JP3951082B2 - Solid state relay device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、合成樹脂製ケース内に半導体パワー素子を収容してなるソケット装着型のソリッドステートリレーの大容量化を可能とするための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、ソリッドステートリレー(以下SSRという)は、フォトカプラと半導体スイッチを主体として構成され、負荷のオン・オフ制御に使用される。その特徴は、フォトカプラで入出力を電気的に分離しているため、ノイズに強く、また、可動部分がなく磨耗がないため、騒音を発せず静かであり、かつ高信頼、高寿命、高頻度開閉が可能である等、種々の有利さを備える反面、半導体で構成されているため、リレー接点のオン抵抗に相当する電力消費が大きく、かなり発熱するため放熱が必要となると言う欠点がある。
【0003】
従って、従来では、図16に示すように、半導体パワー素子や制御回路等を収容したSSRのケース1は、熱による破損を防ぎ、部品の長寿命化を図るために、銅やアルミニウム等の高熱伝導性金属からなるヒートシンク2を介してDINレール4に装着されるのが一般的である。なお、図において、3はDINレール4を介することなく制御盤の底面等に直接取り付ける際の取付部材である。
【0004】
ところで、昨今、通常の電磁リレーの代替品としてソケット装着型のSSRが要望されている。このソケット装着型のSSRは、図17に示すように、DINレール4に取り付けられた樹脂製ソケット5に対して、SSRを収容する樹脂製ケース1をプラグピン(図示せず)を介して着脱自在に装着できるように構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
既存の制御盤は、ソケットや周辺スペースの規格が標準化されているため、図16に示すように、SSRのケース1とDINレール4との間にヒートシンク2を介在させて放熱効果を促進すると言う構造は採用できない。そのため、図17に示す樹脂製ケース1に収容されたソケット装着タイプのSSRの場合、熱の逃げ場がないことから、数アンペア程度のものでないと実現は困難である。
【0006】
本発明の目的は、合成樹脂製ケース内に半導体パワー素子を収容してなるソケット装着型のSSRの大容量化を達成し、既存の電磁リレーとの互換性を高めることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願の請求項1に記載の発明は、プラグピンが突出する底版と4つの側板と天板とを有する直方体状の合成樹脂製ケース内に半導体パワー素子を収容してなるソケット装着型のソリッドステートリレーと、このソリッドステートリレーに対して着脱自在に装着可能なヒートシンクとを含み、
前記ヒートシンクは、複数の放熱フィンを有するヒートシンクベース部の放熱フィンと反対側の面に肉厚の差込プレート部を一体に突出形成してなるものであり、
前記合成樹脂製ケースの天板には、前記ヒートシンクの差込プレートを挿入するための細長状の窓が開設され、
前記合成樹脂製ケース内には、前記半導体パワー素子の放熱板が熱結合されて搭載された高熱伝導材料からなるバネ材が設けられると共に、
前記バネ材は、ケースの天板と側板と底板の内壁面に沿って配設され、かつ天板の窓に対応するように、窓の幅に対応する間隔を隔てて内方に向けて折曲形成されてなる一対のプレート状のサポート部を有すると共に、これらのサポート部は互いに接近する方向にバネ付勢されており、
それにより、ケース天板の窓から挿入されたヒートシンクの差込プレート部を、バネ材の一対のサポート部で受け入れて狭持することにより、半導体パワー素子からヒートシンクの放熱フィンへ至る伝熱経路が形成される、ことを特徴とするものである。
【0008】
従って、請求項1に記載の発明によれば、ケース天板の窓から挿入されたヒートシンクの差込プレート部を、バネ材の一対のサポート部で受け入れて狭持することにより、半導体パワー素子からヒートシンクの放熱フィンへ至る伝熱経路が形成される半導体パワー素子に熱結合された放熱部がケースの窓を通じて外気に通じているため、ケース内部に熱が蓄熱されることなく、放熱部を通じて熱は外部に放熱され、高容量型SSRが実現可能となる。加えて、ヒートシンクは、ケースの天板上に装着されるため、ソケットが密に隣接して配置されている場合にも、ヒートシンクの取り付けスペースに制約を受けることもない。
【0009】
本願の請求項2に記載の発明は、前記差込プレート部と前記一対のサポート部との接触面のそれぞれには、熱伝導性に優れた塗料がコーティングされている、ことを特徴とするものである。
【0010】
従って、請求項2に記載の発明によれば、ヒートシンクの挿抜容易性乃至着脱容易性を維持しつつも、伝熱経路の熱抵抗を低減させ、放熱効率を向上させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に至る過程で本発明者等が創案した参考例、並びに、本発明係るSSRの実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【0012】
図1,図2は本発明に至る過程で本発明者等が創案したSSRを説明するための第1の参考例を示すもので、図1はSSRを取り付けた状態を示す斜視図、図2はSSRの放熱部の構成を示す要部断面図である。
