JP2006120831A - 電源回路およびそれを用いたモータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サーボアンプなどに使用される電源回路において、横置き電解コンデンサを複数個搭載する場合に、プリント基板面積を小さくし、モータ制御装置の小型化を実現することを目的とする。
【解決手段】コンデンサ保持具２に、プリント基板３から電解コンデンサ１を少しだけ浮かせるための突起部２ｃが数箇所設けてある。さらにその突起部２ｃにはプリント基板にはんだ付けするためのリード足２ｂを設けた。これにより、電解コンデンサをプリント基板から浮かせた状態で保持させることができるので、プリント基板上に電子部品やパターンを配置することができる。その結果プリント基板面積（縦×横）を小さくできるので、モータ制御装置の奥行き×高さのサイズを大きくすることのない小型のモータ制御装置を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は防爆弁部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。

従来、この種の電源回路としては、例えば特許文献１に記載されているようなものがあった。図４は、前記特許文献に記載された従来の電源回路を示している。図４において、リード足２ｂが設けられたコンデンサ保持具２と横置き電解コンデンサ１のリード端子１ｂをプリント基板３にはんだ付けすることで電解コンデンサ１を保持させる。Ｔ１はコンデンサ長さである。ここで、電解コンデンサの防爆弁部１ａとそれを覆うコンデンサ保持具２の内壁部２ａとは隙間Ｕ１が確保された状態で保持されている。以上の構成により、電解液の漏れを抑制し、仮に電解液に引火しても窒息消化させることができる。また、横置きの電解コンデンサを安定に固定することができる。

図５は、横置き電解コンデンサ１とコンデンサ保持具２をプリント基板３に取り付ける方法の従来例である。

図６は、この電源回路において電解コンデンサを２個並べて配置した場合のモータ制御装置の例である。
特開２００２−３４５２６２号公報（第５頁、図２、図５、図７）

しかしながら、上記従来の構成では、横置き電解コンデンサとプリント基板との間に隙間がないため、プリント基板のその部分には電子部品やパターンを配置させることができず、プリント基板配線に制約が生じるという課題があった。特に、図６のような電解コンデンサの必要容量から複数個搭載する必要がある場合には、プリント基板面積を必要以上に広く取る必要があった。ここでのプリント基板面積とは図４にＱ２で示す縦寸法と図６にＰ２で示す横寸法を乗算したＱ２×Ｐ２である。また、プリント基板が大きくなることによりモータ制御装置を構成する放熱器５や筐体７も大きくする必要があった。すなわち、モータ制御装置の奥行き（図６にＢ２で示す）または高さ（図４にＨ２で示す）またはその両方のサイズが大きくなってしまうという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するために、横置き電解コンデンサの保持具にプリント基板にはんだ付けするためのリード足部を突起部に設けたものであり、それにより、電解コンデンサをプリント基板から浮かせた状態で保持させることができるので、プリント基板上に電子部品やパターンを配置することができる。その結果プリント基板面積（縦×横）を小さくできるので、モータ制御装置の奥行き×高さのサイズを大きくすることのない小型のモータ制御装置を提供することができる。

上記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、プリント基板面に突出して形成された複数の突起部を有し、前記電解コンデンサのリード端子引き出し側とは反対側の防爆弁部を覆う様に形成されたコンデンサ保持具とを備え、前記突起部には前記プリント基板のパターンとはんだ付けするためのリード足部が形成されており、前記電解コンデンサを前記コンデンサ保持具の突起部により前記プリント基板面との間に空間を形成した状態で前記プリント基板面に搭載し、前記
リード端子とコンデンサ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電源回路である。

本発明の電源回路によれば、横置きの電解コンデンサの電解液の漏れを抑制し、仮に電解液に引火しても窒息消化させることができるとともに、プリント基板上に電子部品やパターンを配置できるためプリント基板面積（縦×横）が小さく出来、モータ制御装置の奥行き×高さの小型化を実現することができる。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電源回路である。図１において図４、図５、図６と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。コンデンサ保持具２には、プリント基板３から電解コンデンサ１を少しだけ浮かせるための突起部２ｃが数箇所設けてある。さらにその突起部２ｃにはプリント基板にはんだ付けするためのリード足２ｂが設けてある。これにより、電解コンデンサ１をプリント基板３から浮かせた状態で固定できる。図２ａは、電解コンデンサを２個保持できるコンデンサ保持具の例である。この例では、突起部が４箇所設けてある。図２ｂはこの保持具の底面図である。図２ｃはコンデンサ保持具への取り付け説明図であり、リード端子側に壁２ｄを設けた図である。図３は、前記コンデンサ保持具を搭載したモータ制御装置の例である。以上の構成より、横置き電解コンデンサ１とそれに対向するプリント基板３との間には空間部Ｓ１が確保できる。これによりこの空間部Ｓ１に電子部品やパターンを配置できるのでプリント基板を有効に利用でき、プリント基板の面積を小さく抑えることができる。またこの電源回路を用いたモータ制御装置の奥行きＢ１と高さＨ１のサイズを抑えることができ、モータ制御装置の小型化を実現することができる。図１、図３、図４、図６よりプリント基板の面積を比較すると、
Ｑ１×Ｐ１＜Ｑ２×Ｐ２となる。また、製品のサイズを比較すると、Ｓ１部分に配置する部品のサイズが小さく、幅Ｗ１をあまり大きくする必要がない場合には
Ｂ１×Ｈ１×Ｗ１＜Ｂ２×Ｈ２×Ｗ２を実現できる。尚、今回の実施例は電解コンデンサが２個の場合について説明したが、１個の場合や３個以上の場合も同様である。

