JP2001053459A

JP2001053459A - 電源装置

Info

Publication number: JP2001053459A
Application number: JP11223008A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fukagawa; 博深川
Original assignee: TDK Lambda Corp
Current assignee: TDK Lambda Corp
Priority date: 1999-08-05
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】加工、組立及び保守点検が容易な電源装置を実
現することを目的とする。【解決手段】ケース２０に保持手段４０を設け、スタッ
ド３０をケース２０に保持させることにより、ネジ結合
を用いずに、金属基板１０とスタッド３０とが係合する
構造にすること、ケース２０と金属基板１０とが嵌合す
る手段として、ケース２０に設けられた凸部２１と、金
属基板１０に設けられた凹部１１とを嵌合させ、金属基
板１０の凹部１１と、ケース２０の凸部２１との間に発
生する摩擦力を用いる構造にすること、金属基板１０と
スタッド３０との間にスタッド３０の回転防止手段を設
けることなどにより、各部品の加工工程、組立工程が単
純で、さらに他の基板２や、放熱器３などの他の部品の
取付が容易な電源装置１を実現している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置に関し、
さらに詳しくは、放熱器を取付可能とした金属基板と、
該金属基板に搭載された回路部品を内包するケースと、
該金属基板に放熱器を取り付けるとともに、ケースに組
み合わされた金属基板を他の基板上に取り付ける手段と
なるスタッドとで構成される、いわゆるオンボードタイ
プの電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の電源装置の構造を図１０
ないし図１３に示す。

【０００３】これらの図に示すように、従来の電源装置
１は、概略、回路部品５０を一方の面にのみ搭載し、他
方の面に放熱器３などの他の部品を取付可能とした金属
基板１０と、前記金属基板１０と嵌合することにより箱
体を構成し、前記回路部品５０を内包する樹脂製のケー
ス２０と、前記箱体を前記ケース２０の側で他の基板２
に取り付けるとともに、前記金属基板１０の他方の面に
他の部品を取り付けるための略筒形のスタッド３０とか
ら成っており、ケース２０の端子孔２５から、他の基板
の回路に半田付等により接続される端子５１が突出して
いる。なお、図１２（ａ）（ｂ）は、他の部品として放
熱器３が取り付けられ、さらに他の基板２に取り付けら
れた状態の電源装置１を示したものである。

【０００４】この従来の構造では、金属基板１０とケー
ス２０とを結合させる手段としてケース２０に図１１な
いし図１３に示されるように、ケース２０の開口側端面
に凸部２１を形成し、該凸部２１の端部に内側へ突出す
る小突起からなる係止片２３を設けていた。また、金属
基板１０の縁部の前記凸部２１と対応する位置に、凹部
１１を形成するとともに、さらにこの凹部１１の一部に
前記係止片２３と嵌合する段凹部１３を設けていた。

【０００５】また、図１２（ａ）に詳しく示すように、
スタッド３０に設けられた突部３１に雄ネジを、金属基
板１０に設けられた穴部１２に雌ネジを形成することに
よって、スタッド３０と金属基板１０とをネジ結合させ
ていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来構造
では、上述したように、ケース２０と金属基板１０とを
結合するための手段として、ケース２０の開口側端面に
設けた凸部２１に形成した小突起からなる係止片２３が
用いられていたため、ケース２０を成形する際にこの小
突起を設けなくてはならないことから、ケース２０を成
形するための金型は、耐久性が悪くなるうえ、価格が割
高になっていた。しかも、係止片２３は、強度的に弱い
小突起であったため、保守点検の際に金属基板１０から
ケース２０を取り外す際に、誤って破損してしまうこと
が頻繁にあった。

