JP2009537004A - 家庭電気器具用の制御ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】非常に低い構造高さを有しかつセンサ素子が回路基板に比較的容易に接触することを可能にする冒頭に記載したタイプの家庭電気器具用の制御ユニットを提供する。
【解決手段】 家庭電気器具用の制御ユニット、特に、家庭電気器具のカバー（１０）の後側に設置するための家庭電気器具用のクックトップ用の制御ユニットにおいて、センサ素子（１４）と、センサ素子（１４）に関連する発光手段（１２）を有する。光導波路（１３）により出射された光に対して、光導波路（１３）に入る光の方向を変化させる。発光手段（１２）が、カバー（１０）の反対側に向けられる回路基板（１１）の面に配置される。光導波路（１３）が回路基板（１１）の開口部に配置される。光導波路（１３）が、カバー（１０）に面するように向けられた面に、ほぼ平坦な導電性表面（１４）を有し、センサ素子が導電性表面（１４）によって形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、家庭電気器具用の制御ユニット、とくに、家庭電気器具のカバーの後側に設置するための家庭電気器具用のクックトップ用の制御ユニットに関する。

このような制御ユニットは、一般に、家庭電気器具の機能を制御するための制御素子を備える。クックトップの場合、例えば、クックトップのそれぞれのホットプレートを動作させるために、ホットプレートを作動状態または非作動状態にするための制御素子が設けられ、また出力を設定するための制御素子が設けられることが可能である。

クックトップの場合、ガラスセラミックプレートの形態のカバーの後側のいわゆるストーブトップ内にまたはその縁部に、制御ユニットを設けることができる。容量センサ素子は一般に制御素子として使用され、この容量センサ素子の容量は、作動または動作に応じて変化する。容量のこの変化は、関連する制御ユニットによって処理され、適切な制御指令に変換されることができる。

このような容量制御素子は、一般に、作動時に触覚応答を提供しないので、ＬＥＤ等の発光手段は制御素子またはセンサ素子に関連し、そして前記発光手段の光学状態は、作動状態に対応することができるか、あるいは作動を、または非作動を、または作動によって行われた出力設定を視覚化することができる。

照明または背景照明される容量制御素子または容量センサ素子を有するこのような制御ユニットが（特許文献１）に開示されている。制御ユニットが家庭電気器具のガラスセラミックプレートの形態のカバーの後側に設置されることと、制御ユニットの組立状態においてカバーの後面に、すなわちユーザの反対側の面に配置される導電性箔の形態の透明な容量センサ素子を設けることが意図される。発光手段は例えばＬＥＤの形態のセンサ素子に関連し、ＬＥＤによりカバーに対して横方向または平行に出射された光は、光導波路によってカバーの方向に偏向され、散乱される。カバーに見られるように、光導波路はセンサ素子の後側に面一に配置される。このようにして、センサ素子は透明であるので、背景照明されるかまたは背景照明装置を有することができる。ＬＥＤおよび光導波路は、カバーに面する回路基板の面に配置される。センサ素子は、関連する接触手段またはプラグコネクタを介して回路基板に接触し、センサ素子のセンサ信号は回路基板のトラックを介して評価制御ユニットに供給される。

上記制御ユニットがガラスセラミックプレートの縁部領域またはガラスセラミックプレートの外部に配置されるように意図された場合、回路基板の厚さと光導波路の高さまたは厚さとセンサ素子の厚さとの和から得られる制御素子の全ての物理的な高さは、例えば４ｍｍよりも小さくしなければならない。しかし、このことにより、（特許文献１）に記載されている制御ユニットの使用を行うことが困難になるが、この理由は、所望の結像特性によって、光導波路の高さまたは厚さを低減できないからである。

さらに、図示した制御ユニットは、センサ素子と回路基板との間に、特別なインターフェースまたは特別なプラグコネクタを必要とする。
独国特許出願公開第１０３２６６８４Ａ１号明細書

