(57)【要約】【課題】平衡ばねの負荷調整をより容易に行なうことのできる光スイッチを得る。【解決手段】光スイッチ１００の電磁石装置２は、ばね性を有した板ばねからなり、一部が器体１に対して定位置に固定されるとともに他の一部がアマチュア２１に結合される平衡ばね２７と、両端部に磁極片２５ａ，２５ｂを備える鉄芯２５と、当該鉄芯２５を励磁するコイル２３と、を備えている。そして、平衡ばね２７は、アマチュア２１の移動方向に対して略直角に延設される板ばね部２７ａと、当該板ばね部７ａの延在方向に変位可能な撓み部２７ｇと、を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリズムと、当該プリズムに機械的に結合されたアマチュアを移動させる電磁石装置と、前記プリズムを移動させることにより複数本の光ファイバの光結合状態を切り換えて光路を変化させる光路切換装置と、前記光路切換装置および前記電磁石装置を収納する器体と、を備える光スイッチであって、
前記電磁石装置は、ばね性を有した板ばねからなり、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、当該鉄芯を励磁するコイルと、を備え、
前記平衡ばねは、前記アマチュアの移動方向に対して略直角に延設される板ばね部と、当該板ばね部の延在方向に変位可能な撓み部と、を備えることを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記撓み部は、前記板ばね部の延在方向に交差し、当該板ばね部の延在方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記撓み部は、前記板ばね部の延在方向に交差し、当該板ばね部の延在方向に移動可能な延設片を有しており、
前記延設片が前記板ばね部の端部に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２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】
従来、光スイッチとして、プリズムに機械的に結合されたアマチュアを移動させる電磁石装置と、プリズムを移動させることにより複数本の光ファイバの光結合状態を切り換えて光路を変化させる光路切換装置と、光路切換装置および電磁石装置を収納する器体と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１では、電磁石装置は、ばね性を有した板ばねからなり、一部が器体に対して定位置に固定されるとともに他の一部がアマチュア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、当該鉄芯を励磁するコイルと、を備えている。
【０００４】
そして、平衡ばねは、アマチュアの各側面に対向するとともにアマチュアの長手方向に沿って延長された一対のばね片と、両ばね片の長手方向の両端部をＬ字状に折曲して形成した取付片と、両ばね片の長手方向の中央部間を連結する連結片とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４１６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の光スイッチにおいては、平衡ばねの取付片は、ばね片の延在方向に動かないように固定板にかしめ固定されている。そのため、上記従来の技術では、平衡ばねのばね負荷が非線形となり、ばねの負荷調整が難しかった。
【０００７】
そこで、本発明は、平衡ばねの負荷調整をより容易に行なうことのできる光スイッチを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の特徴は、プリズムと、当該プリズムに機械的に結合されたアマチュアを移動させる電磁石装置と、前記プリズムを移動させることにより複数本の光ファイバの光結合状態を切り換えて光路を変化させる光路切換装置と、前記光路切換装置および前記電磁石装置を収納する器体と、を備える光スイッチであって、前記電磁石装置は、ばね性を有した板ばねからなり、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、当該鉄芯を励磁するコイルと、を備え、前記平衡ばねは、前記アマチュアの移動方向に対して略直角に延設される板ばね部と、当該板ばね部の延在方向に変位可能な撓み部と、を備えることを要旨とする。
【０００９】
本発明の第２の特徴は、前記撓み部は、前記板ばね部の延在方向に交差し、当該板ばね部の延在方向に移動可能であることを要旨とする。
【００１０】
本発明の第３の特徴は、前記撓み部は、前記板ばね部の延在方向に交差し、当該板ばね部の延在方向に移動可能な延設片を有しており、前記延設片が前記板ばね部の端部に設けられていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、平衡ばねは、アマチュアの移動方向に対して略直角に延設される板ばね部と、当該板ばね部の延在方向に変位可能な撓み部と、を備えている。このように、アマチュアを移動させる際に、撓み部が板ばね部の延在方向に変位することができるようにすることで、アマチュアの移動ストロークに対するばね負荷をより線形に近づけることが可能となる。そのため、平衡ばねの負荷調整をより容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光スイッチの概略を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる平衡ばねの概略を示す斜視図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】アマチュアの移動ストロークとばね負荷との関係を概略的に示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかるアマチュアの概略を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００１４】
（第１実施形態）
本実施形態にかかる光スイッチ１００は、プリズム３１と、当該プリズム３１に機械的に結合されたアマチュア２１を移動させる電磁石装置２と、を備えている。さらに、光スイッチ１００は、プリズム３１を移動させることにより複数本の光ファイバ４ａ〜４ｄの光結合状態を切り換えて光路を変化させる光路切換装置３と、光路切換装置３および電磁石装置２を収納する器体１と、を備えている。
【００１５】
