JP3573962B2

JP3573962B2 - 防爆基地局装置

Info

Publication number: JP3573962B2
Application number: JP16750098A
Authority: JP
Inventors: 悦夫三好; 誠山崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-06-15
Filing date: 1998-06-15
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2018-06-15
Also published as: JP2000004533A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば事業所用コードレス電話システムに適用して好適な防爆構造を有した防爆基地局装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線基地局を耐圧防爆化するためには、金属筐体に収納する必要がある。図７は、従来の防爆基地局装置の構成を模式的に示した構造図である。図７において、１は例えばアルミダイカストにより構成された耐圧防爆筐体、２は耐圧防爆筐体１内に収納された無線機、３は無線機２と外部との接続を行う外部接続線、４は無線機２のグランドであるシグナルグランド、５は耐圧防爆筐体１のグランドであるフレームグランド、６はアンテナ、７はアンテナ６を覆っているアンテナレドームである。
【０００３】
次に動作について説明する。
この防爆基地局装置は、耐圧防爆筐体１により無線機２が外部雰囲気に対し耐圧防爆化されており、このため耐圧防爆筐体１からの外部接続線３の外部への引出し部分の構成、アンテナ６をアンテナレドーム７で覆う構成、アンテナ６を耐圧防爆筐体１から出す部分の構成などは防爆仕様を満足するような構造が採用される。
【０００４】
このため防爆基地局装置は耐圧防爆構造で構成されており、無線機２を外部雰囲気に対し耐圧防爆筐体１内に密封した構成である。また、外部接続線３は耐圧防爆仕様対応の配管内に敷設されている。また、前記配管と耐圧防爆筐体１とは耐圧防爆仕様対応のパッキンを用いて外部雰囲気に対し密封構造で接続されている。また、アンテナ６は、耐圧防爆仕様対応のパッキンを介して耐圧防爆筐体１に取り付けられており、アンテナ６の芯線は無線機２と接続されている。
【０００５】
また、耐圧防爆筐体１内部の無線機２などの基地局装置は耐圧防爆筐体１内部へ直接、ネジ止めされており、前記基地局装置が耐圧防爆筐体１内部へ直接、ネジ止めされていることからシグナルグランド４とフレームグランド５が共通化される構造となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の防爆基地局装置は以上のように構成されているので、耐圧防爆筐体１やアンテナ６を覆うアンテナレドーム７により、アンテナ６からの出力の劣化が発生し、また十分な受信感度が得られず、このため防爆エリア内で通信可能な範囲が狭くなり、基地局設置台数を増やしたりして対応していた。しかし、通信エリアが狭いため通信不良になる回数が少ないとは言えず、ハンドオーバを繰り返すなど満足な通信を行うのが容易でない課題があった。
【０００７】
また、耐圧防爆筐体１内部の無線機２などの基地局装置は、無線機２を耐圧防爆筐体１へネジ止めすることで無線機２を耐圧防爆筐体１内に取り付ける構造であるためにシグナルグランド４とフレームグランド５が共通化されており、アンテナ６や耐圧防爆筐体１から侵入してくる雷サージによりフレームグランド５の電位が高くなり、耐圧防爆筐体１に内蔵された無線機２などの機器が破損する場合が生じるなどの課題があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、防爆エリア内で通信を行う際の信頼性を向上させ、確実な通信機能を確保できる防爆基地局装置を得ることを目的とする。
【０００９】
