WO2013157761A1 - 광섬유 가공장치 및 방법 - Google Patents

광섬유 가공장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2013157761A1
WO2013157761A1 PCT/KR2013/002804 KR2013002804W WO2013157761A1 WO 2013157761 A1 WO2013157761 A1 WO 2013157761A1 KR 2013002804 W KR2013002804 W KR 2013002804W WO 2013157761 A1 WO2013157761 A1 WO 2013157761A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical fiber
unit
support unit
movable
movable unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2013/002804
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
배병영
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2013157761A1 publication Critical patent/WO2013157761A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted along at least a portion of the lateral surface of the fibre
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12166—Manufacturing methods
    • G02B2006/12197—Grinding; Polishing

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber processing apparatus, and more particularly, to an optical fiber processing apparatus and a processing method using the same for partially removing the cladding surrounding the core of the light propagating along the core of the optical fiber to obtain the side light emitting effect of the optical fiber. .
  • the optical fiber is composed of a double structure of a core (cladding) surrounding the core (core) on the inside and the outside.
  • the core refracts light to propagate along the optical fiber with light emitted from one end of the optical fiber.
  • optical fibers have various uses, and in particular, the optical fiber is used as a lighting material for realizing various lighting annular shapes such as interior lighting or mood lighting by utilizing light propagating along a core.
  • optical fiber In order for an optical fiber to act as a light, light traveling along the core must be emitted to the outside of the optical fiber, and the optical fiber is processed to remove a portion of the cladding.
  • Conventional processing methods for processing the optical fiber is to remove the cladding by spraying sand on the optical fiber through a sanding injection, or to remove the cladding through thermal or chemical changes.
  • the conventional optical fiber processing apparatus is not only complicated in structure but also expensive in price, it is a factor to increase the unit cost of the product (processed optical fiber).
  • the area to be processed at one time is narrow, processing time is required, which is a factor of increasing the work cost.
  • various application products applying the optical fiber manufactured through the conventional optical fiber processing apparatus also have a problem that a high unit price has to be applied, which makes it difficult to expand the application.
  • an object of the present invention is to provide an optical fiber processing apparatus and a processing method using the same, which can maintain the tensile force of the optical fiber after processing almost equal to the tensile force of the optical fiber before processing.
  • Another object of the present invention is to provide an optical fiber processing apparatus having a simple overall configuration and a low manufacturing cost.
  • the present invention provides a release portion and the winding portion for supporting both sides of the optical fiber to maintain a portion of the optical fiber in a straight line by a predetermined tension;
  • a support unit for supporting the optical fiber when the optical fiber processing;
  • a movable unit spaced apart from the support unit with the optical fiber interposed therebetween and movable in a first direction reciprocating in a linear direction toward the support member and in a second direction reciprocating in a direction perpendicular to the first direction.
  • the movable unit and the support unit wear a cladding surrounding the core of the optical fiber at a pressurized state with a minimum pressure to form a light emitting region.
  • the movable unit is a body; And coupled to the body, the wear member is a fine concavo-convex portion on a surface formed; may include, the wear member to form a plurality of fine grooves to let the cladding exposed to the outside a portion of the core in the light emitting region Part of the cladding can be removed.
  • the fine concave-convex portion can also be made of a pattern constantly.
  • the present invention may further include at least one elasticity adjusting member for elastically supporting the wear member inside the body.
  • the resilient control member may be made of a spring flanger, it may further comprise a set screw detachably fastened to the body to secure the spring plunger.
  • the elastic adjustment member a coil spring or a leaf spring; It is also possible to include; and an adjusting screw for supporting the coil spring or the leaf spring.
  • the support unit may include a friction member corresponding to the wear member, and the wear member and the friction member may have a plate shape.
  • the friction member may be formed with a plurality of fine irregularities on the surface facing the wear member.
  • the support unit moves in the second direction, but preferably moves in a direction opposite to the movement of the second movable direction of the movable unit.
  • the movable unit and the support unit may each have a roller shape, and may simultaneously reciprocate along the second direction while pressing the optical fiber.
  • the movable unit and the support unit may be disposed in parallel with each other, and the rotation unit may form the light emitting area while rolling along the longitudinal direction of the optical fiber.
  • At least one of the movable unit and the support unit is radially recessed in a V-shaped groove so that the movable unit and the support unit are in contact with the optical fiber when the optical fiber is pressed at least three points. .
  • a pair of restriction blocks for limiting the moving distance of the movable unit in the second direction, wherein the pair of restriction blocks have both ends of the movable member when the movable unit moves along the second direction. It may include a buffer member for cushioning the collision with.
  • a pair of guide blocks disposed on both sides of the support unit along the second direction to guide the movable unit in the second direction; And a plurality of guide rollers rotatably installed at the lower end of the body to slidably rotate along the pair of guide rails.
  • the present invention provides a release portion and a winding portion for supporting both sides of the optical fiber to maintain a portion of the optical fiber in a straight line by a predetermined tension;
  • a support unit for supporting the optical fiber when the optical fiber processing;
  • a movable unit spaced apart from the support unit with the optical fiber interposed therebetween and moving in a first direction reciprocating in a linear direction toward the support member and in a second direction reciprocating in a direction perpendicular to the first direction;
  • a pair of optical fiber guides disposed between the release part and the support unit, and between the winding part and the support unit, to guide the optical fiber to be within a processing error range, wherein the movable unit and the support unit are the optical fiber.
  • the cladding surrounding the core of the core is worn under pressure to form a light emitting region, and the pair of optical fiber guides have a space portion through which the optical fiber can flow during the optical fiber processing.
  • the present invention comprises the steps of (a) positioning the optical fiber between the movable unit is formed with a plurality of fine irregularities on one surface and the support unit disposed at intervals opposite the movable unit; (B) pressing the optical fiber between the movable unit and the support unit by moving the movable unit toward the support unit; And a plurality of fine grooves for operating the movable member to wear a cladding surrounding the core of the optical fiber by the minute unevenness to expose a portion of the core to the outside of the cladding. (C) forming a; by providing an optical fiber processing method comprising a, it can achieve the above object.
  • the movable unit may be moved in a direction perpendicular to the pressing direction of the optical fiber so that the optical fiber rotates in a pressurized state between the movable unit and the support unit.
  • the movable unit reciprocates at least once in a direction perpendicular to the pressing direction of the optical fiber.
  • the support unit may move in a direction opposite to the moving direction of the movable unit.
  • the support unit may form a plurality of fine grooves in the cladding of the optical fiber by forming a plurality of fine uneven portions on the surface facing the optical fiber.
  • the movable unit is preferably rolled in a state of pressing the optical fiber in the longitudinal direction of the optical fiber.
  • the support unit presses the optical fiber along the longitudinal direction of the optical fiber together with the movable unit, and the rotation shafts of the support unit and the movable unit are preferably arranged in parallel with each other.
  • the support unit may include a plurality of fine grooves on an outer circumference thereof to form a plurality of fine grooves in the cladding of the optical fiber.
  • the movable unit or the support unit has at least two portions in contact with the optical fiber.
  • step (D) after the step (c), moving the movable unit in a direction away from the support unit to release the pressure applied to the optical fiber; And (e) moving the optical fiber by a predetermined distance in the longitudinal direction of the optical fiber.
  • steps (a) to (d) are sequentially performed. It is preferable.
  • the cladding is formed between the movable unit and the support unit by forming a light emitting region having a plurality of fine holes through which light can be emitted as the optical fiber is pressed under the minimum pressure for processing.
  • the present invention has the advantage that can be manufactured at a lower cost than conventional expensive equipment because the optical fiber is processed using a simple structure of the movable unit and the support unit.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an optical fiber processing apparatus according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing an optical fiber processing apparatus according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the movable unit shown in FIG.
  • FIG. 4 is a view showing a fine uneven portion formed in the wear member shown in FIG.
