JP2001082870A - 冷蔵庫制御基板の収納装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷蔵庫制御基板に取り付けられた電子・電気
部品を熱および電磁波の影響から保護するとともに、リ
サイクル性に優れた冷蔵庫制御基板の収納装置を得る。 【解決手段】 冷蔵庫背面側を開放したマグネシウム合
金製の保護用筐体を冷蔵庫背面の断熱材中に埋設し、筐
体内に電子・電気部品が取り付けられた冷蔵庫の制御基
板を収納固着する。筐体の開放部を覆い制御基板を保護
するマグネシウム合金製の蓋を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷蔵庫の運転制
御を行う制御基板の収納装置、特に制御基板を収納する
保護用筐体と、この筐体を覆う蓋の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷蔵庫の運転制御は近年複雑化してお
り、例えば省エネ運転や静音運転、各温度帯の温度コン
トロールもかなりシビアに設定出来ることが要求されて
いる。このため運転制御の中核をなす制御基板が、マイ
コンの容量のアップあるいはその他の電子・電気部品の
点数の増加に伴い大型化の傾向にある。また従来は制御
基板の設置場所が冷蔵庫庫内であったが、冷却手段の多
様化により庫内風路の構成が複雑化してきたため、制御
基板の大型化とその設置スペースの制約により冷蔵庫庫
外に設置場所を変更することが多くなってきた。図５は
従来の冷蔵庫の制御基板の収納装置を示し、冷蔵庫の上
部側断面図である。なお、図６は一般の冷蔵庫の放熱形
態とウレタン注入位置を表わす冷蔵庫背面図と側面図、
図７は同じく冷蔵庫のウレタン発泡時の固定状態を示す
断面図とその一部拡大図である。図５において、冷蔵庫
は最外郭部を構成する外箱１と冷蔵庫内外の隔壁として
の内箱２とがあり、外箱１と内箱２の間には発泡ポリウ
レタン４が充填されている。この発泡ポリウレタン４は
外箱１と内箱２の間にサンドイッチされる構造を持ち冷
蔵庫の断熱材である。制御基板５は冷蔵庫背面板３の一
部を絞った形状の凹部に埋設するか、または背面板３に
穴３Ａを設け、この穴に別体の保護用凹状筐体３Ｂを嵌
め込んで取り付け、この保護用筐体３Ｂの中に埋設する
形で納められる。そして、制御基板５は、それ単体だけ
では固定することが不可能なため、まず固定用の皿状ア
タッチメント８に制御基板５を納めた後、このアタッチ
メント８によって制御基板５は冷蔵庫背面の保護用筐体
３Ｂ内部に収納され確実に固定される。このアタッチメ
ント８は材質が樹脂（熱に強いＰＰ等）であり、密閉さ
れた筐体構造ではなく放熱のための穴もしくは切欠きが
あり、このアタッチメント８により制御基板５を保護す
るとともに、振動による制御基板５上に取り付けられて
いる各種の電子・電気部品の故障や脱落を防止してい
る。また、冷蔵庫はその冷凍サイクルの構成上、凝縮側
（冷媒が気相→液相）と蒸発側（冷媒が液相→気相）と
に分かれており、図６矢印で示すように、凝縮のために
外部への放熱（熱の移動）を行っている。上記保護用筐
体３Ｂも前述の如く基板５上の電子・電気部品が作動中
に発熱するので、この熱を蓋９を介して外部に有効的に
放熱することが必要であり、また、図７に示すように、
冷蔵庫箱体内のウレタン発泡時にそのウレタンの発泡圧
力で変形しないために、保護用筐体３Ｂの材質には熱伝
導率と剛性の高い金属（鋼板）を使用している。そし
て、制御基板５が収納された後に熱伝導率の高い金属製
の蓋９（鋼板）で外側を密閉することにより内部の制御
基板５を最終的に保護する構造となっている。なお、図
７において、１０は発泡用固定治具であり、冷蔵庫の最
外郭部を構成する外箱の周囲に設けられる。１１は発泡
用置治具であり、凹状筐体３Ｂ内に設けられるが、発泡
後に除去される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の構造では、制御基板５を固定する樹脂製の
アタッチメント８と、そのアタッチメント８を制御基板
５と共に固定する金属製の保護用筐体３Ｂの２部品構成
であるため、冷蔵庫の廃棄時の分解作業において、まず
最初に保護用筐体３Ｂから制御基板５をアタッチメント
８ごと取り外してからさらに制御基板５とアタッチメン
ト８を分離する必要があった。また、基板回路には電子
・電気部品を取り付けるための半田層が付着しており、
基板回収の目的が半田中の鉛をリサイクルすることにあ
るため、基板を冷蔵庫から分離する作業は出来るだけ簡
素化が望ましい。また、電子・電気部品の作動発熱量は
現在ではその制御の複雑化から容量が大きく、特に夏場
の冷蔵庫の使用状況によっては熱ダレによる部品の誤作
動や故障、寿命低下等の原因となる可能性があるため、
より高性能の放熱手段が要求されている。なお、鉄鋼の
熱伝導率は４２Ｗ／ｍＫ、アルミニウム合金の熱伝導率
は１００Ｗ／ｍである。さらに、現在は電化製品の需要
増大によりテレビ、電磁調理装置等から各種の電磁波が
出力され、社会生活の中に氾濫しているので、電磁波の
影響による電子・電気機器の誤作動が問題となってい
る。したがって、冷蔵庫の制御基板においても電磁波に
対する遮蔽性能の向上が急務となっている。また、前述
の基板の容量大型化により基板収納部がアタッチメント
と保護用筐体の２部品構成であるため基板を固定するア
タッチメントの分だけ基板収納部の余空間が狭くなるの
で、熱の対流が抑制され基板の配線レイアウトが複雑化
する。以上の様に従来の構造では、リサイクル処理、発
熱密度の増加、電磁波の影響等、各種の問題を抱えてい
る。

