專利名稱：光開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光開關(guān)，尤其涉及使并排設(shè)置在光纖排列構(gòu)件上的多條光纖與可沿該光纖排列構(gòu)件移動的第2光纖之間實現(xiàn)光耦合的開關(guān)。
背景技術(shù)：
已知的這類開關(guān)有將多個連接器排列矩陣設(shè)置在連接器安裝板上，并且與可進行二維移動的主連接器連接的光掃描開關(guān)(見日本電子情報通信學(xué)會春季全國在會(1988年).P4-238中的“C-449.10芯1×1000光掃描開關(guān)”一文)。
但是，傳統(tǒng)的連接器安裝板是將大量連接器進行物理排列，構(gòu)成光纖二維排列。因此產(chǎn)生了這樣的缺點，即保持在不同的連接器上的光纖之間的排列精度不高，不能與主連接器上保持的光纖進行高精度的連接等。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的光開關(guān)就是為了解決上述問題而開發(fā)的，特別是其目的在于使可動側(cè)的光纖與固定側(cè)的光纖進行光耦合時的光特性穩(wěn)定，提高光耦合的可靠性，以及提高光耦合時的定位精度。
本發(fā)明的光開關(guān)備有下述部件并排設(shè)置多條第1光纖的前端用的光纖排列構(gòu)件；與該光纖排列構(gòu)件相對、同時固定第2光纖前端用的可動臂；以及驅(qū)動機構(gòu)，它用來切換光耦合，沿著第1光纖的排列方向及與該第1光纖的排列方向垂直的方向，驅(qū)動上述光纖排列構(gòu)件或上述可動臂兩者中的至少一者，使第2光纖與第1光纖進行光耦合。上述光纖排列構(gòu)件及可動臂被收容在密封箱內(nèi)，在該密封箱內(nèi)封入了光反射防止劑。
因此，在本發(fā)明的光開關(guān)中，當從并排設(shè)置在光纖排列構(gòu)件上的多條第1光纖中選擇任意一條光纖時，利用驅(qū)動裝置，使第2光纖沿著將光耦合斷開的方向、也就是沿著垂直離開第1光纖的排列面的方向移動，然后使第2光纖沿著第1光纖的排列方向移動規(guī)定的距離。然后再使第2光纖沿著接近排列面的方向移動，并使第2光纖停在規(guī)定位置，如此進行光耦合即光的開關(guān)動作。這時，由于光纖排列構(gòu)件及可動臂被收容在內(nèi)部封入了光反射止劑的密封箱內(nèi)，所以粉塵等不會從外部進入密封箱內(nèi)。無論驅(qū)動光纖排列構(gòu)件和可動臂兩者中的哪一個，都能通過光反射防止劑，達到可靠的光耦合。
本發(fā)明的光開關(guān)備有其上表面形成了固定多條第1光纖用的若干光纖固定槽的第1基板；其上表面形成了在上述光纖固定槽的延長線上形成的引導(dǎo)第2光纖用的若干光纖導(dǎo)槽的第2基板；具有上述第1基板和第2基板的光纖排列構(gòu)件；與該光纖排列構(gòu)件相對，同時將第2光纖的前端固定的可動頭；設(shè)在該可動頭上、同時與上述光纖導(dǎo)槽配合的定位構(gòu)件；其前端有上述可動頭的可動臂；以及沿第1光纖的排列方向及沿與第1光纖的排列方向正交的方向驅(qū)動，使第2光纖對第1光纖進行光耦合的驅(qū)動裝置。
因此，在本發(fā)明的光開關(guān)中，當?shù)?光纖被送到光纖導(dǎo)槽、與多條第1光纖進行光耦合時，設(shè)在可動頭上的定位構(gòu)件通過與光纖導(dǎo)槽嵌合，即使沿光纖排列方向的外部應(yīng)力作用在可動頭上，該第2光纖也能被定位在光纖導(dǎo)槽中而不會移動。另外，通過使可動臂保持彈性力，第2光纖及定位構(gòu)件被壓在光纖導(dǎo)入槽中，從而第2光纖不會從光纖導(dǎo)槽浮上來，第1及第2光纖之間不會產(chǎn)生光軸偏移。
本發(fā)明的光開關(guān)備有在其上表面形成了固定多條第1光纖用的若干光纖固定槽的第1基板；其上表面形成了在上述光纖固定槽的延長線上形成的引導(dǎo)第2光纖用的若干光纖導(dǎo)槽的第2基板；在第2基板的上表面形成的，而且是沿上述光纖導(dǎo)槽形成的配合部；有上述第1基板和第2基板的光纖排列構(gòu)件；與該光纖排列構(gòu)件相對，同時將第2光纖的前端固定的可動頭；設(shè)在該可動頭上，同時與上述配合部配合的定位構(gòu)件；前端有上述可動頭的可動臂；以及沿第1光纖的排列方向及與第1光纖的排列方向垂直的方向驅(qū)動上述可動臂、使第2光纖對第1光纖進行光耦合的驅(qū)動裝置。
因此，在本發(fā)明的光開關(guān)中，當?shù)?光纖被送到光纖導(dǎo)槽而與若干第1光纖進行光耦合時，設(shè)在可動頭上的定位構(gòu)件由于與配合部嵌合，所以即使沿光纖排列方向的外部應(yīng)力作用在可動頭上，該第2光纖也被固定在光纖導(dǎo)槽內(nèi)而不會移動。另外，通過使可動臂保持彈性力，第2光纖及定位構(gòu)件被壓在配合部，第2光纖不會從光纖導(dǎo)槽浮上來，在第1及第2光纖之間不會產(chǎn)生光軸偏移。
上述的目的及其它目的可從后面的說明看得更清楚。
圖1，是本發(fā)明光開關(guān)的剖面圖。
圖2，是設(shè)在光纖排列構(gòu)件上的光纖導(dǎo)槽的斜視圖。
圖3，是表示第1光纖與第2光纖進行光耦合的側(cè)視圖。
圖4，是第2驅(qū)動機構(gòu)的第1實施例，同時它也是沿圖1中的IV-IV線的剖面圖。
圖5，表示從圖4中的狀態(tài)驅(qū)動可動元件、解除光耦合后的狀態(tài)的剖面圖。
圖6，為表示第2驅(qū)動機構(gòu)的第2實施例的剖面圖。
圖7，表示從圖6所示的狀態(tài)下驅(qū)動可動元件，解除光耦合后的狀態(tài)的剖面圖。
圖8，是沿圖6中的VIII-VIII線的剖面圖。
圖9，是沿圖6中的IX-IX線的剖面圖。
圖10，是沿圖7中的X-X線的剖面圖。
圖11，是沿圖7中的XI-XI線的剖面圖。
圖12，是表示第2驅(qū)動機構(gòu)的第3實施例的平面圖。
圖13，是圖12中所示機構(gòu)的側(cè)視圖。
圖14，是表示包含第2驅(qū)動機構(gòu)的第4實施例在內(nèi)的本發(fā)明的光開關(guān)的其他實施例的剖面圖。
圖15，是沿圖14中的XV-XV線的剖面圖。
圖16，是沿圖14中的XVI-XVI線的剖面圖。
圖17，是構(gòu)成圖14主要部分的楔形機構(gòu)的斜視圖。
圖18，為光耦合時楔形機構(gòu)的剖面圖。
圖19，為光耦合解除時楔形機構(gòu)的剖面圖。
圖20，是沿圖14中的XX-XX線的剖面圖。
圖21，是圖14的側(cè)視圖。
圖22是表示光開關(guān)的第2實施例的斜視圖。
圖23是將第2光纖與第1光纖的光耦合部分的結(jié)構(gòu)放大后的斜視圖。
圖24為光開關(guān)的平面圖。
圖25是從圖24中的密封箱上取掉蓋以后的局部剖面圖。
圖26，是使第2光纖移動的第2驅(qū)動機構(gòu)的平面圖。
圖27，是表示圖26中的第2驅(qū)動機構(gòu)的關(guān)連機構(gòu)的光開關(guān)縱剖面圖。
圖28，是第2驅(qū)動機構(gòu)的斜視圖。
圖29，是第2驅(qū)動機構(gòu)的斜視圖。
圖30，是光纖排列構(gòu)件的斜視圖。
圖31，是圖30所示構(gòu)件的剖面圖。
圖32，是本發(fā)明的光開關(guān)的第3實施例的整體斜視圖。
圖33，是圖32所示開關(guān)的剖視圖。
圖34，是圖32中A部的平面圖。
圖35，是圖34所示開關(guān)的側(cè)視圖。
圖36，是可動頭放大后的仰視圖。
圖37A是沿圖36的B-B線的斷面圖，圖37B為圖37A的變形例，它表示出了導(dǎo)銷與第2光纖固定槽之間的配合關(guān)系。
圖38，是光纖排列構(gòu)件放大后的斜視圖。
圖39，為圖38所示構(gòu)件的縱剖視圖。
圖40，為裝上可動頭以后的可動臂斜視圖。
圖41，是表示第2可動臂、可動頭和安裝臺的分解斜視圖。
圖42，為圖41所示部件裝配后的斜視圖。
圖43，表示將第1可動臂裝在安裝臺上后的狀態(tài)的側(cè)視圖。
圖44，表示把具有可動頭的第2可能臂裝在安裝臺上后的狀態(tài)的側(cè)視圖。
圖45，是表示將圖43中的第1可動臂與圖44中的第2可動臂組裝后狀態(tài)的側(cè)視圖。
圖46，為可動臂分解斜視圖。
圖47，為表示圖46中的可動臂的安裝狀態(tài)的斜視圖。
圖48，是構(gòu)成第2可動臂的板簧的展開平面圖。
圖49，是圖48中圓C內(nèi)的放大圖。
圖50A及50B是第2可動臂的側(cè)視圖和平面圖。
圖51，是表示支持在可動頭上的第2光纖及導(dǎo)銷與光纖導(dǎo)槽的配合關(guān)系的斜視圖。
圖52A及52B為第2可動臂的側(cè)視圖及平面圖。
圖53A及53B為表示支持在可動頭上的第2光纖及導(dǎo)銷與光纖導(dǎo)槽配合初期狀態(tài)的平面圖及正面圖。
圖54A及54B是表示支持在可動頭上的第2光纖及導(dǎo)銷與光纖導(dǎo)槽配合時的狀態(tài)的平面圖及正面圖。
圖55是表示第1、第2光纖的光軸對準時的端面間隔的慨要圖。
圖56則是表示第1、第2光纖的光軸不對準時的端面間隔的概要圖。
圖57，是表示可動臂因熱膨脹而形成的變形狀態(tài)的平面圖。
具體實施例方式
下面參照附圖來詳細說明本發(fā)明的光開關(guān)的優(yōu)選實施例。
在圖1、圖4中，符號1所示是用蓋F密閉起來的橫向長的密封箱，該密封箱從外界完全被密封，所以能防止灰塵從外部進入，同時能防止后面所述的光反射防止劑11流到外部。若干條并排設(shè)置帶狀的第1光纖2用的光纖排列構(gòu)件3固定在該密封箱1的下部。該光纖排列構(gòu)件3通過具有給定厚度的基座4被固定安裝在密封箱1的內(nèi)壁面5上(參見圖4)。
