(57)【要約】【課題】機器を収容した機器収容部を保護するためにその外部を覆う部材が、この部材を固定する金属と異なった材質であっても耐腐食性を十分維持することのできる機器保護装置を得ること。【解決手段】電子的な機器を収容する内部空間２１２のすぐ外側には水圧に耐える高強度の内部筐体２１０が配置され、その外側には第１〜第３の外部筐体２０２１〜２０２３がそれぞれ隙間２１１１〜２１１３を設けて同心円状に配置されている。これらの外部筐体２０２１〜２０２３は鉄鋼管の両面に亜鉛メッキを施したもので、隙間２１１１〜２１１３には絶縁油２１３１〜２１３３が充填されている。イオン化傾向序列に従って鉄鋼管の部分の腐食の進行が抑制され、隙間２１１１〜２１１３では亜鉛の溶出が飽和し腐食の進行を同様に抑制する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に配置した電子的な機器を水圧から保護する高強度構造の機器収容部と、
この機器収容部の外側を同心円状に覆うように配置され、機器収容部の外側に配置されたこれらの部材相互の間に隙間を設けた耐腐食性に優れた材質からなる複数の外部筒状部材と、
前記複数の外部筒状部材の両端部を外部筒状部材の材質とは異なる耐腐食性に優れた材質の部材で密着することで外部から前記機器収容部への水の接触を遮蔽する遮蔽部材
とを具備することを特徴とする機器保護装置。
【請求項２】
前記外部筒状部材の少なくとも１つは、所定の金属をこれよりもイオン化傾向序列の低い他の金属で覆った筒状部材で構成されていることを特徴とする請求項１記載の機器保護装置。
【請求項３】
前記外部筒状部材の少なくとも１つは、硬質プラスチック管で構成されていることを特徴とする請求項１記載の機器保護装置。
【請求項４】
前記外部筒状部材の少なくとも１つは、ステンレス管で構成されていることを特徴とする請求項１記載の機器保護装置。
【請求項５】
前記外部筒状部材相互の間に存在する隙間には絶縁油が充填されていることを特徴とする請求項１記載の機器保護装置。
【請求項６】
前記外部筒状部材の表面全域は所定の塗料で塗装されていることを特徴とする請求項１記載の機器保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内部に配置された電子的な機器を海水等の水の侵入や水圧から保護する機器保護装置に係わり、たとえば海底中継装置、海底分岐装置あるいは海洋観測機器のように海底や湖底等の水圧が高い場所で使用される機器を長期間水の侵入や水圧から保護するのに好適な機器保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種通信用ネットワークの発展および普及によって通信網が拡大されたり強化されており、海底中継装置、海底分岐装置あるいは海洋観測機器のような装置の需要が高まっている。
【０００３】
ところで、特開平０６−０９４９５１号公報では光ファイバを収納する鎧装線の金属管を二重にして、外側の管をイオン化傾向の低い管とするようにしている。そして、外側の管の腐食の進行を内側の管よりも優先させることで、内側の管に収納された光ファイバの寿命を長くすることが提案されている。
【０００４】
海底中継装置のように内部に収納する電子的な機器を長期間信頼性よく保護する機器保護装置では、特開平０６−０９４９５１号公報に記載された技術を更に進化させて外側の管自体の腐食の進行をできるだけ防止する構造を採用するのが一般的である。
【０００５】
図４は、機器保護装置の一例としての従来使用された海底中継装置の外観を表わしたものである。海底中継装置１０１は、２つの連結部材１０３、１０４によって保持されている。これらの連結部材１０３、１０４はカップリング１０５、１０６によって海底ケーブル１０７、１０８と接続されている。
【０００６】
図５は、この機器保護装置の要部についての断面構造を表わしたものである。
連結部材１０３と筐体１０２の接触部分は螺合部１１２を構成しており、この部分で連結部材１０３と筐体１０２が螺合している。筐体１０２は、図示しないが外部から水が侵入しない構造となっている。
【０００７】
