JP2940570B2 - 多心光ファイバスイッチおよび接続替え方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対向した複数本の光フ
ァイバ二群間において、自由かつ低損失に光路の接続切
替を行える多心光ファイバスイッチおよび接続替え方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、例えば、特願平２−８７５３４
号にみられるような、従来の多心マトリクス光ファイバ
スイッチを模式的に示した一構成例である。図２におい
て、それぞれがフェルール１，１によって端末形成さ
れ、互いの端面同士が対向するように配置された二つの
光ファイバ群２，２と、前記二つの光ファイバ群２，２
のうち、一方の光ファイバ群２のフェルール１をマトリ
クスの行方向に移動させて任意の突合せ部に位置決めす
る一方のフェルール位置決め機構と、これと対向するも
う一方の光ファイバ群２のフェルール１を前記マトリク
スの列方向に移動させて任意の突合せ部に位置決めする
他方のフェルール位置決め機構とを備えた多心マトリク
ス光ファイバスイッチがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図２において、クロス
バ配置で多心マトリクス光ファイバスイッチを構成した
場合、以下のような問題がある。

【０００４】（１） 接続切り替えの場合に、各光ファ
イバを余長処理して整列させ、曲げ半径をある値以上に
保って曲げ損失や寿命を保証したり、各フェルール移動
機構（駆動機構を含む）の移動空間を確保する必要があ
る。すなわち、フェルール１の移動に伴い、光ファイバ
同士の交錯（心線同士の絡まり）による曲げ半径の減少
と過大な張力の発生や、光ファイバと各フェルール移動
機構（駆動機構を含む）との絡まりによる光ファイバの
切断を回避するため、各光ファイバ毎に光ファイバ相互
間の仕切り板や光ファイバ繰り出し繰り込み機構によ
る、光ファイバの余長処理が不可欠である。この場合、
部品点数が行と列の数の和となり経済性に劣る。

【０００５】（２） フェルール１間ピッチを小さく
（たとえば、１mm）して小型高密度化する場合、フェル
ール１など接続部品の小型化のほか、余長処理部やフェ
ルール移動機構部品全体の小型化も不可欠であり、部品
の機械加工も困難となってくる。

【０００６】（３） 各行および列毎に設ける、光ファ
イバ余長処理部とフェルール移動機構部は、切り替え接
続するマトリクス面の両側にそれぞれ設ける必要がある
ため、寸法と部品点数が二倍になり、小型化と経済化に
不利である。 （４）光ファイバ余長処理部とフェルール移動機構部
は、各行および列毎に設けるため、接続部に直接手が入
らず、修理保守が困難である。

【０００７】本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、低損失結合ができ、修理保守が容易で、小
型多心光ファイバスイッチおよび接続替え方法を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、

【０００９】（１） それぞれフェルールとコネクタ部
品とからなるコネクタプラグによって端末形成され、フ
ェルール軸がほぼ重力方向になるように、コネクタプラ
グ同士で結合した光ファイバ二群のうち、重力方向に対
して下側の光ファイバ群のコネクタプラグ位置を移動し
て、重力方向に対して上側の光ファイバ群のコネクタプ
ラグとの間で切り替え接続する多心光ファイバスイッチ
において、上側光ファイバ群のコネクタプラグとダミー
コネクタプラグを配列して取り付ける穴を設けた接続部
保持板と、コネクタプラグをある間隔で重力方向に下げ
て接続部保持板に取り付けた上側光ファイバ群と、光フ
ァイバを横一列に並べて固定し、かつ光ファイバを並べ
た方向と接続部保持板の長手方向とがある角度だけ捻れ
た位置関係になるように、コネクタプラグを反重力方向
に立ち上げて上側光ファイバ群のコネクタプラグと結合
した下側光ファイバ群と、コネクタプラグ把持具とコネ
クタプラグ把持具の三方向位置決め機構とからなる、接
続部保持板の両側に設けたコネクタ運搬挿抜機構と、コ
ネクタ配列順序に応じてコネクタ運搬挿抜機構の動作を
制御する制御装置と、コネクタプラグ把持具に対する把
持部を設けた下側光ファイバ群のコネクタプラグとを設
けた。また、

