(57)【要約】      （修正有）【課題】設備組み込み型の電源装置や音響増幅器の様に発熱が比較的大きく設置スペースを制限される電子機器を簡潔な構成で効率的に冷却する技術を開発し電力制御素子の温度ディレーティング軽減や放熱器の小型化を実現し高出力、高信頼性の小型電力機器を安価に提供する。【解決手段】電子回路を収納する筐体１を排気口、吸気口を除き密閉構造とする事、筐体内部でのエアフロー２，５を理想的状態に保つ遮蔽板８を採用する事、および２台の冷却用ファンモーター９による強制空冷を採用する事により従来技術による強制空冷に比較して１５％以上の冷却効率を実現する。【選択図】図１
0003141628.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
図１の部品配置によって実現される高効率放熱特性を持った音響増幅器。
【請求項２】
図１の部品配置によって実現される高効率放熱特性を持ったスイッチング電源を含む電源装置。
【請求項３】
図１の部品配置において２台の冷却用ファンモーター（符号９）は常に同時に起動、加速、停止を行なう音響増幅器。
【請求項４】
図１の部品配置において２台の冷却用ファンモーター（符号９）は常に同時に起動、加速、停止を行なうスイッチング電源を含む電源装置。
【請求項５】
図１の部品配置において筐体内部でのエアフローを理想的状態に保つ遮蔽板（符号８）を採用する音響増幅器。
【請求項６】
図１の部品配置において筐体内部でのエアフローを理想的状態に保つ遮蔽板（符号８）を採用するスイッチング電源を含む電源装置。
【請求項７】
図１の部品配置において排気口、吸気口を除き密閉構造とする事で高効率放熱性能を実現する音響増幅器。
【請求項８】
図１の部品配置において排気口、吸気口を除き密閉構造とする事で高効率放熱性能を実現するスイッチング電源を含む電源装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本考案は放熱技術に関するものであり、特定的には設備組み込み型の電源装置や音響増幅器における高効率放熱技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】映画館や多目的ホールにおける設備音響で使用される音響増幅器（パワーアンプ）では最大１０００Ｗ以上の出力を持つ機種が一般的に使用される。【０００３】設備音響機器は通常ＥＩＡ規格のラックに格納され、１０００Ｗ以上の出力を持つ音響増幅器の場合、２Ｕサイズ筐体を用いる事が一般的である。【０００４】スタジオ用の大型音響調整卓では調整卓本体とは別に電源筺体が存在する。この電源筺体は数百Ｗの電力供給能力が必要でありながら音質的に敏感な為、通常はトランスとシリーズレギュレーターの組み合わせが用いられる。しかし実働時の発熱量が大きくトランスの温度ヒューズや電力制御素子を保護する為に十分な放熱対策が必要となり多くの場合、４Ｕサイズ（約１７０ｍｍ）筺体を用いる事が一般的である。【０００５】音響増幅器における類似の高効率放熱技術として日本マランツ株式会社の技術（特許文献１参照）が開示されている。【０００６】音響増幅器における類似の高効率放熱技術として米国Ｐｅａｖｅｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社のＴｕｒｂｏ−ＶＣｏｏｌｉｎｇとよばれる技術（非特許文献１参照）が存在する。
【特許文献１】特開２００３−８２７０
【非特許文献１】米国Ｐｅａｖｅｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社ホームページ内  Ｈｅａｔ  Ｓｉｎｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ解説  （ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｅａｖｅｙ．ｃｏｍ／ｓｕｐｐｏｒｔ／ｔｅｃｈｎｏｔｅｓ／ｐｏｗｅｒａｍｐｓ／ｈｅａｔｓｉｎｋ．ｃｆｍ）
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】設備音響用音響増幅器や音響調整卓用電源筺体では設置スペースが制限されながら過酷な動作を強いられる為、電力制御技術に高い動作効率が要求される。【０００８】高効率電力制御技術としてクラスＤ方式やクラスＧ（クラスＨ）方式が知られている。【０００９】クラスＧ（クラスＨ）方式はクラスＢ（ＡＢ級動作も含む）増幅器の印加電圧を信号入力電圧や信号出力電圧に応じて２段階から３段階に切り替える事で電力制御素子で分圧される電力損失を低減する特殊な増幅器である。【００１０】クラスＤ方式はディジタルアンプやスイッチングアンプ等とよばれる電力制御方式で家庭用音響増幅器や一部の業務用音響増幅器として普及している。【００１１】クラスＤ方式は主流であるクラスＢ方式（ＡＢ級動作も含む）に比較して効率が向上している事から多くの場合、実働効率が過大表現されている。しかし過酷な実働状態で効率比較を行った場合の効率上昇分は３０％未満である。【００１２】クラスＤ方式はスピーカーラインに輻射が発生する事や過酷な実働状態に対応した回路設計を行った場合、クラスＢ（ＡＢ級動作も含む）増幅器に比較して音質が低下する。