JP2014054071A

JP2014054071A - 電力変換装置

Info

Publication number: JP2014054071A
Application number: JP2012196645A
Authority: JP
Inventors: Koichi Inoue; 浩一井上; Hideyo Morita; 秀世森田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2032-09-06
Also published as: JP6009286B2

Abstract

【課題】放熱性を向上させて信頼性を高めた電力変換装置を提供する。
【解決手段】外観を矩形状とする外ケース１０と、ケースの一方の主面に沿って配置された、表面に発熱部材５２を含む電子部品５１を実装した、一方向に延長した、回路基板５０と、回路基板５０の一方の側面に配置された第一金属板３１と、回路基板５０の他方の側面に配置された第二金属板３２と、第一金属板３１の外側面から、回路基板５０の底面側にかけて、これらを被覆するように断面視Ｌ字状に折曲された、金属製のＬ字状プレート４０とを備えており、Ｌ字状プレート４０の、回路基板５０の底面側を覆う底面プレート片４２を、外ケース１０の主面に沿わせており、第一金属板３１は外ケース１０の主面と連続する一方の側面の内面、第二金属板３２は外ケース１０の主面と連続する他方の側面の内面に、それぞれ沿わせている。
【選択図】図７

Description

本発明は、商用電源を所定の電圧又は電流に変換するＡＣアダプタのような電力変換装置に関し、例えば電動バイクやアシスト自転車、電動カートなどの電動車両に脱着自在にセットされて、電動車両を走行させるモータに電力を供給する電池パックを充電するためのＡＣアダプタに関する。

電動バイクなどの電動車両を走行させるモータに電力を供給する電池パックは、出力を大きく、すなわち電動車両に供給する放電電力を大きくするために、大容量の電池を内蔵し、あるいは多数の電池を内蔵して、出力電圧や出力電流を大きくしている。この電池パックは、電池パックケースにコネクタを設けて、電動車両に脱着自在にセットできる構造とし、電池パックを放電させて電力を供給する。また電動車両から電池パックを取り外して充電器やＡＣアダプタにセットし、電池パックに内蔵される電池を充電する。

このような充電器やＡＣアダプタは、商用電源から電力を供給される。例えばＡＣアダプタは、樹脂製のケースで形成され、内部に電圧変換回路を収納している。近年の高出力化の要求に伴い、ＡＣアダプタの定格電圧、電流も大きくなる傾向にあり、それと共に発熱量も大きくなっている。このため、効率のよい放熱性能が求められている。放熱性能の能力向上ため、例えば冷却空気を送風するための冷却ファンを設けて、冷却空気を強制的に送風する構成が用いられている。

しかしながら、冷却ファンを設ける構成では、冷却ファンが停止した場合に十分な冷却が図れなくなる可能性があった。また、冷却ファンで冷却空気を取り入れるための空気穴を、ケースに開口させる必要もある。この構成では、空気穴からＡＣアダプタの内部に浸水する可能性があった。特にアシスト自転車用のＡＣアダプタの場合は、屋外で使用されることが考えられ、浸水の可能性が高まる。

特開２００４−２３６４５０号公報

本発明は、従来のこのような問題点を解決することを目的になされたものである。本発明の主な目的は、放熱性を向上させて信頼性を高めた電力変換装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明に係る一の電力変換装置は、外部の商用電源と接続されて、該商用電源の電力を所定の電圧又は電流に変換するための電力変換装置であって、外観を矩形状とする外ケースと、前記ケースの一方の主面に沿って配置された、表面に発熱部材を含む電子部品を実装した、一方向に延長した、回路基板と、前記回路基板の一方の側面に配置された第一金属板と、前記回路基板の他方の側面に配置された第二金属板と、前記第一金属板の外側面から、前記回路基板の底面側にかけて、これらを被覆するように断面視Ｌ字状に折曲された、金属製のＬ字状プレートとを備えており、前記Ｌ字状プレートの、前記回路基板の底面側を覆う底面プレート片を、前記外ケースの主面に沿わせており、前記第一金属板は前記外ケースの主面と連続する一方の側面の内面、前記第二金属板は前記外ケースの主面と連続する他方の側面の内面に、それぞれ沿わせることができる。上記構成により、外ケース内に配置された発熱部材で生じる熱を、外ケースの主面及びその両側の側面に熱伝導して、外ケースの３面を用いて効率よく発熱できる。

