(57)【要約】【課題】スイッチング電源装置をリサイクルする際に交換することが必要となる、電解コンデンサ等の電子部品の交換に、非常に多くの労力と時間を要していた。また手作業であるため信頼性にも欠けた。【解決手段】スイッチング電源装置において、電解コンデンサのような比較的寿命の短い電気部品の交換を、再利用プリント回路板と着脱可能な交換用プリント回路板に搭載する事により、非常に容易でかつ安全に電解コンデンサの交換作業を行う。それにより交換作業における人件費の削減及び作業工程・作業時間を短縮する事ができる。またユーザによる電気部品の交換も可能となる。【選択図】　　　図１
2004007951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再利用する電子部品を搭載した再利用プリント回路板と、該再利用プリント回路板と着脱可能に形成され、交換用電気部品を搭載した交換用プリント回路板とを有しており、該交換用プリント回路板は該再利用プリント回路板と、電気的かつ機械的に接続されている事を特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記再利用プリント回路板は本体筐体に取り付けられ、前記交換用プリント回路板は交換用筐体に取り付けられており、該本体筐体と交換用筐体により、前記機械的な接続がなされていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記再利用プリント回路板と、前記交換用プリント回路板にはコネクタが形成されており、該コネクタを介して前記電気的な接続がなされていることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記交換用プリント回路板は、前記スイッチング電源装置の１次側と２次側のそれぞれに形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記スイッチング電源装置の１次側と２次側のそれぞれに設けられた交換用電子部品が、同一の交換用プリント回路板に搭載されていること特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記同一の交換用プリント回路板に搭載された、１次側の交換電子部品と２次側交換電子部品は所定間隔を設けて配置されていることを特徴とする請求項５に記載のスイッチング電源装置。
【請求項７】
前記１次側の交換電子部品と２次側交換電子部品は、前記スイッチング電源装置の同一の側面に沿って配置されていることを特徴とする請求項５に記載のスイッチング電源装置。
【請求項８】
前記交換電子部品は少なくとも電解コンデンサを含んでいるでことを特徴とする請求項１乃至７に記載のスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング電源装置のリサイクルに関する発明であり、特に、スイッチング電源装置の部品交換に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題等の理由から電子部品のリサイクルに対する関心が非常に高くなってきている。特にパソコンやプリンタのような電子機器のプリント回路板のリサイクルは非常に重要な課題となっている。
【０００３】
リサイクルを必要とする回路として、電源回路を挙げることができる。電源回路には通常電解コンデンサが使用されている。電解コンデンサは他の電子部品に比べ寿命が短い。また多くの熱が発生する部品であり、不具合があると電解コンデンサだけでなく、周りの他の電子部品にも大きな影響を与えてしまうこともある。そのため従来から、電解コンデンサ等の寿命のある部品は、各部品に対して手作業にて部品交換され再利用されていた。その手順を以下に示す。
１．交換する電子部品の確認する。
２．要交換電子部品とプリント基板間の半田を除去する。
３．要交換電子部品をプリント基板から取り外す。
４．新規電子部品をプリント基板に挿入する。
５．プリント基板へ新規電子部品を半田付けする。
６．交換した新規電子部品を目視で確認する。
【０００４】
またプリント回路板のリサイクルに関しては以下の文献がある。
【０００５】
特開平６−６１６２１には、一枚のプリント回路板上において、複数の回路部を機能ごとに分割し、市場で不具合が生じた回路部のみを交換可能にする事が記載されている。また特開平６−６１６２１には、それを実現するために、各分割した回路部の間には切り離し可能な仕切り部を設け、各回路部にはインターフェイスを設けている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−６１６２１号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の技術に示した１〜６の手順により、電解コンデンサ等の電気部品を交換する場合以下のような課題があった。
