KR101603832B1

KR101603832B1 - 광커넥터플러그 및 광커넥터리셉터클의 체결구조 및 이를 이용한 체결 및 해제방법

Info

Publication number: KR101603832B1
Application number: KR1020140021632A
Authority: KR
Inventors: 김동희; 박건철; 이익균; 이승훈
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2016-03-16
Also published as: KR20150101020A

Abstract

본 발명은, 기기와 기기간 또는 보드와 보드간에 이루어지는 데이터 전송을 하기 위한 광커넥터플러그와 광커넥터리셉터클의 체결구조 및 이를 이용한 체결 및 분리방법에 관한 것으로, 광커넥터플러그(100)를 연결하기 위한 결합부와 광소자부(217)를 포함하는 본체부, 상기 본체부와 결합되고, 상기 광커넥터플러그(100)와 광커넥터리셉터클의 체결상태를 유지하는 기능을 제공하는 쉘(shell)부(250), 상기 본체부에 대해 상기 쉘(shell)부(250)를 수직방향 고정하는 제1고정부, 상기 본체부에 대해 상기 쉘(shell)부를 수평방향 고정하는 제2고정부를 포함하여 이루어지는 광커넥터리셉터클(200)과 상기 결합부와 대응하도록 형성된 대응결합부를 갖는 광커넥터플러그; 를 포함하여 구성되고, 상기 결합부 및 상기 대응결합부는 광정렬을 보장하기 위해 소정의 공차를 갖고 끼워맞춤결합되는 것을 특징으로 하는 광커넥터플러그 및 광커넥터리셉터클의 체결구조를 제공한다.

Description

광커넥터플러그 및 광커넥터리셉터클의 체결구조 및 이를 이용한 체결 및 해제방법{A locking structure for a plug and an receptacle of an optical connector and a locking and unlocking method therewith}

본 발명은 기기와 기기간 또는 보드와 보드간에 이루어지는 데이터 전송을 하기 위한 광커넥터플러그와 광커넥터리셉터클의 체결구조 및 이를 이용한 체결 및 분리방법에 관한 것이다.

최근 기기 내 또는 기기 간에 고화질, 3D 영상 콘텐츠와 같은 대용량 데이터 고속 전송 기술을 대두되고 있으며, 또한 신호 감쇄, 노이즈, EMI/EMC, Impedance Matching, Cross Talk, Skew, 연결배선 소형화 등이 이슈화 되고 있다.

일반적으로, 기기 내 또는 기기 간 데이터 전송에 있어, 즉 기기 내에서는 구리 배선 기반의 전기 리드가 사용되고, 기기 간에서는 케이블이 사용되고 있으나, 구리 배선은 대용량 데이터 고속 전송 니즈를 충족시키지 못할 뿐만 아니라, 앞서 언급한 각종 기술적 이슈를 해소하지 못하고 있다.

이를 해결하기 위한 기술로 최근에 광 연결 기술이 연구 개발되고 있다. 광 모듈은 수십 채널의 병렬 전기신호 라인을 직렬 광 신호 라인으로 대체하여 대용량 데이터 고속 전송이 가능하며, 노이즈, EMI/EMC, Impedance Matching, Cross Talk, Skew, 연결배선 소형화 등의 기술적 문제를 해소할 수 있다.

광학소재를 이용한 광 전송 및 광 연결 기기 등을 다양한 이용환경에 적용하기 위해 많은 종류의 광 커넥터, 광 어댑터 등의 제품이 개발되고 있다. 이들은 기본적으로 굴절, 반사, 간섭 및 회절 등의 광학적 현상을 이용하여, 광 신호 전송로를 형성 및 변경하고, 광 신호를 증폭 또는 병합하는 기능 등을 제공한다. 이러한 구성을 갖는 OSA는 두 개의 다른 영역-광영역 및 전기영역-을 연결하는 기능을 하며, 최적의 전송효율을 보장하기 위한 기능을 제공하게 된다. 문제는 외부 구성요소들에 내재하고 있는 오차들이다. 예를 들어, 광소자를 기판위에 장착하는 장비(다이 본더 등)에는 필연적으로 오차가 내재하므로, 광소자의 최종적인 실장 위치는 불확정적이며, 광전송부재의 경우에도 코어의 중심이 편심되는 등 제조 영역의 오차가 발생한다는 점이다.

위에서 언급된 문제점을 해결하기 위해, 능동 광정렬(active optical alignment)의 공정이 필요하게 된다. 능동 광정렬이란, 광소자 등 광신호 전송을 위한 구성요소들이 최적으로 배치 또는 배열되어 최적의 광 전송효율을 내는 지점 내지 상태를 탐색하여 찾아내고, 그러한 지점 내지 상태를 유지할 수 있도록 고정하는 일련의 과정을 의미한다.

도 2 및 도 3에 도시된 광전기 복합형 커넥터는 일본 공개특허 제2010-266729호(발명의 명칭: "광전기 복합형 커넥터")[이하 '종래기술1'이라 함]에 개시된 내용이며, 이를 설명하면 다음과 같다. 도 3의 종래기술1은 기기 내 보드에 장착된 리셉터클(receptacle)이라 불리는 커넥터(30)에 체결되는 플러그(plug)(20)로 구성되며, 상기 플러그(20)는 하우징(21), 이 하우징(21)의 양 측면에 장착된 전기단자(22)와 그라운드단자(23), 하우징(21)의 내부 바닥면에 장착된 그라운드판(24), 이 그라운드판(24)에 장착된 서브 마운트(25) 상의 VCSEL 칩(26), Driver-IC(27), 전기단자(22) 및 그라운드단자(23)와 VCSEL 칩(26) 및 Driver-IC(27) 간의 연결 배선 기능의 본딩 와이어(28), 하우징(21) 내부에 삽입된 광파이버(29)를 포함한다.