本発明の目的は、非常に低い構造高さを有しかつセンサ素子が回路基板に比較的容易に接触することを可能にする冒頭に記載したタイプの家庭電気器具用の制御ユニットを提供することである。

この目的は、本発明によれば、請求項１に記載の制御ユニットによって達成される。本発明の有利かつ好ましい改良形態は従属請求項の主題であり、これらの改良形態については以下により詳細に説明する。請求項の用語は参考として明細書の内容に明確に組み込まれている。

発明の実施の形態

制御ユニットは、作動に依存するセンサ信号を生成するための少なくとも１つのセンサ素子と、センサ素子に関連する少なくとも１つの発光手段と、光導波路によって出射された光に対して、光導波路に入る光の方向を変化させるための発光手段に関連する少なくとも１つの光導波路と、発光手段、センサ素子および光導波路が配置される回路基板とを有する。本発明によれば、発光手段は、カバーの反対側に向けられる回路基板の面に、すなわち、制御ユニットの設置状態においてカバーの反対側にある回路基板の当該面に配置される。光導波路は、例えば円形断面または楕円形断面を有する回路基板の開口部に少なくとも部分的に配置されるか、または開口部を通して押し出される。光導波路は、センサ素子を少なくとも部分的に形成するカバーに面するように向けられた側に、ほぼ平坦な導電性表面を有する。回路基板の開口部に光導波路を配置することにより、（特許文献１）に記載されている実施形態と比較して回路基板の厚さだけ、必要な構造高さが低減される。光導波路の導電性表面はセンサ素子を少なくとも部分的に形成し、この結果、回路基板の導電性表面のみがセンサ素子として設けられる場合と比較して、有効なセンサ領域を増加させることができる。

一発展形態では、センサ素子は、作動に依存する容量を生成するための容量センサ素子である。この場合、光導波路の導電性表面はキャパシタの１つのプレートを形成する。

一発展形態では、少なくとも部分的に透明な導電性コーティングを有するカバーに面するように向けられる面に光導波路を被覆することによって、導電性表面が形成される。一例として、印刷または蒸着によって、コーティングを光導波路に適用できる。インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）は可能なコーティング材料である。不透明な領域が光導波路の表面に設けられた場合、キャラクタ、記号等を表示するために、前記不透明な領域を使用できる。

一発展形態では、光導波路は導電性である。このようにして、光導波路は光導波路およびセンサ素子として二重機能を果たす。この場合、導電層を有するコーティングは不要である。

一発展形態では、光導波路によって出射された光に対して、光導波路に入る光の方向の変化は９０度である。このようにして、例えば、いわゆるサイドＬＥＤにより生成された光が、光導波路によってカバーの方向に偏向され、散乱されるので、このことにより、少数の点状放射線源にもかかわらず、ボタンにおいて、広い領域にわたって背景照明されることが可能である。

一発展形態では、発光手段はＬＥＤである。

一発展形態では、光導波路に隣接する回路基板の領域は導電被覆される。

一発展形態では、回路基板に隣接する光導波路の領域は導電被覆される。このようにして、特定のプラグコネクタ等を必要とすることなく、回路基板の対応する表面の適切な導電性コーティングと組み合わせて、光導波路のセンサ素子または導電性表面と回路基板との簡単かつ確実な接触を形成できる。

一発展形態では、導電性接触面は、カバーに面するように向けられる面の回路基板の開口部の周囲に設けられ、光導波路の導電性表面に電気接触し、光導波路の導電性表面と接触面とがセンサ素子を形成する。上記接触面を開口部の領域の回路基板の両面に設けることもできる。

これらの特徴およびさらなる特徴は、請求項だけでなく、発明の詳細な説明および図面にも示されており、この場合、個々の特徴は、単独で、または本発明の実施形態に関するサブコンビネーションの形態のグループで、または他の分野で実施されることができ、そして単独で保護するに足る、本明細書で保護が請求される有利な実施形態を提供することが可能である。本出願が個々の区分および中間表題に再分割されても、本明細書でなされた説明の一般性が制限されない。

