JP2005531118A - 減光パック - Google Patents

Abstract

自立型多減光チャネル・パッケージ（２０）が、底壁上に支持された主電源回路基板（６６）と、横方向及び垂直方向に延びてハウジング（２２）を通る空気の流れを妨げる制御回路基板（６８）とを持つハウジング（２２）を含む。横流ファン（１６２）が、制御基板（６８）の開口部（１５４）を通し、主基板（６６）に搭載された出力スイッチング・モジュール（８２）及び環状チョーク（８４）をわたして強制的に空気を流す。各々の出力スイッチング・モジュール（８２）は、空気の流れに平行なフィン（１２２）を持つヒート・シンク（１６６）を含み、チョーク（８４）は、その中心開口部（１６０）を空気の流れと位置合わせさせた状態で、列状に搭載される。出力スイッチング・モジュール（８２）は、主基板（６６）上の結合コネクタ（１１２）に釈放可能に差し込まれる端子（１３４、１３６、１３８）を持つヒート・シンクに取り付けられた回路（１２４）を含む。回路遮断スイッチ（４２、４６）は、ハウジング（２２）の所定の位置に嵌められる。ハウジング（２２）の前部コーナには、一体型のブラケット及び取手部材（１９８）が設けられる。

Description

本発明は、電球のための減光器に関し、より具体的には、ラック搭載型及び独立型の舞台、スタジオ、及び建築の照明用途に適し、サイズが小さく、信頼性が高く、安価に製造できる改善された減光パックに関する。

劇場及び建築用途の照明器具は、該照明器具のランプを暗くして選択された光レベルで作動させることができるように、位相角減光器によって電力が供給される。こうした目的の位相角減光器はよく知られており、典型的には、ＡＣ電源をランプ負荷に相互接続するＳＣＲなどの固体スイッチを含む。電源からのＡＣ電圧は、正弦波である。位相制御回路が、所望の光レベルを作り出すために所望の出力量を有するランプ動作パルスをランプに供給するように選択される正弦波の半サイクル間のある点において、固体スイッチを導電性にする。

減光器は、他の減光器、及び幾つかの用途においては制御モジュールと一緒にラックに搭載するのに適したモジュール又はパッケージの形態で提供されることが多い。既知の減光モジュールは、複数の照明負荷を制御するために、単一のモジュール・パッケージに複数の減光チャネルを含むことができる。この形式のラック搭載型減光モジュールの一例が、Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍ及びＥｓａｋｏｆｆの米国特許第４，９７２，１２５号に開示される。この特許に開示された減光モジュールは、外部制御を必要とし、自立型ではない。電源幹線と照明負荷との間で必要な機能のすべてを含む自立型減光パックは、ラック内だけではなく独立型ユニットとして用いることができる。独立型の用途においては、一体的な設計の便利な取手を含むことが望ましいであろう。

減光パックの設計における目標の１つは、小さなサイズを達成しつつ、高出力容量と、多数の照明チャネルの減光を制御する能力とを組み合わせることである。この目標を達成する際の問題は、放熱である。高速固体スイッチング素子とＥＭＩ抑制に必要な誘導チョークとを含む、減光回路の構成部品は、高出力レベルでは大量の熱を発生させる。サイズが小さいことによって、構成部品及び出力の密度が高くなる。結果として生じる高温が、減光動作を妨げ、部品寿命を短くする可能性がある。適当な冷却が必要であるが、特に高出力レベルで作動する小さなパッケージサイズでは、達成が困難である。

減光パック設計における別の目標は、コストを削減することである。減光パックは、典型的には、ヒート・シンクが設けられることが多い高電圧固体出力スイッチング回路と、誘導チョークとを有する。また、関連する過負荷保護及びスイッチングを伴う電源幹線のための相互接続入力部と、制御される照明負荷への接続のための出力部も含む。典型的には、制御ネットワーク配線のための入力部及びユーザ・インターフェースが、低電圧制御回路と共に用いられる。既知の減光パックの主要なコスト要因は、多くの所要部品を搭載し、相互接続するのに必要な労力である。

減光パックは、例えば移動する演劇作品、コンサートなどに用いる場合には、物理的に手荒な扱いに耐えなければならない。減光パック設計の別の目標は、損傷せずに大きな力に耐えられる頑強で丈夫な構造を提供することである。

本発明の主な目的は、改善された減光パックを提供することである。他の目的は、サイズが小さく、多チャネルを備える高出力容量ではあるが効率よく冷却される減光パックを提供し、低人件費で容易かつ迅速に組み立てられる減光パックを提供し、頑丈で丈夫な減光パックを提供し、該パッケージに一体化された便利で堅牢な取手部を含む減光パックを提供し、既知の減光モジュール及びパッケージの欠点を克服する減光パックを提供することである。

