JP5321861B2 - 直流駆動照明を有するシールド室 - Google Patents

Description

本発明は、シールド空間内に直流駆動照明を有するシールド室に関する。

一般に、電子機器等の供試機器の電磁波ノイズを測定するＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）測定は、外来の電磁波が測定結果に影響しないように、外来の電磁波を遮蔽したシールド室（ここでは、シールド空間の内側に電波吸収体を配置していないものと、シールド空間の内側に電波吸収体を配置した電波暗室とを含むものとする。）内で行われている。

シールド空間内の照明として、従来最も一般的な構成は、図６（Ａ）のように交流駆動照明装置を用いるものである。この場合、シールド空間外の交流電源、絶縁トランス、電源線用フィルターを介しシールド空間の電磁シールド壁の内側（つまりシールド空間内）の交流駆動照明装置に交流電力を供給している。従来の交流駆動照明装置は、白熱灯や水銀灯であり、安定動作時にはＥＭＩ測定結果へ影響するようなノイズは発していなかった。

ところで近年、省エネルギー化のため、ＬＥＤ（Light Emitting Diode、発光ダイオード）照明の利用が急速に進んでいる。ＬＥＤは順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子である。そのため、交流電源を使用する場合には、交流を直流に変換（ＡＣ−ＤＣ変換）して、ＬＥＤへの電源供給することが一般的である。家庭や企業の電源は、一般的に交流電源（最も一般的な電源は、単相交流１００Ｖである。）であるため、ＡＣ−ＤＣ変換器を内蔵したＬＥＤ照明装置やＡＣ−ＤＣ変換器とＬＥＤ照明灯（ＬＥＤ照明本体）を接続したものが製品化されている。また、ＡＣ−ＤＣ変換器として、高効率な変換をするため、スイッチング制御方式を用いたもの（スイッチング電源と言われている）が広く利用されている。

図６（Ｂ）は省エネルギー化のためにシールド空間内に一般的な直流駆動照明装置（ＬＥＤ照明装置）を設置する例である。この場合、シールド空間外の交流電源、絶縁トランス、電源線用フィルターを介しシールド空間の電磁シールド壁の内側（つまりシールド空間内）の直流駆動照明装置に電力供給を行う。直流駆動照明装置はＡＣ−ＤＣ変換器と直流駆動照明（ＬＥＤ照明）とからなり、シールド空間内のＡＣ−ＤＣ変換器で直流電力を得て直流駆動照明に供給する構成となる。

しかしながら、図６（Ｂ）のように、シールド室内で、一般的な交流電源を用いて、一般的な直流電源駆動のＬＥＤ照明を使用しようとする場合、ＡＣ−ＤＣ変換器を内蔵したＬＥＤ照明製品やＡＣ−ＤＣ変換器とＬＥＤ照明灯を接続した製品を設置した場合、ＡＣ−ＤＣ変換器（特にスイッチング電源）は、動作時に電磁波（ノイズ）を発する機器であり、ＥＭＩ測定結果に影響を与えてしまう問題がある。

なお、シールド室等の中で、ＬＥＤ照明を用いた発明として、下記特許文献１がある。

特開平２００８−１５９６６２号公報 特許文献１の課題は、電磁シールド室や電磁シールド通路に適した照明設備及びその照明設備を備える電磁シールド構造に関し、電磁シールド構造の電磁シールド層に貫通する穴を設けることなく、照明設備の設置によるシールド性能の劣化を招かず、床高を低くできる電磁シールド構造を得ることであり、本発明の課題とは異なるが、電磁シールド空間内に照明手段としてＬＥＤを用いた照明灯を設置している。但し、ＬＥＤ照明の駆動は、蓄電池や燃料電池等の発電装置を用いている。このため、一般的な交流電源を用いてＬＥＤ照明を駆動する場合の課題には言及していない。

そこで、本発明は、一般的な交流電源を用いて、シールド空間内で一般的な直流電源駆動の直流駆動照明（ＬＥＤ照明等）を使用すべく、ＡＣ−ＤＣ変換器が発するノイズの影響をシールド空間内で受けることのない、直流駆動照明への直流電源供給を採用した、直流駆動照明を有するシールド室を提供するものである。

本発明の第１の態様は直流駆動照明を有するシールド室であり、シールド空間外にＡＣ−ＤＣ変換器及び電源線用フィルターを配置し、前記シールド空間外の交流電源より少なくとも前記ＡＣ−ＤＣ変換器を介して交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を前記電源線用フィルターを介し前記シールド空間内へ導入して、前記シールド空間内に設置された直流駆動照明に供給することを特徴とする。

