KR102511071B1 - 섬유형 광원의 가공 장치 및 가공 방법 - Google Patents

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Abstract

광 파이버가 통과하는 파이버 진행 터널 및 상기 터널에 직교하는 방향으로 상기 진행 터널의 둘레에 다수 형성되는 가공 로드 삽입 홀을 갖춘 광 파이버 머시닝 헤드; 상기 가공 로드 삽입 홀을 통해 상기 진행 터널 내의 광파이버를 가공하는 가공 팁을 가지는 가공 로드; 그리고 상기 가공 드릴을 작동시키는 액튜에이터;를 포함하는 섬유형 광원의 가공 장치 및 이를 가공 방법이 개시된다.

Description

섬유형 광원의 가공 장치 및 가공 방법{machining device of fiber-type light source and method of manufacturing fiber-type light source}
본 개시는 섬유형 광원의 가공 장치 및 가공 방법에 관한 것으로, 상세하게는 광 파이버의 외주면에 출광 윈도우가 형성되는 섬유형 광원의 가공 장치 및 가공 방법에 관한 것이다.
광이 진행하는 코어와 코어를 감싸는 클래드를 포함하는 섬유 형태의 광 파이버는 광을 전송하거나 공급하는 광학 소자로서, 광 전송뿐 아니라 태양발전 장치 또는 디스플레이 또는 백라이트 등의 광 응용 소자 등으로 사용될 수 있다.
상기 광 파이버에 대한 광의 입사는 일 측의 코어 경면(facet)을 통해 이루어질 수 있으며, 출광은 그 타단의 경면 또는 그 코어를 덮는 클래드가 형성된 외주면을 통해 이루질 수 있다. 경면을 통한 광출사는 전통적인 광 도파구조에 따르는 것이며, 외주면을 통한 출광은 태양발전장치 또는 디스플레이 등에 이용될 수 있다.
광파이버의 외주면에 형성되는 윈도우는 클래드에 형성되는 개구부(opening)에 의해 제공된다. 광파이버의 클래드에 대한 윈도우 형성은 매우 까다로우며, 일반적인 기계가공에 의존해야 하는 관계로 긴 가공시간이 요구된다.
제시된 장치는 광 파이버의 클래드에 대한 출광 윈도우를 신속하고 정확하게 가공할 수 있기 위한 것이다.
본 개시의 한 유형에 따르면,
광 파이어 가공 장치:는
광 파이버가 통과하는 광 파이버 진행 터널 및 상기 터널의 둘레에 다수 형성되는 광 파이버 가공용 가공 로드 삽입 홀을 갖춘 광 파이버 머시닝 헤드;
상기 가공 로드 삽입 홀을 통해 상기 진행 터널 내의 광 파이버를 가공하는 가공 팁을 가지는 가공 로드; 그리고
상기 가공 로드를 작동시키는 액튜에이터;를 포함한다.
하나 또는 그 이상의 실시 예에 따르면, 상기 가공 로드들은 상기 터널을 중심으로 상호 어긋나게 배치될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 실시 예에 따르면, 상기 터널의 내부에 상기 광 파이버의 주위에 터널의 내면과 광파이버와 사이에 갭을 허용하며 광 파이버를 지지하는 다수 스페이서가 형성될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 실시 예에 따르면, 상기 터널의 내부에 광 파이버를 감싸는 부싱이 설치되고, 부싱의 내부에 상기 다수의 스페이서가 형성될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 실시 예에 따르면, 상기 스페이서들에 의해 형성되는 갭으로 상기 광 파이버를 냉각시키는 냉매가 주입될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 실시 예에 따르면, 상기 가공 로드에 가공 로드에 의한 가공 깊이를 기계적으로 검출하는 센싱 튜브가 설치될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 실시 예에 따르면, 상기 머시닝 헤드는 상기 광 파이버가 통과하는 터널을 제공하는 헤드 코어 및 헤드 코어를 지지하는 헤드 바디를 구비할 수 있다.