要約すれば、本発明に従って、縦方向に離間した前壁及び後壁と、底壁と、上壁と、横方向に離間した対向する側壁とを有するハウジングを含む、電気照明負荷のための減光パックが提供されている。ハウジング内のプリント回路主基板が、底壁の上に重なり、上壁から間隔を置いて配置される。ハウジング内のプリント回路第２基板が、主基板に隣接する。この第２基板は、側壁の間で横方向に延び、主基板と上壁との間で垂直に延び、前壁と後壁との間の該主基板上の気流を妨げる。冷却空気取り入れ孔がハウジングの前壁近傍にあり、冷却空気排出孔が該ハウジングの後壁近傍にある。高電圧スイッチング回路組立体及びチョークが、第２基板の片側において主基板上に搭載される。第２基板の空気通過用開口部が、取り入れ孔と排出孔との間の該第２基板を通る冷却空気経路を定め、該開口部は、スイッチング回路組立体及びチョークと位置合わせされる。ハウジング内で支持されたファンが、冷却空気経路に沿って空気を移動させる。

要約すれば、本発明の別の形態に従って、ハウジングと該ハウジング内のプリント回路基板とを含む、電気照明負荷のための減光パックが提供されている。高電圧スイッチング・モジュールが、ヒート・シンクを含む。ヒート・シンクは、対向する第１及び第２の表面を有する平坦なベース部を含む。複数の冷却フィンが、第１の表面から延びる。固体高電圧スイッチング回路が、第２の表面に取り付けられる。スイッチング回路に接続された複数の第１の電気コネクタが、第２の表面から遠ざかる方向に突出する。複数の第２のコネクタが、回路基板に搭載される。第２のコネクタは、スイッチング・モジュールを回路基板上で支持し、該回路基板とスイッチング回路との間を電気的に接続するために、第１のコネクタと釈放可能に結合される。

要約すれば、本発明の別の形態に従って、パネルを有するハウジングを含む、電気装置のための回路遮断器搭載組立体が提供されている。パネルは、対向する平行フランジを有する。回路遮断器は、前壁と、上壁と、底壁とを有し、該上壁及び底壁にはくぼみを備える。回路遮断器は、前壁をパネルに押し当て、上壁及び底壁をフランジに接触させた状態で、該パネルに隣接させて搭載される。回路遮断器をパネルに固定するために、フランジの突起部がくぼみに受け入れられる。

要約すれば、本発明の別の形態に従って、ハウジングの前部コーナを定める前壁及び側壁を有するハウジングと、ハウジングの該前部コーナの各々に一体的なブラケット及び取手部材とを含む、ラック搭載可能な電気ユニットが提供されている。部材の各々は、ハウジングに取り付けられる平坦な取り付け部と、側壁の一方を越えて該ハウジングから横方向に突出する取り付けブラケットと、該ブラケットの前に間隔を置いて配置され、側壁の一方を越えて該ハウジングから横方向に突出する取手部とを含む。
本発明は、上述の及び他の目的及び利点とともに、図面に示された本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明から、最も良く理解することができる。

ここで図面を参照すると、全体が２０として表され、本発明の原理に従って構成された減光パックが示されている。減光パック２０は、舞台、スタジオ、及び建築の用途に用いられる照明器具などの照明負荷の通電レベルを制御するのに用いられる。減光パック２０は、ユーザ入力及びネットワーク機能を備えた高電圧位相制御スイッチング・チャネルと低電圧制御部とを含む自立型多チャネル減光コントローラである。

減光パック２０のハウジング２２が、前壁２４と、該前壁２４から縦方向に離間した後壁２６(図３)と、底壁２８と、上壁３０と、横方向に離間した側壁３２及び３４とを含む。底壁２８と側壁３２及び３４とは、Ｕ字形状の断面を有する一体成形パネルの一部である（図４）。後壁２６及び上壁３０は、金属製パネルを型打ちして成形される。前壁２４は、金属製前面パネル３６（図１２）と、成型プラスチック製正面パネル３８（図４及び図７）とを含む。

本発明の減光パック２０は、容易に移動できる小型で頑丈なパッケージになった自立型高出力多チャネル減光を提供する。ハウジング２２は、工業規格ＤＩＮの１９インチラックに、前から後ろに滑り込ませて搭載するための大きさである。減光パック２０は、多くの構成及び定格出力で提供することができ、チャネル当たり最大１０アンペアの独立制御される減光チャネルを１２個まで含むことができる。さらに、この高出力密度は、高さがわずか２Ｕ（１．７５インチである標準的なラックの高さの単位）、すなわち３．５インチであるパッケージで達成される。こうした高出力レベル及び小型サイズであっても、減光パック２０は、効率的かつ確実に冷却される。

ラックに搭載したとき又は独立型ユニットとして用いられるとき、ユーザは、正面パネル３８を含む前壁２４に容易にアクセスできる。減光パック２０の前壁２４は、各々の減光チャネルをオフ及びオンにするためのスイッチ・レバー４０の列を含む。各々のスイッチ・レバー４０は、前面パネル３６（図１２及び図１３）に搭載され、過負荷保護も提供する回路遮断スイッチ４２の一部である。同様に、制御回路スイッチ・レバー４４が、制御回路遮断スイッチ４６と関連する。前壁２４はまた、ディスプレイ５０が付いたユーザ・インターフェース４８と、ユーザ操作式の複数の入力スイッチ５２とを備える。前壁２４には１対のネットワーク・コネクタ端子５４も設置され、減光パック２０をＤＭＸネットワークなどのネットワークに接続することが可能になり、該減光パック２０を、ネットワーク内で他の減光パック及び他のネットワーク化可能な装置とデイジー・チェーン接続することが可能になる。

