JP7438669B2

JP7438669B2 - 洗濯機

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Publication number: JP7438669B2
Application number: JP2019062865A
Authority: JP
Inventors: 拓馬田中
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2024-02-27
Anticipated expiration: 2039-03-28
Also published as: CN111748966B; CN111748966A; JP2020157004A

Description

本発明は、無線モジュールを備えた洗濯機に関する。

近年、様々な電化製品におけるＩｏＴ（Internet of Things）や、住宅内ネットワークの構築などが進んでおり、洗濯機においても無線通信用の無線モジュールを備えたものがある。無線モジュールを備えた洗濯機においては、防水性や通信性能を損なわないようにして無線モジュールを取り付けることが要求される。

特許文献１には、無線通信基板を二重構造のケースに収納し、かつ、無線通信基板の角度をケース内で変更可能とした無線モジュールの構成が開示されている。すなわち、特許文献１に開示の洗濯機は、無線通信基板を二重構造のケースに収納することで高い防水性を確保し、アンテナの感度がよい方向へ無線通信基板の取付角度を変更することで良好な通信性能を得るようになっている。

特許第３９１５８９７号公報

しかしながら、特許文献１の洗濯機では、ケースを二重構造としたり無線通信基板の取付角度をケース内で変更可能としたりすることでその構造が複雑となり、コストが高くなるといった問題がある。また、無線モジュールは洗濯機の下部付近に配置されており、その周囲は金属筐体に囲まれている。このため、無線モジュールの通信性能は金属筐体によって損なわれやすく、無線通信基板の取付角度を変更するのみでは良好な通信性能が得られない場合もあると考えられる。さらには、無線モジュールの取付位置によっては、無線モジュールの水没の虞もある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、コストをかけることなく、無線モジュールの高い防水性および良好な通信性能を確保できる洗濯機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、無線通信用の無線モジュールを備えた洗濯機であって、当該洗濯機の本体筐体は、金属製である下部筐体と、前記下部筐体の上方に配置される樹脂製の上部筐体によって構成されており、前記無線モジュールは、前記上部筐体の内部空間に配置されることを特徴としている。

上記の構成によれば、上部筐体の内部空間に配置される無線モジュールは、洗濯機内の高い位置にあり、洗濯槽などから漏れた水などが掛かりにくい。このため、無線モジュール自体は、二重構造のケースのような複雑な構成としなくてもよく、低コストで十分な防水性が確保できる。また、上部筐体は樹脂製であるため、上部筐体の内部空間に配置される無線モジュールは、少なくとも上方向、左右方向および前後方向において金属筐体に囲まれることがなく、良好な通信性能を確保することができる。

また、上記洗濯機では、前記無線モジュールは、前記上部筐体の上部前方側に設けられた操作パネルの下方に配置される構成とすることができる。

上記構成によれば、無線モジュールは、操作パネルの下方、すなわち洗濯機の前方側に設けられるため、洗濯機の後方側に設けられる給水系からも離れた位置となり、給水系から漏れた水なども掛かりにくい。そのため、より良好な防水性が確保できる。

また、上記洗濯機では、前記無線モジュールは、モジュールケースの内部に無線通信基板を収納して構成されており、かつ、前記無線通信基板の回路形成面が鉛直方向と平行となるように配置されている構成とすることができる。

上記の構成によれば、仮にモジュールケースの隙間から入った水が無線通信基板の回路形成面に掛かったとしても、その水は重力によって下方に流れ落ち、無線通信基板への影響を最小限とすることができる。また、無線モジュールの平面視での配置スペースが少なくなるため、洗濯機内の鉛直方向の配置スペースを有効利用でき、洗濯機の左右方向の幅寸法の増加を抑制できる。

また、上記洗濯機は、前記無線モジュールの下方に空間が設けられている構成とすることができる。

上記の構成によれば、無線モジュールに掛かった水が無線モジュールの周囲で溜まることを防止し、無線モジュールの水没を回避することができる。

また、上記洗濯機は、前記無線通信基板にはパターンアンテナが形成されており、前記無線通信基板におけるパターンアンテナの形成領域が洗濯機の前方側端部とされている構成とすることができる。

上記の構成によれば、無線モジュールのパターンアンテナは、洗濯機内部に備えられる脱水槽からも離れた位置となる。これにより、ステンレス製である脱水槽による通信性能への悪影響も最小限とすることができる。

本発明の洗濯機は、無線モジュールを樹脂製である上部筐体の内部空間に配置することで、無線モジュール自体を二重構造のケースのような複雑な構成としなくても、低コストで十分な防水性が確保でき、かつ、無線モジュールの周囲が金属筐体に囲まれることがなく、良好な通信性能を確保することができるといった効果を奏する。

