JP6629399B2

JP6629399B2 - 電源装置

Info

Publication number: JP6629399B2
Application number: JP2018159007A
Authority: JP
Inventors: 達規伊藤
Original assignee: Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2018-08-28
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2034-12-16
Also published as: JP2018191514A

Description

本発明は、電源装置に関し、特に、外部へ不要信号が出力されることを防止するフィルタを備えたものに関する。

従来、例えば特許文献１には、商用交流電源を入力側整流平滑部において整流平滑して、その整流平滑出力をインバータにおいて高周波化し、この高周波出力を変圧器において変圧した後に、出力側整流平滑部において整流平滑して、出力するスイッチング電源が示されている。このスイッチング電源では、出力側整流平滑部の出力側と出力端子との間に、インバータで発生したスイッチングノイズや整流ノイズなどの高周波ノイズを抑圧するためのノイズフィルタが設けられている。

特開２０１１−１３９５９９号公報

例えば電気めっき用の電源装置では、その出力直流電流を外部に出力するため、電源装置の筐体に設けた端子台に取り付けた比較的大型の正負２つの端子板を使用することがある。この場合、正負２つの端子板の一端が筐体の外部にそれぞれ突出し、２つの端子板の他端がノイズフィルタ回路を介して出力側整流平滑部に接続される。しかし、この構成では、ノイズフィルタ回路と出力側整流平滑部は、同じプリント基板上に構成され、端子台とプリント基板との間に比較的長い距離が存在することがある。この場合、端子板の他端側にノイズフィルタ回路が接続されているので、折角ノイズフィルタによってノイズを抑圧したのに、比較的長い距離に亘って端子板を介して出力直流電流を伝送することになり、この伝送の間にノイズが端子板上の出力直流電流に重畳される可能性がある。これを防止するため、例えばプリント基板の縁が端子台に近づくようにプリント基板を大型化することも考えられるが、コストの増大を招く。従って、ノイズフィルタは、筐体内において、筐体の外側にある端子板の一端側に近い位置で端子板に接続することが望ましい。

本発明は、筐体の外側に近い位置でノイズ除去フィルタを端子板に接続した電源装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の電源装置は、筐体を有している。この筐体は、その内部に電源回路が筐体の一面から離れて配置されているものである。電源回路は、例えばスイッチング電源、例えばインバータを有するものとすることもでき、直流電流を出力するものとすることもできるし、交流電流を出力するものとすることもできる。前記筐体の前記一面を前記筐体の内外に貫通して複数の端子板が設けられている。端子板の内方端が前記筐体内の前記電源回路の出力側に接続されている。端子板は、出力電流と共に不要信号も前記内方端から出力する。前記筐体内において、前記一面の直近に前記一面と対向して基板が配置されている。前記複数の端子板が前記基板をそれぞれ貫通して、前記端子板の内方端が前記筐体内の前記電源回路の所定箇所に電気接続されている。この基板上に前記不要信号の除去フィルタ手段が構成されている。除去フィルタ手段の構成部品は、前記複数の端子板の内方端よりも前記基板に近い側に位置している。前記複数の端子板にそれぞれ対応した接続具それぞれの一端が前記基板上の前記除去フィルタの所定の接続箇所に電気接続されている。複数の接続具では、前記複数の端子板の対応するものにそれぞれの他端が電気接続され、それら他端の接続は前記複数の端子板における前記前記内方端側で行われている。

このように構成された電源装置では、筐体内において、フィルタ手段が設けられた基板を貫通して端子板が電源回路に接続されているので、基板を筐体の一面に近い位置に配置することができる。従って、電源回路を無理に端子台に接近して設ける必要はない。しかも、筐体の一面に近い位置に配置された基板上のフィルタ手段は、端子台の近傍に設けられて、端子板に接続具を介して接続されているので、ノイズが端子板から放射されることを阻止できる。

前記複数の接続具は、薄板状とすることができる。この場合、前記複数の接続具は、前記複数の端子板のうち対応するものに接近するようにそれぞれの中途が折り曲げられている。薄板状の接続具が途中で折り曲げられているので、配線距離を短くすることができる。

前記複数の端子板は、前記筐体の内面から前記複数の端子板の内方端側に向けて形成された固定部を通過するものとすることができる。この場合、前記基板は、前記固定部に取り付けられている。

前記筐体を導電体製とし、前記電源回路の基準電位部が前記筐体に接続され、前記基板上の基準電位部に一端が接続された別の接続具の他端が、前記筐体に接続されているものとすることもできる。この場合、基板上のフィルタ回路の基準電位を、基板とは離れた位置にある電源回路の基準電位部の電位と同じにすることができる。

