(57)【要約】【課題】所望の絶縁耐圧を確保しながら双方向光伝送を実施でき、大きさ及びコストを抑制することに貢献可能な電力変換装置を提供する。【解決手段】制御回路部１と駆動回路部２１とにおける互いに対向して位置する各実装面の間、および各駆動回路部２１〜２６の隣接同士における互いに対向して位置する各実装面の間に、それぞれ双方向伝送部３を介在させる。駆動回路部２１〜２６のうち隣接する双方向伝送部３の間の位置の駆動回路部２には、当該隣接する双方向伝送部３の間において信号伝送の中継または分岐を行う中継分岐部６を備える。双方向伝送部３のゲート用素子８１および状態用素子８２における各受光素子８１ｂ，８２ｂの周縁側もしくは各発光素子８１ａ，８２ａの周縁側には、それぞれの実装面から信号伝送経路８１ｄ，８２ｄに沿って突出して当該周縁側を包囲する筒状の遮光壁８１ｆ，８２ｆを設ける。【選択図】図１
2016214022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の半導体スイッチング素子のうち対応する一つを駆動し、互いに離間して順に配列された第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部と、
第１列のゲート駆動回路部から離間して配置され、第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部に入力する各半導体スイッチング素子のゲート信号を生成し、当該第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部からの状態信号を受信する制御回路部と、
制御回路部と第１列のゲート駆動回路部とにおける互いに対向して位置する各実装面の間、および第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部の隣接同士における互いに対向して位置する各実装面の間、にそれぞれ介在し、各実装面の間においてゲート信号および状態信号を光絶縁しながら信号伝送する双方向伝送部と、
第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部のうち隣接する双方向伝送部の間の位置のゲート駆動回路部にそれぞれ実装され、当該隣接する双方向伝送部の間において信号伝送の中継または分岐を行う中継分岐部と、を備え、
各双方向伝送部は、ゲート信号を光絶縁しながら信号伝送するゲート信号用光結合素子、および状態信号を光絶縁しながら信号伝送する状態信号用光結合素子が、それぞれ逆向きの信号伝送経路で配列され、
各双方向伝送部のゲート信号用光結合素子および状態信号用光結合素子は、当該双方向伝送部を挟む各実装面のうち一方の実装面に実装された発光素子と、他方の実装面に実装され当該発光素子と対となる受光素子と、をそれぞれ有し、
ゲート信号用光結合素子および状態信号用光結合素子における各受光素子の周縁側もしくは各発光素子の周縁側には、それぞれの実装面から信号伝送経路に沿って突出して当該周縁側を包囲する筒状の遮光壁が設けられた、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
各中継分岐部は、
当該中継分岐部に信号伝送されたゲート信号を、当該中継分岐部が実装されたゲート駆動回路部に入力するゲート信号と、当該中継分岐部が実装されたゲート駆動回路部よりも後列側のゲート駆動回路部に入力するゲート信号と、に分離する信号分離部を有し、
当該中継分岐部が実装されたゲート駆動回路部の状態信号と、当該中継分岐部が実装されたゲート駆動回路部よりも後列側のゲート駆動回路部から信号伝送された状態信号と、を混合する信号混合部を有した、
ことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
制御回路部と第１列の駆動回路部との間の空間距離は、当該制御回路部と第１列の駆動回路部との電位差における電気的絶縁を保持するために必要な空間距離の下限値以上とし、
第１列〜第Ｎ列の駆動回路部の隣接同士の間の空間距離は、各隣接同士の電位差における電気的絶縁を保持するために必要な空間距離の下限値以上であることを特徴とする請求項１または２記載の電力変換装置。
【請求項４】
双方向伝送部の外周側を包囲し、制御回路部の実装面とゲート駆動回路部の実装面とに挟持される隔壁を備え、
隔壁における制御回路部の実装面側およびゲート駆動回路部の実装面側に位置する各実装面側隔壁部は、受光素子，発光素子，遮光壁が対向する位置に、開口部が形成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電力変換装置。
【請求項５】
制御回路部と第１列の駆動回路部との間の隔壁の沿面距離は、当該制御回路部と第１列の駆動回路部との電位差における電気的絶縁を保持するために必要な沿面距離の下限値以上とし、
第１列〜第Ｎ列の駆動回路部の隣接同士の間の隔壁の沿面距離は、各隣接同士の電位差における電気的絶縁を保持するために必要な沿面距離の下限値以上であることを特徴とする請求項４記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置であって、例えば半導体スイッチングデバイスに印加される電圧の高い電力変換装置のゲート駆動回路部の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置には、直流電力を交流電力に変換するインバータや、交流電力を直流電力に変換するコンバータ等がある。一般的な３相インバータの主回路としては、例えば図６に示すように６個の半導体スイッチング素子（後述の第１〜第Ｎの半導体スイッチング素子に相当）を備えたもの、具体例としては、大容量の電力変換装置に使用されることの多いＩＧＢＴ素子（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）Ｓ１〜Ｓ６を適宜組み合わせた構成が挙げられる。なお、以下に示す課題や実施形態等においては、半導体スイッチング素子としてＩＧＢＴ素子を適用した場合に基づいて説明するが、特に限定されるものではなく、例えばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等の電圧制御型の自己消弧型半導体スイッチング素子を適用した場合も、共通したものとなる。
