JPH0646465A - マトリクス形ｍｄｆ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加入者ケーブル相互間を短時間に経済的に
接続・切断可能にし、このとき外部との混信を防止す
る。 【構成】 加入者ケーブルと交換機接続ケーブルに接
続される交換機接続群内の行、列の配線間の接続・切
断、及び加入者ケーブル同士を接続する予備群内の行、
列の配線の間の接続・切断を各々自己ラッチ形和動式リ
レーで行う。前者のリレーを交換機接続リレー、後者の
リレーを予備リレーとし、両リレーは同一制御信号で一
方が接続動作するとき他方は切断動作して、加入者ケー
ブル相互間を接続するとき交換機接続ケーブルが切断さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加入者ケーブル間の高
速接続を可能にして既存の電話回線を用いて広帯域通信
ができるようにしたマトリクスＭＤＦに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の電話回線の伝送帯域は約３．１Ｋ
Ｈｚであった。これは、交換機間のケーブルコストを下
げるため、１加入者当たりの周波数帯域を制限して、１
本のケーブルで同時に多数の通話を伝送するためであっ
た。この多重化は、交換機或いはその周辺装置で行われ
ていた。一方、加入者ケーブルは、ＭＤＦと呼ばれる接
続装置を介して交換機に接続されていた。

【０００３】従って、ＭＤＦにおいて加入者ケーブル間
の接続が行えれば、同一交換局内の加入者間であれば、
帯域制限のない通信が可能となる。この方式は、設備に
既存の電話回線が使用できるため、極めて安価に広帯域
の通信サービスを提供することができ、その結果、高品
質音声通信、動画像伝送、コンピュータ間高速通信等が
可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このサービスを商業的
に行うためには、加入者ケーブル間の接続と、これに付
随する作業として、外部からの電話との混信を防止する
ため、交換機・加入者ケーブル間の切断を短時間、且つ
低コストに実現しなければならないが、従来のＭＤＦで
は、ケーブル間の接続を手作業で行っていたので、その
接続に時間がかかりすぎ、経費も高かったため、商業的
には実現しなかった。

【０００５】また、最近、接続をロボット化した自動化
ＭＤＦも開発されたが、これも上記目的には適用できな
かった。この装置は、マトリクスボードにピンボードを
用いて、予めボードの行配線又は列配線の一方を加入者
ケーブル、他方を交換機接続ケーブルに接続しておき、
ロボットにより行配線と列配線の差点に金属ピンを挿入
し、任意の加入者ケーブルと交換機接続ケーブルを接続
するものであった。そして、ボード上のすべての行配線
と列配線が加入者ケーブル又は交換機ケーブルとつなが
っていた。

【０００６】このため、２つの加入者ケーブル間を接続
するためには、交換機接続ケーブルとつながった行配線
又は列配線を経由する必要があり、外部から電話があっ
た場合にこれと混信するという問題があった。外部から
の入力を交換機内で切断することも原理的には可能であ
るが、これには交換機を改造する必要があった。

【０００７】また、任意の２つの加入者ケーブル間を接
続することもできなかった。すなわち、従来のＭＤＦの
使用条件（加入者ケーブルと交換機接続ケーブルとの接
続）では、ボード上の同一行及び同一列内には１つの接
続しか発生せず、これを前提に設計されていたため、ロ
ボットハンドが十字形をしており、同一行又は同一列に
近接してピンを差し込もうとすると、既設のピンとロボ
ットハンドとが接触する構造となっていた。

【０００８】このように、従来のＭＤＦでは、手動・自
動のいずれの方式においても、加入者ケーブル間を短時
間に経済的に接続し、且つ外部との混信を防ぐことは不
可能であった。

【０００９】本発明は上記した点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、加入者ケーブル間を短時間に経済的に
接続でき、同時に外部との混信も防止できできるように
したマトリクスＭＤＦを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【００１０】本発明は、加入者ケーブルと交換機接続ケ
ーブルを接続する行、列の配線を具備するマトリクス形
ＭＤＦにおいて、上記交換機接続ケーブルに接続される
上記行又は列の配線に、上記交換機接続ケーブルに接続
されない予備の配線を加え、該予備の配線上で任意の２
以上の上記加入者ケーブル間の接続が行われるようにし
た。

