JP3284356B2 - 自動転換器 - Google Patents

自動転換器

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JP3284356B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電話回線に接続さ
れた複数の電話、ファクシミリ、パソコン等の端末機器
を切換接続する自動転換器に関するものであり、特に、
通信していない電灯線を電源とする端末機器を電話回線
から完全に切り離すことができるもの及びその回路に用
いる高感度リレーの駆動回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電話回線を利用する情報機器等の
増加により、1つの電話回線に電話、ファクシミリ、パ
ソコン等の複数の端末機器を切り換えて接続する切換器
や自動転換器が市販されている。
【0003】一般に、この種の切換器等は、一対の電話
回線間に互いに並列になるように接続された複数の端末
機器のうち、通信・通話を行うものを除く他の端末機器
の電話回線との接続線の片側だけを切り離すことにより
通信不可能にして、切り換えるものであった。
【0004】また、このような端末機器と電話回線との
接続及び切り離しは、自動制御が容易なトランジスタ等
の半導体電子スイッチを用いて行うことが多かった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の切換器等に
おいては、端末機器と電話回線との切り離しと接続を接
続線の片側で行っていたため、端末機器の電源となる電
灯線からの電源リークが生じると、切り離していない接
続線から電話回線に交流雑音が混入し、通信・通話中の
電話等の他方の端末機器の通信・通話の妨げとなること
があった。
【0006】かかる課題を解決するには、電話回線に接
続されている電灯線から電源を得ている端末機器を、電
話回線から完全に切り離すことが効果的である。そこ
で、このような端末機器と電話回線との間にトランジス
タ等の半導体電子スイッチを設けて切り離すことが考え
られるが、半導体電子スイッチの絶縁抵抗がメカニカル
スイッチに比べて極めて低いため、交流雑音を充分除去
することができないという課題があった。
【0007】上記より、電灯線から電源を得ている端末
機器を、電話回線から完全に切り離すには、メカニカル
スイッチを有するリレーを用いることが最も適している
ことが判る。しかしながら、リレーの駆動には比較的大
きい電力が必要であり、例え小電力で駆動可能な高感度
リレーを用いたとしても、電話回線から供給される電力
のみで通話する電話の場合には、極めて限られた電力で
リレーを安定駆動することが必要であり、更なる消費電
力の低減を図ることが必要であった
【0008】本発明は、上記従来例の課題に鑑みなされ
たもので、低電力でもリレーを安定駆動することができ
る高感度リレー駆動回路を提供すると共に、それを用い
ることにより端末機器を電話回線から完全に切り離して
交流雑音の混入を防止した自動転換器を提供するもので
ある。
【0009】
【課題を解決しようとする課題】本発明の自動転換器
は、電話回線と端末機器との間に接続された極性をそろ
えるダイオードブリッジと、該ダイオードブリッジの出
力側に形成されるループ回路内に設けられた第1の電子
スイッチと、該第1の電子スイッチを介して電圧が印加
されるリレー駆動コイルと、前記電話回線と他の端末機
器との間に設けられ且つ前記リレー駆動コイルにより駆
動されるリレースイッチと、前記ループ回路内に設けら
れた第2の電子スイッチと、該第2の電子スイッチを介
して充電されると共に前記第1の電子スイッチを介して
前記リレー駆動コイルにリレー初期駆動電圧を印加する
コンデンサと、前記ダイオードブリッジの出力側に接続
され、前記端末機器により前記電話回線が閉結される
と、前記第2の電子スイッチをオン状態にし、一定の時
間差をもって前記第1の電子スイッチをオン状態にする
