JP3775885B2 - 電子機器 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、CATV(ケ−ブルテレビ)システムの送信基地の送信装置であるヘッドエンド等の電源回路を構成する、電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
CATVシステムでは、一般の地上波のテレビ信号や衛星放送信号等を、専用のケ−ブルを介してCATVの加入者に送信している。そのため、ヘッドエンドは、このようなテレビ信号や衛星放送信号等を受信するとともに中間周波帯に周波数変換し、周波数変換されたテレビ信号を再びCATVシステムに割り当てられたチャンネルの周波数に乗せて(周波数変換して)送出するようにしている。
【0003】
図7は、このような従来のヘッドエンドなどに使用されている電子機器の電源回路図である。図7に示すように、電源ブロック30は、図示していないトランスや電解コンデンサなどの電気部品などから成り、入力端子31には、いわゆる商用電圧(例えば100Vや240Vの交流電圧)が入力され、出力端子32には、前記入力端子31に入力された商用電圧が、前記電源ブロック30によって、所定の直流電圧(例えば+5Vや+9Vの直流電圧)に変換されて出力され、この出力された電圧は、図示していない周波数変換回路などを駆動するための直流電圧となる。
【0004】
また、前記入力端子31には、例えば雷などのサージ電圧から電源ブロック30を保護するためのアレスタなどの保護素子33、33が電源ライン間に2個直列に接続されており、該保護素子33、33の接続点33aは、接地(アース)されている。この接地によって、雷などの高電圧が電源ラインに誘導されたとき、この高電圧が直接前記電源ブロック30に印可されることのないように、前記保護素子33、33を介してアースにバイパスされて、電源ブロック30が高電圧から保護されるように構成されている。
【0005】
しかしながら、前記電子機器の電源回路は、その製造工程で雷などのサージ電圧に類似する高電圧(例えば2400Vの交流電圧)を試験として印可するという高耐電圧試験を行うことが規定(例えばアンダーライテング・ラボラトリー:UL規格などの安全規格)されている。
【0006】
図8は、この高耐電圧試験を行うときの電源回路の説明図である。
図8に示すように、前記電源回路のアレスタなどの保護素子33、33の接続点33aにスイッチ素子34の一端部を接続し、該スイッチ素子34の他端部を接地する。
また、前記入力端子31には、高電圧発生装置35が接続されている。
【0007】
そして、この高耐電圧試験は、前記スイッチ素子34をオフの状態に保持しておいて、前記入力端子31に高電圧発生装置35からの高電圧(例えば2400Vの交流電圧)を1〜2秒印可して、この高電圧に前記電源ブロック30が耐えられるか否かの試験がされる。
【0008】
そして、この高耐電圧試験は、電源回路を製造する工程において、製品(電子機器)の出荷を行う以前に一度だけ行われるものであって、試験後は、このスイッチ素子34をオンにして、製品の出荷時には、保護素子33、33の接続点33aは、接地(いわゆるスイッチ素子34のオン状態)されたものとなっている。
【0009】
図9は、従来の電子機器Cを示す要部断面図で、シャーシ20は、金属材料からなる矩形であって、四方の側壁20aと下部の底壁20bと上部の開放部20cとからなる箱型である。金属材料からなる円柱状の複数個の保持部材21は、中央部に孔21aが設けられており、前記底壁20bに取り付けられている。
【0010】
また、樹脂材料や成形材料などから成る印刷配線基板22は、例えば四隅など所定の複数箇所には、円形の孔22eが設けられており、その上面に銅箔などからなるアースパターン22dを含む所望の回路パターン22aが形成され、該回路パターン22aの所定の箇所には、電源ブロック30を構成する電源トランス22cや図示していない電解コンデンサやダイオードなどの電気部品が配置・接続され、更に、サージ電圧を保護するためのアレスタなどの保護素子22bが配置・接続されている。
【0011】
なお、前記保護素子22bの一方の端子22fは、前記アースパターン22dと接続されている。
