特開 2022-85769 電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022085769

(43)【公開日】2022-06-08

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/28 20060101AFI20220601BHJP

【ＦＩ】

H02M3/28 Y

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020197631

(22)【出願日】2020-11-27

(71)【出願人】

【識別番号】000208477

【氏名又は名称】大和電器株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100143546

【弁理士】

【氏名又は名称】押久保 政彦

(74)【代理人】

【識別番号】110002181

【氏名又は名称】特許業務法人ＩＰ－ＦＯＣＵＳ

(72)【発明者】

【氏名】花 俊崎

(72)【発明者】

【氏名】大島 聡

【テーマコード（参考）】

5H730

【Ｆターム（参考）】

5H730BB21

5H730CC01

5H730ZZ01

5H730ZZ05

5H730ZZ07

5H730ZZ11

5H730ZZ12

(57)【要約】

【課題】電源装置の組み立てを容易にし、端子基板と電源基板との絶縁を確実に行う電源装置を提供する。
【解決手段】本発明の電源装置１は、端子基板２０と、電源基板３０と、アッパホルダ４１及びロアホルダ４２からなるホルダ（保持部材）４０と、キャップ５１及びボディ５２からなるハウジング５０と、電源端子６０と、リリースボタン７１と、放熱板７２を備える。ホルダ４０は、端子基板２０と電源基板３０を平行にした状態で上下から装着可能であり、絶縁部４４によって両基板を絶縁する。電源端子６０は、端子本体６１とバネ部材６２からなり、予め組立が可能である。放熱板７２とリリースボタン７１はボディ５２に予め装着できる。電源装置１は、組み立てが容易であり、両基板の絶縁も、確実に行える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

差込式の外部端子を接続可能に構成された内部端子と、
内部端子が実装される端子基板と、
前記端子基板と電気的に接続され、電源回路が実装される電源基板と、
前記端子基板及び前記電源基板を、絶縁して保持する保持部材と、
前記端子基板、前記電源基板及び前記保持部材を収納するハウジングと、を備え、
前記保持部材は、少なくとも前記端子基板及び前記電源基板の側辺の一部を覆う側壁を有し、前記側壁に前記端子基板及び前記電源基板の板厚に対応する幅の一対の溝が設けられ、
一対の前記溝に前記端子基板及び前記電源基板の側辺を挿入し、前記端子基板及び前記電源基板を一体に保持可能としたことを特徴とする電源装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電源装置であって、
前記電源基板と外部の電源ケーブルとを接続する電源端子をさらに備え、
前記電源端子は、
金属製の端子本体と、
前記端子本体に装着され、前記電源ケーブルが装着された際に前記端子本体と前記電源ケーブルとを押圧して接続させるバネ部材とを備え、
前記バネ部材は、前記端子本体に装着して一体的に組付可能であり、組付した状態で前記保持部材に設けられた端子装着部に装着可能であることを特徴とする電源装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の電源装置であって、
前記保持部材は、前記端子基板及び前記電源基板の一対の側辺と平行にスライド可能に分割されていることを特徴とする電源装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記保持部材は、前記端子基板及び前記電源基板を絶縁する絶縁部を備えていることを特徴とする電源装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記ハウジングは、前記端子基板の前面側に配置されるキャップと、前記電源基板の後面側に配置されるボディを有し、
前記キャップと前記ボディは、前記端子基板及び前記電源基板と一体に結合された前記保持部材の表裏から互いに結合され、前記保持部材を挟持することを特徴とする電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、壁面に設置されるＵＳＢ電源や壁コンセントのように、機器に電力を供給する電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の給電機器、特にＵＳＢ接続により給電を行う電源装置は、差込式の外部端子を接続可能に構成された内部端子と、内部端子が実装される端子基板と、電源回路が実装される電源基板と、これらの端子基板及び電源基板を保持するハウジングとを備えている。また、この電源装置に施設内の電源ケーブルを接続するための電源端子を備えている。

