JPH0461367A - 制御ユニットモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
化で使用きれる回転機に取付けられる制御ユニットモジ
ュールに関する。

〈口）従来の技術 一般的に水湿環境化で使用される回転機に取付けられる
制御ユニット・モジ、−ルの制御基板は耐湿処理が施さ
れている（特開昭６（１１５ＢＥＮ９３号公報参照）。

その理由として、制御基板上に水滴が付着するとその水
滴により、制御基板上に実装した電子部品のリード端子
間、あるいけ導体パターン間で短絡し、制御回路の誤動
作、故障等の不具合の発生を防止するためである。

上記した制御基板トには、抵抗、コンデンサ、マイクロ
コンピュータおよび発熱を有するトライアック等から成
る制御回路が実装されており、外部からの入力信号を受
けると、信号に基づいて回転機の駆動モータ等の外部負
荷の動作を制御する。

第７図乃至第１０図は上述した制御ユニットモジュール
を特に水湿環境化で用いられる洗濯機に取付けた場合の
構造を示し、以下に簡屯に説明する。

＜１１９）は前記基板（１１８）を収納する長方形箱状
の枠部材であり、合成樹脂にて形成される。前記枠部材
（１１９）に於いて、（１２０）・・・は該枠部材（１
１９）の短手方向側壁（１１９ａ）（１１９ｂ）に沿っ
て底面より突出形成されたボス状の下受は部であり、両
端部と中央寄りに計６ケ所設けられ、この内、短手方向
−側壁（ｉｉ９ａ）に沿うものには、他側壁（１１９ｂ
）に向かうリブ（１２１）・・・を連接している。　（
１２２）（１２２）は前記基板（１１ｇ＞の浮き上がり
を上方から押さえるために前記短手方向−側壁（１１９
ａ）に形成された」−受は部である。

（１２３０１２３）は前記幹部材（１１９＞の短手方向
他側壁（１１９ｂ）に沿って底面より突出形成された弾
性係止片である。

（１２６）・・・は前記枠部材（１１９＞を前記前面パ
ネル（１６０ａ）の裏面に設けたボス（１２７）・・・
に螺子止めするだめの螺子穴である。

前記枠部材（１１９）の外底面に於いて、（１２８）は
該枠部材（１１９）の長手方向端部（前記固定部（１２
４）の位置する方）に設けられ、内方へ向けて開口する
嵌合凹所であり、前記薄形スイッチ（１１６）の端部よ
り突出させた嵌合片（１２９）を嵌合する。　（１３０
）（１３０）は前記枠部材（１１９）の長手方向他端部
近傍の両側に設けられた係合爪であり、前記薄形スイッ
チ（１１６）の他端部近傍の両側縁より突出させた係合
片（１３１）（１３１）を係合さぜる。

尚、前記下受は部（１２０）・・・、上受は部（１２２
）（１２２）、掛止片（１２３）（１２３）、固定部（
１２４）、螺子穴（１２６）・・・、嵌合凹所（１２ｇ
）および係合爪（１３０）（１３０）は全て前記枠部材
（１１９）の成形時に一体に設けられる。

枠部材（１１９）内にはウレタン樹脂等の耐湿剤となる
コーディング剤（１３２）が注入されており、基板（１
１ｇ）および基板（１１８）上に実装された電子部品は
コーディング剤（１３２）によって完全被覆され、水滴
等の水分による不具合を防止している。

こうして、コーティング処理を施した制御基板（１１８
）および薄形スイッチ（１１６）をユニット化し、前記
薄形スイッチ（１１６）を前記前面パネル（１６０ａ）
の操作釦（図示しない）に近接対向させて、前記枠部材
＜１１９）を複数カ所で螺子止めし、回転機に取付けら
れている。

