JP2007133600A - 電源ユニット及び電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明が解決しようとする課題は、複数回路分の発熱部品の夫々を適正に空冷できる電源ユニットを提供する。
【解決手段】ユニットベース31の一端部に配置した制御部38と、ベース31の他端部に配置した第１の発熱部40との間に第２の発熱部44を配置する。発熱部40,44を、電力制御用の電気部品41,45及びこの左右に隣り合ったリアクタ42,46で形成する。第１、第２の発熱部40,44の前方であって、これら発熱部40,44間に吸気部61を設けたフロント部材52を備える。ベース31に、第１の整流部65と、これとの間に第１の排気間隙Ｇ１を形成する信号線コネクタ67を設ける。ベース31に、第２の排気間隙Ｇ２を形成する入力端子69.70と、これら端子69.70とコネクタ67との間に発熱部40,44間に対応して第２の整流部72を設ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えばテレビスタジオ、舞台、ホール等の明るさを変えるためにテレビスタジオ等に設置された照明器具のような電気的負荷への供給電力を制御する電源ユニット、及びこの電源ユニットを多数備えて例えば調光装置等として構成される電源装置に関する。

従来、照明負荷への供給電力を位相制御する調光制御部と、ブレーカと、基板とを、一つのケーシング内に設けて調光ユニットを構成し、盤ボックスの中に調光ユニットを複数配列してなる調光盤が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

前記調光制御部は発熱するサイリスタ及びスイッチング素子を有して形成されている。前記ケーシングは格子状をなし、その格子の目に相当する空間内に、サイリスタ、スイッチング素子、ブレーカ、及び基板が個別に収容されている。ブレーカは調光ユニットの前面側から操作できるように収容されている。サイリスタとスイッチング素子が収容された夫々の空間の入口はケーシングの前面に開口し、同空間の出口はケーシングの後面に開口し、これらの出入口を有した空間は通気路として形成されている。そして、盤ボックスの上部には冷却ファンが設置されている。

このため、冷却ファンの運転により、外気が、各通気路の入口から吸込まれるとともに、通気路の出口から後方に排気された後、冷却ファンを通ってケーシング外に排出されるに伴い、各通気路に個別に収容されているサイリスタとスイッチング素子とを空冷できる。
特開平９−３２０７６７号公報（段落0009−0012、図１−図２）

以上のように発熱部品を空冷する先行技術文献では、前から吸込まれて後方に吐出される外気が通る通気路が、サイリスタとスイッチング素子毎に独立しているので、外気の流れが円滑で効率よく発熱部品を冷却できる点では好ましい。しかし、サイリスタとスイッチング素子の１セットは、一つの照明負荷に対して供給電力を制御する一回路分の調光制御部をなしている。このため、調光制御部の数が多くなる程、調光ユニットを左右方向に数多く並設しなければならない。調光ユニットは一つの盤ボックスに組込まれるので、結果として盤ボックスの大きさ、つまり、調光盤（電源装置）が左右方向に大きくなって、設置上不利となる。

この点を改善するために、本発明者は、一つの調光ユニット内に複数の調光制御部を設けて、このユニットを多数上下方向に重なるようにキャビネットに組込んで、前方からのブレーカの操作性を損なうことなく、前から吸込まれて後方に吐出される外気が通る通気によって複数の調光制御部を空冷す電源装置を試作した。この場合、複数の調光制御部をなす発熱部品毎に個別の通気路を設けることは構造が複雑化するので、複数の調光制御部は互いの間に仕切りを設けることなく同じ収容空間内に並べて配置した。

しかし、この構成では、前記収容空間を通過する冷却空気の流れを制御する構成を格別採用していないので、個々の発熱部品に対する冷却空気の流れに偏り及び集中を生じて、各発熱部品を適正に冷却することができないことが判明した。

本発明が解決しようとする課題は、複数回路分の発熱部品の夫々を適正に空冷できる電源ユニット、及びこれを多数備えるにも拘わらず左右方向の大形化が抑制されて、平面上の設置スペースが小さくて済む電源装置を提供することにある。

請求項１の発明の電源ユニットは、前後方向の奥行きよりも左右方向に長く形成されてこの左右方向の両端に側壁を有したユニットベースと；このベースの左右方向一端部に配置された制御部と；前記ユニットベースの左右方向他端部に配置され、前記制御部で制御される電力制御用の電気部品及びこれに左右方向に隣り合ってかつ電気的に接続されたリアクタからなる第１の発熱部と；この第１の発熱部と前記制御部との間に配置され、前記制御部で制御される他の電力制御用の電気部品及びこれに左右方向に隣り合ってかつ電気的に接続された他のリアクタからなる第２の発熱部と；前記第１、第２の発熱部の前方であって、前記第１、第２の発熱部間に設けられた吸気部を有したフロント部材と；前記ユニットベースの左右方向一端部でかつ前記制御部の後側に設けられた第１の整流部と；この第１の整流部との間に第１の排気間隙を形成して前記ユニットベースに設けられ前記制御部に対する送受信号を中継する信号線コネクタと；互いの間に第２の排気間隙を形成して前記ユニットベースの左右方向他端部でかつ後側部位に設けられた一対の入力端子と；この入力端子と前記信号線コネクタとの間に前記第１、第２の発熱部間に対応して設けられた第２の整流部と；を具備することを特徴としている。

