JP3093155B2 - 光スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ整列溝
に整列された第１光ファイバと、光ファイバ整列溝の整
列方向に沿って駆動する第２光ファイバとを光結合させ
る光スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
特開平７−１３０９１号公報及び特開平７−７２３９８
号公報のものが知られている。これらの公報に記載され
た従来の光スイッチは、多数本の第１光ファイバ（ｎ側
光ファイバ）を並設させるＶ溝をもった光ファイバ整列
台と、第２光ファイバ（マスタ側光ファイバ）を支持し
た光ファイバ可動アームと、第１光ファイバと第２光フ
ァイバとを光接続させるために、光ファイバ可動アーム
の先端を上下動させる駆動機構とを備えている。

【０００３】この光ファイバ可動アームの先端には、第
２光ファイバを固定するためのブロック状の可動ヘッド
が固定され、光ファイバ可動アームの基端は、光スイッ
チのベースに固定されている。更に、可動ヘッドには板
バネからなる弾性支持板が取り付けられ、この弾性支持
板の先端には第２光ファイバを上から押圧する光ファイ
バ押さえ部材が設けられている。

【０００４】そして、駆動機構を用いて、光ファイバ可
動アームの先端を下方に移動させると、光ファイバ押さ
え部材で第２光ファイバが上から押圧されて、Ｖ溝内に
第２光ファイバを確実に挿入することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、外部応力等
によって弾性支持板が上下に振動すると、この振動が光
ファイバ押さえ部材に伝わり、光ファイバ押さえ部材に
よる第２光ファイバの押圧が弱くなる。このため、Ｖ溝
内の第２光ファイバに軸ずれが生じ、第１光ファイバと
第２光ファイバとの光接続特性が不安定になってしまっ
た。

【０００６】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたもので、特に、第１光ファイバと第２光ファイバ
との光接続特性を安定させるようにした光スイッチを提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の光スイッチ
は、光ファイバ整列面に並設された光ファイバ整列溝の
一側に第１光ファイバを配置した光ファイバ整列台と、
光ファイバ整列面に対峙して配置されて第２光ファイバ
の先端部を突出させた光ファイバ支持ブロックとを備
え、第２光ファイバの先端部を光ファイバ整列台の他側
から光ファイバ整列溝に導入させて、第１光ファイバと
第２光ファイバとを選択的に光接続させる光スイッチに
おいて、光ファイバ支持ブロックに対峙して配置されて
遊端が光ファイバ整列溝に向かう光接続方向に移動する
光ファイバ押付けアームと、光ファイバ押付けアームの
遊端に設けられると共に光ファイバ整列溝に向けて突出
した第２光ファイバ押え部と、光ファイバ押付けアーム
の基端を回転可能に支持する押付けアーム回転支持部
と、光ファイバ押付けアームの遊端を光接続解除方向に
付勢させる弾性部材と、弾性部材の付勢力に対抗して光
ファイバ押付けアームの遊端を光接続方向に押圧する押
付けアーム押圧機構とを備え、光ファイバ支持ブロック
を基台に固定させ、第２光ファイバの先端部を、第２光
ファイバ押え部と光ファイバ整列面との間に延在させた
ことを特徴とする。

【０００８】この光スイッチにおいては、光ファイバ整
列台に対して光ファイバ支持ブロックを光ファイバ整列
溝の整列方向に移動させて、第２光ファイバを所定の光
ファイバ整列溝に位置合わせする。その後、光ファイバ
押付けアームを光接続方向に移動させて、第２光ファイ
バ押え部で第２光ファイバの先端部を光ファイバ整列溝
に押し付ける。この押し付けによって第２光ファイバの
先端部は光ファイバ整列溝に導入され、第１光ファイバ
と第２光ファイバとが光接続される。また、光ファイバ
支持ブロックは基台に固定されている。このような構成
を採用した場合、光ファイバ押付けアームが移動して第
２光ファイバ押え部で第２光ファイバの先端部を押し付
ける際にも、第２光ファイバの本体部は基台に固定され
た光ファイバ支持ブロックによって確実に支持される。
このため、第２光ファイバの先端部は、位置ずれするこ
となく光ファイバ整列溝の正確な位置に導入される。更
に、光ファイバ押付けアームの基端を回転可能に支持す
る押付けアーム回転支持部と、光ファイバ押付けアーム
の遊端を光接続解除方向に付勢させる弾性部材と、弾性
部材の付勢力に対抗して光ファイバ押付けアームの遊端
を光接続方向に押圧する押付けアーム押圧機構とを更に
備えている。このような構成を採用した場合、押付けア
ーム押圧機構が駆動していない状態では、弾性部材の付
勢力のみが働いて、光ファイバ押付けアームの遊端は光
接続解除方向に移動する。次に、押付けアーム押圧機構
が駆動すると、光ファイバ押付けアームの遊端は弾性部
材の付勢力に対抗して光接続方向に移動する。そして、
光ファイバ押付けアームが移動すると、光ファイバ押付
けアームの遊端に設けられた第２光ファイバ押え部が光
接続方向に移動し、第２光ファイバ押え部で第２光ファ
イバの先端部を光ファイバ整列溝に押し付ける。その結
果、光ファイバ整列溝の正確な位置に第２光ファイバの
先端部が導入されて、第１光ファイバと第２光ファイバ
とは精度良く光接続される。そして、第２光ファイバ押
え部によって、第２光ファイバの先端部を直接押し付け
ることができるので、光ファイバ整列溝に第２光ファイ
バを導入させた際、第２光ファイバの高精度な位置決め
が可能となる。その結果、高い精度で第１光ファイバと
第２光ファイバとの光軸が一致し、光接続特性の安定化
が図られることになる。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】請求項２において、光ファイバ押付けアー
ムは、押付けアーム押圧機構によって押圧される側の光
ファイバ押付けアームの面に対して離間して平行に配置
された荷重調整用板バネを備え、荷重調整用板バネの一
端は光ファイバ押付けアームの一端で支持されて、過剰
な荷重を撓みによって吸収しつつ押圧機構による荷重を
間接的に光ファイバ押付けアームに伝達している。この
ような構成を採用した場合、押圧機構による荷重のうち
余分な荷重が荷重調整用板バネで吸収され、光ファイバ
押付けアームには適正な荷重が常に与えられる。その結
果、第２光ファイバの先端部を光ファイバ整列溝内の正
確な位置に導入させることができ、第１光ファイバと第
２光ファイバとの光接続特性が向上する。

