(57)【要約】【課題】信頼性の高い、着脱のしやすい、生産費用の低い電源装置を提供する。【解決手段】直流電力を、電子計算機に必要とされる複数の電圧に変換する電力変換装置として、電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタと、それより引き出される電線と垂直に接続された基板からなるものを用いる。電力変換装置は基板に表面実装する電子部品を、多極コネクタと逆側の面に集中させる。直流電源からの受電コネクタは多極コネクタと同一側の面に配置する。受電コネクタからの電線の引き出し方向は、多極コネクタに接近する方向とする。多極コネクタに外れ止めを備え、コネクタの外れ止めと基板裏面の高さが０．８Ｃｍ以上かつ８ｃｍ以下とする。多極コネクタの取り付け部から１．５ｃｍの範囲にリード部品を実装しない構造とする。基板の多極コネクタ側に絶縁性の平板を固定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源から受電した電力を、電子計算機に必要とされる複数の電圧に変換を行い、その電力を電子計算機に供給する電力変換装置であって、電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタ部分と、そのコネクタより引き出される導体と垂直に接続された基板からなるもの。
【請求項２】
請求項１に加え、表面実装された電子部品を電力変換装置基板上に有するものであって、その電子部品を電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタと逆側の面に集中させた構造をもつもの。
【請求項３】
請求項１または２に挙げたものであって、直流電源から受電するためのコネクタを有し、そのコネクタが電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタと同一側の面に配置されたもの。
【請求項４】
請求項１または２または３に挙げたものであって、直流電源から受電するためのコネクタから取り出される電線の引き出し方向が、電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタに接近する方向で引き出されているもの。
【請求項５】
請求項１から４に挙げたものであって、かつ電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタに外れ止めを備えるものであって、コネクタの外れ止めと基板裏面の高さが０．８ｃｍ以上かつ８ｃｍ以下であるもの。
【請求項６】
請求項５に挙げたものであって、電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタの取り付け部から１．５ｃｍの範囲にリード部品を実装しない構造のもの。
【請求項７】
請求項１から６に挙げたものであって表面実装型電子部品の実装されていない側の部分に絶縁性のシートまたは平板を固定したもの。
【請求項８】
請求項７に挙げたものであって、絶縁性シートまたは平板に金属の保護板あるいは金属ケースの内面側を固定したもの。
【請求項９】
請求項１から８に挙げたものであって多極コネクタの位置を電力変換装置基板の中央としたもの。
【請求項１０】
請求項１から２または４に挙げたものであって多極コネクタより引き出される導体を折り曲げたもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子計算機に用いられる電源装置の形状に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子計算機に用いられる電源装置として、コネクタを差し込むだけで電気的な接続と機械的な接続を同時に完了する製品は使い勝手が優れているため非常に多く知られている。たとえば一般的なACアダプタは変圧器や整流器とプラグが一体化しているため、商用電源のコンセントに差し込むだけで電気的な接続と機械的な接続が同時に行われる。これらは、装置を保持する役目と，その装置と構造的に組合わされている相手方部品を通じて電気的接続をする役目を果たしている、特にその装置を支持するために適合した嵌合装置を備えていることに特徴がある。
【０００３】
特許文献１には、より複雑な集積回路を搭載した通信機能モジュールへの電源供給を上記の発想で扱い、機械的接続と電気的接続を兼用することで利便性を高めたシリアルアダプタが開示されている。
【０００４】
