KR20130018746A - 광학 도파체용 이중 플러그-인 커넥터 - Google Patents

Abstract

수평 및 수직 방향 양자 모두에서 그 표준 플러그 커넥터와 치수가 다른 정합 플러그를 표준 플러그 커넥터를 사용하여 접촉시키기 위한 특수 플러그 커넥터가 제안된다. 이 특수 플러그 커넥터는 두 개의 지지 핀을 구비한 플러그 커넥터 하우징과, 두 개의 각각의 페룰 하우징을 보유하기 위한 보유 요소를 구비한다. 먼저, 보유 요소가 제1 스프링 요소에 의해 플러그 커넥터 하우징에 탄성적으로 연결된다. 두 번째로, 대응 세장형 구멍을 각각 구비하는 두 개의 아암을 갖는 보유 요소가 스프링의 영향 하에 삽입체의 지지 핀을 중심으로 소정 각도 범위 이내로 회전될 수 있고, 스프링의 영향 하에 페룰에 대해 축방향으로 제1 변위 경로를 따라 변위될 수 있도록 플러그 커넥터 하우징 상에 보유된다.

Description

광학 도파체용 이중 플러그-인 커넥터 {DOUBLE PLUG-IN CONNECTOR FOR OPTICAL WAVEGUIDES}

본 발명은 특히 광전 수신기(opto-electrical receiver)를 구비한, 정합 플러그 커넥터 내로 삽입되어 그와 접촉하는, 광학 도파체용 플러그 커넥터에 관한 것이다.

이런 플러그 커넥터는 한편으로는 정합 플러그 커넥터 내의 광전 수신기 상에 연결되는 광학 도파체의 권장 최소 접촉 압력을 실현할 것이 요구되며, 다른 한편으로는 정합 플러그의 치수가 달라지더라도 확실한 플러그 위치를 달성할 것이 요구된다.

관련 기술 분야에서, 정합 플러그가 직접적으로 회로 기판에 고착될 수 있다는 것이 알려져 있다.

문헌 WO 2004027482A1에는 회로 기판에 고착될 수 있는 이런 정합 플러그의 치수는 특정한 실시예를 구성하게 된다고 언급되어 있다. 따라서, (예를 들어, LC 또는 LX.5 타입 등으로 이루어진) 어떠한 표준화된 광학 플러그 커넥터도 광학 연결을 위해 사용될 수 없다. 따라서, 이 문헌은 서로 다른 표준들에 따른 광학 플러그 커넥터 시스템에 모듈처럼 유연하게 적응될 수 있는 연결 장치를 제안하고 있다. 이 연결 장치는 베이스 부분을 포함하고, 이 베이스 부분은 각각의 플러그 커넥터에 독립적이며, 회로 기판의 표면에 부착되고 역시 광전 구성요소를 둘러싼다. 추가적으로, 연결 장치는 결합 부분을 포함하고, 이 결합 부분은 각 플러그 커넥터 시스템과 조화되며 외측을 향해 베이스 부분에 연결되어 있고, 또한, 베이스 부분에 부착되며 표준화된 파이버 광학 플러그 커넥터를 삽입하기 위한 삽입 개구를 구비한다.

이러한 연결 장치의 한 가지 단점은 특수 결합 시스템이 제공되어 각 플러그 커넥터의 베이스 부분에 부착되어야만 한다는 점이다. 관련 기술에서는 서로 다른 치수의 정합 플러그가 시장에서 발견될 수 있으며, 그래서, 사용자가 이에 따른 호환성 문제에 직면하게 된다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 한편으로는 적어도 그 치수가 종래의 표준에 부합되고, 다른 한편으로는 역시 그 치수가 이 표준으로부터 벗어난 정합 플러그와 함께 사용될 수 있는, 저렴하게 제조될 수 있는 플러그 커넥터를 제공하는 것이다. 특히, 플러그 커넥터는 시장에서 입수할 수 있으면서 광전 컨버터를 구비한 이런 종래의 정합 플러그와 함께 사용될 수 있으며, 회로 기판 상에 직접적으로 고정될 수 있다.

