(57)【要約】【課題】可動子を永久磁石の磁場でもって保持するラッチ動作が行えて、その可動子の駆動に係る電力消費を低減化でき、当該構成を小型化することができる磁気回路を提供すること【解決手段】Ｅ型ヨーク４０には両外芯を延長して先端の内面間にストローク領域Ｓを形成し、コイル４１をＥ型ヨーク４０の中芯に装着し、中芯の先端を挟む外芯の内面に、それぞれ永久磁石４２，４２を設けて極性は磁束が連なる向き設定とし、電磁式駆動手段４をなす。領域Ｓには可動子３１を配置してコイル４１に通電する。両外芯の延長先端の内面間に磁界が生じ、当該領域Ｓで可動子３１が変位動作する。永久磁石４２，４２による磁束は可動子３１に対して上下から巡り、可動子３１は通電オフ時に領域Ｓの両端から作用力を等しく受け、このためわずかな作用力で動き出し、両端の動作点の何れかで安定に落ち着く。【選択図】　　　　図５
2004070162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に並ぶ３つの磁芯が一方端で連結するＥ型ヨークを備え、
当該Ｅ型ヨークには、両外芯を延長して先端の内面間にストローク領域を形成し、
前記Ｅ型ヨークの中芯にはコイルを装着し、
前記中芯の先端を挟む前記外芯の内面に、それぞれ永久磁石を設け、
前記永久磁石の極性は、磁束が連なる向きに設定し、
前記ストローク領域には磁性部材による可動子を配置して、当該ストローク領域で変位した可動子が、前記コイルへの通電をオフした定常時に前記永久磁石の近接側との間で閉磁路を形成することを特徴とする磁気回路。
【請求項２】
光信号の入力ポートと出力ポートの間にミラーやプリズム等の光学素子を配置し、
当該光学素子の変位動作により前記ポート間における光束の結合を変化させる機械式光スイッチにおいて、
前記光学素子は前記可動子に取り付け、請求項１に記載の磁気回路が当該光学素子を変位動作させる駆動手段であることを特徴とする機械式光スイッチ。
【請求項３】
２つ並びの帯条の両端が繋がった枠形状の板バネを２重に有し、
各帯条の中央及び両端にブロック部材を設けて２重板バネの間を平行にした変位ユニットを備え、
一方の前記帯条の中央に設けたブロック部材に前記光学素子を取り付けて可動子とし、他方の前記帯条の中央に設けたブロック部材は前記Ｅ型ヨークの中芯と対向に固定して固定部とすることを特徴とする請求項２に記載の機械式光スイッチ。
【請求項４】
２つ並びの帯条の両端が繋がった枠形状の板バネを２重に有し、各帯条の中央及び両端とにブロック部材を設けて２重板バネの間を平行にした変位ユニットを備え、
一方の前記帯条の中央に設けたブロック部材に前記光学素子を取り付けて可動子とし、
他方の前記帯条の中央に設けたブロック部材は前記Ｅ型ヨークの中芯の先端に固定して固定部とすることを特徴とする請求項２に記載の機械式光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気回路及びそれを用いた機械式光スイッチに関するもので、より具体的には、磁性部材による可動子を電磁力によりストローク領域で変位動作させ、電磁力のオフ時には動作点に保持するラッチ動作を行う磁気回路及びそれを用いた機械式光スイッチに関する。
【０００２】
【発明の背景】
光伝送において機械式光スイッチはよく知られており、光信号の光路の切り替えを機械的に行う構成を採るため、挿入損失やクロストークなどの光学特性に優れる特徴があって開発が進められている。
【０００３】
公知の技術として、例えば実開昭６１−１３２８１５やＵＳＰ５５９４８２０などに示されたものがある。これらは基本的には、光信号の入力ポートと出力ポートの間にミラーやプリズム等の光学素子を配置し、その光学素子の変位動作によりポート間における光束の結合を変化させる構成である。そして、その特徴的構成は、２枚重ねで両端のスペーサにより平行とした２重の板バネをポート間に配置し、一端は固定して他端に光学素子を取り付けて自由端とする。そして、その自由端を駆動手段により駆動し、光学素子を変位動作させて光束の結合を変化させる構成にしている。この従来の構成によれば、変位動作にはスライド機構のような摺り合う部分がないので、スイッチ動作を長期間安定に行い得るようにできる。
【０００４】
