(57)【要約】【課題】電源回路から音声増幅回路への電源供給経路が放射する放射ノイズによる音声増幅回路の出力音声の音質低下を抑制する。【解決手段】電源基板１４に設けられた電源回路は、外部から入力される商用電源から、音声増幅装置１０内で用いられる各種電力を生成する。音声増幅基板１６に設けられた音声増幅回路は音声増幅素子２０を含み、音声増幅素子２０は、電源回路からの電力によって動作することで音声信号を増幅する。電源中継基板１８は、電源回路が生成した各種電力が通る配線パターンである電力パターンを含み、当該電力パターンが電源基板１４から音声増幅基板１６への電力供給経路の一部を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源回路と、
音声増幅素子を有し、前記電源回路から供給される電力によって前記音声増幅素子が動作することで音声信号を増幅する音声増幅回路と、
前記電源回路から前記音声増幅回路への電力供給経路の少なくとも一部である電力パターンが設けられた電源中継基板と、
を備えることを特徴とする音声増幅装置。
【請求項２】
前記電源回路が設けられた基板と前記電源中継基板との間、及び、前記音声増幅回路が設けられた基板と前記電源中継基板との間の少なくとも一方は、基板対基板コネクタにより接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の音声増幅装置。
【請求項３】
前記電源中継基板は、前記音声増幅装置の固定部によって両持ち支持される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の音声増幅装置。
【請求項４】
前記電源中継基板は、前記音声増幅回路が設けられた基板と、前記音声増幅装置のシャーシの底板との間に設けられる、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の音声増幅装置。
【請求項５】
前記音声増幅素子が発生させた熱を放熱するための、前記電源回路と前記音声増幅回路との間に位置するように設けられたヒートシンクと、
をさらに備え、
前記電源中継基板と前記ヒートシンクが近接して設けられる、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の音声増幅装置。
【請求項６】
前記ヒートシンクはシャープエッジを有する、
ことを特徴とする請求項５に記載の音声増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音声信号を増幅して出力する機能を有する音声増幅装置は、電源回路と音声増幅回路を有している。電源回路は商用電源から所定の電力を生成して音声増幅回路に供給し、音声増幅回路は電源回路から供給された電力を用いて音声信号を増幅して出力する。例えば、特許文献１には、音声増幅回路である音声パワーアンプ回路に対して、電源回路としての電源ユニットから電力が供給される遊技機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６７２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、音声増幅装置においては、電源回路と音声増幅回路との間は線材で接続されるのが一般的であった。つまり、当該線材が電力供給経路となり、電源回路からの電力は、当該線材を通って音声増幅回路へ供給されていた。
【０００５】
図３には、従来の音声増幅装置の一例の平面図が示されている。図３には、音声増幅装置としてのプリメインアンプの平面図が示されている。図３に示す通り、電源回路が設けられた電源基板と、音声増幅回路が設けられた音声増幅基板とが線材で接続され、当該線材により電源回路から音声増幅回路に電力が供給されている。
【０００６】
線材は、通常、導体と、導体を覆う絶縁被覆とで構成される。導体は、複数の細い金属線（例えば銅線）が撚られて形成され撚線となっているのが一般的である。なお、ここでの撚線とは、被覆された複数（２つ）の線材が撚られたものではない。
【０００７】
導体の撚線は、断面で見れば巻き線の構造を有しているため、インダクタンス成分が大きくなってしまう。したがって、電力供給経路として線材を用いた場合、導体のインダクタンス成分に起因して、線材から放射ノイズが放射されてしまう。なお、線材を通る電力が交流電力の場合はもちろん、線材を通る電力が直流電力の場合であってもリップルを含む場合は線材から放射ノイズが放射されることになる。なお、定電圧回路を通さない整流回路の出力（直流電力）は、一般にリップル成分を含むものとなる。そして、この放射ノイズが音声増幅回路の出力音声の音質に影響を与えてしまう（音質悪化）という問題が生じる。