図１及び図２においては、スイッチ・レバー４０は、下方すなわちオフ位置の状態で示され、スイッチ・レバー４４は、上方すなわちオン位置の状態で示される。各々のスイッチ・レバー４０及び４４は、該レバー４０又は４４が下方すなわちオフ状態にあることを示すくぼみ５６を、ユーザが指をかけて上方にオン位置まで動かしやすい位置に含むパネル形状に嵌め込まれる。図１及び図２のレバー４４で分かるように、オン位置のレバーは、該レバーを覆い、該レバーが不注意でオン位置からオフ位置に移動しないようにする１対の当接部５８の間で保護される。ネットワーク・コネクタ端子５４に隣接するくぼみ６０が、該端子５４に結合されたネットワーク・コネクタ（図示せず）を指でつかみやすくする。回路遮断スイッチ４２及び４６に関する表示ランプを、くぼみ６０に又はその下に、見えるようにすることができる。

減光パック２０が、ラック搭載型ユニット又は独立型ユニットのいずれかの状態で取り付けられたとき、ユーザは、後壁２６にアクセスできる。後壁２６（図３）は、電源幹線のための入口すなわち接続点６２を備える。電源入口６２は、開口とするか、又は電源ケーブルが通ってハウジング２２に入る開口用のノックアウトとすることができる。減光パック２０は、２３０ボルト又は１１０ボルトを用いる２相又は３相電源用か、又は、例えばアメリカ合衆国若しくはヨーロッパ以外の世界のいずれかの国で一般的な他の電源用に、構成することができる。後壁２６は、各々の減光チャネルのための一連の照明負荷出力端子コネクタ６４も含む。例示された実施形態においては、図示された６つの出力コネクタ６４は二重化され、独立に制御される２つの照明負荷を各々が供給し、計１２の負荷となる。後壁パネル２６は、多くの異なるタイプの電源ケーブル及び照明負荷コネクタを収容するように調整することができるモジュール部品であることが好ましい。

減光パック２０の構成部品のコンパクトで効率的なパッケージングは、低組み立てコスト及び小型ハウジング２２の高出力密度をもたらす。図４から図６に見られるように、減光パックは、主電源プリント回路基板すなわちマザーボード６８と、制御プリント回路基板すなわちドーターボード６８とを含む。主基板６６はハウジング内部に搭載され、ハウジング内部では、該基板は底壁２８上に支持され、該底壁２８を覆う。主基板は、横方向には側壁３２と３４の間の距離の大部分に広がり、縦方向には前壁２４と後壁２６の間の距離のかなりの部分に広がる。主基板６６は、電源変圧器７０及び７２とフィルタ・コンデンサ７４とを含む、減光パック２０の高出力回路部品を接続する回路パス（図示せず）を含む。

主基板６６上のエッジ・コネクタ７５が、制御基板６８を支持し、該制御基板上の回路パス（図示せず）まで電気的接続を延長する。制御基板６８は、減光パック２０の様々な低電圧回路部品７７及びマイクロプロセッサ７８を含む低電圧制御回路７６を支持する。マイクロプロセッサ７８は、ユーザ・インターフェース４８及び／又はネットワーク接続端子５４の１つから入力を受け取り、出力コネクタ６４に接続された照明負荷の位相制御減光に用いられる制御信号をその出力に供給する。

主基板６６はまた、図９及び図１０で最もよく分かる高出力スイッチング・モジュール８２を釈放可能に差し込み接続するための３つの搭載領域、すなわちモジュール収容部８０を含む。トロイダル・チョーク８４もまた、主基板６６に搭載される。主基板は、該基板６６の前縁及び後縁に配置された雌型電気端子のアレイ８５及び８６を支持する。端子８５は、主基板６６と回路遮断スイッチ４２との間を接続する（図５に単に概略的に示される）ために用いられる。端子８６は、主基板６６と出力負荷コネクタ６４との間を接続する（図５に単に概略的に示される）のに用いられる。

図５の実装ブロック図に最もよく示されるように、小さいネットワーク・コネクタ回路基板８８が、ネットワーク端子５４を支持し、ワイヤ・ハーネス９０によって制御回路基板６８に接続される。ユーザ・インターフェース４８は、（図４及び図７にも見られる）リボン・ケーブル９２によって制御基板６８に接続される。制御回路遮断スイッチ４６は、ワイヤ・ハーネス９４によって制御基板に接続される。制御基板６８は、エッジ・コネクタ７５によって主基板すなわち電源基板６６に接続される。

一群の電源入口ねじ留め端子組立体９６（図６）は、幹線電源供給点６２近くの主基板６６の後部コーナにおいて支持される。個々の電源導線９８（図５）は、これらのねじ留め端子９６に終端接続される。ワイヤ・ハーネス１００が、ねじ留め端子組立体９６を回路遮断スイッチ４２に接続する。ねじ留め端子組立体９６は、ハーネス１００の一端において端子に接続するための雄型端子タブ１０２を含む。回路遮断スイッチ４２は、ハーネス１００の反対端に接続するためのねじ留め端子１０４（図１２）を含む。ねじ留め端子１０４の代わりに、雄型端子タブを用いることもできる。ねじ留め端子組立体９６と回路遮断スイッチとの間のワイヤ・ハーネス接続は、減光パック２０に用いられる幹線電源の種類、及び使用される減光チャネルの数に合わせて、該減光パック２０を構成するように選択される。例示された減光パック２０は、独立に制御される１２の減光チャネルを有するが、用途によっては、より少ないチャネルを用いても良い。この場合は、１２個より少ない回路遮断スイッチ４２が使用される。回路遮断スイッチ４２の雄型端子タブ１０６は、ワイヤ・ハーネス１０８によって主基板６６の端子８５に接続される。

