JP2008159302A - 避雷構造 - Google Patents

Abstract

【課題】商用交流電源が入力される小型プリント基板上の回路を保護する放電ギャップを形成する。
【解決手段】商用交流電源が供給される交流−直流変換器が小型プリント基板１８に設けられている。交流−直流変換器からの電力に基づいて動作する高周波増幅器が別のプリント基板７に設けられ、シールドケース８内に収容されている。商用交流電源用の経路２２ａ、２２ｂの接続端２４ａ、２４ｂが、プリント基板１８の一方の縁に設けられ、この縁と所定の間隔Ｇを隔ててシールドケース８が対向している。
【選択図】図２

Description

本発明は、商用交流電源で動作する機器への商用交流電源の入力ラインに設けられる避雷構造に関する。

従来、上記の避雷構造としては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。この特許文献１の技術では、テレビジョン受像機やビデオ一体型のテレビジョン受像機に内蔵されるプリント基板の表面に、電気部品や電子素子が実装されて、裏面には、これら電気部品や電子素子を接続する配線パターンが形成されている。これら配線パターン中に、電源部の配線パターンがある。電源部の配線パターンは、電圧側配線パターンと、アース側配線パターンとがあり、これらには電源コードの芯線が半田付けされている。アース側配線パターンに平行に放電側配線パターンが形成され、この放電側配線パターンの一端部には、アース側配線パターン側に突出した突片が形成され、この突片とアース側配線パターンとの間の間隙によって放電ギャップを構成している。この放電側配線パターンが、例えば基板上の雷が入来する可能性のある部分に接続され、入来した雷によって発生した高電圧は、放電ギャップを介してアース側配線パターンに誘導される。

特開平１１−１９１４７４号公報

特許文献１の技術によれば、雷による高電圧を商用交流電源のアース側配線パターンに誘導する構成であるので、例えば商用交流電源のラインに入来した雷による高電圧に対しては、有効ではない。そのため、商用交流電源のラインにはアレスタのような耐雷性部品が設けられている。耐雷性部品の分だけ、コストアップとなる。アレスタを用いないで、特許文献１の技術を元に商用交流電源に対する避雷構造とすることを考えた場合、プリント基板上の商用交流電源のラインと予め定めた距離をおいて放電ギャップを形成するように、プリント基板上にグラウンドに接続されたグラウンド配線パターンを形成する必要がある。このグラウンド配線パターンと商用交流電源のラインとは、予め定められた間隔以上の間隔を確保する必要がある。しかし、製品の小型化の観点から、商用交流電源が入力される回路が構成されているプリント基板には、小型のものを使用することがある。この場合、グラウンド配線パターンと商用交流電源のラインとは、予め定められた間隔以上の間隔をとることができない場合がある。

本発明は、商用交流電源が入力される、小型プリント基板に構成された回路であっても、予め定められた間隔の放電ギャップを構成し、避雷性部品を不要とすることができる避雷構造を提供することを目的とする。

本発明の一態様の避雷構造は、交流入力部を有している。この交流入力部は、基板に設けられており、この交流入力部には商用交流電源が供給される。この避雷構造は、更に電気回路を有している。この電気回路は、前記交流入力部からの出力に基づいて動作する。交流入力部は、例えば供給された商用交流電源を直流化する直流化手段を備えたものとすることができる。この場合、直流化手段によって得られた直流電力が電気回路に供給される。また交流入力部は、商用交流電源を電気回路に供給し、電気回路において商用交流電源を直流化して、電気回路内の他の回路に直流電力を供給することもできる。電気回路は、直流化手段を含む場合も、含まない場合でも、入力された信号を処理する回路、例えば増幅回路やチューナ回路等を含む。交流入力部における商用交流電源用の経路の一部が、基板の一方の縁に設けられている。この縁と所定の間隔を隔てて、電気回路に設けられた放電路が位置している。この放電路としては、電気回路が設けられる導電性のシャーシのうち基板と対向する部分を利用することもできるし、電気回路が導電性のシールドケースに収容されている場合、このシールドケースのうち基板と対向する部分を使用することができる。