この発明で、ユニットベースの側壁は、ベース部と別体でベース部に連結したものでも、ベース部と一体に形成したものでもよい。この発明で、電力制御用の電気部品には、電気的負荷への供給電力を位相制御するサイリスタを好適に使用できる他、交流電源を全波整流した後に交流電力に変換するインバータを用いることもできる。この発明で、リアクタには磁芯に被覆銅線を巻き付けてなる一般的なコイル、又はトロイダル型のコイルを用いることもできる。この発明で、第１、第２の整流部は、ベース部と別体でベース部に連結したものでも、ベース部と一体に形成したものでもよい。この発明で、第１、第２の整流部は、別々に設けても、或いは一体に設けてもよい。この発明で、フロント部材の吸気部は、ユニット内へのある程度の大きさの異物の吸い込みを抑制できるように複数のスリットを並設して構成することが好ましいが、単なる開口であってもよく、又、フィルタなどが補助的に装着されていてもよい。

請求項１の発明では、第１、第２の発熱部は夫々１回路分の電力制御をする。そして、これらの発熱部は以下説明する気流に晒されて強制空冷される。この空冷用の気流は、前方から負荷線の接続が可能な出力端子を左右両端部に有したフロント部材の吸気部を通って前方から吸込まれ、ユニットベースの側壁によりユニットベースの左右両側への排出を妨げられながら第１、第２の排気間隙から後方へ流出する。この空冷において、第１の整流部によって、第１、第２の発熱部から外れた位置の制御部からその後方に、前記気流が通り抜けることが抑制されるとともに、第２の整流部によって、前記気流が第１、第２の発熱部間に対応した位置を通って後方に通り抜けることが抑制される。同様に、前記気流は、信号線コネクタ及び各入力端子部でも、そこを通って後方に通り抜けることが抑制される。その結果、第１、第２の発熱部間に設けられた吸気部から第１、第２の排気間隙に至る空気の流れ制御されて、各電力制御用の電気部品の周りに前記気流が集中的に通り抜けるように冷却空気の流れを整えることができる。しかも、各発熱部をなす電力制御用の電気部品とリアクタを左右方向に並べたので、いずれか一方が他方に対する気流の到達を妨げることがなく、整流された気流を電力制御用の電気部品の左右両側に通すとともに、各リアクタの左右両側に通して、これらを空冷できる。

又、請求項２の発明の電源装置は、キャビネット本体、この本体の前面に着脱可能に取付けられた前面パネル、及び前記キャビネット本体内に上下方向に延びて設けられた左右一対のラック部材を有するキャビネットと；上下方向に重なるように多数配置された請求項１記載の電源ユニットであって、これらユニットのブレーカ及び吸気部を前記キャビネットの前面に露出させて前記一対のラック部材に左右両端部を支持されるとともに、この支持状態で前記キャビネット本体の後壁との間に上下方向に延びる排気空間を形成する電源ユニットと；前記キャビネットに取付けられて前記排気空間内の空気を前記キャビネット外に強制排気する排気ユニットと；を具備することを特徴としている。

請求項２の発明では、請求項１の電源ユニットを多数上下方向に重なるようにキャビネット内に配置したので、必要な回路数を確保しても左右方向に大きくならず、平面的な設置スペースを小さくできる。そして、排気ユニットの運転により、各電源ユニットの前方から吸込んだ外気をキャビネット内の排気空間を経由させてから排気ユニットを通過させてキャビネット外に排出できる。これにより、請求項１の発明のように各電源ユニットに外気を流通させて、その発熱部を強制空冷できる。

請求項１の発明によれば、複数回路分の発熱部品の夫々を適正に空冷できる電源ユニットを提供できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の電源ユニットを多数備えるにも拘わらず、左右方向の大形化が抑制されて、平面上の設置スペースが小さくて済む電源装置を提供できる。

図１〜図１４を参照して本発明の一実施形態を説明する。

図１中の符号１は例えば調光装置として構成される電源装置を示し、この電源装置１はテレビスタジオ等に設置された照明器具（電気的負荷）への供給電力を制御するために使用される。電源装置１は、キャビネット２と、排気ユニット１５と、電源ユニット２１〜２３を備えている。

キャビネット２は、キャビネット本体３と、例えば左右一対の前面パネル６と、同じく左右一対のラック部材７などを備えている。

キャビネット本体３は、上下方向に延びる四角い箱状をなし、その前面は上下両端部を除いて開放されている。このキャビネット本体３の下端には前後方向に延びる脚部４が設けられている。図１（Ｂ）に示すようにキャビネット本体３は天井壁３ａを有している。

天井壁３ａの上面には排気ユニット１５が連結されている。排気ユニット１５には排気ファン装置（図示しない）が内蔵されている。排気ファン装置は、キャビネット本体３内の空気を排気ユニット１５の上面に開設した排気口１５ａを通して外部に強制排出させるもので、そのために、この排気ファン装置の吸気側は天井壁３ａに設けた図示しない通気口を通してキャビネット本体３内に連通されている。

図１（Ｂ）に示すように排気ユニット１５は平面視四角形で、その大きさはキャビネット２の天井壁３ａより小さい。それにより、排気ユニット１５がキャビネット２の前後左右の各面から天井壁３ａの中央部方向に後退されて段差を作る結果、電源装置１を視認した場合に、この装置の高さを排気ユニット１５が高く見えないようにできる。

既述のように排気ユニット１５が小さいことにより天井壁３ａの周部は外部に露出されている。この天井壁３ａの四隅には上向きに突出す吊ボルト等の吊金具５が夫々取付けられている。これら吊金具５は、例えば電源装置１全体を吊り上げて移動させる際などに吊ワイヤを掛ける部分として用いられる。なお、排気ユニット１５はキャビネット本体３よりも機械的強度が弱いので、排気ユニット１５に吊金具５を取付けることは、電源装置１の移動時にこの装置全体の重量が作用するため好ましくない。

