特許 6127287 回路ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6127287

(24)【登録日】2017年4月21日

(45)【発行日】2017年5月17日

(54)【発明の名称】回路ユニット

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/10 20060101AFI20170508BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/10 B

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-127535(P2013-127535)

(22)【出願日】2013年6月18日

(65)【公開番号】特開2015-2654(P2015-2654A)

(43)【公開日】2015年1月5日

【審査請求日】2016年2月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】392026888

【氏名又は名称】京都電機器株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001069

【氏名又は名称】特許業務法人京都国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】辻本 正志

(72)【発明者】

【氏名】田中 宏継

【審査官】 北嶋 賢二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２８４０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１０７５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１０８２２１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／１０

Ｈ０２Ｍ ３／２８

Ｈ０５Ｋ １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

同一の単位回路を複数段直列に接続して目的とする回路を構成するものであって、プリント基板上に複数の電子部品が実装されてなる回路基板を所定間隔を保って複数段積み重ねるとともに該回路基板を電気的に複数段直列に接続して目的とする回路を構成するための回路ユニットにおいて、
１又は複数の単位回路が搭載される前記プリント基板は矩形状であり、信号入力端用のランド、信号出力端用のランド、及び、複数の電子部品をそれぞれ取り付けるためのランドを有し、前記プリント基板を半分に区画する中央線を中心として、該プリント基板の外形形状及び前記各ランドの配置が線対称であり、また複数の電子部品が前記中央線を中心として線対称に該プリント基板上に実装され、且つ、該プリント基板の一辺に沿って前記信号入力端用ランドが複数配置され、それに対向する辺に沿って前記信号出力端用ランドが複数配置されてなり、
或る一つの回路基板の複数の信号出力端用ランドの直上に１つ上の段の回路基板の複数の信号入力端用ランドが位置するように、段毎に交互に回路基板の向きを入れ替えて積み重ね、その或る一つの回路基板の複数の信号出力用ランドとその一つ上の段の回路基板の複数の信号入力端用ランドとの間にそれぞれ導電性支柱部材を介設して該両ランドを電気的に接続する一方、該一つの回路基板の複数の信号入力端用ランドとその一つ上の段の回路基板の複数の信号出力端用ランドとの間に前記導電性支柱部材と同じ長さである絶縁性支柱部材をそれぞれ介設し、該複数の導電性支柱部材と該複数の絶縁性支柱部材とにより上下に隣接する回路基板同士を所定間隔保って保持せしめるようにしたことを特徴とする回路ユニット。

【請求項2】

請求項１に記載の回路ユニットであって、
複数段積み重ねられた前記回路基板はその全体が樹脂材によりモールドされてなることを特徴とする回路ユニット。

【請求項3】

請求項１に記載の回路ユニットであって、
前記信号入力端用ランド及び前記信号出力端用ランドは貫通孔を有し、前記導電性支柱部材と前記絶縁性支柱部材の一方は前記貫通孔に挿通可能な雄ねじを備える一方、その他方は該雄ねじに螺合する雌ねじを備え、前記導電性支柱部材と前記絶縁性支柱部材の一方の雄ねじが前記貫通孔に挿通されてその他方の雌ねじに螺入されることで、一つの回路基板を間に挟んで前記導電性支柱部材と前記絶縁性支柱部材とが固定されるようにしたことを特徴とする回路ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プリント基板上に複数の電子部品を実装した回路基板を用いた回路ユニットに関し、さらに詳しくは、同一の電子回路を複数段直列に接続して目的とする回路を構成するための回路ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、倍電圧整流回路を多段接続して構成した昇圧回路を用いた高電圧電源装置が知られている。昇圧回路として最も代表的で頻用されているのは、コッククロフト・ウォルトン回路（Cockcroft-Walton circuit）である。コッククロフト・ウォルトン回路にはいくつかの構成のバリエーションがあるが、その基本は、コンデンサとダイオードとを組み合わせた倍電圧整流回路であり、これを任意の段数だけ直列に接続することによって、所望の高電圧を出力することが可能である（特許文献１など参照）。

