(57)【要約】      （修正有）【課題】形状記憶合金の形状復元力をパワーソースとして有効に取り出すことができ、スイッチング時間が速い光ファイバースイッチを提供する。【解決手段】スイッチ基板２と、該スイッチ基板２に一部３ａが固定され先端部３ｂが首振り可能な可動光ファイバー３と、該可動光ファイバー３の先端部３ｂに対向させて上記スイッチ基板２に並設された二本の静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌとを備え、上記先端部３ｂを首振りさせることで、可動光ファイバー３を二本の静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌのいずれか一方と光学的に接続する光ファイバースイッチ１であって、形状記憶合金からなる右側首振り部材６Ｒ又は左側首振り部材６Ｌのいずれか一方を通電して加熱する首振り駆動機構２４と、可動光ファイバー先端部３ｂの中心を静止光ファイバ４Ｒ、４Ｌの中心に一致させる位置合せ機構２５と、上記先端部３ｂを首振り状態に保持するラッチ機構８とを備えたもの。【選択図】図１
2005189486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ基板と、該スイッチ基板に一部が固定され先端部が首振り可能な可動光ファイバーと、該可動光ファイバーの先端部に対向させて上記スイッチ基板に並設された二本の静止光ファイバーとを備え、上記先端部を首振りさせることで、可動光ファイバーを二本の静止光ファイバーのいずれか一方と光学的に接続する光ファイバースイッチであって、  一端が上記先端部に固定され他端が先端部の右側方のスイッチ基板に固定された形状記憶合金からなる右側首振り部材と、一端が上記先端部に固定され他端が先端部の左側方のスイッチ基板に固定された形状記憶合金からなる左側首振り部材と、上記右側首振り部材又は左側首振り部材のいずれか一方を通電して発熱させる通電装置とを有する駆動機構と、
上記スイッチ基板に上記首振り部材を挟むようにして可動光ファイバーの長手方向に所定間隔を隔てて設けられた前部ストッパ及び後部ストッパを有し、上記先端部の首振り量を制限することで先端部の中心を静止光ファイバの中心に一致させる位置合せ機構と、
上記スイッチ基板に上記前部ストッパと後部ストッパとの間にて上記先端部の両側方に位置して配設された一対の磁石と、上記先端部に装着されて上記右側首振り部材及び左側首振り部材が固着される磁性体からなる磁気吸引部材とを有し、上記先端部を首振り状態に保持するラッチ機構と、
を備えたことを特徴とする光ファイバースイッチ。
【請求項２】
上記右側首振り部材及び左側首振り部材は、一体的に形成されて一つの部材からなる請求項１記載の光ファイバースイッチ。
【請求項３】
上記右側首振り部材及び左側首振り部材は、コイル状に形成された請求項１又は２記載の光ファイバースイッチ。
【請求項４】
上記スイッチ基板に、上記首振り部材、ストッパ、ラッチ機構、可動及び静止光ファイバーを収容するための凹部設けた請求項１〜３記載の光ファイバースイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムに用いられる機械式の光ファイバースイッチに係り、特に、形状記憶合金の形状復元力をパワーソースとしてスイッチングを行う光ファイバースイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速で且つ大量の情報を送り込めるシングルモード用光ファイバーの石英光ファイバーを用いた光通信や光伝送の技術が飛躍的に伸び、またそのインフラも都市単位で大規模に驚異的なスピードをもって整備されている。その一方で、小規模病院、介護施設、家庭やオフィスといった小さい単位で、石英光ファイバーより格段に取り扱いの容易なマルチモード用光ファイバーであるＰＯＦ（プラスチック光ファイバー）やＰＣＦ（プラスチッククラッドファイバー）を用いたネットワークの敷設が注目を浴びている。勿論、これらの石英光ファイバーとＰＯＦやＰＣＦは、両者が近い将来適切に融合され、情報通信ネットの主体となることは疑う余地のないことである。
【０００３】
この情報通信ネットにおいて、屋外からの情報或いは屋内の他の場所からの情報を夫々の情報端末やＯＡ機器等に個別に送信するには、分岐部毎に光ファイバースイッチが必要となる。そこで、小型で低損失、低コスト、高安定の自己保持型の光ファイバースイッチの開発が急がれている。
【０００４】
この種の光ファイバースイッチとして、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。かかる光ファイバースイッチは、スイッチ本体と、スイッチ本体に一部が固定され先端部が首振り可能な可動光ファイバー（例えばＰＯＦ、ＰＣＦ等）と、この可動光ファイバーに対向させて上下に並設された二本の静止光ファイバーとを備え、上記先端部を首振りさせることで、可動光ファイバーを二本の静止光ファイバーのいずれか一方と光学的に接続するものである。