二枚の前面パネル６の内の一方は、キャビネット本体３の左側前面部に着脱可能に取付けられている。この左側の前面パネル６に対して右方向に離間して他方の前面パネル６が、キャビネット本体３の右側前面部に着脱可能に取付けられている。これら前面パネル６の着脱は、電源ユニット２１の着脱や負荷線（図示しない）の接続時などに行われる。なお、負荷線はテレビスタジオ内の照明器具に接続される。

図３及び図５に示すように上下方向に延びて柱状をなす一対のラック部材７は、キャビネット本体３に夫々内蔵されている。これらラック部材７は前方から前面パネル６で覆い隠されている。キャビネット本体３内は左右のラック部材７間の中央領域と、これらラック部材７とキャビネット本体３の側壁との間の側部領域２ｂとは、ラック部材７より後側の後部領域２ｃとに分けられている。

中央領域は電源ユニットの配置空間として用いられる。左右の側部領域２ｂはいずれも負荷線の一部を納めるスペースとして使用される。後部領域２ｃは、キャビネット本体３の後壁３ｂで仕切られ、かつ、左右の側部領域２ｂにわたっていて、キャビネット２の上下方向に延びる排気空間として用いられる。

左右のラック部材７の互いに対向する面には、多数のユニット受け例えば第１のレール８が上下方向に間隔的に取付けられているとともに、１以上の他のユニット受け例えば第２のレール９が取付けられている。左右方向に対向する第１のレール８は同じ高さ位置に設けられ、これとは異なった高さ位置に左右方向に対向する第２のレール９（一方のみ図示）が設けられている。これらのレール８，９はいずれも前後方向に延びている。

図８で代表して示すように第１のレール８の前端部は第１の位置決め端部をなしている。この第１の位置決め端部は、前方に突出した突出部８ａとこれより後退した逃げ部８ｂとから形成されている。そして、例えば、突出部８ａの方が逃げ部８ｂの上側に設けられているとともに、逃げ部８ｂの方が突出部８ａの下側に設けられている。同様に、第２のレール９の前端部も第２の位置決め端部をなしている。この第２の位置決め端部は、前方に突出した突出部９ａとこれより後退した逃げ部９ｂとから形成されている。そして、第１の位置決め端部とは逆に突出部９ａの方が逃げ部９ｂの下側に設けられているとともに、逃げ部９ｂの方が突出部９ａの上側に設けられている。なお、第１、第２の位置決め端部の突出部と逃げ部との上下関係は、以上の説明と逆にしてもよい。

図２〜図６及び図９を参照して電源ユニット２１を説明する。多数使用される電源ユニット２１は、ユニットベース３１、制御部３８、第１の発熱部４０、第２の発熱部４４、第３の発熱部４８、フロント部材５２、第１の整流部６５、信号線コネクタ６７、正負一対の入力端子６９，７０、及び第２の整流部７２を備えている。

ユニットベース３１は、金属好ましくは放熱性に優れかつ軽量なアルミニウム合金の板材からなり、その下面は平坦状をなしている。ユニットベース３１は、その前後方向の奥行きよりも左右方向に長い長方形状に形成され、左右両端部に夫々側壁３２を有している。側壁３２は例えばアルミニウム合金の型材製であり、ユニットベース３１に連結されている。左右両側の側壁３２の外面には係合部例えばレール嵌合部３３が形成されている。このレール嵌合部３３は、側壁３２の外面及び後端に夫々開放する溝からなり、前後方向に延びていて、前記第１のレール８に挿脱可能に嵌合される。

図６に代表して示すように側壁３２の後部には位置決め部材３４がねじ止めされている。この位置決め部材３４は、後方に突出した突出部３４ａとこれより前側に後退した逃げ部３４ｂを有している。突出部３４ａの方が逃げ部３４ｂの下側に設けられているとともに、逃げ部３４ｂの方が突出部３４ａの上側に設けられている。つまり、突出部３４ａと逃げ部３４ｂは、第１のレール８の突出部８ａと逃げ部８ｂの高さ位置関係とは逆である。

それにより、電源ユニット２１を適正に支持するための第１のレール８に、レール嵌合部３３を前側から後方に向けて嵌合させた場合に、突出部３４ａと逃げ部８ｂが合わさるとともに、逃げ部３４ｂと突出部８ａが合わさるので、位置決め部材３４と第１のレール８の第１の位置決め端部とが噛み合って、電源ユニット２１が適正な奥行き深さまで挿入される。

これに対して、電源ユニット２２を適正に支持するための第２のレール９に、レール嵌合部３３を前側から後方に向けて嵌合させた場合に、突出部３４ａ、９ａ同士が突き当たって、逃げ部３４ｂ、９ｂ同士が離間対向するので、位置決め部材３４と第２のレール９の第１の位置決め端部とが噛み合うことがない。つまり、電源ユニット２１が適正な奥行き深さまで挿入されることがなく、この電源ユニット２１の誤挿入が防止される。又、この逆に、電源ユニット２３をそれ用とは異なる第１のレール８に挿入した場合にも、同じ理由で電源ユニット２３の誤挿入が防止される。

側壁３２には位置決め部材３４より前側に位置してＬ形の取付け板３５がねじ止めされている。そして、前記適正位置に電源ユニット２１が挿入された場合に、取付け板３５がラック部材７の前面に当接され、この状態で取付け板３５を通ってラック部材７に着脱可能にねじ込まれるねじによって、左右のラック部材７にわたって電源ユニット２１が固定されるようになっている。なお、側壁３２をダイキャスト成形品とする場合には、側壁３２に対して位置決め部材３４と取付け板３５に相当する部位を一体に成形できる。