  • FIG. 5 is a view showing an example in which the fine uneven portion formed in the wear member is patterned
  • 6A is a view showing a light emitting region formed in an optical fiber by a plurality of movable units
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line A-A shown in FIG. 6A,
  • FIG. 7 is a schematic view showing a process of wearing the cladding of the optical fiber between the wear member and the friction member made of a plate shape
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example in which the wear member and the friction member illustrated in FIG. 7 wear together with the cladding of the optical fiber while moving together in opposite directions;
  • 9 to 12 are views showing various embodiments of the movable unit and the support unit made of a roller shape
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing an optical fiber processed by a roller type movable unit and a support unit;
  • FIG. 14 is a flowchart sequentially illustrating a process of processing an optical fiber made through the optical fiber processing apparatus according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 15 is a schematic perspective view showing an optical fiber processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is an exploded perspective view showing the guide roller shown in FIG. 15.
  • the optical fiber processing apparatus includes a work bench 110, a release unit 120, a winding unit 130, a plurality of movable units 140, and a plurality of supports.
  • Work table 110 is formed in the longitudinal direction and the work plate 111 is installed on the top. On both sides of the upper surface of the work plate 111, a release part 120 and a winding part 130 are respectively installed, and a support unit 150 is installed between the release part 120 and the winding part 130.
  • the release unit 120 includes the first reel 121 in which the optical fiber 10 is wound before processing, and the optical fiber 10 released from the first reel 121 toward the movable unit 140 and the support unit 150. It includes a pair of idle rollers 123 and 125 for guiding. In this case, the pair of idle rollers 123 and 125 may be disposed along the lengthwise direction of the work table 110, and the supply height of the optical fiber 10 may be lowered so that the optical fiber 10 is located close to the support unit 150.
  • the winding unit 130 includes a second reel 131 for winding the completed optical fiber 11 and a processed optical fiber 11 withdrawn from the movable unit 140 and the support unit 150 to a second reel ( 131, a pair of idle rollers (133, 135) for guiding.
  • the optical fibers 10 and 11 maintain a substantially straight line along the longitudinal direction of the work table 110. do.
  • the plurality of movable units 140 are arranged to be spaced apart from the upper side of the work table 110, and are arranged at uniform or non-uniform intervals in the X direction. In this case, the plurality of movable units 140 linearly reciprocate by a predetermined distance along the Z direction by the elevating drive unit (not shown) and linearly reciprocate by a predetermined section along the Y direction by the horizontal drive unit (not shown). do.
  • the lifting drive unit and the horizontal drive unit may include a conventional pneumatic or hydraulic cylinder (not shown) or a stepping motor (not shown).
  • a conventional pneumatic or hydraulic cylinder not shown
  • a stepping motor not shown
  • the driving distance of the movable unit 140 is constant, and when the stepping motor is applied, the driving distance of the movable unit 140 is preferably used.
  • a bracket (B, FIG. 1) for supporting the plurality of movable units 140 and a general support rod (not shown) for supporting the bracket (B) to be movable This configuration is applied to a conventional driving device, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the movable unit 140 includes a body 141, a movable block 146, and a wear member 149.
  • the body portion 141 includes an upper body 142 and a lower body 143 which are fastened to be separated from each other by a plurality of fastening screws 144.
  • the upper body 142 is formed with a plurality of fastening holes 141a through which a plurality of fastening screws 144 are coupled, and a plurality of spring plungers (springs) capable of elastically supporting the movable block 146 and adjusting elasticity at the same time.
  • a plurality of coupling holes 141b into which the plunger 145 is inserted are formed. In this case, after the spring plunger 145 is fastened to the coupling hole 141b, the set screw 145a is installed to prevent the setting position from being changed due to vibration generated in the movable unit 140 or the like. To be fastened to.
  • the plurality of spring plungers 145 elastically support the upper surface 146c of the movable block 146. Accordingly, when the movable unit 140 descends in the Z direction to pressurize the optical fiber to a predetermined pressure for processing the optical fiber, the movable block 146 elastically moves in the opposite direction to the pressing direction when the pressing force is excessive than the preset pressing force. It can move, preventing damage to the optical fiber.
  • the spring plunger 145 may arbitrarily set the degree of elasticity of the movable member 146 by adjusting the installation depth in the coupling hole 141b.
  • the spring plunger 145 may of course be replaced with a coil spring or a leaf spring, and is provided with a separate adjusting screw (not shown) to prevent the coil spring or the leaf spring from being separated from the coupling hole 141b. Adjustment can be made. In this case, it is also possible to fasten the set screw 145a to the coupling hole 141b to fix the adjustment screw.
  • the lower body 143 has an insertion hole 143a into which the movable block 146 is liftably inserted.
  • the insertion hole 143a is formed to protrude from both sides along the inner circumferential surface of a portion adjacent to the bottom surface of the lower body 143.
  • the locking step 143b may prevent the movable block 146 from being separated from the insertion hole 143a as the locking protrusion 146a protruding along both sides of the upper end of the movable block 146 is mounted.
  • the movable block 146 is detachably coupled to the wear member 149 through a plurality of fastening screws 147 on the bottom thereof.
  • the wear member 149 has a plurality of through-holes 149a through which the fastening screw 147 is coupled to both sides, and as shown in FIG. 4, minute uneven parts 149b are formed on the entire bottom surface of the wear member 149. .
  • the fine concave-convex portion 149b is the same as the concave-convex shape formed on the fine concave-convex formed on the sand paper or a polishing member (for example, a diamond processing polishing member) applied to a conventional polishing apparatus.
  • the optical fiber 11 has a plurality of light emitting regions 13 at intervals as shown in FIG. 6A by the wear members 149 provided in the movable units 140 as described above.
  • the fine uneven parts 249b and 249c may be formed in the longitudinal direction along the bottom surface of the wear member 249 at predetermined intervals. Further, the fine uneven parts 249b and 249c can be formed in various patterns. When the fine uneven portions 249b and 249c are patterned as described above, the light emitting region 13 formed in the optical fiber is also formed in a pattern corresponding to the pattern of the fine uneven portions 249b and 249c.
  • the fine concave-convex portion 149b may be formed in various patterns in consideration of the purpose, size (thickness, length, etc.) and durability of the optical fiber.
  • reference numeral 249a denotes a through hole through which the fastening screw 147 penetrates through.
  • the light emitting region 13 is pressed between the movable unit 140 and the support unit 150, and the core of the optical fiber 11 is formed by the minute uneven portion 149b of the wear member 149.
  • a portion of the cladding C2 surrounding the core C1 is formed as it is removed by abrasion.
  • a plurality of minute holes (not shown) having irregular sizes are formed in the light emitting region 13 formed as described above.
  • the minute holes may emit light traveling along the core C1 by the refraction of light to the outside of the optical fiber 11. It serves as a pathway to help. Accordingly, for example, when the optical fiber is used as interior lighting or emotional lighting, it can be applied to produce various lighting.
  • the support unit 150 includes a fixing plate 151 and a plurality of friction members 153 fixedly installed on the upper surface of the work plate 111.
  • the plurality of friction members 153 are detachably disposed on the fixed plate 151 and are disposed at positions corresponding to the arrangement of the plurality of movable units 140, respectively.
  • the optical fiber It is made of a material that can generate a predetermined friction force between the friction member 153 and the optical fiber 10 so that the 10 can rotate in the circumferential direction of the optical fiber without slipping on the surface in contact with the friction member 153, or
  • One surface of 153 may be formed to have a predetermined roughness.
  • the first embodiment of the present invention described above has been described by taking as an example a structure including a plurality of movable units 140 and a plurality of friction members 153 corresponding to the wear members 149 of each movable unit 140. It is of course not limited to the number of wear members 149 and friction members 153 of the movable unit 140, it is also possible to include only a single movable unit 140 and a single friction member 153 corresponding thereto.
  • the friction member 153 has a plate shape like the wear member 149.
  • the friction member 153 which does not move and maintains a fixed state, generates a friction force between the optical fiber 10 and, accordingly, by the minute uneven portion 149b of the wear member 149 (see FIG. 4).
  • the light emitting region 13 is formed in the optical fiber.
  • the pair of optical fiber guides 160 and 170 are respectively disposed between the release unit 120 and the support unit 150 to guide the optical fiber 10 before processing, and are arranged between the support unit 150 and the winding unit 130. To guide the optical fiber 11 after processing.
  • the pair of optical fiber guides 160 and 170 is formed in a cylindrical shape (preferably, a thin and long cylindrical shape having a circular cross section) of a predetermined length, and is made of a transparent material to visually check the optical fiber passing through the inside.
