(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の固定側光ファイバ（５１）の先端に対して移動側光ファイバ（５２）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、
光ファイバ配列面（７１）に複数本の固定側光ファイバが位置決めして配列された位置決め台（７０）と、前記光ファイバ配列面の延在方向に対して垂直に向けて延在配置され、且つ、延在方向一端である基端部（６２）が固定されている可撓性の支持アーム（６０）と、この支持アームの先端部（６１）に設けられたラック（５６）に噛み合わされた駆動ギア（５７）を回転駆動することで前記支持アームの先端部（６１）を移動して該先端部（６１）に保持された前記移動側光ファイバ（５２）を前記位置決め台（７０）の光ファイバ配列面（７１）に配列されている複数本の前記固定側光ファイバ（５１）に対して選択的に位置合わせするモータ（５８）とを備え、
前記支持アームは、一対の帯状のプレート（６５Ａ、６５Ａ）を板厚方向に間隔をあけて互いに平行に対向配置し、これら一対のプレートの先端と基端をそれぞれ互いに連結部（６１、６２）で連結した構造のものであり、前記一対のプレートの先端部同士を連結した連結部が支持アームの先端部（６１）とされ、
前記固定側光ファイバの延長方向に沿う向きの回転軸を以って設けられた前記駆動ギア（５７）の回転をラック（５６）に伝達して、前記支持アームの曲げ変形により、この支持アームの前記基端部に対向する先端部（６１）に保持された前記移動側光ファイバを、前記光ファイバ配列面の前記固定側光ファイバに対して選択的に位置合わせして、光接続するようにしたことを特徴とする光スイッチ装置（５０）。
【請求項２】
前記位置決め台の前記光ファイバ配列面には、前記固定側光ファイバと前記移動側光ファイバとを対峙状態で光接続可能に位置決めする位置決め溝（７２）が複数本並列に形成され、前記移動側光ファイバをハンマー（９１）で前記位置決め溝に押し付ける押し付け機構（９０）によって、前記支持アームの曲げ変形によって位置合わせの完了した移動側光ファイバを前記位置決め溝に押し付けることで、この移動側光ファイバが、前記位置決め溝に予め位置決め固定された前記固定側光ファイバに対して対峙した状態で光接続されるようになっていることを特徴とする請求項１記載の光スイッチ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光スイッチ装置を単位光スイッチ装置として複数集合したことを特徴とする光スイッチ装置（１００）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光通信回線の切り替え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１０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。図１０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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０に示すものには、以下のような問題点があった。
（１）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傾向がある。
（２）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、製品を低コスト化しにくい。
（３）キャリッジ１０に搭載され移動側光ファイバ２が挿入されるフェルール３の軸方向と、送りネジ６とが直角である構造では、モータ７による送りネジ６の回転をキャリッジ１０の直線移動に変換するため、移動速度を高速化すると、送りネジ６やこの送りネジ６に対するキャリッジ１０の螺合部に作用する応力が大きくなり、傷めやすい。このため、移動速度の高速化には不向きである。
（４）送りネジ方式は、キャリッジ１０の移動精度を出すために、スライドシャフトやガイドを使用するなど、部品点数が多くなり、コストも上昇する。
（５）モータ７で送りネジ６に繰り返し駆動力を与えて回転駆動する構成であるため、送りネジ６の寿命が比較的短い。