即ち、前記印刷配線基板22上には、図7で示すような前記電源回路を構成する前記保護素子22bや電源トランス22cやその他それぞれの電気部品などが配置・接続された構成となっている。
【0012】
ネジ23は、金属材料から成るいわゆる丸小ネジやなべ小ネジなどである。
そして、前記印刷配線基板22は、前記シャーシ20の内部に収納されており、前記保持部材21上に配置された前記印刷配線基板22の孔22eにそれぞれの前記ネジ23をネジ込ませて固着されている。
【0013】
また、前記印刷配線基板22の一端部に配置されたアースパターン22dとシャーシ20の側壁20aとは半田25によって接続されている。この半田25による接続によってアレスタなどの前記保護素子22bの一方の端子22fは、シャーシ20に接地されていることになる。
なお、そして、保護素子22bの一方の端子22fが接続されたアースパターン22dとシャーシ20との間で、図8のスイッチ素子34が構成され、前記半田25による接続と非接続(分離)の状態が、前記高耐電圧試験でのスイッチ素子34のオン・オフの状態と同等の形態を示す。
【0014】
また、上カバー24は、金属板からなり、矩形状の上壁24aと、該上壁24aの四辺の端部から折り曲げられて下方に延びるバネ性のある複数個の取付部24bとを備えている。
【0015】
そして、この上カバー24は、前記シャーシ20の上部の開放部20cを上壁24aで覆い、前記取付部24bをシャーシ20の側壁20aに狭持させて取り付けられた状態になっている。
【0016】
上述の如き構成の電子機器Cの高耐電圧試験について、次に説明する。
まず、シャーシ20内に印刷配線基板22をネジ込んで取り付ける。このときは、前記印刷配線基板22のアースパターン22dとシャーシ20の側壁20aとを接続するための半田25の半田付けは、行なわれず、前記保護素子22bの一方の端子22fは、シャーシ20に接地しない状態、即ちスイッチ素子34をオフにしておく。
次に、上カバー24は、シャーシ20に被せて、完成品と同様の形態とする。
【0017】
この形態で、電子機器Cを構成する図8に示す電源回路の入力端子31に高電圧発生装置35から高電圧を印可して、電源ブロック30の高耐電圧試験を行う。このことは、電源ブロック30は、保護素子22bによるサージ電圧からの保護は受けられない状態での高電圧の印可である。
【0018】
次に、前述の高耐電圧試験の工程を終了した電子機器Cの上カバー24を外して、印刷配線基板22のアースパターン22dとシャーシ20の側壁20aとを半田25によって半田付けし、即ちスイッチ素子34をオンにする。この半田付けによって保護素子22bの一方の端子22fは、前記シャーシ20と電気的に接続されることになり、保護素子22bが、電源ブロック30を保護する機能をもつことになる。
【0019】
これによって、電源ブロック30は、保護素子22bによるサージ電圧からの保護は受けられる状態となる。
次に、上カバー24をシャーシ20に被せて高耐電圧試験を経た電子機器Cが、完成される。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来から電子機器は、製品の組立工程中の高耐電圧試験は、上述の如く、アレスタなどの保護素子の接地側の端子をシャーシに半田付け(接地)しない状態で、上カバーを被せて、電子機器に高電圧を印可して高耐電圧試験を行う。そして、この高耐電圧試験を行った電子機器の上カバーを外して、保護素子の接地側の端子が接続されたアースパターンをシャーシに半田付け(接地)する。
【0021】
このように、従来の電子機器では、上カバーを被せた状態で、高耐電圧試験を行った後に、上カバーを外して保護素子を接地させるために半田付け作業を行い、半田付け作業の後に、シャーシに再度、上カバーを被せるという煩雑でめんどうな工程を取る必要があり、作業性を悪くしていた。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子機器は、シャーシと、該シャーシに取り付けられ、回路パターン上にサージ電圧を保護するための保護素子が接続されている電源回路が設けられている印刷配線基板と、該印刷配線基板を前記シャーシに接地するためのネジとを備え、前記シャーシには、解放部が形成されており、該解放部を覆う上カバーの前記ネジと対向する位置に孔が形成され、前記孔に筒状のスリーブが前記ネジを囲むように配置されて、前記ネジを介して前記回路パターンが前記シャーシに接地されていることである。
