JP2007266315A - 電源装置及び照明器具 - Google Patents

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Abstract

【課題】 発熱部品の放熱性を確保しながらも製造コストを低減することができる電源装置及びこれを用いた照明装置を提供する。
【解決手段】 ボディ3とカバー4とからなるハウジング2と、発熱部品1aをボディ3の内面に押し付ける止め具5とを備える。止め具5は、ボディ3に設けられた挿通凹部32aに挿通されるとともに、ボディ3とカバー4とに挟まれることによって固定されている。止め具5によって放熱性が確保される上に、止め具5をボディ3の構造のみによって固定する場合と違って止め具5を固定するためにボディ3を複雑な形状とする必要がないから、製造コストを低減することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、電源装置及びこれを用いた照明器具に関するものである。
従来から、電力を異なる種類の電力に変換する電源回路が実装された電源装置が、照明器具等に用いられている。電源回路は、例えば、直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するDC−DCコンバータ回路や、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路である。この種の電源回路は、構成する回路部品として、スイッチング電源におけるスイッチング素子のような発熱部品を含むものが一般的であり、発熱部品の熱によって回路部品の寿命が短くなることや動作が不安定となることを防ぐために、放熱性の向上が求められている。
この種の電源装置として、例えば図23に示すものがある(例えば、特許文献1参照)。上下左右は図23を基準とし、図23の紙面に直交する方向を前後方向として説明すると、この電源装置は、発熱部品1aを含む回路部品で構成された電源回路が実装されたプリント配線板10と、プリント配線板10が収納される収納凹部30が上面に設けられたボディ3とを備える。発熱部品1aは収納凹部30の内面に近接配置され、発熱部品1aにおいて収納凹部30の内面に対向する面には放熱板8が取り付けられている。また、収納凹部30の内面には、上方から見た収納凹部30の寸法を下側において上側よりも小さくする段30aが設けられている。
また、板ばねからなり放熱板を収納凹部の内面に押し付ける止め具5が設けられている。止め具5は、ボディ3の段30aの上面に設けられた固定凹部30bに挿入される固定部57と、固定部57との間にボディ3と放熱板8とを弾性的に挟むことにより放熱板8をボディ3に押し付ける押付け部58と、固定部と押付け部とを連結する連結部59とを有する。止め具5の押付け部58と放熱板8との間と、ボディ3の収納凹部30の内面と放熱板8との間とには、それぞれ絶縁体81,82が介装されている。
止め具5のボディ3に対する変位は、上下方向に関しては収納凹部30を覆うカバー(図示せず)の下面に突設された部材(図示せず)とボディ3の段30aの上面との間に連結部59が挟まれることによって禁止され、前後左右方向に関しては固定部57が固定凹部30b内に挿入されることによって制限される。
上記従来例によれば、発熱部品1aに熱的に接続された放熱板8が止め具5によってボディ3に押し付けられることで、止め具5を設けない場合に比べ、発熱部品1aとボディ3との間の熱抵抗が低下し、放熱性が向上する。
特開平11−298177号公報
しかし、上記従来例では、止め具5を固定するために、ボディ3に段30aや固定凹部30bを設ける必要があった。このため、ボディ3には肉厚を確保する必要があるから、ボディ3の形成には、複数の部品を用いた組み立てやダイキャストといった比較的にコストのかかる方法を用いなければならなかった。また、固定凹部30bを設けるための加工費も必要となり、製造コストの増大に繋がっていた。
発熱部品1aや放熱板8をボディ3に押し付ける他の方法としては、発熱部品1aや放熱板8を直接ボディ3にねじ止めするという方法があるが、発熱部品1a毎に個別にねじ止めを行うと手間がかかる。複数個の発熱部品1aを一枚の放熱板8に取り付け、この放熱板8をボディ3にねじ止めするのであれば、ボディ3へのねじ止めの回数を減らすことができるが、この場合は、共通の放熱板8に取り付けられた複数個の発熱部品1aをプリント配線板10に実装する際の位置合わせが困難となる。
発熱部品1aや放熱板8をボディ3に押し付けるさらに他の方法として、収納凹部30に合成樹脂などの充填材(図示せず)を充填し、この充填材により発熱部品1aや放熱板8をボディ3に押し付けられた状態に保持するという方法がある。しかし、充填材は温度によって膨張・収縮し、その度に発熱部品1aやプリント配線板10に応力がかかる。そして、上記方法を用いるには充填材を多く用いる必要があるが、充填材の量が多くなると上記応力が大きくなってしまう。従って、充填材を用いる上記方法は、発熱量の大きな発熱部品1aを有する電源装置には適さない。また、充填材の量が多くなると、回路部品間やインダクタの巻線間に生じる寄生容量が大きくなってしまい、Q値の高い共振回路を含む上に特に始動時に高電圧が生じる無電極放電灯点灯回路のような電源回路では誤動作を招きやすいという問題もある。
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、発熱部品の放熱性を確保しながらも製造コストを低減することができる電源装置及びこれを用いた照明装置を提供することにある。