【0003】

コッククロフト・ウォルトン回路を用いた高電圧電源装置において倍電圧整流回路の段数を増やして高い電圧を得ようとすると、大きな回路基板が必要となり、装置が大形になる。そこで、装置を小型化するために、特許文献２、３に記載の高電圧電源装置では、コンデンサとダイオードを含む倍電圧整流回路を１枚の回路基板（いわゆるプリント基板）上に実装し、それを基板の拡がり方向と直交する方向に複数枚積み重ねた構成の昇圧回路が用いられている。このような構成により装置の小型化を図ることができるものの、次のような問題がある。

【0004】

即ち、多段の倍電圧整流回路を１枚の大きなプリント基板に実装する場合、そのためのプリント基板は１枚で済むのに対し、上述したような積層構造を採る場合には、多数枚のプリント基板が必要である。こうした小さなプリント基板を製作する場合、通常、大きな基板に多数の小さな基板を形成し、それを１枚ずつ切り離すことで小さな基板を得るようにしている。そのため、大きな１枚のプリント基板を作製する場合に比べて加工工程が多くなり、そのために同じ昇圧回路を構成するのに必要なプリント基板のコストが高くなる。また、複数の回路基板を積層させるために、組立のコストも余計に掛かることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−３０４５０６号公報

【特許文献2】特開平７−３１２３００号公報

【特許文献3】特開２００８−４１３１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記理由のため、積層構造の昇圧回路は平面的な構造の昇圧回路に比べると製造コストが高くなる傾向にある。本発明はこうした課題に鑑みて成されたものであり、その主な目的は、同一の電子回路を複数段直列に接続して目的とする回路を得る際に、その組立性を改善することで製造コストを引き下げることができる回路ユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために成された本発明は、同一の単位回路を複数段直列に接続して目的とする回路を構成するものであって、プリント基板上に複数の電子部品が実装されてなる回路基板を所定間隔を保って複数段積み重ねるとともに該回路基板を電気的に複数段直列に接続して目的とする回路を構成するための回路ユニットにおいて、
１又は複数の単位回路が搭載される前記プリント基板は矩形状であり、信号入力端用のランド、信号出力端用のランド、及び、複数の電子部品をそれぞれ取り付けるためのランドを有し、前記プリント基板を半分に区画する中央線を中心として、該プリント基板の外形形状及び前記各ランドの配置が線対称であり、また複数の電子部品が前記中央線を中心として線対称に該プリント基板上に実装され、且つ、該プリント基板の一辺に沿って前記信号入力端用ランドが複数配置され、それに対向する辺に沿って前記信号出力端用ランドが複数配置されてなり、
或る一つの回路基板の複数の信号出力端用ランドの直上に１つ上の段の回路基板の複数の信号入力端用ランドが位置するように、段毎に交互に回路基板の向きを入れ替えて積み重ね、その或る一つの回路基板の複数の信号出力用ランドとその一つ上の段の回路基板の複数の信号入力端用ランドとの間にそれぞれ導電性支柱部材を介設して該両ランドを電気的に接続する一方、該一つの回路基板の複数の信号入力端用ランドとその一つ上の段の回路基板の複数の信号出力端用ランドとの間に前記導電性支柱部材と同じ長さである絶縁性支柱部材をそれぞれ介設し、該複数の導電性支柱部材と該複数の絶縁性支柱部材とにより上下に隣接する回路基板同士を所定間隔保って保持せしめるようにしたことを特徴としている。

【0008】

なお、ここでいう「ランド」は、電子部品のリード等を挿通するスルーホールを有するものと有さないものの両方を含む。

【0009】

上述したコッククロフト・ウォルトン回路による昇圧回路の場合、ダイオード、コンデンサなどの電子部品を用いた倍電圧整流回路が上記単位回路に相当する。

【0010】

本発明に係る回路ユニットに用いられる回路基板では、プリント基板において中央線を中心として各ランドが線対称に配置されているため、例えば作業者が手作業で電子部品をプリント基板に装着したり（具体的には電子部品のリードをプリント基板上のスルーホールに挿入したり）ハンダ付けを行ったりする際に、作業が簡単であるともに、部品の挿し間違いなどのミスにも気付き易い。また、手作業でなく自動挿入機やロボットなどにより作業を自動化する際にも、プログラムが簡単で済む。これにより、プリント基板への部品実装の際のコストを抑えることができ、製造コスト低減を図ることができる。