【0023】
本発明の電子機器は、ースパターンを含む前記回路パターン上に前記保護素子が接続されている電源回路が設けられ、前記印刷配線基板を前記シャーシに保持するための保持部材を有し、前記ネジを前記保持部材又は前記シャーシにネジ込んで前記アースパターンが前記シャーシに接地されていることである。
【0024】
本発明の電子機器は、前記スリーブが、前記上カバーの孔にスナップインできるように構成されていることである。
【0025】
本発明の電子機器は、シャーシと、該シャーシに取り付けられ、アースパターンと導出パターンとを含む回路パターン上にサージ電圧を保護するための保護素子が接続されている電源回路が設けられている印刷配線基板と、該印刷配線基板を前記シャーシに取り付けるための取り付け手段と、前記アースパターンと前記導出パターンとを接離するためのネジとを備え、前記シャーシには、解放部が形成されており、該解放部を覆う上カバーの前記ネジと対向する位置に孔が形成され、前記孔に筒状のスリーブが前記ネジを囲むように配置されて、前記取り付け手段と導出パターンとネジとを介して前記アースパターンが前記シャーシに接地されていることである。
【0029】
本発明の電子機器は、上カバーの孔に筒状のスリーブが前記ネジを囲むように配置されていることである。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明の実施の形態の電子機器における図7の電源回路図、図8の高耐電圧試験を行うときの電源回路の説明図は、前述した構成・作用と同様であるので、ここではその説明を省略する。
次に、本発明における電子機器の一実施例を図1〜図3に基づいて説明すると、
電子機器Aのシャーシ1は、金属材料から成り、上面側に設けられた開放部1aと四方の側面側に設けられた側壁1bと下面側に設けられた底壁1cとを備えた箱形からなり、ここでは、シャーシ1が筺体を兼用した構成としている。
【0031】
印刷配線基板2は、樹脂材料などから成り、例えば四隅など所定の複数箇所には、孔2dが設けられており、その上面にアースパターン2eを含む所定の回路パターン2cが形成されている。該回路パターン2cには、電源ブロック30(図7参照)を構成する電源トランス2bや図示しないダイオードや電解コンデンサなどの電気部品が取付られ、更に、サージ電圧によって電源ブロック30が故障してしまうことを保護するためのアレスタなどの保護素子2aが取付られ、該保護素子2aの一方の端子2fは前記アースパターン2eに接続されており、他方の端子2hは所定の回路パターン2cに接続されている。
【0032】
また、複数個の前記孔2dのうちのひとつの孔2dの近傍には、前記保護素子2aの一方の端子2fと接続されているアースパターン2eが配置されている。
そして、このアースパターン2eは、図1、図3に示すように、印刷配線基板2に設けられた孔2dの周囲を囲むように略円環状のランド部2gが形成されている。
【0033】
保持部材3は、金属などの導電材料からなり、円形や矩形であって、その略中央部には、ネジ孔3aが設けられている。
そして、前記保持部材3は、前記シャーシ1の底壁1cの複数の所定の箇所に例えば半田付けや導電性接着剤など通電できる手段によって取り付けられている。
【0034】
ネジ4は、金属材料の、例えば丸小ネジやなべ小ネジなどから成り、該ネジ4は、ボルト頭4aとネジ部4bとから構成されている。
そして、前記印刷配線基板2は、前記シャーシ1の内部において、前記保持部材3のネジ孔3aに、前記印刷配線基板2の孔2dを対向配置させ、該孔2dに、前記ネジ4のネジ部4bを挿通して、そして、ネジ4のネジ部4bを保持部材3のネジ孔3aにネジ込んで、印刷配線基板2を保持部材3に取り付ける。
【0035】
