JPH066548Y2 - ソリッドステート・コンタクタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、半導体スイッチング素子によって交流電流
を開閉制御するソリッドステート・コンタクタ、特に、
その実装に関するものである。

この種のソリッドステート・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ッチング素子
を用いて構成された一種の電流開閉装置であって、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。

［従来の技術］ 一般に、ケーシングとプリント基板とを合成樹脂で一体
化しする技術は、実開昭５９−１７６１５２号公報、実
公昭５５−２６２５号公報等で公知であるが、端子リー
ドを固定することができない。

一方、この種のソリッドステート・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図は従来のソリッドステート・コンタクタの分解斜
視図を示す。なお、この場合、ソリッドステート・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ッチング素子を示す。(2)は放熱フ
ィンであって、前記半導体スイッチング素子(1)からの
発熱を空気中に放出する。

また、(3)，(4)，(5)はそれぞれ端子リードであって、
これらには、外部の通電用電線（図示せず）が接続され
る。(6)は前記半導体スイッチング素子(1)を制御するた
めの電子部品である。(7)は電子部品(6)が搭載された第
１のプリント配線基板である。(8)は表示灯であって、
外部から与えられる開閉制御信号に基づいて、半導体ス
イッチング素子(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)は半導体スイッチング素子(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って、半導体スイッチング素子
(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って、
サージ吸収器(13)と端子(14)が搭載されている。(16A)
及び(16B)は１組のケースであって、このケース(16A)及
び(16B)は放熱フィン(2)に係合して、端子リード(3)，
(4)，(5)を保持する。(17)はフタであって、前記ケース
(16A)及び(16B)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
熱フィン(2)に固定され、ＤＩＮ規格レール等へのはめ
込み取付けが可能なフック（図示せず）およびネジ取付
けが可能な取付穴(18a)を有する。

次に、組立状態について説明する。

半導体スイッチング素子(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。半導体スイッチング素子(1)は、その取付け穴(1c)
とネジ(19)とによって、その放熱板(1a)の部分が放熱フ
ィン(2)の取付け座(2a)に固定される。半導体スイッチ
ング素子(1)にて発生する熱は、その放熱板(1a)を介し
て放熱フィン(2)に伝導し、この放熱フィン(2)から空気
中に放出される。放熱フィン(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。

半導体スイッチング素子(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
ッチング素子(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
イッチング素子(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っている。

ケース(16A)及び(16B)には突起(16a)が設けられてい
る。一方、放熱フィン(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
ことによって、前記ケース(16A)及び(16B)が放熱フィン
(2)に固定され、２分割した１組のケース(16A)及び(16
B)が一体化するようになっている また、ケース(16A)及び(16B)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)が挿入されて互いの絶縁
を保ちながら保持される。

ケース(16A)及び(16B)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(16A)及び(16B)に設けられた突起(16c)に係合させ
ることにより、一体化されるようになっている。

また、取付板(18)はネジ(20)によって放熱フィン(2)に
固定されるようになっている。

［考案が解決しようとする問題点］ 上述の説明からも明らかなように、この種のソリッドス
テート・コンタクタでは、プリント配線基板(7)，(9)及
び端子リード(3)，(4)，(5)や端子(10)などの各種端子
類といったように、実に多く部品が放熱フィンに取り付
けられる。

そして、それら数多くの部品は粘着性接着剤などによっ
て個々に固定されるとともに、端子リードはケースとの
位置合わせも必要であることから組立能率が非常に悪い
という問題点があった。

この考案は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、端子リードの位置合わせが容易で、かつ、放熱フ
ィンに取り付けられる数多くの部品を一挙に固定できる
ようにして組立能率の大幅な向上を可能にしたソリッド
ステート・コンタクタの提供を課題とするものである。

［問題点を解決するための手段］ この考案に係るソリッドステート・コンタクタは、半導
体スイッチング素子に接続されるとともに、外部電線と
接続可能な上方から回動するねじを有する複数個の平板
状の端子リードと、前記半導体スイッチング素子及び相
対する２方向に伸長する複数個の端子リードを搭載した
プリント配線基板と、前記プリント配線基板を上方より
挿入するくぼみを有し、前記プリント配線基板の挿入方
向と直交する方向に伸長した前記端子リードが前記くぼ
みの外方向に突出するように形成した放熱フィンと、上
方に開口部を有して、プリント配線基板の挿入方向と直
交する方向から前記放熱フィンに挿着されるとともに、
前記端子リードと係合する角穴を有するケースとを具備
し、前記放熱フィンに形成したくぼみに前記端子リード
及び前記プリント配線基板を挿入し、前記放熱フィンに
係合する前記ケースで前記端子リードを支持し、前記ケ
ースの開口部より注型材をくぼみに流し込み硬化させる
ことにより前記端子リード及び前記プリント配線基板を
固定するものである。

