JP2969598B2 - ４段切替え光スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバ線路の光路切替えに用いる光ス
イッチに係り、特に４段階に光路切替えが可能な光スイ
ッチに関するものである。

〔従来技術〕

従来、光ファイバ線路の光路切替えに用いる光スイッ
チとして図−15（ａ）（ｂ）のような光スイッチが公知
である（特開昭63−85522号公報）。

この光スイッチは、端面を突き合わせて配置される第
一のフェルール11と第二のフェルール12を有している。
第一のフェルール11は平行な２本のピン穴13を有し、第
二のフェルール12もそれに対応する平行な２本のピン穴
14を有しており、対応するピン穴13、14には両フェルー
ル11、12に跨がるように基準ピン15が挿入されている。
第一のフェルール11のピン穴13は基準ピン15が隙間なく
嵌合するサイズに形成されており、第二のフェルール12
のピン穴14は、そのフェルール12が基準ピン15に対し一
定のピッチＰだけ横移動できるように断面形状が横長に
形成されている。

第一のフェルール11の２本のピン穴13の間には例えば
４心テープ心線16の４本の光ファイバ17a〜17dが端面を
出力させて固定されており、第二のフェルール12の２本
のピン穴14の間には例えば２心テープ心線18の２本の光
ファイバ19a、19bが端面を露出させて固定されている。

いま第一のフェルール11が固定されていて、第二のフ
ェルール12が横移動可能なっているものとすると（この
逆でも可）、同図（ａ）に示すように第二のフェルール
12に矢印Ａ方向の力を加えた状態では、第二のフェルー
ル12の２本の光ファイバ19a、19bは第一のフェルール12
の片側２本の光ファイバ17a、17bと光路がつながる。そ
の後、同図（ｂ）に示すように第二のフェルール12に矢
印Ｂ方向の力を加えると、それが横移動し、そのフェル
ール12の光ファイバ19a、19bは第一のフェルール12の反
対側の２本の光ファイバ17c、17dと光路がつながる。

この光スイッチは以上のようにして光路の切替えを行
うものである。

〔課題〕

この種の光スイッチは構造が単純であるため、比較的
製造が容易でコストが高いという利点があるが、第一の
フェルールと第二のフェルールが相対的に二つの位置で
しか対向できないため、２段階の切替えしか行えず、用
途が限られるという問題があった。

〔課題の解決手段〕

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑み、４
段階の切替えが可能な光スイッチを提供するもので、そ
の構成は、 端面を互いに突き合わせて配置される第一および第二
のフェルールと、所定の間隔で平行に配置された２本の
基準ピンとを備え、 第一および第二のフェルールはそれぞれ２本の平行な
ピン穴を有していて、そのピン穴に前記２本の基準ピン
が挿通されており、 第一のフェルールのピン穴はそのフェルールが基準ピ
ンに対し一定ピッチだけ横移動できるように、また第二
のフェルールのピン穴はそのフェルールが基準ピンに対
し前記一定ピッチの２倍のピッチだけ横移動できるよう
に、それぞれ断面形状が横長になっており、 第一および第二のフェルールはそれぞれピン穴の一方
の内側面が基準ピンに押し付けられることにより定まる
一方の位置と、ピン穴の他方の内側面が基準ピンに押し
付けられることにより定まる他方の位置に位置決めされ
るようになっており、 第一および第二のフェルールの一方には３本以上の光
ファイバが前記一定のピッチと同じピッチで固定されて
おり、他方にはその一部または全部と相対するように１
本以上の光ファイバが固定されている、 ことを特徴とするものである。

〔作用〕

この光スイッチは、第一のフェルールと第二のフェル
ールが次の４位置で相対することがきる。

第一および第二のフェルールとも、ピン穴の一方の
内側面が基準ピンに押し付けられた状態。

第一のフェルールはピン穴の一方の内側面が基準ピ
ンに押し付けられ、第二のフェルールはピン穴の他方の
内側面が基準ピンに押し付けられた状態。

第一のフェルールはピン穴の他方の内側面が基準ピ
ンに押し付けられ、第二のフェルールはピン穴の一方の
内側面が基準ピンに押し付けられた状態。

第一および第二のフェルールとも、ピン穴の他方の
内側面が基準ピンに押し付けられた状態。

したがってこの光スイッチは４段階の光路切替えが可
能である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

