JPH03260613A - 光スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 この発明は、光ファイバーを直接動かす機械的光スイッ
チに関するものである。

〔従来の技術〕

光ファイバーを用いたループ形式のデータ伝送系におい
ては、端局に停電などの障害が発生した場合や保守点検
時に、隣接する端局間の接続を確保するために伝送路切
り替えスイッチが不可欠である。このようなスイッチと
しては従来、光ファイバーからの出射光を光学レンズに
より平行光束とし、平行光束の光路に設けた可動ミラー
または可動プリズムにより光路切り替えを行うものが用
いられていた。しかし、このような例では、光学レンズ
、可動ミラー等の精密光学部品が多いため大型で高価と
なり、また組み立てに多大な工数がかかるという欠点が
あった。

そこで上記欠点を改良するため光学部品を用いず直接光
ファイバー同士を対向させ、光フアイバ一端を移動させ
て切り替えを行う光スイッチが考案された。このような
例としてたとえばＰ、Ｇ、）Ｉａｌｅ。

Ｒ，Ｋｏｍｐｆｎｅｒ両氏のＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　
Ｌｅｔｔｅｒ、　ＶＯＬ、　１２Ｎα１５に示された光
スイッチがある。すなわち、第５図に示すように、正方
形断面の穴を持つ管１の内部に、基部をスリーブ２で補
強した可動光ファイバー３を接着剤４で固定し、その可
動光ファイバー３と対向させて固定光ファイバー５およ
び６を接着剤４で固定したものである。可動光ファイバ
ー３にはニッケルスリーブ７が固定されており、これが
電磁石８によって駆動され、光ファイバー同士の接続状
態を切り替える。固定光ファイバー５および６は正方形
断面の穴の対角の隅に固定されており、可動光ファイバ
ー３は穴のそれぞれの隅に押し付けられることによって
位置決めされる。

しかし、第５図のような構成の光スイッチは接着剤で光
ファイバーを封止するため製作が難しく、また、光フア
イバ一端面同士の付き合わせ、つまりギャップの寸法と
光軸合わせの精度を出すのも難しかった。また、光路切
り替えの形式として、２端子（オン−オフのみ）あるい
は３端子の切り替えスイッチしか構成することができず
、例えば２×２のバイパススイッチなどは構成できない
という欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

この発明は、このような従来の欠点に鑑みてなされたも
のであり、小型、安価で、かつ構造が簡単で容易に製作
することができ、光フアイバ一端面同士の付き合わせの
精度を出すのが容易であり、また、２×２のバイパスス
イッチなどを構成することも可能な光スイッチを提供す
るものである。

（課題を解決するための手段〕 （１）　　この発明の光スイッチは、薄い矩形状の板ば
ねの面内にコの字型の切り込みが設けられ、そのコの字
の対向する２辺は上記板ばねの長手方向に平行に形成さ
れ、上記コの字型の切り込みに囲まれて矩形状の可動部
が形成され、上記切り込みを囲んで口の字型の固定部が
形成され、上記可動部の基部側において一方の側縁より
、第１．第２切り込み部（基部に近い方を第１切り込み
部とする）が可動部の長手方向の中心線と直交するよう
に対向して形成され、 上記可動部の上記第１．第２切り込み部の間において、
他方の側縁上り第３切り込み部が上記中心線と直交する
ように形成され、 上記第１．第２切り込み部に挟まれた部分が上記可動部
の中心線に沿って上方に直角に折り曲げられて折り曲げ
部が形成され、 上記可動部は、上記第２切り込み部の形成された部分に
おいて、長手方向と直角な線を稜として下方に僅かに折
り曲げられ、 上記折り曲げ部は、上記第３切り込み部の形成された部
分において、上記板ばねの板面に直角な直線を稜として
、上記第２切り込み部が形成された側に所定の角度だけ
折り曲げられ、 上記可動部の遊端の上記第３切り込み部が形成された側
の側縁に第１突起部が、反対の側縁に第２突起部がそれ
ぞれ可動部の板面の上方に突設され、 上記可動部の上記第１突起部と上記第３切り込み部との
間の側縁に、磁性体が取り付けられ、上記固定部上面の
上記可動部の遊端と対向する辺に、第１．第２光ファイ
バー（上記第１突起部と同じ側を第１光ファイバーとす
る）が所定の間隔で、上記板ばねの長手方向に平行に、
それぞれの先端が上記コの字型の切り込み内に突出する
ように取り付けられ、 上記可動部の上面に第３．第４光ファイバー（上記第１
突起部と同じ側を第３光ファイバーとする）が上記所定
の間隔で、その可動部の長手方向に平行に、光ファイバ
ーの先端が上記可動部の遊端より上記コの字型の切り込
み内に突出するように取り付けられ、 第１ストッパが、上記第１突起部と当接することによっ
て上記第１．第２光ファイバーの先端がそれぞれ上記第
３．第４光ファイバーの先端と近接対向するように、上
記固定部の上面に取り付けられ、 第２ストッパが、上記第２突起部と当接することによっ
て、上記可動部の上記折り曲げ部における上記第２切り
込み部側への折り曲げを制限すると共に、上記第２光フ
ァイバーの先端が上記第３光ファイバーの先端と近接対
向するように、上記固定部の上面に取り付けられ、 上記第１乃至第４光ファイバーを取り付けた上記板ばね
の固定部かムース上に密着して固定され、上記磁性体を
吸引して上記第１突起部を上記第１ストッパに当接させ
ることが可能な電磁駆動部が上記ベースに取り付けられ
ている。

