(57)【要約】【課題】    電磁石装置が組み込まれた後であっても平衡ばねの負荷調整を容易に行なうことができる光スイッチを提供することにある。【解決手段】    プリズム３１を用いて複数本の光ファイバ４ａ〜４ｄの光結合状態を切り換えることにより光路を変化させる光路切換装置３と、扁平な板状部材からなる主体部２１ｃと前記主体部２１ｃの両端部に設けられて各磁極片２１ａ、２１ｂに対してそれぞれ離接可能な接極片とを備えるとともに、前記プリズムに機械的に結合されたアマチュア２１を具備しこのアマチュア２１を直進移動させる電磁石装置２とを備え、電磁石装置２は、アマチュア２１と、平衡ばね２７と、両端部に磁極片２５ａ、２５ｂを備える鉄芯２５と、この鉄芯２５を励磁するコイル２３とを備えた光スイッチであって、平衡ばね２７は、主体部２１ｃの扁平な面で接合する略矩形平板状の接合片２７ｃを有し、接合片２７ｃの四隅近傍でアマチュア２１と結合する。【選択図】  図１
2005241666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直進移動可能なプリズムを用いて複数本の光ファイバの光結合状態を切り換えることにより光路を変化させる光路切換装置と、扁平な板状部材からなる主体部と前記主体部の両端部に設けられて各磁極片に対してそれぞれ離接可能な接極片とを備えるとともに、前記プリズムに機械的に結合されたアマチュアを具備しこのアマチュアを直進移動させる電磁石装置と、前記光路切換装置および前記電磁石装置を収納した器体とを備え、前記電磁石装置は、前記アマチュアと、ばね性を有した板ばねからなり前記プリズムの移動方向における前記アマチュアの両側面に沿ってそれぞれ前記プリズムの移動方向に配設され、一部が前記器体に対して定位置に固定されるとともに他の一部が前記アマチュアの主体部に結合される平衡ばねと、両端部に磁極片を備える鉄芯と、この鉄芯を励磁するコイルとを備えた光スイッチであって、
前記平衡ばねは、前記主体部の扁平な面で接合する略矩形平板状の接合片を有し、当該接合片の四隅近傍で前記アマチュアと結合するものであることを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記接合片は、中央部に中空開口を有することを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の光ファイバの間で光路の組合せを切り換える光スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
器体内部のデッドスペースを小さくすることによって小型化を可能とした機械式の光スイッチとしては、図４に示すように、複数本の光ファイバ４ａ〜４ｄの端面にそれぞれ光結合されたコリメート用のレンズ３５が定位置に配置され直進可能なプリズム３１を用いてレンズ間の光路の組合せを切り換える光路切換装置３と、プリズム３１に機械的に結合されたアマチュア２１を備えてこのアマチュア２１を同図のＸＹ方向に直進移動させる電磁石装置２と、光路切換装置３及び電磁石装置２を収納した器体１とを備え、プリズム３１の移動方向に沿ってそれぞれプリズム３１の移動方向にばね性を有した板ばねからなる平衡ばね２７が配設され、平衡ばね２７の一端が器体１に対して定位置に固定され平衡ばね２７の他端がアマチュア２１に結合され、アマチュア２１の移動方向において電磁石装置２と光路切換装置３とが隣接して配置されるものが知られている。このものにあっては、平衡ばね２７は、アマチュア２１の移動方向（幅方向）における連結片２７ｇの一端部が２つの分岐片２７ｈを有する二股状に形成されており、各分岐片２７ｈにそれぞればね素片２７ａｂ，２７ａｄが連続一体に設けられた形になっている。この連結片２７ｃは、全体としては三叉状に形成され、各片がそれぞれダボ２１ｅによってアマチュア２１に固着される。すなわち、平衡ばね２７は、アマチュア２１の天面に3点かしめにより固定されており、このことにより、2点かしめにより固定される場合に比べて、アマチュア２１と平衡ばね２７との接触面積が大きくなり、プリズム３１の移動方向における安定性が向上する。
