(57)【要約】【課題】内部ユニットと外部筐体間の温度差を小さくし、内部ユニットに実装された電子部品の温度を低下させ、電子部品の信頼性を向上させる。【解決手段】内部ユニット１と外部筺体２の間に挿入される海底中継器の放熱緩衝構造において、放熱緩衝構造を構成する緩衝材３を、両端が内部ユニット１の外周面と外部筐体２の内周面の両面に接触する板ばね５で形成し、更に緩衝材３である板ばね５の断面形状をΩ形に形成する。この構成により、内部ユニット１の外周面と外部筐体２の内周面間の緩衝材３中の熱伝導が良くなり、両面間の熱抵抗が小さくなる。【選択図】        図３
2004320855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に回路ユニットを収納した内部ユニットと、この内部ユニットを収納する外部筺体からなる海底中継器において、上記内部ユニットと上記外部筐体の間に板ばねを設けたことを特徴とする海底中継器。
【請求項２】
上記板ばねの断面形状をオーム形に形成したことを特徴とする請求項１記載の海底中継器。
【請求項３】
上記板ばねの周囲を熱伝導率の高い材料で覆ったことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の海底中継器。
【請求項４】
上記内部ユニットと外部筐体の間であって、上記板ばねが存在しない部分に伝熱促進部材を挿入したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の海底中継器。
【請求項５】
上記板ばねの内周側あるいは外周側の少なくともどちらか一方に、接触面積拡大板を接合させたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の海底中継器。
【請求項６】
上記接触面積拡大板を熱伝導率の大きな材料で構成したことを特徴とする請求項５記載の海底中継器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は海底中継器に関するものであり、特に内部ユニットの確実な放熱効果が得られる海底中継器の放熱緩衝構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内部ユニットと外部筺体の空隙に挿入される海底中継器の放熱緩衝構造において使用される緩衝材として、メッシュスプリングを複数枚重ねて構成されたものがある。
内部ユニット発熱部からの熱は、複数のメッシュスプリングを介して外部筐体に向かって流れる。
又、メッシュスプリングは、複数の横針金と縦針金を編み込んでから波形状に成形した金網構造をとっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１７７６４５号公報（図２、図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の海底中継器の放熱緩衝構造は以上のように構成されているので、１本の横針金あるいは縦針金の両端が、内部ユニット外周面と外部筐体内周面の両面に同時に接触しないため、熱伝導が悪くなるという問題点があった。
また、針金で形成されているため、メッシュスプリング表面と内部ユニット外周面や外部筐体内周面との接触面積が小さくなり、接触部に生じる接触熱抵抗が増大するという問題点もあった。
このようにして伝熱が阻害され、内部ユニットから外部筐体間の温度差が大きくなるため、内部ユニットに実装された電子部品の温度が高くなり、電子部品の信頼性が低下してしまう。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、内部ユニットと外部筐体間の温度差が小さくなり、内部ユニットに実装された電子部品の温度が低下し、電子部品の信頼性を向上させることができる海底中継器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る海底中継器は、内部に回路ユニットを収納した内部ユニットと、この内部ユニットを収納する外部筺体からなるものであって、内部ユニットと外部筐体の間に板ばねを設けたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１による海底中継器を示す長手方向側面断面図、図２は図１のＡ部分を示す拡大側面断面図、図３は図２のＢ−Ｂ線断面図、図４は緩衝材を示す斜視図である。