如圖2、圖3所示，斷面呈V形的光纖導(dǎo)槽6與第1光纖2的數(shù)量相對應(yīng)地并排設(shè)置在光纖排列構(gòu)件3的上部，各第1光纖2的前端2a的端面2b以從各光纖導(dǎo)槽6的終端露出的狀態(tài)被固定?？蓜颖?4由板簧狀的第1可動臂14和第2可動臂7構(gòu)成。因此配置在構(gòu)成可動臂94的一部分的第2可動臂7的頭8上的第2光纖9的前端9a被插入光纖導(dǎo)槽6內(nèi)，第1光纖2的端面2b和第2光纖9的端面9b排列在一條直線上，同時可達到任意的光耦合。
如圖1、圖4及圖5所示，在密封箱1的下部形成收容第1光纖2的前端2a和第2光纖9的前端9a的貯油凹部10，在該貯油凹部10內(nèi)裝有定量的其折射率與光纖的折射率大致相等的光反射防止劑(例如硅油)11。該貯油凹部10的具體結(jié)構(gòu)是使密封箱1的下部容積比上部容積小，將該小容積部分作為貯油凹部10。而且，將基座4固定在形成貯油凹部10的豎直面10a上，將光纖排列構(gòu)件3固定在該基座4上，沿大致與液面11a垂直的方向并排設(shè)置光纖導(dǎo)槽6。其結(jié)果，將光反射防止劑11填充到貯油凹部10內(nèi)后，光纖排列構(gòu)件3能完全沉在貯油凹部10內(nèi)，同時第2光纖9的前端9a也能沉在貯油凹部10內(nèi)。因此，利用后面所述的驅(qū)動機構(gòu)，即使沿規(guī)定方向驅(qū)動第2光纖9時，第2光纖9的前端9a也不會從光反射防止劑11液面11a出來。
如圖2所示，第2光纖9的前端9a被固定在由板簧構(gòu)成的第2可動臂7的頭8上，同時從頭8的前端突出規(guī)定的長度。第2可動臂7沿上下方向(Z方向)設(shè)置，其前端構(gòu)成游動端，同時與光纖排列構(gòu)件3的光纖導(dǎo)槽6相對。第2可動臂7的基端被固定在密封箱1內(nèi)滑動自如地配置的基臺12上，該基臺12構(gòu)成矩形的塊。這里，第2可動臂7由板簧形成，所以在對游動端施力的狀態(tài)下產(chǎn)生彈力。作為對第2可動臂7的游動端加壓的裝置，是利用構(gòu)成可動臂94的一部分的板簧狀的第1可動臂14，該第1可動臂14從基臺12延伸而蓋在第2可動臂7上。該第1可動臂14的基端固定在基臺12上，同時在其游動端形成彎曲成L形的加壓部14a，該加壓部14a與第2可動臂7的游動端相配合。由于用聚四氟乙烯樹脂被覆在該加壓部14a上，因此能減輕加壓部14a和第2可動臂7之間的摩擦，能很好地防止產(chǎn)生磨損的粉末。
基臺12通過后述的滑動導(dǎo)向部13，沿第1光纖2的排列方向(以下稱X方向)往復(fù)滑動，同時收容著后面所述的光纖出入機構(gòu)25，后者使第2光纖9沿與第1光纖2的排列方向正交的方向9以下稱為y)往復(fù)運動。
沿x方向延伸、用來使基臺12沿x方向移動的滑動導(dǎo)向部13設(shè)置在密閉的密封箱1內(nèi)的上部。該滑動導(dǎo)向部13由螺紋軸16和導(dǎo)向軸18構(gòu)成，該螺紋軸16穿過基臺12、沿x方向延伸、同時與固定設(shè)置在基臺12上的內(nèi)螺紋部15進行螺紋結(jié)合，上述導(dǎo)向軸18與螺紋軸16平行延伸，同時通過止推軸承17而穿過基臺12。螺紋軸16通過軸承19，轉(zhuǎn)動自如地支持在密封箱1的兩側(cè)部1a、1b，導(dǎo)向軸18固定在兩側(cè)部1a、1b上。另外，螺紋軸16的一端通過聯(lián)軸節(jié)20連接在電動機21的驅(qū)動軸21a上。
上述滑動導(dǎo)向部13被密封蓋22包圍著，該密封蓋22由第1密封蓋22a和第2密封蓋22b構(gòu)成，該第1密封蓋22a呈折皺狀，設(shè)置在基臺12的一個側(cè)面12a和與其相對的側(cè)部1a之間，上述第2密封蓋22b也呈折皺狀，設(shè)置在基臺12的另一側(cè)面12b和與其相對的側(cè)部1b之間。因此，利用密封蓋22能將滑動導(dǎo)向部13隔離在密封箱1內(nèi)，因此由于滑動導(dǎo)向部13和基臺12之間的可動接觸而產(chǎn)生的磨損的粉末能被關(guān)閉在密封蓋22內(nèi)，而且即使將通常豎直使用的光開關(guān)例如橫過來，光反射防止劑11也很難流入密封蓋22內(nèi)。
其次說明使第2光纖9對第1光纖2進行光耦合用的驅(qū)動機構(gòu)23。
如上所述，驅(qū)動機構(gòu)23由沿x方向驅(qū)動基臺12用的第1驅(qū)動機構(gòu)23A和沿y驅(qū)動第2光纖9用的第2驅(qū)動機構(gòu)23B構(gòu)成，第1驅(qū)動機構(gòu)23A以上述的滑動導(dǎo)向部13或電動機21作為主要的構(gòu)成部件。第2驅(qū)動機構(gòu)23B如圖1所示，它主要由被封入密封蓋22內(nèi)穿過基臺12沿x方向延伸的斷面呈半月狀的凸輪軸24、通過聯(lián)軸節(jié)27使凸輪軸24轉(zhuǎn)動的電動機28、以及如圖4及圖5所示，通過與凸輪軸24合作而沿y方向往復(fù)的光纖出入機構(gòu)25構(gòu)成。
如圖4、圖5所示，該光纖出入機構(gòu)25備有利用彈簧30而受彈力作用的圓柱狀的可動元件26，該可動元件26的外周有第1及第2法蘭26a、26b，同時被配置在在基臺12內(nèi)部形成的收容空間部29內(nèi)。在該收容空間部29內(nèi)形成與第1法蘭26相對、將可動元件26限制在y方向移動的第1限制壁29a、以及與第2法蘭相對、將可動元件26限制在y方向移動的第2限制壁29b?？蓜釉?6的一端受到由用螺絲固定在基臺12上的支持部34支持的壓縮彈簧30的彈力作用，可動元件26的另一端上固定著沿第1可動臂14延伸的撐桿31。該撐桿31被插在第2可動臂7和第1可動臂14之間，使其前端與有彈性的第1可動臂14的內(nèi)側(cè)表面接觸，可被驅(qū)動跟蹤有彈性的第1可動臂14的移動。另外，呈環(huán)狀的襯套B1、B2固定在可動元件26和收容空間部29的壁面之間，可動元件26的直線移動性好。
這里，半月狀的凸輪軸24被插在可動元件26的第1法蘭26a和第2法蘭26b之間。該凸輪軸24的斷面處的輪廓由曲線狀的作用面24a和直線狀的非作用面24b構(gòu)成。如圖4所示，使凸輪軸24轉(zhuǎn)動，作用面24a與和第2法蘭26b接觸，反抗彈簧30的彈力而將可動元件26壓下去。如圖5所示，再使凸輪軸24轉(zhuǎn)動，由于非作用面24b與第2法蘭26b相對，所以由彈簧30的彈力作用而將可動元件26推上去。這時，由于第1法蘭26a與第1限制面29a接觸，所以可動元件26的突出量受到限制，同時避免凸輪軸24的非作用面24b與第2法蘭26b接觸。結(jié)果，可動元件26對凸輪軸24沒有摩擦，所以能使基臺12沿x方向滑動，同時能防止產(chǎn)生磨損的粉末。
固定在基臺12的側(cè)面12b上的光傳感器32與設(shè)置在可動元件26上的開關(guān)桿32a配合動作，檢測可動元件26在y方向上的位置。如圖1所示，固定在密封箱1的側(cè)部1a、1b上的光傳感器33通過與設(shè)置在基臺12的側(cè)面上的一對開關(guān)桿35的合作，檢測基臺1在x方向上的終端位置。這些光傳感器32開關(guān)桿32a、35都設(shè)置在密封蓋22內(nèi)，因此能避免光反射防止劑11的飛濺所產(chǎn)生的影響，可防止誤動作。
其次說明上述的光開關(guān)的動作。如圖4、圖5所示，當以豎直狀態(tài)使用光開關(guān)時，將密封箱1固定在沿鉛直方向豎立的固定板100上，以便使貯油凹部10配置在密封箱1的下方。
當使任意的第1光纖22和第2光纖9進行光耦合時，驅(qū)動電動機28，使凸輪軸24轉(zhuǎn)動規(guī)定的量，將第2光纖9的前端9a從光纖導(dǎo)槽6中取除，成為圖5所示的狀態(tài)。然后，以規(guī)定時間驅(qū)動電動機21，使螺紋軸16旋轉(zhuǎn)規(guī)定量，將基臺12輸送任意量。然后停止電動機21，將基臺12停止在該位置。
然后驅(qū)動電機28，使凸輪軸24轉(zhuǎn)動規(guī)定量，如圖4所示，作用面24a反抗彈簧30的彈力，將可動元件26的第2法蘭26b向下壓。其結(jié)果撐桿31下降，同時將被撐桿31推上去的第1可動臂14的彈力釋放。這時，利用第1可動臂14的彈力，用加壓部14a將第2可動臂7的游動端壓下，將第2光纖9的前端9a插入光纖導(dǎo)槽6內(nèi)，實現(xiàn)任意的第1光纖2與第2光纖9的光耦合。在該光耦合狀態(tài)下，利用彈簧30的彈力作用，凸輪軸24和第2法蘭26b以規(guī)定的壓力接觸，所以基臺12很難偏離x方向。
當使基臺12沿x方向移動時，驅(qū)動電動機28，使凸輪軸24轉(zhuǎn)動規(guī)定的量。于是如圖5所示，作用面24b與第2法蘭26b相對，利用彈簧30的彈力，將可動元件26推上去。這時，第1法蘭26a與第1限制面29接觸，限制可動元件的26的突出量，因此能避免凸輪軸24的非作用面24b與第2法蘭26間的接觸即摩擦。由于撐桿向上反抗彈力，而將第1可動臂14推上去，使加壓部14a離開第2可動臂7，將第2可動臂7的壓力解除，利用其本身的彈性力將第2光纖9從光纖導(dǎo)槽6取出，并沿x方向輸送基臺12。
其次參照圖6-圖11，說明第2驅(qū)動機構(gòu)40的第2實施例。與上述實施例相同或等同的構(gòu)成部分標以相同的符號，其說明從略。
沿y方向驅(qū)動第2光纖9的第2驅(qū)動機構(gòu)40如圖6所示，它被封閉在密封蓋22內(nèi)，它主要由下述部分構(gòu)成，即穿過基臺12、沿x方向延伸的斷面呈半月狀的凸輪軸24；通過聯(lián)軸節(jié)27使凸輪軸24旋轉(zhuǎn)的電動機28；以及如圖6、圖7所示，通過與凸輪軸24合作，沿y方向往復(fù)運動的光纖出入機構(gòu)41。
該光纖出入機構(gòu)41備有利用壓縮彈簧42而被推壓的分割型的可動元件43。該可動元件43被設(shè)置在基臺12內(nèi)部形成的收容空間部44內(nèi)，同時它有大致呈圓柱狀的第1部分45和第2部分46，該第1部分45和第2部分46通過連接部47構(gòu)成一個整體。
