JP3011646B2

JP3011646B2 - 自動ｍｄｆ装置

Info

Publication number: JP3011646B2
Application number: JP7250282A
Authority: JP
Inventors: 晴幸福田; 康郎大坪; 英夫横山
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 2000-02-21
Anticipated expiration: 2015-09-28
Also published as: JPH0993619A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電話交換機と加入
者線を結ぶ主配線盤（ＭＤＦ；Main Distributi-on Fra
me）のジャンパリングを、ロボットを用いて自動的に行
う自動ＭＤＦ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電話交換装置には、ロボットを使用する
ことで、主配線盤のジャンパリングを、自動で行えるよ
うにした自動ＭＤＦ装置がある。この自動ＭＤＦ装置
で、平行に立設したマトリックスボードの間に、ジャン
パリングを行うためのロボットを移動自在に配設したも
のの一例を、図８に基づき説明する。図８は従来の自動
ＭＤＦ装置を示す内部を透視した斜視図である。フレー
ム１には、一対の三段マトリックス構成のマトリックス
ボード３が間隙５を有して平行に立設されている。マト
リックスボード３同士の間の接続は、リンクケーブル７
によって行われている。このマトリックスボード３は、
対向する内側の面で図示しない接続ピンが挿抜できるよ
うになっている。

【０００３】また、マトリックスボード３同士の間隙５
には、ロボット９がマトリックスボード３の面方向（Ｘ
Ｙ方向）に移動自在に設けられ、ロボット９はヘッド部
が１８０°回転することで、対向したマトリックスボー
ド３の両方に渡って接続ピンの挿抜が行えるようになっ
ている。ロボット９は、高速移動を可能にするため、Ｘ
Ｙ移動用のフレーム１１が、高い直線性で製作される。
フレーム１の一端側には装置の制御部１３が設けられ、
ロボット９は修理の際、制御部１１とマトリックスボー
ド３との間に形成された取出しエリア１５から外部へ取
り出されるようになっている。

