JP2957655B2

JP2957655B2 - 制御ユニットモジュールおよびそのモジュールを用いた乾燥機

Info

Publication number: JP2957655B2
Application number: JP2197526A
Authority: JP
Inventors: 純一飯村; 裕二永福
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1990-07-25
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH0482595A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は制御ユニットモジュールに関し、特に水湿環
境化の室内で使用され且つ所定出力のパワーを有した回
転機に取り付けられる制御ユニットモジュールに関す
る。

（ロ）従来の技術一般的に水湿循環化の室内で所定のパワーを有して使
用される回転機の代表的なものとして乾燥機が知られ
る。

この乾燥機は一般的に第４図に示す様に構成される。
即ち、（１）は角筒状の機枠、（２）は該機枠（１）内
に回転自在に軸支持された円筒状のドラム、（４）は前
記ドラム（２）の前面に装着され、衣類投入口（５）を
形成するシリンダカバー、（６）は前記機枠（１）前面
に枢支され、前記衣類投入口（５）を施蓋するための蓋
体、（７）は前記ドラム（２）の後面に装着されたフィ
ルター、（９）は前記機枠（１）の後面に装着された後
カバーであり、中央部に吸気孔（10）…、下部に排気孔
（11）を有している。

（12）は前記機枠（１）内を、前記ドラム（２）を収
容する乾燥室（13）とファン室（14）とに区画形成すべ
く配設されたファンケーシングであり、機枠（１）中央
部に架設され、前記乾燥室（13）とファン室（14）とを
連通する吸入口（15）を有する端板（16）に装着されて
いる。前記ケーシング（12）の下部には、循環風路（1
7）が接続されており、該風路（17）は、前記ドラム
（２）の下部に配設され、その風路出口（17a）が前記
シリンダカバー（４）に穿設した吐出口（4a）…に当て
がわれている。（18）（19）は前記循環風路（17）内に
上下位置に配設された正温度特性ヒータ（PTCヒー
タ）、（20）は該風路（17）の底部に設けられた排水口
である。

（21）は円板状の樹脂製両面ファンであり、前記ファ
ン室（14）内に、前記ドラム（２）の支軸（22）と同軸
上に軸支され、前面側に、放射状に循環羽根（23）…が
形成されていると共に、後面側に冷却羽根（24）が形成
されている。（25）は前記両面ファン（21）の後面に同
軸的に形成されたプーリである。

（26）は駆動モータであり、両端から駆動軸を突出さ
せ、一方の駆動軸（26a）に固定された小プーリ（27）
には前記ドラム（２）の外周に巻回されたベルト（28）
が連結され、他方の駆動軸（26b）に固定された小プー
リ（29）と前記プーリ（25）とがベルト（30）を介して
連結されている。

（31）は前記端板（15）の後面に配設された第１負特
性サーミスタ、（32）は前記乾燥風路（17）の前記ヒー
タ（18）（19）入口に配設された第２負特性サーミス
タ、（33）は前記乾燥風路（17）の前記ヒータ（18）
（19）出口に配設された第３負特性サーミスタ、（34）
は前記蓋体（６）の開閉に連動して開閉する蓋スイッチ
である。

斯る乾燥機は特開昭63−277098号公報に記載されてい
る。

上記した乾燥機の回転ドラム（２）、ファン（21）、
駆動モータ（26）、サーミスタ（31）（32）（33）、ヒ
ータ（18）（19）等の主要部分の駆動制御は制御ユニッ
トモジュールによって行われる。

第５図は一般的な制御ユニットモジュールを示す平面
図であり、第６図は第５図のＩ−Ｉ断面図、第７図は第
５図のII−II断面図である。

この制御ユニットモジュールは第５図から明らかな如
く、コントロール系回路を構成した第１のモジュール
（210）とパワー系回路を構成した第２のモジュール（2
20）とから構成される。

コントロール系の第１のモジュール（210）はプリン
ト基板等の樹脂基板（211）上に操作用の複数のスイッ
チ（212）、表示用のLED（213）、大型トランス（214）
等の異形部品およびマイクロコンピュータ、コンデン
サ、抵抗等の複数のディスクリート部品（215）が実装
され、樹脂基板（211）の裏面に形成された導体（216）
によって所定に接続されている。