하나 또는 그 이상의 실시 예에 따르면, 상기 헤드 코어에 광 파이버가 관통하는 부싱이 설치되고, 상기 부싱의 내면에 상기 광 파이버를 지지하는 스페이서가 다수 형성될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 실시 예에 따르면, 상기 헤드 바디에 외부로 부터의 용매가 유입되는 냉각액 통과홀 및 가공 로드 삽입 홀이 마련되고, 상기 냉각액 통과홀은 상기 헤드 바디 내부에서 상기 가공 로드 삽입 홀과 연결되어, 상기 냉각액이 상기 가공 로드통과홀을 통해 상기 부싱 내부로 유입될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 실시 예에 따르면, 상기 액튜에이터는 상기 머시닝 헤드에 대해 상대적 위치가 고정된 스테이터 프레임, 스테이터 프레임에 대해 직선 왕복하는 이동 프레임, 그리고 이동 프레임에 설치되어 상기 가공 로드를 고속 회전시키는 모터를 구비할 수 있다.
도1은 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 섬유형 광원의 가공 장치에 의해 가공된 섬유형 광원의 구조를 개념적으로 도시한다.
도2는 도1에 도시된 광 파이버를 보다 구체적으로 도시한다.
도3은 광 파이버의 외주면에 출광 윈도우가 형성된 섬유형 광원의 실제 사진이다.
도4 및 도5는 하나 또는 그 이상의 실시 예에서 광 파이버에 대한 출광 윈도우 형성 구조의 개념을 보인다.
도6은 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 섬유형 광원의 가공 장치의 가공로드의 선단부의 팁 가까이에 설치되는 센싱 튜브의 작동을 설명하는 도면이다.
도7은 섬유형 광원의 가공 장치에 의해 형성되는 광 파이버의 코어 주위 출광 윈도우의 배치를 설명한다
도8은 나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 섬유형 광원의 가공 장치의 개략적 외관을 보이는 사시도이다.
도9는 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 섬유형 광원의 가공 장치의 개략적 내부 구조를 보이는 투영도이다.
도10은 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 섬유형 광원의 가공 장치에서, 광 파이버가 통과하는 파이버 진행 터널의 부분 확대도이다.
도11 및 도12는 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 섬유형 광원의 가공 장치에서 가공 로드를 작동 시키는 액튜에이터의 설치 상태를 도시한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명 개념의 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들로 인해 한정 되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함한다” 또는 “갖는다” 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 여기에 사용되는 모든 용어 "및/또는"은 언급된 구성 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 "기판"은 기판 그 자체, 또는 기판과 그 표면에 형성된 소정의 층 또는 막 등을 포함하는 적층 구조체를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "기판의 표면"이라 함은 기판 그 자체의 노출 표면, 또는 기판 위에 형성된 소정의 층 또는 막 등의 외측 표면을 의미할 수 있다. 또한 "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
도1은 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 가공 장치에 의해 가공된 섬유형 광원으로서의 광 파이버를 개념적으로 도시하며, 도2는 상기 광 파이버(10)를 보다 구체적으로 도시한다.
도1, 2에 도시된 바와 같이 광 파이버(10)는 광(1)이 진행하는 코어(10a)와 코어(10a)의 외주면을 덮는 클래드(10b)를 구비한다. 상기 클래드(10b)에는 코어(10a)내부를 진행하던 광이 빠져 나오는 출광 윈도우(10c)가 광 파이버(10)의 길이 방향을 따라 다수 형성되어 있다.
상기 광 파이버(10)의 일 측 영역 또는 경면(facet)을 통해 코어(10a) 내로 광(1)이 주입되며, 코어(10a)로 주입된 광(1)은 코어(10a)를 따라 진행하다가 출광 윈도우(11c)를 만나게 되며, 이때에 광(1)의 일부가 출광 윈도우(11c)를 통해 광 파이버(10)의 외부로 빠져 나온다.
