JPH0541563Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は半導体スイツチング素子によつて交
流電流を開閉制御するソリツドステート・コンタ
クタ、特にその実装に関する。

［従来の技術］ ソリツドステート・コンタクタは、パワートラ
ンジスタやサイリスタのような半導体スイツチン
グ素子を用いて構成された一種の電流開閉装置で
あつて、特に交流用に構成されたものは、例えば
電動機の運転制御や発熱体の通電制御などに利用
できる。

なお、この種のソリツドステート・コンタクタ
に関する技術については、例えば「トランジスタ
技術1986年２月号」345〜351頁などに記載があ
る。

第３図は従来のソリツドステート・コンタクタ
の分解斜視図を示す。この場合、ソリツドステー
ト・コンタクタは、Ａ，Ｂ，Ｃの３部分に分けて
示されている。

先ず、主要な構成要素について説明する。

第３図Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、１は電流を開閉す
る半導体スイツチング素子を示す。２は放熱フイ
ンであつて、上記半導体スイツチング素子１から
の発熱を空気中に放出する。

３，４，５はそれぞれ端子リードであつて、こ
れらには外部の通電用電線（図示せず）が接続さ
れる。

６は上記半導体スイツチング素子１を制御する
ための電子部品である。７はその電子部品６が搭
載された第１のプリント配線基板である。

８は表示灯であつて、外部から与えられる開閉
制御信号に基づいて半導体スイツチング素子１の
開閉動作状態を表示する。９はその表示灯８が搭
載された第２のプリント配線基板を示す。

１０は、半導体スイツチング素子１の開閉制御
信号を外部から与えるための開閉制御信号入力用
端子である。１１はその端子を第１のプリント配
線基板７に電気的に接続するリード線、１２は第
１と第２の２つのプリント配線基板７，９間を接
続するリード線である。１３はサージ吸収器であ
つて、半導体スイツチング素子１をサージ電圧及
びサージ電流から保護する。１４はこのサージ吸
収器１３と端子リード３，４，５を接続する端
子、１５は第３のプリント配線基板であつて、サ
ージ吸収器１３と端子１４が搭載されている。

１６は１組のケースであつて、このケース１６
は放熱フイン２に係合して端子リード３，４，５
を保持する。１７はフタであつて、上記ケース１
６に係合してサージ吸収器１３等の帯電部を覆
う。

１８は取付け板である。この取付け板１８は放
熱フイン２に固定され、DIN規格レール等へは
め込み取付けが可能なフツク（図示せず）および
ネジ取付けが可能な取付け穴１８ａを有する。

次に、組立状態について説明する。

半導体スイツチング素子１は放熱板１ａと接続
足１ｂを有する。放熱板１ａには取付け穴１ｃが
設けられている。半導体スイツチング素子１は、
その取付け穴１ｃとネジ１９とによつて、その放
熱板１ａの部分が放熱フイン２の取付け座２ａに
固定される。半導体スイツチング素子１にて発生
する熱は、その放熱板１ａを介して放熱フイン２
に伝導し、この放熱フイン２から空気中に放出さ
れる。放熱フイン２には、放熱効果を高めるため
に、空気が対流する貫通孔２ｂが多数設けられて
いる。

半導体スイツチング素子１の接続足１ｂには、
端子リード３，４，５の先端３ａ，４ａ，５ａが
ロウ付けにより強固に接続されている。これとと
もに、その接続足１ｂの先端１ｄは、折り曲げら
れて第１のプリント配線基板７にハンダ付けされ
ることにより、半導体スイツチング素子１を開閉
制御する電子部品６に電気的に接続されている。

外部からの開閉制御信号が与えられる端子１０
は、ハンダ付けされたリード線１１を介して第１
のプリント配線基板７上の電子部品６に電気的に
接続されている。これとともに、その開閉制御信
号入力用端子１０は、ハンダ付けされたリード線
１２を介して、第２のプリント配線基板９上の表
示灯８にも電気的に接続されている。

これにより、開閉制御信号入力用端子１０に外
部から開閉制御信号を与えると、電子部品６を介
して半導体スイツチング素子１が導通駆動されて
電流を通じるようになり、これとともに表示灯８
が点灯されて動作確認の表示が行われるようにな
つている。