【０００４】装置全体の大きさとしては、例えば、２０
００端子規模で、間口（マトリックスボードの長さ方
向）が２８００ｍｍ、奥行き（マトリックスボード間の
厚み方向）が６００ｍｍ、高さが１８００ｍｍと、大型
のものとなっていた。従って、ロボット９は、比較的長
い距離の範囲を高速且つ高精度に移動可能に構成され
る。そのため、ロボット駆動回路も大型高精密ロボット
に対応すべく高トルクのものとなっていた。このように
従来の自動ＭＤＦ装置では、大型のマトリックスボード
３を対向配置し、その間に高速且つ高精度に移動される
ロボット９を設けることで、マトリックスボード３の全
領域におけるジャンパリングを一台のロボット９で可能
としていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自動ＭＤＦ装置では、大面積のマトリックスボード３を
対向配置し、広範囲の移動領域を一台のロボット９で受
け持たせていたため、ロボット９及び装置全体が大型化
し、総重量が増大するとともに、消費電力も大きくな
り、更には、ケーブル量も増大する問題があった。ま
た、一方では、装置が大型となる反面、寸法精度として
は高精度のものが要求され、大型高精度のものを製作し
なければならない不利があった。このため、従来の自動
ＭＤＦ装置は更に以下の欠点を有するものであった。即
ち、装置全体が大型化するため、運搬、搬入、設置工事
が大がかりなものとなり、設置スペースも大きなものが
必要となった。そして、ロボット９が一台であるため、
多量のジャンパリングが要求された際には、所要時間が
かかりすぎるとともに、ロボット９や駆動回路の代替え
性がないため障害に弱く、しかも、増設が困難であり、
運用性が悪いという問題があった。また、ロボット９が
大型且つ複雑となるため、障害が発生すれば、全断故障
になり易く、修理に時間がかかるとともに、取り替え性
も悪く、取り替え後の確認作業も大変となることから、
保守性が悪いという問題があった。更に、製造において
は、場所固定で組立て、試験・検査をせざるを得ず、ラ
インが組めないとともに、多量の接続ケーブル、少数の
高精度ロボット及び高トルク駆動回路等から構成される
ため、量産化に適さず、製造コストの低減が極めて困難
であり、製造性が悪いという問題があった。本発明は上
記状況に鑑みてなされたもので、高密度小型化が実現で
きることで、容易な搬入設置、省スペース化が可能とな
るとともに、増設が容易で、しかも、全断故障を無くす
ことができ、更には、故障対応が容易となり、量産化も
可能となる自動ＭＤＦ装置を提供し、設置性、運用性、
保守性、製造性の向上を合わせて図ることを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る自動ＭＤＦ装置の構成は、センターボー
ドと、該センターボードを貫通して設けられ表裏方向か
らの異なるコネクタを結合させる中継コネクタと、セン
ターボードの表裏を挟んで設けられセンターボードと反
対側がそれぞれ開口される一対のシェルフ部と、該一対
のシェルフ部のそれぞれの開口から挿入され搭載された
マトリックスボード同士を前記中継コネクタを介して前
記センターボードの表裏側で接続可能とした複数の印刷
配線板と、前記シェルフ部に整列装着された該印刷配線
板同士の間隙に配設され前記マトリックスボードの平面
方向に移動可能なヘッド部を有し、該ヘッド部により前
記マトリックスボードのジャンパリングを行うロボット
とを具備したことを特徴とするものである。このような
構成では、センターボードを挟む一対のシェルフ部に装
着された複数の印刷配線板がセンターボードに設けられ
た中継コネクタによって一体に接続され、それぞれの印
刷配線板に搭載されたマトリックスボードがセンターボ
ードの表裏側で高密度に配設された状態となる。また、
複数のロボットが、印刷配線板同士の間隙、即ち、マト
リックスボードの小グループごとに分散搭載され、それ
ぞれが独立してジャンパリング動作を行うこととなり、
一台のロボットのジャンパリング受持ち領域が小さいも
のとなる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る自動ＭＤＦ装
置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明す
る。図１は本発明に係る自動ＭＤＦ装置の分解斜視図、
図２は図１の自動ＭＤＦ装置の構成概念を説明する外観
斜視図、図３は図１の自動ＭＤＦ装置に用いられるセン
ターボードの説明図であり（ａ）は表面側（ｂ）は裏面
側を示すものである。図２に示すように、自動ＭＤＦ装
置２１は、骨格部に相当する部分が、センターボード２
３とシェルフ部２５とで構成され、これ以外の部材は、
全てコネクタ結合により着脱が容易な構造となってい
る。大きさとしては、例えば、２０００端子規模で間口
５５０ｍｍ、奥行き５５０ｍｍ、高さ６００ｍｍの小形
のものである。

【０００８】シェルフ部２５は、センターボード２３を
挟んで前後に設けられ、センターボード２３と反対側が
それぞれ開口されている。シェルフ部２５の開口には小
形化された印刷配線板２７が複数枚、平行に挿入され
る。印刷配線板２７の挿入向きは、センターボード２３
を挟んで前後のシェルフ部２５で、直交する向き（９０
°の角度を成す相対位置）となっている。即ち、一方の
シェルフ部２５ａでは、起立状態の印刷配線板２７が水
平方向に整列されるとともに、他方のシェルフ部２５ｂ
では、水平状態の印刷配線板２７が上下方向に整列され
た状態となっている。これらの直交して装着された印刷
配線板２７同士は、図３に示すセンターボード２３に設
けられた中継コネクタ２９を介して結合される。

【０００９】センターボード２３には配線パターンが形
成されておらず、直交して挿入される印刷配線板２７に
対応すべく、一方の面には垂直方向に複数の中継コネク
タ２９が並設されたコネクタ群３１が水平方向に多数設
けられ（図３（ａ））、他方の面には水平方向に複数の
中継コネクタ２９が並設されたコネクタ群３３が垂直方
向に多数設けられている（図３（ｂ））。従って、セン
ターボード２３は、配線パターンをなくすことで、信号
が表裏方向への出入りのみとなる。これにより、骨格部
の一部を構成する固定設置部、即ち、センターボード２
３は、障害度が極小化されることになる。これは、自動
ＭＤＦ装置２１においては、予想外の被雷が考えられる
ことから、溶断などの虞れが生ずる配線パターンは排除
されることがより安全となるためである。