制御部３８は硬質なプリント回路基板に各種の電気部品を実装して形成されている。実装された電気部品により後述するサイリスタの導通角を制御して照明器具への供給電力を変化させる。この制御部３８は、ユニットベース３１の左右方向（長手方向）の一端部例えば左側の端部上面に絶縁して配置されている。

一つの照明器具系統（電気回路）に対する供給電力の制御を担う第１の発熱部４０は、電力制御用の電気部品例えば半導体具体的にはサイリスタ４１と、これに電気的に接続されたスイッチングノイズ低減用のリアクタ４２を対として形成されている。１セットとして用いられるサイリスタ４１とリアクタ４２はいずれも発熱部品である。第１の発熱部４０は、ユニットベース３１の制御部３８が配置されていない方の右側端部に前方に寄せて配置されている。

この配置において、図２及び図３に示すようにサイリスタ４１とリアクタ４２は、非接触、つまり、互いの間に前後方向には仕切られることがない隙間ｇ１を形成し左右方向に隣り合って設けられている。これとともに、サイリスタ４１は隙間ｇ２を形成して前側から見て右側の側壁３２から離間している。

他の照明器具系統（電気回路）に対する供給電力の制御を担う第２の発熱部４４も、サイリスタ４５と、これに電気的に接続されたリアクタ４６を対として形成されている。他の１セットとして用いられるサイリスタ４５とリアクタ４６はいずれも発熱部品である。第２の発熱部４４はユニットベース３１にその前方に寄せて設けられている。

この第２の発熱部４４は、制御部３８に寄ってこれと第１の発熱部４０との間に配置されている。この配置においても、図２及び図３に示すようにサイリスタ４５とリアクタ４６は、非接触、つまり、互いの間に前後方向には仕切られることがない隙間ｇ３を形成し左右方向に隣り合って設けられている。

更に他の照明器具系統（電気回路）に対する供給電力の制御を担う第３の発熱部４８も、サイリスタ４９と、これに電気的に接続されたリアクタ５０を対として形成されている。更に他の１セットとして用いられるサイリスタ４９とリアクタ５０はいずれも発熱部品である。第３の発熱部４８はユニットベース３１にその前方に寄せて設けられている。この第３の発熱部４８は第１の発熱部４０と第２の発熱部４４との間に配置されている。

この配置においても、図２及び図３に示すようにサイリスタ４９とリアクタ５０は、非接触、つまり、互いの間に前後方向には仕切られることがない隙間ｇ４を形成し左右方向に隣り合って設けられている。そして、サイリスタ４９と第１の発熱部４０のリアクタ４２も、非接触、つまり、互いの間に前後方向には仕切られることがない隙間ｇ５を形成し左右方向に隣り合って設けられている。これとともに、リアクタ５０と第２の発熱部４４のサイリスタ４５も、非接触、つまり、互いの間に前後方向には仕切られることがない隙間ｇ６を形成し左右方向に隣り合って設けられている。

なお、以上のようにユニットベース３１の左右方向に間隔的に分散して配置された第１の発熱部４０、第２の発熱部４４、及び第３の発熱部４８において、サイリスタとリアクタの配置は図２及び図３の状態とは左右逆にしてもよい。又、サイリスタ４１，４５，４９は夫々ユニットベース３１に熱伝導により放熱可能に取付けられ、同様にリアクタ４２,４６,５０の夫々もユニットベース３１に熱伝導により放熱可能に取付けられている。

フロント部材５２は、硬質合成樹脂製であり、ユニットベース３１の前端部に連結されており、側壁３２の前端を覆っている。このフロント部材５２の内側には、図２、図３、図９等に示すように第１のブレーカ５３〜第３のブレーカ５５が取付けられている。なお、これら第１のブレーカ５３〜第３のブレーカ５５は、ユニットベースに取付けられていてもよい。

第１のブレーカ５３は第１の発熱部４０に対向してその前方に配置されている。この第１のブレーカ５３が有したレバー状の操作部５３ａは、フロント部材５２の前方から操作されるようにフロント部材５２の前面に露出されている（図５等参照）。第１のブレーカ５３は図示しない電気配線を介して第１の発熱部４０のリアクタ４２に接続されている。

同様に、第２のブレーカ５４も第２の発熱部４４に対向してその前方に配置されている。この第２のブレーカ５４が有したレバー状の操作部５４ａも、フロント部材５２の前方から操作されるようにフロント部材５２の前面に露出されている。第２のブレーカ５４は図示しない電気配線を介して第２の発熱部４４のリアクタ４６に接続されている。

同様に、第３のブレーカ５５も第３の発熱部４８に対向してその前方に配置されている。この第３のブレーカ５５が有したレバー状の操作部５５ａも、フロント部材５２の前方から操作されるようにフロント部材５２の前面に露出されている。第３のブレーカ５５は図示しない電気配線を介して第３の発熱部４８のリアクタ５０に接続されている。

フロント部材５２の左右両端部の内の一方例えば右側の端部には、図３及び図５に示すように第１の出力端子５７が取付けられている。この第１の出力端子５７は、フロント部材５２の前方から負荷線が着脱されるようにフロント部材５２の前面に露出されている。この第１の出力端子５７は第１の発熱部４０のリアクタ４２と図示しない電気配線を介して接続されている。