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路切換装置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が収納されている。本実施形態では、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が収納されている。
【００１６】
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が設けられている。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ている。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ており、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っている。
【００１７】
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に結合されており、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ている。
【００１８】
また、両レンズ台３４ａにおいて図１における手前の側面間は連結側板３４ｂにより連結されており、ベース１１側は連結下板により連結されている。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が設けられている。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（図示せず）が貫設される。
【００１９】
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とにより構成されている。コイル枠２２は、長手方向の両端部に端子台２２ａを有し、長手方向の中央部に磁石保持片２２ｂを有している。そして、端子台２２ａには、磁石保持片２２ｂと対向する鍔片２２ｃが形成されている。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の巻線が巻装されている。
【００２０】
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からカバー１２側に突出している。磁極片２５ａ、２５ｂの先端部は鍔片２２ｃを越えてコイル２３よりも外側に突出している。また、磁石保持片２２ｂには永久磁石２６が埋設されており、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の外周面に露出している。ここで、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。
【００２１】
アマチュア２１は、図１に示す鉄芯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の両端部に備えており、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。各接極片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。すなわち、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が磁極片２５ｂの他面に対向するようにしている。そして、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２１ａ、２１ｂの幅寸法が設定されている。
【００２２】
このアマチュア２１は、図１に示すように、板ばねからなる平衡ばね２７を介して一対の固定板２８に結合されており、各固定板２８はコイルブロック２ａに設けた端子台２２ａに結合されている。平衡ばね２７は、金属のばね材料により形成されており、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を備えている。また、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を備えている。そして、両ばね片２７ａの長手方向の中央部間を連結する連結片２７ｃを備えており、これらばね片２７ａ、取付片２７ｂおよび連結片２７ｃが連続一体に形成されている。このように、連結片２７ｃにおけるアマチュア２１の移動方向の各端部にそれぞればね片２７ａが連続一体に設けられている。さらに、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ばね片２７ａが広がってしまうのを抑制できるようにしている。
【００２３】
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がベース１１側に突設されており、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で支持されることになる。そして、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。また、連結片２７ｃは、アマチュア２１の移動方向（幅方向）における一端部が２つの分岐片２７ｆを有する二股状に形成されている。そして、各分岐片２７ｆ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。連結片２７ｃは全体としては三叉状に形成されており、各片がそれぞれダボ２１ｅによってアマチュア２１に固着されている。
【００２４】
ここで、本実施形態では、平衡ばね２７が、アマチュア２１の移動方向（ＸＹ方向）に対して略直角に延設されるばね片（板ばね部）２７ａを備えるようにした。さらに、平衡ばね２７が、ばね片（板ばね部）２７ａの延在方向に変位可能な撓み部２７ｇを備えるようにした。
【００２５】
そして、この撓み部２７ｇが、ばね片（板ばね部）２７ａの延在方向に交差し、当該ばね片（板ばね部）２７ａの延在方向に移動可能となるようにした。
【００２６】
具体的には、平衡ばね２７が、ばね片（板ばね部）２７ａの延在方向に交差する取付片（延設片）２７ｂを有し、ばね片（板ばね部）２７ａの延在方向に移動（変位）可能な撓み部２７ｇを備えるようにした。
【００２７】
本実施形態では、固定板２８のＸＹ方向幅Ｗ２を平衡ばね２７のＸＹ方向幅Ｗ１よりも小さくし、当該固定板２８に取付片（延設片）２７ｂを取り付けるようにすることで、取付片（延設片）２７ｂがばね片（板ばね部）２７ａの延在方向に移動できるようにした。