本発明の模範的な実施例（実施形態）を以下により詳細に説明し、図面に概略的に示す。

図１は、第１の実施形態によるクックトップのガラスセラミックプレート１０の形態のカバーの後側に設置するためのクックトップ用の制御ユニットの部分断面図を示している。実施例では、ホットプレートを選択するためにまたそれぞれのホットプレートの出力を選択するために、制御ユニットが使用される。

説明を簡単にするために、本発明にとって重要である制御ユニットの要素のみが示されている。図示した要素に加えて、別のセンサ素子、別のＬＥＤ、インターフェース、および／またはセンサ信号を評価するためのマイクロプロセッサ等の図示していない別の要素を設けることが可能であることが理解される。

図示した制御ユニットは、作動に依存するセンサ信号を生成するための容量センサ素子用の、ＬＥＤ１２の形態のセンサ素子に関連する発光手段用の、および発光手段に関連する光導波路１３用の取付媒体としての回路基板１１を備え、前記発光手段は、光導波路によりカバー１０の方向に出射された光に対して、ＬＥＤ１２により生成されかつ光導波路１３に入る光を約９０°の方向に変化させ、またカバーに面する光導波路の表面の広い領域にわたって均一な照明をもたらす。

ＬＥＤ１２は、回路基板１１の下面に、すなわち、制御ユニットの設置状態においてカバー１０の反対側にある回路基板１１の面に配置される。

光導波路１３は、回路基板１１の楕円状の開口部に配置されるか、またはこの開口部を通して押し出されて前記回路基板の上部領域に配置される。光導波路１３は開口部を完全に塞ぐ。

カバー１０に面する面において、光導波路１３は、透明な導電性コーティング１４で覆われかつ容量センサ素子の一部である平面を有するかまたはそれを部分的に形成する。さらに、光導波路のこの表面は、カバーの方向に導電性コーティング１４の上部に適用される不透明プリント、マスク等を有することができる。このようにして、任意の所望の記号、キャラクタ等を生成できる。

回路基板１１に隣接する光導波路１３の領域にも、透明な導電性コーティング１４が設けられ、すなわち、前記領域が導電被覆される。

垂直に整列されかつ光導波路１３に隣接する回路基板１１の領域、すなわち、開口部の側壁と、回路基板１１の上面および下面の開口部の周囲の領域の水平接触面とが導電被覆され、また前記側壁および前記水平接触面は、前記透明な導電性コーティング１４と回路基板１１の隣接する導電性領域または導電性コーティングとの間の電気接続を形成する。一方、このことは、光導波路１３の導電性表面１４と接触面１５とが容量センサ素子を形成することを意味する。したがって、さらに、このことにより、別のプラグコネクタなしに、センサ信号を評価ユニット（図示せず）に供給する回路基板（図示せず）の関連するトラックによって、導電性コーティング１４と回路基板との接触が可能になる。

図２は、一方の面が銅で被覆される回路基板１１’を有する別の実施形態によるクックトップ用の制御ユニットの部分断面図を示している。費用の関係で、回路基板の下面、すなわちカバー１０の反対側の面のみが銅で被覆される。回路基板は、開口部の周囲の領域に導電性フランジを形成する下側の接触面１５’を介して、光導波路１３の導電性コーティング１４に電気接触する。その他の点では、図２に示した実施形態は、図１に示した実施形態に一致する。

図３は、光導波路自体が導電性である別の実施形態によるクックトップ用の制御ユニットの部分断面図を示している。この実施形態では、光導波路１３自体が導電性であるので、光導波路１３の導電性コーティング１４を省略できる。

