JP4127131B2

JP4127131B2 - Light control device

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Publication number: JP4127131B2
Application number: JP2003181191A
Authority: JP
Inventors: 達哉向井; 政治福島; 常弘北村; 之広村田; 健治岡田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2023-06-25
Also published as: CN1599534A; JP2005019143A; TWI289026B; CN100539791C; TW200501794A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流電源を位相制御することにより、照明負荷を調光する調光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、商用電源のような交流電源と白熱灯のような照明負荷との間に挿入される双方向性３端子サイリスタ（以下、トライアックという）、可変抵抗などを実装したプリント基板を器体内に収納し、トライアックを位相制御することにより照明負荷への供給電力を制御して照明負荷の光出力の調節を可能とした調光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この種の調光装置は、可変抵抗の抵抗値を調節することで照明負荷の調光レベルを設定するための操作部が器体の前面に設けられている。なお、トライアックを用いた調光装置としては、トライアックで発生した熱を放熱させるための放熱フィンを設けたものも提案されている。
【０００３】
上記特許文献１などに開示された調光装置は例えば図１２に示す回路構成を有しており、交流電源Ｖｓと照明負荷Ｌａとの間に挿入されるトライアックＱの主端子（Ｔ１端子とＴ２端子）間に抵抗Ｒ１と可変抵抗ＶＲとコンデンサＣ１との直列回路からなる時定数回路２０１を接続し、可変抵抗ＶＲとコンデンサＣ１との接続点とトライアックＱのゲートとの間にトリガ素子としてのダイアックＱ１を接続してある。さらに、可変抵抗ＶＲとコンデンサＣ１との直列回路に定電圧回路２０２を接続してある。ここに、定電圧回路２０２は交流電圧が印加されるから、一対のツェナダイオードＺＤ１，ＺＤ２を逆直列に接続して構成してある。
【０００４】
このような調光装置では、電源スイッチＳＷ’をオンさせて電源を投入すると、抵抗Ｒ１と可変抵抗ＶＲとを通してコンデンサＣ１が充電され、コンデンサＣ１の端子電圧がダイアックＱ１のブレークオーバ電圧に達すると、ダイアックＱ１が導通してコンデンサＣ１の電荷が放電され、このときトライアックＱがターンオンする。その後、交流電源Ｖｓの電圧波形のゼロクロス点に近づくと、トライアックＱはオン状態を維持できなくなりオフになる。したがって、図１２に示す回路構成の調光装置は交流電源Ｖｓの電圧波形の半周期ごとに上述の動作を繰り返す。コンデンサＣ１の端子電圧がダイアックＱ１のブレークオーバ電圧に達するタイミング（つまり、位相角）は可変抵抗ＶＲにより調節可能であるから、可変抵抗ＶＲを調節すれば照明負荷Ｌａに印加される電圧の実効値を調節して照明負荷Ｌａの光出力（つまり、調光レベル）を調節することができるのである。なお、上述のトリガ素子としてダイアックＱ１に代えてＳＢＳを用いた回路も知られている。
【０００５】
ところで、上述の図１２に示した回路構成の調光装置では、可変抵抗ＶＲにより設定された位相角でトラアックＱをターンオンさせて照明負荷Ｌａの負荷電流をトライアックＱに流すので、交流電源Ｖｓの位相角が９０度付近では、負荷電流が非常に急峻な立ち上がりを示し（つまり、ターンオン時のｄｉ／ｄｔが大きく）、高周波ノイズ（例えば、１５０ＫＨｚ〜３０ＭＨｚのノイズ）が発生したり、急峻な負荷電流の影響により照明負荷Ｌａとしての白熱灯のフィラメントが振動して音響ノイズが発生する恐れがある。
【０００６】
そこで、上述の図１２に示した回路構成の調光装置では、照明負荷ＬａとトライアックＱとの間にノイズフィルタを構成するチョークコイルＬを挿入し、トライアックＱとチョークコイルＬとの直列回路にチョークコイルＬとともにノイズフィルタを構成するコンデンサＣ０を並列接続してある。
【０００７】
しかしながら、ノイズのレベルをＩＥＣ基準などの規格値を満足するレベルまで低減させるには、チョークコイルＬを大型化する必要があり、調光装置全体が大型化してしまう。
【０００８】
そこで、本願発明者らは、ノイズフィルタを設けることなくノイズを低減できるようにした調光装置の一例として図１３に示す回路構成を有する調光装置を提案している。
【０００９】
図１３に示す回路構成の調光装置は、商用電源のような交流電源Ｖｓと白熱灯のような照明負荷Ｌａとの間に挿入されるトライアックＱを備え、トライアックＱの主端子間に一対のＩＧＢＴ６１，６２を逆直列に接続した直列回路を接続し、各ＩＧＢＴ６１，６２それぞれにダイオードＤ１，Ｄ２を逆並列に接続してある。ここにおいて、２つのＩＧＢＴ６１，６２はエミッタ同士を共通接続してグランドに接地してある。また、逆並列とはＩＧＢＴ６１，６２のオン時とは逆方向の電流を流す極性で接続されていることを意味し、ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれのアノードをＩＧＢＴ６１，６２のエミッタに接続し、それぞれのカソードをＩＧＢＴ６１，６２のコレクタに接続してある。ＩＧＢＴ６１，６２に代えてＭＯＳＦＥＴを用いてもよく、この場合、ＭＯＳＦＥＴには寄生ダイオードがあるので、ダイオードＤ１，Ｄ２は不要となる。
【００１０】
また、図１３に示す回路構成の調光装置は、照明負荷Ｌａをオンオフするための電源スイッチ、照明負荷Ｌａの調光レベルを設定するための可変抵抗などにより構成される操作部８０と、操作部８０からの入力信号に基づいてＩＧＢＴ６１，６２およびトライアックＱを制御する制御装置７０とを備えている。
【００１１】
ここにおいて、制御装置７０は、交流電源Ｖｓの交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力するとともに交流電圧のゼロクロス点を検出する機能を備えた電源回路７１と、電源回路７１から電源供給を受けるとともにゼロクロス検出信号ｚｓを受けて操作部８０にて設定された調光レベルが得られるようにＩＧＢＴ６１，６２およびトライアックＱを制御する制御回路７２とを備えている。また、制御装置７０には、制御回路７２から入力されたＩＧＢＴ６１，６２のインピーダンスを制御するための制御信号をＩＧＢＴ６１，６２の制御に適した電圧信号に変換して出力するＤ／Ａ変換回路７３と、制御回路７２から入力されたドライブ信号に応じてトライアックＱのゲートに単発のトリガ信号を供給するドライブ回路７４とを備えている。ここに、ＩＧＢＴ６１，６２はゲートを共通接続してあり、ゲート同士の接続点とドライブ回路７４との間には抵抗Ｒ３が接続されている。なお、図１３中のＣ３はＩＧＢＴ６１，６２のゲート容量を示している。
【００１２】
ここに、制御回路７２は、ＣＰＵなどにより構成され、操作部８０の可変抵抗で設定された調光レベルに対応する位相角を求める演算部を備え、演算部にて求めた位相角でＩＧＢＴ６１，６２の一方の制御を開始して照明負荷Ｌａに印加される負荷電圧を滑らかに増加させた後でトライアックＱをターンオンさせてからＩＧＢＴ６１，６２の制御を停止させる動作を交流電源Ｖｓの電圧波形の半周期ごとに繰り返すようになっている。また、制御回路７２は、操作部８０からの入力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と、Ｄ／Ａ変換回路７３を通してＩＧＢＴ６１，６２を制御する第１制御部と、ドライブ回路７４を通してトライアックＱを制御する第２制御部とを備えている。なお、トライアックＱおよび各ＩＧＢＴ６１，６２はそれぞれパッケージにチップが収納されている。
【００１３】
以下、図１３に示した回路構成の調光装置の動作について説明する。
【００１４】
操作部８０の電源スイッチがオン操作されると、制御回路７２は操作部８０の可変抵抗の抵抗値に応じた調光レベルが得られる位相角を演算により求め、当該位相角に応じてトライアックＱをターンオンさせるに先だって照明負荷Ｌａに印加される負荷電圧が滑らかに増加するように一対のＩＧＢＴ６１，６２の一方のインピーダンスを制御してから、トライアックＱをターンオンさせた後、ＩＧＢＴ６１，６２をオフさせるような制御を行う。すなわち、制御回路７２は、交流電源Ｖｓの電圧の極性が図１３に矢印で示す向き（以下では、この向きを正極性と呼ぶ）である場合には、上記位相角になると交流電源Ｖｓ→ＩＧＢＴ６１→ダイオードＤ２→照明負荷Ｌａ→交流電源Ｖｓの経路で電流が流れ照明負荷Ｌａの負荷電圧が滑らかに増加するようにＩＧＢＴ６１へ制御信号を与えた後、トライアックＱをターンオンさせて交流電源Ｖｓ→トライアックＱ→照明負荷Ｌａ→交流電源Ｖｓの経路で電流を流すようにしてから、ＩＧＢＴ６１への制御信号を停止する。その後、交流電源Ｖｓのゼロクロス点に近づくと、トライアックＱはオン状態を維持できなくなりオフになる。また、制御回路７２は、交流電源Ｖｓの電圧の極性が逆極性である場合には、上記位相角になると交流電源Ｖｓ→照明負荷Ｌａ→ＩＧＢＴ６２→ダイオードＤ１→交流電源Ｖｓの経路で電流が流れ照明負荷Ｌａの負荷電圧が滑らかに増加するようにＩＧＢＴ６２へ制御信号を与えた後、トライアックＱをターンオンさせて交流電源Ｖｓ→照明負荷Ｌａ→トライアックＱ→交流電源Ｖｓの経路で電流を流すようにしてから、ＩＧＢＴ６２への制御信号を停止する。その後、交流電源Ｖｓのゼロクロス点に近づくと、トライアックＱはオン状態を維持できなくなりオフになる。したがって、上述の図１３の回路は交流電源Ｖｓの電圧波形の半周期ごとに上述の動作を繰り返す。上記位相角は可変抵抗により調節可能であるから、可変抵抗の抵抗値を調節すれば照明負荷Ｌａに印加される電圧の実効値を調節して照明負荷Ｌａの光出力を調節することができるのである（つまり、調光レベルを調節することができるのである）。
【００１５】
【特許文献１】
特開平１１−１６２２４８号公報（段落番号〔００１４〕、図１、図２）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のようにトライアックＱの他に一対のトランジスタ（２つのＩＧＢＴ６１，６２あるいは２つのＭＯＳＦＥＴ）を設けた調光装置では、高周波ノイズを低減することができるという利点を有するが、高容量の照明負荷（例えば、１５００Ｗの白熱灯など）の光出力を調節する場合には、トライアックＱおよび各トランジスタそれぞれに定格の大きなものを採用する必要があり、トライアックＱおよび各トランジスタそれぞれが大型化してプリント基板への実装面積が増大し、絶縁距離も確保する必要があるので、調光装置全体が大型化してしまっていた。また、トライアックＱおよび各トランジスタをプリント基板に実装して器体内に収納しているので、トライアックＱおよび各トランジスタそれぞれで発生した熱を効率良く外部へ放熱することができず、操作者の手が触れる部位である操作部８０の温度が高くなっていた。
【００１７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、高周波ノイズの発生を抑制しつつ高容量の照明負荷の光出力を調節することができ且つ放熱性の向上および小型化を図れる調光装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、交流電源と照明負荷との間に挿入される双方向性３端子サイリスタと、双方向性３端子サイリスタの主端子間に接続された一対のトランジスタの直列回路と、各トランジスタに逆並列に接続された一対のダイオードと、照明負荷の調光レベルを設定するための操作部と、操作部で設定された調光レベルに対応する位相角に応じて双方向性３端子サイリスタをターンオンさせるに先だって照明負荷に印加される負荷電圧が滑らかに増加するように一対のトランジスタの一方のインピーダンスを制御する制御回路とを備え、１枚の放熱板に絶縁層を介して双方向性３端子サイリスタおよび一対のトランジスタそれぞれをベアチップ実装したパワーモジュールを構成し、パワーモジュールを施工面に設置される取付部材へ熱結合させてなり、前記操作部を前記取付部材の一端側に配置するとともに前記パワーモジュールを前記取付部材の他端側に配置し、前記取付部材において前記パワーモジュールよりも前記操作部から離れた部位に金属製の放熱ブロックが配置されてなることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、双方向性３端子サイリスタの主端子間に接続された一対のトランジスタの直列回路と、各トランジスタに逆並列に接続された一対のダイオードと、操作部で設定された調光レベルに対応する位相角に応じて双方向性３端子サイリスタをターンオンさせるに先だって照明負荷に印加される負荷電圧が滑らかに増加するように一対のトランジスタの一方のインピーダンスを制御する制御回路とを備えていることにより、高周波ノイズの発生を抑制しつつ高容量の照明負荷の光出力を調節することができ、また、１枚の放熱板に絶縁層を介して双方向性３端子サイリスタおよび一対のトランジスタそれぞれをベアチップ実装したパワーモジュールを構成していることにより、双方向性３端子サイリスタおよび一対のトランジスタとしてそれぞれのチップが個別のパッケージに収納されたものを使用する場合に比べて双方向性３端子サイリスタおよび一対のトランジスタの実装面積を小さくすることができて調光装置全体の小型化を図ることができ、また、パワーモジュールを施工面に設置される取付部材へ熱結合させていることにより、双方向性３端子サイリスタおよび一対のトランジスタそれぞれで発生した熱を１枚の放熱板を通して取付部材から放熱させることができるので、放熱性を向上させることができるとともに、操作部の温度上昇を抑制することができる。さらに、操作部とパワーモジュールとを離して配置することで、パワーモジュールで発生した熱の影響による操作部の温度上昇を抑制することができる。また、パワーモジュールで発生した熱を放熱させるための放熱面積をさらに大きくすることができ、しかも、パワーモジュールよりも操作部から離れた部位に配置された放熱ブロックへ熱流が誘導されるので、操作部の温度上昇をさらに抑制することが可能となる。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記パワーモジュールと前記取付部材とを熱結合する銅板からなる熱結合部材を備え、前記取付部材は、金属板からなり、前記パワーモジュールは、アルミニウム板に絶縁層が積層されたアルミニウム基板におけるアルミニウム板が前記放熱板を構成してなることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、前記パワーモジュールで発生した熱を前記パワーモジュールが実装されているアルミニウム基板および熱結合部材を通して前記取付部材のより広い範囲へ伝導させることができ、放熱性が向上する。
【００２２】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記パワーモジュールと前記取付部材とを熱結合する熱結合部材を備え、前記取付部材と熱結合部材とが金属ダイキャストにて一体成形されてなることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、前記パワーモジュールで発生した熱を熱結合部材を通して前記取付部材のより広い範囲へ伝導させることができ、しかも、前記取付部材と熱結合部材との界面での熱抵抗をなくすことができるから、放熱効率を向上させることができる。
【００２８】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記取付部材は、前記操作部を露出させる開口部が形成されてなることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、前記取付部材から前記操作部へ熱が直接伝導しなくなるので、前記操作部の温度上昇をさらに抑制することが可能となる。
【００３０】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記取付部材の前面側に配設されるカバーを備え、カバーに放熱用スリットが貫設されてなることを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、前記パワーモジュールから前記取付部材へ伝導した熱が前記カバーに貫設された放熱用スリットを通して外部へ直接放熱されることになるので、放熱効率をさらに向上させることができ、調光装置全体の温度上昇をさらに抑制することができる。
【００３２】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記カバーは、上端部および下端部それぞれに前記放熱用スリットが貫設されてなることを特徴とする。
【００３３】
この発明によれば、前記取付部材を通して放熱される熱による上昇気流が発生し、前記カバーの下端部の放熱用スリットを通して前記カバーと前記取付部材との間に空気が流入し、この空気が前記カバーの上端部の放熱用スリットを通して排出されることとなるので、放熱効率をさらに向上させることができ、調光装置全体の温度上昇を抑制することが可能となる。
【００３４】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記カバーの前記上端部に形成された前記放熱用スリットは、斜め前方へ上昇傾斜し、前記カバーの前記下端部に形成された前記放熱用スリットは、斜め前方へ下降傾斜していることを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、前記放熱用スリットを通る流路の抵抗を低減させることができ、より多くの空気が流れることになるので、放熱効率をより一層向上させることができ、調光装置全体の温度上昇をより一層抑制することができる。
【００３６】
請求項８の発明は、請求項５ないし請求項７の発明において、前記カバーと前記取付部材との互いの対向面の間に隙間が形成されてなることを特徴とする。
【００３７】
この発明によれば、前記カバーと前記取付部材との間の空間を通る流路の抵抗を低減させることができ、放熱効率をさらに向上させることができる。
【００３８】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８の発明において、前記制御回路が形成された回路基板が収納された器体を備え、前記パワーモジュールは、器体の前壁に貫設された複数の端子挿通孔を通して回路基板に接続される複数の接続端子が後方へ突設されてなることを特徴とする。
【００３９】
この発明によれば、前記パワーモジュールで発生した熱が前記制御回路を形成した回路基板を収納した器体内へ直接輻射されないようにできるので、温度上昇による前記制御回路の誤動作や部品の破壊を防止することができる。
【００４０】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記器体の前面に前記取付部材との間に隙間を形成するための隙間形成用リブが突設されてなることを特徴とする。
【００４１】
この発明によれば、前記取付部材および前記パワーモジュールからの輻射熱による前記器体の温度上昇を抑制することができるので、温度上昇による前記制御回路の誤動作や部品の破壊を防止することができる。
【００４２】
請求項１１の発明は、請求項９または請求項１０の発明において、前記器体内には、前記パワーモジュールの前記接続端子が収納される空間と前記制御回路の部品が収納される空間とを仕切る仕切壁が設けられてなることを特徴とする。
【００４３】
この発明によれば、前記パワーモジュールの前記接続端子から前記制御回路の部品へ向かう輻射熱を仕切壁により遮蔽することが可能となり、前記制御回路の部品の温度上昇をより抑制することができ、前記制御回路の部品の温度上昇による誤動作や部品の破壊を防止することができる。
【００４４】
請求項１２の発明は、請求項１１の発明において、前記回路基板は、前記仕切壁の一部が挿入される切欠部が形成されてなることを特徴とする。
【００４５】
この発明によれば、前記回路基板において前記パワーモジュールの前記接続端子が接続される部分から前記制御回路の部品が実装されている部分へ熱が伝導する経路の断面積を小さくすることができるとともに前記仕切壁を大きくできるので、前記制御回路の部品の温度上昇をより抑制することができ、前記制御回路の部品の温度上昇による誤動作や部品の破壊を防止することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本実施形態の調光装置について図１ないし図１０を参照しながら説明する。なお、本実施形態の調光装置の回路構成は図１３に示した回路構成と同じなので図示および説明を省略する。
【００４７】
本実施形態の調光装置は、壁面などの施工面に一部を埋め込んだ形で施工され、白熱灯などの照明負荷Ｌａを調光制御するように使用されるものであり、埋込型の配線器具用に用いる３連用の取付枠に外形が対応するように形成された金属製の取付板４に取着される器体１を備えている。つまり、この取付板４は、アルミニウムなどの金属材料により形成され、全体としては、ＪＩＳ規格に規格化されている大角形連用配線器具用の取付枠に最大３個まで連設して取り付けることができるように規格化された単位寸法の配線器具を３列に３個づつ連設して取り付けることができる３連用の取付枠に外形が対応するように形成されており（外形寸法が３連用の取付枠と等しく形成されており）、かつ施工面への取付手段として、スイッチボックスに螺合するボックスねじが挿通される長孔４１、壁パネルに形成した取付孔の周部を取付枠とともに挟持する挟み金具の一端部を引掛けるための引掛孔４３を備え、取付枠の前面側に配置するプレート枠をプレートねじを用いて取り付けるためのねじ孔４２も形成されている。しかして、取付板４に関しては上述の取付枠と同様の施工方法を採用することができ、埋込型の配線器具用のスイッチボックスなどを流用することができる。また、取付板４の左右方向における一端部（図１の右端部）には、縦長の矩形状の窓孔４５が形成されている。なお、窓孔４５については後述する。また、本実施形態では、取付板４が、施工面に設置される取付部材を構成している。
【００４８】
器体１は、合成樹脂製であって後面が開放された箱状の前ボディ１０と、前ボディ１０の後面側に配置される合成樹脂製の後ボディ２０とで構成され、前ボディ１０の前面側に取付板４を配置するとともに、前ボディ１０の後面側に後ボディ２０を配置し、後ボディ２０と前ボディ１０と取付板４とを複数本のかしめ鋲（図示せず）のような固定具で結合することにより形成されている。なお、これらのかしめ鋲は、後ボディ２０の後面側から後ボディ２０および前ボディ１０を通して取付板４の組立孔４４に挿入され、かしめ固定されている。
【００４９】
取付板４の前面側には合成樹脂製のカバー３０が取着され、外観上は前ボディ１０とカバー３０との間に取付板４を挟んだ形になっている。カバー３０は、取付板４の四隅のうちの３箇所の近傍にそれぞれ形成された切欠部４７に係止される係止爪３４が後面から後方へ突設されている。しかして、カバー３０の係止爪３４を取付板４の切欠部４７に係止することにより、取付板４にカバー３０が結合されている。ここにおいて、カバー３０は、カバー３０の後面と取付板４の前面との間に隙間を形成するための複数のリブ３５が後面から後方へ向かって突設されているので、カバー３０の後面と取付板４の前面との間には隙間が形成されている。
【００５０】
また、カバー３０の右端部には後述のプリント基板からなる回路基板８１に実装した可変抵抗ＶＲの操作用のつまみ２を露出させる円形状の露出孔３３が形成されている。なお、可変抵抗ＶＲは図１３における操作部８０に設けられており、この可変抵抗ＶＲは上述のように照明負荷Ｌａの調光レベルを設定するために設けられている。
【００５１】
可変抵抗ＶＲには回転式のボリュームを用いている。つまみ２は、後面が開口した円柱状の形状であって、可変抵抗ＶＲの操作子８８が挿入される筒状の挿入部２ｂを備えている。また、つまみ２は、後部に鍔部２ｃを備え、カバー３０の露出孔３３に後方から挿入され、鍔部２ｃの前面が露出孔３３の周縁に当接するようになっている。
【００５２】
また、可変抵抗ＶＲとともに上述の操作部８０に設けられる電源スイッチＳＷ（図１参照）にはいわゆるピアノハンドル式スイッチを用いており、前ボディ１０には、電源スイッチＳＷを取り付ける取付手段が設けられている。
【００５３】