このような海底中継装置１０１では、筐体１０２が内部の機器を保護するために高圧の海水や海底へ装置を敷設する際の高い張力に耐える高強度構造である必要がある。また、海水によって腐食しない材質である必要もある。このような要請から筐体１０２にはベリリウム銅等の特殊な材料を使用している。このような海底中継装置の構造は、たとえば特開平８−２０５３７５号公報または特開平９−２１８３２０号にも開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通信網の拡大と共に海底中継装置、海底分岐装置あるいは海洋観測機器のような装置のコストダウンの要請も高まっている。機器保護装置を構成する筒状の筐体１０２はベリリウム銅等の特殊な材料を使用していたために高価であり、これを他の材料に置き替えることが試みられている。ところが連結部材１０３、１０４として銅系の金属を使用しているため、外部筐体１０２を他の金属に置き替えると、これら２種類の金属の接触部分でイオン化傾向序列の低い側の金属の腐食が進行し、これによって長期間の筐体寿命を確保することが困難になるという問題があった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、機器を収容した機器収容部を保護するためにその外部を覆う部材が、耐蝕性の低い金属であっても、またこの部材を固定する金属と異なった材質であっても、耐腐食性を十分維持することのできる機器保護装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、（イ）内部に配置した電子的な機器を水圧から保護する高強度構造の機器収容部と、（ロ）この機器収容部の外側を同心円状に覆うように配置され、機器収容部の外側に配置されたこれらの部材相互の間に隙間を設けた耐腐食性に優れた材質からなる複数の外部筒状部材と、（ハ）前記した複数の外部筒状部材の両端部を外部筒状部材の材質とは異なる耐腐食性に優れた材質の部材で密着することで外部から機器収容部への水の接触を遮蔽する遮蔽部材とを機器保護装置に具備させる。
【００１１】
すなわち請求項１記載の発明では、電子的な機器を水圧から保護する高強度構造の機器収容部の外側を複数の外部筒状部材で覆い、これら複数の外部筒状部材の両端部を外部筒状部材の材質とは異なる耐腐食性に優れた材質の部材で密着し封止することで外部から機器収容部への海水等の水の接触を遮蔽するようにした。外部筒状部材は同心円状に複数配置されるので、１つが腐食されても他の外部筒状部材が腐食から機器収容部を保護することができる。更に外部筒状部材を必要により交換することで製品の寿命を延ばすことができる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の機器保護装置で、外部筒状部材の少なくとも１つは、所定の金属をこれよりもイオン化傾向序列の低い他の金属で覆った筒状部材で構成されていることを特徴としている。
【００１３】
すなわち請求項２記載の発明では、複数の外部筒状部材の少なくとも１つを所定の金属をこれよりもイオン化傾向序列の低い他の金属で覆った筒状部材で構成している。メッキで被覆してもよいし、その他の手法によってイオン化傾向序列の低い他の金属で被覆することも可能である。これにより、イオン化傾向序列の低い金属が犠牲金属となって前記した所定の金属の腐食を抑制することができる。このような外部筒状部材で全部の外部筒状部材を構成してもよいし、硬質プラスチック管等からなる他の外部筒状部材と組み合わせて使用し、それぞれの特性に合った耐腐食性を持たせることも可能である。
【００１４】
請求項３記載の発明では、請求項１記載の機器保護装置で、外部筒状部材の少なくとも１つは、硬質プラスチック管で構成されていることを特徴としている。
【００１５】
すなわち請求項３記載の発明では、複数の外部筒状部材の少なくとも１つを硬質プラスチック管で構成している。これにより、前記した所定の金属の腐食を抑制することができる。このような外部筒状部材で全部の外部筒状部材を構成してもよいし、所定の金属をこれよりもイオン化傾向序列の低い他の金属で覆った筒状部材等からなる他の外部筒状部材と組み合わせて使用し、それぞれの特性に合った耐腐食性を持たせることも可能である。
【００１６】
請求項４記載の発明では、請求項１記載の機器保護装置で、外部筒状部材の少なくとも１つは、ステンレス管で構成されていることを特徴としている。
【００１７】
すなわち請求項４記載の発明では、複数の外部筒状部材の少なくとも１つをステンレス管で構成している。これにより、前記した所定の金属の腐食を抑制することができる。このような外部筒状部材で全部の外部筒状部材を構成してもよいし、硬質プラスチック管等からなる他の外部筒状部材と組み合わせて使用し、それぞれの特性に合った耐腐食性を持たせることも可能である。