【０００５】
この光ファイバースイッチの特徴とするところは、可動光ファイバーの上面及び下面の夫々に形状記憶合金ワイヤを可動光ファイバーの長手方向に沿って接合した点にある。この形状記憶合金ワイヤを成す形状記憶合金は、一方向性を有し、引張り変形を与えられてセットされており、通電により加熱すると記憶している長さに収縮し、熱が取り去られても収縮長さをキープすることができる。
【０００６】
かかる光ファイバースイッチによれば、上下いずれか一方の形状記憶合金ワイヤに通電することでこのワイヤを加熱して収縮させ、ワイヤの形状復元力（収縮力）をパワーソースとしてファイバーを上下からワイヤで挟んで成る三層構造体をバイメタルのように動作させ、可動光ファイバーの先端部を上下方向に首振り、二本の静止光ファイバーのいずれか一方と光学的に接続することができる。
【０００７】
詳しくは、可動光ファイバーの先端部は、Ｖ溝が形成された一対の半割りフェルール（首振りガイド部材）を対向させて組み立てることで形成された断面菱形の空間内において上下方向に首振り運動をし、上記空間内の上下端に夫々配置された静止光ファイバーのいずれか一方と光学的に接続する。
【０００８】
この光ファイバースイッチは、ＰＯＦ等のフレキシビリティ性と形状記憶合金の形状復元力を巧みに組み合わせ、自己保持型で超小型を実現した点で優れている。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−５６０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記光ファイバースイッチにおいては、形状記憶合金ワイヤを可動光ファイバーに沿って接合した構造としているため、以下に述べるような課題が考えられる。
【００１１】
先ず、第１に、上記可動光ファイバーは実際には直径が１．０ｍｍ、０．５ｍｍといった極めて細いものであるため、かかる可動光ファイバーの上下両面に形状記憶合金ワイヤを並行に接合すること自体が非現実的であり実現困難である。
【００１２】
第２に、形状記憶合金ワイヤが通電・加熱されて収縮せんとした際に、形状記憶合金ワイヤが接合されている光ファイバーを引き連れて一緒に縮まなければならず、形状記憶合金ワイヤの収縮力が光ファイバーの収縮に消費されてしまう。よって、バイメタルの如き原理で光ファイバーを撓ませるに至るには、形状記憶合金ワイヤが大きく縮むまで待たなければならず、スイッチングに時間が掛かる。
【００１３】
第３に、形状記憶合金ワイヤが可動光ファイバーの略全長（固定部から先端部にかけて）に亘って接合されているため、形状記憶合金ワイヤが通電・加熱された際に、可動光ファイバーが略全長に亘って円弧状に変形してしまい、その先端面が静止光ファイバーの先端面と対面しなくなる。よって、両者間のクリアランスが増大して伝達光エネルギの漏れが大きくなってしまうことになる。
【００１４】
加えて、第４に、可動光ファイバーに形状記憶合金ワイヤの収縮力が作用した際、可動光ファイバーの先端部の挙動は、あたかも釣り竿の穂先の如く間接的なコントロールしかできず、結局半割りフェルールに形成されたＶ溝の中で勝手な動きを許容したこととなり、安定した切替挙動が得難いもの、すなわちスイッチングに時間が掛かるものであった。
【００１５】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、形状記憶合金の形状復元力をパワーソースとして有効に取り出すことができ、スイッチング時間が速い光ファイバースイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために創案された本発明は、スイッチ基板と、該スイッチ基板に一部が固定され先端部が首振り可能な可動光ファイバーと、該可動光ファイバーの先端部に対向させて上記スイッチ基板に並設された二本の静止光ファイバーとを備え、上記先端部を首振りさせることで、可動光ファイバーを二本の静止光ファイバーのいずれか一方と光学的に接続する光ファイバースイッチであって、
一端が上記先端部に固定され他端が先端部の右側方のスイッチ基板に固定された形状記憶合金からなる右側首振り部材と、一端が上記先端部に固定され他端が先端部の左側方のスイッチ基板に固定された形状記憶合金からなる左側首振り部材と、上記右側首振り部材又は左側首振り部材のいずれか一方を通電して発熱させる通電装置とを有する駆動機構と、
上記スイッチ基板に上記首振り部材を挟むようにして可動光ファイバーの長手方向に所定間隔を隔てて設けられた前部ストッパ及び後部ストッパを有し、上記先端部の首振り量を制限することで先端部の中心を静止光ファイバの中心に一致させる位置合せ機構と、