【0011】

また、目的の回路を得るために複数の回路基板を上下方向に積み重ねて接続する場合に、全ての回路基板が共通であるので、回路基板を取り違えるようなミスの発生を防止することができ、組立性も良好である。

【0012】

また本発明に係る回路ユニットでは、回路基板上で信号出力端と信号入力端とが離れた位置にあるので、例えば上記昇圧回路のように高電圧を扱う場合であっても、入出力間の絶縁距離の確保が容易である。

【0014】

本発明に係る回路ユニットでは、単位回路が実装された回路基板が複数枚積み重ねられるが、その積層構造を維持するための支柱部材を利用して上下の回路基板の間の信号（各基板の電圧出力）の伝達を行う。そのため、上下の回路基板間を接続するケーブル線が不要になり、導電性支柱部材を回路基板に固定するための例えば螺入などによる取付作業を行うだけで、上下の回路基板の電気的接続が行える。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る回路ユニットによれば、プリント基板への部品実装作業におけるコストを抑制することができ、安価なコストの回路基板を得ることができる。また、本発明に係る回路ユニットによれば、回路基板を積み重ねる組立の作業が容易になり、安価なコストの回路ユニットを得ることができる。また、本発明に係る回路ユニットによれば、回路基板を積み重ねて組み立てる作業の際に回路基板の取り付けミス等が起こりにくいので、設計通りの動作を行う正常な回路装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る回路ユニットを使用した装置の一実施例である直流高電圧電源装置のブロック構成図。

【図2】本実施例の直流高電圧電源装置における１段の倍電圧整流回路の回路図。

【図3】本実施例の直流高電圧電源装置における１段の倍電圧整流回路を実装した回路基板の外観上面図。

【図4】本実施例の直流高電圧電源装置における昇圧回路ユニットに用いられる支柱部材の取付構造を示す概略一部断面図。

【図5】本実施例の直流高電圧電源装置における昇圧回路ユニットの外観斜視図。

【図6】図５に示した昇圧回路ユニットの正面図（ａ）及び右側面図（ｂ）。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る回路ユニットを使用した装置の一実施例として、直流高電圧電源装置を挙げて添付図面を参照して説明する。図１は本実施例の直流高電圧電源装置のブロック構成図である。

【0018】

本実施例の直流高電圧電源装置は、外部の商用交流電源（例えばＡＣ２００Ｖ／２２０Ｖ単相）１に接続された商用交流整流回路２と、高周波インバータ回路３と、高周波昇圧トランス４と、Ｎ段（Ｎ個）の倍電圧整流回路５１〜５Ｎからなる昇圧回路ユニット５と、を備え、昇圧回路ユニット５における最終段の倍電圧整流回路５Ｎの出力電圧が、外部の負荷６に印加される。

【0019】

各部の動作を概略的に説明する。商用交流電源１から供給された交流電力は商用交流整流回路２において交流-直流変換され、この変換によって得られた直流電力が高周波インバータ回路３によって、上記商用交流電力よりも周波数の高い交流電圧（高周波電圧）に変換される。この高周波電圧が高周波昇圧トランス４によって所定振幅値の高周波電圧に昇圧される。高周波昇圧トランス４では、例えば１１０rms程度の振幅値を数kVrms程度まで昇圧することができる。こうして昇圧された高周波電圧を、昇圧回路ユニット５に含まれる倍電圧整流回路５１〜５Ｎの各段でそれぞれ２倍に昇圧しつつ整流し、最終的には例えば数十kV〜百数十kV程度の直流電圧を生成して昇圧回路ユニット５から出力する。