【００１３】さらに、荷重調整用板バネの撓み量及び板
厚を変更することにより、光ファイバ押付けアームにか
かる荷重を調整することができる。この調整によって、
第２光ファイバの本数を変更した際にも、この変更に合
わせて光ファイバ押付けアームにかかる荷重を容易に調
整することができる。

【００１４】請求項３において、押付けアーム回転支持
機構は、光ファイバ押付けアームの遊端が光ファイバ整
列溝の整列方向に傾斜するように光ファイバ押付けアー
ムを遊びを持たせて支持している。このような構成を採
用した場合、光ファイバ整列台の光ファイバ整列面が傾
斜していたとしても、この傾斜に合わせて光ファイバ押
付けアームを傾けることができる。その結果、第２光フ
ァイバ押え部の先端面と光ファイバ整列面とは常に平行
になり、第２光ファイバの先端部を光ファイバ整列溝内
の正確な位置に導入させることができる。

【００１５】請求項４において、押付けアーム押圧機構
は、光ファイバ押付けアームに対峙して配置されて、先
端で光ファイバ押付けアームを押圧する荷重アームと、
荷重アームの先端を光ファイバ押付けアームに向けて移
動させる荷重アーム駆動部とを備えている。このような
構成を採用した場合、荷重アーム駆動部の駆動によって
荷重アームの先端が移動して、荷重アームの先端で光フ
ァイバ押付けアームを押圧する。この押圧によって、光
ファイバ押付けアームの遊端は光接続方向に移動して、
光ファイバ押付けアームの遊端に設けられた第２光ファ
イバ押え部で第２光ファイバの先端部を光ファイバ整列
溝に導入させる。

【００１６】請求項５において、荷重アームの先端に
は、外周面で光ファイバ押付けアームを押圧する押圧ロ
ーラが設けられている。このような構成を採用した場
合、押圧ローラが光ファイバ押付けアームに接触した際
の摩擦抵抗が、押圧ローラの回転によって低減する。こ
のため、磨耗粉などの粉塵の発生を効果的に防止するこ
とができる。

【００１７】請求項６において、荷重アーム駆動部は、
荷重アームの基端側に設けられてアール形状の側面を有
するアール型ブロックと、アール型ブロックの側面をプ
ランジャで押圧して荷重アームの先端を光ファイバ押付
けアームに向けて移動させるリニアモータとを備えてい
る。このような構成を採用した場合、リニアモータのプ
ランジャでアール型ブロックが押し込まれて、荷重アー
ムの先端が光ファイバ押付けアームに向けて移動する。
アール型ブロックが押し込まれる際に、リニアモータの
プランジャはアール型ブロックの側面を摺動するが、ア
ール型ブロックの側面がアール形状を有しているので、
プランジャと側面との接触面積が一定になる。このた
め、プランジャにかかる側圧が抑制され、荷重アームは
滑らかに移動する。

【００１８】請求項７において、押付けアーム押圧機構
は、光ファイバ押付けアームに対峙して配置されて光フ
ァイバ押付けアームを押圧する荷重シャフトと、荷重シ
ャフトを光ファイバ押付けアームに向けて平行移動させ
る荷重シャフト駆動部とを備えている。このような構成
を採用した場合、荷重シャフト駆動部の駆動によって、
荷重シャフトは平行移動して、荷重シャフトで光ファイ
バ押付けアームを押圧する。この押圧によって、光ファ
イバ押付けアームの遊端は光接続方向に移動して、光フ
ァイバ押付けアームの遊端に設けられた第２光ファイバ
押え部で第２光ファイバの先端部を光ファイバ整列溝に
押し付ける。その結果、光ファイバ整列溝の正確な位置
に第２光ファイバが導入されて、第１光ファイバと第２
光ファイバとは精度良く光接続される。

【００１９】請求項８において、荷重シャフトの各端部
には、荷重シャフトを光接続方向及び光接続解除方向に
平行移動させるリニアシャフトがそれぞれ設けられてい
る。このような構成を採用した場合、リニアシャフトに
よって荷重シャフトは滑らかに平行移動し、移動時の摺
動抵抗が低減される。その結果、荷重シャフト駆動部の
負荷が低く抑えられ、荷重シャフト駆動部の小型化及び
省電力化が実現する。また、荷重シャフト移動時の摩擦
がリニアシャフトによって低減されるので、磨耗粉など
の粉塵の発生を効果的に防止することができる。

【００２０】請求項９において、荷重シャフト駆動部
は、荷重シャフトの両端にそれぞれ設けられたカムフォ
ロアと、荷重シャフトの両端近傍にそれぞれ設けられて
カムフォロアを摺動させる偏心カムと、偏心カムを連動
して回転させる駆動モータとを備えている。このような
構成を採用した場合、駆動モータの駆動によって偏心カ
ムが回転し、偏心カムをカムフォロアが摺動することに
よって、荷重シャフトが円滑に平行移動する。このよう
に、荷重シャフトが円滑に平行移動することによって移
動時の摩擦が低減し、磨耗粉などの粉塵の発生を効果的
に防止することができる。

【００２１】請求項１０において、偏心カムには、カム
フォロアを摺動させるカム溝が形成され、偏心カムの幾
何学的中心とカム軸とを通る線上におけるカム溝の壁面
に平坦部が設けられている。このような構成を採用した
場合、荷重シャフトが最も光接続方向に移動した状態
（光接続状態）や荷重シャフトが最も光接続解除方向に
移動した状態（光接続解除状態）のときに、カムフォロ
アが平坦部に当接する。これらの状態になると駆動モー
タへの電力の供給が中止されて偏心カムの回転が停止す
るが、駆動モータへの電力の供給を中止した直後は、そ
れまで回転していた方向と反対の方向に偏心カムに力が
加わる。そして、この力によって駆動モータが回転する
と荷重シャフトの停止位置がずれてしまう。