また、駆動手段は、電磁力を作用力とする電磁式が用いられている。電磁式の駆動手段は、基本的にはコイルに電流を流して磁界を発生する電磁石であって、例えば図１に示すように、永久磁石４２を有するヨークコア４９にコイル４１を装着して構成する。さらに、ヨークコア４９は、コイル４１を装着する巻芯部の両端にそれぞれ永久磁石４２を連結するとともに、それら永久磁石４２，４２の他端に延長部を連結した略Ｃ字形状に形成する。そして、２つの永久磁石４２，４２は磁束が連なる極性に配置し、略Ｃ字形状のギャップ部分に可動子３１を吸着する構成である。この可動子３１が、前述した２重の板バネの自由端となる。
【０００５】
このように、ヨークコア４９には磁束が連なる極性に永久磁石４２，４２を一体化するので、コイル４１への通電をオフした後にもそれら永久磁石４２，４２による磁場があり、電磁力により吸着した可動子３１（光学素子）を、通電をオフ後でもそのまま保持でき、ラッチ動作が行える。
【０００６】
ところが、係る構成では、ヨークコア４９は磁気回路としては永久磁石４２が直列に入るため磁気抵抗が非常に大きくなる。このため、ギャップ部分に強い磁場を得るには、コイル４１に相応に大きな電流を通電したり、あるいはコイル４１の巻き数を増す必要がある。しかし、駆動手段としては消費電力が少ないことが好ましいことから励磁のための電流値をむやみと大きくはできない。さらに、コイル４１の巻き数を増した場合は形状サイズが大きくなってしまう。
【０００７】
つまり、従来の電磁式駆動手段では、小型化が難しいという問題があり、そのため、これを適用した機械式光スイッチの小型化を阻害し、改善策が求められている。また、機械式光スイッチの駆動手段としては、電磁式駆動手段を２つ対向に配置する構成を採ることもある。つまり、図１に想像線（二点鎖線）で示すように、可動子３１の下方にも駆動手段９を配置し、上下の電磁式駆動手段の間（ストローク領域）で可動子３１を変位動作させる構成である。このように駆動手段が２組になる構成では、機械式光スイッチの小型化がもちろん困難であり、コストも高くなる。
【０００８】
本発明は、上記した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記した問題を解決し、可動子を永久磁石の磁場でもって保持するラッチ動作が行えて、その可動子の駆動に係る電力消費を低減化でき、当該構成を小型化することができる磁気回路及びそれを用いた機械式光スイッチを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る磁気回路では、平行に並ぶ３つの磁芯が一方端で連結するＥ型ヨークを備えて、当該Ｅ型ヨークには両外芯を延長して先端の内面間にストローク領域を形成し、前記Ｅ型ヨークの中芯にはコイルを装着し、前記中芯の先端を挟む外芯の内面に、それぞれ永久磁石を設けて極性は磁束が連なる向き設定とし、前記ストローク領域には磁性部材による可動子を配置して、当該ストローク領域で変位した可動子が、前記コイルへの通電をオフした定常時に前記永久磁石の近接側と巡る閉磁路を形成する。
【００１０】
また、光信号の入力ポートと出力ポートの間にミラーやプリズム等の光学素子を配置し、当該光学素子の変位動作により前記ポート間における光束の結合を変化させる機械式光スイッチにおいて、前記光学素子は前記可動子に取り付け、請求項１に記載の磁気回路が当該光学素子を変位動作させる駆動手段とする。そして、２つ並びの帯条の両端が繋がった枠形状の板バネを２重に有し、各帯条の中央及び両端とにブロック部材を設けて２重板バネの間を平行にした変位ユニットを備えて、一方の前記帯条の中央に設けたブロック部材に前記光学素子を取り付けて可動子とし、他方の前記帯条の中央に設けたブロック部材は前記Ｅ型ヨークの中芯と対向に固定して固定部としたり、あるいは一方の帯条の中央に設けたブロック部材に前記光学素子を取り付けて可動子とし、他方の帯条の中央に設けたブロック部材は前記Ｅ型ヨークの中芯の先端に固定して固定部とすることができる。
【００１１】
したがって本発明では、Ｅ型ヨークの中芯に装着したコイルに通電すると、両外芯の延長先端の内面間に磁界が生じ、当該ストローク領域で可動子が変位動作することになる。この場合、２つの永久磁石はストローク領域とコイルとの間に位置し、ストローク領域の可動子に対して上下から磁束が巡り、このため可動子はコイル通電をオフした定常時にストローク領域の両端から作用力を等しく受け、中立点では安定せずに両端の動作点の何れかで安定に落ち着く動作となる。