【０００８】
また、図３に示すように、音声増幅回路が有する音声増幅素子が発生させる熱を放熱するためのヒートシンクが設けられるのが一般的である。線材から放射される放射ノイズは、音声増幅素子あるいは音声出力経路などに直接飛び込む場合もあるが、当該ヒートシンクに飛び込む場合もある。ヒートシンクに乗ったノイズは、音声増幅素子に影響を与える場合があり、音声増幅回路の出力音声の音質に影響が出る場合がある。
【０００９】
また、電力供給経路として線材を用いた場合、音声増幅装置の製造工程において線材をスタイリングする（配置すべき場所に固定具（バンドなど）を用いて固定すること）必要がある。ここで、線材のスタイリングのばらつき（配置位置のばらつき）により、線材が放射する放射ノイズによる音声増幅回路の出力音声への影響がばらつくことで、音声増幅装置毎に音質がばらついてしまうという問題も指摘できる。
【００１０】
なお、特許文献１においては、主制御基板などの音声増幅回路ではない回路が設けられた基板に対しては、電源中継基板を介して電力が供給されているが、電源中継基板自体に設けられた音声パワーアンプ回路（音声増幅回路）に対しては、電源ユニット（電源回路）から電力線（線材）により電力が供給されている。
【００１１】
本発明の目的は、電源回路から音声増幅回路への電源供給経路が放射する放射ノイズに起因した音声増幅回路の出力音声の音質低下を抑制することにある。あるいは、本発明の目的は、音声増幅装置毎の、音声増幅回路の出力音声の音質のばらつきを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、電源回路と、音声増幅素子を有し、前記電源回路から供給される電力によって前記音声増幅素子が動作することで音声信号を増幅する音声増幅回路と、前記電源回路から前記音声増幅回路への電力供給経路の少なくとも一部である電力パターンが設けられた電源中継基板と、を備えることを特徴とする音声増幅装置である。
【００１３】
望ましくは、前記電源回路が設けられた基板と前記電源中継基板との間、及び、前記音声増幅回路が設けられた基板と前記電源中継基板との間の少なくとも一方は、基板対基板コネクタにより接続される、ことを特徴とする。
【００１４】
望ましくは、前記電源中継基板は、前記音声増幅装置の固定部によって両持ち支持される、ことを特徴とする。
【００１５】
望ましくは、前記電源中継基板は、前記音声増幅回路が設けられた基板と、前記音声増幅装置のシャーシの底板との間に設けられる、ことを特徴とする。
【００１６】
望ましくは、前記音声増幅素子が発生させた熱を放熱するための、前記電源回路と前記音声増幅回路との間に位置するように設けられたヒートシンクと、をさらに備え、前記電源中継基板と前記ヒートシンクが近接して設けられる、ことを特徴とする。
【００１７】
望ましくは、前記ヒートシンクはシャープエッジを有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電源回路から音声増幅回路への電源供給経路が放射する放射ノイズに起因した音声増幅回路の出力音声の音質低下を抑制することができる。あるいは、本発明によれば、音声増幅装置毎の、音声増幅回路の出力音声の音質のばらつきを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る音声増幅装置の平面図である。
【図２】本実施形態に係る音声増幅装置の背面図である。
【図３】従来の音声増幅装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１には、本実施形態に係る音声増幅装置１０の平面図が示されている。また、図２には、音声増幅装置１０の背面図が示されている。本実施形態では、音声増幅装置１０がプリメインアンプである例について本実施形態を説明するが、音声増幅装置１０としては、電源回路と音声増幅回路を有し、電源回路から供給される電力を用いて音声増幅回路において音声が増幅される限りにおいてどのような装置であってもよい。なお、図１においては、音声増幅装置１０のシャーシ１２の天板が省略されており、図２においては、音声増幅装置１０のシャーシ１２の背板が省略されている。また、図１及び図２において、音声増幅装置１０の幅方向をＸ軸、奥行き方向をＹ軸、高さ方向をＺ軸としている。Ｙ軸の正方向側が音声増幅装置１０の後側であり、負方向側が音声増幅装置１０の前側である。
