JP2577107Y2 - 海底ケーブル中継器の放熱構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、通信用海底ケーブルの
中継器の内部で発生する熱を効率よく外部に放熱するた
めの構造に関する。

【０００２】通信用海底ケーブルには、長い距離の伝送
によって減衰した信号を増幅再生するために、増幅器を
具えた中継器が一定の間隔で設けられている。海底ケー
ブルの使用状態においては、この中継器の電子回路が動
作し、そのための電力消費に対応する熱が発生する。密
閉された容器中で発熱すると、この熱が蓄積された場合
は容器中の温度が上昇し、電子装置の動作不良の原因に
なる。このため、海底ケーブル中継器には放熱構造を具
えることが必要である。

【０００３】このような海底ケーブル中継器の放熱構造
としては、内部の発熱部分と中継器の外側耐水圧容器と
を熱的に結合し、内部の熱を外部の海水に近い外側容器
に逃がす構造が一般的である。しかしながら、海底ケー
ブルを海底に敷設する場合に、船上設備の通過中などに
おいて、中継器が振動や衝撃を受けるため、発熱部分で
ある内部ユニットと外側耐水圧容器との間の相対的な位
置が変動するが、これまで、このような問題に対処し得
る適当な放熱構造が存在していなかった。

【０００４】熱を輸送するための手段として、例えばヒ
ートパイプがよく知られている。これは、密封した管内
に作動流体として気相と液相に相互に変化しやすい媒体
を封入し、その相変化の潜熱を仲介にして流動によって
熱を輸送する装置である。管内の作動流体は、高温側で
は周囲から熱を吸収して蒸発して気体となり、気体の状
態で低温側に流動し、低温側では周囲に熱を放出して液
体になる。この液体は毛細管現象を利用して高温側に返
送される。従って、作動流体が高温側と低温側との間を
相変化しながら循環してヒートパイプの高温側の熱を低
温側に効率よく輸送することができる。

【０００５】海底ケーブル中継器においては、内部ユニ
ットは、振動衝撃から内部ユニットを守るための緩衝体
を介して外部の耐水圧容器中に収められており、中継器
が振動や衝撃を受けた時に内部ユニットと耐水圧容器と
が相対的に動き得る自由度を有する緩衝構造が必要であ
るが、これに放熱構造としてヒートパイプを適用しよう
とすると、ヒートパイプは、従来専ら伝熱的特性の観点
からのみ製作されており、これと緩衝構造との併存は不
可能であるという問題がある。

【０００６】従来、ヒートパイプは熱伝導の良い金属で
できており、自由に伸び縮みできないものであった。こ
のため、振動や変形等によって相対的に位置が変化する
物体間での熱伝達に対しては適用できなかった。従来、
この問題を解決するため、パイプをコルゲート状にして
可撓性を持たせる方法が用いられているが、図６に示す
ようなコルゲートヒートパイプの場合、 (1) 軸方向の伸縮の長さをあまり大きくとれない、 (2) 形状が複雑で製造が困難なため高価である、 (3) 材料の塑性変形によっているのでバネのように動作
に再現性がない、 (4) 衝撃や振動による繰り返し変形に対する信頼性に欠
ける、 等の問題があった。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】本考案の目的は、上述
のような現状に鑑み、新規なヒートパイプ構造を用いた
海底ケーブル中継器の放熱構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案の海底ケーブル中
継器の放熱構造は、発熱源である内部ユニットと吸熱源
である外部の耐水圧容器との間を、一部または全部がバ
ネ材料からなりバネ構造を有するヒートパイプで結合し
たことを特徴とする。

