JPH10326981A - 活線挿抜方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 活線挿抜時の電子回路の動作を保証しつつ、
簡単な構成で、安価で信頼性の高い活線挿抜方式を提供
する。 【解決手段】 フレームに、パッケージの挿入及び抜去
を検出するための活線挿抜検出光を発光する発光器と、
前記活線挿抜検出光を受光するために動作状態にあるパ
ッケージを挟んで発光器と対向する位置に配置され、活
線挿抜検出光の受光状態および遮光状態を示す活線挿抜
検出信号を出力する受光器とを有し、パッケージに、フ
レームに正しく挿入された状態で活線挿抜検出光を通過
させる光透過穴と、活線挿抜検出信号によって活線挿抜
検出光が遮光状態であることを検出すると電子回路の動
作を停止させ、前記電子回路で受信したデータを無効に
する処理回路とを有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電源を入れた状態で
パッケージを交換する際に電子回路の誤動作や損傷を防
止する活線挿抜方式に関し、特にバス信号線に対するイ
ンタフェース回路を備えたパッケージの活線挿抜方式に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば電子交換機等の電子装置は、任意
の機能を有する複数の電子回路パッケージと、各パッケ
ージをそれぞれ挿抜自在に固定するフレームと、各パッ
ケージが挿入されるスロットにそれぞれ対応してコネク
タが配置されたバックワイヤリングボード（以下、ＢＷ
Ｂと称す）とによって構成されている。

【０００３】このような電子装置において、動作不良や
機能変更のためにパッケージの交換や増設を行う場合、
電子装置に電源を入れたままパッケージを交換すること
をホットスワップ、または活線挿抜という。

【０００４】活線挿抜時には、活線挿抜するパッケージ
のコネクタ容量、配線容量、あるいは電子回路の入力容
量等に起因してノイズが発生する。このノイズが信号線
に重畳すると動作状態のパッケージが誤動作するため、
活線挿抜方式には交換するパッケージ以外の電子回路を
誤動作させないための処理回路を有している。

【０００５】図３は従来の活線挿抜方式の一構成例を示
す接続図である。また、図４は図３に示した活線挿抜方
式の動作の様子を示すタイミングチャートである。

【０００６】図３において、任意の機能を有する第１の
パッケージ１０₁ 〜第ｎのパッケージ１０_n は、長いコ
ネクタピンである長ピン２２₁ 〜２２_n と、短いコネク
タピンである短ピン２３₁ 〜２３_n と、中間の長さのコ
ネクタピンである中ピン２１ ₁ 〜２１_n とを備えたコネ
クタ２０₁ 〜２０_n を有している。

【０００７】バス信号線４０は、各コネクタ２０₁ 〜２
０_n の中ピン２１₁ 〜２１_n にそれぞれ接続され、中ピ
ン２１₁ 〜２１_n を介して各パッケージが有する処理回
路１１₁ 〜１１_n と接続される。

【０００８】処理回路１１₁ 〜１１_n は、パッケージ数
ｎと同じ数だけ設けられた第１の活線挿抜検出信号線３
０₁ 〜３０_n 、および第２の活線挿抜検出信号線３１₁
〜３１_n の電位をそれぞれ検出することで、任意のパッ
ケージの活線挿抜のタイミングを検出し、活線挿抜時の
電子回路の動作を保証する。

【０００９】第１の活線挿抜検出信号線３０₁ 〜３
０_n 、および第２の活線挿抜検出信号線３１₁ 〜３１_n
は、それぞれパッケージに対応するものを除いて、各コ
ネクタ２０₁ 〜２０_n の中ピン２１₁ 〜２１_n を介して
処理回路１１₁ 〜１１_n に接続される。このとき、第１
のパッケージ１０₁ に対応する第１の活線挿抜検出信号
線３０₁ は長ピン２２₁ を介してアースと接続され、第
２の活線挿抜検出信号線３１₁ は短ピン２３₁ を介して
アースと接続される。その他の第１の活線挿抜検出信号
線３０₂ 〜３０_n 、および第２の活線挿抜検出信号線３
１₂ 〜３１_n は、上述したようにそれぞれ各コネクタ２
０₂ 〜２０_n の中ピン２１₂ 〜２１_n に接続されてい
る。同様に、第ｎのパッケージ１０_n に対応する第１の
活線挿抜検出信号線３０_n は長ピン２２_n を介してアー
スと接続され、第２の活線挿抜検出信号線３１_n は短ピ
ン２３_n を介してアースと接続される。

