JP2007281347A - モータドライブ回路の基板への実装方法及びその実装方法を用いた冷蔵庫、冷凍庫、氷温庫、冷凍冷蔵庫の回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】冷蔵庫のドライブ回路用の基板を高密度で実装できるようにして、必要なドライブ回路を搭載できるようにする。
【解決手段】制御回路を搭載した冷蔵庫の主回路基板１１に、モータドライブ回路を搭載した副回路基板１２を立設し、主回路基板１１を占有していたドライブ回路を立体的に設ける。こうして主回路基板に生じた空きスペースに、複数の副回路基板１２を立設することで高密度な実装を可能にする。
【選択図】図１

Description

この発明は、業務用の冷蔵庫、冷凍庫、氷温庫、冷凍冷蔵庫の回路基板に関するものである。

業務用冷蔵庫、冷凍庫、氷温庫、冷凍冷蔵庫の回路システムは、例えば、図８に示すようなものであった。

すなわち、回路システムは、センサ入力部１、スイッチ入力部２、メモリ回路部３、出力回路部４、操作表示部５と処理装置６と接続した構成となっている。

センサ入力部１は、庫内温度や凝縮温度などを検知するセンサからなっている。スイッチ入力部２は、運転定数や機種（冷蔵庫、冷凍冷蔵庫など）切替え用のディップスイッチで構成するものである。メモリ回路部３は、設定情報や運転情報を記憶させるための不揮発生メモリで、出力回路部４は、庫内ファン、凝縮ファン、圧縮機を動作させるドライブ回路からなっている。また、操作表示部５は、温度表示や設定温度表示を行なうためのもので、処理装置６はマイクロプロセッサで構成されるものである。

ところが、上記の回路システムでは、庫内ファンモータや凝縮ファンモータに、安価で堅牢であるが、効率の悪いくま取りモータが使われている。このくま取りモータは、くま取りコイルを有し、ＡＣ電源を接続するだけで回転させることができる。そのため、くま取りモータへ供給するＡＣ電源をオン・オフすれば簡単に制御ができるので、ドライブ回路にはリレー回路が用いられていた。このリレー回路は、リレーとリレーを駆動するトランジスタスイッチ回路で構成する簡単なもので、このリレー回路を制御するファンモータの数だけ出力回路部４に設けるようにしていた。

ところで、近年、ファンモータには、省エネの点から、くま取りモータに代えて高効率で省エネ効果の高いブラシレスＤＣモータを採用することになっている。ブラシレスＤＣモータは、くま取りモータと異なり、ＡＣ電源をオン・オフする簡単なリレー回路では動作させることができず、図９のような励磁回路を用いなければならない。

図９の励磁回路中のＶ_ＤＤはモータ駆動主回路電源、Ｖ_ＣＣは制御電源である。また、図の点線で囲まれた部分がドライブ回路Ｄで、ドライブ回路Ｄは、６個の主回路トランジスタＴとその制御回路Ｓで構成され、制御回路Ｓは、複数のトランジスタ、抵抗、コンデンサを有する複雑な回路で構成しなければならない。そのため、このドライブ回路Ｄを処理回路（マイコン）６が実装されている同一プリント基板に実装しようとすると、大きな部品面積、パターン配線面積及び縁面距離を必要とする。その結果、限られたプリント基板面積では、例えば冷蔵庫の機種で異なる必要な数のドライブ回路を搭載できず、機種ごとに寸法の異なる回路基板を用意しなければならない問題がある。

この問題を解決する一つの方法として、例えば、（特許文献１）に示すものがある。このものは、図１０（ａ）、（ｂ）のように、出力用の半導体素子を搭載した出力回路基板７と制御回路を搭載した集積回路基板８を、樹脂ケース９を使って上下方向に空間を隔てて重なるように配置したもので、前記出力回路基板７と集積回路基板８及び外部の回路との信号のやり取りは前記ケースに一体に形成した接続端子で行うことで、冷蔵庫の回路基板の小型化を図ったものである。