【０００７】また、金属基板１０は、前記係止片２３と
嵌合させるための段凹部１３を設けなくてはならないこ
とから、加工工程が複雑になっていた。

【０００８】さらに、スタッド３０はネジ結合を用いて
金属基板１０に結合しなくてはならなかったため、組立
に手間がかかっていた。

【０００９】本発明は、このような問題点に鑑み、加
工、組立及び保守点検が容易な、電源装置を供給するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電源装置は、回路部品を一方の面にのみ搭
載し、他方の面に放熱器などの他の部品を取付可能とし
た金属基板と、該金属基板と嵌合することにより箱体を
構成し、前記回路部品を内包する絶縁材製のケースと、
前記箱体を他の基板に取り付けるとともに、前記金属基
板の他方の面に他の部品を取り付けるための、少なくと
も２本の略筒形のスタッドと、前記ケースに設けられ、
前記ケースにより前記スタッドを保持するための保持手
段と、を有することを特徴とする。

【００１１】以上のような構成によれば、電源装置の組
立の際、スタッドは、ケースに保持されており、金属基
板にネジ結合する必要がないので、組立工程の簡略化が
可能になる。

【００１２】また、前記電源装置において、前記保持手
段と前記ケースとを一体に成形してもよく、そのように
することでケースの成形工程が簡略化できる。また、前
記保持手段を前記ケースの側面に設けられた略蹄鉄型の
部材としてもよく、そのようにすることでスタッドと保
持部材とを嵌合させる際の組立工程が簡略化できる。さ
らに、前記スタッドの側面に前記保持手段と係合する突
起又は凹部を設けてもよく、そのようにすることでスタ
ッドをケースに固定した後のスタッドの軸方向の動きを
規制できる。

【００１３】さらに、前記金属基板とケースとの嵌合を
前記ケースの開口縁に形成した凸部と、前記基板に形成
した凹部との摩擦力による嵌合によって行うことがで
き、そのようにすることで従来構造において、加工工程
のコスト増や、着脱の複雑化の原因となってきた、係止
片を用いる必要のない嵌合構造が実現できる。また、前
記凸部を、前記ケースの開口縁の少なくとも対向する辺
にそれぞれ形成し、また前記凹部を、前記金属基板の前
記凸部と対応する位置にそれぞれ形成し、各凸部を、対
応する凹部に圧入によって嵌合することが可能な寸法及
び形状に形成してもよく、そのようにすることで前記凸
部と前記凹部とをより確実に嵌合できる。

【００１４】さらにまた、前記スタッドを前記基板の所
定位置に対して略垂直に位置決めするとともに、前記ス
タッドに設けたネジ穴３３及びネジ４を用いて前記他の
部品をネジ止めする際に前記スタッドの回転を防止する
位置決め・回転防止手段を設けてもよく、そのようにす
ることで組立工程の簡略化が実現できる。また、前記位
置決め・回転防止手段を、前記金属基板の少なくとも回
路部品搭載面に形成された円形以外の形状の穴部と、前
記スタッドの金属基板側の端面に形成され、前記穴部と
回転不能な状態で係合する突部とで構成してもよく、そ
のようにすることで金属基板やスタッドの加工工程が簡
略化される。

【００１５】本発明の他の目的、構成及び効果は、図面
を参照して行う以下の実施形態の説明からより明らかと
なるであろう。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電源装置を添付図
面に示す好適実施形態に基づいて詳述する。

【００１７】図１は本発明の電源装置の第１の実施形態
の外観を示す斜視図、図２は本実施形態の電源装置の分
解斜視図、図３（ａ）（ｂ）は本実施形態の電源装置の
保持部材とスタッドとの嵌合工程を示す模式図である。
また、図４（ａ）（ｂ）は放熱器を取り付けた本実施形
態を他の基板に取り付けた状態を示す断面図であり、
（ａ）は図１におけるＡ−Ａ′線断面図、（ｂ）は図１
におけるＢ−Ｂ′線断面図である。また、図５（ａ）は
本実施形態の電源装置のケースに設けられている凸部の
拡大図であり、（ｂ）は本実施形態の電源装置の金属基
板に設けられている凹部の拡大図である。また、図６
（ａ）は、本実施形態の電源装置のケースを開口側から
見た正面図、図６（ｂ）は、本実施形態の電源装置の正
面図であり、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、それぞ
れ本実施形態に設けられているスタッドの正面図、側面
図、上面図及び底面図である。さらに、図８（ａ）は、
本発明の電源装置の第２の実施形態を示す斜視図、(ｂ)
は、本実施形態のケースの保持部材及びその周辺部をケ
ース開口側から見た拡大図、（ｃ）は、本実施形態のケ
ースの壁面の形状をさらに変形させた実施形態を示す斜
視図、（ｄ）は本実施形態の保持部材及びその周辺部を
ケース開口側から見た拡大図である。なお、上記図１０
ないし図１３に示した従来の電源装置と同様の機能を有
する構成部材には同じ番号を付記する。