【００１２】
ここに、可動子の駆動には一方の動作点に吸着した状態から解放させればよく、１個の永久磁石による吸着を１個のコイル通電で解放できる。これは図１に示す従来の構成では２個の永久磁石で吸着するのに対して電力が減少する。またこのとき、可動子を動かす際は、中立点をわずかでも越えさせることができれば以降は永久磁石の磁場により接近側の動作点に吸着でき、このため、可動子が中立点を越える時点まで通電するような間欠的な通電制御により駆動を行える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図２，図３は、本発明の第１の実施の形態を示している。本実施の形態において、機械式光スイッチ１０は、光信号の入出力のポートｐｘを有する本体１，光学素子２，リニアに変位する可動子を有する変位ユニット３，その可動子を変位動作させる電磁式駆動手段４などを備える。さらに、変位ユニット３の可動子に光学素子２を取り付け、その光学素子２の変位動作により入力ポートｐ１と出力ポートｐ２，ｐ３の間で光束の結合を変化させる構成になっている。そして、本発明に係る磁気回路は電磁式駆動手段４に適用する。以下、各構成要素を説明する。
【００１４】
＊光学素子＊
光学素子２は、本実施の形態ではミラーであり、光路上で光信号を反射することで光束の結合を変化させ、ポートの切り替えを行うものである。
【００１５】
＊本体＊
本体１は、各構成要素を収納させる箱体になっており、入出力のポートｐｘは、光信号の伝送路である光ファイバ５を接続したコリメータ６からなる。ここでは３つのコリメータ６…を、本体１の側壁に２対１の対向に取り付けて光軸が連なる光路空間を形成する。つまり、本体１にはコリメータ６の取り付け孔部１１を３つ設けるもので、取り付け孔部１１は一方の側壁に２つ、そして対向する側壁に１つをそれぞれ設け、各取り付け孔部１１にコリメータ６をそれぞれ装着する。
【００１６】
３つのコリメータ６…は、それぞれ光ファイバ５が接続されており、２本配置された側が入力ポートｐ１と出力ポートｐ２となり、１本配置された側は出力ポートｐ３となる１×２ポートの構成を採る。もちろん光信号の入出力は可逆であるが、ここでは２本配置された側の入力ポートｐ１から出た光信号が、対向する１本が配置された側の出力ポートｐ３に集光するように光軸を調整する。また、出力ポートｐ２は、変位動作した光学素子２が反射する光信号を受ける位置に設定する。そして、本体１内には変位ユニット３と電磁式駆動手段４とを配置し、コリメータ６による光路空間に対して光学素子２を変位動作させる。
【００１７】
＊変位ユニット＊
変位ユニット３は、図４に示すように、２つ並びの帯条の両端が繋がった枠形状の板バネ３０を２重に有し、各帯条の中央及び両端に可動子や固定部となるブロック部材３１，３２，３３を設けて、２重板バネの間を平行に形成する。そして、一方の帯条の中央に設けたブロック部材３１に光学素子２を取り付けて可動子とし、他方の帯条の中央に設けたブロック部材３２は所定に固定して固定部とし、電磁式駆動手段４により可動子３１を変位動作させる構成になっている。
【００１８】
可動子となる中央に設けたブロック部材３１は磁性部材により形成する。これは作用力が電磁力である駆動源を用いることにより、変位ユニット３はその各部を例えば磁性ＳＵＳ材料などから形成することが好ましい。ここに、変位ユニット３の可動子３１に光学素子２を取り付け、固定部３２は本体１に設けた基台７に取り付ける。
【００１９】
したがって、この変位ユニット３は長手の両端が自由端となり、可動子３１（光学素子２）を動かすと、図５に示すように、板バネ３０の表面に垂直な１軸でリニアに変位する。これは、２重の板バネ３０が平行になっていて可動子３１が一方の帯条中央に位置するので、他方の帯条中央の固定部を固定した状態で可動子３１に力を加えることでは、帯条の両端が連動して動いて２重の板バネ３０がたわみ、その厚み方向に変位することになりリニアな動きになる。
【００２０】
＊電磁式駆動手段＊