特開２００４−６３６０４号公報

しかしながら、上記の出力回路基板と集積回路基板とを上下方向に空間を隔てて重なるように配置したものでは、搭載するドライブ回路の数に合わせて出力回路基板が増えると、増えた数の基板を積み重ねることになる。このとき、積み重ねる基板の間隔は放熱やノイズの点から狭くはできないので、積み重ねた基板の空間の分だけ余分なスペースが必要になる。すなわち、基板を一枚増やすごとに樹脂ケース全体の高さが高く、大きくなる構造上の問題がある。

そこで、この発明の課題は、複数のドライブ回路の基板を高密度で実装できるようにして、例えば機種ごとに異なる必要な数のドライブ回路を搭載できるようにすることである。

上記の課題を解決するため、この発明では、制御回路を搭載した主回路基板に、モータドライブ回路を搭載した副回路基板を立設する構成を採用したのである。

このような構成を採用することにより、主回路基板を（平面的に）占有していたドライブ回路を立体的に設けたので、主回路基板に空きスペースが生じる。そのため、この空きスペースにドライブ回路を搭載した副回路基板を立設して増設することができるので、高密度実装が可能になる。したがって、例えば、空きスペースにカードエッジコネクタ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを設ければ、ドライブ回路の数の異なる機種ごとに、寸法の異なる回路基板を用意しなくとも対応できる。また、このとき副回路基板の大きさを標準化すれば、複数の副回路基板を立設しても高さを一定にできる。一方、空きスペースが余れば主回路基板を縮小することも可能なので、コンパクト化も可能である。

このとき、主回路基板への副回路基板の立設を、前記主回路基板に設けたカードエッジコネクタあるいはスロットを介して行うことで、取り付けと取り外しが簡単にできるようにしたり、庫内ファン用のブラシレスＤＣモータのドライブ回路をモジュール化したものを搭載し、そのドライブ回路を搭載した副回路基板を上記主回路基板に立設したりできる。

この発明は、以上のように構成したことにより、必要な数のドライブ回路を実装できる。そのため、機種ごとに寸法の異なる回路基板を用意しなくとも対応できる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、この形態の回路基板は、業務用冷蔵庫、冷凍庫、氷温庫、冷凍冷蔵庫のもので、主回路基板１１に副回路基板１２を立設した構成になっている。

主回路基板１１は、上記冷蔵庫の制御回路を搭載した基板で、処理装置としてマイクロコンピュータ１３を備えている。また、図１のように、主回路基板１１の上面（部品側）には、３本のカードエッジコネクタ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを設け、このカードエッジコネクタ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを介して副回路基板１２を立設するようになっている。

カードエッジコネクタ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、図２のように、ソケット部１５と端子部１６とからなっている。前記ソケット部１５は、開口１５ａ内に複数のコンタクトを備えたもので、そのコンタクトを備えた開口１５ａに副回路基板１２に形成されたエッジ（端子）を挿入し、副回路基板１２との接続を行なうようになっている。また、端子部１６は、主回路基板１１と接続するためのストレートディップタイプの端子を備えており、スルーホールを介して主回路基板１１のパターン（下面）側に半田付けするようになっている。

この３本のコネクタ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、図１に示すように、主回路基板１１の長手方向の一方の縁に沿ってコネクタ１４ａとコネクタ１４ｃとを直列に設け、この直列に設けたコネクタ１４ａとコネクタ１４ｃと並行にコネクタ１４ｂを設けてある。このように前記コネクタ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを設けて、副回路基板１２を並列に立設したので、副回路基板１２を効率良く実装できる。

一方、副回路基板１２は、例えば、庫内ファンモータの励磁回路をモジュール化したものや、凝縮ファン、圧縮機のドライブ回路をモジュール化したものを搭載して基板の寸法を標準化（寸法）したもので、前記基板１２の一端部は、図３のエッジ形状の端子１２ａに形成してある。

