(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路部品が実装されたプリント基板と、前記プリント基板に実装され前記プリント基板と略平行な放熱面を有する第１及び第２の発熱素子と、前記プリント基板の前記第１及び第２の発熱素子と同じ面に実装されたインダクタンス素子と、前記第１及び第２の発熱素子の放熱面に密着する接触面を有する第１及び第２の突出部が内面に形成された金属ケースとを備え、前記プリント基板が前記金属ケース内に収容された状態で、前記第１及び第２の突出部とその接触面に密着した前記第１及び第２の発熱素子の間に前記インダクタンス素子が配置され、前記インダクタンス素子を囲む領域の外側に第２のインダクタンス素子が実装されていることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の突出部が前記金属ケースの前記プリント基板に略垂直な内面から突出し、前記内面に近い前記プリント基板の一辺側に前記第１及び第２の発熱素子と前記インダクタンス素子とが実装され、前記インダクタンス素子が前記金属ケースの第１及び第２の突出部と前記内面を含む少なくとも３方向から囲まれていることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の発熱素子の間において、前記インダクタンス素子と並ぶように、金属部を有する回路素子が前記プリント基板に実装され、前記インダクタンス素子に関して前記第１及び第２の突出部が形成された内面と反対側に前記金属部を有する回路素子が配置されることにより、前記インダクタンス素子が前記金属ケースの第１及び第２の突出部と前記内面、そして前記金属部を有する回路素子を含む少なくとも４方向から囲まれていることを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
前記金属部を有する回路素子が電解コンデンサ、可変コンデンサ、及び放熱用金属部を有する第３の発熱素子のいずれかであることを特徴とする請求項３記載の電源装置。
【請求項５】
前記金属部を有する回路素子の複数の端子のうち、安定電位に接続された端子が、他の端子に比べて前記インダクタンス素子に近くなるように、前記金属部を有する回路素子の実装方向が定められていることを特徴とする請求項３又は４記載の電源装置。
【請求項６】
前記第２のインダクタンス素子に印加される電圧の周波数が前記インダクタンス素子に印加される電圧の周波数に略等しいことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項７】
前記インダクタンス素子が前記第１及び第２の発熱素子の端子間に接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の電源装置。
【請求項８】
前記インダクタンス素子が前記発熱素子と電源との間に接続され、前記第２のインダクタンス素子が前記発熱素子と負荷との間に接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の電源装置。
【請求項９】
前記インダクタンス素子及び前記第２のインダクタンス素子の少なくとも１つが空芯コイル素子又は棒状磁性体にコイルを巻回してなるコイル素子であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の電源装置。
【請求項１０】
負荷として無電極放電灯が接続されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無電極放電灯の点灯装置等に用いられ、電磁シールド用の金属ケースに覆われた電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電源装置として、特開平９−１９１６４号公報に記載されたものがある。図１４（ａ）及び（ｂ）に、この従来の電源装置の上面図及び下面図を示す。また、電源装置を構成する高周波回路（ケース）の斜視図を図１４（ｃ）に示す。
【０００３】
この電源装置は、金属ケース１００の中にプリント基板１０１が収容され、プリント基板１０１に高周波回路１０２及び電源回路１０３が実装されてなる。高周波回路１０２は、図１４（ｃ）に示されるような、その開口側に複数の突出部（つめ）１０８ａ〜１０８ｆが形成されている第２の金属ケース１０７に覆われる。突出部１０８ａ〜１０８ｆは、プリント基板１０１に形成された複数の小孔１０５ａ〜１０５ｆに挿入され、これによって第２の金属ケース１０７（に収容された高周波回路１０２）がプリント基板１０１に固定される。
【０００４】
