JPS63193123A - 光フアイバ光路切換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、光ファイバを使用した光通信線路の光路切換
に用いられる光ファイバ光路切換器に関する。

〈従来の技術〉 光路切換器の機能としては、光信号を電気信号に変換す
ることなく光信号を直接切換えることが要求されてとり
、ファイバ可動スイッチやプリズム可動スイッチやミラ
ー可動スイッチやレンズ可動スイッチ等の機械的光スィ
ッチと、電気光学効果や磁気光学効果或いは音響光学効
果等を利用して切換える電気的スイッチとが知られてい
る。一般に、電気的スイッチは波長依存性や挿入損失や
印加電圧や光ファイバとの結合損失や漏話がそれぞれ大
きい等の問題がある一方、機械的スイッチは切換え速度
は遅いが、波長依存性が無く低挿入損失で低漏話である
点が優れており、現状では機械的光スィッチの方が実用
性が寓いといえる。

このような機械的な光路切換器は、光ファイバを直接平
行移動或いは回転移動して光路を切換えるファイバ直接
切換法のものと、光ファイバの間にレンズやプリズム或
いはミラー等の切換素子を介在させ、切換素子を平行移
動或いは回転移動して光路を切換える素子挿入切換法の
ものとに大別できる。素子挿入切換法のものでは、レン
ズやプリズム或いはミラー等の素子表面及び光ファイバ
でのフレネル反射損の他に光ファイバと素子との間の結
合損失等が発生する。しかし、ファイバ直接切換法のも
のでは光ファイバのフレネル反射損及びこれら光ファイ
バ間の結合損失が生ずるだけであり、従って機械的光路
切換器としては、低損失な点からファイバ直接切換法の
ものがより実用的であるといえる。

実際の光通信線路においては、配線上の自由度が高く融
通性に富みしかも障害時の応急復旧の迅速性を向上する
ため、多数入力且つ多数出力の光路切換器が必要である
が、−個の光路切換器で多数入力且つ多数出力を小形で
信頼性高く作ることは、現状では技術的に困難である。

このため、二人カニ出力の光路切換器を複数個組合せて
多数入力且つ多数出力の光路切換器を構成している。

ファイバ直接切換法のうち、光ファイバを平行移動して
切換える二人カニ出力の光路切換器の基本構成の一例と
して第１２図及び第１３図に示す如きもの（特願昭８０
−１１４５７７号）が知られている。この光路切換器は
、二枚の平行板ばね３１で連結された固定結合部材３２
と可動結合部材３３とで構成され、固定結合部材３２に
は三本の光ファイバ３４，３５，３６がピッチＰで配列
され、可動結合部材３３には同じく三本の光ファイバ３
？、３８．３９がピッチＰで配列されている。更に、第
三の光ファイバ３６と第四の光ファイバ３７とは光路４
０により互いに接続されている。

従って、第１２図の状態では第一と第四の光ファイバ３
４．３７及び第二と第五の光ファイバ３５．３８及び第
三と第六の光ファイバ３６．３９がそれぞれ結合してい
る。この状態から可動結合部材３３をＶツチＰだけ図中
、上方向に平行移動すると、第１３図の状態になって第
一と第二の光ファイｔ＜３４．３５の端面がそれぞれ第
五と第六の光ファイバ３８゜３９の端面に光学的に結合
する。ここで、第−及び第二の光ファイバ３４．３５を
入力として使用すると共に第五及び第六の光ファイバ３
８．３９を出力として使用すると、二人カニ出力の光フ
ァイバ光路切換器が構成できる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 第１２図及び第１３図に示した従来の光ファイバ光路切
換器においては、第１２図の状態では入力である第一の
光ファイバ３４が出力である第六の光ファイバ３９に結
合しているが、この間に、第一の光ファイバ３４と第四
の光ファイバ３７との結合点と、第三の光ファイバ３６
と第六の光ファイバ３９との結合点との二個所の結合点
が存在している。このため、入力である第二の光ファイ
バ３５と出力である第五の光ファイバ３８の結合に比べ
、前者は結合点が一個所多いことから結合損失や挿入損
失が大きくなる欠点がある。又、構造的には三組の結合
する光ファイバ３４〜３９を同時に軸合せする必要があ
り、高精度な光ファイバの配列と高精度な固定結合部材
及び可動結合部材の端面加工とが必要になる。

更に、光ファイバの切換えを行う場合には可動結合部材
３３を水平方向に移動して行うが、光ファイバ端面が接
触しながら移動を行うため、光ファイバ端面に傷が付き
易く信頼性が低くなる。

