JPH09233688A - 通信用保安装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】通信回線及び端末機器間に接続され、通信回線
に生じる障害波を除去する通信用保安装置において、低
電圧障害波を有効に除去する。 【解決手段】障害波の電圧が通信回線１０に伝送される
通信信号電圧より低くても障害波の電力に応じてその印
加時間が所定時間を経過するとこの障害波を除去するこ
とにより、低電圧障害波を確実に除去することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信機器を異常サ
ージ等の過大入力から保護する通信用保安装置に係わる
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電話回線によつて交換機及び端末
機器さらには基地局間を相互に接続してなる通信システ
ム等においては、各基地局を中心に電話回線網が地表を
縦横に接続されている。

【０００３】従って、例えば落雷が発生した場合、当該
落雷による誘導又は大地での大電位差によつて過電圧又
は過電流が電話回線に流入したり、さらには電話回線を
構成する電線の接触、地絡電流の大地電位差又は誘導を
原因とする過電圧又は過電流が電話回線に流入する等し
て端末機器及び交換機を破損する問題があつた。

【０００４】この問題点を解決するための一つの方法と
して、電話回線の両端末に通信用保安装置を取り付けて
端末機器を過電圧及び過電流から保護するようになされ
たものがある。

【０００５】すなわち図３は電話回線１０によつて接続
されてなる通信システム１を示し、端末機器２は端末側
の通信用保安装置４を介して電話回線１０の入出力端Ｔ
１に接続され、交換機３は交換機側の通信用保安装置５
を介して電話回線１０の入出力端Ｔ２に接続されてい
る。

【０００６】端末側の通信用保安装置４は電話回線１０
の入出力端Ｔ１及び端末機器２間に例えば正の抵抗温度
係数を有する素子（以下、これを「ＰＴＣサーミスタ」
と称する）で構成された電流制限素子８を直列接続し、
所定の設定電流以上の電流が流れたときこの電流を制限
して端末機器２を保護するようになされている。

【０００７】また、電流制限素子８と電話回線１０の入
出力端Ｔ１との間には例えばバリスタ等の電圧抑圧素子
で構成された高電圧障害波除去部９が並列接続され、所
定値以上の電圧が電話回線１０の入出力端Ｔ１に印加さ
れたとき当該過電圧を接地端ＧＮＤ側に放電し、端末機
器２を保護するようになされている。

【０００８】また、交換機側の通信用保安装置５におい
ても同様にして、交換機３及び電話回線１０の入出力端
Ｔ２間に電流制限素子１１が直列接続されると共に、当
該電流制限素子１１及び入出力端Ｔ２間に高電圧障害波
除去部１２が並列接続され、交換機３を過電流及び過電
圧から保護するようになされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる構成
の端末側及び交換機側の通信用保安装置４及び５におい
ては、雷に起因した障害波のような過電圧が印加された
ときこれを高電圧障害波除去部９、１２が瞬時に放電す
るのに対して、電流制限素子８、１１は過電流が長い時
間流れて当該素子自体が発熱することを利用して持続性
の過電流を除去し端末機器の破損を防止することを目的
としている。

【００１０】従って、電流制限素子８、１１は、高電圧
障害波除去部９、１２の動作電圧以下の持続性過大電流
に対して電流制限すれば保安装置全体として有効に過電
圧及び過電流を除去し得ると考えられる。

【００１１】ところが、端末機器２における負荷抵抗が
小さい場合、電流制限素子８の本来有する内部抵抗が２
０〔Ω〕程度と小さいことから例えば数百〔Ｖ〕程度の
障害波が電話回線１０に進入しても入出力端Ｔ１に印加
される電圧値は、電話回線１０における障害波の進入点
から入出力端Ｔ１までの線路インピーダンス及び上記内
部抵抗（２０〔Ω〕程度と小さい）によつて分圧され、
高電圧障害波除去部９の動作電圧値よりも小さい値とな
る。

【００１２】この結果障害波が印加された場合において
も、高電圧障害波除去部９は直ちに動作せず、電流制限
素子８が発熱することに応じてその内部抵抗値が増大
し、入出力端Ｔ１の電圧値が高電圧障害波除去部９の動
作電圧値を越えたとき、初めて当該高電圧障害波除去部
９が動作することになる。

