KR20010078313A - 광섬유 커넥터 페룰의 제조 방법 - Google Patents

광섬유 커넥터 페룰의 제조 방법 Download PDF

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KR20010078313A
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Abstract

적어도 하나의 광섬유를 포함하는 광섬유 케이블용 커넥터 페룰을 제조하기 위한 방법이 기술되어 있다. 한쌍의 페룰 체결 부재가 제공되어져 그 사이에 광섬유를 수용하기 위한 섬유 통로를 형성하고 소정 직경을 갖는 적어도 하나의 핀 통로를 형성한다. 페룰 본체는 체결 부재 둘레에 형성된다. 소정 직경보다 큰 스프레더 핀이 핀 통로 내부에 삽입되어 체결 부재를 벌려 섬유 통로를 개방시킨다. 광섬유는 개방된 섬유 통로 내에 삽입되며, 그리고 나서 스프레더 핀이 제거되어 체결 부재가 상기 광섬유 상에서 닫히도록 한다.

Description

광섬유 커넥터 페룰의 제조 방법 {METHOD OF FABRICATING A FIBER OPTIC CONNECTOR FERRULE}
본 발명은 일반적으로 광섬유 커넥터 기술에 관한 것이며, 상세하게는 커넥터 페룰의 제조 방법에 관한 것이다.
광섬유 전송 시스템에서, LED, 레이저 등의 공급원에 의해 발생된 광 주파수(광)에 의해 광섬유를 따라 신호가 전송된다. 광섬유는 일반적으로 유리 재료로 제조되며, 광섬유 회로가 개선됨에 따라, 단부 대 단부 관계에서만 서로 하나의 광섬유를 결합할 수 있는 접속 장치를 제공할 필요가 있다.
광섬유 단부 사이를 접속하기 위한 일반적인 과정은 먼저 결합되어질 섬유의 단부에서 소정 길이의 섬유로부터 보호성 외피를 제거하는 것이다. 외피가 제거된 이후에, 250 미크론(OD) 버퍼는 125 미크론(OD) 섬유를 노출시키기 위해 벗겨질 수 있도록 노출된다. 그리고 나서, 섬유는 부착제 및/또는 크림핑에 의해 정위치에 고정된 페룰 내의 통로를 통해 나사결합된다. 섬유는 페룰의 전방면 너머로 연장하도록 삽입된다. 노출된 섬유 재료는 갈라져 연마된다. 임의의 잔존하는 부착제가 제거된다. 그리고 나서, 페룰은 광섬유를 정합 커넥터 또는 적절한 접속 장치의 섬유에 접속하기 위해 정렬하는 광학축에 위치시키도록 커넥터 조립체로 조립된다.
광섬유 리본 케이블은 단일 케이블 구조물 내에 복수의 채널을 제공하기 위해 점차적으로 널리 이용되고 있다. 광 리본 케이블은 복수의 평행한 광섬유 또는 채널이 일렬로 또는 동일 평면상에 놓이는 정도의 임의의 다른 공지된 전기 케이블과 유사하다. 광섬유 리본 케이블의 광섬유의 종단 접속은 전술한 과정과 유사하다. 일반적으로, 섬유 라인을 둘러싼 일체식 보호성 외피는 제거되어져 완충된 섬유는 노출되어 벗겨지고 보호되지 못한 섬유는 편평한 케이블로부터 일렬로 돌출된다. 일반적으로, 개별 섬유는 미리제조된 커넥터 페룰 내의 개별 구멍 또는 통로 내부로 삽입되어야 한다. 통로는 상보형 커넥터 페룰 또는 다른 접속 장치 내의 광섬유의 단부에 결합시키기 위해 광섬유들을 소정의 간격으로 정렬시킨다.