【０００９】このような本考案によれば、ヒートパイプ
とバネとを一体化し、熱を輸送すべき２点間の相対的な
位置が変動してもこれに追随でき、動作の再現性及び繰
り返し変形に対する信頼性の高いバネ特性とヒートパイ
プの高性能な熱伝達特性とを合わせ持つヒートパイプを
用いて、高性能な海底ケーブル中継器の放熱構造を実現
することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、図面を用いて本考案の実施
例を説明する。図１は、本考案による放熱構造を適用し
た海底ケーブル中継器の断面図である。図中、10は海底
ケーブル中継器、11は耐水圧容器、12はヒートパイプ、
13は内部ユニットである。ヒートパイプ12は発熱源であ
る内部ユニット10と吸熱源である外部の耐水圧容器11の
間に介在している。このような構成となっているので、
ヒートパイプ12は静的状態で内部ユニット10から耐水圧
容器11に熱伝達するのみならず、海底に敷設する場合
に、船上設備の通過中などにおいて、耐水圧容器11が振
動や衝撃を受けるときは、耐水圧容器11と内部ユニット
10の相対的な位置関係の変化に追随して無理なく伸縮す
ることができ、効率よく熱伝達を行うとともに、ヒート
パイプ12自体が緩衝バネとしても作用し、内部ユニット
10に対する振動衝撃を緩和することができる。

【００１１】本考案の海底ケーブル中継器の放熱構造に
用いるヒートパイプ12としては、図２に示すように、コ
イル状に成形したものを用いることができる。このよう
なヒートパイプ12は、コイルバネとしての特性を合わせ
持つので、図２(a),(b),(c)に示すように、熱を伝達す
べき２点Ａ，Ｂの軸方向の伸縮（引っ張り、縮め）、曲
げ、回転等に自由に追随できる。図２はコイル状バネに
ついて伸縮、曲げ、回転動作を例示したものであるが、
一般的なバネの場合にもこれらの動作が可能であること
は明らかである。

【００１２】図３は、本考案の海底ケーブル中継器の放
熱構造に用いるヒートパイプ12として、一部だけをコイ
ル状に成形し、伸縮回転自在な構造としたものの例を示
す図である。また、図４は、一部をコイル状に成形し、
伸縮回転自在な構造としたヒートパイプ12の別の例を示
す図である。また、図５は一部をコイル状に成形し、伸
縮回転自在な構造としたヒートパイプ12の更に別の例を
示す図である。ここでは、ヒートパイプ12の一部をＵ字
形のバネに成形している。

【００１３】この外、特に図面では説明していないが、
更に、真っ直ぐなパイプ構造のまま曲げ変形に対するバ
ネあるいは軸回転に対するバネ（トーションバー）とす
ること、径の小さいコイルに成形したものを更に径の大
きいコイルに成形した２重コイルとすることもできる。

【００１４】本考案で用いるヒートパイプ12用のバネ材
料としては、一般的にバネとして使用される金属材料で
あり、ばね鋼、硬鋼、ピアノ線、ばね用炭素鋼、弁ばね
用炭素鋼、弁ばね用Ｃr-Ｖ鋼、弁ばね用Ｓi-Ｃr 鋼、ば
ね用Ｓi-Ｃr 鋼、ばね用ステンレス、黄銅、ベリリウム
銅、りん青銅、洋白等を用いることができる。これらの
内、りん青銅、ベリリウム銅は弾性限が高く、バネ材料
として優れているほか、熱伝導性および耐食性もよいの
で本考案の放熱構造に用いるヒートパイプの材料として
特に適している。

【００１５】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
海底ケーブル中継器の内部ユニットと耐水圧容器とを一
部または全部がバネ材料からなるヒートパイプで結合
し、従来困難であった相対的な位置関係が変動する２点
間の熱輸送を、高い信頼性で且つ効率よく行うことがで
きるようになり、海底ケーブル中継器の性能の向上に資
するところ大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による放熱構造を適用した海底ケーブル
中継器の断面図である。

【図２】バネ材の動作を説明する図であり、（ａ）は引
っ張り、（ｂ）は曲げ、（ｃ）は回転動作を示してい
る。

【図３】ヒートパイプの一部をコイルバネとする例を示
す図である。

【図４】ヒートパイプの一部をコイルバネとする他の例
を示す図である。

【図５】ヒートパイプの一部をＵ字形バネとする例を示
す図である。

【図６】従来のコルゲートヒートパイプを示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ 海底ケーブル中継器 １１ 耐水圧容器 １２ ヒートパイプ １３ 内部ユニット

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱源である内部ユニットと吸熱源であ
   る外部の耐水圧容器との間を、一部または全部がバネ材
   料からなりバネ構造を有するヒートパイプで結合したこ
   とを特徴とする海底ケーブル中継器の放熱構造。