JP2005086116A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂封止材30の使用量を低減でき、軽量化できる電源装置11を提供する。
【解決手段】回路基板25および電気部品26の少なくとも導電部29を内ケース16に収容する。内ケース16の内部で、電気部品26の電気部品本体27が露出する状態に、回路基板25および電気部品26の少なくとも導電部29を樹脂封止材30で樹脂封止する。内ケース16を外ケース13に収容する。内ケース16によって樹脂封止の必要な回路基板25および電気部品26の少なくとも導電部29のみを樹脂封止し、樹脂封止材30の使用量を低減し、軽量化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板などを樹脂封止材で樹脂封止した電源装置に関する。

従来、屋外で用いられる電源装置では、回路基板およびこの回路基板に実装した電気部品をいわゆるポッティングと呼ばれる樹脂封止をし、防湿性を向上させている（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、屋外照明灯などで用いられる電源装置の場合には、一端に開口部を有する有底筒状のケースが用いられ、このケースの開口部を通じて電気部品が実装された回路基板を収容するとともに、ケースの開口部を上方へ向けた状態で、外ケースの内部に溶融状態の樹脂封止材を回路基板および電気部品の全体が埋没するまで注入し、樹脂封止材の固化により、回路基板および電気部品の全体を樹脂封止している。
特開２００１−４５７７１号公報（第３−４頁、図２）

上述のように、屋外照明灯などで用いられる電源装置では、筒状のケースに収容される回路基板および電気部品の全体を樹脂封止しているので、樹脂封止材の使用量が多く、重くなる問題がある。

特に、電気部品のうち、巻線を備えるトランスは他の電気部品に比べて大形部品で回路基板からの高さが高いが、巻線を備えるためにトランス全体を樹脂封止する必要があり、そのため、筒状のケースをトランスが収容可能な大きな断面積とし、このケースの内部略全体に樹脂封止材を注入して樹脂封止しているので、樹脂封止材の使用量が多く、重くなる傾向がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、樹脂封止材の使用量を低減でき、軽量化できる電源装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の電源装置は、回路基板と；電気部品本体および回路基板に電気接続される導電部を有し、回路基板に実装された電気部品と；回路基板および電気部品の少なくとも導電部が収容された内ケースと；電気部品の電気部品本体が露出する状態に、内ケースの回路基板および電気部品の少なくとも導電部を樹脂封止した樹脂封止材と；内ケースを収容する筒状の外ケースと；を具備しているものである。

そして、この構成では、回路基板および電気部品の少なくとも導電部を内ケースに収容し、この内ケースの内部で電気部品の電気部品本体が露出する状態に回路基板および電気部品の少なくとも導電部を樹脂封止材で樹脂封止し、この内ケースを外ケースに収容するため、内ケースによって樹脂封止の必要な回路基板および電気部品の少なくとも導電部のみが樹脂封止され、筒状の外ケースの内部全体を樹脂封止材で樹脂封止する場合に比べて、樹脂封止材の使用量が低減され、軽量化される。

請求項２記載の電源装置は、請求項１記載の電源装置において、回路基板を支持するとともに内ケースに固定されたスペーサと；外ケースの外側よりスペーサに締結され、外ケースと内ケースとを互いに接触させる取付螺子と；を具備しているものである。

そして、この構成では、取付螺子で外ケースの外側より内ケースに固定されたスペーサに締結し、外ケースと内ケースとを互いに接触させるため、筒状の外ケースに収容する内ケースを固定する場合でも、その固定が容易になり、また、電源装置が雨風にさらされるような場所に設置された場合でも、少なくとも内ケースの内部まで雨水などが浸入するのが抑制される。

請求項３記載の電源装置は、請求項１または２記載の電源装置において、電気部品は、巻線を備えた電気部品本体が予め樹脂封止されている電気部品を備えたものである。

そして、この構成では、巻線を備えた電気部品には電気部品本体が予め樹脂封止されている電気部品を用いるため、巻線を備えた電気部品でも電気部品本体が樹脂封止材から露出する状態に樹脂封止され、樹脂封止材の使用量が低減され、軽量化される。

請求項４記載の電源装置は、請求項１ないし３いずれか一記載の電源装置において、電気部品は、内ケースの一側に電気部品本体が接触された電気部品を備え、樹脂封止材は、この樹脂封止材の表面が内ケースの一側方向に高く他側方向に低い傾斜状に樹脂封止するとともに内ケースの一側に接触する電気部品本体の一部まで樹脂封止したものである。

そして、この構成では、ケースの一側に電気部品本体が接触された電気部品を備える場合、樹脂封止材の表面がケースの一側方向に高く他側方向に低い傾斜状となるように樹脂封止することにより、樹脂封止材の少ない使用量で、ケースの一側に接触する電気部品本体の一部まで樹脂封止される。