また、耐圧防爆筐体に内蔵された無線機などの機器が雷サージなどにより破損するのを有効に防止できる防爆基地局装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る防爆基地局装置は、耐圧防爆構造の耐圧防爆筐体と、電気的に浮いた状態で耐圧防爆筐体内に配置された無線機器と、前記耐圧防爆筐体外部に本質安全防爆構造のアンテナを配置し、前記本質安全防爆構造は、前記耐圧防爆筐体のフレームグランドにアンテナのシールド側を接続したアンテナシールド接続構造と、前記耐圧防爆筐体外部の前記アンテナの空中線部分を前記無線機器に対し直流的に分離する一方、所定の無線周波数の交流信号に対して前記無線機器に接続するアンテナ空中線接続手段とを備え、前記アンテナ空中線接続手段は、キャパシタを含みグランドがそれぞれ異なる１次側回路と２次側回路のＭ結合により特定の無線周波数だけを通過する特性を有したバリアであるものである。
【００１３】
この発明に係る防爆基地局装置は、ダイバシチ方式の複数のアンテナを有した基地局装置に耐圧防爆構造と、前記アンテナに対する本質安全防爆構造を適用するようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この実施の形態１における防爆基地局装置が適用される防爆エリア内でのコードレス電話システムの構成を示す説明図である。図１において、１１は交換機、１２は基地局給電装置、１３は防爆基地局装置、１４は本質安全防爆仕様を満足した防爆用移動無線機である。
【００１５】
図２は、この実施の形態１における防爆基地局装置の構成を示す構造図であり、図２において、１は耐圧防爆仕様を満足した、例えばアルミダイカストにより構成された耐圧防爆筐体、２は耐圧防爆筐体１内に配置された無線機（無線機器）である。
３は外部接続線であり、耐圧防爆仕様対応の配管内に敷設されている。前記配管と耐圧防爆筐体１とは耐圧防爆仕様対応のパッキンを用いて外部雰囲気に対し密封構造で接続されている。
【００１６】
４はシグナルグランドであり、無線機２のグランドである。５はフレームグランドであり、耐圧防爆筐体１のグランドである。シグナルグランド４とフレームグランド５は分離されている。６は耐圧防爆筐体１から外部雰囲気中へ突出して設けられ、本質安全防爆仕様を満足する本質安全防爆構造を有したアンテナである。このアンテナ６は、防水パッキンを介して耐圧防爆筐体１に取り付けられている。また、アンテナ６の芯線は、耐圧防爆仕様対応のパッキンを介して耐圧防爆筐体１に対し絶縁された状態で耐圧防爆筐体１内へ引き込まれ、耐圧防爆筐体１内でアンテナ用のバリア（以下、アンテナバリアという）を介して無線機２と交流的に接続されている。８はアンテナ６と無線機２とを直流的に分離するとともに交流的な接続を行いアンテナ６への給電を実現する前記アンテナバリア（アンテナ空中線接続手段，バリア）であり、キャパシタを含む１次側回路と２次側回路がＭ結合により特定の無線周波数だけを通過する特性を有している。
【００１７】
図３は、耐圧防爆筐体１へのアンテナ６の取付構造を示す断面図であり、図２と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図３において、１ａは耐圧防爆筐体１のフレームグランド５にアンテナ６のシールド側を接続したアンテナシールド接続構造、６ａはアンテナ６の同軸ケーブル部であり、シールド部は耐圧防爆筐体１へ接続されている。１０ａはアンテナ６の同軸ケーブル部６ａを耐圧防爆筐体１内へ外部雰囲気に対し密閉して引き込むための前記耐圧防爆仕様対応のパッキン、１０ｂはアンテナ６を耐圧防爆筐体１へ取り付けるための防水機能を有した防水パッキンである。
【００１８】
図４は、アンテナ６およびアンテナバリア８の接続構成を示す説明図であり、図２および図３と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図４において、６ｂはアンテナ６の芯線、８ａはアンテナバリア８の１次側回路、８ｂは２次側回路である。
アンテナバリア８は入出力のグランドを共通接続せず、マイクロストリップラインで特定の無線周波数だけを通過させ、直流信号を遮断する特性を有するように構成されている。このためアンテナ６の芯線６ｂと無線機２の間は送受信の周波数だけが通過し、雷サージなど不要な電圧を遮断する。
【００１９】
図５は、無線機２を耐圧防爆筐体１へ固定する構造を示す断面図であり、図５において図２と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図５において、２ａは無線機２の筐体、９ａは無線機２を耐圧防爆筐体１へ固定するためのネジ、９ｂは平ワッシャ、９ｃは絶縁ブッシュである。