【００１０】図４は図１の自動ＭＤＦ装置に用いられる
印刷配線板をロボットとともに示した斜視図である。印
刷配線板２７には複数枚のマトリックスボード３５が搭
載され、マトリックスボード３５は、印刷配線板２７内
の図示しない配線パターン、及び印刷配線板２７間をコ
ネクタ結合するセンターボード２３によって接続され
る。また、印刷配線板２７には故障発生を極力低下させ
るため、アクティブ素子は搭載されていない。なお、予
想外の大被雷で、印刷配線板２７やマトリックスボード
３５に障害が生じた場合には、その交換が印刷配線板２
７単位で行えるようになっている。また、印刷配線板２
７は、部品搭載面が対向するようにしてシェルフ部２５
に配置され、その間隙にはロボット３７が配設されるよ
うになっている。

【００１１】図５は図１の自動ＭＤＦ装置に装着される
ロボットと印刷配線板との装着構造を示した斜視図であ
る。ロボット３７は、小型偏平形状のもので構成され、
マトリックスボード３５の小グループごと（対向する印
刷配線板２７に搭載されたもの）に対応させて分散配置
する。ロボット３７の構成としては、例えば、枠体３７
ａを移動するアーム部３７ｂに、このアーム部３７ｂの
移動方向と直交する方向で移動するヘッド部３７ｃを設
けたものなどが考えられる。なお、図中、３７ｄは、厚
さ方向ガイドである。

【００１２】ロボット３７は、数量を少なくするため、
対向するマトリックスボード３５の両側に対応可能な構
造でヘッド部３７ｃを構成する。また、ロボット３７
は、それのみの交換が可能な着脱構造となっている。即
ち、印刷配線板２７側にはロボット３７の挿入ガイド３
９が設けられ、ロボット３７は挿入ガイド３９に案内さ
れ、マトリックスボード３５の小グループ間となる対向
した印刷配線板２７同士の間に挿入されるようになって
いる。つまり、ロボット３７は、引出し状となって間隙
に装着される。。ロボット３７の挿入後の固定は、シェ
ルフ固定穴４１により、シェルフ部２５にボルト等を介
して直接行われる。

【００１３】ロボット３７と、駆動回路との接続は、コ
ネクタ４３を介して行う。ロボット３７の駆動回路は、
ロボット３７のコネクタ４３を介し、印刷配線板２７の
配線パターンを通り、コネクタ４５でセンターボード２
３に接続され、これを介して反対側の印刷配線板２７に
搭載された駆動回路４７（図１参照）に接続される。ア
クティブ素子からなる駆動回路４７は、まとめて印刷配
線板２７に搭載することで、障害時の交換性を良好なも
のとしている。なお、制御回路も駆動回路４７と同様に
して一枚の印刷配線板２７として収容される。これによ
り、障害時の切り分けの容易化が図られている。

【００１４】また、本装置は配線システムであり、配線
は２４時間使用されることが前提となる。従って、配線
変更するロボット３７や駆動回路４７、制御回路が故障
しても、既配線系に影響が及ばないことが重要となる。
即ち、センターボード２３とマトリックスボード３５を
搭載した印刷配線板２７、及びケーブルはそのままとし
て、故障が処理されなければならない。このため、本装
置では、故障率の相対的に高いロボット３７、駆動回路
４７、制御回路などのアクティブ部品を搭載するもの
は、配線系と容易に切り離し可能となるように着脱自在
な構造となっている。

【００１５】なお、ロボット３７については、印刷配線
板２７との相対位置関係が着脱でバラツクことになる
が、これは、挿入直後に相対位置関係をロボットコント
ローラで初期設定することで対応する。

【００１６】ここで、センターボード２３に配線パター
ンを不要とする構成について、図６、図７を参照して更
に詳しく説明する。図６は図１の自動ＭＤＦ装置の配線
系における信号の流れを説明する図、図７は図１の自動
ＭＤＦ装置のジャンパリング作動系における信号の流れ
を説明する図である。先ず、図６に示すように、配線系
については、線路側ケーブル５１から入る信号が第一段
のマトリックスボード３５ａに入り、これから直交接続
用中継コネクタ２９を介してセンターボード２３を貫通
して二段目のマトリックスボード３５ｂに至る。二段目
のマトリックスボード３５ｂの出力は、直交接続用中継
コネクタ２９を介してセンターボード２３を貫通して三
段目のマトリックスボード３５ｃに入る。このマトリッ
クスボード３５ｃの出力は、交換機側ケーブル５３に出
る。即ち、センターボード２３上には配線パターンがな
く、プレスフィトピンを介して貫通するのみの接続構造
となっている。