【0013】
図1において、SSR10は、合成樹脂製ケース11内に半導体パワー素子12や図示しない制御回路等が組み込まれており、ソケット20に着脱自在に装着され、このソケット20は、裏面に設けられている図示しない取付金具によりレール30に装着されている。
【0014】
更に詳しくは、レール30としては、形状、寸法が規格により統一されたDINレールが使用されており、制御盤等の壁面に長手方向に間隔をおいてビス31を締め付けることにより固定され、ソケット20は、上下に複数のネジ付き端子21が備わっており、このネジ付き端子21に図示しない電線が接続される。
【0015】
ところで、本実施形態におけるSSR10は、合成樹脂製ケース11の天板11aの中央に矩形の窓13が開設されているとともに、合成樹脂製ケース11内に内装されている半導体パワー素子12にアルミ合金等の熱伝導特性に優れた放熱板40が半導体パワー素子12と熱結合されており、この放熱板40は、合成樹脂製ケース11の窓13を通じて外部に臨んでいる。尚、符号121は半導体パワー素子12の端子ピンを示す。
【0016】
ここで、放熱板40と半導体パワー素子12との間の熱結合は、エポキシ系の接着剤で固着しても良いが、図2に示すように、シリコーン基材に酸化アルミ等の粒子を充填したインターフェース材41を介在させるのが好ましい。また、他の熱結合手段、例えば、導熱パッドを挟んでクリップもしくはビスなどで固着する方法や、熱伝導性両面テープを使用する方法を採用しても良い。
【0017】
このように、第1の参考例によれば、半導体パワー素子12と熱結合された放熱板40がケース11の窓13を通じて外部に臨んでいるため、放熱板40からの放熱により、SSR10の部品寿命を長期化させることができるとともに、SSR10の破損を未然に防止できるという効果がある。
【0018】
従って、このSSR10は、既存のレール30、ソケット20を使用して、電磁リレーの代替品として使用することができ、SSR特有の欠点である発熱対策を窓13をケース11に開設し、半導体パワー素子12と熱結合させた放熱板40をこの窓13を通じて外部に臨ませることにより、優れた放熱作用が得られ、電磁リレーに対する互換性を達成できる。
【0019】
尚、上記合成樹脂製ケース11内部は、樹脂封止されていても、また、中空構造であっても良く、また、半導体パワー素子12は図示しない支持機構によりケース11内に支持固定されている。
【0020】
次いで、図3乃至図5は本発明に至る過程で本発明者等が創案した第2の参考例を示すもので、図3はSSRをソケットに装着した状態を示すケース内部を透視した全体図、図4は更に放熱効果を高めたSSRをソケットに装着した状態を示すケース内部を透視した全体図、図5はその放熱部の構成を示す断面図である。
【0021】
まず、図3に示すSSR10は、合成樹脂製ケース11の両側板11bに窓13が開設されており、双方の窓13に対応して半導体パワー素子12と熱結合させた放熱板40がこの窓13を通じて外部に臨むように構成されている。
【0022】
従って、第1の実施形態では合成樹脂製ケース11の天板11aに窓13を開設するという構成であったが、この第2の実施形態では合成樹脂製ケース11の両側板11bに窓13を開設し、放熱板40の放熱面積を増大させることにより、より優れた放熱作用が期待でき、第1の実施形態のものに比べ容量の大きなSSR10に適用することができる。尚、合成樹脂製ケース11内部の構成や、レール30、ソケット20に対する取付構造及び熱結合手段については上述した第1の実施形態と同一構成を援用できるため、詳細な説明は省略する。
【0023】
次いで、図4,図5は本発明に係るSSR10の第2の参考例の変形例を示すもので、放熱板40の外側面にヒートシンク50を熱結合させて、より効率の良い放熱作用を達成したことが特徴である。
【0024】
すなわち、図4,図5に示すように、半導体パワー素子12にアルミ合金等からなる放熱板40がインターフェース材41を介して熱結合され、合成樹脂製ケース11の側板11bに設けられた窓13から外部に放熱板40が臨んでいることは、図3に示す参考例と同一構成であるが、この変形例においては、窓13は、放熱板40の外形以上の大型の窓13として形成されており、合成樹脂製ケース11の側板11bの外側にヒートシンク50が接着止め、あるいはビス止め等により固定され、更に、このヒートシンク50のヒートシンクベース部51と放熱板40とが熱結合されている。
【0025】
また、本実施形態では、熱伝導性に優れたシリコーン基材に酸化アルミを充填したインターフェース材42を介して放熱板40とヒートシンク50のヒートシンクベース部51とが熱結合している。尚、ヒートシンク50はアルミ合金を素材として肉厚のヒートシンクベース部51と複数の放熱フィン52とを押出・鍛造等で一体に成形されており、図5中符号53はヒートシンク50をケース11に取り付けるビスを示す。
【0026】
従って、この参考例によれば、半導体パワー素子12の電力損失等により発生する熱は、放熱板40に効率良く伝達され、更に、放熱板40と熱結合しているヒートシンク50に伝達されるため、ヒートシンク50の放熱フィン52の包絡体積に応じた放熱が促進でき、SSR10の放熱をより有効に達成することができ、特に、5アンペア以上の大容量型のSSR10に適用することも可能である。
【0027】