플러그 커넥터가 두 개의 지지 핀을 갖는 플러그 커넥터 하우징을 구비하고, 이 플러그 커넥터는 또한 그에 속하는 두 개의 페룰 하우징을 보유하기 위한 보유 요소를 구비하고, 이들 페룰 하우징 각각은 광 도파체가 내부에 배설되어 있는 페룰을 보유하기 위해 제공되고, 보유 요소는 제1 스프링 요소를 거쳐 플러그 커넥터 하우징에 탄성적으로 연결되고, 또한, 보유 요소는 두 개의 평행 아암을 구비하며, 이 두 개의 평행 아암 각각은 세장형 구멍을 구비하고, 이 세장형 구멍에 의해 보유 요소가 삽입체의 지지 핀 둘레에서 소정 각도 범위 이내로 스프링에 의해 회전가능하게 작용되고, 페룰에 축방향으로 작용하는 스프링에 의해 제1 변위 경로를 따라서 변위될 수 있도록 플러그 커넥터 하우징 상에 보유되는 것으로 이 목적이 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시예는 청구범위 제2항 내지 제9항에 기재되어 있다.

본 발명은 어떠한 특별한 조치도 없이 다양한 정합 플러그의 형상 편차를 자동으로 보상하는 광학 도파체를 위한 플러그 커넥터에 관한 것이다. 특히, 광학 도파체에 축방향으로 삽입되는 깊이의 편차를 자동으로 보상할 뿐만 아니라, 이에 수직인 정합 플러그의 편차도 보상된다.

이런 정합 플러그는 소형 형상-인자 플러그-인(SFP; small form-factor plug-in) 트랜스시버인 것이 바람직하며, 이는 금속 케이지 내로 삽입되어 금속 케이지에 로킹되는 것이 바람직하며, 금속 케이지는 전기 접점을 포함하는 베이스 영역을 갖는 회로 기판 상에 배치된다. 한편으로는, SFP 트랜스시버는 광학 연결부 및 광전 컨버터를 구비하고, 다른 한편으로는 전기적 연결부를 또한 구비하고, 이 전기적 연결부는 금속 케이지의 후방 부분의 카드 에지 커넥터[전열(mezzazine)]와 접촉하고, 그에 의해, 회로 기판에 전기적으로 연결된다. 금속 케이지 내의 하나의 개구는 회로 기판을 둘러싸는 장치 하우징의 하우징 벽에 연결된다. 이 위치에서, 하우징 벽은 개구를 구비하며, 이 개구는 하우징 벽의 다른 측부로부터 어뎁터 하우징 또는 나사결합 하우징(screw-on housing)에 의해 밀봉된다. 그에 의해 정합 플러그 커넥터가 본 발명의 플러그 커넥터와 접촉된다.

이 접촉 동작에서, 페룰 내에 보유된 플러그 커넥터의 광학 도파체는 광학 신호의 최적의 전달을 보증하기 위해 약 5N의 권장 압력으로 정합 플러그의 광학 연결부에 대해 가압되어야 한다.

여기서, 보유 요소는 그에 작용하는 제1 스프링 요소에 의해 제1 변위 경로를 따라서 변위될 수 있는 것이 바람직하며, 그 이유는 플러그 커넥터가 이에 의해 페룰 축의 방향으로 수평으로 정합 플러그 커넥터의 치수에 적응되기 때문이다.

또한, 제1 스프링 요소가 나선형 스프링인 것이 유리하며, 그 이유는 이것이 제1 변위 경로에 걸쳐 예로서, 15N의 거의 일정한 힘을 보증하기 때문이다. 시장에서 입수할 수 있는 종래의 정합 플러그 커넥터의 치수를 고려하면, 2.5 mm과 3 mm 사이의 제1 변위 경로가 특히 바람직한 것으로 판명되었다.