【０００３】
図６に示すような３相インバータによれば、素子Ｓ１〜Ｓ６のＯＮ／ＯＦＦを制御回路部（例えば後述の符号１）において決定し制御することにより、所望の交流電圧出力を得ることができる。各素子Ｓ１〜Ｓ６のＯＮ／ＯＦＦは、ゲート駆動回路部（例えば後述の符号２）が出力するゲート・エミッタ間の電圧により決定され、例えば、素子Ｓ１，Ｓ２の直列アームを例にすると、素子Ｓ１のＯＮ／ＯＦＦはゲート端子ＧS1とエミッタ端子ＥS1間の電圧により、素子Ｓ２のＯＮ／ＯＦＦはゲート端子ＧS2とエミッタ端子ＥS2間の電圧により決定される。
【０００４】
図６のエミッタ端子ＥS2の電位は、常に直流部のＮ端子電位であるが、エミッタ端子ＥS1の電位は素子Ｓ１のＯＮ時には直流部のＰ端子の電位で、Ｓ２のＯＮ時には直流部のＮ端子電位である。このように、各々の素子Ｓ１〜Ｓ６のエミッタ電位は異なるため、各々のゲート・エミッタ間電圧は絶縁された電圧とすることが求められる。
【０００５】
３相インバータの制御構成としては、例えば図５に示すような制御回路部１により制御する構成が挙げられる。図７では、制御回路部１内のゲート信号生成部１１で生成した素子Ｓ１〜Ｓ６（図７中ではＩＧＢＴ素子Ｓ；以下、適宜まとめて素子Ｓと称する）のＯＮ／ＯＦＦのゲート信号は各々絶縁されたゲート駆動回路部２に入力され、絶縁されたゲート・エミッタ間電圧となり当該素子Ｓにそれぞれ入力される。
【０００６】
ゲート信号生成部１１から出力されるゲート信号は、例えば銅線１４ａを介して、ゲート駆動回路部２に実装されたゲート信号用の光結合素子（例えば、フォトカプラ）７１に送られ、光絶縁されながらゲートドライバ４に出力される。また、制御回路部１内の電源生成部１３から供給されるゲート駆動回路部２の電力は、例えば銅線１４ｃを介して、一次コイル５ａおよび二次コイル５ｂを有した変圧器５に送られ、ゲートドライバ４に出力される。
【０００７】
さらに、ゲート駆動回路部２内のゲートドライバ４からは、当該ゲートドライバ４および素子Ｓの状態を示す状態信号が出力される。この状態信号は、例えば、ゲートドライバ４の電源異常や素子Ｓの短絡などであり、電力変換装置の停止などに利用される。この状態信号は、例えば状態信号用の光結合素子７２に送られ、光絶縁されながら例えば銅線１４ｂを介して、制御回路部１内の状態検知部１２に出力される。光結合素子７１，７２は信号伝送経路がそれぞれ逆向きであり、これにより双方向光伝送可能な双方向伝送部７が構成される。
【０００８】
なお、光結合素子７１，７２においては、例えば光ノイズによる誤検知を引き起こさないように、一対の発光素子（例えば後述の符号７０ａ）と受光素子（例えば後述の符号７０ｂ）とを、絶縁性や遮光性を有する素子ケースに収容し、光絶縁（電気的に絶縁）しながら信号伝送できる構成が挙げられる。また、図７においては、各素子Ｓ１〜Ｓ６のうち一つ（図７中では素子Ｓ）に係る制御構成のゲート駆動回路部２等が具体的に図示されているが、残りの５つについても、当該図７に示すようなゲート駆動回路部２等により制御することが可能であり、その詳細な説明は省略する。
【０００９】
ここで、素子Ｓに印加される電圧が高い電力変換装置の場合（例えば、出力電圧が数ｋＶクラスのインバータ等、ＩＧＢＴ素子に印加される電圧が非常に高い場合）、例えば図７に示すような制御回路部１とゲート駆動回路部２間における光結合素子７１，７２においては、十分な絶縁耐圧を有することが望ましい。このように絶縁耐圧を高める手法としては、例えば、光結合素子７１，７２の各素子ケース（例えば後述の素子ケース７１ｃ，７２ｃ）において、それぞれ沿面距離が長い構成とすることにより、高耐圧化を図る手法が検討されている（例えば特許文献１）。また、図８に示すような制御構成のように、絶縁の必要な回路間の沿面距離を長く取ることのできる光ファイバ（例えば、ライトガイド）７７や光送信器（図８中では７５ａ，７５ｂ），光受信器（図８中では７６ａ，７６ｂ）を備えた双方向伝送部７を適用する手法が検討されている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭５９−９８５６５号公報
【特許文献２】特開平１１−３５６０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、例えば特許文献１に示す手法の場合、双方向伝送部７において、単に沿面距離の長い素子ケースを備えた光結合素子７１，７２をゲート駆動回路部にそれぞれ実装する構成であるため、電力変換装置の高耐圧化を図ることが出来たとしても、例えば各素子ケースがそれぞれ大きくなってしまい、当該各素子ケースを備えた電力変換装置は大型化を招く等の虞がある。
【００１２】
さらに、例えば特許文献２に示す手法の場合、光ファイバ７７等を適用する構成であるため、光結合素子７１，７２を適用した構成と比較すると消費電力が大きくなり、また、当該光ファイバ７７等は比較的高価であるため、電力変換装置に係る各種コストの上昇を招く虞がある。
【００１３】
以上のような傾向は、例えば図６〜図８のように複数個の素子Ｓを各々のゲート駆動回路部２で駆動制御する回路構成の場合、当該素子Ｓやゲート駆動回路部２の個数が増加するに連れて顕著になる虞がある。
【００１４】