ところで近年電子回路の高度化がすすみ、電源への要求は複雑化・高度化が進んでいる。このような高度な電源モジュールの取り扱い着脱を容易にするために細部の構造を工夫することが求められている。典型的な形態としては、特許文献２に開示されているように、電源モジュールのコネクターをあらかじめヒートシンク部分と固定しておくことで、コネクターと同時に着脱できるような、コネクターと一体化した電源モジュールが挙げられる。
【０００５】
デスクトップ型の電子計算機ににおいても、電源への要求は複雑化・高度化が進んでいる分野である。
近年安価に販売されているありふれた一般的なパソコンであっても、内部の半導体回路は同時に複数の電圧の電源を要求するため、送電に必要な導体の本数は増える一方である。そのうえ、最新の高性能半導体が要求する電源は大電力かつ低圧であるため電流が大きく、同一装置内といえども長い距離の送電は難しい。そのため商用電源からいったん直流の中間電圧、たとえば１２Vを生成し、これを半導体の実装された部位の近くで必要な低圧、たとえば３Vであるとか１Vのような電圧に降圧することが一般的になってきた。非特許文献１
では、電力を消費する半導体の実装された基板に受電用のコネクタを用意しておき、そこにコネクタと一体化した電圧変換回路を差し込むことで機械的接続と電気的接続を同時に完了する構造が開示されており、当時販売されていたパソコンの多くでこのような形態の製品が用いられていた。
【０００６】
このように低圧の電力を必要とする場所で生成する電源構成はＰＯＬ（Ｐｏｉｎｔ  Ｏｆ  Ｌｏａｄ）電源という一般名称で呼ばれている。
【０００７】
ところでデスクトップ型のパソコンでは、非特許文献２の３３頁で開示されているような、１２V以外に５V、３．３V、−１２ＶとするＡＴＸ規格とよばれる受電コネクタが用いられている。
【０００８】
このＡＴＸ規格とよばれる受電コネクタに装着するコネクタについて、コネクタと堅固に一体化した電圧変換回路、特に機械的に完全に固着したリジッド構造のものが市販されている。その典型的なものは特許文献３に開示されている。これによれば、電磁的な放射ノイズの少ない電源回路を構成することができる。
【０００９】
また非特許文献３には別の形状の、コネクタと堅固に一体化した電圧変換回路の市販製品が開示されている。
【００１０】
電源ではないが、コネクタ内部に抵抗器などの電子部品から構成される回路を内蔵した構造が特許文献４に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】実開昭63-108173
【００１２】
【特許文献２】特開2010-003972
【００１３】
【特許文献３】米国特許7539023
【００１４】
【特許文献４】特開２００３−１２３９１９号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】"VRM9.0 DC-DC Converter Design Guidelines", [online] , IntelCorporation, 2001-07-18, Retrieved from theInternet:<URL:http://developer.intel.com/design/pentium4/guides/249205.htm>.
【００１６】
【非特許文献２】"PowerSupply Design Guide for Desktop Platform Form Factors Revision1.2,",[online],Intel Corporation, 2007, Retrieved from theInternet:<URL:http://www.formfactors.org/developer%5Cspecs%5CPSU_DG_rev_1_1.pdf>
【００１７】
【非特許文献３】"PW-200-M,PW-200-V Series 12V, 200 Watts ATX Power Supply Quick InstallationGuide", [online], mini-box.com, 2009-06-08, Retrieved from theInternet:<URL:http://resources.mini-box.com/online/PWR-PW-200-M/PWR-PW-200-M-manual.pdf>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従来のＰＯＬ電源はコネクタのみによって支持される都合上、コネクタと堅固に一体化された構造を有している。なぜならば何らかの要因によって力が加わったときに変形するようでは機器内の金属部品への接触による短絡や、変形の繰り返しによる疲労が懸念されるからである。
