KR940000089B1 - 개량된 광섬유 페이아웃 방법 및 장치 - Google Patents
개량된 광섬유 페이아웃 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 본 발명의 광섬유 페이아웃(payout)장치의 개략도.
제2도는 편향기(deflector)의 작용상태를 나타내는 단면도.
제3(a)도는 본 발명의 패이아웃 장치에 사용되는 편향기의 바람직한 다른 실시태양을 나타내는 도면.
제3(b)(c)도는 각각 본 발명의 페이아웃 장치에 사용되는 편향기의 바람직한 다른 실시태양의 평면도와, 부분단면을 취한 측면도.
제4도는 본 발명의 광섬유 페이아웃 장치의 다른 실시태양을 나타내는 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 10' : 광섬유 페이아웃 장치 12 : 페이아웃 휠
14, 14' : 광섬유 16 : 보빈
18 : 편향장치 20 : 편향기
22 : 모터 24 : 중공축
본 발명은 광섬유 공업기술에 관한 것으로서, 특히 광섬유의 고속 페이아웃(payout)기술에 관한 것이다.
본 발명에서는 본 발명이 특별한 적용예에 따른 실시태양들을 나타내어 설명되어지나 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다. 본 명세서에 설명된 기술에 접근하고 본 발명의 기술분야에 있어 숙련된 자에게는 본 발명의 범위내에서의 추가의 변경과 적용 및 실시태양과 본 발명이 중요한 사용 용도가 되어지게 되는 추가의 분야가 있게 됨을 알게 될 것이다.
고속 전달 매체의 광학적 유도는 상당한 정도의 스트레스가 광섬유에 가해지는 조건들하에서 광섬유의 페이아웃의 실행을 초래하게 된다. 따라서, 이와같은 스트레스에 견딜 수 있는 광섬유의 능력을 검사하기 위한 많은 수의 기술들이 개발되어 왔다. 이상적으로는, 상기 검사는 실제 적용상태에서 광섬유상의 스트레스 상태의 정확한 시뮬레이션을 제공한다.
예를들어, 보빈으로부터 공기중으로의 광섬유의 고속 페이아웃을 실행하는 지상 발사되어 광학적으로 안내 되어지는 전달매체용의 페이아웃 검사가 개발되어 왔다. 신호가 광섬유상에 전달되고 소정의 검사 측정작업이 행해지게 된다. 공교롭게도, 섬유사가 페이아웃 장치로부터 빠져 나올때 섬유사를 거의 즉각적으로 공중에서 정지시킬 수 있도록 공기력이 작용하기 이전에 이미 섬유사는 직선적으로 20 내지 50피트 정도를 이동하게 됨을 알게 되었다. 이는 섬유사가 지상으로 떨어지기 전에 공중에서 엉클어지게 되는 형상을 초래하게 된다. 섬유사내에 형성되는 무수한 예리한 매듭들이 신호를 감쇠시키고 섬유사에 전달되어지는 전달매체 제어 신호를 방해하게 된다. 이와같은 섬유사의 바람직하지 못한 ″버드 네스팅(bird nesting)현상은 매초당 400피트를 초과하는 페이아웃 속도에서 신호 전송에 영향을 미치게 됨이 관찰 되어왔다.
따라서, 본 기술분야에 있어 정지되어 있는 페이아웃 장치로부터의 광섬유의 고속 페이아웃에 있어서의 개량됨이 제공되어질 필요가 있게 되었다.
본 기술분야에 있어 이와같은 상기 필요의 해결이 본 발명에 의해 이루어진다. 본 발명은 보빈으로부터 광섬유를 잡아 당기고 이것을 공기중으로 배출분산시키는 페이아웃휠을 구비하는 페이아웃 장치를 사용하게 된다. 본 발명은 섬유사가 페이아웃 휠로부터 페이아웃 되어짐에 따라 나선형 패턴으로 섬유사를 편향시키는 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명은 섬유사가 페이아웃 됨에 따라 나선형 페이아웃 패턴을 형성하도록 회전되어지는 섬유사의 경로내에 설치되는 편향장치를 포함한다.