くハ）発明が解決しようとする課題 」−述した制御基板には一般的にプリント基板が主に用
いられている１回転機の主要部を駆動制御するための回
路が形成されるプリン１へ基板は、回転機への取付けの
収納スペースを最小限小型化にするためにできるだけ小
いくする様に設計されるのが一般的である。しかし、近
年では回転機の高級化に伴う多機能化によりプリント基
板上に実装される回路素子および電子部品数は増加する
反面回転機の小型化おるいは洗濯機の衣類投入口を大き
くすることが望まれているため、プリント基板の太きき
にある程度の制限があった。従って本来、部品配置およ
びパターン配線を考慮して行うべきところを考慮できず
に基板上にパターン配線を形成し部品を実装していた。

その結果、■自己ノイズに対して非常に弱くなり、ノイ
ズによる誤動作が発生する問題があった。

■上記したように基板サイズの大きさに制約があるため
、多数の電子部品等を接続する配線パターンの引回し線
が細くなり断線が発生し制御基板自体が不良となる場合
が数多くある。

０回転機の主要部と接続するだめのリード線をプリント
基板上の定めた位置から導出させるのが困難となり、例
えばプリント基板上に実装きれた比較的高い電子部品の
近傍に多数のリード線が導出され取付は作業が困難とな
る問題があった。

また、従来の制御ユニットモジュールでは、制御基板（
プリント基板）上に多数のディスクリート部品等よりな
る電子部品が半田付は実装きれているので、半田接続点
数が非常に多くなると共に半田接続後における後処理工
程が煩雑となり作業性が低下する問題があった。

更に従来の制御ユニットモジュールでは、制御基板上に
実装した電子部品の接続部を水湿から保護するために基
板およびほとんどの電子部品をウレタン樹脂で完全被覆
する構造となり、制御ユニットモジュールの重量が重く
なる。その結果、モジュールにスイッチ手段が一体形成
される場合において、回転機にモジュールをネジ固定し
たとしても経時変化するとモジュール自体の重みでネジ
固定力が弱くなり、スイッチ動作の不良となる問題があ
る。また、つ「・タン樹脂を多量に使用するためにコス
トが高くなる問題がある。

更に、従来の制御ユニットモジュールを例えば洗濯機等
の回転機に取付けた場合、制御基板の形状は洗濯機の構
造上細長形状となるために、基板をウレタン樹脂で完全
被覆すると基板とウレタン樹脂との膨張係数αの差が著
しく異なるために温度変化によって基板が歪その結果、
基板上に実装した電子部品の半［Ｈ接合部において、ク
ラックが発生し不良率が向１−する問題がある。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上述した課題に鑑みて為されたものであり、モ
ータ駆動され比較的水湿環境化で使用される回転機に取
付けられた制御ユニット・モジコールでおって、前記制
御ユニット−モジュールの制御基板上に前記回転機を駆
動制御するための回路を集積化した１枚の集積基板を前
記制御基板と略平行となる様に配置したことを特徴とす
る。

（ホ）作用 この様に本発明に依れば、制御コニットモジュールの制
御基板−４二に回転機を駆動制御するための最小限の回
路を集積化した１枚の集積基板をすることにより、制御
基板のサイズを小さくすることができる。

また、制御基板を従来の様にウレタン等の耐水性樹脂に
よって完全被覆しないため耐水性樹脂の使用量を従来に
比べ４〜６割減らずことができる。その結果、ユニッ（
・モジュールの重量が従来よりも著しく軽くなると共に
コスト面での影響も大である。

（へ）実施例 以下に第１図乃至第６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説明する。

第１図は本発明の制御ユニットモジュール（以下単にモ
ジュールという）＜１）の平面図であり、第２図は第１
図の■−Ｉ断面図である。（２〉は枠部材、（３）は制
御基板、（４）はＸ源ト・ランス、（５）は集積基板、
（６）はコンデンサ、（７）は電子ブザー、（８）は外
部スイッチ基板を接続するコネクタ、（９ａ）（９ｂ）
はパワー用および小信号用のリード線が導出きれる孔、
（１０）はスリット孔、（１１）（１１ａ）は耐水性樹
脂、（１５ａ）（１５ｂ）はパワー用および小信号用の
リード線である。

