JPH0772398A - 光スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部応力が作用しても、光ファイバ同士の光
接続部に軸ずれが生じない光スイッチを提供すること。 【構成】 基板６に第１ファイバ固定溝８と第２ファイ
バ固定溝９を設け、第１ファイバ固定溝８に複数の第１
光ファイバ２を固定してファイバ配列部材３を構成す
る。第１モータ２９と第２モータ４６を駆動源とする搬
送機構２４の可動腕２８の先端に取付けた可動ヘッド５
に第２光ファイバ４が支持されている。可動ヘッド５は
第１モータ２９により第１光ファイバ２の配列方向に移
動すると共に、可動腕２８の弾性による押下げ力と、こ
の弾性に抗しての第２モータ４６と連動する作動棒４９
の押上げ力により、第２ファイバ固定溝９の深さ方向に
移動する。第２光ファイバ４が第２ファイバ固定溝９に
挿入され、第１光ファイバ２と光接続されるとき、可動
ヘッド５の下面で、かつ第２光ファイバ４の両外側に平
行に設けられたガイドピン１９が第２ファイバ固定溝９
と係合し、可動ヘッド５のファイバ配列方向の位置ずれ
が阻止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の光ファイバを配
列させる光ファイバ配列部材を備えた光スイッチに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多数のコネクタをマトリックス状に配列
したコネクタテーブルを備え、２次元的に移動可能なマ
スタコネクタに接続される光スキャンスイッチが知られ
ている（“Ｃ−４４９，１０心一括１×１０００光スキ
ャンスイッチ”、電子情報通信学会春季全国大会（１９
９８年）、Ｐ４−２３８）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のコネクターテブ
ルは物理的に複数のコネクタを並べることにより、光フ
ァイバの２次元配列を構成していた。そのため、異なる
コネクタに保持された光ファイバ間で精度良く配列され
ておらず、マスタコネクタに保持された光ファイバと精
度良く接続できないという欠点があった。

【０００４】上記の欠点を改良し、光ファイバを精度良
く接続できる光スイッチを出願人は先に提案した（特願
平４−１２３，７５０号、未公開）。本発明はこれをさ
らに改良した光スイッチを提供することを目的とし、特
に光ファイバ同士を接続したとき、光接続部に軸ずれや
端面間隔のバラツキが生じないように改良したものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は複数のファイバ固定溝が上面に形成された
第１の基板を有し、複数のファイバ固定溝に複数の第１
の光ファイバが固定されてなるファイバ配列部材と、フ
ァイバ固定溝の延長線上に位置するよう形成された複数
のファイバ導入溝を上面に有する第２の基板と、複数の
第１の光ファイバに接続される複数の第２の光ファイバ
を保持すると共に、ファイバ導入溝と係合する係合部材
が設けられた可動ヘッドおよびこれを基板に対して可動
的に保持する可動腕を有し、第２の光ファイバをファイ
バ導入溝へ搬送する搬送機構とからなる構成を特徴とす
る。

【０００６】上記位置決め部材の係合部として、上記フ
ァイバ導入溝に代えて、当該ファイバ導入溝に沿って第
２の基材の上面に形成される凹状または凸状の係合部で
構成するとよい。

【０００７】上記第１の基板と第２の基板は一体または
別部材のいずれでも構わない。

【０００８】上記の係合凹部は、第２光ファイバの導入
溝であり、又はこのファイバ導入溝に対して一定間隔
で、かつ平行に設けられたガイド溝であってもよい。

【０００９】また、上記位置決め部材は、上記可動ヘッ
ドに設けられた１本又は複数本のピンで構成するとよ
い。

【００１０】さらに、上記第２光ファイバのファイバ導
入溝を等ピッチに形成し、このファイバ導入溝のピッチ
の整数倍のピッチで上記第２光ファイバと平行な少なく
とも２本のピンを設け、第２光ファイバのファイバ導入
溝への搬送終了に伴ない、上記ピンが上記ファイバ導入
溝へ位置決めされるように構成するとよい。

【００１１】上記可動ヘッドが取付けられる可動腕は、
少なくとも光ファイバの長手方向以外の２軸方向に可撓
性を有する構成とし、かつこの可動腕はそれぞれ、板バ
ネを所定形状に折り曲げてなり、上下に所定間隔を離し
て配設される第１可動腕と第２可動腕とから構成すると
よい。

【００１２】上記第２可動腕は、上記複数枚の板バネを
ジグザグに連なるように連結して構成するとよい。

【００１３】また、上記の第２可動腕は、一枚の板バネ
で形成し、可動ヘッド取付け部が形成されるバネ先端部
と、搬送機構の本体部へ固定されるバネ基端部からそれ
ぞれ他端に向けて交互に伸びる切欠きにより、その先端
に形成される接続部を介してジグザグに伸縮する構成と
するとよい。さらに、可動ヘッド取付部は、上記バネ本
体部に対し所定の角度上向きに傾斜して設けるとよい。

【００１４】また、上記搬送機構は、その本体部に取付
けられた上記可動腕をファイバ配列方向に移動させる第
１の移動手段と、上記第２光ファイバが上記ファイバ導
入溝から離脱する方向に上記可動腕を移動させる第２の
移動手段を具備する構成とするのがよい。

【００１５】さらに、可動腕は、可動ヘッドをファイバ
導入溝に向けて付勢するように設けるのがよい。

【００１６】

【作用】第２の光ファイバがファイバ導入溝へ搬送され
て複数の第１の光ファイバと光接続されたとき、可動ヘ
ッドに設けられた位置決め部材が、ファイバ導入溝又
は、ファイバ導入溝に沿って設けられた係合凹部又は凸
部と嵌り合うことにより可動ヘッドに支持されている、
第２光ファイバにファイバ配列方向の外部応力が作用し
ても、この第２光ファイバはファイバ導入溝に位置決め
されてずれ動くことがない。

【００１７】また、この位置決め部材を有する可動ヘッ
ドは可動腕の弾性により、ファイバ長手方向と直交する
２軸方向へ撓むことができ、円滑にファイバ導入溝に押
し付けられると共に、第２光ファイバにファイバ導入溝
から離脱する方向の力が作用しても、第２光ファイバは
ファイバ導入溝から浮上せず、第１，第２の光ファイバ
間で光軸ずれが生じない。

