JP7256953B2

JP7256953B2 - 調光器および調光システム

Info

Publication number: JP7256953B2
Application number: JP2019009731A
Authority: JP
Inventors: 征史越野; 拓也篠崎; 聖史関根
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2023-04-13
Anticipated expiration: 2039-01-23
Also published as: JP2020119750A

Description

本発明の実施形態は、調光器および調光システムに関する。

スタジオや舞台などで用いられるスポットライトなどの照明器具の光度調整は調光器によって行われる。従来の調光器は、専用に設けられた調光盤室に設置した調光盤に照明器具の容量や出力に応じた数量の調光器を搭載し、照明器具を設置する場所まで調光器の出力線を延長して集中型の調光システムを構成していた。

しかし近年は、調光盤室のスペース削減などの観点から、制御部と調光部をケースに収納し、電源と制御信号を与えることで調光システムを構成する分散型の調光器が開発されている。
このような分散型の調光器においては、照明器具の近傍で使用されるため、照明器具から発生する熱を受け、調光器内部の温度が上昇してしまう虞がある。

特開２０１７－１１２１２４号公報

本発明が解決しようとする課題は、内部部品の温度上昇を抑制した調光器を提供することである。

実施形態の調光器によれば、上面もしくは上面と接する面の少なくとも二面にそれぞれ孔を備えたケースと、二面の孔のいずれか一方から他方に通り抜ける空気の流路上に配設される遮断器と、ケース内であり空気の流路外に配設される発熱部品と、を有する。

実施形態によれば、調光器の内部部品の温度上昇を抑制することが期待できる。

第一の実施形態にかかる調光器の平面図である。第一の実施形態にかかる調光器を図１に示すＡ方向から見た状態を示す側面図である。第一の実施形態にかかる調光器を図１に示すＢ方向から見た状態を示す側面図である。図２に示す調光器において正面パネルを取外した状態を示す側面図である。第二の実施形態にかかる調光器の正面パネルを取外し図１に示すＡ方向から見た状態を示す側面図である。第三の実施形態にかかる調光器の正面パネルを取外し図１に示すＡ方向から見た状態を示す側面図である。第四の実施形態にかかる調光器の正面パネルを取外し図１に示すＡ方向から見た状態を示す側面図である。第一第の実施形態にかかる調光器を照明器具と共に用いる照明システムの構造図である。

以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１～３に調光器１の外観を示す。調光器１は、スタジオや舞台などで点灯して用いられる例えばスポットライトといった照明装置を調光する際に用いられる調光器である。調光器１はケース２を備えている。本実施形態においてケース２は金属製の直方体形状をしており、上面１０、正面２０、側面３０、下面４０の各面を有している。しかし、ケース２はこの形態に限定されるものではなく、例えば樹脂性であっても良いし、多角柱形状でも良い。なお以下では、調光器１を上面１０が上となるように水平面に静置した状態で方向を定義することとする。例えば、上方向は水平面から上面１０に向かう方向、下方向は上方向と反対側の方向、水平方向は水平面に略平行な方向を示す。

ケース２の上部の上面１０には、上面孔１１が設けられている。上面孔１１より、外部から調光器１に空気を取り込むことや、調光器１から外部に空気を放出することが行なわれる。本実施形態においては、上面孔１１はケース２の端部側に設けられており、側面３０の近傍に設けられているが、この形態に限定されるものではない。例えば、ケース２の中央部に上面孔１１を設けても良い。

また、上面孔１１の寸法は人間の指がケース内に入らない寸法の孔で構成されていることが好ましい。さらに、調光器１を例えばスタジオや舞台などで用いる場合は、紙吹雪などの演出部材が舞う空間に配設されるため、上面孔１１は演出部材が入り込まない寸法の孔で構成されていることがなお好ましい。本実施形態においては直径約４ｍｍの円形状の孔が約７ｍｍ間隔で複数設けられ、７個×２１個の矩形配列をなしているがこの形態に限定されるものではない。例えば、人間の指が入らない寸法の矩形状の上面孔１１を１つ以上設け、演出部材が入り込まない寸法の網目が設けられた図示しない保護部材で上面孔１１を覆うような形態でも良い。