【００２２】そこで、カムフォロアを平坦部に当接させ
て、カムフォロアがカム溝内を摺動する際の初動トルク
を高くすることによって、偏心カムに加わった力で駆動
モータが回転しないようにしている。このため、荷重シ
ャフトは正しい位置で停止して、この荷重シャフトに押
圧される光ファイバ押付けアームを正確に動作させるこ
とができる。

【００２３】請求項１１において、荷重シャフトの両端
は、光接続方向に対する高さ調整可能にカムフォロアに
取り付けられている。このような構成を採用した場合、
荷重シャフトが光ファイバ押付けアームに対して傾いて
いたときに、これらの面が平行になるように調整するこ
とができる。このため、荷重シャフトと光ファイバ押付
けアームとが広い面積で接触し、荷重シャフトからの荷
重を確実に光ファイバ押付けアームに伝達することがで
きる。

【００２４】請求項１２において、第２光ファイバ押え
部は、光ファイバ押付けアームの遊端に取り替え可能に
取り付けられている。このような構成を採用した場合、
第２光ファイバの本数の変更或いは第２光ファイバの径
の変更に伴って、第２光ファイバ押え部を取り替えるこ
とができ、第２光ファイバ押え部から第２光ファイバに
かかる荷重を常に一定にすることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光スイッチの
好適な実施形態について添付図面を参照して説明する。

【００２６】（第１の実施形態）図１は、第１の実施形
態である光スイッチ１０を示す斜視図である。図１に示
すように、光スイッチ１０は矩形板状のベース１１を備
えており、ベース１１上の前端１１ａには、多数心（例
えば、４００心）の第１光ファイバ（ｎ側光ファイバ）
１と２心の第２光ファイバ（マスター側光ファイバ）２
とを整列させる光ファイバ整列台１２が配置されてい
る。光ファイバ整列台１２の上面（光ファイバ整列面）
１２ａには、一直線状に延在する複数本のＶ溝（光ファ
イバ整列溝）１３が形成されている。各Ｖ溝１３の前端
側１３ａには、第１光ファイバ１が接着剤によって固定
されている。また、各Ｖ溝１３の後端側１３ｂには、第
２光ファイバ２の先端部２ａが導入できるようになって
いる。

【００２７】このため、いずれかのＶ溝１３に第２光フ
ァイバ２の先端部２ａを導入させることにより、第１光
ファイバ１と第２光ファイバ２との光接続は達成され
る。さらに、光ファイバ整列台１２の上面１２ａには、
シリコン製のカバープレート１２ｂが固定され、各Ｖ溝
１３に接着固定された第１光ファイバ１は、このカバー
プレート１２ｂによって保護されている。

【００２８】また、ベース１１上の中央１１ｂには、Ｖ
溝１３の整列方向（以下、Ｘ方向という）に延在するガ
イドブロック１４が形成されている。そして、このガイ
ドブロック１４上には、ガイドブロック１４に沿ってＸ
方向に摺動可能な可動ステージ１５が設けられている。
即ち、可動ステージ１５の下面１５ａには、開口部を下
に向けたＵ字状のリニアガイド１６が設けられ、このリ
ニアガイド１６がガイドブロック１４に係合されること
により、可動ステージ１５はガイドブロック１４上を摺
動可能となる。

【００２９】さらに、可動ステージ１５の上面１５ｂに
は、光ファイバ導入機構３０が設置され、この光ファイ
バ導入機構３０は、第２光ファイバ２をＶ溝１３の延び
方向（以下、Ｙ方向という）に延在させて保持すると共
に、このＶ溝１３に第２光ファイバ２の先端部２ａを導
入するように機能する。

【００３０】また、ベース１１上の後端１１ｃには、モ
ータ１７を駆動源とする光ファイバ選択機構１８が設け
られ、可動ステージ１５は光ファイバ選択機構１８によ
って、Ｘ方向に水平移動することができる。モータ１７
はベース１１上に設置され、駆動軸と連結されたネジ軸
１９は、軸受板２０によってベース１１上に水平に配設
されている。さらに、ネジ軸１９にはアーム部材２１の
雌ネジ部２１ａが螺合され、ネジ軸１９と雌ネジ部２１
ａとでボールネジが構成される。そして、このアーム部
材２１は可動ステージ１５の後端１５ｂに固定されてい
る。

【００３１】従って、モータ１７が駆動してネジ軸１９
を正逆回転させることにより、このネジ軸１９に沿って
アーム部材２１が往復移動する。そして、アーム部材２
１に固定された可動ステージ１５も、この動きに合わせ
て、Ｘ方向に水平移動する。この際、リニアガイド１６
はガイドブロック１４上を摺動するので、可動ステージ
１５は所定の姿勢を保持しつつ移動する。

【００３２】次に、前述した光ファイバ導入機構３０に
ついて説明する。図１〜図３に示すように、光ファイバ
導入機構３０は、光ファイバ整列台１２の表面１２ａに
対峙して配置され、先端３１ａから第２光ファイバ２の
先端部２ａを突出させた光ファイバ支持ブロック３１
と、光ファイバ支持ブロック３１を介して光ファイバ整
列面１２ａに対峙して配置され、遊端３２ａが下方（光
接続方向）に移動可能な光ファイバ押付けアーム３２と
を備えている。そして、光ファイバ支持ブロック３１の
基端３１ｂは、可動ステージ（基台）１５にネジで固定
されている。

【００３３】光ファイバ押付けアーム３２の遊端３２ａ
には、光ファイバ整列台１２に向けて延在する矩形状の
光ファイバ押付けチップ（第２光ファイバ押え部）３３
が取り替え可能に取り付けられている。また、光ファイ
バ押付けアーム３２の基端３２ｂにはＸ方向に延びる貫
通孔３２ｃが設けられ、この貫通孔３２ｃに支持軸３４
が挿入されている。その結果、光ファイバ押付けアーム
３２の遊端３２ａは、支持軸３４を中心に光接続方向及
び光接続解除方向に上下動して、光ファイバ押付けチッ
プ３３の先端面３３ａで第２光ファイバ２の先端部２ａ
を上から押し付けることができる。