次いで、図6乃至図10は、本発明に至る過程で本発明者等が創案した第3の参考例を示すもので、図6はソケットにSSRを装着した状態を示す正面図、図7はソケットにSSRを装着した状態を示す側面図、図8はSSRの内部構成を示す説明図、図9はヒートシンク取付前のケースの側面図、図10はヒートシンク形状並びにヒートシンクをケースに取り付ける状態を示す説明図である。
【0028】
この実施形態においては、ソケット装着型のSSR10において、大容量型のSSR10の放熱作用を更に促進させたもので、図6,図7に示すように、レール30に取り付けられているソケット20にSSR10が着脱可能に装着されるが、このSSR10の放熱器として合成樹脂製ケース11の天板11a及び側板11bの3面に沿ってケース11内の発熱部と熱結合する断面コ字型ヒートシンク50を設けたことが特徴である。具体的な構成については、まず、ケース11には、側板11bにそれぞれ窓13が開設されているとともに、ヒートシンク50を係着する係止溝14がケース11の天板11aと両端板11bの三箇所に細長状に形成されている。
【0029】
尚、図9中符号15は複数のプラグピンであり、符号16は位置決め用のセンターコラムである。
【0030】
そして、このケース11は、中空構造であり、樹脂封止がされておらず、ケース11の天板11a、側板11bの内面に沿って、熱伝導性に優れたバネ材60が収容されている(図8参照)。このバネ材60も熱伝導性に優れたアルミ合金が好ましいが、特に、バネ性と高い熱伝導性を備えていれば材料を限定するものではなく、このバネ材60は、ケース11の窓13に相当する部位が外部に突出するように突部61が左右側に設けられており、この突部61の内面側に半導体パワー素子12と熱結合した放熱板40がこれも熱結合により固着されている。
【0031】
更に、このバネ材60は、図8で図示する矢印方向にバネ付勢されているため、半導体パワー素子12に取り付けた放熱板40を設置した部位(突部61)が常時外方に突出する方向に付勢されることになる。
【0032】
次いで、このケース11の天板11a及び側板11bに嵌め込むヒートシンク50は、図10(a),(b)に示すように、ヒートシンクベース部51が断面コ字状でケース11の3面を包囲する形状をなし、ヒートシンクベース部51には所望の包絡体積を確保できるように、放熱フィン52が突設形成されており、ケース11の天板11a及び側板11bに設けられている係止溝14に相当する箇所に突条54が突設されている。このヒートシンク50も押出・鍛造等により所要形状に成形されており、この実施形態においては、図10(c)に示すように、ケース11の天板11a、側板11bを包囲するようにヒートシンク50を取り付ければ、ヒートシンク50の3箇所に設けた突条54がケース11の係止溝14に嵌り込みワンタッチで取り付けることができる。
【0033】
そして、ヒートシンク50をケース11の外側面に取り付けた状態においては、バネ材60の突部61がケース11の窓13を通じて、ヒートシンク50のヒートシンクベース部51と接触し、バネ材60のバネ圧がかかり、ヒートシンク50とバネ材60の突部61とは強接触状態にあり、半導体パワー素子12での発熱作用による熱は放熱板40、バネ材60に伝達された後、ヒートシンク50に有効に伝熱され、この実施形態におけるヒートシンク50の包絡体積により大きな放熱効果が期待できる。
【0034】
従って、この実施形態によれば、ヒートシンク50の包絡体積を確保する意味でヒートシンクスペースは若干必要になるものの、SSR10の発熱を外部に有効に放熱することができ、かつヒートシンク50の取り付けもワンタッチで行なえるという実用的価値が大きい。尚、バネ材60とヒートシンク50との接続面が熱結合となるように、導熱性塗料等を接触面にコーティング処理すれば、より効率良く放熱を促進できる。
【0035】
次に、図11乃至図15は本発明に係るSSR10の実施形態を示すもので、図11はSSRをソケットに装着した正面図、図12はSSRをソケットに装着した側面図、図13はSSRの内部構成を示す透視図、図14(a)はケースの正面図、図14(b)はケースの側面図、図15はケースにヒートシンクを装着する状態を示す説明図である。
【0036】
この第4の実施形態においては、図11,図12に示すように、レール13に取り付けられているソケット20にSSR10を装着した後、SSR10のケース11の天板11aにヒートシンク50を取り付けるという構成である。
【0037】
まず、ケース11の構造について図13,図14を基に説明すると、ケース11の天板11aのほぼ中央に上下方向に沿って細長状の窓13が開設されているとともに、ケース11内部には、ケース11の天板11a、側板11b、底板11cの内壁面に沿って配設されたバネ材60が設けられており、このバネ材60に半導体パワー素子12に取り付けられた放熱板40がその内面側に熱結合されているとともに、ケース11の窓13に対応するように窓13の幅に等しい間隔を有する一対のプレート状のサポート部62が内方に向けて折曲形成されている。そして、このバネ材60は、図13中矢印方向で示すように、一対のサポート部62が相互に接近する方向にバネ付勢されていることが特徴である。
【0038】
一方、このケース11に取り付けるヒートシンク50は、複数の放熱フィン52を有するヒートシンクベース部51の放熱フィン反対側面のほぼ中央に肉厚の差込プレート部55が一体形成されている。尚、ヒートシンク50は押出成形でも、鍛造成形でもどちらで成形しても良い。