上記のように、電源装置全体を金属ケース１００で覆うことにより、そのシールド効果によって外部回路との間の電磁妨害（ＥＭＩ）を防ぐと共に、高周波回路１０２を第２の金属ケース１０７で覆うことにより、電源装置内部での部品間（高周波回路１０２と電源回路１０３との間）の電磁妨害（干渉）を防いでいる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように金属ケース１００の中に第２の金属ケース１０７を設けた構造は、コストが高くなる不利を有すると共に、小型化の障壁にもなる。第２の金属ケース１０７を省略すると、小型化やコスト低減が可能であるが、部品間、特にインダクタンス素子間の悪影響（干渉）が問題となる。一方のインダクタンス素子から発した磁束の一部が他方のインダクタンス素子のコイルと鎖交することによる相互誘導が発生するからである。
【０００６】
この悪影響を低減するために、近接する複数のインダクタンス素子の実装方向に制限を設けて、互いの鎖交する磁束が生じにくくなるようにすることが考えられる。つまり、コイルの巻回方向を互いに略９０度異なる方向とすることにより、相互誘導が生じにくくなる。しかし、このような実装方向の制限も小型化の障壁となる場合が多く、コイルの巻回方向を互いに略９０度異なる方向とすることが困難な場合がある。
【０００７】
本発明は、上記のような課題に鑑みて為されたものであり、インダクタンス素子と他の回路部品との相互電磁作用を防ぐ第２の金属ケースを必要としないで、しかも、インダクタンス素子の実装方向に制限を設けることなく、インダクタンス素子と他の回路部品との相互電磁作用を低減することが可能な構造を有する電源装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による電源装置の第１の構成は、回路部品が実装されたプリント基板と、前記プリント基板に実装され前記プリント基板と略平行な放熱面を有する第１及び第２の発熱素子と、前記プリント基板の前記第１及び第２の発熱素子と同じ面に実装されたインダクタンス素子と、前記第１及び第２の発熱素子の放熱面に密着する接触面を有する第１及び第２の突出部が内面に形成された金属ケースとを備え、前記プリント基板が前記金属ケース内に収容された状態で、前記第１及び第２の突出部とその接触面に密着した前記第１及び第２の発熱素子の間に前記インダクタンス素子が配置され、前記インダクタンス素子を囲む領域の外側に第２のインダクタンス素子が実装されていることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、金属ケースの内面に形成された第１及び第２の突出部とその接触面に放熱面を密着固定した第１及び第２の発熱素子（例えばＦＥＴ）がインダクタンス素子を囲むようにしてシールド作用を奏する。回路部品間の相互電磁作用を防ぐ第２の金属ケースを必要としないで、かつ、インダクタンス素子の実装方向に制限を設けることなく、インダクタンス素子と他の回路部品（例えば第２のインダクタンス素子）との間の干渉が低減され、安定した動作が得られる。
【００１０】
好ましくは、前記第１及び第２の突出部が前記金属ケースの前記プリント基板に略垂直な内面から突出し、前記内面に近い前記プリント基板の一辺側に前記第１及び第２の発熱素子と前記インダクタンス素子とが実装され、前記インダクタンス素子が前記金属ケースの第１及び第２の突出部と前記内面を含む少なくとも３方向から囲まれている。もちろん、前記第１及び第２の突出部が前記金属ケースの前記プリント基板に略平行な内面から突出し、その先端面が接触面となる構造も可能である。
【００１１】
また、前記第１及び第２の発熱素子の間において、前記インダクタンス素子と並ぶように、金属部を有する回路素子が前記プリント基板に実装され、前記インダクタンス素子に関して前記第１及び第２の突出部が形成された内面と反対側に前記金属部を有する回路素子が配置されることにより、前記インダクタンス素子が前記金属ケースの第１及び第２の突出部と前記内面、そして前記金属部を有する回路素子を含む少なくとも４方向から囲まれている構造も好ましい。この場合、金属部を有する回路素子がない場合に比べて、インダクタンス素子を囲むシールド効果が一層高くなる。
【００１２】
上記の金属部を有する回路素子として、電解コンデンサ、可変コンデンサ、及び放熱用金属部を有する第２の発熱素子等を用いることができる。
【００１３】
また、前記金属部を有する回路素子の複数の端子のうち、安定電位に接続された端子が、他の端子に比べて前記インダクタンス素子に近くなるように、前記金属部を有する回路素子の実装方向が定められていることが好ましい。これにより、金属部を有する回路素子によるシールド効果が高くなる。
【００１５】
具体的な回路構成の例として、前記インダクタンス素子が前記第１及び第２の発熱素子の端子間に接続されている。あるいは、前記インダクタンス素子が前記発熱素子と電源との間に接続され、前記第２のインダクタンス素子が前記発熱素子と負荷との間に接続されている。
【００１６】
また、前記インダクタンス素子及び前記第２のインダクタンス素子の少なくとも１つが空芯コイル素子又は棒状磁性体にコイルを巻回してなるコイル素子である場合に、本発明の構造によるシールド効果が特に活かされる。