例示した実施形態では、光導波路１３に関連する単一の発光手段１２が示されており、前記光導波路は、カバー１０に面する前記光導波路の出口側または出口面において、点放射線源１３の大面積画像を選択する。それに加えてまたはその代わりに、光導波路１３毎に複数の発光手段を設けることができ、これらの発光手段はそれらの光を１つ以上の入口開口部内に供給し、次に、前記光は光導波路の１つ以上の出口開口部または出口面から出射される。このようにして、例えば光導波路を介して複数の色光を出射できるか、または光導波路を介して出射された光の輝度を合わせることができる。さらに、出口開口部のグループを用いることによって、記号、キャラクタおよび／または形状等を選択的に照明することができる。すなわち、光導波路の構造の改良形態によって、任意の必要な所望の光効果を生成できる。

光導波路または開口部は平面図において楕円形状を有する。光導波路または開口部が、任意の所望の形状を有することができ、例えば、円形、長方形または三角形であることができることが自明である。

図示した実施形態は、センサ素子によって形成されたボタンの大面積背景照明にもかかわらず、低い物理的な高さを有するが、この理由は、回路基板１１の開口部の光導波路１３の構成により、全ての物理的な高さが、従来の実施形態と比較して、回路基板の厚さだけ低減されるからである。このことにより、本発明による動作ユニットがクックトップのガラスセラミック領域の縁部領域または外部に設置されることが可能になる。さらに、センサ素子と回路基板との接触が簡単になるが、この理由は、特別なプラグコネクタが不要であるからである。

第１の実施形態によるクックトップ用の制御ユニットの部分断面図である。 一方の面が銅で被覆される回路基板を有する別の実施形態によるクックトップ用の制御ユニットの部分断面図である。 光導波路自体が導電性である別の実施形態によるクックトップ用の制御ユニットの部分断面図である。

Claims (9)

1. 家庭電気器具用の制御ユニット、特に、家庭電気器具のカバー（１０）の後側に設置するための家庭電気器具用のクックトップ用の制御ユニットであって、
   −作動に依存するセンサ信号を生成するための少なくとも１つのセンサ素子（１４）と、
   −前記センサ素子（１４）に関連する少なくとも１つの発光手段（１２）と、
   −少なくとも１つの光導波路（１３）により出射された光に対して、前記光導波路（１３）に入る光の方向を変化させるための前記発光手段（１２）に関連する前記光導波路（１３）と、
   −前記発光手段（１２）、前記光導波路（１３）および前記センサ素子（１４、１５）が配置される回路基板（１１）と、
   を有する制御ユニットにおいて、
   −前記発光手段（１２）が、前記カバー（１０）の反対側に向けられる前記回路基板（１１）の面に配置され、
   −前記光導波路（１３）が前記回路基板（１１）の開口部に少なくとも部分的に配置され、
   −前記光導波路（１３）が、前記カバー（１０）に面するように向けられた面に、ほぼ平坦な導電性表面（１４）を有し、前記センサ素子が前記導電性表面（１４）によって少なくとも部分的に形成されることを特徴とする制御ユニット。
2. 前記センサ素子が、作動に依存する容量を生成するための容量センサ素子（１４）であることを特徴とする請求項１に記載の制御ユニット。
3. 前記導電性表面が、少なくとも部分的に透明な導電性コーティング（１４）で、前記カバー（１０）に面するように向けられる前記面の前記光導波路を被覆することによって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の制御ユニット。
4. 前記光導波路（１３）が導電性であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御ユニット。
5. 前記光導波路（１３）により出射された前記光に対して、前記光導波路（１３）に入る前記光の方向の変化が９０度であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御ユニット。
6. 前記発光手段がＬＥＤ（１２）であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御ユニット。
7. 前記光導波路（１３）に隣接する前記回路基板（１１）の領域（１５）が導電被覆されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御ユニット。
8. 前記回路基板（１１）に隣接する前記光導波路の領域が導電被覆されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御ユニット。
9. 導電性接触面（１５）が、前記カバーに面するように向けられる前記面の前記回路基板の前記開口部の周囲に設けられ、前記光導波路（１３）の前記導電性表面（１４）に電気接触し、前記光導波路（１３）の前記導電性表面（１４）と前記接触面（１５）とが前記センサ素子を形成することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の制御ユニット。

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