電源スイッチＳＷとして用いるピアノハンドル式スイッチは、押操作可能な押釦ハンドル１０２を有する押釦スイッチよりなるスイッチ本体１０１の前面側に、スイッチ本体１０１に一端部が枢着され後面が押釦ハンドル１０２に対向するピアノハンドル（操作ハンドル）１０３を配置したものであり、ピアノハンドル１０３はピアノの鍵盤と同様に一端部を支点として他端部を押し込むことができる構成になっている。また、ピアノハンドル式スイッチは、ピアノハンドル１０３の操作面が押釦ハンドル１０２の操作面よりも大型であって、指以外の部位を用いて押操作することも可能になっている。ここにおいて、スイッチ本体１０１のケース１０１ａは、器具取付用の窓孔を有した合成樹脂製の取付枠に保持されるように構成されており、ケース１０１ａの長手方向の各側面（左右両側面）には、合成樹脂製の取付枠の窓孔を囲む部位に設けた器具取付孔に係合可能な取付爪１０５がそれぞれ一対ずつ突設してあり、取付爪１０５が器具取付孔に係合することによってケース１０１ａが取付枠に保持されるようになっている。なお、上述の合成樹脂製の取付枠における窓孔の長手方向の寸法は大角形連用（ＪＩＳＣ８３０４参照）と称する埋込型の配線器具の施工時に用いる取付枠の窓孔の長手方向の寸法と等しく設定してあり、スイッチ本体１のケース１０１ａの短手方向の寸法は取付枠の窓孔の長手方向の寸法のほぼ３分の１の寸法に形成してある。
【００５４】
スイッチ本体１０１のケース１０１ａ内には、鎖錠ばねのばね力によって端子板と鎖錠ばねとの間に電線を接続保持する速結端子構造の端子が納装されており、ケース１０１ａの後壁に形成された電線挿通口１０４を通してケース１０１ａ内に導入された電線が端子に電気的に接続されるようになっている。
【００５５】
ところで、前ボディ１０は、図１における右端部が上記制御装置７０の構成部品や可変抵抗ＶＲなどが収納される制御部品収納部１３を構成しており、制御部品収納部１３の上下方向の寸法が当該制御部品収納部１３の左側の部分のほぼ３分の２程度の寸法に設定され、制御部品収納部１３の前面が左側の部分の前面よりも前方に位置するように制御部品収納部１３の前後方向の寸法を設定してある。また、前ボディ１０は、制御部品収納部１３の前壁において上述の可変抵抗ＶＲの操作子８８に対応する位置に円形状の貫通孔１４が形成されており、可変抵抗ＶＲの操作子８８が貫通孔１４を通して前ボディ１０の前面側に突出している。
【００５６】
ところで、前ボディ１０は、上述の電源スイッチＳＷとして用いるピアノハンドル式スイッチのような埋込型の配線器具を取り付ける取付手段として、上述の制御部品収納部１３の下側に左右一対の枠片１８を備え、一対の枠片１８の上端部同士が前ボディ１０の制御部品収納部１３で連続一体に結合されるとともに下端部同士が横片１７で連続一体に結合されており、各枠片１８にケース１０１ａの両側面それぞれから突出した取付爪１０５が係合可能な器具取付孔１９を２つずつ形成してある。しかして、前ボディ１０の右端部１３と一対の枠片１８と横片１７とで囲まれた取付窓１１０にスイッチ本体１０１のケース１０１ａを導入し、ケース１０１ａの両側面に突設された各一対の取付爪１０５を各一対の器具取付孔１９に係合させることによって、ケース１０１ａを前ボディ１０に取り付けることができる。言い換えれば、前ボディ１０には、単位寸法の配線器具を１個保持することができる取付窓１１０が形成されている。
【００５７】
取付板４は、上述のように全体としては３連用の取付枠と同じ大きさであって、右側の一連用の取付枠に相当するスペースには上述の窓孔４５が形成されている。ここにおいて、窓孔４５は、長手方向の寸法が埋込型の配線器具の施工時に用いる１連用の取付枠の窓孔の長手方向の寸法と等しく設定され、短手方向の寸法が上記取付枠の窓孔の短手方向の寸法よりもやや大きく設定されており、前ボディ１０の制御部品収納部１３の前面と横片１７の前端縁と各連結片１８の前端縁とスイッチ本体１の前面とを露出させることができ、かつ、制御部品収納部１３の外周面と窓孔４５の内周面との間および各連結片１８の外側面と窓孔４５の内周縁の間に隙間が形成されるようになっている。なお、ピアノハンドル（操作ハンドル）１０３は窓孔４５のほぼ３分の１の大きさに形成されている。
【００５８】
なお、本実施形態の調光装置では、取付板４に３連用の取付枠の前面側に配置する矩形枠状のプレート枠（図示せず）をプレートねじ（図示せず）により取り付け、プレート枠の前面側に化粧プレート（図示せず）を装着することにより、プレートねじが前方から見えないようになっている。ここに、化粧プレートには、カバー３０の前面およびピアノハンドル式スイッチのピアノハンドル１０３を露出させる開口窓が形成されている。
【００５９】
また、器体１内には、上述の図１３に示した回路の部品（構成素子）のうち発熱量が比較的小さな構成素子をプリント基板からなる回路基板８１に実装した回路基板ブロック８が収納される。ここに、回路基板８１の後面側には交流電源Ｖｓおよび照明負荷Ｌａとの間の電線を接続するための端子が収納された速結端子ユニット９が配置されている。速結端子ユニット９は、端子ハウジング９１の中に端子板、鎖錠ばね、解除釦を収納してあり、端子ハウジング９１の後壁に形成した電線挿入口（図示せず）を通して端子ハウジング９１内に導入される電線を鎖錠ばねのばね力によって端子板と鎖錠ばねとの間に接続保持するように構成されている。速結端子ユニット９から電線を外すには、マイナスドライバのような工具の先端部を端子ハウジング９１の後壁に設けた解除孔に挿入して解除釦を押操作し解除釦により鎖錠ばねを撓ませ、鎖錠ばねを電線から引き離すことで、電線を抜き取ることができるようになっている。端子板および鎖錠ばねは４個ずつ設けられ、解除釦は２個設けられている。速結端子ユニット９における各端子板には、端子ハウジング９１の前壁から前方へ突出する端子片９４が一体に設けられており、速結端子ユニット９は、端子片９４を回路基板８１の挿通孔８４（図１０参照）に挿通して回路基板８１の導電パターンに半田で接続することによって回路基板８１に実装されているが、端子ハウジング９１の後面が後ボディ２０に形成した開口窓２４を通して後ボディ２０の後面側に露出しているので、器体１の後方から端子ハウジング９１の電線挿入口へ電線を導入することができる。
【００６０】
ところで、本実施形態では、図１３に示した回路構成におけるトライアックＱおよび一対のＩＧＢＴ６１，６２を１枚のアルミニウム基板５１に実装してパワーモジュール５を形成してあり、パワーモジュール５を前ボディ１０における制御部品収納部１３よりも左側の部分の前面側に配置している。ここにおいて、アルミニウム基板５１は、矩形板状のアルミニウム板の一表面上に絶縁層を介して導電パターンが形成されたものであり、トライアックＱおよび一対のＩＧＢＴ６１，６２などの各デバイスのパッドが導電パターンに電気的に接続されており、アルミニウム板が放熱板として機能する。要するに、放熱板として機能するアルミニウム板にトライアックＱおよび一対のＩＧＢＴ６１，６２が絶縁層を介してベアチップ実装されている。また、パワーモジュール５は上記アルミニウム基板５１における各チップの実装面側に合成樹脂成形品からなる枠状の枠体５２が一体に設けられており、上記アルミニウム基板５１に各チップを実装した後に、上記アルミニウム基板５１と枠体５２とで囲まれる空間に封止用の樹脂を充填してある。また、パワーモジュール５のアルミニウム基板５１にはかしめ鋲などの固定具を挿通する２つの固定具挿通孔５４が貫設されており、回路基板８１、前ボディ１０、後述の放熱板６、取付板４それぞれにおいて各固定具挿通孔５４に対応する部位にはそれぞれ挿通孔８７，１１，６８，４８が形成されている。
【００６１】
パワーモジュール５は、後方へ突出した複数の接続端子５３を備えており、各接続端子５３を前ボディ１０の前壁に形成された端子片挿通孔１６を通して前ボディ１０内に挿入し、各接続端子５３を回路基板８１の挿通孔８６（図１０参照）に挿通して導電パターンに半田で接続してある。
【００６２】
また、器体１は、取付板４との間に銅板のように熱伝導性の高い金属材料からなる放熱板６を挟持した形で取付枠４に取り付けられる。放熱板６は、矩形板状に形成されており、前ボディ１０において放熱板６の４隅に対応する部位それぞれから前方へ隙間形成用リブ１５が突設されており、前ボディ１０の前面と放熱板６の後面との間に隙間形成用リブ１５の突出量に応じた空間が形成されている。上述のパワーモジュール５はこの空間に配置され、パワーモジュール５の前面（つまり、アルミニウム板において絶縁層が形成されていない側の表面）が放熱板６の後面に接触している。
【００６３】
放熱板６には、取付板４に固定するにあたって用いるかしめ鋲などの固定具を挿通する４つの挿通孔６４が形成されており、かしめ鋲などの固定具を用いて放熱板６を取付枠４に接触固定することにより、パワーモジュール５の放熱面積を大きくして、トライアックＱおよび一対のＩＧＢＴ６１，６２の放熱を効率良く行えるようにしてあり、前カバー３０、つまみ２、ピアノハンドル１０３などの温度上昇を抑制することができる。要するに、取付板４はトライアックＱおよび一対のＩＧＢＴ６１，６２の放熱性を向上させる機能を持つ。また、放熱板６の左端部の後面側には金属製の放熱ブロック７が配置されている。なお、放熱ブロック７は、縦長の直方体状に形成されており、放熱ブロック７の後面側から放熱ブロック７の２つの貫通孔７ｂそれぞれに挿入されるかしめ鋲などの固定具（図示せず）を用いて放熱板６および取付板４に結合されている。ここに、取付板４には放熱ブロック７に挿入された固定具が挿通される２つの挿通孔４９が形成され、放熱板６において取付板４の各挿通孔４９に対応する部位にも固定具が挿通される２つの挿通孔６９が形成されている。
【００６４】
ところで、器体１の内部空間は、前ボディ１０の前壁の後面から後方へ向かって突設された仕切壁１２と後ボディ２０の前面において前ボディ１０の仕切壁１２に対応する部位から前方へ突設された仕切壁２２とにより、制御装置７０の部品や可変抵抗ＶＲを収納する制御部品収納エリアとパワーモジュール５の接続端子５３を接続するモジュール接続エリアとに分けられている。
【００６５】
また、カバー３０は、取付板４の窓孔４５よりも左側の部分の前面側に配置される第１カバー部３１と、第１カバー部３１の右側に位置し可変抵抗ＶＲのつまみ２を露出させる露出孔３３を貫設した第２カバー部３２とが連続一体に形成されており、第１カバー部３１の上端部および下端部には、左右方向に走る複数の放熱用スリット３６が上下方向に列設されている。ここにおいて、第１カバー部３１の上端部に形成された放熱用スリット３６は、斜め前方へ上昇傾斜し、第１カバー部３１の下端部に形成された放熱用スリット３６は、斜め前方へ下降傾斜している。また、カバー３１は、第１カバー部３１における第２カバー部３２側の端部から後方に向かって分離壁３８が形成されている。
【００６６】
以上説明した本実施形態の調光装置では、図１３に示したように、トライアックＱの主端子間に接続された一対のＩＧＢＴ６１，６２の直列回路と、各ＩＧＢＴ６１，６２に逆並列に接続された一対のダイオードＤ１，Ｄ２と、操作部８０の可変抵抗ＶＲで設定された調光レベルに対応する位相角に応じてトライアックＱをターンオンさせるに先だって照明負荷Ｌａに印加される負荷電圧が滑らかに増加するように一対のＩＧＢＴ６１，６２の一方のインピーダンスを制御する制御回路７２とを備えていることにより、高周波ノイズの発生を抑制しつつ高容量の照明負荷Ｌａの光出力を調節することができ、また、１枚のアルミニウム基板５１にトライアックＱおよび一対のＩＧＢＴ６１，６２それぞれをベアチップ実装したパワーモジュール５を構成していることにより、トライアックＱおよび一対のＩＧＢＴ６１，６２としてそれぞれのチップが個別のパッケージに収納されたものを使用する場合に比べてトライアックＱおよび一対のＩＧＢＴ６１，６２の実装面積を小さくすることができて調光装置全体の小型化を図ることができる。また、パワーモジュール５を施工面に設置される取付部材たる取付板４へ熱結合させていることにより、トライアックＱおよび一対のＩＧＢＴ６１，６２それぞれで発生した熱をアルミニウム基板５１のアルミニウム板と放熱板６とを通して取付板４から放熱させることができるので、放熱性を向上させることができるとともに、操作部８０における可変抵抗ＶＲのつまみ２および電源スイッチＳＷたるピアノハンドル式スイッチのピアノハンドル１０３の温度上昇を抑制することができる。なお、本実施形態では、パワーモジュール５と取付板４とを放熱板６を介して熱結合しているが、放熱板６を設けずに、パワーモジュール５におけるアルミニウム板と取付板４とを接触させて熱結合させるようにしてもよい。
【００６７】
また、操作部８０における可変抵抗ＶＲおよび電源スイッチＳＷを取付板４の一端側（図１の右端側）に配置し、パワーモジュール５を取付板４の他端側（図１の左端側）に配置してあるので、操作部８０とパワーモジュール５とを離して配置することにより、パワーモジュール５で発生した熱の影響による操作部８０の温度上昇を抑制することができる。一方で、取付板４においてパワーモジュール５よりも操作部８０から離れた部位に放熱ブロック７を配置してあるので、パワーモジュール５で発生した熱を放熱させるための放熱面積をさらに大きくすることができ、しかも、放熱ブロック７へ熱流が誘導されるので、操作部８の温度上昇をさらに抑制することが可能となる。また、本実施形態では、取付板４における窓孔４５が操作部８０を露出する開口部を構成しており、取付板４から操作部８０へ熱が直接伝導しないので、操作部８０の温度上昇をさらに抑制することが可能となる。
【００６８】
また、本実施形態の調光装置では、パワーモジュール５から取付板４へ伝導した熱による上昇気流が発生し、第１カバー部３１の下端部の放熱用スリット３６を通してカバー３０と取付板４との間に空気が流入し、この空気がカバー３０の上端部の放熱用スリット３６を通して排出されることとなるので、放熱効率をさらに向上させることができ、調光装置全体の温度上昇を抑制することが可能となる。なお、本実施形態では、カバー３０の上端部に形成された放熱用スリット３６が斜め前方へ上昇傾斜し下端部に形成された放熱用スリット３６が斜め前方へ下降傾斜しているが、上部部の放熱用スリット３６の傾斜方向に沿った突起を設けるとともに下端部の放熱用スリット３６の傾斜方向に沿った突起を設ければ、放熱用スリット３６を通る流路の抵抗（気流抵抗）を低減できてより多くの空気が流れることとなって放熱性が向上する。また、カバー３０と取付板４との間に隙間が形成されていることにより、この隙間を通る流路の抵抗も低減できる。
【００６９】
また、本実施形態では、パワーモジュール５に一体に設けられた接続端子５３が器体１の前壁に貫設された複数の端子挿通孔１６を通して回路基板８１に接続されるので、パワーモジュール５で発生した熱が器体１内へ直接輻射されないようにできるので、温度上昇による制御回路７２の誤動作や部品の破壊を防止することができる。また、器体１の前面に取付板４との間に隙間を形成するための隙間形成用リブ１５が突設されているので、取付板４およびパワーモジュール５からの輻射熱による器体１の温度上昇を抑制することができるので、温度上昇による制御回路７２の誤動作や部品の破壊を防止することができる。また、パワーモジュール５の接続端子５３から制御回路７２の部品へ向かう輻射熱を仕切壁１２，２２により遮蔽することができるので、制御回路７２の部品の温度上昇をより抑制することができ、制御回路７２の部品の温度上昇による誤動作や部品の破壊を防止することができる。なお、回路基板８１に仕切壁１２，２２の一部を挿入する切欠部８５（図１０参照）を形成しておけば、回路基板８１においてパワーモジュール５の接続端子５３が接続される部分から制御回路７２の部品が実装されている部分へ熱が伝導する経路の断面積を小さくすることができるとともに仕切壁１２，２２を大きくできるので、制御回路７２の部品の温度上昇をより抑制することができ、制御回路７２の部品の温度上昇による誤動作や部品の破壊を防止することができる。
【００７０】
（実施形態２）
本実施形態の調光装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、実施形態１にて説明した熱結合部材たる放熱板６および放熱ブロック７の材料を取付部材たる取付板４と同じ金属材料（例えば、アルミニウム）として、図１１に示すように、放熱板６と取付板４と放熱ブロック７とを金属ダイキャスト（アルミダイキャスト）にて一体成形している点に特徴があり、実施形態１のように放熱板６と取付板４と放熱ブロック７とを別体として形成してある場合に比べて、組立性が向上するとともに、熱伝導率が向上して放熱性能が向上する。他の構成は実施形態１と同じなので説明を省略する。本実施形態では、放熱板６と取付板４と放熱ブロック７とを金属ダイキャストにて一体成形しているが、放熱板６と取付板４とを金属ダイキャストにて一体成形するようにしてもよい。
【００７１】
なお、上記各実施形態では、トライアックＱの主端子間に接続される一対のトランジスタの直列回路として、一対のＩＧＢＴ６１，６２を逆直列に接続した直列回路を採用しているが、一対のＭＯＳＦＥＴを逆直列に接続した直列回路を採用してもよく、この場合には、一対のダイオードＤ１，Ｄ２は不要となることは勿論である。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１の発明では、双方向性３端子サイリスタの主端子間に接続された一対のトランジスタの直列回路と、各トランジスタに逆並列に接続された一対のダイオードと、操作部で設定された調光レベルに対応する位相角に応じて双方向性３端子サイリスタをターンオンさせるに先だって照明負荷に印加される負荷電圧が滑らかに増加するように一対のトランジスタの一方のインピーダンスを制御する制御回路とを備えていることにより、高周波ノイズの発生を抑制しつつ高容量の照明負荷の光出力を調節することができるという効果があり、また、１枚の放熱板に絶縁層を介して双方向性３端子サイリスタおよび一対のトランジスタそれぞれをベアチップ実装したパワーモジュールを構成していることにより、双方向性３端子サイリスタおよび一対のトランジスタとしてそれぞれのチップが個別のパッケージに収納されたものを使用する場合に比べて双方向性３端子サイリスタおよび一対のトランジスタの実装面積を小さくすることができて調光装置全体の小型化を図ることができるという効果があり、また、パワーモジュールを施工面に設置される取付部材へ熱結合させていることにより、双方向性３端子サイリスタおよび一対のトランジスタそれぞれで発生した熱を１枚の放熱板を通して取付部材から放熱させることができるので、放熱性を向上させることができるとともに、操作部の温度上昇を抑制することができるという効果がある。さらに、操作部とパワーモジュールとを離して配置することで、パワーモジュールで発生した熱の影響による操作部の温度上昇を抑制することができるという効果がある。また、パワーモジュールで発生した熱を放熱させるための放熱面積をさらに大きくすることができ、しかも、パワーモジュールよりも操作部から離れた部位に配置された放熱ブロックへ熱流が誘導されるので、操作部の温度上昇をさらに抑制することが可能となるという効果がある。
【００７３】
請求項２の発明では、前記パワーモジュールで発生した熱を前記パワーモジュールが実装されているアルミニウム基板および熱結合部材を通して前記取付部材のより広い範囲へ伝導させることができ、放熱性が向上するという効果がある。
【００７４】
請求項３の発明では、前記パワーモジュールで発生した熱を熱結合部材を通して前記取付部材のより広い範囲へ伝導させることができ、しかも、前記取付部材と熱結合部材との界面での熱抵抗をなくすことができるから、放熱効率を向上させることができるという効果がある。
【００７７】
請求項４の発明では、前記取付部材から前記操作部へ熱が直接伝導しなくなるので、前記操作部の温度上昇をさらに抑制することが可能となるという効果がある。
【００７８】
請求項５の発明では、前記パワーモジュールから前記取付部材へ伝導した熱が前記カバーに貫設された放熱用スリットを通して外部へ直接放熱されることになるので、放熱効率をさらに向上させることができ、調光装置全体の温度上昇をさらに抑制することができるという効果がある。
【００７９】
請求項６の発明では、前記取付部材を通して放熱される熱による上昇気流が発生し、前記カバーの下端部の放熱用スリットを通して前記カバーと前記取付部材との間に空気が流入し、この空気が前記カバーの上端部の放熱用スリットを通して排出されることとなるので、放熱効率をさらに向上させることができ、調光装置全体の温度上昇を抑制することが可能となるという効果がある。
【００８０】
請求項７の発明では、前記放熱用スリットを通る流路の抵抗を低減させることができ、より多くの空気が流れることになるので、放熱効率をより一層向上させることができ、調光装置全体の温度上昇をより一層抑制することができるという効果がある。
【００８１】
請求項８の発明では、前記カバーと前記取付部材との間の空間を通る流路の抵抗を低減させることができ、放熱効率をさらに向上させることができるという効果がある。
【００８２】
請求項９の発明では、前記パワーモジュールで発生した熱が前記制御回路を形成した回路基板を収納した器体内へ直接輻射されないようにできるので、温度上昇による前記制御回路の誤動作や部品の破壊を防止することができるという効果がある。
【００８３】
請求項１０の発明では、前記取付部材および前記パワーモジュールからの輻射熱による前記器体の温度上昇を抑制することができるので、温度上昇による前記制御回路の誤動作や部品の破壊を防止することができるという効果がある。
【００８４】
請求項１１の発明では、前記パワーモジュールの前記接続端子から前記制御回路の部品へ向かう輻射熱を仕切壁により遮蔽することが可能となり、前記制御回路の部品の温度上昇をより抑制することができ、前記制御回路の部品の温度上昇による誤動作や部品の破壊を防止することができるという効果がある。
【００８５】
請求項１２の発明では、前記回路基板において前記パワーモジュールの前記接続端子が接続される部分から前記制御回路の部品が実装されている部分へ熱が伝導する経路の断面積を小さくすることができるとともに前記仕切壁を大きくできるので、前記制御回路の部品の温度上昇をより抑制することができ、前記制御回路の部品の温度上昇による誤動作や部品の破壊を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１を示す概略分解斜視図である。
【図２】同上を示す概略分解斜視図である。
【図３】同上を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は右側面図である。
【図４】同上を示す左側面図である。
【図５】同上における要部斜視図である。
【図６】同上におけるパワーモジュールの封止前の概略斜視図である。
【図７】同上において取付板からカバーを取り外した状態の正面図である。
【図８】同上を示す概略縦断面図である。
【図９】同上を示す概略横断面図である。
【図１０】同上における回路基板の概略背面図である。
【図１１】実施形態２を示す概略分解斜視図である。
【図１２】従来例を示す調光装置の回路図である。
【図１３】他の調光装置の回路図である。
【符号の説明】
１器体
２つまみ
３ハンドル
４取付板
５パワーモジュール
６放熱板
７放熱ブロック
８回路基板ブロック
１０前ボディ
２０後ボディ
３０カバー
５１アルミニウム基板
５３接続端子
６１ＩＧＢＴ
６２ＩＧＢＴ
８１回路基板
１０１スイッチ本体
１０２押釦ハンドル
１０３ピアノハンドル
ＶＲ可変抵抗
ＳＷ電源スイッチ
Ｑトライアック
Ｖｓ交流電源
Ｌａ照明負荷
Ｄ１ダイオード
Ｄ２ダイオード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light control device that performs light control on an illumination load by controlling the phase of an AC power supply.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a printed circuit board on which a bidirectional three-terminal thyristor (hereinafter referred to as triac), a variable resistor, etc., inserted between an AC power source such as a commercial power source and an illumination load such as an incandescent lamp is mounted in the body. There has been proposed a light control device that accommodates and controls the power supplied to the lighting load by controlling the phase of the triac to adjust the light output of the lighting load (see, for example, Patent Document 1). In this type of light control device, an operation unit for setting the light control level of the illumination load by adjusting the resistance value of the variable resistor is provided on the front surface of the body. As a light control device using a triac, a device provided with heat radiation fins for radiating heat generated by the triac has been proposed.