【００１３】この様な理由からクラスＧ（クラスＨ）方式が設備音響における音響増幅器として主流となっている。【００１４】クラスＧ（クラスＨ）方式は過酷な実働状態においてクラスＢ方式（ＡＢ級動作も含む）と比較した効率上昇分は２０％未満である。【００１５】クラスＧ（クラスＨ）方式は二次側直流電源ラインを動的に切り替える事からクラスＢ方式に比較して一次側電源ラインへの流出高調波が増大し各種電源高調波規格を満足する事が困難となる。【００１６】一次側電源ラインへの流出高調波は設備用専用電源ラインを使用する限り大きな問題となる事は稀である、しかし同じ音響増幅器回路をクラスＢ方式とクラスＧ（クラスＨ）方式によって試作し音質比較を行った場合、クラスＢ方式が明らかに高品位となる。【００１７】クラスＢ方式を用いてクラスＧ（クラスＨ）方式による音響増幅器と同じ筐体、実働性能を持った音響増幅器を実現する為には高効率放熱技術の開発が必要となる。【００１８】大型音響調整卓用の電源筺体ではクラスＡ方式を使用する為、筐体の小型化を指標した場合、クラスＤ方式（スイッチング電源）を用いるか高効率放熱技術の開発が必要となる。【００１９】特にヴィンテージとよばれる旧式音響調整卓に用いられる電源筐体の多くは補修が困難な為、電源筐体のみを特注品製造する事が行なわれる。【００２０】ヴィンテージ製品は増幅回路が非定電流化もしくはシングル構成である事から電源の性能が音質に反映されやすく電源筐体小型化の要求がある場合でも実現が困難である。【００２１】本考案はこれら従来方式を用いた機器で２Ｕ筺体化を実現し、機器の小型化、低価格化に貢献するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】図１は実働確認を行った音響増幅器の上面概略図である、筺体内部の部品配置確認を容易にする為に天板を外した状態としている。【００２３】折り曲げ整形の箱型筐体（符号１）、電子回路基板（符号３）、電源トランス（符号４）、放熱器（符号７）、エアフロー遮蔽板（符号８）、冷却用ファンモーター（符号９）を図示の配置とする事、および天板固定時の筐体構造を排気口、吸気口を除き密閉構造とする事で高効率放熱性能を実現する。
【考案の効果】
【００２４】２Ｕ筐体を使用したクラスＧ（クラスＨ）方式の市販音響増幅器と本考案を採用したクラスＢ方式の試作音響増幅器を同条件（室温２８度、モノ出力１５００Ｗ／４Ω負荷）で実測、比較する事で同様の実働性能を確認した。【００２５】上記実働比較時それぞれの冷却用ファンモーター駆動音は聴感上同レベルとなっている。【００２６】これら結果と各方式の効率差分より本考案利用による放熱効率改善量を１５％以上であると結論した。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２７】設置スペースが制限されながら過酷な動作を強いられる電力制御技術、特に設備音響用音響増幅器や大型音響調整卓の電源筐体への利用が最適である。
【実施例】
【００２８】図１では折り曲げ整形の箱型筐体（符号１）と電子回路基板（符号３）を除いて市販汎用品で構成している。放熱器（符号７）の縦方向断面は図３の様な形状、寸法で長さは４０ｃｍ程度である。エアフロー遮蔽板（符号８）は耐熱性樹脂板を図示の様な形状に折り曲げ加工したものを放熱器（符号７）のフィンに密着するように固定する、エアフロー遮蔽板（符号８）を筐体の高さである２Ｕ弱として設計し筐体天板内側の背面パネル側１／２の範囲にシーリングを兼ねた熱伝導ラバーを貼り付ける事で圧着固定する（図２参照）、熱伝導ラバーには３Ｍ製難燃熱伝導性アクリル接着シート９８９４ＦＲを使用している。【００２９】このシーリングによりエアフロー遮蔽板（符号８）を放熱器（符号７）のフィンに密着させる事で冷却用気流であるエアフロー１（符号２）、エアフロー２（符号５）と放熱器（符号７）の接触を最大に規整している。【００３０】これらエアフローは電力制御素子の背面にあたる放熱器（符号７）のフィン内部を通過し排気口に取り付けられた２台の冷却用ファンモーター（符号９）から排気する、更に放熱器（符号７）上部と天板を密着させる事で筐体を補助放熱器として利用する事で放熱効果を高めている。【００３１】試作した音響増幅器では冷却用ファンモーター（符号９）に高効率低騒音のＰａｎａｓｏｎｉｃ製パナフローＦＢＬ０８Ａ２４Ｕを使用し室温２８度において１５００Ｗの５分間連続出力（７５０Ｗ／２Ωステレオ正弦波出力）を確認した。又、各種保護回路が動作しない実用連続出力では５００Ｗの８時間連続出力（２５０Ｗ／８Ωステレオ正弦波出力）を確認した。【００３２】音響増幅回路には上下対称回路とよばれる電源利用効率が最も高い回路構成を使用し、最終段の電力制御素子にはサンケン製トランジスター２ＳＤ２５６１、２ＳＢ１６４８を計８個使用している。【００３３】図３は冷却用ファンモーター（符号９）駆動回路で、制御ステータスであるファン制御１、ファン制御２はラダーネットワークとサーミスタを使用した一般的な検出回路から生成している。ファン制御１は冷却用ファンモーター（符号９）を低速〜高速まで制御するアッテネーター制御用で、ＦＥＴはステータスＯＦＦ時に最低起動電圧が冷却用ファンモーター（符号９）に印加する様オフセットしている、ファン制御２は冷却用ファンモーター（符号９）をＯＮ／ＯＦＦするメインスイッチである。２つの駆動用ＦＥＴは放熱器（符号７）に固定する事でＦＥＴの温度特性を利用した擬似安定化駆動を実現している。