制御回路遮断スイッチ４６は、ワイヤ・ハーネス９４によって主基板６６に接続される雄型端子タブ１０９（図１２）を有する。ユーザは、制御回路遮断スイッチ４６を操作して、低電圧制御回路７６を、スタンバイすなわちオフ状態か又は作動すなわちオン状態のいずれかにする。オン位置にすると、エッジ・コネクタ７５を介して電力が制御基板６８に供給される。

主基板６６からの位相制御された電力は、ワイヤ・ハーネス１１０によって出力コネクタ６４に供給される。ハーネス１１０の一端では、導線は主基板６６の後部で端子８６に接続される。ハーネス１１０の他端では、導線は、出力コネクタ６４と関連する適切な端子に終端接続される。

ワイヤ・ハーネスという用語は、ケーブル状であろうとばらばらであろうと、減光パック２０の前述の構成部品を相互接続するのに使用されるあらゆる種類の導線のケーブル又は組を意味するように用いられる。これらのハーネスの大部分は、図面の他の部分を見えなくしないように、図５のみに単に概略的な形態で示される。各々のハーネスの導線は、例えば端子８５、８６、１０２、１０４、及び１０６などの例示された端子と結合することができる電気的コネクタ及び端子を含むことが好ましい。このように、減光パック２０の部品を構成し、組み立てて、相互接続するのに、最小限の時間及び労力で済む。

高出力スイッチング・モジュール８２は、簡単な差し込み接続によって、モジュール収容部８０に収容される。このことは、初期の組み立てと、モジュール８２の現場での交換とを容易にする利点を有する。１つの収容部８０が、図６において詳細に示される。収容部は、主基板６６上の８つの雌型簡易接続端子１１２のアレイを含む。収容部８０は、線型配列雌型ピン受けコネクタ又はヘッダ１１４も含む。

スイッチング・モジュール８２は、図９から図１１に示される。モジュール８２は、良好な熱伝達特性を有するアルミニウムなどの材料で作られた押し出し成型金属ヒート・シンク１１６を含む。ヒート・シンク１１６は、一方の表面に凹部１２０を持つ平坦なベース部１１８を有する。多数の平行な熱伝達フィン１２２が、ベース部１１８の凹部１２０とは反対側から突出する。高電圧スイッチング回路１２４及び熱感知ユニット１２６（図１１）が、充填用樹脂１２８によって凹部１２０内に封入される。

本発明の例示された１２チャネルの実施形態においては、各々のスイッチング・モジュール８２は、４つの減光チャネルを含み、従って、４つの高電圧スイッチング回路１２４を含む。他の構成では、モジュールをより少なくするか、又はモジュールあたりのスイッチング回路をより少なくすることができる。

図１１に見られるように、各々のスイッチング回路１２４は、１対の主電源端子１３４間に、交流電源の半サイクル間の伝導を制御するためのゲート・バイアス抵抗と共に１対のＳＣＲを含む。ＳＣＲ１３０は、接地入力端子１３８に対して制御入力端子１３６で受信した制御信号によって制御される。光学的絶縁スイッチ１４０及び抵抗１４１が、端子１３６からの制御信号をＳＣＲに結合する。マイクロプロセッサ７８を含む低電圧制御回路７６は、制御信号を制御基板６８からエッジ・コネクタ７５を通して供給して、ユーザ・インターフェース４８、及び／又はコネクタ端子５４に接続されたネットワークから受信した入力に従って照明負荷の選択的な位相角減光レベルを達成するように、ＳＣＲ１３０を作動させる。

スイッチング・モジュール８２は、基板上の熱感知ユニット１２６を含む。ユニット１２６は、端子１４２に接続され、温度に応じた信号を、エッジ・コネクタ７５を含む回路を通して低電圧回路７６及びマイクロプロセッサ７８に与える。この信号は、例えば、過大な温度条件に応答して１つ又はそれ以上の減光チャネルの作動を中止させるのに用いることができる。

図９及び図１０に見られるように、モジュール８２の主電源端子１３４は、ヒート・シンク１１６のベース部１１８から、冷却フィン１２２とは反対の方向に延びる。端子１３６、１３８、及び１４２は、ピン端子であり、電源端子１３４と平行に同一の方向に延び、一列に配置される。