【００１７】
上記のような電源装置の負荷として無電極放電灯を接続し、無電極放電灯の点灯装置として用いることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
第１の実施形態を図１〜３に沿って説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る電源装置のプリント基板と主な実装部品を示す平面図及び側面図である。プリント基板１には、第１及び第２の発熱素子であるＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）３ａ及び３ｂと、インダクタンス素子６が実装されている。第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂは、プリント基板１と略平行な放熱面２ａ及び２ｂをそれぞれ有する。通常、この放熱面２ａ，２ｂは金属製ヒートシンクの接触面に密着するように固定される。また、インダクタンス素子６は、第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂの間に配置されている。
【００２０】
図２（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る電源装置の金属ケースを示す平面視断面図と側面視断面図である。図２（ｂ）の側面視断面図は、図２（ａ）の平面視断面図におけるＬ１断面である。この金属ケース５の内面（プリント基板１と略平行な内面）には、接触面４ａ，４ｂを有する第１及び第２の突出部５ａ及び５ｂが形成されている。
【００２１】
図３は、第１の実施形態に係る電源装置の金属ケース内にプリント基板が収容された組み上がり状態を示す側面視断面図である。この図からわかるように、金属ケース５の内面に形成された第１及び第２の突出部５ａ及び５ｂの接触面４ａ，４ｂが第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂの放熱面２ａ，２ｂにそれぞれ密着している。つまり、第１及び第２の突出部５ａ及び５ｂを含む金属ケース５が第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂのヒートシンクとして機能している。
【００２２】
また、金属ケース５の内面に形成された第１及び第２の突出部５ａ及び５ｂとその接触面４ａ，４ｂに密着固定された第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂ（の金属部）は、インダクタンス素子６を覆う電磁シールドの作用をも奏する。つまり、金属ケース５の内面に形成された第１及び第２の突出部５ａ及び５ｂとその接触面４ａ，４ｂに密着固定された第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂが、インダクタンス素子６を挟むように位置することにより、インダクタンス素子６と他の回路部品との相互電磁作用が低減される。
【００２３】
この結果、シールド用の第２の金属ケースを用いることなく、インダクタンス素子６と他の回路部品との相互電磁作用が低減され、電源回路の動作が安定する。また、インダクタンス素子６と他の回路部品（インダクタンス素子等）の実装方向に制限を設けることによって相互電磁誘導を軽減するといった工夫の必要も無くなる。もちろん、そのような実装方向の制限が可能である場合は、本実施形態の構成と併せて実施してもよい。
【００２４】
次に、第２の実施形態を図４及び図５に沿って説明する。図４は、第２の実施形態に係る電源装置のプリント基板と主な実装部品を示す平面図である。第１の実施形態と同様に、第１及び第２の発熱素子であるＦＥＴ３ａ及び３ｂと、インダクタンス素子６がプリント基板１に実装され、第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂの間にインダクタンス素子６が配置されている。第１の実施形態では、プリント基板１の略中央部にこれらの素子が実装されているが、第２の実施形態では、プリント基板１の一辺側に寄せるようにこれらの素子が実装されている。第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂは、プリント基板１と略平行な放熱面２ａ，２ｂを有する。
【００２５】
図５は、第２の実施形態に係る電源装置の金属ケースを示す平面視断面図である。第１の実施形態では金属ケース５のプリント基板１と略平行な内面の略中央部に第１及び第２の突出部５ａ及び５ｂが形成されているのに対して、第２の実施形態ではプリント基板１に略垂直な内面７から突出するように第１及び第２の突出部５ａ及び５ｂが形成されている。そして、第１及び第２の突出部５ａ及び５ｂの側面に接触面４ａ，４ｂが形成されている。なお、第１及び第２の突出部５ａ及び５ｂの接触面４ａ，４ｂと反対側は、金属ケース５の内面（プリント基板１と略平行な内面）とつながっていてもよいし、隙間が形成されていてもよい。
