(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固定側光ファイバ（１）の先端に対して移動側光ファイバ（２）の先端を選択的に対峙させて接続する光スイッチ装置（３）において、
前記各固定側光ファイバが横並びに配列された位置決め台（４）と、前記移動側光ファイバを固定したヘッド（２１）を横方向に案内するガイド機構（５）と、前記ヘッドに設けられた当接部（１７）が当接されることで前記ヘッドを横方向に位置決めするカム面（８ａ）が多段のステップ状に形成されたステップカム（８）と、このステップカムを縦方向に移動して前記当接部に当接されるカム面を切り換えるステップカム駆動機構とを備えることを特徴とする光スイッチ装置。
【請求項２】
複数の固定側光ファイバ（１）の先端に対して移動側光ファイバ（２）の先端を選択的に対峙させて接続する光スイッチ装置（３）において、
前記各固定側光ファイバが横並びに配列された位置決め台（４）と、前記移動側光ファイバを固定したヘッド（２１）を横方向に案内するガイド機構（５）と、前記ヘッドに設けられた当接部（１７）が当接されることで前記ヘッドを横方向に位置決めするカム面が多段のリング状に配列されたステップカムと、このステップカムを回転により駆動して前記当接部に当接されるカム面を切り換えるステップカム駆動機構とを備えることを特徴とする光スイッチ装置。
【請求項３】
前記位置決め台は前記固定側光ファイバが収まる位置決め溝（４ａ）を有し、前記移動側光ファイバを該位置決め溝に押し付けるハンマー（３１）を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光スイッチ装置。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の光スイッチ装置を単位光スイッチとして複数集合したことを特徴とする光スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光通信回線等を切り替えるのに用いられる光スイッチ装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の光スイッチ装置として、図１２または図１３に示すように、複数の固定側光ファイバ１が横方向に並んで配置される位置決め台４と、移動側光ファイバ２が取り付けられるキャリッジ１０とを備え、キャリッジ１０を横方向に移動して固定側光ファイバ１の先端に対して移動側光ファイバ２の先端を対峙させて接続するものがあった。
【０００３】
図１２に示すものは、横方向に配置される送りネジ６と、送りネジ６を回転駆動するモータ７とを備え、キャリッジ１０が送りネジ６に螺合して横方向に移動する。
図１３に示すものは、縦方向に配置される送りネジ６と、送りネジ６を回転駆動するモータ７と、送りネジ６に螺合して縦方向に移動するカム１１とを備え、キャリッジ１０がカム１１の傾斜カム面１１ａに追従して横方向に移動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１２に示すものは、送りネジ６およびモータ７がキャリッジ１０の移動軸と平行な横方向に配置されているため、装置が横方向に大型化するという問題点があった。
また、キャリッジ１０の送り位置精度がモータ７の回転精度や送りネジ６の加工精度等に依存するため、これらに対する要求精度が高く、製品のコストアップを招いた。
【０００５】
図１３に示すものは、送りネジ６およびモータ７を縦方向に配置して装置を横方向にコンパクト化するものの、カム１１の縦方向の動きをキャリッジ１０の横方向の動きに変換する構造を有するため、カム面１１ａ等に対する要求精度が高く、製品のコストアップを招いた。
【０００６】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、光スイッチ装置において、モータや送りネジに対する要求精度を高めずに、光ファイバどうしを対峙させる位置精度を高めることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、複数の固定側光ファイバの先端に対して移動側光ファイバの先端を選択的に対峙させて接続する光スイッチ装置において、前記各固定側光ファイバが横並びに配列された位置決め台と、前記移動側光ファイバを固定したヘッドを横方向に案内するガイド機構と、前記ヘッドに設けられた当接部が当接されることで前記ヘッドを横方向に位置決めするカム面が多段のステップ状に形成されたステップカムと、このステップカムを縦方向に移動して前記当接部に当接されるカム面を切り換えるステップカム駆動機構とを備えることを特徴とするものとした。
