JP2002345262A

JP2002345262A - 電源回路およびそれを用いたモータ制御装置

Info

Publication number: JP2002345262A
Application number: JP2001144400A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Kadota; 和也門田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2002-11-29
Anticipated expiration: 2021-05-15
Also published as: JP3899844B2

Abstract

(57)【要約】【課題】横置きに寝かせた電解コンデンサの長さが異
なっても共通に防爆対策および保持が簡単にでき、さら
に薄型化が可能な電源回路およびそれを用いたモータ制
御装置を提供することを目的とする。【解決手段】同一方向からリード端子１ｂを引き出す
電源平滑用の電解コンデンサ１と、電解コンデンサ１の
リード端子１ｂと反対側の防爆弁部１ａを覆うコンデン
サ保持具２とを備え、電解コンデンサ１をプリント基板
３に横置きに寝かせた状態ではんだ付け、かつ、コンデ
ンサ保持具２で電解コンデンサ１をプリント基板３に保
持固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防爆弁を備えた電
解コンデンサを実装した電源回路およびそれを搭載した
サーボアンプやインバータ装置などのモータ制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電源回路を備えたモータ制御装置の代表
例として、サーボアンプを用いて説明する。

【０００３】図８において、一次回路部品を含むパワー
回路部８３には、平滑用の電解コンデンサ８１やトラン
ス・リレーなどの一次回路部品とパワー変換器８６など
が実装され、制御回路部８４とはコネクタなどにより電
気的に接続している。そして、パワー回路部８３と制御
回路部８４は、パワー変換器８６の熱を放熱する放熱器
８５に固定され、さらに筐体８７で覆うことでサーボア
ンプを構成している。

【０００４】一般に、電解コンデンサ８１は防爆弁付き
の電解コンデンサが使われており、なんらかの原因で定
格電圧を超える過電圧が印加されると電解コンデンサ内
部の圧力が上昇し、防爆弁が一定方向に作動する構造を
とっている。

【０００５】そして、電解コンデンサ８１の防爆弁（ベ
ント部又は抜き穴部）が作動して開放状態の時に、なん
らかの理由により電子回路部内でスパークなどが発生す
ると電解コンデンサ内部に残っている電解液に着火する
可能性があり、電解液がなくなるまで燃え続ける危険性
があった。

【０００６】このため、不燃物で構成した筐体８７の突
起部８７ａで電解コンデンサ８１の上部（防爆弁部８１
ａ）を覆うことにより窒息消火をさせる構造を取ってい
る。

【０００７】しかしながら、昨今のサーボアンプなどの
モータ制御装置はその設置スペースの関係で製品の薄型
化すなわち、Ｗ１寸法を薄くすることが望まれており、
縦型で電解コンデンサをプリント基板上に実装する場
合、製品の幅Ｗ１を小さくするには限界がある。

【０００８】そこで、図９に示すように電解コンデンサ
９１をプリント基板９３に横置きに寝かせて取り付ける
ことで、Ｗ２を低くしていた（Ｗ２＜Ｗ１）。また、窒
息消火させるにはカバー９２などで電解コンデンサ９１
を全て覆うなどの方法を取らねばならず、さらに、横置
きの電解コンデンサ９１は安定性が悪いため耐振動性を
向上させるためにホットメルト９４などの接着剤を塗布
して固定したり、結束バンドなどを用いて固定したりす
る必要があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、窒息消火を行うカバー設置のためにプリ
ント基板のスペースに無駄が生じ、また電解コンデンサ
の大きさ、長さによってそれぞれ専用のカバーを準備し
なければならず不経済であった。

【００１０】また、横置きにした電解コンデンサの耐振
性を確保するために、はんだ付けをした後さらに接着剤
塗布や、結束バンドでの固定作業をしなければならず、
工程上手間がかかった。