【００１８】
請求項５記載の発明では、請求項１記載の機器保護装置で、外部筒状部材相互の間に存在する隙間には絶縁油が充填されていることを特徴としている。
【００１９】
すなわち請求項５記載の発明では、外部筒状部材相互の間に存在する隙間に絶縁油を充填することによって、これら外部筒状部材の耐腐食性を向上させ、機器収容部に収容した機器を保護する装置の寿命を変更することができると共に、外部筒状部材同士を円滑に挿脱することができる。
【００２０】
請求項６記載の発明では、請求項１記載の機器保護装置で、外部筒状部材の表面全域は所定の塗料で塗装されていることを特徴としている。
【００２１】
すなわち請求項６記載の発明では、外部筒状部材の表面全域を所定の塗料で塗装し部材表面を保護することによってもその耐腐食性を向上させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
【００２３】
【実施例】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施例における機器保護装置としての海底中継装置の外観を表わしたものである。この海底中継装置２０１で図４と同一部分には同一の符号付しており、これらの説明を適宜省略する。この海底中継装置２０１は、一対の連結部材１０３、１０４の互いに対向する側の端面を外部筐体２０２のこれらに対向する端面と挟持するように圧接している。これらの圧接箇所には同一の絶縁性樹脂材料２０３、２０４がリング状に塗布されている。
【００２５】
図２は、図１に示した外部筐体および内部筐体の中央部を中心軸に直交するようにＡ−Ａ´方向に切断した端面の状態を表わしたものである。図１と同一部分には同一の符号を付している。筒状の内部筐体２１０の外側には、共に筒状をした第１〜第３の外部筐体２０２１〜２０２３がこの順序で同心状に配置されている。内部筐体２１０と第１の外部筐体２０２１の間には第１の隙間２１１１が存在している。同様に第１の外部筐体２０２１と第２の外部筐体２０２２の間に第２の隙間２１１２が存在し、第２の外部筐体２０２２と第３の外部筐体２０２３の間には第３の隙間２１１３が存在している。内部筐体２１０は、この海底中継装置２０１を海の底に配置したときに水圧に耐え、その内部空間２１２に収容される図示しない電子的な機器を水圧から保護するために鉄鋼等の高強度の金属で作製されている。外部筐体２０２が浸水を防止しているので、必ずしも耐腐食性に優れた材質である必要がない。
【００２６】
これに対して第１〜第３の外部筐体２０２１〜２０２３は、それぞれ比較的薄い厚さの鉄鋼管の両面に亜鉛メッキを施したものとなっている。第１〜第３の隙間２１１１〜２１１３には、それぞれ同一成分の絶縁油２１３１〜２１３３が充填されている。
【００２７】
図３は、図５に対応したもので、海底中継装置における外部筐体と連結部材の接合部の周辺の断面構造を表わしたものである。連結部材１０３の第１〜第３の外部筐体２０２１〜２０２３と接触する側の内面部分と、内部筐体２１０の外周部のこれと対向する部分は螺合部１１２を構成しており、この部分で連結部材１０３と内部筐体２１０が螺合している。すなわち、筒状の連結部材１０３を所定の方向に回転させることで、連結部材１０３の端面が外部筐体１０２のこれに対向する端面方向に移動するようになっている。第１〜第３の外部筐体２０２１〜２０２３は、それぞれ筒状の鉄鋼素材２２１と亜鉛メッキ層２２２から構成されている。
【００２８】
第１〜第３の外部筐体２０２１〜２０２３は、それぞれの外表面に塗布された絶縁油２１３１〜２１３３の潤滑作用によって容易に三重の管として組み立てられ、更に第１の外部筐体２０２１の内面側に内部筐体２１０を挿入できる。このようにして第１〜第３の外部筐体２０２１〜２０２３に内部筐体２１０を組み込んだら、図５でも説明したと同様に、連結部材１０３、１０４を予め定めたそれぞれの方向に回転させる。これにより、これらの連結部材１０３、１０４を第１〜第３の外部筐体２０２１〜２０２３の両端面に圧接することができる。この圧接状態で、連結部材１０３と第３の外部筐体２０２３の段差部分に接着剤、充填剤等の絶縁性樹脂材料２２３を塗布して固化させる。このようにして海底中継装置２０１の組み立てが完了する。第１〜第３の外部筐体２０２１〜２０２３は、連結部材１０３、１０４を取り外すことで簡単に取り外したり、一部の交換を行うことも可能である。
【００２９】