【0020】

昇圧回路ユニット５を構成するＮ段の倍電圧整流回路５１〜５Ｎの回路構成は同一である。そこで、Ｎ段の倍電圧整流回路５１〜５Ｎに共通の倍電圧整流回路について説明する際には、いずれの段にも共通であることを明確に示すために倍電圧整流回路５０と記載し、特定の段の倍電圧整流回路について説明する際には、例えば初段であれば倍電圧整流回路５１と、符号５１、５２、…、５Ｎを用いて記載することとする。

【0021】

図２は１段分の倍電圧整流回路５０の回路図である。図２に示すように、本実施例の直流高電圧電源装置で用いられている昇圧回路ユニット５はいわゆる対称型コッククロフト・ウォルトン回路であり、１段分の倍電圧整流回路５０は、第２入力端５０２と第２出力端５０５との間に接続された直流コラムコンデンサ５１０と、第１入力端５０１と第１出力端５０４との間に接続された第１交流コラムコンデンサ５０８と、第３入力端５０３と第３出力端５０６との間に接続された第２交流コラムコンデンサ５０９と、全波整流回路を構成するようにブリッジ状に接続された４個のダイオード５１１〜５１４と、を含む。ここでは、３個のコンデンサ５０８、５０９、５１０はいずれもフィルムコンデンサであるが、これに限るものではない。

【0022】

高周波昇圧トランス４の出力に接続される初段の倍電圧整流回路５１においては、図２中に点線で示す枠内に記載したように、トランス４の２次巻線４ｂの一方の端子が第１入力端５０１に接続され、他方の端子が第３入力端５０３に接続され、センター端子が第２入力端５０２に接続されている。

【0023】

倍電圧整流回路５０の電圧増倍動作はよく知られているの（例えば特許文献１参照）で詳しく説明しないが、ダイオード５１１〜５１４を通した各コンデンサ５０８〜５０９の電荷蓄積を入力電圧の１周期毎に繰り返すことで、入力端５０１〜５０３に印加された入力電圧を２倍に昇圧して出力する。したがって、Ｎ個の倍電圧整流回路５０（つまりは倍電圧整流回路５１〜５Ｎ）を直列に接続した昇圧回路ユニット５は、該昇圧回路ユニット５への入力電圧を２×Ｎ倍に昇圧して出力することになる。出力の直流高電圧は最終段の倍電圧整流回路５Ｎの第２出力端５０５から取り出される。なお、本実施例の直流高電圧電源装置は負極性の高電圧を出力するものであるが、正極性の高電圧を出力するように容易に変更可能である。

【0024】

図２に示した１段分の倍電圧整流回路５０が本発明における単位回路に相当する。図３はこの倍電圧整流回路５０が搭載された回路基板５００の外観上面図である。図３中の符号は、図２に示した回路図中の各電子部品の符号と同一である。

【0025】

回路基板５００はプリント基板５００Ｐ上に複数の電子部品を実装したものであり、プリント基板５００Ｐの裏面に銅などの金属箔によるパターン配線（図４中の符号５２３）が形成されている。図３中には、こうしたプリント基板５００Ｐの裏面に設けられたパターン配線によって実現される各部品間の電気的な接続を、太点線で示している。また、パターン配線に連続的に形成される、プリント基板５００Ｐの裏面に設けられたランドも点線で示している。周知のように、ランドは、電子部品のリードなどがハンダ付けされる金属箔部である。

【0026】

図３に示すように、プリント基板５００Ｐは上面視矩形状であり、対向する一方の辺（図３では左方の辺）に沿って略一直線上に、第１入力端５０１、第２入力端５０２、及び第３入力端５０３に対応するランド５０１Ｌ、５０２Ｌ、５０３Ｌが形成されている。また、対向する他方の辺（図３では右方の辺）に沿って略一直線上に、第１出力端５０４、第２出力端５０５、及び第３出力端５０６に対応するランド５０４Ｌ、５０５Ｌ、５０６Ｌが形成されている。図３中に示すように、第２入力端用ランド５０２Ｌ及び第２出力端用ランド５０５Ｌはプリント基板５００Ｐの上下方向の略中央の中央線Ｃ上に位置しており、第２入力端用ランド５０２Ｌと第１入力端用ランド５０１Ｌとの距離、 第２入力端用ランド５０２Ｌと第３入力端用ランド５０３Ｌとの距離、第２出力端用ランド５０５Ｌと第１出力端用ランド５０４Ｌとの距離、及び、第２出力端用ランド５０５Ｌと第３出力端用ランド５０６Ｌとの距離は、同一（距離ｄ）となっている。つまり、これらランド５０１Ｌ〜５０６Ｌは中央線Ｃに対し線対称で配置されている。