本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたものであって、所望の絶縁耐圧を確保しながら双方向光伝送を実施でき、大きさ及びコストを抑制することに貢献可能な電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明に係る電力変換装置は、前記の課題を解決できるものであり、当該電力変換装置の一態様は、それぞれ第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の半導体スイッチング素子のうち対応する一つを駆動し、互いに離間して順に配列された第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部と、第１列のゲート駆動回路部から離間して配置され、第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部に入力する各半導体スイッチング素子のゲート信号を生成し、当該第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部からの状態信号を受信する制御回路部と、制御回路部と第１列のゲート駆動回路部とにおける互いに対向して位置する各実装面の間、および第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部の隣接同士における互いに対向して位置する各実装面の間、にそれぞれ介在し、各実装面の間においてゲート信号および状態信号を光絶縁しながら信号伝送する双方向伝送部と、第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部のうち隣接する双方向伝送部の間の位置のゲート駆動回路部にそれぞれ実装され、当該隣接する双方向伝送部の間において信号伝送の中継または分岐を行う中継分岐部と、を備えたものである。
【００１６】
そして、各双方向伝送部は、ゲート信号を光絶縁しながら信号伝送するゲート信号用光結合素子、および状態信号を光絶縁しながら信号伝送する状態信号用光結合素子が、それぞれ逆向きの信号伝送経路で配列され、各双方向伝送部のゲート信号用光結合素子および状態信号用光結合素子は、当該双方向伝送部を挟む各実装面のうち一方の実装面に実装された発光素子と、他方の実装面に実装され当該発光素子と対となる受光素子と、をそれぞれ有し、ゲート信号用光結合素子および状態信号用光結合素子における各受光素子の周縁側もしくは各発光素子の周縁側には、それぞれの実装面から信号伝送経路に沿って突出して当該周縁側を包囲する筒状の遮光壁が設けられた、ことを特徴とする。
【００１７】
この電力変換装置の一態様について、各中継分岐部は、当該中継分岐部に信号伝送されたゲート信号を、当該中継分岐部が実装されたゲート駆動回路部に入力するゲート信号と、当該中継分岐部が実装されたゲート駆動回路部よりも後列側のゲート駆動回路部に入力するゲート信号と、に分離する信号分離部を有し、当該中継分岐部が実装されたゲート駆動回路部の状態信号と、当該中継分岐部が実装されたゲート駆動回路部よりも後列側のゲート駆動回路部から信号伝送された状態信号と、を混合する信号混合部を有した、ものであっても良い。
【００１８】
また、制御回路部と第１列の駆動回路部との間の空間距離は、当該制御回路部と第１列の駆動回路部との電位差における電気的絶縁を保持するために必要な空間距離の下限値以上とし、第１列〜第Ｎ列の駆動回路部の隣接同士の間の空間距離は、各隣接同士の電位差における電気的絶縁を保持するために必要な空間距離の下限値以上としたものであっても良い。
【００１９】
また、双方向伝送部の外周側を包囲し、制御回路部の実装面とゲート駆動回路部の実装面とに挟持される隔壁を備え、隔壁における制御回路部の実装面側およびゲート駆動回路部の実装面側に位置する各実装面側隔壁部は、受光素子，発光素子，遮光壁が対向する位置に、開口部が形成されたものであっても良い。
【００２０】
また、制御回路部と第１列の駆動回路部との間の隔壁の沿面距離は、当該制御回路部と第１列の駆動回路部との電位差における電気的絶縁を保持するために必要な沿面距離の下限値以上とし、第１列〜第Ｎ列の駆動回路部の隣接同士の間の隔壁の沿面距離は、各隣接同士の電位差における電気的絶縁を保持するために必要な沿面距離の下限値以上としたものであっても良い。
【発明の効果】
【００２１】
以上示したように本発明によれば、所望の絶縁耐圧を確保しながら双方向光伝送を実施でき、大きさ及びコストを抑制することに貢献可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態による電力変換装置の一例を示す概略説明図
【図２】図１の一部に相当し信号伝送の一例を示す概略説明図（駆動回路部２２よりも後列側を適宜省略）。
【図３】制御回路部１と各駆動回路部２との配置例および双方向伝送部３の構成例を示す概略説明図（遮光壁を縦断する方向の断面概略図）。
【図４】図２の他例を示す概略説明図（隔壁９を備えた場合）
【図５】図３の他例を示す概略説明図（隔壁９を備えた場合）。
【図６】一般的な３相インバータの一例を示す回路構成図。
【図７】従来の電力変換装置の一例を示す概略図。
【図８】従来の電力変換装置の他例を示す概略図。
【図９】従来の光絶縁信号伝送素子の他例を示す概略図。
【図１０】従来の光絶縁信号伝送素子の一例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態における電力変換装置は、従来手法のように単に双方向伝送部において２つの光結合素子がゲート駆動回路部に実装された構成や、光ファイバ等が適用された構成とは、全く異なるものである。
【００２４】
すなわち、それぞれ第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数；以下、Ｎについての説明は適宜省略する）の半導体スイッチング素子のうち対応する一つを駆動し互いに離間して順に配列された第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部と、各半導体スイッチング素子のゲート信号を生成し各ゲート駆動回路部からの状態信号を受信する制御回路部と、を備え、制御回路部と第１列のゲート駆動回路部とにおける互いに対向して位置する各実装面の間、および第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部の隣接同士における互いに対向して位置する各実装面の間、にそれぞれ双方向伝送部が介在した構成である。