【００１１】本発明では、２つの制御部に同時に同一極
性信号を加えたときのみ接点の接続・切断の動作を行う
自己ラッチ形和動式リレーを設けておいて、該和動式リ
レーを、上記加入者ケーブルと上記交換機接続ケーブル
を接続する行、列の配線の交点の接続・切断を制御する
交換機接続リレーと、上記予備の行、列の配線の交点の
接続・切断を制御する予備リレーとして使用し、上記２
つの制御部に同一極性信号を加えることで、上記交換機
接続リレーと上記予備リレーの一方が接点を接続し、他
方が接点を切断するようにすることができる。

【００１２】

【作用】本発明では、交換機ケーブルに接続されない予
備の配線上で加入者ケーブル同士の接続を行い、同時に
その加入者ケーブルと交換機接続ケーブルの切断ができ
るので、混信を起こすことなく加入者ケーブル同士を結
合できる。また、自己ラッチ形和動式リレーを用いるこ
とにより、加入者ケーブル相互の接続・切断、加入者ケ
ーブルと交換機接続ケーブルの接続・切断を並列して行
うことができ切換作業時間を短縮できる。更に、前者の
接続・切断用の予備リレーと後者の接続・切断用の交換
機接続リレーを同時に反対方向に制御することができる
ので、全リレーが同一構造の場合に比べて切断・接続に
要する作業手順を少なくでき、切換作業時間を更に短縮
できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１はその一実施例のマトリクスＭＤＦの全体の概略を示
す構成図である。本実施例のＭＤＦは、マトリクスボー
ド１と制御装置２とからなる。マトリクスボード１は、
制御装置２、加入者ケーブル３、交換機接続ケーブル４
に接続され、その加入者ケーブル３は電話機５に、また
交換機接続ケーブル４は交換機６に接続されている。制
御装置２は多数の出力端子を持ち、任意の端子に一定電
流値のプラス又はマイナスの電気パルスを出力するよう
になっている。

【００１４】マトリクスボード１は、１Ａ〜１Ｃに示す
ように３層構造を成している。その第１層１Ａには、２
つの群の自己ラッチ式２接点和動形のリレー７、８がマ
トリクス状に配列されている。一方の群のリレー７は、
その接点がプラス電圧で閉成、マイナス電圧で開離する
ようになっている。他方の群８は、その接点がマイナス
電圧で閉成、プラス電圧で開離するようになっている。
以後、前者のリレー７を交換機接続リレー、後者のリレ
ー８を予備リレーと呼ぶことにする。

【００１５】第２層１Ｂには、３本１組の配線が多数組
横（行）方向に設置されている。１組の配線のうち、２
本（図１では実線で示す）は加入者ケーブル３に、残り
の１本（破線で示す）は制御装置２につながっている。
前者が行配線９であり、後者は行制御線１０である。

【００１６】第３層１Ｃには、３本１組の配線が多数組
縦（列）方向に並列している。これらの組を２つの群に
分かれている。一方の群１１は１組の配線のうち、２本
（実線で示す）は交換機接続ケーブル４に、残りの１本
（破線で示す）は制御装置２につながっている。他方の
群１２では、２本（実線で示す）は開放され、１本（破
線で示す）は制御装置２につながっている。前者の群１
１を交換機接続群、後者の群１２を予備群と呼ぶことに
する。また、両群１１、１２で、制御装置２につながっ
た配線を列制御線１３、他の配線を列配線１４と呼ぶこ
とにする。

【００１７】第１層１Ａの交換機接続リレー７、予備リ
レー８は、行配線９と列配線１４の交点上に１個ずつあ
り、交点を通る行制御線１０と列制御線１３の信号によ
り開閉を制御され、交点を通る行配線９と列配線１４と
の間の接続・切断を行うようになっている。すなわち、
図１には示していないが、当該交点の第２層１Ｂの行配
線９と第３層１Ｃの列配線１４は、基板を貫通するケー
ブルにより第１層１Ａの当該交点のリレー７又は８の被
制御端子がつながり、また行制御線１０と列制御線１３
は、やかり基板を貫通するケーブルより当該交点のリレ
ー７又は８の制御端子につながっている。そして、第３
層１Ｃの交換機接続群１１は交換機接続リレー７に、予
備群１２は予備リレー８につながっている。

【００１８】図２は交換機接続リレー７の構造を示す図
である。制御端子７Ａ１、７Ａ２の間と制御端子７Ｂ
１、７Ｂ２の間に同時にプラスの電流を流したとき、被
制御端子７Ｃ１、７Ｄ１の間、被制御端子７Ｃ２、７Ｄ
２の間が閉成し、この状態で逆に、同時にマイナスの電
流を流したときに上記各被制御端子間が開離するように
なっている。また、一度上記の電流を流せば、それ以後
は電流を切っても切断・接続状態が保たれるようになっ
ている。更に、２組の制御端子７Ａ１、７Ａ２と、７Ｂ
１、７Ｂ２のうち、一方の組にのみ電流を流しても接続
・切断状態は変化しないようになっている。