スイッチング・モジュール８２は、モジュール収容部８０内に納められ、簡単な差し込み操作によって主基板６６に取り付けられ、主基板６６によって支持される。モジュール８２が収容部８０内に押し込まれるとき、電源端子１３４は、雌型収容端子１１２内に摺動的に摩擦を伴って受け入れられる。ピン端子１３６、１３８、及び１４２も同様に、ピン受けコネクタ１１４内に摺動的に摩擦を伴って受け入れられる。この簡単な差し込み操作によって、回路基板６６とモジュール８２との間の電気的接続のすべてが構成され、モジュール８２と減光パック２０の他の構成部品との間で、他の何らかの方法で他の接続が構成される必要はない。さらに、モジュール８２とモジュール収容部８０との間の電気的接続によって、基板６６上へのスイッチング・モジュール８２の完全な機械的取り付けと、保持と、支持とがもたらされる。他のファスナ又は固定具は不要である。減光パック２０内へのスイッチング・モジュール８２の組み込みは、簡単で迅速である。さらに、ＳＣＲ１３０の故障又は他の故障の場合には、単に、故障したスイッチング・モジュール８２を現場で抜いて、新しいモジュールと交換するだけでよい。

減光パック２０の電気部品は、使用時に熱を放出する。高電圧スイッチング回路１２４、特にＳＣＲ１３０と、チョーク８４とは、主な熱発生源である。サイズが小さく、高出力密度の減光パック２０は、相当に効率的な冷却を必要とする。減光パック２０は、不利な環境条件の下でも高出力レベルで多数の減光チャネルの連続的な作動を可能にする、全体が１４４で表わされる高効率冷却システムを含む。

冷却システム１４４は、ハウジング２２の前壁２４に配置された冷却空気取り入れ孔１４６及び１４８を含む。上部通気孔１４６（図２）は、上壁３０と正面パネル３８との間で、ハウジング２２の全幅に及ぶ。下部通気孔１４８も同様に、ユーザ・インターフェース４８の位置で遮られることを除いて、ハウジング２２の全幅に延びる。通気孔１４６及び１４８は、ハウジング２２の前から冷却空気を取り入れるための広い領域を提供する。暖められた冷却空気は、ハウジング２２の後部から排出される。側壁３２及び３４は、後方の排気孔１５０を含む。後壁２６もまた、一連の排気孔１５２を含む。排気孔１５０及び１５２も、暖められた空気を除去するための広い領域を提供する。

主電源基板６６は、底壁２８上に搭載され、ハウジング２２を通る空気は、基板６６の上方を流れる。制御回路基板は、側壁３２及び３４の間でハウジング２２を横切って横方向に延び、主基板６６から上壁３０へ垂直に延びる。従って、制御基板６８は、バッフルとして機能し、ハウジング２２の前から後ろへの自由な空気流れを妨げる。

制御基板６８の窓すなわち開口部１５４が、ハウジング２２の前から後ろへの該制御基板６８を通る流れを可能にする。図６で最も良く分かるように、開口部１５４は、減光パック２０の主な発熱部品、すなわちスイッチング・モジュール８２及びチョーク８４と位置合わせされる。結果として、冷却空気の流れのほとんどすべては、この流れを最も必要とする場所に向けられる。空気の流れへの熱伝達は、最大になる。

熱伝達効率は、スイッチング・モジュール８２及びチョーク８４の構成、配置、及び向きによって高まる。モジュールのヒート・シンク１１６のフィン１２２は、ハウジング２２内では、前から後ろへ縦方向に並んでいる。開口部１５４から流れる冷却空気は、ヒート・シンク１１６からの熱伝達を最大にし、空気流れの妨害を最小にするように、方向を変えずにフィン１２２の間の空間を通って流れる。

チョーク８４は、磁性金属材料の環状コア１５８に巻かれた巻線１５６を含む。各々のチョーク８４は、中心開口部１６０を有する。例示された構成においては、各々の減光チャネルについて１つ、すなわち１２のチョーク８４がある。他の構成では、より少ないチョーク８４を用いても良い。チョーク８４は、モジュール収容部８２の間に、それらに隣接して、主基板６６上に列に並べられる。各々の列のチョーク８４の各々は、該チョークの中心開口部１６０の軸線が前から後ろへ縦方向に配置されるように配向される。各々の列のチョーク８４の中心開口部１６０は、位置合わせされる。冷却空気は、チョーク８４から空気流れへの熱伝達を最大にし、空気流れの妨害を最小にするために、方向を変えずに該チョーク８４の周囲全体及び中心開口部１６０を通って流れる。

冷却空気は、ファン１６２によって強制的にハウジング２２を通される。ファン１６２は、ハウジング２２内に横方向に配向された細長い横流ファンであり、開口部１５４を覆うように制御基板６８に搭載される。このファンは、ニュージャージー州セコーカスのＭａｔｓｕｓｈｉｔａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａから入手可能な、Ｐａｎａｓｏｎｉｃ Ｍｏｄｅｌ ＦＣＢ３４ファンとすることができる。ファン１６２は、ワイヤ・ハーネス１６４（図５）によって主基板６６から電力を受けるように接続される。横流ファン１６２の細長い出口１６６（図７）は、ハウジング２２の幅にわたって横方向に延び、開口部１５４と直接連通する。結果として、ファン１６２は、冷却空気を制御基板６８の前の領域から引き込み、開口部１５４を通してその空気を該制御基板６８の後ろの領域に送り込む。