【００３４】ここで、光ファイバ押付けチップ３３は取
り替え可能なので、第２光ファイバ２の本数の変更や第
２光ファイバ２の径の変更などに伴って、必要なサイズ
の光ファイバ押付けチップ３３に取り替えることができ
る。その結果、第２光ファイバ２の本数の変更等が行わ
れても、光ファイバ押付けチップ３３から第２光ファイ
バ２にかかる荷重は常に一定になる。

【００３５】また、光ファイバ支持ブロック３１は、可
動ステージ（基台）１５に固定されているので、光ファ
イバ押付けチップ３３の先端面３３ａで第２光ファイバ
２の先端部２ａを上から押し付けた際にも、第２光ファ
イバ２の本体部は光ファイバ支持ブロック３１によって
確実に支持される。このため、第２光ファイバ２の先端
部２ａは、位置ずれすることなくＶ溝１３の正確な位置
に導入される。

【００３６】さらに、貫通孔３２ｃの径は支持軸３４の
径より一回り大きくして、遊びを持たせている。このた
め、支持軸３４は貫通孔３２ｃ内を光ファイバ整列台１
２の上面１２ａと直交する方向（以下、Ｚ方向という）
に揺動可能となり、光ファイバ押付けアーム３２の遊端
３２ａをＸ方向に傾斜させることができる。その結果、
光ファイバ整列台１２の光ファイバ整列面１２ａが傾斜
している場合に、この傾斜に合わせて光ファイバ押付け
アーム３２を傾けることができる。よって、光ファイバ
押付けチップ３３の先端面と光ファイバ整列面１２ａと
は常に平行になり、第２光ファイバ２の先端部２ａをＶ
溝１３内の正確な位置に導入させることができる。

【００３７】支持軸３４の両端には一対の軸受け（押付
けアーム回転支持部）３５が設けられている。軸受け３
５には上段と下段とに支持孔３５ａ，３５ｂが形成さ
れ、下段の支持孔３５ａで支持軸３４が固定支持されて
いる。また、光ファイバ押付けアーム３２の基端３２ｂ
近傍の下面と軸受け３５の下部との間には一対の圧縮バ
ネ（弾性部材）３６が設けられ、光ファイバ押付けアー
ム３２を光接続解除方向に付勢させている。

【００３８】上述したように、貫通孔３２ｃの径は支持
軸３４の径より一回り大きいので、圧縮バネ３６によっ
て、貫通孔３２ｃの上壁と支持軸３４の下面とが係合す
るように付勢される。このため、光接続解除状態では、
光ファイバ押付けアーム３２の遊端３２ａはＸ方向に対
して平行状態を保持する。

【００３９】さらに、軸受け３５の側面にはＹ方向に延
びる棒状のストッパ３７がネジで固定され、光ファイバ
押付けアーム３２の両側面におけるストッパ３７に対応
する位置には係止ピン３８が設けられている。そして、
ストッパ３７及び係止ピン３８は、圧縮バネ３６によっ
て光接続解除方向に持ち上げられた光ファイバ押付けア
ーム３２の高さを制限するように機能する。即ち、圧縮
バネ３６によって光ファイバ押付けアーム３２が光接続
解除方向にある高さまで持ち上げられると、係止ピン３
８がストッパ３７に当接して、光ファイバ押付けアーム
３２のそれ以上の上昇を制限する。

【００４０】光ファイバ押付けアーム３２の遊端３２ａ
には、上方に突起した板バネ固定部３２ｄが設けられ、
この板バネ固定部３２ｄには、矩形状の荷重調整用板バ
ネ３９の基端３９ａがネジで固定されている。そして、
荷重調整用板バネ３９の遊端３９ｂは、光ファイバ押付
けアーム３２の上面３２ｅと間隔を空けて、光ファイバ
押付けアーム３２の基端３２ｂに向けて延在している。

【００４１】このように、荷重調整用板バネ３９は片持
ち支持の構造を有しているので、荷重調整用板バネ３９
の遊端３９ｂに上方から荷重が加わると、荷重調整用板
バネ３９は弾性力によって下方に撓みつつ光ファイバ押
付けアーム３２の遊端３２ａに荷重を伝える。この際、
荷重調整用板バネ３９の撓みによって、荷重の一部が吸
収されるので、光ファイバ押付けアーム３２の遊端３２
ａに伝達される荷重は上方から加わった荷重より少なく
なる。その結果、過剰な荷重が上方から加わった場合で
も、荷重の一部を荷重調整用板バネ３９の撓みで吸収す
ることによって、光ファイバ押付けアーム３２には適正
な荷重が加えられる。

【００４２】また、荷重調整用板バネ３９の撓み量及び
板厚を変更することによって、光ファイバ押付けアーム
３２にかかる荷重を調整することができる。この調整に
よって、第２光ファイバ２の本数を変更した際にも、こ
の変更に合わせて光ファイバ押付けアーム３２にかかる
荷重を容易に調整することができる。さらに、荷重調整
用板バネ３９の遊端３９ｂには、断面逆Ｕ字状の当接面
３９ｃが設けられ、上方からの力はこの当接面３９ｃに
加えられる。ここで、当接面３９ｃは曲面を有している
ので、上方からの力によって当接面３９ｃが歪むことは
ない。

【００４３】荷重調整用板バネ３９の上方には、荷重調
整用板バネ３９の当接面３９ｃを押圧する荷重アーム４
１が配置されている。荷重アーム４１はＹ方向に延びる
本体部４１ａと、基端４１ｂからＸ方向に突出する突出
部４１ｃとを備えており、全体でＬ字形状を有してい
る。荷重アーム４１の本体部４１ａには、Ｘ方向に延び
る貫通孔が形成され、この貫通孔には回転軸４２が挿入
されている。そして、回転軸４２の両端は、軸受け３５
上段の支持孔３５ｂでそれぞれ固定支持されている。

【００４４】また、荷重アーム４１の突出部４１ｃの突
出端には、下方に延在すると共に側面４３ａがアール形
状のアール型ブロック４３がネジで固定されている。さ
らに、アール型ブロック４３の側面４３ａに対峙する位
置には、プランジャ４４ａをＹ方向に前進及び後退させ
るリニアモータ（荷重アーム駆動部）４４が設けられて
いる。そして、リニアモータ４４のプランジャ４４ａが
前進してアール型ブロック４３の側面４３ａを押し込む
ことによって、荷重アーム４１は回転軸４２を中心に回
転する。