다중 섬유 케이블의 개별 섬유의 종단 접속 공정은 다수의 문제점을 갖는다. 먼저, 얇은 두께 및 취약성을 갖는 섬유로 인해, 단일 정렬 구멍 또는 통로 내부로 섬유를 삽입시키는 것이 어렵다. 그러나, 단일 케이블로부터의 복수의 섬유를 복수의 통로로 삽입시키는 것이 지루할 수 있다. 케이블의 단일 섬유가 끊어지면, 벗겨진 케이블 단부 및 페룰은 폐기되거나 또는 재작업되어야 한다. 이러한 공정이 일반적으로 손에 의해 수행됨으로 인해, 다소 비효율적이고 불필요한 경비를 지출하게 된다.
종래 기술에서, 복수의 섬유 케이블의 개별 섬유를 커넥터 페룰 내의 개별 구멍 또는 통로 내부에 위치시키는 것은 상당 비율의 불량을 초래한다. 페룰은 구멍 대 구멍으로 검사되어져야 한다. 섬유가 끊어진 것 이외에도, 구멍은 너무 크거나 너무 작거나 또는 원형이 아닐 수 있다. 커넥터 페룰은 일반적으로 세라믹 재료인 결정질 본체를 포함한다. 그러나, 이는 플라스틱 또는 유사 재료로 몰딩될 수 있다. 복수의 채널 페룰에 대해, 섬유 수용 구멍 또는 통로는 정합중에 전송 손실을 초래하는 공차 문제점을 방지하기 위해 섬유 사이에 적정한 형상 또는 정렬또는 간극을 유지하기 위해 정확하게 형성되어야 한다.
전술한 정렬/공차 문제점은 한쌍의 정합 커넥터 페룰이 그 자체로 두개의 정렬 핀에 의해 정합 조건으로 위치된 커넥터 조립체 내에서 보다 복잡해진다. 이러한 정렬 핀은 일반적으로 커넥터 페룰의 통로로 연장하는 각각의 핀의 일단부를 가지며, 핀의 반대 단부는 정합 커넥터 페룰 내의 통로로 삽입되며, 정렬용 핀 상에 둥근 도입선을 갖는다. 정렬 핀 및 이에 대한 통로에 정확한 공차를 유지하기 위한 문제점은 광섬유 케이블의 광섬유용 개별 구멍의 정확한 간극 및 정렬을 유지하는 공차 문제점이 추가된다. 종래 기술의 커넥터 페룰의 제조중에 상당수의 불량이 산출되는 이유를 이해할 수 있을 것이다. 본 발명은 복수의 페룰의 제조시 상술한 문제점을 해결하고자 하는 것이다.
본 발명의 목적은 광섬유 케이블용 커넥터 페룰을 제조하기 위한 신규하고 개선된 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 대체로 평행한 직선 또는 동일평면 상에 놓여진 섬유를 갖는 광섬유 리본 케이블 등의 복수의 대체로 평행한 광섬유를 포함하는 다중 광섬유 케이블을 종단접속하기에 특히 적합하나, 본 발명은 이러한 다중 섬유 케이블로 제한되지 않는다.
도1은 본 발명의 개념에 따라 제조된 커넥터 페룰의 사시도.
도2는 페룰의 체결 부재 중의 하나의 사시도.
도3은 이해를 용이하게 하기 위해 페룰 본체로부터 제거된 한쌍의 체결 부재의 사시도.
도4는 본체가 체결 부재 둘레로 몰딩된 상태에서의, 도3과 유사한 사시도.
도5는 한쌍의 표준 정렬 핀을 갖는 페룰의 정면도.
