JP2018055830A - 電源装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小形化に対応できる電源装置を提供する。【解決手段】電源装置10は、電源本体15、筐体12、ねじ51および絶縁樹脂材17を備える。電源本体15は、基板20、および基板20に実装された電源部品21を有し、基板20のアース電位にアース部28が設けられる。筐体12は、金属製で、電源本体15を収容する。ねじ51は、筐体12の内側から基板20のアース部28を通じて筐体12に螺着され、アース部28と筐体12とをアース接続する。絶縁樹脂材17は、筐体12内の電源本体15およびねじ51を封止するように充填される。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、防水型の電源装置、およびこの電源装置を用いた照明装置に関する。

従来、屋外や高湿度環境下に設置される照明装置では、この照明装置が備える光源に防水性が求められるとともに、この光源に点灯電源を供給する電源装置も雨水や高湿度に晒させることがあるため、電源装置にも防水性が求められている。

防水型の電源装置では、基板と電源回路を構成する電源部品とを有する電源本体を絶縁樹脂材によって封止し、これを金属製の筐体内に収容することにより、防水性を確保している。また、電源回路のアース接続を確保するために、基板のアース電位に電気的に接続されるアース端子を基板に設け、筐体の外側からねじをアース端子に螺着し、筐体とアース端子とを電気的に接続している。

アース端子は、ねじが螺着されることから強度を必要とし、大形の部品となり、基板上に実装するのにも大きな面積を必要としている。そのため、電源装置では、大形のアース端子を用いなければならず、小形化の障害となっている。

特開２００６−１１４３６３号公報

本発明が解決しようとする課題は、小形化に対応できる電源装置および照明装置を提供することである。

実施形態の電源装置は、電源本体、筐体、ねじおよび絶縁樹脂材を備える。電源本体は、基板、および基板に実装された電源部品を有し、基板のアース電位にアース部が設けられる。筐体は、金属製で、電源本体を収容する。ねじは、筐体の内側から基板のアース部を通じて筐体に螺着され、アース部と筐体とをアース接続する。絶縁樹脂材は、筐体内の電源本体およびねじを封止するように充填される。

本発明によれば、電源装置の小形化に対応することが期待できる。

第１の実施形態を示す電源装置の断面図である。 同上電源装置の平面図である。 同上電源装置の側面図である。 同上電源装置の底板を外し、上下面を逆向きにした状態の側面図である。 同上電源装置を用いた照明装置の斜視図である。 第２の実施形態を示す電源装置の断面図である。 第３の実施形態を示す電源装置の断面図である。 第４の実施形態を示す電源装置の断面図である。 第５の実施形態を示す電源装置の断面図である。 同上電源装置の断面図である。 第６の実施形態を示す電源装置のアース端子の正面図である。

以下、第１の実施形態を、図１ないし図５を参照して説明する。

図１ないし図３には、屋外や高湿度環境で使用する照明装置用の防水型の電源装置10を示す。電源装置10は、長尺状に設けられ、長手方向の一端側から商用交流電源等の外部電源を入力し、この外部電源を照明装置の光源を点灯させる直流電源等の点灯電源に変換し、長手方向の他端側から点灯電源を出力する。

電源装置10は、電源ユニット11、およびこの電源ユニット11を収容する筐体12を備えている。

そして、図１ないし図４に示すように、電源ユニット11は、電源本体15、この電源本体15を配置するトレー16、およびこのトレー16内に充填される絶縁樹脂材17等を備えている。

電源本体15は、基板20、およびこの基板20に実装された複数の電源部品21を有している。複数の電源部品21によって電源変換を行う電源回路22が構成されている。

基板20は、長方形状に形成されており、一面がリード線を有する電源部品（ディスクリート部品）21を配置する実装面20a、他面が配線パターンの形成された配線パターン面20bである。配線パターン面20bには、基板20を挿通した電源部品21のリード線がはんだ付けされるとともに、電源部品21のうちのチップ部品がはんだ付けされている。

実装面20aの長手方向の一端には入力側のコネクタ23が実装され、他端に出力側のコネクタ24が実装されている。これらコネクタ23，24には、コネクタ23，24を覆うゴムブッシュ25，26がそれぞれ取り付けられている。ゴムブッシュ25，26には、コネクタ23，24に接続する電線を挿入するための電線挿入孔27がそれぞれ設けられている。