如圖6、圖9所示，壓縮彈簧42安裝在第1部分45的中央，該彈簧42的一端與收容空間部44的一個壁面44a接觸，另一端與法蘭部48接觸。結(jié)果，可動元件43夾著彈簧42，出入自如地構(gòu)成。
在第1部分45的上部沿軸線方向即沿y方向形成具有規(guī)定長度的限制孔49，固定在基臺12上的限制銷50被插在該限制孔49中。因此通過呈長孔的限制孔49的限制銷50之間的配合動作，能限制可動元件43的移動量，因此，通過適當?shù)刈兏拗瓶?9的長度，就能適當?shù)刈兏蓜釉?3的行程。
在第1部分45的下部沿軸線方向形成切口部51，該切口部51與固定設(shè)置在凸輪軸24上的動作片52相對，同時位于該動作片52的轉(zhuǎn)動半徑以內(nèi)。由于不管可動元件43位于x方向的什么位置，都必須能通過動作片52和切口部51的配合動作，使可動元件43往復(fù)運動，所以動作片52以能作用到可動元件43沿x方向的移動范圍所對應(yīng)的長度固定設(shè)置。
在第1部分45的最上部形成動作頭53，被插入從收容空間部44一直貫通到基臺12的頂面12c的通孔54內(nèi)，而被配置在與第1可動臂14的內(nèi)側(cè)表面接觸的位置。因此，能驅(qū)動有彈性的第1可動臂14跟隨動作頭53的移動。
如圖6、圖8所示，通過連接部47而與第1部分45構(gòu)成一體的第2部分46，相對于第1部分45平行延伸，同時構(gòu)成為止動機構(gòu)的一部分的保持片。該第2部分46的止動部46a被定位在構(gòu)成止動機構(gòu)的一部分的止動銷主體56的爪部56a之間，該止動銷主體56利用固定在基臺12上的呈L狀的支持片55而固定在收容空間部44內(nèi)。這里，止動機構(gòu)具有眾所周知的結(jié)構(gòu)，但在該實施例中，采用壓一次被固定、再壓一次解除固定的一個循環(huán)中兩次動作式的止動機構(gòu)。由于上述的止動機構(gòu)能利用眾所周知的機構(gòu)，因此不限定其結(jié)構(gòu)和形狀。
下面參照圖1-圖3及圖6-圖11，說明第2驅(qū)動機構(gòu)40的光開關(guān)的動作。
當將第2光纖9的前端9a從光纖導(dǎo)槽6中取出時，驅(qū)動電動機28，使凸輪軸轉(zhuǎn)動規(guī)定的量。其結(jié)果如圖7、圖11所示，動作片52與切口部51的鎖定面51a相配合，反抗彈簧42的彈性力，將第1部分45的動作頭53推上去。這時，如圖10所示，第2部分46也被推上去，止動部46a與止動銷主體56的爪部56a進行止動配合，使可動部件43停止在該位置。
此后，當凸輪軸24反轉(zhuǎn)時，切口部51與動作片52的配合被解除，但由于第2部分46的止動銷的配合未解除，所以可動元件43維持圖7所示的狀態(tài)，而凸輪軸24維持圖6所示的狀態(tài)。其結(jié)果，動作片52和可動元件43之間無摩擦，基臺12可沿x方向平滑地移動。
此后，當使任意的第1光纖2和第2光纖9進行光耦合時，以規(guī)定的時間驅(qū)動電動機21，使螺紋軸16旋轉(zhuǎn)規(guī)定量，將基臺12沿x方向輸送任意量。然后，使電動機21停止，將基臺12停止在該位置。
然后，驅(qū)動電動機28，使凸輪軸24旋轉(zhuǎn)規(guī)定量，如圖7所示，使動作片52和鎖定部51a配合，同時再通過動作片52將鎖定面51a推上去。結(jié)果，止動部46a和止動主體56之間的止動配合被解除。然后如圖6所示，使凸輪軸24反轉(zhuǎn)，如圖8所示，動作片52和鎖定面51a之間的配合被解除，如圖9所示，由于彈簧42的彈力作用，可動元件43下降。這時，由于動作頭53下降，第1可動臂14的彈力被釋放，由加壓部14a將第2可動臂7的游動端壓下。結(jié)果，第2光纖9的前端9a被插入光纖導(dǎo)槽6內(nèi)，可實現(xiàn)任意的第1光纖2和第2光纖9的光耦合。
這里，檢測可動元件43在y方向的位置的光傳感器57被固定在支持片55的一個側(cè)面55a上，開關(guān)桿58固定設(shè)置在可動元件43上。因此，通過光傳感器57和開關(guān)桿58的配合動作，可檢測可動元件43的位置。另外，由于光傳感器57及開關(guān)桿58都被置于密封蓋22內(nèi)，所以能避免由光反射防止劑11的飛濺造成的誤動作。
其次參照圖12、圖13說明第2驅(qū)動機構(gòu)60的第3個實施例。與上述的實施例相同或等同的構(gòu)成標以相同的符號，其說明從略。
沿y方向驅(qū)動第2光纖9的第2驅(qū)動機構(gòu)60主要由下述部分構(gòu)成收容在基臺12的收容空間部61內(nèi)的電動機62；從該電動機62出入的螺旋主軸63；以及通過與該螺旋主軸63配合動作而沿y方向往復(fù)運動的光纖出入機構(gòu)64。
該光纖出入機構(gòu)64備有受到壓縮彈簧65的推壓且將螺旋主軸63插入其中的筒狀的可動元件66。該可動元件66利用配置在收容空間部61的壁面和可動元件66的法蘭部66a之間的彈簧65的作用而經(jīng)常被壓在螺旋主軸63上。在可動元件66的最上部形成動作頭67，該動作頭67被插入從收容空間部61一直貫通到基臺12的頂面12c的通孔68內(nèi)，同時被配置在與第1可動壁14的內(nèi)側(cè)面接觸的位置。因此能跟蹤動作頭67的移動，驅(qū)動有彈性的第1可動壁14。當將電動機62固定在收容空間部61內(nèi)時，可用螺釘?shù)葘⒐潭ㄔ诨_12上的L形的支持片70和在電動機62的側(cè)面上形成的法蘭部69緊固，安裝作只簡單適用。
如上所述，由于將電動機62與基臺12固定在一個整體，可使結(jié)構(gòu)簡單，并能降低成本，而且能利用從電動機62延伸的螺旋主軸63直接控制可動元件66的移動，所以能進行精度好的微調(diào)。
下面參照圖1-圖3及圖12、圖13，說明利用第2驅(qū)動機構(gòu)60的光開關(guān)的動作。
當將第2光纖9的前端9a從光纖導(dǎo)槽6中取出時，驅(qū)動電動機62，使螺旋主軸63伸出規(guī)定量。結(jié)果，如圖13所示，螺旋主軸63反抗彈簧65的彈性力而將可動元件66的動作頭67推上去，也將第1可動臂14推上去。
然后，在使任意的第1光纖2與第2光纖9進行光耦合時，按規(guī)定時間驅(qū)動電動機21，使螺紋軸16旋轉(zhuǎn)規(guī)定量，將基臺12沿x方向輸送任意量。然后，停止電動機21，將基臺12停止在此處。
然后驅(qū)動電動機62，通過使螺旋主軸63反向旋轉(zhuǎn)，螺旋主軸63被拉回電動機62內(nèi)。結(jié)果，可動元件66的動作頭67下降到兩點線所示的位置。這時，第1可動臂14的彈力被釋放，用加壓部14a將第2可動臂17的游動端壓下。從而第2光纖9的前端9a被插入光纖導(dǎo)槽6中，可實現(xiàn)任意的第1光纖2與第2光纖9之間的光耦合。
其次參照圖14-圖21，說明第2驅(qū)動機構(gòu)80的第4實施例。與上述實施例中相同或等同的構(gòu)成部分，標以相同的符號，其詳細說明從略。
如圖15所示，第2驅(qū)動機構(gòu)主要由下述部分構(gòu)成；支持上述滑動導(dǎo)向部13的兩端、同時與密封箱1的兩側(cè)部1a、1b配合的第1及第2支持構(gòu)件81、82；如圖16所示，插在側(cè)部1a和第1支持構(gòu)件81之間及側(cè)部1b和第2支持構(gòu)件82之間、同時使第1及第2支持部81、82沿y方向相對于密封箱1往復(fù)運動的楔形機構(gòu)83、84；使該楔形機構(gòu)83、84動作的楔形可動裝置85；以及與楔形機構(gòu)83和84連動，同時貫穿基臺12、沿y方向延伸的連接軸86。
如上所述，滑動導(dǎo)向部13由下述部分構(gòu)成沿x方向延伸、同時與設(shè)置在基臺12上的內(nèi)螺紋部15進行螺紋結(jié)合的螺紋軸16；以及與螺紋軸16平行延伸、同時穿過設(shè)在基臺12上的上推軸承17的導(dǎo)向軸18。螺紋軸16相對于第1及第2支持構(gòu)件81、82旋轉(zhuǎn)自如地固定。導(dǎo)向軸18固定設(shè)置在第1及第2支持構(gòu)件81、82上。
如圖15、圖16所示，第1及第2支持構(gòu)件81、82被插入在密封箱1的兩側(cè)部1a、1b上形成的滑動空間部87、88內(nèi)，移動自如地配置在y方向上。如圖14、圖20所示，沿y方向延伸的線性導(dǎo)桿89、90固定設(shè)置在第1及第2支持構(gòu)件81、82上，由于存在這些線性導(dǎo)桿89、90才能使第1及第2支持構(gòu)件81、82沿y方向相對于密封箱1平穩(wěn)地滑動。另外，第1支持部件81形成箱形，收容著聯(lián)軸節(jié)20及楔形可動裝置85，所以能將由楔形可動裝置85產(chǎn)生的磨損粉末能被封閉在第1支持構(gòu)件81內(nèi)。
如圖16所示，楔形機構(gòu)83、84由下述部分構(gòu)成固定設(shè)置在側(cè)部1a、1b上的斷面呈梯形的第1楔形體83a、84a；以及通過成規(guī)定角度的楔面K安裝在第1楔形體83a、84a上的斷面呈梯形的第2楔形體83b、84b。楔形機構(gòu)83和84相對于與連接軸88的軸線正交的面呈鏡面對稱關(guān)系。第2楔形體83b、84b與第1及第2支持構(gòu)件81、82接觸，同時沿x方向滑動自如地安裝。如圖17-圖19所示，在第1楔形體83a、84a的中央形成使連接軸86貫通用的切口部87，在第2楔形體83b、84b的中央形成與在連接軸86的兩端形成的外螺紋部86a、86b進行螺紋結(jié)合的內(nèi)螺紋部87a、87b。