【００１８】図１及び図２に示すように、本発明の電源
装置１は、交流の家庭用電源などを整流し、電気、電子
機器に安定した電圧の直流電力を供給するための、いわ
ゆるオンボードタイプの電圧安定化電源装置である。こ
の電源装置１は、概略、回路部品５０を一方の面にのみ
搭載し、他方の面に放熱器３などの他の部品を取付可能
とした金属基板１０と、前記金属基板１０と嵌合するこ
とにより箱体を構成し、前記回路部品５０を内包する樹
脂製のケース２０と、前記箱体を前記ケース２０の側で
他の基板２に取り付けるとともに、前記金属基板１０の
他方の面に放熱器３などの他の部品を取り付けるための
少なくとも２本の略筒形のスタッド３０と、前記ケース
２０に設けられ、前記スタッド３０の側面部分を保持す
る保持部材４０とによって構成されている。以下、これ
らの構成について詳細に説明する。

【００１９】金属基板１０は、アルミニウム等の金属製
板材から形成されており、一方の面に絶縁被覆が施さ
れ、その上に印刷回路とトランス、トランジスタ、コン
デンサ等の各種回路部品５０が搭載され、回路部品搭載
面１４をなしている。この金属基板１０は、略長方形に
形成され、縁部に凹部１１が、四隅に穴部１２が形成さ
れている。ここで、凹部１１は、金属基板１０の長辺を
なす縁部に２箇所、短辺をなす縁部に１箇所ずつ設けら
れ、後述するケース２０に対応して設けられた凸部２１
と嵌合する形状になっている。また、穴部１２は、後述
するスタッド３０に設けられた突部３１と回転不能な状
態で係合する形状になっており、本実施形態では略小判
型に形成されている。

【００２０】なお、金属基板１０には必ずしも上述した
形状の凹部１１を設ける必要はなく、凹部１１として孔
またはそれに類する形状を金属基板の１０の回路部品搭
載面１４に設け、その孔部が後述するケース２０の凸部
２１と嵌合する構造としてもよい。

【００２１】ケース２０は、樹脂材料によって一方の面
が開口した薄型の箱状に成形されている。ここで、ケー
ス２０の四隅は、後述するスタッド３０を設けるための
載置スペース２４を設けるため、図１及び図２に示すよ
うに円弧状に凹ませた形状となっており、この設置スペ
ース２４に後述する保持部材４０が設けられている。ま
た、図２及び図５（ａ）に詳しく示すように、ケース２
０を前記金属基板１０と嵌合させる際に金属基板１０と
当接する開口端面２２には、金属基板１０に設けられた
前記凹部１１と対応する凸部２１がそれぞれ設けられて
いる。

【００２２】なお、図５（ａ）〜（ｂ）に示すように凸
部２１の寸法をＬ，Ｗ、凸部２１が嵌合する際に対応す
る凹部１１の寸法をｌ，ｗと定め、さらに図６に示すよ
うに対向する凸部２１の間隔をＤ₁，Ｄ₂、対向する凹部
１１の間隔をｄ₁，ｄ₂と定めた場合に、これらの寸法を
Ｌ＝ｌ，Ｗ＝ｗ，Ｄ₁＝ｄ₁，Ｄ₂＝ｄ₂とし、さらには
Ｗ，ｄ₁，ｄ₂の寸法をそれぞれｗ，Ｄ₁，Ｄ₂の寸法より
わずかに大きくすることにより、これらが嵌合する際に
当接する面の面積が増えるとともに、圧入が必要となる
寸法及び形状となり、凹部１１と凸部２１とが接触する
面に働く摩擦力が大きくなる。