【0027】

また、ダイオード５１１の一対のリードをそれぞれ挿入するためのランド５１１Ｌ１、５１１Ｌ２、ダイオード５１３の一対のリードをそれぞれ挿入するためのランド５１３Ｌ１、５１３Ｌ２、及び、コンデンサ５０８の一対のリードをそれぞれ挿入するためのランド５０８Ｌ１、５０８Ｌ２と、ダイオード５１２の一対のリードをそれぞれ挿入するためのランド５１２Ｌ１、５１２Ｌ２、ダイオード５１４の一対のリードをそれぞれ挿入するためのランド５１４Ｌ１、５１４Ｌ２、及び、コンデンサ５０９の一対のリードをそれぞれ挿入するためのランド５０９Ｌ１、５０９Ｌ２とは、中央線Ｃを挟んで線対称に配置されている。さらに、コンデンサ５１０の一対のリードをそれぞれ挿入するためのランド５１０Ｌ１、５１０Ｌ２は中央線Ｃの上に配置されているから、これらも中央線Ｃを挟んで線対称に配置されている。したがって、ダイオード５１１〜５１４及びコンデンサ５０８〜５１０の配置自体が中央線Ｃに対し線対称である。なお、Ｎ段（Ｎ個）の倍電圧整流回路５１〜５Ｎに対応する回路基板５００の形状や部品配置は全く同一（つまり共通）である。

【0028】

このように電子部品を取り付けるためのランドが完全に線対称に配置されているため、これら部品を手作業でプリント基板５００Ｐに実装する際に間違いが起こりにくく、また作業も効率よく進めることができる。また、部品実装を自動挿入機などにより自動的に行う場合でも、そうした作業のためのプログラムが簡単で済む。

【0029】

図４に示すように、３個の入力端５０１〜５０３及び３個の出力端５０４〜５０６に対応するランド５０１Ｌ〜５０６Ｌは、全て同一内径の円形状の貫通穴５２１を有する。そして、ランド５０１Ｌ〜５０６Ｌは、プリント基板５００Ｐのおもて面、裏面、及び貫通穴５２１の内周面に連続的に形成され、さらにプリント基板５００Ｐの裏面において配線パターン５２３にも連続している。このランド５０１Ｌ〜５０６Ｌが当該回路基板５００上の回路と外部との電気的接点となっている。

【0030】

図５は図３に示した倍電圧整流回路５０を複数段積み重ねることで構成される昇圧回路ユニット５の外観斜視図、図６は図５に示した昇圧回路ユニット５の正面図（ａ）及び右側面図（ｂ）である。この例では、倍電圧整流回路５０を実装した回路基板５００を８段積み重ね（つまりＮ＝８である）、入力電圧を２×８＝１６倍した出力電圧が得られるようになっている。なお、図５及び図６では、図面が煩雑になるのを避けるため、１枚の回路基板５００に実装される４本のダイオード５１１〜５１４のうち、２本のダイオード５１１、５１２の記載を省略している。