この実施形態は、上記のように構成されており、この回路基板では、主回路基板１１に副回路基板１２を取り付ける。すなわち、副回路基板１２を主回路基板１１のカードエッジコネクタへ挿入する。こうして挿入することで、副回路基板１２に搭載したドライブ回路と主回路基板１１のマイクロコンピュータ（処理装置）１３とが接続されて、回路基板を構成する。

このように主回路基板１１は、副回路基板１２を立設したことにより、本来、ドライブ回路が主回路基板１１を平面的に占有していたスペースを解放することができる。そのため、例えば、図４に示すように、主回路基板１１の寸法を２／３程度に縮小できる。このとき、主回路基板１１を縮小せずに空きスペースに副回路基板１２を増設すれば、必要なドライブ回路を搭載できる。このように、ドライブ回路を増設できるので高密度実装が可能である。そのため、空きスペースにカードエッジコネクタ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを設けるだけでドライブ回路の数の異なる機種ごとに、寸法の異なる回路基板を用意しなくとも対応できる。また、増設により余った空きスペースを縮小すれば、主回路基板１１のコンパクト化を図ることもできる。

この実施例１は、図５のように、主回路基板１１にスロット２０を設けたもので、前記スロット２０で副回路基板１２を立設したものである。

前記スロット２０は例えば、エッジコネクタ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの両サイドに副回路基板１２を支持するためのガイドレール２１を設けたものである。なお、スロット２０には、例えば図６に示すようなガイドレールとコネクタとが一体になったソケット２２を用いることもできる。

他の例えば副回路基板１２の構成や作用効果などは先の実施形態のものと同じなので、その説明は省略する。

この形態は、主回路基板１１に副回路基板をＬ形の取り付け金具２３を使って立設したもので、主回路基板１１との接続には、ここでは、コネクタケーブル２４を使用している。他の構成や作用効果などは先の実施形態のものと同じなので、その説明は省略する。

実施形態の模式図 実施形態の要部を示す正面図 実施形態の要部の一部を示す正面図 実施形態の作用説明図 実施例１の斜視図 実施例１の他の態様を示す斜視図 実施例２の斜視図 従来例を説明する回路ブロック図 従来例を説明する回路ブロック図 （ａ）従来例の斜視図、（ｂ）従来例の分解斜視図

符号の説明

１１ 主回路基板
１２ 副回路基板
１４ａ カードエッジコネクタ
１４ｂ カードエッジコネクタ
１４ｃ カードエッジコネクタ

Claims (6)

1. 制御回路を主回路基板に搭載し、モータドライブ回路を副回路基板に搭載して、そのモータドライブ回路を搭載した副回路基板を、前記主回路基板へ立設するモータドライブ回路の基板への実装方法。
2. 上記制御回路を搭載した主回路基板に、カードエッジコネクタあるいはスロットを設け、そのカードエッジコネクタあるいはスロットを介して、上記モータドライブ回路を搭載した副回路基板を前記主回路基板へ立設する請求項１に記載のモータドライブ回路の基板への実装方法。
3. 上記副回路基板に、冷蔵庫、冷凍庫、氷温庫、冷凍冷蔵庫の庫内ファン用のブラシレスＤＣモータのドライブ回路をモジュール化したものを搭載し、そのドライブ回路を搭載した副回路基板を上記主回路基板に立設する請求項１または２に記載のモータドライブ回路の基板への実装方法。
4. 制御回路を搭載した主回路基板に、モータドライブ回路を搭載した副回路基板を立設した冷蔵庫、冷凍庫、氷温庫、冷凍冷蔵庫の回路基板。
5. 上記主回路基板への副回路基板の立設を、前記主回路基板に設けたカードエッジコネクタあるいはスロットを介して行う請求項４に記載の冷蔵庫、冷凍庫、氷温庫、冷凍冷蔵庫の回路基板。
6. 上記副回路基板が庫内ファン用のブラシレスＤＣモータのドライブ回路をモジュール化したものである請求項４または５に記載の冷蔵庫、冷凍庫、氷温庫、冷凍冷蔵庫の回路基板。

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