このような構成の海底中継装置２０１を海底に設置すると、図３における上側の部分が海水に接することになる。本実施例で連結部材１０３は銅系の金属を使用している。したがって、第１〜第３の外部筐体２０２１〜２０２３との接触部分では銅、鉄、亜鉛といった互いに異なった金属が隣接することになる。しかしながら、絶縁性樹脂材料２２３がこれらの接触部分の近傍を覆っているので、異種金属の接触による腐食が進行することはない。
【００３０】
また、絶縁性樹脂材料２２３で覆われた部分以外の第３の外部筐体２０２３が海水と常に接触することになるが、この部分は鉄鋼素材２２１を溶融亜鉛メッキの亜鉛メッキ層２２２が覆った構造となっている。これは一般に屋根の材料として使用されるトタンと同じで金属構成である。トタンが耐腐食性に優れていることはイオン化傾向序列で説明することができる。
【００３１】
イオン化傾向とは金属が水の中でイオンになる性質のことで，イオン化傾向をいろいろな金属について比較し、大きさの順で並べたのが金属のイオン化傾向序列と呼ばれている。イオンになりやすい金属あるいは元素を順番に並べると、次のようになる。
Ｋ＞Ｃａ＞Ｎａ＞Ｍｇ＞Ａｌ＞Ｚｎ＞Ｆｅ＞Ｎｉ＞Ｓｎ＞Ｐｂ＞Ｈ＞Ｃｕ＞Ｈｇ＞Ａｇ＞Ｐｔ＞Ａｕ
【００３２】
この序列から、鉄（Ｆｅ）よりも亜鉛（Ｚｎ）の方がイオンになり易く溶け出しやすいことが分かる。したがって、トタンでは鉄は負に帯電してイオン化しにくくなる。一方、亜鉛は犠牲金属としての役割を果たす。本実施例の場合、海水によって亜鉛メッキ層２２２の腐食が進行したり亜鉛メッキ層２２２が損傷して鉄鋼素材２２１が表面に露出した場合にも、周囲に亜鉛が存在するので鉄鋼素材２２１の腐食の進行が抑制されることになる。また亜鉛メッキ層２２２を構成する溶融亜鉛メッキの部分はメッキ工程で高温状態となっており、大半が酸化亜鉛となっている。酸化亜鉛は水に不溶性である。したがって、亜鉛メッキ層２２２が第３の外部筐体２０２３の表面を完全に覆っている状態で亜鉛メッキ層２２２は水に溶け出さない。
【００３３】
しかしながら、海水には湖水等の他の自然環境における海底中継装置２０１の設置場所と同様に様々な金属イオンが存在している。したがって亜鉛メッキ層２２２は時間と共に腐食していく。時間が十分経過して亜鉛メッキ層２２２の腐食が大きく進行し、これらが鉄鋼素材２２１の外側の面における犠牲金属として作用する範囲から消失すると、海水に接している第３の外部筐体２０２３の鉄鋼素材２２１が腐食され、腐食物を生成し始める。生成された腐食物は海水に対して不溶性ではない。そこで、第３の外部筐体２０２３の鉄鋼素材２２１が徐々に海水中に溶出し、その一部に穴があく。第３の外部筐体２０２３の鉄鋼素材２２１は内側の部分にも亜鉛メッキ層２２２が存在するので、この時点で内側の亜鉛メッキ層２２２が鉄鋼素材２２１の穴の拡大を抑制する。しかしながら、この鉄鋼素材２２１に生じた穴の部分から海水が第３の隙間２１１３（図２参照）に侵入する。これにより第３の隙間２１１３における絶縁油２１３３の存在しない領域部分が海水で満たされることになる。
【００３４】
絶縁油２１３３は第３の外部筐体２０２３およびその内側に存在する第２の外部筐体２０２２の表面の大部分を覆っている。したがって、侵入した海水はまず亜鉛メッキ層２２２と接触し、亜鉛が海水中に溶出する。海水が第３の隙間２１１３に侵入した当初は鉄鋼素材２２１の穴が小さく、また第３の隙間２１１３が比較的狭い場合には水の抵抗によって海水の入れ替わりが起こりにくく、溶出した亜鉛はやがて海水に対して飽和状態に達し、これ以上は溶出しない。特に第３の隙間２１１３に絶縁油２１３３を充填している状態では、油が海水に対して不溶性なので、これがたとえばグリースのように常温あるいは低温で粘性の高い状態で第３の隙間２１１３を埋めつくしていると海水の動きが一層抑制される。このため、亜鉛メッキ層２２２の溶出はなかなか進行しないことになる。
【００３５】
更に十分時間が経過して第３の外部筐体２０２３を構成する鉄鋼素材２２２が大きく腐食され、海水が第２の外部筐体２０２２の表面に十分作用するようになると、海底中継装置２０１を最初に海水中に配置して第３の外部筐体２０２３を海水に露出させた場合と同様の現象が第２の外部筐体２０２２に対して生じることになる。本実施例では内部筐体２１０の外側に第１〜第３の外部筐体２０２１〜２０２３を配置しているので、これらの３層構造によって内部筐体２１０に海水が侵入するまでの時間を十分遅延させることができる。したがって、内部筐体２１０として腐食しにくい材料を選定する必要がなく、強度的に優れて価格の安い素材を使用することができる。このため、たとえば一般に流通している鉄鋼を内部筐体２１０として使用することで、この部分の価格を大幅に抑えることができる。しかも、第１〜第３の外部筐体２０２１〜２０２３についても、鉄鋼と亜鉛という安価な材料を使用することができるので、海底中継装置２０１の内部を保護する装置全体を安価に製造することが可能になる。