【０００４】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、精度の必要な部品点数を減少させ、低コスト化を実現することができ、しかも、光ファイバの移動精度を低下させることなくスイッチング動作の高速化を実現できる光スイッチ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、複数本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、光ファイバ配列面に複数本の固定側光ファイバが位置決めして配列された位置決め台と、前記光ファイバ配列面の延在方向に対して垂直に向けて延在配置され、且つ、延在方向一端である基端部が固定されている可撓性の支持アームと、この支持アームの先端部に設けられたラックに噛み合わされた駆動ギアを回転駆動することで前記支持アームの先端部を移動して該先端部に保持された前記移動側光ファイバを前記位置決め台の光ファイバ配列面に配列されている複数本の前記固定側光ファイバに対して選択的に位置合わせするモータとを備え、前記支持アームは、一対の帯状のプレートを板厚方向に間隔をあけて互いに平行に対向配置し、これら一対のプレートの先端と基端をそれぞれ互いに連結部で連結した構造のものであり、前記一対のプレートの先端部同士を連結した連結部が支持アームの先端部とされ、前記固定側光ファイバの延長方向に沿う向きの回転軸を以って設けられた前記駆動ギアの回転をラックに伝達して、前記支持アームの曲げ変形により、この支持アームの前記基端部に対向する先端部に保持された前記移動側光ファイバを、前記光ファイバ配列面の前記固定側光ファイバに対して選択的に位置合わせして、光接続するようにしたことを特徴とする光スイッチ装置を前記課題の解決手段とした。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光スイッチ装置において、前記位置決め台の前記光ファイバ配列面には、前記固定側光ファイバと前記移動側光ファイバとを対峙状態で光接続可能に位置決めする位置決め溝が複数本並列に形成され、前記移動側光ファイバをハンマーによって前記位置決め溝に押し付ける押し付け機構によって、前記支持アームの曲げ変形によって位置合わせの完了した移動側光ファイバを前記位置決め溝に押し付けることで、この移動側光ファイバが、前記位置決め溝に予め位置決め固定された前記固定側光ファイバに対して対峙した状態で光接続されるようになっていることを特徴とする。
請求項１記載の発明では、例えば、支持アームの曲げ変形による移動側光ファイバの位置合わせの完了後、位置決め台の移動、あるいは、支持アームの移動によって、移動側光ファイバを位置決め溝に押し付けて、固定側光ファイバに対して対峙させ、光接続する構成等も採用可能であるが、請求項２記載の発明では、移動側光ファイバをハンマーによって位置決め溝に押し付ける構成であることから、非常に簡易な機構で構成することができ、光スイッチ装置の小型化、高密度化に有利であり、低コスト化も容易である。
【０００７】
請求項３記載の光スイッチ装置は、請求項１または２に記載の光スイッチ装置を単位光スイッチ装置として複数集合したことを特徴とするから、高密度化することができ、多心のスイッチング（切替接続等）に対応する光スイッチ装置の小型化、省スペース化を容易に実現できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は本実施の形態の光スイッチ装置５０の横送り機構４１を示す斜視図、図２（ａ）は前記光スイッチ装置５０の支持アーム６０の変形挙動を示す側面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）の比較例である。
【００１０】
この光スイッチ装置５０は、複数の固定側光ファイバ５１を平行に配列した状態で位置決め保持する位置決め溝７２（図３参照）が複数本、横並びに配列形成された光ファイバ配列面７１を備える位置決め台７０と、前記光ファイバ配列面７１の延在方向（延長面の延在方向）に対して垂直に向けて延在配置され、先端部（後述する先端連結部６１。以下「先端連結部」）で移動側光ファイバ５２を保持し、且つ、基端部（後述する基端連結部６２。以下「基端連結部」）がフレーム５３に固定された可撓性の支持アーム６０と、支持アーム６０の先端連結部６１に設けられたラック５６に噛み合わされた駆動ギア５７を回転駆動することで、前記支持アーム６０の先端連結部６１を移動して、前記先端連結部６１に保持された前記移動側光ファイバ５２を前記位置決め台７０の光ファイバ配列面７１に配列されている複数本の前記固定側光ファイバ５１に対して選択的に位置合わせするモータ５８と、支持アーム６０の曲げ変形（撓み変形）によって、前記光ファイバ配列面７１から僅かに浮き上がった状態で接続しようとする固定側光ファイバ５１に対して位置合わせして待機させられた移動側光ファイバ５２の先端を、位置決め台７０の位置決め溝７２の中に押し込んで、当該位置決め溝７２内に保持された固定側光ファイバ５１の先端に対向させ、光接続させる移動側光ファイバ押し付け機構９０（図４、図５、図６（ａ）、（ｂ）参照。図１、図２（ａ）中、図示略）と、を備えている。
前記位置決め溝７２としては、Ｖ溝、Ｕ溝、丸溝（断面半円状の溝）等、各種構成が採用可能である（図３では、Ｖ溝を例示している）。
なお、支持アーム６０、ラック５６、駆動ギア５７、モータ５８は、移動側光ファイバ５２を所望の固定側光ファイバ５１に位置合わせするべく移動する横送り機構４１を構成する。