【０００３】
ところで、平衡ばね２７がアマチュア２１に固定されるに際して、２点かしめや上述のような３点かしめで固定する場合には、平衡ばね２７の外縁部近傍のようなかしめ部分から離れた部位では主体部２１ｃと平衡ばね２７の接合が充分でなく、平衡ばね２７とアマチュア２１の接合面積が小さくなったり、左右不均等になったりして平衡ばね２７により付勢されるばね力がアマチュア２１に十分に伝わらずにプリズムの駆動が不安定になる場合が生じ得る。
【特許文献１】特開２００３−０１５０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アマチュア２１と平衡ばね２７との接触面積を大きくすることにより、プリズム３１の移動方向の駆動安定性が良好な光スイッチを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、本発明の請求項１に係る光スイッチは、直進移動可能なプリズムを用いて複数本の光ファイバの光結合状態を切り換えることにより光路を変化させる光路切換装置と、扁平な板状部材からなる主体部と前記主体部の両端部に設けられて各磁極片に対してそれぞれ離接可能な接極片とを備えるとともに、前記プリズムに機械的に結合されたアマチュアを具備しこのアマチュアを直進移動させる電磁石装置と、前記光路切換装置および前記電磁石装置を収納した器体とを備え、前記電磁石装置は、前記アマチュアと、ばね性を有した板ばねからなり前記プリズムの移動方向における前記アマチュアの両側面に沿ってそれぞれ前記プリズムの移動方向に配設され、一部が前記器体に対して定位置に固定されるとともに他の一部が前記アマチュアの主体部に結合される平衡ばねと、両端部に磁極片を備える鉄芯と、この鉄芯を励磁するコイルとを備えた光スイッチであって、前記平衡ばねは、前記主体部の扁平な面で接合する略矩形平板状の接合片を有し、当該接合片の四隅近傍で前記アマチュアと結合するものであることを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２に係る光スイッチは、前記接合片は、中央部に中空開口を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１に係る光スイッチによると、平衡ばねは、前記主体部の扁平な面で接合する略矩形平板状の接合片を有し、当該接合片の四隅近傍で前記アマチュアと結合するものであるので、アマチュアと平衡バネの接合面積が大きい状態でプリズムを駆動することができ、またプリズムの移動方向に対して左右均等に固定することが容易になるため、安定したプリズムの駆動を行うことができる。
【０００８】
本発明の請求項２に係る光スイッチによると、上述した請求項１の効果に加えて、前記接合片は、中央部に中空開口を有するので、中央部では接合片とアマチュアの主体部が接合しないため、かしめによる接合片の反りを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施形態１）
本発明の第１の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１及び図２において、１は器体、１ａは器体１の主収納部、１ｂは器体１の導入部、２は電磁石装置、２ａはコイルブロック、２ｂはアマチュアブロック、３は光切換装置、４ａ〜４ｄは光ファイバ、１１はベース、１２はカバー、２１はアマチュア、２１ａ及び２１ｂはアマチュア２１の接極片、２１ｃは主体部、２２はコイル枠、２２ａは端子台、２２ｂは磁石保持片、２２ｃは鍔片、２２ｆは保持溝、２３はコイル、２５は鉄芯、２５ａ及び２５ｂは磁極片、２６は永久磁石、２７は平衡ばね、２７ａはばね片、２７ａａ、２７ａｂ、２７ａｃ、２７ａｄはばね素片、２７ｃは接合片、２７ｆは中空開口、２８は固定板、２９はプリズム取付台、３１はプリズム、３４はレンズ保持基台、３４ａはレンズ台、３４ｂは連結側板、３５はレンズ、３６はピグテールである。
