KR102402983B1 - 고온용 광 커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온용 광 커넥터에 관한 것으로, 특히 양단의 FC 타입 광 커넥터를 연결하는 광섬유와 부트를 고온에서 견딜 수 있도록 처리한 고온용 광 커넥터에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 제1연결부재와 제2연결부재가 동일 축선 상에서 연결되고, 상기 제2연결부재의 외부에는 외관을 보호하기 위하여 합성수지 또는 고무재질로 된 부트가 덮여지며, 상기 제2연결부재의 내부에는 샤프트 부재가 삽입됨과 아울러 상기 제1연결부재의 내부에는 이중 고정부재가 수용되어 광섬유를 고정하도록 구성된 고온용 광 커넥터로서, 상기 광섬유의 외측에는 열차단을 위하여 코팅액에 의해 코팅이 이루어지고, 상기 부트의 내측면과 외측면에도 열차단을 위한 코팅액에 의해 코팅이 이루어진다.

Description

고온용 광 커넥터{High temperature optical connector}

본 발명은 고온용 광 커넥터에 관한 것으로, 특히 양단의 FC 타입 광 커넥터를 연결하는 광섬유와 부트를 고온에서 견딜 수 있도록 처리한 고온용 광 커넥터에 관한 것이다.

일반적으로 광 커넥터는 그 형태에 따라 SC(Subscriber Connector or Square

Connector), FC(Fiber transmission system Connector), ST(Straight Tip), LC(Lucent Connector), MTRJ(Mechanical transferable Registered Jack), MU(Miniature Unit) 등의 타입으로 구분되며, 그 대표적인 예로서 FC 타입 광 커넥터를 들 수 있다.

이러한 FC 타입 광 커넥터는 일 예로 대한민국 등록특허 제10-1736208호(이중 고정요소가 구비된 광섬유 커넥터)를 들 수 있는데, 도1을 참조하여 설명하면, 제1연결부재(10)와 제2연결부재(20)가 동일 축선 상에서 연결되고, 제2연결부재(20)의 외부에는 외관을 보호하기 위하여 합성수지 또는 고무재질로 된 부트(40)가 덮여진다.

상기 제2연결부재(20)의 내부에는 샤프트 부재(60)가 삽입되며, 또한 제1 연결부재(10)의 외부에는 하우징 부재(30)가 회전 가능하게 장착된다.

상기 제1연결부재(10)의 내부에는 이중 고정부재(50)가 수용되는데, 이 고정요소(50)는 제1 고정요소(51)에 제2 고정요소(52)의 일부가 삽입되어 밀착되는 것으로 광섬유(70)를 고정하기 위해 제공된다.

또한 고정요소(50)는 제1 연결부재(10)의 내부에 수용된 상태에서 제1 연결부재(10)에 나사결합된 샤프트 부재에 의해 압축된다.

따라서, 도2에서와 같이 광섬유(70)의 양단에 이러한 플러그 형태의 광 커넥터가 연결되어 광 전송장치에 구비된 리셉터클에 접속되어 광신호를 전달하게 된다.

그런데, 이러한 광 커넥터가 고온의 환경 또는 접속된 기기로부터 발생된 고온의 열에 노출된 경우에는 광섬유(70)와 부트(40)가 변형됨으로써 전송되는 광 신호의 특성이 변하거나 왜곡되는 문제점을 가지고 있다.

<선행기술문헌>

- 대한민국 등록특허 제10-1736208호

(이중 고정요소가 구비된 광섬유 커넥터)

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 폴리이미드 또는 아크릴계 수지로 된 고온의 광섬유가 고온의 환경에 더 견딜수 있도록 외측에 열차단 코팅을 행하고, 또한 부트도 열차단 코팅을 행함으로써 고온의 환경에서도 변형이 발생하지 않도록 하여 신호의 특성 변화 및 왜곡이 발생하지 않도록 한 고온용 광 커넥터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고온용 광 커넥터는,

제1연결부재와 제2연결부재가 동일 축선 상에서 연결되고, 상기 제2연결부재의 외부에는 외관을 보호하기 위하여 합성수지 또는 고무재질로 된 부트가 덮여지며, 상기 제2연결부재의 내부에는 샤프트 부재가 삽입됨과 아울러 상기 제1연결부재의 내부에는 이중 고정부재가 수용되어 광섬유를 고정하도록 구성된 고온용 광 커넥터로서,