図−１（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を示す。こ
の光スイッチは、端面を互いに突き合わせて配置される
第一フェルール21および第二のフェルール22と、所定の
間隔で平行に配置された２本の基準ピン25とを備えてい
る。

第一および第二のフェルール21、22はそれぞれ２本の
平行なピン穴23、24を有していて、そのピン穴23、24に
前記２本の基準ピン25が挿通されている。２本の基準ピ
ン25は固定である。

第一のフェルール21のピン穴23はそのフェルール21が
基準ピン25に対し一定ピッチＰだけ横移動できるように
断面形状が横長になっている。また第二のフェルール22
のピン穴24はそのフェルール22が基準ピン25に対し前記
一定ピッチＰの２倍のピッチ2Pだけ横移動できるように
断面形状が横長になっている。

第一のフェルール21には４本の光ファイバ27a〜27dが
前記一定ピッチＰと同じピッチで固定されており、第二
のフェルール22にはそれと相対するように１本の光ファ
イバ29が固定されている。

光ファイバ27a〜27dと光ファイバ29の位置関係は、同
図（ａ）に示すように第一および第二のフェルール21、
22が矢印Ａ方向に押され、ピン穴23、24の一方の内側面
が基準ピン25に押し付けられて位置決めされているとき
に、光ファイバ29と光ファイバ27cの光軸が一致するよ
うになっている。

この状態から例えば同図（ｂ）に示すように第一のフ
ェルール21だけを矢印Ｂ方向に押すと、第一のフェルー
ル21は一定ピッチＰだけ横移動し、ピン穴23の他方の内
側面が基準ピン25に押し付けられて、その位置に位置決
めされる。この状態では光ファイバ29は光ファイバ27d
と光軸が一致するようになる。

また同図（ａ）の状態から同図（ｃ）に示すように第
二のフェルール22だけを矢印Ｂ方向に押すと、第二のフ
ェルール22はピッチ2Pだけ横移動し、ピン穴24の他方の
内側面が基準ピン25に押し付けられて、その位置に位置
決めされる。この状態では光ファイバ29は光ファイバ27
aと光軸が一致するようになる。

さらに同図（ｃ）の状態から同図（ｄ）に示すように
第一のフェルール21を矢印Ｂ方向に押すと、第一のフェ
ルール21はピッチＰだけ横移動し、ピン穴23の他方の内
側面が基準ピン25に押し付けられて、その位置に位置決
めされる。この状態では光ファイバ29は光ファイバ27b
と光軸が一致する。

本発明の光スイッチは以上のようにして４段階の光路
切替えが行えるものである。

次に本発明の光スイッチに用いられるフェルールの具
体例を図−２および図−３を参照して説明する。

図−２（ａ）（ｂ）は第一のフェルール21を示す。こ
のフェルール21は、基板31と、その上に接着固定される
中央蓋板32および両側蓋板33とから構成されている。基
板31は上面中央部に一定ピッチＰで４本のＶ溝34を形成
し、その両側にそれと平行に台形溝35を形成したもので
ある。Ｖ溝34にはテープ心線26の４本の光ファイバ27a
〜37dが装着され、その上に中央蓋板32が接着固定され
る。これにより４本の光ファイバ27a〜27dが定位置に固
定されることになる。また基板31の台形溝35を形成した
部分にはそれぞれ両側蓋板33が接着固定され、この両側
蓋板33と台形溝35によりピン穴23が形成される。

このピン穴23には同図（ｂ）に示すように基準ピン25
が挿通される。この基準ピン25はピン23内でフェルール
21に対して相対的に横移動可能である。２本のピン穴23
の中心間隔は２本の基準ピン25の中心間隔と正確に一致
するように形成されている。したがって基準ピン25がピ
ン穴23内で移動可能な範囲は、基準ピン25がピン穴23の
一方の内側面に当接する位置（実線）から、他方の内側
面に当接する位置（破線）までとなる。これが基準ピン
25に対するフェルール21の移動ピッチＰとなる。４本の
Ｖ溝34はこれと同じピッチＰで形成されている。