[0003]
The light control device disclosed in Patent Document 1 has a circuit configuration shown in FIG. 12, for example, and is a main terminal (T1 terminal and T2) of a triac Q inserted between the AC power supply Vs and the illumination load La. Terminal) is connected to a time constant circuit 201 composed of a series circuit of a resistor R1, a variable resistor VR, and a capacitor C1, and a trigger element is connected between the connection point of the variable resistor VR and the capacitor C1 and the gate of the triac Q. Diac Q1 is connected. Further, a constant voltage circuit 202 is connected to a series circuit of a variable resistor VR and a capacitor C1. Here, since an AC voltage is applied to the constant voltage circuit 202, a pair of Zener diodes ZD1 and ZD2 are connected in reverse series.
[0004]
In such a light control device, when the power switch SW ′ is turned on and the power is turned on, the capacitor C1 is charged through the resistor R1 and the variable resistor VR, and the terminal voltage of the capacitor C1 reaches the breakover voltage of the diac Q1. The diac Q1 conducts and the capacitor C1 is discharged. At this time, the triac Q is turned on. After that, when approaching the zero cross point of the voltage waveform of the AC power supply Vs, the triac Q cannot maintain the on state and is turned off. Therefore, the light control device having the circuit configuration shown in FIG. 12 repeats the above operation every half cycle of the voltage waveform of the AC power supply Vs. Since the timing at which the terminal voltage of the capacitor C1 reaches the breakover voltage of the diac Q1 (that is, the phase angle) can be adjusted by the variable resistor VR, the effective value of the voltage applied to the lighting load La can be adjusted by adjusting the variable resistor VR. Thus, the light output (that is, the dimming level) of the illumination load La can be adjusted. A circuit using an SBS instead of the diac Q1 as the trigger element is also known.
[0005]
By the way, in the dimming device having the circuit configuration shown in FIG. 12 described above, the traac Q is turned on at the phase angle set by the variable resistor VR and the load current of the illumination load La is caused to flow to the triac Q. When the phase angle is around 90 degrees, the load current shows a very steep rise (that is, di / dt at turn-on is large), high-frequency noise (for example, noise of 150 KHz to 30 MHz) is generated, or the load is steep. There is a possibility that the filament of the incandescent lamp as the illumination load La vibrates due to the influence of the current and generates acoustic noise.
[0006]
Therefore, in the light control device having the circuit configuration shown in FIG. 12 described above, the choke coil L constituting the noise filter is inserted between the illumination load La and the triac Q, and the triac Q and the choke coil L are connected in series. A capacitor C0 that forms a noise filter together with the choke coil L is connected in parallel.
[0007]
However, in order to reduce the noise level to a level satisfying a standard value such as the IEC standard, it is necessary to enlarge the choke coil L, and the entire light control device is enlarged.
[0008]
Therefore, the inventors of the present application have proposed a light control device having a circuit configuration shown in FIG. 13 as an example of a light control device that can reduce noise without providing a noise filter.
[0009]
The light control device having the circuit configuration shown in FIG. 13 includes a triac Q inserted between an AC power source Vs such as a commercial power source and an illumination load La such as an incandescent lamp. A series circuit in which IGBTs 61 and 62 are connected in anti-series is connected, and diodes D 1 and D 2 are connected in anti-parallel to each IGBT 61 and 62. Here, the two IGBTs 61 and 62 are connected to the ground by connecting the emitters in common. The reverse parallel means that the IGBTs 61 and 62 are connected with a polarity that allows a current to flow in the reverse direction, and the diodes D1 and D2 have their anodes connected to the emitters of the IGBTs 61 and 62, respectively. Each cathode is connected to the collectors of the IGBTs 61 and 62. MOSFETs may be used in place of the IGBTs 61 and 62. In this case, since the MOSFET includes a parasitic diode, the diodes D1 and D2 are not necessary.
[0010]
The light control device having the circuit configuration shown in FIG. 13 includes an operation unit 80 including a power switch for turning on and off the lighting load La, a variable resistor for setting the light control level of the lighting load La, and the like. And a control device 70 that controls the IGBTs 61 and 62 and the triac Q based on an input signal from the unit 80.
[0011]
Here, the control device 70 converts the AC voltage of the AC power supply Vs into a predetermined DC voltage and outputs the same, and also supplies a power supply from the power supply circuit 71 and a function of detecting the zero cross point of the AC voltage. A control circuit 72 that controls the IGBTs 61 and 62 and the triac Q is provided so as to receive the zero cross detection signal zs and obtain the light control level set by the operation unit 80. Further, the control device 70 converts a control signal for controlling the impedance of the IGBTs 61 and 62 input from the control circuit 72 into a voltage signal suitable for the control of the IGBTs 61 and 62 and outputs the voltage signal. And a drive circuit 74 for supplying a single trigger signal to the gate of the triac Q in accordance with the drive signal input from the control circuit 72. Here, the gates of the IGBTs 61 and 62 are commonly connected, and a resistor R3 is connected between a connection point between the gates and the drive circuit 74. Note that C3 in FIG. 13 indicates the gate capacitance of the IGBTs 61 and 62.
[0012]
Here, the control circuit 72 is configured by a CPU or the like, and includes a calculation unit that obtains a phase angle corresponding to the dimming level set by the variable resistor of the operation unit 80, and the IGBT 61, The operation of stopping the control of the IGBTs 61 and 62 after the triac Q is turned on after the load voltage applied to the illumination load La is smoothly increased after starting one control of the voltage 62 is shown in the voltage waveform of the AC power supply Vs. It repeats every half cycle. Further, the control circuit 72 includes an A / D conversion unit that performs A / D conversion on the input from the operation unit 80, a first control unit that controls the IGBTs 61 and 62 through the D / A conversion circuit 73, and a triac through the drive circuit 74. And a second control unit for controlling Q. The triac Q and the IGBTs 61 and 62 each contain a chip in a package.
[0013]
Hereinafter, the operation of the light control device having the circuit configuration shown in FIG. 13 will be described.
[0014]
When the power switch of the operation unit 80 is turned on, the control circuit 72 obtains a phase angle at which a dimming level corresponding to the resistance value of the variable resistor of the operation unit 80 is obtained by calculation, and the triac Q is determined according to the phase angle. Prior to turning on, the impedance of one of the pair of IGBTs 61 and 62 is controlled so that the load voltage applied to the illumination load La increases smoothly, and then the triac Q is turned on, and then the IGBTs 61 and 62 are turned off. Perform such control. That is, when the polarity of the voltage of the AC power supply Vs is the direction indicated by the arrow in FIG. 13 (hereinafter, this direction is referred to as positive polarity), the control circuit 72 generates the AC power supply Vs → IGBT61 when the phase angle is reached. -> Diode D2-> Lighting load La-> AC power supply Vs The current flows through the path and the load voltage of lighting load La increases smoothly. After giving a control signal to IGBT 61, TRIAC Q is turned on and AC power supply Vs-> Triac The control signal to the IGBT 61 is stopped after the current flows through the route of Q → lighting load La → AC power supply Vs. Thereafter, when approaching the zero cross point of the AC power supply Vs, the triac Q cannot maintain the on state and is turned off. Further, when the polarity of the voltage of the AC power supply Vs is reversed, the control circuit 72 causes a current to flow through the path of the AC power supply Vs → illumination load La → IGBT 62 → diode D1 → AC power supply Vs when the phase angle is reached. After giving a control signal to the IGBT 62 so that the load voltage of the lighting load La increases smoothly, the triac Q is turned on so that a current flows through the path of the AC power supply Vs → lighting load La → triac Q → AC power supply Vs. After that, the control signal to the IGBT 62 is stopped. Thereafter, when approaching the zero cross point of the AC power supply Vs, the triac Q cannot maintain the on state and is turned off. Therefore, the above-described circuit in FIG. 13 repeats the above operation every half cycle of the voltage waveform of the AC power supply Vs. Since the phase angle can be adjusted by a variable resistor, the light output of the illumination load La can be adjusted by adjusting the effective value of the voltage applied to the illumination load La by adjusting the resistance value of the variable resistor. Yes (that is, the dimming level can be adjusted).
[0015]
[Patent Document 1]
JP-A-11-162248 (paragraph number [0014], FIG. 1 and FIG. 2)
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, as described above, the light control device provided with a pair of transistors (two IGBTs 61 and 62 or two MOSFETs) in addition to the triac Q has an advantage that high-frequency noise can be reduced. When adjusting the light output of a lighting load (for example, a 1500 W incandescent lamp), it is necessary to use a highly rated triac Q and each transistor, and the triac Q and each transistor are enlarged and printed. Since the mounting area on the substrate increases and it is necessary to secure an insulation distance, the entire light control device has been enlarged. In addition, since the triac Q and each transistor are mounted on a printed circuit board and housed in the container, the heat generated by each of the triac Q and each transistor cannot be efficiently radiated to the outside. The temperature of the operation unit 80 which is a touched part was high.
[0017]
