(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の通り、従来の電源装置では、起立板によって、一次側電子部品と二次側電子部品との間の沿面距離を確保しているが、一次側電子部品及び二次側電子部品は基板上に実装されている上に、起立板も基板上に存在するため、基板の外形が大きくなる。このため、従来の電源装置を小型化することが困難であった。
【0005】
本発明は、電子部品間の沿面距離を確保しつつ、小型化を図ることができる回路基板モジュール及びこれを備えた電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明の一態様の回路基板モジュールは、基板と、第1電子部品と、第2電子部品と、第3電子部品と、第4電子部品と、ホルダーとを備えている。基板は、第1面を有している。第1電子部品及び第2電子部品は、基板の第1面上に間隔をあけて実装されている。第3電子部品は、基板に電気的に接続されている。ホルダーは、電気絶縁性を有し且つ基板の第1面上の第1電子部品と第2電子部品との間に配置されている。このホルダーは上段部及び絶縁壁を有している。上段部は、基板の第1面に対して間隙を有して配置されており且つ第3電子部品を保持している。絶縁壁は、第3電子部品と第2電子部品との間に位置しており且つ第2電子部品よりも背高である。第4電子部品は、間隙内に位置するように、基板の第1面上に実装されている。
【0007】
このような態様の回路基板モジュールは、以下の通り、電子部品間の沿面距離を確保できる。まず、ホルダーが、第1電子部品と第2電子部品の間に配置されているため、ホルダーの寸法分、第1電子部品と第2電子部品とを離すことができ、その間の沿面距離を確保することができる。また、ホルダーの絶縁壁が、第2電子部品よりも背高であるため、絶縁壁の高さ方向の一端から第2電子部品の高さ方向の一端までの部分が、ホルダーに保持される第3電子部品と第2電子部品との間の沿面距離となる。加えて、本回路基板モジュールは、小型化を図ることができる。その理由は以下の通りである。ホルダーは、沿面距離を確保するための部材と、第3電子部品を保持する部材とを兼ねているので、部品点数を低減できる。しかも、第3電子部品がホルダーの上段部に保持され且つ電気的に基板に接続されている。この上段部は、基板の第1面に対して間隙を有して配置されており、第4電子部品が間隙内に位置するように、基板の第1面上に実装されているので、基板の第1面のホルダーの上段部下の領域が第4電子部品の実装領域として有効利用されている。要するに、第3電子部品及び第4電子部品が基板に三次元的に実装されている。以上のことから、基板の外形を小さくすることができ、その結果として、本モジュールの小型化を図ることができる。
【0008】
絶縁壁は、第3電子部品と第2電子部品との間に位置するように、上段部から延びた構成とすることが可能である。このような態様による場合、ホルダーの上段部が第3電子部品を保持した上で、ホルダーの絶縁壁によって、上段部に保持された第3電子部品と、第2電子部品との間の沿面距離を確保できる。
【0009】
第3電子部品は複数とすることが可能である。ホルダーは、下段部をさらに有し、この下段部は、基板の第1面上に載置された構成とすることが可能である。このような態様の回路基板モジュールによる場合、下段部が基板の第1面上に載置されるので、ホルダーが基板上で安定する。
【0010】
上段部は、複数の第3電子部品のうちの少なくとも一つを保持する構成とすることが可能である。下段部は、複数の第3電子部品のうちの別の少なくとも一つを保持する構成とすることが可能である。
【0011】
絶縁壁は、第3電子部品と第2電子部品との間に位置するように、上段部及び下段部から延びた構成とすることが可能である。このような態様による場合、ホルダーが第3電子部品を保持した上で、ホルダーの絶縁壁によって、上段部及び下段部に各々保持された第3電子部品と、第2電子部品との間の沿面距離を確保できる。
【0012】
本発明の一態様の電源装置は、上記した何れかの態様の回路基板モジュールを備えている。この場合の回路基板モジュールは、第1電子部品を含む前記電源装置の複数の一次側電子部品と、第2電子部品を含む前記電源装置の複数の二次側電子部品とを備えている。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施例1を含む複数の実施例に係る電源装置Dについて
図1A〜
図3Bを参照しつつ説明する。
図1A〜
図3Bには、本発明の実施例1に係る電源装置D及びその構成部品が示されている。電源装置Dは、AC−DCアダプタであって、回路基板モジュールM(以下、単にモジュールMとも称する。)、入力部10及び出力部20を備えている。なお、