請求項1の発明は、発熱部品を含む複数個の回路部品で構成され入力された電力を異なる電力に変換して出力する電源回路が実装されたプリント配線板と、扁平な底板と底板の周縁から底板の厚さ方向に突設された筒形状であってプリント配線板が収納される収納凹部を底板との間に形成する周壁とを有するボディ、並びに、互いに対向する対向面を有する側壁を有し側壁の各対向面にそれぞれボディの周壁の外側面を対向させる形でボディに被着されて収納凹部を覆うカバーを有するハウジングと、弾性を有する材料からなり、ボディの周壁の外周面に弾接する外側部、発熱部品と発熱部品に熱的に接続された放熱板との少なくとも一方とボディの周壁とを外側部との間に弾性的に挟む内側部、並びに、外側部と内側部とを連結する連結部を有する止め具とを備え、ボディの周壁には、底板からの突出寸法を他の部位よりも小さくする切り欠きであって周壁の厚さ方向の両側に開放され止め具の連結部が挿通される挿通凹部が設けられ、カバーの側壁には、対向面から内側へ突出しカバーがボディに被着された状態では挿通凹部に係入し収納凹部の深さ方向に関して挿通凹部の内面との間に止め具の連結部を挟む押さえ凸部と、カバーがボディに被着された状態でボディの周壁の厚さ方向においてボディの周壁の外面との間に止め具の外側部を挟む挟み部とが設けられていることを特徴とする。
この発明によれば、止め具が発熱部品又は放熱板を収納凹部の内面に押し付けることにより、放熱性が確保される。また、ハウジングに対する止め具の変位を、連結部を挿通凹部に挿通することと、連結部を挿通凹部の内面と押さえ凸部との間に挟むことと、外側部をボディの挟み部とカバーの側壁との間に挟むこととにより3軸方向のそれぞれについて制限しているから、止め具の外れが確実に防止されている。しかも、3軸方向のうち2方向について止め具の変位をボディとカバーとの間に挟むことによって制限しているから、3軸方向のうち2方向以上について止め具の変位を制限する構造をボディに設ける場合に比べ、ボディの形状を単純として製造コストを低減することができる。
請求項2の発明は、請求項1の発明において、ボディの周壁とカバーの側壁とにおいて収納凹部に対して止め具の外側部を挟む部位と同じ側に位置する部位同士が互いにねじ止めされていることを特徴とする。
この発明によれば、収納凹部に対して止め具の外側部を挟む部位と同じ側に位置する部位同士をねじ止めしない場合に比べ、ボディの周壁とカバーの側壁とが止め具を挟む力をより強くして止め具をより強固に固定することができる。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2の発明において、カバーは金属板からなり、押さえ凸部は、せん断を生じさせないエンボス加工により形成されており、止め具の連結部を挿通凹部の内面との間に挟む面が、押さえ凸部の突出方向から見て挿通凹部の内面に平行となっていることを特徴とする。
この発明によれば、押さえ凸部がせん断を生じさせないエンボス加工により形成されているので、収納凹部に異物を進入させるような穴が押さえ凸部に生じない。また、止め具の連結部を挿通凹部の内面との間に挟む面が、押さえ凸部の突出方向から見て挿通凹部の内面に平行となっているから、押さえ凸部の突出方向から見た面内においてハウジングに対するカバーの回転が抑えられる。
請求項4の発明は、請求項1又は請求項2の発明において、カバーは金属板からなり、押さえ凸部は、せん断を生じさせるエンボス加工により形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、せん断を生じさせないエンボス加工により押さえ凸部を形成する場合に比べ、押さえ凸部の面積を維持しながらも押さえ凸部の突出寸法をより大きくして押さえ凸部がより確実に挿通凹部の内面との間に止め具の連結部を挟むようにすることや、押さえ凸部の突出寸法を維持しながらも押さえ凸部が占める面積をより小さくして設計の自由度を向上することができる。
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかの発明において、ボディとカバーとはボディの底板の厚さ方向から見た形状がそれぞれ長方形状であって、ボディの周壁において底板の厚さ方向に直交する面内で180°回転させたときに挿通凹部に対応する位置では、底板からの突出寸法が、挿通凹部における周壁の底板からの突出寸法よりも大きいことを特徴とする。
この発明によれば、ボディにカバーを被着する際にボディに対してカバーを取り付ける向きを誤って逆向きとした場合に、押さえ凸部がボディの周壁に当たることにより、作業者が誤りに気付くことができる。
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれかの発明において、カバーにおいて収納凹部の外側へ向けられる面の少なくとも一部には、カバーの材料よりも放射率が高い塗料による塗装が施されていることを特徴とする。
この発明によれば、塗装を施さない場合に比べ、放熱性をより向上することができる。
請求項7の発明は、請求項1〜6のいずれかの発明において、ボディの周壁の外周面とカバーの側壁の対向面との少なくとも一方には、止め具の外側部の少なくとも一部が収納される退避凹部が設けられていることを特徴とする。
この発明によれば、退避凹部を設けない場合に比べ、ボディの周壁の外周面とカバーの側壁の内周面との間で止め具の外側部が挟まれることにより生じる隙間を小さくしまたはなくして、ボディとカバーとの間での熱的な結合を強めて放熱性を向上することができる。
請求項8の発明は、請求項1〜7のいずれか記載の電源装置と、電源装置のプリント配線板に実装された電源回路に電気的に接続されるとともに光源が取り付けられるソケットとを備え、電源回路が出力した電力によりソケットに取り付けられた光源を点灯させることを特徴とする。
本発明によれば、止め具が発熱部品又は放熱板を収納凹部の内面に押し付けることにより、放熱性が確保される。また、ハウジングに対する止め具の変位を、連結部を挿通凹部に挿通することと、連結部を挿通凹部の内面と押さえ凸部との間に挟むことと、外側部をボディの挟み部とカバーの側壁との間に挟むこととにより3軸方向のそれぞれについて制限しているから、止め具の外れが確実に防止されている。しかも、3軸方向のうち2方向について止め具の変位をボディとカバーとの間に挟むことによって制限しているから、3軸方向のうち2方向以上について止め具の変位を制限する構造をボディに設ける場合に比べ、ボディの形状を単純として製造コストを低減することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の電源装置は、図1に示すように、発熱部品1aを含む回路部品で構成された電源回路が実装されたプリント配線板10と、プリント配線板10を収納した図2(a)〜(d)に示すような略直方体形状のハウジング2とを備える。以下、上下左右は図2(b)を基準とし、図2(a)の下上方向を前後方向と呼ぶ。