【００４５】ここで、アール型ブロック４３が押し込ま
れる際に、リニアモータ４４のプランジャ４４ａはアー
ル型ブロック４３の側面４３ａを摺動するが、アール型
ブロック４３の側面４３ａがアール形状を有しているの
で、プランジャ４４ａと側面４３ａとの接触面積が一定
になる。このため、プランジャ４４ａにかかる側圧が抑
制され、荷重アーム４１は滑らかに回転する。なお、ア
ール型ブロック４３とリニアモータ４４とで、荷重アー
ム４１の先端４１ｄを光ファイバ押付けアーム３２に向
けて移動させる荷重アーム駆動部４５が構成される。

【００４６】荷重アーム４１の先端４１ｄには押圧ロー
ラ４６が軸着されており、荷重アーム４１の回転によっ
て先端４１ｄが下降すると、押圧ローラ４６の外周面４
６ａで荷重調整用板バネ３９の当接面３９ｃが押圧され
る。押圧ローラ４６は、Ｘ方向に延びる回転軸を中心に
回転することができ、この回転によって押圧ローラ４６
の外周面４６ａが当接面３９ｃに接触した際の摩擦抵抗
が低減される。なお、荷重アーム４１とリニアモータ４
４とで、光ファイバ押付けアーム３２の遊端３２ａを光
接続方向に回転させる押付けアーム押圧機構４０が構成
される。

【００４７】次に、光スイッチ１０の動作について説明
する。まず、第１光ファイバ１と第２光ファイバ２とを
光接続させる場合、図４に示すように、リニアモータ４
４のプランジャ４４ａを前進させて、アール型ブロック
４３の側面４３ａを押圧すると、荷重アーム４１は回転
軸４２を中心に矢印Ａ方向に回転する。この回転によっ
て荷重アーム４１の先端４１ｄが下降すると、押圧ロー
ラ４６の外周面４６ａで荷重調整用板バネ３９が上から
押圧され、荷重調整用板バネ３９は光ファイバ押付けア
ーム３２の遊端３２ａに荷重を加える。この荷重によっ
て、光ファイバ押付けアーム３２の遊端３２ａは、圧縮
バネ３６による光接続解除方向（矢印Ｂ方向）への付勢
力に反して光接続方向（矢印Ｃ方向）に下降し、遊端３
２ａに設けられた光ファイバ押付けチップ３３で第２光
ファイバ２の先端部２ａを上から押圧する。その結果、
第２光ファイバ２の先端部２ａは湾曲して、Ｖ溝１３の
溝底に向けて付勢される。このため、第２光ファイバ２
の先端部２ａがＶ溝１３内の正確な位置に導入され、第
１光ファイバ１と第２光ファイバ２とが精度良く光接続
される。

【００４８】次に、第１光ファイバ１と第２光ファイバ
２との光接続を切り替える場合、図５に示すように、プ
ランジャ４４ａを後退させると、荷重アーム４１は回転
軸４２を中心に矢印Ｄ方向に回転する。この回転によっ
て荷重アーム４１の先端４１ｄが上昇すると、押圧ロー
ラ４６の外周面４６ａによる荷重調整用板バネ３９の押
圧が解除される。このため、光ファイバ押付けアーム３
２には、圧縮バネ３６による光接続解除方向（矢印Ｂ方
向）への付勢力のみが働き、光ファイバ押付けアーム３
２の遊端３２ａは、光接続解除方向（矢印Ｂ方向）に押
し上げられる。その結果、遊端３２ａに設けられた光フ
ァイバ押付けチップ３３も押し上げられ、第２光ファイ
バ２のＶ接状態は解除される。その後、図１に示した光
ファイバ選択機構１８によって、光ファイバ導入機構３
０をＸ方向に移動させる。そして、上述の手順で第２光
ファイバ２を光ファイバ整列台１２のＶ溝１３にＶ接さ
せることにより、第１光ファイバ１と第２光ファイバ２
との光接続は選択的に切り替えられる。

【００４９】なお、図１に示すように、光ファイバ導入
機構３０には、荷重アーム４１の変位を検出するセンサ
部４７が設けられている。このセンサ部４７は、可動ス
テージ１５に固定された光学式センサ４８と、荷重アー
ム４１の突出部４１ｃに固定されて光学式センサ４８に
対して出入する遮光板４９とからなっている。従って、
荷重アーム４１の回転により、遮光板４９が光学式セン
サ４８を遮光した場合、図４に示すように、光ファイバ
押付けアーム３２が下降して、第２光ファイバ２が光フ
ァイバ整列台１２のＶ溝１３にＶ接したと判断される。
また、光学式センサ４８の遮光が解放された場合、図５
に示すように、光ファイバ押付けアーム３２が上昇し
て、第２光ファイバ２が光ファイバ整列台１２のＶ溝１
３にＶ接していないと判断される。

【００５０】（第２の実施形態）次に、第２の実施形態
である光スイッチ５０について図６を用いて説明する。
なお、第１の実施形態と同一又は同等な構成部分につい
ては同一符号を付し、その説明は省略する。

【００５１】図６に示すように、光スイッチ５０は矩形
板状のベース１１を備えており、ベース１１上の前端側
１１ａには光ファイバ整列台１２が配置されている。ま
た、ベース１１上の中央１１ｂには、Ｘ方向（Ｖ溝１３
の整列方向）に延在するガイドブロック５１が形成され
ている。そして、このガイドブロック５１上には、ガイ
ドブロック５１に沿ってＸ方向に摺動可能な可動ステー
ジ５２が設けられている。さらに、可動ステージ５２の
上面５２ａには、光ファイバ導入アーム部６０が固定さ
れており、この光ファイバ導入アーム部６０は、第２光
ファイバ２の先端部２ａをＹ方向（Ｖ溝１３の延び方
向）に延在させて保持すると共に、光ファイバ整列台１
２のＶ溝１３に第２光ファイバ２の先端部２ａを導入す
るように機能する。