【００１３】また、交換機３側においても同様にして、
当該交換機３における負荷抵抗が小さい場合、障害波が
電話回線１０に進入しても高電圧障害波除去部１２は直
ちに動作せず、電流制限素子１１が発熱することに応じ
てその内部抵抗値が増大し、入出力端Ｔ２の電圧値が高
電圧障害波除去部１２の動作電圧値を越えたとき、初め
て当該高電圧障害波除去部１２が動作することになる。

【００１４】このように端末機器２又は交換機３におけ
る負荷抵抗値や障害波の進入点からの線路インピーダン
ス等種々の条件により、障害波の電力が非常に大きな場
合でも通信用保安装置において十分にこれを識別し得
ず、この結果電流制限素子８、１１が発熱によって破損
することを回避し得ない問題があつた。

【００１５】従って、この場合電流制限素子８、１１の
内部抵抗を例えば２００〔Ω〕程度の抵抗値まで上昇さ
せて温度上昇を抑える方法が考えられるが、この場合障
害波として印加される電圧のほぼ１００％が電流制限素
子８、１１に加わることから、当該電流制限素子８、１
１を高耐電圧型とする必要がありこの分素子形状が大型
化すると共に、当該電流制限素子８、１１を少ない電流
で動作させることが困難になる問題があつた。

【００１６】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、一段と有効に障害波のみを除去し得る通信用保安装
置を提案しようとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明に係る通信用保安装置は、次のような手段を
採用する。

【００１８】即ち、請求項１では、通信回線に接続され
この通信回線に印加される障害波を除去する通信用保安
装置において、低電圧障害波が入力されたときその印加
時間が上記低電圧障害波の電力に応じた所定時間を経過
すると、上記低電圧障害波を除去する低電圧障害波除去
手段を備える。

【００１９】この手段では、通信信号の電力に応じて障
害波及び通信波を見分けることにより、低電圧障害波の
電圧値が端末機器又は交換機の入力端において比較的小
さい場合においても、当該低電圧障害波を確実に識別し
電流制限素子が破損する前にこれを除去することができ
る。

【００２０】また、請求項２では、前記低電圧障害波除
去手段は、前記低電圧障害波の電流量に応じて発熱する
発熱手段と、前記発熱手段の発熱量に応じて熱溶融し前
記低電圧障害波を接地端に放流する熱接点とを備える。

【００２１】この手段では、電流制限手段の発熱量に基
づいて低電圧障害波及び通信信号を識別するので、電流
制限手段の発熱による破損を未然に防止することができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る通信用保安装
置の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。

【００２３】図３との対応部分に同一符号を付して示
す。図１において、２０は全体として端末機器側に設け
られた通信用保安装置を示し、当該通信用保安装置２０
は電話回線１０及び端末機器２間に介挿されている。

【００２４】通信用保安装置２０は、低電圧の障害波を
除去する低電圧障害波除去部２８と例えばバリスタ等の
電圧抑圧素子で構成される高電圧障害波除去部９とを有
する。

【００２５】低電圧障害波除去部２８は、電話回線１０
及び端末機器２間に直列接続された、例えばＰＴＣサー
ミスタ等の電流制限素子８を有し、電話回線１０に進入
した障害波の過電流を電流制限素子８において制限する
のに対して、高電圧障害波除去部９は障害波が所定の電
圧を越えた場合これを接地端ＧＮＤに放流するようにな
されている。

【００２６】ここで低電圧障害波除去部２８は、電流制
限素子８の温度に応じて当該電流制限素子８の電極を接
地端ＧＮＤに接続する熱接点３０を有する。すなわち図
２に示すように低電圧障害波除去部２８は、電流制限素
子８を第１の電極２８Ａ及び第２の電極２８Ｂによつて
挟持し、第１の電極２８Ａ及び導電性蓋部３０Ａ間には
低溶融絶縁物３０Ｂが介挿されている。

【００２７】また、第２の電極２８Ｂ及び絶縁性筐体２
８Ｄ間にはバネ部材２８Ｃが設けられ、固定関係にある
導電性蓋部３０Ａ及び絶縁性筐体２８Ｄ間に低溶融絶縁
物３０Ｂ、第１の電極２８Ａ、電流制限素子８、第２の
電極２８Ｂ及びバネ部材２８Ｃが介挿されることによ
り、バネ部材２８Ｃによつて低溶融絶縁物３０Ｂ、第１
の電極２８Ａ、電流制限素子８及び第２の電極２８Ｂが
全体として導電性蓋部３０Ａに付勢保持される。