【００１９】
たとえば非特許文献３に開示されている製品は、全長６１ｍｍに及ぶ基板が、その端に装着されたコネクタのみによって支持されている。そのうえ受電コネクタなどが逆側に存在するため、作業中に引っかかるなど理由で受電側の電線に加わった力は、全長６１ｍｍに及ぶ梃子によって増幅されてコネクタ部分に伝達される。この対策として、コネクタと基板を密着させ、剛性の高い金属性の結合部位を半田で溶接することによって、通常の力によって変形しない、堅固に一体化された構造として強度を確保している。
【００２０】
また、特許文献３においても同様に剛性の高い金属性の結合部位を半田で溶接することによって、通常の力によって変形しない、堅固に一体化された構造として強度を確保している。
【００２１】
ところがＡＴＸ規格で定められたコネクタの基本構造は図１の右のように中心のピン１を左右から挟み込み、バネの力によって接点３において均等な接触圧を得る構造のもので、柔軟性に富んだ電線５を基板２と接続する目的で設計されている。このため、図１の左のように、ＰＯＬ電源モジュールの柔軟性のない基板４にたいして、接点３を堅固に固定してしまうと、図上の左右方向に発生したずれを吸収できない。固定されていない電線と違って、基板への固定では半田付け時の実装ずれ、熱膨張、基板の吸湿といった要因でずれが発生し、なおかつその状態が永続するためである。
【００２２】
さらに、ＡＴＸ規格のコネクタでは図の左右方向に１０から１２対のピンが二列にわたって配置されているため、ずれは累積する。このため、最悪の場合コネクタの湾曲が発生することがある。このようなずれが発生すると、最悪の場合、図1の左のように本来二点で接触していた接点３が１点接触になってしまい、また接触している片方も接触圧が本来の値を大きく超過するために不良を起こしやすくなる。
【００２３】
ＡＴＸ規格に定められたコネクタでは接点自体の電流容量はピン一本あたり５Ａ程度であるが、標準的な電子計算機の主基板が消費する電流は５から２０Ａに達するため複数の電線に電流を分担させて発熱を低減している。このため全ての接点が機能している必要があり、確実に二点の接触を確保することが課題となった。
【００２４】
また、ＡＴＸコネクタは電線への熱伝導によって接点での接触抵抗による発熱を逃がす構造になっている。ＰＯＬ電源は基板上で電圧変換を行うために電力素子を用いており、正常時でも基板上の温度は外気よりも高温になる。このため接点部分を堅固に基板と固定すると、基板上で発生した熱によってコネクタ接点の温度が上昇し、コネクタの端子を流れる大きな電流による温度上昇とあいまって、接点の酸化が促進される。
【００２５】
この現象は、特許文献３においてはマザーボードへの伝熱が促進されるため電力変換基板上の素子を冷却できるという趣旨の記述で有利な効果としてふれているが、現実にはコネクタ接点の接触抵抗による発熱と酸化を招く有害な現象である。
【００２６】
このため、長期的な信頼性を確保するために電流容量をおさえなければならないという課題があった。
【００２７】
また、接点部分を堅固に基板と固定したリジッド構造では、外部から基板に力が加わったときに表側または裏側のいずれかのコネクタと基板の接合部分の半田にたいして基板から引きはがす方向の力が働くことになる。このため堅くて重量のある物体と本体が衝突した際や、作業時に受電用の電線を引っかけて引っ張り力が発生した際に、半田に大きな応力がかかり、その後の着脱による疲労によって不具合を発生させるおそれがあり、信頼性が課題となりえた。
【００２８】
また、電源接続部のコネクタは２０から２４個のピンが図１のように両側からバネで強く挟まれるような形で並んでいるため引き抜いたり挿入するさいにはかなりの力が必要であるうえ、取り外し時には外れ止めのレバーを指で押しながら引き抜く必要がある。一般的なＡＴＸ規格電源のように電線が接続されていれば、親指でレバーを押しながら残りの指で２０から２４本もある電線の太い束を握って、コネクタの長手方向に揺すりながら引き出せば容易に引き出すことができた。しかしながらＰＯＬ電源ではそのような太い電線の束が不要になったため存在せず、また基板自体が小さいため、バネの力が強い大電流用の高信頼性接点を使用すると引き抜きが不便になるという課題があった。
【００２９】