【００５２】また、ベース１１上の後端側１１ｃには、
モータ５４を駆動源とする光ファイバ選択機構５５が設
けられ、可動ステージ５２は光ファイバ選択機構５５に
よって、Ｘ方向に水平移動することができる。モータ５
４はベース１１上に設置され、駆動軸と連結されたネジ
軸５６は、軸受板５７によってベース１１上に水平に配
設されている。さらに、ネジ軸５６には可動ステージ５
２の後端の雌ネジ部５２ｂが螺合され、ネジ軸５６と雌
ネジ部５２ｂとでボールネジが構成される。

【００５３】従って、モータ５４が駆動してネジ軸５６
を正逆回転させることにより、このネジ軸５６に沿って
可動ステージ５２がＸ方向に水平移動する。この際、リ
ニアガイド５３はガイドブロック５１上を摺動するの
で、可動ステージ５２は所定の姿勢を保持しつつ移動す
る。

【００５４】光ファイバ導入アーム部６０は、光ファイ
バ整列台１２の表面１２ａに対峙して配置され、先端３
１ａから第２光ファイバ２の先端部２ａを突出させた光
ファイバ支持ブロック３１と、光ファイバ支持ブロック
３１を介して光ファイバ整列面１２ａに対峙して配置さ
れ、遊端３２ａが下方（光接続方向）に移動可能な光フ
ァイバ押付けアーム３２とを備えている。さらに、光フ
ァイバ押付けアーム３２の遊端３２ａには、光ファイバ
整列台１２に向けて延在した矩形状の光ファイバ押付け
チップ（第２光ファイバ押え部）３３が取り替え可能に
取り付けられている。また、光ファイバ押付けアーム３
２の基端３２ｂは、支持軸３４によって回転自在に支持
されている。その結果、光ファイバ押付けアーム３２の
遊端３２ａは、支持軸３４を中心に光接続方向及び光接
続解除方向に上下動して、光ファイバ押付けチップ３３
で第２光ファイバ２の先端部２ａを上から押し付けるこ
とができる。

【００５５】支持軸３４の両端には一対の軸受け３５が
設けられている。軸受け３５には支持孔３５ａが形成さ
れ、この支持孔３５ａで支持軸３４が固定支持されてい
る。また、光ファイバ押付けアーム３２の基端３２ｂ近
傍の下面と軸受け３５の下部との間には一対の圧縮バネ
３６が設けられ、光ファイバ押付けアーム３２を光接続
解除方向に付勢させている。

【００５６】さらに、ベース１１上の光ファイバ整列台
１２と可動ステージ５２との間には、押付けアーム押圧
機構７０が設けられている。押付けアーム押圧機構７０
は、光ファイバ押付けアーム３２に対峙して配置され、
Ｘ方向に延在すると共に下面７１ａで光ファイバ押付け
アーム３２を押圧する荷重シャフト７１と、荷重シャフ
ト７１の各端部７１ｂにそれぞれ設けられ、荷重シャフ
ト７１を光接続方向及び光接続解除方向に平行移動させ
る一対のリニア駆動部７２とを備えている。

【００５７】各リニア駆動部７２は、ベース１１上に設
置されたシャフト支持台７３と、シャフト支持台７３か
ら上方に延在する一対のリニアシャフト７４と、これら
のリニアシャフト７４の上端部に架設されてＹ方向に延
びるスライド板７５とをそれぞれ備えている。さらに、
各スライド板７５の上面７５には、Ｘ方向に延びるシャ
フト支持溝７５ａが形成され、これらのシャフト支持溝
７５ａには、荷重シャフト７１の各端部７１ｂがそれぞ
れ挿入支持されている。

【００５８】各スライド板７５の外側の側面には、Ｘ方
向に突出するカムフォロア７６がそれぞれ設けられてい
る。また、各スライド板７５の外方には、これらのカム
フォロア７６を摺動させる偏心カム７７がそれぞれ配置
されている。これらの偏心カム７７は、荷重シャフト７
１に対して平行に延びる駆動軸７８に固定されている。
そして、駆動軸７８の一端には駆動モータ７９が設けら
れ、駆動軸７８の他端には軸受板８０が設けられてい
る。

【００５９】このため、駆動モータ７９の駆動によって
駆動軸７８は回転して、この駆動軸７８に固定された一
対の偏心カム７７も連動して回転する。これらの偏心カ
ム７７の回転によって、各カムフォロア７６はカム溝７
７ａに沿って摺動し、各スライド板７５は連動して上下
動する。その結果、各スライド板７５に各端部７１ｂが
支持された荷重シャフト７１は、光ファイバ整列台１２
の表面１２ａに対して平行状態を維持しつつ光接続方向
及び光接続解除方向に移動する。

【００６０】従って、第１光ファイバ１と第２光ファイ
バ２とを光接続させる場合、駆動モータ７９を駆動して
各偏心カム７７を連動して回転させることにより、荷重
シャフト７１は光接続方向に下降する。この下降によっ
て荷重シャフト７１の下面７１ａで荷重調整用板バネ３
９が上から押圧され、荷重調整用板バネ３９は光ファイ
バ押付けアーム３２の遊端３２ａに荷重を加える。この
荷重によって、光ファイバ押付けアーム３２の遊端３２
ａは、圧縮バネ３６による光接続解除方向への付勢力に
反して光接続方向に下降し、遊端３２ａに設けられた光
ファイバ押付けチップ３３で第２光ファイバ２の先端部
２ａを上から押圧する。その結果、第２光ファイバ２の
先端部２ａは湾曲して、Ｖ溝１３の溝底に向けて付勢さ
れる。このため、第２光ファイバ２の先端部２ａがＶ溝
１３内の正確な位置に導入され、第１光ファイバ１と第
２光ファイバ２とが精度良く光接続される。