【００１８】第２可動腕をジグザグに伸縮する構成とす
ることにより、小さいスペースの中でより柔軟性に富む
バネ機構とすることができる。また、第２可動腕をバネ
先端部とバネ基端部から他端側に向けて交互に伸びる切
欠きをする一枚の板バネで構成するときは、第２可動腕
はこの切欠きを介してジグザグに伸縮すると共に、この
切欠きにより一層剛性が小さくなり、バネ変形に必要な
力が小さくすむ。

【００１９】さらに、この構成によると、第２可動腕が
熱膨張しても、切欠き部に形成される隙間を介してこの
熱膨張による変形を効果的に逃がすことができるので、
その変形は可動ヘッド取付け部にまで及ばず、ファイバ
の端面間隔にバラツキが生じない。

【００２０】また、板バネの可動ヘッド取付部にその先
端が上向くよう所定の角度を付すときは、光接続時に、
ガイドピンのファイバ導入溝への位置決めがよりスムー
ズに行なわれる。

【００２１】また、可撓性を有する可動腕が搬送機構の
第２移動手段で押上げられることにより、可動ヘッドに
支持された第２光ファイバがファイバ導入溝から脱出す
る。さらに、第２移動手段で押上げられない時は、可動
腕の弾性により可動ヘッドがファイバ導入溝方向に付勢
されていて、搬送機構の無制御時にも第２光ファイバが
ファイバ導入溝から浮上しない。

【００２２】

【実施例】以下本発明の実施例に係る光スイッチを図面
を参照して説明する。なお、図において同一要素には同
一符号を付して説明する。

【００２３】図１〜図１４は第１実施例を示し、図１は
光スイッチの全体斜視図，図２は図１の断面図，図３は
図１のＡ部の平面図，図４は図３の側断面図，図５は図
３，図４に示すマスター側である第２光ファイバを支持
する可動ヘッドの下面図，図６は図５の右側面図，図７
はファイバ配列部材の拡大斜視図，図８は図７の断面
図，図９は上記可動ヘッドを支持する可動腕の斜視図で
ある。

【００２４】図１において、光スイッチ１１はベース１
２の上面にファイバ配列部材３とマスター側である第２
光ファイバの搬送機構２４を配設して構成される。

【００２５】ファイバ配列部材３は第１可動支持台１６
に取付けられている。第１可動支持台１６は固定ネジ１
４により第２可動支持台１５に取付けられ、第２可動支
持台１５は固定ネジ１４によりベース１２上に固定され
ている。ファイバ配列部材（光ファイバユニット）３
は、上面に第１ファイバ固定溝８と第２ファイバ固定溝
（第２光ファイバ導入溝）９を有する基板６と、多心の
テープ光ファイバ１を具備し、このテープ光ファイバ１
の複数の第１光ファイバ２が第１ファイバ固定溝８に固
定されている。

【００２６】第２光ファイバ４は搬送機構２４（詳細は
後述する）により移動される可動ヘッド５に支持されて
いて、第１光ファイバ２の配列方向（Ｘ方向）に移動で
きると共に、第１光ファイバ２の長手方向（Ｚ方向）お
よびファイバ配列方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方
向）に移動できる。

【００２７】図７と図８によって説明すると、ファイバ
配列部材３は、基板６と、基板６の上面に形成されたス
リット７と、このスリット７の長手方向に対し直交する
方向に当該スリット７を挟んで延在する第１ファイバ固
定溝８および第２ファイバ固定溝９と、第１ファイバ固
定溝８に嵌合される第１光ファイバ２と、この第１光フ
ァイバ２を上方から押さえるカバープレート１０とから
構成される。

【００２８】基板６は図７の上方から見て長方形であ
り、スリット７は基板６の一側面６ａから他側面６ｂに
かけて延びている。スリット７の断面形状は略凹型に設
けられている。一方、第１ファイバ固定溝８と第２ファ
イバ固定溝９は基板６の一側面（基準端面）６ａから一
定ピッチ間隔（例えば、０．２５ｍｍ）で多数本（例え
ば８０本設けられるが、図では一部を省略している）並
設されている。

【００２９】また、第１および第２光ファイバ固定溝
８，９は実施例ではＶ溝になっており、各ファイバ固定
溝の長手方向延長線が一致するように設けられている。
第１ファイバ固定溝８にはテープ光ファイバ１から導出
された第１光ファイバ２が固定溝の後方へ挿入されてお
り、ファイバ先端面２ａがスリット７の一方の垂直壁と
同一面となるように配設されている。スリット７は上述
したように略凹形であり、その深さは、ファイバ固定溝
よりも幾分深く形成されている。

【００３０】上記の第１光ファイバ２はＶ溝の底部側壁
に内接しており、この状態で接着剤により保持されてい
る。また、基板６の上面にはシリコン製カバプレート１
０が接合され、第１ファイバ固定溝８に固定された第１
光ファイバ２が保護されている。カバープレート１０は
第１光ファイバ２の先端面が露出した状態で基板６に接
合されているので、第２光ファイバ４との接続に支障は
生じない。また、第１光ファイバ２は、この光ファイバ
を十分に埋設できるＶ溝の底部に固定されているので、
カバープレート１０は基板６の上面に対し面接触に近い
状態で接合されている。

【００３１】また、第２ファイバ固定溝９の先端部には
スリット７と接する溝端部から、ファイバ固定溝の他端
部に向けて所定の長さＬにわたって、Ｖ溝の山部を切削
して所定高さｈの段部１３が形成されている。したがっ
て、第２ファイバ固定溝９に第２光ファイバ４を挿入
し、第１光ファイバ２と光接続したときは図２に示すよ
うに第２光ファイバ４が段部１３から突出する。そし
て、この段部１３から突出した第２光ファイバ４をファ
イバ押さえ５７（図４に示し、後述する）で押さえ、こ
の第２光ファイバ４を第２ファイバ固定溝９に固定する
ことができる。また本実施例では、第２光ファイバ４は
２本一組となって可動ヘッド５に取付けられていて一体
に移動し、同時に２つの光路が切り変えられるようにな
っている。