このように構成された避雷構造では、例えば交流入力部の商用交流電源用の経路に雷の入来により高電圧が発生しても、この高電圧は、電気回路に設けられた放電路に流れるので、交流入力部が損傷することはない。しかも、放電ギャップは、交流入力部内に設けるのではなく、交流入力部の商用交流電源用の経路と電気回路の放電路との間で形成されているので、交流入力部が形成されている基板が小型であっても、必要とされる放電ギャップを確実に形成できる。また、電気回路のシャーシやシールドケースの一部を放電路として使用する場合、シャーシやシールドケースは、電気回路に備えられているものであるので、わざわざ放電路を電気回路に設ける必要はない。

前記経路の一部は、前記放電路側に向かうに従って細く形成することができる。このように構成すると、この細く形成された部分から、放電路に向かって放電が促進される。

更に、放電路には、前記細く形成された前記経路の一部と対向する突部を構成することもできる。このように構成すると、更に放電路に向かっての放電が促進される。

更に、交流入力部と電気回路とを、絶縁性筐体内に収容することができる。

以上のように、本発明によれば、小型のプリント基板に構成された商用交流入力部であっても、予め定められた間隔の放電ギャップを構成することができ、それによって避雷性部品を使用しなくても耐雷性を得ることができ、コストの低減化を図ることができる。

本発明の第１実施形態の避雷構造は、ブースタに実施されている。このブースタは、図３に示すように、電気回路、例えば増幅手段、具体的には高周波増幅器２を有し、入力端子４から供給された高周波信号、例えばテレビジョン放送信号を増幅し、出力端子６から出力する。この高周波増幅器２は、プリント基板７に形成され、そのプリント基板の大部分が、高周波シールドケース８内に収容されている。このシールドケース８は、その全域が接地されている。

この高周波増幅器２を動作させるための直流電力が、交流−直流変換器１０から高周波増幅器２に供給される。交流−直流変換器１０は、商用交流電源１２に一次側が接続された変圧器１４を有し、変圧器１４の二次側に整流回路及び平滑回路からなる直流化回路１６が設けられている。この直流化回路１６から直流電力が高周波増幅器２に供給されている。この交流−直流変換器１０は、シールドケース８とは別のプリント基板１８上に構成されている。

図１及び図２に示すように、シールドケース８及びプリント基板１８は、絶縁性、例えば合成樹脂製の筐体２１内に、両者の間に間隔をおいて並べて収容されている。シールドケース８は扁平な直方体状に形成され、プリント基板１８は、筐体２１の大きさとの関係から、幅寸法の短い矩形状に形成されている。

プリント基板１８の表面には、図２に示すように、変圧器１４及び直流化回路１６が配置されている。変圧器１４が、プリント基板１８の表面において多くの面積を占め、変圧器１４の一方の側に直流化回路１６が配置されている。さらに、商用交流電源１２への接続用のコネクタ２０が、変圧器１４の他方の側に設けられている。変圧器１４の一次側の２つの端子１４ａ、１４ｂは、図１及び図２に示すようにシールドケース８と面するプリント基板１８の一方の縁側に配置されている。また、変圧器１４の二次側の２つの端子１４ｃ、１４ｄは、プリント基板１８の他方の縁側に配置されている。

プリント基板１８の裏面側には、図２に破線で示すように、コネクタ２０から変圧器１４の一次側の２つの端子１４ａ、１４ｂまでそれぞれ商用交流入力経路２２ａ、２２ｂが形成されている。これら入力経路２２ａ、２２ｂの一次側端子１４ａ、１４ｂへの接続端２４ａ、２４ｂは、シールドケース８側に向かって細く形成されている。

接続端２４ａ、２４ｂが形成されているプリント基板１８の縁と、このプリント基板１８の縁と対向しているシールドケース８の側面との間は、予め定められた間隔を隔てており、シールドケース８の側面が放電路として機能し、この間隔が放電ギャップＧとして機能する。

この放電ギャップＧ内に位置するように筐体２１の底面から上方に伸びた幾分可撓性を有する合成樹脂製の係合部２８が、シールドケース８に形成した突片２７に係合し、シールドケース８を筐体２１のプリント基板１８と反対側の側面側に押圧して固定している。なお、係合部２８と突片２７とは、接続端２４ａ、２４ｂの形成位置とは異なる位置に設けられている。シールドケース８及びプリント基板１８は、２条の支持体３０、３０によって支持され、これら支持体３０、３０は、筐体２１の底面に間隔をおいて形成され、それぞれ上方に伸びている。