  • the pair of optical fiber guides 160 and 170 are supported to maintain a predetermined height by predetermined support legs 160a and 170a, respectively.
  • the optical fiber processing region (moving unit 140 and the support unit 150 is present) A portion of the optical fiber out of the) is changed by the optical fiber that is rotated in the optical fiber processing region while the position of the optical fiber changes, and when the optical fiber moves in the X direction, the optical fiber is released from the release unit 120.
  • the position change in the Y direction occurs while winding on the winding unit 130. This causes the optical fiber to tilt out of the processing error range on the X-Y plane. If the optical fiber is processed in this state, the optical fiber may be damaged and the optical fiber may be damaged.
  • the pair of optical fiber guides 160 and 170 guides the optical fiber so that the optical fiber can pass through the optical fiber guide 160 and 170 and be positioned within a processing error range so as to effectively prevent such a problem.
  • the movable unit 140 and the support units 150 and 250 form the light emitting region 13 due to the abrasion action generated during the process of rotating the optical fiber in the circumferential direction of the optical fiber during fiber processing.
  • the wear member 149 and the friction member 153 that wear the optical fiber have a plate shape.
  • the movable member and the friction member illustrated in FIGS. 9 to 12 and 14 are formed in a roller shape, and the movable unit and the support unit are rolled along the longitudinal direction of the optical fiber while pressing the optical fiber, and the light emitting region is formed on the optical fiber.
  • the light emitting region formed in the optical fiber appears in a substantially band shape along the optical fiber.
  • the movable unit 340 is formed in a roller shape that rotates with respect to the rotation axis A1, and minute uneven parts 341 are formed on the outer circumferential surface thereof.
  • the movable unit 340 moves up and down along a Z direction by a predetermined lift driver (not shown) and a horizontal driver (not shown), and reciprocates along the X direction.
  • the support unit 350 has a roller shape similarly to the movable unit 340 and rotates based on the rotation axis A2. In this case, the support unit 350 is reciprocated along the X direction by another horizontal drive unit (not shown), and is synchronized with the movable unit 340.
  • the support unit 450 may form a fine concave-convex portion 451 at an outer circumference thereof, and form a light emitting region 13 in the optical fiber 10 together with the movable unit 340.
  • the movable unit 640 forms a V-shaped groove 640a along the outer circumferential surface thereof.
  • the fine concave-convex portion 641 may be formed on the outer circumferential surface, and the support unit 450 may form the fine concave-convex portion 451 on the outer circumference.
  • the three light emitting regions 13 formed in the optical fiber 11 by the movable unit 640 and the support unit 450 may be formed to maintain approximately the same angle.
  • the formation position of the light emitting region 13 may be set at various angles according to the angle of the V-shaped groove 640a.
  • both the movable unit 640 and the support unit 650 may form a V-shaped groove and may form fine concave-convex portions 641 and 651 on the outer periphery thereof.
  • the optical fiber 10 is set to be processed while having a predetermined tension between the release part 120 and the winding part 130.
  • the movable unit 140 descends by a predetermined distance along the Z direction to press the optical fiber 10 in the state before processing at a predetermined pressure. In this case, the optical fiber 10 is pressed in the Z direction between the wear member 149 and the friction member 153.
  • the movable unit 140 reciprocates in one direction and in the reverse direction along the Y direction, and in this process, the optical fiber 10 rotates in the circumferential direction by the frictional force with the friction member 153.
  • the light emitting region 13 is formed in the optical fiber by the minute uneven portion 149b of the 149.
  • a plurality of fine grooves are formed in which a portion of the core C1 is exposed to the outside of the cladding C2, so that light is smoothly emitted from the core C1 through the fine grooves.
  • the durability of the optical fiber itself can be sufficiently maintained.
  • Table 1 below is a result of the shear force test that appears when the optical fiber tension.
  • the sample was made of an optical fiber having a diameter of 0.35 mm, and is an experimental data comparing the shear force of the optical fiber before processing and the shear force of the optical fiber after processing manufactured by the processing method according to the first embodiment of the present invention.
  • the first embodiment described above corresponds to an automatic optical fiber processing apparatus in which the movable unit or the movable unit and the support unit are automatically moved by the lift drive unit and the horizontal drive unit.
  • the optical fiber processing apparatus according to the second embodiment described below corresponds to a manual type in which an operator processes the optical fiber while directly moving the movable unit along the Z and Y directions.
  • Such a passive optical fiber processing apparatus is most of the configuration is the same as the automatic optical fiber moving apparatus of the first embodiment described above, but if the manual operation is additionally included as follows.
  • a plurality of guide rollers 710 rotatably installed at the lower end of the movable unit 140 and a pair of guide blocks 721 and 723 for guiding the reciprocating operation of the movable unit 140 in the Y direction.
  • the movable unit 140 includes a pair of restriction blocks (731,733) for limiting the section in which the reciprocating in the Y direction.
  • each of the guide rollers 710 includes a shaft 711, a bush 713, and a washer 715.
  • the shaft 711 rests on the upper surface of the fixed plate 151 when the movable unit 140 descends along the Z direction to process the optical fiber, thereby limiting the falling distance of the movable unit 140 to apply the pressing force applied to the optical fiber. It serves to maintain.
  • the bush 713 is coupled to the shaft 713 and slides in the pair of guide blocks 721 and 723 to facilitate the reciprocating movement of the movable unit 140 in the Y direction.
  • the washer is disposed between the lower body 143 and the bush 713 of the movable unit 140 to facilitate the rotation of the bush 713.
  • the pair of limiting blocks 731 and 733 respectively absorb shocks generated when the movable unit 140 collides with the pair of limiting blocks 731 and 733 as the shock absorbing member 740 is installed inwardly, thereby allowing the movable unit 140 to move. Can be prevented in advance.
  • the present invention relates to an optical fiber processing apparatus and a processing method using the same for partially removing the cladding surrounding the core of the light propagated along the core of the optical fiber to obtain the side light emitting effect of the optical fiber.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)

Description

광섬유 가공장치 및 방법
본 발명은 광섬유 가공장치에 관한 것으로, 특히 광섬유의 측면 발광 효과를 얻기 위해 광섬유의 코어를 따라 전파되는 빛이 코어를 감싸고 있는 클래딩을 부분적으로 제거하기 위한 광섬유 가공장치 및 이를 이용한 가공방법에 관한 것이다.
일반적으로 광섬유는 내측에 코어(core)와 외측에 코어를 감싸는 클래딩(cladding)의 2중 구조로 이루어진다. 코어는 광섬유 일단에서 발산되는 빛을 광섬유를 따라 진행하도록 빛을 굴절시킨다.
이와 같은 광섬유는 그 용도가 다양하며, 특히 코어를 따라 빛이 진행된다는 점을 이용하여 최근에는 광섬유를 인테리어 조명이나 무드 조명 등 다양한 조명 환형을 구현하는 조명 자재로도 사용되고 있다.
광섬유가 조명 역할을 하기 위해서는 코어를 따라 진행하는 빛이 광섬유 외부로 발산되어야 하며, 이를 위해 클래딩을 일정 부분 제거하도록 광섬유를 가공한다.
상기 광섬유를 가공하기 위한 종래의 가공방법은 샌딩분사장치를 통해 광섬유에 모래를 분사하여 클래딩을 제거하거나, 열 또는 화학적 변화를 통해 클래딩을 제거하는 것이다.
샌딩분사장치를 이용하는 경우, 클래딩 제거 부위를 좁히도록 제어하는 것이 어렵고, 강한 압력으로 분사되는 모래에 의해 클래딩은 물론 코어까지 필요이상으로 가공되는 경우가 종종 발생한다. 이로 인해 광섬유의 인장력을 유지하는 클래딩의 많은 량이 제거됨에 따라 가공 전 광섬유의 인장력에 비해 약 40~70% 정도로 저하되는 문제가 있었다. 또한, 열이나 화학적 변화를 통해 클래딩을 제거하는 경우에도 상기 샌딩분사장치와 마찬가지로 클래딩 제거 부위를 좁히기 어려운 문제가 있었다.