【００１７】次に、図７に基づき、ジャンパリング作動
系について説明する。装置の制御部５５は、ロボットコ
ントローラ５７に指令を出す。図においてはコントロー
ラが二つあるが、制御部５５は、同一印刷配線板２７内
は配線パターンで、別印刷配線板２７へは中継コネクタ
２９を介しセンターボード２３を貫通して指令を出す。
次に、ロボットコントローラ５７は、ロボット駆動回路
５９を駆動させ、中継コネクタ２９を介し、センターボ
ード２３を貫通して配線系基板に至り、この中のロボッ
ト接続コネクタを介し、ロボット３７と結合する。な
お、このパスは、駆動信号、応答信号、センス信号、電
源線など全てに共通するものである。いずれにしても、
センターボード２３に配線パターンはなく、いずれの系
においてもプレスフィットピンを介して貫通するのみと
なっている。

【００１８】以上のように構成された自動ＭＤＦ装置２
１では、印刷配線板２７がセンターボード２３を挟む前
後のシェルフ部２５で直交方向で装着され、複数に分割
された全ての印刷配線板２７同士が、センターボード２
３に設けられた中継コネクタ２９のみによって一体に接
続可能となる。これにより、センターボード２３に配線
パターンを形成することなく複数の印刷配線板２７が接
続され、小形多重構造が可能となる。

【００１９】また、分散搭載された複数のロボット３７
が、マトリックスボード３５の小グループごとに配置さ
れ、それぞれが独立してジャンパリング動作を行うこと
となり、一台のロボットのジャンパリング受持ち領域が
小さいものとなる。また、ロボット３７が分散搭載され
ることにより、一つのロボット３７に発生した障害の装
置全体に及ぼす影響が小さいものとなる。

【００２０】このように、上述の自動ＭＤＦ装置２１に
よれば、設置性において、マトリックスボード３５を小
形の印刷配線板２７に搭載し、この印刷配線板２７を多
重状態で設けたので、装置全体の小型化、高密度化が可
能となり、装置を小型軽量に構成することができる。こ
の結果、装置の搬入、設置が容易となるとともに、設置
の省スペース化も図ることができる。また、複数ロボッ
ト３７の並列動作化により、据え付け工事の際などにお
いても、確認試験が効率的且つ迅速に行えるようにな
る。

【００２１】運用性においては、ロボット３７を分散搭
載し、且つ並列動作を実現したので、多量のジャンパリ
ングが必要な時においても、一台のロボットで対応を行
っていた従来の方式に比べ、所要時間を大幅に短縮する
ことができる。また、従来方式では、ロボットが一台で
あったために、障害が発生すると、完全復旧までジャン
パリングが全くできなくなる欠点があったが、本構成で
は、ロボット３７を分散搭載したので、ロボット一台当
たりの障害範囲を小さなものとすることができ、運用上
のジャンパリング不可能範囲を最小限にすることができ
る。また、本構成は、パッケージ増設が容易に行えるこ
とから、現状の容量に見合った分での設備投資が行え、
その後における投資繰延べを可能にすることができる。

【００２２】保守性においては、ロボット３７の着脱
を、通常の電子回路パッケージと同様に簡単に行えるよ
うにしたので、これらの不良、又は故障時には、現場で
予備のものに容易に交換することができる。これは、交
換が極めて困難であった従来の大型高精度ロボットと保
守性が大きく異なる点である。また、ロボット３７を小
型簡易なもので構成したので、障害対応に備えられる予
備品のコストも大幅に低減させることができる。