以上のように、「装置を保持する役目を果たすための力学的強度」対「コネクタ接点の信頼性確保に必要な柔軟性」や「衝撃力への対応」、「基板の小型化」対「引き抜きの容易さ」や「熱的な信頼性」といった多くの矛盾する課題を同時に満足する形状が求められており、本発明はこれらの課題をバランスよく解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上記の目的を達成するため、発明者は矛盾する課題を生じたそもそもの原因について電圧変換回路の部品点数、出力容量、基板実装の方法、電子部品のパッケージ、脱着作業時や使用時の力学的条件について製造コストから信頼性に至るまで徹底的な検討を行った結果、特定の組み合わせにおいて信頼性が高くかつ使いやすい優れた製品となることを見いだした。
【００３１】
本発明における電源装置にあっては、第一の手段として、直流電源から受電した電力を、電子計算機に必要とされる複数の電圧に変換を行い、その電力を電子計算機に供給する電力変換装置であって、電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタ部分と、そのコネクタより引き出される電線と垂直に接続された基板からなる。
【００３２】
電線と基板の接続部分は基板の端から好ましくは０．５ｃｍ、より好ましくは１ｃｍ以上離れていると取り外し時に指をかけやすくて有利であるが、これに限定されない。
【００３３】
このため、１２Ｖや２４Ｖ、４８Ｖといった高圧の直流電源から受電した電力を、主基板の近傍で、電子計算機に必要とされる複数の電圧、たとえば常時通電されている５Ｖ以外に、制御信号によって通電が開始される３．３Ｖ、５Ｖ、１２Ｖ、−１２Ｖや、電圧が安定している期間のみ供給される５Ｖなどを生成することが好ましいのであるがこれに限定されない。
【００３４】
第二の手段として、第一の手段に加え、電力変換装置基板に表面実装する電子部品を、電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタと逆側の面に集中させた構造をもつものであってもよい。
【００３５】
従来、電力変換装置基板は、大電力を取り扱うために大型のコイルやコンデンサを用いており、実装方法は部品のリードを基板の穴に差し込む方法が主流であったが、主基板の近傍で使用するために小型化が必要となった。そのような小型化を追求した製品であってもなお、非特許文献３のように基板の両面に小型の表面実装部品を効率よく配置するのみではなお全長６１ｍｍもあり、大きすぎて不便であるため、特許文献３のように超小型の表面実装部品を基板の両面に実装したり、そのような両面実装基板をさらに二枚並立させたりして基板の面積を縮小させることによって十分な小型化を達成した製品が登場している。
【００３６】
しかしながらそのような製品は逆に小型化が過ぎて着脱の容易さを欠くという問題があった。すなわち超小型の表面実装部品を基板の両面に高密度で実装するために品質管理が難しくなり、面積あたりの単価が高くなる傾向があるため、着脱の容易な基板サイズとすると逆にコストが高くなりがちであるからである。
【００３７】
なお品質管理が難しくない程度の実装密度とは、銅箔上の線路幅で代表すると０．２５ｍｍ、０．２０ｍｍ、０．１６ｍｍといった数値の基板が該当する。
【００３８】
いっぽう、発明者は近年の集積化の進んだ制御ＩＣや小型高性能なトランジスタを活用し、また出力電流を近年の電子計算機主基板の要求する範囲で過不足のない値、たとえば５Ｖや３．３Ｖでは常用１０Ａ以下、好ましくは７Ａから２Ａ、より好ましくは６Ａから３Ａに設定することで、それほど品質管理が難しくない程度の実装密度であっても、必ずしも両面に部品を実装する必要なく、片面のみに部品を実装するだけで十分に小型化できる回路と部品配置を完成させた。
【００３９】
その結果、電力変換装置基板に表面実装する電子部品を、電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタと逆側の面に集中させた構造をもつ基板を構成要素とする電力変換装置の効果を見いだすに至ったのである。
【００４０】
このような基板のコストは低いため、基板サイズは着脱の容易さなどの使い勝手のみを考えて決定すればよく、たとえば直方体状の多極コネクタの長手方向に対して１ｃｍから１０ｃｍ、より好ましくは４ｃｍから６ｃｍ、それと直角方向に対して１ｃｍから１０ｃｍ、より好ましくは２ｃｍから６ｃｍ、より好ましくは３ｃｍから５ｃｍとすると好適である。
【００４１】
なお安価な基板として銅箔を片面のみに有する片面基板と呼ばれる回路基板があるが、本発明における片面のみに実装された基板とはこれに限定されず、銅箔自体は両面に存在していても良い。すなわち表面実装部品をあえて片側に集中させ、反対側の実装スペースの一部または全部をあえて放棄する形態を指す。