図−３（ａ）（ｂ）は第二のフェルール22を示す。こ
のフェルール22は、基板36と、その上に接着固定される
中央蓋板37および両側蓋板38とから構成されている。基
板36は上面中央部に１本のＶ溝39を形成し、その両側に
それと平行に台形溝40を形成したものである。Ｖ溝39に
は単心光ファイバ心線28の光ファイバ29が装着され、そ
の上に中央蓋板37が接着固定される。これにより光ファ
イバ29が定位置に固定されることになる。また基板36の
台形溝40を形成した部分にはそれぞれ両側蓋板38が接着
固定され、この両側蓋板38と台形溝40によりピン穴24が
形成される。

このピン穴24には同図（ｂ）に示すように基準ピン25
が挿通される。この基準ピン25はピン穴24内でフェルー
ル22に対して相対的に横移動可能である。２本のピン穴
24の中心間隔は２本の基準ピン25の中心間隔と正確に一
致するように形成されている。したがって基準ピン25が
ピン穴24内で移動可能な範囲は、基準ピン25がピン穴24
の一方の内側面に当接する位置（実線）から、他方の内
側面に当接する位置（破線）までとなる。これが基準ピ
ン25に対するフェルール22の移動ピッチとなる。この移
動ピッチは前記第一のフェルール21の移動ピッチＰの２
倍に設定さている。

なお基板31、36は、特に高い寸法制度が要求されるた
め、例えばセラミックの超硬合金の超精密研削加工ある
いはシリコン単結晶基板の化学エッチング等により形成
される。

図−４（ａ）〜（ｃ）は前記第一および第二のフェル
ールの駆動系統を含めた光スイッチの全体構成を示す。

第一および第二のフェルール21、22のピン穴23、24に
挿通された２本の基準ピン25は、その両端と中央部を支
持台41に固定支持されている。また第一および第二のフ
ェルール21、22の後端面と支持台41の両端支持部との間
には圧縮コイルばね42が介挿されており、二つのフェル
ール21、22はその反発力により先端面を突き合わされて
いる。

一方、支持台41の下面には第一および第二のフェルー
ル21、22に対応する第一および第二のソレノイド43、44
が固定されている。これらのソレノイド43、44はプラン
ジャー45、46が基準ピン25に対し直角方向に往復動する
双安定式のものである。プランジャー45、46の両端には
それぞれ立ち上がり片47、48が固定され、各立ち上がり
片47、48の上端部にはフェルール21、22の側面を押すプ
ッシュヘッド49a、49b、50a、50bが固定されている。各
プッシュヘッド49a、49b、50a、50bは、前進後退可能な
プッシュピン51を有しており、これら各プッシュピン51
はプッシュヘッド内の圧縮スプリング52により常に前進
する（突き出す）方向に付勢さている。

前記ソレノイド43、44のプランジャー45、46の往復動
ストロークは、一方のプッシュヘッド49a、50aがフェル
ール21、22を押したときはそのプッシュピン51が中間位
置まで引っ込み、逆に他方のプッシュヘッド49b、50bが
フェルール21、22を押したときはそのプッシュピン51が
中間位置まで引っ込む程度に設定されている。

図−４（ａ）では一方のプッシュヘッド49b、50bがフ
ェルール21,22を押しており、図−１（ｄ）と同じ状態
にある。この状態から第一のソレノイド43を反対方向に
動作させるとプッシュヘッド49aが第一のフェルール21
を反対側から押してそれを横移動させるので、図−１
（ｃ）の状態になる。また図−４（ｄ）の状態から第二
のソレノイド44を反対方向に動作させるとプッシュヘッ
ド50aが第二のフェルール22を反対側から押し、それを
横移動させるので、図−１（ｂ）の状態になる。またこ
の状態から第一のソレノイド43を反対方向に動作させる
とプッシュヘッド49aが第一のフェルール21を反対側か
ら押してそれを横移動させるので、図−１（ａ）の状態
になる。