또한, 보유 요소는 스프링의 영향 하에 삽입체의 지지 핀을 중심으로 소정 각도 범위 이내에서 회전가능한 것, 특히, 보유 요소가 그 아암에 의해 두 개의 지지 핀 상에 회전가능하게 장착되는 것이 바람직하며, 그 이유는 플러그 커넥터가 이에 의해 페룰 축의 방향으로 수평으로 뿐만 아니라 수직으로, 즉, 페룰 축에 직각으로도 정합 플러그 커넥터의 치수에 적응되기 때문이다. 따라서, 정합 플러그의 수직 형상 편차도 보상될 수 있다. 시장에서 입수할 수 있는 종래의 정합 플러그의 치수를 고려하면, 페룰 축에 수직으로 대략 0.8 mm에 상당하는 정합 플러그의 편차가 보상될 수 있는 것이 특히 유리한 것으로 판명되었다. 이를 위해, 보유 요소는 측방향 판 스프링을 구비하는 것이 특히 바람직하며, 그 이유는 이에 의해 표준에 부합되는 개시 위치가 기본 상태에서 수직 방향으로 달성되기 때문이다. 이에 의해, 보유 요소의 수직 편향이 존재할 때 초래되는 광학 커넥터의 방향으로의 미소한 변화는 그 페룰 하우징 내의 페룰의 기존 유극에 의해 보상된다.

가능한 가장 저렴한 수단으로 보유 요소의 수평 병진 운동 및 수직 회전 운동을 실현하기 위해, 페룰 축의 방향을 지향하는 세장형 구멍이 보유 요소의 아암에 제공되는 것이 특히 유리하다. 이들 세장형 구멍은 지지 핀 둘레로 연장하며, 그래서, 보유 요소는 페룰 축의 방향으로 변위될 수 있고, 그에 직각으로 회전가능하게 지지 핀에 부착될 수 있다.

플러그 커넥터의 두 개의 페룰 각각이 추가적 스프링에 의해 그 페룰 하우징 내에 스프링 장착되고 제2 변위 경로를 따라서 축방향으로 변위될 수 있도록 장착되는 것이 특히 바람직하다. 두 개의 추가적 스프링의 스프링 상수의 합이 제1 스프링 요소의 스프링 상수보다 작은 것이 더욱 바람직하며, 그 이유는 플러그 커넥터의 페룰 하우징이 그에 페룰이 완전히 삽입되어 있는 정합 플러그에 대해 충돌할 때에만 제1 스프링 요소의 스프링 메커니즘이 작용되기 때문이다. 이는 이에 의해 대략 5N의 정합 플러그의 광학 연결부에 대한 페룰의 사전결정된 접촉 압력이 보증되기 때문에 특히 유리하다. 이는 특히 페룰이 페룰 하우징 내에 완전히 삽입될 수 있을 때 그러하다.

페룰을 그 페룰 하우징 내에 스프링 장착시키는 두 개의 추가적 스프링은 제2 변위 경로를 거쳐 1.3 mm까지의 길이 편차를 보상할 수 있다. 보유 요소가 그 아암 내에 대응 세장형 구멍(이것에 의해 지지 핀을 둘러싸고 하우징에 장착됨)을 구비하여 페룰에 대해 축방향으로 변위될 수 있기 때문에, 보유 요소를 하우징에 탄성적으로 연결시키는 제1 스프링 요소는 예를 들어 제1 변위 경로를 통해 2.8 mm의 매우 더 큰 길이 편차를 보상할 수 있다. 전체적으로, 대략 총 4 mm의 편차를 갖는 삽입 깊이가 이 구성에서 보상될 수 있다.

시프트 하우징(shift housing)의 변위 경로를 단축시키킬 시 플러그 하우징 내의 광학 도파체의 불가피한 굴곡을 보상하기 위해, 하우징의 소정 최소 길이가 필요하다.

플러그 커넥터 하우징이 다수의 부재로 구현되고, 외부 하우징 및 이에 삽입된 삽입체를 포함하는 것이 특히 유리하며, 그 이유는 이 방식으로 유니버셜 플러그 커넥터 하우징이 외부 하우징으로서 사용될 수 있고, 이 또한 제조 비용을 감소시키기 때문이다.

또한, 보유 요소가 탄성적으로 변형가능한 재료로 구성되는 것이 바람직하며, 그 이유는 그 세장형 구멍을 갖는 그 평행 아암이 플러그 커넥터의 조립시 하우징의 둥근 지지 핀 위로 변위되고 그들 상에 로킹되기 때문이다. 지지 핀은 보유 요소의 직사각형 일체형 몰딩의 두 개의 평행 외부 벽 상에 배열되고 이에 따라 경사진 활주 표면을 구비하는 것이 바람직하다.