The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and its object is to adjust the light output of a high-capacity lighting load while suppressing the generation of high-frequency noise, and to improve the heat dissipation and reduce the size. An object of the present invention is to provide a dimming device that can be realized.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  The invention of claim 1 includes a bidirectional three-terminal thyristor inserted between an AC power supply and a lighting load, a series circuit of a pair of transistors connected between main terminals of the bidirectional three-terminal thyristor, A pair of diodes connected in reverse parallel to the transistor, an operation unit for setting the dimming level of the illumination load, and a bidirectional three-terminal according to the phase angle corresponding to the dimming level set by the operation unit And a control circuit that controls the impedance of one of the pair of transistors so that the load voltage applied to the lighting load increases smoothly before the thyristor is turned on. A power module with bare-chip mounting of each of a three-terminal thyristor and a pair of transistors is constructed, and the power module is thermally coupled to a mounting member installed on the construction surface So it isThe operating portion is disposed on one end side of the mounting member, and the power module is disposed on the other end side of the mounting member, and the mounting member is made of metal at a position farther from the operating portion than the power module. No heat dissipation block is placedIt is characterized by that.
[0019]
  According to the present invention, a series circuit of a pair of transistors connected between the main terminals of the bidirectional three-terminal thyristor, a pair of diodes connected in antiparallel to each transistor, and dimming set by the operation unit And a control circuit for controlling the impedance of one of the pair of transistors so that the load voltage applied to the lighting load increases smoothly before the bidirectional three-terminal thyristor is turned on according to the phase angle corresponding to the level. Therefore, the light output of a high-capacity lighting load can be adjusted while suppressing the generation of high-frequency noise, and the bidirectional three-terminal thyristor and the pair of one heat sink are interposed via an insulating layer. By configuring a power module in which each transistor is mounted on a bare chip, a bidirectional three-terminal thyristor and a pair of transistors Thus, the mounting area of the bidirectional three-terminal thyristor and the pair of transistors can be reduced as compared with the case where each chip is housed in a separate package, thereby reducing the size of the entire light control device. In addition, since the power module is thermally coupled to the mounting member installed on the construction surface, the heat generated in each of the bidirectional three-terminal thyristor and the pair of transistors is passed through the single heat sink. Therefore, heat dissipation can be improved and temperature rise of the operation unit can be suppressed.Furthermore, by arranging the operation unit and the power module apart from each other, it is possible to suppress an increase in the temperature of the operation unit due to the influence of heat generated in the power module. In addition, the heat dissipation area for dissipating the heat generated by the power module can be further increased, and the heat flow is guided to the heat dissipation block located at a position farther from the operation unit than the power module. It is possible to further suppress the temperature rise of the part.
[0020]
The invention of claim 2 comprises, in the invention of claim 1, a thermal coupling member made of a copper plate that thermally couples the power module and the mounting member, the mounting member is made of a metal plate, and the power module is An aluminum plate in an aluminum substrate in which an insulating layer is laminated on an aluminum plate constitutes the heat radiating plate.
[0021]
According to this invention, the heat generated in the power module can be conducted to a wider range of the mounting member through the aluminum substrate on which the power module is mounted and the heat coupling member, and heat dissipation is improved.
[0022]
The invention of claim 3 is the invention of claim 1, further comprising a heat coupling member that thermally couples the power module and the mounting member, wherein the mounting member and the heat coupling member are integrally formed by metal die casting. It is characterized by becoming.
[0023]
According to this invention, the heat generated in the power module can be conducted to a wider range of the mounting member through the thermal coupling member, and the thermal resistance at the interface between the mounting member and the thermal coupling member is eliminated. Therefore, the heat dissipation efficiency can be improved.
[0028]
  Claim4The invention ofClaims 1 to 3In the invention, the attachment member is formed with an opening for exposing the operation portion.
[0029]
According to this invention, since heat is not directly conducted from the mounting member to the operation portion, it is possible to further suppress an increase in temperature of the operation portion.
[0030]
  Claim5The invention of claim 1 to claim 14In the invention, a cover disposed on the front surface side of the mounting member is provided, and a heat dissipation slit is provided through the cover.
[0031]
According to the present invention, the heat conducted from the power module to the mounting member is directly radiated to the outside through the heat radiation slit provided in the cover, so that the heat radiation efficiency can be further improved. The temperature rise of the whole light control apparatus can further be suppressed.
[0032]
  Claim6The invention of claim5In the present invention, the cover is characterized in that the heat dissipating slit is formed through each of the upper end portion and the lower end portion.
[0033]
According to the present invention, an upward air flow is generated due to heat dissipated through the mounting member, and air flows between the cover and the mounting member through a heat dissipation slit at a lower end portion of the cover, and the air is Since it is discharged through the heat dissipation slit at the upper end of the cover, the heat dissipation efficiency can be further improved, and the temperature rise of the entire light control device can be suppressed.
[0034]
  Claim7The invention of claim6In the invention, the heat dissipating slit formed at the upper end portion of the cover is inclined obliquely upward, and the heat dissipating slit formed at the lower end portion of the cover is inclined obliquely forward and inclined. It is characterized by being.
[0035]
According to this invention, the resistance of the flow path passing through the heat dissipation slit can be reduced, and more air flows, so the heat dissipation efficiency can be further improved, and the entire light control device An increase in temperature can be further suppressed.
[0036]
  Claim8The invention of claim5Or claims7In the invention, a gap is formed between the facing surfaces of the cover and the mounting member.
[0037]
According to this invention, the resistance of the flow path passing through the space between the cover and the mounting member can be reduced, and the heat dissipation efficiency can be further improved.
[0038]
  Claim9The invention of claim 1 to claim 18In the invention, the apparatus includes a container housing a circuit board on which the control circuit is formed, and the power module is connected to the circuit board through a plurality of terminal insertion holes provided in a front wall of the container. The connecting terminal is projected rearward.
[0039]
According to the present invention, heat generated in the power module can be prevented from being directly radiated into the container housing the circuit board on which the control circuit is formed, thereby preventing malfunction of the control circuit and destruction of parts due to temperature rise. can do.
[0040]
  Claim10The invention of claim9In this invention, a gap forming rib for forming a gap between the mounting member and the mounting member is projected on the front surface of the container.
[0041]
According to this invention, since the temperature rise of the container due to the radiant heat from the mounting member and the power module can be suppressed, it is possible to prevent malfunction of the control circuit and destruction of parts due to the temperature rise.
[0042]
  Claim11The invention of claim9Or claims10In this invention, the container is provided with a partition wall for partitioning a space in which the connection terminal of the power module is accommodated and a space in which the components of the control circuit are accommodated.
[0043]
According to this invention, it becomes possible to shield the radiant heat directed from the connection terminal of the power module to the component of the control circuit by the partition wall, and it is possible to further suppress the temperature rise of the component of the control circuit, It is possible to prevent malfunction and destruction of parts due to temperature rise of parts of the control circuit.
[0044]
  Claim12The invention of claim11In this invention, the circuit board is formed with a notch into which a part of the partition wall is inserted.
[0045]
According to this invention, the cross-sectional area of the path through which heat is conducted from the portion where the connection terminal of the power module is connected to the portion where the control circuit component is mounted can be reduced in the circuit board. Since the partition wall can be enlarged, the temperature rise of the components of the control circuit can be further suppressed, and the malfunction and the destruction of the components due to the temperature rise of the components of the control circuit can be prevented.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, the light control device of this embodiment will be described with reference to FIGS. The circuit configuration of the light control device of this embodiment is the same as the circuit configuration shown in FIG.
[0047]
