JPH1197719A - 雷防護アダプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 どのような雷サージからも通信機器を保護す
る。 【解決手段】この雷防護アダプタは公衆回線に供給され
ている交番電圧を利用して駆動電圧を発生する電源回路
１１と、この電源回路１１により発生された駆動電圧に
よって駆動され、公衆回線側の信号を光に変換して伝送
する第１の光伝送系と、屋内の商用電源から電圧変換器
を介して直流に変換された電圧を利用して駆動電圧を発
生する電源回路２１と、この電源回路２１により発生さ
れた駆動電圧によって駆動され、第１の光伝送系と光通
信する第２の光伝送系とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばモデム、Ｄ
ＳＵ、これらを内蔵したパソコン、電話機、ＦＡＸなど
の通信機器を公衆回線に接続する上で利用される雷防護
アダプタに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電話機あるいはＦＡＸなどが各家
庭に１台備えられつつあり、公衆回線を利用した通信、
例えば音声通信、ＦＡＸ通信、パソコン通信やインター
ネット通信などを絶えず行うように各家屋の通信用のコ
ネクタ、例えばモジュラージャックなどには、上記通信
機器が常に接続されている状況が多くあり、雷害対策が
不可欠になっている。

【０００３】従来の雷防護アダプタとしては、ガス入り
避雷管、絶縁トランスや避雷素子などの避雷器を内蔵し
たものなどがある。

【０００４】この種の雷防護アダプタの場合、雷サージ
（電気エネルギー）が避雷器の定格動作範囲内であれ
ば、雷サージを吸収あるいは他へパイパスさせることが
できる。 しかしながら、自然現象で発生する雷には定
格というものはなく、電気エネルギーが大きいときもあ
れば小さいときもある。

【０００５】したがって、公衆回線から避雷器の定格動
作範囲を越えた雷サージが雷防護アダプタに入力された
場合は、避雷器が絶縁不良あるいは動作不良を起こして
通信機器が破壊あるいは機能障害を起こすことがある。

【０００６】また、ガス入り避雷管が動作し放電した場
合でも、その特性上、防護対象の信号線の定格信号電圧
以内に抑えることは極めて難しく、絶縁トランスにおい
ても、１次側に入力されたスパイク状のサージに対して
は、巻数に応じた同等のスパイクが２次側にも発生する
ことから、このときの電圧はやはり通常の電子機器の動
作電圧（３ｖ〜５ｖ程度）の定格を越えてしまい、電子
機器（通信機器）に障害を与える。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の雷防
護アダプタでは、避雷器の定格動作範囲を越えた雷サー
ジに対しては有効ではなく、また、避雷器の定格以内で
あっても上述したように通信機器が破壊されたり通信機
器の機能に影響が出るという問題があった。

【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、どのような雷サージからも通信機器を
保護することのできる雷防護アダプタを提供することを
目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明の雷防護アダプタは、公衆
回線と通信機器間に接続され、互いの間に送受される信
号を伝送する雷防護アダプタにおいて、前記公衆回線お
よび通信機器に通じる各回線から信号成分を分離・重畳
する信号変換手段と、前記公衆回線に印加されている交
番電圧を利用して駆動電圧を発生する第１の電源回路
と、前記第１の電源回路により発生された駆動電圧によ
って駆動され、前記信号成分を光に変換して伝送する第
１の光伝送系と、屋内の商用電源から供給された電圧ま
たは電圧変換器を介して直流に変換された電圧あるいバ
ッテリから供給された電圧を利用して駆動電圧を発生す
る第２の電源回路と、前記第２の電源回路により発生さ
れた駆動電圧によって駆動され、前記第１の光伝送系と
光通信して得た前記信号成分を前記信号変換手段と送受
する第２の光伝送系とを具備したことを特徴としてい
る。

【００１０】この請求項１記載の発明の場合、公衆回線
側からの通信回線と通信機器側の通信回線とが第１の光
伝送系と第２の光伝送系とによって電気的に完全に絶縁
・分離され、しかもそれぞれの光伝送系を駆動する電源
を第１および第２の電源回路で別個にとっているので、
公衆回線側から入力された雷サージが通信回線からも電
源系からも回り込むこともなく、どのような雷サージか
らも通信機器を保護することができる。