【００４２】
第三の手段として、上記に加え、さらに直流電源から受電するためのコネクタを有し、そのコネクタが電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタと同一側の面に配置されたものであってもよい。
【００４３】
電力変換装置は、非特許文献１のような主基板から受け取った電力を主基板に送り返すＰＯＬ電源モジュールとは異なり、直流電源から受電した電力を主基板に供給するため、主基板に接続される多極コネクタ以外に、直流電源から受電するためのコネクタを有する。
【００４４】
この直流電源から受電するためのコネクタは通常の着脱式のものに限られず、ボードインコネクタと呼ばれる、完成後は取り外しができなくなあるタイプのコネクタであっても良いし、予め電線を基板上に半田などで固定した上で、後から熱可塑性樹脂などを用いてコネクタに類する構造を形成したもの、コネクタと類するような引っ張り耐久性を付与したもの等であっても良い。
【００４５】
第四の手段として、上記に加えさらに、直流電源から受電するためのコネクタから取り出される電線の引き出し方向が、電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタに接近する方向で引き出されているものであってもよい。
【００４６】
これによって第三の手段による効果が大きくなるからであり、表面実装部品を片面に集中させたことによって、このような方向に電線を引き出しても基板上の部品と電線がふれて損傷を生じたり信頼性を損なったりするおそれがない。
【００４７】
第五の手段として、上記に加えさらに、電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタに外れ止めを備えるものであって、コネクタの外れ止めと基板裏面の高さが０．８ｃｍ以上かつ８ｃｍ以下としてもよい。
【００４８】
たとえば、現在の電子計算機主基板でよく用いられるＡＴＸ規格の多極コネクタに代表されるように、コネクタの多くはレバー式などの外れ止めを有しており、これらはたとえば外れ止めを押すなどの解除操作をしながらでないと取り外しができない構造になっている。
【００４９】
前述のように本発明によれば電力変換装置基板を電子計算機の主基板から取り外す際に、間に指を入れて力を入れやすくなるが、その際にコネクタの外れ止めと基板裏面の高さが０．８Ｃｍ以上かつ８ｃｍ以下であれば、コネクタの外れ止めを解除しながら取り外す際に基板裏面を持ち上げることができるため好適である。
【００５０】
第六の手段として、上記に加えさらに、電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタの取り付け部から１．５ｃｍの範囲にリード部品を実装しない構造としてもよい。
【００５１】
リード部品を半田付けする際は、基板の半田面にリードが飛び出すことが一般的であるため、基板裏面を持ち上げるさいにリード部品を半田付けした金属部に手が触れると不快である。のみならず、静電気などにより回路を損傷するおそれがある。
【００５２】
これを避けるためにリード部品を全く用いず表面実装部品を使用したほうが有利である。しかしながら、入手の容易さなどの理由で一以上の数量のリード部品を用いたものであっても良く、その場合は取り付け部から１．５ｃｍの範囲には配置しないことが好ましい。
【００５３】
第七の手段として、表面実装型電子部品の実装されていない側の部分に絶縁性のシートまたは平板を固定してもよい。
【００５４】
表面実装部品を片面に集中させれば、脱着時に手が触れる部分には部品が実装されていないため、それらの部分に、粘着シートや接着剤を塗布した合成樹脂板を貼り付ける程度の容易な工程で堅固に固定され、基板を保護することができる。
【００５５】
第八の手段として、絶縁性シートに金属の保護板あるいは金属ケースの内面側を固定してもよい。
【００５６】
粘着シートや接着剤を塗布した合成樹脂板の上から金属の保護板を重ねて接着することは容易であるし、その保護板によって構成される面をもつ金属ケースとすることも容易である。
【００５７】
第九の手段として、多極コネクタの位置を電力変換装置基板の中央としてもよい。
【００５８】