またケース２の上面１０には、吊り下げ金具取付部１２と落下防止ワイヤ取付部１３が配設されている。ケース２の吊り下げ金具取付部１２に取付けた例えばクランプといった吊り下げ金具をポール状の固定具に引っ掛け、調光器１を吊り下げることが可能となる。また、落下防止ワイヤ取付部１３には落下防止ワイヤ１４が取付けられ、補助的に落下防止ワイヤ１４をポール状の固定具に通しておくことで、吊り下げた状態から調光器１が落下するリスクを低減することができる。本実施形態においては、上面１０の長手方向の両端側に１つずつ吊り下げ金具取付部１２と落下防止ワイヤ取付部１３が配設されており、どちらの端部側においても落下防止ワイヤ取付部１３の方が上面１０の中央から離間する側に配設されている。

ケース２の正面２０側には正面プレート２６ａ、２６ｂが取り付けられている。本実施形態では、正面プレートを２６ａと２６ｂの２つに分割しているが、２つを合わせて１枚の正面プレートとしても良い。遮断器２１はケース２の正面プレート２６ａからレバー部がケース２の外部へ突出するように配設されている。また、出力コネクタ２２、調光信号入力コネクタ２３、調光信号出力コネクタ２４、操作部２５はケース２の正面プレート２６ａ、２６ｂに取付けられている。

遮断器２１は例えば配線用遮断器である。遮断器２１は後述する電源コネクタ４と接続されるように配線された状態でケース２の内部に設けられた図示しない支持部材に固定され、レバー部が正面プレート２６ａから外部へ突出するように配設されている。遮断器２１は高温環境下で使用した場合、本来遮断されるべき電流値よりも低い電流値で遮断される可能性があるため、周囲温度が低い場所に配設されることが望ましい。本実施形態においては、遮断器２１の上方向に上面孔１１、水平方向に後述する側面孔３１が配設されており、上面孔１１と側面孔３１を通り抜ける空気の流路上に遮断器２１を配設している。そのため、遮断器２１周囲の空気が対流し、遮断器２１の周囲温度の低下が期待できる。ただし、上面孔１１と側面孔３１を通り抜ける空気の流路上に遮断器２１が配設されていれば良く、上面孔１１や遮断器２１の配置は本実施形態に限定されるものではない。例えば、上面孔１１は遮断器２１より側面孔３１とは離間する方向に設けられても良い。

出力コネクタ２２はケース２の外部より照明器具と接続され、調光器１から照明器具に調光電力を供給する。出力コネクタ２２は正面プレート２６ａに例えばネジを用いて取付けられる。本実施形態においては、出力コネクタ２２はケース２の中央部に８個配設されている。

調光信号入力コネクタ２３ａはケース２の外部より図示しない外部の入力機構と接続され、外部から調光信号を調光器１に入力する。調光信号入力コネクタ２３ａは正面プレート２６ｂに例えばネジを用いて取付けられる。この外部から入力される調光信号は、例えばＬＡＮケーブルを介して入力されたり、ＲＤＭ規格やＤＭＸ規格の信号がケーブルを介して入力されたりする。本実施形態では、ＬＡＮもしくはＲＤＭ規格の信号入力用の調光信号入力コネクタ２３とＤＭＸ規格の調光信号入力用の調光信号入力コネクタ２３の２種類の調光信号入力コネクタ２３を配設しており、複数の入力方式に対応することが可能だが、この形態に限定されるものではなく、例えばＤＭＸ規格の調光信号しか入力されない場合は、調光信号入力コネクタ２３はＤＭＸ規格の調光信号用のみが配設される形態でも良い。

また、調光信号入力コネクタ２３ａはケース２の内部で入力制御部２３ｂと接続される。入力制御部２３ｂはケース２の上面１０とは対向する下面に例えばネジを用いて取付けられる。この入力制御部２３ｂはＲＤＭ規格の入力を受け付けるＲＤＭ入力部であったり、入力信号を制御する制御回路であったり、ノイズフィルタであったりする。ノイズフィルタを配設する場合は、ノイズフィルタは制御回路と遮断器２１に接続されるように配線される。

調光信号出力コネクタ２４は、調光信号がＤＭＸ規格であって、かつ複数台の調光器１を用いて連結調光制御を行う場合に用いられる。調光信号出力コネクタ２４は正面プレート２６ｂに例えばネジを用いて取付けられ、入力制御部２３ｂと接続されるように配線される。Ｎ台目（Ｎは自然数）の調光器１の調光信号出力コネクタ２４と、Ｎ＋１台目（Ｎは自然数）の調光器１の調光信号入力コネクタ２３を接続することで、連結した調光制御を行うことが可能となる。

