JP6286797B2 - 調光装置及びそれを用いた調光盤 - Google Patents

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Description

本発明は、調光装置及びそれを用いた調光盤に関し、より詳細には、発熱部品を備えた調光装置及びそれを用いた調光盤に関する。
従来、照明負荷を調光する調光ユニットを複数備えた調光盤が提供されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に記載された調光盤は、複数の調光ユニットと、複数の調光ユニットが収納されるボックスとを備える。
各調光ユニットは、発熱部品であるコイル及びスイッチング素子と、コイル及びスイッチング素子が収納されるケーシングとを有する。ケーシングのうちコイル及びスイッチング素子が収納される部位の両側面は開放されており、通気路を形成している。
一方、複数の調光ユニットが収納されるボックスには冷却ファンが設けられており、この冷却ファンにより形成される空気流によって、コイル及びスイッチング素子の温度上昇を抑えることができる。
特開平9−320768号公報
上述の特許文献1に示した調光盤は、複数の調光ユニットをボックス内に収納する構造であるため、各調光ユニットのケーシングの両側面が開放されていても外観上問題はない。しかしながら、この調光ユニットを単体で使用する場合、ケーシングの両側面が開放していることでコイル及びスイッチング素子が剥き出しとなり、このままでは使用することができない。
したがって、この調光ユニットを単体で使用する場合には、ケーシングの両側面を塞がなければならず、ケーシングの両側面を塞ぐことでコイル及びスイッチング素子で発生する熱によりケーシングの温度が上昇する。そして、調光ユニットへの電源線や信号線がケーシングに接触している場合には、ケーシングを介して電源線や信号線に熱が伝わり、最悪の場合、電源線や信号線の被覆が変形する可能性があった。
本発明は上記問題点に鑑みて為されており、ケースの温度上昇を抑えた調光装置及びそれを用いた調光盤を提供することを目的とする。
本発明の調光装置は、少なくとも発熱部品が実装される基板と、前記基板が収納されるケースとを備え、前記基板は、前記発熱部品が実装される第1の面を、前記ケースにおける前記第1の面との対向面から離し、且つ前記基板における前記第1の面と反対側の第2の面を、前記ケースにおける前記第2の面との対向面から離した状態で前記ケースに収納され、前記発熱部品に熱的に結合された放熱部品が前記基板に実装されており、前記ケースは、内部に設けられた隔壁により分割された第1の収納部及び第2の収納部を有し、前記第1の収納部の側面部には、前記ケースの内部と外部とをつなぐ通気孔が設けられており、前記基板は、前記発熱部品及び前記放熱部品の少なくとも一部が前記第1の収納部に配置され、且つ前記発熱部品及び前記放熱部品の残りの部分が前記第2の収納部に配置されるように前記ケースに収納されることを特徴とする。
本発明の調光盤は、上記の複数の調光装置と、前記複数の調光装置が収納される第2のケースとを備え、前記第2のケースは、前記複数の調光装置が並べて取り付けられる取付部材を有し、前記ケースからなる第1のケースは、前記取付部材と対向する底面部から前記取付部材側に突出する取付部を有し、前記取付部により前記取付部材に取り付けられ、前記取付部材は、前記複数の調光装置が取り付けられた状態において、前記複数の調光装置の各々の前記底面部と密着するように前記底面部と対向する部位を前記底面部側に突出させていることを特徴とする。
本発明の調光装置によれば、基板の第1の面及び第2の面をケースの対向面からそれぞれ離した状態でケースに基板を収納しているので、基板に実装された発熱部品によるケースの温度上昇を抑えることができる。
本発明の調光盤によれば、第2のケースの一部である取付部材を第1のケースの底面部に密着させているので、発熱部品で発生する熱を第1のケースを介して第2のケースに伝えることができ、その結果、放熱性が向上する。