【００２３】そして、製造性においては、ロボット３
７、駆動回路４７、マトリックスボード３５、印刷配線
板２７とも、数が多くなるので、量産化が容易なものと
なる。そして、これらは小形簡易なものになるため、組
立を自動化させることも可能となる。更に、印刷配線板
２７によりケーブルがなくなるので、製造が格段に容易
なものとなるとともに、配線系の試験、Ｓ／Ｎ特性の安
定性においても製造が容易なものとなる。なお、小形化
されることによる製造の容易性も多大なメリットとな
る。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る自動ＭＤＦ装置によれば、センターボードを挟む一対
のシェルフ部に装着された複数の印刷配線板を、センタ
ーボードの中継コネクタによって一体に接続したととも
に、ロボットをマトリックスボードの小グループごとに
分散配置したので、高密度小型化が実現でき、容易な搬
入設置、省スペース化が可能となる。また、増設が容易
となり、全断故障も無くすことができるとともに、故障
対応も容易となり、更には量産化も容易なものとなる。
この結果、設置性、運用性、保守性、製造性を合わせて
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動ＭＤＦ装置の分解斜視図であ
る。

【図２】図１の自動ＭＤＦ装置の構成概念を説明する外
観斜視図である。

【図３】図１の自動ＭＤＦ装置に用いられるセンターボ
ードの説明図であり（ａ）は表面側（ｂ）は裏面側を示
すものである。

【図４】図１の自動ＭＤＦ装置に用いられる印刷配線板
を、ロボットとともに示した斜視図である。

【図５】図１の自動ＭＤＦ装置に装着されるロボットと
印刷配線板との装着構造を示す斜視図である。

【図６】図１の自動ＭＤＦ装置の配線系における信号の
流れを説明する図である。

【図７】図１の自動ＭＤＦ装置のジャンパリング作動系
における信号の流れを説明する図である。

【図８】従来の自動ＭＤＦ装置を示す内部を透視した斜
視図である。

【符号の説明】

２１自動ＭＤＦ装置２３センターボード２５シェルフ部２７印刷配線板２９中継コネクタ３５マトリックスボード３７ロボット３７ｃヘッド部３９挿入ガイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横山英夫東京都千代田区内幸町一丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (56)参考文献特開昭50−111909（ＪＰ，Ａ) 特開平８−307910（ＪＰ，Ａ) 特開平３−213092（ＪＰ，Ａ) 特開平３−104397（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04Q 1/00 - 1/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】センターボードと、該センターボードを貫通して設けられ表裏方向からの異
なるコネクタを結合させる中継コネクタと、センターボードの表裏を挟んで設けられセンターボード
と反対側がそれぞれ開口される一対のシェルフ部と、該一対のシェルフ部のそれぞれの開口から挿入され搭載
されたマトリックスボード同士を前記中継コネクタを介
して前記センターボードの表裏側で接続可能とした複数
の印刷配線板と、前記シェルフ部に整列装着された該印刷配線板同士の間
隙に配設され前記マトリックスボードの平面方向に移動
可能なヘッド部を有し、該ヘッド部により前記マトリッ
クスボードのジャンパリングを行うロボットとを具備し
たことを特徴とする自動ＭＤＦ装置。
【請求項２】前記センターボードを挟む一方のシェル
フ部に装着される印刷配線板と他方のシェルフ部に装着
される印刷配線板とを、挿入方向の挿入軸回りに直角を
成す相対位置で配置したことを特徴とする請求項１記載
の自動ＭＤＦ装置。
【請求項３】前記センターボードを挟む一方のシェル
フ部に装着される複数の印刷配線板を起立状態で水平方
向に配置するとともに、他方のシェルフ部に装着される
複数の印刷配線板を水平状態で上下方向に配置したこと
を特徴とする請求項２記載の自動ＭＤＦ装置。
【請求項４】前記マトリックスボードの搭載面が対向
するように前記印刷配線板を間隙を有して配置し、該印
刷配線板同士の間隙に前記ロボットを配設し、対向する
前記マトリックスボードのジャンパリングを該一台のロ
ボットで行わせることを特徴とする請求項１記載の自動
ＭＤＦ装置。
【請求項５】前記間隙を有して対向される印刷配線板
に挿入ガイドを設け、該挿入ガイドを介して前記ロボッ
トを前記間隙に着脱自在に設けたことを特徴とする請求
項４記載の自動ＭＤＦ装置。