さらに、前記別の接続具は薄板状であり、前記別の接続具の一端は、前記基板における前記筐体の前記一面と反対側の面から突出し、中途が前記筐体の前記一面側に折り曲げられて、他端が前記筐体の一面に接続されているものとすることができる。このように構成すると、別の接続具の配線距離を短くすることができる。

さらに、前記複数の接続具の一端も、それぞれ前記基板における前記筐体の前記一面と反対側の面から突出しているものとすることができる。このように構成すると、複数の接続具及び別の接続具の接続作業が容易になる。

以上のように、本発明によれば、基板を筐体の一面に近い位置に配置することができ、電源回路を無理に筐体の一面に接近して設ける必要はなく、しかも、筐体の一面に近い位置に配置された基板上のフィルタ手段は、端子板に接続具を介して接続されているので、ノイズが端子板から放射されることを阻止できる。

本発明の１実施形態の電源装置の端子台付近の平面図及び右側面図である。図１の端子台付近において接続具を端子板に接続する前の右側面図である。図１の電源装置で使用するプリント基板の左側面図、正面図及び底面図である。図１の電源装置の部分省略背面図及び平面図である。図１の電源装置の端子台の正面図、左側面図、平面図及び部分省略背面図である。

本発明の１実施形態の電源装置は、例えばめっき用電源装置で、交流電力を直流電力に変換する入力側整流平滑部と、入力側整流平滑部からの直流電力を高周波電力に変換するスイッチング電源部、例えばインバータと、インバータからの高周波電力を直流電力に変換する出力側整流平滑部とを、有している。このめっき用電源装置は、図４（ａ）に示すように、導電体製、例えば金属製の筐体４の背面６を有し、この背面６に直流電流を出力するための出力端子用の端子台２を有している。端子台２は、図５に示すように、基部８を有している。基部８は、概略矩形、例えば長方形の平板体に絶縁体によって構成され、対向する主表面、例えば表面１０と裏面１２とを有している。この基部８の４隅には、表面１０と裏面１２とを貫通するように、ネジ挿通孔１４が形成され、これを利用して筐体４の背面６に基部が取り付けられている。図４（ｂ）に示すように基部８の裏面１２側に突出させた台部１６が、図４（ｂ）に示すように筐体４の背面６に形成した孔に合致し、台部１６が筐体４の内部に突出し、基部８の表面１０側が筐体４の背面６から外部に突出するように取り付けられている。

基部８の表面１０と裏面１２とを貫通するように、２つの端子孔１８、１８が形成されている。これら端子孔１８、１８は、図４（ａ）に示すように、間隔をあけて基部８の１つの対角線上にほぼ位置するように形成されている。これら端子孔１８、１８は、概略矩形状、例えば長方形状に形成され、その長辺が、基部８の長辺と平行になるように配置されている。

これら端子孔１８、１８には、上述した出力端子となる正の出力端子用及び負の出力端子用の金属製の端子板２０が挿通される。これら正負いずれの出力端子用でも同じ形状の端子板が使用される。

但し、端子板２０は、その電流容量によって、例えば、この実施形態では、厚さ寸法と幅寸法とが異なる４種類のもののうち、めっき用電源装置の出力電源容量に応じたものが使用される。例えば厚さ寸法がｔ１で、幅寸法がＷ１の端子板、厚さ寸法がｔ２（ｔ２＞ｔ１）で幅寸法がＷ１の端子板と、厚さ寸法がｔ３（ｔ３＞ｔ２）で、幅寸法がＷ２（Ｗ２＞Ｗ１）の端子板、厚さ寸法がｔ４（ｔ４＞ｔ３）で、幅寸法がＷ２の端子板が、準備されている。端子板２０の中途には、図示していないが、ナットが嵌入されている。なお、端子板２０の厚さは、いずれの場合でも、端子板２０を手によって折り曲げることが不可能な剛性が得られる厚さである。

これら端子板２０のうち選択されたものが、端子孔１８、１８に挿通される。この挿通は、図４（ｂ）に示すように端子板２０の長さ方向が表面１０と裏面１２とを繋ぐ方向になるように、即ち、端子板２０の先端が筐体４の内部に外部から侵入するように行われている。端子孔１８、１８は、厚さや幅が異なる端子板のいずれもが取り付け可能なものである必要がある。