［作用］ 本考案においては、放熱フィンに形成したくぼみに端子
リード及びプリント配線基板を挿入し、前記放熱フィン
に係合するケースで端子リードを支持し、前記ケースの
開口部より注型材をくぼみに流し込み硬化させるもので
あるから、前記ケースで端子リードを支持した状態で放
熱フィンに取付けられる多数の部品は、注型材を流し込
むことで一挙に一体化固定される。

［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、図中、第一実施例と同一符号及び記号は第一
実施例の構成部分と同一または相当する構成部分を示す
ものである。

第１図はこの考案の一実施例によるソリッドステート・
コンタクタの要部における断面状態を示す。第２図は、
第１図に要部を示したソリッドステート・コンタクタの
全体的な構成を分解斜視図である。この場合も、ソリッ
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図に示したソリッドステート・コンタク
タは、基本的には前述したものと同様である。

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)，(22)，(23)は、第１
のプリント配線基板(24)にて半導体スイッチング素子
(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、半導体スイッチング
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)は前記
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)は半導体スイッチング素子
(1)の開閉制御信号を外部から与えるための端子リード
である。この端子リード(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)は放熱フィンで、この放熱フィン(27)は、半導体ス
イッチング素子(1)及び電子部品(6)を納めるため、壁(2
7d)で囲まれたくぼみ(27e)を有する。(28)は取付け板
で、取付け板(28)は弾性変形させられることによって放
熱フィン(27)に固定されるようになっている。(29)は絶
縁板で、絶縁板(29)は前記放熱フィン(27)のくぼみ(27
e)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、放熱フィン(27)の
くぼみ(27e)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。また、(16d)
は放熱フィン(27)のくぼみ(27e)の上方部分に形成した
ケース(16A)及び(16B)の開口部である。

次に、組立状態について説明する。

半導体スイッチング素子(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(1d)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っている
（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って、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。従って、第
１のプリント配線基板(24)と支持板(24b)との境には、
切り離しやすくするために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、先端(21a)，(22a)，(2
3a)が、前記接続足(1b)の先端(1d)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)、(1d)
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
れることによっ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ってハンダ付けされるこ
とにより接続足(1b)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。

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
用端子リード(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
っている（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リード(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)側の動作確認用の
表示灯(8)の両方に電気的に接続されるようになってい
る。

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

半導体スイッチング素子(1)の放熱板(1a)は、ネジ(19)
により放熱フィン(27)の取付け座(27a)に固定される。
第１のプリント配線基板(24)は、前記取付け座(27a)よ
りも一段低いくぼみ(27e)に配置される。このとき、放
熱フィン(27)と第１のプリント配線基板(24)の間には絶
縁板(29)が介挿されて相互の絶縁強化がはかられる。こ
れらの組立て工程は、前記支持板(24b)が除去された後
に行われる。

２分割されたうちの１組のケース(16A)または(16B)に端
子リード(21)，(22)，(23)，(26)を挿入して固定し、ケ
ース(16A)及び(16B)の開口部(16d)から放熱フィン(27)
のくぼみ(27e)にエポキシ系樹脂等の注型材(30)を注入
して硬化させる。これにより、端子リード(21)，(22)，
(23)，(26)をケース(16A)及び(16B)に位置合わせした状
態で電子部品(6)及びプリント配線基板(24)，(25)など
と共に放熱フィン(27)に固定されることになる。

全体の組立は、前述したものと同様に、サージ吸収器(1
3)とフタ(17)をケース(16A)及び(16B)に被せ、フタ(17)
の穴(17a)をケース(16A)及び(16B)の突起(16c)に係合さ
せて一体に固定する（第２図）。

また、取付け板(28)の取付けは取付け板(28)側の突起(2
8a)を放熱フィン(27)側のくぼみ(27f)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)が放熱フィン(27)の端面に係合するとともに、ス
トッパ(28b)が放熱フィン(27)の端面に突き当たる。こ
れにより、取付け板(28)が放熱フィン(27)に固定され
る。

そのほか、前述したものと同様、ケース(16A)及び(16B)
には突起(16a)が設けられている。一方、放熱フィン(2
7)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ってケース(1
6A)及び(16B)が放熱フィン(27)に固定されるようになっ
ている。

また、ケース(16A)及び(16B)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)，(22)，(2
3)及び端子リード(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(16A)及び(16B)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)，(23)
上に載せた状態で、フタ(17)に設けられた穴(17a)をケ
ース(16A)及び(16B)に設けられた突起(16c)に係合させ
ることにより、一体化されるようになっている。