また、他の電力変換装置は、前記外ケースを樹脂製とすることができる。上記構成により、外ケースの絶縁性を高めつつも、樹脂製外ケースの主面を利用して放熱性を高めることができる。

さらに、他の電力変換装置はさらに、前記回路基板の底面側と前記底面プレート片との間に介在される絶縁シートを備えることができる。上記構成により、Ｌ字状プレートを熱伝導性に優れた金属製としつつ、回路基板の底面側の意図しない導通を回避することができる。

さらにまた、他の電力変換装置は、前記絶縁シートと、前記回路基板の底面側との間を離間させることもできる。上記構成により、回路基板の裏面側と底面プレート片との絶縁を一層図ることができる。

さらにまた、他の電力変換装置は、前記第一金属板又は第二金属板の表面に、発熱部材を熱結合状態に固定することができる。上記構成により、パワー系トランジスタのような発熱部材を第一金属板又は第二金属板と直接熱結合させることで、これらから生じる発熱を効率よく外ケースの表面側から放熱させることができる。

さらにまた、他の電力変換装置は、前記外ケースの内部に、絶縁性の充填樹脂を、前記回路基板に実装された電子部品の端子が埋まるように充填することができる。上記構成により、電子部品の端子を保護しつつ、これら電子部品の発熱を、空隙を充填樹脂で埋めることにより熱伝導性を高めて放熱することが可能となる。

さらにまた、他の電力変換装置は、前記外ケース内部に充填された前記充填樹脂の上面と、前記外ケースの天板との間に隙間を形成することもできる。上記構成により、充填樹脂で底面プレート片を含む必要な部分を被覆して放熱性を高めつつも、放熱用の金属板を配置してない、放熱性に劣る天面との間には隙間を設けることで、充填樹脂の使用量を減らしてコスト削減と電力変換装置の軽量化を図ることができる。

さらにまた、他の電力変換装置はさらに、外部の商用電源、又は該電力変換装置で電力変換された電圧又は電流を供給する電気機器と電気接続するための接続ケーブルと、前記接続ケーブルの一端を前記外ケースと固定するためのケーブルブッシュとを備えており、前記第一金属板又は第二金属板は、前記ケーブルブッシュから延長されたケーブルを締結するためのケーブル固定凹部を形成することができる。上記構成により、外ケースの内部でケーブルを物理的に金属板と締結して固定できるので、接続ケーブルの引っ張り強度を増すことが可能となって信頼性を向上できる。

本発明の一実施の形態に係る電力変換装置を、電池パックに接続する様子を示す斜視図である。本発明の一実施の形態に係る電力変換装置を示す斜視図である。図２の電力変換装置の分解斜視図である。図３の回路基板をさらに分解した分解斜視図である。図３の電力変換装置を斜め下方から見た分解斜視図である。図３の電力変換装置を後方側から見た分解斜視図である。図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線における垂直断面図である。図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における垂直断面図である。ケーブルの固定部分を示す分解斜視図である。電力変換装置の放熱構造の一例を示す模式断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を以下のものに特定しない。また、本明細書においては、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
（電気機器）

図１に、本発明の一実施の形態に係る電力変換装置１００を電池パックＢＰに接続する様子を示す。この図に示すように、電力変換装置１００は入力側と出力側の２本の接続ケーブル２０を備えており、入力側の接続ケーブル２０Ａを商用電源に、出力側の接続ケーブル２０Ｂを電池パックＢＰに接続している。電力変換装置１００は商用電源を所定の電圧又は電流に変換して、電池パックＢＰに供給し、これを受けて電池パックＢＰは充電される。ここでは、電池パックＢＰとしてアシスト自転車用の電池パックを示している。

図１の例では、電力変換装置１００を電池パックＢＰと接続する例を説明する。ただ、本発明は電力変換装置を接続する対象を、電池パックに限定せず、種々の電気機器やその充電器とできる。例えばテレビや洗濯機と云った家電機器や、ノートパソコンやプリンタといった情報機器のＡＣアダプタ等に適用することもできる。
（電力変換装置１００）