【００１０】
図１は、本実施形態における光スイッチの概略を示す分解斜視図であり、図２は、本実施形態におけるアマチュア２１及び平衡ばね２７を示す上面図である。図１に示すように、器体１は、ベース１１とカバー１２との２部材を結合して組み立てられ、直方体状の主収納部１ａを有し、主収納部１ａの長手方向の両側面における各一端部からそれぞれ筒状の導入部１ｂが突設された形状に形成されている。主収納部１ａおよび両導入部１ｂは、いずれもベース１１とカバー１２とを突き合わせて形成されている。この主収納部１ａには以下に詳述する光切換装置３および電磁石装置２が収納され、両導入部１ｂには光路切換装置３に結合するための４本の光ファイバ４ａ〜４ｄが（より詳細には、一方の導入部１ｂには２本の光ファイバ４ｃ、４ｄが、他方の導入部１ｂには２本の光ファイバ４ａ、４ｄが）収納される。
【００１１】
光路切換装置３は、４本の光ファイバ４ａ〜４ｄ間の光結合関係をプリズム３１の有無によって切り換えるものであって、光路を形成する光ファイバ４ａ〜４ｄの端末を保持するために焼結合金により形成されたレンズ保持基台３４が設けられる。レンズ保持基台３４は、各２個のレンズ（コリメートレンズ）３５を保持する角柱状の一対のレンズ台３４ａを備え、両レンズ台３４ａはレンズ３５の一端面を互いに対向させるように配置される。すなわち、レンズ台３４ａに保持された各２個のレンズ３５は互いに対向するように配置され、そのため、光ファイバ４ａ，４ｂと光ファイバ４ｃ，４ｄとの間で光を通過させることが可能になる。
【００１２】
光ファイバ４ａ〜４ｄの端末部は円筒状に形成されたピグテール３６に結合され、ピグテール３６の端面がレンズ３５と接着されることによって、光ファイバ４ａ〜４ｄとレンズ３５とが光結合される。なお、レンズ３５はコリメータレンズであって、レンズ台３４ａの間での光を平行光線にするために設けられている。レンズ保持基台３４に保持されたピグテール３６および光ファイバ４ａ〜４ｄは、ベース１１とカバー１２との導入部１ｂにそれぞれ収納される。
【００１３】
また、両レンズ台３４ａにおいて外側の側面間は連結側板３４ｂにより連結され、図１における下面間は連結下板により連結される。一方、電磁石装置２を構成するコイル枠２２の端子台２２ａには幅方向の両側に開放された保持溝２２ｆが設けられる。保持溝２２ｆの内部には鉄芯２５の一部が露出しており、この露出部位にはねじ受け穴に重複する挿通孔が貫設される。
【００１４】
電磁石装置２は、合成樹脂成形品のコイル枠２２を備えるコイルブロック２ａと、アマチュア２１を備えるアマチュアブロック２ｂとにより構成される。コイル枠２２は長手方向の両端部に端子台２２ａを有するとともに、長手方向の中央部に磁石保持片２２ｂを有し、端子台２２ａには磁石保持片２２ｂと対向する鍔片２２ｃが形成される。各端子台２２ａに設けた鍔片２２ｃと磁石保持片２２ｂとの間の部位にはコイル２３の巻線が巻装される。
【００１５】
このコイル枠２２は断面Ｕ字状の鉄芯２５を保持しており、鉄芯２５の中央片はコイル枠２２においてコイル２３が巻装されている部位の内部を通り、鉄芯２５の両端部に設けた磁極片２５ａ、２５ｂはそれぞれ端子台２２ａから突出する。磁極片２５ａ、２５ｂの先端部は鍔片２２ｃを越えてコイル２３よりも外側に突出する。また、磁石保持片２２ｂには永久磁石２６が埋設され、永久磁石２６の一方の磁極は鉄芯２５の中央片に磁気結合され、他方の磁極は磁石保持片２２ｂの外周面に露出する。ここに、鉄芯２５の磁極片２５ａ、２５ｂが突出する向きと永久磁石２６の磁極が磁石保持片２２ｂから露出する面の向きとは同じ向きになっている。
【００１６】