【００１１】
前記移動側光ファイバ５２は、具体的には、前記支持アーム６０の先端連結部６１に取り付けられたフェルール６３に挿入固定されており、フェルール６３から突出された先端部分が、前記固定側光ファイバ５１の延長方向とほぼ平行の状態で、前記位置決め台７０まで延出されている。
前記支持アーム６０は、前記位置決め台７０において前記固定側光ファイバ５１が導入される一側部とは逆側の他側部側に対向配置されており、前記ラック５６は、前記位置決め台７０の幅方向、すなわち前記光ファイバ配列面７１上における各位置決め溝７２の長手方向に対して垂直の方向に平行に延在されている。前記モータ５８を駆動することで、前記先端連結部６１が前記位置決め台７０の幅方向に移動され、前記先端連結部６１に保持された移動側光ファイバ５２が所望の固定側光ファイバ５１に対して位置合わせされる。
【００１２】
支持アーム６０は、本例においては一対の帯状のプレート６５Ａ、６５Ａを板厚方向に間隔をあけて互いに平行に対向配置し、これら一対のプレート６５Ａ、６５Ａの先端と基端をそれぞれ互いに連結部６１、６２で連結した構造のものである。支持アーム６０は、各プレート６５Ａ、６５Ａの板厚方向が、前記位置決め台７０の幅方向と平行になる向きで配置される。先端側の連結部６１は、本発明に係る支持アームの先端部に相当する。また、以下、先端連結部６１を「先端部６１」あるいは「支持アーム先端部６１」と称する場合がある。
支持アーム６０は、ＳＫ材（工具鋼）等の金属母材から、一対のプレート６５Ａ、６５Ａと、先端及び基端連結部６１、６２とを一体に削り出したもので、基端連結部６２のみがフレーム５３に固定された状態で片持支持され、一対のプレート６５Ａ、６５Ａの曲げ変形により、先端連結部６１が、固定側光ファイバ５１の配列方向（位置決め台７０の幅方向）に沿って平行移動できるように配置されている。
【００１３】
なお、位置決め台７０もフレーム５３に対して固定であり、この位置決め台７０は、シリコンオイル等の屈折率整合剤を満たしたケーシング１０５（図４、図５参照）内に配備されている。そして、そのケーシング１０５内に、固定側光ファイバ５１の先端部と移動側光ファイバ５２の先端部がケーシング１０５の液密を確保して挿入されている。
【００１４】
ここで、固定側光ファイバ５１は、例えば１６心等の多心光ファイバから分岐した単心の光ファイバ心線等であり、各光ファイバの先端の被覆を除去した裸ファイバとなって、それぞれ位置決め台７０の位置決め溝７２内に１本ずつ挿入されている。また、移動側光ファイバ５２は、単心の光ファイバ心線や単心の光ファイバ素線であり、フェルール６３よりも先端側は、被覆を除去した裸ファイバとなって、フリーの状態で保持されている。
【００１５】
支持アーム６０は、図２（ａ）中破線に示すように、位置決め台７０の光ファイバ配列面７１の幅方向中央部に位置決めされているとき、曲げ歪みのない直線状となるように設定されている。この状態から支持アーム６０の先端連結部６１を、図２（ａ）中実線のように光ファイバ配列面７１の幅方向に振る（例えば曲げ歪みの無い状態から幅方向両側に最大でも１ｍｍずつ振る）ことで、移動側光ファイバ５２を、固定側光ファイバ５１に対して選択的に位置合わせすることができる。支持アーム６０の先端連結部６１を光ファイバ配列面７１の幅方向に振るには、モータ５８により駆動ギア５７を回転させる。そうすると、駆動ギア５７に噛み合わされているラック５６が光ファイバ配列面７１の幅方向に送られることになり、支持アーム６０の先端連結部６１の位置が正確に制御される。前記モータ５８としては、ステッピングモータ等が採用される（ここではステッピングモータ）。
【００１６】
図２（ａ）に示すスプリング７６は、ヘッド部７５を、該ヘッド部７５の移動範囲の一端側に付勢するものであり、横送り機構４１による前記支持アーム先端部６１の横送りと停止とを繰り返したり、横送り方向を反転したりしても、バックラッシュの発生を防止でき、移動側光ファイバ５２の移動精度を確保できる。なお、支持アーム先端部６１の横送りに伴うバックラッシュの解消は、前述のスプリング７６を用いた構成に限定されず、各種構成が採用可能である。例えば、図示を略すが、光ファイバ配列面７１の幅方向片端に位置決めされているときが支持アーム６０の変形無しの状態であるように支持アーム６０の設置位置を変更すると、先端部６１の横送りによる支持アーム６０の変形で生じたバネ力で、横送りに伴うバックラッシュの発生が防止され、移動側光ファイバ５２の移動精度を確保できる。
【００１７】