The light control device according to the present embodiment is constructed so as to be partially embedded in a work surface such as a wall surface, and is used to control light control of an illumination load La such as an incandescent lamp. The container 1 is attached to a metal mounting plate 4 formed so that its outer shape corresponds to a triple mounting frame used for a wiring device. That is, the mounting plate 4 is made of a metal material such as aluminum, and as a whole, a maximum of three mounting plates 4 can be connected to and attached to a mounting frame for a large-angle continuous wiring apparatus standardized in JIS standards. It is formed so that the outer shape corresponds to the mounting frame for three stations that can be installed by connecting three pieces of wiring appliances with standardized unit dimensions in three rows. As a means for attaching to the construction surface, a long hole 41 through which a box screw to be screwed into the switch box is inserted, and a peripheral portion of the attachment hole formed in the wall panel are held together with the attachment frame. A hooking hole 43 is provided for hooking one end of the clip metal fitting, and a screw hole 42 for attaching a plate frame arranged on the front side of the mounting frame using a plate screw is also formed. Therefore, with respect to the mounting plate 4, the same construction method as that of the mounting frame described above can be adopted, and a switch box for an embedded wiring device can be used. Further, a vertically long rectangular window hole 45 is formed at one end portion (right end portion in FIG. 1) in the left-right direction of the mounting plate 4. The window hole 45 will be described later. Moreover, in this embodiment, the attachment plate 4 comprises the attachment member installed in a construction surface.
[0048]
The container 1 includes a box-shaped front body 10 made of a synthetic resin and having a rear surface opened, and a synthetic resin rear body 20 disposed on the rear surface side of the front body 10. The mounting plate 4 is arranged on the front side, the rear body 20 is arranged on the rear side of the front body 10, and the rear body 20, the front body 10 and the mounting plate 4 are like a plurality of caulking ridges (not shown). It is formed by connecting with a simple fixing tool. These caulking rods are inserted into the assembly holes 44 of the mounting plate 4 from the rear surface side of the rear body 20 through the rear body 20 and the front body 10 and fixed by caulking.
[0049]
A cover 30 made of synthetic resin is attached to the front surface side of the mounting plate 4, and the mounting plate 4 is sandwiched between the front body 10 and the cover 30 in appearance. In the cover 30, locking claws 34 that are locked in notches 47 formed in the vicinity of three of the four corners of the mounting plate 4 protrude from the rear surface to the rear. Thus, the cover 30 is coupled to the mounting plate 4 by locking the locking claw 34 of the cover 30 to the notch 47 of the mounting plate 4. Here, the cover 30 is provided with a plurality of ribs 35 for forming gaps between the rear surface of the cover 30 and the front surface of the mounting plate 4 so as to protrude rearward from the rear surface. A gap is formed between the front surface of the mounting plate 4.
[0050]
A circular exposure hole 33 is formed at the right end of the cover 30 to expose the knob 2 for operating the variable resistor VR mounted on a circuit board 81 made of a printed circuit board described later. The variable resistor VR is provided in the operation unit 80 in FIG. 13, and the variable resistor VR is provided for setting the dimming level of the illumination load La as described above.
[0051]
A rotary volume is used for the variable resistor VR. The knob 2 has a cylindrical shape with an open rear surface, and includes a cylindrical insertion portion 2b into which the operation element 88 of the variable resistance VR is inserted. In addition, the knob 2 includes a flange portion 2 c at the rear portion, and is inserted from the rear into the exposure hole 33 of the cover 30, so that the front surface of the flange portion 2 c comes into contact with the peripheral edge of the exposure hole 33.
[0052]
A so-called piano handle switch is used for the power switch SW (see FIG. 1) provided in the operation unit 80 together with the variable resistor VR, and the front body 10 is provided with an attaching means for attaching the power switch SW. ing.
[0053]
The piano handle type switch used as the power switch SW has one end pivotally attached to the front side of the switch body 101 formed of a pushbutton switch having a pushbutton handle 102 that can be pushed, and the rear surface thereof faces the pushbutton handle 102. A piano handle (operation handle) 103 is arranged, and the piano handle 103 is configured to be able to push in the other end portion with one end portion as a fulcrum, like a piano keyboard. The piano handle switch has a larger operation surface of the piano handle 103 than the operation surface of the push button handle 102, and can be pushed using a part other than a finger. Here, the case 101a of the switch body 101 is configured to be held by a synthetic resin mounting frame having an instrument mounting window hole, and each side surface (left and right side surfaces) in the longitudinal direction of the case 101a. Are provided with a pair of mounting claws 105 that can be engaged with the instrument mounting holes provided in the portion surrounding the window hole of the synthetic resin mounting frame, and the mounting claws 105 engage with the instrument mounting holes. As a result, the case 101a is held by the mounting frame. In addition, the longitudinal dimension of the window hole in the synthetic resin mounting frame described above is equal to the longitudinal dimension of the window hole of the mounting frame used in the construction of the embedded wiring apparatus referred to as a large square continuous use (see JISC8304). The dimension of the case 101a of the switch body 1 in the short direction is set to be approximately one third of the dimension in the longitudinal direction of the window hole of the mounting frame.
[0054]
In the case 101a of the switch body 101, a terminal having a quick connection terminal structure for connecting and holding an electric wire between the terminal plate and the lock spring by the spring force of the lock spring is mounted, and the rear wall of the case 101a The electric wire introduced into the case 101a is electrically connected to the terminal through the electric wire insertion opening 104 formed in the above.
[0055]
By the way, the front body 10 constitutes the control component storage unit 13 in which the right end portion in FIG. 1 stores the components of the control device 70, the variable resistance VR, and the like. Is set to a size of about two-thirds of the left side portion of the control component storage portion 13, and the control component storage portion 13 is positioned so that the front surface of the control component storage portion 13 is positioned forward of the front surface of the left portion. The dimensions in the front-rear direction are set. Further, the front body 10 has a circular through hole 14 formed at a position corresponding to the above-described variable resistor VR operation element 88 on the front wall of the control component storage unit 13. It protrudes to the front side of the front body 10 through the through hole 14.
[0056]
By the way, the front body 10 has a pair of left and right frame pieces 18 on the lower side of the control component storage unit 13 as attachment means for attaching an embedded wiring device such as a piano handle switch used as the power switch SW. And the upper end portions of the pair of frame pieces 18 are continuously and integrally joined by the control component storage portion 13 of the front body 10 and the lower end portions are continuously and integrally joined by the horizontal pieces 17. Two instrument mounting holes 19 are formed in each of which the mounting claws 105 projecting from both side surfaces of the case 101a can be engaged. Thus, the case 101a of the switch body 101 is introduced into the mounting window 110 surrounded by the right end portion 13 of the front body 10, the pair of frame pieces 18 and the lateral pieces 17, and each of the projections provided on both side surfaces of the case 101a is provided. The case 101 a can be attached to the front body 10 by engaging the pair of attachment claws 105 with the pair of instrument attachment holes 19. In other words, the front body 10 is formed with a mounting window 110 that can hold one unit-sized wiring device.
[0057]
As described above, the mounting plate 4 as a whole is the same size as the triple mounting frame, and the above-described window hole 45 is formed in a space corresponding to the right series of mounting frames. Here, the size of the window hole 45 is set to be equal to the size of the window hole in the longitudinal direction of the single mounting frame used in the construction of the embedded wiring device, and the dimension in the short direction is the mounting frame. Is set to be slightly larger than the size of the window hole in the short direction, the front surface of the control component storage portion 13 of the front body 10, the front edge of the horizontal piece 17, the front edge of each connecting piece 18, and the front surface of the switch body 1. And a gap is formed between the outer peripheral surface of the control component storage portion 13 and the inner peripheral surface of the window hole 45 and between the outer surface of each connecting piece 18 and the inner peripheral edge of the window hole 45. It has come to be. Note that the piano handle (operation handle) 103 is formed to be approximately one third the size of the window hole 45.
[0058]
In the light control device according to the present embodiment, a rectangular frame-shaped plate frame (not shown) disposed on the front side of the triple attachment frame is attached to the attachment plate 4 with a plate screw (not shown). By mounting a decorative plate (not shown) on the front side of the plate, the plate screw is hidden from the front. Here, the decorative plate is formed with an opening window for exposing the front surface of the cover 30 and the piano handle 103 of the piano handle switch.
[0059]
In the container 1, a circuit board block 8 in which a component having a relatively small amount of heat generation among the components (components) of the circuit shown in FIG. Is done. Here, on the rear surface side of the circuit board 81, a quick-connection terminal unit 9 in which terminals for connecting electric wires between the AC power source Vs and the illumination load La are accommodated is disposed. The quick connection terminal unit 9 accommodates a terminal plate, a lock spring, and a release button in a terminal housing 91, and passes through an electric wire insertion opening (not shown) formed in the rear wall of the terminal housing 91 to enter the terminal housing 91. The electric wire introduced into is connected and held between the terminal plate and the lock spring by the spring force of the lock spring. To remove the wire from the quick connection terminal unit 9, insert the tip of a tool such as a flat-blade screwdriver into the release hole provided in the rear wall of the terminal housing 91, press the release button, and use the release button to lock the lock spring. The electric wire can be pulled out by bending and pulling the locking spring away from the electric wire. Four terminal plates and four lock springs are provided, and two release buttons are provided. Each terminal plate in the quick connection terminal unit 9 is integrally provided with a terminal piece 94 protruding forward from the front wall of the terminal housing 91, and the quick connection terminal unit 9 inserts the terminal piece 94 into the circuit board 81. It is mounted on the circuit board 81 by being inserted into the hole 84 (see FIG. 10) and connected to the conductive pattern of the circuit board 81 by soldering, but the rear surface of the terminal housing 91 passes through the opening window 24 formed in the rear body 20. Since it is exposed on the rear surface side of the rear body 20, the electric wire can be introduced into the electric wire insertion port of the terminal housing 91 from the rear of the container body 1.