・電子部品交換の作業工程に要とする労力及び時間が膨大である。
・電子部品交換時の半田付け等により発生する熱から、作業者を保護する手段が必要となる。
・電子部品交換時に半田付け等により発生する熱により、回路パターンが剥離する。もしくは回路パターンの信頼性が低下する。
・電子部品交換時に異部品を挿入してしまう可能性がある。
・電子部品交換時に極性を間違えて挿入してしまう可能性がある。
【０００８】
また、近年小型でパッケージ化されたスイッチング電源装置が頻繁に使用されるようになっている。スイッチング電源装置においては、電子機器とは別部品として形成されるため、できるだけ簡単に電解コンデンサ等の部品を交換し再利用することが要求されている。特にユーザでも交換可能な方式が必要となって来ている。
【０００９】
前述の特開平６−６１６２１に記載の方法は、一旦電子機器の筐体を開放し、内部のプリント回路板から交換するプリント基板を切り離した後、新規なプリント基板を接続して、再度筐体を閉じる必要がある。このような方法は、ユーザが実施可能な方法とは言えない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明においては、再利用する電子部品を搭載した再利用プリント回路板と、該再利用プリント回路板と着脱可能に形成され、交換用電気部品を搭載した交換用プリント回路板とを有しており、該交換用プリント回路板は該再利用プリント回路板と、電気的かつ機械的に接続されているスイッチング電源装置を提供している。
【００１１】
また本発明は、前記再利用プリント回路板は本体筐体に取り付けられ、前記交換用プリント回路板は交換用筐体に取り付けられており、該本体筐体と交換用筐体により、前記機械的な接続がなされているスイッチング電源装置を提供している。
【００１２】
また本発明は、前記リユース用プリント回路板と、前記交換用プリント回路板にはコネクタが形成されており、該コネクタを介して前記電気的な接続がなされているスイッチング電源装置を提供している。
【００１３】
また本発明は、前記交換用プリント回路板は、前記スイッチング電源装置の１次側と２次側のそれぞれに形成されているスイッチング電源装置を提供している。
【００１４】
また本発明は、前記スイッチング電源装置の１次側と２次側のそれぞれに設けられた交換用電子部品が、同一の交換用プリント回路板に搭載されているスイッチング電源装置を提供している。
【００１５】
また本発明は、前記同一の交換用プリント回路板に搭載された、１次側の交換電子部品と２次側交換電子部品は所定間隔を設けて配置されているスイッチング電源装置を提供している。
【００１６】
また本発明は、前記１次側の交換電子部品と２次側交換電子部品は、前記スイッチング電源装置の同一の側面に沿って配置されているスイッチング電源装置を提供している。
【００１７】
また本発明は、前記交換電子部品は少なくとも電解コンデンサを含んでいるスイッチング電源装置を提供している。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係わるスイッチング電源装置による第１の実施の形態を示した回路図であり、図２は図１に示した回路図を具現化した電源用プリント回路板を示した平面図である。
【００１９】
図中１は電源用プリント回路板である。電源用プリント回路板１に使用される主な電気部品は、スイッチ素子２、トランス３、整流ダイオード４、電解コンデンサ５、６である。電源用プリント回路板１のうち、７は電子部品を交換する事なくそのまま再利用する再利用プリント回路板である。再利用プリント回路板７は、寿命が長く故障する可能性の低い、スイッチ素子２、トランス３、整流ダイオード４等の電子部品を搭載している。
【００２０】
８は比較的寿命が短く、比較的故障しやすい電解コンデンサ５を搭載した、２次側交換用プリント回路板である。再利用プリント回路板７にはコネクタ１０が、２次側交換用プリント回路板８にはコネクタ１１が形成されている。コネクタ１０、１１を接続する事で、再利用プリント回路板７と２次側交換用プリント回路板８とは、電気的に接続される。また、コネクタ１０、１１は脱着可能であり、２次側交換用プリント回路板８は再利用プリント回路板７から容易に脱着することが可能である。
【００２１】