電力変換装置１００の外観を図２に示す。この図に示す電力変換装置１００は、外形を矩形状としており、直方体状の外ケース１０の長手方向の端面から、それぞれ接続ケーブル２０を引き出している。図において手前側の端面からは出力側の接続ケーブル２０Ｂが、奥側の端面からは入力用の接続ケーブル２０Ａが、それぞれ引き出されている。出力側の接続ケーブル２０Ｂは、その先端に接続先の電池パックＢＰの入力端子の形状に合わせたコネクタＣＮを備えている。また入力側の接続ケーブル２０Ａの先端には、商用電源と接続するコンセント用のプラグＰＧが固定されている。また必要に応じて、外ケース１０の主面には動作状態を示すランプなどの表示部１４が設けられる。
（外ケース１０）

電力変換装置１００の内部構造を図３〜図９に示す。これらの図に示すように、電力変換装置１００は外ケース１０と、その内部に収納される組立体３０とで構成される。この例では外ケース１０は、上ケース１１と下ケース１２に二分割されている。また上ケース１１と下ケース１２はそれぞれ端面に、接続ケーブル２０のケーブルブッシュ２２を固定するため、半月状に切り欠かれたブッシュ固定窪み１３を形成している。これらの外ケース１０は、絶縁性に優れた樹脂製の部材で構成される。
（組立体３０）

組立体３０は、図４の分解斜視図に示すように、電子部品５１を実装した回路基板５０と、第一金属板３１及び第二金属板３２と、Ｌ字状プレート４０とで構成される。
（回路基板５０）

回路基板５０は、その上面に電子部品５１を実装したプリント基板である。回路基板５０に実装された電子回路は、入力側の接続ケーブル２０Ａから受けた電力を所定の電圧や電流に変換して、出力側の接続ケーブル２０Ｂから出力する。またこのような電力変換回路に加えて、過電流や過電圧からの保護回路や、動作状態を示す表示部１４の点灯回路等も設けられる。電子部品５１には、駆動時に発熱する発熱部材５２を含んでいる。回路基板５０の外形は平面視を略矩形状とし、外ケース１０の一主面を構成する底面とほぼ等しいか、ここに収納できるよう若干小さくした大きさに形成される。発熱部材５２を実装した回路基板５０を、外ケース１０の底面に沿って配置することで、底面を放熱面として、発熱部材５２の発熱を底面から外部に効率よく放出できる。
（Ｌ字状プレート４０）

その一方で、回路基板の裏面を外ケースの底面と密着させることは困難である。例えば片面基板の場合は、各部材のリードを半田付けしているため、表面に凹凸が生じる。この面を押圧すると、半田が破損されたり意図しない導通が生じる可能性がある。また、両面基板とする場合も、電子部品の実装によって同様に外ケースの底面と接触させることは困難となる。しかし、回路基板を外ケースの底面から離間して配置すると、この間に空気層が形成されてしまい、回路基板に実装された電子部品の発熱が熱伝導され難くなる。

そこで、回路基板５０の一方の側面に第一金属板３１を設けると共に、この第一金属板３１と密着させてＬ字状プレート４０を配置し、このＬ字状プレート４０の底面プレート片４２を外ケース１０の底面に沿わせることで、回路基板５０と外ケース１０底面との熱結合を図ることが可能となる。すなわち、直接回路基板５０の背面から空気層を介して外ケース１０の底面に熱伝導されることに加え、第一金属板３１とＬ字状プレート４０を介して外ケース１０の底面に熱伝導させることで、より確実に外ケース１０の底面からの放熱を図っている。
（第一金属板３１）

図４の例では、図において右側に第一金属板３１を固定している。第一金属板３１は、その大きさを外ケース１０の側面の内面よりも、高さを若干短く形成される。またその下端隅部には、回路基板５０と固定するために折曲させた固定部３３をそれぞれ設けている。固定部３３にはねじ穴３４を開口しており、螺合により回路基板５０と固定される。また固定部３３同士の間には、回路基板５０と固定した状態で回路基板５０と第一金属板３１との離間させて絶縁するためのスリットが形成されるよう、凹状の切り欠き３５が形成されている。回路基板５０と第一金属板３１との間にスリットを設けて離間させることで、回路基板に実装された電子部品５１と第一金属板３１との沿面距離を確保して、両者間の絶縁を維持できる。この第一金属板３１は、熱伝導に優れた金属、例えばアルミニウム製の板材を折曲して形成される。