このように、光ファイバを直接平行移動して二人カニ出
力の光路切換器を構成する場合には、結合個所の増加に
よる結合損失の増加及び光ファイバ端面の接触による傷
の発生及び三組の光ファイバの高精度軸合せが同時に必
要であった。

く問題点を解決するための手段〉 本発明による光ファイバ光路切換器は、案内筒内に相互
に対向状態で収容され且つ何れか一方が回転可能及び摺
動可能な一対の結合部材と、摺動可能な結合部材を他方
の結合部材側へ附勢する押しばねと、摺動可能な結合部
材をこの押しばねに抗して離反させる離反手段とを備え
、前記一対の結合部材には回転可能な結合部材の回転中
心を中心とした同心円上に複数本の光ファイバがそれぞ
れ貫通支持され、更にこれら結合部材の対向端面には互
いに嵌合し合う複数対の位置決めピンとピン嵌合穴とが
前記回転中心を中心とした同心円上に設けられているこ
とを特徴としてなるものである。

く作　　　用〉 離反手段によって摺動可能に結合部材を他方の結合部材
に対して案内筒内にて離反させる。これによって、ピン
゛嵌合穴から位置決めピンが抜は出し、回転可能な結合
部材が案内筒内において自由に回転できる状態になる。

このように、互いに離反された状態で回転可能な結合部
材を光ファイバの円周上の配列間隔に対応する角度だけ
回転旋回させ、離反手段による離反方向の力を解除する
ことにより、押しばねを介して両結合部材が互いに当接
し合い、位置決めピンがピン嵌合穴に嵌合されて両結合
部材が回転不能になると同時に互いに対向する両結合部
材の光ファイバの接続端面が相互に接続し合う。

く実　施　例〉 本発明による光ファイバ光路切換器の一実施例の断面構
造を表す第１図及びそのＩＩ−Ｉ線断面形状を表す第２
図に示すように、円形断面の案内筒１の中には端面が相
互に突き合う摺動結合部材２と回転結合部材３とが配置
されている。摺動結合部材２は案内筒１に対して回転し
得ないが、軸方向に摺動自在に収容され、案内ｒＲ１の
中心を挾んで１８０度隔てた同心円上に第一の光ファイ
バ４と第二の光ファイバ５とが配置されている。回転結
合　　。

部材３は案内筒１に対して回転自在に収容され、その中
心に対して同心円の同−半径上且つ光ファイバ４２．５
と同一の位相角となる位置に第三の光ファイバ６及び第
四の光ファイバ７が配置されている、摺動結合部材２の
端面には光ファイバ４，５よりも半径方向外側に摺動結
合部材２の中心に対して同心円且つ光ファイバ４，５と
同一の移送角となる位置に二本の位置決めピン８，９が
固定配置され、これに対向して回転結合部材３の端面に
は、光ファイバ６．７の半径方向外側に回転結合部材３
の中心に対して同心円上且つ位置決めピン８，９と同一
の位相角となる位置に二個のピン嵌合穴１０，１１が配
置されている。

又、回転結合部材３には案内筒１外に突出した切換つま
み１２が一体に形成されている。

一方、案内筒１には摺動結合部材２を案内筒１内で軸方
向に移動させるための電磁コイル１３が取付けられてお
り、更に摺動結合部材２の後方にとの摺動結合部材２を
回転結合部材３の端面に押圧する押ばね１４が収容され
ている。

このように構成される光路切換器において、一方の光路
接続状態は第１図に示すように回転結合部材３が押ばね
１４により前方に押されて回転結合部材３の端面に当接
しており、位置決めピン８はピン嵌合穴１０に、位置決
めピン９はピン嵌合穴１１にそれぞれ挿入され、第一の
光ファイバ４と第三の光ファイバ６とが結合し、第二の
光ファイバ５と第四の光ファイバ７とが結合している。

なお、位置決めピン８，９とピン嵌合穴１０，１１とは
光ファイバ４〜７を軸合せするために使用するもので、
ピン嵌合穴１０，１１の内径は入口部で位置決めピン８
，９の外径より大きく設定されると共にピン嵌合穴１０
，１１の奥部では位置決めピン８，９の外径よりわずか
に大きい径に形成されており、位置決めピン８．９がピ
ン嵌合穴１０，１１の奥部に挿入されると、摺動結合部
材２と回転結合部材３との光ファイバ４〜７同志が高精
度に軸合せ結合されるようになっている。又、電磁コイ
ル１３は摺動結合部材２と電気的な磁気回路を構成して
おり、電磁コイル１３に電圧を印加すると、押しばね１
４の圧縮力に抗して磁力により摺動結合部材２を後方、
即ち押しばね１４側に軸方向に移動し、ピン嵌合穴１０
゜１１か、ら位置決めピン８，９を引抜く動作をする一
方、電圧を印加しない状態では摺動結合部材２は押しば
ね１４の反力により前方に軸方向移動し、再び位置決め
ピン８，９はピン嵌合穴１０，１１に挿入されるように
している。