９は比較的寿命が短く、比較的故障しやすい電解コンデンサ５を搭載した、１次側交換用プリント回路板である。再利用プリント回路板７にはコネクタ１３が、２次側交換用プリント回路板９にはコネクタ１２が形成されている。コネクタ１２、１３を接続する事で、再利用プリント回路板７と１次側交換用プリント回路板９とは、電気的に接続される。また、コネクタ１２、１３は脱着可能であり、１次側交換用プリント回路板９は再利用プリント回路板７から容易に脱着することが可能である。
【００２２】
次に、２次側交換用プリント回路板９と１次側交換用プリント回路板９に搭載された電解コンデンサ５、６が寿命となり、交換を行う場合の手順について説明する。まず２次側交換用プリント回路板８と１次側交換用プリント回路板９を、コネクタ１０、１１及びコネクタ１２、１３の接続を解除することにより、再利用プリント回路板７から取り外す。次にあらかじめ準備された新しい２次側交換用プリント回路板８と１次側交換用プリント回路板９を、コネクタ１０、１１及びコネクタ１２、１３を接続する事により、前記再利用プリント回路板７に取り付ける。
【００２３】
次に図３は、前述の図１、２に示した電源用プリント回路板１を使用したスイッチング電源装置を示している。図３（ａ）はスイッチング電源装置１００の断面図、図３（ｂ）はスイッチング電源装置１００の斜視図である。図３（ａ）（ｂ）は説明を容易にするため、交換部品が分解された状態を示している。また一部スイッチング電源装置１００に内部を透視した図となっている。図３において図１、２と同じ部材には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００２４】
スイッチング電源装置１００において、１９はモールド成形されたスイッチング電源装置１００の本体筐体であり、底部には再利用プリント回路板７が載置されている。２０はモールド成形された２次側交換用筐体であり、複数の電解コンデンサ５を搭載した２次側交換用プリント回路板８が一体に取り付けられている。２次側交換用筐体２０には嵌合凸部２２、２３が形成され、本体筐体１９にはそれに対応する嵌合凹部２４、２５が形成されている。２次側交換用プリント回路板８は、２次側交換用筐体２０の嵌合凸部２２、２３と本体筐体１９の嵌合凹部２５、２５とを嵌合させ機械的に接続した場合に、２次側交換用プリント回路板８のコネクタ１１と再利用プリント回路板７のコネクタ１０とが確実に電気的に接続するように配置されている。
【００２５】
２１はモールド成形された１次側交換用筐体であり、電解コンデンサ６を搭載した１次側交換用プリント回路板９が一体に取り付けられている。１次側交換用プリント回路板９には、電解コンデンサ６以外に、電解コンデンサ６とほぼ同じ寿命であるフォトカプラ１４及び、電解コンデンサ６が故障すると連動して故障してしまう可能性の高いヒューズ１５も搭載されている。１次側交換用筐体２１には嵌合凸部２６、２７が形成され、本体筐体１９にはそれに対応する嵌合凹部２８、２９が形成されている。１次側交換用プリント回路板９は、１次側交換用筐体２１の嵌合凸部２６、２７と本体筐体１９の嵌合凹部２８、２９とを嵌合させ機械的に接続した場合に、１次側交換用プリント回路板９のコネクタ１２とリユース用プリント回路板７のコネクタ１３とが確実に電気的に接続するように配置されている。
【００２６】
電解コンデンサ５、６に寿命がきて交換を行う場合は、まず２次側交換用筐体２０と１次側交換用筐体２１を、嵌合凸部２２、２３及び２６、２７を、嵌合凹部２４、２５及び２８、２９との嵌合を解除することにより、本体筐体１９から取り外す。次にあらかじめ準備された新しい２次側交換用筐体２０と１次側交換用筐体２１を、嵌合凸部２２、２３及び２６、２７を、嵌合凹部２４、２５及び２８、２９と嵌合させる事により、本体筐体１９に取り付ける。
【００２７】
このような構成とすることで、スイッチング電源装置１００において電解コンデンサ５、６を非常に容易に交換する事ができる。また、２次側交換用筐体２０と１次側交換用筐体２１を交換する事により、電解コンデンサ５、６を交換できるため、交換部品の強度を増すことができる。従って取り扱いが非常に容易で安全であるため、ユーザによる交換も可能である。
【００２８】
また、電解コンデンサだけではなく、フォトカプラ１４、ヒューズ１５のように、電解コンデンサと同等の寿命を持つ電子部品や、電解コンデンサの故障に連動して故障してしまう可能性の高い電子部品も同じ交換用プリント回路板に搭載して事もできる。