上記スイッチ基板に上記前部ストッパと後部ストッパとの間にて上記先端部の両側方に位置して配設された一対の磁石と、上記先端部に装着されて上記右側首振り部材及び左側首振り部材が固着される磁性体からなる磁気吸引部材とを有し、上記先端部を首振り状態に保持するラッチ機構と、
を備えたものである。
【００１７】
また、上記右側首振り部材及び左側首振り部材は、一体的に形成されて一つの部材からなることが好ましい。
【００１８】
また、上記右側首振り部材及び左側首振り部材は、コイル状に形成されることが好ましい。
【００１９】
また、上記スイッチ基板に、上記首振り部材、ストッパ、ラッチ機構、可動及び静止光ファイバーを収容するための凹部設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、次のような効果を発揮できる。
【００２１】
（１）可動光ファイバーの先端部を首振るとき、駆動機構の右側及び左側首振り部材の形状記憶合金の形状復元力を上記先端部にその横方向から直接的に作用させることができるので、形状記憶合金の形状復元力を上記先端部の首振りのためのパワーとして有効に伝達することができ、スイッチング時間が速くなる。
【００２２】
（２）可動光ファイバーの先端部が上記駆動機構によって首振られたとき、位置合わせ機構及びラッチ機構によって該先端部を静止光ファイバーに対して平行に移動させて両者の軸芯を一致させることができるので、伝達光エネルギの漏れを小さくできる。
【００２３】
（３）可動光ファイバーの先端部を首振った後、首振り部材への通電をオフしても、ラッチ機構によって先端部の首振り状態を保持できるので、無駄な電力消費を回避できる。
【００２４】
（４）首振り部材が磁気吸引部材を介して間接的に可動光ファイバーに取り付けられるので、首振り部材を可動光ファイバーに取り付ける際に可動光ファイバーにダメージが生じることはない。
【００２５】
（５）右側首振り部材及び左側首振り部材を一体的に形成して一つの部材とすれば、工数を減らして低コスト化を図ることができる。この場合、一体的に形成された首振り部材の中央を上記先端部に取り付けると共に両端を夫々スイッチ基板に固定することで、右側首振り部材と左側首振り部材とが設置されたことになり、これら部材のうちいずれか一方を通電することで上記先端部を所望の方向に首振りさせる電気回路とすることができる。
【００２６】
（６）右側及び左側首振り部材をコイル状とすれば、一方が収縮する際に他方がそれを阻害するようなことがなく、該部材の収縮力の略全てを先端部の首振りに活用できる。
【００２７】
（７）スイッチ基板に、首振り部材、ストッパ、ラッチ機構、可動及び静止光ファイバを収容する凹部を設ければ、基板に凹部を覆うカバーを設けることで、光ファイバースイッチを密閉でき、塵芥や湿度変化等から該スイッチを保護することができる。よって、スイッチの設置場所に苦慮するようなことはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１は本実施形態に係る光ファイバースイッチの斜視図、図２は上記光ファイバースイッチの平面図、図３は図１のIII−III線断面図である。
【００３０】
図１及び図２に示すように、この光ファイバースイッチ１は、アクリルの如きプラスチックからなるスイッチ基板２と、一部（根元部）３ａが基板２に固定され先端部３ｂが首振り可能な可動光ファイバー３と、可動光ファイバー３の先端部３ｂに対向させて基板２に並設された右側静止光ファイバー４Ｒ、左側静止光ファイバー４Ｌとを備え、上記先端部３ｂを首振りさせることで、可動光ファイバー３を二本の静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌのいずれか一方と光学的に接続するものである。
【００３１】
上記可動及び静止光ファイバー３、４Ｒ、４Ｌは、ＰＯＦ又はＰＣＦ等の如きプラスチック製の十分な可撓性を有するマルチモード用の光ファイバーであって、両者は同種類の同じコア径を有するものが用いられている。これら可動及び静止光ファイバー３、４Ｒ、４Ｌは、ネットワークを成立させるため、数十ｃｍから数十ｍ或いは数百ｍといった十分な長さを有し、上記基板２に装着されない側の端部が情報端末やＯＡ機器等の光端子に夫々接続されている。また、各光ファイバー３、４Ｒ、４Ｌは、図例では、直径が０．５ｍｍ程度のものが用いられている。
【００３２】
上記基板２は、略直方体形状に形成されており、光ファイバー３、４Ｒ、４Ｌに直径０．５ｍｍのＰＯＦを用いた場合、図例では全長３０ｍｍ、全幅１０ｍｍ、全厚３ｍｍという極小のサイズとなっている。但し、この寸法及びサイズに限られるものではない。基板２の上面２ａには、上記可動光ファイバー３及び静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌの他、各構成部品（後述する駆動機構の首振り部材、位置合せ機構のストッパ、ラッチ機構の磁石及び磁気吸引部材等）を収容するための凹部５が、形成されている。