詳しく説明すると、ハウジング2は、プリント配線板10が収納される収納凹部30が設けられたボディ3と、ボディ3に被着されて収納凹部30を覆うカバー4とからなる。ボディ3とカバー4とは、それぞれ、例えばアルミニウム板のような金属板に打ち抜き加工や曲げ加工が施されることで形成されている。プリント配線板10は、収納凹部30内には例えば合成樹脂のような充填材34が、プリント配線板10の上側まで充填されている。充填材34はプリント配線板10や回路部品の端子を保護して耐湿性や耐結露性を向上させるためのものであり、設けることが望ましいが省くこともできる。
ボディ3は、左右に長く上下に扁平な長方形の平板形状であって収納凹部30の底面を構成する底板31と、底板31の周縁から上方に突設された角筒形状であって底板31との間に収納凹部30を形成する周壁32とを有する。
カバー4は、底板31に対向する長方形の平板形状の天板41と、天板41の周縁から下方に突設された角筒形状の側壁42とを有し、側壁42の内側にボディの周壁32が嵌め込まれる形でボディ3に被着される。カバー4の側壁42において天板42の前後に連結された上端部は、それぞれ下方へ向かって前後の外側へ傾斜している。カバー4の側壁42において左右からボディ3を挟む各部位のそれぞれ下端部からは、それぞれハウジング2を固定するための取付部43が左右の外側へ突設されている。カバー4がボディ3に被着された状態では、各取付部43の下面はそれぞれボディ3の下面と略面一となっている。各取付部43には、それぞれ左右方向の外側と上下方向とに開放されたねじ挿通切り欠き43aが前後に並べて2個ずつ設けられており、ハウジング2はこのねじ挿通切り欠き43aに挿通されるねじ(図示せず)によって照明器具のケース(図示せず)などにねじ止め固定される。ここで、カバー4を例えば押し出し成形によって形成する場合、取付部43は別途に形成してからカバー4に取り付ける必要があるが、本実施形態では、カバー4を金属板への打ち抜き加工や曲げ加工で形成しているから、取付部43とカバー4とを互いに共通の金属板に形成することで、取付部43をカバー4と別途に形成してから互いに結合させる場合に比べて機械的強度が向上している。
ボディ3の周壁32において、収納凹部30の左右の壁を構成する各部位には、それぞれ、上方向と左右方向とにそれぞれ開放されたコード挿通切り欠き32bが設けられている。各コード挿通切り欠き32bにはそれぞれ例えば合成ゴムのような柔軟な材料からなり電線6が挿通されるコードブッシュ21が嵌め込まれている。一方のコードブッシュ21には電源回路への電源供給用の電線6が挿通され、他方のコードブッシュ21には電源回路の出力用の電線6が挿通される。ボディ3にカバー4が被着された状態では、コード挿通切り欠き32bにおいてコードブッシュ21の上側の部位は、カバー4の側壁42によって閉塞される。
さらに、本実施形態は、板ばねからなり発熱部品1aをボディ3の周壁32に押し付けて放熱性を向上させる止め具5を備える。止め具5の材料としては弾性を有する材料であればよく、例えば合成樹脂を用いてもよいが、放熱性の向上のためには熱伝導率の高い金属を用いることが望ましい。止め具5は、図3(a)〜(c)に示すように、ボディ3の周壁32の前側の外面に弾接する外側部51と、外側部51の後面に対向し外側部51との間にボディ3の周壁32と発熱部品1aとを弾性的に挟む内側部52と、外側部51と内側部52との上端同士を互いに連結する連結部53とを有する。止め具5が弾性変形していない状態では、内側部52は、下方に向かって外側部52との間の距離を小さくするように傾斜している。また、ボディ3の周壁32と発熱部品1aとを外側部51と内側部52との間に導入しやすいように、内側部52の下端には、下方へ向かって外側部52との間の距離を大きくするように傾斜した導入部54が設けられている。さらに、ボディ3の周壁32に対する接触面積を大きくとってハウジング2に対する姿勢を安定させるために、外側部51は導入部54よりも下方へ延長されている。
止め具5には、図3(a)〜(c)に示したような1個の発熱部品1aに対応した1個用のものの他、図4(a)〜(c)に示すように内側部52と導入部53とを2組有し、互いに近接した2個の発熱部品1aをそれぞれボディ3の周壁32に押し付けることができる2個用のものがある。2個用の止め具5は、1個用の止め具5が2個、外側部51同士と連結部53同士とで連結された形状となっており、これを用いることにより1回の取付作業で2個の発熱部品1aをボディ3の周壁32に押し付けることができて組み立て性が向上している。ボディ3には、図5に示すように、周壁32において収納凹部30の前側の壁となる部位(以下、「前壁」と呼ぶ。)に、1個用の止め具5と2個用の止め具5とが左右に並べて2個ずつ取り付けられている。
上記のように止め具5の外側部51が挟まれることで、ボディ3の前面に対するカバー4の前面の突出寸法が大きくなり過ぎないように、ボディ3の前壁においてカバー4の側壁42の下端の近傍には、上方へ向かって後方へ傾斜した傾斜部32eが設けられている。
また、ボディ3の前壁には、他の部位よりも底板31からの突出寸法を小さくする(つまり、上下の寸法を小さくする)挿通凹部32aが、周壁32の上端を矩形状に切り欠くことによって形成されており、止め具5の連結部53は挿通凹部32aにおいて前後に挿通されている。挿通凹部32aの左右の寸法は、挿通される連結部53の左右の寸法より僅かに大きい程度となっており、挿通凹部32aに連結部53が挿通されることによってボディ3に対する止め具5の左右への変位が制限されている。