【００２９】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を、図４を参照して説明する。図４（ａ）はスイッチング電源装置２００の断面図、図４（ｂ）はスイッチング電源装置２００の斜視図である。図４（ａ）（ｂ）は説明を容易にするため、交換部品が分解された状態を示している。また一部スイッチング電源装置２００に内部を透視した図となっている。図４において図３と同じ部材には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３０】
図４において図３と異なるのは、２次側交換用プリント回路板８と１次側交換用プリント回路板９を同じ交換用プリント回路板３０として形成されている点である。２次側の電解コンデンサ５、１次側の電解コンデンサ６、フォトカプラ１４、ヒューズ１５はすべて交換用プリント回路板３０に搭載されている。電解コンデンサの寿命はほぼ一定であるため、２次側の電解コンデンサ５と、１次側の電解コンデンサ６とは、同時に交換する事が好適である。従って本実施の形態では、２次側の電解コンデンサ５と、１次側の電解コンデンサ６とを、安全でかつ容易に交換可能な形態を示している。
【００３１】
交換用プリント回路板３０は、交換用筐体３１に取り付けられている。交換用筐体３１には第１の実施の形態の２次側交換用筐体２０及び１次側交換用筐体２１と同様に、嵌合凸部２２、２３、２６、２７が形成されている。本体筐体１９にはそれらに対応した嵌合凹部２４、２５、２８、２９が形成されている。嵌合凸部２２、２３、２６，２７と嵌合凹部２４、２５、２８、２９を嵌合させる事により、コネクタ１０と１１、及びコネクタ１２と１３は機械的に接続され、２次側交換用プリント回路板８と再利用プリント回路板７は電気的に接続される。
【００３２】
尚、本実施の形態においては、２次側の電解コンデンサ５と１次側の電解コンデンサ６とは、同一の交換用プリント回路板３０に搭載するため、スイッチング電源装置２００の同じ側面に添って配置できるようにあらかじめ設計しておかなければならない。
【００３３】
また、通常の電源回路では、１次側と２次側において絶縁することが必要となるため、２次側の電解コンデンサ５と１次側の電解コンデンサ６を、同じ交換用プリント回路板３０に搭載する際には、安全距離をとって実装しなければならない。
【００３４】
このような構成とすることで、スイッチング電源装置において、交換用筐体３１を交換するだけで電解コンデンサ５、６を交換することが可能となる。従って、第１の実施形態に比べてさらに取り扱いが容易で安全なものとなり、ユーザによる交換もより容易なものとなる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、スイッチング電源装置において、電解コンデンサのような比較的寿命の短い交換部品を、再利用プリント回路板と着脱可能な交換用プリント回路板に搭載する事により、非常に容易でかつ確実に電解コンデンサの交換作業を行うことができる。それにより電子部品の交換作業における人件費削減及び作業工程、作業時間の短縮を実現する事ができる。
【００３６】
また、交換用プリント回路板を交換用筐体に取り付け、筐体ごと交換する事により、さらに容易で安全に電解コンデンサの交換作業を行うことができ、ユーザにより電解コンデンサの交換も可能となる。
【００３７】
また、１次側の交換部品と２次側の交換部品を同じ交換用プリント回路板に搭載する事により、さらに容易で安全に電解コンデンサの交換作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示した回路図
【図２】第１の実施の形態を示した電源用プリント回路板を示した平面図
【図３】（ａ）は第１の実施の形態を示したスイッチング電源装置を示す断面図
（ｂ）は第１の実施の形態を示したスイッチング電源装置を示す斜視図
【図４】（ａ）は第２の実施の形態を示したスイッチング電源装置を示す断面図
（ｂ）は第２の実施の形態を示したスイッチング電源装置を示す斜視図
【符号の説明】
１　電源用プリント回路板
２　スイッチ素子
３　トランス
４　整流ダイオード
５、６　電解コンデンサ
７　再利用プリント回路板
８　２次側交換用プリント回路板
９　１次側交換用プリント回路板
１０，１１，１２，１３　コネクタ
１４　フォトカプラ
１５　ヒューズ
１９　本体筐体
２０　２次側交換用筐体
２１　１次側交換用筐体
２２，２３，２６．２７　嵌合凸部
２４，２５，２８，２９　嵌合凹部
３０　交換用プリント回路板
３１　交換用筐体
１００，２００　スイッチング電源装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004007951.tif 000005
【図４】
2004007951.tif 000006