【００２３】なお、スタッド３０の側面に設けられた凹
部３２の代わりに側面の周方向にわたって形成された突
起を設けることも可能であり、その場合には、後述する
保持部材４０の形状をこの突起と嵌合するような凹部を
有する形状にするか、または２本の保持部材４０によっ
てこの突起を挟持させればよい。また、該突部３１及び
前記穴部１２の形状は、これらを係合させることにより
スタッド３０の回転を防止することが可能な形状であれ
ばよく、小判型に限らず、多角形、半円形などの形状に
しても良い。さらに、金属基板１０とスタッド３０との
係合部分に弾性材料によって成形されたブッシュ等を設
けてもよく、そうすることにより金属基板１０とスタッ
ド３０との係合をより確実にできるうえ、係合部分に加
わる衝撃を緩和できる。

【００２４】保持部材４０は、樹脂等で成形された略蹄
鉄形（Ｃ字状）の部材であり、ケース２０の四隅に設け
られた載置スペース２４にケース２０と一体成形されて
いる。この保持部材４０は前記スタッド３０の側面に設
けられた凹部３２と嵌合することによってスタッド３０
を保持し、スタッド３０の軸方向の動きを規制する。な
お、この保持部材４０は、必ずしもケース２０と一体成
形する必要はなく、別体に構成したものをケース２０に
取り付けてもよい。

【００２５】保持部材４０の開口部分の寸法ａは、スタ
ッド３０の凹部３２の直径ｒより若干小さい寸法となっ
ているため、この開口部分は、図３（ａ）に示すよう
に、スタッド３０が押し付けられると広がり、図３
（ｂ）に示すように、スタッド３０が奥まで押込まれる
と、もとの形状に弾性復帰する。これにより保持部材４
０は部材の弾性によってスタッド３０を挟持する。な
お、保持部材４０の形状は略蹄鉄形に限らず、略筒形に
してもよく、その場合にはスタッド３０を２つの部材か
ら構成し、この略筒型の保持部材４０をネジ結合などに
よって上下から挟持する形状にすればよい。また保持部
材４０は、一本のスタッド３０に対して複数個設けるこ
とも可能である。

【００２６】以下、上述した構造を有する本発明の第１
の実施形態の電源装置１の組み立て方を詳述する。

【００２７】まず、ケース２０に設けられた保持部材４
０にスタッド３０を嵌合させ、ケース２０に全てのスタ
ッド３０を保持させる。その状態で、ケース２０及びス
タッド３０を金属基板１０に取り付ける。この状態で、
スタッド３０に設けられた突部３１を、金属基板１０に
設けられた穴部１２に係合させるとともに、ケース２０
に設けられた凸部２１を、金属基板１０に設けられた凹
部１１に嵌合させる。このとき、スタッド３０の突部３
１と金属基板１０の穴部１２との回転方向の向きが一致
しない場合には、スタッド３０に設けられたドライバー
溝３４を用いてスタッド３０をわずかに回転させること
によって突部３１を微調整しながらスタッド３０と金属
基板１０とを係合させる。本電源装置１は、このような
手順に基づいて組み立てることができる。

【００２８】以上のようにして組み立てた電源装置１に
は、まず図４（ａ）（ｂ）に示すように放熱器３が金属
基板１０の他方の面にネジ４により取り付けられる。こ
のネジ４は、スタッド３０の突部３１に設けられたネジ
穴３３にねじ込まれる。このようにして放熱器３が取り
付けられた電源装置１は、次に他の基板２に取り付けら
れる。この場合、他の基板２に設けられた端子孔に電源
装置１の端子５１を挿入し、所定の回路に半田付等によ
って固定するとともに、他の基板２の裏面からネジ４を
スタッド３０のネジ穴３３にねじ込み、電源装置１を他
の基板２取り付ける。この場合、放熱器３は、電源装置
１を他の基板２に取り付けた後に、電源装置１に取り付
けてもよい。