더욱이, 상기 종래의 광섬유 가공장치는 구성이 복잡할 뿐만 아니라 가격이 고가이므로, 제품(가공된 광섬유)의 단가를 높이는 요인이 된다. 또한, 한 번에 가공되는 영역이 좁기 때문에 가공 시간이 많이 소요되고 이는 작업 비용 증가의 요인이 된다. 이로 인해 종래 광섬유 가공장치를 통해 제조되는 광섬유를 적용하는 각종 응용 제품들도 고 단가를 적용해야 하는 문제가 있어 확대 적용에 어려움이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 가공 후 광섬유의 인장력을 가공 전 광섬유의 인장력과 거의 대등한 수준을 유지할 수 있는 광섬유 가공장치 및 이를 이용한 가공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 본 발명의 다른 목적은 전체적인 구성이 심플하고 제작비용이 저렴한 광섬유 가공장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 미리 설정된 장력에 의해 광섬유의 일부 구간을 일직선으로 유지하도록 상기 광섬유의 양측을 지지하는 릴리즈부와 권취부; 상기 광섬유 가공 시 광섬유를 지지하기 위한 지지유닛; 및 상기 광섬유를 사이에 두고 상기 지지유닛과 이격 배치되고, 상기 지지부재를 향해 직선방향으로 왕복하는 제1 방향과, 상기 제1 방향에 대하여 직각 방향으로 왕복하는 제2 방향으로 가동되는 가동유닛;을 포함하며, 상기 가동유닛과 상기 지지유닛은 상기 광섬유의 코어(core)를 감싸고 있는 클래딩(cladding)을 최소 압력의 가압상태로 마모시켜 발광영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치를 제공한다.
상기 가동유닛은 몸체; 및 상기 몸체에 결합되고, 일면에 미세 요철부가 형성되는 마모부재;를 포함할 수 있으며, 상기 마모부재는 상기 발광영역에 상기 코어의 일부를 클래딩 외부로 노출시키 위한 다수의 미세 홈을 형성하도록 상기 클래딩의 일부를 제거할 수 있다. 이 경우, 상기 미세 요철부는 일정하게 패턴으로 이루어지는 것도 물론 가능하다.
이 경우, 본 발명은 상기 몸체의 내측에 상기 마모부재를 탄력적으로 지지하는 적어도 하나의 탄력조절부재를 더 포함할 수 있다. 상기 탄력조절부재는 스프링 플랜저로 이루어질 수 있으며, 상기 스프링 플런저를 고정하기 위해 상기 몸체에 분리 가능하게 체결되는 세트 스크류를 더 포함하는 것도 가능하다.
또한, 상기 탄력조절부재는, 코일 스프링 또는 판 스프링; 및 상기 코일 스프링 또는 판 스프링을 지지하기 위한 조절 스크류;를 포함하는 것도 물론 가능하다.
상기 지지유닛은 상기 마모부재에 대응하는 마찰부재를 구비하며, 상기 마모부재와 상기 마찰부재는 플레이트 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 마찰부재는 상기 마모부재와 마주하는 면에 다수의 미세 요철부가 형성되는 것도 가능하다.
상기 지지유닛은 상기 제2 방향으로 가동하되, 상기 가동유닛의 제2 가동방향 이동에 대하여 반대 방향으로 이동하는 것이 바람직하다.
상기 가동유닛과 지지유닛은 각각 롤러 형상으로 이루어지며, 상기 광섬유를 가압한 상태로 동시에 상기 제2 방향을 따라 왕복할 수 있다.
상기 가동유닛과 지지유닛은 서로 회전축이 평행하게 배치되며 상기 광섬유의 길이방향을 따라 롤링(rolling)하면서 상기 발광영역을 형성할 수 있다.
상기 가동유닛 및 지지유닛이 상기 광섬유 가압 시 광섬유와 접촉하는 부분이 적어도 3지점이 되도록, 상기 가동유닛 및 지지유닛 중 적어도 어느 하나는 방사상으로 외주면을 따라 요입되는 V자형 홈이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 가동유닛의 상기 제2 방향으로의 이동거리를 제한하기 위한 한 쌍의 제한블록을 더 포함하며, 상기 한 쌍의 제한블록은 상기 가동유닛이 상기 제2 방향을 따라 이동 시 상기 가동부재의 양단부와의 충돌을 완충하기 위한 완충부재를 포함할 수 있다.
상기 가동유닛을 상기 제2 방향으로 가이드하기 위해 상기 지지유닛의 양측에 상기 제2 방향을 따라 배치되는 한 쌍의 가이드블록; 및 상기 몸체의 하단부에 회전 가능하게 설치되어 상기 한 쌍의 가이드레일을 따라 슬라이딩 회전하는 다수의 가이드롤러를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 미리 설정된 장력에 의해 광섬유의 일부 구간을 일직선으로 유지하도록 상기 광섬유의 양측을 지지하는 릴리즈부와 권취부; 상기 광섬유 가공 시 광섬유를 지지하기 위한 지지유닛; 상기 광섬유를 사이에 두고 상기 지지유닛과 이격 배치되고, 상기 지지부재를 향해 직선방향으로 왕복하는 제1 방향과, 상기 제1 방향에 대하여 직각 방향으로 왕복하는 제2 방향으로 이동하는 가동유닛; 및 상기 릴리즈부와 지지유닛 사이, 상기 권취부와 지지유닛 사이에 각각 배치되어 상기 광섬유가 가공오차범위 내에 위치하도록 가이드하는 한 쌍의 광섬유가이드를 포함하며, 상기 가동유닛과 상기 지지유닛은 상기 광섬유의 코어(core)를 감싸고 있는 클래딩(cladding)을 가압상태로 마모시켜 발광영역을 형성하고, 상기 한 쌍의 광섬유 가이드는 상기 광섬유 가공 시 광섬유가 유동할 수 있는 공간부를 가지는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치를 제공함으로써, 상기 목적을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명은 일면에 다수의 미세 요철부가 형성된 가동유닛과 상기 가동유닛의 맞은 편에 간격을 두고 배치되는 지지유닛 사이에 광섬유를 위치시키는 (a)단계; 상기 가동유닛을 상기 지지유닛 측으로 이동시켜 상기 가동유닛과 지지유닛 사이에서 상기 광섬유를 가압하는 (b)단계; 및 상기 가동부재를 가동시켜 상기 미세 요철부에 의해 상기 광섬유의 코어(core)를 둘러싸고 있는 클래딩(cladding)을 마모시켜 상기 코어의 일부를 클래딩 외부로 노출시키 위한 다수의 미세 홈을 포함하는 발광영역을 형성하는 (c)단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공방법을 제공함으로써, 상기 목적을 달성할 수 있다.
상기 (c)단계에서, 상기 가동유닛은 상기 광섬유가 상기 가동유닛과 상기 지지유닛 사이에서 가압 상태로 회전하도록 상기 광섬유의 가압방향에 대하여 직각방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 가동유닛은 상가 광섬유 가압방향에 대하여 직각방향으로 적어도 1회 왕복 이동하는 것이 바람직하다.
상기 지지유닛은 상기 가동유닛의 이동방향에 대하여 반대방향으로 이동할 수 있다.
상기 지지유닛은 상기 광섬유와 마주하는 면에 다수의 미세 요철부를 형성하여 상기 광섬유의 클래딩에 다수의 미세 홈을 형성할 수 있다.
상기 (c)단계에서, 상기 가동유닛은 상기 광섬유의 길이방향을 따라 상기 광섬유를 가압하는 상태로 롤링(rolling)하는 것이 바람직하다.
상기 지지유닛은 상기 가동유닛과 함께 상기 광섬유의 길이방향을 따라 상기 광섬유를 가압하며, 상기 지지유닛과 가동유닛의 회전축은 서로 평행하게 배치되는이 바람직하다.
상기 지지유닛은 외주에 미세 요철부를 구비하여 상기 광섬유의 클래딩에 다수의 미세 홈을 형성할 수 있다.
상기 가동유닛 또는 지지유닛은 상기 광섬유와 접촉하는 부분이 적어도 2곳 이상인 것이 바람직하다.