この光スイッチは以上のようにして４段階の切替えを
行うものである。

図−５は本発明の光スイッチに用いられるフェルール
の他の例を示す。この第一および第二のフェルール21、
22はエンジニアリング樹脂などの硬質、高精度樹脂をモ
ールド成形することにより製作されるものである。符号
23、24はピン穴、26はテープ心線、27a〜27dはその光フ
ァイバ、28は単心光ファイバ心線、29はその光ファイバ
である。

図−６は本発明の光スイッチに用いられるフェルール
のさらに他の例を示す。第一のフェルール21は、図−２
に示すような基板31と両側蓋板33をハウジング61内に嵌
め込み、ボルト62で固定したものであるが、基板31の中
央部には、Ｖ溝ではなく、平板状の穴を形成し、その中
にエンジニアリング樹脂などの高精度樹脂63を充填する
ときに、成形ピンにより光ファイバ27a〜27cを挿入する
細孔を形成したものである。また第二のフェルール22も
同様で、図−３に示すような基板36と両側基板38をハウ
ジング64内に嵌め込み、ボルト65で固定したものである
が、基板36の中央部には、Ｖ溝ではなく、平板状の穴を
形成し、その中にエンジニアリング樹脂などの高精度樹
脂66を充填するときに形成ピンにより光ファイバ29を挿
入する細孔を形成したものである。

次に図−７はフェルールに形成されるピン穴の他の例
を示す。同図（ａ）はピン穴23（24）を横長の三角形に
したもの、（ｂ）はピン穴23を横長の菱形にしたもの、
（ｃ）はピン穴23を横長の長方形にしたものである。基
準ピン25を挿通するピン穴23（24）はこのような断面形
状にすることもできる。

次に図−８は本発明の光スイッチに用いられる支持台
の他の例を示す。図−４に示した支持台41は基準ピン25
をＶ溝にのせて位置決めしたものであるが、この支持台
41は基準ピンを支持穴67に挿通して固定支持するように
したものである。このような構造にすると支持台を樹脂
のモールド成形により製造することができ、コスト安で
ある。

図−９は本発明に係る光スイッチの他の実施例を示
す。この光スイッチは、図−４に示した光スイッチのフ
ェルール21、22、基準ピン25、支持台41を箱体68と蓋69
で覆って防塵構造にしたものである。その他は図−４と
同じであり、同一部分には同一符号を付してある。

図−10〜図−15はそれぞれ本発明に係る光スイッチの
切替えパターンの他の例を示す。各図の（ａ）〜（ｄ）
は図−１の（ａ）〜（ｄ）の状態に対応している。

図−10では第一のフェルール21に８本の光ファイバ27
a〜27hを２本１組ずつフェルール21の移動ピッチＰと同
じピッチで固定し、第二のフェルール22に２本の光ファ
イバ29a、29bを前記第一のフェルール21の１組内の２本
の光ファイバと同じ間隔で固定してある。このようにす
ると同図（ａ）〜（ｄ）に示すように２対８の光ファイ
バの光路切替えを４段階で行うことができる。

これと同時方式で例えば第一のフェルールに12本の光
ファイバを３本１組ずつフェルール移動ピッチＰと同じ
ピッチで固定し、第二のフェルールに３本の光ファイバ
を前記第一のフェルールの１組内の３本の光ファイバと
同じ間隔で固定すれば、３対12の光ファイバの光路切替
えを４段階で行うことができる。

図−11では第一および第二のフェルール21、22にそれ
ぞれ６本の光ファイバ7a〜27f、29a〜29fを第一のフェ
ルール21の移動ピッチＰと同じピッチで固定し、同図
（ａ）〜（ｄ）に示すように６対６の切替えを４段階で
行うようにしたものである。

図−12では第一のフェルール21に３本の光ファイバ27
a〜27cを、第二のフェルール22に２本の光ファイバ29
a、29bを、第一のフェルール21の移動ピッチＰと同じピ
ッチで固定し、同図（ａ）〜（ｄ）に示すように２対３
の切替えを４段階で行うようにしたものである。この切
替え方式ではどの光ファイバも相手方のすべての光ファ
イバと接続できるようになる。