【００１０】このような構成において、次に図４を用い
て図３に示した活線挿抜方式の動作について説明する。

【００１１】図４を参照すると、例えば、第１のパッケ
ージ１０₁ を挿入する場合、まず最初にコネクタ２０₁
の長ピン２２₁ が接触し、第１の活線挿抜検出信号３０
₁ がアースと接続される。このとき、動作状態にある第
２のパッケージ１０₂ 〜第ｎのパッケージ１０_n の処理
回路１１₂ 〜１１_n は、それぞれ第１の活線挿抜検出信
号線３０₁ が接地電位になったことを検出し、活線挿抜
が開始されたと判定して、バス信号線４０に対するイン
タフェース処理を行うインタフェース回路を停止し、受
信したデータを無効にする。

【００１２】さらに第１のパッケージ１０₁ を挿入する
と、次にコネクタ２０₁ の中ピン２１₁ が接触する。こ
のとき、中ピン２１₁ 〜２１_n と接続されているバス信
号線４０上にはノイズが発生する。

【００１３】さらに第１のパッケージ１０₁ を挿入する
と、最後にコネクタ２０₁ の短ピン２３₁ が接触し、第
２の活線挿抜検出信号線３１₁ がアースと接続される。
このとき、動作状態にある第２のパッケージ１０₂ 〜第
ｎのパッケージ１０_n の処理回路１１₂ 〜１１_n は、第
２の活線挿抜検出信号線３１₁ が接地電位になったこと
を検出し、活線挿抜が完了したと判定して、バス信号線
４０のインタフェース回路を動作させ、受信したデータ
を有効にする。

【００１４】一方、従来の活線挿抜方式の他の例として
図５に示すような構成がある。

【００１５】図５は従来の活線挿抜方式の他の構成例を
示す接続図である。また、図６は図５に示した活線挿抜
方式の動作の様子を示すタイミングチャートである。

【００１６】図５において、任意の機能として働く第１
のパッケージ５０₁ 〜第ｎのパッケージ５０_n は、長い
コネクタピンである長ピン６２₁ 〜６２_n と、短いコネ
クタピンである短ピン６１₁ 〜６１_n とを備えたコネク
タ６０₁ 〜６０_n を有している。

【００１７】バス信号線８０は、各コネクタ６０₁ 〜６
０_n の短ピン６１₁ 〜６１_n にそれぞれ接続され、短ピ
ン６１₁ 〜６１_n を介して各パッケージが有する処理回
路５１₁ 〜５１_n とそれぞれ接続される。

【００１８】処理回路５１₁ 〜５１_n は、活線挿抜検出
信号線７０の電位をそれぞれ検出することで、任意のパ
ッケージの活線挿抜のタイミングを検出し、活線挿抜時
の電子回路の動作を保証する。

【００１９】活線挿抜検出信号線７０は、それぞれ長ピ
ン６２₁ 〜６２_n を介して第１のパッケージ５０₁ 〜第
ｎのパッケージ５０_n のＳＷ５３₁ 〜５３_n の一方の端
子と接続され、ＳＷ５３₁ 〜５３_n の他方の端子はそれ
ぞれアースと接続されている。

【００２０】ＳＷ５３₁ 〜５３_n は、第１のパッケージ
５０₁ 〜第ｎのパッケージ５０_n に設けられたカードイ
ジェクター５２₁ 〜５２_n の操作に同期して接点をＯＮ
／ＯＦＦする。ここで、パッケージが抜去状態のときは
接点がＯＮし、パッケージが挿入状態のときは接点がＯ
ＦＦする。