基板20の配線パターン面20bには、電源回路22のアース電位となるアースパターンが形成されている。このアースパターンの一部は基板20の一側縁に沿って形成されている。このアースパターンに、筐体12にアース接続するためのアース部28が設けられている。アース部28は、アース端子29によって構成されている。アース端子29は、基板20の実装面20aに配置されるとともに、このアース端子29のリード部30が基板20を挿通して配線パターン面20bのアースパターンにはんだ付け接続されている。

アース端子29は、例えばラグ端子によって構成されている。アース端子29は、ねじ挿通孔31が設けられた端子部32、およびこの端子部32から突設されたリード部30を有している。リード部30は基板20に対して垂直に挿通され、端子部32はリード部30に対して折り曲げられて基板20の実装面20aに沿って略平行に配置される。本実施形態では、基板20とは反対側となる端子部32の側面に、ねじ挿通孔31の周囲が膨出されている。

アース端子29のねじ挿通孔31と対応するように、基板20にねじ挿通孔（基板側ねじ挿通孔）34が形成されている。基板20のねじ挿通孔34とアース端子29のねじ挿通孔31とは同軸になるように配置されている。

また、トレー16は、電源本体15を収容するとともに絶縁樹脂材17を充填するための充填容器として構成されている。トレー16は、例えばＰＥＴ樹脂等の絶縁性および耐熱性を有する樹脂材料によって、上面側が突出されるとともに底面側が開口する容器状に形成されている。トレー16は、このトレー16内に充填される絶縁樹脂材17の充填量を削減するために、基板20の実装面20aに実装された複数の電源部品21による凹凸形状に合わせて凹凸状に一体形成されている。

トレー16には、電源本体15のアース端子29の位置に対応してトレー16の内側に窪む窪み部36が形成されている。この窪み部36によって基板20の面（実装面20a）に平行でかつアース端子29の端子部32に対向する対向部37が形成されている。本実施形態では、アース端子29の一部（端子部32の膨出部分）が挿通するトレー孔37aが形成されている。

また、絶縁樹脂材17は、例えばウレタン樹脂等の絶縁性および防水性を有する熱硬化性の樹脂材料によって構成されている。絶縁樹脂材17は、トレー16に収容された電源本体15が埋没するようにトレー16内に充填されている。さらに、絶縁樹脂材17は、充填の際には粘性を有し、充填後に熱処理によって硬化されている。

次に、筐体12は、それぞれ金属製の上蓋40および底板41を有し、これら上蓋40と底板41とを組み合わせて電源本体15を収容する筒状に形成されている。

上蓋40は、上面部43、およびこの上面部43の両側から折曲された側面部44を有する断面略コ字形に形成されている。上面部43の長手方向の両端には、電源ユニット11の両端のゴムブッシュ25，26がそれぞれ露出する開口部45がそれぞれ形成されている。

上蓋40には、電源本体15のアース端子29の位置に対応して、筐体12の内側に窪むように窪み部47が形成されている。この窪み部47は、絞り加工によって形成してもよいし、切り起こしによって形成してもよい。窪み部47によって、基板20の面（実装面20a）に平行でかつアース端29の端子部32に対向する接続部48が設けられている。この接続部48には、ねじ螺着孔49が設けられている。このねじ螺着孔49と基板20のねじ挿通孔34およびアース端子29のねじ挿通孔31とは同軸になるように配置される。そして、基板20のねじ挿通孔34およびアース端子29のねじ挿通孔31を挿通したねじ51が接続部48のねじ螺着孔49に螺着される。ねじ51は、頭部52、および雄ねじが形成された軸部53を有している。

底板41は、底面部55、およびこの底面部55の両側から折曲された側面部56を有し、両側の側面部56が上蓋40の側面部44の外側に嵌合される。両側の側面部56には、上蓋40の側面部44の外側に嵌合された際に、その側面部44に係止される複数の係止部57が設けられている。