【００３３】
凹部５は、可動光ファイバー３の根元部３ａが嵌め込まれて固定される第１凹部５ａと、可動光ファイバー３の中間部３ｃ（根元部３ａと先端部３ｂとの間の部分）が収容される第２凹部５ｂと、可動光ファイバー３の先端部３ｂ、先端部３ｂを首振るための駆動機構２４の首振り部材６、先端部３ｂの首振り量を制限する位置合せ機構２５のストッパ７、先端部３ｂを首振り状態に保持するためのラッチ機構８の磁石２３等が収容される第３凹部５ｃと、二本の静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌが並列されて嵌め込まれて固定される第４凹部５ｄとが、互いに連接して構成されている。
【００３４】
第１凹部５ａは、図４に示すように、基板２の一端部に配置され、可動光ファイバー３（例えば外径約０．５ｍｍ）の根元部３ａを隙間なく収容できる幅（例えば０．５ｍｍ程度）で、且つ根元部３ａが基板２の上面２ａから突出しない深さ（例えば１ｍｍ程度）を有し、基板２の長手方向に沿って形成された直線状の溝からなる。図例では第１凹部５ａを成す溝は、断面矩形状となっているが、その底部５ａｘを可動光ファイバー３の外形形状に合わせて円弧状としてもよい。この第１凹部５ａには、可動光ファイバー３の根元部３ａが嵌め込まれて底部５ａｘに設置され、接着剤等によって固定される。
【００３５】
第２凹部５ｂは、図５に示すように、可動光ファイバー３の中間部３ｃが根元部３ａを支点として基板２の幅方向に首振り可能となる幅（例えば１ｍｍ程度）で、且つ深さが第１凹部５ａと同じ深さを有する断面矩形状の溝からなり、基板２の長手方向に沿って直線状に形成されている。この第２凹部５ｂは、その中心線が第１凹部５ａの中心線と一致するように形成されている。
【００３６】
第２凹部５ｂを成す溝の幅は、図例では可動光ファイバー３の直径の約２倍に設定されているが、これに限られることはない。この第２凹部５ｂには、可動光ファイバー３の中間部３ｃが収容され、この中間部３ｃが第２凹部５ｂの底部５ｂｘに載置される。この底部５ｂｘは、上記中間部３ｃが根元部３ａを支点として首振られたときに、底部５ｂｘに載置された中間部３ｃのスムーズな摺接移動を確保すべく、滑らかな平面に形成されている。
【００３７】
第４凹部５ｄは、図１に示すように、基板２の他端部に配置され、二本の静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌの端部を並列して固定するものであり、図６に示すように、静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌ（外径約０．５ｍｍ）を基板２の幅方向に並列させて収容できる幅（例えば１ｍｍ程度）で、且つ深さが第１及び第２凹部５ａ、５ｂと同じ深さを有する断面矩形状の溝からなり、基板２の長手方向に沿って直線状に形成されている。この第４凹部５ｄは、その中心線が第１凹部５ａの中心線と一致するように形成されている。
【００３８】
第４凹部５ｄを成す溝は、断面矩形状となっているが、その底部５ｄｘを静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌの外形形状に合わせて円弧が連なった形状としてもよい。この第４凹部５ｄには、静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌの端部が嵌め込まれて底部５ｄｘに設置され、接着剤等によって固定される。
【００３９】
第３凹部５ｃは、図３に示すように、基板２の幅方向の中央に形成された中央凸部５ｃｘと、その両脇に配置された中間凹部５ｃｙと、その両脇に配置された両端凹部５ｃｚとが連接されて構成されている。この第３凹部５ｃは、上記可動光ファイバー３の先端部３ｂ、先端部３ｂを首振る駆動機構２４の首振り部材６、先端部３ｂの中心を静止光ファイバ４Ｒ、４Ｌの中心に一致させる位置合せ機構２５としてのストッパ７、先端部３ｂを首振り状態に保持するラッチ機構８の磁石２３及び磁気吸引部材９等の各部品を、全て基板２の上面２ａより下方に収容している。
【００４０】
駆動機構２４は、可動光ファイバ３の先端部３ｂを静止光ファイバの並設方向に首振るものであり、実質的なアクチュエータとして機能する首振り部材６を有する。首振り部材６は、図１〜図３に示すように、形状記憶合金製の細長いコイル状のもので、静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌの並設面内において並設方向（基板２の幅方向）に沿って可動光ファイバー３の先端部３ｂを略直角に横切るように配置されている。
【００４１】