【００３２】上記光ファイバ配列部材３の基板６はＳｉ
材で構成され、その成形に際しては一枚の基板６の上面
を一側面６ａから他側面６ｂにかけてダイヤモンドカッ
タ等で切削してスリット７と段部１３を形成する。ま
た、このスリット７と段部１３の長手方向と直交する方
向に沿ってダイヤモンドカッタ等で複数のＶ溝を切削し
て第１と第２のファイバ固定溝８，９を形成する。そし
て、基板を適当な長さ位置で切断することにより、図示
の基板６を簡単に作製できる。また、フォトエッチング
技術によっても高精度に作製できる（但し、図示省
略）。

【００３３】なお、図示例では第１と第２のファイバ固
定溝８，９は１枚の基板６に形成されているが、この第
１と第２ファイバ固定溝８，９は互いに並設した２枚の
基板の上面に形成し、各ファイバ固定溝が同一線上に揃
うように設けてもよい。

【００３４】上記の構成において、図１に示す可動ヘッ
ド５が所定の範囲で第２ファイバ固定溝９の深さの方向
（Ｙ方向）に移動すると共に、第２ファイバ固定溝９の
配列方向（Ｘ方向）に移動すると、第２光ファイバ４を
第２ファイバ固定溝９から脱出させ、ファイバ固定溝の
山を乗り越えて他の第２ファイバ固定溝９に移動でき、
これにより第１光ファイバ２との光接続を切り変えるこ
とができる。

【００３５】またこのとき、第２ファイバ固定溝９の段
部１３から突出している第２光ファイバ４をファイバ押
さえ５７（図４参照）を用いて押さえて、第２ファイバ
固定溝９にしっかりと固定できる。これにより外部応力
によっても第２ファイバ４は第２ファイバ固定溝９から
浮上せず第１光ファイバ２との光接続を確実に行なうこ
とができる。

【００３６】ところで、上述のように第２光ファイバ４
は可動ヘッド５に支持されているが、この場合、第２光
ファイバ４の可動ヘッド５に対する支持手段および可動
ヘッド５の構造、並びにこれに対応するファイバ配列部
材３の構造を特別に工夫することにより、可動ヘッド５
をファイバ配列部材３に正確に位置決めすることが可能
となり、また、外部応力によっても可動ヘッド５が光フ
ァイバ配列方向にずれ動かず、したがって第２光ファイ
バ４が第２ファイバ固定溝９に安定に保持される構造を
実現することが可能となる。

【００３７】本実施例では、このような見地にもとづき
可動ヘッド５とファイバ配列部材３は次のように構成さ
れている。図３〜図６によって説明すると、可動ヘッド
５の下面後部を切削して形成された傾斜面５３にファイ
バ固定ブロック１７が前下がりに傾斜して取付けられて
おり（図４参照）、この固定ブロック１７の下面の嵌合
溝１７ａに第２光ファイバ４が嵌合され、その外周に押
さえ板１７ｂを当てがって、この押さえ板１７ｂを固定
ブロック１７に接着剤で接着することにより、第２光フ
ァイバ４は可動ヘッド５に対し、一定の間隔を有して、
かつ先端を前下がりに傾斜して取付けられている。

【００３８】また、可動ヘッド５の下面先端部で、かつ
２本の第２光ファイバ４の両外側には、この第２光ファ
イバ４と平行にＶ溝状のピン固定溝１８が切削形成され
（図６）、このピン固定溝１８に硬質金属材からなるガ
イドピン１９が嵌着、固定されていて、ガイドピン１９
の外周の一部が可動ヘッド５の下面から突出して設けら
れている。なお、図示例では、ピン固定溝１８は固定ブ
ロック５ａに形成されていて、この固定ブロック５ａが
可動ヘッド５の凹部５ｂに固定されているが、これは作
製の都合でこのように構成されているものである。ま
た、固定ブロック５ａには、第２光ファイバ４が第２フ
ァイバ固定溝９に挿入されたとき、この第２光ファイバ
４が撓むので、その逃げ空間として凹部５ｃが形成され
ている。

【００３９】一方、ファイバ配列部材３には上記ガイド
ピン１９が嵌合するＶ溝状のガイド溝２０が第２ファイ
バ固定溝９と平行に形成されている（図６（ａ）参
照）。

【００４０】したがって、可動ヘッド５をファイバ配列
部材３の上方で移動させ所定位置で停止させたうえ、下
降させることにより第２光ファイバ４は、ファイバ固定
ブロック１７との固定部を支点として撓みながらファイ
バの先端部が第２ファイバ固定溝９に嵌合し、第１光フ
ァイバ２と光接続する。さらに可動ヘッド５を下降させ
ることにより、可動ヘッド５の下面から突出しているガ
イドピン１９がガイド溝２０に嵌合する。この状態で可
動腕２８により可動ヘッド５に押下げ力を加え続けるこ
とにより、可動ヘッド５に第１光ファイバ２の配列方向
（Ｘ方向）の外部応力が加わっても、硬質金属のガイド
ピン１９がガイド溝２０に噛み合っていることにより、
可動ヘッド５はＸ方向にずれ動くことがなく、第１，第
２光ファイバ２，４の確実な光接続を保持することがで
きる。

【００４１】図６（ｂ）にはガイドピン１９の嵌合する
ガイド溝として、第２ファイバ固定溝９に兼用させた実
施例が示されている。この図６（ｂ）の場合は、第２フ
ァイバ固定溝９のＶ溝の開口幅を略２５０ｍμに設定す
る。また、光ファイバの外径は略１２５μｍであり、ガ
イドピン１９の外径は２３０〜２５０μｍに設定されて
いる。したがって、図６（ｂ）の構成によると、第２フ
ァイバ固定溝９がガイドピン１９のガイド溝を兼用して
いるが、第２光ファイバは第２ファイバ固定溝９に十分
深く嵌まることができ、ガイドピン１９もその一部が第
２ファイバ固定溝９に嵌まった状態となる。

【００４２】そして、図６（ｂ）のようにガイドピン１
９の一部が第２ファイバ固定溝９に嵌まった状態で可動
ヘッド５に上方から軽い押さえ力を加えておけば、ファ
イバ配列方向（Ｘ方向）の外部応力によっても、可動ヘ
ッド５はＸ方向にずれ動かず正確に位置決めされて所期
の目的を達成できる。