支持アーム６０は、平行な一対のプレート６５Ａ、６５Ａの先端を連結部６１で連結し、基端連結部６２をフレーム５３に固定した構造をなしているので、駆動ギア５７の回転によって先端連結部６１を光ファイバ配列面７１の幅方向に振った場合、一対のプレート６５Ａ、６５Ａの長さ方向の中間部が撓み変形することによって、先端連結部６１が、姿勢を一定に保ったまま平行移動することになる。これにより、移動側光ファイバ５２は、前記光ファイバ配列面７１に対して垂直、かつ、前記光ファイバ配列面７１上における各位置決め溝７２や固定側光ファイバ５１の長手方向に対して垂直の方向に延在する面内で、前記光ファイバ配列面７１上における各位置決め溝７２や固定側光ファイバ５１の長手方向に平行な状態を保ったまま、平行移動される。
なお、先端連結部６１を光ファイバ配列面７１の幅方向に振った場合、一対のプレート６５Ａ、６５Ａが撓み変形した分、支持アーム６０に曲げ歪みが与えられていないとき（図２（ａ）中破線）に比べて、先端連結部６１の位置が、若干、光スイッチ配列面７１の延長上（図２（ａ）中僅かに下方）に近付くようにずれるが、このズレは、長さ数ｍｍ程度の支持アーム６０では極めて微小であり、駆動ギア５７とラック５６との噛み合わせ状態に何等影響しない。また、延在方向寸法が短い短尺の支持アーム６０を用いて特に高い精度を得たい場合等では、スプリング等の付勢手段を用いて、ラック５６と駆動ギア５７との間を押し付けるようにしても良い。
【００１８】
この動作原理について、比較例を用いて図２を参照しながら説明する。なお、図２（ｂ）は比較例を示している。
図２（ａ）の本発明の例のように、一対のプレート６５Ａ、６５Ａの先端を連結部６１で連結した構造の支持アーム６０でヘッド部７５（支持アーム６０の連結先端部６１、並びに、フェルール５３やラック５６を含む部分）を支持すると、支持アーム６０の曲げ変形に際して、圧縮側と伸長側の一対のプレート６５Ａ、６５Ａの両端が拘束されているため、両プレート６５Ａ、６５Ｂが同じように長さ方向の中間部で撓み変形し、先端連結部６１のヘッド部７５が寸法δだけ平行移動する。ヘッド部７５は、位置決め台７０上の固定側光ファイバ５１に対して一定の姿勢を保ったまま光ファイバ配列面７１の幅方向に移動するようになっている。
【００１９】
このことは、図２（ｂ）の比較例のように、一対のプレート６５Ａ、６５Ａの先端が互いに拘束されていない場合を考えてみるとよく判る。即ち、一対のプレート６５Ａ、６５Ａの先端が自由になっていて、その状態でプレート６５Ａ、６５Ａが曲げ変形したとすると、１対のプレート６５Ａ、６５Ａの先端の長さがずれてしまう（寸法Ｓで示す部分）。
ところが、図２（ａ）の本発明の支持アーム６０は、１対のプレート６５Ａ、６５Ａの先端が互いに連結部６１によって拘束されているので、図２（ｂ）のように曲げ変形することは現実にはあり得ず、図２（ａ）のようにしか曲げ変形しない。
【００２０】
この構成では、位置決め台７０上において位置決め溝によって一定ピッチで配列された固定側光ファイバ５１に対して移動側光ファイバ５２を位置合わせする場合、どの位置の固定側光ファイバ５１に対しても、隣り合う固定側光ファイバ５１間に移動側光ファイバ５２を移動するためのモータ５８の駆動量は一定である。この場合、固定側光ファイバ５１の配列ピッチに対応して１ピッチ当たりのモータ５８の駆動量を一定に決めておき、移動側光ファイバ５２の移動ピッチ数（移動前に位置合わせされていた固定側光ファイバ５１から移動先の固定側光ファイバ５１までの固定側光ファイバ５１の本数に相当。移動前に位置合わせされていた固定側光ファイバ５１からｘ本目の固定側光ファイバ５１への移動であれば、移動ピッチ数ｘ）に対応するだけモータ５８を駆動すれば良く、固定側光ファイバ５１に対する移動側光ファイバ５２の位置合わせのためのモータ５８の駆動制御を単純化できる利点がある。
【００２１】
上記の原理により、選択的に固定側光ファイバ５１に対して移動側光ファイバ５２を位置合わせしたら、その状態で、押し付け機構９０を駆動して移動側光ファイバ５２の先端部分を位置決め台の位置決め溝の中に押し付け、当該位置決め溝に保持されている固定側光ファイバ５１の先端面に対向させる。そうすると、移動側光ファイバ５２と固定側光ファイバ５１の先端面同士が接触あるいは微小な隙間を存して対面し、屈折率整合剤の存在により両光ファイバ５１、５２が適正に光接続される。
【００２２】
ここで、押し付け機構９０を説明する。
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、押し付け機構９０は、屈曲部がピン９４で回動可能支持されたＬ型アーム９３の先端９３ａに、移動側光ファイバ５２を位置決め台７０の位置決め溝に押し付けるハンマー９１がついており、Ｌ型アーム９３の基端９３ｂが、ソレノイド９２から突出された駆動ロッド９５に連結されている。ここで、ハンマー９１は、棒状の金属が屈曲させられてバネ体状に形成されたもので、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たものである。
なお、ハンマー９１は、先端９３ａ部分のみが、柔軟性のシール材によってケーシング１０５の液密状態を保った状態でケーシング１０５内部に挿入されている。