【００２１】このような構成において、次に図６を用い
て図５に示した活線挿抜方式の動作について説明する。

【００２２】例えば、第１のパッケージ５０₁ を挿入す
る場合、まず最初にコネクタ６０₁の長ピン６２₁ が接
触し、活線挿抜検出信号線７０はＳＷ５３₁ の接点を介
してアースと接続される。このとき、動作状態にある第
２のパッケージ５０₂ 〜第ｎのパッケージ５０_n の処理
回路５１₂ 〜５１_n は、活線挿抜検出信号線７０の接地
電位を検出し、活線挿抜が開始されたと判定して、バス
信号線８０に対するインタフェース処理を行うインタフ
ェース回路を停止し、受信したデータを無効にする。

【００２３】さらに第１のパッケージ５０₁ を挿入する
と、次にコネクタ６０₁ の短ピン６１₁ が接触する。こ
のとき、短ピン６１₁ 〜６１_n と接続されたバス信号線
８０上にはノイズが発生する。

【００２４】さらに第１のパッケージ５０₁ を挿入する
と、ＳＷ５３₁ がＯＦＦし、活線挿抜検出信号線７０と
アースとの接続が切断される。このとき、動作状態にあ
る第２のパッケージ５０₂ 〜第ｎのパッケージ５０_n の
処理回路５１₂ 〜５１_n は、活線挿抜検出信号線７０が
接地電位から切断されたことを検出し、活線挿抜が完了
したと判定して、バス信号線８０のインタフェース回路
を動作させ、受信したデータを有効にする。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
ような従来の活線挿抜方式では、全てのパッケージに、
様々な長さのコネクタピンを有するコネクタが必要であ
り、複雑で精度の要求されるコネクタがコストアップの
要因となっていた。

【００２６】特に、図３に示した活線挿抜方式で用いる
コネクタは３種類の長さのコネクタピンを有しており、
電源供給系を含めると、さらに異なる長さのコネクタピ
ンが必要になる。よって、コネクタピンが長くなること
によりコネクタの勘合時にコネクタピンの曲がりが発生
し、致命的な故障を起こす可能性があった。

【００２７】また、コネクタピンが長くなることにより
コネクタ自体が大きくなるため、実装効率を低下させて
いた。

【００２８】さらに、図３に示した活線挿抜方式では活
線挿抜検出信号線がパッケージの数だけ必要であり、実
装するパッケージ数が多いほど多くのコネクタピンが必
要になるため、必要以上に大きなコネクタが使用され、
実装効率を低下させていた。そこで、活線挿抜検出信号
線を共通にし、必要なコネクタピンの数を減らしたのが
図５に示した活線挿抜方式である。

【００２９】しかしながら、図５に示した活線挿抜方式
では、全てのパッケージにＳＷ及びＳＷを動作させるた
めのカードイジェクターが必要であるため、実装効率を
低下させていた。また、複雑で精度の要求されるカード
イジェクターがコストアップの要因となっていた。

【００３０】さらに、ＳＷがカードイジェクター近傍の
パッケージ前面に搭載されるため、保守者が操作する際
に発生する静電気放電によってノイズがＳＷの接点を介
して電子回路に混入する可能性があるため、信頼性低下
の要因となっていた。

【００３１】ところで、パッケージの障害、機能変更、
及び増設によるパッケージの活線挿抜回数や活線挿抜時
間は、電子装置の動作寿命から比べると僅かな時間であ
る。この僅かな時間内で電子回路の動作を保証するため
に、全てのパッケージに、複雑で精度の要求されるコネ
クタ、あるいはＳＷやカードイジェクターを搭載し、そ
れらがコストアップや実装効率の低下、あるいは静電気
放電に対する信頼性低下の要因となっていた。