外螺紋部86a和86b沿軸向方向看時，其切削螺紋的方向相反。內(nèi)螺紋部87a、87b也一樣。因此，沿任意方向轉(zhuǎn)動連結(jié)軸86時，通過外螺紋部86a、86b和內(nèi)螺紋部87a、87b協(xié)同動作，能使第2楔形83b、84b相對于第1楔形體83a、83b沿同一方向上下動作。
如圖14所示，利用收容在箱形第1支持材件81內(nèi)的楔形可動裝置85，例如齒輪機構(gòu)驅(qū)動連接軸86，該楔形可動裝置85利用固定在第1支持材件81的外表面上的電動機28驅(qū)動。如圖21所示，檢測第1及第2支持部件81、82在y方向的位置的光傳感器91固定在第1支持構(gòu)件81的側(cè)面81a上，開關(guān)桿92固定設(shè)置在密封箱1內(nèi)。從而通過光傳感器91和開關(guān)桿92的協(xié)同動作，能檢測第1及第2支持構(gòu)件81、82相對于密封箱1沿y方向的位置?；_12的沿x方向的檢測裝置的優(yōu)選結(jié)構(gòu)如圖1所示。
上述的滑動導(dǎo)向部13及連接軸86被密封蓋22包圍，該密封蓋22由兩部分構(gòu)成，即安裝在基臺12的一個側(cè)面12a和與其相對的側(cè)部1a之間的折皺狀的第1密封蓋22a；以及安裝在基臺12的另一側(cè)面12b和與其相對的側(cè)部1b之間的折皺狀的第2密封蓋22b。從而能利用密封蓋22將滑動導(dǎo)向部13及連接軸86隔離在密封箱1內(nèi)，因此能將由于這些構(gòu)件與基臺12進行可動接觸而產(chǎn)生的磨損粉末封閉在密封蓋22內(nèi)。第2可動臂7經(jīng)常受第1可動臂14的彈性力的作用，能可靠地實現(xiàn)第1光纖2和第2光纖9之間的光耦合。
下面參照圖2、圖3及圖14-圖21，說明利用第2驅(qū)動機構(gòu)80的光開關(guān)的動作。
當將第2光纖9的前端9a從光纖導(dǎo)槽6中取出時，驅(qū)動電動機28，使通過楔形可動裝置85使連接軸86的外螺紋部86a、86b轉(zhuǎn)動規(guī)定量。其結(jié)果如圖19所示，使第2楔形體83b、84b對于第1楔形體83a、84a沿y方向上升，也使第1及第2支持構(gòu)件81、82相對于密封箱1上升。這時，由于滑動導(dǎo)向部13也上升，所以基臺12也跟隨其上升，所以第2光纖9的前端9a被從光纖導(dǎo)槽6中取出。然后，在使任意的第1光纖2與第2光纖9進行光耦合時，按規(guī)定時間驅(qū)動電動機21，使螺紋軸16轉(zhuǎn)動一規(guī)定量，將基臺12沿x方向輸送任意量。然后停止電機21，將基臺12停止在該位置。
然后，反轉(zhuǎn)驅(qū)動電動機28，使連接軸86反向旋轉(zhuǎn)一規(guī)定量，如圖18所示，使第2楔形體83b、84b相對于第1楔形體83a、84a沿y方向下降，使第1及第2支持構(gòu)件81、82相對于密封箱1下降。這時，由于滑動導(dǎo)向部13也下降，所以基臺12及第2可動臂7也跟隨其下降。然后，第2可動臂7利用第1可動臂14而進行推壓，所以第2光纖9的前端9a被可靠地插入光纖導(dǎo)槽6內(nèi)，可實現(xiàn)任意的第1光纖2和第2光纖9之間的光耦合。
在該第4實施例中，為了便于說明，使用了上升或下降的用語，但將光開關(guān)豎立使用時，則對應(yīng)于水平方向的前進或后退。
本發(fā)明不受上述實施例的限定，例如，密封蓋22可以不是折皺狀的、而用彈性形變?nèi)菀椎南鹉z體。
其次說明上述光開關(guān)的第1實施例的效果。
即由于在密封箱1的下部形成收容第1光纖2的前端2a和第2光纖9的前端9a的貯油凹部10，則可將光反射防止劑的封入量限制在必要的最小量，所以不會增加裝置本身的重量，也能縮短光反射的防止劑封入時間，還能降低制造成本。另外，由于用密封蓋22包圍滑動導(dǎo)向部13，所以能將由滑動導(dǎo)向部13與基臺12的摩擦產(chǎn)生的磨損粉末封閉在密封箱1內(nèi)，所以磨損粉末不會混入貯油凹部10內(nèi)，也就不會影響光纖之間的光耦合。另外，由于將螺紋軸16沿第1光纖2的排列方向延伸較長，所以能以穩(wěn)定的精度將第2光纖9輸送到第1光纖2的排列方向。
下面說明本發(fā)明的光開關(guān)的第2實施例。
在圖22中，密封箱112能水平穩(wěn)動自如地被支持在基座111上。圖22中示出了將密封箱112的蓋取下后的狀態(tài)。而且，雙芯第2光纖(主側(cè)元件)102和與該第2光纖102進行光耦合的第1光纖(n側(cè)光纖)104收容在該密封箱112內(nèi)。
如各圖所示，密封箱112由底壁113、從底壁113的邊緣向上豎起的周壁114、液密性地安裝在周壁114的上端面上的蓋115、以及設(shè)置在周壁114的兩個側(cè)壁114a上形成的第1開口116的外側(cè)上使其密閉的2個折皺蓋117構(gòu)成。
更詳細地說明如下，在密封箱112內(nèi)，第2光纖安裝在可動狀105上，可動頭105安裝在可動臂118的前端。可動臂118由平行設(shè)置的上下兩層板簧118a、118b構(gòu)成，其基端安裝在支持板120上。
該可動臂118通過上下兩組板簧118a、118b可以上下彎曲，進行光耦合切換時，由后面所述的第2驅(qū)動機構(gòu)136將可動臂118提上時，保持第2光纖的可動頭105便被提上。
支持板120被收容在密封箱112中后，通過周壁114的兩側(cè)上的第1開口116，進入左右折皺蓋117中，其兩端120a固定在從基座111豎立起來的豎直板122上，與折皺蓋117的端壁117a構(gòu)成一體(參見圖25)。
在周壁114的后壁114b的上端面形成凹部123，第2光纖102從該凹部123向后方引出。用蓋115將凹部123關(guān)閉，因此第2光纖102被液密性地導(dǎo)出密封箱112(參見圖22)。
在周壁114的前端壁114c上形成切口部124。多芯光纖帶101通過該切口部124被引導(dǎo)到設(shè)置在密封箱112內(nèi)的光纖排列構(gòu)件103上。該切口部124被填充物125液密性的填充，該填充物125由只在多芯光纖帶101通過的部位形成凹口的彈性體構(gòu)成，因此切口部124被密閉。
密封箱112利用將電動機126作為驅(qū)動源的第1驅(qū)動機構(gòu)121，可在基座111上沿光纖的排列方向水平移動。電動機126設(shè)置在基座111上，與電動機軸連接的螺旋軸127利用軸承板128水平地設(shè)置在基座111上。螺母構(gòu)件130被螺紋結(jié)合在螺旋軸127上，與該螺母構(gòu)件130構(gòu)成一體的臂部131被結(jié)合在密封箱112的后部上面。
導(dǎo)塊132設(shè)在周壁114的前端和后端的下方(在圖22中，位于密封箱112的縱向兩端下方)。該導(dǎo)塊132滑動自如地嵌合在開口向上固定在基座111上表面上的U形直線導(dǎo)向構(gòu)件133的導(dǎo)槽中。在圖22中，右側(cè)的直線導(dǎo)向構(gòu)件133通過支架134安裝在基座111上。
因此，通過電動機126驅(qū)動，螺旋軸127可正反向旋轉(zhuǎn)，螺母構(gòu)件130沿該螺旋軸127往復(fù)往動，密封箱112通過臂部131而沿水平方向移動。該移動通過導(dǎo)塊132沿直線導(dǎo)向構(gòu)件133上的導(dǎo)槽移動而能保持規(guī)定的態(tài)勢，且穩(wěn)定。
密封箱112水平移動時，移動前方的折皺蓋117收縮，另一側(cè)的折皺蓋117伸長。因此，密封箱112往復(fù)運動時，左右兩側(cè)的折皺蓋117、117交替地伸縮。
支持第1光纖104的光纖排列構(gòu)件103如上所述，整體地配置在密封箱112內(nèi)，因此伴隨密封箱112水平移動，光纖排列構(gòu)件103與該密封箱112一起移動。與此相反，由于第2光纖102通過可動頭105及可動臂118而固定在支持板120上，不與密封箱112一起移動，因此相對地看，密封箱12水平移動，變成第2光纖102沿第1光纖104的排列方向移動，因此能切換光耦合。
下面根據(jù)圖30和圖31說明光纖排列構(gòu)件103的結(jié)構(gòu)。
光纖排列構(gòu)件103由下述部分構(gòu)成在基板106的上表面形成的狹縫107；沿著與該狹縫107的縱向正交的方向延伸而將該狹縫107夾在中間的光纖固定槽108及光纖導(dǎo)槽109；嵌合在光纖固定槽109的第1光纖104；以及將該第1光纖104壓在光纖固定槽108中固定的蓋板110。
從圖30的上方看，基板106呈長方形，狹縫107從基板106的一個側(cè)面106a延伸到另一側(cè)面106b。狹縫107的斷面形狀大致呈凹形。另一方面，光纖固定槽108和光纖導(dǎo)槽109從上表面的一個側(cè)面(基準端面)106a以一定的間距(例如0.25mm)并排設(shè)有多條(例如設(shè)有80條，但圖中將一部分省略)。
在實施例中，光纖固定槽108及光纖導(dǎo)槽109都呈V形，各V形槽的縱向長線被設(shè)得一致。從光纖帶101導(dǎo)出的第1光纖104從槽的后方插入光纖固定槽108中，光纖前端面104a被配置得與狹縫107的一側(cè)垂直面位于同一平面上。
上述第1光纖104接觸在V形槽的底部側(cè)壁上，在此狀態(tài)下用粘接劑將其保持住。用硅制的蓋板110結(jié)合在基板106的上表面，用來保護固定在光纖固定槽108中的第1光纖104。蓋板110是在第1光纖104的前端面104a露出的狀態(tài)下結(jié)合在基板106上的，所以對該第1光纖104和第2光纖102的連接無障礙。另外，由于第1光纖104被固定在能充分埋沒該光纖的V形槽的底部，所以蓋板110在近似于面接觸的狀態(tài)下結(jié)合在基板106的上表面上。