【００２２】
音声増幅装置１０は、直方体形状のシャーシ（筐体）１２を有する。シャーシ１２は基板あるいはその他の部材などを固定する固定部としても機能し得る。また、図１及び図２には不図示であるが、音声増幅装置１０には、固定部としてフレームが設けられてもよい。なお、シャーシ１２及びフレームは接地されている（グラウンド電位に落とされている）。
【００２３】
音声増幅装置１０は、電源回路が設けられた電源基板１４、音声増幅回路が設けられた音声増幅基板１６、及び、電源中継基板１８を含んで構成される。なお、図１及び２においては電源基板１４、音声増幅基板１６、電源中継基板１８以外の基板の図示が省略されているが、音声増幅装置１０にはその他の基板も含まれていてよい。
【００２４】
電源回路は、外部から入力される商用電源から、音声増幅装置１０内で用いられる各種電力を生成する。各種電力としては、例えば、ＤＣ（直流）＋５Ｖ、ＤＣ±１２Ｖ、あるいはＡＣ（交流）±６０Ｖなどであるが、もちろんこれに限られない。なお、電源回路が生成する直流電力には多少リップルが生じている。これらの各種電力は音声増幅回路などに供給される。
【００２５】
音声増幅回路は、入力された音声信号を増幅して出力する。具体的には、音声増幅回路は音声増幅素子２０を有し、音声増幅素子２０は、電源回路からの電力によって動作することで音声信号を増幅する。音声増幅素子２０は、例えばパワーアンプＩＣなどである。音声増幅回路は、複数の音声増幅素子２０を有していてもよい。
【００２６】
音声増幅素子２０は、動作することで発熱する。音声増幅素子２０が発生させた熱を放熱するために、ヒートシンク２２が設けられる。ヒートシンク２２は、伝熱特性の良いアルミニウムなどの金属で形成される部材である。ヒートシンク２２は、シャープエッジ（詳細は後述）を有している場合がある。なお、ヒートシンク２２は接地されている。ヒートシンク２２は音声増幅素子２０に密着するように設けられることで音声増幅素子２０から熱を受け取って放熱する。
【００２７】
図１に示す通り、本実施形態においては、ヒートシンク２２は電源基板１４と音声増幅基板１６との間に位置するように設けられる。これは、電源回路から音声増幅素子２０への電力供給経路をできるだけ短くすることを考慮して音声増幅基板１６において音声増幅素子２０を電源回路側に配置するのが好適であること、及び、音声増幅基板１６においては例えばコンデンサなどの背が高い部品があって音声増幅基板１６の上側にヒートシンク２２を配置し難いことなどを考慮すると、合理的な配置といえる。
【００２８】
電源中継基板１８は、電源基板１４から音声増幅基板１６への電力供給経路の一部を構成する。電源中継基板１８は、主に、電源回路が生成した各種電力が通る配線パターンである電力パターンと、グラウンドパターンとを含んで構成される。詳しくは、当該電力パターンが電源基板１４から音声増幅基板１６への電力供給経路の一部を構成する。また、電源中継基板１８には、電源回路が生成した電力を変換（例えばＤＣ１２ＶからＤＣ３．３Ｖに変換）する、例えば３端子レギュレータなどの電力変換素子が設けられてもよい。
【００２９】
図１及び２に示す通り、本実施形態では２つの電源中継基板１８ａ，１８ｂが設けられている。２つの電源中継基板１８ａ，１８ｂは、いずれも電源基板１４と音声増幅基板１６との間の電力供給経路の一部となっていてもよいし、一方の電源中継基板１８ａが電源基板１４と音声増幅基板１６との間の電力供給経路の一部となっており、他方の電源中継基板１８ｂが電源基板１４と他の基板の間の電力供給経路の一部となっていてもよい。なお、電源中継基板１８は１つのみであってもよいし、あるいは３つ以上設けられてもよい。
【００３０】
電源中継基板１８は、音声増幅装置１０の固定部、すなわちシャーシ１２あるいはフレームに両持ち支持される。両持ち支持とは、電源中継基板１８の少なくとも１つの延伸方向において、一方端と他方端の両方が固定部に支持されていることを意味する。本実施形態では、電源中継基板１８は、その全てが同一直線上に並ばない３点以上の位置において固定部にビス止めされている。具体的には、電源中継基板１８ａは、シャーシ１２の底板１２ａと略平行に配置された上で、底板１２ａに対して３点以上のビス止め位置２４ａでビス止めされている。また、電源中継基板１８ｂは、シャーシ１２の背板あるいは背板と平行に立設するフレームに対して３点以上のビス止め位置２４ｂでビス止めされている。
【００３１】