【００１１】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、電解コンデンサの長さが異なっても共通に
防火対策および保持が簡単にでき、安全性が高く薄型化
が可能な電源回路およびそれを用いたモータ制御装置を
安価に提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、同一方向からリード端子を引き出す電源
平滑用の電解コンデンサと、前記電解コンデンサのリー
ド端子と反対側の防爆弁部を覆う保持具とを備え、前記
電解コンデンサをプリント基板に横置きに寝かせた状態
で、前記保持具で電解コンデンサを保持固定するもの
で、電解コンデンサの防火対策および保持が簡単にで
き、電源回路およびそれを用いたモータ制御装置の安全
性確保と薄型化が可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】上記の課題を解決するために請求
項1記載の電源回路は、同一方向からリード端子を引き
出す電源平滑用の電解コンデンサと、前記電解コンデン
サのリード端子と反対側の防爆弁部を覆いプリント基板
のパターンとはんだ付けするリード足部を設けた保持具
とを備え、前記電解コンデンサをプリント基板に横置き
に寝かせた状態で、前記リード端子と保持具のリード足
部をプリント基板のパターンにはんだ付けして固定した
ものであり、防爆弁が作動しても防爆弁部まわりを覆っ
ているので電解液の漏れを抑制し、仮に電解液に引火し
ても窒息消火させることができる。また、保持具により
電解コンデンサを横置き状態で固定することができる。

【００１４】また、請求項２記載の電源回路は、同一方
向からリード端子を引き出す電源平滑用の電解コンデン
サと、前記電解コンデンサのリード端子と反対側の防爆
弁部を覆いプリント基板に設けた孔部と係合する爪部を
設けた保持具とを備え、前記電解コンデンサをプリント
基板に横置きに寝かせた状態で、電解コンデンサのリー
ド端子をプリント基板のパターンをはんだ付けし、前記
保持具の爪部をプリント基板の孔部と係合させて固定し
たものであり、防爆弁が作動しても防爆弁部まわりを覆
っているので電解液の漏れを抑制し、仮に電解液に引火
しても窒息消火させることができる。また、横置き状態
の電解コンデンサを保持具に設けた爪部でプリント基板
に固定できる。

【００１５】また、請求項３記載の電源回路は、電解コ
ンデンサの外周部がプリント基板と接するように防爆弁
部を覆う保持具の壁の一部を切り欠いたものであり、横
置きに寝かせた電解コンデンサを覆う保持具の高さ（プ
リント基板と直角方向のスペース）を抑えることができ
る。また、請求項４記載の電源回路は、電解コンデンサ
の防爆弁部とコンデンサ保持具の内壁部との間に隙間を
設けたものであり、防爆弁が開くためのスペースを確保
することにより、横置きに取り付けた電解コンデンサの
防爆弁が作動して電解液が漏れてもコンデンサ保持具内
に抑制できる。

【００１６】また、請求項５記載の電源回路は、保持具
を金属材料で構成したので、保持具本体とリード足部を
一体形成でき、しかも保持具の板厚をより薄く実現する
ことができる。

【００１７】また、請求項６記載の電源回路は、爪部を
千鳥に配列したもので、２つ以上の電解コンデンサを横
に並べて置いても設置スペースに無駄を生じさせずに配
列させて固定することができる。

【００１８】また、請求項７記載の電源回路は、保持具
を耐熱性の高いＰＰＳなどの合成樹脂材料で構成したも
ので、電解コンデンサのリード端子のはんだ付けを手は
んだではなく自動フローはんだが可能となるので、より
簡単に電解コンデンサをプリント基板に固定させること
ができる。

【００１９】さらに、請求項１から請求項７のいずれか
1項記載の電源回路を搭載することで、モータ制御装置
の薄型化と安全性の向上に寄与できる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【００２１】（実施例１）実施例１は、電解コンデンサ
の保持具にリード端子を設けたもので、図１，２におい
て、１は電解コンデンサ、２はコンデンサ保持具で、プ
リント基板３にはんだ付けするためのリード足部２ｂを
２本備えており、本体は難燃性グレードの高い樹脂材料
で成形されている。

【００２２】電源回路は従来と同じであり、以下、コン
デンサ保持具およびそれに関係する部分が異なるので、
コンデンサ保持具を中心に説明する。

【００２３】まず、電解コンデンサ１の防爆弁部（ベン
ト部又は抜き穴部）１ａをコンデンサ保持具２の開口部
２ｃに挿入した状態でプリント基板３にあらかじめ設け
られたランド孔３ａへ電解コンデンサのリード端子１ｂ
とコンデンサ保持具のリード足部２ｂを挿入し、それぞ
れをはんだ付けにてプリント基板３に固定する。

【００２４】図２に示すように、電解コンデンサ１の防
爆弁部１ａとコンデンサ保持具２の内壁部２ａとの間に
はＬ４の隙間（２〜４ｍｍ）が空くような位置関係にし
ておく。これは、防爆弁が開くためのスペースを確保す
るためである。