さらに第一金属板３１には、回路基板５０に実装された発熱部材５２を固定することもできる。ここでは、ＦＥＴ等のパワー系半導体を、回路基板５０の端縁に実装すると共に、その放熱面を第一金属板３１と熱結合状態に固定している。ここでは、図７の断面図に示すように第一金属板３１の、発熱部材５２の実装位置（図７においては発熱部材５２であるＦＥＴのリード５３）と対応する位置にねじ穴を開口し、このねじ穴で発熱部材５２であるＦＥＴを螺合している。またＦＥＴと第一金属板３１との接触面は、絶縁することが好ましい。例えば、絶縁部材を介在させてＦＥＴを第一金属板３１のねじ穴に螺合させる。このようにすることで、第一金属板３１に発熱部材５２を直接熱結合させて、効率よく発熱部材５２からの熱を熱伝導でき、外ケース１０の内部空間に放熱されることを低減できる。
（Ｌ字状プレート４０）

一方、Ｌ字状プレート４０は、垂直断面視をＬ字状に折曲させた金属板であり、図４の分解斜視図及び図７の断面図に示すように、第一金属板３１の外側から回路基板５０の底面にかけて被覆するように固定される。このＬ字状プレート４０は、第一金属板３１に固定される側面プレート片４１と、回路基板５０の底面側に配置される底面プレート片４２とで構成される。ここでＬ字状プレート４０は、第一金属板３１と固定され、回路基板５０の底面とは離間されている。
（絶縁シート５４）

さらに第一金属板３１と底面プレート片４２との間には、絶縁シート５４が介在されている。これによって、回路基板５０の裏面側で底面プレート片４２によって意図しない導通が生じることを回避している。絶縁シート５４は、例えばプラスチック板等の樹脂製のシート材で構成される。また絶縁シート５４は、粘着テープや接着材により底面プレート片４２に固定される。

また上述の通り、第一金属板３１と発熱部材５２とを螺合するため、第一金属板３１に開口されたねじ穴と対応する側面プレート片４１の部位には、このねじ穴よりも大きい開口が形成されている。
（第二金属板３２）

加えて、回路基板５０の他方の側面にも、第二金属板３２を設ける。上述の通り、回路基板５０の面積を、外ケース１０の底面とほぼ等しくすることで、回路基板５０の一方の側面に設けた第一金属板３１は、必然的に外ケース１０の側面と面することになる。さらに、回路基板５０の他方の側面にも第二金属板３２を設けることで、この面においても熱結合させて外ケース１０の側面を放熱面として利用できるようになる。

図４の例では、第二金属板３２と第一金属板３１の形状は同じでない。第二金属板３２はスリットを構成するための切り欠き３５の一部にさらに凹部３６を形成している。これにより、回路基板に実装された電子部品５１と第二金属板３２との沿面距離をさらに稼ぎ、絶縁性を一層高めることができる。また第一金属板３１は、その後端側に、接続ケーブル２０を固定するためのケーブル固定凹部３８を形成している（詳細は後述）。ただ、これら第一金属板と第二金属板を同様の形状とすることも可能である。例えば、第二金属板側にもケーブル固定凹部を形成してもよい。

回路基板５０上の電子部品５１は、半田付け等によって固定されている。ここで、半田付けした上で回路基板に螺合を行うと、その際の応力やひずみ等によって半田の部分に負荷がかかり、半田の割れや欠けに起因する接触不良を生じることが考えられる。そこで、半田付けは回路基板への螺合を終えた後に行うことが好ましい。