電源中継基板１８ａは、音声増幅基板１６及びシャーシ１２の底板１２ａと略平行に設けられた上で、音声増幅基板１６と底板１２ａとの間に設けられる。これにより、図２に示す通り、下から、底板１２ａ、電源中継基板１８ａ、音声増幅基板１６の順に配置される。
【００３２】
電源基板１４と電源中継基板１８との間、及び、電源中継基板１８と音声増幅基板１６との間は、線材２６で接続される。本実施形態では、図１及び図２に示す通り、電源基板１４と電源中継基板１８ａとの間は線材２６ａで接続され、電源基板１４と電源中継基板１８ｂとの間は線材２６ｂで接続され、電源中継基板１８ｂと音声増幅基板１６との間は線材２６ｃで接続されている。当然ながら、線材２６も電源回路からの電力供給経路となるために、線材２６から放射される放射ノイズによる音声信号への影響を極力低減させるために、線材２６はできるだけ短い方が好ましい。
【００３３】
電源基板１４と電源中継基板１８との間、及び、電源中継基板１８と音声増幅基板１６との間の少なくとも一方は、基板対基板コネクタ（ＢｔｏＢコネクタ）で接続されてもよい。本実施形態では、図２に示す通り、電源中継基板１８ａと音声増幅基板１６との間が、ＢｔｏＢコネクタ２８により接続される。電源中継基板１８ａと音声増幅基板１６との間は、複数のＢｔｏＢコネクタ２８により接続されてもよい。なお、本実施形態では、電源中継基板１８ａと音声増幅基板１６とが略平行であることから、ＢｔｏＢコネクタ２８は平行接続タイプのものが使用されているが、垂直接続タイプのＢｔｏＢコネクタを用いて電源中継基板１８ａと音声増幅基板１６とを垂直に接続してもよく、水平接続タイプのＢｔｏＢコネクタを用いて電源中継基板１８ａと音声増幅基板１６とを水平に接続してもよい。なお、ＢｔｏＢコネクタとは、導体のピン（棒状の金属）を有するオス端子と、ピンが嵌合する嵌合部を有するメス端子とを含むものであり、オス端子（プラグ）とメス端子（ソケット）が嵌合することで、基板と基板との間を線材ではなくピンで接続可能なコネクタである。
【００３４】
上述の通り、音声増幅装置１０においては、電源回路から音声増幅回路への電力供給経路の少なくとも一部分が電源中継基板１８の電力パターンにより構成される。電源中継基板１８の電力パターンは、線材の導体のように撚線ではないため、少なくとも線材よりはインダクタンス成分が少ないといえる。したがって、電力供給経路の少なくとも一部分を、線材ではなく電源中継基板１８の電力パターンとしたことで、線材を用いた場合に比して電力供給経路から放射される放射ノイズを低減させることができる。したがって、放射ノイズによる音声増幅回路の出力音声の音質低下が抑制される。
【００３５】
また、電力供給経路の少なくとも一部分を、線材ではなく電源中継基板１８の電力パターンとしたことで、電力供給経路における線材の量が減少する。つまり、線材の配置のばらつきが低減されることから、電力供給経路の配置のばらつきが低減される。したがって、音声増幅回路の出力音声の音声増幅装置１０毎のばらつきが低減される。
【００３６】
さらに、電力供給経路として線材を用いた場合、線材はスタイリング部材（バンドなどの固定具）による配置位置の制限があるため設計自由度が低くなるところ、音声増幅基板１６から離した空中に電力供給経路を配線する場合、比較的固定位置が自由である電源中継基板１８を用いた方が配線しやすいというメリットがある。これにより、電力供給経路を適した位置に配置し易くなる。
【００３７】
また、ＢｔｏＢコネクタのピンは棒状の金属であるから、撚線である線材の導体に比してインダクタンス成分が小さい。したがって、電源基板１４と電源中継基板１８との間、及び、電源中継基板１８と音声増幅基板１６との間の少なくとも一方をＢｔｏＢコネクタで接続するならば、電源基板１４と電源中継基板１８との間、及び、電源中継基板１８と音声増幅基板１６との間の双方を線材で接続した場合に比して、電力供給経路から放射される放射ノイズが低減される。
【００３８】
電源中継基板１８が両持ちされていることから、少なくとも片持ちされた場合に比して、電源中継基板１８の振動が抑えられている。電源中継基板１８の構成部品は磁性体を含むため、振動することで電流が発生し、これがノイズとなり得る。そして、当該ノイズは音声増幅回路の出力音声に影響を及ぼし得る。したがって、電源中継基板１８が両持ちされて、その振動が抑制されていることで、音声増幅回路の出力音声の音質低下をより抑制することができる。
【００３９】