本発明の実施形態に係る調光装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る調光装置の全体斜視図である。 本発明の実施形態に係る調光装置の上面図である。 本発明の実施形態に係る調光装置の概略回路図である。 本発明の実施形態に係る調光盤の全体斜視図である。 本発明の実施形態に係る調光盤においてボックス本体を取り外した状態の斜視図である。 本発明の実施形態に係る調光盤の断面図である。
本発明に係る調光装置1及び調光盤5の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。但し、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態に限定されることなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
なお以下では、図5中の前後方向を調光装置1及び調光盤5の前後方向、図5中の上下方向を調光装置1及び調光盤5の上下方向、図5中の左右方向を調光装置1及び調光盤5の左右方向と規定して説明を行う。但し、これらの方向は、調光装置1及び調光盤5を取り付ける向きを限定する趣旨ではない。
本実施形態の調光装置1は、図1〜図3に示すように、ケース10(第1のケース)と、ケース10に収納される基板13とを備える。
ケース10は、例えば板金からなり、前後方向に長い矩形箱状の主ケース11と、主ケース11の前後方向(長手方向)における一端部(前端部)に取り付けられる矩形箱状の副ケース12とを有する。副ケース12は、幅寸法(左右方向における外側寸法)が主ケース11と略同じ寸法に設定されており、高さ寸法(上下方向における外側寸法)が主ケース11よりも低く設定されている。
主ケース11の上面における前寄りの位置には、コネクタ16が設けられている。このコネクタ16は、矩形箱状に形成されたコネクタ本体161を有し、コネクタ本体161の上面を主ケース11の上面から露出させた状態で主ケース11に取り付けられている。コネクタ本体161の上面には、一対の孔1620及び一対の孔1621が設けられている(図3参照)。
一対の孔1620は左右方向に並べて設けられ、さらに一対の孔1621も左右方向に並べて設けられている(図3参照)。また、一対の孔1620は、一対の孔1621よりも前側(図3中の上側)に設けられている。さらに、前後方向における一対の孔1620と一対の孔1621との間には、上向きに突出する仕切り壁1622が設けられている。これら一対の孔1620,1621及び仕切り壁1622は、図2及び図3に示すように、上向きに突出する矩形の突壁162によって周りが囲まれている。
コネクタ本体161の内部には、4本の接続端子T1,T2,T5,T6(図4参照)が収納されている。接続端子T1,T2は、親器2(図4参照)からのPWM信号(調光信号)が入力される端子であり、一対の孔1620を臨むように配置されている。また、接続端子T5,T6は、親器2からのPWM信号に基づいて生成された位相制御信号(位相制御された交流電圧)を出力する端子であり、一対の孔1621を臨むように配置されている。
副ケース12の上面には、コネクタ15が設けられている。このコネクタ15は、矩形箱状に形成されたコネクタ本体151を有し、副ケース12の上面に取り付けられている。このコネクタ本体151の上面には、一対の孔1520及び一対の孔1521が設けられている(図3参照)。
一対の孔1520は左右方向に並べて設けられ、さらに一対の孔1521も左右方向に並べて設けられている(図3参照)。また、一対の孔1520は、一対の孔1521よりも前側(図3中の上側)に設けられている。さらに、前後方向における一対の孔1520と一対の孔1521との間には、上向きに突出する仕切り壁1522が設けられている。これら一対の孔1520,1521及び仕切り壁1522は、上向きに突出する矩形の突壁152によって周りが囲まれている。
コネクタ本体151の内部には、4本の接続端子T3,T4(残り2本は図示せず)が収納されている。接続端子T3,T4は、商用電源4からの交流電力が入力される端子であり、一対の孔1520を臨むように配置されている。また、残り2本の接続端子は、隣接する調光装置1に電力を送るための送り線(図示せず)が電気的に接続される端子であり、一対の孔1521を臨むように配置されている。
