... 스터브(STUB) 31... 가이드홀
32... 고정홈 33... 테이퍼
40... 탄성부재 50... 재킷(JACKET)
51... 가이드부 52... 고정부
53... 수나사부 54... 돌기부
55... 가이드홀 522... 슬릿(SLIT)
60... 부트 61... 암나사부(61)

Claims (6)

  1. 관 형태의 하우징(11)을 포함하는 본체(10); 내부 중심에 제1광섬유(1)가 관통된 페룰(20); 상기 하우징에 내입되고, 내부 중심에 제2광섬유(2)가 관통되며, 일측에 제1 및 제2광섬유의 각 단부가 상호 연결되도록 상기 페룰(20)이 고정되는 스터브(30); 일측에 상기 스터브(30) 외면과 결합되는 가이드부(51)가 구비되고, 타측에 제2광섬유가 고정되는 고정부(52)가 구비되며, 내부 중심에 제2광섬유가 관통되는 재킷(50);으로 이루어진 광섬유 커넥터에 있어서,
    상기 본체(10) 내에서 페룰(20), 스터브(30) 및 재킷(50)이 일체로 슬라이드 이동 가능하게 되되,
    상기 하우징 내벽에 스토퍼(13)가 일체로 내향 돌출되고, 상기 스터브의 페룰 고정측 단부에 외향 돌출된 돌기(34)가 형성되며, 상기 스토퍼와 돌기(34) 사이에 탄성부재(40)가 개재된 것과,
    상기 스터브(30) 외면과 가이드부(51) 내면이 테이퍼(taper) 구조로 결속되는 것을 특징으로 하는 광섬유 커넥터.
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