JP2004032837A

JP2004032837A - 海中分岐装置

Info

Publication number: JP2004032837A
Application number: JP2002181419A
Authority: JP
Inventors: Hironori Shioda; 塩田　裕基; Makoto Tsukiji; 築地　真; Sadamu Matsuda; 松田　定
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】小型化・高信頼化が図られると共に、補修・点検作業を容易に行える海中分岐装置を実現する。
【解決手段】耐圧筐体３と、耐圧筐体３の内部に形成された中継回路ユニット９内に設けられ、伝送される信号の中継処理を行う光増幅回路ユニット８と、中継回路ユニット８内に設けられ、高電圧の給電電圧を切り替えるための給電切り替え用リレー１００が配置される給電切り替え回路ユニット７を備え、中継回路ユニット９を含む耐圧筐体３の内部は絶縁性液体１１で充填される海中分岐装置において、記給電切り替え回路ユニット７内に配置される給電切り替え用リレー１００は、接点部開放型リレーであることを特徴とする。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光海底ケーブル伝送システムに用いられ、１つの分岐ケーブルが異常になった場合に、伝送される信号が途絶えないように別の分岐ケーブルに切り換える機能を有した海中分岐装置に係わり、さらに詳しくは、その内部に配設され、高電圧の給電経路を切り替えるためのリレーの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、例えば、特開２００１−３２７０６１号公報に開示された従来の海中分岐装置の構成を示す断面図である。
図において、３は深海の水圧に耐える程度に形成されている耐圧筐体であり、耐圧筐体３は耐圧円筒筐体２と耐圧円筒筐体２の側壁を密封するための端面板１とによって構成されている。
９は耐圧筐体３内に形成され、中継処理を行う中継回路ユニットで、例えば、中継処理としての光信号を増幅するための光増幅回路ユニット８と、直流高電圧の給電切り替え回路ユニット７とによって構成されている。
【０００３】
６は中継回路ユニット９を内蔵するために形成された金属円筒、５は金属円筒６を耐圧筐体３からから絶縁するために形成されたポリエチレン円筒である。
４は中継回路ユニット９の放熱および緩衝のために形成された金属メッシュスプリング、１２は通信用海底ケーブル１３を耐圧筐体３内に導くためのフィールドスルー、１０ａは光ケーブル、１０ｂは給電線である。
光ケーブル１０ａおよび給電線１０ｂは、耐圧筐体３の外部から中継回路ユニット９の各端子に信号を導入、あるいは中継回路ユニット９の各端子から耐圧筐体３の外部に信号を導出するための信号線となる。
１４は一方の端面板１に設けられた気密封止孔、１１はこの気密封止孔１４から耐圧筐体３内に充填された絶縁性液体、１５は気密封止孔１４を外部から封止するための封止ピンである。
【０００４】
図８は、図７に示したような従来の海中分岐装置の給電切り替え回路ユニット７の内部に配置される給電切り替えデバイスとしての給電切り替え用真空リレーの外観構造を示す図である。
なお、図８（ａ）は側面図、図８（ｂ）は上面図である。
このような構造の給電切り替え用真空リレーは、例えば、特開２０００−３３２６６１号公報に開示されている。
図８において、１６ａ〜１６ｆは給電切り替え用真空リレーの内部の接点部と接続されている端子、１７は給電切り替え用真空リレー内部を真空に保つための真空封止ガラス容器である。
従来の海中分岐装置では、図８に示したような構造（即ち、リレーの接点部を真空状態に保つためのガラスのような外壁を有した構造）の真空リレーを給電切り替え回路ユニット７内に複数個配置し、これらを組み合わせて給電切り替えを行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
海中分岐装置への給電は、陸上にある基地局から行われており、昨今の通信の大容量化に伴ってその給電電圧は上昇している。
そのため高電圧の給電切り替えデバイスとして、一般に真空リレーを複数個組み合わせることで構成している。
しかし、このような従来の給電切り替え用真空リレーの場合、リレー内部の接点部の電気的な絶縁は真空によって行うので、図８に示したように真空状態を保持するための硝子等の外壁（例えば、真空封止ガラス容器）が必要となる。