【００４３】なお、ガイドピン１９およびガイド溝２０
の断面形状は図示例に限らない。また、ガイドピン１９
の数も限定されない。図示例では所定間隔をあけて２本
平行に配列されているが、このガイドピン１９は１本で
も所期の目的を達成することができる。なお、ガイドピ
ン１９が１本のときは可動ヘッド５が傾かないよう適当
な支持手段を付加するのが望ましい。

【００４４】図１およびその他の各図に示すように可動
ヘッド５はそれぞれ弾性を有し、上下に間隔を有して設
けられた第１可動腕２６と第２可動腕２７からなる可動
腕２８の先端に取付けられている。この可動腕２８の基
端は搬送機構２４の本体部２４ａに結合されていて、駆
動源である第１モータ２９と連動連結されている。

【００４５】以下この可動腕２８を可動させる搬送機構
２４の詳細を説明する。まず第１モータ２９により可動
腕２８を第１光ファイバ２の配列方向に移動させる機構
を説明する。第１モータ２９はベース１２の一側端に配
設されていて、第１モータ２９のモータ軸と連結したネ
ジ軸３０が軸受板３１によってベース１２上に水平に設
けられている。このネジ軸３０には第１可動部材３２が
連動連結されている。すなわち、第１可動部材３２の後
端（図１で左端）から押さえ腕３３とバネ性を有する係
合線３４が所定の間隔を離して突出しており、押さえ腕
３３がネジ軸３０を押さえ、係合線３４がネジ軸３０の
ネジ溝に係合している。したがって、ネジ軸３０が正回
転と逆回転することにより、第１可動部材３２はネジ軸
３０に沿って左右に移動できる。

【００４６】第１可動部材３２は平板状の第２可動部材
３５の上面に固定されている。第２可動部材３５の上面
にはブロック状の取付台３６が固定されており、この取
付台３６に可動腕２８の第１可動腕２６および第２可動
腕２７の基端が、複数の固定ネジ３６を用いて固定され
ている。

【００４７】平板状の第２可動部材３５の下面には図２
に示すようにガイドブロック３８が設けられている。こ
のガイドブロック３８は、ベース１２の上面に形成され
た溝３９に対して、開口部を上に向けて固定されたＵ字
状のガイド部材４０のガイド溝４１にスライド自由に嵌
合されている。

【００４８】したがって、ガイドブロック３８がガイド
溝４１を移動することにより、第２可動部材３５は所定
の姿勢を保持して安定移動できる。第２可動部材３５の
上面両端部には第１ガイド薄板４２と第２ガイド薄板４
３が固定されている（図１に示す）。第１ガイド薄板４
２の先端は直角に折り曲げられていて、この折り曲げ部
がベース１２に形成された段部４４とスライド自在に係
合している。これにより、上記ガイドブロック３８の作
用と相俟って第２可動部材３５はより安定して水平移動
ができる。また、第２ガイド薄板４３の先端がベース１
２側に設けられたストッパ４５と係止することにより、
その水平移動が停止される。

【００４９】可動腕２８の第１，第２可動腕２６，２７
のより詳細な構造は図９〜図１４に示されている。各図
によって説明すると、第１可動腕２６はバネ性を有する
金属板で形成され、その基端が取付台３６の上面に固定
ネジ３７で固定されている。（図９，図１２〜図１４参
照）この第１可動腕２６は可撓性を増大するため先端に
行くつれて幅狭に形成されていて、先端折り曲げ部が可
動ヘッド５の上面にスポット溶接で固定されている。ま
た、第１可動腕２６の中間部下面にほぼコ字状の受け具
５１（その作用は後述する）が固定されている。

【００５０】第２可動腕２７は、複数枚の薄い板バネを
重ね合わせ、各積層板バネ２７ａの両端部を上側と下側
に位置する積層板バネ２７ａの端部にスポット溶接する
ことにより、各積層板バネ２７ａがジグザグに連なるよ
うに構成されている。そして、最上層の板バネ２７ｂの
基端部が鉤状に折り曲げられていて、この折り曲げ部２
７ｃに開設された孔２１を取付台３６の前面突出部３６
ａのネジ穴２３に当てがい、座金２２を介して固定ネジ
３７をネジ穴２３にネジ込むことにより、最上層の板バ
ネ２７ｂが取付台３６に固定される。

【００５１】また、最下層の板バネ２７ｄの両側には折
り曲げ部２７ｅが形成され、この折り曲げ部２７ｅの内
側に可動ヘッド５の後部を嵌めたうえ、接着剤で固定さ
れている。第２可動腕２７はこのように積層の板バネ２
７ａをジグザグに連結して構成されているので、最上部
の板バネ２７ｂを支持部として中間層のジグザグ部分を
伸縮して最下部の板バネ２７ｄに柔らかいバネ性を付与
でき、可動ヘッド５を弾性的に支持できる。とくに、本
実施例では、複数の板バネを積層し、かつジグザグに接
続してバネを構成しているので、より小さいスペースの
中で実質的にバネ寸法を長くし、より大きな可撓性を備
えた柔らかいバネを構成でき、可動ヘッド５の滑らかな
弾性的支持を可能としている。

【００５２】可動腕２８は上記構成の第１可動腕２６と
第２可動腕２７から構成され、可動ヘッド５はこの第
１，第２の可動腕２６，２７の先端で支持されて、安定
にファイバ配列部材３のＹ方向に可動できる。このＹ方
向に可動腕２８を移動させる駆動源としてベース１２の
一側端に第２モータ４６が設置されている。

【００５３】第２モータ４６のモータピニオン４７には
扇形歯車４８が噛み合っている。この扇形歯車４８は、
偏心軸を有する軸棒又は断面が非真円形の軸棒で構成さ
れる作動棒４９の端部から突出した軸５２に固定されて
いる。作動棒４９の両端の軸５２はベース１２上に固定
された軸受板５０に支持されている。

【００５４】第１可動腕２６の下面には上述のとおりコ
字状の受け具５１が固定されており、この受け具５１の
下面が作動棒４９の外周面と摺動自由に圧接している。
したがって、第２モータ４６によりモータピニオン４７
と扇形歯車４８を介して、作動棒４９が軸５２を中心に
所定角度回転することにより、軸５２を中心にして作動
棒４９の外周面が上下動し、この外周面と摺動自由に圧
接している受け具５１を介して第１可動腕２６と第２可
動腕２７が一体に上下動し、これに伴ない第２光ファイ
バ４の可動ヘッド５が上下動できる。