상기 출광 윈도우(10c)는 코어(10a)를 덮는 클래드(10b)를 부분적으로 제거된 개구부(opening)로서, 코어(10a)를 따라 진행하던 광의 일부가 빠져 나오는 출광 영역이다.
도3은 출광 윈도우(10c)가 형성되는 광 파이버(10)의 실제 사진이다.
도3에 도시된 바와 같이 광 파이버(10) 전체 또는 부분적으로 발광하는 섬유상의 발광체의 기능을 가진다. 이러한 광 파이버(10)는 다양한 형태의 광원으로 사용으로 가능한데, 자동차용 조광, 조명 또는 표시 시스템, 온실 특히 스마트팜(smart farm)용 광원 장치, 디스플레이 장치, 태양 발전 시스템 등이 있으며, 그 용도는 더욱 확대될 수 있다.
도4 및 도5는 하나 또는 그 이상의 실시 예에서 광 파이버에 대한 출광 윈도우 형성 구조의 개념을 보인다.
도4, 도5에 도시된 바와 같이, 일 방향으로 이송되는 광 파이버(10)의 주위에 광 파이버의 진행 방향에 직교하는 방향으로 가공 로드(31)가 소정 각도 간격을 배치된다. 광 파이버(10)는 광 파이버(10)에 대한 점진적 출광 윈도우(10c) 형성에 맞추어 일정 간 거리 만큼씩 간헐적으로 이송된다.
상기 가공 로드(31)는 고속 회전 및 전후진이 가능하게 설치되며, 그 단부에는 광 파이버(10)의 클래드(10b)를 깍아내는 팁(31a)이 마련되어 있다. 상기 가공 로드(31)는 고속회전에 의해 클래드(10b)에 관통공, 즉 출광 윈도우(10c)를 형성한다.
상기 가공로드(31)들은 광 파이버(10)를 중심으로 그 둘레에 소정 각도 간격으로 배치되며, 광 파이버(10)에 1차 진행(접근)한 후, 광 파이버(10)의 클래드(10b)에 팁(31a)이 접촉되고, 2차 진행에 의해 클래드(10b)에 대한 출광 윈도우(10c)의 가공이 수행된다. 1차 진행의 거리는 클래드(10b)의 두께 값에 대응하며, 따라서 2차 진행 거리를 매우 짧다. 클래드(10b)의 가공 결과에 따라 2차 진행 거리를 적절히 조절될 수 있다. 여기에서, 2차 진행은 1차 진행 후, 팁(31a)이 클래드(10b)에 접촉된 후로부터 시작되며, 그 거리는 접촉된 시점의 팁(31a) 선단의 위치로부터 계산된다. 이는 기계적 오차가 존재하는 가공로드(31)의 배치 상태에 무관하게 클래드(10b)에 정확 두께의 출광 윈도우(10c)를 형성하기 위한 것이다.
이를 위한 부가 장치로 팁(31a)이 진행하여 클래드(10b)에 접촉되었을 때 이를 기계적, 전기/전자적으로 검출하는 기계적 구조 또는 전기 전자적 인터럽터를 구비하여 가공 깊이를 제어함으로써 클래드(10b)에 접촉된 후 일정 거리만 출광 윈도우(10c)의 가공이 진행되게 할 수 있다. 또는 클래드(10b)에 대한 출광 윈도우(10c)의 가공이 시작된 후 그 깊이를 기계적 또는 전자적으로 검출하여 가공 깊이를 제어함으로써 클래드(10b)에 대한 출광 윈도우(10c)를 정밀하게 가공될 수 있다. 가공 로드(31)에 의한 기계적 절삭으로 출광 윈도우(10c)를 가공하는 과정에서 클래드(10b) 안쪽의 코어도 일부분 절삭되게 되는데, 위와 같은 가공 깊이 제어에 따른 모든 가공 로드(31)에 의한 코어의 절삭 부분의 깊이를 일정하게 또는 목적하는 깊이로 조절할 수 있다.
