JP2000278936A - スイッチング電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低ノイズのスイッチング電源装置を提供す
る。 【解決手段】 ４つの基板９１〜９４を相互に連結する
ことによって両端部を開口してなる角筒形状の基板組立
体９０が形成され、これがケーシング８０の収納空間Ｓ
Ｐに収納される。その内部空間ＳＳＰ1に配置されてい
るトランス２４、パワートランジスタ２２１やブリッジ
ダイオード２８１などノイズ発生電子部品からノイズが
発生し、開口部を介して基板組立体９０から装置外部に
伝播しようとするが、この開口部近傍に放熱手段１０
１，１０２が位置しており、ノイズの伝播する範囲を狭
めている。その結果、装置外部に伝播するノイズ量が低
減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、基板上に複数の
電子部品が搭載されて構成されるスイッチング電源装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のスイッチング電源装置として
は、例えば図６に示すような内部回路構成を備えたもの
が知られている。このスイッチング電源装置は、入力端
子部１０を介して入力された交流を所定の出力電圧を有
する直流に変換し、出力端子部１２を介して出力する装
置である。このスイッチング電源装置では、入力端子部
１０に入力された交流は、ヒューズ１４を介してフィル
タ回路１６、入力側整流回路１８、入力側平滑回路２０
およびスイッチング回路２２を通り直流電圧とされてト
ランス２４の１次側に与えられる。ここで、スイッチン
グ回路２２は制御回路２６からの制御信号に基づきトラ
ンス２４に与える直流をＯＮ／ＯＦＦ制御しており、こ
れによってトランス２４の２次側から交流が出力され
る。そして、トランス２４から出力された交流は出力側
整流回路２８および出力側平滑回路３０によって直流に
変換され、出力端子部１２に与えられる。

【０００３】また、このスイッチング電源装置では、出
力側において、出力側平滑回路３０から出力される直流
の電圧を過電圧検出回路３２によって検出し、その電圧
値に応じた信号を制御回路２６に与えるとともに、出力
側平滑回路３０の出力側に接続された電圧調整用可変抵
抗器３４の両端に現れる電位差を検出回路３６で検出
し、その電位差に応じた信号を制御回路２６に与える。
一方、入力側では、平滑回路２０から出力される直流が
制御回路２６に与えられている。そして、このような入
力に基づき制御回路２６はスイッチング回路２２でのＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御用の信号を作成し、上記のようにスイッ
チング回路２２に与えるように構成されている。なお、
同図中の符号３８は接地用端子部である。

【０００４】図６に示すような回路は複数の電子部品に
より構成される。例えば、フィルタ回路１６はコモンチ
ョークコイルを、整流回路１８，２８は整流用ダイオー
ドを、平滑回路２０，３０は平滑用の大容量の電解コン
デンサを、またスイッチング回路２２はパワートランジ
スタを、それぞれ主たる電子部品として有しており、こ
れらの電子部品が同一の基板上に配置されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に構成されたスイッチング電源装置においては、上記電
子部品のうち整流回路１８，２８の整流用ダイオード、
スイッチング回路２２のパワートランジスタやトランス
２４などからノイズが発生することがある。このノイズ
が入力端子部１０とフィルタ回路１６との接続部位に侵
入すると、この入力端子部１０に接続される外部交流電
源（図示省略）に悪影響が及ぶ。そこで、この問題を解
消するため、例えば特許掲載公報第２７８２２１２号に
記載の装置では、複数の基板を組み合わせて立体的な基
板組立体を構成し、その内部空間にノイズ発生源となり
うる電子部品（以下「ノイズ発生電子部品」という）を
配置する一方、入力端子部とその近傍に配置される電子
部品とを基板組立体の外周面側に配置することで、入力
端子部の接続部位をノイズ発生電子部品から隔離させて
いる。このように構成することで、ノイズ発生電子部品
からノイズが発生したときでも、このノイズが入力端子
部とその近傍に配置される電子部品との接続部位に到達
するまでに当該ノイズを減衰させて、ノイズ影響を抑制
している。

【０００６】しかしながら、上記基板組立体は、その一
部が大きく開口しており、基板組立体の内部空間にノイ
ズ発生電子部品を配置したとしても、ノイズ発生電子部
品から発生したノイズが上記開口を介して広く伝播して
しまい、ノイズ影響を十分に抑制することができなかっ
た。また、こうして基板組立体の開口を介して伝播する
ノイズがスイッチング電源装置に隣接配置された電気機
器に直接伝播し、電気機器を誤作動させるなどの悪影響
を及ぼしてしまうおそれもある。

【０００７】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であって、低ノイズのスイッチング電源装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数の基板
を組み合わせて形成されたその両端部を開口してなる筒
形状の基板組立体に、複数の電子部品が搭載されたスイ
ッチング電源装置であって、上記目的を達成するため、
前記複数の電子部品のうちノイズの発生源となりうるノ
イズ発生電子部品を前記基板組立体の内部空間に配置す
るとともに、前記複数の電子部品の一部から発生した熱
を放熱するための放熱手段を、前記内部空間を臨むよう
に前記基板組立体の前記開口部付近に配置している（請
求項１）。

【０００９】この発明では、放熱手段が基板組立体の内
部空間を臨むように開口部付近に配置されており、ノイ
ズ発生電子部品から発生したノイズが放熱手段によって
遮蔽されて、内部空間から開口部を介して外部にノイズ
が伝播されるのを防止する。