【００５５】つまり、作動棒４９が回転してその上部外
周が下るときは、可動腕２８もそれ自体の弾性で下り、
可動ヘッド５を下方に付勢して第２光ファイバ９を第２
ファイバ固定溝４の溝底に押付けることができる。この
押付け状態は第２モータ４６が非作動時にも保持され
る。一方、作動棒４９がさらに回転してその上部外周が
持上がることにより、受け具５１を介して可動腕２８は
その弾性に抗して持上げられ、それにより可動ヘッド５
に支持された第２光ファイバ４は第２ファイバ固定溝９
から脱出する。また、可動ヘッド５が下降したときガイ
ドピン１９がガイド溝２０に係合し、可動ヘッド５のフ
ァイバ配列方向のずれ動きが確実に阻止される。

【００５６】上述のように、本実施例の搬送機構２４に
よると、第１モータ２９と第２モータ４６を駆動するこ
とにより、第２光ファイバ４を支持する可動ヘッド５を
第１光ファイバ２の配列方向（Ｘ方向）に移動すると共
に、第１光ファイバ２の配列方向（Ｘ方向）および長手
方向（Ｚ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に移動でき、
この２次元の第２光ファイバ４の移動により、当該第２
光ファイバ４を１つの第２ファイバ固定溝９から脱出さ
せて他の第２ファイバ固定溝９にスムーズに移動し、第
１光ファイバ２と第２光ファイバ４の光接続を切り変え
ることができる。

【００５７】なお、本実施例では、第２モータ４６によ
り回転する作動軸４９の動作が、受け具５１を介して第
１可動腕２６に伝わり、この第１可動２６を介して第２
可動腕２７に伝わる構成とされている。しかし、作動棒
４９の回転動作が第２可動腕２７に直接伝わる構成とし
てもよく、このように構成する場合は、第１可動腕２６
を省略することが可能となる（但し、図示せず）。

【００５８】次に、図１５〜図１９は本発明の第２実施
例を示し、図２０〜図２６はこの第２実施例を説明する
ための比較例を示す。

【００５９】第２実施例では、第１実施例の第２可動腕
２７に相当する構成が相異しており、この相異により、
第２可動腕２７１の柔軟性が増大していると共に、これ
に伴う可動腕の小寸法化，熱膨張による変形に伴なう第
２可動腕の先端の可動ヘッド取付け部への影響を排除で
きるなどのメリットを有している。

【００６０】まず、図２０〜図２６に示す比較例につい
て説明する。図２０はＶ溝ガイド方式の光スイッチの可
動ヘッド５の部分の拡大斜視図である。可動ヘッド５に
は位置決め用のガイドピン（基準ピン）１９が取付けら
れており、可動ヘッド５をＹ方向から押付けることによ
ってガイドピン１９がファイバガイド部材８１のＶ溝状
のファイバ導入溝９１に固定され、第２光ファイバ４が
第１光ファイバ（図示せず）と光軸を合わせて位置決め
される。

【００６１】また、図２１に示すように可動腕を構成す
る板バネ２８１は可動ヘッド５と搬送機構の本体部（図
示せず）との間を連結するものである。この板バネ２８
１の基端部６１には、当該板バネ２８１を搬送機構の本
体部へ固定するための固定ネジの挿入孔６２が形成され
ている。基端部６１の先端につづいて垂直部６３が立上
げ形成されていて、垂直部６３の上端からバネ本体部６
４が水平に伸びている。このバネ本体部６４は複数の板
バネを積層して構成されるもので、上下層の各板バネの
一端部同士が溶接によりジグザグに連結されてなるジグ
ザグ部６５を有し、このジグザグ部６５の下端から前方
に伸びた部分が可動ヘッド取付け部６６とされている。

【００６２】上記の板バネ２８１は図２１（ａ），
（ｂ）に点線で示すようにＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向に可
撓性を有し、この３軸方向に可動ヘッド５はコンプライ
アンス性を有する。このような構成からなる板バネ２８
１に取付けられた可動ヘッド５は、所定のファイバ導入
溝９１の中心よりずれて位置決めされても、図２１
（ａ）のＹ方向から可動ヘッド５を押付けることによ
り、ガイドピン１９がファイバ導入溝９１の傾斜面にな
らって溝中心に位置決めできる作用を持つ。図２２，図
２３は上述の機構を示すものであり、板バネ２８１がそ
の有する柔軟機構により変形し、ガイドピン１９がファ
イバ導入溝９３に円滑に位置決めされた状態が示されて
いる。

【００６３】ところで、上述したジグザグ部６５を有す
る板バネ２８１にあっては、複数枚の平板状のバネ板部
材を積層して構成されているので、これが高温の環境下
に置かれた場合、板バネ２８１自身の熱膨張による変形
や、板バネ２８１を取巻く周辺構造物の熱膨張による変
形が可動ヘッド取付け部６６にまで伝わり、可動ヘッド
５に位置ずれが生じるおそれがある。板バネ２８１の周
辺構造物の熱膨張により、この位置ずれが生じると、図
２４，図２５に示されるように第１，第２ファイバ２，
４の端面部で光軸が傾斜しやすく、端面間隔ｘが、ｘ＋
αとなってバラツキが生じ光学特性が安定しないという
問題が生じる。

【００６４】また、板バネ２８１自身が熱膨張したとき
は、この板バネ２８１は図２６に点線で示すように変形
する。この場合は、板バネ２８１先端の可動ヘッド取付
け部６６に設けられている可動ヘッド５も同様に位置ず
れを起こし、所定のファイバ導入溝９１に可動ヘッド５
が位置決めされていても第１，第２光ファイバ２，４間
の端面間隔が変化し、光学特性に悪影響を与えることに
なる。

【００６５】本実施例では、上記の板バネ２８１に相当
する構成、第１実施例に対比させていえば第２可動腕２
７に相当する構成を改良することにより上記の課題が解
決されたものである。