この首振り部材６は、その中央部がラッチ機構８の一部を成す磁気吸引部材９に取り付けられ、両端部が上記両端凹部５ｃｚに設けられた薄膜部材１０に夫々取り付けられている。なお、薄膜部材１０は、上記両端凹部５ｃｚの底面にスパッタリング、蒸着又はプリント等で形成された導電体である。
【００４２】
このように、先端部３ｂを横切るように配置された一本の首振り部材６（形状記憶合金製）の中央部を吸引部材９に中央接点部材１１ｃを介して固定することで、上記首振り部材６は、中央接点部材１１ｃから右方の部分が右側首振り部材６Ｒを形成し、中央接点部材１１ｃから左方の部分が左側首振り部材６Ｌを形成することになる。すなわち、首振り部材６は、右側首振り部材６Ｒと左側首振り部材６Ｌとを一体的に形成して構成されている。
【００４３】
右側首振り部材６Ｒは、一端が磁気吸引部材９に中央接点部材１１Ｃを介して取り付けられ、他端が右側方の薄膜部材１０に右側接点部材１１Ｒを介して取り付けられている。左側首振り部材６Ｌは、一端が磁気吸引部材９に中央接点部材１１Ｃを介して取り付けられ、他端が左側方の薄膜部材１０に左側接点部材１１Ｌを介して取り付けられている。なお、各接点部材１１Ｒ、１１Ｌ、１１Ｃは、例えばハンダボールの如きものである。
【００４４】
これら右側及び左側首振り部材６Ｒ、６Ｌは、コイル状に形成され、通電によって発熱してその全長が収縮するものである。詳しくは、右側及び左側首振り部材６Ｒ、６Ｌを成す形状記憶合金は一方向性で、引張り変形を与えられてセットされており、通電により発熱すると記憶している長さに収縮し形状復元力を発揮するが、通電が切られ熱が取り去られた後はこの復元力を喪失するものである。
【００４５】
図３は、右側及び左側首振り部材６Ｒ、６Ｌを模式的にニュートラル状態として表したものである。なお、実態は、本実施形態にかかるスイッチ１の組み立て時において、吸引部材９が左右いずれか一方の磁石２３に引きつけられ、先端部３ｂをストッパ７に当接した状態となるため、このようなニュートラル状態は実現しない。
【００４６】
右側及び左側首振り部材６Ｒ、６Ｌは、図３に示すように、通電前の状態にて、同一の長さ及び同一のコイル形状に形成されており、右側及び左側接点部材１１Ｒ、１１Ｌは、可動光ファイバー３の根元部３ａの中心線を通る垂直線Ｌに対して対称に配置されている。これにより、右側及び左側首振り部材６Ｒ、６Ｌは、通電オフの状態では、磁気吸引部材９に対して左右均等の張力を作用させることになる。
【００４７】
この首振り部材６への通電制御は、図８に示す通電装置１２によってなされる。この通電装置１２は、可動光ファイバ３の先端部３ｂを首振るための駆動機構２４の一部を構成するものであり、三本の電線１３、１４、１５を有し、これら電線１３、１４、１５が、図１に示すように、左右の各薄膜部材１０、１０及び中央接点部材１１Ｃに接続された電線１６、１７、１８と夫々接続されている。
【００４８】
通電装置１２は、電源１９（電池）と切替スイッチ２０とリターンバネ２１とを有し、スイッチ２０が右側（図中上側）の接点２２Ｒに接続されると、右側首振り部材６Ｒ（図中上側）に通電し、スイッチ２０が左側（図中下側）の接点２２Ｌに接続されると、左側首振り部材６Ｌ（図中下側）に通電する。これにより、可動光ファイバー３の先端部３ｂを左右に首振り制御できる。
【００４９】
ここで、リターンバネ２１は、スイッチ２０を右側接点２２Ｒ又は左側接点２２Ｌに圧接している間（例えば０．２〜０．４秒程度のほんの一瞬）だけ右側首振り部材６Ｒ又は左側首振り部材６Ｌに通電し、その後は通電を断つ機能を発揮する。
【００５０】
すなわち、スイッチ２０は、一旦各接点２２Ｒ、２２Ｌに接触した後には、リターンバネ２１のバネ力によって接点２２Ｒ、２２Ｌから離間し、通電を断つ。このため、先端部３ｂは、自身の弾性力によって、直線状態（ニュートラル状態）に戻ろうとするが、ラッチ機構８によって、先端部３ｂの首振り状態が維持されるようになっている。
【００５１】
このラッチ機構８は、図１〜図３に示すように、可動光ファイバー３の先端部３ｂに挿通・固着されたニッケルパイプ等の磁性体からなる磁気吸引部材９と、上記中間凹部５ｃｚ（図３参照）に夫々装着された磁石（永久磁石）２３とを有する。
【００５２】
吸引部材９のパイプ長は、前部ストッパ７Ｆと後部ストッパ７Ｒとの間においてこれらと干渉しない範囲で出来るだけ長い方が好ましい。首振り部材６の首振り力を広い伝達面積で先端部３ｂに伝えることができ、応力集中を回避できるからである。但し、磁気吸引部材９は、必ずしも長くする必要はなく、パイプ状に限定されるものでもない。
【００５３】
また、上記磁石２３は、図３に示すように、上記垂直線Ｌを中心として対称に配置されており、磁気吸引部材９に対して左右均等に磁力を作用させている。
【００５４】