【００１９】以下に、この交換機接続リレー７の動作原
理を詳しく説明する。この交換機接続リレー７は、永久
磁石７０１、これと隣接しておかれた電磁石コア７０
２、電磁石コア７０２に巻装されたコイル７０３、７０
４、電極７０５、７０６を搭載した磁極７０７、電極７
０８、７０９を搭載した磁極７１０、磁極７０７、７１
０と磁石７０１、７０２をつなぐ板ばね７１１、７１２
から構成されている。なお、コイル７０３、７０４は制
御部を構成する。

【００２０】ここで、電磁石コア７０２は半硬質磁性材
料からなり、図３に示すような磁化特性を有している。
すなわち、コイル７０３、７０４に電流を流さない初期
状態においては、電磁磁石コア７０２は図３のＡの状態
に磁化されている。また、永久磁石７０１は、Ａの状態
の電磁石コア７０２と極性が逆で、磁化の強さが等しく
なるように磁化されている。

【００２１】よって、初期状態では、永久磁石７０１と
電磁石コア７０２の磁力の和はゼロとなり、磁極７０
７、７１０の間には磁気力は働かず、電極７０５と７０
８の間、７０６と７０９の間は板ばね７１１、７１２の
力によって開いた状態にある（図２の状態）。

【００２２】次に、コイル７０３、７０４の一方にプラ
ス又はマイナスの電流を流すと、電磁石コア７０２に図
３のＢ又はＨに示す外部磁界が加わることなる。このと
き、電磁石コア７０２の磁化の強さはＡの状態と同じで
あり、電流を切ると再びＡの状態に戻る。

【００２３】次に、コイル７０３、７０４の両方に同時
にプラスの電流を流すと、電磁石コア７０２にＣに示す
磁界が加わる。このとき、電磁石コア７０２の磁化の強
さは、絶体値はＡと同じで符号がＡと逆である。Ｃで電
流を切ると、Ａには戻らずＥの状態となる。このＥの状
態では、永久磁石７０１と電磁石コア７０２の極性が等
しいから、図２の磁極７０７、７１０の間に磁気吸引力
が働き、板ばね７１１、７１２がたわんで、電極７０５
と７０８の相互、７０６と７０９の相互が接触する。す
なわち、被制御端子７Ｃ１、７Ｄ１の間、被制御端子７
Ｃ２、７Ｄ２の間が導通状態になる。

【００２４】次に、図３のＥの状態で、コイル７０３又
は７０４の一方にプラス又はマイナスの電流を流すと、
電磁石コア７０２はＤ又はＦの状態となる。このとき、
磁化の強さはＥと同じであるから、電流を切ると再びＥ
の状態に戻る。すなわち、このときは電極７０５と７０
８の相互間、７０６と７０９の相互間は、その接触が保
たれたままである。

【００２５】次に、コイル７０３と７０４の両方にマイ
ナスの電流を流すと、電磁石コア７０２はＧの状態とな
る。Ｇでの磁化の強さは、Ａでの値と等しいから、ここ
で電流を切ると、Ａの状態となる。Ａの状態では、永久
磁石７０１と電磁石コア７０２の極性が逆であるから、
合計の磁力はゼロとなり、磁極７０７、７１０の間の磁
気吸引力が消える。この結果、板ばね７１１、７１２に
よりその電極間が引き離される。

【００２６】以上のように、交換機接続リレー７は２つ
のコイル７０３、７０４に同時にプラスの電流が流れた
場合にのみ電極間が閉じ、同時にマイナスの電流が流れ
た場合にのみ電極間が開き、以後は電流を切ってもこの
状態が保持される。また、一方のコイルにのみ電流を流
した場合には電極の開閉状態は変化しない。

【００２７】以上は交換機接続リレー７に関する説明で
あるが、予備リレー８では両コイル７０３、７０４が逆
に巻かれている点のみが異なっている。従って、２組の
制御端子間に交換機接続リレー７と逆方向の電流が同時
に流れたときに、接点の開閉が行われるようになる。