【００６６】以下図１５〜図１９によって説明すると、
図１５は本実施例に係る可動腕２８３の分解斜視図，図
１６は図１５の第１可動腕２６と第２可動腕２７３を組
立てた斜視図である。この第２実施例において、第１可
動腕２６と第２可動腕２７３を組立てて可動腕２８３が
構成され、第１可動腕２６と第２可動腕２７３の固定部
６７が搬送機構２４の本体部２４ａに設けられる取付台
３６に固定されている。そして、取付台３６が図１５の
矢印方向に往復移動することにより、第２可動腕２７３
の先端に取付けられた可動ヘッド５がファイバ配列方向
に移動して光路の切換えが行なわれる。

【００６７】さらに説明すると、第２可動腕２７３は、
その基端部に翼状の固定部６７を有し、この固定部６７
に開設されたネジ挿入孔６８に固定ネジ６９を挿入し、
固定ネジ６９を取付台３６の下段突出部７０に形成され
たネジ穴７１に螺合することにより、第２可動腕２７３
が取付台３６に固定される。

【００６８】第２可動腕２７３の固定部６７の先端から
垂直部７２が一体に立上げられており、垂直部７２の上
端から前方にバネ本体部７３が一体に伸びており、バネ
本体部７３の先端に第１切欠き部７４を介して可動ヘッ
ド５の取付部７８が形成されている。

【００６９】第２可動腕２７３は、図１８に示されるよ
うに一枚の平板状のバネ板を打抜いて同図に示される外
形とされ、かつ溝状の第１，第２，第３，第４切欠き部
７４，７５，７６，７７を平行に形成し、その後、この
バネ板を各点線７９に沿って折り曲げることにより構成
される。バネ本体部７３に形成される第１〜第４の切欠
き部７４，７５，７６，７７のうち、内側に平行に形成
される２本の第３切欠き部７６は、バネ本体部７３の基
端部に位置しその両側方向に伸びる第４切欠き部７７と
の接続部を起点として、これからバネ本体部７３の先端
方向に伸びている。

【００７０】一方、バネ本体部７３の両側部に近い部位
に形成される第２切欠き部７５は、バネ本体部７３の両
側方向に伸びる第１切欠き部７４の両端を起点とし、こ
れからバネ本体部７３の基端方向に伸びている。このよ
うに、バネ本体部７３の両端方向に交互に伸びる第２と
第３の切欠き部７５，７６および、この第２，第３の切
欠き部７５，７６の各先端部に位置する第１と第４の切
欠き部７４，７７とにより、バネ本体部７３は第１と第
２の接続部８３，７４で連なった状態で第１可撓部８５
と第２可撓部８６と第３可撓部８７とに分離される。

【００７１】また、第２可動腕２７３の両側折り曲げ部
で、バネ本体部７３と可動ヘッド取付け部７８との間に
はＶ字状切欠き部８８が形成されていて、この可動ヘッ
ド取付け部７８はＶ字状切欠き部８８の先端の接続部８
９を介して、バネ本体部７３と接続している。

【００７２】したがって、上記の構成によると図１８に
おいて、可動ヘッド取付け部７８に紙面の表裏方向の押
圧力が加わるとき、バネ本体部７３の第１，第２，第３
の可動部８５，８６，８７が第１，第２接続部８３，８
４で連った状態でジグザグに撓み、可動ヘッド取付け部
７８は柔軟性富んだバネ機構により上下方向に伸縮する
ことができる。

【００７３】また、第２可動腕２７３の可動ヘッド取付
け部７８の上面には、図１５，図１６に示されるように
第１実施例と同様にコ字状の受け具５１を有する先細板
状のバネ板からなる第１可動腕２６の先端がスポット溶
接で固定されている。この第１可動腕２６の基端部には
ネジ挿入孔９０が形成されていて、このネジ挿入孔９０
に固定ネジ３７を挿入したうえ、取付台３６の立上げ上
面９１に形成されたネジ穴９２にネジ込むことにより第
１可動腕２６の基端が取付台３６に固定される。

【００７４】この第２実施例によると、第１実施例と同
様、作動棒４９（図１参照）の回転に伴ない、これと接
触する受け具５１を介して第１可動腕２６の先端部が上
下動し、これに伴ない第２可動腕２７３の可動ヘッド取
付け部７８が上下動する。このとき、第２可動腕２７３
は可動ヘッド取付け部７８に追従して撓むが、この第２
可動腕２７３は１枚のバネ板で形成され、第１〜第４の
切欠き部７４，７５，７６，７７を形成したことによ
り、切欠き部のない同一寸法の板バネに比べてＸ方向お
よびＹ方向の剛性が小さく、その分柔軟性が増大してい
る。

【００７５】上述のように、本実施例の第２可動腕２７
３は、剛性が小さいことにより図１のＸ方向とＹ方向の
変形に必要な力が小さくてすむ。このため図１の可動ヘ
ッド５を第２ファイバ固定溝９に押付ける第２モータ４
６は小型のものが使用可能となり、それだけ光スイッチ
の小型化が図れる。

【００７６】また、第２可動腕２７３は図１のＸ方向の
剛性が小さいことにより、可動ヘッド５の位置決めが多
少ずれた状態で第２ファイバ固定溝９に位置決めされて
も、Ｙ方向から可動ヘッド５を押付けたとき、可動ヘッ
ド５に取付けられているガイドピン１９が円滑にＶ溝に
ならって位置決めされる作用があり、それだけ位置決め
精度が向上する。

【００７７】さらに、本実施例では第２可動腕２７３に
第１〜第４の切欠き部７４，７５，７６，７７が形成さ
れていることにより、この切欠き部分によって熱膨張に
よる変形を逃がす作用がある。図１８は図１７の円内を
拡大図示したもので、この部分における第２可動腕２７
３の熱膨張による変形の状態を示している。図１８に示
すように第２可動腕２７３が熱膨張したときは、その熱
膨張部分は、第３，第４の切欠き部７６，７７の隙間を
介して点線で示すようにその変形を円滑に逃がすことが
でき、可動ヘッド取付部７８まではその変形が伝わらな
い。したがって、可動ヘッド５は光ファイバ長手方向に
ずれ動かず、第１，第２光ファイバ２，４間の端面間隔
のバラツキが小さくなる。