枠部材（２）はエボリエスチレン等の合成樹脂により略
基板と同一、あるいはそれよりも長い長方形箱状に形成
される。その、枠部材（２）の底部には後述する制御基
板（３）と所定の間隔を保つための弾性力を有した間隔
部（２ａ）が設けられ、また、枠部材（２）の側面側に
は基板（３）を係止する係止部（２ｂ）が設けられる。

更に、枠部材（２）の所定の力所には回転機へ取付ける
（螺子止め）際必要な螺子部（２ｃ）が設けられている
。

側御基板＜３）はプリント基板が用いられ、その−主面
（裏面側）には銅箔回路による所望形状のパターン（３
ａ）が形成されており、基板（３〉上にトランス（４）
、電子ブザー（７）、−１ンデンサ（６）等の比較的大
型の電子部品および主要回路を集積化）７た集積基板（
５）およびコネクタ〈８）が実装され回転機の主要部を
駆動制御する。

上述した様に、回転機分野においても高級化に伴い小型
化で且つ多機爺を有した回転機が主流となっている。第
３図は水湿環境化が使用される代表的存在の洗濯機の操
作部分を示す平面図であり、（２７）は洗い時間設定釦
、（２８）はすすぎ回数設定釦、（２９）は脱水時間設
定釦、（２０）は水流強度設定釦、＜２１）は注水ずす
ぎをするか否かの選択釦、（２２）は標準コース又は各
工程時間を手動で入力するおこのみコースの設定兼スタ
ート・釦、（２３）は全Ｊ：程を２３分で行なうスピー
デイ−コースの設定兼スタート釦、（２４）は−時停止
用ストップ釦である。前記各種操作釦には、夫々にＬＥ
Ｄが対応しており、操作に応じて適宜点消灯する。また
、（２５）は温度検知装置ζこより検知した水温ランク
の表示部であり高温、中温、低温の表示に対応して、夫
々Ｌ　Ｅ　Ｄ　（２６ａ）（２６ｂ）＜２６ｃ）が点灯
するものである。この様な各釦およびＬＥＤ表示に対応
して駆動制御するための回路が基板（３）上に形成され
、増々回路構成が複雑になる傾向になる。

ｙころで、本発明の１つの特徴とするところは、回転機
を駆動制御する主要回路を１枚の集積基板（５）に集積
化し、制御基板（３）上に実装することにある。

本実施例で用いられる集積基板（５）としては、例えば
絶縁処理されたアルミニウム基板、セラミックス基板、
ガラスエポキシ基板、ツユ４ノール基板等の基板を使用
することができる。

ここで集積基板〈５）の構造についてｔＩＲ単に説明す
る。集積基板（５）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（図示きれない）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（５ｃ
）が形成される。

集積基板（５）上には回転機のモータを駆動させる複数
のトライアック素子および複数の整流ダイオードからな
る電源回路等の発熱を有する回路素子（５ｄ）および回
転機のモータおよび所定部分をコントロールするマイコ
ン等の制御回路を構成する複数の回路素子（５ｅ）が実
装きれる。また、基板（５）上に実装された回路素子（
５ｄ）は全てチップ状で実装きれ、また、基板（５）上
には必要に応じて印刷抵抗、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、集積基板（５）
の−周端辺（あるいは対向する周端辺）から複数の外部
フード端子（５ｘ）が折曲されて導出され制御基板（３
）の導体パターン（３ａ〉と半田接続される。

また、制御基板（３）上には集積基板（５）以外にトラ
ンス（４）、コンデンサ（６）等の大型の電子部品およ
びコネクタ（８）が実装され基板（３）の導体バター〉
電３ａ）と半田１接続される。尚、トランス（４）は電
圧を変換ケ−るものであり、例えばＡＣｌｏｏＶを１０
Ｖに変換し、コンデンサ（６）はハイプリントＩＣ（５
）の出力電圧をｔ流するものであり、′：１ネクタ（８
）はスイッチ入力基板と接続されるものでおる。

