JPH0135540Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、海底中継器の内部で電気回路から発
生する熱を効率良く海水に放熱するための海底中
継器の構造に関するものである。

〔従来の技術〕

第１図に従来例の海底中継器の実装構造を示
す。各種の電気回路は中継器回路ユニツト１の内
部に実装され、中継器回路ユニツト１はその両端
に緩衝体２が装着されて、耐水圧気密容器３の内
側に実装され、気密封止が施される。緩衝体２は
耐水圧気密容器３に加わる機械的な衝撃を緩和す
るために設けられ、緩衝体２が半径方向あるいは
長さ方向にある程度自由に変形できるように、中
継器回路ユニツト１と耐水圧気密容器３との間に
は空間が設けられている。

この従来例構造では、中継器回路ユニツト１の
内部で発生した熱は、中継器の径方向に伝達さ
れ、この空間４を介して耐水圧気密容器３から海
水へ放熱される。この空間４には、中継器内部に
穏やかに侵入する水蒸気を吸収するように、また
中継器回路ユニツト１の回路部品を腐食させない
ように、不活性な窒素ガスが封入されている。窒
素ガスは熱伝導性が悪い。したがつて、この従来
例構造では、中継器回路ユニツト１から耐水圧気
密容器３への熱抵抗は大きい。

一方、近年光フアイバによる海底中継方式が研
究されていが、光フアイバによる方式は従来のア
ナログ方式と異なりデイジタル方式であるため、
多数の電子回路素子が中継器回路ユニツト１の内
部に実装され発熱が大きい。また、電気光変換器
として半導体レーザが用いられると、半導体レー
ザはその動作温度により寿命が著しく相違する性
質があり、回路部品の動作温度をできるかぎり低
く保つことが必要である。したがつて、これまで
の放熱構造では不十分になつた。

このため、耐水圧気密容器と中継器回路ユニツ
トとの間の、緩衝体が存在しない空間に、耐水圧
気密容器の長手方向に拡がつて耐水圧気密容器の
内面に弾性的に接触する金属スプリングの放熱フ
インを設けて放熱する構造が提案されている（実
願昭55−122155号、実開昭57−45616号）。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、この技術の放熱フインは、耐水圧気密
容器の長手方向に拡がる傘状の金属スプリングの
形状であるため、耐水圧気密容器の内面に接触す
る面積が小さく、高密度に実装できないので、放
熱効率が悪い問題があつた。また、緩衝体が存在
しない空間を有効に放熱のために利用していない
問題があつた。

本考案は、海底中継器の中継器回路ユニツトか
らの耐水圧気密容器への放熱効率を改良して、中
継器回路ユニツトの温度を低く保ち、中継器回路
ユニツト内部に実装された各種の部品の動作特性
を改善するとともにその寿命を長く保つことを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、中継器回路ユニツトと耐水圧気密容
器との間の緩衝体の存在しない緩衝用空間に、一
端が中継器回路ユニツトを弾性的に嵌め込むぼぼ
円筒状の実装部品に取付けられ、他端が耐水圧気
密容器内周にバネ作用により接触し、耐水圧気密
容器および中継器回路ユニツトの軸方向にその長
手方向が形成され、中継器回路ユニツトおよび耐
水圧気密容器の軸方向に垂直な面の断面が円弧状
に形成された複数の金属板を備え、そのバネ定数
が緩衝体より小さく設定された放熱フインが中継
器回路ユニツトおよび耐水圧気密容器の両者に接
触するように実装された構造を特徴とする。

〔実施例〕

第２図は本考案実施例構造を説明するための断
面構造図である。中継器回路ユニツト１は、内部
に中継器回路が実装され、外側は円筒形の金属容
器により構成されている。この中継器回路ユニツ
ト１は緩衝体２に支持されて耐水圧気密容器３の
内部に実装されている。耐水圧気密容器３は肉厚
の大きい頑強な円筒形の金属容器であり、その両
端面には同じく厚い金属製の端面板が取付けら
れ、その端面板のほぼ中央部にはケーブルをこの
耐水圧気密容器３の内部に導くためのフイードス
ルーが設けられているが、この図では、端面板の
構造およびフイードスルーの構造については、本
考案と直接関係がないのできわめて簡略化して示
されている。

本考案の特徴とするところは、中継器回路ユニ
ツト１の円筒形状の外周と耐水圧気密容器３の内
周との間に円周方向に拡がる羽根型の放熱フイン
５を設けたところにある。

第３図はこの放熱フインの部分の断面構造図で
あり、第２図に−で示す部分の断面を示す。
さらに第４図は拡大断面図であり、第３図に−
で示す部分の断面を示す。

この実施例では、放熱フインは多数の金属板お
よび縦方向にスリツトがあるほぼ円筒形状の実装
部品６により構成される。金属板の１枚の構造は
第５図に示すものであつて、円筒のほぼ1/4縦割
の形状をなし、その一辺は実装部品６の表面にリ
ベツト７により取付けられる。この放熱フインを
形成する金属は弾力性があり、実装部品６はその
内径が中継器回路ユニツト１の外径よりわずかに
小さく形成され、その内側に中継器回路ユニツト
１が挿入されると、実装部品６のバネ作用により
中継器回路ユニツト１の外周に面接触する。放熱
フインを形成する金層板はそれらがすべて取付け
られると、その外周は耐水圧気密容器３の内周よ
りわずかに大きくなるように形成され、耐水圧気
密容器３の内側に挿入されると金属板の他の一辺
はバネ作用により耐水圧気密容器３の内周に接触
する。