そこで、端子孔１８は、図５（ａ）に示すように、長辺間の間隔がｔ２で、短辺間の間隔がＷ２である長方形状の主要部２２を有している。この主要部２２の一方の長辺の中央から、その外側に、その長辺から長辺までの距離がｔ１で、短辺間の距離がＷ１である長方形状の拡張部２４が形成されている。即ち、一方の長辺が外方に段状に拡張されている。なお、拡張部２４は、２つの端子孔１８において、互いに反対方向に突出している。従って、厚さと幅とが異なる４種類の端子板のうち選択されたものが、端子孔１８、１８に挿通可能である。

表面１０側において、端子孔１８、１８の周囲には、これらを余裕を持ってそれぞれ包囲するように、外観が概略直方体状の保護筒２６が、表面１０側から図２（ｂ）に示すように端子台２の基部８の表面１０から筐体４の外側に突出している。

端子孔１８、１８に挿通された端子板２０を固定するために、図５（ｂ）、（ｄ）に示すように、裏面１２側において、端子孔１８、１８の周囲には、端子孔１８、１８を包囲するように外観が概略直方体状の固定部２８が裏面１２から筐体４の内部に侵入するように突出している。図５（ｄ）は端子台２を、筐体４の内部から背面方向にみた状態を示している。この固定部２８の拡張部２４の長辺に対応する側壁２８ａは、拡張部２４に対応して図５（ｄ）に示すように拡張部２４の外側に一部が突出し、そこに図５（ｂ）に示すようにネジ挿通孔３０が形成され、これと対向する側壁２８ｂには、端子板２０に設けたナット挿入用の凹所３４が形成されている。端子台２の裏面１２の固定部２８から端子板２０を挿入し、凹所３４に端子板２０のナットを挿入すると、端子板２０の一部は筐体４の外部に引き出され、一部は筐体４内に配置された状態となる。そして、このネジ挿通孔３０に挿通されたネジ（図示せず）が端子板２０の中途に嵌入されたナットに螺合して、端子板２０は固定部２８に固定される。ナットにネジを螺合する際に、ナット（端子板２０）を回転させる力が作用するが、複数種類の端子板のいずれが使用されていても、端子板２０の幅方向の両側にある縁は、端子孔１８の主要部２２または拡張部２４上下の短辺に当接して回り止めされているので、ネジ止めする際に端子板２０が回転することが防止されている。したがって、端子板のナットを工具を用いて押えなくてもナットは回転しないので、一方向からドライバーを挿入してネジを回してネジ止めすることができ、ネジの挿入方向と逆側でナットを押えるためのスペースを不要にでき、組立も容易にできる。

また、保護筒２６内の端子孔１８に近い位置には、端子孔１８の隙間から筐体４内に、塵埃等が侵入することを防止するため、図５（ａ）に示すカバー３６が嵌め込まれている。このカバー３６は、保護筒２６の内周面に対応する形状を有している。また、カバー３６には、端子板の挿通孔３８が形成され、この挿通孔３８に端子板を挿通した状態で、保護等２６内に嵌め込まれる。挿通孔３８の位置と大きさとは、厚さと幅とが異なる複数の端子板２０のうち、選択された端子板２０の厚さと幅とにほぼ一致するように形成される。但し、異なる端子板２０であっても大きさの相違が余り大きく無い場合には、弾性を有するカバーを用いれば、端子板２０の形状に変形して、その大きさの違いを吸収可能であり、カバー３６は、挿通孔３８の位置を固定した１種類のみ準備することも可能である。

端子板２０、２０の先端は、筐体４の内部に挿通された後、図４（ｂ）に示すように筐体４内の基板４０、４２の近傍に到達している。これら端子板２０、２０の先端は、これらにネジ止めされたＬ形の接続具４３、４３を介して一方の端子板２０は基板４０に、他方の端子板は基板４２にそれぞれ接続されている。これら基板４０、４２には、出力側整流平滑部が構成され、それらの基準電位部は、筐体４に接続されている。端子板２０、２０は、固定部２８、２８に取り付けた基板４４を貫通して、基板４０、４２に接続されている。なお、拡張部２４を、主要部２２の一方の長辺の中央に形成しているので、幅寸法が異なる端子板２０のいずれを使用しても、基板４０、４２への端子板の接続位置が変化することはない。

基板４４上には、端子板２０、２０が接続されるフィルタ回路が構成されている。このフィルタ回路は、例えばインバータで発生する高周波のスイッチングノイズを抑圧するためのもので、コンデンサ４５（図４（ｂ）参照）及びインダクタ（図示せず）を用いて、ローパスルフィルタに構成されている。