【００１０】また、ノイズの遮蔽効果を高める上では、
基板組立体の両端開口部のそれぞれに放熱手段を配置
し、それら２つの放熱手段を相互に対向させるのが好適
である（請求項２）。すなわち、このように構成するこ
とで、ノイズ発生電子部品が基板組立体の内周面および
放熱手段で取り囲まれ、ノイズ発生電子部品から発生し
たノイズの伝播可能範囲が著しく狭まる。

【００１１】また、放熱手段については、基板組立体の
外周面の一部に沿って配置された放熱板本体から延びる
突出部を開口部に向けて折り曲げて形成してもよく（請
求項３）、この場合、放熱面積が大きくなり、放熱効率
が向上する。また、放熱効率を向上させる上では、複数
の電子部品のうち熱を発生する発熱電子部品を基板組立
体の外周面側に配置し、ケーシングの内底面と対向する
放熱板本体に当接させるのが好ましい（請求項４）。こ
のように構成することで、放熱板本体に伝わった熱がケ
ーシングの底部に吸収・放熱されて放熱効率が向上す
る。さらに、ケーシングの底部は、通常、取付面となっ
ており、ケーシングの底部に伝わってきた熱が取付面を
介して効率よく装置外に放熱されるため、このように放
熱効率をさらに向上させることができる。

【００１２】また、基板組立体と放熱手段とは一体的に
ケーシングに収納されるが、基板組立体の内部空間に、
複数の電子部品のうち発熱電子部品を配置する一方、基
板組立体の外周面とケーシング内面とで形成される熱分
離空間に、熱影響によって性能劣化する熱影響電子部品
を配置することによって（請求項５）、熱影響電子部品
の配設空間たる熱分離空間が発熱電子部品の配設空間た
る内部空間から熱分離されて発熱電子部品から発生した
熱が熱影響電子部品に至るのを防止することができる。

【００１３】また、放熱手段とは異なる別の放熱手段が
基板組立体の内部空間に設けられる（請求項６）と、ノ
イズ発生電子部品が当該別の放熱手段と、基板組立体の
開口部付近に配置された放熱手段と、基板組立体を構成
する基板とで取り囲まれることとなり、ノイズ発生電子
部品から発生したノイズの伝播可能範囲がより一層狭く
なる。

【００１４】また、ケーシングの側面部に内部空間を挟
んで対向するように一対の開口部を設け、一対の開口部
の間を流れる気流によって内部空間内で発生した熱を装
置外部に排熱するように構成することで、内部空間に熱
が篭るのを効果的に抑制することができる（請求項
７）。この場合、その気流の方向に沿って基板組立体を
構成する基板を配置すると、気流の一部が気流の本流か
ら離れ、熱分離空間側に流れようとしても、基板にあた
って本流に戻され、熱分離空間内に気流の一部が流れ込
むのを防止することができる（請求項８）。

【００１５】また、基板組立体のケーシングへの着脱固
定構造としては、例えばケーシング内側面にガイド手段
を設け、このガイド手段に沿って一体化された基板組立
体（複数の基板）を案内しながら着脱するように構成し
てもよく、この場合、ケーシングへの基板組立体の装着
により、基板の一部をガイド手段に設けられた基板係止
手段に係止してケーシングに対して固定するように構成
してもよい（請求項９）。ここで、基板係止手段に対し
て基板の一部を圧入可能に構成することで、この基板圧
入によってケーシングに対して基板組立体をより強固に
固定することができる（請求項１０）。

【００１６】また、一対の開口部については、各々、例
えば複数のスリット開口により構成することができる
が、この場合、スリット開口の長手方向と直交する方向
の強度低下が懸念される。しかしながら、これらのスリ
ット開口に亘ってガイド手段を掛け渡することでスリッ
ト開口の強度を補強することができる（請求項１１）。
つまり、このような構成では、ガイド手段が基板のガイ
ド機能のほかにスリット開口の強度補強としても機能す
る。

【００１７】さらに、基板組立体を構成する一の基板に
おいて、基板組立体の内部空間を臨む主面とは反対の主
面上に、出力端子部と、出力端子部と接続される電子部
品とを搭載することで、このような電子部品から出力端
子部までの配線距離が短くなり、しかも出力端子部がノ
イズ発生電子部品から離隔されるため、出力端子部から
のノイズ成分の出力が低減される（請求項１２）。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、この発明にかかるスイッ
チング電源装置の一の実施形態を示す斜視図であり、図
２は図１のスイッチング電源装置の分解組立斜視図であ
り、図３は図１の側面図であり、図４は図３のＡ−Ａ線
矢視断面図である。なお、図３および図４については、
説明の便宜から、ケーシングの図示を省略し、ケーシン
グの内部に形成される収納空間を２点鎖線で仮想的に示
している。また、各図との方向関係を明確にするため
に、ＸＹＺ直角座標軸が示されている。

【００１９】このスイッチング電源装置は、制御ユニッ
ト（図示省略）の底面部においてＸ方向に延びるディン
（ＤＩＮ）レール５０に取付られ、入力端子部１０から
与えられた交流を所定電圧の直流に変換し、出力端子部
１２から制御ユニット内に設けられた他の装置に供給す
る装置であり、その回路構成は図６と同一であるため、
それらについては同一符号を付して説明を省略する。

【００２０】このスイッチング電源装置では、図２に示
すように、上方の開口したケーシング本体６０と、その
開口を覆うように設けられる蓋体７０とでケーシング８
０が構成されており、ケーシング本体６０の上端部に蓋
体７０が取り付けられると、後述するように種々の電子
部品が搭載された４つの基板９１〜９４を一体化してな
る基板組立体９０を収納可能な収納空間ＳＰが形成され
る。