【0003】

電源端子は、電源ケーブルと確実に安定して接続するため、電源ケーブルを挟持するための端子本体とバネ部材とを備えている。また、電源端子から電源ケーブルをリリースするために、バネ部材の押圧を解除するリリースボタンを備えたものもある。

【0004】

従来の電源装置は、上記各構成を備えているが、近年の小型化の要請により、各部材の大きさは非常に小さいものとなっている。特に、電源端子のバネ部材やリリースボタンは、非常に小さな部品となっており、電源装置の組み立ての際には、組み立て上の注意が必要だった。

【0005】

また、従来の電源装置は、電源基板に電源端子をハンダ付けするものであったため、細かい作業で、かつ工数も必要であった。また、この組み立て作業は、一連の工程の中で行う必要があり、作業を分割することができなかった。

【0006】

さらに、端子基板と電源基板は、絶縁防止のために所定の絶縁距離を取る必要があるため、従来は両基板の間に絶縁物を介在させることが行われていた。或いは、特許文献１のように、端子基板に対して電源基板を垂直に配置させることも行われていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１８－１１３８４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、電源装置の改良を目的とし、さらに詳しくは、電源装置の組み立てを容易にすると共に、端子基板と電源基板との絶縁を確実に行うことができる電源装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成するために、本発明の電源装置は、差込式の外部端子を接続可能に構成された内部端子と、内部端子が実装される端子基板と、前記端子基板と電気的に接続され、電源回路が実装される電源基板と、前記端子基板及び前記電源基板を、絶縁して保持する保持部材と、前記端子基板、前記電源基板及び前記保持部材を収納するハウジングと、を備え、前記保持部材は、少なくとも前記端子基板及び前記電源基板の側辺の一部を覆う側壁を有し、前記側壁に前記端子基板及び前記電源基板の板厚に対応する幅の一対の溝が設けられ、一対の前記溝に前記端子基板及び前記電源基板の側辺を挿入し、前記端子基板及び前記電源基板を一体に保持可能としたことを特徴とする。

【0010】

本発明の電源装置は、保持部材により端子基板と電源基板を一体に保持可能であるため、この一体化された各部材をハウジングで収納することにより、電源装置の組み立てが容易となる。また、両基板を保持部材にて保持することにより、両基板の絶縁が確保できる。

【0011】

本発明の電源装置においては、前記電源基板と外部の電源ケーブルとを接続する電源端子を備え、前記電源端子は、金属製の端子本体と、前記端子本体に装着され、前記電源ケーブルが装着された際に前記端子本体と前記電源ケーブルとを押圧して接続させるバネ部材とを備え、前記バネ部材は、前記端子本体に装着して一体的に組付可能であり、組付した状態で前記保持部材に設けられた端子装着部に装着可能としてもよい。

【0012】

当該構成によれば、細かい部品である電源端子も、予め端子本体とバネ部材とを組み付けておくことができるため、装置本体の組立とは別工程で電源端子の組み付けが可能となる。また、これらを結合した状態で保持部材の端子装着部に装着できるので、組み付け作業が容易となる。

【0013】

また、本発明の電源装置において、前記保持部材は、前記端子基板及び前記電源基板の一対の側辺と平行にスライド可能に分割されていてもよい。当該構成によれば、両基板に分割された保持部材をスライドさせることで両基板及び保持部材を一体とすることができる。

【0014】

また、本発明の電源装置において、前記保持部材は、前記端子基板及び前記電源基板を絶縁する絶縁部を備えていてもよい。当該絶縁部を備えることにより、両基板の間隔が狭い場合であっても、両基板を確実に分離（絶縁）することができる。

【0015】

また、本発明の電源装置において、前記ハウジングは、前記端子基板の前面側に配置されるキャップと、前記電源基板の後面側に配置されるボディを有し、前記キャップと前記ボディは、前記端子基板及び前記電源基板と一体に結合された前記保持部材の表裏から互いに結合され、前記保持部材を挟持するものであってもよい。

【0016】

当該構成によれば、一体化された端子基板、電源基板及び保持部材を、前面部材と後面部材に分割されたハウジングで挟持することにより、電源装置を組み立てることができる。このため、電源装置の組み立て作業が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態の一例である電源装置の分解図。