도6은 한쌍의 스프레더 핀이 체결 부재 사이의 핀 통로로 삽입된 상태에서의, 도5와 유사한 정면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 커넥터 페룰 12 : 광섬유 케이블
14 : 광섬유 18 : 페룰 본체
20 : 체결 부재 24 : 섬유 통로
26 : 핀 통로 28 : 정렬 핀
40 : 스프레더 핀
본 발명의 예시적인 실시예에서, 본 발명에 따른 방법은 광섬유를 수용하기 위해 사이에 적어도 하나의 섬유 통로를 형성하고 또한 소정 직경을 갖는 적어도 하나의 핀 통로를 형성하는 한쌍의 페룰 체결 부재를 제공하는 단계를 포함한다.페룰 본체는 체결 부재 둘레에 형성된다. 주어진 소정 직경보다 더 큰 스프레더 핀(spreader pin)은 핀 통로로 삽입되어져 체결 부재를 벌려 섬유 통로를 개방시킨다. 이 때, 광섬유는 개방된 섬유 통로로 삽입되며, 스프레더 핀은 체결 부재가 광섬유 상에서 닫히도록 제거된다.
본 명세서에 기술되어진 바와 같이, 체결 부재는 광섬유의 외경과 동일하거나 더 작은 직경을 갖는 복수의 평행한 섬유 통로를 형성한다. 핀 통로는 페룰을 적절한 상보형 접속 장치와 정렬하기 위해 페룰로부터 돌출하는 표준 정렬 핀을 수용하는 소정 직경을 갖는다. 페룰 본체는 체결 부재 둘레에 몰딩되며, 스프레더 핀은 몰딩된 본체의 구속하에서 체결 부재를 벌리게 된다.
본 명세서 내의 체결 부재에는 광섬유 리본 케이블의 광섬유를 수용하기 위해 직선으로 사이에 섬유 통로를 형성하는 대향하는 평행한 표면이 제공된다. 체결 부재에는 대향하는 평행한 표면의 각각에 섬유 절반 통로가 제공되어 결합되어 완성된 섬유 통로를 형성한다. 상기 핀 통로는 한쌍의 스프레더 핀을 수용하기 위해 일렬의 섬유 통로의 각각의 단부로부터 각각 이격되어져 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징, 및 잇점은 첨부된 도면과 관련하여 아래의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
신규하다고 여겨지는 본 발명의 특징은 첨부된 특허청구범위에 나타나 있다. 본원 발명의 목적 및 잇점과 더불어, 본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 취한 이하의 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있으며, 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 요소를 나타낸다.
먼저, 도면 중 도1을 상세히 참조하면, 본 발명은 복수의 대체로 평행한 광섬유(14)를 포함하는 광섬유 케이블(12)을 종단접속하기 위한 커넥터 페룰(10)을 제조하기 위한 방법으로 실시되어져 있다. 본 명세서에 케이블(12)은 편평하거나 또는 리본 케이블로 도시되어져 있으며, 광섬유(14)는 일반적으로 직선으로 위치된다. 그러나, 본 발명에 따른 개념은 다른 배열의 광섬유 케이블에도 동일하게 적용된다는 것을 알아야 한다. 또한, 도1은 페룰의 전방 정합면(16)너머로 돌출하는 광섬유(14)의 단부(14a)를 도시하고 있다. 궁극적으로는, 이러한 섬유 단부는 페룰이 다른 커넥터 페룰 또는 다른 적절한 상보형 접속 장치와 정합하도록 작동되기 이전에 절단되어 연마된다.
전술한 사항으로부터, 커넥터 페룰(10)은 본체의 전방 단부에서 한쌍의 체결 부재(20)를 둘러싼 페룰 본체(18)를 포함한다. 본체는 개구(22)를 포함하고 있어, 이를 통해 페룰 내에 광섬유를 영구 고정시키기 위해 에폭시가 삽입될 수 있다. 체결 부재(20)는 광섬유를 수용하기 위해 그 사이에 광섬유(14)의 직경과 동일하거나 더 작은 직경의 복수의 대체로 평행한 섬유 통로(24)를 형성한다. 케이블(12)이 리본 케이블이므로, 섬유 통로(24)는 직선으로 배열되어져 있다. 체결 부재(20)는 또한 그 사이에 섬유 통로(24) 라인의 양 단부로부터 이격된 한 쌍의 핀 통로(26)를 형성한다.