一方、パワー系の第２のモジュール（220）も樹脂基
板（221）が用いられ、その基板（221）上には放熱用の
放熱フィン（223）が取り付られ、放熱フィン（223）上
にはモータ、ヒータ等を駆動させるための発熱を有する
複数のトライアック等のスイッチング素子（224）が取
り付けされている。又、基板（220）上には上記したモ
ータ、ヒータ等との接続を行うための複数のコネクタ
（225）が固着されている。

ところで、第１および第２のモジュール（210）（22
0）から成る制御ユニットモジュールは回転機自体が水
湿環境で使用されるために第５図および第６図に示す如
く、夫々の基板（211）（221）の両面には厚さ約3mm〜5
mm程度のウレタン樹脂（240）等の耐湿処理が行われて
いる。この耐湿処理は両基板（211）（221）の裏面に形
成された導体（216）（226）表面の腐食あるいは導体
（216）（226）間の水滴による短絡を防止するため、お
よび基板（211）（221）上に実装した各実装部品のリー
ド端子間に水滴が付着すると短絡することを防止するた
めに行われ、この耐湿処理は制御ユニットモジュール構
造において不可欠なものである。

この様な制御ユニットモジュールは機枠（１）に取り
付けられ、機枠（１）とドラム（２）との空間に配置さ
れている。

（ハ）発明が解決しようとする課題従来の制御ユニットモジュール構造では上述した様に
耐湿処理、ウレタン樹脂（240）をモジュール基板（21
1）（221）の両面側に設けることが不可欠である。

耐湿処理することにより確かに水滴等の水分の浸入を
防止することは可能であることは説明するまでもない。

しかし、樹脂基板に耐湿処理を行うことにより発煙・
発火が発生するという大きな問題を有している。この問
題はパワー回路が形成されるパワーモジュール側におい
て発生する。パワー回路には30A〜50Aクラスの大電流が
流れるためパワーモジュールの発熱はさけられない。樹
脂基板の膨張係数αが12〜25×10^-6/℃、耐湿剤（ウレ
タン樹脂）の膨張係数αが100×10^-6/℃とその値が著し
く異なるため、パワーの発熱により樹脂基板（211）（2
21）上に実装したスイッチング素子（224）、コネクタ
（225）等の半田接合部にストレスが加わり、その結果
としてクラックが発生しそのクラックが原因でウレタン
樹脂が発煙・発火する恐れがある。現状ではその対策と
して大電流が流れる半田接合部に追い半田工程を付加し
て防止しているが、この工程のみでは完全に防止するこ
とは困難である。この様に半田接合部にクラックが入る
のを防止するために追い半田工程を行わなければならず
作業工程数が増加する問題点があった。

また、パワーモジュール部が発煙・発火する原因、即
ち、クラックの発生は上述した理由の他にもう１つあ
る。即ち、制御ユニットモジュールは上述した様に乾燥
機の機枠（１）に直接取り付けられるために回転ドラム
（２）が回転するときに発生するわずかな振動によって
も機枠（１）が振動し同時に制御ユニットモジュールも
振動することになる。コネクタ（225）には主要部との
接続を行うためのリード線が挿入接続されているため、
その振動によりリード線にも振動が加わりコネクタ（22
5）の半田接合部にストレスを加えることになる。その
結果、コネクタ（225）の半田接合部においてクラック
が発生し上記した様に発煙・発火が起こる。この問題は
乾燥機の構造上さけられない問題であると共に経時変化
によって顕著に発生する危険性がある。

更に、従来構造では、ウレタン樹脂で耐湿処理を行う
場合にコネクタ（225）内にその樹脂が入り接続不良と
なるのを防止するためにコネクタ（225）の上面にテー
プを貼って樹脂コーティングする必要性があるため作業
性が著しく低下する問題があった。

