JPH0646466A - 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】 加入者ケーブルに接続される行配線、交換
機接続ケーブルに接続される列配線間の接続・切断、及
び上記列配線と交換機接続ケーブルの間の接続・切断を
自己ラッチ形和動リレーで行う。前者の接続・切断用リ
レーを交点リレー、後者の接続、切断用リレーを端部リ
レーとし、両リレーは同一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】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。

【０００８】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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】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
ブルの接続・切断を制御するスイッチ手段を設けて構成
した。

【００１０】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具備させ、該和動式リレー
を、上記行、列の配線の交点の接続・切断を制御する交
点リレーと、上記スイッチ手段としての端部リレーとし
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、交点リレーと上記端部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もできる。

【００１１】

【作用】本発明では、マトリクスボード上で加入者ケー
ブル同士の接続・切断と交換機接続ケーブルの接続・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、自己ラッチ形和動リレーを用
いることにより、行、列の配線の交点の接続・切断、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、交点リレーと端部
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。

【００１２】

【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。

【００１３】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、
後で述べる行配線９と列配線１０の交点に位置し、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。他方の群のリレー８は、後で述べる端部
制御線１１と列配線１０の交点に位置し、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を交点リレー、後者のリレ
ー８を端部リレーと呼ぶことにする。

【００１４】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１２である。ま
た、これらと平行して、マトリクスボード１の端部に１
本の配線（図１では破線で示す）が設置してあり、制御
装置２につながっている。この配線は端部制御線１１で
ある。

【００１５】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。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。前者が
列配線１０であり、後者は列制御線１３である。

【００１６】第１層１Ａの交点リレー７は、行配線９と
列配線１０の交点上に１個ずつあり、交点を通る行制御
線１２と列制御線１３の信号によりその接点の開閉を制
御され、交点を通る行配線９と列配線１０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１０は、基板を貫通するケーブルにより
第１層１Ａの当該交点の交点リレー７の被制御端子がつ
ながり、また行制御線１２と列制御線１３は、やはり基
板を貫通するケーブルより当該交点リレー７の制御端子
につながっている。

【００１７】また、端部リレー８は、端部制御線１１と
列配線１０の交点に配置され、端部制御線１１と列制御
線１３の信号によって開閉を制御され、列配線１０と交
換機接続ケーブル４との接続・切断を行うようになって
いる。これらの配線と端部リレー８は、交点リレー７と
同様に、基板を貫通するケーブルにより接続されてい
る。

【００１８】図２は交点リレー７の構造を示す図であ
る。制御端子７Ａ１、７Ａ２の間と制御端子７Ｂ１、７
Ｂ２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、７Ｄ２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、７Ｂ１、
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、この交点リレー７の動作原理を詳
しく説明する。この交点リレー７は、永久磁石７０１、
これと隣接しておかれた電磁石コア７０２、電磁石コア
７０２に巻装された制御部として機能するコイル７０
３、７０４、電極７０５、７０６を搭載した磁極７０
７、電極７０８、７０９を搭載した磁極７１０、磁極７
０７、７１０と磁石７０１、７０２をつなぐ板ばね７１
１、７１２から構成されている。

【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の間が板ばね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、交点リレー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】以上は交点リレー７に関する説明である
が、端部リレー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
端子間に交点リレー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、交点リレー７と行配線９、行制御
線１２、列配線１０、列制御線１３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７Ｄ
１、７Ｄ２につながっている。列配線１０もやはり分岐
して被制御端子７Ｃ１、７Ｃ２につながっている。行制
御線１２は一部が切れて制御端子７Ｂ１、７Ｂ２につな
がっている。すなわち、行制御線１２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７
０３に直列接続されている。

【００２９】図５に、端部リレー８と列配線１０、列制
御線１３、端部制御線１１、交換機接続ケーブル４の接
続関係を示す。端部リレー８について交点リレー７と同
一構成の部分には、交点リレー７についてのものの先頭
符号７を８に代えて示した。２本の列配線１０は一部が
切れて被制御端子８Ｃ１、８Ｃ２に、また８Ｄ１、８Ｄ
２に各々つながっている。この被制御端子８Ｄ１、８Ｄ
２につながった列配線１０は、マトリクスボード１の端
部で交換機接続ケーブル４とつながっている。列制御線
１３と端部制御線１１は、一部が切れて制御端子８Ａ
１、８Ａ２に、また８Ｂ１、８Ｂ２に各々つながってい
る。すなわち、列配線１０とリレー８内の電極が、列制
御線１３とコイル８０３が、端部制御線１１とコイル８
０４が、各々直列につながっている。