（２）上記（１）項において、上記第１．第２光ファイ
バーのいずれか一方又は上記第３．第４光ファイバーの
いずれか一方を除去してなる光スイッチも有用である。

〔作　用〕

上記のように構成した光スイッチの作用は次の通りであ
る。

すなわち、可動部は折り曲げ部の中間部分において、板
ばねの面に垂直な直線を積として折り曲げられているた
め、第２ストッパーのない状態では折り曲げ部の中間部
分の弾性復元力によって折り曲げ方向に変位している。

固定部に固定された第２ストッパは可動部に固定された
第２突起部に当接することによって上記の変位を途中で
制限し、第２光ファイバーと第３光ファイバーがそれぞ
れ端面同士近接対向するようにさせる。

Ｒ：ｉ磁駆動部が励磁されると可動部に固定された磁性
体が上記折り曲げ方向と逆の方向に吸引されるため可動
部は折り曲げ方向と逆の方向に変位し、可動部に固定さ
れた第１突起部は固定部に固定された第１ストッパに当
接し、その結果第１光ファイバーと第３光ファイバーお
よび第２光フアイバと第４光ファイバーが端面同士近接
対向する。

電磁駆動部の励磁が取り除かれると可動部は折り曲げ部
の中間部分の弾性復元力によって再び折り曲げ方向に変
位し、可動部ムこ固定された第２突起部と第２ストッパ
が節接することによって第２光ファイバーと第３光ファ
イバーが再び端面同士近接対向する。

可動部は第２切り込み部が形成された部分において、自
己の長手方向の中心線と直角な直線を稜として裏側にわ
ずかに折り曲げられているが、固定部はその変形を元に
戻す形でベースに固定されており、その結果可動部の遊
端は弾性復元力によって常にベースに押しつけられ板ば
ね可動部と同一の平面内に位置する。

〔実施例〕

この発明の第一の実施例を第１図乃至第４図を参照して
説明する。

第２図に示すように矩形の薄い板材にコの字型の切り込
み１１を設けた板ばね１２の内部の部分を可動部１３と
し、切り込みの外部を固定部Ｉ４とする。可動部１３の
基部において可動部１３の長手方向の中心線ＡＡと直交
して一方の側より２箇所の切り込み（以下、第１切り込
み部１５、第２切り込み部１６とする）を設け、その２
箇所の切り込みの中間部分に他方の側より１箇所の切り
迭み（以下、第３切り込み部エフとする）を設ける。第
１及び第２切り込み部に挟まれた部分（以下、折り曲げ
部１８とする）を可動部１３の中心線ＡＡ付近で中心線
と平行な直線を稜として板材と直角に表側に折り曲げ、
可動部１３の基部において第２切り込み部１６の中心線
（中心線ＡＡと直角な直線で、以下折り曲げ線ＢＢとす
る）を稜として裏側にわずかに折り曲げ、折り曲げ部１
Ｂの中間部において、第３切り込み部１７の中心線と直
交する直線（板ばねの面に垂直な直線で、以下折り曲げ
ＸＣＣとする）を稜として可動部１３を第３図Ａに示す
矢印２１の方向に折り曲げる。

板ばね１２は例えば方形状のベース２２上に、固定部１
４を例えばねし止めや接着によって密着して固定されて
いる。ベース２２は例えばアルミ真鍮など非磁性体の金
属材料で作られ、板ばね１２は例えば厚さ０．１　ｏｎ
程度の洋白、ｆｉ青銅などのばね材料から作られている
。