특별한 실시태양에 있어서, 상기 편향장치는 섬유사가 페이아웃 휠로부터 페이아웃 되어짐에 따라 섬유사가 통과하게 되는 중공축(holllow shaft)을 포함하고 있게 된다. 이 중공축은 그의 길이방향으로 형성된 터널을 포함하고 있다. 이 터널에는 상기 중공축의 종축선을 따라 섬유사를 배향시키는 제1부분과 제1부분에 관해 각도를 이루어 형성된 제2부분이 구성되어 있다. 편향장치의 회전에 의한 섬유사의 확포(spreading)는 신호의 감쇠현상을 감소시키게 된다.
이상적으로, 편향장치의 회전속도는 섬유사가 보빈으로부터 잡아당겨지는 속도와 대등하게 되어진다. 편향장치의 회전방향은 섬유사가 보빈으로부터 잡아당겨지는 방향과 반대가 되고, 이로써 보빈으로부터 섬유사가 페이아웃되는 과정에서 섬유사내 유발되는 엉클어짐 또는 꼬임 현상이 방지되고, 또한 섬유사내의 예리한 매듭 또는 ″피그테일″(pigtails)의 형성이 감소된다.
본 발명의 잇점을 설명하기 위해 첨부되는 도면을 참조로하여 본 발명의 실시태양 및 예시적인 적용예를 기술한다.
제1도는 본 발명의 개량된 광섬유 페이아웃 장치(10)의 개략도이다. 광섬유 페이아웃 장치(10)는 보빈(16)으로부터 광섬유(14)를 잡아당겨 공기중으로 배출시키는 종래의 (공기력 제동자)페이아웃 휠(12)을 구비하고 있다. 본 발명의 특히 고유한 특징은 편향기(20)와 모터(22)를 구비하고 있는 모터구동의 편향장치(18)의 제공이다. 모터(22)는 편향기(20)를 구동시켜 광섬유 (14)가 나선형 패턴(32)으로 페이아웃 되도록 한다. 제1도에 도시된 바와같이, 광섬유가 페이아웃 되어짐에 따라 광섬유(14)를 결집시키기 위해 추가의 굽힘봉(33)이 사용되어질 수 있다. 굽힘봉(33)은 페이아웃된 광섬유의 나선(helix)(32)의 축선을 따라 위치되어 지사에 원형으로 광섬유룰 결집시키게 된다.
모터(22)는 중공축 모터가 사용되는데, 이는 본 기술분야에 있어 숙련된 자들에 있어서는 다른 형태의 모터도 편향기(20)에 회전구동력을 제공하는데 있어 사용되어질 수 있음을 알게 될 것이다. 이와같은 하나의 선택가능한 것으로서 공구 포스트 고라인더에 사용되는 것과 같은 벨트 구동 스핀들들을 사용하는 것이 있다. 운전 모형은 열 모델번호 J-2A 그라인더를 사용하는 것이 이용된다.
편향기(20)의 예시적인 예가 제2도에 단면도로써 나타내져 있다. 제2도에 도시된 바와같이, 편향기(20)는 모터(22)의 중공축(24)상에 삽입되도록 구성된다. 편향기(20)는 양호한 마모특성을 나타낼 수 있도록 단단한 산화피막 처리된 알루미늄 재료를 사용하고 저마찰성을 나타낼 수 있도록 테플론 피막처리를 하여 제조된다. 터널(26)이 편향기(20)내에 제공되어진다. 이 터널(26)은 모터축(24)의 종축선(29)과 거의 평행한 제1단부(28)를 구성하고 있다. 터널(28)은 또한 광섬유(14)의 전향(redirection)을 위해 제1단부(28)에 대해 편향각(θ)을 형성하여 구성되는 제2단부(30)를 구성한다. 편향각(θ)은 광섬유 페이아웃속도와 편향기 회전속도에서 사용되는 적합한 직경값을 갖는 광섬유 나선을 제공할 수 있도록 선택된다.
도시된 실시태양에 있어서는, 10°의 각도가 요구되는 나선의 직경값을 제공하도록 하는데 있어 편향각도를 선택되었다. 바람직한 실시태양에 있어서는, 편향기의 편향각(θ)과 회전속도는 페이아웃된 광섬유 나선(32)의 평균 반경이 보빈에 감겨진 광섬유 나선(34)의 직경과 같도록 선택된다.