−・方、制御基板（３〉には複数のスリット孔（１０）
が設（夕られている。スリット孔（１０）は集積基板（
５）のリード端子（５ｙ）を囲む様にその周辺に設けら
れており、そのスリ７（・孔（１０）によって制御基板
（３）にストレス等による歪が入ったとしても集積基板
＜５）の外部リード端子（５ｘ）に歪による応力がある
程度吸収され、歪による外部リード端子（５Ｘ）と基板
（３）との半田接合部にクラック等の発生を防止する。

Ｊ−ド線（１５ａ　）（１５ｂ）を導出させる穴（９ａ
）（９ｂ）は本発明では主要回路が１枚の集積基板（５
）に集積化されているため、制御基板（３）上に実装さ
れるのは、集積基板（５）、トランス（４）、コンデン
サ（６）およびコネクタ（８）等の数個のものである。

そのため、制御基板〈３）上に形成される導体パターン
（３日）は最小限の引回しパターンでよいことになるた
め、導体パターン（３ａ）を効率よく設定できる。その
結果、制御基板＜３）のザイズを大きくすることなく、
リード線導出用の穴（９ａ）（９ｂ）をパワー用、小信
男用と区分けして任意に設けることが可能となる。

従ってパワー用のリード線（１５ａ）は例えば−ｊｊの
区画領域から小信号用のリード線（１５ｂ）は他方の区
画領域から導出されることになる。夫々のリード線（１
５ａ）（１５ｂ）は束状にされて回転機の各主要部と接
続されるが、本発明の構造では夫々のリード線（１５ａ
）＜１５ｂ）が夫々離間されるため作業性が向上するも
のである。

集積基板（５）等の各実装部品が実装された制御基板（
３）は箱状の枠部材（２）に配置される。制御基板（３
）を枠部材（２）に配置すると、枠部材（２）の間隔部
（２ａ）によって基板（３）と枠部材（２）との間に所
定間隔の空間が設けられ、且つ基板（３）は枠部材（２
）に設けられた係止部（２ｂ）によって係止される。

ところで、基板（３）を枠部材（２〉に配置する場合、
枠部材＜２）内にはつし・タン等の耐湿剤用のコーディ
ング樹脂（１１）が充填される。このコディ〉・グ樹脂
（１１）は基板（３）と枠部材（２）とで形成される上
記空間部内のみに充填される様にコーティング樹脂（１
１）の址が設定される。即ち、コーディング樹脂（１１
）によって保護されるのは導体パターン（３θ）および
各実装部品と導体パターン（３ａ〉との半田接合部（５
Ｚ）のみでよいため、上記した空間内に樹脂（１１）を
充填するだけでよい。本実施例においては、あらかじめ
、間隔部（２ａ）と略凹−高さまで一フーティング樹脂
（１１）を充填すれば基板（３）の導体パターン（３ａ
）と各接合部は確実に樹脂（１１）によって保護される
。更に確実に保護を望む場合はコーティング樹脂（１１
）の量を少し多めに１７でおくとよい、この場合、余分
な樹脂は基板〈３〉と枠部材（２）の側面との間隔から
煉れ出るが何んら問題はない。

集積基板（５）は制御基板（３）上に実装諮れているの
で、集積基板（５）ｌに実装した回路素子は露出された
状態になるため、本実施例では集積基板（５）と制御基
板（３〉との間にコーディング樹脂（１１ａ）が配置さ
れる。更に詳述すると、集積基板（５）はその回路形成
面を制御基板（３）面と対向する様に配置され、それら
の間隔は３Ｉ！Ｉ１１〜５ｍ位のギャップを保たれる。

そのギャップを保つために、集積基板（５）を制御基板
（３）に実装する際、スペーサ（図示しない）を介して
実装すると比較的容易にギヘ・ツブを形成することがで
きる。従−）で、制御基板（３〉と１枚の集積基板（５
）間にＺ】ディング樹脂（ｌｌａ）を配置する場合、樹
脂（１，１ａ　）を流し込むだけで毛細管現象により比
較的容易に充填することができる。