請求項５記載の電源装置は、請求項４記載の電源装置において、内ケースの一側に電気部品本体を圧接させる圧接部材を備え、この圧接部材まで樹脂封止材で樹脂封止したものである。

そして、この構成では、ケースの一側に電気部品本体を圧接させる圧接部材まで樹脂封止材で樹脂封止したため、圧接状態が確実に維持される。

請求項１記載の電源装置によれば、回路基板および電気部品の少なくとも導電部を内ケースに収容し、この内ケースの内部で電気部品の電気部品本体が露出する状態に回路基板および電気部品の少なくとも導電部を樹脂封止材で樹脂封止し、この内ケースを外ケースに収容するため、内ケースによって樹脂封止の必要な回路基板および電気部品の少なくとも導電部のみを樹脂封止でき、筒状の外ケースの内部全体を樹脂封止する場合に比べて、樹脂封止材の使用量を低減でき、軽量化できる。

請求項２記載の電源装置によれば、請求項１記載の電源装置の効果に加えて、取付螺子で外ケースの外側より内ケースに固定されたスペーサに締結し、外ケースと内ケースとを互いに接触させるため、筒状の外ケースに収容する内ケースを固定する場合でも、その固定を容易にでき、また、電源装置が雨風にさらされるような場所に設置された場合でも、少なくとも内ケースの内部まで雨水などが浸入するのを抑制できる。

請求項３記載の電源装置によれば、請求項１または２記載の電源装置の効果に加えて、巻線を備えた電気部品には電気部品本体が予め樹脂封止されている電気部品を用いるため、巻線を備えた電気部品でも電気部品本体が樹脂封止材から露出する状態に樹脂封止でき、樹脂封止材の使用量を低減でき、軽量化できる。

請求項４記載の電源装置によれば、請求項１ないし３いずれか一記載の電源装置の効果に加えて、ケースの一側に電気部品本体が接触された電気部品を備える場合、樹脂封止材の表面がケースの一側方向に高く他側方向に低い傾斜状となるように樹脂封止することにより、樹脂封止材の少ない使用量で、ケースの一側に接触する電気部品本体の一部まで樹脂封止できる。

請求項５記載の電源装置によれば、請求項４記載の電源装置の効果に加えて、ケースの一側に電気部品本体を圧接させる圧接部材まで樹脂封止材で樹脂封止したため、圧接状態を確実に維持できる。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図１ないし図６に第１の実施の形態を示し、図１は電源装置の断面図、図２は電源装置の電気部品を実装した回路基板の斜視図、図３は電源装置の巻線を備えた電気部品であるトランスの正面図、図４は電源装置の内ケースで回路基板および電気部品の導電部を樹脂封止した斜視図、図５は電源装置のケース部分の断面図、図６は電源装置の斜視図である。

図６において、11は電源装置で、この電源装置11は、例えば、地面に立設されるポールの上端にランプを有する照明器具を配置した屋外照明灯用で、ポール内に収容され、ランプを点灯させるランプ電源をランプに供給する。

電源装置11は、ケース12として断面四角形の筒状で金属製の外ケース13を有し、この外ケース13の一端面は図示しない端面板で閉塞され、他端面が開口されるとともにこの開口を閉塞するカバー14が密閉状態に取り付けられ、外ケース13の両端から取付片15が突設されている。

図１および図４に示すように、ケース12として外ケース13の内側に収容される金属製の内ケース16を有し、この内ケース16は、長方形状の取付面部17、この取付面部17の周辺から立ち上げられた側面部18を有し、側面部18を立ち上げた方向の面には開口部（開口面）19を有するとともに内側には樹脂封止空間20を有し、開口部19を上方へ向けた状態で容器形状つまり皿状となるように形成されている。図５に示すように、内ケース16の取付面部17の複数箇所であって例えば４箇所には取付孔16aが形成され、各取付孔16aには例えば樹脂などの絶縁性を有する略円筒状のスペーサ22の一端が打ち付けられて固定されており、各スペーサ22の他端が内ケース16内の樹脂封止空間20に突出されている。スペーサ22の内側には、内ケース16の取付孔16aから外面側に臨む一端に向けて開口するスペーサ孔22aが形成され、このスペーサ孔22aの他端は閉塞されている。