操作部制御基板２５ｂと一体に形成されている操作部２５ａでは状態の設定や表示が行われる。操作部２５ａが正面プレート２６ｂから外部に露出し、かつ操作部制御基板２５ｂがケース２の内部に位置するように、操作部制御基板２５ｂが正面プレート２６ｂに例えばネジを用いて取付けられる。本実施形態においては、操作部２５ａには７セグメントの表示機が３台配設されており、その周囲に状態設定を行なうボタンが４点配設されており、操作部２５ａでＤＭＸアドレスの設定や、外部の調光信号を使用しない手元調光を行なうことが可能となっている。

外部から電源や信号が入力される遮断器２１、調光信号入力コネクタ２３ａはケース２の端部に配設されることが望ましいが、調光信号入力コネクタ２３ａと接続される入力制御部２３ｂに発熱部品が搭載される虞があるため、熱の観点から遮断機２１と調光信号入力コネクタ２３ａは同じ側の端部に存在しないことが望ましい。さらに、調光信号出力コネクタ２４も入力制御部２３ｂに接続される点、操作部制御基板２５ｂにおいても発熱部品が搭載される虞がある点を鑑みると、調光信号入力コネクタ２３ａ、入力制御部２３ｂ、調光信号出力コネクタ２４、操作部２５ａ、操作部制御基板２５ｂは熱の観点から遮断器２１とは同じ側に存在しないことが望ましい。本実施形態においては、正面２０側から見て、左側端部に遮断器を配設しているが、遮断器を右側端部に配設するように左右を入れ替えた形態で配設しても良い。

ケース２の水平方向に位置する側面３０には、側面孔３１が設けられている。側面孔３１より、外部から調光器１に空気を取り込むことや、調光器１から外部に空気を放出することが行なわれる。本実施形態においては、側面孔３１は側面３０の上方向に設けられており、側面孔３１より下部に電源となる商用電源を調光器１に入力する電源コネクタ４が配設され、電源コネクタ４には電源用配線５が接続される形態となっているが、この形態に限定されるものではない。例えば、側面３０にて側面孔３１の上方向に電源コネクタ４が配設される形態でも良い。

また、側面孔３１の寸法は人間の指がケース内に入らない寸法の孔で構成されていることが好ましい。さらに、調光器１を例えばスタジオや舞台などで用いる場合は、紙吹雪などの演出部材が舞う空間に配設されるため、側面孔３１は演出部材が入り込まない寸法の孔で構成されていることがなお好ましい。本実施形態においては直径約４ｍｍの円形状の孔が約７ｍｍ間隔で複数設けられ、９個×１５個の矩形配列をなしているがこの形態に限定されるものではない。例えば、人間の指が入らない寸法の矩形状の側面孔３１を１つ以上設け、演出部材が入り込まない寸法の網目が設けられた図示しない保護部材で側面孔３１を覆うような形態でも良い。

図１や図４に示すようにケース２の内部には、発熱部品５１などの複数の回路部品が搭載された調光回路基板５０が配設される。調光回路基板５０は背面側のヒートシンク３の位置に対応して配設され、本実施形態では１つのヒートシンク３に対して２つの調光回路基板５０が配設されている。例えば、発熱部品５１から発生した熱をヒートシンク３へ熱伝導し、ヒートシンク３から外気へ熱伝達することで、調光回路基板５０の温度を低減させる。そのため、ヒートシンク３と調光回路基板５０は、ケース２の背面がその間に挟まれる状態で取付けられたり、ケース２の背面に設けた穴部を介して取付けられたりする。また、このヒートシンク３と調光回路基板５０の取付では間に熱界面材料を挟んで取付けられても良い。

また、図４に示すように調光回路基板５０に配設される発熱部品５１は、遮断器２１とは離間する箇所に配設されていることが望ましい。先述の通り、遮断器２１は高温環境下で使用した場合に不具合が生じる可能性があるため、発熱部品５１から空気を介して遮断器２１へ伝達熱が伝わりにくい、または発熱部品５１から遮断器２１へ輻射熱が伝わりにくい構造とすることが望ましい形態となる。本実施形態では、正面２０側から見たときに遮断器２１と調光回路基板５０が重ならず、遮断器２１から側方にずれた位置に調光回路基板５０が配設される構造となっている。このような構造とすることで、遮断機２１と調光回路基板５０の発熱部品５１は離間して配設されるため、遮断器２１は発熱部品５１からの伝達熱や輻射熱の影響は受けにくくなる。しかし遮断器２１と調光回路基板５０の位置関係は本実施形態に限定されるものではなく、例えば、正面２０側から見たときに遮断器２１と調光回路基板５０の一部が重なる構造となっていても、遮断器２１と調光回路基板５０の発熱部品５１が重ならず離間する位置関係であれば、遮断器２１は発熱部品５１からの伝達熱や輻射熱の影響は受けにくくなるため、このような形態でも良い。