【００７８】図１９は第２実施例の第２可動腕２７３の
変形例を示す図である。この変形例にあっては、第２可
動腕２７３の可動ヘッド取付部７８がバネ本体部７３に
対し、予め所定の角αだけ上向きに傾斜して設けられて
いる。これは、図１９に実線と２点鎖線で示されるよう
にガイドピン１９を下面に有する可動ヘッド５が押下げ
られるとき、先端側が下るように傾斜しながら下降する
ことを配慮したためである。

【００７９】つまり、可動ヘッド５の非押下時にあって
可動ヘッド取付け部７８が所定の角度α上向きに傾斜し
ており、かつガイドピン１９も上向きに傾斜している
（図１９の実線に示す）状態において、可動ヘッド取付
け部７８が押下げられると同図の２点鎖線の位置とな
り、それにより可動ヘッド５が第２ファイバ固定溝９と
平行になる。したがって、可動ヘッド５と一体の位置決
め用ガイドピン１９全体が常に第２ファイバ固定溝９に
接触でき、それにより精度良く可動ヘッド５を第２ファ
イバ固定溝９に位置決めすることが可能となる。

【００８０】なお、第２実施例の可動腕２８３におい
て、図１に示す第２モータ４６により回転する作動軸４
９の動作が第２可動腕２７３に直接に伝わる構成として
も良く、このように構成する場合は第１可動腕２６を省
略することが可能となる（但し、図示せず）。

【００８１】また、本実施例では、第１実施例と同じ構
造の第１可動腕２６の先端が、第２可動腕２７３の可動
ヘッド取付け部７８の上面にスポット溶接で固定されて
いる。したがって、第１可動腕２６の長手方向の熱膨張
による変形が第２可動腕２７３３に影響を及ぼさないか
ということがある。この点に関し、第１可動腕２６に
は、その長手方向の熱膨張を吸収できる直角段部２６ａ
が形成されていることおよび、可動ヘッド５は第１可動
腕２６ではなく第２可動腕２７３に取付けられているこ
とにより、第１可動腕２６の熱膨張による変形は、第２
可動腕２７３の先端の可動ヘッド取付け部７８までは殆
ど及ばず、第２可動腕２７３の上記構造にもとづく作
用、効果が減殺されることはない。

【００８２】さらに、上記の各実施例では、ファイバ配
列部材３が１段設けられた光スイッチ装置における搬送
機構２４の例を示した。しかし、本発明はこれに限定さ
れずファイバ配列部材３が多段に設けられており、２次
元または３次元移動ステージを用いた搬送機構（図示せ
ず）により第２光ファイバと各段の第１光ファイバの光
接続を切り換える光スイッチ装置にも適用することがで
きる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光スイッ
チによると、マスター側である第２光ファイバをファイ
バ導入溝に導き、複数の第１光ファイバと光接続したと
き、第２光ファイバを支持する可動ヘッドに設けられた
位置決め部材が、ファイバ導入溝又は、当該ファイバ導
入溝に沿って設けられた係合部と嵌り合うので、第２光
ファイバにファイバ配列方向の外部応力が加わっても、
光接続部に光軸ずれが生じず、端面が対向する各光ファ
イバの光接続を確実に保持できるという効果がある。ま
た、位置決め部材が設けられる可動ヘッドは可撓性に富
むので、第２光ファイバのファイバ導入溝への導入がス
ムーズであり、かつ可動ヘッドは可動腕の弾性で下向き
に付勢されてファイバ導入溝に確実に押し付けられてい
るので、第２光ファイバをファイバ導入溝から離脱させ
る方向の力が作用したときも光ファイバの安定した光接
続が実現できる。

【００８４】また、第２可動腕をジグザグに伸縮できる
板バネで構成することにより、可動腕の剛性を小さくし
て柔軟性を増し、小さい力で可動ヘッドをファイバ導入
溝に向けてスムーズに押付けることができ、それにより
アクチュエータの小型化、ひいては光スイッチの小型化
が可能となる。この第２可動腕を、切欠きを有する一枚
の板バネを折り曲げることにより成形するときは、上記
の効果は一層増大する。

【００８５】さらにこの切欠きを有する第２可動腕で
は、これが熱膨張で変形しても、その変形はスムーズに
切欠き部で吸収されてバネ先端の可動ヘッド取付け部ま
で伝わらない。よって第１，第２のファイバ間の端面間
隔にバラツキが生じず、光学特性のバラツキを小さくす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る光スイッチの全体斜
視図である。