図−13では第一のフェルール21に３本の光ファイバ27
a〜27cをフェルール21の移動ピッチＰと同じピッチで固
定し、第二のフェルール22に１本の光ファイバ29を固定
し、１対（３＋無接続）の切替えを４段階で行うように
したものである。

図−14は第一のフェルール21に１本の光ファイバ27を
固定し、第二のフェルール22に４本の光ファイバ29a〜2
9dを第一のフェルール21の移動ピッチｐと同じピッチで
固定した場合である。つまり第一および第二のフェルー
ルに固定される光ファイバの本数が図−１と逆の場合で
ある。このように第一および第二のフェルールに固定さ
れる光ファイバの本数が前記各実施例と逆になっても同
じ４段階の切替えが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、単純な動作で迅
速に光ファイバの光路を４段階に切り替えられる光スイ
ッチを得ることができ、従来より複雑な光路の切替えを
安価な光スイッチで簡単に行えるという顕著な効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

図−１（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例に係る光スイ
ッチの切替えパターンを示す説明図、図−２（ａ）
（ｂ）はその光スイッチに用いられる第一のフェルール
を示す斜視図および正面図、図−３（ａ）（ｂ）は同じ
く第二のフェルールを示す斜視図および正面図、図−４
（ａ）〜（ｃ）は上記光スイッチの駆動系統を含めた全
体構成を示す平面図、側面図および背面図、図−５およ
び図−６はそれぞれ本発明の光スイッチに用いられるフ
ェルールの他の例を示す斜視図、図−７（ａ）〜（ｃ）
はそれぞれ本発明の光スイッチに用いられるフェルール
のピン穴の形状の他の例を示す断面図、図−８は本発明
の光スイッチに用いられる支持台の他の例を示す斜視
図、図−９は本発明に係る光スイッチの他の実施例を示
す斜視図、図−10（ａ）〜（ｄ）、図−11（ａ）〜
（ｄ）、図−12（ａ）〜（ｄ）、図−13（ａ）〜（ｄ）
および図−14（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明に係る光
スイッチの切替えパターンの他の例を示す説明図、図−
15（ａ）（ｂ）は従来の光スイッチの切替えパターンを
示す説明図である。 21:第一のフェルール、22:第二のフェルール 23、24:ピン穴、25:基準ピン 27a〜27d:光ファイバ、29:光ファイバ 41:支持台、43、44:双安定型ソレノイド 45、46:プランジャー、47、48:立ち上がり片 49a、49b、50a、50b:プッシュヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 寿彦 東京都千代田区丸の内２―６―１ 古河 電気工業株式会社内 (72)発明者 山川 淳 東京都千代田区丸の内２―６―１ 古河 電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−85522（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−288105（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 6/38 G02B 26/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端面を互いに突き合わせて配置される第一
   および第二のフェルールと、所定の間隔で平行に配置さ
   れた２本の基準ピンとを備え、 第一および第二のフェルールはそれぞれ２本の平行なピ
   ン穴を有していて、そのピン穴に前記２本の基準ピンが
   挿通されており、 第一のフェルールのピン穴はそのフェルールが基準ピン
   に対し一定ピッチだけ横移動できるように、また第二の
   フェルールのピン穴はそのフェルールが基準ピンに対し
   前記一定ピッチの２倍のピッチだけ横移動できるよう
   に、それぞれ断面形状が横長に形成されており、 第一および第二のフェルールはそれぞれピン穴の一方の
   内側面が基準ピンに押し付けられることにより定まる一
   方の位置と、ピン穴の他方の内側面が基準ピンに押し付
   けられることにより定まる他方の位置に位置決めされる
   ようになっており、 第一および第二のフェルールの一方には３本以上の光フ
   ァイバが前記一定のピッチと同じピッチで固定されてお
   り、他方にはその一部または全部と相対するように１本
   以上の光ファイバが固定されている、 ことを特徴とする４段階切替え光スイッチ。