電磁式駆動手段４は、図６に示すように、Ｅ型ヨーク４０，コイル４１，永久磁石４２等からなり、コイル４１へ通電することにより発生する電磁力が作用力となる駆動源であって、変位ユニット３の可動子３１をストローク領域Ｓで動かす構成になっている。つまり、Ｅ型ヨーク４０には両外芯を延長して先端の内面間にストローク領域Ｓを形成し、コイル４１をＥ型ヨーク４０の中芯に装着し、そして中芯の先端を挟む外芯の内面に、それぞれ永久磁石４２，４２を設けて極性は磁束が連なる向き設定とする。
【００２１】
ストローク領域Ｓには、変位ユニット３の可動子３１を配置して、コイル４１に適宜に通電を行うことにより当該ストローク領域Ｓで変位動作させる。ここでは、前述したように変位ユニット３の固定部３２を基台７に取り付けて支持し、その固定部３２がＥ型ヨーク４０の中芯と対向する位置関係の構成を採る。
【００２２】
＊磁気回路の動作＊
磁気回路としては図７〜図１４に示すような動作となり、図中、点線で示すループは永久磁石４２による磁束ｍｘ、２点鎖線で示すループはコイル４１に通電することで生じる磁束ｃｘである。
【００２３】
＊＊不定状態（ａ）
図７に示す状態（ａ）は、コイル４１には通電せず、可動子３１がストローク領域Ｓの中間（中立点）にある状態であるが、通常は可動子３１が中立点に留まることはなく、これは不定状態といえる。つまり、コイル４１に通電しないときは、２つの永久磁石４２，４２によって可動子３１側に磁束ｍ１、その逆側に磁束ｍ２が巡り、このとき磁束ｍ１による磁場は可動子３１には両側から同一に作用するので中立点では安定せずに不定になる。例えば組み立てを完了した直後に外力を加えなければこの不定状態をとり、可動子３１にわずかな外力を加えることで変位させることができる。
【００２４】
＊＊コイル通電オン（ｂ）
そこで、コイル４１に通電すると、図８に示す状態（ｂ）のように、Ｅ型ヨーク４０の中芯から両外芯に巡って磁束ｃ１，ｃ２が発生し、永久磁石４２，４２による磁束ｍ１，ｍ２と相互に干渉する。
【００２５】
例えば図８の状態（ｂ）に示す磁束では、可動子３１の上下端について見ると磁束ｍ１と磁束ｃ２とは、下端側においてが向きが逆になって打ち消し合い、上端側では向きが同一になって重畳する。このため、可動子３１にはＥ型ヨーク４０の上側の外芯に向かう力が作用し、上方に向かって動き出すことになる。
【００２６】
＊＊吸着動作（ｃ）
そして可動子３１は、図９に示す状態（ｃ）のように、上側外芯の内面（第１動作点）に吸着し、この吸着状態では当該第１動作点側は可動子３１を介して上側外芯と中芯が連なり磁気抵抗が低減した閉磁路を形成し、ストローク領域Ｓの下側は空隙が大きくなり磁気抵抗が増す。このため磁場は、下側外芯に巡る磁束ｃ２が消失して上側外芯に巡る磁束ｃ３に集中し、上側の永久磁石４２では可動子３１に巡る磁束ｍ３に変化し、下側の永久磁石４２では中芯，下側外芯に巡る磁束ｍ４に変化することになり、可動子３１は第１動作点にそのまま保持される。
【００２７】
＊＊コイル通電オフ時の自己吸着（ｄ）
次に、コイル４１への通電をオフにすると、図１０に示す状態（ｄ）のように、電磁力は消失するものの、２つの永久磁石４２，４２による磁束ｍ３，ｍ４がそのまま作用する状態になる。これは当該動作点に可動子３１を保持する作用となりラッチ動作する。
【００２８】
＊＊逆極性のコイル通電オン（ｅ）
可動子３１が第１動作点にラッチされた状態にあるとき、コイル４１に逆極性に通電することで、図１１に示す状態（ｅ）のように、Ｅ型ヨーク４０の中芯から上側外芯に巡って磁束ｃ１が逆向きに発生し、上側の永久磁石４２による磁束ｍ３と打ち消し合う。このため、可動子３１には吸着状態を引き離す向きに力が作用し、下方に向かって動き出すことになる。
【００２９】
＊＊遷移状態（ｆ）
可動子３１が中立点の近辺に到達した頃には、図１２に示す状態（ｆ）のように、磁場は、コイル４１ではＥ型ヨーク４０の中芯から両外芯に巡る磁束ｃ１，ｃ２に変化し、２つの永久磁石４２，４２では可動子３１側を巡る磁束ｍ１とその逆側を巡る磁束ｍ２に変化する。これは前述した図８の状態（ｂ）と同様であるが極性が相違する。すなわち磁束ｍ１と磁束ｃ１とは、可動子３１の上端側において向きが逆になって打ち消し合い、下端側では向きが同一になって重畳し、このため可動子３１にはＥ型ヨーク４０の下側の外芯に向かう力が引き続き作用し、下方に向かって引き続き動くことになる。
