JP2014093887A

JP2014093887A - 電源装置

Info

Publication number: JP2014093887A
Application number: JP2012243881A
Authority: JP
Inventors: Masaki Suga; 正樹菅
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2014-05-19
Anticipated expiration: 2032-11-05
Also published as: JP5737269B2

Abstract

【課題】導電部材の絶縁性が保たれると共に部品点数が低減された電源装置を提供する。
【解決手段】電源装置では、バスバー部材３０の位置決め部３２，３３と筺体１０の本体部１１からの突出部１７，１８とが嵌合することによって、ネジや樹脂間座等を使用することなくバスバーを筺体１０内部に取り付けることができる。バスバー部材３０は、位置決め部３２，３３をバスバー３１に対してインサート成型することで製造していることから、電源装置の組み立て時の部品点数が低減されると共に、組み立て時の作業を簡略化することができる。また、ネジ固定をする場合と比較して、バスバーの固定のために用いるスペースを減らすことができるため、電源装置の小型化にも寄与することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、電源装置に関する。

スイッチング電源装置等の電源機器においては、一般的に、筺体の内部に取り付けられた部品同士の接続にはバスバーが用いられることがある。ここで、電源機器内部のバスバーを筐体に固定する際には、筐体と電気的に絶縁する必要があるため、樹脂製間座や絶縁板等が用いられる（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−９３７７１号公報

しかしながら、間座や絶縁板及びこれらを固定するためのネジ等を使用する場合、部材点数が増加し、構造・工程が複雑化することにより、製造コストが上昇する可能性がある。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、導電部材の絶縁性が保たれると共に部品点数が低減された電源装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る電源装置は、導電部材と、前記導電部材が内部に取り付けられた筺体と、を備える電源装置であって、前記筺体の底面に交差する面に沿って延びる主面を有する導電性の板状部材を含む主要部と、前記主要部に対して一体成型された絶縁部材からなり、前記筺体の底面に対して前記導電部材の位置決めを行う位置決め部と、を備え、前記筺体の底面に対して前記導電部材の位置決めを行う位置決め部を備え、前記筺体は、前記位置決め部に対して嵌合して前記導電部材を前記筺体に固定するための嵌合部を備えることを特徴とする。

上記の電源装置によれば、導電部材の主要部に対して一体成型された絶縁部材からなる位置決め部が取り付けられ、位置決め部材と筺体に設けられた嵌合部とが嵌合することで導電部材が筺体に対して固定される。ここで、導電部材の固定にはネジや絶縁板が用いられていないため、電源装置の組み立てに要する部品点数を低減することができる。さらに、絶縁部材からなる位置決め部を介して筺体に対して取り付けられることから、導電部材の主要部と筺体との絶縁も保たれる。

ここで、上記作用を効果的に奏する構成として、具体的には、前記位置決め部は、前記主要部の外周の一部を覆うように一体成型されたリング部と、前記本体部の延在方向に沿った前記リング部の２つの端部側からそれぞれ外方に突出する少なくとも２つのフランジ部とを備え、前記嵌合部は、前記２つのフランジ部及び前記２つのフランジ部の間の前記リング部により形成される凹部に嵌合するように前記筺体の底面から突出する第１の突出部を含んで形成される構成が挙げられる。

また、前記嵌合部は、前記２つのフランジ部及び前記２つのフランジ部の間の前記リング部により形成される凹部に嵌合するように前記筺体の側面から突出する第２の突出部をさらに含む構成とすることもできる。

上記のように、筺体の側面から突出する第２の突出部を備え、位置決め部の２つのフランジ部により形成される凹部に対して第２の突出部が嵌合する構成とすることで、位置決め部によって、部品点数を増やすことなく導電部材の主要部と筺体の側面との絶縁も維持することができる。

本発明によれば、導電部材の絶縁性が保たれると共に部品点数が低減された電源装置が提供される。

本実施形態に係る電源装置を説明する斜視図である。バスバー部材の構成を説明する概略斜視図である。バスバー部材の上面図である。バスバー部材に含まれるバスバーを説明する概略斜視図である。バスバーに取り付けられる位置決め部について説明する図であり、図５（Ａ）はその概略斜視図であり、図５（Ｂ）は側面図である。筺体の本体部の構造を説明する概略斜視図である。バスバー部材を筺体に取り付けた後の概略斜視図である。バスバー部材を筺体に取り付けた後の上面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る電源装置を説明する斜視図である。図１は電源装置の一部を拡大した図である。本実施形態で説明する電源装置としては、例えば、車載用のスイッチング電源装置が挙げられる。