【００１１】また請求項２記載の発明の雷防護アダプタ
は、請求項１記載の雷防護アダプタにおいて、前記第１
および第２の光伝送系が、前記信号成分として、前記公
衆回線と前記通信機器間で送受されるデータを光電変換
する第１の光電変換手段と、前記公衆回線に印加されて
いる交番電圧の極性情報を光電変換して前記通信機器へ
伝送する第２の光電変換手段と、前記通信機器側で発生
したオフフック情報を光電変換して前記公衆回線へ伝送
する第３の光電変換手段とを具備したことを特徴として
いる。

【００１２】この請求項２記載の発明の場合、これら第
１、第２および第３の光電変換手段によって通信に必要
な情報をすべて光に変換して送受されるので、公衆回線
と通信機器間に完全な電気的絶縁状態を形成することが
できる。

【００１３】さらに、請求項３記載の発明の雷防護アダ
プタは、請求項２記載の雷防護アダプタにおいて、前記
第１、第２および第３の光電変換手段が、所定の間隔あ
るいは透明絶縁体を隔てて対向配置された送信用の発光
ダイオードと受信用の受光ダイオードとからなることを
特徴としている。

【００１４】この請求項３記載の発明の場合、第１、第
２および第３の光電変換手段に所定の間隔あるいは透明
絶縁体を隔てて対向配置された発光ダイオードおよび受
光ダイオードなどのダイオード素子を利用しているの
で、絶縁耐圧が極めて高く、雷サージのような高い突入
電圧が印加された場合でも、接続された電子機器（通信
機器）が破損するようなことがない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明に係る一つの実施形態の雷防
護アダプタの構成を示す図である。同図において、１は
モジュラージャックなどの電話端子であり、一般家庭の
家屋の壁面などに配設されている。このモジュラージャ
ック１は通信事業者が有する通信回線（公衆回線）に接
続されている。２は通信機器であり、例えばモデム、Ｄ
ＳＵ、これらを内蔵したパソコン、電話機、ＦＡＸなど
である。通信機器２とモジュラージャック１との間には
本願発明の雷防護アダプタ３が接続されている。 雷防
護アダプタ３は、例えばプラスチック樹脂などの非導電
性樹脂のケース内に、モジュラージャック１に供給され
ている交番電圧（ほぼ５０ｖ程度の電圧）を整流するダ
イオードブリッジ４、整流された電圧を減圧し、約３ｍ
Ａ程度の電流でバッテリ５を充電する定電流回路６、バ
ッテリ５に充電された電圧を利用して駆動電圧（５ｖ）
を発生し、第１の光伝送系（アンプ７ａ、７ｂ、７ｃ、
リレー８、発光ダイオード９ａ、９ｂ、９ｃ、受光ダイ
オード１０ａ、１０ｂなど）を駆動する電源回路１１、
公衆回線側の通信回線からコンデンサ１２を介して送ら
れてきた信号成分（音声信号など）と公衆回線側へ送る
信号成分とを分離・重畳する信号変換手段としての差動
コイルなどを有する回線エミュレータ１３、屋内の商用
電源（交流１００ｖ）に接続された電圧変換器を介して
直流に変換された電圧（１２ｖ）を利用して駆動電圧
（５ｖ）を発生する電源回路２１、この電源回路２１に
より発生された駆動電圧（５ｖ）によって駆動される第
２の光伝送系（アンプ２２ａ〜２２ｅ、リレー２３ａ、
２３ｂ、発光ダイオード２４ａ、２４ｂ、受光ダイオー
ド２５ａ〜２５ｃなど）、通信機器２に通じる回線から
コンデンサ２６を介して送る信号成分（音声信号など）
と受ける信号成分とを分離・重畳する信号変換手段とし
ての差動コイルなどを有する回線エミュレータ２７、通
信機器２側におけるオンフック情報を生成すると共に、
通信機器２に極性情報を伝達するスイッチ２８、抵抗２
９などを設けて構成されている。