【００２８】図４に、交換機接続リレー７と第２層１
Ｂ、第３層１Ｃの配線９、１４、制御線１０、１３との
接続関係を示す。２本の行配線９は分岐してリレー７の
被制御端子７Ｄ１、７Ｄ２につながっている。列配線１
４はやはり分岐して被制御端子７Ｃ１、７Ｃ２につなが
っている。行制御線１０は一部が切れて制御端子７Ｂ
１、７Ｂ２につながっている。すなわち、行制御線１０
とリレー７内のコイル７０４は直列につながっている。
列制御線１３もこれと同様に、制御端子７Ａ１、７Ａ２
を介してコイル７０３に直列接続されている。予備リレ
ー８についても同様に接続される。

【００２９】次に、本実施例のマトリクス形ＭＤＦの動
作原理を説明する。まず、通常のＭＤＦとして使用する
方法（加入者ケーブル３・交換機接続ケーブル４間の接
続・切断）を説明する。このときは、通常のマトリクス
スイッチと同じ方法を用いる。すなわち、新規加入の場
合は、加入者ケーブル３と交換機接続ケーブル４を１組
ずつ結合すれば良いから、対応する列制御線１３と行制
御線１０に、制御装置２からのプラスの電流パルスを同
時に流す。すると、これら制御線１３、１０の交点部分
のリレー７の２つのコイル７０３、７０４に同時に電流
が流れるから、その交点部分のリレー７のみが動作す
る。この結果、この交換機接続リレー７が回路（接点）
を閉じ、行配線９と列配線１４の１組の結合ができる。
加入を解除する場合は、対応する列制御線１３と行制御
線１０にマイナスの電流パルスを同時に加えれば、その
部分のみの接点が開き、対応する行配線９と列配線１４
の接続が切断されるようになる。

【００３０】次に、加入者ケーブル３同士をＭＤＦ内で
結合する方法を説明する。この場合は、単に加入者ケー
ブル３同士を結合するだけでなく、外部からの混信を防
ぐため、加入者ケーブル３から交換機接続ケーブル４を
切断しなければならない。すなわち、該当する加入者ケ
ーブル３に対して、交換機接続群１１内の交換機接続リ
レー７による行配線９、列配線１４の間の切断と、予備
群１２内の予備リレー８による行配線９、列配線１４の
接続の、２つの作業をおこなわなければならない。

【００３１】ＭＤＦが通常のマトリクススイッチから構
成されている場合には、すべてのリレーの極性が同じた
め、切断と接続は同時には行えず、最低２回の動作が必
要となるが、本実施例では交換機接続リレー７と予備リ
レー８の極性が逆であるので、１回の動作で切断と接続
が完了する。

【００３２】図５の（ａ）、（ｂ）に２つの加入者ケー
ブル３を接続する場合の手順を示した。初期状態では、
（ａ）に示すように、交換機接続リレー７ａ、７ｄのみ
閉じ、交換機接続リレー７ｂ、７ｃ、予備リレー８ａ、
８ｂは開いている。すなわち、交換機接続群１１内の列
配線１４ａと行配線９ａがつながっている。実際は行配
線、列配線共に２本で１組であるが、図５では説明の簡
略のために１本で示している。

【００３３】次に、図５の（ｂ）に示すように、交換機
接続群１１内の行配線９ａ、９ｂ、列配線１４ａ、１４
ｂ、予備群１２内の列配線１４ｃの各々に対応する制御
線に制御装置２から同時にマイナスの電流パルスを加え
ると、交換機接続リレー７ａ〜７ｄは回路を開き、予備
リレー８ａ、８ｂは回路を閉じる。この結果、１回の動
作で所望の接合状態が得られる。ここで、交換機接続リ
レー７ａ、７ｄは、電流パルスを加える以前から開いて
いるが、これらの電磁石コアは図３でＡ−Ｇ−Ａの経路
をたどるため、電流パルスを加えても、開閉状態は変化
しない。また、図５に示していないリレーは、コイルの
両方には電流が流れないので、開閉状態が変化すること
はない。

【００３４】次に、図５の（ｂ）の状態から、加入者ケ
ーブル３間の結合を解除する場合を説明する。この場合
は、切断だけでなく、加入者ケーブル３と交換機接続ケ
ーブル４との間の接続も行わなければならない。これら
を通常のマトリクスリレーで行うと、例えば加入者ケー
ブル３が２本の場合、最低３回の動作が必要となるが、
本実施例のＭＤＦでは２回で完了する。

【００３５】図５の（ｃ）、（ｄ）にその手順を示す。
まず（ｃ）に示すように、行配線９ａ、列配線１４ａ、
１４ｃの各々に対応する制御線に同時にプラスの電流パ
ルスを同時に加える。すると、交換機接続リレー７ａが
回路を閉じ、予備リレー８ａは回路を開く。