電源装置は、筺体１０と、筺体１０の側面に取り付けられる貫通型端子台２０とを備え、筺体１０の内部に各部品が配置されることにより構成される。筺体１０は、箱状の本体部１１と本体部１１を覆う蓋部とによって構成されるが、図１では、蓋部を取り外して本体部１１の内部を示している。筺体１０の内部は大電流が流れ高温となることから、一般には外部（例えば、本体部１１の底面の裏側）に空冷のフィン、又は、水冷用の流路等が取り付けられる。

図１では、貫通型端子台２０、貫通型端子台２０に接続するバスバー部材３０、バスバー部材３０に対して接続するチョークコイルユニット４０を示している。バスバー部材３０は、一方の端部３０Ａで貫通型端子台２０と接続され、他方の端部３０Ｂ側は上部コア４０Ａの下方を通った後、コイル巻線（図示せず）と接続される。すなわち、バスバー部材３０の端部３０Ｂ側の一部がコイル巻線として機能している。

以下では、本発明において特徴をなす図１で示すバスバー部材３０の構造について説明をした後、バスバー部材３０を本体部１１に対して取り付ける際の構造について説明する。

図２は、バスバー部材３０の構成を説明する概略斜視図であり、図３は、バスバー部材３０の上面図である。また、図４は、バスバー部材３０を構成するバスバー３１の構造を説明する概略斜視図であり、図５は、バスバー３１に取り付けられる位置決め部の構造を説明する図である。

図２，３に示すように、バスバー部材３０（導電部材）は、バスバー３１と、位置決め部３２，３３と、貫通孔保護部３４，３５と、を含んで構成される。

バスバー３１は、平板状の板金を切り出すことで得られる導電性を有する部材である。形状は、取り付け位置の構造により適宜変更される。本実施形態に係るバスバー部材３０のバスバー３１の場合は、図４に示すように、貫通型端子台２０との接続のために端部３０Ａ近傍の折り曲げ位置４１と中央よりも端部３０Ｂ側の折り曲げ位置４２において、９０度折り曲げるように形成されている。これにより、バスバー３１は、端部３０Ａ側から、本体部１１の底面に対して平行に取り付けられる端部３０Ａ、折り曲げ位置４１、本体部１１の底面に対して垂直に延びる主面を有する主要部３１Ａ、折り曲げ位置４２、本体部１１の底面に対して平行に延びる主面を有し、その一部がコイル巻線として機能するコイル部３１Ｂ、端部３０Ｂがこの順で形成されている。

バスバー３１の端部３０Ａには、他の部品と接続するための貫通孔４３が形成されている。また、バスバーのコイル部３１Ｂにおいてもバスバー３１を筺体に固定するための貫通孔４５，４６が形成されている。さらに、バスバー３１の端部３０Ｂにも、他の部品と接続するための貫通孔４４が形成されている。

位置決め部３２，３３及び貫通孔保護部３４，３５は、樹脂製であり、バスバー３１に対して一体成型されている。なお、位置決め部３２，３３及び貫通孔保護部３４，３５は、絶縁材料であれば、材料は特に限定されない。

図５は、位置決め部３２について説明する図であり、図５（Ａ）はその概略斜視図であり、図５（Ｂ）は側面図である。位置決め部３２は、中央に貫通孔３２Ｅを有する環状のリング部３２Ａと、貫通孔３２Ｅの軸線方向に沿ったリング部３２Ａの両端から外方に突出する２つのフランジ部３２Ｂとにより構成される。位置決め部３２は、バスバー３１と一体成型されているので、貫通孔３２Ｅの形状・大きさは、バスバー３１の取り付け位置に対応したものとなる。