상기 (c)단계 후에, 상기 가동유닛을 상기 지지유닛으로 부터 멀어지는 방향으로 이동시켜 상기 광섬유에 가했던 가압을 해제하는 (d)단계; 및 상기 광섬유를 상기 광섬유의 길이방향으로 미리 설정된 거리만큼 이동시키는 (e)단계;를 더 포함할 수 있으며, 상기 (e)단계 후, 상기 (a)단계 내지 (d)단계를 순차적으로 진행하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 가동유닛과 지지유닛 사이에서 광섬유를 가공을 위한 최소 압력으로 가압한 상태로 마모시킴에 따라 빛이 발산될 수 있는 다수의 미세한 구멍을 가지는 발광영역을 형성함으로써 클래딩의 제거량을 최소화하여 가공 후 광섬유의 인장력을 가공 전 수준으로 유지할 수 있다.
또한 본 발명은 단순한 구조의 가동유닛과 지지유닛을 이용하여 광섬유를 가공하므로 종래의 고가의 장비에 비해 저렴한 비용으로 제작 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광섬유 가공장치를 나타내는 개략도이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광섬유 가공장치를 나타내는 개략 사시도이도,
도 3은 도 2에 도시된 가동유닛을 나타내는 분해 사시도이고,
도 4는 도 3에 도시된 마모부재에 형성된 미세 요철부를 보여주는 도면이고,
도 5는 마모부재에 형성된 미세 요철부가 패턴화된 예를 보여주는 도면이고,
도 6a는 다수의 가동유닛에 의해 광섬유에 형성된 발광영역을 보여주는 도면이고,
도 6b는 도 6a에 표시된 A-A선을 따라 나타낸 단면도이고,
도 7은 플래이트 형상으로 이루어진 마모부재와 마찰부재 사이에서 광섬유의 클래딩을 마모하는 공정을 나타내는 개략도이고,
도 8은 도 7에 도시된 마모부재와 마찰부재가 함께 서로 반대방향으로 이동하면서 광섬유의 클래딩을 마모하는 예를 보여주는 개략도이고,
도 9 내지 도 12는 롤러 형상으로 이루어진 가동유닛과 지지유닛의 다양한 실시예를 나타내는 도면 들이고,
도 13은 롤러 타입 가동유닛과 지지유닛에 의해 가공된 상태의 광섬유를 나타내는 단면도이고,
도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광섬유 가공장치를 통해 이루어지는 광섬유를 가공공정을 순차적으로 나타내는 흐름도이고,
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광섬유 가공장치를 나타내는 개략 사시도이도,
도 16은 도 15에 도시된 가이드롤러를 나타내는 분해사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 가공장치 및 이를 이용한 광섬유 가공방법을 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광섬유 가공장치는 작업대(110), 릴리즈부(120), 권취부(130), 다수의 가동유닛(140), 다수의 지지유닛(150)과 한 쌍의 광섬유가이드(160,170)를 포함한다.
작업대(110)는 길이방향으로 형성되고 상부에는 작업플레이트(111)가 설치된다. 상기 작업플레이트(111)의 상면 양측에는 각각 릴리즈부(120)와 권취부(130)가 설치되고, 상기 릴리즈부(120) 및 권취부(130) 사이에 지지유닛(150)이 설치된다.
릴리즈부(120)는 가공 전 광섬유(10)가 권선되어 있는 제1 릴(121)과, 제1 릴(121)로부터 릴리즈되는 광섬유(10)를 가동유닛(140) 및 지지유닛(150) 측으로 안내하기 위한 한 쌍의 아이들롤러(idle roller)(123,125)를 포함한다. 이 경우 한 쌍의 아이들롤러(123,125)는 작업대(110)의 길이방향을 따라 배치되며, 광섬유(10)가 대략 지지유닛(150)에 가깝게 위치하도록 광섬유(10)의 공급 높이를 낮출 수 있다.
권취부(130)는 가공이 완료된 광섬유(11)를 권취하기 위한 제2 릴(131)과, 가동유닛(140) 및 지지유닛(150)으로부터 인출되는 가공된 광섬유(11)를 제2 릴(131)로 안내하기 위한 한 쌍의 아이들롤러(133,135)를 포함한다.
상기 릴리즈부(120)와 권취부(130)에 의해, 상기 광섬유(10,11)에 소정의 장력이 부여됨에 따라 광섬유(10,11)는 작업대(110)의 길이방향을 따라 대략 일직선을 유지한다.
다수의 가동유닛(140)은 작업대(110)의 상측에 이격된 상태로 배치되며, 서로 X 방향으로 균일 또는 불균일한 간격으로 배열된다. 이 경우 다수의 가동유닛(140)은 승강 구동부(미도시)에 의해 Z 방향을 따라 미리 설정된 거리만큼 직선 왕복 이동하고, 수평 구동부(미도시)에 의해 Y 방향을 따라 미리 설정된 구간만큼 직선 왕복 이동한다.
여기서, 상기 승강구동부 및 수평구동부는 도면에 도시하지 않았으나, 각각 통상의 공압 또는 유압 실린더(미도시)를 구비하거나 스텝핑 모터(미도시)를 구비할 수 있다. 실린더를 적용하는 경우는 가동유닛(140)의 구동거리가 일정할 때 이고, 스텝핑 모터를 적용하는 경우는 가동유닛(140)의 구동거리가 가변될 수 있는 경우에 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 다수의 가동유닛(140)을 지지하기 위한 브라켓(B, 도 1 참조) 및 상기 브라켓(B)을 가동 가능하게 지지하기 위한 통상의 지지 로드(미도시)를 구비할 수 있다. 이러한 구성은 통상의 구동장치에 적용되는 것으로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 3을 참고하면, 상기 가동유닛(140)은 몸체부(141), 가동블록(146) 및 마모부재(149)를 구비한다.
몸체부(141)는 다수의 체결스크류(144)에 의해 상호 분리 가능하게 체결되는 상부몸체(142)와 하부몸체(143)를 포함한다.
상부몸체(142)는 다수의 체결스크류(144)가 관통 결합되는 다수의 체결구멍(141a)이 형성되고, 가동블록(146)을 탄력적으로 지지하면서 동시에 탄력을 조절할 수 있는 다수의 스프링 플런저(spring plunger)(145)가 삽입되는 다수의 결합구멍(141b)이 형성된다. 이 경우, 스프링 플런저(145)가 결합구멍(141b)에 체결된 후 가동유닛(140)에 발생하는 진동 등에 의해 세팅위치가 변경되는 것을 방지하도록 세트 스크류(145a)를 상기 각 결합구멍(141b)에 체결한다.
상기 다수의 스프링 플런저(145)는 가동블록(146)의 상면(146c)을 탄력적으로 지지한다. 이에 따라 광섬유 가공을 위해 가동유닛(140)이 Z 방향으로 하강하여 광섬유를 소정 압력으로 가압할 때, 이 가압력이 미리 설정된 가압력 보다 과도할 경우 가동블록(146)을 가압방향의 반대방향으로 탄력적으로 이동할 수 있으므로 광섬유가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이 경우 스프링 플런저(145)는 결합구멍(141b) 내에서 설치 깊이를 조절하여 상기 가동부재(146)의 탄력 정도를 임의로 설정할 수 있다.
상기 스프링 플런저(145)는 코일 스프링 또는 판 스프링으로 대체하는 것도 물론 가능하며, 별도의 조절 스크류(미도시)를 구비하여 상기 코일 스프링 또는 판 스프링이 결합구멍(141b)으로부터 이탈되는 것을 방지하면서 탄력 조절을 행할 수 있다. 이 경우, 조절 스크류를 고정하기 위해 세트 스크류(145a)를 상기 결합구멍(141b)에 체결하는 것도 가능하다.
하부몸체(143)는 상기 가동블록(146)이 승강 가능하게 삽입되는 삽입구멍(143a)이 형성된다. 상기 삽입구멍(143a)은 하측 즉, 하부몸체(143)의 바닥면과 인접한 부분의 내주면을 따라 양측으로 걸림턱(143b)이 돌출 형성된다. 상기 걸림턱(143b)은 가동블록(146)의 상단 양측면을 따라 돌출된 걸림돌기(146a)가 거치됨에 따라 삽입구멍(143a)으로부터 가동블록(146)이 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
가동블록(146)은 저면에 다수의 체결스크류(147)를 통해 마모부재(149)가 분리 가능하게 결합된다.