JP

2010266729

A

종래기술1은 그라운드판(24)을 사용하는데, 이 그라운드판(24)은 PCB와는 달리 금속체이기 때문에 소자 연결 및 장착을 위한 배선을 형성할 수 없다. 그리고, 전기단자(22)의 핀(pin) 수가 많아지는 경우에는 와이어 본딩 공정이 현실적으로 불가능하다.

또한, 종래기술1은 소형 사이즈의 플러그(20) 하우징(21) 내부에 모든 소자 및 부품을 실장하고 본딩 와이어(28)를 해야 하므로, 공정 난이도가 높다는 문제점이 있다.

또한, 종래기술1은 웨이퍼로 제작한 서브 마운트(25)에 VCSEL 칩(26)을 올려 그라운드판(24)에 장착한 상태에서 광파이버(29)를 그라운드판(24)에 올려 VCSEL 칩(26)과 광 정렬하는데, VCSEL 칩(26) 부분에서 광파이버(29)를 고정하지 못해 광 포커싱이 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고 상기와 같은 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 낮은 제작 단가, 소형화(높이/면적), 사용 편의성을 보장하면서, 광 결합 신뢰성 보장, 기기 내에서 보드 간 및 칩 간 대용량 데이터 고속 전송을 위한 광 모듈 제조방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 문제점을 개선하고, 상기와 같은 요구에 대응하기 위해 제안되는 본 발명은, 광커넥터플러그(100)를 연결하기 위한 결합부와 광소자부(217)를 포함하는 본체부, 상기 본체부와 결합되고, 상기 광커넥터플러그(100)와 광커넥터리셉터클의 체결상태를 유지하는 기능을 제공하는 쉘(shell)부(250), 상기 본체부에 대해 상기 쉘(shell)부(250)를 수직방향 고정하는 제1고정부(211 및 251), 상기 본체부에 대해 상기 쉘(shell)부를 수평방향 고정하는 제2고정부(215 및 254)를 포함하여 이루어지는 광커넥터리셉터클(200)과 상기 결합부와 대응하도록 형성된 대응결합부를 갖는 광커넥터플러그; 를 포함하여 구성되고, 상기 결합부 및 상기 대응결합부는 광정렬을 보장하기 위해 소정의 공차를 갖고 끼워맞춤결합되는 것을 특징으로 하는 광커넥터플러그 및 광커넥터리셉터클의 체결구조를 제공한다.

광커넥터플러그와 광커넥터리셉터클의 체결구조와 관련하여 본 발명은, 광전송부재와 광소자와의 사이에 광정렬을 보장한다는 제1효과, 광커넥터플러그와 광커넥터리셉터클의 체결상태를 공고하게 유지할 수 있다는 제2효과, 광커넥터플러그와 광커넥터리셉터클의 체결 해제를 용이하게 할 수 있다는 제3효과를 갖는다.

제1효과는 광신호의 관점에 관련한 것으로서, 광정렬을 위한 얼라인돌기 및 얼라인홈부를 각각 플러그와 리셉터클에 형성하고, 이들을 끼워맞춤으로써 광정렬을 간편하게 확보할 수 있다. 나아가 얼라인돌기와 얼라인홈부의 크기와 관련하여, 소정의 끼워맞춤공차를 고려하여 설계하는 것을 통해 열악한 사용환경에서도 광정렬상태에서 벗어나는 것을 최소화할 수 있다.

제2효과는 기구적 관점에 관련한 것으로서, 체결 해제를 위해서는 별도의 인위적인 단계를 밟도록 하는 기구적 장치를 구비하여, 광커넥터플러그와 광커넥터리셉터클의 의도되지 않은 체결해제를 방지하고, 직접적 체결부위의 외부에 광커넥터플러그와 광커넥터리셉터클의 체결을 담보할 수 있는 별도의 구성요소(쉘부)를 두어 광커넥터플러그와 광커넥터리셉터클의 체결에 있어 안정성을 확보한다.

제3효과는 사용편의성과 관련한 것으로서, 상기의 기구적 장치를 활용하면, 상대적으로 편리하게 광커넥터플러그 및 광커넥터리셉터클의 체결상태를 해제할 수 있는 편의성을 제공한다.

도 1은 종래기술1의 플러그와 리셉터클로 구성된 광커넥터의 사시도.
도 2는 종래기술1의 플러그의 상세구성을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 광커넥터플러그(100)와 광커넥터리셉터클(200)의 체결구조의 실시예를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 광커넥터플러그의 제1얼라인돌기(130) 및 제2얼라인돌기(140)의 형상을 자세히 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명의 쉘(shell)부(250)의 실시예를 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명의 광커넥터리셉터클(200)의 실시예를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명의 걸림돌기(120) 및 걸림홈부(212)의 상대 운동을 나타내는 A-A’단면도.
도 8은 본 발명의 제1얼라인돌기(213) 및 제1얼라인홈부(130)의 상대 운동을 나타내는 B-B’단면도.
도 9는 본 발명의 가압부(252)의 역할을 나타내는 설명도.
도 10는 본 발명의 체결해제레버(253)와 레버돌기(255)의 기능을 나타내는 설명도.
도 11은 본 발명의 체결해제레버(253)와 레버돌기(255)의 기능을 나타내는 설명도.