前記態様において、前記直流駆動照明の近傍の前記シールド空間を構成する面に前記シールド空間外に連通するハニカムフィルターを設置するとよい。

前記態様において、前記ＡＣ−ＤＣ変換器をメンテナンスが容易な場所へ設置するとよい。

前記態様において、前記直流駆動照明のシールド空間側に導光路を設けるとよい。

前記態様において、前記シールド空間の内側に電波吸収体が設置され、前記導光路を構成する光を反射又は散乱する板又はシートが前記電波吸収体の側面に配置されているとよい。

前記態様において、前記直流駆動照明がＬＥＤ照明であるとよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明に係る直流駆動照明を有するシールド室によれば、一般的な交流電源を用いて、シールド空間内で直流電源駆動の直流駆動照明（ＬＥＤ照明等）を駆動する場合に、ＡＣ−ＤＣ変換器をシールド空間外に配し、ＡＣ−ＤＣ変換器を介して交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を電源線用フィルターを介してシールド空間内へ導入することによって、ＡＣ−ＤＣ変換器が発するノイズがシールド空間内の測定精度に悪影響を及ぼすのを防止できる。

本発明に係る直流駆動照明を有するシールド室の実施の形態１を示す正断面図である。 実施の形態１におけるＬＥＤ照明及びその周辺の構造を示す拡大断面図。 ＬＥＤ照明の放射ノイズ計測結果であって、（Ａ）は一般的なＬＥＤ照明装置の放射ノイズ周波数特性図、（Ｂ）は本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ照明の放射ノイズ周波数特性図。 本発明に係る直流駆動照明を有するシールド室の実施の形態２を示す正断面図である。 本発明に係る直流駆動照明を有するシールド室の実施の形態３を示す正断面図である。 シールド空間内の照明であって、（Ａ）は交流駆動照明装置を用いた従来構成のブロック図、（Ｂ）はシールド空間内に一般的な直流駆動照明装置を設置した構成のブロック図、（Ｃ）は本発明の直流駆動照明を用いた構成のブロック図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１及び図２を用いて本発明の実施の形態１を説明する。図１はシールド室の全体構成を示し、シールド室は薄形めっき鋼板等の電磁シールド材からなる電磁シールド壁１で囲まれたシールド空間２を有する。ここでは、シールド室は、電磁シールド壁１の内側に電波吸収体の無いものと、電波吸収体がある電波暗室の両者を含む概念とし、電波暗室を構成する場合に室内壁面に貼られる電波吸収体の図示は省略している。直流駆動照明としてのＬＥＤ照明灯１０は、シールド空間内に設置され、電源線用フィルター２０、ＡＣ−ＤＣ変換器（例えばＬＥＤ照明用スイッチング電源）３０、絶縁トランス４０、交流電源（例えば単相交流１００Ｖの商用電源）５０は、シールド空間外に設置されている。

ＬＥＤ照明灯１０への直流電力の供給方法は、シールド空間外の交流電源５０から絶縁トランス４０を介して、ＡＣ−ＤＣ変換器３０に交流電源を供給し、ＡＣ−ＤＣ変換器３０によって変換（ＬＥＤ照明灯に適した電圧に降圧）された直流電力を電源線用フィルター２０を介して、電磁シールド壁１を通過させ、ＬＥＤ照明灯１０へ直流電力供給を行うものである。ここで、電源線用フィルター２０は、ＡＣ−ＤＣ変換器３０で発生したノイズ（伝導ノイズ）が電源線を通じてシールド空間内へ進入するのを防ぎ、その結果として、シールド空間内の電源線や照明からノイズ（放射ノイズ）が発生することを防いでいる。交流電源５０を、絶縁トランス４０を介してＡＣ−ＤＣ変換器３０に供給する理由は、シールド空間内での感電防止やシールド空間内への伝導ノイズ低減のためである。

図２はＬＥＤ照明及びその周辺の構造を示すものであり、電磁シールド壁１の天井部分を構成する天井パネル３から縦横４００ｍｍ程度の角筒遮蔽部４が天井パネルと同様の電磁シールド材で上向きに形成されている。角筒遮蔽部４の内側には細幅のソケット保持部材５が横方向に渡されて固定され、この保持部材５の中央位置にソケット６が取付固定されている。ソケット６にはこれに螺合する口金付きのＬＥＤ照明灯１０が装着される。また、ＬＥＤ照明灯１０のソケット６への取り付けが緩んだ場合の、ＬＥＤ照明灯１０の落下を防止するため、ＬＥＤ照明灯１０と保持部材５間に固定用ワイヤー７が設けられている。ＬＥＤ照明灯１０は外径１９８ｍｍ程度のものが市販されている。ソケット６には角筒遮蔽部４の外側の側面に配置された電源線用フィルター２０からの電源線２１が接続されている。電源線用フィルター２０にはＡＣ−ＤＣ変換器３０より直流電力が供給されている。