この外壁のため、従来では給電切り替え用真空リレーの小型化を図ることが困難であり、耐圧筐体内の給電切り替え用真空リレーの大きさによる配置が規定され、給電切り替え用真空リレーの形状（接点構造）や配置の自由度が小さく、海中分岐装置内部の回路の複雑化（即ち、集積化）や小型化が困難であった。
また、補修時の給電切り替えリレーの補修や点検作業を簡便に行うことができなかった。
【０００６】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、内部に配設される給電切り替え用のリレーの外壁を不要とし、給電切り替え用リレーの小型化および形状・配置の自由度の向上を図ることにより、海中分岐装置の高信頼化・小型化を可能とすることを目的とする。
また、給電切り替え用リレーの補修・点検作業を容易に行える海中分岐装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る海中分岐装置は、耐圧筐体と、上記耐圧筐体内に形成された中継回路ユニット内に設けられ、伝送される信号の中継処理を行う光増幅回路ユニットと、上記中継回路ユニット内に設けられ、高電圧の給電電圧を切り替えるための給電切り替え用リレーが配置される給電切り替え回路ユニットを備え、上記中継回路ユニットを含む上記耐圧筐体の内部は絶縁性液体で充填される海中分岐装置において、
上記給電切り替え回路ユニット内に配置される給電切り替え用リレーは、接点部開放型リレーであることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る海中分岐装置の上記絶縁性液体は、フッ素系不活性液体であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る海中分岐装置は、上記耐圧筐体の内部を絶縁性液体で充填するのに代えて、上記耐圧筐体の内部を真空絶縁にしたものである。
【００１０】
また、本発明に係る海中分岐装置の上記接点部開放型リレーの接点部構造は、はしご形状であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る海中分岐装置の上記接点部開放型リレーの接点部構造は、ロータリースイッチ形状であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る海中分岐装置の上記接点部開放型リレーの接点部構造は、円筒状のロータリースイッチ形状であることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、従来図と同一符号は従来のもと同一あるいは相当のものを表す。
実施の形態１．
図１は、本発明による海中分岐装置の構成を概念的に示す図である。
本実施の形態による海中分岐装置は、前述の図７に示した従来の海中分岐装置と基本的な構成は同じであり、図に示すように、深海の水圧（約８００気圧）に耐え得る耐圧筐体３を有し、その内部に中継処理として光信号を増幅するための光増幅回路ユニット８や直流高電圧の給電電圧を切り替えるための給電切り替え用リレーが配設される給電切り替え回路ユニット７等からなる中継回路ユニット９が収納されており、中継回路ブロック９を含む耐圧筐体３の内部には絶縁性物質（絶縁性液体）が充填されている。
【００１４】
また、耐圧筐体３の外部から光増幅回路ユニット８に信号を導入、あるいは光増幅回路ユニット８から耐圧筐体３の外部に信号を導出するため光ケーブル１０ａが光増幅回路ユニット８の各端子に接続されるともに、耐圧筐体３の外部から給電切り替え回路ユニット７に給電電圧を導入、あるいは給電切り替え回路ユニット７から耐圧筐体３の外部に給電電圧を導出するため給電線１０ｂが給電切り替え回路ユニット７の各端子に接続されている。
図において、１００は給電切り替え回路ユニット７内に配設された直流高電圧の給電電圧を切り替えるための給電切り替え用リレーである。
本実施の形態による給電切り替え用リレー１００は、図８に示したような真空状態を保持するための硝子等の外壁（例えば、真空封止ガラス容器）を有しておらず、中継回路ユニット９に充填された絶縁性液体で接点部が直接覆われる接点部開放型のリレーであることを特徴とする。
【００１５】
図２は、図１に示した本発明による海中分岐装置の給電切り替え回路ユニット７内に配設される給電切り替え用リレー１００の一構造例を説明するための図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は側面図である。図２において、１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、接続端子支持体２０で固定されたリレーの接続端子であり、導電性切り替え切片２１を介して高電圧の給電電圧が流れる。