カバー4の側壁42の前側の内面には、カバー4がボディ3に被着されたときにそれぞれ挿通凹部32aに係入して挿通凹部32aの下面との間に連結部53を挟む押さえ凸部42aが、挿通凹部32aに一対一に対応して左右に並べて4個、それぞれ後方へ突設されている。各押さえ凸部42aは、それぞれせん断を伴わないエンボス加工により形成され、後方から見た輪郭が挿通凹部32aの下面に平行な矩形状であって後端面が平坦な角錐台形状となっている。これにより、押さえ凸部42aの下端の輪郭を例えば下側に凸な曲線形状とする場合に比べ、前方から見た面内において止め具5のボディ3に対する回転が抑制されている。この効果を確保するためには、押さえ凸部42aの左右の寸法を挿通凹部32aの左右の寸法よりも僅かに小さい程度とすることが望ましい。また、押さえ凸部42aの形成時にカバー4の側壁42に穴が生じると、この穴から水や埃等の異物がハウジング2内に入る可能性があるが、本実施形態では押さえ凸部42aがせん断を伴わないエンボス加工で形成されていることにより、押さえ凸部42aの形成時に穴が生じないから、上記のようなことがない。
また、カバー4の側壁42においてボディ3の周壁32を挟んで前後に対向する面の間の距離と、ボディ3の前後の寸法との差は、押さえ凸部42aの突出寸法よりも小さく、止め具5の外側部51の厚さ寸法(前後の寸法)程度となっている。従って、止め具5は、ボディ3の周壁の厚さ方向(前後方向)に関してボディ3の周壁32とカバー4の側壁42との間に外側部51を挟まれることで、ハウジング2に対する前後への変位を制限されているのであり、カバー4の側壁42において押さえ凸部42aの下方に突出する部位が請求項における挟み部である。また、前方から見て止め具5の外側部51はカバー4の側壁42に覆われる。これにより、見栄えが向上している上に、使用者がボディ4と止め具5との間に指などを挟むことがない。
さらに、図6(a)(b)に示すように、ボディ3の周壁32において、挿通凹部32aの位置に対し上方から見た面内で180°回転させた位置では、挿通凹部32aの位置よりも底板31からの突出寸法が大きくなっている。従って、カバー4をボディ3に被着する際に作業者が誤って、カバー4を正しい向きに対し上方から見て180°回転した逆向きで被着しようとした場合、押さえ凸部42aがボディ3の周壁32に引っかかり、または押さえ凸部42aがボディ3の周壁32の外側面に押されることによりカバー4の側壁42が外側へ膨らむように弾性変形してしまうから、作業者はカバー4の向きが誤っていることに気づくことができる。すなわち、押さえ凸部42aが止め具5の上側に存在しない状態になってしまうことがない。なお、押さえ凸部42aが止め具5の上側に存在しない状態になってしまうことを防ぐ方法としては、上記のようにカバー4がボディ3に対して誤った向きで被着されることを防止する方法の他、図7に示すようにカバー4の形状を上方から見た面内で2回回転対称な形状とすることで、カバー4がボディ3に対して逆向きに被着された場合であっても問題が生じないようにするという方法もある。図7の例では、側壁42を各筒形状とする代わりにボディ3を挟んで互いに対向する2枚に分け、カバー4を断面コ字形状としている。また、上方から見た面内で180°回転させたときに互いに対応する2箇所にそれぞれ挿通凹部32a及び押さえ凸部42aを設けている。
ここで、ボディ3の周壁32の底板31からの突出寸法は、前後に対向する部位では左右に対向する部位よりも小さく、収納凹部30の前側の壁となる部位のうち挿通凹部32aに挟まれる各部位ではそれぞれ左右両端部よりも小さくなっている。また、ボディ3の周壁32において、1個用の止め具5の連結部53が挿通される1個用の挿通凹部32aに挟まれる部位では、2個用の止め具5の連結部53が挿通される2個用の挿通凹部32aが左右の一方にある部位よりも、さらに底板31からの突出寸法が小さくなっている。1個用の挿通凹部32aは、2個用の挿通凹部32aよりも左右の寸法が小さいため、製造時の止め具5の導入が困難となりやすいが、本実施形態では、1個用の挿通凹部32aに挟まれる部位において、上記のように周壁32の底板31からの突出寸法をやや小さくしたことにより、製造時に1個用の止め具5の連結部53を挿通凹部32aに導入する作業が比較的に容易となっている。
また、プリント配線板10とボディ3との間の絶縁を確保するために、ボディ3の周壁32において左右に対向する面には、それぞれ絶縁板(図示せず)が近接配置されており、ボディ3の周壁32において左右に対向する内面にはそれぞれ上記絶縁板の上端を位置決めする突起32gが突設されている。さらに、発熱部品1aとボディ3の前壁との間には、発熱部品1aとボディ3との間での絶縁を確保するために、絶縁シート33が介装されている。発熱部品1aの熱のハウジング2への伝達は絶縁シート33を介してなされるため、絶縁シート33の材料としては熱伝導率の高い材料を用いることが望ましい。また、ボディ3に対する発熱部品1の位置の誤差を吸収してボディ3の周壁32と発熱部品1aとに密着するように、絶縁シート33の材料としては柔軟な材料を用いることが望ましい。本実施形態における絶縁シート33は図8に示すように長方形状であって、長手方向を左右方向に向けて前面を周壁32の前側の内面に密着させている。絶縁シート33の上下の寸法は、挿通凹部32aの位置における底板31からの周壁32の突出寸法よりも僅かに小さく、絶縁シート33の上端は挿通凹部32aの下端よりも下側に位置している。
さらに、ボディ3の周壁32において、収納凹部30の前後の壁を構成する各部位には、それぞれねじ穴32cが2個ずつ左右に並べて前後に貫設されている。カバー4の側壁42において上記ねじ穴32cに対応する位置には、それぞれねじ挿通穴42cが前後に貫設されており、カバー4は、ねじ挿通穴42cに挿通されてねじ穴32cに螺合するねじSにより、ボディ3にねじ止めされている。ねじ挿通穴42cは、ボディ3とカバー4との寸法の誤差を吸収することができるように、上下に長い長穴形状とされている。また、収納凹部30の内面には、ねじ穴32cに連通した円筒形状のねじ止め部32dが内側へ突設されており、ねじ止め部32dによってねじ穴32cが前後に延長されることにより、ボディ3とカバー4との結合の機械的強度が向上している。本実施形態では、ボディ3の周壁32とカバー4の側壁42とにおいて互いにねじ止めされる部位である前側の壁同士の間に止め具5の外側部51を挟んでいるので、ねじ止めされる部位と止め具5の外側部51を挟む部位とを異ならせる場合に比べ、止め具5を挟む力が強くなるから、止め具5がより強固に固定されている。