ケース１６には突起１６ａが設けられている。
一方、放熱フイン２には溝状のくぼみ２ｃが形成
されている。その突起１６ａとくぼみ２ｃを係合
させることによつて、ケース１６が放熱フイン２
に固定されるようになつている。

また、ケース１６には角穴１６ｂが設けられて
いる。この角穴１６ｂには、端子リード３，４，
５及び開閉制御信号入力用端子１０が挿入されて
互いに絶縁を保ちながら保持される。

ケース１６とフタ１７は、サージ吸収器１３に
接続された端子１４を端子リード３，４，５の上
に載せた状態で、フタ１７に設けられた穴１７ａ
をケース１６に設けられた突起１６ａに係合させ
ることにより、一体化されるようになつている。

また、取付け板１８はネジ２０によつて放熱フ
イン２に固定されるようになつている。

［考案が解決しようとする問題点］ 以上のように構成された従来のソリツドステー
ト・コンタクタでは、大きな電流が流れる端子リ
ード３，４，５と半導体スイツチング素子１の接
続足１ｂとの接合部が発熱しやすいので、その両
者は直接当接させなければならない。これととも
に、その接続足１ｂは、電子部品６との電気的な
接続を確実にするために、第１のプリント配線基
板７にハンダ付けする必要がある。つまり、接続
足１ｂは、端子リード３，４，５に直接当接させ
ながら電子部品６が搭載された第１のプリント配
線基板７にハンダ付けしなければならない。この
ため、その接続はどうしても煩雑となつてしま
い、このことがこの種のソリツドステート・コン
タクタの組立能率の向上を阻害する大きな要因と
なつていた。

この考案は、係る問題点を解決するためになさ
れたもので、半導体スイツチング素子の接続足に
おける接続を容易に行えるようにして組立能率の
向上を可能にしたソリツドステート・コンタクタ
を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この考案に係るソリツドステート・コンタクタ
は、開閉制御用の電子部品が搭載されたプリント
配線基板の同じ穴に、半導体スイツチング素子の
接続足と端子リードの先端を一緒に挿入した状態
でもつてプリント配線基板全体をハンダ付けした
ものである。

［作用］ 上述した手段により、接続足と端子リードは、
プリント配線基板の穴に一緒に挿入されることに
よつて互いに直接当接される。そして、このよう
に直接当接された状態でもつてハンダ付けされる
ことにより、接続足は、端子リードと機械的に直
接接続する状態を確実に保ちながら、電子部品が
搭載されたプリント配線基板にハンダ付けにより
電気的にも確実に接続されるようになる。これに
よつて、半導体スイツチング素子の接続足付近に
おける接続が確実かつ容易に行えるようになつ
て、組立能率が向上させられるようになる。

［実施例］ 以下、この考案の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。

なお、図において、同一符号は同一部分あるい
は相当部分を示す。

第１図はこの考案によるソリツドステート・コ
ンタクタの要部における断面状態を示す。

また、第２図は、第１図に要部を示したソリツ
ドステート・コンタクタの全体的な構成を分解斜
視図によつて示す。この場合、ソリツドステー
ト・コンタクタはＡ，Ｂ，Ｃの３部分に分けて示
されている。

第１図及び第２図に示したソリツドステート・
コンタクタは、基本的には前述したものと同様で
ある。従つて、以下の説明は、前述したものとの
相違点に着目して行い、前述したものと同一のと
ころについては図中に同一符号を用いて示すだけ
とする。

先ず、前述したものと相違する構成要素の主要
部分について説明する。

第１図及び第２図において、２１，２２，２３
は端子リードである。この端子リード２１，２
２，２３は、第１のプリント配線基板２４にて半
導体スイツチング素子１の接続足１ｄとハンダ付
けされる。

第１のプリント配線基板２４には半導体スイツ
チング素子１を開閉制御するための電子部品６が
搭載されている。

２５は表示灯８が搭載された第２のプリント配
線基板である。この第２のプリント配線基板２５
は上記第１のプリント配線基板２４に対して直交
する姿勢で取り付けられ固定される。

２６は、半導体スイツチング素子１の開閉制御
信号を外部から与えるための端子である。この端
子２６には、先端が第１のプリント配線基板２４
の穴に挿入されるリード部が延設されるととも
に、そのリード部の途中にて側方へ突起する突起
２６ａが形成されている。この突起２６ａは第２
のプリント配線基板２５の穴に挿入されてハンダ
付けされる。