【００２５】
また、各双方向伝送部においては、それぞれ逆向きの信号伝送経路で配列されたゲート信号用光結合素子および状態信号用光結合素子を備え、当該ゲート信号用光結合素子および状態信号用光結合素子が、双方向伝送部を挟む各実装面のうち一方の実装面に実装された発光素子と、他方の実装面に実装され当該発光素子と対となる受光素子と、をそれぞれ有し、各受光素子の周縁側もしくは各発光素子の周縁側に、それぞれの実装面から信号伝送経路に沿って突出して当該周縁側を包囲する筒状の遮光壁が設けられた構成である。
【００２６】
また、第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部のうち隣接する双方向伝送部の間の位置のゲート駆動回路部に、信号伝送用の中継分岐部がそれぞれ実装され、第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部において当該第１列〜第Ｎ列の配列順に信号伝送（前列側方向や後列側方向の信号伝送）を行うことが可能な構成となっている。
【００２７】
特許文献１の手法による高耐圧化としては、例えば図９に示す光結合素子７０のように、発光素子７０ａと受光素子７０ｂとを互いに対向して位置するように収納でき信号伝送経路７０ｄの延在方向に長尺な素子ケース（外部からの光を遮断する素子ケース）７０ｃを適用することにより、沿面距離７０ｅを長くする手法が挙げられる。また、図１０に示す光結合素子７１，７２のように、各素子ケース７１ｃ，７２ｃの表面に凸部７３或いは凹部７４をそれぞれ設けて沿面距離７１ｅ，７２ｅを長くする手法も挙げられる。
【００２８】
しかしながら、図９のような構成において所望の高耐圧化を図る場合、素子ケース７０ｃが例えば信号伝送経路７０ｄの延在方向に拡大する虞がある。さらに、信号伝送経路７０ｄが長くなってしまうため、例えば発光素子７０ａの輝度や受光素子７０ｂの受光感度を大幅に上げる（消費電力を大きくする）ことが必要になる虞もある。また、制御回路部とゲート駆動回路部との間で双方向光伝送するには、例えば図１０に示すように各光結合素子７１，７２を並べて配列させることとなり、各素子ケース７１ｃ，７２ｃが凸部７３等により互いに干渉するため、実装面積の拡大を招く虞がある。また、表面に凸部７３或いは凹部７４を有する素子ケース７１ｃ，７２ｃは、当該表面が平坦な素子ケースと比較すると、加工費等が高くなる虞がある。
【００２９】
特許文献２による手法では、図８に示した光ファイバ７７等を用いる構成が挙げられるが、当該光ファイバ７７等は比較的高価であり、電力変換装置の価格の上昇を招く虞がある。また、光ファイバ７７においては、信号伝送経路中の損失により光信号が減衰するため、光送信器７５ａ，７５ｂの輝度を高くする必要があり、光結合素子よりも消費電力が大きくなる虞がある。また、光ファイバ７７は最小曲げ半径が大きいため、所望の信号伝送経路を確保するためのデッドスペースが大きくなり易い。
【００３０】
したがって、特許文献１，２のような従来手法では、たとえ所望の高耐圧化を図ることができても、ゲート駆動回路部等が大きくなり、結果的に電力変換装置の大型化（例えば凸部７３突出方向に拡大等）を招いたり、また、電力変換装置に係る各種コスト（例えば消費電力や製品に係るコスト）の上昇を招く可能性がある。
【００３１】
そして、このような傾向は、例えば複数個（本実施形態では第１〜第６）の半導体スイッチング素子を各々（本実施形態では第１列〜第６列）のゲート駆動回路部で駆動制御する回路構成の場合、当該半導体スイッチング素子やゲート駆動回路部の個数が増加するに連れて顕著になる虞がある。
【００３２】
一方、本実施形態の電力変換装置（例えば後述の図１〜図５に示すような制御構成による電力変換装置）は、それぞれ中継分岐部を備えた第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部を互いに離間して順に配列したものであって、制御回路部と第１列のゲート駆動回路部とにおける互いに対向して位置する各実装面の間、および第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部の隣接同士における互いに対向して位置する各実装面の間、にそれぞれ双方向伝送部を介在させたものである。
【００３３】
そして、双方向伝送部において、ゲート信号用光結合素子および状態信号用光結合素子の各々の対となる発光素子と受光素子とが、当該双方向伝送部を挟む各実装面の一方と他方にそれぞれ分離して実装された構成であり、制御回路部と第１列のゲート駆動回路部との間や、第１列〜第Ｎ列のゲート駆動回路部の隣接同士の間に、空間距離（例えば後述の各遮光壁８１ｆ，８２ｆの間の距離ｄ１，ｄ２による空間距離）が形成される。このような空間距離により、双方向伝送部において絶縁耐圧を保つことが可能となり、従来のようなゲート信号用光結合素子および状態信号用光結合素子の個々の素子ケースが不要（すなわち、素子ケース７０ｃ，７１ｃ，７２ｃのような沿面距離７０ｅ，７１ｅ，７２ｅを個々に考慮することが不要）となる。
【００３４】
したがって、従来手法と比較すると、電力変換装置の大きさや各種コストが抑制され、また、前述のような空間距離を確保して所望の絶縁耐圧を得ることが可能となる。そして、各受光素子の周縁側もしくは各発光素子の周縁側に遮光壁が設けられているため、光ノイズによる誤検知も抑制され、所望の双方向光伝送を実施することが可能となる。
【００３５】
本実施形態の電力変換装置は、前述のようにゲート信号用光結合素子および状態信号用光結合素子の各々の対となる発光素子と受光素子とが、双方向伝送部を挟む各実装面の一方と他方にそれぞれ分離して実装され、各受光素子の周縁側もしくは各発光素子の周縁側に遮光壁が設けられた構成であれば、例えば各種分野の技術常識を適宜適用する等により、多彩な変更が可能なものであって、その一例として以下に示すものが挙げられる。
【００３６】
≪本実施形態による電力変換装置の構成例≫