【００１７】上記第１の光伝送系の発光ダイオード９
ａ、９ｂ、９ｃ、受光ダイオード１０ａ、１０ｂと第２
の光伝送系の発光ダイオード２４ａ、２４ｂ、受光ダイ
オード２５ａ〜２５ｃとは所定間隔、例えばほぼ透明な
絶縁用アクリル板などの透明絶縁体を挟んで１０ｍｍ程
度の間隙を隔ててそれぞれが対向配置されている。当然
のことながら、ほぼ透明な絶縁用アクリル板は、光（光
信号）は透過する一方、電気信号は伝送しないものであ
る。

【００１８】第１の光伝送系と第２の光伝送系とにおい
て、アンプ７ａと発光ダイオード９ａはモジュラージャ
ック１から差動コイル１３を介して入力された電気信号
（データ）を光信号に変換して受光ダイオード２５ａ、
アンプ２２ａへ伝送するものである。またアンプ２２ｂ
と発光ダイオード２４ａは通信機器２側から差動コイル
２７を介して入力された電気信号（データ）を光信号に
変換して受光ダイオード１０ａ、アンプ７ｂへ伝送する
ものである。これらの構成を第１の光電変換手段と称
す。

【００１９】また、発光ダイオード９ｂ、９ｃはモジュ
ラージャック１に印加されている交番電圧の極性情報を
光信号に変換して受光ダイオード２５ｂ、２５ｃ、アン
プ２２ｃ、２２ｄへ伝送しそれぞれのリレー２３ａ、２
３ｂを動作させてスイッチ２８を通じて通信機器２へ伝
達するものである。この構成を第２の光電変換手段と称
す。

【００２０】さらに、アンプ２２ｅと発光ダイオード２
４ｂは通信機器２側のオフフック動作がスイッチ２８を
介して抵抗２９で検出された場合に、そのオフフック情
報を光信号に変換して受光ダイオード１０ｂ、アンプ７
ｃへ伝送するものである。これらの構成を第３の光電変
換手段と称す。

【００２１】以下、この雷防護アダプタ３の動作を説明
する。

【００２２】この雷防護アダプタ３の場合、通常の通信
時には、モジュラージャック１から電源を得た電源回路
１１が動作して、各アンプ７ａ、７ｂ、７ｃ、リレー８
へ電源を供給し、公衆回線からモジュラージャック１、
コンデンサ１２および差動コイル１３を通じて送られて
きた信号（データ）および極性情報を第１、第２の光電
変換手段が光伝送し、通信機器２側にてオフフックされ
ると、そのオフフック情報が第３の光電変換手段によっ
て光伝送され、公衆回線側と通信機器２側とで雷防護ア
ダプタ３を介した通信が行える。

【００２３】一方、雷サージが公衆回線側からモジュラ
ージャック１を通じて雷防護アダプタ３に入力された場
合、この雷防護アダプタ３内の通信回路は、モジュラー
ジャック１側の第１の光伝送系と通信機器２側の第２の
光伝送系間に絶縁用アクリル板などを挟んで形成した１
０ｍｍ程度の間隙によって互いの伝送系が電気的に完全
に分離されているため、雷サージが第１の光伝送系で止
まり、第２の光伝送系へ抜けることはない。

【００２４】また、第１の光伝送系は電源回路１１で駆
動されており、この電源回路１１も公衆回線から供給さ
れている交番電圧を整流して後、バッテリ５に蓄えたも
のを電源として利用しているので、雷サージが第１の光
伝送系から電源回路１１に回り込んだとしてもこちら側
での回り込みで済む。

【００２５】このようにこの実施形態の雷防護アダプタ
３によれば、モジュラージャック１に通じる通信線と通
信機器２側への通信線とが第１の光伝送系と第２の光伝
送系とによって物理的に完全に分離され、しかもそれぞ
れの光伝送系を駆動する電源を、電源回路１１と電源回
路２１とで別個にとっているので、雷サージがモジュラ
ージャック１から雷防護アダプタ３に侵入してきたと
き、雷サージが通信線から通信機器２側へ抜けたり、電
源系から回り込むこともなく、どのような雷サージから
も通信機器２を保護することができる。