可動部１３の遊端と対向する固定部１４の上面には、第
１光ファイバー３１及び第２光ファイバー３２が端面を
そろえて所定の間隔をもって平行に固定され、可動部１
３の上面には、第３光ファイバー３３及び第４光ファイ
バー３４が端面をそろえて第１光ファイバー３１及び第
２光ファイバー３２の間隔と等しい間隔をもって平行に
接着固定される。光ファイバーのクラツド径は例えば１
２５μｍである。対向する光フアイバ一端面のギヤング
は光損失が少なくなるように例えば１０μｍ程度まで近
接させるものとする。なお光ファイバーの端面ば応力破
断あるいは研磨によって光損失が少なくなるように処理
されている。更に、光フアイバ一端面における反射が問
題になる場合には、端面に誘電体多層膜などの無反射コ
ーティングが施されていてもよい。

光ファイバーの固定には例えば瞬間接着剤、光硬化型接
着剤等の接着剤が用いられる。しかし、光ファイバーを
接着によらず機械的な固定方法により取付けることも可
能である。

第４図に示すように、可動部１３において′ｔ１端上面
の両側には第１突起部４１及び第２突起部４２が接着固
定されており、固定部１４の上面ζこは、第１．第２突
起部４１．４２と対向する位置にそれぞれ第１．第２ス
トッパ５１．５２が固定される。第２ストッパ５２は第
２突起部４２と当接することによって第２光ファイバー
３２と第３光フフイハ−３３の端面同士が近接対向する
ような位置に固定され、第１ストッパ５１は第１突起部
４１と当接することによって、第１光ファイバー３１と
第３光ファイバー３３の端面同士及び第２光ファイバー
３２と第４光ファイバー３４の端面同士が近接対向する
ような位置に固定されている。

可動部１３は折り曲げ部１８の中間部分において、板ば
ねの面に垂直な直線（折り曲げ線ｃｃ）を稜として矢印
２１で示す折り曲げ方向に折り曲げられているため、第
２ストッパー５２のない状態では第４図Ａに示すように
折り曲げ部１８の中間部分の弾性復元力によって折り曲
げ方向２１に変位している。

第２ストッパー５２は第２突起部４２に当接すること乙
こよって可動部１３の変位を途中で制限し、第２光ファ
イバー３２と第３光ファイバー３３がそれぞれ端面同士
近接対向するようにさせる。

また、可動部１３の第３切り込み部１７と第１突起部４
１との間の側縁に強磁性材料よりなる磁性体５３が接着
固定される。これと近接対向するように、コイル５４．
鉄心５５．継鉄５６からなる電磁駆動部５７がベース２
２上に配されている。

電磁駆動部５７を構成する継鉄５６の、鉄心５５と接続
していない側の端部２箇所は、上記磁性体５３と接触し
ない程度に近接して配置されている。

電磁駆動部５７のコイル５４が励磁されると磁性体５３
が折り曲げ方向２１と逆の方向に吸引されるため可動部
１３は折り曲げ方向２１と逆の方向に変位し、第１突起
部４１は第１ストッパ５１に当接する。

電磁駆動部５７のコイル５４の励磁が取り除かれると可
動部１３は折り曲げ部１８の中間部分の弾性復元力によ
って再び折り曲げ方向２１に変位し、第２突起部４２と
第２ストッパ５２が当接する。

可動部１３はその基部において、中心線ＡＡと直角な直
線（折り曲げ線ＢＢ）を稜として裏側にわずかに折り曲
げられているが、固定部１４はその変形を元に戻す形で
ベース２２に固定されており、その結果可動部１３のＭ
＠は弾性復元力によって常にベース２２に押しつけられ
固定部１４と同一・の平面内に位置する。

なお、この発明の実施例に用いられる板状の各部品は例
えばフォトエツチングやプレスによって容易に製作する
ことが可能である。

これ迄の説明では可動側及び固定側の光ファイバーが共
に２本で２×２のバイパス型スイッチを構成した場合を
示したが、光ファイバーの本数を少くして１×１の２端
子型や１×２（又は２×１）の３＠子型の光スイッチも
同様に構成できることは明らかである。