마모부재(149)는 양측에 체결스크류(147)가 관통 결합되는 다수의 관통구멍(149a)이 형성되고, 도 4와 같이 마모부재(149)의 저면 전체에는 미세한 요철부(149b)가 형성된다. 상기 미세한 요철부(149b)는 통상의 샌드페이퍼(sand paper)에 형성된 미세 요철 또는 통상의 연마장치에 적용되는 연마부재(예를 들면, 다이아몬드 가공용 연마부재)에 형성된 미세 요철 형상과 같다. 이와 같은 각 가동유닛(140)에 구비된 마모부재(149)에 의해 광섬유(11)는 도 6a와 같이 간격을 두고 다수의 발광영역(13)이 형성된다.
한편, 도 5를 참고하면, 미세 요철부(249b,249c)는 소정 간격을 두고 마모부재(249)의 저면을 따라 길이방향으로 형성하는 것도 가능하다. 더욱이, 미세 요철부(249b,249c)는 댜양한 패턴으로 형성할 수 있다. 이와 같이 미세 요철부(249b,249c)를 패턴화하는 경우 광섬유에 형성되는 발광영역(13)도 미세 요철부(249b,249c)의 패턴에 대응하는 패턴으로 형성된다. 상기 미세 요철부(149b)의 패턴은 광섬유의 용도, 사이즈(굵기, 길이 등) 및 내구성 등을 고려하여 다양한 패턴으로 형성할 수 있다. 도 5에서 미설명부호 249a는 체결스크류(147)가 관통 결하되는 관통구멍을 나타낸다.
도 6b를 참고하면, 상기 발광영역(13)은 가동유닛(140)과 지지유닛(150) 사이에서 가압되면서, 상기 마모부재(149)의 미세 요철부(149b)에 의해 광섬유(11)의 코어(core)(C1)를 감싸고 있는 클래딩(cladding)(C2)의 일부를 마모작용에 의해 제거됨에 따라 형성된다. 이렇게 형성된 발광영역(13)에는 다수의 불규칙한 크기의 미세한 구멍(미도시)이 형성되는데, 상기 미세한 구멍은 빛의 굴절에 의해 코어(C1)를 따라 진행하는 빛이 광섬유(11) 외부로 발산할 수 있도록 하는 통로 역할을 한다. 이에 따라 예를 들어 광섬유를 인테리어 조명 또는 감성 조명으로 사용 시 다양한 조명을 연출하는 데 적용할 수 있다.
지지유닛(150)은 작업플레이트(111)의 상면에 고정 설치되는 고정플레이트(151)와 다수의 마찰부재(153)를 포함한다.
다수의 마찰부재(153)는 고정플레이트(151)에 분리 가능하게 배치되며, 상기 다수의 가동유닛(140)의 배열에 대응하는 위치에 각각 배치된다. 상기 다수의 마찰부재(153)는 광섬유 가공 시 다수의 가동유닛(140)이 Z 방향을 따라 하강하여 광섬유(10)를 소정의 압력으로 가압한 상태에서 Y 방향을 따라 왕복 이동하는 경우, 광섬유(10)가 마찰부재(153)와 접촉하는 면에서 미끄러지지 않고 광섬유의 원주방향으로 회전할 수 있도록 마찰부재(153)과 광섬유(10) 사이에 소정의 마찰력을 발생할 수 있는 재질로 이루어지거나, 마찰부재(153)의 일면이 소정의 거칠기를 갖도록 형성될 수 있다.
상술한 본 발명의 제1 실시예는 다수의 가동유닛(140)과 각 가동유닛(140)의 마모부재(149)에 대응하는 마찰부재(153)를 다수 개 구비한 구조를 예로 들어 설명하였으나, 가동유닛(140)의 마모부재(149)와 마찰부재(153)의 개수에 제한되지 않고 단일 가동유닛(140)과 이에 대응하는 단일 마찰부재(153)만을 구비하는 것도 물론 가능하다.
도 7을 참고하면, 상기 마찰부재(153)는 마모부재(149)와 같이 플레이트 형상으로 이루어진다. 이 경우, 가동하지 않고 고정된 상태를 유지하는 마찰부재(153)는 광섬유(10)와의 사이에서 마찰력을 발생시키며, 이에 따라 마모부재(149)의 미세 요철부(149b, 도 4 참고)에 의해 광섬유에 발광영역(13)이 형성된다.
한편, 도 8을 참고하면, 지지유닛(250)이 Y 방향을 따라 이동하도록 구성하는 것도 가능하며, 이 경우, 마모부재(149)와 대응하는 마찰부재(153)의 일면(광섬유와 접촉하는 면) 에 미세 요철부(253b)를 형성하는 것이 바람직하다.
한 쌍의 광섬유가이드(160,170)는 각각, 릴리즈부(120)와 지지유닛(150) 사이에 배치되어 가공 전 광섬유(10)를 가이드하고, 지지유닛(150)과 권취부(130) 사이에 배치되어 가공 후 광섬유(11)를 가이드한다.
상기 한 쌍의 광섬유가이드(160,170)는 소정 길이의 통 형상(바람직하게는, 단면이 원형인 얇고 긴 통 형상)으로 이루어지며, 내부를 통과하는 광섬유를 육안으로 확인할 수 있도록 투명한 재질로 이루어진다. 이 경우 한 쌍의 광섬유가이드(160,170)는 각각 소정의 지지대(160a,170a)에 의해 소정 높이를 유지하도록 지지된다.
한편, 광섬유가 도 7과 같이, 마모부재(149)와 마찰부재(153) 사이에서 광섬유의 원주방향으로 회전할 때, 광섬유 가공 영역(가동유닛(140)과 지지유닛(150)이 존재하는 영역)을 벗어나 있는 광섬유의 일부분은 상기 광섬유 가공 영역에서 회전 하고 있는 광섬유에 의해 꼬임 현상이 발생하면서 광섬유의 위치가 변화하게 되고, 또한 광섬유가 X방향으로 이동할 때 광섬유가 릴리즈부(120)로부터 릴리즈 되고 권취부(130)에 감기는 동안 Y방향의 위치변화가 발생한다. 이로 인해 광섬유가 가공오차범위를 벗어나 X-Y 평면상에서 기울어지게 된다. 이 상태에서 광섬유의 가공이 이루어지면 가공 불량과 함께 광섬유에 손상을 줄 수 있다. 상기 한 쌍의 광섬유가이드(160,170)는 이러한 문제를 효과적으로 방지할 수 있도록, 광섬유가 통과할 수 있으면서 소정의 유동이 가능하며 가공오차범위 내에 위치하도록 광섬유를 가이드한다.
한편, 상술한 실시예에서는 가동유닛(140)과 지지유닛(150,250)이 광섬유 가공 시 광섬유를 광섬유의 원주방향으로 회전시키는 과정에서 발생하는 마모 작용으로 인해 발광영역(13)을 형성한다. 이는 광섬유를 마모시키는 마모부재(149)와 마찰부재(153)가 플레이트 형상인 점을 이용한 것이다. 이와 달리, 도 9 내지 도 12, 도 14에 도시된 가동부재와 마찰부재는 롤러 형상으로 이루어지는 것으로, 가동유닛과 지지유닛은 광섬유를 가압한 상태에서 광섬유의 길이방향을 따라 롤링하면서 광섬유에 발광영역을 형성한다. 이 경우, 광섬유에 형성되는 발광영역은 광섬유를 따라 대략 띠 형상으로 나타난다.
도 9를 참고하면, 가동유닛(340)은 회전축(A1)을 기준으로 회전하는 롤러형상으로 이루어지며, 그 외주면에는 미세 요철부(341)가 형성된다. 이와 같은 가동유닛(340)은 상술한 가동유닛(140)과 마찬가지로 소정의 승강 구동부(미도시) 및 수평 구동부(미도시)에 의해 Z 방향을 따라 승강 이동하고, X 방향을 따라 왕복 이동한다.
지지유닛(350)은 가동유닛(340)과 마찬가지로 롤러 형상으로 이루어지며 회전축(A2)을 기준으로 회전한다. 이 경우, 지지유닛(350)은 또 다른 수평 구동부(미도시)에 의해 X 방향을 따라 왕복 이동하며, 상기 가동유닛(340)과 동기화 된다.