【００２８】低溶融絶縁物３０Ｂはポリエチレン、ポリ
プロピレン、ナイロン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂
材を薄状に設けたフイルム材で構成され、電流制限素子
８が異常サージ等の過大入力により熱を持ち、所定の温
度に到達したとき溶融する特性を有する。

【００２９】例えば電流制限素子８としては、電位差が
９０〔Ｖ〕であり電流が９０〔ｍＡ〕であるとすると、
端末機器２における負荷抵抗が５００〔Ω〕の場合に
は、電流制限素子８には１３５〔Ｖ〕の電圧が印加され
た状態となる。

【００３０】このように、電流制限素子８に対する障害
波として電圧１３５〔Ｖ〕、電流９０〔ｍＡ〕程度（電
力約１２〔Ｗ〕）の過大入力が印加されたときに、低溶
融絶縁物３０Ｂに１５０〔°Ｃ〕で溶融するような特性
を持たせていると、低溶融絶縁物３０Ｂが溶融すること
になる。低溶融絶縁物３０Ｂが溶融すると、バネ部材２
８Ｃの付勢力によつて第１の電極２８Ａが導電性蓋部３
０Ａに接触することにより、電流制限素子８に印加され
る過大入力は電流制限素子８が破損する前に導電性蓋部
３０Ａを介して接地端ＧＮＤ（図１）に放流される。

【００３１】これに対して、電流制限素子８に通常の通
話信号として最も電圧値の大きな（約１５０〔Ｖ〕）ハ
ウラー用信号（受話器の掛け忘れを警告する音声信号）
が入力される場合、当該ハウラー用信号電流が上述の９
０〔ｍＡ〕に比べて格段的に小さく、その電力値は電流
制限素子８が低溶融絶縁物３０Ｂを溶融させる程度には
ならない。

【００３２】このように、障害波の電力値が通常の通話
信号の電力値に対して格段的に大きなことに着目し、電
流制限素子８が低溶融絶縁物３０Ｂを溶融する電力値を
障害波の電力値程度に設定することにより、低電圧障害
波除去部２８は障害波の電圧値よりも大きな電圧でなる
通話信号を入力しても、これを接地端ＧＮＤに放流する
ことなく端末機器２に伝送することができ、通話信号よ
りも小さな電圧の低電圧障害波を入力すると電流制御素
子８が破損する前にこれを接地端ＧＮＤに放流すること
ができる。

【００３３】以上の構成において、電話線１０を介して
入出力端Ｔ１に印加される信号電圧が当該入出力端Ｔ１
において約２００〔Ｖ〕を越えるような障害波である場
合、通信用保安装置２０は高電圧障害波除去部９におい
て障害波の高電圧成分を接地端ＧＮＤに放流する。

【００３４】これに対して、入出力端Ｔ１に印加される
信号電圧が当該入力端Ｔ１において約２００〔Ｖ〕以下
である場合、通信用保安装置２０は当該入力信号の過大
電流を電流制限素子８において制限すると共に、当該入
力信号の電力値に応じてこれを端末機器２に伝送又は接
地端ＧＮＤに放流する。

【００３５】すなわち通信用保安装置２０は、入出力端
Ｔ１に高電力障害波が入力され当該障害波の電圧値が入
出力端Ｔ１において高電圧障害波除去部９の動作電圧値
よりも低い場合、当該障害波が入力されたとき初めに過
電流が電流制限素子８に流れることにより、当該電流制
限素子８は温度上昇に伴ってその内部抵抗が上昇し電流
を制限する。

【００３６】このとき内部抵抗の上昇に応じて当該電流
制限素子８（すなわち低電圧障害波除去部２８）に印加
される電圧値が上昇し、当該電圧値及び電流値によつて
決まる電力値が一定値を越えたときこれを低電圧障害波
と見なして熱接点３０から接地端ＧＮＤに放流する。従
って障害波の電圧値が高電圧障害波除去部９を動作させ
る程度に上昇しなくても電流制限素子８が破損する前に
低電圧障害波除去部２８においてこれを除去することが
できる。