【００２６】また、モジュラージャック１と通信機器２
間で必要が情報は、発光ダイオード９ａ、９ｂ、９ｃ、
２４ａ、２４ｂと受光ダイオード１０ａ、１０ｂ、２５
ａ、２５ｂ、２５ｃで構成される５組のダイオード素子
によってすべて光に変換して送受されるので、モジュラ
ージャック１と通信機器２間に完全な電気的絶縁状態を
形成することができる。

【００２７】さらに、これらのダイオード素子を光電変
換手段に利用しているので、フォトカプラのように雷サ
ージによって破損することがない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、公
衆回線側と通信機器が第１の光伝送系と第２の光伝送系
とによって物理的に完全に分離され、しかもそれぞれの
光伝送系を駆動する電源を第１および第２の電源回路で
別個にとっているので、公衆回線側から入力された雷サ
ージが通信回線からも電源系からも回り込むこともな
く、どのような雷サージからも通信機器を保護すること
ができる。

【００２９】また、通信に必要な情報をすべて光に変換
して送受するので、公衆回線と通信機器間に完全な電気
的絶縁状態を形成することができる。

【００３０】さらに、光電変換手段として、発光ダイオ
ード、受光ダイオードなどのダイオード素子を利用して
いるので、雷サージのような高い突入電圧が印加された
場合でも、接続された電子機器（通信機器）が破損する
ようなことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施形態の雷防護アダプタの構
成を示す図である。

【符号の説明】

１…モジュラージャック、２…通信機器、３…雷防護ア
ダプタ、４…ダイオードブリッジ、５…バッテリ、６…
定電流回路、７ａ、７ｂ、７ｃ…アンプ、８…リレー、
９ａ、９ｂ、９ｃ、２４ａ、２４ｂ…発光ダイオード、
１０ａ、１０ｂ、２４ａ、２４ｂ…受光ダイオード、１
１、２１…電源回路、１２、２６…コンデンサ、１３、
２７…回線エミュレータ、２８…スイッチ、２９…抵
抗。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｈ０２Ｈ 9/04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 公衆回線と通信機器間に接続され、互い
   の間に送受される電気信号を伝送する雷防護アダプタに
   おいて、 前記公衆回線および通信機器に通じる各回線から信号成
   分を分離・重畳する信号変換手段と、 前記公衆回線に印加されている交番電圧を利用して駆動
   電圧を発生する第１の電源回路と、 前記第１の電源回路により発生された駆動電圧によって
   駆動され、前記信号成分を光に変換して伝送する第１の
   光伝送系と、 屋内の商用電源から供給された電圧または電圧変換器を
   介して直流に変換された電圧あるいバッテリから供給さ
   れた電圧を利用して駆動電圧を発生する第２の電源回路
   と、 前記第２の電源回路により発生された駆動電圧によって
   駆動され、前記第１の光伝送系と光通信して得た前記信
   号成分を前記信号変換手段と送受する第２の光伝送系と
   を具備したことを特徴とする雷防護アダプタ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の雷防護アダプタにおい
   て、 前記第１および第２の光伝送系が、前記信号成分とし
   て、 前記公衆回線と前記通信機器間で送受されるデータを光
   電変換する第１の光電変換手段と、 前記公衆回線に印加されている交番電圧の極性情報を光
   電変換して前記通信機器へ伝送する第２の光電変換手段
   と、 前記通信機器側で発生したオフフック情報を光電変換し
   て前記公衆回線へ伝送する第３の光電変換手段とを具備
   したことを特徴とする雷防護アダプタ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の雷防護アダプタにおい
   て、 前記第１、第２および第３の光電変換手段が、 所定の間隔あるいは透明絶縁体を隔てて対向配置された
   送信用の発光ダイオードと受信用の受光ダイオードとか
   らなることを特徴とする雷防護アダプタ。