スイッチ制御回路と、からなり、前記第2のスイッチが
オン状態になると前記コンデンサは充電され、前記第1
のスイッチがオン状態になるとリレー初期駆動電圧が前
記リレー駆動コイルに印加されて前記リレースイッチが
オフ状態に切り換わり、前記ダイオードブリッジから供
給される電圧で前記リレースイッチをオフ状態に保持し
て前記他の端末機器を電話回線から切り離すものであ
る。
【0010】また、本発明の高感度リレー駆動回路は、
第1の電子スイッチと、該第1の電子スイッチを介して
電圧が印加されるリレー駆動コイルと、該リレー駆動コ
イルにより駆動されるリレースイッチと、第2の電子ス
イッチと、該第2の電子スイッチを介して充電されると
共に前記第1の電子スイッチを介して前記リレー駆動コ
イルにリレー初期駆動電圧を印加するコンデンサと、電
力が供給されると、前記第2の電子スイッチをオン状態
にし、一定の時間差をもって前記第1の電子スイッチを
オン状態にするスイッチ制御回路と、からなり、前記第
2のスイッチがオン状態になると前記コンデンサは充電
され、前記第1のスイッチがオン状態になると前記コン
デンサからリレー初期駆動電圧が前記リレー駆動コイル
に印加されて前記リレースイッチがオフ状態に切り換わ
り、その後は供給される電圧で前記リレースイッチをオ
フ状態に保持するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の自動転換器においては、
電話等の一方の端末機器が閉結されると、この端末機器
と電話回線との間に設けられたダイオードブリッジの出
力側に設けられたループ回路が閉結される。このときに
第2の電子スイッチがオン状態になってコンデンサが充
電される。これに続いて第1の電子スイッチがオン状態
になり、リレー駆動コイルにコンデンサに蓄積されたリ
レー初期駆動電圧と電話回線からの電圧が印加され、こ
れによりリレースイッチが駆動されてオフ状態になり、
電話回線に接続されている他の端末機器を電話回線から
完全に切り離す。この結果、切り離された端末機器を介
して電灯線からの交流雑音が電話回線に混入することを
防ぐことができる。この第1及び第2の電子スイッチ
は、スイッチ制御回路により順次オン状態になるように
制御されている。
【0012】また、リレーはその初期駆動時に大電圧を
必要とし、状態を保持するには低電圧で充分駆動するこ
とができるので、本発明の高感度リレー駆動回路におい
ては、コンデンサにリレー初期駆動電圧を蓄積し、これ
を用いて初期駆動したのち、供給される低電圧で状態を
保持している。
【0013】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係る自動転換器の
構成を示す回路図である。L1、L2は電話回線であ
り、通常電話待機時には48ボルトの直流電圧が供給さ
れており、宅内交換機がある場合には24ボルトの直流
電圧が供給されている場合もある。
【0014】この電話回線L1、L2には、電話機等の
電灯線を電源とせずに電話回線を利用して通信・通話を
行う端末機器T1とダイオードブリッジDB1が直列に
接続されている。
【0015】このダイオードブリッジDB1の出力に
は、ループ回路LC1が形成されている。即ち、ダイオ
ードブリッジDB1の出力正側と負側の間には、抵抗R
1、トランジスタからなる電子スイッチQ0のベース及
びフォトカプラの受光素子PC2が接続されており、電
子スイッチQ0にベースバイアス変動を与えている。こ
の電子スイッチQ0には、抵抗R2とコンデンサC1を
介してベースが接続されたトランジスタからなる第1の
電子スイッチQ1と、抵抗R3を介してベースが接続さ
れたトランジスタからなる第2の電子スイッチQ2が、
それぞれ電子スイッチQ0にダーリントン接続されてい
る。この第1及び第2の電子スイッチQ1、Q2のコレ
クタとエミッタは、互いに並列になるようにダイオード
ブリッジDB1の出力端に接続されて、その正側から負
側へのループ回路LC1を形成している。