図2Aに示すZ−Z’方向は、モジュールMの後述する基板100の厚み方向である。
図2Aに示すY−Y’方向は、モジュールMの長手方向であって、Z−Z’方向に直交している。
図2Aに示すX−X’方向は、モジュールMの短手方向であって、Z−Z’方向及びY−Y’方向に直交しているが、これに限定されない。X−X’方向は、Y−Y’方向に交差していれば良い。
【0015】
モジュールMは基板100を備えている。この基板100は、第1面101と、第2面102とを有している。第1面101は基板100のZ方向側の面であり、第2面102は基板100の第1面101の反対側の面である。第1面101は、当該第1面101の平面に沿う第1方向の一方側の第1領域と、前記第1方向の他方側の第2領域と、第1領域と第2領域の間の中間領域とを有している。なお、
図1A〜
図3Bでは、第1方向は、Y−Y’方向であるが、これに限定されることなく、例えば、X−X’方向とすることが可能である。
【0016】
入力部10は、コンセントに差し込み可能なピン部(
図1A及び
図1B参照)、又は、AC側ケーブルのコネクタが接続可能なAC側コネクタである。何れの場合も、入力部10は、モジュールMの基板100の第1面101の第1領域に電気的に接続されている。出力部20は、DC側ケーブル(
図1A〜
図2E参照)、又は、DC側ケーブルのコネクタが接続可能なDC側コネクタである。何れの場合も、出力部20は、モジュールMの基板100の第1面101の第2領域に電気的に接続されている。
【0017】
モジュールMは、スイッチング方式の電源装置Dに必要な複数の電子部品をさらに備えている。この電子部品は、基板100の第1面101及び第2面102上に実装されている。この電子部品は、電源装置Dの複数の一次側電子部品(AC側の電子部品)と、電源装置Dの複数の二次側電子部品(DC側の電子部品)と、少なくとも一つの第3電子部品200cと、少なくとも一つの第4電子部品200dとを含んでいる。
【0018】
少なくとも一つの第3電子部品200cは、複数の一次側電子部品に含まれる電子部品であっても良いし、複数の一次側及び二次側電子部品以外の電子部品であってもよい。前者としては、例えば、一次側電子部品の電解コンデンサである。後者としては、例えば、高周波トランスなどである。第3電子部品200cは複数とすることが可能である。
図1B〜
図3Bでは、第3電子部品200cは、複数であって、一次側電子部品の電解コンデンサ及び高周波トランスである。
【0019】
複数の一次側電子部品は、前記高周波トランスの一次側(入力側)に設けられた電子部品であって、高電圧(例えば、100〜240v)に対応している。複数の一次側電子部品は、例えば、ノイズフィルタ(コモンモードコイル)、ブリッジ整流器、スイッチング素子及び電解コンデンサなどである。複数の一次側電子部品は複数の第1電子部品200aを含んでいる。複数の第1電子部品200aは、基板100の第1面101上の第1領域上に各々実装されている。
【0020】
複数の二次側電子部品は、前記高周波トランスの二次側(出力側)に設けられた電子部品であって、低電圧(例えば、0〜12v)に対応している。この複数の二次側電子部品は、例えば、整流ダイオード、電解コンデンサ及びコイルなどである。複数の二次側電子部品は、複数の第2電子部品200bを含んでいる。複数の第2電子部品200bは、基板100の第1面101上の第2領域上に各々実装されている。このため、複数の第2電子部品200bは、複数の第1電子部品200aに対して第1方向において間隔をあけて配置されている。
【0021】
モジュールMはホルダー300をさらに備えている。ホルダー300は、電気絶縁性を有する樹脂やセラミックスなどであって、基板100の第1面101上の中間領域上に配置されており且つ第1電子部品200aと第2電子部品200bとの間に位置している。これにより、ホルダー300の上記第1方向の寸法分、当該第1方向において第1電子部品200aと第2電子部品200bとを離すことができ、その間の沿面距離を確保することができる。
【0022】
ホルダー300は上段部310を有している。上段部310は、基板100の第1面101の中間領域の少なくとも一部に対してZ−Z’方向に間隙Gを有して配置されており且つ少なくとも一つの第3電子部品200cを保持するようになっていれば良い。例えば、上段部310は、少なくとも一つの第3電子部品200cが載置される載置部311を有する構成とすることが可能である。上段部310は、載置部311からZ−Z’方向の延びており且つ載置部311上の少なくとも一つの第3電子部品200cの近傍に配置される壁部312をさらに有する構成とすることも可能である。
図1B〜