【０００４】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、第１の目的は、冷蔵庫廃棄時に
制御基板と保護用筐体を容易に分離でき、制御基板の分
別処理の効率化と基板収納部の有効面積の増大を図るこ
とができる冷蔵庫制御基板の収納装置を得るものであ
る。また、第２の目的は、電子・電気部品の保護能力と
リサイクル性に優れた冷蔵庫制御基板の収納装置を得る
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の冷蔵庫制御基
板の収納装置においては、冷蔵庫背面の断熱材中に埋設
され、冷蔵庫背面側を開放した保護用筐体と、この筐体
内に収納固着され、基板回路に電子・電気部品が取り付
けられた冷蔵庫の制御基板と、筐体の冷蔵庫背面側の開
放部を覆うように設けられ、制御基板を保護する蓋とを
備え、筐体と蓋は、その材質がマグネシウム合金であ
る。

【０００６】また、筐体と蓋は、チクソトロピー現象を
応用したマグネシウム成形法により加工された成形品で
ある。

【０００７】また、蓋は、外表面に放熱用リブを一体的
に有するものである。

【０００８】さらにまた、蓋は外表面に格子状の放熱用
リブを一体的に有するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１を図面を参照して以下に説明する。図１は冷蔵庫
の上部側面の部分断面である。図において、１は冷蔵庫
外箱、２は冷蔵庫内箱、３は冷蔵庫背面板、４は外箱１
と内箱２と背面板３によって形成される空間に充填され
た発泡ポリウレタンであり冷蔵庫の断熱材をなす。前述
した発泡ウレタン４の中に埋設される形で冷蔵庫の制御
基板５が収納された保護用筐体６が取り付けられる。す
なわち、冷蔵庫背面板３に穴３Ａを設け、この穴部分に
凹状の保護用筐体６が取り付けられ、この保護用筐体６
の収容空間に制御基板５が収納固着される。さらに背面
板３の外郭面に沿って保護用筐体６の開放部を覆う蓋７
が取り付けられ、これにより制御基板５は外部と完全に
遮断されることになる。この制御基板５には電子・電気
部品で構成する回路基板５Ａ及び周辺機器の配線部５Ｂ
が装備されている。図２は冷蔵庫の上部背面図である
が、制御基板５は筐体６に設置した固定用のリブ６Ａ及
び爪６Ｂによって嵌合保持される。また、筐体６と蓋７
は各々の外周部に数箇所開けられたねじ穴と固定用穴を
介しリベットもしくはねじにより固定される。これらの
筐体６と蓋７の材質には制御基板５の電子・電気部品か
ら放出される熱の移動を促進するため、熱伝導性に優れ
た金属の使用が望まれる。例えば、アルミニウム、鉄、
銅が挙げられるが、この発明の実施の形態１では軽量、
高靱性、高減衰能の面において優れるマグネシウム合金
により成形加工（マグネシウム成形法により）するのが