この実施例では、放熱フイン５の金属材料はベ
リリウム銅であり、金属板の厚さは0.2mmである。
この放熱構造を施した海底中継器の放熱特性の一
例を第６図に示す。本考案の放熱構造では、耐水
圧気密容器の内面に面接触し、放熱フインを高密
度に実装できるので、接触熱抵抗を大幅に低減で
き、放熱特性が向上することがわかる。

中継器回路ユニツト１と耐水圧気密容器３すな
わち海水との電位が相違する場合には、中継器回
路ユニツト１の外周に放熱フイン５との間に熱抵
抗の小さい絶縁材料の層を設ける。

このように構成された中継器構造の組立手順を
説明すると、中継器回路ユニツト１の片端に緩衝
体２を取付ける。つぎに放熱フイン５の実装部品
６のスリツトを押し開いてその内側に中継器回路
ユニツト１を挿入する。つぎに中継器回路ユニツ
ト１に他方の緩衝体２を取付ける。この状態で放
熱フイン５が取付けられた中継器回路ユニツト１
を緩やかに回転しながら、耐水圧気密容器１の内
面に挿入する。その後に端面板が所定の方法によ
つて取付けられて気密封止される。

この構造では、中継器回路ユニツト１の発熱は
放熱フイン５を経由して耐水圧気密容器３に伝導
する。これにより中継器回路ユニツト１と耐水圧
気密容器３との間の熱抵抗は著しく低くすること
ができる。熱抵抗の値は、放熱フイン５を構成す
る金属板の数、厚さ、金属の種類および形状によ
り設計することができる。

放熱フイン５が外側に開く力が強くなると、放
熱フイン５と耐水圧気密容器３との接触がよくな
るが、その力が強くなりすぎると緩衝体２の緩衝
作用を損なうことになるため、放熱フイン５の径
方向のバネ定数は緩衝体２の変形を拘束しないよ
うに、緩衝体２のバネ定数より十分小さくするこ
とが必要である。

第７図に本実施例の放熱フインを実装した海底
中継器の放熱フイン全体のバネ定数と緩衝体の緩
衝特性、変位の関係を示す。第７図から、例えば
40枚のフインを実装した場合でも、最大50G（ガ
ル）の衝撃に対る緩衝特性、変位の減少は放熱フ
インがない場合と比較し、それぞれ５％、10％以
下であり、本考案の放熱構造は緩衝体の緩衝作用
を損なうことがなく放熱効果を向上できる。

上記実施例の構造では、放熱フインには実装部
品を設けるように説明したが、放熱フインの金属
板を直接に中継器回路ユニツトの表面に取付ける
構造とすることができる。また、中継器回路ユニ
ツト側の接触をもバネ作用により接触させる構造
とすることができる。

放熱フインの材料については上記実施例のもの
のほか、燐青銅、ステンレス鋼などが利用できる
が、本考案はこの材料を限定するものではない。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案の構造によれば、
耐水圧気密容器との接触面積が大きく、実装本数
も大きいため、中継器回路ユニツトと耐水圧気密
容器との間の熱抵抗を著しく小さくして、中継器
回路ユニツトの発熱を海水に効率的に放熱するこ
とができる。したがつて、中継器回路ユニツトに
実装される各種の部品の動作温度を低く設定する
ことができ、その動作特性が向上するとともに、
寿命が長くなる効果がある。また、中継器の設計
上はさらに発熱の大きい回路部品を使用すること
が可能になり、設計の自由度が向上して高い性能
の装置を設計することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例構造の中継器断面図。第２図は
本考案実施例構造の中継器断面図。第３図は放熱
フインの部分の構造を示す横断面図（第２図に
−で示す部分の断面図）。第４図は放熱フイン
の部分の構造を示す縦断面図（第２図に−で
示す部分の断面図）。第５図は放熱フインの１枚
の金属板の形状を示す図。第６図は本考案での放
熱特性を示す説明図。第７図は放熱フイン全体の
バネ定数と緩衝体の変位との関係を示す説明図。 １……中継器回路ユニツト、２……緩衝体、３
……耐水圧気密容器、４……空間、５……放熱フ
イン、６……実装部品、７……リベツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 円筒形状の中継器回路ユニツトが緩衝体に支持
   されて円筒形状の耐水圧気密容器の内部に実装さ
   れた海底中継器において、 上記中継器回路ユニツトと上記耐水圧気密容器
   との間の上記緩衝体の存在しない部分に、複数の
   金属板を備えた放熱フインが設けられ、 この放熱フインの金属板は、 一端が上記中継器回路ユニツトを弾性的に嵌め
   込むほぼ円筒状の実装部品に取付けられ、他端が
   上記耐水圧気密容器内周にバネ作用により接触
   し、 上記耐水圧気密容器および上記中継器回路ユニ
   ツトの軸方向にその長手方向が形成され、上記耐
   水圧気密容器および上記中継器回路ユニツトの軸
   方向に垂直な面の断面が円弧状に形成された 構造であり、 上記放熱フインのバネ定数が上記緩衝体のバネ
   定数より小さくなるように設定された ことを特徴とする海底中継器の放熱構造。