【図2】図１のホルダを裏面から見た状態を示す説明図。

【図3】図１のハウジングを裏面から見た状態を示す説明図。

【図4】（Ａ）は電源端子の分解図、（Ｂ）は電源端子が組み立てられた状態を示す説明図。

【図5】（Ａ）及び（Ｂ）はホルダにより一体となった端子基板及び電源基板に、電源端子を装着する状態を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

次に、図１乃至図５を参照して、本発明の実施形態の一例である電源装置について説明する。本実施形態の電源装置１は、図１に示すように、端子基板２０と、電源基板３０と、これらの基板の保持部材であるホルダ４０と、キャップ５１及びボディ５２からなるハウジング５０と、電源端子６０と、リリースボタン７１と、放熱板７２を備えている。

【0019】

なお、本実施形態では、キャップ５１の配置される側を前方、ボディ５２が配置される側を後方とし、ホルダ４０の後述するアッパホルダ４１の配置される側を上方、ロアホルダ４２の配置される側を下方、両基板の側辺を左右方向として以下の説明を行う。

【0020】

端子基板２０は、ＵＳＢの差込式の外部端子（図示省略）が接続可能な内部端子２１及び２２を備えている。内部端子２１は例えばＵＳＢタイプＣの端子であり、内部端子２２は例えばＵＳＢタイプＡの端子である。端子基板２０には、内部端子２１及び２２の他に、コンデンサ等の部品が実装されている。

【0021】

電源基板３０は、トランス３１等の電源に関係する部品で構成される電源回路が実装されている。端子基板２０と電源基板３０は、互いにリード線２で電気的に接続されている。トランス３１には熱伝導体３２が固定されており、この熱伝導体３２が放熱板７２に接触するようになっている。

【0022】

ホルダ４０は、図１に示すように、アッパホルダ４１とロアホルダ４２に分割されており、端子基板２０及び電源基板３０に対して上下方向に分割可能となっている。ホルダ４０は、両基板の周囲を囲む側壁４３と、両基板の間に介在する絶縁部４４を備えている。側壁４３の内面には、両基板を挿入可能な一対の溝４５が設けられ、端子基板２０及び電源基板３０がスライド可能に形成されている。

【0023】

側壁４３は、両基板を囲むように形成されており、溝４５は両基板の左右に位置する側壁の上下方向に向けて延びている。また、溝４５は、両基板の板厚に対応する幅に形成されている。ここで、対応する幅とは、溝４５の幅を両基板がスライド可能となるように設定することであり、言い換えれば、両基板の板厚よりも若干広めの幅とすることをいう。

【0024】

当該構成により、端子基板２０と電源基板３０を図１のように平行にした状態でアッパホルダ４１に差し込むことができ、その上からロアホルダ４２を嵌合することができる。これにより、端子基板２０と電源基板３０を絶縁し保持が可能となる。

【0025】

アッパホルダ４１の側壁４３の下端部には、一対の係止爪４１ａが設けられている。一方で、ロアホルダ４２の側壁４３の上端部には、一対の係止穴４２ａが設けられている。アッパホルダ４１とロアホルダ４２を合わせると、アッパホルダ４１の係止爪４１ａが、ロアホルダ４２の係止穴４２ａに係止され、アッパホルダ４１とロアホルダ４２が固定されるようになっている。

【0026】

また、ロアホルダ４２の裏面には、図２に示すように、端子装着部４６が設けられている。この端子装着部４６は、電源端子６０を押し込むことにより、電源端子６０を位置決め固定すると共に、電源基板３０に接続された基板リード線３３と、後述する電源端子６０の接続部６１ｂが電気的に接続されるように形成されている（図５参照）。

【0027】

絶縁部４４は、アッパホルダ４１とロアホルダ４２が組み合わされた状態で連続した板状になり、両基板の間に介在可能となる。また、絶縁部４４には、リード線２が干渉しないように溝４４ａが設けられている。本実施形態では、ホルダ４０が絶縁性の合成樹脂により形成されているので、この絶縁部４４によって端子基板２０と電源基板３０との間の絶縁を確実なものとすることができる。