【００２５】これにより、横置きに取り付けた電解コン
デンサの防爆弁が作動して電解液が漏れてもコンデンサ
保持具内に抑制でき、仮に電解液に引火してもコンデン
サ保持具により電解コンデンサの防爆弁部を覆っている
ので窒息消火させることができる。同時に、横に寝かせ
た不安定な電解コンデンサをコンデンサ保持具だけで固
定できる電源回路が得られる。

【００２６】図３は、図２のＬ３寸法より短いＬ５の電
解コンデンサ３１にコンデンサ保持具２を取り付けた例
を示しており（Ｌ３＞Ｌ５）、コンデンサ保持具は図２
と同じものを使用することができる。

【００２７】すなわち、電解コンデンサの長さが変わっ
ても直径が同じならばコンデンサ保持具を共用すること
ができる。

【００２８】なお、コンデンサ保持具のリード端子を２
本の場合で説明したが、直径の大きな大型の電解コンデ
ンサなどの場合には２本以上のリード端子に増やすこと
により同様の効果が得られる。

【００２９】また、コンデンサ保持具の本体を難燃性の
樹脂材料として説明したが、はんだメッキなどを施した
鋼鈑などで構成することにより、リード端子と一体で成
形が可能となり、より薄型にすることも可能である。

【００３０】（実施例２）実施例２はコンデンサ保持具
に爪部を設けたもので、図４において、コンデンサ保持
具４２の両側部に爪部４２ｄを２つ設けている。この爪
部形状は、挟むように押さえるとバネ性を有しており、
プリント基板４３の角孔部に引っ掛けることのできるス
ナップフィット形状に構成する。これにより電解コンデ
ンサを収納したコンデンサ保持具を簡単にプリント基板
に固定できる。

【００３１】なお、爪部は防爆弁部から離れたコンデン
サ保持具の開口部近くに設ける方がよい。また、本体の
材料をＰＰＳなどの耐熱性の高い樹脂材料で成形するこ
とにより、電解コンデンサのリード端子のはんだ付けを
手はんだではなく、はんだフローで実現することができ
るので、はんだ作業の工数を低減することができる。さ
らに、この実施例２でも実施例１同様の窒息消火、コン
デンサ保持具の共用化の効果が得られる。

【００３２】（実施例３）実施例３は、薄型化が可能な
ようにコンデンサ保持具の一部を切欠いたもので、図５
において、電解コンデンサ１の外周部がプリント基板３
と接するようにコンデンサ保持具５２の一部を切欠いた
切欠部５２ｇを設けている。これにより、コンデンサ保
持具の取り付け高さを肉厚分だけさらに低くできる。

【００３３】（実施例４）実施例４は電解コンデンサを
複数列に配置する場合に好適なもので、図６に示すよう
に、コンデンサ保持具６２に爪部６２ｅ，６２ｆを千鳥
に配置させたものである。これにより電解コンデンサを
２列（複数列）に並べて配置してもプリント基板上に無
駄なスペースが発生しない。

【００３４】（実施例５）実施例５は上記実施例の電源
回路を用いたモータ制御装置（サーボアンプ）であり、
図７において、７１は防爆弁を備えた直流電源平滑用の
電解コンデンサ、７２はコンデンサ保持具、７３は電源
回路を備えたパワー回路部、７４は制御回路部で、パワ
ー回路部７３とはコネクタなどの接続器で接続されてい
る。７５は放熱器で、パワー回路部７３と制御回路部７
４とを所定の間隔に固定し、パワー回路部７３のパワー
変換器７６などの発熱部品を取り付け、発生する熱を外
部に放熱している。７７は合成樹脂製の筐体で、放熱器
７５とともにパワー回路部７３と制御回路部７４を覆い
収納している。

【００３５】これにより、サーボアンプの幅寸法Ｗ３
は、従来のサーボアンプのＷ１，Ｗ２と比較してより小
さな寸法を実現できる（Ｗ３＜Ｗ２＜Ｗ１）。また、コ
ンデンサ保持具は上記実施例の効果を有しているので、
薄くて安全性の高いモータ制御装置が得られる。

【００３６】なお、サーボアンプとその電源回路を中心
に説明したが、これに限定するものでなく、同一構成要
件を備えた他の電源回路にも同様に実施できる。また、
単独でも組み合わせても実施できる。さらにインバータ
装置のように電源回路を備えたモータ制御装置に適用し
てもよい。