従って、第１図に示しである状態、即ち第一の光ファイ
バ４と第三の光ファイバ６とが結合すると共に第二の光
ファイバ５と第四の光ファイバ７とが結合している状態
から、第一の光ファイバ４と第四の光ファイバ７とを結
合させると共に第二の光ファイバ５と第三の光ファイバ
６とを結合させるためには、電磁コイル１３に電圧を印
加することによって磁力で摺動結合部材２を後方に軸方
向移動させ、位置決めピン８，９をピン嵌合穴１０゜１
１から引抜く。次に、切換つまみ１２を操作して、回転
結合部材３を１８０°回転させる。

この状態で電磁コイル１３の電圧をＯＦＦにすると、再
び摺動結合部材２が押しばね１４の反力により前方に軸
方向移動し、位置決めピン８はピン嵌合穴１１に挿入さ
れると共に位置決めピン９はピン嵌合穴１０に挿入され
、位置決めピン８＃９がピン嵌合穴１０，１１の奥部に
入った状態で、第一の光ファイバ４と第四の光ファイバ
７とが軸合せされると共に第二の光ファイバ５と第三の
光ファイバ６とが軸合せされる。

以上の手順で光ファイバ切換語を動作させることにより
切換えが行え、第一の光ファイバ４と第二の光ファイバ
５を入力に、第三の光ファイバ６と第四の光ファイバ７
を出力とすれば、二人カニ出力の光切換器を構成できる
。

なお、位置決めピン８，９及びピン嵌合穴１０．１１と
光ファイバ４〜７との位置関係は、第３図に示すように
相対的にずらせても良い。又、第４図に示すように摺動
結合部材２と回転結合部材３とに各々四本の光ファイバ
４〜７，２４〜２７を９０°の放射角で配列し、例えば
第一の光ファイバ４と第二の光ファイバ５で二人力、第
三の光ファイバ６と第四の光ファイバ７とで二出力、第
五の光ファイバ２４と第六の光ファイバ２５とで二人力
、第七の光ファイバ２６と第への光ファイバ２７とで二
出力としても良く、この場合−個の光ファイバ光路切換
器で二人カニ出力の光路切換晋を二組構成できる。更に
、光ファイバを４５度の位相角で八本ずつ配列すれば、
−個の光ファイバ光路切ａｌｌで二人カニ出力の光路切
換−を四組構成できる。

第５図は光ファイバと位置決めピン及びピン嵌合穴との
配置の更に他の変形例を示しており、第一の光ファイバ
４及び第三の光ファイバ６及び第六の光ファイバ２５及
び第への光ファイバ２７の外側に位置決めピン８及びピ
ン嵌合穴１０を配列し、第二の光ファイバ５及び第四の
光ファイバ７及び第五の光ファイバ２４及び第七の光フ
ァイバ２６の内側に位置決めピン９とピン嵌合穴１１と
を配列している。本実施例では、光ファイバを半径方向
に複数配列しているが、これらの光ファイバに対して案
内筒１の半径方向外側と内側とに位置決めピン８，９と
ピン嵌合穴１０，１１とが配列させ、更に高精度な光フ
ァイバの軸合せが行えるようになっている。

以上の各実施例においては、摺動結合部材２を軸方向に
移動させろ方法として電磁コイル１３と摺動結合部２と
で磁気回路を構成し、磁力により移動する方法を示した
が、摺動結合部材２或いは回転結合部材３を機械的な手
段で移動させるようにしても良い。

第５図に示したような構造の結合部材２゜３の成形方法
としては、例えば第６図に示すように第一、第二又は第
五、第六の光ファイバ４，５　　（２４，２５１と位置
決めピン８゜９とをプラスチックモールド等で一体成形
してモールド結合部２８を形成すると共に第三、第四又
は第七、第への光ファイバ６、７　（２６゜２７）とピ
ン嵌合穴１０，１１とをプラスチックモールド等で一体
成形したモールド結合部２９を形成する。そして、第７
図に示すようにこれらモールド結合部２８，２９をそれ
ぞれ二個ずつ組込んで摺動結合部材２と回転結合部材３
とする。このように、プラスチックモールド等で光ファ
イバと位置決めピン及びピン嵌合穴を一体成形し、これ
らを摺動結合部材及び回転結合部材に組込むことによっ
て、容易旦っ高精度に摺動結合部材２及び回転結合部材
３を構成できろ。

