JPH09289282A - 三相負荷用無接点リレー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】組み合わせ構造の簡素化及び組立作業に要する
手間の削減を図ることができ、半導体素子ユニット及び
トリガー回路ユニットの絶縁状態を確保しながら全体外
形の小型化を実現することが可能な三相負荷用無接点リ
レーを提供する。 【解決手段】無接点リレー１の半導体素子ユニット７
は、出力端子１３，１４及びゲート端子１５が垂直方向
に延出された半導体スイッチング素子１０と、これらが
固着された絶縁板１１と、絶縁板１１が固着された放熱
板１２とを具備し、トリガー回路ユニット８は、半導体
スイッチング素子１０の出力端子１３，１４及びゲート
端子１５が接続される回路基板１８を具備し、ケース体
９は、水平方向に沿って配置されたうえで内端部に半導
体スイッチング素子１０の出力端子１３，１４が接続さ
れる引出端子２２，２３を具備しており、半導体素子及
びトリガー回路ユニット７，８は、絶縁性樹脂２９を用
いたうえで封止されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は三相負荷用無接点リ
レー（以下、無接点リレーという）に係り、特には、そ
の出力部の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の無接点リレーとしては特
開昭６２−５８６６８号公報で開示されたものがあり、
この無接点リレーの出力部５１は、図６で示すように、
半導体素子ユニット５２と、その上側位置に配置される
トリガー回路ユニット５３と、これらを位置決め収納す
る２分割構造のケース体５４，５５とを備えている。そ
して、ここでの半導体素子ユニット５２は、３相交流の
各相に対応した半導体スイッチング素子である３個のト
ライアック５６と、これらのトライアック５６が並列し
て固着された絶縁板５７と、この絶縁板５７が固着され
た放熱板（ヒートプレート）５８とを具備しており、各
トライアック５６の出力端子であるＴ１端子５９及びＴ
２端子６０それぞれは水平配置されたうえで上側に位置
する３相負荷側及び３相電源側の外部端子６１，６２と
一体的に連結される一方、ゲート端子６３は屈曲部を介
したうえで上向きに延出されている。なお、トライアッ
ク５６が固着された絶縁板５７を放熱板５８ではなくて
ヒートシンク（図示省略）に対して固着することも行わ
れている。

【０００３】また、ここでの半導体素子ユニット５２
は、水平方向に沿って２分割された絶縁樹脂製のケース
体５４，５５同士が係合されるのに伴って挟み込まれた
うえで収納されることになっており、これらのケース体
５４，５５内に収納された半導体素子ユニット５２が具
備するトライアック５６の周囲には絶縁性を確保したう
えでの封止を行うためのシリコン樹脂（図示省略）が充
填されている。一方、トリガー回路ユニット５３は、所
要の電子部品（図示省略）が実装され、かつ、外部端子
６４，６５のそれぞれがリード線６６を介して接続され
た回路基板６７を具備したものであり、このトリガー回
路ユニット５３は樹脂成形品である有底箱形の相間絶縁
部品６８を介したうえで半導体素子ユニット５２上に載
置されている。

【０００４】さらに、このトリガー回路ユニット５３の
具備する回路基板６７には細幅溝６９が形成されてお
り、相間絶縁部品６８に形成された絶縁確保用の仕切部
７０は細幅溝６９を挿通したうえで回路基板６７上にま
で突出している。そして、この際、半導体素子ユニット
５２を構成するトライアック５６それぞれの上向きに延
出されたゲート端子６３は回路基板６７及び相間絶縁部
品６８を貫通しており、回路基板６７上に実装された所
要の電子部品それぞれと接続されている。さらにまた、
トリガー回路ユニット５３を構成する外部端子６４，６
５の各々は、半導体素子ユニット５２の外部端子６１，
６２と互いに接続されたうえでケース体５４，５５それ
ぞれにおける側面部の所定位置ごとに対してネジ止め固
定されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来構
成とされた無接点リレーの出力部５１においては、各ト
ライアック５６から延出されたＴ１端子５９及びＴ２端
子６０のそれぞれを並列状として水平配置したうえで外
部端子６１，６２と一体的に連結しており、これらの外
部端子６１，６２とトリガー回路ユニット５３の外部端
子６４，６５とを互いに接続することが行われているた
め、組み合わせ構造が複雑となり、組立作業に多大の手
間を要することになっていた。そして、このような構造
を採用している都合上、半導体素子ユニット５２を収納
するためのケース体５４，５５を水平方向に沿って２分
割しておかねばならず、半導体素子ユニット５２の収納
時における平面的な作業スペースが増大するという不都
合もあった。