基板４４は、図３（ａ）に示すようにその平面形状が概略長方形の板状に形成されている。基板４４の一方の長辺の一部が欠除されて、段状に形成されている。この基板４４は、固定部２８、２８に取り付けられて、端子台２に対向した上で、背面６の付近で背面６に最も接近して位置している。この基板４４を固定部２８、２８に取り付けたときに、端子板２０、２０が基板４４を表裏方向に挿通可能な矩形の貫通孔４６、４６が、その長辺を基板４４の長辺に平行にした状態で形成されている。即ち、端子板２０、２０の配置に対応して、間隔をあけて基板４４の１つの対角線上にほぼ位置するように形成されている。なお、図４（ｂ）に示すように、端子板２０、２０の間に、ローパスフィルタのコンデンサ４５が配置されている。

貫通孔４６、４６を通った端子板２０、２０にローパスフィルタを接続するための接続具、例えば薄板の導電性の片状体４８、４８が、図１（ａ）に示すように基板４４の貫通孔４６、４６の内側に位置する長辺の近傍に、長辺に沿って設けられている。これら片状体４８、４８の一方の端は、基板４４のローパスフィルタの所定の接続箇所にはんだ付けされている。片状体４８、４８は、薄板であるので、作業員の手によって撓ませることが容易な剛性の小さいものである。即ち、片状体４８、４８は弾性を有している。

また、基板４４の段状に形成された長辺の近傍には、基準電位接続用の接続具、例えば薄板の導電性の片状体５０が配置されている。この片状体５０の一端は、基板４４の基準電位部にはんだ付けされている。片状体５０も、薄板であるので、作業員の手によって曲げることが容易な剛性の小さいもので、弾性を有している。

図２に示すように、端子台２が背面６に取り付けられた状態で、端子台２の固定部２８、２８に基板４４の貫通孔４６、４６と端子台２の端子孔１８、１８とが一致するように取り付けられる。端子板２０、２０が端子台２の端子孔１８、１８及び基板４４の貫通孔４４、４４に挿通され、端子板２０、２０の先端が基板４０、４２の所定箇所の近傍に到達させられる。その後、Ｌ形接続具４３、４３を介して端子板２０、２０の先端が基板４０、４２の所定箇所に接続される。この接続状態において、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、片状体４８、４８を中途から撓ませ、それらの先端を端子板２０、２０の中途に接触させ、図示していないネジや半田によって片状体４８、４８が端子板２０、２０に固定される。また、片状体５０は、中途で折り返され、基板４４の段部を通って背面６側に先端を位置させ、背面６に一体に形成されて直結している金属製の接続部５２にネジや半田によって固定される。

この電源装置では、ローパスフィルタが構成されている基板４４は、筐体４の外部に最も近い端子台２の固定部２８、２８に取り付けられており、しかも端子板２０、２０の先端を、背面６から幾分離れた位置にある基板４０、４２に接続するために、基板４４に貫通孔４６、４６を形成して、それらの中に端子板２０、２０を通過させている。その上、筐体４の背面６に近い位置に取り付けた基板４４上のローパスフィルタを端子板２０、２０に接続するために、薄板状の片状体４８、４８の一端を基板４４の所定箇所にはんだ付けしておき、片状体４８、４８を弾性変形させることによってその他端を端子板２０、２０に固定している。よって、配線距離を短くすることができ、インバータから発生し、端子板２０、２０上を流れるスイッチングノイズを、確実に抑圧することができ、筐体４の外部に放射されるスイッチングノイズを確実に低減することができる。また、基板４４の基準電位部は、筐体４に直結した取付部５２に片状体５０によって最短距離で接続されているので、ノイズを低減することができ、基板４４の基準電位部を、これと離れた位置にある他の基板４０、４２と同一とすることができる。また端子板２０、２０の間に、ローパスフィルタの構成部品であるコンデンサ４５を配置しているので、コンデンサ４５からの不要放射は、端子板２０、２０を反対側に流れるので、抑圧することができる。基板４４の一方の長辺側に段部を設け、この段部の近傍に片状体５０を設けているので、背面６の接続部５２への接続が最短距離で容易に行える。