【００３０】
＊＊逆極性の吸着動作（ｇ）
そして可動子３１は、図１３に示す状態（ｇ）のように、今度は下側外芯の内面（第２動作点）に吸着する。これは、図９の状態（ｃ）と同様な逆極性の状態であり、このため磁場は、上側外芯に巡る磁束ｃ１が消失して下側外芯に巡る磁束ｃ４に集中し、上側の永久磁石４２では可動子３１に巡る磁束ｍ３に変化し、上側の永久磁石４２では中芯，上側外芯に巡る磁束ｍ４に変化することになり、可動子３１は第２動作点にそのまま保持される。
【００３１】
＊＊逆極性の自己吸着（ｈ）
次に、コイル４１への通電をオフにすると、図１４に示す状態（ｈ）のように、電磁力は消失するものの、２つの永久磁石４２，４２による磁束ｍ３，ｍ４がそのまま作用する状態になり、これは当該動作点に可動子３１を保持する作用となりラッチ動作する。
【００３２】
このように、ストローク領域Ｓにおいて、可動子３１はその中立点（図７の状態（ａ））から両方向に変位動作し、コイル通電の極性に応じてＥ型ヨーク４０の両外芯の何れかに吸着し、例えば第１動作点（図９の状態（ｃ））に吸着した可動子３１は、逆極性のコイル通電により反対側の第２動作点（図１３の状態（ｇ））に吸着する。
【００３３】
そして、中芯の先端を挟む外芯の内面に永久磁石４２を設けているので、それの磁束の向き設定のため、動作点に変位した可動子３１は、コイル４１への通電をオフした定常時に永久磁石４２，４２の近接側と巡る閉磁路を形成する（図１０（ｄ），図１４（ｈ））。このため、当該動作点に可動子３１を保持する作用となりラッチ動作する。
＊ポートの切り替え動作＊
したがって、入出力のポートｐｘの切り替え動作は次のようになる。
【００３４】
変位ユニット３の可動子３１は、前述したように組み立てを完了した直後などに外力を加えなければ不定な状態となり、図１５に示すように、可動子３１が中立点に位置する。このとき、可動子３１つまり光学素子２は、入出力のポートｐｘによる光路空間の下方にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は対向側の出力ポートｐ３にそのまま集光する。
【００３５】
そして、可動子３１は通常は中立点に留まることはなく、コイル通電の極性に応じて第１動作点（図１６）、あるいは反対側の第２動作点（図１７）に吸着し、コイル４１への通電をオフした定常時に当該動作点にそのまま保持される。
【００３６】
可動子３１が第１動作点に位置するときは、光学素子２は入出力のポートｐｘによる光路空間にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は光学素子２で反射して出力ポートｐ２に集光する。逆に、可動子３１が第２動作点に位置するときは、光学素子２は入出力のポートｐｘによる光路空間の下方にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は対向側の出力ポートｐ３にそのまま集光する。
【００３７】
このように、Ｅ型ヨーク４０の中芯に装着したコイル４１に通電すると、両外芯の延長先端の内面間に磁界が生じ、当該ストローク領域Ｓで可動子３１が変位動作することになる。この場合、２つの永久磁石４２，４２はストローク領域Ｓとコイル４１との間に位置し、ストローク領域Ｓの可動子３１に対して上下から磁束が巡り、このため可動子３１はコイル通電をオフした定常時にストローク領域Ｓの両端から作用力を等しく受け、前述したように中立点では安定せずに両端の動作点の何れかで安定に落ち着く動作となる。つまり、可動子３１を永久磁石４２の磁場でもって保持するラッチ動作が行える。
【００３８】
ここに、可動子３１の駆動には一方の動作点に吸着した状態を解放させればよく、１個の永久磁石４２による吸着を１個のコイルに通電することで解放すればよい。これは図１に示す従来の構成では２個の永久磁石４２，４２と２個のコイル４１，４４で吸着を解放し、更に吸着するのに対して電力が減少する。またこのとき、可動子３１を動かす際は、中立点をわずかでも越えさせることができれば以降は永久磁石４２の磁場により接近側の動作点に吸着でき、このため、可動子３１が中立点を越える時点まで通電するような間欠的な通電制御により駆動を行える。
【００３９】