２７は放熱フインである。この放熱フイン２７
は、半導体スイツチング素子１及び電子部品６を
納める凹部２７ｅを有する。

２８は取付け板である。この取付け板２８は弾
性変形させられることによつて放熱フイン２７に
固定されるようになつている。

２９は絶縁板である。この絶縁板２９は上記放
熱フイン２７の凹部２７ｅの底に介挿される。

３０は注型材である。この注型材３０はエポキ
シ系樹脂などからなり、放熱フイン２７の凹部２
７ｅに納められた第１のプリント配線基板２４を
電子部品６とともにモールド封止する。

次に組立状態について説明する。

半導体スイツチング素子１は、第１のプリント
配線基板２４と一体に形成された支持板２４ｂ上
に保持された状態にて、その接続足１ｂの先端１
ｄが第１のプリント配線基板２４の穴２４ａに挿
入されるようになつている（第２図）。この場合、
その支持板２４ｂは一種の組立用治具として利用
されるものであつて、接続足１ｂの挿入及びハン
ダ付けなどが完了した後は、第１のプリント配線
基板２４から切り離されて除去される。従つて、
第１のプリント配線基板２４と支持板２４ａとの
境には、切り離しやすくするための切欠きがあら
かじめ形成されている。

端子リード２１，２２，２３は、その先端２１
ａ，２２ａ，２３ａが、上記接続足１ｂの先端１
ｄが挿入されている穴２４ａに一緒に挿入されて
いる（第１図）。穴２４ａに一緒に挿入された両
先端１ｄと２１ａ，１ｄと２２ａ，１ａと２３ａ
はそれぞれ、他の電子部品６と同時にハンダ付け
されている。これにより、接続足１ｂと端子リー
ド２１，２２，２３はそれぞれ機械的にも電気的
にも確実に接続されている。

つまり、接続足１ｂと端子リード２１，２２，
２３は、第１のプリント配線基板２４の穴２４ａ
に一緒に挿入されることによつて互いに直接当接
される。そして、このように直接当接された状態
でもつてハンダ付けされることにより、接続足１
ｂは、端子リード２１，２２，２３と機械的に直
接接続する状態を確実に保ちながら、電子部品６
が搭載された第１のプリント配線基板２４にハン
ダ付けにより電気的にも確実に接続されるように
なる。これにより、半導体スイツチング素子１の
接続足１ｂ付近における接続が確実容易に行える
ようになつて、組立能率が向上させられるように
なる。

外部から開閉制御信号を与えるための開閉制御
信号入力用端子２６は、そのリード部の先端が第
１のプリント配線基板２４の穴により挿入されて
ハンダ付けされるとともに、そのリード部の突起
２６ａが第２のプリント配線基板２５の穴に挿入
されてハンダ付けされるようになつている（第２
図）。この場合、第２のプリント配線基板２５は
第１のプリント配線基板２４に対して垂直に立て
られた姿勢で固定される。これにより、開閉制御
信号入力用端子２６は、第１のプリント配線基板
２４側の開閉制御用電子部品６と第２のプリント
配線基板２５側の動作確認用表示灯８の両方に電
気的に接続されるようになつている。

第１のプリント配線基板２４の支持板２４ｂ
は、以上までの組立が完了した段階で切り離され
て除去される。

半導体スイツチング素子１の放熱板１ａは、ネ
ジ１９によつて放熱フイン２７の取付け座２７ａ
に固定される。一方、第１のプリント配線基板２
４は、上記取付け座２７ａよりも一段低いくぼみ
２７ｅに配置される。このとき、放熱フイン２７
と第１のプリント配線基板２４の間には絶縁板２
９が介挿されて相互の絶縁強化がはかられる。こ
れらの組立工程は、上記支持板２４ａが除去され
た後に行われる。

放熱フイン２７の取付け座２７ａのくぼみ２７
ｅの周囲には壁２７ｄが形成されているが、この
壁２７ｄで囲まれた部分にはエポキシ樹脂等の注
型材３０が注入されて硬化させられている。これ
により、電子部品６、端子リード２１，２２，２
３、端子２６、及びプリント配線基板２４，２５
などが固定されている。