ここで、収納凹部30の前側の壁となる部位では、ねじ穴32cは、1個用の挿通凹部32aと2個用の挿通凹部32aとの間に左右から挟まれる部位と、2個用の挿通凹部32a間に左右から挟まれる部位とにそれぞれ設けられている。つまり、ねじS及びねじ挿通部32dはそれぞれ絶縁シート33の上側に位置する。これにより、ねじSやねじ止め部32eを挿通するための穴や切り欠きを絶縁シート33に設ける必要がないから、これらを絶縁シート33に設ける場合に比べて製造コストを低減することができる。また、ねじ止め部32eが絶縁シート33の位置決め用の突起を兼ねている。さらに、ねじ挿通部32dの位置を上記位置としたことにより、収納凹部30の内側へ突出したねじSは発熱部品1aなどの回路部品よりも上側に位置し、回路部品と干渉しない。
さらに、カバー4においては、ねじ挿通穴42cの上下位置を、押さえ凸部42aの下端に近接させている。これにより、ねじ挿通穴42cの上下位置を押さえ凸部42aの下端から離す場合に比べ、押さえ凸部42aにおいて止め具5の連結部53を押さえる下端部が挿通凹部32a内へより大きく突出しやすくなっている。
また、カバー4においてハウジング2の外面となる各面には、それぞれカバー4の材料よりも放射率が高い材料からなる塗料による塗装が施されている。塗料として導電率の低いものを用いる場合、ボディ3とカバー4とが直接の接触導通だけでなくねじSを介しても電気的に接続され確実に同電位に維持されるように、ねじ挿通穴42cの周囲においてねじSの頭部が接触する範囲には塗装を施さないことが望ましい。さらに、ボディ3とカバー4との電気的接続を確保するためには、ねじSの頭部とカバー4の側壁42との間には歯付座金を介在させることが望ましい。本実施形態では、上記のように、ハウジング2を構成する部材のうち、主に外面を構成するカバー4に塗装を施すことにより放熱性を向上しながらも、ハウジング2において取付部43がねじ止めされる取付面に接触する底面を構成するボディ3には塗装を施さないことにより、取付面とハウジング2との間の熱抵抗や電気抵抗を低く抑えている。ここで、表面の放射率を向上する方法としては、上記のような塗装の他にアルマイト加工を施すという方法もあるが、上記のねじ挿通穴42cの周囲のように導電性を維持した領域の形成に関しては、塗装であればマスクを用いることができるから、アルマイト加工の場合に比べて容易である。また、歯付座金を用いた導電性の確保についても、塗装であればアルマイト加工に比べて効果が高い。すなわち、塗装を用いたほうが、アルマイト加工を用いる場合に比べ、カバー4のボディ3に対する電位を安定させやすい。
ここで、カバー4の側壁42においてボディ3の周壁32を挟んで前後に対向する面の間の距離は、ボディ3の前後の寸法と止め具5の外側部51の前後の寸法との合計に対して僅かに小さくしてあり、カバー4をボディ3に被着する際にはカバー4は側壁42を前後に僅かに広げるように弾性変形する。これにより、カバー4の側壁42とボディ3の周壁32とが互いに密着し、カバー4とボディ3との間の熱抵抗及び電気抵抗が低く抑えられている。また、カバー4をボディ3にねじ止めする際には、ボディ3は変形しないから、収納凹部30内のプリント配線板10や回路部品に応力がかからない。
さらに、ハウジング2には、図9に示すように放熱フィン22を取り付けてもよい。本実施形態においては発熱部品1aが密着する面は収納凹部30の前側の内面であるため、放熱フィン22はハウジング2の前面に取り付けている。図9の放熱フィン22は、厚さ方向を前後方向に向けてハウジング2の前面に密着して取り付けられる平板形状のベース22の前面に、表面積を増すためのそれぞれ平板形状の複数個の突起22aが左右に並べてそれぞれ厚さ方向を左右方向に向けて前方へ突設されてなる。放熱フィン22をハウジング2に取り付ける方法としては、カバー4のボディ3へのねじ止めに用いられるねじSが挿通されるねじ挿通穴(図示せず)を放熱フィン22のベース22aに前後に貫設し、上記ねじSをハウジング2への放熱フィン22のねじ止めに兼用する。本実施形態では、ねじSの位置がハウジング2の前面側と後面側とで互いに異なっており、ハウジング2の後側に対しては上記の方法では放熱フィン22を取り付けることができない。つまり、発熱部品1aから離れた部位であるハウジング2の後側に放熱フィン22が誤って取り付けられて放熱効率が低下することがないようになっている。
上記構成によれば、止め具5が発熱部品1aを収納凹部30の内面に押し付けることにより、放熱性が確保される。また、ハウジング2に対する止め具5の変位を、左右方向については連結部53を挿通凹部32aに挿通することにより、上下方向については連結部53を挿通凹部32aの内面と押さえ凸部42aとの間に挟むことにより、前後方向については外側部51をボディ3の周壁32とカバー4の側壁42との間に挟むことにより、それぞれ制限しているから、止め具5が強固に保持されており、ハウジング2が振動を受けても止め具5が外れることがない。しかも、従来例に比してボディ3の形状が単純となっていることにより、ボディ3とカバー4とをそれぞれ金属板に打ち抜き加工や曲げ加工を施すことで形成しているから軽量化されている上に製造コストが低減されている。
また、止め具5を用いて発熱部品1aを収納凹部30の内面に押し付けていることにより、充填材34によって発熱部品1aを収納凹部30の内面に押し付ける場合に比べて重点材34の量が少なく抑えられている。これにより、温度変化に伴って回路部品やプリント配線版10に作用する応力が低減されている。
さらに、発熱部品1aが接触する部位でボディ3の周壁32とカバー4の側壁42とが互いに重なって熱容量が増しているから、ボディ3の周壁32とカバー4の側壁42とが重なっていない部位に発熱部品1aを接触させる場合に比べて放熱性が向上している。