アマチュア２１は、鉄芯２５の各磁極片２５ａ、２５ｂにそれぞれ離接可能な接極片２１ａ、２１ｂを扁平な四角形板状の主体部２１ｃの両端部に備えるとともに、主体部２１ｃの一方の側面にプリズム取付台２９が連続一体に突設されている。各磁極片２１ａ、２１ｂは、主体部２１ｃの長手方向の各端面において、主体部２１ｃの幅方向の互いに異なる端部から移動方向と直交する方向に延設されているとともに、コイルブロック２ａの幅方向において、一方の接極片２１ａが磁極片２５ａの一面に対向した場合には、他方の接極片２１ｂは磁極片２５ｂの他面に対向する関係となるよう接極片２１ａ、２１ｂの中心間距離と鉄芯２５の磁極片２５ａ、２５ｂの中心間距離とがほぼ一致するよう接極片の幅寸法が設定されている。
【００１７】
このアマチュア２１は、板ばねからなる平衡ばね２７を介して一対の固定板２８に結合され、各固定板２８はコイルブロック２ａに設けた端子台２２ａに結合される。平衡ばね２７はアマチュア２１の各側面に対向するとともにアマチュア２１の長手方向に沿って延長された一対のばね片２７ａと、両ばね片２７ａの長手方向の両端部をそれぞれＬ字状に折曲して形成した取付片２７ｂと、両ばね片２７ａの長手方向の中央部間を連結するとともに、アマチュア２１の主体部に固定される接合片２７ｃとを連続一体に備える形状に金属のばね材料により形成される。この接合片２７ｃは、略矩形の平板状であって、アマチュア２１の主体部２１ｃのカバー１２側の面である上面側の所定の範囲を被覆し、四隅近傍のそれぞれでダボ２１ｅによって主体部２１ｃにかしめられて固定される。
【００１８】
また、平衡ばね２７には、両ばね片２７ａの長手方向の両端部において取付片２７ｂと直交する形で両ばね片２７ａ間を連結する橋絡片２７ｄが設けられ、平衡ばね２７に他部材を結合しない状態でもばね片２７ａが広がるのを防止してある。
【００１９】
ばね片２７ａの各端部に設けた取付片２７ｂは、それぞれ固定板２８に重ねられ固定板２８にそれぞれかしめ固定される。各固定板２８にはそれぞれ挿入片２８ａが突設され、各挿入片２８ａは端子台２２ａに設けた固定孔２２ｅに圧入されることにより固定板２８がコイル枠２２に固定される。つまり、各ばね片２７ａは連結片２７ｃによって独立して可撓となる２つの部分を有することになる。言い換えると、アマチュア２１は、一方の固定板２８と連結片２７ｃとの間を連結する両側一対のばね素片２７ａａ、２７ａｂで支持されるとともに、他方の固定板２８と連結片２７ｃとの間を連結する両側一対のばね素片２７ａｃ、２７ａｄで支持されることになり、合計４本のばね素片２７ａａ〜２７ａｄで支持されていることになる。
【００２０】
このように、アマチュア２１の中央部は永久磁石２６のＮ極に近接しているからアマチュア２１がＮ極に磁化されており、コイル２３に通電して鉄芯２５の片側の磁極片２５ａをＳ極に励磁したときには、磁極片２５ａとアマチュア２１の接極片２１ａとの間に吸引力が作用するとともに、もう片側の磁極片２５ｂとアマチュア２１の接極片２１ｂとの間に反発力が作用して、アマチュア２１が図１における矢印のＸの向きに移動する。ここで、コイル２３への通電を停止しても永久磁石２６の磁力によってアマチュア２１の位置は保持される。一方、コイル２３の通電方向を切り換えて鉄芯２５の反対側の磁極片２５ｂをＳ極に励磁したときには、接極片２１ａと磁極片２５ａとが反発するとともに接極片２１ｂが磁極片２５ｂに吸引されてアマチュア２１が図１における矢印のＹの向きに移動する。この位置で通電を停止した場合も永久磁石２６の磁力によってアマチュア２１の位置は保持される。このように、コイル２３への通電を制御することによって、アマチュア２１を幅方向に平行移動させることが可能になる。
【００２１】