（発明の効果〕 この発明の光スイッチでは、従来のような光学レンズ、
可動ミラー等の精密光学部品を用いないので、従来より
小型で安価なものが得られる。また、構造がきわめて簡
単であるので、容易に製作できる。またこの考案では第
１．第２ストッパ５１．５２の取付位置を選定すること
によって、ファイバーの端面同士のつき合せの精度を容
易に出すことができる。固定部１４と一体になった板ば
ねによって可動部１３を構成しているため、機械的なガ
タが少なく、性能が安定し、信頼性が高い光スイッチを
提供できる。

また、従来の光スイッチでは、可動側の光ファイバーが
１本だけしか設けられないが、この発明の場合２×２端
子の形式のスイッチが構成できる。

可動部１３が弾性復元力によってベース２２に押しつけ
られているため可動部１３とベース２２の間に摩擦力が
働いており、突起部４１．４２とスト、パー５１．５２
との衝突によるチャタリングを防止できるという利点も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ及びＢはそれぞれこの発明の実施例を示す平面
図及び正面図、第２図は第１図の板ばねＸ２の折り曲げ
前の形状を示す平面図、第３図Ａは第２図の板ばね１２
の折り曲げ部１８を中心線ＡＡで折り曲げた状態を示す
平面図、第３図Ｂは第３図への可動部１３を折り曲げ線
ＢＢで折り曲げた状態を示す正面図、第４図は第１図の
可動部１３の切り換え状態を示す平面図、第５図Ａ及び
Ｂはそれぞれ従来の光スイッチの縦断面図及びＡＡ断面
図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄い矩形状の板ばねの面内にコの字型の切り込み
   が設けられ、そのコの字の対向する２辺は上記板ばねの
   長手方向に平行に形成され、上記コの字型の切り込みに
   囲まれて矩形状の可動部が形成され、上記切り込みを囲
   んでロの字型の固定部が形成され、 上記可動部の基部側において一方の側縁より、第１、第
   ２切り込み部（基部に近い方を第１切り込み部とする）
   が可動部の長手方向の中心線と直交するように対向して
   形成され、 上記可動部の上記第１、第２切り込み部の間において、
   他方の側縁より第３切り込み部が上記中心線と直交する
   ように形成され、 上記第１、第２切り込み部に挟まれた部分が上記可動部
   の中心線に沿って上方に直角に折り曲げられて折り曲げ
   部が形成され、 上記可動部は、上記第２切り込み部の形成された部分に
   おいて、長手方向と直角な線を稜として下方に僅かに折
   り曲げられ、 上記折り曲げ部は、上記第３切り込み部の形成された部
   分において、上記板ばねの板面に直角な直線を稜として
   、上記第２切り込み部が形成された側に所定の角度だけ
   折り曲げられ、 上記可動部の遊端の上記第３切り込み部が形成された側
   の側縁に第１突起部が、反対の側縁に第２突起部がそれ
   ぞれ可動部の板面の上方に突設され、 上記可動部の上記第１突起部と上記第３切り込み部との
   間の側縁に、磁性体が取り付けられ、上記固定部上面の
   上記可動部の遊端と対向する辺に、第１、第２光ファイ
   バー（上記第１突起部と同じ側を第１光ファイバーとす
   る）が所定の間隔で、上記板ばねの長手方向に平行に、
   それぞれの先端が上記コの字型の切り込み内に突出する
   ように取り付けられ、 上記可動部の上面に第３、第４光ファイバー（上記第１
   突起部と同じ側を第３光ファイバーとする）が上記所定
   の間隔で、その可動部の長手方向に平行に、光ファイバ
   ーの先端が上記可動部の遊端より上記コの字型の切り込
   み内に突出するように取り付けられ、 第１ストッパが、上記第１突起部と当接することによっ
   て上記第１、第２光ファイバーの先端がそれぞれ上記第
   ３、第４光ファイバーの先端と近接対向するように、上
   記固定部の上面に取り付けられ、 第２ストッパが、上記第２突起部と当接することによっ
   て、上記可動部の上記折り曲げ部における上記第２切り
   込み部側への折り曲げを制限すると共に、上記第２光フ
   ァイバーの先端が上記第３光ファイバーの先端と近接対
   向するように、上記固定部の上面に取り付けられ、 上記第１乃至第４光ファイバーを取り付けた上記板ばね
   の固定部がベース上に密着して固定され、上記磁性体を
   吸引して上記第１突起部を上記第１ストッパに当接させ
   ることが可能な電磁駆動部が上記ベースに取り付けられ
   ていることを特徴とする、 光スイッチ。
2. （２）請求項（１）において、上記第１、第２光ファイ
   バーのいずれか一方又は上記第３、第４光ファイバーの
   いずれか一方を除去してなる光スイッチ。