상기 광섬유의 외측에는 열차단을 위하여 코팅액에 의해 코팅이 이루어지고, 상기 부트의 내측면과 외측면에도 열차단을 위한 코팅액에 의해 코팅이 이루어진 것을 특징으로 한다,

상기 광섬유와 부트에 코팅되는 코팅액은 액상 실리콘 45 중량%, 세라믹 분말 20 중량%, 용제 35 중량%가 혼합되어 구성되고, 상기 광섬유와 부트는 상기 코팅액을 분사하거나 코팅액에 함침되어 코팅된다.

본 발명에 따른 고온용 광 커넥터는 열차단용 코팅재에 의해 광섬유와 부트가 코팅됨으로써 외부로부터 가해지는 열에 대한 변형이 발생하지 않음으로써 특성 변화 및 신호의 왜곡없이 안정적인 광신호의 전송이 가능한 장점을 가지게 된다.

도1은 일반적인 FC 타입 광 커넥터의 구조를 보인 도.
도2는 광섬유의 양단에 광 커넥터가 결합된 구조를 보인 도.
도3은 광섬유의 외측표면에 열차단을 위한 코팅층이 형성된 단면 구조도.
도4는 편광유지 광섬유의 양측 단면 구조를 보인 도.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다.

따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.

도3은 광섬유의 외측표면에 열차단을 위한 코팅층이 형성된 단면 구조도이ㄱ고, 도4는 편광유지 광섬유의 양측 단면 구조를 보인 도이다.

기본적인 FC 타입 광 커넥터의 구조는 도1 및 도2에 도시된 구조와 동일 또는 유사한 구조를 가지게 된다.

즉, 도1에서와 같이 제1연결부재(10)와 제2연결부재(20)가 동일 축선 상에서 연결되고, 상기 제2연결부재(20)의 외부에는 외관을 보호하기 위하여 합성수지 또는 고무재질로 된 부트(40)가 덮여지며, 상기 제2연결부재(20)의 내부에는 샤프트 부재(60)가 삽입됨과 아울러 상기 제1연결부재(10)의 내부에는 이중 고정부재(50)가 수용되어 광섬유(70)를 고정하도록 구성된다.

이러한 광섬유(70)와 부트(40)는 외부로부터 가해지는 열에 의해 변형이 발생하지 않으면서 열전달을 차단시키기 위하여 외측표면에 열차단을 위한 코팅층이 형성된다.

도3에서는 광섬유(70)의 외측표면에 코팅층(71)이 형성된 단면구조를 보인 도로서, 부트(40)도 마찬가지로 내측면과 외측면에 열차단을 위한 코팅층이 형성되어 있게 된다.

상기 열차단을 위한 코팅층(71)은 코팅액에 광섬유(70)와 부트(40)가 함침되어 코팅되는데, 이러한 코팅액은 액상 실리콘 45 중량%, 세라믹 분말 20 중량%, 용제 35 중량%가 혼합되어 형성된다.

상기 액상 실리콘은 내열성 및 유연성이 우수한 물질로서, 250℃의 내열성을 가지게 되고, 또한 세라믹 분말은 1000℃ 이상의 높은 내열성을 가지는 재료로서, 액상 실리콘과의 혼합을 위하여 5~10㎛의 입경을 가지는 것이 바람직하며, 산화 알루미늄(Al2O3) 분말, 산화 마그네슘(MgO) 분말 및 카올린(Kaolin, Al2Si2O5(OH)4) 분말 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.

용매는 액상 실리콘을 용해시키기 위하여 비극성 용제를 사용하게 되는데, 이러한 비극성 용제의 하나로 톨루엔을 사용할 수 있다.

이렇게 용매에 의해 용해된 액상 실리콘에 세라믹 분말을 혼합하여 분산시킴으로써 코팅액이 조성되며, 그 코팅액을 광섬유(70)의 외측표면에 10~20㎛ 정도 두께로 코팅하여 코팅층(71)을 형성하게 된다.