フランジ部３２Ｂはリング部３２Ａの端部である必要はなく、軸線方向に沿った間隙を有して２つのフランジ部３２Ｂがリング部３２Ａに設けられていればよい。このように、２つのフランジ部３２Ｂがリング部３２Ａに取り付けられることにより、２つのフランジ部３２Ｂとリング部３２Ａとによって、リング部３２Ａの外周に沿って凹部３２Ｃが形成される。図５に示す位置決め部３２は、長さＬの間隙をもって２つのフランジ部３２Ｂが形成されているので、幅はＬとなる。

位置決め部３３は、位置決め部３２と同様の構成を有する。すなわち、貫通孔を有するリング部と、リング部の両端から外方に突出する２つのフランジ部とを含んで構成される。

位置決め部３２，３３はいずれもバスバー３１の側面を一周するようにリング部が形成されている。これにより、バスバー３１から位置決め部３２，３３が外れることを防止している。

貫通孔保護部３４，３５は、それぞれ貫通孔４５，４６を用いて本体部１１に対してネジ固定する際に、ネジとバスバー３１との絶縁性を保つためにバスバー３１に対して一体成型されたものである。図２に示すように、貫通孔保護部３４は、貫通孔４５の内周面を全て覆うと共に、バスバー３１の一方の側面を巻き込むように形成されているため、貫通孔保護部３４が貫通孔４５から抜け落ちることを防止している。

また、貫通孔保護部３５は、貫通孔４６の内周面を全て覆うと共に、バスバー３１の上面よりも突出した位置において貫通孔４６の径より大きくなるように形成されている。これにより、貫通孔保護部３５が貫通孔４６から抜け落ちることが防止されている。

次に筺体１０の本体部１１の構成について図６を用いて説明する。本体部１１は、底部１２と底部１２の外周を取り囲む側面部１３とを含んで構成される。底部１２には、チョークコイルユニット４０を取り付けるための凹部１２Ａが設けられると共に、バスバー３１のコイル部３１Ｂを底部１２に対してネジ固定するためのネジ穴を有する凸部１４，１５が設けられている。また、側面部１３には、貫通型端子台２０とバスバー３１とを接続するための貫通孔１３Ａが設けられている。

ここで、本実施形態に係る筺体１０の本体部１１には、バスバー３１を本体部１１に取り付けるための嵌合部の一実施例である突出部１７，１８（ボス）が設けられている。

突出部１７は、位置決め部３２の取付け位置に対応して、底部１２から突出するように形成されている。突出部１７の大きさは、位置決め部３２の凹部３２Ｃに対応して決定され、具体的には、バスバー部材３０を筺体１０の本体部１１に対して固定する際に、バスバー３１が延びる方向に対応した突出部１７の幅Ｐ（図６参照）は、位置決め部３２において形成される凹部３２Ｃの幅Ｌ（図４参照）に基づいて決められる。また、突出部１７の高さは、バスバー部材３０を固定した際に凹部３２Ｃに突出部１７の一部が嵌合するように設定される。

突出部１８は、位置決め部３３の取付け位置に対応して、底部１２から突出する第１の突出部１８Ａ及び側面部１３から突出する第２の突出部１８Ｂを含んで形成されている。突出部１８の大きさは、位置決め部３３の凹部に対応して決定され、バスバー部材３０を筺体１０の本体部１１に対して固定する際に、バスバー３１が延びる方向に対応した突出部１８の幅Ｑ（図６参照）は、位置決め部３３において形成される凹部の幅に基づいて決められる。また、第１の突出部１８Ａは、高さが互いに異なる２つの領域１８Ｐ，１８Ｑを有する。これらは、バスバー部材３０を筺体１０の本体部１１に対して固定する際の位置決め部３３の取り付け位置に対応して決められる。第１の突出部１８Ａの領域１８Ｐと、第２の突出部１８Ｂとは、位置決め部３３に形成された凹部に対して、底部側ではなく側面部側において嵌合するようにその大きさが設定される。

図７は、上述のバスバー部材３０を筺体１０の本体部１１に取り付けたときの概略斜視図であり、図８は、その上面図である。バスバー部材３０は、凸部１４，１５のネジ穴に対して貫通孔４５，４６がそれぞれ連通するように、且つ、位置決め部３２，３３が突出部１７，１８とそれぞれ嵌合するように配置される。