次に、電源装置10の組み立てについて説明する。

図１に示すように、上蓋40の内側を上方に向けて配置し、この上蓋40の内側にトレー16を開口部が上方に向くように配置し、トレー16の内側に電源本体15を実装面20aが下面側、配線パターン面20bが上面側となるように配置する。これらの配置状態では、アース端子29が上蓋40の接続部48上に配置され、アース端子29の端子部32の膨出部分がトレー16のトレー孔37aを挿通して上蓋40の接続部48に直接接触する。さらに、基板20のねじ挿通孔34、アース端子29のねじ挿通孔31および上蓋40のねじ螺着孔49が上下方向に同軸に配置される。

筐体12の内側つまり上蓋40の内側から、ねじ51の軸部53の先端を基板20のねじ挿通孔34、アース端子29のねじ挿通孔31を通じて上蓋40のねじ螺着孔49に螺着し、ねじ51の頭部52と上蓋40の接続部48との間に基板20、アース端子29およびトレー16の対向部37を締め付け固定する。このとき、ねじ51は上蓋40のねじ螺着孔49にそのねじ螺着孔49をタッピングしながら螺着される。そして、アース端子29が上蓋40の接続部48に直接接触する状態に押圧され、アース端子29と上蓋40（筐体12）とが電気的に接続される。

続いて、トレー16の内側に粘性を有する状態にある絶縁樹脂材17を充填する。絶縁樹脂材17は、電源本体15およびねじ51等が埋没するまで充填する。充填後、加熱処理によって絶縁樹脂材17を硬化させる。

続いて、上蓋40に底板41を被せ、上蓋40と底板41とを組み合わせて一体的に固定する。

また、図５には、電源装置10を用いた照明装置60を示す。照明装置60は、器具本体61、この器具本体61に設けられたソケット62、このソケット62に接続された光源63、およびこの光源63に点灯電源を供給する電源装置10を備えている。図５に示す照明装置60は、光源63として発光素子を内蔵した直管形ランプを用い、この直管形ランプの両端の口金がソケット62にそれぞれ装着されている。直管形ランプの口金とソケット62との間は防水構造が採られている。

そして、第１の実施形態の電源装置10では、ねじ51を、筐体12の内側から基板20のアース端子29（アース部28）を挿通して、筐体12に螺着する構造であるため、アース端子29の強度が緩和され、アース端子29にラグ端子等の小形部品を用いることができるとともに、基板20への実装に必要な面積も少なくて済み、電源装置10の小形化に対応できる。

また、ねじ51は基板20の面に垂直な方向から挿通されるため、基板20によってねじ51の挿通方向が規制されて、ねじ51の軸部53をアース端子29のねじ挿通孔31および接続部48のねじ螺着孔49に容易に挿通および螺着できる。

また、筐体12の一部を筐体12の内側に窪ませて基板20のアース端子29に対向する接続部48を設けているため、ねじ51の長さを短くでき、ねじ51の軸部53の先端を接続部48のねじ螺着孔49に合わせやすく、組立性を向上できる。

また、アース端子29は、リード部30が基板20に対して垂直に挿通されるが、端子部32はリード部30に対して折り曲げられて基板20の面（実装面20a）に沿って略平行に配置されるため、アース端子29の基板20に接続されている箇所に負荷が加わるのを低減でき、接続の信頼性を向上できる。

次に、図６に第２の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いて、その構成および作用効果についての説明を省略する。

基板20にねじ51の頭部52が挿通可能な開口部または切欠部等のねじ挿通部65を設ける。この場合、第１の実施形態のように、アース端子29に膨出部分を設ける必要がないとともに、トレー16にアース端子29の膨出部分が挿通するトレー孔37aを設ける必要がない。

そして、ねじ51の頭部52が基板20のねじ挿通部65を挿通してアース端子29に直接接触する。そのため、ねじ51を介してアース端子29と上蓋40の接続部48とが電気的に接続され、これにより、基板20が筐体12にアース接続される。

次に、図７に第３の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いて、その構成および作用効果についての説明を省略する。

基板20の配線パターン面20bにはアース部28としてのアースパターン67が形成され、このアースパターン67の位置とねじ51の挿通位置（ねじ挿通孔34）とが対応して設けられている。アースパターン67には、レズスト層がなく露出されており、例えばはんだが盛られた状態にあってもよい。この場合、第１の実施形態のようなアース端子29は用いられない。