また図１に示すように、調光器１のケース２の正面２０と対向する方向には、正面２０と対向する方向の背面全体を覆うカバー６が配設されている。カバー６はヒートシンク３での空気の流れを完全に阻害しないように構成されることが望ましい。本実施形態においては、カバー６はヒートシンク３が配設されている部分は覆わないように穴が設けられた構造となっているが、空気の流れを完全に阻害しないのであれば、ヒートシンク３のフィンと平行な面や、ヒートシンク３の設置面と平行な面を覆っても良い。

図５に第二の実施形態の調光器１を示す。調光回路基板５０と遮断器２１の間に仕切り部６０を配設している。仕切り部６０は断熱部材で形成されることが望ましい。この仕切り部６０により調光回路基板５０の発熱部品５１からの伝達熱や輻射熱が遮断器２１側へ伝わりにくい構造となり、遮断器２１とその周囲温度の上昇を抑制することができる。

次に、調光器１を実際に使用する際の動きについて説明する。スタジオや舞台などで例えばスポットライトといった照明装置を調光器１と共に使用する際は、図８に示すようにポール１００に吊り下げた調光器１の下に照明器具１０２を設置し配線を行い、この状態で点灯し調光するシステムが構成される。ポール１００は天井から吊り下げられる吊下げ式のポールであったり、２台の固定具の間を橋渡しするように配設されるポールであったりする。

調光器１をポール１００に吊り下げる際は、ケース２の上面１０の吊り下げ金具取付部１２に取付けた例えばクランプといった吊り下げ金具１０１をポールに引っ掛け吊り下げる。また補助的に、ケース２の上面１０の落下防止ワイヤ取付部１３に取付けた落下防止ワイヤ１４をポールに通しておくことで、吊り下げた状態から調光器１が落下するリスクを低減することができる。

照明器具１０２は例えばハロゲン電球を用いたスポットライトであり、点灯時には熱が発生する。そのため、照明器具１０２の上に配設されている調光器１は、この発生した熱を受けて温度が上昇し、調光器１の内部に配設されている耐熱温度が低い部品にて不具合が生じる可能性が高まる。なお本明細書では、部品の耐熱温度とは、各部品で推奨されている使用可能温度領域の上限値の温度とする。この耐熱温度が低いということは使用可能温度の上限値が低いため、低い温度で正常な動作を示さなくなるということを示す。

本実施形態においては、調光器１の遮断器２１が最も耐熱温度が低い部品であり、自然に形成される空気の流路上に遮断器２１を配設し、自然空冷により遮断器２１とその周囲の温度を下げている。具体的には、調光器１のケース２の上面１０に設けられた上面孔１１と、上面１０と接する側面３０に設けられた側面孔３１とを形成し、この上面孔１１と側面孔３１を通る空気の流路上に遮断器２１を配設し自然空冷を行なっている。

本実施形態においては、図４に示すように、上面１０に上面孔１１を、側面３０に側面孔３１を配設し、この２つの孔を通る空気の流路７０が形成される。この流路上に、調光器１に用いられる部品で最も耐熱温度が低い遮断器２１を配設することで、遮断器２１を自然空冷で冷却することが可能となる。また空気の流路７０によって遮断器２１周囲の空気を外部に押し出す流れが生じるため、遮断器２１周囲の温まった空気が滞留せず、遮断器２１とその周囲の温度上昇を抑制することができる。なお、本実施形態においての空気の流路７０は図４に示した流れに限定されるものではなく、例えば空気の流路７０の反対方向の流れであっても良い。