このような電力変換装置は、小型軽量であることが求められる。そこで、軽量で絶縁性に優れた樹脂製の外ケースを利用する場合、樹脂製外ケースは金属製に比べて放熱性が劣るため、特に高出力の電力変換装置の場合は、大型化を避けつつ放熱性を向上させる構造が必要となる。このため、樹脂製の外ケースを構成する面の内、連続する三面を放熱面とする構成を本発明者らは検討した。ここでは、図１０の垂直断面図に示すように、外ケース１１０の主面の一である底面と、その左右の側面の三面を放熱面として利用することを検討した。すなわち、回路基板１５０を外ケース１１０の内部で底面に沿って配置し、この回路基板１５０を断面視Ｕ字状に囲むように、上面を開口させたコ字状に折曲させた金属板を放熱板１３０として用意し、これを外ケース１１０の内面に這わせることで、回路基板１５０に実装された発熱部材で生じた熱を放熱板１３０に熱伝導させ、さらに放熱板１３０と接触させた外ケース１１０の底面と左右側面からそれらの外面に放熱させる構成を検討した。

しかしながら、この構成ではコ字状に折曲した放熱板１３０を回路基板１５０に固定する際に、問題が生じることが判明した。すなわち、放熱性を高めるには、放熱板１３０と外ケース１１０内面とを密着させることが望ましいところ、製造公差が生じるため、完全に一致させることは困難である。この結果、回路基板１５０と放熱板１３０との固定時に歪みが生じて、この歪みが回路基板１５０の半田による固定部分に悪影響を与えることが考えられる。すなわち、半田に割れや欠けなどを生じさせて、電気接続の信頼性を低下させる可能性があった。

そこで、このようなコ字状の金属板を使用せず、代わりに図４、図７に示すように、回路基板５０の左右に第一金属板３１、第二金属板３２をそれぞれ別個に固定した上で、回路基板５０の底面を被覆する底面プレート片４２は、第一金属板３１と接するように垂直断面視をＬ字状に折曲させた。このように、回路基板５０を覆うためにコ字状を構成する三面を一体に形成せず、それぞれ別部材で構成しつつ、底面を被覆する底面プレート片４２のみ、第一金属板３１と接続するためにＬ字状とした構成を採用した。これにより、製造公差などによる歪みの発生を回避でき、もって回路基板５０上の電子部品５１の半田部分に悪影響を与えることなく、すなわち信頼性を損なうことなく放熱性を高めることができるのである。また、底面プレート片４２を下ケース１２に沿わせて、第一金属板３１を外ケース１０内面の側面（図７の断面図において右側面）に、第二金属板３２を外ケース１０内面の側面（図７の断面図において左側面）に、それぞれ沿わせて、これら三面を放熱面とすることができる。ここで、これらの組立体３０の金属板を外ケース１０の内面とを接触させることが、熱伝導の観点からは好ましいが、図７の例では製造公差や熱膨張等を考慮して若干のクリアランスを設けている。このように本実施例においては、密着させ、接触させ、又はクリアランスを持たせた状態で、これら組立体３０の金属板を外ケース１０の内面に沿わせることができる。

加えて、上記のように金属板を図１０のコ字状放熱板１３０のように一体とせず、第一金属板３１、第二金属板３２、及び底面プレート片４２を含むＬ字状プレート４０に三分割したことで、一旦半田付けされた部分に応力を加える事態を回避して、半田付けの信頼性を高められる利点も得られる。すなわち、上記の構成であれば、回路基板５０に先に第一金属板３１、第二金属板３２を螺合等により固定した状態で、回路基板５０上に実装された電子部品５１を半田付けできる。例えばＦＥＴは、先に第一金属板３１、第二金属板３２に螺合した後、そのリードを回路基板５０に半田付けする。そして半田付け作業の後に、第一金属板３１にＬ字状プレート４０を固定できる。このようにしたことで、半田付けした後に金属板を回路基板５０に螺合させる必要がないため、半田付け後に回路基板５０上の半田部分に応力が加わることを回避し、半田の破損による接触不良等を回避して信頼性を高めることができるという利点も得られる。換言すると、図１０の構成では、先に回路基板１５０に放熱板１３０を固定すると、回路基板１５０の裏面側を半田付けすることができなくなる。これに対して、底面プレート片４２を別部材とし、しかも底面プレート片４２を回路基板５０でなく、金属板である第一金属板３１に固定するようにしたことで、螺合等の固定時の応力が回路基板５０に直接与えられる事態を回避できるので、半田付けの信頼性が高められるのである。