図５に示すように、ネジ９ａは絶縁ブッシュ９ｃにより無線機２の筐体２ａに対し電気的に絶縁された状態で、無線機２の筐体２ａを貫通して耐圧防爆筐体１側に形成された取付ネジ孔へ螺合される。この結果、無線機２は耐圧防爆筐体１へ電気的に絶縁された状態で固定される。
【００２０】
次に動作について説明する。
アンテナ６は、アンテナレドームなどで覆うことなく耐圧防爆筐体１に取り付けられており、またアンテナ６のシールド部は耐圧防爆筐体１に接続され、耐圧防爆筐体１のフレームグランド５に接続される。また、アンテナ６の同軸ケーブル部６ａの芯線６ｂは、アンテナバリア８の１次側回路８ａに接続され直流的に無線機２と絶縁されるとともに特定周波数帯域の交流信号に対して無線機２と接続される。また、無線機２は耐圧防爆筐体１に対し図５に示すような構造で絶縁された状態で耐圧防爆筐体１内に配置されている。このため耐圧防爆筐体１に無線機２を入れても、十分な電波の送出と受信が可能になる。さらにシグナルグランド４とフレームグランド５を分離しても十分な無線機性能を維持することができ、また雷サージから機器の破損を防ぐことが可能になる。
【００２１】
また、防爆エリアでも無線通信が可能なように、耐圧防爆筐体１に無線機２などの無線機器を入れ、アンテナ６だけを耐圧防爆筐体１から外部雰囲気中へ出す構成であり、外部雰囲気中に突出するアンテナ６の同軸ケーブル部６ａの芯線６ｂと無線機２を接続する箇所にアンテナバリア８を追加することで本質安全防爆構造を形成し、かつ無線機２とアンテナ６とを直流的に分離して、防爆性能を維持しながら充分な送受信感度で無線通信を行うことが可能になる。
【００２２】
また、図５に示す無線機２の耐圧防爆筐体１内への取付構造とアンテナバリア８を追加することで、シグナルグランド４とフレームグランド５を分離することができ、アンテナ６の２重絶縁を図り、アンテナ６から飛び込んで来る雷サージ電圧が常に耐圧防爆筐体１のフレームグランド５側に落ち、無線機器のシグナルグランド４側に飛び込まないため無線機器の破損を防ぐことが可能になり、アンテナ６から侵入する雷サージによる耐圧防爆筐体１に内蔵された無線機２の破損を防止することが可能になる。
【００２３】
以上のように、この実施の形態１によれば、アンテナバリア８を無線機２とアンテナ６の間に追加することで本質安全防爆構造を実現し、またアンテナ６をアンテナレドームで覆う必要がなくなり、アンテナ６を外部雰囲気中に出すことで電波の放射を改善でき、送信出力・受信感度の劣化がなくなり、通話エリアが十分確保でき、危険区域内の基地局の設置数を削減できる防爆基地局装置が得られる効果がある。
【００２４】
また、図１に示すように交換機１１を非防爆区域に設置し、防爆基地局装置１３と防爆用移動無線機１４を防爆区域で用いるようにして、防爆区域での無線通信を可能にする防爆基地局装置が得られる効果がある。
【００２５】
実施の形態２．
図６は、前記実施の形態１の防爆構造をダイバシチ用の基地局装置に適用したときの実施の形態２における防爆基地局装置の構成を示すブロック図である。図６において図２と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図６において、１５はダイバシチ用アンテナ、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄはアンテナバリア（アンテナ空中線接続手段，バリア）、１６はダイバシチ方式に対応した無線機（無線機器）である。
【００２６】
図６に示すように、ダイバシチ方式で２系統・４系統の受信回路を有している基地局装置に対しても、アンテナバリアの数を増加させるだけで、無線性能の劣化がない防爆基地局装置が実現できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、耐圧防爆構造の耐圧防爆筐体内に、当該耐圧防爆筐体に対し電気的に浮いた状態で無線機器を配置し、前記耐圧防爆筐体外部に本質安全防爆構造のアンテナを配置するように構成したので、無線機器が耐圧防爆筐体に対し電気的に絶縁され、無線機などの機器が雷サージなどにより破損するのを有効に防止でき、また、前記アンテナをアンテナレドームや前記耐圧防爆筐体で覆う必要がなくなり、防爆エリア内で通信を行う際の安全性、信頼性、通信機能の確実性が向上する効果がある。