第２の発明は、複数の固定側光ファイバの先端に対して移動側光ファイバの先端を選択的に対峙させて接続する光スイッチ装置において、前記各固定側光ファイバが横並びに配列された位置決め台と、前記移動側光ファイバを固定したヘッドを横方向に案内するガイド機構と、前記ヘッドに設けられた当接部が当接されることで前記ヘッドを横方向に位置決めするカム面が多段のリング状に配列されたステップカムと、このステップカムを回転により駆動して前記当接部に当接されるカム面を切り換えるステップカム駆動機構とを備えることを特徴とした。
【０００８】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、位置決め台は固定側光ファイバが収まる位置決め溝を有し、移動側光ファイバを位置決め溝に押し付けるハンマーを備えたことを特徴とするものとした。
【０００９】
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明の光スイッチ装置を単位光スイッチとして複数集合したことを特徴とするものとした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の光スイッチ装置ともなる単位光スイッチ３は、１６心の固定側光ファイバ１の先端に対して１心の移動側光ファイバ２の先端を選択的に対峙させて接続するものであり、例えば光通信回線等を切り替えるのに用いられる。
【００１１】
単位光スイッチ３は、各固定側光ファイバ１を横方向に所定のピッチで並ばせる位置決め台４と、移動側光ファイバ２を横方向に案内するガイド機構５と、ステップカム８ａを駆動するステップカム駆動機構８Ａとを備える。ステップカム駆動機構８Ａは、ガイド機構５の移動軸に対して略直交する縦方向に配置される送りネジ６と、送りネジ６を回転駆動するモータ７と、送りネジ６に螺合して縦方向に移動するステップカム８とを備える。
【００１２】
ガイド機構５はケーシング１５に軸１８を介して回動可能に連結されるリンク１９と、リンク１９に軸２０を介して回動可能に連結されるヘッド２１とを備え、ヘッド２１がリンク１９を介して横方向に移動する。ヘッド２１は図示しないガイド部材によってガイド機構５の移動軸に対して略直交する横方向に案内され、常に位置決め台４に向くようになっている。なお、ガイド機構５はこの構造に限らず、例えば平行リンク機構等を用いてもよい。
【００１３】
ヘッド２１の先端には移動側光ファイバ２を固定する固定部２２を備える。移動側光ファイバ２は固定部２２まで単心の光ファイバ心線であり、そこから位置決め台４に向けて突出した部分は光ファイバ心線の被覆を除去した裸ファイバとなっている。
【００１４】
パルスモータ７はケーシング１５に固定され、そのモータ回転軸に送りネジ６が結合される。モータ回転軸は送りネジ６と同一軸上で縦方向に配置され、ガイド機構５に沿って延びている。送りネジ６およびモータ７を縦方向に配置することにより、単位光スイッチ３を横方向にコンパクト化できる。
【００１５】
ステップカム８はその基端部８ｂに送りネジ６に螺合するネジ穴を有し、送りネジ６が回転するのに伴って縦方向に移動する。ステップカム８は図示しないガイド部材を介して縦方向に移動するように案内される。
【００１６】
ステップカム８はステップ状に形成されたカム面８ａを有する。カム面８ａは固定側光ファイバ１と同数の１６個に分けられ、固定側光ファイバ１が並ぶピッチと同じ長さのピッチ（段差）をもってステップ状に並ぶ。カム面８ａはガイド機構５の移動軸に対して略直交している。
【００１７】
ヘッド２１にはカム面８ａに当接されるローラからなる当接部１７が取り付けられる。当接部１７は圧縮バネ１６のバネ力によりカム面８ａに押し付けられる。ステップカム８が図２に矢印で示す縦方向に移動するのに伴って、ガイド機構５がステップ状のカム面８ａに追従して所定のピッチで同じく図２に矢印で示す横方向に移動する。
【００１８】