도6은 가공로드(31)의 선단부의 팁(31a) 가까이에 센싱 튜브(35)를 설치하여 센싱 튜브(35)가 팁으로부터 후방으로 후퇴했을 때 가공을 멈추게 하는 개념을 보인다.
도6의 A에 도시된 바와 같이 센싱튜브(35)는 그 선단부가 노멀상태에서 팁(31a)의 선단부와 일치하게 배치된다. 이러한 상태에서 가공로드(31)가 전진하면 센싱튜브(35)로 같이 움직이게 된다.
도6의 B에 도시된 바와 같이, 가공로드(31)가 전진하여 그 단부가 광파이버(10)의 클래드(10b) 에 접촉되면서 출광 윈도우의 가공이 시작된다.
도6의 C에 도시되 바와 같이 출광 윈도우의 가공이 진행되면서 가공로드(31)의 선단부에 마련된 센싱 튜브(35)는 클래드(10b)에 눌리면서 가공로드(31)의 후방으로 후퇴하게 된다. 이때에 후퇴한 거리가 기설정된 값이 되었을 때에 가공로드(31)에 의한 출광 윈도우(10c)의 가공은 멈추게 된다. 가공의 정지는 가공로드(31)의 후퇴 및 가공로드의 회전 정지를 포함한다. 여기에서 기설정된 값의 측정은 상기 가공드드(31)에 대한 센싱 튜브의 후퇴 거리를 검출하는 것에 의해 가능하며, 따라서 센싱 튜브는 거리 측정을 위한 부가적 장치에 연결될 수 있다.
도7은 코어 주위에 형성되는 상기 출광 윈도우의 배치를 설명한다. 도7 및 도5에 도시된 바와 같이 출광 윈도우(10c)를 형성하는 가공 로드(31)들은 코어(10a)의 중심을 두고 서로 마주 보지 않고 서로 엇갈리게 배치됨으로써 코어(10a)를 중심(10a')으로 마주 대하는 두 출광 윈도우(10c)가 하나의 직선 상에 위치되지 않도록 할 수 있다.
상기 출광 윈도우(10c)를 형성하는 과정에서 기계적 가공에 따른 출광 윈도우(10c)의 바닥면, 즉 출광 윈도우(10c)의 하부에 노출되는 코어(10a) 표면의 절삭면을 매끄럽게 가공하는 것이 광 손실을 억제에 유익하다. 이를 위해 상기 광 파이버(10)를 저온 또는 영하의 온도에서 가공하면 즉, 냉간 절삭 가공을 수행하면, 매끈한 절삭면을 얻을 수 있다. 저온 가공에 있어서는 작업 공간을 저온으로 유지하는 것이 도움이 되며, 나아가서는 저온 상태의 질소 가스를 국부적으로 공급하여 광 파이버(10)를 급냉시킬 수 있다.
도8, 9는 하나 또는 그 이상의 실시 예에 따른 섬유형 광원의 가공 장치의 개략적 외관을 보이는 사시도 및 투영도이며, 도10은 광 파이버가 통과하는 파이버 진행 터널(23) 부분의 확대도이다.
도8, 9에 도시된 광 파이어 가공 장치는, 그 내부를 통과하는 광 파이버(10)의 클래드(10b)에 대한 출광 윈도우(10c)의 형성이 수행되는 파이버 진행 터널(23) 및 상기 터널(23)에 직교하는 방향으로 상기 터널(23)의 둘레에서 터널(23)과 연결되도록 방사상으로 다수 형성되는 가공로드 삽입 홀(102)을 갖춘 광 파이버 머시닝 헤드(20)를 구비한다.