【0028】

ハウジング５０は、図１に示すように、端子基板２０、電源基板３０及びホルダ４０を収納する部材である。ハウジング５０のキャップ５１は、端子基板２０の前面側に配置される。また、キャップ５１は、前面に内部端子２１及び２２用の開口５１ａが設けられており、側面には四角い環状の係合部５１ｂが左右それぞれ２箇所に設けられている。

【0029】

ハウジング５０のボディ５２は、電源基板３０の後面側に配置されている。また、図３に示すように、ボディ５２には、裏面に電源ケーブル（図示省略）を挿入するための電源用開口５２ａが設けられており、側面には係合部５１ｂと係合するための係合爪５２ｂが左右それぞれ２箇所に設けられている。また、ボディ５２の内面には、図１に示すように、ホルダ４０が嵌合される嵌合凹部５２ｃが設けられている。さらに、ボディ５２の背面には、外部から棒状の部材を挿入してリリースボタン７１を押圧可能なリリース穴５２ｄが設けられている。

【0030】

電源端子６０は、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、金属製の端子本体６１と、この端子本体６１に装着され、電源ケーブルが装着された際に端子本体６１と電源ケーブルとを押圧して接続させるバネ部材６２を備えている。

【0031】

端子本体６１は、バネ部材６２を装着可能なように、平面視でコ字状に形成された装着部６１ａを備えている。また、端子本体６１には、電源基板３０に設けられた基板リード線３３が接続される接続部６１ｂが設けられている。

【0032】

バネ部材６２は、端子本体６１に一体的に結合可能に形成されている。具体的には、平面視でＳ字状に屈曲されて装着部６１ａに装着される装着部６２ａを備えている。また、バネ部材６２は、電源ケーブルに装着された際に電源ケーブルの挿入は可能であり、電源ケーブルの引き抜けを防止する爪部６２ｂを備えている。

【0033】

リリースボタン７１は、ボディ５２の背面に取り付けられ、ボディ５２の背面に設けられたリリース穴５２ｄから棒状の部材で押されると、バネ部材６２の爪部６２ｂを押圧して電源ケーブルを開放する部材である。このリリースボタン７１は、ハウジング５０のボディ５２の内側から係止可能であり、予めボディ５２に組み込んでおくことができる。

【0034】

放熱板７２は、金属製の板部材により形成され、トランス３１に固定された熱伝導体３２が押しつけられ、トランス３１の放熱を行う部材である。この放熱板７２も、ボディ５２の背面の内側から装着された際に、ボディ５２に係止されるように形成されている。

【0035】

次に、本実施形態の電源装置１を組み立てる場合について説明する。電源装置１は、端子基板２０及び電源基板３０が基板組み立て工程において既に組み立てられている。この状態から、端子基板２０及び電源基板３０を２本のリード線２で接続する。また、端子基板２０及び電源基板３０を、図１に示すように平行に配置する。

【0036】

次に、ホルダ装着工程において、端子基板２０及び電源基板３０をホルダ４０に装着する。具体的には、リード線２によって接続された端子基板２０及び電源基板３０を、アッパホルダ４１に挿入する。このとき、端子基板２０及び電源基板３０の側辺を側壁４３の溝４５に挿入し、溝４５に対して基板の側辺を平行にスライドさせて挿入する。

【0037】

また、アッパホルダ４１を端子基板２０及び電源基板３０の上から被せ、アッパホルダ４１の一対の溝４５に、両基板の側辺を挿入して下方にスライドさせる。アッパホルダ４１とロアホルダ４２を合わせると、アッパホルダ４１の係止爪４１ａが、ロアホルダ４２の係止穴４２ａに係止され、アッパホルダ４１とロアホルダ４２が固定される。

【0038】

電源端子組み立て工程において、端子本体６１とバネ部材６２とを組み立てる。図３（Ａ）の状態から、端子本体６１に対してバネ部材６２を所定位置で組み付けると、図３（Ｂ）に示すように、端子本体６１の装着部６１ａにバネ部材６２の装着部６２ａが装着され、両部材が位置決めされて結合される。