フロント部材５２の例えば左側の端部には、図３及び図５に示すように第２の出力端子５８と第３の出力端子５９とが夫々取付けられている。第２の出力端子５８と第３の出力端子５９は、フロント部材５２の前方から負荷線が着脱されるようにフロント部材５２の前面に露出されている。第２の出力端子５８は第２の発熱部４４のリアクタ４６と図示しない電気配線を介して接続され、同様に第３の出力端子５９は第３の発熱部４８のサイリスタ４９と図示しない電気配線を介して接続されている。

フロント部材５２の前面に、第１のブレーカ５３〜第３のブレーカ５５、及び第１の出力端子５７〜第３の出力端子５９を避けて吸気部６１が設けられている。詳しくは、図３、図５及び図９に示すように吸気部６１は、第１のブレーカ５３と第３のブレーカ５５との間、及び第２のブレーカ５４と第３のブレーカ５５との間に夫々設けられている。したがって、これら二つの吸気部６１は、第３のブレーカ５５の操作部５５ａの両側に設けられて、互いにフロント部材５２の左右方向に離れているとともに、前方から見た場合に第１の発熱部４１と第２の発熱部４４との間に位置して設けられている。吸気部６１は、フロント部材５２の厚み方向（上下方向）に延びる多数のスリットからなる。なお、図５及び図９中の符号６２,６３は補助吸気部を示している。補助吸気部６２,６３は省略可能である。補助吸気部６２は第１のブレーカ５３と第１の出力端子５７との間に対応してフロント部材５２の前面に形成され、補助吸気部６３は第２のブレーカ５４と第３の出力端子５９との間に対応してフロント部材５２の前面に形成されている。これらの補助吸気部６２,６３の通気面積は、吸気部６１の通気面積より格段に小さい。

第１の整流部６５は、板状をなし、ユニットベース３１の例えば左側端部でかつこのユニットベース３１の後方部位から起立して設けられている。第１の整流部６５は、制御部３８の左右方向の幅寸法よりも長く形成されていて、制御部３８に対向してその後方に配置されている。第１の整流部６５の高さは側壁３２の高さに略等しいとともに、この第１の整流部６５の一端は、ユニットベース３１の例えば左側位置の側壁３２に接して連続している。

信号線コネクタ６７は制御部３８に対する信号の送受を中継するものである。信号線コネクタ６７は、第１の整流部６５に寄せてユニットベース３１に、このユニットベース３１の後方部位から起立するように取付けられて、第２の発熱部４４のリアクタ４６の真後ろに対向している。信号線コネクタ６７と第１の整流部６５とは非接触で互いに間に第１の排気間隙Ｇ１を形成している。

一対の入力端子６９,７０は、ユニットベース３１の例えば右側端部に、このユニットベース３１の後方部位から起立するように取付けられていて、第１の発熱部４０の真後ろに対向している。一方の入力端子６９は、ユニットベース３１の右側の側壁に近接して設けられている。この入力端子６９と他方の入力端子７０との間には第２の排気間隙Ｇ２が形成されている。これらの入力端子６９,７０は図示しない電気配線を介して第１のブレーカ５３〜第３のブレーカ５５に夫々接続されている。

第２の整流部７２は、板状をなし、信号線コネクタ６７と入力端子７０との間に位置してユニットベース３１の後方部位から起立して設けられている。この第２の整流部７２は第１の発熱部４０と第２の発熱部４４との間に対応しており、したがって、電源ユニット２１においては第３の発熱部４８に対向してその後方に配置されている。第２の整流部７２の高さは側壁３２の高さに略等しく、この第２の整流部７２の一端は信号線コネクタ６７に接近ないしは接触され、第２の整流部７２の他端は入力端子７０に接近ないしは接触されている。

他の種類の電源ユニット２２は供給電力の制御が二回路のものである。この電源ユニット２２は、以下説明する事項以外は、供給電力の制御が三回路の電源ユニット２１と同じ構成であるので、同一部分には同じ符号を付して説明を省略する。

この電源ユニット２２では、前記電源ユニット２１で用いた第３の発熱部及び第３のブレーカと第２の整流部が省略されている。その代わりにユニットベース３１上には第１の発熱部４０と第２の発熱部４４との間に位置して新たに図１４に示した第２の整流部７３が取付けられている。

第２の整流部７３は、コの字形状に曲げられており、その互いに平行な２辺を前後方向に延ばすとともに、これら２片にわたるブリッジ部分７３ａを前側に寄せて設けられている。ブリッジ部分７３ａは、一対の吸気部６１から吸込まれた外気が、直接工場に流通することを妨げて、右隣の第１の発熱部４０と左隣りの第２の発熱部に外気を導く。

第１の発熱部４０のリアクタ４２との間に間隙を形成する第２の整流部７３の一辺７３ｂの後端は入力端子７０に近接されている。第２の発熱部４４のサイリスタ４５との間に間隙を形成する第２の整流部７３の他辺７３ｃの後端は信号線コネクタ６７に近接されている。

左右の吸気部６１間には閉鎖板７４が装着されて、第３のブレーカ５５を設けた場合にその操作部を前方に露出させる部分を閉じている。又、リアクタ４２、４６にはトロイダル型のものが使用されている。以上説明した事項以外は電源ユニット２１と、構成、形状、及び大きさとも同じであり、既述の第２の整流部７３、閉鎖板７４、及びリアクタ４２、４６以外の部材は、それに対応する電源ユニット２１と共通部材となっている。

図１１〜図１３に示す更に他の種類の電源ユニット２３は、供給電力の制御が三回路のものであり、電源ユニット２１より電流容量が大きい。この電源ユニット２３は、以下説明する事項以外は、電源ユニット２１と同じ構成であるので、同一部分には同じ符号を付して説明を省略する。