【００２３】
前記駆動ロッド９５は、スプリング９６によって、常時、ソレノイド９２から突出方向（図６（ａ）、（ｂ）中右側）に付勢されているから、ソレノイド９２を駆動して駆動ロッド９５の突出量を縮小しない限り、駆動ロッド９５は突出状態であり、Ｌ型アーム９３はスプリング９６の付勢力によって、図６（ｂ）に示す状態、すなわち、ハンマー９１を位置決め台７０の光ファイバ配列面７１に向けて押し付けた状態が維持される。
【００２４】
押し付け機構９０によって位置決め台７０のいずれかの位置決め溝に押え込まれた移動側光ファイバ５２を、別の位置決め溝に移動して固定側光ファイバ５１と光接続するには、ソレノイド９２を駆動して駆動ロッド９５の突出量を縮小することでＬ型アーム９３を回転させ、ハンマー９１を位置決め台７０から離間させて移動側光ファイバ５２の押え込み状態を解除し、図６（ａ）の状態とする。移動側光ファイバ５２（詳細にはフェルール６３から突出した先端部）は、自身の剛性により、位置決め台７０の各位置決め溝と干渉せずに横移動できる位置まで、位置決め台７０から浮き上がった状態になる。
次いで、図６（ａ）のように、移動側光ファイバ５２が位置決め台７０に位置決めされている所望の固定側光ファイバ５１に位置合わせされて位置決め台７０の光ファイバ配列面７１から僅かに浮き上がった位置で待機している状態で、ソレノイド９２の駆動力を解除すると、スプリング９６の付勢力によって駆動ロッド９５がソレノイド９２から突出状態に押し出され、図６（ｂ）のようにＬ型アーム９３が矢印（ロ）方向に回動して、ハンマー９１が、光ファイバ配列面７１から僅かに浮き上がった位置に待機している移動側光ファイバ５２を位置決め台７０の位置決め溝に押し付け、それにより、移動側光ファイバ５２と固定側光ファイバ５１が光接続される。そして、この状態では、再度、ソレノイド９２を駆動するまで、スプリング９６の付勢力によって、ハンマー９１が移動側光ファイバ５２を位置決め溝に押し付けた状態が安定に維持され、所望の光接続状態が安定（例えば、接続損失の安定）に維持される。
【００２５】
なお、押し付け機構としては、前述の構成に限定されず、位置決め溝への移動側光ファイバの押し付けと、押し付け解除とを自在に行える構成であれば良く、各種構成が採用可能である。
【００２６】
この光スイッチ装置の場合、構造的に次のような利点がある。
即ち、移動側光ファイバ５１を平行移動させるための機構が、上述したように一対のプレート６５Ａ、６５Ａを連結した支持アーム６０を使用しただけの構成であるから、従来の送りネジの回転駆動をキャリッジの直線的な移動に変換する方式（以下「送りネジ方式」）ではスライドシャフト等のキャリッジをガイドするための部品を必要とすることに比べて、部品点数が少なく、構造が極めて簡単であり、小型化・省スペース化・低コスト化を図ることが可能になる。しかも、先端連結部６１に保持された移動側光ファイバ５２の長手方向と平行に配置された回転軸を以って設けられた駆動ギア５７の回転をラック５６に伝達して、支持アーム６０の曲げ変形により支持アーム６０の先端連結部６１を光ファイバ配列面７１の幅方向に移動し、先端連結部６１に保持された移動側光ファイバ５２を目的の固定側光ファイバ５１に対して位置合わせする構成であるので、フェルールの軸方向に垂直の送りネジの回転駆動によって移動側光ファイバを移動する構成に比べて移動精度の確保が容易である上、送りネジ方式で用いられる送りネジやキャリッジ等に比べて、ラック５６や駆動ギア５７の磨耗は非常に少なく、これらの寿命を延長できるといった利点がある。メンテナンスに掛かるコストも抑えることができる。さらに、この横送り機構４１では、支持アーム先端部６１を高速移動しても位置精度が低下することが無いため、光接続の安定性を確保でき、移動側光ファイバ５２の高速移動を実現でき、光ファイバ５１、５２同士の切替接続等のスイッチング動作を高速化できる。
【００２７】
また、一対のプレート６５Ａ、６５Ａの曲げ変形によって、移動側光ファイバ５２を平行移動するので、移動側光ファイバ５２に優れた分解能で微小な変位を容易に与えることができる。従って、固定側光ファイバ５１の配列ピッチを極めて小さく設定しても、精度良く移動側光ファイバ５２を位置合わせすることができるようになり、結果的に、固定側光ファイバ５１の配列ピッチの縮小、高密度化を実現できる。
【００２８】
支持アーム６０については、一対のプレート６５Ａ、６５Ａと、連結用のブロックとを別々に製作して、後で溶接やネジ等により一体品として組み立てることもできるが、上記の光スイッチ装置の場合は、支持アーム６０を最初から一体の金属素材により加工しているので、構造が一層単純化され、部品の精度が高まる。また、振動にも強くなる上、支持アーム６０上での熱膨脹差がなくなるので、周囲の構造材との材質の統一を図ることにより、熱膨脹の影響を排除することができるようになる。
【００２９】