【0039】

図５に示すように、電源端子装着工程において、ホルダ装着工程によって、組み合わされた端子基板２０、電源基板３０及びホルダ４０に、電源端子組み立て工程において組み立てられた電源端子６０を装着する。具体的には、図５（Ａ）の状態から、ロアホルダ４２に設けられた端子装着部４６に一対の電源端子６０を装着する。これにより、図５（Ｂ）に示すように、電源端子６０がロアホルダ４２に対して位置決め固定される。なお、図５（Ａ）では、電源端子６０と基板リード線３３とは離れた状態に図示されているが、実際には両者は予め接続された状態でロアホルダ４２に組み付けられる。

【0040】

また、ボディ組み立て工程においては、ボディ５２に放熱板７２とリリースボタン７１を装着する。ボディ５２は、放熱板７２とリリースボタン７１を係止する構成とすることができ、その場合はボディ５２の所定位置に放熱板７２及びリリースボタン７１を組み付けることにより、これらの部材をボディ５２に装着することができる。

【0041】

最後に、アセンブリ工程において、それぞれ組み立てられた部品をまとめてくみ上げて、電源装置１を完成させる。具体的には、ホルダ４０によって一体となっている端子基板２０、電源基板３０、及び電源端子６０を、放熱板７２及びリリースボタン７１が装着されたボディ５２に挿入する。ボディ５２には、ホルダ４０を嵌合可能な嵌合凹部５２ｃが設けられているため、ボディ５２にホルダ４０が位置決め固定される。

【0042】

最後に、組み立てられたこれらの部材に対して、キャップ５１を前方から被せる。キャップ５１に設けられている係合部５１ｂと、ボディ５２に設けられている係合爪５２ｂが係合し、キャップ５１とボディ５２が一体に固定され、電源装置１の組立が完了する。このとき、ハウジング５０（キャップ５１及びボディ５２）によってホルダ４０が挟持される。このように、ホルダ４０によって一体となっている端子基板２０、電源基板３０、及び電源端子６０の表裏から、ボディ５２とキャップ５１を組み合わせてハウジング５０を形成する。

【0043】

本実施形態の電源装置１によれば、細かい部品、例えば電源端子６０の端子本体６１とバネ部材６２、或いはリリースボタン７１等であっても、電源端子組み立て工程又はボディ組み立て工程において両者を予め組み立てておくことができる。このため、組み立て済みの電源端子６０及びボディ５２を組み込んだ状態でストックすることもできる。従って、他の組み立て工程において遅延が生じることがなく、短納期の要請に対応することが可能となる。

【0044】

なお、上記実施形態においては、側壁４３は、端子基板２０及び電源基板３０の側辺の全てを覆っているが、少なくとも一部を覆うものであればよい。また、端子基板２０と電源基板３０は、リード線２で接続されているが、これに限らず、他の部材で電気的に接続してもよい。例えば、アッパホルダ４１に導電性のコネクタを設けておき、このコネクタで両基板を電気的に接続するようにしてもよい。

【0045】

また、上記実施形態においては、ＵＳＢ電源を例にして説明したが、これに限らず、通常のコンセントや他の接続機器の電源装置に用いてもよい。また、放熱板７２及びリリースボタン７１は、ハウジング５０のボディ５２に装着するようにしているが、電源基板３０やホルダ４０に装着するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0046】

１…電源装置
２…リード線
２０…端子基板
２１，２２…内部端子
３０…電源基板
３１…トランス
３２…熱伝導体
３３…基板リード線
４０…ホルダ（保持部材）
４１…アッパホルダ
４２…ロアホルダ
４３…側壁
４４…絶縁部
４５…溝
４６…端子装着部
５０…ハウジング
５１…キャップ
５１ｂ…係合部
５２…ボディ
５２ｂ…係合爪
５２ｃ…嵌合凹部
６０…電源端子
６１…端子本体
６２…バネ部材
７１…リリースボタン
７２…放熱板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】