【００２１】より具体的には、ケーシング本体６０は、
その下方側におけるベース部６２から周壁部６４が上方
に立設されて有底角筒形に構成されている。４つの周壁
部６４のうちディンレール５０の長手方向（Ｘ方向）側
に設けられた一対の周壁部６４ａの上端付近には、それ
ぞれ２個の係止孔６６が設けられおり、蓋体７０から下
方に延びる係止片７２の先端部がそれぞれ対応する係止
孔６６に係止されるように構成されている。また、上記
長手方向（Ｘ方向）に対して直交する方向（Ｙ方向）側
に設けられた周壁部６４ｂ側についても同様に係止孔
（図示省略）が各周壁部６４ｂにそれぞれ２ヶ所づつ設
けられ、蓋体７０から下方に延びる係止片７２の先端部
がそれぞれ対応する係止孔６６に係止されるように構成
されている。そして、これら合計８本の係止片７２の先
端部をそれぞれ対応する係止孔６６に係止することでケ
ーシング本体６０に対して蓋体７０が取り付け固定され
る。

【００２２】また、周壁部６４ｂには、収納空間ＳＰと
連通する開口部として、図２に示すようにＸ方向に延び
る放熱用のスリット開口６８が上下方向（Ｚ方向）にほ
ぼ等間隔で設けられている。また、この実施形態では、
各周壁部６４ｂでは、すべてのスリット開口６８に亘っ
てＺ方向に延びる８本の補強用リブ６１１〜６１８がＸ
方向に並べて取り付けられて周壁部６４ｂの強度補強が
図られている。これらのうち補強用リブ６１１，６１２
はＸ方向に基板９２の厚みよりも若干広い間隔Δ1（図
５）だけ離隔して配置されている。例えば、厚み１．６
ｍｍの基板９２に対して補強用リブ６１１，６１２の間
隔Δ1を２ｍｍ程度にしておく。このため、図２に示す
ように左右（Ｙ方向）一対の補強用リブ６１１，６１２
が基板９２のガイド手段として機能する。なお、残りの
補強用リブ６１３〜６１８のうち補強用リブ６１７，６
１８も上記補強用リブ６１１，６１２と同様に構成さ
れ、基板９３に対するガイド手段として機能する。そし
て、これら基板９２，９３をこれらのガイド手段に沿っ
てケーシング本体６０内に移動させることで基板組立体
９０が収納空間ＳＰ内に位置決め収納される。

【００２３】このように、この実施形態では、補強用リ
ブ６１１，６１２，６１７，６１８は単にスリット開口
６８の補強用として機能するのみならず、基板のガイド
手段としても機能している。特に、スリット開口６８は
放熱機能を担うため、その開口面積を広く設定すべきで
あり、補強用リブとガイド用リブとを別個に設ける場合
に比べて補強用とガイド用とを兼用させた本実施形態は
開口面積を広くすることができ、放熱効果の点で有利で
ある。

【００２４】また、補強用リブ６１１，６１８の頂部６
１１ａ，６１８ａはケーシング本体６０の開口部よりも
若干高い位置まで延びており、上記のように基板９２を
補強用リブ６１１，６１２からなるガイド手段に沿っ
て、また同時に基板９３を補強用リブ６１７，６１８か
らなるガイド手段に沿って収納空間ＳＰに収納すると、
基板９２，９３に連結された基板９４の裏面がその頂部
６１１ａ，６１８ａによって係止されるように構成され
ている。このように、本実施形態では、補強用リブ６１
１，６１８の頂部６１１ａ，６１８ａによって基板組立
体９０をケーシング８０内で支持するように構成されて
いる。

【００２５】このようにガイド手段（補強用リブ６１
１，６１２，６１７，６１８）によって基板組立体９０
を収納空間ＳＰに案内し、単に補強用リブ６１１，６１
８の頂部６１１ａ，６１８ａによって基板９４を裏面側
より支持するのみでは、ケーシング８０内で基板組立体
９０のガタツキが発生し、その振動や衝撃によって基板
上の半田部分にクラックなどが生じ、その結果、電子部
品の接続不良や断線などが発生してしまうことがある。
そこで、本実施形態では、この問題を解消するため、補
強用リブ６１１，６１２，６１７，６１８の最下方位置
に基板ガタツキ防止用のガタツキ防止用リブを設けてい
る。

【００２６】図５は、ガタツキ防止用リブの構成を示す
部分拡大断面図である。ここでは、以下において同図を
参照しつつ基板９２に対応するガタツキ防止構造につい
て説明するが、基板９３に対応するガタツキ防止構造
（補強用リブ６１７，６１８に設けられたガタツキ防止
用リブ）およびその作用効果は基板９２に対応するガタ
ツキ防止構造およびその作用効果と全く同一であるた
め、それについては説明を省略する。