そして、基板20の実装面20aがトレー16を介して上蓋40の接続部48上に配置され、ねじ51が基板20のアースパターン67を通じて上蓋40のねじ螺着孔49に螺着固定され、ねじ51の頭部52が基板20のアースパターン67に直接接触される。そのため、ねじ51を介してアースパターン67と上蓋40の接続部48とが電気的に接続され、これにより、基板20が筐体12にアース接続される。

次に、図８に第４の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いて、その構成および作用効果についての説明を省略する。

第１の実施形態の電源装置10は、長手方向の長さが長いが、基板20に実装される電源部品21の実装位置を工夫して密に実装することにより、長手方向の長さを短くすることができる。その場合、基板20の実装面20aに実装された複数の電源部品21による凹凸が少なくかつ電源部品21が密に配置されるため、トレー16を用いずに電源本体15を筐体12内に収容するとともに、この筐体12内に絶縁樹脂材17を充填しても、絶縁樹脂材17の充填量が大幅に増加するようなことはない。

そのため、第４の実施形態の電源装置10では、トレー16を用いないで、電源本体15が筐体12内に収容される。筐体12の底板41は、上面が開口された箱状（容器状）に形成されている。底板41の底面部55にはねじ51が螺着するねじ螺着孔49が設けられている。さらに、電源本体15のアース端子29は、実装面20aに配置され、配線パターン面20bのアースパターンにはんだ付け接続されている。

そして、電源装置10の組立時において、底板41の内側に、電源本体15を基板20の配線パターン面20bが下面側、実装面20aが上面側となるように配置する。この配置状態では、アース端子29のねじ挿通孔31、基板20のねじ挿通孔34、および底板41のねじ螺着孔49が上下方向に同軸に配置される。

筐体12の内側つまり底板41の内側から、ねじ51の軸部53の先端をアース端子29のねじ挿通孔31、基板20のねじ挿通孔34を通じて底板41のねじ螺着孔49に螺着し、ねじ51の頭部52と底板41との間にアース端子29および基板20を締め付け固定する。これにより、ねじ51の頭部52がアース端子29に電気的に接続される。そして、ねじ51を介してアース端子29と底板41（筐体12）とが電気的に接続される。

そして、第４の実施形態の電源装置10では、ねじ51を、筐体12の内側から基板20のアース端子29を挿通して、筐体12に螺着する構造であるため、アース端子29の強度が緩和され、アース端子29にラグ端子等の小形部品を用いることができるとともに、基板20への実装に必要な面積も少なくて済み、電源装置10の小形化に対応できる。

また、ねじ51は基板20の面に垂直な方向から挿通されるため、基板20によってねじ51の挿通方向が規制されて、ねじ51の軸部53を底板41のねじ螺着孔49に容易に挿通および螺着できる。

また、電源本体15の小形化に伴ってトレー16を省略した電源装置10のアース接続構造にも対応できる。

次に、図９および図１０に第５の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いて、その構成および作用効果についての説明を省略する。

第５の実施形態の電源装置10は、第１の実施形態の電源装置10と基本構造は同様であり、アース接続構造が異なっている。

第５の実施形態の電源装置10では、アース端子29が、筐体12（上蓋40）の一側面に沿うように基板20の一側部から立設される。筐体12（上蓋40）の一側面には、アース端子29のねじ挿通孔31に対向する位置にねじ螺着孔49が形成されている。

電源本体15には、アース端子29とアース端子29に対向する筐体12（上蓋40）の他側面との間にねじ操作用空間70が設けられている。すなわち、基板20の実装面20aに実装される電源部品21が配置されない空間が設けられ、この空間をねじ操作用空間70として構成されている。なお、ねじ操作用空間70は、基板20の実装面20aからの突出高さの低い電源部品21の上方域に設けてもよい。

筐体12（上蓋40）の他側面には、アース端子29のねじ挿通孔31およびねじ操作用空間70に連通するねじ操作用孔部71が設けられている
そして、電源装置10の組立時において、筐体12（上蓋40）の内側に電源本体15を配置する。この配置状態では、アース端子29が筐体12の一側面に沿って配置され、アース端子29のねじ挿通孔31と筐体12のねじ螺着孔49とが同軸に配置されるとともに、筐体12の他側面のねじ操作用孔部71がねじ操作用空間70を通じてアース端子29のねじ挿通孔31に対向される。