その結果、可動子３１の駆動に係る電力消費を低減化でき、従来よりも小さな電磁力で駆動が行えるので電磁式駆動手段４を小型化することができる。したがって、これを適用した機械式光スイッチ１０の小型化が行える。
【００４０】
図１８，図１９は、本発明の第２の実施の形態を示している。この第２の実施の形態では、入力ポートを２ポートに増やして２×２ポートの構成とし、そして変位ユニット３の配置を変更している。なお、第１の実施の形態と同様な構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４１】
＊光学素子＊
光学素子８は、本実施の形態でもミラーであるが２×２ポートの構成を採るため表裏が共に鏡面であるものとし、これにより表裏両面でそれぞれ光信号を反射し、光束の結合を変化させることによりポートの切り替えを行う。
【００４２】
＊２×２ポートの構成＊
本体１にはコリメータ６の取り付け孔部１１を４つ設けるもので、取り付け孔部１１は一方の側壁に２つ、そして対向する側壁に２つをそれぞれ設け、各取り付け孔部１１にコリメータ６をそれぞれ装着する。
【００４３】
４つのコリメータ６…は、光ファイバ５をそれぞれ接続してあって、一方の２本配置された側が入力ポートｐ１と出力ポートｐ２となり、他方は出力ポートｐ３と入力ポートｐ４となる２×２ポートの構成を採る。もちろん光信号の入出力は可逆であるが、ここでは入力ポートｐ１から出た光信号が対向側の出力ポートｐ３に集光し、入力ポートｐ４から出た光信号が対向側の出力ポートｐ２に集光するように光軸を調整する。また、出力ポートｐ２，ｐ３は、変位動作した光学素子８が反射する光信号を受ける位置に設定する。
【００４４】
＊変位ユニットの配置＊
変位ユニット３の可動子３１をストローク領域Ｓに配置して、コイル４１に適宜に通電を行うことで当該ストローク領域Ｓで変位動作させることは第１形態と同様である。しかしここでは、変位ユニット３の固定部（ブロック部材３２）をＥ型ヨーク４０の中芯の先端部に固着して両者を一体化し、当該変位ユニット３の全体がＥ型ヨーク４０の内側に入り込む構成を採り、このためコンパクトになる。
【００４５】
＊ポートの切り替え動作＊
したがって、入出力のポートｐｘの切り替え動作は次のようになる。
【００４６】
変位ユニット３の可動子３１は、前述したように組み立てを完了した直後などに外力を加えなければ不定な状態となり、図２０に示すように、可動子３１が中立点に位置する。このとき、可動子３１つまり光学素子２は、入出力のポートｐｘによる光路空間の下方にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は対向側の出力ポートｐ３にそのまま集光し、入力ポートｐ４から出た光信号が対向側の出力ポートｐ２に集光する。
【００４７】
そして、可動子３１は通常は中立点に留まることはなく、コイル通電の極性に応じて第１動作点（図２１）、あるいは反対側の第２動作点（図２２）に吸着し、コイル４１への通電をオフした定常時に当該動作点にそのまま保持される。
【００４８】
可動子３１が第１動作点に位置するときは、光学素子８は入出力のポートｐｘによる光路空間にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は光学素子８で反射して出力ポートｐ２に集光し、入力ポートｐ４から出た光信号が光学素子８で反射して出力ポートｐ３に集光する。
【００４９】
逆に、可動子３１が第２動作点に位置するときは、光学素子８は入出力のポートｐｘによる光路空間の下方にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は、対向する出力ポートｐ３にそのまま集光し、入力ポートｐ４から出た光信号が対向側の出力ポートｐ２に集光する。
【００５０】