【0039】
そして、この差込プレート部55をケース11の天板11aに設けた窓13内に差し込めば、肉厚の差込プレート部55の両面はバネ材60のサポート部62により挟持され、ヒートシンク50の差込プレート部55は受熱基片として作用するとともに、バネ材60のサポート部62は放熱部として作用する。
【0040】
その結果、ケース11内の半導体パワー素子12の熱は放熱板40、バネ材60に加わり、バネ材60のサポート部62と強接触しているヒートシンク50の差込プレート部55に伝達され、このヒートシンク50を通じて外部に有効に放熱され、効率の良い放熱が行なえることになる。尚、この実施形態においても、差込みプレート部55とサポート部62の接触面には、熱伝導性に優れた塗料がコーティング処理されていれば、熱結合により放熱効果を更にアップできる。
【0041】
従って、この第4の実施形態によれば、ヒートシンク50のスペースが少なくて済み、また、ヒートシンク50の取付構造も簡素化できるという利点がある。
【0042】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、合成樹脂製ケース内に半導体パワー素子を収容してなるソケット装着型のSSRにおいて、ケースに放熱用の窓を設け、半導体パワー素子と熱結合させた放熱部を窓から外部に臨ませることにより、放熱機能をもたせるとともに、この放熱部と熱結合させて更に放熱効果を上げるヒートシンクを熱結合させるという放熱構造を採用したため、ソケット装着型のSSRの大容量化を可能にするとともに、電磁リレーへの互換性を高めることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に至る過程で本発明者等が創案したSSRの第1の参考例を示す全体図である。
【図2】 図1におけるSSRにおける放熱部の構成を示す部分断面図である。
【図3】 本発明に至る過程で本発明者等が創案したSSRの第2の参考例を示すケース内部を透視した全体図である。
【図4】 図3に示すSSRの変形例を示すケース内部を透視した全体図である。
【図5】 図4に示すSSRにおける放熱部の構造を示す部分断面図である。
【図6】 本発明に至る過程で本発明者等が創案したSSRの第3の参考例を示すもので、SSRをソケットに装着した状態を示す正面図である。
【図7】 図6に示すSSRをソケットに装着した状態を示す側面図である。
【図8】 図6に示すSSRにおけるケース内部を透視した状態を示す説明図である。
【図9】 図6に示すSSRを示す側面図である。
【図10】 (a)図6に示すSSRに取り付けるヒートシンクの正面図、(b)同ヒートシンクの平面図、(c)同ヒートシンクをSSRに取り付ける状態を示す説明図である。
【図11】 本発明に係るSSRの実施形態を示すもので、SSRをソケットに装着した状態を示す正面図である。
【図12】 図11に示すSSRをソケットに取り付けた状態を示す側面図である。
【図13】 図11に示すSSRのケース内部を透視した状態を示す説明図である。
【図14】 図11に示すSSRの(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図15】 図11に示すSSRにヒートシンクを取り付ける状態を示す側面図である。
【図16】 従来のSSRを示す斜視図である。
【図17】 従来のソケット装着型SSRを示す斜視図である。
【符号の説明】
10 SSR
11 合成樹脂製ケース
11a 天板
11b 側板
11c 底板
12 半導体パワー素子
13 窓
14 係止溝
20 ソケット
21 ネジ付き端子
30 レール
31 ビス
40 放熱板
41,42 インターフェース材
50 ヒートシンク
51 ヒートシンクベース部
52 放熱フィン
55 差込プレート部
60 バネ材
61 突部
62 サポート部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for enabling a large capacity of a socket-mounted solid state relay in which a semiconductor power element is accommodated in a synthetic resin case.
[0002]
[Prior art]
Normally, a solid state relay (hereinafter referred to as SSR) is mainly composed of a photocoupler and a semiconductor switch, and is used for load on / off control. Its characteristics are that the input and output are electrically separated by a photocoupler, so it is strong against noise, and has no moving parts and no wear, so it is quiet without generating noise, and has high reliability, long life, and high performance. While it has various advantages such as being able to open and close frequently, it is composed of semiconductors, so it has a drawback that it consumes a large amount of power corresponding to the on-resistance of the relay contacts and generates heat, so it requires heat dissipation. .