図２に示すようにはガイド機構５が直線上に延びた状態では、移動側光ファイバ２が位置決め台４上の中央部に位置する。図１、図３はガイド機構５が最も大きく回動した状態を示している。移動側光ファイバ２の横方向の移動量（位置決め台の両端の固定側光ファイバ１間の距離）は例えば１．９ｍｍ程度であり、図２の状態から図１、図３の状態に移ると、移動側光ファイバ２の移動量は１ｍｍ程度となる。
【００１９】
図４に示すように、位置決め台４には１６心の各固定側光ファイバ１が収まるように同数の位置決め溝４ａが形成される。各固定側光ファイバ１は裸ファイバの状態で位置決め溝４ａに収まる。位置決め溝４ａはその断面形状を例えばＶ字形とするが、これに限らずＵ字形、半円形としてもよい。
【００２０】
図５、図６に示すように、移動側光ファイバ２を位置決め溝４ａに押し付けるハンマー３１を備える。ハンマー３１は棒状の金属が屈曲させられてバネ体状に形成され、先端が光ファイバを傷めずに押えることができる程度に平らに扁平せしめられている。このハンマー３１はピン３２を介して揺動可能に支持され、パルスモータ３３によって回転駆動される送りネジ３４と、送りネジ３４に螺合する従動子３５等を介して揺動する。
【００２１】
なお、このような構成からなる単位光スイッチ３は、前述したように単体でも本発明の光スイッチ装置として機能するものの、複数が集合せしめられることによっても本発明の光スイッチ装置となる。すなわち、図７の（ａ）（ｂ）に示すように、光スイッチ装置４０は複数の単位光スイッチ３が互いに横方向に並ぶ多連構造をしている。光スイッチ装置４０はその中央部にガイド機構５が並び、このガイド機構５を挟むようにしてモータ収納部４２と位置決め台収納部４３がそれぞれ設けられる。多連構造の光スイッチ４０は、各単位光スイッチ３が横方向にコンパクト化されることにより、大幅なコンパクト化がはかれ、光スイッチ装置４０の規模に対する自由度が拡大する。
【００２２】
図８に示すように、光スイッチ装置４０はシリコンオイル等の屈折率整合剤が満たされる充填室４１を備える。移動側光ファイバ２と固定側光ファイバ１の接続は、光ファイバの端面間を軽く当接させるかあるいは微小な隙間を介した状態で行われるが、屈折率整合剤を介して良好な接続状態が得られる。移動側光ファイバ２やハンマー３１等はゴム等からなる柔軟性を有するパッキン等を介して充填室４１に臨み、充填室４１の中における動作に支障を来さないようになっている。
【００２３】
以上のように構成される本発明の実施の形態につき、次に作用を説明する。
制御系からの信号により、モータ７が送りネジ６を所定の角度だけ回転させると、送りネジ６に螺合するステップカム８が縦方向に移動し、ガイド機構５がステップ状のカム面８ａに追従して横方向に所定量移動する。こうして移動側光ファイバ２に接続して光伝送する固定側光ファイバ１が切り替えられる。
【００２４】
固定側光ファイバ１が収まる位置決め溝４ａのピッチとステップ状のカム面８ａのピッチは等しいため、選択された位置決め溝４ａ上に移動側光ファイバ２の先端が精度よく移動する。また、移動側光ファイバ２の位置決め精度は、ステップカム８のカム面８ａの形成精度に依存し、ヘッド２１側の当接部１７とステップカム駆動機構８Ａにより、ステップカム８を駆動して選択したカム面８ａとの当接状態が維持されていさえすれば、カム面８ａの寸法によってステップカム８の駆動誤差が許容されるから、ガイド機構５の送り位置精度がモータ７の回転精度や送りネジ６の加工精度等に依存せず、これらに対する要求精度を低くして製品のコストダウンがはかれる。
【００２５】
そして、ハンマー３１によって移動側光ファイバ２が位置決め溝４ａに押し付けられることにより、固定側光ファイバ１の先端に対して移動側光ファイバ２の先端が精度よく対峙する。
【００２６】
図９から図１１は、本発明の別実施形態の単位光スイッチを示すものであり、図１から図３に記載したリンク１９等からなる単位光スイッチのリンク機構に代えて、スプリングの付勢力により曲げ変形が与えられる細長形状の支持アーム５０を用いたものである。支持アームの他、ステップカムおよびその駆動機構、光ファイバ押え機構等には変更は無いため、説明を省略する。
【００２７】