【００３６】次に（ｄ）に示すように、行配線９ｂ、列
配線１４ｂ、１４ｃの各々に対応する制御線同時にプラ
スのパルス電流を加える。すると、交換機接続リレー７
ｄが回路を閉じ、予備リレー８ｂが回路を開く。その結
果、（ａ）と同様に、行配線７ａと列配線１４ａ、行配
線７ｂと列配線１４ｂの接続状態が得られ、これは２回
の動作で処理が完了する。

【００３７】なお、以上の例では２つの加入者ケーブル
間の接続・切断を行う場合を示したが、３つ以上の場合
にも、通常のマトリクスリレーの場合に比べ、１回少な
い動作で処理が完了する。

【００３８】また、上記した行配線と列配線の交点の接
続・切断は、上記したリレーを用いる他に次のような方
法によることもできる。すなわち、例えば、従来のマト
リクスピンボード形自動化ＭＤＦにおいて、マトリクス
ピンボードの交換機接続ケーブルに対応する行又は列の
配線数を増やして予備配線とし、更にマトリクスピンボ
ードの差点間隔を広くして、同一の行又は列上で隣接し
てピンを挿入してもロボットハンドと既設ピンが接触し
ない構造を採用すれば良い。

【００３９】

【発明の効果】以上から本発明によれば、ＭＤＦ内で加
入者ケーブル同士を直接接続することができ、このとき
その加入者ケーブルを交換機接続ケーブルから切断する
ことができるので、外部からの混信を除去できるように
なる。この結果、限られたエリア内ではあるが、既存の
電話回線により広帯域の通信が可能となり、動画像の伝
送や、コンピュータ間の高速通信等を安価に実現するこ
とが可能となる。

【００４０】また、加入者ケーブルと交換機接続ケーブ
ルの接続・切断に交換機接続リレーを用い、加入者ケー
ブル相互間の接続・切断に予備リレーを用い、且つ両リ
レーの制御部の極性を反転させた構造とすることによ
り、加入者ケーブル同士の接続・切断を短時間で実行す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例のマトリクス形ＭＤＦの全
体を概略の構成図である。

【図２】 上記マトリクス形ＭＤＦで使用する交換機接
続リレーの構造を示す説明図である。

【図３】 上記交換機接続リレーに用いられる電磁石コ
アの磁化特性を示す特性図である。

【図４】 上記交換機接続リレーと配線の接続関係を示
す説明図である。

【図５】 加入者ケーブル相互間を接続・切断する際の
リレーの動作順序の説明図である。

【符号の説明】

１：マトリクスボード、１Ａ：第１層、１Ｂ：第２層、
１Ｃ：第３層、２：制御装置、３：加入者ケーブル、
４：交換機接続ケーブル、５：電話機、６：交換機、
７、７ａ〜７ｄ：交換機接続リレー、７Ａ１、７Ａ２、
７Ｂ１、７Ｂ２：制御端子、７Ｃ１、７Ｃ２、７Ｄ１、
７Ｄ２：被制御端子、７０１：永久磁石、７０２：電磁
石コア、７０３、７０４：コイル、７０５、７０６：電
極、７０７：磁極、７０８、７０９：電極、７１０：磁
極、７１１、７１２：板ばね、８、８ａ、８ｂ：端部リ
レー、９、９ａ、９ｂ：行配線、１０：行制御線、１
１：交換機接続群、１２：予備群、１３：列制御線、１
４：列配線。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加入者ケーブルと交換機接続ケーブルを
   接続する行、列の配線を具備するマトリクス形ＭＤＦに
   おいて、 上記交換機接続ケーブルに接続される上記行又は列の配
   線に、上記交換機接続ケーブルに接続されない予備の配
   線を加え、該予備の配線上で任意の２以上の上記加入者
   ケーブル間の接続が行われるようにしたことを特徴とす
   るマトリクス形ＭＤＦ。
2. 【請求項２】 ２つの制御部に同時に同一極性信号を加
   えたときのみ接点の接続・切断の動作を行う自己ラッチ
   形和動式リレーを具備し、 該和動式リレーが、上記加入者ケーブルと上記交換機接
   続ケーブルを接続する行、列の配線の交点の接続・切断
   を制御する交換機接続リレーと、上記予備の行、列の配
   線の交点の接続・切断を制御する予備リレーとして使用
   され、 上記２つの制御部に同一極性信号を加えることで、上記
   交換機接続リレーと上記予備リレーの一方が接点を接続
   し、他方が接点を切断することを特徴とする請求項１に
   記載のマトリクス形ＭＤＦ。