【００２７】この実施形態では、同図に示すように、補
強用リブ６１１，６１２には、相互に対向するように略
半球状のガタツキ防止用リブ６１１ｂ，６１２ｂがそれ
ぞれ突設されている。これらガタツキ防止用リブ６１１
ｂ，６１２ｂの突設部分の間隔Δ2は基板９２の厚みよ
りも若干狭くなっており、上記のようにガイド手段（補
強用リブ６１１，６１２）に沿って基板９２を下方位置
に移動させて基板組立体９０をケーシング８０の収納空
間ＳＰに収納すると、その基板収納の最終段階で基板９
２の下方側端部９２１がガタツキ防止用リブ６１１ｂ，
６１２ｂの間に圧入され、基板９２が厚み方向（Ｘ方
向）に挟持され、基板厚み方向にしっかりと保持され
る。なお、リブ６１１ｂ，６１２ｂの間隔Δ2について
は、基板９２の厚みと同一寸法に設定してもケーシング
８０に対する基板のガタツキを防止することができる。

【００２８】さらに、本実施形態では、上記ガタツキ防
止用リブ６１１ｂ，６１２ｂと同じ高さ位置において、
補強用リブ６１１，６１２の間に収納空間ＳＰに向けて
半球状の一対のガタツキ防止用リブ６１９が相互に対向
した状態で突設されており、上記のように基板組立体９
０をケーシング８０の収納空間ＳＰに収納すると、その
基板収納の最終段階で基板９２の下方側端部９２１（図
２）がガタツキ防止用リブ６１９，６１９の間に圧入さ
れ、基板９２が幅方向（Ｙ方向）に挟持され、基板幅方
向にしっかりと保持される。

【００２９】このように、本実施形態では、ガタツキ防
止用リブ６１１ｂ，６１２ｂを設け、基板９２を厚さ方
向に保持するとともに、ガタツキ防止用リブ６１９，６
１９を設けて基板９２を幅方向に保持するように構成し
ており、ケーシング８０内での基板組立体９０のガタツ
キを防止することができ、半田部分のクラックや断線な
どの不具合を効果的に防止することができる。

【００３０】なお、本実施形態では、基板厚み方向（Ｘ
方向）の基板ガタツキを防止するために補強用リブ６１
１，６１２のそれぞれにガタツキ防止用リブ６１１ｂ，
６１２ｂを設けているが、いずれか一方に設けるように
してもよい。また、ガタツキ防止用リブ６１１ｂ，６１
２ｂを補強用リブ６１１，６１２の最下方位置にスポッ
ト的に設けているが、補強用リブ６１１，６１２の高さ
方向（Ｚ方向）に連続的に設けてもよい。また、ガタツ
キ防止用リブ６１１ｂ，６１２ｂの形状については、半
球形状に限定されるものではなく、基板９２を圧入する
ことができる形状であれば、特に限定されるものではな
い。

【００３１】また、基板厚み方向についてのガタツキ防
止用リブ６１１ｂ，６１２ｂの変形態様については、基
板幅方向についてのガタツキ防止用リブ６１９について
もそのまま適用可能である。すなわち、基板の幅方向
（Ｙ方向）については、一方のみにガタツキ防止用リブ
６１９を設けるだけでもよく、またガタツキ防止用リブ
６１９を補強用リブ６１１，６１２の高さ方向（Ｚ方
向）に連続的に設けてもよく、さらにはガタツキ防止用
リブ６１９の形状についても、基板９２を圧入すること
ができる形状であれば、特に半球状に限定されるもので
はない。

【００３２】図１および図２に戻って、本実施形態にか
かるケーシング８０がフィンガープロテクト構造を採用
したことによる特徴について説明する。この実施形態で
は、図２に示すように基板９２の一方側に入力端子部１
０および接地用端子部３８が搭載される一方、他方側に
出力端子部１２が搭載され、さらに各端子が基板９２に
対してそれぞれ２箇所で半田付けされている。また、こ
うして基板９２に取り付けられた各端子に対応して、蓋
体７０の側面部には、配線を端子部に引き込むための開
口７４が開設されるとともに、ネジ止め工具は挿入可能
であるが人間の指は挿入不可能な程度の開口７６が穿設
されて開口７４から端子部に挿入された配線の先端部を
端子に固定可能に構成されている。このように、この実
施形態では、スイッチング電源装置においてフィンガー
プロテクト構造を採用したことにより次のような効果が
得られる。すなわち、作業者が端子に直接触れるのを効
果的に防止することができる。また、端子の取付構造を
簡略化することができる。また、端子と基板との接続が
強固となり、振動や衝撃などによる半田部分のクラック
発生を防止することができ、大電流にも対応可能となっ
ている。

【００３３】さらに、入力端子部１０、出力端子部１２
および接地用端子部３８が蓋体７０を内底面側より支持
することとなり、蓋体７０の強度が補強されている。こ
のため、従来装置において補強用として用いられていた
リブなどの補強構造が不要となり、その結果、蓋体７０
内部の収容スペース（第２サブ空間ＳＳＰ2）が増大
し、より多くの、またより大きな電子部品を基板９４に
搭載することが可能となっている。

【００３４】上記説明においては、主としてスイッチン
グ電源装置のケーシングの構成を中心に詳細に説明して
きたが、次に装置内部の構成を中心に詳述する。

【００３５】この実施形態にかかるスイッチング電源装
置では、４つの基板９１〜９４を相互に連結することに
よって両端部を開口してなる角筒形状の基板組立体９０
が形成され、これがケーシング８０の収納空間ＳＰに収
納されている。