[0003]
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 16, the
[0004]
By the way, recently, there is a demand for a socket-mounted SSR as an alternative to a normal electromagnetic relay. As shown in FIG. 17, this socket-mountable SSR is detachably attachable to a resin socket 5 attached to the DIN rail 4 via a plug pin (not shown). It is configured so that it can be attached to.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Since the existing control panel has standardized sockets and surrounding space, as shown in FIG. 16, the heat sink 2 is interposed between the
[0006]
An object of the present invention is to increase the capacity of a socket-mounted SSR in which a semiconductor power element is accommodated in a synthetic resin case, and to improve compatibility with existing electromagnetic relays.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to
The heat sink is formed by integrally projecting a thick insertion plate portion on the surface opposite to the heat radiation fin of the heat sink base portion having a plurality of heat radiation fins,
On the top plate of the synthetic resin case, an elongated window for inserting the insertion plate of the heat sink is opened,
In the synthetic resin case, there is provided a spring material made of a high heat conductive material mounted with a heat sink of the semiconductor power element thermally coupled,
The spring material is disposed along the inner wall surfaces of the top plate, the side plate, and the bottom plate of the case, and is folded inward with an interval corresponding to the width of the window so as to correspond to the window of the top plate. While having a pair of plate-shaped support portions formed in a curved shape, these support portions are spring-biased in a direction approaching each other,
As a result, the heat transfer path from the semiconductor power element to the heat radiating fins is obtained by receiving and holding the insertion plate portion of the heat sink inserted from the window of the case top plate with a pair of support portions of the spring material. It is characterized by being formed.