【0016】この第1及び第2の電子スイッチQ1、Q
2のコレクタとダイオードブリッジDB1の出力正側と
の間には、それぞれリレー駆動コイルLと蓄電用のコン
デンサC2が互いに並列になるように接続されている。
【0017】本実施例においては、このループ回路LC
1内の抵抗R1、受光素子PC2、電子スイッチQ0、
抵抗R2、コンデンサC1及び抵抗R3からなるスイッ
チ制御回路CC部分で第1及び第2の電子スイッチQ
1、Q2を制御するように構成している。
【0018】一方、ダイオードブリッジDB1と端末機
器T1に並列になるように、ダイオードブリッジDB2
と電灯線を電源とする電話、ファクシミリ、パソコン等
の端末機器T2が電話回線L1、L2に接続されてい
る。このダイオードブリッジDB2の出力側のループ回
路LC2には、過電流バイパス用のツェナーダイオード
ZDと、電流調整用の抵抗R4とフォトカプラの発光素
子PC1が設けられており、この発光素子PC1は、前
述した受光素子PC2にカップリングされている。
【0019】また、このダイオードブリッジDB2及び
端末機器T2と電話回線L1、L2との間には、それぞ
れリレー駆動コイルLにより駆動されるリレースイッチ
S1、S2が設けられている。
【0020】次に、上記構成からなる本実施例における
自動転換器の動作を説明する。はじめに、端末機器T
1、T2が待機状態にあるときには、ループ回路はオン
開放状態にあるが、端末機器T1、T2がオフ状態であ
るため結果としてループ回路を含めてオフ状態となって
おり、リレー駆動コイルLが励磁されることはなく、リ
レースイッチS1、S2は閉状態になっている。ここ
で、端末機器T1の例えば受話器をオフフックして端末
機器T1内で電話回線L1、L2の閉結が完了すると、
ダイオードブリッジDB1の出力側にあるループ回路L
C1は閉じて通電する。このときに、電子スイッチQ0
のエミッタ出力により第2の電子スイッチQ2がオン状
態になり、これにより電話回線L1、L2からの電力供
給によりコンデンサC2はリレー初期駆動電圧以上に充
電される。
【0021】その後、抵抗R2とコンデンサC1の時定
数により第2の電子スイッチQ2より時間差をもって第
1の電子スイッチQ1がオン状態になる。これにより、
リレー駆動コイルLには、電話回線L1、L2から印加
される電圧だけでなく、コンデンサC2に蓄積された電
圧も印加されることになる。通常、高感度リレーは、初
期駆動時に大きな電力を必要とし、状態保持には比較的
小さい電力で駆動することができる。本実施例において
は、リレースイッチS1、S2の初期駆動時には電話回
線L1、L2からの電力供給だけでなくコンデンサC2
からの電力供給も行われるため、リレー駆動コイルLに
はリレー初期駆動電圧以上の電圧が印加されることにな
り、これにより励磁されたリレー駆動コイルLの磁力に
よりリレースイッチS1、S2は確実に開状態になる。
そして、その後はリレーのヒステリシス駆動特性によ
り、初期駆動電圧よりも低い電圧で状態を保持すること
ができるので、電話回線L1、L2からの電圧だけでリ
レースイッチの開状態を保持することになる。
【0022】上記のようにリレースイッチS1、S2が
開状態になると、端末機器T2は電話回線L1、L2か
ら完全に切り離され、その電源としての電灯線からの交
流雑音の混入を完全に防ぐことができる。
【0023】また、端末機器T2が電話回線L1、L2
から完全に切り離されることにより、端末機器T2は通
信・通話ができない状態となるので、端末機器T1の通
信・通話に割り込めなくなる。
【0024】その後、端末機器T1の通信・通話が終了
し、端末機器T1による電話回線L1、L2の閉結が解
除されると、ダイオードブリッジDB1の出力にあるル
ープ回路LC1も開放され、リレー駆動コイルLへの電
圧印加が停止される。これにより、リレースイッチS
1、S2は再び閉状態になり、端末機器T2は再び電話
回線L1、L2に接続される。
【0025】一方、端末機器T2を使用して通信・通話