광전송시스템인 광커넥터에 있어서, 본 발명에서와 같이 광소자의 광입출사면과 광전송부재에 의해 전송되는 광신호가 서로 수직을 이루도록 구성되는 경우, 이상적인 완전 광정렬(complete optical alignment)의 조건은, 상기 광소자의 광입출사포인트가 상기 광전송부재의 노출된 코어(core)단면의 중심에 정확하게 일치하면서, 이들간의 거리를 최소화하는 것이다. 그러나, 광커넥터를 구성하는 각 구성요소, 즉, 플러그, 리셉터클 및 이들을 구성하고 있는 내부 구성요소 상호간의 위치 오차 및 각 구성요소에 내재하는 제작오차를 감안한다면, 위와 같은 완전 광정렬은 불가능하다. 현실적으로 가능한 수준의 광정렬을 위해, 다음의 두가지 광정렬 방법을 고려할 수 있다. 광전송부재와 광소자의 상대적 위치를 계속 변화시키면서 광전송효율이 최대가 되는 지점을 탐색하고, 상기 광전송효율이 최대가 되는 시점에서의 위치에 광전송부재와 광소자의 상대적 위치를 고정하는 제1광정렬방법과 광소자가 탑재되는 플랫폼 역할을 하는 부재인 제1플랫폼부와 광전송부재가 탑재되는 플랫폼역할을 하는 부재인 제2플랫폼부를 두고, 상기 광소자는 상기 제1플랫폼부의 기준위치에 대해 확정된 위치에 실장된다는 제1전제조건, 상기 광전송부재는 상기 제2플랫폼부의 기준위치에 대해 확정된 위치에 장착된다는 제2전제조건하에서, 상기 제1플랫폼부와 상기 제2플랫폼부의 위치를 정렬함으로써, 광정렬을 도모하는 제2광정렬 방법을 고려할 수 있다. 제1광정렬 방법은 소위 능동광정렬(active optical alignment)이며, 제2광정렬 방법은 소위 수동광정렬(passive optical alignment)이라 할 수 있다. 제1광정렬 방법은 광측정장비를 활용하여 측정된 광전송효율을 이용하므로, 광정렬에 대한 신뢰도가 높은 반면, 몇 단계에 걸쳐 광전송시스템의 구성요소들의 장착 위치를 순차적으로 정렬하여 고정해야 하므로, 공정이 복잡해지고, 전체공정시간이 길어지게 된다. 제2광정렬 방법은 상기 제1전제조건 및 제2전제조건이 성립하기만 하면, 소정의 허용한계내 수준에서의 광정렬을 보장할 수 있는 제3조건을 충족시키는 체결구조를 제안하게 되고, 이렇게 되면, 별도의 광정렬 작업이 필요없게 되어 전체공정 속도 및 제조비용을 절감할 수 있게 된다. 상기 제1전제조건 및 제2전제조건이 성립한다는 가정하에서, 본 발명은 상기 제3조건을 성립시키기 위한 체결구조를 제안한다.

이하, 플러그 및 리셉터클로 구성되는 광커넥터에 있어서, 상기 제1전제조건 및 제2전제조건을 성립시키기 위한 하나의 실시예를 먼저 제시한 이후, 본 발명의 주요한 기술적 특징인 상기 제3조건을 충족시키는 체결구조에 대해 설명하고자 한다. 첫째, 플러그에 있어서, 광전송부재와 상기 광전송부재장착부가 형성되어 있는 플러그플랫폼을 주요 구성요소로 하되, 상기 플러그플랫폼은 소정의 깊이와 폭을 갖는 홀(hole)의 형상으로 된 광전송부재장착부를 갖도록 사출성형한다면, 상기 광전송부재는 상기 플러그플랫폼의 기준점에 대해 확정된 위치에 장착될 수 있게 되어 상기 제1전제조건은 충족된다. 둘째, 리셉터클에 있어서, 광소자플랫폼, 전기접속패드부, 광소자로 구성되는 광소자부를 포함하도록 구성하되, 상기 전기접속패드부와 상기 광소자플랫폼을 인서트 몰딩 등의 공정으로 일체성형하고, 상기 광소자를 상기 전기접속패드부에 다이본딩하는 장비의 오차가 크지 않다면, 상기 광소자는 상기 광소자플랫폼의 기준점에 대해 확정된 위치에 장착될 수 있게 되어 상기 제2전제조건은 충족된다.

제3조건을 충족시켜 광정렬을 확보하기 위해서는 상기 플러그플랫폼의 기준점과 상기 광소자플랫폼의 기준점을 정렬하는 구조가 필요한데, 본 발명은 이에 대한 구조를 제공한다. 상기 플러그플랫폼은 본 발명의 플러그블럭(105)와 대응되고, 상기 광소자플랫폼은 본 발명의 광커넥터리셉터클의 광소자부(217)와 대응된다.