なお、押さえ凸部42aを本実施形態のような角錐台形状とする代わりに、図10(a)〜(c)に示すように全体にわたって曲面形状とすれば、押さえ凸部42aの形成時のせん断の発生を避けつつも、押さえ凸部42aの突出寸法をより大きくして止め具5の上方への移動をより確実に禁止することができる。また、押さえ凸部42aを図11(a)〜(c)や図12(a)〜(c)に示すようにせん断を伴うエンボス加工や図13(a)〜(c)や図14(a)〜(c)に示すように切り起こしで形成した場合、せん断を伴わないエンボス加工を用いる場に比べ、後方から見た押さえ凸部42aの面積を維持しながらも押さえ凸部42aの突出寸法をより大きくしてより確実に止め具5の上側に位置させたり、押さえ凸部42aの突出寸法を維持しながらも後方から見て押さえ凸部42aが占める面積をより小さくして設計の自由度を向上することができる。図11(a)〜(c)や図12(a)〜(c)の例では、せん断によって生じた端面を、カバー4をボディ3に被着した状態において挿通凹部32aの上向きの内面に平行となる向きとしており、この端面が止め具5の連結部53の上側に位置するようにしている。さらに、図13(a)〜(c)の例では上端のみが側壁42の他の部位に連結された板ばね状の押さえ凸部42aを止め具5の連結部53の上面に弾接させることにより、図14(a)〜(c)のように押さえ凸部42aを止め具5の連結部53の上面から離す場合に比べて止め具5をより強固に固定している。また、図11(a)〜(c)の例のように、押さえ凸部42aの左右の寸法が挿通凹部32aの左右の寸法に対して小さい場合、図15に示すように押さえ凸部42aを左右に並べて複数個(図では2個)設ければ、図5の例や図12(a)〜(c)の例のように押さえ凸部42aの左右の寸法を大きくした場合と同様に止め具5のボディ3に対する前方から見た面内における回転が抑制される。
また、止め具5は、上述のように発熱部品1aそのものをボディ3に押し付けるものに限られず、発熱部品1aに熱的に接続された放熱板(図示せず)をボディ3に押し付けるものであってもよい。この場合、放熱板とボディ3の周壁32とが止め具5の外側部51と内側部52との間に挟まれることになる。
ところで、止め具5の外側部51が間に挟まれることによってボディ3の外面とカバー4の内面との間に隙間が生じると、ボディ3からカバー4に熱が伝わりにくくなるために放熱性が低下してしまう。このようなことを防ぐために、図16(a)(b)に示すように、ボディ3の周壁32の前側の外面に、外側部51が収納される退避凹部32fを設けることにより、退避凹部32f以外の部位でのボディ3の周壁32の前側の外面とカバー4の側壁42の前側の内面との接触を確保してもよい。図16(a)(b)の例では、カバー4の側壁42を退避凹部32fの下方まで延長し、退避凹部32fの下側においてもカバー4の側壁42とボディ3の周壁32とを互いに接触させている。なお、ボディ3に退避凹部32fを設ける代わりに、図17(a)(b)に示すように止め具5の外側部51を収納する退避凹部42fをカバー4の側壁42の前側の内面に設けてもよく、ボディ3とカバー4との両方にそれぞれ退避凹部32f,42fを設けてもよいが、上述した放熱フィン22を取り付ける場合のハウジング2の前面と放熱フィン22との接触面積を確保するためには、ハウジング2の前面をなるべく平坦とするように、ボディ3のみに退避凹部32fを設けることが望ましい。
なお、ボディ3とカバー4との熱的な接続を確保する方法としては、上記のような退避凹部32f,42fを設ける方法のほか、図18(a)(b)や図19に示すように、止め具5の外側部51を内側部52に対して左右に延長し、この延長された外側部51を介してボディ3とカバー4とを熱的に接続するという方法もある。この場合、外側部51を延長する寸法は、発熱部品1aの間隔に合わせ、互いに隣接する止め具5の外側部51間になるべく隙間が生じないようにすることが望ましい。
上述した本実施形態の電源装置は、図20に示すようなソケット70を備える照明装置としての無電極放電灯点灯装置に用いることができる。ソケット70は、光源としての無電極放電灯Laに設けられた凹部La1に挿入される円筒形状であってコイル71が巻回されたプラグ部70aを有する。無電極放電灯Laは例えばガラス製の中空のバルブに放電ガスが封入されてなり、無電極放電灯Laのバルブには蛍光体が塗布されている。この場合の電源回路は、商用電源から供給された電力を高周波電力に変換してコイル71に供給し、コイル71の周囲に高周波電磁界を生じさせることにより、無電極放電灯Laのバルブ内に放電を発生させるものである。この放電により、バルブ内では紫外線が発生し、この紫外線がバルブに塗布された蛍光体により可視光に変換されてバルブ外に放射される。
さらに、図21に示すように、無電極放電灯Laを囲む筒形状のプリズム72や、無電極放電灯La及びソケット70を収納するセード73を設けてもよい。
無電極放電灯点灯装置に用いられる電源回路の例を図22に示す。この電源回路は、交流電源ACより供給される電力からノイズを除去するフィルタ部11と、交流電源ACからフィルタ部11を介して供給された交流電力を所定の電圧の直流電力に変換するコンバータ部12と、コンバータ部12の出力を高周波の交流電力に変換してコイル71に出力するインバータ部13と、インバータ部13の出力電圧Vxを検出してこれに応じた直流の検出電圧Vxsを出力する電圧検出部14と、無電極放電灯Laの始動時に無電極放電灯Laに供給される電力を徐々に増加させる始動部15と、無電極放電灯Laの始動後にインバータ部13の出力電圧Vxを一定に保つようにインバータ部13の出力を制御する制御部16とを備える。
フィルタ部11は、2個のコモンモードチョークCC1,CC2と2個のアクロスザラインコンデンサCx1,Cx2と1個のノーマルモードチョークNCとからなる。
コンバータ部12は、交流電源ACの交流出力を全波整流する整流回路DBと、インダクタL10、ダイオードD10、スイッチング素子Q1、平滑コンデンサC10並びにスイッチング素子Q1を駆動する駆動制御部12aを備えた周知の昇圧チョッパ回路からなる。平滑コンデンサC10は、互いに直列に接続された2個の電解コンデンサで構成されている。駆動制御部12aは、コンバータ部12の出力電圧(平滑コンデンサC10の両端電圧)Vdcを一定に保つように、スイッチング素子Q1をオンオフするデューティ比を制御する。