제3(a)도는 편향기(20)의 바람직한 다른 실시태양을 나타낸 도면이다. 이 실시태양에서는 편향기(20)가 중공축(24)의 내측에 끼워맞추어지도록 설계되어 있다. 중공축(24)은 전술한 바와같은 모터(22)의 모터축(24) 또는 스핀들축으로 대체 될 수도 있다. 제3(a)도에 도시된 평향기는 전술한 바와같이 각각 제1단부(28)와 제2단부(30)가 형성된 터널(26)을 포함한다. 제1단부(28)은 중공축 중심선을 따라 광섬유를 배향시키기 위한 램프로 형성된다. 제2단부(30)는 광섬유를 배향시키기 위한 환상영역을 구성한다. 이러한 제1단부 및 제2단부가 제3(a)도에 나타내져 있다.
제3(b)도는 제3(a)도의 편향기(20)의 평면도이고, 세3(e)도는 그의 부분단면을 취한 측면도이다. 제3(b)도 및 제3(c)도에 보다 자세하게 도시된 바와같이, 제2단부(30)는 광섬유(14)를 매우 점진적으로 편향점에 안내하여 이르도록 설계된 긴 환상의 만곡램프를 형성한다. 광섬유(14)의 편향각도를 서서히 변화시킴으로써 편향에 따른 스트레스가 최소화되어진다. 만곡형성되는 제2단부(30)는 편향기(20)의 작은 직경값을 갖는 제1부분(32)내에 위치되어지고, 반면에 제2단부(30)의 팁(36)부분은 보다 큰 직경값을 갖는 제2부분(34)내에 위치되어진다. 제1부분(3의 작은 직경의 횡단면으로 인해 중공 모터축(24)안으로의 삽입이 가능하게 된다. 보다 큰 직경값을 갖는 제2부분(34)은 중공축 이상까지 연장되고 평향된 광섬유의 배출을 제공하게 된다.
작동면에 있어서, 광섬유(14)가 페이아웃 휠(12)과 편향기(20)를 통하여 보빈(16)으로부터 공급된다. 그다음, 페이아웃 휠(12)이 작동하고, 편향기(20)구동을 위해 모터(22)가 작동된다. 모터(22)가 작동함으로써 편향기(20)가 광섬유르(14)의 종축선을 중심으로 회전하게 된다. 바람직한 실시태양에 있어서, 모터(22)는 편향기의 회전속도가 광섬유가 보빈으로부터 풀려 나감에 따른 광섬유 나선의 감김속도와 합치되도록 설계된다. 예를들어, 6인치 직경의 보빈(16)은 광섬유나선(24)의 각각의 회전마다 약 1.5인치의 광섬유를 산출하게 된다. 따라서, 편향기는 이곳을 통하는 매 1.5인치 길이의 광섬유마다 1회전씩 회전되어져야 한다. 다르게 나타내면, 편향기(20)의 회전 페이아웃 회전 페이아웃 속도와 광섬유 나선 회전속도가 ±50% 오차이내에서 만족스럽게 작동함이 증명되었다.
또한, 바람직한 실시태양에 있어서, 평향기의 회전 방향은 광섬유가 보빈으로부터 잡아당겨지는 방향과 반대가 된다. 이로써, 보빈으로부터 광섬유가 잡아당겨지는 과정에서 광섬유내에 유발되는 꼬임현상의 발생을 효과적으로 막아 주고, 또한 공섬유내의 예리한 매듭 또는 ″피그테일″의 형상을 감소시켜 준댜ㅏ.
제4도는 본 발명의 광섬유 페이아웃 장치(10')의 또다른 실시예를 나타낸 도면이다. 제4도의 실시태양은 벨트(21')와 모터(')로써 구동되는 평향기 조립체(')를 구비한다. 편향기 조립체(20')는 선회운동 가능하게 설치된 웨이트(42')에 의해 바이어스되는 유연성 플레이트(40')를 포함하고 있다. 모터(22')가 작동되기 전에, 유연성 플레이트(40')가 곧게 뻗어지게 되고 광섬유(14')가 유연성 플레이트(40')를 통하여 용이하게 삽입된다. 편향기 조립체(20')가 모터(22')에 의해 회전되면 원심력이 작용되어 웨이트(42')가 플레이트(40')상에 지지되어지도록 한다. 이로써 전술한 방식으로 광섬유(14')의 편향이 이루어진다. 이 실시태양에서, 편향각도, 즉, 페이아웃 나선의 크기는 편향기 조립체(20')의 회전속도를 제어함으로써 제어된다.