実施の形態１に係る洗濯機の外観を示す斜視図である。操作パネル、操作基板、メイン回路基板、無線モジュール、上部基板ケースおよび下部基板ケースの配置関係を示す斜め上から見た分解斜視図である。操作パネル、操作基板、メイン回路基板、無線モジュール、上部基板ケースおよび下部基板ケースの配置関係を示す斜め下から見た分解斜視図である。上部筐体の内部空間において、無線モジュールの配置箇所における縦断面図である。無線モジュールを示す図であり、（ａ）は無線モジュールの外観を示す斜視図、（ｂ）は無線モジュールの内部構成を示す斜視図である。洗濯機内での無線モジュールと脱水槽との位置関係を概略的に示す平面図である。

〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態１に係る洗濯機１０の外観を示す斜視図である。図１に示すように、洗濯機１０の外観は、洗濯機１０の本体筐体を構成する下部筐体１１および上部筐体１２と、蓋体１３とによって構成されている。

下部筐体１１は、本体筐体の大部分をなすものであり、金属製の筐体として構成されている。上部筐体１２は、下部筐体１１の上方に配置されるものであり、樹脂製の筐体として構成されている。蓋体１３は、上部筐体１２の上面に取り付けられるものであり、上部筐体１２上面の洗濯物投入口を開閉可能に覆うように設けられている。

洗濯機１０は、インターネットやホームサーバーとなる端末装置などと無線通信可能となっており、そのため、無線通信用の無線モジュール２０（図２および図３参照）を備えている。但し、無線モジュール２０で用いられる通信技術は特に限定されるものではない。

本実施の形態１に係る洗濯機１０は、無線モジュール２０の取付構造に特徴を有するものである。また、洗濯機１０では、無線モジュール２０は上部筐体１２の内部空間に配置される。このため、以下の説明では、上部筐体１２とその内部構成のみについて説明を行う。尚、上部筐体１２の内部空間とは、上部筐体１２の下端縁および下部筐体１１の上端縁よりも上方に存在する空間を意味する。

上部筐体１２の上部前方側には、図１に示すように、操作パネル１２１が設けられている。そして、操作パネル１２１の下方には、図２ないし図４に示す操作基板１２２とメイン回路基板１２３と無線モジュール２０とが配置される。また、洗濯機１０は、操作基板１２２、メイン回路基板１２３および無線モジュール２０を所定位置に保持するための上部基板ケース１２４（樹脂製）と下部基板ケース１２５（樹脂製）とを有している。ここで、図２は、操作パネル１２１、操作基板１２２、メイン回路基板１２３、無線モジュール２０、上部基板ケース１２４および下部基板ケース１２５の配置関係を示す斜め上から見た分解斜視図である。図３は、操作パネル１２１、操作基板１２２、メイン回路基板１２３、無線モジュール２０、上部基板ケース１２４および下部基板ケース１２５の配置関係を示す斜め下から見た分解斜視図である。図４は、上部筐体１２の内部空間において、無線モジュール２０の配置箇所における縦断面図である。

図２ないし図４に示すように、操作パネル１２１、上部基板ケース１２４および下部基板ケース１２５は、上からこの順序で三段に重ね合わせて配置されるものである。これにより、上部基板ケース１２４および下部基板ケース１２５は、上部筐体１２の内部空間において、操作パネル１２１の下方に配置される。

操作基板１２２は、上部基板ケース１２４の上面に配置され、操作基板１２２の回路形成面が操作パネル１２１の裏面と対向するように配置されて、操作パネル１２１の操作を受け付けるスイッチなどの入力素子や、洗濯機１０の設定状態などを操作パネル１２１に表示するための表示素子などが、回路形成面に配置される。

メイン回路基板１２３は、洗濯機１０の動作を制御するマイコンなどの制御回路や、制御回路及び洗濯機１０に備えた各種モータや弁などを駆動するための電源回路などを備えている。メイン回路基板１２３は、下部基板ケース１２５の下面に配置され、メイン回路基板１２３の回路形成面が下面となるように配置される。また、操作基板１２２およびメイン回路基板１２３は、ＦＦＣ（Flexible Flat Cable）などで接続されている。尚、図３において、メイン回路基板３０の具体的な回路構造部分については図示を省略している。

洗濯機１０では、当然ながら、操作基板１２２およびメイン回路基板１２３の防水性を確保するための対策も必要となる。操作基板１２２およびメイン回路基板１２３の防水対策としては、一般に樹脂ポッティングと呼ばれる手法が用いられる。すなわち、操作基板１２２およびメイン回路基板１２３の表面（回路形成面）に樹脂（例えばウレタン樹脂）を流し込んで樹脂層を形成し、この樹脂層によって操作基板１２２およびメイン回路基板１２３の防水性を確保する。この樹脂ポッティングにおいて、樹脂層の層厚はｍｍオーダーの比較的厚いものとされている。