更に、従来構造では基板（211）（221）の両面にウレ
タン樹脂（240）をコーティングし耐湿処理を行ってい
たので作業コストが著しく上昇する問題があった。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は上述した課題を解決するために鑑みて為され
たものであり、室内で使用される回転機の主要部分を駆
動制御するコントロール系回路およびパワー系回路を有
した制御ユニットモジュールにおいて、前記パワー系回
路を絶縁基板よりなるハイブリッドIC内に集積化し、前
記ハイブリッドICから導出されるリード端子を前記制御
ユニットモジュールの外部端子として用いたことを特徴
とする。

（ホ）作用この様に本発明に依れば、回転機の主要部分を駆動制
御するコントロール系回路およびパワー系回路を有した
制御ユニットモジュールのパワー系回路のみをハイブリ
ッドIC内に集積化し、そのハイブリッドICから導出され
るリード端子を制御ユニットモジュールの外部端子とし
て用いることにより、パワー系回路がハイブリッドIC内
に集積化されているため、少なくともパワー系回路の領
域は従来の様にウレタン樹脂のコーティングを全く不要
にすることが可能となる。

また、上記した様にパワー系回路はハイブリッドIC内
に集積化され、そのリード端子を制御ユニットモジュー
ルの外部端子として用いることにより、大電流が流れる
リード線の接続を従来の如く、コネクタを使用せずにハ
イブリッドICのリード端子をそのまま利用できる。

更に、ハイブリッドICがコントロール系回路が形成さ
れた樹脂基板上に実装されることにより制御ユニットモ
ジュール全体の小型化に寄与する。

（ヘ）実施例以下に第１図および第２図に示した実施例に基づいて
本発明の制御ユニットモジュールを詳細に説明する。

第１図は本発明の制御ユニットモジュールの平面図、
第２図は第１図のＩ−Ｉ断面図である。本発明の制御ユ
ニットモジュールは第１図および第２図に示す如く、コ
ントロール系回路が形成された樹脂基板（100）と、樹
脂基板（100）上に実装されパワー系回路を内蔵したハ
イブリッドIC（110）と、ハイブリッドIC（110）上に載
置された放熱フィン（120）と、複数のスイッチ（13
0）、LED（140）、電子ブザー（150）、トランス（16
0）等の異形部品と、耐湿用樹脂剤（170）とから構成さ
れる。

本発明を説明するにあたり、各構成要件の説明を後述
するものとし、先ず、回転機（以下乾燥機という）の具
体的回路について簡単に説明する。

第３図に示す如く、（51）は乾燥機の蓋体の開閉に連
動して回路を断続する蓋スイッチ、（52）は定電圧回
路、（53）は波形整形回路で、商用周波数の交流電圧を
矩形波パルスに整形してマイクロコンピュータ（以下マ
イコンと称す）（54）に印加し、時間カウントに利用す
る。（55）はクロックパルス発振回路で、前記マイコン
（54）内のプログラムを進行させる基準信号を発信す
る。（56）は初期リセット回路で、電源スイッチ（50）
が投入された時にマイコン（54）内のプログラムを初期
状態に設定する。

（57）は第１サーミスタ（図示しない）を構成の一部
とする第１温度検知回路、（58）は第２サーミスタ（図
示しない）を構成の一部とする第２温度検知回路、（5
9）は第３サーミスタ（図示しない）を構成の一部とす
る第３温度検知回路であり、夫々のサーミスタの電圧値
を抵抗で分圧した値と、マイコン（54）からの出力を受
けて階段波を発生するラダー回路（60）からの出力とを
各温度検知回路（57）（58）（59）内の比較回路にて比
較して、比較出力を前記マイコン（54）に入力する。こ
こで、ラダー回路（60）は、マイコン（54）の出力ポー
トに接続されており、各出力端子から順次信号が出され
るに従ってラダー出力を段階状に変化させる。マイコン
（54）は、上記した比較回路が導通して入力された時
の、ラダー回路（60）への出力状態により夫々の温度を
判断する。

（64）は乾燥機の操作部に設けられた表示用の各種LE
Dから構成されるLED駆動回路、（65）は乾燥機のモータ
及びヒータが接続された電源回路に流れる電流を検出す
るカレントトランス、（66）はカレントトランス（65）
からの電流信号を変換してマイコン（54）に入力するA/
Dコンバータである。

