JP2005346003A - 耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置および耐震方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロボットハンドの駆動源であるモータ自体を大型化することなく、製造コストおよび消費電力の増加を招くことが無く、地震発生時において、装置内の各部分を保護することができる耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置および耐震方法を提供する。
【解決手段】 耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１は、入力側光ファイバコード５の光コネクタプラグ５ａを、ロボットハンド１１を用いて、出力側光ファイバコード３に接続させる光コネクタアダプタ７ａに対して着脱させて、光ファイバコード間の接続または接続解除を行うことができ、地震発生時に、振動する前記ロボットハンドを拘束する耐震用機構１５を搭載したものであって、耐震用機構１５と、地震センサ１７と、制御部（ロボットハンド移動制御手段、駆動源電源制御手段）１９と、を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ファイバによって構成される光ネットワークにおいて、当該光ファイバの接続、接続解除を自動的に行い、地震発生時に生じる破損を防止する耐震用機構を搭載した耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置および耐震方法に関する。

一般に光ファイバ接続替え装置は、複数本の入力側の光ファイバである入力側光ファイバと複数本の出力側の光ファイバである出力側光ファイバとからなる光ファイバ群を備えており、この光ファイバ群に対して、任意の入力側光ファイバと任意の出力側光ファイバとの接続または接続解除する機能を有するものである。従来の光ファイバ接続替え装置において、入力側光ファイバと出力側光ファイバとの接続または接続解除を行う光接続替え作業の大部分の作業が、光ファイバ群の入出力コネクタが複数配列されたパッチパネルを用いて、人手により実施されている。

また、この光接続替え作業を、ロボットハンドを用いて自動化した光ファイバ自動接続替え装置（例えば、特許文献１参照）が開示されている。この開示されている光ファイバ自動接続替え装置は、光ファイバ（光ファイバコード）の光接続替え作業に、光ファイバコードを把持するハンド機構と、このハンド機構を水平方向および垂直方向に移動する移動機構とからなるロボットハンドを用いたものである。

この光ファイバ自動接続替え装置の概略構成を図７に示す。図７（ａ）は光ファイバ自動接続替え装置の概略構成の平面図（上面図）であり、図７（ｂ）は光ファイバ自動接続替え装置の概略構成の正面図（前面図）である。

この図７（ａ）（ｂ）に示すように、光ファイバ自動接続替え装置１０１は、出力側光ファイバコード１０３のプラグ１０３ａおよび入力側光ファイバコード１０５の光コネクタプラグ１０５ａが接続される光コネクタアダプタ１０７を複数設けた接続盤１０９と、この接続盤１０９と対向して配置されており、入力側光ファイバコード１０５を貫通させる貫通孔が整列されている整列盤１１１と、光コネクタアダプタ１０７に接続（挿入）されている入力側光ファイバコード１０５の光コネクタプラグ１０５ａを把持し、当該入力側光ファイバコード１０５を抜き取り、別の光コネクタアダプタ１０７に接続するハンド機構１１３と、このハンド機構１１３を接続盤１０９と整列盤１１１との間の所望の位置に移動させる移動機構１１５と、光コネクタアダプタ１０７から抜き取られた入力側光ファイバコード１０５を巻き取る巻き取り機構１１７と、この巻き取り機構１１７で巻き取った入力側光ファイバコード１０５を収納する余長処理部１１９とから構成されている。

なお、出力側光ファイバコード１０３および入力側光ファイバコード１０５が光ファイバ群に該当しており、ハンド機構１１３および移動機構１１５がロボットハンドに該当している。

ところで、この光ファイバ自動接続替え装置１０１のロボットハンド（ハンド機構１１３および移動機構１１５）で光接続替え作業を実施する場合には、ロボットハンドが当該装置１０１内を可動することになり、ロボットハンドが可動中に他の部分（構造物）と接触（衝突）しないようにしなければならず、特に、地震発生時であっても、地震によって発生する震動（地震加速度により発生する力）に耐えうる耐震用機構が必要になる。

このような耐震用機構の例としては、通信ネットワークで用いられる通信装置等において、ロボットハンドのような可動機構を有しているものの場合、通信装置内の各部分を保護するために、地震によって発生する震動に打ち勝って可動するモータトルクを有したモータを組み込んで可動機構を設計することや、通信装置内の各部分に損傷を与えないように可動機構を停止させて保持するブレーキ機構を可動機構に追加するという対策が施されている。

特開平７−３１８８２０号公報（段落００１０〜００１６、図１）

しかしながら、従来の通信装置等に用いられる耐震用機構を、光ファイバ接続替え装置（光ファイバ自動接続替え装置）にそのまま適用しようとすると、以下に示す問題点がある。

光ファイバ接続替え装置では、ロボットハンドで把持する（ハンドリング）ものがコード状の光ファイバコードであり、ロボットハンド（可動機構）を、地震によって発生する震動に打ち勝って可動するモータトルクを有したモータを組み込んだものとした場合、光ジャンパコード（接続盤と整列盤との間にある光ファイバコード）の敷設状態によっては、当該装置の上面側に光ジャンパコードが盛り上がった状態になることも予測され、ロボットハンドが可動した場合に、ロボットハンドの先端部であるファインガ部によって、光ジャンパコードを切断してしまう恐れがあるという問題がある。

また、ロボットハンド（可動機構）にて、地震によって発生する震動に打ち勝って可動するモータトルク（高トルク）を発生させるためには、高出力モータを使用する必要が生じ、モータ自体の大型化、製造コストの増加および消費電力の増加を招くことになるという問題がある。