図１〜図３は、本実施形態による電力変換装置の一例（Ｎ＝６の場合）を説明するものであり、図６〜図１０と同様のものについては、例えば同一符号を付する等により、その詳細な説明を適宜省略する。なお、図２（および後述の，図４）においては、後述の制御回路部１やゲート駆動回路部２１〜２６に実装される各種部品が同一平面上に配置（例えば後述の実装面２ａ，２ｂが同一平面状に配置）された表現となっているが、この表現は、あくまでも説明の便宜上のためのものであって、本実施形態を限定するものではない。
【００３７】
本実施形態による電力変換装置の一例は、まず図１，図２に示すように、制御回路部１と、第１列〜第６列のゲート駆動回路部２１〜２６（以下、それぞれを駆動回路部２１〜２６と称し、適宜まとめて駆動回路部２と称する）と、３相インバータを構成する素子Ｓと、を備えて構成することができる。制御回路部１は、ゲート信号生成部１１と、状態検知部１２と、電源生成部１３と、を備えている。
【００３８】
各駆動回路部２は、それぞれ対応する素子Ｓを駆動するものであって、ゲートドライバ４（駆動回路部２１〜２６それぞれに設けられたゲートドライバ４１〜４６；以下、適宜まとめてゲートドライバ４と称する）と、一次コイル５ａおよび二次コイル５ｂを有した変圧器５（駆動回路部２１〜２６それぞれに設けられた変圧器５１〜５６；以下、適宜まとめて変圧器５と称する）と、を備えている。
【００３９】
また、各駆動回路部２は、互いに離間して順（図１では第１列〜第６列の順）に並ぶように配列され、制御回路部１は、各駆動回路部のうち駆動回路部２１から離間した位置（各駆動回路部２のうち駆動回路部２１に最も近接する位置）に配置される。また、制御回路部１と駆動回路部２１との間（後述の互いに対向して位置する実装面１ａ，２ａの間）、および駆動回路部２１〜２６の隣接同士の間（それぞれ後述の互いに対向して位置する実装面２ｂ，２ａの間）には、各間においてゲート信号および状態信号を光絶縁しながら信号伝送する双方向伝送部３（各間それぞれに設けられた双方向伝送部３１〜３６；以下、適宜まとめて双方向伝送部３と称する）が、それぞれ介在する。
【００４０】
さらに、各駆動回路部２のうち隣接する双方向伝送部３の間に位置する駆動回路部２１〜２５（例えば双方向伝送部３１，３２の間の駆動回路部２１）には、当該隣接する双方向伝送部３の間においてゲート信号および状態信号の信号伝送の中継または分岐を行う中継分岐部６（駆動回路部２１〜２５それぞれに設けられた中継分岐部６１〜６５；以下、適宜まとめて中継分岐部６と称する）が、それぞれ実装される。
【００４１】
各変圧器５は、一次コイル５ａと二次コイル５ｂとの間に任意のコイル間隙を形成して構成される。一次コイル５ａには、制御回路部１内の電源生成部１３で生成される交流電力が、例えば銅線１４ｃを介して入力される。この入力された交流電力は、電磁誘導により二次コイル５ｂに絶縁された電力として伝送され、ゲートドライバ４の駆動電力として利用される。
【００４２】
制御回路部１および各駆動回路部２においては、例えば、それぞれ平板状に延在した基板を適用することが可能であり、当該各基板の隣接する同士の互いに対向する部位に、それぞれ基板の実装面が位置するように配置される。具体例としては、図３に示すように、制御回路部１および駆動回路部２１〜２６が平板状に延在した基板であって多段状に配置された構成の場合には、各基板の両端面（実装面）が多段状に位置して平行（図３では水平方向）に延在することとなり、制御回路部１の図示下側端面の実装面１ａと駆動回路部２１の図示上側端面の実装面２１ａとが、互いに対向して位置する。また、駆動回路部２１〜２６の隣接同士においては、それぞれ図示下側端面の実装面２ｂ（図３では駆動回路部２１〜２６それぞれの図示下側端面に実装面２１ｂ〜２６ｂ；以下、適宜まとめて実装面２ｂと称する）と図示上側端面の実装面２ａ（図３では駆動回路部２１〜２６それぞれの図示上側端面に実装面２１ａ〜２６ａ；以下、適宜まとめて実装面２ａと称する）とが、互いに対向して位置した構成となっている。
【００４３】
各双方向伝送部３は、一対の発光素子８１ａおよび受光素子８１ｂを有しゲート信号生成部１１から出力されるゲート信号を光絶縁しながら信号伝送するゲート信号用光結合素子（以下、単にゲート用素子と適宜称する）８１と、一対の発光素子８２ａおよび受光素子８２ｂを有しゲートドライバ４や素子Ｓの状態を示す状態信号を光絶縁しながら信号伝送する状態信号用光結合素子（以下、単に状態用素子と適宜称する）８２と、を備えている。
【００４４】
制御回路部１と駆動回路部２１との間の双方向伝送部３１の場合、ゲート用素子８１は、実装面１ａに発光素子８１ａが実装され、実装面２１ａにおける当該発光素子８１ａに対向した位置（図３では実装面１ａと直交する方向で対向する位置）に受光素子８１ｂが実装される。状態用素子８２においては、実装面２１ａにおける受光素子８１ｂに並んだ位置に発光素子８２ａが実装され、実装面１ａにおける当該発光素子８２ａに対向した位置（図３では実装面２１ａと直交する方向で対向する位置）且つ発光素子８１ａに並んだ位置に受光素子８２ｂが実装される。
【００４５】
駆動回路部２１〜２６の隣接同士の間の双方向伝送部３２〜３６の場合は、前述の双方向伝送部３１と同様の構成であるが、ゲート用素子８１の発光素子８１ａと状態用素子８２の受光素子８２ｂとが、実装面１ａの代わりに実装面２１ｂ〜２５ｂにそれぞれ実装される。
【００４６】
以上のような双方向伝送部３によれば、ゲート用素子８１と状態用素子８２が並んで配列した構成となり、各々の信号伝送経路８１ｄ，８２ｄが互いに交差せず逆向きの方向となる。
【００４７】
駆動回路部２１〜２５に実装された中継分岐部６には、それぞれ信号分離部６ａ，信号混合部６ｂが備えられている。信号分離部６ａは、中継分岐部６に信号伝送されたゲート信号を、当該中継分岐部６が実装された駆動回路部（中継分岐部６１の場合は駆動回路部２１）に入力するゲート信号と、当該中継分岐部６が実装されたゲート駆動回路部よりも後列側のゲート駆動回路部（中継分岐部６１の場合は駆動回路部２２）に入力するゲート信号と、を識別して分離し、それぞれゲートドライバ４に信号伝送、または後列側の双方向伝送部３を介して当該後列側の駆動回路部に信号伝送できるように構成される。