支持アーム５０は、長手方向の一端が単位光スイッチのケーシング１５に固定されている。この支持アーム５０の、位置決め台４近傍に到達されている長手方向他端であるヘッド２１は、スプリングによってステップカムに向けて常時付勢されており、前記ヘッド２１に設けられた当接部（ローラ）１７がステップカム８のカム面８ａに当接されることで、前記ヘッド２１に突出状態に固定支持した移動側光ファイバ２の横方向の位置決めがなされる。また、支持アーム５０は、長手方向ほぼ全長にわたって形成された溝５１によって枠状に形成されており、このような構成により、ステップカム８のカム面８ａと当接部１７とによってヘッド２１が横方向に押圧されると、溝５１が形成された部分が撓んでヘッド２１の横移動を可能にする。このとき、ヘッド２１部分は溝５１が形成されていないことによりここでは撓みが起こらず、したがってヘッド２１の位置決め台４に対する姿勢は傾くことなく正対した状態を維持するようになる。よって、支持アーム５０は優れた曲げ特性が得られる。
【００２８】
ステップカム８を駆動して当接部１７に当接するカム面８ａを変更すると、移動側光ファイバ２が横方向に移動され、位置決め対象の位置決め溝４ａが切り替わる。但し、前記ヘッド２１は、図示しないガイド部材によって、位置決め台４上に並列に形成された位置決め溝４ａと移動側光ファイバ２との平行を常時保ったまま平行移動するようになっているから、いずれの位置決め溝４ａに対しても効率良く位置決めすることができる。
【００２９】
なお、本発明は前記の実施形態に例示した構成に限定されず、各種変更が可能である。例えば、ステップカム駆動機構としては、ステップカムを縦方向に送り移動する構成に限定されず、カム面がリング状に配列されたステップカムを回転駆動してヘッドの当接部に当接されるカム面を切り換える構成等も採用可能である。
また、モータ７についても、パルスモータに代えてステッピングモータを用いることもできる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によると、ステップカム駆動機構を設けたことにより光スイッチ装置を横方向にコンパクト化できる。ステップカムは移動側光ファイバを所定量移動するため、移動側光ファイバの位置精度がモータの回転精度や送りネジの加工精度等に依存せず、これらに対する要求精度を低くして製品のコストダウンがはかれる。
【００３１】
第３の発明によると、ハンマーによって移動側光ファイバが位置決め溝に押し付けられることにより、固定側光ファイバの先端に対して移動側光ファイバの先端を精度よく対峙させることが可能となる。
【００３２】
第４の発明によると、複数の単位光スイッチが互いに横方向に並ぶ多連構造の光スイッチ装置は、各単位光スイッチが横方向にコンパクト化されることにより、大幅なコンパクト化がはかれ、光スイッチ装置の規模に対する自由度が拡大する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態を示す単位光スイッチの平面図である。
【図２】  同じく作動状態を示す単位光スイッチの平面図である。
【図３】  同じく作動状態を示す単位光スイッチの平面図である。
【図４】  同じく位置決め台の斜視図である。
【図５】  同じくハンマー等の正面図である。
【図６】  同じく作動状態を示すハンマー等の正面図である。
【図７】  （ａ）、（ｂ）は同じく光スイッチ装置の側面図および平面図である。
【図８】  同じく光スイッチ装置の断面図である。
【図９】  本発明の別の実施形態を示す単位光スイッチの平面図である。
【図１０】  図９に示した単位光スイッチの作動状態を示す平面図である。
【図１１】  図９に示した単位光スイッチの作動状態を示す平面図である。
【図１２】  従来例を示す光スイッチの斜視図である。
【図１３】  従来例を示す光スイッチの斜視図である。
【符号の説明】
１…固定側光ファイバ、２…移動側光ファイバ、３…単位光スイッチ、４…位置決め台、４ａ…位置決め溝、５…ガイド機構、６…送りネジ、７…モータ、８…ステップカム、８ａ…カム面、３１…ハンマー、４０…光スイッチ装置
【図１】
0003877941.tif 000002
【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】
0003877941.tif 000009
【図９】
0003877941.tif 000010
【図１０】
0003877941.tif 000011
【図１１】
0003877941.tif 000012
【図１２】
0003877941.tif 000013
【図１３】
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