【００３２】本発明は上記したような従来の技術が有す
る問題点を解決するためになされたものであり、活線挿
抜時の電子回路の動作を保証しつつ、簡単な構成で、安
価で信頼性の高い活線挿抜方式を提供することを目的と
する。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の活線挿抜方式は、所定の機能を有する複数のパ
ッケージと、前記複数のパッケージをそれぞれ挿抜自在
に固定するフレームと、を有し、任意のパッケージを電
源を入れた状態で交換する際に、該パッケージを除く動
作状態にある他のパッケージが有する電子回路の誤動作
を防止する活線挿抜方式であって、前記フレームに、前
記パッケージの挿入及び抜去を検出するための活線挿抜
検出光を発光する発光器と、前記活線挿抜検出光を受光
するために前記動作状態にあるパッケージを挟んで前記
発光器と対向する位置に配置され、前記活線挿抜検出光
の受光状態および遮光状態を示す活線挿抜検出信号を出
力する受光器と、を有し、前記パッケージに、前記フレ
ームに正しく挿入された状態で前記活線挿抜検出光を通
過させる光透過穴と、前記活線挿抜検出信号によって前
記活線挿抜検出光が遮光状態であることを検出すると前
記電子回路の動作を停止させ、前記電子回路で受信した
データを無効にする処理回路と、を有することを特徴と
する。このとき、電子回路はバス信号線に対するインタ
フェース回路であってもよく、活線挿抜検出光はレーザ
光であってもよい。

【００３４】上記のように構成された活線挿抜方式は、
任意のパッケージの挿入途中、あるいは抜去途中に、そ
のパッケージによって活線挿抜検出光が遮光され、受光
器からは遮光状態を示す活線挿抜検出信号が出力され
る。このとき、動作状態にある他のパッケージの処理回
路は、活線挿抜検出信号によって活線挿抜が開始された
ことを検出できる。

【００３５】また、パッケージが正しく挿入されている
状態、あるいは完全に抜去された状態では、活線挿抜検
出光は光透過穴を通過して受光器に照射され、受光器か
らは受光状態を示す活線挿抜検出信号が出力される。こ
のとき、動作状態にある他のパッケージの処理回路は、
活線挿抜検出信号によって活線挿抜が完了したことを検
出できる。

【００３６】

【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。

【００３７】図１は本発明の活線挿抜方式の構成を示す
図であり、同図（ａ）はパッケージ挿入前の状態を示す
斜視図、同図（ｂ）はパッケージ挿入途中の状態を示す
斜視図、同図（ｃ）はパッケージ挿入完了の状態を示す
斜視図である。また、図２は図１に示した活線挿抜方式
の動作の様子を示すタイミングチャートである。

【００３８】図１（ａ）〜（ｃ）において、本発明の活
線挿抜方式は、所定の機能を有する第１のパッケージ２
₁ 〜第５のパッケージ２₅ と、各パッケージをそれぞれ
挿抜自在に固定するフレーム１と、各パッケージの挿入
位置に応じてそれぞれコネクタが設けられたＢＷＢ５
と、活線挿抜を検出するための活線挿抜検出光を発光す
る発光器６と、発光器６から発光された活線挿抜検出光
を受光するための受光器７とによって構成されている。

【００３９】発光器６と受光器７とは、それぞれ平行に
配置された各パッケージを挟んで対向する位置に配置さ
れ、各パッケージには発光器６から発光された活線挿抜
検出光を通過させる光透過穴３₁ 〜３₅ がそれぞれ設け
られている。したがって、パッケージが正しくフレーム
１に挿入されている状態では、発光器６から発光された
活線挿抜検出光は光透過穴３₁ 〜３₅ を通過して受光器
７に照射される。

【００４０】また、ＢＷＢ５上には、バス信号線９と受
光器７の受光結果である活線挿抜検出信号を伝送するた
めの活線挿抜検出信号線８とが形成されている。活線挿
抜検出信号線８及びバス信号線９はコネクタ４₁ 〜４₅
を介して第１のパッケージ２ ₁ 〜第５のパッケージ２₅
にそれぞれ接続される。