さらに、光ファイバ接続替え装置内において、当該装置内の各部分に損害を与えないようにロボットハンド（可動機構）を停止させて保持するためには、ロボットハンドの駆動源であるモータにブレーキ機構を追加しなければならず、このブレーキ機構を制御するための制御回路も必要となり、この場合も、モータ自体の大型化、製造コストの増加および消費電力の増加を招くことになるという問題がある。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、ロボットハンドの駆動源であるモータ自体を大型化することなく、製造コストおよび消費電力の増加を招くことが無く、地震発生時において、装置内の各部分の破損を防止する、つまり、装置内の各部分を保護することができる耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置および耐震方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１記載の耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置は、入力側の光ファイバコードのプラグを、ロボットハンドを用いて、出力側の光ファイバコードに接続させるアダプタに対して着脱させて、前記光ファイバコード間の接続または接続解除を行うことができ、地震発生時に、振動する前記ロボットハンドを拘束する耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置であって、検出センサと、ロボットハンド移動制御手段と、駆動源電源制御手段と、を備える構成とした。

かかる構成によれば、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置は、検出センサによって地震による震動を検出し、予め設定した閾値を超えると、ロボット移動制御手段によって、ロボットハンドをその場で停止させる。そして、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置は、駆動源電源制御手段によって、ロボットハンドが停止された停止位置（その場）にて、地震の震動レベルに応じて、ロボットハンドの駆動源に供給する供給電力を、ロボットハンドを移動させるときよりも増加させることで、ロボットハンドの最大静止トルクを増加させる。つまり、ロボットハンドの駆動源の動きをロックした状態で、駆動源への供給電力を増加させることで、地震による震動の大きさに拘わらず、ロボットハンドを停止させておくことが可能になる。

請求項２記載の耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置は、入力側の光ファイバコードのプラグを、ロボットハンドを用いて、出力側の光ファイバコードに接続させるアダプタに対して着脱させて、前記光ファイバコード間の接続または接続解除を行うことができ、地震発生時に、振動する前記ロボットハンドを拘束する耐震用機構を搭載し、筐体を備えた耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置であって、耐震用機構と、検出センサと、ロボットハンド移動制御手段と、駆動源電源制御手段と、を備える構成とした。

かかる構成によれば、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置は、耐震用機構を備えており、この耐震用機構は、ロボットハンドの先端部にありプラグを把持するフィンガ部を拘束して、ロボットハンドの動きを制御する振動制御孔を有する拘束部と、ロボットハンドおよび筐体を構成する壁面の一方に設けた嵌合部材と他方に設けた被嵌合部材とからなる嵌合部とによって構成されている。つまり、この耐震用機構は、孔構造をしている振動制御孔を有する拘束部に、ロボットハンドの先端部であるフィンガ部を挿入させる（落とし込ませる）ことで、当該フィンガ部の振動を拘束する。また、この耐震用機構は、嵌合部を成す嵌合部材（例えば、凸部形状部材）および被嵌合部材（例えば、凹部形状部材）が、嵌め込まれることで、ロボットハンドと耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置の筐体を構成する壁面とを一体化し、地震発生時の震動によって生じるロボットハンドの動きを抑制する。

そして、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置は、地震発生時には、まず、検出センサによって、地震による震動（地震加速度により発生する力、入力加速度）を検出する。この検出センサを、例えば、当該装置の底板部に設けておいて、地震発生の有無を検出するようにする。

続いて、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置は、ロボットハンド移動制御手段によって、検出センサで検出された地震による震動のレベルが予め設定した閾値を超えた場合に、ロボットハンドを予め設定した待機位置に移動させる。つまり、地震の発生が検出されたら、即座に、予め設定した待機位置、すなわち、耐震用機構の拘束部が設けられている位置に、ロボットハンドを待避させる。

そして、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置は、駆動源電源制御手段によって、ロボットハンド移動制御手段でロボットハンドが待機位置に移動完了した際に、ロボットハンドの駆動源の電源をオフにすることで、耐震用機構を機能させると共に、検出センサで検出された地震による震動のレベルに応じて、駆動源に供給する供給電力を、ロボットハンドを移動させるときよりも増加させることで、ロボットハンドの最大静止トルクを増加させる。

請求項３記載の耐震方法は、入力側の光ファイバコードのプラグを、ロボットハンドを用いて、出力側の光ファイバコードに接続させるアダプタに対して着脱させて、前記光ファイバコード間の接続または接続解除を行うことができ、地震発生時に、振動する前記ロボットハンドを拘束する機構を搭載した装置の耐震方法であって、検出ステップと、停止ステップと、トルク増加ステップと、を含む手順とした。

かかる手順によれば、耐震方法は、検出ステップにおいて、地震センサ等を用いて地震による震動を検出し、停止ステップにおいて、検出ステップにて地震センサ等で検出された地震による震動のレベルが予め設定した閾値を超えた場合に、停止ステップにおいて、ロボットハンドをその場で停止させる。そして、この耐震方法は、トルク増加ステップにおいて、停止ステップによりロボットハンドが停止された停止位置にて、地震による震動のレベルに応じて、ロボットハンドの駆動源に供給する供給電力を、ロボットハンドを移動させるときよりも増加させることで、ロボットハンドの最大静止トルクを増加させる。

請求項４記載の耐震方法は、入力側の光ファイバコードのプラグを、ロボットハンドを用いて、出力側の光ファイバコードに接続させるアダプタに対して着脱させて、前記光ファイバコード間の接続または接続解除を行うことができ、地震発生時に、振動する前記ロボットハンドを拘束する機構を搭載した装置の耐震方法であって、検出ステップと、移動ステップと、電源オフステップと、挿入嵌合ステップと、トルク増加ステップと、を含む手順とした。