角筒部４の上面（ＬＥＤ照明灯近傍のシールド空間２を構成する天井面）にはハニカムフィルター１５が配置されている。ハニカムフィルター１５は電磁シールド材のハニカム構造体であって、シールド空間２の内外で放射ノイズが伝搬することを防ぐものである。また、多数の貫通孔を有していて、シールド空間２の内外を連通させるため、ＬＥＤ照明灯１０から発生する熱をシールド空間外へ排出できる。ＬＥＤ照明灯１０の上方にハニカムフィルター１５を設けることで、排熱効果を高めることができる。また、ハニカムフィルター１５の外側にヒートシンクやファンを設けて、さらに放熱効果を上げることも可能である。

なお、シールド室が電波暗室である場合、電磁シールド壁１の内側に図２に図示の磁性損失材料としてのフェライトタイル８を貼り付け、さらに不図示の角錐状等の電波吸収体（誘電体損失材料）を設けるようにする場合もある。

図１においては、２灯のＬＥＤ照明灯１０を示したが、通常は４〜８灯の照明灯を設置することによって、シールド空間内を所望の照度としている。

図３（Ａ）は従来技術（図６（Ｂ）の場合）の放射ノイズ計測結果を、図３（Ｂ）は図１のＬＥＤ照明を有するシールド室の放射ノイズ計測結果を示す。これらの図において、暗ノイズとは、シールド室内にノイズ源が存在しない状態での測定値であり、測定限界値に相当する。図３（Ａ）で示したように、一般的なＬＥＤ照明装置からは、垂直偏波（Ｖｅｒｔ）、水平偏波（Ｈｏｒｉ）ともに、大きな放射ノイズを発していることが確認できる。これは一般的なＬＥＤ照明装置ではＡＣ−ＤＣ変換器（スイッチング電源）が内部に組み込まれており、このＡＣ−ＤＣ変換器からの放射ノイズが原因であると考えられる。また、図３（Ｂ）より、本発明では、暗レベルと同等の測定結果であり、シールド室内において、不要なノイズを発していないことが確認できる。これは、図６（Ｃ）のように本発明では直流駆動照明としてのＬＥＤ照明とＡＣ−ＤＣ変換器とが切り離され、ＡＣ−ＤＣ変換器はシールド空間外に配置されているからである。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) シールド空間外にＡＣ−ＤＣ変換器３０があり、ＡＣ−ＤＣ変換器３０から発せられる伝導ノイズも電源線用フィルター２０によって遮断し、シールド空間内に侵入すること防いでいる。そのため、微小なノイズが影響するＥＭＩ測定に使用するシールド室（電波吸収体がある電波暗室を含む）であっても、一般的な交流電源５０を用いてＬＥＤ照明灯１０を駆動可能である。

(2) ＬＥＤ照明灯１０を用いることで、白熱灯や水銀灯に比べて省電力化を図ることができる。

(3) ＬＥＤ照明灯１０は、白熱灯や水銀灯に比べて発熱量が少なくなるため、その周辺の放熱対策を簡素化できる。

図４は本発明の実施の形態２であって、シールド室としての電波暗室を示す。この場合、電波暗室は、電磁シールド壁１の室内壁面に電波吸収体９が設置されている（貼り付けられている）ものであり、電波吸収体９は例えば誘電体損失材料からなる角錐状の形状である。なお、図示は省略したが電磁シールド壁１の室内壁面に磁性損失材料としてのフェライトタイルを貼り付け、その上に電波吸収体９を設ける構成でもよい。

電磁シールド壁１で囲まれたシールド空間２を照らすための照明としてＬＥＤ照明灯１０を用いる点、及びＬＥＤ照明灯１０の直流電源駆動の構成は図１と同様であるが、さらに図４ではＬＥＤ照明灯１０の光をシールド空間中央側に効率的に導くための導光路が設けられている。

図４の左側は導光路の例１であり、ＬＥＤ照明灯１０のシールド空間側に導光路６０を電磁シールド壁１に垂直に設けている。この場合の導光路６０は光を反射又は散乱する白色系の板（又は白色系のシート）６１を相互に対向させて配置したものである。板（又はシート）６１は低誘電率の難燃性材質である。

図４の右側は導光路の例２であり、ＬＥＤ照明灯１０のシールド空間側に導光路６５を電波吸収体９の側面に沿わせてテーパー状に広がるように設けている。この場合の導光路６５は光を反射又は散乱する白色系の板（又は白色系のシート）６６を電波吸収体９の側面に配置した（貼り付けた）ものである。板（又はシート）６６は低誘電率の難燃性材質である。