【産業上の利用可能性】
【００３４】効率的な強制空冷と筐体の補助放熱器化によって高効率放熱を実現する為、本考案利用時の筐体は通常の強制空冷を採用した場合に比較しより多く発熱する。【００３５】この発熱量は放熱効率の低下を容認し、必要とされる筐体温度で温度保護回路が動作する設計とする事で調整可能である。【００３６】冷却用ファンモーター駆動音は聴感上、各国で広く用いられている標準的音響増幅器（米国ＱＳＣ  Ａｕｄｉｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社製品）と同レベルとなっている。【００３７】これらを許容可能であれば、調光設備や大型電子計算機への高効率放熱技術として応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本考案を音響増幅器へ使用した場合の筐体内部上面概略図である。
【図２】本考案を音響増幅器へ使用した場合の筐体天板への熱伝導ラバー処理概略図である。
【図３】本考案を音響増幅器へ使用した場合の放熱器（符号７）の縦方向断面図である。
【図４】冷却用ファンモーター（符号９）駆動回路の基本図である。
【符号の説明】
【００３９】１    筐体概略
２    エアフロー１概略
３    電子回路基板概略
４    電源トランス概略
５    エアフロー２概略
６    電力制御素子概略（プッシュプル回路の為、２個の素子を１つとして表記）
７    放熱器概略
８    エアフロー遮蔽板概略
９    冷却用ファンモーター概略
【図１】
0003141628.tif 000003
【図２】
0003141628.tif 000004
【図３】
0003141628.tif 000005
【図４】
0003141628.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月16日(2007.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
筐体内部に配置された放熱器のフィンと筐体天板に固定された熱伝導ラバーおよび筐体底板部に成型、または固定されたエアフロー遮蔽板が圧着固定される事、および２台の冷却用ファンモーターを備える事により実現される高効率放熱特性を持った音響増幅器。
【請求項２】
筐体内部に配置された放熱器のフィンと筐体天板に固定された熱伝導ラバーおよび筐体底板部に成型、または固定されたエアフロー遮蔽板が圧着固定される事、および２台の冷却用ファンモーターを備える事により実現される高効率放熱特性を持ったスイッチング電源を含む電源装置。
【請求項３】
請求項１において２台の冷却用ファンモーターは同時に起動、加速、停止を行なう音響増幅器。
【請求項４】
請求項２において２台の冷却用ファンモーターは同時に起動、加速、停止を行なうスイッチング電源を含む電源装置。
【請求項５】
請求項１、請求項３においてエアフロー遮蔽板の形成素材に金属、紙、合成樹脂を採用する音響増幅器。
【請求項６】
請求項２、請求項４においてエアフロー遮蔽板の形成素材に金属、紙、合成樹脂を採用する音響増幅器。
【請求項７】
請求項１、請求項３において排気口、吸気口を除き密閉構造とする事で高効率放熱性能を実現する音響増幅器。
【請求項８】
請求項２、請求項４において排気口、吸気口を除き密閉構造とする事で高効率放熱性能を実現するスイッチング電源を含む電源装置。
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月4日(2008.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
筐体内部に配置された放熱器のフィンと筐体天板に固定された熱伝導ラバーおよび筐体底板部に成型、または固定されたエアフロー遮蔽板が圧着固定される事、および２台の冷却用ファンモーターを備える事により実現される高効率放熱特性を持った音響増幅器。
【請求項２】
筐体内部に配置された放熱器のフィンと筐体天板に固定された熱伝導ラバーおよび筐体底板部に成型、または固定されたエアフロー遮蔽板が圧着固定される事、および２台の冷却用ファンモーターを備える事により実現される高効率放熱特性を持ったスイッチング電源を含む電源装置。
【請求項３】
請求項１において２台の冷却用ファンモーターは同時に起動、加速、停止を行なう音響増幅器。
【請求項４】
請求項２において２台の冷却用ファンモーターは同時に起動、加速、停止を行なうスイッチング電源を含む電源装置。
【請求項５】
請求項１、請求項３においてエアフロー遮蔽板の形成素材に金属、紙、合成樹脂を採用する音響増幅器。
【請求項６】
請求項２、請求項４においてエアフロー遮蔽板の形成素材に金属、紙、合成樹脂を採用するスイッチング電源を含む電源装置。
【請求項７】
請求項１、請求項３において排気口、吸気口を除き密閉構造とする事で高効率放熱性能を実現する音響増幅器。
【請求項８】
請求項２、請求項４において排気口、吸気口を除き密閉構造とする事で高効率放熱性能を実現するスイッチング電源を含む電源装置。