かかる手順によれば、耐震方法は、検出ステップにおいて、地震センサ等を用いて地震による震動を検出し、移動ステップにおいて、検出ステップにて地震センサ等で検出された地震による震動のレベルが予め設定した閾値を超えた場合に、ロボットハンドを予め設定した待機位置に移動させる。この待機位置の下端に、耐震用機構の拘束部を設けておく。

続いて、耐震方法は、電源オフステップにおいて、ロボットハンドが移動位置に移動完了後、ロボットハンドを駆動させる駆動源の電源をオフにする。ロボットハンドを駆動させる駆動源は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸それぞれの軸方向に、ロボットハンドを移動させるステッピングモータ等によって構成されている。

そして、耐震方法は、挿入嵌合ステップにおいて、電源オフステップにて駆動源の電源がオフにされる（切られる）ことで、待機位置の下端に設けられた、ロボットハンドの先端部であるフィンガ部の振動を拘束して、ロボットハンドの動きを制御する拘束部に、フィンガ部が落下して挿入され、嵌合部を成す嵌合部材と被嵌合部材とが嵌合されて、ロボットハンドの動きが抑制される。

そしてまた、耐震方法は、トルク増加ステップにおいて、地震による震動のレベルに応じて、駆動源に供給する供給電力を、移動ステップにてロボットハンドを移動させるときよりも増加させることで、ロボットハンドの最大静止トルクを増加させる。つまり、ロボットハンドの動きを更に抑制するために、ロボットハンドの先端部であるフィンガ部が拘束部に挿入され、且つ、嵌合部が嵌め込まれた状態で、駆動源への供給電力を増加させることで、フィンガ部と拘束部と互いに、且つ、嵌合部材と被嵌合部材とが互いに強固に押し合うことになり、従来の装置で追加されていたブレーキ機構と同じ効果を得ている。

請求項１記載の発明によれば、検出センサで地震による震動のレベルを検出した際に、
ロボットハンド移動制御手段で、ロボットハンドをその場で停止させ、駆動源電源制御手段で駆動源への供給電力を増加させて最大静止トルクを増加させるので、ロボットハンドの駆動源であるモータ自体を大型化することなく、製造コストおよび消費電力の増加を招くことが無く、地震発生時において、装置内の各部分の破損を防止する、つまり、装置内の各部分を保護することができる。

請求項２記載の発明によれば、検出センサで地震による震動のレベルを検出した際に、ロボットハンド移動制御手段で、ロボットハンドを待機位置に移動させ、駆動源電源制御手段で駆動源の電源をオフさせると、ロボットハンドの先端部であるフィンガ部が振動制御孔を有した拘束部で拘束され、嵌合部を成す嵌合部材と被嵌合部材とが嵌め込まれて、地震によって生じるロボットハンドの動きが抑制され、さらに、供給電力を増加させて最大静止トルクを増加させるので、ロボットハンドの駆動源であるモータ自体を大型化することなく、製造コストおよび消費電力の増加を招くことが無く、地震発生時において、装置内の各部分の破損を防止する、つまり、装置内の各部分を保護することができる。

請求項３記載の発明によれば、地震による震動のレベルを検出し、ロボットハンドを停止させ、ロボットハンドの駆動源への供給電力を増加させて最大静止トルクを増加させるので、ロボットハンドの駆動源であるモータ自体を大型化することなく、製造コストおよび消費電力の増加を招くことが無く、地震発生時において、装置内の各部分の破損を防止する、つまり、装置内の各部分を保護することができる。

請求項４記載の発明によれば、地震による震動のレベルを検出し、ロボットハンドを移動させ、ロボットハンドの駆動源の電源をオフして、ロボットハンドのフィンガ部を拘束部に挿入させて、嵌合部を嵌め込ませることで、ロボットハンドの動きを抑制し、さらに、供給電力を増加させることで、ロボットハンドと装置の壁面とをより強固に固定させているので、ロボットハンドの駆動源であるモータ自体を大型化することなく、製造コストおよび消費電力の増加を招くことが無く、地震発生時において、装置内の各部分の破損を防止する、つまり、装置内の各部分を保護することができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。
〈耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置の構成〉
図１は、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置の模式図である。図１（ａ）は上方（上面）からみた模式図であり、図１（ｂ）は正面（前面）からみた模式図である。これら図１（ａ）および（ｂ）に示すように、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１は、光ファイバの接続替えを行うものであり、地震発生時に可動機構を待避させる機構を有しているもので、出力側光ファイバコード３と、入力側光ファイバコード５と、接続盤７と、整列盤９と、ロボットハンド１１と、巻き取り機構１３と、耐震用機構１５と、地震センサ（検出センサ）１７と、制御部（ロボットハンド移動制御手段、駆動源電源制御手段）１９とを備えている。

出力側光ファイバコード３は、接続盤７に接続するための端部である接続盤用プラグ３ａを備えている光ファイバである。この接続盤用プラグ３ａが接続盤７に常時接続されており、入力側光ファイバコード５から入力された光信号が当該装置１の外部に出力される。

入力側光ファイバコード５は、接続盤７に接続するための端部である光コネクタプラグ５ａを備えている光ファイバである。この光コネクタプラグ（プラグ）５ａが、接続盤７から抜き差しされること（接続または接続解除されること）で、接続される出力側光ファイバコード３が替わり、入力された光信号の出力先が切り替えられる。