この電源ユニット２３では、第１の発熱部４０のリアクタ４２、第２の発熱部４４のリアクタ４６、及び第３の発熱部４８のリアクタ５０には、図１１に示すように夫々トロイダル型のものが使用されていて、その巻線には、電流容量に合せて電源ユニット２１で使用した巻線よりも太いものが使用されている。それにより、電源ユニット２３は、電源ユニット２１の２倍の厚みを有して形成されている。

更に、電源ユニット２１の第１の整流部６５及び第２の整流部７２に代えて、電源ユニット２３では図１２及び図１３に示す単一の整流部材８１を使用している。この整流部材８１は、左右の側壁３２の後端間にわたる縦板８２と、この縦板８２の高さ方向中間位置から前方に一体に突出された横板８３とからなる。

縦板８２は、側壁３２と略同じ高さで、その下部に第１の切欠き８４と第２の切欠き８５とを有している。第１の切欠き８４は信号線コネクタ６７を逃げて設けられていて、信号線コネクタ６７の一端との間に第１の排気間隙Ｇ１を形成してこの信号線コネクタ６７より長く形成されている。第２の切欠き８５は、一対の入力端子６９,７０にわたる大きさで、第２の排気間隙Ｇ２を塞がないように形成されている。したがって、第１の排気間隙Ｇ１に隣接した縦板８２の一端側下部が第１の整流部６５をなし、信号線コネクタ６７と入力端子７０とで挟まれる縦板８２の中間下部が第２の整流部７２をなしている。

横板８３は図１３に示すように各発熱部４０,４４,４８の上方を覆って設けられている。これにより、電源ユニット２３の大きな厚みを原因として、吸気部６１から吸込まれた外気が、各発熱部４０,４４,４８の上方を迂回して流通することを抑制して、各発熱部４０,４４,４８に外気を効率よく当たるようにしている。以上説明した事項以外は電源ユニット２１と、構成、形状、及び大きさ（厚みを除く）とも同じであり、既述のリアクタ４２，４６，５０、及び整流部材８１以外の部材は、それに対応する電源ユニット２１と共通部材となっている。

前記構成の各電源ユニット２１〜２３は、いずれも既に電源ユニット２１で説明した取付け手順にしたがって、一対のラック部材７間に前方から挿入して取付けられる。それにより、左右の横幅寸法と奥行き寸法とが同じ各電源ユニット２１〜２３は、互いに上下方向に重なるように配置されて、それらの後端はキャビネット本体３の後壁３ｂから離間して、排気空間としての前記後部領域２ｃが維持される。この状態で、上下に隣接された電源ユニットの前部相互間に１ｍｍ程度のギャップが形成される。

又、この状態で各電源ユニット２１〜２３の出力端子５７〜５８の夫々には対応する負荷線（図示しない）が接続されて、これらの負荷線はキャビネット本体３内においてその側部領域２ｂを通って配線される。このため、負荷線が各ブレーカ５３〜５５の操作の邪魔にならないとともに、吸気部６１及び補助吸気部６２，６３からの外気の吸込みの邪魔となることもない。

こうした負荷線の接続後に、キャビネット本体３の前面左右両側部に夫々前面パネル６が取付けられて、各出力端子５７〜５８が覆われるとともに側部領域２ｂの前面が閉じられる。それにより、各電源ユニット２１〜２３の吸気部６１及び各ブレーカ５３〜５５の操作部５３ａ〜５５ａが、一対の前面パネル６相互間に露出された状態に組立てられる。

この状態で電源装置１は使用され、その際に排気ユニット１５が同時に運転されるので、各電源ユニット２１〜２３の発熱部に対する強制空冷がなされる。すなわち、電源ユニット２１について代表して説明する。

電源ユニット２１は三系統の照明器具に対する供給電力の制御を個別に担う三回路分の発熱部、つまり、第１の発熱部４０、第２の発熱部４４、及び第３の発熱部４８を備え、これらは、一箇所に集中させないでユニットベース３１に対してその左右方向に間隔的に分散配置されている。そのため、各発熱部４０，４４，４８からユニットベース３１に放出される熱は、このユニットベース３１の一部に集中してこもることがなく、ユニットベース３１の全域に速やかに分散される。そして、上下に隣接した電源ユニット２１の前部相互間のギャップを通過してキャビネット本体３内に吸込まれる外気が、ユニットベース３１の下側面に沿って流れるので、この外気の流れにユニットベース３１の熱が放出される。したがって、各発熱部４０，４４，４８からユニットベース３１への放熱性が向上され、各発熱部４０，４４，４８の温度過昇を抑制できる。

この冷却作用とは別に電源ユニット２１は以下のように空冷される。つまり、排気ユニット１５の運転による排気作用で、キャビネット本体３内の後部領域２ｃが負圧になるので、キャビネット２の前面に露出しているフロント部材５２の前面から外気が吸込まれる。具体的には、負荷線が接続された左右の出力端子５７〜５９と前方から操作が可能な第１のブレーカ５３〜第３のブレーカ５５間に設けられた吸気部６１から外気が吸込まれる。こうして、電源ユニット２１内に吸込まれた外気は、ユニットベース３１の側壁３２によりユニットベース３１の左右両側への排出を妨げられながら電源ユニット２１内を流通し、主として第１の排気間隙Ｇ１及び第２の排気間隙Ｇ２を通って後部領域２ｃに排出される。このような外気の前吸込み後吐出しに伴って、各発熱部４０，４４，４８及びユニットベース３１が空冷される。