[0060]
By the way, in the present embodiment, the power module 5 is formed by mounting the triac Q and the pair of IGBTs 61 and 62 in the circuit configuration shown in FIG. 13 on one aluminum substrate 51. The control component storage unit 13 in FIG. Here, the aluminum substrate 51 has a conductive pattern formed on one surface of a rectangular plate-like aluminum plate via an insulating layer, and the pads of each device such as the triac Q and the pair of IGBTs 61 and 62 are conductive. It is electrically connected to the pattern, and the aluminum plate functions as a heat sink. In short, the triac Q and the pair of IGBTs 61 and 62 are bare-chip mounted on an aluminum plate functioning as a heat sink via an insulating layer. The power module 5 is integrally provided with a frame-like frame body 52 made of a synthetic resin molded product on the mounting surface side of each chip in the aluminum substrate 51, and after mounting each chip on the aluminum substrate 51, A space surrounded by the aluminum substrate 51 and the frame body 52 is filled with a sealing resin. In addition, two fixing tool insertion holes 54 through which a fixing tool such as a caulking hook is inserted are provided in the aluminum substrate 51 of the power module 5, and the circuit board 81, the front body 10, the heat sink 6, which will be described later, and the mounting plate In each of 4, insertion holes 87, 11, 68, 48 are formed at portions corresponding to the respective fixture insertion holes 54.
[0061]
The power module 5 includes a plurality of connection terminals 53 protruding rearward, and each connection terminal 53 is inserted into the front body 10 through a terminal piece insertion hole 16 formed in the front wall of the front body 10 to connect each connection terminal 53. The terminal 53 is inserted into the insertion hole 86 (see FIG. 10) of the circuit board 81 and connected to the conductive pattern with solder.
[0062]
The container 1 is attached to the attachment frame 4 in such a manner that a heat radiating plate 6 made of a metal material having high thermal conductivity such as a copper plate is sandwiched between the container 1 and the attachment plate 4. The heat radiating plate 6 is formed in a rectangular plate shape, and gap forming ribs 15 project forward from the respective portions corresponding to the four corners of the heat radiating plate 6 in the front body 10. A space corresponding to the protruding amount of the gap forming rib 15 is formed between the rear surface of the heat sink 6. The power module 5 described above is disposed in this space, and the front surface of the power module 5 (that is, the surface of the aluminum plate on which the insulating layer is not formed) is in contact with the rear surface of the heat sink 6.
[0063]
The heat radiating plate 6 is formed with four insertion holes 64 through which a fixing tool such as a caulking rod used for fixing to the mounting plate 4 is inserted. The fixing plate 4 is used to attach the heat radiating plate 6 to the mounting frame 4. The heat radiation area of the power module 5 is increased by the contact fixing to the triac Q and the pair of IGBTs 61 and 62 can be efficiently radiated. The temperature of the front cover 30, the knob 2, the piano handle 103, etc. The rise can be suppressed. In short, the mounting plate 4 has a function of improving the heat dissipation of the triac Q and the pair of IGBTs 61 and 62. Further, a metal heat radiating block 7 is disposed on the rear surface side of the left end portion of the heat radiating plate 6. The heat dissipation block 7 is formed in a vertically long rectangular parallelepiped shape, and a fixing tool (not shown) such as a caulking hook inserted into each of the two through holes 7b of the heat dissipation block 7 from the rear surface side of the heat dissipation block 7 is provided. Used to couple to the heat sink 6 and the mounting plate 4. Here, the mounting plate 4 is formed with two insertion holes 49 through which the fixing tool inserted into the heat dissipation block 7 is inserted, and the fixing plate is also attached to a portion of the heat dissipation plate 6 corresponding to each insertion hole 49 of the mounting plate 4. Two insertion holes 69 through which are inserted are formed.
[0064]
By the way, the internal space of the container 1 is forward from the part corresponding to the partition wall 12 of the front body 10 on the front surface of the partition wall 12 and the rear body 20 that are provided to project rearward from the rear surface of the front wall of the front body 10. The partition wall 22 projecting from the control panel 22 is divided into a control component storage area for storing the components of the control device 70 and the variable resistor VR and a module connection area for connecting the connection terminals 53 of the power module 5.
[0065]
In addition, the cover 30 exposes the first cover portion 31 disposed on the front side of the portion on the left side of the window hole 45 of the mounting plate 4 and the knob 2 of the variable resistor VR located on the right side of the first cover portion 31. A second cover portion 32 having an exposed exposure hole 33 is continuously formed integrally, and a plurality of heat radiation slits 36 that run in the left-right direction are formed in the upper and lower ends of the first cover portion 31 in the vertical direction. Are lined up. Here, the heat dissipating slit 36 formed at the upper end portion of the first cover portion 31 is inclined upward and obliquely forward, and the heat dissipating slit 36 formed at the lower end portion of the first cover portion 31 is inclined obliquely forward. It is inclined. Further, the cover 31 has a separation wall 38 formed rearward from an end portion of the first cover portion 31 on the second cover portion 32 side.
[0066]
In the light control device of the present embodiment described above, as shown in FIG. 13, a series circuit of a pair of IGBTs 61 and 62 connected between the main terminals of the triac Q and the IGBTs 61 and 62 are connected in antiparallel. The load voltage applied to the illumination load La before the triac Q is turned on according to the phase angle corresponding to the dimming level set by the pair of diodes D1 and D2 and the variable resistor VR of the operation unit 80 is smooth. By including a control circuit 72 that controls the impedance of one of the pair of IGBTs 61 and 62 so as to increase, the light output of the high-capacity lighting load La can be adjusted while suppressing the generation of high-frequency noise. In addition, a power module in which a triac Q and a pair of IGBTs 61 and 62 are mounted on a single aluminum substrate 51 in a bare chip manner. 5, the mounting area of the triac Q and the pair of IGBTs 61 and 62 can be reduced as compared with the case where the triac Q and the pair of IGBTs 61 and 62 are used in which the respective chips are housed in separate packages. Therefore, it is possible to reduce the size of the entire light control device. Further, the power module 5 is thermally coupled to the mounting plate 4 which is a mounting member installed on the construction surface, so that the heat generated in each of the triac Q and the pair of IGBTs 61 and 62 is generated by the aluminum plate and the heat radiating plate of the aluminum substrate 51. 6 can dissipate heat from the mounting plate 4, thereby improving heat dissipation and increasing the temperature of the knob 2 of the variable resistance VR in the operation unit 80 and the piano handle 103 of the piano handle switch as the power switch SW. Can be suppressed. In this embodiment, the power module 5 and the mounting plate 4 are thermally coupled via the heat radiating plate 6. However, the aluminum plate and the mounting plate 4 in the power module 5 are brought into contact without providing the heat radiating plate 6. And may be thermally coupled.
[0067]
Further, the variable resistor VR and the power switch SW in the operation unit 80 are arranged on one end side (the right end side in FIG. 1) of the mounting plate 4, and the power module 5 is placed on the other end side (the left end side in FIG. 1) of the mounting plate 4. Since they are arranged, the operation unit 80 and the power module 5 are arranged apart from each other, so that an increase in temperature of the operation unit 80 due to the influence of heat generated in the power module 5 can be suppressed. On the other hand, since the heat radiating block 7 is arranged at a position farther from the operation unit 80 than the power module 5 in the mounting plate 4, it is possible to further increase the heat radiating area for radiating the heat generated in the power module 5. In addition, since the heat flow is induced to the heat dissipation block 7, it is possible to further suppress the temperature rise of the operation unit 8. In the present embodiment, the window hole 45 in the mounting plate 4 constitutes an opening that exposes the operation unit 80, and heat is not directly conducted from the mounting plate 4 to the operation unit 80, so that the temperature of the operation unit 80 increases. Can be further suppressed.
[0068]
Further, in the light control device of the present embodiment, an upward air flow is generated by heat conducted from the power module 5 to the mounting plate 4, and the cover 30, the mounting plate 4, and the like are passed through the heat dissipation slit 36 at the lower end portion of the first cover portion 31. Since air flows in between and is discharged through the heat dissipating slit 36 at the upper end of the cover 30, the heat dissipating efficiency can be further improved, and the temperature rise of the entire light control device can be suppressed. It becomes possible. In the present embodiment, the heat dissipating slit 36 formed at the upper end of the cover 30 is inclined obliquely upward and the heat dissipating slit 36 formed at the lower end is inclined obliquely forward. If the protrusion along the inclination direction of the heat dissipation slit 36 is provided and the protrusion along the inclination direction of the heat dissipation slit 36 at the lower end is provided, the resistance (air flow resistance) of the flow path through the heat dissipation slit 36 is reduced. As a result, more air flows and heat dissipation is improved. Further, since the gap is formed between the cover 30 and the mounting plate 4, the resistance of the flow path passing through the gap can also be reduced.
