JP6871110B2

JP6871110B2 - 電源付き制御装置

Info

Publication number: JP6871110B2
Application number: JP2017159027A
Authority: JP
Inventors: 一也大杉; 陽平田幡
Original assignee: アール・ビー・コントロールズ株式会社
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2037-08-22
Also published as: JP2019037108A

Description

本発明は、各種センサ等からの信号を入力するとともに、アクチュエータに駆動電力や信号を出力する制御装置であって、この制御装置内の制御基板に作動用の直流電力を供給する電源基板を備えた、電源付き制御装置に関する。

各種機器内にはモータやソレノイドなどのアクチュエータが内蔵されている。そして、それらアクチュエータの作動制御は制御装置から出力される信号やアクチュエータ作動のための電力によっている。制御装置内には制御基板が内蔵されているが、この制御基板は上記アクチュエータに信号等を出力するために、機器内に配置された各種のセンサからの検知信号を入力する必要がある。そのため、制御基板には信号の入出力用のコネクタが設けられている（例えば、特許文献１参照）。

このような制御基板は空気中の水分や虫害から制御基板を保護するために、樹脂中に封止する、いわゆるポッティング処理が施されている（特許文献１段落［００１６］）。このポッティングの際に注入する樹脂の量は、コネクタの接続部分が埋設されない量にする必要があり、樹脂量が多すぎて接続部分が埋設されると外部からのコネクタが接続できず、逆に少なすぎると、ポッティングの効果を得ることができない。

一方、制御基板にはマイコンが実装されており、このマイコンを動作させるために外部から直流電力の供給を受ける必要がある。また、上記各アクチュエータの作動用の電力を出力する必要があるが、その作動用の電力も同じく制御基板に供給する必要がある。

このように制御基板には各種電圧の直流電力を供給する必要があるため、外部の少量電源から供給される交流電力を上記各種電圧の直流電力に変換して制御基板に供給するための電源装置が必要になる。なお、この電源装置に内蔵されている電源基板はポッティングする必要はない。

特開２０１５−１９４２７７号公報（図３，図４：符号３１ａ）

上記電源基板は安価な基板素材（例えば紙フェノール）の片面にプリント配線を被着させ、かつ、上述のようにポッティング等の防湿処理を行う必要がない。これに対して、上記制御基板は高価な基板素材（例えばガラスエポキシ）の両面にプリント配線を被着させ、上述のようにポッティング等の防湿処理を行う必要がある。

これら電源基板と制御基板とを１個のケーシング内に収納させ、機種に設計される専用品である制御基板と、機種によらず使用する汎用品である電源基板とを１個のケーシングに収納する場合、ケーシング内で電源基板と制御基板とを電気的に接続した状態で電源基板と制御基板とを仕切り板等で仕切り、制御基板側にのみ樹脂を充填してポッティングすることが考えられる。

しかし、制御基板には上述の通り各種のコネクタが実装されているので、充填する樹脂量を正確に管理しなければならず、仕切り板とケーシングとの隙間から電源基板側に少量であっても樹脂が漏出すると、制御基板側に充填される樹脂量を正確に管理することができないという不都合が生じる。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、電源基板と制御基板とを１つのケーシング内に収納させても、コネクタの機能を損なうことなく制御基板の防湿を確実に行うことできる電源付き制御装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明による電源付き制御装置は、外部の商用電源から供給される交流電力を制御基板に供給するための直流電力に変換する電源基板と、この電源基板に接続され、電源基板から直流電力の供給を受けるとともに、外部との信号の入出力をコネクタを介して行う制御基板とを備えた電源付き制御装置において、上記制御基板に必要な上記コネクタを上記電源基板に実装し、制御基板を電源基板に接続することによってコネクタを制御基板に電気的に接続するようにしたことを特徴とする。

従来であれば制御基板上に実装するコネクタを回路基板側に実装し、制御基板を電源基板に接続すると、コネクタが制御基板に接続されるようにした。

なお、上記制御基板は両面にプリント配線を有する両面実装基板であり、上記電源基板における上記直流電力生成部と上記コネクタとの間に位置するスリットを上記電源基板に生成し、そのスリットに上記制御基板を差し込んだ状態で電源基板の下面に設けたプリント配線と、制御基板の両面のプリント配線とを相互にハンダ付けすれば、電源基板と制御基板とを接続するために別途の端子台などの接続ユニットを必要としない。

ところで、防湿処理はポッティングの他に、少なくとも上記制御基板の両面に液状の防湿絶縁コーティング剤を塗布しコーティングすることによって行ってもよい。

以上の説明から明らかなように、本発明は、制御基板が必要とするコネクタを防湿処理が必要ない電源基板側に設けるので、コネクタの実装されていない制御基板に対してコネクタを気にすることなく防湿処理をすることができる。