好適である。また、マグネシウム合金は電気抵抗率が鉄
より低いため電磁シールド性に関しても優れている。こ
こで、マグネシウム合金と他の金属との比較メリットに
ついて補足説明する。第一に、資源供給面において、マ
グネシウムは地球上に蓄積される鉱物として８番目に豊
富な元素であるため無尽蔵である点で有利である。第二
に、マグネシウム合金はリサイクル回収が極めて容易な
ため、新地金の４％のエネルギーコストで再生が可能な
点で有利である。このため、近年のリサイクルやエコロ
ジーといった社会性を考慮すると、その利用価値が今後
大いに期待される金属である。次にマグネシウム合金の
成形加工法について説明する。従来のマグネシウム合金
では他の金属と同様に精密加工に適していないため、金
属の強度と精密加工が要求される時はハイブリット工法
（金属ダイカスト＋樹脂インジェクション）による成形
技術などを採用していた。しかし、近年ではマグネシウ
ム成形法によりその要求を満足することが可能となっ
た。マグネシウム成形法は正式名称がチクソモールド成
形法と呼ばれ、樹脂の射出成形と同様にチップ化したマ
グネシウム合金を射出シリンダー内で加熱し半溶融状態
にし金型内に射出後凝固定着させる方法であり、金属の
チクソトロピー現象を応用することを特徴としている。
この成形法は樹脂同様の精密加工が可能であり、この成
形技術により樹脂と同等の板厚まで製品の薄肉化が可能
である。例えば、スチレン系の樹脂にゴムを添加するこ
とにより弾性変形に強いＡＢＳ樹脂との比較では、１ｋ
ｇの荷重下で１ｍｍのたわみ量を記録する時の板厚はマ
グネシウム成形品が０．３６ｍｍであるのに対し、ＡＢ
Ｓ樹脂では１．０ｍｍである。この時の製品重量はマグ
ネシウム成形品が４２ｇ、ＡＢＳ樹脂が６５ｇである。
このことから、マグネシウム成形品は、製品要求強度が
同一であれば薄肉且つ軽量の製品を提供することが可能
になる。また、マグネシウム合金は既知の素材であり、
ダイカスト（ホットチャンバー法、コールドチャンバー
法に大別される）と呼ばれる鋳造により成形も出来る
が、マグネシウム成形法のメリットとしては、第一にそ
の製造プロセスが安全であり生産性が高く、且つ清潔で
金型寿命が向上すること、また第二に製品の寸法精度向
上、ひけ割れの減少が挙げられる。

【００１０】実施の形態２．次にこの発明の実施の形態
２について説明する。前述の実施の形態１では制御基板
５を収納する保護筐体６と蓋７をマグネシウム成形法に
より加工したものであり、蓋７の形状は単純な平面板形
状であったが、実施の形態２では、図３に示すように、
蓋７の外表面にこれと一体的に放熱用のリブ１２を縦方
向に複数本立設したものである。これにより、制御基板
５の電子・電気部品から放出される熱の移動（放熱）を
促進させるためのヒートシンク（放熱用の金属部品）の
役目を果たすものである。なお、リブ１２は横方向に複
数本立設してもよい。