【００３６】これらの基板のうち基板９１は、図３およ
び図４に示すように、裏面９１ａを収納空間ＳＰの底面
側に向けて配置されている。また、この基板９１の裏面
９１ａ側には、ケーシング８０への基板組立体９０の収
納前に放熱板本体１００が裏面９１ａから離隔しなが
ら、それをほぼ全面覆うように取付けられている。この
放熱板本体１００からは、Ｙ方向に互いに相反して突出
していた突出部１０１，１０２がそれぞれ約９０゜折り
曲げられて図２に示すように基板９１の表面から上方
（Ｚ方向）に突起した状態で相互に対向しており、後述
するように各々の突出部１０１，１０２に発熱電子部品
が取付けられ、各突出部１０１，１０２が放熱手段とし
て機能する。

【００３７】基板９１の表面９１ｂ上には、Ｘ方向側よ
り、入力側平滑回路２０を構成する電解コンデンサ２０
１，２０２と、整流回路１８を構成するブリッジダイオ
ード１８１と、このブリッジダイオード１８１を冷却す
るための放熱板１１０と、トランス２４と、スイッチン
グ回路２２を構成するパワートランジスタ２２１とがこ
の順序で搭載されている。なお、パワートランジスタ２
２１を冷却するためにパワートランジスタ２２１は放熱
手段（突出部）１０１に取付けられている。ここで、パ
ワートランジスタ２２１の冷却効率を高めるためには、
パワートランジスタ２２１を基板９１の裏面９１ａ側に
搭載し、放熱板本体１００に取り付けるのが望ましい。
というのも、このように構成することでパワートランジ
スタ２２１からの熱が直接放熱板本体１００に伝わり、
さらにその熱がケーシング本体６０のベース部６２に吸
収・放熱されて放熱効率が向上するからである。特に、
ベース部６２はケーシング本体６０の他の部位に比べて
構造上、厚肉に仕上げられており、優れた放熱効果を有
している。したがって、この点からも上記配置構造は有
利である。また、このベース部６２はディンレール５０
（図１）と接続されており、ケーシング本体６０のベー
ス部６２に伝わってきた熱がディンレール５０を介して
効率よく装置外に放熱されるため、この点からも放熱効
率を向上させることができる。さらに、実施形態の如く
パワートランジスタ２２１を放熱手段１０１に取付けた
場合には、放熱板本体１００に熱が伝わるまでに熱抵抗
が大きい折り曲り部を通過する必要があるため、効率よ
く放熱体本体１００に熱を伝えることができない。な
お、このように放熱効率を向上させるために発熱電子部
品を放熱板本体１００に直接取り付ける点については、
ダイオード１８１などの他の発熱電子部品にも適用可能
であることはいうまでもない。

【００３８】このパワートランジスタ２２１の（−Ｘ）
方向側に隣接して基板９２が配置されており、図示を省
略する連結部材により基板９１と機械的および電気的に
接続されている。また、この基板９２の一方主面９２ａ
上に出力側整流回路２８を構成するダイオード２８１が
搭載されており、基板９２が基板９１に連結固定された
状態で放熱手段（突出部）１０２に取付けられて冷却さ
れる。一方、基板９２の他方主面９２ｂには、出力側平
滑回路３０を構成するコイル３０３が搭載されている。

【００３９】このように構成された基板９２に対向しつ
つ基板９３が基板９１に搭載された電解コンデンサ２０
１，２０２とブリッジダイオード１８１との間に配置さ
れており、図示を省略する連結部材により基板９１と機
械的および電気的に接続されている。この基板９３にお
いては、その一方主面９３ａの上方位置にフィルタ回路
１６を構成するコモンチョークコイル１６２が搭載され
ている。

【００４０】残りの基板９４は、図２に示すように、基
板９２，９３と係合可能な形状に仕上げられ、図示を省
略する連結部材によりＸ方向の両端部がそれぞれ基板９
２，９３と機械的および電気的に接続されている。ま
た、この基板９４の表面９４ａ上には、入力端子部１
０、接地用端子部３８および出力端子部１２のほかに、
出力端子部１２に直接接続される出力側平滑回路３０を
構成する電解コンデンサ３０１，３０２が搭載されてい
る。一方、基板９１側を向いた裏面９４ｂ側には、シー
ルド板１２０が取付けられて後述するように基板９１に
搭載されたノイズ発生電子部品から発生したノイズが基
板表面９４ａ側に伝播するのを効果的に防止している。

【００４１】こうして一体化された基板組立体９０は、
Ｙ方向における両端部を開口してなる角筒形状となって
いる。つまり、図３に示すように、Ｙ方向から見ると基
板９１〜９４によって略ロ字が形成されており、その内
部空間（第１サブ空間）ＳＳＰ1に配置されているトラ
ンス２４、パワートランジスタ２２１やブリッジダイオ
ード２８１などノイズ発生電子部品からノイズが発生
し、開口部を介して基板組立体９０から装置外部に伝播
しようとする。しかしながら、本実施形態では、この開
口部近傍に放熱手段１０１，１０２が位置しており、ノ
イズの伝播する範囲を狭めている。その結果、装置外部
に伝播するノイズ量を低減させることができ、低ノイズ
のスイッチング電源装置を提供することができる。

【００４２】なお、この実施形態では、両開口部に放熱
手段１０１，１０２を配置しているが、いずれか一方の
開口部にのみ放熱手段を配置するようにしても、開口部
からのノイズ伝播を全く規制していなかった従来技術に
比べて十分にノイズ量を低減させることができる。

【００４３】また、この実施形態では、内部空間ＳＳＰ
1にブリッジダイオード１８１の冷却用の放熱板１１０
を配置しているため、ノイズ発生電子部品（トランス２
４、パワートランジスタ２２１、ダイオード２８１）が
放熱板１１０、シールド板１２０、基板９２、放熱板本
体１００および放熱手段１０１，１０２で取り囲み、ノ
イズ発生電子部品から発生したノイズの伝播可能範囲を
さらに狭めている。したがって、放熱板１1０を設けな
い場合に比べて基板組立体から漏れるノイズ量をより一
層低減することができる。