さらに、副ケース12の上面には、接地線(図示せず)が接続される接地端子を構成するねじ17が取り付けられている。また、副ケース12の側面部(前側面部、右側面部及び左側面部)121には、副ケース12の内部と外部とをつなぐ複数の通気孔1210(第1の通気孔)が設けられている。
主ケース11の後端部で且つ下端部には、下向きに突出し且つ先端部(下端部)が後向きに延長されたL字状の取付部14が設けられている。また、副ケース12の前端部で且つ下端部には、下向きに突出し且つ先端部(下端部)が前向きに延長されたL字状の取付部14が設けられている。各取付部14には、後述するボックス6の取付部材61(図6参照)に取り付けるための取付ねじ(図示せず)が通される長孔141が設けられている。
基板13は、図1に示すように、前後方向に長い板状のプリント基板からなり、トライアックQ1(発熱部品)及びヒートシンク137(放熱部品)が実装される第1の面131と、基板13の厚み方向における第1の面131と反対側の第2の面132とを有する。また、基板13の第1の面131における後寄りの位置には、2個のコネクタ138が前後方向に並んで実装されている。
なお、一方のコネクタ138には、接続端子T1,T2が電気的に接続された電線の先端に設けられたコネクタ(図示せず)が接続される。また、他方のコネクタ138には、接続端子T5,T6が電気的に接続された電線の先端に設けられたコネクタ(図示せず)が接続される。これにより、接続端子T1,T2,T5,T6が基板13と電気的に接続される。
さらに、接続端子T3,T4は、基板13に実装されたコネクタ(図示せず)との間が電線を介して電気的に接続され、送り線が接続される2本の接続端子(図示せず)も、基板13に実装されたコネクタ(図示せず)との間が電線を介して電気的に接続される。
この基板13は、図1に示すように、ケース10における第1の面131との対向面から第1の面131を離し、且つケース10における第2の面132との対向面から第2の面132を離すようにして、ケース10に収納される。具体的には、市販のロッキングキャップスペーサ18によって、ケース10の左側面(図1中の右側面)から所定距離だけ浮かせた状態で基板13をケース10に収納している。
このように配置することで、トライアックQ1で発生した熱がケース10に伝わりにくくなり、その結果、ケース10の温度上昇を抑えることができる。
ここで、図1に示すように、前後方向における主ケース11と副ケース12の間には隔壁101が設けられており、ケース10の内部空間が前後方向において分割されている。そして、本実施形態では、ヒートシンク137の一部が副ケース12側、ヒートシンク137の残りの部分及びトライアックQ1が主ケース11側となるように配置されている。
そして、複数の通気孔1210が副ケース12の側面部121に設けられているので、トライアックQ1からヒートシンク137に伝えられた熱を空気の対流によって効率よく放熱することができる。ここに、本実施形態では、副ケース12により第1の収納部が構成され、主ケース11により第2の収納部が構成されている。
図4は本実施形態の調光装置1の概略回路図である。この調光装置1は、親器2より出力されるPWM信号(調光信号)に基づいて位相制御された交流電圧を、位相制御信号として照明器具3に出力する。ここで、本実施形態では、照明器具3の光源として白熱灯を用いており、調光装置1より出力される位相制御された交流電圧によって白熱灯を直接駆動している。
調光装置1は、図4に示すように、接続端子T3,T4に接続されて雑音防止用のフィルタを構成するコンデンサC2及びインダクタL1と、自己保持機能を有する双方向性のトライアックQ1(発熱部品)とを備える。トライアックQ1が導通(ターンオン)した状態では、商用電源4から照明器具3に交流電圧が供給される。
また、調光装置1は、ダイオードD2を介して商用電源4より供給される交流電圧を平滑化する平滑コンデンサC3と、平滑コンデンサC3からの出力電圧を定電圧に変換する電源IC133とを備える。電源IC133はスイッチング電源であって、平滑コンデンサC3の負極端子にはダイオードD3が接続されている。