なお、接続盤７と整列盤９との間の入力側光ファイバコード５は、抜き差しされる部分であり、外部から延在している入力側光ファイバコード５とは呼称を変え、光ジャンパコード５と呼ぶこととする。

接続盤７は、出力側光ファイバコード３の接続用プラグ３ａと、入力側光ファイバコード５の光コネクタプラグ５ａとが接続される複数の光コネクタアダプタ（アダプタ）７ａを備えており、出力側光ファイバコード３と入力側光ファイバコード５とを接続するためのものである。

整列盤９は、接続盤７と対向する位置に配置され、入力側光ファイバコード５を一定間隔毎に整列させて保持し、当該入力側光ファイバコード５を通過（貫通）させる複数の整列孔（貫通孔）９ａを備えたものである。

ロボットハンド１１は、光ジャンパコード（接続盤７と整列盤９との間の入力側光ファイバコード）５の光コネクタプラグ５ａを把持するハンド機構２１と、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に自体（ロボットハンド１１）を移動させる移動機構２３とから構成されており、耐震用機構１５の一部を成すＸ軸拘束機構（嵌合部の嵌合部材、ここでは凸部形状部材）１５ｃが設けられている。

ハンド機構２１は、ロボットハンド１１の先端部であり、光コネクタプラグ５ａを把持すフィンガ部２１ａを備えている。このハンド機構２１のフィンガ部２１ａで光コネクタプラグ５ａの外周面全面を包み込むように把持し、移動機構２３でＸ軸方向に移動することで、接続部７の光コネクタアダプタ７ａに差し込んだり（接続したり）、引き抜いたり（接続解除したり）する。

移動機構２３は、自体（ロボットハンド１１）を所望の位置に移動させるもので、Ｘ軸モータ（図示せず）と、Ｙ軸モータ（図示せず）と、Ｚ軸モータ（図示せず）と、Ｘ軸移動機構２３ａと、Ｙ軸移動機構２３ｂとを備えている。Ｘ軸モータは、Ｘ軸方向に設けられたガードレール等によって構成されるＸ軸移動機構２３ａ上で自体（ロボットハンド１１）を水平方向（Ｘ軸方向）に駆動させる駆動源であり、Ｙ軸モータは、Ｙ軸方向に設けられたガードレール等によって構成されるＹ軸移動機構２３ｂ上で自体（ロボットハンド１１）を水平方向（Ｙ軸方向）に駆動させる駆動源である。また、Ｚ軸モータは、鉛直方向（上下方向、Ｚ軸方向）に自体（ロボットハンド１１）を駆動させる駆動源である。

なお、この実施形態では、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータは、静止時に、最大保持トルク（最大静止トルク）を生じる特性を備えるステッピングモータによって構成されている。

巻き取り機構１３は、ロボットハンド１１のハンド機構２１によって、接続盤７の光コネクタアダプタ７ａから光コネクタプラグ５ａが引き抜かれた光ジャンパコード（入力側光ファイバコード）５を巻き取るものである。つまり、ロボットハンド１１のハンド機構２１で引き抜かれた光ジャンパコード５は、一旦、ハンド機構２１のフィンガ部２１ａから解放されて（離されて）、この巻き取り機構１３で巻き取られる。そして、ロボットハンド１１のハンド機構２１で引き抜かれた光ジャンパコード５は、改めて、ロボットハンド１１のハンド機構２１のフィンガ部２１ａで把持されて、この巻き取り機構１３から引き出された後、当該光ジャンパコード５の光コネクタプラグ５ａが接続盤７の別の光コネクタアダプタ７ａに差し込まれる。

こうすることによって、光ジャンパコード５の引き抜き（接続解除）と差し込み（接続）とが行われ、光ジャンパコード５が絡み合うことを防止している。つまり、一番最後に差し込まれた光ジャンパコード５が他の光ジャンパコード５の一番上になるようになる。

なお、図示を省略したが、この巻き取り機構１３で巻き取った光ジャンパコード（入力側光ファイバコード）５を収納する余長処理部（図示せず）が当該装置１には備えられている。

耐震用機構１５は、地震発生時に、ロボットハンド１１等の可動機構が振動することで、各部分の破損を防止する（各部分を保護する）ためのもので、Ｙ軸拘束機構（拘束部）１５ａと、装置１壁面側（装置１の筐体を構成する１つの側面側）のＸ軸拘束機構（嵌合部の被嵌合部材、ここでは凹部形状部材、側壁面の嵌合部を成す凹部形状部材）１５ｂと、ロボットハンド１１側のＸ軸拘束機構（嵌合部の嵌合部材、ここでは凸部形状部材、ロボットハンド側の嵌合部を成す凸部形状部材）１５ｃとを備えている。

Ｙ軸拘束機構（拘束部）１５ａは、当該装置１の底面に一体的に設けられており、孔構造を有しており、ロボットハンド１１のハンド機構２１のフィンガ部２１ａが当該孔構造を構成する孔に挿入されることで、図１に示したＸの方向（Ｘ軸方向）およびＹの方向（Ｙ軸方向）へのロボットハンド１１の動きを拘束（抑制）するものである。

この実施形態では、Ｙ軸拘束機構１５ａの形状は、孔構造を構成する孔（振動制御孔）である中空の四角柱状に形成されており、Ｙ軸拘束機構１５ａの質量は、ロボットハンド１１のハンド機構２１と移動機構２３のＹ軸移動機構２３ｂとの質量を合計した値と同じ値である。このＹ軸拘束機構１５ａが設けられている位置が、請求項に記載した待機位置に該当している。