【００４４】また、上記実施形態では、パワートランジ
スタ２２１やダイオード２８１などの発熱電子部品を冷
却するための放熱手段１０１，１０２をそのままノイズ
遮蔽用として利用しているため、放熱手段とは別個に開
口部にノイズ遮蔽用のシールド手段を設ける場合に比べ
て部品点数が少なく、装置構成も簡素なものとなってい
る。

【００４５】さらに、上記実施形態では、基板組立体９
０の内部空間ＳＳＰ1にパワートランジスタ２２１やト
ランス２４などのノイズ発生源となる電子部品を集中さ
せる一方、基板９２〜９４およびケーシング内面で囲ま
れた空間（第２サブ空間）ＳＳＰ2に出力端子部１２に
直接接続される電子部品（出力側平滑回路を構成する電
解コンデンサ３０１，３０２など）を配置しているの
で、かかる電子部品から出力端子部１２までの距離を短
くするとともに、ノイズ発生源を出力端子部から離隔す
ることで出力端子部１２から出力される直流にノイズ発
生源からのノイズが含まれるのを効果的に防止すること
ができる。さらに、本実施形態では、基板９４の裏面９
４ｂ側にシールド板１２０を配置していることで、ノイ
ズ発生電子部品から発生したノイズが第２サブ空間ＳＳ
Ｐ2側に伝播するのを抑制し、ノイズ低減を図ってい
る。

【００４６】以上、本実施形態におけるノイズ低減効果
について詳述してきたが、本実施形態ではノイズ低減効
果の他にも、トランス、パワートランジスタやダイオー
ドなどの熱発生電子部品から発生する熱による電解コン
デンサの性能劣化を防止して装置の長寿命化を図ること
ができるという別の作用効果を有している。すなわち、
上記のように構成されたスイッチング電源装置では、図
３に示すように、基板組立体９０をケーシング８０に収
納した状態では、ケーシング８０の収納空間ＳＰが基板
９１〜９４によって大きく４つのサブ空間ＳＳＰ1〜Ｓ
ＳＰ4に仕切られ、それらのサブ空間ＳＳＰ1〜ＳＳＰ4
は相互に熱的に分離されている。

【００４７】これらのサブ空間のうち、第１サブ空間Ｓ
ＳＰ1は、基板組立体９０の内部空間に相当するもので
あり、基板９１〜９４により取り囲まれた空間であり、
この第１サブ空間ＳＳＰ1には発熱電子部品に相当する
整流用ダイオード１８１，２８１、スイッチング用パワ
ートランジスタ２２１およびトランス２４などがすべて
配置されている。一方、残りのサブ空間ＳＳＰ2〜ＳＳ
Ｐ4は、ケーシング内面と基板とによって囲まれた空間
であり、これらの空間のうち、ケーシング内面と基板９
２〜９４とで囲まれた第２サブ空間ＳＳＰ2には熱影響
によって性能劣化する電解コンデンサ３０１，３０２
が、またケーシング内面と基板９１，９３とで囲まれた
第４サブ空間ＳＳＰ4には、熱影響によって性能劣化す
る電解コンデンサ２０２がそれぞれ配置されている。

【００４８】このため、基板９３，９４が熱遮蔽板とし
て機能し、基板９３は第１サブ空間ＳＳＰ1内の熱が第
４サブ空間（熱分離空間）ＳＳＰ4内に及ぶのを防止
し、また基板９４は第１サブ空間ＳＳＰ1内の熱が第２
サブ空間（熱分離空間）ＳＳＰ2内に及ぶのを防止して
いる。また、ケーシング８０の周壁部６４ｂには、スリ
ット開口６８が複数形成されており、例えば図４の実線
矢印で示すように一方側のスリット開口６８（図２）を
介して装置外部から空気が流れ込むと、その気流に乗っ
て第１サブ空間ＳＳＰ1に篭った熱がもう一方のスリッ
ト開口６８を介して装置外部に運び出されるが、その第
１サブ空間ＳＳＰ1内では、気流の一部が本流から離
れ、第２サブ空間（熱分離空間）ＳＳＰ2側に流入しよ
うとする場合がある。しかしながら、その気流は基板９
４の裏面９４ｂにぶつかり、本流に戻されてスリット開
口６８を介して装置外部に排気される。なお、第３およ
び第４サブ空間ＳＳＰ3，ＳＳＰ4についても同様であ
る。

【００４９】したがって、本実施形態では、第２サブ空
間（熱分離空間）ＳＳＰ2が第１サブ空間ＳＳＰ1に対し
て熱分離され、第２および第４サブ空間（熱分離空間）
ＳＳＰ2，ＳＳＰ4内を低温に保つことができ、電解コン
デンサ３０１，３０２，２０２の性能劣化を防止し、ス
イッチング電源装置の寿命を長く伸ばすことが可能とな
る。

【００５０】なお、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。例えば、本発明の適用対象は、制御ユニットの底面
部に配設されたディンレール５０に対して鉛直方向に取
り付けるタイプのスイッチング電源装置に限定されるも
のではなく、制御ユニットの側面部に配設されたディン
レールに対してほぼ水平に取り付けるタイプや、ディン
レールなどを用いずに、ケーシング８０のベース部６２
に穿設された取付孔を介して制御ユニット等に対して直
接ねじ止めするようなタイプのスイッチング電源装置に
も適用することができる。