内ケース16の内側には、この内ケース16に対して絶縁状態となるように複数のスペーサ22上に取り付けられた回路基板25が収容されている。回路基板25には電源回路を構成する配線パターンが形成されており、図２に示すように、この回路基板25の配線パターン上に電源回路を構成する各種の複数の電気部品26が実装されている。各電気部品26は、電気部品本体27および回路基板25に電気的に接続されるリード線28やチップ部品の場合の接点などの導電部29を有している。図１および図４に示すように、内ケース16の内側に回路基板25を収容した状態では、高さの高い電気部品26の電気部品本体27が内ケース16の開口部19より突出されている。

内ケース16の内側には、絶縁性を有する例えばシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂封止材30が注入されて充填されており、この樹脂封止材30によって回路基板25および電気部品26の少なくとも導電部29が樹脂封止されている。樹脂封止材30による樹脂封止状態では、高さの高い電気部品26は電気部品本体27の一部が樹脂封止されるが残りの一部は樹脂封止材30の表面31より突出され、高さの低い電気部品26は全体が樹脂封止材30に埋没して樹脂封止されている。また、樹脂封止材30の表面31からは、回路基板25に接続された電源入力用および電源出力用のリード線32がそれぞれ導出されている。

また、電気部品26としては、巻線を有するトランス34およびインダクタ、トランジスタ35などのスイッチング素子、コンデンサ36、抵抗37、整流素子などが含まれる。

図３に示すように、巻線を有する電気部品26であるトランス34などは、電気部品本体27に巻線38および鉄心39を有し、これら巻線38および鉄心39の周囲が絶縁性を有する樹脂封止材40で予め樹脂封止しており、いわゆるモールド成形部品が用いられる。

図１および図４に示すように、放熱性を確保する必要のある電気部品26であるトランジスタ35などは、電気部品本体27が内ケース16の一辺の側面部18の内面に面接触され、この電気部品本体27を通じて螺子41を内ケース16に螺着することにより、電気部品本体27が内ケース16に圧接された状態に取り付けられている。このトランジスタ35についても、電気部品本体27の一部が樹脂封止されるが残りの一部は樹脂封止材30の表面31より突出されている。

そして、電源装置11を組み立てるには、内ケース16内に電気部品26を実装した回路基板25を収容し、内ケース16の開口部19を上方に向けた状態で、流動状態にある樹脂封止材30を回路基板25および電気部品26の少なくとも導電部29が埋没するように注入し、樹脂封止材30の固化により、回路基板25および電気部品26の少なくとも導電部29を樹脂封止する。この内ケース16を外ケース13の一端開口を通じて内部に収容し、図５に示すように、取付螺子43を、外ケース13の外面から外ケース13に形成された挿通孔13aを通じて内ケース16に固定されたスペーサ22のスペーサ孔22aに螺着し、外ケース13と内ケース16とを互いに接触させて締め付け固定する。外ケース13の一端開口をカバー14で閉塞する。

このように構成された電源装置11は、回路基板25および電気部品26の少なくとも導電部29を内ケース16に収容し、この内ケース16の内部で電気部品26の電気部品本体27が露出する状態に回路基板25および電気部品26の少なくとも導電部29を樹脂封止材30で樹脂封止し、この内ケース16を外ケース13に収容するため、内ケース16によって樹脂封止の必要な回路基板25および電気部品26の少なくとも導電部29のみを樹脂封止でき、筒状の外ケース13の内部全体を樹脂封止材30で樹脂封止する場合に比べて、樹脂封止材30の使用量を低減でき、軽量化できる。

さらに、取付螺子43で外ケース13の外側より内ケース16に固定されたスペーサ22に締結し、外ケース13と内ケース16とを互いに接触させるため、筒状の外ケース13に収容する内ケース16を固定する場合でも、その固定を容易にでき、また、電源装置11が雨風にさらされるような場所に設置された場合でも、少なくとも内ケース16の内部まで雨水などが浸入するのを抑制できる。しかも、このスペーサ22のスペーサ孔22aの他端である奥側の端部は閉塞されているため、スペーサ孔22aを通じた外部からの（特に回路基板25への）雨水などの浸入を防止できる。

さらに、それぞれ金属製の内ケース16と外ケース13とを互いに接触させたため、内ケース16側の電気部品26が発生する熱を効率よく外ケース13に伝達してこの外ケース13から外部に放熱でき、放熱性を向上できる。

また、巻線38を備えた電気部品26には電気部品本体27が予め樹脂封止されている電気部品26を用いるため、巻線38を備えた電気部品26でも電気部品本体27が樹脂封止材30から露出する状態に樹脂封止でき、樹脂封止材30の使用量を低減でき、軽量化できる。