在上述結(jié)構(gòu)中，圖1所示的可動頭105利用第2驅(qū)動機構(gòu)136，沿光纖導(dǎo)槽109的深度方向(y方向)移動，而光纖排列構(gòu)件103利用第1驅(qū)動機構(gòu)121，與水平移動的密封箱112一起沿光纖排列方向(x方向)移動，通過上述的移動，可將第2光纖102從光纖導(dǎo)槽109中取出，越過槽棱而移到另外的光纖導(dǎo)槽中109中，因此能切換第2光纖102與第1光纖104之間的光耦合。
在本實施例中，由將電動機135作為驅(qū)動源的第2驅(qū)動機構(gòu)136進行第2光纖102的上升動作。現(xiàn)參照圖22、圖24、圖25進行說明。電動機135設(shè)置在基座111上，與電動機軸連接的螺旋軸137利用軸承板138水平地設(shè)置在基座111上。螺母構(gòu)件140螺紋結(jié)合在螺旋軸137上，從該螺母構(gòu)件140上向上豎立的銷143與在搖桿141的端部形成的長孔142相配合。如圖28及圖29所示，搖桿141彎曲成鉤形，其角部支樞在豎直設(shè)在基座111上的垂直軸145上。在搖桿141的端部形成長孔148，通過與該長孔148游動配合的連接銷146，搖桿141與滑板147連接。
滑板147上有兩個導(dǎo)向長孔151，從基座111上豎立的導(dǎo)銷150與各導(dǎo)向長孔151進行游動配合，因此滑板147的移動方向被限制在圖28、圖29中的箭頭所示的方向。
另一方面，其斷面呈梯形、而且呈桿狀的斜面導(dǎo)桿152固定在基座111的上表面，如圖29所示，滑板147向前移動時，滑板147的前端147a便滑到了該斜面導(dǎo)桿152上而被抬起來。反之，如圖28所示，當滑板147后退時，該前端147a降下來。在滑板147上形成的U形槽153，使前端147a具有彈性。
如圖27所示，滑板147的前端147a位于密封箱112的下部。在密封箱112的底壁113上形成第2開口156，并安裝著折皺狀保護蓋155，將該第2開口156密閉。而且，可動塊154液密性地貫通折皺蓋155，并由該折皺蓋155支持著。這樣，由折皺蓋155和可動塊154將密封蓋112的內(nèi)外隔開，而且通過該折皺蓋155的伸縮，可動塊154可升降?？蓜訅K154的上表面與安裝在支持第2光纖102的可動臂118的中間部位且下垂的托架157的下表面接觸。
采用上述結(jié)構(gòu)，由電動機135驅(qū)動，隨著螺旋軸137正反向旋轉(zhuǎn)，螺母構(gòu)件140沿該螺旋軸137往復(fù)移動，滑板147通過搖桿141前后移動。而且，滑板147向前移動并滑到斜面導(dǎo)桿152上，于是前端147a將可動塊154提起，可動塊154通過托架157反抗板簧的彈力而將可動臂118的前端一側(cè)托起。
就是說，第2光纖102在與第1光纖104進行光耦合時，該第2光纖102利用可動臂118所具有的向下的彈力而被壓在呈V形的光纖導(dǎo)槽109內(nèi)，與第1光纖保持穩(wěn)定的光耦合。與此相反，當切換光耦合時，由可動塊153、托架157將可動臂118托起，第2光纖102保持在此光纖導(dǎo)槽109的槽棱稍高的位置。
在此狀態(tài)下，由第1驅(qū)動機構(gòu)121將光纖排列構(gòu)件103與密封箱112一起沿光纖排列方向移動后，通過使可動塊154下降，第2光纖102被導(dǎo)入另外的光纖導(dǎo)槽109中，光耦合切換結(jié)束。
另外，多個傳感器160、161配置在基座111上，由傳感器160檢測第1驅(qū)動機構(gòu)121的動作，由傳感器161檢測第2驅(qū)動機構(gòu)136的動作，將檢測信號輸出給控制部(圖中未示出)，進行光開關(guān)的自動控制。
如上所述，在本實施例中，光反射防止劑即硅油收容在密封箱112中，另外只收容第2光纖102和第1光纖104及其支持機構(gòu)，而包括移動密封箱112用的電動機126的第1驅(qū)動機構(gòu)121、包括使第2光纖上下移用的電動機135的第2驅(qū)動機構(gòu)136、以及檢測它們的動作的傳感器160、161等都設(shè)置在密封箱112的外部。
因此，在本實施例中，在密封箱112中不會產(chǎn)生由驅(qū)動機構(gòu)的可動接觸部分產(chǎn)生的磨損粉末，不會降低硅油的光反射防止效果。另外，由于傳感器160、161在密封箱112的外部，所以傳感器的功能不會因硅油中的磨損粉末而降低。在圖24中，符號158是第1光纖104的支持架。
在上述實施例中，給出了第2光纖102上下移動、第1光纖104沿光纖排列方向移動進行光耦合的例子，但本發(fā)明不受此限。例如也可以采用下述結(jié)構(gòu)，即，使第2光纖102上下動，同時沿光纖排列方向移動，而將第1光纖104固定，并將第2光纖102和第1光纖104收容在密封箱112內(nèi)，將驅(qū)動第2光纖102的驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置在密封箱112的外部(但圖中未示出)。
其次說明上述光開關(guān)的第2實施的效果。
在本實施例中，特別是將移動密封箱112或光纖用的驅(qū)動機構(gòu)及傳感器等設(shè)置在密封箱112外面，所以該驅(qū)動機構(gòu)的可動部分產(chǎn)生的磨損粉沫等不會在光反射防止劑中漂浮，能充分發(fā)揮降低光耦合損失的光反射防止劑原有的性能。
下面參照
本發(fā)明的光開關(guān)的第3個實施例。
如圖32所示，在光開關(guān)211中，光纖排列構(gòu)件203和主要一側(cè)的第2光纖204的驅(qū)動機構(gòu)224配置在基座212的上表面。
光纖排列構(gòu)件203安裝在第1支座216上。第1支座216用固定螺栓214安裝在第2支座215上，第2支座215用固定螺栓214固定在基座212上。光纖排列構(gòu)件(光纖組件)203的上側(cè)一面有基板206，該基板206上有第1光纖固定槽208及第2光纖固定槽(光纖導(dǎo)槽)209，多芯帶光纖201的各第1光纖202固定在第12光纖固定槽208中。
第2光纖204支持在由驅(qū)動機構(gòu)224(后面詳細說明)驅(qū)動的可動頭205上，同時可沿第1光纖202的排列方向(x方向)及與光纖排列方向(x方向)正交的方向(y方向)移動。
如圖38及圖39所示，光纖排列構(gòu)件203由下述各部分構(gòu)成基板206；在基板206的上表面形成的分離槽207；以該分離槽207為界，沿著與分離槽207的縱向正交的方向延伸的第1光纖固定槽208及第2光纖固定槽209；以及從上方壓住該第1光纖202的蓋板210。
如圖38所示，基板206大致呈長方體，分離槽207從基板206的一個側(cè)面206a一直延伸到另一側(cè)面206。離槽207的斷面形狀大致呈凹形。另一方面，第1光纖固定槽208和第2光纖固定槽209從其板206的一個側(cè)面(基準面)206開始、以一定的間距(例如0.25mm)、并排設(shè)置多條(例如80條，但圖中省略了一部分)。
第1及第2光纖固定槽208、209在本實施例中呈V形，且設(shè)置得沿各光纖固定槽208和209的縱向的延長線一致。從帶光纖201露示的第1光纖202從光纖固定槽208的后方插入第1光纖固定槽208中，光纖的前端面202a與分離槽207的一個垂直壁構(gòu)成同一平面。如上所述，分離槽207大致呈凹形，其深度比光纖固定槽稍深一些。
上述第1光纖202與V形槽的底部側(cè)壁相接觸，在此狀態(tài)下，用粘接劑加以保持。用硅制成的蓋板210結(jié)合在基板206的上表面，用來保護固定在第1光纖固定槽中的第1光纖202。蓋板210以使第1光纖202的前端面露出的狀態(tài)與基板206結(jié)合，因此能與第2光纖204無障礙地連接。由于V形槽具有能充分地埋設(shè)第1光纖202的深度，因此蓋板210相對于基板206的上表面以近似于面接觸的狀態(tài)結(jié)合。
如圖38所示，在第2光纖固定槽209的前端部分形成將V形槽的棱切削而成的臺階部213，該臺階部213與分離槽207相接，同時全長幅度為L，從基板206的底面算起的規(guī)定高度為h。因此當將第2光纖204插入第2光纖固定槽209中、使第2光纖204與第1光纖202進行光耦合時，如圖33所示，第2光纖204從臺階部213突出。而且，從該臺階部213突出的第2光纖204被光纖壓板257(參見圖35)壓在臺階部213上，該第2光纖204可靠在被固定在第2光纖固定槽209中。在本實施例中，第2光纖204以若干條(例如2條、6條、8條)為一組安裝在可動頭205上，整體地移動，可同時切換多條光路。
上述光纖排列構(gòu)件203的基板206用Si板構(gòu)成，成形時在一塊基板206的上表面用金剛石刀具等從一個側(cè)面206a到另一側(cè)面206b進行切削，形成分離槽207及臺階部213。再沿與該分離槽207及臺階部213的縱向正交的方向，用金剛石刀具等切削若干條V形槽，形成第1及第2光纖固定槽208、209。然后，按適當?shù)拈L度切斷長條形的基板206，便可簡單地制成圖示的規(guī)定長度的基板206。另外，也可以采用光刻技術(shù)高精度地制作(但圖示從略)。
在圖示的例中，第1和第2光纖固定槽208、209是在一塊基板206上形成的，但該第1和第2光纖固定槽208、209也可分別在并排設(shè)置的兩塊基板的上表面形成，將各光線固定槽208、209沿一直線對齊即可。
這里，圖32所示的可動頭205在規(guī)定的范圍內(nèi)、沿著與第2光纖固定槽209的排列方向垂直的方向(y方向)移動，同時沿第2光纖固定槽209的排列方向(x方向)移動，因此第2光纖204能從第2光纖固定槽209脫出，同時越過光纖固定槽的棱而移動到其它第2光纖固定槽209中。結(jié)果，能適當?shù)厍袚Q第1光纖202和第2光纖204之間的光耦合。
另外，在第2光纖固定槽209的臺階部213上延伸的第2光纖204能被光纖壓板257(參見圖35)壓住，而被牢固地固定在第2光纖固定槽209中。因此，即使有外力作用，第2光纖204也不會從第2光纖固定槽209浮上來，能可靠地進行與第1光纖202的光耦合。