도 3에 표시된 본 발명의 플러그와 리셉터클 및 이들의 체결구조에 대한 실시예는 광커넥터플러그 및 광커넥터리셉터클의 체결 시 광정렬을 보장하고, 그 체결상태를 유지하기 위해 다음과 같은 구성을 갖는다. 광커넥터리셉터클에 있어서는, 광커넥터플러그를 연결하기 위한 결합부와 광소자가 장착되어 있는 광소자부를 포함하는 본체부와, 본체부와 결합되고, 체결상태를 유지하는 기능을 제공하는 쉘(shell)부, 본체부에 대해 쉘(shell)부를 수직방향 고정하는 제1고정부, 본체부에 대해 쉘(shell)부를 수평방향 고정하는 제2고정부 등을 구성요소로 갖는다. 광커넥터플러그에 있어서는, 광전송부재, 광전송부재를 위한 광전송부재장착부가 형성되어 있는 플러그블럭 및 리셉터클의 결합부와 대응하도록 형성된 대응결합부 등의 구성요소를 갖는다.

상기 결합부 및 상기 대응결합부는 광정렬을 보장하기 위한 것이며, 상기 결합부가 요부의 형상인 때는 상기 대응결합부가 돌부 형상이어야 하고, 상기 결합부가 돌부의 형상인 때는 상기 대응결합부가 요부 형상이어야 한다. 또한, 상기 돌부의 단면형상은 원, 삼각형, 사각형 등일 수 있으나, 원인 경우가 원의 중심위치와 반지름이라는 두 가지 파라미터만으로 위치정보를 확정할 수 있으므로, 결합구조로서 더 바람직하다.

단일광소자를 위한 플러그 및 리셉터클인 경우, 결합부 및 대응결합부는 상기 단일광소자위치에 인접한 하나의 지점에만 형성해 놓는 것으로 충분하다. 즉 제1얼라인돌기(213)와 제1얼라인홈부(130)로 충분하다는 것이다. 그러나, 복수개의 광소자를 이용한 다채널 광커넥터플러그, 리셉터클의 경우에는 상기 광소자들을 포위하는 두 개의 지점에 결합부 및 대응결합부를 형성해두어야 모든 광소자들에 대해 광정렬을 보장할 수 있게 된다. 도 3에 표시된 실시예에서는 총 4개의 광소자를 포함하고 있으므로, 결합부 및 대응 결합부는 이들을 포위하는 위치에 원기둥 형상으로 된 두개의 세트가 형성되어 있다.

결합부의 원기둥형상의 제1얼라인돌기(213)와 대응결합부의 원기둥형상의 제1얼라인홈부(130)가 적당한 공차로 끼워맞춤결합된다면, 플러그의 제1얼라인홈부(130)의 중심축과 리셉터클의 제1얼라인돌기(213)의 중심축이 정렬되었다고 볼 수 있다. 다만, 플러그블럭과 리셉터클의 본체부의 형성시의 제조 오차를 감안하여, 제1얼라인홈부(130)와 제1얼라인돌기(213)의 끼워맞춤공차는 신중히 결정되어야 하는데, 끼워맞춤공차가 크면, 헐거워져 결합이 용이해지지만 광정렬의 신뢰성이 저하되고, 상기 끼워맞춤공차가 작으면, 결합은 어려워지나 광정렬의 신뢰성이 커짐을 고려해야 한다. 위에서 언급한 사항은 후술할 제2얼라인돌기(214)와 제2얼라인홈부(140)에 대해서도 마찬가지로 적용된다.

앞서 언급한대로 결합부 및 대응결합부는 플러그블럭 및 리셉터클의 본체부와 일체로 성형되는데, 사출성형 금형 제작상 오차로 인해, 제1얼라인돌기(213)와 제2얼라인돌기(214)간의 상대적 위치 및 제1얼라인홈부(130) 및 제2얼라인홈부(140)간의 상대적 위치는 금형마다 차이가 존재하게 된다. 이렇게 되면, 제1얼라인돌기(213)와 제1얼라인홈부(130)는 끼워맞춤되지만, 제2얼라인돌기(214)와 제2얼라인홈부(140)는 끼워맞춤되지 않아 전체적으로 체결이 실패하게 될 가능성이 있다. 이러한 가능성을 제거하기 위해, 상기 제2얼라인홈부(140)는, 제1얼라인돌기(213) 및 제2얼라인돌기(214)의 중심축간 위치공차 및 상기 제1얼라인홈부(130) 및 제2얼라인홈부(140)의 중심축간 위치오차를 흡수하기 위해, 상기 제1얼라인홈부(130) 및 제2얼라인홈부(140)의 각 단면중심의 연결선 방향으로 장축(長軸)을 갖고, 상기 제2얼라인돌기(214)의 단면보다 소정의 증분만큼 큰 타원단면을 가지도록 형성할 수 있다. 이 때, 상기 증분은 위에서 언급한 사출성형 금형의 통상적인 제작오차를 감안하여 결정하되, 그 값이 너무 커지면, 제2얼라인돌기(214)측에서 중심축정렬이 크게 벗어나게 되어 결과적으로 광정렬이 흐뜨러지게 됨을 고려하여야 한다. 도4에서는 제2얼라인홈부(140)가 제1얼라인홈부(130)단면의 크기보다 큰 타원을 단면으로 하는 실시예를 보여주고 있다.