【００１１】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３を示すものであり、実施の形態２では放熱用のリブ
１２を縦方向または横方向に立設したが、実施の形態３
では、図４に示すように、放熱用リフ゛１３を縦横両方向
に格子状に一体的に立設させることにより、強度を確保
したものである。図６に示すように、冷蔵庫背面からの
放熱は冷蔵庫上部の基板収納部からだけではなく、冷蔵
庫下部の機械室（冷凍サイクルの心臓部である圧縮機が
積載されているスペース）からも多く放熱される。した
がって、冷蔵庫の設置条件により背面空間が全く無くな
る場合には熱の移動経路が遮断されるため冷蔵庫の運転
条件に悪影響を与えることになる。しかるに、実施の形
態３では前述した蓋７に立設する放熱リブ１３の形状
を、冷蔵庫設置時に折れることのない強度を確保するた
めに格子状にしているので放熱のための背面空間を確実
に確保することができ、冷蔵庫背面全体からの熱の移動
を促進させることができる。

【００１２】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００１３】冷蔵庫の制御基板を収納保護する筐体と蓋
をマグネシウム合金で作ることにより、制御基板から発
生する熱を効率よく外部に放熱させることができ、また
外部電磁波の影響から制御基板を守ることにより機器の
誤動作を防止することができる。

【００１４】また、部品点数の減少によりコストダウン
を図るとともに、冷蔵庫廃棄時における分解作業の短縮
化と材料の高回収率化を図ることができ、リサイクル性
の向上と既存資源の有効活用を実現できる。

【００１５】また、筐体及び蓋としてチクソトロピー現
象を応用したマグネシウム成形法により加工された成形
品を用いることにより、製品の薄肉かつ軽量化が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１である冷蔵庫制御基
板の収納装置を示す部分断面図である。

【図２】 同じく冷蔵庫制御基板の収納装置を示す上部
背面図である。

【図３】 この発明の実施の形態２を示す一部背面図と
側面図である。

【図４】 この発明の実施の形態３を示す一部背面図と
側面図である。

【図５】 従来の冷蔵庫の制御基板の設置構造を示す部
分断面図である。

【図６】 一般の冷蔵庫箱体の断熱材注入位置と運転時
の熱移動経路を示す背面図と側面図である。

【図７】 冷蔵庫箱体のウレタン発泡時における断熱材
発泡治具と基板筐体部の固定状態を示す断面図とその一
部拡大図である。

【符号の説明】

１ 冷蔵庫外箱、２ 冷蔵庫内箱、３ 冷蔵庫背面板、
３Ａ 背面板の穴、３Ｂ 背面部凹状筐体、４ 発泡ポ
リウレタン、５ 冷蔵庫の制御基板、５Ａ 回路基板、
５Ｂ 回路配線、６ 保護用筐体、６Ａ 固定用リブ、
６Ｂ 固定用爪、７ 保護用蓋（マグネシウム合金
製）、８ 固定用アタッチメント、９ 保護用蓋（鋼板
製）、１０ 発泡用固定治具、１１ 発泡用置治具、１
２ 放熱用のリブ、１３ 格子状の放熱用リブ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷蔵庫背面の断熱材中に埋設され、冷蔵
   庫背面側を開放した保護用筐体と、この筐体内に収納固
   着され、基板回路に電子・電気部品が取り付けられた冷
   蔵庫の制御基板と、前記筐体の冷蔵庫背面側の開放部を
   覆うように設けられ、前記制御基板を保護する蓋とを備
   え、前記筐体と蓋は、その材質がマグネシウム合金であ
   ることを特徴とする冷蔵庫制御基板の収納装置。
2. 【請求項２】 筐体と蓋は、チクソトロピー現象を応用
   したマグネシウム成形法により加工された成形品である
   ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫制御基板の収納
   装置。
3. 【請求項３】 蓋は、外表面に放熱用リブを一体的に有
   することを特徴とする請求項１または請求項２記載の冷
   蔵庫制御基板の収納装置。
4. 【請求項４】 蓋は、外表面に格子状の放熱用リブを一
   体的に有することを特徴とする請求項１または請求項２
   記載の冷蔵庫制御基板の収納装置。