【0031】

上述したように、回路基板５００上で、３個の入力端用ランド５０１Ｌ〜５０３Ｌは略一直線上に設けられ、その間隔はいずれもｄであり、同様に、３個の出力端用ランド５０４Ｌ〜５０６Ｌも略一直線上に設けられ、その間隔はいずれもｄである。そのため、例えば図３に示した回路基板５００を紙面に直交する軸を中心に１８０°回転させ、その回転前の回路基板５００上に重ね合わせると、回転前の回路基板５００の第１入力端用ランド５０１Ｌ、第２入力端用ランド５０２Ｌ、及び第３入力端用ランド５０３Ｌに、回転後の回路基板の第３出力端用ランド５０６Ｌ、第２出力端用ランド５０５Ｌ、及び第１出力端用ランド５０４Ｌがそれぞれ重なり、回転前の回路基板５００の第１出力端用ランド５０４Ｌ、第２出力端用ランド５０５Ｌ、及び第３出力端用ランド５０６Ｌに、回転後の回路基板の第３入力端用ランド５０３Ｌ、第２入力端用ランド５０２Ｌ、及び第１入力端用ランド５０１Ｌがそれぞれ重なる。

【0032】

このため、倍電圧整流回路５０が実装された回路基板５００を複数段積み重ねるとき、或る段の回路基板５００のすぐ上の段の回路基板５００の向きを上述したように１８０°回転させると、該或る段の回路基板５００に実装されている倍電圧整流回路５０の出力端用ランド５０４Ｌ〜５０６Ｌの垂直上方に、上の段の回路基板５００の入力端用ランド５０１Ｌ〜５０３Ｌを位置させることができる。そこで、本実施例の直流高電圧電源装置では、図５及び図６に示すように、回路基板５００の向きを１段ずつ交互に１８０°反転させるようにしている。そして、或る段の回路基板５００とその一つ上の段の回路基板５００とで電気的に接続する必要のあるランド間に導電性支柱部材５３０を配する一方、電気的に接続しないランド間には導電性支柱部材５３０と同じ長さの絶縁性支柱部材５３１を配するようにしている。導電性支柱部材５３０は例えばステンレス等の金属である導電体からなり、絶縁性支柱部材５３１は例えばセラミック等の絶縁体からなる。

【0033】

具体的にいうと、最下段に位置する、倍電圧整流回路５１が実装された回路基板５００は、図５及び図６（ａ）中の右端側に入力端５０１〜５０３が位置しており、これら入力端５０１〜５０３にそれぞれ接続されたケーブル線５３３を通して高周波昇圧トランス４で昇圧された高周波電圧が倍電圧整流回路５１に入力される。下から２段目に位置する、倍電圧整流回路５２が実装された回路基板５００は、図５及び図６（ａ）中の左端側に入力端５０１〜５０３が位置しており、それらは最下段に位置する回路基板５００における出力端５０４〜５０６の直上に位置している。そこで、最下段に位置する回路基板５００の出力端５０４〜５０６とその上の段に位置する回路基板５００の入力端５０１〜５０３との間に３本の導電性支柱部材５３０を介設し、それによって各出力端５０４〜５０６と各入力端５０１〜５０３との間の電気的な接続を確保している。

【0034】

一方、最下段に位置する、倍電圧整流回路５１が実装された回路基板５００の入力端５０１〜５０３とその上の段に位置する倍電圧整流回路５２が実装された回路基板５００の出力端５０４〜５０６との間には、それぞれ絶縁性支柱部材５３１を介設している。これにより、上の段の回路基板５００は、３本の導電性支柱部材５３０及び３本の絶縁性支柱部材５３１を支柱として下の段の回路基板５００の直上に保持される。即ち、導電性支柱部材５３０は上下の回路基板５００の間で電気信号を伝達する配線として機能する一方、絶縁性支柱部材５３１と共に、上下の２枚の回路基板５００間の距離を所定距離に保持しつつ、それを積み重ねた構造を固定維持するための支柱として機能する。

【0035】

下から３段目以降の各段の回路基板５００についても同様に、３本の導電性支柱部材５３０及び３本の絶縁性支柱部材５３１を用いて積み重ねる。図５及び図６の例では、最上段に位置する倍電圧整流回路５Ｎが実装された回路基板５００は図５及び図６（ａ）中の右端側に出力端５０４〜５０６が位置するから、それら出力端５０４〜５０６にそれぞれ電圧出力用のケーブル線５３４を接続する。