次に、図７に第２の実施の形態を示し、内ケース16が接触する外ケース13の外面部分にヒートシンク45を接触させて取り付けることにより、放熱性をより向上できる。このヒートシンク45の取り付けは、このヒートシンク45に形成された挿通孔45aに取付螺子43を挿通し、この取付螺子43で外ケース13とともにスペーサ22に共締めすることにより、容易に取り付けることができる。

さらに、スペーサ孔22aが両端に貫通するスペーサ22を用いることにより、取付螺子46を回路基板25に形成された挿通孔25aを通じてスペーサ22のスペーサ孔22aに螺着して取り付けることができ、内ケース16での回路基板25の位置決めおよび絶縁性の確保を確実にできる。この場合、スペーサ22を、外ケース13と内ケース16との取付用と回路基板25の取付用とに兼用できる。

また、図８に第３の実施の形態を示し、内ケース16の一側に電気部品本体27が接触された電気部品26すなわちトランジスタ35を備える場合、樹脂封止材30の表面31が内ケース16の一側方向に高く他側方向に低い傾斜状となるように樹脂封止することにより、樹脂封止材30の少ない使用量で、内ケース16の一側に接触する電気部品本体27の一部まで樹脂封止できる。この樹脂封止材30の表面31の傾斜は、この樹脂封止材30を内ケース16の内側に注入する際に、内ケース16の一側が他側に対して下がるように傾斜させておくことにより形成できる。

トランジスタ35の電気部品本体27を内ケース16に圧接させるには、螺子41に限らず、圧接部材としてのクリップ49を用いてもよい。このクリップ49は、ばね材によって形成され、内ケース16の側面部18とこの側面部18に接触されたトランジスタ35の電気部品本体27とを挟み込んで圧着させる。クリップ49を用いることにより、螺子41による螺合作業が必要なく、組立性を向上できる。

また、図９に第４の実施の形態を示し、内ケース16の一側に電気部品本体27を圧接させるクリップ49の一部まで樹脂封止材30で樹脂封止することにより、クリップ49の脱落などを防止でき、クリップ49が経年変化によって圧接力が低下しても、内ケース16と電気部品本体27との圧接状態を維持できる。この場合にも、樹脂封止材30の表面31が内ケース16の一側方向に高く他側方向に低い傾斜状となるように樹脂封止することにより、樹脂封止材30の少ない使用量で、内ケース16の一側に接触する電気部品本体27およびクリップ49の一部まで樹脂封止できる。

なお、圧接部材としては、クリップ49に限らず、螺子41なども含まれる。螺子41の場合にも、螺子41まで樹脂封止材30で樹脂封止することで、螺子41の緩みを防止できる。

本発明の第１の実施の形態を示す電源装置の断面図である。 同上電源装置の電気部品を実装した回路基板の斜視図である。 同上電源装置の巻線を備えた電気部品であるトランスの正面図である。 同上電源装置の内ケースで回路基板および電気部品の導電部を樹脂封止した斜視図である。 同上電源装置のケース部分の断面図である。 同上電源装置の斜視図である。 本発明の第２の実施の形態を示す電源装置のケース部分の断面図である。 本発明の第３の実施の形態を示す電源装置の断面図である。 本発明の第４の実施の形態を示す電源装置の断面図である。

符号の説明

11 電源装置
13 外ケース
16 内ケース
22 スペーサ
25 回路基板
26 電気部品
27 電気部品本体
29 導電部
30 樹脂封止材
31 表面
38 巻線
43 取付螺子
49 圧接部材としてのクリップ

Claims (5)

1. 回路基板と；
   電気部品本体および回路基板に電気接続される導電部を有し、回路基板に実装された電気部品と；
   回路基板および電気部品の少なくとも導電部が収容された内ケースと；
   電気部品の電気部品本体が露出する状態に、内ケースの回路基板および電気部品の少なくとも導電部を樹脂封止した樹脂封止材と；
   内ケースを収容する筒状の外ケースと；
   を具備していることを特徴とする電源装置。
2. 回路基板を支持するとともに内ケースに固定されたスペーサと；
   外ケースの外側よりスペーサに締結され、外ケースと内ケースとを互いに接触させる取付螺子と；
   を具備していることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
3. 電気部品は、巻線を備えた電気部品本体が予め樹脂封止されている電気部品を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の電源装置。
4. 電気部品は、内ケースの一側に電気部品本体が接触された電気部品を備え、
   樹脂封止材は、この樹脂封止材の表面が内ケースの一側方向に高く他側方向に低い傾斜状に樹脂封止するとともに内ケースの一側に接触する電気部品本体の一部まで樹脂封止したことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の電源装置。
5. 内ケースの一側に電気部品本体を圧接させる圧接部材を備え、この圧接部材まで樹脂封止材で樹脂封止したことを特徴とする請求項４記載の電源装置。

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