そして、このとき、ひとつのネジ4は、前記円環状のランド部2gに前記ネジ4のボルト頭4aの座面4c(図1参照)が当接されており、これによって前記ランド部2gは、ネジ4と保持部材3とを介してシャーシ1と電気的に導通された状態に保持されており、よって保護素子2aの一方の端子2fは、シャーシ1に接地されていることになる。
【0036】
また、このひとつのネジ4が緩められた状態においては、ネジ4とランド部2gとは、未接触の状態で、保護素子2aの端子2fは、シャーシ1と未接続となる。即ち、アースパターン2eと保持部材3との間で、図8におけるスイッチ素子34が形成され、ネジ4がその可動接点としての役目をなすように成っている。
【0037】
そして、前記上カバー5は、矩形状の上壁5aと、該上壁5aの四辺の端部から折り曲げられて下方に延びるバネ性のある複数個の取付部5bと、前記上壁5aの前記ネジ4が配置される位置と対向する上方位置に円形の孔5cとを備えている。
【0038】
そして、この上カバー5は、前記シャーシ1の開放部1aを上壁5aで覆い、前記取付部5bをシャーシ1の側壁1bに狭持させて取り付けられた状態になっている。
スリーブ6は、絶縁成形材料から成り、上端側の径が下端側の径よりも大きくなるように設けられた円筒状の孔を備えた胴体部6aと上端側に設けられた鍔部6bと該鍔部6bの下方に設けられたスナップ部6cとを備えている。
【0039】
そして、このスリーブ6は、前記上カバー5の孔5cにスナップ部6cが係止されて取り付けられ、このスリーブ6が取り付けられた際は、胴体部6aの孔の下端側がネジ4のボルト頭4aを囲むような状態に配置されている。
【0040】
なお、ランド部2gとネジ4の座面4cとの接離は、図2に示すように、筺体であるシャーシ1の上カバー5の外方からドライバ7をスリーブ6に挿入して、ネジ4をドライバ7にて回動させて、ネジ4を下方に移動させて接離させることができるものである。これは、ネジ4を締め付けると前記保護素子2aの一方の端子2f(アース端子)は、ネジ4を介してシャーシ1に接地され、ネジ4を緩めるとネジ4の座面4cとランド部2gとの接触が離れ、前記接地が解除される。
【0041】
このように、ネジ4の座面4cとアースパターン2eのランド部2gとでスイッチ素子を構成することになる。また、そして、上カバー5の孔5cは、外部からドライバ7を挿入して、このドライバ7にてのネジ4の回動を可能とし、また、スリーブ6は、ドライバ7のガイド及び電子機器内へのほこり等の侵入防止の役目をなしている。従って、前記スイッチ素子のオン・オフ操作を上カバー5をシャーシ1から外すことなく行なえる。
【0042】
なお、更にまた、上カバー5の孔5cは、スリーブ6によって保護されていることから、この孔5cに例えば、ほこりなどが落ちても印刷配線基板2の回路パターン2cが汚れたり、短絡したりする恐れは生じない。
【0043】
次に、上述の如き構成の電子機器Aのサージ電圧の高耐電圧試験の手順について説明する。
まず、シャーシ1の内部に、保護素子2aなどが載置・接続された印刷配線基板2を挿入し、該印刷配線基板2を、ひとつのネジ4を除く他の複数本のネジ4によってシャーシ1に取り付けると共に、ひとつのネジ4は、保持部材3に緩くネジ込んでアースパターン2eと保持部材3との間を未接続の状態にしておく。次に、シャーシ1の開放部1aに上カバー5を組み付け、次いで、該上カバー5の孔5cにスリーブ6のスナップ部6cを係合させて取り付け、ほぼ完成品に近い状態にする。
【0044】
この状態で、電子機器Aの電源回路の図8に示す入力端子31に高電圧(例えば2400Vの交流電圧)を1〜2秒印可して、電子機器Aの高耐電圧試験を行う。
そして、試験工程を経た電子機器Aは、アースパターン2eのランド部2gに接触しない状態で、保持部材3に保持されているひとつのネジ4を、上カバー5の外方からドライバ7をスリーブ6に挿入して、ドライバ7によって締め付けて、ネジ4の座面4cがアースパターン2eのランド部2gに接触するようにし、保護素子2aのアース側の端子2fが、ネジ4と保持部材3とを介してシャーシ1に接地される状態にする。
【0045】
図4は、本発明の第二の実施の形態の電子機器Bを示す。この第二の実施の形態に用いられるネジ7は、金属材料から成り、ボルト頭7aはアースパターン2eに当接されており、ネジ山7bの先端部は、シャーシ1の孔1dに直接ネジ込まれて、印刷配線基板2を保持部材3を介してシャーシ1に取り付けている。