本発明の他の一実施例の断面構造を表す第８図に示すよ
うに、本実施例では案内筒１の内側に第９図に示す円筒
形の割スリーブ１５を設けている。この割スリーブ１５
の内面及び内径は高精度に仕上げられており、割スリー
ブ１５を案内ｌ８１１の内側に設け、まず割スリーブ１
５内で摺動結合部材２と回転結合部材３とを高精度に突
き合せ、次に位置決めピン８，９とピン嵌合穴１０，１
１とにより更に高精度に光ファイバ４〜７の軸合せを行
う構造としている。

なお、ピン嵌合穴１０，１１の入口部で内径が位置決め
ピン８，９の外径より大きくなっているのは、切換つま
み１２で回転結合部材３を１８０度回転させた時に、あ
る程度の回転角度誤差があっても、位置決めピン８゜９
がピン嵌合穴１０，１１に挿入され、摺動結合部材２が
回転結合部材３の回転角に合うように回転結合部材３が
強制回転され、角度誤差が徐々に減少して最終的に位置
決めピン８．９がピン嵌合穴１０，１１の奥部に挿入さ
れた時に再結合部材の回転角度誤差を零とするためであ
る。

第１０図は本発明の更に他の一実施例を示しており、こ
の実施例では回転結合部材３の後方に押しばね１４を設
け、更に電磁コイル１３を回転結合部材３側の案内筒１
内に設け、摺動結合部材２を案内筒１に対して固定し、
回転結合部材３を軸方向移動自在とし、回転結合部材３
を軸方向に移動させて切換つまみ１２を回転することに
より、光路を切換える構造としている。

第１１図は更に本発明の別な一実施例を示しており、回
転結合部材３を軸方向後方に移動させる電磁コイル１３
を案内筒１の外側に設けており、案内筒１に保持された
切換つまみ１２は電磁コイル１３と一体に固定され、切
換つまみ１２を回転させると電磁コイル１３と共に回転
結合部材３が同時に回転するようになっている。本実施
例は電磁コイル１３が案内筒１の外側に設けであるので
、案内筒１内部の構造が簡単となる。

〈発明の効果〉 本発明の光ファイバ光路切換器によると、光ファイバの
対向方向と直角な方向に平行移動せずに回転移動させる
ようにしたことにより、各光ファイバの結合箇所が何れ
の場合も一対一で対応することとなり、結合損失が少な
くなる上、光ファイバの回転移動時には光ファイバの端
面が相互に接触しないように間隔があけられるため、フ
ァイバ端面が傷つくことがなくなる。更に、対向する光
ファイバを対向方向に移動させるようにしているため、
位置決めピンとピン嵌合穴とによる位置決めができるよ
うになり、光ファイバの軸合せが高精度に行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を示す縦断面図、第２図は
その■−■線断面図、第３図及び第４図及び第５図はそ
れぞれ光ファイバと位置決めピン及びピン嵌合穴との配
置を変えた別な一実施例の断面図、第６図及び第７図は
第５図に示した結合部材の製造手順を表す概念図、第８
図は本発明の他の一実施例の縦断面図、第９図は千の割
スリーブの斜視図、第１０図及び第１１図はそれぞれ更
に他の一実施例の縦断面図、第１２図及び第１３図は従
来例の作動原理を示す縦断面図である。 又、図中の符号で１は案内筒、２は摺動結合部材、３は
回転結合部材、４〜７，２４〜２７は光ファイバ、８，
９は位置決めピン、１０゜１１はピン嵌合穴、１２は切
換つまみ、１３は電磁コイル、１４は押しばねである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 案内筒内に相互に対向状態で収容され且つ何れか一方が
   回転可能及び摺動可能な一対の結合部材と、摺動可能な
   結合部材を他方の結合部材側へ附勢する押しばねと、摺
   動可能な結合部材をこの押しばねに抗して離反させる離
   反手段とを備え、前記一対の結合部材には回転可能な結
   合部材の回転中心を中心とした同心円上に複数本の光フ
   ァイバがそれぞれ貫通支持され、更にこれら結合部材の
   対向端面には互いに嵌合し合う複数対の位置決めピンと
   ピン嵌合穴とが前記回転中心を中心とした同心円上に設
   けられていることを特徴としてなる光ファイバ光路切換
   器。