【００３６】
なお、本実施例では機器保護装置の一例として海底中継装置２０１を説明したが、海底分岐装置あるいは海洋観測機器のような海中で使用される他の機器保護装置に対しても本発明を同様に適用することができる。更に湖底や貯水槽のように海水以外の水から機器を保護する装置にも本発明を同様に適用することができる。
【００３７】
また、実施例では内部筐体２１０の外側に第１〜第３の外部筐体２０２１〜２０２３を配置したが、外部筐体は複数配置されればよく、その数を特に限定されるものではない。外部筐体の構成数によって、機器保護装置の寿命を調整することができ、要求される耐用期間に応じた無駄のない装置を製造することができる。また、実施例では絶縁油をこれらの筐体の隙間に充填したが、油の種類は特に限定されるものではない。更に、外部筐体間の隙間には必ずしも油を充填あるいは塗布する必要はなく、単にこの隙間を空間としていても水の移動あるいは入れ替えを抑制する効果がある。
【００３８】
また実施例では第１〜第３の外部筐体２０２１〜２０２３等の外部筐体のすべてを鉄鋼素材２２２に亜鉛メッキ層２２２を形成したものとしたが、他の素材の組み合わせであってもよい。更に、１種類の金属に耐腐食性の塗料を塗布したものからなる外部筐体を複数同心円状に配置したり、外部筐体の一部に１種類の金属に耐腐食性の塗料を塗布したものを使用してもよい。また複数の外部筐体の一部または全部を硬質プラスチック管やステンレス管によって構成してもよく、更にこれらの一部または全部に塗料を塗布したものであってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、電子的な機器を水圧から保護する高強度構造の機器収容部の外側を複数の外部筒状部材で覆うことにしたので、外部筒状部材の数を変更することによって製品の寿命を調整し、用途に応じた無駄のない製品設計が可能になる。また、機器収容部に収容された電子的な機器を取り出すことなく外部筒状部材の一部または全部の交換を行うことで、製品の寿命を延ばすことができる。
【００４０】
また請求項２〜請求項４記載の発明によれば、異なった外部筒状部材を組み合わせて使用することで、それぞれの特性あるいは環境に合った耐腐食性を持たせることが可能である。
【００４１】
また請求項５記載の発明によれば、外部筒状部材相互の間に存在する隙間に絶縁油を充填することにしたので、これら外部筒状部材の耐腐食性を向上させ、機器収容部に収容した機器を保護する装置の寿命を変更することができると共に、外部筒状部材同士を円滑に挿脱することができる。
【００４２】
更に請求項６記載の発明によれば、外部筒状部材の表面全域を所定の塗料で塗装することによってその耐腐食性を簡単に向上させることができるだけでなく、塗料に着色しておけば塗料の損傷位置や損傷の程度を容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における機器保護装置としての海底中継装置の外観を表わした平面図である。
【図２】本実施例で外部筐体および内部筐体の中央部を中心軸に直交するように切断した端面図である。
【図３】本実施例で海底中継装置における外部筐体と連結部材の接合部の周辺の断面構造を表わした断面図である。
【図４】機器保護装置の一例としての従来使用された海底中継装置の外観を表わした平面図である。
【図５】図４に示した機器保護装置の外部筐体と連結部材の接合部の周辺を表わした断面図である。
【符号の説明】
１０３、１０４  連結部材
２０１  海底中継装置
２０２  外部筐体
２１０  内部筐体
２１１  隙間
２１２  （電子的な機器を収容する）内部空間
２１３  絶縁油
２２１  鉄鋼素材
２２２  亜鉛メッキ層
２２３  絶縁性樹脂材料
【図１】
2004166375.tif 000003
【図２】
2004166375.tif 000004
【図３】
2004166375.tif 000005
【図４】
2004166375.tif 000006
【図５】
2004166375.tif 000007