洗濯機１０において、無線モジュール２０は、上述したように上部筐体１２の内部空間に配置される。具体的には、無線モジュール２０は、メイン回路基板１２３と同様に下部基板ケース１２５の下面に配置され、メイン回路基板１２３に対して配線（図示せず）などで接続される。この時、無線モジュール２０は、下部基板ケース１２５の左右方向のどちらか一方の端部で、メイン回路基板１２３の横に配置されることが好ましい。

上述のように、本実施の形態１に係る洗濯機１０は、無線モジュール２０をメイン回路基板１２３とは別途備えている。すなわち、メイン回路基板１２３に無線通信回路を作り込み、樹脂ポッティングによって防水性を確保するといった方法は取っていない。これは、以下の理由による。

メイン回路基板１２３に無線通信回路を作り込むとすれば、メイン回路基板１２３上には、配線にて構成されるパターンアンテナが形成されることになる。このパターンアンテナは、所望の周波数特性を有するように高い寸法精度で設計される必要があり、その上に樹脂ポッティングによって層厚の大きい樹脂層を形成することは、樹脂層の膨張（温度変化や吸湿による膨張）や樹脂の誘電率による波長短縮などでパターンアンテナの周波数特性に悪影響を与える虞がある。このため、本実施の形態１に係る洗濯機１０は、無線モジュール２０を備え、無線モジュール２０においてメイン回路基板１２３とは別の防水対策を取る構成とされている。

図５は、無線モジュール２０の概略構成を示す図であり、（ａ）は無線モジュール２０の外観を示す斜視図、（ｂ）は無線モジュール２０の内部構成を示す斜視図である。無線モジュール２０は、モジュールケース２１の内部に無線通信基板２２を収納した構成である。モジュールケース２１は、２つのケース部材を対向させて組み合わせて筐体を形成する構成とされている。図５（ｂ）は、モジュールケース２１のケース部材の一方を外し、無線モジュール２０の内部を見えるようにした図である。

無線通信基板２２は、モジュールケース２１の内部に収納されることで水に濡れにくくなり、無線モジュール２０の防水性が得られるようになっている。尚、無線通信基板２２は、その表面（回路形成面）にウレタン樹脂などを塗布して薄い樹脂膜を形成し、防水性を高めた構成とされていてもよい。無論、この場合の樹脂膜は、無線通信基板２２に形成されるパターンアンテナの周波数特性に悪影響を与えないような膜厚および材質とされる。

また、無線モジュール２０は、洗濯機１０内の最も水が掛かりにくい箇所に配置されているため、特許文献１のように無線通信基板２２を二重構造のケースに収納したり、樹脂ポッティングなどで層厚の大きい樹脂層を形成したりせずともよくなり、低コストで十分な防水性が確保できる。すなわち、無線モジュール２０は、上部筐体１２の内部空間に配置されるため、洗濯機１０内の高い位置にあり、洗濯槽などから漏れた水などが掛かりにくい位置にある。また、洗濯機１０において、洗濯槽へ水道水を給水するための給水系は、洗濯機１０の後方側に設けられる。これに対して、無線モジュール２０は、操作パネル１２１の下方、すなわち洗濯機１０の前方側に設けられるため、給水系からも離れた位置にあり、給水系から漏れた水などが掛かりにくい位置にある。

本実施の形態１に係る洗濯機１０において、無線モジュール２０の通信性能は、無線モジュール２０を上部筐体１２の内部空間に配置することで確保されている。すなわち、上部筐体１２は樹脂製であるため、上部筐体１２の内部空間に配置される無線モジュール２０は、少なくとも上方向、左右方向および前後方向において金属筐体に囲まれることがなく（金属筐体によって通信が阻害されにくく）、良好な通信性能を確保することができる。また、脱水槽は、給水機構の配置や回転時の振動に対する補強対策のため、下部筐体１１の上端よりも下方に配置することが多い。したがって、上部筐体１２の内部空間に配置される無線モジュール２０は、水平方向で脱水槽とは重ならないように配置できるため、ステンレス製である脱水槽によって通信が阻害されることを防止できる。