결합부 및 대응결합부로서 앞서 언급한 2세트의 얼라인돌기 및 얼라인홈부로 충분하지만, 체결을 더욱 공고히 하기 위해 추가적인 체결구성요소를 둘 수 있다. 리셉터클의 결합부에 추가로, 플러그의 수직방향 변위를 구속하는 기능을 하고, 본체부에 형성되어 있는 걸림홈부를 더 포함시키고, 이에 대응하는 플러그의 대응결합부에 추가로 상기 걸림홈부를 따라 수평방향의 슬라이딩 이동을 하는 기능을 구비한 걸림돌기를 더 포함하도록 할 수 있는데, 이렇게 되면, 체결된 플러그를 수직방향에 대해 이중으로 구속하므로, 체결이 더욱 공고해지게 된다. 도3에 표시된 실시예에서는, 플러그 및 리셉터클 본체부의 양측에 두 세트씩 총 네 개의 세트로 구성된 걸림돌기 및 걸림홈부를 적용하고 있다.

도 5에는 플러그와 리셉터클의 체결 이후, 체결상태를 유지하는 기능을 하는 쉘(shell)부의 실시예가 나타나 있다. 상기 쉘부는 리셉터클의 본체와의 결합, 플러그와 리셉터클의 체결잠금상태를 해제, 광소자부와 플러그블럭을 밀착시키는 등의 기능을 하는 부재이고, 이러한 기능은 쉘부를 형성하고 있는 소재의 탄성 특성으로부터 가능한 것이므로, 쉘부는 소정의 탄성력 및 복원력을 갖는 소재를 채택하여 성형하여야 한다.

도 7 내지 도 9는 체결과정에서 체결구조의 구성요소들이 갖는 상대적 위치를 순차적으로 나타내고 있다. 도 7은 걸림돌기(120)과 걸림홈부(212)의 관계, 도 8은 얼라인돌기와 얼라인홈부와의 관계, 도9는 가압부를 중심으로 나타내고 있다.

상기 쉘부의 실시예에서의 각부분 요소를 살펴보면, 상면에는 플러그를 수납하기 위한 수납개구가 형성되어 있고, 상면의 일측에는 리셉터클의 잠금돌기(215)와 함께 제2고정부를 구성하여 리셉터클 본체부와 쉘부의 수평방향 결착을 유지하는 기능을 하는 결착개구(251)가 형성되어 있다. 상기 잠금돌기(240)는, 쉘부가 잠금방향으로 이동하면, 쉘부 상면의 접촉부위가 점진적으로 높게 변위되도록 빗면을 이루다가, 상기 쉘부가 계속하여 잠금방향으로 수평이동하여, 상기 접촉부위가 최정점에 이르렀을 때, 상기 잠금개구에 상기 잠금돌기가 완전히 삽입되면서, 상기 쉘부 상면의 수직방향 변위가 0이 되게 하는 단면형상을 갖는다. 잠금 이후에 의도치 않은 해제를 방지하기 위해, 상기 잠금돌기의 단면을 상기 빗면의 정점에서 바로 수평면에 수직으로 떨어지는 형상으로 할 수 있고, 이렇게 되면, 잠금해제를 위해서는 별도의 과정이 필요하게 되어, 체결상태유지를 보장할 수 있게 된다. 이러한 별도의 과정에 대해서는 후술한다. 실시예에 있어 잠금돌기의 단면의 모양 등은 도 11에 나타나 있다.

쉘부의 양 측면에는 리셉터클의 결착돌기(211)와 함께 제1고정부를 구성하여 본체부와 쉘부의 수직방향 결착을 유지하는 기능을 하는 결착개구가 형성되어 있다. 상기 결착개구는 상기 결착돌기(211)보다 수평방향으로 길게 형성되어 있어, 쉘부는 리셉터클 본체부에 대해 수평이동이 가능한데, 이는 후술하는 바와 같이 광소자부와 광전송부재를 밀착시키기 위한 것이다. 또한 일단 결착이 되면, 쉘부에 별도의 힘을 가해 결착돌기(211)를 결착개구로부터 빼내기 전까지는 결착이 유지될 수 있도록, 리셉터클 본체부에 형성되어 있는 결착돌기(211)는 도 3에 표시된 바와 같은 단면형상을 갖는다.

또한, 체결을 유지하기 위해 쉘부에 형성되어 있는 잠금해제부에 관련하여, 도 10 및 도 11에 표시되어 있는 실시예에서는, 쉘부의 양측면에는 체결해제를 위한 레버돌기가 포함되어 있는 체결해제레버가 형성되어 있는데, 상기 체결해제레버의 일단은 쉘부의 측면에 결합되어 있지만, 상기 결합부위를 제외한 나머지 부분은 자유단으로 구성하여, 쉘부의 상면과 분리되어 형성되어 있다. 쉘부의 소재특성상 상기 양측 체결해제레버를 파지하여 안쪽방향으로 누르면, 상기 레버돌기가 쉘부의 상면 밑으로 들어가면서 상기 쉘부의 상면을 소정의 높이만큼 들어올리게 되고, 체결해제레버에 가하던 힘을 제거하면, 다시 처음의 상태로 복귀하면서 상기 쉘부의 상면의 변위는 0이 된다. 체결상태에서는 리셉터클 본체부의 잠금개구에 쉘부의 잠금돌기가 삽입되어 있는데, 위와같이 쉘부의 상면이 소정의 높이만큼 들어올려지면, 상기 잠금개구로부터 상기 잠금돌기가 빠져나오게 되어 잠금이 해제되며 이때, 쉘부를 잠금반대방향으로 수평이동시키면 체결이 해제된다.