同時，如上所述，第2光纖204被支持在可動頭205上，在這種情況下，由于對與第2光纖204的可動頭205對應(yīng)的支持裝置及可動頭205的結(jié)構(gòu)、以及與其對應(yīng)的光纖排列構(gòu)件203的結(jié)構(gòu)下了很大工夫，因此能將可動頭205準確地定位在光纖排列構(gòu)件203上。另外，即使有外部應(yīng)力作用，可動頭205也不會沿光纖排列方向移動，因此能實現(xiàn)使第2光纖204穩(wěn)定地保持在第2光纖固定槽209中的結(jié)構(gòu)。
在本實施例中，可動頭205及光纖排列構(gòu)件203最好采用如下結(jié)構(gòu)。如圖34-圖37所示，光纖固定塊217以前側(cè)向下傾斜的狀態(tài)安裝在將可動頭205的下側(cè)后部切削后形成的傾斜面253上(參見圖35)。第2光纖204被嵌合在該光纖固定塊217的下側(cè)的嵌合槽217a中，在其外周裝上壓板217b，該壓板217b用粘接劑粘接在光纖固定塊217上。結(jié)果，第2光纖204相對于可動頭205保持一定的間隔配置，同時第2光纖204的前端可向下傾斜地安裝。
如圖37A所示，在可動頭205的下側(cè)前端部分，在2條第2光纖204的外側(cè)切削形成與第2光纖204平行的一對V形槽狀的銷固定槽218。在該銷固定槽218中嵌入并固定一對由硬質(zhì)金屬材料構(gòu)成的導(dǎo)銷(定位構(gòu)件)219，各導(dǎo)銷219的外周的一部分從可動頭205的下側(cè)突出。在圖37A中，在固定塊205a上形成銷固定槽218，該固定塊205a固定在可動頭205的凹部205b上，這就是制作時構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
當將第2光纖204插入第2光纖固定槽209中時，該第2光纖204撓曲，所以在固定塊205a上形成作為其退讓空間的凹部205c。
另一方面，在光纖排列構(gòu)件203上平行于第2光纖固定槽209形成嵌合上述導(dǎo)銷219用的V形導(dǎo)槽(配合部)220。
因此，將可動頭205從光纖排列構(gòu)件203的上方向下降落，第2光纖204的前端部分以與光纖固定塊217的固定部分為支點、一邊撓曲，一邊嵌合到第2光纖固定槽209中，與第1光纖202進行光耦合。另外，通過使可動頭205下降，從可動頭205下側(cè)突出的導(dǎo)銷219使嵌合到導(dǎo)槽220中。在此狀態(tài)下，通過可動臂228繼續(xù)對可動頭205向下加壓時，例如即使有沿第1光纖202的排列方向(x方向)的外部應(yīng)力加到可動頭205上時，由于硬質(zhì)金屬制的導(dǎo)銷219咬合在導(dǎo)槽220中，所以可動頭205不會沿x方向移動，能保持第1、第2光纖202、204之間可靠的光耦合。
導(dǎo)銷219及導(dǎo)槽(配合部)220的斷面形狀不限于圖示的凹狀，也可以是凸狀。在這種凸狀的配合部220的情況下，不采用導(dǎo)銷，在可動頭205上形成定位用的凹部(圖中未示出)即可。另外，導(dǎo)銷219的條數(shù)也不限定。在圖37A所示的例中，是以規(guī)定的間隔平行地排列2條，但該導(dǎo)銷219即使只有一條，也能達到所期望的目的。當導(dǎo)銷219為1條時，最好附加適當?shù)闹С盅b置，以便使可動頭205不致傾斜。
在圖37B中，示出了將嵌合導(dǎo)銷219的導(dǎo)槽兼作第2光纖固定槽209用的實施例。在該圖37B的情況下，設(shè)定第2光纖固定槽209的V形槽的開口寬度大約為250μm。光纖的外徑大約為125μm，設(shè)定導(dǎo)銷219的外徑為230-250μm。因此，如果采用圖37B所示的結(jié)構(gòu)，由于第2光纖固定槽209兼作導(dǎo)槽用，所以第2光纖204充分深地嵌入到第2光纖固定槽209中時，導(dǎo)銷219的一部分也處于嵌入第2光纖固定槽209中的狀態(tài)。
而且，在導(dǎo)銷219的一部分嵌入到第2光纖固定槽209中的狀態(tài)下，如果繼續(xù)從上方對可動頭205施加輕微的壓力時，例如即使有沿光纖排列方向(x方向)的外部應(yīng)力加到可動頭205上，可動頭205也不會沿X方向移動，能準確地定位，可達到所期望的目的。
可動頭205位于可動臂228的前端，該可動臂228由有彈性的第1可動臂226和第2可動臂227構(gòu)成，第1可動臂226和第2可動臂227上下相距一定的間隔設(shè)置。該可動臂228的基端固定在安裝座236上，該安裝座236設(shè)置在第2驅(qū)動機構(gòu)224A的第2可動構(gòu)件235B上，與驅(qū)動源即第1電動機229連動地連接著。
下面詳細說明使可動臂228動作的驅(qū)動機構(gòu)224。
首先說明沿第1光纖202的排列方向驅(qū)動可動臂228的第1驅(qū)動機構(gòu)224A。如圖32及圖33所示，該第1驅(qū)動機構(gòu)224A備有作為驅(qū)動源的第1電動機229，該第1電動機229的電機軸連接的螺旋軸230通過軸承板231水平地設(shè)置在基座212上。構(gòu)成可動構(gòu)件232的一部分的第1可動構(gòu)件235A連動地連接在該螺旋軸230上。即，壓緊臂233和有彈性的配合絲234設(shè)置在第1可動構(gòu)件235A的后端(圖32中的左端)，該壓緊臂233壓在螺旋軸230上，配合絲234配合在螺旋軸230的螺旋槽內(nèi)。因此，通過螺旋軸230正向旋轉(zhuǎn)及反向旋轉(zhuǎn)，第1可動構(gòu)件235A可沿著螺旋軸230左右移動。
第1可動構(gòu)件235A固定在構(gòu)成可動構(gòu)件232的一部分的平板狀的第2可動構(gòu)件235B的上表面。塊狀的安裝座236固定在第2可動構(gòu)件235B的上表面，可動臂228的第1可動臂226及第2可動臂227的各基端用若干個固定螺栓237固定在該安裝座236上。
如圖33所示，導(dǎo)塊238設(shè)置在平板狀的第2可動構(gòu)件235B的下表面。該導(dǎo)塊238滑動自如地嵌合在呈U狀的導(dǎo)向構(gòu)件240的開口部，該導(dǎo)向構(gòu)件240固定在基座212的上表面上的導(dǎo)槽239中。
因此，如圖32所示，通過使導(dǎo)塊238沿導(dǎo)向構(gòu)件240移動，第2可動構(gòu)件235B能保持規(guī)定的態(tài)勢穩(wěn)定地移動。第1遮光板242和第2遮光板243固定在第2可動構(gòu)件235B的上表面的兩端部位。左右一對光學(xué)式第1及第2極限傳感器244A、244B設(shè)置在基座212上。這里，通過用第1遮光板242遮斷第1極限傳感器244A的光，便使第2可動構(gòu)件235B向一側(cè)的移動停止。另外，通過用第2遮光板243遮斷第2極限傳感器244B的光，便使第2可動構(gòu)件235B向另一側(cè)的移動停止，同時檢測第2可動構(gòu)件235B的原點位置。用符號245A、245B表示的各擋塊，是當?shù)?及第2極限傳感器244A、244B發(fā)生故障時，用來與第2可動構(gòu)件235B的側(cè)面接觸，機械地且強制性地使第2可動構(gòu)件235B的左右方向(x方向)的移動停止的構(gòu)件。
構(gòu)成可動臂228的第1、第2可動臂226、227的第1實施例示于圖40-圖45。參考這些圖，用有彈性的金屬板形成第1可動臂226，其基端用固定螺釘237固定在安裝座236的上表面。為了增大可撓性，該第1可動臂226的寬度向前端逐漸變窄，設(shè)在第1可動臂226的前端的彎曲部分按壓可動頭205的上側(cè)面。大致呈 狀的托架251固定在第1可動臂226的下側(cè)面中間位置。
第2可動臂227這樣構(gòu)成，即將多塊薄板簧重疊起來，在各層板簧227a的兩端部位交替地進行點焊，使各層板簧227a連成鋸齒狀。然后將最上層板簧227b的基端部分彎曲成釣狀，將在該彎曲部227c上開設(shè)的孔221對準安裝座236的前方突出部236a上的螺絲孔223，使兩者位置一致，通過墊圈222將固定螺釘237擰入螺絲孔223中，從而將最上層的板簧227b固定在安裝座236上。
在最下層的板簧227d的兩側(cè)形成左右一對彎折部227e，將可動頭205的后部嵌合在各彎折部227e的內(nèi)壁面上之后，用粘接劑將彎折部227用可動頭205固定。如上所述，第2可動臂227具有將板簧227a連接成鋸齒狀的結(jié)構(gòu)，因此在最上層板簧227b和最下層板簧227d之間形成的鋸齒狀的中間層可以伸縮，可以有彈性地柔軟地支持可動頭205。特別是在本實施例中，能在較小的空間，實質(zhì)性地延長了彈簧的尺寸，可構(gòu)成具有較大可撓性的柔軟的彈簧，可平滑地有彈性地支持可動頭205。
因此，如圖32所示，由于可動頭205被支持在第2可動臂227的前端，所以利用第2驅(qū)動機構(gòu)224B，沿第1光纖202的排列方向(y方向)進行驅(qū)動。該第2驅(qū)動機構(gòu)224B備有第2電動機246，用作沿y方向移動可動臂228的驅(qū)動源，該第2電動機246設(shè)置在基座212的一側(cè)端部。
扇形齒輪248與第2電動機246的電機小齒輪247嚙合。該扇形齒輪248固定在從動作桿249的端部突出的軸252上，動作桿249用有偏心軸的軸桿或斷面形狀呈非正圓形的軸桿構(gòu)成。動作桿249的兩端軸252支持在被固定在基座212上的軸承板250上。