【００１０】（２） 上記（１）記載の多心光ファイバ
スイッチにおいて、当初のコネクタプラグ配列順に各コ
ネクタプラグに相異なる番号を付け、接続替えする光フ
ァイバのコネクタプラグ番号と横切る光ファイバの各コ
ネクタプラグ番号との大小関係に応じて、列状に配列さ
れた接続部群の両側の運搬経路のうちどちらか一方の運
搬経路を選択して、切り替え移動する光ファイバ群のコ
ネクタプラグを接続替えするようにした。

【００１１】

【作用】本発明によれば、多心光ファイバスイッチで二
つの接続部Ａ，Ｂ間において接続替えを行うには、ま
ず、コネクタ運搬挿抜機構により、接続部Ｂが選定さ
れ、重力方向に対して下側光ファイバ群のコネクタプラ
グ（接続部Ｂ）が抜かれて結合状態が解除され、コネク
タプラグ（接続部Ｂ）はコネクタ運搬挿抜機構に把持さ
れて、共通のダミーコネクタプラグに仮に接続される。
次に、同様にして、接続部Ａが選定され、重力方向に対
して下側光ファイバ群のコネクタプラグ（接続部Ａ）が
抜かれて結合状態が解除され、コネクタ運搬挿抜機構に
把持されて、接続部Ｂまで運搬され、重力方向に対して
上側光ファイバ群のコネクタプラグ（接続部Ｂ）と結合
される。最後に、全く同様にして、接続部Ａにおいて、
残された上下のコネクタプラグが結合される。

【００１２】この接続替えにあたり、上側光ファイバ群
の余長処理は不要である。一方、下側光ファイバ群のコ
ネクタプラグが運搬される場合、コネクタプラグは下側
光ファイバ群の光ファイバ相互の位置関係が当初に並べ
た順番に維持されるように、ほかの各コネクタプラグを
横切り、下側光ファイバ同士の巻き付きは発生しない。
これにより、各光ファイバ毎に余長処理のための特別な
部品や機構を必要としない。また、光ファイバ群は重力
方向に垂れ下がっており、列状に配列された接続部に直
接手が入る。

【００１３】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明に係わる多心光ファイバスイ
ッチを構成する一実施例を示した斜視図である。

【００１４】２−１は、重力方向に対して上側の光ファ
イバ群２の光ファイバで、それぞれフェルール１とコネ
クタ部品からなるコネクタプラグ３−１によって端末形
成されており、光ファイバ２−１の一部分を光ファイバ
固定具４−１で固定して、コネクタプラグ３−１をある
距離間隔で重力方向に下げる。

【００１５】２−２は、重力方向に対して下側の光ファ
イバ群２の光ファイバで、それぞれフェルール１とコネ
クタ部品からなるコネクタプラグ３−２によって端末形
成されており、ケーブル５から出した光ファイバ２−２
を横一列に並べて光ファイバ固定具４−２で固定し、コ
ネクタプラグ３−２を反重力方向に立ち上げる。