이렇게 하여, 본 명세서는 본 발명의 특징의 적용예에 따른 특정의 실시태양을 참고로하여 설명되었다. 본 기술분야에 있어 숙련된 기술을 갖고 본 발명의 기술에 접근가능한 자는 본 발명의 범위이내에서 추가의 수정과 적용예 및 실시태양들이 있음을 알게 될 것이다.
따라서, 본 발명의 범위내의 모든 적용예와 수정 및 실시태양을 포함하는 것이 첨부된 청구범위에 의해 주장된다.
Claims (9)
- 보빈으로부터 광섬유를 잡아당겨 상기 광섬유를 제1방향으로 회전시키고 상기 광섬유를 공기중으로 배출시키기 위한 페이아웃 휠을 포함하는 페이아웃 장치에 있어서, 상기 광섬유가 상기 페이아웃 휠로부터 페이아웃됨에 따라 나선형 패턴으로 상기 광섬유를 편향시키는 수단으로서, 상기 광섬유 편향수단은, 상기 광섬유의 경로에 설치되는 편향기와, 상기 편향기를 상기 제1방향과 반대인 제2방향으로 회전시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 페이아웃 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 편향기가 상기 페이아웃 휠로부터 상기 광섬유가 페이아웃됨에 따라 상기 광섬유가 통과하는 중공축을 포함하는 광섬유 페이아웃 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 중공축이 그의 길이 방향으로 터널을 포함하고 있고, 상기 터널이 그의 종축선을 따라 형성되는 제1부분과 상기 제1부분에 관해 편향각을 형성하여 구성되는 제2부분을 구성하여 포함하는 광섬유 페이아웃 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 광섬유가 페이아웃됨에 따라 상기 광섬유를 결집시키기 위하여 상기 나선형 패턴의 축선을 따라 놓여진 굽힘봉을 특징으로 하는 광섬유 페이아웃 장치.
- 상기 보빈으로부터 광섬유를 축방향으로 잡아당겨 상기 광섬유를 제1방향으로 회전시키는 페이아웃 휠과 ; 광섬유가 상기 페이아웃 휠로부터 페이아웃 되어짐에 따라 상기 광섬유를 편향시키기 위해 상기 광섬유의 경로안에 설치되는 편향기와 ; 나선형 패턴으로 상기 광섬유를 시키도록 상기 편향기를 상기 제1방향과 반대인 제2방향으로 회전시키기 위한 수단을 포함하는 광섬유 페이아웃 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 편향기가 상기 페이아웃 휠로부터 광섬유가 페이아웃 되어짐에 따라 상기 광섬유가 통과하는 중공축을 포함하는 광섬유 페이아웃 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 중공축이 그의 길이 방향으로 터널를 포함하고, 상기 터널이 그의 종축선을 따라 형성되는 제1부분과, 상기 제1부분에 관해 편향각을 형성하여 구성되는 제2부분을 구성하여 포함하는 광섬유 페이아웃 장치.
- 광섬유를 보빈으로부터 페이아웃하는 장치에 있어서 ; 상기 보빈으로부터 광섬유를 잡아당기기 위한 페이아웃 휠과 ; 상기 페이아웃 휠로부터 광섬유가 페이아웃 되어짐에 따라 상기 광섬유를 편향시키기 위하여 광섬유의 경로상에 설치되는 편향기와 ; 상기 광섬유를 나선형 패턴으로 페이아웃 시키는 방향에 응답하여 구부러지는 플레이트를 포함하는 상기 편향기를 회전시키기 위한 수단을 포함하는 광섬유 페이아웃 장치.
- 제10항에 있어서, 상기 방향에 응답하여 상기 플레이트를 가압하도록 상기 플레이트에 대해 피봇가능하게 장착되는 웨이트를 포함하는 광섬유 페이아웃 장치.
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