【００５１】また、上記実施形態は、４枚の基板９１〜
９４を組み合わせて両端部を開口してなる角筒形状の基
板組立体９０にノイズ発生電子部品を含む複数の電子部
品を搭載したスイッチング電源装置に関するものである
が、本発明の適用対象はこれに限定されるものではな
く、３枚あるいは５枚以上の基板を組み合わせてその両
端部を開口してなる筒形状の基板組立体に、複数の電子
部品を搭載したスイッチング電源装置全般に本発明を適
用することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、放熱手段を基板組立体の内部空間を臨むように
開口部付近に配置しているので、ノイズ発生電子部品か
ら発生したノイズを放熱手段によって遮蔽し、内部空間
から開口部を介して外部にノイズが伝播されるのを防止
することができる。

【００５３】また、請求項２に記載の発明によれば、基
板組立体の両端開口部のそれぞれに放熱手段を配置し、
それら２つの放熱手段を相互に対向させることでノイズ
発生電子部品を基板組立体の内面および放熱手段で取り
囲むように構成しているので、ノイズ発生電子部品から
発生したノイズの伝播可能範囲を狭めて装置から漏れる
ノイズを低減することができる。

【００５４】また、請求項３に記載の発明によれば、基
板組立体の外周面の一部に沿って配置された放熱板本体
から延びる突出部を開口部に向けて折り曲げることで放
熱手段を構成しているので、放熱面積が広がり、放熱効
率を向上させることができる。

【００５５】また、請求項４に記載の発明によれば、複
数の電子部品のうち熱を発生する発熱電子部品を基板組
立体の外周面側に配置し、ケーシングの内底面と対向す
る放熱板本体に当接させているので、放熱板に伝わった
熱をケーシングの底部によって吸収し、さらに装置外部
に放熱することができ、放熱効率をさらに向上させるこ
とができる。

【００５６】また、請求項５に記載の発明によれば、基
板組立体の内部空間に、複数の電子部品のうち発熱電子
部品を配置する一方、基板組立体の外周面とケーシング
内面とで形成される熱分離空間に、熱影響によって性能
劣化する熱影響電子部品を配置しているので、熱影響電
子部品が配置される熱分離空間を、発熱電子部品が配置
される内部空間から熱分離することができ、発熱電子部
品から発生した熱が熱分離空間の熱影響電子部品に至る
のを防止し、熱影響電子部品の性能劣化を抑制し、スイ
ッチング電源装置の長寿命化を図ることができる。

【００５７】また、請求項６に記載の発明によれば、放
熱手段とは異なる別の放熱手段を基板組立体の内部空間
に設けて、当該別の放熱手段と、基板組立体の開口部付
近に配置された放熱手段と、基板組立体を構成する基板
とでノイズ発生電子部品を取り囲むように構成している
ので、ノイズ発生電子部品から発生したノイズの伝播可
能範囲をさらに狭めて装置から漏れるノイズを低減する
ことができる。

【００５８】また、請求項７に記載の発明によれば、ケ
ーシングの側面部に内部空間を挟んで対向するように一
対の開口部を設け、一対の開口部の間を流れる気流によ
って内部空間内で発生した熱を装置外部に排熱するよう
に構成しているので、内部空間に熱が篭るのを効果的に
抑制し、内部空間内の温度上昇を抑えることができ、熱
影響電子部品への熱影響を抑えることができる。

【００５９】また、請求項８に記載の発明によれば、基
板組立体を構成する各基板を気流の方向に沿って配置し
ているので、気流の一部が気流の本流から離れ、熱分離
空間側に流れ込もうとしても、基板組立体を構成する基
板にあたって本流に戻されるため、熱分離空間内に気流
の一部が流れ込むのを防止し、熱分離空間に配置された
熱影響電子部品の性能劣化を抑制することができる。

【００６０】また、請求項９に記載の発明によれば、ケ
ーシングに基板組立体を装着した際に、基板組立体を構
成する基板の一部がガイド手段に設けられた基板係止手
段に係止されるように構成しているので、基板組立体が
ケーシングに対して固定され、基板組立体のガタツキを
効果的に防止することができる。

【００６１】また、請求項１０に記載の発明によれば、
基板係止手段に対して基板の一部が圧入可能となってい
るため、この基板圧入によってケーシングに対して基板
組立体をより強固に固定することができる。

【００６２】また、請求項１１に記載の発明によれば、
開口部を構成するスリット開口に対してガイド手段を掛
け渡しており、これによってガイド手段がスリット開口
の補強用としても機能し、開口部の強度を高めることが
できる。

【００６３】また、請求項１２に記載の発明によれば、
基板組立体を構成する一の基板において、基板組立体の
内部空間を臨む主面とは反対の主面上に、出力端子部
と、出力端子部と接続される電子部品とを搭載するよう
に構成しているので、このような電子部品から出力端子
部までの配線距離が短くなり、しかも出力端子部がノイ
ズ発生電子部品から離隔されて出力端子部からのノイズ
成分の出力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるスイッチング電源装置の一の
実施形態を示す斜視図である。

【図２】図１のスイッチング電源装置の分解組立斜視図
である。

【図３】図１の側面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図５】ガタツキ防止用リブの構成を示す部分拡大断面
図である。