なお、導電性切り替え切片２１やリレーの接続端子１９ａ〜１９ｃは、図１に示した複数の給電線１０ｂのいずれかと接続されている。
２２、２３は駆動切片、２４は駆動切片支持棒であり、給電経路切り替え時に電磁弁２５がＡ方向に動く機械力を導電性切り替え切片２１に伝える。
導電性切り替え切片２１はリレーの接続端子１９ｂと駆動切片２２、２３により支持されている。
２６は電磁弁２５を駆動するための回路が組み込まれたリレー台、２７は電磁弁駆動信号の端子である。
【００１６】
次に、図２に示した給電切り替え用リレーにおける給電経路の切り換え方法を以下に説明する。
１９ａ〜１９ｃはリレーの接続端子であり、通常時はリレーの接続端子１９ｂ‐１９ｃ間を導電性切り替え切片２１が橋絡しており、高電圧の給電電圧は接続端子１９ｂ‐１９ｃ間にかかる。
中継回路ユニットの故障や回線の断線当の故障時には、リレー台２６に取り付けられた電磁弁駆動信号の端子２７に電圧がかかることにより、図２（ｃ）に示すように、電磁弁２５が“Ｏ”点を回転中心としてＡ方向に回転し、駆動切片支持棒２４を上方に駆動する。
これにより導電性切り替え切片２１が接続端子１９ｂを回転軸としてＢ方向に傾き、接続端子１９ｃから離れ、リレーの接続端子１９ｂ‐１９ｃ間にかかっていた給電電圧が切れる。
さらに、リレーの接続端子１９ａ‐１９ｂ間を導電性切り替え切片２１が橋絡し、給電電圧はリレーの接続端子１９ａ‐１９ｂ間にかかり、給電経路の切り換えが行われる。
【００１７】
なお、本実施の形態による海中分岐装置内の給電切り替え用リレーは、接点部（即ち、導電性切り替え切片２１とリレーの接続端子１９ａ〜１９ｃとの接触部）の周囲は絶縁性物質で覆われているが、給電切り替えを行う給電電圧は高電圧であるので、給電切り替えは問題なく行える。
従って、図８に示すような硝子などで作られた強固な真空封止ガラス容器１７を用いてリレー接点部を真空等で封じ込める事を必要としない。
よって、接続端子支持体２０でリレーの接続端子１９ａ〜１９ｃを固定するだけでよく、給電切り替え用リレーの小型化と構造の簡素化が可能となる。
また、真空封止ガラス容器１７のような外壁が必要でなく、リレー自体の形状を規定しないため、例えば図２に示したような「はしご型」の接点部構造にすることができる。
これにより、給電切り替え用リレーの形状を直方体形状にし、従来の円筒形構造に比べ、リレー体積を縮小し、給電切り替え回路ユニット内において密に配置することができ、海中分岐装置の大幅な小型化が可能となる。
【００１８】
また、給電切り替え用リレー自体の形状や接点構造を容易に変えることができるため、海中分岐装置内におけるリレーの配置個所が規定されず、海中分岐装置設計において柔軟な設計を可能にする。
また、絶縁性液体としてフッ素系不活性液体を使用すれば、沸点が低い（３０〜２１５℃）ため、給電切り替え用リレーの補修、点検時作業時に加熱することで内部絶縁性液体を抜き取ることが可能であり、補修・点検作業を簡便化することができる。
また、絶縁性液体の代わりに耐圧筐体内を真空にした場合、絶縁強度が高くなり海中分岐装置の高信頼化が得られる。
この場合、不活性液体を充填していないため、製造工程の簡略化が計れ、給電切り替え用リレーの補修、点検時作業を簡便にすることができる。
【００１９】
実施の形態２．
図３および図４は、図２に示した接点部構造がはしご形状をした接点部開放型の給電切り替え用リレー１００の他の構造例を説明するための図である。
図３において、２８‐１、２８‐２、・・・〜・・・２８‐ｎは、リレーの接続端子１９ａ〜１９ｃと接続端子支持体２０と導電性切り替え切片２１を組み合わせた接続ユニットであり、実施の形態１において、接続ユニットを横方向に複数個設置した接点構造である。
給電経路の切り換え方法は実施の形態１の場合と同じであり、各接続ユニットにおいて、通常時に接続端子１９ｂ‐１９ｃ間が給電経路となり、故障時には接続端子１９ｂ‐１９ａ間が給電線路となる。
【００２０】
また、図４において、１９ａ〜１９ｅはリレーの接続端子であり、図４は一つの導電性切り替え切片２１上に複数の接続端子がある接点構造を示している。
なお、図４は簡略化のため２回線のみ表示している。
給電経路の切り換え駆動方法は実施の形態１の場合と同じであるが、当該構造においては通常時に接続端子１９ｂ‐１９ｃ、１９ｄ間が給電経路となり、故障時には導電性切り替え切片２１がＣ方向に回転駆動し、接続端子１９ｂ‐１９ａ、１９ｅ間が給電線路となる。