を行うと、端末機器T2により電話回線L1、L2が閉
結され、ダイオードブリッジDB2の出力側のループ回
路LC2に電流が流れて発光素子PC1が発光する。こ
の光を受光した受光素子PC2の抵抗値は低下し、バイ
アス用の抵抗R1との比により電子スイッチQ0のベー
スバイアスをカットしてオフ状態にする。これによりダ
イオードブリッジDB1の出力側にあるループ回路LC
1は開かれ、このときに端末機器T1により通信・通話
をすることはできなくなり、割り込みが防止される。
尚、電子スイッチQ0のバイアス用抵抗R1には、第1
及び第2の電子スイッチQ1、Q2に対して電子スイッ
チQ0がダーリントン接続になっているため、漏話が問
題にならないような高抵抗を設定している。
【0026】上記実施例においては2台の端末機器T
1、T2のうち、一方の端末機器T2のみが電灯線を電
源とするものである場合の自動転換器を示したが、端末
機器T1、T2が共に電灯線を電源とするものである場
合の一部変更例を図2に示す。図2に示すように、端末
機器T1、T2はそれぞれダイオードブリッジDB1、
DB2とリレースイッチS1、S2、S11、S12を
介して電話回線L1、L2に接続されている。このダイ
オードブリッジDB1、DB2の出力側には、図1に示
すループ回路LC1と同様の回路構成からなるループ回
路LC1、LC2が設けられている。尚、図1に示すル
ープ回路LC1と異なる部分は、リレー駆動コイルLに
並列にフォトカプラの発光素子PC1、PC11と抵抗
R5を設け、この発光素子PC1、PC11をそれぞれ
相対するループ回路内の受光素子PC2、PC12にカ
ップリングした部分だけである。
【0027】図2に示す自動転換器における動作も前述
したものと同様であり、例えば端末機器T1を用いて通
信・通話を行うときには、端末機器T1による電話回線
L1、L2の閉結によりループ回路LC2も閉じられ、
スイッチ制御回路CCによりはじめに第2の電子スイッ
チQ2がオン状態になってコンデンサC2が充電され、
次に第1の電子スイッチQ1がオン状態になってコンデ
ンサC2と電話回線L1、L2の電圧がリレー駆動コイ
ルLに印加され、リレースイッチS1、S2をオフ状態
にして端末機器T2を電話回線L1、L2から切り離
す。
【0028】また、端末機器T2を使用する場合にも、
上記動作と同様にしてリレースイッチS11、S12が
オフ状態になることにより端末機器T1が電話回線L
1、L2から切り離される。
【0029】尚、上記自動転換器においては、リレー駆
動コイルLによりリレースイッチS1、S2又はS1
1、S12が駆動される際に発光素子PC1又はPC1
1が発光して相対するループ回路LC1又はLC2内の
電子スイッチQ0をオフ状態にして、リレースイッチS
1、S2又はS11、S12が切り換わるときの不安定
な状態のときにも確実に切換動作を行うように構成して
いるが、フォトカプラを設けなくても充分安定した動作
を得ることは可能である。
【0030】図3は3台の端末機器T1、T2、T3の
接続を可能とすると共に、端末機器T3が電灯線を電源
とするものであるときの自動転換器の一部変更例を示し
ている。この自動転換器は、図1に示すものの端末機器
T1の部分に、ダイオードブリッジDB3及びその出力
側のループ回路LC3と直列に接続した端末機器T1
と、ダイオードブリッジDB4及びループ回路LC4と
直列に接続した端末機器T2と、を互いに並列になるよ
うにした回路を接続したものである。従って、端末機器
T3を切り離すときの動作に関しては図1に示す回路と
同様である。即ち、端末機器T1又はT2により電話回
線L1、L2が閉結されると、ループ回路LC1も閉結
され、第2の電子スイッチQ2を介してコンデンサC2
が充電される。そして、これに続いて第1の電子スイッ
チQ1を介してリレー駆動コイルLにコンデンサC2及
び電話回線L1、L2から電圧が印加され、リレースイ
ッチS1、S2を開状態にして端末機器T3を電話回線
L1、L2から切り離す。また、端末機器T3の通信・