Ｘ軸拘束機構（側壁面の嵌合部を成す凹部形状部材）１５ｂは、当該装置１の側壁面に一体的に設けられており（例えば、ねじ固定されており）、凹部（切り欠き）を有した金属片である。この実施形態では、Ｘ軸拘束機構１５ｂの凹部が略長方形に形成されている。

Ｘ軸拘束機構（ロボットハンド側の嵌合部を成す凸部形状部材）１５ｃは、当該装置１の側壁面に対向するロボットハンド１１の側面に一体的に設けられており（例えば、ねじ固定されており）、凸部（突起）を有した金属片である。この実施形態では、Ｘ軸拘束機構１５ｃの凸部がＸ軸拘束機構１５ｂの凹部とかみあうように（嵌合するように）、略長方形に形成されている。

つまり、当該装置１の側壁面に一体的に設けられているＸ軸拘束機構（嵌合部の被嵌合部材、ここでは凹部形状部材）１５ｂと、ロボットハンド１１側に一体的に設けられているＸ軸拘束機構（嵌合部の嵌合部材、ここでは凸部形状部材）１５ｃとが嵌め込み合うことで、図１に示したＸの方向（Ｘ軸方向）へのロボットハンド１１の動きを拘束（抑制）するものである。

なお、これらＸ軸拘束機構１５ｂとＸ軸拘束機構１５ｃとは、単純な凹凸の形状ではなく、鍵と鍵穴とのように、嵌め込みあう形状であればよい。また、この実施形態では、当該装置１の側壁面に設けたＸ軸拘束機構１５ｂを凹部形状部材とし、ロボットハンド１１の側面に設けたＸ軸拘束機構１５ｃを凸部形状部材としているが、逆に、当該装置１の側壁面に設けたＸ軸拘束機構１５ｂを凸部形状部材とし、ロボットハンド１１の側面に設けたＸ軸拘束機構１５ｃを凹部形状部材として構成してもよい。

この耐震用機構１５は、制御部１９によって、ロボットハンド１１の移動機構２３の駆動源の電源がオフになったときに機能するものであり、この時の状態（機能するときの状態）を図２を参照して詳細に説明する。図２（ａ）は、耐震用機構１５のＹ軸拘束機構１５ａの拡大模式図であり、図２（ｂ）はＸ軸拘束機構１５ｂおよびＸ軸拘束機構１５ｃの拡大模式図である。

図２（ａ）に示すように、ロボットハンド１１のハンド機構２１のフィンガ部２１ａが、Ｙ軸拘束機構１５ａの孔構造を構成する孔（振動制御孔）に挿入されており、ロボットハンド１１のＸ軸方向、Ｙ軸方向の動き（振動）が拘束されている。

図２（ｂ）に示すように、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１の筐体の側壁面１ａに設けられたＸ軸拘束機構１５ｂと、ロボットハンド１１の側面１１ａに設けられたＸ軸拘束機構１５ｃとがＹ軸方向から嵌め込まれることで、ロボットハンド１１のＸ軸方向の動き（振動）が拘束されている。

ロボットハンド１１のＺ軸方向の動きの拘束に関しては、地震による震動が加えられた場合であっても、直下型の大規模な地震でない限り、Ｚ軸方向、つまり、上下方向に加えられる振動は、ハンド機構２１のフィンガ部２１の重量（自重）によって、打ち消される（抑えられる）としている。また、ロボットハンド１１が待機場所（Ｙ軸拘束機構１５ａ内）でＺ軸方向（上下方向）に動いたところで、他の構成（構造物）に与える影響が少ないことから、Ｙ軸拘束機構１５ａが、ロボットハンド１１のＺ軸方向の動きを拘束（抑制）する役割も兼ねている。

さらに、耐震用機構１５が動作する際のロボットハンド１１と耐震用機構１５との状態の遷移を図３を参照して説明する。図３（ａ）は地震が発生する前の状態を示した図であり、図３（ｂ）は地震が発生したときに、ロボットハンド１１が待機位置に移動した状態を示した図であり、図３（ｃ）はロボットハンド１１のハンド機構２１のフィンガ部２１ａが耐震用機構１５のＹ軸拘束機構１５ａに挿入され、装置１の筐体の壁面側のＸ軸拘束機構１５ｂとロボットハンド１１側のＸ軸拘束機構１５ｃとが嵌合している状態を示したものである。

これら図３（ａ）〜図３（ｃ）において、まず、図３（ａ）に示したように、光接続替え作業中（例えば、移動中、或いは、光ジャンパコード５の光コネクタプラグ５ａ（図３では省略している、図１参照）を把持している最中）に、地震センサ１７によって地震による震動が検出された場合、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１は、把持していた光コネクタプラグ５ａ（図１参照）を放し、図３（ｂ）のように、ロボットハンド１１を待機位置、つまり、耐震用機構１５のＹ軸拘束機構１５ａの直上に移動させる。

そして、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１は、制御部１９による制御により（詳細は後記）、駆動源の電源をオフにすることで、ロボットハンド１１のハンド機構２１のフィンガ部２１ａを耐震用機構１５のＹ軸拘束機構１５ａの振動制御孔に落下させ、当該装置１の筐体の壁面側のＸ軸拘束機構１５ｂとロボットハンド１１側のＸ軸拘束機構１５ｃとを嵌合させる。