上記接点構造にすることにより、数回線を同時に制御することができ、海中分岐装置の高信頼化が得られるとともに、装置の更なる簡素化や小型化を可能にすることができる。
【００２１】
実施の形態３．
図５は、接点部開放型の給電切り替え用リレー１００がロータリースィッチ形状をしている場合の構造例を説明するための図であり、図５（ａ）は上面から見た図、図５（ａ）は側面から見た図である。
なお、図５は給電経路が４経路の場合の接点構造を示している。
図５において、１９ａ〜１９ｈはリレー端子台２９で固定されたリレーの接続端子であり、導電性切り替え切片２１を介して給電電圧が流れる。
３０は導電性切り替え切片２１を回転自在に支持する駆動軸であり、給電経路切り替え時にステッピングモータ３１がＤ方向に動く機械力を導電性切り替え切片２１に伝える。
なお、当該リレーは耐圧筐体３内部に設置され、周辺を耐圧筐体３内部に充填された絶縁性物質（絶縁性液体）で覆われている。
【００２２】
次に、図５に示したロータリースィッチ構造の給電切り替え用リレーにおける給電経路の切り換え方法を以下に説明する。
１９ａ〜１９ｈはリレーの接続端子であり、通常時は接続端子１９ａ‐１９ｅ間を導電性切り替え切片２１が橋絡しており、給電電圧は接続端子１９ａ‐１９ｅ間にかかる。
故障時にはステッピングモータ３１に電圧がかかることにより駆動軸３０がＤ方向に４５°回転し、接続端子１９ａ、１９ｅから離れ、接続端子１９ａ‐１９ｅ間にかかっていた給電電圧が切れる。
さらに、破線で示したように接続端子１９ｂ‐１９ｆ間を導電性切り替え切片２１が橋絡し、高電圧の給電電圧は１９ｂ‐１９ｆ間にかかり、給電経路の切り換えが行われる。
図５に示したロータリースィッチ構造（形状）の給電切り替え用リレーの場合、導電性切り替え切片２１をさらに回転させることにより、給電経路は４経路得られる。
上記接点構造（即ち、ロータリースイッチ形状）にすることにより、数回線を同時に制御することが可能となり、海中分岐装置の高信頼化が得られるとともに、装置の更なる簡素化や小型化を可能にすることができる。
【００２３】
実施の形態４．
図６は、実施の形態４による海中分岐装置に用いられる接点部開放型の給電切り替え用リレー１００の構造を説明するための斜視図である。
図６において、３２は絶縁性端子、３３ａ〜３３ｄは導電性接続端子であり、導電性切り替え切片２１を介して高電圧の給電電圧が流れる。
絶縁性端子３２、導電性接続端子３３ａ〜３３ｄは、端子支持棒３４により支えられている。
３０は駆動軸であり、給電経路切り替え時に３１のステッピングモータ３１が回転する機械力を導電性切り替え切片２１に伝える。
なお、図６に示した給電切り替え用リレーは、耐圧筐体３内部の給電切り替え回路ユニット７内に設置され、周辺は充填された絶縁性液体で覆われている。
【００２４】
次に、図６の構造（即ち、円筒状のロータリースィッチ形状）における給電経路の切り換え方法を以下に説明する。
３３ａ〜３３ｄはリレーの接続端子（導電性接続端子）であり、通常時は接続端子３３ａ‐３３ｃ間を導電性切り替え切片２１が橋絡しており、高電圧の給電電圧は接続端子３３ａ‐３３ｃ間にかかる。
故障時には、ステッピングモータ３１に電圧がかかることにより駆動軸３０が回転し、導電性切り替え切片２１が絶縁部３２（導電性接続端子）に達し、接続端子３３ａ、３３ｃから離れ、接続端子３３ａ‐３３ｃ間にかかっていた給電電圧が切れる。
さらに導電性切り替え切片２１が回転（初期から９０°回転）すると、接続端子３３ｂ‐３３ｄ間を導電性切り替え切片２１が橋絡し、給電電圧は３３ｂ‐３３ｄ間にかかり給電経路の切り換えが行われる。
なお、給電経路は、図６の構造の場合、２経路であるが、絶縁性端子（絶縁部）と導電性接続端子（接続端子）の数を増加することで、さらに多くの給電経路を得ることができる。
このような接点構造にすることにより、数回線を同時に制御することが可能となり、海中分岐装置の高信頼化が得られるとともに、装置の更なる簡素化や小型化を可能にすることができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明による海中分岐装置は、耐圧筐体と、耐圧筐体内に形成された中継回路ユニット内に設けられ、伝送される信号の中継処理を行う光増幅回路ユニットと、中継回路ユニット内に設けられ、高電圧の給電電圧を切り替えるための給電切り替え用リレーが配置される給電切り替え回路ユニットとを備え、中継回路ユニットを含む耐圧筐体の内部は絶縁性液体で充填される海中分岐装置において、
記給電切り替え回路ユニット内に配置される給電切り替え用リレーは、接点部開放型リレーであることを特徴とするので、給電切り替え用リレーは真空封止する必要がなくなり、大幅な小型化が図れる。