[0008]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the insertion plate portion of the heat sink inserted from the window of the case top plate is received and sandwiched by the pair of support portions of the spring material, so that the semiconductor power element The heat dissipation part, which is thermally coupled to the semiconductor power element that forms a heat transfer path to the heatsink fins of the heat sink, communicates with the outside air through the window of the case. Is radiated to the outside and a high-capacity SSR can be realized. In addition, since the heat sink is mounted on the top plate of the case, there is no restriction on the space for mounting the heat sink even when the sockets are arranged closely adjacent to each other.
[0009]
The invention according to claim 2 of the present application, each of the contact surface between the insertion plate portion and the pair of support portions, having excellent thermal conductivity paint is co pos- sesses, and characterized in that To do.
[0010]
Therefore, according to the second aspect of the present invention, the heat resistance of the heat transfer path can be reduced and the heat radiation efficiency can be improved while maintaining the ease of insertion and removal of the heat sink and the ease of attachment and detachment.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, reference examples created by the present inventors in the course of reaching the present invention and embodiments of the SSR according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0012]
1 and 2 show a first reference example for explaining the SSR created by the present inventors in the course of reaching the present invention , and FIG. 1 is a perspective view showing a state in which the SSR is attached. These are principal part sectional drawings which show the structure of the thermal radiation part of SSR.
[0013]
In FIG. 1, a
[0014]
More specifically, as the
[0015]
By the way, the SSR 10 in the present embodiment has a
[0016]
Here, the thermal coupling between the
[0017]
As described above, according to the first reference example , since the
[0018]
Therefore, the
[0019]
The inside of the
[0020]
Next, FIG. 3 to FIG. 5 show a second reference example created by the present inventors in the course of reaching the present invention . FIG. 3 is a perspective view of the inside of the case showing the state where the SSR is mounted on the socket. 4 is an overall view seen through the inside of the case showing a state where the SSR with further improved heat dissipation effect is mounted on the socket, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of the heat dissipation portion.
[0021]
First, in the
[0022]
Accordingly, in the first embodiment, the
[0023]
4 and 5 show a modification of the second reference example of the
[0024]
That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the
[0025]
In this embodiment, the
[0026]
Therefore, according to this reference example , the heat generated by the power loss of the
[0027]
6 to 10 show a third reference example created by the present inventors in the course of reaching the present invention . FIG. 6 is a front view showing a state in which the SSR is mounted on the socket, and FIG. FIG. 8 is an explanatory view showing the internal configuration of the SSR, FIG. 9 is a side view of the case before the heat sink is attached, and FIG. 10 is a state of attaching the heat sink and the heat sink to the case. It is explanatory drawing.
[0028]
In implementation form of this, the SSR10 socket-mounted, which has further to promote the heat dissipation effect of SSR10 large capacity, as shown in FIGS. 6 and 7, the
[0029]
In FIG. 9,
[0030]
The
[0031]
Further, since the
[0032]
Next, the
[0033]
When the
[0034]
Therefore, according to this embodiment, although the heat sink space is slightly required to secure the envelope volume of the
[0035]
Next, FIGS. 11 to 15 shows the implementation form of SSR10 according to the present invention, FIG. 11 is a front view of mounting the SSR in the socket, FIG. 12 is a side view of mounting the SSR in the socket, FIG. 13 FIG. 14A is a front view of the case, FIG. 14B is a side view of the case, and FIG. 15 is an explanatory view showing a state where a heat sink is attached to the case.
[0036]
In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, after the
[0037]
First, the structure of the
[0038]
On the other hand, in the
[0039]
When the insertion plate portion 55 is inserted into the
[0040]
As a result, heat of the
[0041]
Therefore, according to the fourth embodiment, there is an advantage that the space for the
[0042]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, in a socket-mounted SSR in which a semiconductor power element is housed in a synthetic resin case, a heat dissipation window is provided in the case and thermally coupled to the semiconductor power element. Adopting a heat dissipation structure that has a heat dissipation function by bringing it into the outside from the window and thermally connecting with this heat dissipation part to further increase the heat dissipation effect, so the capacity of the socket-mounted SSR can be increased. In addition, the compatibility with the electromagnetic relay can be enhanced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing a first reference example of an SSR created by the present inventors in the process leading to the present invention .
2 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of a heat dissipation unit in the SSR in FIG. 1;
FIG. 3 is an overall perspective view of the inside of a case showing a second reference example of an SSR created by the present inventors in the course of reaching the present invention .