形的托架251固定在第1可動臂226的下側(cè)表面上，該托架251的下側(cè)表面滑動自如地加在動作桿249的外周面上。因此，通過使第2電動機246驅(qū)動，借助于電動機小齒輪247和扇形齒輪248，動作桿249以軸252為中心旋轉(zhuǎn)給定的角度。其結(jié)果，動作桿249以軸252為中心進行凸輪動作，使壓在該動作桿249的外周面上的托架251上下運動。因此，第1可動臂226和第2可動臂227整體地上下運動，與其相伴隨的第2光纖204的可動頭205也上下運動。
就是說，當動作桿249旋轉(zhuǎn)，其作用點向下時，可動臂228也因本身的彈性而下降，第2光纖209被壓在第2光纖固定槽204的槽底。在第2電動機246不動作時，也保持著這種受壓狀態(tài)。另一方面動作桿再次旋轉(zhuǎn)，其作用點向上，通過托架251，可動臂228反抗其彈性而被抬起，因此支持在可動頭205上的第2光纖204從第2光纖固定槽209中脫出?？蓜宇^下降時，導(dǎo)銷219與導(dǎo)槽220配合，能可靠地阻止可動頭205沿光纖排列方向移動。
如上所述，如果采用本實施例中的驅(qū)動機構(gòu)224，則通過使作為構(gòu)成第1驅(qū)動機構(gòu)224A的一部分的第1電動機229、以使作為構(gòu)成第2驅(qū)動機構(gòu)224B的一部分的第2電動機246進行驅(qū)動，支持第2光纖204的可動頭205便沿第1光纖202的排列方向(x方向)移動，同時沿與第1光纖202的排列方向(x方向)正交的方向(y方向)移動時，將第2光纖204從第2光纖固定槽209之一中取出后，滑動地移向另一個第2光纖固定槽209，從而能切換第1光纖202與第2光纖204之間的光耦合。
在本實施例中，利用第2電動機246進行旋轉(zhuǎn)的動作軸249的動作通過托架251傳給第1可動臂226，通過第1可動臂226再傳給第2可動臂227，可是，也可以這樣構(gòu)成，即動作桿249的旋轉(zhuǎn)動作直接傳給第2可動臂227。采用這種結(jié)構(gòu)時，可將第1可動臂226省去(但圖中未示出)。
其次參照圖51-圖57說明可動臂的第2實施例。
在該第2實施例中，第2可動臂298的結(jié)構(gòu)與第1實施例中的第2可動臂227的結(jié)構(gòu)不同。
首先以圖51-圖57為對象說明。圖51是V形槽導(dǎo)向方式的光開關(guān)的可動頭205的局部放大斜視圖。定位用的導(dǎo)銷219安裝在可動頭205上，通過沿y方向壓可動頭205，導(dǎo)銷219便被固定在光纖配列構(gòu)件281的V形的光纖導(dǎo)槽291中，第2光纖204便被定位在與第1光纖(圖中未示出)的光軸一致的位置。
如圖52所示，構(gòu)成可動臂的板簧295連接在可動頭205和設(shè)在第1驅(qū)動機構(gòu)224A的第2可動構(gòu)件235B上的安裝座236之間。在該板簧295的彈簧基端部262上設(shè)有固定部267，該固定267用來將板簧295固定在設(shè)在第1驅(qū)動機構(gòu)224A的第2可動構(gòu)件235B上的安裝座236上，在該固定部267上形成螺釘插孔262。在彈簧基端部261上形成從固定部267的端部豎立的垂直部263，彈簧立體部264從垂直部263的上端水平地延伸。該彈簧立體部264是由若干板簧重疊而成的，因此上下層各板簧的一端之間有通過焊接連成鋸齒形的鋸齒部265，從該鋸齒部265下端向前方伸出的部分成為可動頭安裝部266。
上述板簧295如圖52A、B中的虛線所示，沿x方向、y方向有可撓性，可動頭205在該方向有柔軟性。因此，可動頭205即使偏離規(guī)定的光纖導(dǎo)槽291的中心也能定位(參見圖53)，通過沿圖52A中的y方向壓可動頭205，導(dǎo)銷219成為光纖導(dǎo)槽291的傾斜面，被圓滑地定位于槽的中心(參見圖54)。
可是，由于上述有鋸齒部265的板簧295是將若干塊平板狀的彈簧板構(gòu)件重疊構(gòu)成的，所以當把它置于高溫環(huán)境下時，板簧295本身的熱膨脹產(chǎn)生的變形、或包圍板簧295的周邊的構(gòu)造物因熱膨脹而產(chǎn)生的變形有可能傳到可動頭安裝部266，有可能造成可動頭的位置偏移。如果由于板簧295的周邊構(gòu)造物的熱膨脹，其位置產(chǎn)生偏移時，如圖55、圖56所示，容易在第1、第2光纖202、204的端面部位造成光軸傾斜，端面間距X變?yōu)閄+a，產(chǎn)生一偏差，存在光學(xué)特性不穩(wěn)定的問題。
當板簧296本身熱膨脹時該板簧295產(chǎn)生如圖57中用虛線表示的變形。這時，設(shè)置在板簧295前端的可動頭安裝部266上的可動頭205也同樣引起位置偏移，可動頭205即使被定位在規(guī)定的光纖導(dǎo)槽291中，第1及第2光纖202、204之間的端面間距也發(fā)生變化，對光學(xué)特性產(chǎn)生不良影響。
其次，參照圖46-圖50，說明解決問題的可動臂226和第2可動臂296組裝起來構(gòu)成可動臂297，第1可動臂226和第2可動臂296的固定部267固定在設(shè)置在第1驅(qū)動機構(gòu)224A的第2可動構(gòu)件235B上的安裝座236上。而且通過安裝座236沿圖15中的箭頭方向往復(fù)運動，安裝在第2可動臂296的前端的可動頭205便沿光纖排列方向移動，進行光路的切換。
進一步說明如下，第2可動臂296的一端有板狀的彈簧基端部261，在該彈簧基端部261上形成葉狀的固定部267，在該固定部267上設(shè)有螺釘插孔262。然后將固定螺釘269插入該螺釘插孔262中，將固定螺釘269擰入在安裝座236的側(cè)突出部270上形成的螺絲孔271中，從而將第2可動臂296固定在安裝座236上。
從固定部267的前端立起的垂直部263整體地設(shè)在第2可動臂296的彈簧基端部261上，在垂直部263的上端整體地形成向前方延伸的彈簧主體部264，在彈簧主體部264的前端形成固定可動頭205用的可動頭安裝部266如圖48所示，第2可動臂296是對一塊平板狀的彈簧板進行沖切而成的。上述彈簧主體部264備有下述部分從可動頭安裝部266向彈簧基端部261延伸、同時通過第1連接部289在可動頭安裝部266的一端整體形成的第1可撓部287；從彈簧基端部261向可動頭安裝部266延伸、同時通過第2連接部294、在彈簧基端部261的一端整體形成的第2可撓部285；以及通過第3連接部283及第4連接部284連接第1可撓部287的前端和第2可撓部285的前端的第3可撓部286。
上述的第1可撓部287由互相平行的2塊板片構(gòu)成，同時位于彈簧主體部264的最外方兩側(cè)。第2可撓部285由一塊筆直的板片構(gòu)成，同時位于彈簧主體264的中心。第3可撓部286由2塊互相平行的板片構(gòu)成，同時位于第1可撓部287和第2可撓部285之間。
這里，第1可撓部287和第3可撓部286被中間所夾折沿彈簧主體部264的縱向延伸的第1狹縫部275分開，第2可撓部285和第3可撓部286被中間所夾的沿彈簧主體部264的縱向延伸的第2狹縫部276分開。在可動頭安裝部一側(cè)形成第3狹縫部274，它將2條第1狹縫部275的端部連接起來。在彈簧基端部261一側(cè)，在2條第2狹縫部276的各端部形成沿彈簧主體部264的兩側(cè)方向延伸且到達第2可動臂296的外部的第4狹縫部277。該第3狹縫部274相對于第4連接部284，更靠近可動頭安裝部266，第4狹縫部277相對于第3連接部283，更靠近彈簧基端部261。因此，彈簧主體部264在從彈簧基端部261到可動頭安裝部266之間，由一側(cè)的第1可撓部287、一側(cè)的第3可撓部286和中間的第2可撓部285形成連續(xù)的S形，另外由另一側(cè)的第1可撓部287、另一側(cè)的第3可撓部286和中間的第2可撓部285形成連續(xù)的S形。
彎折部279設(shè)在第2可動臂296的兩側(cè)，該彎折部279設(shè)在第1狹縫部275的延長線上，如圖50所示，在彎折形成第2可動臂296時，第1狹縫部275位于拐角處。另外，在彈簧主體部264和可動頭安裝部266之間形成V形切口部288，該切口部288形成在第1連接部289旁邊。
在圖49中，如果沿y方向的壓力加到可動頭安裝部266上，則彈簧主體部264的第1、第2、第3可撓部287、185、186產(chǎn)生鋸齒狀的彈性形變。結(jié)果，可使第2可動臂296成為富有柔軟性的彈簧機構(gòu)。
如圖46、圖47所示，具有 形的托架251的第1可動臂226的前端定位于第2可動臂296的可動送安裝部266的上表面。在該第1可動臂226的基端部上形成螺釘插孔290，將固定螺釘237插入該螺釘插孔290后，再將固定螺釘237擰入在安裝座236的高起來的上表面293上形成的螺絲孔292中，從而將第1可動臂226的基端固定在安裝座236上。
如果采用該實施例，與可動臂的第1實施例一樣，伴隨動作桿249(參見圖32)的旋轉(zhuǎn)，通過與其接觸的托架251，第1可動臂226的前端部上下運動，與其相伴隨的第2可動臂296的可動頭安裝部266也上下運動，這時，第2可動臂296跟隨可動頭安裝部266而撓曲，而該第2可動臂296是用一塊彈簧板形成的，且形成了第1-第4狹縫部275-277，所以與設(shè)有狹縫部的同一尺寸的板簧相比較，沿x方向和y的剛性小，而該部分的柔軟性增大。
如上所述，由于第2可動臂296的剛性小，所以沿圖32中的x方向和y方向的變形所需要的力小。因此，將圖32中的可動頭205壓入第2光纖固定槽209中用的第2電動機246可采用小型的，這只是為了謀求光開關(guān)的小型化。
另外，由于第2可動臂296沿x方向的剛性小，所以在可動頭205的定位多少有些偏移的狀態(tài)下，即使第2可動臂296被定位，導(dǎo)銷219也能有效地沿V形槽定位在第2光纖固定槽209中，所以提高了第2光纖204的定位精度。