筐体12の内側からねじ51の軸部53の先端をアース端子29のねじ挿通孔31に挿入し、筐体12の外側からねじ操作用孔部71にねじ操作用治具の先端を挿入してねじ51の頭部52に係合させ、ねじ操作用治具を回動操作してねじ51の軸部53の先端を筐体12のねじ螺着孔49に螺着し、ねじ51の頭部52と筐体12との間にアース端子29を締め付け固定する。このとき、アース端子29のねじ挿通孔31を挿通するねじ51の軸部53がアース端子29に電気的に接続される。そして、ねじ51を介してアース端子29と筐体12とが電気的に接続される。

ねじ51の装着後、筐体12のねじ操作用孔部71を図示しない閉塞部材で閉塞する。閉塞部材としては、ねじ操作用孔部71に螺着するねじでもよい。ねじ操作用孔部71を閉塞部材で閉塞することにより、絶縁樹脂材17を充填する際に、絶縁樹脂材17がねじ操作用孔部71から外部に漏れだすのを防止できる。

そして、第５の実施形態の電源装置10では、ねじ51を、筐体12の内側から基板20のアース端子29を挿通して、筐体12に螺着する構造であるため、アース端子29の強度が緩和され、アース端子29にラグ端子等の小形部品を用いることができるとともに、基板20への実装に必要な面積も少なくて済み、電源装置10の小形化に対応できる。

また、アース端子29を基板20の面に対して立設できるので、基板20上の他の電源部品21との干渉を防止し、基板20へのアース端子29の実装に必要な面積を少なくすることができ、基板20の小形化、つまり電源装置10の小形化に対応できる。

なお、第５の実施形態の電源装置10において、第１の実施形態と同様にトレー16は用いてもよいし、トレー16は用いなくてもよい。トレー16を用いる場合、ねじ操作用孔部71に対向するトレー16の部分にねじ操作用治具が挿通する治具挿通孔を設ければよい。

次に、図１１に第６の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いて、その構成および作用効果についての説明を省略する。

アース端子29は、複数のねじ挿通孔31を有している。そのため、複数のねじ51をアース端子29を通じて筐体12に螺着することができる。これにより、いずれかのねじ51と筐体12とのアース接続が不安定になっても、他のねじ51でアース接続を確実に確保することができる。

なお、アース部28は、ラグ端子のようなアース端子29に限らず、基板20に設けたジャンパー線でもよい。この場合、基板20の一部に切欠部を設け、この切欠部上を通過するように基板20のアースパターンにジャンパー線をはんだ付け接続すればよい。そして、筐体12の内側から、ジャンパー線を介してねじ51を筐体12に螺着することにより、ねじ51およびジャンパー線を介して基板20と筐体12とをアース接続することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

10 電源装置
12 筐体
15 電源本体
17 絶縁樹脂材
20 基板
21 電源部品
28 アース部
48 接続部
51 ねじ
60 照明装置
63 光源
70 ねじ操作用空間
71 ねじ操作用孔部

Claims (5)

1. 基板、およびこの基板に実装された電源部品を有し、前記基板のアース電位にアース部が設けられた電源本体と；
   前記電源本体を収容する金属製の筐体と；
   前記筐体の内側から前記基板の前記アース部を通じて前記筐体に螺着され、前記アース部と前記筐体とをアース接続するねじと；
   前記筐体内の前記電源本体および前記ねじを封止するように充填された絶縁樹脂材と；
   を具備することを特徴とする電源装置。
2. 前記ねじは、前記基板の面に垂直な方向から挿通されている
   ことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
3. 前記筐体は、一部を前記筐体の内側に窪ませて前記基板の前記アース部に対向するように設けられ、前記ねじが螺着される接続部を有する
   ことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
4. 前記電源本体は、前記アース部が前記筐体の一側面に沿うように前記基板の一側部から立設されるとともに、前記アース部と前記アース部に対向する前記筐体の他側面との間にねじ操作用空間が設けられ、
   前記筐体の他側面に、前記アース部および前記ねじ操作用空間に連通するねじ操作用孔部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
5. 光源と；
   前記光源に電源を供給する請求項１ないし４いずれか一記載の電源装置と；
   を具備することを特徴とする照明装置。

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