上述した首振り部材６及びラッチ機構８によれば、先端部３ｂに挿通・固定された磁気吸引部材９は、模式的に見れば、右側及び左側首振り部材６Ｒ、６Ｌの張力と、左右の磁石２３、２３の磁力とのバランスの下、首振り部材６に通電しない状態では、上記垂直線Ｌ上（ニュートラル位置）に位置され、中央凸部５ｃｘの底面から離間されてフローティング支持される。このように吸引部材９がフローティングされるので、可動光ファイバー３の先端部３ｂが首振られるとき、吸引部材９が中央凸部５ｃｘの底面と擦れることによる摩擦抵抗を防止できる。なお、吸引部材９が上記ニュートラル位置となる状態は、前述のように実際には存在しない。
【００５５】
また、図３から明らかなように、磁石２３は、それぞれ磁気吸引部材９より下方に位置されており、常に該部材９を斜め下方に引き付けんとしており、首振り時に該部材９が第３凹部５ｃから上方に踊り出るようなことを阻止している。すなわち、磁気吸引部材９、右側及び左側首振り部材６Ｒ、６Ｌは、静的な状態において第３凹部５ｃ内に収容されて基板２の上面２ａの下方となっているのみならず、可動光ファイバ３の先端部３ｂが首振られるスイッチング時においても、基板２の上面２ａの上方に踊り出ることはない。よって、これらの部材９、６Ｒ、６Ｌが上記凹部５を覆って設けられるカバーと干渉することはない。
【００５６】
さて、模式的なニュートラル状態又は先端部３ｂが左側に首振られている状態において、右側首振り部材６Ｒにのみ通電すると、右側首振り部材６Ｒが収縮し、先端部３ｂが右側に首振られる。このとき、右側首振り部材６Ｒは、コイル状に形成されているため、通電による全長の収縮を容易に効率よく成し得る。また、左側首振り部材６Ｌは、引き伸ばされることになるが、左側首振り部材６Ｌもコイル状に形成されているため、容易に引き伸ばされ、先端部３ｂの首振りの抵抗となることはない。
【００５７】
そして、一旦、先端部３ｂが右側に首振られると、右側の磁石２３が磁力によって磁気吸引部材９を引きつけるので、右側首振り部材６Ｒへの通電をオフしても先端部３ｂの首振り状態を維持できる。これにより、先端部３ｂの首振りのための電力消費を可及的に抑えることができる。なお、先端部３ｂを左側に首振るときには、同様に、左側首振り部材６Ｌに通電すれば、先端部３ｂが左側に首振られ、通電をオフしてもその状態が維持されることは勿論である。
【００５８】
図１及び図２に示すように、可動光ファイバー３の先端部３ｂの左右両側方には、先端部３ｂの首振り量を制限することで先端部３ｂの中心を静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌの中心に一致させるための位置合せ機構２５として、ストッパ７が配設されている。ストッパ７は、可動光ファイバー３の長手方向に沿って所定間隔を隔てて配置された前部ストッパ７Ｆと後部ストッパ７Ｒとを有する。
【００５９】
前部ストッパ７Ｆは、図７にも示すように、第３凹部５ｃ内に上記先端部３ｂを挟んで左右対称に配設された一対のリブ状のストッパ板を備える。ストッパ板は、首振られた先端部３ｂが当接される当接面７Ｆｘを有し、この当接面７Ｆｘは、静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌの並設面及び並設方向と直交するように形成されている。当接面７Ｆｘの形成位置は、上記先端部３ｂが当接面７Ｆｘに当接されたとき、先端部３ｂの端面が静止光ファイバー４Ｒ又は４Ｌの端部の端面と同芯的に相対向するように、設定されている。これにより、先端部３ｂの中心（コア）と静止光ファイバー４Ｒ又は４Ｌの端部の中心（コア）とを同芯的に対向させることができる。
【００６０】
また、前部ストッパ７Ｆは、上記先端部３ｂを載置する載置板を備える。載置板は、可動光ファイバー３の先端部３ｂが載置される載置面７Ｆｙを有し、この載置面７Ｆｙは、図５に示す第２凹部５ｂの底部５ｂｘと同一の高さ（深さ）を有する。これにより、この載置面７Ｆｙに先端部３ｂが載置されると、先端部３ｂと静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌの端部との高さ差が無くなり、先端部３ｂが首振られたとき、先端部３ｂの中心（コア）と静止光ファイバー４Ｒ又は４Ｌの端部の中心（コア）との同芯的な対向を確保できる。
【００６１】
また、図７に示す載置面７Ｆｙは、静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌの並設面内において並設方向と平行に形成されており、平滑な平面となっている。これにより、この載置面７Ｆｙに載置された先端部３ｂが首振られたとき、引っ掛かりのないスムーズな首振りが確保される。なお、載置面７Ｆｙは、上記第２凹部５ｃの底部５ｃｘ（図５参照）と同一の幅を有している。
【００６２】
後部ストッパ７Ｒは、図１及び図２に示すように、第２凹部５ｂと第３凹部５ｃとを繋ぐ段差部の側面からなる。段差部の側面同士の幅（すなわち第２凹部５ｂの幅）は、図７に示す前部ストッパ７Ｆの当接面７Ｆｘ同士の幅と等しく設定されている。
【００６３】