冷却空気の流路は、図７で最も良く分かる。冷却空気は、上部吸気口１４６及び下部吸気口１４８を通ってハウジング２２の前部に入る。この空気は横流ファン１６２に入り、ファン出口１６６と制御基板６８の開口部１５４とを通って、該基板６８の後部に送り込まれる。制御基板６８のバッフル効果により、空気がこの冷却路を迂回することが防止される。結果として、冷却空気のほとんどすべては、開口部１５４からスイッチング・モジュール８２及びチョーク８４を渡るように方向付けされて、これらの発熱部品を効率よく最大限に冷却する。空気は、ハウジング２２の後部近傍で、通気孔１５０及び１５２を通って出て行く。ラック搭載型及び独立型のどちらの用途においても、加熱空気を減光パックの後部から排出することが有利であり、こうすることにより、加熱空気がハウジング２２の前部に再流入することを防止する。

減光パック２０の構造は、日常の使用で受ける力、衝撃、及び圧力に耐えるために、強くて頑丈である。主電源基板６６は、比較的重い変圧器７０及び７２などの個別部品に加えて、ファン１６２及び基板６８上の他の部品を含む制御基板６８と、重量のあるチョーク８４と、スイッチング・モジュール８２とを支持する。基板６６によって支えられる全重量は、１０ポンドを超える可能性がある。この重量によって生じる基板の損傷を防ぐために、頑丈な８分の１インチ基板が用いられ、該基板は、図８に見られるような多数の緩衝支持具１６８を用いて底壁２８に搭載される。

主電源基板６６のコーナには、支持具１６８を収容するための取り付け穴１７０が設けられる。ハウジングの底壁２８には、各々の取り付け位置と位置合わせされた上方に突出するボス１７２が設けられる。弾性グロメット１７４が、穴１７０内に収容され、ボス１７２の穴１８０を通して下方にねじ込まれたフランジ付ねじ１７８の広がったシャンク部分１７６を収容する。スリーブ１８２が、グロメット１７４の圧縮を制限する。このように取り付けられた弾性グロメット１７４は、ハウジング２２と主電源基板６６との間の衝撃伝達を弱める。

搭載システム１８４（図１２及び図１３）には、回路遮断スイッチ４２及び４６のためのスナップが設けられる。各々のスイッチ４２及び４４は、その上壁及び底壁に反対向きのくぼみ１８６を含む。金属製前面パネル３６は、回路遮断スイッチ４２及び４６の上部及び底部を受け入れ、それらに密着して重なる上部フランジ１８８及び下部フランジ１９０を有する。フランジ部１８８及び１９０は、スロット１９２によって、柔軟性のあるタブ部１９４に分割される。タブ１９４には、上部フランジ１８８からは下方に延び、下部フランジ１９０からは上方に延びる固定用突出部又は突起部１９６が設けられる。図１３で分かるように、タブ１９４は、突起部１９６がくぼみ１８６内に嵌り、回路遮断スイッチを所定の位置に固定するまで曲がるので、該回路遮断スイッチ４２又は４６は、該スイッチを単に前方に押し付けるだけでパネル３６に搭載される。パネル３６の開口部１９７によって、レバー４０及び４４が該パネルを通り抜けて延びることが可能になり、ユーザは該レバーを操作できるようになる。開口部１９５を設けて、回路遮断スイッチ４２及び４６の前部の表示灯が見えるようにすることができる。スナップによる搭載は、素早く簡単であり、ファスナを用いる費用及び人件費が避けられる。

減光パック２０の前部コーナの各々には、一体型の取手及び取り付けフランジ胴体１９８（図１４及び図１５）が設けられる。胴体１９８は、頑丈な厚い金属シートから型打ちされ、成形される。各々は、前方サイドパネル２００と、内側に片寄った後方サイドパネル２０２とを含む平坦な取り付け部を有する。前方パネル２００は、１対の溶接用アクセスホール２０４を有し、一方、後方パネル２０２は、第３の溶接用アクセスホール２０８を持つボス２０６を有する。取り付けブラケット２１０が、前方パネル２００から外向きに延び、外向きに延びる湾曲した取手部２１２が、該ブラケット２１０の前に形成される。取手部２１２は、滑らかに湾曲し、減光パック２０の前部方向に凸面をなしている。胴体１９８は、中心水平面に関して上下対称であり、そのため、同一の胴体１９８を前部コーナの両方に用いることができる。

胴体１９８は、ハウジングの側部パネル３２及び３４に固定される。図１５で分かるように、側部パネルのスロットにより、前方パネル２００を該側部パネルの外面に接する位置に置くと同時に、後方パネル２０２を内面に接する位置に置くことが可能になる。側部パネルのボス２１５（図１）が、後方パネル２０２のボス２０６と整合し、側壁にあるスロットと協働して、胴体１９８を正確に位置決めする。胴体１９８とハウジング２２とを極めて堅牢に相互接続するために、溶接用アクセス穴２０４及び２０８において、３点溶接が行われる。取手２１２は、減光パック２０を運搬し、取り扱うために用いられる。ラック搭載型の場合は、取り付けフランジの開口部２１４を用いて、該フランジをラックに固定する。フランジの開口部２１４に置かれたファスナに手が届くように、取手の開口部２１６は、該開口部２１４と位置合わせされる（図２を見よ）。

本発明は、図面に示された本発明の実施形態の詳細を参照して説明されたが、これらの詳細は、添付の特許請求の範囲において請求された本発明の範囲を限定することを意図するものではない。