プリズム取付台２９はアマチュア２１の長手方向の中央部においてばね片２７ａと交差する形で形成され、その外表面にプリズム３１が接着等により固定される。そのため、電磁石装置２のコイル２３への通電を制御することによってアマチュア２１が移動すると、プリズム３１がアマチュア２１の移動方向に移動する。つまり、アマチュア２１の移動に伴ってプリズム３１をレンズ保持基台３４におけるレンズ台３４ａの間に挿入される位置とレンズ台３４ａの間から後退する位置との間で移動させることが可能になる。このような動作により、光ファイバ４ａと光ファイバ４ｄとが光結合されるとともに光ファイバ４ｂと光ファイバ４ｃとが光結合される状態（セット状態）と、光ファイバ４ａと光ファイバ４ｃとが光結合されるとともに光ファイバ４ｂと光ファイバ４ｄとが光結合される状態（リセット状態）との２状態を切り換えることが可能になる。
【００２２】
このようなプリズム３１が移動するに際して、上述の様に、平衡ばね２７は、主体部２１ｃの扁平な面で接合する略矩形平板状の接合片２７ｃを有し、この接合片２７ｃの四隅近傍でアマチュア２１と結合するものであるので、アマチュア２１と平衡バネ２７の３１接合面積が大きい状態でアマチュア２１を駆動することができるため、安定したプリズム３１の駆動を行うことができる。また、接合片２７ｃの四隅近傍でアマチュア２１と結合しているため、プリズム３１の移動方向に対して接合片２７ｃを左右均等に固定することが容易になるため、安定したプリズムの駆動安定性が一層向上する。
【００２３】
（実施形態２）
本発明の第２の実施形態を図３に基づいて説明する。図３において、２１はアマチュア、２１ａ及び２１ｂはアマチュア２１の接極片、２１ｃは主体部、２５ａ及び２５ｂは磁極片、２７は平衡ばね、２７ｃは接合片、２７ｆは中空開口、３１はプリズムである。
本実施形態における光スイッチは、平衡ばね２７の接合片２７ｃの中央部に中空開口２７ｆを有することに特徴を有し、その他の構成については第１の実施形態と同一であるため説明を省略する。
図３は、本実施形態におけるアマチュア及び平衡ばねを示す上面図である。同図に示すように、平衡ばね２７は、上記の第１の実施形態の場合と同様に、略矩形平板状の接合片２７ｃを有し、この接合片２７ｃは、アマチュア２１の主体部２１ｃのカバー１２側の面である上面側の所定の範囲を被覆し、四隅近傍のそれぞれでダボ２１ｅによって主体部２１ｃにかしめられて固定される。接合片２７ｃは、主体部２１ｃとの接合面積が大きいほど、一般に駆動時の安定性が向上するが、このような場合、接合片２７ｃの形状や材質によって、あるいは、かしめる部位やかしめ時の固着する強さによっては、四隅近傍をかしめることにより、接合片２７ｃの中央部が反ってしまい、接合片２７ｃと主体部２１ｃとの接合に全体として不具合が生じる場合がある。そのため、本実施形態においては、接合片２７ｃの中央部に、接合片２７ｃの外周形状と略相似形である矩形の中空開口２７ｆが形成されている。このような中空開口２７ｆを有することにより、中央部では接合片２７ｃとアマチュアの主体部２１ｃが接合しないため、上述したような、かしめによる接合片２７ｃの反りを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態における光スイッチの概略を示す分解斜視図である。
【図２】第１の実施形態におけるアマチュア及び平衡ばねを示す上面図である。
【図３】第２の実施形態におけるアマチュア及び平衡ばねを示す上面図である。
【図４】従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      器体
２      電磁石装置
３      光切換装置
４ａ〜４ｄ  光ファイバ
２１    アマチュア
２１ａ、２１ｂ  接極片
２１ｃ  主体部
２３    コイル
２５    鉄芯
２５ａ、２５ｂ  磁極片
２７    平衡ばね
２７ｃ  接合片
３１    プリズム
【図１】
2005241666.tif 000003
【図２】
2005241666.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005241666.tif 000006