【０００６】また、この無接点リレーの出力部５１で
は、ケース体５４，５５内の空気中に配置されたトリガ
ー回路ユニット５３と半導体素子ユニット５２との絶縁
状態を確保すべく相間絶縁部品６８を介装しておく必要
があるため、ケース体５４，５５が大型化することにな
り、無接点リレーの全体外形が大型化するという不都合
が生じていた。さらにまた、絶縁状態を確保する必要
上、トリガー回路ユニット５３の回路基板６７に対して
相間絶縁部品６８の仕切部７０が挿通する細幅溝６９を
形成しておく必要もあり、この回路基板６７自体が大型
化することも起こっていた。

【０００７】本発明は、これらの不都合に鑑みて創案さ
れたものであって、平面的な作業スペースの低減を図
り、かつ、組み合わせ構造の簡素化及び組立作業に要す
る手間の削減を図ることができるとともに、半導体素子
ユニット及びトリガー回路ユニットの絶縁状態を確保し
ながら全体外形の小型化を実現することが可能な無接点
リレーの提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
無接点リレーは、半導体素子ユニットと、その上側位置
に配置されるトリガー回路ユニットと、これらを収納す
るケース体とを備えてなるものであって、半導体素子ユ
ニットは、出力端子及びゲート端子が垂直方向に沿って
延出された複数の半導体スイッチング素子と、これらの
半導体スイッチング素子が固着された絶縁板と、絶縁板
が固着された放熱板とを具備したものであり、トリガー
回路ユニットは、半導体スイッチング素子の出力端子及
びゲート端子が接続される回路基板を具備したものであ
り、ケース体は、水平方向に沿って配置されたうえで内
端部には半導体スイッチング素子の出力端子が接続され
る引出端子を具備したものであり、このケース体の底面
部には放熱板でもって閉塞される開口が形成され、か
つ、その側面部には引出端子の外端部が挿通する開口が
形成されていることを特徴とする。

【０００９】そして、請求項２に係る無接点リレーを構
成するケース体に収納された半導体素子ユニット及びト
リガー回路ユニットは、絶縁性樹脂を用いたうえで封止
されていることを特徴としている。また、請求項３に係
る無接点リレーは、半導体スイッチング素子が固着され
た絶縁板と放熱板との間に、絶縁板よりも外形の小さな
放熱部材が介装されていることを特徴とするものであ
る。さらに、請求項４に係る無接点リレーを構成するケ
ース体の底面部の外面上には、放熱板でもって閉塞され
るシール用溝が開口の周囲に沿って形成されている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１１】図１は本実施の形態に係る無接点リレーの
組立構造を示す外観斜視図、図２は無接点リレーの断面
構造を示す破断側面図であり、図３は無接点リレーにお
ける出力部の構造を示す分解斜視図である。そして、図
４はケース体の底面形状を示す外観斜視図であり、図５
は半導体素子ユニットの要部構造を拡大して示す側面図
である。また、これらの図における符号１は無接点リレ
ー、２は無接点リレー１の出力部であり、この出力部２
は入力部３の下側位置に配置されている。なお、この無
接点リレー１の入力部３は、３相交流の各相に対応した
入力端子４と、入力側回路基板５とを具備し、かつ、後
述するケース体の上側開口を閉塞するケースカバー６を
備えたものであり、説明を省略した従来の形態における
入力部と基本的に同一の構成を有しているに過ぎないた
め、ここでの詳しい説明は省略する。

【００１２】本実施の形態に係る無接点リレー１の出力
部２は、半導体素子ユニット７と、その上側位置に配置
されるトリガー回路ユニット８と、これらの両者を位置
決め収納する嵌合構造のケース体９とを具備したもので
あり、ここでの半導体素子ユニット７は、３相交流の各
相に対応した半導体スイッチング素子である３個のトラ
イアック１０と、トライアック１０のそれぞれが各別に
固着されたセラミック製の絶縁板１１と、これらの絶縁
板１１が互いに並列状として固着された所定厚みの放熱
板１２とを具備している。そして、この際におけるトラ
イアック１０それぞれの出力端子であるＴ１端子１３及
びＴ２端子１４は各トライアック１０を挟み込んだうえ
で垂直方向に沿った上向きとして延出されており、か
つ、各トライアック１０に対して接続されたゲート端子
１５も垂直方向に沿った上向きとして延出されている。
なお、ここでの半導体スイッチング素子がトライアック
１０のみに限定されることはなく、２個のサイリスタが
逆向きとして並列接続されたものであってもよいことは
勿論である。