また上記構成によれば、第一金属板３１と第二金属板３２とを電気的に絶縁できるので、回路基板５０において絶縁させる必要のある電子部品５１の固定や放熱にも利用できる。さらに加えて、回路基板５０の周囲を金属板で囲むことで、外乱ノイズに対するシールド効果も期待できる。

このようにして構成された組立体３０を、図３等に示すように下ケース１２に収納して、上ケース１１を閉塞する。上ケース１１と下ケース１２は、ねじにより固定される。図３の例では、下ケース１２の下面隅部の３箇所に設けたねじ穴を、上ケース１１のボスと連通させて、螺合により固定される。
（充填樹脂６０）

さらに組立体３０を外ケース１０内に収納した状態で、外ケース１０内部に液状の充填樹脂６０を充填して、硬化させる。図７、図８の断面図において、充填樹脂６０を外ケース１０内部に充填して硬化させた状態を一点鎖線のハッチングで示す。充填樹脂６０は絶縁性であり、液体の状態で回路基板５０や金属板、Ｌ字状プレート４０等の隙間に入り込み、硬化されると隙間が埋められて、空気層が排除されるので、熱伝導性が高まる上、絶縁性も高められる。また、底面プレート片４２と下ケース１２との間のクリアランスも埋めることができ、熱伝導性を高め、さらに防水性も発揮できる。このような充填樹脂６０としては、ポッティング用のウレタン樹脂等が好適に利用できる。また外ケース１０の一部には、このような充填樹脂６０を充填するための注液口を予め開口させておく。充填樹脂６０の注液後は、注液口は閉塞される。特に外ケース１０を完全に閉塞して防水構造とすることで、屋外での使用に適した電力変換装置とできる。このような充填樹脂６０のポッティングにより、外ケース１０の表面に均一に放熱させることが可能となる。また放熱性能の向上による小型化にも貢献できる。

充填樹脂６０は、少なくとも回路基板５０に実装された電子部品５１の端子が埋まる程度に充填される。これによって電子部品５１の端子が保護されて絶縁性が高められ、また端子部分からの放熱を充填樹脂６０により伝熱できるので、放熱性も改善される。また充填樹脂６０を、外ケース１０の内部一杯にまで充填してもよい。ただ、好ましくは外ケース１０内部に一杯とせず、外ケース１０内部に充填された充填樹脂６０の上面と、外ケース１０の天板との間に隙間を形成する。このようにすることで、充填樹脂６０の使用量を低減してコストを削減し、また電力変換装置の軽量化も図られる。特に本実施の形態においては、外ケース１０を構成する面の内、底面とその左右の側面に金属板やＬ字状プレート４０を配置して放熱面としている。いいかえると、底面を中心とする面からの放熱性が発揮できれば足り、他の面、例えば外ケース１０の上面は、空気層が残っていても放熱性能にさほど影響を与えない。よって、上述の通り充填樹脂６０で底面プレート片４２を含む必要な部分を被覆して放熱性を高めつつも、放熱用の金属板を配置していない、放熱性に劣る天面との間には隙間を設けることで、放熱性能と製造コストのバランスを図ることができる。図７、図８の断面図に示す例では、外ケース１０の内部において、回路基板５０の表面から５ｍｍ〜２５ｍｍ程度まで充填樹脂６０でポッティングしている。
（接続ケーブル２０）

上述の通り、外ケース１０の端面からはそれぞれ接続ケーブル２０が引き出されている。各接続ケーブル２０は、一端に外ケース１０と固定するためのケーブルブッシュ２２を備えている。ケーブルブッシュ２２は、金属ワイヤを埋設しており、引っ張り強度にも強い耐性を発揮できる。またケーブルブッシュ２２は、外ケース１０の端面との固定部分に凹部を形成しており、この凹部を、外ケース１０の端面に形成されたブッシュ固定窪み１３に嵌入して固定される。また、ブッシュ固定窪み１３と凹部との隙間は、パッキンや充填樹脂６０等によって気密に閉塞され、防水性を担保している。
（筒部２４）

また接続ケーブル２０の一部には、ノイズ対策のためのノイズフィルタを設けることもできる。ノイズフィルタは、筒状に形成されたフェライトコア等で構成できる。図３等の例においては、外ケース１０の内部に筒部２４として設けている。
（ケーブル固定凹部３８）