여기서, 핀 통로(26)는 한쌍의 정렬 핀(28)을 수용하기 위해 소정 직경을 가짐을 이해할 수 있을 것이다. 광섬유 커넥터 산업에서, 이러한 정렬 핀의 직경은 다양한 광섬유 커넥터가 호환가능하게 정합될 수 있도록 표준 치수를 갖는다. 따라서, 본 명세서의 개념 내에서, 핀 통로(26)는 상보형 접속 장치로부터 한쌍의 정렬 핀을 수용하기 위한 표준 직경의 개방된 통로로 구성되어질 것이며, 한쌍의 정렬 핀은 통로(26) 내에 고정될 수 있으며 핀은 상보형 접속 장치의 통로로 삽입될 수 있다. 후자의 경우에서, 페룰 내에 섬유(14)를 고정하기 위해 개구(22)를 통해 삽입되는 동일한 에폭시는 표준 직경의 핀 통로(26) 내에 정렬 핀을 고정하기 위해 이용될 수 있다.
도2는 체결 부재(20)들 중의 하나를 도시하고 있으며, 2개의 체결 부재는 모두 동일하다. 각각의 체결 부재는 페룰 본체(18)의 전방면(16)과 평행하게 놓여질 전방 평면(30)을 포함한다. 체결 부재는 다른 체결 부재의 평행한 내부면과 마주하는 평행한 내부면(32)을 갖는다. 체결 부재의 평행한 내부면(32) 내의 복수의 섬유 반 통로(24a)는 완성된 섬유 통로(24)를 형성하도록 결합된다(도1). 섬유 절반 통로는 2면 또는 삼각 골(trough)로 구성된다. 한쌍의 핀 절반 통로(26a)는 대향하는 체결 부재의 평행한 내부면(32) 내에 형성되며 완성된 핀 통로(26)를 형성하도록 결합된다(도1). 핀 절반 통로는 3면을 갖는다.
체결 부재(20)는 실리콘 또는 세라믹 결정질 재료로 제조될 수 있으며, 그 내부에 섬유 통로(24a) 및 핀 통로(26a)가 광-화학 에칭등에 의해 정밀하고 정확하게 형성될 수 있다. 따라서, 발명의 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술에서 상세하게 기술되어진 정렬/공차 문제점은 체결 부재의 재료 및 정밀 제조로 인해 해결된다. 반면에, 페룰 본체(18)는 몰딩된 플라스틱 등의 다양한 재료로 제조될 수 있다.
본 발명의 방법에 따라, 도3에 도시되어진 바와 같이 한 쌍의 동일한 체결 부재(20)가 대향 병렬 관계로 조립되며, 체결 부재가 서로 거울대칭 상(mirror-image)임으로 섬유 절반 통로(24a)(도2) 및 핀 절반 통로(26a)가 각각 섬유 통로(24) 및 핀 통로(26)를 형성하도록 결합된다. 페룰 본체(18)는 도4에 도시되어진 바와 같이 병렬위치된 체결 부재 둘레에 오버몰딩된다. 오버몰딩중에, 체결 부재는 개별 절반 통로의 적정 정렬을 유지하기 위해 섬유 및 핀 통로로 연장하는 돌출부를 구비한 정밀 고정구 내에서 유지될 수 있다. 따라서, 페룰 본체(18) 및 체결 부재(20)의 부조립체가 제거된 이후에, 오버몰딩된 페룰 본체는 체결 부재를 정확한 병렬 관계로 고정시킨다.
