JP2000249939A - 光スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】可動ヨークの切り替え位置を電気的に検出す
る。 【解決手段】電極板と第二の可動ヨークを永久磁石の磁
極と二つの固定ヨークとの間に設け、電極板と二つの固
定ヨークに電極を取り付け、光ファイバを保持する可動
ヨークに電極を取り付ける必要がないので、可動ヨーク
の動作を妨害することがなく、光ファイバの高精度切り
替えが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切り替え位置を電
気的に検出するのに適した切り替え位置検出機構を有す
る光スイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光スイッチ用磁気回路の可動ヨーク位置
を切り替える構造としては、特開平10-268212号公報の
「発明の実施の形態」の中に次の通り記述されている。

【０００３】「位置決めピンや位置決め用台形溝は、可
動光ファイバ保持部材を固定光ファイバ固定部材に対し
位置決めするための機構である。基板１０には、可動光
ファイバ保持部材３０を動かすためのアクチュエータ５
０ａ，５０ｂが固定されている。アクチュエータ５０
ａ，５０ｂは、コイルと永久磁石からなっておリ（図示
せず）、可動光ファイバ保持部材に固定された軟磁性部
材（図示せず）を交互に吸引することで、可動光ファイ
バ保持部材を変位させる。」この構造は光スイッチを切
り替えるアクチュエータの構造としては優れているが、
光ファイバの切り替え位置を反映する可動光ファイバ保
持部材の切り替え位置の検出について考慮されたもので
はなく、光ファイバの切り替え位置を検出することはで
きなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光フ
ァイバの切り替え位置を電気的に検出するのに適した構
造を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の光スイッチは、電極板と第二の可動ヨー
クを永久磁石の磁極と二つの固定ヨークとの間に設け、
電極板と二つの固定ヨークに電極を取り付けたものであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。

【０００７】図１は本発明による切り替え位置検出機構
を含む光スイッチの斜視図である。

【０００８】１０１は永久磁石、１０２ａ，１０２ｂ，
１０３ａ及び１０３ｂは鉄製の固定ヨーク、１０４は光
ファイバを保持する軟磁性セラミックス製の可動ヨー
ク、１０５は鉄製の第二の可動ヨーク、１０６は鉄製の
電極板、１０７及び１０８は軟磁性セラミックス製の固
定ブロック、１０９及び１１０はコイル、１１１及び１
１２は光ファイバ、１１３はベース、１１４，１１５及
び１１６はヨークに取り付けられた電極、１１７及び１
１８はコイル電極である。

【０００９】ベース１１３上に固定ブロック１０７及び
１０８が固定され、それぞれに光ファイバ１１１及び１
１２が保持されている。光ファイバ１１２は光ファイバ
１１１の切り替え位置に対応して配置されている。光フ
ァイバ１１１の先端には可動ヨーク１０４が固定されて
いる。固定ブロック１０７には永久磁石１０１と電極板
１０６が固定され、さらに第二の可動ヨーク１０５が取
り付けられている。第二の可動ヨーク１０５の端部の一
方はコイル１０９が巻かれた固定ヨーク１０２ａに接触
している。

【００１０】固定ヨーク１０２ａはさらに固定ヨーク１
０２ｂと接触している。固定ヨーク１０２ａ及び１０２
ｂの反対側には固定ヨーク１０３ａ及び１０３ｂが配置
されている。固定ヨーク１０３ａにはコイル１１０が巻
かれている。コイル１０９及び１１０には、それぞれコ
イル電極１１７及び１１８が取り付けられている。固定
ヨーク１０２ａ及び１０３ａには、それぞれ電極１１４
及び１１６が取り付けられ、可動ヨーク１０５には電極
１１５が取り付けられている。