この実施形態では、Ｙ軸拘束機構１５ａ、Ｘ軸拘束機構１５ｂおよびＸ軸拘束機構１５ｃによって、ロボットハンド１１およびロボットハンド１１のハンド機構２１のフィンガ部２１ａを拘束した場合、Ｙ軸方向には４９Ｎ（５ｋｇｆ）、Ｘ軸方向には９８Ｎ（１０ｋｇｆ）の荷重がかかっても、ロボットハンド１１およびフィンガ部２１ａが動かないように機構設計している。また、フィンガ部２１ａ、ハンド機構２１、Ｘ軸移動機構２３ａおよびＹ軸移動機構２３ｂの質量を実測し、震度７に相当する地震の震動（最大入力加速度）が加わった場合の力が、Ｙ軸方向に４９Ｎ（５ｋｇｆ）、Ｘ軸方向に９８Ｎ（１０ｋｇｆ）の荷重による力よりも小さいことを確認している。

図１に戻って、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１の構成の説明を続ける。
地震センサ（検出センサ）１７は、当該装置１の底板部（底面部）に設けられており、地震発生時の震動（入力加速度）のレベルを検出し、この検出した震動のレベルが予め設定した閾値レベルを超えた場合に、耐震用機構１５を機能させる動作オン信号を、制御部１９に出力すると共に、震動のレベルが閾値レベル未満になった場合に、耐震用機構１５の機能を解除する動作オフ信号を、制御部１９に出力するものである。

この実施形態では、地震センサ１７は、地震発生時の当初に現れるＰ波（弾性縦波）を検出するもので、２５０ｇａｌ（ガル：ｃｍ／ｓ²）（震度５強に相当）する震動（入力加速度）で動作するものを採用している。

制御部１９は、地震センサ１７から出力される動作オン信号および動作オフ信号に基づいて、ロボットハンド１１の移動機構２３と、この移動機構２３の駆動源であるＸ軸モータ（図示せず）、Ｙ軸モータ（図示せず）およびＺ軸モータ（図示せず）に電力を供給する電源とを制御するものである。ちなみに、図示を省略しているが、光ジャンパコード５の抜き差し（接続、接続解除）を制御する制御手段は別途備えられている。ここで、図４を参照して、制御部１９を詳細に説明する。

図４に示すように、制御部１９は、センサ処理回路１９ａと、各軸モータドライバ回路１９ｂと、電源回路１９ｃとを備えている。
センサ処理回路１９ａは、地震センサ１７から出力されたＯＮ／ＯＦＦ信号（動作オン信号／動作オフ信号）を受信して、各軸モータドライバ回路１９ｂに耐震モード変更命令を出力するものである。つまり、地震センサ１７から動作オン信号が出力された場合には、耐震モードをオンにする（耐震用機構１５を機能させる）耐震モード変更命令を出力し、地震センサ１７から動作オフ信号が出力された場合には、耐震モードをオフにする（耐震用機構１５を解除させる）耐震モード変更命令を出力するものである。

各軸モータドライバ回路１９ｂは、センサ処理回路１９ａから出力された耐震モード変更命令に基づいて、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータと、電源回路１９ｃとを制御するもので、ロボットハンド移動制御手段１９ｂ１と、駆動源電源制御手段１９ｂ２とを備えている。

ロボットハンド移動制御手段１９ｂ１は、耐震モードをオンにする耐震モード変更命令をセンサ処理回路１９ａから受信したときに、ロボットハンド１１（図１参照）を予め設定した待機位置（退避位置、待避位置）に移動させる退避位置移動指令を、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータに出力するものである。

駆動源電源制御手段１９ｂ２は、ロボットハンド移動制御手段１９ｂ１によって、ロボットハンド１１が移動され、ロボットハンド１１の移動が完了した際（待機位置に到着したとき）に、電源回路１９ｃに対して電源オフ信号を出力すると共に、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータの最大保持トルク（最大静止トルク）が増加するようにした電力である保持トルク増加電力値を、これらＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータに出力するものである。

なお、この保持トルク増加電力値は、地震センサ１７で検出された地震による震動のレベルに応じて、増減される。ただし、保持トルク増加電力値は、少なくともロボットハンド１１を移動させるときよりも増加させた値である。また、この実施形態では、最大保持トルク（最大静止トルク）の状態において、震度７の最大入力加速度に相当する力以上の静止力を発生できるように移動機構２３の機構設計を行っている。

電源回路１９ｃは、外部から供給される電力を、当該装置１全体に供給すると共に、各軸モータドライバ回路１９ｂの駆動源電源制御手段１９ｂ２の制御に基づいて、ロボットハンド１１の移動機構２３の駆動源であるＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータに供給するものである。

図１に戻って、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１の構成の説明を続ける。
この耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１によれば、地震センサ１７によって、地震による震動（地震加速度により発生する力、入力加速度）が検出され、制御部１９の各軸モータドライバ回路１９ｂのロボットハンド移動制御手段１９ｂ１によって、地震センサ１７で検出された地震による震動のレベルが予め設定した閾値を超えた場合にセンサ処理回路１９ａから出力される耐震モードをオンにする耐震モード変更命令に従って、ロボットハンド１１を予め設定した退避位置（待機位置）に移動させる。そして、制御部１９の各軸モータドライバ回路１９ｂの駆動源電源制御手段１９ｂ２によって、ロボットハンド移動制御手段１９ｂ１でロボットハンド１１が退避位置に移動完了した際に、ロボットハンド１１の移動機構２３の駆動源であるＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータの電源である電源回路１９ｃをオフにすることで、耐震用機構１５を機能させると共に、地震センサ１７で検出された地震による震動のレベルに応じて、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータに供給する供給電力を、ロボットハンド１１を移動させるときよりも増加させることで、ロボットハンド１１の最大静止トルクを増加させる。