【００２６】
この実施形態でも、金属ケース５の内面に形成された第１及び第２の突出部５ａ及び５ｂの接触面４ａ，４ｂが第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂの放熱面２ａ，２ｂに密着し、第１及び第２の突出部５ａ及び５ｂを含む金属ケース５が第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂのヒートシンクとして機能する。そして、金属ケース５の内面に形成された第１及び第２の突出部５ａ及び５ｂとその接触面４ａ，４ｂに密着固定された第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂが、インダクタンス素子６を挟むように位置し、インダクタンス素子６は、内面７を含む３方向から囲まれることになる。
【００２７】
この結果、電磁シールド用の第２の金属ケースを用いることなく、インダクタンス素子６と他の回路部品との相互電磁作用が低減され、電源回路の動作が安定する。
【００２８】
次に、図６は、第３の実施形態に係る電源装置のプリント基板と主な実装部品を示す平面図である。この実施形態では、第２の実施形態の構成に加えて、金属部を有する回路素子８がプリント基板１に実装されている。金属部を有する回路素子８は、第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂの間において、インダクタンス素子６と並ぶように、かつ、インダクタンス素子６に関して金属ケース５の内面７と反対側に配置されている。したがって、インダクタンス素子６は、金属ケース５の内面７、第１及び第２の突出部５ａ及び５ｂ、及び金属部を有する回路素子８の４方向から囲まれることになる。
【００２９】
この結果、電磁シールド用の第２の金属ケースを用いることなく、インダクタンス素子６と他の回路部品との相互電磁作用が一層低減され、電源回路の動作が安定する。図６に示す例では、金属部を有する回路素子８として、アルミ電解コンデンサが実装されている。
【００３０】
図７は、第３の実施形態の変形例に係る電源装置のプリント基板と主な実装部品を示す平面図である。この変形例では、金属部を有する回路素子８として、第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂと同様の放熱用金属部を有する第３の発熱素子（ＦＥＴ）が実装されている。図７に示す例では、回路素子８の金属部によるシールド効果を高めるために、回路素子８はプリント基板１に対して垂直に（立てて）実装されている。
【００３１】
図８は、第３の実施形態の別の変形例に係る電源装置のプリント基板と主な実装部品を示す平面図である。この変形例では、金属部を有する回路素子８として、金属板を使用した可変コンデンサが実装されている。
【００３２】
図６〜８に示した実施形態において、金属部を有する回路素子８の複数の端子のうち、安定電位に接続された端子が、他の端子に比べてインダクタンス素子６に近くなるように、金属部を有する回路素子８の実装方向が定められていることが好ましい。こうすることにより、金属部を有する回路素子８が金属ケース５の内面７、第１及び第２の突出部５ａ及び５ｂと共にインダクタンス素子６を囲むことによる電磁シールド効果が高められる。
【００３３】
図９は、第３の実施形態の更に別の変形例に係る電源装置のプリント基板と主な実装部品を示す平面図である。この変形例では、第２のインダクタンス素子９がプリント基板１に実装され、第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂと金属部を有する回路素子８がインダクタンス素子６を囲む領域の外側に第２のインダクタンス素子９が位置する。
【００３４】
このような配置により、インダクタンス素子６と第２のインダクタンス素子９との距離が比較的近い場合であっても、両者間の相互誘導作用を低減することができる。インダクタンス素子６と第２のインダクタンス素子９との実装方向（コイル巻回方向）が平行にならないように工夫する必要もない。
【００３５】
図１０及び図１１は、図６〜９に示した実施形態に係る電源装置の回路例を示している。図１０の回路では、第１のＦＥＴ３ａのドレイン端子と第２のＦＥＴ３ｂのゲート端子に接続されたコンデンサ１１との間にインダクタンス素子６が接続されている。インダクタンス素子６及びコンデンサ１１の直列回路が実際のプリント基板１上において、第１及び第２のＦＥＴ３ａ及び３ｂを最短距離で接続するように各部品の配置を決めることができるので、電源回路の安定動作及び良好な高周波特性に効果を奏する。
【００３６】