通話により電話回線L1、L2を閉結すると、発光素子
PC1が発光し、これを受光した受光素子PC2が電子
スイッチQ0のバイアスをカットしてオフ状態にするた
め、端末機器T1及びT2は通信・通話できない状態に
切り換わる。
【0031】この図3に示す自動転換器においては、上
記動作に加えて、端末機器T1とT2との間における割
り込みの防止も行われる。即ち、これら端末機器T1、
T2にそれぞれ接続されたダイオードブリッジDB3、
DB4の出力側のループ回路LC3、LC4には、ダイ
オードブリッジDB3、DB4のそれぞれの出力正側と
負側の間に、抵抗R6、トランジスタQ3のベース及び
フォトカプラの受光素子PC4、PC6が設けられ、ま
たトランジスタQ3にダーリントン接続されたトランジ
スタQ4と、そのコレクタ側に直列に接続されたフォト
カプラの発光素子PC3、PC5と抵抗R7が設けられ
ている。このループ回路LC3、LC4においては、発
光素子PC3と受光素子PC4、発光素子PC5と受光
素子PC6がそれぞれカップリングされている。このよ
うな構成からなるループ回路LC3、LC4において
は、端末機器T1により電話回線L1、L2が閉結され
るとループ回路LC3内の発光素子PC5が発光し、そ
の光を受光した受光素子PC6によりループ回路LC4
内のトランジスタQ3のベースバイアスがカットされた
オフ状態になる。これによりループ回路LC4は開放さ
れ、端末機器T2は通信・通話できなくなる。また、こ
の逆に端末機器T2により電話回線L1、L2が閉結さ
れると、発光素子PC3が発光し、その光を受光した受
光素子PC4によりループ回路LC3内のトランジスタ
Q3のベースバイアスがカットされてループ回路LC3
が開放される。これにより端末機器T1は通信・通話で
きなくなる。
【0032】尚、上記図3に示す自動転換器において、
端末機器T1、T2は、これらに更に並列に端末機器と
ダイオードブリッジ等を接続することによりその台数を
増加することが可能である。また、図2に示す自動転換
器においても、顛末機器の台数を増加することは可能で
ある。
【0033】上記各自動転換器における第1及び第2の
電子スイッチQ1、Q2、スイッチ制御回路CC、コン
デンサC2、リレー駆動コイルL及びリレースイッチS
1、S2からなるリレー駆動回路は、自動転換器以外の
ものにも応用することが可能なものである。即ち、各種
装置内に設けられているリレーを本発明におけるリレー
駆動回路で置き換えることにより、リレーを駆動するた
めに供給される電圧信号に応答してスイッチ制御回路C
Cが第2の電子スイッチQ2をオン状態にしてコンデン
サC2を充電し、これに続いて第1の電子スイッチQ1
がオン状態になりリレー駆動コイルLにコンデンサC2
及び電圧信号が印加されてリレースイッチS1、S2を
駆動し、その後は電圧信号のみで状態を保持するように
することができる。これにより、より低い電圧でリレー
を駆動することができるようになり、消費電力を低減し
たり、超高感度リレー等の高価な部品を使用する必要も
なくなるものである。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、電話回線等における比
較的低い電圧を電源とする場合であっても、コンデンサ
に充電した電力を利用することにより確実にリレーを作
動させることができるので、電灯線を電源とする端末機
器を確実且つ完全に切り離すことができ、交流雑音の混
入を防止することができる。
【0035】また、リレー初期駆動時に必要な電圧に比
べて、リレーを保持するために必要な電圧は低い電圧で
良いため、本発明のようにコンデンサに蓄積した電力で
リレー初期駆動時の電圧を確保することにより、初期駆
動電圧が極めて低い超高感度リレーを使用しなくても比
較的感度の良いリレーであればどのようなリレーでも使
用することができる。このため、より安価なリレーを使
用することができ、装置にかかるコストを大幅に削減す
ることができる。