ここで、位置決め部３２の凹部に対して突出部１７が嵌合し、底部からの突出部１７を位置決め部３２の２つのフランジ部３２Ｂにより挟みこむことで、２つのフランジ部の配列方向（バスバー３１の主要部３１Ａの延在方向）の振動を抑制することができる。

また、位置決め部３３の凹部に対して突出部１８が嵌合し、底部からの突出部１８を位置決め部３３の２つのフランジ部により挟みこむことで、２つのフランジ部の配列方向（バスバー３１の主要部３１Ａの延在方向）の振動を抑制することができる。また、突出部１８Ｐ及び突出部１８Ｂの間にあって突出部１８Ｐ及び突出部１８Ｂより高さが低い突出部１８Ｑと、位置決め部３３の凹部のうちの底部１２側とが嵌合するようにすると共に、位置決め部３３の２つのフランジ部によって突出部１８Ｐと突出部１８Ｂとを挟み込む構成とすることで、バスバー３１の主要部３１Ａの延在方向に対して直交する方向（突出部１８Ｐ，１８Ｑ，１８Ｂが並ぶ方向）に対しての振動を抑制することが可能となると共に、側面部１３から突出する突出部１８Ｂとも嵌合することから、バスバー３１と側面部１３との接触を回避することも可能となる。

また、特に位置決め部３３及び突出部１８は、バスバー３１の主要部３１Ａのうちの長辺部（図８の矢印Ｓで示す範囲）の略中央に取り付けられている。このような構成とすることで、位置決め部３３及び突出部１８においてバスバー３１全体の振動をより効果的に抑制することができ、より確実に固定をすることができる。

このように、バスバー部材３０の位置決め部３２，３３と筺体１０の本体部１１からの突出部１７，１８とが嵌合することによって、ネジや樹脂間座等を使用することなくバスバーを筺体１０内部に取り付けることができる。バスバー部材３０は、位置決め部３２，３３をバスバー３１に対してインサート成型することで製造していることから、電源装置の組み立て時の部品点数が低減されると共に、組み立て時の作業を簡略化することができる。また、ネジ固定をする場合と比較して、バスバーの固定のために用いるスペースを減らすことができるため、電源装置の小型化にも寄与することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず種々の変更をすることができる。例えば、位置決め部３２，３３の取り付け位置は適宜変更することができる。

また、位置決め部及び突出部の形状は、上記実施形態の位置決め部３２，３３に限定されず、例えば、フランジ部は１つのみとし、突出部の形状を変更することで両者が嵌合できるような構成としてもよい。

また、本実施形態では、バスバー３１の主要部３１Ａは本体部１１の底面１２に対して垂直な主面を有する場合について説明したが、バスバーの主面が底面１２に対して垂直である必要はなく、少なくとも底面１２と交差する方向に伸びる主面を有している場合に本実施形態の構成を適用することができる。

１０…筺体、１１…本体部、１７，１８…突出部、３０…バスバー部材、３１…バスバー、３１Ａ…主要部、３２，３３…位置決め部、３２Ａ…リング部、３２Ｂ…フランジ部、３３Ｃ…凹部。

Claims

導電部材と、前記導電部材が内部に取り付けられた筺体と、
を備える電源装置であって、
前記導電部材は、前記筺体の底面に交差する面に沿って延びる主面を有した導電性の板状部材を含む主要部と、前記主要部に対して一体成型された絶縁部材からなり、前記筺体の底面に対して前記導電部材の位置決めを行う位置決め部と、を備え、
前記筺体は、前記位置決め部に対して嵌合して前記導電部材を前記筺体に固定するための嵌合部を備えることを特徴とする電源装置。
前記位置決め部は、前記主要部の外周の一部を覆うように一体成型されたリング部と、前記主要部の延在方向に沿った前記リング部の２つの端部側からそれぞれ外方に突出する少なくとも２つのフランジ部と、を備え、
前記嵌合部は、前記２つのフランジ部及び前記２つのフランジ部の間の前記リング部により形成される凹部に嵌合するように前記筺体の底面から突出する第１の突出部を含んで形成されることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
前記嵌合部は、前記２つのフランジ部及び前記２つのフランジ部の間の前記リング部により形成される凹部に嵌合するように前記筺体の側面から突出する第２の突出部をさらに含むことを特徴とする請求項２記載の電源装置。