【００４８】
信号混合部６ｂにおいては、当該中継分岐部６が実装された駆動回路部（中継分岐部６１の場合は駆動回路部２１）の状態信号を受信し、当該中継分岐部６が実装された駆動回路部よりも後列側の駆動回路部（中継分岐部６１の場合は駆動回路部２２）から信号伝送された状態信号を受信し、それら受信した各状態信号を混合できるように構成される。
【００４９】
≪信号伝送の一例≫
図１〜図３に示すような構成の場合、例えば制御回路部１のゲート信号生成部１１で生成されたゲート信号は、まず、双方向伝送部３１のゲート用素子８１の発光素子８１ａに入力される。そして、発光素子８１ａにより光信号に変換されたゲート信号が、信号伝送経路８１ｄを介して信号伝送され、双方向伝送部３１の受光素子８１ｂにて受信されて制御回路部１から絶縁した電気信号に再変換される。この電気信号に再変換されたゲート信号は、中継分岐部６１に信号伝送され、当該信号伝送された電気信号が駆動回路部２１〜２６の何れに対応するものかどうかが、信号分離部６ａにより識別される。この中継分岐部６１の信号分離部６ａの識別により、駆動回路部２１に対応するものと識別されたゲート信号は、ゲートドライバ４１に入力され、素子Ｓ１のゲート・エミッタ間電圧が制御されることとなる。
【００５０】
一方、中継分岐部６１の信号分離部６ａの識別により、後列側の駆動回路部２２〜２６に対応するものと識別されたゲート信号においては、後列側の双方向伝送部３２〜３６を介して順（後列側方向の順）に信号伝送されると共に、それぞれの中継分岐部６２〜６５の信号分離部６ａにて、当該信号伝送されたゲート信号が駆動回路部２２〜２６の何れに対応するものかどうかが順に識別される。
【００５１】
このように、各駆動回路部２２〜２６に対応するゲート信号を、中継分岐部６２〜６５の信号分離部６ａにより順に識別することにより、当該駆動回路部２２〜２６に対応するゲート信号が、ゲートドライバ４２〜４６それぞれに対して適格に入力され、素子Ｓ２〜Ｓ６のゲート・エミッタ間電圧の所望の制御が実現されることとなる。
【００５２】
信号分離部６ａによる電気信号の識別手法としては、例えば、各駆動回路部２（素子Ｓ１〜Ｓ６）に対応するゲート信号のＯＮ／ＯＦＦの組み合わせを想定して、当該ゲート信号を当該組み合わせ各々に割り当てられた符号によって符号化して光信号に変換し、各中継分岐部６の信号分離部６ａにて当該符号をデコードできるように構成することにより、各駆動回路部２に対応するゲート信号を適宜識別する手法が挙げられる。
【００５３】
具体例としては、駆動回路部２１，２２（素子Ｓ１，Ｓ２）に対応するゲート信号に着目して説明すると、当該ゲート信号のＯＮ／ＯＦＦの組合せは、＜イ＞素子Ｓ１がＯＮで素子Ｓ２がＯＮの場合、＜ロ＞素子Ｓ１がＯＮで素子Ｓ２がＯＦＦの場合、＜ハ＞素子Ｓ１がＯＦＦで素子Ｓ２がＯＮの場合、＜ニ＞素子Ｓ１がＯＦＦで素子Ｓ２がＯＦＦの場合、の４組が想定される。この４組の組合せ各々に符号を割り当て、各ゲート信号を双方向伝送部３１の発光素子８１ａで符号化して光信号に変換できるように構成することにより、１回路の光信号で２種類のゲート信号を送信できることとなる。そして、当該２種類のゲート信号を中継分岐部６１に信号伝送し、信号分離部６ａにて符号をデコードすることにより、ゲート信号の組合せが＜イ＞〜＜ニ＞の何れかであるかが識別され、駆動回路部２１のゲート信号と駆動回路部２２のゲート信号とに分離されることとなる。
【００５４】
次に、ゲートドライバ４６から出力される素子Ｓ６やゲートドライバ４６の状態信号においては、まず、双方向伝送部３６の状態用素子８２の発光素子８２ａに入力される。そして、発光素子８２ａにより光信号に変換された状態信号が、信号伝送経路８２ｄを介して信号伝送され、受光素子８２ｂで受信されて駆動回路部２６から絶縁した電気信号に再変換される。この再変換された状態信号は、中継分岐部６１〜６５および双方向伝送部３１〜３５に対して逆の順（前列側方向の順）に信号伝送されると共に、ゲートドライバ４１〜４５から出力される素子Ｓ１〜Ｓ５や当該ゲートドライバ４１〜４５の状態信号が存在する場合には、その各状態信号がそれぞれ中継分岐部６１〜６５の信号混合部６ｂにて順次混合されて、制御回路部１内の状態検知部１２に入力される。すなわち、各中継分岐部６１〜６５の信号混合部６ｂでは、２方向からの状態信号が順次混合されることとなる。このように状態検知部１２に入力された状態信号は、例えば電力変換装置の停止などに利用される。
【００５５】
前述のように各中継分岐部６の信号混合部６ｂにおいて２方向からの状態信号を混合しながら状態検知部１２に信号伝送する手法としては、各信号混合部６ｂにおいて、２方向からの状態信号における一方（後列側の双方向伝送部３から信号伝送された状態信号）と他方（ゲートドライバ４から出力された状態信号）とのＯＲ条件を生成して信号伝送できるように構成することが挙げられる。このような信号伝送の構成によれば、たとえ各信号混合部６ｂにおいて２方向からの状態信号が混合されて状態検知部１２に信号伝送されたとしても、制御回路部１は、当該状態信号が各ゲートドライバ４や各素子Ｓのうち何れの状態を示す信号であるかを識別することができる。
【００５６】
具体例としては、駆動回路部２１，２２におけるゲートドライバ４１，４２からの各状態信号を中継分岐部６１で受信し、信号混合部６ｂにてＯＲ条件（ゲートドライバ４１の状態信号とゲートドライバ４２の状態信号とのＯＲ条件）を生成し混合してから状態検知部１２に信号伝送する構成が挙げられる。この信号伝送された状態信号が故障の検知を示す信号である場合には、ゲートドライバ４１，４２の何れにおいて検知された故障発生の情報であるかが、制御回路部１にて識別（ＯＲ条件に基づいて識別）され、適格な処理（例えば電力変換装置の停止等）を実行することが可能となる。
【００５７】
≪双方向伝送部３の一例≫