【００４１】このような構成において、次に、図１
（ａ）〜（ｃ）に示すように、第４のパッケージ２₄ を
挿入する場合を例にして、本発明の活線挿抜方式の動作
について説明する。

【００４２】なお、以下では、第４のパッケージを挿入
する場合を例にして活線挿抜方式の動作を説明するが、
パッケージを抜去する場合は、以下に説明する動作の順
序が逆になるだけであるため、その説明は省略する。

【００４３】まず、図１（ａ）に示すように、第４のパ
ッケージ２₄ が挿入されていない状態では、発光器６か
ら出力された活線挿抜検出光は、第４のパッケージ２₄
以外の全てのパッケージの光透過穴を通過して受光器７
に照射される。このとき、受光器７は活線挿抜検出信号
を論理「Ｈ」に維持する（図２参照）。第１のパッケー
ジ２₁ 〜第３のパッケージ２₃ 、及び第５のパッケージ
２₅ の処理回路は、それぞれ活線挿抜検出信号の論理
「Ｈ」を検出し、バス信号線９に対するインタフェース
処理を行うインタフェース回路を動作させ、受信したデ
ータを有効にする。

【００４４】次に、図１（ｂ）に示すように、第４のパ
ッケージ２₄ を挿入すると、第４のパッケージ２₄ はコ
ネクタ４₄ が接触する直前で活線挿抜検出光を遮光す
る。このとき、受光器７は、活線挿抜検出信光が照射さ
れないため、活線挿抜検出信号を論理「Ｌ」に切り替え
る。この状態では、第４のパッケージ２₄ のコネクタ４
₄ が接触したときにバス信号線９にノイズが混入する
（図２参照）。第１のパッケージ２₁ 〜第３のパッケー
ジ２₃ 、及び第５のパッケージ２₅ の処理回路は、活線
挿抜検出信号の論理「Ｌ」を検出し、活線挿抜が開始さ
れたと判定して、バス信号線９のインタフェース回路を
停止し、受信したデータを無効にする。

【００４５】さらに、第４のパッケージ２₄ を挿入する
と、第４のパッケージ２₄ の光透過穴３₄ が、第１のパ
ッケージ２₁ 〜第３のパッケージ２₃ 、及び第５のパッ
ケージ２₅ の光透過穴３₁ 〜３₃ 、３₅ と同一直線上に
位置し、発光器６から発光された活線挿抜検出光は光透
過穴３₁ 〜３₅ を通過して受光器７に照射される。この
とき、バス信号線９のノイズはすでに消えており、バス
信号線９は安定状態にある。受光器７は活線挿抜検出光
を検出すると、活線挿抜検出信号を論理「Ｈ」に切り替
える。第１のパッケージ２₁ 〜第３のパッケージ２₃ 、
及び第５のパッケージ２₅ の処理回路は、活線挿抜検出
信号の論理「Ｈ」を検出し、活線挿抜が完了したと判定
して、バス信号線９のインタフェース回路を動作させ、
受信したデータを有効にする。

【００４６】したがって、従来のように、複雑な構成で
精度の要求されるコネクタ、あるいはＳＷやカードイジ
ェクター等が不要になるため、パッケージの信頼性が向
上する。また、活線挿抜検出信号線が１本で済むため、
コネクタの使用ピン数が増えることがない。

【００４７】さらに、フレーム１に発光器６と受光器７
を設け、各パッケージにそれぞれ光透過穴を設けるだけ
の簡単な構成であるため、実装効率がよく、安価で信頼
性の高い活線挿抜方式を提供することができる。

【００４８】なお、図１（ａ）〜（ｃ）では、パッケー
ジの数が５つの場合を示しているが、パッケージの数は
これに限定されるものではない。また、図１（ａ）〜
（ｃ）では発光器６及び受光器７をそれぞれ１つずつ有
する構成を示しているが、発光器６及び受光器７の数は
これに限定されるものではなく、例えば、図１の縦方向
に、図１（ａ）〜（ｃ）に示す構成が複数積み重ねられ
ている場合などでは、それぞれの段毎に発光器６及び受
光器７をそれぞれ１つずつ有する構成にしてもよい。