この発明の実施の形態１による海底中継器は、内部ユニット１，外部筺体２，緩衝材３及び耐圧カバー４により構成されている。
内部ユニット１は円筒状に形成されており、その内部には回路ユニットが収納され、更にその周囲はポリエチレンシール等の絶縁層で被覆されている。
【０００８】
内部ユニット１は、円筒状の外部筺体２の中に、複数個の緩衝材３を介して挿入され、固定保持される。
緩衝材３は、板ばね５，接触面積拡大板６並びに板ばね５と接触面積拡大板６との接合部７により構成されている。
ばね５は、機械特性が優れたリン青銅などの板材を用いて形成されており、その断面がΩ（オーム形）になるように構成されている。
【０００９】
板ばね５の内周側と外周側には、熱伝導率の大きな銅板などから構成される接触面積拡大板６が、はんだなどから構成される接合部７によって接合されている。
以上のように構成することにより、板ばね５の内周側及び外周側の両端は、内部ユニット１及び外部筺体２とそれぞれ同時に接触することができる。
このように形成された緩衝材３が、内部ユニット１の外周全周に亘り複数個配置されている。
【００１０】
このような構成によれば、内部ユニット１内の回路ユニットで発生した熱は、内部ユニット１の外周面から緩衝材３の内周側に位置する接触面積拡大板６に伝達され、接合部７を介して板ばね５に伝えられる。
その後、板ばね５の中を流れて外周側に達した熱は、外周側の接合部７，接触面積拡大板６を介して外部筐体２の内周面に流れることになる。
【００１１】
一般に金属と金属との接触面では、熱伝導率が小さな空気や窒素ガスなどが介在しており、これらの影響によって接触熱抵抗が存在し、接触部分を熱が流れるときに温度差が生じることが知られている。
この接触熱抵抗は接触面積が大きいほど、また接触する部材の熱伝導率が大きいほど小さくなる。
本発明においては、内部ユニット１の外周面と接触面積拡大板６の間、及び接触面積拡大板６と外部筐体２の内周面の間が接触面となり、これらの接触面において接触熱抵抗が存在する。
【００１２】
しかし、従来技術で示したように、メッシュスプリングを構成する横針金、縦針金と内外周面との接触とは異なり、本発明においては、接触面積が大きくなり、さらには接触部材として、熱伝導率の大きな銅板で構成された接触面積拡大板６を使用しているため、接触熱抵抗は小さくなり、接触部で生じる温度差が小さくなる効果が得られる。
【００１３】
また、１枚の板ばね５の両端が、内部ユニット１側の接触面積拡大板６と、外部筐体２側の接触面積拡大板６の両面に同時に接触しているので、内部ユニット１側の接触面積拡大板６に伝達された熱は、板ばね５を介して直接外部筐体２側の接触面積拡大板６へ伝達されるため、緩衝材３における熱伝導が良くなる。
そして内外周の接触面積拡大板６間の熱抵抗が小さくなるため、緩衝材３で生じる温度差が小さくなる効果が得られる。
【００１４】
その結果、内部ユニット１と外部筐体２間の温度差が小さくなり、内部ユニット１に実装された電子部品の温度が低下し、電子部品の信頼性が向上する。
なお、ここでは接合部７としてはんだを用いた例を示したが、はんだの代わりに熱伝導率の大きなグリース，ラバー等を用いてもよい。
更には、熱伝導性に優れたフィラーを混入した伝熱性接着剤を用いてもよい。
【００１５】
さらに、内部ユニット１の外周面と接触面積拡大板６の間、及び接触面積拡大板６と外部筐体２の内周面の間にも熱伝導率の大きなグリース，ラバー，接着剤等を挿入すると、接触面の熱抵抗がさらに小さくなり、熱伝達効率が更によくなる。
また、図においては、内部ユニット１側と外部筐体２側の両方に接触面積拡大板６を設けた例を示したが、必要に応じてどちらか一方だけに設けるようにしても構わない。
【００１６】
また、緩衝材３として、従来技術で示したメッシュスプリングをそのまま板ばね５の代わりに使用してもよい。
更には、接触面積拡大板６は使用せず、板ばね５のみ用いるようにしてもよい。
また、断面形状がΩ形に形成された板ばね５の配置において、内部ユニット１側にΩ形の頂点５ａを配置し、底部５ｂを外部筐体２側に配置するようにしてもよい。
さらに、上記においては、ばね材料として、リン青銅を用いた例を示したが、これ以外の熱伝導率、機械特性が優れた材料、たとえばベリリウム銅などを使用してもよい。
【００１７】