【００２９】また、この保持部材４０を用いることによ
って、金属基板１０にスタッド３０をねじ込まなくて
も、実際に他の基板２の面上に実装された場合には、十
分な取付強度を有する。

【００３０】次に、図８（ａ）及び（ｂ）、図９(ａ)及
び(ｂ)に示した本発明の第２の実施形態について詳述す
る。

【００３１】まず図８（ａ）及び（ｂ）に示すように本
発明の第２の実施形態の電源装置は、上記の第１の実施
形態のような、スタッド３０のための載置スペース２４
を有さず、ケース２０の開口が金属基板１０の形状とほ
ぼ同一の形状になっている。また、ケース２０の底面に
は、スタッド３０を露出させるためのスタッド孔２６が
設けられており、ケース２０の内側の四隅には、スタッ
ド３０の保持手段として、円弧状に湾曲した板状の保持
部材４０が図８（ｂ）に示すようにケース２０の２つの
内壁面と一体に設けられている。そして、スタッド３０
をケース２０に圧入することで保持部材４０及びケース
２０の２つの内壁面の３箇所にスタッド３０の側面が当
接し、該当接部分に発生する摩擦力によってケース２０
がスタッド３０を保持するようになっている。

【００３２】ここで、スタッド３０の側面に、図７に示
すような凹部３２が設けられている場合、さらに図９
（ｂ）に示すようにケース２０の内壁面に前記凹部３２
と嵌合する突起２８を設けることができ、そのようにす
ることでスタッド３０の軸方向の移動を規制することが
できる。また、この場合、ケース２０の壁面に同図
（ａ）及び（ｂ）に示すような切り込み２７を形成する
ことが好ましく、そのようにすれば突起２８を含む弾性
部２９のたわみを利用して、スタッドの凹部３２に嵌合
した突起２８を外すことができるため、ケース２０に対
するスタッド３０の着脱が容易になる。

【００３３】なお、これらの方法以外にも、スタッド３
０の端面や、ケース２０の底面又は内壁面等に突起を設
けるなどの方法によって、スタッド３０の軸方向の動き
を規制できる。

【００３４】上述した実施形態では、スタッド３０をケ
ース２０の四隅に設けた例について説明したが、スタッ
ド３０の数は、それに限定されない。例えば、小型の電
源装置であれば、四角形のケースの対角線上に２個取り
付ければよく、また比較的大型の電源装置であれば、５
個以上設けることも可能である。

【００３５】また、上述した実施形態は、本発明をオン
ボードタイプの電源装置に応用した場合について説明し
たが、本発明は金属基板とケースとスタッドを有し、他
の基板上に取り付けるタイプの電子機器や電子部品など
にも応用することができる。例えば、比較的大型の半導
体装置のような電子機器について応用することができ、
その場合でもスタッドを金属基板にねじ込む必要がな
く、上述した効果を享受できる。

【００３６】最後に、本発明は、上述した実施形態に限
定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された範囲
で種々の変更及び改良等が可能であることは言うまでも
ない。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金属基板にスタッドをネジ結合させる必要がなく、単に
ケースに保持させておくだけで、実際の使用時に十分な
取付強度が確保できるので、組立工程の簡略化が可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電源装置の実施形態の外観を示す斜視
図である。

【図２】本発明の電源装置の分解斜視図である。

【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の電源装置の
保持部材とスタッドとの嵌合工程を示す模式図である。

【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、放熱器を取り付けた
本発明の電源装置を他の基板に取り付けた状態を示す断
面図であり、図４（ａ）は図１におけるＡ−Ａ′線断面
図であり、図４（ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ′線断面図
である。

【図５】図５（ａ）は本発明の電源装置のケースに設け
られている凸部の拡大図であり、図５（ｂ）は本発明の
電源装置の金属基板に設けられている凹部の拡大図であ
る。

【図６】図６（ａ）は、本発明の電源装置のケースを開
口側から見た正面図、図６（ｂ）は、本発明の電源装置
の金属基板の正面図である。

【図７】図７（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、本発明の電源
装置に設けられているスタッドの正面図、側面図、上面
図、底面図である。