상기 머시닝 헤드(20)의 둘레에는, 상기 가공로드 삽입 홀(102)을 통해 상기 진행 터널 내의 광 파이버의 표면(클래드)를 가공하는 가공 팁(31a)을 가지는 가공 로드(31), 그리고 상기 가공 로드를 작동시키는 액튜에이터(30)가 설치된다. 상기 액튜에이터(30)는 매우 작은 구멍을 가공할 수 있는 마이크로 드릴이다.
상기 머시닝 헤드(20)는 상기 광 파이버(10)가 통과하는 터널(23)이 형성된 헤드 코어(21)와 헤드 코어(21)를 지지하는 헤드 바디(22)를 포함할 수 있다. 그러나 다른 실시 예에 따르면, 상기 터널(23)은 상기 헤드 코어(21)가 없이 상기 헤드 바디(22) 자체에 형성될 수 있다. 즉, 상기 머시닝 헤드(20)는 하나의 몸체를 이루는 헤드 바디(22)와 헤드 코어(21)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 헤드 바디(22)에는 상기 가공 로드 삽입 홀(102)과 교차하는 냉각액 통과홀(101)이 형성된다. 상기 냉매 통과홀(101)은 헤드 바디(22)와 광 파이버(10)를 냉각하기 위한 것으로 선택적 요소이다. 헤드 바디(22)에 결합되는 니플(40)을 통해 주입된 기체 또는 액체 상태의 냉매는 상기 가공 로드 삽입 홀(102)을 통해 상기 광 파이버 진행 터널(23)로 유입되고, 후술하는 스페이서(25)에 의해 형성되는 갭을 통해 터널(24)로 유입 후 배출된다.
머시닝 헤드 내부에서, 광파이버가 통과하는 터널(23)을 중심으로 그 주위에 방사상으로 배치되는 가공로드 삽입 홀(102) 및 이를 가로지르는 또는 직교하게 형성되는 냉각액 통과홀(101)의 연결구조를 보인다.
그리고, 상기 터널(23)의 둘레에 방사상으로 배치되는 액튜에이터는 광파이버(10)의 코어(10a) 또는 터널(23)를 중심으로 동일 직선상에 놓이지 않는다. 이는 광 파이버에 형성되는 출광 윈도우(10c)가 서로 마주 대함으로 발생하는 광 손실 또는 출광량 불균일의 억제하기 위함이다. 즉, 도13의 실시 예에서는 7개의 액튜에이터(30)가 등각으로 배치되어 있고, 따라서 터널을 중심으로 모든 액튜에이터(30)가 서로 어긋나게 형성되어 있다.
도10에 도시된 바와 같이, 헤드 바디(22)에 설치된 헤드 코어(21)에 광 파이버(10)가 통과하는 부싱(24)이 설치될 수 있다. 상기 부싱(24)의 내면에는 광 파이버(10)와 접촉하여 이를 지지하는 다수 스페이서(25)가 형성된다. 상기 다수 스페이서(25)는 광 파이버(10)를 지지하면서 코어 실린더(23)와 광 파이버(10) 간의 마찰을 줄이기 위해 다수 일정 간격으로 배치된다. 이러한 스페이서(25)의 배치에 의해 냉간 가공을 위한 냉매 유입 공간이 형성된다.
이러한 스페이서(25)는 부싱(24)의 내면에 소정 각도 간격으로 다수 배치되어치차형 스페이싱 구조를 형성되며, 이들 각 스페이서(25)는 광파이버(10)의 연장 방향 또는 진행 방향으로 연장 형성될 수 있다.
다른 실시 예에 따르면 상기 부싱(24)의 내부에 형성되는 스페이서(25)는 상기 헤드 코어(21)에 형성되는 터널(23)의 내부에 직접 형성될 수 있다.
도11 및 도12는 가공 로드(31)를 작동 시키는 액튜에이터(30)의 설치 상태를 도시한다.