たとえば電力変換装置基板の幅が５ｃｍであったとすると、幅１ｃｍの多極コネクタを中央に配置すると両側に２ｃｍほど基板が突き出す形になる。この形状であれば両側に指を引っかけて引くことで取り外し作業ができるが、多極コネクタ側に部品が実装されていなければ、静電気や汗による部品の損傷などを気にすることなく安心して取り外し作業を行うことができる。
【００５９】
また、中央から多少ずれていても同様の効果が得られるであろうことは明らかである。好ましいずれの範囲は、基板の幅Ｘｃｍ、コネクタの幅Ｙｃｍとすると（Ｘ−Ｙ）÷２−１ｃｍである。
【００６０】
第十の手段として、多極コネクタと電源基板の間をつなぐ導体を折り曲げたものとしても良い。
【００６１】
折り曲げによって導体の表面積が増加するため放熱が良くなる。また必要であれば電源基板の方向を調節することができる。
【００６２】
折り曲げの方法は特に限定されないが、基板から垂直に引き出した導体を、基板から０．１ｃｍあるいは１ｃｍの位置で折り曲げることができる。次いで逆側に曲げ、さらにこれを繰り返すことで、ジグザグに曲げることになり、放熱はいっそう良くなる。
【００６３】
さらに必要に応じて折り曲げた部分に半田のような低融点合金を浸透させて固化させてもよいし、接着剤のようなもので固めて曲がった状態で固定しても良い。
【発明の効果】
【００６４】
本発明によれば信頼性の高い、着脱のしやすい、生産費用の低い電源装置を提供することができる。
【００６５】
上記の構成によれば、多極コネクタ接点そのものはあくまで個々の電線で電源基板本体と接続されているため、位置のずれに対して自由に追従し、応力を受けないため、電線対基板コネクタとしての設計通りの高い信頼性を発揮する。
【００６６】
また、本発明によれば引き出した電線自体が放熱器の役割を果たすため電源基板上の電力素子からコネクタの接点への伝熱を排除できる。このため接点の温度が低下し、酸化が遅くなるため長期的な信頼性を確保することができる。
【００６７】
また、衝撃的加重は電線の弾性変形によって緩和されるため半田接合の疲労や破壊のような事故が避けられる。本発明の構成によれば電源基板の平面をコネクタの長手方向と垂直に揺さぶる方向の剛性が低いため、半田接合をひきはがす力をよく緩和することができる。
【００６８】
さらに直方体のコネクタから電源基板へ伸びる電線は直方体の長手方向に向かって並ぶため、柔軟な電線によって構成されているにかかわらず、長手方向の力に対しては高い剛性を発揮する。これはコネクタを長手方向に揺さぶって取り外す際に便利である。
【００６９】
また、片面のみに部品が実装された基板は面積あたりの製造コストが低いため図２のＡを大きくとりやすい。こうした要因の複合によって、Ａを技術的な都合によってではなく、使い勝手のよい数値に自由に設計することができるようになるため、本発明の構造をとれば、コネクタ２を引き抜くときに力を入れやすい長さに設定することができるようになる。
【００７０】
さらに直流電源から受電するためのコネクタを有し、そのコネクタが電子計算機の主基板に接続するための直方体状の多極コネクタと同一側の面に配置されたものは、電子計算機の主基板上の部品と干渉しないために、多極コネクタと電力変換装置基板の間を結ぶ導体を長くとって、距離が確保しやすい。
【００７１】
ところがそのような配置にしてしまうと、たとえば直流電源から受電するための電線を作業中に引っかけてしまうなどして引っ張り力が作用するなど、外部からの力が作用したときに全体がぐらついてしまう。これを避けるために非特許文献４のように、取り付け相手によっては干渉するという不便を忍んで、剛性の高い短い導体を使用する必要があった。
【００７２】
いっぽう受電するためのコネクタを電子計算機の主基板側に取り付ければ、引っ張り力が発生しにくい方向となり、また梃子の原理で説明できるように、導体にかかる力も小さくなるため、全体がぐらついてしまう度合いが小さくなる。
【００７３】
このため、多極コネクタと電力変換装置基板の間を結ぶ導体として剛性の高い短い導体を使用する必要がなくなり、距離をとることができるため、電子計算機の主基板上の部品と干渉が避けられるうえ、電力変換装置基板を電子計算機の主基板から取り外す際に、間に指を入れて力を入れやすくなる。
【００７４】
また、電子計算機の主基板上の部品と干渉しにくく、さらに直流電源から受電するためのコネクタを含めた全体の高さが低くなるために受電コネクタや電線が別の物体に干渉するおそれが少なくなる。
【００７５】