上記の実施形態では、正負の出力端子にローパスフィルタを接続したので、端子台２の基部８に形成した挿通孔１８は２つであるが、例えば三相交流を出力するような電気機器の場合、端子孔１８は３つ形成され、３つの端子板２０が使用される。その場合、基板４４にも３つの貫通孔４６が形成され、３つの片状体４８が各板状体の近傍に設けられ、ローパスフィルタの構成も３相交流用に構成が変更される。また、上記の実施形態では、端子孔１８の拡張部２４は１つだけ設けたが、複数の拡張部を形成することによって４種類よりも多い端子板の中から選択した端子板を使用することができる。また、１種類の端子板２０専用に端子台２を構成し、例えば拡張部２４を除去することもできる。上記の実施形態では、固定部２８に基板４４を固定したが、これに限ったものではなく、例えば背面６に複数のボスを設け、これらボスに基板４４を取り付けることもできる。また、片状体４８、４８を端子板２０、２０にネジ止めしたが、溶接によって接続することもできるし、片状体４８、４８、４０の先端に端子板２０、２０の幅方向よりも大きい矩形の拡大部を設け、これらを端子板２０の中途に接触させ、端子板の幅方向の両縁からはみ出している部分を折り曲げて、端子板２０、２０に接触させることもできる。上記の実施形態では、端子板を背面６に設けたが、側面または正面に設けることもできる。この場合、基板４４も側面または正面に近い位置に設けられる。

上記の実施形態では、端子台２をめっき用電源装置の電源出力端子用に使用したが、これに限ったものではなく、他の電気機器、例えば溶接機用の電源に使用することもできる。

４筐体
２０端子板
４４基板
４８片状体（接続具）

Claims

筐体と、
前記筐体の内部における前記筐体の一面から離れた位置に配置されている電源回路と、
前記筐体の一面を内外に貫通し、外方端が前記筐体の外部に位置し、内方端が前記筐体内にあって、かつ前記内方端が前記電源回路の出力側に接続され、前記電源回路から出力電流と共に不要信号も前記内方端から出力される複数の端子板と、
前記筐体内において前記一面の直近にこれと対向して配置され、前記複数の端子板それぞれの中途が貫通した基板と、
前記基板に構成され、構成部品が前記複数の端子板それぞれの前記内方端よりも前記基板側に位置している前記不要信号の除去フィルタ手段と、
前記複数の端子板にそれぞれ対応しており、それぞれの一端が前記基板上の前記除去フィルタ手段の所定の接続箇所に電気接続され、前記複数の端子板の対応するものにそれぞれの他端が電気接続され、それら他端の接続は前記複数の端子板における前記内方端側で行われている複数の接続具とを、
有する電源装置。
請求項１記載の電源装置において、前記複数の接続具は、薄板状であり、前記複数の接続具は、前記複数の端子板のうち対応するものに接近するようにそれぞれの中途が折り曲げられている電源装置。
請求項１記載の電源装置において、前記複数の端子板は、前記筐体の内面から前記複数の端子板の内方端側に向けて形成された固定部を通過し、前記基板は、前記固定部に取り付けられている電源装置。
筐体と、
前記筐体の内部における前記筐体の一面から離れた位置に配置されている電源回路と、
前記筐体の一面を内外に貫通し、外方端が前記筐体の外部に位置し、内方端が前記筐体内にあって、かつ前記内方端が前記電源回路の出力側に接続され、前記電源回路から出力電流と共に不要信号も前記内方端から出力される複数の端子板と、
前記筐体内において前記一面の直近にこれと対向して配置され、前記複数の端子板それぞれの中途が貫通した基板と、
前記基板に構成され、構成部品が前記複数の端子板それぞれの前記内方端よりも前記基板側に位置している前記不要信号の除去フィルタ手段と、
前記複数の端子板にそれぞれ対応しており、それぞれの一端が前記基板上の前記除去フィルタ手段の所定の接続箇所に接続され、前記複数の端子板の対応するものにそれぞれの他端が接続され、それら他端の接続は前記複数の端子板における前記内方端側で行われている複数の接続具とを、
有し、
前記筐体が導電体製であり、前記電源回路の基準電位部が前記筐体に接続され、前記基板上の基準電位部に一端が接続された別の接続具の他端が、前記筐体に接続され、
前記別の接続具は薄板状であり、前記別の接続具の一端は、前記基板における前記筐体の前記一面と反対側の面から突出し、中途が前記筐体の前記一面側に折り曲げられて、他端が前記筐体の一面に接続されている電源装置。
請求項４記載の電源装置において、前記複数の接続具の一端も、それぞれ前記基板における前記筐体の前記一面と反対側の面から突出している電源装置。