図１１の回路では、第２のＦＥＴ３ｂのドレイン端子と電源との間にインダクタンス素子６が接続され、更にＦＥＴ３のドレイン端子は、第２のインダクタンス素子９及びコンデンサ１１を介して負荷に接続されている。この場合、２つのインダクタンス素子６及び９が略同一周波数で動作する場合であっても、２つのインダクタンス素子６及び９間の干渉が前述のシールド効果によって緩和されるので、２つのインダクタンス素子６及び９を比較的近付けて配置することができる。その結果、装置の小型化と安定動作の両立が可能になる。
【００３７】
図１２は、第４の実施形態に係る電源装置のプリント基板と主な実装部品を示す平面図である。この実施形態では、図９に示した実施形態において、インダクタンス素子６及び第２のインダクタンス素子９として、棒状の磁性体の周りにコイルを巻回した構造のものが使用されている。このように、磁束が磁性体中だけでなく空中に放射されるタイプのインダクタンス素子を使用した場合でも、両インダクタンス素子６及び９間の干渉が前述のシールド効果によって効果的に緩和される。なお、両インダクタンス素子６及び９として空芯コイル素子を用いた場合も同様の効果が得られる。
【００３８】
図１３は、本発明の実施形態に係る電源装置の使用例を示す回路図である。この回路は、図１１に示した電源装置に負荷として無電極放電灯が接続されたものである。図１３に示すように、電源装置の出力側に無電極放電灯を構成する高周波誘導コイル１２及びコンデンサ１３が並列に接続されている。高周波誘導コイル１２は、水銀蒸気を封じ込めた発光バルブ１４の周囲に巻回されている。発光バルブ１４の内面（ガラス面）には蛍光体が塗布されている。高周波誘導コイル１２によって発光バルブ１４内部の水銀蒸気から紫外線が励起され、紫外線が蛍光体を励起することによって発光バルブ１４の全体が効率良く発光する。
【００３９】
以上、いくつかの実施形態及び変形例を用いて本発明を説明したが、本発明はその他にも種々の形態で実施することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、金属ケースの内面に形成された第１及び第２の突出部とその接触面に密着固定された第１及び第２の発熱素子等がインダクタンス素子を囲むように配置されてシールド効果を奏するので、シールド用の第２の金属ケースを用いることなく、インダクタンス素子と他の回路部品（第２のインダクタンス素子）との間の悪影響が低減され、回路の動作が安定する。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る電源装置のプリント基板と主な実装部品に関し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図をそれぞれ示している。
【図２】第１の実施形態に係る電源装置の金属ケースに関し、（ａ）は平面視断面図、（ｂ）は側面視断面図をそれぞれ示している。
【図３】第１の実施形態に係る電源装置の金属ケース内にプリント基板が収容された組み上がり状態を示す側面視断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る電源装置のプリント基板と主な実装部品を示す平面図である。
【図５】第２の実施形態に係る電源装置の金属ケースを示す平面視断面図である。
【図６】第３の実施形態に係る電源装置のプリント基板と主な実装部品を示す平面図である。
【図７】第３の実施形態の変形例に係る電源装置のプリント基板と主な実装部品を示す平面図である。
【図８】第３の実施形態の別の変形例に係る電源装置のプリント基板と主な実装部品を示す平面図である。
【図９】第３の実施形態の更に別の変形例に係る電源装置のプリント基板と主な実装部品を示す平面図である。
【図１０】各実施形態に係る電源装置の主要部の回路例を示す図である。
【図１１】各実施形態に係る電源装置の主要部の他の回路例を示す図である。
【図１２】第４の実施形態に係る電源装置のプリント基板と主な実装部品を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る電源装置の使用例を示す回路図である。
【図１４】従来の電源装置に関し、（ａ）は上面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は高周波回路（ケース）の斜視図をそれぞれ示している。
【符号の説明】
１  プリント基板
２ａ，２ｂ  放熱面
３ａ，３ｂ  ＦＥＴ（発熱素子）
４ａ，４ｂ  接触面
５  金属ケース
５ａ，５ｂ  突出部
６  インダクタンス素子
８  金属部を有する回路素子
９  第２のインダクタンス素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003791350.tif 000012
【図１２】
0003791350.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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