플러그를 광소자부 방향으로 밀어 밀착시키는 기능을 하는 가압부에 대하여, 상기 가압부는 일반 전자제품의 건전지 삽입부의 음극측에 형성되어 있는 스프링 등 별도의 탄성부재를 쉘부에 포함시켜 구성할 수 있다. 이 때, 상기 탄성부재는 쉘의 일측면에 고정되어 있으면서, 상기 고정된 부위를 제외한 나머지 부분은 자유단으로 구성하여, 리셉터클에 삽입되어 있는 플러그블럭의 뒷면을 미는 역할을 하게 된다. 또한, 상기 가압부를 상기 쉘부의 일면과 연장하여 일체로 성형하되, 탄성력을 제공할 수 있도록 판스프링 형태로 하는 것을 고려할 수 있다. 앞서 언급한대로, 쉘부는 탄성력 및 복원력을 가진 소재로 성형하고, 결착상태에서는 도8에 도시된 바와 같이, 상기 쉘부의 일면에 연장되어 일체로 성형된 가압부가 플러그블럭 및 쉘부의 상기 일면 사이에서 변형되어 눌리게 되므로, 복원력이 발생하게 되고, 이 복원력이 플러그를 광소자부 방향으로 밀착시키는 것이다.

다음으로는 위와 같이 구성되어 있는 체결구조를 이용하여, 플러그와 리셉터클을 체결하거나 해제하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 체결구조를 이용하여 체결 및 해제방법을 설명한다. 쉘부와 리셉터클 본체부를 제1고정부를 이용하여 결착시키는 단계는 공통이나, 그 이후 단계의 체결과정에서 두 가지의 체결방법의 실시예를 고려할 수 있다.

제1체결방법은, 플러그를 먼저 얼라인돌기 및 걸림돌기 등의 결합구조를 이용하여 리셉터클에 결합한 후, 제2고정부를 이용하여 쉘부와 리셉터클 본체부를 잠가 체결과정을 종결하는 것이다. 반면, 제2체결방법은 플러그를 리셉터클의 플러그수납부에 안착만 시켜놓고, 결합은 진행하지 않은 상태에서, 쉘부를 잠금방향으로 이동시킴으로써, 쉘부에 형성되어 있는 가압부가 플러그를 밀게 하여, 결과적으로 쉘부와 플러그를 일체로 동시에 체결방향으로 이동시킨 후, 제2고정부를 이용하여 쉘부와 리셉터클 본체부를 잠가 체결과정을 종료하는 것이다.

도 6 내지 도 8에서는 본 발명의 체결구조 중 특징적인 요소인 얼라인돌기 및 얼라인홈부, 걸림돌기 및 걸림홈부(212), 그리고 쉘부에 형성되어 있는 가압부를 중심으로 체결단계가 진행됨에 따라 각부의 상대적 위치 및 형상이 어떻게 변화하는지가 표시되어 있다.

제1체결방법의 상세한 절차는 다음과 같다. 첫째, 상기 광커넥터리셉터클(200)의 본체부에 형성되어 있는 결착돌기(211)를 상기 쉘(shell)부(250)에 형성되어 있는 결착개구에 끼워 결착한다. 이때, 쉘은 잠금반대방향으로 후퇴해놓아야 플러그를 안착시킬 수 있다. 둘째, 광커넥터플러그(100)를 광커넥터리셉터클(200) 본체부에 형성된 플러그수납부(216)에 삽입하여 안착시킨다. 셋째, 광커넥터플러그(100)에 형성된 걸림돌기(120)를 광커넥터리셉터클(200)에 형성된 걸림홈부(212)에 끼운다. 얼라인돌기 및 얼라인홈부보다 상기 걸림돌기 및 걸림홈부(212)를 먼저 결합하는 것은, 얼라인돌기 및 얼라인홈부는 그 결합으로 인해 모든 반지름 방향의 변위를 제한하고 구속하는데 반해, 걸림돌기 및 걸림홈부(212)는 그 결합으로 인해 수직방향 변위만을 제한하고 구속하기 때문이다. 넷째, 광커넥터플러그(100)에 형성된 제1얼라인홈부(130) 및 제2얼라인홈부(140)에 각각 리셉터클 본체부에 형성된 제1얼라인돌기(213) 및 제2얼라인돌기(214)를 끼운다. 다섯째, 광소자부(217)를 향해 가동범위 끝까지 광커넥터플러그(100)를 슬라이딩시킨다. 잠금돌기(215)와 잠금개구(254)가 결합할 때까지 쉘(shell)부(250)를 잠금 방향으로 수평이동시키고, 최종적으로 잠금돌기(215)와 잠금개구(254)를 결합시켜 체결을 종료한다.

제2체결방법에 대해 상세한 절차는 다음과 같다.

첫째, 광커넥터리셉터클(200)의 본체부에 형성되어 있는 결착돌기(211)를 쉘(shell)부(250)에 형성되어 있는 결착개구(251)에 끼워 결착한다. 둘째, 광커넥터플러그(100)를 상기 광커넥터리셉터클(200) 본체부에 형성된 플러그수납부(216)에 삽입하여 안착시키되 결합으로 나아가지는 않는다. 셋째, 가압부(252)가 광커넥터플러그(100)를 밀어 걸림돌기(120)가 상기 걸림홈부(212)에 끼워지도록 쉘(shell)부(250)를 잠금 방향으로 이동시킨다. 넷째, 가압부(252)가 광커넥터플러그(100)를 밀어 제1얼라인홈부(130) 및 제2얼라인홈부(140)에 각각 제1얼라인돌기(213) 및 제2얼라인돌기(214)가 끼워지도록 상기 쉘(shell)부를 잠금 방향으로 이동시킨다. 다섯째, 가압부(252)가 상기 광커넥터플러그(100)를 밀어 광커넥터플러그가 광소자부(217)를 향해 가동범위 끝까지 슬라이딩하도록 쉘(shell)부를 잠금 방향으로 이동시킨다. 여섯째, 잠금돌기(215)와 잠금개구(254)가 결합될 때까지 쉘(shell)부를 잠금 방향으로 이동시키고, 최종적으로 잠금돌기(215)와 잠금개구(254)를 결합시켜 체결을 종료한다.