【００１３】また、この半導体素子ユニット７の上側位
置に配置されるトリガー回路ユニット８は、所要の電子
部品１６が実装され、かつ、トライアック１０それぞれ
のＴ１端子１３及びＴ２端子１４とゲート端子１５とが
貫通孔１７を挿通して突出したうえで接続される回路基
板１８を具備したものであり、この回路基板１８の所定
位置ごとには後述する絶縁性樹脂の充填用開口１９が形
成されている。なお、この際においては、各トライアッ
ク１０の具備するゲート端子１５の方がＴ１端子１３及
びＴ２端子１４よりも長い延出長さを有することが好ま
しく、このようにしておけば、ゲート端子１５の方が率
先してＴ１端子１３及びＴ２端子１４よりも先に回路基
板１８を挿通するため、組立作業が容易になるという利
点が得られる。

【００１４】一方、この無接点リレー１の出力部２は半
導体素子ユニット７及びトリガー回路ユニット８を位置
決め収納するための平面視矩形状を有するケース体９を
備えており、このケース体９は垂直方向に沿って嵌合さ
れたうえで一体化される絶縁樹脂製の下側ケース体２０
及び上側ケース体２１を具備したものとなっている。そ
して、上側から挿入されてきた上側ケース体２１が内嵌
される下側ケース体２０の底面部には半導体素子ユニッ
ト７の具備する放熱板１２でもって閉塞される開口２０
ａが形成されており、この下側ケース体２０内には下側
から挿入されてきたうえでネジ止め固定された半導体素
子ユニット７が収納されている。

【００１５】さらに、下側ケース体２０の内部には、ト
ライアック１０それぞれのＴ１端子１３及びＴ２端子１
４が内端部に対して接続される引出端子２２，２３が並
列状としたうえで配置されており、これら引出端子２
２，２３それぞれの外端部は上向きに屈曲されたうえで
下側ケース体２０の側面部に離間して形成された開口２
０ｂの各々を挿通して下側ケース体２０の外部にまで引
き出されたうえで３相負荷側及び３相電源側の外部端子
２４，２５を構成している。そして、図示省略している
が、上向きに延出されたＴ１端子１３及びＴ２端子１４
それぞれの立ち上がり部の中途位置に突起（フック）な
どを形成しておいたうえで引出端子２２，２３の内端部
を受け止めるようにしてもよく、これらのＴ１端子１３
及びＴ２端子１４と引出端子２２，２３のそれぞれとは
半田付けされるのが一般的となっている。

【００１６】また、この下側ケース体２０に対して内嵌
される上側ケース体２１の側面部は下側ケース体２０の
側面部に形成された開口２０ｂのそれぞれを閉塞するよ
うになっており、この上側ケース体２１の側面部には互
いに並列状として配置された引出端子２２，２３それぞ
れの両側を開口２０ｂの下面に固定するための突起２１
ａが形成されている。そして、下側ケース体２０の開口
２０ｂを挿通したうえで外部にまで引き出された外部端
子２４，２５の各々は下側ケース体２０に埋設されたナ
ット２６に対してネジ２７を用いたうえでネジ止め固定
されており、これらのネジ２７は下側ケース体２０に対
して取り付けられた端子カバー２８でもって覆われてい
る。したがって、本実施の形態に係る無接点リレー１の
出力部２は、すべての構成部品を垂直方向に沿って組み
合わせることによって構成されたものとなる。

【００１７】さらにまた、下側ケース体２０と上側ケー
ス体２１とを嵌合してなるケース体９の内部、すなわ
ち、半導体素子ユニット７の具備する放熱板１２でもっ
て下側ケース体２０の下側開口２０ａが閉塞されたケー
ス体９の内部には、図２で示すように、回路基板１８の
充填用開口１９を通じて注入されたシリコン樹脂などの
ような絶縁性樹脂２９が充填されており、この絶縁性樹
脂２９によっては、ケース体９内に収納された半導体素
子ユニット７及びトリガー回路ユニット８の周囲が封止
されている。そこで、この無接点リレー１の出力部２に
おいては、半導体素子ユニット７のみならず、トリガー
回路ユニット８までもが絶縁性樹脂２９でもって封止さ
れているため、従来のような相間絶縁部品６８を用いず
とも確実な絶縁状態が得られることになる。