【００１６】６は、接続部保持板で、上側の光ファイバ
群２のコネクタプラグ３−１を固定して取り付ける多数
の穴７−１と、下側の光ファイバ群２の結合解除したコ
ネクタプラグ３−２を一時的に収容するため、コネクタ
プラグ３−２に共通に使用するダミーコネクタプラグ３
−３を取り付ける穴７−２（たとえば十接続部毎に一個
設ける）とを千鳥状に設けて構成する。また、接続部保
持板６は、光ファイバ固定具４−２で光ファイバ２−２
を並べた方向と接続部保持板６の長手方向とが角度９０
度だけ捻れた位置関係になるように設置する。また、下
側の光ファイバ群２のコネクタプラグ３−２は、光ファ
イバ固定具４−２で光ファイバ２−２を並べた順に、接
続部保持板６の上側の光ファイバ群２のコネクタプラグ
３−１に結合して取り付け、並べた順にコネクタプラグ
３−２に番号を付ける。さらに、下側の光ファイバ群２
の光ファイバ長は、接続部保持板６の両端部の上側コネ
クタプラグ３−１と結合でき、かつ光ファイバ曲げ半径
が所定値以下となり、かつコネクタプラグ３−２を運搬
するときの余裕をみた長さとする。

【００１７】図３は、光コネクタを構成する一実施例を
示した断面図である。上側のコネクタプラグ３−１は、
光ファイバ２−１をフェルール１−１で端末形成し、フ
ェルール１−１とフェルール１−２の軸を合わせるため
の割りスリーブ８をフェルール１−１に接着剤で取り付
け、フェルール１−１は材質がプラスチック磁石で外部
に爪溝９をもつフェルール収納具１０−１に、バネ１１
を介してフェルール１−１の軸方向とこれと直交する方
向に動ける（たとえば、０．３mm前後）ように入れて構
成する。一方、下側のコネクタプラグ３−２は、光ファ
イバ２−２をフェルール１−２で端末形成し、フェルー
ル１−２は材質がプラスチック磁石で外部に爪１２をも
ち、かつ外部から把持される把持溝１３を二周りもつフ
ェルール収納具１０−２に、フェルール１−２の軸方向
とこれと直交する方向に動ける（たとえば、０．３mm前
後）ように入れて構成する。フェルール１−１と１−２
との突合せ力は、バネ１１の力によって得られるが、バ
ネ１１の力が磁石による牽引力と爪１２と爪溝９による
保持力との和より小さくなるようにする。さらに、フェ
ルール収納具１０−２の外部に出ている光ファイバ２−
２は材質が可とう性のある直線状のスリーブ１４をかぶ
せて構成する。

【００１８】図１において、１５は、コネクタ運搬挿抜
機構で、ｘ，ｙ，ｚの三方向に移動できるようにモータ
Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚとスライド移動機構Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ
から構成され、接続部保持板６の両側に設置する。ｘ方
向のスライド移動機構Ｓｘ上には、通常は弾性力で先端
部が開いているコネクタプラグ把持具１６−１，１６−
２と、コネクタプラグ３−２を抜くときの反力受１７−
１，１７−２と、下側コネクタプラグの把持溝１３を把
持する場合に駆動してコネクタプラグ把持具１６−１，
１６−２の先端部を閉じるソレノイド機構１８−１，１
８−２とを設置する。１９は、コネクタ配列順序に応じ
てコネクタ運搬挿抜機構の動作を制御する制御装置であ
る。

【００１９】次に、接続切り替え方法について説明す
る。図４は、コネクタの接続替えに伴う光ファイバ同士
の巻き付きを模式的に説明する図である。図４のよう
に、光ファイバ固定具４−２で光ファイバ２−２を並べ
た方向と接続部保持板６の長手方向とが９０度捻れた状
態で、下側光ファイバ群２の切り替え移動を伴うコネク
タプラグ３−２に、紙面の手前から奥に向かってコネク
タプラグ３−２に番号「１」〜［ｎ］を順に付けて説明
する。たとえば、コネクタプラグ「３」を［ｎ］の位置
へ運搬した後、［ｎ］から「３」の位置に戻す場合、運
搬経路はＩとIIがある。いま、

【００２０】（ア） 運搬経路Ｉにより「３」から
［ｎ］へ運搬し、運搬経路IIにより［ｎ］から「３」へ
戻すと、コネクタプラグ「３」の光ファイバ２−２はコ
ネクタプラグ「４」の光ファイバ２−２〜コネクタプラ
グ［ｎ−１］の光ファイバ２−２に約一回転分巻き付き
絡み合う。これに対して、