さらに、この筒部２４を利用して接続ケーブル２０を固定し、引っ張り強度の向上を図ることもできる。図３の例では、第一金属板３１の後端側に、ケーブル固定凹部３８を形成している。ケーブル固定凹部３８に、筒部２４を締結手段３９等で締結することにより、接続ケーブル２０の引っ張りに対する強度をさらに向上できる。この例では、締結手段３９として結束バンドを使用し、筒部２４の側面をケーブル固定凹部３８に締結している。筒部２４の固定構造はこの構成に限られず、粘着テープや接着、クランプ等既知の固定構造が単独又は組み合わせて適宜利用できる。

本発明に係る電力変換装置は、例えば電動アシスト自転車用のバッテリパック用ＡＣアダプタや、電動バイク、電動工具、携帯機器等の電池パック用の充電器用ＡＣアダプタとして好適に利用できる。

１００…電力変換装置
１０…外ケース
１１…上ケース
１２…下ケース
１３…ブッシュ固定窪み
１４…表示部
２０…接続ケーブル；２０Ａ…入力側の接続ケーブル；２０Ｂ…出力側の接続ケーブル
２２…ケーブルブッシュ
２４…筒部
３０…組立体
３１…第一金属板
３２…第二金属板
３３…固定部
３４…ねじ穴
３５…切り欠き
３６…凹部
３８…ケーブル固定凹部
３９…締結手段
４０…Ｌ字状プレート
４１…側面プレート片
４２…底面プレート片
５０…回路基板
５１…電子部品
５２…発熱部材
５３…リード
５４…絶縁シート
６０…充填樹脂
１１０…外ケース
１３０…放熱板
１５０…基板
ＢＰ…電池パック
ＰＧ…プラグ
ＣＮ…コネクタ

Claims

外部の商用電源と接続されて、該商用電源の電力を所定の電圧又は電流に変換するための電力変換装置であって、
外観を矩形状とする外ケースと、
前記ケースの一方の主面に沿って配置された、表面に発熱部材を含む電子部品を実装した、一方向に延長した、回路基板と、
前記回路基板の一方の側面に配置された第一金属板と、
前記回路基板の他方の側面に配置された第二金属板と、
前記第一金属板の外側面から、前記回路基板の底面側にかけて、これらを被覆するように断面視Ｌ字状に折曲された、金属製のＬ字状プレートと
を備えており、
前記Ｌ字状プレートの、前記回路基板の底面側を覆う底面プレート片を、前記外ケースの主面に沿わせており、
前記第一金属板は前記外ケースの主面と連続する一方の側面の内面、前記第二金属板は前記外ケースの主面と連続する他方の側面の内面に、それぞれ沿わせてなることを特徴とする電力変換装置。
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記外ケースを樹脂製としてなることを特徴とする電力変換装置。
請求項１又は２に記載の電力変換装置であって、さらに、
前記回路基板の底面側と前記底面プレート片との間に介在される絶縁シートを備えることを特徴とする電力変換装置。
請求項３に記載の電力変換装置であって、
前記絶縁シートと、前記回路基板の底面側との間を離間させてなることを特徴とする電力変換装置。
請求項１から４のいずれか一に記載の電力変換装置であって、
前記第一金属板又は第二金属板の表面に、発熱部材を熱結合状態に固定してなることを特徴とする電力変換装置。
請求項１から５のいずれか一に記載の電力変換装置であって、
前記外ケースの内部に、絶縁性の充填樹脂を、前記回路基板に実装された電子部品の端子が埋まるように充填してなることを特徴とする電力変換装置。
請求項６に記載の電力変換装置であって、
前記外ケース内部に充填された前記充填樹脂の上面と、前記外ケースの天板との間に隙間を形成してなることを特徴とする電力変換装置。
請求項１から７のいずれか一に記載の電力変換装置であって、さらに、
外部の商用電源、又は該電力変換装置で電力変換された電圧又は電流を供給する電気機器と電気接続するための接続ケーブルと、
前記接続ケーブルの一端を前記外ケースと固定するためのケーブルブッシュと
を備えており、
前記第一金属板又は第二金属板は、前記ケーブルブッシュから延長されたケーブルを締結するためのケーブル固定凹部を形成してなることを特徴とする電力変換装置。