本発明に従って構成された減光パックの前部、上部、及び側部の等角図である。 減光パックの前面図である。 減光パックの後面図である。 上壁及び後壁を取り除いて減光パックの内部を露出させた、図１同様の等角図である。 減光パックに実装されている電気部品を示すブロック図である。 減光パックの主回路基板及び制御回路基板の後部、上部、及び側部の等角図である。 図２の線７−７に沿って切り取った減光パックの断面図である。 図７の線８−８に沿って切り取った主回路基板取り付け具の１つの拡大断面図である。 減光パックの高電圧スイッチング・モジュールの１つの端面図である。 高電圧スイッチング・モジュールの底部及び側部の等角図である。 高電圧スイッチング・モジュールの回路の概略図である。 ３つの回路遮断スイッチが所定の位置に搭載された状態の、減光パックのハウジングの前面パネルの上部、後部、及び側部等角図である。 １つの回路遮断スイッチの前面パネルへの搭載を示す拡大断面図である。 減光パックのコーナ・ブラケット及び取手部材の等角図である。 コーナ・ブラケット及び取手部材の取り付けを示す、減光パックの前部コーナにおける底壁及び側壁の拡大部分上面図である。

Claims (29)

1. 電気照明負荷のための減光パックであって、
   縦方向に離間した前壁及び後壁を有するハウジングと、
   底壁、上壁、及び、横方向に離間した対向する側壁と、
   前記ハウジング内にあり、前記底壁の上に重なり、前記上壁から間隔を置いて配置されたプリント回路主基板と、
   前記ハウジング内にあり、前記主基板に隣接し、前記側壁の間で横方向に延び、該主基板と前記上壁との間で垂直に延び、前記前壁と前記後壁との間の該主基板上の気流を妨げるプリント回路第２基板と、
   前記ハウジングの前記前壁近傍の冷却空気取り入れ孔、及び、該ハウジングの前記後壁近傍の冷却空気排出孔と、
   前記第２基板の片側において前記主基板上に搭載された高電圧スイッチング回路組立体と、
   前記第２基板の前記片側において前記主基板上に搭載されたチョークと、
   前記第２基板にあり、前記取り入れ孔と前記排出孔との間の該第２基板を通る冷却空気経路を定め、前記スイッチング回路組立体及び前記チョークと位置合わせされた空気通過用開口部と、
   前記ハウジング内で支持され、前記冷却空気経路に沿って空気を移動させるためのファンと、
   を備えることを特徴とする減光パック。
2. 前記スイッチング回路組立体と前記チョークとが、前記第２基板と前記後壁との間に搭載されたことを特徴とする、請求項１に記載の減光パック。
3. 前記空気通過用開口部が、前記側壁間の距離の大部分にわたって横方向に延び、前記ファンが、該空気通過用開口部を覆い、該開口部を通るように冷却空気を配向する細長い横流ファンからなることを特徴とする、請求項２に記載の減光パック。
4. 前記第２基板を前記主基板上に支持するエッジ・コネクタをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の減光パック。
5. 前記主基板上に搭載された複数の前記スイッチング回路組立体と複数の前記チョークとをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の減光パック。
6. 前記スイッチング回路組立体の各々がＳＣＲを含むことを特徴とする、請求項５に記載の減光パック。
7. 前記スイッチング回路組立体と熱伝達関係にあり、間隔を持たせて配置した縦方向に延びる平行フィンを有するヒート・シンクをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の減光パック。
8. 前記チョークが、縦方向に延びる軸線を持つ中空中心部を有する環状コアを含むことを特徴とする、請求項７に記載の減光パック。
9. 前記ヒート・シンクがベース部を含み、前記フィンが前記ベース部の第１の表面から延び、前記スイッチング回路組立体が該ベース部の第２の表面に取り付けられ、該スイッチング回路組立体が該ベース部の前記第２の表面から延びる複数の第１の端子を含み、前記主基板上の複数の第２の端子が前記第１の端子を釈放可能に受け入れることを特徴とする、請求項７に記載の減光パック。
10. 前記第１の端子が雄型端子からなり、前記第２の端子が、差し込み式接続によって前記雄型端子を受け入れる雌型端子からなることを特徴とする、請求項９に記載の減光パック。
11. 前記第１及び第２の端子が、前記主基板上の前記スイッチング回路組立体及び前記ヒート・シンクの唯一の支持部であり、前記スイッチング回路組立体への唯一の電気的接続部であることを特徴とする、請求項９に記載の減光パック。
12. 前記主基板を前記底壁上に搭載する弾性支持具をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の減光パック。
13. 前記第２基板上に、マイクロプロセッサを含む低電圧制御部品をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の減光パック。
14. 前記前壁にユーザ入力装置をさらに備え、前記後壁に負荷コネクタをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の減光パック。
15. 複数の電気照明負荷のための多チャネル減光パックであって、該減光パックが、
    縦方向に離間した前壁及び後壁を有するハウジングと、
    底壁、上壁、及び、横方向に離間した対向する側壁と、