また空気の流路上に遮断器２１と発熱部材５１が存在した場合、発熱部材５１から発生した熱をそのまま遮断器２１へ渡し、温度が上昇してしまう虞がある。そのため、空気の流路上には発熱する部材が存在しない構造であることが望ましい。さらに、空気の流路上に配線などの流れを遮る部材が存在した場合、空気の流れが滞ってしまい、ケース２の外部へ空気を放出されず部品の温度が上昇してしまう虞がある。そのため本実施形態では、最も耐熱温度が低い遮断器２１を上面孔１１の下に配設し、遮断器２１より側面３０または側面孔３１とは離間する方向に調光回路基板５０の発熱部品５１が存在する構成としている。この構成とすることで、空気の流路７０の外に発熱部品５１が存在し、空気の流路７０によって発熱部品５１の熱が遮断器２１に伝わることを防ぐことができる。この構成とすることで、発熱部品５１を空気の流路７０外に配設することができるとともに、調光回路基板５０の配線も空気の流路７０の外側に配設することができるため、調光回路基板５０の配線が空気の流れを遮ることがなく効率が良い。

本実施形態においては、上面１０と上面１０に接する側面３０にそれぞれ孔を配設しておりこの形態が好ましい形態ではあるが、この形態に限定されるものではない。上面１０もしくは上面１０と接する面の少なくとも二面に孔が設けられれば良いため、上面１０と上面１０と接する面である正面２０、正面２０に対向する背面、側面３０、側面３０と対向する面、のうちの少なくとも二面に孔が設けられれば良い。例えば、上面１０と正面２０の二面や、上面１０と正面２０と側面３０の三面に孔が設けられても良い。

また第二の実施形態では、図５に示すようにケース２の内部に仕切り部６０を配設する。このときケース２の内部に配設される部品において、耐熱温度が低い部品とその他の部品を区分けするように仕切り部６０を配設することが望ましい。またケース２の内部にて、耐熱温度が低い部品をケース２の片方の側に配設し、その他の部品を耐熱温度が低い部品を配設した片方の側とは反対方向に寄せるように配設し、仕切り部６０を配設するためのスペースを設けるような部品配置としても良い。本実施形態においては、調光回路基板５０を反対方向に寄せるように配設する際は、ヒートシンク３からはみ出る、もしくはヒートシンク３から外れた位置にならないようにヒートシンク３も反対方向に寄せるように配設しても良い。

本実施形態において、仕切り部６０を配設した場合、調光回路基板５０の方向へ空気が流れることを抑制し空気の流路７０が限定されるため、遮断器２１周囲の空気を効率的に外部へ放出することが可能となる。また、調光回路基板５０の発熱部材５１から発生した熱が遮断器２１に到達する経路の大半を遮ることができるため、遮断器２１とその周囲の温度上昇を抑えることができる。

さらに第三の実施形態では、図６に示すようにケース２の上面と対向する下面に板厚部９０を配設する。調光器１の下部に照明装置を設置し点灯した際に、最初に熱が届く調光器１のケース２の下面を厚くすることにより、調光器１が熱を受けてもケース２の内部の温度上昇を抑制する効果が期待できる。第三の実施形態では、最も耐熱性の低い遮断器２１に直下の下面に板厚部９０を配設しているが、部分的ではなくケース２の下面全体が他の面より板厚となる構造でも良い。また板厚部９０は金属で構成されていても良いが、熱伝導率が低い部材や熱容量が大きい部材が望ましい。

さらに第四の実施形態では、図７に示すようにケース２の上面と対向する下面に空気層を設ける。具体的には、ケース２の下面に下方に突出する支柱９１を複数本配設し、この支柱に下面板９２を取付け、このケース２と下面板９２との間に空気層を設ける。この部分に空気層を設けることにより、調光器１の下部で照明装置を点灯した際に熱が調光器１に伝わりにくい構造とすることができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１調光器
２ケース
３ヒートシンク
１０上面
１１上面孔
２０正面
２１遮断器
３０側面
３１側面孔
５０調光回路基板
５１発熱部材

Claims

上面もしくは前記上面と接する面の少なくとも二面にそれぞれ孔を備えるケースと；
前記二面の孔のいずれか一方から他方に通り抜ける空気の流路上に配設される遮断器と；
前記ケース内であり、前記空気の流路外に配設される発熱部品と；
を備えた調光器。
上面および側面にそれぞれ孔を備えるケースと；
上面または側面の孔のいずれか一方から他方に通り抜ける空気の流路上に配設される遮断器と；
を備えた調光器。
照明装置と；
前記照明装置の上部に配設され、前期照明装置を調光する請求項１または２記載の調光器と；
を具備したことを特徴とする照明システム。