次に、上記の光スイッチ装置５０を１つの単位（以下「単位光スイッチ装置５０」）として、該光スイッチ装置５０を多数集合した構成の光スイッチ装置１００について述べる。
図４はその光スイッチ装置１００の平面図、図５は同側面図である。
この光スイッチ装置１００は、単位光スイッチ装置５０を、ベースフレーム１０３上に複数個配列してなるものである。各単位光スイッチ装置５０は、位置決め台７０の光ファイバ配列面７１上の位置決め溝７２の長手方向がそれぞれ並行に揃うようにして配列される。但し、各単位光スイッチ装置５０の位置決め台７０は、同一のケーシング１０５に配列収納されている。
この光スイッチ装置１００は、単位光スイッチ装置５０を複数個並べて集合したものであるが、上述したように単位光スイッチ装置５０自体の小型化・省スース化が図られているので、多数集合させて多心対応とした場合にも、当然、全体の小型化・省スペース化が容易に実現される。
なお、個別のケーシングに位置決め台７０を収納された構成の単位光スイッチ装置５０を複数集合して、多心対応の光スイッチ装置を構成すること可能であることは言うまでも無い。
【００３０】
（参考例）
次に、前述の実施の形態において、移動側光ファイバ５２の横送り機構４１を図７に示す横送り機構４２に変更した参考例について説明する。なお、横送り機構以外の部分は変更無く、同様の構成になっている。
図７に示すように、この光スイッチ装置における移動側光ファイバ５２の横送り機構４２は、位置決め台７０の光ファイバ配列面７１の延在方向（延長面の延在方向）に対して垂直に向けて延在配置され、先端部８１で移動側光ファイバ５２を保持し、且つ、基端部８２がフレーム５３に固定された可撓性の支持アーム８０と、支持アーム８０の先端部８１に設けられたラック８３に噛み合わされた駆動ギア５７を回転駆動することで、前記支持アーム８０の先端部８１を移動して、前記先端部８１に保持された前記移動側光ファイバ５２を前記位置決め台７０の光ファイバ配列面７１に配列されている複数本の前記固定側光ファイバ５１に対して選択的に位置合わせするモータ５８とを備えて構成されている。
【００３１】
位置決め台７０の位置決め溝７２に移動側光ファイバ５２を押し付ける押し付け機構としては、図６（ａ）、（ｂ）等にて例示した押し付け機構９０（図４、図５参照）が採用されるが、この実施形態においても、押し付け機構としては押し付け機構９０に限定されず、各種構成が採用可能である。
押し付け機構としては、支持アーム８０の曲げ変形によって、接続しようとする固定側光ファイバ５１が収納されている位置決め溝７２から僅かに浮き上がった位置に位置合わせされ待機させられた移動側光ファイバ５２(図９参照）の先端を、位置決め台７０の位置決め溝７２の中に押し込んで、当該位置決め溝７２内に保持された固定側光ファイバ５１の先端に対向させて光接続させることができるものであれば良い。
【００３２】
前記支持アーム９０は、具体的には板バネからなり、先端部８１に、前記移動側光ファイバ５２が挿入、固定されたフェルール８４と、前記ラック８３とが搭載されている。支持アーム９０は、その板厚方向が、前記位置決め台７０の幅方向と平行になる向きで配置される。
モータ５８を駆動して駆動ギア５７を回転駆動させると、図８に示すように、駆動ギア５７に噛み合わされたラック８３が緩やかな円弧状の軌跡（図９参照）で位置決め台７０の光ファイバ配列面７１の幅方向にほぼ平行に横送りされ、支持アーム９０の曲げ変形（以下「撓み変形」と称する場合がある）されることで、支持アーム８０の先端部８１に設けられたヘッド部８５（支持アーム８０の先端部８１、フェルール８４、ラック８３を含む部分）が光ファイバ配列面７１の幅方向に沿って移動される。これにより、モータ５８の駆動によって、支持アーム９０の先端部８１に保持された移動側光ファイバ５２が、位置決め台７０の光ファイバ配列面７１上の所望の固定側光ファイバ５１に対して位置合わせされる。
ここで、支持アーム９０の曲げ変形による移動側光ファイバ５２の移動は、光ファイバ配列面７１上の固定側光ファイバ５１や位置決め溝７２に対する平行を維持した平行移動である。
【００３３】
支持アーム９０の撓み変形を利用したヘッド部８５の横送りでは、ヘッド部８５の移動軌跡は円弧状を描く(図９参照）。移動側光ファイバ５２の移動軌跡は、光ファイバ配列面７１の幅方向中央部付近で光ファイバ配列面７１からの浮き上がりが最も大きく、光ファイバ配列面７１の幅方向両端付近では、光ファイバ配列面７１からの浮き上がりが小さい。