본 발명인 체결구조를 이용한 해제방법으로는 단일한 방법을 고려할 수 있는데, 이는 해제를 위해서는 잠금해제부(253 및 255)를 이용하여 쉘부(250)를 먼저 잠금 반대방향으로 이동시켜야 하는데, 광커넥터플러그가 쉘부와 함께 해제방향으로 수평이동하지는 않기 때문이다.

해제방법의 상세한 절차는 다음과 같다. 첫째, 쉘(shell)부(250)에 형성된 잠금해제부(253 및 255)를 이용하여, 잠금돌기(215)를 잠금개구(254)로부터 이탈하게 한다. 도 9에 표시된 실시예에서처럼 잠금해제레버(253)를 안쪽방향으로 누르면 레버돌기(255)가 쉘부(250)의 상면을 들어올리게 되어, 잠금돌기(215)가 잠금개구(254)밖으로 빠져나온다. 둘째, 잠금해제된 쉘(shell)부를 잠금 반대 방향으로 가동범위 끝까지 이동시킨다. 셋째, 제1얼라인돌기(213) 및 제2얼라인돌기(214)가 각각 제1얼라인홈부(130) 및 제2얼라인홈부(140)로부터 분리되도록 광커넥터플러그(100)를 수평방향으로 슬라이딩시킨다. 넷째, 걸림돌기(120)와 상기 걸림홈부(212)가 분리되도록 상기 광커넥터플러그(100)를 수평방향으로 슬라이딩시킨다. 다섯째, 광커넥터플러그(100)를 광커넥터리셉터클(200) 본체부에 형성된 플러그수납부(216)로부터 제거함으로써 해제를 종결한다.

본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.

100. 광커넥터플러그
105. 플러그블럭
110. 광전송부재
120. 걸림돌기
130. 제1얼라인홈부
140. 제2얼라인홈부
150. 광전송부재 광투과부
200. 광커넥터리셉터클
210. 본체부
211. 결착돌기
212. 걸림홈부
213. 제1얼라인돌기
214. 제2얼라인돌기
215. 잠금돌기
216. 플러그수납부
217. 광소자부
250. 쉘부
251. 결착개구
252. 가압부
253. 잠금해제레버
254. 잠금개구
255. 레버돌기부