[0069]
Further, in the present embodiment, the connection terminal 53 provided integrally with the power module 5 is connected to the circuit board 81 through the plurality of terminal insertion holes 16 penetrating the front wall of the container 1. Since the heat generated in step 1 can be prevented from being directly radiated into the container 1, malfunction of the control circuit 72 and destruction of parts due to temperature rise can be prevented. Further, since the gap forming rib 15 is formed on the front surface of the body 1 so as to form a gap between the body 1 and the mounting plate 4, the temperature of the body 1 due to the radiant heat from the mounting plate 4 and the power module 5. Since the increase can be suppressed, it is possible to prevent malfunction of the control circuit 72 and destruction of parts due to temperature increase. Moreover, since the radiant heat which goes to the components of the control circuit 72 from the connection terminal 53 of the power module 5 can be shielded by the partition walls 12 and 22, the temperature rise of the components of the control circuit 72 can be further suppressed, and the control circuit It is possible to prevent malfunction and destruction of parts due to the temperature rise of 72 parts. In addition, if the notch part 85 (refer FIG. 10) which inserts a part of partition walls 12 and 22 is formed in the circuit board 81, it will control from the part to which the connection terminal 53 of the power module 5 in the circuit board 81 is connected. Since the cross-sectional area of the path through which heat is conducted to the part where the components of the circuit 72 are mounted can be reduced and the partition walls 12 and 22 can be increased, the temperature rise of the components of the control circuit 72 can be further suppressed. It is possible to prevent malfunction due to temperature rise of parts of the control circuit 72 and destruction of the parts.
[0070]
(Embodiment 2)
The basic configuration of the light control device of the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, and the same materials as those of the mounting plate 4 serving as the mounting member are used for the heat radiation plate 6 and the heat radiation block 7 described in the first embodiment. As shown in FIG. 11, the metal material (for example, aluminum) is characterized in that the heat radiating plate 6, the mounting plate 4, and the heat radiating block 7 are integrally formed by metal die casting (aluminum die casting). As compared with the case where the heat radiating plate 6, the mounting plate 4 and the heat radiating block 7 are formed as separate bodies as in the first embodiment, the assemblability is improved and the thermal conductivity is improved and the heat radiating performance is improved. . Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted. In the present embodiment, the heat radiating plate 6, the mounting plate 4 and the heat radiating block 7 are integrally formed by metal die casting. However, the heat radiating plate 6 and the mounting plate 4 are integrally formed by metal die casting. Also good.
[0071]
In each of the above embodiments, as a series circuit of a pair of transistors connected between the main terminals of the triac Q, a series circuit in which a pair of IGBTs 61 and 62 are connected in anti-series is adopted. A series circuit connected in reverse series may be employed. In this case, the pair of diodes D1 and D2 is of course unnecessary.
[0072]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, a series circuit of a pair of transistors connected between the main terminals of the bidirectional three-terminal thyristor, a pair of diodes connected in antiparallel to each transistor, and a regulation set by the operation unit. A control circuit for controlling the impedance of one of the pair of transistors so that the load voltage applied to the lighting load increases smoothly before turning on the bidirectional three-terminal thyristor according to the phase angle corresponding to the light level; By providing, there is an effect that it is possible to adjust the light output of a high-capacity lighting load while suppressing the generation of high-frequency noise, and bidirectionality 3 through an insulating layer on one heat sink. By configuring a power module in which a terminal thyristor and a pair of transistors are mounted on a bare chip, a bidirectional three-terminal thyristor and Compared to the case where each chip is housed in a separate package as a pair of transistors, the mounting area of the bidirectional three-terminal thyristor and the pair of transistors can be reduced, and the entire light control device can be downsized. In addition, the power module is thermally coupled to the mounting member installed on the construction surface, so that one piece of heat generated in each of the bidirectional three-terminal thyristor and the pair of transistors is obtained. Since heat can be radiated from the mounting member through the heat radiating plate, heat radiation can be improved, and an increase in the temperature of the operation portion can be suppressed.Furthermore, by arranging the operation unit and the power module apart from each other, there is an effect that the temperature rise of the operation unit due to the influence of heat generated in the power module can be suppressed. In addition, the heat dissipation area for dissipating the heat generated by the power module can be further increased, and the heat flow is guided to the heat dissipation block located at a position farther from the operation unit than the power module. There is an effect that it is possible to further suppress the temperature rise of the part.
[0073]
In the invention of claim 2, heat generated in the power module can be conducted to a wider range of the mounting member through an aluminum substrate on which the power module is mounted and a heat coupling member, and heat dissipation is improved. effective.
[0074]
In the invention of claim 3, the heat generated in the power module can be conducted to a wider range of the mounting member through the thermal coupling member, and the thermal resistance at the interface between the mounting member and the thermal coupling member is reduced. Since it can be eliminated, there is an effect that the heat dissipation efficiency can be improved.
[0077]
  Claim4In this invention, since heat does not directly conduct from the mounting member to the operation portion, it is possible to further suppress the temperature rise of the operation portion.
[0078]
  Claim5In the invention, since the heat conducted from the power module to the mounting member is directly radiated to the outside through the heat radiating slit provided in the cover, the heat radiation efficiency can be further improved and the light control can be performed. There is an effect that the temperature rise of the entire apparatus can be further suppressed.
[0079]
  Claim6In this invention, an upward air flow is generated due to heat radiated through the mounting member, and air flows between the cover and the mounting member through a heat radiating slit at a lower end portion of the cover, and this air flows into the cover. Since the gas is discharged through the heat dissipating slit at the upper end, the heat dissipating efficiency can be further improved, and the temperature rise of the entire light control device can be suppressed.
[0080]
  Claim7In the invention, the resistance of the flow path passing through the heat dissipation slit can be reduced, and more air flows, so that the heat dissipation efficiency can be further improved and the temperature of the entire light control device is increased. There is an effect that can be further suppressed.
[0081]
  Claim8In this invention, the resistance of the flow path passing through the space between the cover and the mounting member can be reduced, and the heat dissipation efficiency can be further improved.
[0082]
  Claim9In the invention, since heat generated in the power module can be prevented from being directly radiated into the container housing the circuit board on which the control circuit is formed, it is possible to prevent malfunction of the control circuit and destruction of parts due to temperature rise. I can do itEffectThere are fruits.
[0083]
  Claim10In the invention, since the temperature rise of the vessel due to the radiant heat from the mounting member and the power module can be suppressed, it is possible to prevent malfunction of the control circuit and destruction of the parts due to the temperature rise. is there.
[0084]
  Claim11In the invention, it becomes possible to shield the radiant heat directed from the connection terminal of the power module toward the component of the control circuit by the partition wall, and it is possible to further suppress the temperature rise of the component of the control circuit, It is possible to prevent malfunctions due to temperature rise of the parts and destruction of the parts.
[0085]
  Claim12In the invention, a cross-sectional area of a path for conducting heat from a portion where the connection terminal of the power module is connected to a portion where the control circuit component is mounted on the circuit board can be reduced, and the partition Since the wall can be enlarged, the temperature rise of the components of the control circuit can be further suppressed, and the malfunction and the destruction of the components due to the temperature rise of the components of the control circuit can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic exploded perspective view showing a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic exploded perspective view showing the above.
3A is a front view, FIG. 3B is a plan view, and FIG. 3C is a right side view.
FIG. 4 is a left side view showing the same as above.
FIG. 5 is a perspective view of the main part of the above.
FIG. 6 is a schematic perspective view of the above power module before sealing.
FIG. 7 is a front view showing a state in which the cover is removed from the mounting plate.
FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view showing the same.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the above.
FIG. 10 is a schematic rear view of the circuit board of the above.
FIG. 11 is a schematic exploded perspective view showing a second embodiment.
FIG. 12 is a circuit diagram of a light control device showing a conventional example.
FIG. 13 is a circuit diagram of another light control device.
[Explanation of symbols]
1 body
2 knob
3 Handle
4 Mounting plate
5 Power module
6 Heat sink
7 Heat dissipation block
8 Circuit board block
10 Front body
20 Rear body
30 cover
51 Aluminum substrate
53 Connection terminal
61 IGBT
62 IGBT
81 Circuit board
101 Switch body
102 Pushbutton handle
103 Piano handle
VR variable resistance
SW Power switch
Q Triac
Vs AC power supply
La Lighting load
D1 diode
D2 diode