【００１８】ところで、この際における下側ケース体２
０の底面部の外面上には、図４の外観斜視図で示すよう
に、半導体素子ユニット７の具備する放熱板１２でもっ
て閉塞されるシール用溝３０を開口２０ａの周囲に沿っ
て形成しておいてもよく、このシール用溝３０を形成し
たうえでシリコン樹脂などを充填しておけば、放熱板１
２及び下側ケース体２０間の連結状態が確実となる。ま
た、本実施の形態においては、半導体素子ユニット７を
構成してトライアック１０のそれぞれが固着された絶縁
板１１を放熱板１２に対して直接的に固着することを行
っているが、図５の側面図で示すように、各トライアッ
ク１０が固着された絶縁板１１と放熱板１２との間に、
絶縁板１１よりも外形の小さな放熱部材３１を介装して
おいてもよく、このような構成としておけば、放熱板１
２に対するトライアック１０の沿面距離を確保しやすい
という利点がある。さらにまた、半導体素子ユニット７
を放熱板１２ではなく、ヒートシンク３２によって構成
しておいてもよいことは勿論である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る無接
点リレーによれば、出力端子及びゲート端子が垂直方向
に沿って延出された複数の半導体スイッチング素子を具
備した半導体素子ユニットと、半導体スイッチング素子
の出力端子及びゲート端子が接続される回路基板を具備
したトリガー回路ユニットと、これらを収納するケース
体とを垂直方向に沿って組み合わせることによって出力
部を構成しうるので、従来の形態では必要であった平面
的な作業スペースの低減を図ることが可能になるばかり
か、組み合わせ構造の簡素化を実現したうえで組立作業
に要する手間の大幅な削減を図ることができるという優
れた効果が得られる。

【００２０】そして、本発明においては、ケース体に収
納された半導体素子ユニット及びトリガー回路ユニット
を絶縁性樹脂でもって封止することを行っているので、
従来の形態における相間絶縁部品を用いずとも確実な絶
縁状態を確保し得ることになり、トリガー回路ユニット
の回路基板を小型化し得るとともに、無接点リレーの全
体外形の小型化を実現することが可能になる。また、半
導体スイッチング素子の絶縁板と放熱板との間に放熱部
材を介装した際には放熱板に対する半導体スイッチング
素子の沿面距離を確保しやすくなり、さらに、ケース体
の底面部の外面上にシール用溝を形成しておいた場合に
はケース体及び放熱板間の連結状態が確実になるという
利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る無接点リレーの組立構造を
示す外観斜視図である。

【図２】無接点リレーの断面構造を示す破断側面図であ
る。

【図３】無接点リレーにおける出力部の構造を示す分解
斜視図である。

【図４】ケース体の底面形状を示す外観斜視図である。

【図５】半導体素子ユニットの要部構造を拡大して示す
側面図である。

【図６】従来の形態に係る無接点リレーの出力部の構造
を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１ 無接点リレー ２ 出力部 ７ 半導体素子ユニット ８ トリガー回路ユニット ９ ケース体 １０ トライアック（半導体スイッチング素子） １１ 絶縁板 １２ 放熱板 １３ Ｔ１端子（出力端子） １４ Ｔ２端子（出力端子） １５ ゲート端子 １８ 回路基板 ２０ 下側ケース体 ２１ 上側ケース体 ２２ 引出端子 ２３ 引出端子 ２９ 絶縁性樹脂

フロントページの続き (72)発明者 小永田 正一 佐賀県武雄市朝日町大字中野小字小原 11000番地 オムロン武雄株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体素子ユニットと、その上側位置に
   配置されるトリガー回路ユニットと、これらを収納する
   ケース体とを具備してなる三相負荷用無接点リレーであ
   って、 半導体素子ユニットは、出力端子及びゲート端子が垂直
   方向に沿って延出された複数の半導体スイッチング素子
   と、これらの半導体スイッチング素子が固着された絶縁
   板と、絶縁板が固着された放熱板とを具備したものであ
   り、 トリガー回路ユニットは、半導体スイッチング素子の出
   力端子及びゲート端子が接続される回路基板を具備した
   ものであり、 ケース体は、水平方向に沿って配置されたうえで内端部
   には半導体スイッチング素子の出力端子が接続される引
   出端子を具備したものであり、 このケース体の底面部には放熱板でもって閉塞される開
   口が形成され、かつ、その側面部には引出端子の外端部
   が挿通する開口が形成されていることを特徴とする三相
   負荷用無接点リレー。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の三相負荷用無接点リレ
   ーであって、 ケース体に収納された半導体素子ユニット及びトリガー
   回路ユニットは、絶縁性樹脂を用いたうえで封止されて
   いることを特徴とする三相負荷用無接点リレー。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の三相負
   荷用無接点リレーであって、 半導体スイッチング素子が固着された絶縁板と放熱板と
   の間には、絶縁板よりも外形の小さな放熱部材が介装さ
   れていることを特徴とする三相負荷用無接点リレー。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の三相負荷用無接点リレ
   ーであって、 ケース体の底面部の外面上には、放熱板でもって閉塞さ
   れるシール用溝が開口の周囲に沿って形成されているこ
   とを特徴とする三相負荷用無接点リレー。