【００２１】（イ） 運搬経路Ｉにより「３」から
［ｎ］へ運搬し、同じ運搬経路Ｉにより［ｎ］から
「３」へ戻すと、コネクタプラグ「３」の光ファイバ２
−２はコネクタプラグ「４」の光ファイバ２−２〜［ｎ
−１］の光ファイバ２−２に巻き付かず絡まない。

【００２２】巻き付きを回避するため、コネクタプラグ
３−２の当初の配列状態以後は、運搬するコネクタプラ
グ３−２の番号と横切る各コネクタプラグ３−２の番号
との大小関係によって、どちらかの運搬経路Ｉ，IIのう
ちの一つを選択し、下側光ファイバ群２のコネクタプラ
グ３−２を、列状に配列された接続部群を挟んで受渡し
ながら運搬して接続替えすれば、コネクタプラグ３−２
の接続替えを自在に何回行っても、下側光ファイバ群２
の光ファイバ２−２同士が巻き付いて絡み合うことはな
い。

【００２３】すなわち、図４において、図５（ａ）また
は図５（ｂ）に示すコネクタプラグ運搬条件で下側光フ
ァイバ群２のコネクタプラグ３−２を運搬すれば、自在
に何回でも接続切り替えしても、光ファイバ２−２同士
が巻き付いて絡み合うことはない。ただし、図５（ａ）
と図５（ｂ）を比較すると、光ファイバ固定具４−２で
光ファイバ２−２を並べた方向と接続部保持板６の長手
方向とが捻れている向きを考慮すると、図５（ｂ）の場
合は、光ファイバ２−２が、光ファイバ固定具４−２に
よる光ファイバ２−２の固定部の直上部において、捻っ
た角度に応じて、ほかの光ファイバ２−２に巻き付いて
絡まる。この分だけ、図５（ａ）のコネクタプラグ運搬
条件の方が図５（ｂ）より優れている。更に、光ファイ
バ固定具４−２で光ファイバ２−２を並べた方向と接続
部保持板６の長手方向を９０度捻った効果について考え
る。逆に、捻らず平行に置くと、光ファイバ２−２は、
光ファイバ固定具４−２近傍において、ほかの光ファイ
バ２−２に１８０度程度巻き付く問題が発生する。この
とき、図５（ａ）と図５（ｂ）の優劣はなくなる。

【００２４】次に、コネクタ接続切り替え動作について
説明する。図１において、多心光ファイバスイッチで二
つの接続部Ａ，Ｂ間において接続替えを行うには、ま
ず、コネクタ運搬挿抜機構１５の制御装置１９により、
接続部Ｂが選定され、ソレノイド機構１８−２を駆動し
てコネクタプラグ把持具１６−２で下側光ファイバ群２
のコネクタプラグ３−２（接続部Ｂ）の把持溝１３を把
持し、ｚ方向に移動すると、図３において、爪溝９から
爪１２がはずれて、フェルール収納具１０−１，１０−
２同士の磁力による牽引力に抗して、フェルール１−２
（接続部Ｂ）が抜け結合状態が解除される。このとき、
コネクタプラグ３−２（接続部Ｂ）がスリーブ１４の位
置までくるようにｚ方向に下げる。次に、コネクタプラ
グ３−２（接続部Ｂ）を把持したまま、制御装置１９に
よって、上述したコネクタプラグ番号の大小関係に応じ
て横切る各コネクタプラグ毎に（図５（ａ）によって）
運搬経路Ｉ，IIを選んで、スリーブ１４の位置において
コネクタプラグ３−２（接続部Ｂ）をｘ方向に移動し、
かつソレノイド機構１８−１，１８−２の断続によって
コネクタプラグ把持具１６−１と１６−２との間で受渡
しながらｙ方向に移動して、コネクタプラグ３−２（接
続部Ｂ）を最寄りのダミーコネクタプラグ３−３まで運
搬し、両者を仮に結合した後、ソレノイド機構１８−１
を切ってコネクタプラグ３−２（接続部Ｂ）を離す。次
に、同様にして、接続部Ａを選定し、下側光ファイバ群
２のコネクタプラグ３−２（接続部Ａ）を抜き、コネク
タプラグ３−２（接続部Ａ）を把持したまま、接続部Ｂ
まで運搬し、コネクタプラグ３−２（接続部Ａ）を上側
のコネクタプラグ３−１（接続部Ｂ）に結合する。最後
に、全く同様にして、接続部Ａにおいて、残された上側
のコネクタプラグ３−１（接続部Ａ）とダミーコネクタ
プラグ３−３に仮に置いてある下側のコネクタプラグ３
−２（接続部Ｂ）とを結合する。