본 명세서에 개시된 본 발명 방법의 잔여 단계를 수행하기 이전에, 도5는 핀 통로(26) 내부로 삽입된 한쌍의 표준 정렬 핀(28)을 구비한 커넥터 페룰(10)을 도시하고 있다. 나머지 통로의 배열의 예시를 용이하게 나타내기 위해 섬유 통로(24) 내에 두개의 광섬유(14)만이 도시되어 있으며, 복수의 섬유가 섬유 통로(24)의 일부 또는 전체를 채울 것이다. 페룰(10)의 최종 조립 상태에서, 체결 부재(20)의 대향하는 평행한 내부면(32)은 화살표 "A"로 지시되어진 바와 같이 내부면 사이에 공간이 존재하지 않도록 인접 관계에 놓여져 있다. 정렬 핀(28) 및 핀 통로(26)의 직경은 이중 화살표 "D" 또는 0.699mm 로 도시되어 있다. 섬유(14) 및 핀 통로(24)의 직경은 화살표 "d"및 0.125mm로 도시되어져 있다.
완전히 조립된 커넥터 페룰(10)에 의한 도5의 변수의 이해를 가지고, 본 발명의 방법에서의 잔류 단계를 기술하기 위해 도6을 참조하기로 한다. 특히, 페룰본체(18)가 전술한 바와 같이 체결 부재(20) 주위에 오버몰딩되며, 도4의 부조립체에서, 부조립체는 적정 고정구 내에 위치되며, 한쌍의 스프레더 핀(40)이 핀 통로(26) 내에 삽입된다(도6). 스프레더 핀은 체결 부재(20)를 서로로부터 이격시켜 "X" 방향으로 벌리도록 정렬 핀(28)보다 직경이 더 크다(도6). 체결 부재의 벌어짐은 섬유 통로(24)를 개방하는 데 효율적이다. 이는 섬유(14)가 섬유 통로 내부로 자유롭게 삽입되도록 한다.
도6의 스프레드 조건 에서의 체결 부재 사이의 간극을 도5의 작동 조건과 비교하면, 체결 부재의 대향하는 평면 내부면(32)은 0 또는 맞닿음 조건으로부터 0.003mm로 이격되어져 있다. 핀 통로(26)의 직경은 0.699 mm 내지 스프레더 핀의 확대 직경인 0.703mm로 개방된다. 섬유 통로(24)는 섬유가 섬유 통로 내부로 자유롭게 삽입되도록 0.125mm 내지 0.128mm의 치수를 갖는다. 도5 및 6에 도시되고 전술한 특성 치수 변수로서 제한되지 않음을 알아야 한다. 이러한 치수 수치는 전체 작동 조립체 및 과정의 일례로부터 취해진다.
섬유(14)가 도6과 관련하여 전술한 바와 같이 개방된 섬유 통로로 삽입된 이후에, 스프레더 핀(40)은 체결 부재(20)가 광섬유(14)상에서 닫히도록 제거된다. 도1과 관련하여 전술한 개구(22)를 통해 에폭시를 인가함으로써 페룰(10) 내에 섬유를 고정시키고, 섬유 단부(14a)의 절단 및 연마는 이제 효과적이고 간단한 조립 방법으로 섬유가 섬유 통로(24) 내에 정확하게 위치되는 상태로 달성될 수 있다. 물론, 정렬 핀(28)이 커넥터 페룰(10) 내에서 이용된다면, 정렬 핀은 핀 통로(26) 내에 삽입되며, 적절한 에폭시에 의해 페룰 내에 고정된다.
본 발명은 본 발명의 사상 또는 중심 특성으로부터 벗어남없이 다른 특정 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로서 제한하는 것은 아니며, 본 발명은 본 명세서의 상세설명으로 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 광섬유 케이블용 커넥터 페룰로 복수의 직선 또는 동일평면 상의 섬유를 갖는 광섬유 리본 케이블 등의 대체로 평행한 복수의 광섬유를 포함하는 다중 광섬유 케이블을 효율적으로 종단접속할 수 있다.