受電側のコネクタあるいはその他部分へ送電するためのコネクタを有するものであって、それらのコネクタが、電子計算機の主基板に接続するコネクタ部分と対向する辺に沿って電子部品の実装されていない側に配置され、電子計算機の主基板に接続するコネクタ側にむかって電線が引き出された構造をもつものは、引き出された電線が何らかの理由で引っ張られたときに、電源基板の平面をコネクタの長手方向と垂直に揺さぶる方向の力のモーメントが小さくなる。このため、これらのコネクタから伸びる長い電線が何らかの原因で引っ張られた際でも、コネクタの長手方向と垂直方向に倒れ込みにくい。
【００７６】
さらに、上記構造では上記のような電線の引っ張りによる力学的ストレスが小さくなるため、上記のような配慮のない構造と比較して全体の幅、すなわち図２のＡを大きくとってもコネクタ２や、電線６と基板１の接合部に負担がかからない。
【００７７】
柔軟性に富んだ電線であっても十分に本体を保持できるため、ネジ止めや接着などの手段を用いることなく、コネクタを差し込むだけで電気的な接続と電源基板本体の保持が同時に完了する。
【００７８】
さらに、電源基板本体として片面のみに部品を実装した基板を用いた場合、両面に部品を実装した基板と比べて、基板の長さが長くなるため、コネクタの取り外しレバーに指を乗せたときに力をかけやすくなる。さらにその際に部品が当たらないという利点を有する。
【００７９】
このように、本発明の構成では、個々の構造の組み合わせによって取り外しが非常に容易であるという効果が出現している。また、装置を保持する役目を果たすための力学的強度を有する一方、コネクタ接点の信頼性が確保され、また十分に小型であってなおかつ引き抜きが容易で、熱的な信頼性も確保するという効果が出現する。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】コネクタの接点部分の拡大図である。（発明が解決しようとする課題）
【図２】電源装置の実施方法を示した説明図である。（発明を実施するための形態）
【図３】電源装置の実施方法を示した説明図である。（発明を実施するための形態）
【発明を実施するための形態】
【００８１】
本発明を実施するための最良の形態を図２に示す。電力は電線７より受電コネクタ５に供給される。この電圧は限定されないが、直流１２Ｖや４８Ｖが一般的である。たとえば１２０Ｗの電力を１２Ｖで受電すると１０Ａになり、この場合は電線７はＵＬ１００７規格のＡＷＧ１８であれば一対か二対で十分である。いっぽう、たとえば２００Ｗを受電する必要がある場合は、４８Ｖで受電することによって電流値を小さくして、細い電線を用いることができる。２０ＷであればＡＷＧ２４であっても一対で十分である。この電線は半田接合あるいは受電コネクタ５で電源基板１に接続される。
【００８２】
このコネクタ５を、図２にあるように、電子計算機の主基板に接続するコネクタ部分２と対向する辺に沿って、電子部品３の実装されていない側に配置すると、電子計算機の主基板に接続するコネクタ２の側にむかってまっすぐ電線７を引き出すことができる。このような構成を取ると、何らかの理由によって電線７が引っ張られた際に導体６と基板１の接合部や、コネクタ２が受ける応力が小さくなるため好ましい。
【００８３】
電子部品３はコイル、コンデンサ、ダイオード、ＭＯＳトランジスタ、集積回路、抵抗などである。
大容量のコイルやコンデンサは依然としてリード部品と呼ばれる、穴に差し込んで半田付けを行うような形状のものが用いられているが、近年は表面に配置した後でフローまたはリフロー半田で固定する表面実装部品が登場しており、特に好ましく用いることができる。
【００８４】
電線７は基板１に固定してもよい。固定する手段としては公知の技術を用いることができるが、典型的にはホットボンドやタイラップあるいは半田によって固定される金具を好ましく用いることができる。このさい基板１に部品を実装しない面を設けておけば、電線７の固定作業は容易である。
【００８５】
電線７は導体６の間を通してもよい。こうすると別途固定する手段を設けなくても電線７は安定に保持される。また固定手段を設ける場合であっても、電子部品３が片面にのみ実装されている場合、電線７は基板裏面の任意の場所で接着などの方法で固定できるため、都合がよい。
【００８６】
受電した電力は電源基板１上の電子部品３によって制御され、あるものはそのままの電圧で、あるものは降圧され、あるいは負電圧に変換され、導体６を介してコネクタ２に送られる。コネクタ２に送られる電力は、典型的には１２Ｖ，５Ｖ，３．３Ｖ，−１２Ｖであり、その他に制御信号が含まれる場合もある。
【００８７】