この光スイッチ装置の横送り機構４２では、前記ヘッド部８５の移動軌跡に対応して円弧状に湾曲されたラック８３を採用しており、このラック８３を、定位置に配置された駆動ギア５７の回転駆動により横送りすることで、位置決め台７０に位置決めされた所望の固定側光ファイバ５１に対して移動側光ファイバ５２が位置合わせされる。具体的には、移動側光ファイバ５２の、前記フェルール８４から突出された先端部分が、接続する所望の固定側光ファイバ５１が位置決めされている位置決め溝７２から僅かに浮き上がった位置に位置決めされる。また、ここで採用される位置決め台７０としては、固定側光ファイバ５１の配列ピッチが、光ファイバ配列面７１の幅方向中央部で広く、光ファイバ配列面７１の幅方向両端に行くほど次第に狭くなるように設定されており、隣り合う固定側光ファイバ５１間での移動側光ファイバ５２の移動に要するモータ５８の駆動量が一定になるように調整されている。
【００３４】
図７等では、支持アーム８０は、位置決め台７０の光ファイバ配列面７１の幅方向中央部に位置決めされているとき、撓み変形の無い直線状となるように設定されており、この変形の無い状態から、光ファイバ配列面７１の幅方向両側に最大でも１ｍｍ程度の範囲で振られるようになっている。図８に示すスプリング８６は、ヘッド部８５を、該ヘッド部８５の移動範囲の一端側に付勢するものであり、横送り機構４２による前記支持アーム先端部８１の横送りと、停止とを繰り返したり、横送り方向を反転したりしても、バックラッシュの発生を防止でき、移動側光ファイバ５２の移動精度を確保できる。
なお、支持アーム先端部８１の横送りに伴うバックラッシュの解消は、前述のスプリング８６を用いた構成に限定されず、各種構成が採用可能である。例えば、図示を略すが、光ファイバ配列面７１の幅方向片端に位置決めされているときが支持アーム８０の変形無しの状態であるように、支持アーム８０の設置位置を変更すると、先端部８１の横送りによる支持アーム８０の撓み変形で生じたバネ力で、横送りに伴うバックラッシュの発生が防止され、移動側光ファイバ５２の移動精度を確保できる。
【００３５】
位置決め溝７２から僅かに浮き上がった位置に位置合わせされた移動側光ファイバ５２を押し付け機構により位置決め溝７２に押し付けることで、光ファイバ５１、５２同士が光接続され、押し付け機構による押し付け力を解除すると、移動側光ファイバ５２が自身の剛性で真っ直ぐになることで、位置決め台７０の光ファイバ配列面７１から僅かに浮き上がって、位置決め溝７２に干渉することなく横送りできるようになることは、前述の光スイッチ装置５０と同様である。
【００３６】
この参考例の光スイッチ装置でも、移動側光ファイバ５１を横送りする機構が、１枚の板バネからなる支持アーム８０を使用しただけの構成であるから、従来の送りネジの回転駆動をキャリッジの直線的な移動に変換する方式（以下「送りネジ方式」）ではスライドシャフト等のキャリッジをガイドするための部品を必要とすることに比べて、部品点数が少なく、構造が極めて簡単であり、小型化・省スペース化・低コスト化を図ることが可能になる。しかも、先端部８１に保持された移動側光ファイバ５２の長手方向（フェルール８４の軸方向）と平行に配置された回転軸を以って設けられた駆動ギア５７の回転をラック８３に伝達して支持アーム８０を撓み変形させ、支持アーム８０の先端部８１を横送りして先端部８１に保持された移動側光ファイバ５２を目的の固定側光ファイバ５１に対して位置合わせする構成であるので、フェルールの軸方向に垂直の送りネジの回転駆動によって移動側光ファイバを移動する構成に比べて移動精度の確保が容易である上、駆動ギア５７やラック８３の磨耗も、送りネジ方式の送りネジやキャリッジに比べて非常に少なく、寿命を延長できる。さらに、この横送り機構４２では、支持アーム先端部８１を高速移動しても位置精度が低下することが無いため、光接続の安定性を確保でき、移動側光ファイバ５２の高速移動を実現でき、光ファイバ５１、５２同士の切替接続等のスイッチング動作を高速化できる。
【００３７】
また、一枚の板バネである支持アーム８０の撓み変形によって、移動側光ファイバ５２を横送りするので、移動側光ファイバ５２に優れた分解能で微小な変位を容易に与えることができる。従って、固定側光ファイバ５１の配列ピッチを極めて小さく設定しても、精度良く移動側光ファイバ５２を位置合わせすることができるようになり、結果的に、固定側光ファイバ５１の配列ピッチの縮小、高密度化を実現できる。
【００３８】
この光スイッチ装置も、単位光スイッチ装置として複数配列することで、多心に対応する光スイッチ装置（図４、図５に例示したような光スイッチ装置１００）を構成することができる。しかも、この多心の光スイッチ装置の高密度化を実現でき、省スペース化、小型化できることは言うまでも無い。
【００３９】
いずれの形態の横送り機構でも、支持アーム６０、８０の延在方向の寸法、すなわち、基端部６２、８２からの突出寸法を長くすると、光ファイバ配列面７１の幅方向への先端部６１、８１の移動距離に対する曲げ変形量が少なくなり、移動側光ファイバ５２の光ファイバ配列面７１からの離間距離を安定にすることができるといった利点がある。
【００４０】
なお、本発明は、前記実施の形態に記載の構成に限定されず、適宜、変更が可能であることは言うまでも無い。