また、図４ではＡＣ−ＤＣ変換器３０が、メンテナンスが容易な場所である絶縁トランス４０上に配置されている。絶縁トランス４０は例えばシールド空間２の外側の床面上に設置される。

図４の実施の形態２によれば、導光路６０，６５を設けることで、電波吸収体９が黒色系の材質であっても効率的にシールド空間内に光を導くことが可能である。すなわち、電波吸収体９はカーボン等を含む樹脂発泡体からなる場合があり、照明灯１０の周囲にこのような電波吸収体が設置されると、照明灯１０から発せられた光を効率良く利用することができない。そこで、このような電波吸収体９の側面に光を反射又は散乱する板（又はシート）６１，６６を設置することにより、照明灯１０から発せられた光を効率良く利用でき、シールド空間内を明るくすることが可能である。

また、一般的にＬＥＤの寿命は長く、ＬＥＤ照明灯１０よりもＡＣ−ＤＣ変換器３０の寿命により、ＬＥＤ照明装置（ＡＣ−ＤＣ変換器含む）の寿命が左右されている。従って、ＡＣ−ＤＣ変換器３０をメンテナンスが容易な場所へ設置することは、シールド室の運用上、都合が良い。さらに、スイッチング電源では、温度が高いと内部の電解コンデンサの劣化が早くなるため、ＡＣ−ＤＣ変換器３０をメンテナンスが容易な場所へ設置することは、ＡＣ−ＤＣ変換器３０を熱源であるＬＥＤ照明灯１０から遠ざけることとなり、好適である。

図５は本発明の実施の形態３のシールド室を示す。この場合、図１及び図４では、シールド空間２より突出させた照明設置用の角筒遮蔽部４の内側にＬＥＤ照明灯１０があり、角筒遮蔽部４の外側に電源線用フィルター２０を配置していたが、図５では、シールド空間２より突出させた照明設置用の遮蔽部分を設けずに、シールド空間天井の電磁シールド壁１の下側にＬＥＤ照明灯１０があり、その電磁シールド壁１の上側（室外の天井裏）に電源線用フィルター２０を配置している。また、ＡＣ−ＤＣ変換器３０は、メンテナンスが容易な場所であるシールド空間２の外側の側面下方に設置されている。

図５の実施の形態３によれば、簡素な構成でシールド空間２の内部の照明が可能であり、またＡＣ−ＤＣ変換器３０のメンテナンス作業も容易となる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。

シールド室は図示のシールド構造に限定されず、公知の多様なシールド構造や、電波暗室の電波吸収体構造に対して本発明は適用可能である。

また、ＡＣ−ＤＣ変換器を配置するメンテナンスが容易な場所とは、シールド空間外の側面かつ床面側等であり、シールド空間の天井の上等と比較し、メンテナンスが容易な場所である。絶縁トランスと隣接する場所とすると、絶縁トランスからＡＣ−ＤＣ変換器への経路は短くなり、好適である。

１ 電磁シールド壁
２ シールド空間
３ 天井パネル
４ 角筒遮蔽部
６ ソケット
８ フェライトタイル
９ 電波吸収体
１０ ＬＥＤ照明灯
１５ ハニカムフィルター
２０ 電源線用フィルター
３０ ＡＣ−ＤＣ変換器
４０ 絶縁トランス
５０ 交流電源
６０，６５ 導光路

Claims (6)

1. シールド空間外にＡＣ−ＤＣ変換器及び電源線用フィルターを配置し、前記シールド空間外の交流電源より少なくとも前記ＡＣ−ＤＣ変換器を介して交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を前記電源線用フィルターを介し前記シールド空間内へ導入して、前記シールド空間内に設置された直流駆動照明に供給することを特徴とする直流駆動照明を有するシールド室。
2. 前記直流駆動照明の近傍の前記シールド空間を構成する面に前記シールド空間外に連通するハニカムフィルターを設置したことを特徴とする請求項１記載の直流駆動照明を有するシールド室。
3. 前記ＡＣ−ＤＣ変換器をメンテナンスが容易な場所へ設置したことを特徴とする請求項１又は２記載の直流駆動照明を有するシールド室。
4. 前記直流駆動照明のシールド空間側に導光路を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の直流駆動照明を有するシールド室。
5. 前記シールド空間の内側に電波吸収体が設置され、前記導光路を構成する光を反射又は散乱する板又はシートが前記電波吸収体の側面に配置されていることを特徴とする請求項４記載の直流駆動照明を有するシールド室。
6. 前記直流駆動照明がＬＥＤ照明であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の直流駆動照明を有するシールド室。