電源IC133の出力端には、インダクタL2、コンデンサC4及びダイオードD4からなる閉回路が接続されている。この閉回路は、インダクタL2を流れる回生電流によりコンデンサC4を充電することで、トライアックQ1のゲート端子の電位を他の2つの主端子の電位に対して低電位にする。すなわち、コンデンサC4がトライアックQ1の導通/非導通を制御するために必要な制御電源となる。
商用電源4の一端側には、ダイオードD5を介して位相検出回路134が接続されている。この位相検出回路134は、商用電源4より供給される電源電圧の位相に基づいて同期信号を生成し、後述する制御回路135に出力する。例えば、位相検出回路134は、商用電源4の電源電圧と所定の閾値とを比較し、商用電源4の電源電圧が上記閾値を上回ると同期信号を立ち上げ、商用電源4の電源電圧が上記閾値を下回ると同期信号を立ち下げる。
トライアックQ1のゲート端子には、npn型トランジスタからなるスイッチング素子Q2のコレクタ端子が接続されている。また、スイッチング素子Q2のエミッタ端子にはコンデンサC4の負極端子が接続され、ベース端子には制御回路135が接続されている。
制御回路135には、抵抗器R4及びコンデンサC5で構成されたRC回路136が接続されている。このRC回路136はノイズ対策用の入力回路であり、後述する親器2より出力されるPWM信号を直流に平滑化し、制御回路135に出力する。
また、制御回路135は、位相検出回路134より与えられる同期信号と、RC回路136を介して親器2より与えられるPWM信号とに基づいて、スイッチング素子Q2のオン/オフを切り替えるトリガ信号を生成する。このトリガ信号を生成するタイミングは同期信号の立ち上がりのタイミングに基づいて決定され、生成されたトリガ信号はスイッチング素子Q2のベース端子に入力される。
そして、トリガ信号がハイレベルのときにスイッチング素子Q2がオンに切り替わり、トライアックQ1のゲート端子の電位が他の2つの主端子の電位に対して低電位になることでゲート端子に電流が流れ、トライアックQ1が導通する。
なお、トリガ信号の立ち上がりタイミングは親器2より出力されるPWM信号によって変化し、例えば調光率が大きい場合には、トリガ信号の立ち上がりを早くすることでトリガ信号のパルス幅を大きくする。また、調光率が小さい場合には、トリガ信号の立ち上がりを遅くすることでトリガ信号のパルス幅を小さくする。
これにより、照明器具3に印加される電源電圧の導通期間を変化させることができ、親器2より出力されるPWM信号を位相制御信号に変換することができる。なお、図示は省略するが、上述の各回路は基板13に実装されている。
親器2は、左右方向に長い矩形箱状に形成されたケース21を有し、壁面などの造営材に取り付けられる。ケース21の前面には、複数(図4では4個)のシーン選択ボタン22と、ON/OFFボタン23と、アップボタン24及びダウンボタン25と、受光部26とが左右方向に並べて設けられている。
ここで、調光装置1の記憶部(図示せず)には、照明器具3による各種の照明シーン(例えば明るさやフェード時間など)が、各シーン選択ボタン22に対応する形で記憶されている。そして、利用者によって何れかのシーン選択ボタン22が押されると、押されたシーン選択ボタン22に応じた照明シーンが実現される。ON/OFFボタン23は、照明器具3を点灯/消灯させるボタンであり、ON/OFFボタン23が一度押されると照明器具3が点灯し、再度押されると照明器具3が消灯する。
アップボタン24は、照明器具3の明るさを明るくするためのボタンであり、アップボタン24を押す毎に明るさが段階的に明るくなる。また、ダウンボタン25は、照明器具3の明るさを暗くするためのボタンであり、ダウンボタン25を押す毎に明るさが段階的に暗くなる。受光部26は、例えばワイヤレスリモコン(図示せず)から出力される赤外線信号を受光する。
次に、本実施形態に係る調光盤5について、図5〜図7を参照しながら説明する。本実施形態の調光盤5は、上述した調光装置1と、調光装置1が収納されるボックス6(第2のケース)とを備える。
ボックス6は、ボックス本体60と、ボックス本体60に取り付けられる取付部材61とを備える。