（67）（68）（69）はマイコン（54）からの出力信号
により点弧されてモータやヒータへの通電回路を導通す
る双方向性サイリスタ、（70）は運転終了及び異常報知
用ブザー回路である。この様な回路が制御ユニットモジ
ュール上に実装される。

以下、本発明の各構成要件について説明する。

先ず、樹脂基板（100）は、エポキシ樹脂等からなる
プリント基板が用いられ、その基板（100）には電子部
品を接続するための複数のスルーホール孔（図示しな
い）が形成され、裏面側には銅箔等の導電材料により所
望形状の導電路（101）が形成される。説明するまでも
ないが、この導電路（101）は所望のスルーホール孔と
選択的に接続され各電子部品間の接続が行われる。

この樹脂基板（100）上には主にコントロール系回路
を構成する電子部品および大型の異形部品が実装され
る。コントロール系回路として例えば第３図の回路図を
例にしてみると、波形整形回路（53）、マイコン（5
4）、クロックパルス発振回路（55）、初期リセット回
路（56）、第１乃至第３温度検知回路（57）（58）（5
9）、ラダー回路（60）、LED回路（64）、カレントトラ
ンス（65）およびA/Dコンバータ（66）がマイコン、抵
抗、コンデンサ等の複数のディスクリート部品（102）
により所定位置に実装されている。又、樹脂基板（10
0）上にはLED素子（140）、複数のスイッチ（130）、大
型トランス（160）および電子ブザー（150）等の異形部
品が実装され、上述したコントロール回路の各回路を構
成する電子部品と必要に応じて半田接続されている。

ところで、上記したLED素子（140）とスイッチ（13
0）は乾燥機の機体と所定の間隔離間して取り付けられ
且つその表面が露出する様に配置される。従って、LED
素子（140）とスイッチ（130）は樹脂基板（100）面か
ら所定間隔離間する様に実装されている。スイッチ（13
0）はいわゆるタクトスイッチと称するものが用いられ
るため基板（100）面から容易に離間できる。又、LED素
子（140）においてもそのリード線（141）を延ばすだけ
で容易に基板（100）面と離間することができる。しか
し、LED素子（140）を複数個配置するためにそれらの高
さを均一にする必要性からLED素子（140）は樹脂性のガ
イド枠（142）に配置されて基板（100）上に実装され
る。

ところで本発明の１つの特徴とするところは、乾燥機
のモータ、ヒータ等を駆動させるためのパワー系回路を
ハイブリッドIC（110）内に集積化し、樹脂基板（100）
上に実装することにある。

本実施例で用いられるハイブリッドIC（110）の基板
（111）（以下単にIC基板という）は夫々絶縁処理され
たアルミニウム基板が使用される。アルミニウム基板以
外のものとして、例えばセラミックス、ガラスエポキシ
等の基板を用いることも可能であるが比較的発熱性を有
する回路部があるために本実施例ではアルミニウム基板
を用いる。

IC基板（111）の構造について簡単に説明する。IC基
板（111）上にはエポキシあるいはポリイミド樹脂等の
絶縁樹脂層（図示されない）が設けられ、その上面に銅
箔によって形成された所望形状の導電路が形成される。

IC基板（111）上に形成されるパワー系回路は例えば
第３図の回路図を例にしてみると、定電圧回路（25）お
よびモータ、ヒータと接続されるサイリスタ（67）（6
8）（69）等が実装される。このIC基板（111）上に実装
されたパワー系回路は全てチップ状の回路素子（112）
で実装され、また、基板（111）上には必要に応じてカ
ーボン印刷抵抗、Niメッキ印刷抵抗、チップ抵抗、チッ
プコンデンサ等の素子が実装形成される。更に、IC基板
（111）の対向する周端辺から複数の外部リード端子（1
13）（114）が導出され樹脂基板（100）の導電路（10
1）と半田接続される。又、IC基板（111）には樹脂性の
ケース材（115）が固着されIC基板（111）上に実装され
た複数の回路素子（112）が密封封止される。