本発明の電源付き制御装置の外観図電源付き制御装置の分解斜視図電源基板と制御基板とのハンダ付け部分の拡大斜視図

図１を参照して、１は本発明による電源付き制御装置の一例である。１１は樹脂製のケーシングであり、このケーシング１１内に電源基板２と制御基板３とが格納されている。

図２を合わせて参照して、通常、電源として機能する部分には外部の商用電源からの交流電力を入力するためのコネクタや、外部のアクチュエータなどに駆動用電力を出力するためのコネクタが必要であるが、電源基板２の片面（上面）のみに各種部品およびコネクタを実装し、電源基板２の下面に設けたプリント配線にハンダ付けしている。

一方、制御基板３には各種のセンサ等からの検知信号を入力するためのコネクタや制御基板３によって作動を制御するアクチュエータ等に制御信号や駆動電力を出力するためのコネクタが必要となる。さらに、制御基板３は両面に図示しないＣＰＵなどの電子部品が実装されており、かつ、それら電子部品は実装後に防湿や絶縁処理を行う必要がある。このような防湿絶縁処理はポッティングと呼ばれる、制御基板３全体を樹脂中に埋設する手法もあるが、そのポッティングではコネクタ内に樹脂が流れ込んでコネクタ内の端子に接触不良などの不具合が生じないように、注入する樹脂量を正確に管理する必要がある。

そこで、本発明では登録商標「Ｈｕｍｉｓｅａｌ」（商標登録第１９９４９３４号）と呼ばれる液状の防湿絶縁剤を制御基板に塗布し乾燥させた。なお、この防湿絶縁剤の塗布は制御基板３の両面に二点鎖線で囲った範囲に行った。また、制御基板３の下部には防湿絶縁剤を被着させていない端子部３１を形成し、制御基板３の両面に実装されている電子部品類に連結されているプリント配線の延長を、この端子部３１の両面３１ａ，３１ｂに接続端子として各々形成した。

電源基板２は制御基板３の端子部３１が挿入されるスリット状の開口２１が形成されており、この開口２１を挟んで一方に直流電力生成部２２を形成し、他方に制御基板３の機能に必要なコネクタ類を実装するコネクタ実装部２３を形成した。

電源基板２には、上述のように下面にプリント配線が施されているので、上記のように制御基板３の端子部３１を開口２１に挿入すると、図３に示すように、端子部３１が電源基板２の下面に突出する。そして、電源基板２の下面のプリント配線のうち、直流電力生成部２２側から制御基板３へ電力を供給するためのプリント配線２２ａが端子部３１の他方側の面３１ｂに対向し、また、コネクタ実装部２３側のプリント配線２３ａが端子部３１の一方側の面３１ａに対向する。

その状態で、電源基板２のプリント配線と端子部３１の両面のプリント配線とをハンダ付けすれば、電源基板２の直流電力生成部２２側から制御基板３へと電力が供給される状態になり、かつ、制御基板３がコネクタ実装部２３に実装されているコネクタ類に接続されることになる。

上記のように構成したので、制御基板３自体にはコネクタ類が実装されないため、制御基板３に対して防湿絶縁処理をする際に、コネクタ類に防湿絶縁剤がかかるということを気にすることなく、簡単に防湿絶縁処理を施すことができる。

ところで上記液状の防湿絶縁剤を制御基板３の両面に塗布したが、さらに電源基板２の下面に塗布してもよい。また、防湿絶縁剤の塗布に代えて樹脂で制御基板３を封止するポッティングを施してもよい。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

１電源付き制御装置
２電源基板
３制御基板
１１ケーシング
２２直流電力生成部
２３コネクタ実装部
３１端子部
３１ａ一方の面
３１ｂ他方の面

Claims

外部の商用電源から供給される交流電力を制御基板に供給するための直流電力に変換する電源基板と、この電源基板に接続され、電源基板から直流電力の供給を受けるとともに、外部との信号の入出力をコネクタを介して行う制御基板とを備えた電源付き制御装置において、上記制御基板に必要な上記コネクタを上記電源基板に実装し、制御基板を電源基板に接続することによってコネクタを制御基板に電気的に接続するようにしたことを特徴とする電源付き制御装置。
上記制御基板は両面にプリント配線を有する両面実装基板であり、上記電源基板における上記直流電力生成部と上記コネクタとの間に位置するスリットを上記電源基板に生成し、そのスリットに上記制御基板を差し込んだ状態で電源基板の下面に設けたプリント配線と、制御基板の両面のプリント配線とを相互にハンダ付けしたことを特徴とする請求項１に記載の電源付き制御装置。
少なくとも上記制御基板の両面に液状の防湿絶縁コーティング剤を塗布しコーティングしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源付き制御装置。