【００３０】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１２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１２、１３の交点部分
の交点リレー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、この交点リレー７が回路（接点）を閉
じ、行配線９と列配線１０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１
２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１０の接
続が切断されるようになる。

【００３１】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、交点リレー７による行配線９、列配
線１０の間の接続と、端部リレー８による列配線１０と
交換機接続ケーブル４との間の切断の、２つの作業をお
こなわなければならない。

【００３２】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、本実施例では交点リレー７と端部リレー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。

【００３３】図７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、交点リレー７ａ、７ｄと端部リレ
ー８ａ、８ｂが閉じ、交点リレー７ｂ、７ｃが開いてい
る。すなわち、列配線１０ａと行配線９ａがつながり、
また列配線１０ｂと行配線９ａがつながり、これらはさ
らに交換機接続ケーブル４ａ、４ｂにつながっている。
実際は行配線、列配線、交換機接続ケーブル４は２本で
１組であるが、図７では説明の簡略のために１本で示し
ている。

【００３４】次に、図７の（ｂ）に示すように、行配線
９ａ、９ｂ、列配線１０ａ、１０ｂに対応する制御線
と、端部制御線１１に制御装置から同時にプラスの電流
パルスを加えると、交点リレー７ａ〜７ｄは回路を閉
じ、端部リレー８ａ、８ｂは回路を開く。この結果、行
配線９ａ、９ｂが列配線１０ａ、１０ｂと結合し、且つ
交換機接続ケーブル４ａ、４ｂが列配線１０ａ、１０ｂ
から切断され、所望の結合状態が得られる。ここで、交
点リレー７ａ、７ｄは、電流パルスを加える以前から閉
じているが、これらの電磁石コアは図３でＥ−Ｃ−Ｅ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７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。

【００３５】次に、図７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。

【００３６】図７の（ｃ）、（ｄ）にその手順を示す。
まず（ｃ）に示すように、行配線９ｂと列配線１０ａに
対応する制御線と端部制御線１１に、同時にマイナスの
電流パルスを同時に加える。すると、交点リレー７ｂが
回路を開き、端部リレー８ａは回路を閉じる。

【００３７】次に（ｄ）に示すように、行配線９ａと列
配線１０ｂに対応する制御線と端部制御線１１に、同時
にマイナスのパルス電流を加える。すると、交点リレー
７ｃが回路を開き、端部リレー８ｂが回路を閉じる。そ
の結果、（ａ）と同様に、行配線９ａと列配線１０ａ、
行配線９ｂと列配線１０ｂ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。

【００３８】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。

【００３９】また、上記では行配線と列配線の交点の接
続・切断をリレーによって行ったが、これ以外に、従来
のマトリクスボード形自動化ＭＤＦにおいて、マトリク
スピンボードと交換機接続ケーブルの結合点に新たにピ
ン挿入形の接点を設けることもできる。

【００４０】

【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。

【００４１】また、加入者ケーブルと交換機接続ケーブ
ルが接続される行配線と列配線の交点の接続・切断に交
点リレーを用い、交換機接続ケーブルの接続・切断に端
部リレーを用い、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、加入者線同士の接続・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で使用する交点リレ
ーの構造を示す説明図である。

【図３】 上記交点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】 上記交点リレーと配線の接続関係を示す説明
図である。

【図５】 端部リレーと配線の接続関係を示す説明図で
ある。

【図６】 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：交点リレー、７Ａ１、７Ａ２、７Ｂ
１、７Ｂ２：制御端子、７Ｃ１、７Ｃ２、７Ｄ１、７Ｄ
２：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、１０ａ、１０ｂ：
列配線、１１：端部制御線、１２：行制御線、１３：列
制御線。

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の接続・切断を制御するスイッ
   チ手段を設け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、上記行、列の配線の交点の接続・切
   断を制御する交点リレーと、上記スイッチ手段としての
   端部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、交点
   リレーと上記端部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。