【００１１】図１に示す状態では可動ヨーク１０４は実
線で示すごとく固定ヨーク１０２ｂ側に切り替えられて
おり、可動ヨーク１０４、固定ヨーク１０２ａ，１０２
ｂ、第二の可動ヨーク１０５、電極板１０６永久磁石１
０１及び固定ブロック１０７が閉じた磁路を形成してお
り、永久磁石１０１の作用で位置を保持し続けることが
できる。ここでコイル電極１１７及び１１８に電流を流
すと、コイル１０９は固定ヨーク１０２ａ内の磁束を弱
める方向に磁力を発生させ、コイル１１０は固定ヨーク
１０３ａ内の磁束を強める方向に磁力を発生させる。そ
のため、第二の可動ヨーク１０５は固定ヨーク１０３ａ
に引き付けられ、破線で示したように固定ヨーク１０３
ａと接触する。

【００１２】また、可動ヨーク１０４は固定ヨーク１０
３ｂ側に引き付けられ、破線で示す位置に切り替えられ
る。光ファイバ１１１も可動ヨーク１０４の移動に伴
い、破線で示す位置に切り替えられる。すると可動ヨー
ク１０４、固定ヨーク１０３ａ，１０３ｂ、第二の可動
ヨーク１０５，電極板１０６永久磁石１０１及び固定ブ
ロック１０７が閉じた磁路を形成し、永久磁石１０１の
作用でこの状態が保持される。さらにコイル電極１１７
及び１１８にこれとは逆方向の電流を流すと、同様の原
理で第二の可動ヨーク１０５、可動ヨーク１０４及び光
ファイバ１１１は実線で示す位置に戻る。

【００１３】以上述べたように、コイル電極１１７及び
１１８に流す電流の向きにより、可動ヨーク１０４の位
置を切り替えることができる。可動ヨークは光ファイバ
111を保持しており、また、光ファイバ１１２は光ファ
イバ１１１の切り替え位置に対応して配置されているの
で、可動ヨーク１０４の位置が切り替わることにより、
光ファイバ１１１の位置が切り替わり、光の進路を切り
替えることができる。

【００１４】次に図２により、本発明による電磁アクチ
ュエータの動作を詳細に説明する。図２は本発明による
切り替え位置検出機構を含む電磁アクチュエータの上面
図である。

【００１５】１０２及び１０３は固定ヨーク、２０１ａ
及び２０１ｂは磁路の形成状況を表わす矢印、２０５は
位置検出装置、２０７は電源、２０８及び２０９は電流
値表示装置である。

【００１６】可動ヨーク１０５が固定ヨーク１０２と接
触している場合は、永久磁石１０１の作用により磁路は
矢印２０１ａのごとく形成されている。可動ヨーク１０
５と固定ヨーク１０３との間にも磁気吸引力が働くが、
磁気吸引力は磁性体同士の距離の４乗に反比例するとい
う性質がある。したがって、いったん可動ヨーク105が
固定ヨーク１０２と接触すると、その磁気吸引力は可動
ヨーク１０５と固定ヨーク１０３との間の磁気吸引力よ
りもはるかに大きい。そのため、コイル１０９及び１１
０に流す電流を切断した後も、可動ヨーク１０５と固定
ヨーク１０２の接触が保たれる。同様に可動ヨーク１０
４と固定ヨーク１０２の接触も保たれる。可動ヨーク１
０５と電極板１０６は常に電気的接触を保っているの
で、位置検出装置２０５に内蔵された電源２０７によ
り、電極１１４及び１１５間に電流ｉが流れる。

【００１７】次にコイル１０９に図示しない電源を用い
て永久磁石１０１の磁束を弱める方向に磁束を発生さ
せ、コイル１１０には永久磁石１０１の磁束を強める方
向に磁束を発生させる。可動ヨーク１０５及び１０４は
固定ヨーク１０３に強く引き付けられ、その結果、可動
ヨーク１０４及び１０５は破線で示す位置に移動する。
永久磁石１０１の作用により、コイルに流す電流を切断
した後も、ヨーク１０５及び可動ヨーク１０４と固定ヨ
ーク１０３の接触は保たれ、矢印２０１ｂで示すごとく
磁路が形成される。