図3Bでは、上段部310が、載置部311及び壁部312を有し、この壁部312が載置部311のX方向の端からZ−Z’方向に延びている。なお、少なくとも一つの第3電子部品200cは、上段部310に保持された状態で、基板100に電気的に接続されている。
【0023】
第3電子部品200cが複数である場合、上段部310は複数の第3電子部品200cを保持する構成とすることが可能である。以下、説明の便宜上、この上段部310下に位置する基板100の第1面101の中間領域の少なくとも一部の領域を第3領域α(
図2E参照)と称する。
【0024】
ホルダー300は絶縁壁330をさらに有している。絶縁壁330は、Z−Z’方向に延びた壁であって、少なくとも一つの第3電子部品200cと、第2電子部品200bとの間に位置している。この絶縁壁330は、直線状に延びていても良いし、傾斜や湾曲しつつ伸びていても良いい。例えば、絶縁壁330は、少なくとも一つの第3電子部品200cと第2電子部品200bとの間に位置するように、上段部310から延びた構成とすることが可能である。上段部310が載置部311を有する場合、絶縁壁330は、載置部311からZ−Z’方向に延びた構成とすることが可能である(
図1B〜
図3B参照)。絶縁壁330は、少なくとも第2電子部品200bよりも背高である。すなわち、絶縁壁330の高さ寸法(Z−Z’方向の寸法)は、第2電子部品200bの高さ寸法(Z−Z’方向の寸法)よりも大きい。絶縁壁330の高さ寸法と第2電子部品200bの高さ寸法の差は、電源装置Dに求められている一次側電子部品と二次側電子部品との間の沿面距離(例えば、6mm)に相当するように設定されていると良い。この絶縁壁330のZ−Z’方向(高さ方向)の一端(Z方向の端)から第2電子部品200bのZ−Z’方向(高さ方向)の一端(Z方向の端)までの部分によって、Z−Z’方向における少なくとも一つの第3電子部品200cと第2電子部品200bとの間の沿面距離が確保されている。
【0025】
ホルダー300は固定部340をさらに有していても良い。固定部340は、ホルダー300が基板100の第1面101上の第1電子部品200aと第2電子部品200bとの間に位置するように基板100に固定されている。例えば、固定部340は、一対のアーム341を有し、この一対のアーム341の先端部には、溝部が各々設けられている。このアーム341の溝部内に基板100の両端部が各々嵌合(fit in)した構成とすることが可能である(
図1B〜
図3B参照)。又は、図示しないが、固定部340の一対のアーム341の先端部が基板100の一対の係合孔に挿入され、当該アーム341の溝部内に基板100の両端部が各々嵌合(fit in)した構成とすることも可能である。又は、固定部340が、基板100に接着剤などでの周知の接続手段によって固定されていても良い。
【0026】
ホルダー300は下段部320をさらに有していても良い。下段部320は、基板100の第1面101の中間領域の第3領域α以外の領域上に載置されている。すなわち、下段部320は、基板100の第1面101の中間領域の第3領域α以外の領域に面接触している。下段部320は、上記第1方向に交差し且つZ−Z’方向に直交する方向(
図1B〜
図3BではX−X’方向)において、上段部310の隣に設けられていても良い。
【0027】
第3電子部品200cが複数である場合、下段部320は、上段部310が保持する第3電子部品200cとは別の第3電子部品200cを少なくとも一つ保持する構成とすることが可能である(
図1B〜
図3B参照)。例えば、下段部320は、少なくとも一つの第3電子部品200cが載置される載置部321を有する構成とすることが可能である。下段部320は、載置部321からZ−Z’方向の延びており且つ載置部321上の少なくとも一つの第3電子部品200cの近傍に配置される壁部322をさらに有する構成とすることも可能である。
図1B〜
図3Bでは、下段部320が載置部321及び壁部322を有し、この壁部322が載置部321のX’方向の端からZ−Z’方向に延びている。
【0028】
上段部310及び下段部320が第3電子部品200cを各々保持する場合、絶縁壁330は、複数の第3電子部品200cと第2電子部品200bとの間に位置するように、上段部310及び下段部320から延びた構成とすることが可能である。上段部310、下段部320が載置部311、321を有する場合、絶縁壁330は、複数の第3電子部品200cと第2電子部品200bとの間に位置するように、載置部311、321からZ−Z’方向に延びていると良い(
図1B〜
図3B参照)。なお、下段部320は、第3電子部品200cを保持しない構成とすることも可能である。
【0029】
上記したホルダー300の固定部340又は下段部320は省略可能である。固定部340が省略される場合、上記した何れかの態様の下段部320が基板100の第1面101の中間領域に載置され且つ当該中間領域に上記接続手段で固定されていると良い。