従って、小型化および構造の簡素化を可能とする海中分岐装置を実現できる。
【００２６】
また、本発明による海中分岐装置の絶縁性液体は、沸点が低いフッ素系不活性液体であることを特徴とするので、給電切り替え用リレーの補修・点検作業を容易に行える。
【００２７】
また、本発明による海中分岐装置は、耐圧筐体の内部を絶縁性液体で充填するのに代えて、耐圧筐体の内部を真空絶縁にしたので、絶縁性液体を充填する必要がなく、製造工程の簡略化が図れるともに補修・点検作業を容易に行える。
【００２８】
また、本発明による海中分岐装置の接点部開放型リレーの接点部構造は、はしご形状であることを特徴とするので、給電切り替え用リレーの形状は直方体形状になり、従来の外壁を有した円筒形構造に比べ、リレー体積を縮小し、給電切り替え回路ユニット内において密に配置することが可能となり、数回線の給電切り替えを同時に行える信頼度の高い、かつ、小型化の図れる海中分岐装置を提供できる。
また、リレー自体の形状や接点構造を変えることができるため、リレーの配置個所制限が少なくなり、海中分岐装置設計において柔軟な設計を可能にする。
【００２９】
また、本発明による海中分岐装置の接点部開放型リレーの接点部構造は、ロータリースイッチ形状であることを特徴とするので、数回線の給電切り替えを同時に行える信頼度の高い、かつ、さらに小型化の図れる海中分岐装置を提供できる。
【００３０】
また、本発明による海中分岐装置の接点部開放型リレーの接点部構造は、円筒筒状のロータリースイッチ形状であることを特徴とするので、装置の高信頼化が得られるとともに、更なる簡素化や小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による海中分岐装置の構成を概念的に示す図である。
【図２】実施の形態１による海中分岐装置に用いられる給電切り替え用リレーの構造を示す図である。
【図３】実施の形態２による海中分岐装置に用いられる給電切り替え用リレーの構造を示す図である。
【図４】実施の形態２による海中分岐装置に用いられる給電切り替え用リレーの他の構造を示す図である。
【図５】実施の形態３による海中分岐装置に用いられる給電切り替え用リレーの構造を示す図である。
【図６】実施の形態４による海中分岐装置に用いられる給電切り替え用リレーの構造を示す図である。
【図７】海中分岐装置の構成を概念的に示す図である。
【図８】従来の海中分岐装置に用いられる給電切り替え用真空リレーの外観構造を示す図である。
【符号の説明】
１　端面板　　　　　　　　　　　　２　耐圧円筒筺体
３　耐圧筺体　　　　　　　　　　　７　給電切り替え回路ユニット
８　給電切り替え回路ユニット　　　９　中継回路ユニット
１０ａ　光ファイバーケーブル　　　１０ｂ　給電線
１１　絶縁性液体　　　　　　　　　１３　光海底ケーブル
１９ａ〜１９ｃ　リレーの接続端子
２０　接続端子支持体　　　　　　　２１　導電性切り替え切片
２２　駆動切片　　　　　　　　　　２３　駆動切片
２４　動切片支持棒　　　　　　　　２５　電磁弁
２６　リレー台　　　　　　　　　　２７　電磁弁駆動信号端子
２８‐１〜２８‐ｎ　接続ユニット　２９　リレー端子台
３０　駆動軸　　　　　　　　　　　３１　ステッピングモータ
３２　絶縁性端子　　　　　　　　　３３　導電性接続端子
３４　端子支持棒

Claims

耐圧筐体と、上記耐圧筐体内に形成された中継回路ユニット内に設けられ、伝送される信号の中継処理を行う光増幅回路ユニットと、上記中継回路ユニット内に設けられ、高電圧の給電電圧を切り替えるための給電切り替え用リレーが配置される給電切り替え回路ユニットを備え、上記中継回路ユニットを含む上記耐圧筐体の内部は絶縁性液体で充填される海中分岐装置において、上記給電切り替え回路ユニット内に配置される給電切り替え用リレーは、接点部開放型リレーであることを特徴とする海中分岐装置。
上記絶縁性液体は、フッ素系不活性液体であることを特徴とする請求項１に記載の海中分岐装置。
上記耐圧筐体の内部を絶縁性液体で充填するのに代えて、上記耐圧筐体の内部を真空絶縁にしたことを特徴とする請求項１に記載の海中分岐装置。
上記接点部開放型リレーの接点部構造は、はしご形状であることを特徴とする請求項１に記載の海中分岐装置。
上記接点部開放型リレーの接点部構造は、ロータリースイッチ形状であることを特徴とする請求項１に記載の海中分岐装置。
上記接点部開放型リレーは、円筒状のロータリースイッチ形状であることを特徴とする請求項１に記載の海中分岐装置。