由于在第2可動臂296上形成第1-第4狹縫部274-277，所以具有避免由該狹縫部分的熱膨脹引起變形的作用。圖49是圖48中的圓內(nèi)部分的放大圓，表示該部分中的第2可動臂296因熱膨引起的變形狀態(tài)。如圖49所示，第2可動臂296熱膨脹后，如虛線所示，通過第3、第4狹縫部274、277這部分間隙，能有效地躲開該熱膨脹部分的變形，不會將其變形傳到可動頭安裝部266。因此，可動頭205不沿光纖縱向移動，第1與第2光纖202、204之間的端面間距的偏差變小。
圖50是表示第2可動臂296的變形例圖。在該變形例中，第2可動臂296的可動頭安裝部266相對于彈簧主體部264向上傾斜一給定角度α。如圖50中的雙點劃線所示，這是考慮到當按壓下面有導(dǎo)銷219的可動頭205時，可動頭205能平行于光纖導(dǎo)槽291下降。
就是說，不壓可動頭205時，可動頭安裝部266以給定角度a向上傾斜，所以導(dǎo)銷219也向上傾斜。從圖50所示的狀態(tài)壓可動頭安裝部266時，變成該圖中雙點劃線所示的位置，所以可動頭205變成平行于第2光纖固定槽209。因此，可動頭205及導(dǎo)銷219能經(jīng)常接觸第2光纖固定槽209，因此能高精度地將可動頭205定位在第2光纖固定槽209中。
在圖50所示的實施例中的可動臂297中，也可以采用這樣的結(jié)構(gòu)，即利用圖32所示的第2電動機246而旋轉(zhuǎn)的動作軸249的動作直接傳遞給第2可動臂296，這樣構(gòu)成時可省去第1可動臂226(但圖中未示出)。
在該實施例中，采用與可動臂的第1實施相同結(jié)構(gòu)的第1可動臂226，該第1可動臂226的前端定位于第2可動臂296的可動頭安裝部266的上表面。這時產(chǎn)生了這樣的疑問，即第1可動臂226沿縱向熱膨脹所產(chǎn)生的變形是否會影響到第2可動臂296。關(guān)于這個問題的答案如下由于在第1可動臂226上形成能吸收其縱向的熱膨脹的直角階梯部226a、而且可動頭205不是安裝在第1可動臂226上，而是安裝在第2可動臂296上，所以第1可動臂226熱膨脹產(chǎn)生的變形幾平達不到第2可動臂296前端的可動頭安裝部266，基于第2可動臂296的上述結(jié)構(gòu)的作用和效果不會減弱。
在上述各實施例中，給出了光纖排列構(gòu)件203為一級結(jié)構(gòu)的光開關(guān)的驅(qū)動機構(gòu)224的例子。但本發(fā)明不受此限，光纖排列構(gòu)件203也可設(shè)成多級，利用采取2維或3維移動級的驅(qū)動機構(gòu)(圖中未示出)來切換第2光纖與各級第1光纖之間的光耦合，本發(fā)明也能應(yīng)用于這樣的光開關(guān)。
其次說明上述光開關(guān)的第3實施例中的效果。
將主要一側(cè)的第2光纖204引導(dǎo)到光纖導(dǎo)槽，與多芯一側(cè)的第1光纖202進行光耦合時，設(shè)在支持第2光纖204的可動頭205上的定位構(gòu)件219與光纖導(dǎo)槽209或沿該光纖導(dǎo)槽209設(shè)的配合部220相配合，因此即使沿光纖排列方向的外部應(yīng)力加到第2光纖204上，光耦合部也不會產(chǎn)生光軸偏移，具有能可靠地保持端面相對的各光纖的光耦合的效果。由于設(shè)置定位構(gòu)件219的可動頭205富有可撓性，所以第2光纖204被平滑地導(dǎo)入光纖導(dǎo)槽209，而且可動頭205利用可動臂228的彈性向下壓，能可靠地將第2光纖204壓在光纖導(dǎo)槽209中，所以當沿著脫離光纖導(dǎo)槽209方向的力作用到第2光纖204上時，也能實現(xiàn)光纖的穩(wěn)定的光耦合。
另外，由于采用能進行鋸齒狀伸縮的板簧構(gòu)成第2可動臂227，所以使得第2可動臂227的剛性小，增大柔軟性，用較小的力就能將可動頭205平穩(wěn)地壓向光纖導(dǎo)槽，因此，傳動裝置可小型化，而且光開關(guān)也可小型化。在用具有狹縫的一個板簧彎折形成該第2可動臂298時，上述效果進一步增大。
另外，在有該狹縫的第2可動臂298的情況下，熱膨脹時它即使變形，該變形也能被狹縫部平穩(wěn)地吸收。因此第1、第2光纖202和204之間的端面間距不會產(chǎn)生偏差，能使光學(xué)特性的偏差小。
本發(fā)明光開關(guān)由于如上構(gòu)成，所以能獲得下述效果。
即，由于主要一側(cè)的第2光纖和多芯一側(cè)的第1光纖之間的光耦合部分存在光反射防止劑，所以相對的光纖的端面即使不接觸，也能抑制光的擴散，具有降低光耦合損失的效果，而且，由于光反射防止劑被封入密封箱內(nèi)，不會蒸發(fā)，粉塵等又進不到密封箱內(nèi)。從而可提高第1光纖和第2光纖進行光耦合時的光學(xué)特性的穩(wěn)定性、光耦合的可靠性、以及光耦合時的定位精度。
以上詳細說明了本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，但是有不脫離本發(fā)明的實質(zhì)性精神和范圍的條件下，也可以進行其變形或變更。
權(quán)利要求
1.一種光開關(guān)，其特征在于包括在其上表面形成固定多條第1光纖用的若干光纖固定槽的第1基板；在其上表面上形成位于上述光纖固定槽的延長線上的引導(dǎo)第2光纖的若干光纖導(dǎo)槽的第2基板；具有上述第1基板和第2基板的光纖排列構(gòu)件；與該光纖排列構(gòu)件相對且固定第2光纖的前端部的可動頭；設(shè)置在該可動頭上且與上述光纖導(dǎo)槽配合的定位構(gòu)件；前端具有上述可動頭的可動臂；以及沿第1光纖的排列方向及與第1光纖的排列正交的方向驅(qū)動上述可動臂、使第2光纖對第1光纖進行光耦合的驅(qū)動裝置。
2.按權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征為上述定位構(gòu)件是設(shè)在上述可動頭的下表面用來與上述光纖導(dǎo)槽配合的導(dǎo)銷。
3.一種光開關(guān)，其特征在于包括在其上表面形成固定多條第1光纖用的若干光纖固定槽的第1基板；在其上表面形成位于上述光纖固定槽的延長線上的引導(dǎo)第2光纖用的若干光纖導(dǎo)槽的第2基板；在上述第2基板的上表面上沿上述光纖導(dǎo)槽形成的配合部；具有上述第1基板和第2基板的光纖排列構(gòu)件；與該光纖排列構(gòu)件相對且固定第2光纖的前端部的可動頭；設(shè)置在該可動頭上且與上述配合部的定位構(gòu)件；前端具有上述可動頭的可動臂；以及沿第1光纖的排列方向及與該第1光纖的排列方向正交的方向驅(qū)動上述可動臂、使第2光纖對第1光纖進行耦合的驅(qū)動裝置。
4.按權(quán)利要求3所述的光開關(guān)，上述第1基板和第2基板是一個整體。
5.按權(quán)利要求3所述的光開關(guān)，其特征為上述定位構(gòu)件是設(shè)在上述可動頭的下表面用來與凹狀的上述配合部配合的導(dǎo)銷。
6.按權(quán)利要求3所述的光開關(guān)，其特征為上述可動臂沿上述第1光纖的排列方向及與該第1光纖的排列方向正交的方向有可撓性。
7.按權(quán)利要求6所述的光開關(guān)，其特征為上述可動臂將各板簧折成預(yù)定形狀而成，并上下以預(yù)定間隔設(shè)置的第1可動臂和第2可動臂組合構(gòu)成。
8.按權(quán)利要求7所述的光開關(guān)，其特征為上述第2可動臂是將多枚板簧連接起來構(gòu)成的，且呈鋸齒狀，其一端固定在上述驅(qū)動機構(gòu)的可動構(gòu)件上，其另一端安裝在上述可動頭上。
9.按權(quán)利要求7所述的光開關(guān)，其特征為上述第2可動臂由一枚板簧構(gòu)成，在該板簧的前端形成可動頭安裝部，在該板簧的末端形成彈簧基端部，上述板簧備有從上述可動頭安裝部向上述彈簧基端部延伸、且通過第1連接部與上述可動頭安裝部整體形成的第1可撓部；從上述彈簧基端部向上述可動頭安裝部延伸、且通過第2連接部與上述彈簧基端部整體形成的第2可撓部；以及通過第3及第4連接部將上述第1可撓部的前端和第2可撓部的前端連接的第3可撓部。
10.按權(quán)利要求9所述的光開關(guān)，其特征為上述第1可撓部和第3可撓部通過第1狹縫分開，上述第2可撓部和第3可撓部通過第2狹縫分開。
11.按權(quán)利要求9所述的光開關(guān)，其特征為使上述可動頭安裝部相對于構(gòu)成上述第2可動臂的上述板簧的彈簧主體部向上傾斜一預(yù)定的角度。
12.按權(quán)利要求3所述的光開關(guān)，其特征為上述驅(qū)動機構(gòu)由沿上述第1光纖的排列方向驅(qū)動上述可動臂的第1驅(qū)動機構(gòu)、以及沿與上述第1光纖排列方向正交的方向驅(qū)動上述可動臂的第2驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成。
13.按權(quán)利要求5所述的光開關(guān)，其特征為上述導(dǎo)銷平行于第2光纖至少設(shè)置兩條，且它們之間的間距為上述光纖導(dǎo)槽間距的整數(shù)倍。
全文摘要
本發(fā)明的光開關(guān)備有并排設(shè)置多條第1光纖的前端部的光纖排列構(gòu)件，與該光纖排列構(gòu)件相對且固定第2光纖的前端部的可動臂，以及為了切換光耦合而沿第1光纖的排列方向及與該方向正交的方向驅(qū)動光纖排列構(gòu)件或可動臂兩者中的至少一者而使第2光纖對第1光纖進行光耦合的驅(qū)動機構(gòu)，將光纖排列構(gòu)件及可動臂收容在密封箱內(nèi)，將反射防止劑封入該密封箱內(nèi)。
文檔編號G02B6/35GK1484054SQ03127500
公開日2004年3月24日 申請日期1994年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月20日
發(fā)明者村上孝, 渡邊勤, 小沢一雅, 牧久雄, 齊藤和人, 富田信夫, 人, 夫, 雅 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社, 日本電信電話株式會社