このため、ロボットハンド１１の移動機構２３の駆動源であるＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータ自体を大型化することなく、製造コストおよび消費電力の増加を招くことが無く、地震発生時において、当該装置１内の各部分の破損を防止する、つまり、装置１内の各部分を保護することができる。

なお、この耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１において、地震センサ１７から動作オン信号が出力された際のＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータの最大保持トルク（最大静止トルク）は、地震センサ１７から動作オン信号が出力される前の２倍になるように設計されており、実際に震度７程度の人工地震波による振動試験を行った結果、最大保持トルク（最大静止トルク）が２倍になった状態で、ロボットハンド１１をロック（固定）して、地震が終了するまでロボットハンド１１が動かないことを確認することができた。また、地震終了後の光接続替え作業も問題なく実施できることを確認することができた。

〈耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置の動作〉
次に、図５および図６に示すフローチャートを参照して、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１の各種動作について説明する（適宜、図１参照）。
まず、図５に示すフローチャートを参照して、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１のロボットハンド１１の移動機構２３の駆動源であるＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータの電源がオフされている場合の耐震用機構１５を用いた耐震方法の動作について説明する。

耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１に対し、所定時間内に、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータへのモータ駆動命令がない場合（ステップＳ１）、つまり、光接続替え作業が要求されていない場合、モータ電源ＯＦＦ指令を制御部１９によって出力する（ステップＳ２）。

そして、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１は、地震センサ１７によって、地震による震動のレベルが閾値レベルを超えた場合に、動作オン信号を制御部１９に出力し、制御部１９の各軸モータドライバ回路１９ｂのロボットハンド移動制御手段１９ｂ１によって、予め設定した待機位置（設定待機位置）にロボットハンド１１（ロボット機構）を移動させる退避位置移動指令を、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータに出力し、ロボットハンド１１を移動させる（ステップＳ３）。

そして、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１は、制御部１９の各軸モータドライバ回路１９ｂの駆動源電源制御手段１９ｂ２によって、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータの電源をオフし（ステップＳ４）、耐震用機構１５を機能させ、ロボットハンド１１のハンド機構２１のフィンガ部２１ａ（フィンガ）がＹ軸拘束機構１５ａに落下後、ロボットハンド１１の移動を拘束する（ステップＳ５）。

その後、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１は、地震センサ１７によって、地震による震動のレベルが閾値レベル未満になって、動作オフ信号を制御部１９に出力した場合には、耐震用機構１５の機能を停止し、制御部１９の各軸モータドライバ回路１９ｂからＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータに対して、モータ駆動指令を出力しモータ電源をオンにし、それ以外の場合には待機状態となる（ステップＳ６）。

次に、図６を示すフローチャートを参照して、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１のロボットハンド１１の移動機構２３の駆動源であるＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータの電源がオンされている場合（光接続替え作業中）の耐震用機構１５を用いた耐震方法の動作について説明する。

まず、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１は、地震センサ１７が検出した震動のレベルが予め設定した閾値レベル（設定閾値）を超えた場合（振動加速度が入力された場合）（ステップＳ１１）に、地震センサ１７で動作オン信号（地震センサ動作ＯＮ）を生成し（ステップＳ１２）、この動作オン信号を制御部１９の各軸モータドライバ回路１９ｂに出力する（ステップＳ１３）。

そして、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１は、制御部１９の各軸モータドライバ回路１９ｂの駆動源電源制御手段１９ｂ２によって、ステップモータによって構成されているＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータに対して、駆動用パルスの送出を停止し（ステップＳ１４）、つまり、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータを停止させて、ロボットハンド１１の移動機構２３の移動を停止させる（ステップＳ１５）。

その後、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１は、制御部１９の各軸モータドライバ回路１９ｂの駆動源電源制御手段１９ｂ２によって、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータに対して、供給電力を増加させる、つまり、最大静止トルクを増加させる（ステップＳ１６）。なお、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１において、光接続替え作業中であっても、待機場所に退避させて、耐震用機構１５を機能させる動作を行うことは可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、本実施形態では、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１として説明したが、当該装置１の各構成の処理を汎用的なまたは特殊なコンピュータ言語で記述した耐震用機構搭載光ファイバ接続替えプログラムとみなすことも可能である。この場合、耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置１と同様の効果を得ることができる。

本発明の実施形態に係る耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置の模式図であり、（ａ）は上方からみた模式図であり、（ｂ）は正面の模式図である。 図１に示した耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置の耐震用機構の拡大模式図であり、（ａ）は、Ｙ軸拘束機構の拡大模式図であり、（ｂ）はＸ軸拘束機構の拡大模式図である。 耐震用機構が機能する際の、ロボットハンドと耐震用機構との状態の遷移を示した図であり、図３（ａ）は地震が発生する前の状態を示した図であり、図３（ｂ）は地震が発生したときに、待機位置に移動した状態を示した図であり、図３（ｃ）は耐震用機構が作用している状態を示した図である。 図１に示した耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置の制御部を説明した図である。 図１に示した耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置のモータオフ時の耐震方法の動作を説明したフローチャートである。 図１に示した耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置のモータオン時の耐震方法の動作を説明したフローチャートである。 従来の光ファイバ自動接続替え装置の概略構成を示したもので、図７（ａ）は光ファイバ自動接続替え装置の概略構成の平面図であり、図７（ｂ）は光ファイバ自動接続替え装置の概略構成の正面図である。