このように、この場合も可動子３１の変位動作は第１形態と同様であり、コイル通電をオフした定常時には可動子３１が近接側の永久磁石４２と巡る閉磁路を形成し、すなわち、可動子３１を永久磁石４２の磁場でもって保持するラッチ動作が行える。そして、その可動子３１の駆動に係る電力消費を低減化でき、電磁式駆動手段４を小型化することできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る磁気回路では、Ｅ型ヨークの中芯に装着したコイルに通電すると、両外芯の延長先端の内面間に磁界が生じて当該ストローク領域で可動子が変位動作し、この場合、２つの永久磁石はストローク領域とコイルとの間に位置し、ストローク領域の可動子に対して上下から磁束が巡り、このため可動子はコイル通電をオフした定常時にストローク領域の両端から作用力を等しく受け、中立点では安定せずに両端の動作点の何れかで安定に落ち着く動作となる。つまり、可動子を永久磁石の磁場でもって保持するラッチ動作が行える。
【００５２】
ここに、可動子の駆動には一方の動作点に吸着した状態から解放させればよく、１個の永久磁石による吸着を１個のコイル通電で解放できることから、図１に示す従来構成に対して電力が半分でよくなり、可動子を動かす際は、中立点をわずかでも越えさせることができれば以降は永久磁石の磁場により接近側の動作点に吸着でき、このため、可動子が中立点を越える時点まで通電するような間欠的な通電制御により駆動を行える。
【００５３】
その結果、可動子の駆動に係る電力消費を低減化でき、従来よりも小さな電磁力で駆動が行えるので当該構成を小型化することができる。したがって、これを適用した機械式光スイッチの小型化が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】電磁式駆動手段の従来の一例を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態を示す機械式光スイッチの平面図である。
【図３】その正面図である。
【図４】２重板バネによる変位ユニットの斜視図である。
【図５】（ａ）は、図４に示す変位ユニットの正面図である。
（ｂ）は、その側面図である。
【図６】本発明に係る磁気回路を適用した電磁式駆動手段の斜視図である。
【図７】図６に示す電磁式駆動手段の動作を説明する側面図であり、不定状態（ａ）を示す図である。
【図８】図６に示す電磁式駆動手段の動作を説明する側面図であり、コイル通電オン（ｂ）である。
【図９】図６に示す電磁式駆動手段の動作を説明する側面図であり、吸着動作（ｃ）である。
【図１０】図６に示す電磁式駆動手段の動作を説明する側面図であり、コイル通電オフ時の自己吸着（ｄ）を示す図である。
【図１１】図６に示す電磁式駆動手段の動作を説明する側面図であり、逆極性のコイル通電オン（ｅ）である。
【図１２】図６に示す電磁式駆動手段の動作を説明する側面図であり、遷移状態（ｆ）を示す図である。
【図１３】図６に示す電磁式駆動手段の動作を説明する側面図であり、逆極性の吸着動作（ｇ）を示す図である。
【図１４】図６に示す電磁式駆動手段の動作を説明する側面図であり、逆極性の自己吸着（ｈ）である。
【図１５】図２に示す機械式光スイッチの変位動作する可動子が中立位置にある状態を示す側面図である。
【図１６】図２に示す機械式光スイッチの変位動作する可動子が第１動作点にある状態を示す側面図である。
【図１７】図２に示す機械式光スイッチの変位動作する可動子が第２動作点にある状態を示す側面図である。
【図１８】第２の実施の形態を示す機械式光スイッチの平面図である。
【図１９】
その正面図である。
【図２０】図１８に示す機械式光スイッチの側面図であり、変位動作する可動子が中立位置にある状態を示す図である。
【図２１】図１８に示す機械式光スイッチの側面図であり、変位動作する可動子が第１動作点中立位置にある状態を示す図である。
【図２２】図１８に示すに示す機械式光スイッチの側面図であり、変位動作する可動子が第２動作点にある状態を示す図である。
【符号の説明】
１　本体
２，８　光学素子
３　電磁式変位ユニット
４　駆動手段
５　光ファイバ
６　コリメータ
７　基台
９　駆動手段
１０　機械式光スイッチ
１１　取り付け孔部
３０　板バネ
３１　可動子（中央に設けたブロック部材）
３２　固定部（中央に設けたブロック部材）
４０　Ｅ型ヨーク
４１　コイル
４２　永久磁石
４９　ヨークコア
ｐ１，ｐ４　入力ポート
ｐ２，ｐ３　出力ポート
Ｓ　ストローク領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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