ここで、各双方向伝送部３のゲート用素子８１，状態用素子８２の各信号伝送においては、それぞれ光ノイズによる誤検知を引き起こさないようにすることが望まれる。例えば、発光素子８１ａの発光により受光素子８２ｂが誤検知しないように、また、発光素子８２ａの発光により受光素子８１ｂが誤検知しないようにする必要がある。しかしながら、発光素子８１ａ，８２ａは一般的に指向性があり、光量のほとんどは前方（信号伝送経路８１ｄ，８２ｄの方向）に向けて照射される。また、受光素子８１ｂ，８２ｂは検出下限値があり、例えば発光素子８１ａ，８２ａからの光が、それぞれ対とならない受光素子８２ｂ，８１ｂに入射したとしても、その入射する光量が検出下限値未満であれば、当該対とならない受光素子８２ｂ，８１ｂは検出できないこととなる。
【００５８】
したがって、各信号伝送経路８１ｄ，８２ｄ間（すなわちゲート用素子８１と状態用素子８２との間）においては、たとえ隣接していても完全に仕切る必要はない。すなわち、ゲート用素子８１，状態用素子８２が個々の素子ケース（例えば素子ケース７０ｃ，７１ｃ，７２ｃ）を持たない構成であっても、例えば図２，図３の双方向伝送部３に示すように受光素子８１ｂ，８２ｂの周縁側に遮光壁８１ｆ，８２ｆをそれぞれ設けることにより、誤検知を防ぐことが十分可能となる。
【００５９】
遮光壁８１ｆ，８２ｆにおいては、種々の構成を適用することが可能であり、例えば図３に示すように、それぞれ受光素子８１ｂ，８２ｂが実装される実装面（双方向伝送部３１では実装面２１ａ，１ａ）から信号伝送経路８１ｄ，８２ｄに沿って突出（すなわち信号伝送経路８１ｄ，８２ｄの逆方向に突出）して当該周縁側を包囲する筒状をなした形状であって、先端側の各開口部８１ｇ，８２ｇと、発光素子８１ａ，８２ａと、の間が離間した構成が挙げられる。また、遮光壁８１ｆ，８２ｆに適用する材質は、適宜設定することができ、例えば発光素子８１ａ（または８２ａ）から発光する光のうち受光素子８２ｂ（または８１ｂ）に入射し得る光を、当該受光素子８２ｂ（または８１ａ）の検出下限値未満に遮光できる材質（遮光性材料等）を適用することが挙げられる。
【００６０】
図２，図３のような構成によれば、制御回路部１と駆動回路部２１との回路間や、駆動回路部２１〜２６の隣接同士の回路間に、所定の長さの空間距離が形成される。例えば図３のように、各回路間における最短距離の箇所がそれぞれ遮光壁８１ｆ，８２ｆの間（距離ｄ１，ｄ１）の場合、当該遮光壁８１ｆ，８２ｆ間が空間距離（以下、距離ｄ１，ｄ２の各空間距離をＴ１，Ｔ２）となることが想定される。このような各空間距離Ｔ１，Ｔ２を確保できれば、たとえ信号伝送経路８１ｄ，８２ｄが短い距離であっても、例えば従来手法のように素子ケースを用いた構成と比較して、所望の絶縁耐圧が得られ易くなる。
【００６１】
空間距離Ｔ１，Ｔ２は適宜設定することが可能なものであり、例えば制御回路部１と駆動回路部２１との間の電位差（制御回路部１と素子Ｓ１との電位差）における電気的絶縁を保持するために必要な空間距離の下限値をＴｍ、駆動回路部２１〜２６の隣接同士の電位差（第Ｎ−１列の制御回路部と第Ｎの素子との電位差）における電気的絶縁を保持するために必要な空間距離の下限値をＴｎとした場合、関係式Ｔ１≧Ｔｍ、Ｔ２≧Ｔｎを満たすように設定することが挙げられる。
【００６２】
このような関係式を満たす範囲内で各双方向伝送部３を構成（例えば、遮光壁８１ｆ，８２ｆの形状を適宜雄設定し、関係式Ｔ１≧Ｔｍ、Ｔ２≧Ｔｎを満たすように構成）し、信号伝送経路８１ｄ，８２ｄの各距離を短くできれば、所望の絶縁耐圧を確保できると共に、例えば図７に示すような構成と比較して、発光素子８１ａ，８２ａの輝度や受光素子８１ｂ，８２ｂの受光感度が小さくても所望の信号伝送を実現することができ、消費電力を抑制することも可能となる。さらに、電力変換装置の小型化（例えば信号伝送経路８１ｄ，８２ｄ方向の小型化）を図ることも可能となる。
【００６３】
なお、遮光壁８１ｆ，８２ｆの形状（筒状の径の大きさや、突出寸法等）においては、前述のように各開口部８１ｇ，８２ｇが発光素子８１ａ，８２ａから離間し、所望の空間距離Ｔ１，Ｔ２を確保できる形状であれば、適宜設計変形することが可能である。例えば、遮光壁８１ｆ，８２ｆの影の中に受光素子８１ｂ，８２ｂが位置するように、適宜設定することが挙げられる。
【００６４】
≪双方向伝送部３を包囲する隔壁の一例≫
以上示したように遮光壁３１ｆ，３２ｆを備えた電力変換装置によれば、光ノイズによる誤検知を防ぐことが十分可能であるが、当該誤検知をより防ぐように適宜設計変更しても良い。例えば、図４，図５に示すように、各双方向伝送部３において外周側を包囲することが可能な形状の隔壁９をそれぞれ適用することにより、当該外周側から双方向伝送部３に対する光ノイズを遮蔽する手法が挙げられる。
【００６５】
図４，図５の隔壁９は、例えば絶縁性および遮光性の隔壁材料（例えば遮光性の樹脂材料等）を用い双方向伝送部３の外周側を包囲できるように箱状（例えば略直方体状）に成形されたものであって、それぞれ当該双方向伝送部３を挟む各実装面（双方向伝送部３１の場合は実装面１ａ，２１ａ；以下、単に実装面と適宜称する）に沿って延在した実装面側隔壁部９１，９２と、当該双方向伝送部３の外周側で実装面側隔壁部９１，９２間を橋渡しする方向に延在した実装面間隔壁部９３と、を有し、当該双方向伝送部３を挟む各実装面によって挟持される構成となっている。このような挟持構成によれば、隔壁９が、制御回路部１とゲート駆動回路部２とを固定する固定フレームや補強フレームとして機能し、電力変換装置の機械的強度の向上にも貢献できる。
【００６６】
実装面側隔壁部９１は、発光素子８１ａが対向する位置に当該発光素子８１ａが貫通可能な形状の開口部９１ａが形成され、受光素子８２ｂおよび遮光壁８２ｆが対向する位置には当該受光素子８２ｂおよび遮光壁８２ｆが貫通可能な形状の開口部９１ｂが形成されている。また、実装面側隔壁部９２においても、発光素子８２ａが対向する位置には当該発光素子８２ａが貫通可能な形状の開口部９２ａが形成され、受光素子８１ｂおよび遮光壁８１ｆが対向する位置には当該受光素子８１ｂおよび遮光壁８１ｆが貫通可能な形状の開口部９２ｂが形成されている。
【００６７】