IC基板（111）の対向する周端辺に固着されたリード
端子（113）（114）の半田接合部は、IC基板（111）と
ケース材（115）で形成された空間内に配置され、その
空間内に充填されたエポキシ樹脂等の封止樹脂（116）
によって完全に固定される。ところで、一方のリード端
子（113）は略直角に折曲形成され上述した様に樹脂基
板（100）の導電路（101）と半田接続され、他のリード
端子（114）は略水平に導出されている。

ところで、本発明のもう１つの特徴とするところは、
上記した一方のリード端子（113）を樹脂基板（100）を
導電路（101）と接続させ、他のリード端子（114）を制
御ユニットモジュール自体の外部リード端子として用い
るところにある。即ち、一方のリード端子（113）は樹
脂基板（100）上に実装されたコントロール系回路を構
成する各電子部品と接続され、他方のリード端子（11
4）は乾燥機のモータ、ヒータ、送風ファン等の主要部
との接続をするリード線（図示しない）の先端部に設け
られたコネクタによって直接リード端子（114）に挿入
され互いの接続が行われる。リード線のコネクタとリー
ド端子（114）とを挿入接続したとしてもコネクタとリ
ード端子（114）とは強固に嵌合されるため少々の振動
あるいは引張力によっては容易に離脱することはない。

一方、ハイブリッドIC（110）の他方のリード端子（1
14）、即ち、パワー用リード端子を上述した様に制御ユ
ニットモジュール自体の外部リード端子として用いるた
めにそのハイブリッドIC（110）は樹脂基板（100）の周
端辺に配置する様に実装する。本実施例の実装構造によ
ればリード端子（114）が樹脂基板（100）の周端辺より
導出配置されるためリード線との接続を容易に行える。

また、ハイブリッドIC（110）の実装構造は第１図お
よび第２図に示す如く、IC基板（111）が上面側になる
様に配置される。そのIC基板（111）上には放熱作用を
向上させる必要性から放熱フィン（120）が載置され、
ハイブリッドIC（110）および樹脂基板（100）とネジ
（119）によって一体化する様に螺子止めされる。

ハイブリッドIC（110）上に載置される放熱フィン（1
19）は取り付け構造上樹脂基板（100）上に実装したLED
（140）およびタクトスイッチ（130）よりも低くなる様
に配置する様に考慮されている。

ところで、本発明の耐湿処理は第２図に示す如く、樹
脂基板（100）の導電路（101）形成面にウレタン樹脂等
のコーティング剤を被覆する。即ち、コーティング樹脂
（170）によって保護されるのは導電路（101）および各
実装部品と導電路（101）との半田接合部のみでよい。
本実施例においては、あらかじめ、間隔部を有した樹脂
被覆用の枠材（図示しない）内に間隔部と略同一高さま
でコーティング樹脂を充填しておき、樹脂基板（100）
即ち、制御ユニットモジュールを枠材内に配置すれば導
電路（101）と各電子部品の接合部は確実に樹脂によっ
て被覆保護される。

また、第１図および第２図に示す如く、樹脂基板（10
0）上に実装したコントロール系回路を構成するマイコ
ン、抵抗等のディスクリート部（102）およびハイブリ
ッドIC（110）の一方のリード端子（113）には選択的に
コーティング樹脂（170）を被覆する。即ち、マイコン
等のディスクリート部品（102）のリード端子およびハ
イブリッドIC（110）のリード端子（113）のピッチは比
較的狭いので樹脂コーティングしないと水滴等の水によ
って短絡する恐れがある。従ってマイコンおよび抵抗等
のディスクリート部品（102）およびハイブリッドIC（1
10）のリード端子（113）に選択的にコーティングす
る。このとき、樹脂（170）は型枠を配置して流すか、
あるいは樹脂（170）にある程度の粘性を保つように設
定すれば比較的容易に被覆することが可能となる。

また、樹脂基板（100）上に実装したLED（140）、タ
クトスイッチ（130）、電子ブザー（150）およびトラン
ス（160）の大型の部品はリード端子間の各距離が離間
しているために水滴等による短絡の恐れがないため、樹
脂（170）を被覆する必要はない。しかし、各部品の各
リード端子に樹脂（170）を選択的に塗布すればより耐
水性を向上することができる。