【００２８】
このように、本実施形態では、取付片（延設片）２７ｂがばね片（板ばね部）２７ａの端部に設けられるようにした。
【００２９】
次に、かかる構成をした光スイッチ１００の作用について説明する。
【００３０】
まず、アマチュア２１の中央部が永久磁石２６のＮ極に近接しているため、アマチュア２１はＮ極に磁化されている。そして、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。さらに、もう片側の磁極片２５ｂとアマチュア２１の接極片２１ｂとの間には反発力が作用する。その結果、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への通電を停止したときには、平衡ばね２７の弾性復元力によってアマチュア２１が図１における矢印のＹの向きに移動する。すなわち、アマチュア２１の位置は元の状態に戻ることになる。このように、コイル２３への通電を制御する（オン・オフを切り換える）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。
【００３１】
また、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ており、その外表面にプリズム３１が接着等により固定されている。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。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態では、平衡ばね２７は、アマチュア２１の移動方向（ＸＹ方向）に対して略直角に延設されるばね片（板ばね部）２７ａと、当該ばね片（板ばね部）２７ａの延在方向に交差する取付片（延設片）２７ｂを有し、ばね片（板ばね部）２７ａの延在方向に移動（変位）可能な撓み部２７ｇと、を備えている。このように、アマチュア２１を移動させる際に、撓み部２７ｇの取付片（延設片）２７ｂがばね片（板ばね部）２７ａの延在方向に移動（変位）することができるようにすることで、アマチュア２１の移動ストロークに対するばね負荷をより線形に近づけることが可能となる。すなわち、アマチュア２１の移動ストロークに対するばね負荷を、図４のａに示す状態ではなく、ｂに示す状態とすることができる。
【００３３】
そのため、平衡ばね２７の負荷調整をより容易に行なうことができ、所望のばね負荷をより容易に実現することができるようになる。
【００３４】
また、アマチュア２１の移動ストロークに対するばね負荷をより線形に近づけることで、非線形の場合に較べて、終端ばね負荷（アマチュア２１を図１における矢印のＸの向きに最大に移動させた状態におけるばね負荷）のばらつきを小さくすることができる。そのため、アマチュア２１を動作させる際に出力する電圧（動作電圧）をより安定させることができるようになる。
【００３５】
また、取付片（延設片）２７ｂがばね片（板ばね部）２７ａの端部に設けられるようにすることで、平衡ばね２７の構造が複雑化してしまうのを抑制することができる。その結果、より簡素な構成で、平衡ばね２７の負荷調整をより容易に行なうことのできる光スイッチ１００を得ることができるようになる。
【００３６】
（第２実施形態）
本実施形態にかかる光スイッチ１００は、上記第１実施形態の光スイッチ１００と同様の構成をしている。
【００３７】
すなわち、本実施形態にかかる光スイッチ１００は、プリズム３１と、当該プリズム３１に機械的に結合されたアマチュア２１を移動させる電磁石装置２と、を備えている。さらに、光スイッチ１００は、プリズム３１を移動させることにより複数本の光ファイバ４ａ〜４ｄの光結合状態を切り換えて光路を変化させる光路切換装置３と、光路切換装置３および電磁石装置２を収納する器体１と、を備えている。
【００３８】
そして、本実施形態においても、平衡ばね２７が、アマチュア２１の移動方向（ＸＹ方向）に対して略直角に延設されるばね片（板ばね部）２７ａを備えている。
【００３９】
ここで、本実施形態においては、平衡ばね２７が、ばね片（板ばね部）２７ａの延在方向に交差する延設片２７ｅを有し、ばね片（板ばね部）２７ａの延在方向に移動（変位）可能な撓み部２７ｇを備えるようにした。
【００４０】
具体的には、それぞれのばね片（板ばね部）２７ａの途中に、一対の延設片２７ｅと、一対の延設片２７ｅを連結するばね片（板ばね部）２７ａに平行な平行片２７ｈとで形成される撓み部２７ｇを設けた。
【００４１】
そして、延設片２７ｅが、ばね片（板ばね部）２７ａの延在方向に移動できるようにした。
【００４２】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、固定板２８のＸＹ方向幅Ｗ２を平衡ばね２７のＸＹ方向幅Ｗ１とほぼ同様の幅となるようにし、取付片２７ｂが、ばね片（板ばね部）２７ａの延在方向に移動できないようにしている。しかしながら、上記第１実施形態のように、取付片２７ｂが、ばね片（板ばね部）２７ａの延在方向に移動できるようにしてもよい。
【００４４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【００４５】
例えば、上記第２実施形態では、撓み部の形状を平面視でコ字状となるように形成したものを例示したが、平面視で山型となるようにしてもよいし、平面視で半円弧状となるようにしてもよい。
【００４６】
また、上記各実施形態では、撓み部が、板ばね部の延在方向に交差して板ばね部の延在方向に移動可能な延設片を有するものを例示したが、これに限られるものではない。
【００４７】
例えば、板ばね部の一部（例えば、端部）に弾性体を取り付け、当該弾性体が板ばね部の延在方向に伸縮（変位）可能となるようにすることで、当該弾性体を撓み部として機能させるようにしてもよい。
【００４８】
また、電磁石装置や光路切換装置、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１００  光スイッチ
１  器体
２  電磁石装置
３  光路切換装置
２１  アマチュア
２３  コイル
２５  鉄芯
２５ａ，２５ｂ  磁極片
２７  平衡ばね
２７ａ  ばね片（板ばね部）
２７ｂ  取付片（延設片）
２７ｅ  延設片
２７ｇ  撓み部
【図１】
2013054165.tif 000003
【図２】
2013054165.tif 000004
【図３】
2013054165.tif 000005
【図４】
2013054165.tif 000006
【図５】
2013054165.tif 000007