また、パワー用のリード端子（５ｘ）のピッチが狭いと
きは樹脂コーティングしないと水滴によって短絡する恐
れがあるため、リード端子（５ｘ）も：Ｊディング樹脂
で完全被覆する。外部リード端子（５Ｘ）を被覆する樹
脂（Ｈａ）は上述した集積基板〈５）と基板（３）との
間に樹脂（ｌｌａ）を充填するときに型枠を配置して樹
脂（ＩＬａ）を流す場合、あるいはコーディング樹脂（
ｌｌａ）におる程度粘性を保つように設定すれば比較的
容易に集積基板＜５）と基板（３〉との間および外部リ
ード端子（５ｘ）に樹脂（１，１ａ　）を配置すること
ができる。

制御基板（３）上に実装した集積基板（５）以外のトラ
ンス（４）、コンデンサ（６）、コネクタ（８）等の大
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（ｌｌａ）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（ｌｌａ）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。また、コネクタ（８）のリード端子
は図示されないが比較的端子数が多いため樹脂（ｌｌａ
）を充填した方がよい。

この様にして制御ユニットモジュール（１）が完成する
。断るモジュール（１）は回転機の所定部分に枠部材（
２）の螺子部〈２ｃ）にて螺着固定される。

この種のモジュール（１）を洗濯機等の回転機へ取付け
る場合、洗濯機の構造上モジュール（１）の露出面側に
各種入力スイッチを有したスイッチ基板が配置される。

そのスイッチ基板と制御基板（３）とはフレキシブルリ
ード線（図示しない）によってコネクタ＜８〉を介して
互いに接続される。

第４図は各種入力スイッチに対して形成されたスイッチ
基板（３０）であり、フレキシブルフィルムに形成され
た導電性の接点部を絶縁スペーサの開口部を介して対向
配置さゼたものである６また、（３１）はスイッチ基板
＜３０）と制御基板（３）とを接続する帯状のフレキシ
ブルリード線である。

スイッチ基板（３０）十に形成されるスイッチは高機伊
になるに従いその数は多くなる。例えば第３図に示した
入力スイッチの数だけスイッチを形成するとスイッチ基
板は洗濯機の構造」−６らず長形状になる。従って、モ
ジュール（１）の制御基板（３）の長さよりスイッチ基
板の方が長くなるとモジュールを洗濯機に螺着したとし
ても、基板（３）と重畳している領域では確実にスイッ
チ機能を有することはできるが、重畳しない領域ではス
イッチ基板が支持されないのでスイッチ機ｆｆｉがあり
ながらイの動作が行えない問題が発生する。

そこで本実施例で用いるモジュールの枠部材（２）は制
御基板（３）よりも長く形成されている。即ち、スイッ
チ基板（図示しない）と路間−の長さとなる様に設定さ
れる。第５図において、（２ｘ）は枠部材（２）の外枠
を示し、（２Ｃ）は洗濯機に固定するための螺着部であ
り、点線領域で示す部分は枠部材り２）の変形を防止す
るための補強部（２ｙ）である、この補強部（２ｙ）は
図中からは明らかにされないが枠部材（２）の外側面に
形成され、その面上にスイッチ基板が配置される。また
、斜線領域は制御基板〈３）が配ｅされ、前述した耐湿
処理が施される。

第６図は本発明のモジュールを洗濯機に取付けた際の断
面図であり、（１）は本発明の制御ユニットモジュール
、（２）はモジュール（１）を構成する枠部材、（３）
は制御基板、（５）は集積基板、（１１）は：１−ディ
ング樹脂、（１６０）はモジュール＜１）を螺着固定す
る操作部、（２００）はモジュール（１）を螺着固定し
た操作部（１６０）を収納し且つ洗濯機の衣類投入口を
形成する枠部を有した洗濯機のＬ面板である。各構成部
分については従来例の第７図と同一のため同一の符号を
用いた。そのため各部分の説明は省略する。