Claims (11)

  1. 복수의 대체로 평행한 광섬유를 포함하는 광섬유 케이블용 커넥터 페룰을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    상기 광섬유를 수용하기 위해 그 사이에 상기 광섬유와 동일하거나 적은 직경을 갖는 복수의 대체로 평행한 섬유 통로를 형성하고, 또한 상기 페룰을 적정 상보형 접속 장치와 정렬하도록 상기 페룰로부터 돌출하는 정렬 핀을 수용하기 위해 소정 직경을 갖는 적어도 하나의 핀 통로를 형성하는 한쌍의 페룰 체결 부재를 제공하는 단계와,
    상기 체결 부재 둘레에 페룰 본체를 몰딩하는 단계와,
    상기 몰딩된 본체의 구속하에 상기 체결 부재들을 벌려 상기 섬유 통로를 개방시키기 위해 상기 핀 통로 내부로 상기 소정 직경보다 큰 스프레더 핀을 삽입하는 단계와,
    상기 개방된 섬유 통로 내부로 상기 광섬유를 삽입하는 단계와,
    상기 스프레더 핀을 제거시키고 상기 체결 부재가 상기 광섬유 상에서 닫히도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 광섬유 리본 케이블의 광섬유를 수용하기 위한 대체로 직선의 상기 섬유 통로를 형성하는 대체로 대향하는 평행한 표면을 상기 체결 부재에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 완성된 섬유 통로를 형성하도록 조합되는 섬유 절반 통로를 상기 대향하는 평행한 표면의 각각에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 한쌍의 스프레더 핀을 수용하기 위해 상기 섬유 통로 라인의 각각의 단부로부터 이격되게 상기 핀 통로를 각각 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 한쌍의 스프레더 핀을 수용하기 위해 복수의 섬유 통로의 두 대향면으로부터 이격되게 상기 핀 통로를 각각 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 완성된 핀 통로를 형성하도록 조합되는 핀 절반 통로를 각각의 체결 부재에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 적어도 하나의 광섬유를 포함하는 광섬유 케이블용 커넥터 페룰을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    광 섬유를 수용하기 위해 그 사이에 섬유 통로를 형성하고 소정 직경을 갖는 적어도 하나의 핀 통로를 형성하는 한쌍의 페룰 체결 부재를 제공하는 단계와,
    상기 체결 부재 둘레에 페룰 본체를 위치시키는 단계와,
    상기 체결 부재를 벌려 상기 섬유 통로를 개방시키도록 상기 소정 직경보다 큰 스프레더 핀을 상기 핀 통로로 삽입하는 단계와,
    상기 광섬유를 상기 개방된 섬유 통로로 삽입하는 단계와,
    상기 스프레더 핀을 제거하여 상기 체결 부재가 상기 광섬유 상에서 밀폐되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 완성된 섬유 통로를 형성하도록 조합되는 섬유 절반 통로를 각각의 체결 부재 내에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 한쌍의 스프레더 핀을 수용하기 위해 복수의 섬유 통로의 두 대향면으로부터 이격되게 상기 핀 통로를 각각 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 적어도 하나의 광섬유를 포함하는 광섬유 케이블용 커넥터 페룰을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    상기 광섬유를 수용하기 위해 그 사이에 섬유 통로를 형성하는 한쌍의 페룰 체결 부재를 제공하는 단계와,
    상기 체결 부재 둘레에 페룰 본체를 몰딩하는 단계와,
    상기 몰딩된 본체의 구속하에 상기 체결 부재를 벌려 상기 섬유 통로를 개방시키기 위해 상기 체결 부재들 사이에 스프레더 핀을 삽입하는 단계와,
    상기 개방된 섬유 통로 내부로 상기 광섬유를 삽입하는 단계와,
    상기 스프레더 핀을 제거시켜 상기 체결 부재가 상기 광섬유 상에서 닫히도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 완성된 섬유 통로를 형성하도록 조합되는 섬유 절반 통로를 각각의 체결 부재 내에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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