符号の説明

１ 耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置
３ 出力側光ファイバコード
３ａ 接続用プラグ
５ 入力側光ファイバコード
５ａ 光コネクタプラグ（プラグ）
７ 接続盤
７ａ 光コネクタアダプタ（アダプタ）
９ 整列盤
１１ ロボットハンド
１３ 巻き取り機構
１５ 耐震用機構
１５ａ Ｙ軸拘束機構（拘束部）
１５ｂ、１５ｃ Ｘ軸拘束機構（嵌合部）
１７ 地震センサ（検出センサ）
１９ 制御部
１９ｂ１ ロボットハンド移動制御手段
１９ｂ２ 駆動源電源制御手段
２１ ハンド機構
２１ａ フィンガ部
２３ 移動機構
２３ａ Ｘ軸移動機構
２３ｂ Ｙ軸移動機構

Claims (4)

1. 入力側の光ファイバコードのプラグを、ロボットハンドを用いて、出力側の光ファイバコードに接続させるアダプタに対して着脱させて、前記光ファイバコード間の接続または接続解除を行うことができ、地震発生時に、振動する前記ロボットハンドを拘束する耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置であって、
   前記地震による震動を検出する検出センサと、
   この検出センサで検出された前記地震による震動のレベルが、予め設定した閾値を超えた場合に、前記ロボットハンドの移動を停止させるロボットハンド移動制御手段と、
   このロボットハンド移動制御手段で前記ロボットハンドが停止された停止位置にて、前記地震による震動のレベルに応じて、前記ロボットハンドの駆動源に供給する供給電力を、前記ロボットハンドを移動させるときよりも増加させることで、前記ロボットハンドの最大静止トルクを増加させる駆動源電源制御手段と、
   を備えることを特徴とする耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置。
2. 入力側の光ファイバコードのプラグを、ロボットハンドを用いて、出力側の光ファイバコードに接続させるアダプタに対して着脱させて、前記光ファイバコード間の接続または接続解除を行うことができ、地震発生時に、振動する前記ロボットハンドを拘束する耐震用機構を搭載し、筐体を備えた耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置であって、
   前記ロボットハンドの先端部にあり前記プラグを把持するフィンガ部の振動を拘束して、前記ロボットハンドの動きを制御する振動制御孔を有する拘束部と、前記ロボットハンドおよび前記筐体を構成する壁面の一方に設けた嵌合部材と他方に設けた被嵌合部材とからなる嵌合部とによって構成される耐震用機構と、
   前記地震による震動を検出する検出センサと、
   この検出センサで検出された前記地震による震動のレベルが、予め設定した閾値を超えた場合に、前記ロボットハンドを予め設定した待機位置に移動させるロボットハンド移動制御手段と、
   このロボットハンド移動制御手段で前記ロボットハンドが前記待機位置に移動完了した際に、前記ロボットハンドの駆動源の電源をオフにすることで、前記耐震用機構を機能させると共に、前記地震による震動のレベルに応じて、前記駆動源に供給する供給電力を、前記ロボットハンドを移動させるときよりも増加させることで、前記ロボットハンドの最大静止トルクを増加させる駆動源電源制御手段と、
   を備えることを特徴とする耐震用機構搭載光ファイバ接続替え装置。
3. 入力側の光ファイバコードのプラグを、ロボットハンドを用いて、出力側の光ファイバコードに接続させるアダプタに対して着脱させて、前記光ファイバコード間の接続または接続解除を行うことができ、地震発生時に、振動する前記ロボットハンドを拘束する機構を搭載した装置の耐震方法であって、
   前記地震による震動を検出する検出ステップと、
   この検出ステップにより、前記地震による震動のレベルが、予め設定した閾値を超えた場合に、前記ロボットハンドの移動を停止させる停止ステップと、
   この停止ステップにより前記ロボットハンドが停止された停止位置にて、前記地震による震動のレベルに応じて、前記ロボットハンドの駆動源に供給する供給電力を、前記ロボットハンドを移動させるときよりも増加させることで、前記ロボットハンドの最大静止トルクを増加させるトルク増加ステップと、
   を含むことを特徴とする耐震方法。
4. 入力側の光ファイバコードのプラグを、ロボットハンドを用いて、出力側の光ファイバコードに接続させるアダプタに対して着脱させて、前記光ファイバコード間の接続または接続解除を行うことができ、地震発生時に、振動する前記ロボットハンドを拘束する機構を搭載した装置の耐震方法であって、
   前記地震による震動を検出する検出ステップと、
   この検出ステップにより、前記地震による震動のレベルが予め設定した閾値を超えた場合に、前記ロボットハンドを予め設定した待機位置に移動させる移動ステップと、
   この移動ステップにより待機位置に移動完了後、前記ロボットハンドを駆動させる駆動源の電源をオフする電源オフステップと、
   この電源オフステップによって、前記駆動源の電源がオフにされることで、前記待機位置の下端に設けられた、前記ロボットハンドの先端部であるフィンガ部の振動を拘束して制御する振動制御孔を有する拘束部に、前記フィンガ部が挿入され、前記ロボットハンドおよび前記装置の筐体を構成する壁面の一方に設けた嵌合部材と他方に設けた被嵌合部材とが嵌合される挿入嵌合ステップと、
   前記地震による震動のレベルに応じて、前記駆動源に供給する供給電力を、前記移動ステップにて前記ロボットハンドを移動させるときよりも増加させることで、前記ロボットハンドの最大静止トルクを増加させるトルク増加ステップと、
   を含むことを特徴とする耐震方法。

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