インバータ部13は、コンバータ部12の出力端間に互いに直列に接続された2個のスイッチング素子Q3,Q4と、ローサイドのスイッチング素子Q4の両端間に接続されたインダクタLs、コンデンサCp,Csからなる共振回路と、スイッチング素子Q3,Q4を交互にオンオフ駆動する駆動部13aとで構成された周知のハーフブリッジ形のインバータ回路であり、駆動部13aによってスイッチング素子Q3,Q4を交互にオンオフ駆動されることで共振回路を介してコイルに高周波電力を供給する。インダクタLsは2個のインダクタの並列回路で構成され、各コンデンサCp,Csはそれぞれ2個のコンデンサの並列回路で構成されている。コンデンサCp,Csとしては例えばフィルムコンデンサが用いられる。
電圧検出部14は、整流用のダイオード、分圧用の抵抗、平滑用のコンデンサを備え、出力電圧Vxに応じた直流電圧である検出電圧Vxsを始動部15に出力する。
始動部15は、直流電源の出力電圧Vdcを降圧・安定化して得られる動作電圧Vdにより抵抗R1を介して充電されるコンデンサC1と、オペアンプOP1に入力抵抗及び帰還抵抗を接続してなり、コンデンサC1の両端電圧Vc1と電圧検出回路の検出電圧Vxsとの差分を増幅する誤差増幅器と、コンデンサC1と並列に接続された分圧抵抗R2と、コンデンサC1と並列に接続された放電用のスイッチSWとを備え、始動時に抵抗R1とコンデンサC1とからなる充電回路の時定数に応じてオペアンプOP1の出力電圧を徐々に上昇させるものである。
インバータ部13のローサイドのスイッチング素子Q4と回路のグランドとの間には、検出抵抗Rdが接続されており、検出抵抗Rdとスイッチング素子Q4との接続点は制御部16に接続され、スイッチング素子Q4に流れる電流に応じた検出電圧Vrdが制御部16に入力されるようになっている。制御部16は、オペアンプOP2に入力抵抗等を接続してなり、基準電圧Vrefと電流検出回路の検出電圧Vrdの差分を増幅する誤差増幅器(差動増幅器)と、抵抗を解してオペアンプOPの出力端子にカソードが接続されたダイオードD2とを備える。具体的に説明すると、オペアンプOP2において、非反転端子には基準電圧Vrefが入力され、反転端子と出力端子との間には抵抗R10とコンデンサC11との並列回路からなる遅延回路が接続されている。ここで、始動部15のオペアンプOP1の出力端子にも抵抗を介してダイオードD1のカソードが接続されており、これら2つのダイオードD1,D2のアノードが駆動部13aの入力端子にそれぞれ接続されている。駆動部13aの入力端子には定電圧(入力端子電圧)が印加されており、始動部15のオペアンプOP1の出力端子電圧が駆動部13aの入力端子電圧よりも低いときにダイオードD1が導通してその電位差に応じた第1の制御電流Iswが流れるとともに、制御部16のオペアンプOP2の出力端子電圧が駆動部13aの入力端子電圧よりも低いときにダイオードD2が導通してその電位差に応じた第2の制御電流Ifbが流れる。すなわち、駆動部13aの入力端子から流れ出る制御電流I0の大きさは第1及び第2の制御電流Isw,Ifbの和となる。
駆動部13aは電圧制御発振器(VCO)からなり、入力端子から流出する制御電流I0に比例して動作周波数を変化させている。すなわち、始動部15や制御部16の出力電圧が上昇するに従って、スイッチング素子Q3,Q4を駆動する動作周波数が徐々に低下する。動作周波数は、コイルと共振回路とを合わせた回路の共振周波数よりも常に高い範囲内で変動するようになっている。すなわち、動作周波数が低下すると、無電極放電灯Laに供給される電力が増加する。
上記電源回路の動作を説明する。電源が投入されてスイッチSWがオンからオフに切り替わると、コンバータ部12の出力電圧Vdcが立ち上がり、この出力電圧Vdcによって始動部15ではコンデンサC1が充電されてオペアンプOP1の出力電圧が徐々に上昇し、これにともなって第1の制御電流Iswが徐々に減少する。一方、スイッチSWがオンからオフに切り替わった時点ではインバータ部13の出力電流は略ゼロであるから検出電圧Vrdも略ゼロとなり、制御部16のオペアンプOP2の出力電圧は基準電圧Vrefに応じた初期値(最高値)をとる。
そして、時間の経過とともにインバータ部13の出力電流が増加すると検出電圧Vrdも高くなり、これに伴ってオペアンプOP2の出力電圧が低下するが、抵抗R10及びコンデンサC11からなる遅延回路のために第2の制御電流Ifbはほぼゼロとなる。従って、オペアンプOP2の出力電圧が駆動部13aの入力端子電圧よりも高い間は第2の制御電流Ifbは略ゼロとなり、制御出力I0は第1の制御電流Iswと略一致するため、制御部16による動作周波数のフィードバック制御は行われず、始動部15の出力する第1の制御電流Iswにより動作周波数を徐々に低下させる制御のみが行われる。
やがて、動作周波数が低下に伴ってインバータ部13の出力電圧Vxが上昇して無電極放電灯Laの始動に必要な電圧に達すると、無電極放電灯Laが点灯し、回路の共振特性が変化することで出力電圧Vxが低下する。無電極放電灯Laが点灯した後も始動部15は動作周波数を所定の始動終了周波数まで低下させる。ここで、制御部16における遅延回路の遅延時間は無電極放電灯Laが上記の過程を経て始動点灯するまでに要する時間程度としてあり、動作周波数が始動終了周波数まで低下した後は、第2の制御電流Ifbの電流値はオペアンプOP2の出力電圧と駆動部13aの入力端子電圧との差に応じた値となる。すなわち、検出電圧Vrdが基準電圧Vrefに対して高いと、制御電流I0が増加することによって動作周波数が増加し、インバータ部13の出力電圧Vxが低下し、検出電圧Vrdが基準電圧Vrefに対して低いときは上記と逆の動作によってインバータ部13の出力電圧Vxが高くなる。すなわち制御部16により検出電圧Vrdに基づいたフィードバック制御がなされ、この結果、動作周波数は検出電圧Vrdが基準電圧Vrefと一致するときの周波数に落ち着くことになる。基準電圧Vrefは、上記の周波数において無電極放電灯Laに定格電力が供給されるように選択されている。
上記電源回路を構成する回路部品のうち、ダイオードD10やスイッチング素子Q3,Q4,Q6が発熱部品1aである。上記のような無電極放電灯点灯装置では、スイッチング素子Q3,Q4の動作周波数が100kHz〜200kHzに及び、発熱量が大きくなりやすいので、本実施形態による放熱性の向上が有効である。