また、今回の実施例ではコンデンサ保持具２に壁２ｅを設けた例を示したが、横置き電解コンデンサの長さが短い場合には壁２ｅはなくてもよい。但し、壁２ｅは、電解コンデンサ１のスリーブとプリント基板３上の電子部品との絶縁を取る必要がある場合に有効である。
また、今回の図１、図２の例ではコンデンサ保持具２の電解コンデンサ１のリード端子側に壁２ｄを設けた例を示したが、これは電解コンデンサ１の防爆弁部１ａが開いた時にその圧力で保持具から飛び出そうとする電解コンデンサのストッパーの役目がある。ここで、電解コンデンサが飛び出しても支障がない場合には壁２ｄはなくてもよい。
また、コンデンサ保持具２をリフロー炉の最高温度以上の熱変形温度特性を有する合成樹脂材料で構成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。上記樹脂の例として、ＰＰＳは成形性に優れた熱可塑性樹脂でありながら、熱変形温度は２６０℃以上あるため、通常のはんだより高いリフロー炉の温度設定（２４０℃程度）が要求される鉛フリーはんだを使用した場合でも、熱変形を生じることがないので、好適である。

本発明の電源回路およびそれを用いたモータ制御装置は、横置きの電解コンデンサの電
解液の漏れを抑制し、仮に電解液に引火しても窒息消化させることができるとともに、プリント基板上に電子部品やパターンを配置できるため、プリント基板面積（縦×横）が小さく出来、モータ制御装置の奥行き×高さの小型化を実現することができるので、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などの用途に有用である。

本発明の実施の形態１におけるコンデンサ保持具の説明図 （ａ）本発明の実施の形態１におけるコンデンサ保持具の正面図、（ｂ）本発明の実施の形態１におけるコンデンサ保持具の底面図、（ｃ）本発明の実施の形態１におけるコンデンサ保持具への取り付け説明図 本発明の実施の形態１におけるモータ制御装置の説明図 従来のコンデンサ保持具の説明図 従来のコンデンサ保持具への取り付け説明図 従来のモータ制御装置の説明図

符号の説明

１ 横置き電解コンデンサ
１ａ 防爆弁部
１ｂ リード端子
２ コンデンサ保持具
２ａ 内壁
２ｂ リード足
２ｃ 突起部
２ｄ、２ｅ 壁
３ プリント基板
５ 放熱器
６ パワー変換器
７ 筐体
Ｗ１、Ｗ２ 製品幅
Ｈ１、Ｈ２ 製品高さ
Ｂ１、Ｂ２ 製品奥行き
Ｐ１、Ｐ２ プリント基板横寸法
Ｑ１、Ｑ２ プリント基板縦寸法
Ｓ１ 空間部
Ｔ１ 電解コンデンサ長さ
Ｕ１ 隙間

Claims (5)

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、プリント基板面に突出して形成された複数の突起部を有し、前記電解コンデンサのリード端子引き出し側とは反対側の防爆弁部を覆う様に形成されたコンデンサ保持具とを備え、前記突起部には前記プリント基板のパターンとはんだ付けするためのリード足部が形成されており、前記電解コンデンサを前記コンデンサ保持具の突起部により前記プリント基板面との間に空間を形成した状態で前記プリント基板面に搭載し、前記リード端子とコンデンサ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。
2. プリント基板と対向する電解コンデンサの外周部を覆う壁をコンデンサ保持具に設けた請求項１記載の電源回路。
3. 電解コンデンサのリード端子側に対向する壁をコンデンサ保持具に設けた請求項１記載の電源回路。
4. コンデンサ保持具をリフロー炉の最高温度以上の熱変形温度特性を有する合成樹脂材料で構成した請求項１記載の電源回路。
5. 請求項１から請求項４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。

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