【0046】
これによって、保護素子2aのアース側の端子2fは、アースパターン2eと、ネジ7とを介してシャーシ1に電気的に接続されることになる
その他の構成は、前記実施例と同様な構成を有し、同一部品には、同一部番を付し、ここではその説明を省略する。
【0047】
図5、図6は、本発明の第三の実施の形態の電子機器Dを示す。
この電子機器Dの印刷配線基板2は、例えば四隅など所定の複数箇所には、孔2dが設けられており、該孔2dのうちのひとつの孔2dの近傍にネジ孔2iが設けられており、前記印刷配線基板2の上面にアースパターン2eと導出パターン2jとを含む所定の回路パターン2cが形成されている。
【0048】
また、前記アースパターン2eの一端部と導出パターン2jの一端部とは、前記ネジ孔2iをそれぞれ半円状に囲むように、互いに隙間を持って対向して設けられている。前記導出パターン2jの他端部は、前記ひとつの孔2dを囲むように略円環状のランド部2gが形成されている。
【0049】
また、第一のネジであるネジ8は、金属材料から成り、ボルト頭8aは前記印刷配線基板2の回路パターン2cの一部である導出パターン2jのランド部2gにネジ込まれて常時当接されて、このネジ8によって、前記印刷配線基板2は保持部材3に保持されてシャーシ1に取付けられ、且つ、該ネジ8によって、導出パターン2jは、シャーシ1に常時電気的に接続されている。
【0050】
また、第二のネジであるネジ9は、金属材料から成り、ボルト頭9aとネジ部9bとから構成されている。そして、該ネジ9のネジ部9bは、前記印刷配線基板2のネジ孔2iにネジ込まれており、前記ボルト頭9aは、近接配置されたアースパターン2eと導出パターン2jとを跨ぐように当接されており、且つ、ボルト頭9aは、スリーブ6によって囲まれている。このボルト頭9aのアースパターン2eと導出パターン2jとへの当接によって導出パターン2jは、アースパターン2eと接続される。
【0051】
また、ネジ9が緩められた状態においては、ネジ9とアースパターン2eと導出パターン2jとは、未接触の状態で、前記保護素子2aの端子2fは、シャーシ1と未接続となる。即ち、アースパターン2eと導出パターン2jとの間で、図8におけるスイッチ素子34が形成され、ネジ9がその可動接点としての役目をなすように成っている。
【0052】
なお、この電子機器Dのその他の構成は、前記電子機器Aの各構成とほぼ同様であって、同一部品には、同一部番を付し、ここではその詳細な説明は省略する。
なお、前記ネジ8による印刷配線基板2のシャーシ1への取付けは、このネジ8に限定されることなく、カシメ付けや半田付けなど電気的な導通が計れる適宜手段により取り付けられることは勿論である。
【0053】
なお、前記の各実施の形態において、スリーブ6は、無くても良いことは勿論である。
更に、実施例においては、シャーシ1が筺体を兼用するもので説明したが、シャーシ1と別体の部材で筺体を構成し、この筺体内にシャーシ1を収納するようにしても良い。
【0054】
【発明の効果】
上述の如く本発明の電子機器は、サージ電圧による高耐電圧試験を行う際に、サージ電圧から電子機器を保護するためのアレスタなどの保護素子の接地、非接地(接地のオン・オフ)を印刷配線基板の回路基板をシャーシに接地するためのネジを利用した締め付け、或いは緩めによって行うことから、ドライバにて簡単にネジを緩める、又は締め付けることが出来ることから高耐電圧試験を行った後に保護素子の接地を極めて容易に出来るという効果を奏する。
【0055】
また、上カバーのネジとの対向部に孔が形成されている構成であることから、この孔の外方からドライバを挿通させてネジを締め付けることが出来ることから、ネジの締め付け作業を行う際に上カバーを外す必要はなく、締め付けを行うことが容易に出来るという効果を奏する。
【0056】
また、上カバーの孔に筒状のスリーブが配置されて、孔をガイド・保護していることから、前記孔からほこりなどが落ち込んで回路パターンが汚れたり、短絡する恐れや、人が誤って孔から指などを差し入れてシャーシ内の活電部に触れて感電する恐れなどを生じることが無いという効果を奏する。