【図６】スイッチング電源装置の内部回路構成の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１０…入力端子部 １２…出力端子部 ２４…トランス（ノイズ発生電子部品、発熱電子部品） ３０…出力側平滑回路 ３８…接地用端子部 ６０…ケーシング本体 ６２…ベース部 ６４ｂ…周壁部 ６８…スリット開口 ７０…蓋体 ８０…ケーシング ９０…基板組立体 ９１〜９４…基板 １００…放熱板本体 １０１，１０２…突出部（放熱手段） ２０１，３０１，３０２…電解コンデンサ（熱影響電子
部品） ２２１…パワートランジスタ（ノイズ発生電子部品、発
熱電子部品） ２８１…ダイオード（ノイズ発生電子部品、発熱電子部
品） ６１１，６１２，６１７，６１８…補強用リブ（ガイド
手段） ６１１ｂ，６１２ｂ，６１９…ガタツキ防止用リブ（基
板係止手段） ＳＰ…収納空間 ＳＳＰ1…内部空間（第１サブ空間） ＳＳＰ2…第２サブ空間（熱分離空間） ＳＳＰ4…第４サブ空間（熱分離空間）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 公博 大阪市淀川区西宮原１丁目７番31号 和泉 電気株式会社内 (72)発明者 松本 敏晴 大阪市淀川区西宮原１丁目７番31号 和泉 電気株式会社内 Ｆターム(参考） 5H730 AA02 BB21 CC01 DD02 EE01 FD01 ZZ01 ZZ07 ZZ09 ZZ11

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の基板を組み合わせて形成されたそ
   の両端部を開口してなる筒形状の基板組立体に、複数の
   電子部品が搭載されたスイッチング電源装置において、 前記複数の電子部品のうちノイズの発生源となりうるノ
   イズ発生電子部品が前記基板組立体の内部空間に配置さ
   れるとともに、 前記複数の電子部品の一部から発生した熱を放熱するた
   めの放熱手段が前記内部空間を臨むように前記基板組立
   体の前記開口部付近に配置されたことを特徴とするスイ
   ッチング電源装置。
2. 【請求項２】 前記基板組立体の前記両端開口部のそれ
   ぞれに前記放熱手段が配置され、それら２つの放熱手段
   が相互に対向している請求項１記載のスイッチング電源
   装置。
3. 【請求項３】 前記放熱手段は、前記基板組立体の外周
   面の一部に沿って配置された放熱板本体から延びる突出
   部を前記開口部に向けて折り曲げて形成されたものであ
   る請求項１または２記載のスイッチング電源装置。
4. 【請求項４】 ケーシングを備え、 前記複数の電子部品のうち熱を発生する発熱電子部品が
   前記基板組立体の外周面側に配置されるとともに、前記
   放熱板本体の一方主面側に当接されており、 前記放熱板本体の他方主面が前記ケーシングの内底面と
   対向する状態で前記基板組立体と前記放熱板本体とが一
   体的に前記ケーシングに収納された請求項３記載のスイ
   ッチング電源装置。
5. 【請求項５】 ケーシングを備え、 前記基板組立体と前記放熱手段とが一体的に前記ケーシ
   ングに収納されるとともに、 前記基板組立体の内部空間に、前記複数の電子部品のう
   ち発熱電子部品が配置される一方、 前記基板組立体の外周面と前記ケーシング内面とで形成
   される熱分離空間に、熱影響によって性能劣化する熱影
   響電子部品が配置された請求項１ないし３のいずれかに
   記載のスイッチング電源装置。
6. 【請求項６】 前記放熱手段とは異なる別の放熱手段が
   前記基板組立体の内部空間に設けられ、 当該別の放熱手段と、前記基板組立体の開口部付近に配
   置された前記放熱手段と、前記基板組立体を構成する基
   板とによって前記ノイズ発生電子部品が取り囲まれた請
   求項１ないし５のいずれかに記載のスイッチング電源装
   置。
7. 【請求項７】 前記ケーシングの側面部には前記内部空
   間を挟んで対向するように一対の開口部が設けられ、前
   記一対の開口部の間を流れる気流によって前記内部空間
   内で発生した熱を装置外部に排熱可能に構成された請求
   項５または６記載のスイッチング電源装置。
8. 【請求項８】 前記気流の方向に沿って前記複数の基板
   が配置された請求項７記載のスイッチング電源装置。
9. 【請求項９】 前記基板組立体は前記ケーシングの内側
   面に設けられたガイド手段に案内されながら前記ケーシ
   ングに対して着脱可能となっており、 前記ケーシングへの基板組立体の装着により、前記複数
   の基板の一部が前記ガイド手段に設けられた基板係止手
   段に係止されて前記ケーシングに対して固定される請求
   項４ないし８のいずれかに記載のスイッチング電源装
   置。
10. 【請求項１０】 前記基板係止手段に対して前記基板の
    一部が圧入可能に構成されており、この基板圧入によっ
    て前記ケーシングに対して固定される請求項９記載のス
    イッチング電源装置。
11. 【請求項１１】 前記一対の開口部の各々は複数のスリ
    ット開口により構成され、 前記複数のスリット開口に亘って前記ガイド手段が掛け
    渡された請求項７または８記載のスイッチング電源装
    置。
12. 【請求項１２】 前記基板組立体を構成する一の基板に
    は、前記基板組立体の内部空間を臨む主面とは反対の主
    面上に、出力端子部と、前記出力端子部と接続される電
    子部品とが搭載された請求項１ないし１１のいずれかに
    記載のスイッチング電源装置。