例えば、支持アームの具体的形状は、単なる長方形板状の１対のプレートの組み合わせや、１枚の長方形板状の板バネからなるもの等に限定されず、部分的に突出部や切欠部、穴等を有するもの等、各種採用可能である。
図１、図７等では、位置決め台７０は、光ファイバ配列面７１がほぼ水平となるようにして配置され、前記光ファイバ配列面７１に沿わせるようにして横送り機構４１、４２で移動側光ファイバ５２の先端を移動する構成を例示しているが、位置決め台７０の設置向きには特に限定は無く、光ファイバ配列面７１が水平となる向きでなくても良い。また、前記実施の形態中「横送り」とは、光ファイバ配列面７１の向きに関係無く、光ファイバ配列面７１の幅方向への移動側光ファイバ５２の移動を指し、水平以外の向きにセットされた光ファイバ配列面７１の幅方向への移動をも含む。
支持アームにモータ等の駆動源により発生された回転駆動力を伝達するための構成としては、前記実施の形態に例示した構成に限定されず、例えば、途中に減速用のギアを組み込んだ構成等も採用可能である。駆動源の回転駆動力の伝達系に、前記減速用のギア等からなる減速機構を組み込んだ構成であれば、ステッピングモータの駆動力を実質的に増強することができ、例えば支持アームの移動抵抗等の横送り機構の駆動抵抗に影響されることなく、移動側光ファイバの移動を確実に行えるといった利点がある。ステッピングモータは、優れた駆動精度を有する反面、駆動トルクが比較的小さいといった弱点があるが、減速機構の採用によって、移動側光ファイバの移動を高い精度で確実に行えるようになる。
横送り機構を駆動する駆動源としては、ステッピングモータ以外の電気モータ等、各種構成が採用可能である。但し、駆動量を高精度に制御できる構成であり、別途、駆動量を高精度に調整するための機構を設ける必要が無い点、小型化が容易である点で、ステッピングモータを採用することが適している。
１つの横送り機構によって移動される移動側光ファイバは、一本に限定されず、２本以上であっても良い。例えば、前記支持アームに複数本の移動側光ファイバを支持させ、一括移動することで、同時に複数対の光ファイバの組の切替接続を実現できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光スイッチ装置によれば、位置決め台の光ファイバ配列面の延在方向に垂直に延在配置された支持アームの曲げ変形によって移動側光ファイバを移動して、光ファイバ配列面上の固定側光ファイバに対して位置合わせし、光接続する構成であるから、移動側光ファイバを移動する機構では磨耗する部品が少なくて済み、構造的に移動側光ファイバの移動速度を高速化することができ、しかも、優れた移動精度を確保できる。また、構造の単純化、部品点数の減少により、低コスト化、小型化が可能である。このため、この光スイッチ装置を単位光スイッチ装置として複数集合して多心の光スイッチ装置を構成した場合も、この多心の光スイッチ装置の小型化、省スペース化、低コスト化を実現できる。
また、移動側光ファイバをハンマーによって前記位置決め溝に押し付ける押し付け機構の採用によって、押し付け機構をも、単純化、小型化、低コスト化することができるといった利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施の形態の光スイッチ装置の横送り機構を示す斜視図である。
【図２】 （ａ）は図１の横送り機構の支持アームの変形挙動を示す側面図、（ｂ）は（ａ）の比較例である。
【図３】 図１の光スイッチ装置に適用される位置決め台を示す斜視図である。
【図４】 図１の横送り装置を備えて構成された光スイッチ装置を単位光スイッチ装置として複数一体化して、多心に対応するように構成された光スイッチ装置を示す平面図である。
【図５】 図４の多心用の光スイッチ装置の側面図である。
【図６】 図１の横送り機構の作用を示す側面図であって、（ａ）は位置決め溝に対する移動側光ファイバの押し付けを解除した状態、（ｂ）は位置決め溝に対して移動側光ファイバを押し付けた状態を示す。
【図７】 本発明に係る光スイッチ装置に適用される横送り機構の参考例を示す斜視図である。
【図８】 図７の横送り機構における支持アームの変形挙動を示す側面図である。
【図９】 図７の横送り機構における移動側光ファイバの移動軌跡を示す図である。
【図１０】 従来例の光スイッチ装置の原理を示す斜視図である。
【符号の説明】
５０…光スイッチ装置、５１…固定側光ファイバ、５２…移動側光ファイバ、６０…支持アーム、６１…先端連結部、６２…基端連結部、７０…位置決め台、７１…光ファイバ配列面、７２…位置決め溝、８０…支持アーム、８１…先端部、８２…基端部、９０…押し付け機構、９１…ハンマー、１００…光スイッチ装置。
【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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