尚、上記説明では、無線モジュール２０は、下部基板ケース１２５の下面においてメイン回路基板１２３の横に配置されているが、無線モジュール２０の配置箇所はこれに限定されるものではない。例えば、無線モジュール２０は、上部基板ケース１２４の上面において操作基板１２２の横に配置されていてもよい。但し、この場合、操作パネル１２１と上部基板ケース１２４との間で無線モジュール２０の配置スペースが確保しづらいことや、洗濯機１０の上面の操作パネル１２１から無線モジュール２０に衝撃が加わりやすいことがデメリットとして挙げられる。無線モジュール２０が下部基板ケース１２５の下面に設けられる場合は、上述したように無線モジュール２０の配置スペースが確保しやすく、また、操作パネル１２１からの衝撃も無線モジュール２０に加わりにくいため、無線モジュール２０の配置として好適である。

〔実施の形態２〕
本実施の形態２では、洗濯機１０における無線モジュール２０のさらに好適な配置例について説明する。

上述したように、無線モジュール２０は、モジュールケース２１の内部に無線通信基板２２を収納した構成である。そして、図２ないし図４に示すように、洗濯機１０に取り付けられた無線モジュール２０において、無線通信基板２２は、回路形成面が鉛直面となるように（回路形成面が鉛直方向と平行となるように）配置される。このような配置により、仮にモジュールケース２１の隙間から入った水が無線通信基板２２の回路形成面に掛かったとしても、その水は重力によって下方に流れ落ち、無線通信基板２２への影響を最小限とすることができる。

また、無線通信基板２２の回路形成面が鉛直面となる配置は、洗濯機１０の内部空間を有効利用できるといった点でもメリットがある。すなわち、無線通信基板２２の回路形成面が鉛直面となる配置は、無線通信基板２２の回路形成面が水平面となる配置に比べ、無線モジュール２０の平面視での配置スペースが少なくなり、洗濯機１０の左右方向の幅寸法の増加を抑制することができる。

また、上述したように、無線モジュール２０は、メイン回路基板１２３と同様に下部基板ケース１２５の下面に配置されるが、メイン回路基板１２３には、電源用のインバータ回路などにおいて比較的背の高い電子部品（例えば、インダクタ）が取り付けられる。このため、メイン回路基板１２３の下方には、鉛直方向に電子部品の配置スペースが必要とされる。回路形成面が鉛直面となるように配置される無線モジュール２０は、このような鉛直方向の配置スペースを有効利用できるものである。

さらに、洗濯機１０では、無線モジュール２０の下方に水が抜ける空間が設けられていることが好ましい。このように無線モジュール２０の下方に空間を設けることで、無線モジュール２０に掛かった水が無線モジュール２０の周囲で溜まることを防止し、無線モジュール２０の水没を回避することができる。

〔実施の形態３〕
本実施の形態３では、無線モジュール２０の内部構成における好適例について説明する。

無線モジュール２０内の無線通信基板２２には、通信のためのパターンアンテナが形成される。そして、無線通信基板２２においては、図５（ｂ）に示すように、パターンアンテナの形成領域が洗濯機１０の前方側端部とされることが好ましい。

これにより、無線モジュール２０のパターンアンテナは、図６に示すように、平面視において洗濯機１０内部に備えられる脱水槽からも最も離れた位置となる。脱水槽はステンレス製であるため、パターンアンテナが脱水槽に近い位置にあると通信性能に悪影響が生じる可能性があるが、パターンアンテナを脱水槽から離れた位置とすることで、脱水槽による通信性能への悪影響も最小限とすることができる。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１０洗濯機
１１下部筐体
１２上部筐体
１３蓋体
２０無線モジュール
２１モジュールケース
２２無線通信基板
１２１操作パネル
１２２操作基板
１２３メイン回路基板
１２４上部基板ケース
１２５下部基板ケース

Claims

本体筐体の外部との無線通信用のアンテナを有する無線モジュールを備えた洗濯機であって、
前記本体筐体は、金属製である下部筐体と、前記下部筐体の上方に配置される樹脂製の上部筐体によって構成されており、
前記上部筐体の上部には洗濯物投入口が設けられ、前記洗濯物投入口の前方側には操作パネルが設けられており、前記操作パネルの下方には操作基板が配置されており、
前記操作基板は上方に開口した上部基板ケースによって保持されており、
前記無線モジュールは、モジュールケースの内部に無線通信基板を収納して構成されており、前記無線通信基板には前記アンテナが形成されており、
前記無線モジュールは、前記上部基板ケースの下方に配置された下部基板ケースに、前記無線通信基板の回路形成面が鉛直方向と平行となるように配置されるとともに、前記アンテナの形成領域が前記下部筐体の上方に位置する前記上部筐体の前方側端部の内部空間に配置されることを特徴とする洗濯機。
請求項１に記載の洗濯機であって、
前記無線モジュールの下方に前記下部筐体の内部空間に連通する空間が設けられていることを特徴とする洗濯機。