この空冷において、第１の整流部６５によって、第１の発熱部４０、第２の発熱部４４、及び第３の発熱部４８から外れた位置の制御部３８からその後方に、前記気流が通り抜けることが抑制される。これとともに、第２の整流部７２によって、前記気流が第１の発熱部４０と第２の発熱部４４間に対応した位置を通って後方に通り抜けることが抑制される。しかも、前記気流は、信号線コネクタ６７及び各入力端子部６９，７０でも、そこを通って後方に通り抜けることが抑制される。

その結果、複数の発熱部が分散配置された電源ユニット２１において、その前面の吸気部６１から後端部の排気隙間Ｇ１，Ｇ２に至る空気の流れが制御されて、各電力制御用の電気部品の周りに前記気流が集中的に通り抜けるように冷却空気の流れを整えることができる。

つまり、図１０中右側位置の吸気部６１から吸込まれた外気は、この吸気部６１に対向したサイリスタ４９によって左右に分流され、その内の右方向に分かれた流れは、更に隙間ｇ５を通る流れ（矢印Ａ参照）と隙間ｇ１を通る流れ（矢印Ｂ）となって、リアクタ４２の両側に流れた後に、リアクタ４２の後側で合流して第２の排気間隙Ｇ２を通ってキャビネット２の後部領域に流出される。こうした矢印Ａ，Ｂの流れはリアクタ４２を左右両側から空冷する。これとともに、矢印Ａの流れはリアクタ５０を右側から空冷し、矢印Ｂの流れはサイリスタ４１を左側から空冷する。

そして、左方向に分かれた流れは、更に隙間ｇ４を通る流れ（矢印Ｃ参照）と隙間ｇ６を通す流れ（矢印Ｄ参照）となって、サイリスタ４９の両側に流れる。そして、隙間ｇ４を通った矢印Ｃの流れは第２の整流部７２により流出を妨げられて、主に前記流れＡに合流して第２の排気間隙Ｇ２から流出する。このため、サイリスタ４９は、隙間ｇ５を通る気流と隙間ｇ６を通る気流により両側から空冷される。更に、隙間ｇ６を通った矢印Ｄの流れは、信号線コネクタ６７により流出を妨げられて、第１の排気間隙Ｇ１から流出して、サイリスタ４５を右側から空冷する。

又、図１０中左側位置の吸気部６１から吸込まれた外気は、この吸気部６１に対向したサイリスタ４５によって左右に分流され、その内の右方向に分かれた流れは、更に隙間ｇ６を通る流れ（矢印Ｄ参照）に合流するとともに、隙間ｇ４を通る流れ（矢印Ｃ）に合流する。このため、矢印Ｄの気流は、サイリスタ４５リアクタ４６を右側から空冷するとともに、リアクタ５０を左側から空冷する。矢印Ｃの気流は、既述のようにリアクタ５０を左側から空冷している。したがって、リアクタ５０は左右両側から空冷される。

そして、左方向に分かれた流れは、更に隙間ｇ３を通る流れ（矢印Ｅ参照）と、サイリスタ４５と左側の側壁３２との間の空隙ｇ７を通る流れ（矢印Ｆ参照）となる。隙間ｇ３を通る矢印Ｅの気流は、サイリスタ４５とリアクタ４６とを空冷する。これにより、サイリスタ４５が、矢印Ｅの気流と矢印Ｄの気流により左右両側から空冷される。又、空隙ｇ７を通る気流は第１の整流部６５により後部領域２ｃへの流出を妨げられるので、第１の排気間隙Ｇ１に向けて流れが集中するように制御され、それにより、リアクタ４６の左側に沿って集中して流れるようになる。したがって、矢印Ｅと矢印Ｆの気流によりリアクタ４６が左右両側から空冷される。又、矢印Ｅと矢印Ｆの気流はサイリスタ４５の後側で合流して第１の排気間隙Ｇ１を流通する。

なお、左側位置の補助吸気部６２から吸込まれた外気は、矢印Ｇで示すように第１の整流部６５により矢印Ｆの気流と同様に制御され、その一部がリアクタ４６の空冷に供される他は、主として制御部３８の空冷に供される。

又、右側位置の補助吸気部６３から吸込まれた外気は隙間ｇ２を通る流れ（矢印Ｇ）となって、サイリスタ４１の左側に流れた後に、右側の側壁３２と入力端子６９との間の隙間を通り抜けてキャビネット２の後部領域２ｃに流出され、サイリスタ４１の冷却に供される。したがって、サイリスタ４１は矢印Ｂで示す気流と矢印Ｈで示す気流により左右両側から空冷される。

以上のように複数の発熱部４０,４４,４８が格別に仕切られた領域に個別に設けられることなく、単一空間内に分散して配置されているにも拘わらず、第１のブレーカ５３と第２のブレーカ５４との間に設けた二つの吸気部６１等から外気を吸込んで後方に排出される気流の流れを、第１の整流部６５、第２の整流部７２、信号線コネクタ６７、及び入力端子６９,７０で整えて、各発熱部４０,４４,４８のサイリスタ４１,４５,４９の夫々をその左右両側に集中して通る気流としたことにより、効率よく空冷できるとともに、各発熱部４０,４４,４８のリアクタ４２,４６,５０の夫々をその左右両側に集中して通る気流により効率よく空冷できる。

しかも、各発熱部をなす電力制御用のサイリスタ４１，４５，４９と、ノイズ吸収用のリアクタ４２，４６，５０を左右方向に並べたので、いずれか一方が他方に対する気流の到達を妨げることがない。これにより、既述のように整流された気流を各サイリスタ４１，４５，４９の左右両側に通すとともに、各リアクタ４２，４６，５０の左右両側に通して、これらを空冷できる。