【0036】

導電性支柱部材５３０及び絶縁性支柱部材５３１は例えば円柱形状、円筒形状、多角柱形状、多角筒形状などであり、例えば図４（ａ）に示すように、一端に雄ねじ５３ａを形成し、他端に雌ねじ５３ｂを形成しておく。そして、図４（ｂ）に示すように、２本の支柱部材５３０、５３１の間に回路基板５００（プリント基板５００Ｐ）を挟み、ランド５０１Ｌ〜５０６Ｌの貫通穴５２１に挿通した一方の支柱部材の雄ねじ５３ａを他方の支柱部材５３０（又は５３１）の雌ねじ５３ｂに螺入することで、それら支柱部材５３０、５３１同士を固定するとともに、回路基板５００をそれら支柱部材５３０、５３１の間に固定する構成としている。また、このとき、導電性支柱部材５３０の端面がランド５０１Ｌ〜５０６Ｌに密着することで、電気的な接触が確保される。

【0037】

なお、最上段に位置する倍電圧整流回路５Ｎが実装された回路基板５００については、該回路基板５００の上からねじで導電性支柱部材５３０及び絶縁性支柱部材５３１を固定するようにしている。また、最下段に位置する倍電圧整流回路５１が実装された回路基板５００の下面には、絶縁性部材からなる脚部を取り付けている。

【0038】

このように本実施例の直流高電圧電源装置において、昇圧回路ユニット５は、それぞれ１段分の倍電圧整流回路５０を実装した複数の回路基板５００と、複数本の導電性支柱部材５３０及び絶縁性支柱部材５３１とから、構成される。
さらに、図５に示したように回路基板５００を積み重ねて構成された昇圧回路ユニット５は、ケーブル線５３３、５３４を外側に延出させるようにした状態で、その全体が樹脂材によりモールドされる。樹脂モールドは、例えば箱状の型枠に組み上がった昇圧回路ユニット５を収納し、樹脂材を型枠に流し込んで固めることで成形することができる。

【0039】

本実施例の直流高電圧電源装置では、以上のように昇圧回路ユニット５を構成することによって、各回路基板５００間をケーブル線で接続する必要がない。そのため、ケーブル線を回路基板にハンダ付けしたり、ねじで取り付けたりする手間が軽減され、組立性が向上する。

【0040】

また、出力電圧の異なる直流高電圧電源装置を製造する際には、単に積み重ねる回路基板５００の枚数を減らしたり増やしたりすればよいので、出力電圧の変更への対応が容易である。また、回路基板５００に実装される電子部品（コンデンサやダイオード）を高さの異なるものに変更する場合には、導電性支柱部材５３０及び絶縁性支柱部材５３１の長さを変更し、回路基板５００上に実装されたコンデンサやダイオードの上面とのその上の段の回路基板５００の下面との間に、所定の距離（絶縁距離）が確保されるようにすればよい。したがって、こうした変更にも容易に対応できる。また、積み重ねる回路基板５００を共通化したので、組立て時に回路基板を取り違える等のミスを生じることも防止でき、その点でも組立性が良好である。また、製造上のコストのみならず、基板設計などに要するコストも軽減できる。

【0041】

なお、上記実施例は本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜変形、修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることも当然である。
例えば、上記実施例は、本発明に係る回路ユニットを高電圧電源装置に使用した例であるが、本発明に係る回路ユニットの使用はこれに限定されるものではなく、同じ構成の回路を複数段直列接続して目的とする回路を構成する様々な回路装置に適用が可能である。

【符号の説明】

【0042】

５…昇圧回路ユニット
５０、５１〜５Ｎ…倍電圧整流回路
５００…回路基板
５００Ｐ…プリント基板
５０１〜５０３…入力端
５０４〜５０６…出力端
５０１Ｌ〜５０６Ｌ、５０８Ｌ１〜５１４Ｌ１、５０８Ｌ２〜５１４Ｌ２…ランド
５０８〜５１０…コンデンサ
５１１〜５１４…ダイオード
５２１…貫通穴
５２３…配線パターン
５３０…導電性支柱部材
５３１…絶縁性支柱部材
５３３、５３４…ケーブル線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】