【００２５】コネクタ接続切り替え動作において、結合
状態を解除したコネクタプラグ３−２をコネクタプラグ
把持具１６−１と１６−２との間で受渡しながらｙ方向
に運搬する場合、スリーブ１４の間を通して受渡しが行
われるため、コネクタプラグ把持具１６−１または１６
−２とスリーブ１４が接触しても、スリーブ１４内の光
ファイバの曲げ半径は、所定の値（たとえば、３０mm）
以上に維持される。また、接続部保持板６には千鳥状に
穴７−１，７−２をあけて接続部を千鳥状に配列してい
るため、接続替えに当たり、コネクタプラグ把持具１６
−１，１６−２で下側のコネクタプラグ３−２を把持し
やすくなり、接続部を高密度配列できる。 以上の説明
では、図３のコネクタ構造で説明したが、脱着の容易な
構造であればよい。たとえば、コネクタとして、文献
「Ｅ．Ｓｕｇｉｔａ，ＳＣ−Ｔｙｐｅ Ｓｉｎｇｌｅ−
Ｍｏｄｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｎｎｅｃ
ｔｏｒｓ，Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ，Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．１１，１９８９，ｐ．１６９
１，Ｆｉｇ．３」にみられる、従来のプッシュオンコネ
クタも使用できる。また、コネクタ運搬挿抜機構１５と
制御装置１９は、一つのスイッチで専用する場合につい
て説明したが、複数のスイッチ間で共用してもよい。

【００２６】また、下側光ファイバ群２の光ファイバ２
−２の長さは、長い方がよい。これによって、下側光フ
ァイバ群２の各コネクタプラグ３−２が接続部保持板６
のどの位置で結合されても、光ファイバ２−２のたるみ
量の変化は相対的に小さくなる。この光ファイバ２−２
のたるみ分に対して、図１に示すように、光ファイバ２
−２相互間に、仕切り糸や仕切り板など仕切り部品２０
を、光ファイバ２−２の移動方向に張って設ければ、光
ファイバ２−２間の接触を抑制できる。また、光ファイ
バ２−２の長さを長くとるため、たとえば、下側光ファ
イバ２−２群の光ファイバ２−２を並べる方向を、図１
に示す水平方向に対して重力方向としてもよいし、並べ
る位置は接続部保持板６の下方でなくてもよい。また、
光ファイバ２−１，２−２で説明したが、プラスチック
被覆した光ファイバ心線やさらにケブラー（商品名）を
加えた光コードを用いてもよい。