また、前記孔の外方からドライバを挿通させてネジを締め付けるとき、スリーブがドライバのガイドの役目を有することから、ネジ締めの作業性が向上出来るという効果をも奏する。
【0057】
また、スリーブが、上カバーの孔にスナップインできるように構成されていることから孔へのスリーブの取付が極めて容易にできるという効果を奏する。
【0058】
また、ネジがシャーシに直接ネジ込まれていることから、ネジとシャーシとの導通が容易になされ、印刷配線基板を保持するための保持部材を導電性を有する材料によって構成する必要がなくなることから設計の自由度が増加するという効果を奏する。
【0059】
また、印刷配線基板をシャーシに取り付けるための取り付け手段と、アースパターンと導出パターンとを接離するためのネジとを備え、取り付け手段と導出パターンとネジとを介してアースパターンがシャーシに接地されていることから、前記取り付け手段とは別に、前記アースパターンと導出パターンとを接離するためのネジを設けることができるために、ネジの取付位置の配置の自由度が増加し、設計がし易くなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の電子機器を示す要部断面図である。
【図2】本発明の実施の形態の電子機器の高耐電圧試験を説明するための要部断面図である。
【図3】本発明の実施の形態の電子機器の印刷配線基板を示す部分平面図である。
【図4】本発明の第二の実施の形態の電子機器を示す要部断面図である。
【図5】本発明の第三の実施の形態の電子機器を示す要部断面図である。
【図6】本発明の第三の実施の形態の電子機器の印刷配線基板を示す部分平面図である。
【図7】従来と本発明との電子機器を構成する電源回路図である。
【図8】従来と本発明との電子機器を構成する電源回路の高耐電圧試験を説明するための説明図である。
【図9】従来の電子機器を示す要部断面図である。
【符号の説明】
1 シャーシ
1a 開放部
2 印刷配線基板
2a 保護素子(アレスタ)
2c 回路パターン
2e アースパターン
2j 導出パターン
3 保持部材
4 ネジ
5 上カバー
5c 孔
6 スリーブ
6c スナップ部
8 ネジ(取り付け手段)
30 電源ブロック(電源回路)

Claims (4)

  1. シャーシと、該シャーシに取り付けられ、回路パターン上にサージ電圧を保護するための保護素子が接続されている電源回路が設けられている印刷配線基板と、該印刷配線基板を前記シャーシに接地するためのネジとを備え、前記シャーシには、解放部が形成されており、該解放部を覆う上カバーの前記ネジと対向する位置に孔が形成され、前記孔に筒状のスリーブが前記ネジを囲むように配置されて、前記ネジを介して前記回路パターンが前記シャーシに接地されていることを特徴とする電子機器。
  2. ースパターンを含む前記回路パターン上に前記保護素子が接続されている電源回路が設けられ、前記印刷配線基板を前記シャーシに保持するための保持部材を有し、前記ネジを前記保持部材又は前記シャーシにネジ込んで前記アースパターンが前記シャーシに接地されていることを特徴とする請求項1記載の電子機器。
  3. 前記スリーブが、前記上カバーの孔にスナップインできるように構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の電子機器。
  4. シャーシと、該シャーシに取り付けられ、アースパターンと導出パターンとを含む回路パターン上にサージ電圧を保護するための保護素子が接続されている電源回路が設けられている印刷配線基板と、該印刷配線基板を前記シャーシに取り付けるための取り付け手段と、前記アースパターンと前記導出パターンとを接離するためのネジとを備え、前記シャーシには、解放部が形成されており、該解放部を覆う上カバーの前記ネジと対向する位置に孔が形成され、前記孔に筒状のスリーブが前記ネジを囲むように配置されて、前記取り付け手段と導出パターンとネジとを介して前記アースパターンが前記シャーシに接地されていることを特徴とする電子機器。
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