액튜에이터(30)는 머시닝 헤드(20)의 몸체, 본 실시 예에서 헤드 바디(22)의 외주면에 고정되는 스테이터 프레임(33)과, 이에 대해 직선 왕복하는 이동 프레임(32), 그리고 이동 프레임에 설치되어 상기 가공 로드(31)를 고속 회전시키는 모터(34)를 구비한다. 상기 스테이터 프레임(33)은 상기 머시닝 헤드(20)에 대해 상대적 위치가 고정되어 있으며, 본 실시 예에 따라 머시닝 헤드(20)에 고정된다.
상기 이동 프레임(32)의 움직임은 상기 가공 로드(31)가 장착된 헤드 바디(22)의 가공로드 삽입 홀(102)에 대한 왕복 운동을 일으키고 따라서 고속 회전하는 가공로드(31)의 선단 팁은 광 파이버(10)의 클래드(10b)에 접촉하면서 클래드(10b)에 대한 출광 윈도우(10c)의 가공이 수행된다. 상기 선단 팁(31a)은 인조 또는 천연 다이아몬드로 형성될 수 있다. 출광 윈도우(10c)의 가공에 따르면 출광 윈도우(10c)의 바닥에 노출되는 클래드(10c)도 소정 깊이 절삭되면, 이 깊이는 위에서 언급된 바와 같은 절삭 깊이 조절 구조에 의해 제어될 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나 태양광발전, 우주공학, 대형선박, 전기자동차, 휴대용 전기제품 등, 응용분야가 광범위하게 사용되도록 측면으로 출광이 이루어지는 섬유형 광원으로서의 광 파이버를 대량 생산이 가능하게 된다.
본 개시에서 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명 하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀 두고자 한다.

Claims (15)

  1. 광 파이버의 코어를 덮는 크래드에 출광 윈도우를 관통 형성 하는 섬유형 광원의 가공 장치에 있어서,
    상기 광 파이버가 관통하는 광 파이버 진행 터널, 상기 광 파이버 진행 터널의 내면에서 상기 광 파이버의 이송을 지지하는 스페이서, 그리고 상기 광 파이버 진행 터널의 둘레에 방사 상으로 배열되는 다수의 가공 로드 삽입 홀이 형성되어 있는 광 파이버 머시닝 헤드;
    상기 다수의 가공 로드 삽입 홀의 각각에 왕복 운동 가능하게 설치되는 것으로 각각의 선단부에 상기 크래드를 절삭 가공하는 가공팁이 마련되어 있는 다수의 가공 로드; 그리고
    상기 머시닝 헤드에 대해 상대적 위치가 고정되는 것으로, 상기 다수의 가공 로드 각각을 각각을 왕복 운동시킴과 아울러 고속 회전 시켜, 그 선단의 가공 팁에 의해 상기 크래드에 상기 출광 윈도우를 천공하는 다수의 액튜에이터;를 포함하는 섬유형 광원의 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광파이버 진행 터널의 둘레에 배열되는 상기 다수의 가공 로드 삽입 홀은 상기 광파이버 진행 터널을 중심으로 상호 어긋나게 형성되어, 상기 가공 로드에 의해 크래드에 형성되는 상기 출광 윈도우가 상기 터널을 중심으로 서로 마주 대하지 않도록 하는, 섬유형 광원의 가공 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광 파이버 진행 터널의 내부에서, 상기 스페이서는 상기 광 파이버의 주위에 터널의 내면과 광파이버와 사이에 광 파이버의 냉각을 위한 갭을 허용함과 아울러 상기 광 파이버를 터널의 중앙에 위치하도록 지지하도록 되어 있는, 섬유형 광원의 가공 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 터널의 내부에 광 파이버를 감싸는 부싱이 설치되고, 상기 스페이서는 상기 부싱의 내부에 치차형 스페이싱 구조를 형성하도록 되어 있는, 섬유형 광원의 가공 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스페이서에 의해 형성되는 갭으로 상기 광 파이버를 냉각시키는 냉매가 주입되는, 섬유형 광원의 가공 