このような前部ストッパ７Ｆと後部ストッパ７Ｒとからなるストッパ７により、先端部３ｂは、首振られると前部ストッパ７Ｆと後部ストッパ７Ｒとに当接し、その軸芯は静止光ファイバ４Ｌ、４Ｒの軸芯と一致し、且つ平行状態を形成することができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、可動光ファイバー３を送信側とし、静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌを受信側としているが、これとは逆に、可動光ファイバー３を受信側とし、静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌを送信側としてもよい。
【００６５】
以上の構成からなる本実施形態にかかる光ファイバースイッチ１の作動（作用）について説明する。
【００６６】
例えば、図１において、可動光ファイバー３と右側静止光ファイバー４Ｒとの接続を、左側静止光ファイバー４Ｌとの接続に切り替えるには、図８に示すスイッチ２０を右側接点２２Ｒから左側接点２２Ｌに変更する。すると、スイッチ２０が接点２２Ｌに圧接している間、左側首振り部材６Ｌが通電されて発熱し収縮する。
【００６７】
この収縮力によって磁気吸引部材９が左側静止光ファイバー４Ｌ側に引き寄せられ、続いて左側磁石２３の磁界に入ってその磁力によって磁気吸引部材９が磁石２３に吸引され、可動光ファイバー３の先端部３ｂが前部ストッパ７Ｆ及び後部ストッパ７Ｒに当接してその移動を停止する。この結果、可動光ファイバー３の先端部３ｂの端面が左側静止光ファイバー４Ｌの端面と対向し、スイッチングが達成される。
【００６８】
スイッチング達成時点においては、左側首振り部材６Ｌへの通電は図８に示すリターンバネ２１によって断たれており、無駄な電力消費はないが、この状態ではラッチ機構８を構成する磁石２３の吸引力によって磁気吸引部材９が吸引されて先端部３ｂの首振り状態が維持される。
【００６９】
上記スイッチング時、殆ど時間遅れなしで、一瞬のうちに上記スイッチングをなすことができる。何故ならば、形状記憶合金製の首振り部材６は、先端部３ｂに可動光ファイバー３を横切るように略直角に装着されているので、形状記憶合金の形状復元力を先端部３ｂの略直角方向（横方向）から直接作用させることができるからである。また、第１凹部５ａを基板２の端部に形成しているので、根元部３ａから上記形状復元力が作用する先端部３ｂまでの曲げモーメントの腕の長さを可及的に稼ぐことができ、形状記憶合金の形状復元力を先端部３ｂの首振りのためのパワーソースとして有効に取り出すことができるからである。
【００７０】
また、上記スイッチング達成後に可動光ファイバ３の先端部３ｂが首振り状態に維持されるときには、先端部３ｂは、磁石２３とストッパ７とによって水平且つ平行状態を維持できるので、先端部３ｂの端面と静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌの端面との対面が確実に確保される。よって、伝達光エネルギの漏れを小さくできる。
【００７１】
詳しくは、磁石２３、２３が前部ストッパ７Ｆと後部ストッパ７Ｒとの間に配置され、磁気吸引部材９も前部ストッパ７Ｆと後部ストッパ７Ｒとの間に配置されているので、首振られた先端部３ｂを前部ストッパ７Ｆと後部ストッパ７Ｒとに均等に押し付けることができ、先端部３ｂを静止光ファイバ４Ｒ、４Ｌに対して水平・平行に保持することができる。よって、先端部３ｂの中心（コア）を静止光ファイバ４Ｌ、４Ｒの中心（コア）に適正に相対させることができ、伝達光エネルギの漏れを小さくできる。
【００７２】
なお、磁気吸引部材９及び首振り部材６を、前部ストッパ７Ｆと後部ストッパ７Ｒとの中間位置に配置することで、先端部３ｂの前部ストッパ７Ｆ及び後部ストッパ７Ｒに対する押し付け力のさらなる均等化を図ることができる。
【００７３】
このように、首振り部材６に通電すると、可動光ファイバー３は、その中間部３ｃが根元部３ａを支点として基板２の幅方向外側に弾性的に湾曲すると共に、先端部３ｂが後部ストッパ７Ｒを支点として反対方向（幅方向内側）に弾性的に湾曲し、先端部３ｂが後部ストッパ７Ｒと前部ストッパ７Ｆとの間にて平行に移動し、ラッチ機構８及びストッパ７によって、先端部３ｂの端面が静止光ファイバー４Ｒ又は４Ｌの端面と正対することになる。よって、伝達光エネルギの漏れを小さくできるわけである。
【００７４】
また、従来技術のように、可動光ファイバー３の上下面に沿って形状記憶合金ワイヤを貼り合わせるような非現実的な組み立て作業を要せず、しかも、首振り部材６と可動光ファイバー３との接続は、磁気吸引部材９を介した間接的なものであるため、接続が容易であり、且つ可動光ファイバー３に接続の際のダメージを与えるようなこともない。
【００７５】