【００４９】また、図１（ａ）〜（ｃ）では各パッケー
ジの同じ位置にそれぞれ光透過穴が設けられているが、
活線挿抜検出光が通過する位置関係にあれば光透過穴の
位置をパッケージによって異なる位置に設けてもよい。
例えば、発光器の位置に対して斜め下方に受光器を配置
すれば、パッケージの挿入位置を誤った場合も処理回路
はバス信号線のインタフェース回路を停止するため、パ
ッケージの挿入位置を間違えることによる電子回路の破
損を防止することができる。

【００５０】さらに、発光器３から出力する活線挿抜検
出光は指向性が鋭いレーザ光であることが好ましい。こ
の場合、パッケージの挿入開始、及び抜去開始をより正
確に検出することができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。

【００５２】複雑な構成で精度の要求される様々な長さ
のコネクタピンを有するコネクタ等が不要になり、パッ
ケージの信頼性が向上する。また、活線挿抜検出信号線
が１本で済むため、コネクタの使用ピン数が増えること
がない。

【００５３】さらに、フレームに発光器と受光器を設
け、各パッケージにそれぞれ光透過穴を設けるだけの簡
単な構成であるため、実装効率がよく、安価で信頼性の
高い活線挿抜方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の活線挿抜方式の構成を示す図であり、
同図（ａ）はパッケージ挿入前の状態を示す斜視図、同
図（ｂ）はパッケージ挿入途中の状態を示す斜視図、同
図（ｃ）はパッケージ挿入完了の状態を示す斜視図であ
る。

【図２】図１に示した活線挿抜方式の動作の様子を示す
タイミングチャートである。

【図３】従来の活線挿抜方式の一構成例を示す接続図で
ある。

【図４】図３に示した活線挿抜方式の動作の様子を示す
タイミングチャートである。

【図５】従来の活線挿抜方式の他の構成例を示す接続図
である。

【図６】図５に示した活線挿抜方式の動作の様子を示す
タイミングチャートである。

【符号の説明】

１ フレーム ２₁ 〜２₅ パッケージ ３₁ 〜３₅ 光透過穴 ４₁ 〜４₅ コネクタ ５ ＢＷＢ ６ 発光器 ７ 受光器 ８ 活線挿抜検出信号線 ９ バス信号線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の機能を有する複数のパッケージ
   と、 前記複数のパッケージをそれぞれ挿抜自在に固定するフ
   レームと、 を有し、 任意のパッケージを電源を入れた状態で交換する際に、
   該パッケージを除く動作状態にある他のパッケージが有
   する電子回路の誤動作を防止する活線挿抜方式であっ
   て、 前記フレームに、 前記パッケージの挿入及び抜去を検出するための活線挿
   抜検出光を発光する発光器と、 前記活線挿抜検出光を受光するために前記動作状態にあ
   るパッケージを挟んで前記発光器と対向する位置に配置
   され、前記活線挿抜検出光の受光状態および遮光状態を
   示す活線挿抜検出信号を出力する受光器と、を有し、 前記パッケージに、 前記フレームに正しく挿入された状態で前記活線挿抜検
   出光を通過させる光透過穴と、 前記活線挿抜検出信号によって前記活線挿抜検出光が遮
   光状態であることを検出すると前記電子回路の動作を停
   止させ、前記電子回路で受信したデータを無効にする処
   理回路と、を有することを特徴とする活線挿抜方式。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の活線挿抜方式におい
   て、 電子回路はバス信号線に対するインタフェース回路であ
   ることを特徴とする活線挿抜方式。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の活線挿抜方式
   において、 活線挿抜検出光はレーザ光であることを特徴とする活線
   挿抜方式。