ボックス本体60は、図5に示すように、左右方向に長く且つ下面が開口する矩形箱状に形成されている。ボックス本体60の左右方向における両側面部601には、上下方向に長く開口する複数のスリット6010が前後方向における両側にそれぞれ設けられている。
取付部材61は、図6に示すように、左右方向に長い矩形板状に形成された主部611を有する。主部611の前後方向における両端部には、下向きに突出し且つ先端部(下端部)が外向き(主部611と反対向き)に折り曲げられたL字状の取付部612がそれぞれ一体に形成されている。各取付部612において調光装置1の取付部14の長孔141に対応する位置には、長孔141に通された取付ねじ(図示せず)がねじ込まれるねじ孔(図示せず)が左右方向に沿って複数(本実施形態では6個)設けられている。
また、主部611の左右方向における両端部には、下向きに突出し且つ先端部(下端部)が外向き(主部611と反対向き)に折り曲げられたL字状の取付部613がそれぞれ一体に形成されている。各取付部613の前後方向における両端寄りの位置には、ボックス6を造営材(例えば天井など)に取り付けるための取付ねじ(図示せず)が通される貫通孔6130がそれぞれ設けられている。なお、各取付部613の前後方向における長さ寸法は主部611よりも長く設定されている。
この取付部材61は、ボックス本体60の下面開口を覆うようにして、適宜の取付方法によってボックス本体60に取り付けられる。
ここで、上述の調光装置1は、図6に示すように、取付部材61の主部611に沿って左右方向(第1の方向)に並べて取り付けられる。このとき、各調光装置1の取付部14は、取付部材61の取付部612に沿って配置され、主部611の上面がケース10の底面部に接触した状態になる。つまり、取付部材61におけるケース10の底面部と対向する部位(主部611)を上向き(ケース10に近づく向き)に突出させることで、取付部材61とケース10とが密着した状態になる。
これにより、ケース10に収納された基板13上のトライアックQ1で発生した熱を、ケース10を介して取付部材61に伝えることができる。また、取付部材61はボックス本体60に接触しているため、ケース10から伝えられた熱をボックス本体60に伝えることができる。その結果、トライアックQ1で発生する熱を効率よく放熱することができる。
図7は本実施形態の調光盤5の断面図である。図7によれば、調光装置1は、ボックス本体60の内部であって、且つ前後方向(第2の方向)における中央部に配置されており、調光装置1の前後方向(図7中の左右方向)における両側にはスペース62がそれぞれ形成されている。そのため、これらのスペース62を利用して、商用電源4からの電源線や照明器具3への信号線を配線することができる。
また、本実施形態では、ボックス本体60の左右方向における側面部601においてスペース62と対向する位置に複数のスリット6010を設けているため、スペース62を対流経路として利用することもできる。その結果、トライアックQ1で発生する熱をさらに効率よく放熱することができる。
なお、本実施形態では、ヒートシンク137の一部を副ケース12側に配置したが、トライアックQ1及びヒートシンク137の少なくとも一部が副ケース12側に配置されていればよく、本実施形態に限定されない。また、本実施形態では、ボックス本体60の左右方向における両側面部601に複数のスリット6010(第2の通気孔)を設けたが、第2の通気孔は、ボックス本体60の内部と外部とをつなぐように設けられていれば、他の位置であってもよい。
さらに、本実施形態では、位相制御された交流電圧により白熱灯を直接調光点灯させる調光装置1を例に説明したが、位相制御された交流電圧を調光信号として照明器具3に出力する調光装置1であってもよい。例えば、照明器具3の光源が発光ダイオード(LED)である場合、調光装置1は、位相制御された交流電圧を調光信号として照明器具3に出力する。そして、照明器具3は、上記調光信号に基づいた調光レベルで発光ダイオードを点灯させる。
また、照明器具3の光源は、上述の白熱灯や発光ダイオードに限らず、蛍光灯であってもよいし、その他の光源であってもよい。