【００３７】

【発明の効果】上記の実施例から明らかなように、請求
項１記載の発明によれば、防爆弁部を覆うコンデンサ保
持具により電解液の漏れを抑制し、仮に電解液に引火し
ても窒息消火させることができる。また、寝かせた状態
の電解コンデンサを安定に固定でき、外径が同じで長さ
が異なってもコンデンサ保持具を共用化できる電源回路
が得られる。

【００３８】また、請求項２記載の発明によれば、請求
項１記載の効果に加えて、コンデンサ保持具に設けた爪
部とプリント基板の孔部との嵌合により電解コンデンサ
を固定できる。

【００３９】また、請求項３記載の発明によれば、請求
項１記載の効果に加えて、さらにコンデンサ保持具の高
さ（プリント基板と直角方向のスペース）を抑えること
ができる。

【００４０】また、請求項４記載の発明によれば、請求
項１および請求項２記載の発明による効果に加えて、防
爆弁が開くためのスペースを有することにより、横置き
に取り付けた電解コンデンサの防爆弁が作動して電解液
が漏れてもコンデンサ保持具内に抑制できる。

【００４１】また、請求項５記載の発明によれば、請求
項１記載の効果に加えて、保持具とリード端子の一体成
形が可能で、しかも保持具の板厚をより薄く実現するこ
とができる。

【００４２】また、請求項６記載の発明によれば、請求
項２記載の効果に加えて、電解コンデンサを横に複数個
配列する場合、コンデンサ保持具の設置スペースの無駄
がなく固定できる。

【００４３】また、請求項７記載の発明によれば、請求
項２および３記載の発明による効果に加えて、電解コン
デンサのリード端子をはんだフローで実現することがで
きるので、電解コンデンサの取り付け作業性が改善でき
る。

【００４４】また、請求項８記載の発明によれば、電源
回路の安全性確保と薄型化ができるので、薄型で安全性
の高いモータ制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における電解コンデンサとコ
ンデンサ保持具の取付説明図

【図２】本発明の実施例１における電解コンデンサの取
付説明図

【図３】本発明の実施例１における長さの異なる電解コ
ンデンサの取付説明図

【図４】本発明の実施例２におけるコンデンサ保持具の
説明図（爪部）

【図５】本発明の実施例３におけるコンデンサ保持具の
説明図（切欠部）

【図６】本発明の実施例４におけるコンデンサ保持具の
説明図（爪部を千鳥配置）

【図７】本発明の実施例５におけるモータ制御装置（サ
ーボアンプ）の説明図

【図８】従来のモータ制御装置の説明図

【図９】従来の別のモータ制御装置の説明図

【符号の説明】１，３１，７１電解コンデンサ１ａ防爆弁部１ｂリード端子２，４２，５２，６２，７２コンデンサ保持具２ｂリード足部４２ｄ，６２ｅ，６２ｆ爪部５２ｇ切欠部３，３３，４３プリント基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一方向からリード端子を引き出す電源
平滑用の電解コンデンサと、前記電解コンデンサのリー
ド端子と反対側の防爆弁部を覆いプリント基板のパター
ンとはんだ付けするリード足部を設けた保持具とを備
え、前記電解コンデンサをプリント基板に横置きに寝か
せた状態で、前記リード端子と保持具のリード足部をプ
リント基板のパターンにはんだ付けして固定したことを
特徴とする電源回路。
【請求項２】同一方向からリード端子を引き出す電源
平滑用の電解コンデンサと、前記電解コンデンサのリー
ド端子と反対側の防爆弁部を覆いプリント基板に設けた
孔部と係合する爪部を設けた保持具とを備え、前記電解
コンデンサをプリント基板に横置きに寝かせた状態で、
電解コンデンサのリード端子をプリント基板のパターン
をはんだ付けし、前記保持具の爪部をプリント基板の孔
部と係合させて固定したことを特徴とする電源回路。
【請求項３】電解コンデンサの外周部がプリント基板
と接するように防爆弁部を覆う保持具の壁の一部を切り
欠いた請求項１または請求項２記載の電源回路。
【請求項４】電解コンデンサの防爆弁部とコンデンサ
保持具の内壁部との間に隙間を設けた請求項１または請
求項２記載の電源回路。
【請求項５】保持具を金属材料で構成した請求項1記
載の電源回路。
【請求項６】爪部を千鳥に配列した請求項２記載の電
源回路。
【請求項７】保持具を耐熱性の高いＰＰＳなどの合成
樹脂材料で構成した請求項２または請求項３または請求
項６記載の電源回路。
【請求項８】請求項１から請求項７のいずれか1項記
載の電源回路を搭載したモータ制御装置。