【００２８】
この発明によれば、耐圧防爆筐体のフレームグランドにアンテナのシールド側を接続したアンテナシールド接続構造と、前記耐圧防爆筐体外部の前記アンテナの空中線部分を無線機器に対し直流的に分離する一方、所定の無線周波数の交流信号に対して前記無線機器に接続するアンテナ空中線接続手段とを本質安全防爆構造が備えるように構成したので、前記アンテナから進入する雷サージなどは前記耐圧防爆筐体のフレームグランドに流れ、無線機などの機器が前記雷サージなどにより破損するのを有効に防止でき、また、前記アンテナをアンテナレドームや前記耐圧防爆筐体で覆う必要がなくなり、防爆エリア内で通信を行う際の安全性、信頼性、通信機能の確実性が向上する効果がある。
【００２９】
この発明によれば、キャパシタを含みグランドがそれぞれ異なる１次側回路と２次側回路のＭ結合により特定の無線周波数だけを通過する特性を有したバリアをアンテナ空中線接続手段として備えるように構成したので、アンテナから進入する雷サージなどは耐圧防爆筐体のフレームグランドに流れ、無線機などの機器が前記雷サージなどにより破損するのを有効に防止でき、また、前記アンテナをアンテナレドームや前記耐圧防爆筐体で覆う必要がなくなり、防爆エリア内で通信を行う際の安全性、信頼性、通信機能の確実性が向上する効果がある。
【００３０】
この発明によれば、ダイバシチ方式の複数のアンテナを有した基地局装置に耐圧防爆構造と、前記アンテナに対する本質安全防爆構造とを適用するように構成したので、ダイバシチ方式に対応する無線機などの機器が雷サージなどにより破損するのを有効に防止でき、また、前記各アンテナをアンテナレドームや前記耐圧防爆筐体で覆う必要がなくなり、ダイバシチ方式の複数のアンテナを有した基地局装置において防爆エリア内で通信を行う際の安全性、信頼性、通信機能の確実性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における防爆基地局装置が適用される防爆エリア内でのコードレス電話システムの構成を示す説明図である。
【図２】この発明の実施の形態１における防爆基地局装置の構成を示す構造図である。
【図３】この発明の実施の形態１における防爆基地局装置の耐圧防爆筐体へのアンテナの取付構造を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１における防爆基地局装置のアンテナおよびアンテナバリアの接続構成を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１における防爆基地局装置の無線機を耐圧防爆筐体へ固定する構造を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２における防爆基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図７】従来の防爆基地局装置の構成を模式的に示した構造図である。
【符号の説明】
１耐圧防爆筐体、１ａアンテナシールド接続構造、２，１６無線機（無線機器）、５フレームグランド、６，１５アンテナ、８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄアンテナバリア（アンテナ空中線接続手段，バリア）、８ａ１次側回路、８ｂ２次側回路。

Claims

耐圧防爆構造の耐圧防爆筐体と、
電気的に浮いた状態で耐圧防爆筐体内に配置された無線機器と、
前記耐圧防爆筐体外部に本質安全防爆構造のアンテナを配置し、
前記本質安全防爆構造は、前記耐圧防爆筐体のフレームグランドにアンテナのシールド側を接続したアンテナシールド接続構造と、前記耐圧防爆筐体外部の前記アンテナの空中線部分を前記無線機器に対し直流的に分離する一方、所定の無線周波数の交流信号に対して前記無線機器に接続するアンテナ空中線接続手段とを備え、
前記アンテナ空中線接続手段は、キャパシタを含みグランドがそれぞれ異なる１次側回路と２次側回路のＭ結合により特定の無線周波数だけを通過する特性を有したバリアであることを特徴とする防爆基地局装置。
アンテナは、
ダイバシチ方式の複数のアンテナであることを特徴とする請求項１記載の防爆基地局装置。