断る本発明に依れば、制御ユニッ］・モジ、−ルの制御
基板上に回転機を駆動制御するための回路を集積化した
１枚の集積基板を実装することにより、制御基板のサイ
ズを小さくすることができる。

また、制御基板を従来の様にウレタン等の耐水性樹脂に
よって完全被覆しないため耐水性樹脂の使用量を従来に
比べ４〜６割減らすことができる。その結果、ユニット
モジュールの重量が従来よりも著しく軽くなると共に二
１スト面での影響も大である。

（ト）発明の効果 以上に詳述した如く、本発明に依れば、制御基板上に主
要回路を集積化した１枚の集積基板を実装することによ
り、制御基板サイズを小さくすることができる。

また、本発明に依れば、耐湿剤のコーディング樹脂量を
著しく減少させることができる。その結果、制御ユニッ
トモジュール自体の重量を従来よりも軽くすることがで
きモジュールを回転機（洗濯機）に取付けした際にスイ
ッチ基板の固定が強固に行えるのでモジュールの重みに
よる螺着部の緩みの発生がなくなり、経時変化に関係な
くスイッチ動作を安定して行うことができる利点を有す
る。

更に本発明では主要回路が１枚の集積基板に集積化され
ているために制御基板上に実装される部品数を著しく少
なくすることができる。その結果、制御基板のサイズを
小さくでき且つ制御基板上に形成する導体パターン幅を
ある程度均一に幅広に形成でき従来の如き、導体パター
ンの断線による不良が極めて抑制することができる。

更に本発明では１枚の集積基板が実装されたその周辺の
制御基板にスリット孔が設けられていることにより、制
御基板に歪が発生しても集積基板の外部リード端子の接
合部に直接その歪によるストレスが加わらないので外部
リード端子の半１１接合部にクラック等が発生せず信頼
性を向−卜することができる。

更に本発明では上記した様にモジュールに金属基板を有
した１枚の集積基板が実装されているため、その放熱時
に発生する熱により周辺の湿気を乾燥させる効果を有す
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図は一般的な回
転機の表示部を示す平面図、第４図はスイッチ基板を示
す平面図、第５図は本発明のモジュールを洗濯機に用い
るときの枠部材を示す平面図、第６図は本発明のモジュ
ールを洗濯機の操作部を示す断面図、第７図は従来の洗
濯機の操作部を示す断面図、第８図は従来のモジュール
を示す平面図、第９図（イ）は第８図の側面図、第９図
（口〉は第９図（イ）の断面図、第１０図は第９ＩｙＪ
（イ）の断面図である。 ＜１）は制御ユニットモジュール、（２）は枠部材、（
３）は制御基板、（４）はトランス、（５）は集積基板
、（６）はコンデンサ、（７）は電子ブザー、（８）は
コネクタ、（９ｇ）（９ｂ）はリード線導出用穴、（１
０）はスリット孔、（１１）（ｌｌａ）はコーティング
樹脂、（１５ａ）（１５ｂ）はパワーおよび小信号用の
リード線である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータ駆動され比較的水湿環境化で使用される回
   転機に取付けられた制御ユニットモジュールであって、 前記制御ユニットモジュールの制御基板上に前記回転機
   を駆動制御するための回路を集積化した少なくとも１枚
   の集積基板を前記制御基板と略平行となるように配置し
   前記集積基板と前記制御基板間に耐湿性樹脂を配置した
   ことを特徴とする制御ユニットモジュール。
2. （２）前記制御基板上にはトランス、電解コンデンサあ
   るいは電子ブザー等の大型電子部品を搭載したことを特
   徴とする請求項１記載の制御ユニットモジュール。
3. （３）前記制御ユニットモジュールは前記回転機の枠体
   に設けられた凹部を覆うように配置したことを特徴とす
   る請求項１記載の制御ユニットモジュール。
4. （４）前記制御ユニットモジュールを洗濯機に用いたこ
   とを特徴とする請求項１，２，または３記載の洗濯機。