【0030】
少なくとも一つの第4電子部品200dは、例えば、チップ部品などである。少なくとも一つの第4電子部品200dは、上記した何れかの態様の上段部310と基板100の第1面101の中間領域の第3領域αとの間の間隙G内に位置するように、当該中間領域の第3領域α上に実装されている。このように基板100の第1面101におけるホルダー300の上段部310下の第3領域αが、少なくとも一つの第4電子部品200dの実装領域として有効利用されている。
【0031】
電源装置Dはケース30をさらに備えている。ケース30は、上記した何れかの態様の回路基板モジュールMを収容でき、入力部10及び出力部20を保持できるものであれば良い。
【0032】
以上のような電源装置D及びモジュールMは、以下の技術的特徴及び効果を奏する。
A)モジュールMは、電子部品間の沿面距離を確保できる。その理由は以下の通りである。ホルダー300が、第1電子部品200aと第2電子部品200bの間に配置されているため、ホルダー300の第1方向の寸法分、第1方向における第1電子部品200aと第2電子部品200bのとの間の沿面距離を確保することができる。加えて、ホルダー300の絶縁壁330が、第2電子部品200bよりも背高であるため、絶縁壁330の高さ寸法と第2電子部品200bの高さ寸法の差の分、ホルダー300に保持される少なくとも一つの第3電子部品200cと、第2電子部品200bとの間の沿面距離を確保することができる。特に、絶縁壁330が、少なくとも一つの第3電子部品200cと第2電子部品200bとの間に位置するように、上段部310、又は上段部310及び下段部320から延びている場合、上段部310、又は上段部310及び下段部320が第3電子部品200cを保持した上で、絶縁壁330によって少なくとも一つの第3電子部品200cと第2電子部品200bとの間の沿面距離を確保できる。
【0033】
B)モジュールMは、小型化を図ることができる。その理由は以下の通りである。ホルダー300が、上記の通り沿面距離を確保する部材と、少なくとも一つの第3電子部品200cを保持する部材とを兼ねている。よって、双方の部材を別部材として備える場合に比べて、モジュールMの部品点数が低減される。しかも、少なくとも一つの第3電子部品200cがホルダー300の上段部310に保持され且つ電気的に基板100に接続されている。この上段部310は、基板100の第1面101に対して間隙Gを有して配置されており、少なくとも一つの第4電子部品200dが間隙G内に位置するように、基板100の第1面101の第3領域α上に実装されているので、基板100の第1面101の上段部310下の第3領域αが少なくとも一つ第4電子部品200dの実装領域として有効利用されている。要するに、少なくとも一つの第3電子部品200c及び第4電子部品200dが基板100に三次元的に実装されている。以上のことから、基板100の第1面101の実装面積を低減され、基板100の小型化を図ることができる。この基板100の小型化により、モジュールMの小型化も図ることができる。
【0034】
C)ホルダー300が下段部320を有している場合、下段部320が基板100の第1面101の中間領域の一部に載置されることによって、ホルダー300が基板100に固定された状態が安定する。
【0035】
なお、上記した回路基板モジュール及び電源装置は、上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載範囲において任意に設計変更することが可能である。以下、詳しく述べる。
【0036】
本発明の回路基板モジュールは電源装置以外の装置にも適用可能である。従って、本発明の第1〜第4電子部品も、電源装置の電子部品に限定されるものではない。本発明の第1電子部品及び第2電子部品は、それぞれ少なくとも一つであれば良く、基板の第1面上に間隔をあけて実装されている限り、どのような電子部品であっても良い。本発明の少なくとも一つの第3電子部品は、上記した何れかの態様のホルダーの上段部に保持されており且つ基板に電気的に接続されている限り、どのような電子部品であっても良い。本発明の少なくとも一つの第4電子部品は、上記した何れかの態様のホルダーの上段部と基板の第1面との間の間隙内に位置するように、基板の第1面上に実装されている限り、どのような電子部品であっても良い。
【0037】
なお、上記実施例の各態様及び設計変形例における回路基板モジュール及び電源装置の各構成要素を構成する素材、形状、寸法、数及び配置等はその一例を説明したものであって、同様の機能を実現し得る限り任意に設計変更することが可能である。上記した実施例の各態様及び設計変更例は、互いに矛盾しない限り、相互に組み合わせることが可能である。