このように、この実施例のソリッドステート・コンタク
タは、半導体スイッチング素子(1)に接続されるととも
に、外部電線と接続可能な上方から回動するねじ(19)を
有する複数個の平板状の端子リード(21)，(22)，(23)
と、半導体スイッチング素子(1)及び相対する２方向に
伸長する複数個の端子リード(21)，(22)，(23)を搭載し
たプリント配線基板(24)と、プリント配線基板(24)を上
方より挿入するくぼみ(27c)を有し、前記プリント配線
基板の挿入方向と直交する方向に伸長した端子リード(2
1)，(22)，(23)がくぼみ(27c)の外方向に突出するよう
に形成した放熱フィン(27)と、上方に開口部(16d)を有
して、プリント配線基板(24)の挿入方向と直交する方向
から、放熱フィン(27)に挿着されるとともに、前記端子
リード(21)，(22)，(23)と係合する角穴(16b)を有し、
前記端子リード(21)，(22)，(23)を支持した状態で上方
の開口部(16d)から注型材(30)を流し込み硬化させた複
数分割されたケース(16A)及び(16B)とを具備するもので
ある。

この実施例は前述したように、端子リード(21)，(22)，
(23)の先端(21a)，(22a)，(23a)と半導体スイッチング
素子(1)の接続足(1d)とを、第１のプリント配線基板(2
4)の穴(24a)に同時に挿入してハンダ付けすることで、
機械的および電気的な接続が確実かつ容易に行われると
ともに組立能率が向上する。

そして、上方に開口部(16d)を有して、プリント配線基
板(24)の挿入方向と直交する方向から放熱フィン(27)
に、端子リード(21)，(22)，(23)を支持する複数分割さ
れたケース(16A)，(16B)を取付けた状態で注型材(30)を
流し込み硬化させるものであるから、端子リード(21)，
(22)，(23)を支持する複数分割されたケース(16A)，(16
B)の挿着方向が自在となり、一体化が容易になる。

また、端子リード(26)の先端を第１のプリント配線基板
(24)の穴に挿入してハンダ付けするとともに、リード部
の突起(26a)を第２のプリント配線基板(25)の穴に挿入
してハンダ付けすることで組立能率の向上が図れる。

更に、第１のプリント配線基板(24)に切り離し可能な支
持板(24b)を形成することで、組立が容易となり、また
組立てが早くなる。

なお、放熱フィン(27)と第１のプリント配線基板(24)と
の間に絶縁板(29)を介することで、より一層相互の絶縁
強化が図られるので信頼性が向上する。

また、取付け板(28)を放熱フィン(27)に対して弾性変形
を利用して装着するようにしたので、取付けるためのネ
ジまたはネジ穴が不用となり、それだけ安価となるとと
もに組立作業が向上する。

［考案の効果］ 以上のように、この考案によれば、半導体スイッチング
素子が取り付けられる放熱フィンにくぼみを形成し、こ
のくぼみにプリント配線基板、端子リードおよび電子部
品を挿入するとともに、端子リードをケースで支持した
状態で、ケースの開口部から注型材をくぼみに流し込み
硬化させて固定するように構成したので、放熱フィンに
取り付けられる多数の部品を一挙に固定することがで
き、かつ、端子リードの位置合わせが容易であり、組立
能率が大幅に向上するという効果がある。

また、上方に開口部を有して、プリント配線基板の挿入
方向と直交する方向から放熱フィンに、端子リードを支
持する複数分割されたケースを取付けた状態で注型材を
流し込み硬化させるものであるから、端子リードを支持
する複数分割されたケースの挿着方向が自在となり、一
体化が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるソリッドステート・コンタクタ
の要部における一実施例を示す断面図である。 第２図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は第１図に要部を示した
ソリッドステート・コンタクタの構成要素及び組立状態
を示す分解斜視図である。 第３図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は従来のソリッドステー
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)：半導体スイッチング素子 (16A)，(16B)：ケース (16d)：開口部 (21)，(22)，(23)：端子リード (24)：第１のプリント配線基板 (25)：第２のプリント配線基板 (26)：開閉制御信号入力用の端子リード (27)：放熱フィン (27e)：くぼみ (30)：注型材 である。 なお、図中、同一符号及び同一記号は同一又は相当部分
を示すものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｂ 8727−4Ｅ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体スイッチング素子に接続されるとと
   もに、外部電線と接続可能な上方から回動するねじを有
   する複数個の平板状の端子リードと、 前記半導体スイッチング素子及び相対する２方向に伸長
   する複数個の端子リードを搭載したプリント配線基板
   と、 前記プリント配線基板を上方より挿入するくぼみを有
   し、前記プリント配線基板の挿入方向と直交する方向に
   伸長した前記端子リードが前記くぼみの外方向に突出す
   るように形成した放熱フィンと、 上方に開口部を有して、プリント配線基板の挿入方向と
   直交する方向から前記放熱フィンに挿着されるととも
   に、前記端子リードと係合する角穴を有し、前記端子リ
   ードを支持した状態で上方の開口部から注型材を流し込
   み硬化させた複数分割されたケースと を具備することを特徴とするソリッドステート・コンタ
   クタ。