도 10을 참고하면, 지지유닛(450)은 외주에 미세 요철부(451)를 형성하며, 가동유닛(340)과 함께 광섬유(10)에 발광영역(13)을 형성할 수 있다.
도 11을 참고하면, 가동유닛(640)은 외주면을 따라 V자형 홈(640a)을 형성하고 그
외주면에 미세 요철부(641)가 형성될 수 있고, 지지유닛(450)은 외주에 미세 요철부(451)를 형성할 수 있다. 도 13을 참고하면, 가동유닛(640)과 지지유닛(450)에 의해 광섬유(11)에 형성된 3개의 발광영역(13)은 대략 동일한 각도를 유지한 상태로 형성될 수 있다. 이러한 발광영역(13)의 형성 위치는 V자형 홈(640a)의 각도에 따라 다양한 각도로 설정될 수 있다.
도 12를 참고하면, 가동유닛(640)과 지지유닛(650)이 모두 V자형 홈을 형성하고 각각의 외주에 미세 요철부(641,651)를 형성하는 것도 물론 가능하다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 제1 실시예의 광섬유 가공장치를 이용하여 광섬유를 가공하는 과정을 순차적으로 설명한다.
먼저, 도 1과 같이, 광섬유(10)를 릴리즈부(120)와 권취부(130) 사이에서 소정의 장력을 가지면서 가공 가능하도록 세팅한다.
가동유닛(140)이 Z 방향을 따라 미리 설정된 거리만큼 하강하여 소정의 압력으로 가공 전 상태의 광섬유(10)를 가압한다. 이 경우 광섬유(10)는 마모부재(149)와 마찰부재(153) 사이에서 Z 방향으로 가압된다.
이어서, 가동유닛(140)은 Y 방향을 따라 일 방향 및 역 방향으로 왕복 이동하며, 이 과정에서 광섬유(10)는 마찰부재(153)와의 마찰력에 의해 원주방향으로 회전하게 되고 이때, 마모부재(149)의 미세 요철부(149b)에 의해 광섬유에 발광영역(13)이 형성된다.
이에 따라, 광섬유에 형성되는 발광영역은 코어(C1)의 일부가 클래딩(C2) 외부로 노출시키는 다수의 미세 홈(미도시)이 형성되므로, 이 미세 홈을 통해 코어(C1)로부터 빛이 원활하게 발산되는 것은 물론, 광섬유 자체의 내구력도 충분히 유지될 수 있다.
하기의 표 1은 광섬유 인장 시 나타나는 전단력 테스트를 실행한 결과이다. 시료는 지름 0.35mm인 광섬유를 대상으로 하였으며, 가공 전 광섬유의 전단력과 본 발명의 제1 실시예에 따른 가공방법을 통해 제작된 가공 후 광섬유의 전단력을 비교한 실험데이터이다.
표 1
회차 가공 전(kgf) 가공 후(kgf)
1 1.0 1.0
2 1.0 1.0
3 1.1 1.1
4 0.9 0.9
5 1.0 1.0
상기 표 1과 같이 광섬유의 가공 전과 가공 후 전단력이 동일하게 나타났다. 이는 측정 시 발생하는 오차를 감안하더라도 광섬유의 가공 전/후 인장 강도는 거의 차이가 없다는 것을 알 수 있다.
한편, 상기에서 설명한 제1 실시예의 경우 가동유닛 또는 가동유닛과 지지유닛이 승강 구동부 및 수평구동부에 의해 자동으로 이동하는 자동식 광섬유 가공장치에 해당한다. 이하에서 설명하는 제2 실시예에 따른 광섬유 가공장치는 작업자가 직접 가동유닛을 Z 방향 및 Y 방향을 따라 이동시키면서 광섬유를 가공하는 수동식에 해당한다.
이와 같은 수동식 광섬유 가공장치는 대부분의 구성이 상술한 제1 실시예의 자동식 광섬유 가동장치와 동일하며 다만, 수동식으로 운용될 경우 추가적으로 포함되는 구성은 다음과 같다.
도 15를 참고하면, 가동유닛(140)의 하단부에 회전 가능하게 설치되는 다수의 가이드롤러(710)와, 가동유닛(140)의 Y 방향 왕복 동작을 가이드하기 위한 한 쌍의 가이드블록(721,723)과, 상기 가동유닛(140)이 Y 방향으로 왕복하는 구간을 제한하기 위한 한 쌍의 제한블록(731,733)을 포함한다.
상기 다수의 가이드롤러(710)는 모두 동일한 구조로 이루어지며 각각, 도 16과 같이, 샤프트(711), 부시(713) 및 와셔(715)를 포함한다. 샤프트(711)는 광섬유를 가공하기 위해 가동유닛(140)이 Z 방향을 따라 하강 시 고정플레이트(151)의 상면에 안착되면서 가동유닛(140)의 하강 거리를 제한함에 따라 광섬유에 가해지는 가압력을 유지시키는 역할을 한다. 부시(713)는 샤프트(713)에 결합되어 한 쌍의 가이드블록(721,723)에 슬라이딩되면서 가동유닛(140)의 Y 방향 왕복 이동을 원활하게 진행하도록 돕는다. 와셔는 가동유닛(140)의 하부몸체(143)와 부시(713) 사이에 배치되어 부시(713)의 회전을 원활하게 한다.
상기 한 쌍의 제한블록(731,733)은 각각 내측으로 완충부재(740)를 설치함에 따라 가동유닛(140)이 한 쌍의 제한블록(731,733)에 충돌 시 발생하는 충격을 흡수하여 가동유닛(140)의 손상을 미연에 방지할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
본 발명은 광섬유의 측면 발광 효과를 얻기 위해 광섬유의 코어를 따라 전파되는 빛이 코어를 감싸고 있는 클래딩을 부분적으로 제거하기 위한 광섬유 가공장치 및 이를 이용한 가공방법에 관한 것이다.

Claims (26)

  1. 미리 설정된 장력에 의해 광섬유의 일부 구간을 일직선으로 유지하도록 상기 광섬유의 양측을 지지하는 릴리즈부와 권취부;
    상기 광섬유 가공 시 광섬유를 지지하기 위한 지지유닛;
    상기 광섬유를 사이에 두고 상기 지지유닛과 이격 배치되고, 상기 지지유닛을 향해 직선방향으로 왕복하는 제1 방향과, 상기 제1 방향에 대하여 직각 방향으로 왕복하는 제2 방향으로 가동되는 가동유닛;을 포함하며,
    상기 가동유닛과 상기 지지유닛은 상기 광섬유의 코어(core)를 감싸고 있는 클래딩(cladding)을 가압상태로 마모시켜 발광영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가동유닛은
    몸체; 및
    상기 몸체에 결합되고, 일면에 미세 요철부가 형성되는 마모부재;를 포함하며,
    상기 마모부재는 상기 발광영역에 상기 코어의 일부를 클래딩 외부로 노출시키 위한 다수의 미세 홈을 형성하도록 상기 클래딩의 일부를 제거하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미세 요철부는 일정하게 패턴으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 몸체의 내측에 상기 마모부재를 탄력적으로 지지하는 적어도 하나의 탄력조절부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 탄력조절부재는 스프링 플랜저인 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스프링 플런저를 고정하기 위해 상기 몸체에 분리 가능하게 체결되는 세트 스크류를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 탄력조절부재는,
    코일 스프링 또는 판 스프링; 및
    상기 코일 스프링 또는 판 스프링을 지지하기 위한 조절 스크류;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 지지유닛은 상기 마모부재에 대응하는 마찰부재를 구비하며,
    상기 마모부재와 상기 마찰부재는 플레이트 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 마찰부재는 상기 마모부재와 마주하는 면에 다수의 미세 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지유닛은 상기 제2 방향으로 가동하되, 상기 가동유닛의 제2 가동방향 이동에 대하여 반대 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  11. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 가동유닛과 상기 지지유닛은 각각 롤러 형상으로 이루어지며, 동시에 상기 광섬유를 가압한 상태로 상기 제2 방향을 따라 왕복하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가동유닛과 상기 지지유닛은 서로 회전축이 평행하게 배치되며 상기 광섬유의 길이방향을 따라 롤링(rolling)하면서 상기 발광영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가동유닛 및 상기 지지유닛이 상기 광섬유 가압 시 광섬유와 접촉하는 부분이 적어도 3지점이 되도록, 상기 가동유닛 및 상기 지지유닛 중 적어도 어느 하나는 방사상으로 외주면을 따라 요입되는 V자형 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 가동유닛의 상기 제2 방향으로의 이동거리를 제한하기 위한 한 쌍의 제한블록을 더 포함하며,
    상기 한 쌍의 제한블록은 상기 가동유닛이 상기 제2 방향을 따라 이동 시 상기 가동부재의 양단부와의 충돌을 완충하기 위한 완충부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가동유닛을 상기 제2 방향으로 가이드하기 위해 상기 지지유닛의 양측에 상기 제2 방향을 따라 배치되는 한 쌍의 가이드블록; 및
    상기 몸체의 하단부에 회전 가능하게 설치되어 상기 한 쌍의 가이드레일을 따라 슬라이딩 회전하는 다수의 가이드롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  16. 미리 설정된 장력에 의해 광섬유의 일부 구간을 일직선으로 유지하도록 상기 광섬유의 양측을 지지하는 릴리즈부와 권취부;
    상기 광섬유 가공 시 광섬유를 지지하기 위한 지지유닛;
    상기 광섬유를 사이에 두고 상기 지지유닛과 이격 배치되고, 상기 지지부재를 향해 직선방향으로 왕복하는 제1 방향과, 상기 제1 방향에 대하여 직각 방향으로 왕복하는 제2 방향으로 가동되는 가동유닛; 및
    상기 릴리즈부와 상기 지지유닛 사이, 상기 권취부와 상기 지지유닛 사이에 각각 배치되어 상기 광섬유를 가공오차범위 내에 위치하도록 가이드하는 한 쌍의 광섬유가이드를 포함하며,
    상기 가동유닛과 상기 지지유닛은 상기 광섬유의 코어(core)를 감싸고 있는 클래딩(cladding)을 가압상태로 마모시켜 발광영역을 형성하고,
    상기 한 쌍의 광섬유 가이드는 상기 광섬유 가공 시 광섬유가 유동할 수 있는 공간부를 가지는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공장치.