以上説明したように電源ユニット２１が備える各発熱部４０，４４，４８の各発熱部品の夫々を適正に空冷できる。シュミレイションの結果によれば、最も温度が上がりやすいリアクタ４２，４６，５０の最高温度を１２６℃と抑制できることが分かった。

又、以上の空冷作用は、第３の発熱部を備えないで、コの字形状の第２の整流部７２を有した電源ユニット２２においても同様に実現できるとともに、これらよりも電流容量が大きな電源ユニット２３においても同様に実現できる。しかも、電源ユニット２３ではその厚みが電源ユニット２１，２２より大きいにも拘わらず、整流部材８１に設けた横板８３によって気流が発熱部品の情報に迂回して流れることを抑制できる。

又、この電源装置１の電源ユニット２１〜２３は、既述のように複数の電力供給系統、例えば三系統の照明器具に対する供給電力の制御を個別に担う三回路分の発熱部４０，４４，４８を備えて、それ自体は左右方向に大きくなっている。しかし、これらの電源ユニット２１〜２３を多数上下方向に重なるようにキャビネット２内に配置したので、電源装置１は、必要な回路数を確保しても左右方向に大きくならず、平面的な設置スペースが小さくて済む。

（Ａ）は本発明の一実施形態に係る電源装置を示す斜視図。（Ｂ）は同電源装置を示す平面図。 図１の電源装置が備える第１の電源ユニットを示す斜視図。 図２の電源ユニットを一部切欠して示す平面図。 図２の電源ユニットを示す底面図。 図１の電源装置の一部をこの装置の前面パネルを除去した状態で示す正面図。 図２の電源ユニットの一側部を示す斜視図。 図１の電源装置が備える第３の電源ユニットの一側部を示す斜視図。 図１の電源装置のラック部材の一部を示す斜視図。 図２の電源ユニットの部品の配置を概略的に示す概略的斜視図。 図２の電源ユニットに対する冷却風の流れを概略的に示す図。 図１の電源装置が備える第３の電源ユニットをその整流部材を外した状態で示す斜視図。 図１の電源装置が備える第３の電源ユニットを示す斜視図。 図１２の電源ユニットを示す概略断面図。 図１の電源装置が備える第３の電源ユニットを示す概略的斜視図。

符号の説明

１…電源装置、２…キャビネット、２ｃ…後部領域（排気空間）、３…キャビネット本体、３ａ…キャビネット本体の後壁、６…前面パネル、７…ラック部材、１５…排気ユニット、２１〜２３…電源ユニット、３１…ユニットベース、３２…側壁、３８…制御部、４０…第１の発熱部、４１…サイリスタ（電力制御用の電気部品）、４２…リアクタ、４４…第２の発熱部、４５…他のサイリスタ（電力制御用の電気部品）、４６…他のリアクタ、５２…フロント部材、５３…第１のブレーカ、５４…第２のブレーカ、５３ａ…第１のブレーカの操作部、５４ａ…第２のブレーカの操作部、５７…第１の出力端子、５８…第２の出力端子、６１…吸気部、６５…第１の整流部、６７…信号線コネクタ、６９，７０…入力端子、７２…第２の整流部、ｇ１〜ｇ６…発熱部周りの隙間、Ｇ１…第１の排気間隙、Ｇ２…第２の排気間隙、７３…第２の整流部、８１…整流部材

Claims (2)

1. 前後方向の奥行きよりも左右方向に長く形成されてこの左右方向の両端に側壁を有したユニットベースと；
   このベースの左右方向一端部に配置された制御部と；
   前記ユニットベースの左右方向他端部に配置され、前記制御部で制御される電力制御用の電気部品及びこれに左右方向に隣り合ってかつ電気的に接続されたリアクタからなる第１の発熱部と；
   この第１の発熱部と前記制御部との間に配置され、前記制御部で制御される他の電力制御用の電気部品及びこれに左右方向に隣り合ってかつ電気的に接続された他のリアクタからなる第２の発熱部と；
   前記第１、第２の発熱部の前方であって、前記第１、第２の発熱部間に設けられた吸気部を有したフロント部材と；
   前記ユニットベースの左右方向一端部でかつ前記制御部の後側に設けられた第１の整流部と；
   この第１の整流部との間に第１の排気間隙を形成して前記ユニットベースに設けられ前記制御部に対する送受信号を中継する信号線コネクタと；
   互いの間に第２の排気間隙を形成して前記ユニットベースの左右方向他端部でかつ後側部位に設けられた一対の入力端子と；
   この入力端子と前記信号線コネクタとの間に前記第１、第２の発熱部間に対応して設けられた第２の整流部と；
   を具備することを特徴とする電源ユニット。
2. キャビネット本体、この本体の前面に着脱可能に取付けられた前面パネル、及び前記キャビネット本体内に上下方向に延びて設けられた左右一対のラック部材を有するキャビネットと；
   上下方向に重なるように多数配置された請求項１記載の電源ユニットであって、これらユニットのブレーカ及び吸気部を前記キャビネットの前面に露出させて前記一対のラック部材に左右両端部を支持されるとともに、この支持状態で前記キャビネット本体の後壁との間に上下方向に延びる排気空間を形成する電源ユニットと；
   前記キャビネットに取付けられて前記排気空間内の空気を前記キャビネット外に強制排気する排気ユニットと；
   を具備することを特徴とする電源装置。

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