本発明の実施形態の要部を示す断面図である。 同上のハウジングを示す図であり、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は左側面図、(d)は背面図である。 同上の1個用の止め具を示す図であり、(a)は正面図、(b)は右側面図、(c)は平面図である。 同上の2個用の止め具を示す図であり、(a)は正面図、(b)は右側面図、(c)は平面図である。 同上を示す一部破断した背面図である。 同上においてカバーを取り外した状態を示し、(a)は平面図、(b)は正面図である。 同上の別の形態におけるハウジングを示す分解斜視図である。 同上におけるボディと絶縁シートとの位置関係を示す説明図である。 同上のハウジングに放熱フィンを取り付けた状態を示す平面図である。 同上の別の形態の要部を示す図であり、(a)は一部破断した背面図、(b)は断面図、(c)はカバーの要部を示す下面図である。 同上の更に別の形態の要部を示す図であり、(a)は一部破断した背面図、(b)は断面図、(c)はカバーの要部を示す下面図である。 同上の別の形態の要部を示す図であり、(a)は一部破断した背面図、(b)は断面図、(c)はカバーの要部を示す下面図である。 同上の更に別の形態の要部を示す図であり、(a)は一部破断した背面図、(b)は断面図、(c)はカバーの要部を示す下面図である。 同上の別の形態の要部を示す図であり、(a)は一部破断した背面図、(b)は断面図、(c)はカバーの要部を示す下面図である。 図11の形態を改良した例の要部を示す一部破断した背面図である。 同上の別の形態の要部を示す図であり、(a)(b)はそれぞれ異なる断面における断面図である。 同上の更に別の形態の要部を示す図であり、(a)(b)はそれぞれ異なる断面における断面図である。 同上の別の形態に用いられる止め具を示す図であり、(a)は正面図、(b)は平面図である。 図18の形態の要部を示す断面図である。 本実施形態を用いた照明器具の例の要部を示す断面図である。 図20の例にプリズムとセードとを追加した状態の要部を示し、左半分は正面図、右半分は断面図である。 図20の照明器具に用いられる電源回路の例を示す回路図である。 従来例の要部を示す断面図である。
符号の説明
1a 発熱部品
2 ハウジング
3 ボディ
4 カバー
5 止め具
31 底板
32 周壁
32a 挿通凹部
32f 退避凹部
42 側壁
42a 押さえ凸部
42f 退避凹部
51 外側部
52 内側部
53 連結部
70 ソケット
La 無電極放電灯

Claims (8)

  1. 発熱部品を含む複数個の回路部品で構成され入力された電力を異なる電力に変換して出力する電源回路が実装されたプリント配線板と、
    扁平な底板と底板の周縁から底板の厚さ方向に突設された筒形状であってプリント配線板が収納される収納凹部を底板との間に形成する周壁とを有するボディ、並びに、互いに対向する対向面を有する側壁を有し側壁の各対向面にそれぞれボディの周壁の外側面を対向させる形でボディに被着されて収納凹部を覆うカバーを有するハウジングと、
    弾性を有する材料からなり、ボディの周壁の外周面に弾接する外側部、発熱部品と発熱部品に熱的に接続された放熱板との少なくとも一方とボディの周壁とを外側部との間に弾性的に挟む内側部、並びに、外側部と内側部とを連結する連結部を有する止め具とを備え、
    ボディの周壁には、底板からの突出寸法を他の部位よりも小さくする切り欠きであって周壁の厚さ方向の両側に開放され止め具の連結部が挿通される挿通凹部が設けられ、
    カバーの側壁には、対向面から内側へ突出しカバーがボディに被着された状態では挿通凹部に係入し収納凹部の深さ方向に関して挿通凹部の内面との間に止め具の連結部を挟む押さえ凸部と、カバーがボディに被着された状態でボディの周壁の厚さ方向においてボディの周壁の外面との間に止め具の外側部を挟む挟み部とが設けられていることを特徴とする電源装置。
  2. ボディの周壁とカバーの側壁とにおいて収納凹部に対して止め具の外側部を挟む部位と同じ側に位置する部位同士が互いにねじ止めされていることを特徴とする請求項1記載の電源装置。
  3. カバーは金属板からなり、
    押さえ凸部は、せん断を生じさせないエンボス加工により形成されており、止め具の連結部を挿通凹部の内面との間に挟む面が、押さえ凸部の突出方向から見て挿通凹部の内面に平行となっていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電源装置。
  4. カバーは金属板からなり、
    押さえ凸部は、せん断を生じさせるエンボス加工により形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電源装置。
  5. ボディとカバーとはボディの底板の厚さ方向から見た形状がそれぞれ長方形状であって、ボディの周壁において底板の厚さ方向に直交する面内で180°回転させたときに挿通凹部に対応する位置では、底板からの突出寸法が、挿通凹部における周壁の底板からの突出寸法よりも大きいことを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の電源装置。
  6. カバーにおいて収納凹部の外側へ向けられる面の少なくとも一部には、カバーの材料よりも放射率が高い塗料による塗装が施されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか記載の電源装置。
  7. ボディの周壁の外周面とカバーの側壁の対向面との少なくとも一方には、止め具の外側部の少なくとも一部が収納される退避凹部が設けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか記載の電源装置。
  8. 請求項1〜7のいずれか記載の電源装置と、電源装置のプリント配線板に実装された電源回路に電気的に接続されるとともに光源が取り付けられるソケットとを備え、電源回路が出力した電力によりソケットに取り付けられた光源を点灯させることを特徴とする照明器具。
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