【００１８】このとき、位置検出装置２０５に内蔵され
た電源２０７により、電極１１４及び１１５間に電流ｉ
が流れる。以上説明したとおり、可動ヨーク１０４と連
動して動く可動ヨーク１０５の固定ヨーク１０２及び１
０３との接触状態により、電流ｉが流れる電極が異な
る。これにより、可動ヨーク１０４に電極などを取り付
けることなく、その切り替え位置を電気的に検出するこ
とができる。

【００１９】本実施例では電極板１０６に電極１１５を
取り付けたが、電極１１５が可動ヨーク１０５の動作を
妨げないのなら、可動ヨーク１０５に直接電極を取り付
けてもよい。このとき電極板１０６は不要となる。ま
た、電極１１５を永久磁石101に直接取り付けることに
よっても同様の効果を得ることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、駆動対
象である光ファイバを保持している可動ヨークに電極を
取り付ける必要がないので、光ファイバの動作を妨害す
ることがなく、光ファイバの高精度位置切り替えが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による切り替え位置検出機構を含む光ス
イッチの斜視図。

【図２】本発明による切り替え位置検出機構を含む電磁
アクチュエータの上断面図。

【符号の説明】

１０１…永久磁石、１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１
０３ｂ…固定ヨーク、１０４…光ファイバを保持する可
動ヨーク、１０５…第二の可動ヨーク、106…電極板、
１０７，１０８…固定ブロック、１０９，１１０…コイ
ル、１１１，１１２…光ファイバ、１１３…ベース、１
１４，１１５，１１６…ヨークに取り付けられた電極、
１１７，１１８…コイル電極、１０２，１０３…固定ヨ
ーク、２０１ａ，２０１ｂ…磁路の形成状況を表わす矢
印、２０５…位置検出装置、２０７…電源、２０８，２
０９…電流値表示装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒沢 久夫 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地 日立金属株 式会社磁性材料研究所内 (72)発明者 対馬 英明 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内 Ｆターム(参考） 2H041 AA18 AB19 AC05 AZ03

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に固定された可動光ファイバ固定部
   材と、前記可動光ファイバ固定部材に片持ち梁状に支持
   されたＮ本（Ｎは２以上の数）の可動光ファイバと、前
   記Ｎ本の可動光ファイバの先端に固定された軟磁性体か
   らなる可動第一の可動ヨークと、前記基板上で前記可動
   ヨークに対向する位置に固定された軟磁性体からなる固
   定ヨークと、前記固定ヨーク内に固定されたＭ本(Ｍは
   １以上の整数)の固定光ファイバと、前記可動ヨークを
   前記固定ヨークに対し前記基板面に平行に相対運動させ
   るためのアクチュエータと、前記可動ヨークを前記固定
   ヨークに対し位置決めする手段とを有し、前記Ｎ本の可
   動光ファイバと前記可動光ファイバ固定部材と前記可動
   ヨークが、可動光ファイバを弾性体とする平行板バネ構
   造をなしている光スイッチにおいて、前記アクチュエー
   タが、前記固定光ファイバ固定部材に一方の磁極を取り
   付けられた永久磁石と、その永久磁石の他方の磁極に取
   り付けられた軟磁性体の電極板と、前記電極板近傍から
   前記可動光ファイバ保持部材の両脇にそれぞれ磁束を導
   く導電性軟磁性体の二つの固定ヨークと、二つの固定ヨ
   ークにそれぞれ巻かれたコイルと、前記電極板に常に接
   し、前記二つの固定ヨークのどちらか一方と接する導電
   性軟磁性体の第二の可動ヨークとからなり、前記電極板
   と前記二つの固定ヨークとに電極を取り付けたことを特
   徴とする光スイッチ。