【図２】図１の断面図である。

【図３】図１のＡ部の平面図である。

【図４】図３の側断面図である。

【図５】可動ヘッドの拡大底面図である。

【図６】分図ａは図５のＢ−Ｂ断面図，分図ｂはａの変
形例としてガイドピンと第２ファイバ固定溝との係合関
係を示す説明図である。

【図７】ファイバ配列部材の拡大斜視図である。

【図８】図７の断面図である。

【図９】可動ヘッドを取付けた可動腕の斜視図である。

【図１０】第２可動腕と可動ヘッドと取付台の分離斜視
図である。

【図１１】図１０の組立斜視図である。

【図１２】取付台に第１可動腕を取付けた側面図であ
る。

【図１３】取付台に可動ヘッドを有する第２可動腕を取
付けた一部断面で示す側面図である。

【図１４】図１２の第１可動腕と、図１３の第２可動腕
を組立てた一部断面図で示す側面図である。

【図１５】本発明の第２実施例として示す可動腕の分解
斜視図である。

【図１６】図１５の可動腕の組立状態を示す斜視図であ
る。

【図１７】第２可動腕を構成する板バネの展開平面図で
ある。

【図１８】図１７の円Ｃ内の拡大図である。

【図１９】分図ａは第２実施例の変形例として示す第２
可動腕の側面図，分図ｂはａの平面図である。

【図２０】可動ヘッドに支持された第２光ファイバおよ
びガイドピンと、ファイバ導入溝との係合関係を示す斜
視図である。

【図２１】分図ａは第２実施例の比較例として示す可動
腕の側面説明図，分図ｂはａの平面説明図である。

【図２２】分図ａ，ｂは可動ヘッドに支持された第２光
ファイバおよびガイドピンと、ファイバ導入溝の係合初
期の状態を示す平面説明図と側面説明図である。

【図２３】分図ａ，ｂは可動ヘッドに支持された第２光
ファイバおよびガイドピンとファイバ導入溝の係合時の
状態を示す平面説明図と側面説明図である。

【図２４】第１，第２光ファイバの光軸が揃った状態で
の端面間隔を示す説明図である。

【図２５】第１，第２光ファイバの光軸が傾いた状態で
の端面間隔を示す説明図である。

【図２６】比較例として示す可動腕の熱膨張による変形
状態を示す平面説明図である。

【符号の説明】

１…テープ光ファイバ、２…第１光ファイバ、３…ファ
イバ配列部材、４…第２光ファイバ、５…可動ヘッド、
６…基板、８…第１ファイバ固定溝、９…第２ファイバ
固定溝、１１…光スイッチ、１２…ベース、１８…ピン
固定溝、１９…ガイドピン、２０…ガイド溝、２６…第
１可動腕、２７…第２可動腕、２８…可動腕、２９…第
１モータ、４６…第２モータ、４７…モータピンオン、
４８…扇型歯車、４９…作動棒、５１…受け具、７３…
バネ本体部、７４〜７７…第１〜第４切欠き部、７８…
可動ヘッド取付部、８３…第１接続部、８４…第２接続
部、８５〜８７…第１〜第３可撓部、８８…Ｖ字状切欠
き部、８９…接続部、２６…第１可動腕、２７３…第２
可動腕、２８３…可動腕。

フロントページの続き (72)発明者 小沢 一雅 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 牧 久雄 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 斉藤 和人 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 富田 信夫 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

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のファイバ固定溝が上面に形成され
   た第１の基板を有し、前記複数のファイバ固定溝に複数
   の第１の光ファイバが固定されてなるファイバ配列部材
   と、前記ファイバ固定溝の延長線上に位置するよう形成
   された複数のファイバ導入溝を上面に有する第２の基板
   と、前記複数の第１の光ファイバに接続される複数の第
   ２の光ファイバを保持すると共に、前記ファイバ導入溝
   と係合する位置決め部材が設けられた可動ヘッドおよ
   び、これを前記第２の基板に対して可動的に保持する可
   動腕を有し、前記第２の光ファイバを前記ファイバ導入
   溝へ搬送する搬送機構とを備えることを特徴とする光ス
   イッチ。
2. 【請求項２】 複数のファイバ固定溝が上面に形成され
   た第１の基板を有し、前記複数のファイバ固定溝に複数
   の第１の光ファイバが固定されてなるファイバ配列部材
   と、前記ファイバ固定溝の延長線上に位置するように形
   成された複数のファイバ導入溝および、当該ファイバ導
   入溝に沿って形成された凹状または凸状の係合部を上面
   に有する第２の基板と、前記複数の第１光ファイバに接
   続される第２の光ファイバを保持すると共に、前記係合
   部と係合する位置決め部材が設けられた可動ヘッドおよ
   びこれを前記第２の基板に対して可動的に保持する可動
   腕を有し、前記第２の光ファイバを前記ファイバ導入溝
   へ搬送する搬送機構とを備える構成を特徴とする光スイ
   ッチ。
3. 【請求項３】 前記第１の基板と前記第２の基板は一体
   である請求項１又は２記載の光スイッチ。
4. 【請求項４】 前記位置決めの部材は、前記可動ヘッド
   の下面に設けられ、前記ファイバ導入溝に係合するピン
   であることを特徴とする請求項１記載の光スイッチ。
5. 【請求項５】 前記位置決め部材は、前記可動ヘッドの
   下面に設けられ、前記凹状の係合部に係合するピンであ
   ることを特徴とする請求項２記載の光スイッチ。
6. 【請求項６】 前記可動ヘッドが取付けられる前記可動
   腕は、前記光ファイバの長手方向と直交する２軸方向に
   可撓性を有していることを特徴とする請求項１又は２記
   載の光スイッチ。
7. 【請求項７】 前記ピンは前記ファイバ導入溝のピッチ
   の整数倍のピッチで前記第２の光ファイバと平行に少な
   くとも２本設けられていることを特徴とする請求項２記
   載の光スイッチ。
8. 【請求項８】 前記可動腕は、それぞれ板バネを所定形
   状に折り曲げてなり、かつ上下に所定の間隔を離して配
   設される第１可動腕と第２可動腕を組合わせて構成され
   ることを特徴とする請求項６記載の光スイッチ。
9. 【請求項９】 前記第２可動腕は、積層された複数枚の
   板バネがジグザグに連なるよう各板バネの両端をそれぞ
   れ上下側の板バネの端部に交互に固着し、最上層の前記
   板バネを前記搬送機構の本体部に固定し、最下層のバネ
   板に前記可動ヘッドが取付けられてなる構成を特徴とす
   る請求項８記載の光スイッチ。
10. 【請求項１０】 前記第２可動腕は一枚の板バネで形成
    され、この板バネは、可動ヘッド取付け部が形成される
    バネ先端部と、前記搬送機構の本体部へ固定されるバネ
    基端部からそれぞれ他端に向けて交互に伸びる切欠きを
    有し、各切欠きの先端部に形成される接続部を介して前
    記バネ先端部が伸縮可能に構成されていることを特徴と
    する請求項８記載の光スイッチ。
11. 【請求項１１】 前記第２可動腕を構成する前記板バネ
    は、前記切欠きが形成されるバネ本体部に対し、前記可
    動ヘッド取付け部が、その先端を所定角度上向きに傾斜
    して設けられている構成を特徴とする請求項１０記載の
    光スイッチ。
12. 【請求項１２】 前記搬送機構は、その本体部に取付け
    られた前記可動腕を前記第１光ファイバの配列方向に移
    動させる第１の移動手段と、前記第２光ファイバが前記
    ファイバ導入溝から離脱する方向に前記可動腕を移動さ
    せる第２の移動手段を具備している構成を特徴とする請
    求項１又は２記載の光スイッチ。
13. 【請求項１３】 前記可動腕は、前記ファイバ導入溝の
    長手方向と直交する２軸方向に可撓性を有し、前記可動
    ヘッドを前記ファイバ導入溝に向けて付勢するよう構成
    されていることを特徴とする請求項１２記載の光スイッ
    チ。