導体６の種類は限定されないが、柔軟性のあるスズメッキ銅より線に塩化ビニルあるいは架橋ポリオレフィン樹脂で被覆したものを特に好ましく用いることができる。この種の導体においてもっとも代表的な種類はＵＬ１００７と呼ばれる電線である。太さは限定されないが、ＡＷＧ２４からＡＷＧ１４が好ましく、特にＡＷＧ２０かＡＷＧ１８が好ましい。長さは特に限定されないが、高さＢが０．８ｃｍから８ｃｍになるように決定すると好ましい。
【００８８】
基板１とコネクタ２を結ぶ導体６は直線である必要はなく、必要に応じて折り曲げても良い。
【００８９】
折り曲げによって導体の表面積が増加するため放熱が良くなる。さらに、必要に応じて折り曲げる角度を変えることによって電源基板の方向を調節することができることは明らかである。
【００９０】
折り曲げの方法は特に限定されないが、基板から垂直に引き出した導体を、基板の近く、たとえば基板から０．１ｃｍあるいは１ｃｍの位置で折り曲げることができる。次いで逆側に曲げ、さらにこれを繰り返すことで、ジグザグに曲げることになり、放熱はいっそう良くなる。
【００９１】
さらに必要に応じて折り曲げた部分に半田のような低融点合金を浸透させて固化させてもよいし、接着剤のようなもので固めて曲がった状態で固定しても良い。あるいは折り曲げる部分のみを別の金属製の導電部材と置換した構造としても良いことは明らかである。
【００９２】
折り曲げる角度は任意の角度とすることができる。
【００９３】
なお基板１の幅Ａは特に限定されないが、最初の試作品では約８ｃｍであり、後の試作品の基板では４．５ｃｍであった。これを１２ｃｍとして再設計することは容易であると考えられる。片面にのみ部品を実装するという前提において４．５ｃｍまで短縮することは容易ではなかったが、将来的には技術の進歩によって３ｃｍ程度まで短縮できる可能性もある。
【００９４】
電線６と基板１の接合方法は特に限定されず、一般的な半田接合であってもよいし、金具などで電線を保持した後に、金具を半田で基板１と接合してもよい。
【００９５】
基板１の材質や構造は公知のものを用いることができる。一般的な基板としては、銅箔が片面のみに存在するもの、表面と裏面にある両面基板、さらに内層に複数存在しているものがあり、特に限定されないが、なかでもＦＲ４と呼ばれる材質よりなる両面基板が特に好適である。
基板１の裏面、すなわち多極コネクタ側の面に、接地の銅箔パターンを形成しても良い。放射ノイズなどの電気的特性が改善する。また、取り外し時に指をかけることがある場合、指輪などによって表面に損傷を受けることがあるが、そのような場合も悪影響を受けることが少なくなる。
【００９６】
コネクタ２には外れ止めの爪４があってもよい。ＡＴＸ規格で用いられるこの種のコネクタでは外れ止めが存在するため、本発明の構成が取り外し時の容易さという観点で特に効果を発揮する。
【００９７】
たとえば外れ止めの爪４を人差し指の側面で押しながら、中指の根本付近で電子部品３の実装されていない側の面を押し上げれば、力をかけやすい上、外す際に指や手のひらが電子部品３に触れることを避けられる。
【００９８】
コネクタ２以外を通して外部に電力を送出する必要がある場合は、コネクタ５と同様に決定された位置にコネクタを配置し、電線７と同様に取り出すことが好ましいがこれに限定されない。
【００９９】
またコネクタ２の位置を基板１の中央付近に移動させた図３のような形態であってもよい。
【０１００】
このような形状であれば取り外しの際に基板裏面の両側を指で持って取り外しができるのでいっそう取り外しが容易になる。
【０１０１】
たとえば中指側面で外れ止めの爪４を押すと、中指と人差し指の付け根は電子部品３の実装されていない側の面を押し上げことのできる位置にくる。そして中指と人差し指が多極コネクタ２を挟んで反対側に位置するため、バランスよく引き上げることができる。
【０１０２】
このさい特に図２Ｂが０．８ｃｍから８ｃｍであると好適であり、０．９ｃｍから４ｃｍであるとさらに好適である。
【０１０３】
また、中指と人差し指を掛ける部分の張り出しは最低でも１ｃｍ、より好ましくは１．５ｃｍあると快適に引き抜くことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
安価に、取り外しの容易な電源装置が提供できる。
【符号の説明】
【０１０５】
２０１  ピン
２０２  基板
２０３  接点
２０４  基板
２０５  電線
１  基板
２  コネクタ
３  電子部品
４  外れ止め
５  受電コネクタ
６  導体
７  受電側電線
【図１】
2011237980.tif 000003
【図２】
2011237980.tif 000004
【図３】
2011237980.tif 000005