【図８】図８（ａ）は、本発明の電源装置の第２の実施
形態を示す斜視図、(ｂ)は、本実施形態のケースの保持
部材及びその周辺部をケース開口側から見た拡大図であ
る。

【図９】図９（ａ）は、本発明の電源装置の第２の実施
形態のケースの壁面の形状をさらに変形させた実施形態
を示す斜視図、（ｂ）は本実施形態の保持部材及びその
周辺部をケース開口側から見た拡大図である。

【図１０】従来の電源装置の外観を示す斜視図である。

【図１１】図１１（ａ）は従来の電源装置のケースに設
けられていた凸部の拡大図であり、図１１（ｂ）は従来
の電源装置の金属基板に設けられていた凹部の拡大図で
ある。

【図１２】図１２（ａ）及び（ｂ）は、放熱器を取り付
けた従来の電源装置を、他の基板に取り付けた状態を示
す断面図であり、図１２（ａ）は図１０におけるＣ−
Ｃ′線断面図であり、図１２（ｂ）は図１０におけるＤ
−Ｄ′線断面図である。

【図１３】従来の電源装置のケースと金属基板との嵌合
部分を示す拡大図である。

【符号の説明】

１電源装置２他の基板３放熱器４ネジ１０金属基板１１凹部１２穴部１３段凹部１４回路部品搭載面２０ケース２１凸部２２開口端面２３係止片２４載置スペース２５端子孔２６スタッド孔２７切り込み２８突起２９弾性部３０スタッド３１突部３２凹部３３ネジ穴３４ドライバー溝４０保持部材５０回路部品５１端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回路部品を一方の面にのみ搭載し、他方
の面に放熱器などの他の部品を取付可能とした金属基板
と、該金属基板と嵌合することにより箱体を構成し、前
記回路部品を内包する絶縁材製のケースと、前記箱体を
前記ケースの側で他の基板に取り付けるとともに、前記
金属基板の他方の面に他の部品を取り付けるための少な
くとも２本の略筒形のスタッドと、前記ケースに設けら
れ、前記スタッドの側面部分を保持する保持手段と、を
有することを特徴とする電源装置。
【請求項２】前記保持手段が、前記ケースと一体に成
形された部材であることを特徴とする請求項１に記載の
電源装置。
【請求項３】前記保持手段が、前記ケースの側面に設
けられた略蹄鉄型の部材であることを特徴とする請求項
１または請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】前記スタッドの側面に、前記保持手段と
嵌合する凸部又は凹部が設けられていることを特徴とす
る請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電源装
置。
【請求項５】前記金属基板と前記ケースとの嵌合に、
前記ケースの開口縁に形成された凸部と、前記金属基板
に形成された凹部との間にはたらく摩擦力が用いられて
いることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれ
かに記載の電源装置。
【請求項６】前記凹部は、前記金属基板の縁部の少な
くとも対向する辺または回路部品搭載面にそれぞれ形成
されており、また前記凸部は、前記ケースの開口端面の
前記凹部と対応する位置にそれぞれ形成されており、さ
らに各凸部は、対応する前記凹部に嵌合する際に、圧入
を必要とする寸法及び形状であることを特徴とする請求
項５に記載の電源装置。
【請求項７】さらに、前記スタッドを前記金属基板の
所定位置に対して略垂直に位置決めするとともに、前記
スタッドに設けたネジ穴を用いて前記他の部品をネジ止
めする際に、前記スタッドが回転することを防止する位
置決め・回転防止手段を有することを特徴とする請求項
１ないし請求項６のいずれかに記載の電源装置。
【請求項８】前記位置決め・回転防止手段が、前記金
属基板の少なくとも回路部品搭載面に形成された円形以
外の形状の穴部と、前記スタッドの金属基板側端面に形
成され、前記穴部と回転不能な状態で係合する突部とを
有することを特徴とする請求項７に記載の電源装置。