加えて、基板２に、凹部５を設けて、この凹部５内に可動光ファイバー３、静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌ、首振り部材６、ストッパ７及びラッチ機構８を収容したので、平板状のカバーで凹部５を覆うことで、容易に凹部５内を密封できる。この結果、首振り部材６が外力を受けることはなく、また、湿度や塵芥から光ファイバースイッチ１を保護できる。例えば、首振り部材６が外力を受けて変形損傷することや、各光ファイバ３、４Ｒ、４Ｌの接続端面に、塵芥又は湿度による水滴が付着することを防止できる。よって、光ファイバースイッチ１の設置場所に苦慮するようなことはなく、設置場所の自由度が広がる。
【００７６】
また、後部ストッパ７Ｒは第２凹部５ｂと第３凹部５ｃとの段差部を利用しているので、改めてこれを設ける必要はない。ちなみに、上記凹部５（第１〜第４凹部５ａ〜５ｄ）は、マイクロマシニングの技術によって、極めて容易に、しかも非常に精密に加工できる。
【００７７】
変形例を図９に示す。
【００７８】
この変形例は、図１に示す第４凹部５ｄの形状が上記実施形態と異なり、その他は略同様の構成となっている。図９に示すように、この第４凹部５ｄ’は、溝の幅が静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌを二本並設した幅よりも僅かに広く設定されており、二本の静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌの間に所定の隙間ｃが設定されている。これにより、一方の静止光ファイバー４Ｒ（４Ｌ）から漏れた光が他方の静止光ファイバー４Ｌ（４Ｒ）に入ってノイズとなる所謂クロストークを防止することができる。なお、ストッパ７の左右方向（先端部３ｂの首振り方向）の幅が、第４凹部５ｄ’の溝幅に対応させて僅かに増大されていることは勿論である。
【００７９】
別の変形例を図１０に示す。
【００８０】
この変形例は、図９に示す変形例の二本の静止光ファイバー４Ｒ、４Ｌの間に、遮光性を有するスペーサ部材ｓを介在したものである。この変形例によれば、上記クロストークを完全に防止できる。
【００８１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、首振り部材６は、可動光ファイバーの先端部３ｂ（磁気吸引部材９）に対して直交して横切るものに限られるものではなく、斜めに横切ってもよく、二本Ｘ状に横切るものであってもよい。また、首振り部材６を二等辺三角形の如く配置し、その頂点に先端部３ｂ（磁気吸引部材９）を係止してもよい。
【００８２】
また、磁気吸引部材９は、図３に示すように、凹部５（第３凹部５ｃ）の中でフローティングされるものに限られず、凹部５の底面に接することを妨げるものではない。
【００８３】
また、首振り部材６を、コイル状に形成された一本の形状記憶合金部材から構成し、通常時に先端部３ｂを一方（例えば左側）に首振るように収縮しており、通電されて発熱すると先端部３ｂを他方（例えば右側）に首振るように伸長するもの、或いはこれと逆特性を有するものであってもよい。これにより、通電装置１２の回路を簡素化できる。
【００８４】
また、首振り部材６は、コイル状に限られるものではなく、通電のオンオフによって先端部３ｂを首振ることができれば、カーブされた線状のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本実施形態に係る光ファイバースイッチの斜視図である。
【図２】上記光ファイバースイッチの平面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】図１のIV−IV線断面図である
【図５】図１のV−V線断面図である
【図６】図１のVI−VI線断面図である
【図７】図１のVII−VII線断面図である
【図８】通電装置の電気回路図である。
【図９】第４凹部の変形例を示す図であり、図１のVI−VI線断面図に相当する図である。
【図１０】第４凹部別の変形例を示す図であり、図１のVI−VI線断面図に相当する図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  光ファイバースイッチ
２  スイッチ基板
３  可動光ファイバー
３ａ  一部（根元部）
３ｂ  先端部
３ｃ  中間部
４Ｒ  静止光ファイバー（右側）
４Ｌ  静止光ファイバー（左側）
６  首振り部材
６Ｒ  右側首振り部材
６Ｌ  左側首振り部材
７  ストッパ
７Ｆ  前部ストッパ
７Ｒ  後部ストッパ
８  ラッチ機構
９  磁気吸引部材
２３  磁石
２４  駆動機構
２５  位置合せ機構
【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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