보유 요소가 탄성 변형가능한 재료로 이루어지는 경우, 이는 또한 제조 비용을 감소시키며, 그 이유는 측방향 판 스프링이 보유 요소와 함께 하나의 부재에서 구현될 수 있기 때문이다.

본 발명의 일 예시적 실시예가 도면에 예시되고 이하에서 더 상세히 설명된다.
도 1a는 플러그 커넥터의 분해도를 도시한다.
도 1b는 분해도로부터의 관련 세부사항을 보유 요소, 스프링 요소 및 삽입체의 견지에서 서로 다른 각도로부터 도시한다.
도 2는 보유 요소를 구비하는 삽입체의 측부를 도시한다.
도 3은 보유 요소를 구비하는 삽입체의 상면도를 도시한다.

도 1a는 그 개별 부분들을 구비하는 광 도파체(24, 24')를 위한 플러그 커넥터(1)의 분해도를 도시한다. 이 플러그 커넥터(1)는 상단 부분(31) 및 저부 부분(32)을 갖는 보유 요소(3)와, 두 개의 각각의 페룰 하우징(33, 33')을 포함하며, 페룰 하우징 각각은 광학 도파체(24, 24')가 내부에 매설되어 있는 하나의 페룰(21, 21')을 보유하기 위한 것이다. 변형 경감 요소(22) 및 외피(23)와 함께 광 도파체(24, 24')는 광학 도파체 케이블(2)이 일부이다.

추가적으로, 플러그 커넥터(1)는 아연 캐스팅 방법에 의해 제조된, 외부 하우징(41)과 삽입체(5)를 포함하는 플러그 커넥터 하우징(4)을 포함한다. 삽입체(5)는 홀더(501)와 클램핑 요소(51)를 포함한다.

클램핑 요소(51)는 블록(52)과 그에 스크류결합되는 클램프(53)를 포함한다. 블록(52) 및 클램프(53) 각각은 자립 클램핑 판(54, 55)을 구비하고, 이 자립 클램핑 판은 제1 스크류(531)를 사용하여 함께 스크류 결합될 때 함께 가압되고 그에 의해 광학 도파체 케이블(2)의 변형 경감을 위해 서로의 사이에 광 도파체 케이블(2) 내에 제공되는 변형 경감 요소(22)를 클램핑하기 위해 제공된다. 삽입체(5)는 플러그 커넥터 하우징(4)에 속하는 외부 하우징(41) 내로 삽입될 수 있다. 추가적으로, 외부 하우징(41)은 다부재 케이블 스크류 연결부(42)를 포함하고, 이에 의해, 외부 하우징(41)을 통과한 광학 도파체 케이블(2)이 안내되고 그에 스크류결합될 수 있다.

도 1b는 제1 스프링 요소(6)를 통해 삽입체(5)에 연결될 수 있는, 탄성 변형가능한 재료로 이루어진 중공 보유 요소(3)를 특히 잘 보여주고 있다.

삽입체(5)의 홀더(501)는 내부 공동을 포위하는 직사각형 일체형 몰딩(58)을 구비한다. 안내 슬롯(591)을 구비한 원통형 일체형 몰딩(59)은 각각의 일체형 몰딩(58) 상에 일체로 몰딩된다.

보유 요소(3)는 평탄한 안내 핀(37)을 구비하며, 이는 두 개의 아암(34, 34') 사이의 중앙에서 이들에 평행하게 배열된다.

나선형 스프링 형태로 구현되는 제1 스프링 요소(6)는 플러그 커넥터(1)의 조립시 원통형 일체형 몰딩(59) 위로 추진되고, 그곳에서 보유된다. 보유 요소(3)의 아암(34, 34')은 지지 핀(56, 56') 위로 추진되고, 지지 핀은 이를 위해 경사진 활주면(도면에는 상세히 도시되어 있지 않음)을 구비한다. 그 세장형 구멍(35, 35')을 갖는 아암(34, 34')은 그후 지지 핀(56, 56') 상에 로킹된다. 동시에, 평탄한 안내 핀(37)이 나선형 스프링 형태의 제1 스프링 요소(6)에 결합되고, 대응 스프링 장력 하에서 원통형 일체형 몰딩(59)의 안내 슬롯(591) 내로 삽입된다.