【００２７】たとえば、端子数２５０×２５０完全群多
心光ファイバスイッチの場合、コネクタプラグ配列ピッ
チを３mmと設計すれば、下側光ファイバ群の移動空間を
含めて外形寸法８００（幅）×６００（高）×６００
（奥）mm程度で構成できる。光ファイバスイッチの性能
は、挿入損失０．５dB以下など、通常の光コネクタと同
様、優れた伝送特性が得られる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
ファイバ余長処理のため各光ファイバ毎に特別な部品や
機構が不要であり、接続切り替えを自在に何回行って
も、光ファイバの接続替えに伴って、光ファイバ同士の
巻付きや光ファイバと切り替え駆動部との絡まりは発生
しない。これにより、光ファイバは、その曲げ半径が所
定値以上に維持され、また過大な張力がかからないた
め、低損失接続でき、切断することもない。また、接続
替えに伴う光ファイバ移動は、片側の光ファイバ群の光
ファイバだけであり、余長処理部は半減し、光ファイバ
スイッチの外形寸法を小さくできる。また、光ファイバ
群は重力方向に垂れ下がっており、接続部は列状に配列
され接続部に直接手が入り、修理保守が容易である。

【００２９】さらに、切り替え部は通常のコネクタ接続
であり、低損失で安定した伝送特性が得られ、実用的な
多心光ファイバスイッチを構成でき、たとえば、光ＭＤ
Ｆに適用すると効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる多心光ファイバスイッチを構成
する一実施例を示す斜視図である。

【図２】従来の多心マトリクス光ファイバスイッチを模
式的に示す一構成例である。

【図３】本発明に係わる光コネクタを構成する一実施例
を示す断面図である。

【図４】本発明に係わるコネクタの接続替えに伴う光フ
ァイバの巻き付きを模式的に説明する図である。

【図５】本発明に係わるコネクタプラグ運搬条件を示す
説明図である。

【符号の説明】

１−１，１−２…フェルール、２−１，２−２…光ファ
イバ、３−１，３−２…コネクタプラグ、６…接続部保
持板、１３…把持溝、１５…コネクタ運搬挿抜機構、１
６−１，１６−２…コネクタプラグ把持具、１８−１，
１８−２…ソレノイド機構、１９…制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 英夫 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 石原 浩志 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 26/08 G02B 6/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれフェルールとコネクタ部品とか
   らなるコネクタプラグによって端末形成され、フェルー
   ル軸がほぼ重力方向になるように、コネクタプラグ同士
   で結合した光ファイバ二群のうち、重力方向に対して下
   側の光ファイバ群のコネクタプラグ位置を移動して、重
   力方向に対して上側の光ファイバ群のコネクタプラグと
   の間で切り替え接続する多心光ファイバスイッチにおい
   て、上側光ファイバ群のコネクタプラグとダミーコネク
   タプラグを配列して取り付ける穴を設けた接続部保持板
   と、コネクタプラグをある間隔で重力方向に下げて接続
   部保持板に取り付けた上側光ファイバ群と、光ファイバ
   を横一列に並べて固定し、かつ光ファイバを並べた方向
   と接続部保持板の長手方向とがある角度だけ捻れた位置
   関係になるように、コネクタプラグを反重力方向に立ち
   上げて上側光ファイバ群のコネクタプラグと結合した下
   側光ファイバ群と、コネクタプラグ把持具とコネクタプ
   ラグ把持具の三方向位置決め機構とからなる、接続部保
   持板の両側に設けたコネクタ運搬挿抜機構と、コネクタ
   配列順序に応じてコネクタ運搬挿抜機構の動作を制御す
   る制御装置と、コネクタプラグ把持具に対する把持部を
   設けた下側光ファイバ群のコネクタプラグとからなるこ
   とを特徴とする多心光ファイバスイッチ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の多心光ファイバスイッチ
   において、当初のコネクタプラグ配列順に各コネクタプ
   ラグに番号を付け、接続替えする光ファイバのコネクタ
   プラグ番号と横切る光ファイバの各コネクタプラグ番号
   との大小関係に応じて、列状に配列された接続部群の両
   側の運搬経路のうちどちらか一方の運搬経路を選択し
   て、切り替え移動する光ファイバ群のコネクタプラグを
   接続替えすることを特徴とする接続替え方法。