    前記ハウジング内にあり、前記底壁の上に重なり、前記上壁から間隔を置いて配置されたプリント回路主基板と、
    前記ハウジング内のプリント回路第２基板と、
    前記第２基板を前記主基板に接続し、該主基板上で、前記側壁の間で横方向に延び、該主基板と前記上壁との間で垂直に延び、前記前壁と前記後壁との間の該主基板上の気流を妨げる該第２基板を支持する、少なくとも１つのエッジ・コネクタと、
    前記ハウジングの前記前壁近傍の冷却空気取り入れ孔、及び、該ハウジングの前記後壁近傍の冷却空気排出孔と、
    ヒート・シンク、電気照明負荷のためのスイッチング回路、及び第１の電気端子を各々が含む複数の高電圧スイッチング・モジュールと、
    前記主基板上にあり、前記第１の電気端子に釈放可能に結合される第２の電気端子を各々が含む複数のモジュール収容部と、
    前記主基板上に搭載され、中心開口部を持つ環状体であり、前記中心開口部を縦方向に位置合わせさせた状態で一列に搭載された複数のチョークと、
    前記第２基板にあり、前記取り入れ孔と前記排出孔との間の該第２基板を通る冷却空気経路を定め、前記スイッチング回路組立体及び前記チョークと位置合わせされた空気通過用開口部と、
    前記ハウジング内に搭載され、前記冷却空気経路に沿って空気を移動させるためのファンと、
    を備えることを特徴とする多チャネル減光パック。
16. 前記空気通過用開口部が、前記側壁間の距離の大部分にわたって横方向に延び、前記ファンが、該空気通過用開口部を覆い、該開口部を通るように冷却空気を配向する細長い横流ファンからなることを特徴とする、請求項１５に記載の多チャネル減光パック。
17. 前記スイッチング・モジュールの各々が複数の高電圧スイッチング・チャネルを含むことを特徴とする、請求項１６に記載の多チャネル減光パック。
18. 前記チョークが複数の前記列にして搭載されたことを特徴とする、請求項１７に記載の多チャネル減光パック。
19. 前記第２基板上に、マイクロプロセッサを含む低電圧制御部品をさらに備えることを特徴とする、請求項１５に記載の多チャネル減光パック。
20. 電気照明負荷のための減光パックであって、
    ハウジングと、
    前記ハウジング内のプリント回路基板と、
    ヒート・シンクを含む高電圧スイッチング・モジュールと、
    対向する第１及び第２の表面を有する平坦なベース部を含む前記ヒート・シンクと、
    前記第１の表面から延びる複数の冷却フィンと、
    前記第２の表面に取り付けられた固体高電圧スイッチング回路と、
    前記スイッチング回路に接続され、前記第２の表面から遠ざかる方向に突出する複数の第１の電気コネクタと、
    前記回路基板上に搭載され、前記スイッチング・モジュールを該回路基板上で支持し、かつ、該回路基板と前記スイッチング回路との間を電気的に接続するために、前記第１のコネクタと釈放可能に結合された複数の第２のコネクタと、
    を備えることを特徴とする減光パック。
21. 前記第２の表面が凹部を含み、前記スイッチング回路が前記凹部に収容されたことを特徴とする、請求項２０に記載の減光パック。
22. 前記凹部が、前記スイッチング回路を封入する充填用材料で埋められたことを特徴とする、請求項２１に記載の減光パック。
23. 前記第２の表面に取り付けられた複数の前記スイッチング回路を備えることを特徴とする、請求項２０に記載の減光パック。
24. 複数の前記スイッチング・モジュールを備えることを特徴とする、請求項２３に記載の減光パック。
25. 電気照明負荷のための減光パックであって、
    縦方向に離間した前壁及び後壁を有するハウジングと、
    底壁、上壁、及び、横方向に離間した対向する側壁と、
    前記ハウジング内の電源接続部と、
    前記前壁に搭載され、前記電源接続部に接続された複数の回路遮断スイッチと、
    前記ハウジング内にあり、前記底壁の上に重なり、前記上壁から間隔を置いて配置されたプリント回路主電源基板と、
    前記主基板に接続された前記回路遮断スイッチと、
    前記ハウジング内にあり、前記主基板上に搭載され、該主基板と前記上壁との間で垂直に延びるプリント回路制御基板と、
    前記制御基板を前記主基板上に支持し、該制御基板を該主基板に接続するエッジ・コネクタと、
    マイクロプロセッサを含み、前記制御基板上に搭載された低電圧制御回路部品と
    前記前壁に搭載され、前記制御基板に接続されたユーザ・インターフェース組立体と、
    前記主基板上に搭載された複数の高電圧スイッチング・モジュールと、
    前記主基板上に搭載された複数の誘導チョークと、
    前記後壁に搭載され、前記主基板に接続された複数の照明負荷コネクタと、
    を備えることを特徴とする減光パック。
26. 前記ハウジングに搭載され、前記制御基板に接続されたネットワーク接続部をさらに備えることを特徴とする、請求項２５に記載の減光パック。
27. 前記電源接続部が前記後壁に搭載され、前記ネットワーク接続部が前記前壁に搭載されたことを特徴とする、請求項２６に記載の減光パック。
28. 前記制御基板を貫く冷却空気用開口部と、該制御基板に搭載され、前記冷却空気用開口部に重なる冷却ファンとをさらに備えることを特徴とする、請求項２５に記載の減光パック。
29. 前記ファンが横流ファンであることを特徴とする、請求項２８に記載の減光パック。

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