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광 파이버에 그 선단부분이 접촉하여 광 파이버에 대한 가공 깊이를 기계적으로 검출하는 센싱 튜브가 상기 다수 가공 로드의 각각에 설치되어 있는, 섬유형 광원의 가공 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 머시닝 헤드는 상기 광 파이버가 통과하는 터널을 제공하는 헤드 코어 및 헤드 코어를 지지하는 헤드 바디를 구비하는, 섬유형 광원의 가공 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 헤드 코어에 광 파이버가 관통하는 부싱이 설치되고,
    상기 부싱의 내면에 상기 광 파이버를 지지하는 상기 스페이서가 다수 형성되어 있는, 섬유형 광원의 가공 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 헤드 바디에 외부로부터의 냉매가 유입되는 냉각액 통과홀 및 가공 로드 삽입 홀이 마련되고, 상기 냉각액 통과홀은 상기 헤드 바디 내부에서 상기 가공 로드 삽입 홀과 연결되어, 상기 냉매가 상기 가공 로드 삽입 홀을 통해 상기 부싱 내부로 유입되는, 섬유형 광원의 가공 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 액튜에이터는 상기 머시닝 헤드에 대해 상대적 위치가 고정된 스테이터 프레임, 스테이터 프레임에 대해 직선 왕복하는 이동 프레임, 그리고 이동 프레임에 설치되어 상기 가공 로드를 고속 회전시키는 모터를 구비하는, 섬유형 광원의 가공 장치.
  11. 제1항에 기재된 가공 장치를 이용해 광 파이버를 가공하는 섬유형 광원의 가공 방법에 있어서,
    상기 광 파이버 진행 터널에 광 파이버를 삽입하여 일 방향으로 일정 거리 씩 간헐적으로 이송 시키는 단계;
    상기 가공 로드 삽입 홀에 마련되어 있는 가공 로드를 전진시켜 가공 로드의 선단에 마련된 가공 팁을 상기 광 파이버의 크래드에 접촉시키는 단계;
    상기 가공로드를 고속 회전시키면서 소정 거리 전진 시켜서 상기 크래드에 관통공 형태의 출광 윈도우를 형성하는 단계; 그리고
    상기 출광 윈도우를 형성하는 가공 로드의 전진 과정에서 상기 가공 팁이 코어에 대한 절삭이 소정 깊이 이루어졌을 때에 상기 가공로드를 후퇴시키는 단계;를 포함하는 섬유형 광원의 가공 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 광파이버 진행 터널의 둘레에 다수의 가공 로드를 배치하되, 상기 터널을 중심으로 서로 마주보지 않고 상호 엇갈리도록 상기 다수 가공 로드를 배치하여, 상기 크래드에 형성되는 출광 윈도우가 상기 광파이버의 코어를 중심으로 서로 어긋나게 형성하는, 섬유형 광원의 가공 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 광 파이버 진행 터널의 내부에 상기 광 파이버의 주위에 터널의 내면에 광파이버의 측면에 접촉되는 다수의 스페이서를 마련하여 상기 터널의 내면과 광파이버와 사이에 광 파이버의 냉각을 위한 갭을 허용하고, 상기 갭을 통해 냉매를 공급하여 상기 광파이버를 냉각시켜 냉간 절삭 가공을 수행도록 하는, 섬유형 광원의 가공 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 터널의 내부에 상기 광파이버가 통과하는 부싱을 설치하고, 상기 부싱의 내면에 상기 스페이서를 형성하고, 상기 부싱의 스페이서에 의해 마련되는 갭을 통해 냉매를 공급하여 상기 광파이버를 냉각시키는, 섬유형 광원의 가공 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 가공 로드의 전단에 가공 깊이를 검출하는 센싱 튜브를 설치하여, 상기 가공 로드에 의한 크래드의 가공 깊이를 제어하는, 섬유형 광원의 가공 방법.
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