【００６１】次に、第１光ファイバ１と第２光ファイバ
２との光接続を切り替える場合、駆動モータ７９を駆動
して各偏心カム７７を連動して回転させることにより、
荷重シャフト７１は光接続解除方向に上昇する。この上
昇によって、荷重シャフト７１の下面７１ａによる荷重
調整用板バネ３９の押圧が解除される。このため、光フ
ァイバ押付けアーム３２には、圧縮バネ３６による光接
続解除方向への付勢力のみが働き、光ファイバ押付けア
ーム３２の遊端３２ａは、光接続解除方向に押し上げら
れる。その結果、遊端３２ａに設けられた光ファイバ押
付けチップ３３も押し上げられ、第２光ファイバ２のＶ
接状態は解除される。その後、光ファイバ選択機構５５
によって、光ファイバ導入アーム部６０をＸ方向に移動
させる。そして、上述の手順で第２光ファイバ２を光フ
ァイバ整列台１２のＶ溝１３にＶ接させることにより、
第１光ファイバ１と第２光ファイバ２との光接続は選択
的に切り替えられる。

【００６２】なお、カムフォロア７６と偏心カム７７と
駆動モータ７９とで、荷重シャフト７１を光ファイバ押
付けアーム３２に向けて平行移動させる荷重シャフト駆
動部８１が構成される。

【００６３】また、図７に示すように、スライド板７５
のシャフト支持溝７５ａは、荷重シャフト７１の端部７
１ｂの幅よりも深く形成されている。このため、荷重シ
ャフト７１の端部７１ｂをシャフト支持溝７５ａに挿入
する深さを調整することにより、荷重シャフト７１と光
ファイバ押付けアーム３２との間隔を調整することがで
きる。その結果、荷重シャフト７１が光ファイバ押付け
アーム３２に加える荷重の調整、及び光ファイバ押付け
アーム３２に設けられた荷重調整用板バネ３９の撓み量
の調整が可能となる。

【００６４】さらに、偏心カム７７の幾何学的中心７７
ｂとカム軸７８とを通る線７７ｃ上におけるカム溝７７
ａの壁面には平坦部７７ｄが設けられている。ここで、
荷重シャフト７１が最も光接続方向に移動した状態（光
接続状態）や荷重シャフト７１が最も光接続解除方向に
移動した状態（光接続解除状態）のときに、カムフォロ
ア７６が平坦部７７ｄに当接する。これらの状態になる
と駆動モータ７９への電力の供給が中止されて偏心カム
７７の回転が停止するが、駆動モータ７９への電力の供
給を中止した直後は、それまで回転していた方向と反対
の方向に偏心カム７７に力が加わる。そして、この力に
よって駆動モータ７９が回転すると荷重シャフト７１の
停止位置がずれてしまう。

【００６５】そこで、カムフォロア７６を平坦部７７ｄ
に当接させて、カムフォロア７６がカム溝７７ａ内を摺
動する際の初動トルクを高くすることによって、偏心カ
ム７７に加わった力で駆動モータ７９が回転しないよう
にしている。このため、荷重シャフト７１は正しい位置
で停止して、この荷重シャフト７１に押圧される光ファ
イバ押付けアーム３２を正確に動作させることができ
る。

【００６６】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内におい
て、例えば以下のように変更することも可能である。

【００６７】（１）上記実施形態では、荷重アーム３９
としてＬ字形状のアームを用いたが、Ｌ字形状以外のア
ームであってもよい。例えば、Ｉ字形状の荷重アームを
用いて、この荷重アームの基端からアール型ブロックを
突出させてもよい。

【００６８】（２）上記実施形態では、光ファイバ支持
ブロック３１の先端３１ａから光ファイバ支持ブロック
３１の延び方向と平行に第２光ファイバ２の先端部２ａ
を延在させていたが、光ファイバ支持ブロック３１の延
び方向に対して斜め下方に第２光ファイバ２の先端部２
ａを延在させてもよい。

【００６９】（３）上記実施形態では、光ファイバ押付
けチップ３３が光ファイバ押付けアーム３２に取り替え
可能に取り付けられていたが、光ファイバ押付けチップ
３３を光ファイバ押付けアーム３２に接着剤等で固定し
てもよい。

【００７０】（４）上記実施形態では、光ファイバ支持
ブロック３１は可動ステージ１５に固定されており、光
ファイバ支持ブロック３１の先端３１ａが光接続方向に
移動することはないが、例えば、光ファイバ支持ブロッ
ク３１の基端３１ｂに板バネを設けて、この板バネを可
動ステージ１５に固定する構成とすることにより、光フ
ァイバ支持ブロック３１の先端３１ａを光接続方向に移
動可能にしてもよい。

【００７１】

【発明の効果】本発明による光スイッチは、以上のよう
に構成されているため次のような効果を得ることができ
る。

【００７２】即ち、本発明に係る光スイッチにおいて、
光ファイバ支持ブロックに対峙して配置されて遊端が光
ファイバ整列溝に向かう光接続方向に移動する光ファイ
バ押付けアームと、光ファイバ押付けアームの遊端に設
けられると共に光ファイバ整列溝に向けて突出した第２
光ファイバ押え部と、光ファイバ押付けアームの基端を
回転可能に支持する押付けアーム回転支持部と、光ファ
イバ押付けアームの遊端を光接続解除方向に付勢させる
弾性部材と、弾性部材の付勢力に対抗して光ファイバ押
付けアームの遊端を光接続方向に押圧する押付けアーム
押圧機構とを備え、光ファイバ支持ブロックを基台に固
定させ、第２光ファイバの先端部を、第２光ファイバ押
え部と光ファイバ整列面との間に延在させたことによ
り、第１光ファイバと第２光ファイバとの光接続特性を
安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光スイッチの第１の実施形態を示
す斜視図である。