도 2는 좌표 시스템의 X 축을 따른 관찰 방향에서의 측면도로 플러그 커넥터(1)의 일부를 도시한다. 이 도면은 보유 요소(3)와 세장형 구멍(35)을 구비하는 각각의 아암(34)을 보여준다. 세장형 구멍(35)은 삽입체(5)의 지지 핀(56) 둘레로 연장하며, 동시에, Z 방향으로의 보유 요소(3)의 병진 운동과, Y 방향으로 X 축을 중심으로 한 보유 요소(3)의 미소한 회전 운동을 허용한다. 아암에 연결된 보유 요소(3)의 측벽의 나머지 부분은 여기에 도시되어 있지 않으며, 그에 의해, 내부 구조의 모습을 드러내고 있다. 측방향 판 스프링(301, 301')은 삽입체(5)의 두 개의 대향 단부 상에 일 측부상에서 일체로 몰딩 및 고정된다. 이들 판 스프링(301, 301')은 표준에 부합되는 조립된 플러그 커넥터(1)의 기본 상태에서 보유 요소(3) 및 이에 따른 페룰(21, 21')을 중심설정한다. 추가적으로, 보유 요소(3)는 각 페룰 하우징(33)을 위한 돌출부(36)를 구비함으로써 각각의 페룰 하우징(33)의 포획 장치(39)를 하향 가압하여 정합 플러그 내에 로킹되는 것을 방지한다.

위에서 본 시점에서, 도 3은 좌표 시스템의 Y 축을 따른 관찰 방향으로 상단 부분이 제거되어 있는 플러그 커넥터(1)의 부분을 도시한다. 여기서는 변형 경감 메커니즘을 특히 잘 볼 수 있다. 두 개의 클램핑 판(54, 55)은 그들 사이에 광학 도파체 케이블(2)의 변형 경감 요소(22)를 클램핑하고 있다.

조립시, 광학 도파체 케이블(2)은 그 페룰과 함께 먼저 케이블 스크류 연결부를 통해, 그리고, 외부 하우징을 통해 안내된다. 그후, 페룰 하우징(33, 33')이 저부 부분(32) 내로 삽입되고 그곳에서 로킹된다. 다음에, 상단 부분(31)이 저부 부분(32) 상에 배치되고 로킹 수단으로 그곳에서 로킹된다. 제1 스프링 요소(6)는 원통형 일체형 몰딩(59) 위로 추진된다. 다음에, 보유 요소(3)의 평탄한 안내 핀(37)이 스프링 요소(6) 내로 삽입되고, 대응 스프링 장력 하에 안내 슬롯(591) 내로 추진된다. 동시에, 보유 요소(3)의 아암(34, 34')은 직사각형 일체형 몰딩(58)의 평행 측벽 위로, 그리고, 직사각형 일체형 몰딩(58)의 대면 벽 상에 배열된 지지 핀(56)의 경사진 활주면 위로 추진된다. 다음에, 그 세장형 구멍(35, 35')을 갖는 아암(34, 34')이 지지 핀(56) 상에 로킹된다.

광학 도파체 케이블(2)의 변형 경감 요소(22)는 클램핑 요소(51)의 클램핑 판(54, 55) 사이에 배열된다. 제1 스크류(531)에 의해, 클램프(53)가 블록(52)에 대해 스크류결합된다. 이에 의해, 변형 경감 요소(22)가 클램핑 판(54, 55) 사이에 클램핑된다. 클램핑 요소는 그후 삽입체(5)의 직사각형 일체형 몰딩(58)의 내부 공동 내로 삽입됨으로써 광학 도파체 케이블(2)의 변형 경감을 보증한다.

그후, 삽입체(5) 및 보유 요소(3)로 구성되는 배열체가 외부 하우징(41) 내로 삽입되고 제2 스크류(411)를 사용하여 긴밀하게 그곳에 스크류 결합된다.

광학 도파체 케이블(2)은 케이블 스크류 연결부(42)에 의해 외부 하우징(41)에 고착된다.