【0036】更に、電灯線を電源とする端末機器の切り
離しにメカニカルスイッチを有するリレーを用いている
ので、トランジスタ等の半導体電子スイッチを用いた場
合に比べて、絶縁抵抗を飛躍的に高めることができ、電
灯線雑音の混入を皆無にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る自動転換器の構成を示
す回路図である。
【図2】2台の端末機器が共に電灯線を電源とするもの
である場合の図1に示す自動転換器の一部変更例を示す
回路図である。
【図3】3台の端末機器の接続が可能であり且つ端末機
器のひとつが電灯線を電源とするものであるときの図1
に示す自動転換器の一部変更例を示す回路図である。
【符号の説明】
L1、L2 電話回線 T1〜T3 端末機器 Q1 第1の電子スイッチ Q2 第2の電子スイッチ L リレー駆動コイル C2 コンデンサ S1、S2、S11、S12 リレースイッチ LC1〜LC4 ループ回路 CC スイッチ制御回路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04M 11/00 - 11/10 H04M 1/00 H04M 1/24 H04M 1/58 - 1/62 H04M 1/66 - 1/78 H01H 47/00 - 47/36

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電話回線と端末機器との間に接続された
    極性をそろえるダイオードブリッジと、 該ダイオードブリッジの出力側に形成されるループ回路
    内に設けられた第1の電子スイッチと、 該第1の電子スイッチを介して電圧が印加されるリレー
    駆動コイルと、 前記電話回線と他の端末機器との間に設けられ且つ前記
    リレー駆動コイルにより駆動されるリレースイッチと、 前記ループ回路内に設けられた第2の電子スイッチと、 該第2の電子スイッチを介して充電されると共に前記第
    1の電子スイッチを介して前記リレー駆動コイルにリレ
    ー初期駆動電圧を印加するコンデンサと、 前記ダイオードブリッジの出力側に接続され、前記端末
    機器により前記電話回線が閉結されると、前記第2の電
    子スイッチをオン状態にし、一定の時間差をもって前記
    第1の電子スイッチをオン状態にするスイッチ制御回路
    と、 からなり、前記第2のスイッチがオン状態になると前記
    コンデンサは充電され、前記第1のスイッチがオン状態
    になるとリレー初期駆動電圧が前記リレー駆動コイルに
    印加されて前記リレースイッチがオフ状態に切り換わ
    り、前記ダイオードブリッジから供給される電圧で前記
    リレースイッチをオフ状態に保持して前記他の端末機器
    を電話回線から切り離すことを特徴とする自動転換器。
  2. 【請求項2】 第1の電子スイッチと、 該第1の電子スイッチを介して電圧が印加されるリレー
    駆動コイルと、 該リレー駆動コイルにより駆動されるリレースイッチ
    と、 第2の電子スイッチと、 該第2の電子スイッチを介して充電されると共に前記第
    1の電子スイッチを介して前記リレー駆動コイルにリレ
    ー初期駆動電圧を印加するコンデンサと、 電力が供給されると、前記第2の電子スイッチをオン状
    態にし、一定の時間差をもって前記第1の電子スイッチ
    をオン状態にするスイッチ制御回路と、 からなり、前記第2のスイッチがオン状態になると前記
    コンデンサは充電され、前記第1のスイッチがオン状態
    になると前記コンデンサからリレー初期駆動電圧が前記
    リレー駆動コイルに印加されて前記リレースイッチがオ
    フ状態に切り換わり、その後は供給される電圧で前記リ
    レースイッチをオフ状態に保持することを特徴とする高
    感度リレー駆動回路。
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