【００３７】これに対して、通信用保安装置２０に通常
の通話信号が入力されたとき、当該通話信号の電圧値が
比較的高くても、その電流値が格段的に小さいことから
当該通話信号の電力値は熱接点３０を動作させる程度に
は到らない。この結果低電圧障害波除去部２８は当該入
力信号の電圧値に係わらずこれを通常の通話信号と見な
して端末機器２に送出する。

【００３８】このように以上の構成によれば、通信用保
安装置２０は入出力端Ｔ１にかかる電圧値が高電圧障害
波除去部９によつて除去し得ない約２００〔Ｖ〕以下の
場合、その電力値に応じて障害波であるか否かを判断す
ることにより、通常の通話信号の電圧値と同等又はこれ
よりも低い電圧値が入出力端Ｔ１に印加されるような高
電力障害波であっても高電圧障害波除去部９が動作する
前にこれを判別し得、これにより電流制限素子８が発熱
によつて破損する前にこの障害波を除去することができ
る。

【００３９】なお、上述の実施の形態においては、電流
制限素子８の特性として電位差が９０〔Ｖ〕であり電流
が９０〔ｍＡ〕であるとき当該電流制限素子８の温度が
１５０〔°Ｃ〕となる場合について述べたが、電流制限
素子８の特性はこれに限らず、除去しようとする障害波
の電力及び通過させようとする通話信号の電力に応じて
種々の特性のものを適用することができる。

【００４０】また、上述の実施の形態においては、低溶
融絶縁物３０Ｂの溶融温度を約１５０〔°Ｃ〕とした場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、低溶融絶
縁物３０Ｂの材質等を変更することにより、電流制限素
子８の温度特性及び入力される通話信号の電力値に応じ
て他の値を設定するようにしても良い。

【００４１】また、上述の実施の形態においては、高電
圧障害波除去部９として約２００〔Ｖ〕で動作するバリ
スタを用いた場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、通話信号の電圧値及び使用される機器等に応じて
種々のものを適用し得る。

【００４２】また、上述の実施の形態においては、高電
圧障害波除去部９としてバリスタを用いた場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、避雷器等他の電圧抑
圧素子を用いても良い。

【００４３】また、上述の実施の形態においては、電流
制限素子８としてＰＴＣサーミスタを用いた場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、例えば温度ヒュー
ズ等、他の温度素子を用いても良い。

【００４４】また、上述の実施の形態においては、端末
側に設けられた通信用保安装置２０に本発明を適用した
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、交換機
側の通信用保安装置に適用しても上述の場合と同様の効
果を得ることができる。

【００４５】さらに、上述の実施の形態においては、本
発明を電話回線を用いた通信システムに適用した場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、例えば他の種
々のデータを伝送する通信システムの通信用保安装置に
広く適用することができる。

【００４６】

【発明の効果】上述のように本発明に係る通信用保安装
置は、障害波の電圧が通信回線に伝送される通信信号電
圧より低くても障害波の電力に応じてその印加時間が所
定時間を経過するとこの障害波を除去することにより、
低電圧障害波を確実に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による通信用保安装置の実施の形態を示
すブロツク図である。

【図２】本発明による低電圧障害波除去部の実施の形態
を示す断面図である。

【図３】従来の通信用保安装置を示すブロツク図であ
る。

【符号の説明】

１ 通信システム ２ 端末機器 ３ 交換機 ４，５，２０ 通信用保安装置 ８，１１ 電流制限素子 ９，１２ 高電圧障害波除去部 １０ 電話回線 ２８ 低電圧障害波除去部 ３０ 熱接点 ３０Ｂ 低溶融絶縁物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信回線に接続されこの通信回線に印加
   される障害波を除去する通信用保安装置において、 低電圧障害波が入力されたときその印加時間が上記低電
   圧障害波の電力に応じた所定時間を経過すると、上記低
   電圧障害波を除去する低電圧障害波除去手段を具えるこ
   とを特徴とする通信用保安装置。
2. 【請求項２】 前記低電圧障害波除去手段は、前記低電
   圧障害波の電流量に応じて発熱する発熱手段と、この発
   熱手段の発熱量に応じて熱溶融し前記低電圧障害波を接
   地端に放流する熱接点とを具えることを特徴とする請求
   項１記載の通信用保安装置。