斯る本発明に依れば、乾燥機等の回転機の主要部分を
駆動制御するコントロール系回路およびパワー系回路を
有した制御ユニットモジュールのパルス系回路のみをハ
イブリッドIC（110）内に集積化し、そのハイブリッドI
C（110）から導出されるリード端子（114）を制御ユニ
ットモジュールの外部端子として用いることにより、パ
ワー系回路がハイブリッドIC（110）内に集積化されて
いるため、少なくともパワー系回路の領域は従来の様に
ウレタン樹脂（170）のコーティングを全く不要にする
ことが可能となる。その結果、従来の様にパワー回路と
外部機器とを接続するコネクタの半田接合部での発煙・
発火を完全に防止することが可能となり極めて安全性の
高い制御ユニットモジュールを提供することができる。

本実施例において、ハイブリッドIC（110）は樹脂基
板（100）の異形部品実装面と同一面に実装したが、こ
の実装構造に限定されるものではなく、乾燥機の機体へ
の取り付けカ所によってその実装面は異形部品実装面と
反対面に実装しても何ら問題はない。

（ト）発明の効果以上に詳述した如く、本発明に依れば、パワー回路を
ハイブリッドIC内に集積化し且つそのハイブリッドICの
パワーリード端子を制御ユニットモジュールの外部リー
ドとして用いることにより、乾燥機の主要部と接続する
ための専用コネクタおよびパワー回路領域のコーティン
グ樹脂を不要とでき、従来、パワー回路領域で大問題と
なっていた発煙・発火を完全に防止することができる。
その結果、従来の制御ユニットモジュールと同一の回路
機能であっても安全面での信頼性においては本発明の制
御ユニットモジュールの方が顕著にその効果は大であ
る。

また、本発明では樹脂基板の導電路形成および電子部
品実装面に選択的にコーティング樹脂が被覆配置される
ため従来よりコーティング樹脂量を著しく減らすことが
できコスト面での効果も大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御ユニットモジュールを示す平面
図、第２図は第１図のＩ−Ｉ断面図、第３図は乾燥機を
駆動制御する一般的な回路図、第４図は一般的な乾燥機
を示す断面図、第５図は従来の制御ユニットモジュール
を示す平面図、第６図は第５図のＩ−Ｉ断面図および第
７図は第５図のII−II断面図である。（100）は樹脂基板、（110）はハイブリッドIC、（12
0）は放熱フィン、（130）はタクトスイッチ、（140）
はLED、（150）は電子ブザー、（160）はトランス、（1
70）はコーティング樹脂である。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D06F 58/28 H01L 25/00 H05K 7/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】室内で使用される乾燥機用回転機の主要部
分を駆動制御するコントロール系回路およびパワー系回
路を有した制御ユニットモジュールにおいて、前記パワー系回路を絶縁基板より成るハイブリッドIC内
に集積化し、前記ハイブリッドICから導出されるリード
端子を前記制御ユニットモジュールの外部端子として用
いたことを特徴とする乾燥機用の制御ユニットモジュー
ル。
【請求項２】前記パワー系回路は複数のスイッチング素
子を含み、前記スイッチング素子をチップ形状で前記絶
縁基板上に実装したことを特徴とする請求項１に記載の
制御ユニットモジュール。
【請求項３】前記コントロール系回路は樹脂製基板上に
形成され、前記ハイブリッドICを前記樹脂製基板上に実
装したことを特徴とする請求項１に記載の制御ユニット
モジュール。
【請求項４】前記ハイブリッドICの周端辺と前記樹脂製
基板の周端辺とを略一致させるように実装したことを特
徴とする請求項３に記載の制御ユニットモジュール。
【請求項５】前記絶縁基板として絶縁処理した金属基板
を用いたことを特徴とする請求項１に記載の制御ユニッ
トモジュール。
【請求項６】室内で使用される乾燥機用回転機の主要部
分を駆動制御するコントロール系回路およびパワー系回
路を有した制御ユニットモジュールを用いた乾燥機にお
いて、前記パワー系回路を絶縁基板より成るハイブリッドIC内
に集積化し、前記ハイブリッドICから導出されるリード
端子を前記制御ユニットモジュールの外部端子として用
いたことを特徴とする前記制御ユニットモジュールを用
いた乾燥機。