1: 플러그 커넥터
2: 광학 도파체 케이블
21, 21': 페룰
22: 변형 경감 요소
23: 외피
24, 24': 광학 도파체
3: 보유 요소
301, 301': 판 스프링
31: 상단 부분
32: 저부 부분
33, 33': 페룰 하우징
34, 34': 아암
35, 35': 세장형 구멍
36, 36': 돌출부
37: 평탄한 안내 핀
39, 39': 로킹 장치
4: 플러그 커넥터 하우징
41: 외부 하우징
411: 제2 스크류
42: 케이블 스크류 연결부
5: 삽입체
501: 홀더
51: 클램핑 요소
52: 블록
53: 클램프
531: 제1 스크류
54, 55: 클램핑 판
56, 56': 지지 핀
58: 직사각형 일체형 몰딩
59: 원통형 일체형 몰딩
591: 안내 슬롯
6: 제1 스프링 요소

Claims (9)

1. 특히, 광전 컨버터를 구비하는 정합 플러그 커넥터와 연결 및 접촉하기 위한 광학 도파체(24, 24')를 위한 플러그 커넥터(1)에 있어서,
   플러그 커넥터(1)는 두 개의 지지 핀(56, 56')을 구비한 플러그 커넥터 하우징(4)을 구비하고,
   플러그 커넥터(1)는 그에 속하는 두 개의 페룰 하우징(33, 33')을 보유하기 위한 보유 요소(3)를 더 구비하고,
   이들 페룰 하우징(33, 33') 각각은 내부에 광학 도파체(24, 24')가 매설되어 있는 페룰(21, 21')을 보유하기 위해 제공되고, 보유 요소(3)는 제1 스프링 요소(6)를 통해 플러그 커넥터 하우징(4)에 탄성적으로 연결되고, 보유 요소(3)는 두 개의 평행 아암(34, 34')을 구비하며, 두 개의 평행 아암 각각은 세장형 구멍(35, 35')을 구비하고, 또한, 이 세장형 구멍에 의해 보유 요소(3)는 스프링의 영향 하에 삽입체(5)의 지지 핀(56, 56')을 중심으로 소정 각도 범위 이내로 회전가능하고, 플러그 커넥터 하우징(4) 상에 보유되며, 스프링의 영향 하에 페룰(21, 21')에 축방향으로 제1 변위 경로를 따라서 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는 플러그 커넥터.
2. 제1항에 있어서, 플러그 커넥터 하우징(4)은 다수의 부재로 구성되고, 외부 하우징(4) 및 내부에 삽입된 삽입체(5)를 포함하고, 두 개의 지지 핀(56, 56')은 삽입체(5)의 일부인 것을 특징으로 하는 플러그 커넥터.
3. 제1항에 있어서, 제1 스프링 요소(6)는 나선형 스프링의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 플러그 커넥터.
4. 제1항에 있어서, 보유 요소(3)는 플러그 커넥터(1) 내에서의 보유 요소의 중심설정을 위해 적어도 하나의 측방향 판 스프링(301, 301')을 구비하는 것을 특징으로 하는 플러그 커넥터.
5. 제4항에 있어서, 보유 요소(3)는 탄성적으로 변형될 수 있는 재료로 구성되고, 적어도 하나의 측방향 스프링(301, 301')은 보유 요소(3)와 함께 하나의 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 플러그 커넥터.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 적어도 하나의 측방향 판 스프링은 두 개의 판 스프링(301, 301')을 포함하고, 두 개의 판 스프링은 보유 요소(3)의 대향 측부들 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 플러그 커넥터.
7. 제1항에 있어서, 각 페룰(21, 21')은 그 페룰 하우징(33, 33') 내에 추가적 스프링에 의해 탄성적으로 장착되고, 제2 변위 경로를 따라서 축방향으로 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는 플러그 커넥터.
8. 제7항에 있어서, 제2 변위 경로는 제1 변위 경로보다 짧은 것을 특징으로 하는 플러그 커넥터.
9. 제7항에 있어서, 두 개의 추가적 스프링의 스프링 상수의 합은 제1 스프링 요소(6)의 스프링 상수보다 작은 것을 특징으로 하는 플러그 커넥터.

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