  17. 일면에 다수의 미세 요철부가 형성된 가동유닛과 상기 가동유닛의 맞은 편에 간격을 두고 배치되는 지지유닛 사이에 광섬유를 위치시키는 (a)단계;
    상기 가동유닛을 상기 지지유닛 측으로 이동시켜 상기 가동유닛과 상기 지지유닛 사이에서 상기 광섬유를 가압하는 (b)단계; 및
    상기 가동부재를 가동시켜 상기 미세 요철부에 의해 상기 광섬유의 코어(core)를 둘러싸고 있는 클래딩(cladding)을 마모시켜 상기 코어의 일부를 클래딩 외부로 노출시키 위한 다수의 미세 홈을 포함하는 발광영역을 형성하는 (c)단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 (c)단계에서, 상기 가동유닛은 상기 광섬유가 상기 가동유닛과 상기 지지유닛 사이에서 가압 상태로 회전하도록 상기 광섬유의 가압방향에 대하여 직각방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 가동유닛은 상가 광섬유 가압방향에 대하여 직각방향으로 적어도 1회 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공방법.
  20. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 지지유닛은 상기 가동유닛의 이동방향에 대하여 반대방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 지지유닛은 상기 광섬유와 마주하는 면에 다수의 미세 요철부를 형성하여 상기 광섬유의 클래딩에 다수의 미세 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 (c)단계에서, 상기 가동유닛은 상기 광섬유의 길이방향을 따라 상기 광섬유를 가압하는 상태로 롤링(rolling)하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 지지유닛은 상기 가동유닛과 함께 상기 광섬유의 길이방향을 따라 상기 광섬유를 가압하며, 상기 지지유닛과 가동유닛의 회전축은 서로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 지지유닛은 외주에 미세 요철부를 구비하여 상기 광섬유의 클래딩에 다수의 미세 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 가동유닛 또는 지지유닛은 상기 광섬유와 접촉하는 부분이 적어도 2곳 이상인 것을 특징으로 하는 광섬유 가공방법.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 (c)단계 후에, 상기 가동유닛을 상기 지지유닛으로 부터 멀어지는 방향으로 이동시켜 상기 광섬유에 가했던 가압을 해제하는 (d)단계; 및
    상기 광섬유를 상기 광섬유의 길이방향으로 미리 설정된 거리만큼 이동시키는 (e)단계;를 더 포함하며,
    상기 (e)단계 후, 상기 (a)단계 내지 (d)단계를 순차적으로 진행하는 것을 특징으로 하는 광섬유 가공방법.
PCT/KR2013/002804 2012-04-20 2013-04-04 광섬유 가공장치 및 방법 Ceased WO2013157761A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2012-0041772 2012-04-20
KR20120041772 2012-04-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013157761A1 true WO2013157761A1 (ko) 2013-10-24

Family

ID=49383666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2013/002804 Ceased WO2013157761A1 (ko) 2012-04-20 2013-04-04 광섬유 가공장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2013157761A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030038023A (ko) * 2001-11-08 2003-05-16 주식회사 한택 광소자가 집적된 광섬유 어레이 블럭
JP2007025257A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Fuji Xerox Co Ltd 光導波路加工用ビット、光導波路加工装置、光導波路の作製方法
JP2011118208A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Mitsubishi Cable Ind Ltd 光ファイバ及び光ファイバの加工方法
KR101083578B1 (ko) * 2010-08-05 2011-11-14 경북대학교 산학협력단 광섬유의 측면 연마량 조절방법 및 광섬유의 측면 연마장치
KR20120006836A (ko) * 2010-07-13 2012-01-19 금호전기주식회사 광섬유를 이용한 유연한 평면 발광체를 생성하는 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030038023A (ko) * 2001-11-08 2003-05-16 주식회사 한택 광소자가 집적된 광섬유 어레이 블럭
JP2007025257A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Fuji Xerox Co Ltd 光導波路加工用ビット、光導波路加工装置、光導波路の作製方法
JP2011118208A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Mitsubishi Cable Ind Ltd 光ファイバ及び光ファイバの加工方法
KR20120006836A (ko) * 2010-07-13 2012-01-19 금호전기주식회사 광섬유를 이용한 유연한 평면 발광체를 생성하는 방법
KR101083578B1 (ko) * 2010-08-05 2011-11-14 경북대학교 산학협력단 광섬유의 측면 연마량 조절방법 및 광섬유의 측면 연마장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI702993B (zh) 擦拭系統
WO2018105831A1 (ko) 웨이퍼 캐리어 두께 측정장치
WO2014137115A1 (ko) 바아형 부재 지지장치 및 이를 이용한 바아형 부재 가공용 레이저 가공기
WO2013187678A1 (ko) 절곡장치용 절곡금형
WO2012081057A1 (ja) ピストン組付け装置及びピストン組付け方法
KR101460522B1 (ko) 광섬유 가공장치 및 방법
WO2013157761A1 (ko) 광섬유 가공장치 및 방법
CN215354789U (zh) 全自动化光纤连接器端面检测装置、检测系统
WO2017018592A1 (ko) 하이브리드 얼라인먼트
CN218024015U (zh) 一种底座组装设备
WO2016186372A1 (ko) 밴딩장치
KR102453175B1 (ko) 성형체 지지장치
CN209759307U (zh) 一种薄片玻璃自动定位治具组件
CN215548090U (zh) 一种丝印网版的夹具
CN214300798U (zh) 一种轧光机用可调节压力辊
CN217765043U (zh) 一种编码器测试台
CN215919607U (zh) 一种辊筒组装装置
CN223761552U (zh) 一种用于屏幕的检测设备
CN221968942U (zh) 一种弹性定位夹具
WO2015126003A1 (ko) 와이어 쏘 장치용 가이드 롤러 평행도 조정장치
CN217043623U (zh) 一种延长毛刷寿命的电梯钢丝绳清扫装置
KR20170090005A (ko) 캠 팔로워 수명 평가 장치
CN224158339U (zh) 一种霓虹灯带无缝对接装置
CN211284169U (zh) 一种应用于光纤着色固化装置的定位机构
CN109553287A (zh) 划片设备及划片方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13778617

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13778617

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1