このように構成された避雷構造では、商用交流入力経路２２ａ、２２ｂとシールドケース８との間には放電ギャップＧが形成されており、通常、商用交流入力経路２２ａ、２２ｂに商用交流電源１２から商用交流電圧が供給されても、商用交流入力経路２２ａ、２２ｂとシールドケース８との間で絶縁が破壊されることはない。

一方、商用交流入力経路２２ａ、２２ｂに雷が入来すると、商用交流入力経路２２ａ、２２ｂに高電圧が発生するが、この高電圧は、放電ギャップＧを介してシールドケース８に放電される。従って、変圧器１４及び直流化回路１６が雷によって破損することはなく、アレスタ等を使用しなくても耐雷性を確保できる。なお、シールドケース８及びプリント基板１８は、絶縁性の筐体２１内に収容されているので、シールドケース８に放電させても、外部には影響がない。しかも、幅が狭く商用交流入力経路２２ａ、２２ｂの他に、放電用のパターンを設けるスペースが無いプリント基板１８を使用している場合でも、耐雷性を確保することができる。シールドケース８の側面を放電路としているので、高周波増幅器２が構成されているプリント基板７に、専用の放電路を設ける必要がない。

また、交流入力経路２２ａ、２２ｂの接続端２４ａ、２４ｂをシールドケース８側に向かって細く形成しているので、シールドケース８側に向かって確実に放電させることができる。

図４に本発明の第２の実施形態の避雷構造を実施したブースタの平面図を示す。この実施形態では、プリント基板１８の接続端２４ａ、２４ｂに対向するように、シールドケース８の側面には、接続端２４ａ、２４ｂ側に向かって突出した突部２６ａ、２６ｂが形成されている。このように突部２６ａ、２６ｂを形成しているので、放電ギャップＧを介して突部２６ａ、２６ｂに確実に放電させることができる。

上記の両実施形態では、シールドケースの一部を放電路として使用したが、これに限ったものではなく、例えば導電性のシャーシに高周波増幅器２のような電気回路が構成される場合には、プリント基板１８と対向する上記シャーシの部分を放電路として使用することができる。また、上記の両実施形態では、本発明による避雷構造をブースタに実施したが、これに限ったものではなく、他の電気機器や電子機器にも実施することができる。但し、電気機器や電子機器に存在し、プリント基板１８と隣接する電気回路は、雷による高電圧の放電路を有する必要があるが、シャーシやシールドケースを流用することができる。また、上記の両実施形態では、直流化回路１６をプリント基板１８に設けたが、直流化回路１６を高周波増幅器２と共にプリント基板７側に設けることもできる。

本発明の第１実施形態の避雷構造を実施したブースタの縦断正面図である。 図１のブースタの平面図である。 図１のブースタのブロック図である。 本発明の第２実施形態の避雷構造を実施したブースタの平面図である。

符号の説明

２ 高周波増幅器（電気回路）
８ シールドケース（放電路）
１２ 商用交流電源
１４ 変圧器
１６ 直流化回路
１８ プリント基板
２２ａ ２２ｂ 交流入力経路
Ｇ 放電ギャップ

Claims (4)

1. 基板に設けられ、商用交流電源が供給される交流入力部と、
   前記交流入力部からの出力に基づいて動作する電気回路とを、
   有し、前記交流入力部における前記商用交流電源用の経路が、前記基板の一方の縁に設けられ、この縁と所定の間隔を隔てて前記電気回路に設けられた放電路が位置している避雷構造。
2. 請求項１記載の避雷構造において、前記放電路が、前記電気回路が構成されているシャーシまたはシールドケースの一部である避雷構造。
3. 請求項１記載の避雷構造において、前記経路の一部は、前記放電路側に向かうに従って細く形成されている避雷構造。
4. 請求項３記載の避雷構造において、前記放電路には、前記細く形成された前記経路の一部と対向する突部が形成されている避雷構造。

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