Claims

플러그블럭, 광전송부재를 포함하여 이루어지는 광커넥터플러그와 광소자부를 포함하는 본체부를 포함하여 이루어지는 광커넥터리셉터클 간의 체결구조로서,
광커넥터플러그를 연결하기 위해 상기 광커넥터리셉터클에 형성되는 결합부;
상기 결합부와 대응하도록 상기 광커넥터플러그에 형성되는 대응결합부;
상기 본체부와 결합되고, 상기 광커넥터플러그(100)와 상기 광커넥터리셉터클의 체결상태를 유지하는 기능을 제공하는 쉘(shell)부(250);
상기 본체부에 대해 상기 쉘(shell)부(250)를 수직방향 고정하는 제1고정부;
상기 본체부에 대해 상기 쉘(shell)부를 수평방향 고정하는 제2고정부;
를 포함하여 이루어지고,
상기 결합부 및 상기 대응결합부는 광정렬을 보장하기 위해 소정의 공차를 갖고 끼워맞춤결합되며,
상기 결합부는, 각각 원형단면을 갖는 제1얼라인돌기(213) 및 제2얼라인돌기(214)로 이루어지고,
상기 대응결합부는,
상기 제1얼라인돌기(213)에 대응하고, 원형단면을 갖는 제1얼라인홈부(130),및
상기 제2얼라인돌기(214)에 대응하고, 상기 제2얼라인돌기(214)의 단면보다 큰 타원형단면을 갖는 제2얼라인홈부(140),
로 이루어지고,
상기 제2얼라인홈부(140)는, 상기 제1얼라인돌기(213)와 상기 제2얼라인돌기(214)의 중심축간 위치오차 및 상기 제1얼라인홈부(130)와 상기 제2얼라인홈부(140)의 중심축간 위치오차를 흡수하는 기능을 구비하고, 상기 제1얼라인홈부(130) 및 상기 제2얼라인홈부(140)의 각 단면중심의 연결선 방향으로 장축(長軸)을 갖는 것을 특징으로 하는 광커넥터플러그와 광커넥터리셉터클의 체결구조.
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청구항 1에 있어서,
상기 결합부는 상기 광커넥터플러그의 수직방향 변위를 구속하는 기능을 하는 걸림홈부(212)를 더 포함하고, 상기 대응결합부는 상기 걸림홈부(212)를 따라 수평방향의 슬라이딩 이동을 하는 기능을 구비한 걸림돌기(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광커넥터플러그와 광커넥터리셉터클의 체결구조.
청구항 5에 있어서,
상기 제1고정부는, 본체부에 형성되어 있는 결착돌기(211)와 쉘(shell)부에 형성되어 있는 결착개구(251)로 이루어지며, 상기 결착개구(251)는 상기 쉘(shell)부의 상기 본체부에 대한 소정의 범위 내 수평방향의 상대적 이동을 위해 상기 결착돌기(211)보다 길게 형성되어 있고,
상기 제2고정부는, 상기 본체부에 형성되어 있는 잠금돌기(215)와 상기 쉘(shell)부에 형성되어 있는 잠금개구(254)로 이루어지며, 상기 잠금돌기(215)는 상기 잠금개구(254)에 삽입된 후에 이탈을 방지하는 기능을 제공하는 소정 형상으로 된 것을 특징으로 하는 광커넥터플러그와 광커넥터리셉터클의 체결구조.
청구항 6에 있어서,
상기 쉘(shell)부는, 상기 잠금돌기(215)를 상기 잠금개구(254)로부터 이탈시키는 기능을 하는 잠금해제부(253 및 255)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광커넥터플러그와 광커넥터리셉터클의 체결구조.
청구항 7에 있어서,
상기 쉘(shell)부는, 상기 광커넥터플러그를 상기 광소자부(217) 방향으로 밀어 밀착시키는 기능을 하는 가압부(252)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광커넥터플러그와 광커넥터리셉터클의 체결구조.
청구항 8에 있어서,
상기 가압부(252)는 상기 쉘(shell)부에 연장되어 일체로 성형되어 탄성력을 제공하는 것을 특징으로 하는 광커넥터플러그 및 광커넥터리셉터클의 체결구조.
청구항 8 또는 청구항 9의 광커넥터플러그(100)와 광커넥터리셉터클(200)의 체결구조를 이용한 체결방법에 있어서,
상기 결착돌기(211)를 상기 결착개구(251)에 끼워 결착하는 단계(S100);
상기 광커넥터플러그(100)를 상기 광커넥터리셉터클(200) 본체부에 형성된 플러그수납부(216)에 삽입하여 안착시키는 단계(S200);
상기 걸림돌기(120)를 상기 걸림홈부(212)에 끼우는 단계(S300);
상기 제1얼라인홈부(130) 및 상기 제2얼라인홈부(140)에 각각 상기 제1 얼라인돌기(213) 및 제2얼라인돌기(214)을 끼우는 단계(S400);
상기 광소자부(217)를 향해 가동범위 끝까지 상기 광커넥터플러그(100)를 슬라이딩이동시키는 단계(S500);
상기 잠금돌기(215)와 상기 잠금개구(254)가 결합할 때까지 상기 쉘(shell)부(250)를 잠금 방향으로 이동시키는 단계(S600);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광커넥터플러그(100)와 광커넥터리셉터클(200)의 체결방법.
청구항 8 또는 청구항 9의 광커넥터플러그(100)와 광커넥터리셉터클(200)의 체결구조를 이용한 체결방법에 있어서,
상기 결착돌기(211)를 상기 결착개구(251)에 끼워 결착하는 단계(S100);
상기 광커넥터플러그(100)를 상기 광커넥터리셉터클(200) 본체부에 형성된 플러그수납부(216)에 삽입하여 안착시키는 단계(S200);
상기 가압부(252)가 상기 광커넥터플러그(100)를 밀어 상기 걸림돌기(120)가 상기 걸림홈부(212)에 끼워지도록 상기 쉘(shell)부를 잠금 방향으로 이동시키는 단계(S300);
상기 가압부(252)가 상기 광커넥터플러그(100)를 밀어 상기 제1얼라인홈부(130) 및 상기 제2얼라인홈부(140)에 각각 상기 제1얼라인돌기(213) 및 상기 제2얼라인돌기(214)가 끼워지도록 상기 쉘(shell)부를 잠금 방향으로 이동시키는 단계 (S400);
상기 가압부(252)가 상기 광커넥터플러그(100)를 밀어 상기 광커넥터플러그가 상기 광소자부(217)를 향해 가동범위 끝까지 슬라이딩하도록 상기 쉘(shell)부(250)를 잠금 방향으로 이동시키는 단계(S500);
상기 잠금돌기(215)와 상기 잠금개구(254)가 결합될 때까지 상기 쉘(shell)부(250)를 잠금 방향으로 이동시키는 단계 (S600);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광커넥터플러그(100)와 광커넥터리셉터클(200)의 체결방법.
청구항 8 또는 청구항 9의 광커넥터플러그(100)와 광커넥터리셉터클(200)의 체결구조를 이용한 해제방법에 있어서,
상기 잠금해제부(253)를 이용하여, 상기 잠금돌기(215)를 상기 잠금개구(254)로부터 이탈하게 하는 단계(S100);
상기 쉘(shell)부(250)를 잠금 반대 방향으로 가동범위 끝까지 이동시키는 단계(s200);
상기 제1얼라인돌기(213) 및 상기 제2얼라인돌기(214)가 각각 상기 제1얼라인홈부(130) 및 제2얼라인홈부(140)와 분리되도록 상기 광커넥터플러그(100)를 수평방향으로 슬라이딩시키는 단계(s300);
상기 걸림돌기(120)와 상기 걸림홈부(212)가 분리되도록 상기 광커넥터플러그(100)를 수평방향으로 슬라이딩시키는 단계(s400);
상기 광커넥터플러그를 상기 광커넥터리셉터클 본체부에 형성된 플러그수납부(216)로부터 제거하는 단계(s500);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광커넥터플러그와 광커넥터리셉터클의 해제방법.