FIG. 4 is an overall view seen through a case showing a modified example of the SSR shown in FIG. 3;
5 is a partial cross-sectional view showing a structure of a heat dissipation part in the SSR shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a front view showing a third reference example of the SSR created by the present inventors in the course of reaching the present invention, and showing a state in which the SSR is mounted on the socket.
7 is a side view showing a state in which the SSR shown in FIG. 6 is mounted on a socket. FIG.
8 is an explanatory diagram showing a state seen through a case in the SSR shown in FIG. 6;
9 is a side view showing the SSR shown in FIG. 6. FIG.
10A is a front view of a heat sink attached to the SSR shown in FIG. 6, FIG. 10B is a plan view of the heat sink, and FIG. 10C is an explanatory view showing a state where the heat sink is attached to the SSR.
[Figure 11] shows the implementation form of SSR according to the present invention, is a front view showing a state of mounting the SSR in the socket.
12 is a side view showing a state where the SSR shown in FIG. 11 is attached to the socket. FIG.
13 is an explanatory view showing a state in which the inside of the case of the SSR shown in FIG. 11 is seen through. FIG.
14A is a front view and FIG. 14B is a side view of the SSR shown in FIG.
15 is a side view showing a state in which a heat sink is attached to the SSR shown in FIG. 11. FIG.
FIG. 16 is a perspective view showing a conventional SSR.
FIG. 17 is a perspective view showing a conventional socket-mounted SSR.
[Explanation of symbols]
10 SSR
11 Synthetic resin case
11a Top plate
11b Side plate
Claims (2)
前記ヒートシンクは、複数の放熱フィン(52)を有するヒートシンクベース部(51)の放熱フィンと反対側の面に肉厚の差込プレート部(55)を一体に突出形成してなるものであり、
前記合成樹脂製ケースの天板(11a)には、前記ヒートシンクの差込プレート部(55)を挿入するための細長状の窓(13)が開設され、
前記合成樹脂製ケース内には、前記半導体パワー素子の放熱板(40)が熱結合されて搭載された高熱伝導材料からなるバネ材(60)が設けられると共に、
前記バネ材(60)は、ケースの天板(11a)と側板(11b)と底板(11c)の内壁面に沿って配設され、かつ天板(11a)の窓(13)に対応するように、窓(13)の幅に対応する間隔を隔てて内方に向けて折曲形成されてなる一対のプレート状のサポート部(62,62)を有すると共に、これらのサポート部(62,62)は互いに接近する方向にバネ付勢されており、
それにより、ケース天板の窓(13)から挿入されたヒートシンクの差込プレート部(55)を、バネ材の一対のサポート部(62,62)で受け入れて狭持することにより、半導体パワー素子(12)からヒートシンクの放熱フィン(52)へ至る伝熱経路が形成される、ことを特徴とするソリッドステートリレー装置。A semiconductor power element (12) is accommodated in a rectangular parallelepiped synthetic resin case (11) having a bottom plate (11c) from which a plug pin (15) protrudes, four side plates (11b), and a top plate (11a). A socket-mounted solid state relay (10), and a heat sink (50) detachably mounted on the solid-state relay (10),
The heat sink is formed by integrally projecting a thick insertion plate portion (55) on the surface opposite to the heat radiation fin of the heat sink base portion (51) having a plurality of heat radiation fins (52),
On the top plate (11a) of the synthetic resin case, an elongated window (13) for inserting the insertion plate portion (55) of the heat sink is opened,
In the synthetic resin case, there is provided a spring material (60) made of a high heat conductive material mounted with a heat sink (40) of the semiconductor power element thermally coupled thereto,
The spring material (60) is disposed along the inner wall surface of the top plate (11a), side plate (11b), and bottom plate (11c) of the case, and corresponds to the window (13) of the top plate (11a). And a pair of plate-like support portions (62, 62) bent inwardly at intervals corresponding to the width of the window (13), and these support portions (62, 62). ) Are spring-biased in the direction of approaching each other,
Thereby, the insertion plate portion (55) of the heat sink inserted from the window (13) of the case top plate is received and sandwiched by the pair of support portions (62, 62) of the spring material, so that the semiconductor power device A solid state relay device characterized in that a heat transfer path is formed from (12) to the heat radiating fin (52) of the heat sink.
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