【図２】図１の光スイッチの要部を示す平面図である。

【図３】図１の光スイッチの要部を示す分解斜視図であ
る。

【図４】光スイッチの光接続状態を示す図２のIV−IV線
における断面図である。

【図５】光スイッチの光接続解除状態を示す図２のIV−
IV線における断面図である。

【図６】本発明に係る光スイッチの第２の実施形態を示
す斜視図である。

【図７】図６の光スイッチの要部を示す正面図である。

【符号の説明】

１…第１光ファイバ、２…第２光ファイバ、２ａ…先端
部、１０，５０…光スイッチ、１２…光ファイバ整列
台、１２ａ…光ファイバ整列面、１３…Ｖ溝（光ファイ
バ整列溝）、１５…可動ステージ（基台）、３１…光フ
ァイバ支持ブロック、３２…光ファイバ押付けアーム、
３２ａ…遊端、３３…光ファイバ押付けチップ（第２光
ファイバ押え部）、３３ａ…先端面、３５…軸受け（押
付けアーム回転支持部）、３６…圧縮バネ（弾性部
材）、３９…荷重調整用板バネ、４０，７０…押付けア
ーム押圧機構、４１…荷重アーム、４１ｄ…先端、４３
…アール型ブロック、４３ａ…側面、４４…リニアモー
タ、４４ａ…プランジャ、４５…荷重アーム駆動部、４
６…押圧ローラ、４６ａ…外周面、７１…荷重シャフ
ト、７４…リニアシャフト、７６…カムフォロア、７７
…偏心カム、７９…駆動モータ、８１…荷重シャフト駆
動部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海老原 孝 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 中尾 直樹 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 黒岩 真人 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−199093（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/08

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ整列面に並設された光ファイ
   バ整列溝の一側に第１光ファイバを配置した光ファイバ
   整列台と、前記光ファイバ整列面に対峙して配置されて
   第２光ファイバの先端部を突出させた光ファイバ支持ブ
   ロックとを備え、前記第２光ファイバの前記先端部を前
   記光ファイバ整列台の他側から前記光ファイバ整列溝に
   導入させて、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバ
   とを選択的に光接続させる光スイッチにおいて、 前記光ファイバ支持ブロックに対峙して配置されて遊端
   が前記光ファイバ整列溝に向かう光接続方向に移動する
   光ファイバ押付けアームと、 前記光ファイバ押付けアームの前記遊端に設けられると
   共に前記光ファイバ整列溝に向けて突出した第２光ファ
   イバ押え部と、 前記光ファイバ押付けアームの基端を回転可能に支持す
   る押付けアーム回転支持部と、 前記光ファイバ押付けアームの遊端を光接続解除方向に
   付勢させる弾性部材と、 前記弾性部材の付勢力に対抗して前記光ファイバ押付け
   アームの遊端を光接続方向に押圧する押付けアーム押圧
   機構とを備え、 前記光ファイバ支持ブロックを基台に固定させ、前記第
   ２光ファイバの前記先端部を、前記第２光ファイバ押え
   部と前記光ファイバ整列面との間に延在させたことを特
   徴とした光スイッチ。
2. 【請求項２】 前記光ファイバ押付けアームは、前記押
   付けアーム押圧機構によって押圧される側の前記光ファ
   イバ押付けアームの面に対して離間して平行に配置され
   た荷重調整用板バネを備え、前記荷重調整用板バネの一
   端は光ファイバ押付けアームの一端で支持されて、過剰
   な荷重を撓みによって吸収しつつ前記押圧機構による荷
   重を間接的に前記光ファイバ押付けアームに伝達してい
   ることを特徴とした請求項１記載の光スイッチ。
3. 【請求項３】 前記押付けアーム回転支持機構は、前記
   光ファイバ押付けアームの遊端が前記光ファイバ整列溝
   の整列方向に傾斜するように前記光ファイバ押付けアー
   ムを遊びを持たせて支持していることを特徴とした請求
   項１又は請求項２に記載の光スイッチ。
4. 【請求項４】 前記押付けアーム押圧機構は、前記光フ
   ァイバ押付けアームに対峙して配置されて、先端で前記
   光ファイバ押付けアームを押圧する荷重アームと、前記
   荷重アームの先端を前記光ファイバ押付けアームに向け
   て移動させる荷重アーム駆動部とを備えることを特徴と
   した請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光ス
   イッチ。
5. 【請求項５】 前記荷重アームの先端には、外周面で前
   記光ファイバ押付けアームを押圧する押圧ローラが設け
   られていることを特徴とした請求項４記載の光スイッ
   チ。
6. 【請求項６】 前記荷重アーム駆動部は、前記荷重アー
   ムの基端側に設けられてアール形状の側面を有するアー
   ル型ブロックと、前記アール型ブロックの側面をプラン
   ジャで押圧して前記荷重アームの先端を前記光ファイバ
   押付けアームに向けて移動させるリニアモータとを備え
   ることを特徴とした請求項４又は請求項５に記載の光ス
   イッチ。
7. 【請求項７】 前記押付けアーム押圧機構は、前記光フ
   ァイバ押付けアームに対峙して配置されて前記光ファイ
   バ押付けアームを押圧する荷重シャフトと、前記荷重シ
   ャフトを前記光ファイバ押付けアームに向けて平行移動
   させる荷重シャフト駆動部とを備えることを特徴とした
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光スイッ
   チ。
8. 【請求項８】 前記荷重シャフトの各端部には、前記荷
   重シャフトを光接続方向及び光接続解除方向に平行移動
   させるリニアシャフトがそれぞれ設けられていることを
   特徴とした請求項７記載の光スイッチ。
9. 【請求項９】 前記荷重シャフト駆動部は、前記荷重シ
   ャフトの両端にそれぞれ設けられたカムフォロアと、前
   記荷重シャフトの両端近傍にそれぞれ設けられて前記カ
   ムフォロアを摺動させる偏心カムと、前記偏心カムを連
   動して回転させる駆動モータとを備えることを特徴とし
   た請求項７又は請求項８に記載の光スイッチ。
10. 【請求項１０】 前記偏心カムには、前記カムフォロア
    を摺動させるカム溝が形成され、前記偏心カムの幾何学
    的中心とカム軸とを通る線上における前記カム溝の壁面
    に平坦部が設けられていることを特徴とした請求項９記
    載の光スイッチ。
11. 【請求項１１】 前記荷重シャフトの両端は、光接続方
    向に対する高さ調整可能に前記カムフォロアに取り付け
    られていることを特徴とした請求項８又は請求項１０に
    記載の光スイッチ。
12. 【請求項１２】 前記第２光ファイバ押え部は、前記光
    ファイバ押付けアームの遊端に取り替え可能に取り付け
    られていることを特徴とした請求項１から請求項１１の
    いずれか一項に記載の光スイッチ。