このように開口部９１ａ，９１ｂ，９２ａ，９２ｂが形成された隔壁９により、各実装面によって挟持された状態でも、実装面側隔壁部９１と発光素子８１ａ，受光素子８２ｂ，遮光壁８２ｆとの干渉や、実装面側隔壁部９２と発光素子８２ａ，受光素子８１ｂ，遮光壁８１ｆとの干渉を、それぞれ抑制することが可能となる。
【００６８】
開口部９１ａ，９１ｂ，９２ａ，９２ｂにおいては、例えば隔壁材料を用いて箱状の成形体に成形してから、その成形体の所定の位置に対して穿設加工を施す等により、形成することが可能である。このような穿設加工においては、従来手法のように素子ケースの表面に凹部や凸部を形成する加工と比較すると、簡便でコストの低い加工と言える。
【００６９】
隔壁９の形状は、前述のように双方向伝送部３を包囲できるものであれば、適宜設計変更することが可能である。例えば、図４，図５のような構成の場合、制御回路部１と駆動回路部２１との間や、駆動回路部２１〜２６の隣接同士の間において、各隔壁９の実装面間隔壁部９３の橋渡し方向の寸法である距離ｄ３，ｄ４が、当該各隔壁における沿面距離（以下、距離ｄ３，ｄ４の沿面距離をそれぞれ沿面距離Ｌ１，Ｌ２）となることが想定される。この場合には、例えば制御回路部１と駆動回路部２１との間の電位差（制御回路部１と素子Ｓ１との電位差）における電気的絶縁を保持するために必要な沿面距離の下限値をＬｍ、駆動回路部２１〜２６の隣接同士の電位差（第Ｎ−１列の制御回路部と第Ｎの素子との電位差）における電気的絶縁を保持するために必要な沿面距離の下限値をＬｎとした場合、関係式Ｌ１≧Ｌｍ、Ｌ２≧Ｌｎを満たすように設定することが挙げられる。
【００７０】
このような関係式を満たす範囲内で各隔壁９の小型化（例えば、距離ｄ３，ｄ４を適宜雄設定し、関係式Ｌ１≧Ｌｍ、Ｌ２≧Ｌｎを満たす範囲内で小型化）を図ることにより、所望の絶縁耐圧を確保しながら、光ノイズによる誤検知をより防ぐことができると共に、電力変換装置の小型化（例えば信号伝送経路８１ｄ，８２ｄ方向の小型化）に貢献することも可能となる。
【００７１】
また、隔壁９においては、当該隔壁９の表面（外壁面または／および内壁面）に遮光性塗料を被覆したり、当該隔壁９内に絶縁材（例えば双方向伝送部３による信号伝送を妨げない絶縁材）や単なる空気を充填しても良い。
【００７２】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変更等が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変更等が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【００７３】
例えば、本実施形態による電力変換装置として、特定の構成のみ説明したが、その他の構成であってもよい。図１〜図５においては、第１列〜第６列の駆動回路部２１〜２６により６個の素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動制御する構成を示したが、第１〜第Ｎの素子Ｓを駆動制御する場合には、第１列〜第Ｎ列の駆動回路部２，双方向伝送部３，中継分岐部６を適宜適用する等により、図１〜図５と同様の作用効果を奏することになる。
【００７４】
また、双方向伝送部３において、図２〜図５では受光素子８１ｂ，８２ｂの周縁側に遮光壁８１ｆ，８２ｆをそれぞれ設けた構成を示したが、当該遮光壁８１ｆ，８２ｆを設ける替わりに、各発光素子８１ａ，８２ａの周縁側に当該周縁側を包囲する遮光壁（遮光壁８１ｆ，８２ｆと同様の形状、例えば双方向伝送部３１において実装面１ａ，２ａから信号伝送経路３１ｄ，３２ｄに沿って突出して当該周縁側を包囲する筒状をなした形状；図示省略）を設けた構成であっても、図１〜図５と同様の作用効果を奏することとなり、例えば誤検知を防ぐことが十分可能となる。
【００７５】
さらに、双方向伝送部３においては、図１〜図５に示すようにゲート用素子８１，状態用素子８２をそれぞれ１個備えた構成に限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。例えばゲートドライバ４から出力される状態信号が複数（混合されない状態信号が複数）ある場合には、状態用素子８２を複数個配列させた構成とし、必要に応じて遮光壁８１ｆ，８２ｆ等を適宜追加して設けたり、隔壁９を適宜設計変更することが挙げられる。
【００７６】
また、各駆動回路部２のうち最後列側（図１では駆動回路部２６）においては、駆動制御する対象（駆動回路部や素子Ｓ）が存在していないため、当該最後列側に中継分岐部６（図１では仮想の一点鎖線で示された中継分岐部６６）を実装したり実装面２ｂに双方向伝送部３（図１では仮想の一点鎖線で示された双方向伝送部３７）を設ける必要は無い。例えば、図１の駆動回路部２６において、仮想の一点鎖線で示された中継分岐部６６が実装され、同じく仮想の一点差線で示された双方向伝送部３７（発光素子８１ａや受光素子８２ｂ）が設けられ、その双方向伝送部３７に対する外部光（受光素子８２ｂに入射する外部光等）によって誤検知を引き起こしたり、当該中継分岐部６６（信号混合部６ｂ）にノイズ信号が入力し得る場合であっても、当該中継分岐部６６にてノイズ信号を無視する処理を適宜実施できる構成とすれば良い。
【符号の説明】
【００７７】
Ｓ（Ｓ１〜Ｓ６）…半導体スイッチング素子
１…制御回路部
１ａ，２ａ（２１ａ〜２６ａ），２ｂ（２１ｂ〜２６ｂ）…実装面
２（２１〜２６）…ゲート駆動回路部（第１列〜第６列のゲート駆動回路部）
３（３１〜３６）…双方向伝送部
６（６１〜６５）…中継分岐部
６ａ…信号分離部
６ｂ…信号混合部
８１…ゲート信号用光結合素子
８１ａ，８２ａ…発光素子
８１ｂ，８２ｂ…受光素子
８１ｄ，８２ｄ…信号伝送経路
８１ｆ，８２ｆ…遮光壁
８２…状態信号用光結合素子
９…隔壁
９１，９２…実装面側隔壁部
９１ａ，９１ｂ，９２ａ，９２ｂ…開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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