상기 광섬유(70)를 내화학성이 우수한 폴리이미드 또는 아크릴계 수지로 형성한 경우에 상기 코팅액과의 접합성이 좋아서 광섬유(70)의 외측표면에 코팅액을 분사하여 코팅층(71)을 형성할 수 있을 것이고, 또 다른 형태로서 코팅액에 광섬유(70)를 함침시켜 균일한 두께를 갖는 코팅층(71)을 형성할 수 있을 것이다.

그러므로, 실리콘에 의해 유연성과 내열성을 가지게 되고, 또한 세라믹에 의해 높은 내열성을 가짐으로써 광섬유가 열에 의해 변형되는 것을 방지하게 된다.

또한, 부트(40)도 마찬가지로 상기의 코팅액에 의해 코팅층을 형성하게 되는데, 그 내측면과 외측면 표면에 코팅액을 분사하거나 또는 함침에 의해 0.2~0.4mm 내외의 코팅층을 형성하게 됨으로써 외부로부터 가해지는 열을 차단하게 된다.

결국, 코팅층이 형성된 부트(40)에 의해 외부로부터 가해지는 열을 1차 차단하고, 또한 광섬유(70)의 외측면에 코팅된 코팅층(71)에 의해 2차로 열이 차단되어 광섬유(70)는 외부로부터 열에 대한 영향을 크게 받지 않게 되는 것이다.

한편, 본 발명은 도4에서와 같이 편광유지 광섬유(Polarization Maintaining Fiber)를 사용함으로써 응력 부여부의 축을 도4(a)와 같이 Slow axis 또는 도4(b)와 같이 Fast axis로 사용자의 필요에 맞춰서 정렬이 가능하게 된다.

편광유지 광섬유는 싱글 모드 광섬유 내의 응력 분포에 이방성을 가지게 함으로써 광섬유에서 전파되는 2개의 직교 모드 사이의 축퇴(縮退)를 해체하여 전파 정수에 차이를 가지게 함으로써 모드 사이의 결합을 없앤 광섬유이다.

이에 따라, 어떤 편파에 일치된 광을 광섬유에 입사하면, 그 편파만 유지된 채 전파된다.

이러한 편광유지 광섬유에는 여러 종류가 있지만, 응력 부여부의 형상에 따라 판다(PANDA)형, 보우타이(bowtie)형, 타원재킷(Elliptic-cladding)형 등으로 구분되는데, 이중에서도 도4에 도시한 판다형 광섬유는 복굴절률(Birefringence)이 크고 편파 유지 특성이 우수하다는 점에서 널리 사용되고 있다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 예일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다.

따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

이 특허는 2019년도 안산시의 재원으로 안산시 강소기업 육성 지원사업에 의해 지원되었음.

This patent was supported by Ansan-Si hidden champion fostering and supporting project funded by Ansan city.

10 : 제1연결부재 20 : 제2연결부재
30 : 하우징 40 : 부트
50 : 고정부재 60 : 샤프트부재
70 : 광섬유 71 : 코팅층

Claims (3)

1. 제1연결부재와 제2연결부재가 동일 축선 상에서 연결되고, 상기 제2연결부재의 외부에는 외관을 보호하기 위하여 합성수지 또는 고무재질로 된 부트가 덮여지며, 상기 제2연결부재의 내부에는 샤프트 부재가 삽입됨과 아울러 상기 제1연결부재의 내부에는 이중 고정부재가 수용되어 광섬유를 고정하도록 구성된 고온용 광 커넥터로서,
   상기 광섬유의 외측에는 열차단을 위하여 코팅액에 의해 코팅이 이루어지고, 상기 부트의 내측면과 외측면에도 열차단을 위한 코팅액에 의해 코팅이 이루어지며,
   상기 광섬유와 부트에 코팅되는 코팅액은 액상 실리콘 45 중량%, 세라믹 분말 20 중량%, 용매로서 비극성 용제인 톨루엔 35 중량%가 혼합되어 조성되되, 상기 용매에 의해 용해된 액상 실리콘에 세라믹 분말을 혼합하여 분산시킴으로써 코팅액을 조성하고,
   상기 코팅액을 상기 광섬유의 외측표면에 10~20㎛의 두께로 코팅하여 코팅층을 형성함과 아울러 상기 부트의 내측면과 외측면 표면에도 코팅액을 분사하거나 또는 함침에 의해 0.2~0.4mm의 두께로 코팅층을 형성한 것을 특징으로 하는 고온용 광 커넥터.
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