このように板ばね５の断面形状をΩ形に形成したことにより、板ばね５の上端と外部筐体２の内周面間の接触面積を大きく取ることができ、緩衝材３と内部ユニット１外周面、あるいは緩衝材３と外部筐体２内周面間の接触熱抵抗が小さくなるため、内部ユニット１外周面と外部筐体２内周面間の熱抵抗が小さくなる。
その結果、内部ユニット１と外部筐体２間の温度差が小さくなり、内部ユニット１に実装された電子部品の温度が低下し、電子部品の信頼性が向上する。
【００１８】
また、板ばね５として、所定の機械特性を満足するのであれば、Ω形以外のどのような断面形状であってもよく、例えばＳ形断面及びＺ形断面などに形成しても構わない。
図５、図６は他の実施形態による海底中継器を示す正面断面図であり、図５においては、板ばね８の形状を上辺水平部８ａ，下辺水平部８ｂ及び上辺水平部８ａと下辺水平部８ｂとの継ぎ目部８ｃから構成したものである。
【００１９】
そして、上辺水平部８ａは接合部７，接触面積拡大板６を介して外部筐体２に接続されており、又、下辺水平部８ｂは接合部７，接触面積拡大板６を介して内部ユニット１に接続されている。
このように構成することにより、熱伝達効率を向上させることができる。
又、図６に示すように、板ばね９の形状をＺ形にしても同様の効果が得られる。
【００２０】
上記の様に本発明によれば、従来技術におけるように、緩衝材を構成する複数枚のメッシュスプリングを用いる代わりに、１枚の板ばね５の両端が内部ユニット１の外周面と外部筐体２の内周面の両面に同時に接触するように形成したものである。
これにより、内部ユニット１の外周面から板ばね５に伝達された熱が、直接外部筐体２の内周面へ伝達されるため、内部ユニット１の外周面と外部筐体２の内周面の間の熱伝導が良くなり、両面間の熱抵抗が小さくなる。
その結果、内部ユニット１と外部筐体２間の温度差が小さくなり、内部ユニット１に実装された電子部品の温度が低下し、電子部品の信頼性が向上する。
【００２１】
又、板ばね５の上端、下端の少なくともどちらか一方に接触面積拡大板６をはんだ付けによって接合することにより、内部ユニット１の外周面から板ばね５を介して外部筐体２の内周面へ熱が伝達される場合、板ばね５と外部筐体２の内周面の接触面積が拡大され、かつ板ばね５と接触面積拡大板６間ははんだ付けされているため、熱が伝達されやすい。
【００２２】
そのため、板ばね５と外部筐体２の内周面間の接触熱抵抗が小さくなるので、内部ユニット１の外周面と外部筐体２の内周面の両面間の熱抵抗が小さくなる。
その結果、内部ユニット１と外部筐体２間の温度差が小さくなり、内部ユニット１に実装された電子部品の温度が低下し、電子部品の信頼性が向上する。
【００２３】
更には、接触面積拡大板６を熱伝導率の大きな材料で構成したので、緩衝材３と内部ユニット１、あるいは緩衝材３と外部筐体２との間の接触熱抵抗が小さくなるため、内部ユニット１の外周面と外部筐体２の内周面間の熱抵抗が小さくなる。
その結果、内部ユニット１と外部筐体２間の温度差が小さくなり、内部ユニット１に実装された電子部品の温度が低下し、電子部品の信頼性が向上する。
【００２４】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２による板ばねを示す断面図である。
この板ばね１０の中心部１０ａは、実施の形態１と同様にリン青銅などの板材から構成されるが、その周囲は樹脂１０ｂなどの空気や窒素ガスに比べ熱伝導性の良い材料で覆われている。
又、本実施形態においては、上記実施の形態１と異なり、接触面積拡大板５は用いられておらず、板ばね１０が直接内部ユニット１の外周面及び外部筐体２の内周面に接触している。
【００２５】
この場合、内部ユニット１の外周面と板ばね１０の間、及び板ばね１０と外部筐体２の内周面の間が接触面となり、接触熱抵抗が存在するが、この接触部に空気や窒素ガスに比べ熱伝導性に優れた樹脂１０ｂが介在するため、接触熱抵抗は小さくなり、接触部で生じる温度差が小さくなる効果が得られる。
【００２６】
その結果、内部ユニット１と外部筐体２間の温度差が小さくなり、内部ユニット１に実装された電子部品の温度が低下し、電子部品の信頼性が向上する。
なお、この発明の実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様、必要に応じて接触面積拡大板６を接合部７を介して用いても構わない。
【００２７】