Claims

A bidirectional three-terminal thyristor inserted between the AC power supply and the lighting load, a series circuit of a pair of transistors connected between the main terminals of the bidirectional three-terminal thyristor, and each transistor connected in antiparallel. A pair of diodes, an operation unit for setting the dimming level of the illumination load, and lighting prior to turning on the bidirectional three-terminal thyristor according to the phase angle corresponding to the dimming level set by the operation unit And a control circuit for controlling the impedance of one of the pair of transistors so that the load voltage applied to the load increases smoothly, and a bidirectional three-terminal thyristor and a pair of the heat sink via an insulating layer configure the power modules bare-chip mounting the respective transistors, Ri Na is thermally coupled to the mounting member installed power modules to the construction surface, said Misao And the power module is disposed on the other end side of the mounting member, and a metal heat dissipating block is disposed at a position farther from the operation unit than the power module in the mounting member. dimmer, wherein arranged in such Rukoto.

The power module includes a heat coupling member made of a copper plate that thermally couples the power module and the mounting member, the mounting member is made of a metal plate, and the power module is an aluminum plate in an aluminum substrate in which an insulating layer is laminated on an aluminum plate. The light control device according to claim 1, wherein the heat radiation plate is configured.

2. The light control device according to claim 1, further comprising a heat coupling member that thermally couples the power module and the mounting member, wherein the mounting member and the heat coupling member are integrally formed by metal die casting. .

4. The light control device according to claim 1 , wherein the attachment member is formed with an opening that exposes the operation portion . 5.

5. The light control device according to claim 1, further comprising: a cover disposed on a front surface side of the attachment member, wherein the cover is provided with a heat dissipation slit .

The light control device according to claim 5 , wherein the cover has the heat radiating slits penetrating the upper end portion and the lower end portion thereof .

The heat dissipating slit formed at the upper end of the cover is inclined obliquely upward, and the heat dissipating slit formed at the lower end of the cover is inclined obliquely forward. The light control device according to claim 6 .

The light control device according to claim 5 , wherein a gap is formed between opposing surfaces of the cover and the mounting member .

The power module includes a container housing a circuit board forming the control circuit, and the power module has a plurality of connection terminals connected to the circuit board through a plurality of terminal insertion holes penetrating the front wall of the container. The light control device according to any one of claims 1 to 8, wherein the light control device is provided so as to project .

The light control device according to claim 9 , wherein a gap forming rib for forming a gap between the mounting member and the mounting member is provided on the front surface of the container.

The device in the body, according to claim 9 or claim, characterized in that the partition wall separating the space where parts of the space and the control circuit connection terminal is housed in the power module is accommodated is provided The light control device according to 10 .

The light control device according to claim 11 , wherein the circuit board is formed with a notch into which a part of the partition wall is inserted .