音声増幅基板１６の上側面には、パワートランジスタや電解コンデンサなどの背の高い部品が配置されており、その一方で音声増幅基板１６の下側面には背の高い部品は配置されていない。したがって、音声増幅基板１６とシャーシ１２の底板１２ａとの間に電源中継基板１８ａを設けることで（音声増幅基板１６の下側に電源中継基板１８ａを設けることで）、音声増幅基板１６と電源中継基板１８ａとを近接して配置することができる。これにより、音声増幅基板１６と電源中継基板１８ａとの間の配線（図２の例ではＢｔｏＢコネクタ２８のピン２８ａ）の長さを短くすることができる。
【００４０】
また、仮に、音声増幅基板１６の上側に電源中継基板１８ａを設けた場合、音声増幅基板１６と電源中継基板１８ａとの間の配線が長くなる上、電源中継基板１８ａの電力パターンが、音声増幅基板１６の上側面に配置された部品が放射するノイズの影響を受けやすくなってしまう。この他の部品から電力供給経路へのノイズも音声増幅回路の出力音声の音質を低下させ得る。音声増幅基板１６の下側に電源中継基板１８ａを設ければ、音声増幅基板１６の下側面には部品が少なく、また、電源中継基板１８ａの下側は接地された底板１２ａがあるだけなので、電力供給経路が他の部品から受けるノイズを低減することができる。
【００４１】
上述のように、ヒートシンク２２は、接地されているものの、音声増幅素子２０と密着していることから、ヒートシンク２２に飛び込んだ電源供給経路からの放射ノイズが音声増幅回路の出力音声の音質に影響を及ぼす場合がある。特に、ヒートシンク２２が電源基板１４と音声増幅基板１６との間に設けられる場合、必然的に、電源供給経路は電源基板１４からヒートシンク２２を超えて音声増幅基板１６まで伸びることになり、電源供給経路からヒートシンク２２への放射ノイズの飛び込みが問題となり得る。
【００４２】
上述のように、電源中継基板１８からの放射ノイズは、線材からの放射ノイズよりも低減されている。したがって、電源供給経路を線材で構成した場合に比して、ヒートシンク２２に飛び込む放射ノイズの量を増加させずに、電源供給経路（電源中継基板１８）をヒートシンク２２に近づけることが可能となる。このように、電源供給経路の一部を電源中継基板１８とすることで、電源供給経路の配置位置の設計自由度を向上させることができる。例えば、図２のように、電源中継基板１８ａをヒートシンク２２に近接して設けることが可能となる。
【００４３】
また、例えば欧州安全規格（ＩＥＣ６００６５、ＩＥＣ６２３６８）のような安全規格において、線材は、シャープエッジを有するヒートシンクから所定距離離さなければならないと規定されている。ここで、シャープエッジとは、ＵＬ基準のＵＬ−１４３９で定義されている。具体的には、ＵＬ−１４３９で定義された３層からなるテープキットをエッジに６．７Ｎの力で接触させた状態で、片道距離５０．８ｍｍで往復（合計１０１．６ｍｍ）させたときに、テープキットの外側層と中間層に切り通しが生じた場合、当該エッジがシャープエッジと定義される。
【００４４】
アルミニウムを押し出し型から押し出し、必要な長さを切り出すことで形成されたヒートシンクは、そのままでは切断面がシャープエッジとなる。シャープエッジを無くすには、シャープエッジをグラインダなどで削るＲ加工を行う。しかし、一般的にはユーザがシャーシの中のヒートシンクに触れる可能性はないため、このＲ加工を省略してコストダウンをしている。
【００４５】
ヒートシンク２２がシャープエッジを有しているならば、電力供給経路を線材で構成した場合、線材をヒートシンク２２から所定距離離さなければならないところ、電源供給経路を電源中継基板１８を含めて構成すれば、電源中継基板１８は線材ではないため、ヒートシンク２２が所定距離離さなければならないという制限がなく、シャープエッジを有するヒートシンク２２に近接配置させることができる。つまり、電源供給経路の一部を電源中継基板１８とすることで、安全規格の観点からも、電源供給経路の配置位置の設計自由度を向上させることができる。
【００４６】
以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  音声増幅装置、１２  シャーシ、１２ａ  底板、１４  電源基板、１６  音声増幅基板、１８，１８ａ，１８ｂ  電源中継基板、２０  音声増幅素子、２２  ヒートシンク、２４ａ，２４ｂ  ビス止め位置、２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ  線材、２８  ＢｔｏＢコネクタ、２８ａ  ピン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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