以上のように、本実施形態によれば、板ばね１０の周囲を熱伝導性の良好な材料で覆ったので、緩衝材３中の熱伝導が良くなり、かつ緩衝材３と内部ユニット１の外周面、あるいは緩衝材３と外部筐体２の内周面間の接触熱抵抗が小さくなるため、内部ユニット１の外周面と外部筐体２の内周面間の熱抵抗が小さくなる。その結果、内部ユニット１と外部筐体２間の温度差が小さくなり、内部ユニット１に実装された電子部品の温度が低下し、電子部品の信頼性が向上する。
【００２８】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３による海底中継器を示す正面断面図である。
本実施形態による海底中継器は、図８に示すように、内部ユニット１と外部筐体２の間であって、板ばね５が存在しない空洞部に、空気や窒素ガスに比べ熱伝導性の良く、かつ軟らかいグリースやゴムなどからなる伝熱促進部材１１を挿入しており、これら板ばね５及び伝熱促進部材１１によって緩衝材３を構成するようにしている。
【００２９】
そのため、緩衝材３を通る熱の伝導性が良くなり、内部ユニット１と外部筐体２間の熱抵抗が小さくなり、緩衝材３で生じる温度差が小さくなる効果が得られる。
その結果、内部ユニット１と外部筐体２間の温度差が小さくなり、内部ユニット１に実装された電子部品の温度が低下し、電子部品の信頼性が向上する。
【００３０】
また、伝熱促進部材１１は軟らかいグリースやゴムなどで形成されているので、振動などを減衰させる効果もある。
そのため、輸送時、敷設時等に海底中継器に振動、衝撃が加わっても、振動がすぐに吸収されるため、内部ユニット１に実装された電子部品の破損を防止することができ、電子部品の信頼性が向上する。
なお、伝熱促進部材１１は、図８に示すように、板ばね５の内部、外部の両方に挿入しても構わないし、どちらか一方だけに挿入しても構わない。
【００３１】
以上のように、本実施形態によれば、板ばね５の空洞部に、熱伝導性が良く、しかも軟らかい伝熱促進部材１１を挿入したので、緩衝材３中の熱伝導が良くなる。又、緩衝材３と内部ユニット１の外周面、あるいは緩衝材３と外部筐体２の内周面間の接触熱抵抗が小さくなるため、内部ユニット１の外周面と外部筐体２の内周面間の熱抵抗が小さくなる。
その結果、内部ユニット１と外部筐体２間の温度差が小さくなり、内部ユニット１に実装された電子部品の温度が低下し、電子部品の信頼性が向上する。
【００３２】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る海底中継器によれば、内部に回路ユニットを収納した内部ユニットと、この内部ユニットを収納する外部筺体からなるものであって、内部ユニットと外部筐体の間に板ばねを設けたので、内部ユニットの外周面と外部筐体の内周面間の緩衝材の熱伝導が良くなり、両面間の熱抵抗が小さくなる。
その結果、内部ユニットと外部筐体の間の温度差が小さくなり、内部ユニットに実装された電子部品の温度が低下し、電子部品の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による海底中継器を示す側面断面図である。
【図２】図１のＡ部を示す拡大側面断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】緩衝材を示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１による海底中継器を示す正面断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１による海底中継器を示す正面断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２による板ばねを示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態３による海底中継器を示す正面断面図である。
【符号の説明】
１  内部ユニット、２  外部筐体、５  板ばね、６  接触面積拡大板、１１  伝達促進部材。
【図１】
2004320855.tif 000003
【図２】
2004320855.tif 000004
【図３】
2004320855.tif 000005
【図４】
2004320855.tif 000006
【図５】
2004320855.tif 000007
【図６】
2004320855.tif 000008
【図７】
2004320855.tif 000009
【図８】
2004320855.tif 000010