以上説明したように、本実施形態の調光装置1は、少なくともトライアックQ1(発熱部品)が実装される基板13と、基板13が収納されるケース10(第1のケース)とを備える。基板13は、トライアックQ1が実装される第1の面131と、基板13における第1の面131と反対側の第2の面132とを有する。そして、基板13は、ケース10における第1の面131との対向面から第1の面131を離し、且つケース10における第2の面132との対向面から第2の面132を離した状態でケース10に収納される。
また、本実施形態の調光装置1のように、トライアックQ1に熱的に結合されたヒートシンク137(放熱部品)が基板13に実装されているのが好ましい。この場合、ケース10は、内部に設けられた隔壁101により分割された副ケース12(第1の収納部)及び主ケース11(第2の収納部)を有する。副ケース12の側面部121には、ケース10の内部と外部とをつなぐ通気孔1210(第1の通気孔)が設けられている。基板13は、トライアックQ1及びヒートシンク137の少なくとも一部が副ケース12に配置され、且つトライアックQ1及びヒートシンク137の残りの部分が主ケース11に配置されるようにケース10に収納される。
本実施形態の調光盤5は、複数の調光装置1と、複数の調光装置1が収納されるボックス6(第2のケース)とを備える。ボックス6は、複数の調光装置1が並べて取り付けられる取付部材61を有する。ケース10は、取付部材61と対向する底面部から取付部材61側に突出する取付部14を有し、取付部14により取付部材61に取り付けられる。取付部材61は、複数の調光装置1が取り付けられた状態において、複数の調光装置1の各々の底面部と密着するように底面部と対向する部位を底面部側に突出させている。
また、本実施形態の調光盤5のように、複数の調光装置1が並ぶ第1の方向と直交する第2の方向におけるボックス6の中央部に複数の調光装置1が配置されるのが好ましい。この場合、ボックス6は、第2の方向における複数の調光装置1の両側に設けられるスペース62と、ボックス6の内部と外部とをつなぐスリット6010(第2の通気孔)とを有する。
1 調光装置
10 ケース(第1のケース)
13 基板
131 第1の面
132 第2の面
Q1 トライアック(発熱部品)

Claims (3)

  1. 少なくとも発熱部品が実装される基板と、前記基板が収納されるケースとを備え、
    前記基板は、前記発熱部品が実装される第1の面を、前記ケースにおける前記第1の面との対向面から離し、且つ前記基板における前記第1の面と反対側の第2の面を、前記ケースにおける前記第2の面との対向面から離した状態で前記ケースに収納され
    前記発熱部品に熱的に結合された放熱部品が前記基板に実装されており、
    前記ケースは、内部に設けられた隔壁により分割された第1の収納部及び第2の収納部を有し、
    前記第1の収納部の側面部には、前記ケースの内部と外部とをつなぐ通気孔が設けられており、
    前記基板は、前記発熱部品及び前記放熱部品の少なくとも一部が前記第1の収納部に配置され、且つ前記発熱部品及び前記放熱部品の残りの部分が前記第2の収納部に配置されるように前記ケースに収納されることを特徴とする調光装置。
  2. 請求項1に記載の複数の調光装置と、前記複数の調光装置が収納される第2のケースとを備え、
    前記第2のケースは、前記複数の調光装置が並べて取り付けられる取付部材を有し、
    前記ケースからなる第1のケースは、前記取付部材と対向する底面部から前記取付部材側に突出する取付部を有し、前記取付部により前記取付部材に取り付けられ、
    前記取付部材は、前記複数の調光装置が取り付けられた状態において、前記複数の調光装置の各々の前記底面部と密着するように前記底面部と対向する部位を前記底面部側に突出させていることを特徴とする調光盤。
  3. 前記第2のケースは、前記複数の調光装置が並ぶ第1の方向と直交する第2の方向における中央部に前記複数の調光装置が配置されることで前記第2の方向における前記複数の調光装置の両側に設けられるスペースと、前記第2のケースの内部と外部とをつなぐ第2の通気孔とを有していることを特徴とする請求項2に記載の調光盤。
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