全体の組立は、前述したものと同様に、ケース
１６に放熱フイン２７と端子リード２１，２２，
２３及び端子２６を挿入して固定し、サージ吸収
器１３とフタ１７をケース１６に被せ、フタ１７
の穴１７ａをケース１６の突起１６ｃに係合させ
一体に固定する（第２図）。

また、取付け板２８の取付けは、取付け板２８
側の突起２８ａを放熱フイン２７側のくぼみ２７
ｆにはめ込んで係合させた後、そのくぼみ２７ｆ
に案内させながら取付け板２８を水平方向に摺動
移動させる。取付け板２８が所定の位置まで移動
させられると、取付け板２８側の掛け爪２８ｃが
放熱フイン２７の端面に係合するとともに、スト
ツパ２８ｂが放熱フイン２７の端面に突き当る。
これにより、取付け板２８が放熱フイン２７に固
定される。

そのほか、前述したものと同様、ケース１６に
は突起１６ａが設けられている。一方、放熱フイ
ン２７には溝状のくぼみ２７ｃが形成されてい
る。その突起１６ａとくぼみ２７ｃを係合させる
ことによつて、ケース１６が放熱フイン２７に固
定されるようになつている。

また、ケース１６には角穴１６ｂが設けられて
いる。この角穴１６ｂには、端子リード２１，２
２，２３及び端子２６が挿入されて互いの絶縁を
保ちながら保持される。

ケース１６とフタ１７は、サージ吸収器１３に
接続された端子１４を端子リード２１，２２，２
３上に載せた状態で、フタ１７に設けられた穴１
７ａをケース１６に設けられた突起１６ａに係合
させることにより、一体化されるようになつてい
る。以上のように構成されたソリツドステート・
コンタクタでは、端子リードと半導体スイツチン
グ素子との電気的及び機械的な接続が、プリント
配線基板の同じ穴にて行われたハンダ付けによつ
てなされていることにより、その電気的及び機械
的な接続が簡単かつ確実に行われ、さらに従来は
別工程で行われていた端子リードと半導体スイツ
チング素子との間のロウ付けも不要にできる。こ
れにより、製品の信頼性及び生産能率をともに向
上させることが可能になる。

［考案の効果］ この考案は以上説明したとおり、電子部品が搭
載されたプリント配線基板の穴に半導体スイツチ
ング素子の接続足と端子リードの先端を一緒に挿
入した状態でもつてハンダ付けする構成により、
半導体スイツチング素子の接続足における接続を
容易にして組立能率を向上させる、という効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるソリツドステート・コ
ンタクタの要部における一実施例を示す断面図、
第２図Ａ，Ｂ，Ｃは第１図に要部を示したソリツ
ドステート・コンタクタの構成要素及びその組立
状態を示す分解斜視図、第３図Ａ，Ｂ，Ｃはこの
考案に先立つて検討されたソリツドステート・コ
ンタクタの構成要素及びその組立状態を示す分解
斜視図である。 図において、１は半導体スイツチング素子、６
は電子部品、８は表示灯、１６はケース、１７は
フタ、２１，２２，２３は端子リード、２４は第
１のプリント配線基板、２４ａは第１のプリント
配線基板２４の穴、２４ｂは第１のプリント配線
基板２４から一体に延設された支持板、２５は第
２のプリント配線基板、２６は開閉制御信号入力
用の端子、２６ａは端子２６のリード部に形成さ
れた突起、１３はサージ吸収器、２７は放熱フイ
ン、２７ｄは放熱フイン２７に形成された壁、２
７ｅはその壁２７ｄに囲まれたくぼみ、２８は取
付け板、２９は絶縁板、３０は注型材である。な
お、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示
す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 放熱板と接続足とを備えた半導体スイツチング
   素子と、上記半導体スイツチング素子から発生し
   て上記放熱板に伝導されてくる熱を空気中に放出
   する放熱フインと、外部の電線と接続可能な端子
   を有する端子リードと、上記半導体スイツチング
   素子の開閉制御を行う電子部品が搭載されたプリ
   ント配線基板とを備え、上記接続足と上記端子リ
   ードとが、上記プリント配線基板の同じ穴に一緒
   に挿入された状態でハンダ付けされていることを
   特徴とするソリツドステート・コンタクタ。